資源簡介

(共87張PPT)
第3課時
DNA通過RNA指導蛋白質合成
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。
1.RNA的結構與功能
歸納 夯實必備知識
C、H、O、N、P
核糖核苷酸
A、U、C、G
單鏈
mRNA
tRNA
反密碼子
核糖體
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
源于必修2 P59“圖2－3－3”
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
一
已合成的mRNA釋放的一端(5′－端)
3.遺傳信息的翻譯
(1)概念：在細胞中，以________為模板，從一個特定的__________開始，按照______________________________________的原則，依次合成具有一定氨基酸順序的多肽鏈的過程叫翻譯。
mRNA
起始位點
每三個相鄰的核糖核苷酸代表一個氨基酸
(2)密碼子
①概念：mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的____________稱為一個密碼子。
②密碼子的種類為64個，有____個密碼子負責20種氨基酸的編碼，其中堿基序列為______的密碼子不僅編碼甲硫氨酸，而且是_____細胞唯一的___________；另外三個(UAA、UAG、UGA)不編碼任何氨基酸，是______密碼子。
核糖核苷酸
61
AUG
真核
起始密碼子
終止
源于必修2 P62“圖2－3－6”
①tRNA______(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反密碼子的讀取方向為_________________________________
_____________。
含有
不是
由氨基酸連接端開始讀取(由長臂端向
短臂端讀取)
(3)過程
mRNA
tRNA　
mRNA　
tRNA　
終止密碼子　
脫離
4.遺傳信息、密碼子、反密碼子及與氨基酸的關系
(1)遺傳信息、密碼子與反密碼子之間的聯系
(2)密碼子、tRNA和氨基酸之間的對應關系
①一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。
②每種氨基酸對應一種或幾種密碼子，可由一種或幾種tRNA轉運。
5.DNA復制、轉錄和翻譯的區別
項目 復制 轉錄 翻譯
作用 傳遞遺傳信息 ______遺傳信息
時間 細胞分裂前的間期 ________________________
場所 主要在細胞核 主要在_______ 細胞質的_______
模板 DNA的兩條單鏈 DNA的_______ mRNA
原料 4種脫氧核苷酸 4種核糖核苷酸 20種氨基酸
能量 都需要
酶 解旋酶、DNA聚合酶 ___________ 多種酶
表達
個體生長發育的整個過程
細胞核
核糖體
一條鏈
RNA聚合酶
產物 2個雙鏈DNA分子 一個單鏈RNA分子 肽鏈(或蛋白質)
產物去向 傳遞到2個細胞或子代 通過核孔進入細胞質 組成細胞結構蛋白或功能蛋白
特點 邊解旋邊復制，半保留復制 邊解旋邊轉錄，轉錄后DNA恢復原狀 翻譯結束后，mRNA被降解成單體
堿基配對 A—T、T—A、C—G、G—C ____________、C—G、G—C A—U、U—A、C—G、G—C
A—U、T—A
6.基因表達過程中堿基數和氨基酸數之間的關系
特別提醒
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。
考向一　遺傳信息、密碼子、反密碼子的分析
1.(2023·江蘇無錫市高三調研)次黃嘌呤(I)是一種稀有堿基，常作為反密碼子的第1個堿基，可與密碼子的第3個堿基A或U或C配對，這種現象稱為密碼子的擺動性。已知AUC是異亮氨酸的一種密碼子。相關敘述正確的是
A.決定氨基酸的密碼子和攜帶氨基酸的tRNA種類都是61種
B.密碼子的擺動性表現在密碼子第1位堿基可與多種堿基配對
C.密碼子的擺動性增加了反密碼子與密碼子識別的靈活性，提高了突變頻率
D.含有反密碼子GAU和IAU的tRNA，都能攜帶異亮氨酸進入核糖體合成多肽鏈
√
突破 強化關鍵能力
由于擺動性的存在，一種攜帶氨基酸的tRNA可能攜帶多種氨基酸，所以tRNA的種類應少于61種，A錯誤；
密碼子的擺動性表現在反密碼子的第1個堿基可與密碼子的多種堿基配對，B錯誤；
密碼子的擺動性增加了反密碼子與密碼子識別的靈活性，提高了容錯率，但不會提高突變頻率，C錯誤；
次黃嘌呤(I)作為反密碼子的第1個堿基，可與密碼子的第3個堿基C配對，含有反密碼子GAU和IAU的tRNA，均能識別異亮氨酸的密碼子AUC，都能攜帶異亮氨酸進入核糖體合成多肽鏈，D正確。
2.(多選)如圖表示藍細菌DNA上遺傳信息、密碼子、反密碼子間的對應關系，下列說法中正確的是
A.由圖分析可知①鏈應為DNA
的β鏈
B.DNA形成②的過程發生的場
所是細胞核
C.酪氨酸和天冬氨酸的密碼子分別是AUG、CUA
D.圖中②與③配對的過程需要在核糖體上進行
√
√
藍細菌屬于原核生物，沒有
由核膜包被的細胞核，B項
錯誤；
tRNA一端的三個相鄰的核
糖核苷酸是反密碼子，密碼
子在mRNA上，C項錯誤；
圖中②與③配對的過程是翻譯，需要在核糖體上進行，D項正確。
考向二　轉錄、翻譯和復制過程的分析
3.(2023·河北邯鄲高三模擬)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
√
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。
4.(多選)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。
考向三　轉錄和翻譯中的有關計算
5.一個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、合成蛋白質時脫去的水分子數分別是(不考慮終止密碼子)
A.m、(m/3)－1 B.m、(m/3)－2
C.2(m－n)、(m/3)－1 D.2(m－n)、(m/3)－2
√
mRNA分子中有m個堿基，其中G＋C的數目為n個，則A＋U的數目為(m－n)個，故模板DNA中A＋T數目為2(m－n)個。根據mRNA堿基數目∶蛋白質中氨基酸數目＝3∶1可知，氨基酸數目為m/3個。脫去水分子數＝氨基酸數－肽鏈數＝(m/3)－2。
6.已知一個由2條肽鏈組成的蛋白質分子，共有肽鍵198個，控制翻譯該蛋白質分子的mRNA中A和U共占25%，則控制轉錄該mRNA的DNA分子中，C與G應該共有(不考慮終止密碼)
A.600個 B.700個
C.800個 D.900個
√
根據由2條肽鏈組成的蛋白質分子共有肽鍵198個，可知該蛋白質由200個氨基酸組成，則翻譯形成該蛋白質的mRNA分子中含有600個堿基，轉錄該mRNA的DNA分子含有1 200個堿基。mRNA中A和U共占25%，可知A＋U＝150(個)，則轉錄形成該mRNA的DNA模板鏈上T＋A＝150(個)，DNA分子中非模板鏈上A＋T＝150(個)，整個DNA分子中A＋T＝300(個)，則該DNA分子中C＋G＝1 200－300＝900(個)。
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.(多選)(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
√
√
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。
3.(2021·浙江1月選考，22)下圖是真核細胞遺傳信息表達中某過程的示意圖。某些氨基酸的部分密碼子(5′→3′)是：絲氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；異亮氨酸AUC、AUU；精氨酸AGA。下列敘述正確的是
A.圖中①為亮氨酸
B.圖中結構②從右向左移動
C.該過程中沒有氫鍵的形成和斷裂
D.該過程可發生在線粒體基質和細
胞核基質中
1
2
3
4
√
1
2
3
4
圖中①對應的密碼子為AUU，
所以①是異亮氨酸，A錯誤；
核糖體沿mRNA從5′到3′移
動進行翻譯，所以②從右向左
移動，B正確；
該過程中tRNA上的反密碼子與
mRNA上的密碼子之間發生堿基配對，因此會有氫鍵的形成和斷裂，C錯誤；
細胞核中不會發生翻譯過程，D錯誤。
4.(2022·江蘇，21)科學家研發了多種RNA藥物用于疾病治療和預防，圖中①～④示意4種RNA藥物的作用機制。請回答下列問題：
(1)細胞核內RNA轉錄合成以______
_________為模板，需要__________
的催化。前體mRNA需加工為成熟的
mRNA，才能轉運到細胞質中發揮作
用，說明_____對大分子物質的轉運
具有選擇性。
1
2
3
4
DNA
的一條鏈
RNA聚合酶
核孔
1
2
3
4
轉錄是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程，該過程需要RNA聚合酶的催化；mRNA需要加工為成熟mRNA后才能被轉移到細胞質中發揮作用，該過程是通過核孔進行的，說明核孔對大分子物質的轉運具有選擇性。
(2)機制①：有些杜興氏肌營養不良癥患者DMD蛋白基因的51外顯子片段中發生_________，提前產生終止密碼子，從而不能合成DMD蛋白。為治療該疾病，將反義RNA藥物導入
細胞核，使其與51外顯子轉錄產
物結合形成___________，DMD
前體mRNA剪接時，異常區段被
剔除，從而合成有功能的小DMD
蛋白，減輕癥狀。
1
2
3
4
基因突變
雙鏈RNA
1
2
3
4
若DMD蛋白基因的51外顯子片
段中發生基因突變，即發生堿
基對的增添、替換或缺失，可
能導致mRNA上的堿基發生改
變，終止密碼子提前出現，從
而不能合成DMD蛋白而引發杜
興氏肌營養不良；為治療該疾病，將反義RNA藥物導入細胞核，使其與51外顯子轉錄產物結合形成雙鏈RNA，DMD前體mRNA剪接時，異常區段被剔除，從而合成有功能的小DMD蛋白，減輕癥狀。
(3)機制②：有些高膽固醇血癥患者的PCSK9蛋白可促進低密度脂蛋白的內吞受體降解，血液中膽固醇含量偏高。轉入與PCSK9 mRNA特異性結合的siRNA，導致PCSK9 mRNA被剪斷，從而抑制細胞內的____________合成，治療高膽固醇血癥。
1
2
3
4
PCSK9蛋白
1
2
3
4
高膽固醇是由于膽固醇含量過高引起的，轉入與PCSK9 mRNA特異性結合的siRNA，導致PCSK9 mRNA不能發揮作用，即不能作為模板翻譯出PCSK9蛋白，低密度脂蛋白的內吞受體降解減慢，從而使血液中膽固醇含量正常。
(4)機制③：mRNA藥物進入患者細胞內可表達正常的功能蛋白，替代變異蛋白發揮治療作用。通常將mRNA藥物包裝成脂質體納米顆粒，目的是___________________________。
1
2
3
4
利于mRNA藥物進入組織細胞
通常將mRNA藥物包裝成脂質體納米顆粒，脂質體與細胞質膜的基本結構類似，利于mRNA藥物進入組織細胞。
(5)機制④：編碼新冠病毒S蛋白的mRNA疫苗，進入人體細胞，在內質網上的核糖體中合成S蛋白，經過_________________修飾加工后輸送出細胞，可作為_____誘導人體產生特異性免疫反應。
1
2
3
4
內質網和高爾基體
抗原
新冠病毒的S蛋白屬于膜上的蛋白，膜上的蛋白質在核糖體合成后，還需要經過內質網和高爾基體的修飾加工后輸送出細胞；疫苗相當于抗原，可誘導人體產生特異性免疫反應。
(6)接種了兩次新冠病毒滅活疫苗后，若第三次加強接種改為重組新冠病毒疫苗，根據人體特異性免疫反應機制分析，進一步提高免疫力的原因有____________________________________________________________
________________________________。
1
2
3
4
可激發機體的二次免疫過程，能產生更多的抗體和記憶細胞；促進機體產生不同的抗體和記憶細胞
一、易錯辨析
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.RNA有傳遞遺傳信息、催化反應和轉運物質等功能(　 　)
3.mRNA上的GCA在人細胞中和小麥細胞中決定的是同一種氨基酸
(　 　)
4.一個DNA只能控制合成一種蛋白質(　 　)
5.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
(　 　)
五分鐘　查落實
×
×
√
×
√
二、填空默寫
1.(必修2 P59)RNA有三種，它們分別是_______、_______和______；真核細胞中核仁受損會影響_____的合成，進而影響______(細胞器)的形成。
2.基因的表達包括______和______過程；細胞分化是_______________的結果。
3.(必修2 P61)mRNA上決定1個氨基酸的3個_____的核糖核苷酸，叫作1個_______。
mRNA
tRNA
rRNA
rRNA
核糖體
轉錄
翻譯
基因選擇性表達
相鄰
密碼子
4.(必修2 P62)tRNA的種類很多，但是，每種tRNA只能識別并轉運____種氨基酸。tRNA分子比mRNA小得多，其一端是攜帶氨基酸的部位，另一端有3個相鄰的堿基。每個tRNA的這3個堿基可以與mRNA上的密碼子互補配對，叫作__________。
5.轉錄的場所：___________________________；模板：______________；原料：_______________；酶：____________；能量：_____；遵循的原則：________________________________________；產物：__________
______。
一
反密碼子
細胞核(主)、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
6.翻譯的場所：_______；模板：_______；原料：_______；轉運工具：_______；酶；能量(ATP)。遵循的原則：___________________________
______________。產物：______。
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
課時精練
一、單項選擇題
1.真核細胞的DNA聚合酶和RNA聚合酶有很多相似之處。下列敘述正確的是
A.兩者都只在細胞核內催化反應
B.兩者都以脫氧核苷酸為底物
C.兩者都以單鏈DNA為模板
D.兩者都能催化氫鍵斷裂
√
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2
3
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兩者除在細胞核內催化反應之外，還會在線粒體和葉綠體中起作用，A錯誤；
DNA復制以脫氧核苷酸為底物，而轉錄以核糖核苷酸為底物，B錯誤；
DNA聚合酶不能催化氫鍵斷裂，而RNA聚合酶能催化氫鍵斷裂，D錯誤。
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2.(2023·江蘇宿遷高三模擬)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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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。
3.生物體結構與功能相統一的觀點，既體現在細胞等生命系統水平上，也體現在分子水平上。下列相關敘述錯誤的是
A.一個DNA上有多個復制起點，有利于細胞快速復制DNA
B.一個mRNA上結合多個核糖體，有利于細胞快速合成多種蛋白質
C.一種氨基酸對應多種密碼子，有利于保證細胞翻譯的速度
D.雙鏈DNA分子中GC含量增多，有利于增強其熱穩定性
√
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一個mRNA上結合多個核糖體，有利于細胞快速合成相同的蛋白質，提高了翻譯的效率，B錯誤。
4.四氯化碳中毒時，會使得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，下列敘述正確的是
A.一個核糖體上同時結合多個mRNA可
提高翻譯的效率
B.圖中mRNA在核糖體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.四氯化碳中毒會導致蛋白質無法進入內質網加工
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5.(2023·江蘇徐州高三質檢)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
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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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A.S蛋白的氨基酸數與S蛋白基因的核苷酸數目之比為1∶6
B.圖中箭頭所指的堿基A突變為G不影響S蛋白的結構
C.新冠病毒的RNA在核糖體上從左向右移動進行翻譯
D.由S蛋白制備的疫苗可與病毒的S蛋白結合，抑制病毒侵染
6.新冠病毒為RNA病毒，包膜上的S蛋白能與人體細胞表面的ACE2受體特異性結合，從而使病毒的RNA進入細胞。新冠病毒的RNA進入細胞后可直接作為模板進行翻譯。下圖為新冠病毒RNA的部分序列(其中包含S蛋白基因的起始部分)和S蛋白的起始氨基酸序列，AUG既是起始密碼子也編碼甲硫氨酸。下列說法正確的是
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圖中箭頭所指的堿基A突變為G，密碼子由原來的UUA變成了UUG，不改變氨基酸的編碼順序，同時UUA和UUG都編碼同一種氨基酸，即亮氨酸，因此不影響S蛋白的結構，B正確；
在翻譯過程中，是核糖體沿著mRNA移動，C錯誤；
由S蛋白制備的疫苗注射機體后產生的特異性抗體可與病毒的S蛋白結合，抑制病毒侵染，而不是S蛋白制備的疫苗直接與病毒的S蛋白結合，D錯誤。
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7.SARS病毒是一種單鏈＋RNA病毒。該＋RNA既能作為mRNA翻譯出蛋白質，又能作為模板合成－RNA。如圖表示SARS病毒的增殖過程，相關敘述正確的是
A.過程①所需的嘌呤比例與過程②
所需的嘌呤比例相同
B.過程③所需的模板、原料、核糖
體均由宿主細胞提供
C.單鏈－RNA在SARS病毒的生命活動過程中必不可少
D.參與①②過程的酶是RNA聚合酶，作用于磷酸二酯鍵
√
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過程①的模板為＋RNA，過程②的
模板為－RNA，＋RNA與－RNA的
堿基互補，可知＋RNA中的A＋G
與－RNA中的T＋C相等，＋RNA中
的T＋C與－RNA中的A＋G相等，但＋RNA中的A＋G與T＋C不一定相等，故過程①與過程②中所需的嘌呤比例不一定相同，A錯誤；
過程③中，模板由SARS病毒提供，原料與核糖體由宿主細胞提供，B錯誤；
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由題意可知，＋RNA在SARS病毒
生命活動中必不可缺，－RNA為
＋RNA復制過程中的中間產物，
C錯誤；
過程①②為RNA復制，需要RNA聚合酶，用于連接核糖核苷酸之間的磷酸二酯鍵，D正確。
8.科學家發現，當四膜蟲缺乏必需氨基酸時，tRNA會被細胞內某些蛋白類內切酶切割成若干個片段，從而影響蛋白質的合成，而非必需氨基酸缺乏時，不會引起tRNA的切割。下列說法正確的是
A.內切酶破壞tRNA中的磷酸二酯鍵將其切割成若干片段
B.內切酶與tRNA之間可能通過堿基互補配對相互識別
C.缺乏必需氨基酸會直接影響轉錄過程，減少蛋白質的合成
D.四膜蟲細胞合成蛋白質時不需要非必需氨基酸的參與
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根據題文，內切酶能將tRNA切割成若干片段，推測其破壞的是tRNA中核苷酸之間的磷酸二酯鍵，A正確；
當四膜蟲缺乏必需氨基酸時，tRNA會被細胞內某些蛋白類內切酶切割成若干個片段，不缺乏時，不會切割，說明內切酶和tRNA之間能相互識別，但內切酶為蛋白質，其中不含堿基，故內切酶與tRNA之間不能通過堿基互補配對相互識別，B錯誤；
必需氨基酸缺乏會引起tRNA的切割，因此直接影響翻譯過程，減少蛋白質的合成，C錯誤；
四膜蟲細胞合成蛋白質時需要非必需氨基酸的參與，D錯誤。
二、多項選擇題
9.(2023·江蘇泰州高三模擬)果蠅的晝夜節律與PER蛋白濃度的變化有關。如圖表示PER蛋白作用的部分過程。下列相關敘述錯誤的是
A.PER蛋白可反饋抑制Per基因的轉錄
B.per mRNA的合成過程在細胞核外發生
C.PER蛋白與TIM蛋白結合后穿過核膜進
入細胞核
D.一個per mRNA分子上可結合多個核糖
體同時進行多條不同肽鏈的合成
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√
√
√
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因為per mRNA存在于細胞核內，因此
其合成只能發生在細胞核內，B錯誤；
PER蛋白與TIM蛋白結合后穿過核孔進
入細胞核，C錯誤；
據圖可知，在合成蛋白質時，多個核糖
體可以相繼結合到per mRNA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。
10.(2023·江蘇南京高三模擬)下圖為人體細胞內某基因表達的部分圖解，其中a、b、c表示生理過程。下列有關敘述錯誤的是
A.圖示過程發生在垂體細胞內
B.a過程的原料是四種脫氧核苷酸
C.b過程在核糖體上進行，至少涉
及三類RNA
D.c過程發生在內環境中
√
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√
√
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14
圖示過程產生的是促甲狀腺激素
釋放激素，是由下丘腦分泌的，
所以圖示過程發生在下丘腦細胞
中，A錯誤；
a過程表示轉錄，需要游離的核糖核苷酸作原料，B錯誤；
b過程表示翻譯，場所是核糖體，核糖體由rRNA和蛋白質組成，翻譯的過程以mRNA為模板，轉運工具是tRNA，所以b過程涉及三類RNA，C正確；
c過程是蛋白質加工的過程，在細胞內完成，D錯誤。
11.真核生物的基因中含有外顯子和內含子。細胞核內剛剛轉錄而來的RNA為前體mRNA，前體mRNA中的內含子在RNA自身以及其他蛋白復合物的作用下被剪切，形成mRNA運出細胞核。如圖為前體mRNA的剪切示意圖，下列相關敘述錯誤的是
A.圖中的a、c分別為啟動子和終止
子轉錄部分
B.前體mRNA能與核糖體直接結合
進行翻譯過程
C.蛋白質復合物具有識別特定核糖核苷酸序列的功能
D.前體mRNA加工形成mRNA的過程發生在細胞質基質中
√
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√
√
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14
啟動子和終止子為基因上的調控序
列，不能轉錄出相應的前體mRNA，
A錯誤；
前體mRNA需要經過加工形成mRNA，
才能與核糖體結合進行翻譯過程，B錯誤；
蛋白質復合物具有識別特定核糖核苷酸序列的功能，進而剪切前體mRNA，C正確；
前體mRNA加工形成mRNA的過程發生在細胞核中，形成的mRNA運出細胞核進入細胞質基質中，D錯誤。
12.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
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√
√
√
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。
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三、非選擇題
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：
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(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”)。
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核仁
RNA聚合酶
啟動子
從左向右
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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，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_________________________________________________
_______________。
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14
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
1
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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。
(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。
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催化
(4)原核生物核糖體中的蛋白質合成如圖2所示：
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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
14.菲爾和梅洛因發現了RNA干擾現象(RNAi)，獲得了2006年諾貝爾生理學或醫學獎。RNA干擾的機制如下：雙鏈RNA一旦進入細胞內就會被一個稱為Dicer的特定的酶切割成21～23個核苷酸長的小分子干涉RNA(SiRNA)。Dicer能特異識別雙鏈RNA，以ATP依賴方式切割由外源導入或者由轉基因、病毒感染等各種方式引入的雙鏈RNA，切割產生的SiRNA片段與一系列酶結合組成誘導沉默復合體(RISC)。激活的RISC通過堿基配對結合到與SiRNA同源的mRNA上，并切割該mRNA，造成蛋白質無法合成(如圖所示)。請回答下列問題：
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14
(1)雙鏈RNA分子的基本組成單位是___________，分子中堿基配對的方式是_____________。不同的雙鏈RNA分子的結構不同，主要體現在____________________________等方面。正常情況下真核生物合成RNA需要______________________________等物質從細胞質進入細胞核。
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14
核糖核苷酸
A－U、G－C
核糖核苷酸的數量和排列順序
RNA聚合酶、ATP、核糖核苷酸
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(2)RNAi能使相關基因“沉默”，其實質是遺傳信息傳遞中的______過程受阻。通過Dicer切割形成的SiRNA使基因“沉默”的條件是SiRNA上有_________________的堿基序列。
(3)如果將單鏈RNA注入細胞，______(填“能”或“不能”)引起RNA干擾現象，原因是_________________________________________。
翻譯
與mRNA互補配對
不能
Dicer只能識別雙鏈RNA，不能識別單鏈RNA
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(4)RNAi可用于病毒性疾病的治療。其過程是：人們通過合成一段針對特定病毒基因的______________，并將之導入該病毒感染的細胞，抑制病毒________________，從而抑制病毒的繁殖。
雙鏈RNA分子
相關基因的表達第4課時　DNA通過RNA指導蛋白質合成
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。
1．RNA的結構與功能
2．遺傳信息的轉錄
源于必修2 P59“圖2－3－3”
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。
3．遺傳信息的翻譯
(1)概念：在細胞中，以mRNA為模板，從一個特定的起始位點開始，按照每三個相鄰的核糖核苷酸代表一個氨基酸的原則，依次合成具有一定氨基酸順序的多肽鏈的過程叫翻譯。
(2)密碼子
①概念：mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的核糖核苷酸稱為一個密碼子。
②密碼子的種類為64個，有61個密碼子負責20種氨基酸的編碼，其中堿基序列為AUG的密碼子不僅編碼甲硫氨酸，而且是真核細胞唯一的起始密碼子；另外三個(UAA、UAG、UGA)不編碼任何氨基酸，是終止密碼子。
源于必修2 P62“圖2－3－6”
①tRNA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反密碼子的讀取方向為由氨基酸連接端開始讀取(由長臂端向短臂端讀取)。
(3)過程
4．遺傳信息、密碼子、反密碼子及與氨基酸的關系
(1)遺傳信息、密碼子與反密碼子之間的聯系
(2)密碼子、tRNA和氨基酸之間的對應關系
①一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。
②每種氨基酸對應一種或幾種密碼子，可由一種或幾種tRNA轉運。
5．DNA復制、轉錄和翻譯的區別
項目 復制 轉錄 翻譯
作用 傳遞遺傳信息 表達遺傳信息
時間 細胞分裂前的間期 個體生長發育的整個過程
場所 主要在細胞核 主要在細胞核 細胞質的核糖體
模板 DNA的兩條單鏈 DNA的一條鏈 mRNA
原料 4種脫氧核苷酸 4種核糖核苷酸 20種氨基酸
能量 都需要
酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 多種酶
產物 2個雙鏈DNA分子 一個單鏈RNA分子 肽鏈(或蛋白質)
產物去向 傳遞到2個細胞或子代 通過核孔進入細胞質 組成細胞結構蛋白或功能蛋白
特點 邊解旋邊復制，半保留復制 邊解旋邊轉錄，轉錄后DNA恢復原狀 翻譯結束后，mRNA被降解成單體
堿基配對 A—T、T—A、C—G、G—C A—U、T—A、C—G、G—C A—U、U—A、C—G、G—C
6.基因表達過程中堿基數和氨基酸數之間的關系
特別提醒　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。
考向一　遺傳信息、密碼子、反密碼子的分析
1．(2023·江蘇無錫市高三調研)次黃嘌呤(I)是一種稀有堿基，常作為反密碼子的第1個堿基，可與密碼子的第3個堿基A或U或C配對，這種現象稱為密碼子的擺動性。已知AUC是異亮氨酸的一種密碼子。相關敘述正確的是(　　)
A．決定氨基酸的密碼子和攜帶氨基酸的tRNA種類都是61種
B．密碼子的擺動性表現在密碼子第1位堿基可與多種堿基配對
C．密碼子的擺動性增加了反密碼子與密碼子識別的靈活性，提高了突變頻率
D．含有反密碼子GAU和IAU的tRNA，都能攜帶異亮氨酸進入核糖體合成多肽鏈
答案　D
解析　由于擺動性的存在，一種攜帶氨基酸的tRNA可能攜帶多種氨基酸，所以tRNA的種類應少于61種，A錯誤；密碼子的擺動性表現在反密碼子的第1個堿基可與密碼子的多種堿基配對，B錯誤；密碼子的擺動性增加了反密碼子與密碼子識別的靈活性，提高了容錯率，但不會提高突變頻率，C錯誤；次黃嘌呤(I)作為反密碼子的第1個堿基，可與密碼子的第3個堿基C配對，含有反密碼子GAU和IAU的tRNA，均能識別異亮氨酸的密碼子AUC，都能攜帶異亮氨酸進入核糖體合成多肽鏈，D正確。
2．(多選)如圖表示藍細菌DNA上遺傳信息、密碼子、反密碼子間的對應關系，下列說法中正確的是(　　)
A．由圖分析可知①鏈應為DNA的β鏈
B．DNA形成②的過程發生的場所是細胞核
C．酪氨酸和天冬氨酸的密碼子分別是AUG、CUA
D．圖中②與③配對的過程需要在核糖體上進行
答案　AD
解析　藍細菌屬于原核生物，沒有由核膜包被的細胞核，B項錯誤；tRNA一端的三個相鄰的核糖核苷酸是反密碼子，密碼子在mRNA上，C項錯誤；圖中②與③配對的過程是翻譯，需要在核糖體上進行，D項正確。
考向二　轉錄、翻譯和復制過程的分析
3．(2023·河北邯鄲高三模擬)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。
4．(多選)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。
考向三　轉錄和翻譯中的有關計算
5．一個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、合成蛋白質時脫去的水分子數分別是(不考慮終止密碼子)(　　)
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的數目為n個，則A＋U的數目為(m－n)個，故模板DNA中A＋T數目為2(m－n)個。根據mRNA堿基數目∶蛋白質中氨基酸數目＝3∶1可知，氨基酸數目為m/3個。脫去水分子數＝氨基酸數－肽鏈數＝(m/3)－2。
6．已知一個由2條肽鏈組成的蛋白質分子，共有肽鍵198個，控制翻譯該蛋白質分子的mRNA中A和U共占25%，則控制轉錄該mRNA的DNA分子中，C與G應該共有(不考慮終止密碼)(　　)
A．600個 B．700個
C．800個 D．900個
答案　D
解析　根據由2條肽鏈組成的蛋白質分子共有肽鍵198個，可知該蛋白質由200個氨基酸組成，則翻譯形成該蛋白質的mRNA分子中含有600個堿基，轉錄該mRNA的DNA分子含有1 200個堿基。mRNA中A和U共占25%，可知A＋U＝150(個)，則轉錄形成該mRNA的DNA模板鏈上T＋A＝150(個)，DNA分子中非模板鏈上A＋T＝150(個)，整個DNA分子中A＋T＝300(個)，則該DNA分子中C＋G＝1 200－300＝900(個)。
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．(多選)(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。
3．(2021·浙江1月選考，22)下圖是真核細胞遺傳信息表達中某過程的示意圖。某些氨基酸的部分密碼子(5′→3′)是：絲氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；異亮氨酸AUC、AUU；精氨酸AGA。下列敘述正確的是(　　)
A．圖中①為亮氨酸
B．圖中結構②從右向左移動
C．該過程中沒有氫鍵的形成和斷裂
D．該過程可發生在線粒體基質和細胞核基質中
答案　B
解析　圖中①對應的密碼子為AUU，所以①是異亮氨酸，A錯誤；核糖體沿mRNA從5′到3′移動進行翻譯，所以②從右向左移動，B正確；該過程中tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子之間發生堿基配對，因此會有氫鍵的形成和斷裂，C錯誤；細胞核中不會發生翻譯過程，D錯誤。
4．(2022·江蘇，21)科學家研發了多種RNA藥物用于疾病治療和預防，圖中①～④示意4種RNA藥物的作用機制。請回答下列問題：
(1)細胞核內RNA轉錄合成以____________為模板，需要____________的催化。前體mRNA需加工為成熟的mRNA，才能轉運到細胞質中發揮作用，說明____________對大分子物質的轉運具有選擇性。
(2)機制①：有些杜興氏肌營養不良癥患者DMD蛋白基因的51外顯子片段中發生____________，提前產生終止密碼子，從而不能合成DMD蛋白。為治療該疾病，將反義RNA藥物導入細胞核，使其與51外顯子轉錄產物結合形成____________，DMD前體mRNA剪接時，異常區段被剔除，從而合成有功能的小DMD蛋白，減輕癥狀。
(3)機制②：有些高膽固醇血癥患者的PCSK9蛋白可促進低密度脂蛋白的內吞受體降解，血液中膽固醇含量偏高。轉入與PCSK9 mRNA特異性結合的siRNA，導致PCSK9 mRNA被剪斷，從而抑制細胞內的____________合成，治療高膽固醇血癥。
(4)機制③：mRNA藥物進入患者細胞內可表達正常的功能蛋白，替代變異蛋白發揮治療作用。通常將mRNA藥物包裝成脂質體納米顆粒，目的是______________________________。
(5)機制④：編碼新冠病毒S蛋白的mRNA疫苗，進入人體細胞，在內質網上的核糖體中合成S蛋白，經過________________修飾加工后輸送出細胞，可作為____________誘導人體產生特異性免疫反應。
(6)接種了兩次新冠病毒滅活疫苗后，若第三次加強接種改為重組新冠病毒疫苗，根據人體特異性免疫反應機制分析，進一步提高免疫力的原因有______________________________。
答案　(1)DNA的一條鏈　RNA聚合酶　核孔
(2)基因突變　雙鏈RNA　(3)PCSK9蛋白
(4)利于mRNA藥物進入組織細胞　(5)內質網和高爾基體　抗原　(6)可激發機體的二次免疫過程，能產生更多的抗體和記憶細胞；促進機體產生不同的抗體和記憶細胞
解析　(1)轉錄是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程，該過程需要RNA聚合酶的催化；mRNA需要加工為成熟mRNA后才能被轉移到細胞質中發揮作用，該過程是通過核孔進行的，說明核孔對大分子物質的轉運具有選擇性。(2)若DMD蛋白基因的51外顯子片段中發生基因突變，即發生堿基對的增添、替換或缺失，可能導致mRNA上的堿基發生改變，終止密碼子提前出現，從而不能合成DMD蛋白而引發杜興氏肌營養不良；為治療該疾病，將反義RNA藥物導入細胞核，使其與51外顯子轉錄產物結合形成雙鏈RNA，DMD前體mRNA剪接時，異常區段被剔除，從而合成有功能的小DMD蛋白，減輕癥狀。(3)高膽固醇是由于膽固醇含量過高引起的，轉入與PCSK9 mRNA特異性結合的siRNA，導致PCSK9 mRNA不能發揮作用，即不能作為模板翻譯出PCSK9蛋白，低密度脂蛋白的內吞受體降解減慢，從而使血液中膽固醇含量正常。(4)通常將mRNA藥物包裝成脂質體納米顆粒，脂質體與細胞質膜的基本結構類似，利于mRNA藥物進入組織細胞。(5)新冠病毒的S蛋白屬于膜上的蛋白，膜上的蛋白質在核糖體合成后，還需要經過內質網和高爾基體的修飾加工后輸送出細胞；疫苗相當于抗原，可誘導人體產生特異性免疫反應。
一、易錯辨析
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．RNA有傳遞遺傳信息、催化反應和轉運物質等功能(　√　)
3．mRNA上的GCA在人細胞中和小麥細胞中決定的是同一種氨基酸(　√　)
4．一個DNA只能控制合成一種蛋白質(　×　)
5．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(　×　)
二、填空默寫
1．(必修2 P59)RNA有三種，它們分別是mRNA、tRNA和rRNA；真核細胞中核仁受損會影響rRNA的合成，進而影響核糖體(細胞器)的形成。
2．基因的表達包括轉錄和翻譯過程；細胞分化是基因選擇性表達的結果。
3．(必修2 P61)mRNA上決定1個氨基酸的3個相鄰的核糖核苷酸，叫作1個密碼子。
4．(必修2 P62)tRNA的種類很多，但是，每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸。tRNA分子比mRNA小得多，其一端是攜帶氨基酸的部位，另一端有3個相鄰的堿基。每個tRNA的這3個堿基可以與mRNA上的密碼子互補配對，叫作反密碼子。
5．轉錄的場所：細胞核(主)、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。
6．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。
課時精練
一、單項選擇題
1．真核細胞的DNA聚合酶和RNA聚合酶有很多相似之處。下列敘述正確的是(　　)
A．兩者都只在細胞核內催化反應
B．兩者都以脫氧核苷酸為底物
C．兩者都以單鏈DNA為模板
D．兩者都能催化氫鍵斷裂
答案　C
解析　兩者除在細胞核內催化反應之外，還會在線粒體和葉綠體中起作用，A錯誤；DNA復制以脫氧核苷酸為底物，而轉錄以核糖核苷酸為底物，B錯誤；DNA聚合酶不能催化氫鍵斷裂，而RNA聚合酶能催化氫鍵斷裂，D錯誤。
2．(2023·江蘇宿遷高三模擬)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。
3．生物體結構與功能相統一的觀點，既體現在細胞等生命系統水平上，也體現在分子水平上。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．一個DNA上有多個復制起點，有利于細胞快速復制DNA
B．一個mRNA上結合多個核糖體，有利于細胞快速合成多種蛋白質
C．一種氨基酸對應多種密碼子，有利于保證細胞翻譯的速度
D．雙鏈DNA分子中GC含量增多，有利于增強其熱穩定性
答案　B
解析　一個mRNA上結合多個核糖體，有利于細胞快速合成相同的蛋白質，提高了翻譯的效率，B錯誤。
4．四氯化碳中毒時，會使得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，下列敘述正確的是(　　)
A．一個核糖體上同時結合多個mRNA可提高翻譯的效率
B．圖中mRNA在核糖體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．四氯化碳中毒會導致蛋白質無法進入內質網加工
答案　D
5．(2023·江蘇徐州高三質檢)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．新冠病毒為RNA病毒，包膜上的S蛋白能與人體細胞表面的ACE2受體特異性結合，從而使病毒的RNA進入細胞。新冠病毒的RNA進入細胞后可直接作為模板進行翻譯。下圖為新冠病毒RNA的部分序列(其中包含S蛋白基因的起始部分)和S蛋白的起始氨基酸序列，AUG既是起始密碼子也編碼甲硫氨酸。下列說法正確的是(　　)
A．S蛋白的氨基酸數與S蛋白基因的核苷酸數目之比為1∶6
B．圖中箭頭所指的堿基A突變為G不影響S蛋白的結構
C．新冠病毒的RNA在核糖體上從左向右移動進行翻譯
D．由S蛋白制備的疫苗可與病毒的S蛋白結合，抑制病毒侵染
答案　B
解析　圖中箭頭所指的堿基A突變為G，密碼子由原來的UUA變成了UUG，不改變氨基酸的編碼順序，同時UUA和UUG都編碼同一種氨基酸，即亮氨酸，因此不影響S蛋白的結構，B正確；在翻譯過程中，是核糖體沿著mRNA移動，C錯誤；由S蛋白制備的疫苗注射機體后產生的特異性抗體可與病毒的S蛋白結合，抑制病毒侵染，而不是S蛋白制備的疫苗直接與病毒的S蛋白結合，D錯誤。
7．SARS病毒是一種單鏈＋RNA病毒。該＋RNA既能作為mRNA翻譯出蛋白質，又能作為模板合成－RNA。如圖表示SARS病毒的增殖過程，相關敘述正確的是(　　)
A．過程①所需的嘌呤比例與過程②所需的嘌呤比例相同
B．過程③所需的模板、原料、核糖體均由宿主細胞提供
C．單鏈－RNA在SARS病毒的生命活動過程中必不可少
D．參與①②過程的酶是RNA聚合酶，作用于磷酸二酯鍵
答案　D
解析　過程①的模板為＋RNA，過程②的模板為－RNA，＋RNA與－RNA的堿基互補，可知＋RNA中的A＋G與－RNA中的T＋C相等，＋RNA中的T＋C與－RNA中的A＋G相等，但＋RNA中的A＋G與T＋C不一定相等，故過程①與過程②中所需的嘌呤比例不一定相同，A錯誤；過程③中，模板由SARS病毒提供，原料與核糖體由宿主細胞提供，B錯誤；由題意可知，＋RNA在SARS病毒生命活動中必不可缺，－RNA為＋RNA復制過程中的中間產物，C錯誤；過程①②為RNA復制，需要RNA聚合酶，用于連接核糖核苷酸之間的磷酸二酯鍵，D正確。
8．科學家發現，當四膜蟲缺乏必需氨基酸時，tRNA會被細胞內某些蛋白類內切酶切割成若干個片段，從而影響蛋白質的合成，而非必需氨基酸缺乏時，不會引起tRNA的切割。下列說法正確的是(　　)
A．內切酶破壞tRNA中的磷酸二酯鍵將其切割成若干片段
B．內切酶與tRNA之間可能通過堿基互補配對相互識別
C．缺乏必需氨基酸會直接影響轉錄過程，減少蛋白質的合成
D．四膜蟲細胞合成蛋白質時不需要非必需氨基酸的參與
答案　A
解析　根據題文，內切酶能將tRNA切割成若干片段，推測其破壞的是tRNA中核苷酸之間的磷酸二酯鍵，A正確；當四膜蟲缺乏必需氨基酸時，tRNA會被細胞內某些蛋白類內切酶切割成若干個片段，不缺乏時，不會切割，說明內切酶和tRNA之間能相互識別，但內切酶為蛋白質，其中不含堿基，故內切酶與tRNA之間不能通過堿基互補配對相互識別，B錯誤；必需氨基酸缺乏會引起tRNA的切割，因此直接影響翻譯過程，減少蛋白質的合成，C錯誤；四膜蟲細胞合成蛋白質時需要非必需氨基酸的參與，D錯誤。
二、多項選擇題
9．(2023·江蘇泰州高三模擬)果蠅的晝夜節律與PER蛋白濃度的變化有關。如圖表示PER蛋白作用的部分過程。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．PER蛋白可反饋抑制Per基因的轉錄
B．per mRNA的合成過程在細胞核外發生
C．PER蛋白與TIM蛋白結合后穿過核膜進入細胞核
D．一個per mRNA分子上可結合多個核糖體同時進行多條不同肽鏈的合成
答案　BCD
解析　因為per mRNA存在于細胞核內，因此其合成只能發生在細胞核內，B錯誤；PER蛋白與TIM蛋白結合后穿過核孔進入細胞核，C錯誤；據圖可知，在合成蛋白質時，多個核糖體可以相繼結合到per mRNA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。
10．(2023·江蘇南京高三模擬)下圖為人體細胞內某基因表達的部分圖解，其中a、b、c表示生理過程。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．圖示過程發生在垂體細胞內
B．a過程的原料是四種脫氧核苷酸
C．b過程在核糖體上進行，至少涉及三類RNA
D．c過程發生在內環境中
答案　ABD
解析　圖示過程產生的是促甲狀腺激素釋放激素，是由下丘腦分泌的，所以圖示過程發生在下丘腦細胞中，A錯誤；a過程表示轉錄，需要游離的核糖核苷酸作原料，B錯誤；b過程表示翻譯，場所是核糖體，核糖體由rRNA和蛋白質組成，翻譯的過程以mRNA為模板，轉運工具是tRNA，所以b過程涉及三類RNA，C正確；c過程是蛋白質加工的過程，在細胞內完成，D錯誤。
11．真核生物的基因中含有外顯子和內含子。細胞核內剛剛轉錄而來的RNA為前體mRNA，前體mRNA中的內含子在RNA自身以及其他蛋白復合物的作用下被剪切，形成mRNA運出細胞核。如圖為前體mRNA的剪切示意圖，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．圖中的a、c分別為啟動子和終止子轉錄部分
B．前體mRNA能與核糖體直接結合進行翻譯過程
C．蛋白質復合物具有識別特定核糖核苷酸序列的功能
D．前體mRNA加工形成mRNA的過程發生在細胞質基質中
答案　ABD
解析　啟動子和終止子為基因上的調控序列，不能轉錄出相應的前體mRNA，A錯誤；前體mRNA需要經過加工形成mRNA，才能與核糖體結合進行翻譯過程，B錯誤；蛋白質復合物具有識別特定核糖核苷酸序列的功能，進而剪切前體mRNA，C正確；前體mRNA加工形成mRNA的過程發生在細胞核中，形成的mRNA運出細胞核進入細胞質基質中，D錯誤。
12．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
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。
14．菲爾和梅洛因發現了RNA干擾現象(RNAi)，獲得了2006年諾貝爾生理學或醫學獎。RNA干擾的機制如下：雙鏈RNA一旦進入細胞內就會被一個稱為Dicer的特定的酶切割成21～23個核苷酸長的小分子干涉RNA(SiRNA)。Dicer能特異識別雙鏈RNA，以ATP依賴方式切割由外源導入或者由轉基因、病毒感染等各種方式引入的雙鏈RNA，切割產生的SiRNA片段與一系列酶結合組成誘導沉默復合體(RISC)。激活的RISC通過堿基配對結合到與SiRNA同源的mRNA上，并切割該mRNA，造成蛋白質無法合成(如圖所示)。請回答下列問題：
(1)雙鏈RNA分子的基本組成單位是________________，分子中堿基配對的方式是________________。不同的雙鏈RNA分子的結構不同，主要體現在______________________等方面。正常情況下真核生物合成RNA需要________________________________________等物質從細胞質進入細胞核。
(2)RNAi能使相關基因“沉默”，其實質是遺傳信息傳遞中的________過程受阻。通過Dicer切割形成的SiRNA使基因“沉默”的條件是SiRNA上有____________________的堿基序列。
(3)如果將單鏈RNA注入細胞，__________(填“能”或“不能”)引起RNA干擾現象，原因是________________________________________________________。
(4)RNAi可用于病毒性疾病的治療。其過程是：人們通過合成一段針對特定病毒基因的___________________，并將之導入該病毒感染的細胞，抑制病毒________________________，從而抑制病毒的繁殖。
答案　(1)核糖核苷酸　A－U、G－C　核糖核苷酸的數量和排列順序　RNA聚合酶、ATP、核糖核苷酸　(2)翻譯　與mRNA互補配對　(3)不能　Dicer只能識別雙鏈RNA，不能識別單鏈RNA　(4)雙鏈RNA分子　相關基因的表達

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