第三节 基因控制蛋白质的合成
学 习 目 标
核 心 素 养
1.说明基因和遗传信息的关系。
2.概述遗传信息的转录和翻译过程。(重难点)
3.说明基因控制性状的方式。(重点)
4.了解人类基因组计划。
1.通过对比分析、归纳和概括，比较三种RNA的结构和组成。
2.通过列表法比较转录和翻译的异同。
3.通过对密码子、反密码子及遗传信息之间关系的探讨，领悟生命的奥妙。
一、从基因到蛋白质
1．基因的概念及相关问题
(1)概念：基因是DNA分子上具有遗传效应的片段。
(2)遗传信息：基因内的脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。
(3)基因的主要载体：染色体。
(4)基因的基本功能包括遗传信息的传递(DNA复制)和表达(通过基因控制蛋白质合成来实现的)。
2．转录
(1)概念：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。
(2)场所：主要是细胞核。
(3)原料：四种游离的核糖核苷酸。
(4)过程
(5)产物：RNA。
三种RNA的比较
类型
mRNA
tRNA
rRNA
空间
结构
单链状
三叶草形
单链状，有部分
双链区
功能
转录DNA上的遗传信息，是蛋白质合成的直接模板
一端以反密码子识别mRNA上的密码子，另一端携带一个特定的氨基酸进入核糖体
是核糖体的组成成分，参与蛋白质
的合成
另外：有的RNA还具有催化作用。
(6)结果：通过转录，DNA分子上的遗传信息传递到mRNA上。
(7)遗传密码子
①概念：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基。
②种类：64种，其中，有61个负责20种氨基酸的编码。
2个起始密码为AUG、GUG；3个终止密码为UAA、UAG、UGA，3个终止密码不能决定氨基酸的种类。
3．翻译
(1)概念：以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(2)场所：在细胞中的核糖体上进行。
(3)过程
起始阶段：mRNA上的起始密码子位于核糖体的第一位置上，tRNA的一端携带氨基酸，另一端是与密码子相对应的反密码子，tRNA上的反密码子与起始密码子相互识别并配对。
↓
延伸阶段：携带着特定氨基酸的tRNA按照碱基互补配对原则，识别并进入第二位置。在酶的作用下，将氨基酸依次连接，形成多肽链。
↓
终止阶段：当tRNA上的反密码子识别终止密码子后，肽链合成终止并被释放。
(4)条件：mRNA、tRNA、核糖体、多种氨基酸和多种酶的共同参与，还需要消耗能量。
(5)结果：通过翻译，遗传信息从mRNA传递到蛋白质。(6)mRNA与核糖体的数量关系一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，并同时进行多条肽链的合成。
二、基因对性状的控制
1．生物性状的概念
包括生物体所表现出来的形态特征和生理、生化特性。
2．基因的主要功能
通过转录和翻译过程，把遗传信息转变为由特定的氨基酸按一定的顺序构成的多肽和蛋白质，从而决定生物体的性状。
3．中心法则的提出及其发展
(1)中心法则的内容
①提出者：克里克。
②基本内容
过程
名称
遗传信息流向
a
DNA复制
DNA→DNA
b
转录
DNA→RNA
c
翻译
RNA→蛋白质
(2)发展
内容
RNA自我复制
RNA逆转录
信息传递方式
RNA→RNA
RNA→DNA
实例
某些RNA病毒
劳氏肉瘤病毒
4.基因控制生物体性状的途径
(1)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
(2)基因通过控制酶的合成来控制细胞中的代谢过程，进而控制生物体的性状。
5．人类基因组计划
(1)基因组的含义
在遗传学上，一个生物体的基因组是指包含在该生物的DNA(部分病毒是RNA)中的全部遗传信息。
(2)人类基因组的分布
人类基因组的DNA序列主要分布在细胞核中22条常染色体和X、Y两条性染色体上。
(3)人类基因组计划的主要内容
包括遗传图谱、物理图谱、序列图谱和基因图谱的绘制，其中的主要任务是DNA测序。
(4)参与国家：美、日、德、法、英、中。
(5)意义
①进一步了解基因表达的调控机制，细胞的生长、分化，个体发育机制对生物进化具有重要意义。
②推动了高新技术的发展。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．基因位于染色体上，是染色体DNA分子上的任一片段。
( )
2．DNA解旋后每一条链都可以当作转录的模板。 ( )
3．氨基酸、密码子、反密码子三者之间是一一对应的关系。 ( )
4．线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则。 ( )
5．基因与性状的关系是一对一的线性关系。 ( )
提示：1.× 基因是有遗传效应的DNA片段。
2．× DNA解旋后的一条链作为转录的模板。
3．× 终止密码子不对应氨基酸。
4．√
5．× 基因与性状的关系不是一对一的关系。
从基因到蛋白质
[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、乙中的核酸是DNA，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．生物丁的核酸中含有几种核苷酸？
提示：生物丁的核酸既有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．脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系图解
2．DNA复制、转录和翻译的区别与联系
项目
DNA复制
转录
翻译
场所
主要是细胞核
主要是细胞核
细胞中的核糖体
模板
DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
原料
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
20种氨基酸
时间
细胞分裂间期
生物生长发育的过程中
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
遗传信息传递
DNA→DNA
DNA→RNA
mRNA→蛋白质
3.遗传信息、密码子和反密码子的比较
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
1．如图表示生物体内三个重要的生理活动。据所学知识结合图形可得出的正确结论是( )
A．甲、乙、丙三图正在进行的生理过程分别是转录、翻译和复制
B．在正常情况下，碱基的排列顺序相同的单链是a和d，b和c
C．起始密码子和终止密码子都位于f链上
D．丙图所示生理过程是从分子1链的B端开始的
C [甲图表示DNA分子复制过程，乙图表示转录过程，丙图表示翻译过程，A错误；根据碱基互补配对原则可知，甲图中碱基的排列顺序相同的单链是a和c、b和d，B错误；起始密码子和终止密码子位于mRNA上，乙图中f链表示mRNA，C正确；由于多肽链n比m长，所以翻译是从分子1链的A端开始的，D错误。]
(1)甲、乙、丙三图代表的生理过程所需原料分别是什么？
提示：四种游离的脱氧核苷酸、四种游离的核糖核苷酸和20种氨基酸。
(2)图丙中的m、n分别表示什么？
提示：核糖体和多肽(蛋白质)。
2．如图①②③表示真核细胞中遗传信息的传递方向，下列有关说法正确的是( )
A．③是翻译过程，方向是从b到a
B．每种氨基酸均可由不止一种tRNA来转运
C．①②③也能在线粒体、叶绿体及原核细胞中进行
D．一条mRNA可与多个核糖体结合，多个核糖体共同合成一条多肽链，加快了翻译的效率
C [由图可知，③是翻译过程，随着翻译的进行，肽链由短到长，所以方向是从a到b，A错误；大多数氨基酸有多个密码子，可由不止一种tRNA来转运，但甲硫氨酸、色氨酸只有一种密码子，只由一种tRNA来转运，B错误；图中①为DNA的复制，②为转录，③为翻译，也能在线粒体、叶绿体及原核细胞中进行，C正确；一条mRNA可与多个核糖体结合，能够同时合成多条多肽链，加快了翻译的效率，D错误。]
基因对性状的控制
1.中心法则及其与生物种类的关系
(1)中心法则内容及其发展图解
(2)不同细胞中的遗传信息流动情况
类型
场所
遗传信息的流动
分裂中
的细胞
细胞中
RNA蛋白质
高度分化
的细胞
细胞中
DNARNA蛋白质
DNA病毒
寄主细
胞中
RNA蛋白质
自我复制型
RNA病毒
寄主细
胞中
蛋白质
逆转录型
RNA病毒
寄主细
胞中
RNARNA
蛋白质
2.基因、蛋白质与性状的关系
(1)基因对性状控制的两种途径
(2)基因与性状的对应关系
①基因与性状的关系
②基因控制性状还受到环境的影响，生物体的性状是基因型和环境条件共同作用的结果。
③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，共同调控着生物体的性状。
方法规律：“三看法”判断中心法则各过程
“一看”模板
“二看”原料
“三看”产物
生理过程
DNA
脱氧核苷酸
DNA
DNA复制
核糖核苷酸
RNA
转录
RNA
脱氧核苷酸
DNA
逆转录
核糖核苷酸
RNA
RNA复制
氨基酸
蛋白质或多肽
翻译
1．如图所示，下列有关叙述不正确的是( )
A．若甲是DNA，乙为RNA，此过程要以甲为模板，酶为RNA聚合酶
B．若甲是DNA，乙为DNA，此过程要以甲为模板，酶为DNA聚合酶等
C．若甲是RNA，乙为DNA，此过程为转录，原料为脱氧核苷酸
D．若甲是RNA，乙为蛋白质，此过程为翻译，原料为氨基酸
C [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，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。]
(1)A选项所示过程的名称和所需原料分别是什么？
提示：转录和四种游离的核糖核苷酸。
(2)C选项中，若乙为RNA，则图示所表示的过程和原料分别是什么？
提示：RNA复制和四种游离的核糖核苷酸。
2．人类白化病和苯丙酮尿症是由代谢异常引起的疾病，如图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。从图中不能得出的结论是 ( )
A．基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状
B．基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状
C．一个基因可以控制多种性状
D．一种性状可以由多个基因控制
A [苯丙酮酸、多巴胺和黑色素的异常与酶的合成有密切的关系，而酶的合成是由基因控制的；若基因1发生变化，则多巴胺和黑色素的合成都受影响；多巴胺和黑色素的合成也都受多个基因的控制。 ]
若要避免白化病和苯丙酮尿症，图中一定要表达的基因是哪些？
提示：一定要表达的基因有基因1和基因2。
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建
核 心 语 句 归 纳
1.转录是以DNA的一条链为模板，以4种核糖核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成mRNA的过程。
2.翻译是以mRNA为模板，以20种氨基酸为原料，合成多肽链的过程。
3.密码子位于mRNA上，共有64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，3种是终止密码子。
4.一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。
5.基因与性状的关系：(1)一个基因决定一个性状；(2)多个基因影响一个性状；(3)一个基因影响多个性状。
1．下列关于基因、性状和环境的叙述，最准确的是( )
A．性状表现相同，则基因型一定相同
B．基因与性状之间是一一对应关系
C．基因型相同，则性状表现一定相同
D．性状由基因决定，同时受环境影响
D [生物性状表现相同，基因型不一定相同，如AA、Aa都控制显性性状；一个基因可决定一个性状，一个性状也可由多个基因决定；基因型相同，性状表现不一定相同，因为生物体的性状还受环境影响。]
2．已知病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA和单链RNA四种类型。现发现了一种新病毒，要确定其核酸属于上述哪一种类型，应该( )
A．分析碱基类型，确定碱基比率
B．分析碱基类型，分析核糖类型
C．分析蛋白质的氨基酸组成，分析碱基类型
D．分析蛋白质的氨基酸组成，分析核糖类型
A [核酸的基本组成单位是核苷酸，C、D错误。组成DNA的碱基种类有A、T、G、C，组成RNA的碱基种类有A、U、G、C，两者碱基有差别，可区别DNA与RNA。在双链核酸中，按碱基互补配对原则，嘌呤碱基数目＝嘧啶碱基数目，而单链核酸中上述关系不成立，故可通过分析碱基类型和碱基比率来确定核酸类型，A正确，B错误。]
3．①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。下列说法正确的是( )
A．①过程需要的原料为四种核糖核苷酸
B．②过程需要RNA聚合酶的参与
C．③过程中转运1号氨基酸的tRNA含有起始密码子
D．洋葱根尖分生区细胞能进行②和③过程，不能进行①过程
B [①过程为DNA的复制过程，需要的原料是四种脱氧核苷酸，A错误；②过程是转录过程，需要RNA聚合酶的参与，B正确；tRNA上含有反密码子，mRNA上才含有密码子，C错误；根尖分生区细胞是连续分裂的细胞，因此可以进行DNA的复制过程(①)，D错误。]
4．如图为豌豆种子圆粒性状的产生机制，请据图判断下列叙述错误的是( )
A．淀粉分支酶基因R是豌豆种子细胞中具有遗传效应的DNA片段
B．b过程能发生碱基互补配对的物质是碱基A与T，C与G
C．R中插入一小段DNA序列使淀粉分支酶不能合成，可导致种子中蔗糖增多
D．此图解体现了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
B [基因是有遗传效应的DNA片段，A正确；b表示翻译过程，该过程中的碱基配对方式为A－U、C－G，B错误；淀粉分支酶能催化蔗糖合成淀粉，R中插入一小段DNA序列使淀粉分支酶不能合成，因此可导致种子中蔗糖增多，C正确；此图解说明基因能够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，D正确。]
5．下图为一组模拟实验，假设实验能正常进行且五支试管中都有产物生成。
(1)A、D试管中的产物是________，但A试管模拟的是________过程，D试管模拟的是________过程。
(2)B、C试管中的产物是________，但B试管模拟的是________过程，C试管模拟的是________过程。
(3)假如B试管中加入的DNA含有306个碱基，那么产物最多含有________个碱基，最多有________个密码子。
(4)E试管模拟的是________过程，在细胞中进行的场所是________，图中的原料为________，工具是________，产物是________。
(5)生物遗传信息传递的全过程可用下图表示。
①请将此图解中a～e过程与上图A～E试管所模拟的过程对应起来：a对应________，b对应________，c对应________，d对应________，e对应________。
②此图解中可在多数生物体内发生的过程是______________，
在少数生物体内发生的是________，人体内不能发生________过程。
③图解中的c过程要有________酶参与。
[解析] A试管模拟DNA复制，B试管模拟转录，C试管模拟RNA复制，D试管模拟逆转录，E试管模拟翻译。A、B、C、D、E试管中的产物分别为DNA、RNA、RNA、DNA、蛋白质。若B试管中DNA含306个碱基，则转录形成的mRNA中最多含153个碱基，最多含51个密码子。
[答案] (1)DNA DNA复制 逆转录
(2)RNA 转录 RNA复制
(3)153 51
(4)翻译 核糖体 氨基酸 转运RNA 多肽(蛋白质)
(5)①A试管 B试管 D试管 C试管 E试管
②a、b、e d、c d、c ③逆转录
[教材课上思考答案](教师用书独具)
积极思维(P78)
科学家的实验表明，只有加入苯丙氨酸的试管中才出现多聚苯丙氨酸的肽链，说明苯丙氨酸的密码子是UUU。
[教材课后习题答案](教师用书独具)
一、1.B [DNA双链解旋时相互配对的碱基间氢键断裂。]
2．D [密码子指mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基，tRNA的一端与密码子配对的碱基是反密码子。由题意可知，反密码子是CGA，所以，对应的密码子为GCU。]
3．A [该基因片段中含有120个碱基，可知以其中的一条链为模板合成的mRNA中碱基数最多有60个，该mRNA指导合成的肽链最多有20个氨基酸，19个肽键。]
4．A [甲硫氨酸的密码子为AUG，则控制它的相应的一小段DNA分子为，所以共有4种核苷酸。]
5．C [翻译时核糖体沿mRNA移动。]
6．B [B表示核糖体。]
二、提示：前一事实不能说明mRNA的碱基是怎样构成密码子的，后一事实能说明是mRNA上相邻的三个碱基构成一个密码子。
课件74张PPT。第四章 遗传的分子基础第三节 基因控制蛋白质的合成基因控制蛋白质遗传效应脱氧核苷酸染色体DNA复制四种游离的核糖核苷酸DNA的一条链碱基互补配对原则RNA细胞核RNA 蛋白质合成 催化 mRNA3个相邻的碱基64种61AUG、GUGUAA、UAG、UGA核糖体mRNA氨基酸起始起始密码子tRNA相互识别并配对延伸氨基酸碱基互补配对多肽链终止密码子终止mRNA氨基酸mRNA蛋白质多个多多肽和蛋白质形态特征生理、生化特性转录翻译克里克
复制DNADNA→RNA翻译RNA→蛋白质DNARNA控制酶的合成来控制细胞中的代谢过程控制蛋白质的结构X、Y两条全部遗传信息细胞核22
基因图谱DNA测序法中基因表达生物进化从基因到蛋白质 基因对性状的控制 点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(十一)
(建议用时：35分钟)
[合格基础练]
1．下列关于基因的说法，错误的是( )
A．基因是有遗传效应的DNA片段
B．基因中的脱氧核苷酸的排列顺序就代表遗传信息
C．基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位
D．基因是染色体的一段
D [基因是有遗传效应的DNA片段，主要存在于染色体上(呈线性排列)，是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位，基因中的脱氧核苷酸(或碱基)的排列顺序储存着遗传信息。有的DNA并不形成染色体，因此“基因是染色体的一段”的说法不恰当。]
2．下列关于遗传信息传递的叙述，错误的是( )
A．线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则
B．DNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的
C．线粒体和叶绿体中的遗传信息传递都不遵循孟德尔遗传定律
D．T2噬菌体中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则
D [T2噬菌体的遗传物质是DNA，在宿主细胞中可以进行DNA的复制和蛋白质的合成，该过程也需要遵循中心法则。]
3．下图表示在人体细胞核中进行的某一生命过程，据图分析，下列说法不正确的是( )
A．该过程共涉及5种核苷酸
B．在不同组织细胞中该过程的产物有差异
C．该过程需要RNA聚合酶
D．该过程涉及碱基互补配对和ATP的消耗
A [由图可知，图示过程是人体细胞核中发生的转录过程，DNA单链中涉及4种脱氧核苷酸，转录产生的RNA中含4种核糖核苷酸，故该过程涉及8种核苷酸，不同组织细胞表达的基因具有选择性，故转录产生的mRNA有差异。]
4．一条多肽链中有500个氨基酸，则作为合成该多肽链的mRNA分子和用来转录该mRNA的DNA分子至少要有碱基 ( )
A．1 500个和1 500个
B．500个和1 000个
C．1 000个和2 000个
D．1 500个和3 000个
D [mRNA上每3个相邻的碱基组成1个密码子，可以决定1个氨基酸，转录该mRNA中1个密码子的DNA分子相应的片段就有6个碱基。由此可见，氨基酸数、mRNA的碱基数和DNA分子中的碱基数之比为1∶3∶6。所以mRNA上碱基数至少为500×3＝1 500(个)，DNA上碱基数至少为500×6＝3 000(个)。]
5．下列关于密码子的叙述，错误的是( )
A．一种氨基酸可能有多种与之相对应的密码子
B．CTA肯定不是密码子
C．每种密码子都有与之对应的氨基酸
D．mRNA上的GCA在人细胞中和猪细胞中决定的是同一种氨基酸
C [密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基，因此密码子中肯定不含碱基T。密码子共有64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，而一种氨基酸可能有多种相对应的密码子，一个密码子只决定一种氨基酸，终止密码子不能决定氨基酸，只能作为蛋白质合成终止的信号。从生物起源和亲缘关系上看，人和其他生物共用一套遗传密码，说明它们有共同的原始祖先。]
6．如图为两个核糖体沿同一个mRNA分子移动翻译形成多肽链的过程。对此过程的叙述不正确的是( )
A．此过程主要是在细胞质中进行的
B．核糖体移动的方向为从左向右
C．图中没有表示出来tRNA
D．最终合成的两条多肽链中氨基酸的数量不同
D [蛋白质的合成是在细胞质中进行的，A正确；左边的链短，右边的链长，说明翻译是从左向右进行的，B正确；图中没有标出tRNA，C正确；两条多肽链都是由同一个模板合成的，最终合成的两条多肽链中氨基酸数量相同，D错误。]
7．下列有关图中①②两种分子的说法，正确的是( )
A．①为DNA，在正常情况下复制后形成两个不同的DNA
B．②为tRNA，一种tRNA可携带不同的氨基酸
C．遗传信息位于①上，密码子位于②上
D．①和②共有的碱基是A、C、G
D [①为DNA，复制时两条链都作为模板，形成两个相同的DNA；②为tRNA，一种tRNA只能携带一种氨基酸；遗传信息位于DNA上，密码子位于mRNA上；DNA和tRNA共有的碱基为A、C、G。]
8．“人类基因组计划”的主要内容是完成人体24条染色体上的全部基因的遗传图谱、物理图谱和全部碱基的序列测定，这24条染色体是( )
A．44条常染色体中任意22条和X、Y性染色体
B．随机抽取的24条染色体
C．24对同源染色体中的各一条
D．22对常染色体各一条和X、Y性染色体
D [人体细胞内有46条即22对常染色体和1对性染色体，在测序时，22对常染色体中各取1条即可，但X、Y染色体分别具有不同的基因和碱基序列，均要进行测序。]
9．某生物基因表达过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A．图中方框内含有6种核苷酸
B．③沿着④的移动方向为从b到a
C．该过程发生在真核生物的细胞核中
D．①→④和④→②中碱基配对情况不完全相同
C [图中①表示DNA，②表示多肽，③表示核糖体，④表示mRNA，方框中含有A、C、G3种碱基，故含有3种脱氧核苷酸、3种核糖核苷酸，共6种核苷酸，A正确；从b到a，肽链逐渐延长，因此核糖体沿着mRNA的移动方向为从b到a，B正确；分析题图，转录与翻译过程同时进行，而真核生物的细胞核中的基因是先在细胞核中转录再在细胞质中翻译，故图示过程不可能发生在真核生物的细胞核中，C错误；①→④表示转录过程；④→②表示翻译过程，这两个过程中碱基配对情况不完全相同，D正确。]
10．如图为遗传的中心法则图解，a～e表示相关生理过程。下列有关叙述正确的是( )
A．图中会发生碱基互补配对的过程只有a、b、c、e
B．正常人体细胞内会发生的过程只有a、b、d
C．e过程中的碱基互补配对遵循A—U、U—A、C—G、G—C的原则
D．T2噬菌体在大肠杆菌细胞内进行增殖的过程中将发生a、b、e、d
B [a为DNA复制，b为转录，c为RNA复制，d为翻译，e为逆转录，图中的a、b、c、d、e都能发生碱基互补配对，A错误；在正常人体细胞内，能够发生DNA复制、转录和翻译，即a、b、d，B正确；e过程中的碱基互补配对遵循A—T、U—A、T—A、C—G、G—C的原则，C错误；T2噬菌体在大肠杆菌细胞内进行增殖的过程中将发生DNA复制、转录和翻译，即a、b、d，D错误。]
11．如图表示的是遗传信息在生物体内各种物质之间的传递过程。分析并回答有关问题：
(1)在人体活细胞中大都能进行的过程是________(填序号)。在人体肝脏中，有些细胞正在进行①过程，说明该细胞正在进行________。
(2)⑤过程表示________，进行的主要场所是________。
(3)③过程主要发生在________________的情况下，需要________酶的参与。
(4)图中①～⑤涉及碱基互补配对的有________。
(5)从DNA的功能看，图中①过程属于遗传信息的传递功能，图中②和⑤过程属于遗传信息的________功能。
(6)(多选)基因与性状的关系是( )
A．一种性状只受一个基因控制
B．一个基因只能控制一种性状
C．一种性状受一个或多个基因控制
D．一个基因可以控制一种或多种性状
[解析] 本题考查遗传信息传递的相关知识。其中①是DNA的复制，发生在细胞分裂的间期；②是DNA的转录过程；③是逆转录，发生在某些RNA病毒侵入受体细胞时，必须有逆转录酶的催化才能完成；④是RNA的复制；⑤表示翻译过程，进行的主要场所是核糖体。图中五个过程都依据碱基互补配对原则进行，不同点在于①中碱基A与T配对，而②③④中A与U配对，⑤翻译过程是mRNA上密码子与tRNA上反密码子进行配对。图中①DNA的复制属于遗传信息的传递功能，图中②⑤属于遗传信息的表达功能。基因与性状的关系是一个基因可以控制一种或多种性状；一种性状可能受一个或多个基因的控制，即“一因多效”或“多因一效”。
[答案] (1)①②⑤ 有丝分裂 (2)翻译 核糖体
(3)某些RNA病毒侵入受体细胞 逆转录 (4)①②③④⑤ (5)表达 (6)CD
12．如图表示细胞内遗传信息表达的过程，根据所学的生物学知识回答下列问题。[可能用到的密码子及对应的氨基酸：UAC(酪氨酸)、AUG(甲硫氨酸)、GAU(天冬氨酸)、GUA(缬氨酸)]
图1 图2
(1)图1中⑥上正在进行的是________过程，所需原料是________。该过程进行的方向是________(填“从左到右”或“从右到左”)。
(2)从化学成分的角度分析，与图1中⑥结构的化学组成最相似的是( )
A．乳酸杆菌 B．噬菌体
C．染色体 D．烟草花叶病毒
(3)图1中②上携带的氨基酸为________。
(4)图2为多聚核糖体合成蛋白质的示意图，最终合成的肽链②③④⑤的结构相同吗？________。图中出现多聚核糖体的意义是_______________________
______________________________________________________。
[解析] (1)图1是转录和翻译过程，其中⑥是核糖体，其上正在进行的是翻译过程，所需原料是氨基酸。根据图中箭头可知，核糖体在mRNA上的移动方向是从左到右，则肽链的合成方向也是从左到右。(2)核糖体的化学成分是蛋白质和RNA。乳酸杆菌是原核生物，成分复杂，A错误；噬菌体和染色体的成分都是蛋白质和DNA，B、C错误；烟草花叶病毒的成分是蛋白质和RNA，与核糖体的化学组成最相似，D正确。(3)图1中②是tRNA，其一端的反密码子是UAC，能与甲硫氨酸的密码子AUG配对，所以该RNA上携带的氨基酸为甲硫氨酸。(4)图2中①是mRNA，⑥是核糖体，②③④⑤均为肽链，由于合成②③④⑤的模板是同一条mRNA，所以最终合成的肽链②③④⑤的结构相同；由图示可知，多聚核糖体的参与使生物可以利用一条mRNA同时翻译出多条肽链，因而提高了蛋白质的合成效率。
[答案] (1)翻译 氨基酸 从左到右 (2)D (3)甲硫氨酸 (4)相同 提高了蛋白质的合成效率
[等级过关练]
13．关于基因控制蛋白质合成的过程，下列叙述正确的是( )
A．一个含n个碱基的DNA分子，转录出的mRNA分子的碱基数是n/2个
B．细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板，提高转录效率
C．DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上
D．在细胞周期中，mRNA的种类和含量均不断发生变化
D [DNA分子包括基因片段和非基因片段，1个DNA分子中的诸多基因并非全部转录，故基因转录出的mRNA分子的碱基数小于n/2个，A错误；基因转录时，一条链是模板链，另一条链是非模板链，B错误；DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点均在DNA上，C错误；在细胞周期中，由于基因选择性表达，mRNA的种类和含量均不断发生变化，D正确。]
14．下图所示的基因模型为某种酶的基因内部和周围的DNA片段情况，距离以千碱基对(kb)表示，基因长度共8 kb，人为划分出a～g 7个区间(但未按比例画出)，转录直接生成的RNA中d区间所对应的区域会被加工切除，成为成熟的mRNA。下列分析错误的是( )
A．该酶是由299个氨基酸组成的
B．基因的长度大于其转录的mRNA的长度
C．成熟的mRNA由3 100个核糖核苷酸组成
D．起始密码对应的位点是RNA聚合酶结合的位点
D [从图中信息可知，转录生成的RNA总长度为8.0－1.2－0 5＝6.3(kb)，而成熟mRNA的长度仅为6.3－(5.2－2.0)＝3.1(kb)，因此基因的长度大于其转录的mRNA的长度。该成熟mRNA翻译时对应氨基酸的长度为3.1－(1.7－1.2)－(7.5－5.8)－0.003＝0.897 kb，则翻译成的酶含氨基酸数为897÷3＝299(个)。在转录时RNA聚合酶结合位点为a区段，mRNA上起始密码对应的位点为翻译的起点。]
15．光敏色素在调节植物叶绿体的发育中发挥重要作用。下图为光敏色素调节相关蛋白质合成的过程示意图，图中序号①～④代表生理过程，请分析回答：
(1)图中活性调节蛋白的作用是促进rbcS基因和cab基因的________(填“复制”“转录”或“翻译”)过程。据图分析，rbcS基因是通过________________来控制植物的性状的，此外，基因还可以通过____________________________________来控制植物的性状。
(2)图中需要以氨基酸作为原料的是________(填序号)过程，过程②中一个mRNA分子上相继结合多个核糖体，其意义是___________________________
______________________________________________________。
(3)由图可知，叶绿体的发育受________________中遗传物质的控制；叶绿体中的基因是通过________(填“父本”“母本”或“父本和母本”)遗传给后代的。
[解析] (1)分析图示，活性调节蛋白经核孔进入细胞核与DNA分子的相应部位结合后，启动了rbcS基因和cab基因的①(转录)过程，据此可知，图中活性调节蛋白的作用是促进rbcS基因和cab基因的转录。据图分析，rbcS基因是通过控制酶的合成来控制植物的性状的，此外，基因还可以通过控制蛋白质的结构来直接控制植物的性状。(2)图中②和④为翻译过程，需要以氨基酸作为原料，一个mRNA分子上相继结合多个核糖体，形成多聚核糖体，可在短时间内合成大量的蛋白质，进而提高蛋白质的合成速率。(3)由图可知，叶绿体的发育受细胞核和细胞质(叶绿体)中遗传物质的控制；由于子代的质基因基本来自母本，因此叶绿体中的基因是通过母本遗传给后代的。
[答案] (1)转录 控制酶的合成 控制蛋白质的分子结构
(2)②和④ 提高蛋白质的合成速率
(3)细胞核和细胞质(或细胞核和叶绿体) 母本
