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第20讲　基因的表达
课标 要求 1.概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成,细胞分化的本质是基因选择性表达的结果,生物的性状主要通过蛋白质表现 2.概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象
第1课时　遗传信息的转录和翻译
1.RNA的结构与功能
2.遗传信息的转录(以真核细胞内为例)
[注意]①遗传信息的转录过程包括DNA的解旋过程,该过程不需要解旋酶参与。②一个基因转录时以基因的一条链为模板,一个DNA分子上的不同基因的模板链不一定相同。③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。
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
(4)产物:多肽蛋白质
深挖教材·拓思维
一条mRNA上的4个核糖体合成的肽链的氨基酸种类和序列相同,原因是　
　　　　　　　　　　　　　　　　。[必修2 P69]
2.翻译时,一个核糖体从起始密码子到达终止密码子约需3秒钟,但实际上合成
100条肽链所需的时间不到1分钟,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　。[必修2 P69]
1.遗传信息、密码子和反密码子及其与氨基酸的关系
(1)tRNA的结构与功能分析
(2)遗传信息、密码子与反密码子辨析
(3)明确氨基酸与密码子的对应关系
①一种氨基酸可对应一种或几种密码子(即密码子具有简并性)。
②终止密码子并非一定不能编码氨基酸,如在特殊情况下,UGA可以编码硒代半胱氨酸。
③在原核生物中,GUG作为起始密码子时编码甲硫氨酸。
(4)基因表达中的相关数量关系
2.翻译过程的模型分析
(1)图甲模型分析
①Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为tRNA、核糖体、mRNA、肽链。
②一个核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA结合位点。
③翻译起点:起始密码子编码的是甲硫氨酸。
④翻译终点:识别到终止密码子(不编码氨基酸)时翻译停止。
⑤翻译进程:核糖体沿着mRNA移动,mRNA不移动。
(2)图乙模型分析
图乙表示真核细胞的翻译过程,其中①是mRNA,⑥是核糖体,②③④⑤表示正在合成的4条肽链,具体分析如下:
a.数量关系:一个mRNA上可结合多个核糖体,形成多聚核糖体。
b.意义:少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。
c.方向:核糖体的移动方向为从右向左,判断依据是肽链的长短,长的翻译在前。
d.结果:合成的仅是肽链,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。
e.形成的多条肽链的氨基酸序列相同的原因:有相同的模板mRNA。
(3)图丙模型分析
图丙表示原核细胞的边转录边翻译的过程,图中①是DNA模板链,②③④⑤表示正在合成的4条mRNA,核糖体上同时进行翻译过程。
3.DNA复制、转录和翻译的比较
比较 项目 DNA复制 转录 翻译
场所 (真核细胞)主要在细胞核中 (真核细胞)主要在细胞核中 细胞质中的核糖体
模板 DNA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 21种氨基酸
条件 ATP、酶(解旋酶、DNA聚合酶) 酶(RNA聚合酶)、ATP 酶、ATP、tRNA
产物 2个双链DNA 一条单链RNA(mRNA、tRNA、rRNA) 多肽链
特点 ①半保留复制 ②边解旋边复制 ③多起点复制 边解旋边转录 一条mRNA上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链
信息 传递 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋白质
命题角度一　考查基因表达的过程及分析
1.关于基因表达的过程及分析,下列说法正确的是　　　　。
A.tRNA分子内部不发生碱基互补配对[2023·江苏卷]
B.转录时通过RNA聚合酶打开DNA双链[2025·黑吉辽蒙卷]
C.细胞在有丝分裂各时期都进行核DNA的转录[2023·山东卷]
D.转录和翻译过程中,碱基互补配对的方式不完全相同[2025·黑吉辽蒙卷]
E.核糖体与mRNA的结合部位形成1个tRNA结合位点[2025·黑吉辽蒙卷]
F.真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成[2023·山东卷]
G.mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA[2023·江苏卷]
H.一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链[2022·湖南卷]
2.[2025·湖南卷] 被噬菌体侵染时,某细菌以一特定RNA片段为重复单元,逆转录成串联重复DNA,再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo,如图所示。该蛋白能抑制细菌生长,从而阻止噬菌体利用细胞资源。下列叙述错误的是 (　)
A.噬菌体侵染细菌时,会将核酸注入细菌内
B.蛋白Neo在细菌的核糖体中合成
C.串联重复的双链DNA的两条链均可作为模板指导蛋白Neo合成
D.串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子
命题角度二　DNA的复制、转录和翻译的比较
3.[2025·湖北卷] 大数据时代,全球每天产生海量数据,预计2040年需一百万吨硅基芯片才能储存全球一年产生的数据。为解决这一难题,科学家尝试运用DNA来储存数据。我国科学家已经将汉代拓片、熊猫照片等文化数据写入DNA,实现数据长期保存。下列叙述中,DNA可以作为存储介质的优点不包括 (　)
A.DNA具有可复制性,有利于数据的传播
B.可通过DNA转录和翻译传递相应数据信息
C.DNA长链中碱基排列的多样化,为大量数据的存储提供可能
D.DNA作为存储介质体积小,为数据携带和保存节约了大量空间
4.[2025·广东佛山三模] 细胞核内刚转录产生的RNA为前体mRNA。前体mRNA中的部分序列会被剪切,随后形成成熟的mRNA,成熟的mRNA被运出细胞核后再进行翻译,相关过程如图所示。下列有关叙述正确的是 (　)
A.图中包含了真核细胞基因的复制、转录和翻译过程
B.细胞增殖一次,基因1、2、3复制一次并表达一次
C.由图可知,细胞可在转录水平控制基因表达,这属于表观遗传现象
D.转录沿模板链3'端到5'端的方向进行,翻译沿mRNA 5'端到3'端的方向进行
命题角度三　判断真核生物和原核生物基因表达过程
5.如图甲、乙是两种细胞中遗传信息的主要表达过程。据图分析,下列叙述错误的是 (　)
A.图甲细胞中没有以核膜为界限的细胞核,可以边转录边翻译
B.两细胞中基因表达过程均由线粒体提供能量
C.真核生物细胞核中转录出的mRNA必须通过核孔后才能翻译
D.图中所示的遗传信息的流动方向都是DNA→mRNA→蛋白质
第20讲　基因的表达
第1课时　遗传信息的转录和翻译
● 必备知识
1.C、H、O、N、P　核糖　鸟嘌呤(G)　尿嘧啶(U)　核糖核苷酸　蛋白质　密码子　氨基酸　核糖体　遗传物质　催化　核孔
2.细胞核　细胞质　核糖核苷酸　RNA分子　mRNA、rRNA、tRNA
3.(1)mRNA　(3)mRNA　tRNA　mRNA　tRNA　终止密码子　脱离
【深挖教材】
1.不同的核糖体合成肽链的模板是同一条mRNA
2.一个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
● 典型例题
1.BDFH　[解析] tRNA分子内部存在碱基互补配对,A错误;细胞在有丝分裂过程中染色质变成染色体,核DNA无法解旋,无法转录,C错误;一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA的结合位点,E错误;终止密码子不能决定氨基酸,不能结合tRNA,G错误。
2.C　[解析] 噬菌体侵染细菌时,会将自身的核酸注入细菌内,而蛋白质外壳留在外面,这是噬菌体侵染细菌的特点,A正确;细菌有核糖体,蛋白Neo是在细菌细胞内合成的蛋白质,所以蛋白Neo在细菌的核糖体中合成,B正确;在转录过程中,以DNA的一条链为模板合成mRNA,进而指导相应蛋白质的合成,C错误;因为最终合成的是含多个串联重复肽段的蛋白Neo,说明串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子,若有终止密码子就会提前终止翻译,不能形成含多个串联重复肽段的蛋白,D正确。
3.B　[解析] DNA通过半保留复制可快速扩增数据,便于数据传播,A不符合题意;DNA的转录、翻译是生物体内表达遗传信息的过程,与数据存储无关,B符合题意;DNA碱基排列顺序的多样性使其可存储海量信息,这属于它的存储优势,C不符合题意;DNA分子结构紧凑,单位体积存储信息的密度极高,节省空间,D不符合题意。
4.D　[解析] 图中仅包含了真核细胞基因的转录和翻译过程,没有涉及复制过程,A错误;细胞增殖一次,基因1、2、3均复制一次,但基因1、2、3并不一定都表达,也并不一定表达一次,B错误;生物通过基因的转录和翻译形成蛋白质进而影响生物的性状,并不属于表观遗传现象,C错误;转录沿DNA模板链3'端到5'端的方向进行,翻译沿mRNA 5'端到3'端的方向进行,D正确。
5.B　[解析] 图甲细胞没有以核膜为界限的细胞核,属于原核细胞,可以边转录边翻译,A正确;图甲细胞是原核细胞,没有线粒体,B错误;真核生物细胞核DNA中的遗传信息通过转录传递给mRNA,mRNA必须通过核孔转移到细胞质中的核糖体上才能作为翻译的模板,C正确;图甲和图乙均表示遗传信息的转录和翻译过程,遗传信息的流动方向均为DNA→mRNA→蛋白质,D正确。(共65张PPT)
第20讲
基因的表达
1.概述分子上的遗传信息通过 指导蛋白质的合成,细胞分化的
本质是基因选择性表达的结果,生物的性状主要通过蛋白质表现
2.概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象
01
第1课时
遗传信息的转录和翻译
备用习题
作业手册
答案速查【听】
答案速查【作】
必备知识·精梳理
重点难点·深剖析
典型例题·提能力
1. 的结构与功能
C、、、、
核糖
鸟嘌呤(G)
尿嘧啶
核糖核苷酸
蛋白质
密码子
氨基酸
核糖体
遗传物质
催化
核孔
2.遗传信息的转录(以真核细胞内为例)
细胞核
细胞质
核糖核苷酸
分子
、、
［注意］①遗传信息的转录过程包括 的解旋过程,该过程不需要解
旋酶参与。②一个基因转录时以基因的一条链为模板,一个 分子上
的不同基因的模板链不一定相同。③转录方向的判定方法:已合成的
释放的一端端 为转录的起始方向。
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 氨基酸 多种酶
(3)过程
终止密码子
脱离
(4)产物：多肽 蛋白质
【深挖教材·拓思维】
1.一条 上的4个核糖体合成的肽链的氨基酸种类和序列相同,原因
是_________________________________________。［必修
不同的核糖体合成肽链的模板是同一条
2.翻译时,一个核糖体从起始密码子到达终止密码子约需3秒钟,但实际
上合成100条肽链所需的时间不到1分钟,原因是____________________
___________________________________________。［必修
一个分子上可
以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成
1.遗传信息、密码子和反密码子及其与氨基酸的关系
(1)的结构与功能分析
(2)遗传信息、密码子与反密码子辨析
(3)明确氨基酸与密码子的对应关系
①一种氨基酸可对应一种或几种密码子(即密码子具有简并性)。
②终止密码子并非一定不能编码氨基酸，如在特殊情况下， 可以
编码硒代半胱氨酸。
③在原核生物中， 作为起始密码子时编码甲硫氨酸。
(4)基因表达中的相关数量关系
2.翻译过程的模型分析
(1)图甲模型分析
①Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为、核糖体、 、肽链。
②一个核糖体与的结合部位会形成2个 结合
位点。
③翻译起点:起始密码子编码的是甲硫氨酸。
④翻译终点:识别到终止密码子(不编码氨基酸)时翻译停止。
⑤翻译进程:核糖体沿着移动, 不移动。
(2)图乙模型分析
图乙表示真核细胞的翻译过程,其中①是 ,⑥是
核糖体,②③④⑤表示正在合成的4条肽链,具体分析如下:
.数量关系:一个 上可结合多个核糖体,形成多聚核糖体。
.意义:少量的 分子可以迅速合成大量的蛋白质。
.方向:核糖体的移动方向为从右向左,判断依据是肽链的长短,长的翻
译在前。
.结果:合成的仅是肽链,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。
.形成的多条肽链的氨基酸序列相同的原因:有相同的模板 。
(3)图丙模型分析
图丙表示原核细胞的边转录边翻译的过程,图中①是 模板链,②③
④⑤表示正在合成的4条 ,核糖体上同时进行翻译过程。
3.复制、转录和翻译的比较
比较项目 复制 转录 翻译
场所 (真核细胞)主要在细 胞核中 (真核细胞)主要在 细胞核中 细胞质中的核
糖体
模板 两条单链 的一条链
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 21种氨基酸
条件 、酶(解旋酶、 聚合酶) 酶聚合酶 、 酶、 、
比较项目 复制 转录 翻译
产物 2个双链 一条单链 、 、 多肽链
特点 ①半保留复制 ②边解旋边复制 ③多起点复制 边解旋边转录 一条 上可相
继结合多个核糖
体，同时合成多条
肽链
信息传递 蛋白质
续表
命题角度一 考查基因表达的过程及分析
1.关于基因表达的过程及分析，下列说法正确的是_______。
A. 分子内部不发生碱基互补配对［2023·江苏卷］
B.转录时通过聚合酶打开双链 黑吉辽蒙卷］
C.细胞在有丝分裂各时期都进行核 的转录［2023·山东卷］
D.转录和翻译过程中，碱基互补配对的方式不完全相同 黑吉辽蒙
卷］
E.核糖体与的结合部位形成1个结合位点 黑吉辽蒙卷］
F.真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成［2023·山东卷］
G.的每个密码子都能结合相应的 ［2023·江苏卷］
H.一个核糖体蛋白的 分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多
条肽链 湖南卷］
√
√
√
√
[解析] 分子内部存在碱基互补配对,A错误；细胞在有丝分裂过
程中染色质变成染色体，核 无法解旋，无法转录，C错误；一个
核糖体与的结合部位形成2个的结合位点， 错误；终止
密码子不能决定氨基酸,不能结合， 错误。
2.[2025·湖南卷]被噬菌体侵染时，某细菌以一特定 片段为重复单
元，逆转录成串联重复 ，再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白
，如图所示。该蛋白能抑制细菌生长，从而阻止噬菌体利用细胞
资源。下列叙述错误的是( )
A.噬菌体侵染细菌时，会将核酸注入细菌内
B.蛋白 在细菌的核糖体中合成
C.串联重复的双链 的两条链均可作为模
板指导蛋白 合成
D.串联重复 中单个重复单元转录产生的
无终止密码子
√
[解析] 噬菌体侵染细菌时，会将自身的核酸
注入细菌内，而蛋白质外壳留在外面，这是
噬菌体侵染细菌的特点，A正确；细菌有核
糖体，蛋白 是在细菌细胞内合成的蛋白
质，所以蛋白 在细菌的核糖体中合成，
B正确；在转录过程中，以的一条链为模板合成 ，进而指
导相应蛋白质的合成，C错误；因为最终合成的是含多个串联重复肽
段的蛋白 ，说明串联重复中单个重复单元转录产生的
无终止密码子，若有终止密码子就会提前终止翻译，不能形成含多
个串联重复肽段的蛋白，D正确。
命题角度二 DNA的复制、转录和翻译的比较
3.[2025·湖北卷]大数据时代，全球每天产生海量数据，预计2040年需
一百万吨硅基芯片才能储存全球一年产生的数据。为解决这一难题，
科学家尝试运用 来储存数据。我国科学家已经将汉代拓片、熊猫
照片等文化数据写入，实现数据长期保存。下列叙述中， 可
以作为存储介质的优点不包括( )
A. 具有可复制性，有利于数据的传播
B.可通过 转录和翻译传递相应数据信息
C. 长链中碱基排列的多样化，为大量数据的存储提供可能
D. 作为存储介质体积小，为数据携带和保存节约了大量空间
√
[解析] 通过半保留复制可快速扩增数据，便于数据传播，A不
符合题意； 的转录、翻译是生物体内表达遗传信息的过程，与
数据存储无关，B符合题意； 碱基排列顺序的多样性使其可存储
海量信息，这属于它的存储优势，C不符合题意； 分子结构紧凑，
单位体积存储信息的密度极高，节省空间，D不符合题意。
4.[2025·广东佛山三模]细胞核内刚转录产生
的 为前体。前体 中的部分序
列会被剪切，随后形成成熟的，成熟的
被运出细胞核后再进行翻译，相关过程
如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.图中包含了真核细胞基因的复制、转录和翻译过程
B.细胞增殖一次，基因1、2、3复制一次并表达一次
C.由图可知，细胞可在转录水平控制基因表达，这属于表观遗传现象
D.转录沿模板链端到端的方向进行，翻译沿端到 端的方
向进行
√
[解析] 图中仅包含了真核细胞基因的转录
和翻译过程，没有涉及复制过程，A错误；
细胞增殖一次，基因1、2、3均复制一次，
但基因1、2、3并不一定都表达，也并不一
定表达一次，B错误；生物通过基因的转录
和翻译形成蛋白质进而影响生物的性状，并不属于表观遗传现象，
C错误；转录沿模板链端到 端的方向进行，翻译沿
端到 端的方向进行，D正确。
【题后归纳】
基因的结构与遗传信息的表达
(1)基因的结构
(2)基因表达遗传信息
①原核生物基因
②真核生物基因
命题角度三 判断真核生物和原核生物基因表达过程
5.如图甲、乙是两种细胞中遗传信息
的主要表达过程。据图分析，下列
叙述错误的是( )
A.图甲细胞中没有以核膜为界限的细胞核，
可以边转录边翻译
B.两细胞中基因表达过程均由线粒体提供能量
C.真核生物细胞核中转录出的 必须通过核孔后才能翻译
D.图中所示的遗传信息的流动方向都是 蛋白质
√
[解析] 图甲细胞没有以核膜为界限的细胞
核，属于原核细胞，可以边转录边翻译，A
正确；图甲细胞是原核细胞，没有线粒体，
B错误；真核生物细胞核中的遗传信息
通过转录传递给， 必须通过核孔转移到细胞质中的核糖
体上才能作为翻译的模板，C正确；图甲和图乙均表示遗传信息的转
录和翻译过程，遗传信息的流动方向均为 蛋白质，
D正确。
【题后归纳】
用“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程图
乙
备用习题
1.如图，细菌中一个正在转录的RNA在3'端可自发形成一种茎环结构，
导致RNA聚合酶出现停顿并进一步终止转录。茎环结构的后面是一串
连续的碱基U，容易与模板链分离，有利于转录产物的释放。下列说
法错误的是( )
A.图中转录泡中的基因片段可能存
在一段连续的A—T碱基对
B.图中的RNA聚合酶的移动方向是从左至右
C.图中转录结束后，mRNA将通过核孔进入细胞质指导蛋白质的合成
D.转录产物释放的原因可能是连续的碱基U与DNA模板链之间形成的
氢键较少
√
[解析] mRNA中茎环结构后面是一串连续的碱基U，根据碱基互补
配对原则可知，转录泡中的基因中存在一段连续的A—T碱基对，A
正确;RNA的3'端可自发形成一种茎环结构，说明mRNA左端为5’端，
则RNA聚合酶的移动方向是从左至右，B正确;细菌是原核生物，没
有核孔，C错误;连续的碱基U与DNA模板链连续的碱基A之间形成碱
基对，A—U之间形成2个氢键，氢键数目较少，容易与模板链分离，
D正确。
2.如图，在大肠杆菌基因转录起始后，ρ因子结合到c链上，随c链的延
伸而移动，当RNA 聚合酶遇到终止子暂停后，ρ因子移到 c 链的末端，
催化c链与b链分离，并促使RNA 聚合酶脱离，a、b链恢复双螺旋结
构。相关叙述正确的有( )
A.该细胞中DNA 复制、转录及翻译不能同时进行
B.a链与c链左侧分别具有一个游离的磷酸基团
C.在基因转录的起始过程中不需要ρ因子协助
D.RNA 聚合酶以b链终止子为模板形成c链上的终止密码子
√
[解析] 大肠杆菌属于原核生物，转录和翻译均在细胞
质中进行，该细胞中DNA复制、转录及翻译可同时进
行，A错误;大肠杆菌的DNA为环状，无游离的磷酸基
团，B错误;ρ因子的作用是催化c链与b链分离，并促
使RNA聚合酶脱离，在基因转录的起始过程中不需要ρ因子协助，C
正确;终止子属于非编码序列，终止密码子不是以终止子为模板形成
的，D错误。
作业手册
题组一 基因的表达
1.[2025·辽宁盘锦联考] 在遗传信息的传递、转录、翻译以及调控
等过程中发挥关键作用。下列叙述正确的是( )
A.被侵染的细胞中，可来自转录和 复制
B. 一般呈单链结构，内部可能有氢键
C.合成 的过程不同，但碱基互补配对方式都相同
D.细胞内的基因转录过程，需要解旋酶、 聚合酶的催化
√
[解析] 为逆转录病毒，因此被侵染的细胞中， 的来源
有转录，但没有复制，A错误；是单链 ，其结构呈三
叶草形，内部有氢键，B正确；合成的过程有转录和 复制，
转录过程中碱基配对方式有、、、， 复制
过程中碱基配对方式有、、， ，两个过程中碱
基互补配对方式不完全相同，C错误；转录过程不需要解旋酶的催化，
D错误。
2.[2025·河北邯郸调研]某基因转录的模板链上编码2个氨基酸的碱基序
列为 ，相关叙述正确的是( )
A.该基因转录时，聚合酶移动的方向为模板链的
B.该基因表达时，上所有编码氨基酸的密码子均能被 识别
C.该基因转录和翻译过程均发生碱基互补配对，且配对方式完全相同
D.翻译时，运输该基因编码的2个氨基酸的 上的反密码子分别为
和
√
[解析] 该基因转录时，在聚合酶的催化下，以 的一条链为
模板，按照碱基互补配对原则合成，合成的 延伸方向为
，而聚合酶移动的方向为模板链的 ，A错误；该基
因表达时，上所有编码氨基酸的密码子均能被 识别，B正
确；转录和翻译过程的碱基互补配对方式不完全相同，转录过程有
配对，翻译没有，转录和翻译过程共有的碱基互补配对方式是
、、 ，C错误；根据题意，某基因转录的模板链上
编码2个氨基酸的碱基序列为，则 链上编码2
个氨基酸的碱基序列为 ，则运输编码这2个氨基酸
的上的反密码子分别为和 ，D错误。
3.[2025·湖北襄阳三模]大肠杆菌核糖体蛋白与 分子亲和力较强，二
者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的 分子时，核糖体蛋白可通过
结合到自身 分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述
错误的是( )
A.一个核糖体蛋白的 分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多
条肽链
B.细胞中有足够的分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身 分子
C.核糖体蛋白对自身翻译的抑制维持了 和核糖体蛋白数量上
的平衡
D.编码该核糖体蛋白的基因转录完成后， 才能与核糖体结合进行
翻译
√
[解析] 一个核糖体蛋白的 分子上可相继结合多个核糖体，同
时合成多条肽链，以提高翻译效率，A正确；细胞中有足够的
分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身分子，而是与 分
子结合，二者组装成核糖体，B正确；当细胞中缺乏足够的 分
子时，核糖体蛋白结合到自身 分子上，导致蛋白质合成停止，
核糖体蛋白对自身翻译的抑制维持了 和核糖体蛋白数量
上的平衡，C正确；大肠杆菌为原核生物，没有核膜，转录形成的
在转录未结束时便可以和核糖体结合，开始翻译过程，D错误。
4.[2025·河南信阳模拟]当终止密码子 后面出现一段呈折叠环状的
特殊序列时，就成为硒代半胱氨酸的密码子。 是谷胱甘
肽过氧化物酶的活性中心， 能催化过氧化物还原，
从而减少过氧化物对细胞膜的损害。下列相关叙述错误的是( )
A.反密码子为的可携带 到核糖体上
B. 的不同功能体现了密码子的简并性，降低了基因突变对性状的
影响
C.编码谷胱甘肽过氧化物酶的 分子内部存在氢键和磷酸二酯键
D.硒被称为“长寿元素”可能是因为硒与延缓细胞衰老有关
√
[解析] 据题意知为硒代半胱氨酸 的密码子，故反密码
子为的可携带 到核糖体上，A正确；密码子的简并
性是指不同的密码子对应相同的氨基酸，当终止密码子 后面出
现一段呈折叠环状的特殊序列时，就成为硒代半胱氨酸 的
密码子，没有体现密码子的简并性，如果基因突变使该终止密码子
后出现呈叠环状的特殊序列，会使蛋白质合成无法及时终止，对性
状有较大影响，B错误；
由题干可知，编码谷胱甘肽过氧化物酶的 分子内部存在呈折叠
环状的特殊序列，氢键参与形成该结构，核糖核苷酸通过磷酸二酯
键形成，C正确； 是谷胱甘肽过氧化物酶的活性
中心， 能催化过氧化物还原，从而减小过氧化物对细胞膜
的损害，延缓细胞衰老，硒被称为“长寿元素”可能是因为硒与延缓细
胞衰老有关，D正确。
5.[2025·山东潍坊模拟]下图表示某原核
细胞的翻译起始复合物，其中核糖体的
能与上的 序列
互补配对，以确保核糖体专一性识别和
结合 。下列叙述正确的是( )
A.端是的端，端是的 端
B.与的配对的 的碱基组成反密码子
C.一种密码子在真核细胞与原核细胞中对应的氨基酸一定相同
D.该细胞不同的的 端都有一段相同的碱基序列
√
[解析] 在翻译过程中，核糖体沿着
移动进行翻译，根据核糖体
与 的结合及翻译的方向，核糖
体从的端向 端 移动，由图
中核糖体的移动方向(从到)可知，端是的 端，端是
的端，A错误；反密码子是上能与 上密码子互补
配对的三个相邻碱基，而是核糖体 ，不是，其与
上 配对的碱基序列不是反密码子，B错误；
密码子具有通用性，但也存在极少
数特殊情况，一种密码子在真核细
胞与原核细胞中对应的氨基酸不一
定完全相同，C错误；因为核糖体的
能与上的 序列互补配对，以确保核糖体专
一性识别和结合，所以该细胞不同的的端 端都应该
有一段能与 互补配对的相同的碱基序列 (如 )，D正
确。
题组二 复制、转录、翻译的比较
6.[2025·安徽合肥模拟]图甲表示细胞内合
成 的酶促过程，图乙表示、、三
个核糖体结合到一个分子上，并沿
着 移动合成肽链的过程。下列相关
叙述正确的是( )
A.图甲和图乙共有的碱基配对方式为、、
B.图甲过程的模板是的两条链，参与的酶是 聚合酶
C.图乙中核糖体沿箭头②的方向移动
D.活细胞均能发生图甲和图乙过程
√
[解析] 据图分析，图甲是以的一条链为模板合成 的转录过
程，转录时模板链上的碱基与 上的相应碱基互补配对，即
图甲碱基的配对方式为、、、 ；图乙是以
为模板合成蛋白质的翻译过程，翻译时 上的反密码子与
上的密码子互补配对，即图乙碱基的配对方式为 、
、、，图甲和图乙共有的碱基配对方式为 、
、 ，A正确。
图甲为转录，转录的模板是的一条链，参与的酶是 聚合酶，
B错误。图乙中最早与结合的核糖体是 ，核糖体沿箭头①的
方向移动，C错误。哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞
器，也就没有 和核糖体，因此不能发生图甲和图乙过程，D错误。
7.[2025·天津滨海新区模拟]细胞内不同基因
的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述
正确的是( )
A.细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，
图中基因 的表达效率低于基因
B.真核生物核基因表达的①和②过程分别发
生在细胞核和细胞质中
C.图乙所示过程为翻译，核糖体的移动方向
为从左向右
D.图乙中的氨基酸对应密码子为
√
[解析] 图甲中过程①表示转录，过程②表示翻译，图乙所示过程为
翻译，细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，图中基因 转录和
翻译出的和蛋白质分子数量明显多于基因，说明基因 的表
达效率高于基因 ，A错误；
真核生物核基因转录过程①发生在细胞核中，翻译过程②发生在细
胞质中的核糖体上，B正确；翻译过程中，核糖体的移动方向是从
的端到 端，故图乙中核糖体的移动方向为从右向左，C错
误；图乙中的氨基酸对应密码子位于 上，由图乙可知其密码
子应为 ，D错误。
8.[2025·湖北宜昌月考]研究表明，原核生物某些基因转录形成的
分子难与模板链分离时，会形成 杂交体，这时非模
板链、杂交体共同构成环结构，如下图所示。 环结构会
影响 复制、转录和基因的稳定性等。下列叙述正确的是( )
A.若转录形成环，则复制停止的
原因是 环阻碍了酶C的移动
B.过程①表示 复制，与其相比，过
程②特有的碱基配对方式为
C.过程①中酶A和过程③中核糖体分别沿着模
板链和的 方向移动
D.过程③表示翻译，参与其过程的 有三种，
多个核糖体可合成多种肽链
√
[解析] 转录形成环， 复制会停止，
可能是 环阻碍了酶B的移动，而不是酶
C，A错误；过程①表示 复制，过程
②表示转录，过程②特有的碱基配对方
式为 ，B正确；过程①中酶A和过程③中核糖体分别沿着模板
链的方向和的 方向移动，C错误；过程③表示翻
译，参与其过程的是、和 ，多个核糖体合成的
肽链是相同的，D错误。
综合应用练
9.图甲表示果蝇体细胞中遗传信息的传递过程，图乙为某 的结构
示意图。请据图回答下列问题:
(1)若用标记图甲中分子的1条链，在提供 的环境中进行1次
过程①，则子代中只含的 分子所占的比例为_____，______
(填“能”或“不能”)证明 分子复制的方式为半保留复制，请说明理由:
____________________________________________________。
不能
若为全保留复制得到的实验结果与半保留复制的结果相同
[解析] 根据半保留复制的特点，子代中只含的 分子所占
的比例为，但此实验结果不能证明 复制的方式就是半保留复
制，因为如果是全保留复制，也能得到相同的实验结果。
(2)与③相比，②所示过程特有的碱基互补配对方式是______。
[解析] ②为转录，碱基配对方式为、、、 ;③
为翻译，碱基配对方式为、、、 ；故②特有的
碱基配对方式为 。
(3)图甲中、为的两端，核糖体在 上的移动方向是
_________(用图中的字母和箭头表示)。若在 的起始密码子之后
插入3个核糖核苷酸(即增添3个碱基)，合成的多肽链除在甲硫氨酸后
多一个氨基酸外，其余氨基酸序列没有变化，由此说明____________
____________________________________________________________
_________；特殊情况下，决定氨基酸的密码子最多有____种。
一个密码子
由上三个相邻的碱基组成(或上三个相邻的碱基决定一个
氨基酸)
62
[解析] 从图中可看出，靠近端的肽链更长，故核糖体在 上的
移动方向为。若在 的起始密码子之后插入3个核糖核苷酸
(即增添3个碱基)，合成的多肽链除在甲硫氨酸后多一个氨基酸外，
其余的氨基酸序列没有变化，由此说明一个密码子由 上三个
相邻的碱基组成。密码子有64种，其中3种是终止密码子，特殊情况
下，终止密码子 也能编码氨基酸，因此决定氨基酸的密码子最
多有62种。
(4)图乙是某的结构示意图，在③过程中该 可搬运密码子为
_____(填“”或“ ”)的氨基酸。
[解析] 由图乙可知上的反密码子为 ，根据碱基互补配
对原则，对应的密码子为 。中小学教育资源及组卷应用平台
课时作业(二十七)　遗传信息的转录和翻译
题组一　基因的表达
1.[2025·辽宁盘锦联考] RNA在遗传信息的传递、转录、翻译以及调控等过程中发挥关键作用。下列叙述正确的是 (　)
A.被HIV侵染的T细胞中,RNA可来自转录和RNA复制
B.RNA一般呈单链结构,内部可能有氢键
C.合成RNA的过程不同,但碱基互补配对方式都相同
D.细胞内的基因转录过程,需要解旋酶、RNA聚合酶的催化
2.[2025·河北邯郸调研] 某基因转录的模板链上编码2个氨基酸的碱基序列为5' ACGGAT 3',相关叙述正确的是 (　)
A.该基因转录时,RNA聚合酶移动的方向为模板链的5'→3'
B.该基因表达时,mRNA上所有编码氨基酸的密码子均能被tRNA识别
C.该基因转录和翻译过程均发生碱基互补配对,且配对方式完全相同
D.翻译时,运输该基因编码的2个氨基酸的tRNA上的反密码子分别为5'GCA3'和5'UAG3'
3.[2025·湖北襄阳三模] 大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强,二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时,核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是 (　)
A.一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链
B.细胞中有足够的rRNA分子时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子
C.核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了rRNA和核糖体蛋白数量上的平衡
D.编码该核糖体蛋白的基因转录完成后,mRNA才能与核糖体结合进行翻译
4.[2025·河南信阳模拟] 当终止密码子UGA 后面出现一段呈折叠环状的特殊序列时,UGA就成为硒代半胱氨酸(Sec)的密码子。Sec是谷胱甘肽过氧化物酶(GSH Px)的活性中心,GSH Px能催化过氧化物还原,从而减少过氧化物对细胞膜的损害。下列相关叙述错误的是 (　)
A.反密码子为5'UCA3'的 tRNA 可携带 Sec到核糖体上
B.UGA的不同功能体现了密码子的简并性,降低了基因突变对性状的影响
C.编码谷胱甘肽过氧化物酶的mRNA分子内部存在氢键和磷酸二酯键
D.硒被称为“长寿元素”可能是因为硒与延缓细胞衰老有关
5.[2025·山东潍坊模拟] 下图表示某原核细胞的翻译起始复合物,其中核糖体的16SrRNA能与mRNA上的AGGAGGU序列互补配对,以确保核糖体专一性识别和结合mRNA。下列叙述正确的是 (　)
A.P端是mRNA的3'端,Q端是mRNA的5'端
B.与mRNA的AGGAGGU配对的16SrRNA的碱基组成反密码子
C.一种密码子在真核细胞与原核细胞中对应的氨基酸一定相同
D.该细胞不同的mRNA的P端都有一段相同的碱基序列
题组二　DNA复制、转录、翻译的比较
6.[2025·安徽合肥模拟] 图甲表示细胞内合成RNA的酶促过程,图乙表示a、b、c三个核糖体结合到一个mRNA分子上,并沿着mRNA移动合成肽链的过程。下列相关叙述正确的是 (　)
A.图甲和图乙共有的碱基配对方式为A—U、G—C、C—G
B.图甲过程的模板是DNA的两条链,参与的酶是DNA聚合酶
C.图乙中核糖体沿箭头②的方向移动
D.活细胞均能发生图甲和图乙过程
7.[2025·天津滨海新区模拟] 细胞内不同基因的表达效率存在差异,如图所示。下列叙述正确的是 (　)
A.细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达,图中基因A的表达效率低于基因B
B.真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中
C.图乙所示过程为翻译,核糖体的移动方向为从左向右
D.图乙中的X氨基酸对应密码子为5'UUA3'
8.[2025·湖北宜昌月考] 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 (　)
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'→5'方向移动
D.过程③表示翻译,参与其过程的RNA有三种,多个核糖体可合成多种肽链
综合应用练
9.图甲表示果蝇体细胞中遗传信息的传递过程,图乙为某tRNA的结构示意图。请据图回答下列问题:
(1)若用15N标记图甲中DNA分子的1条链,在提供15N的环境中进行1次过程①,则子代中只含15N的DNA分子所占的比例为　　　　,　　　　(填“能”或“不能”)证明DNA分子复制的方式为半保留复制,请说明理由:　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　。
(2)与③相比,②所示过程特有的碱基互补配对方式是　　 　　。
(3)图甲中a、b为mRNA的两端,核糖体在mRNA上的移动方向是　　　　(用图中的字母和箭头表示)。若在mRNA的起始密码子之后插入3个核糖核苷酸(即增添3个碱基),合成的多肽链除在甲硫氨酸后多一个氨基酸外,其余氨基酸序列没有变化,由此说明　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　
　　　　　　　　　　;特殊情况下,决定氨基酸的密码子最多有　 种。
(4)图乙是某tRNA的结构示意图,在③过程中该tRNA可搬运密码子为　 　　(填“CCA”或“ACC”)的氨基酸。
课时作业(二十七)　遗传信息的
转录和翻译
1.B　[解析] HIV为逆转录病毒,因此被HIV侵染的T细胞中,RNA的来源有转录,但没有RNA复制,A错误;tRNA是单链RNA,其结构呈三叶草形,内部有氢键,B正确;合成RNA的过程有转录和RNA复制,转录过程中碱基配对方式有T—A、A—U、C—G、G—C,RNA复制过程中碱基配对方式有U—A、A—U、C—G,G—C,两个过程中碱基互补配对方式不完全相同,C错误;转录过程不需要解旋酶的催化,D错误。
2.B　[解析] 该基因转录时,在RNA聚合酶的催化下,以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则合成RNA,合成的RNA延伸方向为5'→3',而RNA聚合酶移动的方向为模板链的3'→5',A错误;该基因表达时,mRNA上所有编码氨基酸的密码子均能被tRNA识别,B正确;转录和翻译过程的碱基互补配对方式不完全相同,转录过程有T—A配对,翻译没有,转录和翻译过程共有的碱基互补配对方式是A—U、C—G、G—C,C错误;根据题意,某基因转录的模板链上编码2个氨基酸的碱基序列为5' ACGGAT 3',则mRNA链上编码2个氨基酸的碱基序列为5' AUCCGU 3',则运输编码这2个氨基酸的tRNA上的反密码子分别为5'ACG3'和5'GAU3',D错误。
3.D　[解析] 一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链,以提高翻译效率,A正确;细胞中有足够的rRNA分子时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子,而是与rRNA分子结合,二者组装成核糖体,B正确;当细胞中缺乏足够的rRNA分子时,核糖体蛋白结合到自身mRNA分子上,导致蛋白质合成停止,核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了rRNA和核糖体蛋白数量上的平衡,C正确;大肠杆菌为原核生物,没有核膜,转录形成的mRNA在转录未结束时便可以和核糖体结合,开始翻译过程,D错误。
4.B　[解析] 据题意知5'UGA3'为硒代半胱氨酸(Sec)的密码子,故反密码子为5'UCA3'的tRNA可携带Sec到核糖体上,A正确;密码子的简并性是指不同的密码子对应相同的氨基酸,当终止密码子UGA后面出现一段呈折叠环状的特殊序列时,UGA就成为硒代半胱氨酸(Sec)的密码子,没有体现密码子的简并性,如果基因突变使该终止密码子后出现呈叠环状的特殊序列,会使蛋白质合成无法及时终止,对性状有较大影响,B错误;由题干可知,编码谷胱甘肽过氧化物酶的mRNA分子内部存在呈折叠环状的特殊序列,氢键参与形成该结构,核糖核苷酸通过磷酸二酯键形成mRNA,C正确;Sec是谷胱甘肽过氧化物酶(GSH Px)的活性中心,GSH Px能催化过氧化物还原,从而减小过氧化物对细胞膜的损害,延缓细胞衰老,硒被称为“长寿元素”可能是因为硒与延缓细胞衰老有关,D正确。
5.D　[解析] 在翻译过程中,核糖体沿着mRNA移动进行翻译,根据核糖体与mRNA的结合及翻译的方向,核糖体从mRNA的5'端向3'端移动,由图中核糖体的移动方向(从P到Q)可知,P端是mRNA的5'端,Q端是mRNA的3'端,A错误;反密码子是tRNA上能与mRNA上密码子互补配对的三个相邻碱基,而16SrRNA是核糖体RNA,不是tRNA,其与mRNA上AGGAGGU配对的碱基序列不是反密码子,B错误;密码子具有通用性,但也存在极少数特殊情况,一种密码子在真核细胞与原核细胞中对应的氨基酸不一定完全相同,C错误;因为核糖体的16SrRNA能与mRNA上的AGGAGGU序列互补配对,以确保核糖体专一性识别和结合mRNA,所以该细胞不同的mRNA的P端(5'端)都应该有一段能与16SrRNA互补配对的相同的碱基序列(如AGGAGGU),D正确。
6.A　[解析] 据图分析,图甲是以DNA的一条链为模板合成RNA的转录过程,转录时DNA模板链上的碱基与mRNA上的相应碱基互补配对,即图甲碱基的配对方式为A—U、G—C、T—A、C—G;图乙是以mRNA为模板合成蛋白质的翻译过程,翻译时tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对,即图乙碱基的配对方式为A—U、G—C、U—A、C—G,图甲和图乙共有的碱基配对方式为A—U、G—C、C—G,A正确。图甲为转录,转录的模板是DNA的一条链,参与的酶是RNA聚合酶,B错误。图乙中最早与mRNA结合的核糖体是c,核糖体沿箭头①的方向移动,C错误。哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器,也就没有DNA和核糖体,因此不能发生图甲和图乙过程,D错误。
7.B　[解析] 图甲中过程①表示转录,过程②表示翻译,图乙所示过程为翻译,细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达,图中基因A转录和翻译出的mRNA和蛋白质分子数量明显多于基因B,说明基因A的表达效率高于基因B,A错误;真核生物核基因转录过程①发生在细胞核中,翻译过程②发生在细胞质中的核糖体上,B正确;翻译过程中,核糖体的移动方向是从mRNA的5'端到3'端,故图乙中核糖体的移动方向为从右向左,C错误;图乙中的X氨基酸对应密码子位于mRNA上,由图乙可知其密码子应为5'AUU3',D错误。
8.B　[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,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'→5'方向和mRNA 的5'→3'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,多个核糖体合成的肽链是相同的,D错误。
9.(1)1/2　不能　若为全保留复制得到的实验结果与半保留复制的结果相同
(2)T—A
(3)a→b　一个密码子由mRNA上三个相邻的碱基组成(或mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸)　62
(4)ACC
[解析] (1)根据DNA半保留复制的特点,子代中只含15N的DNA分子所占的比例为1/2,但此实验结果不能证明DNA复制的方式就是半保留复制,因为如果是全保留复制,也能得到相同的实验结果。(2)②为转录,碱基配对方式为A—U、G—C、T—A、C—G;③为翻译,碱基配对方式为A—U、U—A、C—G、G—C;故②特有的碱基配对方式为T—A。(3)从图中可看出,靠近b端的肽链更长,故核糖体在mRNA上的移动方向为a→b。若在mRNA的起始密码子之后插入3个核糖核苷酸(即增添3个碱基),合成的多肽链除在甲硫氨酸后多一个氨基酸外,其余的氨基酸序列没有变化,由此说明一个密码子由mRNA上三个相邻的碱基组成。密码子有64种,其中3种是终止密码子,特殊情况下,终止密码子UGA也能编码氨基酸,因此决定氨基酸的密码子最多有62种。(4)由图乙可知tRNA上的反密码子为3'UGG5',根据碱基互补配对原则,对应的密码子为5'ACC3'。

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