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第27课时　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·安徽·T11　2024·湖南·T10　2024·湖北·T16　2024·河北·T4 2023·全国乙·T5　2023·江苏·T6　2023·湖南·T12　2023·海南·T13 2023·山东·T1　2023·辽宁·T18　2022·湖南·T14　2022·广东·T7 2021·辽宁·T17　2021·河北·T8　2021·广东·T7　2021·湖南·T13
2.中心法则 2022·河北·T9　2021·河北·T16
考点一　遗传信息的转录和翻译
1．RNA的结构、种类和功能
[教材隐性知识]　必修2 P67“图4－6”：tRNA________(填“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA分子中________(填“是”或“不是”)只有3个碱基。
2．遗传信息的转录
3．遗传信息的翻译
4．遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
(1)相关概念及联系
[提醒]　启动子和终止子均为DNA片段，起始密码子和终止密码子均为mRNA上三个相邻的碱基。
(2)数量关系
①密码子有64种，不同生物共用一套遗传密码。
②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。
③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。
④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。
⑤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。
[教材隐性知识]　必修2 P67“思考·讨论”：几乎所有的生物体都共用一套密码子，这体现了密码子的通用性，说明当今生物可能有着共同的起源。
5．模型解读——多聚核糖体
(1)图中c所指的3条链最终的氨基酸序列相同，因为_______________________________。
(2)图中信息显示，一条mRNA分子上可结合多个核糖体，其意义是_________________。
(3)图中核糖体移动的方向为____________________________________________________。
　真、原核细胞基因的表达
(1)原核生物基因的表达
(2)真核生物基因的表达
(3)“两看法”判断真、原核生物的基因表达过程
(1)tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成(2020·全国Ⅲ，3C)(　　)
(2)所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码(2021·河北，8A)(　　)
(3)DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录(2021·河北，8B)(　　)
(4)DNA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，4C)(　　)
(5)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(2024·河北，4D)(　　)
(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(经典高考题)(　　)
基因表达过程分析
1．请回答基因转录相关问题：
(1)转录以基因为单位，一个基因转录时以__________的一条链为模板，一个DNA分子上的所有基因的模板链________(填“一定”或“不一定”)相同。
(2)转录方向的判定方法：______________________________为转录的起始方向。
(3)RNA适合作为信使的原因：RNA由核糖核苷酸连接而成，可以携带遗传信息；________________________________，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
2．如图为真核细胞内某基因的表达过程，其中b链为该基因转录时的模板链，请标出图中各条核苷酸链的方向以及肽链的方向。
考向一　转录和翻译过程的分析
1．(2024·湖北，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′
2．(2023·辽宁，18改编)DNA在细胞生命过程中会发生多种类型的损伤。如损伤较小，RNA聚合酶经过损伤位点时，腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖模板掺入mRNA(如图1)；如损伤较大，修复因子Mfd识别、结合滞留的RNA聚合酶，“招募”多种修复因子、DNA聚合酶等进行修复(如图2)。下列叙述不正确的是(　　)
A．图1所示的DNA经复制后有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因
B．图1所示转录产生的mRNA指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不变
C．图2所示的转录过程是沿着模板链的5′端到3′端进行的
D．图2所示的DNA聚合酶催化DNA损伤链的修复，方向是从n到m
3．(2024·长沙模拟)若一个DNA分子某基因共含有N个碱基，其中胸腺嘧啶占模板链上所有碱基的比例为a(a＜1/2)，占该基因中所有碱基的比例为b(b＜1/2)。下列相关叙述错误的是(　　)
A．该基因所含氢键数一定大于N个
B．该基因含有2N个脱氧核糖
C．该基因转录出的mRNA中，尿嘧啶最多占2b－a
D．该基因转录、翻译出的蛋白质中氨基酸数少于N/6
　基因表达中的相关数量关系
实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因：①基因中的内含子转录后被剪切。②在基因片段中，有的片段(如非编码区)起调控作用，不参与转录。③转录出的mRNA中有终止密码子，正常情况下，终止密码子不编码氨基酸。④mRNA中的起始密码子可能不在开头。⑤合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。
考向二　基因表达的调控
4．(2024·湖南，10)非酒精性脂肪性肝病是以肝细胞的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝病。葡萄糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1在高尔基体膜上先后经S1和S2蛋白水解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成基因(核基因)的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG能够通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内，抑制S1蛋白水解酶的活性，调控机制如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原饱和后转向脂肪酸合成
B．敲除F5蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪肝的发生率
C．降低高尔基体内UDPG量或S2蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病
D．激活后的R1通过核孔进入细胞核，启动脂肪酸合成基因的转录
5．(2023·湖南，12)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(　　)
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
考点二　中心法则的提出及其发展
1．遗传信息的传递过程
2．DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较
项目 DNA复制 转录 翻译 逆转录 RNA复制
场所 主要细胞核 主要细胞核 核糖体 宿主细胞 宿主细胞
模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA RNA RNA
原料
酶 缩合反应的酶 逆转录酶 RNA聚合酶
能量 ATP提供
碱基互补配对原则 G－C、C－G
A－T、T－A
产物 两个子代DNA RNA 多肽链 DNA RNA
信息 传递 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋白质 RNA→DNA RNA→RNA
3.生命是物质、能量和信息的统一体
(1)DNA、RNA是________的载体。
(2)蛋白质是信息的________________。
(3)________为信息的流动提供能量。
(1)遗传信息可以从DNA流向RNA，也可以从RNA流向蛋白质(2020·全国Ⅲ，1A)(　　)
(2)在真核细胞中，转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补(经典高考题)(　　)
(3)HIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板(经典高考题)(　　)
理解中心法则
某单链RNA病毒的遗传物质是正链RNA(＋RNA)。该病毒感染宿主后，合成相应物质的过程如图所示。
(1)图中过程③④⑤发生在哪里？图中相关酶与RNA聚合酶的合成先后顺序是怎样的？并说明理由。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)图中过程①所需的嘌呤类核苷酸数目与过程②所需的嘧啶类核苷酸数目有何特点？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)图中＋RNA的作用有哪些？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(4)某人感染这种病毒并痊愈后，在短时间内再次接触该病毒时，可能会再次感染该病毒。请说明原因。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
考向三　中心法则
6．单链RNA病毒有三种类型：正义RNA病毒可直接将RNA作为mRNA进行翻译，反义RNA病毒需先以自身RNA为模板合成出新的RNA再进行翻译，逆转录RNA病毒则需先逆转录出DNA再进行转录、翻译。下列叙述错误的是(　　)
A．正义RNA病毒遗传信息流动过程中碱基配对方式为A―U、G―C
B．反义RNA病毒遗传信息流动过程中需要逆转录酶
C．逆转录RNA病毒的遗传信息可由RNA流向DNA再流向RNA
D．上述三种病毒的遗传物质彻底水解产物均含有核糖
7．(2021·河北，16改编)许多抗肿瘤药物通过干扰DNA合成及功能抑制肿瘤细胞增殖。如表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述不正确的是(　　)
药物名称 作用机理
羟基脲 阻止脱氧核糖核苷酸的合成
放线菌素D 抑制DNA的模板功能
阿糖胞苷 抑制DNA聚合酶活性
A.羟基脲处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都出现原料匮乏
B．放线菌素D处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都受到抑制
C．阿糖胞苷处理后，肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸
D．将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响
一、过教材
下列关于基因表达的说法，正确的是(　　)
A．联系转录和翻译两个过程的中间媒介为mRNA
B．转录时会形成DNA－RNA杂交区域
C．转录过程中某基因的两条链均可作为模板
D．转录的起点是起始密码子，转录的终点是终止密码子
E．转录得到的成熟产物中可能含有反密码子
F．一种氨基酸可以由多种密码子编码
G．每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸
H．翻译过程中运输氨基酸的工具是通过转录过程产生的
I．翻译时mRNA沿着核糖体移动，读取氨基酸的下一个密码子
J．翻译时，每种密码子都有与之对应的反密码子
K．一条mRNA上结合多个核糖体同时翻译可以提高每条多肽链的合成速度
L．在真核细胞中，染色体上的基因的转录和翻译是在细胞内的不同区室中进行的
M．大肠杆菌体内基因表达过程中先进行转录再进行翻译
N．复制、转录和翻译都要通过碱基互补配对来完成
O．复制、转录和翻译过程在所有生活细胞都能进行
P．根据启动子和终止子的相对位置可判断哪条链作为模板链
Q．RNA－DNA杂交区域中碱基配对方式有G－C、C－G、A－U、U－A
二、过高考
(2023·重庆·20节选)科学家在基因型为mm的普通玉米(2n＝20)群体中发现了杂合雄性不育突变体，并从中克隆了控制不育性状的显性基因M(编码蛋白质M)。M基因与m基因DNA序列相比，非模板链上第1 072和1 094位的两个碱基突变为A，致使M蛋白质的第358和365位氨基酸分别变为x和y；按5′→3′的方向，转运x(第358位)的tRNA上反密码子第______位碱基必为U。
答案精析
考点一　整合
1．C、H、O、N、P　核糖　鸟嘌呤(G)　尿嘧啶(U)　核糖核苷酸　蛋白质　直接模板　密码子　氨基酸　核糖体　遗传物质　催化　核孔
教材隐性知识　含有　不是
2．一条链　细胞核　细胞质　核糖核苷酸　mRNA分子　mRNA、rRNA、tRNA
3．核糖体　氨基酸　mRNA　tRNA　mRNA　tRNA　终止密码子　脱离
4．3
5．(1)这3条链的模板相同(均为a)　(2)少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质　(3)由左向右
判断正误
(1)×　[二者都是单链结构。]
(2)×　[RNA病毒的蛋白质由病毒的遗传物质RNA编码合成。]
(3)×　[DNA双链解开，RNA聚合酶与启动子结合进行转录，移动到终止子时停止转录。]
(4)×　[转录时不需要解旋酶，RNA聚合酶即可完成解旋。]
(5)√
(6)×　[合成多条多肽链。]
提升
1．(1)基因　不一定　(2)已合成的mRNA释放的一端(5′端)　(3)一般是单链，而且比DNA短
2．如图所示
评价
1．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的碱基序列为5′—AUG—3′，该序列所对应的反密码子是5′—CAU—3′，A符合题意。]
2．C　[根据DNA的半保留复制可知，图1所示的DNA经复制后有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因，A正确；图1中的损伤较小，RNA聚合酶经过损伤位点时，腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖模板掺入mRNA，因为密码子的简并，mRNA掺入腺嘌呤脱氧核苷酸之后，不同的密码子可能决定相同的氨基酸，B正确；转录时mRNA是由5′端到3′端合成的，是沿着模板链的3′端到5′端进行的，C错误；由mRNA的合成方向可知，图中上侧链为模板，m是3′端，n是5′端，切除后DNA聚合酶会以下侧链为模板，根据 DNA聚合酶合成子链方向可知，修复是从n向m进行，D正确。]
3．B　[因胸腺嘧啶(T)占该基因中所有碱基的比例为b(b＜1/2)，则该基因中A＋T＝2b＜1，即该基因中还有碱基对C/G，碱基对A/T之间有2个氢键，C/G之间有3个氢键，该基因共含有N个碱基，即碱基对为N/2个，故该基因所含氢键数一定大于N个，A正确；该基因共含有N个碱基，每一个碱基与一个磷酸、一个脱氧核糖构成一分子的脱氧核苷酸，故该基因含有N个脱氧核糖，B错误；设该基因的模板链为1链，据题意T1＝a，T＝A＝b，双链中A＋T＝2b，模板链的A1＋T1＝2b，则A1＝2b－a，又因该基因转录出的mRNA中尿嘧啶(U)与模板链的腺嘌呤(A)碱基互补配对，故U＝A1＝2b－a，C正确；该基因共含有N个碱基，则该基因转录形成的mRNA链中含有N/2个碱基，以该mRNA链为模板进行翻译时，每3个碱基决定1个氨基酸，即该mRNA链翻译出的蛋白质中氨基酸数最多为N/6，由于mRNA链上的终止密码子不编码氨基酸，故氨基酸数少于N/6，D正确。]
4．C　[由图示可知，糖原合成的中间代谢产物UDPG抑制S1蛋白水解酶的活性，而蛋白R1需要经过S1和S2蛋白水解酶酶切后才被激活，进而启动脂肪酸合成基因的转录，据此可知，体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原合成过程中的中间代谢产物UDPG会抑制脂肪酸的合成，待糖原饱和后，才会继续合成脂肪酸，A正确；由图示可知，中间代谢产物UDPG通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内，抑制S1蛋白水解酶的活性，进而抑制脂肪酸的合成，因此敲除F5蛋白的编码基因有利于脂肪酸的合成，会增加非酒精性脂肪肝的发生率，B正确；由图示可知，中间代谢产物UDPG进入高尔基体不利于脂肪酸的合成，降低高尔基体中UDPG量有利于脂肪酸的合成，从而会诱发非酒精性脂肪性肝病，蛋白R1经S1、S2蛋白水解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成基因的转录，S2蛋白失活不利于脂肪酸的合成，不会诱发非酒精性脂肪性肝病，C错误；转录发生在细胞核中，因此R1可通过核孔进入细胞核，启动脂肪酸合成基因的转录，D正确。]
5．C　[基因转录时，RNA聚合酶识别并结合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的RNA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选项分析可知，若CsrA都结合到CsrB上，则没有CsrA与glg mRNA结合，从而使glg mRNA不被降解而正常进行翻译，有利于细菌糖原的合成，D正确。]
考点二　整合
1.　　　
2．4种脱氧核苷酸　4种核糖核苷酸　21种氨基酸　4种脱氧核苷酸　4种核糖核苷酸　解旋酶、DNA聚合酶　RNA聚合酶　A－U、T－A　A－U、U－A　A－T、U－A　A－U、U－A
3．(1)信息　(2)表达产物　(3)ATP
判断正误
(1)√　(2)√　(3)√
提升
(1)过程③④⑤发生在宿主细胞的核糖体上。先合成相关酶，再合成RNA聚合酶，因为RNA聚合酶的合成需要相关酶的催化。
(2)所需的这两类核苷酸数目相等。
(3)作为遗传物质，指导－RNA的合成；作为翻译的模板。
(4)RNA为单链结构，不稳定，易发生基因突变(或变异率高)。
评价
6．B　[反义RNA病毒需先以自身RNA为模板合成出新的RNA再进行翻译，该过程不存在RNA→DNA的逆转录过程，不需要逆转录酶，B错误。]
7．A　[羟基脲阻止脱氧核糖核苷酸的合成，从而影响肿瘤细胞中DNA复制过程，而转录过程需要的原料是核糖核苷酸，不会受到羟基脲的影响，A错误；放线菌素D通过抑制DNA的模板功能，可以抑制DNA复制和转录过程，因为DNA复制和转录均需要DNA模板，B正确；阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性而影响DNA复制过程，DNA聚合酶活性受抑制后，会使肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸，C正确；将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可以抑制肿瘤细胞的增殖，由于三种药物是精准导入肿瘤细胞，因此，可以减弱它们对正常细胞的不利影响，D正确。]
查落实固基础
一、
ABEFGHLNP　[转录是以DNA的一条链为模板进行的，C错误；转录的起点是启动子，转录的终点是终止子，D错误；翻译时，核糖体沿mRNA移动，I错误；翻译时，终止密码子没有与之对应的反密码子，J错误；一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质，K错误；原核生物转录、翻译过程同时进行，M错误；DNA复制只发生在能进行细胞分裂的细胞中，O错误；由于RNA分子中的碱基为A、U、G、C，DNA分子中的碱基为A、T、G、C，所以RNA－DNA杂交区域中碱基配对方式有G－C、C－G、A－T、U－A，Q错误。]
二、
3　(共116张PPT)
基因的表达
生物
大
一
轮
复
习
第27课时
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·安徽·T11　2024·湖南·T10　2024·湖北·T16　2024·河北·T4
2023·全国乙·T5　2023·江苏·T6　2023·湖南·T12　2023·海南·T13
2023·山东·T1　2023·辽宁·T18　2022·湖南·T14　2022·广东·T7
2021·辽宁·T17　2021·河北·T8　2021·广东·T7　2021·湖南·T13
2.中心法则 2022·河北·T9　2021·河北·T16
内容索引
课时精练
考点一　遗传信息的转录和翻译
考点二　中心法则的提出及其发展
遗传信息的转录和翻译
< 考点一 >
必备知识
整合
1.RNA的结构、种类和功能
C、H、O、N、P
核糖
鸟嘌呤(G)
尿嘧啶(U)
核糖核苷酸
蛋白质
直接模板
密码子
氨基酸
核糖体
遗传物质
催化
核孔
必修2 P67“图4－6”：tRNA (填“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA分子中 (填“是”或“不是”)只有3个碱基。
教材隐性知识
含有
不是
2.遗传信息的转录
一条链
细胞核
细胞质
核糖核苷酸
mRNA分子
mRNA、rRNA、tRNA
3.遗传信息的翻译
核糖体
氨基酸
mRNA
tRNA
mRNA
tRNA
终止密码子
脱离
4.遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
(1)相关概念及联系
3
启动子和终止子均为DNA片段，起始密码子和终止密码子均为mRNA上三个相邻的碱基。
(2)数量关系
①密码子有64种，不同生物共用一套遗传密码。
②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。
③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。
④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。
⑤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。
必修2 P67“思考·讨论”：几乎所有的生物体都共用一套密码子，这体现了密码子的通用性，说明当今生物可能有着共同的起源。
教材隐性知识
5.模型解读——多聚核糖体
(1)图中c所指的3条链最终的氨基酸序列相同，因为
。
(2)图中信息显示，一条mRNA分子上可结合多个核糖体，其意义是____
。
(3)图中核糖体移动的方向为 。
这3条链的模板相同(均为a)
少量
的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质
由左向右
拓展链接
真、原核细胞基因的表达
(1)原核生物基因的表达
拓展链接
(2)真核生物基因的表达
拓展链接
(3)“两看法”判断真、原核生物的基因表达过程
(1)tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成
(2020·全国Ⅲ，3C)(　　)
提示　二者都是单链结构。
×
判断正误
(2)所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码
(2021·河北，8A)(　　)
提示　RNA病毒的蛋白质由病毒的遗传物质RNA编码合成。
×
(3)DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录(2021·河北，8B)(　　)
提示　DNA双链解开，RNA聚合酶与启动子结合进行转录，移动到终止子时停止转录。
×
判断正误
(4)DNA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，4C)(　　)
提示　转录时不需要解旋酶，RNA聚合酶即可完成解旋。
×
(5)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(2024·河北，4D)(　　)
(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
(经典高考题)(　　)
√
判断正误
提示　合成多条多肽链。
×
基因表达过程分析
1.请回答基因转录相关问题：
(1)转录以基因为单位，一个基因
转录时以 的一条链为模板，
一个DNA分子上的所有基因的模
板链 (填“一定”或“不一定”)相同。
(2)转录方向的判定方法： 为转录的起始方向。
关键能力
提升
基因
不一定
已合成的mRNA释放的一端(5′端)
(3)RNA适合作为信使的原因：RNA由核糖核苷酸连接而成，可以携带遗传信息； ，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
一般是单链，而且比DNA短
2.如图为真核细胞内某基因的表达过程，其中b链为该基因转录时的模板链，请标出图中各条核苷酸链的方向以及肽链的方向。
提示　如图所示
考向一　转录和翻译过程的分析
1.(2024·湖北，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′
√
迁移应用
评价
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的碱基序列为5′—AUG—3′，该序列所对应的反密码子是5′—CAU—3′，A符合题意。
2.(2023·辽宁，18改编)DNA在细胞生命过程中会发生多种类型的损伤。如损伤较小，RNA聚合酶经过损伤位点时，腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖模板掺入mRNA(如图1)；如损伤较大，修复因子Mfd识别、结合滞留的RNA聚合酶，“招募”多种修复因子、DNA聚合酶等进行修复(如图2)。下列叙述不正确的是
A.图1所示的DNA经复制后有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因
B.图1所示转录产生的mRNA指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不变
C.图2所示的转录过程是沿着模板链的5′端到3′端进行的
D.图2所示的DNA聚合酶催化DNA损伤链的修复，方向是从n到m
√
根据DNA的半保留复制可知，图1所示的DNA经复制后有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因，A正确；
图1中的损伤较小，RNA聚合酶经过损伤位点时，腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖模板掺入mRNA，因为密码子的简并，mRNA掺入腺嘌呤脱氧核苷酸之后，不同的密码子可能决定相同的氨基酸，B正确；
转录时mRNA是由5′端到3′端合成的，是沿着模板链的3′端到5′端进行的，C错误；
由mRNA的合成方向可知，
图中上侧链为模板，m是
3′端，n是5′端，切除后DNA聚合酶会以下侧链为模板，根据 DNA聚合酶合成子链方向可知，修复是从n向m进行，D正确。
3.(2024·长沙模拟)若一个DNA分子某基因共含有N个碱基，其中胸腺嘧啶占模板链上所有碱基的比例为a(a＜1/2)，占该基因中所有碱基的比例为b(b＜1/2)。下列相关叙述错误的是
A.该基因所含氢键数一定大于N个
B.该基因含有2N个脱氧核糖
C.该基因转录出的mRNA中，尿嘧啶最多占2b－a
D.该基因转录、翻译出的蛋白质中氨基酸数少于N/6
√
因胸腺嘧啶(T)占该基因中所有碱基的比例为b(b＜1/2)，则该基因中A＋T＝2b＜1，即该基因中还有碱基对C/G，碱基对A/T之间有2个氢键，C/G之间有3个氢键，该基因共含有N个碱基，即碱基对为N/2个，故该基因所含氢键数一定大于N个，A正确；
该基因共含有N个碱基，每一个碱基与一个磷酸、一个脱氧核糖构成一分子的脱氧核苷酸，故该基因含有N个脱氧核糖，B错误；
设该基因的模板链为1链，据题意T1＝a，T＝A＝b，双链中A＋T＝2b，模板链的A1＋T1＝2b，则A1＝2b－a，又因该基因转录出的mRNA中尿嘧啶(U)与模板链的腺嘌呤(A)碱基互补配对，故U＝A1＝2b－a，C正确；
该基因共含有N个碱基，则该基因转录形成的mRNA链中含有N/2个碱基，以该mRNA链为模板进行翻译时，每3个碱基决定1个氨基酸，即该mRNA链翻译出的蛋白质中氨基酸数最多为N/6，由于mRNA链上的终止密码子不编码氨基酸，故氨基酸数少于N/6，D正确。
基因表达中的相关数量关系
实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因：①基因中的内含子转录后被剪切。②在基因片段中，有
的片段(如非编码区)起调控作用，不参与转录。③转录出的mRNA中有终止密码子，正常情况下，终止密码子不编码氨基酸。④mRNA中的起始密码子可能不在开头。⑤合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。
归纳总结
考向二　基因表达的调控
4.(2024·湖南，10)非酒精性脂肪性肝病是以肝细胞的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝病。葡萄糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1在高尔基体膜上先后经S1和S2蛋白水解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成基因(核基因)的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG能够通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内，抑制S1蛋白水解酶的活性，调控机制如图所示。下列叙述错误的是
A.体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原饱和后转向脂肪
酸合成
B.敲除F5蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪肝的发生率
C.降低高尔基体内UDPG量或S2蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病
D.激活后的R1通过核孔进入细胞核，启动脂肪酸合成基因的转录
√
由图示可知，糖原合成的中间代谢产物UDPG抑制S1蛋白水解酶的活性，而蛋白R1需要经过S1和S2蛋白水解酶酶切后才被激活，进而启动脂肪酸合成基因的转录，据此可知，体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原合成过程中的中间代谢产物UDPG会抑制脂肪酸的合成，待糖原饱和后，才会继续合成脂肪酸，A正确；
由图示可知，中间代谢产物UDPG通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内，抑制S1蛋白水解酶的活性，进而抑制脂肪酸的合成，因此敲除F5蛋白的编码基因有利于脂肪酸的合成，会增加非酒精性脂肪肝的发生率，B正确；
由图示可知，中间代谢产物UDPG进入高尔基体不利于脂肪酸的合成，降低高尔基体中UDPG量有利于脂肪酸的合成，从而会诱发非酒精性脂肪性肝病，蛋白R1经S1、S2蛋白水解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成基因的转录，S2蛋白失活不利于脂肪酸的合成，不会诱发非酒精性脂肪性肝病，C错误；
转录发生在细胞核中，因此
R1可通过核孔进入细胞核，
启动脂肪酸合成基因的转录，D正确。
5.(2023·湖南，12)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
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
√
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；
基因转录时，RNA聚合酶识别并结合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的RNA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，
由题图及C选项分析可知，若CsrA都结合到CsrB上，则没有CsrA与glg mRNA结合，从而使glg mRNA不被降解而正常进行翻译，有利于细菌糖原的合成，D正确。
返回
中心法则的提出及其发展
< 考点二 >
必备知识
整合
1.遗传信息的传递过程
项目 DNA复制 转录 翻译 逆转录 RNA复制
场所 主要细胞核 主要细胞核 核糖体 宿主细胞 宿主细胞
模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA RNA RNA
原料 _____________ _____________ ___________ _______________ _____________
酶 ___________________ ____________ 缩合反应的酶 逆转录酶 RNA聚合酶
能量 ATP提供
2.DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
21种氨基酸
4种脱氧
核苷酸
4种核糖核
苷酸
解旋酶、DNA
聚合酶
RNA聚合酶
项目8 DNA复制 转录 翻译 逆转录 RNA复制
碱基互补配对原则 G－C、C－G
A－T、 T－A _______ ______ _______ ______ _______ ______ _______
______
产物 两个子 代DNA RNA 多肽链 DNA RNA
信息 传递 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋白质 RNA→DNA RNA→RNA
A－U、
T－A
A－U、
U－A
A－T、
U－A
A－U、
U－A
3.生命是物质、能量和信息的统一体
(1)DNA、RNA是 的载体。
(2)蛋白质是信息的 。
(3) 为信息的流动提供能量。
信息
表达产物
ATP
(1)遗传信息可以从DNA流向RNA，也可以从RNA流向蛋白质
(2020·全国Ⅲ，1A)(　　)
(2)在真核细胞中，转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
(经典高考题)(　　)
(3)HIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板(经典高考题)(　　)
√
判断正误
√
√
理解中心法则
某单链RNA病毒的遗传物质是正链RNA(＋RNA)。该病毒感染宿主后，合成相应物质的过程如图所示。
(1)图中过程③④⑤发生在哪里？图中相关酶与RNA聚合酶的合成先后顺序是怎样的？并说明理由。
关键能力
提升
提示　过程③④⑤发生在宿主细胞的核糖体上。先合成相关酶，再合成RNA聚合酶，因为RNA聚合酶的合成需要相关酶的催化。
(2)图中过程①所需的嘌呤类核苷酸数
目与过程②所需的嘧啶类核苷酸数目
有何特点？
提示　所需的这两类核苷酸数目相等。
(3)图中＋RNA的作用有哪些？
提示　作为遗传物质，指导－RNA的合成；作为翻译的模板。
(4)某人感染这种病毒并痊愈后，在短时间内再次接触该病毒时，可能会再次感染该病毒。请说明原因。
提示　RNA为单链结构，不稳定，易发生基因突变(或变异率高)。
考向三　中心法则
6.单链RNA病毒有三种类型：正义RNA病毒可直接将RNA作为mRNA进行翻译，反义RNA病毒需先以自身RNA为模板合成出新的RNA再进行翻译，逆转录RNA病毒则需先逆转录出DNA再进行转录、翻译。下列叙述错误的是
A.正义RNA病毒遗传信息流动过程中碱基配对方式为A―U、G―C
B.反义RNA病毒遗传信息流动过程中需要逆转录酶
C.逆转录RNA病毒的遗传信息可由RNA流向DNA再流向RNA
D.上述三种病毒的遗传物质彻底水解产物均含有核糖
√
迁移应用
评价
反义RNA病毒需先以自身RNA为模板合成出新的RNA再进行翻译，该过程不存在RNA→DNA的逆转录过程，不需要逆转录酶，B错误。
7.(2021·河北，16改编)许多抗肿瘤药物通过干扰DNA合成及功能抑制肿瘤细胞增殖。如表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述不正确的是
A.羟基脲处理后，肿瘤细胞
中DNA复制和转录过程都
出现原料匮乏
B.放线菌素D处理后，肿瘤
细胞中DNA复制和转录过程都受到抑制
C.阿糖胞苷处理后，肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸
D.将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响
药物名称 作用机理
羟基脲 阻止脱氧核糖核苷酸的合成
放线菌素D 抑制DNA的模板功能
阿糖胞苷 抑制DNA聚合酶活性
√
羟基脲阻止脱氧核糖核苷酸的合成，从而影响肿瘤细胞中DNA复制过程，而转录过程需要的原料是核糖核苷酸，不会受到羟基脲的影响，A错误；
放线菌素D通过抑制DNA的模板功能，可以抑制DNA复制和转录过程，因为DNA复制和转录均需要DNA模板，B正确；
阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性而影响DNA复制过程，DNA聚合酶活性受抑制后，会使肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸，C正确；
将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可以抑制肿瘤细胞的增殖，由于三种药物是精准导入肿瘤细胞，因此，可以减弱它们对正常细胞的不利影响，D正确。
一、过教材
下列关于基因表达的说法，正确的是
A.联系转录和翻译两个过程的中间媒介为mRNA
B.转录时会形成DNA－RNA杂交区域
C.转录过程中某基因的两条链均可作为模板
D.转录的起点是起始密码子，转录的终点是终止密码子
E.转录得到的成熟产物中可能含有反密码子
F.一种氨基酸可以由多种密码子编码
G.每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸
√
√
√
√
√
H.翻译过程中运输氨基酸的工具是通过转录过程产生的
I.翻译时mRNA沿着核糖体移动，读取氨基酸的下一个密码子
J.翻译时，每种密码子都有与之对应的反密码子
K.一条mRNA上结合多个核糖体同时翻译可以提高每条多肽链的合成速度
L.在真核细胞中，染色体上的基因的转录和翻译是在细胞内的不同区室中进行的
M.大肠杆菌体内基因表达过程中先进行转录再进行翻译
N.复制、转录和翻译都要通过碱基互补配对来完成
O.复制、转录和翻译过程在所有生活细胞都能进行
P.根据启动子和终止子的相对位置可判断哪条链作为模板链
Q.RNA－DNA杂交区域中碱基配对方式有G－C、C－G、A－U、U－A
√
√
√
√
转录是以DNA的一条链为模板进行的，C错误；
转录的起点是启动子，转录的终点是终止子，D错误；
翻译时，核糖体沿mRNA移动，I错误；
翻译时，终止密码子没有与之对应的反密码子，J错误；
一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质，K错误；
原核生物转录、翻译过程同时进行，M错误；
DNA复制只发生在能进行细胞分裂的细胞中，O错误；
由于RNA分子中的碱基为A、U、G、C，DNA分子中的碱基为A、T、G、C，所以RNA－DNA杂交区域中碱基配对方式有G－C、C－G、A－T、U－A，Q错误。
二、过高考
(2023·重庆·20节选)科学家在基因型为mm的普通玉米(2n＝20)群体中发现了杂合雄性不育突变体，并从中克隆了控制不育性状的显性基因M(编码蛋白质M)。M基因与m基因DNA序列相比，非模板链上第1 072和1 094位的两个碱基突变为A，致使M蛋白质的第358和365位氨基酸分别变为x和y；按5′→3′的方向，转运x(第358位)的tRNA上反密码子第 位碱基必为U。
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课时精练
对一对
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题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C C B A A D B D
题号 9 10 11 12 13 14
答案 C D B C C D
(1)大量不翻译的碱基序列　基因突变导致mRNA上终止密码子提前出现　
(2)空间结构　难被水解，能指导合成更多的转铁蛋白受体(TfR)　有利于细胞从外界吸收更多的Fe3＋，以满足生命活动的需要　
(3)原核细胞没有核膜，可以边转录边翻译；真核生物有核膜，mRNA需要在细胞核形成，通过核孔运出细胞核后才能与核糖体结合进行翻译
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答案
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(1)胞吞　空间结构　
(2)RNA聚合酶　氨基酸　tRNA、rRNA　
(3)核糖体　内质网和高尔基体
(4)m－a－b　
(5)C→U　
(6)抑制翻译过程使蛋白H不能合成，阻止病毒基因的复制从而阻止其增殖
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答案
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一、选择题
1.下列关于图中①②两种核酸分子的叙述，正确的是
A.①②中的嘌呤碱基数都等于嘧啶碱基数
B.遗传基因在①上，密码子位于②上
C.②是由①转录而来的
D.肺炎链球菌和T2噬菌体均含①和②
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①是双链DNA，嘌呤碱基数与嘧啶碱基数相等，
②是tRNA，嘌呤碱基数与嘧啶碱基数不一定相
等，A错误；
②是tRNA，密码子位于mRNA上，反密码子位
于tRNA上，B错误；
tRNA、mRNA和rRNA都是由DNA转录而来的，C正确；
T2噬菌体是DNA病毒，自身没有RNA，D错误。
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答案
2.(2024·安徽，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
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
√
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。
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线粒体和叶绿体中都有DNA，二者均是半自主细胞器，其基因转录时使用各自的RNA聚合酶，A正确；
DNA发生甲基化修饰，会抑制RNA聚合酶与DNA的结合，从而影响基因的转录，可影响基因表达，B正确；
由表格信息可知，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不同，C错误；
RNA聚合酶的化学本质是蛋白质，据表格信息可知，RNA聚合酶Ⅰ定位在核仁中，因此编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质(核糖体)中翻译，产物最终定位在核仁发挥作用，D正确。
答案
3.如图为真核细胞核仁中形成rRNA的DNA片段进行转录的状况示意图。下列有关叙述错误的是
A.b段是此时该DNA未被转录的区段
B.RNA聚合酶的移动方向是由左向右
C.d是转录产物rRNA的5′端
D.核仁与核糖体的形成有关
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据图可知，b段没有RNA产物，所以b段是此时该DNA未被转录的区段，A正确；
根据RNA的长度可知，RNA聚
合酶的移动方向是由右向左，
B错误；
基因的转录是从RNA链的5′端向3′端延伸，据RNA的长度可知，在a区段，d较长，是rRNA基因转录产物的5′端，C正确；
核仁与某种RNA的合成和核糖体的形成有关，D正确。
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4.DNA转录时作为模板功能的链叫作反义链，另一条叫作有义链。如图是DNA分子中某些基因有义链和反义链示意图。下列说法错误的是
A.不同基因可能同时复制，但不
能同时转录
B.根据启动子和终止子的相对位
置可判断哪条链作为反义链
C.DNA分子的一条链对不同基因来说，有的是有义链，有的是反义链
D.基因的转录和翻译并不都是沿着模板的3′端到5′端进行的
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答案
不同的基因位置不同，可能同时复制，也可能同时转录，A错误；
启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录，因此根据启动子和终止子的相对位置可以判断哪条链作为反义链，B正确；
不同基因的有义链和反义链不同，因此DNA分子的一条链对不同基因来说，有的是有义链，有的是反义链，C正确；
基因的转录是沿着模板的3′端到
5′端进行的，翻译是沿着模板的
5′端到3′端进行的，D正确。
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5.(2023·全国乙，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
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根据题干信息“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”，说明该肽链合成所需能量、核糖体、RNA聚合酶均由大肠杆菌提供，①③④不符合题意；
据题意可知，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，所以要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，必须往大肠杆菌细胞内转入甲，②符合题意；
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古菌含有特异的能够转运甲的tRNA和酶E，酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲，进而将甲带入核糖体参与肽链合成，所以大肠杆菌细胞内要含有tRNA甲的基因以便合成tRNA甲，大肠杆菌细胞内也要含有酶E的基因以便合成酶E，催化甲与tRNA甲结合，⑤⑥符合题意。故选A。
答案
6.(2023·江苏，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
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
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tRNA链存在空间折叠，局部双链之间通过碱基对相连，A错误；
反密码子为5′－CAU－3′的tRNA只能与密码子3′－GUA－5′配对，只能携带一种氨基酸，B错误；
mRNA中有终止密码子，核糖体读取到终止密码子时翻译结束，终止密码子没有相应的tRNA结合，C错误；
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由题意可知，在密码子第3位的碱基A、U或C可与反密码子第1位的I配对，这种配对方式增加了反密码子与密码子识别的灵活性，提高了容错率，有利于保持物种遗传的稳定性，D正确。
7.(2023·海南，13)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
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
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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；
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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是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；
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答案
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同，D错误。
8.一个基因的转录产物在个体的不同组织细胞、发育阶段和生理状态下，通过不同的剪接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物，称为选择性剪接。如图为鼠降钙素基因在不同组织细胞中表达的过程。据图分析，下列叙述正确的是
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答案
A.RNA聚合酶以基因一条链为模板转录合成多种前体RNA
B.选择性剪接过程需要酶催化磷酸二酯键和氢键的断裂和形成
C.鼠降钙素基因表达形成不同的蛋白质，是因为对翻译的调控不同
D.不同组织细胞通过选择性剪接，可以满足机体对不同代谢活动的需要
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答案
RNA聚合酶以基因一条链为模板转录合成一种前体RNA，A错误；
通过不同的剪接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物，选择性剪接过程不需要氢键的断裂和形成，B错误；
通过不同的剪接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物，即鼠降钙素基因表达形成不同的蛋白质，是选择性剪接的结果，是一种转录后调控机制不是对翻译调控不同引起的，C错误。
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9.(2022·河北，9)下列关于中心法则相关酶的叙述，错误的是
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
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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，且存在DNA－RNA之间的氢键形成，A正确；
DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的化学本质都是蛋白质，蛋白质是由核酸控制合成的，其合成场所是核糖体，B正确；
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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，C错误；
酶起催化作用，作用机理是降低化学反应的活化能，在适宜条件下，酶在体内、体外均可发挥作用，如体外扩增DNA分子的PCR技术中可用到热稳定DNA聚合酶，D正确。
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10.(2025·武汉月考)某基因的mRNA上具有SAM感受型核糖开关，SAM通过与mRNA结合来进行调节，机制如图所示，RBS为mRNA上的核糖体结合位点。下列相关叙述错误的是
A.核糖开关的化学本质
是RNA，RBS段与1段
的碱基序列互补
B.核糖开关的构象发生改
变的过程涉及了氢键的断裂和形成
C.SAM与核糖开关的结合，可能会抑制基因表达的翻译过程
D.SAM阻止RBS与核糖体结合，使核糖体无法向mRNA的5′端移动
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答案
核糖开关的化学本质为RNA，分析题图可知，2段与3段碱基序列互补，1段与2段碱基序列互补，3段与RBS段之间碱基序列互补，由此可知，RBS段与1段的碱基序列互补，A正确；
由题图可知，核糖开关的构象发生改变的过程，2段和3段之间的氢键断
裂，1段和2段、3段和RBS段之间的氢键形成，故核糖开关的构象发生改变涉及了氢键的断裂和形成，B正确；
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答案
SAM与核糖开关结合，RBS段与3段碱基互补配对，不能与核糖体结合，可能会抑制基因表达的翻译过程，C正确；
翻译时核糖体的移动方向是从mRNA的5′端到3′端，D错误。
11.(2025·南京模拟)细胞中的氨基酸有两个来源：一是从细胞外摄取，二是在细胞内利用氨基酸合成酶自己合成。当细胞缺乏氨基酸时，某种RNA无法结合氨基酸(空载)，空载的该种RNA与核糖体结合后引发RelA
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利用GDP和ATP合成ppGpp(如图1)，ppGpp是细胞内的一种信号分子，可提高A类基因或降低B类基因的转录水平，也可直接影响翻译过程(如图2)。下列叙述错误的是
A.翻译的模板是mRNA，缺乏氨基酸导致空载的RNA属于tRNA
B.可推测rRNA基因属于A类基因，氨基酸合成酶基因属于B类基因
C.图2所示的翻译过程中，
核糖体在mRNA上的移
动方向为从右往左
D.ppGpp调节机制属于负
反馈调节，能缓解氨基
酸缺乏造成的影响
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翻译的模板是mRNA，能识别并结合氨基酸的RNA是tRNA，故缺乏氨基酸导致空载的RNA属于tRNA，A正确；
细胞缺乏氨基酸时，空载的tRNA与核糖体结合后引发ppGpp含量增加，进而提高A类基因或降低B类基因的转录水平，或抑制翻译的过程，可推测A类基因属于促进产生氨基酸的基因，B类基因属于促进消耗氨基酸
的基因，故氨基酸合成酶基因属于A类基因，rRNA基因转录形成的rRNA是构成核糖体的结构，有利于翻译，因此rRNA基因属于B类基因，B错误；
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图2所示左侧核糖体上的肽链长于右侧核糖体上的肽链，说明左侧的核糖体先进行翻译的过程，故核糖体的移动方向为从右往左，C正确；
细胞缺乏氨基酸时，空载的tRNA与核糖体结合后引发ppGpp含量增加，进而提高A类基因或降低B类基因的转录水平，以缓解氨基酸缺乏造成的影响，此为负反馈调节，D正确。
答案
12.大肠杆菌可以直接利用葡萄糖，也可以通过合成β -半乳糖苷酶将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖加以利用。如图是大肠杆菌乳糖代谢基因在转录水平上受到调控的模型。下列说法不正确的是
A.阻遏蛋白与操纵基因结合会抑制
结构基因的转录
B.基因LacZ、LacY、LacA共用一套
启动子和终止子
C.图示的2个mRNA都有1个起始密
码子和1个终止密码子
D.葡萄糖耗尽时β -半乳糖苷酶基因
被诱导表达，这种调节可以减少物质和能量的浪费
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图示的调节基因转录出的mRNA有1个起始密码子和1个终止密码子，而
结构基因转录出的mRNA有3个起始密码子和3个终止密码子，C错误；
葡萄糖耗尽时β- 半乳糖苷酶基因被诱导表达，从而将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖加以利用，这种调节可以减少物质和能量的浪费，D正确。
13.(2024·双鸭山模拟)原核生物DNA的转录经常会出现提早终止现象，产生不完整的mRNA，并翻译形成很多无效的蛋白质。不完整的mRNA可能导致参与翻译的核糖体不能正常脱离并重新投入使用，从而极大地影响基因表达。针对这类问题，研究者设计了一套蛋白质翻译质量改善系
统(ProQC)(如图所示)，通过开关序列与其互补序列的设计，使mRNA在完整时才能打开茎环结构并完成翻译。下列叙述正确的是
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A.原核生物的DNA转录时，需要RNA聚合酶识别起始密码子
B.核糖体不能从不完整的mRNA上正常脱离，是因为该mRNA上缺少终
止子
C.若与开关序列互补的序列
出现突变，可能导致完整
的mRNA不能正常翻译
D.通过ProQC的优化，不完
整的mRNA依然会翻译产
生少量无效的蛋白质
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原核生物的DNA转录时，需要RNA聚合酶识别启动子，A错误；
核糖体不能从不完整的mRNA上正常脱离，是因为该mRNA上缺少终止密码子，B错误；
由题图可知，通过ProQC的优化，不完整的mRNA不会翻译产生无效的蛋白质，D错误。
若与开关序列互补的序列出现突变，可能导致开关序列不能正常发挥作用，从而导致完整的mRNA不能正常翻译，C正确；
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14.(2024·广州模拟)Rous肉瘤病毒是诱发癌症的一类RNA病毒，如图表示其致病原理，下列叙述正确的是
A.过程①发生在宿主细胞内，需要宿主细胞提供逆转录酶
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
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答案
过程①表示逆转录过程，病毒是营寄生生活的生物，过程①发生在宿主细胞内，由病毒提供逆转录酶，A错误；
据图分析可知，过程②表示DNA分子的复制，目的是形成双链DNA，根据由酶A催化得到的产物是核糖核苷酸，判断酶A是将RNA水解的酶，B错误；
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据图分析可知，－DNA与＋RNA发生碱基互补配对，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，由题图可知，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DNA上，导致宿主细胞的遗传信息发生改变，D正确。
二、非选择题
15.(2024·咸宁期末)转铁蛋白(Tf)能与细胞膜上的转铁蛋白受体(TfR)结合，介导含铁的蛋白质从细胞外进入细胞内。细胞内转铁蛋白受体mRNA(TfR－mRNA)的稳定性受Fe3＋含量的调节(如图)，铁反应元件是TfR－mRNA上一段
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富含碱基A、U的序列，当细胞中Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3＋而不能与铁反应元件结合，导致TfR－mRNA易水解。回答下列问题：
(1)若转铁蛋白受体由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是mRNA中有______________________。若TfR基因中某碱基发生缺失，会导致合成的肽链变短，其原因是___________________
_____________________。
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上终止密码子提前出现
大量不翻译的碱基序列
基因突变导致mRNA
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答案
指导转铁蛋白受体合成的mRNA的碱基序列上存在不能决定氨基酸的密
码子，即大量不翻译的碱基序列，故合成的转铁蛋白受体mRNA的碱基数远大于3n；基因内部碱基对的增添、缺失或替换可能导致mRNA上终止密码子提前出现，进而使翻译成的肽链变短。
(2)铁调节蛋白与Fe3＋结合会改变铁调节蛋白的________，当细胞中Fe3＋不足时，TfR－mRNA将__________________________________________，其生理意义是___________________________________________________。
有利于细胞从外界吸收更多的Fe3＋，以满足生命活动的需要
空间结构
难被水解，能指导合成更多的转铁蛋白受体(TfR)
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据图分析可知，铁调节蛋白与Fe3＋结合会改变铁调节蛋白的空间结构。
根据题意可知，当细胞中Fe3＋浓度低时，TfR－mRNA将难水解，能指导合成更多的转铁蛋白受体，有利于细胞从外界吸收更多的Fe3＋，以满足生命活动的需要。
从细胞结构的角度给予合理的解释______________________
_____________________________________________________________________________________________________________。
(3)原核生物的mRNA通常在转录完成之前便可启动蛋白质的翻译，但真核生物的核基因必须在mRNA形成之后才能翻译蛋白质，针对这一差异，
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原核细胞没有核膜，可以边转录边翻译；真核生物有核膜，mRNA需要在细胞核形成，通过核孔运出细胞核后才能与核糖体结合进行翻译
16.人禽流感是感染禽流感病毒后引起的以呼吸道症状为主的临床综合征。禽流感病毒的遗传物质为单链－RNA，如图为禽流感病毒入侵细胞后的增殖示意图。请回答下列问题：
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白_________改变，内含体的两层膜发生融合，释放病毒衣壳进入细胞质。
(2)过程②需要___________催化形成多种mRNA；过程③利用________作为原料，参与该过程的RNA除了mRNA外还有_____________。
(1)禽流感病毒通过______(方式)进入细胞。由于内含体pH较低，囊膜蛋
胞吞
空间结构
RNA聚合酶
氨基酸
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后转移到细胞膜上。
(4)病毒的一条－RNA共含有m个碱基，其中腺嘌呤、尿嘧啶的数量分别为a、b，则以该－RNA为模板合成一条子代－RNA，共需要消耗__________个胞嘧啶核糖核苷酸。
(3)在________(场所)合成的病毒蛋白进入细胞核与病毒－RNA结合，初步装配形成核蛋白核心；另一些病毒蛋白需经过_________________加工
核糖体
内质网和高尔基体
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以－RNA为模板合成一条子代－RNA，需要先以－RNA为模板合成一条＋RNA，再以这条
＋RNA为模板合成－RNA。－RNA与＋RNA是碱基互补配对关系，以－RNA为模板合成一条子代＋RNA需要消耗的胞嘧啶核糖核苷酸的数目等于－RNA中鸟嘌呤的数目，以这条＋RNA为模板合成－RNA需要消耗的胞嘧啶核糖核苷酸的数目等于＋RNA中鸟嘌呤的数目，也就是－RNA中胞嘧啶的数目，因此整个过程中需要的胞嘧啶核糖核苷酸的数目为－RNA中鸟嘌呤核糖核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸数目之和，即m－a－b。
(5)已知禽流感病毒基因中一个碱基发生替换，导致病毒蛋白H的第627位氨基酸由谷氨酸(密码子为GAA或GAG)变成赖氨酸(密码子为AAA或AAG)，请推测禽流感病毒基因中碱基的变化情况是_______。
C→U
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已知禽流感病毒基因中一个碱基发生替换，导致病毒蛋白H的第627位氨基酸由谷氨酸(密码子为GAA或GAG)变成赖氨酸(密码子为AAA或AAG)，密码子中的G变为A，根据碱基互补配对原则，那么基因模板中的碱基变化应该是C变为U。
(6)蛋白H是病毒基因组复制过程中的关键蛋白。科研人员将能与蛋白H的mRNA完全配对的干扰RNA导入宿主细胞，可起到抗病毒的效果，其机理是_________________________________________________________________。
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抑制翻译过程使蛋白H不能合成，阻止病毒基因的复制从而阻止其增殖
返回第六单元　课时练27　基因的表达
选择题1～4题，每小题4分，5～14题，每小题5分，共66分。
一、选择题
1.下列关于图中①②两种核酸分子的叙述，正确的是(　　)
A．①②中的嘌呤碱基数都等于嘧啶碱基数
B．遗传基因在①上，密码子位于②上
C．②是由①转录而来的
D．肺炎链球菌和T2噬菌体均含①和②
2．(2024·安徽，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．如图为真核细胞核仁中形成rRNA的DNA片段进行转录的状况示意图。下列有关叙述错误的是(　　)
A．b段是此时该DNA未被转录的区段
B．RNA聚合酶的移动方向是由左向右
C．d是转录产物rRNA的5′端
D．核仁与核糖体的形成有关
4．DNA转录时作为模板功能的链叫作反义链，另一条叫作有义链。如图是DNA分子中某些基因有义链和反义链示意图。下列说法错误的是(　　)
A．不同基因可能同时复制，但不能同时转录
B．根据启动子和终止子的相对位置可判断哪条链作为反义链
C．DNA分子的一条链对不同基因来说，有的是有义链，有的是反义链
D．基因的转录和翻译并不都是沿着模板的3′端到5′端进行的
5．(2023·全国乙，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
6．(2023·江苏，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(　　)
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
7．(2023·海南，13)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(　　)
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
8．一个基因的转录产物在个体的不同组织细胞、发育阶段和生理状态下，通过不同的剪接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物，称为选择性剪接。如图为鼠降钙素基因在不同组织细胞中表达的过程。据图分析，下列叙述正确的是(　　)
A．RNA聚合酶以基因一条链为模板转录合成多种前体RNA
B．选择性剪接过程需要酶催化磷酸二酯键和氢键的断裂和形成
C．鼠降钙素基因表达形成不同的蛋白质，是因为对翻译的调控不同
D．不同组织细胞通过选择性剪接，可以满足机体对不同代谢活动的需要
9．(2022·河北，9)下列关于中心法则相关酶的叙述，错误的是(　　)
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
10．(2024·武汉月考)某基因的mRNA上具有SAM感受型核糖开关，SAM通过与mRNA结合来进行调节，机制如图所示，RBS为mRNA上的核糖体结合位点。下列相关叙述错误的是(　　)
A．核糖开关的化学本质是RNA，RBS段与1段的碱基序列互补
B．核糖开关的构象发生改变的过程涉及了氢键的断裂和形成
C．SAM与核糖开关的结合，可能会抑制基因表达的翻译过程
D．SAM阻止RBS与核糖体结合，使核糖体无法向mRNA的5′端移动
11．(2025·南京模拟)细胞中的氨基酸有两个来源：一是从细胞外摄取，二是在细胞内利用氨基酸合成酶自己合成。当细胞缺乏氨基酸时，某种RNA无法结合氨基酸(空载)，空载的该种RNA与核糖体结合后引发RelA利用GDP和ATP合成ppGpp(如图1)，ppGpp是细胞内的一种信号分子，可提高A类基因或降低B类基因的转录水平，也可直接影响翻译过程(如图2)。下列叙述错误的是(　　)
A．翻译的模板是mRNA，缺乏氨基酸导致空载的RNA属于tRNA
B．可推测rRNA基因属于A类基因，氨基酸合成酶基因属于B类基因
C．图2所示的翻译过程中，核糖体在mRNA上的移动方向为从右往左
D．ppGpp调节机制属于负反馈调节，能缓解氨基酸缺乏造成的影响
12．大肠杆菌可以直接利用葡萄糖，也可以通过合成β 半乳糖苷酶将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖加以利用。如图是大肠杆菌乳糖代谢基因在转录水平上受到调控的模型。下列说法不正确的是(　　)
A．阻遏蛋白与操纵基因结合会抑制结构基因的转录
B．基因LacZ、LacY、LacA共用一套启动子和终止子
C．图示的2个mRNA都有1个起始密码子和1个终止密码子
D．葡萄糖耗尽时β 半乳糖苷酶基因被诱导表达，这种调节可以减少物质和能量的浪费
13．(2024·双鸭山模拟)原核生物DNA的转录经常会出现提早终止现象，产生不完整的mRNA，并翻译形成很多无效的蛋白质。不完整的mRNA可能导致参与翻译的核糖体不能正常脱离并重新投入使用，从而极大地影响基因表达。针对这类问题，研究者设计了一套蛋白质翻译质量改善系统(ProQC)(如图所示)，通过开关序列与其互补序列的设计，使mRNA在完整时才能打开茎环结构并完成翻译。下列叙述正确的是(　　)
A．原核生物的DNA转录时，需要RNA聚合酶识别起始密码子
B．核糖体不能从不完整的mRNA上正常脱离，是因为该mRNA上缺少终止子
C．若与开关序列互补的序列出现突变，可能导致完整的mRNA不能正常翻译
D．通过ProQC的优化，不完整的mRNA依然会翻译产生少量无效的蛋白质
14．(2024·广州模拟)Rous肉瘤病毒是诱发癌症的一类RNA病毒，如图表示其致病原理，下列叙述正确的是(　　)
A．过程①发生在宿主细胞内，需要宿主细胞提供逆转录酶
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
二、非选择题
15．(14分)(2024·咸宁期末)转铁蛋白(Tf)能与细胞膜上的转铁蛋白受体(TfR)结合，介导含铁的蛋白质从细胞外进入细胞内。细胞内转铁蛋白受体mRNA(TfR－mRNA)的稳定性受Fe3＋含量的调节(如图)，铁反应元件是TfR－mRNA上一段富含碱基A、U的序列，当细胞中Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3＋而不能与铁反应元件结合，导致TfR－mRNA易水解。回答下列问题：
(1)若转铁蛋白受体由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是mRNA中有________________________________________________________。若TfR基因中某碱基发生缺失，会导致合成的肽链变短，其原因是_________________________________
________________________________________________________________________。
(2)铁调节蛋白与Fe3＋结合会改变铁调节蛋白的____________，当细胞中Fe3＋不足时，TfR－mRNA将_______________________，其生理意义是________________________________。
(3)(4分)原核生物的mRNA通常在转录完成之前便可启动蛋白质的翻译，但真核生物的核基因必须在mRNA形成之后才能翻译蛋白质，针对这一差异，从细胞结构的角度给予合理的解释________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
16．(20分)人禽流感是感染禽流感病毒后引起的以呼吸道症状为主的临床综合征。禽流感病毒的遗传物质为单链－RNA，如图为禽流感病毒入侵细胞后的增殖示意图。请回答下列问题：
(1)禽流感病毒通过______(方式)进入细胞。由于内含体pH较低，囊膜蛋白____________改变，内含体的两层膜发生融合，释放病毒衣壳进入细胞质。
(2)过程②需要________________催化形成多种mRNA；过程③利用__________作为原料，参与该过程的RNA除了mRNA外还有__________________________________________。
(3)在________________(场所)合成的病毒蛋白进入细胞核与病毒－RNA结合，初步装配形成核蛋白核心；另一些病毒蛋白需经过________________________加工后转移到细胞膜上。
(4)病毒的一条－RNA共含有m个碱基，其中腺嘌呤、尿嘧啶的数量分别为a、b，则以该－RNA为模板合成一条子代－RNA，共需要消耗____________________个胞嘧啶核糖核苷酸。
(5)已知禽流感病毒基因中一个碱基发生替换，导致病毒蛋白H的第627位氨基酸由谷氨酸(密码子为GAA或GAG)变成赖氨酸(密码子为AAA或AAG)，请推测禽流感病毒基因中碱基的变化情况是__________。
(6)蛋白H是病毒基因组复制过程中的关键蛋白。科研人员将能与蛋白H的mRNA完全配对的干扰RNA导入宿主细胞，可起到抗病毒的效果，其机理是__________________________
________________________________________________________________________。
答案精析
1．C　[①是双链DNA，嘌呤碱基数与嘧啶碱基数相等，②是tRNA，嘌呤碱基数与嘧啶碱基数不一定相等，A错误；②是tRNA，密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上，B错误；tRNA、mRNA和rRNA都是由DNA转录而来的，C正确；T2噬菌体是DNA病毒，自身没有RNA，D错误。]
2．C　[线粒体和叶绿体中都有DNA，二者均是半自主细胞器，其基因转录时使用各自的RNA聚合酶，A正确；DNA发生甲基化修饰，会抑制RNA聚合酶与DNA的结合，从而影响基因的转录，可影响基因表达，B正确；由表格信息可知，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不同，C错误；RNA聚合酶的化学本质是蛋白质，据表格信息可知，RNA聚合酶Ⅰ定位在核仁中，因此编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质(核糖体)中翻译，产物最终定位在核仁发挥作用，D正确。]
3．B　[据图可知，b段没有RNA产物，所以b段是此时该DNA未被转录的区段，A正确；根据RNA的长度可知，RNA聚合酶的移动方向是由右向左，B错误；基因的转录是从RNA链的5′端向3′端延伸，据RNA的长度可知，在a区段，d较长，是rRNA基因转录产物的5′端，C正确；核仁与某种RNA的合成和核糖体的形成有关，D正确。]
4．A　[不同的基因位置不同，可能同时复制，也可能同时转录，A错误；启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录，因此根据启动子和终止子的相对位置可以判断哪条链作为反义链，B正确；不同基因的有义链和反义链不同，因此DNA分子的一条链对不同基因来说，有的是有义链，有的是反义链，C正确；基因的转录是沿着模板的3′端到5′端进行的，翻译是沿着模板的5′端到3′端进行的，D正确。]
5．A　[根据题干信息“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”，说明该肽链合成所需能量、核糖体、RNA聚合酶均由大肠杆菌提供，①③④不符合题意；据题意可知，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，所以要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，必须往大肠杆菌细胞内转入甲，②符合题意；古菌含有特异的能够转运甲的tRNA和酶E，酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲，进而将甲带入核糖体参与肽链合成，所以大肠杆菌细胞内要含有tRNA甲的基因以便合成tRNA甲，大肠杆菌细胞内也要含有酶E的基因以便合成酶E，催化甲与tRNA甲结合，⑤⑥符合题意。故选A。]
6．D　[tRNA链存在空间折叠，局部双链之间通过碱基对相连，A错误；反密码子为5′－CAU－3′的tRNA只能与密码子3′－GUA－5′配对，只能携带一种氨基酸，B错误；mRNA中有终止密码子，核糖体读取到终止密码子时翻译结束，终止密码子没有相应的tRNA结合，C错误；由题意可知，在密码子第3位的碱基A、U或C可与反密码子第1位的I配对，这种配对方式增加了反密码子与密码子识别的灵活性，提高了容错率，有利于保持物种遗传的稳定性，D正确。]
7．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是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；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同，D错误。]
8．D　[RNA聚合酶以基因一条链为模板转录合成一种前体RNA，A错误；通过不同的剪接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物，选择性剪接过程不需要氢键的断裂和形成，B错误；通过不同的剪接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物，即鼠降钙素基因表达形成不同的蛋白质，是选择性剪接的结果，是一种转录后调控机制不是对翻译调控不同引起的，C错误。]
9．C　[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，且存在DNA－RNA之间的氢键形成，A正确；DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的化学本质都是蛋白质，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，C错误；酶起催化作用，作用机理是降低化学反应的活化能，在适宜条件下，酶在体内、体外均可发挥作用，如体外扩增DNA分子的PCR技术中可用到热稳定DNA聚合酶，D正确。]
10．D　[核糖开关的化学本质为RNA，分析题图可知，2段与3段碱基序列互补，1段与2段碱基序列互补，3段与RBS段之间碱基序列互补，由此可知，RBS段与1段的碱基序列互补，A正确；由题图可知，核糖开关的构象发生改变的过程，2段和3段之间的氢键断裂，1段和2段、3段和RBS段之间的氢键形成，故核糖开关的构象发生改变涉及了氢键的断裂和形成，B正确；SAM与核糖开关结合，RBS段与3段碱基互补配对，不能与核糖体结合，可能会抑制基因表达的翻译过程，C正确；翻译时核糖体的移动方向是从mRNA的5′端到3′端，D错误。]
11．B　[翻译的模板是mRNA，能识别并结合氨基酸的RNA是tRNA，故缺乏氨基酸导致空载的RNA属于tRNA，A正确；细胞缺乏氨基酸时，空载的tRNA与核糖体结合后引发ppGpp含量增加，进而提高A类基因或降低B类基因的转录水平，或抑制翻译的过程，可推测A类基因属于促进产生氨基酸的基因，B类基因属于促进消耗氨基酸的基因，故氨基酸合成酶基因属于A类基因，rRNA基因转录形成的rRNA是构成核糖体的结构，有利于翻译，因此rRNA基因属于B类基因，B错误；图2所示左侧核糖体上的肽链长于右侧核糖体上的肽链，说明左侧的核糖体先进行翻译的过程，故核糖体的移动方向为从右往左，C正确；细胞缺乏氨基酸时，空载的tRNA与核糖体结合后引发ppGpp含量增加，进而提高A类基因或降低B类基因的转录水平，以缓解氨基酸缺乏造成的影响，此为负反馈调节，D正确。]
12．C　[图示的调节基因转录出的mRNA有1个起始密码子和1个终止密码子，而结构基因转录出的mRNA有3个起始密码子和3个终止密码子，C错误；葡萄糖耗尽时β-半乳糖苷酶基因被诱导表达，从而将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖加以利用，这种调节可以减少物质和能量的浪费，D正确。]
13．C　[原核生物的DNA转录时，需要RNA聚合酶识别启动子，A错误；核糖体不能从不完整的mRNA上正常脱离，是因为该mRNA上缺少终止密码子，B错误；若与开关序列互补的序列出现突变，可能导致开关序列不能正常发挥作用，从而导致完整的mRNA不能正常翻译，C正确；由题图可知，通过ProQC的优化，不完整的mRNA不会翻译产生无效的蛋白质，D错误。]
14．D　[过程①表示逆转录过程，病毒是营寄生生活的生物，过程①发生在宿主细胞内，由病毒提供逆转录酶，A错误；据图分析可知，过程②表示DNA分子的复制，目的是形成双链DNA，根据由酶A催化得到的产物是核糖核苷酸，判断酶A是将RNA水解的酶，B错误；据图分析可知，－DNA与＋RNA发生碱基互补配对，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，由题图可知，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DNA上，导致宿主细胞的遗传信息发生改变，D正确。]
15．(1)大量不翻译的碱基序列　基因突变导致mRNA上终止密码子提前出现　(2)空间结构　难被水解，能指导合成更多的转铁蛋白受体(TfR)　有利于细胞从外界吸收更多的Fe3＋，以满足生命活动的需要　(3)原核细胞没有核膜，可以边转录边翻译；真核生物有核膜，mRNA需要在细胞核形成，通过核孔运出细胞核后才能与核糖体结合进行翻译
解析　(1)指导转铁蛋白受体合成的mRNA的碱基序列上存在不能决定氨基酸的密码子，即大量不翻译的碱基序列，故合成的转铁蛋白受体mRNA的碱基数远大于3n；基因内部碱基对的增添、缺失或替换可能导致mRNA上终止密码子提前出现，进而使翻译成的肽链变短。(2)据图分析可知，铁调节蛋白与Fe3＋结合会改变铁调节蛋白的空间结构。根据题意可知，当细胞中Fe3＋浓度低时，TfR－mRNA将难水解，能指导合成更多的转铁蛋白受体，有利于细胞从外界吸收更多的Fe3＋，以满足生命活动的需要。
16．(1)胞吞　空间结构　(2)RNA聚合酶　氨基酸
tRNA、rRNA　(3)核糖体　内质网和高尔基体
(4)m－a－b　(5)C→U　(6)抑制翻译过程使蛋白H不能合成，阻止病毒基因的复制从而阻止其增殖
解析　(4)以－RNA为模板合成一条子代－RNA，需要先以－RNA为模板合成一条＋RNA，再以这条＋RNA为模板合成－RNA。－RNA与＋RNA是碱基互补配对关系，以－RNA为模板合成一条子代＋RNA需要消耗的胞嘧啶核糖核苷酸的数目等于－RNA中鸟嘌呤的数目，以这条＋RNA为模板合成－RNA需要消耗的胞嘧啶核糖核苷酸的数目等于＋RNA中鸟嘌呤的数目，也就是－RNA中胞嘧啶的数目，因此整个过程中需要的胞嘧啶核糖核苷酸的数目为－RNA中鸟嘌呤核糖核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸数目之和，即m－a－b。(5)已知禽流感病毒基因中一个碱基发生替换，导致病毒蛋白H的第627位氨基酸由谷氨酸(密码子为GAA或GAG)变成赖氨酸(密码子为AAA或AAG)，密码子中的G变为A，根据碱基互补配对原则，那么基因模板中的碱基变化应该是C变为U。

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