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高中生物高考2023年高考生物一轮复习（新人教新高考） 第6单元 第4课时 基因的表达
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这是一份高中生物高考2023年高考生物一轮复习（新人教新高考） 第6单元 第4课时 基因的表达，共21页。试卷主要包含了RNA的结构与功能，遗传信息的转录，遗传信息的翻译，DNA复制、转录和翻译的区别等内容，欢迎下载使用。
考点一 遗传信息的转录和翻译
1．RNA的结构与功能
2．遗传信息的转录
(1)源于必修2 P65“图4－4”：①遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程不需要(填“需要”或“不需要”)解旋酶。
②一个基因转录时以基因的一条链为模板，一个DNA分子上的所有基因的模板链不一定(填“一定”或“不一定”)相同。
③转录方向的判定方法：已合成的mRNA释放的一端(5′－端)为转录的起始方向。
(2)源于必修2 P64～65“正文”：RNA适合做信使的原因是RNA由核糖核苷酸连接而成，可以携带遗传信息；一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
3．遗传信息的翻译
(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 (2)易混淆的遗传信息、密码子与反密码子
①概念辨析
②数量关系
Ⅰ.密码子有64种
a．有2种起始密码子：在真核生物中AUG作为起始密码子；在原核生物中，GUG也可以作为起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。
b．有3种终止密码子：UAA、UAG、UGA。正常情况下，终止密码子不编码氨基酸，仅作为翻译终止的信号，但在特殊情况下，终止密码子UGA可以编码硒代半胱氨酸；不同生物共用一套遗传密码。
Ⅱ.通常一种密码子决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。
Ⅲ.每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并性)，可由一种或几种tRNA转运。
(1)必修2 P67“思考·讨论”：从密码子表可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？
提示 当一个密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸，增强了密码子的容错性；当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。
(2)几乎所有的生物体都共用一套密码子，这体现了密码子的什么特点？
提示 这体现了密码子的通用性，说明当今生物可能有着共同的起源。
(3)过程
①源于必修2 P67“图4－6”：tRNA含有(填“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA分子中不是(填“是”或“不是”)只有三个碱基。
②源于必修2 P68～P69图片：翻译过程的三种模型图解读
a．模型甲中一个核糖体与mRNA的结合位点形成2个tRNA结合位点，核糖体沿着mRNA移动的方向是由左往右。
b．模型乙反映出mRNA与核糖体存在的数量关系是一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体。图中核糖体移动的方向是由右向左；多聚核糖体形成的意义是少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。
c．模型丙是原核细胞内发生的转录和翻译过程，特点是边转录边翻译，与真核细胞不同的原因是原核细胞无以核膜为界限的细胞核，原核细胞的基因中无内含子，转录形成的mRNA不需要加工即可作为翻译的模板。
4．DNA复制、转录和翻译的区别
5．基因表达过程中碱基数和氨基酸数之间的关系
考向一 遗传信息、密码子、反密码子的分析
1．如图表示蓝细菌DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系，下列说法中正确的是( )
A．由图分析可知①链应为DNA的α链
B．DNA形成②的过程发生的场所是细胞核
C．酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是AUG、CUA
D．图中②与③配对的过程需要在核糖体上进行
答案 D
解析 由图分析可知，①链应为DNA的β链，A项错误；蓝细菌属于原核生物，没有由核膜包被的细胞核，B项错误；tRNA一端的三个相邻的碱基是反密码子，密码子在mRNA上，C项错误；图中②与③配对的过程是翻译，需要在核糖体上进行，D项正确。
2．生物体中编码tRNA的DNA某些碱基改变后，可以产生被称为校正tRNA的分子。某种突变产生了一种携带甘氨酸但是识别精氨酸遗传密码的tRNA。tRNA上识别遗传密码的三个碱基称为反密码子。下列叙述错误的是( )
A．tRNA分子上的反密码子并不决定其携带的氨基酸种类
B．新合成的多肽链中，原来精氨酸的位置可被替换为甘氨酸
C．此种突变改变了编码蛋白质氨基酸序列的遗传密码序列
D．校正tRNA分子的存在可以弥补某些突变引发的遗传缺陷
答案 C
解析 根据题干信息可知，此种突变发生在编码tRNA的DNA序列上，且产生了校正tRNA分子，并没有改变编码蛋白质氨基酸序列的遗传密码序列，C错误。
考向二 转录、翻译和复制过程的分析
3．DNA上含有的一段能被RNA聚合酶识别、结合并驱动基因转录的序列称为启动子，如果启动子序列的某些碱基被甲基化修饰(DNA分子上连入甲基基团)，其将不能被RNA聚合酶识别。拟南芥种子的萌发依赖于NIC基因的表达，该基因启动子中的甲基基团能够被R基因编码的D酶切除。如图表示NIC基因转录和翻译的过程，下列叙述不正确的是( )
A．种子萌发受R基因和NIC基因共同控制
B．R基因缺失突变体细胞中的NIC基因不能发生图示过程
C．图甲中合成C链的原料是核糖核苷酸，另外还需能量供应
D．若图乙中tRNA上的反密码子碱基发生替换，则导致肽链中氨基酸种类发生改变
答案 D
解析 分析题意可知，R基因的表达产物可以解除NIC基因的甲基化，使NIC基因表达，从而影响种子萌发，即种子萌发受R基因和NIC基因共同控制，A正确；图甲为转录，图乙为翻译，R基因缺失突变体细胞中的NIC基因被甲基化，不能发生转录和翻译，即不能发生图示过程，B正确；图甲中C链是RNA链，故合成C链的原料是核糖核苷酸，另外还需能量供应，C正确；决定氨基酸的是mRNA上的密码子，若图乙中tRNA上的反密码子碱基发生替换，肽链中氨基酸种类不发生改变，D错误。
4．(2022·湖南长沙市雅礼中学高三一模)植物体内的转录因子OrERF是一类蛋白质，在植物抵抗逆境，如干旱、低温和高盐时发挥重要作用。科研人员对水稻OrERF基因进行系列研究。实验检测OrERF基因在高盐条件下的表达水平，结果如图1，植物感受外界干旱、高盐、低温等信号，通过一系列信息传递合成转录因子。转录因子OrERF对下游基因调节过程如图2。下列说法错误的是( )
A．实验结果表明，自然条件下OrERF基因的表达水平较低，高盐处理12小时后，OrERF基因的表达显著增加
B．转录因子OrERF合成的场所是附着在内质网上的核糖体，发挥作用的场所主要是细胞核
C．转录因子OrERF的作用机理可能是通过与RNA聚合酶结合，激活RNA聚合酶与DNA上特定的序列结合，启动转录的过程
D．干旱、高盐、低温等不同环境条件诱导植物产生的转录因子OrERF的空间结构可能不相同，从而调控不同基因的表达
答案 B
解析 图1实验结果表明，自然条件下(未经高盐处理)水稻中OrERF基因的表达较低，高盐处理12小时后OrERF基因的表达显著增加，A错误；转录因子OrERF是一类蛋白质，是胞内蛋白，其合成场所是细胞质中的核糖体，而不是附着在内质网上的核糖体，转录因子OrERF作用于转录过程，而转录的主要场所是细胞核，因此转录因子OrERF作用的场所主要是细胞核，B错误；由图可知，转录因子OrERF通过与RNA聚合酶结合，激活RNA聚合酶，启动转录的过程，C正确；转录因子OrERF是一类而不是一种蛋白质，从图中可以看出转录因子OrERF在结构上具有特异性，除了与RNA聚合酶特异性结合外，还可以与结合在基因调控序列上的某种特定结构特异性结合，在高盐、干旱、低温不同信号的诱导下，会导致植物体表达出不同的OrERF蛋白，以调控不同基因的表达，从而适应高盐、干旱、低温等不同环境，D正确。
考向三 基因表达中的有关计算
5．图①②③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程，下列叙述正确的是( )
A．造血干细胞发生①②过程的场所是细胞核
B．已知过程②的α链及其模板链中鸟嘌呤分别占27%、17%，该α链对应的双链DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为24%
C．同一种tRNA携带的氨基酸种类可能不同
D．胰岛B细胞和肝细胞的相同DNA进行过程②时产生的mRNA可能相同
答案 D
解析 造血干细胞中，含有DNA分子的有细胞核和线粒体，故造血干细胞发生①DNA复制和②转录的场所有细胞核和线粒体，A错误；转录时α链及其模板链中鸟嘌呤(G)分别占27%、17%，根据碱基互补配对原则可得出模板链的C占27%，则模板链C＋G占44%，因此双链DNA中的C＋G占44%，双链DNA分子中A＋T占56%，双链中A＝T，则该α链对应的双链DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为28%，B错误；同一种tRNA的反密码子一致，对应的密码子一致，所以携带的氨基酸种类一致，C错误；相同DNA在不同细胞中可能出现基因的选择性表达，产生的mRNA可能不同；但是控制基本生命活动的基因(管家基因)在胰岛B细胞和肝细胞都会表达，如控制呼吸酶、ATP合成酶和水解酶合成的基因，故产生的mRNA也可能相同，D正确。
6．下图为人体内胰岛素基因的表达过程。胰岛素含有2条多肽链，其中A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，含有3个二硫键，(二硫键是由2个－SH连接而成)，下列说法错误的是( )
A．过程①以核糖核苷酸为原料，RNA聚合酶催化该过程
B．过程②发生在细胞质中，需要3种RNA参与
C．胰岛素基因的两条链分别控制A、B两条肽链的合成
D．51个氨基酸形成胰岛素后，相对分子质量比原来减少了888
答案 C
解析 转录是以基因的一条链为模板，胰岛素基因的一条链控制胰岛素分子中A、B两条肽链的合成，C错误；51个氨基酸形成胰岛素后，其相对分子质量的减少量＝脱水数×18＋形成的二硫键×2＝49×18＋3×2＝888，D正确。
考点二 中心法则
1．提出者：克里克。
2．补充后的内容图解
3．各种生物遗传信息的传递途径
(1)能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒遗传信息的传递：
。
(2)具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)遗传信息的传递
。
(3)具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)遗传信息的传递
。
(4)高度分化的细胞遗传信息的传递
。
4．生命是物质、能量和信息的统一体
(1)DNA、RNA是信息的载体。
(2)蛋白质是信息的表达产物。
(3)ATP为信息的流动提供能量。
考向 遗传信息传递过程分析
7．图1所示为某种生物细胞内进行的部分生理活动，图2表示中心法则，图中字母代表具体过程。下列叙述错误的是( )
A．图1所示过程可在原核细胞中进行，其转录和翻译过程可同时进行
B．图2中过程c和d的产物不同，但涉及的碱基配对方式完全相同
C．图1中酶甲和酶乙催化形成磷酸二酯键，而酶丙则催化磷酸二酯键的水解
D．图1体现了图2中的a、b、c三个生理过程
答案 C
解析 图1所示过程中转录和翻译同时进行，可在原核细胞中进行，A正确；图2中c为翻译，d为RNA的复制，都涉及A－U、G－C配对，B正确；酶甲和酶乙分别是DNA聚合酶与RNA聚合酶，催化形成的都是磷酸二酯键，但酶丙是解旋酶，催化的是氢键的水解，C错误；图1体现了图2中的a DNA复制、b转录、c翻译三个生理过程，D正确。
8．TATA框是多数真核生物基因的一段DNA序列，位于基因转录起始点上游，作为启动子的重要组分，在转录mRNA前，先由转录因子TFⅡ－D蛋白和TATA框结合，形成稳定的复合物，然后由RNA聚合酶依据模板链进行转录。继而基因进行表达形成相应的蛋白质分子。下图所示为人体内基因1、基因2表达从而控制生物性状的过程，以下说法正确的是( )
A．TATA框共含有2种五碳糖和5种碱基
B．TATA框经RNA聚合酶催化转录形成的片段中含有启动子
C．人体的红细胞中能进行①②过程，不能进行③④过程
D．人体衰老引起白发的原因是③④过程不能完成
答案 C
解析 TATA框为DNA序列，含有1种五碳糖，4种碱基，A错误；根据题干可知，TATA框是位于基因转录起始点上游，作为启动子的重要组分，TATA框片段本身不进行转录形成RNA，B错误；人体红细胞属于分化的细胞，分化的实质是基因的选择性表达，可以合成血红蛋白而不能合成黑色素，故能进行①②过程，不能进行③④过程，C正确；人体衰老出现白发是酪氨酸酶活性降低导致的，D错误。
重温高考 真题演练
1．(2021·河北，8)关于基因表达的叙述，正确的是( )
A．所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码
B．DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录
C．翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性
D．多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息
答案 C
解析 一些RNA病毒的蛋白质由病毒自身的遗传物质RNA编码合成，A错误；DNA双链解开，RNA聚合酶与启动子结合进行转录，移动到终止子时停止转录，B错误；翻译过程中，核酸之间通过碱基互补配对相互识别保证了遗传信息传递的准确性，C正确；没有相应的反密码子与mRNA上的终止密码子配对，故tRNA不能读取mRNA上全部碱基序列信息，D错误。
2．(2021·广东，7)金霉素(一种抗生素)可抑制tRNA与mRNA的结合，该作用直接影响的过程是( )
A．DNA复制 B．转录
C．翻译 D．逆转录
答案 C
3．(2021·辽宁，17改编)脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的单链DNA分子。下图为10－23型脱氧核酶与靶RNA结合并进行定点切割的示意图。切割位点在一个未配对的嘌呤核苷酸(图中R所示)和一个配对的嘧啶核苷酸(图中Y所示)之间，图中字母均代表由相应碱基构成的核苷酸。下列有关叙述正确的是( )
A．脱氧核酶的作用过程受温度的影响
B．图中Y与两个R之间通过氢键相连
C．脱氧核酶与靶RNA之间的碱基配对方式有两种
D．利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的转录过程
答案 A
解析 脱氧核酶的化学本质是DNA，温度会影响脱氧核酶的结构，从而影响脱氧核酶的作用，A正确；图中Y与同一条链上的R之间通过磷酸二酯键相连，B错误；脱氧核酶本质是DNA，与靶RNA之间的碱基配对方式有A－U、T－A、C－G、G－C四种，C错误；利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的翻译过程，D错误。
4．(2021·湖南，13改编)细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述不正确的是( )
A．细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，图中基因A的表达效率高于基因B
B．真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中
C．人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物
D．②过程中，rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子
答案 D
解析 基因的表达包括转录和翻译两个过程，图中基因A表达的蛋白质分子数量明显多于基因B表达的蛋白质分子，说明基因A表达的效率高于基因B，A正确；核基因的转录是以DNA的一条链为模板转录出RNA的过程，发生的场所为细胞核，翻译是以mRNA为模板翻译出具有氨基酸排列顺序的多肽链，翻译发生的场所在细胞质中的核糖体，B正确；三种RNA(mRNA、rRNA、tRNA)都是以DNA中的一条链为模板转录而来的，C正确；反密码子位于tRNA上，rRNA是构成核糖体的成分，不含有反密码子，D错误。
5．(2021·浙江1月选考，22)下图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某些氨基酸的部分密码子(5′→3′)是：丝氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；异亮氨酸AUC、AUU；精氨酸AGA。下列叙述正确的是( )
A．图中①为亮氨酸
B．图中结构②从右向左移动
C．该过程中没有氢键的形成和断裂
D．该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中
答案 B
解析 图中①对应的密码子为AUU，所以①是异亮氨酸，A错误；核糖体沿mRNA从5′到3′移动进行翻译，所以②从右向左移动，B正确；该过程中tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子之间发生碱基配对，因此会有氢键的形成和断裂，C错误；细胞核中不会发生翻译过程，D错误。
一、易错辨析
1．rRNA是核糖体的组成成分，原核细胞中可由核仁参与合成( × )
2．RNA有传递遗传信息、催化反应和转运物质等功能( √ )
3．mRNA上的GCA在人细胞中和小麦细胞中决定的是同一种氨基酸( √ )
4．一个DNA只能控制合成一种蛋白质( × )
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( × )
二、填空默写
1．(必修2 P65)RNA有三种，它们分别是mRNA、tRNA和rRNA；真核细胞中核仁受损会影响rRNA的合成，进而影响核糖体(细胞器)的形成。
2．基因的表达包括转录和翻译过程；细胞分化是基因选择性表达的结果。
3．(必修2 P67)mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个密码子。
4．(必修2 P67)tRNA的种类很多，但是，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。tRNA分子比mRNA小得多，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基。每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子。
5．(必修2 P69)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大量的蛋白质。下面图示中核糖体移动的方向是从左向右。
6．(必修2 P69)科学家克里克于1957年提出了中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。随着研究的不断深入，科学家对中心法则作出了补充，请写出完善后的中心法则。
。
7．转录的场所：细胞核(主)、线粒体、叶绿体；模板：DNA的一条链；原料：4种核糖核苷酸；酶：RNA聚合酶；能量：ATP；遵循的原则：碱基互补配对(A与U、T与A、C与G、G与C)；产物：产生单链RNA。
8．翻译的场所：核糖体；模板：mRNA；原料：氨基酸；转运工具：tRNA；酶；能量(ATP)。遵循的原则：碱基互补配对(A与U、U与A、C与G、G与C)。产物：肽链。
课时精练
一、选择题
1．(2022·河北衡水中学检测)circRNA是一类特殊的非编码闭合环状RNA，广泛存在于生物体内，其形成过程如图所示。有些circRNA具有多个micrRNA(微小RNA)的结合位点，进而解除micrRNA对其靶基因的抑制作用，升高靶基因的表达水平，因此在基因表达的调控中发挥着重要作用。下列相关叙述错误的是( )
A．circRNA是环状分子，不含游离的磷酸基团
B．micrRNA可以调控细胞中特定蛋白质的产生数量
C．前体mRNA的形成需要RNA聚合酶作用
D．circRNA和micrRNA通过磷酸二酯键结合成局部双链
答案 D
解析 circRNA和micrRNA通过氢键结合成局部双链，D错误。
2．下列有关DNA、基因、RNA、蛋白质的说法，错误的是( )
A．反向平行的DNA两条链所含有的碱基序列不相同
B．基因指导蛋白质合成过程只需要两种RNA参与
C．同一DNA中不同基因转录的模板链并不都在同一条单链上
D．RNA聚合酶在转录过程中可使DNA双链解开
答案 B
解析 基因指导蛋白质合成过程需要mRNA、rRNA和tRNA三种RNA的参与，B错误。
3．(2022·张家口市宣化第一中学高三模拟)科学家发现下丘脑SCN细胞中基因表达产物PER蛋白的浓度呈周期性变化，在夜晚不断积累，到了白天又会被分解，PER蛋白的浓度变化与生物昼夜节律惊人一致。下图表示人体生物钟的部分机理，据图分析，下列说法正确的是( )
A．过程①需要解旋酶，过程②③体现了核孔的选择性
B．Per基因彻底水解的产物是4种脱氧核苷酸
C．PER蛋白可能与下丘脑有关生物节律的中枢活动有着密切关联
D．图中核糖体在mRNA上的移动方向是从左到右
答案 C
解析 图中①为转录过程，②为翻译过程，③过程表示PER蛋白能进入细胞核，调节Per基因的转录过程。过程①转录不需要解旋酶，RNA聚合酶本身具有解旋功能，A错误；Per基因彻底水解，其产物有4种碱基、磷酸、脱氧核糖共6种，B错误；PER蛋白的浓度呈周期性变化，在夜晚不断积累，到了白天又会被分解，PER蛋白的浓度变化与生物昼夜节律惊人一致，PER蛋白可能与下丘脑有关生物节律的中枢活动有着密切关联，C正确；根据肽链的长短，可判断核糖体移动的方向是从右向左，D错误。
4．新冠病毒为RNA病毒，包膜上的S蛋白能与人体细胞表面的ACE2受体特异性结合，从而使病毒的RNA进入细胞。新冠病毒的RNA进入细胞后可直接作为模板进行翻译。下图为新冠病毒RNA的部分序列(其中包含S蛋白基因的起始部分)和S蛋白的起始氨基酸序列，AUG既是起始密码子也编码甲硫氨酸。下列说法正确的是( )
A．S蛋白的氨基酸数与S蛋白基因的核苷酸数目之比为1∶6
B．图中箭头所指的碱基A突变为G不影响S蛋白的结构
C．新冠病毒的RNA在核糖体上从左向右移动进行翻译
D．由S蛋白制备的疫苗可与病毒的S蛋白结合，抑制病毒侵染
答案 B
解析 图中箭头所指的碱基A突变为G，密码子由原来的UUA变成了UUG，不改变氨基酸的编码顺序，同时UUA和UUG都编码同一种氨基酸，即亮氨酸，因此不影响S蛋白的结构，B正确；在翻译过程中，是核糖体沿着mRNA移动，C错误；由S蛋白制备的疫苗注射机体后产生的特异性抗体可与病毒的S蛋白结合，抑制病毒侵染，而不是S蛋白制备的疫苗直接与病毒的S蛋白结合，D错误。
5．SARS病毒是一种单链＋RNA病毒。该＋RNA既能作为mRNA翻译出蛋白质，又能作为模板合成－RNA。如图表示SARS病毒的增殖过程，相关叙述正确的是( )
A．过程①所需的嘌呤比例与过程②所需的嘌呤比例相同
B．过程③所需的模板、原料、核糖体均由宿主细胞提供
C．单链－RNA在SARS病毒的生命活动过程中必不可少
D．参与①②过程的酶是RNA聚合酶，作用于磷酸二酯键
答案 D
解析 过程①的模板为＋RNA，过程②的模板为－RNA，＋RNA与－RNA的碱基互补，可知＋RNA中的A＋G与－RNA中的T＋C相等，＋RNA中的T＋C与－RNA中的A＋G相等，但＋RNA中的A＋G与T＋C不一定相等，故过程①与过程②中所需的嘌呤比例不一定相同，A错误；过程③中，模板由SARS病毒提供，原料与核糖体由宿主细胞提供，B错误；由题意可知，＋RNA在SARS病毒生命活动中必不可缺，－RNA为＋RNA复制过程中的中间产物，C错误；过程①②为RNA复制，需要RNA聚合酶，用于连接核糖核苷酸之间的磷酸二酯键，D正确。
6．科学家发现，当四膜虫缺乏必需氨基酸时，tRNA会被细胞内某些蛋白类内切酶切割成若干个片段，从而影响蛋白质的合成，而非必需氨基酸缺乏时，不会引起tRNA的切割。下列说法正确的是( )
A．内切酶破坏tRNA中的磷酸二酯键将其切割成若干片段
B．内切酶与tRNA之间可能通过碱基互补配对相互识别
C．缺乏必需氨基酸会直接影响转录过程，减少蛋白质的合成
D．四膜虫细胞合成蛋白质时不需要非必需氨基酸的参与
答案 A
解析 根据题文，内切酶能将tRNA切割成若干片段，推测其破坏的是tRNA中核苷酸之间的磷酸二酯键，A正确；当四膜虫缺乏必需氨基酸时，tRNA会被细胞内某些蛋白类内切酶切割成若干个片段，不缺乏时，不会切割，说明内切酶和tRNA之间能相互识别，但内切酶为蛋白质，其中不含碱基，故内切酶与tRNA之间不能通过碱基互补配对相互识别，B错误；必需氨基酸缺乏会引起tRNA的切割，因此直接影响翻译过程，减少蛋白质的合成，C错误；四膜虫细胞合成蛋白质时需要非必需氨基酸的参与，D错误。
7．(2022·北京海淀区人大附中高三模拟)果蝇F基因在成体头部细胞中转录时存在可变剪接的现象，即相同的mRNA前体可通过剪接将不同外显子对应的mRNA序列组合成不同的成熟mRNA。下图是雌雄成体头部细胞中剪接形成的五种成熟mRNA序列示意图。
方框代表外显子对应的mRNA序列，c1～c5表示引物，箭头方向代表5′→3′。为验证F基因的转录存在性别差异，研究者分别提取分离成体果蝇头部细胞的基因组DNA(gDNA)和成熟mRNA，后者反转录成cDNA。选取不同模板和引物的组合，雌雄个体扩增结果不同的一组是( )
A．gDNA c2＋c5 B．cDNA c1＋c5
C．gDNA c1＋c3 D．cDNA c2＋c4
答案 D
解析 如果F基因的转录存在性别差异，则雌雄个体形成的mRNA就存在差异，以mRNA为模板逆转录的cDNA就不同。由图可知，c2和c4引物箭头方向相反，则会导致雌雄个体扩增结果不同，D正确。
8．多聚谷氨酰胺结合蛋白1(PQBP1)主要定位于细胞核中，其参与基因转录和mRNA的剪接过程。最新研究发现，存在于细胞质中的PQBP1负责mRNA向核糖体的转运，且PQBP1可与翻译延伸因子(促进肽链延伸的蛋白质)结合，促进蛋白质的合成。下列相关叙述错误的是( )
A．PQBP1可影响转录和翻译
B．PQBP1在细胞不同部位的作用不同
C．翻译延伸因子可促进肽链中肽键的形成
D．PQBP1可促进翻译过程中mRNA在核糖体上的移动
答案 D
解析 据题干信息可知PQBP1在细胞核中参与基因转录和mRNA的剪接过程，在细胞质中促进蛋白质的合成，A、B正确；根据题干信息可知，翻译延伸因子可促进肽链延伸，肽链延伸过程中有新肽键的形成，C正确；在翻译过程中，核糖体沿着mRNA移动，使mRNA上的密码子依次翻译出氨基酸，D错误。
9．1957年，克里克提出了中心法则，随着研究的不断深入，科学家对中心法则作出了补充(如图)，下列有关叙述不正确的是( )
A．中心法则描述了生物界遗传信息的传递过程
B．碱基互补配对保证了遗传信息传递的准确性
C．图中①～⑤过程都可以在细胞内发生
D．中心法则揭示了生物界共用同一套遗传密码
答案 D
解析 图中①表示转录，②表示逆转录，③表示DNA复制，④表示RNA复制，⑤表示翻译，以上过程均发生在细胞中，C项正确；中心法则没有揭示生物界共用同一套遗传密码，D项错误。
10．真核基因转录出的初始RNA，经剪切可被加工成正常的mRNA，其中某些剪切过程所需的酶与双缩脲试剂不发生紫色反应。在表达过程中若出现异常mRNA则会被细胞分解。如图是S基因的表达过程，下列有关叙述不正确的是( )
A．①、③过程中碱基互补配对方式不完全相同
B．S基因的RNA前体的某些剪切过程需要RNA催化
C．④过程中生成的核苷酸可以继续用于DNA的复制
D．S基因中存在着不能编码出肽链的片段
答案 C
解析 ①是转录，碱基互补配对方式为A－U、T－A、G－C、C－G，③过程是翻译，碱基互补配对方式为A－U、U－A、C－G、G－C，不完全相同，A正确；有的酶的化学本质是RNA，由题干信息可知，S基因的RNA前体的某些剪切过程中需要RNA类的酶的催化，B正确；④过程中生成的核苷酸为核糖核苷酸，DNA复制的原料为脱氧核苷酸，C错误；S基因中存在着不能编码出肽链的片段，即非编码区和编码区的内含子部分，D正确。
11．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)。下列叙述不正确的是( )
A．tRNA分子由基因转录产生，该分子内存在氢键
B．密码子与反密码子的碱基配对发生在核糖体上
C．反密码子CCI能与密码子GGU、GGC、GGA配对
D．蛋白质的氨基酸序列由专一性的反密码子来决定
答案 D
解析 tRNA分子由基因转录产生，tRNA中存在局部双链结构，因此含有氢键，A正确；在核糖体上进行翻译的过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子发生碱基配对，B正确；由图示信息可知，与tRNA上的反密码子CCI结合的密码子有GGU、GGC、GGA，C正确；蛋白质的氨基酸序列由mRNA中的密码子来决定，D错误。
12．如图表示细胞中出现的异常mRNA被SURF复合物识别而发生降解的过程，该过程被称为NMD作用，能阻止异常蛋白的产生(AUG、UAG分别表示起始密码子和终止密码子)，图中异常mRNA与正常mRNA长度相同。据图分析，下列相关叙述正确的是( )
A．SURF复合物与RNA酶的作用可能相同
B．SURF复合物能识别所有mRNA的终止密码子
C．NMD作用失效，细胞内不会产生肽链较短的异常蛋白质
D．异常mRNA产生的原因是转录它的基因发生了碱基对替换或增添
答案 A
解析 SURF复合物和RNA酶均可对mRNA发生降解，A正确；SURF复合物只能识别异常mRNA的终止密码子，B错误；NMD作用失效，翻译可能提前结束，肽链变短，C错误；异常mRNA与正常mRNA长度相同，可能是转录它的基因发生了碱基对替换，不可能发生增添，D错误。
二、非选择题
13．如图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。请据图回答下列问题：
(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、胰岛B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)浆细胞和胰岛B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，发生的主要场所是细胞核。(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复制发生在细胞分裂过程中，浆细胞和胰岛B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。
14．(2022·山东商河县第一中学高三质检)RNA病毒分为单链RNA和双链RNA，其中病毒RNA合成mRNA的方式可表示如图，据图回答有关问题：
(1)脊髓灰质炎病毒属于正链RNA(＋RNA)病毒，RNA进入寄主细胞，就直接作为mRNA，翻译出所编码的蛋白质，其中蛋白质的合成场所是____________________。该病毒重新合成＋RNA的过程可用图中________(填序号)过程表示。
(2)流感病毒含负链RNA单链(－RNA)，进入寄主细胞后不能直接作为mRNA，而是先以负链RNA为模板合成______________________，再以这个新合成的RNA作为mRNA翻译出相关的蛋白质，并且可以以__________为模板从而合成更多的负链RNA，负链RNA与蛋白质组装成新的子代病毒。
(3)HIV是逆转录RNA单链病毒，其中逆转录过程可用图中________________(填序号)表示，此过程是以RNA为模板，在________酶的作用下合成________，此过程所需原料为__________________。若病毒RNA某片段碱基序列为AACCGU，则经此过程形成的产物对应片段中含胞嘧啶脱氧核苷酸__________个，含嘌呤碱基____________个。
答案 (1)宿主细胞的核糖体 ①② (2)与负链RNA互补的＋RNA 正链RNA (3)⑥⑦ 逆转录 DNA 游离的四种脱氧核苷酸 3 6比较项目
实质
联系
遗传信息
DNA中脱氧核苷酸的排列顺序
遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序。通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上；
密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子可识别密码子
密码子
mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基
反密码子
位于tRNA上的能与mRNA上对应密码子互补配对的三个相邻碱基
项目
复制
转录
翻译
作用
传递遗传信息
表达遗传信息
时间
细胞分裂前的间期
个体生长发育的整个过程
场所
主要在细胞核
主要在细胞核
细胞质的核糖体
模板
DNA的两条单链
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
能量
都需要
酶
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
多种酶
产物
2个双链DNA分子
一个单链RNA分子
肽链(或蛋白质)
产物去向
传递到2个细胞或子代
通过核孔进入细胞质
组成细胞结构蛋白或功能蛋白
特点
边解旋边复制，半保留复制
边解旋边转录，转录后DNA恢复原状
翻译结束后，mRNA被降解成单体
碱基配对
A—T、T—A、C—G、G—C
A—U、T—A、C—G、G—C
A—U、U—A、C—G、G—C
特别提醒 实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因
1基因中的内含子转录后被剪切。
2在基因中，有的片段非编码区起调控作用，不转录。
3合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。
4转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。
考点一 遗传信息的转录和翻译
1．RNA的结构与功能
2．遗传信息的转录
(1)源于必修2 P65“图4－4”：①遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程不需要(填“需要”或“不需要”)解旋酶。
②一个基因转录时以基因的一条链为模板，一个DNA分子上的所有基因的模板链不一定(填“一定”或“不一定”)相同。
③转录方向的判定方法：已合成的mRNA释放的一端(5′－端)为转录的起始方向。
(2)源于必修2 P64～65“正文”：RNA适合做信使的原因是RNA由核糖核苷酸连接而成，可以携带遗传信息；一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
3．遗传信息的翻译
(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 (2)易混淆的遗传信息、密码子与反密码子
①概念辨析
②数量关系
Ⅰ.密码子有64种
a．有2种起始密码子：在真核生物中AUG作为起始密码子；在原核生物中，GUG也可以作为起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。
b．有3种终止密码子：UAA、UAG、UGA。正常情况下，终止密码子不编码氨基酸，仅作为翻译终止的信号，但在特殊情况下，终止密码子UGA可以编码硒代半胱氨酸；不同生物共用一套遗传密码。
Ⅱ.通常一种密码子决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。
Ⅲ.每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并性)，可由一种或几种tRNA转运。
(1)必修2 P67“思考·讨论”：从密码子表可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？
提示 当一个密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸，增强了密码子的容错性；当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。
(2)几乎所有的生物体都共用一套密码子，这体现了密码子的什么特点？
提示 这体现了密码子的通用性，说明当今生物可能有着共同的起源。
(3)过程
①源于必修2 P67“图4－6”：tRNA含有(填“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA分子中不是(填“是”或“不是”)只有三个碱基。
②源于必修2 P68～P69图片：翻译过程的三种模型图解读
a．模型甲中一个核糖体与mRNA的结合位点形成2个tRNA结合位点，核糖体沿着mRNA移动的方向是由左往右。
b．模型乙反映出mRNA与核糖体存在的数量关系是一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体。图中核糖体移动的方向是由右向左；多聚核糖体形成的意义是少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。
c．模型丙是原核细胞内发生的转录和翻译过程，特点是边转录边翻译，与真核细胞不同的原因是原核细胞无以核膜为界限的细胞核，原核细胞的基因中无内含子，转录形成的mRNA不需要加工即可作为翻译的模板。
4．DNA复制、转录和翻译的区别
5．基因表达过程中碱基数和氨基酸数之间的关系
考向一 遗传信息、密码子、反密码子的分析
1．如图表示蓝细菌DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系，下列说法中正确的是( )
A．由图分析可知①链应为DNA的α链
B．DNA形成②的过程发生的场所是细胞核
C．酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是AUG、CUA
D．图中②与③配对的过程需要在核糖体上进行
答案 D
解析 由图分析可知，①链应为DNA的β链，A项错误；蓝细菌属于原核生物，没有由核膜包被的细胞核，B项错误；tRNA一端的三个相邻的碱基是反密码子，密码子在mRNA上，C项错误；图中②与③配对的过程是翻译，需要在核糖体上进行，D项正确。
2．生物体中编码tRNA的DNA某些碱基改变后，可以产生被称为校正tRNA的分子。某种突变产生了一种携带甘氨酸但是识别精氨酸遗传密码的tRNA。tRNA上识别遗传密码的三个碱基称为反密码子。下列叙述错误的是( )
A．tRNA分子上的反密码子并不决定其携带的氨基酸种类
B．新合成的多肽链中，原来精氨酸的位置可被替换为甘氨酸
C．此种突变改变了编码蛋白质氨基酸序列的遗传密码序列
D．校正tRNA分子的存在可以弥补某些突变引发的遗传缺陷
答案 C
解析 根据题干信息可知，此种突变发生在编码tRNA的DNA序列上，且产生了校正tRNA分子，并没有改变编码蛋白质氨基酸序列的遗传密码序列，C错误。
考向二 转录、翻译和复制过程的分析
3．DNA上含有的一段能被RNA聚合酶识别、结合并驱动基因转录的序列称为启动子，如果启动子序列的某些碱基被甲基化修饰(DNA分子上连入甲基基团)，其将不能被RNA聚合酶识别。拟南芥种子的萌发依赖于NIC基因的表达，该基因启动子中的甲基基团能够被R基因编码的D酶切除。如图表示NIC基因转录和翻译的过程，下列叙述不正确的是( )
A．种子萌发受R基因和NIC基因共同控制
B．R基因缺失突变体细胞中的NIC基因不能发生图示过程
C．图甲中合成C链的原料是核糖核苷酸，另外还需能量供应
D．若图乙中tRNA上的反密码子碱基发生替换，则导致肽链中氨基酸种类发生改变
答案 D
解析 分析题意可知，R基因的表达产物可以解除NIC基因的甲基化，使NIC基因表达，从而影响种子萌发，即种子萌发受R基因和NIC基因共同控制，A正确；图甲为转录，图乙为翻译，R基因缺失突变体细胞中的NIC基因被甲基化，不能发生转录和翻译，即不能发生图示过程，B正确；图甲中C链是RNA链，故合成C链的原料是核糖核苷酸，另外还需能量供应，C正确；决定氨基酸的是mRNA上的密码子，若图乙中tRNA上的反密码子碱基发生替换，肽链中氨基酸种类不发生改变，D错误。
4．(2022·湖南长沙市雅礼中学高三一模)植物体内的转录因子OrERF是一类蛋白质，在植物抵抗逆境，如干旱、低温和高盐时发挥重要作用。科研人员对水稻OrERF基因进行系列研究。实验检测OrERF基因在高盐条件下的表达水平，结果如图1，植物感受外界干旱、高盐、低温等信号，通过一系列信息传递合成转录因子。转录因子OrERF对下游基因调节过程如图2。下列说法错误的是( )
A．实验结果表明，自然条件下OrERF基因的表达水平较低，高盐处理12小时后，OrERF基因的表达显著增加
B．转录因子OrERF合成的场所是附着在内质网上的核糖体，发挥作用的场所主要是细胞核
C．转录因子OrERF的作用机理可能是通过与RNA聚合酶结合，激活RNA聚合酶与DNA上特定的序列结合，启动转录的过程
D．干旱、高盐、低温等不同环境条件诱导植物产生的转录因子OrERF的空间结构可能不相同，从而调控不同基因的表达
答案 B
解析 图1实验结果表明，自然条件下(未经高盐处理)水稻中OrERF基因的表达较低，高盐处理12小时后OrERF基因的表达显著增加，A错误；转录因子OrERF是一类蛋白质，是胞内蛋白，其合成场所是细胞质中的核糖体，而不是附着在内质网上的核糖体，转录因子OrERF作用于转录过程，而转录的主要场所是细胞核，因此转录因子OrERF作用的场所主要是细胞核，B错误；由图可知，转录因子OrERF通过与RNA聚合酶结合，激活RNA聚合酶，启动转录的过程，C正确；转录因子OrERF是一类而不是一种蛋白质，从图中可以看出转录因子OrERF在结构上具有特异性，除了与RNA聚合酶特异性结合外，还可以与结合在基因调控序列上的某种特定结构特异性结合，在高盐、干旱、低温不同信号的诱导下，会导致植物体表达出不同的OrERF蛋白，以调控不同基因的表达，从而适应高盐、干旱、低温等不同环境，D正确。
考向三 基因表达中的有关计算
5．图①②③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程，下列叙述正确的是( )
A．造血干细胞发生①②过程的场所是细胞核
B．已知过程②的α链及其模板链中鸟嘌呤分别占27%、17%，该α链对应的双链DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为24%
C．同一种tRNA携带的氨基酸种类可能不同
D．胰岛B细胞和肝细胞的相同DNA进行过程②时产生的mRNA可能相同
答案 D
解析 造血干细胞中，含有DNA分子的有细胞核和线粒体，故造血干细胞发生①DNA复制和②转录的场所有细胞核和线粒体，A错误；转录时α链及其模板链中鸟嘌呤(G)分别占27%、17%，根据碱基互补配对原则可得出模板链的C占27%，则模板链C＋G占44%，因此双链DNA中的C＋G占44%，双链DNA分子中A＋T占56%，双链中A＝T，则该α链对应的双链DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为28%，B错误；同一种tRNA的反密码子一致，对应的密码子一致，所以携带的氨基酸种类一致，C错误；相同DNA在不同细胞中可能出现基因的选择性表达，产生的mRNA可能不同；但是控制基本生命活动的基因(管家基因)在胰岛B细胞和肝细胞都会表达，如控制呼吸酶、ATP合成酶和水解酶合成的基因，故产生的mRNA也可能相同，D正确。
6．下图为人体内胰岛素基因的表达过程。胰岛素含有2条多肽链，其中A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，含有3个二硫键，(二硫键是由2个－SH连接而成)，下列说法错误的是( )
A．过程①以核糖核苷酸为原料，RNA聚合酶催化该过程
B．过程②发生在细胞质中，需要3种RNA参与
C．胰岛素基因的两条链分别控制A、B两条肽链的合成
D．51个氨基酸形成胰岛素后，相对分子质量比原来减少了888
答案 C
解析 转录是以基因的一条链为模板，胰岛素基因的一条链控制胰岛素分子中A、B两条肽链的合成，C错误；51个氨基酸形成胰岛素后，其相对分子质量的减少量＝脱水数×18＋形成的二硫键×2＝49×18＋3×2＝888，D正确。
考点二 中心法则
1．提出者：克里克。
2．补充后的内容图解
3．各种生物遗传信息的传递途径
(1)能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒遗传信息的传递：
。
(2)具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)遗传信息的传递
。
(3)具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)遗传信息的传递
。
(4)高度分化的细胞遗传信息的传递
。
4．生命是物质、能量和信息的统一体
(1)DNA、RNA是信息的载体。
(2)蛋白质是信息的表达产物。
(3)ATP为信息的流动提供能量。
考向 遗传信息传递过程分析
7．图1所示为某种生物细胞内进行的部分生理活动，图2表示中心法则，图中字母代表具体过程。下列叙述错误的是( )
A．图1所示过程可在原核细胞中进行，其转录和翻译过程可同时进行
B．图2中过程c和d的产物不同，但涉及的碱基配对方式完全相同
C．图1中酶甲和酶乙催化形成磷酸二酯键，而酶丙则催化磷酸二酯键的水解
D．图1体现了图2中的a、b、c三个生理过程
答案 C
解析 图1所示过程中转录和翻译同时进行，可在原核细胞中进行，A正确；图2中c为翻译，d为RNA的复制，都涉及A－U、G－C配对，B正确；酶甲和酶乙分别是DNA聚合酶与RNA聚合酶，催化形成的都是磷酸二酯键，但酶丙是解旋酶，催化的是氢键的水解，C错误；图1体现了图2中的a DNA复制、b转录、c翻译三个生理过程，D正确。
8．TATA框是多数真核生物基因的一段DNA序列，位于基因转录起始点上游，作为启动子的重要组分，在转录mRNA前，先由转录因子TFⅡ－D蛋白和TATA框结合，形成稳定的复合物，然后由RNA聚合酶依据模板链进行转录。继而基因进行表达形成相应的蛋白质分子。下图所示为人体内基因1、基因2表达从而控制生物性状的过程，以下说法正确的是( )
A．TATA框共含有2种五碳糖和5种碱基
B．TATA框经RNA聚合酶催化转录形成的片段中含有启动子
C．人体的红细胞中能进行①②过程，不能进行③④过程
D．人体衰老引起白发的原因是③④过程不能完成
答案 C
解析 TATA框为DNA序列，含有1种五碳糖，4种碱基，A错误；根据题干可知，TATA框是位于基因转录起始点上游，作为启动子的重要组分，TATA框片段本身不进行转录形成RNA，B错误；人体红细胞属于分化的细胞，分化的实质是基因的选择性表达，可以合成血红蛋白而不能合成黑色素，故能进行①②过程，不能进行③④过程，C正确；人体衰老出现白发是酪氨酸酶活性降低导致的，D错误。
重温高考 真题演练
1．(2021·河北，8)关于基因表达的叙述，正确的是( )
A．所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码
B．DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录
C．翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性
D．多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息
答案 C
解析 一些RNA病毒的蛋白质由病毒自身的遗传物质RNA编码合成，A错误；DNA双链解开，RNA聚合酶与启动子结合进行转录，移动到终止子时停止转录，B错误；翻译过程中，核酸之间通过碱基互补配对相互识别保证了遗传信息传递的准确性，C正确；没有相应的反密码子与mRNA上的终止密码子配对，故tRNA不能读取mRNA上全部碱基序列信息，D错误。
2．(2021·广东，7)金霉素(一种抗生素)可抑制tRNA与mRNA的结合，该作用直接影响的过程是( )
A．DNA复制 B．转录
C．翻译 D．逆转录
答案 C
3．(2021·辽宁，17改编)脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的单链DNA分子。下图为10－23型脱氧核酶与靶RNA结合并进行定点切割的示意图。切割位点在一个未配对的嘌呤核苷酸(图中R所示)和一个配对的嘧啶核苷酸(图中Y所示)之间，图中字母均代表由相应碱基构成的核苷酸。下列有关叙述正确的是( )
A．脱氧核酶的作用过程受温度的影响
B．图中Y与两个R之间通过氢键相连
C．脱氧核酶与靶RNA之间的碱基配对方式有两种
D．利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的转录过程
答案 A
解析 脱氧核酶的化学本质是DNA，温度会影响脱氧核酶的结构，从而影响脱氧核酶的作用，A正确；图中Y与同一条链上的R之间通过磷酸二酯键相连，B错误；脱氧核酶本质是DNA，与靶RNA之间的碱基配对方式有A－U、T－A、C－G、G－C四种，C错误；利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的翻译过程，D错误。
4．(2021·湖南，13改编)细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述不正确的是( )
A．细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，图中基因A的表达效率高于基因B
B．真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中
C．人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物
D．②过程中，rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子
答案 D
解析 基因的表达包括转录和翻译两个过程，图中基因A表达的蛋白质分子数量明显多于基因B表达的蛋白质分子，说明基因A表达的效率高于基因B，A正确；核基因的转录是以DNA的一条链为模板转录出RNA的过程，发生的场所为细胞核，翻译是以mRNA为模板翻译出具有氨基酸排列顺序的多肽链，翻译发生的场所在细胞质中的核糖体，B正确；三种RNA(mRNA、rRNA、tRNA)都是以DNA中的一条链为模板转录而来的，C正确；反密码子位于tRNA上，rRNA是构成核糖体的成分，不含有反密码子，D错误。
5．(2021·浙江1月选考，22)下图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某些氨基酸的部分密码子(5′→3′)是：丝氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；异亮氨酸AUC、AUU；精氨酸AGA。下列叙述正确的是( )
A．图中①为亮氨酸
B．图中结构②从右向左移动
C．该过程中没有氢键的形成和断裂
D．该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中
答案 B
解析 图中①对应的密码子为AUU，所以①是异亮氨酸，A错误；核糖体沿mRNA从5′到3′移动进行翻译，所以②从右向左移动，B正确；该过程中tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子之间发生碱基配对，因此会有氢键的形成和断裂，C错误；细胞核中不会发生翻译过程，D错误。
一、易错辨析
1．rRNA是核糖体的组成成分，原核细胞中可由核仁参与合成( × )
2．RNA有传递遗传信息、催化反应和转运物质等功能( √ )
3．mRNA上的GCA在人细胞中和小麦细胞中决定的是同一种氨基酸( √ )
4．一个DNA只能控制合成一种蛋白质( × )
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( × )
二、填空默写
1．(必修2 P65)RNA有三种，它们分别是mRNA、tRNA和rRNA；真核细胞中核仁受损会影响rRNA的合成，进而影响核糖体(细胞器)的形成。
2．基因的表达包括转录和翻译过程；细胞分化是基因选择性表达的结果。
3．(必修2 P67)mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个密码子。
4．(必修2 P67)tRNA的种类很多，但是，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。tRNA分子比mRNA小得多，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基。每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子。
5．(必修2 P69)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大量的蛋白质。下面图示中核糖体移动的方向是从左向右。
6．(必修2 P69)科学家克里克于1957年提出了中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。随着研究的不断深入，科学家对中心法则作出了补充，请写出完善后的中心法则。
。
7．转录的场所：细胞核(主)、线粒体、叶绿体；模板：DNA的一条链；原料：4种核糖核苷酸；酶：RNA聚合酶；能量：ATP；遵循的原则：碱基互补配对(A与U、T与A、C与G、G与C)；产物：产生单链RNA。
8．翻译的场所：核糖体；模板：mRNA；原料：氨基酸；转运工具：tRNA；酶；能量(ATP)。遵循的原则：碱基互补配对(A与U、U与A、C与G、G与C)。产物：肽链。
课时精练
一、选择题
1．(2022·河北衡水中学检测)circRNA是一类特殊的非编码闭合环状RNA，广泛存在于生物体内，其形成过程如图所示。有些circRNA具有多个micrRNA(微小RNA)的结合位点，进而解除micrRNA对其靶基因的抑制作用，升高靶基因的表达水平，因此在基因表达的调控中发挥着重要作用。下列相关叙述错误的是( )
A．circRNA是环状分子，不含游离的磷酸基团
B．micrRNA可以调控细胞中特定蛋白质的产生数量
C．前体mRNA的形成需要RNA聚合酶作用
D．circRNA和micrRNA通过磷酸二酯键结合成局部双链
答案 D
解析 circRNA和micrRNA通过氢键结合成局部双链，D错误。
2．下列有关DNA、基因、RNA、蛋白质的说法，错误的是( )
A．反向平行的DNA两条链所含有的碱基序列不相同
B．基因指导蛋白质合成过程只需要两种RNA参与
C．同一DNA中不同基因转录的模板链并不都在同一条单链上
D．RNA聚合酶在转录过程中可使DNA双链解开
答案 B
解析 基因指导蛋白质合成过程需要mRNA、rRNA和tRNA三种RNA的参与，B错误。
3．(2022·张家口市宣化第一中学高三模拟)科学家发现下丘脑SCN细胞中基因表达产物PER蛋白的浓度呈周期性变化，在夜晚不断积累，到了白天又会被分解，PER蛋白的浓度变化与生物昼夜节律惊人一致。下图表示人体生物钟的部分机理，据图分析，下列说法正确的是( )
A．过程①需要解旋酶，过程②③体现了核孔的选择性
B．Per基因彻底水解的产物是4种脱氧核苷酸
C．PER蛋白可能与下丘脑有关生物节律的中枢活动有着密切关联
D．图中核糖体在mRNA上的移动方向是从左到右
答案 C
解析 图中①为转录过程，②为翻译过程，③过程表示PER蛋白能进入细胞核，调节Per基因的转录过程。过程①转录不需要解旋酶，RNA聚合酶本身具有解旋功能，A错误；Per基因彻底水解，其产物有4种碱基、磷酸、脱氧核糖共6种，B错误；PER蛋白的浓度呈周期性变化，在夜晚不断积累，到了白天又会被分解，PER蛋白的浓度变化与生物昼夜节律惊人一致，PER蛋白可能与下丘脑有关生物节律的中枢活动有着密切关联，C正确；根据肽链的长短，可判断核糖体移动的方向是从右向左，D错误。
4．新冠病毒为RNA病毒，包膜上的S蛋白能与人体细胞表面的ACE2受体特异性结合，从而使病毒的RNA进入细胞。新冠病毒的RNA进入细胞后可直接作为模板进行翻译。下图为新冠病毒RNA的部分序列(其中包含S蛋白基因的起始部分)和S蛋白的起始氨基酸序列，AUG既是起始密码子也编码甲硫氨酸。下列说法正确的是( )
A．S蛋白的氨基酸数与S蛋白基因的核苷酸数目之比为1∶6
B．图中箭头所指的碱基A突变为G不影响S蛋白的结构
C．新冠病毒的RNA在核糖体上从左向右移动进行翻译
D．由S蛋白制备的疫苗可与病毒的S蛋白结合，抑制病毒侵染
答案 B
解析 图中箭头所指的碱基A突变为G，密码子由原来的UUA变成了UUG，不改变氨基酸的编码顺序，同时UUA和UUG都编码同一种氨基酸，即亮氨酸，因此不影响S蛋白的结构，B正确；在翻译过程中，是核糖体沿着mRNA移动，C错误；由S蛋白制备的疫苗注射机体后产生的特异性抗体可与病毒的S蛋白结合，抑制病毒侵染，而不是S蛋白制备的疫苗直接与病毒的S蛋白结合，D错误。
5．SARS病毒是一种单链＋RNA病毒。该＋RNA既能作为mRNA翻译出蛋白质，又能作为模板合成－RNA。如图表示SARS病毒的增殖过程，相关叙述正确的是( )
A．过程①所需的嘌呤比例与过程②所需的嘌呤比例相同
B．过程③所需的模板、原料、核糖体均由宿主细胞提供
C．单链－RNA在SARS病毒的生命活动过程中必不可少
D．参与①②过程的酶是RNA聚合酶，作用于磷酸二酯键
答案 D
解析 过程①的模板为＋RNA，过程②的模板为－RNA，＋RNA与－RNA的碱基互补，可知＋RNA中的A＋G与－RNA中的T＋C相等，＋RNA中的T＋C与－RNA中的A＋G相等，但＋RNA中的A＋G与T＋C不一定相等，故过程①与过程②中所需的嘌呤比例不一定相同，A错误；过程③中，模板由SARS病毒提供，原料与核糖体由宿主细胞提供，B错误；由题意可知，＋RNA在SARS病毒生命活动中必不可缺，－RNA为＋RNA复制过程中的中间产物，C错误；过程①②为RNA复制，需要RNA聚合酶，用于连接核糖核苷酸之间的磷酸二酯键，D正确。
6．科学家发现，当四膜虫缺乏必需氨基酸时，tRNA会被细胞内某些蛋白类内切酶切割成若干个片段，从而影响蛋白质的合成，而非必需氨基酸缺乏时，不会引起tRNA的切割。下列说法正确的是( )
A．内切酶破坏tRNA中的磷酸二酯键将其切割成若干片段
B．内切酶与tRNA之间可能通过碱基互补配对相互识别
C．缺乏必需氨基酸会直接影响转录过程，减少蛋白质的合成
D．四膜虫细胞合成蛋白质时不需要非必需氨基酸的参与
答案 A
解析 根据题文，内切酶能将tRNA切割成若干片段，推测其破坏的是tRNA中核苷酸之间的磷酸二酯键，A正确；当四膜虫缺乏必需氨基酸时，tRNA会被细胞内某些蛋白类内切酶切割成若干个片段，不缺乏时，不会切割，说明内切酶和tRNA之间能相互识别，但内切酶为蛋白质，其中不含碱基，故内切酶与tRNA之间不能通过碱基互补配对相互识别，B错误；必需氨基酸缺乏会引起tRNA的切割，因此直接影响翻译过程，减少蛋白质的合成，C错误；四膜虫细胞合成蛋白质时需要非必需氨基酸的参与，D错误。
7．(2022·北京海淀区人大附中高三模拟)果蝇F基因在成体头部细胞中转录时存在可变剪接的现象，即相同的mRNA前体可通过剪接将不同外显子对应的mRNA序列组合成不同的成熟mRNA。下图是雌雄成体头部细胞中剪接形成的五种成熟mRNA序列示意图。
方框代表外显子对应的mRNA序列，c1～c5表示引物，箭头方向代表5′→3′。为验证F基因的转录存在性别差异，研究者分别提取分离成体果蝇头部细胞的基因组DNA(gDNA)和成熟mRNA，后者反转录成cDNA。选取不同模板和引物的组合，雌雄个体扩增结果不同的一组是( )
A．gDNA c2＋c5 B．cDNA c1＋c5
C．gDNA c1＋c3 D．cDNA c2＋c4
答案 D
解析 如果F基因的转录存在性别差异，则雌雄个体形成的mRNA就存在差异，以mRNA为模板逆转录的cDNA就不同。由图可知，c2和c4引物箭头方向相反，则会导致雌雄个体扩增结果不同，D正确。
8．多聚谷氨酰胺结合蛋白1(PQBP1)主要定位于细胞核中，其参与基因转录和mRNA的剪接过程。最新研究发现，存在于细胞质中的PQBP1负责mRNA向核糖体的转运，且PQBP1可与翻译延伸因子(促进肽链延伸的蛋白质)结合，促进蛋白质的合成。下列相关叙述错误的是( )
A．PQBP1可影响转录和翻译
B．PQBP1在细胞不同部位的作用不同
C．翻译延伸因子可促进肽链中肽键的形成
D．PQBP1可促进翻译过程中mRNA在核糖体上的移动
答案 D
解析 据题干信息可知PQBP1在细胞核中参与基因转录和mRNA的剪接过程，在细胞质中促进蛋白质的合成，A、B正确；根据题干信息可知，翻译延伸因子可促进肽链延伸，肽链延伸过程中有新肽键的形成，C正确；在翻译过程中，核糖体沿着mRNA移动，使mRNA上的密码子依次翻译出氨基酸，D错误。
9．1957年，克里克提出了中心法则，随着研究的不断深入，科学家对中心法则作出了补充(如图)，下列有关叙述不正确的是( )
A．中心法则描述了生物界遗传信息的传递过程
B．碱基互补配对保证了遗传信息传递的准确性
C．图中①～⑤过程都可以在细胞内发生
D．中心法则揭示了生物界共用同一套遗传密码
答案 D
解析 图中①表示转录，②表示逆转录，③表示DNA复制，④表示RNA复制，⑤表示翻译，以上过程均发生在细胞中，C项正确；中心法则没有揭示生物界共用同一套遗传密码，D项错误。
10．真核基因转录出的初始RNA，经剪切可被加工成正常的mRNA，其中某些剪切过程所需的酶与双缩脲试剂不发生紫色反应。在表达过程中若出现异常mRNA则会被细胞分解。如图是S基因的表达过程，下列有关叙述不正确的是( )
A．①、③过程中碱基互补配对方式不完全相同
B．S基因的RNA前体的某些剪切过程需要RNA催化
C．④过程中生成的核苷酸可以继续用于DNA的复制
D．S基因中存在着不能编码出肽链的片段
答案 C
解析 ①是转录，碱基互补配对方式为A－U、T－A、G－C、C－G，③过程是翻译，碱基互补配对方式为A－U、U－A、C－G、G－C，不完全相同，A正确；有的酶的化学本质是RNA，由题干信息可知，S基因的RNA前体的某些剪切过程中需要RNA类的酶的催化，B正确；④过程中生成的核苷酸为核糖核苷酸，DNA复制的原料为脱氧核苷酸，C错误；S基因中存在着不能编码出肽链的片段，即非编码区和编码区的内含子部分，D正确。
11．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)。下列叙述不正确的是( )
A．tRNA分子由基因转录产生，该分子内存在氢键
B．密码子与反密码子的碱基配对发生在核糖体上
C．反密码子CCI能与密码子GGU、GGC、GGA配对
D．蛋白质的氨基酸序列由专一性的反密码子来决定
答案 D
解析 tRNA分子由基因转录产生，tRNA中存在局部双链结构，因此含有氢键，A正确；在核糖体上进行翻译的过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子发生碱基配对，B正确；由图示信息可知，与tRNA上的反密码子CCI结合的密码子有GGU、GGC、GGA，C正确；蛋白质的氨基酸序列由mRNA中的密码子来决定，D错误。
12．如图表示细胞中出现的异常mRNA被SURF复合物识别而发生降解的过程，该过程被称为NMD作用，能阻止异常蛋白的产生(AUG、UAG分别表示起始密码子和终止密码子)，图中异常mRNA与正常mRNA长度相同。据图分析，下列相关叙述正确的是( )
A．SURF复合物与RNA酶的作用可能相同
B．SURF复合物能识别所有mRNA的终止密码子
C．NMD作用失效，细胞内不会产生肽链较短的异常蛋白质
D．异常mRNA产生的原因是转录它的基因发生了碱基对替换或增添
答案 A
解析 SURF复合物和RNA酶均可对mRNA发生降解，A正确；SURF复合物只能识别异常mRNA的终止密码子，B错误；NMD作用失效，翻译可能提前结束，肽链变短，C错误；异常mRNA与正常mRNA长度相同，可能是转录它的基因发生了碱基对替换，不可能发生增添，D错误。
二、非选择题
13．如图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。请据图回答下列问题：
(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、胰岛B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)浆细胞和胰岛B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，发生的主要场所是细胞核。(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复制发生在细胞分裂过程中，浆细胞和胰岛B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。
14．(2022·山东商河县第一中学高三质检)RNA病毒分为单链RNA和双链RNA，其中病毒RNA合成mRNA的方式可表示如图，据图回答有关问题：
(1)脊髓灰质炎病毒属于正链RNA(＋RNA)病毒，RNA进入寄主细胞，就直接作为mRNA，翻译出所编码的蛋白质，其中蛋白质的合成场所是____________________。该病毒重新合成＋RNA的过程可用图中________(填序号)过程表示。
(2)流感病毒含负链RNA单链(－RNA)，进入寄主细胞后不能直接作为mRNA，而是先以负链RNA为模板合成______________________，再以这个新合成的RNA作为mRNA翻译出相关的蛋白质，并且可以以__________为模板从而合成更多的负链RNA，负链RNA与蛋白质组装成新的子代病毒。
(3)HIV是逆转录RNA单链病毒，其中逆转录过程可用图中________________(填序号)表示，此过程是以RNA为模板，在________酶的作用下合成________，此过程所需原料为__________________。若病毒RNA某片段碱基序列为AACCGU，则经此过程形成的产物对应片段中含胞嘧啶脱氧核苷酸__________个，含嘌呤碱基____________个。
答案 (1)宿主细胞的核糖体 ①② (2)与负链RNA互补的＋RNA 正链RNA (3)⑥⑦ 逆转录 DNA 游离的四种脱氧核苷酸 3 6比较项目
实质
联系
遗传信息
DNA中脱氧核苷酸的排列顺序
遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序。通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上；
密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子可识别密码子
密码子
mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基
反密码子
位于tRNA上的能与mRNA上对应密码子互补配对的三个相邻碱基
项目
复制
转录
翻译
作用
传递遗传信息
表达遗传信息
时间
细胞分裂前的间期
个体生长发育的整个过程
场所
主要在细胞核
主要在细胞核
细胞质的核糖体
模板
DNA的两条单链
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
能量
都需要
酶
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
多种酶
产物
2个双链DNA分子
一个单链RNA分子
肽链(或蛋白质)
产物去向
传递到2个细胞或子代
通过核孔进入细胞质
组成细胞结构蛋白或功能蛋白
特点
边解旋边复制，半保留复制
边解旋边转录，转录后DNA恢复原状
翻译结束后，mRNA被降解成单体
碱基配对
A—T、T—A、C—G、G—C
A—U、T—A、C—G、G—C
A—U、U—A、C—G、G—C
特别提醒 实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因
1基因中的内含子转录后被剪切。
2在基因中，有的片段非编码区起调控作用，不转录。
3合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。
4转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。
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