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第28课时　基因的表达
概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成。
考点一　遗传信息的转录和翻译
1.RNA的结构与功能
　除以上种类及功能外，RNA还是RNA病毒的遗传物质；部分酶的化学本质也是RNA。
2.遗传信息的转录
(1)概念：通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程。
(2)场所：真核生物主要发生在细胞核，在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。
(3)过程
(4)产物：信使RNA、核糖体RNA、转运RNA。
(5)意义：将DNA的遗传信息传递给RNA。
　转录形成的RNA的碱基序列与DNA模板链的碱基序列是互补的，与DNA的另一条链的碱基序列的区别是RNA链上的碱基U对应在DNA的另一条链上的碱基是T。
3.遗传信息的翻译
(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(2)密码子
　①密码子有64种，其中AUG既可以编码甲硫氨酸，又是起始密码子；GUG在原核生物中，可以作为起始密码子，此时它编码甲硫氨酸，在其他情况下，它编码缬氨酸；UGA在正常情况下是终止密码子，在特殊情况下可以编码硒代半胱氨酸。
②一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。
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。
(3)场所(装配机器)：核糖体。
(4)“搬运工”——tRNA。
(5)过程
(6)产物：多肽蛋白质。
(7)mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系
①数量关系：一个mRNA分子上可同时结合多个核糖体。
②意义：少量的mRNA分子可以迅速翻译出大量的蛋白质。
(1)嘌呤是细胞合成DNA和RNA的原料。(2024·江苏卷)(　√　)
(2)碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同。(2024·贵州卷)(　×　)
(3)复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开。(2024·河北卷)(　×　)
(4)高尔基体、线粒体、核糖体、细胞核对真核细胞合成多肽链，作用最小的是高尔基体。(2023·重庆卷)(　√　)
(5)细胞骨架和tRNA在细胞内均具备运输功能。(2024·河北卷)(　√　)
(6)金霉素(一种抗生素)可抑制tRNA与mRNA的结合，该作用直接影响逆转录过程。(2021·广东卷)(　×　)
(7)(必修2 P69旁栏插图)同一个mRNA分子结合的不同核糖体合成的肽链氨基酸序列是相同的，原因是mRNA的碱基序列决定肽链的氨基酸序列。
【情境应用】　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的合成。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。
【问题探究】　
(1)图1中参与翻译的有哪些RNA？来源和作用分别是什么？
提示：mRNA、tRNA、rRNA；三类RNA都是转录的产物。作用：mRNA作为翻译的模板；tRNA能识别密码子，转运特定的氨基酸；rRNA参与构成核糖体。
(2)图2核糖体移动的方向是怎样的？
提示：核糖体移动的方向是由右向左。
(3)若某大肠杆菌中合成含有甲的肽链共198个氨基酸，则其基因中至少需要含有多少个碱基？
提示：至少含有1 188个碱基。
基因表达中的碱基数与氨基酸数的关系
1.基本关系：基因中碱基数∶mRNA中碱基数∶多肽链中氨基酸数＝6∶3∶1(如下图)。
2.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。
3.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上的碱基数目是对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍多。
4.不能忽略“最多”或“最少”等关键词：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。
5.基因中碱基数与蛋白质相对分子质量的关系：若基因中有n个碱基，氨基酸的平均相对分子质量为a，合成的含m条多肽链的蛋白质的相对分子质量为n/6·a－18(n/6－m)；若改为n个碱基对，则公式为n/3·a－18(n/3－m)。
考向1围绕密码子、反密码子、遗传信息等基本概念考查生命观念
1.(2024·湖北卷)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　)
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。
2.(2024·河南郑州一模)科学家在研究终止密码子时，向无细胞翻译系统中加入多聚体(UAG)n(即UAGUAG……UAGUAG)，发现产生的蛋白质中只含有由AGU编码的丝氨酸和由GUA编码的缬氨酸，不含其他任何氨基酸，这说明遗传密码以非重叠方式阅读，密码子之间不存在分隔符。根据上述结果，下列有关说法正确的是(　D　)
A．无细胞翻译系统中应加入RNA聚合酶、氨基酸等物质
B．核糖体都是在固定的位点与多聚体(UAG)n相结合的
C．得到的蛋白质中丝氨酸和缬氨酸可同时存在于一条肽链上
D．根据题中结果可以推测出UAG可能是一种终止密码子
解析：RNA聚合酶参与转录过程，翻译过程不需要RNA聚合酶的参与，A错误；核糖体在不同的位点与多聚体(UAG)n相结合，因此才会翻译出含有不同氨基酸的肽链，B错误；由于密码子的阅读是连续的，因此一条肽链上只存在一种氨基酸，丝氨酸和缬氨酸不可能同时存在于一条肽链上，C错误；多聚体(UAG)n(即UAGUAG……UAGUAG)有UAG、AGU和GUA三种阅读方式，而得到的蛋白质中不存在UAG对应的氨基酸，说明UAG可能是一种终止密码子，D正确。
遗传信息、密码子和反密码子
考向2结合基因的转录、翻译过程考查科学思维
3.(2024·安徽卷)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
　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有DNA，二者均是半自主性细胞器，其基因转录时使用各自的RNA聚合酶，A正确；基因的DNA发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，从而使基因的转录受到抑制，进而影响基因表达，B正确；由表可知，RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，但种类不同，说明两种酶识别的启动子序列可能不同，C错误；RNA聚合酶的本质是蛋白质，RNA聚合酶Ⅰ在核仁中发挥作用，其编码基因在核内转录、细胞质(核糖体)中翻译，D正确。
4.(2023·江苏卷)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：tRNA链存在空间折叠，其分子内部可发生碱基互补配对，A错误；特定的tRNA只能转运一种氨基酸，B错误；mRNA的终止密码子没有相应的tRNA与之结合，C错误；碱基I与密码子中碱基配对的特点提高了翻译的容错率，有利于保持物种遗传的稳定性，D正确。
“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程图
考向3围绕基因表达的相关计算考查科学思维
5.(2025·安徽蚌埠模拟)miRNA是真核细胞中具有调控功能但不能编码蛋白质的小分子RNA，乙烯合成酶是植物细胞合成乙烯的关键酶，科学家将乙烯合成酶反义基因导入番茄细胞获得了耐贮存的转基因番茄，转基因番茄耐贮存的主要原理如图所示。下列有关分析正确的是(　B　)
A．反义基因与乙烯合成酶基因中(A＋T)/(G＋C)的值相等
B．RNA杂合双链区中的嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数相等
C．乙烯合成酶mRNA编码蛋白质时一种tRNA可与多种氨基酸的密码子互补配对
D．转基因番茄耐贮存的原因是反义基因抑制了乙烯合成酶基因的转录
解析：反义基因与乙烯合成酶基因转录的RNA部分互补，两种基因中(A＋T)/(G＋C)的值不一定相等，A错误；RNA杂合双链区中A与U、G与C配对，因此嘌呤碱基总数(A＋G)与嘧啶碱基总数(C＋U)相等，B正确；一种tRNA的反密码子只与一种密码子互补配对，C错误；据图分析可知，转基因番茄耐贮存的原因是反义基因抑制了乙烯合成酶基因的翻译，D错误。
考点二　中心法则
1.提出者：克里克。
2.实质：中心法则指的是遗传信息传递的一般规律。
3.完整的内容图解
①DNA的复制；②转录；③翻译；④RNA的复制；⑤RNA逆转录。
4.生命是物质、能量和信息的统一体：DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信息的流动提供能量。
(1)RNA逆转录现象的发现是对中心法则的补充。(2023·广东卷)(　√　)
(2)线粒体和叶绿体中遗传信息的流动遵循中心法则。(2023·天津卷)(　√　)
(3)叠氮脱氧胸苷(AZT)可与逆转录酶结合并抑制其功能，故转录过程可直接被AZT阻断。(2023·浙江卷)(　×　)
(4)对月季色素合成酶基因进行编辑后，月季细胞内遗传信息的流动方向发生了改变。(2021·浙江卷)(　×　)
(5)中心法则中，模板相同，其产物可能不同；产物相同，其模板一定相同。(　×　)
【情境应用】　克里克提出的中心法则揭示了遗传信息在DNA、RNA、蛋白质间单向传递的规律，随着科学发展进步，逆转录和RNA复制现象的发现，进一步补充、完善了中心法则。如图表示两种病毒侵入宿主细胞后的增殖过程，其中新型冠状病毒(SARS CoV 2)属于单股正链RNA病毒，埃博拉病毒(EBOV)属于单股负链RNA病毒。
【问题探究】　
(1)单股正链RNA病毒完成＋RNA→＋RNA的过程消耗嘌呤数与嘧啶数是否相等，为什么？
提示：相等。单股正链RNA病毒完成＋RNA→＋RNA的过程，需要先以＋RNA为模板合成－RNA，再以－RNA为模板合成＋RNA，根据碱基互补配对原则，前者消耗的嘌呤核苷酸数等于后者消耗的嘧啶核苷酸数，前者消耗的嘧啶核苷酸数等于后者消耗的嘌呤核苷酸数，由此可知，单股正链RNA病毒完成＋RNA→＋RNA的过程消耗嘌呤数与嘧啶数相等。
(2)单股负链RNA病毒进入宿主细胞后完成－RNA→＋RNA过程是否需要核糖体参与？请说明原因。
提示：不需要。由图可知，－RNA→＋RNA为RNA复制过程，不需要在核糖体上进行，因此单股负链RNA病毒进入宿主细胞后不需要与核糖体结合即可完成－RNA→＋RNA的过程。
(3)写出两种病毒得到对应的mRNA翻译出病毒蛋白的过程。
提示：单股正链RNA病毒先以＋RNA为模板合成－RNA，－RNA在酶的作用下合成mRNA，mRNA可作为模板合成多种病毒蛋白；而单股负链RNA病毒的－RNA进入细胞，可在酶的作用下合成mRNA，mRNA可作为模板合成多种病毒蛋白和酶。
(4)写出这两种病毒的遗传信息传递过程。
提示：
不同生物中心法则表达式
1.DNA病毒，例如T2噬菌体
2.RNA病毒，例如烟草花叶病毒
3.逆转录病毒，例如艾滋病病毒
4.细胞生物，例如动物、植物、细菌、真菌等
考向　围绕中心法则考查生命观念
1.(2022·河北卷)关于中心法则相关酶的叙述，错误的是(　C　)
A．RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键
B．DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成
C．在解旋酶协助下，RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNA
D．DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用
解析：RNA聚合酶催化DNA→RNA的转录过程，逆转录酶催化RNA→DNA的逆转录过程，两个过程中均遵循碱基互补配对原则，且形成氢键，A正确；DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的本质都是蛋白质，蛋白质是由核酸控制合成的，其合成场所是核糖体，B正确；以单链DNA为模板转录合成多种RNA是转录过程，该过程不需要解旋酶的参与，C错误；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，从而起催化作用，在适宜条件下，酶在体内、外均可发挥作用，D正确。
2.(2022·浙江卷)“中心法则”反映了遗传信息的传递方向，其中某过程的示意图如下。下列叙述正确的是(　C　)
A．催化该过程的酶为RNA聚合酶
B．a链上任意3个碱基组成一个密码子
C．b链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连
D．该过程中遗传信息从DNA向RNA传递
解析：图示为逆转录过程，催化该过程的酶为逆转录酶，A错误；a(RNA)链上能决定一个氨基酸的3个相邻碱基组成一个密码子，B错误；b为单链DNA，相邻的两个脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，C正确；该过程为逆转录，遗传信息从RNA向DNA传递，D错误。
“三看法”判断中心法则各过程
1.(2024·河北卷)下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是(　D　)
A．DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链
B．复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋
C．复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开
D．DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端
解析：DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误；复制时，解旋酶使得DNA双链从复制起点开始，以双向进行的方式解旋，这并不是从5′端到3′端的单向解旋，B错误；转录时不需要解旋酶，RNA聚合酶即可完成解旋，C错误；DNA复制合成的子链和转录合成的RNA的延伸方向均为由5′端向3′端，D正确。
2.(2023·海南卷)噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子，部分序列如图。
下列有关叙述正确的是(　B　)
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；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。
3.(2023·湖南卷)细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子，也可结合非编码RNA分子CsrB，如图所示。下列叙述错误的是(　C　)
A．细菌glg基因转录时，RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录
B．细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时，核糖体沿glg mRNA从5′端向3′端移动
C．抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成
D．CsrA蛋白都结合到CsrB上，有利于细菌糖原合成
解析：基因转录时，RNA聚合酶识别并结合到基因的启动子区域从而启动转录，A正确；基因表达中的翻译是核糖体沿着mRNA的5′端向3′端移动，B正确；由题图可知，抑制CsrB基因转录会使CsrB减少，使CsrA更多地与glg mRNA结合形成不稳定构象，最终核糖核酸酶会降解glg mRNA，而glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用，故抑制CsrB基因的转录能抑制细菌糖原合成，C错误；由题图及C项分析可知，若CsrA都结合到CsrB上，则CsrA没有与glg mRNA结合，从而使glg mRNA不被降解而正常翻译，有利于细菌糖原的合成，D正确。
4.(2023·广东卷)放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制见图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。
回答下列问题：
(1)放射刺激心肌细胞产生的自由基会攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。
(2)前体mRNA是通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的，可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合，调节基因表达。
(3)据图分析，miRNA表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是P蛋白能抑制细胞凋亡，miRNA表达量升高，与P基因的mRNA结合并将其降解的概率上升，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡。
(4)根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路：
可通过增大细胞内circRNA的含量，靶向结合miRNA使其不能与P基因的mRNA结合，从而提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡。
解析：(1)放射刺激心肌细胞可产生大量自由基，攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。(2)RNA聚合酶能催化转录过程，以DNA的一条链为模板，通过碱基互补配对原则合成前体mRNA。由图可知，miRNA既能与mRNA结合，降低mRNA的翻译水平，又能与circRNA结合，提高mRNA的翻译水平，故circRNA和mRNA在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合，调节基因表达。(3)P蛋白能抑制细胞凋亡，当miRNA表达量升高时，大量的miRNA与P基因的mRNA结合，并将P基因的mRNA降解，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡。(4)根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，还能通过增大细胞内circRNA的含量，靶向结合miRNA，使其不能与P基因的mRNA结合，从而提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡。
课时作业28
(总分：50分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1.遗传信息的传递和表达是有方向性的，下列叙述中错误的是(　B　)
A．DNA聚合酶催化新链沿5′端→3′端的方向延伸
B．启动子和终止子分别位于模板链的5′端和3′端
C．起始密码子在mRNA的5′端，终止密码子在3′端
D．mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子反向碱基配对
解析：DNA复制时DNA聚合酶催化新链沿5′端→3′端方向延伸，A正确；启动子和终止子分别是转录的起点和终点，RNA合成时也是沿5′端→3′端方向延伸，RNA延伸的方向与模板链的方向相反，因此启动子和终止子应该分别位于模板链的3′端和5′端，B错误；核糖体在mRNA 5′端的起始密码子的位置与之结合，并沿着mRNA向其3′端移动，直至遇到终止密码子，翻译才结束，C正确；核糖体沿着mRNA序列由5′端→3′端移动，携带氨基酸的tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子反向碱基配对，D正确。
2.(2025·河北衡水模拟)rDNA转录形成的rRNA会参与核糖体的组装。下列叙述正确的是(　B　)
A．rRNA的碱基序列与rDNA一条链的碱基序列相同
B．细胞中的rRNA与rDNA都可以与某些蛋白质结合
C．由rRNA参与组装的核糖体均由核孔进入细胞质中
D．与幼叶细胞相比，老叶细胞中rRNA的合成较旺盛
解析：rRNA的碱基序列与rDNA一条链的碱基序列不完全相同，因为前者含U不含T，后者含T不含U，A错误；细胞中的rRNA可以与相关蛋白组装成核糖体的大、小亚基，rDNA可以与RNA聚合酶(一种蛋白质)结合，B正确；原核细胞不具有细胞核和核孔，C错误；老叶细胞的代谢弱而幼叶细胞的代谢强，所以与幼叶细胞相比，老叶细胞中rRNA的合成不旺盛，D错误。
3.(2025·河南濮阳模拟)遗传信息通过DNA的复制、转录、翻译、逆转录、RNA的复制等过程在DNA、RNA和蛋白质等大分子之间传递。下列叙述正确的是(　B　)
A．人体细胞中不可能发生逆转录、RNA的复制
B．哺乳动物DNA的复制主要发生于细胞核中，该过程中遗传信息可能会改变
C．转录和翻译在一个细胞中不可能同时发生
D．遗传信息只能储存于DNA中，但可以传递给其他核酸分子
解析：当人体细胞感染某些病毒后会发生逆转录、RNA复制过程，A错误；哺乳动物DNA的复制主要发生于细胞核中，DNA复制过程可能发生基因突变，基因突变会导致遗传信息改变，B正确；原核细胞中转录和翻译可以同时进行，C错误；有些病毒的遗传物质是RNA，其遗传信息储存于RNA中，D错误。
4.(2025·江西上饶模拟)从单尾鳍鲤鱼的成熟卵中提取一种RNA，注入双尾鳍金鱼的受精卵中，由这些受精卵发育而成的幼小金鱼中有一些出现单尾鳍性状。这种RNA之所以对性状遗传有明显作用，是因为(　C　)
A．这种RNA是鱼类的遗传物质
B．这种RNA是核糖体的基本成分
C．这种RNA以密码的形式携带特定的遗传信息
D．这是一种转运特定氨基酸的tRNA
解析：鲤鱼卵的RNA能使部分金鱼尾鳍从双尾变为单尾，是因为该RNA以密码形式携带特定遗传信息，作为翻译的模板合成蛋白质，C正确。
5.遗传信息的翻译过程包括起始、延伸和终止。在延伸过程中，偶尔会出现核糖体一次移动的不是三个碱基的“距离”，而是两个或者四个碱基的“距离”，此现象称为核糖体移框。下列相关叙述正确的是(　C　)
A．起始过程中，起始密码子与RNA聚合酶结合开启翻译过程
B．延伸过程中，tRNA携带着氨基酸在mRNA上由5′端→3′端移动
C．核糖体移框机制可能会导致此次翻译过程中的终止密码子位置改变
D．核糖体移框机制属于可遗传变异，其有利于生物多样性的形成
解析：起始过程中，mRNA上的起始密码子与tRNA结合，开启翻译过程，A错误；延伸过程中，tRNA携带着氨基酸用一端的反密码子与mRNA上的密码子配对，转运氨基酸后就离开核糖体，不会在mRNA上移动，B错误；核糖体移框会导致翻译出的多肽链的长度变短或变长，与终止密码子提前或延迟出现有关，C正确；核糖体移框机制不改变遗传物质，不属于可遗传变异，D错误。
6.(2025·安徽六安模拟)M13噬菌体和T2噬菌体的遗传信息都储存于DNA中，前者的DNA为单链环状结构，鸟嘌呤约占全部碱基的20%，后者的DNA为双链环状结构，鸟嘌呤占全部碱基的24%。下列叙述正确的是(　D　)
A．M13噬菌体中胞嘧啶占全部碱基的20%
B．M13噬菌体中有转录mRNA的RNA聚合酶
C．T2噬菌体DNA分子的一条链中胸腺嘧啶占该链碱基总数的26%
D．T2噬菌体DNA分子的一条链中(A＋T)/(C＋G)＝13/12
解析：M13噬菌体为单链DNA，根据题干数据无法计算出胞嘧啶所占比例，A错误；M13噬菌体的转录是在宿主细胞中进行的，转录mRNA的RNA聚合酶来自宿主细胞，B错误；根据已知信息，无法计算出T2噬菌体DNA分子的一条链中胸腺嘧啶的具体比例，C错误；根据题干信息可知，T2噬菌体DNA中G占全部碱基的24%，则C＝G＝24%，A＝T＝26%，根据碱基互补配对原则可知，双链DNA分子一条链中(A＋T)/(C＋G)的值与双链DNA分子中(A＋T)/(C＋G)的值相同，故T2噬菌体DNA分子的一条链中(A＋T)/(C＋G)＝52%/48%＝13/12，D正确。
7.某科学家利用尿苷通过碱基异构化衍生出假尿苷(ψ)，ψ可以避免mRNA被细胞中的RNA酶降解，从而能提高mRNA稳定性。同时还可以减少mRNA与细胞内的抑制因子结合，从而增强其翻译效率，使mRNA疫苗的开发成为可能。下列有关叙述错误的是(　C　)
A．未经修饰的mRNA易被环境中的RNA酶降解
B．mRNA疫苗中的ψ能与tRNA中的A配对，翻译出相关的蛋白质
C．mRNA合成后均需要在细胞质中进行加工修饰后发挥作用
D．在翻译过程中，mRNA、tRNA、rRNA均参与发挥作用
解析：酶具有专一性，未经修饰的mRNA易被环境中的RNA酶降解，A正确；分析题意可知，尿苷通过碱基异构化反应衍生出假尿苷(ψ)，据此推测假尿苷(ψ)能与tRNA中的A配对，翻译出相关的蛋白质，B正确；mRNA合成后进行加工修饰通常是在细胞核内进行的，C错误；在翻译过程中，mRNA(作为翻译的模板)、tRNA(转运氨基酸)、rRNA(参与构成核糖体)均参与发挥作用，D正确。
8.(2025·辽宁沈阳模拟)P基因表达的P蛋白具有抑制细胞凋亡的功能。miRNA能与P基因转录产生的mRNA靶向结合并使其降解。一项新研究表明，circRNA可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而调控细胞凋亡。这项研究为治疗癌症提供了新思路。下列叙述错误的是(　D　)
A．miRNA通过氢键与P基因的mRNA结合，该过程遵循碱基互补配对原则
B．RNA聚合酶催化合成的miRNA增多，会导致P蛋白合成量减少
C．circRNA和mRNA通过与miRNA竞争性结合，调控P基因表达
D．癌细胞可能通过抑制细胞内circRNA的合成，避免细胞凋亡
解析：miRNA与P基因转录产生的mRNA靶向结合并使其降解，即miRNA通过氢键与P基因的mRNA结合，该过程遵循碱基互补配对原则，A正确；P基因能表达形成P蛋白，miRNA能与P基因转录产生的mRNA靶向结合并使之降解，RNA聚合酶催化合成的miRNA增多，会导致P蛋白合成量减少，B正确；由题意可知，circRNA可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，而miRNA能与P基因转录产生的mRNA靶向结合并使其降解，即circRNA和mRNA通过与miRNA竞争性结合，调控P基因表达，C正确；由题意可知，circRNA可靶向结合miRNA，促进P基因转录产生的mRNA翻译出P蛋白，抑制细胞凋亡，故癌细胞可能通过促进细胞内circRNA的合成，避免细胞凋亡，D错误。
9.XBB毒株是新型冠状病毒变异株奥密克戎的变异分支，属于单股正链RNA(＋ssRNA)病毒，病毒的正链RNA(＋ssRNA)可以行使mRNA的功能，其增殖过程如图所示，下列说法正确的是(　C　)
A．XBB毒株的＋ssRNA的复制需经历一个逆转录的过程
B．XBB毒株利用宿主细胞的RNA聚合酶进行＋ssRNA复制
C．XBB毒株的＋ssRNA的复制需经历形成双链RNA的过程
D．XBB毒株的＋ssRNA只能翻译出子代病毒的结构蛋白
解析：XBB毒株的＋ssRNA的复制是以RNA为模板合成RNA的过程，而逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程，A错误；XBB毒株所需的RNA聚合酶是由＋ssRNA为模板翻译出来的，不是由宿主细胞提供的，B错误；XBB毒株的＋ssRNA的复制是以＋ssRNA为模板按照碱基互补配对原则合成－RNA，再以－RNA为模板按照碱基互补配对原则合成＋ssRNA，C正确；由题图可知，XBB毒株的＋ssRNA可以翻译出RNA聚合酶、子代病毒的结构蛋白，D错误。
10.(2025·山东济南模拟)人体细胞核内转录形成的某些前体mRNA在细胞核内剪切、拼接后才能产生成熟的mRNA，其简要流程如图所示。下列叙述正确的是(　D　)
A．RNA聚合酶需要识别基因上的起始密码子才能与之结合
B．前体mRNA剪切所需的限制酶合成部位是核糖体
C．剪切、拼接后形成的成熟mRNA立即进行翻译过程
D．合成多肽链1和多肽链2的过程中，核糖体在mRNA上的移动方向均是5 ′端→3′端
解析：RNA聚合酶识别并结合的是基因中的启动子，起始密码子位于mRNA上，A错误；限制酶只能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，不能剪切RNA，B错误；前体mRNA在细胞核内剪切、拼接后才能产生成熟的mRNA，需要经过核孔运输至细胞质与核糖体结合后才能进行翻译过程，C错误；核糖体在翻译时的移动方向是从mRNA的5′端→3′端，D正确。
11.(2025·八省联考陕西卷)提高番茄中果糖的含量有助于增加果实甜度，我国科学家发现催化果糖生成的关键酶SUS3的稳定性受磷酸化的CDPK27蛋白调控，在小果番茄CDPK27基因的启动子区存在特定序列，可被RAV1蛋白结合而影响该基因表达。CDPK27基因与决定番茄果实大小的基因(Fw/fw)高度连锁，不易交换。作用机制如图。下列叙述正确的是(　C　)
　表示蛋白质被磷酸化。
A．RAV1结合CDPK27基因编码起始密码子的序列从而抑制该基因表达
B．高表达CDPK27基因植株中的SUS3蛋白更稳定，番茄果实甜度低
C．通过编辑CDPK27基因去除其编码蛋白的特定磷酸化位点可增加大果甜度
D．大果番茄与小果番茄杂交易通过基因重组获得大而甜的番茄果实
解析：起始密码子位于mRNA上，基因上不存在起始密码子，A错误；高表达CDPK27基因植株中SUS3蛋白更容易被降解，番茄果实甜度低，B错误；通过编辑CDPK27基因去除其编码蛋白的特定磷酸化位点可增加大果甜度，因为其促进SUS3磷酸化效果减弱，C正确；CDPK27基因与决定番茄果实大小的基因(Fw/fw)高度连锁，不易交换，故大果番茄与小果番茄杂交不易获得大而甜的番茄，D错误。
12.(2025·湖北荆门联考)研究表明，原核生物某些基因转录形成的mRNA分子难与模板链分离时，会形成RNA—DNA杂交体，这时非模板链、RNA—DNA杂交体共同构成R环结构，如下图所示。R环结构会影响DNA复制、转录和基因的稳定性等。下列叙述正确的是(　B　)
A．若转录形成R环，则DNA复制停止的原因是R环阻碍了酶C的移动
B．过程①表示DNA复制，与其相比，过程②特有的碱基配对方式为A—U
C．过程①中酶A和过程③中核糖体分别沿着模板链和mRNA的3′端→5′端方向移动
D．过程③表示翻译，参与其过程的RNA有三种，图中多个核糖体可合成多种肽链
解析：转录形成R环，DNA复制会停止，可能是R环阻碍了酶B的移动，而不是酶C，A错误；过程①表示DNA复制，过程②表示转录，与过程①相比，过程②特有的碱基配对方式为A—U，B正确；过程①中酶A和过程③中核糖体分别沿着模板链的3′端→5′端和mRNA的5′端→3′端方向移动，C错误；过程③表示翻译，参与其过程的RNA是mRNA、tRNA和rRNA，图中多个核糖体合成的肽链是相同的，D错误。
二、非选择题(共14分)
13.(14分)(2025·江苏苏州名校联考)下图表示两种不同生物细胞内遗传信息的部分传递过程，序号①～⑦表示相关的物质或结构。回答下列问题：
(1)与甲相比，乙在结构上的主要特点是有以核膜为界限的细胞核。
(2)图中①表示DNA分子，形成③和⑥所需的原料分别是核糖核苷酸、氨基酸。
(3)甲中正在发生的遗传信息的传递过程主要有转录和翻译，核糖体在mRNA上的移动方向是由5′端到3′端。
(4)乙中④需加工为成熟的⑦，才能转运到细胞质中发挥作用，说明核孔对大分子物质的转运具有选择性。而物质⑦常与多个⑤结合的意义是少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质。
(5)甲、乙两种生物细胞基因表达的不同点是甲转录和翻译是同时进行的，边转录边翻译；乙转录和翻译在时间和空间上是分开的，先在细胞核中转录，后在细胞质中翻译。
解析：(1)从图中可以看出，与甲(原核细胞)相比，乙(真核细胞)在结构上的主要特点是有以核膜为界限的细胞核。(2)图中①表示DNA分子，③是转录形成的RNA，合成RNA的原料是核糖核苷酸；⑥是翻译形成的多肽链，合成多肽链的原料是氨基酸。(3)甲中正在发生的遗传信息的传递过程主要有转录和翻译。核糖体在mRNA上的移动方向是由5′端到3′端。(4)乙中④(mRNA前体)需加工为成熟的⑦(mRNA)，才能转运到细胞质中发挥作用，说明核孔对大分子物质的转运具有选择性。物质⑦(mRNA)常与多个⑤(核糖体)结合的意义是少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质。(5)甲、乙两种生物细胞基因表达的不同点是甲(原核细胞)转录和翻译是同时进行的，边转录边翻译；乙(真核细胞)转录和翻译在时间和空间上是分开的，先在细胞核中转录，后在细胞质中翻译。

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