资源简介

第二单元　基因的本质与表达
第三讲 基因的表达
知识点一　RNA的结构和种类
1．填写RNA与DNA结构的区别
物质组成 结构特点
五碳糖 特有碱基
DNA 脱氧核糖 T 一般是双链
RNA 核糖 U 通常是单链
2．填写RNA的种类及功能
知识点二　遗传信息的转录和翻译[动漫演示更形象　见课件光盘]
1．填写转录的过程
2．理解翻译的概念
3．比较密码子与反密码子
(1)密码子：mRNA上3个相邻碱基，共64种，其中决定氨基酸的密码子有61种。
(2)反密码子：位于tRNA上的与mRNA上的密码子互补配对的3个碱基。
知识点三　中心法则与基因对性状的控制
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复制；⑤逆转录。
2．填写基因控制性状的途径
(1)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，如白化病。
(2)基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，如囊性纤维病。
一、理解运用能力
1．判断有关RNA叙述的正误。
(1)转录和翻译都是以mRNA为模板合成生物大分子的过程(2012·上海卷T7B改编)(×)
(2)少数RNA具有生物催化作用(2011·海南卷T15A)(√)
(3)真核生物的tRNA呈三叶草结构(2011·上海卷T20B)(√)
(4)每种tRNA只转运一种氨基酸(2009·广东卷T25B)(√)
2．判断有关转录和翻译叙述的正误。
(1)一种tRNA可以携带多种氨基酸(2013·课标卷ⅠT1A)(×)
(2)反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基(2013·课标卷ⅠT1C)(×)
(3)转录和翻译都可在细胞核中发生(2009·海南卷T12A)(×)
(4)转录和翻译都以脱氧核苷酸为原料(2009·海南卷T12C)(×)
(5)tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息(2009·广东卷T25C)(×)
(6)每种氨基酸仅由一种密码子编程(2010·广东卷T4C)(×)
(7)DNA复制就是基因表达的过程(2010·广东卷T4B)×)
3．(2010·上海高考)1983年科学 ( http: / / www.21cnjy.com )家证实，引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒(HIV)是一种逆转录病毒。下列正确表示HIV感染人体过程的“遗传信息流”示意图是(　　)
答案：D
二、读图析图能力
据翻译过程图解回答下列问题：
(1)每个核糖体合成一条完整的多肽链还是各自合成多肽链的一部分？
答案：每个核糖体合成一条完整的多肽链。
(2)图中合成的多肽链的氨基酸排列顺序都相同吗？
答案：相同。
(3)图中核糖体的移动方向是自左向右，还是自右向左？
答案：自左向右。
[理清脉络]
考点一|对比分析，考查DNA复制、转录和翻译的异同
1．DNA复制、转录和翻译的区别
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
酶 解旋酶、DNA聚合酶 解旋酶、RNA聚合酶 合成酶
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
2．三者联系
[典例1]　(2014·达州质检)下列关于甲、乙、丙三个与DNA分子相关的图形的说法不正确的是(　　)
A．将图甲DNA分子放在含15N的培养液中复制两代，子代含15N的DNA单链占总链数的7/8
B．图甲②处的碱基对缺失可导致基因突变，限制性核酸内切酶可作用于①部位，解旋酶可作用于③部位，图乙中有8种核苷酸
C．图丙所示的生理过程为转录和翻译，在蓝藻细胞中可同时进行
D．形成图丙③的过程可发生在拟核中，人的神经细胞能进行图乙所示生理过程的结构只有细胞核
[思维流程]　
( http: / / www.21cnjy.com )
[解析]　有一条单链被15N标记的DNA分 ( http: / / www.21cnjy.com )子在含15N的培养液中复制一代时，含15N标记的DNA单链占DNA总链数的3/4，在含15N的培养液中复制两代时，含15N标记的DNA单链占DNA总链数的7/8；蓝藻等原核细胞的转录与翻译过程可同时进行；人的神经细胞中能进行转录过程的结构有细胞核和线粒体。
[答案]　D
1．遗传信息、密码子与反密码子的区分
( http: / / www.21cnjy.com )
2．基因、密码子、反密码子的对应关系
3．氨基酸与密码子、反密码子的关系
(1)每种氨基酸对应1种或几种密码子(密码子简并性)，可由1种或几种tRNA转运。
(2)1种密码子只能决定1种氨基酸，1种tRNA只能转运1种氨基酸。
(3)密码子有64种(3种终止密码子；61种决定氨基酸的密码子)；反密码子理论上有61种。
(4)基因中碱基、RNA中碱基与蛋白质中氨基酸数量的关系：
基因中碱基数∶mRNA碱基数∶多肽链中氨基酸数＝6∶3∶1，图解如下：
[针对练习]
高考命题常从以下角度设置陷阱
(1)根据碱基互补配对原则，推测某种氨基酸的密码子或氨基酸的排列顺序与碱基顺序的对应关系。
(2)根据密码子的简并性，确定基因突变与生物性状的关系。
1．根据下表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是(　　)
DNA双链
T G
mRNA
tRNA反密码子 A
氨基酸 苏氨酸
A．TGU　　　　　　　　　B．UGA
C．ACU D．UCU
解析：选C　密码子为mRNA上决定氨基酸的 ( http: / / www.21cnjy.com )三个相邻碱基，根据转录和翻译过程中的碱基互补配对原则，由DNA信息链上的T、G碱基可推知mRNA上相应位置上的碱基分别是A和C，由tRNA上反密码子最后一个碱基A可推知mRNA上相应位置上的碱基为U，因此苏氨酸的密码子为ACU。
2．在tRNA的反密码子中 ( http: / / www.21cnjy.com )，通常含有一个被称为次黄嘌呤的碱基，它可以与mRNA中相应密码子对应位置上的碱基A或C或U配对。据此分析，这种tRNA将可以(　　)
A．导致蛋白质结构异常
B．导致翻译过程不能进行
C．导致基因突变
D．消除部分基因突变的影响
解析：选D　由题意知，次黄嘌呤可以与m ( http: / / www.21cnjy.com )RNA中相应密码子对应位置上的碱基A或C或U配对，不影响翻译过程的正常进行；tRNA中的碱基序列与基因突变无关；当基因突变引起mRNA中的碱基序列发生改变后，由于次黄嘌呤与mRNA中的碱基A或C或U都能配对，可能使翻译出的氨基酸种类不发生改变，即可以消除部分基因突变的影响。
考点二|以中心法则为基础，考查基因对性状的控制
1．中心法则与生物种类的关系
(1)细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则：
(2)烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则：
(3)HIV等逆转录病毒的中心法则：
2．基因控制性状的途径
(1)直接途径：
①机理：基因蛋白质结构生物体性状。
②实例：镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。
(2)间接途径：
①机理：基因酶的合成细胞代谢生物性状。
②实例：白化病、豌豆粒形的形成原因。
3．基因与性状的关系
(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，基因1可影响B和C性状。
[典例2]　(2014·泉州质检)HIV感染人体后，其遗传信息的流动方向如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．过程①、②以边解旋边复制的方式合成DNA分子
B．过程③可合成出子代HIV的RNA
C．过程④中遗传信息由mRNA先流向tRNA，再流向蛋白质
D．过程①在病毒内进行，过程②、③、④在人体内进行
[解析]　由图可知，①、②、③、④ ( http: / / www.21cnjy.com )分别表示逆转录、DNA复制、转录和翻译，RNA分子为单链结构，逆转录时没有解旋过程，DNA分子的复制过程为边解旋边复制；通过tRNA将mRNA中的遗传信息翻译成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质；HIV无细胞结构，过程①、②、③、④均发生在被感染的人体细胞内。
[答案]　B
“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。
[针对练习]
3.右图为有关遗传信息传递和表达的模拟实验，下列相关叙述合理的是(　　)
A．若X是mRNA，Y是多肽，则管内必须加入氨基酸
B．若X是DNA，Y含有U，则管内必须加入逆转录酶
C．若X是tRNA，Y是多肽，则管内必须加入脱氧核苷酸
D．若X是HIV的RNA，Y是DNA，则管内必须加入DNA酶
解析：选A　若X是mRNA，Y是多肽，则管内发生的是翻译过程，因此，管内必须加入氨基酸；若X是DNA，Y含有U，即Y为 RNA，则管内发生的是转录过程，不需要加入逆转录酶，需要加入RNA聚合酶等；若X是tRNA，Y是多肽，则管内发生的是翻译过程，不需要加入脱氧核苷酸；若X是HIV的RNA，Y是DNA，则管内发生的是逆转录过程，需要加入逆转录酶，而不是DNA酶。
图表信息获取能力|翻译过程中多聚核糖体模式图解读
[典型图表] [课件展示更丰富　见配套光盘]
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[信息解读]
(1)图1表示真核细胞的翻译过程。图中①是mRNA，⑥是核糖体，②、③、④、⑤表示正在合成的4条多肽链，翻译的方向是自右向左。
(2)图2表示原核细胞的转录和翻译过程，图中①是DNA模板链，②、③、④、⑤表示正在合成的4条mRNA，在核糖体上同时进行翻译过程。
[解题技法]
(1)分析此类问题要正确分清mRN ( http: / / www.21cnjy.com )A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。
(2)解答此类问题还要明确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。
[强化训练]
1．下图为细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，相关说法正确的是(　　)
A．该过程表明生物体内少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质
B．该过程的模板是核糖核苷酸，原料是20种游离的氨基酸
C．该过程表明一个基因在短时间内可表达出多种多肽链
D．该过程图中的几条多肽链中氨基酸的顺序不一定相同
解析：选A　mRNA上结合多个核糖体，各核糖 ( http: / / www.21cnjy.com )体分别进行翻译，可以迅速合成大量的蛋白质。翻译过程的模板是mRNA(核糖核酸)。图中各多肽链都是同一mRNA作模板翻译的产物，表达出的是同一种多肽链，故几条多肽链中氨基酸的顺序相同。
2．下图表示原核细胞中遗传信息的传递和表达过程，有关分析正确的是(　　)
A．图中①、②过程中均可发生基因突变
B．核糖体在mRNA上的移动方向是由b到a
C．图中rRNA和核糖体的合成与核仁有关
D．图中③、④最终合成的物质结构相同
解析：选D　图中①表示DN ( http: / / www.21cnjy.com )A分子的复制，②表示转录过程，在转录过程中不会发生基因突变。图示中与a相邻的核糖体合成的多肽链较短，说明该核糖体离转录的起点较近，即核糖体在mRNA上的移动方向是由a到b。原核细胞中没有核仁。③、④以同一条mRNA为模板，最终合成的物质结构相同。
[课堂对点练]
题组一　对DNA和RNA的考查
1．(2013·课标卷Ⅱ)关于DNA和RNA的叙述，正确的是(　　)
A．DNA有氢键，RNA没有氢键
B．一种病毒同时含有DNA和RNA
C．原核细胞中既有DNA，也有RNA
D．叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA
解析：选C　DNA一般为 ( http: / / www.21cnjy.com )双链结构，其碱基对间为氢键，RNA虽然一般为单链，但tRNA形成的“三叶草”结构中，也存在碱基配对现象，也存在氢键；DNA病毒只含DNA，RNA病毒只含RNA，一种病毒不可能同时含有DNA和RNA；原核细胞与真核细胞一样，既有DNA，也有RNA；叶绿体和线粒体均含有DNA和RNA，而核糖体只含有RNA。
2．(2011·海南高考)关于RNA的叙述，错误的是(　　)
A．少数RNA具有生物催化作用
B．真核细胞内mRNA和tRNA都是在细胞质中合成的
C．mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子
D．细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸
解析：选B　真核细胞内的mRNA和tR ( http: / / www.21cnjy.com )NA主要是在细胞核内合成的；少数RNA是酶，具有催化作用；mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基称为一个密码子；tRNA具有特异性，一种tRNA只能转运一种氨基酸。
题组二　中心法则及基因对性状的控制
3．下图为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述不正确的是(　　)
A．图中①②过程发生的场所分别是细胞核和细胞质中的核糖体
B．图中②过程需要mRNA、氨基酸、tRNA、RNA聚合酶及ATP
C．人体衰老引起白发的主要原因是图中的酪氨酸酶的活性下降
D．该图反映了基因对性状的控制是通过控制酶的合成和蛋白质结构来实现的
解析：选B　图中②为翻译过程，不需要RNA聚合酶。
4．下面是3种遗传信息的流动过程，对应的叙述不正确的是(　　)
A．甲可表示胰岛细胞中胰岛素合成过程中的遗传信息的传递方向
B．乙可表示含逆转录酶的RNA病毒在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向
C．甲可表示DNA病毒(如噬菌体)在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向
D．丙可表示RNA病毒(如烟草花叶病毒)在宿主细胞内繁殖过程中的遗传信息传递方向
解析：选A　胰岛细胞中胰岛素的合成过程中的遗传信息传递方向不包括DNA复制。
题组三　对转录、翻译过程的考查
5．(原创题)下图表示附着在内质网上的核糖体的蛋白质合成过程。判断下列有关叙述不正确的是(　　)
A．①主要是在细胞核内合成的，通过核孔进入细胞质
B．②彻底水解产物的种类比③多
C．③与④的氨基酸种类、数目及排列顺序不同
D．图示过程合成的是分泌蛋白
解析：选C　图中③和④是同一多肽链，其氨基酸种类、数目和排列顺序相同；②是核糖体，由RNA和蛋白质组成，③是多肽链。
6．(2013·天津高考)肠道病毒EV ( http: / / www.21cnjy.com )71为单股正链RNA(＋RNA)病毒，是引起手足口病的主要病原体之一。下图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。
据图回答下列问题：
(1)图中物质M的合成场所是__________________________________________。
催化①、②过程的物质N是_____________________________________________。
(2)假定病毒基因组＋RNA 含有 ( http: / / www.21cnjy.com )7 500个碱基，其中A和U占碱基总数的40%。以病毒基因组＋RNA 为模板合成一条子代＋RNA的过程共需要碱基G和C______个。
(3)图中＋RNA有三方面的功能，分别是___________________________________
________________________________________________________________________。
(4)EV71病毒感染机体后，引发的特异性免疫有___________________________
________________________________________________________________________。
(5)病毒衣壳由VP1、VP2、VP3 ( http: / / www.21cnjy.com )和VP4四种蛋白组成，其中VP1、VP2、VP3裸露于病毒表面，而VP4包埋在衣壳内侧并与RNA连接，另外VP1不受胃液中胃酸的破坏。若通过基因工程生产疫苗，四种蛋白中不宜作为抗原制成疫苗的是________，更适宜作为抗原制成口服疫苗的是____________________________。
解析：(1)根据图形信息，M为 ( http: / / www.21cnjy.com )翻译的产物，病毒翻译的场所为宿主细胞的核糖体。①和②过程的产物都是RNA，则催化该过程的酶是RNA复制酶或者RNA聚合酶。(2)图形中－RNA是以病毒基因组＋RNA为模板复制产生的，因此①过程需要G和C的数量为7 500×(1－40%)＝4 500(个)，而子代＋RNA是以－RNA为模板复制产生的，则②过程中需要G和C的数量也为4 500个，因此子代＋RNA产生的过程中共需要G和C 9 000个。(3)根据图形信息，＋RNA可以作为复制的模板，复制产生－RNA，也可以作为翻译的模板合成蛋白质，同时还是病毒的遗传物质。(4)病毒为胞内寄生，因此病毒入侵机体引发的特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫。(5)裸露于病毒表面的蛋白质比较容易被免疫细胞识别，而VP4包埋在衣壳内部不容易被免疫细胞发现，因此VP4不宜作为抗原制成疫苗。VP1不受胃酸破坏，更适合作为抗原制成口服疫苗。
答案： (1)宿主细胞的核糖体　RNA复制酶(或RNA聚合酶或依赖于RNA的RNA聚合酶)　(2)9 000　(3)翻译的模板；复制的模板；病毒的重要组成成分　(4)体液免疫和细胞免疫　(5)VP4　VP1
[课下提能练]
一、选择题
1．美国科学家安德鲁·菲尔和克雷格·梅 ( http: / / www.21cnjy.com )洛发现了RNA干扰现象，这是一个有关控制基因信息流程的关键机制。下列有关RNA的叙述中错误的是(　　)
A．有的RNA具有生物催化作用
B．tRNA、rRNA和mRNA都是基因转录的产物
C．mRNA上有多少个密码子就有多少个tRNA与之对应
D．分化后的不同形态的细胞中mRNA的种类和数量有所不同
解析：选C　有的RNA是酶，具有生物催化作 ( http: / / www.21cnjy.com )用；RNA(包括tRNA、rRNA和mRNA)是基因转录的产物；mRNA上的终止密码子没有与之对应的tRNA；细胞分化形成不同形态的细胞是基因选择性表达的结果，因此它们中的mRNA种类和数量有所不同。
2．(2014·潍坊模拟)下图表示细胞内遗传信息传递过程。在根尖的分生区和成熟区细胞的细胞核中(　　)
A．两者都只有①
B．前者有①、②、③，后者只有②和③
C．两者都只有①和②
D．前者只有①和②，后者只有②
解析：选B　从图示看出，①为DNA复制、②为转录、③为翻译，在根尖分生区，细胞可进行有丝分裂，存在①、②、③过程，而在成熟区细胞中只存在②、③过程。
3．(2014·淮南一模)艾 ( http: / / www.21cnjy.com )滋病病毒(HIV)侵染人体细胞会形成双链DNA分子，并整合到宿主细胞的染色体DNA中，以它为模板合成mRNA和子代单链RNA，mRNA做模板合成病毒蛋白。据此分析下列叙述不正确的是(　　)
A．合成RNA DNA和双链DNA分别需要逆转录酶、DNA聚合酶等多种酶
B．以RNA为模板合成生物大分子的过程包括翻译和逆转录
C．以mRNA为模板合成的蛋白质只有病毒蛋白质外壳
D．HIV的突变频率较高其原因是RNA单链结构不稳定
解析：选C　艾滋病病毒(HIV)的遗传 ( http: / / www.21cnjy.com )物质是RNA，当它侵入人体细胞后会通过逆转录过程形成DNA分子。在宿主细胞中，以HIV形成的DNA转录而来的mRNA为模板合成的蛋白质包括HIV蛋白质外壳和逆转录酶等。
4．下图表示tRNA与氨基酸的结合过程，该过程(　　)
A．不受温度影响
B．不存在特异性结合
C．必须由线粒体供能
D．主要发生在细胞质基质
解析：选D　由图可知，tRNA与氨基酸 ( http: / / www.21cnjy.com )的结合需要酶的催化作用，而酶的活性受温度影响；tRNA上的反密码子与mRNA上决定氨基酸的密码子存在一一对应关系；题图过程还可由无氧呼吸供能，场所是细胞质基质；tRNA与氨基酸结合主要在细胞质基质中进行，还可在叶绿体或线粒体中进行。
5．下表为某些抗菌药物及其抗菌作用的原理，下列分析判断错误的是(　　)
抗菌药物 抗菌机理
青霉素 抑制细菌细胞壁的合成
环丙沙星 抑制细菌DNA解旋酶的活性
红霉素 能与细菌细胞中的核糖体结合
利福平 抑制敏感型的结核杆菌的RNA聚合酶的活性
A．青霉素作用后可使细菌因吸水而破裂死亡
B．环丙沙星可抑制细菌DNA的复制过程
C．红霉素可导致细菌蛋白质合成过程受阻
D．利福平能够抑制RNA病毒逆转录过程
解析：选D　细胞壁对细胞具有保护作用，青 ( http: / / www.21cnjy.com )霉素抑制细菌细胞壁的合成，所以青霉素作用后会使细菌因失去细胞壁的保护而吸水破裂死亡；DNA复制时首先要用DNA解旋酶解开螺旋，环丙沙星能抑制细菌DNA解旋酶的活性，因此可抑制DNA的复制；蛋白质的合成场所是核糖体，红霉素能与细菌细胞中的核糖体结合，从而导致细菌蛋白质合成过程受阻；RNA聚合酶作用于合成RNA的转录过程，而逆转录过程指导合成的是DNA，故利福平不能抑制RNA病毒逆转录过程。
6．人体细胞中，肽链合成的起始密码子与甲硫氨 ( http: / / www.21cnjy.com )酸的密码子都是AUG，但胰岛素的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸，这是加工修饰的结果。下列关于胰岛素基因转录翻译及多肽链加工修饰的叙述，错误的是(　　)
A．作为模板的物质既有DNA也有RNA
B．这些过程中既有肽键形成也有肽键水解
C．加工修饰的场所既有内质网也有高尔基体
D．催化过程既要DNA聚合酶也要RNA聚合酶
解析：选D　胰岛素基因控制胰岛素合成 ( http: / / www.21cnjy.com )的过程中，转录需要以DNA的一条链为模板，翻译以mRNA为模板；合成蛋白质的过程中形成肽键，修饰蛋白质的过程需要水解肽键；内质网和高尔基体是蛋白质加工和修饰的场所；转录过程需要解旋酶和RNA聚合酶的参与，不需要DNA聚合酶。
7．下表是真核生物细胞核内三种RNA聚合酶的分布与主要功能，下列说法错误的是(　　)
名称 分布 主要功能
RNA聚合酶Ⅰ 核仁 合成rRNA
RNA聚合酶Ⅱ 核液 合成mRNA
RNA聚合酶Ⅲ 核液 合成tRNA
A．真核生物的转录场所主要是细胞核
B．三种酶的合成场所与其发挥作用的场所相同
C．三种酶作用形成的产物均可参与翻译过程
D．任一种RNA聚合酶活性变化都会影响其他两种酶的合成
解析：选B　RNA聚合酶属于蛋白质，在 ( http: / / www.21cnjy.com )核糖体中合成，而蛋白质合成过程中需要这3种酶作用形成的产物(rRNA、mRNA、tRNA)的参与，故这3种聚合酶发挥作用的场所不同。
8.果蝇幼虫唾液腺细胞在分裂过程中，某一 ( http: / / www.21cnjy.com )条染色体多次复制而不分开，形成了一种特殊的巨大染色体(如图所示)。若用含3H标记的尿嘧啶的培养液培养果蝇幼虫唾液腺细胞，发现在胀泡中3H含量较高，而且随着幼虫的发育，胀泡在同一染色体的不同位点出现或消失。下列相关推测最合理的是(　　)
A．胀泡的出现是由于DNA分子复制出现了差错
B．被标记的尿嘧啶催化mRNA的合成
C．胀泡的出现与特定基因的表达有关
D．胀泡的出现是染色体结构变异的结果
解析：选C　尿嘧啶是RNA的特有碱 ( http: / / www.21cnjy.com )基，其与基因的转录和翻译有关，与DNA复制无关；胀泡在同一染色体的不同位点出现或消失，说明胀泡的出现与特定基因的表达有关。
9．下面是真核细胞染色体上基因的表达过程示意图。有关叙述正确的是(　　)
A．基因的转录需要DNA聚合酶、RNA聚合酶参与
B．“拼接”时在核糖和磷酸之间形成化学键
C．翻译过程中tRNA和运载的氨基酸依据碱基互补配对结合
D．成熟mRNA中的碱基数与多肽链中的氨基酸数之比为3∶1
解析：选B　转录不需要DNA聚合酶参 ( http: / / www.21cnjy.com )与；“拼接”时需将核糖和磷酸之间的化学键连接；翻译过程中，tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子依据碱基互补配对结合；mRNA中存在终止密码，不决定氨基酸，碱基数与氨基酸数之比大于3∶1。
10．下图为蛋白质合成的一系列过程，表中为部分密码子表，有关分析正确的是(　　)
氨基酸 苯丙氨酸 赖氨酸
密码子 UUU AAA
UUC AAG
A．真核细胞中a过程只发生在细胞核中，需RNA聚合酶的催化
B．③由蛋白质和tRNA组成，其形成与核仁有关
C．④的形成方式是脱水缩合，脱去的水中的氧只来自羧基
D．⑤上携带的氨基酸是赖氨酸
解析：选C　图中a过程是转录，真核细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )中除发生在细胞核中，还可以发生在线粒体、叶绿体中；③是核糖体，由蛋白质和rRNA组成；⑤是tRNA，其上的反密码子是AAG，所对应的密码子是UUC，由表可推知携带的氨基酸应该是苯丙氨酸。
11．克里克研究发现在反密码 ( http: / / www.21cnjy.com )子与密码子的配对中，前两对碱基严格遵循碱基互补配对原则，第三对有一定自由度，配对情况如下表，下列叙述错误的是(　　)
反密码子第三个碱基 U G A C
密码子的第三个碱基 A或G U或C U G
A．与密码子ACG配对的反密码子有UGC和UGU
B．决定氨基酸的密码子有61种，反密码子可能少于61种
C．反密码子与密码子的配对严格遵循U与A配对，G与C配对
D．决定氨基酸密码子的一个碱基改变，则反密码子和氨基酸不一定改变
解析：选C　分析表格可知， ( http: / / www.21cnjy.com )反密码子第三个碱基U可与密码子的A或G配对，反密码子第三个碱基G可与密码子的U或C配对。这种配对使得反密码子少于61种，且可以减少因基因突变而导致的蛋白质结构改变。
12．下图为翻译过程中搬运原料的工具tRN ( http: / / www.21cnjy.com )A，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。相关叙述正确的
氨基酸 密码子
色氨酸 UGG
甘氨酸 GGU、GGAGGG、GGC
苏氨酸 ACU、ACAACG、ACC
脯氨酸 CCU、CCACCG、CCC
是(　　)
A．转录过程中也需要搬运原料的工具
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
解析：选C　转录过程不需要tRNA，tRNA ( http: / / www.21cnjy.com )由一条链构成；图示中的反密码子为UGG，对应的密码子是ACC，即该tRNA在翻译过程中可搬运苏氨酸，一种氨基酸可能对应多种反密码子。
二、非选择题
13．(2014·深圳调研)肥厚型心肌病属于 ( http: / / www.21cnjy.com )常染色体显性遗传病，以心肌细胞蛋白质合成的增加和细胞体积的增大为主要特征，受多个基因的影响。研究发现，基因型不同，临床表现不同。下表是3种致病基因、基因位置和临床表现。请回答下列问题：
基因 基因所在染色体 控制合成的蛋白质 临床表现
A 第14号 β 肌球蛋白重链 轻度至重度，发病早
B 第11号 肌球蛋白结合蛋白 轻度至重度，发病晚
C 第1号 肌钙蛋白T2 轻度肥厚，易猝死
(1)基因型为AaBbcc和AabbCc的夫妇所生育的后代，出现的临床表现至少有________种。
(2)A与a基因在结构上的区 ( http: / / www.21cnjy.com )别是________________。β 肌球蛋白重链基因突变可发生在该基因的不同部位，体现了基因突变的________。基因突变可引起心肌蛋白结构改变而使人体出现不同的临床表现，说明上述致病基因对性状控制的方式是_________________。
(3)已知A基因含23 000个 ( http: / / www.21cnjy.com )碱基对，其中一条单链A∶C∶T∶G＝1∶2∶3∶4。用PCR扩增时，该基因连续复制3次至少需要________个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸，温度降低到55℃的目的是______________________。
(4)生长激素和甲状腺激素作用于心肌细胞后 ( http: / / www.21cnjy.com )，心肌细胞能合成不同的蛋白质，其根本原因是________________________________。甲状腺激素作用的受体细胞是______________，当其作用于__________________(结构)时，能抑制该结构分泌相关激素，使血液中甲状腺激素含量下降，这样的调节方式称为__________________。
解析：基因型为AaBbcc和AabbC ( http: / / www.21cnjy.com )c的夫妇所生育的后代中基因型有12种，研究发现，基因型不同，临床表现不同，故至少有12种临床表现。不同的基因碱基序列不同。已知一条链中A∶C∶T∶G＝1∶2∶3∶4，则另一条链中T∶G∶A∶C＝1∶2∶3∶4，所以该DNA分子中A∶T∶G∶C＝2∶2∶3∶3，其中G＝46 000×3/10＝13 800(个)，连续复制三次，需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸为(23－1)×13 800＝96 600(个)
答案：(1)12　(2)碱基的排列 ( http: / / www.21cnjy.com )顺序不同　随机性　通过控制蛋白质的结构而直接控制生物体的性状　(3)96 600　使引物通过碱基互补配对与单链DNA结合　(4)两种激素引起了心肌细胞内基因的选择性表达　几乎全身细胞　下丘脑和垂体　负反馈调节
14．下面的左图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，右上图为其中一个生理过程的模式图。请回答下列问题：
(1)结构Ⅰ、Ⅱ代表的结构或物质分别为：________、________。
(2)完成过程①需要的物质是从细胞质进入细胞核的。它们是___________________。
(3)从图中分析，基因表达过程中转录的发生场所有____________________。
(4)根据右上表格判断：[Ⅲ]为________(填名称)。携带的氨基酸是________。若蛋白质2在线粒体内膜上发挥作用，推测其功能可能是参与有氧呼吸的第____________阶段。
(5)用α 鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中RNA含量显著减少，那么推测α 鹅膏蕈碱抑制的过程是________(填序号)，线粒体功能________(填“会”或“不会”)受到影响。
(6)右图为上图中①过程，图中的 ( http: / / www.21cnjy.com )b和d二者在化学组成上的区别是___________。图中a是一种酶分子，它能促进c的合成，其名称为____________________。
解析：(1)如图可知，结构Ⅰ是双层膜结 ( http: / / www.21cnjy.com )构的核膜，Ⅱ是线粒体DNA。(2)过程①是核DNA转录合成RNA的过程。需要核糖核苷酸为原料，还需要酶和ATP。它们都是在细胞质中合成的。(3)核基因表达过程中的转录发生在细胞核中，线粒体DNA的表达场所是线粒体。(4)Ⅲ是tRNA，上面的三个特定的碱基(反密码子)和mRNA上的密码子是互补配对的，即mRNA上的密码子是ACU，该tRNA携带的氨基酸是苏氨酸。线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，其中第三阶段在线粒体内膜上进行，故蛋白质2应该是与有氧呼吸有关的酶。(5)由图可知，细胞质基质中的RNA来自于核DNA的转录。因此最有可能的是α 鹅膏蕈碱抑制了核DNA转录，使得细胞质基质中RNA含量显著减少。由图可知，蛋白质1是核DNA表达的产物且作用于线粒体，核DNA表达受抑制必定会影响线粒体功能。(6)①过程是核DNA的转录，其中b在DNA分子中，应该是胞嘧啶脱氧核苷酸，而d在RNA分子中，应该是胞嘧啶核糖核苷酸。RNA聚合酶是催化转录过程的酶，可以催化单个核糖核苷酸聚合成RNA分子。
答案：(1)核膜　线粒体DNA　( ( http: / / www.21cnjy.com )2)ATP、核糖核苷酸、酶　(3)细胞核、线粒体　(4)tRNA　苏氨酸　三　(5)①　会　(6)前者含脱氧核糖，后者含核糖　RNA聚合酶
15．操纵元是原核细胞基因表达调控的 ( http: / / www.21cnjy.com )一种组织形式，它由启动子、结构基因(编码蛋白基因)、终止子等部分组成。下图表示大肠杆菌细胞中核糖体蛋白(RP)合成及调控过程，图中①②表示相关生理过程，mRNA上的RBS是核糖体结合位点。请回答下列问题：
(1)启动子的基本组成单位是________，终止子的功能是
________________________________________________________________________。
(2)过程①进行的场所是 ( http: / / www.21cnjy.com )________，RP1中有一段氨基酸序列为“—丝氨酸—组氨酸—谷氨酸—”，转运丝氨酸、组氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、GUG、CUU，则基因1中决定该氨基酸序列的模板链碱基序列为
________________________________________________________________________。
(3)图示表明，当细胞中 ( http: / / www.21cnjy.com )缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白RP1能与mRNA分子上的RBS位点结合，从而导致mRNA__________________，终止核糖体蛋白质的合成。
这种调节机制既保证细胞内rRNA与 ( http: / / www.21cnjy.com )核糖体在数量上的平衡，又可以减少________________________________________________________________________。
(4)大豆中的一种成分——染料木 ( http: / / www.21cnjy.com )黄酮因能抑制rRNA形成而成为抗癌药物的成分，试结合题中信息分析染料木黄酮抗癌的机理：该物质(染料木黄酮)可以抑制rRNA的形成，RP1与mRNA中RBS位点结合，_________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)启动子是DNA上的结构，故其基本单位是脱氧核苷酸，终止子的作用就是使转录终止。(2)图中①、②过程分别是转录和翻译，由于是原核细胞，故转录场所在细胞质中。反密码子上的碱基序列与DNA转录模板链基本相同，只是将U换为T即可，故决定该氨基酸序列的模板链碱基序列为AGAGTGCTT。(3)由于mRNA上的RBS位点是核糖体结合位点，当核糖体蛋白RP1能与mRNA分子上的RBS位点结合时，导致mRNA不能与核糖体结合。(4)木黄酮因能抑制rRNA形成，就会使RP1与mRNA分子上的RBS位点结合，从而终止核糖体蛋白的合成，进而减少核糖体的数量，降低蛋白质的合成速率，抑制癌细胞的增殖。
答案：(1)脱氧核苷酸　终止基因转录过程(或使RNA聚合酶从基因上脱离或给予RNA聚合酶转录终止信号)
(2)细胞质　AGAGTGCTT
(3)不能与核糖体结合　物质和能量的浪费
(4)终止核糖体蛋白的合成，进而减少细胞中核糖体的数量，降低蛋白质合成速率，抑制癌细胞的生长、增殖
以模式图为载体，考查DNA复制、转录和翻译的过程
[考情分析]
由统计表可看出，该考点内容 ( http: / / www.21cnjy.com )每年高考试题都有所涉及，特别是2013年，多地高考试题都考查了该内容。从考查形式上看，多以选择题形式考查，但单科卷也常以非选择题形式考查，从考查角度上看，多以模式图为载体，考查真核细胞与原核细胞的DNA复制、转录和翻译的过程。
1．(2013·浙江高考)某生物基因表达过程如下图所示。下列叙述与该图相符的是(　　)
A．在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开
B．DNA RNA杂交区域中A应与T配对
C．mRNA翻译只能得到一条肽链
D．该过程发生在真核细胞中
解析：选A　本题考查基因表达的 ( http: / / www.21cnjy.com )相关知识点，意在考查识图能力、知识运用能力和分析推理能力。在进行转录时，RNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位相结合，使DNA片段的双螺旋解开，选项A正确；图示DNA上的碱基A应与RNA上的碱基U配对，选项B错误；图示一个mRNA分子上有若干个核糖体同时进行多条多肽链的合成，故选项C错误；由图示知，该细胞中转录和翻译是同时进行的，只能发生在原核细胞内，选项D错误。
2．(2012·安徽高考)右图表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
解析：选C　依图示，该细胞内转录和翻译同时进 ( http: / / www.21cnjy.com )行，可直接判断出该过程发生在原核细胞内，从而排除A、D选项；在翻译过程中，核糖体是在mRNA上移动的，故排除B选项。
3．(2011·安徽高考)下面的甲、乙图示为真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是(　　)
A．甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子
B．甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行
C．DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶
D．一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次
解析：选D　本题考查DNA的复制和转 ( http: / / www.21cnjy.com )录，渗透了对知识理解能力和获取信息能力的考查。图甲表示DNA分子的复制过程，图乙表示转录过程，乙的产物是单链的mRNA分子，故A项错误；甲、乙过程主要在细胞核中进行，故B项错误；甲、乙过程均需要解旋酶的参与，故C项错误；在一个细胞周期中，核中DNA分子只复制一次，而转录可以进行多次，故D项正确。
[考源探究]
这三个题目都以模式图为载体，考查了DNA复制、转录和翻译的相关知识，但在考查具体知识点上又略有不同：
(1)第1、2题模式图、考查角度完全相同；都考查了原核细胞边转录边翻译的特点和翻译过程的多聚核糖体现象。
(2)第3题与第1、2两题相比，命题形式相同，都以模式图形式考查基因的传递和表达过程，但命题角度有所不同，该题主要考查了DNA复制和转录。
通过对以上三个高考试题的分析可知，解答此类问题，首先要识别模式图表示的生理过程，再根据复制、转录和翻译的相关知识解答，归纳如下：
1．DNA复制和转录图形的识别方法
(1)DNA两条链都作模板 复制。
(2)DNA的一条链作模板 转录。
2．mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系
(1)数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。
(2)目的意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。
(3)方向：从左向右(见上图)，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。
(4)结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。
(5)多聚核糖体中，每个核糖体合成的多肽链都相同。
预测一　创新情境考查
1．下图为细胞中多聚核糖 ( http: / / www.21cnjy.com )体合成分泌蛋白的示意图，已知分泌蛋白的新生肽链上有一段可以引导其进入内质网的特殊序列(图中P肽段)。下列相关说法正确的是(　　)
A．若P肽段功能缺失，虽可继续合成新生肽链，但无法将蛋白质分泌到细胞外
B．合成①的场所是细胞核，但⑥的合成与核仁无关
C．多个核糖体结合的①是相同的，但最终合成的肽链②、③、④、⑤在结构上各不相同
D．若①中有一个碱基发生改变，则合成的多肽链的结构一定会发生改变
解析：选A　依题意可知， ( http: / / www.21cnjy.com )P肽段可以引导新生肽链进入内质网，所以当P肽段功能缺失时，新生肽链无法进入内质网进行初步加工，也就无法进入高尔基体进行进一步加工，该蛋白质也无法被分泌到细胞外，但核糖体中仍然可以继续合成肽链。①为mRNA，在细胞核中合成，⑥为核糖体，其合成与核仁有关。多个核糖体均结合在同一条mRNA(①)上，在翻译过程中始终以同一条mRNA(①)为模板，所以合成的多肽链的结构是相同的。①中有一个碱基发生改变，会引起密码子的改变，但当改变后的密码子决定的是同一种氨基酸时，合成的多肽链结构没有发生改变。
2．NF2基因是一种肿瘤抑制基因，其 ( http: / / www.21cnjy.com )编码的Merlin蛋白与细胞的活动和增殖有着密切的关系，其作用机理如图所示。下列有关Merlin蛋白的叙述，错误的是(　　)
A．Merlin蛋白的合成需通过转录和翻译两个过程
B．Merlin蛋白主要在细胞质中不断积累而发挥效应
C．Merlin蛋白能够与E3泛素化连接酶结合
D．Merlin蛋白可通过抑制致癌基因的表达来发挥抑癌作用
解析：选B　Merlin蛋白是由NF2基因控制合成的，基因控制蛋白质合成需通过转录和翻译两个过程；根据题干和图示信息可知，Merlin蛋白主要在细胞核中积累，通过与E3泛素化连接酶的结合，抑制致癌基因的表达来发挥抑癌作用。
预测二　创新角度考查
3．下面是某细胞中复制、转录和翻译的过程图解，有关说法正确的是(　　)
A．组成DNA和mRNA的化学元素种类不同
B．酶a和酶b的作用相同
C．结构c的形成与该细胞中的核仁密切相关
D．DNA中的碱基序列决定了多肽链中的氨基酸序列
解析：选D　DNA和RNA都是由C、H ( http: / / www.21cnjy.com )、O、N、P五种化学元素组成的。酶具有专一性，酶a和酶b的作用不同，B错误。该细胞中复制、转录和翻译能够同时在一个地方进行，说明该细胞是原核细胞，没有核仁。DNA的碱基序列决定mRNA的碱基序列，最终决定多肽链中氨基酸的序列。
4．下图中表示转录过程的是(　　)
解析：选D　A、C均是在核糖体上以mRN ( http: / / www.21cnjy.com )A为模板翻译蛋白质的过程；B是以DNA的两条链为模板进行DNA复制的过程；D是以DNA一条链为模板转录合成RNA的过程。
5．下图是蛋白质合成过程示意图，下列相关叙述正确的是(　　)
A．图中共有2种RNA
B．图示过程中碱基间的配对方式有3种
C．氨基酸②将与氨基酸①脱水缩合形成肽键
D．终止密码子位于b端
解析：选D　图示为翻译过程。图中共有m ( http: / / www.21cnjy.com )RNA、tRNA、rRNA 3种RNA。碱基间的配对方式有A与U、G与C、U与A、C与G，共4种。翻译方向为由a端到b端，氨基酸③将与氨基酸②脱水缩合形成肽键。
6．(2013·江苏高考)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 ( http: / / www.21cnjy.com )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 ( http: / / www.21cnjy.com )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 ( http: / / www.21cnjy.com )进行过程②时启用的起始点________(在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中选择)，其原因是________________________________。
解析：(1)细胞中过程②是以 ( http: / / www.21cnjy.com )DNA一条链为模板合成RNA的转录过程，转录的主要场所是细胞核。(2)α链中G＋U＝54%，G＝29%，则U＝25%，故其模板链对应区段中C＝29%，A＝25%；又其模板链对应区段中G＝19%，则T＝1－54%－19%＝27%，故另一条链对应区段中，A＝27%，则整个DNA区段中A＝(27%＋25%)/2＝26%。(3)根据异亮氨酸和苏氨酸的密码子可知，异亮氨酸变为苏氨酸很可能是T—A替换为C—G造成的。(4)能够增殖的细胞可以发生DNA复制，不能增殖的细胞不能够进行DNA复制，因此浆细胞和效应T细胞不能发生DNA复制，但能够发生基因的表达。(5)由于不同组织细胞中基因进行选择性表达，故DNA进行转录过程启用的起始点不完全相同。
答案：(1)细胞核　(2)26%　(3)T— ( http: / / www.21cnjy.com )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

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