【生物】2021届一轮复习浙科版第18讲　遗传信息的传递和表达学案

【生物】2021届一轮复习浙科版第18讲　遗传信息的传递和表达学案

第 18 讲　遗传信息的传递和表达 知识内容 考试要求 知识内容 考试要求 1．DNA 分子的复制 b 5.转录、翻译的概念和 过程 b 2．活动：探究 DNA 的复制过程 c 6.遗传密码、中心法则 b 3．DNA 的功能 a 7.基因的概念 b 4．DNA 与 RNA 的异 同 b 8.复制、转录和翻译的 异同 b 　遗传信息的传递 1．活动：探究 DNA 的复制过程 (1)实验方法及原理 ①实验方法：同位素示踪技术和密度梯度离心技术。 ②实验原理：若 DNA 的两条链都用 15N 标记，那么 DNA 分子密度较大，离心后应该 在试管的下部；若两条链中都含有 14N，那么 DNA 分子密度较小，离心后应该在试管的上 部；若 DNA 的两条链中一条含有 15N，一条含有 14N，那么 DNA 分子密度居中，离心后应 该在试管的中部。 (2)实验过程 (3)实验分析 预期结果 a：若第二代 DNA 分子中 15N‖15N 占 1/2，14N‖14N 占 1/2；第三代 DNA 分 子中 15N‖15N 占 1/4，14N‖14N 占 3/4，说明 DNA 复制方式是全保留复制。 预期结果 b：若第二代 DNA 分子全部是 15N‖14N；第三代 DNA 分子中 15N‖14N 占 1/2， 14N‖14N 占 1/2，说明 DNA 复制方式是半保留复制。 (4)实验结论 实验结果与预期 b 一致，表明 DNA 的复制方式为半保留复制。 2．DNA 的复制 (1)概念：以 DNA 的两条链为模板，合成子代 DNA 的过程。 (2)时间：上述过程发生在有丝分裂间期和减数分裂前的间期。 (3)过程及条件 ①A 过程是解旋，需要解旋酶，消耗能量。 ②B 过程是合成子链，需要 DNA 聚合酶，以四种游离的脱氧核苷酸为原料，解旋的 DNA 双链为模板，消耗能量。 ③C 过程是形成子代 DNA。 (4)特点 ①由图示 C 过程形成的子代 DNA 两条链组成可看出，DNA 复制具有半保留复制的特 点。 ②边解旋边复制。 (5)意义：使遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。 [基础诊断] (1)在人体内成熟的红细胞、浆细胞中不发生 DNA 的复制　(√) (2)真核细胞染色体 DNA 的复制发生在有丝分裂前期(×) (3)在一个细胞周期中，DNA 复制过程中的解旋发生在两条 DNA 母链之间(√) (4)DNA 复制时，严格遵循 A—U、C—G 的碱基互补配对原则(×) (5)DNA 分子全部解旋后才开始进行 DNA 复制(×) (6)脱氧核苷酸必须在 DNA 酶的作用下才能连接形成子链(×) (7)复制后产生的两个子代 DNA 分子中共含 4 个游离的磷酸基团(√) [教材热考拾遗] 　(必修 2 P64 图 3－12 改编)5­BrU(5­溴尿嘧啶)既可以与 A 配对，又可以与 C 配对。将 一个正常的有分裂能力的细胞，接种到含有 A、G、C、T、5­BrU 五种核苷酸的适宜培养基 上，至少需要经过几次复制后，才能实现细胞中某 DNA 分子某位点上碱基对从 T—A 到 G—C 的替换(　　) A．2 次　　　　　　　　　 B．3 次 C．4 次 D．5 次 解析：选 B。替换过程如图所示，B 代表 5­BrU，由图可知至少经过 3 次复制后，可以 实现碱基对从 T—A 到 G—C 的替换。 考法 1　DNA 复制的过程分析 (1)误以为 DNA 复制“只发生于”细胞核中。细胞生物中凡存在 DNA 分子的场所均可 进行 DNA 分子的复制，其场所除细胞核外，还包括叶绿体、线粒体。原核细胞的拟核及质 粒也进行 DNA 复制。 (2)误以为 DNA 复制时氢键不能同时产生和断裂。DNA 复制是边解旋边复制，氢键可 同时产生和断裂。 (3)误以为一个细胞的细胞核可进行多次 DNA 复制。一个细胞的细胞核 DNA 复制一般 只能进行一次。　 [题组冲关] 1．(2020·浙江省名校考前押宝)DNA 分子片段复制的情况如图所示，图中 a、b、c、d 表示脱氧核苷酸链的片段。如果没有发生变异，下列说法错误的是(　　) A．b 和 c 的碱基序列可以互补 B．a 和 c 的碱基序列可以互补 C．a 中(A＋T)/(G＋C)的比值与 b 中(A＋T)/(G＋C)的比值相同 D．a 中(A＋G)/(T＋C)的比值与 d 中(A＋G)/(T＋C)的比值一般不相同 答案：B 2．(2020·杭州月考)下列关于 DNA 复制的叙述，错误的是(　　) A．通过分子的复制，储存在 DNA 中的遗传信息实现稳定表达 B．DNA 复制形成子链时先形成氢键，后形成磷酸二酯键 C．DNA 复制过程中有氢键的断裂和重新形成 D．神经细胞和衰老的细胞一般都不会出现 DNA 分子的复制 解析：选 A。通过 DNA 分子的复制，储存在 DNA 中的遗传信息实现稳定的传递；DNA 复制形成子链时先形成氢键，后形成磷酸二酯键；DNA 复制过程中有氢键的断裂和重新形 成；神经细胞和衰老的细胞一般都不会出现 DNA 分子的复制。 考法 2　同位素示踪法和离心技术证明 DNA 的半保留复制 已知某一 DNA 分子用 15N 标记(0 代)，将含有该标记 DNA 分子的细胞(或某种细菌)转 移到只含 14N 的培养基中培养(进行 DNA 复制)，若干代后，其 DNA 分子数、脱氧核苷酸链 数及相关比例如表： DNA 分子的特点 DNA 中脱氧核苷酸链的 特点 不同 DNA 分子占全部 DNA 分 子的比例 不同脱氧核苷酸 链占全部链的比 例 世 代 分子 总数 细胞中 DNA 分 子离心 后在离 心管中 的位置 只含 15N 分子 含 14N、 15N 杂 合分子 只含 14N 分子 脱氧 核苷 酸链 总数 含 15N 的链 含 14N 的链 0 1 全在下 部 1 0 0 2 1 0 1 2 全在中 部 0 1 0 4 1/2 1/2 2 4 1/2 中部 1/2 上部 0 1/2 1/2 8 1/4 3/4 3 8 1/4 中部 3/4 上部 0 1/4 3/4 16 1/8 7/8 n 2n 2/2n 中 部 1－2/2n 0 2/2n (或 1/2n－1) 1－2/2n 2n＋1 1/2n 1－ 1/2n 上部 [题组冲关] 3．(2019·浙江 4 月选考)在含有 BrdU 的培养液中进行 DNA 复制时，BrdU 会取代胸苷 掺入到新合成的链中，形成 BrdU 标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色， 发现含半标记 DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光，含全标记 DNA(两条链均被标 记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含 BrdU 的培养液中，培养到第 三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是(　　) A．1/2 的染色体荧光被抑制 B．1/4 的染色单体发出明亮荧光 C．全部 DNA 分子被 BrdU 标记 D．3/4 的 DNA 单链被 BrdU 标记 答案：D 4．(2020·杭州模拟)将大肠杆菌放在含有 15N 的培养基中培育若干代后，细菌 DNA 所 有氮均为 15N，它比 14N 分子密度大。然后将 DNA 被 15N 标记的大肠杆菌再移到 14N 培养 基中培养，每隔 4 h(相当于分裂繁殖一代的时间)取样一次，测定其不同世代细菌 DNA 分子 的密度。DNA 分子的密度梯度离心实验结果如图所示。 (1)中带含有的氮元素是________。 (2)如果测定第 4 代 DNA 分子密度，含 15N 的 DNA 分子所占比例为________。 (3)如果将第 1 代(全中)DNA 链的氢键断裂后再测定密度，它的四条 DNA 单链在试管中 的分布位置应为____________________。 (4)上述实验表明，DNA 分子复制的方式是__________。 解析：两条 DNA 单链均被15N 标记的 DNA 分子为全重 DNA 分子，在离心管的最下边； 含全重 DNA 分子的大肠杆菌转入含 14N 的培养基中培养后，第 1 代全部为一条链含 15N、 另一条链含 14N 的 DNA 分子，在离心管的中间；第 2 代为 1/2 中带 DNA 分子，1/2 轻带 DNA 分子；第 4 代为 2/24 中带 DNA 分子，(24－2)/24 轻带 DNA 分子。根据这一实验结果可以证 明：DNA 分子复制的方式是半保留复制。 答案：(1)14N、15N　(2)1/8　(3)1/2 重带、1/2 轻带 (4)半保留复制 考法 3　DNA 分子复制中的相关计算 DNA 分子的复制为半保留复制，一个 DNA 分子复制 n 次，则有： (1)DNA 分子数 ①子代 DNA 分子数＝2n 个； ②含有亲代 DNA 链的子代 DNA 分子数＝2 个； ③不含亲代 DNA 链的子代 DNA 分子数＝(2n－2)个。 (2)脱氧核苷酸链数 ①子代 DNA 分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1 条； ②亲代脱氧核苷酸链数＝2 条； ③新合成的脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条。 (3)消耗的脱氧核苷酸数 ①若一亲代 DNA 分子含有某种脱氧核苷酸 m 个，经过 n 次复制需要消耗该脱氧核苷酸 数＝m·(2n－1)个； ②第 n 次复制需该脱氧核苷酸数＝m·(2n－2n－1)＝m·2n－1 个。　 与 DNA 复制相关的计算的四个易错点 (1)复制次数：“DNA 复制了 n 次”和“第 n 次复制”的区别：前者包括所有的复制， 后者只指最后一次复制。 (2)碱基数目：碱基的数目单位是“对”还是“个”。 (3)复制模板：在 DNA 复制过程中，无论复制几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的 DNA 分子都只有两个。 (4)关键词：看清是“DNA 分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。　 [题组冲关] 5．(2020·衢州模拟)7­乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对。某 DNA 分 子中腺嘌呤(A)占碱基总数的 30%，其中的鸟嘌呤(G)全部被 7­乙基化，该 DNA 分子正常复 制产生两个 DNA 分子，其中一个 DNA 分子中胸腺嘧啶(T)占碱基总数的 45%，另一个 DNA 分子中鸟嘌呤(G)所占比例为(　　) A．10%　　　B．20% C．30%　　　D．45% 解析：选 B。据 DNA 分子中的 A 占 30%，可知 T 占 30%，C 占 20%，G 占 20%，当 其中的 G 全部被 7­乙基化后，新复制的两个 DNA 分子中如果一个 DNA 分子中的 T 占总数 的 45%，则另一个 DNA 分子中的 T 占 35%，但 G 的比例不变。 6．(2020·嘉兴校级期中)一个双链均被 32P 标记的 DNA 由 5000 个碱基对组成，其中腺 嘌呤占 20%，将其置于只含 31P 的环境中复制 3 次。下列叙述不正确的是(　　) A．该 DNA 分子中含有的氢键的数目为 1.3×104 B．复制过程需要 2.4×104 个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 C．子代 DNA 分子中含 32P 的单链与含 31P 的单链之比为 1∶7 D．子代 DNA 分子中含 32P 与只含 31P 的分子数之比为 1∶3 解析：选 B。根据分析可知，DNA 中 A＝T＝2 000，C＝G＝3 000，A、T 碱基对之间 的氢键是 2 个，G、C 碱基对之间的氢键是 3 个，因此该 DNA 分子中含有氢键的数目为 2 000×2＋3 000×3＝1.3×10 4，A 正确；复制过程需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为 3 000×(23－1)＝2.1×104 个，B 错误；由分析可知被 32P 标记的 DNA 单链是 2 条，含有 31P 的单链是 2×8－2＝14 条，因此子代 DNA 分子中含 32P 的单链与含 31P 的单链之比为 1∶7， C 正确；根据半保留复制可知被 32P 标记的 DNA 分子是 2 个，含有 31P 的 DNA 分子是 8 个， 只含有 31P 的 DNA 分子是 8－2＝6 个，因此子代 DNA 分子中含 32P 的分子数与只含 31P 的 分子数之比为 1∶3，D 正确。 　RNA 和蛋白质的合成 1．DNA 的功能 (1)携带遗传信息：以自身为模板，半保留复制，保持遗传信息的稳定性。 (2)根据它所贮存的遗传信息决定蛋白质的结构。 2．转录和翻译 (1)RNA 的结构 ①基本单位及组成 A 磷酸；B 核糖；C 含氮碱基；D 核糖核苷酸。 ②结构特点：一般是单链。 ③种类及功能 a．mRNA：将遗传信息从 DNA 传递到细胞质中。 b．tRNA：转运氨基酸，识别密码子。 c．rRNA：核糖体的组成成分。 (2)遗传信息的转录 ①场所：主要在细胞核中，少数发生在线粒体、叶绿体中。 ②条件：需要酶(RNA 聚合酶)、ATP、核糖核苷酸、DNA 模板。 ③转录的产物是 RNA，不仅仅有 mRNA，还包含 tRNA 和 rRNA。 (3)翻译 ①场所：细胞质中的核糖体。 ②条件：需要酶、mRNA、ATP、tRNA、核糖体和氨基酸。 ③翻译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸；翻译终点：识别到终止密码子(不 决定氨基酸)翻译停止。 ④过程 a．起始：核糖体沿 mRNA 运行。 b．延伸：在运行中核糖体认读 mRNA 上决定氨基酸种类的密码，选择相应的氨基酸， 由对应的 tRNA 转运，加到延伸中的肽链上。 c．终止：当核糖体到达 mRNA 的终止密码子时，多肽合成结束。 (4)遗传密码 ①位置：mRNA。 ②含义：决定一种氨基酸的 3 个相邻的核苷酸排列而成的三联体。 ③种类：64 种，其中终止密码子 3 种，不编码氨基酸，是翻译终止的信号。 ④特点 a．除少数密码子外，生物界的遗传密码是统一的。 b．除少数氨基酸只有 1 种遗传密码外，大多数氨基酸有两个以上的遗传密码。 [基础诊断] (1)一个 tRNA 分子中只有三个碱基，可以携带多种氨基酸(×) (2)rRNA 是核糖体的组成成分，原核细胞中可由核仁参与合成(×) (3)tRNA 分子中的部分碱基两两配对形成氢键(√) (4)在翻译过程中，tRNA 分子的—OH 端与相应的氨基酸结合(√) (5)一个 tRNA 上的反密码子只能与 mRNA 上的一种密码子配对(√) (6)mRNA 上所含有的密码子均能在 tRNA 上找到相对应的反密码子(×) (7)细胞中的 mRNA 在核糖体上移动，指导蛋白质的合成(×) (8)细菌的一个基因转录时两条 DNA 链可同时作为模板，提高转录效率(×) [教材热考拾遗] 　(必修 2 P66～P68 图 3－13、图 3－14 改编)下图表示基因表达遗传信息的某些过程示 意图，已知 tRNA 内部也存在碱基互补配对的一些区域，如图中的③。下列叙述正确的是 (　　) A．参与甲图所示过程的酶有解旋酶和 RNA 聚合酶 B．①②③④虚线区域均有“嘌呤数等于嘧啶数”的关系 C．甲图中①②虚线区域的碱基配对方式完全相同 D．乙图中③④虚线区域的核苷酸配对方式不完全相同 解析：选 B。据图分析，甲图表示转录过程，需要 RNA 聚合酶的催化，A 错误；图中 ①②③④虚线区域内的碱基都遵循碱基互补配对原则，因此均有“嘌呤数等于嘧啶数”的关 系，B 正确；甲图中①②虚线区域的碱基配对方式不完全相同，如前者有 A 与 T 配对，后 者有 A 与 U 配对，C 错误；乙图中③④虚线区域都是 RNA 链与 RNA 链之间的碱基配对， 因此两者的核苷酸配对方式完全相同，D 错误。 考法 1　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Error!⇒双链 DNA(最可能)； ②若嘌呤≠嘧啶⇒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，可推断正发 生 DNA 的合成；若大量利用 U，可推断正进行 RNA 的合成。 [题组冲关] 1．(2017·浙江 4 月选考)与 DNA 分子相比，RNA 分子特有的碱基是(　　) A．鸟嘌呤(G)　　　　　　 B．胞嘧啶(C) C．尿嘧啶(U) D．腺嘌呤(A) 解析：选 C。DNA 分子含有的碱基是 A、C、G、T，RNA 分子含有的碱基是 A、C、 G、U。因此，与 DNA 分子相比，RNA 分子特有的碱基是 U。 2．(2020·杭州五校联考)下列关于 DNA 和 RNA 的结构与功能的说法，错误的是(　　) A．区分单双链 DNA、单双链 RNA 四种核酸可以通过碱基比率和种类来判定 B．双链 DNA 分子中碱基 G、C 含量越高，其结构稳定性相对越大 C．含有 DNA 的生物，其遗传物质是 DNA 不是 RNA D．含有 RNA 的生物，其遗传物质是 RNA 不是 DNA 解析：选 D。构成 DNA 和 RNA 的碱基种类不同，双链 DNA 中发生碱基互补配对， 且 A＝T，G＝C，因此区分单双链 DNA、单双链 RNA 四种核酸可以通过碱基比率和种类来 判定，A 正确；双链 DNA 分子中 A 与 T 间形成两条氢键，G 与 C 间形成三条氢键，因此 碱基 G、C 含量越高，其结构稳定性相对越大，B 正确；同时含有 DNA 和 RNA 的生物，DNA 为其遗传物质，C 正确，D 错误。 考法 2　DNA 复制、转录和翻译的比较 项目 复制 转录 翻译 场所 主要发生在细胞核中，也可在 线粒体、叶绿体内进行 主要发生在细胞核中，也可在 线粒体、叶绿体内进行 核糖体 时间 有丝分裂间期和减数第一次 分裂前的间期 生物的生长发育过程中 条件模板 亲代 DNA 分子的两条链 DNA 分子的一条链 mRNA 续　表 项目 复制 转录 翻译 原料 4 种脱氧核苷酸 4 种核糖核苷酸 20 种氨基酸 条件 其他 解旋酶、DNA 聚合酶 和能量 RNA 聚合酶、能量 酶、能量、 tRNA 碱基配 对方式 A－T、T－A C－G、G－C A－U、T－A C－G、G－C A－U、U－A C－G、G－C 过程 DNA 边解旋边以两 条链为模板，按碱基 互补配对原则，合成 两条子链，子链与对 应母链螺旋形成子代 DNA DNA 解旋，以其中一 条链为模板，按碱基 互补配对原则形成 mRNA(单链)，mRNA 进入细胞质中与核糖 体结合 以 mRNA 为模板合 成具有一定氨基酸序 列的多肽链 遗传信息 传递方向 DNA→DNA DNA→RNA RNA→ 蛋白质 特点 边解旋边复制，半保 留复制 边解旋边转录，转录 结束后的 DNA 仍保 留原来的双链结构 mRNA 分子可与多 个核糖体结合，同时 进行多条肽链的合成 产物 两个双链 DNA 分子 RNA 多肽或蛋白质 联系 “两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程图 　 [题组冲关] 3．(2017·浙江 11 月选考)下列关于生物体内遗传信息的传递与表达的叙述，正确的是 (　　) A．每种氨基酸至少有两个以上的遗传密码 B．遗传密码由 DNA 传递到 RNA，再由 RNA 决定蛋白质 C．一个 DNA 分子通过转录可形成许多个不同的 RNA 分子 D．RNA 聚合酶与 DNA 分子结合只能使一个基因的 DNA 片段的双螺旋解开 答案：C 4．(2016·浙江 4 月选考)遗传信息的传递过程如图所示，其中①～④表示四种不同的物 质。下列叙述错误的是(　　) A．①复制时，2 条链均可作为模板链 B．形成②时，需沿整条 DNA 长链进行 C．密码子 CUU 编码③所携带的氨基酸 D．②上可同时结合多个核糖体形成多条④ 解析：选 B。①是 DNA 分子，DNA 复制时 2 条链均可作为模板链，A 项正确；②是 mRNA 分子，形成 mRNA 分子的转录过程，并不是沿着整条 DNA 长链进行的，转录是以 DNA 分子上的基因区段为模板进行的，B 项错误；③是 tRNA，其上的反密码子是 GAA， 与 mRNA 上的密码子 CUU 配对，故密码子 CUU 是编码③所携带的氨基酸，C 项正确； ②mRNA 上可结合多个核糖体形成多聚核糖体，每个核糖体上均可形成 1 条相同的肽链④， D 项正确。 考法 3　翻译过程中多聚核糖体模式图的深入解读 (1)根据核糖体的结构可推测图 1 表示翻译过程。根据图 2 中 RNA 聚合酶、核糖体、多 肽等文字信息可确定图 2 中既有转录过程又有翻译过程。 (2)翻译过程中的细节问题 ①方向：图 1 中方向为从右到左，判断的依据是多肽链的长短，长的翻译在前。 ②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。 ③形成的多肽链之间的关系：图 1 中 4 个核糖体合成的 4 条多肽链，因为模板 mRNA 相同，所以最终合成了 4 条相同的肽链，而不是 4 个核糖体共同完成一条肽链的合成，也不 是合成出 4 条不同的肽链。 [题组冲关] 5.右图为多肽链的生物合成过程示意图，下列相关叙述正确 的是　(　　) A．该过程有氢键的形成与断裂 B．该核糖体的运动方向是自右向左 C．图中 RNA 聚合酶结合位点在 5′端 D．RNA 内部不会发生碱基互补配对 解析：选 A。该过程为翻译过程，tRNA 的反密码子与 mRNA 的密码子碱基互补配对， tRNA 离开 mRNA，分别有氢键的形成与断裂，A 正确；该核糖体的运动方向是自左向右， B 错误；RNA 聚合酶是转录所需要的酶，翻译过程不需要 RNA 聚合酶参与，C 错误；tRNA 内部发生碱基互补配对，D 错误。 考法 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)辨析氨基酸与密码子、反密码子的数量关系 ①每种氨基酸对应一种或几种密码子(即密码子简并性)，可由一种或几种 tRNA 转运。 ②除终止密码外，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密码子有 64 种(3 种终止密码；61 种决定氨基酸的密码子)；反密码子理论上有 61 种。 [题组冲关] 6．(2020·浙江湖州联考)如图表示蓝细菌 DNA 上遗传信息、密码子、反密码子间的对 应关系，下列说法中正确的是　(　　) A．由图分析可知①链应为 DNA 的 α 链 B．DNA 形成②的过程发生的场所是细胞核 C．酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是 AUG，CUA D．图中②与③配对的过程需要在核糖体上进行 解析：选 D。根据碱基互补配对原则，可知①链是 β 链，A 错误；由于蓝细菌属于原核 生物，没有由核膜包被的细胞核，所以 DNA 形成②的过程发生在拟核，B 错误；tRNA 一 端三个相邻的碱基是反密码子，密码子在 mRNA 上，C 错误；图中②与③配对的过程是翻 译，需要在核糖体上进行，D 正确。 考法 5　基因表达过程中的相关计算 (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 条多肽的蛋白质的相 对分子质量＝(n/6)·a－18(n/6－m)；若改为 n 个碱基对，则公式为(n/3)·a－18(n/3－m)。 易错点　计算中对“最多”和“至少”的分析有误 [点拨]　(1)翻译时，mRNA 上的终止密码子不决定氨基酸，因此 mRNA 上的碱基数目 是蛋白质中氨基酸数目的 3 倍还要多一些。 (2)基因或 DNA 上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的 6 倍还要多一些。 (3)在回答有关问题时，应加上“最多”或“至少”等字。如 mRNA 上有 n 个碱基，转 录生成它的基因中至少有 2n 个碱基，由该 mRNA 指导合成的蛋白质中最多有 n/3 个氨基酸。　 [题组冲关] 7．(2020·宁波质检)一个 mRNA 分子有 m 个碱基，其中 G＋C 有 n 个；由该 mRNA 合 成的蛋白质有两条肽链。则其模板 DNA 分子的 A＋T 数、合成蛋白质时脱去的水分子数分 别是(　　) A．m、(m/3)－1 B．m、(m/3)－2 C．2(m－n)、(m/3)－1 D．2(m－n)、(m/3)－2 解析：选 D。mRNA 分子中有 m 个碱基，其中 G＋C 数目为 n 个，推出 A＋U 数目为 m －n 个，故 DNA 中 A＋T 数目为 2(m－n)。根据 mRNA 碱基数目∶蛋白质中氨基酸数目＝ 3∶1 可知，氨基酸数目为 m/3。脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数＝(m/3)－2。 　中心法则与基因 1．要点：遗传信息由 DNA 传递到 RNA，然后由 RNA 决定蛋白质的特异性。蛋白质 是生物体性状的体现者。 2．中心法则的发展：在逆转录酶的作用下，以 RNA 为模板反向合成单链 DNA。 3．图解 4．基因：以一定次序排列在染色体上，是遗传的基本功能单位，能控制生物的性状。 本质上是一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片段。 [基础诊断] (1)DNA 病毒中没有 RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则(×) (2)原核生物的 tRNA 合成无须基因指导(×) (3)HIV(逆转录病毒)感染人体过程的遗传信息流示意图为：(×) (4)基因与性状之间是一一对应的关系(×) (5)rRNA 能参与蛋白质的生物合成(√) (6)tRNA 的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息(×) (7)线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则(√) (8)植物激素的合成受基因的控制(√) [教材热考拾遗] 　(必修 2 P70 图 3－15 改编)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____________。 (2)遵循碱基互补配对的过程是______________________________________。 (3)①和②过程，碱基配对方式____________(填“完全”或“不完全”)相同，①中碱基 配对方式有____________________________；②中碱基配对方式有_____________________。 (4)HIV 可发生的过程是____________，其宿主细胞是________细胞，其进行蛋白质合 成的场所是宿主细胞的__________，其“遗传信息流”的模板由__________提供，原料由 ______________提供。 (5)中心法则反映了遗传物质的______________两大功能。 答案：(1)①②③ (2)①②③④⑤⑥ (3)不完全　G－C，C－G，A－T，T－A　G－C，C－G，A－U，T－A (4)①②③④　T 淋巴　核糖体　病毒自身　宿主细胞 (5)传递与表达 考法 1　各类生物的遗传信息传递 生物种类 遗传信息的传递过程 DNA 病毒 某些 RNA 病毒 病毒 类生 物 逆转录病毒 细胞类生物 “三看法”判断中心法则各过程 　 [题组冲关] 1．(2020·浙江 1 月选考)遗传信息传递方向可用中心法则表示。下列叙述正确的是(　　) A．劳氏肉瘤病毒的 RNA 可通过逆转录合成单链 DNA B．烟草花叶病毒的 RNA 可通过复制将遗传密码传递给子代 C．果蝇体细胞中核 DNA 分子通过转录将遗传信息传递给子代 D．洋葱根尖细胞中 DNA 聚合酶主要在 G2 期通过转录和翻译合成 答案：A 2．下列关于“中心法则”含义的叙述中，错误的是(　　) A．基因通过控制蛋白质的合成来控制生物性状 B．②③过程可发生在被 RNA 病毒侵染的宿主细胞中 C．⑤③④过程所需的原料分别是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸 D．⑤过程揭示了生物的遗传实质，①过程为自然选择提供进化的原材料 解析：选 D。蛋白质是生命活动的体现者，基因通过控制蛋白质的合成来控制生物性状， A 正确；②③过程分别指逆转录和 RNA 复制，只可能发生在被某些 RNA 病毒侵染的宿主 细胞中，B 正确；⑤③④过程所需的原料分别是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸，分别形 成 DNA、RNA 和蛋白质，C 正确；①过程表示转录，一般不为进化提供原材料，基因突变、 染色体畸变以及基因重组为生物进化提供原材料，D 错误。 考法 2　基因的概念理解 (1)存在 ①病毒——DNA 或 RNA 上。 ②原核细胞——拟核和质粒上。 ③真核细胞——染色体、线粒体、叶绿体中。 (2)特点：稳定性、特异性、多样性。RNA 病毒的稳定性较差，因为 RNA 呈单链易发 生基因突变。 (3)遗传：细胞质中的基因遵循母系遗传。细胞核中的基因在减数分裂时遵循基因的分 离定律和自由组合定律。 (4)变异：在基因分子结构中碱基对的增添、缺失或替换属于基因突变。若整个基因分 子的缺失或增添则为染色体畸变。DNA 复制时，易发生基因突变；发生基因突变，但生物 体的性状不一定改变。 (5)表达：细胞内的基因不一定都表达，有的基因在所有细胞中都表达，如 ATP 合成酶 基因、呼吸酶基因；有的基因在不同的细胞内选择性表达。基因表达的直接产物是蛋白质， 该蛋白质是结构蛋白、酶或蛋白质类激素，可直接或间接控制生物性状。 (6)进化：种群中基因频率的定向改变即产生生物进化。影响基因频率改变的因素有自 然选择、迁入迁出、突变和基因重组等。 (7)人类遗传病：人类遗传病并非都是由基因造成的，也可能是染色体异常，诊断基因 遗传病的方法是基因诊断，采用 DNA 分子杂交法。基因治疗是把正常基因导入病人体内， 使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，并非对病变基因的修复。 [题组冲关] 3．(2020·浙江省金丽衢十二校联考)下列有关基因、蛋白质和核酸之间关系的叙述，错 误的是(　　) A．同一生物不同的体细胞中核 DNA 分子是相同的，蛋白质和 RNA 不完全相同 B．基因中的遗传信息通过 mRNA 决定蛋白质中的氨基酸排列顺序 C．蛋白质合成旺盛的细胞中，DNA 分子较多，转录成的 mRNA 分子也较多 D．真核细胞中，转录主要在细胞核中进行，蛋白质的合成在细胞质中进行 解析：选 C。同一生物不同的体细胞中核 DNA 分子是相同的，但由于基因的选择性表 达，蛋白质和 RNA 不完全相同；基因中的遗传信息通过 mRNA 决定蛋白质中的氨基酸排列 顺序；蛋白质合成旺盛的细胞中，DNA 分子不变，转录成的 mRNA 分子较多；真核细胞中， 转录主要在细胞核中进行，蛋白质的合成在细胞质中的核糖体上进行。 1．(2019·浙江 1 月学考)假设 T 2 噬菌体的 DNA 含 1 000 个碱基对，其中胞嘧啶占全部 碱基的 30%。一个 32P 标记的 T2 噬菌体侵染细菌，释放出 50 个子代噬菌体。下列叙述正确 的是(　　) A．子代噬菌体中最多有 2 个 32P 标记的噬菌体 B．噬菌体增殖过程所需的原料、模板、酶等全部由细菌提供 C．用含 32P 的培养基可直接培养出 32P 标记的 T2 噬菌体 D．产生这些子代噬菌体共消耗了 9 800 个胸腺嘧啶脱氧核苷酸 解析：选 A。DNA 复制的方式是半保留复制，结合细菌无放射性，所以子代噬菌体最 多有 2 个 32P 标记的噬菌体，A 正确；噬菌体增殖所需的模板是由噬菌体自身提供的，B 错 误；噬菌体营寄生生活，所以不能用培养基直接培养，C 错误；根据题干信息可知 1 个 DNA 分子中有胸腺嘧啶 2 000×20%＝400 个，所以这些子代噬菌体共消耗了胸腺嘧啶脱氧核苷 酸 400×(50－1)＝19 600 个，D 错误。 2．(2019·浙江 6 月学考)真核细胞中，某多肽链的合成示意图如下，其中①、②、③为 核糖体上结合 tRNA 的 3 个位置，a、b 均是由 mRNA 上 3 个相邻的核苷酸组成的结构。下 列叙述正确的是(　　) A．在该 mRNA 中 a、b 均为密码子 B．一个 mRNA 只能与一个核糖体结合 C．③位置供携带着氨基酸的 tRNA 进入核糖体 D．若 b 中的 1 个核苷酸发生替换，则其决定的氨基酸一定改变 解析：选 C。由图可知，在该 mRNA 中 b 与反密码子结合，b 为密码子，a 虽然是由 mRNA 上 3 个相邻的核苷酸组成，但 a、b 之间只有四个核糖核苷酸，构不成整数个密码子，因此 a 不是密码子；一个 mRNA 能与多个核糖体结合；③位置供携带着氨基酸的 tRNA 进入核糖 体，随后核糖体向右移动；若 b 中的 1 个核苷酸发生替换，则其决定的氨基酸不一定改变。 故 C 正确。 3．(2017·浙江 4 月选考)下列关于 DNA、RNA 和基因的叙述，错误的是(　　) A．基因是具有遗传功能的核酸分子片段 B．遗传信息通过转录由 DNA 传递到 RNA C．亲代 DNA 通过复制在子代中表达遗传信息 D．细胞周期的间期和分裂期均有 RNA 的合成 解析：选 C。亲代 DNA 通过复制将遗传信息传递给子代，不是表达，遗传信息表达包 括转录和翻译两个步骤，故 C 错误；细胞周期的间期和分裂期均有 RNA 的合成，分裂期可 能会有线粒体中遗传信息的表达，故 D 正确。 4．(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．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 答案：A 5．(2018·浙江 4 月选考)miRNA 是一种小分子 RNA，某 miRNA 能抑制 W 基因控制 的蛋白质(W 蛋白)的合成。某真核细胞内形成该 miRNA 及其发挥作用的过程示意图如下。 下列叙述正确的是(　　) A．miRNA 基因转录时，RNA 聚合酶与该基因的起始密码相结合 B．W 基因转录形成的 mRNA 在细胞核内加工后，进入细胞质用于翻译 C．miRNA 与 W 基因 mRNA 结合遵循碱基互补配对原则，即 A 与 T、C 与 G 配对 D．miRNA 抑制 W 蛋白的合成是通过双链结构的 miRNA 直接与 W 基因的 mRNA 结 合所致 解析：选 B。RNA 聚合酶和基因的启动部位结合，起始密码子在 mRNA 上，A 错误； W 基因转录出的 mRNA 不成熟，需在细胞核中加工，B 正确；RNA 之间结合，互补配对的 碱基是 A 与 U、G 与 C，C 错误；由题图可知，miRNA 抑制 W 蛋白的合成是通过 miRNA 转录的蛋白质复合物与 W 基因 mRNA 结合，阻止核糖体移动，从而阻止其翻译过程，D 错 误。 6．(2020·浙江温岭选考模拟)如图中甲～丁表示大分子物质或结构，①②代表遗传信息 的传递过程。请据图回答问题： (1)① 过 程 需 要 的 原 料 是 ________ ； ① 过 程 与 ② 过 程 碱 基 配 对 方 式 的 区 别 是 ________________________________________________________________________。 (2)若乙中含 1 000 个碱基，其中 C 占 26%、G 占 32%，则甲中胸腺嘧啶的比例是 ________，此 DNA 片段经三次复制，在第三次复制过程中需消耗________个胞嘧啶脱氧核 苷酸。 (3)少量的 mRNA 能在短时间内指导合成大量蛋白质的原因是_________________； ②过程涉及的 RNA 有________类。 (4)在细胞分裂间期发生的遗传信息传递过程是____________________________，在分 裂期此图所示过程很难进行，原因是_________________________________。 (5)下列生物或结构中，与结构丁化学组成相近的是(　　) A．T2 噬菌体　　　　　　　 B．烟草花叶病毒 C．线粒体 D．叶绿体 解析：(1)①②过程分别表示转录和翻译，前者发生 DNA 与 RNA 碱基配对，后者发生 mRNA 与 tRNA 碱基配对。(2)mRNA 中 C＋G＝58%，所以甲中 C＋G＝58%，T 占 21%，C ＝1 000×2×29%＝580，该 DNA 第三次复制消耗胞嘧啶脱氧核苷酸数为 580×23－1＝2 320。 (3)图中一个 mRNA 可与多个核糖体相继结合，同时合成多条肽链，从而提高了翻译的效率， 该过程中涉及 mRNA、tRNA、rRNA 三类 RNA。(4)分裂间期可进行 DNA 分子的复制、转 录和翻译过程。分裂期，由于 DNA 处于高度螺旋化的染色体中，无法解旋，所以不能进行 DNA 的复制和转录。(5)结构丁代表核糖体，由 RNA 和蛋白质组成，其化学组成与 RNA 病 毒相似。 答案：(1)核糖核苷酸　①过程中 T 可与 A 配对，②过程中 U 与 A 配对 (2)21%　2 320 (3)一个 mRNA 可以与多个核糖体相继结合，同时进行多条肽链的合成　三 (4) DNA 处于高度螺旋化的染色体中，无法解旋 (5)B 1．(2020·杭州模拟)从单尾金鱼卵细胞中提取 RNA 注入双尾金鱼受精卵中，发育成的 双尾金鱼中有一些出现了单尾性状，这些 RNA 最可能是(　　) A．遗传物质　　　　　　　 B．tRNA C．mRNA D．rRNA 解析：选 C。金鱼的遗传物质是 DNA，A 错误；tRNA 和 rRNA 不参与性状的控制， B、D 错误；mRNA 携带着遗传信息，可以直接控制生物性状，C 正确。 2．下列关于基因的叙述，错误的是(　　) A．基因是遗传的基本功能单位 B．基因是一段有功能的核酸 C．基因由葡萄糖脱水缩合形成 D．基因具有携带和表达遗传信息的功能 解析：选 C。基因是遗传的基本功能单位，是有功能的一段核酸片段，它可以由脱氧核 糖核苷酸或者核糖核苷酸形成。 3．下列关于洋葱根尖细胞遗传信息转录过程的叙述，正确的是(　　) A．一个 DNA 可转录出多个不同类型的 RNA B．以完全解开螺旋的一条脱氧核苷酸链为模板 C．转录终止时成熟的 RNA 从模板链上脱离下来 D．可发生在该细胞的细胞核、线粒体和叶绿体中 解析：选 A。转录不是沿着整条 DNA 长链进行的，且转录的是一个或几个基因，故一 个 DNA 分子可转录出多个不同类型的 RNA，故 A 正确，B 错误；洋葱根尖细胞为真核细 胞，转录终止时，RNA 从模板链上脱离下来，但要经过加工才能成为成熟的 RNA，故 C 错 误；洋葱根尖细胞中不含叶绿体，故 D 错误。 4．(2020·义乌模拟)经过对某生物体内的核酸成分的化学分析得知，该生物体内的核酸 中，嘌呤占 58%，嘧啶占 42%，由此可以判断(　　) A．此生物体内的核酸一定是 DNA B．该生物一定不含 DNA 而只含 RNA C．若此生物只含 DNA，则一定是单链的 D．若此生物含 DNA，则一定是双链的 解析：选 C。因该生物的核酸中嘌呤数和嘧啶数不相等，故可能是只含有单链 DNA 或 RNA，或同时含有双链 DNA 和 RNA。 5．(2020·舟山模拟)关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是　(　　) A．一种 tRNA 可以携带多种氨基酸 B．DNA 聚合酶是在细胞核内合成的 C．反密码子是位于 mRNA 上相邻的 3 个碱基 D．线粒体中的 DNA 能控制某些蛋白质的合成 解析：选 D。一种 tRNA 只能携带一种氨基酸；DNA 聚合酶是在核糖体内合成的；反 密码子位于 tRNA 上，它可与 mRNA 上的密码子配对。 6．下列关于遗传信息传递和表达的叙述，错误的是(　　) A．洋葱紫色外表皮细胞没有基因的复制、转录和翻译 B．劳氏肉瘤病毒能以 RNA 为模板反向地合成单链 DNA C．神经干细胞中染色体 DNA 片段解旋可能是 DNA 正在复制 D．人胰岛素基因翻译所需的 tRNA 种类与氨基酸种类数不相同 解析：选 A。洋葱紫色外表皮细胞已高度分化，是成熟的植物细胞，所以不再发生细胞 分裂，因而没有基因的复制，但细胞能进行正常生命活动，能合成蛋白质，所以能发生转录 和翻译，A 错误；劳氏肉瘤病毒是 RNA 病毒，进入宿主细胞后，在逆转录酶作用下，能以 RNA 为模板反向地合成单链 DNA，B 正确；神经干细胞具有分裂能力，所以细胞中染色体 DNA 片段解旋可能是 DNA 正在复制，也可能是转录，C 正确；由于密码子的简并性，所以 人胰岛素基因翻译所需的 tRNA 种类与氨基酸种类数不相同，D 正确。 7．(2020·浙江七校联考)用 15N 标记含有 100 个碱基对的 DNA 分子，其中有胞嘧啶 60 个。该 DNA 分子在 14N 培养基中连续复制 4 次，下列结果正确的是(　　) A．含有 14N 的 DNA 占 100% B．复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸 640 个 C．含 15N 的链占 1/8 D．子代 DNA 中嘌呤与嘧啶之比是 2∶3 解析：选 A。在 14N 培养基中连续复制 4 次，得到 24＝16 个 DNA 分子，32 条链，其 中含 14N 的 DNA 占 100%，含 15N 的链有 2 条，占 1/16，A 项正确，C 项错误；根据已知条 件，每个 DNA 分子中腺嘌呤脱氧核苷酸有(100×2－60×2)÷2＝40 个，复制过程中消耗的 碱基 A 为 40×(24－1)＝600 个，B 项错误；每个 DNA 分子中嘌呤和嘧啶互补相等，两者之 比是 1∶1，D 项错误。 8．如图表示真核细胞某基因的转录过程。有关叙述错误的是　(　　) A．①是编码链 B．③链加工后可成为成熟的 mRNA C．④是游离的核糖核酸 D．该过程中存在 T 与 A 的碱基配对方式 解析：选 C。①是编码链，A 正确；③链转录后需要加工成为成熟的 mRNA，才能到细 胞质中进行翻译，B 正确；④是游离的核糖核苷酸，C 错误；该过程中存在 T 与 A 的碱基 配对方式，D 正确。 9．胰岛素的 A、B 两条肽链是由一个基因编码的，其中 A 链中的氨基酸有 m 个，B 链 中的氨基酸有 n 个。如不考虑起始和终止密码子，下列有关叙述中不正确的是(　　) A．胰岛素基因中至少有碱基数是 6(m＋n) B．胰岛素基因的两条 DNA 单链分别编码 A、B 两条肽链 C．胰岛素 mRNA 中至少含有的密码子为(m＋n)个 D．A、B 两条肽链可能是经蛋白酶的作用后形成的 解析：选 B。胰岛素基因编码的两条多肽链中氨基酸总数是 m＋n，所以 DNA 中对应 碱基数至少为 6(m＋n)，A 正确；一个基因在编码蛋白质的过程中，只有一条链作为模板链， B 错误；胰岛素基因转录的 mRNA 是一条，而形成的两条肽链中氨基酸共有(m＋n)个，根 据密码子和氨基酸的一一对应关系(不考虑终止密码)可知，与之对应的胰岛素 mRNA 中至 少含有的密码子应该为(m＋n)个，C 正确；A、B 两条肽链可能是形成一条肽链之后，经蛋 白酶作用使一个肽键断裂，再组装成胰岛素，D 正确。 10．(2020·浙江嘉兴一中月考)如图所示为真核细胞中遗传信息的传递和表达过程。下列 相关叙述正确的是(　　) A．①②过程中碱基配对情况相同 B．②③过程发生的场所相同 C．①②过程所需要的酶相同 D．③过程中核糖体的移动方向是由左向右 解析：选 D。分析题图可知，①是 DNA 复制，②是转录，两者碱基配对情况不完全相 同，A 错误；③是翻译，场所是核糖体，②过程发生的场所是细胞核或线粒体或叶绿体，B 错误；①②过程所需要的酶不同，DNA 复制过程需要解旋酶和 DNA 聚合酶，转录需要 RNA 聚合酶，C 错误；由肽链的长短可判断出③过程中核糖体的移动方向是由左向右，D 正确。 11．研究发现，人类免疫缺陷病毒(HIV)携带的 RNA 在宿主细胞内不能直接作为合成 蛋白质的模板。 依据中心法则(如图)，下列相关叙述错误的是(　　) A．合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过④②③环节 B．侵染细胞时，病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞 C．通过④形成的 DNA 可以整合到宿主细胞的染色体 DNA 上 D．科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病 解析：选 B。HIV 的遗传物质是 RNA，经④逆转录形成 DNA 整合到患者细胞的基因组 中，再通过②转录和③翻译合成子代病毒的蛋白质外壳，A、C 正确；侵染细胞时，HIV 的 RNA 连带蛋白质衣壳一并进入细胞内，进入细胞后衣壳解聚，释放 RNA，同时逆转录酶开 始催化 RNA 逆转录产生 DNA，B 错误；若抑制逆转录过程，则不能产生子代病毒的蛋白质 和 RNA，因此科研中可以研发抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病，D 正确。 12．如图为核糖体上发生的翻译过程示意图。下列叙述正确的是(　　) A．tRNA 与相应氨基酸的结合及分离均需酶和能量 B．从图中可知，翻译的方向为从左往右，且氨基酸 1 的密码子为 UGG C．与转录过程比较，该过程特有的碱基配对方式为 A—U D．核糖体与 mRNA 开始结合的位点为起始密码子所在的部位 解析：选 B。tRNA 与相应氨基酸的结合需要能量，分离不需要，A 错误；从图中可知， 翻译的方向为从左往右，且氨基酸 1 的密码子为 UGG，B 正确；在转录中也存在碱基配对 方式 A—U，故其不是该过程特有的，C 错误；核糖体与 mRNA 开始结合的位点在起始密码 子所在的部位之前，D 错误。 13．(2020·杭州模拟)长链非编码 RNA(IncRNA)是长度大于 200 个碱基，具有多种调 控功能的一类 RNA 分子。如图表示细胞中 IncRNA 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______________为原料，催化该蛋白质反应的酶是 __________。 (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______，此过程中还 需要的 RNA 有__________________。 (3)IncRNA 前体加工成熟后，有的与核内________(图示①)中的 DNA 结合，有的能穿 过______(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 IncRNA，通过与相应 DNA 片段结合，调控造血干细胞的______，增加血液中单核细胞、中性粒细胞等巨噬细胞的数量。 该调控过程的主要生理意义是____________________。 解析：(1)RNA 的基本单位为核糖核苷酸，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，mRNA 能够提供信 息指导氨基酸分子合成多肽链，即直接模板为 mRNA，此过程中还需要 tRNA 和 rRNA，其 中 tRNA 作为运输氨基酸的工具，rRNA 组成蛋白质的合成场所。(3)IncRNA 前体加工成熟 后，有的与核内染色质中的 DNA 结合，有的能穿过核孔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 IncRNA，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 性粒细胞等巨噬细胞的数量。该调控过程能够增强人体的免疫抵御能力。 答案：(1)四种核糖核苷酸　RNA 聚合酶 (2)mRNA(信使 RNA)　tRNA 和 rRNA (3)染色质　核孔 (4)分化　增强人体的免疫抵御能力 14．如图为人体胰岛素基因控制合成胰岛素的过程示意图。据图回答下列问题： (1)该图表示的过程发生在人体的__________细胞中，饭后半小时后，上图所示过程会 ______(填“增强”或“减弱”)。 (2)图中①表示的过程称为________，催化该过程的酶是________，②表示的物质是 ____________。 (3)图中天冬氨酸的密码子是________，胰岛素基因中决定“ ”的模板 链的碱基序列为________________。 (4)已知胰岛素由两条多肽链共 51 个氨基酸组成，指导其合成的②的碱基数大于 153， 其原因是__________________。 解析：(1)胰岛素是由人的胰岛 β 细胞合成分泌的。饭后半小时血液中经消化吸收的葡 萄糖增多，此时胰岛素分泌增加。(2)图中①表示转录过程，需要 RNA 聚合酶的催化，转录 形成的产物②是 mRNA。(3)密码子在 mRNA 上，天冬氨酸的密码子是 GAC，由 mRNA 上 的 碱 基 序 列 可 知 胰 岛 素 基 因 中 决 定 “ ” 的 模 板 链 的 碱 基 序 列 是 —CCACTGACC—。(4)51 个氨基酸组成的胰岛素分子，指导其合成的 mRNA 中碱基数至少 为 153，实际却大于 153，这是因为 mRNA 上含有终止密码子等不翻译的序列。 答案：(1)胰岛 β　增强 (2)转录　RNA 聚合酶　mRNA (3)GAC　—CCACTGACC— (4)mRNA 上存在终止密码子等不翻译的序列 15．(2020·温州模拟)图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程，回答有 关问题： (1)图示甲、乙、丙过程分别表示__________________、转录和翻译的过程。其中甲、 乙过程可以发生在细胞核中，也可以发生在________及________中。 (2)生物学中，经常使用 3H­TdR(3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)研究甲过程的物质合成情 况，原因是___________________________________________。 (3)转录时，与 DNA 中起点结合的酶是________。一个细胞周期中，乙过程在每个起点 可起始多次，甲过程在每个起点一般起始________次。 (4)丙过程在核糖体中进行，通过________上的反密码子与 mRNA 上的碱基识别，将氨 基酸转移到肽链上。AUG 是甲硫氨酸的密码子，又是肽链合成的起始密码子，某种分泌蛋 白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸，这是新生肽链经________和________加工修饰的结果。 解析：(1)图示甲、乙、丙过程分别表示 DNA 复制、转录和翻译的过程。其中甲、乙过 程可以发生在细胞核中，也可以发生在线粒体和叶绿体中。(2)常用3H 标记的胸腺嘧啶脱氧 核苷来研究 DNA 的复制情况，因为 3H­TdR 是 DNA 合成的原料之一，可根据放射性强度 变化来判断 DNA 的合成情况。(3)转录时，与 DNA 中起点结合的酶是 RNA 聚合酶，一个 细胞周期中，乙过程在每个起点可起始多次，甲过程是 DNA 复制，在每个起点一般起始一 次。即在一个细胞周期中，DNA 只复制一次。(4)丙过程在核糖体上进行，通过 tRNA 上的 反密码子与 mRNA 上的碱基识别，将氨基酸转移到肽链上。某种分泌蛋白的第一个氨基酸 并不是甲硫氨酸，这是新生肽链经内质网和高尔基体加工修饰的结果。 答案：(1)DNA 复制　线粒体　叶绿体　(2)3H­TdR 是 DNA 合成的原料之一，可根据放 射性强度变化来判断 DNA 的合成情况　(3)RNA 聚合酶　一　(4)tRNA 内质网　高尔基体