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专题09
基因指导蛋白质的合成
知识点
　　转录
　　定义在cell核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。
　　场所细胞核
　　模板DNA的一条链
　　信息的传递方向DNA ———mRNA
　　原料含A、U、C、G的4种核糖核苷酸
　　产物信使RNA
　　翻译
　　定义游离在细胞质中的各种AA，就以mRNA为模板合成具有一定AA顺序的蛋白质，这一过程叫做翻译。
　　场所细胞质(核糖体)
　　条件ATP、酶、原料(AA)、模板(mRNA)
　　信息传递方向mRNA到蛋白质。
　　密码子mRNA上3个相邻的碱基决定1个AA。每3个这样的碱基又称为1个密码子。
　　mRNA线形
tRNA三叶草型
rRNA线型
　　翻译位点一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA的结合位点。(一种tRNA携带相应的AA进入相应的位点)
　　习题
　　如果DNA分子一条链的碱基排列顺序是……ACGGATCTT……，那么，与它互补的另一条DNA链的碱基顺序是
TGCCTAGAA
;如果以这条DNA链为模板，转录出的mRNA碱基顺讯应该是UGCCUAGAA在这段mRAN中包含了3个密码子.。需要3个tRNA才能把所需要的氨基酸转运到核糖体上。这些氨基栓酸的种类依次是半胱氨酸—亮氨酸---谷氨酸。
　　转录过程是
　　DNA双链解开
　　以DNA的一条链为模板，根据碱基互补配对原则，合成一条mRNA
　　合成的mRNA从DNA链上释放
2017全国3卷，1题
下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是（
）
A．tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来
B．同一细胞中两种RNA和合成有可能同时发生
C．细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
D．转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
【答案】C
答题思路
【考点】转录
【点拨】熟知真核细胞中基因表达的过程以及遵循的原则是正确解答该题的关键。
2017江苏，23题
在体外用14C
标记半胱氨酸-tRNA
复合物中的半胱氨酸（Cys），得到
Cys-tRNACys，再用无机催化剂镍将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸（Ala），得到
Ala-tRNACys（见下图，tRNA不变）。如果该
Ala-tRNACys参与翻译过程，那么下列说法正确的是（
）
A．在一个mRNA
分子上可以同时合成多条被14C
标记的多肽链
B．反密码子与密码子的配对由tRNA上结合的氨基酸决定
C．新合成的肽链中，原来Cys的位置会被替换为14C标记的Ala
D．新合成的肽链中，原来Ala的位置会被替换为14C标记的Cys
【答案】AC
答题思路
【考点】基因的表达。
【点拨】本题主要考查基因表达的相关知识，要求学生理解tRNA的特点以及密码子和反密码子的碱基互补配对。
【命题意图】本题考查基因指导蛋白质合成的过程，要求学生明确转录和翻译两个过程发生相关变化，辨析遗传信息、密码子、反密码子三者之间的关系。
【命题规律】通常以转录和翻译过程为背景，结合DNA复制和基因突变等遗传分子基础相关知识考查。
【方法点拨】
1．DNA复制、转录和翻译的区别
（1）区别
项目
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分子片段的一条链
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ATP
酶
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
多种酶
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）联系
2．遗传信息、密码子和反密码子的比较
遗传信息
密码子
反密码子
存在位置
DNA
mRNA
tRNA
含义
脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序
mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基
与密码子互补的三个碱基
生理作用
直接决定mRNA中碱基排列顺序，间接决定氨基酸的排列顺序
直接决定氨基酸的排列顺序
识别密码子
联系
①基因中的遗传信息是脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上；②mRNA的密码子及其顺序直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子则起到翻译的作用
1．【2017年高考海南卷理综，24】DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中（A+T）/（G+C）与（A+C）/（G+T）两个比值的叙述，正确的是
A．碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同
B．前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高
C．当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链
D．经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1
【答案】D
【解析】由于双链DNA碱基A数目等于T数目，G数目等于C数目，故（A+C）/（G+T）为恒值1，A错。A和T碱基对含2格氢键，C和G含3个氢键，故（A+T）/（G+C）中，（G+C）数目越多，氢键数越多，双链DNA分子的稳定性越高，B错。（A+T）/（G+C）与（A+C）/（G+T）两个比值相等，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C错。经半保留复制得到的DNA分子，是双链DNA，（A+C）/（G+T）=1，D正确。
2．【2015年广东卷，25】图为培育转基因山羊生产人β-酪蛋白的流程图。
下列叙述正确的是（　　）
A．过程①所用的人β-酪蛋白基因可从人cDNA文库中获得
B．过程②可选用囊胚期或原肠胚期的胚胎进行移植
C．过程③可使用胚胎分割技术扩大转基因山羊群体
D．过程④人β-
酪蛋白基因在细胞质内进行转录、翻译
【答案】AC
3．【2015年北京卷，5】在应用农杆菌侵染植物叶片获得转基因植株的常规实验步骤中，不需要的是（　　）
A．用携带目的基因的农杆菌侵染植物细胞
B．用选择培养基筛法导入目的基因的细胞
C．用聚乙二醇诱导转基因细胞的原生物质融合
D．用适当比例的生长素和细胞分裂素诱导愈伤组织生芽
【答案】C
【解析】农杆菌侵染细菌是基因工程中常常用到的把目的基因导入植物细胞的方法，A正确；目的基因是否导入了细胞，需要在选择培养基上进行筛选，B正确；在农杆菌侵染植物细胞的过程中并没有涉及原生质体的融合，C错误；在植物细胞组织培养的过程中，需要调整培养基中生长素和细胞分裂素的比例，来达到对其脱分化和再分化的控制，D正确。
4．【2015年重庆卷，6】下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是（　　）
A．表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得
B．表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原（起）点
C．借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来
D．启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用
【答案】C
5．【天津市第一中学2017届高三第五次模拟生物试题】基因在表达过程中如有异常mRNA会被细胞分解，下图是S基因的表达过程，则下列有关叙述正确的是（
）
A.
异常mRNA的出现是基因突变的结果
B.
图中所示的①为装录，②为翻译过程
C.
图中②过程使用的酶是反转录酶
D.
S基因中存在不能翻译成多肽链的片段
【答案】D
6．【辽宁省锦州市2017届高三质量检测（一）理科综合生物试题】下列关于转录与翻译的叙述，正确的是（
）
A.
RNA聚合酶可催化两个氨基酸之间形成肽键
B.
由于密码子的简并性，每种氨基酸都由多个密码子决定
C.
转录过程中有氢键的形成，翻译过程中无氢键的形成
D.
转录可发生在叶绿体内，翻译需要多种RNA参与
【答案】D
【解析】在DNA转录时需要RNA聚合酶进行解旋和催化两个核糖核苷酸之间形成磷酸二酯，A错误；由于密码子的简并性，所以一种氨基酸可以由一种或几种密码子决定，B错误；转录是形成单链mRNA，翻译是形成多肽链，都没有氢键形成，C错误；叶绿体中含有少量的DNA，也能控制某些蛋白质的合成，所以存在转录和翻译过程，翻译过程需要mRNA、tRNA和核糖体参与，核糖体的主要成分是rRNA与蛋白质，D正确。
7．【山东省烟台市2017届高三3月高考诊断性测试（一模）理科综合试题生物试题】丙肝病毒(HCV)的正链RNA(HCV—RNA,由a个核苷酸组成)能编码NS3等多种蛋白质，NS3参与解旋HCV—RNA分子，以协助RNA的复制。一个正链RNA复制时，先合成出该RNA的互补链，再以互补链为模板合成该正链RNA。下列相关叙述不正确的是（
）
A.
一个正链MA复制n次，消耗的核苷酸数为n×a
B.
翻译时，转运NS3起始端氨基酸的tRNA中含有反密码子
C.
HCV的遗传物质是正链RNA,分子内可能含有氢键
D.
HCV—RNA在复制和翻译过程中遵循的碱基配对方式不存在差异
【答案】A
8．【黑龙江省哈尔滨市第六中学2017届高三下学期第四次模拟考试理科综合生物试题】如图表示细胞中tRNA结构示意图。下列有关叙述不正确的是（
）
A.
核糖体与mRNA结合的部位会形成2个tRNA的结合位点
B.
已知丙氨酸和苏氨酸的密码子分别是GCA、ACG，则图中tRNA可运输苏氨酸
C.
tRNA分子内部碱基通过氢键配对
D.
每种氨基酸都可以由多种tRNA运输
【答案】D
【解析】核糖体与mRNA结合的部位会形成2个tRNA的结合位点，A正确；tRNA上一端上的三个碱基UGC是某种氨基酸的反密码子，它正好与mRNA上该氨基酸的密码子（ACG）配对，结合B选项的信息可知，图中tRNA应携带的氨基酸是苏氨酸，B正确；从tRNA结构示意图可看出，部分碱基通过折叠发生碱基互补配对，形成氢键，C正确；有的氨基酸只有一种密码子，则可能只被一种tRNA运输，D错误。
9．【2017年高考江苏理综，33】金属硫蛋白（MT）是一类广泛存在的金属结合蛋白，某研究小组计划通过多聚酶链式反应（PCR）扩增获得目的基因，构建转基因工程菌，用于重金属废水的净化处理。PCR扩增过程示意图如下，请回答下列问题
（1）从高表达MT
蛋白的生物组织中提取mRNA，通过______________获得______________用于PCR扩增。
（2）设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物（引物1和引物2），为方便构建重组质粒，在引物中需要增加适当的______________位点。设计引物时需要避免引物之间形成______________，而造成引物自连。
（3）图中步骤1代表______________，步骤2代表退火，步骤3代表延伸，这三个步骤组成一轮循环。
（4）PCR扩增时，退火温度的设定是成败的关键。退火温度过高会破_________的碱基配对。退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，长度相同但____________的引物需要设定更高的退火温度。
（5）如果PCR反应得不到任何扩增产物，则可以采取的改进措施有___________（填序号①升高退火温度
②降低退火温度
③重新设计引物）。
【答案】（1）逆转录
cDNA
（2）限制性核酸内切酶
碱基互补配对
（3）变性
（4）引物与模板
GC含量高
（5）②③
10．【2016年全国Ⅲ卷，40】图（a）中的三个DNA片段上依次表示出了EcoR
I、BamH
I和Sau3A
I三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图（b）为某种表达载体示意图（载体上的EcoR
I、Sau3A
I的切点是唯一的）。
根据基因工程的有关知识，回答下列问题
（1）经BamH
I酶切割得到的目的基因可以与上述表达载体被____________酶切后的产物连接，理由是____________。
（2）若某人利用图（b）所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图（c）所示。这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有_________，不能表达的原因是____________。
（3）DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有____________和____________，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是____________。
【答案】（1）Sau3AⅠ
两种梅切割后产生的片段具有相同的黏性末端
（2）甲和丙
甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，两者目的基因均不能转录
（3）E coliDNA连接酶
T4DNA连接酶
T4DNA连接酶
【解析】（1）由于限制酶Sau3AⅠ与BamHⅠ切割后产生的片段具有相同的黏性末端，所以经BamH
I酶切割得到的目的基因可以与上述表达载体被Sau3AⅠ酶切后的产物连接。
（3）常见DNA连接酶的有E coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是T4DNA连接酶

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