2021高三生物人教版一轮学案：第20讲　基因的表达 Word版含解析

2021高三生物人教版一轮学案：第20讲　基因的表达 Word版含解析

www.ks5u.com 第20讲　基因的表达 最新考纲 高频考点 核心素养 ‎1.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)‎ ‎2．基因与性状的关系(Ⅱ)‎ ‎1.遗传信息的转录和翻译 ‎2．中心法则及基因与性状的关系 ‎1.生命观念——结构与功能观：结合DNA双螺旋结构模型，阐明DNA分子转录、翻译等过程 ‎2．科学思维——建立模型：运用中心法则，阐明DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质合成的过程 考点1　遗传信息的转录和翻译 一、RNA的结构与功能 ‎1．RNA的结构与功能 ‎2．比较RNA与DNA 二、遗传信息的转录 ‎1．概念：以DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。‎ ‎2．场所：主要是细胞核，在线粒体、叶绿体中也能发生转录过程。‎ ‎3．过程(见下图)‎ 三、遗传信息的翻译 ‎1．概念 场所 细胞质的核糖体上 模板 mRNA 原料 ‎20种氨基酸 产物 具有一定氨基酸顺序的蛋白质 ‎2.密码子 ‎(1)概念：信使RNA上3个相邻碱基决定1个氨基酸，此3个相邻碱基称为密码子。‎ ‎(2)种类：64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，终止密码子有3种。‎ ‎(3)密码子与氨基酸的对应关系 一种密码子只能决定一种氨基酸(终止密码子无对应的氨基酸)，一种氨基酸可能对应一种或几种密码子。‎ ‎3．tRNA ‎(1)结构：呈三叶草的叶形 ‎(2)种类：61种。‎ ‎(3)tRNA与氨基酸的对应关系 一种tRNA只能转运一种氨基酸，一种氨基酸可由一种或几种tRNA转运。‎ ‎4．过程 ‎5．mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系图 ‎(1)数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体。‎ ‎(2)目的意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。‎ ‎(3)方向：从左向右(见上图)，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。‎ ‎(4)结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。‎ 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎1．一个tRNA分子中只有三个碱基，可以携带多种氨基酸。(　×　)‎ ‎2．tRNA分子中的部分碱基两两配对形成氢键。(　√　)‎ ‎3．在翻译过程中，tRNA分子的—OH端与相应的氨基酸结合。(　√　)‎ ‎4．一个tRNA上的反密码子只能与mRNA上的一种密码子配对。(　√　)‎ ‎5．mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子。(　×　)‎ ‎6．原核生物的tRNA合成无须基因指导。(　×　)‎ ‎7．真核生物基因中每三个相邻的碱基组成一个反密码子。(　×　)‎ ‎8．细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与。(　√　)‎ ‎9．tRNA分子中含有一定数量的氢键。(　√　)‎ ‎10．细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸。(　√　)‎ ‎1．(必修2P65“思考与讨论”T3改编)组成蛋白质的20种氨基酸应对应多少种密码子？由此推知一种氨基酸可能对应多个密码子，这对生物体的生存发展有何意义？‎ 提示：20种氨基酸共对应61种密码子，其意义主要表现为如下两方面：‎ ‎(1)增强容错性：当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸，因而有利于蛋白质或性状的稳定。‎ ‎(2)保证翻译速度：当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。‎ ‎2．(必修2P63～66图4－4和图4－6改编)关于真核细胞有关蛋白质的合成过程，下列分析不正确的是(　D　)‎ A．细胞质内也可同时存在转录、翻译过程 B．核基因转录形成的mRNA通过核孔进入细胞质与核糖体结合 C．翻译过程中核糖体每次移动三个碱基的位置 D．转录和翻译过程中都遵循了A与U，U与A配对的原则 解析：真核细胞的线粒体、叶绿体内可存在转录和翻译过程；转录过程是T与A配对，不存在U与A配对，可存在A与U配对，故D选项不正确。‎ ‎ 仔细观察下面两图，并回答下列问题：‎ ‎(1)两图显示的是何种生理过程？它们有何差异？‎ ‎(2)大肠杆菌可进行图中哪个过程，图1还是图2？判断依据是什么？‎ ‎(3)两图中a～f分别是什么物质或结构？‎ 提示：(1)图示过程为转录和翻译，两图的区别在于图1所示转录、翻译过程有“时空”差异，即转录在细胞核，时间在前，翻译在细胞质的核糖体上，时间在后。图2所示转录、翻译同时进行。‎ ‎(2)图2。大肠杆菌为原核生物，其转录与翻译是同时进行的，只能进行图2过程不能进行图1过程(图1过程在细胞核中转录，在细胞质中翻译)。‎ ‎(3)a～f依次为mRNA、核糖体、多肽链、DNA、mRNA、RNA聚合酶。‎ ‎1．解析两个翻译模型图 ‎(1)图甲翻译模型分析 ‎①Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为tRNA、核糖体、mRNA、多肽链。‎ ‎②一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。‎ ‎③翻译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。‎ ‎④翻译终点：识别到终止密码子(不决定氨基酸)翻译停止。‎ ‎⑤翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，mRNA不移动。‎ ‎(2)图乙翻译模型分析 ‎①图乙中，1、2、3分别为mRNA、核糖体、多肽链。‎ ‎②数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。‎ ‎③意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。‎ ‎④方向：从左向右，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。‎ ‎⑤结果：合成多个氨基酸序列完全相同的多肽，因为模板mRNA相同。‎ ‎2．“列表法”比较复制、转录和翻译 项目 DNA的复制 转录 翻译 时间 有丝分裂间期；减数第一次分裂前的间期 生长发育的连续过程中 场所 主要在细胞核中(线粒体、叶绿体中也存在)‎ 主要在细胞核中(线粒体、叶绿体中也存在)‎ 核糖体上 模板 DNA的两条链 DNA的一条链 ‎ mRNA 原料 ‎4种脱氧核苷酸 ‎4种核糖核苷酸 约20种氨基酸 碱基 配对 原则 A—T，G—C，‎ T—A，C—G A—U，G—C，‎ T—A，C—G A—U，G—C，‎ U—A，C—G 产物 ‎2个子代DNA分子 mRNA、tRNA、‎ rRNA 蛋白质 特点 边解旋边复制，半保留复制 边解旋边转录，转录后DNA分子仍保留原来的双链结构 一个mRNA分子上可连续结合多个核糖体，提高合成蛋白质的效率 ‎ 信息 传递 方向 DNA→DNA DNA→mRNA mRNA→蛋白质(性状)‎ 意义 ‎ 传递遗传信息 ‎ ‎ 表达遗传信息 ‎3.“图示法”解读复制、翻译的过程 图甲、图乙的过程判断 ‎①图甲DNA两条链都作为模板⇒复制。‎ ‎②图乙DNA的一条链作为模板⇒转录。‎ ‎4．巧辨遗传信息、密码子和反密码子 ‎(1)界定遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子 ‎(2)氨基酸、密码子和反密码子的对应关系：‎ ‎①每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并性)，可由一种或几种tRNA转运。‎ ‎②一种密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。‎ ‎③氨基酸、密码子和反密码子的对应关系：‎ ‎④密码子有64种(3种终止密码子不决定氨基酸；决定氨基酸的密码子有61种)；反密码子理论上有61种。不同生物共用一套遗传密码。‎ ‎5．真核细胞和原核细胞基因表达过程的区别 ‎(1)真核细胞基因表达过程 先转录后翻译。转录形成的mRNA通过核孔进入细胞质，与核糖体结合进行翻译。‎ ‎(2)原核细胞基因表达过程 边转录边翻译。原核细胞没有核膜，mRNA一经形成就会有许多核糖体结合上来，所以会出现转录和翻译同时进行的现象。极大地提高了合成蛋白质的效率。‎ ‎●考向突破1　DNA与RNA的比较 ‎1．(2020·浙江杭州教学质量检测)下列关于真核细胞内DNA和RNA的叙述，正确的是(　D　)‎ A．相同的rRNA分子在不同细胞中参与构成的细胞器不同 B．相同的mRNA分子在不同细胞合成的蛋白质不同 C．相同的tRNA分子在不同细胞中转运的氨基酸不同 D．相同的DNA分子在不同细胞中的转录产物可能不同 解析：相同的rRNA分子在不同细胞中参与构成的细胞器相同，都是核糖体，A错误；所有生物共用一套遗传密码，所以相同的mRNA分子在不同细胞中合成的蛋白质相同，相同的tRNA分子在不同细胞中转运的氨基酸也相同，B、C错误；细胞内的基因具有选择性表达的特点，所以相同的DNA分子在不同细胞中的转录产物可能不同，D正确。‎ ‎2．(2020·河南省开封一中质检)‎ 核糖体RNA(rRNA)在核仁中通过转录形成，与核糖核蛋白组装成核糖体前体，再通过核孔进入细胞质中进一步成熟，成为翻译的场所。翻译时rRNA催化肽键的连接。下列相关叙述错误的是(　C　)‎ A．rRNA的合成需要DNA做模板 B．rRNA的合成及核糖体的形成与核仁有关 C．翻译时，rRNA的碱基与tRNA上的反密码子互补配对 D．rRNA可降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能 解析：rRNA是以DNA的一条链为模板转录形成的，因此rRNA的合成需要DNA做模板，A正确；核仁与某种RNA(rRNA)的合成及核糖体的形成有关，B正确；翻译时，mRNA的碱基与tRNA上的反密码子互补配对，C错误；rRNA能催化肽键的连接，可见其具有催化功能，即可降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能，D正确。‎ ‎3．(2020·广西省南宁一中模拟)下列关于DNA和RNA的叙述中，正确的是(　A　)‎ A．遗传信息储存于DNA或RNA中，密码子位于mRNA上 B．DNA含有氢键，RNA中无氢键 C．DNA复制和RNA复制时发生完全相同的碱基配对方式 D．DNA和RNA都可以通过核孔 解析：细胞生物和部分病毒的遗传信息储存于DNA上，部分病毒的遗传信息储存于RNA上，密码子位于mRNA上，A正确；DNA和tRNA中都含有碱基对，所以都含有氢键，B错误；由于DNA和RNA中的碱基不完全相同，所以DNA复制和RNA复制发生的碱基配对方式不完全相同，C错误；DNA不可以通过核孔，D错误。‎ 整合提升 DNA和RNA的区分技巧 ‎(1)DNA和RNA的判断 ‎①含有碱基T或脱氧核糖⇒DNA；‎ ‎②含有碱基U或核糖⇒RNA。‎ ‎(2)单链DNA和双链DNA的判断 ‎①若：⇒双链DNA；‎ ‎②若：嘌呤数≠嘧啶数⇒单链DNA。‎ ‎(3)DNA和RNA合成的判断 用放射性同位素标记T或U可判断DNA和RNA的合成。若大量消耗T，可推断正在发生DNA的合成；若大量利用U，可推断正在进行RNA的合成。‎ ‎●考向突破2　转录和翻译的过程 ‎4．(2020·湖南浏阳三中月考)如图是两种细胞中主要遗传信息的表达过程。据图分析，下列叙述中不正确的是(　A　)‎ A．两种表达过程均主要由线粒体提供能量，由细胞质提供原料 B．甲细胞没有核膜围成的细胞核，所以转录、翻译同时发生在同一空间内 C．乙细胞的基因转录形成的mRNA需要通过核孔才能进入细胞质 D．甲、乙细胞均需要RNA聚合酶 解析：从图中可以看出，甲细胞是原核细胞，乙细胞是真核细胞，甲细胞不含线粒体，A错误；原核细胞的转录和翻译同时发生在细胞质中，B正确；乙细胞翻译的场所为细胞质中的核糖体，细胞核DNA转录出来的mRNA必须通过核孔才能进入细胞质，C正确；甲、乙细胞内均存在转录过程，均需RNA聚合酶，D正确。‎ ‎5．如图是基因指导蛋白质合成的某个过程示意图，据图分析下列说法错误的是(　B　)‎ A．合成多肽链的第二步是携带氨基酸的tRNA进入A位 B．1为tRNA上的密码子，可与mRNA进行碱基互补配对 C．合成多肽链的第三步主要是P位的氨基酸转移到A位的tRNA上 D．2是由DNA转录而来的，2中不存在胸腺嘧啶核糖核苷酸 解析：翻译时，合成多肽链的第二步是与mRNA上第二个密码子互补配对的tRNA携带氨基酸进入A位，A正确。密码子存在于mRNA上，tRNA上的为反密码子，B错误。合成多肽链的第三步是在相关酶的作用下，P位的氨基酸与A位的氨基酸经脱水缩合形成肽键而转移到A位的tRNA上，C正确。2表示mRNA，mRNA上不存在胸腺嘧啶核糖核苷酸，D正确。‎ ‎6．(2020·山西运城空港新区一中月考)如图所示为某生物的基因表达过程。下列相关叙述不正确的是(　A　)‎ A．该过程发生在真核细胞内，在RNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开 B．若合成一条肽链时脱去了100个水分子，则该条肽链中至少含有102个氧原子 C．RNA与DNA的杂交区域中既有A－T又有U－A之间的配对 D．该基因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等 解析：‎ 图中转录和翻译过程在同一时空进行，故发生在原核细胞中，A项错误；若合成一条肽链时脱去了100个水分子，则形成100个肽键，每个肽键中含有1个氧原子，同时每条肽链至少含有1个游离的羧基，因此该条肽链中至少含有100＋2＝102个氧原子，B项正确；RNA与DNA的杂交区域中碱基配对方式为A－T、U－A、C－G，C项正确；一种氨基酸可以由一种或几种tRNA来转运，因此该基因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等，D项正确。‎ 归纳总结 转录、翻译过程中的五个关注点 ‎(1)转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。‎ ‎(2)翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。‎ ‎(3)转录和翻译过程中的碱基配对不完全相同，转录是A—U、T—A、G—C、C—G，翻译是A—U、U—A、G—C、C—G。‎ ‎(4)明确mRNA链和多肽链的关系。DNA模板链在RNA聚合酶的作用下产生的是mRNA，而在同一条mRNA链上结合的多个核糖体，同时合成的是若干条多肽链，且肽链长的，翻译在前。‎ ‎(5)真核细胞的转录和翻译不同时进行，而原核细胞能边转录、边翻译。‎ ‎●考向突破3　遗传信息、密码子、反密码子的比较 ‎7．(2020·广东韶关高三一模)下列关于密码子、tRNA和氨基酸的关系，说法正确的是(　D　)‎ A．mRNA上每3个相邻的碱基都决定一种氨基酸 B．密码子的简并性是指每种氨基酸都有多种密码子 C．tRNA分子内部均不存在氢键 D．每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸 解析：mRNA上每3个相邻的碱基构成一个密码子，其中终止密码不编码氨基酸，A错误；密码子的简并性是指一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码，B错误；tRNA分子中存在局部双链结构，因此其内部存在氢键，C错误；tRNA具有专一性，即每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，D正确。‎ ‎8．(2020·福建莆田模拟)下列有关遗传信息、密码子和反密码子的叙述，错误的是(　B　)‎ A．DNA中的遗传信息通过转录传递给mRNA B．一种密码子在不同细胞中决定不同种氨基酸 C．不同密码子编码同种氨基酸可增强密码子的容错性 D．反密码子是tRNA中与mRNA碱基互补配对的三个碱基 解析：DNA中的遗传信息通过转录传递给 mRNA，然后再由mRNA翻译给蛋白质；密码子具有通用性，生物界共用一套遗传密码；不同密码子编码同种氨基酸，在基因突变或其他原因导致mRNA上密码子出错时，生物性状可以不改变，所以可以增强密码子的容错性；反密码子是指tRNA上的三个碱基，这三个碱基可以与mRNA上的密码子碱基互补配对。‎ 整合提升 遗传信息、密码子和反密码子的比较 遗传信息 密码子 反密码子 概念 DNA中脱氧核苷酸的排列顺序 mRNA中决定一个氨基酸的3个相邻碱基 tRNA中与密码子互补配对的3个碱基 存在 位置 在DNA上，是基因中脱氧核苷酸的排列顺序 在RNA中，是mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基 在tRNA上，是与密码子互补配对的3个碱基 作用 决定蛋白质中氨基酸的排列顺序 直接决定蛋白质分子中氨基酸的排列顺序 与mRNA上3个碱基互补，以确定氨基酸在肽链上的位置 对应 关系 ‎●考向突破4　基因表达中的相关计算 ‎9．(2020·江西南昌二中月考)‎ 已知一个由2条肽链组成的蛋白质分子，共有肽键198个，控制翻译该蛋白质分子的mRNA中A和U共占25%，则控制转录该mRNA 的DNA分子中，C与G应该共有(　D　)‎ A．600个　　　　　　　　 B．700个 C．800个 D．900个 解析：根据由2条肽链组成的蛋白质分子共有肽键198个，可知该蛋白质由200个氨基酸组成，则翻译形成该蛋白质的mRNA分子中至少含有600个碱基，转录该mRNA的DNA分子至少含有1 200个碱基。mRNA中A和U共占25%，可知A＋U＝150个，则转录形成该mRNA的DNA模板链上T＋A＝150个，DNA分子中非模板链上A＋T＝150个，整个DNA分子中A＋T＝300个，则该DNA分子中C＋G＝1 200－300＝900个。‎ ‎10．一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽链，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽链需要的tRNA个数以及转录此mRNA的基因中至少含碱基数依次为(　B　)‎ A．32,11,66 B．36,12,72‎ C．12,36,24 D．11,36,72‎ 解析：此多肽含有11个肽键，所以含有氨基酸12个，所以mRNA上的密码子至少12个，mRNA上的碱基数至少12×3＝36个。决定氨基酸的密码子是12个，所以需要的tRNA也是12个。因为mRNA中碱基至少有36个，所以转录它的基因中碱基数至少为36×2＝72个。‎ 整合提升 基因表达过程中的相关计算方法 ‎(1)在不考虑非编码区和内含子的条件下 转录、翻译过程中DNA(基因)碱基数mRNA碱基数多肽链氨基酸数＝631，即：‎ 基因表达过程中，蛋白质中氨基酸的数目＝参加转运的tRNA数目＝1/3 mRNA的碱基数目＝1/6基因中的碱基数。‎ ‎(2)基因中碱基与蛋白质相对分子质量之间的计算 若基因中有n个碱基，氨基酸的平均相对分子质量为a，合成含m条多肽链的蛋白质的相对分子质量＝·a－18×；若改为n个碱基对，则公式为·a－18×。‎ 注：解答蛋白质合成的相关计算问题时，应看清是DNA上的碱基对数还是个数，是mRNA上密码子的个数还是碱基个数，是合成蛋白质所需氨基酸的个数还是种类数。‎ 考点2　中心法则及基因与性状的关系 ‎1．总表达式 ‎①DNA的复制；②转录；③翻译；④RNA的复制；⑤逆转录。‎ ‎2．写出下列各类生物遗传信息的传递过程(中心法则)：‎ ‎3.基因控制性状的途径 ‎(1)直接控制途径(用文字和箭头表示)‎ 基因蛋白质结构生物体的性状。‎ 间接控制途径(用文字和箭头表示)‎ 基因酶的合成代谢过程生物体的性状。‎ ‎(2)基因控制性状的实例[连线]‎ ‎　　　　　　　　　　　 　　　　　 答案：‎ 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎1．DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则。(　×　)‎ ‎2．HIV(逆转录病毒)感染人体过程的遗传信息流示意图为：‎ RNARNA蛋白质(性状)‎ ‎(　√　)‎ ‎3.线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则。(　√　)‎ ‎4．中心法则的各个过程都遵循碱基互补配对原则，但碱基配对方式各不相同。(　×　)‎ ‎(必修2P68图4－7改编)下图表示生物界完整的中心法则，下列有关叙述，不正确的是(　D　)‎ A．①②③过程都需要模板、原料、酶和能量且均可在乳酸菌、酵母菌、线粒体、叶绿体中进行 B．若将果蝇一个体细胞核中的8个DNA分子用32P标记，然后放入含31P的培养基中培养，分裂两次后一个细胞核中含放射性的DNA的数目可能是0‎ C．在蓝藻细胞中，②③过程可在细胞同一区域同时发生 D．④⑤过程发生在某些病毒体内 解析：④⑤过程是某些病毒具备的遗传信息传递途径，但该途径必须发生于寄主细胞而不是病毒体内。‎ ‎　据图分析生物体内遗传信息的传递和表达过程，回答下列问题：‎ ‎(1)在人体细胞中发生的过程是①②③。‎ ‎(2)遵循碱基互补配对的过程是①②③④⑤⑥。‎ ‎(3)①和②过程，碱基配对方式不完全(填“完全”或“不完全”)相同，①中碱基配对方式有G－C，C－G，A－T，T－A；②中碱基配对方式有G－C，C－G，A－U，T－A。‎ ‎(4)HIV可发生的过程是①②③④，其宿主细胞是T淋巴细胞，其进行蛋白质合成的场所是宿主细胞的核糖体，其“遗传信息流”的模板由病毒自身提供，原料由宿主细胞提供。‎ ‎(5)中心法则反映了遗传物质的传递与表达两大功能。‎ ‎●考向突破1　中心法则过程分析 ‎1．结合下图分析，下列叙述错误的是(　D　)‎ A．生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中 B．核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质 C．遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础 D．编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链 解析：A项，对于以DNA为遗传物质的细胞生物及部分DNA病毒来说，遗传信息储存在DNA的脱氧核苷酸序列中；对于RNA病毒来说，遗传信息储存在RNA的核糖核苷酸序列中。B项，由于密码子的简并性(即某些不同的密码子可决定相同的氨基酸)等原因，核苷酸序列不同的基因，也可能表达出相同的蛋白质。C项，蛋白质是生物性状的主要体现者，基因对性状的控制是通过控制蛋白质的合成实现的。D项，具有转录功能的链叫模板链或反义链，另一条无转录功能的链叫编码链或有义链。两条链之间的碱基互补配对，核苷酸排列顺序不同，含有不同的遗传信息。‎ ‎2．(2020·黑龙江大庆高三质检)如图是较为完善的“中心法则”，据图分析，下列相关叙述正确的是(　C　)‎ A．图中转录过程都会出现胸腺嘧啶与腺嘌呤配对现象 B．图中翻译过程需要催化剂RNA聚合酶和搬运工具tRNA C．图中DNA的复制和RNA的复制都遵循碱基互补配对原则 D．病毒能进行的遗传信息流只有虚线对应的部分 解析：图中DNA转录形成mRNA的过程中会出现胸腺嘧啶与腺嘌呤配对现象，但RNA转录形成mRNA的过程中不会出现胸腺嘧啶与腺嘌呤配对现象，A错误；图中转录过程需要催化剂RNA聚合酶，翻译过程需要搬运工具tRNA，B错误；图中DNA的复制和RNA的复制都遵循碱基互补配对原则，C正确；有些RNA病毒的遗传物质也可以进行自我复制，D错误。‎ ‎3．(2020·浙江宁波十校联考)Rous肉瘤病毒体内含有逆转录酶，感染人细胞后可将其基因组整合进入人的基因组。下列叙述错误的是(　D　)‎ A．Rous肉瘤病毒可诱发人的细胞癌变 B．该病毒体内的逆转录酶可进入宿主细胞 C．逆转录过程需要利用宿主细胞中的脱氧核苷酸 D．该病毒的发现使中心法则补充了遗传信息从RNA流向RNA的途径 解析：‎ Rous肉瘤病毒是一种致癌因子可诱发人细胞癌变，A正确；Rous肉瘤病毒无细胞结构，在人细胞内利用自己的遗传物质RNA为模板，利用人细胞的原料，在自己的酶系统作用下完成逆转录过程，B正确；逆转录过程需要的原料是脱氧核苷酸，由人细胞提供，C正确；该病毒的发现使中心法则补充了遗传信息从RNA流向DNA的途径，D错误。‎ 技巧点拨 ‎ “三看法”判断中心法则的过程 ‎(1)“一看”模板 ‎①如果模板是DNA，生理过程可能是DNA复制或DNA转录。‎ ‎②如果模板是RNA，生理过程可能是RNA复制或RNA逆转录或翻译。‎ ‎(2)“二看”原料 ‎①如果原料为脱氧核苷酸，产物一定是DNA，生理过程可能是DNA复制或逆转录。‎ ‎②如果原料为核糖核苷酸，产物一定是RNA，生理过程可能是DNA转录或RNA复制。‎ ‎③如果原料为氨基酸，产物一定是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。‎ ‎(3)“三看”产物 ‎①如果产物为DNA，生理过程可能是DNA复制或RNA逆转录。‎ ‎②如果产物为RNA，生理过程可能是RNA复制或DNA转录。‎ ‎③如果产物是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。‎ ‎●考向突破2　基因对性状的控制 ‎4．(2020·湖南浏阳一中模拟)埃博拉病毒(EBV)的遗传物质是一种单链RNA，EBV感染后可能导致人体患埃博拉出血热(EBHF)。EBV与宿主细胞结合后，将核酸—蛋白质复合体释放至细胞质，并启动如图所示途径进行增殖，进而导致人体患病。下列推断最为合理的是(　A　)‎ A．过程①所需嘌呤比例与过程③所需嘧啶比例相同 B．过程②中需要的氨基酸与tRNA的种类数相同 C．EBV增殖过程需细胞提供四种脱氧核苷酸和ATP D．直接将EBV的－RNA注入人体细胞将引起EBHF 解析：过程①③中分别是以－RNA、mRNA为模板按照碱基互补配对原则(相应的嘧啶碱基与嘌呤碱基配对)合成mRNA、－RNA，假设原来的－RNA中含有嘧啶数为a个，则合成mRNA时需要嘌呤数也为a个，以该mRNA为模板合成－RNA 时需要嘧啶数也为a个；过程②是翻译，由于密码子的简并性，一种氨基酸可能对应多种密码子，即一种氨基酸可以由多种tRNA转运，所需的氨基酸种类数和所需的tRNA种类数并不相同；EBV的遗传物质是RNA，图中未涉及DNA的合成，故EBV增殖过程中不需要细胞提供脱氧核苷酸，需要细胞提供四种核糖核苷酸和ATP；根据题干信息可知，EBV侵入宿主细胞后将核酸—蛋白质复合体同时释放至细胞质，才能启动增殖过程，从而导致人体患EBHF，故只注入EBV的－RNA不会引起EBHF。‎ ‎5．(2020·天津实验中学模拟)下面是果蝇眼睛色素合成的生化途径，没有色素物质时眼色为白色。下列哪项结论与之不相符合(　C　)‎ A．生物体的一种性状可以受多对基因的控制 B．基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状 C．控制果蝇眼色的基因在遗传时必须遵循基因自由组合定律 D．出现白眼果蝇的原因除了基因突变外，还可能有其他原因 解析：‎ 从眼睛色素合成的生化途径中可以看出果蝇的眼色由多对基因控制，A正确；由图可知，基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，B正确；从图中看不出与眼色有关的基因是位于一对染色体上还是多对染色体上，C错误；据图可知，基因突变可能会影响酶的合成，使之不能形成有色色素物质，缺少相应的前体物质或某种环境条件使酶失去了活性或环境条件不适宜，均可影响有关基因的表达和色素的合成，D正确。‎ ‎1．RNA与DNA在化学组成上的区别在于：RNA中含有核糖和尿嘧啶，DNA中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶。‎ ‎2．转录是以DNA的一条链作为模板，主要发生在细胞核中，以4种核糖核苷酸为原料。‎ ‎3．密码子位于mRNA上，由决定一个氨基酸的三个相邻碱基组成。‎ ‎4．一种密码子只能决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由多种密码子来决定。‎ ‎5．决定氨基酸的密码子有61种，反密码子位于tRNA上，理论上也有61种。‎ ‎6．基因对性状的控制有两条途径：一是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物性状；二是基因通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状。‎ ‎ ‎ 转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。‎ ‎ ‎ 翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。‎ ‎ ‎ 并不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码子不决定氨基酸。‎ ‎ ‎ 每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子简并性)，可由一种或几种tRNA转运。‎ ‎ ‎ 一种密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。‎ ‎ ‎ 不同细胞中的中心法则途径：高等动植物只有DNA复制、转录、翻译三条途径，如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有；但叶肉细胞等高度分化的细胞中无DNA复制途径，只有转录和翻译两条途径；哺乳动物成熟的红细胞中无信息传递。RNA复制和逆转录只发生在被RNA病毒寄生的细胞中，而在其他生物体内不能发生。‎ ‎ ‎ 基因与性状的关系并不都是简单的一一对应关系：基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。‎ ‎ ‎ 体现某性状的物质并不一定是“蛋白质”：如甲状腺激素、黑色素、淀粉等，则该类性状往往是通过基因控制性状的间接途径实现的，即基因酶的合成产生该非蛋白质类物质的代谢过程控制性状。‎ ‎1．(2019·浙江4月选考)下列关于遗传信息表达过程的叙述，正确的是(　A　)‎ A．一个DNA分子转录一次，可形成一个或多个合成多肽链的模板 B．转录过程中，RNA聚合酶没有解开DNA双螺旋结构的功能 C．多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链 D．编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的脱氧核苷酸组成 解析：遗传信息的表达主要包括复制、转录和翻译，基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程，以DNA分子的一条链作为模板合成RNA，在真核细胞中主要发生在细胞核中。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，场所为核糖体。一个DNA分子转录一次，形成的mRNA需要进行剪切加工，可能合成一条或多条模板链，A选项正确；转录过程中，RNA聚合酶兼具解旋功能故不需要DNA解旋酶参与转录，B选项错误；在转录过程中，mRNA上可附着多个核糖体进行翻译，得到数条相同的肽链，而不是共同合成一条多肽链，C选项错误；mRNA由核糖核苷酸构成，不具有脱氧核苷酸，D选项错误。‎ ‎2．(2018·江苏卷)下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是 (　D　)‎ A．原核细胞内DNA的合成都需要DNA片段作为引物 B．真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成 C．肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质 D．原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与 解析：本题主要考查细胞中核酸的相关知识。原核细胞内DNA的合成需要单链DNA或RNA片段作为引物，A错误；真核细胞内DNA和RNA的合成主要在细胞核内完成，B错误；艾弗里的肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的DNA是遗传物质，C错误；原核细胞和真核细胞中基因的表达包括转录和翻译两个过程，转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，翻译是在mRNA、tRNA、核糖体的参与下合成蛋白质的过程，故基因的表达需要DNA和RNA的参与，D正确。‎ ‎3．(2017·全国卷Ⅲ)下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是(　C　)‎ A．tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来 B．同一细胞中两种RNA的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 解析：tRNA、rRNA和mRNA均由DNA转录而来，A正确；RNA的合成以DNA的一条链为模板，边解旋边转录，同一细胞中可能有多个DNA分子同时发生转录，故两种RNA可同时合成，B正确；RNA的合成主要发生在细胞核中，另外在线粒体、叶绿体中也可发生，C错误；转录时遵循碱基互补配对原则，故转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补，D正确。‎ ‎4．(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(　C　)‎ 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 解析：能整合到真核宿主的基因组中的物质应为DNA，说明RNA经逆转录形成DNA，进行增殖，Y物质与脱氧核苷酸结构相似，可能会在逆转录过程中起代替脱氧核苷酸的作用，从而抑制该病毒的逆转录过程。‎ ‎5．(2015·江苏卷)如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　)‎ A．图中结构含有核糖体RNA B．甲硫氨酸处于图中ⓐ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 解析：图示为翻译过程，图中结构含有mRNA、tRNA和rRNA，A正确；甲硫氨酸的密码子是起始密码子，甲硫氨酸位于第一位，故甲硫氨酸在图中ⓐ的左边，B错误；密码子位于mRNA上，是mRNA上三个相邻的碱基，C错误；由于密码子的简并性，mRNA上碱基改变不一定改变肽链中的氨基酸的种类，D错误。‎ ‎6．(2015·全国卷Ⅱ)端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。下列叙述正确的是(　C　)‎ A．大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒 B．端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶 C．正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNA D．正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长 解析：每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA，称为端粒。大肠杆菌是原核生物，原核生物中没有染色体，不含端粒，A错误；从试题信息可知，端粒酶中的蛋白质是逆转录酶，而非RNA聚合酶，B错误；正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNA，C正确；端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截，所以正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变短，D错误。‎ ‎7．(2015·全国卷Ⅰ)人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPc)，该蛋白无致病性。PrPc的空间结构改变后成为PrPsc(朊粒)，就具有了致病性。PrPsc可以诱导更多的PrPc转变为PrPsc，实现朊粒的增殖，可以引起疯牛病。据此判断，下列叙述正确的是(　C　)‎ A．朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中 B．朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同 C．蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化 D．PrPc转变为PrPsc的过程属于遗传信息的翻译过程 解析：‎ 根据题干信息知，朊粒为蛋白质，不可能整合到宿主的基因组中，A错误；由题干可知，朊粒的增殖是通过诱导更多的PrPc的空间结构改变实现的，而肺炎双球菌的增殖方式为二分裂，B错误；蛋白质功能发生变化的一个重要原因是空间结构发生改变，C正确；遗传信息的翻译过程是指在核糖体上以mRNA为模板合成蛋白质的过程，而PrPc转变为PrPsc的过程是空间结构的改变，不符合上述特点，D错误。‎ ‎8．(2018·江苏卷)长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基，具有多种调控功能的一类RNA分子。下图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下列问题：‎ ‎(1)细胞核内各种RNA的合成都以四种核糖核苷酸为原料，催化该反应的酶是RNA聚合酶。‎ ‎(2)转录产生的RNA中，提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是mRNA(信使RNA)，此过程中还需要的RNA有tRNA和rRNA(转运RNA和核糖体RNA)。‎ ‎(3)lncRNA前体加工成熟后，有的与核内染色质(图示①)中的DNA结合，有的能穿过核孔(图示②)与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合，发挥相应的调控作用。‎ ‎(4)研究发现，人体感染细菌时，造血干细胞核内产生的一种lncRNA，通过与相应DNA片段结合，调控造血干细胞的分化，增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。该调控过程的主要生理意义是增强人体的免疫抵御能力。‎ 解析：‎ ‎(1)合成RNA的原料是四种核糖核苷酸。催化RNA合成的酶是RNA聚合酶。(2)翻译过程需要的RNA有mRNA、rRNA和tRNA，其中mRNA是指导肽链合成的模板，tRNA识别并转运特定的氨基酸，rRNA参与组成核糖体。(3)图中细胞核中合成的lncRNA有两种去向，一种是与核内染色质结合，另一种是通过核孔与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合。(4)造血干细胞核内产生的lncRNA与相应DNA片段结合后，可以调控相关基因的表达，使造血干细胞分裂分化形成单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞。吞噬细胞数量的增加可以增强人体的免疫抵御能力。‎