高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 基因指导蛋白质的合成精品精练

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4.1 基因指导蛋白质的合成
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教学目标
课程标准
目标解读
概述DNA分子的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成。
1. 概述遗传信息的转录和翻译过程。
2. 计算DNA碱基数目、RNA碱基数目与氨基酸数目之间的对应关系。
3. 阐明中心法则的具体内容，认同科学是不断发展的。
4. 基于地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码的事实，认同当今生物可能有着共同的起源。
教学重点
1. 遗传信息的转录和翻译过程。
2. 中心法则的具体内容。
教学难点
遗传信息的转录和翻译过程。

知识精讲


知识点01 遗传信息的转录与翻译

1.理解基因表达的概念
基因转录形成RNA产物（转录）以及mRNA被翻译为蛋白质产物（翻译）的过程都称为基因表达。
2.遗传信息的转录


3.遗传信息的翻译
真核细胞中mRNA合成后必须经加工成为成熟mRNA后才能离开细胞核，参与翻译过程。
（1）密码子和反密码子

①密码子存在于mRNA上，为相邻3个碱基组成，共有64种。决定氨基酸的密码子有61种；
特点：一种密码子只能决定1种氨基酸；
一种氨基酸可以由多种密码子来决定。称做简并；
终止密码子有3种，即：UAA、UAG、UGA，不决定氨基酸；（正常情况下，UGA是终止密码子；在特殊情况下， UGA编码硒代半胱氨酸。）
起始密码子有2种，即：AUG、GUG，决定具体氨基酸。AUG决定甲硫氨酸、GUG决定缬基酸；（在原核生物中，GUG编码甲硫氨酸）
通用性：对于所有生物都是通用的。
②反密码子，有61种，存在于tRNA上，能够特异性识别密码子，将所携带的氨基酸放在指定位置。
作用：一种反密码子只能识别并转运一种氨基酸。
特点：每种氨基酸可由1种或几种tRNA转运。
一种tRNA只能转运1种氨基酸。
碱基互补配对原则：A-U G-C C-G U-A

（2）遗传信息的翻译：RNA→蛋白质

①该过程起始于起始密码子，终止于终止密码子。
②该过程进行的碱基配对是A－U、G－C。
③核糖体在mRNA上以一个密码子(3个碱基)位置为单位移动。
④该过程需要条件有：模板mRNA、原料氨基酸、运载工具tRNA、场所核糖体，以及相关的酶和能量等。

（3）关于一个mRNA结合多个核糖体，同时合成多条肽链图示的几个问题说明

意义：细胞通过少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。
注：(1)核糖体在mRNA上移动的方向：从左向右(据上图)，判断依据是根据多肽链的长短，长的翻译在前。
(2)蛋白质合成的结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。
(3)图示中4个核糖体合成的4条多肽链因为模板mRNA相同，所以合成了4条相同的多肽链，而不是4个核糖体共同完成一条肽链的合成，也不是合成出4条不同的肽链。



知识点02 蛋白质中氨基酸数目与mRNA、DNA中碱基数目的关系
(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＝1/3 mRNA碱基数目＝1/6 DNA(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＝·a－18(－m)；若改为n个碱基对，则公式为·a－18(－m)。

知识点03 中心法则
中心法则：反映遗传信息的传递规律

可见，在遗传信息的流动过程中，DNA和RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，ATP为信息的流动提供能量。生命是物质、能量和信息的统一体。

能力拓展

考点01 DNA复制、转录和翻译的区别
1．DNA复制、转录和翻译的区别
（1）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分子片段的一条链
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ATP
酶
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
多种酶
产物
2个双链DNA
一个单链RNA
多肽链(或蛋白质)
产物去向
传递到2个子细胞或子代
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
（2）联系

2.理解遗传信息、DNA、mRNA等重要概念间的关系

3．遗传信息、密码子和反密码子的比较

遗传信息
密码子
反密码子
存在位置
DNA
mRNA
tRNA
含义
脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序
mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基
与密码子互补的三个碱基
生理作用
直接决定mRNA中碱基排列顺序，间接决定氨基酸的排列顺序
直接决定氨基酸的排列顺序
识别密码子
联系

①基因中的遗传信息是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的密码子及其顺序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
4.启动子、终止子与起始密码子、终止密码子的比较
①启动子与起始密码：
启动子是指基因结构中位于编码区上游的脱氧核苷酸序列，启动子中有RNA聚合酶结合位点，能够准确的识别转录的起始点并启动转录，有调控遗传信息表达的作用。启动子不止三个碱基对。
起始密码是指mRNA上的三个相邻的含氮碱基AUG、GUG，tRNA能够特异性识别它并开始搬运氨基酸，表明翻译开始。
②终止子与终止密码子：
终止子位于DNA上，是非编码区的脱氧核苷酸序列，它特殊的碱基排列顺序能够阻碍RNA聚合酶的移动，并使其从DNA模板链上脱离下来，从而使转录结束。
终止密码子位于mRNA上，共有三种：UAA、UAG、UGA。这三种密码子不是决定氨基酸的“无义密码”，而是表明肽链已经翻译完成。
【典例1】在遗传信息的传递过程中，一般不可能发生的是（）
A. 转录和翻译过程分别是在细胞核、细胞质中完成的
B. DNA复制、转录和翻译过程中都遵循碱基互补配对原则
C. DNA复制、转录和翻译的原料分别是脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸
D. DNA复制和转录都是以DNA的一条链为模板进行的
【答案】
D 
【解析】
【分析】
本题考查DNA的复制、遗传信息的转录和翻译，要求考生识记DNA复制、转录和翻译的过程、条件、场所及产物等基础知识，能结合所学的知识准确判断各选项，属于考纲识记层次的考查。
【解答】
A.真核生物基因表达，转录和翻译过程分别是在细胞核、细胞质中完成的，A正确；
B.DNA复制、转录和翻译过程中都遵循碱基互补配对原则，B正确；
C.DNA复制、转录和翻译的产物分别是DNA、RNA、蛋白质，所以原料分别是脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸，C正确；
D.A.DNA复制是以DNA的两条链为模板合成子代DNA分子，DNA转录是以DNA分子的一条链为模板合成RNA分子，D错误。
故选D。  

考点02 中心法则
（1）剖析中心法则
1）利用流程图分类剖析中心法则
①细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则为：


②烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则为：


③HIV等逆转录病毒的中心法则为：

（2）利用图示分类剖析中心法则

①图示中1、8为转录过程；2、5、9为翻译过程；3、10为DNA复制过程；4、6为RNA复制过程；7为逆转录过程。
②若甲、乙、丙为病毒，则甲为DNA病毒，如噬菌体；乙为RNA病毒，如烟草花叶病毒；丙为逆转录病毒，如HIV。
（3）中心法则五个过程的比较
过程
模板
原料
碱基互补
产物
实例
DNA复制
DNA→DNA
DNA的两条链
A、 T、C、G四种
脱氧核苷酸
A—T T—A
C—G G—C
DNA
绝大多数生物
DNA转录
DNA→RNA
DNA的一条链
A、 U、C、G四种
核糖核苷酸
A—UT—A C—G G—C
RNA
绝大多数生物
翻译
RNA→多肽
mRNA
20种氨基酸
A—U U—A
C—GG—C
多肽
所有生物(病毒依赖宿主细胞)
RNA复制
RNA→RNA
RNA
A、 U、C、G四种
核糖核苷酸
A—U U—A
C—G G—C
RNA
以RNA为遗传物质的生物
RNA逆转录RNA→DNA
RNA
A、 T、C、G四种
脱氧核苷酸
A—T U—A
C—G G—C
DNA
某些致癌病毒、HIV等
【典例1】 如图表示有关遗传信息传递的模拟实验。下列叙述错误的是（　　）

A. 若X是RNA，Y是DNA，则试管内可进行逆转录过程
B. 若X含CTTGTACAA，Y含有U，则试管内可进行RNA的复制过程
C. 若X与Y都是DNA，则试管内可进行DNA复制过程
D. 若X是mRNA，Y是蛋白质，则试管内可进行翻译过程
【答案】
B 
【解析】解：A、若X是RNA，Y是DNA，则试管内模拟的是逆转录过程，A正确；
B、若X是CTTGTACAA，即为DNA单链，Y含有U，即为RNA，则试管内模拟的是转录过程，B错误；
C、若X与Y都是DNA，则试管内模拟的是DNA的复制过程，C正确；
D、若X是mRNA，Y是蛋白质，则试管内模拟的是翻译过程，D正确。
故选：B。
中心法则：（1）遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；（2）遗传信息可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。
本题结合遗传信息传递的模拟实验装置图，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，能结合所学的知识准确判断各选项，属于考纲识记层次的考查。

分层提分


题组A 基础过关练
一、单项选择题
1. 下列关于中心法则的叙述，正确的是（）
A. 转录发生于细胞核，转录产物为 mRNA
B. DNA 聚合酶和 RNA 聚合酶的结合位点分别在 DNA 和 RNA 上
C. 基因控制蛋白质合成过程中，需要的原料有核糖核苷酸和氨基酸
D. 密码子的简并性有利于维持生物性状的相对稳定和提高转录的速度
【答案】
C 
【解析】
【分析】
本题主要考查中心法则相关知识，意在考查学生对知识的理解和识记能力。
【解答】
A.原核生物转录发生于细胞质基质，转录产物也可以是tRNA，A错误；
B.DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都在DNA上，B错误；
C.基因控制蛋白质合成过程中，需要的原料有核糖核苷酸和氨基酸，C正确；
D.密码子的简并性有利于维持生物性状的相对稳定，但不能提高转录的速度，D错误。
故选C。  
2. 下列有关生物体内基因表达过程的叙述，错误的是（）
A. HIV的基因表达过程涉及逆转录酶和RNA聚合酶
B. mRNA的密码子序列直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序
C. 转录和翻译的过程均涉及碱基互补配对
D. 密码子具有简并性，一种tRNA可携带多种氨基酸
【答案】
D 
【解析】
【分析】
本题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，能结合所学的知识准确判断各选项。
【解答】
A.HIV遗传信息的传递和表达过程涉及RNA的逆转录和DNA的转录过程，其中RNA的逆转录过程需要逆转录酶，DNA的转录需要R NA聚合酶的作用，A正确；
B.mRNA的密码子序列直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，B正确；
C.转录和翻译的过程均涉及碱基互补配对，C正确；
D.密码子具有简并性，一种tRNA只能识别转运一种氨基酸，D错误。
​故选D。  
3. 下图表示T2噬菌体侵染大肠杆菌后某些基因表达的部分过程。有关分析错误的是（）

A. 分子①②通常不同，分子③④合成结束时通常相同
B. 图中RNA聚合酶的合成发生在大肠杆菌的核糖体上
C. 分子①③合成过程中遵循的碱基互补配对方式相同
D. 图示过程形成的化学键有氢键、磷酸二酯键、肽键
【答案】
C 
【解析】
【分析】
本题以T2噬菌体侵染大肠杆菌后某些基因表达的部分过程考查转录和翻译相关知识，意在考查理解记忆知识及识图分析能力。
分析题图：图中表示转录和翻译过程，其中①②是转录形成的RNA，③④为核糖体翻译形成多肽。
【解答】
A.分子①②是由不同的基因转录合成的，一般不同；控制分子③④合成的模板mRNA相同，因此分子③④通常相同，A正确；
B.噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能合成RNA聚合酶，图中RNA聚合酶是在大肠杆菌的核糖体上合成的，B正确；
C.①过程是转录，碱基互补配对方式中有A-U、T-A、C-G、G-C；③过程是翻译, 碱基互补配对方式中有A-U、U-A、C-G、 G-C，因此二者配对方式不完全相同，C错误；
D.图中所示过程包括转录和翻译两个阶段，其中转录过程中有磷酸二酯键和氢键形成，翻译过程中有肽键形成，D正确。  
4. 如图表示真核细胞中核基因遗传信息的传递和表达过程，下列叙述正确的是（　　）

A. 甲、乙两图所示生理过程都需要解旋酶和DNA聚合酶
B. 甲、乙两图所示生理过程中，所需模板完全相同
C. 乙、丙两图表示的是核基因遗传信息的表达过程
D. 甲、乙、丙三图所示生理过程中，碱基配对情况相同
【答案】
C 
【解析】
【分析】
本题结合真核细胞中核基因遗传信息的传递和表达过程图解，考查DNA分子的复制、遗传信息的转录和翻译，要求考生识记DNA分子复制、遗传信息转录和翻译的过程、场所、条件及产物，能对三者进行比较，再结合所学的知识准确判断各选项。
图示为真核细胞中核基因遗传信息的传递和表达过程，其中甲为DNA分子的复制过程，其复制方式为半保留复制；乙表示转录过程；丙表示翻译过程。
【解答】
A、甲过程需要解旋酶和DNA聚合酶，乙过程需要RNA聚合酶，转录过程虽然需要解旋,但并不需要专门的解旋酶,而是RNA聚合酶的头部就兼具解旋的功能， A错误；
B、甲过程以DNA的两条链为模板，乙过程以DNA的其中一条链为模板，B错误；
C、乙、丙两图分别表示转录和翻译，分开进行，是核基因遗传信息的表达过程，C正确；
D、甲过程中的碱基配对方式为A-T、T-A、C-G、G-C，乙过程中的碱基配对方式为A-U、T-A、C-G、G-C，丙过程碱基配对方式是A-U，U-A，C-G，G-C可见三者的碱基配对情况不同，D错误。
故选C  
5. 下图表示某RNA病毒侵人宿主细胞后的增殖过程。下列说法正确的是（）
A. ①过程产生的子链与模板链的碱基排列顺序一样
B. ①②③过程中碱基配对的方式是不完全相同的
C. 该病毒的RNA不能直接作为翻译的模板
D. ②过程在该病毒的核糖体中进行
【答案】
C 
【解析】
【分析】
本题借遗传信息的传递和表达过程综合考查DNA复制、转录、翻译等相关知识，旨在考查学生把握知识间内在联系的能力。
【解答】
A.①过程产生的子链与模板链的碱基排列顺序是互补的，A错误；
B.①②③过程中的碱基配对都是从RNA到RNA，方式相同，B错误；
C.该病毒的-RNA需要复制为+RNA后，以+RNA为翻译的模板，C正确；
D.②是翻译，在宿主细胞的核糖体中进行，D错误。
6. 如图为遗传信息的表达示意图,下列叙述错误的是（）
​​​​​​​
A. 核糖体甲和乙合成的多肽链相同
B. 核糖体甲和乙沿①“从左向右”移动
C. ②所携带的氨基酸的密码子是UUA
D. ①的形成需要RNA聚合酶识别DNA分子中特定碱基序列
【答案】
C 
【解析】
【分析】
本题主要考查的是遗传信息的转录和翻译的相关知识，意在考查学生对基础知识的理解掌握，难度适中。
【解答】
A.据图可知，核糖体甲和乙是在同一条mRNA的指导下合成多肽链的，其合成的多肽链相同，A正确；
B.据图可知，核糖体甲和乙沿“从左向右”移动，B正确；
C.据图可知，所携带的氨基酸的密码子是AAU，C错误；
D.据图可知，​​​mRNA的形成需要RNA聚合酶识别DNA分子中特定碱基序列，D正确。
7. 已知某转运RNA（tRNA）一端的3个碱基顺序是GAU，它运载的是亮氨酸（亮氨酸的密码子是UUA、UUG、CUU、CUA、CUC、CUG），那么决定此亮氨酸的密码子是由DNA模板链上的哪个碱基序列转录而来的（）
A. GAT B. GAU C. CUA D. CAT
【答案】
A 
【解析】
【分析】
本题考查转录和翻译相关知识，理解密码子与反密码子碱基互补配对是解题的关键。
【解答】
据题意，转运RNA（tRNA）一端的3个碱基顺序是GAU（反密码子），它运载的是亮氨酸，根据密码子与反密码子碱基互补配对，亮氨酸的密码子为CUA，决定此亮氨酸的密码子是由DNA模板链上GAT碱基序列转录而来。综上，A正确，BCD错误。
故选A。  
8. 遗传信息、遗传密码子、基因分别是指（）
①肽链上氨基酸的排列顺序        ②DNA上脱氧核苷酸的排列顺序
③DNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基     ④信使RNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基
⑤转运RNA上一端的三个碱基          ⑥有遗传效应的DNA片段
A. ①③⑤ B. ②④⑥ C. ①②⑤ D. ③④⑤
【答案】
B 
【解析】
【分析】
​本题考查遗传信息、遗传密码子、基因的相关定义知识，要求考生根据相关知识进行分析作答。
【解答】
遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序；密码子是信使RNA上决定氨基酸的3个相邻的碱基；基因是具有遗传效应的DNA片段，综上所述，ACD错误，B正确。
故选B。  
9. 下图为tRNA的结构示意图，下列有关tRNA的说法中，正确的是（）

A. tRNA由DNA转录产生 B. tRNA不含氢键
C. tRNA中只含有构成反密码子的三个碱基 D. 生物体中的tRNA共有64种
【答案】
A 
【解析】
【分析】
本题考查转录和翻译的相关知识，考查学生的理解与记忆能力。
【解答】
A.RNA都是以DNA分子一条链为模板转录形成的，A正确；
B.tRNA中在双链区会通过碱基互补配对形成氢键，B错误；
C.tRNA是由多个核糖核苷酸构成的，每个核糖核苷酸中都含有一个碱基，所以一个tRNA分子中含有多个碱基，但只有下端的三个碱基构成反密码子，翻译时与mRNA上的密码子进行互补，C错误；
D.因为决定氨基酸的密码子共有61种，决定氨基酸的密码子与反密码子一一对应，3种终止密码没有tRNA与之对应，所以生物体中tRNA种类不是64种，D错误。  
10. 下图表示“探究三联体密码子确定所对应的氨基酸”的实验。在4支试管内各加入一种氨基酸和一种人工合成的尿嘧啶核苷酸，下列说法正确的是（）

A. 需向试管中加入除去DNA和mRNA的细胞提取液
B. 试管中必须含有RNA聚合酶、tRNA、ATP、核糖体等
C. 分析实验结果，明确了密码子UUU可以决定丝氨酸
D. 人工制成的CUCUCUCU－…可形成3种氨基酸构成的多肽链
【答案】
A 
【解析】
【分析】
本题考查翻译过程，理解密码子和翻译过程是解题的关键。
​【解答】
A.需向试管中加入除去DNA和mRNA的细胞提取液，以排除原有mRNA的干扰，A正确；
B.翻译不需要RNA聚合酶，B错误；
C.由于加入的是多聚尿嘧啶核苷酸作为翻译的模板，只有第三个试管合成多肽，故可以明确了密码子UUU可以决定苯丙氨酸，C错误；
D.人工制成的CUCUCUCU－…可形成２种氨基酸（CUC和UCU）构成的多肽链，D错误。  
二、填空题
11. 图1为艾滋病病毒(HIV)侵染人体淋巴细胞及其繁殖过程的示意图。请据图分析并回答(HIV是一种球形病毒,有蛋白质组成的外壳)：

(1)图中3表示病毒正在侵染淋巴细胞,进入淋巴细胞内的是病毒的______。 
(2)图中4～5的过程称为__________,该过程必须在__________酶的参与下完成。 
(3)图中6～7是形成病毒蛋白质的过程,该过程需要经过________和_________两步。 
(4)图2表示基因控制病毒蛋白质合成的过程,在DNA双链中________(填图中编号)链为转录链,遗传密码存在于________(填图中编号)上。从标出的碱基符号来看，图2所示的核酸片段共包含了_______种核苷酸。
【答案】
（1）RNA
（2）逆转录；逆转录
（3）转录；翻译
（4）②；③；8 
【解析】
【分析】
本题考查HIV侵染淋巴细胞及其繁殖过程的相关知识，考查学生的识图分析能力和对基础知识的理解与掌握。
【解答】
（1）图中3过程表示病毒正在侵染淋巴细胞，由图示可知，进入淋巴细胞内的是病毒的遗传物质RNA，因为HIV是RNA病毒。
（2）图中4～5的过程是指以HIV的RNA为模板形成DNA的过程，该过程称为逆转录，必须在逆转录酶的催化作用下才能完成。
（3)图中6～7是指逆转录形成的DNA插入了淋巴细胞的DNA分子中，然后再通过转录和翻译形成病毒的蛋白外壳，即形成病毒蛋白质的过程需要转录和翻译两个步骤。
（4）图2所示过程为转录和翻译过程，转录时按照碱基互补配对原则来进行，依据信使RNA的碱基序列，可以判断转录是以②链为模板进行的，遗传密码（密码子）存在于③链（信使RNA）上，从标出的碱基符号来看，图2所示的核酸片段共包含了8种核苷酸，即腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸。
故答案为：
（1）RNA
（2）逆转录；逆转录
（3）转录；翻译
（4）②；③；8  
12. 图甲表示真核生物细胞中染色体（DNA）在细胞核中进行的一些生理活动，图乙表示细胞质中进行的某重要生理活动。请据图回答下列问题：

（1）参与图甲①过程中DNA复制的酶主要有_______________________。若在图甲①的培养液中加入3H标记的胸腺嘧啶进行培养，则a、b中带有3H标记的是_______（填“a”或“b”或“a和b”）。
（2）图甲②所示的过程为遗传信息的__________过程。在有丝分裂期不能发生过程②，原因是____________________________________。
（3）图乙中，由图可知赖氨酸的密码子是__。研究发现，密码子UGA通常作为蛋白质合成的终止密码子，但当mRNA链UGA密码子后面出现一段特殊序列时，UGA便成为硒代半胱氨酸（Sec）的密码子，使Sec掺入到多肽链中去；某些古细菌以及包括哺乳动物在内的动物体中的Sec也都是由密码子UGA编码，这为达尔文的___________学说提供了证据。
（4）在遗传信息流动过程中，DNA、RNA是遗传信息的载体，_________是信息的表达产物，ATP为信息的流动提供__________，可见，生命是物质、能量和信息的统一体。
【答案】
（1）解旋酶、DNA聚合酶；a和b
（2）转录；分裂期染色体高度螺旋化，细胞核DNA不能解旋
（3）AAA；共同由来
（4）蛋白质；能量 
【解析】
【分析】
本题考查DNA分子复制、转录和翻译的相关知识，解题关键是学生的理解与掌握能力。
【解答】
（1）在DNA分子复制过程中，参与该过程的酶主要是解旋酶和DNA聚合酶。由于DNA分子复制是半保留复制，即每个子代DNA分子中都有上一代DNA的一条（母}链，也都有新合成的一条（子）链，所以a和b两个子代DNA分子中都含有3H。
（2）图中②所示的过程为遗传信息的转录过程，它是以DNA的一条链为模板进行的，在有丝分裂的分裂期不能发生过程②，是因为核DNA都已经形成了染色体，处于高度螺旋化状态，不能进行解旋。
（3）图乙中，运载赖氨酸的tRNA的反密码子为UUU，则它的密码子与之互补，为AAA。研究发现，密码子UGA通常作为蛋白质合成的终止密码子，但当mRNA链UGA密码子后面出现一段特殊序列时，UGA便成为硒代半胱氨酸（Sec）的密码子，使Sec掺入到多肽链中去；某些古细菌以及包括哺乳动物在内的动物体中的Sec也都是由密码子UGA编码，这为达尔文的共同由来学说（生物都是由共同祖先进化而来的）提供了证据。
（4）在遗传信息流动过程中，DNA、RNA是遗传信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，ATP为信息的流动提供能量，可见，生命是物质、能量和信息的统一体。
故答案为：
（1）解旋酶、DNA聚合酶；a和b
（2）转录；分裂期染色体高度螺旋化，细胞核DNA不能解旋
（3）AAA；共同由来
（4）蛋白质；能量  
13. 中心法则反映了生物体内遗传信息的传递过程，请结合图示回答问题：

（1）图1中，遗传信息传递过程中能发生碱基U-A配对的过程有_____________（填序号），若在人体的效应T细胞中，能发生的过程有____________（填序号）。
（2）已知某基因经②③过程产生的蛋白质中部分氨基酸序列为“-甘氨酸-亮氨酸-谷氨酸-半胱氨酸-缬氨酸-”，根据此序列及密码子表，能否推测出该基因的碱基排列序列？_______________。说明理由___________________________________________。
（3）研究发现HIV病毒结构中存在逆转录酶，请推测其感染T细胞后，会发生图1中的___________过程（填数字序号）。
（4）如图2所示，乙肝病毒感染肝细胞后，一般很难根除。请据图提出一种副作用尽可能小的治疗方案：_____________________________。
【答案】
（1）③④⑤；②③
（2）不能；因密码子具有简并性，根据氨基酸序列无法准确得知mRNA的碱基排列顺序
（3）②③④（或①②③④）
（4）寻找抑制③过程（或抑制①过程），而对其余过程无影响药物治疗 
【解析】
【分析】
本题考查转录和翻译、中心法则等相关知识，意在考查学生的识图和理解能力，准确判断题图序号代表含义是解题关键。
分析图1：①是DNA复制，②是转录，③是翻译，④是逆转录，⑤是RNA复制。
分析图2：①表示病毒DNA整合到人体染色体DNA上，②转录，③表示逆转录，④表示翻译。
【解答】
（1）遗传信息传递过程中能发生碱基U-A配对，说明是以RNA为模板进行的，图1过程中是以RNA为模板进行的有③翻译，④逆转录，⑤RNA复制。若在人体的效应 T细胞中，能发生的过程有②转录，③翻译。
（2）知道蛋白质中部分氨基酸序列并不能推测出该基因的碱基排列序列，因为密码子具有简并性，根据氨基酸序列无法准确得知mRNA的碱基排列顺序，故无法推测基因的碱基排列序列。
（3）HIV病毒结构中存在逆转录酶，故其感染T细胞后，会发生图1中的④逆转录，①DNA复制，②转录和③翻译。
（4）如图2所示，乙肝病毒感染肝细胞后，会将自身DNA整合于人体核DNA分子中，故一般很难根除。在宿主细胞内，只有③逆转录过程是乙肝病毒特有的过程，所以只要寻找抑制③过程（或抑制①过程），而对其余过程无影响药物治疗。
故答案应为：
（1）③④⑤；②③
（2）不能；因密码子具有简并性，根据氨基酸序列无法准确得知mRNA的碱基排列顺序
（3）②③④（或①②③④）
（4）寻找抑制③过程（或抑制①过程），而对其余过程无影响药物治疗  

题组B 能力提升练
一、单项选择题
1. T细胞内HIV的遗传物质RNA不能直接翻译成蛋白质；结核杆菌可以边转录边翻译出蛋白质；酵母菌的mRNA从核孔出来之后才能翻译成蛋白质。下列有关上述材料的叙述，错误的是（）
A. 不同生物的mRNA的基本组成单位相同
B. 细菌中蛋白质的合成可以在拟核区进行
C. 以上三种生物的遗传信息的传递遵循的中心法则各不相同
D. 碱基序列相同的DNA分子控制合成的蛋白质可能不同
【答案】
C 
【解析】
【分析】
本题主要考查不同生物的基因的表达，考查学生的理解能力和综合运用能力。
【解答】
A.不同生物的mRNA的基本组成单位相同，都是核糖核苷酸，A正确；
B.细菌中蛋白质的合成可以在拟核区进行，B正确；
C.酵母菌、结核杄菌的基因表达都要经过转录和翻译过程，这两种生物的遗传信息的传递遵循的中心法则相同，而HIV的遗传物质RNA需要先经过逆转录合成DNA，再经过转录和翻译过程才能合成蛋白质，C错误；
D.在不同生物或同种生物的不同细胞中，碱基序列相同的DNA分子上的基因的表达情况可能不同，合成的mRNA也可能不同，控制合成的蛋白质也就可能不同，D正确。
故选C。  
2. 蜱传脑炎病毒(TBEV)又名森林脑炎病毒,其基因组为单股正链RNA(+RNA),可经蜱虫叮咬传播至宿主细胞,其增殖过程如图所示。下列相关叙述不合理的是（）
​​​​​​​
A. TBEV的遗传信息和密码子均位于+RNA中
B. 在RNA聚合酶的作用下,TBEV利用自身的原料合成+RNA
C. 过程遵循的碱基互补配对方式是相同的
D. TBEV与HIV虽然均为RNA病毒,但是二者遗传信息的传递途径是不同的
【答案】
B 
【解析】
【分析】
【分析】
​本题主要考查基因表达和中心法则的相关知识，旨在考查学生对知识的识记能力
【解答】
A.蜱传脑炎病毒(TBEV)的基因组为单股正链 RNA(+RNA)，+RNA 不仅是遗传物质，还作为翻译的模板，因此TBEV 的遗传信息和密码子均位于+RNA中，A说法合理;
B.在RNA聚合酶的作用下TBEV利用宿主细胞中的原料合成+RNA，B说法不合理;
C.过程①②表示 RNA 复制，③④表示翻译，遵循的碱基互补配对方式是相同的，C说法合理;
D.HIV 是逆转录病毒，其传信息的传递途径与TBEV不同，D说法合理。
3. 丙肝病毒(HCV)是一种+RNA病毒，即以注入宿主细胞的病毒RNA为模板直接翻译出蛋白质。用于治疗丙肝的新药索非布韦是一种尿嘧啶类似物，能够抑制依赖RNA的RNA聚合酶(NS5B)合成病毒RNA。根据以上材料，下列说法不正确的是（）
A. 人体中含有能识别HCV的受体蛋白基因并在肝细胞中可以表达
B. 若HCV的+RNA含有m个胞嘧啶，则获得子代病毒的RNA至少需要m个鸟嘌呤
C. NS5B可能无法区分参与到病毒RNA合成过程中的索非布韦与尿嘧啶
D. 病毒RNA在宿主细胞中能合成自身的蛋白质依赖于密码子的通用性
【答案】
B 
【解析】
【分析】
本题考查病毒和中心法则，意在考查学生识记所学知识要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络的能力，同时获取题干信息准确答题。
【解答】
A.据题干信息可知，HCV可以侵入人体的肝细胞，故推测人体中含有能识别HCV的受体蛋白基因并在肝细胞中可以表达，A正确；
B.+RNA含有m个胞嘧啶C，则根据碱基互补配对得到的子代RNA对应需要m个G，但在RNA中也存在G，故得到的子代病毒RNA中含有的鸟嘌呤G至少为m＋“+RNA”中的G，B错误；
C.据题干信息可知索非布韦是一种尿嘧啶类似物，故NS5B可能无法区分参与到病毒RNA合成过程中的索非布韦与尿嘧啶，C正确；
D.密码子的通用性使得病毒RNA在宿主细胞中能合成自身的蛋白质，D正确  
4. 下列叙述错误的有几项（）
①赫尔希和蔡斯的实验表明：T2噬菌体的DNA是遗传物质
②人、噬菌体、烟草花叶病毒及根瘤菌中构成遗传物质的核苷酸分别有8、4、4、8种
③mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子
④叶绿体和线粒体中可完成中心法则的部分过程
⑤赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用含32P的培养基培养一段时间带上标记的
⑥核苷酸序列不同的基因可能表达出相同的蛋白质
A. 两项 B. 三项 C. 四项 D. 五项
【答案】
B 
【解析】
【分析】
本题考查中心法则、遗传信息的转录和翻译等相关知识，旨在考查学生对知识的识记能力。
【解答】
①赫尔希和蔡斯实验证明了子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的，DNA才是真正的遗传物质，①正确；
②人、噬菌体、烟草花叶病毒及根瘤菌中构成遗传物质的核苷酸均有4种，②错误；
③在mRNA上有终止密码子，终止密码子不决定氨基酸，因此不能在tRNA上找到相对应的反密码子，③错误；
④叶绿体和线粒体中含有核糖体，少量DNA和RNA，可完成中心法则的部分过程，④正确；
⑤T​​​​​​​2噬菌体营寄生生活，需用标记的大肠细菌来标记噬菌体，⑤错误；
⑥由于密码子具有简并性，故核苷酸序列不同的基因可能表达出相同的蛋白质，⑥正确。
综上所述，B正确，ACD错误。  
5. 同义密码子（编码相同氨基酸的密码子）的使用频率在物种间和物种内均不同，称为密码子使用偏好性。有研究表明，在酵母菌基因表达过程中，48%的精氨酸由密码子AGA确定，而其余五种编码精氨酸的同义密码子（CGU、CGC、CGA、CGG、AGG）则以较低的大致相等的频率被使用。下列有关说法正确的是（）
A. 酵母菌基因中的磷酸和脱氧核糖形成的序列蕴藏着遗传信息
B. 由精氨酸密码子使用偏好性推测，密码子偏好性可能会影响翻译的效率
C. 遗传信息可以从基因流向密码子，也可以从密码子流向反密码子
D. 所有氨基酸都存在多个同义密码子，有利于减少有害突变
【答案】
B 
【解析】
【分析】
本题以密码子使用偏好性为情境，考查基因的结构、遗传信息的传递以及基因表达等知识内容，意在考查学生的识记能力和判断能力，难度不大。
【解答】
A.基因是具有遗传效应的DNA片段，DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接形成的基本骨架排列在外侧，排列在内侧的碱基对的排列顺序蕴藏了大量的遗传信息，A项错误；
B.当某种氨基酸使用频率高时，不同的密码子编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度，密码子使用偏好性可能会影响翻译的效率，B项正确；
C.在中心法则中，细胞生物的遗传信息可以通过DNA复制由DNA流向DNA，通过转录由DNA流向RNA，通过翻译由mRNA流向蛋白质，而密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上，遗传信息不能从mRNA流向tRNA，C项错误；
D.密码子的简并性可以减少有害突变，但不是所有的氨基酸都有同义密码子，如甲硫氨酸，D项错误。
故选B。  
6. 科学家从蝙蝠体内发现一种单链RNA病毒（非逆转录病毒），该病毒的遗传物质可直接作为合成蛋白质的模板，进一步研究发现该病毒的囊膜是其离开蝙蝠的细胞时“顺走”的一部分细胞膜。下列推理或叙述不合理的是（）
A. 该病毒增殖时产生的RNA都可作为该病毒的遗传物质
B. 该病毒的囊膜的主要功能可能是帮助病毒进入宿主细胞
C. 该病毒的遗传物质上有能与tRNA发生碱基互补配对的密码子
D. 该病毒的RNA中应该有控制RNA复制酶合成的碱基序列
【答案】
A 
【解析】
【分析】
本题考查病毒的增殖、翻译等相关知识，意在考查基础知识的理解和获取信息能力。
【解答】
A.据题意，从蝙蝠体内发现一种单链RNA病毒（非逆转录病毒），该病毒的遗传物质可直接作为合成蛋白质的模板，该病毒在宿主细胞内进行RNA复制，获得的RNA再经过复制一次可作为该病毒的遗传物质，A错误；
B.该病毒的囊膜的主要功能可能是帮助病毒进入宿主细胞，B正确；
C.该病毒的遗传物质可直接作为合成蛋白质的模板，故该病毒的遗传物质上有能与tRNA发生碱基互补配对的密码子，C正确；
D.该病毒的RNA中应该有控制RNA复制酶合成的碱基序列，D正确。
​​​​​​​故选A。  
7. 丙肝病毒(HCV)是一种+RNA病毒，即以注入宿主细胞的病毒RNA为模板直接翻译出蛋白质。用于治疗丙肝的新药索非布韦是一种尿嘧啶类似物，能够抑制依赖RNA的RNA聚合酶(NS5B)合成病毒RNA。根据以上材料，下列说法不正确的是（）
A. 人体中含有能识别HCV的受体蛋白基因并在肝细胞中可以表达
B. 若HCV的+RNA含有m个胞嘧啶，则获得子代病毒内的RNA过程中至少需要m个鸟嘌呤
C. NS5B可能无法区分参与到病毒RNA合成过程中的索非布韦与尿嘧啶
D. 病毒RNA在宿主细胞中能合成自身的蛋白质依赖于密码子的通用性
【答案】
B 
【解析】
【分析】
本题考查病毒和中心法则，意在考查学生识记所学知识要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络的能力，同时获取题干信息准确答题。
【解答】
A.据题干信息可知，HCV可以侵入人体的肝细胞，故推测人体中含有能识别HCV的受体蛋白基因并在肝细胞中可以表达，A正确；
B.+RNA含有m个胞嘧啶C，则根据碱基互补配对得到的子代RNA对应需要m个G，但在RNA中也存在G，故得到的子代病毒RNA中含有的鸟嘌呤G至少为m＋“+RNA”中的G，B错误；
C.据题干信息可知索非布韦是一种尿嘧啶类似物，故NS5B可能无法区分参与到病毒RNA合成过程中的索非布韦与尿嘧啶，C正确；
D.密码子的通用性使得病毒RNA在宿主细胞中能合成自身的蛋白质，D正确  
8. 肉瘤病毒逆转录出双链DNA分子，整合到宿主细胞的染色体DNA中，成为原病毒DNA，通过宿主细胞的有丝分裂，把原病毒DNA传递给子细胞。同时，也合成病毒的RNA和相关蛋白以组装成新的肉瘤病毒。下列说法错误的是（）
A. 肉瘤病毒RNA的合成不会发生在有丝分裂的分裂期
B. 原病毒DNA可控制蛋白质合成说明其具有起始密码子和终止密码子
C. 宿主细胞和病毒的蛋白质合成过程都需要3种RNA参与
D. 病毒RNA和相关蛋白质合成过程中碱基配对方式不完全相同
【答案】
B 
【解析】
【分析】
本题考查病毒的相关知识，要求考生识记病毒的结构，明确病毒增殖过程，再结合所学的知识准确答题。
【解答】
A.有丝分裂的分裂期中DNA和蛋白质形成染色体，高度螺旋化，不进行DNA的复制和转录，故肉瘤病毒RNA的合成不会发生在有丝分裂的分裂期，A正确；
B.起始密码子和终止密码子存在于mRNA上，不在DNA上，B错误；
C.宿主细胞和病毒的蛋白质合成过程都需要3种RNA（即tRNA运输氨基酸，rRNA和蛋白质组成核糖体，mRNA作为翻译模板）参与，C正确；
D.病毒RNA合成是RNA于DNA配对，即存在A-T，U-A，G-C，C-G；蛋白质合成是mRNA和tRNA配对，碱基配对方式是A-U，U-A，G-C，C-G，故病毒RNA和相关蛋白质合成过程中碱基配对方式不完全相同，D正确。
​​​​​​​故选B。  
9. 近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割（见图）。错误的是( )
A. Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成
B. 向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则
C. 向导RNA可在逆转录酶催化下合成
D. 若α链剪切点附近序列为……TCCACAATC……，则相应的识别序列为……UCCACAAUC……
【答案】
C 
【解析】
【分析】
本题考查了基因表达的相关知识，意在考查学生的理解和应用所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。
【解答】
A.核糖体是蛋白质的合成场所，故Cas9蛋白质由相应基因指导在核糖体中合成，A正确；
B.向导RNA中的双链区碱基对间遵循碱基配对原则，B正确；
C.向导RNA可通过转录形成，逆转录酶以RNA为模板合成DNA，C错误；
D.根据碱基互补配对原则，若α链剪切位点附近序列为…TCCACAATC…，UCCACAAUC…，D正确。
故选C。
二、填空题
10. 广西、广东地区高发的β-地中海贫血症属于常染色体遗传病。研究发现，由于正常基因A突变成致病基因a，患者的β-珠蛋白（血红蛋白的组成部分）合成受阻（见图甲，AUG、UAG分别为起始密码子和终止密码子）。请据图分析并回答下列问题。

（1）图甲中过程①所需的酶是______，过程②在细胞质的______内进行。导致过程①与过程②在时间和场所上不连续的结构基础是______的存在。
（2）分析图甲可知，由正常基因A突变成致病基因a，只是改变了DNA模板链上的一个碱基的______而导致的，即由______。
（3）若异常mRNA进行翻译产生了异常β-珠蛋白，则该异常β-珠蛋白比正常珠蛋白分子量要______。
（4）事实上，基因型aa患者体内并没有发现上述异常蛋白，这是因为细胞里出现的异常mRNA被SURF复合物识别并发生了降解（见图乙）。

除SURF复合物外，科学家还发现了具有类似作用的其他复合物，他们被统称为“mRNA监视系统”。这种“mRNA监视系统”既可以阻止______（填过程）产生一些具有潜在危害的蛋白质的表达，从而保护自身机体，又可以减少______。
【答案】
（1）RNA聚合酶；核糖体；核膜
（2）替换；G→A
（3）小
（4）翻译；细胞内物质和能量的浪费 
【解析】
【分析】
本题考查了遗传信息的转录和翻译，以及基因突变的有关知识，对于基因突变的概念、转录和翻译过程、基因对性状的控制的理解把握知识点间的内在联系是本解题的关键，分析题干和题图获取信息，并利用相关信息和所学知识点进行推理的能力是本题考查的重点。
分析图解可知，图甲中，过程①表示遗传信息的转录，过程②表示翻译。图中看出，基因突变后，密码子变成了终止密码子，因此会导致合成的肽链缩短。
【解答】
（1）分析图解可知，甲图中过程①表示转录，转录过程需要RNA聚合酶；过程②表示翻译，翻译发生在核糖体上。导致过程①与过程②在时间和场所上不连续的结构基础是核膜的存在。
（2）图甲中看出，正常基因A发生了碱基对的替换，即由 G→A，突变成β-地中海贫血症基因a。
（3）图中看出，替换后的部位转录形成的密码子为UAG，该密码子为终止密码子。因此若异常mRNA进行翻译产生了异常β-珠蛋白，则该异常β-珠蛋白与正常β-珠蛋白相比相对分子质量要小。
（4）除SURF复合物外，科学家还发现了具有类似作用的其他复合物，他们被统称为mRNA监视系统。这种mRNA监视系统可以通过阻止翻译过程从而阻止异常蛋白质的形成，从而保护自身机体，又可以减少 细胞内物质和能量的浪费。  
11. 请回答下列有关遗传信息传递的问题:
(1) 为研究某病毒的致病过程,某实验小组在实验室做了如下图所示的模拟实验。

①病毒中分离得到物质A。已知物质A是单链的生物大分子,其部分碱基序列为—GAACAUGUU—。将物质A加入试管甲中,反应后得到产物X。经测定,产物X的部分碱基序列是—CTTGTACAA—,则试管甲中模拟的是____过程。 
②将提纯的产物X加入试管乙,反应后得到产物Y。产物Y是能与核糖体结合的单链大分子,则产物Y是____,试管乙中模拟的是____过程。 
(2) 若该病毒感染了小鼠上皮细胞,则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自________,而决定该化合物合成的遗传信息来自________。
【答案】
(1)①逆转录　
②mRNA　转录　
(2)小鼠上皮细胞　病毒RNA(物质A) 
【解析】(1)①A是单链的生物大分子,且含有碱基U,应为RNA分子;产物X含有碱基T,应为DNA分子。因此,试管甲中模拟的是以RNA为模板合成DNA的逆转录过程。
②产物X为DNA分子;产物Y能与核糖体结合,为mRNA分子。因此试管乙模拟的是以DNA为模板合成mRNA的转录过程。
(2)病毒侵染小鼠上皮细胞后,以自身的RNA(物质A)为模板控制子代病毒的合成,而合成子代病毒所需的原料均由小鼠上皮细胞提供。
12. 2015年11月16日，北京大学生命科学学院的谢灿课题组在《Nature Material》杂志上发表了生物感磁研究领域的一项突破性成果。谢灿课题组提出了一个基于蛋白质的生物指南针模型（biocompass model）。该模型认为，家鸽视网膜细胞中的铁结合蛋白作为磁感应受体（MagR），MagR通过线性多聚化组装，与感光蛋白（Cry）形成一个棒状蛋白质复合物（Magnetosensor），Magnetosensor就像一个小磁棒一样有南北极，从而实现“光磁耦合”（图1、图2）。编码MagR的基因为M，编码Cry的基因为C。M和C基因在家鸽的视网膜细胞中共同表达。请回答：

           图1                                                         图2
(1) 在视网膜细胞的细胞核中，M基因转录出mRNA，mRNA通过核孔进入细胞质，在核糖体上翻译出蛋白质。
（1）M基因的mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫做密码子。密码子的特点有哪些？它们的含义分别是什么？（答出2点即可）
①____________：_______________________________________________________________；
②____________：_______________________________________________________________。
（2）家鸽的视网膜细胞中某些tRNA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3所示的配对方式（Gly表示甘氨酸）。图3中配对方式的意义是________________________________________________________________。

图3
（3）下列有关MagR合成的叙述，正确的有___________（填序号）。
①MagR合成通常从起始密码子开始到终止密码子结束
②携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的两个tRNA结合位点
③携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合
④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
(2) 家鸽的铁结合蛋白是细胞内储存多余Fe3＋的蛋白，铁结合蛋白合成的调节与游离Fe3＋、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁结合蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁结合蛋白合成。Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白与Fe3＋结合，丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁结合蛋白mRNA一端结合，沿mRNA移动，遇到起始密码后开始翻译（下图）。

（1）据图分析可知，家鸽细胞中Fe3＋浓度低时，铁结合蛋白合成的调节过程为______________________________________________________。
（2）铁结合蛋白合成调节机制的意义有_____________________________（答出2点即可）。
(3) 如果家鸽的M、C基因失去功能：
（1）请从分子和个体水平推测家鸽可能发生的变化。
（2）请设计实验验证你的推测，要求写出实验思路。
(4) 谢灿课题组近期研究表明，家鸽C基因指导合成的Cry使家鸽具有感受光刺激的“导航”功能；M基因指导合成的MagR通过与Cry形成Magnetosensor，使家鸽具有感受磁刺激的“导航”功能。现有纯合的可感受光、磁刺激的雌、雄家鸽，隐性纯合雌、雄家鸽。请设计杂交实验，确定M和C基因与染色体的位置关系。现已经确定M和C基因均不在W染色体和线粒体DNA上，要求写出：
①杂交实验方案；
②预期实验结果及结论。
【答案】
【小题1】
（1）①简并性；有些氨基酸有多个密码子与其相对应；②通用性；几乎所有生物都共用一套密码子。
（2）提高容错性，生命通过有效的机制维护其稳定，保证在复杂变化环境中稳定生存
（3）①②④
【小题2】
（1）铁调节蛋白与铁应答元件结合，干扰核糖体与铁结合蛋白mRNA一端结合，铁结合蛋白翻译过程停止
（2）减少Fe3＋对细胞的毒害作用；减少细胞物质与能量的浪费
【小题3】
（1）无法合成有功能的Magnetosensor；导致家鸽无法“导航”，失去方向感
（2）基因敲除法，即敲除家鸽的M和C基因。
组别1：敲除M基因；
组别2：敲除C基因；
组别3：同时敲除M基因和C基因；
组别4：不敲除基因。
在同一条件下放飞4组家鸽，观察它们的定向运动能力；
分别测定4组家鸽视网膜细胞中是否有Magnetosensor；
实验要重复多次，确保可重复性。
【小题4】
方案一：
①选择纯合的可感受光、磁刺激的雌家鸽与隐性纯合雄家鸽杂交，得到F1；观察F1家鸽的表现型。将F1雌雄家鸽自由交配，得到F2；观察F2家鸽的表现型，统计并计算其表现型比例。
②实验结果和结论：
F2表现型及比例
实验结论
感磁
感光
无方向感
M基因位置
C基因位置
9
3
4
常染色体
常染色体，与M不连锁
3
0
1
常染色体
常染色体，与M连锁
1
0
1
Z染色体
Z染色体
3
1
4
常染色体
Z染色体
3
3
2
Z染色体
常染色体
方案二：①选择纯合的可感受光、磁刺激的雄家鸽与隐性纯合雌家鸽杂交，得到F1；观察F1家鸽的表现型。将F1雌雄家鸽自由交配，得到F2。观察F2家鸽的表现型，统计并计算其表现型比例。
②实验结果和结论：
F2表现型及比例
实验结论
感磁
感光
无方向感
M基因位置
C基因位置
9
3
4
常染色体
常染色体，与M不连锁
3
0
1
常染色体
常染色体，与M连锁
1
0
1
Z染色体
Z染色体
9
3（♂）
4
常染色体
Z染色体
9
3（♀）
4
Z染色体
常染色体
【解析】
1. 【分析】
本题考查密码子和反密码子，翻译等的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力。
【解答】
（1）密码子的特点有①简并性；有些氨基酸有多个密码子与其相对应；②通用性；几乎所有生物都共用一套密码子。
（2）由图分析，图3中配对方式的意义是提高容错性，生命通过有效的机制维护其稳定，保证在复杂变化环境中稳定生存。
（3）①MagR合成通常从起始密码子开始到终止密码子结束，①正确；
②携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的两个tRNA结合位点，②正确；
③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，③错误；
④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，④正确。
综上可知，①②④，③错误。
2. 【分析】
本题考查翻译等的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力。
【解答】
（1）据图分析可知，家鸽细胞中Fe3＋浓度低时，铁结合蛋白合成的调节过程为铁调节蛋白与铁应答元件结合，干扰核糖体与铁结合蛋白mRNA一端结合，铁结合蛋白翻译过程停止。
（2）铁结合蛋白合成调节机制的意义有①减少Fe3＋对细胞的毒害作用；②减少细胞物质与能量的浪费。
3. 【分析】
本题考查实验设计等的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力。
【解答】
（1）编码MagR的基因为M，编码Cry的基因为C。M和C基因在家鸽的视网膜细胞中共同表达。如果家鸽的M、C基因失去功能，则无法合成有功能的Magnetosensor；导致家鸽无法“导航”，失去方向感。
（2）由题意，设计实验如下：
采用基因敲除法，即敲除家鸽的M和C基因。
组别1：敲除M基因；
组别2：敲除C基因；
组别3：同时敲除M基因和C基因；
组别4：不敲除基因。
在同一条件下放飞4组家鸽，观察它们的定向运动能力；
分别测定4组家鸽视网膜细胞中是否有Magnetosensor；
实验要重复多次，确保可重复性。
4. 【分析】
本题考查基因在染色体位置上的实验设计等相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力。
【解答】
由题意可知，M和C基因均不在W染色体和线粒体DNA上，则可能在常染色体或Z染色体上，设计思路如下：
方案一：
①选择纯合的可感受光、磁刺激的雌家鸽与隐性纯合雄家鸽杂交，得到F1；观察F1家鸽的表现型。将F1雌雄家鸽自由交配，得到F2；观察F2家鸽的表现型，统计并计算其表现型比例。
​​​​​​​②实验结果和结论：
F2表现型及比例
实验结论
感磁
感光
无方向感
M基因位置
C基因位置
9
3
4
常染色体
常染色体，与M不连锁
3
0
1
常染色体
常染色体，与M连锁
1
0
1
Z染色体
Z染色体
3
1
4
常染色体
Z染色体
3
3
2
Z染色体
常染色体
方案二：①选择纯合的可感受光、磁刺激的雄家鸽与隐性纯合雌家鸽杂交，得到F1；观察F1家鸽的表现型。将F1雌雄家鸽自由交配，得到F2。观察F2家鸽的表现型，统计并计算其表现型比例。
②实验结果和结论：
F2表现型及比例
实验结论
感磁
感光
无方向感
M基因位置
C基因位置
9
3
4
常染色体
常染色体，与M不连锁
3
0
1
常染色体
常染色体，与M连锁
1
0
1
Z染色体
Z染色体
9
3（♂）
4
常染色体
Z染色体
9
3（♀）
4
Z染色体
常染色体

题组C 培优拔尖练
一、单项选择题
1. 秋水仙素的结构与核酸中的碱基相似，可渗入到基因中去；秋水仙素还能插入到DNA的碱基对之间，导致DNA不能与RNA聚合酶结合。据此推测，秋水仙素作用于细胞后不会引发的结果是（　　）
A. DNA分子在复制时碱基对错误导致基因突变
B. 转录受阻导致基因中的遗传信息不能流向RNA
C. DNA分子双螺旋结构局部解旋导致稳定性降低
D. 转运RNA错误识别氨基酸导致蛋白质结构改变
【答案】
D 
【解析】
【解答】
A、根据“秋水仙素的结构与核酸中的碱基相似，可渗入到基因中去”分析可知，DNA分子在复制时碱基对错误导致基因突变，A正确；
B、根据“秋水仙素还能插入到DNA的碱基对之间，导致DNA不能与RNA聚合酶结合”分析可知，转录受阻导致基因中的遗传信息不能流向RNA，B正确；
C、根据“秋水仙素的结构与核酸中的碱基相似，可渗入到基因中去”可知，DNA分子双螺旋结构局部解旋导致稳定性降低，C正确；
D、根据题干不能推测出，转运RNA错误识别氨基酸导致蛋白质结构改变，D错误。
故选D。
【分析】
分析题干可知，秋水仙素的结构与核酸中的碱基相似，可渗入到基因中去，会引起DNA分子在复制时碱基对错误，导致基因突变；秋水仙素还能插入到DNA的碱基对之间，导致DNA不能与RNA聚合酶结合，会阻碍转录过程，使基因中的遗传信息不能流向RNA。
本题结合材料，考查DNA的复制和转录，意在考查考生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论能力。  
2. 下列关于遗传信息的传递和表达的叙述，正确的是（    ）
A. 遗传密码由DNA传递到RNA，再由RNA决定蛋白质
B. 多肽合成结束，核糖体脱离mRNA并迅速降解为RNA和蛋白质
C. DNA一条链上的G变成A，复制n次后有1/2的DNA发生了突变
D. 发生基因突变的DNA复制后，子代DNA中嘌呤核苷酸的比例改变
【答案】
C 
【解析】
【分析】
1、翻译是指以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程，翻译过程：mRNA进入细胞质，与核糖体结合，携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配，进入位点1，携带某氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2，甲硫氨酸通过与某氨基酸形成肽键而转移到占据位点2的tRNA上，核糖体读取下一个密码子，原占据位点1的tRNA离开核糖体，占据位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成，重复上述步骤，直到核糖体读取到mRNA的终止密码。
2、子代DNA分子其中的一条链来自亲代DNA ，另一条链是新合成的，这种方式称半保留复制。
3、基因突变是指DNA分子中碱基对的增加、缺失或改变，从而引起基因结构的改变。
【详解】
A、遗传密码在mRNA上，不在DNA上，不能由DNA传给RNA，A错误；
B、核糖体遇到 mRNA 的终止密码子，多肽合成结束，核糖体脱离 mRNA 并进入下一个循环，B错误；
C、DNA分子复制是半保留复制，一条链突变了，另一条链没有突变，所以无论复制多少次总是一半突变，一半没有突变，C正确；
D、一个DNA分子中嘌呤碱基数目等于嘧啶碱基数目，基因突变是碱基对的增添、缺失或者改变，因此发生基因突变的DNA复制后，子代DNA中嘌呤核苷酸的比例不变，还是一半，D错误。
故选C。  
3. 某DNA上的M基因编码含65个氨基酸的一条肽链。 该基因发生缺失突变，使mRNA减少了一个AUA碱基序列，表达的肽链含64个氨基酸。以下说法正确的是（　　）
A. 在突变基因表达时，翻译过程最多涉及到62种密码子
B. M基因突变后，参与基因复制的嘌呤核苷酸比例会上升
C. 突变前后编码的两条多肽链中，最多有1个氨基酸不同
D. 与原M基因相比，突变后的M基因热稳定性有所下降
【答案】
A 
【解析】
【分析】
本题考查基因突变、遗传信息的转录和翻译，要求考生识记基因突变的概念、特点及意义；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，能结合所学的知识准确判断各选项。
【解答】
A、在突变基因的表达过程中，一般最多需要61种tRNA参与转运氨基酸，还有三种终止密码子，但是只要遇到其中一种即可终止，故最多涉及到62种密码子，A正确；
B、M基因突变后，使mRNA减少了一个AUA碱基序列，根据碱基互补原则，因而参与基因复制的嘧啶核苷酸数量减少，但由于嘌呤和嘧啶配对，均为50%，突变前后此比例不会发生变化，故嘌呤核苷酸比例不变，B错误；
C、某DNA上的M基因编码含65个氨基酸的一条肽链，由于mRNA只减少了一个AUA碱基序列，仍编码一条64个氨基酸的肽链；如果减少的三个碱基分属于两个密码子，则突变前后编码的这条肽链，可能有2个氨基酸不同，C错误；
D、mRNA与DNA配对，mRNA上的AUA对应该基因中减少的序列为TAT，AT碱基之间只有两个氢键，GC之间三个氢键，基因发生缺失突变后AT碱基比例下降，GC相对上升，氢键越多结构越稳定，热稳定性越高，D错误。  
4. 水稻核基因hw（t）表达的蛋白参与光合作用，该基因发生了单碱基替换，导致表达的蛋白减少251个氨基酸。已知突变使mRNA发生改变的碱基在图所示区域内（终止密码：UAA、UAG或UGA）下列说法正确的是（　　）

A. hw（t）基因编码的蛋白通过被动运输进入叶绿体
B. 碱基替换只可能发生在第257号核苷酸位置
C. 突变后参与基因转录的嘌呤核苷酸比例降低
D. 突变前基因表达的蛋白共含有336个氨基酸
【答案】
D 
【解析】
【分析】
本题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，能根据题中信息准确判断各选项，属于考纲识记和理解层次的考查。
分析题文及题图：单碱基替换后，表达的蛋白质减少251个氨基酸，说明替换位点的密码子变成了终止密码子（终止密码子为UAA、UAG或UGA），且突变使mRNA发生改变的碱基在图所示区域内，则碱基替换发生在第257或第258号核苷酸位置。
【解析】
A.蛋白质属于大分子物质，其运输方式是胞吞或胞吐，A错误；
B.单碱基替换后，表达的蛋白质减少251个氨基酸，说明替换位点的密码子变成了终止密码子，但碱基替换不一定发生在第257号核苷酸位置，也有可能是发生在第258号核苷酸位置，B错误；
C.终止密码子为UAA、UAG或UGA，其后两位碱基都是嘌呤，这说明突变后参与基因转录的嘌呤核苷酸比例没有降低，C错误；
D.根据B选项解析可知，突变发生在第257或第258号位置，则突变前基因表达的蛋白共含有255÷3+251=336个氨基酸，D正确。  
5. 禽流感病毒的遗传物质是单链RNA，病毒表面覆盖有两种不同的纤突，纤突具有抗原特性。纤突中的一种是红细胞凝集素（HA），现已发现十几种，另一种是神经氨酸酶（NTA），至少有9种，它们都是蛋白质。禽流感有H5N1、H7N9、H9N2等多种类型，下列说法不正确的是（　　）
A. HA及NTA出现多种类型是单链RNA发生改变的结果
B. H5N1、H7N9、H9N2等多种类型的出现与染色体变异无关
C. H7N9亚型禽流感病毒侵染人体后，可在人体内环境中繁殖
D. 禽流感病毒和其他生物共用一套遗传密码
【答案】
C 
【解析】解：A、HA及NA出现多种类型，原因是单链RNA结构不稳定，容易发生基因突变，A正确；
B、禽流感病毒是RNA病毒，没有染色体，故H5N1、H7N9、H9N2等多种类型的出现与染色体变异无关，B正确；
C、病毒是非细胞生物，必须寄生在活细胞中繁殖，故H7N9亚型禽流感病毒侵染人体后，不能在人体内环境中繁殖，C错误；
D、禽流感病毒和其他生物共用一套遗传密码，这是密码子的通用性，D正确。
故选：C。
本题考查病毒的特点和密码子的特点，意在考查考生的识记病毒的结构，理解病毒的繁殖过程，掌握密码子的通用性，属于中档题。
6. 如图表示生物体内遗传信息的传递和表达的过程，有关叙述正确的是


A. 图一可以表示基因控制酶合成过程，每一种酶的合成均需3种RNA参与
B. 图一所示过程在细胞核、线粒体和叶绿体中均可进行
C. 图二④⑤过程均可发生在某些病毒体内
D. 图二②过程所用酶是RNA聚合酶，其结合位点位于DNA上
【答案】
D 
【解析】
【分析】
本题主要考查遗传信息的传递和表达相关知识，意在考查学生对知识的理解和记忆能力。
【解答】
A.酶的化学本质多数是蛋白质，少数是RNA，蛋白质的合成需3种RNA参与，A错误；
B.转录过程主要发生在细胞核中，翻译过程发生在细胞质中，线粒体和叶绿体中的DNA的转录和翻译是同时进行的，B错误；
C.图二④⑤过程均可发生在以RNA为遗传物质的病毒体内，C错误；
D.图二②过程所用酶是RNA聚合酶，其结合位点位于DNA上，D正确。
故选D。  
7. 图1为生物体内某生理过程示意图，图2为生物体遗传信息传递示意图。下列叙述正确的是（　　）

A. 共有两种RNA参与图1所示过程
B. 噬菌体和酵母菌均可发生图1所示过程
C. 人体细胞中不可能发生图2中⑤过程
D. 图2中①②③④⑤过程均发生碱基互补配对
【答案】
D 
【解析】
【分析】
本题考查了遗传信息的转录和翻译、中心法则及其发展，要求考生识记原核生物转录的翻译的特点、中心法则的主要内容及后人对其进行的补充和完善，能结合所学的知识准确答题。
图1表示原核生物的转录和翻译过程。
图2为生物体遗传信息传递示意图：①DNA复制，②转录，③翻译，④RNA复制，⑤逆转录。
【解答】
A.图1表示转录和翻译过程，共有三种RNA参与其中，A错误；
B.图1表示原核生物的转录和翻译过程，噬菌体属于病毒，自身不能发生转录和翻译，酵母菌为真核生物，转录主要发生在细胞核中，翻译主要发生在细胞质中，B错误；
C.人体T细胞如果被HIV病毒侵染，HIV为逆转录病毒，因此可在T淋巴细胞中发生逆转录过程，C错误；
D.图2中①②③④⑤过程均发生碱基互补配对，但配对的方式不完全相同，D正确。
故选D。  
8. 近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割（见下图）。下列相关叙述错误的是（    ）。

A.  Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成
B. 向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则
C.  向导RNA可在逆转录酶催化下合成
D. 若α链剪切点附近序列为……TCCAGAATC……
则相应的识别序列为……UCCAGAAUC……
【答案】
C 
【解析】
【分析】
本题考查了基因表达的相关知识，意在考查学生的理解和应用所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。
【解答】
​A.核糖体是蛋白质的合成场所，故Cas9蛋白质由相应基因指导在核糖体中合成，A正确；
B.向导RNA中的双链区碱基对间遵循碱基配对原则，B正确；
C.向导RNA可通过转录形成，逆转录酶以RNA为模板合成DNA，C错误；
D.由于α链与识别序列的互补链序列相同，故两链碱基相同，只是其中T与U互换，D正确。
故选C。  
9. 基因α在人体细胞中可表达出蛋白质α。有生物学家从人的DNA中分离出基因α，并通过转基因技术将其转入细菌。经培养发现该细菌产生了一新的蛋白质X，进一步分析表明︰蛋白质X是基因α在细菌中表达的产物。

据图分析，下列叙述中最可能与事实相符的是（   ）
A. 基因α在人体细胞和细菌细胞中转录形成RNA时碱基互补配对方式不同
B. 人体细胞和细菌中决定相同氨基酸的密码子不同
C. 人体细胞和细菌中合成蛋白质的场所不同
D. 人体细胞和细菌中作为翻译模板的RNA碱基序列不同
【答案】
D 
【解析】
【分析】
本题结合图解，考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理、操作步骤及注意事项，掌握基因工程技术的相关应用，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。
【解答】
A.基因α在人体细胞和细菌细胞中转录形成RNA时碱基互补配对方式相同，都是A与U配对、T与A配对，C与G配对，G与C配对，A不符合题意；
B.密码子具有通用性，人体细胞和细菌细胞中决定相同氨基酸的密码子相同，B不符合题意；
C.人体细胞和细菌细胞中合成该蛋白质的场所相同，都是核糖体，C不符合题意；
D.基因α在人体细胞中表达产物是蛋白质α，而在细菌细胞中的表达产物是蛋白质X，这说明人体细胞和细菌细胞中作为翻译模板的RNA碱基序列不同，D正确。
故选D。
二、填空题
10. 亚麻是一种油料经济作物，其种子中含有人体必需的不饱和脂肪酸——亚油酸和亚麻酸。两种不饱和脂肪酸在种子中的代谢途径如图所示。

（1）脂肪酸是脂类物质，它们是构成细胞膜中        的重要组成物质。
（2）科学家期望通过基因工程手段进一步提高种子中亚麻酸的含量。将基因FAD2、FAD3导入亚麻中获得转基因植株，收获转基因植株种子，测定其相应脂肪酸含量，结果如图1，该结果显示        ，净含量变化值是与        相比获得的数据。
（3）研究发现出现上述结果的原因主要与外源FAD2基因的转入有关。为探究该影响机制，科研人员对FAD2基因的表达水平进行了研究，实验结果如图2。
进一步研究发现转基因植株中存在图3所示的调控FAD2基因表达的过程。催化①过程转录的酶是        ；②过程由RDR6酶催化，①和②的不同是        ，出现图1结果的原因是        。
（4）为验证RDR6酶是否参与了图1现象的发生，请选用以下植株，及FAD2基因表达载体进行实验，并写出预期结果。
植株：野生型拟南芥，RDR6突变体，FAD2突变体。
实验设计思路        。
预期结果        。
【答案】
磷脂  转基因植株的亚麻酸含量降低，油酸含量升高  非转基因植株  RNA聚合酶  ①是以DNA链为模板合成RNA，②是以RNA单链为模板合成互补RNA单链  外源FAD2基因转录后的mRNA被错误加工，被错误加工的mRNA在RDR6酶的催化下，合成互补的RNA单链，形成RNA双链，然后被剪切为单链短RNA，单链短RNA和内源FAD2基因转录的正确加工的mRNA结合，导致正确加工的mRNA被降解，不能合成FAD2酶，不能催化油酸转化为亚油酸  将相同生理状态的野生型拟南芥、RDR6突变体分别导入相同数量的FAD2基因表达载体，将转基因植株在相同适宜条件下种植，收获种子，测定油酸、亚油酸、亚麻酸含量，并进行比较  可能结果1：转基因野生型拟南芥的种子中油酸含量比转基因RDR6突变体种子中油酸含量高，而亚油酸、亚麻酸含量低，可能结果2：转基因野生型拟南芥的种子中油酸、亚油酸、亚麻酸含量和转基因RDR6突变体种子中接近 
【解析】解：（1）细胞膜的主要成分是磷脂，磷脂中含有脂肪酸。
（2）据图结果，转基因植株的油酸含量增加了20%-30%左右，亚油酸含量降低了20%左右，亚麻酸含量降低了10%左右，这是和非转基因植株比较获得的数据，以检测转基因的效果。
（3）图中①过程是以DNA为模板合成RNA，是转录过程，需要RNA聚合酶催化。②是以mRNA为模板，合成互补的双链DNA。据图，外源FAD2基因转录后的mRNA被错误加工，被错误加工的mRNA在RDR6酶的催化下，合成互补的RNA单链，形成RNA双链，然后被剪切为单链短RNA，单链短RNA和内源FAD2基因转录的正确加工的mRNA结合，导致正确加工的mRNA被降解，不能合成FAD2酶，不能催化油酸转化为亚油酸，进而亚麻酸含量也减少。
（4）为验证RDR6酶是否参与了图1现象的发生，自变量是是否含RDR6酶，可用RDR6突变体、野生型拟南芥分别转入FAD2基因表达载体，RDR6突变体没有RDR6酶，培养转基因植株后，分别检测种子中油酸、亚油撒、亚麻酸的含量，并进行比较。若RDR6酶参与了图1现象的发生，则转基因RDR6突变体的油酸含量下降、亚油酸、亚麻酸含量上升。若RDR6酶不参与图1现象的发生，则转基因RDR6突变体的油酸、亚油酸、亚麻酸含量和转基因野生型植株接近。
故答案为：
（1）磷脂
（2）转基因植株的亚麻酸含量降低，油酸含量升高；非转基因植株
（3）RNA聚合酶；①是以DNA链为模板合成RNA，②是以RNA单链为模板合成互补RNA单链；外源FAD2基因转录后的mRNA被错误加工，被错误加工的mRNA在RDR6酶的催化下，合成互补的RNA单链，形成RNA双链，然后被剪切为单链短RNA，单链短RNA和内源FAD2基因转录的正确加工的mRNA结合，导致正确加工的mRNA被降解，不能合成FAD2酶，不能催化油酸转化为亚油酸
（4）将相同生理状态的野生型拟南芥、RDR6突变体分别导入相同数量的FAD2基因表达载体，将转基因植株在相同适宜条件下种植，收获种子，测定油酸、亚油酸、亚麻酸含量，并进行比较；可能结果1：转基因野生型拟南芥的种子中油酸含量比转基因RDR6突变体种子中油酸含量高，而亚油酸、亚麻酸含量低，可能结果2：转基因野生型拟南芥的种子中油酸、亚油酸、亚麻酸含量和转基因RDR6突变体种子中接近
基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型的生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术。基因工程的基本工具包括限制性核酸内切酶、DNA连接酶以及运载体等；基因工程的步骤包括目的基因的获取（从基因文库中获取目的基因、利用PCR技术扩增目的基因以及化学方法人工合成）、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。
通过转基因亚麻情境，考查基因工程的过程、基因工程产品的数据分析及实验设计。
11. 注意缺陷多动障碍（ADHD）是临床上常见的一种神经发育障碍性疾病，主要表现为与年龄不相符的注意力不集中、多动、冲动。推测cntnap2基因与ADHD相关，研究人员尝试通过降低斑马鱼中该基因的表达建立ADHD动物模型。
（1）cntnap2基因在 ______ 中进行转录时， ______ 酶与基因中的启动子结合催化形成RNA前体。随后RNA前体中内含子对应部分被切掉，外显子对应部分拼接起来，形成成熟mRNA。
（2）为降低cntnap2基因的表达，研究人员将吗啉反义寡核苷酸导入斑马鱼的受精卵中，吗啉反义寡核苷酸是一种RNA剪接抑制剂，针对它的具体作用，科研人员提出以下假说：
假说1：导致RNA前体上内含子1的对应序列不能被剪切下去
假说2：导致RNA前体上内含子1和外显子2的对应序列同时被剪切下去

为了验证上述假说，分别从受精后3天的实验组和对照组斑马鱼的脑中提取 ______ ，逆转录形成cDNA。若假说1成立，使用如图所示引物2和引物4进行PCR后电泳的结果为 ______ （从下列选项中选择）。
A.实验组有目的条带
B.实验组无目的条带
C.对照组有目的条带
D.对照组无目的条带
若要证明假说2成立，还需要选择上图所示引物 ______ 进行PCR。
（3）用上述方法获得的实验组斑马鱼的运动距离和速度都大于对照组。科研人员向实验组斑马鱼的培养液中加入托莫西汀（一种常用于治疗ADHD的临床药物），若 ______ 则证明利用吗啉反义寡核苷酸获得了ADHD斑马鱼模型。
【答案】
（1）细胞核    RNA聚合
（2）RNA    AD    3和4
（3）斑马鱼的运动距离和速度降低 
【解析】解：（1）转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以DNA分子的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下消耗能量，合成RNA，斑马鱼属于真核生物，即cntnap2基因在细胞核中进行转录时，在RNA聚合酶与基因中的启动子结合催化形成RNA前体。随后RNA前体中内含子对应部分被切掉，外显子对应部分拼接起来，形成成熟mRNA。
（2）针对吗啉反义寡核苷酸是一种RNA剪接抑制剂，提出假说1和假说2，为验证上述假说，可分别从受精后3天的实验组和对照组斑马鱼的脑中提取RNA，逆转录形成cDNA。若假说1成立，即实验组RNA前体上内含子1的对应序列不能被剪切下去，对照组RNA前体上内含子1的对应序列被剪切下去，使用上图所示引物2和引物4进行PCR后电泳的结果为实验组有目的条带，对照组无目的条带，即AD正确。若要证明假说2成立，即RNA前体上内含子1和外显子2的对应序列同时被剪切下去，即选择图示引物3和4进行PCR可得到电泳条带。
（3）用上述方法获得的实验组斑马鱼的运动距离和速度都大于对照组，科研人员向实验组斑马鱼的培养液中加入托莫西汀（一种常用于治疗ADHD的临床药物），若斑马鱼的运动距离和速度降低则证明利用吗啉反义寡核苷酸获得了ADHD斑马鱼模型。
故答案为：
（1）细胞核    RNA聚合
（2）RNA    AD    3和4
（3）斑马鱼的运动距离和速度降低
1、中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；遗传信息可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译；后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。
2、PCR技术：（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术；（2）原理：DNA复制；（3）前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物；（4）条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）；（5）过程：①高温变性：DNA解旋过程（PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开）；低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链。
本题是对中心法则以及PCR技术的考查，着重考查学生获取信息、分析实验以及实验探究能力。