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新教材高考生物一轮复习第二单元遗传的分子基础3基因控制蛋白质的合成及其与性状的关系课件必修2
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这是一份新教材高考生物一轮复习第二单元遗传的分子基础3基因控制蛋白质的合成及其与性状的关系课件必修2，共60页。PPT课件主要包含了课前自主预习案，密码子与反密码子，高效课堂，任务2三者联系图，课堂总结，历届真题等内容，欢迎下载使用。
[基础梳理——系统化]知识点一 RNA的组成、结构与种类1．RNA的结构与功能
2．RNA与DNA的比较
知识点二 遗传信息的转录和翻译1．转录
知识点三 中心法则及基因与性状的关系
控制酶的合成来控制代谢过程
[基能过关——问题化]一、判一判1．RNA是另一类核酸，它的分子结构与DNA很相似，也是由核苷酸连接而成的，核苷酸含有A、G、C、T四种碱基，可以储存遗传信息。( )2．RNA是在细胞核中以DNA的两条链为模板合成的。 ( )3．合成的mRNA从DNA链上释放，而后DNA双链恢复。 ( )4．mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，这样的碱基称做密码子。 ( )5．地球上几乎所有的生物体都共用一套密码子。 ( )
6．一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称做密码的简并。( )7．tRNA的种类很多，但是每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸也只能由一种tRNA转运。 ( )8．tRNA看上去像三叶草的叶形，一端携带氨基酸，另一端有3个碱基。 ( )9．一个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分子可以迅速合成出大量的蛋白质。 ( )10．基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的，包括转录和翻译。 ( )
二、连一连基因对性状控制的方式(连线)
三、议一议【教材易漏拾遗】1．抗生素等抗菌剂的抑菌或杀菌作用，主要有4大类作用机理：(1)抑制________的形成：如青霉素，主要是抑制细胞壁中肽聚糖的合成。(2)影响________的功能：破坏细胞膜的结构。(3)干扰____________：干扰细菌核糖体生成，阻止tRNA和mRNA的结合。(4)阻碍________的合成：主要通过抑制DNA或RNA的合成，抑制微生物的生长。
2．(1)图中a、b、c依次为何种物质或结构？图中显示a、b间存在何种的数量关系？其意义何在？
(2)图示翻译方向是A→B还是B→A，判断依据是什么？ (3)图中c所指的3条链其序列是否相同？为什么？
a mRNA；b核糖体；c肽链。图示表明一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，其意义在于：少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。
由c中三条链越往B侧越延长，可确认翻译方向是A→B。
图中c所指的三条链其模板相同(均为a)，故其氨基酸序列均相同。
3．组成蛋白质的20种氨基酸应对应多少种密码子？这表明密码子具何种特性？其对生物体的生存发展有何意义？
提示：20种氨基酸共对应61种密码子，这表明密码子具有“简并性”，其意义主要表现为以下两方面：(1)增强容错性：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，因而有利于蛋白质或性状的稳定。(2)保证翻译速度：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。
考点一 遗传信息的转录和翻译
【任务驱动 探究突破】任务1 DNA复制、转录和翻译的区别
A－U，T－A，C－G，G－C
【易错提醒】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。
任务3 研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养科学思维仔细观察下面两图，并思考
(1)两图显示的是何种生理过程？它们有何差异？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)大肠杆菌可进行上述哪个过程，图1还是图2？判断依据是什么？______________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)两图中a～f分别是什么物质或结构？_____________________________________________________________________________________________________________________。
提示：图示过程为转录和翻译；两图的区别在于图1所示的转录、翻译过程有“时空”差异，即转录在细胞核，时间在前；翻译在核糖体，时间在后。图2所示的转录、翻译过程同时进行
提示：图2；大肠杆菌为原核生物，其转录与翻译是同时进行的，只能进行图2过程不能进行图1过程(图1在细胞核中转录，在细胞质中翻译)
提示：a～f依次为mRNA、核糖体、多肽链、DNA、mRNA、RNA聚合酶
【考向分类 对点落实】 考向一DNA与RNA基础综合考查1．高考重组，判断正误。(1)DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键。[2018·海南卷，T10]( )(2)一个tRNA分子中只有一个反密码子。[全国卷Ⅰ，T15]( )(3)基因转录时，遗传信息通过模板链传递给mRNA。[四川卷，T3B]( )(4)DNA有氢键，RNA没有氢键。[全国卷Ⅱ，T1A]( )(5)少数RNA具有生物催化作用。[海南卷，T15A]( )(6)真核细胞内mRNA和tRNA都是在细胞质中合成的。[海南卷，T15A]( )(7)mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子。[海南卷，T15A]( )
2．[2021·山东青岛城阳模拟]下图分别为DNA、tRNA的结构示意图。下列叙述不正确的是( )
A．图示DNA分子中的⑤为氢键，tRNA中的b为磷酸二酯键B．DNA分子复制、切割目的基因片段时分别破坏的化学键为⑤⑥C．tRNA是由三个核糖核苷酸连接成的单链分子D．c处表示反密码子，可以与mRNA的碱基互补配对
解析：题图中⑤为氢键，⑥为磷酸二酯键，b指在tRNA臂上，若代表化学键，只能是磷酸二酯键；DNA分子复制和切割目的基因片段时破坏的化学键分别是⑤氢键和脱氧核苷酸之间的⑥磷酸二酯键；tRNA是由多个核糖核苷酸连接成的三叶草结构。
考向二转录和翻译相关基础知识的综合判断3．高考重组，判断正误。(1)生物体内的DNA常与蛋白质结合，在DNA—蛋白质复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶。[2018·全国卷Ⅰ，T2]( )(2)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。[2018·江苏卷，T3] ( )(3)通过对转录的调节可影响蛋白质类激素的合成量。[2016·全国卷Ⅱ，T3C] ( )(4)一个含n个碱基的DNA分子，转录的mRNA分子的碱基数是n/2 个。[江苏卷，T20A]( )(5)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。[江苏卷，T20B]( )
× 提示：不具遗传效应的DNA片段不转录，不会形成mRNA，所以mRNA分子的碱基数小于n/2 个。
× 提示：转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。
(6)DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA 上。[江苏卷，T20C]( )(7)在细胞周期中，mRNA的种类和含量均不断发生变化。[江苏卷，T20D]( )(8)一种tRNA可以携带多种氨基酸。[全国卷Ⅰ，T1A]( )(9)反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基。[全国卷Ⅰ，T1C]( )
× 提示：RNA 聚合酶的结合位点也在DNA上。
√ 提示：在细胞周期中，基因选择性表达，mRNA 的种类和含量均不断发生变化。
考向三综合考查DNA分子的复制、转录和翻译的过程4．[经典高考]某种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主细胞的基因组中。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
解析：RNA病毒的遗传物质需要经逆转录形成DNA，然后整合到真核宿主细胞的基因组中，Y物质与脱氧核苷酸结构相似，应抑制该病毒的逆转录过程。
5．[经典高考]大量研究发现，很多生物密码子中的碱基组成具有显著的特异性。下图A所示的链霉菌某一mRNA的部分序列整体大致符合下图B所示的链霉菌密码子碱基组成规律，试根据这一规律判断这段mRNA序列中的翻译起始密码子(AUG或GUG)可能是( )
A．① B．②C．③ D．④
解析：若①为起始密码子，则依次向后每3个相邻碱基为一个密码子，则共有11个密码子，这些密码子的第一位碱基共11个，A＋U＝7个，7/11＝63.6%，密码子的第二位碱基A＋U只有2个，而与题意不符，A错误；若②为起始密码子，则依次向后每3个相邻碱基为一个密码子，则共有7个密码子，密码子第二位的碱基A＋U有三个，不足50%，与题意不符，B错误；若③为起始密码子，则依次向后每3个相邻碱基为一个密码子，则共有4个密码子，密码子第二位的碱基A＋U有2个，刚好50%，而第一位没有A＋U，与题意不符，C错误；若④为起始密码子，则依次向后每3个相邻碱基为一个密码子，则共有2个密码子，GUG、GAC，密码子第二位的碱基A＋U较多，有可能是这段mRNA序列中的翻译起始密码子所在位置，D正确。
[题后归纳]1．遗传信息、密码子与反密码子比较
2.基因控制蛋白质合成中的相关计算(1)DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系
可见，蛋白质中氨基酸数目＝1/3mRNA碱基数目＝1/6DNA(或基因)碱基数目。
(2)蛋白质合成中的“最多”和“最少”因为DNA(基因)、mRNA上有一些碱基不编码氨基酸(如mRNA上的终止密码子等)，所以实际上编码n个氨基酸，mRNA上所需的碱基数目大于3n，基因上碱基数目大于6n，故一般题干中求氨基酸数有“最多”、求碱基数有“至少”等字样。在回答有关问题时，也应加上“最多”或“至少”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。(3)基因中碱基与蛋白质相对分子质量之间的计算若基因中有n个碱基，氨基酸的平均相对分子质量为a，合成含m条多肽的蛋白质的相对分子质量＝n/6·a－18(n/6－m)；若改为n个碱基对，则公式为n/3·a－18（n/3-m）。
6．[经典模拟]甲、乙图表示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是( )
A．甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子B．甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行C．DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D．一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次
解析：由题图可知，甲是DNA分子的复制过程，产物是双链DNA分子，乙是转录过程，产物是单链RNA，A错误；真核细胞中，DNA分子的复制和转录的场所主要是细胞核，B错误；DNA分子解旋时，甲过程和乙过程都需要解旋酶，C错误；一个细胞周期中，DNA的复制只进行一次，而转录可进行多次，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次，D正确。
7．(多选)下列有关DNA复制、转录和翻译过程的叙述，错误的是( )A．三个过程都属于“中心法则”的内容B．三个过程都需要消耗能量C．DNA复制和转录只能在细胞核中进行，而翻译在细胞质中进行D．某段DNA有600个碱基，由它控制合成的多肽链最多含氨基酸200个
解析：DNA复制、转录和翻译都涉及遗传信息的在细胞内的传递，所以三个过程都属于“中心法则”的内容，A正确；DNA复制、转录、翻译三个过程都需要消耗细胞内代谢产生的能量，B正确；DNA复制和转录主要在细胞核中进行，还可以在线粒体、叶绿体等细胞器中进行，C错误；一段DNA含有600个碱基，转录后形成的信使RNA最多含有300个碱基，由它控制合成的多肽链则最多含100个氨基酸，D错误。
8．(多选)如图是基因指导蛋白质合成的某个过程示意图，据图分析下列说法正确的是( )A．合成多肽链的第二步是携带氨基酸的tRNA进入A位B．1为tRNA上的密码子，可与mRNA进行碱基互补配对C．合成多肽链的第三步主要是P位的氨基酸转移到A位的tRNA上D．2是由DNA转录而来的，2中不存在胸腺嘧啶核糖核苷酸
解析：翻译时，合成多肽链的第二步是与mRNA上第二个密码子互补配对的tRNA携带氨基酸进入A位，A正确。密码子存在于mRNA上，tRNA上的为反密码子，B错误。合成多肽链的第三步是在相关酶的作用下，P位的氨基酸与A位的氨基酸经脱水缩合形成肽键而转移到A位的tRNA上，C正确。2表示mRNA，mRNA上不存在胸腺嘧啶核糖核苷酸，D正确。
9．(多选)如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。如表所示为四种氨基酸对应的全部密码子。下列相关叙述正确的是( )
解析：转录过程的原料是游离的核糖核苷酸，不需要搬运原料的工具，A错误；tRNA是由一条核糖核苷酸链构成的，该链内某些互补的碱基间能够形成氢键，导致RNA链发生折叠，看上去像三叶草的叶形，B正确；tRNA上的反密码子能够与它所搬运的氨基酸的密码子互补配对，图示tRNA上的反密码子为UGG(3′端→5′端读取)，它所搬运的氨基酸的密码子为ACC，故所搬运的氨基酸是苏氨酸，C正确；一种氨基酸可由一种或几种不同的密码子决定，而反密码子能与密码子互补配对，所以，氨基酸与反密码子并不都是一一对应的，D错误。
A．转录过程中也需要搬运原料的工具B．该tRNA中含有氢键，由一条链构成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
考向四 基因表达中的相关计算10．[2021·江西省赣州市会昌县七校高三联考]已知一段用15N 标记的双链DNA中，鸟嘌呤所占比例为20%。下列叙述正确的是( )A．该DNA的一条核苷酸链中(C＋G)/(A＋T)为3:2B．将该DNA置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA占1/8C．由该段DNA转录出来的mRNA中，胞嘧啶一定占20%D．该DNA指导合成的多肽链中有500个氨基酸，则该DNA至少含有3 000个碱基
解析：DNA中碱基G占全部碱基的20%，则G＝C＝20%，A＝T＝30%，因此该基因中(C＋G):(A＋T)＝2:3，每条脱氧核苷酸链中的该比值与双链DNA分子中该比值相同，A错误；DNA分子复制是半保留复制，将该细胞置于14N培养液中复制3次后，DNA分子含15N＝2/23＝1/4，B错误；转录的模板是DNA的一条链，且DNA中的鸟嘌呤与RNA中的胞嘧啶配对，虽然已知双链DNA分子中鸟嘌呤所占的比例为20%，但无法得知DNA单链中鸟嘌呤所占的比例，所以mRNA中胞嘧啶的比例也无法确定，C错误；由以上分析可知，遗传信息的转录和翻译过程中，DNA(或基因)中碱基数:mRNA上碱基数:氨基酸个数＝6:3:1，若一条多肽链中有500个氨基酸，则控制合成该多肽链的DNA分子中至少含有的碱基数为500×6＝3 000个，D正确。
11．(多选)如图所示为某生物的基因表达过程。下列相关叙述正确的是( )
解析：图中转录和翻译过程在同一时空进行，故发生在原核细胞或真核细胞的叶绿体、线粒体中，A错误；若合成一条肽链时脱去了100个水分子，则形成100个肽键，每个肽键中含有1个氧原子，同时每条肽链至少含有1个游离的羧基，因此该条肽链中至少含有100＋2＝102个氧原子，B正确；RNA与DNA的杂交区域中碱基配对方式为A－T、U－A、C－G，C正确；一种氨基酸可以由一种或几种tRNA来转运，因此该基因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等，D正确。
A．该过程发生在真核细胞内，在RNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开B．若合成一条肽链时脱去了100个水分子，则该条肽链中至少含有102个氧原子C．RNA与DNA的杂交区域中既有A－T又有U－A之间的配对D．该基因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等
考点二 透析中心法则及基因与性状的关系
【任务驱动 探究突破】任务1 利用图示分类剖析中心法则
(1)图示中1、8为______过程；2、5、9为______过程；3、10为_________过程；4、6为____________过程；7为_________过程。(2)若甲、乙、丙为病毒，则甲为________病毒，如噬菌体；乙为______病毒，如烟草花叶病毒；丙为______病毒，如HIV。
任务2 识图分析基因与性状的对应关系
(1)由⑥、⑦、⑧号基因分别控制性状F、G、H可判定，大多数情况下__________________。(2)生物体的一个性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50个不同基因有关，上图基因____________控制和表达同一性状。(3)有些基因则会影响多种性状，如决定豌豆开红花的基因也决定结灰色的种子；上图基因__________影响性状________。
一个基因只决定一种性状
【特别提醒】基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。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。
任务3 研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径，如图甲所示，其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。
(1)据图甲分析，你认为提高油菜产油量的基本思路是_______________________________________________________________。(2)图乙表示基因B，α链是转录链，经诱导β链也能转录，从而形成双链mRNA，转录出的双链mRNA与图乙基因在化学组成上的区别是_____________________________________。(3)为什么基因B经诱导后转录出mRNA就能提高产油量？____________________________________________________________________________________________________________________________________。
抑制酶b合成(活性)，促进酶a合成(活性)
mRNA中不含T含U，五碳糖为核糖
双链mRNA不能翻译(不能与核糖体结合)形成酶b，而细胞能正常合成酶a，故生成的油脂比例高
【考向分类 对点落实】 考向一中心法则的考查1．[经典高考]结合下图分析，下列叙述错误的是( )
A．生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中B．核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质C．遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础D．编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链
解析：生物的遗传物质是DNA或RNA，则遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中，A正确；由于密码子的简并性，核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质，B正确；蛋白质是生命活动的体现者，表现型通过蛋白质表现，故遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础，C正确；编码蛋白质的基因含两条单链，碱基序列互补，遗传信息不同，D错误。
[师说技巧]三个方面巧判中心法则五过程(1)从模板分析：①如果模板是DNA，生理过程可能是DNA分子的复制或转录；②如果模板是RNA，生理过程可能是RNA分子的复制或RNA分子的逆转录或翻译。(2)从原料分析：①如果原料为脱氧核苷酸，产物一定是DNA，生理过程可能是DNA复制或逆转录；②如果原料为核糖核苷酸，产物一定是RNA，生理过程可能是DNA转录或RNA复制；③如果原料为氨基酸，产物一定是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。(3)从产物分析：①如果产物为DNA，生理过程可能是DNA复制或RNA逆转录；②如果产物为RNA，生理过程可能是RNA复制或DNA转录；③如果产物是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。
2．[海南卷，24]在其他条件具备情况下，在试管中加入物质X和物质Z，可得到相应产物Y。下列叙述正确的是( )A．若X是DNA，Y是RNA，则Z是逆转录酶B．若X是DNA，Y是mRNA，则Z是脱氧核苷酸C．若X是RNA，Y是DNA，则Z是限制性内切酶D．若X是mRNA，Y是在核糖体上合成的大分子，则Z是氨基酸
解析：若X是DNA，Y是RNA，则Z是RNA聚合酶，A错误；若X是DNA，Y是mRNA，则Z是核糖核苷酸，B错误；若X是RNA，Y是DNA，则Z是逆转录酶，C错误；若X是mRNA，Y是核糖体上合成的大分子，即是蛋白质，则Z是氨基酸，D正确。
考向二考查基因对性状的直接控制与间接控制3．[高考改编题]下图为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述，不正确的是( )
A．图中①②过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体B．镰刀型细胞贫血症致病的根本原因是基因突变C．人体衰老引起白发的主要原因是图中的酪氨酸酶的活性下降D．该图反映了基因对性状的控制是通过控制酶的合成进而控制代谢活动来进行的
解析：图示基因1反映了通过控制蛋白质的合成直接控制性状，图示基因2反映了通过控制酶的合成进而控制代谢活动来间接控制生物性状。
[互动探究]认真识别题干及图示信息，基因1和基因2对性状的控制原理一致吗？
提示：不一致。基因1通过控制正常(异常)血红蛋白的合成，直接控制性状——正常红细胞(镰刀型红细胞)，而基因2是通过控制酶的合成进而控制代谢活动来间接控制生物性状的。
4．2020发生的疫情，新冠病毒为单股正链RNA病毒，用(＋)RNA表示。下图表示新冠病毒的增殖和表达。相关说法错误的是( )
A．新冠病毒属于RNA病毒，体内含有逆转录酶B．病毒RNA复制时需要的酶在宿主细胞内合成C．病毒RNA可直接作为翻译的模板D．病毒RNA复制时遵循碱基互补配对原则
解析：据图分析，新冠病毒由RNA和蛋白质组成，属于RNA病毒，其增殖过程中没有逆转录过程，所以其体内没有逆转录酶，A错误；新冠病毒没有细胞结构，其体内的酶是在宿主细胞的核糖体内合成的，B正确；病毒RNA可直接作为翻译的模板，C正确；病毒RNA复制时遵循碱基互补配对原则，即A与U配对，G与C配对，D正确。
5．(多选)下图表示某些细菌合成精氨酸的途径，从图中得不出的结论是( )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
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正确；由图示无法推出三种酶基因的位置，B错误；这些细菌其精氨酸的合成是由3对或更多等位基因共同控制的，C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错误。
考向三 遗传信息传递过程的实验分析6．(多选)右图为有关遗传信息传递和表达的模拟实验，下列相关叙述合理的是( )
A．若X是mRNA，Y是多肽，则试管内必须加入氨基酸B．若X是DNA，Y含有U，则试管内必须加入逆转录酶C．若X是tRNA，Y是多肽，则试管内必须加入脱氧核苷酸D．若X是HIV的RNA，Y是DNA，则试管内必须加入逆转录酶
解析：若X是mRNA，Y是多肽，则试管内发生的是翻译过程，因此试管内必须加入氨基酸；若X是DNA，Y含有U，即Y为RNA，则试管内发生的是转录过程，不需要加入逆转录酶，需要加入RNA聚合酶等；若X是tRNA，Y是多肽，则试管内发生的是翻译过程，不需要加入脱氧核苷酸需要加入氨基酸；若X是HIV的RNA，Y是DNA，则试管内发生的是逆转录过程，需要加入逆转录酶。
[长句应答必备]1．RNA与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．转录是以DNA的一条链作为模板，主要发生在细胞核中，以4种核糖核苷酸为原料。3．一种密码子只能决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由多种密码子来决定。4．密码子共64种，决定氨基酸的密码子有61种，反密码子位于tRNA上，也有61种。5．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结构直接控制生物的性状。
[等级选考研考向]1．[2020·天津卷，3]对于基因如何指导蛋白质合成，克里克认为要实现碱基序列向氨基酸序列的转换，一定存在一种既能识别碱基序列，又能运载特定氨基酸的分子。该种分子后来被发现是( )A．DNA B．mRNAC．tRNA D．rRNA
解析：DNA通过转录和翻译可合成蛋白质，A错误；mRNA是蛋白质合成的直接模板，不能运载特定氨基酸分子，B错误；tRNA主要是将其携带的氨基酸运送到核糖体上，在mRNA指导下合成蛋白质，tRNA与mRNA是通过反密码子与密码子相互作用而发生关系的，C正确；rRNA是组成核糖体的重要组成成分，D错误。
2．[2020·海南卷]下列关于人胃蛋白酶基因在细胞中表达的叙述，正确的是( )A．转录时基因的两条链可同时作为模板B．转录时会形成DNA－RNA杂合双链区C．RNA聚合酶结合起始密码子启动翻译过程D．翻译产生的新生多肽链具有胃蛋白酶的生物学活性
解析：转录是以DNA(基因)的一条链为模板的，A错误；转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA分子的过程，会形成DNA－RNA杂合双链区，B正确；RNA聚合酶结合启动子启动转录过程，C错误；翻译产生的新生多肽链还需要经过加工才能成为具有生物学活性的胃蛋白酶，D错误。
3．[2019·海南卷]下列与蛋白质、核酸相关的叙述，错误的是( )A．一个核糖体上可以同时合成多条多肽链B．一个蛋白质分子可以含有多个金属离子C．一个mRNA分子可以结合多个核糖体D．一个DNA分子可以转录产生多个RNA分子
解析：一个核糖体上一次只能合成一条多肽链，A错误；一个蛋白质分子可以含有多个金属离子，如一个血红蛋白含有四个铁离子，B正确；一个mRNA分子可以结合多个核糖体，合成多条多肽链，C正确；一个DNA分子上含有多个基因，不同基因可以转录产生多个RNA分子，D正确。
4．[2019·海南卷]某种抗生素可以阻止tRNA与mRNA结合，从而抑制细菌生长。据此判断，这种抗生素可直接影响细菌的( )A．多糖合成 B．RNA合成C．DNA复制 D．蛋白质合成
解析：多糖合成不需要经过tRNA与mRNA结合，A错误；RNA合成可以通过转录或RNA复制的方式，均不需要tRNA与mRNA结合，B错误；DNA复制需要经过DNA与相关酶结合，不需要经过tRNA与mRNA结合，C错误；翻译过程需要经过tRNA与mRNA结合，故该抗生素可能通过作用于翻译过程影响蛋白质合成，D正确。
5．[2019·海南卷]下列关于蛋白质合成的叙述错误的是( )A．蛋白质合成通常从起始密码子开始到终止密码子结束B．携带肽链tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点C．携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合D．最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA在肽键形成时脱掉氨基酸
解析：蛋白质合成中，翻译的模板是mRNA，从起始密码子开始到终止密码子结束，A正确；核糖体同时占据两个密码子位点，携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点，通过反密码子与密码子进行互补配对，B正确、C错误；最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA在肽键形成时脱掉氨基酸，继续运输其他氨基酸，D正确。
6．[2019·浙江4月选考]下列关于遗传信息表达过程的叙述，正确的是( )A．一个DNA分子转录一次，可形成一个或多个合成多肽链的模板B．转录过程中，RNA聚合酶没有解开DNA双螺旋结构的功能C．多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链D．编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的脱氧核苷酸组成
解析：转录时，RNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位相结合，包括一个或者几个基因的DNA片段的双螺旋解开，以便形成相应的RNA分子，说明一个DNA分子转录一次，可形成一个或多个合成多肽链的模板，A正确；RNA聚合酶可以使DNA双螺旋解开，B错误；多个核糖体可结合在一个mRNA分子上合成多条多肽链，C错误；编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的核糖核苷酸组成，D错误。
[国考真题研规律]1．[2020·全国卷Ⅲ，3]细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I)。含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时，存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是( )
A．一种反密码子可以识别不同的密码子B．密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合C．tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成D．mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
解析：由题图可知，位于tRNA上的反密码子CCI可以识别mRNA上的GGU、GGC、GGA三种不同的密码子，A正确；密码子和反密码子的碱基之间通过氢键且按照碱基互补配对的原则结合，B正确；tRNA和mRNA分子均由一条链组成，其中tRNA链经过折叠形成三叶草的叶形，其一端是携带氨基酸的部位，另一端是由三个相邻的碱基构成的反密码子，反密码子与mRNA上的密码子结合，C错误；由题图可知，mRNA上的三种密码子GGU、GGC、GGA决定的氨基酸均为甘氨酸，所以mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变，D正确。
2．[2020·全国卷Ⅲ，1]关于真核生物的遗传信息及其传递的叙述，错误的是( )A．遗传信息可以从DNA流向RNA，也可以从RNA流向蛋白质B．细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽C．细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等D．染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子
解析：真核生物的遗传物质是DNA，因此真核生物的遗传信息贮藏在DNA中，遗传信息的传递遵循中心法则，即遗传信息可以从DNA流向DNA，也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，A正确；细胞中一个DNA分子中含有多个基因，而每个基因都具有独立性，因此以DNA的一条单链为模板转录出的RNA可以是mRNA(可编码多肽)，也可以是tRNA或rRNA，B错误、D正确；由于基因通常是具有遗传效应的DNA片段，在DNA分子中还存在没有遗传效应的片段，因此细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等，C正确。
3．[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．②③④C．③④⑤ D．①③⑤
解析：体外合成同位素标记的多肽链需以标记的氨基酸(同位素标记的苯丙氨酸等)为原料，以RNA(人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸)为模板，除去了DNA和mRNA的细胞裂解液既可防止DNA和mRNA对体外多肽链合成过程的干扰，又可提供翻译过程所需的核糖体、tRNA、酶等。C正确。
4．[2018·全国卷Ⅰ]生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA—蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是( )A．真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物B．真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有C．若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶D．若复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶
解析：真核细胞的染色质和染色体是同一物质在不同时期的两种存在形式，主要是由DNA和蛋白质组成，都存在DNA—蛋白质复合物，A正确；真核细胞的核中含有染色体或染色质，存在DNA—蛋白质复合物，原核细胞的拟核中也可能存在DNA—蛋白质复合物，如拟核DNA进行复制或者转录的过程中都存在DNA与酶(成分为蛋白质)的结合，因此也能形成DNA—蛋白质复合物，B错误；DNA复制需要DNA聚合酶、解旋酶等，因此复合物中的某蛋白可能是DNA聚合酶，C正确；若复合物中正在进行RNA的合成，属于转录过程，转录需要RNA聚合酶等，因此复合物中的某蛋白可能是RNA聚合酶，D正确。
5．[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
解析：真核细胞的各种RNA都是通过DNA的不同片段转录产生的；由于转录产生不同RNA时相应DNA的片段不同，因此同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生；真核细胞细胞质中叶绿体、线粒体中的DNA可以转录形成RNA；转录的过程遵循碱基互补配对原则，因此产生的RNA链与模板链的相应区域碱基互补。C错误。
[基础梳理——系统化]知识点一 RNA的组成、结构与种类1．RNA的结构与功能
2．RNA与DNA的比较
知识点二 遗传信息的转录和翻译1．转录
知识点三 中心法则及基因与性状的关系
控制酶的合成来控制代谢过程
[基能过关——问题化]一、判一判1．RNA是另一类核酸，它的分子结构与DNA很相似，也是由核苷酸连接而成的，核苷酸含有A、G、C、T四种碱基，可以储存遗传信息。( )2．RNA是在细胞核中以DNA的两条链为模板合成的。 ( )3．合成的mRNA从DNA链上释放，而后DNA双链恢复。 ( )4．mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，这样的碱基称做密码子。 ( )5．地球上几乎所有的生物体都共用一套密码子。 ( )
6．一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称做密码的简并。( )7．tRNA的种类很多，但是每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸也只能由一种tRNA转运。 ( )8．tRNA看上去像三叶草的叶形，一端携带氨基酸，另一端有3个碱基。 ( )9．一个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分子可以迅速合成出大量的蛋白质。 ( )10．基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的，包括转录和翻译。 ( )
二、连一连基因对性状控制的方式(连线)
三、议一议【教材易漏拾遗】1．抗生素等抗菌剂的抑菌或杀菌作用，主要有4大类作用机理：(1)抑制________的形成：如青霉素，主要是抑制细胞壁中肽聚糖的合成。(2)影响________的功能：破坏细胞膜的结构。(3)干扰____________：干扰细菌核糖体生成，阻止tRNA和mRNA的结合。(4)阻碍________的合成：主要通过抑制DNA或RNA的合成，抑制微生物的生长。
2．(1)图中a、b、c依次为何种物质或结构？图中显示a、b间存在何种的数量关系？其意义何在？
(2)图示翻译方向是A→B还是B→A，判断依据是什么？ (3)图中c所指的3条链其序列是否相同？为什么？
a mRNA；b核糖体；c肽链。图示表明一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，其意义在于：少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。
由c中三条链越往B侧越延长，可确认翻译方向是A→B。
图中c所指的三条链其模板相同(均为a)，故其氨基酸序列均相同。
3．组成蛋白质的20种氨基酸应对应多少种密码子？这表明密码子具何种特性？其对生物体的生存发展有何意义？
提示：20种氨基酸共对应61种密码子，这表明密码子具有“简并性”，其意义主要表现为以下两方面：(1)增强容错性：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，因而有利于蛋白质或性状的稳定。(2)保证翻译速度：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。
考点一 遗传信息的转录和翻译
【任务驱动 探究突破】任务1 DNA复制、转录和翻译的区别
A－U，T－A，C－G，G－C
【易错提醒】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。
任务3 研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养科学思维仔细观察下面两图，并思考
(1)两图显示的是何种生理过程？它们有何差异？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)大肠杆菌可进行上述哪个过程，图1还是图2？判断依据是什么？______________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)两图中a～f分别是什么物质或结构？_____________________________________________________________________________________________________________________。
提示：图示过程为转录和翻译；两图的区别在于图1所示的转录、翻译过程有“时空”差异，即转录在细胞核，时间在前；翻译在核糖体，时间在后。图2所示的转录、翻译过程同时进行
提示：图2；大肠杆菌为原核生物，其转录与翻译是同时进行的，只能进行图2过程不能进行图1过程(图1在细胞核中转录，在细胞质中翻译)
提示：a～f依次为mRNA、核糖体、多肽链、DNA、mRNA、RNA聚合酶
【考向分类 对点落实】 考向一DNA与RNA基础综合考查1．高考重组，判断正误。(1)DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键。[2018·海南卷，T10]( )(2)一个tRNA分子中只有一个反密码子。[全国卷Ⅰ，T15]( )(3)基因转录时，遗传信息通过模板链传递给mRNA。[四川卷，T3B]( )(4)DNA有氢键，RNA没有氢键。[全国卷Ⅱ，T1A]( )(5)少数RNA具有生物催化作用。[海南卷，T15A]( )(6)真核细胞内mRNA和tRNA都是在细胞质中合成的。[海南卷，T15A]( )(7)mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子。[海南卷，T15A]( )
2．[2021·山东青岛城阳模拟]下图分别为DNA、tRNA的结构示意图。下列叙述不正确的是( )
A．图示DNA分子中的⑤为氢键，tRNA中的b为磷酸二酯键B．DNA分子复制、切割目的基因片段时分别破坏的化学键为⑤⑥C．tRNA是由三个核糖核苷酸连接成的单链分子D．c处表示反密码子，可以与mRNA的碱基互补配对
解析：题图中⑤为氢键，⑥为磷酸二酯键，b指在tRNA臂上，若代表化学键，只能是磷酸二酯键；DNA分子复制和切割目的基因片段时破坏的化学键分别是⑤氢键和脱氧核苷酸之间的⑥磷酸二酯键；tRNA是由多个核糖核苷酸连接成的三叶草结构。
考向二转录和翻译相关基础知识的综合判断3．高考重组，判断正误。(1)生物体内的DNA常与蛋白质结合，在DNA—蛋白质复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶。[2018·全国卷Ⅰ，T2]( )(2)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。[2018·江苏卷，T3] ( )(3)通过对转录的调节可影响蛋白质类激素的合成量。[2016·全国卷Ⅱ，T3C] ( )(4)一个含n个碱基的DNA分子，转录的mRNA分子的碱基数是n/2 个。[江苏卷，T20A]( )(5)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。[江苏卷，T20B]( )
× 提示：不具遗传效应的DNA片段不转录，不会形成mRNA，所以mRNA分子的碱基数小于n/2 个。
× 提示：转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。
(6)DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA 上。[江苏卷，T20C]( )(7)在细胞周期中，mRNA的种类和含量均不断发生变化。[江苏卷，T20D]( )(8)一种tRNA可以携带多种氨基酸。[全国卷Ⅰ，T1A]( )(9)反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基。[全国卷Ⅰ，T1C]( )
× 提示：RNA 聚合酶的结合位点也在DNA上。
√ 提示：在细胞周期中，基因选择性表达，mRNA 的种类和含量均不断发生变化。
考向三综合考查DNA分子的复制、转录和翻译的过程4．[经典高考]某种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主细胞的基因组中。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
解析：RNA病毒的遗传物质需要经逆转录形成DNA，然后整合到真核宿主细胞的基因组中，Y物质与脱氧核苷酸结构相似，应抑制该病毒的逆转录过程。
5．[经典高考]大量研究发现，很多生物密码子中的碱基组成具有显著的特异性。下图A所示的链霉菌某一mRNA的部分序列整体大致符合下图B所示的链霉菌密码子碱基组成规律，试根据这一规律判断这段mRNA序列中的翻译起始密码子(AUG或GUG)可能是( )
A．① B．②C．③ D．④
解析：若①为起始密码子，则依次向后每3个相邻碱基为一个密码子，则共有11个密码子，这些密码子的第一位碱基共11个，A＋U＝7个，7/11＝63.6%，密码子的第二位碱基A＋U只有2个，而与题意不符，A错误；若②为起始密码子，则依次向后每3个相邻碱基为一个密码子，则共有7个密码子，密码子第二位的碱基A＋U有三个，不足50%，与题意不符，B错误；若③为起始密码子，则依次向后每3个相邻碱基为一个密码子，则共有4个密码子，密码子第二位的碱基A＋U有2个，刚好50%，而第一位没有A＋U，与题意不符，C错误；若④为起始密码子，则依次向后每3个相邻碱基为一个密码子，则共有2个密码子，GUG、GAC，密码子第二位的碱基A＋U较多，有可能是这段mRNA序列中的翻译起始密码子所在位置，D正确。
[题后归纳]1．遗传信息、密码子与反密码子比较
2.基因控制蛋白质合成中的相关计算(1)DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系
可见，蛋白质中氨基酸数目＝1/3mRNA碱基数目＝1/6DNA(或基因)碱基数目。
(2)蛋白质合成中的“最多”和“最少”因为DNA(基因)、mRNA上有一些碱基不编码氨基酸(如mRNA上的终止密码子等)，所以实际上编码n个氨基酸，mRNA上所需的碱基数目大于3n，基因上碱基数目大于6n，故一般题干中求氨基酸数有“最多”、求碱基数有“至少”等字样。在回答有关问题时，也应加上“最多”或“至少”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。(3)基因中碱基与蛋白质相对分子质量之间的计算若基因中有n个碱基，氨基酸的平均相对分子质量为a，合成含m条多肽的蛋白质的相对分子质量＝n/6·a－18(n/6－m)；若改为n个碱基对，则公式为n/3·a－18（n/3-m）。
6．[经典模拟]甲、乙图表示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是( )
A．甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子B．甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行C．DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D．一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次
解析：由题图可知，甲是DNA分子的复制过程，产物是双链DNA分子，乙是转录过程，产物是单链RNA，A错误；真核细胞中，DNA分子的复制和转录的场所主要是细胞核，B错误；DNA分子解旋时，甲过程和乙过程都需要解旋酶，C错误；一个细胞周期中，DNA的复制只进行一次，而转录可进行多次，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次，D正确。
7．(多选)下列有关DNA复制、转录和翻译过程的叙述，错误的是( )A．三个过程都属于“中心法则”的内容B．三个过程都需要消耗能量C．DNA复制和转录只能在细胞核中进行，而翻译在细胞质中进行D．某段DNA有600个碱基，由它控制合成的多肽链最多含氨基酸200个
解析：DNA复制、转录和翻译都涉及遗传信息的在细胞内的传递，所以三个过程都属于“中心法则”的内容，A正确；DNA复制、转录、翻译三个过程都需要消耗细胞内代谢产生的能量，B正确；DNA复制和转录主要在细胞核中进行，还可以在线粒体、叶绿体等细胞器中进行，C错误；一段DNA含有600个碱基，转录后形成的信使RNA最多含有300个碱基，由它控制合成的多肽链则最多含100个氨基酸，D错误。
8．(多选)如图是基因指导蛋白质合成的某个过程示意图，据图分析下列说法正确的是( )A．合成多肽链的第二步是携带氨基酸的tRNA进入A位B．1为tRNA上的密码子，可与mRNA进行碱基互补配对C．合成多肽链的第三步主要是P位的氨基酸转移到A位的tRNA上D．2是由DNA转录而来的，2中不存在胸腺嘧啶核糖核苷酸
解析：翻译时，合成多肽链的第二步是与mRNA上第二个密码子互补配对的tRNA携带氨基酸进入A位，A正确。密码子存在于mRNA上，tRNA上的为反密码子，B错误。合成多肽链的第三步是在相关酶的作用下，P位的氨基酸与A位的氨基酸经脱水缩合形成肽键而转移到A位的tRNA上，C正确。2表示mRNA，mRNA上不存在胸腺嘧啶核糖核苷酸，D正确。
9．(多选)如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。如表所示为四种氨基酸对应的全部密码子。下列相关叙述正确的是( )
解析：转录过程的原料是游离的核糖核苷酸，不需要搬运原料的工具，A错误；tRNA是由一条核糖核苷酸链构成的，该链内某些互补的碱基间能够形成氢键，导致RNA链发生折叠，看上去像三叶草的叶形，B正确；tRNA上的反密码子能够与它所搬运的氨基酸的密码子互补配对，图示tRNA上的反密码子为UGG(3′端→5′端读取)，它所搬运的氨基酸的密码子为ACC，故所搬运的氨基酸是苏氨酸，C正确；一种氨基酸可由一种或几种不同的密码子决定，而反密码子能与密码子互补配对，所以，氨基酸与反密码子并不都是一一对应的，D错误。
A．转录过程中也需要搬运原料的工具B．该tRNA中含有氢键，由一条链构成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
考向四 基因表达中的相关计算10．[2021·江西省赣州市会昌县七校高三联考]已知一段用15N 标记的双链DNA中，鸟嘌呤所占比例为20%。下列叙述正确的是( )A．该DNA的一条核苷酸链中(C＋G)/(A＋T)为3:2B．将该DNA置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA占1/8C．由该段DNA转录出来的mRNA中，胞嘧啶一定占20%D．该DNA指导合成的多肽链中有500个氨基酸，则该DNA至少含有3 000个碱基
解析：DNA中碱基G占全部碱基的20%，则G＝C＝20%，A＝T＝30%，因此该基因中(C＋G):(A＋T)＝2:3，每条脱氧核苷酸链中的该比值与双链DNA分子中该比值相同，A错误；DNA分子复制是半保留复制，将该细胞置于14N培养液中复制3次后，DNA分子含15N＝2/23＝1/4，B错误；转录的模板是DNA的一条链，且DNA中的鸟嘌呤与RNA中的胞嘧啶配对，虽然已知双链DNA分子中鸟嘌呤所占的比例为20%，但无法得知DNA单链中鸟嘌呤所占的比例，所以mRNA中胞嘧啶的比例也无法确定，C错误；由以上分析可知，遗传信息的转录和翻译过程中，DNA(或基因)中碱基数:mRNA上碱基数:氨基酸个数＝6:3:1，若一条多肽链中有500个氨基酸，则控制合成该多肽链的DNA分子中至少含有的碱基数为500×6＝3 000个，D正确。
11．(多选)如图所示为某生物的基因表达过程。下列相关叙述正确的是( )
解析：图中转录和翻译过程在同一时空进行，故发生在原核细胞或真核细胞的叶绿体、线粒体中，A错误；若合成一条肽链时脱去了100个水分子，则形成100个肽键，每个肽键中含有1个氧原子，同时每条肽链至少含有1个游离的羧基，因此该条肽链中至少含有100＋2＝102个氧原子，B正确；RNA与DNA的杂交区域中碱基配对方式为A－T、U－A、C－G，C正确；一种氨基酸可以由一种或几种tRNA来转运，因此该基因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等，D正确。
A．该过程发生在真核细胞内，在RNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开B．若合成一条肽链时脱去了100个水分子，则该条肽链中至少含有102个氧原子C．RNA与DNA的杂交区域中既有A－T又有U－A之间的配对D．该基因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等
考点二 透析中心法则及基因与性状的关系
【任务驱动 探究突破】任务1 利用图示分类剖析中心法则
(1)图示中1、8为______过程；2、5、9为______过程；3、10为_________过程；4、6为____________过程；7为_________过程。(2)若甲、乙、丙为病毒，则甲为________病毒，如噬菌体；乙为______病毒，如烟草花叶病毒；丙为______病毒，如HIV。
任务2 识图分析基因与性状的对应关系
(1)由⑥、⑦、⑧号基因分别控制性状F、G、H可判定，大多数情况下__________________。(2)生物体的一个性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50个不同基因有关，上图基因____________控制和表达同一性状。(3)有些基因则会影响多种性状，如决定豌豆开红花的基因也决定结灰色的种子；上图基因__________影响性状________。
一个基因只决定一种性状
【特别提醒】基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。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。
任务3 研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径，如图甲所示，其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。
(1)据图甲分析，你认为提高油菜产油量的基本思路是_______________________________________________________________。(2)图乙表示基因B，α链是转录链，经诱导β链也能转录，从而形成双链mRNA，转录出的双链mRNA与图乙基因在化学组成上的区别是_____________________________________。(3)为什么基因B经诱导后转录出mRNA就能提高产油量？____________________________________________________________________________________________________________________________________。
抑制酶b合成(活性)，促进酶a合成(活性)
mRNA中不含T含U，五碳糖为核糖
双链mRNA不能翻译(不能与核糖体结合)形成酶b，而细胞能正常合成酶a，故生成的油脂比例高
【考向分类 对点落实】 考向一中心法则的考查1．[经典高考]结合下图分析，下列叙述错误的是( )
A．生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中B．核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质C．遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础D．编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链
解析：生物的遗传物质是DNA或RNA，则遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中，A正确；由于密码子的简并性，核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质，B正确；蛋白质是生命活动的体现者，表现型通过蛋白质表现，故遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础，C正确；编码蛋白质的基因含两条单链，碱基序列互补，遗传信息不同，D错误。
[师说技巧]三个方面巧判中心法则五过程(1)从模板分析：①如果模板是DNA，生理过程可能是DNA分子的复制或转录；②如果模板是RNA，生理过程可能是RNA分子的复制或RNA分子的逆转录或翻译。(2)从原料分析：①如果原料为脱氧核苷酸，产物一定是DNA，生理过程可能是DNA复制或逆转录；②如果原料为核糖核苷酸，产物一定是RNA，生理过程可能是DNA转录或RNA复制；③如果原料为氨基酸，产物一定是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。(3)从产物分析：①如果产物为DNA，生理过程可能是DNA复制或RNA逆转录；②如果产物为RNA，生理过程可能是RNA复制或DNA转录；③如果产物是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。
2．[海南卷，24]在其他条件具备情况下，在试管中加入物质X和物质Z，可得到相应产物Y。下列叙述正确的是( )A．若X是DNA，Y是RNA，则Z是逆转录酶B．若X是DNA，Y是mRNA，则Z是脱氧核苷酸C．若X是RNA，Y是DNA，则Z是限制性内切酶D．若X是mRNA，Y是在核糖体上合成的大分子，则Z是氨基酸
解析：若X是DNA，Y是RNA，则Z是RNA聚合酶，A错误；若X是DNA，Y是mRNA，则Z是核糖核苷酸，B错误；若X是RNA，Y是DNA，则Z是逆转录酶，C错误；若X是mRNA，Y是核糖体上合成的大分子，即是蛋白质，则Z是氨基酸，D正确。
考向二考查基因对性状的直接控制与间接控制3．[高考改编题]下图为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述，不正确的是( )
A．图中①②过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体B．镰刀型细胞贫血症致病的根本原因是基因突变C．人体衰老引起白发的主要原因是图中的酪氨酸酶的活性下降D．该图反映了基因对性状的控制是通过控制酶的合成进而控制代谢活动来进行的
解析：图示基因1反映了通过控制蛋白质的合成直接控制性状，图示基因2反映了通过控制酶的合成进而控制代谢活动来间接控制生物性状。
[互动探究]认真识别题干及图示信息，基因1和基因2对性状的控制原理一致吗？
提示：不一致。基因1通过控制正常(异常)血红蛋白的合成，直接控制性状——正常红细胞(镰刀型红细胞)，而基因2是通过控制酶的合成进而控制代谢活动来间接控制生物性状的。
4．2020发生的疫情，新冠病毒为单股正链RNA病毒，用(＋)RNA表示。下图表示新冠病毒的增殖和表达。相关说法错误的是( )
A．新冠病毒属于RNA病毒，体内含有逆转录酶B．病毒RNA复制时需要的酶在宿主细胞内合成C．病毒RNA可直接作为翻译的模板D．病毒RNA复制时遵循碱基互补配对原则
解析：据图分析，新冠病毒由RNA和蛋白质组成，属于RNA病毒，其增殖过程中没有逆转录过程，所以其体内没有逆转录酶，A错误；新冠病毒没有细胞结构，其体内的酶是在宿主细胞的核糖体内合成的，B正确；病毒RNA可直接作为翻译的模板，C正确；病毒RNA复制时遵循碱基互补配对原则，即A与U配对，G与C配对，D正确。
5．(多选)下图表示某些细菌合成精氨酸的途径，从图中得不出的结论是( )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
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正确；由图示无法推出三种酶基因的位置，B错误；这些细菌其精氨酸的合成是由3对或更多等位基因共同控制的，C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错误。
考向三 遗传信息传递过程的实验分析6．(多选)右图为有关遗传信息传递和表达的模拟实验，下列相关叙述合理的是( )
A．若X是mRNA，Y是多肽，则试管内必须加入氨基酸B．若X是DNA，Y含有U，则试管内必须加入逆转录酶C．若X是tRNA，Y是多肽，则试管内必须加入脱氧核苷酸D．若X是HIV的RNA，Y是DNA，则试管内必须加入逆转录酶
解析：若X是mRNA，Y是多肽，则试管内发生的是翻译过程，因此试管内必须加入氨基酸；若X是DNA，Y含有U，即Y为RNA，则试管内发生的是转录过程，不需要加入逆转录酶，需要加入RNA聚合酶等；若X是tRNA，Y是多肽，则试管内发生的是翻译过程，不需要加入脱氧核苷酸需要加入氨基酸；若X是HIV的RNA，Y是DNA，则试管内发生的是逆转录过程，需要加入逆转录酶。
[长句应答必备]1．RNA与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．转录是以DNA的一条链作为模板，主要发生在细胞核中，以4种核糖核苷酸为原料。3．一种密码子只能决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由多种密码子来决定。4．密码子共64种，决定氨基酸的密码子有61种，反密码子位于tRNA上，也有61种。5．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结构直接控制生物的性状。
[等级选考研考向]1．[2020·天津卷，3]对于基因如何指导蛋白质合成，克里克认为要实现碱基序列向氨基酸序列的转换，一定存在一种既能识别碱基序列，又能运载特定氨基酸的分子。该种分子后来被发现是( )A．DNA B．mRNAC．tRNA D．rRNA
解析：DNA通过转录和翻译可合成蛋白质，A错误；mRNA是蛋白质合成的直接模板，不能运载特定氨基酸分子，B错误；tRNA主要是将其携带的氨基酸运送到核糖体上，在mRNA指导下合成蛋白质，tRNA与mRNA是通过反密码子与密码子相互作用而发生关系的，C正确；rRNA是组成核糖体的重要组成成分，D错误。
2．[2020·海南卷]下列关于人胃蛋白酶基因在细胞中表达的叙述，正确的是( )A．转录时基因的两条链可同时作为模板B．转录时会形成DNA－RNA杂合双链区C．RNA聚合酶结合起始密码子启动翻译过程D．翻译产生的新生多肽链具有胃蛋白酶的生物学活性
解析：转录是以DNA(基因)的一条链为模板的，A错误；转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA分子的过程，会形成DNA－RNA杂合双链区，B正确；RNA聚合酶结合启动子启动转录过程，C错误；翻译产生的新生多肽链还需要经过加工才能成为具有生物学活性的胃蛋白酶，D错误。
3．[2019·海南卷]下列与蛋白质、核酸相关的叙述，错误的是( )A．一个核糖体上可以同时合成多条多肽链B．一个蛋白质分子可以含有多个金属离子C．一个mRNA分子可以结合多个核糖体D．一个DNA分子可以转录产生多个RNA分子
解析：一个核糖体上一次只能合成一条多肽链，A错误；一个蛋白质分子可以含有多个金属离子，如一个血红蛋白含有四个铁离子，B正确；一个mRNA分子可以结合多个核糖体，合成多条多肽链，C正确；一个DNA分子上含有多个基因，不同基因可以转录产生多个RNA分子，D正确。
4．[2019·海南卷]某种抗生素可以阻止tRNA与mRNA结合，从而抑制细菌生长。据此判断，这种抗生素可直接影响细菌的( )A．多糖合成 B．RNA合成C．DNA复制 D．蛋白质合成
解析：多糖合成不需要经过tRNA与mRNA结合，A错误；RNA合成可以通过转录或RNA复制的方式，均不需要tRNA与mRNA结合，B错误；DNA复制需要经过DNA与相关酶结合，不需要经过tRNA与mRNA结合，C错误；翻译过程需要经过tRNA与mRNA结合，故该抗生素可能通过作用于翻译过程影响蛋白质合成，D正确。
5．[2019·海南卷]下列关于蛋白质合成的叙述错误的是( )A．蛋白质合成通常从起始密码子开始到终止密码子结束B．携带肽链tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点C．携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合D．最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA在肽键形成时脱掉氨基酸
解析：蛋白质合成中，翻译的模板是mRNA，从起始密码子开始到终止密码子结束，A正确；核糖体同时占据两个密码子位点，携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点，通过反密码子与密码子进行互补配对，B正确、C错误；最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA在肽键形成时脱掉氨基酸，继续运输其他氨基酸，D正确。
6．[2019·浙江4月选考]下列关于遗传信息表达过程的叙述，正确的是( )A．一个DNA分子转录一次，可形成一个或多个合成多肽链的模板B．转录过程中，RNA聚合酶没有解开DNA双螺旋结构的功能C．多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链D．编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的脱氧核苷酸组成
解析：转录时，RNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位相结合，包括一个或者几个基因的DNA片段的双螺旋解开，以便形成相应的RNA分子，说明一个DNA分子转录一次，可形成一个或多个合成多肽链的模板，A正确；RNA聚合酶可以使DNA双螺旋解开，B错误；多个核糖体可结合在一个mRNA分子上合成多条多肽链，C错误；编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的核糖核苷酸组成，D错误。
[国考真题研规律]1．[2020·全国卷Ⅲ，3]细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I)。含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时，存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是( )
A．一种反密码子可以识别不同的密码子B．密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合C．tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成D．mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
解析：由题图可知，位于tRNA上的反密码子CCI可以识别mRNA上的GGU、GGC、GGA三种不同的密码子，A正确；密码子和反密码子的碱基之间通过氢键且按照碱基互补配对的原则结合，B正确；tRNA和mRNA分子均由一条链组成，其中tRNA链经过折叠形成三叶草的叶形，其一端是携带氨基酸的部位，另一端是由三个相邻的碱基构成的反密码子，反密码子与mRNA上的密码子结合，C错误；由题图可知，mRNA上的三种密码子GGU、GGC、GGA决定的氨基酸均为甘氨酸，所以mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变，D正确。
2．[2020·全国卷Ⅲ，1]关于真核生物的遗传信息及其传递的叙述，错误的是( )A．遗传信息可以从DNA流向RNA，也可以从RNA流向蛋白质B．细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽C．细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等D．染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子
解析：真核生物的遗传物质是DNA，因此真核生物的遗传信息贮藏在DNA中，遗传信息的传递遵循中心法则，即遗传信息可以从DNA流向DNA，也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，A正确；细胞中一个DNA分子中含有多个基因，而每个基因都具有独立性，因此以DNA的一条单链为模板转录出的RNA可以是mRNA(可编码多肽)，也可以是tRNA或rRNA，B错误、D正确；由于基因通常是具有遗传效应的DNA片段，在DNA分子中还存在没有遗传效应的片段，因此细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等，C正确。
3．[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．②③④C．③④⑤ D．①③⑤
解析：体外合成同位素标记的多肽链需以标记的氨基酸(同位素标记的苯丙氨酸等)为原料，以RNA(人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸)为模板，除去了DNA和mRNA的细胞裂解液既可防止DNA和mRNA对体外多肽链合成过程的干扰，又可提供翻译过程所需的核糖体、tRNA、酶等。C正确。
4．[2018·全国卷Ⅰ]生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA—蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是( )A．真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物B．真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有C．若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶D．若复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶
解析：真核细胞的染色质和染色体是同一物质在不同时期的两种存在形式，主要是由DNA和蛋白质组成，都存在DNA—蛋白质复合物，A正确；真核细胞的核中含有染色体或染色质，存在DNA—蛋白质复合物，原核细胞的拟核中也可能存在DNA—蛋白质复合物，如拟核DNA进行复制或者转录的过程中都存在DNA与酶(成分为蛋白质)的结合，因此也能形成DNA—蛋白质复合物，B错误；DNA复制需要DNA聚合酶、解旋酶等，因此复合物中的某蛋白可能是DNA聚合酶，C正确；若复合物中正在进行RNA的合成，属于转录过程，转录需要RNA聚合酶等，因此复合物中的某蛋白可能是RNA聚合酶，D正确。
5．[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
解析：真核细胞的各种RNA都是通过DNA的不同片段转录产生的；由于转录产生不同RNA时相应DNA的片段不同，因此同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生；真核细胞细胞质中叶绿体、线粒体中的DNA可以转录形成RNA；转录的过程遵循碱基互补配对原则，因此产生的RNA链与模板链的相应区域碱基互补。C错误。
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