(共100张PPT)
第27讲 基因的表达
必修2 遗传与进化
第五单元 遗传的分子基础
概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成。
一、RNA的结构和种类
1．基本单位
__________。
2．组成成分
考点1 遗传信息的转录和翻译
核糖核苷酸
尿嘧啶(U)
3．结构
一般是__链，而且长度比DNA短，因此能够通过____，从细胞核转移到细胞质中。
4．种类及功能
(1)信使RNA(mRNA)：______合成的模板。
(2)转运RNA(tRNA)：________________。
(3)核糖体RNA(rRNA)：______的组成成分。
单
核孔
蛋白质
识别并转运氨基酸
核糖体
5．DNA与RNA的区别
物质组成 结构特点
五碳糖 特有碱基
DNA 脱氧核糖 ___________ 一般是双链，相对分子质量较大
RNA ____ U(尿嘧啶) 通常是____，相对分子质量较小
T(胸腺嘧啶)
核糖
单链
二、遗传信息的转录
1．概念
RNA是在细胞核中，通过____________以_____________为模板合成的，这一过程叫作转录。
RNA聚合酶
DNA的一条链
2．转录的过程
碱基互补配对
核糖核苷酸
mRNA
1．(人教版必修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上的所有基因的模板链________(填“一定”或“不一定”)相同。
(3)mRNA合成的方向是____________。
提示：(1)不需要 (2)一 不一定 (3)5′→3′
三、遗传信息的翻译
1．密码子与反密码子的比较
密码子 反密码子
种类 __种 目前发现有很多种
位置 _______上 ______一端
实质 决定一个氨基酸的3个相邻的碱基 与mRNA上______发生________配对的3个相邻的碱基
64
mRNA
tRNA
密码子
碱基互补
2．过程
核糖体
mRNA
2．(人教版必修2 P67思考·讨论)一种氨基酸可能有几个密码子的现象称为密码子的简并，密码子的简并对生物体的生存发展有重要意义。一方面可增强容错性，减少蛋白质或性状的________，另一方面几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的________；地球上几乎所有的生物体都共用一套遗传密码子，称为密码子的统一性，密码子的统一性说明了__________________________________________________________________________________________。
提示：差错 速度 当今生物可能有共同的起源(或生命本质上是统一的)
3．(人教版必修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。
提示：含有 不是
4．(人教版必修2 P69旁栏插图)图示信息显示一个mRNA分子结合多个核糖体，其意义是____________________________________________________________________________________________________，
A端是mRNA的________(填“5′端”或“3′端”)。
提示：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质 5′端
1．真核细胞和原核细胞遗传信息表达的区别
[深化拓展]
2．DNA复制、转录和翻译的比较
1．已合成的mRNA先释放的一端是3′端。 ( )
提示：mRNA合成是从5′端→3′端，因此已合成的mRNA先释放的一端是5′端。
2．一种氨基酸只由一种tRNA转运。 ( )
提示：一种tRNA只转运一种氨基酸，一种氨基酸可以由一种或多种tRNA转运。
×
√
3．存在于叶绿体和线粒体中的DNA都能进行复制、转录，进而翻译出蛋白质。 ( )
×
为了研究线粒体内RNA聚合酶的合成，科学家采用溴化乙啶(能专一性抑制线粒体DNA的转录)完成了下表实验。
组别 实验处理 实验结果
实验组 用含溴化乙啶的培养基培养链孢霉 链孢霉线粒体RNA聚合酶含量很高
对照组 用不含溴化乙啶的培养基培养链孢霉 链孢霉线粒体RNA聚合酶含量正常
(1)从实验结果来看链孢霉线粒体内的RNA聚合酶由______________(填“细胞核DNA”或“线粒体DNA”)控制合成，理由是___________________________________________________________________。
(2)线粒体基因表达的产物对细胞核基因的表达________(填“有”或“没有”)影响，理由是____________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
__________________________________________________________。
提示：(1)细胞核DNA 线粒体DNA的转录被抑制后，链孢霉线粒体RNA聚合酶含量很高 (2)有 线粒体DNA的转录被抑制后，链孢霉线粒体RNA聚合酶含量很高，而线粒体DNA转录不被抑制时，链孢霉线粒体RNA聚合酶含量正常
考向1 遗传信息的转录和翻译
1．(链接人教版必修2 P65图4-4，P69旁栏插图)下图所示为某基因表达的过程示意图，①～⑦代表不同的结构或物质，Ⅰ和Ⅱ代表过程。下列叙述正确的是( )
A．过程Ⅰ中的③表示为RNA聚合酶，①链的左末端为3′端
B．过程Ⅱ中④结合多个⑤，利于迅速合成大量的蛋白质
C．除碱基T和U不同外，②④链的碱基排列顺序相同
D．该图可以表示人的垂体细胞中生长激素基因表达的过程
√
B [过程Ⅰ表示转录过程，③表示RNA聚合酶，①链的左末端为5′端，A错误；过程Ⅱ表示翻译，④表示mRNA，一个mRNA分子上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分子就可以迅速合成大量的蛋白质，B正确；由题图可知转录的模板链为①，但是转录并不是模板链全部转录(启动子和终止子等调控区不转录)，因此即使除碱基T和U不同外，②④链的碱基排列顺序也不相同，C错误；真核细胞的核基因转录场所是细胞核，翻译场所是细胞质中的核糖体，转录和翻译在不同空间、不同时间发生，而题图所示为边转录边翻译，不能表示人的垂体细胞中生长激素基因表达的过程，D错误。]
2．(链接人教版必修2 P68图4-7)下图是蛋白质合成的示意图。下列相关描述正确的是( )
A．通常决定氨基酸①的密码子又叫起始密码子
B．图中核糖体移动方向是从右向左，终止密码子位于a端
C．此条mRNA是由RNA聚合酶结合起始密码子启动转录过程而合成的
D．图中所示过程同时涉及两类RNA
√
A [图示为翻译过程，根据肽链的延伸可知，图中核糖体移动方向是从左向右，起始密码子位于a端，终止密码子位于b端，通常决定氨基酸①的密码子又叫起始密码子，A正确，B错误；此条mRNA是由RNA聚合酶结合启动子启动转录过程而合成的，C错误；图中所示蛋白质合成过程共涉及3种RNA，即rRNA(组成核糖体的成分)、tRNA(运载氨基酸)、mRNA(翻译的模板)，D错误。]
考向2 遗传信息、密码子和反密码子及其关系
3．(链接人教版必修2 P67正文、表4-1)编码某蛋白质的基因有两条链，一条是模板链(指导mRNA合成)，其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5′-ATG-3′，则该序列所对应的反密码子是( )
A．5′-CAU-3′ B．5′-UAC-3′
C．5′-TAC-3′ D．5′-AUG-3′
√
A [若编码链的一段序列为5′-ATG-3′，则模板链的一段序列为3′-TAC-5′，则mRNA碱基序列为5′-AUG-3′，该序列所对应的反密码子是5′-CAU-3′，A正确，B、C、D错误。]
4．(链接人教版必修2 P68图4-7)翻译过程如图所示，其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I)，与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对。下列相关叙述正确的是( )
A．tRNA分子内部不发生碱基互补配对
B．反密码子为5′-CAU-3′的tRNA可转运多种氨基酸
C．mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA
D．碱基I与密码子中碱基配对的特点，有利于保持物种遗传的稳定性
√
D [tRNA存在空间折叠，局部双链之间通过碱基对相连，A错误；每种tRNA只能转运一种氨基酸，B错误；mRNA中存在终止密码子，核糖体读取到终止密码子时翻译结束，终止密码子没有相应的tRNA与之结合，C错误；由题可知，密码子第3位的碱基A、U或C皆可与反密码子第1位的碱基I配对，这种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，有利于保持物种遗传的稳定性，D正确。]
归纳提升 遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
考向3 基因表达的调控和异常分析
5．(2023·湖南卷)细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子，也可结合非编码RNA分子CsrB，如图所示。下列叙述错误的是( )
A．细菌glg基因转录时，RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录
B．细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时，核糖体沿glg mRNA从5′端向3′端移动
C．抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成
D．CsrA蛋白都结合到CsrB上，有利于细菌糖原合成
√
C [基因转录时，RNA聚合酶识别并结合到基因的启动子区域从而启动转录，A正确；基因表达中的翻译过程是核糖体沿着mRNA的5′端向3′端移动，B正确；由题图可知，抑制CsrB基因转录会使CsrB的RNA减少，使CsrA更多地与glg mRNA结合形成不稳定构象，最终核糖核酸酶会降解glg mRNA，而glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用，故抑制CsrB基因的转录会抑制细菌糖原合成，C错误；由题图及C选项分析可知，若CsrA蛋白都结合到CsrB上，则CsrA蛋白没有与glg mRNA结合，从而使glg mRNA不被降解而正常进行翻译，有利于细菌糖原的合成，D正确。]
6．(2024·广东惠州一模)真核细胞中基因表达过程受到多个水平的调控，包括转录前调控、转录调控、翻译调控等，每一水平的调控都会实现基因的选择性表达。下图表示几种调控的原理，下列相关叙述错误的是( )
A．图1中表示转录的过程是②，图2中表示翻译的过程是⑥
B．图2中Lin-14基因编码的mRNA与miRNA不完全互补配对属于翻译调控
C．图1中B细胞DNA的选择性重排属于转录调控
D．与DNA复制相比较，图2中④过程特有的碱基互补配对形式是A—U
√
C [由图可知，图1中②表示转录过程，形成RNA，图2中⑥表示翻译过程，合成蛋白质，A正确；图2中，miRNA与mRNA不完全配对，使mRNA有部分形成双链结构，mRNA形成双链结构使tRNA上的反密码子无法与mRNA进行碱基互补配对，从而抑制了翻译过程，该过程调控了翻译的过程，属于翻译调控，B正确；图1中B细胞DNA的选择性重排属于转录前调控，C错误；DNA复制的碱基互补配对方式有A—T、T—A、G—C、C—G，④为转录过程，碱基互补配对方式有A—U、T—A、G—C、C—G，因此，与DNA复制相比较，④过程(转录过程)特有的碱基互补配对形式是A—U，D正确。]
一、提出人及补充后的内容
1．提出者：______。
2．补充后的内容图解
考点2 中心法则
克里克
逆转录
翻译
二、各种生物遗传信息的传递途径
1．能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒遗传信息的传递：
__________________________。
2．具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)遗传信息的传递：__________________。
3．具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)遗传信息的传递：_________________________________。
4．高度分化的细胞遗传信息的传递：DNARNA蛋白质。
三、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。
信息
表达产物
ATP
1．少数生物(如一些RNA病毒)的遗传信息可以从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA。 ( )
2．HIV中能完成逆转录过程。 ( )
提示：HIV的逆转录过程在宿主细胞中完成。
×
√
3．转录与DNA复制都遵循碱基互补配对原则，且配对方式相同。 ( )
×
提示：转录和DNA复制的过程都遵循碱基互补配对原则，转录过程中碱基互补配对的方式是A—U、T—A、C—G和G—C，DNA复制过程中碱基互补配对的方式是A—T、T—A、C—G和G—C。
4．中心法则涉及的全部过程均可发生在正常人体细胞内。 ( )
提示：正常人体细胞中不会发生逆转录和RNA复制。
×
1．某单链RNA病毒的遗传物质是正链RNA(＋RNA)。该病毒感染宿主后，合成相应物质的过程如图所示，其中①～④代表相应的过程，思考回答：
(1)该病毒的基因分布在__________上，病毒蛋白的直接模版是__________。
(2)①②③表示信息传递的哪些过程？____________________________________________________________________________________。
(3)过程④在哪里进行？________________________________________________________________________________________________。
提示：(1)＋RNA ＋RNA
(2)过程①②是RNA复制，过程③是翻译
(3)过程④在宿主细胞的核糖体中进行
2．科学家把等量的小白鼠败血症病毒(一种RNA病毒)颗粒加入甲、乙两支试管，其中甲试管中含有带放射性标记的脱氧核糖核苷三磷酸缓冲溶液，乙试管中含有带放射性标记的核糖核苷三磷酸缓冲溶液。一段时间后，甲试管中能检测到含有放射性的核酸，乙试管中不能检测到含有放射性的核酸。
(1)甲、乙试管中都不能检测到子代病毒，原因是___________________________________________________________________________
___________________________________________________________
__________________________________________________________。
(2)该病毒颗粒中一定含有__________酶，判断的依据是__________
___________________________________________________________
__________________________________________________________。
(3)加入RNA酶，甲试管中放射性核酸明显减少，原因是_____________________________________________________________________。
提示：(1)甲试管中发生了逆转录，但是甲试管中不能合成RNA和蛋白质，故甲试管中没有子代病毒，乙试管中只有病毒RNA存在，也不能合成蛋白质，因此乙试管中也没有子代病毒
(2)逆转录 甲试管加入了脱氧核糖核苷三磷酸，检测到含有放射性的核酸，完成了DNA的合成，说明病毒颗粒中含有逆转录酶
(3)加入RNA酶，病毒模板减少
考向 中心法测
1．(链接人教版必修2 P69图4-8)中心法则揭示了生物遗传信息传递的一般规律，如下图所示。下列叙述错误的是( )
A．生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中
B．DNA复制、转录分别需要DNA聚合酶、RNA聚合酶的参与
C．遗传信息的复制、转录、翻译及逆转录过程都需要模板
D．翻译时，tRNA会读取mRNA上的全部碱基序列信息
√
D [绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数生物的遗传物质是RNA，生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中，A正确。参与DNA复制的酶有解旋酶、DNA聚合酶等，转录是在RNA聚合酶的参与下完成的，B正确。遗传信息的复制是指DNA或RNA的复制，DNA复制是以亲代DNA的两条链为模板合成子代DNA的过程，RNA复制是以RNA为模板合成RNA的过程，转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，翻译是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程，逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程。可见，遗传信息的复制、转录、翻译及逆转录过程都需要模板，C正确。翻译时，tRNA不能读取mRNA上的全部碱基序列信息，如终止密码子，D错误。]
方法技巧 “三看法”判断中心法则各过程
2．(2024·广东韶关期末)某单链RNA病毒的遗传物质是正链RNA(＋RNA)。该病毒感染宿主后，合成相应物质的过程如图所示，其中①～④代表相应的过程。下列叙述正确的是( )
A．－RNA的形成需要逆转录酶
B．过程①②③④中均会有氢键的形成
C．过程④在该病毒的核糖体中进行
D．过程①②③④中碱基互补配对的方
式不完全相同
√
B [逆转录是指以RNA为模板合成DNA的过程，－RNA的形成不属于逆转录，不需要逆转录酶，A错误；过程①②表示RNA的复制，③④表示翻译，均会有氢键的形成，B正确；病毒没有细胞结构，不具有核糖体，过程④在宿主细胞的核糖体中进行，C错误；过程①②③④中碱基互补配对的方式完全相同(RNA的碱基与RNA的碱基配对)，均为A—U、G—C，D错误。]
体验真题 感悟高考 · 有章可循
√
1．(2024·河北卷)下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是
( )
A．DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链
B．复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋
C．复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开
D．DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端
D [DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误；复制时，在细胞提供的能量驱动下，解旋酶将DNA双链解开，其中一条链为5′端向3′端解旋，另一条链为3′端向5′端解旋，B错误；转录时不需要解旋酶，RNA聚合酶即可完成解旋，C错误；DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端，D正确。]
2．(2024·安徽卷)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是( )
种类 细胞内定位 转录产物
RNA聚合酶Ⅰ 核仁 5.8S rRNA、18S rRNA、28S rRNA
RNA聚合酶Ⅱ 核质 mRNA
RNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5S rRNA
注：各类rRNA均为核糖体的组成成分。
A．线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶
B．基因的 DNA 发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响基因表达
C．RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同
D．编码 RNA 聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁
√
C [线粒体和叶绿体中都有DNA，二者均是半自主细胞器，其基因转录时使用各自的RNA聚合酶，A正确；基因的 DNA 发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，从而影响基因的转录，可影响基因表达，B正确；由表可知，RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，但种类不同，说明两种酶识别的启动子序列不同，C错误；RNA聚合酶的本质是蛋白质，编码RNA聚合酶Ⅰ在核仁中，该基因在核内转录、细胞质(核糖体)中翻译，产物最终定位在核仁发挥作用，D正确。]
3．(2024·贵州卷)如图是某基因编码区部分碱基序列，在体内其指导合成肽链的氨基酸序列为甲硫氨酸—组氨酸—脯氨酸—赖氨酸……。下列叙述正确的是( )
注：AUG(起始密码子)：甲硫氨酸 CAU、CAC：组氨酸 CCU：脯氨酸 AAG：赖氨酸 UCC：丝氨酸 UAA(终止密码子)
A．①链是转录的模板链，其左侧是5′端，右侧是3′端
B．若在①链5～6号碱基间插入一个碱基G，合成的肽链变长
C．若在①链1号碱基前插入一个碱基G，合成的肽链不变
D．碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同
√
C [转录是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的过程，由于起始密码子是AUG，故①链是转录的模板链，转录时模板链读取的方向是3′→5′，即左侧是3′端，右侧是5′端，A错误；在①链5～6号碱基间插入一个碱基G，将会导致终止密码子提前出现，故合成的肽链变短，B错误；若在①链1号碱基前插入一个碱基G，在起始密码子之前加了一个碱基，不影响起始密码子和终止密码子之间的序列，故合成的肽链不变，C正确；由于mRNA是翻译模板，但因密码子的简并，碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同，D错误。]
4．(2023·广东卷)放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制见下图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。
回答下列问题：
(1)放射刺激心肌细胞产生的__________会攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。
(2)前体mRNA是通过____________ 酶以DNA的一条链为模板合成的，可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对__________的竞争性结合，调节基因表达。
自由基
RNA聚合
miRNA
(3)据图分析，miRNA表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是_________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路。_______________________________________________________________________________________________________________________。
P蛋白能抑制细胞凋亡，miRNA表达量升高，与P基因的mRNA结合并将其降解的概率上升，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡
可通过增加细胞内circRNA的含量，靶向结合miRNA，使其不能与P基因的mRNA结合，从而提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡
[解析] (1)放射刺激心肌细胞，可产生大量自由基，攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。(2)RNA聚合酶能催化转录过程，以DNA的一条链为模板，通过碱基互补配对原则合成前体mRNA。由图可知，miRNA既能与mRNA结合，降低mRNA的翻译水平，又能与circRNA结合，提高mRNA的翻译水平，故circRNA和mRNA在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合，调节基因表达。(3)P蛋白能抑制细胞凋亡，当miRNA表达量升高时，大量的miRNA与P基因的mRNA结合，并将P基因的mRNA降解的概率上升，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡。(4)根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，还能通过增加细胞内circRNA的含量，靶向结合miRNA，使其不能与P基因的mRNA结合，从而提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡。
1．(2024·安徽适应性测试)大肠杆菌的RNA聚合酶功能强大，可以自主解开双链DNA，并进行RNA的合成。合成出的RNA一端，很快会结合核糖体合成多肽链。某同学绘制了一幅大肠杆菌转录和翻译的模式图，请同学们进行评议。下列有关该图的评议，正确的是( )
课时数智作业(二十七) 基因的表达
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．RNA聚合酶沿模板链移动的方向应该是从5′端向3′端
B．RNA聚合酶结合位置应该包含整个DNA的解链区
C．双链解开的DNA应该在RNA合成结束后恢复双螺旋
D．图中移动的3个核糖体上已合成的肽链长度应该相同
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
C [RNA聚合酶沿模板链移动的方向应该是从3′端向5′端，A错误；转录时，RNA聚合酶与模板链的启动子结合，启动转录，不包含整个DNA的解链区，B错误；细胞内遗传信息传至RNA后，RNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复，C正确；图中移动的3个核糖体上已合成的肽链长度不同，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
2．(2024·广东广州检测)如图为某细菌翻译的过程，下列有关叙述正确的是( )
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．色氨酸的反密码子为5′-ACC-3′
B．细菌中mRNA合成结束后再与核糖体结合开始翻译
C．tRNA在核糖体上位点的转移是通过mRNA的移动来实现的
D．正常情况下，图中的六肽会与色氨酸连接并移动到右侧tRNA上
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
D [由于色氨酸的密码子为5′-UGG-3′，故反密码子为5′-CCA-3′，A错误；细菌是原核生物，转录和翻译同时进行，B错误；tRNA分子在核糖体上位点的转移是通过核糖体的移动来实现的，C错误；正常情况下，图中的六肽会与色氨酸连接并移动到右侧tRNA上，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
3．(2024·广东佛山期末)转录泡是由RNA聚合酶、DNA模板链以及转录形成的RNA新链三者结合形成的转录复合物。下列叙述错误的是( )
A．转录泡可存在细胞分裂前的间期
B．转录泡的水解产物有氨基酸和核苷酸
C．在同一个DNA上可能有多个转录泡
D．转录泡沿DNA模板链5′→3′方向移动
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
√
D [细胞分裂前的间期会完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，蛋白质的合成需要经历转录过程，因此转录泡可存在细胞分裂前的间期，A正确；转录泡是由RNA聚合酶、DNA模板链以及转录形成的RNA新链三者结合形成的转录复合物，经水解之后产物有氨基酸、脱氧核苷酸和核糖核苷酸，B正确；一个DNA分子上有很多的基因，因此可能有多个转录泡，C正确；由于子链的合成方向为5′→3′，因此转录时RNA聚合酶沿模板链3′→5′方向移动，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
4．(2023·辽宁卷)CD163蛋白是PRRSV(病毒)感染家畜的受体。为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程，将红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因拼接在一起(如下图)，使其表达成一条多肽。该拼接过程的关键步骤是除去( )
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．CD163基因中编码起始密码子的序列
B．CD163基因中编码终止密码子的序列
C．RFP基因中编码起始密码子的序列
D．RFP基因中编码终止密码子的序列
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
B [为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程，则需要使拼接在一起的红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因都能转录和翻译，使其表达成一条多肽，因此拼接在一起的CD163基因转录形成的mRNA中不能出现终止密码子，否则红色荧光蛋白RFP基因转录形成的mRNA不能进行翻译，无法合成红色荧光蛋白，因此该拼接过程的关键步骤是除去CD163基因中编码终止密码子的序列，B符合题意，A、C、D不符合题意。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
5．(2024·湖南师大附中月考)关于下图所示基因表达过程的叙述，正确的是( )
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．②是多肽链，在核糖体上合成后都需内质网和高尔基体加工
B．乙细胞中核糖体移动的方向是由 a→b，a是 mRNA 的3′端
C．乙细胞中，mRNA上结合了多个核糖体，能快速形成多条相同的肽链，提高了翻译的效率
D．转录和翻译过程均有A—U、U—A的配对，均涉及氢键的断裂和形成
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
C [②是多肽链，在核糖体上合成后，甲细胞不含内质网和高尔基体，因此不需内质网和高尔基体加工，A错误；据合成的肽链长短，可判断乙细胞中核糖体移动的方向是由a→b，b是mRNA的3′端，B错误；乙细胞中，mRNA上相继结合了多个核糖体，由于模板相同，能快速形成多条相同的肽链，提高了翻译的效率，C正确；转录过程中没有U—A的配对，转录和翻译过程均涉及氢键的断裂和形成，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
6．(2022·湖南卷)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rRNA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
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
√
D [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，而是与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rRNA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在转录未结束时即与核糖体结合，开始翻译过程，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
7．(2024·广东揭阳二模)手足口病是一种儿童常见的传染病，发病人群以5岁及以下儿童为主，肠道病毒EV71是引起该病的主要病原体之一，为单股正链RNA(＋RNA)病毒，下图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。下列说法错误的是( )
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．＋RNA上含有多个基因，能表达多种蛋白质
B．物质M的合成场所是宿主细胞的核糖体，至少有三种RNA参与
C．催化①②过程的物质N可能是RNA复制酶
D．图中＋RNA既是病毒的重要组成成分，也是复制、转录的模板
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
D [肠道病毒EV71是RNA病毒，其＋RNA上含有多个基因，题图可知，＋RNA翻译出了一条多肽链M，然后M被加工成不同的蛋白质，A正确；图中的M物质是一条多肽链，由于EV71病毒没有细胞器，故多肽M合成的场所是宿主细胞的核糖体，至少有三种RNA(mRNA、tRNA和rRNA)参与，B正确；①、②过程是以RNA为模板合成RNA的过程，需要的是RNA复制酶，C正确；肠道病毒EV71是RNA病毒，分析题图可知，图中＋RNA既是病毒的重要组成成分，也是复制、翻译的模板，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
8．(2024·广东东莞期末)核糖体“移码”是指病毒RNA 的翻译过程中核糖体向前或向后滑动一个或数个核苷酸，使一条 RNA 可表达出多种蛋白质。SARS-CoV-2(RNA 病毒)具有该机制。下列分析正确的是( )
A．SARS-CoV-2的基因是有遗传效应的DNA 片段
B．核糖体“移码”导致病毒发生基因突变
C．核糖体“移码”将导致 RNA 上终止密码子提前出现
D．“移码”机制可扩展SARS-CoV-2 遗传信息的利用率
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
√
D [SARS-CoV-2的遗传物质为RNA，SARS-CoV-2的基因是有遗传效应的RNA片段，A错误；不同基因的遗传信息不同，核糖体“移码”导致不同基因翻译形成不同的蛋白质，并不会导致基因突变，B错误；核糖体“移码”导致其读取RNA上密码子时出现一个或数个核苷酸的错位，有可能提前或延后出现终止密码子，C错误；根据题意，核糖体“移码”导致病毒可以利用一条RNA为模板翻译产生多种蛋白质，故核糖体“移码”可扩展病毒所携带遗传信息的利用率，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
9．(2024·广东梅州东山中学开学考)下图为细胞中基因表达过程示意图，相关叙述错误的是( )
A．该过程不可发生在人体细胞的细胞核中
B．该过程需要核糖核苷酸和氨基酸作为原料
C．RNA聚合酶a比RNA聚合酶b更早催化转录过程
D．核糖体1早于核糖体2与mRNA结合并进行翻译
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
√
D [该图的转录和翻译两个过程在同一场所进行，应该发生在原核生物细胞中，人体细胞的细胞核具有核膜，不会发生该过程，A正确；转录过程需要核糖核苷酸为原料，翻译过程需要氨基酸为原料，B正确；根据图中RNA聚合酶a催化形成的mRNA链比RNA聚合酶b更长，可知RNA聚合酶a比RNA聚合酶b更早催化转录过程，C正确；根据图中核糖体2合成的肽链长于核糖体1形成的肽链，可知核糖体2早于核糖体1与mRNA结合并进行翻译，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
10．(13分)(2024·湖南长郡中学月考)RNA编辑是某些RNA包括mRNA前体的一种加工方式，通过插入、删除或取代一些核苷酸，使DNA所编码的mRNA发生改变。apoB基因的表达产物是载脂蛋白B，其在人体中主要有两种亚型，一种为B-100蛋白，另一种为B-48蛋白，B-100蛋白比B-48蛋白相对分子质量大。apoB基因在不同细胞中表达过程如图所示。请回答下列问题：
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
注：CAA(谷氨酰胺的密码子) UAA(终止密码子)
(1)载脂蛋白B的合成过程中，参与过程①的酶有________________；与过程②相比，过程①特有的碱基互补配对方式是__________。
(2)由图推测，______(填“甲”或“乙”)肽链最可能对应着B-48蛋白。B-48蛋白的氨基酸数目与B-100蛋白有差异的原因是______________________________________________________________________________________________________________________。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
RNA聚合酶
T—A
乙
在小肠细胞中经过加工，使mRNA上终止密码子提前出现(或mRNA中密码子CAA被修饰转变成UAA，使终止密码子提前出现)(3分)
(3)RNA编辑__________(填“属于”或“不属于”)基因突变，原因是_________________________________________________________。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
不属于
该过程并没有改变基因的结构，而是改变了RNA的碱基序列
[解析] (1)过程①是转录过程，参与转录过程的酶是RNA聚合酶；①转录过程是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程中碱基互补配对的方式是A—U、G—C、C—G、T—A，而过程②是翻译，碱基互补配对方式是A—U、G—C、C—G、U—A，故与过程②相比，过程①特有的碱基互补配对方式是T—A。(2)据图可知，乙的肽链较短，故可能对应着B-48蛋白。因为小肠细胞脱氨酶将apoB基因转录出的mRNA上的一个碱基C转变成了U，使该部位的
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
密码子由CAA(谷氨酰胺的密码子)转变成了UAA(终止密码子)，翻译过程提前终止，所以B-48蛋白的氨基酸数目比B-100蛋白少。(3)基因突变是指DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，而RNA编辑过程并没有改变基因的碱基序列，而是改变了RNA的碱基序列，故不属于基因突变。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
(教师用书独具)
1．(2024·湖南雅礼中学检测)某病毒为单股正链RNA(＋RNA)，下图为病毒在宿主细胞内增殖的示意图。病毒的正链RNA进入细胞后，首先作为模板翻译出RNA聚合酶等物质，然后在酶的作用下合成负链RNA(－RNA)，再以负链RNA为模板合成大量的正链RNA。①②③为生理过程，据图分析下列说法错误的是( )
A．该病毒增殖的过程与艾滋病病毒不相同
B．＋RNA中嘌呤与嘧啶的比值与－RNA中的相等
C．①过程在宿主细胞的核糖体完成
D．遗传信息的传递过程遵循中心法则
√
B [艾滋病病毒属于逆转录病毒，需要逆转录为DNA后再复制增殖，与该病毒的增殖过程不同，A正确；RNA为单链，＋RNA与－RNA的碱基互补配对，故＋RNA中嘌呤与嘧啶的比值与－RNA中的不一定相等，B错误；①是翻译过程，病毒无细胞结构，该过程在宿主细胞的核糖体中完成，C正确；病毒遗传信息的传递过程遵循中心法则，D正确。]
谢 谢 ！第27讲 基因的表达
概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成。
考点1 遗传信息的转录和翻译
一、RNA的结构和种类
1．基本单位
________________。
2．组成成分
3．结构
一般是________链，而且长度比DNA短，因此能够通过__________，从细胞核转移到细胞质中。
4．种类及功能
(1)信使RNA(mRNA)：____________合成的模板。
(2)转运RNA(tRNA)：__________________。
(3)核糖体RNA(rRNA)：____________的组成成分。
5．DNA与RNA的区别
物质组成 结构特点
五碳糖 特有碱基
DNA 脱氧核糖 ____________ 一般是双链，相对分子质量较大
RNA ________ U(尿嘧啶) 通常是________，相对分子质量较小
二、遗传信息的转录
1．概念
RNA是在细胞核中，通过____________以______________为模板合成的，这一过程叫作转录。
2．转录的过程
1．(人教版必修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上的所有基因的模板链__________(填“一定”或“不一定”)相同。
(3)mRNA合成的方向是____________。
三、遗传信息的翻译
1．密码子与反密码子的比较
密码子 反密码子
种类 ________种 目前发现有很多种
位置 ____________上 __________一端
实质 决定一个氨基酸的3个相邻的碱基 与mRNA上____________发生 配对的3个相邻的碱基
2．过程
2．(人教版必修2 P67思考·讨论)一种氨基酸可能有几个密码子的现象称为密码子的简并，密码子的简并对生物体的生存发展有重要意义。一方面可增强容错性，减少蛋白质或性状的_______，另一方面几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的________；地球上几乎所有的生物体都共用一套遗传密码子，称为密码子的统一性，密码子的统一性说明了_______________________________
____________________________________________________________________。
3．(人教版必修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。
4．(人教版必修2 P69旁栏插图)图示信息显示一个mRNA分子结合多个核糖体，其意义是_____________________________________________________________
____________________________________________________________________，
A端是mRNA的__________(填“5′端”或“3′端”)。
[深化拓展]
1．真核细胞和原核细胞遗传信息表达的区别
2．DNA复制、转录和翻译的比较
1．已合成的mRNA先释放的一端是3′端。 ( )
2．一种氨基酸只由一种tRNA转运。 ( )
3．存在于叶绿体和线粒体中的DNA都能进行复制、转录，进而翻译出蛋白质。 ( )
为了研究线粒体内RNA聚合酶的合成，科学家采用溴化乙啶(能专一性抑制线粒体DNA的转录)完成了下表实验。
组别 实验处理 实验结果
实验组 用含溴化乙啶的培养基培养链孢霉 链孢霉线粒体RNA聚合酶含量很高
对照组 用不含溴化乙啶的培养基培养链孢霉 链孢霉线粒体RNA聚合酶含量正常
(1)从实验结果来看链孢霉线粒体内的RNA聚合酶由 (填“细胞核DNA”或“线粒体DNA”)控制合成，理由是
。
(2)线粒体基因表达的产物对细胞核基因的表达 (填“有”或“没有”)影响，理由是
。
遗传信息的转录和翻译
1．(链接人教版必修2 P65图4–4，P69旁栏插图)下图所示为某基因表达的过程示意图，①～⑦代表不同的结构或物质，Ⅰ和Ⅱ代表过程。下列叙述正确的是( )
A．过程Ⅰ中的③表示为RNA聚合酶，①链的左末端为3′端
B．过程Ⅱ中④结合多个⑤，利于迅速合成大量的蛋白质
C．除碱基T和U不同外，②④链的碱基排列顺序相同
D．该图可以表示人的垂体细胞中生长激素基因表达的过程
2．(链接人教版必修2 P68图4–7)下图是蛋白质合成的示意图。下列相关描述正确的是( )
A．通常决定氨基酸①的密码子又叫起始密码子
B．图中核糖体移动方向是从右向左，终止密码子位于a端
C．此条mRNA是由RNA聚合酶结合起始密码子启动转录过程而合成的
D．图中所示过程同时涉及两类RNA
遗传信息、密码子和反密码子及其关系
3．(链接人教版必修2 P67正文、表4–1)编码某蛋白质的基因有两条链，一条是模板链(指导mRNA合成)，其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5′–ATG–3′，则该序列所对应的反密码子是( )
A．5′–CAU–3′ B．5′–UAC–3′
C．5′–TAC–3′ D．5′–AUG–3′
4．(链接人教版必修2 P68图4–7)翻译过程如图所示，其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I)，与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对。下列相关叙述正确的是( )
A．tRNA分子内部不发生碱基互补配对
B．反密码子为5′–CAU–3′的tRNA可转运多种氨基酸
C．mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA
D．碱基I与密码子中碱基配对的特点，有利于保持物种遗传的稳定性
遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
基因表达的调控和异常分析
5．(2023·湖南卷)细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子，也可结合非编码RNA分子CsrB，如图所示。下列叙述错误的是( )
A．细菌glg基因转录时，RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录
B．细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时，核糖体沿glg mRNA从5′端向3′端移动
C．抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成
D．CsrA蛋白都结合到CsrB上，有利于细菌糖原合成
6．(2024·广东惠州一模)真核细胞中基因表达过程受到多个水平的调控，包括转录前调控、转录调控、翻译调控等，每一水平的调控都会实现基因的选择性表达。下图表示几种调控的原理，下列相关叙述错误的是( )
A．图1中表示转录的过程是②，图2中表示翻译的过程是⑥
B．图2中Lin–14基因编码的mRNA与miRNA不完全互补配对属于翻译调控
C．图1中B细胞DNA的选择性重排属于转录调控
D．与DNA复制相比较，图2中④过程特有的碱基互补配对形式是A—U
考点2 中心法则
一、提出人及补充后的内容
1．提出者：____________。
2．补充后的内容图解
二、各种生物遗传信息的传递途径
1．能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒遗传信息的传递：_____________________________________________________________________。
2．具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)遗传信息的传递：_____________________________________________________________________。
3．具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)遗传信息的传递：_____________________________________________________________________。
4．高度分化的细胞遗传信息的传递：DNA转录RNA翻译蛋白质。
三、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。
1．少数生物(如一些RNA病毒)的遗传信息可以从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA。 ( )
2．HIV中能完成逆转录过程。 ( )
3．转录与DNA复制都遵循碱基互补配对原则，且配对方式相同。 ( )
4．中心法则涉及的全部过程均可发生在正常人体细胞内。 ( )
1．某单链RNA病毒的遗传物质是正链RNA(＋RNA)。该病毒感染宿主后，合成相应物质的过程如图所示，其中①～④代表相应的过程，思考回答：
(1)该病毒的基因分布在 上，病毒蛋白的直接模版是 。
(2)①②③表示信息传递的哪些过程？
。
(3)过程④在哪里进行？
。
2．科学家把等量的小白鼠败血症病毒(一种RNA病毒)颗粒加入甲、乙两支试管，其中甲试管中含有带放射性标记的脱氧核糖核苷三磷酸缓冲溶液，乙试管中含有带放射性标记的核糖核苷三磷酸缓冲溶液。一段时间后，甲试管中能检测到含有放射性的核酸，乙试管中不能检测到含有放射性的核酸。
(1)甲、乙试管中都不能检测到子代病毒，原因是
。
(2)该病毒颗粒中一定含有 酶，判断的依据是
。
(3)加入RNA酶，甲试管中放射性核酸明显减少，原因是 。
中心法测
1．(链接人教版必修2 P69图4–8)中心法则揭示了生物遗传信息传递的一般规律，如下图所示。下列叙述错误的是( )
A．生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中
B．DNA复制、转录分别需要DNA聚合酶、RNA聚合酶的参与
C．遗传信息的复制、转录、翻译及逆转录过程都需要模板
D．翻译时，tRNA会读取mRNA上的全部碱基序列信息
“三看法”判断中心法则各过程
2．(2024·广东韶关期末)某单链RNA病毒的遗传物质是正链RNA(＋RNA)。该病毒感染宿主后，合成相应物质的过程如图所示，其中①～④代表相应的过程。下列叙述正确的是( )
A．－RNA的形成需要逆转录酶
B．过程①②③④中均会有氢键的形成
C．过程④在该病毒的核糖体中进行
D．过程①②③④中碱基互补配对的方式不完全相同
1．(2024·河北卷)下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是( )
A．DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链
B．复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋
C．复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开
D．DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端
2．(2024·安徽卷)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是( )
种类 细胞内定位 转录产物
RNA聚合酶Ⅰ 核仁 5.8S rRNA、18S rRNA、28S rRNA
RNA聚合酶Ⅱ 核质 mRNA
RNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5S rRNA
注：各类rRNA均为核糖体的组成成分。
A．线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶
B．基因的 DNA 发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响基因表达
C．RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同
D．编码 RNA 聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁
3．(2024·贵州卷)如图是某基因编码区部分碱基序列，在体内其指导合成肽链的氨基酸序列为甲硫氨酸—组氨酸—脯氨酸—赖氨酸……。下列叙述正确的是( )
注：AUG(起始密码子)：甲硫氨酸 CAU、CAC：组氨酸 CCU：脯氨酸 AAG：赖氨酸 UCC：丝氨酸 UAA(终止密码子)
A．①链是转录的模板链，其左侧是5′端，右侧是3′端
B．若在①链5～6号碱基间插入一个碱基G，合成的肽链变长
C．若在①链1号碱基前插入一个碱基G，合成的肽链不变
D．碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同
4．(2023·广东卷)放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制见下图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。
回答下列问题：
(1)放射刺激心肌细胞产生的__________会攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。
(2)前体mRNA是通过____________酶以DNA的一条链为模板合成的，可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对__________的竞争性结合，调节基因表达。
(3)据图分析，miRNA表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是__________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路。
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
[夯实必备知识]自主诊断
考点1
一、1．核糖核苷酸 2．尿嘧啶(U) 3．单 核孔
4．(1)蛋白质 (2)识别并转运氨基酸 (3)核糖体 5．T(胸腺嘧啶) 核糖 单链
二、1．RNA聚合酶 DNA的一条链 2．碱基互补配对 核糖核苷酸 mRNA
三、1.64 mRNA tRNA 密码子 碱基互补
2．核糖体 mRNA
考点2
一、1．克里克 2．逆转录 翻译
二、1．
2．
3．
三、1．信息 2．表达产物 3．ATP
第27讲 基因的表达
考点1
教材隐性知识
1．提示：(1)不需要 (2)一 不一定 (3)5′→3′
2．提示：差错 速度 当今生物可能有共同的起源(或生命本质上是统一的)
3．提示：含有 不是
4．提示：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质 5′端
澄清概念
1．×提示：mRNA合成是从5′端→3′端，因此已合成的mRNA先释放的一端是5′端。
2．×提示：一种tRNA只转运一种氨基酸，一种氨基酸可以由一种或多种tRNA转运。
3．√
达成学科素养
提示：(1)细胞核DNA 线粒体DNA的转录被抑制后，链孢霉线粒体RNA聚合酶含量很高 (2)有 线粒体DNA的转录被抑制后，链孢霉线粒体RNA聚合酶含量很高，而线粒体DNA转录不被抑制时，链孢霉线粒体RNA聚合酶含量正常
评价迁移应用
1．B [过程Ⅰ表示转录过程，③表示RNA聚合酶，①链的左末端为5′端，A错误；过程Ⅱ表示翻译，④表示mRNA，一个mRNA分子上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分子就可以迅速合成大量的蛋白质，B正确；由题图可知转录的模板链为①，但是转录并不是模板链全部转录(启动子和终止子等调控区不转录)，因此即使除碱基T和U不同外，②④链的碱基排列顺序也不相同，C错误；真核细胞的核基因转录场所是细胞核，翻译场所是细胞质中的核糖体，转录和翻译在不同空间、不同时间发生，而题图所示为边转录边翻译，不能表示人的垂体细胞中生长激素基因表达的过程，D错误。]
2．A [图示为翻译过程，根据肽链的延伸可知，图中核糖体移动方向是从左向右，起始密码子位于a端，终止密码子位于b端，通常决定氨基酸①的密码子又叫起始密码子，A正确，B错误；此条mRNA是由RNA聚合酶结合启动子启动转录过程而合成的，C错误；图中所示蛋白质合成过程共涉及3种RNA，即rRNA(组成核糖体的成分)、tRNA(运载氨基酸)、mRNA(翻译的模板)，D错误。]
3．A [若编码链的一段序列为5′ATG3′，则模板链的一段序列为3′TAC5′，则mRNA碱基序列为5′AUG3′，该序列所对应的反密码子是5′CAU3′，A正确，B、C、D错误。]
4．D [tRNA存在空间折叠，局部双链之间通过碱基对相连，A错误；每种tRNA只能转运一种氨基酸，B错误；mRNA中存在终止密码子，核糖体读取到终止密码子时翻译结束，终止密码子没有相应的tRNA与之结合，C错误；由题可知，密码子第3位的碱基A、U或C皆可与反密码子第1位的碱基I配对，这种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，有利于保持物种遗传的稳定性，D正确。]
5．C [基因转录时，RNA聚合酶识别并结合到基因的启动子区域从而启动转录，A正确；基因表达中的翻译过程是核糖体沿着mRNA的5′端向3′端移动，B正确；由题图可知，抑制CsrB基因转录会使CsrB的RNA减少，使CsrA更多地与glg mRNA结合形成不稳定构象，最终核糖核酸酶会降解glg mRNA，而glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用，故抑制CsrB基因的转录会抑制细菌糖原合成，C错误；由题图及C选项分析可知，若CsrA蛋白都结合到CsrB上，则CsrA蛋白没有与glg mRNA结合，从而使glg mRNA不被降解而正常进行翻译，有利于细菌糖原的合成，D正确。]
6．C [由图可知，图1中②表示转录过程，形成RNA，图2中⑥表示翻译过程，合成蛋白质，A正确；图2中，miRNA与mRNA不完全配对，使mRNA有部分形成双链结构，mRNA形成双链结构使tRNA上的反密码子无法与mRNA进行碱基互补配对，从而抑制了翻译过程，该过程调控了翻译的过程，属于翻译调控，B正确；图1中B细胞DNA的选择性重排属于转录前调控，C错误；DNA复制的碱基互补配对方式有A—T、T—A、G—C、C—G，④为转录过程，碱基互补配对方式有A—U、T—A、G—C、C—G，因此，与DNA复制相比较，④过程(转录过程)特有的碱基互补配对形式是A—U，D正确。]
考点2
澄清概念
1．√
2．×提示：HIV的逆转录过程在宿主细胞中完成。
3．×提示：转录和DNA复制的过程都遵循碱基互补配对原则，转录过程中碱基互补配对的方式是A—U、T—A、C—G和G—C，DNA复制过程中碱基互补配对的方式是A—T、T—A、C—G和G—C。
4．×提示：正常人体细胞中不会发生逆转录和RNA复制。
达成学科素养
1．提示：(1)＋RNA ＋RNA
(2)过程①②是RNA复制，过程③是翻译
(3)过程④在宿主细胞的核糖体中进行
2．提示：(1)甲试管中发生了逆转录，但是甲试管中不能合成RNA和蛋白质，故甲试管中没有子代病毒，乙试管中只有病毒RNA存在，也不能合成蛋白质，因此乙试管中也没有子代病毒
(2)逆转录 甲试管加入了脱氧核糖核苷三磷酸，检测到含有放射性的核酸，完成了DNA的合成，说明病毒颗粒中含有逆转录酶
(3)加入RNA酶，病毒模板减少
评价迁移应用
1．D [绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数生物的遗传物质是RNA，生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中，A正确。参与DNA复制的酶有解旋酶、DNA聚合酶等，转录是在RNA聚合酶的参与下完成的，B正确。遗传信息的复制是指DNA或RNA的复制，DNA复制是以亲代DNA的两条链为模板合成子代DNA的过程，RNA复制是以RNA为模板合成RNA的过程，转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，翻译是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程，逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程。可见，遗传信息的复制、转录、翻译及逆转录过程都需要模板，C正确。翻译时，tRNA不能读取mRNA上的全部碱基序列信息，如终止密码子，D错误。]
2．B [逆转录是指以RNA为模板合成DNA的过程，－RNA的形成不属于逆转录，不需要逆转录酶，A错误；过程①②表示RNA的复制，③④表示翻译，均会有氢键的形成，B正确；病毒没有细胞结构，不具有核糖体，过程④在宿主细胞的核糖体中进行，C错误；过程①②③④中碱基互补配对的方式完全相同(RNA的碱基与RNA的碱基配对)，均为A—U、G—C，D错误。]
体验真题
1．D [DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误；复制时，在细胞提供的能量驱动下，解旋酶将DNA双链解开，其中一条链为5′端向3′端解旋，另一条链为3′端向5′端解旋，B错误；转录时不需要解旋酶，RNA聚合酶即可完成解旋，C错误；DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端，D正确。]
2．C [线粒体和叶绿体中都有DNA，二者均是半自主细胞器，其基因转录时使用各自的RNA聚合酶，A正确；基因的 DNA 发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，从而影响基因的转录，可影响基因表达，B正确；由表可知，RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，但种类不同，说明两种酶识别的启动子序列不同，C错误；RNA聚合酶的本质是蛋白质，编码RNA聚合酶Ⅰ在核仁中，该基因在核内转录、细胞质(核糖体)中翻译，产物最终定位在核仁发挥作用，D正确。]
3．C [转录是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的过程，由于起始密码子是AUG，故①链是转录的模板链，转录时模板链读取的方向是3′→5′，即左侧是3′端，右侧是5′端，A错误；在①链5～6号碱基间插入一个碱基G，将会导致终止密码子提前出现，故合成的肽链变短，B错误；若在①链1号碱基前插入一个碱基G，在起始密码子之前加了一个碱基，不影响起始密码子和终止密码子之间的序列，故合成的肽链不变，C正确；由于mRNA是翻译模板，但因密码子的简并，碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同，D错误。]
4．(1)自由基 (2)RNA聚合 miRNA
(3)P蛋白能抑制细胞凋亡，miRNA表达量升高，与P基因的mRNA结合并将其降解的概率上升，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡 (4)可通过增加细胞内circRNA的含量，靶向结合miRNA，使其不能与P基因的mRNA结合，从而提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡
13 / 13课时数智作业(二十七) 基因的表达
1．(2024·安徽适应性测试)大肠杆菌的RNA聚合酶功能强大，可以自主解开双链DNA，并进行RNA的合成。合成出的RNA一端，很快会结合核糖体合成多肽链。某同学绘制了一幅大肠杆菌转录和翻译的模式图，请同学们进行评议。下列有关该图的评议，正确的是( )
A．RNA聚合酶沿模板链移动的方向应该是从5′端向3′端
B．RNA聚合酶结合位置应该包含整个DNA的解链区
C．双链解开的DNA应该在RNA合成结束后恢复双螺旋
D．图中移动的3个核糖体上已合成的肽链长度应该相同
2．(2024·广东广州检测)如图为某细菌翻译的过程，下列有关叙述正确的是( )
A．色氨酸的反密码子为5′-ACC-3′
B．细菌中mRNA合成结束后再与核糖体结合开始翻译
C．tRNA在核糖体上位点的转移是通过mRNA的移动来实现的
D．正常情况下，图中的六肽会与色氨酸连接并移动到右侧tRNA上
3．(2024·广东佛山期末)转录泡是由RNA聚合酶、DNA模板链以及转录形成的RNA新链三者结合形成的转录复合物。下列叙述错误的是( )
A．转录泡可存在细胞分裂前的间期
B．转录泡的水解产物有氨基酸和核苷酸
C．在同一个DNA上可能有多个转录泡
D．转录泡沿DNA模板链5′→3′方向移动
4．(2023·辽宁卷)CD163蛋白是PRRSV(病毒)感染家畜的受体。为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程，将红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因拼接在一起(如下图)，使其表达成一条多肽。该拼接过程的关键步骤是除去( )
A．CD163基因中编码起始密码子的序列
B．CD163基因中编码终止密码子的序列
C．RFP基因中编码起始密码子的序列
D．RFP基因中编码终止密码子的序列
5．(2024·湖南师大附中月考)关于下图所示基因表达过程的叙述，正确的是( )
A．②是多肽链，在核糖体上合成后都需内质网和高尔基体加工
B．乙细胞中核糖体移动的方向是由 a→b，a是 mRNA 的3′端
C．乙细胞中，mRNA上结合了多个核糖体，能快速形成多条相同的肽链，提高了翻译的效率
D．转录和翻译过程均有A—U、U—A的配对，均涉及氢键的断裂和形成
6．(2022·湖南卷)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rRNA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
7．(2024·广东揭阳二模)手足口病是一种儿童常见的传染病，发病人群以5岁及以下儿童为主，肠道病毒EV71是引起该病的主要病原体之一，为单股正链RNA(＋RNA)病毒，下图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。下列说法错误的是( )
A．＋RNA上含有多个基因，能表达多种蛋白质
B．物质M的合成场所是宿主细胞的核糖体，至少有三种RNA参与
C．催化①②过程的物质N可能是RNA复制酶
D．图中＋RNA既是病毒的重要组成成分，也是复制、转录的模板
8．(2024·广东东莞期末)核糖体“移码”是指病毒RNA 的翻译过程中核糖体向前或向后滑动一个或数个核苷酸，使一条 RNA 可表达出多种蛋白质。SARS-CoV-2(RNA 病毒)具有该机制。下列分析正确的是( )
A．SARS-CoV-2的基因是有遗传效应的DNA 片段
B．核糖体“移码”导致病毒发生基因突变
C．核糖体“移码”将导致 RNA 上终止密码子提前出现
D．“移码”机制可扩展SARS-CoV-2 遗传信息的利用率
9．(2024·广东梅州东山中学开学考)下图为细胞中基因表达过程示意图，相关叙述错误的是( )
A．该过程不可发生在人体细胞的细胞核中
B．该过程需要核糖核苷酸和氨基酸作为原料
C．RNA聚合酶a比RNA聚合酶b更早催化转录过程
D．核糖体1早于核糖体2与mRNA结合并进行翻译
10．(13分)(2024·湖南长郡中学月考)RNA编辑是某些RNA包括mRNA前体的一种加工方式，通过插入、删除或取代一些核苷酸，使DNA所编码的mRNA发生改变。apoB基因的表达产物是载脂蛋白B，其在人体中主要有两种亚型，一种为B-100蛋白，另一种为B-48蛋白，B-100蛋白比B-48蛋白相对分子质量大。apoB基因在不同细胞中表达过程如图所示。请回答下列问题：
注：CAA(谷氨酰胺的密码子) UAA(终止密码子)
(1)载脂蛋白B的合成过程中，参与过程①的酶有________________；与过程②相比，过程①特有的碱基互补配对方式是__________。
(2)由图推测，______(填“甲”或“乙”)肽链最可能对应着B-48蛋白。B-48蛋白的氨基酸数目与B-100蛋白有差异的原因是_____________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)RNA编辑__________(填“属于”或“不属于”)基因突变，原因是_________
____________________________________________________________________。
课时数智作业(二十七)
1．C [RNA聚合酶沿模板链移动的方向应该是从3′端向5′端，A错误；转录时，RNA聚合酶与模板链的启动子结合，启动转录，不包含整个DNA的解链区，B错误；细胞内遗传信息传至RNA后，RNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复，C正确；图中移动的3个核糖体上已合成的肽链长度不同，D错误。]
2．D [由于色氨酸的密码子为5′ UGG 3′，故反密码子为5′ CCA 3′，A错误；细菌是原核生物，转录和翻译同时进行，B错误；tRNA分子在核糖体上位点的转移是通过核糖体的移动来实现的，C错误；正常情况下，图中的六肽会与色氨酸连接并移动到右侧tRNA上，D正确。]
3．D [细胞分裂前的间期会完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，蛋白质的合成需要经历转录过程，因此转录泡可存在细胞分裂前的间期，A正确；转录泡是由RNA聚合酶、DNA模板链以及转录形成的RNA新链三者结合形成的转录复合物，经水解之后产物有氨基酸、脱氧核苷酸和核糖核苷酸，B正确；一个DNA分子上有很多的基因，因此可能有多个转录泡，C正确；由于子链的合成方向为5′→3′，因此转录时RNA聚合酶沿模板链3′→5′方向移动，D错误。]
4．B [为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程，则需要使拼接在一起的红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因都能转录和翻译，使其表达成一条多肽，因此拼接在一起的CD163基因转录形成的mRNA中不能出现终止密码子，否则红色荧光蛋白RFP基因转录形成的mRNA不能进行翻译，无法合成红色荧光蛋白，因此该拼接过程的关键步骤是除去CD163基因中编码终止密码子的序列，B符合题意，A、C、D不符合题意。]
5．C [②是多肽链，在核糖体上合成后，甲细胞不含内质网和高尔基体，因此不需内质网和高尔基体加工，A错误；据合成的肽链长短，可判断乙细胞中核糖体移动的方向是由a→b，b是mRNA的3′端，B错误；乙细胞中，mRNA上相继结合了多个核糖体，由于模板相同，能快速形成多条相同的肽链，提高了翻译的效率，C正确；转录过程中没有U—A的配对，转录和翻译过程均涉及氢键的断裂和形成，D错误。]
6．D [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，而是与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rRNA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在转录未结束时即与核糖体结合，开始翻译过程，D错误。]
7．D [肠道病毒EV71是RNA病毒，其＋RNA上含有多个基因，题图可知，＋RNA翻译出了一条多肽链M，然后M被加工成不同的蛋白质，A正确；图中的M物质是一条多肽链，由于EV71病毒没有细胞器，故多肽M合成的场所是宿主细胞的核糖体，至少有三种RNA(mRNA、tRNA和rRNA)参与，B正确；①、②过程是以RNA为模板合成RNA的过程，需要的是RNA复制酶，C正确；肠道病毒EV71是RNA病毒，分析题图可知，图中＋RNA既是病毒的重要组成成分，也是复制、翻译的模板，D错误。]
8．D [SARS CoV 2的遗传物质为RNA，SARS CoV 2的基因是有遗传效应的RNA片段，A错误；不同基因的遗传信息不同，核糖体“移码”导致不同基因翻译形成不同的蛋白质，并不会导致基因突变，B错误；核糖体“移码”导致其读取RNA上密码子时出现一个或数个核苷酸的错位，有可能提前或延后出现终止密码子，C错误；根据题意，核糖体“移码”导致病毒可以利用一条RNA为模板翻译产生多种蛋白质，故核糖体“移码”可扩展病毒所携带遗传信息的利用率，D正确。]
9．D [该图的转录和翻译两个过程在同一场所进行，应该发生在原核生物细胞中，人体细胞的细胞核具有核膜，不会发生该过程，A正确；转录过程需要核糖核苷酸为原料，翻译过程需要氨基酸为原料，B正确；根据图中RNA聚合酶a催化形成的mRNA链比RNA聚合酶b更长，可知RNA聚合酶a比RNA聚合酶b更早催化转录过程，C正确；根据图中核糖体2合成的肽链长于核糖体1形成的肽链，可知核糖体2早于核糖体1与mRNA结合并进行翻译，D错误。]
10．(除标注外，每空2分，共13分)(1)RNA聚合酶 T—A (2)乙 在小肠细胞中经过加工，使mRNA上终止密码子提前出现(或mRNA中密码子CAA被修饰转变成UAA，使终止密码子提前出现)(3分) (3)不属于 该过程并没有改变基因的结构，而是改变了RNA的碱基序列
4 / 4
