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高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第4章 基因的表达第1节 基因指导蛋白质的合成学案及答案
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这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第4章 基因的表达第1节 基因指导蛋白质的合成学案及答案，共24页。学案主要包含了图文联动，重点笔记，问题探讨，想象空间，思考·讨论，练习与应用，任务驱动，过程评价等内容，欢迎下载使用。
概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现
素养达成
1.利用对比分析、归纳和概括，辨别三种RNA的结构和组成。(科学思维)
2．通过图示和列表比较转录和翻译的异同。(科学思维)
3．从存在位置、作用等方面，探讨密码子、反密码子和遗传信息之间的关系，构建知识脉络。(生命观念)
4．通过对资料进行分析归纳，概括中心法则的提出及发展过程。(科学思维)
5．通过对中心法则的理解，认同遗传信息流动的观念。(生命观念)
科学家们开发了一种新荧光标记技术，首次确定了蛋白质合成的时间和地点。该技术允许研究者在活细胞中直接观察mRNA分子翻译成蛋白质的过程，有助于揭示蛋白质合成异常引发人类疾病的具体机制。mRNA在运出细胞核之后没有马上开始蛋白质翻译，而是进入细胞质几分钟之后才开始翻译。试问mRNA在蛋白质形成过程中起什么作用？
学习主题一 遗传信息的转录
任务一 为了探究遗传信息的传递途径，科学家做了如下实验。完成下列问题：
实验一：变形虫放射性标记实验，如图见【图文联动】。
实验二：有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验，当加入RNA酶后，细胞中的蛋白质合成就停止了；再加入从酵母菌中提取出来的RNA，则又重新合成了一定数量的蛋白质。
分析讨论下列问题：
1．从实验一可以看出RNA的合成发生在细胞的哪一部位？
2．细胞核交换后，B组变形虫的细胞质为什么会出现有标记的RNA分子？
3．从实验二可以得出的结论是什么？
4．综合分析实验一和实验二，你认为遗传信息的传递途径是什么？
5．实验一的设计有何巧妙之处？
任务二 仔细分析教材P65图4－4，探究下列问题：
如下所示为一段DNA分子，如果以β链为模板进行转录，试回答下列问题：
1．写出对应的mRNA的碱基序列。
2．转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有何关系？与DNA的另一条链的碱基序列相比有哪些异同？
任务三 经测定，甲、乙、丙、丁4种生物的核酸中碱基所占的比例如下表：
1.甲、乙含有哪种核酸？二者有什么区别？
2．丙含有的核酸是哪种？依据是什么？
3．丁的核酸中含有几种核苷酸？
eq \(\s\up7(),\s\d5(任务一图示))
1.核糖核酸
2.转录有关问题分析
(1)碱基互补配对关系：G—C、C—G、T—A、A—U。
(2)mRNA与DNA模板链的碱基互补，但与非模板链碱基序列基本相同，只是用U代替T。
(3)转录特点：边解旋边转录，单链转录。
(4)转录所需的酶：RNA聚合酶等。
【重点笔记】
1．误区警示
(1)转录不是转录整个DNA，而是转录其中的基因，不同种类的细胞，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和数量不同，但tRNA和rRNA的种类没有差异。
(2)细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质，穿过0层膜，并消耗能量。
(3)完成正常使命的mRNA易迅速降解，保证生命活动的有序进行。
(4)质基因(线粒体和叶绿体中的基因)控制蛋白质合成过程时也进行转录。
2．DNA与RNA的判定方法
(1)根据五碳糖种类判定：若核酸分子中含核糖，一定为RNA；含脱氧核糖，一定为DNA。
(2)根据含氮碱基判定：含T的核酸一定是DNA；含U的核酸一定是RNA。
(3)DNA中单、双链的判定：若A≠T、G≠C或嘌呤≠嘧啶，则为单链DNA；若A＝T，G＝C，A＋G＝T＋C，则一般认为是双链DNA。
1．(合格考)下列哪项是DNA和RNA共同具有的( )
A.双螺旋结构 B．脱氧核糖
C.尿嘧啶 D．腺嘌呤
2．(合格考)对于下列图解，正确的说法有( )
①可能表示DNA复制过程 ②可能表示DNA转录过程 ③共有5种碱基
④共有8种核苷酸 ⑤共有5种核苷酸 ⑥A均代表同一种核苷酸
A.①②③ B．④⑤⑥
C.②③④ D．①③⑤
3．(等级考)(不定项)下列关于真核细胞中转录的叙述，正确的是( )
A.tRNA、rRNA和mRNA都由DNA转录而来
B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生
C.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
4．(等级考)图甲和图乙是在人体某细胞的细胞核中发生的两个过程，下列相关判断不正确的是( )
A.该细胞可能是造血干细胞，不可能是胰岛B细胞
B.与图甲过程相比，图乙过程可频繁发生
C.图甲过程形成产物的长度与图乙形成的大致相同
D.基因1与基因2转录的模板链可能不在DNA的一条单链上
学习主题二 遗传信息的翻译
任务一 组成生物体的氨基酸有21种，如果mRNA上的1个碱基决定1个氨基酸，则能决定多少种氨基酸？如果2个碱基决定1个氨基酸，则能决定多少种氨基酸？试推测mRNA上至少几个碱基决定1个氨基酸，才能决定21种氨基酸？
任务二 结合教材P67表4－1中21种氨基酸的密码子表思考：
1．密码子有多少种？在蛋白质合成过程中都决定氨基酸吗？
2．一种氨基酸可能对应几个密码子，这一现象称做密码子的简并性，密码子的简并性对生物体的生存发展有什么意义？
任务三 结合下面图解，思考：
1．基因中的碱基数、mRNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之间有何数量关系？
2．在蛋白质合成过程中，DNA中碱基数、mRNA中碱基数、氨基酸数是否一定遵循以上数量关系？
任务四 下图是翻译过程的示意图，请据图分析：
1．图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是哪种分子或结构？
2．Ⅲ是mRNA，其中的起始密码子和终止密码子分别是什么？它们都能决定氨基酸吗？
3.图乙中①、⑥分别是什么分子或结构？核糖体移动的方向是怎样的？
4．最终合成的多肽链②、③、④、⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？
5．运输氨基酸的工具是哪种结构？为什么说它是真正起“翻译”作用的结构？
DNA复制、转录、翻译的联系
遗传信息、密码子、反密子的图解
eq \(\s\up7(),\s\d5(真核生物先转录，后翻译))
eq \(\s\up7(),\s\d5()) 原核生物边转录边翻译
1.DNA复制、转录、翻译的比较
2.遗传信息、密码子、反密码子的比较
3.基因表达过程中的相关数量计算
DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系
(1)图示：
(2)规律：蛋白质中氨基酸数目＝1/3 mRNA中碱基数目＝1/6DNA(或基因)中碱基数目。
4．原核生物与真核生物基因转录和翻译的辨别
(1)真核细胞的转录主要发生在细胞核中，翻译发生在细胞质中，在空间和时间上被分隔开进行，即先转录后翻译。
(2)原核细胞的转录和翻译没有分隔，可以同时进行，即边转录边翻译。
【重点笔记】
1．特别提醒
(1)一个mRNA翻译出的肽链不一定是一条，可以相继结合多个核糖体，翻译出多条相同的肽链。
(2)从核糖体上脱离下来的只是肽链，肽链还要进一步加工，才能成为具有生物活性的蛋白质。
(3)由于终止密码子的存在，因此mRNA中碱基数比氨基酸数的3倍还要多一些，注意题目中是否有限定词，如“最少”等。
2.转录、翻译过程中的四个易错点
(1)转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。
(2)翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。
(3)转录和翻译过程中的碱基配对不是A—T，而是A—U。
(4)并不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码子不决定氨基酸。
1．(合格考)下列对基因表达翻译过程的说法中，错误的是( )
A.以细胞质中游离的氨基酸为原料
B.以核糖体RNA作为遗传信息模板
C.以转运RNA为氨基酸运输工具
D.合成具有一定氨基酸序列的蛋白质
2．(合格考)某研究人员利用酵母菌成功合成了氨基酸序列为PhePrLys的三肽。三种氨基酸的密码子见表：
据此分析，正确的是( )
A．一种氨基酸可以由多种密码子编码，但只能由一种tRNA转运
B．控制该三肽合成的基因只有9对脱氧核苷酸
C．合成该三肽过程中需要mRNA、tRNA和rRNA参与
D．mRNA上编码该三肽的核苷酸序列可能为AAGGGAUUC
3．(等级考)原核基因的mRNA形成的发夹结构能阻止RNA聚合酶的移动，进而使转录终止，其过程如图所示。下列说法错误的是( )
A．原核细胞中转录和翻译过程可以同时进行
B．发夹结构中存在终止密码子，可以使转录终止
C．图示过程中存在T—A、U—A、C—G等碱基配对方式
D．图示过程中mRNA既可作为翻译的模板又能调节转录过程
4．(等级考)(不定项)在体外用14C标记半胱氨酸－tRNA复合物中的半胱氨酸(Cys)，得到*Cys－tRNACys，再用无机催化剂镍将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸(Ala)，得到*Ala－tRNACys(见图，tRNA不变)。如果该*Ala－tRNACys参与翻译过程，那么下列说法正确的是( )
A．在一个mRNA分子上可以同时合成多条被14C标记的肽链
B．反密码子与密码子的配对由tRNA上结合的氨基酸决定
C．新合成的肽链中，原来Cys的位置会被替换为14C标记的Ala
D．新合成的肽链中，原来Ala的位置会被替换为14C标记的Cys
学习主题三 中心法则及其发展
任务一 阅读教材P69，探究下列不同生物的遗传信息是如何传递的(用中心法则表示)。
1．以DNA为遗传物质的生物中遗传信息是如何传递的？请写出遗传信息传递过程的图解。
2．在以RNA为遗传物质的生物中遗传信息是如何传递的？请写出遗传信息传递过程的图解。
(1)含有RNA复制酶的生物：
(2)含有逆转录酶的生物：
任务二 病毒的遗传信息传递过程能发生在病毒自身体内吗？
任务三 见【图文联动】四支试管中分别模拟的是中心法则中的某个过程。
1．四支试管中分别模拟中心法则中的哪个过程？
2．四支试管中模拟的过程分别需要什么酶？
任务四 甲、乙、丙为三种类型的病毒，它们的遗传信息的遗传方式分别如图见【图文联动】所示。请据图思考下列问题：
1．HIV、噬菌体、流感病毒分别对应图中的哪个类型？
2．说出甲、乙、丙中的数字分别表示什么过程。
3．不管哪种病毒，其增殖过程都要合成自身的蛋白质外壳和核酸，该过程需要的原料都来自哪里？
【重点笔记】
特别提醒
(1)逆转录需要逆转录酶。
(2)逆转录和RNA复制只有在某些病毒侵染的宿主细胞中进行。
(3)哺乳动物成熟的红细胞中无遗传信息的传递。
(4)并不是所有的生物均能发生中心法则的所有过程。
(5)DNA复制、转录、翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则。
(6)DNA复制主要发生在细胞分裂过程中，而转录和翻译则可以发生在任何时期。
任务三图示
eq \(\s\up7(),\s\d5(任务四图示))
1.中心法则的内容
(1)细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则
(2)烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则
(3)HIV等逆转录病毒的中心法则
(4)高度分化的细胞内中心法则的表达式
(5)能分裂的细胞内中心法则的表达式
2．中心法则体现了DNA的两大基本功能
(1)传递遗传信息：通过DNA复制完成，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。
(2)表达遗传信息：通过转录和翻译完成，发生在个体发育过程中。
3．对中心法则各过程的分析
1．(合格考)如图所示过程中，正常情况下在动植物细胞中均可发生的是( )
A．①④⑤ B．②③⑥
C．②③⑤ D．①③⑤
2．(等级考)染色质由DNA、组蛋白等组成。组蛋白乙酰化引起染色质结构松散，有关基因进行表达；组蛋白去乙酰化，有关基因表达受到抑制(如图)。下列有关叙述不正确的是( )
A．组蛋白乙酰化可能发生在细胞分化过程中
B．过程c需要解旋酶先催化DNA双链解旋
C．一个DNA分子可通过过程c合成多种mRNA分子
D.过程d还需要核糖体、tRNA、ATP等参与
3．(等级考)某种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变，然后整合到真核宿主的基因组中。物质Y与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，那么物质Y抑制该病毒增殖的机制是( )
A．抑制该病毒RNA的转录过程
B．抑制该病毒蛋白质的翻译过程
C．抑制该RNA病毒的逆转录过程
D．抑制该病毒RNA的自我复制过程
4．(等级考)(不定项)许多抗癌药物通过干扰DNA的合成及功能抑制癌细胞增殖。下表为某制药公司研发的三种抗癌新药(三种新药代号分别为RH2208、YH0501、CC6868)的主要作用机理。下列叙述正确的是( )
A.YH0501处理癌细胞后，DNA复制和转录过程都受到抑制
B．CC6868处理癌细胞后，DNA复制过程中子链无法正常延伸
C．RH2208处理癌细胞后，DNA复制和转录过程都出现原料匮乏
D．将上述三种药物精准导入癌细胞的技术可减小药物治疗的副作用
1．下列肯定不属于密码子的是( )
A．TAC B．UUG
C．CAG D．GAC
2．一个转运RNA的一端碱基为GUA，则此转运RNA所运载的氨基酸是( )
A．GUA(缬氨酸)
B．CAU(组氨酸)
C．UAC(酪氨酸)
D．AUG(甲硫氨酸)
3．DNA分子复制、转录、翻译所需的原料依次是( )
A．脱氧核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸
B．脱氧核苷酸、核糖核苷酸、蛋白质
C．核糖核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸
D．脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸
4．增强子是DNA上一小段可与特定蛋白质(转录因子)结合的序列，可增强多个基因的转录水平(如下图)。相关推测不合理的是( )
A．增强子具有特定的碱基序列
B．增强子与启动子互补配对
C．增强子可以远距离发挥作用
D．A酶可能是RNA聚合酶
5．若mRNA上决定氨基酸的某个密码子的一个碱基发生替换，则识别该密码子的tRNA及其携带的氨基酸的变化情况是( )
A．tRNA一定改变，氨基酸不一定改变
B．tRNA不一定改变，氨基酸不一定改变
C．tRNA一定改变，氨基酸一定改变
D．tRNA不一定改变，氨基酸一定改变
6．下图表示生物界的中心法则，下列有关叙述，正确的是( )
A．健康的人体内可以发生图中所有过程
B．烟草花叶病毒侵入宿主细胞后发生①→②→③→④的过程
C．⑤过程需要逆转录酶的参与
D．该图揭示了遗传信息传递的一般规律
7．回答下列有关遗传信息传递和表达的问题。
(1)图一为细胞中合成蛋白质的示意图，该过程的模板是________(填序号)，核糖体的移动方向为________(填“右→左”或“左→右”)，图中②③④⑤在图二c过程完成后结构________(填“相同”或“不相同”)。
(2)图二表示某DNA片段遗传信息的传递过程，①～⑤表示物质或结构，a、b、c表示生理过程。a过程所需的酶有________________________________，b过程所需的酶有________，完成遗传信息表达的是________(填字母)过程，c过程中读取密码子的结构是________(填序号)，反密码子位于________(填序号)上，由②指导合成的肽链中的氨基酸序列是____________________________。(可能用到的密码子：AUG甲硫氨酸、GCU丙氨酸、AAG赖氨酸、UUC苯丙氨酸、UCU丝氨酸、UAC酪氨酸。)
教材第64页►【问题探讨】
提示：一种生物的整套DNA分子中储存着该种生物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息，也可以说是构建生物体的蓝图。但是，从DNA到具有各种性状的生物体，需要通过极其复杂的基因表达及调控过程才能实现，因此，在可预见的将来，利用DNA使灭绝的生物复活仍是难以做到的。
教材第64页►【想象空间】
提示：DNA相当于总司令。在战争中，如果总司令总是深入前线直接指挥，就会影响他指挥全局。DNA被核膜限制在细胞核内，使转录和翻译过程分别在细胞的不同区域进行，有利于这两项重要生命活动的高效、准确进行。
教材第66页►【思考·讨论】
1．提示：可以从所需条件、过程中的具体步骤和过程中所表现出的规律等角度来分析。例如，转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对原则等。碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性。
2．提示：转录所需要的原料是4种核糖核苷酸，DNA复制所需要的原料是4种脱氧核糖核苷酸；转录所需要的酶是RNA聚合酶，DNA复制所需要的酶是解旋酶、DNA聚合酶等。
3．提示：转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系，与DNA双链间碱基互补配对不同的是：RNA链中与DNA链的A配对的是U，不是T；转录成的RNA的碱基序列与该DNA的另一条链(非模板链)的碱基序列基本相同，只是在DNA链上T的位置处在RNA链上是U。
教材第67页►【思考·讨论】
1．提示：此题具有一定的开放性，要积极思考。可以从增强密码容错性的角度来解释，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；也可以从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。
2．提示：这是一道开放性较强的题，答案并不唯一，旨在培养学生的分析能力和发散性思维。通过这一事实可以想到生物都具有相同的遗传语言，所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的，等等。
教材第69页►【练习与应用】
一、概念检测
1．(1)×
(2)× 绝大多数氨基酸有多个密码子。
2．D 密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基。基因中的脱氧核苷酸序列(或碱基序列)代表遗传信息，tRNA一端的三个相邻碱基称为反密码子。
二、拓展应用
提示：红霉素能与核糖体结合，通过抑制翻译过程来干扰细菌蛋白质的合成，抑制细菌的生长；环丙沙星抑制细菌DNA的复制过程，从而抑制细菌的增殖过程；利福平通过抑制RNA聚合酶的活性，可能抑制细菌的转录过程。因此这些抗生素可用于治疗因细菌感染而引起的疾病。
第1节 基因指导蛋白质的合成
夯基提能·分层突破
学习主题一
【任务驱动】
任务一
1．提示：细胞核。
2．提示：细胞核中合成的RNA分子可以通过核孔进入细胞质。
3．提示：RNA与蛋白质的合成有直接关系。
4．提示：DNA→RNA→蛋白质。
5．提示：在适当的时间交换了细胞核，形成了相互对照。
任务二
1．提示：……AUGAUAGGGAAAC……。
2．提示：①转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列互补配对。②相同点：a.碱基数目相等；b.都含A、G、C三种碱基。不同点：RNA中含有U，DNA中含有T。
任务三
1．提示：甲、乙中含有碱基T，因此为DNA；在甲中，A与T不相等，G与C不相等，因此甲只能为单链DNA。在乙中，A与T相等，G与C相等，最可能是双链DNA。
2．提示：RNA；丙的核酸中含有碱基U，但不含碱基T。
3．提示：丁的核酸既有DNA，又有RNA，因此含有8种核苷酸。
【过程评价】
1．解析：具有双螺旋结构的是DNA，RNA一般不具有；脱氧核糖是DNA中特有的五碳糖；尿嘧啶是RNA中特有的碱基；腺嘌呤是DNA和RNA共同具有的碱基。
答案：D
2．解析：图为DNA转录或逆转录过程，因为DNA与RNA的基本单位不同，故相同碱基代表不同核苷酸，所以图示核苷酸种类数为8，碱基种类数为5。
答案：C
3．解析：真核细胞中的RNA主要在细胞核内合成，线粒体和叶绿体中的DNA也能进行转录合成RNA，C错误。
答案：ABD
4．解析：胰岛B细胞为高度分化的细胞，不能增殖，DNA也不进行复制，A正确；对于一个细胞来说，核DNA最多只能复制一次，但多个基因可表达，即可频繁转录，B正确；图甲过程产物是DNA，图乙过程产物是RNA，DNA比RNA大得多，C错误；一个DNA分子上有多个基因，不同基因的模板链可能不同，D正确。
答案：C
学习主题二
【任务驱动】
任务一
提示：mRNA上的碱基有4种，如果1个碱基决定1个氨基酸，能决定41＝4种氨基酸。如果2个碱基决定1个氨基酸则能决定42＝16种氨基酸。当由3个碱基决定一个氨基酸时，可以编码43＝64种氨基酸，所以至少需要3个碱基决定1种氨基酸才足以编码出构成蛋白质的21种氨基酸。
任务二
1．提示：密码子共有64种，但有3种为终止密码子，正常情况下不决定氨基酸，因此决定氨基酸的密码子共有61种。
2．提示：密码子的简并性在遗传的稳定性和提高翻译速率上有一定的意义，具体如下：
①当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能不会改变对应的氨基酸。
②当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速率。
任务三
1．提示：基因中的碱基、mRNA分子中的碱基与蛋白质分子中的氨基酸三者之间的数量比为6∶3∶1。
2．提示：不一定。因为在一段多肽链对应的mRNA中含有不编码氨基酸的终止密码子，而在其对应的DNA中，还含有一些不能转录为mRNA的DNA片段。
任务四
1．提示：Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是tRNA、核糖体、多肽链。
2．提示：起始密码子：AUG，编码甲硫氨酸；终止密码子：UAA，不编码氨基酸。
3．提示：①、⑥分别是mRNA、核糖体；核糖体在mRNA上移动的方向是从5′端向3′端。
4．提示：相同；因为它们的模板是同一条mRNA。
5．提示：运输氨基酸的工具是tRNA；它一端有反密码子，能和mRNA上的密码子相识别，另一端能携带氨基酸，是真正起“翻译”作用的结构。
【过程评价】
1．解析：蛋白质的基本组成单位是氨基酸，A、D正确；翻译是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程，B错误；在翻译过程中，搬运工具是tRNA，C正确。
答案：B
2．解析：由于密码子的简并性，一种氨基酸可以由一种或多种密码子决定，因此也可以由一种或多种tRNA转运，A错误；控制该三肽合成的mRNA中对应氨基酸的密码子有3个，还有不编码氨基酸的终止密码子，因此根据碱基互补配对的原则，该基因中至少含有12个碱基对，B错误；蛋白质合成过程中需要mRNA、rRNA和tRNA的参与，C正确；mRNA上编码三肽的核苷酸序列为AAGGGAUUC时，AAG编码赖氨酸，GGA不清楚编码氨基酸的种类，但不能编码脯氨酸，UUC编码苯丙氨酸，与题干信息中的氨基酸序列不符，D错误。
答案：C
3．解析：由于原核细胞没有核膜，因此原核细胞中转录和翻译可以同时进行，A正确；发夹结构能阻止RNA聚合酶的移动，进而使转录终止，而不是存在终止密码子，B错误；图示转录过程中存在T—A配对，翻译过程中tRNA上的反密码子会和mRNA上的密码子进行碱基互补配对，因此核糖体上的碱基配对方式有C—G、U—A，C正确；mRNA既可作为翻译的模板，又能调节转录过程，D正确。
答案：B
4．解析：翻译过程中，在一个mRNA分子上可以先后结合多个核糖体同时合成多条肽链，依据题干中信息，*Ala－tRNACys参与翻译过程，因此可以同时合成多条被14C标记的肽链，A正确；tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配对是由二者的碱基序列决定的，B错误；由于半胱氨酸在镍的催化作用下还原成丙氨酸，但tRNA未变，所以该*Ala－tRNACys参与翻译时，新合成的肽链中原来Cys的位置会被替换为14C标记的Ala，但原来Ala的位置不会被替换为14C标记的Cys，C正确，D错误。
答案：AC
学习主题三
【任务驱动】
任务一
1．提示： eq \a\vs4\al(复,制) eq \(――→,\s\up7(转录)) RNA eq \(――→,\s\up7(翻译)) 蛋白质
2．（1）提示： eq \a\vs4\al(复,制) eq \(――→,\s\up7(翻译)) 蛋白质
（2）提示：RNA eq \(――→,\s\up7(逆转录)) eq \a\vs4\al(复,制) eq \(――→,\s\up7(转录)) RNA eq \(――→,\s\up7(翻译)) 蛋白质
任务二
提示：不能。病毒不能单独进行生命活动，只能发生在宿主细胞内。
任务三
1．提示：a：DNA的复制；b：转录；c：RNA的复制；d：逆转录。
2．提示：a：解旋酶和DNA聚合酶；b：RNA聚合酶；c：RNA复制酶；d：逆转录酶。
任务四
1．提示：HIV：丙；噬菌体：甲；流感病毒：乙。
2．提示：甲：1——转录，2——翻译，3——DNA的复制；乙：4——RNA的复制，5——翻译，6——RNA的复制；丙：7——逆转录，8——转录，9——翻译，10——DNA的复制。
3．提示：均由宿主细胞提供。
【过程评价】
1．解析：①②③④⑤分别代表转录、逆转录、RNA复制、翻译、DNA复制。②和③只在某些RNA病毒侵染宿主细胞后进行，⑥目前还没发现。
答案：A
2．解析：细胞分化是基因选择性表达的结果，存在基因的表达，组蛋白乙酰化使染色体结构松散，有利于基因的表达，A正确；过程c为转录，需要的是RNA聚合酶，RNA聚合酶具有解旋作用，而DNA复制需要用解旋酶先将DNA双链解旋，B错误；因为一个DNA分子上有多个基因，一个DNA分子可以控制合成多种mRNA，进而合成多种蛋白质，C正确；过程d为翻译，翻译时以mRNA为模板，游离在细胞质中的各种氨基酸由tRNA转运，在核糖体上合成一条具有特定氨基酸序列的蛋白质，该过程需要ATP供能，D正确。
答案：B
3．解析：RNA病毒可经逆转录过程把RNA转变成DNA，该过程需要的原料是4种脱氧核苷酸，物质Y与脱氧核苷酸结构相似，会混入逆转录生成的DNA中，致使逆转录生成的DNA不能整合到真核宿主的基因组中，影响病毒RNA及蛋白质的合成，从而抑制该病毒增殖，C正确。
答案：C
4．解析：YH0501通过抑制DNA的模板功能，可以抑制DNA复制和转录，因为DNA复制和转录均需要DNA模板，A正确；CC6868能抑制DNA聚合酶活性而影响DNA复制过程，DNA聚合酶活性受抑制后，会使癌细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸，B正确；RH2208阻止脱氧核糖核苷酸的合成，从而影响癌细胞中DNA复制过程，而转录过程需要的原料是核糖核苷酸，不会受到RH2208的影响，C错误；将三种药物精准导入癌细胞的技术可以抑制癌细胞的增殖，由于三种药物是精准导入癌细胞的，因此，可以减弱它们对正常细胞的不利影响从而减小药物副作用，D正确。
答案：ABD
高效课堂·实践运用
1．解析：密码子位于mRNA上，可能含有A、U、C、G，但不可能含有T，A正确。
答案：A
2．解析：题干中转运RNA中的反密码子为GUA，根据碱基互补配对原则，推知位于mRNA上的密码子为CAU，其决定的氨基酸为组氨酸。
答案：B
3．解析：组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，而DNA复制是合成DNA分子的过程，需要的原料是脱氧核苷酸；转录是以DNA分子的一条链为模板合成RNA，而RNA的基本组成单位是核糖核苷酸；翻译是合成蛋白质，其原料是氨基酸。
答案：D
4．解析：根据题意，增强子是DNA上一小段可与特定蛋白质结合的序列，因此增强子具有特定的碱基序列，A正确；由图可知，增强子是DNA上一小段可与特定蛋白质结合的序列，并不与启动子进行结合，因此并不与启动子互补配对，B错误；由图可知，增强子使所要作用基因所在的DNA链发生了弯折，距离所要作用的基因有一定的距离，因此增强子可以远距离发挥调控作用，C正确；启动子是RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列，图中A酶与启动子结合，因此A酶可能为RNA聚合酶，D正确。
答案：B
5．解析：mRNA上决定氨基酸的某个密码子的一个碱基发生替换，根据碱基互补配对原则，则tRNA上的反密码子也发生改变；一种密码子只决定一种氨基酸，一种氨基酸可由一种或几种密码子来决定，即存在密码子的简并性，因此氨基酸不一定改变，A正确。
答案：A
6．解析：分析题图可知，健康的人体内可以发生图中①DNA复制、②转录和③翻译过程，A错误；烟草花叶病毒是RNA病毒，侵入宿主细胞后发生⑤RNA复制和⑥翻译过程，B错误；④过程需要逆转录酶的参与，C错误。
答案：D
7．解析：（1）图一所示为翻译过程，模板是①mRNA；根据②③④⑤肽链的长度分析可知，核糖体的移动方向是从右到左；由于模板mRNA相同，因此翻译形成的肽链②③④⑤的最终结构相同。（2）图二中a表示DNA复制，需要解旋酶和DNA聚合酶的催化；b表示转录过程，需要RNA聚合酶的催化；遗传信息的表达包括转录和翻译，即图二中的b、c过程，c表示翻译过程，读取密码子的结构是③核糖体；反密码子位于⑤tRNA上；mRNA上相邻的三个碱基组成一个密码子，密码子决定氨基酸，所以由②（AUG GCU UCU UUC）指导合成的多肽链中氨基酸序列是甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸。
答案：（1）① 右→左 相同
（2）解旋酶和DNA聚合酶 RNA聚合酶 b、c ③ ⑤ 甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸
A
G
C
T
U
甲
60
40
60
40
—
乙
30
20
20
30
—
丙
41
23
44
—
28
丁
32
15
16
24
13
种类
mRNA
tRNA
rRNA
结构
单链
单链，呈
三叶草形
单链
特点
携带从DNA上转录来的遗传信息
一端携带特定的氨基酸，另一端的特定的三个碱基(可与mRNA上的密码子互补配对)，叫反密码子
核糖体
的组成
成分
功能
作为翻译的模板
识别密码子，转运特定的氨基酸
参与构
成核糖
体
共同点
都是经过转录产生的，基本单位都相同，都与翻译的过程有关
项目
DNA复制
转录
翻译
场所
主要是
细胞核
主要是
细胞核
细胞质中
的核糖体
模板
DNA的
两条链
DNA的
一条链
mRNA
原料
4种脱氧
核苷酸
4种核糖
核苷酸
21种氨基酸
时间
间期
生物生长发育的过程中
产物
2个相同
的DNA
RNA(mRNA、
tRNA、rRNA)
有一定氨基酸排列顺序的蛋白质
方向
5′端→3′端
5′端→3′端
5′端→3′端
特点
边解旋边复制，半保留复制
边解旋边转录，DNA仍保留
1个mRNA分子可结合多个核糖体，提高合成蛋白质的速度
研究
方法
可用放射性同位素标记“T”
可用放射性同位素标记“U”
可用放射性同位素标记“氨基酸”
项目
遗传信息
密码子
反密码子
概念
DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序
mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基
tRNA上与密码子互补的3个碱基
作用
控制生物
的性状
直接决定蛋白质中的氨基酸序列
识别密码子，转运氨基酸
种类
多样性
64种
61(62)种
氨基酸
密码子
苯丙氨酸(Phe)
UUU、UUC
脯氨酸(Pr)
CCU、CCC、CCA、CCG
赖氨酸(Lys)
AAA、AAG
过程
模板
原料
碱基互
补配对
方式
产物
实例
DNA的
复制
DNA→
DNA
DNA
的两
条链
A、T、C、G
四种脱氧
核苷酸
A—T
T—A
C—G
G—C
DNA
以DNA
作遗传
物质的
生物
DNA
的转录
DNA→
RNA
DNA
的一
条链
A、U、G、C
四种核糖
核苷酸
A—U
T—A
C—G
G—C
RNA
几乎所
有生物
翻译
RNA→
蛋白质
信使
RNA
21种氨
基酸
A—U
U—A
C—G
G—C
肽链
几乎
所有
生物
RNA
的复制
RNA→
RNA
RNA
A、U、G、C
四种核糖
核苷酸
A—U
U—A
C—G
G—C
RNA
以RNA
作遗传
物质的
生物(如
流感病
毒)
RNA的
逆转录
RNA→
DNA
RNA
A、T、C、G
四种脱氧
核苷酸
A—T
U—A
C—G
G—C
DNA
某些致癌
的RNA
病毒等
(如HIV)
药物名称
作用机理
YH0501
抑制DNA的模板功能
CC6868
抑制DNA聚合酶活性
RH2208
阻止脱氧核糖核苷酸的合成
网
络
建
构
主
干
落
实
1.RNA有三种：信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)。
2．转录的主要场所是细胞核，条件是模板(DNA的一条链)、原料(4种核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量。
3．翻译的场所是核糖体，条件是模板(mRNA)、原料(21种氨基酸)、酶和能量。
4．密码子共有64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，3种终止密码子正常情况下不决定氨基酸。
5．一种氨基酸对应一种或多种密码子，一种密码子最多只决定一种氨基酸。
6．每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸可由一种或多种tRNA识别和转运。
7．生物遗传信息流动可表示为：。
8．逆转录和RNA复制只发生在某些病毒侵染的细胞中。
概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现
素养达成
1.利用对比分析、归纳和概括，辨别三种RNA的结构和组成。(科学思维)
2．通过图示和列表比较转录和翻译的异同。(科学思维)
3．从存在位置、作用等方面，探讨密码子、反密码子和遗传信息之间的关系，构建知识脉络。(生命观念)
4．通过对资料进行分析归纳，概括中心法则的提出及发展过程。(科学思维)
5．通过对中心法则的理解，认同遗传信息流动的观念。(生命观念)
科学家们开发了一种新荧光标记技术，首次确定了蛋白质合成的时间和地点。该技术允许研究者在活细胞中直接观察mRNA分子翻译成蛋白质的过程，有助于揭示蛋白质合成异常引发人类疾病的具体机制。mRNA在运出细胞核之后没有马上开始蛋白质翻译，而是进入细胞质几分钟之后才开始翻译。试问mRNA在蛋白质形成过程中起什么作用？
学习主题一 遗传信息的转录
任务一 为了探究遗传信息的传递途径，科学家做了如下实验。完成下列问题：
实验一：变形虫放射性标记实验，如图见【图文联动】。
实验二：有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验，当加入RNA酶后，细胞中的蛋白质合成就停止了；再加入从酵母菌中提取出来的RNA，则又重新合成了一定数量的蛋白质。
分析讨论下列问题：
1．从实验一可以看出RNA的合成发生在细胞的哪一部位？
2．细胞核交换后，B组变形虫的细胞质为什么会出现有标记的RNA分子？
3．从实验二可以得出的结论是什么？
4．综合分析实验一和实验二，你认为遗传信息的传递途径是什么？
5．实验一的设计有何巧妙之处？
任务二 仔细分析教材P65图4－4，探究下列问题：
如下所示为一段DNA分子，如果以β链为模板进行转录，试回答下列问题：
1．写出对应的mRNA的碱基序列。
2．转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有何关系？与DNA的另一条链的碱基序列相比有哪些异同？
任务三 经测定，甲、乙、丙、丁4种生物的核酸中碱基所占的比例如下表：
1.甲、乙含有哪种核酸？二者有什么区别？
2．丙含有的核酸是哪种？依据是什么？
3．丁的核酸中含有几种核苷酸？
eq \(\s\up7(),\s\d5(任务一图示))
1.核糖核酸
2.转录有关问题分析
(1)碱基互补配对关系：G—C、C—G、T—A、A—U。
(2)mRNA与DNA模板链的碱基互补，但与非模板链碱基序列基本相同，只是用U代替T。
(3)转录特点：边解旋边转录，单链转录。
(4)转录所需的酶：RNA聚合酶等。
【重点笔记】
1．误区警示
(1)转录不是转录整个DNA，而是转录其中的基因，不同种类的细胞，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和数量不同，但tRNA和rRNA的种类没有差异。
(2)细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质，穿过0层膜，并消耗能量。
(3)完成正常使命的mRNA易迅速降解，保证生命活动的有序进行。
(4)质基因(线粒体和叶绿体中的基因)控制蛋白质合成过程时也进行转录。
2．DNA与RNA的判定方法
(1)根据五碳糖种类判定：若核酸分子中含核糖，一定为RNA；含脱氧核糖，一定为DNA。
(2)根据含氮碱基判定：含T的核酸一定是DNA；含U的核酸一定是RNA。
(3)DNA中单、双链的判定：若A≠T、G≠C或嘌呤≠嘧啶，则为单链DNA；若A＝T，G＝C，A＋G＝T＋C，则一般认为是双链DNA。
1．(合格考)下列哪项是DNA和RNA共同具有的( )
A.双螺旋结构 B．脱氧核糖
C.尿嘧啶 D．腺嘌呤
2．(合格考)对于下列图解，正确的说法有( )
①可能表示DNA复制过程 ②可能表示DNA转录过程 ③共有5种碱基
④共有8种核苷酸 ⑤共有5种核苷酸 ⑥A均代表同一种核苷酸
A.①②③ B．④⑤⑥
C.②③④ D．①③⑤
3．(等级考)(不定项)下列关于真核细胞中转录的叙述，正确的是( )
A.tRNA、rRNA和mRNA都由DNA转录而来
B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生
C.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
4．(等级考)图甲和图乙是在人体某细胞的细胞核中发生的两个过程，下列相关判断不正确的是( )
A.该细胞可能是造血干细胞，不可能是胰岛B细胞
B.与图甲过程相比，图乙过程可频繁发生
C.图甲过程形成产物的长度与图乙形成的大致相同
D.基因1与基因2转录的模板链可能不在DNA的一条单链上
学习主题二 遗传信息的翻译
任务一 组成生物体的氨基酸有21种，如果mRNA上的1个碱基决定1个氨基酸，则能决定多少种氨基酸？如果2个碱基决定1个氨基酸，则能决定多少种氨基酸？试推测mRNA上至少几个碱基决定1个氨基酸，才能决定21种氨基酸？
任务二 结合教材P67表4－1中21种氨基酸的密码子表思考：
1．密码子有多少种？在蛋白质合成过程中都决定氨基酸吗？
2．一种氨基酸可能对应几个密码子，这一现象称做密码子的简并性，密码子的简并性对生物体的生存发展有什么意义？
任务三 结合下面图解，思考：
1．基因中的碱基数、mRNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之间有何数量关系？
2．在蛋白质合成过程中，DNA中碱基数、mRNA中碱基数、氨基酸数是否一定遵循以上数量关系？
任务四 下图是翻译过程的示意图，请据图分析：
1．图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是哪种分子或结构？
2．Ⅲ是mRNA，其中的起始密码子和终止密码子分别是什么？它们都能决定氨基酸吗？
3.图乙中①、⑥分别是什么分子或结构？核糖体移动的方向是怎样的？
4．最终合成的多肽链②、③、④、⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？
5．运输氨基酸的工具是哪种结构？为什么说它是真正起“翻译”作用的结构？
DNA复制、转录、翻译的联系
遗传信息、密码子、反密子的图解
eq \(\s\up7(),\s\d5(真核生物先转录，后翻译))
eq \(\s\up7(),\s\d5()) 原核生物边转录边翻译
1.DNA复制、转录、翻译的比较
2.遗传信息、密码子、反密码子的比较
3.基因表达过程中的相关数量计算
DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系
(1)图示：
(2)规律：蛋白质中氨基酸数目＝1/3 mRNA中碱基数目＝1/6DNA(或基因)中碱基数目。
4．原核生物与真核生物基因转录和翻译的辨别
(1)真核细胞的转录主要发生在细胞核中，翻译发生在细胞质中，在空间和时间上被分隔开进行，即先转录后翻译。
(2)原核细胞的转录和翻译没有分隔，可以同时进行，即边转录边翻译。
【重点笔记】
1．特别提醒
(1)一个mRNA翻译出的肽链不一定是一条，可以相继结合多个核糖体，翻译出多条相同的肽链。
(2)从核糖体上脱离下来的只是肽链，肽链还要进一步加工，才能成为具有生物活性的蛋白质。
(3)由于终止密码子的存在，因此mRNA中碱基数比氨基酸数的3倍还要多一些，注意题目中是否有限定词，如“最少”等。
2.转录、翻译过程中的四个易错点
(1)转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。
(2)翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。
(3)转录和翻译过程中的碱基配对不是A—T，而是A—U。
(4)并不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码子不决定氨基酸。
1．(合格考)下列对基因表达翻译过程的说法中，错误的是( )
A.以细胞质中游离的氨基酸为原料
B.以核糖体RNA作为遗传信息模板
C.以转运RNA为氨基酸运输工具
D.合成具有一定氨基酸序列的蛋白质
2．(合格考)某研究人员利用酵母菌成功合成了氨基酸序列为PhePrLys的三肽。三种氨基酸的密码子见表：
据此分析，正确的是( )
A．一种氨基酸可以由多种密码子编码，但只能由一种tRNA转运
B．控制该三肽合成的基因只有9对脱氧核苷酸
C．合成该三肽过程中需要mRNA、tRNA和rRNA参与
D．mRNA上编码该三肽的核苷酸序列可能为AAGGGAUUC
3．(等级考)原核基因的mRNA形成的发夹结构能阻止RNA聚合酶的移动，进而使转录终止，其过程如图所示。下列说法错误的是( )
A．原核细胞中转录和翻译过程可以同时进行
B．发夹结构中存在终止密码子，可以使转录终止
C．图示过程中存在T—A、U—A、C—G等碱基配对方式
D．图示过程中mRNA既可作为翻译的模板又能调节转录过程
4．(等级考)(不定项)在体外用14C标记半胱氨酸－tRNA复合物中的半胱氨酸(Cys)，得到*Cys－tRNACys，再用无机催化剂镍将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸(Ala)，得到*Ala－tRNACys(见图，tRNA不变)。如果该*Ala－tRNACys参与翻译过程，那么下列说法正确的是( )
A．在一个mRNA分子上可以同时合成多条被14C标记的肽链
B．反密码子与密码子的配对由tRNA上结合的氨基酸决定
C．新合成的肽链中，原来Cys的位置会被替换为14C标记的Ala
D．新合成的肽链中，原来Ala的位置会被替换为14C标记的Cys
学习主题三 中心法则及其发展
任务一 阅读教材P69，探究下列不同生物的遗传信息是如何传递的(用中心法则表示)。
1．以DNA为遗传物质的生物中遗传信息是如何传递的？请写出遗传信息传递过程的图解。
2．在以RNA为遗传物质的生物中遗传信息是如何传递的？请写出遗传信息传递过程的图解。
(1)含有RNA复制酶的生物：
(2)含有逆转录酶的生物：
任务二 病毒的遗传信息传递过程能发生在病毒自身体内吗？
任务三 见【图文联动】四支试管中分别模拟的是中心法则中的某个过程。
1．四支试管中分别模拟中心法则中的哪个过程？
2．四支试管中模拟的过程分别需要什么酶？
任务四 甲、乙、丙为三种类型的病毒，它们的遗传信息的遗传方式分别如图见【图文联动】所示。请据图思考下列问题：
1．HIV、噬菌体、流感病毒分别对应图中的哪个类型？
2．说出甲、乙、丙中的数字分别表示什么过程。
3．不管哪种病毒，其增殖过程都要合成自身的蛋白质外壳和核酸，该过程需要的原料都来自哪里？
【重点笔记】
特别提醒
(1)逆转录需要逆转录酶。
(2)逆转录和RNA复制只有在某些病毒侵染的宿主细胞中进行。
(3)哺乳动物成熟的红细胞中无遗传信息的传递。
(4)并不是所有的生物均能发生中心法则的所有过程。
(5)DNA复制、转录、翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则。
(6)DNA复制主要发生在细胞分裂过程中，而转录和翻译则可以发生在任何时期。
任务三图示
eq \(\s\up7(),\s\d5(任务四图示))
1.中心法则的内容
(1)细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则
(2)烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则
(3)HIV等逆转录病毒的中心法则
(4)高度分化的细胞内中心法则的表达式
(5)能分裂的细胞内中心法则的表达式
2．中心法则体现了DNA的两大基本功能
(1)传递遗传信息：通过DNA复制完成，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。
(2)表达遗传信息：通过转录和翻译完成，发生在个体发育过程中。
3．对中心法则各过程的分析
1．(合格考)如图所示过程中，正常情况下在动植物细胞中均可发生的是( )
A．①④⑤ B．②③⑥
C．②③⑤ D．①③⑤
2．(等级考)染色质由DNA、组蛋白等组成。组蛋白乙酰化引起染色质结构松散，有关基因进行表达；组蛋白去乙酰化，有关基因表达受到抑制(如图)。下列有关叙述不正确的是( )
A．组蛋白乙酰化可能发生在细胞分化过程中
B．过程c需要解旋酶先催化DNA双链解旋
C．一个DNA分子可通过过程c合成多种mRNA分子
D.过程d还需要核糖体、tRNA、ATP等参与
3．(等级考)某种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变，然后整合到真核宿主的基因组中。物质Y与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，那么物质Y抑制该病毒增殖的机制是( )
A．抑制该病毒RNA的转录过程
B．抑制该病毒蛋白质的翻译过程
C．抑制该RNA病毒的逆转录过程
D．抑制该病毒RNA的自我复制过程
4．(等级考)(不定项)许多抗癌药物通过干扰DNA的合成及功能抑制癌细胞增殖。下表为某制药公司研发的三种抗癌新药(三种新药代号分别为RH2208、YH0501、CC6868)的主要作用机理。下列叙述正确的是( )
A.YH0501处理癌细胞后，DNA复制和转录过程都受到抑制
B．CC6868处理癌细胞后，DNA复制过程中子链无法正常延伸
C．RH2208处理癌细胞后，DNA复制和转录过程都出现原料匮乏
D．将上述三种药物精准导入癌细胞的技术可减小药物治疗的副作用
1．下列肯定不属于密码子的是( )
A．TAC B．UUG
C．CAG D．GAC
2．一个转运RNA的一端碱基为GUA，则此转运RNA所运载的氨基酸是( )
A．GUA(缬氨酸)
B．CAU(组氨酸)
C．UAC(酪氨酸)
D．AUG(甲硫氨酸)
3．DNA分子复制、转录、翻译所需的原料依次是( )
A．脱氧核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸
B．脱氧核苷酸、核糖核苷酸、蛋白质
C．核糖核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸
D．脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸
4．增强子是DNA上一小段可与特定蛋白质(转录因子)结合的序列，可增强多个基因的转录水平(如下图)。相关推测不合理的是( )
A．增强子具有特定的碱基序列
B．增强子与启动子互补配对
C．增强子可以远距离发挥作用
D．A酶可能是RNA聚合酶
5．若mRNA上决定氨基酸的某个密码子的一个碱基发生替换，则识别该密码子的tRNA及其携带的氨基酸的变化情况是( )
A．tRNA一定改变，氨基酸不一定改变
B．tRNA不一定改变，氨基酸不一定改变
C．tRNA一定改变，氨基酸一定改变
D．tRNA不一定改变，氨基酸一定改变
6．下图表示生物界的中心法则，下列有关叙述，正确的是( )
A．健康的人体内可以发生图中所有过程
B．烟草花叶病毒侵入宿主细胞后发生①→②→③→④的过程
C．⑤过程需要逆转录酶的参与
D．该图揭示了遗传信息传递的一般规律
7．回答下列有关遗传信息传递和表达的问题。
(1)图一为细胞中合成蛋白质的示意图，该过程的模板是________(填序号)，核糖体的移动方向为________(填“右→左”或“左→右”)，图中②③④⑤在图二c过程完成后结构________(填“相同”或“不相同”)。
(2)图二表示某DNA片段遗传信息的传递过程，①～⑤表示物质或结构，a、b、c表示生理过程。a过程所需的酶有________________________________，b过程所需的酶有________，完成遗传信息表达的是________(填字母)过程，c过程中读取密码子的结构是________(填序号)，反密码子位于________(填序号)上，由②指导合成的肽链中的氨基酸序列是____________________________。(可能用到的密码子：AUG甲硫氨酸、GCU丙氨酸、AAG赖氨酸、UUC苯丙氨酸、UCU丝氨酸、UAC酪氨酸。)
教材第64页►【问题探讨】
提示：一种生物的整套DNA分子中储存着该种生物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息，也可以说是构建生物体的蓝图。但是，从DNA到具有各种性状的生物体，需要通过极其复杂的基因表达及调控过程才能实现，因此，在可预见的将来，利用DNA使灭绝的生物复活仍是难以做到的。
教材第64页►【想象空间】
提示：DNA相当于总司令。在战争中，如果总司令总是深入前线直接指挥，就会影响他指挥全局。DNA被核膜限制在细胞核内，使转录和翻译过程分别在细胞的不同区域进行，有利于这两项重要生命活动的高效、准确进行。
教材第66页►【思考·讨论】
1．提示：可以从所需条件、过程中的具体步骤和过程中所表现出的规律等角度来分析。例如，转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对原则等。碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性。
2．提示：转录所需要的原料是4种核糖核苷酸，DNA复制所需要的原料是4种脱氧核糖核苷酸；转录所需要的酶是RNA聚合酶，DNA复制所需要的酶是解旋酶、DNA聚合酶等。
3．提示：转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系，与DNA双链间碱基互补配对不同的是：RNA链中与DNA链的A配对的是U，不是T；转录成的RNA的碱基序列与该DNA的另一条链(非模板链)的碱基序列基本相同，只是在DNA链上T的位置处在RNA链上是U。
教材第67页►【思考·讨论】
1．提示：此题具有一定的开放性，要积极思考。可以从增强密码容错性的角度来解释，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；也可以从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。
2．提示：这是一道开放性较强的题，答案并不唯一，旨在培养学生的分析能力和发散性思维。通过这一事实可以想到生物都具有相同的遗传语言，所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的，等等。
教材第69页►【练习与应用】
一、概念检测
1．(1)×
(2)× 绝大多数氨基酸有多个密码子。
2．D 密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基。基因中的脱氧核苷酸序列(或碱基序列)代表遗传信息，tRNA一端的三个相邻碱基称为反密码子。
二、拓展应用
提示：红霉素能与核糖体结合，通过抑制翻译过程来干扰细菌蛋白质的合成，抑制细菌的生长；环丙沙星抑制细菌DNA的复制过程，从而抑制细菌的增殖过程；利福平通过抑制RNA聚合酶的活性，可能抑制细菌的转录过程。因此这些抗生素可用于治疗因细菌感染而引起的疾病。
第1节 基因指导蛋白质的合成
夯基提能·分层突破
学习主题一
【任务驱动】
任务一
1．提示：细胞核。
2．提示：细胞核中合成的RNA分子可以通过核孔进入细胞质。
3．提示：RNA与蛋白质的合成有直接关系。
4．提示：DNA→RNA→蛋白质。
5．提示：在适当的时间交换了细胞核，形成了相互对照。
任务二
1．提示：……AUGAUAGGGAAAC……。
2．提示：①转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列互补配对。②相同点：a.碱基数目相等；b.都含A、G、C三种碱基。不同点：RNA中含有U，DNA中含有T。
任务三
1．提示：甲、乙中含有碱基T，因此为DNA；在甲中，A与T不相等，G与C不相等，因此甲只能为单链DNA。在乙中，A与T相等，G与C相等，最可能是双链DNA。
2．提示：RNA；丙的核酸中含有碱基U，但不含碱基T。
3．提示：丁的核酸既有DNA，又有RNA，因此含有8种核苷酸。
【过程评价】
1．解析：具有双螺旋结构的是DNA，RNA一般不具有；脱氧核糖是DNA中特有的五碳糖；尿嘧啶是RNA中特有的碱基；腺嘌呤是DNA和RNA共同具有的碱基。
答案：D
2．解析：图为DNA转录或逆转录过程，因为DNA与RNA的基本单位不同，故相同碱基代表不同核苷酸，所以图示核苷酸种类数为8，碱基种类数为5。
答案：C
3．解析：真核细胞中的RNA主要在细胞核内合成，线粒体和叶绿体中的DNA也能进行转录合成RNA，C错误。
答案：ABD
4．解析：胰岛B细胞为高度分化的细胞，不能增殖，DNA也不进行复制，A正确；对于一个细胞来说，核DNA最多只能复制一次，但多个基因可表达，即可频繁转录，B正确；图甲过程产物是DNA，图乙过程产物是RNA，DNA比RNA大得多，C错误；一个DNA分子上有多个基因，不同基因的模板链可能不同，D正确。
答案：C
学习主题二
【任务驱动】
任务一
提示：mRNA上的碱基有4种，如果1个碱基决定1个氨基酸，能决定41＝4种氨基酸。如果2个碱基决定1个氨基酸则能决定42＝16种氨基酸。当由3个碱基决定一个氨基酸时，可以编码43＝64种氨基酸，所以至少需要3个碱基决定1种氨基酸才足以编码出构成蛋白质的21种氨基酸。
任务二
1．提示：密码子共有64种，但有3种为终止密码子，正常情况下不决定氨基酸，因此决定氨基酸的密码子共有61种。
2．提示：密码子的简并性在遗传的稳定性和提高翻译速率上有一定的意义，具体如下：
①当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能不会改变对应的氨基酸。
②当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速率。
任务三
1．提示：基因中的碱基、mRNA分子中的碱基与蛋白质分子中的氨基酸三者之间的数量比为6∶3∶1。
2．提示：不一定。因为在一段多肽链对应的mRNA中含有不编码氨基酸的终止密码子，而在其对应的DNA中，还含有一些不能转录为mRNA的DNA片段。
任务四
1．提示：Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是tRNA、核糖体、多肽链。
2．提示：起始密码子：AUG，编码甲硫氨酸；终止密码子：UAA，不编码氨基酸。
3．提示：①、⑥分别是mRNA、核糖体；核糖体在mRNA上移动的方向是从5′端向3′端。
4．提示：相同；因为它们的模板是同一条mRNA。
5．提示：运输氨基酸的工具是tRNA；它一端有反密码子，能和mRNA上的密码子相识别，另一端能携带氨基酸，是真正起“翻译”作用的结构。
【过程评价】
1．解析：蛋白质的基本组成单位是氨基酸，A、D正确；翻译是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程，B错误；在翻译过程中，搬运工具是tRNA，C正确。
答案：B
2．解析：由于密码子的简并性，一种氨基酸可以由一种或多种密码子决定，因此也可以由一种或多种tRNA转运，A错误；控制该三肽合成的mRNA中对应氨基酸的密码子有3个，还有不编码氨基酸的终止密码子，因此根据碱基互补配对的原则，该基因中至少含有12个碱基对，B错误；蛋白质合成过程中需要mRNA、rRNA和tRNA的参与，C正确；mRNA上编码三肽的核苷酸序列为AAGGGAUUC时，AAG编码赖氨酸，GGA不清楚编码氨基酸的种类，但不能编码脯氨酸，UUC编码苯丙氨酸，与题干信息中的氨基酸序列不符，D错误。
答案：C
3．解析：由于原核细胞没有核膜，因此原核细胞中转录和翻译可以同时进行，A正确；发夹结构能阻止RNA聚合酶的移动，进而使转录终止，而不是存在终止密码子，B错误；图示转录过程中存在T—A配对，翻译过程中tRNA上的反密码子会和mRNA上的密码子进行碱基互补配对，因此核糖体上的碱基配对方式有C—G、U—A，C正确；mRNA既可作为翻译的模板，又能调节转录过程，D正确。
答案：B
4．解析：翻译过程中，在一个mRNA分子上可以先后结合多个核糖体同时合成多条肽链，依据题干中信息，*Ala－tRNACys参与翻译过程，因此可以同时合成多条被14C标记的肽链，A正确；tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配对是由二者的碱基序列决定的，B错误；由于半胱氨酸在镍的催化作用下还原成丙氨酸，但tRNA未变，所以该*Ala－tRNACys参与翻译时，新合成的肽链中原来Cys的位置会被替换为14C标记的Ala，但原来Ala的位置不会被替换为14C标记的Cys，C正确，D错误。
答案：AC
学习主题三
【任务驱动】
任务一
1．提示： eq \a\vs4\al(复,制) eq \(――→,\s\up7(转录)) RNA eq \(――→,\s\up7(翻译)) 蛋白质
2．（1）提示： eq \a\vs4\al(复,制) eq \(――→,\s\up7(翻译)) 蛋白质
（2）提示：RNA eq \(――→,\s\up7(逆转录)) eq \a\vs4\al(复,制) eq \(――→,\s\up7(转录)) RNA eq \(――→,\s\up7(翻译)) 蛋白质
任务二
提示：不能。病毒不能单独进行生命活动，只能发生在宿主细胞内。
任务三
1．提示：a：DNA的复制；b：转录；c：RNA的复制；d：逆转录。
2．提示：a：解旋酶和DNA聚合酶；b：RNA聚合酶；c：RNA复制酶；d：逆转录酶。
任务四
1．提示：HIV：丙；噬菌体：甲；流感病毒：乙。
2．提示：甲：1——转录，2——翻译，3——DNA的复制；乙：4——RNA的复制，5——翻译，6——RNA的复制；丙：7——逆转录，8——转录，9——翻译，10——DNA的复制。
3．提示：均由宿主细胞提供。
【过程评价】
1．解析：①②③④⑤分别代表转录、逆转录、RNA复制、翻译、DNA复制。②和③只在某些RNA病毒侵染宿主细胞后进行，⑥目前还没发现。
答案：A
2．解析：细胞分化是基因选择性表达的结果，存在基因的表达，组蛋白乙酰化使染色体结构松散，有利于基因的表达，A正确；过程c为转录，需要的是RNA聚合酶，RNA聚合酶具有解旋作用，而DNA复制需要用解旋酶先将DNA双链解旋，B错误；因为一个DNA分子上有多个基因，一个DNA分子可以控制合成多种mRNA，进而合成多种蛋白质，C正确；过程d为翻译，翻译时以mRNA为模板，游离在细胞质中的各种氨基酸由tRNA转运，在核糖体上合成一条具有特定氨基酸序列的蛋白质，该过程需要ATP供能，D正确。
答案：B
3．解析：RNA病毒可经逆转录过程把RNA转变成DNA，该过程需要的原料是4种脱氧核苷酸，物质Y与脱氧核苷酸结构相似，会混入逆转录生成的DNA中，致使逆转录生成的DNA不能整合到真核宿主的基因组中，影响病毒RNA及蛋白质的合成，从而抑制该病毒增殖，C正确。
答案：C
4．解析：YH0501通过抑制DNA的模板功能，可以抑制DNA复制和转录，因为DNA复制和转录均需要DNA模板，A正确；CC6868能抑制DNA聚合酶活性而影响DNA复制过程，DNA聚合酶活性受抑制后，会使癌细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸，B正确；RH2208阻止脱氧核糖核苷酸的合成，从而影响癌细胞中DNA复制过程，而转录过程需要的原料是核糖核苷酸，不会受到RH2208的影响，C错误；将三种药物精准导入癌细胞的技术可以抑制癌细胞的增殖，由于三种药物是精准导入癌细胞的，因此，可以减弱它们对正常细胞的不利影响从而减小药物副作用，D正确。
答案：ABD
高效课堂·实践运用
1．解析：密码子位于mRNA上，可能含有A、U、C、G，但不可能含有T，A正确。
答案：A
2．解析：题干中转运RNA中的反密码子为GUA，根据碱基互补配对原则，推知位于mRNA上的密码子为CAU，其决定的氨基酸为组氨酸。
答案：B
3．解析：组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，而DNA复制是合成DNA分子的过程，需要的原料是脱氧核苷酸；转录是以DNA分子的一条链为模板合成RNA，而RNA的基本组成单位是核糖核苷酸；翻译是合成蛋白质，其原料是氨基酸。
答案：D
4．解析：根据题意，增强子是DNA上一小段可与特定蛋白质结合的序列，因此增强子具有特定的碱基序列，A正确；由图可知，增强子是DNA上一小段可与特定蛋白质结合的序列，并不与启动子进行结合，因此并不与启动子互补配对，B错误；由图可知，增强子使所要作用基因所在的DNA链发生了弯折，距离所要作用的基因有一定的距离，因此增强子可以远距离发挥调控作用，C正确；启动子是RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列，图中A酶与启动子结合，因此A酶可能为RNA聚合酶，D正确。
答案：B
5．解析：mRNA上决定氨基酸的某个密码子的一个碱基发生替换，根据碱基互补配对原则，则tRNA上的反密码子也发生改变；一种密码子只决定一种氨基酸，一种氨基酸可由一种或几种密码子来决定，即存在密码子的简并性，因此氨基酸不一定改变，A正确。
答案：A
6．解析：分析题图可知，健康的人体内可以发生图中①DNA复制、②转录和③翻译过程，A错误；烟草花叶病毒是RNA病毒，侵入宿主细胞后发生⑤RNA复制和⑥翻译过程，B错误；④过程需要逆转录酶的参与，C错误。
答案：D
7．解析：（1）图一所示为翻译过程，模板是①mRNA；根据②③④⑤肽链的长度分析可知，核糖体的移动方向是从右到左；由于模板mRNA相同，因此翻译形成的肽链②③④⑤的最终结构相同。（2）图二中a表示DNA复制，需要解旋酶和DNA聚合酶的催化；b表示转录过程，需要RNA聚合酶的催化；遗传信息的表达包括转录和翻译，即图二中的b、c过程，c表示翻译过程，读取密码子的结构是③核糖体；反密码子位于⑤tRNA上；mRNA上相邻的三个碱基组成一个密码子，密码子决定氨基酸，所以由②（AUG GCU UCU UUC）指导合成的多肽链中氨基酸序列是甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸。
答案：（1）① 右→左 相同
（2）解旋酶和DNA聚合酶 RNA聚合酶 b、c ③ ⑤ 甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸
A
G
C
T
U
甲
60
40
60
40
—
乙
30
20
20
30
—
丙
41
23
44
—
28
丁
32
15
16
24
13
种类
mRNA
tRNA
rRNA
结构
单链
单链，呈
三叶草形
单链
特点
携带从DNA上转录来的遗传信息
一端携带特定的氨基酸，另一端的特定的三个碱基(可与mRNA上的密码子互补配对)，叫反密码子
核糖体
的组成
成分
功能
作为翻译的模板
识别密码子，转运特定的氨基酸
参与构
成核糖
体
共同点
都是经过转录产生的，基本单位都相同，都与翻译的过程有关
项目
DNA复制
转录
翻译
场所
主要是
细胞核
主要是
细胞核
细胞质中
的核糖体
模板
DNA的
两条链
DNA的
一条链
mRNA
原料
4种脱氧
核苷酸
4种核糖
核苷酸
21种氨基酸
时间
间期
生物生长发育的过程中
产物
2个相同
的DNA
RNA(mRNA、
tRNA、rRNA)
有一定氨基酸排列顺序的蛋白质
方向
5′端→3′端
5′端→3′端
5′端→3′端
特点
边解旋边复制，半保留复制
边解旋边转录，DNA仍保留
1个mRNA分子可结合多个核糖体，提高合成蛋白质的速度
研究
方法
可用放射性同位素标记“T”
可用放射性同位素标记“U”
可用放射性同位素标记“氨基酸”
项目
遗传信息
密码子
反密码子
概念
DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序
mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基
tRNA上与密码子互补的3个碱基
作用
控制生物
的性状
直接决定蛋白质中的氨基酸序列
识别密码子，转运氨基酸
种类
多样性
64种
61(62)种
氨基酸
密码子
苯丙氨酸(Phe)
UUU、UUC
脯氨酸(Pr)
CCU、CCC、CCA、CCG
赖氨酸(Lys)
AAA、AAG
过程
模板
原料
碱基互
补配对
方式
产物
实例
DNA的
复制
DNA→
DNA
DNA
的两
条链
A、T、C、G
四种脱氧
核苷酸
A—T
T—A
C—G
G—C
DNA
以DNA
作遗传
物质的
生物
DNA
的转录
DNA→
RNA
DNA
的一
条链
A、U、G、C
四种核糖
核苷酸
A—U
T—A
C—G
G—C
RNA
几乎所
有生物
翻译
RNA→
蛋白质
信使
RNA
21种氨
基酸
A—U
U—A
C—G
G—C
肽链
几乎
所有
生物
RNA
的复制
RNA→
RNA
RNA
A、U、G、C
四种核糖
核苷酸
A—U
U—A
C—G
G—C
RNA
以RNA
作遗传
物质的
生物(如
流感病
毒)
RNA的
逆转录
RNA→
DNA
RNA
A、T、C、G
四种脱氧
核苷酸
A—T
U—A
C—G
G—C
DNA
某些致癌
的RNA
病毒等
(如HIV)
药物名称
作用机理
YH0501
抑制DNA的模板功能
CC6868
抑制DNA聚合酶活性
RH2208
阻止脱氧核糖核苷酸的合成
网
络
建
构
主
干
落
实
1.RNA有三种：信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)。
2．转录的主要场所是细胞核，条件是模板(DNA的一条链)、原料(4种核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量。
3．翻译的场所是核糖体，条件是模板(mRNA)、原料(21种氨基酸)、酶和能量。
4．密码子共有64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，3种终止密码子正常情况下不决定氨基酸。
5．一种氨基酸对应一种或多种密码子，一种密码子最多只决定一种氨基酸。
6．每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸可由一种或多种tRNA识别和转运。
7．生物遗传信息流动可表示为：。
8．逆转录和RNA复制只发生在某些病毒侵染的细胞中。
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