2020版生物新导学大一轮北师大版讲义：第五单元遗传的分子基础第16讲

第16讲　遗传信息的表达
[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)。
考点一　遗传信息的转录和翻译

1．RNA的结构与分类
(1)基本单位：核糖核苷酸。
(2) 种类及功能
(3)RNA与DNA的区别

物质组成
结构特点
五碳糖
特有碱基
DNA
脱氧核糖
T(胸腺嘧啶)
一般是双链
RNA
核糖
U(尿嘧啶)
通常是单链

技法提炼　DNA和RNA的区分
(1)DNA和RNA的判断
①含有碱基T或脱氧核糖⇒DNA；
②含有碱基U或核糖⇒RNA。
(2)单链DNA和双链DNA的判断
①若：⇒双链DNA；
②若：嘌呤数≠嘧啶数⇒单链DNA。
(3)DNA和RNA合成的判断：用放射性同位素标记T或U可判断DNA和RNA的合成。若大量消耗T，可推断正在发生DNA的合成；若大量利用U，可推断正在进行RNA的合成。
2．转录
(1)场所：主要是细胞核，在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。
(2)条件
(3)过程

(4)产物：信使RNA、核糖体RNA、转运RNA。
3．翻译
(1)场所或装配机器：核糖体。
(2)条件
(3)过程

(4)产物：多肽蛋白质。
归纳整合　复制、转录和翻译的比较

复制
转录
翻译
场所
主要在细胞核
主要在细胞核
细胞质(核糖体)
模板
DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
原料
4种脱氧核糖核苷酸
4种核糖核苷酸
20种氨基酸
原则
A－T、G－C
T－A、A－U、G－C
A－U、G－C
结果
两个子代DNA分子
mRNA、tRNA、rRNA
肽链
信息传递
DNA→DNA
DNA→mRNA
mRNA→蛋白质
意义
传递遗传信息
表达遗传信息


1．判断下列有关RNA和DNA的叙述
(1)一个tRNA分子中只有三个碱基，可以携带多种氨基酸(　×　)
(2)rRNA是核糖体的组成成分，原核细胞中可由核仁参与合成(　×　)
(3)tRNA分子中的部分碱基两两配对形成氢键(　√　)
(4)有些RNA可通过降低化学反应的活化能来提高反应速率(　√　)
(5)若某核酸中，嘌呤占58%，嘧啶占42%，则该核酸一定不是双链DNA(　√　)
(6)在翻译过程中，tRNA分子的—OH端与相应的氨基酸结合(　√　)
2．判断下列有关遗传信息、密码子和反密码子的叙述
(1)每种氨基酸仅由一种密码子编码(　×　)
(2)一个tRNA上的反密码子只能与mRNA上的一种密码子配对(　√　)
(3)mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子(　×　)
(4)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，则①是β链，完成此过程的场所是细胞核(　×　)

3．判断有关复制、转录和翻译的相关叙述
(1)DNA复制就是基因表达的过程(　×　)
(2)转录和翻译过程都存在T－A、A－U、G－C的碱基配对方式(　×　)
(3)蛋白质合成旺盛的细胞中，DNA分子较多，转录成的mRNA分子也较多(　×　)
(4)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(　×　)
(5)细胞中的mRNA在核糖体上移动，指导蛋白质的合成(　×　)
(6)DNA复制和转录时，其模板都是DNA的一整条链(　×　)






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)为什么说真核细胞的转录过程主要发生在细胞核中？
提示　DNA主要存在于细胞核中，线粒体和叶绿体中也存在少量的DNA，因此叶绿体和线粒体也有部分遗传信息的转录过程。
(3)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。
(4)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。
(5)起始密码子AUG决定甲硫氨酸，为什么蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸？
提示　翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中会被剪切掉。
(6)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上的终止密码子，合成才能终止。刚从核糖体上脱落下来的只能称之为多肽，其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。

命题点一　透过图像信息考查转录和翻译过程
1．如图表示某个体的一个细胞中控制功能蛋白A的基因的表达过程，下列说法错误的是(　　)

A．过程①以核糖核苷酸为原料，催化该过程的酶是RNA聚合酶
B．过程②中核糖体的移动方向是从右向左，需要两种RNA参与
C．若基因发生突变，则功能蛋白A的相对分子质量可能增大
D．该个体的某些细胞内控制功能蛋白A的基因可能没有表达
答案　B
解析　过程①是转录，需要细胞质提供的核糖核苷酸为原料，该过程在RNA聚合酶的催化作用下合成mRNA，A项正确；过程②是翻译，根据肽链的长度可判断，核糖体的移动方向是从右向左，但翻译需要rRNA、tRNA、mRNA三种RNA参与，B项错误；若基因突变导致终止密码子后移，则功能蛋白A的相对分子质量将增大，C项正确；由于基因的选择性表达，该个体的某些细胞内控制功能蛋白A的基因可能没有表达，D项正确。
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，其双链均可作为②的转录模板
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，翻译过程将由3′向5′方向移动
D．④是tRNA，能识别mRNA上的密码子
答案　D
解析　①是DNA，其一条链作为②的转录模板，A项错误；②上有n个碱基，则新形成的肽链最多含有n/3－1个肽键，B项错误；③是核糖体，翻译过程将由5′向3′方向移动，C项错误；④是tRNA，能识别mRNA上的密码子并转运相应的氨基酸，D项正确。
3．(2018·北京四中模拟)如图所示为某生物的基因表达过程。下列相关叙述不正确的是(　　)

A．该过程发生在真核细胞内，在RNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开
B．若合成一条肽链时脱去了100个水分子，则该条肽链中至少含有102个氧原子
C．RNA与DNA的杂交区域中既有A－T又有U－A之间的配对
D．该基因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等
答案　A
解析　图中转录和翻译过程在同一时空进行，故发生在原核细胞中，A项错误；若合成一条肽链时脱去了100个水分子，则形成100个肽键，每个肽键中含有1个氧原子，同时每条肽链至少含有1个游离的羧基，因此该条肽链中至少含有100＋2＝102个氧原子，B项正确；RNA与DNA的杂交区域中碱基配对方式为A－T、U－A、C－G，C项正确；一种氨基酸可以由一种或几种tRNA来转运，因此该基因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等，D项正确。

“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程图

⇨
　　　　　　　　　　　
如果有细胞核或核被膜(如图2)，则为真核细胞；无细胞核或核被膜(如图1)，则为原核生物

如果转录和翻译能同时进行，说明该过程属于原核生物的基因表达过程，如果转录和翻译不能同时进行(先转录后翻译)，说明该过程属于真核生物的表达过程(如图2)

命题点二　掌握基因表达中的有关计算
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(　　)
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分子中至少含有600个碱基，转录该mRNA的DNA分子至少含有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。


5．一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子含有的碱基个数、合成这段多肽需要的tRNA个数及转录此mRNA的基因中碱基个数至少依次为(　　)
A．33　11　66 B．36　12　72
C．12　36　72 D．11　36　66
答案　B
解析　一条含有11个肽键的多肽，含有12个氨基酸。mRNA中每3个相邻的碱基决定一个氨基酸；一个氨基酸需要一个tRNA来转运。因此，mRNA中至少含有36个碱基，至少需要12个tRNA，DNA中至少含有72个碱基。

1．理顺相关数量关系
DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1。

2．关注计算中“最多”和“最少”问题
(1)mRNA上碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。
(2)DNA上的碱基数目与蛋白质中的氨基酸的数目关系：基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。
(3)不能忽略“最多”或“最少”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。
考点二　中心法则及基因与性状的关系

1．根据中心法则图解填写序号的名称

①DNA的复制；②转录；③翻译；④RNA的复制；⑤逆转录。


2．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)

(3)具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)

(4)高度分化的细胞
DNARNA蛋白质
归纳提升　(1)利用图示分类剖析中心法则

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)联系中心法则与基因表达的关系

3．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

归纳提升　基因与性状的联系


1．研究发现，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)生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中(　√　)
(2)核苷酸序列不同的基因可能表达出相同的蛋白质(　√　)
(3)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(　√　)
(4)通过d形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上(　√　)
(5)科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病(　√　)
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)④⑤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①②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(　√　)

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可发生上述什么过程？其宿主细胞是什么？其进行蛋白质合成的场所是哪里？其“遗传信息流”的模板及原料分别由谁提供？
提示　HIV可发生的过程是①②③④，其宿主细胞是T淋巴细胞，其进行蛋白质合成的场所是宿主细胞的核糖体，其“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)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。

命题点一　遗传信息传递过程和实验分析
1．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，原料为脱氧核糖核苷酸
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，原料为脱氧核糖核苷酸，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。
2．(2018·福州一中检测)请回答下列与遗传信息传递有关的问题：
(1)为研究某病毒的致病过程，某兴趣小组在实验室做了如图所示的模拟实验。

①病毒中分离得到物质A。已知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，该过程需要的酶是__________。
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。在细胞内该过程需要的酶为________________。
③将提纯的产物Y加入试管丙中，反应后得到产物Z。产物Z是组成该病毒外壳的化合物，则产物Z是_______________________________________________________________。
(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______________。若该病毒除感染小鼠外，还能感染其他哺乳动物，则说明所有生物共用一套__________。该病毒遗传信息的传递过程为____________________________。
答案　(1)①逆转录　 逆转录酶　②mRNA　转录　　RNA聚合酶　　③多肽(或蛋白质)　(2)小鼠上皮细胞
病毒RNA　密码子　　RNA→DNA→mRNA→蛋白质
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，该过程需要逆转录酶催化。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，该过程需要RNA聚合酶的参与。③病毒的外壳是蛋白质，而产物Z是组成该病毒外壳的化合物，则产物Z为蛋白质。
(2)病毒侵染小鼠上皮细胞后，以自身的核酸(RNA)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。自然界所有生物共用一套密码子。根据图解可知，该病毒遗传信息的传递过程为RNA→DNA→mRNA→蛋白质。

中心法则各生理过程确认的三大依据



命题点二　透过新情景信息，辨析基因对性状的控制过程
3．埃博拉病毒(EBV)的遗传物质是一种单链RNA，EBV感染后可能导致人体患埃博拉出血热(EBHF)。EBV与宿主细胞结合后，将核酸－蛋白质复合体释放至细胞质，并启动下图途径进行增殖，进而导致人体患病。下列推断最为合理的是(　　)

A．过程①所需嘌呤比例与过程③所需嘧啶比例相同
B．过程②中需要的氨基酸与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．直接将EBV的－RNA注入人体细胞将引起EBHF
答案　A
解析　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，A项正确；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、数量不一定相同，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；根据题干信息“EBV和宿主细胞结合后，需要核酸－蛋白质复合体释放至细胞质中，才能进行增殖”可知，直接将单独的EBV的－RNA注入人体细胞不能引起EBHF，D项错误。
4．人类红细胞ABO血型的基因表达及血型的形成过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．H基因正常表达时，一种血型对应一种基因型
B．若IA基因缺失一个碱基对，表达形成的多肽链就会发生一个氨基酸的改变
C．H基因正常表达时，IA基因以任一链为模板转录和翻译产生A酶，表现为A型
D．H酶缺乏者(罕见的O型)生育了一个AB型的子代，说明子代H基因表达形成了H酶
答案　D
解析　H基因正常表达时，如O型血基因型可能为HHii、Hhii，A项错误；若IA基因缺失的一个碱基对位于基因的首端或中间某部位，则表达形成的多肽链就会发生全部氨基酸或缺失部位以后所有的氨基酸的改变，B项错误；H基因正常表达时，IA基因以任一链为模板转录和翻译产生A酶，基因型可能为H_IAI－，但HhIAIB为AB型，C项错误；AB型子代的基因型可能为H_IAIB，说明H基因正常表达并产生了H酶，D项正确。

矫正易错　强记长句

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．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。
3．转录和翻译过程中的碱基配对不是A－T，而是A－U。
4．并不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码子不决定氨基酸。
5．tRNA含有几十个至上百个核糖核苷酸(碱基)，不是仅由 3个核糖核苷酸(碱基)构成的。
6．每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子简并性)，可由一种或几种tRNA转运。
7．一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。
8．密码子有64种(3种终止密码子和61种决定氨基酸的密码子)，而反密码子理论上有61种。
9．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，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。
10．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。
11．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，则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。

1.若AUG后插入三个核苷酸，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。由此说明一个密码子由三个碱基(核糖核苷酸)组成。
2．在细胞中由少量mRNA就可以短时间内合成大量的蛋白质，其主要原因是一个mRNA分子可结合多个核糖体，同时合成多条肽链。若某mRNA中一个A替换成了U，合成的多肽链中氨基酸序列没有变化，原因可能是一种氨基酸可能对应多种密码子(或碱基改变后控制的氨基酸种类相同或密码子具有简并性)。


3．油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径，如图甲所示，其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。

(1)据图甲分析，你认为提高油菜产油量的基本思路是抑制酶b合成，促进酶a合成。
(2)图乙表示基因B，α链是转录链，经诱导β链也能转录，从而形成双链mRNA，转录出的双链mRNA与图乙基因在化学组成上的区别是mRNA中不含T含U，五碳糖为核糖。为什么基因B经诱导后转录出mRNA就能提高产油量？双链mRNA不能翻译(不能与核糖体结合)形成酶b，而细胞能正常合成酶a，故生成的油脂比例高。
4．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。
重温高考　演练模拟
1．(2018·江苏，3)下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是(　　)
A．原核细胞内DNA的合成都需要DNA片段作为引物
B．真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成
C．肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质
D．原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与
答案　D
解析　原核细胞内DNA的合成需要RNA片段作为引物，A错误；真核细胞的线粒体DNA和叶绿体DNA的合成不在细胞核内完成，B错误；肺炎双球菌转化实验证实了DNA是遗传物质，C错误；基因表达出蛋白质是遗传信息转录、翻译(DNA→RNA→蛋白质)的过程，需要DNA和RNA的参与，D正确。
2．(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，转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补，A、D项正确；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项正确；细胞中的RNA合成过程主要在细胞核内发生，在细胞质的线粒体和叶绿体中也能进行转录合成RNA，C项错误。
3．(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，而不是相同的RNA，且转录是以基因的一条链为模板，D错误。
4．(2017·江苏，23改编)在体外用14C 标记半胱氨酸­tRNA复合物中的半胱氨酸(Cys)，得到*Cys­tRNACys，再用无机催化剂镍将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸(Ala)，得到*Ala­tRNACys(见下图，tRNA不变)。如果该*Ala­tRNACys参与翻译过程，那么下列说法正确的是(　　)

A．在一个mRNA 分子上只能合成一条被14C 标记的多肽链
B．反密码子与密码子的配对由tRNA 上结合的氨基酸决定
C．新合成的肽链中，原来Cys 的位置会被替换为14C 标记的Ala
D．新合成的肽链中，原来Ala 的位置会被替换为14C 标记的Cys
答案　C
解析　一个mRNA分子上可结合多个核糖体，同时合成多条肽链，A错误；反密码子与密码子按碱基互补配对原则配对，不是由结合的氨基酸决定，B错误；由于Cys转化为Ala时并未改变反密码子碱基序列，故新合成的肽链中原来Cys的位置，被替换为14C标记的Ala，C正确、D错误。



5．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(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，发生的场所主要是细胞核。(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替换为了C//G(或A//T替换为了G//C)。(4)DNA复制发生于细胞分裂过程中，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。


1．人体细胞中的RNA有三种，分别是mRNA、tRNA和rRNA。这三种RNA(　　)
A．都分布在细胞核中
B．都由脱氧核糖核苷酸组成
C．都由DNA分子转录而成
D．都能识别特定的氨基酸
答案　C
解析　三种RNA都是在细胞核内通过DNA转录形成的，主要分布在细胞质中，A项错误，C项正确；三种RNA的基本组成单位都是核糖核苷酸，B项错误；tRNA能识别特定的氨基酸，并将其运输到核糖体，其他两种则不能，D项错误。
2．(2019·南昌模拟)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的表格。相关叙述正确的是(　　)

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，但仍是单链，由一条链构成，B错误；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；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。
3．(2018·河北衡水月考)下列关于转录和翻译的叙述，正确的是(　　)
A．一个mRNA分子只能结合一个核糖体进行翻译
B．mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质
C．转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列
D．真核细胞中转录只发生在细胞核内
答案　C
解析　一个mRNA可以先后结合多个核糖体进行翻译，A项错误；核糖体沿着mRNA移动翻译出多肽链，B项错误；转录时，RNA聚合酶可识别DNA中特定的碱基序列，催化转录的进行，C项正确；真核细胞转录主要发生在细胞核中，线粒体和叶绿体中也可发生，D项错误。
4．如图是控制蛋白质合成的一个DNA片段，已知起始密码是AUG，下列判断错误的是(　　)

A．合成mRNA的模板链可能是②
B．该片段DNA所指导合成的多肽最多包括6个氨基酸
C．模板链上某碱基被替换不一定导致氨基酸的改变
D．该DNA片段有12个密码子
答案　D
解析　已知起始密码子是AUG，mRNA是以DNA的一条链通过碱基互补配对原则转录而来的，因此合成mRNA的模板链可能是②，A项正确；该DNA片段共有18个碱基对，转录形成的mRNA有18个碱基，6个密码子，因此所指导合成的多肽最多包括6个氨基酸，B项正确；模板链上某碱基被替换，可能导致密码子改变，但是由于密码子的简并性，不一定导致氨基酸的改变，C项正确；密码子存在于mRNA上，D项错误。
5．下列有关遗传信息、密码子和反密码子的叙述，错误的是(　　)
A．DNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的
B．一种密码子在不同细胞中决定不同种氨基酸
C．不同密码子编码同种氨基酸可增强密码子的容错性
D．反密码子是tRNA中与mRNA碱基互补配对的三个碱基
答案　B
解析　DNA中的遗传信息通过转录传递给mRNA，然后再由mRNA翻译成蛋白质，A项正确；密码子具有通用性，生物界共用一套遗传密码，B项错误；不同密码子编码同种氨基酸，在基因突变或其他原因导致mRNA上密码子出错时，生物性状可以不改变，所以可以增强密码子的容错性，C项正确；反密码子是指tRNA上的三个碱基，这三个碱基可以与mRNA上的密码子碱基互补配对，D项正确。
6．(2019·济南质检)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 mRNA存在于细胞核内，因此其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。
7．下列有关遗传信息传递的叙述，正确的是(　　)
A．中心法则适用于真核生物而不适用于原核生物
B．乳酸菌遗传信息传递发生在生物大分子之间
C．T2噬菌体遗传信息传递只在大肠杆菌的核糖体上进行
D．致癌的RNA病毒遗传信息传递中，只有A－U的配对，不存在A－T的配对
答案　B
解析　中心法则适用于真核生物和原核生物，A项错误；中心法则中，遗传信息的传递发生在DNA、RNA、蛋白质间，即发生在生物大分子之间，B项正确；T2噬菌体遗传信息传递在大肠杆菌的细胞质中进行(转录)，也可以在核糖体上进行(翻译)，C项错误；致癌的RNA病毒遗传信息传递中，可发生逆转录，可存在A－T的配对，D项错误。
8．下图所示为真核细胞中遗传信息的传递和表达过程。相关叙述正确的是(　　)

A．①②过程中碱基配对情况相同
B．②③过程发生的场所相同
C．①②过程所需要的酶相同
D．③过程中核糖体的移动方向是由左向右
答案　D
解析　分析图形可知，①是DNA复制，②是转录，两者碱基配对情况不完全相同，A错误；③是翻译，场所是核糖体，②过程发生的场所是细胞核、线粒体或叶绿体，B错误；①②过程所需要的酶不同，DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶，转录需要RNA聚合酶，C错误；由肽链的长短可判断出③过程中核糖体的移动方向是由左向右，D正确。


9．蛋白质是生命活动的主要承担者。基因通过指导蛋白质的合成进而控制生物体的性状。如图是蛋白质合成过程示意图，其中①、②、③分别代表三种物质。请据图回答下列问题：

(1)蛋白质合成过程包括转录和翻译两个阶段。从图中可以看出，转录的场所是________________；翻译的场所是________。
(2)图中①和③分别表示转录和翻译的产物。①的名称是________。
(3)在DNA分子的甲、乙两条链中，作为转录①的模板链是________。
(4)在翻译过程中，物质①上的密码子和物质②上的反密码子相互配对时遵循的是______________原则。
答案　(1)细胞核　核糖体　(2)mRNA　(3)甲　(4)碱基互补配对
解析　(1)从图中可以看出，转录的场所是细胞核；翻译的场所是核糖体。(2)图中①和③分别表示转录和翻译的产物，①表示mRNA，③表示多肽链。(3)由于转录的时候遵循碱基互补配对原则，即产生的mRNA与DNA分子上的模板链碱基互补配对，因此根据mRNA上的碱基CUUUCUU等，可判断作为转录①的模板链是甲。(4)在翻译过程中，mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子相互配对时遵循的是碱基互补配对原则。

10．基因在表达过程中如有异常mRNA会被细胞分解，如图是s基因的表达过程，则下列有关叙述正确的是(　　)

A．异常mRNA的出现是基因突变的结果
B．图中所示的①为转录，②为翻译过程
C．图中②过程使用的酶是逆转录酶
D．s基因中存在不能翻译成多肽链的片段
答案　D
解析　异常mRNA的出现是因为含有未“剪尽”的片段，A项错误；图中所示的①为转录，③为翻译过程，图中②过程表示RNA前体形成mRNA的过程，而逆转录酶用于RNA形成DNA的过程，B、C项错误；据图可知，s基因中存在不能翻译成多肽链的片段，D项正确。
11．白化病和黑尿病都是因为酶缺陷引起的分子遗传病，前者不能由酪氨酸合成黑色素，后者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸，排出的尿液中因含有尿黑酸，遇空气后氧化变黑。如图表示人体内与之相关的一系列生化过程，据图分析下列叙述不正确的是(　　)

A．若一个皮肤角质层细胞控制酶B合成的基因发生突变，不会导致白化病
B．若一个胚胎干细胞控制酶D合成的基因发生突变，可能会导致黑尿病
C．白化病和黑尿病说明基因是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体性状的
D．图中代谢过程可说明一个基因可影响多个性状，一个性状也可受多个基因控制
答案　C
解析　基因突变发生在个体发育的时期越早，变异范围越大，反之越小，所以若一个皮肤角质层细胞控制酶B合成的基因发生突变，表现突变的范围较小，不会导致白化病，但若一个胚胎干细胞控制酶D合成的基因发生突变，可能会导致黑尿病，A、B项正确；白化病和黑尿病是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物体性状的，而非直接控制，C项错误；由图中代谢过程可知缺乏酶A可影响多个性状，即一个基因可影响多个性状，同时尿黑酸的合成受多个基因控制，即一个性状也可受多个基因控制，D项正确。
12．图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程，请分析回答下列问题：

(1)甲过程主要发生在细胞分裂的__________期，乙表示____________过程，丙过程中碱基互补配对的方式有________________。
(2)丙过程通过__________上的反密码子与mRNA上的密码子识别，将氨基酸转移到核糖体上。
(3)一个细胞周期中，乙过程在每个起点可起始多次，甲过程在每个起点一般起始__________次。甲过程所需的酶有______________________。
答案　(1)间　转录　A－U、C－G　(2)tRNA　(3)一　解旋酶、DNA聚合酶
解析　(1)甲图所示过程以DNA的两条链为模板进行，表示DNA的复制，主要发生在细胞分裂间期。乙图所示过程以DNA的一条链为模板进行，表示转录。丙图表示翻译，翻译过程中tRNA携带特定的氨基酸与mRNA发生碱基互补配对，即A－U、C－G。(2)反密码子位于tRNA上，密码子位于mRNA上。(3)一个细胞周期中，乙过程(转录)在每个起点可起始多次，甲过程(复制)在每个起点一般起始一次。DNA复制过程所需的酶有解旋酶、DNA聚合酶。
13．miRNA是真核细胞中一类不编码蛋白质的短序列RNA，其主要功能是调控其他基因的表达，在细胞分化、凋亡、个体发育和疾病发生等方面起着重要作用。研究发现，BCL2是一个抗凋亡基因，其编码的蛋白质有抑制细胞凋亡的作用。该基因的表达受MIR－15a基因控制合成的miRNA调控，如图所示：

请分析回答：
(1)A过程是______，需要____________的催化。
(2)B过程中能与①发生碱基互补配对的是________________，物质②是指______________。
(3)据图分析可知，miRNA调控BCL2基因表达的机理是_______________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)若MIR－15a基因缺失，则细胞发生癌变的可能性________(填“上升”“不变”或“下降”)，理由是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)转录　RNA聚合酶　(2)tRNA(或反密码子)　多肽(或多肽链)　(3)miRNA能与BCL2基因转录生成的mRNA发生碱基互补配对，形成双链，阻断翻译过程　(4)上升　MIR－15a基因缺失，无法合成miRNA，无法调控BCL2基因的表达，使BCL2基因表达产物增加，抑制细胞凋亡，细胞癌变的可能性增加
解析　(1)A过程是转录，需要RNA聚合酶的催化。
(2)B过程表示翻译，①信使RNA与tRNA(反密码子)发生碱基互补配对；物质②表示翻译形成的多肽(或多肽链)。
(3)据图分析可知，miRNA调控BCL2基因表达的机理是miRNA能与BCL2基因转录生成的mRNA发生碱基互补配对，形成双链，阻断翻译过程。
(4)若MIR－15a基因缺失，则细胞发生癌变的可能性上升，理由是MIR－15a基因缺失，无法合成miRNA，无法调控BCL2基因的表达，使BCL2基因表达产物增加，抑制细胞凋亡，细胞癌变的可能性增加。
14．(2018·吉林联考)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(能量)　(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(信使)RNA的形成而B试管中有(信使)RNA的形成，C、D试管均有RNA生成。