高考生物提分秘籍：专题20《基因的表达》教学案（含答案）教案

1．遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)。

2．基因与性状的关系(Ⅱ)。

热点题型一    遗传信息的传递与表达

例1、（全国Ⅰ卷，2）生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA—蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是（　　）

A．真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物 

B．真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有

C．若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶

D．若复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶

【答案】B

【变式探究】（年江苏卷，23）在体外用14C标记半胱氨酸-tRNA复合物中的半胱氨酸（Cys），得到*Cys-tRNACys，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*Ala-tRNACys（见下图，tRNA不变）。如果该*Ala-tRNACys参与翻译过程，那么下列说法正确的是（　　）

A．在一个mRNA 分子上可以同时合成多条被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】AC

【变式探究】下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

解析　由题图可知，甲、乙、丙分别代表DNA复制、转录、翻译过程。DNA复制过程中需要解旋酶和DNA聚合酶，转录过程中需要RNA聚合酶。DNA复制以DNA的两条链为模板，而转录以DNA的一条链为模板。核基因遗传信息的表达过程分为转录、翻译两个阶段。DNA复制时碱基配对方式为A—T、G—C，转录时碱基配对方式为A—U、T—A、G—C，翻译时碱基配对方式为A—U、G—C。

答案　C

【提分秘籍】

1.计算中“最多”和“最少”的分析

①mRNA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上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。

②DNA上的碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：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注意“最多”或“最少”：在回答有关问题时，应加上“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。

【方法技巧】转录、翻译过程中的六个关注点

(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)解答蛋白质合成的相关计算问题时，应看清是DNA上的碱基对数还是个数，是mRNA上密码子的个数还是碱基个数，是合成蛋白质所需氨基酸的个数还是种类数。

(5)分析此类问题首先要明确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链上结合的多个核糖体，同时合成的是若干条多肽链。

(6)真核细胞的转录和翻译不同时进行，而原核细胞能边转录、边翻译。

【举一反三】

图示细胞内某些重要物质的合成过程。该过程发生在 (　　)

A．真核细胞内，一个mRNA分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链

B．原核细胞内，转录促使mRNA在核糖体上移动以便合成肽链

C．原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译

D．真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译

【答案】C

【解析】本题依据基因表达过程示意图，考查遗传信息的转录和翻译，细胞结构等知识，考查学生的识图及运用能力。真核细胞有核膜，转录完成后，mRNA从核孔进入细胞质，与核糖体结合才开始翻译，故D错误；由图示知，在RNA聚合酶作用下，细胞正在发生转录，产生的mRNA还未转录完毕，即开始与多个核糖体结合开始翻译，故该细胞应为原核细胞，C正确，A错误；翻译过程中，核糖体在mRNA上移动，从而合成肽链，B错误。

热点题型二    基因与性状的关系

例2、（海南卷，13）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

【答案】C

【变式探究】（年海南卷，23）下列关于真核生物遗传物质和性状的叙述，正确的是（　　）

A．细胞中染色体的数目始终等于DNA的数目

B．有丝分裂有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定

C．细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和

D．生物体中，一个基因决定一种性状，一种性状由一个基因决定

【答案】B

【解析】正常情况下，一条染色体含一个DNA，在细胞分裂时，由于DNA复制，一条染色体含两个DNA，A错。体细胞有丝分裂生成的子细胞含有一套与母细胞相同的染色体和DNA，保证亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定，B正确。基因是有遗传效应的DNA判断，有的DNA片段不是基因，故细胞中DNA分子的碱基对数大于所有基因的碱基对数之和，C错。生物体中，一个基因可能决定多种性状，一种性状可能由多个基因决定，D错。

【变式探究】右图表示有关遗传信息传递的模拟实验。下列相关叙述中合理的是 (　　)

A．若X是RNA，Y是DNA，则试管内必须加入DNA连接酶

B．若X是CTTGTACAA，Y含有U，则试管内必须加入逆转录酶

C．若X与Y都是DNA，则试管内必须加入氨基酸

D．若X是mRNA，Y是蛋白质，则试管内还要有其他RNA  

【答案】D

【提分秘籍】 基因与性状并不都是一对一的关系

①一般而言，一个基因决定一种性状。

②生物体的一种性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关。

③有些基因可影响多种性状，如下图，基因1可影响B和C性状。

④生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同，表现型可能不同；基因型不同，表现型可能相同。

【举一反三】

下图为脉胞霉体内精氨酸的合成途径示意图，从图中不能得出的结论是 (　　)

A．精氨酸的合成是由多对基因共同控制的

B．基因可通过控制酶的合成来控制代谢

C．若基因②不表达，则基因③和④也不表达

D．若产生鸟氨酸依赖突变型脉胞霉，则可能是基因①发生突变

【答案】C

【方法技巧】“三看法”判断中心法则的过程

(1)“一看”模板

①如果模板是DNA，生理过程可能是DNA复制或DNA转录。

②如果模板是RNA，生理过程可能是RNA复制或RNA逆转录或翻译。

(2)“二看”原料

①如果原料为脱氧核苷酸，产物一定是DNA，生理过程可能是DNA复制或逆转录。

②如果原料为核糖核苷酸，产物一定是RNA，生理过程可能是DNA转录或RNA复制。

③如果原料为氨基酸，产物一定是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。

(3)“三看”产物

①如果产物为DNA，生理过程可能是DNA复制或RNA逆转录。

②如果产物为RNA，生理过程可能是RNA复制或DNA转录。

③如果产物是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。

1．（全国Ⅰ卷，2）生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA—蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是（　　）

A．真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物 

B．真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有

C．若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶

D．若复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶

【答案】B

【解析】真核细胞的染色质和染色体是同一物质在不同时期的两种存在形式，主要是由DNA和蛋白质组成，都存在DNA-蛋白质复合物，A正确；真核细胞的核中含有染色体或染色质，存在DNA-蛋白质复合物，原核细胞的拟核中也可能存在DNA-蛋白质复合物，如拟核DNA进行复制或者转录的过程中都存在DNA与酶（成分为蛋白质）的结合，也能形成DNA-蛋白质复合物，B错误；DNA复制需要DNA聚合酶、解旋酶等，因此复合物中的某蛋白可能是DNA聚合酶，C正确；若复合物中正在进行RNA的合成,属于转录过程，转录需要RNA聚合酶等，因此复合物中的某蛋白可能是RNA聚合酶，D正确。

2．（海南卷，13）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

【答案】C

3．（浙江卷，22）某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动，结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl。a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是（　　）

A．本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术

B．a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的

C．b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是14N–15N-DNA

D．实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制的

【答案】B

【解析】由题意“培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl”和“条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置”可知：本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术，A正确；分析图示可知：a管中的DNA密度最大，表明该管中的大肠杆菌是在含15NH4Cl的培养液中培养的，B错误；b管中的DNA密度介于a、c管中的之间，表明该管中的大肠杆菌的DNA都是14N–15N-DNA，C正确；实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制，D正确。

1．（年海南卷，23）下列关于真核生物遗传物质和性状的叙述，正确的是（　　）

A．细胞中染色体的数目始终等于DNA的数目

B．有丝分裂有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定

C．细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和

D．生物体中，一个基因决定一种性状，一种性状由一个基因决定

【答案】B

2．（年海南卷，24）DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中（A+T）/（G+C）与（A+C）/（G+T）两个比值的叙述，正确的是（　　）

A．碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同

B．前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高

C．当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链

D．经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1

【答案】D

【解析】由于双链DNA碱基A数目等于T数目，G数目等于C数目，故（A+C）/（G+T）为恒值1，A错。A和T碱基对含2格氢键，C和G含3个氢键，故（A+T）/（G+C）中，（G+C）数目越多，氢键数越多，双链DNA分子的稳定性越高，B错。（A+T）/（G+C）与（A+C）/（G+T）两个比值相等，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C错。经半保留复制得到的DNA分子，是双链DNA，（A+C）/（G+T）=1，D正确。

3．（年海南卷，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

4．（年江苏卷，23）在体外用14C标记半胱氨酸-tRNA复合物中的半胱氨酸（Cys），得到*Cys-tRNACys，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*Ala-tRNACys（见下图，tRNA不变）。如果该*Ala-tRNACys参与翻译过程，那么下列说法正确的是（　　）

A．在一个mRNA 分子上可以同时合成多条被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】AC

【解析】多聚核糖体是指一条mRNA上同时结合多个核糖体，可同时合成多条被14C标记的多肽链，A正确；反密码子与密码子按碱基互补原则进行配对，与tRNA携带的氨基酸无关，B错误；由于该tRNA携带的氨基酸由Cys替换成Ala，则新合成的肽链中，原来Cys的位置会被替换成Ala，C正确；该tRNA本应运输Cys，则Ala的位置不会替换为Cys，D错误。

1.（上海卷.28）在DNA分子模型的搭建实验中，若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含 10对碱基（A有6个）的DNA双链片段，那么使用的订书钉个数为

A.58      B.78     C.82    D.88

【答案】C

【解析】构成一个脱氧核苷酸需要2个订书钉，20个个脱氧核苷酸总共需要40个；一条DNA单链需要9个订书钉连接，两条链共需要18个；双链间的氢键数共有20总共需要订书钉40

2.（上海卷.30）大量研究发现，很多生物密码子中的碱基组成具有显著地特异性。图10 A所示的链霉菌某一mRNA的部分序列整体大致符合图10 B所示的链霉菌密码子碱基组成规律，试根据这一规律判断这段mRNA序列中的翻译起始密码子（AUG或GUG）可能是

A.①       B.②        C.③       D.④

【答案】D

3.（海南卷.13）某种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主的基因组中。物质Y与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，那么Y抑制该病毒增殖的机制是

A.抑制该病毒RNA的转录过程

B.抑制该病毒蛋白质的翻译过程

C.抑制该RNA病毒的反转录过程

D.抑制该病毒RNA的自我复制过程

【答案】C

【解析】RNA病毒的遗传物质需要经逆转录形式成DNA，然后整合到真核宿主的基因组中，Y物质与脱氧核苷酸结构相似，应抑制该病毒的逆转录过程。

4.（新课标2卷.2) 某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是

A.随后细胞中的DNA复制发生障碍          B.随后细胞中的RNA转录发生障碍

C.该物质可将细胞周期阻断在分裂中期     D.可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用

【答案】C

5.（江苏卷.18）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（见右图）。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……TCCACAATC……

则相应的识别序列为……UCCACAAUC……

【答案】C

【解析】蛋白质由相应基因指导在核糖中合成，A正确；向导RNA中双链间遵循碱基互补配对原则，B正确；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；由于α链与识别序列的互补序列相同，故两链碱基相同，只是其中T与U互换，D正确。

1.(·重庆卷.5)结合题5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

【答案】D

1．(2014·江苏，20)关于基因控制蛋白质合成的过程，下列叙述正确的是(　　)

A．一个含n个碱基的DNA分子，转录的mRNA分子的碱基数是n/2个

B．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

C．DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上

D．在细胞周期中，mRNA的种类和含量均不断发生变化

【答案】D

【解析】并不是DNA的所有片段都能转录，非基因片段和基因的非编码区都不能转录，A项错误；转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互被配对原则，合成RNA的过程，B项错误；RNA聚合酶的结合位点在DNA上，C项错误；在细胞周期中，mRNA的种类和含量均在不断变化，D项正确。

2．(2014·江苏，6)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(如图)，下列相关叙述错误的是(　　)

A．合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过④②③环节

B．侵染细胞时，病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞

C．通过④形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上

D．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

【答案】B

【解析】HIV属于逆转录病毒，HIV侵染细胞时其携带的逆转录酶会随同RNA一起进入宿主细胞中；HIV的遗传物质指导蛋白质合成的过程应先进行逆转录后再进行转录和翻译；其逆转录合成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上伪装成宿主细胞的基因并进行表达；抑制逆转录酶的药物可以治疗艾滋病。

3．(2014·四川，3)将牛催乳素基因用32P标记后导入小鼠乳腺细胞，选取仅有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养。下列叙述错误的是(　　)

A．小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸

B．该基因转录时，遗传信息通过模板链传递给mRNA

C．连续分裂n次后，子细胞中32P标记的细胞占1/2n＋1

D．该基因翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等

【答案】C