2020版高考生物苏教版一轮复习讲义：第六单元第20讲基因控制蛋白质的合成

第20讲　基因控制蛋白质的合成
[考纲要求]　1.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)。2.基因与性状的关系(Ⅱ)。3.人类基因组计划及意义(Ⅰ)。
考点一　遗传信息的转录和翻译

1.RNA的结构与分类
(1)基本单位：核糖核苷酸。
(2)种类及功能
(3)RNA与DNA的区别
项目
物质组成
结构特点
五碳糖
特有碱基
DNA
脱氧核糖
T(胸腺嘧啶)
一般是双链
RNA
核糖
U(尿嘧啶)
通常是单链

技法提炼　DNA和RNA的区分
(1)DNA和RNA的判断
①含有碱基T或脱氧核糖⇒DNA；
②含有碱基U或核糖⇒RNA。
(2)单链DNA和双链DNA的判断
①若：⇒双链DNA；
②若：嘌呤数≠嘧啶数⇒单链DNA。
(3)DNA和RNA合成的判断：用放射性同位素标记T或U可判断DNA和RNA的合成。若大量利用T，可推断正在发生DNA的合成；若大量利用U，可推断正在进行RNA的合成。
2.转录
(1)场所：主要是细胞核，在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。
(2)条件
(3)过程

(4)产物：信使RNA、核糖体RNA、转运RNA。
3.翻译
(1)场所或装配机器：核糖体。
(2)条件
(3)过程

(4)产物：多肽蛋白质
归纳整合　复制、转录和翻译的比较
项目
复制
转录
翻译
场所
主要在细胞核
主要在细胞核
细胞质(核糖体)
模板
DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
原料
4种脱氧核糖核苷酸
4种核糖核苷酸
20种氨基酸
原则
A－T、G－C
T－A、A－U、G－C
A－U、G－C
结果
两个子代DNA分子
mRNA、tRNA、
rRNA
多肽链
信息
传递
DNA→DNA
DNA→mRNA
mRNA→蛋白质
意义
传递遗传信息
表达遗传信息


1.判断下列有关RNA和DNA的叙述
(1)一个tRNA分子中只有三个碱基，可以携带多种氨基酸(　×　)
(2)rRNA是核糖体的组成成分，原核细胞中可由核仁参与合成(　×　)
(3)tRNA分子中的部分碱基两两配对形成氢键(　√　)
(4)有些RNA可通过降低化学反应的活化能来提高反应速率(　√　)
(5)若某核酸中，嘌呤占58%，嘧啶占42%，则该核酸一定不是双链DNA(　√　)
(6)在翻译过程中，tRNA分子的—OH端与相应的氨基酸结合(　√　)
2.判断下列有关遗传信息、密码子和反密码子的叙述
(1)每种氨基酸仅由一种密码子编码(　×　)
(2)一个tRNA上的反密码子只能与mRNA上的一种密码子配对(　√　)
(3)mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子(　×　)
(4)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，则①是β链，完成此过程的场所是细胞核(　×　)

3.判断有关复制、转录和翻译的相关叙述
(1)DNA复制就是基因表达的过程(　×　)
(2)转录和翻译过程都存在T－A、A－U、G－C的碱基配对方式(　×　)
(3)蛋白质合成旺盛的细胞中，DNA分子较多，转录成的mRNA分子也较多(　×　)
(4)细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板，提高转录效率(　×　)
(5)细胞中的mRNA在核糖体上移动，指导蛋白质的合成(　×　)
(6)DNA复制和转录时，其模板都是DNA的一整条链(　×　)



分析DNA转录和翻译过程

(1)遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程需要解旋酶吗？
提示　不需要，RNA聚合酶也有解旋功能。
(2)为什么说真核细胞的转录过程主要发生在细胞核中？
提示　DNA主要存在于细胞核中，线粒体和叶绿体中也存在少量的DNA，因此叶绿体和线粒体也有部分遗传信息的转录过程。
(3)图中翻译方向如何？判断依据是什么？
提示　方向为从左向右；判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。
(4)图示信息显示一条mRNA可结合多个核糖体，其意义何在？
提示　少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。
(5)起始密码子AUG决定甲硫氨酸，为什么蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸？
提示　翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中会被剪切掉。
(6)翻译过程中，核糖体是如何使肽链延伸的？从核糖体上脱落下来的是有特定功能的成熟蛋白质吗？
提示　翻译过程中，核糖体在mRNA上移动并依次读取密码子，进行肽链的合成，直到读取到mRNA上的终止密码子，合成才能终止。刚从核糖体上脱落下来的只能称之为多肽，其必须经过一定的加工才能成为具有特定功能的成熟蛋白质。

命题点一　转录和翻译过程的分析
1.如图表示某个体的一个细胞中控制功能蛋白A的基因的表达过程，下列说法错误的是(　　)

A.过程①以核糖核苷酸为原料，催化该过程的酶是RNA聚合酶
B.过程②中核糖体的移动方向是从右向左，需要两种RNA参与
C.若基因发生突变，则功能蛋白A的相对分子质量可能增大
D.该个体的某些细胞内控制功能蛋白A的基因可能没有表达
答案　B
解析　过程①是转录，需要细胞质提供的核糖核苷酸为原料，该过程在RNA聚合酶的催化作用下合成mRNA，A项正确；过程②是翻译，根据肽链的长度可判断，核糖体的移动方向是从右向左，但翻译需要rRNA、tRNA、mRNA三种RNA参与，B项错误；若基因突变导致终止密码子后移，则功能蛋白A的相对分子质量将增大，C项正确；由于基因的选择性表达，该个体的某些细胞内控制功能蛋白A的基因可能没有表达，D项正确。
2.如图表示某细胞中遗传信息的传递，据图分析下列相关叙述正确的是(　　)

A.DNA双链在细胞核中合成，多肽链在细胞质中合成
B.图中酶a代表DNA聚合酶，酶b代表RNA聚合酶
C.转录形成mRNA时，游离的核糖核苷酸有序地与DNA链上的碱基相撞
D.结构c与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点
答案　D
解析　图中转录和翻译同时进行，由此可判断该细胞为原核细胞，无以核膜为界限的细胞核，A项错误；图中酶a代表解旋酶，酶b代表RNA聚合酶，B项错误；转录形成mRNA时，游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基相撞，只有能够进行碱基互补配对的核糖核苷酸才能按次序进行连接，C项错误；结构c为核糖体，其与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点，D项正确。
科学思维　“三步”判断真、原核细胞的DNA复制、转录及翻译


命题点二　基因表达中的有关计算
3.(2019·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。
4.(2018·天津模拟)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DNA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。mRNA中每3个相邻的碱基决定一个氨基酸；一个氨基酸需要一个tRNA来转运。因此，mRNA中至少含有36个碱基，至少需要12个tRNA，DNA中至少含有72个碱基。
科学思维　“三步法”解答关于基因表达中的计算题
第一步：作图。通常只需画出下图甲，但当涉及转录、逆转录、翻译时还要画出图乙。

①上述图甲代表的是一个DNA分子，α、β代表它的两条脱氧核苷酸链；图乙代表的是以该DNA分子的α链为模板转录出的一个RNA分子。
②上述图甲中的A、G、C、T代表4种脱氧核苷酸(或碱基)，x、y、z、w代表数量；图乙中的U、C、G、A代表4种核糖核苷酸(或碱基)，x、y、z、w代表数量。
第二步：转换。即根据第一步做出的图，把题干给出的条件转换成数学等式。
第三步：计算。即根据题干的要求，结合第二步中的数学等式，求出相应的数值。
考点二　基因对性状的控制和人类基因组计划

1.中心法则
(1)提出者：克里克。
(2)补充后的内容图解

(3)不同类型生物遗传信息的传递
①能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒生物遗传信息的传递
。
②具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)
。
③具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)
。
④高度分化的细胞
DNARNA蛋白质。
归纳提升　中心法则与基因表达的关系

2.基因控制性状的途径
(1)直接控制途径(用文字和箭头表示)
基因蛋白质的结构生物体的性状。
(2)间接控制途径(用文字和箭头表示)
基因酶的合成代谢过程生物体的性状。
3.基因与性状的对应关系

4.人类基因组计划的目的及意义
(1)目的：测定人类基因组的全部DNA序列，解读其中包含的遗传信息。
(2)分布：人类基因组的DNA序列主要分布在细胞核中22条常染色体和X、Y两条性染色体上。
(3)意义：认识到人类基因组的组成、结构、功能及其相互关系，有利于诊治和预防人类疾病。

1.研究发现，人类免疫缺陷病毒( HIV)携带的RNA在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。依据中心法则(下图)，判断下列相关叙述：

(1)生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中(　√　)
(2)核苷酸序列不同的基因可能表达出相同的蛋白质(　√　)
(3)合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过d、b、c环节(　√　)
(4)通过d形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上(　√　)
(5)科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病(　√　)
2.下图为人体内基因对性状的控制过程，判断如下分析：

(1)基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中(　×　)
(2)图中①过程需RNA聚合酶的催化，②过程需tRNA的协助(　√　)
(3)④⑤过程的结果存在差异的直接原因是血红蛋白结构的不同(　√　)
(4)图中①②过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体(　√　)
(5)人体衰老引起白发的原因是图中酪氨酸酶不能合成(　×　)
(6)基因控制囊性纤维病与基因2控制性状的方式相同(　√　)
3.判断下列有关人类基因组计划的叙述
(1)测定人类的基因组，需要测定22条常染色体、X染色体和Y染色体上所有的DNA序列
(　√　)
(2)对于某多倍体植物来说，体细胞中有几个染色体组就有几个基因组(　×　)
(3)测定水稻的基因组，可以直接测定一个染色体组中所有的DNA序列(　√　)

据图分析生物体内遗传信息的传递和表达过程

(1)在人体细胞中发生的过程是①②③。
(2)遵循碱基互补配对的过程是①②③④⑤⑥。
(3)①和②过程，碱基配对方式完全相同吗？
提示　不完全相同。①中是G－C，C－G，A－T，T－A；②中是G－C，C－G，A－U，T－A。
(4)HIV可发生上述什么过程？其宿主细胞是什么？其进行蛋白质合成的场所是哪里？其“遗传信息流”的模板及原料分别由谁提供？
提示　HIV可发生的过程是①②③④，其宿主细胞是T淋巴细胞，其进行蛋白质合成的场所是宿主细胞的核糖体，其“遗传信息流”的模板由病毒自身提供，原料由宿主细胞提供。
(5)中心法则反映了遗传物质的哪两大功能？
提示　中心法则反映了遗传物质的传递与表达两大功能。

命题点一　中心法则的综合分析
1.(2018·银川九中第三次月考)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　图甲中，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项错误；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项错误；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项错误；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项正确。
2.埃博拉出血热(EBHF)是由EBV(一种丝状单链RNA病毒)引起的，EBV与宿主细胞结合后，将其核酸—蛋白复合体释放至细胞质，通过下图途径进行增殖。如直接将EBV的RNA注入人体细胞，则不会引起EBHF。下列推断正确的是(　　)

A.过程②的场所是宿主细胞的核糖体，过程①所需的酶可来自宿主细胞
B.过程②合成两种物质时所需的氨基酸和tRNA的种类、数量相同
C.EBV增殖过程需细胞提供四种脱氧核苷酸和ATP
D.过程①所需嘌呤比例与过程③所需嘧啶比例相同
答案　D
解析　根据题干信息可知，过程②的场所是宿主细胞的核糖体，过程①所需的酶来自EBV，A项错误；过程②翻译形成两种不同的蛋白质，因此所需的氨基酸和tRNA的种类、数量不同，B项错误；EBV增殖过程需细胞提供四种核糖核苷酸、ATP等，C项错误；根据碱基互补配对原则，－RNA中嘧啶比例与mRNA中嘌呤比例相同，因此过程①所需嘌呤比例与过程③所需嘧啶比例相同，D项正确。
3.如图所示，下列有关叙述不正确的是(　　)

A.若甲是DNA，乙为RNA，此过程要以甲为模板，酶为RNA聚合酶
B.若甲是DNA，乙为DNA，此过程要以甲为模板，酶为DNA聚合酶和解旋酶
C.若甲是RNA，乙为DNA，此过程为转录，原料为脱氧核苷酸
D.若甲是RNA，乙为蛋白质，此过程为翻译，原料为氨基酸
答案　C
解析　根据图示，若甲是DNA，乙为RNA，则此过程表示转录，需要以甲为模板，酶为RNA聚合酶，A项正确；若甲是DNA，乙为DNA，此过程表示DNA复制，需要以甲为模板，酶为DNA聚合酶和解旋酶，B项正确；若甲是RNA，乙为DNA，此过程为逆转录，原料为脱氧核苷酸，C项错误；若甲是RNA，乙为蛋白质，此过程为翻译，原料为氨基酸，D项正确。
科学思维　“三看法”判断中心法则各过程

命题点二　辨析基因对性状的控制过程
4.(2018·上饶鄱阳一中高三月考)如图判断下列有关基因与性状关系的叙述，错误的是(　　)

A.由基因产物呈现的性状①、②、③、④可知，同一个基因会影响多种性状
B.若⑧为表达出的异常血红蛋白呈现的性状“红细胞呈镰刀型”，可说明基因通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物体的性状
C.上述图示可表明基因与性状并非简单的线性关系
D.生物体的性状除了受基因控制外，还可能受环境条件的影响
答案　B
解析　由题图知，性状①、②、③、④由同一种基因产物呈现，说明同一基因产物会影响多种性状，A项正确；若⑧为表达出的异常血红蛋白呈现的性状“红细胞呈镰刀型”，可说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，B项错误；由题图知，性状①、②、③、④由同一种基因产物呈现，而性状⑤由三种基因产物呈现，表明基因与性状并非简单的线性关系，C项正确；生物体的性状除了受基因控制外，还可能受环境条件的影响，即基因型＋环境条件＝生物体的性状，D项正确。
5.白化病和黑尿症都是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，排出的尿液因含有尿黑酸，遇空气后氧化变黑。如图表示人体内与之相关的一系列生化过程，图中不能表明的是(　　)
食物―→苯丙氨酸酪氨酸―→β­羟苯丙氨酸尿黑酸
　　　　 　 　　　 ↓酶B　　　 　　　　　 ↓酶D
　　　　　　　 黑色素　　 　　　　 乙酰乙酸
A.如果控制酶B合成的基因发生突变，可能会导致黑色素无法合成而形成白化病
B.若控制酶A合成的基因发生突变，可能会引起多个性状改变
C.图中表明一个性状可受多个基因控制
D.基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
答案　D
解析　控制酶B合成的基因发生突变，可能会导致人体内不能合成黑色素而患白化病，A项正确；若酶A的合成异常，体内酪氨酸不能合成，会导致多个性状发生改变，B项正确；黑色素的合成需要酶A基因和酶B基因的控制，即一个性状可受多个基因的控制，C项正确；图示信息能说明基因通过控制酶的合成间接控制生物体的性状，D项错误。
矫正易错　强记长句

1.有关转录和翻译的7点提醒
(1)转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息和起始密码，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。
(2)tRNA并非仅由 3个核糖核苷酸(碱基)构成，而是含有几十个至上百个核糖核苷酸(碱基)。
(3)一种密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸；但是一种氨基酸可对应一种或几种密码子，可由一种或几种tRNA转运。
(4)并不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码不决定氨基酸。
(5)转录和翻译过程中A不是与T配对，而是与U配对。
(6)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。
(7)真核生物首先在细胞核转录，后在细胞质中翻译，异地、先后进行；原核细胞是边转录、边翻译，同地、同时进行。
2.有关中心法则及基因与性状关系的4点提醒
(1)不同细胞中的中心法则途径：高等动植物只有DNA复制、转录、翻译三条途径，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。RNA复制和逆转录只发生在被RNA病毒寄生的细胞中，而在其他生物体内不能发生。
(2)RNA复制酶、逆转录酶均来自病毒自身，但是该酶起初应在寄主细胞核糖体上，由寄主细胞提供原料合成。
(3)体现某性状的物质并不一定是“蛋白质”：如甲状腺激素、黑色素、淀粉等，该类性状往往是通过基因控制性状的间接途径实现的，即基因酶的合成产生该非蛋白质类物质的代谢过程控制性状。
(4)基因与性状的关系并不都是简单的一一对应关系：基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。总之，生物体的性状是基因和环境共同作用的结果。

1.RNA和DNA在化学组成上的区别在于：RNA中含有核糖和尿嘧啶，DNA中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶。
2.转录主要在细胞核内进行，以DNA的一条链为模板，合成mRNA的过程。而翻译是以mRNA为模板，以氨基酸为原料，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
3.在细胞中由少量mRNA就可以短时间内合成大量的蛋白质的主要原因是一个mRNA分子可结合多个核糖体，同时合成多条肽链。
4.细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质，穿过0层膜，需要能量。
5.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。
6.若某mRNA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的原因可能是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)。
7.密码子与氨基酸之间的对应关系是一种密码子只能决定一种氨基酸，但一种氨基酸可能由多种密码子来决定。
8.基因对性状的控制有两条途径：一是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；二是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
重温高考　演练模拟
1.(2018·江苏，3)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片段作为引物，A错误；真核细胞的线粒体DNA和叶绿体DNA的合成不在细胞核内完成，B错误；肺炎双球菌转化实验证实了DNA是遗传物质，C错误；基因表达出蛋白质是遗传信息转录、翻译(DNA→RNA→蛋白质)的过程，需要DNA和RNA的参与，D正确。
2.(2017·全国Ⅲ，1)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　转录是以DNA的一条链为模板，以核糖核苷酸为原料合成RNA的过程，包括tRNA、rRNA和mRNA三种，A正确；不同的RNA由不同的基因转录而来，所以同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生，B正确；细胞中的RNA合成过程主要在细胞核内发生，在线粒体和叶绿体中也能进行转录合成RNA，C错误；转录时遵循碱基互补配对原则，所以转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补，D正确。
3.(2017·海南，25)下列关于生物体内基因表达的叙述，正确的是(　　)
A.每种氨基酸都至少有两种相应的密码子
B.HIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板
C.真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程
D.一个基因的两条DNA链可转录出两条相同的RNA
答案　B
解析　一种氨基酸由一种或几种密码子决定，A错误；HIV的遗传物质为单链RNA，可以逆转录生成DNA，B正确；真核生物基因表达的过程包括转录生成RNA和翻译合成蛋白质，C错误；一个基因的两条DNA链可转录出两条互补的RNA，而不是相同的RNA，且转录是以基因的一条链为模板，D错误。
4.(2015·安徽，4)Qβ噬菌体的遗传物质(Qβ RNA)是一条单链RNA。当噬菌体侵染大肠杆菌后，Qβ RNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如下图所示)，然后利用该复制酶复制Qβ RNA。下列叙述正确的是(　　)

A.Qβ RNA的复制需经历一个逆转录过程
B.Qβ RNA的复制需经历形成双链RNA的过程
C.一条Qβ RNA模板只能翻译出一条肽链
D.Qβ RNA复制后，复制酶基因才能进行表达
答案　B
解析　Qβ RNA的复制不需要经历逆转录过程，是由单链复制成双链，再形成一条与原来的单链相同的子代RNA，所以A项错误、B项正确；由图可以看出一条Qβ RNA模板翻译出的肽链不止一条，可翻译出多条多肽链，C项错误；由题意可知，Qβ RNA复制酶基因的表达在Qβ RNA的复制之前，有了Qβ RNA复制酶，Qβ RNA的复制才能进行，D项错误。
5.图①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题：

(1)细胞中过程②发生的主要场所是__________。
(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为________。
(3)由于基因中一个碱基对发生替换，而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG)，则该基因的这个碱基对替换情况是__________________________________。
(4)在人体内成熟的红细胞、浆细胞、记忆细胞、效应T细胞中，能发生过程②、③而不能发生过程①的细胞是______________________________。
(5)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点____________ (填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)，其原因是___________________________________。
答案　(1)细胞核　(2)26%　(3)T∥A替换为C∥G(或A∥T替换为G∥C)　(4)浆细胞和效应T细胞　(5)不完全相同　不同组织细胞中基因进行选择性表达
解析　(1)过程②属于转录过程，发生的场所主要是细胞核。(2)α链是mRNA，其中G占29%，U占25%，根据碱基互补配对原则，其模板链中C占29%、A占25%，又因模板链中G占19%，则T占(1－29%－25%－19%)＝27%，则α链对应的双链DNA中A占(25%＋27%)÷2＝26%。(3)该基因突变是由于一个碱基对的改变引起的，故异亮氨酸的密码子中第二个碱基U变成了碱基C成为苏氨酸的密码子，相应的则是基因中T//A替换为C//G(或A//T替换为G//C)。(4)DNA复制发生于细胞分裂过程中，浆细胞和效应T细胞能转录翻译形成蛋白质，但不能发生DNA复制，人体内成熟红细胞不能发生DNA复制、转录和翻译过程，记忆细胞能发生DNA复制、转录和翻译过程。(5)由于基因的选择性表达，人体不同细胞中相同DNA转录的起始点不完全相同。

一、选择题
1.下列关于密码子、tRNA和氨基酸的关系，说法正确的是(　　)
A.mRNA上每3个相邻的碱基都决定一种氨基酸
B.密码子的简并性是指每种氨基酸都对应多种密码子
C.tRNA分子内部均不存在氢键
D.每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸
答案　D
2.下图为翻译过程中搬运原料的工具tRNA，其反密码子的读取方向为“3′端→5′端”，其他数字表示核苷酸的位置。下表为四种氨基酸对应的全部密码子的表格。相关叙述正确的是(　　)

A.转录过程中也需要搬运原料的工具tRNA
B.该tRNA中含有氢键，由两条链构成
C.该tRNA在翻译过程中可搬运苏氨酸
D.氨基酸与反密码子都是一一对应的
答案　C
解析　转录过程不需要tRNA的参与，A错误；tRNA中含有氢键，但仍是单链，由一条链构成，B错误；有些氨基酸对应的密码子不止一个，因此与反密码子不是一一对应关系，D错误；该tRNA的反密码子的读取方向为“3′端→5′端”，即UGG，对应的密码子为ACC，编码苏氨酸，C正确。
3.如图为基因表达过程的示意图，下列叙述正确的是(　　)

A.①是DNA，其双链均可作为②的转录模板
B.②上有n个碱基，则新形成的肽链含有n－1个肽键
C.③是核糖体，在翻译过程中其将由3′向5′方向移动
D.④是tRNA，能识别mRNA上的密码子
答案　D
解析　①是DNA，其一条链作为②的转录模板，A项错误；②上有n个碱基，则新形成的肽链最多含有n/3－1个肽键，B项错误；③是核糖体，在翻译过程中其将由5′向3′方向移动，C项错误；④是tRNA，能识别mRNA上的密码子并转运相应的氨基酸，D项正确。
4.(2018·惠州模拟)下图是真核细胞内某基因的表达过程示意图。有关叙述正确的是(　　)

A.基因的转录需要DNA聚合酶的催化
B.翻译过程需要成熟mRNA、tRNA、氨基酸、ATP、核糖体等
C.说明基因与多肽链是一一对应的关系
D.成熟mRNA上具有启动子、终止子
答案　B
解析　基因的转录需要RNA聚合酶的催化，A项错误；翻译过程中需要加工成熟的mRNA、tRNA、氨基酸、ATP、核糖体等，B项正确；图中一个基因控制合成两种多肽链，C项错误；成熟mRNA上具有起始密码子和终止密码子，D项错误。
5.如图是真核细胞中DNA分子的复制、基因的表达示意图，相关叙述正确的是(　　)

A.甲、乙过程主要发生在细胞核内，丙过程发生在细胞质内
B.甲、乙两过程都需要DNA聚合酶、解旋酶的催化
C.参与丙过程的RNA均为单链结构，其内部不存在碱基配对
D.甲、乙、丙过程所需原料依次是核糖核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸
答案　A
解析　由图可知，甲过程表示DNA复制，乙过程表示转录，丙过程表示翻译。甲(DNA复制)、乙(转录)两过程主要发生在细胞核内，丙(翻译)过程发生在细胞质内，A项正确；DNA复制需要DNA聚合酶、解旋酶的催化，转录需要RNA聚合酶的催化，B项错误；参与丙过程的tRNA内部存在碱基互补配对，C项错误；甲、乙、丙过程所需原料依次为脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸，D项错误。
6.(2018·成都一模)放线菌素D是链霉菌产生的一种多肽类抗生素，它能插入到双链DNA中，妨碍RNA聚合酶沿DNA分子前进，但对DNA的复制没有影响。放线菌素D进入细胞后将直接影响(　　)
A.核糖体沿着信使RNA向前移动
B.信使RNA与tRNA的碱基配对
C.遗传信息从DNA流向信使RNA
D.以信使RNA为模板合成多肽链
答案　C
解析　由题干可知，放线菌素D能插入到双链DNA中，妨碍RNA聚合酶沿DNA分子前进，但对DNA的复制没有影响。RNA聚合酶是转录所需的酶，故放线菌素D进入细胞后将直接影响的是转录过程，即影响的是遗传信息从DNA流向信使RNA。
7.(2018·榆林检测)如图为基因的作用与性状表现的流程示意图。请据图分析，下列说法错误的是(　　)

A.①过程以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成RNA
B.某段DNA上发生了基因突变，但形成的蛋白质不一定会改变
C.②过程中需要多种tRNA，tRNA不同，所搬运的氨基酸也不同
D.人的镰刀型细胞贫血症是基因对性状的直接控制，使结构蛋白发生变化所致
答案　C
解析　①为转录过程，该过程以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成RNA，A正确；由于密码子具有简并性等，基因突变不一定会导致其控制合成的蛋白质改变，B正确；tRNA具有专一性，一种tRNA只能转运一种氨基酸，但一种氨基酸可能由几种tRNA来转运，因此tRNA不同，其所搬运的氨基酸可能会相同，C错误；基因可通过控制蛋白质分子的结构来直接控制性状，如镰刀型细胞贫血症，D正确。

8.如图是生物体内有关遗传信息的复制、转录、翻译等过程图解，其中1、2、3分别代表相关过程。据图分析，下列叙述错误的是(　　)

A.在真核细胞中，图中1、2过程涉及的场所是相同的
B.图中3过程表示翻译，且方向为由左向右
C.图中4个核糖体参与同一条肽链的合成，从而加快了翻译速度
D.不同的tRNA可能转运相同的氨基酸
答案　C
解析　在真核细胞中，图中1过程表示DNA分子的复制，发生在细胞核、线粒体和叶绿体中；图中2过程表示DNA的转录，发生在细胞核、线粒体和叶绿体中，A正确；图中3过程合成的产物是多肽，可以确定3过程表示翻译，多肽从左到右长度依次增加，所以翻译的方向是由左向右，B正确；图中4个核糖体同时进行4条肽链的合成，从而提高了翻译的效率，C错误；根据密码子的简并性可推知：不同的tRNA可能转运相同的氨基酸，D正确。
9.2017年的诺贝尔生理学或医学奖颁给了美国的三位科学家，他们发现果蝇的昼夜节律与PER蛋白浓度的变化有关。下图表示PER蛋白作用的部分过程，有关叙述错误的是(　　)

A.PER蛋白可反馈抑制per基因的转录
B.per mRNA的合成过程不会在细胞核外发生
C.PER蛋白与TIM蛋白结合后穿过核膜进入细胞核
D.一个per mRNA分子上可结合多个核糖体同时进行多条相同肽链的合成
答案　C
解析　据图分析可知，PER蛋白与TIM结合后，进入细胞核，反馈抑制per基因的转录，A正确；因为per mRNA存在于细胞核内，因此其合成只能发生在细胞核内，B正确；PER蛋白与TIM蛋白结合后通过核孔进入细胞核，C错误；在合成蛋白质时，多个核糖体可以相继结合到per mRNA分子上，形成多聚核糖体，这样可以同时进行多条相同肽链的合成，提高蛋白质的翻译效率，D正确。
10.下图表示某些细菌合成精氨酸的途径，从图中可以得出的结论是(　　)

A.若产生中间产物Ⅰ依赖突变型细菌，则可能是酶1基因发生突变
B.这三种酶基因有可能位于一对同源染色体上
C.这些细菌其精氨酸的合成是由3对等位基因共同控制的
D.若酶1基因不表达，则酶2基因和酶3基因也不表达
答案　A
解析　分析图解可知，若产生中间产物Ⅰ依赖突变型细菌，则可能是酶1基因发生突变，A项正确；由图示无法推出三种酶基因的位置，B项错误；这些细菌其精氨酸的合成是由3对或更多对等位基因共同控制的，C项错误；基因的表达是互不影响的，即酶1基因不表达，酶2基因和酶3基因也可能正常表达，D项错误。
二、非选择题
11.图甲为细胞内某些重要化合物的合成过程，图乙为中心法则。据图回答有关问题：

(1)图甲所示过程为图乙中的_______(填数字)，发生在______(填“真核”或“原核”)生物中。
(2)图乙中②过程的发生需要的酶是________，此时DNA—RNA杂交区域中与A配对的碱基为________。
(3)人的神经细胞中能发生图乙中的________(填数字)过程。
(4)人类某基因经图乙②过程产生的RNA全长有4 500个碱基，而翻译成的蛋白质是由107个氨基酸组成的，这是因为__________________________________________。
答案　(1)②⑤　原核　(2)RNA聚合酶　U、T
(3)②⑤　(4)人类转录产生的RNA要经过加工才能进行翻译(其他答案合理也可)
解析　(1)图甲所示过程为转录(对应图乙②)和翻译(对应图乙⑤)同时进行，发生在原核生物中。(2)②过程为转录，需RNA聚合酶参与，在转录杂交区域内A在DNA或RNA上，所以与A配对的应该是U或T。(3)神经细胞中可发生基因表达，不会发生DNA复制。(4)真核细胞转录的初始RNA要在细胞核内经过加工、剪切成为成熟的RNA，才运输到细胞质内进行翻译。
12.(2018·辽宁六校协作体期中)如图表示某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。请据图回答(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)：

(1)完成遗传信息表达是________(填字母)过程，a过程所需的酶有_____________________。
(2)图中含有核糖的是________(填数字)；由②指导合成的多肽链中氨基酸序列是____________________________________。
(3)该DNA片段第三次复制需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为________个。
(4)若在AUG后插入三个核苷酸，合成的多肽链中除在甲硫氨酸后多一个氨基酸外，其余氨基酸序列没有变化。由此证明______________________________________。
(5)苯丙酮尿症是由于控制某种酶的基因异常而引起的，这说明基因和性状的关系是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)b、c　解旋酶和DNA聚合酶等酶　(2)②③⑤ 甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸　(3)28 (4)一个密码子由3个碱基组成　(5)基因通过控制酶的合成控制代谢过程，进而控制生物体的性状。
解析　(1)遗传信息的表达是转录、翻译形成蛋白质的过程，即图中的b、c；a表示DNA的自我复制，需要解旋酶和DNA聚合酶等酶的参与。(2)只有RNA中含有核糖，则含核糖的有mRNA、核糖体、tRNA。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。(3)由c中②可推知该mRNA片段含有A＋U＝7个，则该DNA片段中含7个胸腺嘧啶脱氧核苷酸，第三次复制需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为23－1×7＝28(个)。(4)密码子是指mRNA上三个相邻的碱基，因此在第一个密码子后插入一个新密码子，其余氨基酸序列没有变化。
(5)苯丙酮尿症说明基因通过控制酶的合成控制代谢过程，进而控制生物体的性状。
13.(2019·秦皇岛模拟)miRNA是真核细胞中一类不编码蛋白质的短序列RNA，其主要功能是调控其他基因的表达，在细胞分化、凋亡、个体发育和疾病发生等方面起着重要作用。研究发现，BCL2是一个抗凋亡基因，其编码的蛋白质有抑制细胞凋亡的作用。该基因的表达受MIR－15a基因控制合成的miRNA调控，如图所示。

请分析回答：
(1)A过程是________，需要____________的催化。
(2)B过程中能与①发生碱基互补配对的是__________________，物质②是指________________。
(3)据图分析可知，miRNA调控BCL2基因表达的机理是____________________________
________________________________________________________________________。
(4)若MIR－15a基因缺失，则细胞发生癌变的可能性________(填“上升”“不变”或“下降”)，理由是___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)转录　RNA聚合酶　(2)tRNA(或反密码子)　多肽(或多肽链)　(3)miRNA能与BCL2基因转录生成的mRNA发生碱基互补配对，形成双链，阻断翻译过程　(4)上升　MIR－15a基因缺失，无法合成miRNA，无法调控BCL2基因的表达，使BCL2基因表达产物增加，抑制细胞凋亡，细胞癌变的可能性增加
解析　(1)A过程是转录，需要RNA聚合酶的催化。(2)B过程表示翻译，①mRNA与tRNA(或反密码子)发生碱基互补配对；物质②表示翻译形成的多肽(或多肽链)。(3)据图分析可知，miRNA调控BCL2基因表达的机理是miRNA能与BCL2基因转录生成的mRNA发生碱基互补配对，形成双链，阻断翻译过程。(4)若MIR－15a基因缺失，则细胞发生癌变的可能性上升，理由是MIR－15a基因缺失，无法合成miRNA，无法调控BCL2基因的表达，使BCL2基因表达产物增加，抑制细胞凋亡，细胞癌变的可能性增加。
14.为了探究DNA的转录过程，有人在实验室中进行了如下模拟实验，请分析回答相关问题：
实验方案：将从大肠杆菌中提取的RNA聚合酶加入含有足量的四种核糖核苷酸的试管中，并将试管放在适宜温度条件下培养，一段时间后，测定其中的RNA含量。
(1)该实验中能否检测出RNA？______，原因是__________________________________
________________________________________________________________________。
(2)人们通过研究发现，有些抗生素能阻断细菌细胞内蛋白质的合成，从而抑制细菌的繁殖。现发现一种新型抗生素，请你根据上述模拟实验的方法，探究这种抗生素能否阻断细菌和人体DNA的转录过程。
实验步骤：
第一步：取A、B、C、D 4支试管，各加入足量的ATP、4种核糖核苷酸和相关的酶。
第二步：向A试管中滴加适量一定浓度的抗生素溶液，B试管中滴加______________，同时向A、B试管中加入等量且相同的细菌DNA。
第三步：________________________________________________________________。
第四步：将A、B、C、D 4支试管放在____________________的条件下培养一段时间后，检测4支试管中___________________________________________________________________。
预期实验结果并得出实验结论：
该实验有可能会出现____种实验结果，如果出现_______________________，则说明该抗生素只阻断细菌DNA的转录，不阻断人体DNA的转录。
答案　(1)不能　缺乏DNA模板和ATP　(2)等量的蒸馏水　向C试管滴加适量一定浓度的抗生素溶液，D试管中滴加等量的蒸馏水，同时C、D试管中加入等量且相同的人体DNA　相同且适宜　有无RNA生成　4
A试管中无RNA生成，B试管中有RNA生成，C、D试管均有RNA生成
解析　(1)由于在实验中只有RNA聚合酶和四种核糖核苷酸，没有DNA模板和ATP等，所以在适宜温度条件下培养一段时间后，不能检测出RNA。
(2)实验步骤：
第二步：本实验的目的是探究某种抗生素能否阻断某种细菌DNA和人体DNA的转录过程。因此该实验的自变量为是否加入某种抗生素，即向A试管中加入适量某种抗生素溶液，向B试管中加入等量的蒸馏水，同时向A、B试管中加入等量且相同的细菌DNA(作为转录的模板)。
第三步：向C试管滴加适量一定浓度的抗生素溶液，D试管中滴加等量的蒸馏水，同时向C、D试管中加入等量且相同的人体DNA。
第四步：把A、B、C、D 4支试管放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，检测4支试管中有无RNA生成。
预期实验结果并得出实验结论：可能出现4种结果(①能阻断细菌DNA转录不能阻断人体DNA转录；②能阻断细菌DNA转录也能阻断人体DNA转录；③不能阻断细菌DNA转录也不能阻断人体DNA转录；④不能阻断细菌DNA转录但能阻断人体DNA转录)。若该抗生素只能阻断细菌DNA的转录，不能阻断人体DNA的转录，则A试管中无(信使)RNA的形成而B试管中有(信使)RNA的形成，C、D试管均有RNA生成。