第四、五节 基因控制蛋白质合成、生物体存在表观遗传现象
第1课时 基因的概念及基因控制蛋白质的合成
知识点一 基因的本质及转录
1.下列关于真核细胞中转录的叙述，正确的是（ ）
A.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA的基因区段转录而来
B.转录时RNA聚合酶的结合位点在RNA上
C.转录过程需要解旋酶将双链DNA打开
D.一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板
2.（2024·宁波高一期中）基因Ⅰ和基因Ⅱ在某条染色体DNA上的相对位置如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.基因Ⅰ中不一定具有遗传信息，但一定具有遗传效应
B.基因Ⅰ和基因Ⅱ的结构差别仅在于内部碱基对的排列顺序不同
C.基因在染色体上呈线性排列
D.基因Ⅰ与基因Ⅱ在减数分裂时一定能发生分离
3.（2024·临安一中高一月考）如图表示某细胞内某生理过程，观察图形，下列说法正确的是（ ）
A.在真核细胞中该过程仅发生在细胞核内
B.图中的酶是DNA解旋酶，能使DNA双链氢键解开
C.甲链是编码链
D.图中酶移动的方向是从右向左
知识点二 遗传信息通过翻译指导蛋白质的合成
（2024嘉兴高一期中）阅读下列材料，完成4～6小题。
腺病毒是双链环状DNA病毒，可引起狗患传染性肝炎和喉气管炎，其侵染狗肝细胞后的表达过程如图1所示，图2是图1中某过程示意图。回答下列问题：
4.图1中腺病毒DNA能够与狗核DNA整合在一起，原因不包括（ ）
A.腺病毒与狗的DNA基本单位都是脱氧核苷酸
B.腺病毒与狗的DNA都是双螺旋结构
C.腺病毒与狗的DNA碱基配对方式相同
D.腺病毒与狗的DNA碱基序列相同
5.下列关于图2的叙述中，错误的是（ ）
A.该图是图1中的过程②
B.该过程核糖体在mRNA上的移动方向是从左往右
C.一条mRNA上能结合多个核糖体的意义是提高蛋白质的合成速率
D.图上3个核糖体合成的3条肽链完全相同
6.若图2中mRNA中腺嘌呤和尿嘧啶共有40个，占40％，则转录形成该mRNA的基因中，鸟嘌呤的数量至少为（ ）
A.30 B.40
C.60 D.80
7.（2024·建德一中高一月考）胰岛素的A、B两条多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。下列有关叙述不正确的是（ ）
A.胰岛素基因中至少含有的碱基数是6（m＋n）
B.胰岛素mRNA中至少含有（m＋n）个编码氨基酸的密码子
C.胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条多肽链
D.A、B两条多肽链可能是经过蛋白酶的作用后形成的
8.（2024·海宁一中高一月考）下图为真核生物细胞核内RNA的合成示意图，下列有关叙述正确的是（ ）
A.图示RNA聚合酶沿着DNA自右向左催化转录过程
B.图示完整DNA分子可转录合成多个不同种类RNA分子
C.图示生物可边转录边翻译，大大提高了蛋白质的合成速率
D.图示物质③穿过核孔进入细胞质，可直接作为翻译过程的模板
9.（2024·嘉善一中高一月考）真核细胞中的mRNA可以与DNA模板链稳定结合形成DNA-RNA双链，使另外一条DNA链单独存在，此三链DNA-RNA杂合片段称为R环。下列对R环的叙述，错误的是（ ）
A.R环形成于基因的转录过程中
B.R环中嘌呤数等于嘧啶数
C.R环产生过程中有氢键的破坏和形成
D.R环的形成需要RNA聚合酶的作用
10.（2024·宁波高一期中）如图所示为人体内M基因控制物质C的合成以及物质C形成特定空间结构的物质D的流程图解。下列相关叙述，正确的是（ ）
A.图中①④过程参与碱基配对的碱基种类较多的是①过程
B.基因转录得到的产物均可直接作为蛋白质合成的控制模板
C.图中物质D可能是人体内消化酶、呼吸酶等蛋白质
D.组成物质C的氨基酸数与组成M基因的核苷酸数的比值大于1/6
11.（2021·浙江1月选考22题）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
12.（2024·台州高一期中）核基因P53是细胞的“基因组卫士”。当人体细胞DNA受损时，P53基因被激活。通过如图所示的相关途径最终修复DNA，从而保持细胞基因组的完整性。请回答下列问题：
（1）发生过程①时RNA聚合酶与DNA分子的 结合，以 为原料，按照 原则合成产物RNA分子。产物RNA分子在 （场所）经过加工后转移至细胞质中起作用。
（2）过程②表示 ，此过程以 为模板，核糖体结合此模板后遇到 便开始P53蛋白的合成。据图分析，核糖体的移动方向为 （填“a→b”或“b→a”）。
（3）由图可知，P53蛋白能诱导 基因表达出大量的DNA修复酶，修复酶催化DNA分子在断裂处形成 键，从而使损伤断裂的两个DNA分子片段重新连接起来。
（4）由图可知，P53蛋白除了可启动修复酶系统外，P53蛋白还具有 的功能。
（5）某DNA分子在修复后，经测定发现某基因模板链的第1 201位碱基由G变成了A，从而导致蛋白质的合成提前终止，原因是原基因模板链转录形成的相应密码子发生了转变，可能的变化情况是 。
①ACU（苏氨酸） ②CGU（精氨酸） ③CAG（谷氨酰胺） ④CUG（亮氨酸） ⑤UAA（终止密码子） ⑥UAG（终止密码子）
A.②→① B.③→⑥
C.③→⑤ D.②→④
第1课时 基因的概念及基因控制蛋白质的合成
1.A 转录是以DNA一条链上的基因区段为模板，以核糖核苷酸为原料，根据碱基互补配对原则，合成RNA的过程，包括tRNA、rRNA和mRNA的合成，A正确；转录时RNA聚合酶的结合位点在DNA上，与DNA上的某一启动部位结合，B错误；转录过程中RNA聚合酶可将双链DNA打开，不需要解旋酶，C错误；一个基因转录时，只能以DNA分子的一条链作为转录的模板，D错误。
2.C 基因中的脱氧核苷酸（碱基对）的排列顺序代表遗传信息，基因是具有遗传效应的DNA片段，基因Ⅰ中既具有遗传信息也具有遗传效应，A错误；基因Ⅰ和基因Ⅱ的结构差别在于内部碱基对的数目、排列顺序不同，B错误；一条染色体上有多个基因，基因在染色体上呈线性排列，C正确；基因Ⅰ与基因Ⅱ位于同一条染色体上，减数分裂时一般不能发生分离，D错误。
3.D 在真核细胞中，转录可以发生在细胞核、线粒体和叶绿体中，A错误；图中的酶是RNA聚合酶，有解旋的作用，即转录过程中不需要解旋酶，B错误；甲链是模板链，乙链为编码链，C错误；根据丙，即mRNA释放的方向可判断出RNA聚合酶的移动方向是从右向左，D正确。
4.D 腺病毒的DNA和狗的DNA的基本单位都是脱氧核苷酸，都遵循相同的碱基互补配对方式，都具有独特的双螺旋结构，组成成分和结构相似，使得腺病毒DNA能够与狗核DNA整合在一起，DNA具有多样性和特异性，腺病毒DNA和狗的核DNA的碱基排列顺序不同，D错误。
5.B 图2为核糖体与mRNA结合翻译出多肽链的过程，对应图1中的过程②，A正确；根据肽链的长短可知，核糖体在mRNA上的移动方向是从右向左，B错误；一条mRNA上可结合多个核糖体，在同一时间内合成多条相同的多肽链，这样可以提高翻译的速度，C、D正确。
6.C mRNA中腺嘌呤和尿嘧啶共有40个，占40％，则该mRNA共有碱基100个，G＋C共有60个，则转录形成该mRNA的基因中含有碱基200个，G＋C＝120个，G为60个，C正确。
7.C 胰岛素基因编码的两条多肽链中氨基酸总数是（m＋n），每个氨基酸由mRNA上的一个密码子（由三个碱基组成）决定，即密码子数至少为（m＋n），mRNA上的碱基数为3（m＋n），DNA是双链结构，不考虑非编码序列，胰岛素基因中对应碱基数至少为2×3（m＋n）＝6（m＋n），A正确；胰岛素的两条肽链中氨基酸共有（m＋n）个，根据密码子和氨基酸的一一对应关系（不考虑终止密码子）可知，与之对应的胰岛素mRNA中至少含有的密码子应该为（m＋n）个，B正确；一个基因在编码蛋白质的过程中，只有一条链作为转录的模板链，进而以转录出的这条mRNA为模板进行蛋白质的翻译过程，因此胰岛素的A、B两条多肽链都是由胰岛素基因的某一条单链编码的，C错误；A、B两条肽链是由一个基因编码的，因此可能是该基因编码了一条肽链之后，经蛋白酶作用使个别肽键断裂，形成两条肽链，然后再组装成胰岛素，D正确。
8.B 转录过程中起催化作用的酶是RNA聚合酶，根据合成的mRNA长短及DNA和RNA的结合区域可知，它在图中的移动方向是自左向右，A错误；转录是以基因为单位进行的，一个DNA分子上含有多个基因，故图示完整DNA分子可转录合成多个不同种类RNA分子，B正确；由于图示细胞为真核生物细胞，具有核膜等结构，故图示生物转录完成后才进行翻译，C错误；物质③可表示mRNA，需要经过加工编辑才可以转移到细胞质中作为翻译过程的模板，D错误。
9.B R环形成于转录过程中，A正确；R环是三链DNA－RNA杂合片段，mRNA为单链结构，因此R环中的嘌呤（A、G）数不一定等于嘧啶（C、T、U）数，B错误；R环的形成经过了转录过程，需要RNA聚合酶，该过程有氢键的破坏和形成，C、D正确。
10.A ①过程表示转录，该过程参与碱基配对的碱基有5种，而④过程表示翻译，该过程参与碱基配对的碱基只有4种，A正确；从图中信息可知，控制该分泌蛋白合成的直接模板是物质B，而转录的产物是物质A，说明物质A还需要经过RNA剪切和RNA拼接才能转录，B错误；物质D属于分泌蛋白，呼吸酶不属于分泌蛋白，C错误；由于M基因转录后得物质A，物质A到物质B，还要经历剪切掉一部分片段，所以组成物质C的单体数与组成M基因的单体数的比值小于1/6，D错误。
11.B 图中①氨基酸对应的密码子是AUU，代表异亮氨酸，A错误；图中结构②表示核糖体，从右向左移动，B正确；该过程中有密码子和反密码子的碱基互补配对及分离，故有氢键的形成和断裂，C错误；该过程表示翻译，可发生在线粒体基质中，不能发生在细胞核基质中，D错误。
12.（1）启动部位 核糖核苷酸 碱基互补配对 细胞核 （2）翻译 mRNA 起始密码子 a→b （3）修复酶 磷酸二酯 （4）启动P21基因的表达，合成P21蛋白，阻止DNA复制 （5）B
解析：（1）过程①为转录，RNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位相结合，以4种游离的核糖核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则合成产物RNA分子。转录的场所为细胞核，产物RNA分子在细胞核中经过加工后转移至细胞质中起作用。（2）过程②表示翻译过程，此过程以mRNA为模板，核糖体结合此模板后遇到起始密码子便开始P53蛋白的合成，遇到终止密码子翻译结束。根据肽链的长度可知，核糖体的移动方向为a→b。（3）从图中可看到DNA的损伤为DNA双链断裂，被破坏的化学键是磷酸二酯键，P53蛋白能诱导修复酶基因表达出大量的DNA修复酶，修复酶催化DNA分子在断裂处形成磷酸二酯键，从而使损伤断裂的两个DNA分子片段重新连接起来。（4）P53蛋白还具有启动P21基因的表达，合成P21蛋白，阻止DNA复制的功能。（5）某DNA分子在修复后，经测定发现某基因模板链的第1 201位碱基由G变成了A，则相应部位的密码子的碱基由C变为了U，相应的密码子变成了终止密码子，因此可能的变化情况是③→⑥。
4 / 4第四、五节 基因控制蛋白质合成、生物体存在表观遗传现象
第1课时 基因的概念及基因控制蛋白质的合成
导学 聚焦 1.概述遗传信息的转录和翻译过程。 2.阐明DNA碱基数目、RNA碱基数目与氨基酸数目之间的对应关系。 3.概述遗传密码
知识点（一） 基因的本质及转录
1.基因通常是DNA分子的功能片段
小提醒：对部分RNA病毒来说，基因是具有遗传效应的RNA片段。
2.DNA分子上的遗传信息通过转录传递给RNA
（1）转录的概念
以DNA的 为模板，依据 原则，合成 的过程。
（2）转录的过程
小提醒：（1）RNA聚合酶具有解旋作用。
（2）转录的模板并非整条DNA长链，只是包含1个或几个基因的DNA片段的一条链。
（3）转录的结果
形成RNA，将遗传信息由 传递给 。
（4）RNA的种类及功能
3.判断下列相关表述的正误
（1）基因在不同生物的细胞中本质不同，可能是一段具有遗传效应的DNA片段，也可能是一段RNA片段。（ ）
（2）转录的方向和RNA聚合酶移动的方向一致。（ ）
（3）DNA转录形成的mRNA，与母链碱基的组成、排列顺序都是相同的。（ ）
（4）细胞中常见的RNA中，只有mRNA是转录的产物。（ ）
探讨一 基因与DNA的关系，理解基因是有遗传效应的DNA片段
1.根据下列资料回答问题：
资料1 大肠杆菌细胞的拟核中有1个DNA分子，总长度约为4.7×106个碱基对，其上分布了大约4.4×103个基因，每个基因的平均长度约为1×103个碱基对。
资料2 人类基因组计划测定了24条染色体（22条常染色体＋X＋Y）上DNA的碱基序列。每条染色体有一个DNA分子。这24个DNA分子大约含有31.6亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2％。
资料3 生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光，这是因为水母的DNA上有一个长度为5.17×103个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了水母绿色荧光蛋白基因的转基因田鼠也能像水母一样发光。
（1）生物体内的DNA分子数目与基因数目相同吗？生物体内所有基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相同吗？如果不同，说明了什么？
（2）资料3中绿色荧光蛋白基因的遗传效应是什么？
（3）请从DNA水平上给基因下一个定义，要求既能反映基因与DNA的关系，又能体现基因的作用。
探讨二 分析转录过程，提高理解能力
2.如图表示某真核生物细胞内某基因的转录过程，请据图分析回答下列问题：
（1）请思考图中DNA的转录方向。
（2）a为启动上述过程必需的有机物，其名称是什么？b和c的名称分别是什么？图示中核苷酸有多少种？
（3）在叶肉细胞中，上述过程可能发生的场所是哪里？
（4）图中碱基互补配对的方式有哪些？
（5）若d中A占35％，U占19％，则d对应的DNA分子片段中T和C分别占多少？
转录相关问题归纳梳理
（1）转录的基本单位是具有1个或n个基因的DNA片段，而非整个DNA分子，因此转录时只解旋相关的DNA片段，其他部位不解旋。
（2）DNA分子的两条链中，被转录的那条链叫模板链，另一条链无转录功能，叫编码链（又称非模板链）。
（3）转录时mRNA与DNA模板链碱基互补，配对关系为G—C、C—G、T—A、A—U，结果mRNA与DNA编码链上碱基序列基本相同，只是用U代替T。
（4）在真核细胞内，转录出来的RNA需经过加工才能成为具有生物活性的成熟的mRNA。
（5）相关计算：转录产生的RNA分子中碱基数目是DNA分子中碱基数目的一半，且模板链中A＋T（或C＋G）与mRNA分子中U＋A（或G＋C）数目相等。
（6）转录需要DNA分子局部解旋，但不需要专门的解旋酶，因为RNA聚合酶不仅能催化RNA单链的合成，还具有解旋的作用。
1.（2024·宁波高一期中）下图表示果蝇某染色体上的几个基因。下列相关叙述正确的是（ ）
A.图示DNA上有多个基因，且这些基因是相互连续的
B.图示每个基因都是特定的DNA片段，有特定的遗传效应
C.图示4种基因中脱氧核苷酸的种类和数量均不相同
D.图中各基因在一个细胞中均表达
2.（2024·衢州柯城区高一月考）如图为真核细胞中正在发生的生理过程，下列叙述正确的是（ ）
A.①是RNA聚合酶，与DNA上启动部位结合后从左往右移
B.②是DNA模板链，同一DNA上不同基因的模板链相同
C.③是DNA编码链，结构与④相比仅有T、U碱基存在差异
D.④是mRNA，需在细胞核中加工后再由核孔转移至细胞质
知识点（二） 遗传信息通过翻译指导蛋白质的合成
1.翻译的概念
以mRNA为模板，合成具有一定的氨基酸顺序的蛋白质的过程称为翻译。
2.遗传密码
小提醒：（1）如果GUG作为起始密码子，它会与AUG一样编码甲硫氨酸，而不是缬氨酸。
（2）生物界的遗传密码是统一的，说明地球上所有的生物都来自共同的祖先。
3.翻译的过程
小提醒：一个mRNA可以结合多个核糖体，提高翻译效率。
4.判断下列相关表述的正误
（1）所有氨基酸都对应两种或两种以上的密码子。（ ）
（2）一个tRNA只有一个反密码子，tRNA中含有一定数量的氢键。（ ）
（3）tRNA携带的氨基酸连接在该tRNA的5'端。（ ）
（4）基因形成RNA产物以及mRNA被翻译为蛋白质的过程都称为基因表达。（ ）
（5）mRNA与核糖体结合后会沿着核糖体运行，直至完成多肽链的合成。（ ）
（6）一个mRNA只能与一个核糖体结合，翻译一条肽链。（ ）
探讨一 分析密码子、反密码子，提高理解能力
1.下表表示基因表达过程中决定苏氨酸的相关碱基，请据表推测苏氨酸的密码子。
DNA G A
A
mRNA
tRNA G
氨基酸 苏氨酸
2.一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？
3.起始密码子一定是AUG吗？一种密码子只编码一种氨基酸吗？所有的密码子都编码氨基酸吗？
4.地球上几乎所有的生物体都共用同一个密码子表。根据这一事实，你能想到什么？
5.如图为tRNA的结构示意图，据图回答有关问题：
（1）图中的tRNA携带哪种氨基酸？判断依据是什么？
（2）在tRNA中是不是只有反密码子的这3个碱基？在tRNA是否存在氢键？
（3）tRNA与氨基酸之间是一一对应的吗？
（4）为什么说tRNA是真正起“翻译”作用的结构？
探讨二 分析翻译过程，提高理解能力和模型构建能力
6.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？它们能编码氨基酸吗？
（3）图乙中①⑥分别是什么分子或结构？核糖体移动的方向是怎样的？
（4）最终合成的多肽链②③④⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？
1.遗传信息、密码子、反密码子之间的区别及联系
项目 遗传信息 密码子 反密码子
概念 基因中碱基的排列顺序 mRNA中决定一个氨基酸的3个相邻的核苷酸 tRNA中与密码子互补配对的3个核苷酸
位置 主要在 DNA中 mRNA tRNA
作用 控制生物的性状 直接决定蛋白质中氨基酸序列 识别密码子
图解
2.翻译过程的三种模型图解读
（1）图甲翻译模型分析
a.一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。
b.翻译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。
c.翻译终点：识别到终止密码子（不决定氨基酸），翻译停止。
d.翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，mRNA不移动。
（2）图乙表示真核细胞的翻译过程，其中①是mRNA，⑥是核糖体，②③④⑤表示正在合成的4条多肽链，具体内容分析如下：
a.数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。
b.意义：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。
c.方向：从右向左，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。
d.结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。
e.形成的多条肽链氨基酸序列相同的原因：有相同的模板mRNA。
（3）图丙表示原核细胞的转录和翻译过程，图中①是DNA模板链，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA， 并结合核糖体同时进行翻译过程。
1.（2024·宁波高一期中）真核生物中，遗传信息、密码子和反密码子分别是指（ ）
①蛋白质中氨基酸的排列顺序 ②基因中核苷酸的排列顺序 ③DNA上决定氨基酸的3个相邻的核苷酸 ④转运RNA上识别密码子的3个相邻的核苷酸 ⑤信使RNA上决定氨基酸的3个相邻的核苷酸
A.⑤④③ B.②⑤④
C.⑤①② D.②③④
2.（2024·衢州高一月考）下图为肝细胞内某蛋白质合成的部分示意图。下列相关叙述错误的是（ ）
A.参与该过程的①属于基因表达的产物
B.图中③在②上移动的方向为从左往右
C.图中异亮氨酸对应的密码子是 3'UAG5'
D.肽链合成时， 一个②分子上可同时翻译多条肽链
（1）基因是具有 的DNA片段（包括部分病毒的RNA片段），是遗传物质结构和功能的基本单位，是DNA（部分生物是RNA）分子上含特定遗传信息的 的总称。
（2）转录是以DNA的 为模板，依据 原则，合成 的过程。
（3）翻译是以mRNA为模板，合成 的过程。
（4）肽链合成时，若干核糖体串联在一个 上同时翻译多条肽链，大大提高了 。
1.（2024·杭州高一期中）下列关于转录的叙述，正确的是（ ）
A.RNA 聚合酶会使一个或几个基因的 DNA 片段解开双螺旋
B.转录是以 DNA 分子的一整条单链为模板
C.DNA 的转录只能发生在细胞分裂的间期
D.RNA 适合作信使的原因是其分子结构和基本单位与 DNA 相同
2.下列关于遗传信息表达过程的叙述，正确的是（ ）
A.一个DNA分子转录一次，可形成一个或多个合成多肽链的模板
B.转录过程中，RNA聚合酶没有解开DNA双螺旋结构的功能
C.多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链
D.编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的脱氧核苷酸组成
3.（2024·宁波高一期中）下图是控制蛋白质合成的一个DNA片段，已知起始密码子是AUG，下列判断错误的是（ ）
A.合成mRNA的模板链可能是②
B.该DNA片段有6个密码子
C.模板链上某碱基被替换不一定导致该蛋白质的改变
D.该DNA片段所指导合成的多肽最多包括6个氨基酸
4.如图为多聚核糖体合成肽链的过程示意图，下列有关该过程的说法正确的是（ ）
A.图示为多个核糖体合成一条多肽链的过程
B.mRNA沿着三个核糖体从右向左移动
C.三条肽链在氨基酸排列顺序上各不相同
D.由图示可推测少量mRNA可以合成大量的蛋白质
5.若细胞质中tRNA1（3'AUG5'）可转运氨基酸a，tRNA2（3'ACG5'）可转运氨基酸b，tRNA3（3'UAC5'）可转运氨基酸c。今以DNA中一条链3'—ACGTACATG—5'为模板，指导合成蛋白质。该蛋白质基本组成单位的排列可能是（ ）
A.a—b—c B.c—b—a
C.b—c—a D.b—a—c
第1课时 基因的概念及基因控制蛋白质的合成
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1. 遗传效应 核苷酸序列 半保留 稳定性
2.（1）一条链 碱基互补配对 RNA （2） RNA聚合酶 DNA片段 解开的DNA双链中的一条链 游离的核糖核苷酸 RNA RNA （3）DNA RNA （4）DNA 氨基酸 核糖体
3.（1）× 提示：基因在不同生物的细胞中本质相同，都是一段具有遗传效应的DNA片段。部分病毒的基因是RNA片段。
（2）√
（3）× 提示：DNA转录形成的mRNA，与母链碱基的组成不同。
（4）× 提示：mRNA、tRNA和rRNA都是转录的产物。
互动探究
1.（1）提示：生物体内的DNA分子数目小于基因数目，生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。这说明基因是DNA片段，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的。
（2）提示：使生物发出绿色荧光。
（3）提示：基因是具有遗传效应的DNA片段。
2.（1）提示：从右向左。
（2）提示：RNA聚合酶；b是胞嘧啶脱氧核苷酸；c是胞嘧啶核糖核苷酸；8种。
（3）提示：细胞核、线粒体、叶绿体。
（4）提示：图中碱基的互补配对方式有A—U、T—A、C—G、G—C。
（5）提示：d是以DNA的一条链为模板转录来的，若d中A＝35％，U＝19％，A＋U＝54％，则对应的DNA分子片段中A＋T＝54％，G＋C＝46％，故A＝T＝27％，G＝C＝23％，即d对应的DNA分子片段中T和C分别占27％、23％。
学以致用
1.B 基因是具有遗传效应的DNA片段，DNA上有的片段不是基因，是非基因序列，因此图示多个基因不是连续的，A错误；基因是具有遗传效应的DNA片段，图示每个基因都是特定的DNA片段，有特定的遗传效应，B正确；组成基因的脱氧核苷酸的种类相同，均为4种，C错误；图中各基因在一个细胞中不一定均表达，基因的选择性表达会使细胞分化，即形成结构、功能、形态不同的细胞，D错误。
2.A 根据转录出的RNA可知，①是RNA聚合酶，与 DNA 上启动部位结合后从左往右移，A正确；②是DNA模板链，同一DNA上不同基因的模板链不一定相同，B错误；③是DNA编码链，结构与④相比除了碱基的差异，还有五碳糖的差异，③为脱氧核糖，④为核糖，C错误；④是转录出的RNA，不一定就是mRNA，D错误。
知识点（二）
自主学习
2. mRNA 3 AUG GUG 统一的
3. mRNA链 tRNA mRNA tRNA 终止密码子
4.（1）× 提示：有些氨基酸只对应一种密码子。
（2）√
（3）× 提示：tRNA携带的氨基酸连接在该tRNA的3'端。
（4）√ （5）×
（6）× 提示：一个mRNA分子上可以结合多个核糖体，同时合成多条肽链。
互动探究
1.提示：ACU。
2.提示：当密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸；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，可以保证遗传信息的翻译速度。
3.提示：起始密码子一般是AUG，对于原核生物来说，少数蛋白质以GUG作为起始密码子；一般情况下，GUG是缬氨酸的密码子，如果GUG作为起始密码子，它会编码甲硫氨酸，所以一种密码子不一定只编码一种氨基酸；终止密码子不编码氨基酸，是翻译终止的信号。
4.提示：地球上所有的生物都来自共同的祖先。
5.（1）提示：甲硫氨酸。图中的tRNA的反密码子是UAC，其对应的密码子是AUG，根据密码子表可以确定AUG是甲硫氨酸的密码子。
（2）提示：不是。存在。
（3）提示：不是。每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，每种氨基酸可能由一种或几种tRNA转运。
（4）提示：运输氨基酸的工具是tRNA，它一端有反密码子，能和mRNA上的密码子相识别，一端能携带氨基酸，是真正起“翻译”作用的结构。
6.（1）提示：Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是tRNA、核糖体、多肽链。
（2）提示：起始密码子是AUG，编码甲硫氨酸；终止密码子是UAA，不编码氨基酸。
（3）提示：①⑥分别是mRNA、核糖体；核糖体移动的方向是由右向左。
（4）提示：相同；因为它们是以同一条mRNA为模板，翻译的起始位点和终止位点是完全相同的。
学以致用
1.B 真核生物中，遗传信息是指基因中核苷酸的排列顺序；mRNA（信使RNA）上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，这样的三个碱基称为密码子；每个tRNA（转运RNA）上三个碱基可以与mRNA（信使RNA）上的密码子互补配对，这样的三个碱基称为反密码子，即②⑤④ 说法正确，B正确。
2.C 基因转录的产物是RNA，①为tRNA，属于基因表达的产物，A正确；图中tRNA从右侧进入核糖体，据此判断③在②上移动的方向为从左往右，B正确；图中异亮氨酸对应的密码子是5'AUC3'，C错误；肽链合成时， 一个②分子可以结合多个核糖体，同时翻译多条肽链，D正确。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）遗传效应 核苷酸序列 （2）一条链 碱基互补配对 RNA （3）具有一定的氨基酸顺序的蛋白质 （4）mRNA 翻译效率
课堂演练
1.A 在进行转录时，RNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位相结合，使DNA片段的双螺旋解开，并非只使一个基因的DNA片段的双螺旋解开，可以解开多个基因，A正确；转录是以基因为单位进行的，而一个DNA上可以有很多个基因，故转录不是以DNA 分子的一整条单链为模板，而是以DNA上对应的基因的一条链为模板，B错误；DNA的转录可以发生在细胞分裂的各个时期，C错误；RNA适合作信使的原因是其分子结构是单链并且分子比DNA小，能通过核孔进入细胞质，D错误。
2.A 转录时，RNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位相结合，包括一个或者几个基因的DNA片段的双螺旋解开，以便形成相应的RNA分子，说明一个DNA分子转录一次，可形成一个或多个合成多肽链的模板，A正确；RNA聚合酶可以使DNA双螺旋解开，B错误；多个核糖体可结合在一个mRNA分子上分别合成多条多肽链，C错误；编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的核糖核苷酸组成，D错误。
3.B 已知起始密码子是AUG，mRNA是以DNA的一条链为模板进行碱基互补配对原则转录来的，因此合成mRNA的模板链可能是②，A正确；mRNA上三个相邻碱基决定一个氨基酸，这样的三个相邻碱基称为一个密码子，密码子不位于DNA片段上，B错误；模板链上某碱基被替换，可能导致密码子改变，但是密码子具有简并性，不一定导致蛋白质的改变，C正确；该DNA片段共有18个碱基对，转录形成的mRNA最多含有18个碱基，6个密码子，因此指导合成的多肽最多含有6个氨基酸，D正确。
4.D 图示为三个核糖体合成三条多肽链的过程，A错误；翻译过程中核糖体是沿着mRNA进行移动的，根据肽链的长短，可判断出核糖体沿mRNA的移动方向是从右向左，B错误；三条肽链是以同一条mRNA为模板合成的，因此氨基酸的排列顺序相同，C错误；一条mRNA可以和多个核糖体结合，可在短时间内合成大量的蛋白质，D正确。
5.C 翻译的直接模板是mRNA，而mRNA是以DNA的一条链为模板转录形成的，以DNA分子中的一条链3'-ACGTACATG-5'为模板转录形成的mRNA的碱基序列为5'-UGCAUGUAC-3'其中第一个密码子（UGC）对应的反密码子为3'-ACG-5'，编码的氨基酸为b，第二个密码子（AUG）对应的反密码子为3'-UAC-5'，编码的氨基酸为c，第三个密码子（UAC）对应的反密码子为3'-AUG-5'，编码的氨基酸为a，所以该蛋白质基本组成单位的排列可能是b－c－a，A、B、D错误，C正确。
8 / 8(共87张PPT)
第1课时
基因的概念及基因控制蛋白质的合成
导
学 聚
焦 1.概述遗传信息的转录和翻译过程。
2.阐明DNA碱基数目、RNA碱基数目与氨基酸数目之间的对应关系。
3.概述遗传密码
核心要点·巧突破
01
过程评价·勤检测
02
课时训练·提素能
03
目录
CONTENTS
核心要点·巧突破
01
精准出击 高效学习
知识点（一） 基因的本质及转录
1. 基因通常是DNA分子的功能片段
小提醒：对部分RNA病毒来说，基因是具有遗传效应的RNA片段。
2. DNA分子上的遗传信息通过转录传递给RNA
（1）转录的概念
以DNA的 为模板，依据 原则，
合成 的过程。
一条链
碱基互补配对
RNA
（2）转录的过程
小提醒：（1）RNA聚合酶具有解旋作用。
（2）转录的模板并非整条DNA长链，只是包含1个或几个基因的DNA片段的一条链。
（3）转录的结果
形成RNA，将遗传信息由 传递给 。
（4）RNA的种类及功能
DNA
RNA
3. 判断下列相关表述的正误
（1）基因在不同生物的细胞中本质不同，可能是一段具有遗传效
应的DNA片段，也可能是一段RNA片段。 （ × ）
提示：基因在不同生物的细胞中本质相同，都是一段具有遗
传效应的DNA片段。部分病毒的基因是RNA片段。
（2）转录的方向和RNA聚合酶移动的方向一致。（√）
（3）DNA转录形成的mRNA，与母链碱基的组成、排列顺序都是
相同的。 （ × ）
提示：DNA转录形成的mRNA，与母链碱基的组成不同。
（4）细胞中常见的RNA中，只有mRNA是转录的产物。（×）
提示：mRNA、tRNA和rRNA都是转录的产物。
×
（2）转录的方向和RNA聚合酶移动的方向一致。（
×
（4）细胞中常见的RNA中，只有mRNA是转录的产物。（
√
×
探讨一 基因与DNA的关系，理解基因是有遗传效应的DNA片段
1. 根据下列资料回答问题：
资料1 大肠杆菌细胞的拟核中有1个DNA分子，总长度约为4.7×106
个碱基对，其上分布了大约4.4×103个基因，每个基因的平均长度约
为1×103个碱基对。
资料2 人类基因组计划测定了24条染色体（22条常染色体＋X＋Y）
上DNA的碱基序列。每条染色体有一个DNA分子。这24个DNA分子
大约含有31.6亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比
例不超过2％。
资料3 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
水母的DNA上有一个长度为5.17×103个碱基对的片段——绿色荧光
蛋白基因。转基因实验表明，转入了水母绿色荧光蛋白基因的转基因
田鼠也能像水母一样发光。
（1）生物体内的DNA分子数目与基因数目相同吗？生物体内所有基
因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相同吗？如果不同，说明
了什么？
提示：生物体内的DNA分子数目小于基因数目，生物体内所有
基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。这说明基因是DNA
片段，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分
隔开的。
（2）资料3中绿色荧光蛋白基因的遗传效应是什么？
提示：使生物发出绿色荧光。
（3）请从DNA水平上给基因下一个定义，要求既能反映基因与DNA
的关系，又能体现基因的作用。
提示：基因是具有遗传效应的DNA片段。
探讨二 分析转录过程，提高理解能力
2. 如图表示某真核生物细胞内某基因的转录过程，请据图分析回答下
列问题：
（1）请思考图中DNA的转录方向。
提示：从右向左。
（2）a为启动上述过程必需的有机物，其名称是什么？b和c的名称
分别是什么？图示中核苷酸有多少种？
提示：RNA聚合酶；b是胞嘧啶脱氧核苷酸；c是胞嘧啶核糖
核苷酸；8种。
（3）在叶肉细胞中，上述过程可能发生的场所是哪里？
提示：细胞核、线粒体、叶绿体。
（4）图中碱基互补配对的方式有哪些？
提示：图中碱基的互补配对方式有A—U、T—A、C—G、
G—C。
（5）若d中A占35％，U占19％，则d对应的DNA分子片段中T和C
分别占多少？
提示：d是以DNA的一条链为模板转录来的，若d中A＝35
％，U＝19％，A＋U＝54％，则对应的DNA分子片段中A＋
T＝54％，G＋C＝46％，故A＝T＝27％，G＝C＝23％，即d
对应的DNA分子片段中T和C分别占27％、23％。
转录相关问题归纳梳理
（1）转录的基本单位是具有1个或n个基因的DNA片段，而非整个
DNA分子，因此转录时只解旋相关的DNA片段，其他部位不
解旋。
（2）DNA分子的两条链中，被转录的那条链叫模板链，另一条链无
转录功能，叫编码链（又称非模板链）。
（3）转录时mRNA与DNA模板链碱基互补，配对关系为G—C、C—
G、T—A、A—U，结果mRNA与DNA编码链上碱基序列基本相
同，只是用U代替T。
（4）在真核细胞内，转录出来的RNA需经过加工才能成为具有生物
活性的成熟的mRNA。
（5）相关计算：转录产生的RNA分子中碱基数目是DNA分子中碱基
数目的一半，且模板链中A＋T（或C＋G）与mRNA分子中U＋
A（或G＋C）数目相等。
（6）转录需要DNA分子局部解旋，但不需要专门的解旋酶，因为
RNA聚合酶不仅能催化RNA单链的合成，还具有解旋的作用。
1. （2024·宁波高一期中）如图表示果蝇某染色体上的几个基因。下
列相关叙述正确的是（ ）
A. 图示DNA上有多个基因，且这些基因是相互连续的
B. 图示每个基因都是特定的DNA片段，有特定的遗传效应
C. 图示4种基因中脱氧核苷酸的种类和数量均不相同
D. 图中各基因在一个细胞中均表达
解析： 基因是具有遗传效应的DNA片段，DNA上有的片段不是
基因，是非基因序列，因此图示多个基因不是连续的，A错误；基
因是具有遗传效应的DNA片段，图示每个基因都是特定的DNA片
段，有特定的遗传效应，B正确；组成基因的脱氧核苷酸的种类相
同，均为4种，C错误；图中各基因在一个细胞中不一定均表达，
基因的选择性表达会使细胞分化，即形成结构、功能、形态不同的
细胞，D错误。
2. （2024·衢州柯城区高一月考）如图为真核细胞中正在发生的生理
过程，下列叙述正确的是（ ）
A. ①是RNA聚合酶，与DNA上启动
部位结合后从左往右移
B. ②是DNA模板链，同一DNA上不同基因的模板链相同
C. ③是DNA编码链，结构与④相比仅有T、U碱基存在差异
D. ④是mRNA，需在细胞核中加工后再由核孔转移至细胞质
解析： 根据转录出的RNA可知，①是RNA聚合酶，与 DNA
上启动部位结合后从左往右移，A正确；②是DNA模板链，同
一DNA上不同基因的模板链不一定相同，B错误；③是DNA编
码链，结构与④相比除了碱基的差异，还有五碳糖的差异，③
为脱氧核糖，④为核糖，C错误；④是转录出的RNA，不一定
就是mRNA，D错误。
知识点（二） 遗传信息通过翻译指导蛋白质的合成
1. 翻译的概念
以mRNA为模板，合成具有一定的氨基酸顺序的蛋白质的过程称为
翻译。
2. 遗传密码
小提醒：（1）如果GUG作为起始密码子，它会与AUG一样编码甲
硫氨酸，而不是缬氨酸。
（2）生物界的遗传密码是统一的，说明地球上所有的生物都来自
共同的祖先。
3. 翻译的过程
小提醒：一个mRNA可
以结合多个核糖体，提
高翻译效率。
4. 判断下列相关表述的正误
（1）所有氨基酸都对应两种或两种以上的密码子。 （ × ）
提示：有些氨基酸只对应一种密码子。
（2）一个tRNA只有一个反密码子，tRNA中含有一定数量的氢
键。 （ √ ）
（3）tRNA携带的氨基酸连接在该tRNA的5'端。 （ × ）
提示：tRNA携带的氨基酸连接在该tRNA的3'端。
（4）基因形成RNA产物以及mRNA被翻译为蛋白质的过程都称为
基因表达。 （ √ ）
×
√
×
√
（5）mRNA与核糖体结合后会沿着核糖体运行，直至完成多肽链
的合成。 （ × ）
（6）一个mRNA只能与一个核糖体结合，翻译一条肽链。
（ × ）
提示：一个mRNA分子上可以结合多个核糖体，同时合成多
条肽链。
×
×
探讨一 分析密码子、反密码子，提高理解能力
1. 下表表示基因表达过程中决定苏氨酸的相关碱基，请据表推测苏氨
酸的密码子。
DNA G A
A
mRNA
tRNA G
氨基酸 苏氨酸
提示：ACU。
2. 一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认
为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？
提示：当密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨
基酸；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，可以保证遗传信息的翻译速度。
3. 起始密码子一定是AUG吗？一种密码子只编码一种氨基酸吗？所
有的密码子都编码氨基酸吗？
提示：起始密码子一般是AUG，对于原核生物来说，少数蛋白质
以GUG作为起始密码子；一般情况下，GUG是缬氨酸的密码子，
如果GUG作为起始密码子，它会编码甲硫氨酸，所以一种密码子
不一定只编码一种氨基酸；终止密码子不编码氨基酸，是翻译终止
的信号。
4. 地球上几乎所有的生物体都共用同一个密码子表。根据这一事实，
你能想到什么？
提示：地球上所有的生物都来自共同的祖先。
5. 如图为tRNA的结构示意图，据图回答有关问题：
（1）图中的tRNA携带哪种氨基酸？判断依据是什么？
提示：甲硫氨酸。图中的tRNA的反密码子是UAC，其对应的
密码子是AUG，根据密码子表可以确定AUG是甲硫氨酸的密
码子。
（2）在tRNA中是不是只有反密码子的这3个碱基？在tRNA是否存
在氢键？
提示：不是。存在。
（3）tRNA与氨基酸之间是一一对应的吗？
提示：不是。每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，每种氨
基酸可能由一种或几种tRNA转运。
（4）为什么说tRNA是真正起“翻译”作用的结构？
提示：运输氨基酸的工具是tRNA，它一端有反密码子，能和
mRNA上的密码子相识别，一端能携带氨基酸，是真正起
“翻译”作用的结构。
探讨二 分析翻译过程，提高理解能力和模型构建能力
6. 如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？
提示：Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是tRNA、核糖体、多肽链。
（2）Ⅲ是mRNA，其中的起始密码子和终止密码子分别是什么？
它们能编码氨基酸吗？
提示：起始密码子是AUG，编码甲硫氨酸；终止密码子是
UAA，不编码氨基酸。
（3）图乙中①⑥分别是什么分子或结构？核糖体移动的方向是怎
样的？
提示：①⑥分别是mRNA、核糖体；核糖体移动的方向是由
右向左。
（4）最终合成的多肽链②③④⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？
提示：相同；因为它们是以同一条mRNA为模板，翻译的起
始位点和终止位点是完全相同的。
1. 遗传信息、密码子、反密码子之间的区别及联系
项目 遗传信息 密码子 反密码子
概念 基因中碱基的排列顺序 mRNA中决定一个氨基
酸的3个相邻的核苷酸 tRNA中与密码子互
补配对的3个核苷酸
位置 主要在DNA中 mRNA tRNA
项目 遗传信息 密码子 反密码子
作用 控制生物的性状 直接决定蛋白质中氨基
酸序列 识别密码子
图
解
2. 翻译过程的三种模型图解读
（1）图甲翻译模型分析
a.一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。
b.翻译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。
c.翻译终点：识别到终止密码子（不决定氨基酸），翻译停止。
d.翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，mRNA不移动。
（2）图乙表示真核细胞的翻译过程，其中①是mRNA，⑥是核
糖体，②③④⑤表示正在合成的4条多肽链，具体内容分
析如下：
a.数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚
核糖体。
b.意义：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。
c.方向：从右向左，判断依据是多肽链的长短，长的翻译
在前。
d.结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质往往还需要运送
至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。
e.形成的多条肽链氨基酸序列相同的原因：有相同的模板
mRNA。
（3）图丙表示原核细胞的转录和翻译过程，图中①是DNA模板
链，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA， 并结合核糖体同
时进行翻译过程。
1. （2024·宁波高一期中）真核生物中，遗传信息、密码子和反密码
子分别是指（ ）
①蛋白质中氨基酸的排列顺序 ②基因中核苷酸的排列顺序
③DNA上决定氨基酸的3个相邻的核苷酸 ④转运RNA上识别
密码子的3个相邻的核苷酸 ⑤信使RNA上决定氨基酸的3个相
邻的核苷酸
A. ⑤④③ B. ②⑤④
C. ⑤①② D. ②③④
解析： 真核生物中，遗传信息是指基因中核苷酸的排列顺序；
mRNA（信使RNA）上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，这样的三
个碱基称为密码子；每个tRNA（转运RNA）上三个碱基可以与
mRNA（信使RNA）上的密码子互补配对，这样的三个碱基称为反
密码子，即②⑤④ 说法正确，B正确。
2. （2024·衢州高一月考）如图为肝细胞内某蛋白质合成的部分示意图。下列相关叙述错误的是（ ）
A. 参与该过程的①属于基
因表达的产物
B. 图中③在②上移动的方向为从左往右
C. 图中异亮氨酸对应的密码子是 3'UAG5'
D. 肽链合成时， 一个②分子上可同时翻译多条肽链
解析： 基因转录的产物是RNA，①为tRNA，属于基因表达的
产物，A正确；图中tRNA从右侧进入核糖体，据此判断③在②上
移动的方向为从左往右，B正确；图中异亮氨酸对应的密码子是
5'AUC3'，C错误；肽链合成时， 一个②分子可以结合多个核糖
体，同时翻译多条肽链，D正确。
过程评价·勤检测
02
反馈效果 筑牢基础
（1）基因是具有 的DNA片段（包括部分病毒的RNA片
段），是遗传物质结构和功能的基本单位，是DNA（部分生物
是RNA）分子上含特定遗传信息的 的总称。
（2）转录是以DNA的 为模板，依据 原
则，合成 的过程。
（3）翻译是以mRNA为模板，合成
的过程。
（4）肽链合成时，若干核糖体串联在一个 上同时翻译多
条肽链，大大提高了 。
遗传效应
核苷酸序列
一条链
碱基互补配对
RNA
具有一定的氨基酸顺序的蛋白
质
mRNA
翻译效率
1. （2024·杭州高一期中）下列关于转录的叙述，正确的是（ ）
A. RNA 聚合酶会使一个或几个基因的 DNA 片段解开双螺旋
B. 转录是以 DNA 分子的一整条单链为模板
C. DNA 的转录只能发生在细胞分裂的间期
D. RNA 适合作信使的原因是其分子结构和基本单位与 DNA 相同
解析： 在进行转录时，RNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位
相结合，使DNA片段的双螺旋解开，并非只使一个基因的DNA片
段的双螺旋解开，可以解开多个基因，A正确；转录是以基因为单
位进行的，而一个DNA上可以有很多个基因，故转录不是以DNA
分子的一整条单链为模板，而是以DNA上对应的基因的一条链为
模板，B错误；DNA的转录可以发生在细胞分裂的各个时期，C错
误；RNA适合作信使的原因是其分子结构是单链并且分子比DNA
小，能通过核孔进入细胞质，D错误。
2. 下列关于遗传信息表达过程的叙述，正确的是（ ）
A. 一个DNA分子转录一次，可形成一个或多个合成多肽链的模板
B. 转录过程中，RNA聚合酶没有解开DNA双螺旋结构的功能
C. 多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链
D. 编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的脱氧核苷酸组成
解析： 转录时，RNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位相结
合，包括一个或者几个基因的DNA片段的双螺旋解开，以便形成
相应的RNA分子，说明一个DNA分子转录一次，可形成一个或多
个合成多肽链的模板，A正确；RNA聚合酶可以使DNA双螺旋解
开，B错误；多个核糖体可结合在一个mRNA分子上分别合成多条
多肽链，C错误；编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的核糖
核苷酸组成，D错误。
3. （2024·宁波高一期中）如图是控制蛋白质合成的一个DNA片段，
已知起始密码子是AUG，下列判断错误的是（ ）
A. 合成mRNA的模板链可能是②
B. 该DNA片段有6个密码子
C. 模板链上某碱基被替换不一定导致该蛋白质的改变
D. 该DNA片段所指导合成的多肽最多包括6个氨基酸
解析： 已知起始密码子是AUG，mRNA是以DNA的一条链为模
板进行碱基互补配对原则转录来的，因此合成mRNA的模板链可能
是②，A正确；mRNA上三个相邻碱基决定一个氨基酸，这样的三
个相邻碱基称为一个密码子，密码子不位于DNA片段上，B错误；
模板链上某碱基被替换，可能导致密码子改变，但是密码子具有简
并性，不一定导致蛋白质的改变，C正确；该DNA片段共有18个碱
基对，转录形成的mRNA最多含有18个碱基，6个密码子，因此指
导合成的多肽最多含有6个氨基酸，D正确。
4. 如图为多聚核糖体合成肽链的过程示意图，下列有关该过程的说法
正确的是（ ）
A. 图示为多个核糖体合成一条多肽链的过程
B. mRNA沿着三个核糖体从右向左移动
C. 三条肽链在氨基酸排列顺序上各不相同
D. 由图示可推测少量mRNA可以合成大量的蛋白质
解析： 图示为三个核糖体合成三条多肽链的过程，A错误；翻
译过程中核糖体是沿着mRNA进行移动的，根据肽链的长短，可判
断出核糖体沿mRNA的移动方向是从右向左，B错误；三条肽链是
以同一条mRNA为模板合成的，因此氨基酸的排列顺序相同，C错
误；一条mRNA可以和多个核糖体结合，可在短时间内合成大量的
蛋白质，D正确。
5. 若细胞质中tRNA1（3'AUG5'）可转运氨基酸a，tRNA2（3'ACG5'）
可转运氨基酸b，tRNA3（3'UAC5'）可转运氨基酸c。今以DNA中
一条链3'—ACGTACATG—5'为模板，指导合成蛋白质。该蛋白质
基本组成单位的排列可能是（ ）
A. a—b—c B. c—b—a
C. b—c—a D. b—a—c
解析： 翻译的直接模板是mRNA，而mRNA是以DNA的一条
链为模板转录形成的，以DNA分子中的一条链3'-ACGTACATG-5'
为模板转录形成的mRNA的碱基序列为5'-UGCAUGUAC-3'其中第
一个密码子（UGC）对应的反密码子为3'-ACG-5'，编码的氨基酸
为b，第二个密码子（AUG）对应的反密码子为3'-UAC-5'，编码的
氨基酸为c，第三个密码子（UAC）对应的反密码子为3'-AUG-5'，
编码的氨基酸为a，所以该蛋白质基本组成单位的排列可能是b－c
－a，A、B、D错误，C正确。
课时训练·提素能
03
分级练习 巩固提升
知识点一 基因的本质及转录
1. 下列关于真核细胞中转录的叙述，正确的是（ ）
A. tRNA、rRNA和mRNA都从DNA的基因区段转录而来
B. 转录时RNA聚合酶的结合位点在RNA上
C. 转录过程需要解旋酶将双链DNA打开
D. 一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板
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解析： 转录是以DNA一条链上的基因区段为模板，以核糖核苷
酸为原料，根据碱基互补配对原则，合成RNA的过程，包括
tRNA、rRNA和mRNA的合成，A正确；转录时RNA聚合酶的结合
位点在DNA上，与DNA上的某一启动部位结合，B错误；转录过程
中RNA聚合酶可将双链DNA打开，不需要解旋酶，C错误；一个基
因转录时，只能以DNA分子的一条链作为转录的模板，D错误。
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2. （2024·宁波高一期中）基因Ⅰ和基因Ⅱ在某条染色体DNA上的相对
位置如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 基因Ⅰ中不一定具有遗传信息，但一定具
有遗传效应
B. 基因Ⅰ和基因Ⅱ的结构差别仅在于内部碱基对的排列顺序不同
C. 基因在染色体上呈线性排列
D. 基因Ⅰ与基因Ⅱ在减数分裂时一定能发生分离
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解析： 基因中的脱氧核苷酸（碱基对）的排列顺序代表遗传信
息，基因是具有遗传效应的DNA片段，基因Ⅰ中既具有遗传信息也
具有遗传效应，A错误；基因Ⅰ和基因Ⅱ的结构差别在于内部碱基对
的数目、排列顺序不同，B错误；一条染色体上有多个基因，基因
在染色体上呈线性排列，C正确；基因Ⅰ与基因Ⅱ位于同一条染色体
上，减数分裂时一般不能发生分离，D错误。
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3. （2024·临安一中高一月考）如图表示某细胞内某生理过程，观察
图形，下列说法正确的是（ ）
A. 在真核细胞中该过程仅发生在细胞核内
B. 图中的酶是DNA解旋酶，能使DNA双链氢键解开
C. 甲链是编码链
D. 图中酶移动的方向是从右向左
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解析： 在真核细胞中，转录可以发生在细胞核、线粒体和叶绿
体中，A错误；图中的酶是RNA聚合酶，有解旋的作用，即转录过
程中不需要解旋酶，B错误；甲链是模板链，乙链为编码链，C错
误；根据丙，即mRNA释放的方向可判断出RNA聚合酶的移动方向
是从右向左，D正确。
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知识点二 遗传信息通过翻译指导蛋白质的合成
（2024嘉兴高一期中）阅读下列材料，完成4～6小题。
腺病毒是双链环状DNA病毒，可引起狗患传染性肝炎和喉气管
炎，其侵染狗肝细胞后的表达过程如图1所示，图2是图1中某过程示
意图。回答下列问题：
4. 图1中腺病毒DNA能够与狗核DNA整合在一起，原因不包括（ ）
A. 腺病毒与狗的DNA基本单位都是脱氧核苷酸
B. 腺病毒与狗的DNA都是双螺旋结构
C. 腺病毒与狗的DNA碱基配对方式相同
D. 腺病毒与狗的DNA碱基序列相同
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解析： 腺病毒的DNA和狗的DNA的基本单位都是脱氧核苷酸，
都遵循相同的碱基互补配对方式，都具有独特的双螺旋结构，组成
成分和结构相似，使得腺病毒DNA能够与狗核DNA整合在一起，
DNA具有多样性和特异性，腺病毒DNA和狗的核DNA的碱基排列
顺序不同，D错误。
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5. 下列关于图2的叙述中，错误的是（ ）
A. 该图是图1中的过程②
B. 该过程核糖体在mRNA上的移动方向是从左往右
C. 一条mRNA上能结合多个核糖体的意义是提高蛋白质的合成速率
D. 图上3个核糖体合成的3条肽链完全相同
解析： 图2为核糖体与mRNA结合翻译出多肽链的过程，对应
图1中的过程②，A正确；根据肽链的长短可知，核糖体在mRNA
上的移动方向是从右向左，B错误；一条mRNA上可结合多个核糖
体，在同一时间内合成多条相同的多肽链，这样可以提高翻译的速
度，C、D正确。
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6. 若图2中mRNA中腺嘌呤和尿嘧啶共有40个，占40％，则转录形成
该mRNA的基因中，鸟嘌呤的数量至少为（ ）
A. 30 B. 40
C. 60 D. 80
解析： mRNA中腺嘌呤和尿嘧啶共有40个，占40％，则该
mRNA共有碱基100个，G＋C共有60个，则转录形成该mRNA的基
因中含有碱基200个，G＋C＝120个，G为60个，C正确。
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7. （2024·建德一中高一月考）胰岛素的A、B两条多肽链是由一个基
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。
下列有关叙述不正确的是（ ）
A. 胰岛素基因中至少含有的碱基数是6（m＋n）
B. 胰岛素mRNA中至少含有（m＋n）个编码氨基酸的密码子
C. 胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条多肽链
D. A、B两条多肽链可能是经过蛋白酶的作用后形成的
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解析： 胰岛素基因编码的两条多肽链中氨基酸总数是（m＋n），每个氨基酸由mRNA上的一个密码子（由三个碱基组成）决定，即密码子数至少为（m＋n），mRNA上的碱基数为3（m＋n），DNA是双链结构，不考虑非编码序列，胰岛素基因中对应碱基数至少为2×3（m＋n）＝6（m＋n），A正确；胰岛素的两条肽链中氨基酸共有（m＋n）个，根据密码子和氨基酸的一一对应关系（不考虑终止密码子）可知，与之对应的胰岛素mRNA中至少含有的密码子应该为（m＋n）个，B正确；一个基因在编码蛋白质的过程中，只有一条链作为转录的模板链，进而以转录出的这条mRNA为模板进行蛋白质的翻译过程，因此胰岛素的A、B两条多肽链都是由胰岛素基因的某一条单链编码的，C错误；A、B两条肽链是由一个基因编码的，因此可能是该基因编码了一条肽链之后，经蛋白酶作用使个别肽键断裂，形成两条肽链，然后再组装成胰岛素，D正确。
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8. （2024·海宁一中高一月考）如图为真核生物细胞核内RNA的合成示意图，下列有关叙述正确的是（ ）
A. 图示RNA聚合酶沿着DNA自右向左催
化转录过程
B. 图示完整DNA分子可转录合成多个不同种类RNA分子
C. 图示生物可边转录边翻译，大大提高了蛋白质的合成速率
D. 图示物质③穿过核孔进入细胞质，可直接作为翻译过程的模板
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解析： 转录过程中起催化作用的酶是RNA聚合酶，根据合成的
mRNA长短及DNA和RNA的结合区域可知，它在图中的移动方向
是自左向右，A错误；转录是以基因为单位进行的，一个DNA分子
上含有多个基因，故图示完整DNA分子可转录合成多个不同种类
RNA分子，B正确；由于图示细胞为真核生物细胞，具有核膜等结
构，故图示生物转录完成后才进行翻译，C错误；物质③可表示
mRNA，需要经过加工编辑才可以转移到细胞质中作为翻译过程的
模板，D错误。
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9. （2024·嘉善一中高一月考）真核细胞中的mRNA可以与DNA模板
链稳定结合形成DNA-RNA双链，使另外一条DNA链单独存在，此
三链DNA-RNA杂合片段称为R环。下列对R环的叙述，错误的是
（ ）
A. R环形成于基因的转录过程中
B. R环中嘌呤数等于嘧啶数
C. R环产生过程中有氢键的破坏和形成
D. R环的形成需要RNA聚合酶的作用
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解析： R环形成于转录过程中，A正确；R环是三链DNA－RNA
杂合片段，mRNA为单链结构，因此R环中的嘌呤（A、G）数不一
定等于嘧啶（C、T、U）数，B错误；R环的形成经过了转录过
程，需要RNA聚合酶，该过程有氢键的破坏和形成，C、D正确。
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10. （2024·宁波高一期中）如图所示为人体内M基因控制物质C的合
成以及物质C形成特定空间结构的物质D的流程图解。下列相关叙
述，正确的是（ ）
A. 图中①④过程参与碱基配对的碱基种类较多的是①过程
B. 基因转录得到的产物均可直接作为蛋白质合成的控制模板
C. 图中物质D可能是人体内消化酶、呼吸酶等蛋白质
D. 组成物质C的氨基酸数与组成M基因的核苷酸数的比值大于1/6
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解析： ①过程表示转录，该过程参与碱基配对的碱基有5种，
而④过程表示翻译，该过程参与碱基配对的碱基只有4种，A正
确；从图中信息可知，控制该分泌蛋白合成的直接模板是物质
B，而转录的产物是物质A，说明物质A还需要经过RNA剪切和
RNA拼接才能转录，B错误；物质D属于分泌蛋白，呼吸酶不属于
分泌蛋白，C错误；由于M基因转录后得物质A，物质A到物质
B，还要经历剪切掉一部分片段，所以组成物质C的单体数与组成
M基因的单体数的比值小于1/6，D错误。
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11. （2021·浙江1月选考22题）如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
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解析： 图中①氨基酸对应的密码子是AUU，代表异亮氨酸，
A错误；图中结构②表示核糖体，从右向左移动，B正确；该过程
中有密码子和反密码子的碱基互补配对及分离，故有氢键的形成
和断裂，C错误；该过程表示翻译，可发生在线粒体基质中，不
能发生在细胞核基质中，D错误。
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12. （2024·台州高一期中）核基因P53是细胞的“基因组卫
士”。当人体细胞DNA受损时，P53基因被激活。通过如图所
示的相关途径最终修复DNA，从而保持细胞基因组的完整
性。请回答下列问题：
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（1）发生过程①时RNA聚合酶与DNA分子的 结
合，以 为原料，按照 原则
合成产物RNA分子。产物RNA分子在 （场所）
经过加工后转移至细胞质中起作用。
启动部位
核糖核苷酸
碱基互补配对
细胞核
解析： 过程①为转录，RNA聚合酶与DNA分子的某一
启动部位相结合，以4种游离的核糖核苷酸为原料，按照碱
基互补配对原则合成产物RNA分子。转录的场所为细胞
核，产物RNA分子在细胞核中经过加工后转移至细胞质中
起作用。
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（2）过程②表示 ，此过程以 为模板，核糖体
结合此模板后遇到 便开始P53蛋白的合成。
据图分析，核糖体的移动方向为 （填“a→b”或
“b→a”）。
翻译
mRNA
起始密码子
a→b
解析：过程②表示翻译过程，此过程以mRNA为模板，核糖体结合此模板后遇到起始密码子便开始P53蛋白的合成，遇到终止密码子翻译结束。根据肽链的长度可知，核糖体的移动方向为a→b。
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（3）由图可知，P53蛋白能诱导 基因表达出大量的
DNA修复酶，修复酶催化DNA分子在断裂处形成
键，从而使损伤断裂的两个DNA分子片段重新连接起来。
修复酶
磷酸二酯
解析：从图中可看到DNA的损伤为DNA双链断裂，被破坏的化学键是磷酸二酯键，P53蛋白能诱导修复酶基因表达出大量的DNA修复酶，修复酶催化DNA分子在断裂处形成磷酸二酯键，从而使损伤断裂的两个DNA分子片段重新连接起来。
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（4）由图可知，P53蛋白除了可启动修复酶系统外，P53蛋白还
具有
的功能。
启动P21基因的表达，合成P21蛋白，阻止DNA复
制
解析：P53蛋白还具有启动P21基因的表达，合成P21蛋白，阻止DNA复制的功能。
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（5）某DNA分子在修复后，经测定发现某基因模板链的第1 201
位碱基由G变成了A，从而导致蛋白质的合成提前终止，原
因是原基因模板链转录形成的相应密码子发生了转变，可能
的变化情况是 。
①ACU（苏氨酸） ②CGU（精氨酸） ③CAG（谷氨酰
胺） ④CUG（亮氨酸） ⑤UAA（终止密码子） ⑥
UAG（终止密码子）
A. ②→① B. ③→⑥
C. ③→⑤ D. ②→④
B
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解析：某DNA分子在修复后，经测定发现某基因模板链的第1 201位碱基由G变成了A，则相应部位的密码子的碱基由C变为了U，相应的密码子变成了终止密码子，因此可能的变化情况是③→⑥。
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