【生物】2018届一轮复习人教版基因的表达学案-

【生物】2018届一轮复习人教版基因的表达学案-

第3讲　基因的表达 考纲要求 全国课标卷五年考频统计 ‎2018高考预期 遗传信息的转录和翻译Ⅱ ‎2012课标Ⅰ，T1‎ ‎2013课标Ⅰ，T1‎ ‎2015课标Ⅱ，T2‎ ‎2015课标Ⅰ，T5‎ 仍为常命题点 考点1　基因的转录和翻译 ‎1．RNA的种类、结构和功能 ‎(1)基本单位及组成据图填空]‎ ‎①________；②________；③________；④________。‎ ‎(2)结构特点：一般是________。‎ ‎(3)种类及功能 ‎①mRNA：将遗传信息从________传递到________中。‎ ‎②tRNA：转运________，识别________。‎ ‎③rRNA：________的组成成分。‎ 注意：除以上种类及功能外，RNA是RNA病毒的遗传物质；部分酶的化学本质是RNA。‎ ‎2．遗传信息的转录和翻译 ‎(1)试写出①②有关的知识 过程 ‎①‎ ‎②‎ 名称 ‎________‎ ‎________‎ 场所 主要是________‎ ‎________‎ 模板 ‎________‎ ‎________‎ 原料 ‎4种游离的________‎ ‎________‎ 产物 ‎________‎ ‎________‎ ‎(2)辨析密码子与反密码子 密码子 反密码子 位置 ‎________‎ ‎________‎ 种类 ‎________种，其中决定氨基酸的有________种，________有3种 ‎________种 功能 决定相应氨基酸 与mRNA上的________互补配对 答案：1.(1)磷酸基团　核糖　含氮碱基　核糖核苷酸　(2)单链　(3)①细胞核　细胞质　②氨基酸　密码子　③核糖体 ‎2．(1)转录　翻译　细胞核　核糖体　DNA的一条链　mRNA　核糖核苷酸　20种氨基酸　RNA　多肽链　(2)mRNA　tRNA　64　61　终止密码子　61　密码子 判断正误]‎ ‎1．一个tRNA分子中只有一个反密码子。(√)‎ ‎2．细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与。(√)‎ ‎3．与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码。(√)‎ ‎4．一种tRNA可以携带多种氨基酸。(×)‎ 提示：一种tRNA上只有一种反密码子，只能识别并携带一种氨基酸。‎ ‎5．同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白，组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同，但排列顺序不同，其原因是参与这两种蛋白质合成的mRNA碱基序列不同。(√)‎ 热图思考]‎ 仔细观察下面两图，并思考：‎ ‎(1)两图显示的是何种生理过程？它们有何差异？‎ ‎________________‎ ‎________________‎ ‎(2)大肠杆菌可进行上述哪个过程，图1还是图2?‎ ‎________________‎ ‎________________‎ ‎(3)两图中a～f分别是什么物质或结构？‎ ‎________________‎ ‎________________‎ ‎(4)针对图1分析：‎ ‎①图1中翻译方向如何？判断依据是什么？‎ ‎②图示信息显示一条mRNA可结合多个核糖体，其意义何在？‎ ‎③图中多条多肽链其氨基酸序列是否相同？为什么？它们是否具生物学活性？‎ 答案：(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；翻译在核糖体，时间在后。图2所示转录、翻译同时进行。‎ ‎(2)大肠杆菌为原核生物，只能进行图2过程不能进行图1过程。‎ ‎(3)a～f依次为mRNA、核糖体、多肽链、DNA、mRNA、RNA聚合酶。‎ ‎(4)①方向为从左向右，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。‎ ‎②意义为少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。‎ ‎③图中多条肽链应相同，因为其模板mRNA相同。由于合成的仅是“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，形成特定空间结构后方可具备生物学活性。‎ 题型一　DNA与RNA的比较 DNA与RNA的比较 项目 DNA RNA 全称 脱氧核糖核酸 核糖核酸 分布 主要在细胞核中(在线粒体、叶绿体中也有少量)‎ 细胞核和细胞质中(包括线粒体、叶绿体)‎ 链数及结构 两条链，规则的双螺旋结构 一条链 碱基 A、G、C、T A、G、C、U 五碳糖 脱氧核糖 核糖 组成单位 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 代表生物 真核生物、原核 生物、噬菌体 烟草花叶病毒、艾滋病病毒、H7N9病毒 例　图甲、乙为真核细胞核内两种生物大分子的合成过程示意图，下列叙述正确的是(　　)‎ A．图甲表示DNA复制，复制是从多个起点同时开始的 B．一个细胞周期中，图甲过程可在每个起点起始多次 C．图乙表示转录，mRNA、tRNA和rRNA均是该过程的产物 D．图乙说明DNA所有区域的两条链都可以被转录 解析]　图甲DNA的两条链都作为模板，为DNA复制过程，且图中有多个大小不同的复制环，说明有多个复制起点，但复制不是同时开始的，A错误；一个细胞周期中，DNA只复制一次，每个起点只能起始一次，B错误；图乙以 DNA为模板，形成RNA，为转录过程，mRNA、tRNA和rRNA均是转录产物，C正确；转录只能以DNA的一条链为模板，基因指导蛋白质的合成，基因是有遗传效应的DNA片段，DNA分子上分布着多个基因，D错误。‎ 答案]　C 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≠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。‎ 题组精练]‎ ‎1．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。因该生物核酸中嘌呤数和嘧啶数不等，故可能是只含有RNA，或同时含有DNA和RNA，或只含单链DNA。‎ ‎2．下列关于DNA和RNA特点的比较，正确的是(　　)‎ A．在细胞内存在的主要部位相同 B．构成的五碳糖不同 C．核苷酸之间的连接方式不同 D．构成的碱基相同 解析：选B。DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中；二者的核苷酸的连接方式相同，都是靠磷酸二酯键连接；构成DNA和RNA的碱基不完全相同。‎ 题型二　DNA复制、转录、翻译的比较 ‎1．DNA复制、转录和翻译的比较(以真核生物为例)‎ 复制 转录 翻译 场所 主要在细胞核 主要在细胞核 细胞质(核糖体)‎ 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 ‎20种氨基酸 原则 A—T；G—C T—A；A—U；G—C A—U；G—C 结果 两个子代DNA分子 mRNA、tRNA、rRNA 蛋白质信息 传递 DNA→DNA DNA→mRNA mRNA→蛋白质 意义 传递遗传信息 表达遗传信息 ‎2.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；61种决定氨基酸的密码子)；反密码子理论上有61种。‎ 例　如图所示，下列有关叙述不正确的是(　　)‎ A．甲是DNA，乙为RNA，此过程要以甲为模板，酶为RNA聚合酶 B．甲是DNA，乙为DNA，此过程要以甲为模板，酶为DNA聚合酶等 C．甲是RNA，乙为DNA，此过程为转录，原料为脱氧核苷酸 D．甲是RNA，乙为蛋白质，此过程为翻译，原料为氨基酸 解析]　根据图示，若甲是DNA，乙为RNA，则此过程表示转录，需要以甲为模板，酶为RNA聚合酶，A正确；若甲是DNA，乙为DNA，此过程表示DNA复制，需要以甲为模板，酶为DNA聚合酶，B正确；若甲是RNA，乙为DNA，此过程为逆转录，原料为脱氧核苷酸，C错误；若甲是RNA，乙为蛋白质，此过程为翻译，原料为氨基酸，D正确。‎ 答案]　C 转录、翻译过程中的四个易错点 ‎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不是A—T；而是A—U。‎ ‎4．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。‎ 题组精练]‎ ‎1．(2017·河北廊坊质检)如图表示生物体内三个重要的生理活动。据所学知识结合图形可得出的正确结论是(　　)‎ A．甲、乙、丙三图正在进行的生理过程分别是转录、翻译和复制 B．在正常情况下，碱基的排列顺序相同的单链是a和d，b和c C．起始密码子和终止密码子都位于f链上 D．丙图所示的生理过程是从分子1链的B端开始的 解析：选C。甲图表示DNA分子复制过程，乙图表示转录过程，丙图表示翻译过程，A错误。根据碱基互补配对原则可知，甲图中碱基的排列顺序相同的单链是a和c、b和d，B错误。起始密码子和终止密码子位于mRNA上，乙图中f链表示mRNA，C正确。由于多肽链n比m长，所以翻译是从分子1链的A端开始的，D错误。‎ ‎2．关于密码子和反密码子的叙述，正确的是(　　)‎ A．密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上 B．密码子位于tRNA上，反密码子位于mRNA上 C．密码子位于rRNA上，反密码子位于tRNA上 D．密码子位于rRNA上，反密码子位于mRNA上 解析：选A。mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称为1个密码子；tRNA上一端的3个碱基可与mRNA上的密码子互补配对，叫反密码子，A项正确。‎ 题型三　基因表达中的有关计算 例　现代生物工程能够实现通过已知蛋白质的氨基酸序列来人工合成基因。现已知人体生长激素共含190个肽键(单链)，假设与其对应的mRNA序列中有A和U共313个，则合成的生长激素基因中G至少有(　　)‎ A．130个　　　　　　　　　 B．260个 C．313个 D．无法确定 解析]　此蛋白质由191个氨基酸缩合而成，控制其合成的mRNA中最少有573个碱基，又知mRNA中A＋U为313个，所以mRNA中G＋C为573－313＝260(个)，故DNA的两条链中G＋C共有520个，即该基因中G至少有260个。‎ 答案]　B 基因表达中碱基数量推算方法 ‎1．DNA和mRNA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DNA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%‎ ‎2．基因控制蛋白质合成中的相关计算 DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系，如下图所示：‎ 可见，蛋白质中氨基酸数目＝mRNA碱基数目＝DNA(或基因)碱基数目。‎ 题组精练]‎ ‎1．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 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)；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。‎ ‎2．由某DNA片段转录的mRNA中，尿嘧啶占26%，腺嘌呤占14%，则转录出此RNA的这个DNA中胸腺嘧啶和鸟嘌呤所占的比例分别为(　　)‎ A．40%和60% B．30%和20%‎ C．20%和30% D．40%和30%‎ 解析：选C。根据碱基互补配对原则，在双链DNA分子及其转录形成的mRNA分子中，配对的两种碱基之和，在整个DNA分子及每条链中的比例都相等，即(A＋T)%DNA双链＝(A＋T)%DNA单链＝(A＋U)%RNA链。故根据 mRNA中A＋U＝40%，可推出转录此RNA的DNA双链中A＋T＝40%，进而推出C＋G＝60%，根据双链DNA分子中，A＝T、G＝C，可知T＝20%，G＝30%，C项正确。‎ 考点2　基因对性状的控制 ‎1．中心法则 ‎①DNA的复制；②________；③翻译；④________；⑤________。‎ 注意：④⑤过程只发生在RNA病毒在宿主细胞内的增殖过程中。‎ ‎2．基因控制性状的方式 ‎(1)直接控制 ‎①机理：基因________生物性状 ‎②实例：镰刀型细胞贫血症等。‎ ‎(2)间接控制 ‎①机理：基因________细胞代谢生物性状 ‎②实例：白化病、豌豆的粒形等。‎ ‎3．基因与性状的关系 ‎(1)由图示看出基因在________上呈________排列。‎ ‎(2)基因与性状的关系 ‎①由图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号基因控制性状A、B、C可判断，多数情况下，一个基因控制________。‎ ‎②由图中Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ号基因控制性状D看出：一种性状可受到________决定。‎ ‎③由图中基因Ⅷ控制性状E、F、G、H可知，一个基因可控制________。‎ 因此，基因与性状的关系并不都是________。‎ 答案：1.转录　RNA复制　逆转录 ‎2．蛋白质结构　酶的合成 ‎3．(1)染色体　线性　(2)①一种性状　②多个基因　③多个性状　线性关系 判断正误]‎ ‎1．由逆转录酶催化的是RNA→DNA。(√)‎ ‎2．线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成。(√)‎ ‎3．基因与性状之间是一一对应关系。(×)‎ 提示：基因与性状之间不一定是一一对应的关系，某些性状是由多种基因控制的。‎ ‎4．蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化。(√)‎ 热图思考]‎ ‎1．据图写出①～⑥的遗传信息传递法则 ‎(1)噬菌体的遗传信息传递式：‎ ‎________________‎ ‎________________‎ ‎(2)烟草花叶病毒的遗传信息传递式：‎ ‎________________‎ ‎________________‎ ‎(3)HIV的遗传信息传递式：‎ ‎________________‎ ‎________________‎ ‎(4)细胞生物遗传信息传递式：‎ ‎________________‎ ‎________________‎ ‎(5)洋葱表皮细胞内遗传信息传递式：‎ ‎________________‎ ‎________________‎ ‎(6)洋葱根尖分生区细胞内的遗传信息传递式：‎ ‎________________‎ ‎________________‎ ‎2．人类白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的疾病，下图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图能得出的结论有哪些？‎ 答案：1.(1)提示 ‎(2)提示 ‎(3)提示 ‎(4)提示 ‎(5)提示 ‎(6)提示 ‎2．提示　①基因可以通过控制酶的合成来控制生物体的性状；②一个基因可以控制多种性状；③一个性状可以由多个基因控制。‎ 题型一　中心法则的应用分析 信息流向 过程 模板 场所 发生的生物 a.DNA→DNA DNA的复制 DNA的两条链 主要在细胞核中 以DNA作为遗传物质的生物 b.DNA→RNA 转录 DNA的一条链 真核生物主要在细胞核中；原核生物在拟核中 活的细胞生物 c.RNA→蛋白质 翻译 mRNA 细胞质核糖体 活的细胞生物 d.RNA→DNA 逆转录 RNA 寄主细胞 逆转录病毒 e.RNA→RNA RNA的复制 RNA 寄主细胞 RNA病毒 例　右图为有关遗传信息传递和表达的模拟实验，下列相关叙述合理的是(　　)‎ A．若X是mRNA，Y是多肽，则试管内必须加入氨基酸 B．若X是DNA，Y含有U，则试管内必须加入逆转录酶 C．若X是tRNA，Y是多肽，则试管内必须加入脱氧核苷酸 D．若X是HIV的RNA，Y是DNA，则试管内必须加入DNA酶 解析]　若X是mRNA，Y是多肽，则试管内发生的是翻译过程，因此，试管内必须加入氨基酸；若X是DNA，Y含有U，即Y为RNA，则试管内发生的是转录过程，不需要加入逆转录酶，需要加入RNA聚合酶等；若X是tRNA，Y是多肽，则试管内发生的是翻译过程，不需要加入脱氧核苷酸；若X是HIV的RNA，Y是DNA，则试管内发生的是逆转录过程，需要加入逆转录酶，而不是DNA酶。‎ 答案]　A 中心法则各生理过程确认的三大依据 ‎ 题组精练]‎ ‎1．结合下图分析，下列叙述错误的是(　　)‎ 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：选D。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．如图为模拟中心法则信息传递过程的实验研究装置，据图回答：‎ ‎(1)若图示为模拟某种病毒的信息流动过程，装置加入的模板A为单链，其部分碱基序列为—GAACACGUC—，加入的原料B为脱氧核苷酸，则该过程所需的酶B为________，模拟的过程为________。‎ ‎(2)若图示为模拟人体淋巴细胞的信息流动过程，装置加入的模板A为双链，其部分碱基序列为—GAACATGTT—，加入的原料B为________，则该过程所需的酶B为RNA聚合酶，模拟的过程为________，该生理过程主要发生在该细胞的________中。‎ 解析：(1)由模板的部分碱基序列“—GAACACGUC—”中含有U且为单链可知，该病毒为RNA病毒，且可以脱氧核苷酸为原料合成DNA，所以可确定该过程需要逆转录酶的参与，模拟的过程为逆转录过程。(2)由“模板A为双链”和“碱基序列为—GAACATGTT—”中含T等信息可知，模板A为双链DNA分子，在RNA聚合酶的催化作用下可以合成RNA，利用的原料为核糖核苷酸，模拟的过程为转录，主要发生在该细胞的细胞核中。‎ 答案：(1)逆转录酶　逆转录 ‎(2)核糖核苷酸　转录　细胞核 题型二　基因与性状的关系 ‎1．蛋白质是生命活动的主要承担者、是生物性状的主要体现者，基因通过控制蛋白质的合成控制生物的性状，基因表达受环境影响，所以生物的性状是基因和环境共同作用的结果。‎ ‎2．基因控制性状的方式 ‎(1)直接控制：基因通过控制蛋白质的分子结构，直接控制生物性状，如镰刀型细胞贫血症和囊性纤维病。‎ ‎(2)间接控制：基因通过控制酶的合成来控制细胞新陈代谢，进而间接控制生物的性状，如人类肤色的控制。‎ 例　读图判断下列有关基因与性状关系的叙述，错误的是(　　)‎ A．由基因产物呈现的性状①、②、③、④可知同一个基因会影响多种性状 B．若⑧为表达出的异常血红蛋白呈现的性状“红细胞呈镰刀型”，可说明基因通过酶的合成来控制代谢，进而控制生物体的性状 C．上述图示可表明基因与性状并非简单的线性关系 D．生物的性状除了受基因控制外，还可能受环境条件的影响 解析]　由基因产物呈现的性状①、②、③、④可知同一个基因会影响多种性状；若⑧为表达出的异常血红蛋白呈现的性状“红细胞呈镰刀型”，可说明基 因通过蛋白质的结构直接控制生物体的性状；基因与性状并非简单的线性关系，有时同一个基因会影响多种性状；生物的性状除了受基因控制外，还可能受环境条件的影响，即表现型＝基因型＋环境。‎ 答案]　B 基因与性状的关系 ‎1．一个基因一种性状 ‎2．一个基因多种性状 ‎3．多个基因一种性状 ‎4．基因对性状控制的复杂性 基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。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。‎ 注：若述及的物质并非蛋白质(如植物激素)，则基因对其控制往往是通过“控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物性状”这一间接途径实现的。‎ 题组精练]‎ ‎1．(2017·江苏盐城检测)如图为基因的作用与性状表现的流程示意图。请据图分析，下列说法不正确的是(　　)‎ A．①过程以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成RNA B．某段DNA上发生了基因突变，但形成的蛋白质不一定会改变 C．③过程中需要多种转运RNA，转运RNA不同，所搬运的氨基酸也不相同 D．人的镰刀型细胞贫血症是基因对性状的直接控制，使结构蛋白发生变化所致 解析：选C。不同的tRNA可转运相同的氨基酸。‎ ‎2．(2017·重庆一中月考)豌豆的圆粒和皱粒产生机理如图所示，下列相关叙述正确的是(　　)‎ A．皱粒豌豆的产生属于染色体结构变异 B．此题能够表现基因对生物性状的直接控制 C．插入外来DNA序列导致基因数目增加 D．豌豆的圆粒和皱粒是一对相对性状 解析：选D。插入外来DNA序列导致皱粒豌豆的产生属于基因突变，A错误；插入外来DNA序列导致基因结构改变，基因数目没有增加，使淀粉分支酶基因不能表达，能够表现基因对生物性状的间接控制，B、C错误；豌豆的圆粒和皱粒是一对相对性状，D正确。‎ 课堂归纳]‎ 填充：①DNA　②mRNA　③密码子　④多肽(或蛋白质)　⑤tRNA　⑥细胞代谢 易错清零]‎ 易错点1　不能明确密码子“简并性”及其意义 提示]　密码子与氨基酸远非一一对应的关系，有许多氨基酸等可对应多种密码子(如亮氨酸对应6个密码子，缬氨酸、苏氨酸、丙氨酸等可对应4个密码子)，从而导致氨基酸与密码子间的对应关系为“‎20”‎对应“‎61”‎，此即密码子的“简并性”。这种简并性的意义有二：一为“提高翻译速率”，二为增强翻译过程的“容错性”，从而使得基因发生突变时尽管密码子发生改变，但氨基酸不发生改变，这对维持生物性状的稳定具重要意义。‎ 易错点2　不能诠释基因表达计算中氨基酸∶RNA中碱基∶DNA中碱基中“至少”或“最多”，并认为所有细胞中均能进行“复制、转录与翻译”‎ 提示]　(1)基因表达过程中，蛋白质的氨基酸的数目＝mRNA中的碱基数目＝基因中的碱基数目。这个比例关系都是最大值，原因如下：‎ ‎①DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA。‎ ‎②真核生物基因中存在不编码氨基酸的非编码序列或非转录序列。‎ ‎③转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，并且合成的肽链在加工过程中可能会剪切掉部分氨基酸，所以基因或DNA上碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的6倍多。‎ ‎(2)并非所有细胞均可进行复制、转录与翻译：‎ ‎①只有分生组织细胞才能进行“复制(当然也进行转录与翻译)”。‎ ‎②高度分化的细胞只进行转录、翻译、不进行复制。‎ ‎③哺乳动物成熟红细胞“复制、转录、翻译”均不进行。‎ 易错点3　不能准确界定真核生物、原核生物基因表达或误认为真核细胞中转录、翻译均不能“同时”进行 提示]　(1)凡转录、翻译有核膜隔开或具“时空差异”的应为真核细胞“核基因”指导的转录、翻译。‎ ‎(2)原核细胞基因的转录、翻译可“同时”进行。(图示中可显示边产生mRNA边有核糖体与mRNA结合)。‎ ‎(3)真核细胞的线粒体、叶绿体中也有DNA及核糖体，其转录翻译也存在“同时进行”的局面。‎ 随堂演练]‎ ‎1．(2015·高考全国卷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(　　)‎ 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：选C。根据题意可知朊粒的本质是蛋白质，其致病原理是诱导宿主细胞中的PrPc空间结构发生改变，并不是整合到DNA分子中，A项错误；朊粒无细胞结构，而肺炎双球菌具细胞结构，有细胞结构的生物通过细胞分裂完成增殖，B项错误；蛋白质结构的多样性决定其功能的多样性，当结构发生变化后功能也发生变化，C项正确；遗传信息翻译过程是指在核糖体上以mRNA为模板，利用氨基酸合成肽链的过程，PrPc和PrPsc仅是蛋白质空间结构的改变，D项错误。‎ ‎2．(2015·高考全国卷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(　　)‎ 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：选C。A项，端粒是染色体末端的DNA重复序列，大肠杆菌等原核生物拟核的DNA不能与蛋白质结合形成染色体，因此大肠杆菌拟核的DNA中没有端粒。B项，端粒酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。可知，端粒酶中的蛋白质为逆转录酶，不是RNA聚合酶。RNA聚合酶是在转录过程中发挥作用。C项，正常人细胞的每条染色体的两端都含有端粒DNA。D项，在正常人体细胞中，端粒DNA可随着细胞分裂次数的增加而逐渐缩短。‎ ‎3．(2013·高考新课标全国卷Ⅰ)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只能携带特定的一种氨基酸，而一种氨基酸可能由多种tRNA转运，A项错误。DNA聚合酶是蛋白质，是在细胞质中的核糖体上合成的，B项错误。反密码子是由位于tRNA上相邻的3个碱基构成的，mRNA上相邻的3个碱基可构成密码子，C项错误。线粒体是半自主性细胞器，其内含有部分DNA，可以控制某些蛋白质的合成，D项正确。‎ ‎4．(2016·高考江苏卷)近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割(见下图)。下列相关叙述错误的是(　　)‎ A．Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成 B．向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则 C．向导RNA可在逆转录酶催化下合成 D．若α链剪切位点附近序列为……TCCAGAATC……‎ 则相应的识别序列为……UCCAGAAUC……‎ 解析：选C。Cas9蛋白由相应基因转录出的mRNA指导在核糖体中合成，A项正确；向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则，B项正确；逆转录是以RNA为模板合成DNA，C项错误；α链与向导RNA都与模板链互补配对，但二者所含碱基有所不同，D项正确。‎ 课时规范训练 一、选择题 ‎1．如图表示生物体内遗传信息的传递和表达的过程。下列有关叙述错误的是(　　)‎ A．①②过程均可发生在同一细胞的细胞核内 B．②③过程均可在线粒体、叶绿体中进行 C．④⑤过程均可发生在某些病毒体内 D．①②③④⑤⑥均遵循碱基互补配对原则 解析：选C。DNA复制和转录过程均可发生在同一细胞的细胞核内，A正确；转录和翻译过程均可在线粒体、叶绿体中进行，B正确；病毒营寄生生活，逆转录过程或RNA复制过程发生在宿主细胞内，C错误；中心法则中几个过程均遵循碱基互补配对原则，D正确。‎ ‎2．下面为基因部分功能的示意图，下列相关叙述不正确的是(　　)‎ A．①过程表示基因表达中的转录过程 B．②过程表示基因表达中的翻译过程 C．基因指导合成的产物都是蛋白质 D．基因可通过控制酶的合成控制代谢过程 解析：选C。由题图可知，①过程表示基因表达中的转录过程，可产生三种产物。②过程的产物是蛋白质，为基因表达中的翻译过程。基因表达的产物可以是蛋白质，但不都是，也可以是RNA。基因可以通过控制酶的合成，来控制代谢过程，进而控制生物的性状。‎ ‎3．在其他条件具备情况下，在试管中加入物质X和物质Z，可得到相应产物Y。下列叙述正确的是(　　)‎ A．若X是DNA，Y是RNA，则Z是逆转录酶 B．若X是DNA，Y是mRNA，则Z是脱氧核苷 C．若X是RNA，Y是DNA，则Z是限制性内切酶 D．若X是mRNA，Y是在核糖体上合成的大分子，则Z是氨基酸 解析：选D。若X是DNA，Y是RNA，则Z是RNA聚合酶，A错误；若X是DNA，Y是mRNA，则Z是核糖核苷酸，B错误；若X是RNA，Y是DNA，则Z是逆转录酶，C错误；若X是mRNA，Y是核糖体上合成的大分子，则Z是氨基酸，D正确。‎ ‎4．下列是某同学关于真核生物基因的叙述：‎ ‎①携带遗传信息　②能转运氨基酸　③能与核糖体结合　④能转录产生RNA　⑤每三个相邻的碱基组成一个反密码子　⑥可能发生碱基对的增添、缺失或替换 其中正确的是(　　)‎ A．①③⑤　　　　　　　B．①④⑥‎ C．②③⑥ D．②④⑤‎ 解析：选B。基因是指有遗传效应的DNA片段。①DNA能携带遗传信息；②能转运氨基酸的是tRNA；③能与核糖体结合的是mRNA；④能转录产生RNA的是DNA；⑤反密码子是tRNA上的结构；⑥DNA可能发生碱基对的增添、缺失或替换。故选项B正确。‎ ‎5．如图是蛋白质合成时tRNA分子上的反密码子与mRNA上的密码子配对情形，以下有关叙述错误的是(　　)‎ A．tRNA上结合氨基酸分子的部位为甲端 B．与此tRNA反密码子配对的密码子为UCG C．图中戊处上下链中间的化学键为氢键 D．蛋白质的合成是在细胞内的核糖体上进行的，核糖体沿着mRNA由丙向丁移动 解析：选B。由题图可知，tRNA上结合氨基酸分子的部位是甲端，A项正确。tRNA分子上的反密码子的读取方向是从甲端到乙端(“高端”→“低端”)，即 CGA，那么与之互补配对的密码子应为GCU，B项错误。单链tRNA分子的部分碱基通过氢键互补配对形成三叶草结构，C项正确。由密码子GCU可知，在翻译过程中，核糖体是沿着mRNA由丙向丁移动，D项正确。‎ ‎6．下图表示人体细胞内某物质的合成过程，据图分析错误的是(　　)‎ A．方框A表示的结构为核糖体 B．该过程主要发生在细胞核内 C．该过程以核糖核苷酸为原料 D．密码子只存在于图中①链上 解析：选A。分析图示可知，图示为转录过程，其中①②③分别为RNA、DNA非模板链和DNA模板链，方框A表示RNA聚合酶，A错误；转录主要发生在细胞核内，B正确；转录时以核糖核苷酸为原料，C正确；密码子只存在于mRNA链上，D正确。‎ ‎7．下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．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：选A。核糖体是相邻氨基酸形成肽键的场所，核糖体由核糖体RNA和蛋白质构成，A正确；甲硫氨酸是第一个氨基酸，位于ⓐ的左边，B错误；密码子位于mRNA上，tRNA的环状结构上有反密码子，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氨基酸的种类，D错误。‎ ‎8．如图甲、乙、丙表示细胞内正在进行的新陈代谢过程，据图分析下列表述中不恰当的是(　　)‎ A．正常人体细胞内不会进行4、6、7过程 B．1、4、6、8、10过程均需要核糖核苷酸作为原料 C．1过程需要RNA聚合酶参与，3过程需要DNA聚合酶参与 D．病毒体内不能单独进行图甲、乙或丙所代表的新陈代谢过程 解析：选B。甲图表示DNA的复制、转录和翻译过程，乙图表示RNA的复制和转录、翻译过程，丙图表示RNA的逆转录、DNA的复制、转录和翻译过程。正常人体细胞内不会进行RNA的复制、转录、翻译和逆转录过程。1、4、6、8过程的产物为RNA，需要核糖核苷酸作为原料，但10过程表示DNA的复制，需要脱氧核糖核苷酸作为原料。1过程需要RNA聚合酶参与，3过程需要DNA聚合酶参与。病毒不具有独立代谢的能力，不能单独进行图甲、乙或丙所代表的新陈代谢过程。‎ ‎9．某生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是(　　)‎ A．在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开 B．DNARNA杂交区域中A应与T配对 C．mRNA翻译只能得到一条肽链 D．该过程发生在真核细胞中 解析：选A。题图所示为转录、翻译过程，在RNA聚合酶的作用下，DNA双螺旋解开；在DNA－RNA杂交区域，A与U配对，T与A配对；mRNA翻译过程中可同时在一条mRNA上合成多条肽链，图中显示有两条；真核细胞的转录过程主要是在细胞核中，而翻译过程是在细胞质中的核糖体上，而该图是mRNA还没有转录结束，翻译过程就开始进行，说明该图是原核细胞的转录、翻译过程。‎ 二、非选择题 ‎10．下图为在实验室中进行的相关模拟实验，请据图回答问题：‎ ‎(1)图中甲、乙模拟的生理过程分别是________、________。‎ ‎(2)图中乙过程要顺利进行，还需向试管中加入的物质或细胞结构有________、________。‎ ‎(3)人们通过研究发现，有些抗生素通过阻断细菌细胞内蛋白质的合成抑制细菌的繁殖。现发现一种新型抗生素，请你根据上述模拟实验的方法探究这种抗生素能否阻断细菌DNA和人体DNA的转录过程。‎ 实验步骤：‎ 第一步：取A、B、C、D中4支试管，各加入足量的ATP、核糖核苷酸、相关酶的混合溶液；‎ 第二步：________________‎ ‎________________；‎ 第三步：________________。‎ 预期实验结果并得出实验结论：‎ 该实验有可能会出现________种实验结果，如果出现________________________，则说明该抗生素只阻断细菌DNA的转录，不阻断人体DNA的转录。‎ 解析：本题以模拟实验分析与设计为载体，考查对转录、翻译相关知识的理解能力和分析实验、设计实验的能力。(1)从原料和模板可以判断出甲、乙对应的生理过程。甲中模板是DNA，原料是核糖核苷酸，模拟转录过程；乙中模板是RNA，原料是氨基酸，模拟翻译过程。(2)翻译过程发生在核糖体上，需要tRNA运输氨基酸。(3)注意单一变量是抗生素的有无，不加抗生素的要加入等量蒸馏水。A、B试管是探究抗生素能否阻断细菌DNA的转录过程，C、D试管是探究抗生素能否阻断人体DNA的转录过程。4种可能的结果是：①能阻断细菌DNA转录，不能阻断人体DNA转录；②能阻断细菌DNA转录，也能阻 断人体DNA转录；③不能阻断细菌DNA转录，也不能阻断人体DNA转录；④不能阻断细菌DNA转录，但能阻断人体DNA转录。‎ 答案：(1)转录　翻译　(2)tRNA　核糖体　(3)第二步：向A试管中滴加适量一定浓度的该抗生素水溶液，向B试管中滴加等量的蒸馏水，同时向A、B试管中加入等量相同的细菌DNA；向C试管中滴加适量一定浓度的该抗生素水溶液，向D试管中滴加等量的蒸馏水，同时向C、D试管中加入等量相同的人体DNA　第三步：把A、B、C、D 4支试管在相同且适宜的条件下培养一段时间后，检测4支试管中有无RNA的生成　4　A试管中无RNA生成，B、C、D试管中均有RNA生成 ‎11．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：‎ ‎(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B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B　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 ‎12．下图表示病毒侵入宿主体内的复制过程示意图，请回答问题。‎ ‎(1)病毒核酸进入宿主细胞后，此时用血清学方法和电镜检查无病毒颗粒，称为“隐蔽期”，这是因为________________________。‎ ‎(2)物质D、H分别可能是____________、____________。‎ ‎(3)B、F的区别是________。过程f称为________。‎ ‎(4)假如A为RNA，经实验分析确定其碱基总数为X，其中鸟嘌呤G的数量为Y，你能否推断出构成A的几种碱基数量分别是多少，为什么？____________________________。根据中心法则分析，RNA病毒遗传信息的传递过程与人体不同的步骤可能有______________、______________。‎ 解析：(1)病毒核酸进入宿主细胞后，将利用宿主细胞的原料和场所形成子代病毒，在子代病毒未释放之前，无法用血清学方法和电镜检查到病毒颗粒，此为“隐蔽期”。(2)分析图示可知，物质D为蛋白质，参与病毒核酸的复制(过程g)，所以物质D可能是病毒核苷酸完成复制(过程g)所需要的酶；物质H与病毒核酸组装成新的病毒，故物质H可能是病毒的蛋白质外壳。(3)B与相关酶的合成有关，F与病毒的蛋白质外壳的形成有关，因此，B、F的区别是转录的信息不同。过程f称为装配。(4)假如A为RNA，RNA是单链结构，虽然经实验 分析确定其碱基总数为X，其中鸟嘌呤G的数量为Y，但仍不能推断出构成A的另外几种碱基数量分别是多少。依据中心法则可推知，RNA病毒遗传信息的传递过程与人体不同的步骤可能有：RNA的自我复制、逆转录。‎ 答案：(1)病毒进入宿主细胞后尚未形成完整的病毒体 ‎(2)病毒核苷酸完成复制(过程g)所需要的酶　病毒的蛋白质外壳 ‎(3)转录的信息不同　装配 ‎(4)不能，因为RNA是单链，碱基数无法确定　RNA的自我复制　逆转录