第1节 基因指导蛋白质的合成
学 习 目 标
核 心 素 养
1．辨析三种RNA的结构和功能。
2．概述遗传信息转录、翻译的过程和特点。(重、难点)
3．说明密码子、反密码子和遗传信息之间的关系。(重点)
1．利用对比分析，归纳和概括，辨别三种RNA的结构和组成。
2．通过图示和列表比较转录和翻译的异同。
3．从存在位置、作用等方面，探讨密码子、反密码子和遗传信息之间的关系，构建知识脉络。
一、RNA的结构与种类
1．RNA的结构
(1)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)空间结构：一般是单链，且比DNA短。
2．RNA与DNA的比较
比较项目
DNA
RNA
组
成
单
位
基本组成
单位不同
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
五碳糖不同
脱氧核糖
核糖
碱基不同
特有的是胸腺嘧啶(T)
特有的是尿嘧啶(U)
结构不同
规则的双螺旋结构
一般为单链
二、遗传信息的转录
1．概念
2．过程
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)概念的理解
(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
↓
↓
终止：当核糖体读取到mRNA上的终止密码时，合成终止
↓
脱离：肽链合成后，从核糖体与mRNA的复合物上脱离，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．遗传信息转录的产物只有mRNA。 ( )
2．转录和翻译都是以mRNA为模板合成生物大分子的过程。 ( )
3．一个tRNA分子中只有一个反密码子。 ( )
4．mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质。 ( )
5．在蛋白质合成过程中密码子都决定氨基酸。 ( )
提示：1．× 转录合成的RNA有三种类型：mRNA、tRNA、rRNA。
2．× 转录的模板是DNA分子的一条单链，不是mRNA。
3．√
4．× 核糖体在mRNA上移动翻译出蛋白质。
5．× 密码子共有64种，有3种终止密码子，不决定氨基酸，决定氨基酸的密码子有61种。
遗传信息的转录
[问题探究]
经测定，甲、乙、丙、丁4种生物的核酸中碱基所占的比例如下表：
A
G
C
T
U
甲
60
40
60
40
乙
30
20
20
30
丙
41
23
44
28
丁
32
15
16
24
13
1．甲、乙含有哪种核酸？二者有什么区别？
提示：甲、乙中含有碱基T，因此为DNA；在甲中A与T不相等，G与C不相等，因此甲只能为单链DNA。在乙中A与T相等，G与C相等，最可能是双链DNA。
答案：甲、乙中的核酸都是DNA，但甲只能为单链DNA，乙最可能是双链DNA。
2．丙中含有的核酸是哪种？依据是什么？
提示：RNA；丙的核酸中含有碱基U，不含碱基T。
3．丁的核酸中含有几种核苷酸？
提示：丁的核酸既有DNA又有RNA，因此含有8种核苷酸。
答案：8种。
4．RNA为什么适合做DNA的信使？
提示：(1)RNA一般为单链，比DNA短，可以通过核孔从细胞核进入细胞质。
(2)RNA是另一种核酸，也是由四种核苷酸组成的，也可以储存大量的遗传信息。
(3)RNA与DNA之间也遵循碱基互补配对原则。
[归纳总结]
1．核糖核酸
种类
mRNA
tRNA
rRNA
结构
单链
单链，呈三叶草形
单链
特点
携带从DNA上转录来的遗传信息
一端携带特定的氨基酸，另一端的特定的三个碱基可与mRNA上的密码子互补配对，叫反密码子
核糖体的
组成成分
功能
作为翻译的模板
识别密码子，转运特定的氨基酸
参与构成
核糖体
图示
共同点
都是经过转录产生的，基本单位都相同，都与翻译的过程有关
2.转录有关问题分析
(1)碱基互补配对关系：G—C、C—G、T—A、A—U。
(2)mRNA与DNA模板链碱基互补，但与非模板链碱基序列基本相同，只是用U代替T。
(3)转录特点：边解旋边转录，单链转录。
误区警示：
(1)转录不是转录整个DNA，是转录其中的基因，不同种类的细胞，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和数量不同，但tRNA和rRNA的种类没有差异。
(2)细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质，穿过0层膜，需要能量。
(3)完成正常使命的RNA易迅速降解，保证生命活动的有序进行。
(4)质基因(线粒体和叶绿体中的基因)控制蛋白质合成过程时也进行转录。
1．下列关于DNA和RNA的结构与功能的说法，错误的是( )
A．区分单双链DNA、单双链RNA四种核酸可以依据碱基比率和种类判定
B．双链DNA分子中碱基G、C含量越高，其结构稳定性相对越大
C．含有DNA的生物，遗传物质是DNA不是RNA
D．含有RNA的生物，遗传物质是RNA不是DNA
D [组成DNA和RNA的碱基种类不完全相同，且双链DNA和RNA分子中碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，因此区分单双链DNA、单双链RNA四种核酸可以根据碱基比率和种类判定，A正确；双链DNA分子中，C和G之间有3个氢键，A和T之间有2个氢键，因此碱基G、C含量越高，其结构稳定性相对越大，B正确；含有DNA的生物，遗传物质是DNA不是RNA，C正确；含有RNA的生物，遗传物质是RNA或DNA，D错误。]
2．下图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法正确的是( )
A．①链的碱基A与②链的碱基T互补配对
B．②是以4种核糖核苷酸为原料合成的
C．如果③表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶
D．转录完成后，②需通过两层生物膜才能与核糖体结合
B [本题考查的是转录过程，其中①链为模板链，②链为RNA，①链中的碱基A与②链中的碱基U互补配对；③表示RNA聚合酶；转录完成后，②通过核孔进入细胞质，穿过0层生物膜。]
遗传信息的翻译
[问题探究]
运输氨基酸的工具是哪种结构？为什么说它是真正起“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。
[归纳总结]
1．DNA转录和翻译的比较
转录
翻译
时间
个体生长发育的整个过程
场所
主要在细胞核
核糖体
模板
DNA的一条链
mRNA
原料
4种核糖核苷酸
20种氨基酸
条件
酶(RNA聚合酶等)、ATP
酶、ATP、tRNA
产物
RNA(mRNA、
tRNA、rRNA)
多肽链
特点
边解旋边转录
一个mRNA上结合多个核糖体，同时合成多条肽链
碱基
配对
A—U，T—A，
C—G，G—C
A—U，U—A，
C—G，G—C
遗传信
息传递
DNA→RNA
mRNA→蛋白质
意义
表达遗传信息，使生物表现出各种性状
2.遗传信息、密码子、反密码子的比较
项目
遗传信息
密码子
反密码子
概念
DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序
mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基
tRNA上与密码子互补的3个碱基
作用
控制生物
的性状
直接决定蛋白质中的氨基酸序列
识别密码子，
转运氨基酸
种类
多样性
64种
61种
图解
3.基因表达过程中的相关数量计算
(1)DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系
①图示：
②规律：蛋白质中氨基酸数目＝1/3 mRNA中碱基数目＝1/6 DNA(或基因)中碱基数目。
4．原核生物与真核生物基因转录和翻译的辨别
(1)真核细胞的转录主要发生在细胞核中，翻译发生在细胞质中，在空间和时间上被分隔开进行，即先转录后翻译。
(2)原核细胞的转录和翻译没有分隔，可以同时进行，边转录边翻译。过程如右图所示：
图中①是DNA模板链，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA，每条mRNA上有多个核糖体同时进行翻译过程，翻译的方向是从下到上。
1．一个mRNA分子有m个碱基，其中(G＋C)有n个；由该mRNA指导合成的蛋白质有两条肽链。则控制该mRNA合成的DNA分子至少含有的(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
D [由题意知，mRNA分子有m个碱基且(G＋C)的数目为n，则此mRNA分子中(A＋U)的数目为(m－n)，控制其合成的DNA分子模板链中(A＋T)的数目至少为(m－n)，整个双链DNA分子中(A＋T)的数目至少为2(m－n)；由mRNA分子有m个碱基可知，以其为翻译模板可合成最多含m/3个氨基酸的蛋白质分子，题干中给出此蛋白质分子有两条肽链，脱去的水分子数最多应为(m/3)－2。]
2．(2019·全国卷Ⅰ)用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是( )
①同位素标记的tRNA
②蛋白质合成所需的酶
③同位素标记的苯丙氨酸
④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸
⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液
A．①②④ B．②③④
C．③④⑤ D．①③⑤
C [若要在体外合成同位素标记的多肽链，需要原料(③同位素标记的苯丙氨酸)、模板(④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸)以及⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液(含有核糖体、tRNA、酶、能量等，又排除了mRNA及DNA可能转录形成mRNA等的干扰)。]
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建
核 心 语 句 归 纳
1．RNA有三种：信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)。
2．转录的主要场所是细胞核，条件是模板(DNA的一条链)、原料(4种核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量。
3．翻译的场所是核糖体，条件是模板(mRNA)、“搬运工”(tRNA)、原料(20种氨基酸)、酶和能量。
4．密码子共有64种，其中决定氨基酸的密码子有61 种，3种终止密码子不决定氨基酸。
5．一种氨基酸对应一种或多种密码子，一种密码子最多只决定一种氨基酸。
1．如图为核苷酸的模式图，下列相关说法正确的是( )
A．DNA与RNA在核苷酸上只有②不同
B．如果要构成ATP，在①位置上加上两个磷酸基团即可
C．③在人的遗传物质中只有4种
D．DNA分子中每个②均只与一个①相连
C [分析题图可知，①是磷酸基团，②是五碳糖，③是含氮碱基。DNA与RNA在核苷酸上的不同点主要有两点，一是在DNA中②为脱氧核糖，在RNA中②为核糖；二是在DNA中③有A、T、C、G 4种，在RNA中③有A、U、C、G 4种，A错误。如果要构成ATP，要在①位置上加上两个磷酸基团，②应为核糖，③应为腺嘌呤，B错误。人的遗传物质是DNA，在DNA中③只有4种(A、G、C、T)，C正确。DNA分子的一条脱氧核苷酸链中多数②与两个①相连，D错误。]
2．对于下列图解，正确的说法有( )
①表示DNA复制过程 ②表示DNA转录过程 ③共有5种碱基 ④共有8种核苷酸 ⑤共有5种核苷酸 ⑥A均代表同一种核苷酸
A．①②③ B．④⑤⑥
C．②③④ D．①③⑤
C [由题干信息可知，图为DNA转录过程。因为DNA与RNA的基本单位不同，故相同碱基代表不同核苷酸，所以图示核苷酸种类为8，碱基种类数为5。]
3．下列关于如图所示生理过程的描述中，最合理的是( )
A．该生理过程可能发生于硝化细菌细胞内
B．可表示噬菌体的转录和翻译过程
C．图中现象也可能出现在人体细胞核基因的表达过程中
D．图中两核糖体合成的肽链不同
A [由图示可以看出，转录和翻译同时进行。人体细胞核基因转录出mRNA后，mRNA通过核孔进入细胞质，与核糖体结合后指导肽链的合成，该过程与图示不符。噬菌体是非细胞结构的生物，不能独立进行代谢过程。图中两核糖体以同一mRNA为模板，合成的肽链相同。]
4．如图为多聚核糖体合成肽链的过程，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
D [图示为三个核糖体合成三条多肽链的过程；翻译过程中是核糖体沿着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；合成的三条肽链是以同一条mRNA为模板的，因此氨基酸的排列顺序相同；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。]
5．如图表示某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)完成遗传信息表达的是________(填字母)过程，a过程所需的酶有________________________。
(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片段第三次复制需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为________个。
(4)若在AUG后插入3个核苷酸，合成的多肽链中除在甲硫氨酸后多一个氨基酸外，其余氨基酸序列没有变化。由此证明__________________________。
[解析] 分析图示过程可知：a为DNA的复制、b为转录、c为翻译。(1)完成遗传信息表达的是转录和翻译，即图中的b和c，DNA的复制需要在解旋酶的作用下解开双链，然后在DNA聚合酶的作用下合成DNA子链。(2)RNA中含有核糖，所以图中含有核糖的结构包括mRNA、tRNA、rRNA。根据②mRNA上的密码子可知指导合成的多肽链中氨基酸的序列：甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸。(3)由图可知DNA片段含7个T，故第三次复制需要23－1×7＝28(个)胸腺嘧啶脱氧核苷酸。(4)三个核苷酸对应一个氨基酸，由此证明一个密码子由三个相邻的碱基(核糖核苷酸)组成。
[答案] (1)b、c 解旋酶和DNA聚合酶 (2)②③⑤ 甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸 (3)28
(4)一个密码子由三个相邻的碱基(核糖核苷酸)组成
教材课后习题 (教师用书独具)
一、基础题
1．……TGCCTAGAA…… ……UGCCUAGAA…… 3 3 半胱氨酸、亮氨酸、谷氨酸
2．C
二、拓展题
1．提示：将变化后的密码子分别写出，根据密码子表查出对应的氨基酸(如下表所示)，从下表中可见密码子中的第三个碱基比前两个碱基具有较小的专一性。这个实例说明密码的简并在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。
CUA
第一位
氨基酸
CUA
第二位
氨基酸
CUA
第三位
氨基酸
UUA
亮氨酸
CCA
脯氨酸
CUU
亮氨酸
AUA
异亮氨酸
CAA
谷氨酰胺
CUC
亮氨酸
GUA
缬氨酸
CGA
精氨酸
CUG
亮氨酸
2.提示：因为几个密码子可能编码同一种氨基酸，有些碱基序列并不编码氨基酸，如终止密码子等，所以只能根据RNA的碱基序列写出确定的氨基酸序列，却不能根据氨基酸序列写出确定的RNA的碱基序列。遗传信息就是在这一过程中损失的。
课件56张PPT。第4章 基因的表达第1节 基因指导蛋白质的合成单链磷酸核糖A、U、G、C核糖核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖胸腺嘧啶(T)尿嘧啶(U)规则的双螺旋结构单链tRNA6461mRNA3个相邻的碱基密码子 tRNA核糖体tRNAmRNA功能终止密码空间结构遗传信息的转录 遗传信息的翻译 点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(十二)
(建议用时：35分钟)
[合格基础练]
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糖核苷酸为原料
D．两种过程都以DNA为模板
C [复制和转录都主要在细胞核内进行；都需要酶的参与；复制的原料是四种脱氧核糖核苷酸，转录的原料是四种核糖核苷酸；两种过程的模板都是DNA，复制是以DNA的两条链为模板的，而转录是以DNA的一条链为模板的。]
2．下图为某果蝇染色体上相关基因转录的过程示意图。下列叙述正确的是( )
A．由图可知，一个DNA上不同基因的转录模板可能在DNA的不同链上
B．图示过程与mRNA的翻译过程的碱基互补配对现象一致
C．图中mRNA可直接与核糖体结合，边转录边翻译以提高效率
D．果蝇细胞质中一个核糖体上可结合多个mRNA，以提高翻译的效率
A [图示过程与mRNA的翻译过程相比，存在特有的碱基T与碱基A配对，B项错误；图中mRNA转录完成后通过核孔进入细胞质，才能与核糖体结合，C项错误；果蝇细胞质中一个mRNA上可结合多个核糖体，以提高翻译的效率，D项错误。]
3．下列关于RNA的叙述，正确的是( )
A．相同的tRNA分子在不同的细胞中转运的氨基酸不同
B．性激素的合成以mRNA为模板
C．转录时，RNA聚合酶能识别RNA分子的特定位点并与之结合
D．有的RNA分子能加快某些化学反应的进行
D [一种tRNA只转运一种氨基酸，A项错误；性激素的化学本质是脂质，不是以mRNA为模板合成的，B项错误；转录时，RNA聚合酶能识别DNA分子的特定位点并与之结合，C项错误；有的RNA分子具有酶的作用，能加快某些化学反应的进行，D项正确。]
4．如图表示在人体细胞核中进行的某一生命过程，据图分析，下列说法正确的是( )
A．该过程仅发生在细胞核内
B．该过程与DNA复制时碱基互补配对方式完全相同
C．该过程涉及ATP的消耗
D．游离的核糖核苷酸有秩序地与DNA链上的碱基相撞
C [题图所示为人体细胞中发生的转录过程。该过程主要发生在细胞核中，还可以发生在线粒体中，A错误；该过程的碱基互补配对方式有A－U，而DNA复制过程没有，B错误；转录过程需要消耗ATP，C正确；游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基相撞，D错误。]
5．某DNA片段转录形成的mRNA分子中腺嘌呤(A)占碱基总数的10%，尿嘧啶(U)占碱基总数的30%，则转录出该mRNA的DNA片段中，腺嘌呤(A)所占的比例为( )
A．10% B．20%
C．30% D．40%
B [由题意知，在该mRNA中，A＋U＝40%，则DNA分子中模板链中A＋T＝40%，则在整个DNA分子中A＋T＝40%，又知双链DNA中A＝T，所以该DNA片段中，A＝20%。]
6．甲、乙两图表示某真核细胞中的遗传信息传递的某些过程，下列叙述不正确的是( )
A．乙图中结构⑥的移动方向是从右到左
B．从化学组成上看，甲图中的1和6不同
C．乙图中②③④⑤最终形成的物质结构相同
D．乙图中的①链与甲图中a链的基本组成单位相同
D [乙图中从右到左多肽链越来越长，故结构⑥核糖体的移动方向是从右到左，故A正确。甲图表示转录，b为RNA，1为腺嘌呤核糖核苷酸，6为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，故B正确。乙图中②③④⑤都是以同一条信使RNA为模板形成的多肽链，故C正确。乙图中的①链与甲图中的b链都是RNA，而a链是DNA，故D错误。]
7．某蛋白质分子由一条含176个氨基酸的肽链构成。下列叙述中正确的是( )
A．参与合成该多肽的tRNA最多有61种
B．与该多肽合成有关的细胞器只有核糖体
C．组成该多肽的氨基酸至少有20种
D．该多肽的模板mRNA上决定氨基酸的密码子最多有64种
A [mRNA中密码子数决定肽链中氨基酸的个数，肽链中含有176个氨基酸，因此决定氨基酸的密码子数为176个，64种密码子中决定氨基酸的密码子有61种，所以该多肽的模板mRNA上决定氨基酸的密码子最多有61种；由于密码子和反密码子之间碱基互补配对，故参与合成该多肽的tRNA最多有61种；参与合成该多肽的细胞器是核糖体和线粒体；组成该多肽的氨基酸最多有20种。]
8．某生物细胞中基因表达过程如图所示，下列相关叙述正确的是( )
A．该过程可表示毛霉合成蛋白酶的过程
B．过程①中的酶能使DNA碱基对间的氢键断裂
C．过程②四个核糖体合成的蛋白质不同
D．与过程②相比，过程①中特有的配对为“A—U”
B [图示是原核生物边转录边翻译的过程，而毛霉是真核生物，因此该过程不可以表示毛霉合成蛋白酶的过程，A错误；过程①中的酶是RNA聚合酶，有解旋功能，B正确；过程②四个核糖体合成蛋白质的模板是一样的，所以合成的蛋白质是一样的，C错误；过程①是转录过程，过程②是翻译过程，翻译、转录过程都有“A—U”配对，D错误。]
9．下图是某细胞内遗传信息的传递过程，下列说法正确的是( )
A．图示表示原核细胞中遗传信息的转录和翻译
B．⑤上含有的氨基酸数目与④上含有的密码子数目是一致的
C．参与图示过程的RNA有mRNA、tRNA和rRNA
D．如果终止密码子为UAA，则与该密码子配对的反密码子为AUU
C [图示细胞核有核膜，故表示真核细胞，A项错误；⑤上含有的氨基酸数目比④上含有的密码子数目要少，这是因为mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，B项错误；参与图示过程的RNA有mRNA、tRNA和rRNA，C项正确；没有与终止密码子互补配对的反密码子，D项错误。]
10．图中α、β是真核细胞某基因的两条链，γ是另外一条核苷酸链，下列说法正确的是( )
A．图中的酶是DNA聚合酶
B．γ链彻底水解后能生成6种小分子物质
C．该过程只发生在细胞核中
D．β链中碱基G占28%，则γ链中碱基A占22%
B [题图表示转录过程，主要发生在真核细胞的细胞核中，α、β是DNA的两条链，γ是一条RNA链，图中的酶是RNA聚合酶，A、C错误；RNA彻底水解的产物为4种碱基、核糖和磷酸，共6种小分子物质，B正确；由β链中碱基G的比例不能推出γ链中碱基A的比例，D错误。]
11．如图表示真核细胞内的三个重要生理过程，据图回答下列问题：
甲 乙 丙
(1)甲图所示为________过程，从结果分析该过程的特点是________，在正常情况下，甲图中碱基的排列顺序相同的单链是________。
(2)在甲图所示的一个DNA分子片段中腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占碱基总数的44%，其中一条链(a)上的鸟嘌呤占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链(b)上的鸟嘌呤占b链碱基总数的比例是________。
(3)在玉米的叶肉细胞中能发生乙过程的场所有____________________；乙过程________(填“能”或“不能”)发生在哺乳动物成熟的红细胞中。
(4)乙图中f的碱基种类与丙图中的________相同，乙图中的RNA聚合酶结合位点位于分子________上，起始密码和终止密码位于乙中的________分子上。(填字母)。
(5)如果丙图中的k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。
[解析] (1)DNA复制以DNA两条链为模板，转录以DNA的一条链为模板，翻译以mRNA为模板。故甲、乙、丙分别表示DNA复制、转录、翻译过程。a和d分别是亲代DNA分子的两条链，二者的碱基序列呈互补关系，因此a和c、b和d上的碱基序列相同。(2)整个DNA分子中(A＋T)占44%，则(G＋C)占56%，其中一条链上(G＋C)也占该链碱基总数的56%，又因为其中一条链(a)上的G占该链碱基总数的21%，所以与a链对应的互补链(b)上的G占b链碱基总数的比例为56%－21%＝35%。(3)玉米的叶肉细胞中能发生转录的场所包括细胞核、线粒体和叶绿体；哺乳动物成熟红细胞内没有细胞核和细胞器，不会发生过程乙。(4)乙图中f是RNA，丙图中k是mRNA，二者碱基种类相同；转录时RNA聚合酶与DNA模板链上的特定位点结合启动转录过程，密码子位于mRNA上。(5)k链由351个基本单位构成，则最多对应117个密码子，最多对应117个氨基酸，脱掉116个水分子。
[答案] (1)DNA复制 半保留复制 a和c、b和d (2)35% (3)细胞核、线粒体、叶绿体 不能 (4)k e f (5)116
12．微RNA(miRNA)是真核生物中广泛存在的一类重要的基因表达调控因子。如图表示线虫细胞中微RNA(lin－4)调控lin－14基因表达的相关作用机制，请回答下列问题：
(1)过程A需要以__________为原料，该过程还能发生在线虫细胞内的____________中；在过程B中能与①发生碱基互补配对的分子是________，①上同时结合多个核糖体的意义是________________________。
(2)图中最终形成的②③上氨基酸序列________(填“相同”或“不同”)。图中涉及的遗传信息的传递方向为__________________。
(3)由图可知，微RNA(lin－4)调控基因lin－14表达的机制是RISC－miRNA复合物抑制________过程。
[解析] (1)A是转录过程，转录过程除了需要酶的催化作用外，还需要四种游离的核糖核苷酸为原料，以及由ATP提供的能量等；线虫细胞是真核细胞，且是动物细胞，DNA存在于细胞核和线粒体中，因此转录过程发生的场所是细胞核和线粒体；过程B是翻译，翻译过程中mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子进行碱基互补配对。①mRNA上同时结合多个核糖体的意义是利用少量的mRNA在短时间内合成大量的蛋白质。(2)②③是以同一条mRNA为模板合成的，因此最终形成的肽链②③上氨基酸序列相同。图中包含了转录和翻译过程，故涉及的遗传信息的传递方向为DNA→RNA→蛋白质。(3)分析题图可知，微RNA(lin－4)形成RISC－miRNA复合物抑制翻译过程进而调控基因lin－14的表达。
[答案] (1)核糖核苷酸 线粒体 tRNA 能在短时间内合成大量的蛋白质 (2)相同 DNA→RNA→蛋白质 (3)翻译
[等级过关练]
13．已知一个蛋白质分子由4条肽链组成，连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有396个，翻译成这个蛋白质分子的信使RNA中的U和C共800个，则转录成信使RNA的DNA分子中，G和A最少共有( )
A．600个 B．1 200个
C．800个 D．1 600个
B [4条肽链有396个肽键，说明共有400个氨基酸，则mRNA碱基数至少为400×3＝1 200(个)，DNA中碱基数至少为400×3×2＝2 400(个)，又知G＋A之和为DNA总碱基数的一半，则DNA分子中G和A最少共有1 200个。]
14．核糖体RNA即rRNA，是三类RNA(tRNA、mRNA、rRNA)中相对分子质量最大的一类RNA，rRNA单独存在时不执行其功能，它可与多种蛋白质结合成核糖体，作为蛋白质生物合成的“装配机”。核糖体中催化肽键合成的是rRNA，蛋白质只是维持rRNA构象，起辅助作用。下列相关叙述错误的是( )
A．rRNA的合成需要以DNA的一条链为模板
B．合成肽链时，rRNA可降低氨基酸间脱水缩合所需要的活化能
C．在真核细胞中rRNA的合成与核仁有关
D．翻译时，rRNA上的碱基与tRNA上的碱基互补配对
D [rRNA是以DNA的一条链为模板转录形成的，A正确；rRNA能催化肽键的合成，可见其具有催化功能，即可降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能，B正确；真核细胞中，核仁与rRNA的合成及核糖体的形成有关，C正确；翻译时，mRNA的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，D错误。]
15．下图为在实验室中进行的相关模拟实验，请据图回答问题：
(1)图中甲、乙模拟实验模拟的过程分别是__________和________。
(2)图中乙过程要顺利进行，还需向试管中加入的物质或细胞结构有________、________。
(3)人们通过研究发现，有些抗生素通过阻断细菌细胞内蛋白质的合成，从而抑制细菌的繁殖。现发现一种新型抗生素，请你根据上述模拟实验的方法探究这种抗生素能否阻断细菌DNA和人体DNA的转录过程。
实验步骤：
第一步：取A、B、C、D 4支试管，各加入足量的ATP、核糖核苷酸、相关酶的混合溶液。
第二步：向A试管滴加适量一定浓度的抗生素水溶液，B试管中滴加____________________，同时在A、B试管中加入________________；向C试管中滴加适量一定浓度的______________，D试管中滴加等量的蒸馏水，同时C、D试管中加入等量相同的人体DNA。
第三步：把A、B、C、D 4支试管在相同且适宜的条件下培养一段时间后，检测____________________。
预期实验结果并得出实验结论：
该实验有可能会出现______________种实验结果，如果出现________________，则说明该抗生素只阻断细菌DNA的转录，不阻断人体DNA的转录。
[解析] (1)从原料和模板可以判断相对应的生理过程，甲中模板是DNA，原料是核糖核苷酸，对应转录过程；乙中模板是RNA，原料是氨基酸，对应翻译过程。
(2)翻译过程发生在核糖体，需要tRNA运输氨基酸。
(3)分析实验时注意单一变量是抗生素的有无，不加抗生素要加入等量蒸馏水。A、B试管是探究抗生素能否阻断细菌DNA的转录过程，C、D试管是探究抗生素能否阻断人体DNA的转录过程。
[答案] (1)转录 翻译 (2)tRNA 核糖体
(3)实验步骤：
第二步：等量的蒸馏水 等量相同的细菌 DNA和抗生素水溶液
第三步：4支试管中有无RNA的生成
预期实验结果并得出实验结论：
4 A试管中无RNA生成，B试管中有RNA生成，C、D试管中均有RNA生成
