第1课时 转录和翻译的过程
学习目标导引
核心素养对接
关键术语
1.阅读教材图文，辨析三种RNA的结构和功能。
2.概述遗传信息的转录和翻译。
1.生命观念——理解遗传信息的表达，认同DNA的遗传物质观；
2.科学思维——通过分析与综合，理解基因的表达是一个动态、协调与配合的过程；学会分析基因表达过程中碱基数目、氨基酸数目等的关系。
转录
翻译
|预知概念|
一、RNA的组成及种类
1.RNA的基本单位及组成
①磷酸 ②核糖 ③碱基：A、U、G、C ④核糖核苷酸
2.RNA的种类及功能
mRNA
tRNA
rRNA
名称
信使RNA
转运RNA
核糖体RNA
结构
单链
单链，呈三叶草形
单链
功能
传递遗传信息，蛋白质合成的模板
识别密码子，运载氨基酸
参与构成核糖体
二、遗传信息的转录
1.概念理解
(1)场所：主要在细胞核中。
(2)模板：DNA的一条链。
(3)原料：4种游离的核糖核苷酸。
(4)配对原则：A—U、G—C、C—G、T—A。
2.转录过程
3.遗传信息的传递方向 DNA→RNA。
三、遗传信息的翻译
1.密码子与反密码子
密码子
反密码子
种类
64种
61种
位置
mRNA
tRNA
实质
决定一个氨基酸的3个相邻的碱基(终止密码子除外)
与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基
2.翻译
(1)概念(对翻译概念的解读连线)：
(2)过程：
起始：mRNA与核糖体结合。
↓
运输：tRNA携带氨基酸置于特定位置。
↓
延伸：核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，由对应tRNA运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上(一个mRNA可以结合多个核糖体)。
终止：当核糖体读取到mRNA上的终止密码子时，合成终止。
|过程评价|
1.DNA和RNA成分的区别是五碳糖种类不同，碱基和磷酸种类均相同( )
2.少数RNA具有催化作用，且有的RNA 中含有氢键( )
3.转录的模板是DNA解旋后的每一条链，产物是RNA( )
4.密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上( )
5.每一个密码子都有一个反密码子与之对应( )
6.一条mRNA只能与一个核糖体结合( )
答案 1.× 2.√ 3.× 4.√ 5.× 6.×
|联想·质疑|
★RNA有三种，均来自于DNA的转录
★翻译过程：核糖体与mRNA结合，读取mRNA上的密码子。
★真核细胞内DNA的复制和转录均主要发生在细胞核内。
★密码子的简并性：亮氨酸可由6种密码子决定。
★一条mRNA上可相继结合多个核糖体。
转录和翻译过程都要进行碱基互补配对，这两个过程中的碱基配对方式是否完全相同？
提示：不完全相同，转录过程中的碱基配对方式有A－U、T－A、G－C、C－G，而翻译过程中的碱基互补配对方式有A－U、U－A、G－C、C－G。
科学探究1 RNA和DNA的比较
列表分析RNA和DNA的区别
比较项目
DNA
RNA
化学组成
基本组成单位
__________
________
碱基
A、G、C、_____
A、G、C、______
五碳糖
____________
________
无机酸
磷酸
磷酸
空间结构
规则的__________
通常呈__________结构
提示：脱氧核苷酸 核糖核苷酸 T U 脱氧核糖 核糖 双螺旋结构 单链
【探究应用】
经测定，甲、乙、丙3种生物的核酸中碱基之比如下表，这3种生物的核酸分别为：________、________、________。
项目
A
G
C
T
U
甲
60
40
60
40
乙
30
20
20
30
丙
41
23
44
28
解析 根据碱基种类判断，甲、乙是DNA，丙是RNA，再根据碱基比例判定甲是单链DNA，乙是双链DNA。
答案 单链DNA 双链DNA RNA
【一题多变】
(1)本题中的三种生物是否具有细胞结构？为什么？
提示：不具有，因为这三种生物的核酸只有一种——DNA或RNA，而细胞中的核酸有DNA和RNA两种。
(2)本题中的三种生物的遗传物质分别是什么？
提示：据题分析可知三种生物是非细胞结构的生物(病毒)，故含有的核酸即为遗传物质，分别是单链DNA、双链DNA、RNA。
DNA与RNA的判定方法
(1)根据五碳糖种类判定：若核酸分子中含核糖，一定为RNA；含脱氧核糖，一定为DNA。
(2)根据含氮碱基判定：含T的核酸一定是DNA；含U的核酸一定是RNA。
(3)DNA中单、双链的判定：若A≠T、G≠C或嘌呤≠嘧啶，则为单链DNA；若A＝T，G＝C，A＋G＝T＋C，则一般认为是双链DNA。
科学探究2 遗传信息的转录
如图表示某真核生物细胞内DNA的转录过程，请据图分析回答下列问题：
(1)转录的模板、原料、产物及所需的酶分别是什么？
提示：模板是DNA的一条链，原料是核糖核苷酸，产物是RNA，转录只需RNA聚合酶，RNA聚合酶同时具有解旋酶的作用。
(2)转录过程中发生怎样的碱基互补配对？
提示：A—U，T—A，G—C，C—G。
(3)转录过程中的模板链与mRNA链暂时以氢键结合，最终这两条核苷酸链的去向如何？
提示：mRNA释放出去，而后模板链又与DNA的另一条脱氧核苷酸链恢复双链。
【探究应用】
如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法错误的是( )
A.②与③在组成上相同的化学基团只有磷酸基，不同的基团只有五碳糖
B.①为启动上述过程必需的有机物，其名称是RNA聚合酶，①移动的方向从右向左
C.上述过程还可发生在根尖细胞的线粒体中
D.转录完成后，④需通过核孔才能与核糖体结合
解析 ②与③分别是胞嘧啶脱氧核糖核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸，故相同的化学基团是磷酸基团和胞嘧啶，不同的基团只有五碳糖，A错误；①为RNA聚合酶，转录方向为从右向左，B正确；根尖细胞的线粒体中有DNA，可发生转录过程，C正确；细胞核内转录出的RNA通过核孔出来与核糖体结合，D正确。
答案 A
【一题多变】
(1)产物④一定是mRNA吗？
提示：不一定；产物有mRNA、tRNA、rRNA。
(2)若④中A占35%，U占19%，则④对应的DNA分子片段中T和C分别占多少？
提示：④是以DNA的一条链为模板转录来的，若④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%。
转录的方向和RNA聚合酶移动的方向一致；DNA中碱基C和脱氧核糖、磷酸一起构成胞嘧啶脱氧核苷酸；RNA中则构成胞嘧啶核糖核苷酸；真核生物中转录的主要场所是细胞核，线粒体和叶绿体中也能进行；转录的产物有mRNA、tRNA、rRNA。
科学探究3 遗传信息的翻译
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？
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？它们都能决定氨基酸吗？
提示：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)图乙中①、⑥分别是什么分子或结构？核糖体移动的方向是怎样的？
提示：①、⑥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②、③、④、⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？
提示：相同；因为它们的模板是同一条mRNA。
【探究应用】
如图表示某真核生物细胞内发生的一系列生理变化，Y表示某种功能的酶，请据图分析下面有关叙述不正确的是( )
A.Y为RNA聚合酶
B.该图中最多含5种碱基、8种核苷酸
C.过程Ⅰ在细胞核内进行，过程Ⅱ在细胞质内进行
D.b部位发生的碱基配对方式可能有T—A、A—U、C—G、G—C
解析 分析题图可知，该图表示真核生物转录和翻译过程，故Y为RNA聚合酶，A正确；图中有DNA和RNA分子，因此最多含有5种碱基和8种核苷酸，B正确；过程Ⅰ为转录过程，主要在细胞核内进行，此外在线粒体和叶绿体内也可进行，Ⅱ为翻译过程，在细胞质中的核糖体上进行，C错误；b部位发生DNA的转录，因此b部位发生的碱基配对方式可能有T—A、A—U、C—G、G—C，D正确。
答案 C
【一题多变】
(1)在一个基因表达过程中，过程 Ⅰ 是否和DNA的复制一样，DNA的两条链同时都可以作为模板？
提示：否，转录时是以DNA的一条链为模板。
(2)图中过程Ⅱ的方向是怎样的？
提示：从左向右。
转录、翻译过程中的四个易错点
(1)转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。
(2)翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。
(3)转录和翻译过程中的碱基配对不是A－T，而是A－U。
(4)并不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码子不决定氨基酸。
(5)真核细胞的基因表达过程，转录主要在细胞核中进行，翻译形成的mRNA要通过核孔进入细胞质中与核糖体结合，转录和翻译在时间和空间上均不同。但是，原核细胞的基因表达过程中，转录和翻译可以同时进行，这也是区分原核细胞和真核细胞的基因表达的主要依据。
【运用概念】
1.下列对蛋白质的翻译过程的说法中，错误的是( )
A.以细胞质中游离的氨基酸为原料
B.以核糖体RNA作为遗传信息模板
C.以转运RNA为氨基酸运输工具
D.合成具有一定氨基酸序列的蛋白质
解析 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，B错误；由于蛋白质的基本组成单位是氨基酸，A、D正确；在翻译过程中，搬运工是tRNA，C正确。
答案 B
2.关于RNA和DNA的区别，下列说法错误的是( )
A.DNA是规则的双螺旋结构，而RNA一般是单链
B.DNA中的五碳糖是核糖，RNA中的五碳糖是脱氧核糖
C.DNA特有的碱基是T，而RNA特有的碱基是U
D.DNA中的嘧啶和嘌呤相等，但RNA中不一定
解析 DNA中的五碳糖是脱氧核糖，RNA中的五碳糖是核糖。
答案 B
3.下列对mRNA的描述，不正确的是( )
A.mRNA可作为合成蛋白质的直接模板
B.mRNA上的每三个相邻的碱基决定一个氨基酸
C.mRNA上有四种核糖核苷酸，编码20种氨基酸的密码子有61种
D.mRNA只有与核糖体结合后才能发挥作用
解析 mRNA是合成蛋白质的直接模板，但只有与核糖体结合后才能发挥作用，mRNA上的密码子有64种，其中有3个终止密码子不决定氨基酸，61种密码子决定20种氨基酸。
答案 B
【科学思维】
4.如图代表的是某种转运RNA，对此分析正确的是( )
A.此转运RNA含有五种元素、两种含氮碱基
B.该结构参与蛋白质合成中的翻译过程
C.合成此转运RNA的场所是核糖体
D.若与此转运RNA上的反密码子相对应的密码子中的碱基发生改变，一定会引起蛋白质结构的改变
解析 此转运RNA含有C、H、O、N、P五种元素，A、C、G、U四种含氮碱基；转运RNA主要在细胞核中合成；由于密码子具有简并性，信使RNA中的碱基发生改变，翻译出的蛋白质结构不一定改变。
答案 B
5.四环素、链霉素、氯霉素、红霉素等抗生素能抑制细菌的生长，它们有的能干扰细菌核糖体的形成，有的能阻止tRNA和mRNA结合，这些抗生素阻断了下列过程中的( )
A.染色体活动 B.DNA复制过程
C.转录过程 D.翻译过程
解析 抗生素干扰细菌核糖体的形成或者阻止tRNA和mRNA结合，均是阻止翻译过程。
答案 D
6.下图表示以DNA为模板转录形成RNA的过程。请据图分析回答下列问题：
(1)在玉米的叶肉细胞中，能够进行该生理过程的细胞结构有________________________。
(2)转录过程中在[ ]________的催化作用下，以其中的________链作为模板链，以[ ]________为原料，由________提供能量，按照________原则，合成出[ ]________。
(3)通过转录，DNA分子中的遗传信息被准确地转移到________中。
(4)在真核细胞的细胞核中，转录的产物通过________进入细胞质中，与________结合在一起直接指导蛋白质的合成过程。
解析 玉米叶肉细胞的细胞核、线粒体、叶绿体中都有DNA，可进行DNA的转录；转录时以DNA的一条链为模板，需要ATP供能和RNA聚合酶的催化，以四种游离的核糖核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则合成RNA，转录的结果是DNA上的遗传信息转移到mRNA上，mRNA从核孔出来进入细胞质中与核糖体结合，直接指导蛋白质的合成。
答案 (1)细胞核、线粒体、叶绿体 (2)4 RNA聚合酶 甲 3 四种游离的核糖核苷酸 ATP 碱基互补配对 2 RNA (3)信使RNA (4)核孔 核糖体
课时提升训练
(时间：30分钟 满分：50分)
【运用概念】
1.有3个核酸分子，经分析共有5种碱基，8种核苷酸，4条多核苷酸链，它们的组成是( )
A.一个DNA分子，两个RNA分子
B.两个DNA分子，一个RNA分子
C.三个DNA分子
D.三个RNA分子
解析 3个核酸分子共有5种碱基，说明在这3个核酸分子当中，既有DNA又有RNA，C和D不正确；由题意可知3个核酸分子共有4条多核苷酸链，5种碱基，8种核苷酸，则最多只有一个DNA分子。
答案 A
2.在人体中由A、T、C三种碱基参与构成的核苷酸共有( )
A.2种 B.4种
C.5种 D.8种
解析 碱基A可形成核糖核苷酸和脱氧核苷酸两种，碱基C也可以形成两种核苷酸，T只能形成脱氧核苷酸，所以A、T、C共可参与构成5种核苷酸。
答案 C
3.下列关于RNA的叙述，错误的是( )
A.有些生物中的RNA具有催化功能
B.转运RNA上的碱基只有三个
C.mRNA与tRNA在核糖体上发生配对
D.RNA也可以作为某些生物的遗传物质
解析 tRNA是运载氨基酸的工具，是RNA中的一种，与其他种类RNA一样，是单链结构，属于生物大分子，并非只有三个碱基，tRNA在某些部分配对并扭曲成双螺旋状，它的平面形状如三叶草的叶形，其中有三个碱基与mRNA上的密码子配对，称为反密码子。
答案 B
4.如图所示为真核细胞蛋白质合成过程中必需的两种物质(甲、乙)，下列有关叙述正确的是( )
A.遗传信息位于甲上
B.乙由三个碱基组成
C.甲的合成需要RNA聚合酶的参与
D.乙可以转运多种氨基酸
解析 由图可知，甲为mRNA，遗传信息位于DNA上，A错误；乙为tRNA，tRNA是由一条单链的RNA通过折叠形成的，由多个碱基组成，B错误；mRNA是在RNA聚合酶催化作用下，由DNA分子的一条链为模板转录形成的，C正确；一种tRNA只能转运一种氨基酸，D错误。
答案 C
5.如图为细胞核中某真核细胞基因进行转录过程的部分示意图，下列相关叙述正确的是( )
A.图中有5种碱基、8种核苷酸
B.该过程需要DNA聚合酶催化
C.若图中进行转录的基因含300个碱基对，则其指导合成的RNA最多含150个核苷酸
D.图中②③的化学本质相同
解析 转录过程是以DNA为模板合成mRNA的过程，该过程需要RNA聚合酶的催化，无需DNA聚合酶；该图中共有4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸；若转录的基因中含有300个碱基对，则mRNA中碱基最多为300个；图中②为脱氧核糖，③为核糖。
答案 A
6.如图表示生物细胞中基因的表达过程，下列相关判断不正确的是( )
A.图示现象不可能发生在人体细胞的核基因表达过程中
B.一个基因可在较短时间内合成多条肽链
C.一条多肽链的合成需要多个核糖体的共同参与
D.图示过程中既有DNA—RNA之间的碱基配对，也有RNA—RNA之间的碱基配对
解析 图示中基因的转录和翻译同时进行，发生在原核细胞基因的表达过程中，真核细胞核基因的转录、翻译分别发生在细胞核、细胞质的核糖体上，不能同时进行，A正确；由图示可以看出，一条RNA上可以结合多个核糖体，可在较短时间内合成多条肽链，B正确；一条多肽链的合成只需一个核糖体，C错误；转录过程中能发生DNA—RNA之间的碱基配对，翻译过程中，mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子进行碱基配对，D正确。
答案 C
7.如图表示真核细胞中某基因表达过程的一部分，下列分析正确的是( )
A.图示mRNA中起始密码子位于RNA链上的左侧
B.mRNA上决定甘氨酸的密码子都是GGU
C.图中碱基的配对方式有A－U、C－G、A－T
D.图示过程的正常进行需要ATP和RNA聚合酶
解析 根据肽链的长度判断，核糖体移动的方向是从左向右，A正确；一种氨基酸可由一种或一种以上密码子决定，B错误；题图表示翻译过程，碱基的配对方式有A－U、C－G，C错误；RNA聚合酶在转录过程中起作用，D错误。
答案 A
8.下图表示真核细胞中核基因遗传信息的传递和表达过程。下列相关叙述正确的是( )
A.①②过程中碱基配对情况相同
B.②③过程发生的场所相同
C.①②过程所需要的酶相同
D.③过程中核糖体的移动方向是由左向右
解析 图中①过程是DNA的复制，②过程是转录，③过程是翻译。复制是DNA→DNA，转录是DNA→mRNA，不同的碱基配对方式是A—T、A—U；核基因的转录场所是细胞核，翻译的场所是细胞质中的核糖体；①过程需要解旋酶和DNA聚合酶，②过程需要RNA聚合酶；从图③可以看出，最右边的一个核糖体上的多肽链最长，其翻译的时间也应该长于左边的两个核糖体，故核糖体的移动方向是由左向右。
答案 D
9.如图表示转录的过程，则此段中含有多少种核苷酸( )
A.5 B.6
C.8 D.4
解析 DNA和RNA中所含有的核苷酸种类不同。由图可知DNA链上含有3种脱氧核苷酸，RNA链上含有3种核糖核苷酸，故此段图示中共含有6种核苷酸。
答案 B
10.由DNA分子蕴藏的信息所支配合成的RNA在完全水解后，得到的化学物质是( )
A.氨基酸、葡萄糖、碱基
B.氨基酸、核苷酸、葡萄糖
C.核糖、碱基、磷酸
D.脱氧核糖、碱基、磷酸
解析 DNA的基本结构单位脱氧核苷酸是由脱氧核糖、磷酸和含氮碱基组成的，RNA的基本结构单位核糖核苷酸是由核糖、磷酸和含氮碱基组成的，它们是核酸水解后形成的最小分子。
答案 C
【科学思维】
11.正常情况下，出现肽链合成终止，是因为( )
A.一个与mRNA链终止密码相对应的tRNA不能携带氨基酸
B.细胞内不具有与mRNA链终止密码相对应的反密码子
C.mRNA在mRNA链终止密码处停止合成
D.tRNA上出现终止密码
解析 终止密码子不对应反密码子，tRNA上没有终止密码子，终止密码子在mRNA上。
答案 B
12.mRNA上决定氨基酸的一个密码子的一个碱基发生替换，对识别该密码子的tRNA种类及转运的氨基酸种类将会产生的影响是( )
A.tRNA种类一定改变，氨基酸种类一定改变
B.tRNA种类不一定改变，氨基酸种类不一定改变
C.tRNA种类一定改变，氨基酸种类不一定改变
D.tRNA种类不一定改变，氨基酸种类一定改变
解析 一种密码子只能对应于一种氨基酸，而一种氨基酸可以有多个密码子。mRNA上密码子的一个碱基发生替换，则识别该密码子的tRNA(一端有反密码子)种类也肯定发生改变，但有可能改变后的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸，故氨基酸种类不一定改变。
答案 C
13.如图表示某动物细胞DNA片段遗传信息的传递过程，①～⑤表示物质或结构。a、b、c表示生理过程。请据图回答下列问题：(可能用到的密码子：AUG—甲硫氨酸、GCU—丙氨酸、AAG—赖氨酸、UUC—苯丙氨酸、UCU—丝氨酸、UAC—酪氨酸)
(1)反映遗传信息表达的是________(填字母)过程，b过程所需的酶是________。②加工成熟的场所是________。
(2)图中含有核糖的是________(填数字)；由②指导合成的多肽链中氨基酸序列是_____________________________________________________________________。
(3)该DNA片段应有________个游离的磷酸基，氢键有________个，第三次复制需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为________个。
解析 (1)遗传信息表达包括转录和翻译两个过程，即图中b、c。转录b需要RNA聚合酶，mRNA加工成熟的场所是细胞核。(2)核糖存在于RNA中，②是mRNA，③是核糖体，由rRNA和蛋白质组成，⑤是tRNA。由②中密码子的排列顺序结合题干信息可知氨基酸的排列顺序是“甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸”。(3)DNA有两条链，所以有2个游离的磷酸基，DNA片段转录的RNA中碱基有1个A和6个U，2个G，3个C，在DNA分子中A与T之间有2个氢键，C与G之间有3个氢键，共有29个氢键；第三次复制增加4个DNA分子，每个DNA中有胸腺嘧啶7个，共28个。
答案 (1)b、c RNA聚合酶 细胞核 (2)②③⑤ 甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸 (3)2 29 28
14.下面表示蜘蛛的丝腺细胞合成蛛丝蛋白的部分过程示意图，据图回答下列问题：
(1)在蛋白质合成过程中，该图表示的过程称为________，图中④的结构名称是________，该过程的模板是________。
(2)由图中信息可推知DNA模板链上对应的碱基序列为________________。
(3)根据图并参考下表分析：[①]________上携带的氨基酸是________。
氨基酸
丙氨酸
苏氨酸
精氨酸
色氨酸
密码子
GCA
ACU
CGU
UGG
GCG
ACC
CGC
GCC
ACA
CGA
GCU
ACG
CGG
解析 (1)图中所示过程是发生于核糖体中的“翻译”，④的名称为核糖体，翻译的模板是[③]mRNA。(2)由mRNA上的碱基序列为UGGGCUAAAGCG，据碱基互补配对原则可写出DNA模板链上的碱基序列为ACCCGATTTCGC。(3)由mRNA中密码子为GCU并查密码子表，可知[①]tRNA上携带的氨基酸为丙氨酸。
答案 (1)翻译 核糖体 ③(或mRNA)
(2)ACCCGATTTCGC (3)tRNA 丙氨酸
【科学探究】
15.三名科学家因“对核糖体结构和功能的研究”而获得2009年度诺贝尔化学奖。如图为细胞内核糖体合成某多肽过程示意图(图中甲表示甲硫氨酸，丙表示丙氨酸)，请分析回答有关问题：
(1)图中②是________，其作用是_________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)由图中可以看出，丙氨酸的密码子是________；连接甲和丙的化学键④的结构简式是_______________________________________________________________。
(3)③中尿嘧啶和腺嘌呤的和占42%，则可得出与③合成有关的DNA分子片段中胞嘧啶占________。
(4)下列细胞中不能发生该生理过程的是( )
A.根毛细胞
B.形成层细胞
C.人体成熟的红细胞
D.大肠杆菌
(5)若肽链由n个氨基酸组成，该肽链至少有氧原子的个数是________。
解析 该细胞内正在进行翻译过程，②为tRNA，其作用是携带氨基酸进入核糖体并识别密码子。丙表示丙氨酸，由图可知丙氨酸所对应的密码子是GCU；连接两个氨基酸的化学键叫肽键，其结构式是—CO—NH—；mRNA中U＋A＝42%，可推出DNA一条链中A1＋T1＝42%，整个DNA分子中A＋T＝42%，A＝T＝21%，G＝C＝29%；人的成熟红细胞中没有细胞核与核糖体，不能发生翻译过程。若肽链由n个氨基酸组成，则至少有(n－1)个肽键，1个—COOH，故至少有n＋1个氧原子。
答案 (1)tRNA 携带氨基酸进入核糖体
(2)GCU —CO—NH—
(3)29% (4)C (5)n＋1
课件34张PPT。第1节 基因指导蛋白质的合成
第1课时 转录和翻译的过程|预知概念|磷酸一、RNA的组成及种类
1.RNA的基本单位及组成①______ ② ______ ③碱基：_____________ ④____________核糖A、U、G、C核糖核苷酸2.RNA的种类及功能信使RNA转运RNA遗传信息氨基酸二、遗传信息的转录
1.概念理解
(1)场所：主要在_________中。
(2)模板： _________________。
(3)原料：4种游离的_____________。
(4)配对原则：A—____、G—C、C—G、T—____。细胞核DNA的一条链核糖核苷酸UA2.转录过程3.遗传信息的传递方向 DNA→________。碱基碱基互补配对一条链核糖核苷酸RNA聚合酶mRNADNA链上双螺旋RNA三、遗传信息的翻译
1.密码子与反密码子6461mRNAtRNA3个相邻的碱基密码子2.翻译
(1)概念(对翻译概念的解读连线)：核糖体tRNAmRNAtRNA终止密码|过程评价|1.DNA和RNA成分的区别是五碳糖种类不同，碱基和磷酸种类均相同( )
2.少数RNA具有催化作用，且有的RNA 中含有氢键( )
3.转录的模板是DNA解旋后的每一条链，产物是RNA( )
4.密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上( )
5.每一个密码子都有一个反密码子与之对应( )
6.一条mRNA只能与一个核糖体结合( )
答案 1.× 2.√ 3.× 4.√ 5.× 6.× |联想·质疑|★RNA有三种，均来自于DNA的转录★翻译过程：核糖体与mRNA结合，读取mRNA上的密码子。★真核细胞内DNA的复制和转录均主要发生在细胞核内。★密码子的简并性：亮氨酸可由6种密码子决定。★一条mRNA上可相继结合多个核糖体。转录和翻译过程都要进行碱基互补配对，这两个过程中的碱基配对方式是否完全相同？
提示：不完全相同，转录过程中的碱基配对方式有A－U、T－A、G－C、C－G，而翻译过程中的碱基互补配对方式有A－U、U－A、G－C、C－G。科学探究1 RNA和DNA的比较列表分析RNA和DNA的区别提示：脱氧核苷酸 核糖核苷酸 T U 脱氧核糖 核糖 双螺旋结构 单链【探究应用】
经测定，甲、乙、丙3种生物的核酸中碱基之比如下表，这3种生物的核酸分别为：________、________、________。 解析 根据碱基种类判断，甲、乙是DNA，丙是RNA，再根据碱基比例判定甲是单链DNA，乙是双链DNA。
答案 单链DNA 双链DNA RNA【一题多变】
(1)本题中的三种生物是否具有细胞结构？为什么？
提示：不具有，因为这三种生物的核酸只有一种——DNA或RNA，而细胞中的核酸有DNA和RNA两种。
(2)本题中的三种生物的遗传物质分别是什么？
提示：据题分析可知三种生物是非细胞结构的生物(病毒)，故含有的核酸即为遗传物质，分别是单链DNA、双链DNA、RNA。DNA与RNA的判定方法
(1)根据五碳糖种类判定：若核酸分子中含核糖，一定为RNA；含脱氧核糖，一定为DNA。
(2)根据含氮碱基判定：含T的核酸一定是DNA；含U的核酸一定是RNA。
(3)DNA中单、双链的判定：若A≠T、G≠C或嘌呤≠嘧啶，则为单链DNA；若A＝T，G＝C，A＋G＝T＋C，则一般认为是双链DNA。科学探究2 遗传信息的转录如图表示某真核生物细胞内DNA的转录过程，请据图分析回答下列问题：(1)转录的模板、原料、产物及所需的酶分别是什么？
提示：模板是DNA的一条链，原料是核糖核苷酸，产物是RNA，转录只需RNA聚合酶，RNA聚合酶同时具有解旋酶的作用。
(2)转录过程中发生怎样的碱基互补配对？
提示：A—U，T—A，G—C，C—G。
(3)转录过程中的模板链与mRNA链暂时以氢键结合，最终这两条核苷酸链的去向如何？
提示：mRNA释放出去，而后模板链又与DNA的另一条脱氧核苷酸链恢复双链。【探究应用】
如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法错误的是( )A.②与③在组成上相同的化学基团只有磷酸基，不同的基团只有五碳糖
B.①为启动上述过程必需的有机物，其名称是RNA聚合酶，①移动的方向从右向左
C.上述过程还可发生在根尖细胞的线粒体中
D.转录完成后，④需通过核孔才能与核糖体结合解析 ②与③分别是胞嘧啶脱氧核糖核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸，故相同的化学基团是磷酸基团和胞嘧啶，不同的基团只有五碳糖，A错误；①为RNA聚合酶，转录方向为从右向左，B正确；根尖细胞的线粒体中有DNA，可发生转录过程，C正确；细胞核内转录出的RNA通过核孔出来与核糖体结合，D正确。
答案 A【一题多变】
(1)产物④一定是mRNA吗？
提示：不一定；产物有mRNA、tRNA、rRNA。
(2)若④中A占35%，U占19%，则④对应的DNA分子片段中T和C分别占多少？
提示：④是以DNA的一条链为模板转录来的，若④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%。转录的方向和RNA聚合酶移动的方向一致；DNA中碱基C和脱氧核糖、磷酸一起构成胞嘧啶脱氧核苷酸；RNA中则构成胞嘧啶核糖核苷酸；真核生物中转录的主要场所是细胞核，线粒体和叶绿体中也能进行；转录的产物有mRNA、tRNA、rRNA。科学探究3 遗传信息的翻译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？
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？它们都能决定氨基酸吗？
提示：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)图乙中①、⑥分别是什么分子或结构？核糖体移动的方向是怎样的？
提示：①、⑥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②、③、④、⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？
提示：相同；因为它们的模板是同一条mRNA。【探究应用】
如图表示某真核生物细胞内发生的一系列生理变化，Y表示某种功能的酶，请据图分析下面有关叙述不正确的是( )A.Y为RNA聚合酶
B.该图中最多含5种碱基、8种核苷酸
C.过程Ⅰ在细胞核内进行，过程Ⅱ在细胞质内进行
D.b部位发生的碱基配对方式可能有T—A、A—U、C—G、G—C
解析 分析题图可知，该图表示真核生物转录和翻译过程，故Y为RNA聚合酶，A正确；图中有DNA和RNA分子，因此最多含有5种碱基和8种核苷酸，B正确；过程Ⅰ为转录过程，主要在细胞核内进行，此外在线粒体和叶绿体内也可进行，Ⅱ为翻译过程，在细胞质中的核糖体上进行，C错误；b部位发生DNA的转录，因此b部位发生的碱基配对方式可能有T—A、A—U、C—G、G—C，D正确。
答案 C【一题多变】
(1)在一个基因表达过程中，过程 Ⅰ 是否和DNA的复制一样，DNA的两条链同时都可以作为模板？
提示：否，转录时是以DNA的一条链为模板。
(2)图中过程Ⅱ的方向是怎样的？
提示：从左向右。转录、翻译过程中的四个易错点
(1)转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。
(2)翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。
(3)转录和翻译过程中的碱基配对不是A－T，而是A－U。
(4)并不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码子不决定氨基酸。
(5)真核细胞的基因表达过程，转录主要在细胞核中进行，翻译形成的mRNA要通过核孔进入细胞质中与核糖体结合，转录和翻译在时间和空间上均不同。但是，原核细胞的基因表达过程中，转录和翻译可以同时进行，这也是区分原核细胞和真核细胞的基因表达的主要依据。细胞核核糖体mRNA核糖核苷酸20第2课时 DNA复制、转录、翻译的比较及相关计算
学习目标导引
核心素养对接
关键术语
1.了解DNA复制、转录和翻译的区别和联系；
2.掌握基因表达过程中的相关计算。
1.生命观念——掌握DNA复制、转录和翻译的过程，从而加深DNA是遗传物质的观念；
2.科学思维——掌握基因表达过程中的相关计算，归纳并概括出其规律。
碱基互补配对
密码子
反密码子
|预知概念|
完成下表中的横线内容
遗传信息的传递
遗传信息的表达
复制
转录
翻译
场所
主要是细胞核
主要是细胞核
细胞质的核糖体上
模板
亲代DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
原料
4种游离的脱氧核苷酸
4种游离的核糖核苷酸
20种氨基酸
模板去向
子代DNA分子中
DNA链重新聚合
降解成核糖核苷酸
产物
完全相同的两个DNA分子
RNA
蛋白质(多肽)
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
特点
①半保留复制
②边解旋边复制
③多起点复制
边解旋边转录，DNA双链全保留
一条mRNA上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链
信息传递
DNA→DNA
DNA→RNA
mRNA→蛋白质
|过程评价|
1.DNA的复制、转录和翻译中的碱基互补配对方式不完全相同( )
2.DNA的复制和转录都主要发生于细胞核中( )
3.DNA的复制和转录的模板都是DNA的每一条链( )
4.DNA的复制、转录和翻译的原料分别是脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸( )
5.边解旋边复制、边解旋边转录有利于提高DNA复制和转录的效率( )
6.一条mRNA可以与多个核糖体结合，形成多个不同的蛋白质( )
答案 1.√ 2.√ 3.× 4.√ 5.√ 6.×
|联想·质疑|
（1）DNA的复制、转录和翻译在细胞核以及细胞质中是否都能发生？
提示：细胞核中只能进行DNA复制和转录，但细胞质中由于线粒体和叶绿体中也含有DNA，所以三个过程都能发生。
（2）不进行分裂的细胞中，DNA的复制过程一般能否进行？转录和翻译呢？
提示：DNA的复制一般不能发生于不进行分裂的细胞中，但转录和翻译可以，因为不分裂的细胞也需要合成蛋白质。
（3）同一个人的不同细胞往往会表达不同的基因，这能否说明这些细胞所含的核遗传物质不同？为什么？
提示：否，之所以不同的细胞具有不同的功能，是因为基因的选择性表达，但它们都来自同一个受精卵，所含核遗传物质相同。
科学探究1 DNA的复制、转录和翻译的比较
下图①～③分别表示人体细胞中的三种生理过程。请据图思考下列问题：
（1）图中的①～③分别表示什么过程？
提示：①是DNA的复制，②是转录，③是翻译。
（2）过程①和②所需的原料和酶分别是什么？
提示：过程①：原料是脱氧核苷酸，酶是解旋酶和DNA聚合酶；过程②：原料是核糖核苷酸，酶是RNA聚合酶。
（3）下图是一小段DNA片段，甲链是模板链，请写出其转录生成的RNA的碱基序列，并分析RNA的碱基序列与DNA两条链碱基序列的关系。
提示：①
②生成的RNA的碱基序列与模板链互补，与非模板链碱基序列基本相同（除T和U外）。
（4）RNA聚合酶参与什么过程？具体的作用是什么？
提示：RNA聚合酶参与转录过程；RNA聚合酶与基因上的RNA聚合酶结合位点启动子结合，启动转录，并把单个核糖核苷酸连接在正在合成的mRNA片段上，同时还有解旋功能。
【探究应用】
如图表示生物体内三个重要的生理活动。请根据所学知识回答下列问题：
（1）甲、乙、丙三图正在进行的生理过程分别是 。对于小麦的叶肉细胞来说，能发生乙图所示过程的场所有 。
（2）在正常情况下，甲图中碱基的排列顺序相同的单链是 （填字母）。
（3）起始密码子和终止密码子位于乙图中 （填字母）上。
解析 （1）DNA复制以解旋的两条链为模板，转录以解旋后的一条链为模板，翻译以mRNA单链为模板。小麦叶肉细胞的细胞核、叶绿体、线粒体中都含有DNA，可以进行乙图所示过程。（2）a和d分别是亲代DNA分子上的单链，二者的碱基序列为互补关系，因此a和c、b和d上的碱基序列相同。（3）起始密码子和终止密码子位于信使RNA（f）上。
答案 （1）DNA复制、转录、翻译 细胞核、线粒体、叶绿体 （2）a和c、b和d （3）f
【一题多变】
（1）丙图中1彻底水解得到的化合物有 种。
提示：丙图中两个核糖体都与1结合，说明1为信使RNA，其彻底水解后得到的化合物有6种：核糖、磷酸、4种碱基。
（2）丙图所示的生理过程是从1的 端开始的。如果1由351个基本单位构成，则对应合成完整的n链最多需要脱掉 分子的水。
提示：从两条肽链m和n的长度可以知道，翻译从A端开始，1由351个基本单位构成，则最多对应117个密码子，这117个密码子最多对应117个氨基酸，形成多肽链时最多脱掉116个水分子。
（1）转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。
（2）密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上。
（3）转录和翻译过程中的碱基配对不是A—T，而是A—U。
科学探究2 基因表达中相关数量的计算
1．根据下图思考下列问题：
（1）图中的基因中的碱基数量、mRNA中的碱基数量、蛋白质中的氨基酸数量有何关系？
提示：基因中的碱基数量∶mRNA中的碱基数量∶蛋白质中的氨基酸数量＝6∶3∶1。
（2）如果某基因中有6 000个碱基，则它所表达出的蛋白质中最多有多少个氨基酸？如果某蛋白质中有500个氨基酸，则它对应的基因中至少有多少个碱基？
提示：1 000个；3 000个。
2．密码子与氨基酸之间的关系怎么理解？
提示：
【探究应用】
现代生物工程能够实现通过已知蛋白质的氨基酸序列来人工合成基因。现已知人体生长激素共含190个肽键（单链），假设与其对应的mRNA序列中有A和U共313个，则合成的生长激素基因中G至少有（ ）
A.130个 B.260个
C.313个 D.无法确定
解析 此蛋白质由191个氨基酸缩合而成，控制其合成的mRNA中至少有573个碱基，又知mRNA中A＋U为313个，所以mRNA中G＋C为573－313＝260（个），故DNA的两条链中G＋C共有520个，即该基因中G至少有260个。
答案 B
【一题多变】
（1）与人体生长激素对应的mRNA序列中密码子至少有多少个？
提示：190个肽键（单链），故由191个氨基酸组成，则密码子至少是191个。
（2）若构成人体生长激素的氨基酸的平均分子量为110，则其分子量为？
提示：据计算公式：氨基酸的总分子量—脱去的水分子量，可得191×110－190×18＝17590
遗传信息与密码子和反密码子的关系
【运用概念】
1.有关真核细胞DNA复制和转录这两种过程的叙述，错误的是（ ）
A.两种过程都可在细胞核中发生
B.两种过程都有酶参与反应
C.两种过程都以脱氧核苷酸为原料
D.两种过程都以DNA为模板
解析 复制和转录都主要在细胞核内进行；都需要酶的参与；复制的原料是4种脱氧核苷酸，转录的原料是核糖核苷酸；两种过程的模板都是DNA，复制是以DNA的两条链为模板，而转录是以DNA的一条链为模板。
答案 C
2.下列有关基因控制蛋白质合成的叙述，错误的是（ ）
A.转录和翻译都可发生在线粒体内
B.转录和翻译的原料分别是核糖核苷酸和氨基酸
C.一个密码子只决定一种氨基酸，一种氨基酸只由一种tRNA转运
D.转录和翻译的模板分别是DNA的一条链和mRNA
解析 转录主要发生在细胞核中，以DNA的一条链为模板，以核糖核苷酸为原料；翻译则主要发生在细胞质中，以mRNA为模板，以氨基酸为原料，但线粒体内有DNA和核糖体，因此转录和翻译也可发生在线粒体内；由于密码子的简并性，因此一种氨基酸可对应多种密码子，也可由多种tRNA转运。
答案 C
3.对于下列图解，说法不正确的是（ ）
DNA … —A—T—G—C—C—C—…
| | | | | |
RNA … —U—A—C—G—G—G—…
A.在DNA分子的一条单链中相邻的碱基A与T的连接是通过“脱氧核糖－磷酸－脱氧核糖”
B.该过程表示一个DNA分子转录成mRNA
C.该图中的产物穿过0层生物膜进入细胞质
D.该图中共有7种核苷酸
解析 DNA单链中相邻的碱基是通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接的，A正确；该图表示DNA转录形成mRNA的过程，B正确；转录得到的产物mRNA通过核孔进入细胞质中，没有穿过生物膜结构，C正确；该图中共有8种核苷酸，D错误。
答案 D
【科学思维】
4.根据下表提供的信息，可以确定色氨酸的密码子是（ ）
DNA
C
G
信使RNA
G
转运RNA
A
氨基酸
色氨酸
A.UGG B.TGG
C.ACC D.UCG
解析 密码子是指信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，由转运RNA的第一个碱基为A可知，该密码子的第一个碱基为U，由信使RNA的第三个字母为G，可确定DNA模板链上第三个碱基为C及DNA的模板链，进而可推知该密码子第二个碱基为G。
答案 A
5.在试管内离体合成多肽时，若加入若干碱基序列为“GUGUGUGUGUGUGU…”的mRNA，合成的多肽中有缬氨酸及半胱氨酸两种氨基酸。若加入若干碱基序列为“GGUGGUGGUGGUGGU…”的mRNA，合成的多肽含有甘氨酸或缬氨酸或色氨酸。则缬氨酸的密码子是（ ）
A.GUG B.UGU
C.GGU D.UGG
解析 分析两种碱基序列，可以发现碱基序列为“GUGUGUGUGUGUGU…”的mRNA中可组合成2种密码子，分别是GUG、UGU；碱基序列为“GGUGGUGGUGGUGGU…”的mRNA中组合成的密码子有3种可能，分别是GGU或GUG或UGG，结合题干中对应的氨基酸分析，可推出缬氨酸的密码子是GUG。
答案 A
课时提升训练
（时间：30分钟 满分：50分）
【运用概念】
1.蛋白质是生命活动的主要体现者，细胞在长期进化过程中形成了短时间内快速合成大量蛋白质的机制。下列各选项中不属于细胞内提高蛋白质合成速率机制的是（ ）
A.一种氨基酸可以由多种tRNA运载，保证了翻译的速度
B.一个细胞周期中，DNA可以进行多次转录，从而形成大量mRNA
C.一条mRNA上可结合多个核糖体，在短时间内合成多条多肽链
D.几乎所有生物共用一套密码子，使各种细胞内能合成同一种蛋白质
解析 几乎所有生物共用一套密码子，体现了生物在分子水平上的统一性，与细胞内提高蛋白质合成速率无关。
答案 D
2.除色氨酸和甲硫氨酸外，其他18种氨基酸均由多种密码子编码（即密码子简并性），如亮氨酸的密码子就有6种。下列相关叙述错误的是（ ）
A.从理论上分析，亮氨酸被利用的机会多于色氨酸
B.密码子的简并性对生物体的生存发展有重要意义
C.同一种密码子在不同细胞中可以决定不同的氨基酸
D.决定亮氨酸的基因中被替换一个碱基对时，其决定的氨基酸可能不变
解析 由于亮氨酸所对应的密码子的种类多，理论上分析，亮氨酸被利用的机会增多。密码子具有通用性，几乎所有生物共用一套密码子。
答案 C
3.如图代表的是某种tRNA，对此分析正确的是（ ）
A.tRNA由四种脱氧核苷酸构成
B.tRNA参与蛋白质合成中的翻译过程
C.图中tRNA运载的氨基酸的密码子（之一）为GAC
D.tRNA中不存在碱基互补配对
解析 tRNA由四种核糖核苷酸构成；tRNA在翻译过程中作为运载氨基酸的工具；题图中tRNA上的反密码子为GAC，故mRNA上的密码子应为CUG；tRNA由一条核苷酸链折叠成三叶草形，其上部分碱基进行互补配对。
答案 B
4.如图表示细胞内某些重要物质的合成过程。该过程发生在（ ）
A.真核细胞内，一个mRNA分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链
B.原核细胞内，转录促使mRNA在核糖体上移动以便合成肽链
C.原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译
D.真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译
解析 由图中信息可知，转录与翻译同时进行，即转录还没有结束，翻译便启动，而真核细胞内的转录在细胞核中进行，翻译在细胞质中进行，因此图示过程只能发生在原核细胞内，翻译过程中，应是核糖体沿着mRNA移动。
答案 C
5.下列有关遗传信息传递过程的叙述，错误的是（ ）
A.DNA的复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则
B.细胞核基因转录形成的mRNA穿过核孔进入细胞质中参与翻译过程
C.DNA复制、转录及翻译的原料依次是脱氧核糖核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸
D.DNA复制和转录都是以DNA的一条链为模板，翻译则以mRNA为模板
解析 遗传信息的传递过程指DNA复制、转录及翻译过程，DNA的复制以DNA的两条链为模板，转录以DNA的一条链为模板，翻译以mRNA为直接模板。
答案 D
6.真核生物细胞内存在着种类繁多、长度为21～23个核苷酸的小分子RNA（简称miRNA），它们能与相关基因转录出来的mRNA互补，形成局部双链。由此可以推断这些miRNA抑制基因表达的分子机制是（ ）
A.阻断rRNA装配成核糖体
B.妨碍双链DNA分子的解旋
C.干扰tRNA识别密码子
D.影响RNA分子的远距离转运
解析 miRNA能与相关基因转录出来的mRNA互补，形成局部双链，这样就能阻断mRNA的翻译，与此意思相关的选项是C。
答案 C
7.DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息决定的氨基酸如下表所示。则tRNA（ACG）所携带的氨基酸是（ ）
GCA
CGT
ACG
TGC
精氨酸
丙氨酸
半胱氨酸
苏氨酸
A.精氨酸 B.丙氨酸
C.半胱氨酸 D.苏氨酸
解析 tRNA上的反密码子ACG与mRNA上的碱基UGC互补配对，mRNA上的碱基UGC与DNA模板链上的碱基ACG配对，所以tRNA（ACG）携带的氨基酸是半胱氨酸。
答案 C
8.如图表示翻译过程，图示的哪一种物质或结构彻底水解后产物种类最多（ ）
A.① B.②
C.③ D.④
解析 图中所示为翻译过程，①代表的是mRNA，它彻底水解的产物是4种碱基（A、U、C、G）、核糖和磷酸；②代表的是核糖体，由蛋白质和RNA组成，它彻底水解的产物是4种碱基（A、U、C、G）、核糖、磷酸和氨基酸（最多有20种）；③代表的是tRNA，它彻底水解的产物是4种碱基（A、U、C、G）、核糖、磷酸；④代表的是9个氨基酸组成的肽链，它彻底水解的产物最多为9种氨基酸。
答案 B
9.（2018·河南省三门峡市调研）如图表示原核细胞中遗传信息的传递和表达过程，有关分析正确的是（ ）
A.图中rRNA和核糖体的合成与核仁有关
B.图中①②过程中均可发生染色体变异
C.多个核糖体在mRNA上的移动合成一条肽链提高翻译效率
D.图中③④最终合成的物质结构相同
解析 在真核细胞中，核仁与rRNA的合成以及核糖体的形成有关，原核细胞没有核仁，A错误；原核细胞中不存在染色体，B错误；多个核糖体在mRNA上的移动合成多条肽链提高翻译效率，C错误；图中③④都是以同一条mRNA为模板合成的肽链，因此二者的最终物质结构相同，D正确。
答案 D
10.如图所示为高等生物多聚核糖体合成多肽链的过程，有关该过程的说法正确的是（ ）
A.三个核糖体共同翻译出一条多肽链
B.多聚核糖体合成的多条肽链在氨基酸排列顺序上互不相同
C.图中核糖体从右向左移动
D.mRNA上结合的核糖体越多，合成一条肽链所需时间越短
解析 由图中肽链的长短可知，核糖体的移动方向是从右向左，且每个核糖体单独翻译出一条多肽链；图示中多个核糖体以同一个mRNA为模板，故合成的多条肽链在氨基酸的排列顺序上完全相同；图中每个核糖体独自合成一条完整的肽链，所需时间大致相同。
答案 C
【科学思维】
11.下面甲、乙两图为真核细胞中发生的代谢过程的示意图，有关说法正确的是（ ）
A.甲图所示的过程叫做翻译，多个核糖体共同完成一条多肽链的合成
B.乙图所示过程叫做转录，转录产物的作用一定是作为甲图中的模板
C.甲图所示翻译过程的方向是从右到左
D.甲图和乙图中都发生了碱基互补配对且碱基互补配对方式完全相同
解析 由甲图可知，翻译过程中一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链；转录产物有信使RNA、转运RNA和核糖体RNA三种，而翻译的模板只是信使RNA；甲图中多肽链②最长，说明合成该多肽链的核糖体是最早与mRNA结合的，因此核糖体在mRNA上的移动方向是从右到左；转录和翻译过程中都发生了碱基互补配对，但碱基互补配对方式不完全相同。
答案 C
12.大肠杆菌某生命活动中具有下列图示的碱基配对行为，则下列说法中正确的有（ ）
①表示DNA复制过程 ②图中共有5种碱基 ③表示DNA转录过程 ④图中共有8种核苷酸 ⑤图中的A均代表同一种核苷酸 ⑥若X链中的碱基改变，则密码子一定改变 ⑦若Y链中的碱基改变，则氨基酸一定改变
A.③④⑤⑦ B.②③④⑥
C.②③④⑦ D.①③⑤⑥
解析 本图是DNA转录过程，是以DNA的一条链为模板，以核糖核苷酸为原料合成RNA的。图中的A代表两种核苷酸，腺嘌呤核糖核苷酸和腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。mRNA上三个相邻的碱基称为密码子，若X链中的碱基改变，则密码子一定改变，而Y链中的碱基改变，由于密码子的简并性，则氨基酸不一定会改变，所以①⑤⑦错误。
答案 B
13.一个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、合成蛋白质时最多脱去的水分子数分别是（ ）
A.m、m/3－1 B.m、m/3－2
C.2（m－n）、m/3－1 D.2（m－n）、m/3－2
解析 由题意知，mRNA分子有m个碱基且G＋C＝n，此mRNA分子中A＋U＝m－n，控制其合成的DNA分子模板链中A＋T＝m－n（个），模板DNA分子中A＋T＝2（m－n）个；由mRNA分子有m个碱基可知，合成的蛋白质最多含个氨基酸。题干中给出此蛋白质分子有两条肽链，脱去的水分子数应为m/3－2。
答案 D
14.下图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程，回答有关问题：
（1）图示甲、乙、丙过程分别表示 、转录和翻译的过程。其中甲、乙过程可以发生在细胞核中，也可以发生在 和 中。
（2）生物学中，经常使用3H-TdR（3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷）研究甲过程的物质合成情况，原因是 。
（3）转录时，与DNA中起点结合的酶是 。一个细胞周期中，乙过程在每个起点可起始多次，甲过程在每个起点一般起始 次。
（4）丙过程在核糖体中进行，通过 上的反密码子与mRNA上的碱基识别，将氨基酸转移到肽链上。AUG是甲硫氨酸的密码子，又是肽链合成的起始密码子，某种分泌蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸，这是新生肽链经 和 加工修饰的效果。
解析 （1）图示甲、乙、丙过程分别表示DNA复制、转录和翻译的过程。其中甲、乙过程可以发生在细胞核中，也可以发生在线粒体和叶绿体中。（2）常用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷来研究DNA的复制情况，因为3H-TdR是DNA合成的原料之一，可根据放射性强度变化来判断DNA的合成情况。（3）转录时，与DNA中起点结合的酶是RNA聚合酶，一个细胞周期中，乙过程在每个起点可起始多次，甲过程是DNA复制，在每个起点一般起始一次。即在一个细胞周期中，DNA只复制一次。（4）丙过程在核糖体上进行，通过tRNA上的反密码子与mRNA上的碱基识别，将氨基酸转移到肽链上。某种分泌蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸，这是新生肽链经内质网和高尔基体加工修饰的结果。
答案 （1）DNA复制 线粒体 叶绿体
（2）3H-TdR是DNA合成的原料之一，可根据放射性强度变化来判断DNA的合成情况
（3）RNA聚合酶 一
（4）tRNA 内质网 高尔基体
15.（科学探究）下面的甲图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，乙图为其中一个生理过程的模式图。请回答下列问题：
图甲
图乙
（1）图甲中Ⅰ、Ⅱ代表的结构或物质分别为： 、 。
（2）完成过程①需要的物质是从细胞质进入细胞核的。它们是_______________
_____________________________________________________________________。
（3）从图甲中分析，基因表达过程中转录的发生场所有 。
（4）图甲中Ⅲ为 （填名称），携带的氨基酸是 。若蛋白质2在线粒体内膜上发挥作用，推测其功能可能是参与有氧呼吸的第 阶段。
（5）用α－鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中RNA含量显著减少，那么推测α－鹅膏蕈碱抑制的过程是 （填序号），线粒体功能 （填“会”或“不会”）受到影响。
（6）图乙为图甲中①过程，图中的b和d二者在化学组成上的区别是 。图中a是一种酶分子，它能促进c的合成，其名称为 。
解析 （1）由图甲可知，结构Ⅰ是双层膜结构的核膜，Ⅱ是线粒体DNA。
（2）过程①是核DNA转录合成RNA的过程。需要核糖核苷酸为原料，还需要酶和ATP。它们都是在细胞质中合成的。（3）核基因表达过程中的转录发生在细胞核中，线粒体DNA的表达场所是线粒体。（4）Ⅲ是tRNA，上面的三个特定的碱基（反密码子）和mRNA上的密码子是互补配对的，即mRNA上的密码子是ACU，该tRNA携带的氨基酸是苏氨酸。线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，其中第三阶段在线粒体内膜上进行，故蛋白质2应该是与有氧呼吸有关的酶。
（5）由图甲可知，细胞质基质中的RNA来自于核DNA的转录。因此最有可能的是α－鹅膏蕈碱抑制了核DNA转录，使得细胞质基质中RNA含量显著减少。由图甲可知，蛋白质1是核DNA表达的产物且作用于线粒体，核DNA表达受抑制必定会影响线粒体功能。（6）图甲中过程①是核DNA的转录，图乙中b在DNA分子中，应该是胞嘧啶脱氧核苷酸，而d在RNA分子中，应该是胞嘧啶核糖核苷酸。RNA聚合酶是催化转录过程的酶，可以催化单个核糖核苷酸聚合成RNA分子。
答案 （1）核膜 线粒体DNA （2）ATP、核糖核苷酸、酶 （3）细胞核、线粒体 （4）tRNA 苏氨酸 三
（5）① 会 （6）前者含脱氧核糖，后者含核糖 RNA聚合酶
课件23张PPT。第2课时 DNA复制、转录、翻译的比较及相关计算|预知概念|细胞核完成下表中的横线内容细胞核细胞质的核糖体上两条一条mRNA脱氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸核糖核苷酸DNARNA蛋白质T－AG－CU－A边解旋边复制转录多个DNADNA蛋白质|过程评价|1.DNA的复制、转录和翻译中的碱基互补配对方式不完全相同( )
2.DNA的复制和转录都主要发生于细胞核中( )
3.DNA的复制和转录的模板都是DNA的每一条链( )
4.DNA的复制、转录和翻译的原料分别是脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸( )
5.边解旋边复制、边解旋边转录有利于提高DNA复制和转录的效率( )
6.一条mRNA可以与多个核糖体结合，形成多个不同的蛋白质( )
答案 1.√ 2.√ 3.× 4.√ 5.√ 6.×|联想·质疑|（1）DNA的复制、转录和翻译在细胞核以及细胞质中是否都能发生？
提示：细胞核中只能进行DNA复制和转录，但细胞质中由于线粒体和叶绿体中也含有DNA，所以三个过程都能发生。（2）不进行分裂的细胞中，DNA的复制过程一般能否进行？转录和翻译呢？
提示：DNA的复制一般不能发生于不进行分裂的细胞中，但转录和翻译可以，因为不分裂的细胞也需要合成蛋白质。
（3）同一个人的不同细胞往往会表达不同的基因，这能否说明这些细胞所含的核遗传物质不同？为什么？
提示：否，之所以不同的细胞具有不同的功能，是因为基因的选择性表达，但它们都来自同一个受精卵，所含核遗传物质相同。科学探究1 DNA的复制、转录和翻译的比较下图①～③分别表示人体细胞中的三种生理过程。请据图思考下列问题：（1）图中的①～③分别表示什么过程？
提示：①是DNA的复制，②是转录，③是翻译。
（2）过程①和②所需的原料和酶分别是什么？
提示：过程①：原料是脱氧核苷酸，酶是解旋酶和DNA聚合酶；过程②：原料是核糖核苷酸，酶是RNA聚合酶。（3）下图是一小段DNA片段，甲链是模板链，请写出其转录生成的RNA的碱基序列，并分析RNA的碱基序列与DNA两条链碱基序列的关系。提示：①②生成的RNA的碱基序列与模板链互补，与非模板链碱基序列基本相同（除T和U外）。（4）RNA聚合酶参与什么过程？具体的作用是什么？
提示：RNA聚合酶参与转录过程；RNA聚合酶与基因上的RNA聚合酶结合位点启动子结合，启动转录，并把单个核糖核苷酸连接在正在合成的mRNA片段上，同时还有解旋功能。【探究应用】
如图表示生物体内三个重要的生理活动。请根据所学知识回答下列问题：（1）甲、乙、丙三图正在进行的生理过程分别是 。对于小麦的叶肉细胞来说，能发生乙图所示过程的场所有 。
（2）在正常情况下，甲图中碱基的排列顺序相同的单链是 （填字母）。
（3）起始密码子和终止密码子位于乙图中 （填字母）上。
解析 （1）DNA复制以解旋的两条链为模板，转录以解旋后的一条链为模板，翻译以mRNA单链为模板。小麦叶肉细胞的细胞核、叶绿体、线粒体中都含有DNA，可以进行乙图所示过程。（2）a和d分别是亲代DNA分子上的单链，二者的碱基序列为互补关系，因此a和c、b和d上的碱基序列相同。（3）起始密码子和终止密码子位于信使RNA（f）上。
答案 （1）DNA复制、转录、翻译 细胞核、线粒体、叶绿体 （2）a和c、b和d （3）f【一题多变】
（1）丙图中1彻底水解得到的化合物有 种。
提示：丙图中两个核糖体都与1结合，说明1为信使RNA，其彻底水解后得到的化合物有6种：核糖、磷酸、4种碱基。（2）丙图所示的生理过程是从1的 端开始的。如果1由351个基本单位构成，则对应合成完整的n链最多需要脱掉 分子的水。
提示：从两条肽链m和n的长度可以知道，翻译从A端开始，1由351个基本单位构成，则最多对应117个密码子，这117个密码子最多对应117个氨基酸，形成多肽链时最多脱掉116个水分子。（1）转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。
（2）密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上。
（3）转录和翻译过程中的碱基配对不是A—T，而是A—U。科学探究2 基因表达中相关数量的计算1．根据下图思考下列问题：（1）图中的基因中的碱基数量、mRNA中的碱基数量、蛋白质中的氨基酸数量有何关系？
提示：基因中的碱基数量∶mRNA中的碱基数量∶蛋白质中的氨基酸数量＝6∶3∶1。（2）如果某基因中有6 000个碱基，则它所表达出的蛋白质中最多有多少个氨基酸？如果某蛋白质中有500个氨基酸，则它对应的基因中至少有多少个碱基？
提示：1 000个；3 000个。2．密码子与氨基酸之间的关系怎么理解？
提示：【探究应用】
现代生物工程能够实现通过已知蛋白质的氨基酸序列来人工合成基因。现已知人体生长激素共含190个肽键（单链），假设与其对应的mRNA序列中有A和U共313个，则合成的生长激素基因中G至少有（ ）
A.130个 B.260个
C.313个 D.无法确定
解析 此蛋白质由191个氨基酸缩合而成，控制其合成的mRNA中至少有573个碱基，又知mRNA中A＋U为313个，所以mRNA中G＋C为573－313＝260（个），故DNA的两条链中G＋C共有520个，即该基因中G至少有260个。
答案 B【一题多变】
（1）与人体生长激素对应的mRNA序列中密码子至少有多少个？
提示：190个肽键（单链），故由191个氨基酸组成，则密码子至少是191个。
（2）若构成人体生长激素的氨基酸的平均分子量为110，则其分子量为？
提示：据计算公式：氨基酸的总分子量—脱去的水分子量，可得191×110－190×18＝17590遗传信息与密码子和反密码子的关系第2节 基因对性状的控制
学习目标导引
核心素养对接
关键术语
1.通过中心法则图解理解遗传信息的流动方向；
2.识记基因控制性状的两种方式；
3.举例说明基因、蛋白质与性状的关系。
1.生命观念——通过对中心法则的理解记忆，认同遗传信息流动的观念；
2.科学思维——通过理解识记基因控制性状的方式，掌握住基因、蛋白质与性状之间的关系；
3.科学探究——通过模拟中心法则各过程，提高对实验的分析能力。
中心法则
基因控制性状
选择性表达
|预知概念|
一、中心法则的提出及其发展
1.提出者 克里克。
2.内容
（1）DNA复制：遗传信息从DNA流向DNA。
（2）转录：遗传信息从DNA流向RNA。
（3）翻译：遗传信息从RNA流向蛋白质。
3.发展
发展内容
信息流动
举 例
RNA自我复制
遗传信息从RNA流向RNA
烟草花叶病毒
RNA逆转录
遗传信息从RNA流向DNA
HIV
4.完善后的中心法则，用图解表示为
二、基因、蛋白质与性状的关系
1.基因控制性状的两种途径
（1）直接途径：基因蛋白质的结构生物体的性状。
（2）间接途径：基因酶的合成细胞代谢生物体的性状。
2．基因与性状间的对应关系
（1）生物的绝大多数性状受单个基因控制。
（2）生物的有些性状是由多个基因决定的，如人的身高。
（3）生物的性状还受环境条件的影响，是生物的基因和环境条件共同作用的结果。
|过程评价|
1．DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则（ ）
2．在人体细胞核中，可以进行DNA的复制、DNA的转录和翻译（ ）
3．RNA病毒都能进行逆转录（ ）
4．生物体的基因型相同，表现型就一定相同（ ）
5．生物的性状只受基因控制（ ）
答案 1.× 2.× 3.× 4.× 5.×
|联想·质疑|
★中心法则图解
中心法则适用条件
①DNA复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则。
②RNA复制和逆转录只发生在被RNA病毒寄生的细胞中，且逆转录过程必须有逆转录酶的参与。
★镰刀型细胞贫血症的成因：碱基对的替换引起的基因突变，从而导致血红蛋白中氨基酸种类的改变；体现了基因对性状的直接控制。
★豌豆圆粒和皱粒的形成原因：编码淀粉分支酶的基因突变，导致淀粉分支酶不能合成；体现了基因对性状的间接控制。
基因的改变仅仅引起生物体单一性状的改变吗？
提示：不一定，基因之间有着复杂的相互作用，改变一个基因很有可能引起其他的基因表达也随之改变。
科学探究1 中心法则的解读
1．据图回答下列问题：
中心法则内容及其发展图解
（1）结合中心法则，思考DNA、RNA产生的途径有哪些？
提示：DNA产生途径有DNA的复制及逆转录；RNA的产生途径有RNA的复制及转录。
（2）线粒体和叶绿体中的DNA是否遵循中心法则？
提示：遵循，在线粒体和叶绿体中也有DNA的复制及基因的表达过程。
（3）图中的过程都是遗传信息流动的过程，每个过程为什么能准确地将遗传信息传递？
提示：原因有二：一是每个过程都有精确的模板；二是严格遵守碱基互补配对原则。
2．下列四个试管中分别模拟的是中心法则中的某个过程。
（1）四个试管分别模拟中心法则中的哪个过程？
提示：a：DNA的复制；b：转录；c：RNA的复制；d：逆转录。
（2）四个试管模拟的过程分别需要什么酶？
提示：a：解旋酶和DNA聚合酶；b：RNA聚合酶；c：RNA聚合酶（RNA复制酶）；d：逆转录酶。
3．甲、乙、丙三种类型的病毒，它们的遗传信息的遗传方式分别如下图所示。请据图思考下列问题：
（1）HIV、噬菌体、流感病毒分别对应图中的哪个类型？
提示：HIV：丙；噬菌体：甲；流感病毒：乙。
（2）说出甲、乙、丙中的数字分别表示什么过程。
提示：甲：1——转录，2——翻译，3——DNA的复制；乙：4——RNA的复制，5——翻译，6——RNA的复制；丙：7——逆转录，8——转录，9——翻译，10——DNA的复制。
（3）不管哪种病毒，其增殖都要合成自身的蛋白质外壳和核酸，该过程需要的原料都来自哪里？
提示：由宿主细胞提供。
【探究应用】
在其他条件具备的情况下，在试管中加入物质X和物质Z，可得到相应产物Y。下列叙述正确的是（ ）
A．若X是DNA，Y是RNA，则Z是逆转录酶
B．若X是DNA，Y是mRNA，则Z是脱氧核苷酸
C．若X是RNA，Y是DNA，则Z是RNA聚合酶
D．若X是mRNA，Y是在核糖体上合成的大分子，则Z是氨基酸
解析 若X是DNA，Y是RNA，则Z是RNA聚合酶；若X是DNA，Y是mRNA，则Z是核糖核苷酸；若X是RNA，Y是DNA，则Z是逆转录酶；若X是mRNA，Y是在核糖体上合成的大分子，即蛋白质，则Z是氨基酸。
答案 D
【一题多变】
（1）体外模拟中心法则的某一个过程，需要哪些必要条件？
提示：模板、原料、酶、ATP及适宜的温度和pH。
（2）根据模板、原料和酶等条件就可以确定中心法则中的某一过程，三个条件中只知道一个条件能确定某一过程吗？如果不能，至少需要知道几个条件？
提示：只知道一个条件不能确定，例如只知道模板是DNA，可能是DNA的复制也可能是转录。三个条件中至少知道两个条件才能确定中心法则中的某个过程，例如知道了模板是DNA和DNA聚合酶，就可以确定是DNA的复制。
中心法则与生物种类的关系
（1）细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则：
（2）烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则：
（3）HIV等逆转录病毒的中心法则：
科学探究2 基因、蛋白质与性状的关系
1．如图1是豌豆的圆粒和皱粒产生的机理，图2是囊性纤维病的病因图解。请据图思考下列问题：
（1）图1中豌豆呈圆粒或皱粒与哪种基因和酶有关？为什么相关基因异常则为皱粒？
提示：与豌豆的淀粉分支酶基因及其表达的产物——淀粉分支酶有关。如果淀粉分支酶基因异常，则不能合成出淀粉分支酶，也就不能合成淀粉，导致淀粉少而蔗糖多，蔗糖的吸水能力差，水分少而表现为皱粒。
（2）囊性纤维病的直接病因是什么？根本病因又是什么？
提示：直接病因是CFTR蛋白结构异常，根本病因是CFTR基因缺失3个碱基。
（3）图1和图2分别表示基因控制性状的哪种途径？
提示：图1所示的是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，属于间接控制；图2所示的是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
2．如下图，同一株水毛茛，裸露在空气中的叶是扁平的，而浸在水中的叶片深裂成丝状。
（1）叶片呈扁平或丝状，能否说明形状不同的叶片中基因不同？叶片不同的原因是什么？
提示：不能，不同形状的叶片中基因是相同的。叶片形状不同是由生活环境引起的。
（2）基因型相同，表现型是否相同？请用一等式表示基因型、表现型和生活环境之间的关系。
提示：不一定相同。表现型＝基因型＋生活环境。
【探究应用】
牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图：
从图中不能得出（ ）
A．花的颜色由多对基因共同控制
B．基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程
C．生物体的性状由基因决定，也受环境影响
D．若基因①不表达，则基因②和基因③也不表达
解析 花青素决定花的颜色，而花青素的合成是由多对基因共同控制的；基因①②③通过控制酶1、2、3的合成来控制花青素的合成；花青素在不同酸碱条件下显示不同颜色，说明环境因素也会影响花色；基因具有独立性，基因①不表达，基因②③仍然能够表达。
答案 D
【一题多变】
（1）如何来描述基因型、环境、表现型之间的关系？
提示：表现型是基因型与环境相互作用的结果。
（2）基因与性状有怎样的对应关系？
提示：有三种对应关系：一是一对等位基因对应一种相对性状；二是多对等位基因对应一种相对性状；三是一对等位基因对应多对相对性状。
基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状
【运用概念】
1．克里克提出的中心法则是指（ ）
A．遗传信息的转录、翻译过程
B．遗传信息的转录、翻译及表达过程
C．DNA复制及转录、翻译过程中的碱基互补配对原则
D．遗传信息通过DNA复制、转录及翻译的传递过程
解析 克里克提出的中心法则主要包括遗传信息从DNA传递到DNA的自我复制过程，以及从DNA流向RNA进而流向蛋白质的转录和翻译过程。
答案 D
2．下列关于基因与性状之间关系的叙述，错误的是（ ）
A．很多情况下一对基因决定一个性状
B．有的情况下多对基因决定一个性状
C．有的情况下一对基因决定多个性状
D．生物体的性状不会受到环境的影响
解析 生物体的性状是基因型和外界环境共同作用的结果，生物体的性状受环境的影响。
答案 D
3．生物体内性状的表达一般遵循“DNA→RNA→蛋白质”的原则。下面是几种与此有关的说法，不正确的是（ ）
A．DNA→RNA主要是在细胞核中完成的
B．RNA→蛋白质是在细胞质中完成的
C．在同一个体不同的体细胞中DNA相同
D．在细胞的一生中，DNA、RNA和蛋白质的种类和数量是不变的
解析 DNA是细胞中的遗传物质，一般是不变的；由于同一个体不同的体细胞中的基因存在着选择性表达，因此不同细胞中的DNA相同，而RNA和蛋白质却不一定相同。
答案 D
【科学思维】
4．下面为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图，从图中可得出（ ）
A．一种物质的合成只受一个基因的控制
B．基因可通过控制酶的合成来控制代谢
C．若基因②不表达，则基因③和④也不表达
D．若基因③不存在，则瓜氨酸仍可合成精氨酸琥珀酸
解析 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状；由示意图可知，精氨酸的合成需要酶①②③④的参与，而它们分别受基因①②③④的控制；基因具有一定的独立性，基因②不表达时， 基因③④仍可表达，只是无法合成精氨酸；若基因③不存在，酶③不能合成，则瓜氨酸→精氨酸琥珀酸的途径不能进行。
答案 B
5．中心法则是现代生物学中最重要最基本的规律之一，在生物科学发展过程中占有重要地位。以DNA为模板合成RNA是生物界RNA合成的主要方式，但某些RNA病毒，它们的遗传信息贮存在RNA分子中，当它们进入宿细胞后，先以病毒的RNA分子为模板合成一个DNA分子，再以DNA分子为模板合成新的病毒RNA。下图中的甲、乙、丙代表着三种生物不同的遗传和表达方式，请分析回答：
（1）①、②、⑦所示的三个过程分别是 、 、 。
（2）图中需要转运RNA（tRNA）和核糖体同时参与的过程有 。（填图中序号）
（3）若生物甲在进行过程③时，一个DNA分子的一条链上的一个G变成C，则该DNA分子经过n次复制后，子代DNA分子中，发生差错的占 。（填选项）
A.1/2 B.1/2n－1
C.1/2n D.1/2n＋1
（4）图甲中，参与过程1的酶是 。
（5）丙图中，当碱基为－AAC－序列时，会发生－UUG－配对的过程有 。（填图中序号）
解析 （1）①、②、⑦所示的三个过程分别是转录、翻译、逆转录。（2）图中需要转运RNA（tRNA）和核糖体同时参与的过程有②、⑤、⑨。（3）因为起始的两条模板链一条正常一条错误，所以无论复制多少次，以错误模板复制的都错误，以正确模板复制的都正常，各占一半。（4）图甲中，参与过程①的酶是RNA聚合酶。（5）丙图中，当碱基为－AAC－序列时，会发生－UUG－配对的过程有⑦、⑧、⑨。
答案 （1）转录 翻译 逆转录 （2）②、⑤、⑨ （3）A
（4）RNA聚合酶 （5）⑦、⑧、⑨
课时提升训练
（时间：30分钟 满分：50分）
【运用概念】
1.链霉素或新霉素可使核糖体与单链的DNA结合，这一单链DNA就可代替mRNA翻译出多肽，说明（ ）
A.遗传信息可由RNA流向DNA
B.遗传信息可由蛋白质流向DNA
C.遗传信息可由DNA直接流向蛋白质
D.遗传信息可由RNA流向蛋白质
解析 本题说明在实验条件下遗传信息也可能直接由DNA流向蛋白质，而不需要通过mRNA。
答案 C
2.1983年科学家证实，引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒（HIV）是一种逆转录病毒。下列能正确表示HIV感染人体过程的“遗传信息流”示意图是（ ）
解析 HIV是以RNA为遗传物质的病毒，能以RNA为模板逆转录合成DNA，该DNA又和人体细胞核内的DNA整合在一起，整合后的HIV的DNA分子在人体细胞内又可以复制，还可以转录出RNA，并以RNA为模板翻译成病毒的蛋白质。
答案 D
3.下列关于如图所示过程的说法，错误的是（ ）
A.正常情况下，③④⑥在动植物细胞中都不可能发生
B.①③过程的产物相同，催化的酶也相同
C.①②进行的场所有细胞核、线粒体、叶绿体；⑤进行的场所为核糖体
D.①②⑤所需的原料分别为脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸
解析 ③过程需要特定的逆转录酶，故B选项不正确。
答案 B
4.遗传信息从RNA→RNA途径是对中心法则的补充，下列能够发生该传递途径的生物是（ ）
A.烟草 B.烟草花叶病毒
C.噬菌体 D.大肠杆菌
解析 由RNA→RNA说明发生了RNA的复制，该过程只发生在RNA病毒中。烟草、噬菌体以及大肠杆菌都是以DNA为遗传物质的生物，其遗传信息是通过DNA→RNA→蛋白质途径传递的。
答案 B
5.有关基因、DNA、蛋白质、性状的叙述，错误的是（ ）
A.基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的
B.基因是有遗传效应的DNA片段
C.白化症状的出现，是由于基因直接控制合成异常的色素
D.基因与性状之间不是简单的一对一关系
解析 白化症状的出现，是由于体内不能合成酪氨酸酶，从而不能产生黑色素，属于基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。
答案 C
6.下图表示喜马拉雅兔在受到低温作用后毛色的变化，这种变化最可能是（ ）
A.遗传对基因表达的作用
B.环境对基因表达的作用
C.同源染色体上基因的重排
D.环境引起基因突变
解析 冰块（低温）处理后毛色变化，处理部位的基因没有变化，最可能是环境影响了基因的表达。
答案 B
7.囊性纤维病是北美白种人中常见的一种疾病，研究表明，在70%的患者中，发病原因是CFTR基因发生突变，导致运输Cl－的CFTR蛋白的第508位的氨基酸缺失，而直接原因是Cl－不能有效运出肺等器官的组织细胞。下列理解错误的是（ ）
A.从个体水平看，病人的性状已经发生改变
B.从细胞水平看，病人肺组织细胞膜的功能已发生改变
C.从分子水平看，病人的基因的结构没有发生改变
D.此病可以说明基因通过控制蛋白质的结构来直接控制生物体的性状
解析 该病根本原因是CFTR基因发生突变，所以基因结构发生改变。囊性纤维病发病的直接原因是CFTR蛋白发生改变，所以此病可以说明基因是通过控制蛋白质的结构直接影响了生物体的性状。
答案 C
8.已停止分裂的细胞，其遗传信息的传递情况可能是（ ）
A.DNA→DNA→RNA→蛋白质
B.RNA→RNA→蛋白质
C.DNA→RNA→蛋白质
D.蛋白质→RNA
解析 DNA→DNA是DNA的复制，发生在能够进行分裂的细胞内；RNA→RNA是RNA的复制，只发生在被RNA病毒侵染的宿主细胞内；DNA→RNA→蛋白质是基因表达的过程，几乎发生在整个生命历程中；蛋白质→RNA目前还未发现。
答案 C
9.下图是基因的作用及基因与性状的关系示意图，据图分析不正确的是（ ）
A.①过程是转录，它以DNA的一条链为模板合成各种RNA
B.①过程发生的场所与该基因复制的场所一定相同
C.③过程中只需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可完成
D.⑤过程可以表示酪氨酸酶与人类肤色的关系
解析 ③过程是翻译过程，该过程还需要tRNA等的参与才能完成，C项错误。
答案 C
10.如图所示，下列有关叙述错误的是（ ）
A.甲是DNA，乙为RNA，此过程要以甲为模板，酶为RNA聚合酶
B.甲是DNA，乙为DNA，此过程要以甲为模板，酶为DNA聚合酶和解旋酶
C.甲是RNA，乙为DNA，此过程为转录，原料为脱氧核苷酸
D.甲是RNA，乙为蛋白质，此过程为翻译，原料为氨基酸
解析 根据图示，若甲是DNA，乙为RNA，则此过程表示转录，需要以甲为模板，酶为RNA聚合酶，A正确；若甲是DNA，乙为DNA，此过程表示DNA复制，需要以甲为模板，酶为DNA聚合酶和解旋酶，B正确；若甲是RNA，乙为DNA，此过程为逆转录，原料为脱氧核苷酸，C错误；若甲是RNA，乙为蛋白质，此过程为翻译，原料为氨基酸，D正确。
答案 C
【科学思维】
11.肠道病毒EV71为单股正链（＋RNA）病毒，是引起手足口病的主要病原体之一。下面为该病毒在宿主细胞肠道内增殖的示意图。据图分析不正确的是（ ）
A.图中物质M的合成场所是宿主细胞的核糖体
B.催化①、②过程的物质可能是RNA复制酶
C.图中＋RNA具有催化＋RNA形成－RNA的功能
D.若＋RNA含有7 500个碱基，其中A＋U占40%，子代＋RNA形成过程共需G和C 9 000个
解析 图中的M物质是翻译产生的多肽链，由于EV71病毒没有细胞器，多肽合成的场所是宿主细胞的核糖体；①、②过程是以RNA为模板合成RNA的过程，需要的是RNA复制酶；图中催化＋RNA形成－RNA的是物质N，图中＋RNA的功能是作为翻译的模板翻译出新的蛋白质、作为复制的模板形成新的＋RNA，即病毒的组成成分之一；＋RNA复制时，需要先以＋RNA为模板合成－RNA，再以－RNA为模板合成＋RNA，相当于合成了一条双链RNA，在这条双链RNA中A＝U，G＝C，根据题目中的条件，在病毒＋RNA中A＋U占40%，则G＋C＝60%，所以合成子代＋RNA的过程共需要G和C的数目是7 500×2×60%＝
9 000（个）。
答案 C
12.下图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径，据图分析不正确的是（ ）
A.由苯丙氨酸合成多巴胺需要多对基因控制
B.基因3不正常而缺乏酶3可能引起苯丙酮尿症
C.基因2突变而缺乏酶2将导致人患白化病
D.基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状
解析 苯丙氨酸合成多巴胺需要基因1和基因4控制；缺乏酶3则不能合成苯丙酮酸，故不会引起苯丙酮尿症；缺乏酶2则不能合成黑色素，将导致人患白化病；图示过程说明基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状。
答案 B
13.下面为基因与性状的关系示意图，请据图回答下列问题：
（1）通过①过程合成mRNA，在遗传学上称为 。
（2）在真核细胞的细胞核中，①过程的mRNA通过 进入到细胞质中，与 结合在一起指导蛋白质的生物合成。
（3）②过程称为 ，需要的物质和结构有 。
（4）在玉米的叶肉细胞中，能够进行过程①的细胞结构有 、 、
。
（5）基因对性状的控制是通过控制蛋白质的合成实现的。白化病是由于缺乏合成黑色素的酶所致，这属于基因对性状的 （直接/间接）控制。
（6）从图中可以分析得知，生物的性状具有多样性的直接原因是
，根本原因是 。
解析 题中图示包括了基因与性状的关系的几个方面：①基因通过基因表达控制生物体的性状，即基因通过转录和翻译控制蛋白质的合成，进而控制生物体的性状。转录是以DNA的一条链为模板，以四种核糖核苷酸为原料合成RNA的过程；翻译是以RNA为模板，以约20种氨基酸为原料，合成蛋白质（肽链）的过程。②真核细胞中，转录形成的mRNA通过核孔进入细胞质中，与核糖体结合在一起指导蛋白质的生物合成。③玉米叶肉细胞能够进行转录的细胞结构有细胞核、叶绿体和线粒体。④基因控制性状的方式一种是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，另一种是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，前者为直接控制，后者为间接控制。⑤生物性状具有多样性的直接原因是蛋白质的多样性，而根本原因则是DNA的多样性。
答案 （1）转录 （2）核孔 核糖体 （3）翻译 mRNA、氨基酸、tRNA、酶、ATP、核糖体 （4）细胞核 叶绿体 线粒体 （5）间接 （6）蛋白质的多样性 DNA的多样性
14.根据图一至图三遗传信息的传递和表达过程，回答相关问题：
（1）上图中表示脱氧核苷酸链的是 ，能够发生A与T相互配对的是图 。
（2）图三过程不可能发生在 中。
A.神经元 B.肝细胞
C.心肌细胞 D.哺乳动物成熟的红细胞
（3）若图三合成的产物中有n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n原因之一是 。
（4）图一至图三中没有发生的过程是 ，中心法则的完整表达式是 。
解析 （1）从图示看出，图一为DNA的复制，能发生A与T的配对，P链、T链、A链、B链表示脱氧核苷酸链。（2）图三为翻译过程，而哺乳动物成熟红细胞不仅无细胞核，而且也无线粒体、核糖体等细胞器，不能进行蛋白质的生物合成。（3）由于mRNA两端存在不翻译的序列（终止密码子不编码氨基酸），因此图三合成的产物中如果由n个氨基酸组成，则指导其合成的mRNA的碱基数应远大于3n。（4）从图示看出，图一至图三中没有发生的过程是逆转录和RNA复制。
答案 （1）P链、T链、A链、B链 一 （2）D
（3）mRNA两端存在不翻译的序列（终止密码子不编码氨基酸） （4）逆转录和RNA复制
【科学探究】
15.为了探究DNA的复制过程，科学家做了一系列的实验，实验中除所加物质不同外，其他环境条件相同且均能满足实验的要求。
实验一：从大肠杆菌中提取出DNA聚合酶加到具有足量的四种脱氧核苷酸的试管中。放置在适宜温度条件下，一段时间后，没能测定出DNA。
实验二：在上述试管中再加入少量DNA，放置在适宜温度条件下，一段时间后，测定其中的DNA。
实验三：取四支试管，分别加入等量的四种脱氧核苷酸、等量的ATP和等量的DNA聚合酶，再在各试管中分别放入等量的四种DNA分子，它们分别是枯草杆菌、大肠杆菌、小牛胸腺细胞、T2噬菌体的DNA，放置在适宜温度条件下一段时间，测定各试管中残留的每一种脱氧核苷酸的含量。
分析以上实验，回答下列问题：
（1）实验一中不能测定出DNA，原因很可能是缺少 。
（2）实验二中 （填“能”或“不能”）测定出DNA，原因是__________
_____________________________________________________________________。
（3）实验三要探究的是 ，若结果发现残留的四种脱氧核苷酸的量不同，则说明 。大肠杆菌中能进行DNA复制的结构有 。（写一种即可）
解析 DNA的复制需要模板、原料、能量、酶、适宜的温度等条件，DNA复制的模板是DNA的两条母链，原料是四种脱氧核苷酸；实验三模拟的是DNA复制过程，探究的是四种生物的DNA分子的脱氧核苷酸的组成是否相同；因为DNA分子具有特异性，不同生物体内A＋T/C＋G的比例不同，所以不同生物DNA分子的脱氧核苷酸的组成不同。
答案 （1）DNA模板、能量 （2）不能 缺少能量
（3）四种生物DNA分子的脱氧核苷酸的组成是否相同 四种生物DNA分子的脱氧核苷酸组成不同 拟核
课件28张PPT。第2节 基因对性状的控制|预知概念|克里克一、中心法则的提出及其发展
1.提出者 _________。
2.内容(1)DNA复制：遗传信息从________流向________。
(2)转录：遗传信息从________流向________。
(3)翻译：遗传信息从________流向________。DNADNADNARNARNA蛋白质3.发展4.完善后的中心法则，用图解表示为RNARNA逆转录RNADNA二、基因、蛋白质与性状的关系
1.基因控制性状的两种途径蛋白质的结构酶的合成2.基因与性状间的对应关系
(1)生物的绝大多数性状受________基因控制。
(2)生物的有些性状是由________基因决定的，如人的身高。
(3)生物的性状还受环境条件的影响，是____________和____________共同作用的结果。单个多个生物的基因环境条件|过程评价|1.DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则（ ）
2.在人体细胞核中，可以进行DNA的复制、DNA的转录和翻译（ ）
3.RNA病毒都能进行逆转录（ ）
4.生物体的基因型相同，表现型就一定相同（ ）
5.生物的性状只受基因控制（ ）
答案 1.× 2.× 3.× 4.× 5.×|联想·质疑|★中心法则图解
中心法则适用条件
①DNA复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则。
②RNA复制和逆转录只发生在被RNA病毒寄生的细胞中，且逆转录过程必须有逆转录酶的参与。★镰刀型细胞贫血症的成因：碱基对的替换引起的基因突变，从而导致血红蛋白中氨基酸种类的改变；体现了基因对性状的直接控制。★豌豆圆粒和皱粒的形成原因：编码淀粉分支酶的基因突变，导致淀粉分支酶不能合成；体现了基因对性状的间接控制。基因的改变仅仅引起生物体单一性状的改变吗？
提示：不一定，基因之间有着复杂的相互作用，改变一个基因很有可能引起其他的基因表达也随之改变。科学探究1 中心法则的解读1.据图回答下列问题：
中心法则内容及其发展图解(1)结合中心法则，思考DNA、RNA产生的途径有哪些？
提示：DNA产生途径有DNA的复制及逆转录；RNA的产生途径有RNA的复制及转录。(2)线粒体和叶绿体中的DNA是否遵循中心法则？
提示：遵循，在线粒体和叶绿体中也有DNA的复制及基因的表达过程。
(3)图中的过程都是遗传信息流动的过程，每个过程为什么能准确地将遗传信息传递？
提示：原因有二：一是每个过程都有精确的模板；二是严格遵守碱基互补配对原则。2.下列四个试管中分别模拟的是中心法则中的某个过程。(1)四个试管分别模拟中心法则中的哪个过程？
提示：a：DNA的复制；b：转录；c：RNA的复制；d：逆转录。
(2)四个试管模拟的过程分别需要什么酶？
提示：a：解旋酶和DNA聚合酶；b：RNA聚合酶；c：RNA聚合酶(RNA复制酶)；d：逆转录酶。3.甲、乙、丙三种类型的病毒，它们的遗传信息的遗传方式分别如下图所示。请据图思考下列问题：(1)HIV、噬菌体、流感病毒分别对应图中的哪个类型？
提示：HIV：丙；噬菌体：甲；流感病毒：乙。(2)说出甲、乙、丙中的数字分别表示什么过程。
提示：甲：1——转录，2——翻译，3——DNA的复制；乙：4——RNA的复制，5——翻译，6——RNA的复制；丙：7——逆转录，8——转录，9——翻译，10——DNA的复制。
(3)不管哪种病毒，其增殖都要合成自身的蛋白质外壳和核酸，该过程需要的原料都来自哪里？
提示：由宿主细胞提供。【探究应用】
在其他条件具备的情况下，在试管中加入物质X和物质Z，可得到相应产物Y。下列叙述正确的是( )
A.若X是DNA，Y是RNA，则Z是逆转录酶
B.若X是DNA，Y是mRNA，则Z是脱氧核苷酸
C.若X是RNA，Y是DNA，则Z是RNA聚合酶
D.若X是mRNA，Y是在核糖体上合成的大分子，则Z是氨基酸解析 若X是DNA，Y是RNA，则Z是RNA聚合酶；若X是DNA，Y是mRNA，则Z是核糖核苷酸；若X是RNA，Y是DNA，则Z是逆转录酶；若X是mRNA，Y是在核糖体上合成的大分子，即蛋白质，则Z是氨基酸。
答案 D【一题多变】
(1)体外模拟中心法则的某一个过程，需要哪些必要条件？
提示：模板、原料、酶、ATP及适宜的温度和pH。
(2)根据模板、原料和酶等条件就可以确定中心法则中的某一过程，三个条件中只知道一个条件能确定某一过程吗？如果不能，至少需要知道几个条件？
提示：只知道一个条件不能确定，例如只知道模板是DNA，可能是DNA的复制也可能是转录。三个条件中至少知道两个条件才能确定中心法则中的某个过程，例如知道了模板是DNA和DNA聚合酶，就可以确定是DNA的复制。中心法则与生物种类的关系
(1)细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则：(2)烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则：(3)HIV等逆转录病毒的中心法则：科学探究2 基因、蛋白质与性状的关系1.如图1是豌豆的圆粒和皱粒产生的机理，图2是囊性纤维病的病因图解。请据图思考下列问题：(1)图1中豌豆呈圆粒或皱粒与哪种基因和酶有关？为什么相关基因异常则为皱粒？
提示：与豌豆的淀粉分支酶基因及其表达的产物——淀粉分支酶有关。如果淀粉分支酶基因异常，则不能合成出淀粉分支酶，也就不能合成淀粉，导致淀粉少而蔗糖多，蔗糖的吸水能力差，水分少而表现为皱粒。
(2)囊性纤维病的直接病因是什么？根本病因又是什么？
提示：直接病因是CFTR蛋白结构异常，根本病因是CFTR基因缺失3个碱基。
(3)图1和图2分别表示基因控制性状的哪种途径？
提示：图1所示的是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，属于间接控制；图2所示的是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。2.如下图，同一株水毛茛，裸露在空气中的叶是扁平的，而浸在水中的叶片深裂成丝状。(1)叶片呈扁平或丝状，能否说明形状不同的叶片中基因不同？叶片不同的原因是什么？
提示：不能，不同形状的叶片中基因是相同的。叶片形状不同是由生活环境引起的。(2)基因型相同，表现型是否相同？请用一等式表示基因型、表现型和生活环境之间的关系。
提示：不一定相同。表现型＝基因型＋生活环境。【探究应用】
牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图：从图中不能得出( )
A.花的颜色由多对基因共同控制
B.基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程
C.生物体的性状由基因决定，也受环境影响
D.若基因①不表达，则基因②和基因③也不表达解析 花青素决定花的颜色，而花青素的合成是由多对基因共同控制的；基因①②③通过控制酶1、2、3的合成来控制花青素的合成；花青素在不同酸碱条件下显示不同颜色，说明环境因素也会影响花色；基因具有独立性，基因①不表达，基因②③仍然能够表达。
答案 D【一题多变】
(1)如何来描述基因型、环境、表现型之间的关系？
提示：表现型是基因型与环境相互作用的结果。
(2)基因与性状有怎样的对应关系？
提示：有三种对应关系：一是一对等位基因对应一种相对性状；二是多对等位基因对应一种相对性状；三是一对等位基因对应多对相对性状。基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状直间结构酶
