2021届高考生物人教版一轮创新教学案：第6单元第20讲基因的表达

必修2　第六单元　第20讲　基因的表达

[考纲明细]　1.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)　2.基因与性状的关系(Ⅱ)

考点1　遗传信息的转录和翻译

1．RNA的结构、种类与功能

2．比较RNA与DNA

3．遗传信息的转录

(1)概念：以DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。

(2)场所：主要是细胞核，在线粒体、叶绿体中也能发生转录过程。

(3)过程

4．遗传信息的翻译

(1)概念

(2)密码子

①概念：信使RNA上3个相邻碱基决定1个氨基酸，此3个相邻碱基称为密码子。

②种类：64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，终止密码子有3种。

③密码子与氨基酸的对应关系

一种密码子只能决定一种氨基酸(终止密码子无对应的氨基酸)，一种氨基酸可能对应一种或几种密码子。

(3)tRNA

①结构：呈三叶草的叶形

②种类：61种。

③tRNA与氨基酸的对应关系

一种tRNA只能转运一种氨基酸，一种氨基酸可由一种或几种tRNA转运。

(4)过程

(5)产物：多肽蛋白质。

(6)特点

通常一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。

1．“列表法”比较复制、转录和翻译

2．“图示法”解读复制、转录、翻译的过程

(1)图甲、图乙的过程判断

①图甲DNA两条链都作为模板⇒复制。

②图乙DNA的一条链作为模板⇒转录。

(2)图丙的过程解读

①一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。

②翻译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。

③翻译终点：识别到终止密码子(不决定氨基酸)翻译停止。

④翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，mRNA不移动。

(3)图丁的过程解读

①数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。

②意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。

③方向：从左向右，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。

④结果：合成多个氨基酸序列完全相同的多肽。

3．相关数量关系

DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1。

4．真核细胞和原核细胞基因表达过程的区别

(1)真核细胞基因表达过程

先转录后翻译。转录形成的mRNA通过核孔进入细胞质，与核糖体结合进行翻译。

(2)原核细胞基因表达过程

边转录边翻译。原核细胞没有核膜，mRNA一经形成就会有许多核糖体结合上来，所以会出现转录和翻译同时进行的现象。极大地提高了合成蛋白质的效率。

题组一　遗传信息、密码子、反密码子辨析

1．如图表示蓝藻DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。请判断下列说法中正确的是(　　)

A．分析题图可知①是β，完成此过程的场所是细胞核

B．除图中所示的两种RNA之外，RNA还包括tRNA

C．图中翻译过程需要在核糖体上进行

D．能够转运氨基酸的③的种类有64种

答案　C

解析　根据碱基互补配对原则，可以确定β链是转录模板，蓝藻是原核生物，没有细胞核，A错误；RNA包括mRNA(图中②)、tRNA(图中③)和rRNA(核糖体RNA)，B错误；图中翻译过程在核糖体上进行，C正确；③是tRNA，能够转运氨基酸，其种类是61种，D错误。

2．有关蛋白质合成的叙述，正确的是(　　)

A．起始密码子和终止密码子都不编码氨基酸

B．每种tRNA只转运一种氨基酸

C．tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息

D．核糖体可在mRNA上移动，核糖体与mRNA的结合部位会形成3个tRNA的结合位点

答案　B

解析　密码子共64个，但编码氨基酸的密码子只有61个，有3个终止密码子不编码氨基酸，但起始密码子可编码氨基酸，A错误；每种tRNA只运载一种氨基酸，但一种氨基酸可能由几种tRNA运载，B正确；tRNA的反密码子不携带遗传信息，遗传信息在DNA分子上，mRNA以密码子的形式携带了氨基酸序列的遗传信息，C错误；核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点，D错误。

遗传信息、密码子和反密码子的比较

题组二　转录和翻译过程

3．(2019·湖南长沙市长郡中学一模)下图为某六肽化合物合成的示意图。下列叙述不正确的是(　　)

A．与①→②相比，③→⑤特有的碱基配对方式是U—A

B．根据图中多肽的氨基酸数可以判断出终止密码子是UCU

C．①→②中会产生图中④代表的物质，且④中含有氢键

D．若该多肽是一种DNA聚合酶，则它会催化物质①的复制

答案　B

解析　①为DNA，②③均是mRNA，④是tRNA，⑤是多肽。①→②过程表示转录，其碱基配对方式是A—U、T—A、G—C、C—G，③→⑤过程表示翻译，其碱基配对方式是A—U、U—A、G—C、C—G，可见，与①→②相比，③→⑤特有的碱基配对方式是U—A，A正确；根据图中多肽的氨基酸数可以判断出终止密码子是UAA，B错误；①→②所示的转录过程会产生图中④代表的tRNA，tRNA中含有氢键，C正确；若该多肽是一种DNA聚合酶，则它会催化物质①DNA的复制，D正确。

4．下列有关如图所示的生理过程(图中④代表核糖体，⑤代表多肽链)的叙述，不正确的是(　　)

A．图中所示的生理过程包括转录和翻译

B．图中所示的过程发生在原核细胞中

C．遗传信息由②传递到⑤需要mRNA作中介

D．图中①在该过程中不起作用，由此可确定①在遗传上不具功能

答案　D

解析　图示表示遗传信息从DNA传递给mRNA再传递给蛋白质，所以其生理过程包括转录和翻译，A正确；图中转录和翻译可同时进行，说明是发生在原核细胞中，B正确；遗传信息储存在DNA分子中，由②传递到⑤需要mRNA作中介，C正确；①是DNA的一条链，在遗传时参与DNA复制，D错误。

5．(2019·江苏连云港东海石榴高中月考)关于如图所示生理过程的叙述，正确的是(　　)

A．物质1上任意三个相邻碱基叫做密码子

B．该过程需要mRNA、tRNA、rRNA参与

C．多个结构1共同完成一条物质2的合成

D．结构1读取到终止密码子时，物质2连接最后一个氨基酸

答案　B

解析　mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基是密码子，A错误；图示为翻译过程，需要mRNA作为模板、tRNA运输氨基酸、rRNA构成的核糖体为场所，B正确；每个核糖体均分别完成一条多肽链的合成，多个核糖体可以完成多个相同的肽链的合成，C错误；结构1核糖体读取到终止密码子时，翻译过程结束，终止密码子不编码氨基酸，D错误。

题组三　转录和翻译的相关计算

6．一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子含有的碱基个数、合成这段多肽需要的tRNA个数及转录此mRNA的基因中碱基个数至少依次为(　　)

A．33　11　66  B．36　12　72

C．12　36　72  D．11　36　66

答案　B

解析　一条含有11个肽键的多肽，含有12个氨基酸。氨基酸数∶mRNA碱基数∶DNA碱基数＝1∶3∶6，因此，mRNA中至少含有36个碱基，DNA中至少含有72个碱基。一个氨基酸需要一个tRNA来转运，故至少需要12个tRNA。

计算中的“最多”和“最少”问题

(1)翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些；基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。

(2)不能忽略“最多”或“最少”等字：如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。

考点2　中心法则及基因与性状的关系

1．中心法则

(1)提出者：克里克。

(2)总表达式

①DNA的复制；②转录；③翻译；④RNA的复制；⑤逆转录。

(3)不同生物遗传信息传递方向

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：

③HIV等逆转录病毒的中心法则：

④不能分裂的细胞：

DNARNA蛋白质

2．基因控制性状的途径

(1)直接控制途径

①机理：基因蛋白质结构生物体的性状。

②实例：镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病。

(2)间接控制途径

①机理：基因酶的合成代谢过程生物体的性状。

②实例：白化病、豌豆皱粒。

1.(必修2 P70小字)(1)线粒体和叶绿体中的DNA，都能够进行半自主自我复制，并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。

(2)线粒体肌病和神经性肌肉衰弱、运动失调及眼视网膜炎等都与线粒体DNA缺陷有关，通过母亲遗传给后代。

2．(必修2 P71拓展题T1改编)果蝇红眼形成的直接原因是红色色素的合成，而红色色素的合成需经一系列生化反应，每个反应所涉及的酶都与相应的基因有关，但是，科学家只将其中一个因突变而导致红眼不能形成的基因命名为红眼基因，下列相关叙述正确的是(　　)

A．基因与红眼性状的关系是线性关系

B．果蝇只要有红眼基因就能形成红眼

C．红眼基因突变后其遗传性状一定改变

D．红眼性状是基因通过指导蛋白质的合成来实现的

答案　D

解析　根据题干信息可知，“红色色素的合成需经一系列生化反应，每个反应所涉及的酶都与相应的基因有关”，因此红眼基因与性状不是简单的线性关系，A错误；科学家只将其中的一个基因命名为红眼基因，因此并不是有红眼基因就能形成红眼，B错误；由于密码子的简并性，红眼基因突变后，其遗传性状不一定改变，C错误；基因通过指导蛋白质的合成来控制生物的性状，D正确。

题组一　中心法则过程分析及实验

1．中心法则揭示了生物遗传信息传递与表达的过程。下列有关中心法则的说法错误的是(　　)

A．a过程主要发生在细胞分裂的间期，b和c在细胞的整个生命过程中都能发生

B．c过程中mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到与其相对应的反密码子

C．逆转录病毒的RNA在宿主细胞内须通过d、b、c过程才能最终合成蛋白质

D．细胞中的基因通过b、c过程合成的蛋白质可直接或间接地影响生物的性状

答案　B

解析　a、b、c、d、e分别表示DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制，DNA复制发生在细胞分裂的间期，转录和翻译发生在整个生命过程中，A正确；tRNA上找不到与终止密码子相对应的反密码子，B错误；逆转录病毒携带的RNA在宿主细胞内必须通过逆转录(d)、转录(b)、翻译(c)过程才能最终合成蛋白质，C正确；基因表达合成的蛋白质可直接或间接地影响生物的性状，D正确。

2．图甲所示为基因表达过程，图乙为中心法则，①～⑤表示生理过程。下列叙述正确的是(　　)

A．图甲所示为染色体DNA上的基因表达过程，需要多种酶参与

B．红霉素影响核糖体在mRNA上的移动，故影响基因的转录过程

C．图甲所示过程为图乙中的①②③过程

D．图乙中涉及碱基A与U配对的过程为②③④⑤

答案　D

解析　甲图中，转录和翻译同时进行，属于原核生物的基因表达过程，而原核生物没有染色体，A错误；红霉素影响核糖体在mRNA上的移动，所以影响基因的翻译过程，B错误；图乙中①是DNA复制、②是转录过程、③是翻译过程、④是RNA的复制、⑤是逆转录过程，图甲是基因控制蛋白质的合成过程，即转录和翻译，为图乙中的②③过程，C错误；图乙中涉及碱基A与U配对的过程为②③④⑤，①过程中只有A与T配对，D正确。

3．如图为模拟中心法则信息传递过程的实验研究装置，据图回答：

(1)若图示为模拟某种病毒的信息流动过程，装置加入的模板A为单链，其部分碱基序列为—GAACACGUC—，加入的原料B为脱氧核苷酸，则该过程所需的酶B为________，模拟的过程为________。

(2)若图示为模拟人体淋巴细胞的信息流动过程，装置加入的模板A为双链，其部分碱基序列为—GAACATGTT—，加入的原料B为__________，则该过程所需的酶B为RNA聚合酶，模拟的过程为________，该生理过程主要发生在该细胞的________中。

答案　(1)逆转录酶　逆转录

(2)核糖核苷酸　转录　细胞核

解析　(1)模板的部分碱基序列“—GAACACGUC—”中含有U且为单链可知，该病毒为RNA病毒，且以脱氧核苷酸为原料合成DNA，所以可确定该过程需要逆转录酶的参与，模拟的过程为逆转录过程。

(2)由“模板A为双链”和“碱基序列为—GAACATGTT—”中含“T”等信息可知，模板A为双链DNA分子，在RNA聚合酶的催化作用下可以合成RNA，利用的原料为核糖核苷酸，模拟的过程为转录，主要发生在该细胞的细胞核中。

1．不同细胞中遗传信息传递方向

高等动植物只有DNA复制、转录、翻译三条途径，但具体到不同细胞情况不尽相同，如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有；但叶肉细胞等高度分化的细胞中无DNA复制途径，只有转录和翻译两条途径；哺乳动物成熟的红细胞中无信息传递。2.“三步法”判断中心法则各过程

题组二　基因与生物性状的关系

4．(2019·吉林第二次调研)有关基因、蛋白质与性状关系的叙述中，不正确的是(　　)

A．一个基因不一定只能控制一个性状，多个基因可以影响和控制同一个性状

B．控制酪氨酸酶的基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状

C．并不是染色体上的所有基因都能表现出相应的性状

D．蛋白质的功能可以影响性状

答案　B

解析　生物性状是由基因决定的，但性状和基因不都是一一对应关系，如一个基因不一定只能控制一个性状，也有多个基因影响和控制同一个性状的，A正确；控制酪氨酸酶的基因是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物性状，B错误；有的基因为隐性基因，所控制的性状不一定表现出来，C正确；基因通过控制蛋白质的合成控制生物的性状，D正确。

5．(2020·安徽省皖南八校第二次联考)如图为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述正确的是(　　)

A．白化病患者由于基因突变而导致基因2的碱基配对方式改变

B．当食物缺乏酪氨酸时，即使基因2正常表达仍然会患白化病

C．基因1能够反映基因通过控制蛋白质的合成直接控制生物体的性状

D．镰刀型细胞贫血症致病的直接原因是血红蛋白分子结构的改变

答案　D

解析　基因突变不会导致基因的碱基配对方式改变，A错误；酪氨酸是非必需氨基酸，食物缺乏酪氨酸时人体自身可以合成，基因2正常表达则不会患白化病，B错误；基因1能够反映基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，C错误；镰刀型细胞贫血症致病的根本原因是基因突变，直接原因是血红蛋白分子结构的改变，D正确。高考热点突破

1．(2019·全国卷Ⅰ)用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是(　　)

①同位素标记的tRNA　②蛋白质合成所需的酶　③同位素标记的苯丙氨酸　④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸　⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液

A．①②④  B．②③④

C．③④⑤  D．①③⑤

答案　C

解析　在体外合成同位素标记的多肽链，需要有翻译合成该多肽链的模板——mRNA，即人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸；还需要有合成该多肽链的原料——同位素标记的氨基酸(苯丙氨酸)。此外，合成该多肽链还需要酶、能量等，可由除去了DNA和mRNA的细胞裂解液提供。

2．(2018·江苏高考)下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是(　　)

A．原核细胞内DNA的合成都需要DNA片段作为引物

B．真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成

C．肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质

D．原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与

答案　D

解析　原核细胞内DNA的合成需要RNA为引物，A错误；真核细胞中的DNA和RNA的合成主要发生在细胞核中，此外线粒体和叶绿体中也能合成DNA和RNA，B错误；肺炎双球菌的体内转化实验说明了转化因子的存在，体外转化实验证明了遗传物质是DNA，C错误；真核细胞和原核细胞中基因的表达过程都包括转录和翻译两个过程，都需要DNA和RNA的参与，D正确。

3．(2017·全国卷Ⅲ)下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是(　　)

A．tRNA、rRNA和mRNA都从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

答案　C

解析　tRNA、rRNA和mRNA均由DNA转录而来，A正确；RNA的合成以DNA的一条链为模板，边解旋边转录，同一细胞中可能有多个DNA分子同时发生转录，同一DNA分子上的不同基因也可同时发生转录，故两种RNA可同时合成，B正确；RNA的合成主要发生在细胞核中，另外在线粒体、叶绿体中也可发生，C错误；转录时遵循碱基互补配对原则，故转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补，D正确。

4．(2016·上海高考)从同一个体的浆细胞(L)和胰岛B细胞(P)分别提取它们的全部mRNA(L－mRNA和P－mRNA)，并以此为模板在逆转录酶的催化下合成相应的单链DNA(L－cDNA和P－cDNA)。其中，能与L－cDNA互补的P－mRNA以及不能与P－cDNA互补的L－mRNA分别含有编码(　　)

①核糖体蛋白的mRNA　②胰岛素的mRNA　③抗体蛋白的mRNA　④血红蛋白的mRNA

A．①③  B．①④

C．②③  D．②④

答案　A

解析　由题意知，能与L－cDNA互补的P－mRNA是在两种细胞中均表达的基因转录的mRNA，不能与P－cDNA互补的L－mRNA是由在浆细胞中表达在胰岛B细胞中不表达的基因转录的mRNA，A正确。

5．(2018·江苏高考)长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基，具有多种调控功能的一类RNA分子。下图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下列问题：

(1)细胞核内各种RNA的合成都以________为原料，催化该反应的酶是________。

(2)转录产生的RNA中，提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是________，此过程中还需要的RNA有________。

(3)lncRNA前体加工成熟后，有的与核内________(图示①)中的DNA结合，有的能穿过________(图示②)与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合，发挥相应的调控作用。

(4)研究发现，人体感染细菌时，造血干细胞核内产生的一种lncRNA，通过与相应DNA片段结合，调控造血干细胞的________，增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。该调控过程的主要生理意义是________。

答案　(1)四种核糖核苷酸　RNA聚合酶

(2)mRNA(信使RNA)　tRNA和rRNA(转运RNA和核糖体RNA)

(3)染色质　核孔

(4)分化　增强人体的免疫抵御能力

解析　(1)细胞核中的RNA都是以DNA为模板转录形成的，该过程需要RNA聚合酶的催化，原料是四种核糖核苷酸。

(2)转录可以形成mRNA、tRNA和rRNA等，其中mRNA是翻译的模板，可以提供信息指导氨基酸分子聚合成多肽链；tRNA在翻译中作为运输氨基酸的工具；rRNA是核糖体的组成成分。

(3)由图可知，lncRNA前体加工成熟后，可以与染色质上的DNA分子结合，也可以通过核孔与细胞质中的蛋白质和RNA结合。

(4)根据题意分析，人体感染细菌时，造血干细胞核内产生的一种lncRNA，与相应DNA片段结合后，血液中产生了单核细胞、中性粒细胞等多种吞噬细胞，说明其调控了造血干细胞的分化；吞噬细胞属于免疫细胞，因此该调控过程的主要生理意义是增强人体的免疫抵御能力。

课时作业

一、选择题

1．(2019·湖南湘东六校高三联考)如图表示真核细胞中基因指导蛋白质合成过程中相关物质间的关系。下列叙述正确的是(　　)

A．物质a表示基因，其均以染色体为载体

B．物质b的密码子决定其携带氨基酸的种类

C．过程①表示转录，该过程发生在核糖体上

D．过程②表示翻译，该过程中能产生水，并消耗能量

答案　D

解析　细胞质基因不是以染色体为载体，A错误；b代表tRNA，密码子不在tRNA上，B错误；转录过程主要发生在细胞核，C错误；过程②表示翻译，该过程中氨基酸脱水缩合形成肽链，能产生水，并消耗能量，D正确。

2．(2019·河北武邑中学调研)rRNA在核仁中通过转录形成，与核糖核蛋白组装成核糖体前体，再通过核孔进入细胞质中进一步成熟，成为翻译的场所。翻译时rRNA参与催化肽键的连接。下列叙述错误的是(　　)

A．rRNA的合成需要核DNA做模板

B．原核生物中也有合成rRNA的基因

C．翻译时，rRNA的碱基与mRNA上的密码子配对

D．rRNA可降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能

答案　C

解析　组成核糖体的rRNA是在核仁中，以DNA的一条链为模板转录形成的，A正确；原核细胞中也有核糖体，因此也有合成rRNA的基因，B正确；翻译时，tRNA的碱基与mRNA上的密码子配对，C错误；翻译时，rRNA可以降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能，催化肽键的连接，D正确。

3．(2019·黑龙江大庆二模)以下甲、乙两图，表示某真核细胞中遗传信息传递的某些过程，下列叙述不正确的是(　　)

A．甲图所示过程进行的场所可以为细胞核

B．乙图所示过程不涉及碱基T与A的配对

C．乙图中②③④最终形成的物质结构不会相同

D．SARS病毒不能独立完成甲乙两图所示生命过程

答案　C

解析　根据甲图所示，以DNA的一条链为模板，合成一条RNA，主要在细胞核中进行，A正确；乙图所示过程是在核糖体上以mRNA为模板，合成肽链，有tRNA上的反密码子和mRNA上密码子配对，不涉及碱基T与A的配对，B正确；乙图中②③④是正在合成的肽链，以同一条mRNA链为模板，最终是氨基酸序列相同的肽链，C错误；SARS病毒为RNA病毒，必须寄生在人体细胞中才能进行RNA的复制和翻译，而且甲、乙为转录和翻译过程，SARS病毒不存在转录过程，D正确。

4．(2019·河北武邑中学调研)下列有关“一定”的叙述，正确的是(　　)

A．肽链的合成一定以RNA为模板，一定发生在核糖体

B．DNA的合成一定以DNA为模板，RNA的合成也一定以DNA为模板

C．染色体组内一定不存在同源染色体，也一定不存在等位基因

D．翻译过程中，一个mRNA一定与一个核糖体结合，一个核糖体一定合成一条多肽链

答案　A

解析　肽链的合成过程即翻译过程，一定以RNA为模板，以氨基酸为原料，发生在核糖体上，A正确；DNA的合成为DNA复制过程或逆转录过程，不一定以DNA为模板，RNA的合成为转录过程或RNA复制过程，也不一定以DNA为模板，B错误；染色体组是指细胞中形态和功能各不相同，但携带着控制生物生长发育、遗传和变异的一组非同源染色体，所以染色体组内一定不存在同源染色体，正常情况下也不含等位基因，但由于可能会发生变异，所以染色体组中可能存在等位基因，C错误；翻译过程中，同一条mRNA分子能够与多个核糖体结合，同时合成若干条相同的多肽链，D错误。

5．(2020·青岛市高三质检)研究者人工合成的一种微小RNA，不能编码蛋白质，当其进入番茄细胞后，能作用于乙烯受体基因转录的mRNA，从而使该基因“沉默”。下列叙述错误的是(　　)

A．微小RNA可能与乙烯的受体基因转录的mRNA互补

B．微小RNA可能通过干扰翻译过程从而使该基因沉默

C．微小RNA与乙烯受体基因的模板链碱基序列相同

D．该技术可尝试应用于番茄储藏与运输过程中的保鲜

答案　C

解析　微小RNA能作用于乙烯受体基因转录的mRNA，可能是微小RNA与乙烯的受体基因转录的mRNA互补，干扰翻译过程，从而使该基因沉默，A、B正确；微小RNA与乙烯受体基因的模板链碱基序列不相同，RNA中有碱基U，基因中有碱基T，C错误；微小RNA能与乙烯受体基因产生的mRNA结合，从而阻止翻译过程，进而抑制乙烯受体蛋白形成，使乙烯不能发挥作用，因此可应用于番茄储藏与运输过程中的保鲜，D正确。

6．(2019·辽宁凌源联考)如图为某种细胞中进行的主要遗传信息的表达过程。据图分析，下列叙述正确的是(　　)

A．物质a的形成过程需要DNA聚合酶的催化

B．物质a与b的结合部位有4种碱基配对类型

C．物质c的合成过程中有水分子的生成

D．物质c合成后可能经内质网和高尔基体进行再加工

答案　C

解析　物质a是mRNA，其形成过程需要RNA聚合酶的催化，A错误；物质b是DNA的模板链，物质a与b的结合部位(即DNA与mRNA的结合部位)有3种碱基配对类型：A与U配对、T与A配对、G与C(或C与G)配对，B错误；物质c是由氨基酸分子通过脱水缩合而形成的多肽，此过程中有水分子的生成，C正确；题图显示：转录过程还没有结束，翻译过程就已经开始，由此可推知：图示中遗传信息的表达过程发生在原核细胞，而原核细胞中没有内质网和高尔基体，D错误。

7．(2019·吉林舒兰一中月考)下图为一组模拟实验，假设实验能正常进行，四个试管都有产物产生。下列叙述错误的是(　　)

A．a试管内模拟的是DNA复制过程

B．a、b两个试管内的产物都是DNA

C．c试管内模拟的是RNA复制过程

D．d试管内模拟的是逆转录过程

答案　B

解析　a中以DNA为模板，为脱氧核苷酸为原料，模拟的是DNA分子的复制，A正确；c中以RNA为模板，以核糖核苷酸为原料，模拟的是RNA复制过程，C正确；a试管内的产物是DNA，b试管内的产物是RNA，B错误；d中以RNA为模板，以脱氧核苷酸为原料，模拟的是逆转录过程，D正确。

8．(2020·泰安质检)一个mRNA分子有m个碱基，其中G＋C有n个；由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的A＋T数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是(　　)

A．m、(m/3)－1  B．m、(m/3)－2

C．2(m－n)、(m/3)－1  D．2(m－n)、(m/3)－2

答案　D

解析　mRNA分子中有m个碱基，其中G＋C的数目为n个，则A＋U的数目为(m－n)个，故模板DNA中A＋T数目为2(m－n)个。根据mRNA碱基数目∶蛋白质中氨基酸数目＝3∶1可知，氨基酸数目为m/3个。脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数＝(m/3)－2。

9．(2019·贵州遵义四中月考)关于真核生物基因表达的叙述，正确的是(　　)

A．翻译过程中存在T－A的配对方式

B．停止分裂的活细胞仍有可能进行基因表达

C．基因与性状之间是一一对应的关系

D．核糖体中的RNA是基因表达的终产物

答案　B

解析　翻译过程中，位于mRNA上的组成密码子的三个碱基与位于tRNA一端的组成反密码子的三个碱基互补配对，其配对方式有A－U和C－G，A错误；停止分裂的活细胞仍进行一系列的生命活动，所以有可能进行基因表达，B正确；基因与性状之间并不都是一一对应的关系，有的性状受多个基因控制，一个基因也可能控制多个性状，C错误；基因表达的终产物是蛋白质，D错误。

10．(2019·皖中名校联考)白化病和黑尿病都是因为酶缺陷引起的分子遗传病，前者不能由酪氨酸合成黑色素，后者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸，排出的尿液中因含有尿黑酸，遇空气后氧化变黑。如图表示人体与之相关的一系列生化过程，据图分析下列叙述错误的是(　　)

A．若一个皮肤角质层细胞控制酶B合成的基因发生突变，不会导致白化病

B．若一个胚胎干细胞控制酶D合成的基因发生突变，可能会导致黑尿病

C．白化病和黑尿病说明基因是通过控制酶的合成而间接控制生物性状的

D．题图代谢过程可说明一个基因影响一个性状，一个性状也受一个基因控制

答案　D

解析　基因突变发生的越早，变异范围越大，反之越小，若一个皮肤角质层细胞控制酶B合成的基因发生突变，表现突变的范围较小，不会导致白化病，但若一个胚胎干细胞控制酶D合成的基因发生突变，可能会导致黑尿病，A、B正确；白化病和黑尿病都是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物体的性状的，C正确；由题图代谢过程可知，酶A缺乏可影响多个性状，即一个基因可影响多个性状，同时尿黑酸的合成受多个基因控制，即一个性状也可受多个基因控制，D错误。

11．(2020·湖南、江西十四校联考)如图中心法则，下列有关说法不正确的是(　　)

A．所有细胞生物遗传信息流动的方向都包括①③⑤三条途径

B．烟草花叶病毒不是逆转录病毒，因此它不包括①③④三条遗传信息流动方向

C．逆转录病毒的遗传信息流动方向包括①②③④⑤途径

D．朊病毒是一种没有核酸，仅由蛋白质组成的病毒，可推测朊病毒可能含有除上图遗传信息流动以外的途径

答案　C

解析　所有细胞生物的遗传物质都是DNA，其遗传信息流动的方向都包括①③⑤三条途径，A正确；烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，但不是逆转录病毒，因此它不包括①③④三条遗传信息流动方向，B正确；逆转录病毒的遗传信息流动方向包括①③④⑤途径，C错误；朊病毒是一种没有核酸，仅由蛋白质组成的病毒，可推测朊病毒可能含有除上图遗传信息流动以外的途径，D正确。

12．(2019·福州市高三质量抽测)下列关于中心法则的叙述，错误的是(　　)

A．细胞核和细胞质都可能发生基因复制和转录

B．tRNA和mRNA碱基互补配对发生在核糖体

C．逆转录酶的合成发生在病毒体内

D．染色体DNA的复制发生在细胞核

答案　C

解析　某些逆转录病毒中含有逆转录酶，但这些酶只能在宿主细胞内才能合成，由宿主细胞提供合成酶所需要的能量和原料，C错误；真核细胞中DNA主要存在于细胞核，少数存在于细胞质中的线粒体和叶绿体中，都可能发生基因复制和转录，A正确；tRNA和mRNA碱基互补配对发生在翻译过程，在核糖体中进行，B正确；染色体DNA存在于细胞核中，其复制发生在细胞核中，D正确。

二、非选择题

13．(2019·贵州毕节威宁模拟)请根据下图回答有关遗传信息传递和表达的问题。

(1)图1为细胞中合成蛋白质的示意图，其过程的模板是________(填序号)，图1中所示的过程具体是指________。

(2)图2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。在图2中完成遗传信息表达的是________(填字母)过程，a过程所需的酶有______________________，在图2 c中能特异性识别②的是________，写出图中的一段由②指导合成的多肽链中的氨基酸序列______________________________。

(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)

(3)若②中一个A替换成了U，合成的多肽链中氨基酸序列没有变化，原因可能是______________________________。

答案　(1)①　翻译

(2)b、c　解旋酶和DNA聚合酶　tRNA(或转运RNA或⑤)　甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸

(3)一种氨基酸可能对应多种密码子(或碱基改变后控制的氨基酸种类相同或密码子具有简并性)

解析　(1)图1表示细胞中多聚核糖体合成蛋白质的过程，称为翻译，其中①是mRNA，作为翻译的模板。

(2)图2中①是DNA，a表示DNA的自我复制过程，需要解旋酶和DNA聚合酶；②是mRNA，b表示转录过程，③是核糖体，④是多肽链，⑤是tRNA，c表示翻译过程。遗传信息的表达是指转录、翻译形成蛋白质的过程，即图2中的b、c；②是mRNA，其上具有密码子，由图可知其碱基序列为“—AUGGCUUCUUUC—”，所以由②指导合成的多肽链中的氨基酸序列是甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸。

(3)由于一种氨基酸可能对应多种密码子(或碱基改变后控制的氨基酸种类相同或密码子具有简并性)，所以若②中一个A替换成了U，合成的多肽链中氨基酸序列可能不变化。

14．乙肝被称为“中国第一病”。乙肝病毒的DNA有一条环状链和一条较短的半环链，侵染时先形成完整的环状，再以其中一条作为原始模板复制形成新的病毒，如图所示：

(1)发生在宿主细胞核中的过程有________(填图中序号)，发生在宿主细胞质内的过程有________。

(2)乙肝病毒的中心法则为________________________________________。

(3)发生了碱基互补配对现象的有____________过程(填图中序号)。

(4)物质a的作用是________________________________________________。

(5)过程⑤⑦的原料种类数可能分别为________。

答案　(1)③④　⑤⑥⑦

(2)

(3)③④⑤⑦

(4)携带DNA上的遗传信息，作为翻译和逆转录的模板

(5)20、4

解析　(1)③过程由DNA的单链片段合成DNA双链，需要DNA聚合酶的作用，发生在细胞核中，④为DNA的转录，⑤是翻译，⑥是组装，这两个过程发生在细胞质中，⑦是病毒的逆转录过程，场所为宿主细胞质中，发生在释放之前。

(2)乙肝病毒的中心法则除正常的DNA转录、翻译过程外，还存在逆转录过程。

(3)③是DNA片段合成，④是转录，⑤是翻译，⑦是逆转录，这些过程都发生了碱基互补配对现象。

(4)物质a是RNA，可携带DNA上的遗传信息，作为模板进行翻译，将遗传信息传递给蛋白质，同时可作为逆转录的模板，在逆转录酶的作用下合成DNA。

(5)⑤是翻译形成多肽链的过程，需要20种氨基酸。⑦是逆转录形成DNA的过程，需要4种脱氧核苷酸。

15．(2020·开封高三定考)反义RNA是人工合成的一小段RNA，其应用如图所示。请据图回答下列问题：

(1)该真核生物的遗传物质直接参与了图中________过程。

(2)催化①过程的酶是____________，其作用是______________________。

(3)从基因表达的角度来看，反义RNA的作用是________________，其机理为__________________________。

(4)图中“M”代表____________。

(5)请预测反义RNA在疾病治疗方面可能的应用有_____________(至少写出一种)。

答案　(1)转录(或①)

(2)RNA聚合酶　解旋、催化核糖核苷酸聚合

(3)抑制翻译　反义RNA与mRNA互补配对，使mRNA不能参与翻译

(4)RNA酶

(5)基因治疗、肿瘤治疗(合理即给分)

解析　(1)真核生物的DNA是遗传物质，转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。遗传物质直接参与了图中的转录过程。

(2)过程①是转录，此过程需要RNA聚合酶的催化，RNA聚合酶的作用是解旋并催化核糖核苷酸聚合生成mRNA。

(3)根据过程图解分析可知，反义RNA与mRNA互补配对，使mRNA不能翻译成蛋白质，从而抑制翻译过程。

(5)反义RNA能抑制mRNA的翻译，可预测反义RNA在治疗疾病方面可能的应用有基因治疗、肿瘤治疗等。