高考生物考点31 遗传信息的转录和翻译

高考生物考点31 遗传信息的转录和翻译

1 高考频度：★★★☆☆ 难易程度：★★★☆☆ 1．RNA 的结构与分类 （1）RNA 与 DNA 的区别 物质组成 [来源:#网] 五碳糖[来源:ZXXK] 特有碱基[来源:§网][来源:ZXXK] 结构特点 DNA 脱氧核糖 T(胸腺嘧啶) 一般是双链 RNA 核糖 U(尿嘧啶) 通常是单链 （2）基本单位：核糖核苷酸。 （3）种类及功能Error! 2．遗传信息的转录 （1）概念：在细胞核中，以 DNA 的一条链为模板合成 RNA 的过程。 （2）过程(如图) 3．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：mRNA 上 3 个相邻碱基，共 64 种，其中决定氨基酸的密码子有 61 种。 （3）反密码子：位于 tRNA 上的与 mRNA 上的密码子互补配对的 3 个碱基。 考向一 DNA 与 RNA 的比较 2 1．关于 DNA 和 RNA 的叙述，正确的是 A．DNA 有氢键，RNA 没有氢键 B．一种病毒同时含有 DNA 和 RNA C．原核细胞中既有 DNA，也有 RNA D．叶绿体、线粒体和核糖体都含有 DNA 【参考答案】C 解题技巧 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!⇒一般为双链 DNA； 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。 2．下列有关 DNA 和 RNA 的叙述，正确的是 A．细菌的遗传物质是 DNA 和 RNA，病毒的遗传物质是 DNA 或 RNA B．转录过程遵循碱基互补配对原则，形成的 RNA 分子中则无碱基互补配对现象 C．同一种 tRNA 分子在不同细胞中转运的氨基酸不同 D．相同的 DNA 分子转录产物可能不同 【答案】D 3 考向二 DNA 的复制、转录和翻译的比较 3．甲、乙图表示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是 A．甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子 B．甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行 C．DNA 分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶 D．一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次 【参考答案】D 【试题解析】甲过程表示多起点的 DNA 的半保留复制，合成的产物是双链 DNA 分子，该过程主要发生 在细胞核内，在一个细胞周期中，DNA 只复制一次；乙过程为转录，合成的产物为单链 RNA 分子，该 过程主要发生在细胞核内，在一个细胞周期中，乙可起始多次；DNA 复制和转录均需解旋，甲过程利 用解旋酶，乙过程利用 RNA 聚合酶解旋。 易错警示 与转录和翻译有关的 3 点易错点 （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没有 A—T，而是 A—U。 4．如图表示原核细胞中遗传信息的传递和表达过程，有关分析正确的是 4 A．图中 rRNA 和核糖体的合成与核仁有关 B．图中①、②过程中均可发生基因突变 C．多个核糖体在 mRNA 上的移动合成一条肽链提高翻译效率 D．图中③、④最终合成的物质结构相同 【答案】D 考向三 遗传信息、密码子和反密码子的比较 5．如图表示蓝藻 DNA 上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。请判断下列说法中正确的是 A．分析题图可知①是 β 链，完成此过程的场所是细 胞核 B．除图中所示的两种 RNA 之外，RNA 还包括 tRNA C．图中②到③的过程需要在核糖体上进行 D．能够决定氨基酸的是③，其种类有 61 种 【参考答案】C 5 归纳整合 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(密码子简并性)，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密码子有 64 种(3 种终止密码子和 61 种决定氨基酸的密码子)；反密码子理论上有 61 种。 6．根据下表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是 DNA 双链 T G mRNA C tRNA 反密码子 A 氨基酸 苏氨酸 A．TGU B．UGA C．ACU D．UCU 【答案】C 6 考向四 基因表达的相关计算 7．已知一段 mRNA 含有 30 个碱基，其中 A 和 G 有 12 个，转录该段 mRNA 的 DNA 分子中应有 C 和 T 的 个数是 A．12 B．24 C．18 D．30 【参考答案】D 【试题解析】已知 mRNA 中含有 30 个碱基，是由 DNA 的一条链为模板转录形成的，则 DNA 含有 60 个碱基。在 DNA 分子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则（A—T、G—C），而配对的碱基数目 彼此相等，即 A=T、C=G，因此在 DNA 分子中嘌呤和嘧啶各占一半，则 DNA 分子中 C 和 T 的个数应 为 DNA 碱基总数的一半，即 C+T=30 个，故选 D。*网 解题必备 DNA 和 mRN A 之间对应碱基及数量的计算 找准 DNA 和 mRNA 之间对应碱基及其比例关系，即 D NA 模板链中 A＋T(或 C＋G)与 mRNA 中 A＋U(或 C＋G)相等 ，则(A＋T)总%＝(A＋U)mRNA%。 8．n 个碱基组成的基因，控制合成由 m 条多肽链组成的蛋白质。氨基酸的平均分子量为 a，则该蛋白质的 分子量最大为 A．na/6 B．na/3-18(n/3-m) C．na-18(n-m) D．na/6-18(n/6-m) 【答案】D 7 1．下列有关基因表达的叙述，正确的是 A．能进行 DNA 复制的细胞也能进行转录和翻译 B．基因中发生碱基对的增添后，其控制合成的肽链一定变长 C．多个核糖体结合到 mRNA 的不同位置，同时合成一条多肽链 D．动物细胞内的 mRNA 均需要通过核孔后才能进行翻译 2．在双链 DNA 中，已知其中一条（A+G）/（T+C）=0.4，那么以它的互补链为模板，转录成的 mRNA 中 （A+G）/（C+U）应是 A．2.5 B．1 C．0.4 D．1.25 3．下列关于 DNA 分子的复制、转录和翻译的比较，正确的是 A．从时期上看，都只能发生在细胞分裂的间期 B．从条件上看，都需要模板、原料、酶和能量 C．从原则上看，都遵循相同的碱基互补配对原则 D．从场所上看，都能发生在细胞核中 4．SARS 病毒是一种单链+RNA 病毒。该+RNA 既能作为 mRNA 翻译出蛋白质，又能作为模板合成-RNA， 再以-RNA 为模板合成子代+RNA。下列有关 SARS 病毒的叙述正确的是 A．遗传物质是+RNA，其中含有遗传信息和密码子 B．复制时会出现双链 RNA，该过程需要逆转录酶的催化 C．翻译时的模板及所需的酶均由宿主细胞提供 D．增殖过程中会出现 T—A、A—U 碱基配对方式 5．关于下图所示过程，下列说法中正确的是 A．图示过程可以发生在真核细胞和原核细胞中 B．该过程得到的多条肽链氨基酸排列顺序不同 C．图中展示的是 mRNA 沿着核糖体移动的过程 8 D．一个 mRNA 分子上可以相继结合多个核糖体 6．某生物细胞中基因表达过程如图所示，下列相关叙述正确的是 A．该过程可表示毛霉合成蛋白酶的过程 B．过程①中的酶能使 DNA 碱基对间的氢键断裂 C．过程②四个核糖体合成的蛋白质不同 D．与过程②相比，过程①中特有“A—U”配对 7．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。 下列有关叙述中不正确的是 A．胰岛素基因中至少含有的碱基数是 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 8．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．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．若合成某条肽链时脱去了 100 个水分子，则该肽链中至少含有 102 个氧原子 9．研究表明，下丘脑 SCN 细胞中 PER 基因表达与昼夜节律有关，其表达产物的浓度呈周期性变化，如图 为相关过程。据此判断，下列说法正确的是 9 A．PER 基因只存在于下丘脑 SCN 细胞中 B．图 1 过程①的原料为脱氧核苷酸，需要的酶是 RNA 聚合酶 C．图 2 中 DNA 模板链中一个碱基 C 变成了 T，则 mRNA 中嘌呤与嘧啶比例不变 D．图 3 中 mRNA 沿着核糖体的移动方向是从右向左 10．下图中的①〜③分别表示人体细胞中 3 种生物大分子的合成过程。请据图回答下列问题： （1）过程①消耗的有机物是 ATP 和____________________________________。 （2）过程②发生的主要场所是____________；a 链形成后，通过____________进入细胞质中并与核糖 体 x 结合。 （3）已知过程②的 a 链中，鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的 54%，a 链及其模板链对应区段的碱基 中，鸟嘌呤分别占 30%和 20%。则与 a 链对应的 DNA 区段中，腺嘌呤所占的碱基比例为_____。 （4）过程③中，y 转运氨基酸的密码子是____________。若合成蛋白质 b 的基因含有 600 个碱基对， 则该蛋白质最多由____________种氨基酸组成。 （5）在一个细胞周期，过程①中经历起始点的次数是____________次。过程①②③都要进行碱基互补 配对，其中配对方式种类最多的是____________过程。 11．（2018·全国Ⅰ卷）生物体内的 DNA 常与蛋白质结合，以 DNA—蛋白质复合物的形式存在。下列相关 叙述错误的是 A．真核细胞染色体和染色质中都存在 DNA—蛋白质复合物 B．真核细胞的核 中有 DNA—蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有 C．若复合物中的某蛋白参与 DNA 复制，则该蛋白可能是 DNA 聚合酶 10 D．若复合物中正在进行 RNA 的合成，则该复合物中含有 RNA 聚合酶 12．（2018·江苏卷）下列关于 DNA 和 RNA 的叙述，正确的是 A．原核细胞内 DNA 的合成都需要 DN A 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 13．（2018·海南卷）关于复制、转录和逆转录的叙述，下列说法错误的是 A．逆转录和 DNA 复制的产物都是 DNA B．转录需要 RNA 聚合酶，逆转录需要逆转录酶 C．转录和逆转录所需要的反应物都是核糖核苷酸 D．细胞核中的 DNA 复制和转录都以 DNA 为模板 14．（2018·浙江卷）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 mRNA 结合所致 1．【答案】A 11 2．【答案】C 【解析】以该链的互补链为模板转录形成的 mRNA 序列与该链相同（T 替换为 U）。双链 DNA 分子中， 一条链中（A+G）/（T+C）＝0.4，那么以它的互补链为模板，转录成的 mRNA 中（A+G）/（C+U）也 应是 0.4，C 项正确，A、B、D 项错误。 3．【答案】B 【解析】DNA 复制发生在细胞分裂间期，而转录和翻译在细胞任何时期都能发生，故 A 错误；DNA 复 制以 DNA 单链为模板，以 4 种脱氧核苷酸为原料，转录也是以 DNA 单链为模板，以 4 种核糖核苷酸为 原料，翻译以 mRNA 为模板，以 20 种氨基酸为原料，三个过程都需要能量，故 B 正确；三者都遵循碱 基互补配对原则，保证了遗传信息的准确传递，但模板和产物不同，复制时 A 与 T 配对，转录和翻译时， A 与 U 配对，故 C 错误；DNA 分子的复制和转录主要发生在细胞核中，翻译 发生在细胞质的核糖体中， 故 D 错误。 4．【答案】A 【解析】由题意可知，SARS 病毒为 R NA 病毒，其遗传物质是+RNA，所以+RNA 中含有遗传信息。+RNA 作为 mRNA 翻译出蛋白质时，+RNA 中含有密码子，故 A 项正确；+RNA 复制时先根 据碱基互补配对 原则合成一条-RNA，再以-RNA 为模板合成子代+RNA，可知+RNA 复制时会出现双链，但该过程需要 RNA 复制酶的催化，而不需要逆转录酶的催化，B 项错误；翻译时所需的模板是+RNA，由病毒自己提 供，C 项错误；该病毒增殖过程中涉及 RNA 的复制和翻译，都是在 RNA 与 RNA 之间进行碱基互补配 对，所以不会出现 T—A 碱基配对方式，D 项错误。 12 6．【答案】B 【解析】图示是原核生物边转录边翻译的过程，而毛霉是真核生物，因此次该过程不可以表示毛霉合成 蛋白酶的过程，A 错误；过程①中的酶是 RNA 聚合酶，有解旋功能，B 正确；过程②四个核糖体合成 蛋白质的模板是一样的，所以合成的蛋白质是一样的，C 错误；过程①是转录过程，过程②是翻译过程， 翻译、转录过程都有“A—U”配对，D 错误。 7．【答案】B 【解析】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)； 一个基因在编码蛋白质的过程中，只有一条链作为模板链；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(不考虑终止密码子)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；A、B 两条肽链可能是形成一条肽链之后， 经蛋白酶作用使肽键断裂，然后再组装成胰岛素的。 8．【答案】A 【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，则甲细胞不含线粒体，故 A 错误； 原核细胞的转录和翻译都发生在细胞质中，故 B 正确；乙细胞翻译的场所为细胞质中的核糖体，细胞核 基因转录出来的 mRNA 必须通过核孔才能从细胞核出来，故 C 正确；若合成某肽链时脱去 100 个水分 子，则该肽链含有 100 个肽键，每个肽键中含有 1 个氧原子，再加上一端的羧基含有的 2 个氧原子，该 肽链至少含有 102 个氧原子，故 D 正确。 10．【答案】（1）脱氧核苷酸 （2）细胞核 核孔 （3）25% （4）GUU 20 （5）一 ② 【解析】（1）过程①表示 DNA 复制，需要模板（亲代 DNA 的两条链）、原料（脱氧核苷酸）、能量 （直接由 ATP 提供）和酶等基本条件，所以过程①消耗的有机物是 ATP 和脱氧核苷酸。（2）过程② 表示转录，发生的主要场所是细胞核；形成的 a 链为 mRNA，mRNA 通过核孔进入细胞质中 并与核糖 13 体 x 结合。（3）过程②（转录）中的 a 链为 mRNA，其中 G＋U＝54%，G＝30%，U＝54%－30%＝ 24%，则其模板链中，A＝24%，C＝30%；已知模板链中 G＝20%，则 T＝100%－24%－30%－20%＝26%， 所以与 a 链对应的 DNA 区段中，腺嘌呤 A＝（24%＋26%）÷2＝25%。（4）过程③为翻译，y 所示的 tRNA 上的反密码子为 CAA，因翻译时 tRNA 上的反密码子与它所搬运的氨基酸的密码子互补配对，因 此 y 转运氨基酸的密码子是 GUU。若合成蛋白质 b 的基因含有 600 个碱基对，依据“在基因指导蛋白质 的合成过程中，基因中的碱基数∶mRNA 分子中的碱基数∶多肽链中氨基酸数＝6∶3∶1”可知：该蛋 白质含有的氨基酸数为 100 个，最多由 20 种氨基酸组成。（5）在一个细胞周期，DNA 复制发生在间 期，因此过程①所示的 DNA 复制中经历起始点的次数是一次。①所示的 DNA 复制过程中碱基互补配 对方式是 A—T、C—G，②过程所示的转录过程中碱基互补配对方式是 A—U、C—G、T—A，③所示 的翻译过程中碱基互补配对方式是 A—U、C—G，所以过程①②③中配对方式种类最多的是②。 11．【答案】B 【解析】真核细胞的染色质和染色体是同一物质在不同时期的两种存在形式，主要是由 DNA 和蛋白质 组成，都存在 DNA—蛋白质复合物，A 正确；真核细胞的核中含有染色体或染色质，存在 DNA—蛋白 质复合物，原核细胞的拟核中也可能存在 DNA—蛋白质复合物，如拟核 DNA 进行复制或者转录的过 程中都存在 DNA 与酶（成分为蛋白质）的结合，也能形成 DNA—蛋白质复合物，B 错误；DNA 复制 需要 DNA 聚合酶、解旋酶等，因此复合物中的某蛋白可能是 DNA 聚合酶，C 正确；若复合物中正在 进行 RNA 的合成,属于转录过程，转录需要 RNA 聚合酶等，因此复合物中的某蛋白可能是 RNA 聚合 酶，D 正确。 13．【答案】C 【解析】逆转录和 DNA 复制的产物都是 DNA，A 正确；转录需要 RNA 聚合酶，逆转录需要逆转录酶， B 正确；转录需要的反应物是核糖核苷酸，逆转录需要的反应物是脱氧核苷酸，C 错误；细胞核中的 DNA 复制和转录都以 DNA 为模板，D 正确。 14．【答案】B 【解析】miRNA 基因转录时，RNA 聚合酶与该基因首端的启动子相结合，A 错误；真核细胞内 W 基 14 因转录形成的 mRNA 在细胞核内加工后，进入细胞质用于翻译，B 正确；miRNA 与 W 基因 mRNA 结 合遵循碱基互补配对原则，即 A 与 U、C 与 G 配对，C 错误；miRNA 抑制 W 蛋白的合成，是通过单 链结构的 miRNA 与蛋白质结合形成的 miRNA 蛋白质复合物直接与 W 基因的 mRNA 结合所致，D 错 误。