第2章 第2节
基 础 题 组
1．根据基因与染色体的相应关系，非等位基因的概念可叙述为( )
A．染色体不同位置上的不同基因
B．同源染色体上不同位置的基因
C．非同源染色体上的不同基因
D．同源染色体相同位置上的基因
2．决定果蝇眼色的基因位于X染色体上，其中W基因控制红色，w基因控制白色。一只红眼雌果蝇与一只红眼雄果蝇杂交，其后代中不可能出现的是( )
A．红眼雄果蝇 B．白眼雄果蝇
C．红眼雌果蝇 D．白眼雌果蝇
3．已知果蝇的体细胞内有4对同源染色体，根据萨顿的假说，下列关于该动物减数分裂产生配子的说法正确的是( )
A．果蝇的精子中含有成对的基因
B．果蝇的体细胞中只含有一个基因
C．果蝇的4对同源染色体上含有的基因可以同时来自父方，也可以同时来自母方
D．在体细胞中，基因是成对存在的，在配子中只有成对的基因中的一个
4．根据下图，不遵循基因自由组合定律的是( )
5．下列关于基因与染色体关系的说法，正确的是( )
A．萨顿运用假说—演绎法，确定了基因位于染色体上
B．沃森和克里克发现了基因和染色体行为存在明显的平行关系
C．摩尔根运用推理的方法，证实基因位于染色体上
D．摩尔根绘制出了果蝇各种基因在染色体上的相对位置图，说明基因在染色体上呈线性排列
6．下图表示孟德尔一对相对性状的杂交实验(图中染色体上的横线表示基因的位置)，图示不能说明( )
A．染色体是基因的主要载体
B．基因是由染色体携带着从亲代传递给子代
C．基因在杂交过程中保持完整性和独立性
D．减数分裂过程中，等位基因会随着同源染色体的分开而分离
7．果蝇是常用的遗传学研究的实验材料，如图左侧为果蝇体细胞内染色体组成示意图，右侧是X、Y染色体放大图，请据图回答下列问题：
(1)此图所示果蝇的性别是___，该细胞中有___对同源染色体，美国生物学家摩尔根以果蝇为实验材料，运用___法(研究方法)，将白眼基因与图中___染色体联系起来，证明了基因位于染色体上。
(2)若一对等位基因(A、a)位于1、2号染色体上，则这个群体中关于该等位基因有_3__种基因型；若一对等位基因位于X、Y染色体的同源区段Ⅱ上，则这个群体中雄性个体关于该等位基因有___种基因型。
(3)若B、b仅位于X染色体上，分别控制果蝇眼睛的红色和白色，A、a分别控制果蝇翅的长翅和短翅，则短翅白眼雄果蝇的基因型是___，其减数分裂产生的配子是___，在产生配子时，遵循的遗传规律是___。
能 力 提 升
1．红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，子代雌、雄果蝇都表现红眼，这些雌、雄果蝇交配产生的后代中，红眼雄果蝇占1/4，白眼雄果蝇占1/4，红眼雌果蝇占1/2。下列叙述错误的是( )
A．红眼对白眼是显性
B．眼色遗传符合分离定律
C．眼色和性别表现自由组合
D．控制红眼和白眼的基因位于X染色体上
2.果蝇某一条染色体上几个基因所在的位置如图所示。据图分析，下列叙述正确的是( )
A．染色体就是由多个线性排列的基因组成的
B．朱红眼基因和深红眼基因是一对等位基因
C．截翅基因与短硬毛基因遵循自由组合定律
D．产生配子时黄身基因与棒眼基因可能分离
3．(2023·山东潍坊高一阶段检测)已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状(红眼W、白眼w)，且雌雄果蝇均有红眼和白眼类型。现有若干红眼和白眼的雌雄果蝇，选红眼雄果蝇与白眼雌果蝇杂交，某实验小组欲用一次交配实验证明这对基因位于何种染色体上。下列相关叙述不正确的是( )
A．若子代中雌果蝇全部为红眼，雄果蝇全部为白眼，则这对基因位于X染色体上
B．若子代中雌雄果蝇全部为红眼，则这对基因位于常染色体或X、Y染色体的同源区段上
C．若子代中雌雄果蝇均既有红眼又有白眼，则这对基因可能位于常染色体上
D．这对基因也有可能只位于Y染色体上
4．研究发现，某昆虫有两种性别：性染色体组成为XX的是雌雄同体，XO(缺少Y染色体)为雄体。下列推断正确的是( )
A．雌雄同体与雄体交配产生的后代均为雌雄同体
B．该雄体是染色体不正常分离的结果
C．XO个体只产生雄配子，且雄配子的染色体数目相同
D．不可以通过显微镜观察染色体组成来判断该昆虫的性别
5．某XY型的雌雄异株植物，其叶形有阔叶和窄叶两种类型，由一对等位基因控制，用纯种品系进行杂交，实验如下。根据以下实验，下列分析错误的是( )
实验1：阔叶♀×窄叶→50%阔叶♀、50%阔叶
实验2：窄叶♀×阔叶→50%阔叶♀、50%窄叶
A．仅根据实验2无法判断两种叶形的显隐性关系
B．实验2结果说明控制叶形的基因在X染色体上
C．实验1、2子代中的雌性植株基因型相同
D．实验1子代雌、雄植株杂交的后代不出现雌性窄叶植株
6．某动物细胞中位于常染色体上的基因A、B、C分别对a、b、c为显性。用两个纯合个体杂交得F1，F1测交结果为aabbcc∶AaBbCc∶aaBbcc∶AabbCc＝1∶1∶1∶1。则F1体细胞中三对基因在染色体上的位置是( )
7．摩尔根偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇。于是摩尔根用这只白眼雄果蝇与群体中的红眼雌果蝇交配，结果F1全为红眼。然后他让F1雌雄果蝇相互交配，F2中雌果蝇全为红眼，雄果蝇既有红眼，又有白眼，且雄性红眼∶雄性白眼＝1∶1。摩尔根等人提出了控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上的假设(假设1)对上述实验现象进行解释，并设计了测交实验对上述假设进行了进一步的验证。但现在有的同学对摩尔根等人的结论提出质疑，他们根据果蝇X、Y染色体结构特点和摩尔根的实验现象，提出控制果蝇该眼色遗传的基因还可以位于X、Y染色体的同源区段的假设(假设2)。在上述实验的基础上，请设计一个实验方案来探究两种假设是否成立。请简要写出实验思路，并完善实验结果和结论(可从上述的所有果蝇中选择合适的实验材料)。
(1)实验思路：___。
(2)预测结果与结论：
如果子代___，则假设1成立；
如果子代___，则假设2成立。
第4章 第1节
基 础 题 组
1．(2023·山东泰安肥城市高一期中)下图表示细胞内蛋白质合成部分示意图，下列有关说法正确的是( D )
A．图中f表示核糖体，含有蛋白质及DNA
B．b、c、d、e这四个多肽的氨基酸的种类、数目及排列顺序都是不同的
C．原核生物进行该过程越旺盛，核仁就越大
D．图中所表示的翻译过程是从右向左进行的
解析： 图中f表示核糖体，其主要成分是蛋白质和RNA，A错误；控制b、c、d、e这四个蛋白质分子合成的模板相同，因此它们所含氨基酸的种类、数目、排列顺序都是相同的，B错误；原核生物没有核仁，但也能进行上述过程，C错误；根据肽链的长度可知，翻译过程是从右向左进行的，D正确。故选D。
2．(2023·河北石家庄二中联考)关于转录和翻译的叙述，正确的是( B )
A．RNA聚合酶能与信使RNA的特定位点结合，催化转录
B．不同密码子可能编码同一种氨基酸，同一种氨基酸可能被不同的tRNA转运
C．真核细胞的转录主要在细胞核内进行，翻译主要在细胞质基质中进行
D．转录时的碱基互补配对类型有4种，翻译时有3种
解析： RNA聚合酶能与DNA上的特定部位结合，催化转录过程，而不是与mRNA的特定位点结合，A错误；密码子具有简并性，即不同密码子能编码同种氨基酸，同一种氨基酸可能被不同的tRNA转运，B正确；真核生物的转录主要在细胞核内进行，翻译在细胞质的核糖体上进行，C错误；转录时的碱基互补配对类型有3种(A—U、T—A、C—G)，翻译时有2种(A—U、C—G)，D错误。故选B。
3．(2023·山东济宁任城区高一期中)下图甲是真核生物细胞某生理过程示意图，乙图是甲图的局部放大，有关说法错误的是( D )
A．甲图中③是RNA聚合酶
B．乙图中共有8种核苷酸组成
C．图中所示过程发生的场所主要在细胞核
D．②中含有的密码子共有61种
解析： 甲图表示以DNA的一条链为模板合成RNA的转录过程，主要发生在细胞核中；图中②是mRNA，其上控制一个氨基酸的三个相邻的碱基称为一个密码子，共有64种；③是RNA聚合酶；乙图上面的一条链是DNA模板链，由4种脱氧核苷酸组成，下面的一条链是转录合成的RNA链，由4种核糖核苷酸组成，所以乙图中共有8种核苷酸组成。故选D。
4．(2023·江苏徐州高一期中)HIV是一种含有逆转录酶的RNA病毒，下图表示HIV入侵人体淋巴细胞后遗传信息传递过程。下列相关叙述正确的是( D )
A．①过程需要淋巴细胞提供核糖核苷酸
B．②③过程都需要解旋酶
C．④过程发生在HIV的核糖体上
D．碱基互补配对保证遗传信息准确传递
解析： ①为逆转录过程，该过程需要淋巴细胞提供脱氧核苷酸，A错误；②DNA分子复制过程需要解旋酶，③转录过程不需要解旋酶，B错误；④为翻译过程，该过程发生在淋巴细胞的核糖体上，C错误；碱基互补配对保证遗传信息准确传递，D正确。故选D。
5．如图为真核细胞中某生理过程示意图，下列与该过程有关的说法正确的是( D )
A．图示过程在内质网、线粒体和叶绿体中都能够进行
B．转运肽链起始端氨基酸的tRNA中含有起始密码子
C．转运肽链最末端氨基酸的tRNA能识别终止密码子
D．一条mRNA可以结合多个核糖体同时合成多条肽链
解析： 题图所示过程为翻译过程，场所为核糖体，在线粒体和叶绿体中含有少量核糖体，而在内质网中不含有核糖体，A错误；密码子是指mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基，而在转运肽链起始端氨基酸的tRNA中含有的是识别起始密码子的反密码子，B错误；终止密码子一般不决定氨基酸，因此一般没有反密码子与之对应，C错误；一条mRNA可以结合多个核糖体同时合成多条肽链，这样可以使少量的mRNA短时间内合成大量相同的蛋白质，D正确。
6．真核生物中，基因、遗传信息、密码子和反密码子分别是指( B )
①蛋白质中氨基酸的排列顺序
②核苷酸的排列顺序
③DNA上决定氨基酸的3个相邻的碱基
④转运RNA上识别密码子的3个相邻的碱基
⑤信使RNA上决定氨基酸的3个相邻的碱基
⑥通常是有遗传效应的DNA片段
A．⑤①④③ B．⑥②⑤④
C．⑥⑤①② D．②⑥③④
解析： 真核生物中，基因通常是有遗传效应的DNA片段；遗传信息是核苷酸的排列顺序；密码子是位于mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基；反密码子是转运RNA上识别密码子的3个相邻的碱基。综上所述，B正确。
7．(2023·河北石家庄二中联考)下图为真核细胞中RNA参与蛋白质合成的翻译过程示意图。回答下列问题。
(1)在翻译过程中，①上的_反密码子__与③上的_密码子__可以识别并配对。
(2)根据给出的密码子判断，图中①所携带的氨基酸为_脯氨酸__。该过程中合成的多肽链共有_8__个肽键。
(3)很多多肽链合成时第一个氨基酸是甲硫氨酸，然而细胞中大部分蛋白质的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸，这是因为很多多肽链要在_内质网和高尔基体__(细胞器)处进行加工、修饰。
(4)若以③为模板合成一条多肽链需要的时间是1 s，但在2 s内③却指导合成了数条同种多肽链，可能的原因是_一个③可以相继结合多个核糖体，同时进行多条相同多肽链的合成__。
解析：(1)在翻译过程中，①转运上的反密码子与③信使上的密码子可以识别并配对，从而实现相应氨基酸的定位。(2)图中①上的反密码子是GGC，其对应的密码子是CCG，编码的是脯氨酸，即图中①所携带的氨基酸为脯氨酸；该过程中核糖体沿着mRNA向右移动，根据起始密码子和终止密码子(不编码氨基酸)可知，合成的多肽链中有9个氨基酸，多肽链中含9－1＝8个肽键。(3)很多多肽链合成时第一个氨基酸都是甲硫氨酸，但多肽链合成后要在内质网和高尔基体处进行加工、修饰，因此细胞中大部分蛋白质的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸。(4)若以③为模板合成一条多肽链需要的时间是1 s，但在2 s内③却指导合成了数条同种多肽链，原因是一个③可以相继结合多个核糖体，进行多条相同多肽链的合成过程。
能 力 提 升
1．(2023·河北唐山市高一期末)下图表示细胞内有关遗传信息的流动过程，其中1、2、3分别代表相关过程。相关叙述正确的是( C )
A．过程2形成的各种RNA所含碱基数目相同
B．过程3显示核糖体在mRNA上由右向左移动
C．图示每个核糖体将合成氨基酸序列相同的多肽
D．某种tRNA可能转运多种氨基酸
解析： 图中2表示转录过程，转录过程形成的各种RNA所含的碱基数目未必相同，A错误；图中3过程表示翻译过程，较长的肽链先合成，根据核糖体上多肽链的长短可知，核糖体移动方向为由左向右，B错误；图中4个核糖体以同一条mRNA为模板合成多肽链的，因此，图示每个核糖体合成的多肽中氨基酸序列相同，C正确；一种tRNA只能转运一种特定的氨基酸，但不同的tRNA可能转运同一种氨基酸，D错误。故选C。
2．(2022·江苏徐州高一期中)某蛋白质的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。下列有关叙述中正确的是( C )
A．该蛋白质的肽键数为m＋n－1个
B．编码该蛋白质合成的mRNA至少有3(m＋n)个密码子
C．控制该蛋白质合成的DNA上至少有6(m＋n)个碱基
D．基因的两条DNA单链分别编码该蛋白质的两条肽链
解析： 肽键数＝氨基酸数－肽链数，该蛋白质中有m＋n个氨基酸，则该蛋白质的肽键数为m＋n－2 个，A错误；一个密码子可编码一个氨基酸，该蛋白质中有m＋n个氨基酸，故编码该蛋白质的RNA中至少含有的密码子为m＋n个，B错误；DNA(或基因)中碱基数∶mRNA上碱基数∶氨基酸个数＝6∶3∶1，蛋白质中有m＋n个氨基酸，则控制该蛋白质合成的DNA中至少有碱基数是6(m＋n)，C正确；基因的两条DNA单链中只有一条能作为模板转录形成mRNA，再以mRNA为模板翻译形成蛋白质，A、B两条肽链是由基因的不同区段来编码的，不是两条DNA单链分别编码的，D错误。故选C。
3．(2022·山东菏泽市高一期中)下列关于基因的表达和中心法则的叙述，错误的是( C )
A．翻译过程中需要mRNA、tRNA、rRNA三种RNA共同参与
B．原核基因表达时转录和翻译在时间和空间上可以不分开
C．病毒中存在的RNA复制或逆转录过程，不符合信息流动的中心法则，是特例
D．转录时，遗传信息由DNA流向RNA；翻译时，遗传信息由RNA流向蛋白质
解析： 翻译过程中需要tRNA运载氨基酸、mRNA作模板、rRNA组成核糖体，三者都有参与，A正确；原核基因可以边转录边翻译，在时间和空间上没有分开，B正确；病毒的信息流动也符合中心法则，C错误；转录时，遗传信息由DNA流向RNA，翻译时，遗传信息由RNA流向蛋白质，D正确。故选C。
4．如图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是( C )
A．原核细胞转录和翻译在时空上完全分开
B．转录方向为从左到右
C．转录尚未结束，翻译即已开始
D．一个DNA只能转录一条RNA，但可表达出多条多肽链
解析： 原核细胞由于没有核膜的阻断，所以可以边转录边翻译，转录翻译同时进行，A错误，C正确；根据mRNA的长度可判断转录方向为从右到左，B错误；一个DNA能转录产生多条RNA，也可表达出多条多肽链，D错误。
5．(2023·山东临淄高一期末)真核生物的核基因刚刚转录而来的RNA为前体mRNA，前体mRNA中的部分片段在某种核酸蛋白质复合物的作用下被剪接，形成mRNA后运出细胞核并进一步指导蛋白质的合成。前体mRNA的剪接过程如图所示，下列相关叙述错误的是( D )
A．图中的前体mRNA由核基因转录出来后需加工才能起作用
B．加工后得到的mRNA可以与多个核糖体结合，同时合成多条相同的多肽链
C．核酸蛋白质复合物对前体RNA剪切的场所是细胞核
D．核酸蛋白质复合物相当于某种酶，能特异性的识别特定的脱氧核苷酸序列
解析： 核酸蛋白质复合物相当于某种酶，能够剪切前体mRNA，所以核酸蛋白质复合物能特异性的识别特定的核糖核苷酸序列，D错误。
6．某DNA分子共有1 200个碱基对，其中A＋T占46%，其中一条链中G和T分别占22%和28%，则由该链转录的mRNA中G所占比例和其翻译产物中含氨基酸的数目最多分别是( A )
A．32%、400 B．32%、200
C．18%、200 D．22%、400
解析： 已知DNA分子中A＋T占整个DNA分子碱基总数的46%，根据碱基互补配对原则和题干信息，该链中C占32%，则由该链转录形成的mRNA中G的比例最多为32%。该DNA分子共有1 200个碱基对，则翻译产物中含氨基酸的数目最多为1 200÷3＝400(个)。
7．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。请回答有关问题：
(1)①过程发生的时期是_细胞分裂前的间期__。
可发生在细胞核中的过程有_①②__(填序号)。
(2)若②过程的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30%、20%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为 25% 。
(3)③过程中Y是某种tRNA，它是由_多个__(填“三个”或“多个”)核糖核苷酸组成的，其上的CAA称为_反密码子__，一般情况下，一种Y可以转运_一__种氨基酸。若合成该蛋白质的基因含有600个碱基对，则该蛋白质最多由_200__个氨基酸组成(不考虑终止密码子)。
(4)人体内成熟红细胞、胚胎干细胞、口腔上皮细胞中，能同时发生上述三个过程的细胞是_胚胎干细胞__。
(5)假若转录形成α链的基因中有一个碱基对发生了替换，导致该基因编码的肽链中氨基酸数目减少，其原因可能是基因中碱基的替换导致_终止密码子提前出现，翻译提前终止__。
解析：(1)图中①过程表示人体细胞中的DNA分子的复制，发生时期为细胞分裂前的间期。②表示转录过程，③表示翻译过程，可发生在细胞核中的过程有①②。(2)α链中G＋U＝54%，G＝30%，则U＝24%，即α链的模板链对应区段中A＝24%。同时可推得其模板链对应区段中A＋C＝54%，又知模板链对应区段中G＝20%，则T＝1－54%－20%＝26%，即DNA的另一条链对应区段中A＝26%，则整个DNA区段中A＝(24%＋26%)/2＝25%。(3)tRNA由多个核糖核苷酸组成，其上的CAA称为反密码子，一种Y只能转运一种特定的氨基酸。由于mRNA上三个相邻的碱基编码一个氨基酸，不考虑终止密码子，则该蛋白质最多由600/3＝200(个)氨基酸组成。(4)人体内成熟红细胞无细胞核，①、②、③过程均不可进行，口腔上皮细胞为高度分化的细胞，不能进行①过程，胚胎干细胞为能够增殖的细胞，可同时发生上述三个过程。(5)若转录形成α链的基因中有一个碱基对发生了替换，可能会使对应的mRNA中密码子变为一个终止密码子，进而导致翻译终止，最终使肽链中氨基酸数目减少。(共72张PPT)
第4章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成。
1．从化学组成、结构、分布、功能等方面，概括说明DNA和RNA分子的异同。(科学思维)
2．结合图示图解，概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成。(科学思维、生命观念)
3．从存在位置、作用等方面，概括说明遗传信息、密码子、反密码子的区别。(科学思维)
课堂达标 巩固训练
指点迷津 拨云见日
基础知识 双基夯实
一、遗传信息的转录
核糖核苷酸
A
鸟嘌呤
胞嘧啶
尿嘧啶
单链
短
mRNA、tRNA和rRNA
2．遗传信息的转录：
细胞核
DNA的一条链
核糖核苷酸
RNA
(2)过程
活|学|巧|练
1．核糖核酸是组成RNA的基本单位，一共有4种。( )
2．RNA是某些病毒的遗传物质。( )
3．RNA一般是单链，所以所有的RNA都不含有氢键。( )
4．转录只发生在细胞核内。( )
5．遗传信息转录的产物只有mRNA。( )
6．转录以DNA的两条链作为模板，以4种核糖核苷酸为原料。( )
×
√
×
×
×
×
合|作|探|究
1．如下所示为一段DNA分子，如果以β 链为模板进行转录，试回答下列问题：
DNAα 链：……ATGATAGGGAAAC……
β 链：……TACTATCCCTTTG……
(1)写出对应的mRNA的碱基序列。
(2)转录成的RNA的碱基序列与DNA的另一条链的碱基序列相比有哪些异同？
提示：(1)……AUGAUAGGGAAAC……
(2)相同点：a.碱基数目相等；b.都含有A、G、C 3 种碱基。不同点：RNA中含有U 碱基，DNA中含有T 碱基。
2．图甲表示的是转录过程，图乙表示的是DNA复制过程，请结合下列有关图解，回答相关问题。
(1)DNA的遗传信息通过哪种方式遗传给子代DNA？是通过哪种方式传递给mRNA的？
(2)图示两过程有何相同之处？碱基互补配对原则对遗传信息的传递有什么意义？
(3)图示两过程有何不同之处？
提示：(1)DNA的遗传信息通过DNA复制(乙方式)遗传给子代DNA。DNA的遗传信息通过转录(甲方式)传递给mRNA。
(2)转录与复制都需要模板、原料、酶等，都遵循碱基互补配对原则，在真核细胞中主要发生在细胞核内。碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性。
(3)①DNA复制中A 与T 配对，转录中会有A 与U 配对。②DNA复制时，一个DNA分子完整复制，以DNA两条链为模板，形成两个DNA分子；转录是以基因为单位进行的，在DNA分子中，只有处于表达状态的片段(基因)才会被转录，且以DNA的一条链为模板转录形成一条单链RNA。
归|纳|提|升
1．DNA与RNA的比较
核酸种类 比较项目 DNA RNA
化学组成 基本单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸
碱基 A、G、C、T A、G、C、U
五碳糖 脱氧核糖 核糖
无机酸 磷酸 磷酸
空间结构 规则的双螺旋结构 通常呈单链结构
核酸种类 比较项目 DNA RNA
分类 通常只有一类 分mRNA、tRNA、rRNA三类
功能 主要的遗传物质，储存和传递遗传信息 是某些RNA病毒的遗传物质；mRNA指导蛋白质的合成；tRNA识别并转运氨基酸；rRNA是核糖体的组成成分；少数RNA有催化作用
存在(真核生物) 主要存在于细胞核中的染色体上 主要存在于细胞质中
2．三种RNA的比较
mRNA tRNA rRNA
分布部位 常与核糖体结合 细胞质中 与蛋白质结合形成核糖体
结构
功能 翻译时作模板 翻译时作搬运氨基酸的工具 参与核糖体的组成
联系 ①组成相同：4种核糖核苷酸； ②来源相同：都经转录产生； ③功能协同：都与翻译有关 3．RNA适于作为DNA信使的原因
(1)RNA的基本组成单位是核苷酸，含有4种碱基，可以储存遗传信息。
(2)RNA一般是单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核进入细胞质。
(3)组成RNA的碱基也严格遵循碱基互补配对原则。
[特别提醒] (1)转录的基本单位是基因，而不是整个DNA。
(2)在真核细胞内，转录出来的RNA需经过加工才具有生物活性。
4．转录与DNA分子复制的区别
复制 转录
时间 有丝分裂前的间期和减数分裂Ⅰ前的间期 生长发育过程中
场所 主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体 原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸
模板 DNA的两条链 DNA中的一条链
条件 特定的酶和ATP 复制 转录
过程 DNA解旋，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)，进入细胞质与核糖体结合
模板去向 分别进入两个子代DNA分子中 模板链与非模板链重新组成双螺旋结构
特点 边解旋边复制，半保留复制 边解旋边转录，DNA双链全保留
产物 两个双链DNA分子 mRNA、tRNA、rRNA
意义 复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代 传递遗传信息，为翻译做准备
如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法正确的是( )
A．①链的碱基A与②链的碱基T互补配对
B．②是以4种核糖核苷酸为原料合成的
C．如果③表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶
D．转录完成后，②需要通过两层生物膜才能与核糖体结合
典例1
B
解析： 图中①链为模板链，②链为RNA，①链中的碱基A与②链中的碱基U互补配对；③表示RNA聚合酶；转录完成后，②通过核孔进入细胞质，穿过0层膜。
对于下列图解，正确的说法有( )
①表示DNA复制过程
②表示转录过程
③共有5种碱基
④共有8种核苷酸
⑤共有5种核苷酸
⑥A 均代表同一种核苷酸
A．①②③ B．④⑤⑥
C．②③④ D．①③⑤
变式训练
C
解析： 由图可知，此过程是遗传信息的转录过程，整个过程涉及5种碱基——A、T、G、C、U，但由于组成DNA链的是4种脱氧核苷酸，组成RNA链的是4种核糖核苷酸，因此图解中共有8种核苷酸，C正确。
基础知识 双基夯实
1．密码子和反密码子的比较
二、遗传信息的翻译
项目 位置 实质 种类
密码子 ________ 决定氨基酸的_______相邻的碱基 共有_______种，决定氨基酸的有_______(特殊情况62种)种
反密 码子 ________ 与_________上的密码子互补配对的_______相邻碱基 共有_______种
mRNA
3个
64
61
tRNA
mRNA
3个
61
2．翻译过程
起始：mRNA与_________结合
↓
运输：___________携带氨基酸置于特定位置
↓
延伸：核糖体沿_______移动，读取下一个密码子，由对应_______运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上
↓
终止：当核糖体到达mRNA上的_____________时，合成停止
↓
脱离：肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离，盘曲折叠成具有特定___________和_______的蛋白质分子
核糖体
tRNA
mRNA
tRNA
终止密码子
空间结构
功能
活|学|巧|练
1．tRNA由三个碱基构成。( )
2．密码子位于mRNA上，ATC一定不是密码子。( )
3．mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质。( )
4．每种转运RNA能识别并转运一种或多种氨基酸。( )
5．每种氨基酸仅由一种密码子编码。( )
6．tRNA由单链构成，因此不含氢键。( )
×
√
×
×
×
×
合|作|探|究
1．结合教材P67表4－121种氨基酸的密码子表，思考下列问题：
(1)密码子有多少种？在蛋白质合成过程中都决定氨基酸吗？
(2)一种氨基酸可能对应几种密码子，这一现象称作密码子的简并性，密码子的简并性对生物体的生存发展有什么意义？
提示：(1)密码子共有64种，正常情况下3种为终止密码子不决定氨基酸，决定氨基酸的密码子共有61种。
(2)密码子的简并性在遗传的稳定性和提高翻译速率上有一定的意义。具体如下：①当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能不会改变对应的氨基酸。②当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸，可以保证翻译的速率。
2．下图是翻译过程的示意图，请据图分析：
(1)图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是哪种分子或结构？
(2)Ⅲ是mRNA，其中的起始密码子和终止密码子分别是什么？他们都能决定氨基酸吗？
(3)图乙中的①、⑥是什么分子或结构？核糖体的移动方向是怎样的？
(4)最终合成的多肽链②、③、④、⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？
提示：(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是tRNA、核糖体、多肽链。
(2)起始密码子：AUG，编码甲硫氨酸；终止密码子：UAA，不编码氨基酸。
(3)①、⑥分别是mRNA、核糖体；核糖体移动的方向是由右向左。
(4)相同；因为它们的模板链是同一条mRNA。
归|纳|提|升
1．翻译的概念
游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫翻译。
(1)部位：细胞质。
(2)原料：各种游离氨基酸。
(3)模板：mRNA。
(4)结果：一定氨基酸顺序的蛋白质。
(5)实质：将mRNA中的碱基序列(携带遗传信息)翻译为蛋白质的氨基酸序列(具体性状)。
2．氨基酸的“搬运工”——tRNA
tRNA的基本结构单位为核糖核苷酸，是RNA的一种。tRNA种类众多，但每一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。tRNA呈三叶草形，其一端为携带氨基酸的部位，另一端有3个碱基。每个tRNA上的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，称反密码子。
3．转录与翻译的比较
4．遗传信息、密码子、反密码子的比较
项目 遗传信息 密码子 反密码子
作用 控制生物的性状 直接决定蛋白质中的氨基酸排列序列 识别密码子，转运氨基酸
图解 5．翻译过程中多聚核糖体模式图解读
(1)图1表示翻译过程，其中①是mRNA，⑥是核糖体，②、③、④、⑤表示正在合成的4条多肽链，具体内容分析如下：
①数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。
②意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。
③方向：从右向左(见图1)，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。
④形成的多条肽链氨基酸序列相同：其原因是有相同的模板mRNA。
(2)图2表示原核细胞的转录和翻译过程同时进行，图中①是DNA，②、③、④、⑤表示正在合成的4条mRNA，核糖体沿着mRNA移动同时进行翻译过程。
(2023·河北五县一中高
三上联考改编)如图代表人体胰岛细胞
中合成胰岛素的某一过程(AA代表氨基
酸)，下列叙述正确的是( )
A．所示过程的模板是DNA的一条链
B．图中所示过程只有两种RNA参与
C．该过程形成的是多肽，要经过加工才能形成胰岛素
D．运输氨基酸的工具是rRNA，其中也含碱基对和氢键
典例2
C
解析： 题图中所示的过程是翻译，其模板是mRNA，A错误；翻译过程三种RNA都要参与，其中mRNA在翻译过程中作模板，tRNA识别并转运氨基酸，rRNA参与构成的核糖体是翻译的场所，B错误；胰岛素属于分泌蛋白，翻译的结果是形成多肽，多肽经过内质网和高尔基体的加工才能得到具有一定结构和功能的蛋白质，C正确；运输氨基酸的工具是tRNA，D错误。
(2023·山东省聊城市高一下学期期末)关于密码子、tRNA和氨基酸的关系的叙述，正确的是( )
A．一种密码子可以决定多种氨基酸
B．一种氨基酸只由一种密码子决定
C．密码子是mRNA上3个相邻的碱基
D．一种tRNA可以转运多种氨基酸
变式训练
C
解析： 一种密码子可以决定一种氨基酸，且终止密码子不编码氨基酸，A错误；一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码，B错误；mRNA上决定一种氨基酸的每3个相邻的碱基构成一个密码子，C正确；tRNA具有专一性，即每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，D错误。故选C。
基础知识 双基夯实
1．提出者：_________。
2．完善后的内容
①DNA的复制：遗传信息从_________流向_________。
②_______：遗传信息从_________流向_________。
三、中心法则
克里克
DNA
DNA
转录
DNA
RNA
③翻译：遗传信息从_________流向_________。
④_______________：遗传信息从_________流向_________。
⑤_________：遗传信息从_________流向_________。
3．生命是物质、能量和信息的统一体
(1)DNA、RNA是_______的载体。
(2)蛋白质是信息的___________。
(3)_________为信息的流动提供能量。
RNA
蛋白质
RNA的复制
RNA
RNA
逆转录
RNA
DNA
信息
表达产物
ATP
活|学|巧|练
1．中心法则表示的是遗传信息的流动过程。( )
2．遗传信息只能从DNA流向RNA，进而流向蛋白质。( )
3．线粒体中遗传信息的传递也遵循中心法则。( )
4．DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则。( )
√
×
√
×
合|作|探|究
中心法则揭示了生物遗传信息传递的规律，据图回答下列问题：
1．②表示_______过程，需要_____________酶；④表示_________过程，需要_________酶的参与。
2．正常情况下，在人体细胞内能进行的过程是_________。
3．图中遵循碱基互补配对原则的过程是_____________。
转录
RNA聚合
逆转录
逆转录
①②③
①②③④⑤
4．任意一个人体细胞均能发生①②③过程吗？
提示：高度分化的细胞不再进行细胞分裂，因而不能发生①过程。
5．请写出流感病毒(一种RNA复制病毒)遗传信息传递的过程及发生场所。
归|纳|提|升
1．中心法则内容及其发展图解
2．不同生物的遗传信息传递过程
(1)以DNA为遗传物质的生物
主要包括细胞生物(原核生物、真菌、动植物和人类)以及大多数病毒，它们能发生的过程如下：
(2)以RNA为遗传物质的生物
①不含逆转录酶的RNA病毒，如烟草花叶病毒，它们能发生的过程如下：
②含逆转录酶的RNA病毒，如艾滋病病毒，它们能发生的过程如下：
3．中心法则5个过程的比较
过程 模板 原料 产物 实例
DNA的复制 DNA的两条链 脱氧核苷酸 DNA 以DNA作遗传物质的生物
转录 DNA的一条链 核糖核苷酸 RNA 除病毒外几乎所有生物
翻译 信使RNA 21种氨基酸 多肽 除病毒外的细胞生物
RNA的复制 RNA 核糖核苷酸 RNA 以RNA作遗传物质的生物
RNA的逆转录 RNA 脱氧核苷酸 DNA 某些致癌的RNA病毒等
4．“三看法”判断中心法则各过程
一看模板：
(1)若是DNA，则为DNA复制或转录。
(2)若是RNA，则为RNA复制或逆转录或翻译。
二看原料：
(1)若是脱氧核苷酸，则为DNA复制或逆转录。
(2)若是核糖核苷酸，则为转录或RNA复制。
(3)若是氨基酸，则为翻译。
三看产物：
(1)若是DNA，则为DNA复制或逆转录。
(2)若是RNA，则为RNA复制或转录。
(3)若是蛋白质(或多肽)，则为翻译。
如图是基因表达的示意图，下列有关叙述正确的是( )
A．过程①是转录，在植物细胞中只能发生在细胞核中
B．过程②在核糖体上进行，需要的原料是4种核糖核苷酸
C．过程①②在原核生物体内可以同时进行
D．过程①②中的碱基配对方式完全相同
典例3
C
解析： 图中过程①表示转录，在植物细胞中，主要发生在细胞核内，也可发生在叶绿体或线粒体中，A错误；过程②表示翻译，在核糖体上进行，以21种氨基酸为原料，B错误；原核生物没有以核膜为界限的细胞核，转录和翻译在时间和空间上可以同时进行，C正确；过程①②中的碱基配对方式不完全相同，过程①中有T—A配对，而过程②中没有，D错误。
(2023·山东省潍坊市诸城市高一期中)中心法则概括了自然界生物遗传信息的流动途径，如图所示。相关说法错误的是( )
A．1957年克里克提出的中心法则内容只包括图中的①②③
B．图中①～⑤过程都要进行碱基互补配对
C．遗传信息传递到蛋白质是表型实现的基础
D．④过程需要逆转录酶参与
变式训练
D
解析： 1957年克里克提出的中心法则内容只包括图中的①②③，④⑤两个过程是后来对中心法则的补充，A正确；图中①～⑤过程都要进行碱基互补配对，但配对方式不完全相同，B正确；蛋白质是生命活动的体现者，遗传信息传递到蛋白质是表型实现的基础，C正确；④过程需要RNA复制酶的参与，只有⑤过程需要逆转录酶参与，D错误。故选D。
指点迷津 拨云见日
一、基因表达中有关的数量计算
转录、翻译过程中DNA(基因)碱基个数∶mRNA碱基个数∶肽链(蛋白质)中氨基酸个数＝6∶3∶1，可参考下图理解。
1．翻译时，mRNA上的终止密码子一般不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。
2．DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA；在基因片段中，有的片段起调控作用，也不转录。因此，基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。
3．在回答有关问题时，应加上“最多”或“最少”等字。
如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。
已知一个蛋白质分子由2条肽链组成，共含有198个肽键，翻译形成该蛋白质分子的mRNA中有A和G共200个，则转录形成该mRNA的基因中最少应含有C和T的个数是( )
A．200 B．400
C．600 D．800
典例4
C
解析：
二、真核生物DNA复制、转录和翻译的比较
项目 DNA复制 转录 翻译
时间 有丝分裂前的间期和减数分裂Ⅰ前的间期 生长发育的整个过程中 场所 主要在细胞核中，小部分在线粒体和叶绿体中 主要在细胞核中，小部分在线粒体和叶绿体中 细胞质中的核糖体上
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 21种氨基酸
模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA
项目 DNA复制 转录 翻译
条件 特定的酶和ATP等 模板 去向 分别进入两个子代DNA分子中 模板链与非模板链重新组成双螺旋结构 分解成单个核糖核苷酸
特点 边解旋边复制，半保留复制 边解旋边转录，DNA双链全保留 一个mRNA上可相继结合多个核糖体，依次合成多条肽链
产物 两个双链DNA分子 RNA 肽链
意义 复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代 表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状 (2023·湖南省株洲
二中高一测试)如图甲、乙、丙表
示真核生物遗传信息传递的过程，
以下分析正确的是( )
A．图中酶1和酶2表示同一种酶
B．图甲、乙、丙所示过程在高度分化的细胞中均会发生
C．图丙过程需要tRNA，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸；而某些氨基酸可以由不同tRNA转运
D．图丙中最终合成的四条肽链各不相同
典例5
C
解析：图中酶1和酶2分别是催化DNA复制和转录的酶，不是同一种酶，A错误；图甲所示过程在高度分化的细胞中不会发生，但是图乙和丙可以发生，B错误；翻译过程需要tRNA搬运氨基酸，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸；某些氨基酸有多个密码子，可以由多个不同tRNA转运，C正确；图丙中以同一条mRNA为模板，最终合成的四条肽链上的氨基酸的种类、数目和排列顺序是相同的，D错误。故选C。
课堂达标 巩固训练
1．下列关于遗传信息的传递和表达叙述正确的是( )
A．中心法则总结了遗传信息在细胞内的传递规律，病毒的增殖过程不遵循中心法则
B．性状是基因与环境共同作用的结果
C．在细胞分裂过程中，DNA的复制都是随着染色体的复制而完成的
D．有的抗生素能够阻止tRNA和mRNA的结合，从而阻止基因表达的转录过程
B
解析： 中心法则总结了遗传信息在细胞内的传递规律，病毒的增殖过程也遵循中心法则，A错误；性状是由基因和环境共同作用的结果，B正确；在真核细胞分裂过程中，DNA的复制都是随着染色体的复制而完成的，原核生物无染色体，C错误；有的抗生素能够阻止tRNA和mRNA的结合，从而阻止基因表达的翻译过程，D错误。故选B。
2．下列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rRNA上
B．密码子和反密码子都可以发生碱基配对，所以它们的种类相同
C．密码子和反密码子中都不含胸腺嘧啶
D．密码子和反密码子都具有简并性
解析： 密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上，A项错误；密码子有64种，反密码子有61种，因此反密码子种类要少于密码子种类，B项错误；密码子和反密码子中都不含胸腺嘧啶，C项正确；密码子具有简并性，反密码子不具有简并性，D项错误。
C
3．下图为中心法则示意图，下列相关叙述正确的是( )
A．①②③发生在细胞核和线粒体中
B．①④的碱基配对方式完全相同
C．细胞中的tRNA通过④过程复制
D．⑤在逆转录酶的催化作用下完成
解析： ③为翻译过程，发生在核糖体上，A项错误；①④的碱基配对方式不完全相同，前者含有A—T碱基对，后者含有A—U碱基对，B项错误；细胞中的tRNA通过②转录过程形成，④RNA复制发生在某些RNA病毒遗传信息流动过程中，C项错误；⑤为逆转录过程，在逆转录酶的催化作用下完成，D项正确。
D
学|霸|记|忆
1．RNA有三种：信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)。
2．转录的主要场所是细胞核，条件是模板(DNA的一条链)、原料(4种核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量。
3．翻译的场所是核糖体，条件是模板(mRNA)、“搬运工”(tRNA)、原料(21种氨基酸)、酶和能量。
4．mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基叫作1个密码子。
5．每个tRNA的3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子。
6．中心法则图解：
