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第20講　基因控制蛋白質的合成 [考綱要求]　1.遺傳信息的轉錄和翻譯(B)。2.基因與性狀的關系(B)。3.人類基因組計劃及其意義(A)。 考點一　遺傳信息的轉錄和翻譯 1．RNA的結構與分類 (1)基本單位：核糖核苷酸。 (2)種類及功能 (3)RNA與DNA的區(qū)別 項目 物質組成 結構特點 五碳糖 特有堿基 DNA 脫氧核糖 T(胸腺嘧啶) 一般是雙鏈 RNA 核糖 U(尿嘧啶) 通常是單鏈 技法提煉　DNA和RNA的區(qū)分 (1)DNA和RNA的判斷 ①含有堿基T或脫氧核糖?DNA； ②含有堿基U或核糖?RNA。 (2)單鏈DNA和雙鏈DNA的判斷 ①若：?雙鏈DNA； ②若：嘌呤數(shù)≠嘧啶數(shù)?單鏈DNA。 (3)DNA和RNA合成的判斷：用放射性同位素標記T或U可判斷DNA和RNA的合成。若大量利用T，可推斷正在發(fā)生DNA的合成；若大量利用U，可推斷正在進行RNA的合成。 2．轉錄 (1)場所：主要是細胞核，在葉綠體、線粒體中也能發(fā)生轉錄過程。 (2)條件 (3)過程 (4)產物：信使RNA、核糖體RNA、轉運RNA。 3．翻譯 (1)場所或裝配機器：核糖體。 (2)條件 (3)過程 (4)產物：多肽蛋白質 歸納整合　復制、轉錄和翻譯的比較 項目 復制 轉錄 翻譯 場所 主要在細胞核 主要在細胞核 細胞質(核糖體) 模板 DNA的兩條鏈 DNA的一條鏈 mRNA 原料 4種脫氧核糖核苷酸 4種核糖核苷酸 20種氨基酸 原則 A－T、G－C T－A、A－U、G－C A－U、G－C 結果 兩個子代DNA分子 mRNA、tRNA、rRNA 多肽鏈 信息 傳遞 DNA→DNA DNA→mRNA mRNA→蛋白質 意義 傳遞遺傳信息 表達遺傳信息 1．判斷下列有關RNA和DNA的敘述 (1)一個tRNA分子中只有三個堿基，可以攜帶多種氨基酸(　　) (2)rRNA是核糖體的組成成分，原核細胞中可由核仁參與合成(　　) (3)tRNA分子中的部分堿基兩兩配對形成氫鍵(　√　) (4)有些RNA可通過降低化學反應的活化能來提高反應速率(　√　) (5)若某核酸中，嘌呤占58%，嘧啶占42%，則該核酸一定不是雙鏈DNA(　√　) (6)在翻譯過程中，tRNA分子的—OH端與相應的氨基酸結合(　√　) 2．判斷下列有關遺傳信息、密碼子和反密碼子的敘述 (1)每種氨基酸僅由一種密碼子編碼(　　) (2)一個tRNA上的反密碼子只能與mRNA上的一種密碼子配對(　√　) (3)mRNA上所含有的密碼子均能在tRNA上找到相對應的反密碼子(　　) (4)如圖表示藍藻DNA上遺傳信息、密碼子、反密碼子間的對應關系，則①是β鏈，完成此過程的場所是細胞核(　　) 3．判斷有關復制、轉錄和翻譯的相關敘述 (1)DNA復制就是基因表達的過程(　　) (2)轉錄和翻譯過程都存在T－A、A－U、G－C的堿基配對方式(　　) (3)蛋白質合成旺盛的細胞中，DNA分子較多，轉錄成的mRNA分子也較多(　　) (4)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(　　) (5)細胞中的mRNA在核糖體上移動，指導蛋白質的合成(　　) (6)DNA復制和轉錄時，其模板都是DNA的一整條鏈(　　) 分析DNA轉錄和翻譯過程 (1)遺傳信息的轉錄過程中也有DNA的解旋過程，該過程需要解旋酶嗎？ 提示　不需要，RNA聚合酶也有解旋功能。 (2)為什么說真核細胞的轉錄過程主要發(fā)生在細胞核中？ 提示　DNA主要存在于細胞核中，線粒體和葉綠體中也存在少量的DNA，因此葉綠體和線粒體也有部分遺傳信息的轉錄過程。 (3)圖中翻譯方向如何？判斷依據(jù)是什么？ 提示　方向為從左向右；判斷依據(jù)是多肽鏈的長短，長的翻譯在前。 (4)圖示信息顯示一條mRNA可結合多個核糖體，其意義何在？ 提示　少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質。 (5)起始密碼子AUG決定甲硫氨酸，為什么蛋白質的第一個氨基酸往往不是甲硫氨酸？ 提示　翻譯生成的多肽鏈往往需進行加工修飾，甲硫氨酸在此過程中會被剪切掉。 (6)翻譯過程中，核糖體是如何使肽鏈延伸的？從核糖體上脫落下來的是有特定功能的成熟蛋白質嗎？ 提示　翻譯過程中，核糖體在mRNA上移動并依次讀取密碼子，進行肽鏈的合成，直到讀取到mRNA上的終止密碼子，合成才能終止。剛從核糖體上脫落下來的只能稱之為多肽，其必須經(jīng)過一定的加工才能成為具有特定功能的成熟蛋白質。 命題點一　轉錄和翻譯過程的分析 1．(2019常州質檢)如圖表示某個體的一個細胞中控制功能蛋白A的基因的表達過程，下列說法正確的是(多選)(　　) A．過程①以核糖核苷酸為原料，催化該過程的酶是RNA聚合酶 B．過程②中核糖體的移動方向是從右向左，需要兩種RNA參與 C．若基因發(fā)生突變，則功能蛋白A的相對分子質量可能增大 D．該個體的某些細胞內控制功能蛋白A的基因可能沒有表達 答案　ACD 解析　過程①是轉錄，需要細胞質提供的核糖核苷酸為原料，該過程在RNA聚合酶的催化作用下合成mRNA，A項正確；過程②是翻譯，根據(jù)肽鏈的長度可判斷，核糖體的移動方向是從右向左，但翻譯需要rRNA、tRNA、mRNA三種RNA參與，B項錯誤；若基因突變導致終止密碼子后移，則功能蛋白A的相對分子質量將增大，C項正確；由于基因的選擇性表達，該個體的某些細胞內控制功能蛋白A的基因可能沒有表達，D項正確。 2．如圖表示某細胞中遺傳信息的傳遞，據(jù)圖分析下列相關敘述正確的是(　　) A．DNA雙鏈在細胞核中合成，多肽鏈在細胞質中合成 B．圖中酶a代表DNA聚合酶，酶b代表RNA聚合酶 C．轉錄形成mRNA時，游離的核糖核苷酸有序地與DNA鏈上的堿基相撞 D．結構c與mRNA的結合部位會形成2個tRNA的結合位點 答案　D 解析　圖中轉錄和翻譯同時進行，由此可判斷該細胞為原核細胞，無以核膜為界限的細胞核，A項錯誤；圖中酶a代表解旋酶，酶b代表RNA聚合酶，B項錯誤；轉錄形成mRNA時，游離的核糖核苷酸隨機地與DNA鏈上的堿基相撞，只有能夠進行堿基互補配對的核糖核苷酸才能按次序進行連接，C項錯誤；結構c為核糖體，其與mRNA的結合部位會形成2個tRNA的結合位點，D項正確。  科學思維　“三步”判斷真、原核細胞的DNA復制、轉錄及翻譯 命題點二　基因表達中的有關計算 3．(2019淮安質檢)一個mRNA分子有m個堿基，其中G＋C有n個；由該mRNA合成的蛋白質有兩條肽鏈。則其模板DNA分子的A＋T數(shù)、合成蛋白質時脫去的水分子數(shù)分別是(　　) A．m、(m/3)－1 B．m、(m/3)－2 C．2(m－n)、(m/3)－1 D．2(m－n)、(m/3)－2 答案　D 解析　mRNA分子中有m個堿基，其中G＋C的數(shù)目為n個，則A＋U的數(shù)目為(m－n)個，故模板DNA中A＋T數(shù)目為2(m－n)個。根據(jù)mRNA堿基數(shù)目∶蛋白質中氨基酸數(shù)目＝3∶1可知，氨基酸數(shù)目為m/3個。脫去水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)＝(m/3)－2。 4．(2018天津模擬)一段原核生物的mRNA通過翻譯可合成一條含有11個肽鍵的多肽，則此mRNA分子含有的堿基個數(shù)、合成這段多肽需要的tRNA個數(shù)及轉錄此mRNA的DNA中堿基個數(shù)至少依次為(　　) A．33　11　66 B．36　12　72 C．12　36　72 D．11　36　66 答案　B 解析　一條含有11個肽鍵的多肽，含有12個氨基酸。mRNA中每3個相鄰的堿基決定一個氨基酸；一個氨基酸需要一個tRNA來轉運。因此，mRNA中至少含有36個堿基，至少需要12個tRNA，DNA中至少含有72個堿基。 科學思維　“三步法”解答關于基因表達中的計算題 第一步：作圖。通常只需畫出下圖甲，但當涉及轉錄、逆轉錄、翻譯時還要畫出圖乙。 ①上述圖甲代表的是一個DNA分子，α、β代表它的兩條脫氧核苷酸鏈；圖乙代表的是以該DNA分子的α鏈為模板轉錄出的一個RNA分子。 ②上述圖甲中的A、G、C、T代表4種脫氧核苷酸(或堿基)，x、y、z、w代表數(shù)量；圖乙中的U、C、G、A代表4種核糖核苷酸(或堿基)，x、y、z、w代表數(shù)量。 第二步：轉換。即根據(jù)第一步做出的圖，把題干給出的條件轉換成數(shù)學等式。 第三步：計算。即根據(jù)題干的要求，結合第二步中的數(shù)學等式，求出相應的數(shù)值。 考點二　基因對性狀的控制和人類基因組計劃 1．中心法則 (1)提出者：克里克。 (2)補充后的內容圖解 (3)不同類型生物遺傳信息的傳遞 ①能分裂的細胞生物及噬菌體等DNA病毒生物遺傳信息的傳遞 。 ②具有RNA復制功能的RNA病毒(如煙草花葉病毒) 。 ③具有逆轉錄功能的RNA病毒(如艾滋病病毒) 。 ④高度分化的細胞 DNARNA蛋白質。 歸納提升　中心法則與基因表達的關系 2．基因控制性狀的途徑 (1)直接控制途徑(用文字和箭頭表示) 基因蛋白質的結構生物體的性狀。 (2)間接控制途徑(用文字和箭頭表示) 酶的合成代謝過程生物體的性狀。 3．基因與性狀的對應關系 4．人類基因組計劃的目的及意義 (1)目的：測定人類基因組的全部DNA序列，解讀其中包含的遺傳信息。 (2)分布：人類基因組的DNA序列主要分布在細胞核中22條常染色體和X、Y兩條性染色體上。 (3)意義：認識到人類基因組的組成、結構、功能及其相互關系，有利于診治和預防人類疾病。 1．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(下圖)，判斷下列相關敘述： (1)生物的遺傳信息儲存在DNA或RNA的核苷酸序列中(　√　) (2)核苷酸序列不同的基因可能表達出相同的蛋白質(　√　) (3)合成子代病毒蛋白質外殼的完整過程至少要經(jīng)過d、b、c環(huán)節(jié)(　√　) (4)通過d形成的DNA可以整合到宿主細胞的染色體DNA上(　√　) (5)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(　√　) 2．下圖為人體內基因對性狀的控制過程，判斷如下分析： (1)基因1和基因2一般不會出現(xiàn)在人體內的同一個細胞中(　　) (2)圖中①過程需RNA聚合酶的催化，②過程需tRNA的協(xié)助(　√　) (3)④⑤過程的結果存在差異的直接原因是血紅蛋白結構的不同(　√　) (4)圖中①②過程發(fā)生的場所分別是細胞核、細胞質中的核糖體(　√　) (5)人體衰老引起白發(fā)的原因是圖中酪氨酸酶不能合成(　　) (6)基因控制囊性纖維病與基因2控制性狀的方式相同(　√　) 3．判斷下列有關人類基因組計劃的敘述 (1)測定人類的基因組，需要測定22條常染色體、X染色體和Y染色體上所有的DNA序列(　√　) (2)對于某多倍體植物來說，體細胞中有幾個染色體組就有幾個基因組(　　) (3)測定水稻的基因組，可以直接測定一個染色體組中所有的DNA序列(　√　) 據(jù)圖分析生物體內遺傳信息的傳遞和表達過程 (1)在人體細胞中發(fā)生的過程是①②③。 (2)遵循堿基互補配對的過程是①②③④⑤⑥。 (3)①和②過程，堿基配對方式完全相同嗎？ 提示　不完全相同。①中是G－C，C－G，A－T，T－A；②中是G－C，C－G，A－U， T－A。 (4)HIV可發(fā)生上述什么過程？其宿主細胞是什么？其進行蛋白質合成的場所是哪里？其“遺傳信息流”的模板及原料分別由誰提供？ 提示　HIV可發(fā)生的過程是①②③④，其宿主細胞是T淋巴細胞，其進行蛋白質合成的場所是宿主細胞的核糖體，其“遺傳信息流”的模板由病毒自身提供，原料由宿主細胞提供。 (5)中心法則反映了遺傳物質的哪兩大功能？ 提示　中心法則反映了遺傳物質的傳遞與表達兩大功能。 命題點一　中心法則的綜合分析 1．(2018無錫一中第三次月考)圖甲所示為基因表達過程，圖乙為中心法則，①～⑤表示生理過程。下列敘述正確的是(　　) A．圖甲所示為染色體DNA上的基因表達過程，需要多種酶參與 B．紅霉素影響核糖體在mRNA上的移動，故影響基因的轉錄過程 C．圖甲所示過程為圖乙中的①②③過程 D．圖乙中涉及堿基A與U配對的過程為②③④⑤ 答案　D 解析　圖甲中，轉錄和翻譯同時進行，屬于原核生物的基因表達過程，而原核生物沒有染色體，A項錯誤；紅霉素影響核糖體在mRNA上的移動，所以影響基因的翻譯過程，B項錯誤；圖乙中①是DNA復制、②是轉錄過程、③是翻譯過程、④是RNA的復制、⑤是逆轉錄過程，圖甲是基因控制蛋白質的合成過程，即轉錄和翻譯，為圖乙中的②③過程，C項錯誤；圖乙中涉及堿基A與U配對的過程為②③④⑤，①過程中只有A與T配對，D項正確。 2．(2018江蘇江浦高中三模)埃博拉出血熱(EBHF)是由EBV(一種絲狀單鏈RNA病毒)引起的，EBV與宿主細胞結合后，將其核酸—蛋白復合體釋放至細胞質，通過下圖途徑進行增殖。如直接將EBV的RNA注入人體細胞，則不會引起EBHF。下列推斷正確的是(　　) A．過程②的場所是宿主細胞的核糖體，過程①所需的酶可來自宿主細胞 B．過程②合成兩種物質時所需的氨基酸和tRNA的種類、數(shù)量相同 C．EBV增殖過程需細胞提供四種脫氧核苷酸和ATP D．過程①所需嘌呤比例與過程③所需嘧啶比例相同 答案　D 解析　根據(jù)題干信息可知，過程②的場所是宿主細胞的核糖體，過程①所需的酶來自EBV，A項錯誤；過程②翻譯形成兩種不同的蛋白質，因此所需的氨基酸和tRNA的種類、數(shù)量不同，B項錯誤；EBV增殖過程需細胞提供四種核糖核苷酸、ATP等，C項錯誤；根據(jù)堿基互補配對原則，－RNA中嘧啶比例與mRNA中嘌呤比例相同，因此過程①所需嘌呤比例與過程③所需嘧啶比例相同，D項正確。 3．如圖所示，下列有關敘述不正確的是(　　) A．若甲是DNA，乙為RNA，此過程要以甲為模板，酶為RNA聚合酶 B．若甲是DNA，乙為DNA，此過程要以甲為模板，酶為DNA聚合酶和解旋酶 C．若甲是RNA，乙為DNA，此過程為轉錄，原料為脫氧核苷酸 D．若甲是RNA，乙為蛋白質，此過程為翻譯，原料為氨基酸 答案　C 解析　根據(jù)圖示，若甲是DNA，乙為RNA，則此過程表示轉錄，需要以甲為模板，酶為RNA聚合酶，A項正確；若甲是DNA，乙為DNA，此過程表示DNA復制，需要以甲為模板，酶為DNA聚合酶和解旋酶，B項正確；若甲是RNA，乙為DNA，此過程為逆轉錄，原料為脫氧核苷酸，C項錯誤；若甲是RNA，乙為蛋白質，此過程為翻譯，原料為氨基酸，D項正確。 科學思維　“三看法”判斷中心法則各過程 命題點二　辨析基因對性狀的控制過程 4.(2018上饒鄱陽一中高三月考)如圖判斷下列有關基因與性狀關系的敘述，錯誤的是(　　) A．由基因產物呈現(xiàn)的性狀①、②、③、④可知，同一個基因會影響多種性狀 B．若⑧為表達出的異常血紅蛋白呈現(xiàn)的性狀“紅細胞呈鐮刀型”，可說明基因通過控制酶的合成來控制代謝，進而控制生物體的性狀 C．上述圖示可表明基因與性狀并非簡單的線性關系 D．生物體的性狀除了受基因控制外，還可能受環(huán)境條件的影響 答案　B 解析　由題圖知，性狀①、②、③、④由同一種基因產物呈現(xiàn)，說明同一基因產物會影響多種性狀，A項正確；若⑧為表達出的異常血紅蛋白呈現(xiàn)的性狀“紅細胞呈鐮刀型”，可說明基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀，B項錯誤；由題圖知，性狀①、②、③、④由同一種基因產物呈現(xiàn)，而性狀⑤由三種基因產物呈現(xiàn)，表明基因與性狀并非簡單的線性關系，C項正確；生物體的性狀除了受基因控制外，還可能受環(huán)境條件的影響，即基因型＋環(huán)境條件＝生物體的性狀，D項正確。 5．白化病和黑尿癥都是酶缺陷引起的分子遺傳病，前者不能由酪氨酸合成黑色素，后者不能將尿黑酸轉變?yōu)橐阴Ｒ宜?，排出的尿液因含有尿黑酸，遇空氣后氧化變黑。如圖表示人體內與之相關的一系列生化過程，圖中不能表明的是(　　) 食物―→苯丙氨酸酪氨酸―→β羥苯丙氨酸尿黑酸 　　　　　　　　↓酶B　　　　　　　　↓酶D 　　　　　　　黑色素　　　　　　乙酰乙酸 A．如果控制酶B合成的基因發(fā)生突變，可能會導致黑色素無法合成而形成白化病 B．若控制酶A合成的基因發(fā)生突變，可能會引起多個性狀改變 C．圖中表明一個性狀可受多個基因控制 D．基因能通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀 答案　D 解析　控制酶B合成的基因發(fā)生突變，可能會導致人體內不能合成黑色素而患白化病，A項正確；若酶A的合成異常，體內酪氨酸不能合成，會導致多個性狀發(fā)生改變，B項正確；黑色素的合成需要酶A基因和酶B基因的控制，即一個性狀可受多個基因的控制，C項正確；圖示信息能說明基因通過控制酶的合成間接控制生物體的性狀，D項錯誤。 矯正易錯　強記長句 1．有關轉錄和翻譯的7點提醒 (1)轉錄的產物不只是mRNA，還有tRNA、rRNA，但只有mRNA攜帶遺傳信息和起始密碼，3種RNA都參與翻譯過程，只是作用不同。 (2)tRNA并非僅由3個核糖核苷酸(堿基)構成，而是含有幾十個至上百個核糖核苷酸(堿基)。 (3)一種密碼子只能決定一種氨基酸，一種tRNA只能轉運一種氨基酸；但是一種氨基酸可對應一種或幾種密碼子，可由一種或幾種tRNA轉運。 (4)并不是所有的密碼子都決定氨基酸，其中終止密碼不決定氨基酸。 (5)轉錄和翻譯過程中A不是與T配對，而是與U配對。 (6)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。 (7)真核生物首先在細胞核轉錄，后在細胞質中翻譯，異地、先后進行；原核細胞是邊轉錄、邊翻譯，同地、同時進行。 2．有關中心法則及基因與性狀關系的4點提醒 (1)不同細胞中的中心法則途徑：高等動植物只有DNA復制、轉錄、翻譯三條途徑，如根尖分生區(qū)細胞等分裂旺盛的組織細胞中三條途徑都有；但葉肉細胞等高度分化的細胞中無DNA復制途徑，只有轉錄和翻譯兩條途徑；哺乳動物成熟的紅細胞中無信息傳遞。RNA復制和逆轉錄只發(fā)生在被RNA病毒寄生的細胞中，而在其他生物體內不能發(fā)生。 (2)RNA復制酶、逆轉錄酶均來自病毒自身，但是該酶起初應在寄主細胞核糖體上，由寄主細胞提供原料合成。 (3)體現(xiàn)某性狀的物質并不一定是“蛋白質”：如甲狀腺激素、黑色素、淀粉等，該類性狀往往是通過基因控制性狀的間接途徑實現(xiàn)的，即基因酶的合成產生該非蛋白質類物質的代謝過程控制性狀。 (4)基因與性狀的關系并不都是簡單的一一對應關系：基因與基因、基因與基因產物、基因與環(huán)境之間存在著復雜的相互作用，這種相互作用形成了一個錯綜復雜的網(wǎng)絡，精細地調控著生物體的性狀。總之，生物體的性狀是基因和環(huán)境共同作用的結果。 1.RNA和DNA在化學組成上的區(qū)別在于：RNA中含有核糖和尿嘧啶，DNA中含有脫氧核糖和胸腺嘧啶。 2．轉錄主要在細胞核內進行，以DNA的一條鏈為模板，合成mRNA的過程。而翻譯是以mRNA為模板，以氨基酸為原料，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。 3．在細胞中由少量mRNA就可以短時間內合成大量的蛋白質的主要原因是一個mRNA分子可結合多個核糖體，同時合成多條肽鏈。 4．細胞核中轉錄形成的RNA通過核孔進入細胞質，穿過0層膜，需要能量。 5．質基因(線粒體和葉綠體中的基因)控制蛋白質合成過程時也進行轉錄。 6．若某mRNA中一個A替換成了U，合成的多肽鏈中氨基酸序列沒有變化的原因可能是一種氨基酸可能對應多種密碼子(或堿基改變后控制的氨基酸種類相同或密碼子具有簡并性)。 7．密碼子與氨基酸之間的對應關系是一種密碼子只能決定一種氨基酸，但一種氨基酸可能由多種密碼子來決定。 8．基因對性狀的控制有兩條途徑：一是基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀；二是基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。 重溫高考　演練模擬 1．(2018江蘇，3)下列關于DNA和RNA的敘述，正確的是(　　) A．原核細胞內DNA的合成都需要DNA片段作為引物 B．真核細胞內DNA和RNA的合成都在細胞核內完成 C．肺炎雙球菌轉化實驗證實了細胞內的DNA和RNA都是遺傳物質 D．原核細胞和真核細胞中基因表達出蛋白質都需要DNA和RNA的參與 答案　D 解析　原核細胞內DNA的合成需要RNA片段作為引物，A錯誤；真核細胞的線粒體DNA和葉綠體DNA的合成不在細胞核內完成，B錯誤；肺炎雙球菌轉化實驗證實了DNA是遺傳物質，C錯誤；基因表達出蛋白質是遺傳信息轉錄、翻譯(DNA→RNA→蛋白質)的過程，需要DNA和RNA的參與，D正確。 2．(2017全國Ⅲ，1)下列關于真核細胞中轉錄的敘述，錯誤的是(　　) A．tRNA、rRNA和mRNA都從DNA轉錄而來 B．同一細胞中兩種RNA的合成有可能同時發(fā)生 C．細胞中的RNA合成過程不會在細胞核外發(fā)生 D．轉錄出的RNA鏈與模板鏈的相應區(qū)域堿基互補 答案　C 解析　轉錄是以DNA的一條鏈為模板，以核糖核苷酸為原料合成RNA的過程，包括tRNA、rRNA和mRNA三種，A正確；不同的RNA由不同的基因轉錄而來，所以同一細胞中兩種RNA的合成有可能同時發(fā)生，B正確；細胞中的RNA合成過程主要在細胞核內發(fā)生，在線粒體和葉綠體中也能進行轉錄合成RNA，C錯誤；轉錄時遵循堿基互補配對原則，所以轉錄出的RNA鏈與模板鏈的相應區(qū)域堿基互補，D正確。 3．(2016江蘇，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(如下圖)。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……TCCAGAATC…… 則相應的識別序列為……UCCAGAAUC…… 答案　C 解析　蛋白質由相應基因指導在核糖體中合成，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互補，故兩鏈堿基相同，只是其中T與U互換，D正確。 4．(2017江蘇，23)在體外用14C標記半胱氨酸t(yī)RNA復合物中的半胱氨酸(Cys)，得到*CystRNACys，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*AlatRNACys(見下圖，tRNA不變)。如果該*AlatRNACys參與翻譯過程，那么下列說法正確的是(多選)(　　) A．在一個mRNA分子上可以合成多條被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　一個mRNA分子上可結合多個核糖體，同時合成多條肽鏈，A正確；反密碼子與密碼子按堿基互補配對原則配對，不是由結合的氨基酸決定，B錯誤；由于Cys轉化為Ala時并未改變反密碼子堿基序列，故新合成的肽鏈中原來Cys的位置，被替換為14C標記的Ala，C正確、D錯誤。 5．圖①～③分別表示人體細胞中發(fā)生的3種生物大分子的合成過程。請回答下列問題： (1)細胞中過程②發(fā)生的主要場所是__________。 (2)已知過程②的α鏈中鳥嘌呤與尿嘧啶之和占堿基總數(shù)的54%，α鏈及其模板鏈對應區(qū)段的堿基中鳥嘌呤分別占29%、19%，則與α鏈對應的DNA區(qū)段中腺嘌呤所占的堿基比例為________。 (3)由于基因中一個堿基對發(fā)生替換，而導致過程③合成的肽鏈中第8位氨基酸由異亮氨酸(密碼子有AUU、AUC、AUA)變成蘇氨酸(密碼子有ACU、ACC、ACA、ACG)，則該基因的這個堿基對替換情況是__________________________________。 (4)在人體內成熟的紅細胞、漿細胞、記憶細胞、效應T細胞中，能發(fā)生過程②、③而不能發(fā)生過程①的細胞是______________________________。 (5)人體不同組織細胞的相同DNA進行過程②時啟用的起始點____________ (填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)，其原因是______________________________。 答案　(1)細胞核　(2)26%　(3)T∥A替換為C∥G(或A∥T替換為G∥C)　(4)漿細胞和效應T細胞　(5)不完全相同　不同組織細胞中基因進行選擇性表達 解析　(1)過程②屬于轉錄過程，發(fā)生的場所主要是細胞核。(2)α鏈是mRNA，其中G占29%，U占25%，根據(jù)堿基互補配對原則，其模板鏈中C占29%、A占25%，又因模板鏈中G占19%，則T占(1－29%－25%－19%)＝27%，則α鏈對應的雙鏈DNA中A占(25%＋27%)2＝26%。(3)該基因突變是由于一個堿基對的改變引起的，故異亮氨酸的密碼子中第二個堿基U變成了堿基C成為蘇氨酸的密碼子，相應的則是基因中T//A替換為C//G(或A//T替換為G//C)。(4)DNA復制發(fā)生于細胞分裂過程中，漿細胞和效應T細胞能轉錄翻譯形成蛋白質，但不能發(fā)生DNA復制，人體內成熟紅細胞不能發(fā)生DNA復制、轉錄和翻譯過程，記憶細胞能發(fā)生DNA復制、轉錄和翻譯過程。(5)由于基因的選擇性表達，人體不同細胞中相同DNA轉錄的起始點不完全相同。  一、單項選擇題 1．下列關于密碼子、tRNA和氨基酸的關系，說法正確的是(　　) A．mRNA上每3個相鄰的堿基都決定一種氨基酸 B．密碼子的簡并性是指每種氨基酸都對應多種密碼子 C．tRNA分子內部均不存在氫鍵 D．每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸 答案　D 2．下圖為翻譯過程中搬運原料的工具tRNA，其反密碼子的讀取方向為“3′端→5′端”，其他數(shù)字表示核苷酸的位置。下表為四種氨基酸對應的全部密碼子的表格。相關敘述正確的是(　　) A．轉錄過程中也需要搬運原料的工具tRNA B．該tRNA中含有氫鍵，由兩條鏈構成 C．該tRNA在翻譯過程中可搬運蘇氨酸 D．氨基酸與反密碼子都是一一對應的 答案　C 解析　轉錄過程不需要tRNA的參與，A錯誤；tRNA中含有氫鍵，但仍是單鏈，由一條鏈構成，B錯誤；有些氨基酸對應的密碼子不止一個，因此與反密碼子不是一一對應關系，D錯誤；該tRNA的反密碼子的讀取方向為“3′端→5′端”，即UGG，對應的密碼子為ACC，編碼蘇氨酸，C正確。 3．如圖為基因表達過程的示意圖，下列敘述正確的是(　　) A．①是DNA，其雙鏈均可作為②的轉錄模板 B．②上有n個堿基，則新形成的肽鏈含有n－1個肽鍵 C．③是核糖體，在翻譯過程中其將由3′向5′方向移動 D．④是tRNA，能識別mRNA上的密碼子 答案　D 解析?、偈荄NA，其一條鏈作為②的轉錄模板，A項錯誤；②上有n個堿基，則新形成的肽鏈最多含有n/3－1個肽鍵，B項錯誤；③是核糖體，在翻譯過程中其將由5′向3′方向移動，C項錯誤；④是tRNA，能識別mRNA上的密碼子并轉運相應的氨基酸，D項正確。 4．(2018徐州模擬)下圖是真核細胞內某基因的表達過程示意圖。有關敘述正確的是(　　) A．基因的轉錄需要DNA聚合酶的催化 B．翻譯過程需要成熟mRNA、tRNA、氨基酸、ATP、核糖體等 C．說明基因與多肽鏈是一一對應的關系 D．成熟mRNA上具有啟動子、終止子 答案　B 解析　基因的轉錄需要RNA聚合酶的催化，A項錯誤；翻譯過程中需要加工成熟的mRNA、tRNA、氨基酸、ATP、核糖體等，B項正確；圖中一個基因控制合成兩種多肽鏈，C項錯誤；成熟mRNA上具有起始密碼子和終止密碼子，D項錯誤。 5．如圖是真核細胞中DNA分子的復制、基因的表達示意圖，相關敘述正確的是(　　) A．甲、乙過程主要發(fā)生在細胞核內，丙過程發(fā)生在細胞質內 B．甲、乙兩過程都需要DNA聚合酶、解旋酶的催化 C．參與丙過程的RNA均為單鏈結構，其內部不存在堿基配對 D．甲、乙、丙過程所需原料依次是核糖核苷酸、脫氧核苷酸、氨基酸 答案　A 解析　由圖可知，甲過程表示DNA復制，乙過程表示轉錄，丙過程表示翻譯。甲(DNA復制)、乙(轉錄)兩過程主要發(fā)生在細胞核內，丙(翻譯)過程發(fā)生在細胞質內，A項正確；DNA復制需要DNA聚合酶、解旋酶的催化，轉錄需要RNA聚合酶的催化，B項錯誤；參與丙過程的tRNA內部存在堿基互補配對，C項錯誤；甲、乙、丙過程所需原料依次為脫氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸，D項錯誤。 6．(2018江陰一模)放線菌素D是鏈霉菌產生的一種多肽類抗生素，它能插入到雙鏈DNA中，妨礙RNA聚合酶沿DNA分子前進，但對DNA的復制沒有影響。放線菌素D進入細胞后將直接影響(　　) A．核糖體沿著信使RNA向前移動 B．信使RNA與tRNA的堿基配對 C．遺傳信息從DNA流向信使RNA D．以信使RNA為模板合成多肽鏈 答案　C 解析　由題干可知，放線菌素D能插入到雙鏈DNA中，妨礙RNA聚合酶沿DNA分子前進，但對DNA的復制沒有影響。RNA聚合酶是轉錄所需的酶，故放線菌素D進入細胞后將直接影響的是轉錄過程，即影響的是遺傳信息從DNA流向信使RNA。 7．(2018榆林檢測)如圖為基因的作用與性狀表現(xiàn)的流程示意圖。請據(jù)圖分析，下列說法錯誤的是(　　) A．①過程以DNA的一條鏈為模板、四種核糖核苷酸為原料合成RNA B．某段DNA上發(fā)生了基因突變，但形成的蛋白質不一定會改變 C．②過程中需要多種tRNA，tRNA不同，所搬運的氨基酸也不同 D．人的鐮刀型細胞貧血癥是基因對性狀的直接控制，使結構蛋白發(fā)生變化所致 答案　C 解析　①為轉錄過程，該過程以DNA的一條鏈為模板、四種核糖核苷酸為原料合成RNA，A正確；由于密碼子具有簡并性等，基因突變不一定會導致其控制合成的蛋白質改變，B正確；tRNA具有專一性，一種tRNA只能轉運一種氨基酸，但一種氨基酸可能由幾種tRNA來轉運，因此tRNA不同，其所搬運的氨基酸可能會相同，C錯誤；基因可通過控制蛋白質分子的結構來直接控制性狀，如鐮刀型細胞貧血癥，D正確。  8．下圖表示某些細菌合成精氨酸的途徑，從圖中可以得出的結論是(　　) A．若產生中間產物Ⅰ依賴突變型細菌，則可能是酶1基因發(fā)生突變 B．這三種酶基因有可能位于一對同源染色體上 C．這些細菌其精氨酸的合成是由3對等位基因共同控制的 D．若酶1基因不表達，則酶2基因和酶3基因也不表達 答案　A 解析　分析圖解可知，若產生中間產物Ⅰ依賴突變型細菌，則可能是酶1基因發(fā)生突變，A項正確；由圖示無法推出三種酶基因的位置，B項錯誤；這些細菌其精氨酸的合成是由3對或更多對等位基因共同控制的，C項錯誤；基因的表達是互不影響的，即酶1基因不表達，酶2基因和酶3基因也可能正常表達，D項錯誤。 二、多項選擇題 9．如圖是生物體內有關遺傳信息的復制、轉錄、翻譯等過程圖解，其中1、2、3分別代表相關過程。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是(　　) A．在真核細胞中，圖中1、2過程涉及的場所是相同的 B．圖中3過程表示翻譯，且方向為由左向右 C．圖中4個核糖體參與同一條肽鏈的合成，從而加快了翻譯速度 D．不同的tRNA可能轉運相同的氨基酸 答案　ABD 解析　在真核細胞中，圖中1過程表示DNA分子的復制，發(fā)生在細胞核、線粒體和葉綠體中；圖中2過程表示DNA的轉錄，發(fā)生在細胞核、線粒體和葉綠體中，A正確；圖中3過程合成的產物是多肽，可以確定3過程表示翻譯，多肽從左到右長度依次增加，所以翻譯的方向是由左向右，B正確；圖中4個核糖體同時進行4條肽鏈的合成，從而提高了翻譯的效率，C錯誤；根據(jù)密碼子的簡并性可推知：不同的tRNA可能轉運相同的氨基酸，D正確。 10．2017年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎頒給了美國的三位科學家，他們發(fā)現(xiàn)果蠅的晝夜節(jié)律與PER蛋白濃度的變化有關。下圖表示PER蛋白作用的部分過程，有關敘述錯誤的是(　　) A．PER蛋白可反饋抑制per基因的轉錄 B．permRNA的合成過程不會在細胞核外發(fā)生 C．PER蛋白與TIM蛋白結合后穿過核膜進入細胞核 D．一個permRNA分子上可結合一個核糖體同時進行多條相同肽鏈的合成 答案　CD 解析　據(jù)圖分析可知，PER蛋白與TIM結合后，進入細胞核，反饋抑制per基因的轉錄，A正確；因為permRNA存在于細胞核內，因此其合成只能發(fā)生在細胞核內，B正確；PER蛋白與TIM蛋白結合后通過核孔進入細胞核，C錯誤；在合成蛋白質時，多個核糖體可以相繼結合到permRNA分子上，形成多聚核糖體，這樣可以同時進行多條相同肽鏈的合成，提高蛋白質的翻譯效率，D錯誤。 三、非選擇題 11．如圖表示某DNA片段遺傳信息的傳遞過程：①～⑤表示物質或結構，a、b、c表示生理過程。請據(jù)圖回答(可能用到的密碼子：AUG—甲硫氨酸、GCU—丙氨酸、AAG—賴氨酸、UUC—苯丙氨酸、UCU—絲氨酸、UAC—酪氨酸)： (1)完成遺傳信息表達是________(填字母)過程，a過程所需的酶有____________ ______________。 (2)圖中含有核糖的是________(填數(shù)字)；由②指導合成的多肽鏈中氨基酸序列是________________________________________________________________________。 (3)該DNA片段第三次復制需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目為________個。 (4)若在AUG后插入三個核苷酸，合成的多肽鏈中除在甲硫氨酸后多一個氨基酸外，其余氨基酸序列沒有變化。由此證明______________________________________。 (5)苯丙酮尿癥是由于控制某種酶的基因異常而引起的，這說明基因和性狀的關系是 ________________________________________________________________________。 答案　(1)b、c　解旋酶和DNA聚合酶等酶　(2)②③⑤　甲硫氨酸—丙氨酸—絲氨酸—苯丙氨酸　(3)28 (4)一個密碼子由3個堿基組成　(5)基因通過控制酶的合成控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。 解析　(1)遺傳信息的表達是轉錄、翻譯形成蛋白質的過程，即圖中的b、c；a表示DNA的自我復制，需要解旋酶和DNA聚合酶等酶的參與。(2)只有RNA中含有核糖，則含核糖的有mRNA、核糖體、tRNA。mRNA上相鄰的三個堿基組成一個密碼子，密碼子決定氨基酸，所以由②指導合成的多肽鏈中氨基酸序列是甲硫氨酸—丙氨酸—絲氨酸—苯丙氨酸。(3)由c中②可推知該mRNA片段含有A＋U＝7個，則該DNA片段中含7個胸腺嘧啶脫氧核苷酸，第三次復制需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目為23－17＝28(個)。(4)密碼子是指mRNA上三個相鄰的堿基，因此在第一個密碼子后插入一個新密碼子，其余氨基酸序列沒有變化。(5)苯丙酮尿癥說明基因通過控制酶的合成控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。 12．(2019張家港模擬)miRNA是真核細胞中一類不編碼蛋白質的短序列RNA，其主要功能是調控其他基因的表達，在細胞分化、凋亡、個體發(fā)育和疾病發(fā)生等方面起著重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，BCL2是一個抗凋亡基因，其編碼的蛋白質有抑制細胞凋亡的作用。該基因的表達受MIR－15a基因控制合成的miRNA調控，如圖所示。 請分析回答： (1)A過程是________，需要____________的催化。 (2)B過程中能與①發(fā)生堿基互補配對的是__________________，物質②是指________________。 (3)據(jù)圖分析可知，miRNA調控BCL2基因表達的機理是_____________________________ _______________________________________。 (4)若MIR－15a基因缺失，則細胞發(fā)生癌變的可能性________(填“上升”“不變”或“下降”)，理由是__________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)轉錄　RNA聚合酶　(2)tRNA(或反密碼子)　多肽(或多肽鏈)　(3)miRNA能與BCL2基因轉錄生成的mRNA發(fā)生堿基互補配對，形成雙鏈，阻斷翻譯過程　(4)上升　MIR－15a基因缺失，無法合成miRNA，無法調控BCL2基因的表達，使BCL2基因表達產物增加，抑制細胞凋亡，細胞癌變的可能性增加 解析　(1)A過程是轉錄，需要RNA聚合酶的催化。(2)B過程表示翻譯，①mRNA與tRNA(或反密碼子)發(fā)生堿基互補配對；物質②表示翻譯形成的多肽(或多肽鏈)。(3)據(jù)圖分析可知，miRNA調控BCL2基因表達的機理是miRNA能與BCL2基因轉錄生成的mRNA發(fā)生堿基互補配對，形成雙鏈，阻斷翻譯過程。(4)若MIR－15a基因缺失，則細胞發(fā)生癌變的可能性上升，理由是MIR－15a基因缺失，無法合成miRNA，無法調控BCL2基因的表達，使BCL2基因表達產物增加，抑制細胞凋亡，細胞癌變的可能性增加。