(共106张PPT)
第3课时
基因的概念与表达
课标要求
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体现。
考点一 基因通常是有遗传效应的DNA片段
考点二 遗传信息的转录和翻译
内容索引
课时精练
重温高考 真题演练
考点一
基因通常是有遗传效应的DNA片段
归纳 夯实必备知识
1.基因本质：基因通常是具有
。有些病毒的遗传物质是RNA，对于这些病毒而言，基因就是_____________________。
2.基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系
遗传效应的DNA片段
有遗传效应的RNA片段
染色体
线性
遗传信息
真、原核细胞基因的结构
拓展延伸
1.在刑侦领域，DNA能像指纹一样用来鉴定个人身份。结合脱氧核苷酸序列的多样性和特异性，你能分析这一方法的科学依据吗？
提示 在人类的DNA分子中，核苷酸序列多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同。因此，DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。
2.外源基因如果随机整合到受体细胞的DNA上，染色体上原有基因被破坏的概率大还是不被破坏的概率大？请说明理由。
提示 不被破坏的概率大。染色体DNA分子中的绝大多数碱基并不构成基因。
拓展 提升科学思维
1.生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光，这是因为该种水母DNA上有一段长度为5 170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了水母的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像水母一样发光。这个资料不能表明
A.基因是有遗传效应的DNA片段
B.基因是DNA上的有一定功能的特异性的碱基排列顺序
C.基因是控制生物体性状的遗传物质的结构单位和功能单位
D.DNA的任意片段都能在另一种生物体内控制性状
√
突破 强化关键能力
2.人类抗体重链基因位于14号染色体上，由VH、DH、JH、CH四个基因片段簇组成，其中功能性VH基因片段约有65个、DH基因片段有27个、JH基因片段有6个、功能性CH基因片段有9个，如图所示。下列有关叙述错误的是
A.VH1、DH1和JH1的基本组成单位相同
B.VH1、DH1和JH1在染色体上呈线性排列
C.VH、DH、JH和CH的多样性是抗体多样性的基础
D.遗传信息主要蕴藏在VH基因片段簇的排列顺序中
√
VH1、DH1和JH1的基本组成单位都是脱氧核苷酸，A正确；
VH1、DH1和JH1在一条染色体上，呈线性排列，B正确；
VH、DH、JH和CH的多样性是抗体多样性的基础，C正确；
遗传信息主要蕴藏在VH基因片段簇的脱氧核苷酸的排列顺序中，D错误。
考点二
遗传信息的转录和翻译
归纳 夯实必备知识
1.RNA的结构和种类
(1)元素组成： 。
(2)基本单位： 。
(3)组成成分
C、H、O、N、P
核糖核苷酸
核糖
鸟嘌呤(G)
尿嘧啶(U)
(4)结构：一般是 链，长度比DNA短；能通过 从细胞核转移到细胞质中。
单
核孔
种类 功能
mRNA 合成的直接模板
tRNA 识别 ，转运_______
rRNA 的组成成分
病毒RNA RNA病毒的__________
酶 少数酶为RNA，可降低化学反应的 (起催化作用)
(5)种类及功能
蛋白质
密码子
氨基酸
核糖体
遗传物质
活化能
源于必修2 P67“图4－6”：tRNA (填“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA分子中 (填“是”或“不是”)只有三个碱基。
含有
不是
2.遗传信息
的转录
细胞核
细胞质
核糖核苷酸
mRNA分子
mRNA、rRNA、tRNA
(1)源于必修2 P65“图4－4”：
①遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程_______
(填“需要”或“不需要”)解旋酶。
②一个基因转录时以基因的 条链为模板，一个DNA分子上的所有基因的模板链 (填“一定”或“不一定”)相同。
③转录方向的判定方法：_________________________________
为转录的起始方向。
不需要
不一定
已合成的mRNA释放的一端(5′－端)
一
(2)源于必修2 P64～65“正文”：RNA适合做信使的原因是______
__________________________________________________________________________________________________________。
RNA由
核糖核苷酸连接而成，可以携带遗传信息；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
3.遗传信
息的翻译
mRNA
tRNA
mRNA
tRNA
密码子
脱离
终止
4.遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
间接
直接
3
源于必修2P67“思考·讨论”几乎所有的生物体都共用一套密码子，这体现了密码子的什么特点？
提示 这体现了密码子的通用性，说明当今生物可能有着共同的起源。
归纳总结
基因(DNA)、mRNA上碱基数目最多对应的肽链中氨基酸数目，如图所示：
可见，蛋白质中氨基酸数目＝1/3mRNA碱基数目＝1/6DNA碱基数目。
提醒 实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因
①基因中的内含子转录后被剪切。
②在基因中，有的片段(非编码区)起调控作用，不转录。
③合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。
④转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。
5.中心法则
(1)提出者： 。
(2)中心法则内容图解(虚线表示少数生物的遗传信息的流向)
图中：①DNA的复制；② ；③翻译；④ ；⑤ 。
(3)生命是物质、能量和信息的统一体： 是信息的载体，____
___是信息的表达产物，而 为信息的流动提供能量。
克里克
转录
RNA的复制
RNA逆转录
DNA、RNA
蛋白
质
ATP
生物种类 举例 遗传信息的传递过程
DNA病毒 T2噬菌体
__________________________
RNA病毒 烟草花叶病毒
__________________
逆转录病毒 艾滋病病毒
_____________________________________
细胞生物 动物、植物、细菌、真菌等
__________________________
(4)写出下列部分生物中心法则表达式
聚焦RNA合成和翻译过程相关图示：
拓展 提升科学思维
(1)图甲中一个基因的两条链都可以作为转录的模板吗？一个DNA分子上的所有基因的模板链都相同吗？
提示 转录时只能以基因的一条链为模板；不同的基因模板链不一定相同。
(2)图甲中c所指的3条链的氨基酸序列是否相同？为什么？
提示 图甲中c所指的3条链的模板相同(均为a)，故其氨基酸序列均相同。
(3)图甲中信息显示一条mRNA可结合多个核糖体，有什么意义？图甲中核糖体移动的方向是什么？
提示 少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。图甲中核糖体移动的方向为由左向右。
(4)图乙中d过程发生场所是哪里？e过程所需的嘌呤类核苷酸数目与f过程所需的嘧啶类核苷酸数目有何特点？图中(＋)RNA的作用有哪些？
提示 d过程发生在宿主细胞的核糖体上。e过程所需的嘌呤类核苷酸与f过程所需的嘧啶类核苷酸数目相等。(＋)RNA可作为遗传物质，指导RNA的合成；也可以作为翻译的模板。
3.(2023·湖南长德高三模拟)如图表示细胞内遗传信息的传递过程，下列有关叙述错误的是
A.相较于过程②和③，过程①特有的
碱基配对方式是A－T
B.真核细胞由过程②形成的mRNA和
tRNA都需要加工
C.过程③中核糖体在mRNA上的移动方向是a到b
D.图示tRNA可以搬运密码子为CCA的氨基酸
√
突破 强化关键能力
因为反密码子从tRNA的3′端→5′端读取，即UGG，故图示tRNA可以搬运密码子为ACC的氨基酸，D错误。
DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较
归纳
总结
项目 DNA复制 转录 翻译 逆转录 RNA复制
场所 主要细胞核 主要细胞核 核糖体 宿主细胞 宿主细胞
模板 DNA的两条链 DNA的一 条链 mRNA RNA RNA
原料 4种脱氧核 苷酸 4种核糖核苷酸 21种氨基酸 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸
酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 缩合反应的酶 逆转录酶 RNA复制酶
DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较
归纳
总结
能量 ATP
碱基互补 配对原则 G→C，C→G
A→T， T→A A→U， T→A A→U，U→A A→T， U→A A→U，
U→A
产物 两个子代DNA RNA 多肽链 DNA RNA
信息传递 DNA→ DNA DNA→ RNA mRNA→ 蛋白质 RNA→ DNA RNA→
RNA
DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较
归纳
总结
意义 前后代之间传递遗传信息 表达遗传信息 表达遗传信息 通过宿主细胞传递遗传信息，合成蛋白质 前后代之间传递遗传信息
4.(不定项)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.RNA聚合酶在细胞质中合成，在miRNA基因转录时发挥作用
B.miRNA与W基因mRNA结合时碱基配对方式是C与G、A与U配对
C.miRNA在细胞核中转录合成后进入细胞质中加工，用于翻译
D.miRNA抑制W蛋白的合成发生在转录过程中
√
√
miRNA在细胞核中转录形成RNA后，经过初步加工，然后通过核孔到达细胞质中，在细胞质中再加工后，与蛋白质结合形成miRNA－蛋白质复合体，不用于翻译，C错误；
由题图信息可知，该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，从而使翻译过程终止，D错误。
判断中心法则各生理过程的三大依据
拓展延伸
三
重温高考 真题演练
1.(2021·河北，8)关于基因表达的叙述，正确的是
A.所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码
B.DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录
C.翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性
D.多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息
1
2
3
4
√
一些RNA病毒的蛋白质由病毒自身的遗传物质RNA编码合成，A错误；
DNA双链解开，RNA聚合酶与启动子结合进行转录，移动到终止子时停止转录，B错误；
翻译过程中，核酸之间通过碱基互补配对相互识别保证了遗传信息传递的准确性，C正确；
没有相应的反密码子与mRNA上的终止密码子配对，故tRNA不能读取mRNA上全部碱基序列信息，D错误。
1
2
3
4
2.(2022·湖南，14)大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强，二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是
A.一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条
肽链
B.细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子
C.核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的
平衡
D.编码该核糖体蛋白的基因转录完成后，mRNA才能与核糖体结合进行翻译
√
1
2
3
4
一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链，以提高翻译效率，A正确；
细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子，其与rRNA分子结合，二者组装成核糖体，B正确；
当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白只能结合到自身mRNA分子上，导致蛋白质合成停止，核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡，C正确；
大肠杆菌为原核生物，没有核膜，转录形成的mRNA在转录未结束时就可以和核糖体结合，开始翻译过程，D错误。
1
2
3
4
3.(不定项)(2021·湖南，13)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
1
2
3
4
√
√
√
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；
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，翻译发生的
场所在细胞质中的核糖体，B正确；
1
2
3
4
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；
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。
1
2
3
4
4.(不定项)(2021·河北，16)许多抗肿瘤药物通过干扰DNA合成及功能抑制肿瘤细胞增殖。下表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述正确的是
A.羟基脲处理后，肿瘤细
胞中DNA复制和转录过
程都出现原料匮乏
B.放线菌素D处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都受到抑制
C.阿糖胞苷处理后，肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸
D.将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响
药物名称 作用机理
羟基脲 阻止脱氧核糖核苷酸的合成
放线菌素D 抑制DNA的模板功能
阿糖胞苷 抑制DNA聚合酶活性
1
2
3
4
√
√
√
羟基脲阻止脱氧核糖核苷酸的合成，从而影响肿瘤细胞中DNA复制过程，而转录过程需要的原料是核糖核苷酸，不会受到羟基脲的影响，A错误；
放线菌素D通过抑制DNA的模板功能，可以抑制DNA复制和转录过程，因为DNA复制和转录均需要DNA模板，B正确；
阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性而影响DNA复制过程，DNA聚合酶活性受抑制后，会使肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸，C正确；
1
2
3
4
将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可以抑制肿瘤细胞的增殖，由于三种药物是精准导入肿瘤细胞，因此，可以减弱它们对正常细胞的不利影响，D正确。
1
2
3
4
1.判断关于基因本质的叙述
(1)对于真核生物来说，染色体是基因的唯一载体( )
(2)若50个碱基对组合成1个基因，则可能组合成450种基因( )
(3)细胞中DNA分子的碱基对总数等于所有基因的碱基对数之和( )
(4)等位基因位于同一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链上( )
(5)细胞中组成一个基因的嘌呤碱基与嘧啶碱基数量不一定相等( )
五分钟 查落实
×
√
×
×
×
2.判断关于RNA、密码子和反密码子的叙述
(1)rRNA是核糖体的组成成分，原核细胞中可由核仁参与合成( )
(2)tRNA的种类很多，但是每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸也只能由一种tRNA转运( )
(3)反密码子是位于tRNA上任意相邻的3个碱基( )
(4)mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子( )
×
×
×
×
3.判断关于基因转录和翻译过程的叙述
(1)DNA转录形成的mRNA，与母链碱基的组成、排列顺序都是相同的
( )
(2)下图为某生物细胞内发生的一系列生理变化，X表示某种酶，则过程Ⅰ在细胞核内进行，过程Ⅱ在细胞质内进行( )
×
×
(3)如图为细胞通过翻译形成蛋白质的过程，mRNA移动方向是从左到右，丙氨酸只能由该tRNA转运( )
×
4.判断关于中心法则的叙述
(1)HIV中能完成逆转录过程( )
(2)转录与DNA复制都遵循碱基互补配对原则，且配对方式相同( )
(3)中心法则全部过程均可发生在正常人体细胞内( )
×
×
×
5.填空默写
(1)科学家 于1957年提出了中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的 和 。随着研究的不断深入，科学家对中心法则作出了补充，请写出完善后的中心法则。
___________________________________。
克里克
转录
翻译
(2)转录的场所： ；模板： ；原料： ；酶： ；能量： ；遵循的原则：_______________________________________；产物： 。
(3)翻译的场所： ；模板： ；原料： ；转运工具：______；酶；能量(ATP)；遵循的原则：____________________________
____________；产物： 。
(4)人体不同组织细胞的相同DNA分子，进行转录过程时启用的起始点___________(填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)，其原因是__________________________________。
细胞核(主要)、线粒体、叶绿体
DNA的一条链
4种核糖核苷酸
RNA聚合酶
ATP
碱基互补配对(A与U、T与A、C与G、G与C)
产生单链RNA
核糖体
mRNA
氨基酸
tRNA
碱基互补配对(A与U、U与A、C
与G、G与C)
肽链
不完全相同
不同组织细胞中基因进行选择性表达
四
课时精练
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1.(2023·湖南张家界高三调研)四氯化碳中毒时，会使肝细胞内质网膜上的多聚核糖体解聚及脱落，导致肝细胞功能损伤。如图表示粗面内质网上蛋白质合成、加工和转运的过程，下列叙述错误的是
A.一个mRNA上同时结合多个核糖体可提高翻译的效率
B.图中核糖体在mRNA上移动的方向
是从左往右
C.多肽经内质网加工后全部运输到高
尔基体进一步加工
D.四氯化碳中毒可能会导致蛋白质无法进入内质网进行加工
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
一个mRNA上结合多个核糖体同时
进行蛋白质的合成，可提高翻译的
效率，A正确；
根据图中肽链的长度变化可知，核
糖体在mRNA上移动的方向为由左往右，B正确；
多肽经内质网加工后不是全部进入高尔基体进一步加工的，C错误；
四氯化碳中毒，使肝细胞内质网膜上的多聚核糖体解聚及脱落，可能导致蛋白质无法进入内质网进行加工，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
2.(2023·辽宁鞍山高三检测)终止密码子为UGA、UAA和UAG。表中①为大肠杆菌的一段mRNA序列，②～④为该mRNA序列发生碱基缺失的不同情况(“－”表示一个碱基缺失)。下列有关叙述正确的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
起始密码子
① AUG ACA GAC UGC CGA AUA UAG
② AUG AC_ GAC UGC CGA AUA UAG
③ AUG AC_ G_C UGC CGA AUA UAG
④ AUG ___ GAC UGC CGA AUA UAG
A.②和③编码的氨基酸序列长度不同
B.①编码的氨基酸序列长度为7个氨基酸
C.②～④中，④编码的氨基酸排列顺序与①最接近
D.密码子具有简并性，一个密码子可编码多种氨基酸
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
√
起始密码子
① AUG ACA GAC UGC CGA AUA UAG
② AUG AC_ GAC UGC CGA AUA UAG
③ AUG AC_ G_C UGC CGA AUA UAG
④ AUG ___ GAC UGC CGA AUA UAG
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
②和③两者编码的氨基酸序列长度相同，都是6个氨基酸，A错误；
由于终止密码子UAG不编码氨基酸，故①编码的氨基酸序列长度为6个氨基酸，B错误；
②～④中，②和③编码的氨基酸序列从第二个开始都发生改变，④编码的氨基酸序列少了第二个氨基酸，其他不变，故与①最接近，C正确；
密码子具有简并性，一种氨基酸可能有多种密码子，一个密码子只能编码一种氨基酸，D错误。
3.β-地中海贫血症患者的β-珠蛋白(血红素的组成部分)合成受阻，原因是血红素β链第39位氨基酸的编码序列发生了改变，由正常基因A突变成致病基因a(如图所示，AUG、UAG分别为起始密码子和终止密码子)。下列相关叙述错误的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
A.①与②过程中碱基互补配对的方式不完全相同
B.异常mRNA翻译产生的异常β-珠蛋白由38个氨基酸组成
C.突变基因a中的氢键数量和脱氧核苷酸数量都发生了改变
D.该病可以通过基因治疗或移植造血干细胞进行治疗
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
√
据图示分析可知，正常基因突变成致病基因是由于基因突变后，密码子CAG变成了终止密码子UAG，因此判断是基因中发生了C/G这一个碱基对和T/A碱基对的替换，所以突变基因a中的氢键数量改变，但脱氧核苷酸数量不变，C错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
4.如图是细胞中三种主要的RNA模式图，下列关于RNA的结构和功能的叙述，错误的是
A.tRNA中不一定含有氢键
B.三种RNA中一定都含有
磷酸二酯键
C.细胞中的RNA是相关基因表达的产物
D.三种RNA共同参与细胞内蛋白质的合成
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
tRNA呈三叶草结构，一定含有氢键，A错误；
RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，核苷酸之间通过磷酸二酯键进行连接，所以三种RNA中一定都含有磷酸二酯键，B正确；
RNA都是由基因经过转录形成的，是相关基因表达的产物，C正确；
mRNA作为翻译的模板，tRNA运输氨基酸至核糖体，rRNA是组成核糖体的成分，所以三种RNA共同参与细胞内蛋白质的合成，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
5.(2023·河北承德高三质检)染色质由DNA、组蛋白等组成。组蛋白乙酰化引起染色质结构松散，有关基因表达；组蛋白去乙酰化，有关基因表达受到抑制(如图甲)。下列相关叙述错误的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
A.组蛋白乙酰化可能发生在细胞
分化过程中
B.假设图乙为多聚核糖体，且图
中肽链为最长，则其他核糖体
都位于a端
C.图甲中过程c需要解旋酶先催化
DNA双链解旋
D.过程d还需要核糖体、tRNA、
氨基酸、ATP等参与
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
过程c为转录，转录过程需要RNA聚合酶，RNA聚合酶有催化解旋的功能，不需要解旋酶，C错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
6.(2023·湖南长郡中学高三模拟)合成生物学家“创造”了一组可以识别并以非重叠方式解码四联体密码子(如UAGA)的tRNA，称为qtRNA，并在细菌细胞内成功实现了蛋白质片段的翻译。据称，四联体密码子可以额外编码非标准氨基酸，如带化学修饰的氨基酸。下列叙述错误的是
A.tRNA与qtRNA均为单链结构，内部不存在碱基互补配对
B.不考虑终止密码子，理论上四联体密码子可以编码256种氨基酸
C.对于同一mRNA片段，采用tRNA与qtRNA翻译得到的肽链不同
D.四联体密码系统可以应用于生产含复杂化学修饰的蛋白质
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
tRNA是三叶草结构，其内部存在双链区域，有碱基互补配对，A错误；
四联体密码子是由4个碱基编码一个氨基酸，若不考虑终止密码子，理论上四联体密码子可以编码4×4×4×4＝256(种)氨基酸，B正确；
tRNA是相邻三个碱基决定一个氨基酸，而qtRNA是相邻四个碱基决定一个氨基酸，故对于同一mRNA片段，采用tRNA与qtRNA翻译得到的肽链不同，C正确；
结合题干信息“在细菌细胞内成功实现了蛋白质片段的翻译”可知，四联体密码系统可以应用于生产含复杂化学修饰的蛋白质，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。
7.(2023·山东师大附中高三检测)如图为丙型肝炎病毒的增殖过程，下列相关叙述正确的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
A.该病毒和HIV的增殖过程都需要逆
转录酶的参与
B.该病毒侵入宿主细胞后，③过程通
常发生在④过程之后
C.③④⑤⑥过程都发生了碱基配对且配对方式完全相同
D.④⑤过程需要消耗的尿嘧啶核糖核苷酸的数目相同
√
④⑤过程发生＋RNA和－RNA之间的配对，③⑥过程发生＋RNA上的密码子和tRNA上的反密码子之间的配对，配对方式都是A—U、C—G，C正确；
由图可以直接看出该病毒的增殖没有逆转录过程，不需要逆转录酶的参与，A错误；
④过程为RNA复制，需要RNA复制酶的催化，而宿主细胞中不含有RNA复制酶，故③过程通常发生在④过程之前，B错误；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
④过程合成的是－RNA，⑤过程合成的是＋RNA，两者需要消耗的尿嘧啶核糖核苷酸的数目不一定相同，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
8.SLC基因编码锰转运蛋白，该基因转录模板DNA单链中的碱基序列由CGT变为TGT，导致所编码蛋白中相应位点的丙氨酸变为苏氨酸，使组织中锰元素严重缺乏。下列说法正确的是
A.碱基序列变化后，参与基因复制的嘌呤核苷酸比例增加
B.该碱基变化导致其所编码的锰转运蛋白的功能改变
C.SLC基因碱基变化位置的转录产物对应的反密码子为UGU
D.该碱基变化前后，翻译时所需tRNA和氨基酸的数量和种类都相等
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
√
√
双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数，因此碱基序列变化后，参与基因复制的嘌呤核苷酸比例不变，还是50%，A错误；
由题意可知，该碱基变化导致蛋白质的结构发生变化，且导致组织中锰元素严重缺乏，说明该碱基变化导致其所编码的锰转运蛋白的功能改变，B正确；
根据该基因转录模板DNA单链中的碱基序列由CGT变为TGT，则mRNA上的密码子变为ACA，则对应的反密码子变为UGU，C正确；
由题意可知，碱基变化前后，翻译时所需tRNA和氨基酸的数量相等，但是种类不一定相等，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
9.下图表示人体卵清蛋白基因的表达过程，图中黑色部分为有遗传效应的DNA片段，其下方对应的数字为该片段的碱基对数。下列叙述错误的是
A.转录在细胞分裂间期进行，在遇到终止密码子时停止
B.经过首尾修饰和加工的成熟
mRNA可从核孔进入细胞质中
C.图中7.7 kb的基因指导合成
的卵清蛋白至少含有624个
氨基酸
D.转录形成hnRNA和翻译形
成卵清蛋白的过程均形成DNA—蛋白质复合物
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
√
√
√
转录在遇到终止子时停止，终止密码子终止翻译过程，A错误；
图中7.7 kb的基因，外显子
部分一共含47＋185＋51＋
129＋118＋143＋156＋1 043
＝1 872个碱基对，但由于
有终止密码子，所以指导
合成的卵清蛋白少于624个
氨基酸，C错误；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
转录形成hnRNA的过程中形成DNA—蛋白质复合物(DNA—RNA聚合酶)，翻译形成卵清蛋白的过程中，模板是mRNA，没有形成DNA—蛋白质复合物，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
10.如图所示为真核细胞中发生的某些相关生理和生化反应过程。下列相关叙述正确的是
A.结构a是核糖体，物质b是mRNA，过
程①是翻译过程
B.过程②正在形成细胞中的核糖体，这
一过程与细胞核中的核仁密切相关
C.如果细胞中的r-蛋白含量较多，r-蛋白就与b结合，阻止b与a结合
D.c是基因，是指导rRNA合成的直接模板，需要DNA聚合酶参与催化
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
√
√
√
由题图分析可知，结构a是核糖体，物质b是mRNA，过程①是翻译产生r-蛋白过程，A正确；
过程②是r-蛋白和转录来的rRNA组
装成核糖体的过程，核仁和核糖体
的形成有关，B正确；
由图示可知，r-蛋白可与b结合，这
样阻碍b与a结合，影响翻译过程，C正确；
c是基因，是指导rRNA合成的直接模板，转录需要RNA聚合酶参与催化，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
三、非选择题
11.如图①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请据图回答下列问题：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
过程②属于转录过程，发生的主要场所是细胞核。
(1)细胞中过程②发生的主要场所是_______。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
细胞核
(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为______。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
26%
α链是mRNA，其中G占29%，U占25%，根据碱基互补配对原则，其模板链中C占29%、A占25%，又因模板链中G占19%，则T占(1－29%－25%－19%)＝27%，则α链对应的双链DNA中A占(25%＋27%)÷2＝26%。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(3)由于基因中一个碱基对发生替换，而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG)，则该基因的这个碱基对替换情况是_______
_______________________________。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
替换为C∥G(或A∥T替换为G∥C)
T∥A
该基因突变是由于一个碱基对的改变引起的，故异亮氨酸的密码子中第二个碱基U变成了碱基C，成为苏氨酸的密码子，相应的则是基因中T∥A替换为C∥G(或A∥T替换为G∥C)。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(4)在人体内成熟的红细胞、浆细胞、记忆细胞、胰岛B细胞中，能发生过程②③而不能发生过程①的细胞是___________________。
浆细胞和胰岛B细胞
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
DNA复制发生在细胞分裂过程中，浆细胞和胰岛B细胞能转录、翻译形成蛋白质，但不能发生DNA复制，人体内成熟红细胞不能发生DNA复制、转录和翻译过程，记忆细胞能发生DNA复制、转录和翻译过程。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(5)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点__________
(填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)，其原因是______________
_____________________。
不完全相同
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
中基因进行选择性表达
不同组织细胞
12.(2023·山东日照高三检测)转铁蛋白受体参与细胞对Fe3＋的吸收。下图是细胞中Fe3＋含量对转铁蛋白受体mRNA稳定性的调节过程(图中铁反应元件是转铁蛋白受体mRNA
上一段富含碱基A、U的序
列)。当细胞中Fe3＋浓度高
时，铁调节蛋白由于结合
Fe3＋而不能与铁反应元件
结合，导致转铁蛋白受体
mRNA易水解；反之，转
铁蛋白受体mRNA难水解。请据图回答下列问题：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(1)转铁蛋白受体mRNA的合成需要_____________的催化，其被彻底水解的产物是________________________。
RNA聚合酶
磷酸、核糖、4种含氮碱基
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
mRNA的合成需要RNA聚合酶催化，RNA彻底水解产物有六种：磷酸、核糖、4种含氮碱基。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(2)除转铁蛋白受体mRNA外，翻译出转铁蛋白受体还需要的RNA有______________。
rRNA、tRNA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
翻译所需要的RNA有mRNA(编码蛋白质)、rRNA(参与核糖体的形成)、tRNA(转运氨基酸)，故除了mRNA，还需要rRNA和tRNA。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(3)若转铁蛋白受体基因中某碱基对缺失，则合成的肽链可能会________
_________。
短或不变
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
变长或变
若转铁蛋白受体基因中某碱基对缺失，可能导致mRNA上终止密码子提前或者延后出现，进而使翻译形成的肽链变短或变长；也可能缺失位置不在编码序列，故肽链长短不变。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(4)若转铁蛋白受体由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是mRNA中有_____________________。
大量不翻译的碱基序列
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
若转铁蛋白受体mRNA由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是mRNA中有大量不翻译的碱基序列。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(5)据图可知，铁反应元件能形成茎环结构的原因是__________________
__________________。这种茎环结构______(填“能”或“不能”)影响转铁蛋白受体的氨基酸序列，理由是_______________________________
_______________________________。
补配对的碱基序列
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
该片段存在能自身互
不能
茎环结构位于(mRNA)终止密码子之后(或茎环结构不在编码序列中)
转铁蛋白受体中铁反应元件是转铁蛋白受体终止密码子后的茎环凸起，从图中可以看出茎环结构含有氢键，又富含A、U碱基，因此形成茎环结构的原因是该片段含
有丰富的碱基A和U，能够
互补配对形成局部双链结
构。因为这种茎环结构在
转铁蛋白受体的终止密码
子之后，所以不影响转铁
蛋白受体的氨基酸序列。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(6)当细胞中Fe3＋不足时，转铁蛋白受体mRNA将难被水解，其生理意义是__________________________________________________。反之，转铁蛋白受体mRNA将易被水解。这种调节机制既可以避免Fe3＋对细胞的毒性影响，又可以减少细胞内___________的浪费。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
指导合成更多的转铁蛋白受体，有利于吸收更多的Fe3＋
物质和能量
13.(2023·江苏南京师大附中高三模拟)核糖体是由rRNA和蛋白质构成，下图1表示某真核生物不同大小rRNA形成过程，该过程分A、B两个阶段进行，S代表沉降系数，其大小可代表RNA分子的大小。请据图回答下列问题：
(1)图1中45 S前体合成的场所是
_____，所需的酶是__________，
该酶识别并结合的位置是_____
___，图中酶在DNA双链上移动
的方向是__________(填“从左
向右”或“从右向左”)。
核仁
RNA聚合酶
启动
子
从左向右
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
细胞核中的核仁与rRNA的产生以及核糖体的形成有关，图1中45 S前体合成的场所是核仁，由相关基因转录产生，所需要的酶是RNA聚合酶，该酶识别并结合的位置是基因上的启动子。由图A可知，45 S前体合成过程中，片段长度从左到右依次增加，则酶在DNA双链上移动的方向是从左向右。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(2)在细胞周期中，上述合成过程发生在_____期。图A中许多酶同时转录该基因的意义是_________________________________________________
_____________。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
间
可短时间产生大量的rRNA，有利于形成核糖体，有利于
蛋白质的合成
在细胞周期中，分裂间期会进行DNA复制和相关蛋白质的合成，还会进行核糖体增生，因此上述rRNA形成过程发生在分裂间期。图A中许多酶同时转录该基因，可短时间产生大量的rRNA，有利于形成核糖体，有利于蛋白质的快速合成。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(3)研究发现在去除蛋白质的情况下，B过程仍可发生，由此推测RNA具有_______功能。
(4)原核生物核糖体中的蛋白质合成
如图2所示：
催化
图2中物质①与真核细胞核中刚产生
的相应物质相比，结构上的区别主要
是_________________________________________，②表示_______。图2过程中形成①和②所需的原料分别是___________________。
原核细胞的①中没有内含子转录出的相应序列
多肽链
核糖核苷酸和氨基酸
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13第3课时 基因的概念与表达
课标要求 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体现。
考点一 基因通常是有遗传效应的DNA片段
1．基因本质：基因通常是具有遗传效应的DNA片段。有些病毒的遗传物质是RNA，对于这些病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。
2．基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系
拓展延伸 真、原核细胞基因的结构
1．在刑侦领域，DNA能像指纹一样用来鉴定个人身份。结合脱氧核苷酸序列的多样性和特异性，你能分析这一方法的科学依据吗？
提示 在人类的DNA分子中，核苷酸序列多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同。因此，DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。
2．外源基因如果随机整合到受体细胞的DNA上，染色体上原有基因被破坏的概率大还是不被破坏的概率大？请说明理由。
提示 不被破坏的概率大。染色体DNA分子中的绝大多数碱基并不构成基因。
1．生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光，这是因为该种水母DNA上有一段长度为5 170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了水母的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像水母一样发光。这个资料不能表明( )
A．基因是有遗传效应的DNA片段
B．基因是DNA上的有一定功能的特异性的碱基排列顺序
C．基因是控制生物体性状的遗传物质的结构单位和功能单位
D．DNA的任意片段都能在另一种生物体内控制性状
答案 D
2．人类抗体重链基因位于14号染色体上，由VH、DH、JH、CH四个基因片段簇组成，其中功能性VH基因片段约有65个、DH基因片段有27个、JH基因片段有6个、功能性CH基因片段有9个，如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A．VH1、DH1和JH1的基本组成单位相同
B．VH1、DH1和JH1在染色体上呈线性排列
C．VH、DH、JH和CH的多样性是抗体多样性的基础
D．遗传信息主要蕴藏在VH基因片段簇的排列顺序中
答案 D
解析 VH1、DH1和JH1的基本组成单位都是脱氧核苷酸，A正确；VH1、DH1和JH1在一条染色体上，呈线性排列，B正确；VH、DH、JH和CH的多样性是抗体多样性的基础，C正确；遗传信息主要蕴藏在VH基因片段簇的脱氧核苷酸的排列顺序中，D错误。
考点二 遗传信息的转录和翻译
1．RNA的结构和种类
(1)元素组成：C、H、O、N、P。
(2)基本单位：核糖核苷酸。
(3)组成成分
(4)结构：一般是单链，长度比DNA短；能通过核孔从细胞核转移到细胞质中。
(5)种类及功能
种类 功能
mRNA 蛋白质合成的直接模板
tRNA 识别密码子，转运氨基酸
rRNA 核糖体的组成成分
病毒RNA RNA病毒的遗传物质
酶 少数酶为RNA，可降低化学反应的活化能(起催化作用)
源于必修2 P67“图4－6”：tRNA含有(填“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA分子中不是(填“是”或“不是”)只有三个碱基。
2．遗传信息的转录
(1)源于必修2 P65“图4－4”：
①遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程不需要(填“需要”或“不需要”)解旋酶。
②一个基因转录时以基因的一条链为模板，一个DNA分子上的所有基因的模板链不一定(填“一定”或“不一定”)相同。
③转录方向的判定方法：已合成的mRNA释放的一端(5′－端)为转录的起始方向。
(2)源于必修2 P64～65“正文”：RNA适合做信使的原因是RNA由核糖核苷酸连接而成，可以携带遗传信息；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。
3．遗传信息的翻译
4．遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
源于必修2P67“思考·讨论”几乎所有的生物体都共用一套密码子，这体现了密码子的什么特点？
提示 这体现了密码子的通用性，说明当今生物可能有着共同的起源。
归纳总结 基因(DNA)、mRNA上碱基数目最多对应的肽链中氨基酸数目，如图所示：
可见，蛋白质中氨基酸数目＝1/3mRNA碱基数目＝1/6DNA碱基数目。
提醒 实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因
①基因中的内含子转录后被剪切。
②在基因中，有的片段(非编码区)起调控作用，不转录。
③合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。
④转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。
5．中心法则
(1)提出者：克里克。
(2)中心法则内容图解(虚线表示少数生物的遗传信息的流向)
图中：①DNA的复制；②转录；③翻译；④RNA的复制；⑤RNA逆转录。
(3)生命是物质、能量和信息的统一体：DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信息的流动提供能量。
(4)写出下列部分生物中心法则表达式
生物种类 举例 遗传信息的传递过程
DNA病毒 T2噬菌体
RNA病毒 烟草花叶病毒
逆转录病毒 艾滋病病毒
细胞生物 动物、植物、细菌、真菌等
聚焦RNA合成和翻译过程相关图示：
(1)图甲中一个基因的两条链都可以作为转录的模板吗？一个DNA分子上的所有基因的模板链都相同吗？
提示 转录时只能以基因的一条链为模板；不同的基因模板链不一定相同。
(2)图甲中c所指的3条链的氨基酸序列是否相同？为什么？
提示 图甲中c所指的3条链的模板相同(均为a)，故其氨基酸序列均相同。
(3)图甲中信息显示一条mRNA可结合多个核糖体，有什么意义？图甲中核糖体移动的方向是什么？
提示 少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。图甲中核糖体移动的方向为由左向右。
(4)图乙中d过程发生场所是哪里？e过程所需的嘌呤类核苷酸数目与f过程所需的嘧啶类核苷酸数目有何特点？图中(＋)RNA的作用有哪些？
提示 d过程发生在宿主细胞的核糖体上。e过程所需的嘌呤类核苷酸与f过程所需的嘧啶类核苷酸数目相等。(＋)RNA可作为遗传物质，指导RNA的合成；也可以作为翻译的模板。
3．(2023·湖南长德高三模拟)如图表示细胞内遗传信息的传递过程，下列有关叙述错误的是( )
A．相较于过程②和③，过程①特有的碱基配对方式是A－T
B．真核细胞由过程②形成的mRNA和tRNA都需要加工
C．过程③中核糖体在mRNA上的移动方向是a到b
D．图示tRNA可以搬运密码子为CCA的氨基酸
答案 D
解析 因为反密码子从tRNA的3′端→5′端读取，即UGG，故图示tRNA可以搬运密码子为ACC的氨基酸，D错误。
归纳总结 DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较
项目 DNA复制 转录 翻译 逆转录 RNA复制
场所 主要细胞核 主要细胞核 核糖体 宿主细胞 宿主细胞
模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA RNA RNA
原料 4种脱氧核 苷酸 4种核糖核苷酸 21种氨基酸 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸
酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 缩合反应的酶 逆转录酶 RNA复制酶
能量 ATP
碱基互补 配对原则 G→C，C→G
A→T， T→A A→U， T→A A→U，U→A A→T， U→A A→U， U→A
产物 两个子代DNA RNA 多肽链 DNA RNA
信息传递 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋 白质 RNA→DNA RNA→RNA
意义 前后代之间传递遗传信息 表达遗传信息 表达遗传信息 通过宿主细胞传递遗传信息，合成蛋白质 前后代之间传递遗传信息
4.(不定项)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．RNA聚合酶在细胞质中合成，在miRNA基因转录时发挥作用
B．miRNA与W基因mRNA结合时碱基配对方式是C与G、A与U配对
C．miRNA在细胞核中转录合成后进入细胞质中加工，用于翻译
D．miRNA抑制W蛋白的合成发生在转录过程中
答案 AB
解析 miRNA在细胞核中转录形成RNA后，经过初步加工，然后通过核孔到达细胞质中，在细胞质中再加工后，与蛋白质结合形成miRNA－蛋白质复合体，不用于翻译，C错误；由题图信息可知，该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，从而使翻译过程终止，D错误。
拓展延伸 判断中心法则各生理过程的三大依据
1．(2021·河北，8)关于基因表达的叙述，正确的是( )
A．所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码
B．DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录
C．翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性
D．多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息
答案 C
解析 一些RNA病毒的蛋白质由病毒自身的遗传物质RNA编码合成，A错误；DNA双链解开，RNA聚合酶与启动子结合进行转录，移动到终止子时停止转录，B错误；翻译过程中，核酸之间通过碱基互补配对相互识别保证了遗传信息传递的准确性，C正确；没有相应的反密码子与mRNA上的终止密码子配对，故tRNA不能读取mRNA上全部碱基序列信息，D错误。
2．(2022·湖南，14)大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强，二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是( )
A．一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链
B．细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子
C．核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡
D．编码该核糖体蛋白的基因转录完成后，mRNA才能与核糖体结合进行翻译
答案 D
解析 一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链，以提高翻译效率，A正确；细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子，其与rRNA分子结合，二者组装成核糖体，B正确；当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白只能结合到自身mRNA分子上，导致蛋白质合成停止，核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡，C正确；大肠杆菌为原核生物，没有核膜，转录形成的mRNA在转录未结束时就可以和核糖体结合，开始翻译过程，D错误。
3．(不定项)(2021·湖南，13)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
答案 ABC
解析 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；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，翻译发生的场所在细胞质中的核糖体，B正确；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；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。
4．(不定项)(2021·河北，16)许多抗肿瘤药物通过干扰DNA合成及功能抑制肿瘤细胞增殖。下表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述正确的是( )
药物名称 作用机理
羟基脲 阻止脱氧核糖核苷酸的合成
放线菌素D 抑制DNA的模板功能
阿糖胞苷 抑制DNA聚合酶活性
A.羟基脲处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都出现原料匮乏
B．放线菌素D处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都受到抑制
C．阿糖胞苷处理后，肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸
D．将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响
答案 BCD
解析 羟基脲阻止脱氧核糖核苷酸的合成，从而影响肿瘤细胞中DNA复制过程，而转录过程需要的原料是核糖核苷酸，不会受到羟基脲的影响，A错误；放线菌素D通过抑制DNA的模板功能，可以抑制DNA复制和转录过程，因为DNA复制和转录均需要DNA模板，B正确；阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性而影响DNA复制过程，DNA聚合酶活性受抑制后，会使肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸，C正确；将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可以抑制肿瘤细胞的增殖，由于三种药物是精准导入肿瘤细胞，因此，可以减弱它们对正常细胞的不利影响，D正确。
1．判断关于基因本质的叙述
(1)对于真核生物来说，染色体是基因的唯一载体( × )
(2)若50个碱基对组合成1个基因，则可能组合成450种基因( √ )
(3)细胞中DNA分子的碱基对总数等于所有基因的碱基对数之和( × )
(4)等位基因位于同一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链上( × )
(5)细胞中组成一个基因的嘌呤碱基与嘧啶碱基数量不一定相等( × )
2．判断关于RNA、密码子和反密码子的叙述
(1)rRNA是核糖体的组成成分，原核细胞中可由核仁参与合成( × )
(2)tRNA的种类很多，但是每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸也只能由一种tRNA转运( × )
(3)反密码子是位于tRNA上任意相邻的3个碱基( × )
(4)mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子( × )
3．判断关于基因转录和翻译过程的叙述
(1)DNA转录形成的mRNA，与母链碱基的组成、排列顺序都是相同的( × )
(2)下图为某生物细胞内发生的一系列生理变化，X表示某种酶，则过程Ⅰ在细胞核内进行，过程Ⅱ在细胞质内进行( × )
(3)如图为细胞通过翻译形成蛋白质的过程，mRNA移动方向是从左到右，丙氨酸只能由该tRNA转运( × )
4．判断关于中心法则的叙述
(1)HIV中能完成逆转录过程( × )
(2)转录与DNA复制都遵循碱基互补配对原则，且配对方式相同( × )
(3)中心法则全部过程均可发生在正常人体细胞内( × )
5．填空默写
(1)科学家克里克于1957年提出了中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。随着研究的不断深入，科学家对中心法则作出了补充，请写出完善后的中心法则。
。
(2)转录的场所：细胞核(主要)、线粒体、叶绿体；模板：DNA的一条链；原料：4种核糖核苷酸；酶：RNA聚合酶；能量：ATP；遵循的原则：碱基互补配对(A与U、T与A、C与G、G与C)；产物：产生单链RNA。
(3)翻译的场所：核糖体；模板：mRNA；原料：氨基酸；转运工具：tRNA；酶；能量(ATP)；遵循的原则：碱基互补配对(A与U、U与A、C与G、G与C)；产物：肽链。
(4)人体不同组织细胞的相同DNA分子，进行转录过程时启用的起始点不完全相同(填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)，其原因是不同组织细胞中基因进行选择性表达。
课时精练
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1．(2023·湖南张家界高三调研)四氯化碳中毒时，会使肝细胞内质网膜上的多聚核糖体解聚及脱落，导致肝细胞功能损伤。如图表示粗面内质网上蛋白质合成、加工和转运的过程，下列叙述错误的是( )
A．一个mRNA上同时结合多个核糖体可提高翻译的效率
B．图中核糖体在mRNA上移动的方向是从左往右
C．多肽经内质网加工后全部运输到高尔基体进一步加工
D．四氯化碳中毒可能会导致蛋白质无法进入内质网进行加工
答案 C
解析 一个mRNA上结合多个核糖体同时进行蛋白质的合成，可提高翻译的效率，A正确；根据图中肽链的长度变化可知，核糖体在mRNA上移动的方向为由左往右，B正确；多肽经内质网加工后不是全部进入高尔基体进一步加工的，C错误；四氯化碳中毒，使肝细胞内质网膜上的多聚核糖体解聚及脱落，可能导致蛋白质无法进入内质网进行加工，D正确。
2．(2023·辽宁鞍山高三检测)终止密码子为UGA、UAA和UAG。表中①为大肠杆菌的一段mRNA序列，②～④为该mRNA序列发生碱基缺失的不同情况(“－”表示一个碱基缺失)。下列有关叙述正确的是( )
起始密码子
① AUG ACA GAC UGC CGA AUA UAG
② AUG AC_ GAC UGC CGA AUA UAG
③ AUG AC_ G_C UGC CGA AUA UAG
④ AUG ___ GAC UGC CGA AUA UAG
A.②和③编码的氨基酸序列长度不同
B．①编码的氨基酸序列长度为7个氨基酸
C．②～④中，④编码的氨基酸排列顺序与①最接近
D．密码子具有简并性，一个密码子可编码多种氨基酸
答案 C
解析 ②和③两者编码的氨基酸序列长度相同，都是6个氨基酸，A错误；由于终止密码子UAG不编码氨基酸，故①编码的氨基酸序列长度为6个氨基酸，B错误；②～④中，②和③编码的氨基酸序列从第二个开始都发生改变，④编码的氨基酸序列少了第二个氨基酸，其他不变，故与①最接近，C正确；密码子具有简并性，一种氨基酸可能有多种密码子，一个密码子只能编码一种氨基酸，D错误。
3．β-地中海贫血症患者的β-珠蛋白(血红素的组成部分)合成受阻，原因是血红素β链第39位氨基酸的编码序列发生了改变，由正常基因A突变成致病基因a(如图所示，AUG、UAG分别为起始密码子和终止密码子)。下列相关叙述错误的是( )
A．①与②过程中碱基互补配对的方式不完全相同
B．异常mRNA翻译产生的异常β-珠蛋白由38个氨基酸组成
C．突变基因a中的氢键数量和脱氧核苷酸数量都发生了改变
D．该病可以通过基因治疗或移植造血干细胞进行治疗
答案 C
解析 据图示分析可知，正常基因突变成致病基因是由于基因突变后，密码子CAG变成了终止密码子UAG，因此判断是基因中发生了C/G这一个碱基对和T/A碱基对的替换，所以突变基因a中的氢键数量改变，但脱氧核苷酸数量不变，C错误。
4．如图是细胞中三种主要的RNA模式图，下列关于RNA的结构和功能的叙述，错误的是( )
A．tRNA中不一定含有氢键
B.三种RNA中一定都含有磷酸二酯键
C．细胞中的RNA是相关基因表达的产物
D.三种RNA共同参与细胞内蛋白质的合成
答案 A
解析 tRNA呈三叶草结构，一定含有氢键，A错误；RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，核苷酸之间通过磷酸二酯键进行连接，所以三种RNA中一定都含有磷酸二酯键，B正确；RNA都是由基因经过转录形成的，是相关基因表达的产物，C正确；mRNA作为翻译的模板，tRNA运输氨基酸至核糖体，rRNA是组成核糖体的成分，所以三种RNA共同参与细胞内蛋白质的合成，D正确。
5．(2023·河北承德高三质检)染色质由DNA、组蛋白等组成。组蛋白乙酰化引起染色质结构松散，有关基因表达；组蛋白去乙酰化，有关基因表达受到抑制(如图甲)。下列相关叙述错误的是( )
A．组蛋白乙酰化可能发生在细胞分化过程中
B．假设图乙为多聚核糖体，且图中肽链为最长，则其他核糖体都位于a端
C．图甲中过程c需要解旋酶先催化DNA双链解旋
D．过程d还需要核糖体、tRNA、氨基酸、ATP等参与
答案 C
解析 过程c为转录，转录过程需要RNA聚合酶，RNA聚合酶有催化解旋的功能，不需要解旋酶，C错误。
6．(2023·湖南长郡中学高三模拟)合成生物学家“创造”了一组可以识别并以非重叠方式解码四联体密码子(如UAGA)的tRNA，称为qtRNA，并在细菌细胞内成功实现了蛋白质片段的翻译。据称，四联体密码子可以额外编码非标准氨基酸，如带化学修饰的氨基酸。下列叙述错误的是( )
A．tRNA与qtRNA均为单链结构，内部不存在碱基互补配对
B．不考虑终止密码子，理论上四联体密码子可以编码256种氨基酸
C．对于同一mRNA片段，采用tRNA与qtRNA翻译得到的肽链不同
D．四联体密码系统可以应用于生产含复杂化学修饰的蛋白质
答案 A
解析 tRNA是三叶草结构，其内部存在双链区域，有碱基互补配对，A错误；四联体密码子是由4个碱基编码一个氨基酸，若不考虑终止密码子，理论上四联体密码子可以编码4×4×4×4＝256(种)氨基酸，B正确；tRNA是相邻三个碱基决定一个氨基酸，而qtRNA是相邻四个碱基决定一个氨基酸，故对于同一mRNA片段，采用tRNA与qtRNA翻译得到的肽链不同，C正确；结合题干信息“在细菌细胞内成功实现了蛋白质片段的翻译”可知，四联体密码系统可以应用于生产含复杂化学修饰的蛋白质，D正确。
二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。
7．(2023·山东师大附中高三检测)如图为丙型肝炎病毒的增殖过程，下列相关叙述正确的是( )
A．该病毒和HIV的增殖过程都需要逆转录酶的参与
B．该病毒侵入宿主细胞后，③过程通常发生在④过程之后
C．③④⑤⑥过程都发生了碱基配对且配对方式完全相同
D．④⑤过程需要消耗的尿嘧啶核糖核苷酸的数目相同
答案 C
解析 由图可以直接看出该病毒的增殖没有逆转录过程，不需要逆转录酶的参与，A错误；④过程为RNA复制，需要RNA复制酶的催化，而宿主细胞中不含有RNA复制酶，故③过程通常发生在④过程之前，B错误；④⑤过程发生＋RNA和－RNA之间的配对，③⑥过程发生＋RNA上的密码子和tRNA上的反密码子之间的配对，配对方式都是A—U、C—G，C正确；④过程合成的是－RNA，⑤过程合成的是＋RNA，两者需要消耗的尿嘧啶核糖核苷酸的数目不一定相同，D错误。
8．SLC基因编码锰转运蛋白，该基因转录模板DNA单链中的碱基序列由CGT变为TGT，导致所编码蛋白中相应位点的丙氨酸变为苏氨酸，使组织中锰元素严重缺乏。下列说法正确的是( )
A．碱基序列变化后，参与基因复制的嘌呤核苷酸比例增加
B．该碱基变化导致其所编码的锰转运蛋白的功能改变
C．SLC基因碱基变化位置的转录产物对应的反密码子为UGU
D．该碱基变化前后，翻译时所需tRNA和氨基酸的数量和种类都相等
答案 BC
解析 双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数，因此碱基序列变化后，参与基因复制的嘌呤核苷酸比例不变，还是50%，A错误；由题意可知，该碱基变化导致蛋白质的结构发生变化，且导致组织中锰元素严重缺乏，说明该碱基变化导致其所编码的锰转运蛋白的功能改变，B正确；根据该基因转录模板DNA单链中的碱基序列由CGT变为TGT，则mRNA上的密码子变为ACA，则对应的反密码子变为UGU，C正确；由题意可知，碱基变化前后，翻译时所需tRNA和氨基酸的数量相等，但是种类不一定相等，D错误。
9．下图表示人体卵清蛋白基因的表达过程，图中黑色部分为有遗传效应的DNA片段，其下方对应的数字为该片段的碱基对数。下列叙述错误的是( )
A．转录在细胞分裂间期进行，在遇到终止密码子时停止
B．经过首尾修饰和加工的成熟mRNA可从核孔进入细胞质中
C．图中7.7 kb的基因指导合成的卵清蛋白至少含有624个氨基酸
D．转录形成hnRNA和翻译形成卵清蛋白的过程均形成DNA—蛋白质复合物
答案 ACD
解析 转录在遇到终止子时停止，终止密码子终止翻译过程，A错误；图中7.7 kb的基因，外显子部分一共含47＋185＋51＋129＋118＋143＋156＋1 043＝1 872个碱基对，但由于有终止密码子，所以指导合成的卵清蛋白少于624个氨基酸，C错误；转录形成hnRNA的过程中形成DNA—蛋白质复合物(DNA—RNA聚合酶)，翻译形成卵清蛋白的过程中，模板是mRNA，没有形成DNA—蛋白质复合物，D错误。
10．如图所示为真核细胞中发生的某些相关生理和生化反应过程。下列相关叙述正确的是( )
A．结构a是核糖体，物质b是mRNA，过程①是翻译过程
B．过程②正在形成细胞中的核糖体，这一过程与细胞核中的核仁密切相关
C．如果细胞中的r-蛋白含量较多，r-蛋白就与b结合，阻止b与a结合
D．c是基因，是指导rRNA合成的直接模板，需要DNA聚合酶参与催化
答案 ABC
解析 由题图分析可知，结构a是核糖体，物质b是mRNA，过程①是翻译产生r-蛋白过程，A正确；过程②是r-蛋白和转录来的rRNA组装成核糖体的过程，核仁和核糖体的形成有关，B正确；由图示可知，r-蛋白可与b结合，这样阻碍b与a结合，影响翻译过程，C正确；c是基因，是指导rRNA合成的直接模板，转录需要RNA聚合酶参与催化，D错误。
三、非选择题
11．如图①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请据图回答下列问题：
(1)细胞中过程②发生的主要场所是_______________________________________________。
(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为______________________________________________________________________________。
(3)由于基因中一个碱基对发生替换，而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG)，则该基因的这个碱基对替换情况是_______________________________________________。
(4)在人体内成熟的红细胞、浆细胞、记忆细胞、胰岛B细胞中，能发生过程②③而不能发生过程①的细胞是___________________________________________。
(5)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点______________(填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)，其原因是______________________________________
______________________________________________________________________________。
答案 (1)细胞核 (2)26% (3)T∥A替换为C∥G(或A∥T替换为G∥C) (4)浆细胞和胰岛B细胞 (5)不完全相同 不同组织细胞中基因进行选择性表达
解析 (1)过程②属于转录过程，发生的主要场所是细胞核。(2)α链是mRNA，其中G占29%，U占25%，根据碱基互补配对原则，其模板链中C占29%、A占25%，又因模板链中G占19%，则T占(1－29%－25%－19%)＝27%，则α链对应的双链DNA中A占(25%＋27%)÷2＝26%。(3)该基因突变是由于一个碱基对的改变引起的，故异亮氨酸的密码子中第二个碱基U变成了碱基C，成为苏氨酸的密码子，相应的则是基因中T∥A替换为C∥G(或A∥T替换为G∥C)。(4)DNA复制发生在细胞分裂过程中，浆细胞和胰岛B细胞能转录、翻译形成蛋白质，但不能发生DNA复制，人体内成熟红细胞不能发生DNA复制、转录和翻译过程，记忆细胞能发生DNA复制、转录和翻译过程。
12．(2023·山东日照高三检测)转铁蛋白受体参与细胞对Fe3＋的吸收。下图是细胞中Fe3＋含量对转铁蛋白受体mRNA稳定性的调节过程(图中铁反应元件是转铁蛋白受体mRNA上一段富含碱基A、U的序列)。当细胞中Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3＋而不能与铁反应元件结合，导致转铁蛋白受体mRNA易水解；反之，转铁蛋白受体mRNA难水解。请据图回答下列问题：
(1)转铁蛋白受体mRNA的合成需要__________的催化，其被彻底水解的产物是_________。
(2)除转铁蛋白受体mRNA外，翻译出转铁蛋白受体还需要的RNA有______________。
(3)若转铁蛋白受体基因中某碱基对缺失，则合成的肽链可能会______________________。
(4)若转铁蛋白受体由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是mRNA中有____________________。
(5)据图可知，铁反应元件能形成茎环结构的原因是__________________________。
这种茎环结构________(填“能”或“不能”)影响转铁蛋白受体的氨基酸序列，理由是____________________________________________________________________________。
(6)当细胞中Fe3＋不足时，转铁蛋白受体mRNA将难被水解，其生理意义是______________。反之，转铁蛋白受体mRNA将易被水解。这种调节机制既可以避免Fe3＋对细胞的毒性影响，又可以减少细胞内______________的浪费。
答案 (1)RNA聚合酶 磷酸、核糖、4种含氮碱基 (2)rRNA、tRNA (3)变长或变短或不变 (4)大量不翻译的碱基序列 (5)该片段存在能自身互补配对的碱基序列 不能 茎环结构位于(mRNA)终止密码子之后(或茎环结构不在编码序列中) (6)指导合成更多的转铁蛋白受体，有利于吸收更多的Fe3＋ 物质和能量
解析 (1)mRNA的合成需要RNA聚合酶催化，RNA彻底水解产物有六种：磷酸、核糖、4种含氮碱基。(2)翻译所需要的RNA有mRNA(编码蛋白质)、rRNA(参与核糖体的形成)、tRNA(转运氨基酸)，故除了mRNA，还需要rRNA和tRNA。(3)若转铁蛋白受体基因中某碱基对缺失，可能导致mRNA上终止密码子提前或者延后出现，进而使翻译形成的肽链变短或变长；也可能缺失位置不在编码序列，故肽链长短不变。(4)若转铁蛋白受体mRNA由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是mRNA中有大量不翻译的碱基序列。(5)转铁蛋白受体中铁反应元件是转铁蛋白受体终止密码子后的茎环凸起，从图中可以看出茎环结构含有氢键，又富含A、U碱基，因此形成茎环结构的原因是该片段含有丰富的碱基A和U，能够互补配对形成局部双链结构。因为这种茎环结构在转铁蛋白受体的终止密码子之后，所以不影响转铁蛋白受体的氨基酸序列。
13．(2023·江苏南京师大附中高三模拟)核糖体是由rRNA和蛋白质构成，下图1表示某真核生物不同大小rRNA形成过程，该过程分A、B两个阶段进行，S代表沉降系数，其大小可代表RNA分子的大小。请据图回答下列问题：
(1)图1中45 S前体合成的场所是__________，所需的酶是____________，该酶识别并结合的位置是__________，图中酶在DNA双链上移动的方向是__________(填“从左向右”或“从右向左”)。
(2)在细胞周期中，上述合成过程发生在________期。图A中许多酶同时转录该基因的意义是______________________________________________________________________________。
(3)研究发现在去除蛋白质的情况下，B过程仍可发生，由此推测RNA具有__________功能。
(4)原核生物核糖体中的蛋白质合成如图2所示：
图2中物质①与真核细胞核中刚产生的相应物质相比，结构上的区别主要是____________，②表示__________。图2过程中形成①和②所需的原料分别是_________________________。
答案 (1)核仁 RNA聚合酶 启动子 从左向右 (2)间 可短时间产生大量的rRNA，有利于形成核糖体，有利于蛋白质的合成 (3)催化 (4)原核细胞的①中没有内含子转录出的相应序列 多肽链 核糖核苷酸和氨基酸
解析 (1)细胞核中的核仁与rRNA的产生以及核糖体的形成有关，图1中45 S前体合成的场所是核仁，由相关基因转录产生，所需要的酶是RNA聚合酶，该酶识别并结合的位置是基因上的启动子。由图A可知，45 S前体合成过程中，片段长度从左到右依次增加，则酶在DNA双链上移动的方向是从左向右。(2)在细胞周期中，分裂间期会进行DNA复制和相关蛋白质的合成，还会进行核糖体增生，因此上述rRNA形成过程发生在分裂间期。图A中许多酶同时转录该基因，可短时间产生大量的rRNA，有利于形成核糖体，有利于蛋白质的快速合成。第3课时 基因的概念与表达
课标要求 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体现。
考点一 基因通常是有遗传效应的DNA片段
1．基因本质
基因通常是具有________________________________________________________________。
有些病毒的遗传物质是RNA，对于这些病毒而言，基因就是___________________________
_______________________________________________________________________________。
2．基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系
拓展延伸 真、原核细胞基因的结构
1．在刑侦领域，DNA能像指纹一样用来鉴定个人身份。结合脱氧核苷酸序列的多样性和特异性，你能分析这一方法的科学依据吗？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2．外源基因如果随机整合到受体细胞的DNA上，染色体上原有基因被破坏的概率大还是不被破坏的概率大？请说明理由。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
1．生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光，这是因为该种水母DNA上有一段长度为5 170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了水母的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像水母一样发光。这个资料不能表明( )
A．基因是有遗传效应的DNA片段
B．基因是DNA上的有一定功能的特异性的碱基排列顺序
C．基因是控制生物体性状的遗传物质的结构单位和功能单位
D．DNA的任意片段都能在另一种生物体内控制性状
2．人类抗体重链基因位于14号染色体上，由VH、DH、JH、CH四个基因片段簇组成，其中功能性VH基因片段约有65个、DH基因片段有27个、JH基因片段有6个、功能性CH基因片段有9个，如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A．VH1、DH1和JH1的基本组成单位相同
B．VH1、DH1和JH1在染色体上呈线性排列
C．VH、DH、JH和CH的多样性是抗体多样性的基础
D．遗传信息主要蕴藏在VH基因片段簇的排列顺序中
考点二 遗传信息的转录和翻译
1．RNA的结构和种类
(1)元素组成：________________。
(2)基本单位：________________。
(3)组成成分
(4)结构：一般是________________链，长度比DNA短；能通过________________从细胞核转移到细胞质中。
(5)种类及功能
种类 功能
mRNA ________合成的直接模板
tRNA 识别________，转运________
rRNA ________的组成成分
病毒RNA RNA病毒的________________
酶 少数酶为RNA，可降低化学反应的________(起催化作用)
源于必修2 P67“图4－6”：tRNA________(填“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA分子中________(填“是”或“不是”)只有三个碱基。
2．遗传信息的转录
(1)源于必修2 P65“图4－4”：
①遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程________(填“需要”或“不需要”)解旋酶。
②一个基因转录时以基因的________条链为模板，一个DNA分子上的所有基因的模板链________(填“一定”或“不一定”)相同。
③转录方向的判定方法：________________________________________为转录的起始方向。
(2)源于必修2 P64～65“正文”：RNA适合做信使的原因是_______________________。
3．遗传信息的翻译
4．遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
源于必修2P67“思考·讨论”几乎所有的生物体都共用一套密码子，这体现了密码子的什么特点？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
归纳总结 基因(DNA)、mRNA上碱基数目最多对应的肽链中氨基酸数目，如图所示：
可见，蛋白质中氨基酸数目＝1/3mRNA碱基数目＝1/6DNA碱基数目。
提醒 实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因
①基因中的内含子转录后被剪切。
②在基因中，有的片段(非编码区)起调控作用，不转录。
③合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。
④转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。
5．中心法则
(1)提出者：________。
(2)中心法则内容图解(虚线表示少数生物的遗传信息的流向)
图中：①DNA的复制；②__________；③翻译；④________________；⑤________________。
(3)生命是物质、能量和信息的统一体：________________是信息的载体，________是信息的表达产物，而________为信息的流动提供能量。
(4)写出下列部分生物中心法则表达式
生物种类 举例 遗传信息的传递过程
DNA病毒 T2噬菌体
RNA病毒 烟草花叶病毒
逆转录病毒 艾滋病病毒
细胞生物 动物、植物、细菌、真菌等
聚焦RNA合成和翻译过程相关图示：
(1)图甲中一个基因的两条链都可以作为转录的模板吗？一个DNA分子上的所有基因的模板链都相同吗？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(2)图甲中c所指的3条链的氨基酸序列是否相同？为什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(3)图甲中信息显示一条mRNA可结合多个核糖体，有什么意义？图甲中核糖体移动的方向是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(4)图乙中d过程发生场所是哪里？e过程所需的嘌呤类核苷酸数目与f过程所需的嘧啶类核苷酸数目有何特点？图中(＋)RNA的作用有哪些？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3．(2023·湖南长德高三模拟)如图表示细胞内遗传信息的传递过程，下列有关叙述错误的是( )
A．相较于过程②和③，过程①特有的碱基配对方式是A－T
B．真核细胞由过程②形成的mRNA和tRNA都需要加工
C．过程③中核糖体在mRNA上的移动方向是a到b
D．图示tRNA可以搬运密码子为CCA的氨基酸
归纳总结 DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较
项目 DNA复制 转录 翻译 逆转录 RNA复制
场所 主要细胞核 主要细胞核 核糖体 宿主细胞 宿主细胞
模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA RNA RNA
原料 4种脱氧核 苷酸 4种核糖核苷酸 21种氨基酸 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸
酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 缩合反应的酶 逆转录酶 RNA复制酶
能量 ATP
碱基互补 配对原则 G→C，C→G
A→T， T→A A→U， T→A A→U，U→A A→T， U→A A→U， U→A
产物 两个子代DNA RNA 多肽链 DNA RNA
信息传递 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋 白质 RNA→DNA RNA→RNA
意义 前后代之间传递遗传信息 表达遗传信息 表达遗传信息 通过宿主细胞传递遗传信息，合成蛋白质 前后代之间传递遗传信息
4.(不定项)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．RNA聚合酶在细胞质中合成，在miRNA基因转录时发挥作用
B．miRNA与W基因mRNA结合时碱基配对方式是C与G、A与U配对
C．miRNA在细胞核中转录合成后进入细胞质中加工，用于翻译
D．miRNA抑制W蛋白的合成发生在转录过程中
拓展延伸 判断中心法则各生理过程的三大依据
1．(2021·河北，8)关于基因表达的叙述，正确的是( )
A．所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码
B．DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录
C．翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性
D．多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息
2．(2022·湖南，14)大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强，二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是( )
A．一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链
B．细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子
C．核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡
D．编码该核糖体蛋白的基因转录完成后，mRNA才能与核糖体结合进行翻译
3．(不定项)(2021·湖南，13)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
4．(不定项)(2021·河北，16)许多抗肿瘤药物通过干扰DNA合成及功能抑制肿瘤细胞增殖。下表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述正确的是( )
药物名称 作用机理
羟基脲 阻止脱氧核糖核苷酸的合成
放线菌素D 抑制DNA的模板功能
阿糖胞苷 抑制DNA聚合酶活性
A.羟基脲处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都出现原料匮乏
B．放线菌素D处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都受到抑制
C．阿糖胞苷处理后，肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸
D．将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响
1．判断关于基因本质的叙述
(1)对于真核生物来说，染色体是基因的唯一载体( )
(2)若50个碱基对组合成1个基因，则可能组合成450种基因( )
(3)细胞中DNA分子的碱基对总数等于所有基因的碱基对数之和( )
(4)等位基因位于同一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链上( )
(5)细胞中组成一个基因的嘌呤碱基与嘧啶碱基数量不一定相等( )
2．判断关于RNA、密码子和反密码子的叙述
(1)rRNA是核糖体的组成成分，原核细胞中可由核仁参与合成( )
(2)tRNA的种类很多，但是每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸也只能由一种tRNA转运( )
(3)反密码子是位于tRNA上任意相邻的3个碱基( )
(4)mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子( )
3．判断关于基因转录和翻译过程的叙述
(1)DNA转录形成的mRNA，与母链碱基的组成、排列顺序都是相同的( )
(2)下图为某生物细胞内发生的一系列生理变化，X表示某种酶，则过程Ⅰ在细胞核内进行，过程Ⅱ在细胞质内进行( )
(3)如图为细胞通过翻译形成蛋白质的过程，mRNA移动方向是从左到右，丙氨酸只能由该tRNA转运( )
4．判断关于中心法则的叙述
(1)HIV中能完成逆转录过程( )
(2)转录与DNA复制都遵循碱基互补配对原则，且配对方式相同( )
(3)中心法则全部过程均可发生在正常人体细胞内( )
5．填空默写
(1)科学家________于1957年提出了中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的____________和________。随着研究的不断深入，科学家对中心法则作出了补充，请写出完善后的中心法则。
(2)转录的场所：________________________________；模板：________________；原料：________________________；酶：________________；能量：________；遵循的原则：__________________________；产物：________________。
(3)翻译的场所：________；模板：__________；原料：________；转运工具：________；酶；能量(ATP)；遵循的原则：________________________________；产物：________。
(4)人体不同组织细胞的相同DNA分子，进行转录过程时启用的起始点________________(填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)，其原因是_________________________。
