第六单元
遗传的分子基础
第19讲 基因的表达
【内容要求】
概念3 遗传信息控制
生物性状,并代代相传
3.1.4概述DNA分子上
的遗传信息通过RNA
指导蛋白质的合成,细
胞分化的本质是基因
选择性表达的结果,生
物的性状主要通过蛋
白质表现
【素养解读】
1.生命观念:基于遗传信息可以从DNA流向RNA,进
而流向蛋白质的事实,阐明生命活动不仅需要物质和
能量,也需要信息,生命是物质能量和信息的统一体。
基于地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码的
事实,阐明生物界的统一性,认同当今生物可能有着
共同的起源。了解基因与性状之间关系的复杂性,认
同生物学中因果关系的复杂性。
2.科学思维:运用概括归纳、演绎推理等方法,对DNA
复制、转录和翻译进行比较,并进行相关的数量计算。
考点一
遗传信息的转录和翻译
基础·自主诊断
素养·全面提升
1.RNA的结构与功能
核糖核苷酸 A、U、C、G
单链
细胞核
细胞质
氨基酸 密码子
核糖体
2.遗传信息的转录
(1)概念:
以 为模板,按碱基互补配对原则合成RNA的过程。 DNA的一条链
(2)转录过程(如图) RNA聚合酶
一条链
核糖核苷酸
RNA分子
DNA链
双螺旋结构
3.遗传信息的翻译
(1)概念:游离在细胞质中的各种氨基酸,以 为模板合成具有一定氨基
酸顺序的蛋白质的过程。
(2)密码子
①概念: 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。
②种类:64种,其中决定氨基酸的密码子有 种,终止密码子有 种。
mRNA
mRNA
61 3
③密码子与反密码子的比较
项目 密码子 反密码子
位置
作用
直接决定蛋白质中
的序列
识别 ,
转运
特点 与 上的碱基互补 与 的碱基互补
mRNA tRNA
氨基酸
密码子
氨基酸
DNA模板链 mRNA中密码子
(3)翻译过程(如图)
游离的氨基酸
tRNA
核糖体
mRNA
多肽
(4)产物:多肽或蛋白质。
核糖体
tRNA
mRNA
终止密码子
正误辨析
(1)tRNA上的反密码子由mRNA转录而来。 ( )
(2)每种氨基酸都有多个密码子,每个密码子都决定一种氨基酸。 ( )
(3)一个mRNA中含有多个密码子,一个tRNA中只含有一个反密码子。 ( )
×
[解析]细胞中的RNA均由DNA转录而来。
×
[解析]有的氨基酸只有一个密码子,如甲硫氨酸;有的密码子不决定氨基酸,如
终止密码子。
√
(4)结合在同一条mRNA上的核糖体,最终合成的肽链在结构上各不相同。 ( )
(5)mRNA、tRNA、rRNA都是以DNA链为模板转录而来的,都携带遗传信息。 (
)
(6)DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上。 ( )
×
[解析]结合在同一条mRNA上的核糖体,利用了相同的模板,所以翻译形成的
肽链的氨基酸序列完全相同。
×
[解析]DNA聚合酶与RNA 聚合酶的结合位点都在DNA上。
[解析]mRNA、tRNA、rRNA中只有mRNA携带遗传信息。
×
(7)一个含n个碱基的 DNA分子,转录形成的mRNA分子的碱基数是n/2个。 (
)
(8)基因B1和由其突变而来的B2在指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码。
( )
×
[解析]不具有遗传效应的DNA片段不发生转录,不会形成mRNA,所以mRNA
分子的碱基数小于n/2个。
√
教材拓展
组成蛋白质的20种氨基酸对应多少种密码子?这对生物体的生存发展有何意义?
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种类,因而有利于蛋白质或性状的稳定。
②保证翻译速率:当某种氨基酸使用频率高时,几种不同的密码子对应一种氨基
酸可以保证翻译的速率。
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。
比较项目 DNA复制 转录 翻译
图示
时间
有丝分裂的间期和减数
第一次分裂前的间期
生物个体发育的整个过程(分裂期不
能进行转录)
2.DNA复制、转录和翻译的比较
(1)区别
场所
真核细胞主要在细胞核,部分在线粒体和叶绿体;原
核细胞在细胞质或拟核
核糖体
模板 DNA的两条单链 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
条件
解旋酶、DNA聚合酶、
ATP
RNA聚合酶、ATP
酶、ATP、
tRNA
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
对应母链螺旋化
DNA解旋,以一条链为
模板,按碱基互补配对原
则形成mRNA(单链rRNA、
tRNA),mRNA进入细胞质
与核糖体结合
tRNA一端的反密码
子与mRNA上的密码子
配对,另一端携带相应氨
基酸,合成具有一定氨基
酸序列的多肽链
产物 2个双链DNA 1个单链RNA 多肽链
模板
去向
分别进入两个子代
DNA分子中
恢复原样,重新组成双
螺旋结构
水解成单个核糖核苷酸
产物
去向
两个子代DNA在细胞
分裂过程中分别进入两
个子细胞中
转录产物mRNA与核
糖体结合
翻译产物多肽链经盘曲折叠形
成特定的空间结构,到达细胞
各个需要的部位发挥功能
特点
边解旋边复制;
半保留复制
边解旋边转录
一个mRNA上可结合多个核糖
体,同时进行多条肽链的合成
碱基互
补配对
A—T,T—A,C—G,G—C A—U,T—A,C—G,G—C A—U,U—A,C—G,G—C
意义
复制遗传信息,使遗传
信息从亲代传递到子代
表达遗传信息,使生物体表达出各种遗传性状
(2)联系
3.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。
生命观念 识结构 明功能
角度一 考查遗传信息,密码子与反密码子的关系
1.下列关于真核细胞中遗传信息、密码子、反密码
子的相关知识,正确的是 ( )
A.DNA上脱氧核糖和磷酸交替排列构成了遗传信息
B.DNA和tRNA上都存在遗传信息
C.tRNA上的反密码子不能决定氨基酸的排列顺序
D.mRNA上的密码子与氨基酸呈一一对应关系
C
[解析] DNA上碱基的
排列顺序构成了遗传
信息,A项错误;
遗传信息位于DNA上,
反密码子位于tRNA
上,B项错误;
1.下列关于真核细胞中遗传信息、密码子、反密码
子的相关知识,正确的是 ( )
A.DNA上脱氧核糖和磷酸交替排列构成了遗传信息
B.DNA和tRNA上都存在遗传信息
C.tRNA上的反密码子不能决定氨基酸的排列顺序
D.mRNA上的密码子与氨基酸呈一一对应关系
C
tRNA上的反密码子
能与密码子配对,将
氨基酸安放在一定的
位置上,C项正确;
终止密码子不决定氨
基酸,D项错误。
角度二 考查基因控制蛋白质的合成的过程
2.[2021·] 下列关于基因控制蛋白质合成
过程的叙述,正确的是 ( )
A.该过程需要含有三个高能磷酸键的ATP提供能量
B.该过程中发生碱基互补配对的场所只有核糖体和
细胞核
C.基因的两条链分别作为模板进行转录可提高合成
蛋白质的效率
D.一个密码子(除终止密码子外)只决定一种氨基酸,
一种氨基酸可由多种tRNA转运
D
[解析] ATP中含有两个
高能磷酸键,A错误;
基因控制蛋白质合成过
程中发生碱基互补配对
的场所主要有核糖体和
细胞核,还有线粒体和
叶绿体,B错误;
2.[2019·一模] 下列关于基因控制蛋白质
合成过程的叙述,正确的是 ( )
A.该过程需要含有三个高能磷酸键的ATP提供能量
B.该过程中发生碱基互补配对的场所只有核糖体和
细胞核
C.基因的两条链分别作为模板进行转录可提高合成
蛋白质的效率
D.一个密码子(除终止密码子外)只决定一种氨基酸,
一种氨基酸可由多种tRNA转运
D
基因只有一条链作模
板进行转录,C错误;
一个密码子(除终止密
码子外)只决定一种氨
基酸,一种氨基酸可由
一种或多种tRNA转
运,D正确。
3.[2019·江苏南通考前卷] 如图是某同学构建的基因
表达模型,下列有关叙述正确的是 ( )
A.图中①表示基因,其中碱基的排列顺序
代表了遗传信息
B.图中②表示转录,该过程是以基因的两条链为
模板进行的
C.图中③表示翻译,该过程主要发生在细胞核中
D.图中④表示tRNA,一个tRNA能携带多种不同的氨基酸
A
[解析] 图中①表示基因,其中碱基排列顺序代表了遗传信息,A项正确;
图中②表示转录,该过程是以基因的一条链为模板进行的,B项错误;
图中③表示翻译,该过程发生在核糖体上
(细胞质中),C项错误;
图中④表示tRNA,一个tRNA只能携带一种
氨基酸,D项错误。
■ 易错提醒
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方式不是A—T,而是A—U。
(4)原核生物拟核中的DNA转录还未结束时便已开始翻译。
科学思维 重理解 拓思维
角度一 真核生物与原核生物基因表达过程的比较
4.如图表示某生物细胞内发生的一系列生理变化,X表示某种酶,请据图分析,下
列有关叙述不正确的是 ( )
A.X为RNA聚合酶
B.图中最多含5种碱基、8种核苷酸
C.过程Ⅰ在细胞核内进行,过程Ⅱ在细胞质内进行
D.b部位发生的碱基互补配对方式可有T—A、A—U、C—G、G—C
C
[解析] 图Ⅰ为转录过程,X为RNA聚合酶,A项正确;
图中含有DNA分子和RNA分子,因此最多含5种碱基(A、C、G、T、U)和8种
核苷酸(4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸),B项正确;
图中能同时进行转录和翻译过程,说明该细胞是原核细胞,过程Ⅰ转录和过程
Ⅱ翻译均在细胞质内进行,C项错误;
b部位处于转录过程中,b部位发生的
碱基互补配对方式有T—A、A—U、
C—G、G—C,D项正确。
5.如图6-19-10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
图6-19-10
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.甲没有以核膜为界限的细胞核,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
[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,A错误;
原核细胞的转录和翻译都发生在细胞质中,B正确;
乙细胞翻译的场所为细胞质中的核糖体,细胞核基因转
录出来的mRNA必须通过核孔才能从细胞核出来,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,D正确。
■技法提炼
用“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程图
角度二 考查与基因表达有关的计算
6.图为细胞核内控制呼吸酶合成的某基因(15N标记)局部结构示意图,该基因中
A占全部碱基的20%,下列说法正确的是 ( )
A.该基因在所有活细胞中都表达
B.该基因转录形成的mRNA中U
占全部碱基的20%
C.解旋酶作用于①部位,DNA聚合酶作用于②部位
D.将该细胞置于含14N的培养液中完成三个细胞周期,含14N的子细胞占75%
A
[解析] 呼吸酶基因在所有活细胞中都能表达,A正确。
该基因中A占全部碱基的20%,根据此条件不能确定两条单链中A所占的比例,
因此不能确定该基因转录形成的mRNA中U占全部碱基的比例,B错误。
解旋酶作用于②部位,DNA聚合酶作用于①部位,C错误。
将该细胞(基因被15N标记)置于含14N的培养液中完成三个细胞周期,根据DNA
半保留复制的特点,子代所有细胞中均
含有14N,因此含14N的子细胞占100%,
D错误。
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(不考虑终止密码子)。下列有关叙述中不正确
的是 ( )
A.胰岛素基因中含有的碱基数大于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m+n个密码子
D.A、B两条肽链可能是经蛋白酶作用后形成的
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,
所以基因中对应碱基数应大
于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;
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(不考虑终止密码子)。下列有关叙述中不正确
的是 ( )
A.胰岛素基因中含有的碱基数大于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m+n个密码子
D.A、B两条肽链可能是经蛋白酶作用后形成的
B
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m+n个密码子,C正确;
A、B两条肽链可能是翻译形成
的一条肽链经蛋白酶作用使特定
位置的一个肽键断裂后形成的,D
正确。
■技法提炼
基因中碱基、RNA中碱基和蛋白质中氨基酸数量的关系
注:①蛋白质中氨基酸的数目=1/3mRNA中的碱基数目=1/6基因中的碱基数目。
②6∶3∶1的数量关系中,未考虑终止密码子、内含子、启动子、终止子等非
编码序列。
考点二
中心法则及基因与性状的关系
基础·自主诊断
素养·全面提升
1.中心法则及补充
(1)填写字母所表示的过程。
a ,b ,c ,
d ,e 。
(2)用字母表示下列生物的遗传信息传递过程。
①噬菌体: ,②烟草花叶病毒: ,③烟草: ,④HIV: 。
DNA复制 转录 翻译
RNA复制 逆转录
abc dc abc eabc
(3)请写出洋葱表皮细胞内遗传信息的传递方式:
。
(4)请写出洋葱根尖分生区细胞内遗传信息的传递方式:
。
2.基因控制性状的途径
(1)直接控制的途径(用文字和箭头表示)
基因 生物体的性状。
(2)间接控制的途径(用文字和箭头表示)
基因 生物体的性状。
蛋白质的结构
酶的合成 代谢过程
(3)基因控制性状的实例(连线)
实例 控制方式
①白化病
②镰刀型细胞贫血症
③圆粒和皱粒豌豆
④囊性纤维病
⑤苯丙酮尿症
⑥果蝇的红眼和白眼
a.通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
b.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
①—b,②—a,③—b, ④—a, ⑤—b, ⑥—b
3.基因与性状的对应关系
(1)基因与性状的对应关系并不都是
简单的 的关系。
(2)环境影响生物性状:性状(表现型)
是 和 共同作
用的结果。
多
一种
一 一对应
基因型 环境
正误辨析
(1)白化病是由酪氨酸酶活性降低造成的。 ( )
(2)存在于叶绿体和线粒体中的DNA能进行复制、转录,进而翻译出蛋白质。 (
)
(3)某些性状由多个基因共同决定,有的基因可能影响多个性状。 ( )
×
[解析]白化病是因为控制酪氨酸酶合成的基因异常,从而缺少酪氨酸酶所致。
√
[解析]叶绿体和线粒体中的DNA能进行复制、转录,进而翻译出蛋白质。
√
[解析]基因与性状之间不是简单的一一对应的线性关系。
(4)由逆转录酶催化的过程是RNA→DNA。 ( )
(5)成熟叶肉细胞无DNA复制途径,只能进行转录和翻译。 ( )
(6)核苷酸序列不同的基因有可能表达出相同的蛋白质,遗传信息传递到蛋白质
是表现型得以实现的基础。 ( )
√
√
[解析]成熟叶肉细胞高度分化,不能分裂,不能进行DNA复制。
√
[解析]不同的核苷酸序列有可能表达出相同的蛋白质,基因通过控制蛋白质的
合成来控制生物的性状,因此,遗传信息传递到蛋白质是表现型得以实现的基础。
教材拓展
1.生物的遗传物质相同,性状一定相同吗?试解释原因。
2.生长素、赤霉素等不是蛋白质,它们的合成受基因控制吗?基因是通过哪一途
径来控制它们的合成的?
不一定;因为生物的性状是由遗传物质和环境共同决定的。
受基因控制。基因是通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而间接控制生物的
性状这一途径控制它们合成的。
科学思维 重理解 拓思维
角度一 结合中心法则过程图解进行综合考查
1.[2019·天津十二重点中学一模] 图表示生物体内遗传信息
的传递和表达过程。下列相关叙述不正确的是( )
A.图中①过程在人体细胞内主要发生在细胞核中
B.图中③过程一条mRNA链上可同时结合多个核糖体,
从而翻译出多条不同的肽链
C.图中②④过程需要的原料和酶均不同
D.根尖分生区细胞可发生①②③过程
B
[解析] 翻译过程中一条mRNA上可结
合多个核糖体,翻译出多条相同的肽
链,B错误。
2.图表示RNA病毒M、N遗传信息传递的
部分过程,下列有关叙述正确的是( )
A.①②过程所需的酶相同
B.③④过程产物的碱基序列相同
C.病毒M的遗传信息还能
从DNA流向RNA
D.病毒N的遗传信息不能
从RNA流向蛋白质
C
[解析] ①为逆转录,该过程需要逆转录
酶,②为DNA的合成,该过程需要DNA
聚合酶,A错误;
过程③④产物的碱基序列互补,不相
同,B错误;
从图中可以看出病毒M先形成DNA,然
后再由DNA形成RNA,因此其遗传信息
还能从DNA流向RNA,C正确;
病毒N的遗传信息也能控制蛋白质的
合成,因此遗传信息能从RNA流向蛋白
质,D错误。
生物种类 遗传物质 遗传信息的传递过程
RNA病毒(SARS病毒)
以RNA为
遗传物质
逆转录病毒(HIV)
■题后归纳
各类生物遗传信息的传递过程
生物种类 遗传物质 遗传信息的传递过程
原核生物
以DNA为
遗传物质
真核生物
DNA病毒(噬菌体)
角度二 结合具体实例考查基因对性状的控制
3.豌豆的圆粒和皱粒的产生机理如图所示,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.此题能够体现基因对生物体性状的直接控制
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
D
[解析] 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,淀粉分支酶基因不能表达,
能够体现基因对生物体性状的间接控制,B、C错误;
豌豆的圆粒和皱粒是一对相对性状,D正确。
4.[2021·江西五市八校] 下列有关基因型、性状和环境的叙述,错误的
是 ( )
A.高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎,说明该相对性状是由环境决定的
B.两个个体的身高不相同,二者的基因型可能相同,也可能不相同
C.性状是基因型与环境条件共同作用的结果
D.某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色,这种变化是由环境造成的
A
[解析] 高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎,说明该高茎豌豆是杂合体,自交后代出
现性状分离,不能说明该相对性状是由环境决定的,A错误。
真题·新题
五年真题
1.[2021·湖南卷] 细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述正确的
是（ ）
A. 细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，图中基因A的表达效率高于基因B
B. 真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中
C. 人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物
D. ②过程中，rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子
ABC
[解析] A、基因的表达包括转录和翻译两个过程，图中基因A表达的蛋白
质分子数量明显多于基因B表达的蛋白质分子，说明基因A表达的效率高
于基因B，A正确；
B、核基因的转录是以DNA的一条链为模板转录出RNA的过程，发生的
场所为细胞核，翻译是以mRNA为模板翻译出具有氨基酸排列顺序的多
肽链，翻译的场所发生在细胞质中的核糖体，B正确；
C、三种RNA（mRNA、rRNA、tRNA）都是以DNA中的一条链为模板
转录而来的，C正确；
D、反密码子位于tRNA上，rRNA是构成核糖体的成分，不含有反密码
子，D错误。
2.[2019·全国卷Ⅰ] 用体外实验的方法可合
成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是
UUU,若要在体外合成同位素标记的多肽
链,所需的材料组合是 ( )
①同位素标记的tRNA ②蛋白质合成所
需的酶 ③同位素标记的苯丙氨酸 ④人
工合成的多聚尿嘧啶核苷酸 ⑤除去了
DNA和mRNA的细胞裂解液
A.①②④ B.②③④
C.③④⑤ D.①③⑤
C
[解析] 根据题意,利用蛋白质的体外合
成技术合成同位素标记的多肽链,需在
反应体系中加入同位素标记的苯丙氨
酸(提供原料,氨基酸是合成多肽链的
基本单位)、人工合成的多聚尿嘧啶
核苷酸(提供模板)、除去了DNA和
mRNA的细胞裂解液(提供核糖体和
tRNA等,同时避免原DNA和mRNA对
实验结果的干扰),故C正确。
3.[2019·海南卷] 下列与蛋白质、核酸相关
的叙述,错误的是 ( )
A.一个核糖体上可以同时合成多条多肽链
B.一个蛋白质分子可以含有多个金属离子
C.一个mRNA分子可以结合多个核糖体
D.一个DNA分子可以转录产生多个RNA
分子
A
[解析] 一个核糖体上一次只能合
成一条多肽链,A错误;
一个蛋白质分子可以含有多个金
属离子,如一个血红蛋白含有四
个铁离子,B正确;
一个mRNA分子可以结合多个核
糖体,合成多条多肽链,C正确;
一个DNA分子可以转录产生多个
RNA分子,D正确。
4.[2017·全国卷Ⅲ] 下列关于真核细胞中转
录的叙述,错误的是 ( )
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
C
[解析] 真核细胞中的RNA(包括
mRNA、tRNA、rRNA)均由
DNA通过碱基互补配对转录而
来,转录产生的RNA与模板链的
相应区域碱基互补,A、D项正确。
同一细胞中,不同的DNA可同时
转录,B项正确。
线粒体和叶绿体中的DNA也可
转录合成mRNA,C项错误。
5.[2016·全国卷Ⅱ] 某种物质可插入DNA分
子两条链的碱基对之间,使DNA双链不能解
开。若在细胞正常生长的培养液中加入适
量的该物质,下列相关叙述错误的是( )
A.随后细胞中的DNA复制发生障碍
B.随后细胞中的RNA转录发生障碍
C.该物质可将细胞周期阻断在分裂中期
D.可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制
作用
C
[解析] DNA是边解旋边复制或边转
录的,该物质插入DNA分子中后DNA
双链不能解开,会导致DNA的复制和
转录过程发生障碍,A、B项正确。
DNA的复制发生在分裂间期,故该物
质可将细胞周期阻断在分裂间期,C
项错误。
该物质可阻断细胞周期,因此对癌细
胞的增殖有抑制作用,D项正确。
新题精选
1.[2021·山东模拟] 核糖体RNA(rRNA)一般在细胞
核中通过转录形成,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。翻译时
rRNA能催化肽键的形成。下列叙述正确的是( )
A.rRNA合成时需要解旋酶
B.rRNA的形成一定与核仁有关
C.翻译时,rRNA的碱基与tRNA上的反密码子互补
配对
D.rRNA可降低氨基酸脱水缩合所需的活化能
D
[解析] rRNA是以DNA
的一条链为模板转录形
成的,rRNA的合成需要
RNA聚合酶,A错误;
真核细胞中核仁与某种
RNA(rRNA)的合成及核
糖体的形成有关,但原核
细胞没有核仁,B错误;
1.[2021·山东模拟] 核糖体RNA(rRNA)一般在细胞核
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。翻译时
rRNA能催化肽键的形成。下列叙述正确的是( )
A.rRNA合成时需要解旋酶
B.rRNA的形成一定与核仁有关
C.翻译时,rRNA的碱基与tRNA上的反密码子互补
配对
D.rRNA可降低氨基酸脱水缩合所需的活化能
D
翻译时,mRNA上的密
码子与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。
2.[2019·模拟] 图表示人体基因X的表达,①~③表示过程。
下列叙述正确的是 ( )
A.①过程在分裂间期进行,
需要解旋酶的催化作用
B.②过程在甲状腺细胞中进行,需要核糖体参与
C.③过程在内质网和高尔基体中进行,需要消耗ATP
D.促甲状腺激素分泌过多,它能直接通过负反馈调节作用于下丘脑抑制其分泌
促甲状腺激素释放激素
C
[解析] ①为转录过程,可在分裂间期或不分裂的细胞中进行,该过程不需要解
旋酶,A错误;
②为翻译过程,由于促甲状腺激素是在垂体细胞中合成的,故该过程在垂体细
胞中的核糖体上进行,B错误;
③为蛋白质的加工过程,在内质网和高尔基体中进行,需要消耗ATP,C正确;
甲状腺激素分泌过多,它能负反馈调节作用于下丘脑和垂体,使促甲状腺激素
释放激素和促甲状腺激素分泌减少,
D错误。
1.核心概念
(1)P61 基因的表达:基因通过指导蛋白质的合成来控制性状,这一过程称为基因
的表达。
(2)P64 翻译:游离在细胞质中的各种氨基酸,就以mRNA为模板合成具有一定氨
基酸顺序的蛋白质,这一过程叫作翻译。
(3)P64 密码子:mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基又
称为1个密码子。
(4)P70 细胞质基因:为了与细胞核的基因相区别,将线粒体和叶绿体中的基因称
作细胞质基因。
2.重点易错语句
(1)P63 RNA一般是单链,而且比DNA短,因此能够通过核孔,从细胞核转移到细
胞质中。
(2)P64 翻译实质上是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。
(3)P65 每种tRNA能识别并转运一种氨基酸。tRNA一端的3个碱基可以与
mRNA上的密码子互相配对,因而叫反密码子。
(4)P66 核糖体是可以沿着mRNA移动的。核糖体与mRNA的结合部位会形成2
个tRNA的结合位点。
(5)P69 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,进而控制生物的性状;二是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的
性状。
(6)P70 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,精细地调控着生物体的性状。
3.边角知识
(1)P65 地球上几乎所有的生物体都共用一套密码子。一种氨基酸可能有几个密码
子,这一现象称为密码的简并。
(2)P67一条mRNA可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成。因此,少量
的mRNA就可以迅速合成大量的蛋白质。
(3)P70 线粒体肌病、神经性肌肉衰弱等这些遗传病都只能通过母亲遗传给后代。
(4)P76 基因与性状之间并不是简单的一一对应的关系。有些性状是由多个基因共
同决定的,有的基因可决定或影响多种性状。
1.科学家发现的RNA干扰现象是一个有关控
制基因信息流程的关键机制。下列有关RNA
的叙述中错误的是 ( )
A.有的RNA具有生物催化作用
B.tRNA、rRNA和mRNA都是基因转录的产物
C.mRNA上有多少个密码子就有多少个tRNA
与之对应
D.分化后的不同形态的细胞中mRNA的种类
和数量有所不同
C
[解析] 有的RNA是酶,具有生
物催化作用;RNA(包括tRNA、
rRNA和mRNA)是基因转录的
产物;mRNA上的终止密码子
没有与之对应的tRNA;细胞分
化形成不同形态的细胞是基
因选择性表达的结果,其中
mRNA种类和数量有所不同。
2.下列关于图中①②两种分子的说法,
正确的是 ( )
A.所有病毒均含有①②
B.密码子位于①上,
反密码子位于②上
C.②独特的结构为
复制提供了精确的模板
D.①和②中碱基互补配
对方式相同
C
[解析] 病毒的遗传物质是DNA或RNA,A错误;
密码子位于信使RNA上;①为tRNA,其上有反
密码子,能识别密码子,并转运相应的氨基酸,B
错误;
②表示DNA分子,其独特的结构为复制提供了
精确的模板,C正确;
②是DNA分子,其碱基组成为A、C、G、T,其
碱基互补配对方式是A—T,C—G,而①为tRNA,
其碱基互补配对方式为A—U,C—G,D错误。
3.放线菌素D是链霉菌产生的一种多
肽类抗生素,它能插入双链DNA中,妨
碍RNA聚合酶沿DNA分子前进,但对
DNA的复制没有影响。放线菌素D进
入细胞后将直接影响 ( )
A.核糖体沿着信使RNA向前移动
B.信使RNA与tRNA的碱基配对
C.遗传信息从DNA流向信使RNA
D.以信使RNA为模板合成多肽链
C
[解析] 放线菌素D能插入双链
DNA中,妨碍RNA聚合酶沿DNA
分子前进,但对DNA的复制没有
影响。RNA聚合酶是转录所需的
酶,故放线菌素D进入细胞后将直
接影响的是转录过程,即影响的
是遗传信息从DNA流向信使
RNA,故C符合题意。
4.囊性纤维病的致病原因是基因中缺失三个相邻碱基,使控制合成的跨膜蛋白
CFTR缺少一个苯丙氨酸。CFTR蛋白改变后,其转运Cl-的功能发生异常,导致肺
部黏液增多、细菌繁殖。下列关于该病的说法正确的是 ( )
A.CFTR蛋白转运Cl-体现了细胞膜的信息交流功能
B.该致病基因中缺失的3个碱基构成了一个密码子
C.合成CFTR蛋白经历了氨基酸的脱水缩合、肽链的盘曲、折叠过程
D.该病例说明基因通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制生物体的性状
C
[解析] CFTR蛋白转运Cl-体现了细胞膜的控制物质跨膜运输的功能,A错误;
密码子在mRNA上,B错误;
氨基酸经过脱水缩合形成肽链,之后经过肽链盘曲、折叠形成具有一定空
间结构的蛋白质,C正确;
该病例说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,D错误。
5.如图甲、乙、丙表示细胞内正在进行的过程,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
B
甲 乙 丙
[解析] 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。
6.如图表示细胞内蛋白质的合成过程,
下列叙述正确的是 ( )
A.图示中的物质甲为DNA解旋酶
B.图示过程发生在真核细胞中
C.氨基酸转运过程中有磷酸生成
D.核糖体沿着mRNA从左向右移动
C [解析] 甲是RNA聚合酶,A错误;
图示过程中转录与翻译同时进行,说明
此过程应该发生在原核细胞中,B错误;
翻译过程中需要tRNA运输氨基酸,运输
氨基酸的过程需要ATP水解供能,而ATP
的水解可以产生ADP与磷酸,C正确;
根据tRNA的移动方向可知,核糖体沿着
mRNA从右向左移动,D错误。
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