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第27讲　基因的表达
课标要求 概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成。
考情分析 1.遗传信息的转录和翻译 2024·湖北卷，16；2024·贵州卷，7、16；2024·湖南卷，16；2024·安徽卷，11；2023·辽宁卷，8；2023·江苏卷，6；2023·海南卷，13；2023·湖南卷，12；2023·浙江6月选考，4；2023·广东卷，17；2023·全国乙卷，5；2022·湖南卷，14
2.中心法则的提出及其发展 2022·河北卷，9；2022·浙江6月选考，16
考点一　基因指导蛋白质的合成
INCLUDEPICTURE"核心要点再研.tif"
1.RNA的结构与功能
INCLUDEPICTURE"SY490-.tif"
2.遗传信息的转录
INCLUDEPICTURE"SY491-A.tif"
INCLUDEPICTURE"SY491-B.tif"
INCLUDEPICTURE"名师解读.tif"
①转录方向的判定方法：已合成的mRNA释放的一端(5′端)为转录的起始方向。
②一个基因转录时以基因的一条链为模板，一个DNA分子上不同基因的模板链不一定相同。
③转录是以基因为单位进行的，一个基因可被多次转录，形成一种多个mRNA。　　　
3.遗传信息的翻译
(1)概念
游离在细胞质中的各种氨基酸，就以__________为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(2)条件
场所 模板 原料 能量 搬运工具 酶
核糖体 mRNA 氨基酸 ATP tRNA 多种酶
(3)过程
INCLUDEPICTURE"SY492-.tif"
(4)产物　多肽蛋白质
(5)“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程
INCLUDEPICTURE"C58.TIF"
INCLUDEPICTURE"C59.TIF"
4.遗传信息、密码子与反密码子辨析
INCLUDEPICTURE"C53.TIF"
INCLUDEPICTURE"名师解读.tif"
(1)密码子有64种，不同生物共用一套遗传密码。
①有2种起始密码子：在真核生物中AUG作为起始密码子；在原核生物中，GUG也可以作为起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。
②有3种终止密码子：UAA、UAG、UGA。正常情况下，终止密码子不编码氨基酸，仅作为翻译终止的信号，但在特殊情况下，终止密码子UGA可以编码硒代半胱氨酸。
(2)通常一种密码子决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。
(3)每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并)，可由一种或几种tRNA转运。　　　
INCLUDEPICTURE"考点速览.tif"
(1)碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同。(2024·贵州卷，7D)(　　)
(2)tRNA分子内部不发生碱基互补配对。(2023·江苏卷，6A)(　　)
(3)mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA。(2023·江苏卷，6C)(　　)
(4)tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成。(2020·全国卷Ⅲ，3C)(　　)
(5)细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽。(2020·全国卷Ⅲ，1B)(　　)
(6)多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链。(2019·浙江4月选考，22C)(　　)
(7)携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合。(2019·海南卷，20C)(　　)
INCLUDEPICTURE"典型例题深研.tif"
考向1　围绕转录和翻译，考查科学思维
1.(2023·江苏卷，6)翻译过程如图所示，其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I)，与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对。下列相关叙述正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"13KTS103.TIF"
A.tRNA分子内部不发生碱基互补配对
B.反密码子为5′－CAU－3′的tRNA可转运多种氨基酸
C.mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA
D.碱基I与密码子中碱基配对的特点，有利于保持物种遗传的稳定性
2.(2024·安徽卷，11)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是(　　)
种类 细胞内定位 转录产物
RNA聚合酶Ⅰ 核仁 5.8S rRNA、18S rRNA、28S rRNA
RNA聚合酶Ⅱ 核质 mRNA
RNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5S rRNA
注：各类rRNA均为核糖体的组成成分。
A.线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶
B.基因的DNA发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响基因表达
C.RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同
D.编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁
3.(2023·浙江1月选考，15)核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时，多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体(如图所示)。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译，移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"XX4.tif"
A.图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的3′端向5′端移动
B.该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对
C.图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译
D.若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化
INCLUDEPICTURE"跳出题海.tif"
常考图示解读
INCLUDEPICTURE"C55.TIF"
INCLUDEPICTURE"C55A.TIF"
INCLUDEPICTURE"C56.TIF"
INCLUDEPICTURE"C57.TIF"　　　
考向2　结合对遗传信息、密码子、反密码子的分析与判断，考查科学思维
4.(2024·湖北卷，16)编码某蛋白质的基因有两条链，一条是模板链(指导mRNA合成)，其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5′－ATG－3′，则该序列所对应的反密码子是(　　)
A.5′－CAU－3′ B.5′－UAC－3′
C.5′－TAC－3′ D.5′－AUG－3′
5.(2025·八省联考内蒙古卷，13)UUU和UUC为苯丙氨酸(Phe)密码子，CCU、CCC、CCA和CCG为脯氨酸(Pro)密码子，AAA和AAG为赖氨酸(Lys)密码子。以下模板链中，能表达出Phe－Pro－Lys三肽的是(　　)
A.5′－CTTCGGGAA－3′
B.5′－AAGGGCTTC－3′
C.5′－ATCCCGAAG－3′
D.5′－CAACGGGTT－3′
考点二　中心法则的提出及发展
INCLUDEPICTURE"核心要点再研.tif"
中心法则
(1)提出者　________。
(2)补充后的内容图解
INCLUDEPICTURE"C63.TIF"
①DNA的复制；②________；③翻译；④____________；⑤________。
(3)不同生物中心法则表达式
①以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递(DNA病毒及细胞生物)
INCLUDEPICTURE"SW418.tif"
②具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)
INCLUDEPICTURE"SW419.tif"
③具有逆转录功能的RNA病毒(如HIV)
INCLUDEPICTURE"SW420.tif"
④高度分化的细胞遗传信息的传递
DNARNA蛋白质
(4)生命是物质、能量和信息的统一体：____________是信息的载体，________是信息的表达产物，而________为信息的流动提供能量。
INCLUDEPICTURE"典型例题深研.tif"
考向　结合遗传信息传递过程的分析，考查科学思维
1.(2025·八省联考河南卷，6)由mRNA逆转录产生的单链DNA称为第一链cDNA，以第一链cDNA为模板合成的单链DNA称为第二链cDNA。下列叙述正确的是(　　)
A.第一链cDNA可以单独作为PCR反应体系的模板
B.第一链cDNA与其模板mRNA序列互补、方向相同
C.第二链cDNA不能与转录该mRNA的DNA进行杂交
D.第二链cDNA与其模板mRNA的碱基序列和组成均相同
2.(2025·辽宁沈阳调研)Rous肉瘤病毒是诱发癌症的一类RNA病毒，如下图表示其致病原理，下列叙述正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"V396.TIF"
A.过程①发生在宿主细胞内，参与反应的酶为RNA复制酶
B.过程②的目的是形成双链DNA，其中酶A是一种RNA聚合酶
C.过程③是以＋DNA为模板合成大量Rous肉瘤病毒＋RNA的过程
D.Rous肉瘤病毒致癌的过程中，宿主细胞的遗传信息发生改变
INCLUDEPICTURE"关键真题必刷.tif"1.(2024·福建卷，10)人肠道细胞中载脂蛋白B基因转录后，其mRNA上特定位置的碱基C在相关酶的作用下转变为碱基U，造成该位置相应的密码子变为终止密码子UAA，该终止密码子对应的DNA模板链序列为(　　)
A.5′－TTG－3′ B.5′－ATT－3′
C.5′－GTT－3′ D.5′－TTA－3′
2.(2023·浙江6月选考，4)叠氮脱氧胸苷(AZT)可与逆转录酶结合并抑制其功能。下列过程可直接被AZT阻断的是(　　)
A.复制 B.转录
C.翻译 D.逆转录
3.(2023·全国乙卷，5)已知某种氨基酸(简称甲)是一种特殊氨基酸，迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是，这些古菌含有特异的能够转运甲的tRNA(表示为tRNA甲)和酶E，酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲(表示为甲－tRNA甲)，进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子，从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是(　　)
①ATP　②甲　③RNA聚合酶　④古菌的核糖体　⑤酶E的基因　⑥tRNA甲的基因
A.②⑤⑥ B.①②⑤
C.③④⑥ D.②④⑤
4.(2023·海南卷，13)噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子，部分序列如图。
INCLUDEPICTURE"13kts159a.TIF"
下列有关叙述正确的是(　　)
A.D基因包含456个碱基，编码152个氨基酸
B.E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列，其互补DNA序列是5′－GCGTAC－3′
C.噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸
D.E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，且重叠序列编码的氨基酸序列相同
5.(2024·山东卷，15)酵母菌在合成色氨酸时需要3种酶X、Y和Z，trpX、trpY和trpZ分别为相应酶的编码基因突变的色氨酸依赖型突变体。已知3种酶均不能进出细胞，而色氨酸合成途径的中间产物积累到一定程度时可分泌到胞外。将这3种突变体均匀划线接种到含有少量色氨酸的培养基上，生长情况如图。据图分析，3种酶在该合成途径中的作用顺序为(　　)
INCLUDEPICTURE"24GT37.tif"
A.X→Y→Z B.Z→Y→X
C.Y→X→Z D.Z→X→Y
第27讲　基因的表达
考点一
核心要点·再研
1.核糖核苷酸　蛋白质　氨基酸　密码子　核糖体　遗传物质
2.DNA的一条链　细胞核　叶绿体、线粒体　游离的4种核糖核苷酸　RNA　模板链
3.(1)mRNA　(3)tRNA　mRNA　tRNA　终止密码子　脱离
考点速览
(1)×　提示　由于密码子的简并，碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同。
(2)×　提示　tRNA分子内部局部双链区存在碱基互补配对。
(3)×　提示　终止密码子不能决定氨基酸，不能结合tRNA。
(4)×　提示　二者都是单链结构。
(5)×　提示　转录可产生mRNA、tRNA、rRNA等，其中tRNA和rRNA不能编码多肽。
(6)×　提示　合成多条多肽链。
(7)×　提示　携带第一个氨基酸的tRNA与核糖体的位点1结合，其他都先与核糖体的位点2结合再进入位点1。
典型例题·深研
1.D　[单链tRNA分子内部存在局部双链区，双链区存在碱基互补配对，A错误；每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，B错误；mRNA上的终止密码子不能决定氨基酸，因此其不能结合tRNA，C错误；反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I)，与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对，这种特点是密码子的简并，而遗传密码的简并可减少变异对个体生存带来的影响，有利于保持物种遗传的稳定性，D正确。]
2.C　[线粒体和叶绿体中都含有DNA，线粒体和叶绿体基因转录时使用的是各自的RNA聚合酶，A正确；若基因的DNA发生甲基化修饰，导致RNA聚合酶不能与该基因的启动子正常结合启动转录过程，则会影响基因表达，B正确；分析表格可知，RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，但两种酶催化形成的rRNA种类不同，且酶具有专一性，故两种酶识别的启动子序列不同，C错误；RNA聚合酶Ⅰ的化学本质为蛋白质，其表达时先在细胞核内转录形成mRNA，mRNA再通过核孔进入细胞质中进行翻译，最终定位在核仁，D正确。]
3.B　[核糖体从mRNA的5′端向3′端移动，A错误；密码子与反密码子互补配对，B正确；5个核糖体不是同时结合到mRNA上，而是依次结合到mRNA上，也不是同时结束翻译的，C错误；由题可知，多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA长度决定，因此基因截短会影响多聚核糖体上所串联的核糖体数目，D错误。]
4.A　[若编码链的一段序列为5′－ATG－3′，则模板链的一段序列为3′－TAC－5′，则mRNA碱基序列为5′－AUG－3′，该序列所对应的反密码子是5′－CAU－3′，A正确，B、C、D错误。]
5.A　[模板链为5′－CTTCGGGAA－3′，根据碱基互补配对原则可知mRNA序列为3′－GAAGCCCUU－5′，翻译时核糖体沿着mRNA从5′端移向3′端，因此mRNA 5′－UUCCCGAAG－3′，则翻译出的三肽序列为Phe－Pro－Lys，A正确；模板链为5′－AAGGGCTTC－3′，根据碱基互补配对原则可知mRNA序列为3′－UUCCCGAAG－5′，翻译时核糖体沿着mRNA从5′端移向3′端，因此mRNA 5′－GAAGCCCUU－3′，则翻译出的三肽序列为谷氨酸—丙氨酸—亮氨酸，B错误；模板链为5′－ATCCCGAAG－3′，根据碱基互补配对原则可知mRNA序列为3′－UAGGGCUUC－5′，翻译时核糖体沿着mRNA从5′端移向3′端，因此mRNA 5′－CUUCGGGAU－3′，则翻译出的三肽序列为亮氨酸—精氨酸—天冬氨酸，C错误；模板链为5′－CAACGGGTT－3′，根据碱基互补配对原则可知mRNA序列为3′－GUUGCCCAA－5′，翻译时核糖体沿着mRNA从5′端移向3′端，因此mRNA 5′－AACCCGUUG－3′，则翻译出的三肽序列为天冬酰胺－Pro－亮氨酸，D错误。]
考点二
核心要点·再研
(1)克里克　(2)转录　RNA的复制　逆转录　(4)DNA、RNA　蛋白质　ATP
典型例题·深研
1.A　[第一链cDNA可以单独作为PCR反应体系的模板，进行PCR扩增，A正确；第一链cDNA与其模板mRNA序列互补、方向相反，B错误；第二链cDNA能与转录该mRNA的DNA进行杂交，两者碱基互补配对，C错误；第二链cDNA与其模板mRNA的碱基序列互补，但两者的组成不同，D错误。]
2.D　[过程①表示逆转录过程，病毒是营寄生生活的生物，①过程发生在宿主细胞内，由病毒提供逆转录酶，A错误；据图分析，过程②表示DNA分子的复制，目的是形成双链DNA，根据酶A催化的产物是核糖核苷酸，可判断酶A是将RNA水解的酶，B错误；据图分析，－DNA与＋RNA的碱基互补配对，故过程③是以－DNA为模板合成大量Rous肉瘤病毒＋RNA的过程，C错误；Rous肉瘤病毒是逆转录病毒，由图可知，Rous肉瘤病毒是将病毒的RNA逆转录形成的DNA整合到宿主细胞的核DNA上，导致宿主细胞的遗传信息发生改变，D正确。]
关键·真题必刷
1.A　[载脂蛋白B基因转录后，其mRNA 上特定位置的碱基发生改变后，密码子 5′－CAA－3′变为终止密码子5′－UAA－3′，但是 DNA 模板链的碱基序列并没有发生改变，所以该终止密码子和原密码子对应的DNA模板链序列相同；又知mRNA序列与DNA模板链序列是反向配对的，根据碱基互补配对原则，为3′－GTT－5′，即5′－TTG－3′，A正确。]
2.D　[AZT可与逆转录酶结合并抑制其功能，逆转录酶参与的是逆转录过程，因此答案为D。]
3.A　[在题中所给的6种可选材料中，①ATP和③RNA聚合酶都是大肠杆菌细胞自身就有的物质。大肠杆菌细胞中的肽链合成在大肠杆菌自身的核糖体上进行，不需要④古菌的核糖体。因此，若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，则必须转入大肠杆菌细胞内的物质有②氨基酸甲、⑤酶E的基因和⑥tRNA甲的基因，A正确。]
4.B　[根据图示信息，D基因编码152个氨基酸，但D基因上包含终止密码子对应序列，故应包含459个碱基，A错误；分析图示信息，E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列为5′－GTACGC－3′，根据DNA分子两条链反向平行，其互补DNA序列是5′－GCGTAC－3′，B正确；DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸，噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核苷酸，C错误；E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，但重叠序列编码的氨基酸序列不相同，D错误。]
5.A　[根据题意可知，trpX能合成酶Y和酶Z，不能合成酶X；trpY能合成酶X和酶Z，不能合成酶Y；trpZ能合成酶X和酶Y，不能合成酶Z。已知3种酶均不能进出细胞，而色氨酸合成途径的中间产物积累到一定程度时可分泌到胞外。分析题图可知，trpX在靠近trpY、trpZ区域都能生长，说明可利用其他色氨酸突变体分泌的中间产物，则酶X在合成途径中，应是最靠前的；trpZ在靠近trpY、trpX区域都不能生长，说明trpZ无法利用trpX、trpY产生的中间产物完成自身色氨酸的合成，则trpZ为合成途径中的最后一种酶，又因为trpY能合成酶X和酶Z，trpZ能合成酶X和酶Y，故trpY、trpZ均可合成的酶为酶X。综上，酶X为色氨酸合成途径所需的第一种酶，酶Z为色氨酸合成途径所需的最后一种酶，则酶Y为色氨酸合成途径所需的第二种酶，即3种酶在该合成途径中的作用顺序为X→Y→Z，A符合题意。](共49张PPT)
第 27 讲
基因的表达
1
目 录
基因指导蛋白质的合成
2
中心法则的提出及发展
关键 · 真题必刷
3
考点一
基因指导蛋白质的合成
核心要点·再研
典型例题·深研
1.RNA的结构与功能
核糖核
苷酸
蛋白质
氨基酸
密码子
核糖体
遗传物质
2.遗传信息的转录
DNA的
一条链
细胞核
叶绿体、线粒体
游离的4种核糖核
苷酸
RNA
模板链
①转录方向的判定方法：已合成的mRNA释放的一端(5′端)为转录的起始方向。
②一个基因转录时以基因的一条链为模板，一个DNA分子上不同基因的模板链不一定相同。
③转录是以基因为单位进行的，一个基因可被多次转录，形成一种多个mRNA。　　　
3.遗传信息的翻译
(1)概念
游离在细胞质中的各种氨基酸，就以__________为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(2)条件
mRNA
场所 模板 原料 能量 搬运工具 酶
核糖体 mRNA 氨基酸 ATP tRNA 多种酶
(3)过程
tRNA
mRNA
tRNA
终止密码子
脱离
4.遗传信息、密码子与反密码子辨析
(1)密码子有64种，不同生物共用一套遗传密码。
①有2种起始密码子：在真核生物中AUG作为起始密码子；在原核生物中，GUG也可以作为起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。
②有3种终止密码子：UAA、UAG、UGA。正常情况下，终止密码子不编码氨基酸，仅作为翻译终止的信号，但在特殊情况下，终止密码子UGA可以编码硒代半胱氨酸。
(2)通常一种密码子决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。
(3)每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并)，可由一种或几种tRNA转运。　　　
(1)碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同。(2024·贵州卷，7D)( )
提示　由于密码子的简并，碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同。
(2)tRNA分子内部不发生碱基互补配对。(2023·江苏卷，6A)( )
提示　tRNA分子内部局部双链区存在碱基互补配对。
(3)mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA。(2023·江苏卷，6C)( )
提示　终止密码子不能决定氨基酸，不能结合tRNA。
(4)tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成。(2020·全国卷Ⅲ，3C)( )
提示　二者都是单链结构。
×
×
×
×
(5)细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽。(2020·全国卷Ⅲ，1B)( )
提示　转录可产生mRNA、tRNA、rRNA等，其中tRNA和rRNA不能编码多肽。
(6)多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链。(2019·浙江4月选考，22C)( )
提示　合成多条多肽链。
(7)携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合。(2019·海南卷，20C)( )
提示　携带第一个氨基酸的tRNA与核糖体的位点1结合，其他都先与核糖体的位点2结合再进入位点1。
×
×
×
考向1　围绕转录和翻译，考查科学思维
1.(2023·江苏卷，6)翻译过程如图所示，其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I)，与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对。下列相关叙述正确的是(　　)
D
A.tRNA分子内部不发生碱基互补配对
B.反密码子为5′－CAU－3′的tRNA可转运多种氨基酸
C.mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA
D.碱基I与密码子中碱基配对的特点，有利于保持物种遗传的稳定性
解析　单链tRNA分子内部存在局部双链区，双链区存在碱基互补配对，A错误；
每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，B错误；
mRNA上的终止密码子不能决定氨基酸，因此其不能结合tRNA，C错误；
反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I)，与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对，这种特点是密码子的简并，而遗传密码的简并可减少变异对个体生存带来的影响，有利于保持物种遗传的稳定性，D正确。
A.tRNA分子内部不发生碱基互补配对
B.反密码子为5′－CAU－3′的tRNA可转运多种氨基酸
C.mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA
D.碱基I与密码子中碱基配对的特点，有利于保持物种遗传的稳定性
2.(2024·安徽卷，11)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是(　　)
C
种类 细胞内定位 转录产物
RNA聚合酶Ⅰ 核仁 5.8S rRNA、18S rRNA、28S rRNA
RNA聚合酶Ⅱ 核质 mRNA
RNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5S rRNA
注：各类rRNA均为核糖体的组成成分。
A.线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶
B.基因的DNA发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响基因表达
C.RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同
D.编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁
解析　线粒体和叶绿体中都含有DNA，线粒体和叶绿体基因转录时使用的是各自的RNA聚合酶，A正确；
若基因的DNA发生甲基化修饰，导致RNA聚合酶不能与该基因的启动子正常结合启动转录过程，则会影响基因表达，B正确；
分析表格可知，RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，但两种酶催化形成的rRNA种类不同，且酶具有专一性，故两种酶识别的启动子序列不同，C错误；
RNA聚合酶Ⅰ的化学本质为蛋白质，其表达时先在细胞核内转录形成mRNA，mRNA再通过核孔进入细胞质中进行翻译，最终定位在核仁，D正确。
3.(2023·浙江1月选考，15)核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时，多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体(如图所示)。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译，移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是(　　)
B
A.图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的3′端
向5′端移动
B.该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对
C.图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译
D.若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化
解析　核糖体从mRNA的5′端向3′端移动，A错误；
密码子与反密码子互补配对，B正确；
5个核糖体不是同时结合到mRNA上，而是依次结合到mRNA上，也不是同时结束翻译的，C错误；
由题可知，多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA长度决定，因此基因截短会影响多聚核糖体上所串联的核糖体数目，D错误。
A.图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的3′端向5′端移动
B.该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对
C.图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译
D.若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化
常考图示解读
考向2　结合对遗传信息、密码子、反密码子的分析与判断，考查科学思维
4.(2024·湖北卷，16)编码某蛋白质的基因有两条链，一条是模板链(指导mRNA合成)，其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5′－ATG－3′，则该序列所对应的反密码子是(　　)
A.5′－CAU－3′ B.5′－UAC－3′ C.5′－TAC－3′ D.5′－AUG－3′
解析　若编码链的一段序列为5′－ATG－3′，则模板链的一段序列为3′－TAC－5′，则mRNA碱基序列为5′－AUG－3′，该序列所对应的反密码子是5′－CAU－3′，A正确，B、C、D错误。
A
5.(2025·八省联考内蒙古卷，13)UUU和UUC为苯丙氨酸(Phe)密码子，CCU、CCC、CCA和CCG为脯氨酸(Pro)密码子，AAA和AAG为赖氨酸(Lys)密码子。以下模板链中，能表达出Phe－Pro－Lys三肽的是(　　)
A.5′－CTTCGGGAA－3′ B.5′－AAGGGCTTC－3′
C.5′－ATCCCGAAG－3′ D.5′－CAACGGGTT－3′
A
解析　模板链为5′－CTTCGGGAA－3′，根据碱基互补配对原则可知mRNA序列为3′－GAAGCCCUU－5′，翻译时核糖体沿着mRNA从5′端移向3′端，因此mRNA 5′－UUCCCGAAG－3′，则翻译出的三肽序列为Phe－Pro－Lys，A正确；
模板链为5′－AAGGGCTTC－3′，根据碱基互补配对原则可知mRNA序列为3′－UUCCCGAAG－5′，翻译时核糖体沿着mRNA从5′端移向3′端，因此mRNA 5′－GAAGCCCUU－3′，则翻译出的三肽序列为谷氨酸—丙氨酸—亮氨酸，B错误；
模板链为5′－ATCCCGAAG－3′，根据碱基互补配对原则可知mRNA序列为3′－UAGGGCUUC－5′，翻译时核糖体沿着mRNA从5′端移向3′端，因此mRNA 5′－CUUCGGGAU－3′，则翻译出的三肽序列为亮氨酸—精氨酸—天冬氨酸，C错误；
模板链为5′－CAACGGGTT－3′，根据碱基互补配对原则可知mRNA序列为3′－GUUGCCCAA－5′，翻译时核糖体沿着mRNA从5′端移向3′端，因此mRNA 5′－AACCCGUUG－3′，则翻译出的三肽序列为天冬酰胺－Pro－亮氨酸，D错误。
考点二　
中心法则的提出及发展
核心要点·再研
典型例题·深研
中心法则
(1)提出者　________。
(2)补充后的内容图解
克里克
①DNA的复制；②______；③翻译；④______________；⑤________。
(3)不同生物中心法则表达式
①以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递(DNA病毒及细胞生物)
转录
RNA的复制
逆转录
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HIV)
(4)生命是物质、能量和信息的统一体：________________是信息的载体，________是信息的表达产物，而________为信息的流动提供能量。
DNA、RNA
蛋白质
ATP
考向　结合遗传信息传递过程的分析，考查科学思维
1.(2025·八省联考河南卷，6)由mRNA逆转录产生的单链DNA称为第一链cDNA，以第一链cDNA为模板合成的单链DNA称为第二链cDNA。下列叙述正确的是(　　)
A.第一链cDNA可以单独作为PCR反应体系的模板
B.第一链cDNA与其模板mRNA序列互补、方向相同
C.第二链cDNA不能与转录该mRNA的DNA进行杂交
D.第二链cDNA与其模板mRNA的碱基序列和组成均相同
A
解析　第一链cDNA可以单独作为PCR反应体系的模板，进行PCR扩增，A正确；
第一链cDNA与其模板mRNA序列互补、方向相反，B错误；
第二链cDNA能与转录该mRNA的DNA进行杂交，两者碱基互补配对，C错误；
第二链cDNA与其模板mRNA的碱基序列互补，但两者的组成不同，D错误。
2.(2025·辽宁沈阳调研)Rous肉瘤病毒是诱发癌症的一类RNA病毒，如下图表示其致病原理，下列叙述正确的是(　　)
D
A.过程①发生在宿主细胞内，参与反应的酶为RNA复制酶
B.过程②的目的是形成双链DNA，其中酶A是一种RNA聚合酶
C.过程③是以＋DNA为模板合成大量Rous肉瘤病毒＋RNA的过程
D.Rous肉瘤病毒致癌的过程中，宿主细胞的遗传信息发生改变
解析　过程①表示逆转录过程，病毒是营寄生生活的生物，①过程发生在宿主细胞内，由病毒提供逆转录酶，A错误；
据图分析，过程②表示DNA分子的复制，目的是形成双链DNA，根据酶A催化的产物是核糖核苷酸，可判断酶A是将RNA水解的酶，B错误；
A.过程①发生在宿主细胞内，参与反应的酶为RNA复制酶
B.过程②的目的是形成双链DNA，其中酶A是一种RNA聚合酶
C.过程③是以＋DNA为模板合成大量Rous肉瘤病毒＋RNA的过程
D.Rous肉瘤病毒致癌的过程中，宿主细胞的遗传信息发生改变
据图分析，－DNA与＋RNA的碱基互补配对，故过程③是以－DNA为模板合成大量Rous肉瘤病毒＋RNA的过程，C错误；
Rous肉瘤病毒是逆转录病毒，由图可知，Rous肉瘤病毒是将病毒的RNA逆转录形成的DNA整合到宿主细胞的核DNA上，导致宿主细胞的遗传信息发生改变，D正确。
A.过程①发生在宿主细胞内，参与反应的酶为RNA复制酶
B.过程②的目的是形成双链DNA，其中酶A是一种RNA聚合酶
C.过程③是以＋DNA为模板合成大量Rous肉瘤病毒＋RNA的过程
D.Rous肉瘤病毒致癌的过程中，宿主细胞的遗传信息发生改变
关键 · 真题必刷
1.(2024·福建卷，10)人肠道细胞中载脂蛋白B基因转录后，其mRNA上特定位置的碱基C在相关酶的作用下转变为碱基U，造成该位置相应的密码子变为终止密码子UAA，该终止密码子对应的DNA模板链序列为(　　)
A.5′－TTG－3′ B.5′－ATT－3′
C.5′－GTT－3′ D.5′－TTA－3′
A
解析　载脂蛋白B基因转录后，其mRNA 上特定位置的碱基发生改变后，密码子 5′－CAA－3′变为终止密码子5′－UAA－3′，但是 DNA 模板链的碱基序列并没有发生改变，所以该终止密码子和原密码子对应的DNA模板链序列相同；又知mRNA序列与DNA模板链序列是反向配对的，根据碱基互补配对原则，为3′－GTT－5′，即5′－TTG－3′，A正确。
2.(2023·浙江6月选考，4)叠氮脱氧胸苷(AZT)可与逆转录酶结合并抑制其功能。下列过程可直接被AZT阻断的是(　　)
A.复制 B.转录 C.翻译 D.逆转录
解析　AZT可与逆转录酶结合并抑制其功能，逆转录酶参与的是逆转录过程，因此答案为D。
D
3.(2023·全国乙卷，5)已知某种氨基酸(简称甲)是一种特殊氨基酸，迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是，这些古菌含有特异的能够转运甲的tRNA(表示为tRNA甲)和酶E，酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲(表示为甲－tRNA甲)，进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子，从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是(　　)
①ATP　②甲　③RNA聚合酶　④古菌的核糖体　⑤酶E的基因　⑥tRNA甲的基因
A.②⑤⑥ B.①②⑤ C.③④⑥ D.②④⑤
A
解析　在题中所给的6种可选材料中，①ATP和③RNA聚合酶都是大肠杆菌细胞自身就有的物质。大肠杆菌细胞中的肽链合成在大肠杆菌自身的核糖体上进行，不需要④古菌的核糖体。因此，若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，则必须转入大肠杆菌细胞内的物质有②氨基酸甲、⑤酶E的基因和⑥tRNA甲的基因，A正确。
4.(2023·海南卷，13)噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子，部分序列如图。
B
下列有关叙述正确的是(　　)
A.D基因包含456个碱基，编码152个氨基酸
B.E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列，其互补DNA序列是5′－GCGTAC－3′
C.噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸
D.E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠,且重叠序列编码的氨基酸序列相同
解析　根据图示信息，D基因编码152个氨基酸，但D基因上包含终止密码子对应序列，故应包含459个碱基，A错误；
分析图示信息，E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列为5′－GTACGC－3′，根据DNA分子两条链反向平行，其互补DNA序列是5′－GCGTAC－3′，B正确；
A.D基因包含456个碱基，编码152个氨基酸
B.E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列，其互补DNA序列是5′－GCGTAC－3′
C.噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸
D.E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，且重叠序列编码的氨基酸序列相同
DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸，噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核苷酸，C错误；
E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，但重叠序列编码的氨基酸序列不相同，D错误。
A.D基因包含456个碱基，编码152个氨基酸
B.E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列，其互补DNA序列是5′－GCGTAC－3′
C.噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸
D.E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，且重叠序列编码的氨基酸序列相同
5.(2024·山东卷，15)酵母菌在合成色氨酸时需要3种酶X、Y和Z，trpX、trpY和trpZ分别为相应酶的编码基因突变的色氨酸依赖型突变体。已知3种酶均不能进出细胞，而色氨酸合成途径的中间产物积累到一定程度时可分泌到胞外。将这3种突变体均匀划线接种到含有少量色氨酸的培养基上，生长情况如图。据图分析，3种酶在该合成途径中的作用顺序为(　　)
A
A.X→Y→Z B.Z→Y→X
C.Y→X→Z D.Z→X→Y
解析　根据题意可知，trpX能合成酶Y和酶Z，不能合成酶X；trpY能合成酶X和酶Z，不能合成酶Y；trpZ能合成酶X和酶Y，不能合成酶Z。已知3种酶均不能进出细胞，而色氨酸合成途径的中间产物积累到一定程度时可分泌到胞外。分析题图可知，trpX在靠近trpY、trpZ区域都能生长，说明可利用其他色氨酸突变体分泌的中间产物，则酶X在合成途径中，应是最靠前的；trpZ在靠近trpY、trpX区域都不能生长，说明trpZ无法利用trpX、trpY产生的中间产物完成自身色氨酸的合成，则trpZ为合成途径中的最后一种酶，又因为trpY能合成酶X和酶Z，trpZ能合成酶X和酶Y，故trpY、trpZ均可合成的酶为酶X。综上，酶X为色氨酸合成途径所需的第一种酶，酶Z为色氨酸合成途径所需的最后一种酶，则酶Y为色氨酸合成途径所需的第二种酶，即3种酶在该合成途径中的作用顺序为X→Y→Z，A符合题意。
A.X→Y→Z B.Z→Y→X
C.Y→X→Z D.Z→X→Y限时练27　基因的表达
(时间：30分钟　分值：30分)
选择题1～10小题，每小题2分，共20分。
【对点强化】
考点一　基因指导蛋白质的合成
1.(2025·湖南长沙期末)图1和图2是蛋白质合成的示意图。下列相关描述错误的是(　　)
INCLUDEPICTURE"SW422.tif"
A.图1表示转录过程，③为参与该过程的RNA聚合酶
B.图1转录的方向是从左向右，产物②是RNA
C.图2表示翻译过程，终止密码子位于mRNA的a端
D.图2过程中碱基互补配对的方式有A—U、U—A、C—G、G—C
2.(2025·河北唐山模拟)在真核生物中，甲硫氨酸、赖氨酸、苏氨酸、精氨酸对应密码子各有1、2、4、6种，终止密码子有3种。假设某真核生物的一条多肽链氨基酸序列为：甲硫氨酸—苏氨酸—赖氨酸—精氨酸，下列叙述正确的是(　　)
A.从密码子简并角度分析，多肽链中赖氨酸发生变化的可能性大于苏氨酸
B.合成该条多肽时，tRNA可读取mRNA上的全部碱基
C.该条多肽翻译过程中最多有13种tRNA参与
D.理论上，该多肽的模板mRNA最多有16种
3.(2025·江苏南通调研)细胞内有些tRNA分子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，存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是(　　)
INCLUDEPICTURE"SW423.tif"
A.一种反密码子可以识别不同的密码子
B.密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合
C.tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成
D.mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
4.(2025·河南信阳高中质检)已知一个由2条肽链组成的蛋白质分子，共有198个肽键，控制翻译该蛋白质分子的mRNA中A和U共占25%(不考虑终止密码子)，则转录形成该mRNA的DNA分子中，C与G至少有(　　)
A.600个 B.700个
C.800个 D.900个
5.(2025·湖北黄石二中联考)如图表示细胞内的相关生理过程，下列有关叙述正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"SW424.tif"
A.图1中组成b、c的化学成分完全相同
B.图1中a的移动方向与图2中e的移动方向相同
C.细胞内酶的合成都必须经过图1、图2所示过程
D.在真核、原核细胞中，图1、图2所示过程均可能同时同地进行
考点二　中心法则的提出及其发展
6.(2025·湖北襄阳五中质检)研究人员发现HIV可以模拟宿主细胞的应激反应从而逃避身体的防御系统。这种伪装有助于它进入紧急翻译途径——本质上是提供伪造的凭证，这些伪造的凭证允许HIV进入宿主细胞的“限制”区域，以便继续制造它自己的病毒蛋白。新型冠状病毒可在宿主细胞内进行RNA的复制过程。结合图示分析，下列相关叙述正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"SW425.tif"
A.HIV的遗传物质进入紧急翻译途径时需要能量和酶，会发生③④过程
B.HIV进入宿主细胞的“限制”区域后利用自身的核糖体制造病毒蛋白
C.新型冠状病毒和HIV都通过⑤→①→②过程传递遗传信息
D.该项研究结果可为阻止HIV在人体内的增殖带来希望
7.(2025·江西临川一中质检)春季是流感高发季节，甲型H1N1流感病毒是引起流感的一类病毒。该病毒为单股负链RNA(－RNA)病毒，下图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图，下列叙述正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"SW427.tif"
A.子代病毒中的RNA具有mRNA功能
B.甲型H1N1流感病毒可在含血清的动物细胞培养液中繁殖
C.甲型H1N1流感病毒与HIV的遗传信息传递方向相同
D.甲型H1N1流感病毒的遗传物质储存在基因中
【综合提升】
8.(2025·江苏苏州调研)如图为野生型紫色非硫细菌体内指导一种多肽合成的模板mRNA，该细菌的一个突变型个体内，在第270号碱基对应的DNA位置发生了替换，据图分析下列叙述正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"SW428.tif"
A.野生型菌体内合成的相应多肽应该为103肽
B.突变型菌体合成的肽链中氨基酸的数目可能减少
C.肽链合成时，RNA聚合酶首先结合在起始密码子的位置
D.该RNA可以同时结合多个核糖体，同时翻译出多种相应的多肽，从而提高翻译的效率
9.(2025·郑州模拟)UGA通常作为终止密码子，释放因子RF可与之结合使翻译终止。当UGA的下游出现特殊茎环结构时，UGA能编码硒代半胱氨酸，使翻译继续进行。下列说法错误的是(　　)
A.RF可能通过识别UGA，使肽链和核糖体从mRNA上释放
B.翻译中核糖体沿mRNA从3′端向5′端移动
C.mRNA的结构会影响携带硒代半胱氨酸的tRNA与UGA的识别
D.若基因中控制UGA的碱基序列改变，其控制的性状将可能发生可遗传的变化
10.(2025·湖南永州模拟)真核细胞基因编码区中的非编码片段称为内含子，编码片段称为外显子。mRNA前体中内含子转录片段会被剪接体(由蛋白质和小型RNA构成)切除，如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
INCLUDEPICTURE"SW429.tif"
A.剪接体可能是一种酶
B.剪接体内部的小型RNA的碱基序列可能互不相同
C.外显子1转录片段和外显子2转录片段连接过程中会形成磷酸二酯键
D.图示RNA剪接机制有利于转录过程的正常进行
11.(10分)(2024·九省联考广西卷，19)为了改善猕猴桃的品质，用基因编辑技术使猕猴桃中的基因A突变为基因a，使其指导合成的蛋白质氨基酸序列发生改变。下图表示基因表达的过程。已知AUG为真核生物的起始密码子，UAA、UAG、UGA为终止密码子。回答下列问题：
INCLUDEPICTURE"13kts191.TIF"
(1)(2分)转录过程中，与启动子结合的酶是________；翻译过程中，沿mRNA移动的细胞器是________。
(2)(2分)基因A进行转录的模板链是________(填“甲”或“乙”)链，启动子位于该链的________端。
(3)(2分)若碱基数x小于y，但组成蛋白质A的氨基酸数目比蛋白质a的多。根据基因编辑结果及基因表达原理分析，导致蛋白质a氨基酸数减少的原因是_________________________________________________________________。
(4)(4分)研究发现，含有基因a的猕猴桃，其果皮细胞中纤维素含量发生改变。这一现象说明基因表达产物与性状的关系是 _。
若要将这种猕猴桃新品种投放市场，为了确保果实本身品质，在实验植株的果实成熟后，需要进一步检测果实的__________________(答出2方面)。
限时练27　基因的表达
1.C　[分析题图可知，图1表示转录过程，③为参与该过程的RNA聚合酶，A正确；因为DNA左边一段已经转录完成，所以图1转录的方向是从左向右，产物②是RNA，B正确；根据肽链的延伸方向可知，图中核糖体移动方向是从左向右，起始密码子位于mRNA的a端，终止密码子位于mRNA的b端，C错误；图2过程为翻译，其碱基互补配对的方式是A—U、U—A、C—G、G—C，D正确。]
2.A　[密码子的简并是指绝大多数氨基酸都有几个密码子，分析题意可知，苏氨酸对应的密码子有4种，而赖氨酸对应的密码子有2种，故从密码子简并角度分析，多肽链中赖氨酸发生变化的可能性大于苏氨酸，A正确；一般而言，终止密码子不能编码氨基酸，而且核糖体沿着mRNA移动，碰到终止密码子翻译立即停止，故tRNA不能读取mRNA上的全部碱基，B错误；tRNA上的反密码子可通过与密码子碱基互补配对转运氨基酸，该多肽链氨基酸序列为甲硫氨酸—苏氨酸—赖氨酸—精氨酸，共有4个氨基酸，故该条多肽翻译过程中最多有4种tRNA参与，C错误；由于甲硫氨酸、赖氨酸、苏氨酸、精氨酸对应密码子各有1、2、4、6种，理论上该多肽的模板mRNA最多有1×2×4×6＝48(种)，D错误。]
3.C　[由题图可知，位于tRNA上的反密码子CCI可以识别mRNA上的GGU、GGC、GGA三种不同的密码子，A正确；密码子和反密码子的碱基之间通过氢键且按照碱基互补配对的原则结合，B正确；tRNA和mRNA分子均由一条链组成，其中tRNA链经过折叠形成三叶草的叶形，C错误；由题图可知，mRNA上的三种密码子GGU、GGC、GGA决定的氨基酸均为甘氨酸，所以mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变，D正确。]
4.D　[题述蛋白质分子由2条肽链组成，共有198个肽键，可知该蛋白质由200个氨基酸组成，不考虑终止密码子，则翻译形成该蛋白质的mRNA分子中至少含有600个碱基，转录形成该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＝600×25%＝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.D　[b为胞嘧啶脱氧核苷酸，c为胞嘧啶核糖核苷酸，两者的五碳糖不同，前者是脱氧核糖，后者是核糖，A错误；图1中a的移动方向是向左，图2中e的移动方向是向右，B错误；细胞内的酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA，其中RNA的合成不需要经过图2所示过程(翻译过程)，C错误；在真核细胞的线粒体和叶绿体中、原核细胞中，图1转录过程、图2翻译过程均可能同时同地进行，D正确。]
6.D　[HIV的遗传物质进入紧急翻译途径时，需要能量和酶，会发生③过程，不会发生④过程，A错误；HIV进入宿主细胞的“限制”区域后利用宿主细胞的核糖体来合成病毒蛋白，B错误；新型冠状病毒不是逆转录病毒，不会通过⑤→①→②过程传递遗传信息，C错误；题述研究结果让我们更清楚HIV的增殖机制，可为阻止HIV在人体内的增殖带来希望，D正确。]
7.D　[据图可知，子代病毒中的RNA是－RNA，以－RNA为模板形成的mRNA才具有mRNA的功能，A错误；甲型H1N1流感病毒无细胞结构，必须寄生在活细胞内才能生存，不可在含血清的动物细胞培养液中繁殖，B错误；甲型H1N1流感病毒遗传信息的传递方向为RNA复制和翻译，HIV属于逆转录病毒，遗传信息的传递方向为逆转录、DNA复制、转录和翻译过程，两者遗传信息传递方向并不完全相同，C错误；基因通常是有遗传效应的DNA片段，但RNA病毒中具有遗传效应的RNA片段也属于基因，D正确。]
8.B　[据题图可知，该mRNA上有311个碱基，其中终止密码子不编码氨基酸，从起始密码子开始编码，则野生型菌体内合成的相应多肽中氨基酸数为(311－3－2)÷3＝102，即相应多肽应该为102肽，A错误；据题图可知，终止密码子是UGA，第270号碱基对应的DNA位置发生了替换，若替换后mRNA上对应的碱基为U，则终止密码子提前，肽链长度缩短，B正确；RNA聚合酶可与DNA上的启动子结合驱动转录过程，RNA聚合酶不参与肽链的合成，C错误；一个mRNA可以同时结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，即同时翻译出多条一种相应的多肽，从而提高翻译的效率，D错误。]
9.B　[翻译的终止需要释放因子RF，RF可以识别终止密码子UGA，可能引起肽链和核糖体从mRNA上释放，A正确；翻译中核糖体沿mRNA从5′端向3′端移动，B错误；由题干“UGA通常作为终止密码子，当UGA的下游出现特殊茎环结构时，UGA能编码硒代半胱氨酸，使翻译继续进行”可知，如果UGA的下游没有特殊茎环结构，UGA就作为终止密码子，因此mRNA的结构会影响携带硒代半胱氨酸的tRNA与UGA的识别，C正确；若基因中控制UGA的碱基序列改变，导致其对应的密码子发生改变，其控制的性状可能发生可遗传的变化，D正确。]
10.D　[mRNA前体中内含子转录片段会被剪接体(由蛋白质和小型RNA构成)切除，说明剪接体可能是一种酶，A正确；由图可知，剪接体内部的小型RNA结合到RNA前体内含子的不同区域上，说明这些小型RNA的碱基序列可能互不相同，B正确；外显子1转录片段和外显子2转录片段的本质是RNA，这两个片段的连接过程中会形成磷酸二酯键，C正确；图示RNA剪接机制有利于翻译过程的正常进行，因为剪接的结果是形成成熟的mRNA，D错误。]
11.(1)RNA聚合酶　核糖体　(2)甲　3′　(3)碱基的增添使终止密码子提前出现，翻译提前结束　(4)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状　必需氨基酸的种类和含量
解析　(1)在转录过程中与启动子结合的是RNA聚合酶；在翻译的过程中，核糖体沿着mRNA移动。(2)由起始密码子(AUG)与转录起始区(TAC)的碱基互补配对关系可知，转录的模板链是甲链，启动子位于该链的3′端，因为转录的方向是从模板链的3′端到5′端。(3)若碱基数x小于y，但组成蛋白质A的氨基酸数目比蛋白质a的多，可能的原因是碱基的增添使终止密码子提前出现，使得翻译提前结束。(4)纤维素不是蛋白质，不是基因直接表达的产物，因此这一现象说明基因与性状的关系应该是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。人体不能合成必需氨基酸，需从食物中获取，食物所含必需氨基酸的种类和含量可作为判断食物品质的依据，因此为了确保果实本身品质，在实验植株的果实成熟后，需要进一步检测果实中必需氨基酸的种类和含量。(共28张PPT)
基因的表达
限时练27　
(时间：30分钟　分值：30分)
考点一　基因指导蛋白质的合成
1.(2025·湖南长沙期末)图1和图2是蛋白质合成的示意图。下列相关描述错误的是(　　)
C
A.图1表示转录过程，③为参与
该过程的RNA聚合酶
B.图1转录的方向是从左向右，
产物②是RNA
C.图2表示翻译过程，终止密码子位于mRNA的a端
D.图2过程中碱基互补配对的方式有A—U、U—A、C—G、G—C
解析　分析题图可知，图1表示转录过程，③为参与该过程的RNA聚合酶，A正确；
因为DNA左边一段已经转录完成，所以图1转录的方向是从左向右，产物②是RNA，B正确；
根据肽链的延伸方向可知，图中核糖体移动方向是从左向右，起始密码子位于mRNA的a端，终止密码子位于mRNA的b端，C错误；
图2过程为翻译，其碱基互补配对的方式是A—U、U—A、C—G、G—C，D正确。
A.图1表示转录过程，③为参与该过程的RNA聚合酶
B.图1转录的方向是从左向右，产物②是RNA
C.图2表示翻译过程，终止密码子位于mRNA的a端
D.图2过程中碱基互补配对的方式有A—U、U—A、C—G、G—C
2.(2025·河北唐山模拟)在真核生物中，甲硫氨酸、赖氨酸、苏氨酸、精氨酸对应密码子各有1、2、4、6种，终止密码子有3种。假设某真核生物的一条多肽链氨基酸序列为：甲硫氨酸—苏氨酸—赖氨酸—精氨酸，下列叙述正确的是(　　)
A.从密码子简并角度分析，多肽链中赖氨酸发生变化的可能性大于苏氨酸
B.合成该条多肽时，tRNA可读取mRNA上的全部碱基
C.该条多肽翻译过程中最多有13种tRNA参与
D.理论上，该多肽的模板mRNA最多有16种
A
解析　密码子的简并是指绝大多数氨基酸都有几个密码子，分析题意可知，苏氨酸对应的密码子有4种，而赖氨酸对应的密码子有2种，故从密码子简并角度分析，多肽链中赖氨酸发生变化的可能性大于苏氨酸，A正确；
一般而言，终止密码子不能编码氨基酸，而且核糖体沿着mRNA移动，碰到终止密码子翻译立即停止，故tRNA不能读取mRNA上的全部碱基，B错误；
tRNA上的反密码子可通过与密码子碱基互补配对转运氨基酸，该多肽链氨基酸序列为甲硫氨酸—苏氨酸—赖氨酸—精氨酸，共有4个氨基酸，故该条多肽翻译过程中最多有4种tRNA参与，C错误；
由于甲硫氨酸、赖氨酸、苏氨酸、精氨酸对应密码子各有1、2、4、6种，理论上该多肽的模板mRNA最多有1×2×4×6＝48(种)，D错误。
3.(2025·江苏南通调研)细胞内有些tRNA分子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，存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是(　　)
C
A.一种反密码子可以识别不同的密码子
B.密码子与反密码子的碱基之间通过氢
键结合
C.tRNA分子由两条链组成，mRNA分子
由单链组成
D.mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
解析　由题图可知，位于tRNA上的反密码子CCI可以识别mRNA上的GGU、GGC、GGA三种不同的密码子，A正确；
密码子和反密码子的碱基之间通过氢键且按照碱基互补配对的原则结合，B正确；
tRNA和mRNA分子均由一条链组成，其中tRNA链经过折叠形成三叶草的叶形，C错误；
由题图可知，mRNA上的三种密码子GGU、GGC、GGA决定的氨基酸均为甘氨酸，所以mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变，D正确。
A.一种反密码子可以识别不同的密码子
B.密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合
C.tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成
D.mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
4.(2025·河南信阳高中质检)已知一个由2条肽链组成的蛋白质分子，共有198个肽键，控制翻译该蛋白质分子的mRNA中A和U共占25%(不考虑终止密码子)，则转录形成该mRNA的DNA分子中，C与G至少有(　　)
A.600个 B.700个
C.800个 D.900个
D
解析　题述蛋白质分子由2条肽链组成，共有198个肽键，可知该蛋白质由200个氨基酸组成，不考虑终止密码子，则翻译形成该蛋白质的mRNA分子中至少含有600个碱基，转录形成该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＝600×25%＝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.(2025·湖北黄石二中联考)如图表示细胞内的相关生理过程，下列有关叙述正确的是(　　)
D
A.图1中组成b、c的化学成分完全相同
B.图1中a的移动方向与图2中e的移动方向相同
C.细胞内酶的合成都必须经过图1、图2所示过程
D.在真核、原核细胞中，图1、图2所示过程均可能同时同地进行
解析　b为胞嘧啶脱氧核苷酸，c为胞嘧啶核糖核苷酸，两者的五碳糖不同，前者是脱氧核糖，后者是核糖，A错误；
图1中a的移动方向是向左，图2中e的移动方向是向右，B错误；
细胞内的酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA，其中RNA的合成不需要经过图2所示过程(翻译过程)，C错误；
在真核细胞的线粒体和叶绿体中、原核细胞中，图1转录过程、图2翻译过程均可能同时同地进行，D正确。
A.图1中组成b、c的化学成分完全相同
B.图1中a的移动方向与图2中e的移动方向相同
C.细胞内酶的合成都必须经过图1、图2所示过程
D.在真核、原核细胞中，图1、图2所示过程均可能同时同地进行
考点二　中心法则的提出及其发展
6.(2025·湖北襄阳五中质检)研究人员发现HIV可以模拟宿主细胞的应激反应从而逃避身体的防御系统。这种伪装有助于它进入紧急翻译途径——本质上是提供伪造的凭证，这些伪造的凭证允许HIV进入宿主细胞的“限制”区域，以便继续制造它自己的病毒蛋白。新型冠状病毒可在宿主细胞内进行RNA的复制过程。结合图示分析，下列相关叙述正确的是(　　)
D
A.HIV的遗传物质进入紧急翻译途径时需要能
量和酶，会发生③④过程
B.HIV进入宿主细胞的“限制”区域后利用自身的核糖体制造病毒蛋白
C.新型冠状病毒和HIV都通过⑤→①→②过程传递遗传信息
D.该项研究结果可为阻止HIV在人体内的增殖带来希望
解析　HIV的遗传物质进入紧急翻译途径时，需要能量和酶，会发生③过程，不会发生④过程，A错误；
HIV进入宿主细胞的“限制”区域后利用宿主细胞的核糖体来合成病毒蛋白，B错误；
新型冠状病毒不是逆转录病毒，不会通过⑤→①→②过程传递遗传信息，C错误；
题述研究结果让我们更清楚HIV的增殖机制，可为阻止HIV在人体内的增殖带来希望，D正确。
A.HIV的遗传物质进入紧急翻译途径时需要能量和酶，会发生③④过程
B.HIV进入宿主细胞的“限制”区域后利用自身的核糖体制造病毒蛋白
C.新型冠状病毒和HIV都通过⑤→①→②过程传递遗传信息
D.该项研究结果可为阻止HIV在人体内的增殖带来希望
7.(2025·江西临川一中质检)春季是流感高发季节，甲型H1N1流感病毒是引起流感的一类病毒。该病毒为单股负链RNA(－RNA)病毒，下图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图，下列叙述正确的是(　　)
D
A.子代病毒中的RNA具有mRNA功能
B.甲型H1N1流感病毒可在含血清的动
物细胞培养液中繁殖
C.甲型H1N1流感病毒与HIV的遗传信息传递方向相同
D.甲型H1N1流感病毒的遗传物质储存在基因中
解析　据图可知，子代病毒中的RNA是－RNA，以－RNA为模板形成的mRNA才具有mRNA的功能，A错误；
甲型H1N1流感病毒无细胞结构，必须寄生在活细胞内才能生存，不可在含血清的动物细胞培养液中繁殖，B错误；
甲型H1N1流感病毒遗传信息的传递方向为RNA复制和翻译，HIV属于逆转录病毒，遗传信息的传递方向为逆转录、DNA复制、转录和翻译过程，两者遗传信息传递方向并不完全相同，C错误；
基因通常是有遗传效应的DNA片段，但RNA病毒中具有遗传效应的RNA片段也属于基因，D正确。
A.子代病毒中的RNA具有mRNA功能
B.甲型H1N1流感病毒可在含血清的动物细胞培养液中繁殖
C.甲型H1N1流感病毒与HIV的遗传信息传递方向相同
D.甲型H1N1流感病毒的遗传物质储存在基因中
8.(2025·江苏苏州调研)如图为野生型紫色非硫细菌体内指导一种多肽合成的模板mRNA，该细菌的一个突变型个体内，在第270号碱基对应的DNA位置发生了替换，据图分析下列叙述正确的是(　　)
B
A.野生型菌体内合成的相应多肽应该为103肽
B.突变型菌体合成的肽链中氨基酸的数目可能减少
C.肽链合成时，RNA聚合酶首先结合在起始密码子的位置
D.该RNA可以同时结合多个核糖体，同时翻译出多种相应的多肽，从而提高翻译的效率
解析　据题图可知，该mRNA上有311个碱基，其中终止密码子不编码氨基酸，从起始密码子开始编码，则野生型菌体内合成的相应多肽中氨基酸数为(311－3－2)÷3＝102，即相应多肽应该为102肽，A错误；
据题图可知，终止密码子是UGA，第270号碱基对应的DNA位置发生了替换，若替换后mRNA上对应的碱基为U，则终止密码子提前，肽链长度缩短，B正确；
RNA聚合酶可与DNA上的启动子结合驱动转录过程，RNA聚合酶不参与肽链的合成，C错误；
一个mRNA可以同时结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，即同时翻译出多条一种相应的多肽，从而提高翻译的效率，D错误。
A.野生型菌体内合成的相应多肽应该为103肽
B.突变型菌体合成的肽链中氨基酸的数目可能减少
C.肽链合成时，RNA聚合酶首先结合在起始密码子的位置
D.该RNA可以同时结合多个核糖体，同时翻译出多种相应的多肽，从而提高翻译的效率
9.(2025·郑州模拟)UGA通常作为终止密码子，释放因子RF可与之结合使翻译终止。当UGA的下游出现特殊茎环结构时，UGA能编码硒代半胱氨酸，使翻译继续进行。下列说法错误的是(　　)
A.RF可能通过识别UGA，使肽链和核糖体从mRNA上释放
B.翻译中核糖体沿mRNA从3′端向5′端移动
C.mRNA的结构会影响携带硒代半胱氨酸的tRNA与UGA的识别
D.若基因中控制UGA的碱基序列改变，其控制的性状将可能发生可遗传的变化
B
解析　翻译的终止需要释放因子RF，RF可以识别终止密码子UGA，可能引起肽链和核糖体从mRNA上释放，A正确；
翻译中核糖体沿mRNA从5′端向3′端移动，B错误；
由题干“UGA通常作为终止密码子，当UGA的下游出现特殊茎环结构时，UGA能编码硒代半胱氨酸，使翻译继续进行”可知，如果UGA的下游没有特殊茎环结构，UGA就作为终止密码子，因此mRNA的结构会影响携带硒代半胱氨酸的tRNA与UGA的识别，C正确；
若基因中控制UGA的碱基序列改变，导致其对应的密码子发生改变，其控制的性状可能发生可遗传的变化，D正确。
10.(2025·湖南永州模拟)真核细胞基因编码区中的非编码片段称为内含子，编码片段称为外显子。mRNA前体中内含子转录片段会被剪接体(由蛋白质和小型RNA构成)切除，如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
D
A.剪接体可能是一种酶
B.剪接体内部的小型RNA的碱基
序列可能互不相同
C.外显子1转录片段和外显子2转录
片段连接过程中会形成磷酸二酯键
D.图示RNA剪接机制有利于转录过程的正常进行
解析　mRNA前体中内含子转录片段会被剪接体(由蛋白质和小型RNA构成)切除，说明剪接体可能是一种酶，A正确；
由图可知，剪接体内部的小型RNA结合到RNA前体内含子的不同区域上，说明这些小型RNA的碱基序列可能互不相同，B正确；
外显子1转录片段和外显子2转录片段的本质是RNA，这两个片段的连接过程中会形成磷酸二酯键，C正确；
图示RNA剪接机制有利于翻译过程的正常进行，因为剪接的结果是形成成熟的mRNA，D错误。
A.剪接体可能是一种酶
B.剪接体内部的小型RNA的碱基序列可能互不相同
C.外显子1转录片段和外显子2转录片段连接过程中会形成磷酸二酯键
D.图示RNA剪接机制有利于转录过程的正常进行
11.(2024·九省联考广西卷，19)为了改善猕猴桃的品质，用基因编辑技术使猕猴桃中的基因A突变为基因a，使其指导合成的蛋白质氨基酸序列发生改变。下图表示基因表达的过程。已知AUG为真核生物的起始密码子，UAA、UAG、UGA为终止密码子。回答下列问题：
(1)转录过程中，与启动子结合的酶是______________；翻译过程中，沿mRNA移动的细胞器是________。
(2)基因A进行转录的模板链是________(填“甲”或“乙”)链，启动子位于该链的________端。
RNA聚合酶
核糖体
甲
3′
(3)若碱基数x小于y，但组成蛋白质A的氨基酸数目比蛋白质a的多。根据基因编辑结果及基因表达原理分析，导致蛋白质a氨基酸数减少的原因是____________________________________________________________________。
碱基的增添使终止密码子提前出现，翻译提前结束
(4)研究发现，含有基因a的猕猴桃，其果皮细胞中纤维素含量发生改变。这一现象说明基因表达产物与性状的关系是___________________________________
________________________________。若要将这种猕猴桃新品种投放市场，为了确保果实本身品质，在实验植株的果实成熟后，需要进一步检测果实的______________________________________________________(答出2方面)。
基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状
必需氨基酸的种类和含量
解析　(1)在转录过程中与启动子结合的是RNA聚合酶；在翻译的过程中，核糖体沿着mRNA移动。
(2)由起始密码子(AUG)与转录起始区(TAC)的碱基互补配对关系可知，转录的模板链是甲链，启动子位于该链的3′端，因为转录的方向是从模板链的3′端到5′端。
(3)若碱基数x小于y，但组成蛋白质A的氨基酸数目比蛋白质a的多，可能的原因是碱基的增添使终止密码子提前出现，使得翻译提前结束。
(4)纤维素不是蛋白质，不是基因直接表达的产物，因此这一现象说明基因与性状的关系应该是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。人体不能合成必需氨基酸，需从食物中获取，食物所含必需氨基酸的种类和含量可作为判断食物品质的依据，因此为了确保果实本身品质，在实验植株的果实成熟后，需要进一步检测果实中必需氨基酸的种类和含量。

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