2020版高考新创新一轮复习生物通用版学案：必修②第二单元第3讲基因的表达

第3讲 基因的表达

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

二、遗传信息的转录和翻译
1．转录

2．翻译

3．密码子与反密码子

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

三、中心法则及基因与性状的关系

[基础微点全练]
1．判断正误
(1)在真核细胞中，tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来(2017·全国卷Ⅲ，T1A)(√)
(2)DNA双链不能解开，则DNA复制发生障碍，此时，DNA转录仍可发生，蛋白质合成不受影响(2016·全国卷Ⅱ，T2改编)(×)
(3)线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则(√)
(4)DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则(×)
(5)原核生物的tRNA合成无需基因指导(×)
(6)线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成(√)
(7)HIV(逆转录病毒)感染人体过程的遗传信息流动示意图为
(√)
(8)基因与性状之间是一一对应的关系(×)
2．如图中表示转录过程的是(　　)

解析：选D　A、C均是在核糖体上以mRNA为模板翻译蛋白质的过程；B是以DNA的两条链为模板进行DNA复制的过程；D是以DNA的一条链为模板转录合成RNA的过程。
3．下面的概念图表示了基因表达过程中相关物质间的关系。下列有关说法错误的是(　　)

A．①、④分别表示基因、tRNA
B．②过程中的碱基配对方式有A—U、T—A、G—C、C—G
C．③过程需要tRNA将氨基酸运输到核糖体
D．可以根据蛋白质中氨基酸的排列顺序确定基因中碱基的唯一排列顺序
解析：选D　由于密码子具有简并性，即一个氨基酸可能对应多种密码子，故根据蛋白质中氨基酸序列所推测出的基因中脱氧核苷酸序列并不是唯一的。
4．如图表示人体基因Y的表达过程，①～④表示过程。下列叙述正确的是(　　)

A．①过程在分裂间期进行，需要解旋酶的催化作用
B．②过程在细胞质中进行，需要RNA酶的催化作用
C．③过程在甲状腺细胞中进行，需要核糖体参与
D．④过程在内质网和高尔基体中进行，需要ATP参与
解析：选D　图中①为转录，发生于分裂间期或不分裂的细胞中，需RNA聚合酶参与，不需解旋酶，A错误；②是RNA加工过程，主要在细胞核内进行，需RNA酶催化，B错误；③为翻译，由于最终合成的是促甲状腺激素，故该过程在垂体细胞中进行，C错误。
5．(2019·临沂期中检测)下列不能提高翻译效率的是(　　)
A．多个核糖体参与一条多肽链的合成
B．一条mRNA上结合多个核糖体
C．一种氨基酸可能对应多种密码子
D．一个细胞中有多条相同的mRNA
解析：选A　翻译过程中一般不会出现多个核糖体参与一条肽链的合成状况，倘若存在该状况，只会降低翻译效率。
6.如图是真核生物信使RNA合成过程图，请据图判断下列说法正确的是(　　)
A．R所示正处于解旋状态，DNA双链碱基得以暴露
B．图中②是以4种脱氧核苷酸为原料合成的
C．如果图中③表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶
D．图中的②合成后，通过跨膜运输进入到细胞质中
解析：选A　该过程为转录，图中的①为双链DNA，②为mRNA。图中R正处于解旋状态，DNA双链碱基得以暴露；mRNA是以4种核糖核苷酸为原料合成的；若图中③表示酶分子，则其是RNA聚合酶；mRNA合成后，通过核孔进入细胞质中，不进行跨膜运输。

一、遗传信息的转录和翻译
[试考题·查欠缺]
1．(2018·海南高考)关于复制、转录和逆转录的叙述，下列说法错误的是(　　)
A．逆转录和DNA复制的产物都是DNA
B．转录需要RNA聚合酶，逆转录需要逆转录酶
C．转录和逆转录所需要的反应物都是核糖核苷酸
D．细胞核中的DNA复制和转录都以DNA为模板
解析：选C　逆转录和DNA复制的产物都是DNA，A正确；转录需要RNA聚合酶，逆转录需要逆转录酶，B正确；转录所需要的反应物是核糖核苷酸，而逆转录所需的反应物是脱氧核糖核苷酸，C错误；细胞核中的DNA复制和转录都以DNA为模板，D正确。
2．(2016·江苏高考改编)为在酵母中高效表达丝状真菌编码的植酸酶，通过基因改造，将原来的精氨酸密码子CGG改变为酵母偏爱的密码子AGA，由此发生的变化不包括(　　)
A．植酸酶氨基酸序列改变
B．植酸酶mRNA序列改变
C．编码植酸酶的DNA热稳定性降低
D．配对的反密码子为UCU
解析：选A　分析题意可知，CGG和AGA都是编码精氨酸的密码子；密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基，密码子由CGG变成AGA，说明植酸酶mRNA序列改变；密码子由CGG变成AGA，说明编码植酸酶的DNA中C—G碱基对的比例降低，氢键数目减少，使DNA热稳定性降低；与AGA配对的反密码子为UCU。
3．(2019·太原模拟)如图为人体细胞中发生的几个重要的生理过程，下列叙述错误的是(　　)

A．过程①③可以发生在细胞核、线粒体、叶绿体中
B．含有a个腺嘌呤的DNA分子第n次复制时需要腺嘌呤脱氧核苷酸2n－1·a个
C．若过程②合成的物质b经加工后形成具有m条多肽链的蛋白质，在形成该蛋白质时脱去了100个水分子，则该蛋白质中至少含有100＋2m个氧原子
D．过程②最多需要61种tRNA，该过程表明细胞可以迅速合成大量的蛋白质
解析：选A　人体中不存在叶绿体，A错误。含有a个腺嘌呤的DNA分子第n次复制，其实就是有2n－1个DNA分子在复制，每个DNA分子有a个腺嘌呤脱氧核苷酸，那么2n－1个DNA分子复制就需要2n－1·a个腺嘌呤脱氧核苷酸，B正确。合成具有m条多肽链的蛋白质时脱去了100个水分子，说明该蛋白质有100个肽键，蛋白质中的氧原子存在于肽键(100个)、羧基端(2个)和R基(可有可无)中，故该蛋白质中至少有100＋2m个氧原子，C正确。过程②表示翻译过程，此过程需要tRNA运载氨基酸，tRNA共有61种，由于mRNA可结合多个核糖体，故可以在较短的时间内合成大量的蛋白质，D正确。
[强知能·补欠缺]
1．必明基因表达的三个易错点
(1)DNA复制和转录并非只在细胞核中进行，线粒体、叶绿体中也进行复制、转录和翻译过程。
(2)转录的基本单位是基因，并非整个DNA分子。DNA的两条链都可作模板，但一次转录只以一条链的片段作模板。
(3)能进行转录和翻译的细胞不一定能进行DNA复制，只有分裂的细胞才进行DNA复制。
2．辨析遗传信息、密码子与反密码子

3．基因表达中碱基数量的推算方法
(1)DNA和mRNA对应碱基及数量的计算
找准DNA和mRNA之间对应碱基及其比例关系，即DNA模板链中A＋T(或C＋G)与mRNA中A＋U(或C＋G)相等，则(A＋T)总%＝(A＋U)mRNA%
(2)基因控制蛋白质合成中的相关计算
DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系，如图所示：

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。
[练题点·全过关]
1．大多数生物的翻译起始密码子为AUG或GUG。在如图所示的某mRNA部分序列中，若下划线“0”表示的是一个决定谷氨酸的密码子，则该mRNA的起始密码子可能是(　　)

A．1　　　　　　　　　 B．2
C．3 D．4
解析：选B　从核糖体移动方向分析，该起始密码子应在下划线“0”的左侧，由下划线“0”开始以3个碱基为单位往左推，得出“2”GUG为起始密码子。
2．(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：选C　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时的DNA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也可以转录形成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。
3．假设某一段mRNA上有60个碱基，其中A有15个，G有25个，那么转录该mRNA的DNA分子区段中，“C＋T”的个数以及该mRNA翻译成的蛋白质所含氨基酸的个数分别是(不考虑终止密码子)(　　)
A．60、20　　　　　　　　 B．80、40
C．40、20 D．40、30
解析：选A　该mRNA上有60个碱基，则转录该mRNA的DNA分子区段中有120个碱基。根据碱基互补配对原则，在双链DNA分子中，A＝T、C＝G，所以C＋T占了全部碱基的一半；mRNA上相邻的三个碱基编码一个氨基酸，所以该mRNA翻译成的蛋白质所含氨基酸的个数＝60/3＝20(个)。
4．图1、图2表示遗传信息在生物大分子间的传递规律，①②③④⑤⑥分别表示结构或物质。下列说法正确的是(　　)

A．图1、图2所示的生理过程完全相同
B．图1表示细菌细胞内基因的表达过程，图2表示酵母菌细胞内基因的表达过程
C．图2信息反映多个核糖体完成一条肽链的合成，有利于提高蛋白质的合成速率
D．图1中⑥的移动方向是从右向左，②③④⑤表示正在合成的4条肽链
解析：选D　图1中有核糖体和mRNA，表示翻译过程，图2中有核糖体，同时注明有RNA聚合酶，RNA聚合酶与DNA结合，所以图2表示转录和翻译两过程同时进行，A错误；图2表示边转录边翻译，代表了原核细胞(如细菌)中基因表达过程，图1表示翻译过程单独进行，可以表示真核生物(如酵母菌)的翻译过程，B错误；每个核糖体独立合成一条完整的肽链，C错误；图1中肽链右短左长，说明⑥(核糖体)从右侧开始向左侧移动，②③④⑤代表了4条肽链，D正确。
[方法技巧]
“两看法”判断真核生物与原核生物基因表达过程图

　　
二、中心法则及基因与性状的关系
[试考题·查欠缺]
1．(2015·重庆高考)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：选D　对于以DNA为遗传物质的细胞生物及部分DNA病毒来说，遗传信息储存在DNA的脱氧核苷酸序列中；对于RNA病毒来说，遗传信息储存在RNA的核糖核苷酸序列中。由于密码子的简并性(即某些不同的密码子可决定相同的氨基酸)等原因，核苷酸序列不同的基因，也可能表达出相同的蛋白质。蛋白质是生物性状的主要体现者，基因对性状的控制是通过控制蛋白质的合成实现的。具有转录功能的链叫模板链或反义链，另一条无转录功能的链叫编码链或有义链。两条链之间的碱基互补配对，核苷酸排列顺序不同，含有不同的遗传信息。
2．(2019·临沂模拟)如图所示为基因的作用与性状的表现之间的关系。下列相关叙述正确的是(　　)


A．①过程与DNA复制的共同点是都以DNA单链为模板，在DNA聚合酶的作用下进行
B．③过程直接需要的物质或结构有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖体、酶、ATP
C．人的镰刀型细胞贫血症是通过蛋白质间接表现的，白化病是通过蛋白质直接表现的
D．HIV和T2噬菌体都可独自进行①③这两个基本过程
解析：选B　①过程是转录，以DNA一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下进行，而DNA的复制是以DNA的两条链为模板，在DNA聚合酶的作用下完成；③过程是翻译，直接需要的物质或结构有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖体、酶、ATP；白化病患者体内缺乏酪氨酸酶，是通过蛋白质间接表现的，人的镰刀型细胞贫血症是通过蛋白质直接表现的；HIV和T2噬菌体是病毒，必须寄生在宿主细胞内，利用宿主细胞提供的物质和能量才能完成①③过程。
[强知能·补欠缺]
1．中心法则的内容与各种生物的信息传递
(1)中心法则的内容

(2)中心法则体现了DNA的两大基本功能
①信息传递功能：Ⅰ过程体现了遗传信息的传递功能，它是通过DNA复制完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中；Ⅳ过程表示以RNA作为遗传物质的生物亲代与子代之间遗传信息的传递功能。
②信息表达功能：Ⅱ(转录)、Ⅲ(翻译)过程共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体发育过程中；V过程表示了部分以RNA作为遗传物质的病毒的逆转录过程，是RNA中遗传信息表达的首要步骤。此类生物专营寄生生活，必须在宿主细胞中完成其遗传物质的信息表达，所以需先通过逆转录过程形成DNA，整合在宿主DNA中，再进行Ⅱ、Ⅲ过程。
2．基因对性状的控制
(1)控制途径

(2)基因与生物性状的关系
①生物体的一个性状有时受多个基因的影响，如玉米细胞叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关。
②一般而言，一个基因只决定一种性状。
③环境因素会影响生物性状，如人类身高不完全取决于基因，可受后天营养及锻炼状况影响。
[练题点·全过关]
1．(2019·贵州模拟)2017年11月我国爆发了较严重的流感。某流感病毒是一种负链RNA病毒，侵染宿主细胞后会发生－RNA→＋RNA→－RNA和－RNA→＋RNA→蛋白质的过程，再组装成子代流感病毒。“－RNA”表示负链RNA，“＋RNA”表示正链RNA。下列叙述错误的是(　　)
A．该流感病毒的基因是有遗传效应的DNA片段
B．＋RNA具有信使RNA的功能
C．该流感病毒由－RNA形成－RNA需在宿主细胞内复制2次
D．入侵机体的流感病毒被清除后相关浆细胞数量减少
解析：选A　病毒只含有一种核酸，根据题干可知该流感病毒所含核酸为RNA，因此其基因是有遗传效应的RNA片段，A错误；根据“－RNA→＋RNA→蛋白质”的过程可知，＋RNA具有信使RNA的功能，B正确；该流感病毒由－RNA形成－RNA的过程为“－RNA→＋RNA→－RNA”，可见－RNA形成－RNA需在宿主细胞内复制2次，C正确；浆细胞能产生抗体，抗体可与抗原特异性结合，入侵机体的流感病毒(抗原)被清除后相关浆细胞数量减少，D正确。
2.(2019·沈阳模拟)某细胞内相关的生理活动如图所示，下列表述正确的是(　　)
A．若该细胞为记忆B细胞，其细胞核、细胞质中均能发生a、b过程
B．细胞发生c过程时，mRNA沿着核糖体移动，参与的tRNA可能有61种
C．图中蛋白质的结构和功能是由DNA中碱基的排列顺序和环境条件共同决定的
D．分化的细胞中mRNA和蛋白质一定不同
解析：选A　记忆B细胞能增殖、分化，其DNA分布在细胞核和线粒体中，因此其细胞核、细胞质中均能发生a、b过程，A正确；细胞发生c过程时，核糖体沿着mRNA移动，参与的tRNA可能有61种，B错误；图中蛋白质的结构和功能是由DNA中碱基的排列顺序决定的，C错误；分化的细胞中mRNA和蛋白质不完全相同，D错误。
3．如图表示中心法则，下列有关叙述正确的是(　　)

A．过程①～⑦都会在人体的遗传信息传递时发生
B．人体细胞内的过程③主要发生在细胞核中，产物都是mRNA
C．过程③存在的碱基配对方式有A－U、C－G、T－A、G－C
D．过程⑤有半保留复制的特点，过程⑥发生在核糖体上
解析：选C　②④⑤⑦不会在人体的遗传信息传递时发生，A错误；人体细胞内的③过程主要发生在细胞核中，产物是RNA，包括mRNA、tRNA和rRNA，B错误；过程③是转录过程，存在的碱基配对方式有A－U、T－A、C－G、G－C，C正确；过程⑤是RNA分子的复制，没有半保留复制的特点，过程⑥是翻译，发生在核糖体上，D错误。

一、常考图示——翻译过程的三种模型图解读
翻译过程的三种模型图

[信息解读]
1．图甲模型分析
(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为tRNA、核糖体、mRNA、多肽链。
(2)一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。
(3)翻译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。
(4)翻译终点：识别到终止密码子(不决定氨基酸)翻译停止。
(5)翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，mRNA不移动。
2．图乙模型分析
图乙表示真核细胞的翻译过程，其中a是mRNA，f是核糖体，b、c、d、e表示正在合成的4条多肽链，具体内容分析如下：
(1)数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。
(2)目的意义：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。
(3)方向：从右向左，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。
(4)结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。
(5)形成的多条肽链氨基酸序列相同的原因：有相同的模板mRNA。
3．图丙模型分析
图丙表示原核细胞的转录和翻译过程，图中①是DNA模板链，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA，在核糖体上同时进行翻译过程。
[针对训练]
1．(2019·河南中原名校联考)关于如图所示生理过程的叙述，正确的是(　　)

A．物质1上的三个相邻碱基叫密码子
B．该过程需要mRNA、tRNA、rRNA参与
C．多个结构1共同完成一条物质2的合成
D．结构1读取到AUG时，物质2合成终止
解析：选B　物质1是mRNA，物质2是多肽，结构1是核糖体。mRNA上决定氨基酸的三个相邻碱基是密码子；每个核糖体独立完成一条多肽链的合成；据多肽链长短可知，该多肽链从左向右合成，所以应该是读取到UAA时，肽链合成终止。
2．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，其一条链可进入细胞质作为转录的模板
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，翻译过程中③将由3′向5′方向移动
D．④是tRNA，能识别mRNA上的密码子
解析：选D　据图可判断①②③④依次代表DNA、mRNA、核糖体、tRNA，其中②mRNA是以①DNA的一条链为模板合成的，场所是细胞核，A错误；②mRNA上有n个碱基，则新形成的肽链最多含有的氨基酸数目为n/3，则肽键数最多为(n/3－1)个，B错误；③核糖体沿着mRNA由5′向3′方向移动，C错误；④tRNA上的反密码子可以识别②mRNA上的密码子，D正确。
3．(2015·安徽高考)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
解析：选B　根据题意可知，噬菌体侵染大肠杆菌后，Qβ RNA翻译出了RNA复制酶，没有逆转录酶，因此Qβ RNA的复制没有经历逆转录形成DNA的过程。Qβ噬菌体在RNA复制酶的作用下，以单链RNA为模板，根据碱基互补配对原则形成子链，因此会经历形成双链RNA的过程。据图中信息可知，该Qβ噬菌体的单链RNA在大肠杆菌内可以同时翻译出多条肽链。复制酶基因表达后生成RNA复制酶，才能催化RNA的复制。
[素养提升]
解答基因表达图示类题应明确一个关键点
分析此类问题要正确分清mRNA链和多肽链的关系。DNA模板链在RNA聚合酶的作用下产生的是mRNA，而在同一条mRNA链上结合的是多个核糖体，同时合成的是若干条多肽链。
二、科学思维——模拟中心法则各过程
1．下面是几种抗菌药物的抗菌机理以及中心法则的图解。
①青霉素：抑制细菌细胞壁的合成；②环丙沙星：抑制细菌DNA解旋酶的活性；③红霉素：能与细菌细胞中的核糖体结合以阻止其发挥作用；④利福平：抑制RNA聚合酶的活性。以下有关说法错误的是(　　)

A．环丙沙星会抑制a过程，利福平将会抑制b过程
B．除青霉素外，其他抗菌药物均具有抑制遗传信息传递和表达的作用
C．过程d涉及的氨基酸最多有20种、tRNA最多有64种
D．e过程需要逆转录酶
解析：选C　由题干可知，环丙沙星会抑制细菌DNA解旋酶的活性，故可抑制细菌DNA的复制过程(a过程)。利福平会抑制RNA聚合酶的活性，故可抑制DNA的转录过程(b过程)。红霉素能与核糖体结合以阻止其发挥作用，故可抑制细菌的翻译过程(d过程)。青霉素抑制细菌细胞壁的合成，其不影响遗传信息的传递和表达过程。e过程是逆转录过程，需要逆转录酶。翻译过程涉及的氨基酸最多有20种、tRNA最多有61种。


2.如图为模拟中心法则信息传递过程的实验研究装置，据图回答：
(1)若图示为模拟某种病毒的信息流动过程，装置加入的模板A为单链，其部分碱基序列为—GAACACGUC—，加入的原料B为脱氧核苷酸，则该过程所需的酶B为________，模拟的过程为________。
(2)若图示为模拟人体淋巴细胞的信息流动过程，装置加入的模板A为双链，其部分碱基序列为—GAACATGTT—，加入的原料B为________，则该过程所需的酶B为RNA聚合酶，模拟的过程为________，该生理过程主要发生在该细胞的________中。
解析：(1)由模板的部分碱基序列“—GAACACGUC—”中含有U且为单链可知，该病毒为RNA病毒，且可以用脱氧核苷酸为原料合成DNA，所以可确定该过程需要逆转录酶的参与，模拟的过程为逆转录过程。(2)由“模板A为双链”和“碱基序列为—GAACATGTT—”中含T等信息可知，模板A为双链DNA分子，在RNA聚合酶的催化作用下可以合成RNA，利用的原料为核糖核苷酸，模拟的过程为转录，主要发生在该细胞的细胞核中。
答案：(1)逆转录酶　逆转录　(2)核糖核苷酸　转录　细胞核
[素养提升]
学会用“三看法”判断中心法则各过程


一、选择题
1．下列关于转录和翻译两个过程的说法中，错误的是(　　)
A．均以核酸为直接的模板
B．均遵循碱基的互补配对
C．都需要运输原料的工具
D．都需要能量和相应的酶
解析：选C　翻译需tRNA转运氨基酸，转录时则不需转运工具。
2．(2019·沈阳模拟)下列关于人体内某些物质的叙述，正确的是(　　)
A．RNA是由多个脱氧核苷酸形成的多聚体
B．食物中的蔗糖可被小肠上皮细胞直接吸收
C．无机盐离子含量过低可导致人体酸碱平衡紊乱
D．蛋白质结构的多样性只与氨基酸的种类和数量有关
解析：选C　RNA是由多个核糖核苷酸形成的多聚体，A错误；食物中的蔗糖不能被小肠上皮细胞直接吸收，需要水解成单糖才能被吸收，B错误；无机盐能够维持细胞的酸碱平衡，如果含量过低可导致人体酸碱平衡紊乱，C正确；蛋白质结构的多样性与氨基酸的种类、数量、排列顺序，以及组成蛋白质的肽链条数和空间结构的不同有关，D错误。
3．将DNA双链都被32P标记的某一雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含32P的培养基中，该细胞经过两次连续分裂形成4个大小形态相同的子细胞。下列分析错误的是(　　)
A．若子细胞的染色体数为N，则子细胞的DNA均含32P
B．若子细胞的染色体数为2N，则子细胞的DNA可能均含32P
C．若子细胞中的染色体都含32P，则细胞分裂过程中会发生基因重组
D．若子细胞中有的染色体不含32P，则这是同源染色体彼此分离的结果
解析：选D　若子细胞中染色体数为N，则其进行的是减数分裂，该过程中DNA分子进行了一次复制，根据DNA分子半保留复制特点，则子细胞的DNA均含32P，A正确；若子细胞的染色体数为2N，则其进行的是有丝分裂，在有丝分裂过程中，第一次分裂后子细胞中每条染色体上的DNA都有1条链被标记，但第二次分裂后期半数DNA被标记，随着姐妹染色单体分开，被标记的DNA随机分配移向两极，所以第二次分裂得到的子细胞被标记的DNA数在0～2N之间，B正确；若子细胞中的染色体都含32P，则其进行的是减数分裂，在减数第一次分裂过程中会发生基因重组，C正确；若子细胞中的染色体都不含32P，则其进行的是有丝分裂，有丝分裂过程中不会发生同源染色体的分离，D错误。
4．(2019·佛山模拟)反义RNA通常是指与mRNA互补的RNA分子。由于核糖体不能翻译双链的RNA，所以反义RNA与mRNA互补结合后，会抑制该mRNA的翻译。下列说法错误的是(　　)
A．反义RNA的合成需要RNA聚合酶催化
B．反义RNA是由mRNA的模板链反向转录产生的
C．反义RNA合成受基因的调控，同时反义RNA本身又能调控基因的表达
D．真核细胞内反义RNA主要是在细胞核内合成，经核孔出细胞核后发挥作用
解析：选B　反义RNA的合成需要RNA聚合酶催化，A正确；反义RNA是由转录mRNA的基因的反义基因转录产生的，B错误；反义RNA合成受基因调控，反义RNA可与mRNA结合引起mRNA构象变化，从而使mRNA不能与核糖体结合，通过抑制翻译过程来抑制相关基因的表达，C正确；真核细胞内反义RNA主要是在细胞核内合成，经核孔出细胞核后发挥作用，D正确。
5．(2019·丰台区一模)如图表示核糖体上合成蛋白质的过程。四环素抑制tRNA与细菌核糖体的A位点结合，使蛋白质合成停止，从而阻断细菌的生长，常用于治疗一些细菌引起的疾病。下列有关叙述正确的是(　　)

A．核糖体的主要成分是蛋白质和mRNA
B．四环素与A位点结合促进了新肽键的形成
C．图中从E位点离开的tRNA可转运甲硫氨酸
D．人体细胞与细菌细胞的核糖体没有差异
解析：选C　核糖体的主要成分是蛋白质和rRNA，A错误；四环素与A位点结合，阻止tRNA进入核糖体A位点，导致肽链的延伸受阻而使细菌蛋白质无法合成，因此不能促进新肽键的形成，B错误；由于该tRNA的反密码子是UAC，所以可转运甲硫氨酸(AUG)，C正确；人体细胞与细菌细胞的核糖体有差异，如细菌核糖体沉降系数为70S，人体细胞核糖体沉降系数为80S，D错误。
6．下列关于细胞内蛋白质和核酸及其相互关系的叙述，正确的是(　　)
A．控制合成不同蛋白质的DNA分子碱基含量可能相同
B．同一人体的神经细胞与骨骼肌细胞具有相同的DNA和RNA
C．蛋白质功能多样性的根本原因是控制其合成的mRNA具有多样性
D．基因的两条链可分别作模板进行转录，以提高蛋白质合成的效率
解析：选A　同一人体的神经细胞与骨骼肌细胞具有相同的DNA，但RNA不同，B错误；蛋白质功能多样性的根本原因是DNA具有多样性，C错误；基因只能以一条链作模板进行转录，D错误。
7．(2019·合肥模拟)核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。下列说法正确的是(　　)
A．艾弗里等人利用荧光技术，证明了DNA是遗传物质
B．DNA和RNA可以作为同一生物在不同发育时期的遗传物质
C．细胞中参与蛋白质的生物合成过程的RNA有三种
D．遗传信息是指一条染色体上的基因排列顺序
解析：选C　艾弗里等人利用体外转化实验证明DNA是遗传物质，A错误；遗传物质只有一种，DNA或RNA，同一生物在不同发育时期的遗传物质是相同的，B错误；RNA有三种，即mRNA、tRNA和rRNA，这3种RNA都参与蛋白质的生物合成，C正确；基因中的脱氧核苷酸(碱基对)排列顺序代表遗传信息，D错误。
8．如图是人体内苯丙氨酸与酪氨酸代谢的部分途径，下列相关叙述正确的是(　　)

A．基因①②③不会同时出现在人体内的同一个细胞中
B．苯丙酮尿症的患者会因为苯丙氨酸不能转化为酪氨酸而同时患上白化病
C．当人体衰老时，因酶②的活性降低而导致头发变白
D．基因①②③的功能说明基因通过控制酶的合成从而控制生物的性状
解析：选C　同一个体体细胞中所含基因一般相同，因此基因①②③会存在于同一个细胞中。苯丙酮尿症患者可以从环境中摄取酪氨酸，因此不一定会患上白化病。基因①②的功能说明基因通过控制酶的合成从而控制生物的性状，基因③的功能说明基因通过控制蛋白质的合成直接控制生物性状。
9．如图所示为真核细胞中发生的某些相关生理和生化反应过程，下列叙述错误的是(　　)

A．结构a是核糖体，物质b是mRNA，过程①是翻译过程
B．过程②在形成细胞中的某种结构，这一过程与细胞核中的核仁密切相关
C．如果细胞中r­蛋白含量较多，r­蛋白就与b结合，阻碍b与a结合
D．c是基因，是指导rRNA合成的直接模板，需要DNA聚合酶参与催化
解析：选D　据图分析可知，a是核糖体，b是mRNA，c是DNA片段，A正确；过程②形成核糖体，核仁与核糖体的形成有关，B正确；细胞中r­蛋白含量较多时，r­蛋白就与b即mRNA结合，阻碍mRNA与核糖体结合，从而抑制翻译过程，这是一种反馈调节过程，C正确；c转录形成rRNA时需要RNA聚合酶的催化，D错误。
10．(2019·河北衡水中学调研)研究发现细胞癌变与端粒酶的活性有关。端粒酶由RNA和蛋白质组成，能以自身的核酸为模板，在其蛋白组分的催化下合成端粒DNA序列。下列与端粒酶和癌细胞有关的叙述，错误的是(　　)
A．拟核的DNA中不含有端粒
B．正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNA
C．人体内癌细胞一般都表现出较高的端粒酶活性
D．从功能上看，端粒酶属于RNA聚合酶
解析：选D　合成端粒DNA序列所需原料为四种脱氧核苷酸，故相关酶的功能应类似逆转录酶。
11．对下列各图分析不准确的是(　　)

A．甲图中的①②③均遵循碱基互补配对原则
B．乙图中核糖体在mRNA上移动方向为从右到左，所用原料是氨基酸
C．对于丙图，人体内的T细胞可以进行①②③⑤过程
D．丁图中该段内有6种核苷酸
解析：选C　甲图中①②③过程分别为转录、翻译和DNA复制过程，都遵循碱基互补配对原则，A正确；根据多肽链的长度可知，核糖体在mRNA上的移动方向是从右到左，所用原料是氨基酸，B正确；丙图中①～⑤过程分别为DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制过程，T细胞可增殖分化成效应T细胞和记忆细胞，可发生①②③过程，不能发生④⑤过程，C错误；丁图为转录过程，其中的DNA链中含有3种核苷酸，RNA链中也含有3种核苷酸，共6种核苷酸，D正确。
12．下面是4种遗传信息的流动过程，对应的叙述正确的是(　　)

A．甲可表示胰岛细胞中胰岛素合成过程中的遗传信息的传递方向
B．能进行乙过程的生物也能进行丁过程
C．丙可表示DNA病毒(如T2噬菌体)在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向
D．丙、乙、丁三幅图就已经全面涵盖了生物界遗传信息传递的情况
解析：选C　胰岛细胞内胰岛素合成过程中，遗传信息的传递方向不包括DNA复制，A错误；逆转录病毒(HIV或某些致癌病毒)能进行乙过程，而烟草花叶病毒进行的是丁过程，B错误；生物界还有一种朊病毒，它的遗传信息传递情况可能是蛋白质流向蛋白质，D错误。
二、非选择题
13．核基因编码的蛋白质能够有条不紊地被运送到各自的目的地，关键是蛋白质在合成时带有分选信号，而目的地就是能够识别分选信号的受体。分选信号取决于氨基酸序列中的信号序列，如图所示。分析回答下列问题：

(1)线粒体所需的蛋白质一部分来自过程⑥，另一部分是在______________指导下合成的。某些蛋白质经过程⑧进入细胞核需要通过________，这一过程具有________性。
(2)经过程②进入内质网的多肽，在内质网中折叠成为具有一定________的蛋白质，在内质网中未折叠或错误折叠的蛋白质，会在内质网中大量堆积，此时细胞通过改变基因表达减少新蛋白质的合成，或增加识别并降解错误折叠蛋白质的相关分子，进行细胞水平的________调节。
(3)送往不同结构的蛋白质具有________，这是细胞内蛋白质定向运输所必需的，这种序列最终是由________决定的。各类成熟蛋白质分别与不同的受体结合，说明受体具有________的特点。
解析：(1)线粒体是半自主性细胞器，自身含有基因，该基因也能表达形成蛋白质。细胞质中合成的某些蛋白质(如DNA聚合酶、RNA聚合酶)通过核孔进入细胞核，核孔对物质的运输具有选择性。(2)核糖体上合成的多肽进入内质网中进行折叠加工，从而形成具有一定空间结构的蛋白质。在内质网中蛋白质未折叠或错误折叠，反过来会减少新蛋白质的合成，或增加识别并降解错误折叠蛋白质的相关分子，这种调节属于细胞水平的反馈调节。(3)根据题干中信息“分选信号取决于氨基酸序列中的信号序列”，可知送往不同结构的蛋白质具有不同的信号序列，该信号序列是由细胞核基因最终决定的。各类成熟蛋白质分别与不同的受体结合，说明受体具有专一性。
答案：(1)线粒体基因(DNA)　核孔　选择　(2)空间结构　反馈　(3)不同的信号序列　核基因　专一性
14．(2019·安庆联考)如图表示病毒侵入宿主体内的复制过程示意图，请回答下列问题：

(1)病毒核酸进入宿主细胞后，此时用血清学方法和电镜检查无病毒颗粒，称为“隐蔽期”，这是因为________________________。
(2)物质D、H分别可能是_________________________________________________、
________________。
(3)B、F的区别是__________________________________________________________。过程f称为________。
(4)假如A为RNA，经实验分析确定其碱基总数为X，其中鸟嘌呤G的数量为Y，你能否推断出构成A的几种碱基数量分别是多少，为什么？_____________________________。根据中心法则分析，RNA病毒遗传信息的传递过程与人体不同的步骤可能有_________________________________________________、______________________。
解析：(1)病毒核酸进入宿主细胞后，将利用宿主细胞的原料和场所形成子代病毒，在子代病毒未释放之前，无法用血清学方法和电镜检查到病毒颗粒，此为“隐蔽期”。(2)分析图示可知，物质D为蛋白质，参与病毒核酸的复制(过程g)，所以物质D可能是病毒核苷酸完成复制(过程g)所需要的酶；物质H与病毒核酸组装成新的病毒，故物质H可能是病毒的蛋白质外壳。(3)B与相关酶的合成有关，F与病毒的蛋白质外壳的形成有关，因此，B、F的区别是转录的信息不同。过程f称为装配。(4)假如A为RNA，RNA是单链结构，虽然经实验分析确定其碱基总数为X，其中鸟嘌呤G的数量为Y，但仍不能推断出构成A的另外几种碱基数量分别是多少。依据中心法则可推知，RNA病毒遗传信息的传递过程与人体不同的步骤可能有：RNA的自我复制、逆转录。
答案：(1)病毒进入宿主细胞后尚未形成完整的病毒体　(2)病毒核苷酸完成复制(过程g)所需要的酶　病毒的蛋白质外壳　(3)转录的信息不同　装配　(4)不能，因为RNA是单链，碱基数无法确定　RNA的自我复制　逆转录
15．中国科学家屠呦呦获2015年诺贝尔生理学或医学奖，她研制的抗疟药青蒿素挽救了数百万人的生命。研究人员发现了青蒿细胞中青蒿素的合成途径(实线方框所示)和酵母细胞产生合成青蒿酸的中间产物FPP的途径(虚线方框所示)如图。请据图分析回答下列问题：

(1)过程①需要________识别DNA中特定的碱基序列，该过程在细胞的分裂期很难进行的原因是__________________________。
(2)在青蒿的不同组织细胞中，相同DNA转录起点不完全相同的原因是________________________。青蒿素的合成体现了基因控制性状的方式是________________________________。
(3)研究表明，相关基因导入酵母细胞后虽能正常表达，但酵母菌合成的青蒿素却很少，据图分析原因可能是________________________。为提高酵母菌合成青蒿素的产量，请你提出科学的解决方案。______________________________________________________。
(4)若FPP合成酶基因中含4 300个碱基对，其中一条单链中A∶C∶T∶G＝1∶2∶3∶4，则该基因连续复制3次至少需要________个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸。
答案：(1)RNA聚合酶　染色质高度螺旋化形成染色体，DNA难于解旋　(2)不同组织细胞中的基因选择性表达　通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物性状　(3)酵母细胞中的大部分FPP用于合成了固醇　抑制ERG9酶的活性(或阻断ERG9酶基因的表达) (4)18 060