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專題20 基因的表達 1．遺傳信息的轉錄和翻譯(Ⅱ)。 2．基因與性狀的關系(Ⅱ)。 熱點題型一 遺傳信息的傳遞與表達 例1、（2018全國Ⅰ卷，2）生物體內的DNA常與蛋白質結合，以DNA—蛋白質復合物的形式存在。下列相關敘述錯誤的是（　　） A．真核細胞染色體和染色質中都存在DNA—蛋白質復合物 B．真核細胞的核中有DNA—蛋白質復合物，而原核細胞的擬核中沒有 C．若復合物中的某蛋白參與DNA復制，則該蛋白可能是DNA聚合酶 D．若復合物中正在進行RNA的合成，則該復合物中含有RNA聚合酶 【答案】B 【變式探究】（2017年江蘇卷，23）在體外用14C標記半胱氨酸-tRNA復合物中的半胱氨酸（Cys），得到*Cys-tRNACys，再用無機催化劑鎳將其中的半胱氨酸還原成丙氨酸（Ala），得到*Ala-tRNACys（見下圖，tRNA不變）。如果該*Ala-tRNACys參與翻譯過程，那么下列說法正確的是（　?。? A．在一個mRNA 分子上可以同時合成多條被14C標記的多肽鏈 B．反密碼子與密碼子的配對由tRNA上結合的氨基酸決定 C．新合成的肽鏈中，原來Cys的位置會被替換為14C標記的Ala D．新合成的肽鏈中，原來Ala的位置會被替換為14C標記的Cys 【答案】AC 【變式探究】下圖表示真核細胞中核基因遺傳信息的傳遞和表達過程，下列敘述正確的是 (　　) A．甲、乙兩圖所示生理過程都需要解旋酶和DNA聚合酶 B．甲、乙兩圖所示生理過程中，所需模板完全相同 C．乙、丙兩圖表示的是核基因遺傳信息的表達過程 D．甲、乙、丙三圖所示生理過程中，堿基配對情況相同 解析　由題圖可知，甲、乙、丙分別代表DNA復制、轉錄、翻譯過程。DNA復制過程中需要解旋酶和DNA聚合酶，轉錄過程中需要RNA聚合酶。DNA復制以DNA的兩條鏈為模板，而轉錄以DNA的一條鏈為模板。核基因遺傳信息的表達過程分為轉錄、翻譯兩個階段。DNA復制時堿基配對方式為A—T、G—C，轉錄時堿基配對方式為A—U、T—A、G—C，翻譯時堿基配對方式為A—U、G—C。 答案　C 【提分秘籍】 1.計算中“最多”和“最少”的分析 ①mRNA上堿基數(shù)目與蛋白質中氨基酸的數(shù)目關系： 翻譯時，mRNA上的終止密碼子不決定氨基酸，因此準確地說，mRNA上的堿基數(shù)目是蛋白質中氨基酸數(shù)目的3倍還要多一些。 ②DNA上的堿基數(shù)目與蛋白質中氨基酸的數(shù)目關系：基因或DNA上的堿基數(shù)目比對應的蛋白質中氨基酸數(shù)目的6倍還要多一些。 ③注意“最多”或“最少”：在回答有關問題時，應加上“最多”或“最少”等字，如mRNA上有n個堿基，轉錄產生它的基因中至少有2n個堿基，該mRNA指導合成的蛋白質中最多有n/3個氨基酸。 【方法技巧】轉錄、翻譯過程中的六個關注點 (1)轉錄的產物不只是mRNA，還有tRNA、rRNA，但只有mRNA攜帶遺傳信息，3種RNA都參與翻譯過程，只是作用不同。 (2)翻譯過程中mRNA并不移動，而是核糖體沿著mRNA移動，進而讀取下一個密碼子。 (3)轉錄和翻譯過程中的堿基配對不是A－T，而是A－U。 (4)解答蛋白質合成的相關計算問題時，應看清是DNA上的堿基對數(shù)還是個數(shù)，是mRNA上密碼子的個數(shù)還是堿基個數(shù)，是合成蛋白質所需氨基酸的個數(shù)還是種類數(shù)。 (5)分析此類問題首先要明確mRNA鏈和多肽鏈的關系。DNA模板鏈在RNA聚合酶的作用下產生的是mRNA，而在同一條mRNA鏈上結合的多個核糖體，同時合成的是若干條多肽鏈。 (6)真核細胞的轉錄和翻譯不同時進行，而原核細胞能邊轉錄、邊翻譯。 【舉一反三】 圖示細胞內某些重要物質的合成過程。該過程發(fā)生在 (　　) A．真核細胞內，一個mRNA分子上結合多個核糖體同時合成多條肽鏈 B．原核細胞內，轉錄促使mRNA在核糖體上移動以便合成肽鏈 C．原核細胞內，轉錄還未結束便啟動遺傳信息的翻譯 D．真核細胞內，轉錄的同時核糖體進入細胞核啟動遺傳信息的翻譯 【答案】C 【解析】本題依據(jù)基因表達過程示意圖，考查遺傳信息的轉錄和翻譯，細胞結構等知識，考查學生的識圖及運用能力。真核細胞有核膜，轉錄完成后，mRNA從核孔進入細胞質，與核糖體結合才開始翻譯，故D錯誤；由圖示知，在RNA聚合酶作用下，細胞正在發(fā)生轉錄，產生的mRNA還未轉錄完畢，即開始與多個核糖體結合開始翻譯，故該細胞應為原核細胞，C正確，A錯誤；翻譯過程中，核糖體在mRNA上移動，從而合成肽鏈，B錯誤。 熱點題型二 基因與性狀的關系 例2、（2018海南卷，13）關于復制、轉錄和逆轉錄的敘述，下列說法錯誤的是（　?。? A．逆轉錄和DNA復制的產物都是DNA B．轉錄需要RNA聚合酶，逆轉錄需要逆轉錄酶 C．轉錄和逆轉錄所需要的反應物都是核糖核苷酸 D．細胞核中的DNA復制和轉錄都以DNA為模板 【答案】C 【變式探究】（2017年海南卷，23）下列關于真核生物遺傳物質和性狀的敘述，正確的是（　?。? A．細胞中染色體的數(shù)目始終等于DNA的數(shù)目 B．有絲分裂有利于保持親代細胞和子代細胞間遺傳性狀的穩(wěn)定 C．細胞中DNA分子的堿基對數(shù)等于所有基因的堿基對數(shù)之和 D．生物體中，一個基因決定一種性狀，一種性狀由一個基因決定 【答案】B 【解析】正常情況下，一條染色體含一個DNA，在細胞分裂時，由于DNA復制，一條染色體含兩個DNA，A錯。體細胞有絲分裂生成的子細胞含有一套與母細胞相同的染色體和DNA，保證親代細胞和子代細胞間遺傳性狀的穩(wěn)定，B正確?；蚴怯羞z傳效應的DNA判斷，有的DNA片段不是基因，故細胞中DNA分子的堿基對數(shù)大于所有基因的堿基對數(shù)之和，C錯。生物體中，一個基因可能決定多種性狀，一種性狀可能由多個基因決定，D錯。 【變式探究】右圖表示有關遺傳信息傳遞的模擬實驗。下列相關敘述中合理的是 (　　) A．若X是RNA，Y是DNA，則試管內必須加入DNA連接酶 B．若X是CTTGTACAA，Y含有U，則試管內必須加入逆轉錄酶 C．若X與Y都是DNA，則試管內必須加入氨基酸 D．若X是mRNA，Y是蛋白質，則試管內還要有其他RNA 【答案】D 【提分秘籍】 基因與性狀并不都是一對一的關系 ①一般而言，一個基因決定一種性狀。 ②生物體的一種性狀有時受多個基因的影響，如玉米葉綠素的形成至少與50多個不同基因有關。 ③有些基因可影響多種性狀，如下圖，基因1可影響B(tài)和C性狀。 ④生物的性狀是基因和環(huán)境共同作用的結果。基因型相同，表現(xiàn)型可能不同；基因型不同，表現(xiàn)型可能相同。 【舉一反三】 下圖為脈胞霉體內精氨酸的合成途徑示意圖，從圖中不能得出的結論是 (　　) A．精氨酸的合成是由多對基因共同控制的 B．基因可通過控制酶的合成來控制代謝 C．若基因②不表達，則基因③和④也不表達 D．若產生鳥氨酸依賴突變型脈胞霉，則可能是基因①發(fā)生突變 【答案】C 【方法技巧】“三看法”判斷中心法則的過程 (1)“一看”模板 ①如果模板是DNA，生理過程可能是DNA復制或DNA轉錄。 ②如果模板是RNA，生理過程可能是RNA復制或RNA逆轉錄或翻譯。 (2)“二看”原料 ①如果原料為脫氧核苷酸，產物一定是DNA，生理過程可能是DNA復制或逆轉錄。 ②如果原料為核糖核苷酸，產物一定是RNA，生理過程可能是DNA轉錄或RNA復制。 ③如果原料為氨基酸，產物一定是蛋白質(或多肽)，生理過程是翻譯。 (3)“三看”產物 ①如果產物為DNA，生理過程可能是DNA復制或RNA逆轉錄。 ②如果產物為RNA，生理過程可能是RNA復制或DNA轉錄。 ③如果產物是蛋白質(或多肽)，生理過程是翻譯。 1．（2018全國Ⅰ卷，2）生物體內的DNA常與蛋白質結合，以DNA—蛋白質復合物的形式存在。下列相關敘述錯誤的是（　?。? A．真核細胞染色體和染色質中都存在DNA—蛋白質復合物 B．真核細胞的核中有DNA—蛋白質復合物，而原核細胞的擬核中沒有 C．若復合物中的某蛋白參與DNA復制，則該蛋白可能是DNA聚合酶 D．若復合物中正在進行RNA的合成，則該復合物中含有RNA聚合酶 【答案】B 【解析】真核細胞的染色質和染色體是同一物質在不同時期的兩種存在形式，主要是由DNA和蛋白質組成，都存在DNA-蛋白質復合物，A正確；真核細胞的核中含有染色體或染色質，存在DNA-蛋白質復合物，原核細胞的擬核中也可能存在DNA-蛋白質復合物，如擬核DNA進行復制或者轉錄的過程中都存在DNA與酶（成分為蛋白質）的結合，也能形成DNA-蛋白質復合物，B錯誤；DNA復制需要DNA聚合酶、解旋酶等，因此復合物中的某蛋白可能是DNA聚合酶，C正確；若復合物中正在進行RNA的合成,屬于轉錄過程，轉錄需要RNA聚合酶等，因此復合物中的某蛋白可能是RNA聚合酶，D正確。 2．（2018海南卷，13）關于復制、轉錄和逆轉錄的敘述，下列說法錯誤的是（　　） A．逆轉錄和DNA復制的產物都是DNA B．轉錄需要RNA聚合酶，逆轉錄需要逆轉錄酶 C．轉錄和逆轉錄所需要的反應物都是核糖核苷酸 D．細胞核中的DNA復制和轉錄都以DNA為模板 【答案】C 3．（2018浙江卷，22）某研究小組進行“探究DNA的復制過程”的活動，結果如圖所示。其中培養(yǎng)大腸桿菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl。a、b、c表示離心管編號，條帶表示大腸桿菌DNA離心后在離心管中的分布位置。下列敘述錯誤的是（　?。? A．本活動運用了同位素示蹤和密度梯度離心技術 B．a管的結果表明該管中的大腸桿菌是在含14NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)的 C．b管的結果表明該管中的大腸桿菌的DNA都是14N–15N-DNA D．實驗結果說明DNA分子的復制是半保留復制的 【答案】B 【解析】由題意“培養(yǎng)大腸桿菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl”和“條帶表示大腸桿菌DNA離心后在離心管中的分布位置”可知：本活動運用了同位素示蹤和密度梯度離心技術，A正確；分析圖示可知：a管中的DNA密度最大，表明該管中的大腸桿菌是在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)的，B錯誤；b管中的DNA密度介于a、c管中的之間，表明該管中的大腸桿菌的DNA都是14N–15N-DNA，C正確；實驗結果說明DNA分子的復制是半保留復制，D正確。 1．（2017年海南卷，23）下列關于真核生物遺傳物質和性狀的敘述，正確的是（　?。? A．細胞中染色體的數(shù)目始終等于DNA的數(shù)目 B．有絲分裂有利于保持親代細胞和子代細胞間遺傳性狀的穩(wěn)定 C．細胞中DNA分子的堿基對數(shù)等于所有基因的堿基對數(shù)之和 D．生物體中，一個基因決定一種性狀，一種性狀由一個基因決定 【答案】B 2．（2017年海南卷，24）DNA分子的穩(wěn)定性與堿基對之間的氫鍵數(shù)目有關。下列關于生物體內DNA分子中（A+T）/（G+C）與（A+C）/（G+T）兩個比值的敘述，正確的是（　?。? A．堿基序列不同的雙鏈DNA分子，后一比值不同 B．前一個比值越大，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高 C．當兩個比值相同時，可判斷這個DNA分子是雙鏈 D．經半保留復制得到的DNA分子，后一比值等于1 【答案】D 【解析】由于雙鏈DNA堿基A數(shù)目等于T數(shù)目，G數(shù)目等于C數(shù)目，故（A+C）/（G+T）為恒值1，A錯。A和T堿基對含2格氫鍵，C和G含3個氫鍵，故（A+T）/（G+C）中，（G+C）數(shù)目越多，氫鍵數(shù)越多，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高，B錯。（A+T）/（G+C）與（A+C）/（G+T）兩個比值相等，這個DNA分子可能是雙鏈，也可能是單鏈，C錯。經半保留復制得到的DNA分子，是雙鏈DNA，（A+C）/（G+T）=1，D正確。 3．（2017年海南卷，25）下列關于生物體內基因表達的敘述，正確的是（　?。? A．每種氨基酸都至少有兩種相應的密碼子 B．HIV的遺傳物質可以作為合成DNA的模板 C．真核生物基因表達的過程即是蛋白質合成的過程 D．一個基因的兩條DNA鏈可轉錄出兩條相同的RNA 【答案】B 4．（2017年江蘇卷，23）在體外用14C標記半胱氨酸-tRNA復合物中的半胱氨酸（Cys），得到*Cys-tRNACys，再用無機催化劑鎳將其中的半胱氨酸還原成丙氨酸（Ala），得到*Ala-tRNACys（見下圖，tRNA不變）。如果該*Ala-tRNACys參與翻譯過程，那么下列說法正確的是（　?。? A．在一個mRNA 分子上可以同時合成多條被14C標記的多肽鏈 B．反密碼子與密碼子的配對由tRNA上結合的氨基酸決定 C．新合成的肽鏈中，原來Cys的位置會被替換為14C標記的Ala D．新合成的肽鏈中，原來Ala的位置會被替換為14C標記的Cys 【答案】AC 【解析】多聚核糖體是指一條mRNA上同時結合多個核糖體，可同時合成多條被14C標記的多肽鏈，A正確；反密碼子與密碼子按堿基互補原則進行配對，與tRNA攜帶的氨基酸無關，B錯誤；由于該tRNA攜帶的氨基酸由Cys替換成Ala，則新合成的肽鏈中，原來Cys的位置會被替換成Ala，C正確；該tRNA本應運輸Cys，則Ala的位置不會替換為Cys，D錯誤。 1.（2016上海卷.28）在DNA分子模型的搭建實驗中，若僅有訂書釘將脫氧核糖、磷酸、堿基連為一體并構建一個含 10對堿基（A有6個）的DNA雙鏈片段，那么使用的訂書釘個數(shù)為 A.58 B.78 C.82 D.88 【答案】C 【解析】構成一個脫氧核苷酸需要2個訂書釘，20個個脫氧核苷酸總共需要40個；一條DNA單鏈需要9個訂書釘連接，兩條鏈共需要18個；雙鏈間的氫鍵數(shù)共有20總共需要訂書釘40 2.（2016上海卷.30）大量研究發(fā)現(xiàn)，很多生物密碼子中的堿基組成具有顯著地特異性。圖10 A所示的鏈霉菌某一mRNA的部分序列整體大致符合圖10 B所示的鏈霉菌密碼子堿基組成規(guī)律，試根據(jù)這一規(guī)律判斷這段mRNA序列中的翻譯起始密碼子（AUG或GUG）可能是 A.① B.② C.③ D.④ 【答案】D 3.（2016海南卷.13）某種RNA病毒在增殖過程中，其遺傳物質需要經過某種轉變后整合到真核宿主的基因組中。物質Y與脫氧核苷酸結構相似，可抑制該病毒的增殖，但不抑制宿主細胞的增殖，那么Y抑制該病毒增殖的機制是 A.抑制該病毒RNA的轉錄過程 B.抑制該病毒蛋白質的翻譯過程 C.抑制該RNA病毒的反轉錄過程 D.抑制該病毒RNA的自我復制過程 【答案】C 【解析】RNA病毒的遺傳物質需要經逆轉錄形式成DNA，然后整合到真核宿主的基因組中，Y物質與脫氧核苷酸結構相似，應抑制該病毒的逆轉錄過程。 4.（2016新課標2卷.2) 某種物質可插入DNA分子兩條鏈的堿基對之間，使DNA雙鏈不能解開。若在細胞正常生長的培養(yǎng)液中加入適量的該物質，下列相關敘述錯誤的是 A.隨后細胞中的DNA復制發(fā)生障礙 B.隨后細胞中的RNA轉錄發(fā)生障礙 C.該物質可將細胞周期阻斷在分裂中期 D.可推測該物質對癌細胞的增殖有抑制作用 【答案】C 5.（2016江蘇卷.18）近年誕生的具有劃時代意義的CRISPR/Cas9基因編輯技術可簡單、準確地進行基因定點編輯。其原理是由一條單鏈向導RNA引導核酸內切酶Cas9到一個特定的基因位點進行切割。通過設計向導RNA中20個堿基的識別序列，可人為選擇DNA上的目標位點進行切割（見右圖）。下列相關敘述錯誤的是 A. Cas9蛋白由相應基因指導在核糖體中合成 B. 向導RNA中的雙鏈區(qū)遵循堿基配對原則 C. 向導RNA可在逆轉錄酶催化下合成 D. 若α鏈剪切點附近序列為……TCCACAATC…… 則相應的識別序列為……UCCACAAUC…… 【答案】C 【解析】蛋白質由相應基因指導在核糖中合成，A正確；向導RNA中雙鏈間遵循堿基互補配對原則，B正確；向導RNA可通過轉錄形成，逆轉錄酶以RNA為模板合成DNA，C錯誤；由于α鏈與識別序列的互補序列相同，故兩鏈堿基相同，只是其中T與U互換，D正確。 1.(2015重慶卷.5)結合題5圖分析，下列敘述錯誤的是（　?。? 　　　　　　　　　 A．生物的遺傳信息儲存在DNA或RNA的核苷酸序列中 B．核苷酸序列不同的基因可表達出相同的蛋白質 C．遺傳信息傳遞到蛋白質是表現(xiàn)型實現(xiàn)的基礎 D．編碼蛋白質的基因含遺傳信息相同的兩條單鏈 【答案】D 1．(2014江蘇，20)關于基因控制蛋白質合成的過程，下列敘述正確的是(　　) A．一個含n個堿基的DNA分子，轉錄的mRNA分子的堿基數(shù)是n/2個 B．細菌的一個基因轉錄時兩條DNA鏈可同時作為模板，提高轉錄效率 C．DNA聚合酶和RNA聚合酶的結合位點分別在DNA和RNA上 D．在細胞周期中，mRNA的種類和含量均不斷發(fā)生變化 【答案】D 【解析】并不是DNA的所有片段都能轉錄，非基因片段和基因的非編碼區(qū)都不能轉錄，A項錯誤；轉錄是指以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互被配對原則，合成RNA的過程，B項錯誤；RNA聚合酶的結合位點在DNA上，C項錯誤；在細胞周期中，mRNA的種類和含量均在不斷變化，D項正確。 2．(2014江蘇，6)研究發(fā)現(xiàn)，人類免疫缺陷病毒(HIV)攜帶的RNA在宿主細胞內不能直接作為合成蛋白質的模板。依據(jù)中心法則(如圖)，下列相關敘述錯誤的是(　　) A．合成子代病毒蛋白質外殼的完整過程至少要經過④②③環(huán)節(jié) B．侵染細胞時，病毒中的蛋白質不會進入宿主細胞 C．通過④形成的DNA可以整合到宿主細胞的染色體DNA上 D．科學家可以研發(fā)特異性抑制逆轉錄酶的藥物來治療艾滋病 【答案】B 【解析】HIV屬于逆轉錄病毒，HIV侵染細胞時其攜帶的逆轉錄酶會隨同RNA一起進入宿主細胞中；HIV的遺傳物質指導蛋白質合成的過程應先進行逆轉錄后再進行轉錄和翻譯；其逆轉錄合成的DNA可以整合到宿主細胞的染色體DNA上偽裝成宿主細胞的基因并進行表達；抑制逆轉錄酶的藥物可以治療艾滋病。 3．(2014四川，3)將牛催乳素基因用32P標記后導入小鼠乳腺細胞，選取僅有一條染色體上整合有單個目的基因的某個細胞進行體外培養(yǎng)。下列敘述錯誤的是(　　) A．小鼠乳腺細胞中的核酸含有5種堿基和8種核苷酸 B．該基因轉錄時，遺傳信息通過模板鏈傳遞給mRNA C．連續(xù)分裂n次后，子細胞中32P標記的細胞占1/2n＋1 D．該基因翻譯時所需tRNA與氨基酸種類數(shù)不一定相等 【答案】C