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高考生物一轮复习讲练 第6单元 第19讲 基因的表达 (含解析)
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这是一份高考生物一轮复习讲练 第6单元 第19讲 基因的表达 (含解析)，共23页。
第19讲 基因的表达
[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)。
1．RNA的结构与功能
2．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，在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。
(3)过程
(4)产物：信使RNA、核糖体RNA、转运RNA。
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)密码子
①概念：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称为1个密码子。
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密码子与反密码子的比较
项目
密码子
反密码子
位置
mRNA
tRNA
作用
直接决定蛋白质中氨基酸的序列
识别密码子，转运氨基酸
特点
与DNA模板链上的碱基互补
与mRNA中密码子的碱基互补
(3)过程
(4)产物：多肽蛋白质。
4．遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系
(1)遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
(2)密码子、tRNA和氨基酸之间的对应关系
①密码子有64种(3种终止密码子不决定氨基酸，决定氨基酸的密码子有61种)；不同生物共用一套遗传密码。
②一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。
③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。
教材拾遗 (1)tRNA中含有碱基对并有氢键，另外—OH部位是结合氨基酸的部位，与氨基酸的—NH2中的H结合。(P66图4－5)
(2)一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链，由图中信息可推出核糖体在mRNA上的移动方向。(P67图)
1．判断关于RNA说法的正误
(1)一个tRNA分子中只有三个碱基，可以携带多种氨基酸( × )
(2)tRNA分子中的部分碱基两两配对形成氢键( √ )
(3)rRNA是核糖体的组成成分，原核细胞中可由核仁参与合成( × )
(4)RNA有传递遗传信息、催化反应和转运物质等功能( √ )
(5)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( √ )
2．判断关于复制、转录和翻译说法的正误
(1)转录和翻译过程都存在T—A、A—U、G—C的碱基配对方式( × )
(2)一个DNA只能控制合成一种蛋白质( × )
(3)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( × )
(4)如图表示在人体细胞核中进行的生命过程为转录，需要DNA聚合酶( × )
(5)DNA复制和转录时，其模板都是DNA的一整条链( × )
(6)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( × )
易错警示 有关转录和翻译的6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，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)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。
(4)转录和翻译过程中A不是与T配对，而是与U配对。
(5)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。
(6)真核生物首先在细胞核转录，然后在细胞质中翻译，异地、先后进行；原核细胞是边转录、边翻译，同地、同时进行。
考向一 转录和翻译过程的分析
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)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。
(3)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。
(4)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，合成才能终止。刚从核糖体上脱落下来的只能称之为多肽，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。
(5)一个基因的两条链都可以作为转录的模板吗？一个DNA分子上的所有基因的模板链都相同吗？
提示 转录时只能以基因的一条链为模板；不同的基因模板链不一定相同。
归纳整合 DNA复制、转录和翻译的区别
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
20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
多肽链(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
1．(2019·汕头三模)如图为蛋白质的合成过程，有关叙述正确的是( )
A．若抗生素可干扰核糖体的形成，则可以影响过程②
B．①②③过程中都存在碱基互补配对
C．DNA与RNA的化学组成相同
D．③过程的进行一定需要经过内质网与高尔基体的加工
答案 A
解析 若抗生素可干扰核糖体的形成，则影响翻译过程，即②过程，A正确；③过程是多肽链经过盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质，不存在碱基互补配对，B错误；DNA与RNA在化学组成上五碳糖不同(前者是脱氧核糖，后者是核糖)和碱基种类不同(前者是A、C、G、T，后者是A、C、G、U)，C错误；分泌蛋白在核糖体合成，需要通过内质网与高尔基体的加工与运输，而胞内蛋白一般不需要，D错误。
2．关于图示生理过程的说法，正确的是( )
A．该图表示的是转录和翻译
B．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．能发生图示生理过程的细胞有真正的细胞核
D．该图表示的生理过程所需要的能量都是由线粒体提供的
答案 A
解析 图中过程在同一时空中进行，表示的是转录和翻译，A正确；mRNA上的终止密码不编码氨基酸，在tRNA上不能找到与其相对应的反密码子，B错误；图中转录和翻译过程在同一时空中进行，发生在原核细胞内，原核细胞没有真正的细胞核，C错误；图示过程发生在原核细胞中，原核细胞没有线粒体，因此图示生理过程所需的能量不能由线粒体提供，D错误。
方法技巧 “三步”判断真、原核细胞的DNA复制、转录及翻译
考向二 基因表达中的有关计算
“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。
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(不考虑终止密码)( )
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．已知一个由2条肽链组成的蛋白质分子，共有肽键198个，控制翻译该蛋白质分子的mRNA中A和U共占25%，则控制转录该mRNA的DNA分子中，C与G应该共有(不考虑终止密码)( )
A．600个 B．700个
C．800个 D．900个
答案 D
解析 根据由2条肽链组成的蛋白质分子共有肽键198个，可知该蛋白质由200个氨基酸组成，则翻译形成该蛋白质的mRNA分子中含有600个碱基，转录该mRNA的DNA分子含有1 200个碱基。mRNA中A和U共占25%，可知A＋U＝150(个)，则转录形成该mRNA的DNA模板链上T＋A＝150(个)，DNA分子中非模板链上A＋T＝150(个)，整个DNA分子中A＋T＝300(个)，则该DNA分子中C＋G＝1 200－300＝900(个)。
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
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(完善实例分析如下)
(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(完善实例分析如下)
①白化病致病机理图解
②豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解
教材拾遗 (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。(P70细胞质基因)
(2)抗生素通过干扰细菌核糖体的形成，或阻止tRNA与mRNA的结合，来干扰细菌蛋白质的合成，抑制细菌的生长。(P78知识迁移)
1．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)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( √ )
(2)通过d形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上( √ )
(3)d和e过程需要的原料分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸( √ )
(4)HIV侵染细胞时，病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞( × )
(5)HIV的遗传信息传递中只有A—U的配对，不存在A—T的配对( × )
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)④、⑤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①、②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( √ )
易错警示 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，但不同的细胞情况不尽相同，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遗传信息传递。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。
考向一 分析遗传信息传递过程
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逆转录过程中“遗传信息流”的模板及原料分别由谁提供？
提示 “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)写出洋葱表皮细胞及根尖分生区细胞内遗传信息的传递过程。
提示 洋葱表皮细胞的信息传递过程为②③；根尖分生区细胞的信息传递过程为①②③。
(6)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。
5．下图为遗传信息传递和表达的途径，下表为几种抗生素的作用原理。结合图表分析，下列说法正确的是( )
抗菌药物
抗菌机理
青霉素
抑制细菌细胞壁的合成
环丙沙星
抑制细菌DNA解旋酶的活性(可促进DNA螺旋化)
红霉素
能与核糖体结合
利福平
抑制RNA聚合酶的活性
A．环丙沙星和红霉素都能抑制②③过程
B．青霉素和利福平均不能抑制细菌的①过程
C．结核杆菌的④⑤过程都发生在细胞质中
D．①～⑤过程可发生在人体的健康细胞中
答案 B
解析 DNA复制过程需要解旋酶，所以环丙沙星可以抑制①过程，红霉素与核糖体结合，干扰mRNA与核糖体结合，只抑制③过程，A项错误；据表可知，青霉素抑制的应该是合成细胞壁的酶的活性，不能抑制①过程，只有转录过程需要RNA聚合酶，所以利福平只可抑制②过程，不能抑制①过程，B项正确；细菌细胞中不发生④⑤过程，④⑤过程只发生在RNA病毒的遗传信息传递过程中，C项错误；人体健康的细胞中只发生①②③过程，D项错误。
6．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、数量不完全相同，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。
考向二 辨析基因对性状的控制过程
基因与性状的关系
7．(2020·梧州模拟)囊性纤维病是由编码细胞膜上CFTR蛋白(主动转运氯离子的载体蛋白)的基因发生突变引起，该突变使CFTR蛋白在第508位缺少了苯丙氨酸，进而导致氯离子运输障碍，使得氯离子在细胞内积累。下列有关该病的叙述，不正确的是( )
A．该病例说明基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
B．CFTR蛋白缺少了苯丙氨酸说明编码的基因发生了碱基对的缺失
C．氯离子在细胞内积累会导致细胞内液渗透压上升使水分子出细胞受阻碍
D．编码CFTR蛋白的基因存在多种突变形式，体现了基因突变的随机性
答案 D
解析 该病例说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状，A正确；CFTR蛋白缺少了苯丙氨酸说明编码的基因发生了碱基对的缺失，B正确；氯离子在细胞内积累会导致细胞内液渗透压上升，使水分子出细胞受阻碍，C正确；编码CFTR蛋白的基因存在多种突变形式，体现了基因突变的不定向性，D错误。
8．(2019·吉林长春实验中学开学考)某哺乳动物的毛色由位于常染色体上、独立遗传的3对等位基因控制，其控制过程如图所示。下列分析正确的是( )
A．图示说明基因与性状之间是一一对应的关系
B．图示说明基因通过控制酶的合成直接控制该生物的性状
C．基因型为ddAaBb的雌雄个体相互交配，子代黄色∶褐色∶黑色＝3∶4∶9
D．若A、a基因所在的同源染色体区段间发生交叉互换，一个基因型为ddAaBb的精原细胞可产生4种精子
答案 D
解析 基因和性状之间并不是简单的一一对应关系，本题中哺乳动物的毛色由3对基因共同决定，A错误；基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，也可以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，图示过程属于后一种情况，B错误；基因型为ddAaBb的雌雄个体相互交配，且3对基因独立遗传，则子代黄色∶褐色∶黑色＝4∶3∶9，C错误；若不发生同源染色体间的交叉互换，一个基因型为ddAaBb的精原细胞只能产生两种精子，若发生交叉互换可以产生dAB、dAb、daB、dab四种精子，D正确。
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．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体的性状。
1．(2019·全国Ⅰ，2)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 蛋白质合成需要mRNA模板、游离的氨基酸、核糖体、tRNA以及相关酶等。人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸可作为合成多肽链的模板；要获得同位素标记的多肽链，需要使用同位素标记的氨基酸；除去了DNA和mRNA的细胞裂解液中含有核糖体、tRNA以及相关酶等，C项符合题意。
2．(2019·浙江4月选考，22)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
答案 A
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项正确；RNA聚合酶可以使DNA双螺旋解开，B项错误；多个核糖体可结合在一个mRNA分子上合成多条多肽链，C项错误；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项错误。
3．(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。
4．(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，而不是两条相同的RNA，且转录是以基因的一条链为模板，D错误。
5．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，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。
6．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RNA的叙述，正确的是( )
A．75个碱基组成的tRNA，其上含有25个反密码子
B．900个碱基组成的mRNA，其上含有的密码子均决定氨基酸
C．结核杆菌的rRNA的形成与核仁密切相关
D．人体的不同细胞中，mRNA的种类不一定相同
答案 D
解析 一个tRNA上只有1个反密码子，A错误；mRNA上终止密码不对应氨基酸，B错误；结核杆菌是原核细胞，没有细胞核，也没有核仁，C错误；人体的不同细胞中，不同的基因选择性表达，也有部分相同基因表达，所以mRNA的种类不一定相同，D正确。
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。下列叙述正确的是( )
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，由一条链构成，B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；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。
3．(2019·安徽合肥高三调研)图中①、②、③分别表示相应的结构或物质，Asn、Ser、Gly为三种氨基酸，分别是天冬酰胺(C4H8O3N2)、丝氨酸(C3H7O3N)、甘氨酸(C2H5O2N)，以下说法错误的是( )
A．结构①中发生氨基酸的脱水缩合
B．决定图中天冬酰胺的密码子是AAC
C．结构②沿着结构③移动，读取密码子
D．天冬酰胺R基C、H、O个数比为2∶4∶1
答案 C
解析 结构①是核糖体，是合成蛋白质的场所，在核糖体中会发生氨基酸的脱水缩合，A正确；密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，天冬酰胺的密码子是AAC，B正确；结构②③分别是tRNA和mRNA，翻译时核糖体沿着mRNA移动读取密码子，C错误；氨基酸的分子式为C2H4O2NR，天冬酰胺的分子式为C4H8O3N2，则R基团中C、H、O三种元素的比为2∶4∶1，D正确。
4．(2019·江苏徐州一中月考)如图甲、乙表示某生物遗传信息传递和表达过程，下列叙述正确的是( )
A．甲、乙所示过程可在细胞同一场所发生
B．甲过程需要4种核糖核苷酸、酶、能量等条件
C．图乙所示两过程碱基配对情况相同
D．图乙过程合成的肽链长度不同
答案 A
解析 图甲表示DNA的复制，图乙表示同时进行的转录和翻译，则该生物为原核生物，原核细胞中甲、乙所示过程可以在同一场所发生，A正确；DNA的复制需要的原料是4种脱氧核苷酸，B错误；转录过程中的碱基配对为T—A、A—U、C—G、G—C，翻译过程中的碱基配对为U—A、A—U、C—G、G—C，二者不完全相同，C错误；图乙合成的各条肽链是以同一条mRNA为模板合成的，长度相等，D错误。
5．(2019·惠州模拟)下图是真核细胞内某基因的表达过程示意图。下列叙述正确的是( )
A．基因的转录需要DNA聚合酶的催化
B．翻译过程需要成熟的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；翻译过程需要成熟的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上具有起始密码和终止密码，启动子、终止子在DNA上，D项错误。
6．如图所示，下列有关叙述不正确的是( )
A．甲是DNA，乙为RNA，此过程要以甲为模板，酶为RNA聚合酶
B．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．甲是RNA，乙为DNA，此过程为转录，原料为脱氧核苷酸
D．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。
7．某生物体内进行的遗传信息传递过程如图所示，下列相关叙述正确的是( )
A．a和b过程的碱基互补配对方式完全相同
B．c过程还需rRNA的参与，其合成离不开核仁
C．c过程必须由61种tRNA将20种氨基酸运输到核糖体中
D．mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子不是完全对应关系
答案 D
8．2017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 基因存在于细胞核内，因此per mRNA的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。
9．给兔子喂养某种食物后，在其体内检测出了来自该食物的微小RNA，这种RNA不能编码蛋白质，但可与兔子的M基因转录产生的mRNA结合，并抑制它的功能，最终引起兔子患病。下列说法正确的是( )
A．M基因的表达不遵循中心法则
B．兔子因缺少M基因控制合成的蛋白质而患病
C．在兔子体内，微小RNA及M基因转录的mRNA都能与核糖体结合
D．微小RNA通过G与C、A与T配对方式与M基因转录的mRNA结合
答案 B
解析 M基因的表达遵循中心法则，A错误；微小RNA不能编码蛋白质，但可与兔子的M基因转录产生的mRNA结合，从而阻止M基因的翻译过程，影响相关蛋白质的合成，引起兔子患病，B正确；在兔子体内，由于微小RNA与M基因转录的mRNA结合，导致M基因转录的mRNA不能与核糖体结合完成翻译过程，C错误；微小RNA与M基因的mRNA中都不存在碱基T，两者结合时，不存在A与T配对，D错误。
10．如图为体外处理“蛋白质—DNA复合体”获得DNA片段信息的过程图。下列相关叙述错误的是( )
A．过程①的酶作用于磷酸二酯键
B．过程①、②两种酶的作用体现了生物分子能特异性结合的特点
C．若该复合体中的蛋白质为RNA聚合酶，则其识别的序列是mRNA的起始密码
D．若该复合体是染色体片段，则不可能存在于原核细胞的拟核中
答案 C
解析 过程①的DNA酶可水解DNA分子，其作用部位是磷酸二酯键，A正确；如图所示，过程①、②两种酶的作用体现了生物分子特异性结合的特点，B正确；若该“蛋白质—DNA复合体”中的蛋白质为RNA聚合酶，则其识别并结合的序列是DNA中的启动子，C错误；原核细胞不含染色体，D正确。
11．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；细菌为原核生物，无染色体，B项错误；细菌细胞中没有同源染色体，不存在等位基因，C项错误；图中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
12．(2020·南通模拟)当某些基因转录形成的mRNA分子难与模板链分离时，会形成RNA－DNA杂交体，这时非模板链、RNA－DNA杂交体共同构成R环结构。研究表明R环结构会影响DNA复制、转录和基因的稳定性等。如图是原核细胞DNA复制及转录相关过程的示意图。请回答下列问题：
(1)酶C是____________。与酶A相比，酶C除能催化核苷酸之间形成磷酸二酯键外，还能催化________断裂。
(2)R环结构通常出现在DNA非转录模板链上含较多碱基G的片段，R环中含有碱基G的核苷酸有________________________________________________________________________，富含G的片段容易形成R环的原因是_____________________________________________。对这些基因而言，R环是否出现可作为________________的判断依据。
(3)研究发现原核细胞DNA复制速率和转录速率相差很大。当DNA复制和基因转录同向进行时，如果转录形成R环，则DNA复制会被迫停止，这是由于________________________。R环的形成会降低DNA的稳定性，如非模板链上胞嘧啶转化为尿嘧啶，经________次DNA复制后开始产生碱基对C—G替换为________的突变基因。
答案 (1)RNA聚合酶 氢键 (2)鸟嘌呤脱氧核苷酸和鸟嘌呤核糖核苷酸 模板链与mRNA之间形成的氢键比例高，mRNA不易脱离模板链 基因是否转录(或表达) (3)R环阻碍解旋酶(酶B)的移动 2 T—A
解析 (1)酶C是RNA聚合酶。酶C催化氢键断裂的同时，也能催化核苷酸之间形成磷酸二酯键。(2)R环包括DNA链和RNA链，含有碱基G的核苷酸有鸟嘌呤脱氧核苷酸和鸟嘌呤核糖核苷酸，富含G的片段模板链与mRNA之间形成的氢键比例高，mRNA不易脱离模板链，容易形成R环。R环是否出现可作为基因是否转录(或表达)的判断依据。(3)转录形成R环，R环会阻碍解旋酶(酶B)的移动，使DNA复制被迫停止。DNA的复制为半保留复制，如果非模板链上胞嘧啶转化为尿嘧啶，经第1次复制该位点碱基对变为U—A，经第2次复制该位点碱基对变为T—A。
13．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3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 (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过程；a过程表示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过程中的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3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。
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RNA的形成而B试管中有RNA的形成，C、D试管均有RNA生成。
第19讲 基因的表达
[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)。
1．RNA的结构与功能
2．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，在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。
(3)过程
(4)产物：信使RNA、核糖体RNA、转运RNA。
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)密码子
①概念：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称为1个密码子。
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密码子与反密码子的比较
项目
密码子
反密码子
位置
mRNA
tRNA
作用
直接决定蛋白质中氨基酸的序列
识别密码子，转运氨基酸
特点
与DNA模板链上的碱基互补
与mRNA中密码子的碱基互补
(3)过程
(4)产物：多肽蛋白质。
4．遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系
(1)遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
(2)密码子、tRNA和氨基酸之间的对应关系
①密码子有64种(3种终止密码子不决定氨基酸，决定氨基酸的密码子有61种)；不同生物共用一套遗传密码。
②一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。
③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。
教材拾遗 (1)tRNA中含有碱基对并有氢键，另外—OH部位是结合氨基酸的部位，与氨基酸的—NH2中的H结合。(P66图4－5)
(2)一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链，由图中信息可推出核糖体在mRNA上的移动方向。(P67图)
1．判断关于RNA说法的正误
(1)一个tRNA分子中只有三个碱基，可以携带多种氨基酸( × )
(2)tRNA分子中的部分碱基两两配对形成氢键( √ )
(3)rRNA是核糖体的组成成分，原核细胞中可由核仁参与合成( × )
(4)RNA有传递遗传信息、催化反应和转运物质等功能( √ )
(5)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( √ )
2．判断关于复制、转录和翻译说法的正误
(1)转录和翻译过程都存在T—A、A—U、G—C的碱基配对方式( × )
(2)一个DNA只能控制合成一种蛋白质( × )
(3)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( × )
(4)如图表示在人体细胞核中进行的生命过程为转录，需要DNA聚合酶( × )
(5)DNA复制和转录时，其模板都是DNA的一整条链( × )
(6)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( × )
易错警示 有关转录和翻译的6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，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)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。
(4)转录和翻译过程中A不是与T配对，而是与U配对。
(5)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。
(6)真核生物首先在细胞核转录，然后在细胞质中翻译，异地、先后进行；原核细胞是边转录、边翻译，同地、同时进行。
考向一 转录和翻译过程的分析
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)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。
(3)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。
(4)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，合成才能终止。刚从核糖体上脱落下来的只能称之为多肽，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。
(5)一个基因的两条链都可以作为转录的模板吗？一个DNA分子上的所有基因的模板链都相同吗？
提示 转录时只能以基因的一条链为模板；不同的基因模板链不一定相同。
归纳整合 DNA复制、转录和翻译的区别
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
20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
多肽链(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
1．(2019·汕头三模)如图为蛋白质的合成过程，有关叙述正确的是( )
A．若抗生素可干扰核糖体的形成，则可以影响过程②
B．①②③过程中都存在碱基互补配对
C．DNA与RNA的化学组成相同
D．③过程的进行一定需要经过内质网与高尔基体的加工
答案 A
解析 若抗生素可干扰核糖体的形成，则影响翻译过程，即②过程，A正确；③过程是多肽链经过盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质，不存在碱基互补配对，B错误；DNA与RNA在化学组成上五碳糖不同(前者是脱氧核糖，后者是核糖)和碱基种类不同(前者是A、C、G、T，后者是A、C、G、U)，C错误；分泌蛋白在核糖体合成，需要通过内质网与高尔基体的加工与运输，而胞内蛋白一般不需要，D错误。
2．关于图示生理过程的说法，正确的是( )
A．该图表示的是转录和翻译
B．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．能发生图示生理过程的细胞有真正的细胞核
D．该图表示的生理过程所需要的能量都是由线粒体提供的
答案 A
解析 图中过程在同一时空中进行，表示的是转录和翻译，A正确；mRNA上的终止密码不编码氨基酸，在tRNA上不能找到与其相对应的反密码子，B错误；图中转录和翻译过程在同一时空中进行，发生在原核细胞内，原核细胞没有真正的细胞核，C错误；图示过程发生在原核细胞中，原核细胞没有线粒体，因此图示生理过程所需的能量不能由线粒体提供，D错误。
方法技巧 “三步”判断真、原核细胞的DNA复制、转录及翻译
考向二 基因表达中的有关计算
“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。
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(不考虑终止密码)( )
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．已知一个由2条肽链组成的蛋白质分子，共有肽键198个，控制翻译该蛋白质分子的mRNA中A和U共占25%，则控制转录该mRNA的DNA分子中，C与G应该共有(不考虑终止密码)( )
A．600个 B．700个
C．800个 D．900个
答案 D
解析 根据由2条肽链组成的蛋白质分子共有肽键198个，可知该蛋白质由200个氨基酸组成，则翻译形成该蛋白质的mRNA分子中含有600个碱基，转录该mRNA的DNA分子含有1 200个碱基。mRNA中A和U共占25%，可知A＋U＝150(个)，则转录形成该mRNA的DNA模板链上T＋A＝150(个)，DNA分子中非模板链上A＋T＝150(个)，整个DNA分子中A＋T＝300(个)，则该DNA分子中C＋G＝1 200－300＝900(个)。
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
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(完善实例分析如下)
(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(完善实例分析如下)
①白化病致病机理图解
②豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解
教材拾遗 (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。(P70细胞质基因)
(2)抗生素通过干扰细菌核糖体的形成，或阻止tRNA与mRNA的结合，来干扰细菌蛋白质的合成，抑制细菌的生长。(P78知识迁移)
1．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)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( √ )
(2)通过d形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上( √ )
(3)d和e过程需要的原料分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸( √ )
(4)HIV侵染细胞时，病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞( × )
(5)HIV的遗传信息传递中只有A—U的配对，不存在A—T的配对( × )
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)④、⑤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①、②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( √ )
易错警示 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，但不同的细胞情况不尽相同，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遗传信息传递。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。
考向一 分析遗传信息传递过程
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逆转录过程中“遗传信息流”的模板及原料分别由谁提供？
提示 “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)写出洋葱表皮细胞及根尖分生区细胞内遗传信息的传递过程。
提示 洋葱表皮细胞的信息传递过程为②③；根尖分生区细胞的信息传递过程为①②③。
(6)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。
5．下图为遗传信息传递和表达的途径，下表为几种抗生素的作用原理。结合图表分析，下列说法正确的是( )
抗菌药物
抗菌机理
青霉素
抑制细菌细胞壁的合成
环丙沙星
抑制细菌DNA解旋酶的活性(可促进DNA螺旋化)
红霉素
能与核糖体结合
利福平
抑制RNA聚合酶的活性
A．环丙沙星和红霉素都能抑制②③过程
B．青霉素和利福平均不能抑制细菌的①过程
C．结核杆菌的④⑤过程都发生在细胞质中
D．①～⑤过程可发生在人体的健康细胞中
答案 B
解析 DNA复制过程需要解旋酶，所以环丙沙星可以抑制①过程，红霉素与核糖体结合，干扰mRNA与核糖体结合，只抑制③过程，A项错误；据表可知，青霉素抑制的应该是合成细胞壁的酶的活性，不能抑制①过程，只有转录过程需要RNA聚合酶，所以利福平只可抑制②过程，不能抑制①过程，B项正确；细菌细胞中不发生④⑤过程，④⑤过程只发生在RNA病毒的遗传信息传递过程中，C项错误；人体健康的细胞中只发生①②③过程，D项错误。
6．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、数量不完全相同，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。
考向二 辨析基因对性状的控制过程
基因与性状的关系
7．(2020·梧州模拟)囊性纤维病是由编码细胞膜上CFTR蛋白(主动转运氯离子的载体蛋白)的基因发生突变引起，该突变使CFTR蛋白在第508位缺少了苯丙氨酸，进而导致氯离子运输障碍，使得氯离子在细胞内积累。下列有关该病的叙述，不正确的是( )
A．该病例说明基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
B．CFTR蛋白缺少了苯丙氨酸说明编码的基因发生了碱基对的缺失
C．氯离子在细胞内积累会导致细胞内液渗透压上升使水分子出细胞受阻碍
D．编码CFTR蛋白的基因存在多种突变形式，体现了基因突变的随机性
答案 D
解析 该病例说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状，A正确；CFTR蛋白缺少了苯丙氨酸说明编码的基因发生了碱基对的缺失，B正确；氯离子在细胞内积累会导致细胞内液渗透压上升，使水分子出细胞受阻碍，C正确；编码CFTR蛋白的基因存在多种突变形式，体现了基因突变的不定向性，D错误。
8．(2019·吉林长春实验中学开学考)某哺乳动物的毛色由位于常染色体上、独立遗传的3对等位基因控制，其控制过程如图所示。下列分析正确的是( )
A．图示说明基因与性状之间是一一对应的关系
B．图示说明基因通过控制酶的合成直接控制该生物的性状
C．基因型为ddAaBb的雌雄个体相互交配，子代黄色∶褐色∶黑色＝3∶4∶9
D．若A、a基因所在的同源染色体区段间发生交叉互换，一个基因型为ddAaBb的精原细胞可产生4种精子
答案 D
解析 基因和性状之间并不是简单的一一对应关系，本题中哺乳动物的毛色由3对基因共同决定，A错误；基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，也可以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，图示过程属于后一种情况，B错误；基因型为ddAaBb的雌雄个体相互交配，且3对基因独立遗传，则子代黄色∶褐色∶黑色＝4∶3∶9，C错误；若不发生同源染色体间的交叉互换，一个基因型为ddAaBb的精原细胞只能产生两种精子，若发生交叉互换可以产生dAB、dAb、daB、dab四种精子，D正确。
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．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体的性状。
1．(2019·全国Ⅰ，2)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 蛋白质合成需要mRNA模板、游离的氨基酸、核糖体、tRNA以及相关酶等。人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸可作为合成多肽链的模板；要获得同位素标记的多肽链，需要使用同位素标记的氨基酸；除去了DNA和mRNA的细胞裂解液中含有核糖体、tRNA以及相关酶等，C项符合题意。
2．(2019·浙江4月选考，22)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
答案 A
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项正确；RNA聚合酶可以使DNA双螺旋解开，B项错误；多个核糖体可结合在一个mRNA分子上合成多条多肽链，C项错误；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项错误。
3．(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。
4．(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，而不是两条相同的RNA，且转录是以基因的一条链为模板，D错误。
5．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，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。
6．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RNA的叙述，正确的是( )
A．75个碱基组成的tRNA，其上含有25个反密码子
B．900个碱基组成的mRNA，其上含有的密码子均决定氨基酸
C．结核杆菌的rRNA的形成与核仁密切相关
D．人体的不同细胞中，mRNA的种类不一定相同
答案 D
解析 一个tRNA上只有1个反密码子，A错误；mRNA上终止密码不对应氨基酸，B错误；结核杆菌是原核细胞，没有细胞核，也没有核仁，C错误；人体的不同细胞中，不同的基因选择性表达，也有部分相同基因表达，所以mRNA的种类不一定相同，D正确。
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。下列叙述正确的是( )
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，由一条链构成，B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；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。
3．(2019·安徽合肥高三调研)图中①、②、③分别表示相应的结构或物质，Asn、Ser、Gly为三种氨基酸，分别是天冬酰胺(C4H8O3N2)、丝氨酸(C3H7O3N)、甘氨酸(C2H5O2N)，以下说法错误的是( )
A．结构①中发生氨基酸的脱水缩合
B．决定图中天冬酰胺的密码子是AAC
C．结构②沿着结构③移动，读取密码子
D．天冬酰胺R基C、H、O个数比为2∶4∶1
答案 C
解析 结构①是核糖体，是合成蛋白质的场所，在核糖体中会发生氨基酸的脱水缩合，A正确；密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，天冬酰胺的密码子是AAC，B正确；结构②③分别是tRNA和mRNA，翻译时核糖体沿着mRNA移动读取密码子，C错误；氨基酸的分子式为C2H4O2NR，天冬酰胺的分子式为C4H8O3N2，则R基团中C、H、O三种元素的比为2∶4∶1，D正确。
4．(2019·江苏徐州一中月考)如图甲、乙表示某生物遗传信息传递和表达过程，下列叙述正确的是( )
A．甲、乙所示过程可在细胞同一场所发生
B．甲过程需要4种核糖核苷酸、酶、能量等条件
C．图乙所示两过程碱基配对情况相同
D．图乙过程合成的肽链长度不同
答案 A
解析 图甲表示DNA的复制，图乙表示同时进行的转录和翻译，则该生物为原核生物，原核细胞中甲、乙所示过程可以在同一场所发生，A正确；DNA的复制需要的原料是4种脱氧核苷酸，B错误；转录过程中的碱基配对为T—A、A—U、C—G、G—C，翻译过程中的碱基配对为U—A、A—U、C—G、G—C，二者不完全相同，C错误；图乙合成的各条肽链是以同一条mRNA为模板合成的，长度相等，D错误。
5．(2019·惠州模拟)下图是真核细胞内某基因的表达过程示意图。下列叙述正确的是( )
A．基因的转录需要DNA聚合酶的催化
B．翻译过程需要成熟的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；翻译过程需要成熟的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上具有起始密码和终止密码，启动子、终止子在DNA上，D项错误。
6．如图所示，下列有关叙述不正确的是( )
A．甲是DNA，乙为RNA，此过程要以甲为模板，酶为RNA聚合酶
B．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．甲是RNA，乙为DNA，此过程为转录，原料为脱氧核苷酸
D．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。
7．某生物体内进行的遗传信息传递过程如图所示，下列相关叙述正确的是( )
A．a和b过程的碱基互补配对方式完全相同
B．c过程还需rRNA的参与，其合成离不开核仁
C．c过程必须由61种tRNA将20种氨基酸运输到核糖体中
D．mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子不是完全对应关系
答案 D
8．2017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 基因存在于细胞核内，因此per mRNA的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。
9．给兔子喂养某种食物后，在其体内检测出了来自该食物的微小RNA，这种RNA不能编码蛋白质，但可与兔子的M基因转录产生的mRNA结合，并抑制它的功能，最终引起兔子患病。下列说法正确的是( )
A．M基因的表达不遵循中心法则
B．兔子因缺少M基因控制合成的蛋白质而患病
C．在兔子体内，微小RNA及M基因转录的mRNA都能与核糖体结合
D．微小RNA通过G与C、A与T配对方式与M基因转录的mRNA结合
答案 B
解析 M基因的表达遵循中心法则，A错误；微小RNA不能编码蛋白质，但可与兔子的M基因转录产生的mRNA结合，从而阻止M基因的翻译过程，影响相关蛋白质的合成，引起兔子患病，B正确；在兔子体内，由于微小RNA与M基因转录的mRNA结合，导致M基因转录的mRNA不能与核糖体结合完成翻译过程，C错误；微小RNA与M基因的mRNA中都不存在碱基T，两者结合时，不存在A与T配对，D错误。
10．如图为体外处理“蛋白质—DNA复合体”获得DNA片段信息的过程图。下列相关叙述错误的是( )
A．过程①的酶作用于磷酸二酯键
B．过程①、②两种酶的作用体现了生物分子能特异性结合的特点
C．若该复合体中的蛋白质为RNA聚合酶，则其识别的序列是mRNA的起始密码
D．若该复合体是染色体片段，则不可能存在于原核细胞的拟核中
答案 C
解析 过程①的DNA酶可水解DNA分子，其作用部位是磷酸二酯键，A正确；如图所示，过程①、②两种酶的作用体现了生物分子特异性结合的特点，B正确；若该“蛋白质—DNA复合体”中的蛋白质为RNA聚合酶，则其识别并结合的序列是DNA中的启动子，C错误；原核细胞不含染色体，D正确。
11．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；细菌为原核生物，无染色体，B项错误；细菌细胞中没有同源染色体，不存在等位基因，C项错误；图中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
12．(2020·南通模拟)当某些基因转录形成的mRNA分子难与模板链分离时，会形成RNA－DNA杂交体，这时非模板链、RNA－DNA杂交体共同构成R环结构。研究表明R环结构会影响DNA复制、转录和基因的稳定性等。如图是原核细胞DNA复制及转录相关过程的示意图。请回答下列问题：
(1)酶C是____________。与酶A相比，酶C除能催化核苷酸之间形成磷酸二酯键外，还能催化________断裂。
(2)R环结构通常出现在DNA非转录模板链上含较多碱基G的片段，R环中含有碱基G的核苷酸有________________________________________________________________________，富含G的片段容易形成R环的原因是_____________________________________________。对这些基因而言，R环是否出现可作为________________的判断依据。
(3)研究发现原核细胞DNA复制速率和转录速率相差很大。当DNA复制和基因转录同向进行时，如果转录形成R环，则DNA复制会被迫停止，这是由于________________________。R环的形成会降低DNA的稳定性，如非模板链上胞嘧啶转化为尿嘧啶，经________次DNA复制后开始产生碱基对C—G替换为________的突变基因。
答案 (1)RNA聚合酶 氢键 (2)鸟嘌呤脱氧核苷酸和鸟嘌呤核糖核苷酸 模板链与mRNA之间形成的氢键比例高，mRNA不易脱离模板链 基因是否转录(或表达) (3)R环阻碍解旋酶(酶B)的移动 2 T—A
解析 (1)酶C是RNA聚合酶。酶C催化氢键断裂的同时，也能催化核苷酸之间形成磷酸二酯键。(2)R环包括DNA链和RNA链，含有碱基G的核苷酸有鸟嘌呤脱氧核苷酸和鸟嘌呤核糖核苷酸，富含G的片段模板链与mRNA之间形成的氢键比例高，mRNA不易脱离模板链，容易形成R环。R环是否出现可作为基因是否转录(或表达)的判断依据。(3)转录形成R环，R环会阻碍解旋酶(酶B)的移动，使DNA复制被迫停止。DNA的复制为半保留复制，如果非模板链上胞嘧啶转化为尿嘧啶，经第1次复制该位点碱基对变为U—A，经第2次复制该位点碱基对变为T—A。
13．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3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 (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过程；a过程表示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过程中的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3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。
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RNA的形成而B试管中有RNA的形成，C、D试管均有RNA生成。
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