(共87张PPT)
第3课时
DNA通过RNA指导蛋白质合成
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。
1.RNA的结构与功能
归纳 夯实必备知识
C、H、O、N、P
核糖核苷酸
A、U、C、G
单链
mRNA
tRNA
反密码子
核糖体
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
源于必修2 P59“图2－3－3”
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
一
已合成的mRNA释放的一端(5′－端)
3.遗传信息的翻译
(1)概念：在细胞中，以________为模板，从一个特定的__________开始，按照______________________________________的原则，依次合成具有一定氨基酸顺序的多肽链的过程叫翻译。
mRNA
起始位点
每三个相邻的核糖核苷酸代表一个氨基酸
(2)密码子
①概念：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的____________称为一个密码子。
②密码子的种类为64个，有____个密码子负责20种氨基酸的编码，其中碱基序列为______的密码子不仅编码甲硫氨酸，而且是_____细胞唯一的___________；另外三个(UAA、UAG、UGA)不编码任何氨基酸，是______密码子。
核糖核苷酸
61
AUG
真核
起始密码子
终止
源于必修2 P62“图2－3－6”
①tRNA______(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反密码子的读取方向为_________________________________
_____________。
含有
不是
由氨基酸连接端开始读取(由长臂端向
短臂端读取)
(3)过程
mRNA
tRNA
mRNA
tRNA
终止密码子
脱离
4.遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系
(1)遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
(2)密码子、tRNA和氨基酸之间的对应关系
①一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。
②每种氨基酸对应一种或几种密码子，可由一种或几种tRNA转运。
5.DNA复制、转录和翻译的区别
项目 复制 转录 翻译
作用 传递遗传信息 ______遗传信息
时间 细胞分裂前的间期 ________________________
场所 主要在细胞核 主要在_______ 细胞质的_______
模板 DNA的两条单链 DNA的_______ mRNA
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸
能量 都需要
酶 解旋酶、DNA聚合酶 ___________ 多种酶
表达
个体生长发育的整个过程
细胞核
核糖体
一条链
RNA聚合酶
产物 2个双链DNA分子 一个单链RNA分子 肽链(或蛋白质)
产物去向 传递到2个细胞或子代 通过核孔进入细胞质 组成细胞结构蛋白或功能蛋白
特点 边解旋边复制，半保留复制 边解旋边转录，转录后DNA恢复原状 翻译结束后，mRNA被降解成单体
碱基配对 A—T、T—A、C—G、G—C ____________、C—G、G—C A—U、U—A、C—G、G—C
A—U、T—A
6.基因表达过程中碱基数和氨基酸数之间的关系
特别提醒
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。
考向一 遗传信息、密码子、反密码子的分析
1.(2023·江苏无锡市高三调研)次黄嘌呤(I)是一种稀有碱基，常作为反密码子的第1个碱基，可与密码子的第3个碱基A或U或C配对，这种现象称为密码子的摆动性。已知AUC是异亮氨酸的一种密码子。相关叙述正确的是
A.决定氨基酸的密码子和携带氨基酸的tRNA种类都是61种
B.密码子的摆动性表现在密码子第1位碱基可与多种碱基配对
C.密码子的摆动性增加了反密码子与密码子识别的灵活性，提高了突变频率
D.含有反密码子GAU和IAU的tRNA，都能携带异亮氨酸进入核糖体合成多肽链
√
突破 强化关键能力
由于摆动性的存在，一种携带氨基酸的tRNA可能携带多种氨基酸，所以tRNA的种类应少于61种，A错误；
密码子的摆动性表现在反密码子的第1个碱基可与密码子的多种碱基配对，B错误；
密码子的摆动性增加了反密码子与密码子识别的灵活性，提高了容错率，但不会提高突变频率，C错误；
次黄嘌呤(I)作为反密码子的第1个碱基，可与密码子的第3个碱基C配对，含有反密码子GAU和IAU的tRNA，均能识别异亮氨酸的密码子AUC，都能携带异亮氨酸进入核糖体合成多肽链，D正确。
2.(多选)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β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
√
√
蓝细菌属于原核生物，没有
由核膜包被的细胞核，B项
错误；
tRNA一端的三个相邻的核
糖核苷酸是反密码子，密码
子在mRNA上，C项错误；
图中②与③配对的过程是翻译，需要在核糖体上进行，D项正确。
考向二 转录、翻译和复制过程的分析
3.(2023·河北邯郸高三模拟)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
√
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。
4.(多选)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。
考向三 转录和翻译中的有关计算
5.一个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(不考虑终止密码子)
A.m、(m/3)－1 B.m、(m/3)－2
C.2(m－n)、(m/3)－1 D.2(m－n)、(m/3)－2
√
mRNA分子中有m个碱基，其中G＋C的数目为n个，则A＋U的数目为(m－n)个，故模板DNA中A＋T数目为2(m－n)个。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个。脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数＝(m/3)－2。
6.已知一个由2条肽链组成的蛋白质分子，共有肽键198个，控制翻译该蛋白质分子的mRNA中A和U共占25%，则控制转录该mRNA的DNA分子中，C与G应该共有(不考虑终止密码)
A.600个 B.700个
C.800个 D.900个
√
根据由2条肽链组成的蛋白质分子共有肽键198个，可知该蛋白质由200个氨基酸组成，则翻译形成该蛋白质的mRNA分子中含有600个碱基，转录该mRNA的DNA分子含有1 200个碱基。mRNA中A和U共占25%，可知A＋U＝150(个)，则转录形成该mRNA的DNA模板链上T＋A＝150(个)，DNA分子中非模板链上A＋T＝150(个)，整个DNA分子中A＋T＝300(个)，则该DNA分子中C＋G＝1 200－300＝900(个)。
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.(多选)(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
√
√
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。
3.(2021·浙江1月选考，22)下图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某些氨基酸的部分密码子(5′→3′)是：丝氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；异亮氨酸AUC、AUU；精氨酸AGA。下列叙述正确的是
A.图中①为亮氨酸
B.图中结构②从右向左移动
C.该过程中没有氢键的形成和断裂
D.该过程可发生在线粒体基质和细
胞核基质中
1
2
3
4
√
1
2
3
4
图中①对应的密码子为AUU，
所以①是异亮氨酸，A错误；
核糖体沿mRNA从5′到3′移
动进行翻译，所以②从右向左
移动，B正确；
该过程中tRNA上的反密码子与
mRNA上的密码子之间发生碱基配对，因此会有氢键的形成和断裂，C错误；
细胞核中不会发生翻译过程，D错误。
4.(2022·江苏，21)科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防，图中①～④示意4种RNA药物的作用机制。请回答下列问题：
(1)细胞核内RNA转录合成以______
_________为模板，需要__________
的催化。前体mRNA需加工为成熟的
mRNA，才能转运到细胞质中发挥作
用，说明_____对大分子物质的转运
具有选择性。
1
2
3
4
DNA
的一条链
RNA聚合酶
核孔
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4
转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程需要RNA聚合酶的催化；mRNA需要加工为成熟mRNA后才能被转移到细胞质中发挥作用，该过程是通过核孔进行的，说明核孔对大分子物质的转运具有选择性。
(2)机制①：有些杜兴氏肌营养不良症患者DMD蛋白基因的51外显子片段中发生_________，提前产生终止密码子，从而不能合成DMD蛋白。为治疗该疾病，将反义RNA药物导入
细胞核，使其与51外显子转录产
物结合形成___________，DMD
前体mRNA剪接时，异常区段被
剔除，从而合成有功能的小DMD
蛋白，减轻症状。
1
2
3
4
基因突变
双链RNA
1
2
3
4
若DMD蛋白基因的51外显子片
段中发生基因突变，即发生碱
基对的增添、替换或缺失，可
能导致mRNA上的碱基发生改
变，终止密码子提前出现，从
而不能合成DMD蛋白而引发杜
兴氏肌营养不良；为治疗该疾病，将反义RNA药物导入细胞核，使其与51外显子转录产物结合形成双链RNA，DMD前体mRNA剪接时，异常区段被剔除，从而合成有功能的小DMD蛋白，减轻症状。
(3)机制②：有些高胆固醇血症患者的PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解，血液中胆固醇含量偏高。转入与PCSK9 mRNA特异性结合的siRNA，导致PCSK9 mRNA被剪断，从而抑制细胞内的____________合成，治疗高胆固醇血症。
1
2
3
4
PCSK9蛋白
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4
高胆固醇是由于胆固醇含量过高引起的，转入与PCSK9 mRNA特异性结合的siRNA，导致PCSK9 mRNA不能发挥作用，即不能作为模板翻译出PCSK9蛋白，低密度脂蛋白的内吞受体降解减慢，从而使血液中胆固醇含量正常。
(4)机制③：mRNA药物进入患者细胞内可表达正常的功能蛋白，替代变异蛋白发挥治疗作用。通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，目的是___________________________。
1
2
3
4
利于mRNA药物进入组织细胞
通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，脂质体与细胞质膜的基本结构类似，利于mRNA药物进入组织细胞。
(5)机制④：编码新冠病毒S蛋白的mRNA疫苗，进入人体细胞，在内质网上的核糖体中合成S蛋白，经过_________________修饰加工后输送出细胞，可作为_____诱导人体产生特异性免疫反应。
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2
3
4
内质网和高尔基体
抗原
新冠病毒的S蛋白属于膜上的蛋白，膜上的蛋白质在核糖体合成后，还需要经过内质网和高尔基体的修饰加工后输送出细胞；疫苗相当于抗原，可诱导人体产生特异性免疫反应。
(6)接种了两次新冠病毒灭活疫苗后，若第三次加强接种改为重组新冠病毒疫苗，根据人体特异性免疫反应机制分析，进一步提高免疫力的原因有____________________________________________________________
________________________________。
1
2
3
4
可激发机体的二次免疫过程，能产生更多的抗体和记忆细胞；促进机体产生不同的抗体和记忆细胞
一、易错辨析
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.RNA有传递遗传信息、催化反应和转运物质等功能( )
3.mRNA上的GCA在人细胞中和小麦细胞中决定的是同一种氨基酸
( )
4.一个DNA只能控制合成一种蛋白质( )
5.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
( )
五分钟 查落实
×
×
√
×
√
二、填空默写
1.(必修2 P59)RNA有三种，它们分别是_______、_______和______；真核细胞中核仁受损会影响_____的合成，进而影响______(细胞器)的形成。
2.基因的表达包括______和______过程；细胞分化是_______________的结果。
3.(必修2 P61)mRNA上决定1个氨基酸的3个_____的核糖核苷酸，叫作1个_______。
mRNA
tRNA
rRNA
rRNA
核糖体
转录
翻译
基因选择性表达
相邻
密码子
4.(必修2 P62)tRNA的种类很多，但是，每种tRNA只能识别并转运____种氨基酸。tRNA分子比mRNA小得多，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基。每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作__________。
5.转录的场所：___________________________；模板：______________；原料：_______________；酶：____________；能量：_____；遵循的原则：________________________________________；产物：__________
______。
一
反密码子
细胞核(主)、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
6.翻译的场所：_______；模板：_______；原料：_______；转运工具：_______；酶；能量(ATP)。遵循的原则：___________________________
______________。产物：______。
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
课时精练
一、单项选择题
1.真核细胞的DNA聚合酶和RNA聚合酶有很多相似之处。下列叙述正确的是
A.两者都只在细胞核内催化反应
B.两者都以脱氧核苷酸为底物
C.两者都以单链DNA为模板
D.两者都能催化氢键断裂
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两者除在细胞核内催化反应之外，还会在线粒体和叶绿体中起作用，A错误；
DNA复制以脱氧核苷酸为底物，而转录以核糖核苷酸为底物，B错误；
DNA聚合酶不能催化氢键断裂，而RNA聚合酶能催化氢键断裂，D错误。
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2.(2023·江苏宿迁高三模拟)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
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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
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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。
3.生物体结构与功能相统一的观点，既体现在细胞等生命系统水平上，也体现在分子水平上。下列相关叙述错误的是
A.一个DNA上有多个复制起点，有利于细胞快速复制DNA
B.一个mRNA上结合多个核糖体，有利于细胞快速合成多种蛋白质
C.一种氨基酸对应多种密码子，有利于保证细胞翻译的速度
D.双链DNA分子中GC含量增多，有利于增强其热稳定性
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一个mRNA上结合多个核糖体，有利于细胞快速合成相同的蛋白质，提高了翻译的效率，B错误。
4.四氯化碳中毒时，会使得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，下列叙述正确的是
A.一个核糖体上同时结合多个mRNA可
提高翻译的效率
B.图中mRNA在核糖体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.四氯化碳中毒会导致蛋白质无法进入内质网加工
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5.(2023·江苏徐州高三质检)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
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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
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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。
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A.S蛋白的氨基酸数与S蛋白基因的核苷酸数目之比为1∶6
B.图中箭头所指的碱基A突变为G不影响S蛋白的结构
C.新冠病毒的RNA在核糖体上从左向右移动进行翻译
D.由S蛋白制备的疫苗可与病毒的S蛋白结合，抑制病毒侵染
6.新冠病毒为RNA病毒，包膜上的S蛋白能与人体细胞表面的ACE2受体特异性结合，从而使病毒的RNA进入细胞。新冠病毒的RNA进入细胞后可直接作为模板进行翻译。下图为新冠病毒RNA的部分序列(其中包含S蛋白基因的起始部分)和S蛋白的起始氨基酸序列，AUG既是起始密码子也编码甲硫氨酸。下列说法正确的是
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图中箭头所指的碱基A突变为G，密码子由原来的UUA变成了UUG，不改变氨基酸的编码顺序，同时UUA和UUG都编码同一种氨基酸，即亮氨酸，因此不影响S蛋白的结构，B正确；
在翻译过程中，是核糖体沿着mRNA移动，C错误；
由S蛋白制备的疫苗注射机体后产生的特异性抗体可与病毒的S蛋白结合，抑制病毒侵染，而不是S蛋白制备的疫苗直接与病毒的S蛋白结合，D错误。
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7.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。如图表示SARS病毒的增殖过程，相关叙述正确的是
A.过程①所需的嘌呤比例与过程②
所需的嘌呤比例相同
B.过程③所需的模板、原料、核糖
体均由宿主细胞提供
C.单链－RNA在SARS病毒的生命活动过程中必不可少
D.参与①②过程的酶是RNA聚合酶，作用于磷酸二酯键
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过程①的模板为＋RNA，过程②的
模板为－RNA，＋RNA与－RNA的
碱基互补，可知＋RNA中的A＋G
与－RNA中的T＋C相等，＋RNA中
的T＋C与－RNA中的A＋G相等，但＋RNA中的A＋G与T＋C不一定相等，故过程①与过程②中所需的嘌呤比例不一定相同，A错误；
过程③中，模板由SARS病毒提供，原料与核糖体由宿主细胞提供，B错误；
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由题意可知，＋RNA在SARS病毒
生命活动中必不可缺，－RNA为
＋RNA复制过程中的中间产物，
C错误；
过程①②为RNA复制，需要RNA聚合酶，用于连接核糖核苷酸之间的磷酸二酯键，D正确。
8.科学家发现，当四膜虫缺乏必需氨基酸时，tRNA会被细胞内某些蛋白类内切酶切割成若干个片段，从而影响蛋白质的合成，而非必需氨基酸缺乏时，不会引起tRNA的切割。下列说法正确的是
A.内切酶破坏tRNA中的磷酸二酯键将其切割成若干片段
B.内切酶与tRNA之间可能通过碱基互补配对相互识别
C.缺乏必需氨基酸会直接影响转录过程，减少蛋白质的合成
D.四膜虫细胞合成蛋白质时不需要非必需氨基酸的参与
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根据题文，内切酶能将tRNA切割成若干片段，推测其破坏的是tRNA中核苷酸之间的磷酸二酯键，A正确；
当四膜虫缺乏必需氨基酸时，tRNA会被细胞内某些蛋白类内切酶切割成若干个片段，不缺乏时，不会切割，说明内切酶和tRNA之间能相互识别，但内切酶为蛋白质，其中不含碱基，故内切酶与tRNA之间不能通过碱基互补配对相互识别，B错误；
必需氨基酸缺乏会引起tRNA的切割，因此直接影响翻译过程，减少蛋白质的合成，C错误；
四膜虫细胞合成蛋白质时需要非必需氨基酸的参与，D错误。
二、多项选择题
9.(2023·江苏泰州高三模拟)果蝇的昼夜节律与PER蛋白浓度的变化有关。如图表示PER蛋白作用的部分过程。下列相关叙述错误的是
A.PER蛋白可反馈抑制Per基因的转录
B.per mRNA的合成过程在细胞核外发生
C.PER蛋白与TIM蛋白结合后穿过核膜进
入细胞核
D.一个per mRNA分子上可结合多个核糖
体同时进行多条不同肽链的合成
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√
√
√
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14
因为per mRNA存在于细胞核内，因此
其合成只能发生在细胞核内，B错误；
PER蛋白与TIM蛋白结合后穿过核孔进
入细胞核，C错误；
据图可知，在合成蛋白质时，多个核糖
体可以相继结合到per mRNA分子上，形成多聚核糖体，这样可以同时进行多条相同肽链的合成，提高蛋白质的翻译效率，D错误。
10.(2023·江苏南京高三模拟)下图为人体细胞内某基因表达的部分图解，其中a、b、c表示生理过程。下列有关叙述错误的是
A.图示过程发生在垂体细胞内
B.a过程的原料是四种脱氧核苷酸
C.b过程在核糖体上进行，至少涉
及三类RNA
D.c过程发生在内环境中
√
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√
√
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14
图示过程产生的是促甲状腺激素
释放激素，是由下丘脑分泌的，
所以图示过程发生在下丘脑细胞
中，A错误；
a过程表示转录，需要游离的核糖核苷酸作原料，B错误；
b过程表示翻译，场所是核糖体，核糖体由rRNA和蛋白质组成，翻译的过程以mRNA为模板，转运工具是tRNA，所以b过程涉及三类RNA，C正确；
c过程是蛋白质加工的过程，在细胞内完成，D错误。
11.真核生物的基因中含有外显子和内含子。细胞核内刚刚转录而来的RNA为前体mRNA，前体mRNA中的内含子在RNA自身以及其他蛋白复合物的作用下被剪切，形成mRNA运出细胞核。如图为前体mRNA的剪切示意图，下列相关叙述错误的是
A.图中的a、c分别为启动子和终止
子转录部分
B.前体mRNA能与核糖体直接结合
进行翻译过程
C.蛋白质复合物具有识别特定核糖核苷酸序列的功能
D.前体mRNA加工形成mRNA的过程发生在细胞质基质中
√
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√
√
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启动子和终止子为基因上的调控序
列，不能转录出相应的前体mRNA，
A错误；
前体mRNA需要经过加工形成mRNA，
才能与核糖体结合进行翻译过程，B错误；
蛋白质复合物具有识别特定核糖核苷酸序列的功能，进而剪切前体mRNA，C正确；
前体mRNA加工形成mRNA的过程发生在细胞核中，形成的mRNA运出细胞核进入细胞质基质中，D错误。
12.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
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√
√
√
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。
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三、非选择题
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：
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(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”)。
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核仁
RNA聚合酶
启动子
从左向右
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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，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_________________________________________________
_______________。
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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
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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。
(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。
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催化
(4)原核生物核糖体中的蛋白质合成如图2所示：
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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
14.菲尔和梅洛因发现了RNA干扰现象(RNAi)，获得了2006年诺贝尔生理学或医学奖。RNA干扰的机制如下：双链RNA一旦进入细胞内就会被一个称为Dicer的特定的酶切割成21～23个核苷酸长的小分子干涉RNA(SiRNA)。Dicer能特异识别双链RNA，以ATP依赖方式切割由外源导入或者由转基因、病毒感染等各种方式引入的双链RNA，切割产生的SiRNA片段与一系列酶结合组成诱导沉默复合体(RISC)。激活的RISC通过碱基配对结合到与SiRNA同源的mRNA上，并切割该mRNA，造成蛋白质无法合成(如图所示)。请回答下列问题：
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(1)双链RNA分子的基本组成单位是___________，分子中碱基配对的方式是_____________。不同的双链RNA分子的结构不同，主要体现在____________________________等方面。正常情况下真核生物合成RNA需要______________________________等物质从细胞质进入细胞核。
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核糖核苷酸
A－U、G－C
核糖核苷酸的数量和排列顺序
RNA聚合酶、ATP、核糖核苷酸
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(2)RNAi能使相关基因“沉默”，其实质是遗传信息传递中的______过程受阻。通过Dicer切割形成的SiRNA使基因“沉默”的条件是SiRNA上有_________________的碱基序列。
(3)如果将单链RNA注入细胞，______(填“能”或“不能”)引起RNA干扰现象，原因是_________________________________________。
翻译
与mRNA互补配对
不能
Dicer只能识别双链RNA，不能识别单链RNA
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(4)RNAi可用于病毒性疾病的治疗。其过程是：人们通过合成一段针对特定病毒基因的______________，并将之导入该病毒感染的细胞，抑制病毒________________，从而抑制病毒的繁殖。
双链RNA分子
相关基因的表达第4课时 DNA通过RNA指导蛋白质合成
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。
1．RNA的结构与功能
2．遗传信息的转录
源于必修2 P59“图2－3－3”
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。
3．遗传信息的翻译
(1)概念：在细胞中，以mRNA为模板，从一个特定的起始位点开始，按照每三个相邻的核糖核苷酸代表一个氨基酸的原则，依次合成具有一定氨基酸顺序的多肽链的过程叫翻译。
(2)密码子
①概念：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的核糖核苷酸称为一个密码子。
②密码子的种类为64个，有61个密码子负责20种氨基酸的编码，其中碱基序列为AUG的密码子不仅编码甲硫氨酸，而且是真核细胞唯一的起始密码子；另外三个(UAA、UAG、UGA)不编码任何氨基酸，是终止密码子。
源于必修2 P62“图2－3－6”
①tRNA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反密码子的读取方向为由氨基酸连接端开始读取(由长臂端向短臂端读取)。
(3)过程
4．遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系
(1)遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
(2)密码子、tRNA和氨基酸之间的对应关系
①一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。
②每种氨基酸对应一种或几种密码子，可由一种或几种tRNA转运。
5．DNA复制、转录和翻译的区别
项目 复制 转录 翻译
作用 传递遗传信息 表达遗传信息
时间 细胞分裂前的间期 个体生长发育的整个过程
场所 主要在细胞核 主要在细胞核 细胞质的核糖体
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
能量 都需要
酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 多种酶
产物 2个双链DNA分子 一个单链RNA分子 肽链(或蛋白质)
产物去向 传递到2个细胞或子代 通过核孔进入细胞质 组成细胞结构蛋白或功能蛋白
特点 边解旋边复制，半保留复制 边解旋边转录，转录后DNA恢复原状 翻译结束后，mRNA被降解成单体
碱基配对 A—T、T—A、C—G、G—C A—U、T—A、C—G、G—C A—U、U—A、C—G、G—C
6.基因表达过程中碱基数和氨基酸数之间的关系
特别提醒 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。
考向一 遗传信息、密码子、反密码子的分析
1．(2023·江苏无锡市高三调研)次黄嘌呤(I)是一种稀有碱基，常作为反密码子的第1个碱基，可与密码子的第3个碱基A或U或C配对，这种现象称为密码子的摆动性。已知AUC是异亮氨酸的一种密码子。相关叙述正确的是( )
A．决定氨基酸的密码子和携带氨基酸的tRNA种类都是61种
B．密码子的摆动性表现在密码子第1位碱基可与多种碱基配对
C．密码子的摆动性增加了反密码子与密码子识别的灵活性，提高了突变频率
D．含有反密码子GAU和IAU的tRNA，都能携带异亮氨酸进入核糖体合成多肽链
答案 D
解析 由于摆动性的存在，一种携带氨基酸的tRNA可能携带多种氨基酸，所以tRNA的种类应少于61种，A错误；密码子的摆动性表现在反密码子的第1个碱基可与密码子的多种碱基配对，B错误；密码子的摆动性增加了反密码子与密码子识别的灵活性，提高了容错率，但不会提高突变频率，C错误；次黄嘌呤(I)作为反密码子的第1个碱基，可与密码子的第3个碱基C配对，含有反密码子GAU和IAU的tRNA，均能识别异亮氨酸的密码子AUC，都能携带异亮氨酸进入核糖体合成多肽链，D正确。
2．(多选)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β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
答案 AD
解析 蓝细菌属于原核生物，没有由核膜包被的细胞核，B项错误；tRNA一端的三个相邻的核糖核苷酸是反密码子，密码子在mRNA上，C项错误；图中②与③配对的过程是翻译，需要在核糖体上进行，D项正确。
考向二 转录、翻译和复制过程的分析
3．(2023·河北邯郸高三模拟)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。
4．(多选)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。
考向三 转录和翻译中的有关计算
5．一个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(不考虑终止密码子)( )
A．m、(m/3)－1 B．m、(m/3)－2
C．2(m－n)、(m/3)－1 D．2(m－n)、(m/3)－2
答案 D
解析 mRNA分子中有m个碱基，其中G＋C的数目为n个，则A＋U的数目为(m－n)个，故模板DNA中A＋T数目为2(m－n)个。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个。脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数＝(m/3)－2。
6．已知一个由2条肽链组成的蛋白质分子，共有肽键198个，控制翻译该蛋白质分子的mRNA中A和U共占25%，则控制转录该mRNA的DNA分子中，C与G应该共有(不考虑终止密码)( )
A．600个 B．700个
C．800个 D．900个
答案 D
解析 根据由2条肽链组成的蛋白质分子共有肽键198个，可知该蛋白质由200个氨基酸组成，则翻译形成该蛋白质的mRNA分子中含有600个碱基，转录该mRNA的DNA分子含有1 200个碱基。mRNA中A和U共占25%，可知A＋U＝150(个)，则转录形成该mRNA的DNA模板链上T＋A＝150(个)，DNA分子中非模板链上A＋T＝150(个)，整个DNA分子中A＋T＝300(个)，则该DNA分子中C＋G＝1 200－300＝900(个)。
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．(多选)(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。
3．(2021·浙江1月选考，22)下图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某些氨基酸的部分密码子(5′→3′)是：丝氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；异亮氨酸AUC、AUU；精氨酸AGA。下列叙述正确的是( )
A．图中①为亮氨酸
B．图中结构②从右向左移动
C．该过程中没有氢键的形成和断裂
D．该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中
答案 B
解析 图中①对应的密码子为AUU，所以①是异亮氨酸，A错误；核糖体沿mRNA从5′到3′移动进行翻译，所以②从右向左移动，B正确；该过程中tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子之间发生碱基配对，因此会有氢键的形成和断裂，C错误；细胞核中不会发生翻译过程，D错误。
4．(2022·江苏，21)科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防，图中①～④示意4种RNA药物的作用机制。请回答下列问题：
(1)细胞核内RNA转录合成以____________为模板，需要____________的催化。前体mRNA需加工为成熟的mRNA，才能转运到细胞质中发挥作用，说明____________对大分子物质的转运具有选择性。
(2)机制①：有些杜兴氏肌营养不良症患者DMD蛋白基因的51外显子片段中发生____________，提前产生终止密码子，从而不能合成DMD蛋白。为治疗该疾病，将反义RNA药物导入细胞核，使其与51外显子转录产物结合形成____________，DMD前体mRNA剪接时，异常区段被剔除，从而合成有功能的小DMD蛋白，减轻症状。
(3)机制②：有些高胆固醇血症患者的PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解，血液中胆固醇含量偏高。转入与PCSK9 mRNA特异性结合的siRNA，导致PCSK9 mRNA被剪断，从而抑制细胞内的____________合成，治疗高胆固醇血症。
(4)机制③：mRNA药物进入患者细胞内可表达正常的功能蛋白，替代变异蛋白发挥治疗作用。通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，目的是______________________________。
(5)机制④：编码新冠病毒S蛋白的mRNA疫苗，进入人体细胞，在内质网上的核糖体中合成S蛋白，经过________________修饰加工后输送出细胞，可作为____________诱导人体产生特异性免疫反应。
(6)接种了两次新冠病毒灭活疫苗后，若第三次加强接种改为重组新冠病毒疫苗，根据人体特异性免疫反应机制分析，进一步提高免疫力的原因有______________________________。
答案 (1)DNA的一条链 RNA聚合酶 核孔
(2)基因突变 双链RNA (3)PCSK9蛋白
(4)利于mRNA药物进入组织细胞 (5)内质网和高尔基体 抗原 (6)可激发机体的二次免疫过程，能产生更多的抗体和记忆细胞；促进机体产生不同的抗体和记忆细胞
解析 (1)转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程需要RNA聚合酶的催化；mRNA需要加工为成熟mRNA后才能被转移到细胞质中发挥作用，该过程是通过核孔进行的，说明核孔对大分子物质的转运具有选择性。(2)若DMD蛋白基因的51外显子片段中发生基因突变，即发生碱基对的增添、替换或缺失，可能导致mRNA上的碱基发生改变，终止密码子提前出现，从而不能合成DMD蛋白而引发杜兴氏肌营养不良；为治疗该疾病，将反义RNA药物导入细胞核，使其与51外显子转录产物结合形成双链RNA，DMD前体mRNA剪接时，异常区段被剔除，从而合成有功能的小DMD蛋白，减轻症状。(3)高胆固醇是由于胆固醇含量过高引起的，转入与PCSK9 mRNA特异性结合的siRNA，导致PCSK9 mRNA不能发挥作用，即不能作为模板翻译出PCSK9蛋白，低密度脂蛋白的内吞受体降解减慢，从而使血液中胆固醇含量正常。(4)通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，脂质体与细胞质膜的基本结构类似，利于mRNA药物进入组织细胞。(5)新冠病毒的S蛋白属于膜上的蛋白，膜上的蛋白质在核糖体合成后，还需要经过内质网和高尔基体的修饰加工后输送出细胞；疫苗相当于抗原，可诱导人体产生特异性免疫反应。
一、易错辨析
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．RNA有传递遗传信息、催化反应和转运物质等功能( √ )
3．mRNA上的GCA在人细胞中和小麦细胞中决定的是同一种氨基酸( √ )
4．一个DNA只能控制合成一种蛋白质( × )
5．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( × )
二、填空默写
1．(必修2 P59)RNA有三种，它们分别是mRNA、tRNA和rRNA；真核细胞中核仁受损会影响rRNA的合成，进而影响核糖体(细胞器)的形成。
2．基因的表达包括转录和翻译过程；细胞分化是基因选择性表达的结果。
3．(必修2 P61)mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的核糖核苷酸，叫作1个密码子。
4．(必修2 P62)tRNA的种类很多，但是，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。tRNA分子比mRNA小得多，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基。每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子。
5．转录的场所：细胞核(主)、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。
6．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。
课时精练
一、单项选择题
1．真核细胞的DNA聚合酶和RNA聚合酶有很多相似之处。下列叙述正确的是( )
A．两者都只在细胞核内催化反应
B．两者都以脱氧核苷酸为底物
C．两者都以单链DNA为模板
D．两者都能催化氢键断裂
答案 C
解析 两者除在细胞核内催化反应之外，还会在线粒体和叶绿体中起作用，A错误；DNA复制以脱氧核苷酸为底物，而转录以核糖核苷酸为底物，B错误；DNA聚合酶不能催化氢键断裂，而RNA聚合酶能催化氢键断裂，D错误。
2．(2023·江苏宿迁高三模拟)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。
3．生物体结构与功能相统一的观点，既体现在细胞等生命系统水平上，也体现在分子水平上。下列相关叙述错误的是( )
A．一个DNA上有多个复制起点，有利于细胞快速复制DNA
B．一个mRNA上结合多个核糖体，有利于细胞快速合成多种蛋白质
C．一种氨基酸对应多种密码子，有利于保证细胞翻译的速度
D．双链DNA分子中GC含量增多，有利于增强其热稳定性
答案 B
解析 一个mRNA上结合多个核糖体，有利于细胞快速合成相同的蛋白质，提高了翻译的效率，B错误。
4．四氯化碳中毒时，会使得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，下列叙述正确的是( )
A．一个核糖体上同时结合多个mRNA可提高翻译的效率
B．图中mRNA在核糖体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．四氯化碳中毒会导致蛋白质无法进入内质网加工
答案 D
5．(2023·江苏徐州高三质检)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．新冠病毒为RNA病毒，包膜上的S蛋白能与人体细胞表面的ACE2受体特异性结合，从而使病毒的RNA进入细胞。新冠病毒的RNA进入细胞后可直接作为模板进行翻译。下图为新冠病毒RNA的部分序列(其中包含S蛋白基因的起始部分)和S蛋白的起始氨基酸序列，AUG既是起始密码子也编码甲硫氨酸。下列说法正确的是( )
A．S蛋白的氨基酸数与S蛋白基因的核苷酸数目之比为1∶6
B．图中箭头所指的碱基A突变为G不影响S蛋白的结构
C．新冠病毒的RNA在核糖体上从左向右移动进行翻译
D．由S蛋白制备的疫苗可与病毒的S蛋白结合，抑制病毒侵染
答案 B
解析 图中箭头所指的碱基A突变为G，密码子由原来的UUA变成了UUG，不改变氨基酸的编码顺序，同时UUA和UUG都编码同一种氨基酸，即亮氨酸，因此不影响S蛋白的结构，B正确；在翻译过程中，是核糖体沿着mRNA移动，C错误；由S蛋白制备的疫苗注射机体后产生的特异性抗体可与病毒的S蛋白结合，抑制病毒侵染，而不是S蛋白制备的疫苗直接与病毒的S蛋白结合，D错误。
7．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。如图表示SARS病毒的增殖过程，相关叙述正确的是( )
A．过程①所需的嘌呤比例与过程②所需的嘌呤比例相同
B．过程③所需的模板、原料、核糖体均由宿主细胞提供
C．单链－RNA在SARS病毒的生命活动过程中必不可少
D．参与①②过程的酶是RNA聚合酶，作用于磷酸二酯键
答案 D
解析 过程①的模板为＋RNA，过程②的模板为－RNA，＋RNA与－RNA的碱基互补，可知＋RNA中的A＋G与－RNA中的T＋C相等，＋RNA中的T＋C与－RNA中的A＋G相等，但＋RNA中的A＋G与T＋C不一定相等，故过程①与过程②中所需的嘌呤比例不一定相同，A错误；过程③中，模板由SARS病毒提供，原料与核糖体由宿主细胞提供，B错误；由题意可知，＋RNA在SARS病毒生命活动中必不可缺，－RNA为＋RNA复制过程中的中间产物，C错误；过程①②为RNA复制，需要RNA聚合酶，用于连接核糖核苷酸之间的磷酸二酯键，D正确。
8．科学家发现，当四膜虫缺乏必需氨基酸时，tRNA会被细胞内某些蛋白类内切酶切割成若干个片段，从而影响蛋白质的合成，而非必需氨基酸缺乏时，不会引起tRNA的切割。下列说法正确的是( )
A．内切酶破坏tRNA中的磷酸二酯键将其切割成若干片段
B．内切酶与tRNA之间可能通过碱基互补配对相互识别
C．缺乏必需氨基酸会直接影响转录过程，减少蛋白质的合成
D．四膜虫细胞合成蛋白质时不需要非必需氨基酸的参与
答案 A
解析 根据题文，内切酶能将tRNA切割成若干片段，推测其破坏的是tRNA中核苷酸之间的磷酸二酯键，A正确；当四膜虫缺乏必需氨基酸时，tRNA会被细胞内某些蛋白类内切酶切割成若干个片段，不缺乏时，不会切割，说明内切酶和tRNA之间能相互识别，但内切酶为蛋白质，其中不含碱基，故内切酶与tRNA之间不能通过碱基互补配对相互识别，B错误；必需氨基酸缺乏会引起tRNA的切割，因此直接影响翻译过程，减少蛋白质的合成，C错误；四膜虫细胞合成蛋白质时需要非必需氨基酸的参与，D错误。
二、多项选择题
9．(2023·江苏泰州高三模拟)果蝇的昼夜节律与PER蛋白浓度的变化有关。如图表示PER蛋白作用的部分过程。下列相关叙述错误的是( )
A．PER蛋白可反馈抑制Per基因的转录
B．per mRNA的合成过程在细胞核外发生
C．PER蛋白与TIM蛋白结合后穿过核膜进入细胞核
D．一个per mRNA分子上可结合多个核糖体同时进行多条不同肽链的合成
答案 BCD
解析 因为per mRNA存在于细胞核内，因此其合成只能发生在细胞核内，B错误；PER蛋白与TIM蛋白结合后穿过核孔进入细胞核，C错误；据图可知，在合成蛋白质时，多个核糖体可以相继结合到per mRNA分子上，形成多聚核糖体，这样可以同时进行多条相同肽链的合成，提高蛋白质的翻译效率，D错误。
10．(2023·江苏南京高三模拟)下图为人体细胞内某基因表达的部分图解，其中a、b、c表示生理过程。下列有关叙述错误的是( )
A．图示过程发生在垂体细胞内
B．a过程的原料是四种脱氧核苷酸
C．b过程在核糖体上进行，至少涉及三类RNA
D．c过程发生在内环境中
答案 ABD
解析 图示过程产生的是促甲状腺激素释放激素，是由下丘脑分泌的，所以图示过程发生在下丘脑细胞中，A错误；a过程表示转录，需要游离的核糖核苷酸作原料，B错误；b过程表示翻译，场所是核糖体，核糖体由rRNA和蛋白质组成，翻译的过程以mRNA为模板，转运工具是tRNA，所以b过程涉及三类RNA，C正确；c过程是蛋白质加工的过程，在细胞内完成，D错误。
11．真核生物的基因中含有外显子和内含子。细胞核内刚刚转录而来的RNA为前体mRNA，前体mRNA中的内含子在RNA自身以及其他蛋白复合物的作用下被剪切，形成mRNA运出细胞核。如图为前体mRNA的剪切示意图，下列相关叙述错误的是( )
A．图中的a、c分别为启动子和终止子转录部分
B．前体mRNA能与核糖体直接结合进行翻译过程
C．蛋白质复合物具有识别特定核糖核苷酸序列的功能
D．前体mRNA加工形成mRNA的过程发生在细胞质基质中
答案 ABD
解析 启动子和终止子为基因上的调控序列，不能转录出相应的前体mRNA，A错误；前体mRNA需要经过加工形成mRNA，才能与核糖体结合进行翻译过程，B错误；蛋白质复合物具有识别特定核糖核苷酸序列的功能，进而剪切前体mRNA，C正确；前体mRNA加工形成mRNA的过程发生在细胞核中，形成的mRNA运出细胞核进入细胞质基质中，D错误。
12．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
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。
14．菲尔和梅洛因发现了RNA干扰现象(RNAi)，获得了2006年诺贝尔生理学或医学奖。RNA干扰的机制如下：双链RNA一旦进入细胞内就会被一个称为Dicer的特定的酶切割成21～23个核苷酸长的小分子干涉RNA(SiRNA)。Dicer能特异识别双链RNA，以ATP依赖方式切割由外源导入或者由转基因、病毒感染等各种方式引入的双链RNA，切割产生的SiRNA片段与一系列酶结合组成诱导沉默复合体(RISC)。激活的RISC通过碱基配对结合到与SiRNA同源的mRNA上，并切割该mRNA，造成蛋白质无法合成(如图所示)。请回答下列问题：
(1)双链RNA分子的基本组成单位是________________，分子中碱基配对的方式是________________。不同的双链RNA分子的结构不同，主要体现在______________________等方面。正常情况下真核生物合成RNA需要________________________________________等物质从细胞质进入细胞核。
(2)RNAi能使相关基因“沉默”，其实质是遗传信息传递中的________过程受阻。通过Dicer切割形成的SiRNA使基因“沉默”的条件是SiRNA上有____________________的碱基序列。
(3)如果将单链RNA注入细胞，__________(填“能”或“不能”)引起RNA干扰现象，原因是________________________________________________________。
(4)RNAi可用于病毒性疾病的治疗。其过程是：人们通过合成一段针对特定病毒基因的___________________，并将之导入该病毒感染的细胞，抑制病毒________________________，从而抑制病毒的繁殖。
答案 (1)核糖核苷酸 A－U、G－C 核糖核苷酸的数量和排列顺序 RNA聚合酶、ATP、核糖核苷酸 (2)翻译 与mRNA互补配对 (3)不能 Dicer只能识别双链RNA，不能识别单链RNA (4)双链RNA分子 相关基因的表达
