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4.1 基因指导蛋白质的合成
1．DNA的信使——RNA
基本组成单位：___________；
组成成分：磷酸、_________和含氮碱基，含氮碱基包括A、C、G和____________。
结构：一般是________，而且长度比DNA短，因此能够通过________，从细胞核转移到细胞质中。
种类：__________、__________、________。
2．遗传信息的转录
在________内进行，是以___________________为模板，合成mRNA的过程。（注意：叶绿体和线粒体中也有转录过程）
3．遗传信息的翻译
概念：游离在________中的各种________，以________为模板，合成具有_________________的过程。（注意：叶绿体和线粒体中也有转录过程）。
4．密码子和反密码子
密码子
反密码子
位置
mRNA
tRNA
种类
________种
61种
实质
决定1个氨基酸的________（终止密码子除外）
与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基
1．核糖核苷酸 核糖 U 单链 核孔 mRNA tRNA rRNA
2．细胞核 DNA双链中的一条链
3．细胞质 氨基酸 mRNA —定氨基酸顺序的蛋白质
4．64 3个相邻的碱基
一、转录和翻译的过程
1．转录的过程，如图：
（1）解旋：DNA的双链解开，DNA双链的碱基得以暴露。
（2）合成子链：游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞，当其与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合；新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。
（3）释放：合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双链恢复。
条件：模板（DNA的一条链）、原料（4种游离的核糖核苷酸）、能量（ATP）、酶（RNA聚合酶等）。
原则：碱基互补配对原则（A—U、T—A、G—C、C—G）。
产物：信使RNA（mRNA）。（注意：转录也可形成tRNA、rRNA）
2．翻译的过程，如图：
条件：模板（mRNA）、原料（约20种氨基酸）、能量（ATP）、酶、核糖体、转运RNA（tRNA）
原则：碱基互补配对原则（A—U、T—A、G—C、C—G）。
产物：多肽链。
1．有关细胞内蛋白质合成的叙述，正确的是
A．蛋白质主要在细胞核中合成
B．翻译时，核糖体沿着tRNA移动
C．tRNA随机结合氨基酸，并将它转运到核糖体
D．tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配对
【参考答案】D
【试题解析】核糖体是蛋白质的合成场所，A错误；翻译时，核糖体沿着mRNA移动，B错误；每一个tRNA结合特定的氨基酸，并将它转运到核糖体，C错误；tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配对，将氨基酸带入对应的位置，D正确。
二、RNA的功能：
mRNA（信使RNA）：将遗传信息从细胞核传递到细胞质中，指导蛋白质的合成。
tRNA（转运RNA）：识别并转运氨基酸，识别信使RNA上的遗传密码。
rRNA（核糖体RNA）：核糖体的组成成分，其功能是作为mRNA的支架，使mRNA分子在其上展开，实现蛋白质的合成。
三、密码子的特点：
简并性：一种氨基酸可以有多种密码子（但一种密码子只能决定一种氨基酸）
通用性：密码子在生物界是通用的
2．有关细胞中遗传物质转录和翻译的叙述，正确的是
A．转录和翻译两个过程不能同时发生
B．转录和翻译过程所需要的酶相同
C．细胞分化过程能发生转录和翻译
D．合成相同蛋白时需要的tRNA相同
【参考答案】C
1．下列有关转录的叙述正确的是
A．最终产物为DNA
B．以DNA一条链作为模板
C．由DNA聚合酶催化完成
D．新合成的核苷酸链与模板链相同
2．有关图示的叙述，正确的是
A．①→②表示转录过程
B．①②中共有5种核苷酸
C．①②中的A表示同一种核苷酸
D．②中的U表示一个遗传密码子
3．如图表示发生在某细胞内一重要物质的合成过程，下列相关叙述正确的是
A．该图所示过程以脱氧核苷酸为原料
B．该图所示过程只发生在细胞核内
C．图中a最可能代表核糖体
D．图中链①上可能存在密码子
4．如图为真核细胞中发生的一项生理过程示意图，相关叙述正确的是
A．该过程表示转录
B．该过程表示翻译
C．图中①是细胞核
D．图中④表示肽链
5．下列关于翻译过程的说法错误的是
A．以细胞质中游离的氨基酸为原料
B．以核糖体作为遗传信息的模板
C．以转运RNA为运输工具运载氨基酸
D．合成具有一定氨基酸序列的蛋白质
6．如图是人体内蛋白质合成的部分过程，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是与蛋白质合成相关的三种重要结构。下列说法正确的是
A．该图能表示基因控制蛋白质合成的完整过程
B．结构Ⅰ、Ⅲ中含有RNA，结构Ⅱ中只含蛋白质
C．结构Ⅰ所携带的氨基酸，其密码子是GAA
D．该过程形成的多肽链需要进一步加工才具有特定功能
7．根据图示，分析并回答下面的问题:
（1）图甲所示为遗传信息的_________________过程，图乙所示物质为_________________，有_________________种。
（2）如果图乙中的反密码子为UAG，则其对应的密码子是_________________。密码子和反密码子的结合遵循_________________原则。
（3）密码子是_________________上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。
8．（2017新课标Ⅲ卷）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
9．（2017海南卷）下列关于生物体内基因表达的叙述，正确的是
A．每种氨基酸都至少有两种相应的密码子
B．HIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板
C．真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程
D．一个基因的两条DNA链可转录出两条相同的RNA
10．（2016上海卷）大量研究发现，很多生物密码子中的碱基组成具有显著地特异性。图10 A所示的链霉菌某一mRNA的部分序列整体大致符合图10 B所示的链霉菌密码子碱基组成规律，试根据这一规律判断这段mRNA序列中的翻译起始密码子（AUG或GUG）可能是
A．① B．②
C．③ D．④
11．（2015·江苏卷） 下图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图，下列叙述正确的是
A．图中结构含有核糖体 RNA
B．甲硫氨酸处于图中a的位置
C．密码子位于 tRNA 的环状结构上
D．mRNA 上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的种类
12．（2015·海南卷）下列过程中，由逆转录酶催化的是
A．DNA→RNA B．RNA→DNA
C．蛋白质→蛋白质 D．RNA→蛋白质
13．（2016·海南卷）某种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主的基因组中。物质Y与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，那么Y抑制该病毒增殖的机制是
A．抑制该病毒RNA的转录过程
B．抑制该病毒蛋白质的翻译过程
C．抑制该RNA病毒的反转录过程
D．抑制该病毒RNA的自我复制过程
1．【答案】B
【解析】转录的最终产物是RNA，A错误；转录的模板是DNA的一条链，B正确；转录过程由RNA聚合酶催化完成，C错误；新合成的核苷酸链是RNA，与模板链不同，D错误。
2．【答案】A
3．【答案】D
【解析】题图表示以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，即转录过程。转录过程以核糖核苷酸为原料，A项错误；转录还可能发生在线粒体或叶绿体内，B项错误；转录过程中需要RNA聚合酶催化，故图中的a最可能代表RNA聚合酶，C项错误；若该转录过程合成的是mRNA，则图中链①代表mRNA，链②、链③分别代表DNA的两条链，密码子在mRNA上，D项正确。
4．【答案】B
【解析】图示是以mRNA为模板合成蛋白质的翻译过程；图中①表示核糖体，是翻译的场所；图中④表示mRNA，是翻译的模板。
5．【答案】B
【解析】翻译是以mRNA为模板，利用细胞质中游离的氨基酸合成蛋白质的过程，在合成过程中需tRNA作为氨基酸的运输工具，合成场所是核糖体。
6．【答案】D
【解析】基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程，而该图只表示翻译过程。结构Ⅱ是核糖体，由rRNA和蛋白质构成。结构Ⅰ所携带的氨基酸的密码子是CUU。
7．【答案】（1）翻译 tRNA 61
（2）AUC 碱基互补配对
（3）mRNA
【解析】（1）图甲所示为翻译过程；图乙是tRNA，共有61种。（2）图乙中的反密码子为UAG，根据碱基互补配对原则，其对应的密码子是AUC。密码子和反密码子的结合遵循碱基互补配对原则。（3）密码子是mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基。
8．【答案】C
【考点定位】转录
【名师点睛】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。
9．【答案】B
【解析】一种氨基酸对应有一种至多种密码子决定，A错。HIV的遗传物质为单链RNA，可以逆转录生成DNA，B正确。真核生物基因表达的过程包括转录生成RNA和翻译合成蛋白质，C错。一个基因的两条DNA链可转录出两条互补的RNA，但转录是以基因一条链为模板的，D错。
【考点定位】基因表达
【名师点睛】明确基因表达包括转录和翻译过程是解题关键。
10．【答案】D
【解析】若起始密码子为①，统计图中11个密码子中，第一位碱基为A和U所占比例为7/11，若起始密码子为②，从此处开始的7个密码子中第一位碱基为A和U所占比例为1/7，若起始密码子为③，从此处开始的4个密码子中第一位碱基为A和U所占比例为0，均不符合图10 中B所示的链霉菌密码子碱基组成规律。
【考点定位】遗传信息的表达
【名师点睛】本题考查遗传密码的阅读。属于较难题。解题关键是正确理解图B中的信息，通过估算的方式，判断从某一密码子开始，图10 中A所示的链霉菌某一mRNA的部分序列是否符合图10中 B所示的链霉菌密码子碱基组成规律。
11．【答案】A
12．【答案】B
【解析】DNA→RNA是转录过程，需要RNA聚合酶催化，A不符合题意；RNA→DNA是逆转录过程，需要逆转录酶催化，B符合题意；蛋白质→蛋白质是朊病毒的遗传信息传递过程，C不符合题意；RNA→蛋白质是翻译过程，D不符合题意。
13．【答案】C
【解析】RNA病毒的遗传物质需要经过逆转录形成DNA，然后整合到真核宿主细胞的基因组中，Y物质与脱氧核苷酸结构相似，应抑制该病毒的反转录过程。

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