专题20 基因指导蛋白质合成与基因对性状控制-高三毕业班生物常考点归纳与变式演练

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专题20  基因指导蛋白质合成与基因对性状控制  专题导航目录常考点01 DNA复制、转录、翻译的比较..................................................常考点02 基因对性状的控制..........................................................6常考点归纳常考点01 DNA复制、转录、翻译的比较【典例1】如图是真核细胞染色体上基因的表达过程示意图。下列有关叙述不正确的是（　　）A．基因的转录过程中需要RNA聚合酶的催化 B．成熟mRNA的碱基数目是该基因碱基数的一半 C．“拼接”过程中可以形成磷酸二酯键 D．翻译过程中需要成熟mRNA、tRNA、氨基酸、ATP、核糖体等【分析】转录：在细胞核内，以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程；翻译：在核糖体中以mRNA为模板，按照碱基互补配对原则，以tRNA为转运工具、以细胞质里游离的氨基酸为原料合成蛋白质的过程。【解答】解：A、转录需要RNA聚合酶的催化，A正确；B、转录的模板是基因的一条链，形成的前体mRNA再通过剪切和拼接形成成熟的mRNA，则成熟mRNA的碱基数少于基因碱基数的一半，B错误；C、“拼接”时在核糖和磷酸之间形成磷酸二酯键，C正确；D、翻译过程需要成熟mRNA（模板）、tRNA（转运氨基酸）、氨基酸（原料）、ATP（提供能量）、核糖体（翻译的场所）等，D正确。故选：B。【点评】本题结合真核细胞内某基因的表达过程示意图，考查遗传信息的转录和翻译，要求考生识记遗传信息转录和翻译的过程、场所、条件、产物等基础知识，能结合图中信息准确判断各选项，属于考纲识记和理解层次的考查。【典例2】细胞中与呼吸作用有关的蛋白质1的合成如图所示，①～⑤表示生理过程，Ⅰ、Ⅱ表示结构或物质。下列判断错误的是（　　）A．过程①表示DNA复制，过程②④需要的原料都是四种脱氧核苷酸 B．物质Ⅱ上基因的遗传不遵循孟德尔遗传定律 C．若某药物能抑制细胞内的过程③，则细胞产生ATP的速率会降低 D．若该细胞为已高度分化的胰岛B细胞，则该细胞中不能发生过程①【分析】分析题图：①表示DNA复制，②表示转录，③表示翻译，④表示线粒体内转录过程，⑤表示线粒体内翻译过程。Ⅰ表示核膜，Ⅱ表示线粒体内的环状DNA分子。【解答】解：A、过程②④分别表示细胞核基因和线粒体基因的转录，需要的原料都是四种核糖核苷酸，A错误；B、物质Ⅱ表示线粒体DNA，其上基因的遗传不遵循孟德尔遗传定律，B正确；C、若某药物能抑制细胞内的过程③，则细胞内蛋白质1的含量会减少，蛋白质1与呼吸作用有关，所以细胞呼吸受到抑制，细胞产生ATP的速率会降低，C正确；D、过程①发生在细胞分裂前的间期，已高度分化的胰岛B细胞不能分裂，则不能进行过程①，D正确。故选：A。【点评】本题结合图解，考查中心法则及其发展，要求考生识记中心法则的主要内容及后人对其进行的补充和完善，能准确判断图中各过程的名称，再结合所学的知识准确答题。【技巧点拨】1.DNA复制、转录、翻译的比较2.遗传信息、密码子和反密码子的比较(1)区别：(2)联系：①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。②mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子则起到翻译的作用。(3)对应关系：【特别提醒】　(1)一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。(2)翻译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。翻译终点：识别到终止密码子(不决定氨基酸)翻译停止。【变式演练1】如图是基因表达示意图，a、b、c表示相应物质，①和②表示相应过程。下列相关叙述正确的是（　　）A．①过程必须要有解旋酶的催化作用 B．图中的b是tRNA C．可用环丙沙星与核糖体结合，抑制过程① D．一种氨基酸需要一种或多种c物质来转运【分析】分析题图：图中a为DNA分子，b为mRNA分子，c为tRNA分子；①为转录过程，②为翻译过程。【解答】解：A、①为转录过程，该过程不需要解旋酶，需要RNA聚合酶的催化，A错误；B、图中的b是mRNA，作为翻译的模板，B错误；C、核糖体是翻译的场所，因此可用环丙沙星与核糖体结合，抑制过程②翻译，C错误；D、一种氨基酸可由一种或多种密码子编码，因此可由一种或多种tRNA来转运，D正确。故选：D。【点评】本题结合图解，考查遗传信息的转录和翻译，要求考生识记遗传信息转录和翻译的过程、场所、条件及产物等基础知识，能正确分析题图，再结合所学的知识准确答题。【变式演练2】红霉素、环丙沙星、利福平等药物能够抑制细菌的生长，它们的抗菌机制如表所示。据此分析推测，错误的是（　　）抗菌药物抗菌机制红霉素能与核糖体结合，抑制肽链的延伸环丙沙星抑制细菌DNA的复制利福平抑制细菌RNA聚合酶的活性A．红霉素影响细菌细胞中的翻译过程，使相关蛋白质无法正常合成，抑制细菌的生长 B．环丙沙星影响细菌有丝分裂过程中DNA的复制，进而抑制细菌的增殖 C．利福平影响细菌内的转录过程，可能使mRNA、tRNA和rRNA无法合成 D．三种抗生素都是通过抑制遗传信息的传递或表达，进而影响细菌的生长【分析】分析表格：红霉素能与核糖体结合，抑制翻译过程；环丙沙星抑制细菌DNA的复制；利福平抑制细菌RNA聚合酶的活性，进而抑制转录过程。【解答】解：A、红霉素能与核糖体结合，抑制肽链的延伸，说明红霉素会抑制细菌基因表达过程中的翻译过程，使相关蛋白质无法正常合成，抑制细菌的生长，A正确；B、细菌属于原核生物，不能进行有丝分裂，只能进行二分裂，环丙沙星抑制细菌DNA的复制，进而抑制细菌的二分裂，B错误；C、利福平抑制细菌RNA聚合酶的活性，进而直接抑制细菌中的转录过程，可能使mRNA、tRNA和rRNA无法合成，C正确；D、三种抗生素都是通过抑制遗传信息的传递或表达，进而影响细菌的生长，D正确。故选：B。【点评】本题以抗生素为素材，考查DNA复制、转录和翻译，要求考生分析题干信息和解决问题的能力，难度不大。【变式演练3】如图为原核细胞内的生理过程示意图，下列叙述与该图相符的是（　　）A．过程①可以在线粒体和叶绿体中的核糖体上进行 B．b链为模板链，其长度和最终合成的a链相等 C．过程②是翻译，图中各核糖体最终合成的多肽相同 D．a链与b链的碱基组成相同【分析】分析题图：图示为原核细胞内的生理过程示意图，其中①是转录过程，②是翻译过程；a是mRNA，b是非模板链（编码链）。【解答】解：A、①为转录过程，而核糖体上进行的是翻译过程，因此该过程不可以在线粒体和叶绿体中的核糖体上进行，A错误；B、b链为非模板链（编码链），由于转录是以基因为单位进行的，而基因是有遗传效应的DNA片段，因此其长度大于最终合成的a链，B错误；C、过程②是翻译，图中各核糖体最终合成的多肽相同，原因是控制这些多肽合成的mRNA相同，C正确；D、a是mRNA，组成RNA的碱基有A、C、G、U四种，而b是DNA单链，组成DNA的碱基有A、C、G、T四种，D错误。故选：C。【点评】本题结合图解，考查遗传信息的转录和翻译，要求考生识记遗传信息转录和翻译的过程、场所、条件及产物等基础知识，能正确分析题图，再结合所学的知识准确答题。常考点02 基因对性状的控制【典例3】如图甲、乙分别是基因表达和中心法则的示意图。下列叙述正确的是（　　）A．图甲表示的是真核生物核基因表达的过程 B．图甲中形成a的过程相当于图乙中的③过程 C．在原核细胞中，图乙中③过程发生在细胞质中 D．在真核细胞分裂间期发生的信息传递过程只有①→①【分析】分析图甲：图甲为基因表达过程，其转录和翻译在同一空间进行，说明该生物为原核生物；图中a是mRNA，b是核糖体。分析图乙：图乙为中心法则，其中①表示DNA复制过程；②表示转录过程；③表示翻译过程；④是RNA复制过程；⑤表示逆转录过程。④⑤过程只能发生在被少数病毒侵染的细胞中。【解答】解：A、图甲为边转录边翻译的过程，发生在原核细胞中，A错误；B、图甲中形成mRNA的过程为转录，相当于图乙中的②转录过程，B错误；C、在原核细胞中，图乙中③示翻译过程发生在细胞质中，C正确；D、在真核细胞分裂间期进行DNA复制和有关蛋白质的合成，故发生的信息传递过程有①→①DNA复制、②转录、③翻译，D错误。故选：C。【点评】本题结合基因表达过程示意图和中心法则图解，考查遗传信息的转录和翻译、中心法则及其法则，要求考生识记遗传信息转录和翻译的过程、产生、条件及产物；识记中心法则的主要内容及后人对其进行的补充和完善，能准确判断图中各过程的名称。【典例4】图示为遗传信息在三种大分子间可能的流动方向（如箭头2代表转录），下列说法正确的是（　　）A．生物体中3、7少见，其他常见 B．生物体中2、4、6常见，其他尚未被发现 C．生物体中5、8、9尚未被发现，3、7少见，其他常见 D．生物体中1、2、4常见，3、7少见，其他尚未被发现【分析】据图分析：1表示DNA自我复制，2表示转录，3表示RNA自我复制，4表示翻译，7表示逆转录。【解答】解：地球上绝大多数生物的遗传物质是DNA，则遗传信息传递的途经含有1DNA复制、2转录、4翻译三条途径，3RNA复制和7逆转录只发生在RNA病毒中，是后来发现的，是对中心法则的补充和完善，所以生物体中1、2、4常见，3、7少见；另外，人们推测疯牛病病毒可能发生5过程，其他8（蛋白质到RNA）和9（DNA到蛋白质）尚未被发现。故选：D。【点评】本题考查中心法则的内容和发展，意在考查考生的识图能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，准确判断问题的能力，属于考纲识记和理解层次的考查．【技巧点拨】1.中心法则的理解与分析(1)图解分析：图解表示出遗传信息的传递有5个过程。①以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递：②以RNA为遗传物质的生物遗传信息的传递：(2)中心法则体现了DNA的两大基本功能：①对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。②对遗传信息的表达功能，它是通过转录和翻译完成的，发生在个体发育过程中。【特别提醒】　(1)DNA复制只发生在细胞分裂间期，高度分化的细胞中不再发生。只要是活细胞(哺乳动物成熟红细胞等无核细胞除外)均可进行转录和翻译。(2)病毒的遗传信息传递都发生在寄主细胞内。2．基因与性状的关系(1)基因控制性状的方式：基因对性状的控制是通过控制蛋白质分子的合成实现的。基因控制性状需经过一系列步骤，有如下两种方式：①直接途径：基因蛋白质的结构细胞的结构生物性状，如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。②间接途径：基因酶或激素细胞的代谢生物性状，如白化病，豌豆的粒色及粒形的形成。(2)基因、染色体、蛋白质、性状的关系图解：【特别提醒】　对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体，线粒体和叶绿体也是基因的载体；对于原核细胞来说，拟核中的DNA分子或者质粒DNA均是裸露的，没有与蛋白质一起构成染色体。【变式演练4】中心法则的哪个过程不可以用如图模型表示（　　）A．DNA复制 B．转录 C．翻译 D．逆转录【分析】DNA与RNA在化学组成上的不同点在五碳糖和含氮碱基两方面：DNA的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是T；RNA的五碳糖是核糖，特有的碱基是U。【解答】解：DNA复制、转录、逆转录都存在A和T配对，G和C配对，中心法则的翻译过程碱基配对发生在mRNA密码子与tRNA的反密码子之间，只有A﹣U、G﹣C，没有碱基T。故选：C。【点评】本题结合图解，考查中心法则及其发展，要求考生识记中心法则的主要内容，掌握后人对其进行的补充和完善，能正确分析题图，再结合所学的知识准确答题。【变式演练5】如图为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述正确的是（　　）A．过程③导致镰刀型红细胞出现的根本原因是基因1发生了基因突变 B．镰刀型红细胞和正常红细胞中血红蛋白的主要差别是空间结构不同 C．X1和X2的主要区别是所含核苷酸种类不同 D．图中基因1和基因2控制性状的方式相同【分析】分析题图：图中①是转录过程，②是翻译过程，①②③④表示基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状，①②⑤过程是基因通过控制酶的合成控制细胞代谢，进而间接控制生物的性状．【解答】解：A、过程③导致镰刀型红细胞出现的根本原因是基因1发生了基因突变（碱基对的替换），A正确；B、镰刀型红细胞和正常红细胞中血红蛋白的主要差别是一个氨基酸的改变，B错误；C、X1和X2是不同基因转录形成的mRNA，它们所含核苷酸种类相同，两者的主要区别是所含核糖核苷酸的数目和排列顺序不同，C错误；D、图中基因1和基因2控制性状的方式不相同，基因1通过控制血红蛋白的结构直接控制生物性状，基因2通过控制酶的合成进而控制代谢活动，间接控制生物体的性状，D错误。故选：A。【点评】本题结合图解，考查基因、蛋白质与性状的关系，要求考生识记基因控制性状的两条途径，掌握遗传信息转录和翻译的过程，能正确分析题图，再结合图中信息准确判断各选项。【变式演练6】如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．白化病患者由于基因不正常，酪氨酸酶活性降低，而表现出白化症状 D．囊性纤维病和镰刀型细胞贫血症都可以体现基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状【分析】分析题图：图中为人体内基因对性状的控制过程，其中①是转录过程，②是翻译过程，③表示血红蛋白结构异常形成镰刀型红细胞，④表示血红蛋白结构正常形成正常红细胞，⑤表示酪氨酸在酪氨酸酶的作用下形成黑色素。【解答】解：A、图中①为血红蛋白基因和酪氨酸酶基因的转录过程，发生在细胞核中；②为翻译过程，场所是核糖体，A正确；B、镰刀型细胞贫血症致病的根本原因是基因突变（碱基对的替换），B正确；C、白化病患者由于基因不正常，酪氨酸酶不能合成，导致黑色素不能合成，而表现出白化症状，C错误；D、囊性纤维病和镰刀型细胞贫血症都可以体现基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，D正确。故选：C。【点评】本题结合图解，考查基因、蛋白质与性状的关系，要求考生识记基因控制性状的两条途径，能正确分析题图，再结合所学的知识准确判断各选项。