資源簡介

(共106張PPT)
第3課時
基因的概念與表達
課標要求
概述DNA分子上的遺傳信息通過RNA指導蛋白質的合成，細胞分化的本質是基因選擇性表達的結果，生物的性狀主要通過蛋白質體現。
考點一　基因通常是有遺傳效應的DNA片段
考點二　遺傳信息的轉錄和翻譯
內容索引
課時精練
重溫高考 真題演練
考點一
基因通常是有遺傳效應的DNA片段
歸納 夯實必備知識
1.基因本質：基因通常是具有
。有些病毒的遺傳物質是RNA，對于這些病毒而言，基因就是_____________________。
2.基因與染色體、DNA、脫氧核苷酸的關系
遺傳效應的DNA片段
有遺傳效應的RNA片段
染色體
線性
遺傳信息
真、原核細胞基因的結構
拓展延伸
1.在刑偵領域，DNA能像指紋一樣用來鑒定個人身份。結合脫氧核苷酸序列的多樣性和特異性，你能分析這一方法的科學依據嗎？
提示　在人類的DNA分子中，核苷酸序列多樣性表現為每個人的DNA幾乎不可能完全相同。因此，DNA可以像指紋一樣用來鑒別身份。
2.外源基因如果隨機整合到受體細胞的DNA上，染色體上原有基因被破壞的概率大還是不被破壞的概率大？請說明理由。
提示　不被破壞的概率大。染色體DNA分子中的絕大多數堿基并不構成基因。
拓展 提升科學思維
1.生長在太平洋西北部的一種水母能發出綠色熒光，這是因為該種水母DNA上有一段長度為5 170個堿基對的片段——綠色熒光蛋白基因。轉基因實驗表明，轉入了水母的綠色熒光蛋白基因的轉基因鼠，在紫外線的照射下，也能像水母一樣發光。這個資料不能表明
A.基因是有遺傳效應的DNA片段
B.基因是DNA上的有一定功能的特異性的堿基排列順序
C.基因是控制生物體性狀的遺傳物質的結構單位和功能單位
D.DNA的任意片段都能在另一種生物體內控制性狀
√
突破 強化關鍵能力
2.人類抗體重鏈基因位于14號染色體上，由VH、DH、JH、CH四個基因片段簇組成，其中功能性VH基因片段約有65個、DH基因片段有27個、JH基因片段有6個、功能性CH基因片段有9個，如圖所示。下列有關敘述錯誤的是
A.VH1、DH1和JH1的基本組成單位相同
B.VH1、DH1和JH1在染色體上呈線性排列
C.VH、DH、JH和CH的多樣性是抗體多樣性的基礎
D.遺傳信息主要蘊藏在VH基因片段簇的排列順序中
√
VH1、DH1和JH1的基本組成單位都是脫氧核苷酸，A正確；
VH1、DH1和JH1在一條染色體上，呈線性排列，B正確；
VH、DH、JH和CH的多樣性是抗體多樣性的基礎，C正確；
遺傳信息主要蘊藏在VH基因片段簇的脫氧核苷酸的排列順序中，D錯誤。
考點二
遺傳信息的轉錄和翻譯
歸納 夯實必備知識
1.RNA的結構和種類
(1)元素組成： 。
(2)基本單位： 。
(3)組成成分
C、H、O、N、P
核糖核苷酸
核糖
鳥嘌呤(G)
尿嘧啶(U)
(4)結構：一般是 鏈，長度比DNA短；能通過 從細胞核轉移到細胞質中。
單
核孔
種類 功能
mRNA 合成的直接模板
tRNA 識別 ，轉運_______
rRNA 的組成成分
病毒RNA RNA病毒的__________
酶 少數酶為RNA，可降低化學反應的 (起催化作用)
(5)種類及功能
蛋白質
密碼子
氨基酸
核糖體
遺傳物質
活化能
源于必修2 P67“圖4－6”：tRNA (填“含有”或“不含有”)氫鍵，一個tRNA分子中 (填“是”或“不是”)只有三個堿基。
含有
不是
2.遺傳信息
的轉錄
細胞核
細胞質
核糖核苷酸
mRNA分子
mRNA、rRNA、tRNA
(1)源于必修2 P65“圖4－4”：
①遺傳信息的轉錄過程中也有DNA的解旋過程，該過程_______
(填“需要”或“不需要”)解旋酶。
②一個基因轉錄時以基因的 條鏈為模板，一個DNA分子上的所有基因的模板鏈 (填“一定”或“不一定”)相同。
③轉錄方向的判定方法：_________________________________
為轉錄的起始方向。
不需要
不一定
已合成的mRNA釋放的一端(5′－端)
一
(2)源于必修2 P64～65“正文”：RNA適合做信使的原因是______
__________________________________________________________________________________________________________。
RNA由
核糖核苷酸連接而成，可以攜帶遺傳信息；一般是單鏈，而且
比DNA短，因此能夠通過核孔，從細胞核轉移到細胞質中
3.遺傳信
息的翻譯
mRNA
tRNA
mRNA
tRNA
密碼子
脫離
終止
4.遺傳信息、密碼子與反密碼子之間的聯系
間接
直接
3
源于必修2P67“思考·討論”幾乎所有的生物體都共用一套密碼子，這體現了密碼子的什么特點？
提示　這體現了密碼子的通用性，說明當今生物可能有著共同的起源。
歸納總結
基因(DNA)、mRNA上堿基數目最多對應的肽鏈中氨基酸數目，如圖所示：
可見，蛋白質中氨基酸數目＝1/3mRNA堿基數目＝1/6DNA堿基數目。
提醒　實際基因表達過程中的數量關系不符合6∶3∶1的原因
①基因中的內含子轉錄后被剪切。
②在基因中，有的片段(非編碼區)起調控作用，不轉錄。
③合成的肽鏈在加工過程中可能會被剪切掉部分氨基酸。
④轉錄出的mRNA中有終止密碼子，終止密碼子不編碼氨基酸。
5.中心法則
(1)提出者： 。
(2)中心法則內容圖解(虛線表示少數生物的遺傳信息的流向)
圖中：①DNA的復制；② ；③翻譯；④ ；⑤ 。
(3)生命是物質、能量和信息的統一體： 是信息的載體，____
___是信息的表達產物，而 為信息的流動提供能量。
克里克
轉錄
RNA的復制
RNA逆轉錄
DNA、RNA
蛋白
質
ATP
生物種類 舉例 遺傳信息的傳遞過程
DNA病毒 T2噬菌體
__________________________
RNA病毒 煙草花葉病毒
__________________
逆轉錄病毒 艾滋病病毒
_____________________________________
細胞生物 動物、植物、細菌、真菌等
__________________________
(4)寫出下列部分生物中心法則表達式
聚焦RNA合成和翻譯過程相關圖示：
拓展 提升科學思維
(1)圖甲中一個基因的兩條鏈都可以作為轉錄的模板嗎？一個DNA分子上的所有基因的模板鏈都相同嗎？
提示　轉錄時只能以基因的一條鏈為模板；不同的基因模板鏈不一定相同。
(2)圖甲中c所指的3條鏈的氨基酸序列是否相同？為什么？
提示　圖甲中c所指的3條鏈的模板相同(均為a)，故其氨基酸序列均相同。
(3)圖甲中信息顯示一條mRNA可結合多個核糖體，有什么意義？圖甲中核糖體移動的方向是什么？
提示　少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質。圖甲中核糖體移動的方向為由左向右。
(4)圖乙中d過程發生場所是哪里？e過程所需的嘌呤類核苷酸數目與f過程所需的嘧啶類核苷酸數目有何特點？圖中(＋)RNA的作用有哪些？
提示　d過程發生在宿主細胞的核糖體上。e過程所需的嘌呤類核苷酸與f過程所需的嘧啶類核苷酸數目相等。(＋)RNA可作為遺傳物質，指導RNA的合成；也可以作為翻譯的模板。
3.(2023·湖南長德高三模擬)如圖表示細胞內遺傳信息的傳遞過程，下列有關敘述錯誤的是
A.相較于過程②和③，過程①特有的
堿基配對方式是A－T
B.真核細胞由過程②形成的mRNA和
tRNA都需要加工
C.過程③中核糖體在mRNA上的移動方向是a到b
D.圖示tRNA可以搬運密碼子為CCA的氨基酸
√
突破 強化關鍵能力
因為反密碼子從tRNA的3′端→5′端讀取，即UGG，故圖示tRNA可以搬運密碼子為ACC的氨基酸，D錯誤。
DNA復制、轉錄、翻譯、逆轉錄和RNA復制的比較
歸納
總結
項目 DNA復制 轉錄 翻譯 逆轉錄 RNA復制
場所 主要細胞核 主要細胞核 核糖體 宿主細胞 宿主細胞
模板 DNA的兩條鏈 DNA的一 條鏈 mRNA RNA RNA
原料 4種脫氧核 苷酸 4種核糖核苷酸 21種氨基酸 4種脫氧核苷酸 4種核糖核苷酸
酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 縮合反應的酶 逆轉錄酶 RNA復制酶
DNA復制、轉錄、翻譯、逆轉錄和RNA復制的比較
歸納
總結
能量 ATP
堿基互補 配對原則 G→C，C→G
A→T， T→A A→U， T→A A→U，U→A A→T， U→A A→U，
U→A
產物 兩個子代DNA RNA 多肽鏈 DNA RNA
信息傳遞 DNA→ DNA DNA→ RNA mRNA→ 蛋白質 RNA→ DNA RNA→
RNA
DNA復制、轉錄、翻譯、逆轉錄和RNA復制的比較
歸納
總結
意義 前后代之間傳遞遺傳信息 表達遺傳信息 表達遺傳信息 通過宿主細胞傳遞遺傳信息，合成蛋白質 前后代之間傳遞遺傳信息
4.(不定項)miRNA是一種小分子RNA，某miRNA能抑制W基因控制的蛋白質(W蛋白)的合成，某真核細胞內形成該miRNA及其發揮作用的過程示意圖如下。下列敘述正確的是
A.RNA聚合酶在細胞質中合成，在miRNA基因轉錄時發揮作用
B.miRNA與W基因mRNA結合時堿基配對方式是C與G、A與U配對
C.miRNA在細胞核中轉錄合成后進入細胞質中加工，用于翻譯
D.miRNA抑制W蛋白的合成發生在轉錄過程中
√
√
miRNA在細胞核中轉錄形成RNA后，經過初步加工，然后通過核孔到達細胞質中，在細胞質中再加工后，與蛋白質結合形成miRNA－蛋白質復合體，不用于翻譯，C錯誤；
由題圖信息可知，該miRNA與蛋白質結合形成的miRNA－蛋白質復合物直接與W基因的mRNA結合，從而使翻譯過程終止，D錯誤。
判斷中心法則各生理過程的三大依據
拓展延伸
三
重溫高考 真題演練
1.(2021·河北，8)關于基因表達的敘述，正確的是
A.所有生物基因表達過程中用到的RNA和蛋白質均由DNA編碼
B.DNA雙鏈解開，RNA聚合酶起始轉錄、移動到終止密碼子時停止轉錄
C.翻譯過程中，核酸之間的相互識別保證了遺傳信息傳遞的準確性
D.多肽鏈的合成過程中，tRNA讀取mRNA上全部堿基序列信息
1
2
3
4
√
一些RNA病毒的蛋白質由病毒自身的遺傳物質RNA編碼合成，A錯誤；
DNA雙鏈解開，RNA聚合酶與啟動子結合進行轉錄，移動到終止子時停止轉錄，B錯誤；
翻譯過程中，核酸之間通過堿基互補配對相互識別保證了遺傳信息傳遞的準確性，C正確；
沒有相應的反密碼子與mRNA上的終止密碼子配對，故tRNA不能讀取mRNA上全部堿基序列信息，D錯誤。
1
2
3
4
2.(2022·湖南，14)大腸桿菌核糖體蛋白與rRNA分子親和力較強，二者組裝成核糖體。當細胞中缺乏足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白可通過結合到自身mRNA分子上的核糖體結合位點而產生翻譯抑制。下列敘述錯誤的是
A.一個核糖體蛋白的mRNA分子上可相繼結合多個核糖體，同時合成多條
肽鏈
B.細胞中有足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白通常不會結合自身mRNA分子
C.核糖體蛋白對自身mRNA翻譯的抑制維持了RNA和核糖體蛋白數量上的
平衡
D.編碼該核糖體蛋白的基因轉錄完成后，mRNA才能與核糖體結合進行翻譯
√
1
2
3
4
一個核糖體蛋白的mRNA分子上可相繼結合多個核糖體，同時合成多條肽鏈，以提高翻譯效率，A正確；
細胞中有足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白通常不會結合自身mRNA分子，其與rRNA分子結合，二者組裝成核糖體，B正確；
當細胞中缺乏足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白只能結合到自身mRNA分子上，導致蛋白質合成停止，核糖體蛋白對自身mRNA翻譯的抑制維持了RNA和核糖體蛋白數量上的平衡，C正確；
大腸桿菌為原核生物，沒有核膜，轉錄形成的mRNA在轉錄未結束時就可以和核糖體結合，開始翻譯過程，D錯誤。
1
2
3
4
3.(不定項)(2021·湖南，13)細胞內不同基因的表達效率存在差異，如圖所示。下列敘述正確的是
A.細胞能在轉錄和翻譯水平上調控基因表
達，圖中基因A的表達效率高于基因B
B.真核生物核基因表達的①和②過程分別
發生在細胞核和細胞質中
C.人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA
為模板進行轉錄的產物
D.②過程中，rRNA中含有與mRNA上密碼子互補配對的反密碼子
1
2
3
4
√
√
√
基因的表達包括轉錄和翻譯兩個過程，圖中基因A表達的蛋白質分子數量明顯多于基因B表達的蛋白質分子，說
明基因A表達的效率高于基因B，A正確；
核基因的轉錄是以DNA的一條鏈為模板
轉錄出RNA的過程，發生的場所為細胞
核，翻譯是以mRNA為模板翻譯出具有
氨基酸排列順序的多肽鏈，翻譯發生的
場所在細胞質中的核糖體，B正確；
1
2
3
4
三種RNA(mRNA、rRNA、tRNA)都是以DNA中的一條鏈為模板轉錄而來的，C正確；
反密碼子位于tRNA上，rRNA是構成核糖體的成分，不含有反密碼子，D錯誤。
1
2
3
4
4.(不定項)(2021·河北，16)許多抗腫瘤藥物通過干擾DNA合成及功能抑制腫瘤細胞增殖。下表為三種抗腫瘤藥物的主要作用機理。下列敘述正確的是
A.羥基脲處理后，腫瘤細
胞中DNA復制和轉錄過
程都出現原料匱乏
B.放線菌素D處理后，腫瘤細胞中DNA復制和轉錄過程都受到抑制
C.阿糖胞苷處理后，腫瘤細胞DNA復制過程中子鏈無法正常延伸
D.將三種藥物精準導入腫瘤細胞的技術可減弱它們對正常細胞的不利影響
藥物名稱 作用機理
羥基脲 阻止脫氧核糖核苷酸的合成
放線菌素D 抑制DNA的模板功能
阿糖胞苷 抑制DNA聚合酶活性
1
2
3
4
√
√
√
羥基脲阻止脫氧核糖核苷酸的合成，從而影響腫瘤細胞中DNA復制過程，而轉錄過程需要的原料是核糖核苷酸，不會受到羥基脲的影響，A錯誤；
放線菌素D通過抑制DNA的模板功能，可以抑制DNA復制和轉錄過程，因為DNA復制和轉錄均需要DNA模板，B正確；
阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性而影響DNA復制過程，DNA聚合酶活性受抑制后，會使腫瘤細胞DNA復制過程中子鏈無法正常延伸，C正確；
1
2
3
4
將三種藥物精準導入腫瘤細胞的技術可以抑制腫瘤細胞的增殖，由于三種藥物是精準導入腫瘤細胞，因此，可以減弱它們對正常細胞的不利影響，D正確。
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2
3
4
1.判斷關于基因本質的敘述
(1)對于真核生物來說，染色體是基因的唯一載體(　　)
(2)若50個堿基對組合成1個基因，則可能組合成450種基因(　　)
(3)細胞中DNA分子的堿基對總數等于所有基因的堿基對數之和(　　)
(4)等位基因位于同一個DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈上(　　)
(5)細胞中組成一個基因的嘌呤堿基與嘧啶堿基數量不一定相等(　　)
五分鐘　查落實
×
√
×
×
×
2.判斷關于RNA、密碼子和反密碼子的敘述
(1)rRNA是核糖體的組成成分，原核細胞中可由核仁參與合成(　　)
(2)tRNA的種類很多，但是每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸，一種氨基酸也只能由一種tRNA轉運(　　)
(3)反密碼子是位于tRNA上任意相鄰的3個堿基(　　)
(4)mRNA上所含有的密碼子均能在tRNA上找到相對應的反密碼子(　　)
×
×
×
×
3.判斷關于基因轉錄和翻譯過程的敘述
(1)DNA轉錄形成的mRNA，與母鏈堿基的組成、排列順序都是相同的
(　　)
(2)下圖為某生物細胞內發生的一系列生理變化，X表示某種酶，則過程Ⅰ在細胞核內進行，過程Ⅱ在細胞質內進行(　　)
×
×
(3)如圖為細胞通過翻譯形成蛋白質的過程，mRNA移動方向是從左到右，丙氨酸只能由該tRNA轉運(　　)
×
4.判斷關于中心法則的敘述
(1)HIV中能完成逆轉錄過程(　　)
(2)轉錄與DNA復制都遵循堿基互補配對原則，且配對方式相同(　　)
(3)中心法則全部過程均可發生在正常人體細胞內(　　)
×
×
×
5.填空默寫
(1)科學家 于1957年提出了中心法則：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復制；也可以從DNA流向RNA，進而流向蛋白質，即遺傳信息的 和 。隨著研究的不斷深入，科學家對中心法則作出了補充，請寫出完善后的中心法則。
___________________________________。
克里克
轉錄
翻譯
(2)轉錄的場所： ；模板： ；原料： ；酶： ；能量： ；遵循的原則：_______________________________________；產物： 。
(3)翻譯的場所： ；模板： ；原料： ；轉運工具：______；酶；能量(ATP)；遵循的原則：____________________________
____________；產物： 。
(4)人體不同組織細胞的相同DNA分子，進行轉錄過程時啟用的起始點___________(填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)，其原因是__________________________________。
細胞核(主要)、線粒體、葉綠體
DNA的一條鏈
4種核糖核苷酸
RNA聚合酶
ATP
堿基互補配對(A與U、T與A、C與G、G與C)
產生單鏈RNA
核糖體
mRNA
氨基酸
tRNA
堿基互補配對(A與U、U與A、C
與G、G與C)
肽鏈
不完全相同
不同組織細胞中基因進行選擇性表達
四
課時精練
一、選擇題：每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求。
1.(2023·湖南張家界高三調研)四氯化碳中毒時，會使肝細胞內質網膜上的多聚核糖體解聚及脫落，導致肝細胞功能損傷。如圖表示粗面內質網上蛋白質合成、加工和轉運的過程，下列敘述錯誤的是
A.一個mRNA上同時結合多個核糖體可提高翻譯的效率
B.圖中核糖體在mRNA上移動的方向
是從左往右
C.多肽經內質網加工后全部運輸到高
爾基體進一步加工
D.四氯化碳中毒可能會導致蛋白質無法進入內質網進行加工
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
一個mRNA上結合多個核糖體同時
進行蛋白質的合成，可提高翻譯的
效率，A正確；
根據圖中肽鏈的長度變化可知，核
糖體在mRNA上移動的方向為由左往右，B正確；
多肽經內質網加工后不是全部進入高爾基體進一步加工的，C錯誤；
四氯化碳中毒，使肝細胞內質網膜上的多聚核糖體解聚及脫落，可能導致蛋白質無法進入內質網進行加工，D正確。
1
2
3
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2.(2023·遼寧鞍山高三檢測)終止密碼子為UGA、UAA和UAG。表中①為大腸桿菌的一段mRNA序列，②～④為該mRNA序列發生堿基缺失的不同情況(“－”表示一個堿基缺失)。下列有關敘述正確的是
1
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13
起始密碼子
① AUG ACA GAC UGC CGA AUA UAG
② AUG AC_ GAC UGC CGA AUA UAG
③ AUG AC_ G_C UGC CGA AUA UAG
④ AUG ___ GAC UGC CGA AUA UAG
A.②和③編碼的氨基酸序列長度不同
B.①編碼的氨基酸序列長度為7個氨基酸
C.②～④中，④編碼的氨基酸排列順序與①最接近
D.密碼子具有簡并性，一個密碼子可編碼多種氨基酸
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√
起始密碼子
① AUG ACA GAC UGC CGA AUA UAG
② AUG AC_ GAC UGC CGA AUA UAG
③ AUG AC_ G_C UGC CGA AUA UAG
④ AUG ___ GAC UGC CGA AUA UAG
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②和③兩者編碼的氨基酸序列長度相同，都是6個氨基酸，A錯誤；
由于終止密碼子UAG不編碼氨基酸，故①編碼的氨基酸序列長度為6個氨基酸，B錯誤；
②～④中，②和③編碼的氨基酸序列從第二個開始都發生改變，④編碼的氨基酸序列少了第二個氨基酸，其他不變，故與①最接近，C正確；
密碼子具有簡并性，一種氨基酸可能有多種密碼子，一個密碼子只能編碼一種氨基酸，D錯誤。
3.β-地中海貧血癥患者的β-珠蛋白(血紅素的組成部分)合成受阻，原因是血紅素β鏈第39位氨基酸的編碼序列發生了改變，由正常基因A突變成致病基因a(如圖所示，AUG、UAG分別為起始密碼子和終止密碼子)。下列相關敘述錯誤的是
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13
A.①與②過程中堿基互補配對的方式不完全相同
B.異常mRNA翻譯產生的異常β-珠蛋白由38個氨基酸組成
C.突變基因a中的氫鍵數量和脫氧核苷酸數量都發生了改變
D.該病可以通過基因治療或移植造血干細胞進行治療
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√
據圖示分析可知，正常基因突變成致病基因是由于基因突變后，密碼子CAG變成了終止密碼子UAG，因此判斷是基因中發生了C/G這一個堿基對和T/A堿基對的替換，所以突變基因a中的氫鍵數量改變，但脫氧核苷酸數量不變，C錯誤。
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4.如圖是細胞中三種主要的RNA模式圖，下列關于RNA的結構和功能的敘述，錯誤的是
A.tRNA中不一定含有氫鍵
B.三種RNA中一定都含有
磷酸二酯鍵
C.細胞中的RNA是相關基因表達的產物
D.三種RNA共同參與細胞內蛋白質的合成
√
1
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tRNA呈三葉草結構，一定含有氫鍵，A錯誤；
RNA的基本組成單位是核糖核苷酸，核苷酸之間通過磷酸二酯鍵進行連接，所以三種RNA中一定都含有磷酸二酯鍵，B正確；
RNA都是由基因經過轉錄形成的，是相關基因表達的產物，C正確；
mRNA作為翻譯的模板，tRNA運輸氨基酸至核糖體，rRNA是組成核糖體的成分，所以三種RNA共同參與細胞內蛋白質的合成，D正確。
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5.(2023·河北承德高三質檢)染色質由DNA、組蛋白等組成。組蛋白乙酰化引起染色質結構松散，有關基因表達；組蛋白去乙酰化，有關基因表達受到抑制(如圖甲)。下列相關敘述錯誤的是
1
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A.組蛋白乙酰化可能發生在細胞
分化過程中
B.假設圖乙為多聚核糖體，且圖
中肽鏈為最長，則其他核糖體
都位于a端
C.圖甲中過程c需要解旋酶先催化
DNA雙鏈解旋
D.過程d還需要核糖體、tRNA、
氨基酸、ATP等參與
√
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過程c為轉錄，轉錄過程需要RNA聚合酶，RNA聚合酶有催化解旋的功能，不需要解旋酶，C錯誤。
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6.(2023·湖南長郡中學高三模擬)合成生物學家“創造”了一組可以識別并以非重疊方式解碼四聯體密碼子(如UAGA)的tRNA，稱為qtRNA，并在細菌細胞內成功實現了蛋白質片段的翻譯。據稱，四聯體密碼子可以額外編碼非標準氨基酸，如帶化學修飾的氨基酸。下列敘述錯誤的是
A.tRNA與qtRNA均為單鏈結構，內部不存在堿基互補配對
B.不考慮終止密碼子，理論上四聯體密碼子可以編碼256種氨基酸
C.對于同一mRNA片段，采用tRNA與qtRNA翻譯得到的肽鏈不同
D.四聯體密碼系統可以應用于生產含復雜化學修飾的蛋白質
√
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tRNA是三葉草結構，其內部存在雙鏈區域，有堿基互補配對，A錯誤；
四聯體密碼子是由4個堿基編碼一個氨基酸，若不考慮終止密碼子，理論上四聯體密碼子可以編碼4×4×4×4＝256(種)氨基酸，B正確；
tRNA是相鄰三個堿基決定一個氨基酸，而qtRNA是相鄰四個堿基決定一個氨基酸，故對于同一mRNA片段，采用tRNA與qtRNA翻譯得到的肽鏈不同，C正確；
結合題干信息“在細菌細胞內成功實現了蛋白質片段的翻譯”可知，四聯體密碼系統可以應用于生產含復雜化學修飾的蛋白質，D正確。
1
2
3
4
5
6
7
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9
10
11
12
13
二、選擇題：每小題給出的四個選項中有一個或多個符合題目要求。
7.(2023·山東師大附中高三檢測)如圖為丙型肝炎病毒的增殖過程，下列相關敘述正確的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
A.該病毒和HIV的增殖過程都需要逆
轉錄酶的參與
B.該病毒侵入宿主細胞后，③過程通
常發生在④過程之后
C.③④⑤⑥過程都發生了堿基配對且配對方式完全相同
D.④⑤過程需要消耗的尿嘧啶核糖核苷酸的數目相同
√
④⑤過程發生＋RNA和－RNA之間的配對，③⑥過程發生＋RNA上的密碼子和tRNA上的反密碼子之間的配對，配對方式都是A—U、C—G，C正確；
由圖可以直接看出該病毒的增殖沒有逆轉錄過程，不需要逆轉錄酶的參與，A錯誤；
④過程為RNA復制，需要RNA復制酶的催化，而宿主細胞中不含有RNA復制酶，故③過程通常發生在④過程之前，B錯誤；
1
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3
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13
④過程合成的是－RNA，⑤過程合成的是＋RNA，兩者需要消耗的尿嘧啶核糖核苷酸的數目不一定相同，D錯誤。
1
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5
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13
8.SLC基因編碼錳轉運蛋白，該基因轉錄模板DNA單鏈中的堿基序列由CGT變為TGT，導致所編碼蛋白中相應位點的丙氨酸變為蘇氨酸，使組織中錳元素嚴重缺乏。下列說法正確的是
A.堿基序列變化后，參與基因復制的嘌呤核苷酸比例增加
B.該堿基變化導致其所編碼的錳轉運蛋白的功能改變
C.SLC基因堿基變化位置的轉錄產物對應的反密碼子為UGU
D.該堿基變化前后，翻譯時所需tRNA和氨基酸的數量和種類都相等
1
2
3
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13
√
√
雙鏈DNA分子中嘌呤數等于嘧啶數，因此堿基序列變化后，參與基因復制的嘌呤核苷酸比例不變，還是50%，A錯誤；
由題意可知，該堿基變化導致蛋白質的結構發生變化，且導致組織中錳元素嚴重缺乏，說明該堿基變化導致其所編碼的錳轉運蛋白的功能改變，B正確；
根據該基因轉錄模板DNA單鏈中的堿基序列由CGT變為TGT，則mRNA上的密碼子變為ACA，則對應的反密碼子變為UGU，C正確；
由題意可知，堿基變化前后，翻譯時所需tRNA和氨基酸的數量相等，但是種類不一定相等，D錯誤。
1
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13
9.下圖表示人體卵清蛋白基因的表達過程，圖中黑色部分為有遺傳效應的DNA片段，其下方對應的數字為該片段的堿基對數。下列敘述錯誤的是
A.轉錄在細胞分裂間期進行，在遇到終止密碼子時停止
B.經過首尾修飾和加工的成熟
mRNA可從核孔進入細胞質中
C.圖中7.7 kb的基因指導合成
的卵清蛋白至少含有624個
氨基酸
D.轉錄形成hnRNA和翻譯形
成卵清蛋白的過程均形成DNA—蛋白質復合物
1
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12
13
√
√
√
轉錄在遇到終止子時停止，終止密碼子終止翻譯過程，A錯誤；
圖中7.7 kb的基因，外顯子
部分一共含47＋185＋51＋
129＋118＋143＋156＋1 043
＝1 872個堿基對，但由于
有終止密碼子，所以指導
合成的卵清蛋白少于624個
氨基酸，C錯誤；
1
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13
轉錄形成hnRNA的過程中形成DNA—蛋白質復合物(DNA—RNA聚合酶)，翻譯形成卵清蛋白的過程中，模板是mRNA，沒有形成DNA—蛋白質復合物，D錯誤。
1
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13
10.如圖所示為真核細胞中發生的某些相關生理和生化反應過程。下列相關敘述正確的是
A.結構a是核糖體，物質b是mRNA，過
程①是翻譯過程
B.過程②正在形成細胞中的核糖體，這
一過程與細胞核中的核仁密切相關
C.如果細胞中的r-蛋白含量較多，r-蛋白就與b結合，阻止b與a結合
D.c是基因，是指導rRNA合成的直接模板，需要DNA聚合酶參與催化
1
2
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4
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6
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11
12
13
√
√
√
由題圖分析可知，結構a是核糖體，物質b是mRNA，過程①是翻譯產生r-蛋白過程，A正確；
過程②是r-蛋白和轉錄來的rRNA組
裝成核糖體的過程，核仁和核糖體
的形成有關，B正確；
由圖示可知，r-蛋白可與b結合，這
樣阻礙b與a結合，影響翻譯過程，C正確；
c是基因，是指導rRNA合成的直接模板，轉錄需要RNA聚合酶參與催化，D錯誤。
1
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13
三、非選擇題
11.如圖①～③分別表示人體細胞中發生的3種生物大分子的合成過程。請據圖回答下列問題：
1
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12
13
過程②屬于轉錄過程，發生的主要場所是細胞核。
(1)細胞中過程②發生的主要場所是_______。
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細胞核
(2)已知過程②的α鏈中鳥嘌呤與尿嘧啶之和占堿基總數的54%，α鏈及其模板鏈對應區段的堿基中鳥嘌呤分別占29%、19%，則與α鏈對應的DNA區段中腺嘌呤所占的堿基比例為______。
1
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13
26%
α鏈是mRNA，其中G占29%，U占25%，根據堿基互補配對原則，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%。
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13
(3)由于基因中一個堿基對發生替換，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_______
_______________________________。
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13
替換為C∥G(或A∥T替換為G∥C)
T∥A
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)。
1
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(4)在人體內成熟的紅細胞、漿細胞、記憶細胞、胰島B細胞中，能發生過程②③而不能發生過程①的細胞是___________________。
漿細胞和胰島B細胞
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13
DNA復制發生在細胞分裂過程中，漿細胞和胰島B細胞能轉錄、翻譯形成蛋白質，但不能發生DNA復制，人體內成熟紅細胞不能發生DNA復制、轉錄和翻譯過程，記憶細胞能發生DNA復制、轉錄和翻譯過程。
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13
(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______________
_____________________。
不完全相同
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13
中基因進行選擇性表達
不同組織細胞
12.(2023·山東日照高三檢測)轉鐵蛋白受體參與細胞對Fe3＋的吸收。下圖是細胞中Fe3＋含量對轉鐵蛋白受體mRNA穩定性的調節過程(圖中鐵反應元件是轉鐵蛋白受體mRNA
上一段富含堿基A、U的序
列)。當細胞中Fe3＋濃度高
時，鐵調節蛋白由于結合
Fe3＋而不能與鐵反應元件
結合，導致轉鐵蛋白受體
mRNA易水解；反之，轉
鐵蛋白受體mRNA難水解。請據圖回答下列問題：
1
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13
(1)轉鐵蛋白受體mRNA的合成需要_____________的催化，其被徹底水解的產物是________________________。
RNA聚合酶
磷酸、核糖、4種含氮堿基
1
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mRNA的合成需要RNA聚合酶催化，RNA徹底水解產物有六種：磷酸、核糖、4種含氮堿基。
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(2)除轉鐵蛋白受體mRNA外，翻譯出轉鐵蛋白受體還需要的RNA有______________。
rRNA、tRNA
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13
翻譯所需要的RNA有mRNA(編碼蛋白質)、rRNA(參與核糖體的形成)、tRNA(轉運氨基酸)，故除了mRNA，還需要rRNA和tRNA。
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(3)若轉鐵蛋白受體基因中某堿基對缺失，則合成的肽鏈可能會________
_________。
短或不變
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13
變長或變
若轉鐵蛋白受體基因中某堿基對缺失，可能導致mRNA上終止密碼子提前或者延后出現，進而使翻譯形成的肽鏈變短或變長；也可能缺失位置不在編碼序列，故肽鏈長短不變。
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(4)若轉鐵蛋白受體由n個氨基酸組成，指導其合成的mRNA的堿基數遠大于3n，主要原因是mRNA中有_____________________。
大量不翻譯的堿基序列
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若轉鐵蛋白受體mRNA由n個氨基酸組成，指導其合成的mRNA的堿基數遠大于3n，主要原因是mRNA中有大量不翻譯的堿基序列。
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13
(5)據圖可知，鐵反應元件能形成莖環結構的原因是__________________
__________________。這種莖環結構______(填“能”或“不能”)影響轉鐵蛋白受體的氨基酸序列，理由是_______________________________
_______________________________。
補配對的堿基序列
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該片段存在能自身互
不能
莖環結構位于(mRNA)終止密碼子之后(或莖環結構不在編碼序列中)
轉鐵蛋白受體中鐵反應元件是轉鐵蛋白受體終止密碼子后的莖環凸起，從圖中可以看出莖環結構含有氫鍵，又富含A、U堿基，因此形成莖環結構的原因是該片段含
有豐富的堿基A和U，能夠
互補配對形成局部雙鏈結
構。因為這種莖環結構在
轉鐵蛋白受體的終止密碼
子之后，所以不影響轉鐵
蛋白受體的氨基酸序列。
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(6)當細胞中Fe3＋不足時，轉鐵蛋白受體mRNA將難被水解，其生理意義是__________________________________________________。反之，轉鐵蛋白受體mRNA將易被水解。這種調節機制既可以避免Fe3＋對細胞的毒性影響，又可以減少細胞內___________的浪費。
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13
指導合成更多的轉鐵蛋白受體，有利于吸收更多的Fe3＋
物質和能量
13.(2023·江蘇南京師大附中高三模擬)核糖體是由rRNA和蛋白質構成，下圖1表示某真核生物不同大小rRNA形成過程，該過程分A、B兩個階段進行，S代表沉降系數，其大小可代表RNA分子的大小。請據圖回答下列問題：
(1)圖1中45 S前體合成的場所是
_____，所需的酶是__________，
該酶識別并結合的位置是_____
___，圖中酶在DNA雙鏈上移動
的方向是__________(填“從左
向右”或“從右向左”)。
核仁
RNA聚合酶
啟動
子
從左向右
1
2
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4
5
6
7
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13
細胞核中的核仁與rRNA的產生以及核糖體的形成有關，圖1中45 S前體合成的場所是核仁，由相關基因轉錄產生，所需要的酶是RNA聚合酶，該酶識別并結合的位置是基因上的啟動子。由圖A可知，45 S前體合成過程中，片段長度從左到右依次增加，則酶在DNA雙鏈上移動的方向是從左向右。
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13
(2)在細胞周期中，上述合成過程發生在_____期。圖A中許多酶同時轉錄該基因的意義是_________________________________________________
_____________。
1
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13
間
可短時間產生大量的rRNA，有利于形成核糖體，有利于
蛋白質的合成
在細胞周期中，分裂間期會進行DNA復制和相關蛋白質的合成，還會進行核糖體增生，因此上述rRNA形成過程發生在分裂間期。圖A中許多酶同時轉錄該基因，可短時間產生大量的rRNA，有利于形成核糖體，有利于蛋白質的快速合成。
1
2
3
4
5
6
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12
13
(3)研究發現在去除蛋白質的情況下，B過程仍可發生，由此推測RNA具有_______功能。
(4)原核生物核糖體中的蛋白質合成
如圖2所示：
催化
圖2中物質①與真核細胞核中剛產生
的相應物質相比，結構上的區別主要
是_________________________________________，②表示_______。圖2過程中形成①和②所需的原料分別是___________________。
原核細胞的①中沒有內含子轉錄出的相應序列
多肽鏈
核糖核苷酸和氨基酸
1
2
3
4
5
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12
13第3課時　基因的概念與表達
課標要求　概述DNA分子上的遺傳信息通過RNA指導蛋白質的合成，細胞分化的本質是基因選擇性表達的結果，生物的性狀主要通過蛋白質體現。
考點一　基因通常是有遺傳效應的DNA片段
1．基因本質：基因通常是具有遺傳效應的DNA片段。有些病毒的遺傳物質是RNA，對于這些病毒而言，基因就是有遺傳效應的RNA片段。
2．基因與染色體、DNA、脫氧核苷酸的關系
拓展延伸　真、原核細胞基因的結構
1．在刑偵領域，DNA能像指紋一樣用來鑒定個人身份。結合脫氧核苷酸序列的多樣性和特異性，你能分析這一方法的科學依據嗎？
提示　在人類的DNA分子中，核苷酸序列多樣性表現為每個人的DNA幾乎不可能完全相同。因此，DNA可以像指紋一樣用來鑒別身份。
2．外源基因如果隨機整合到受體細胞的DNA上，染色體上原有基因被破壞的概率大還是不被破壞的概率大？請說明理由。
提示　不被破壞的概率大。染色體DNA分子中的絕大多數堿基并不構成基因。
1．生長在太平洋西北部的一種水母能發出綠色熒光，這是因為該種水母DNA上有一段長度為5 170個堿基對的片段——綠色熒光蛋白基因。轉基因實驗表明，轉入了水母的綠色熒光蛋白基因的轉基因鼠，在紫外線的照射下，也能像水母一樣發光。這個資料不能表明(　　)
A．基因是有遺傳效應的DNA片段
B．基因是DNA上的有一定功能的特異性的堿基排列順序
C．基因是控制生物體性狀的遺傳物質的結構單位和功能單位
D．DNA的任意片段都能在另一種生物體內控制性狀
答案　D
2．人類抗體重鏈基因位于14號染色體上，由VH、DH、JH、CH四個基因片段簇組成，其中功能性VH基因片段約有65個、DH基因片段有27個、JH基因片段有6個、功能性CH基因片段有9個，如圖所示。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．VH1、DH1和JH1的基本組成單位相同
B．VH1、DH1和JH1在染色體上呈線性排列
C．VH、DH、JH和CH的多樣性是抗體多樣性的基礎
D．遺傳信息主要蘊藏在VH基因片段簇的排列順序中
答案　D
解析　VH1、DH1和JH1的基本組成單位都是脫氧核苷酸，A正確；VH1、DH1和JH1在一條染色體上，呈線性排列，B正確；VH、DH、JH和CH的多樣性是抗體多樣性的基礎，C正確；遺傳信息主要蘊藏在VH基因片段簇的脫氧核苷酸的排列順序中，D錯誤。
考點二　遺傳信息的轉錄和翻譯
1．RNA的結構和種類
(1)元素組成：C、H、O、N、P。
(2)基本單位：核糖核苷酸。
(3)組成成分
(4)結構：一般是單鏈，長度比DNA短；能通過核孔從細胞核轉移到細胞質中。
(5)種類及功能
種類 功能
mRNA 蛋白質合成的直接模板
tRNA 識別密碼子，轉運氨基酸
rRNA 核糖體的組成成分
病毒RNA RNA病毒的遺傳物質
酶 少數酶為RNA，可降低化學反應的活化能(起催化作用)
源于必修2 P67“圖4－6”：tRNA含有(填“含有”或“不含有”)氫鍵，一個tRNA分子中不是(填“是”或“不是”)只有三個堿基。
2．遺傳信息的轉錄
(1)源于必修2 P65“圖4－4”：
①遺傳信息的轉錄過程中也有DNA的解旋過程，該過程不需要(填“需要”或“不需要”)解旋酶。
②一個基因轉錄時以基因的一條鏈為模板，一個DNA分子上的所有基因的模板鏈不一定(填“一定”或“不一定”)相同。
③轉錄方向的判定方法：已合成的mRNA釋放的一端(5′－端)為轉錄的起始方向。
(2)源于必修2 P64～65“正文”：RNA適合做信使的原因是RNA由核糖核苷酸連接而成，可以攜帶遺傳信息；一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細胞核轉移到細胞質中。
3．遺傳信息的翻譯
4．遺傳信息、密碼子與反密碼子之間的聯系
源于必修2P67“思考·討論”幾乎所有的生物體都共用一套密碼子，這體現了密碼子的什么特點？
提示　這體現了密碼子的通用性，說明當今生物可能有著共同的起源。
歸納總結　基因(DNA)、mRNA上堿基數目最多對應的肽鏈中氨基酸數目，如圖所示：
可見，蛋白質中氨基酸數目＝1/3mRNA堿基數目＝1/6DNA堿基數目。
提醒　實際基因表達過程中的數量關系不符合6∶3∶1的原因
①基因中的內含子轉錄后被剪切。
②在基因中，有的片段(非編碼區)起調控作用，不轉錄。
③合成的肽鏈在加工過程中可能會被剪切掉部分氨基酸。
④轉錄出的mRNA中有終止密碼子，終止密碼子不編碼氨基酸。
5．中心法則
(1)提出者：克里克。
(2)中心法則內容圖解(虛線表示少數生物的遺傳信息的流向)
圖中：①DNA的復制；②轉錄；③翻譯；④RNA的復制；⑤RNA逆轉錄。
(3)生命是物質、能量和信息的統一體：DNA、RNA是信息的載體，蛋白質是信息的表達產物，而ATP為信息的流動提供能量。
(4)寫出下列部分生物中心法則表達式
生物種類 舉例 遺傳信息的傳遞過程
DNA病毒 T2噬菌體
RNA病毒 煙草花葉病毒
逆轉錄病毒 艾滋病病毒
細胞生物 動物、植物、細菌、真菌等
聚焦RNA合成和翻譯過程相關圖示：
(1)圖甲中一個基因的兩條鏈都可以作為轉錄的模板嗎？一個DNA分子上的所有基因的模板鏈都相同嗎？
提示　轉錄時只能以基因的一條鏈為模板；不同的基因模板鏈不一定相同。
(2)圖甲中c所指的3條鏈的氨基酸序列是否相同？為什么？
提示　圖甲中c所指的3條鏈的模板相同(均為a)，故其氨基酸序列均相同。
(3)圖甲中信息顯示一條mRNA可結合多個核糖體，有什么意義？圖甲中核糖體移動的方向是什么？
提示　少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質。圖甲中核糖體移動的方向為由左向右。
(4)圖乙中d過程發生場所是哪里？e過程所需的嘌呤類核苷酸數目與f過程所需的嘧啶類核苷酸數目有何特點？圖中(＋)RNA的作用有哪些？
提示　d過程發生在宿主細胞的核糖體上。e過程所需的嘌呤類核苷酸與f過程所需的嘧啶類核苷酸數目相等。(＋)RNA可作為遺傳物質，指導RNA的合成；也可以作為翻譯的模板。
3．(2023·湖南長德高三模擬)如圖表示細胞內遺傳信息的傳遞過程，下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．相較于過程②和③，過程①特有的堿基配對方式是A－T
B．真核細胞由過程②形成的mRNA和tRNA都需要加工
C．過程③中核糖體在mRNA上的移動方向是a到b
D．圖示tRNA可以搬運密碼子為CCA的氨基酸
答案　D
解析　因為反密碼子從tRNA的3′端→5′端讀取，即UGG，故圖示tRNA可以搬運密碼子為ACC的氨基酸，D錯誤。
歸納總結　DNA復制、轉錄、翻譯、逆轉錄和RNA復制的比較
項目 DNA復制 轉錄 翻譯 逆轉錄 RNA復制
場所 主要細胞核 主要細胞核 核糖體 宿主細胞 宿主細胞
模板 DNA的兩條鏈 DNA的一條鏈 mRNA RNA RNA
原料 4種脫氧核 苷酸 4種核糖核苷酸 21種氨基酸 4種脫氧核苷酸 4種核糖核苷酸
酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 縮合反應的酶 逆轉錄酶 RNA復制酶
能量 ATP
堿基互補 配對原則 G→C，C→G
A→T， T→A A→U， T→A A→U，U→A A→T， U→A A→U， U→A
產物 兩個子代DNA RNA 多肽鏈 DNA RNA
信息傳遞 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋 白質 RNA→DNA RNA→RNA
意義 前后代之間傳遞遺傳信息 表達遺傳信息 表達遺傳信息 通過宿主細胞傳遞遺傳信息，合成蛋白質 前后代之間傳遞遺傳信息
4.(不定項)miRNA是一種小分子RNA，某miRNA能抑制W基因控制的蛋白質(W蛋白)的合成，某真核細胞內形成該miRNA及其發揮作用的過程示意圖如下。下列敘述正確的是(　　)
A．RNA聚合酶在細胞質中合成，在miRNA基因轉錄時發揮作用
B．miRNA與W基因mRNA結合時堿基配對方式是C與G、A與U配對
C．miRNA在細胞核中轉錄合成后進入細胞質中加工，用于翻譯
D．miRNA抑制W蛋白的合成發生在轉錄過程中
答案　AB
解析　miRNA在細胞核中轉錄形成RNA后，經過初步加工，然后通過核孔到達細胞質中，在細胞質中再加工后，與蛋白質結合形成miRNA－蛋白質復合體，不用于翻譯，C錯誤；由題圖信息可知，該miRNA與蛋白質結合形成的miRNA－蛋白質復合物直接與W基因的mRNA結合，從而使翻譯過程終止，D錯誤。
拓展延伸　判斷中心法則各生理過程的三大依據
1．(2021·河北，8)關于基因表達的敘述，正確的是(　　)
A．所有生物基因表達過程中用到的RNA和蛋白質均由DNA編碼
B．DNA雙鏈解開，RNA聚合酶起始轉錄、移動到終止密碼子時停止轉錄
C．翻譯過程中，核酸之間的相互識別保證了遺傳信息傳遞的準確性
D．多肽鏈的合成過程中，tRNA讀取mRNA上全部堿基序列信息
答案　C
解析　一些RNA病毒的蛋白質由病毒自身的遺傳物質RNA編碼合成，A錯誤；DNA雙鏈解開，RNA聚合酶與啟動子結合進行轉錄，移動到終止子時停止轉錄，B錯誤；翻譯過程中，核酸之間通過堿基互補配對相互識別保證了遺傳信息傳遞的準確性，C正確；沒有相應的反密碼子與mRNA上的終止密碼子配對，故tRNA不能讀取mRNA上全部堿基序列信息，D錯誤。
2．(2022·湖南，14)大腸桿菌核糖體蛋白與rRNA分子親和力較強，二者組裝成核糖體。當細胞中缺乏足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白可通過結合到自身mRNA分子上的核糖體結合位點而產生翻譯抑制。下列敘述錯誤的是(　　)
A．一個核糖體蛋白的mRNA分子上可相繼結合多個核糖體，同時合成多條肽鏈
B．細胞中有足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白通常不會結合自身mRNA分子
C．核糖體蛋白對自身mRNA翻譯的抑制維持了RNA和核糖體蛋白數量上的平衡
D．編碼該核糖體蛋白的基因轉錄完成后，mRNA才能與核糖體結合進行翻譯
答案　D
解析　一個核糖體蛋白的mRNA分子上可相繼結合多個核糖體，同時合成多條肽鏈，以提高翻譯效率，A正確；細胞中有足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白通常不會結合自身mRNA分子，其與rRNA分子結合，二者組裝成核糖體，B正確；當細胞中缺乏足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白只能結合到自身mRNA分子上，導致蛋白質合成停止，核糖體蛋白對自身mRNA翻譯的抑制維持了RNA和核糖體蛋白數量上的平衡，C正確；大腸桿菌為原核生物，沒有核膜，轉錄形成的mRNA在轉錄未結束時就可以和核糖體結合，開始翻譯過程，D錯誤。
3．(不定項)(2021·湖南，13)細胞內不同基因的表達效率存在差異，如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A．細胞能在轉錄和翻譯水平上調控基因表達，圖中基因A的表達效率高于基因B
B．真核生物核基因表達的①和②過程分別發生在細胞核和細胞質中
C．人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA為模板進行轉錄的產物
D．②過程中，rRNA中含有與mRNA上密碼子互補配對的反密碼子
答案　ABC
解析　基因的表達包括轉錄和翻譯兩個過程，圖中基因A表達的蛋白質分子數量明顯多于基因B表達的蛋白質分子，說明基因A表達的效率高于基因B，A正確；核基因的轉錄是以DNA的一條鏈為模板轉錄出RNA的過程，發生的場所為細胞核，翻譯是以mRNA為模板翻譯出具有氨基酸排列順序的多肽鏈，翻譯發生的場所在細胞質中的核糖體，B正確；三種RNA(mRNA、rRNA、tRNA)都是以DNA中的一條鏈為模板轉錄而來的，C正確；反密碼子位于tRNA上，rRNA是構成核糖體的成分，不含有反密碼子，D錯誤。
4．(不定項)(2021·河北，16)許多抗腫瘤藥物通過干擾DNA合成及功能抑制腫瘤細胞增殖。下表為三種抗腫瘤藥物的主要作用機理。下列敘述正確的是(　　)
藥物名稱 作用機理
羥基脲 阻止脫氧核糖核苷酸的合成
放線菌素D 抑制DNA的模板功能
阿糖胞苷 抑制DNA聚合酶活性
A.羥基脲處理后，腫瘤細胞中DNA復制和轉錄過程都出現原料匱乏
B．放線菌素D處理后，腫瘤細胞中DNA復制和轉錄過程都受到抑制
C．阿糖胞苷處理后，腫瘤細胞DNA復制過程中子鏈無法正常延伸
D．將三種藥物精準導入腫瘤細胞的技術可減弱它們對正常細胞的不利影響
答案　BCD
解析　羥基脲阻止脫氧核糖核苷酸的合成，從而影響腫瘤細胞中DNA復制過程，而轉錄過程需要的原料是核糖核苷酸，不會受到羥基脲的影響，A錯誤；放線菌素D通過抑制DNA的模板功能，可以抑制DNA復制和轉錄過程，因為DNA復制和轉錄均需要DNA模板，B正確；阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性而影響DNA復制過程，DNA聚合酶活性受抑制后，會使腫瘤細胞DNA復制過程中子鏈無法正常延伸，C正確；將三種藥物精準導入腫瘤細胞的技術可以抑制腫瘤細胞的增殖，由于三種藥物是精準導入腫瘤細胞，因此，可以減弱它們對正常細胞的不利影響，D正確。
1．判斷關于基因本質的敘述
(1)對于真核生物來說，染色體是基因的唯一載體(　×　)
(2)若50個堿基對組合成1個基因，則可能組合成450種基因(　√　)
(3)細胞中DNA分子的堿基對總數等于所有基因的堿基對數之和(　×　)
(4)等位基因位于同一個DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈上(　×　)
(5)細胞中組成一個基因的嘌呤堿基與嘧啶堿基數量不一定相等(　×　)
2．判斷關于RNA、密碼子和反密碼子的敘述
(1)rRNA是核糖體的組成成分，原核細胞中可由核仁參與合成(　×　)
(2)tRNA的種類很多，但是每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸，一種氨基酸也只能由一種tRNA轉運(　×　)
(3)反密碼子是位于tRNA上任意相鄰的3個堿基(　×　)
(4)mRNA上所含有的密碼子均能在tRNA上找到相對應的反密碼子(　×　)
3．判斷關于基因轉錄和翻譯過程的敘述
(1)DNA轉錄形成的mRNA，與母鏈堿基的組成、排列順序都是相同的(　×　)
(2)下圖為某生物細胞內發生的一系列生理變化，X表示某種酶，則過程Ⅰ在細胞核內進行，過程Ⅱ在細胞質內進行(　×　)
(3)如圖為細胞通過翻譯形成蛋白質的過程，mRNA移動方向是從左到右，丙氨酸只能由該tRNA轉運(　×　)
4．判斷關于中心法則的敘述
(1)HIV中能完成逆轉錄過程(　×　)
(2)轉錄與DNA復制都遵循堿基互補配對原則，且配對方式相同(　×　)
(3)中心法則全部過程均可發生在正常人體細胞內(　×　)
5．填空默寫
(1)科學家克里克于1957年提出了中心法則：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復制；也可以從DNA流向RNA，進而流向蛋白質，即遺傳信息的轉錄和翻譯。隨著研究的不斷深入，科學家對中心法則作出了補充，請寫出完善后的中心法則。
。
(2)轉錄的場所：細胞核(主要)、線粒體、葉綠體；模板：DNA的一條鏈；原料：4種核糖核苷酸；酶：RNA聚合酶；能量：ATP；遵循的原則：堿基互補配對(A與U、T與A、C與G、G與C)；產物：產生單鏈RNA。
(3)翻譯的場所：核糖體；模板：mRNA；原料：氨基酸；轉運工具：tRNA；酶；能量(ATP)；遵循的原則：堿基互補配對(A與U、U與A、C與G、G與C)；產物：肽鏈。
(4)人體不同組織細胞的相同DNA分子，進行轉錄過程時啟用的起始點不完全相同(填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)，其原因是不同組織細胞中基因進行選擇性表達。
課時精練
一、選擇題：每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求。
1．(2023·湖南張家界高三調研)四氯化碳中毒時，會使肝細胞內質網膜上的多聚核糖體解聚及脫落，導致肝細胞功能損傷。如圖表示粗面內質網上蛋白質合成、加工和轉運的過程，下列敘述錯誤的是(　　)
A．一個mRNA上同時結合多個核糖體可提高翻譯的效率
B．圖中核糖體在mRNA上移動的方向是從左往右
C．多肽經內質網加工后全部運輸到高爾基體進一步加工
D．四氯化碳中毒可能會導致蛋白質無法進入內質網進行加工
答案　C
解析　一個mRNA上結合多個核糖體同時進行蛋白質的合成，可提高翻譯的效率，A正確；根據圖中肽鏈的長度變化可知，核糖體在mRNA上移動的方向為由左往右，B正確；多肽經內質網加工后不是全部進入高爾基體進一步加工的，C錯誤；四氯化碳中毒，使肝細胞內質網膜上的多聚核糖體解聚及脫落，可能導致蛋白質無法進入內質網進行加工，D正確。
2．(2023·遼寧鞍山高三檢測)終止密碼子為UGA、UAA和UAG。表中①為大腸桿菌的一段mRNA序列，②～④為該mRNA序列發生堿基缺失的不同情況(“－”表示一個堿基缺失)。下列有關敘述正確的是(　　)
起始密碼子
① AUG ACA GAC UGC CGA AUA UAG
② AUG AC_ GAC UGC CGA AUA UAG
③ AUG AC_ G_C UGC CGA AUA UAG
④ AUG ___ GAC UGC CGA AUA UAG
A.②和③編碼的氨基酸序列長度不同
B．①編碼的氨基酸序列長度為7個氨基酸
C．②～④中，④編碼的氨基酸排列順序與①最接近
D．密碼子具有簡并性，一個密碼子可編碼多種氨基酸
答案　C
解析　②和③兩者編碼的氨基酸序列長度相同，都是6個氨基酸，A錯誤；由于終止密碼子UAG不編碼氨基酸，故①編碼的氨基酸序列長度為6個氨基酸，B錯誤；②～④中，②和③編碼的氨基酸序列從第二個開始都發生改變，④編碼的氨基酸序列少了第二個氨基酸，其他不變，故與①最接近，C正確；密碼子具有簡并性，一種氨基酸可能有多種密碼子，一個密碼子只能編碼一種氨基酸，D錯誤。
3．β-地中海貧血癥患者的β-珠蛋白(血紅素的組成部分)合成受阻，原因是血紅素β鏈第39位氨基酸的編碼序列發生了改變，由正常基因A突變成致病基因a(如圖所示，AUG、UAG分別為起始密碼子和終止密碼子)。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．①與②過程中堿基互補配對的方式不完全相同
B．異常mRNA翻譯產生的異常β-珠蛋白由38個氨基酸組成
C．突變基因a中的氫鍵數量和脫氧核苷酸數量都發生了改變
D．該病可以通過基因治療或移植造血干細胞進行治療
答案　C
解析　據圖示分析可知，正常基因突變成致病基因是由于基因突變后，密碼子CAG變成了終止密碼子UAG，因此判斷是基因中發生了C/G這一個堿基對和T/A堿基對的替換，所以突變基因a中的氫鍵數量改變，但脫氧核苷酸數量不變，C錯誤。
4．如圖是細胞中三種主要的RNA模式圖，下列關于RNA的結構和功能的敘述，錯誤的是(　　)
A．tRNA中不一定含有氫鍵
B.三種RNA中一定都含有磷酸二酯鍵
C．細胞中的RNA是相關基因表達的產物
D.三種RNA共同參與細胞內蛋白質的合成
答案　A
解析　tRNA呈三葉草結構，一定含有氫鍵，A錯誤；RNA的基本組成單位是核糖核苷酸，核苷酸之間通過磷酸二酯鍵進行連接，所以三種RNA中一定都含有磷酸二酯鍵，B正確；RNA都是由基因經過轉錄形成的，是相關基因表達的產物，C正確；mRNA作為翻譯的模板，tRNA運輸氨基酸至核糖體，rRNA是組成核糖體的成分，所以三種RNA共同參與細胞內蛋白質的合成，D正確。
5．(2023·河北承德高三質檢)染色質由DNA、組蛋白等組成。組蛋白乙酰化引起染色質結構松散，有關基因表達；組蛋白去乙酰化，有關基因表達受到抑制(如圖甲)。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．組蛋白乙酰化可能發生在細胞分化過程中
B．假設圖乙為多聚核糖體，且圖中肽鏈為最長，則其他核糖體都位于a端
C．圖甲中過程c需要解旋酶先催化DNA雙鏈解旋
D．過程d還需要核糖體、tRNA、氨基酸、ATP等參與
答案　C
解析　過程c為轉錄，轉錄過程需要RNA聚合酶，RNA聚合酶有催化解旋的功能，不需要解旋酶，C錯誤。
6．(2023·湖南長郡中學高三模擬)合成生物學家“創造”了一組可以識別并以非重疊方式解碼四聯體密碼子(如UAGA)的tRNA，稱為qtRNA，并在細菌細胞內成功實現了蛋白質片段的翻譯。據稱，四聯體密碼子可以額外編碼非標準氨基酸，如帶化學修飾的氨基酸。下列敘述錯誤的是(　　)
A．tRNA與qtRNA均為單鏈結構，內部不存在堿基互補配對
B．不考慮終止密碼子，理論上四聯體密碼子可以編碼256種氨基酸
C．對于同一mRNA片段，采用tRNA與qtRNA翻譯得到的肽鏈不同
D．四聯體密碼系統可以應用于生產含復雜化學修飾的蛋白質
答案　A
解析　tRNA是三葉草結構，其內部存在雙鏈區域，有堿基互補配對，A錯誤；四聯體密碼子是由4個堿基編碼一個氨基酸，若不考慮終止密碼子，理論上四聯體密碼子可以編碼4×4×4×4＝256(種)氨基酸，B正確；tRNA是相鄰三個堿基決定一個氨基酸，而qtRNA是相鄰四個堿基決定一個氨基酸，故對于同一mRNA片段，采用tRNA與qtRNA翻譯得到的肽鏈不同，C正確；結合題干信息“在細菌細胞內成功實現了蛋白質片段的翻譯”可知，四聯體密碼系統可以應用于生產含復雜化學修飾的蛋白質，D正確。
二、選擇題：每小題給出的四個選項中有一個或多個符合題目要求。
7．(2023·山東師大附中高三檢測)如圖為丙型肝炎病毒的增殖過程，下列相關敘述正確的是(　　)
A．該病毒和HIV的增殖過程都需要逆轉錄酶的參與
B．該病毒侵入宿主細胞后，③過程通常發生在④過程之后
C．③④⑤⑥過程都發生了堿基配對且配對方式完全相同
D．④⑤過程需要消耗的尿嘧啶核糖核苷酸的數目相同
答案　C
解析　由圖可以直接看出該病毒的增殖沒有逆轉錄過程，不需要逆轉錄酶的參與，A錯誤；④過程為RNA復制，需要RNA復制酶的催化，而宿主細胞中不含有RNA復制酶，故③過程通常發生在④過程之前，B錯誤；④⑤過程發生＋RNA和－RNA之間的配對，③⑥過程發生＋RNA上的密碼子和tRNA上的反密碼子之間的配對，配對方式都是A—U、C—G，C正確；④過程合成的是－RNA，⑤過程合成的是＋RNA，兩者需要消耗的尿嘧啶核糖核苷酸的數目不一定相同，D錯誤。
8．SLC基因編碼錳轉運蛋白，該基因轉錄模板DNA單鏈中的堿基序列由CGT變為TGT，導致所編碼蛋白中相應位點的丙氨酸變為蘇氨酸，使組織中錳元素嚴重缺乏。下列說法正確的是(　　)
A．堿基序列變化后，參與基因復制的嘌呤核苷酸比例增加
B．該堿基變化導致其所編碼的錳轉運蛋白的功能改變
C．SLC基因堿基變化位置的轉錄產物對應的反密碼子為UGU
D．該堿基變化前后，翻譯時所需tRNA和氨基酸的數量和種類都相等
答案　BC
解析　雙鏈DNA分子中嘌呤數等于嘧啶數，因此堿基序列變化后，參與基因復制的嘌呤核苷酸比例不變，還是50%，A錯誤；由題意可知，該堿基變化導致蛋白質的結構發生變化，且導致組織中錳元素嚴重缺乏，說明該堿基變化導致其所編碼的錳轉運蛋白的功能改變，B正確；根據該基因轉錄模板DNA單鏈中的堿基序列由CGT變為TGT，則mRNA上的密碼子變為ACA，則對應的反密碼子變為UGU，C正確；由題意可知，堿基變化前后，翻譯時所需tRNA和氨基酸的數量相等，但是種類不一定相等，D錯誤。
9．下圖表示人體卵清蛋白基因的表達過程，圖中黑色部分為有遺傳效應的DNA片段，其下方對應的數字為該片段的堿基對數。下列敘述錯誤的是(　　)
A．轉錄在細胞分裂間期進行，在遇到終止密碼子時停止
B．經過首尾修飾和加工的成熟mRNA可從核孔進入細胞質中
C．圖中7.7 kb的基因指導合成的卵清蛋白至少含有624個氨基酸
D．轉錄形成hnRNA和翻譯形成卵清蛋白的過程均形成DNA—蛋白質復合物
答案　ACD
解析　轉錄在遇到終止子時停止，終止密碼子終止翻譯過程，A錯誤；圖中7.7 kb的基因，外顯子部分一共含47＋185＋51＋129＋118＋143＋156＋1 043＝1 872個堿基對，但由于有終止密碼子，所以指導合成的卵清蛋白少于624個氨基酸，C錯誤；轉錄形成hnRNA的過程中形成DNA—蛋白質復合物(DNA—RNA聚合酶)，翻譯形成卵清蛋白的過程中，模板是mRNA，沒有形成DNA—蛋白質復合物，D錯誤。
10．如圖所示為真核細胞中發生的某些相關生理和生化反應過程。下列相關敘述正確的是(　　)
A．結構a是核糖體，物質b是mRNA，過程①是翻譯過程
B．過程②正在形成細胞中的核糖體，這一過程與細胞核中的核仁密切相關
C．如果細胞中的r-蛋白含量較多，r-蛋白就與b結合，阻止b與a結合
D．c是基因，是指導rRNA合成的直接模板，需要DNA聚合酶參與催化
答案　ABC
解析　由題圖分析可知，結構a是核糖體，物質b是mRNA，過程①是翻譯產生r-蛋白過程，A正確；過程②是r-蛋白和轉錄來的rRNA組裝成核糖體的過程，核仁和核糖體的形成有關，B正確；由圖示可知，r-蛋白可與b結合，這樣阻礙b與a結合，影響翻譯過程，C正確；c是基因，是指導rRNA合成的直接模板，轉錄需要RNA聚合酶參與催化，D錯誤。
三、非選擇題
11．如圖①～③分別表示人體細胞中發生的3種生物大分子的合成過程。請據圖回答下列問題：
(1)細胞中過程②發生的主要場所是_______________________________________________。
(2)已知過程②的α鏈中鳥嘌呤與尿嘧啶之和占堿基總數的54%，α鏈及其模板鏈對應區段的堿基中鳥嘌呤分別占29%、19%，則與α鏈對應的DNA區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、胰島B細胞中，能發生過程②③而不能發生過程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)漿細胞和胰島B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，發生的主要場所是細胞核。(2)α鏈是mRNA，其中G占29%，U占25%，根據堿基互補配對原則，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復制發生在細胞分裂過程中，漿細胞和胰島B細胞能轉錄、翻譯形成蛋白質，但不能發生DNA復制，人體內成熟紅細胞不能發生DNA復制、轉錄和翻譯過程，記憶細胞能發生DNA復制、轉錄和翻譯過程。
12．(2023·山東日照高三檢測)轉鐵蛋白受體參與細胞對Fe3＋的吸收。下圖是細胞中Fe3＋含量對轉鐵蛋白受體mRNA穩定性的調節過程(圖中鐵反應元件是轉鐵蛋白受體mRNA上一段富含堿基A、U的序列)。當細胞中Fe3＋濃度高時，鐵調節蛋白由于結合Fe3＋而不能與鐵反應元件結合，導致轉鐵蛋白受體mRNA易水解；反之，轉鐵蛋白受體mRNA難水解。請據圖回答下列問題：
(1)轉鐵蛋白受體mRNA的合成需要__________的催化，其被徹底水解的產物是_________。
(2)除轉鐵蛋白受體mRNA外，翻譯出轉鐵蛋白受體還需要的RNA有______________。
(3)若轉鐵蛋白受體基因中某堿基對缺失，則合成的肽鏈可能會______________________。
(4)若轉鐵蛋白受體由n個氨基酸組成，指導其合成的mRNA的堿基數遠大于3n，主要原因是mRNA中有____________________。
(5)據圖可知，鐵反應元件能形成莖環結構的原因是__________________________。
這種莖環結構________(填“能”或“不能”)影響轉鐵蛋白受體的氨基酸序列，理由是____________________________________________________________________________。
(6)當細胞中Fe3＋不足時，轉鐵蛋白受體mRNA將難被水解，其生理意義是______________。反之，轉鐵蛋白受體mRNA將易被水解。這種調節機制既可以避免Fe3＋對細胞的毒性影響，又可以減少細胞內______________的浪費。
答案　(1)RNA聚合酶　磷酸、核糖、4種含氮堿基　(2)rRNA、tRNA　(3)變長或變短或不變　(4)大量不翻譯的堿基序列　(5)該片段存在能自身互補配對的堿基序列　不能　莖環結構位于(mRNA)終止密碼子之后(或莖環結構不在編碼序列中)　(6)指導合成更多的轉鐵蛋白受體，有利于吸收更多的Fe3＋　物質和能量
解析　(1)mRNA的合成需要RNA聚合酶催化，RNA徹底水解產物有六種：磷酸、核糖、4種含氮堿基。(2)翻譯所需要的RNA有mRNA(編碼蛋白質)、rRNA(參與核糖體的形成)、tRNA(轉運氨基酸)，故除了mRNA，還需要rRNA和tRNA。(3)若轉鐵蛋白受體基因中某堿基對缺失，可能導致mRNA上終止密碼子提前或者延后出現，進而使翻譯形成的肽鏈變短或變長；也可能缺失位置不在編碼序列，故肽鏈長短不變。(4)若轉鐵蛋白受體mRNA由n個氨基酸組成，指導其合成的mRNA的堿基數遠大于3n，主要原因是mRNA中有大量不翻譯的堿基序列。(5)轉鐵蛋白受體中鐵反應元件是轉鐵蛋白受體終止密碼子后的莖環凸起，從圖中可以看出莖環結構含有氫鍵，又富含A、U堿基，因此形成莖環結構的原因是該片段含有豐富的堿基A和U，能夠互補配對形成局部雙鏈結構。因為這種莖環結構在轉鐵蛋白受體的終止密碼子之后，所以不影響轉鐵蛋白受體的氨基酸序列。
13．(2023·江蘇南京師大附中高三模擬)核糖體是由rRNA和蛋白質構成，下圖1表示某真核生物不同大小rRNA形成過程，該過程分A、B兩個階段進行，S代表沉降系數，其大小可代表RNA分子的大小。請據圖回答下列問題：
(1)圖1中45 S前體合成的場所是__________，所需的酶是____________，該酶識別并結合的位置是__________，圖中酶在DNA雙鏈上移動的方向是__________(填“從左向右”或“從右向左”)。
(2)在細胞周期中，上述合成過程發生在________期。圖A中許多酶同時轉錄該基因的意義是______________________________________________________________________________。
(3)研究發現在去除蛋白質的情況下，B過程仍可發生，由此推測RNA具有__________功能。
(4)原核生物核糖體中的蛋白質合成如圖2所示：
圖2中物質①與真核細胞核中剛產生的相應物質相比，結構上的區別主要是____________，②表示__________。圖2過程中形成①和②所需的原料分別是_________________________。
答案　(1)核仁　RNA聚合酶　啟動子　從左向右　(2)間　可短時間產生大量的rRNA，有利于形成核糖體，有利于蛋白質的合成　(3)催化　(4)原核細胞的①中沒有內含子轉錄出的相應序列　多肽鏈　核糖核苷酸和氨基酸
解析　(1)細胞核中的核仁與rRNA的產生以及核糖體的形成有關，圖1中45 S前體合成的場所是核仁，由相關基因轉錄產生，所需要的酶是RNA聚合酶，該酶識別并結合的位置是基因上的啟動子。由圖A可知，45 S前體合成過程中，片段長度從左到右依次增加，則酶在DNA雙鏈上移動的方向是從左向右。(2)在細胞周期中，分裂間期會進行DNA復制和相關蛋白質的合成，還會進行核糖體增生，因此上述rRNA形成過程發生在分裂間期。圖A中許多酶同時轉錄該基因，可短時間產生大量的rRNA，有利于形成核糖體，有利于蛋白質的快速合成。第3課時　基因的概念與表達
課標要求　概述DNA分子上的遺傳信息通過RNA指導蛋白質的合成，細胞分化的本質是基因選擇性表達的結果，生物的性狀主要通過蛋白質體現。
考點一　基因通常是有遺傳效應的DNA片段
1．基因本質
基因通常是具有________________________________________________________________。
有些病毒的遺傳物質是RNA，對于這些病毒而言，基因就是___________________________
_______________________________________________________________________________。
2．基因與染色體、DNA、脫氧核苷酸的關系
拓展延伸　真、原核細胞基因的結構
1．在刑偵領域，DNA能像指紋一樣用來鑒定個人身份。結合脫氧核苷酸序列的多樣性和特異性，你能分析這一方法的科學依據嗎？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2．外源基因如果隨機整合到受體細胞的DNA上，染色體上原有基因被破壞的概率大還是不被破壞的概率大？請說明理由。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
1．生長在太平洋西北部的一種水母能發出綠色熒光，這是因為該種水母DNA上有一段長度為5 170個堿基對的片段——綠色熒光蛋白基因。轉基因實驗表明，轉入了水母的綠色熒光蛋白基因的轉基因鼠，在紫外線的照射下，也能像水母一樣發光。這個資料不能表明(　　)
A．基因是有遺傳效應的DNA片段
B．基因是DNA上的有一定功能的特異性的堿基排列順序
C．基因是控制生物體性狀的遺傳物質的結構單位和功能單位
D．DNA的任意片段都能在另一種生物體內控制性狀
2．人類抗體重鏈基因位于14號染色體上，由VH、DH、JH、CH四個基因片段簇組成，其中功能性VH基因片段約有65個、DH基因片段有27個、JH基因片段有6個、功能性CH基因片段有9個，如圖所示。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．VH1、DH1和JH1的基本組成單位相同
B．VH1、DH1和JH1在染色體上呈線性排列
C．VH、DH、JH和CH的多樣性是抗體多樣性的基礎
D．遺傳信息主要蘊藏在VH基因片段簇的排列順序中
考點二　遺傳信息的轉錄和翻譯
1．RNA的結構和種類
(1)元素組成：________________。
(2)基本單位：________________。
(3)組成成分
(4)結構：一般是________________鏈，長度比DNA短；能通過________________從細胞核轉移到細胞質中。
(5)種類及功能
種類 功能
mRNA ________合成的直接模板
tRNA 識別________，轉運________
rRNA ________的組成成分
病毒RNA RNA病毒的________________
酶 少數酶為RNA，可降低化學反應的________(起催化作用)
源于必修2 P67“圖4－6”：tRNA________(填“含有”或“不含有”)氫鍵，一個tRNA分子中________(填“是”或“不是”)只有三個堿基。
2．遺傳信息的轉錄
(1)源于必修2 P65“圖4－4”：
①遺傳信息的轉錄過程中也有DNA的解旋過程，該過程________(填“需要”或“不需要”)解旋酶。
②一個基因轉錄時以基因的________條鏈為模板，一個DNA分子上的所有基因的模板鏈________(填“一定”或“不一定”)相同。
③轉錄方向的判定方法：________________________________________為轉錄的起始方向。
(2)源于必修2 P64～65“正文”：RNA適合做信使的原因是_______________________。
3．遺傳信息的翻譯
4．遺傳信息、密碼子與反密碼子之間的聯系
源于必修2P67“思考·討論”幾乎所有的生物體都共用一套密碼子，這體現了密碼子的什么特點？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
歸納總結　基因(DNA)、mRNA上堿基數目最多對應的肽鏈中氨基酸數目，如圖所示：
可見，蛋白質中氨基酸數目＝1/3mRNA堿基數目＝1/6DNA堿基數目。
提醒　實際基因表達過程中的數量關系不符合6∶3∶1的原因
①基因中的內含子轉錄后被剪切。
②在基因中，有的片段(非編碼區)起調控作用，不轉錄。
③合成的肽鏈在加工過程中可能會被剪切掉部分氨基酸。
④轉錄出的mRNA中有終止密碼子，終止密碼子不編碼氨基酸。
5．中心法則
(1)提出者：________。
(2)中心法則內容圖解(虛線表示少數生物的遺傳信息的流向)
圖中：①DNA的復制；②__________；③翻譯；④________________；⑤________________。
(3)生命是物質、能量和信息的統一體：________________是信息的載體，________是信息的表達產物，而________為信息的流動提供能量。
(4)寫出下列部分生物中心法則表達式
生物種類 舉例 遺傳信息的傳遞過程
DNA病毒 T2噬菌體
RNA病毒 煙草花葉病毒
逆轉錄病毒 艾滋病病毒
細胞生物 動物、植物、細菌、真菌等
聚焦RNA合成和翻譯過程相關圖示：
(1)圖甲中一個基因的兩條鏈都可以作為轉錄的模板嗎？一個DNA分子上的所有基因的模板鏈都相同嗎？
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(2)圖甲中c所指的3條鏈的氨基酸序列是否相同？為什么？
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(3)圖甲中信息顯示一條mRNA可結合多個核糖體，有什么意義？圖甲中核糖體移動的方向是什么？
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(4)圖乙中d過程發生場所是哪里？e過程所需的嘌呤類核苷酸數目與f過程所需的嘧啶類核苷酸數目有何特點？圖中(＋)RNA的作用有哪些？
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3．(2023·湖南長德高三模擬)如圖表示細胞內遺傳信息的傳遞過程，下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．相較于過程②和③，過程①特有的堿基配對方式是A－T
B．真核細胞由過程②形成的mRNA和tRNA都需要加工
C．過程③中核糖體在mRNA上的移動方向是a到b
D．圖示tRNA可以搬運密碼子為CCA的氨基酸
歸納總結　DNA復制、轉錄、翻譯、逆轉錄和RNA復制的比較
項目 DNA復制 轉錄 翻譯 逆轉錄 RNA復制
場所 主要細胞核 主要細胞核 核糖體 宿主細胞 宿主細胞
模板 DNA的兩條鏈 DNA的一條鏈 mRNA RNA RNA
原料 4種脫氧核 苷酸 4種核糖核苷酸 21種氨基酸 4種脫氧核苷酸 4種核糖核苷酸
酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 縮合反應的酶 逆轉錄酶 RNA復制酶
能量 ATP
堿基互補 配對原則 G→C，C→G
A→T， T→A A→U， T→A A→U，U→A A→T， U→A A→U， U→A
產物 兩個子代DNA RNA 多肽鏈 DNA RNA
信息傳遞 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋 白質 RNA→DNA RNA→RNA
意義 前后代之間傳遞遺傳信息 表達遺傳信息 表達遺傳信息 通過宿主細胞傳遞遺傳信息，合成蛋白質 前后代之間傳遞遺傳信息
4.(不定項)miRNA是一種小分子RNA，某miRNA能抑制W基因控制的蛋白質(W蛋白)的合成，某真核細胞內形成該miRNA及其發揮作用的過程示意圖如下。下列敘述正確的是(　　)
A．RNA聚合酶在細胞質中合成，在miRNA基因轉錄時發揮作用
B．miRNA與W基因mRNA結合時堿基配對方式是C與G、A與U配對
C．miRNA在細胞核中轉錄合成后進入細胞質中加工，用于翻譯
D．miRNA抑制W蛋白的合成發生在轉錄過程中
拓展延伸　判斷中心法則各生理過程的三大依據
1．(2021·河北，8)關于基因表達的敘述，正確的是(　　)
A．所有生物基因表達過程中用到的RNA和蛋白質均由DNA編碼
B．DNA雙鏈解開，RNA聚合酶起始轉錄、移動到終止密碼子時停止轉錄
C．翻譯過程中，核酸之間的相互識別保證了遺傳信息傳遞的準確性
D．多肽鏈的合成過程中，tRNA讀取mRNA上全部堿基序列信息
2．(2022·湖南，14)大腸桿菌核糖體蛋白與rRNA分子親和力較強，二者組裝成核糖體。當細胞中缺乏足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白可通過結合到自身mRNA分子上的核糖體結合位點而產生翻譯抑制。下列敘述錯誤的是(　　)
A．一個核糖體蛋白的mRNA分子上可相繼結合多個核糖體，同時合成多條肽鏈
B．細胞中有足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白通常不會結合自身mRNA分子
C．核糖體蛋白對自身mRNA翻譯的抑制維持了RNA和核糖體蛋白數量上的平衡
D．編碼該核糖體蛋白的基因轉錄完成后，mRNA才能與核糖體結合進行翻譯
3．(不定項)(2021·湖南，13)細胞內不同基因的表達效率存在差異，如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A．細胞能在轉錄和翻譯水平上調控基因表達，圖中基因A的表達效率高于基因B
B．真核生物核基因表達的①和②過程分別發生在細胞核和細胞質中
C．人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA為模板進行轉錄的產物
D．②過程中，rRNA中含有與mRNA上密碼子互補配對的反密碼子
4．(不定項)(2021·河北，16)許多抗腫瘤藥物通過干擾DNA合成及功能抑制腫瘤細胞增殖。下表為三種抗腫瘤藥物的主要作用機理。下列敘述正確的是(　　)
藥物名稱 作用機理
羥基脲 阻止脫氧核糖核苷酸的合成
放線菌素D 抑制DNA的模板功能
阿糖胞苷 抑制DNA聚合酶活性
A.羥基脲處理后，腫瘤細胞中DNA復制和轉錄過程都出現原料匱乏
B．放線菌素D處理后，腫瘤細胞中DNA復制和轉錄過程都受到抑制
C．阿糖胞苷處理后，腫瘤細胞DNA復制過程中子鏈無法正常延伸
D．將三種藥物精準導入腫瘤細胞的技術可減弱它們對正常細胞的不利影響
1．判斷關于基因本質的敘述
(1)對于真核生物來說，染色體是基因的唯一載體(　　)
(2)若50個堿基對組合成1個基因，則可能組合成450種基因(　　)
(3)細胞中DNA分子的堿基對總數等于所有基因的堿基對數之和(　　)
(4)等位基因位于同一個DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈上(　　)
(5)細胞中組成一個基因的嘌呤堿基與嘧啶堿基數量不一定相等(　　)
2．判斷關于RNA、密碼子和反密碼子的敘述
(1)rRNA是核糖體的組成成分，原核細胞中可由核仁參與合成(　　)
(2)tRNA的種類很多，但是每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸，一種氨基酸也只能由一種tRNA轉運(　　)
(3)反密碼子是位于tRNA上任意相鄰的3個堿基(　　)
(4)mRNA上所含有的密碼子均能在tRNA上找到相對應的反密碼子(　　)
3．判斷關于基因轉錄和翻譯過程的敘述
(1)DNA轉錄形成的mRNA，與母鏈堿基的組成、排列順序都是相同的(　　)
(2)下圖為某生物細胞內發生的一系列生理變化，X表示某種酶，則過程Ⅰ在細胞核內進行，過程Ⅱ在細胞質內進行(　　)
(3)如圖為細胞通過翻譯形成蛋白質的過程，mRNA移動方向是從左到右，丙氨酸只能由該tRNA轉運(　　)
4．判斷關于中心法則的敘述
(1)HIV中能完成逆轉錄過程(　　)
(2)轉錄與DNA復制都遵循堿基互補配對原則，且配對方式相同(　　)
(3)中心法則全部過程均可發生在正常人體細胞內(　　)
5．填空默寫
(1)科學家________于1957年提出了中心法則：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復制；也可以從DNA流向RNA，進而流向蛋白質，即遺傳信息的____________和________。隨著研究的不斷深入，科學家對中心法則作出了補充，請寫出完善后的中心法則。
(2)轉錄的場所：________________________________；模板：________________；原料：________________________；酶：________________；能量：________；遵循的原則：__________________________；產物：________________。
(3)翻譯的場所：________；模板：__________；原料：________；轉運工具：________；酶；能量(ATP)；遵循的原則：________________________________；產物：________。
(4)人體不同組織細胞的相同DNA分子，進行轉錄過程時啟用的起始點________________(填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)，其原因是_________________________。

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