第四章 第1节
一、选择题
1．下列关于真核生物RNA的叙述，错误的是( B )
A．RNA主要在细胞核中合成，通过核孔转移到细胞质中
B．RNA全部是在细胞核内转录形成的
C．RNA一般是单链，而且比DNA短，分子中不含碱基T
D．RNA可作为核糖体的组成成分
[解析] 真核生物的RNA不仅可以在细胞核中转录形成，也可以在线粒体和叶绿体中转录形成。
2．下面关于tRNA和氨基酸相互关系的说法，正确的是( D )
A．每种氨基酸都由一种特定的tRNA携带
B．每种氨基酸都可由几种tRNA携带
C．一种tRNA可以携带几种结构相似的氨基酸
D．一种氨基酸可由一种或几种tRNA携带
[解析] tRNA的头部有三个碱基，只能识别并转运一种氨基酸，而一种氨基酸可以由一种或几种tRNA转运。
3．(2018·山东济宁市高二期末)下列关于密码子的说法错误的是( C )
A．终止密码子不编码具体的氨基酸
B．一种氨基酸可以由多种密码子编码，能够保持遗传性状的相对稳定
C．起始密码子一般位于mRNA首端，能够启动基因的转录
D．地球上几乎所有的生物共用一套密码子，说明了生物起源于共同的祖先
[解析] 终止密码子不编码具体的氨基酸，A正确；一种氨基酸可以由多种密码子编码，体现了密码子的简并性，能够保持遗传性状的相对稳定，B正确；起始密码子一般位于mRNA首端，能够启动mRNA的翻译，C错误；地球上几乎所有的生物共用一套密码子，说明了生物起源于共同的祖先，D正确。
4．关于转录和翻译的叙述，错误的是( C )
A．转录时以核糖核苷酸为原料
B．转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列
C．mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质
D．不同密码子编码同种氨基酸可增强密码子的容错性
[解析] 本题考查转录和翻译过程和特点。转录过程合成的是mRNA，其基本组成单位是核糖核苷酸，A项正确；RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列，B项正确；核糖体在mRNA上移动翻译出蛋白质，C项错误。不同密码子，编码同种氨基酸可增强密码子的容错性，保持遗传性状的相对稳定，D项正确。
5．DNA分子模板链上的碱基序列及最终翻译的氨基酸如下表所示，则如图所示的tRNA所携带的氨基酸是(反密码子从携带氨基酸的一端开始读起)( C )
碱基序列
GCA
CGT
ACG
TGC
氨基酸
精氨酸
丙氨酸
半胱氨酸
苏氨酸
A．丙氨酸 B．精氨酸
C．苏氨酸 D．半胱氨酸
[解析] 根据碱基互补配对原则倒推：
二、非选择题
6．如图是蛋白质的合成示意图，据图回答：
(1)转录是在__细胞核__中进行的，它是以__DNA的一条链__为模板合成__mRNA__的过程；翻译是在__细胞质__中进行的，它是以__核糖体__为场所，以__mRNA__为模板，以__tRNA__为运载工具，合成具有一定__氨基酸__顺序的蛋白质的过程。
(2)密码子是指__mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基__。
(3)已知信使RNA上的一段碱基序列是AUGCACUGGCGUUG，则转录该信使RNA片段的DNA的模板链的碱基序列是__TACGTGACCGCAAC__。
(4)一个信使RNA分子上可以相继结合__多个核糖体__，同时进行多肽链的合成，因此少量的信使RNA分子就可以迅速合成出__大量__的蛋白质。
第四章 第1节
一、选择题
1．碱基互补配对发生在( D )
A．DNA复制和转录 B．转录和翻译
C．复制和翻译 D．复制、转录和翻译
[解析] DNA的复制、转录和遗传信息的翻译都能发生碱基互补配对。
2．转录过程：，该片段中包含的碱基种类、核苷酸种类依次是( D )
A．4、5 B．5、4
C．5、5 D．5、8
[解析] 图中共有5种碱基A、G、C、T、U，但核苷酸却是8种，其中DNA分子中有4种脱氧核苷酸，RNA分子中有4种核糖核苷酸。
3．合成一条含1 000个氨基酸的多肽链，需要转运RNA的个数、信使RNA上的碱基个数和双链DNA上的碱基对数至少依次是( A )
A．1 000个、3 000个和3 000对
B．1 000个、3 000个和6 000对
C．3 000个、3 000个和3 000对
D．1 000个、3 000个和1 500对
[解析] DNA分子控制蛋白质合成时，氨基酸数目∶转运RNA的个数∶信使RNA的碱基数∶DNA的碱基对数＝1∶1∶3∶3，本题中即为1 000∶1 000∶3 000∶3 000。
4．mRNA在细胞核中合成后，到达细胞质的过程中，共经过几层生物膜( D )
A．1 B．2
C．3 D．0
[解析] mRNA由细胞核到细胞质是通过核膜上的核孔出去的，未经跨膜运输。
5．(2019·安徽马鞍山高二期中)下列关于RNA分子的叙述，正确的是( A )
A．线粒体中含有mRNA、tRNA和tRNA
B．ATP中的“A”在RNA分子中不存在
C．RNA分子中不含氢键，有的RNA具有催化功能
D．RNA可以在细胞内运输某种物质，还可以作为细菌的遗传物质
[解析] 线粒体中有少量的DNA，其通过转录可以形成mRNA、tRNA和rRNA，A项正确。
6．(2019·湖北十堰市高二期末)下图是基因表达的示意图，下列有关叙述错误的是( C )
A．过程①在植物细胞中能发生在叶绿体内
B．过程①是转录过程，产物包括mRNA、rRNA和tRNA
C．过程②在核糖体上进行，需要的原料是核糖核苷酸
D．上图中遗传信息传递的方向：DNA→RNA→蛋白质
[解析] 过程①表示转录过程，其产物包括mRNA、rRNA和tRNA，在植物细胞中能发生在叶绿体内，A、B正确；过程②表示翻译，在核糖体上进行，需要的原料是氨基酸，C错误；上图中遗传信息传递的方向是：DNA→RNA→蛋白质，D正确。
7．(2018·兰州一中高二期末)下列关于遗传信息及其表达的叙述正确的是( D )
A．原核生物的遗传信息都储存于细胞拟核DNA中
B．真核细胞在个体不同发育时期产生的mRNA都不相同
C．细胞中转录和翻译时的模板及碱基配对方式都不相同
D．遗传密码的简并性有利于保持遗传信息的稳定性
[解析] 原核生物的遗传信息主要储存于细胞拟核DNA中，此外质粒DNA也可储存遗传信息，A项错误；真核细胞在个体不同发育时期，由于基因的选择性表达，产生的mRNA不完全相同，B项错误； 细胞中转录时的模板是DNA分子的一条链，碱基配对方式为A—U、T—A、C—G、C—G，翻译时的模板是mRNA，碱基配对方式是A—U、U—A、C—G、C—G，C项错误；遗传密码的简并性是遗传密码的基本特性之一，它对降低因DNA的突变而引起的翻译误差、保持物种的稳定性具有更重要的生物学意义，即有利于保持遗传信息的稳定性，D项正确。
8．如图中a、b是真核细胞某基因的两条链，g是另外一条多核苷酸链，下列说法正确的是( B )
A．图中的酶是DNA聚合酶
B．g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．b链中碱基G占28%，则g链中碱基A占22%
[解析] 图中显示的是转录过程，图中的酶是RNA聚合酶，A项错误。该过程主要发生在细胞核中，线粒体、叶绿体中也可以发生，C项错误。g链中的碱基A与a链中的碱基T配对，b链中碱基G占28%，不能判断a链中碱基T的比例，因此不能判断g链中碱基A的比例，D项错误。
9．(2019·甘肃兰州模拟)下图为生物细胞内tRNA与氨基酸的结合过程，下列叙述正确的是( D )
A．不同的tRNA只能携带不同的氨基酸
B．tRNA与氨基酸之间不存在特异性结合
C．该过程可能不受温度的影响
D．该过程可能受氧气的影响
[解析] 由于氨基酸有20种，tRNA有61种，因此不同的tRNA可能携带相同的氨基酸，A项错误。一种tRNA只能转运一种氨基酸，即与氨基酸之间存在特异性结合，B项错误。温度会影响酶的活性，而该过程需要酶的催化，因此该过程受温度的影响，C项错误。该过程需要消耗能量，能量主要由有氧呼吸提供，因此可能受氧气的影响，D项正确。
10．(2018·江苏宿迁高二期末)下图是人体细胞内基因控制蛋白质合成中的某一过程示意图，相关叙述正确的是( B )
A．该过程表示翻译
B．图示过程主要发生在细胞核中
C．该过程以脱氧核苷酸为原料
D．图中①和②在分子组成上是相同的
[解析] 据图分析，图中过程以DNA一条链为模板，形成的是RNA链，因此该过程表示转录，A错误；转录主要发生在细胞核中，B正确；转录以核糖核苷酸为原料，C错误；图中①和②分别表示胞嘧啶脱氧核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸，D错误。
11．某生物的基因表达过程如下图所示。下列叙述与该图相符的是( A )
A．在RNA聚合酶的作用下，DNA双螺旋解开
B．DNA—RNA杂交区域中，DNA中的A应与T配对
C．mRNA翻译只能得到一条肽链
D．该过程一定发生在真核细胞中
[解析] 图示过程为DNA的转录和翻译，RNA聚合酶具有解旋功能，在RNA聚合酶的作用下，DNA双螺旋解开，同时开始mRNA的延伸，A项正确；DNA—RNA杂交区域中，DNA链上的碱基A与RNA链上的碱基U配对，B项错误；由图可知，多个核糖体结合在该mRNA上，该mRNA翻译能得到多条相同的肽链，C项错误；真核细胞细胞核中的基因是转录结束后才进行翻译，根据图示，转录和翻译同时进行，因此该过程可能发生在真核细胞的线粒体和叶绿体或原核细胞中，D项错误。
12．下图是真核细胞中三种生命活动的示意图，关于该图的叙述，错误的是( D )
A．①②③过程都有碱基互补配对
B．①②③过程都有酶参与催化
C．只有②过程一定发生在细胞质中
D．①②③过程不一定都有水生成
[解析] 从图示可知，①为DNA复制过程，②为翻译过程，③为转录过程。DNA的复制和转录、翻译过程都遵循碱基互补配对原则，A项正确；DNA的复制、翻译和转录过程均需要酶的催化，B项正确；DNA的复制、转录主要发生在细胞核内(细胞质的线粒体、叶绿体中也发生)，翻译只发生在细胞质中，C项正确；DNA复制时，脱氧核苷酸聚合时脱去水，翻译时氨基酸脱水缩合，转录时核糖核苷酸聚合成长链时也产生水，故三个过程都有水生成，D项错误。
二、非选择题
13．下图表示基因的片段及其转录出的信使RNA，请据图回答问题：(几种相关氨基酸的密码子见下表)
亮氨酸
CUA、CUC、CUG、CUU、UUA、UUG
甘氨酸
GGU、GGC、GGA、GGG
缬氨酸
GUA、GUC、GUG、GUU
甲硫氨酸
AUG
(1)形成③链的过程叫做__转录__，场所是__细胞核__，需要的原料是__四种核糖核苷酸__。
(2)形成③链的过程与DNA复制的过程，都是遵循__碱基互补配对__原则。
(3)③链进入细胞质后与__核糖体__结合，在合成蛋白质过程中，转运RNA运载的氨基酸依次是__甲硫氨酸、缬氨酸__(依次填写前两个氨基酸的名称)。
(4)若该基因复制时发生差错，当上图a处所指由A变成G时，这种突变对蛋白质的结构有无影响？__无影响__。
(5)若该基因有100个碱基对，可编码的氨基酸最多有__33__个。
[解析] (1)③为RNA单链，是以DNA分子一条链为模板转录形成的，转录的场所为细胞核，需以核糖核苷酸为原料。(2)DNA复制和转录过程都要遵循碱基互补配对原则：T－A、G－C、A－U、C－G。(3)信使RNA通过核孔进入细胞质与核糖体结合起来，以氨基酸为原料，以转运RNA为运输工具合成蛋白质，mRNA中AUG对应甲硫氨酸，GUG对应缬氨酸。(4)当a处A变成G时，信使RNA上此处的碱基变为C，GUC对应的氨基酸仍为缬氨酸，对蛋白质结构无影响。(5)该基因有200个碱基，对应的氨基酸数＝≈33个。
14．据图回答下列问题：
(1)在生物体内图甲所示的过程是__转录__，进行的主要场所是__细胞核__，其所需的原料是__核糖核苷酸__，产物是__RNA__。
(2)图乙所示的过程是__翻译__，进行的场所是__核糖体__，所需的原料是__氨基酸__，此原料的种类主要有__20__种，它们的共同特点是__至少含有—个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上__。
(3)碱基①②③分别为__U__、__G__、__C__，图乙中的Ⅰ、Ⅱ分别为__tRNA__、__核糖体__，若Ⅰ所示的三个碱基为UAC，则此时Ⅰ所携带的氨基酸的密码子为__AUG__。
(4)人体有的细胞不会发生图甲和图乙所示的过程，如__成熟的红细胞__，其原因是__该细胞中不存在DNA__。
[解析] (1)DNA的复制是以两条链为模板，而转录只以一条链为模板，复制和转录的主要场所都是细胞核，但所需原料不同，前者是脱氧核糖核苷酸，后者是核糖核苷酸，产物也不同，前者是两个相同的DNA分子，后者是RNA。(2)翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，场所是核糖体，原料是氨基酸，产物是具有一定氨基酸排列顺序的多肽。(3)根据碱基互补配对原则可以判断①②③分别是U、G、C，在图乙中Ⅰ是tRNA，是氨基酸的运载工具，其中的UAC为反密码子，与之对应的密码子是AUC，Ⅱ是核糖体。(4)成熟的红细胞无细胞核和线粒体，即不含DNA，不可能进行转录和翻译。
15．操纵元是原核细胞基因表达调控的一种组织形式，它由启动子、结构基因(编码蛋白基因)、终止子等部分组成。如图表示大肠杆菌细胞中核糖体蛋白(RP)合成及调控过程，如图中①②表示相关生理过程，mRNA上的RBS是核糖体结合位点。请回答下列问题。
(1)启动子的基本组成单位是__脱氧核苷酸__，终止子的功能是__终止基因转录过程__。
(2)过程①进行的场所是__细胞质__，RP1中有一段氨基酸序列为“—丝氨酸—组氨酸—谷氨酸—”，转运丝氨酸、组氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、GUG、CUU，则基因1中决定该氨基酸序列的模板链碱基序列为__AGAGTGCTT__。
(3)图示表明，当细胞中缺乏足够的rRNA时，RP1能与mRNA分子上的RBS位点结合，从而导致mRNA__不能与核糖体结合__，终止核糖体蛋白的合成。这种调节机制既能保证细胞内rRNA与核糖体在数量上的平衡，又可以减少__物质与能量的浪费__。
(4)大豆中的一种成分——染料木黄酮因能抑制rRNA形成而成为抗癌药物的成分，试结合题中信息分析染料木黄酮抗癌的机理：__染料木黄酮可以抑制rRNA的形成，进而减少细胞中核糖体的数量，降低蛋白质合成速率，抑制癌细胞的生长和增殖__。
[解析] (1)启动子是DNA的一段调控序列，基本组成单位是脱氧核苷酸，终止子使转录终止，RNA聚合酶与DNA脱离。(2)过程①是转录，在原核细胞中进行的场所是细胞质，过程②是翻译，进行的场所是核糖体。由反密码子的序列可以推出模板链对应碱基序列为AGAGTGCTT。(3)图中显示了核糖体合成中的调控方式——反馈调节，可以减少细胞内物质与能量的浪费。(4)染料木黄酮因能抑制rRNA形成，从而减少细胞中核糖体的数量，降低蛋白质合成速率，抑制癌细胞的生长和增殖。
课件63张PPT。第四章基因的表达第1节 基因指导蛋白质的合成基 础 知 识一、遗传信息的转录
1．RNA的组成、结构和种类：核糖核苷酸 A 鸟嘌呤 胞嘧啶 尿嘧啶 单链 短 mRNA、tRNA和rRNA 细胞核 DNA的一条链 核糖核苷酸 RNA (2)过程：二、遗传信息的翻译
1．概念(对翻译概念的解读连线)：
(1)场所 a．20种氨基酸
(2)模板 b．具有一定氨基酸顺序的蛋白质
(3)原料 c．细胞质的核糖体上
(4)产物 d．mRNA
______________________________________(1)—c (2)—d (3)—a (4)—b 2．密码子和反密码子的比较：mRNA 3个 64 61 tRNA mRNA 3个 61 ↓ 核糖体 tRNA mRNA tRNA 终止密码子 空间结构 功能
根据mRNA中碱基的排列顺序能否准确写出氨基酸的序列？若已知氨基酸的序列，能否确定mRNA中的碱基排列顺序？
提示：前者可以，后者不能确定。因为一种密码子对应一种氨基酸(终止密码子除外)，但一种氨基酸可以有多个密码子。1．转录的场所是细胞核。 ( )
提示：转录主要发生在细胞核中，线粒体和叶绿体中也能发生转录。
2．转录时以DNA的两条链同时作模板，以4种核糖核苷酸为原料。 ( )
提示：转录的模板是DNA的一条链。
3．密码子与氨基酸是一一对应关系。 ( )
提示：三个终止密码子不对应氨基酸。× 判断题 × × 4．细胞中游离的核糖核苷酸在DNA聚合酶的作用下依次连接而成一个mRNA分子。 ( )
提示：催化转录的酶应为RNA聚合酶。
5．已知氨基酸的序列，可确定mRNA中的碱基排列顺序。 ( )
提示：不能确定，因为一种氨基酸可对应多个密码子。
6．蓝藻细胞的遗传信息的转录在细胞核中进行。 ( )
提示：主要在拟核中进行。
7．终止密码子没有与其对应的tRNA，不能编码氨基酸。 ( )
8．反密码子存在于tRNA上，有64种。 ( )× × × √ × 课 内 探 究知识点1 遗传信息的转录1．DNA与RNA的比较
2．RNA的分类
(1)信使RNA(mRNA)：单链结构，由DNA转录而来，其碱基序列包含遗传信息，因将DNA中遗传信息转录下来得名。遗传密码位于mRNA上。
(2)转运RNA(tRNA)：三叶草结构，头端特定的三个碱基叫反密码子，尾端连接特定的氨基酸，在蛋白质合成中运输氨基酸，所以叫做转运RNA。
(3)核糖体RNA(rRNA)：是核糖体的重要组成部分。
3．转录
(1)转录的概念：RNA是在细胞核中以DNA一条链为模板合成的，这一过程称为转录。
①转录的场所：主要在细胞核中。
②模板：以DNA分子的一条链为模板。
③结果：产生mRNA。(2)转录的过程：
①DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露。
②游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合。
(3)转录与DNA分子复制的区别：知识贴士
1．转录区别于DNA分子自我复制的地方为原料是核糖核苷酸。遵循碱基互补配对原则，但DNA单链中的A(腺嘌呤)与RNA中的U(尿嘧啶)配对。
2．新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上，此处用到的酶为RNA聚合酶。
3．合成的mRNA从DNA分子上释放，而后DNA双链恢复。
4．DNA分子的两条链中，被转录的那条链叫模板链，也叫有意义链或信息链。 (2019·潍坊模拟)对如图所示片段的分析不正确的是 ( )
A．该图所示的情况仅发生于转录过程中
B．彻底水解该片段得到5种碱基、2种五碳糖、1种磷酸
C．该片段中共含有8种核苷酸
D．一般情况下，该图所示过程主要发生于细胞核或拟核中
典例 1A
[解析] 由于一条链中含T碱基，另一条链中含U碱基，因此该片段是由DNA和RNA组成的。该图所示也可以是由RNA→DNA过程中的一个片段，A项错误；彻底水解该片段得到A、T、C、G、U这5种碱基、核糖和脱氧核糖2种五碳糖、1种磷酸，B项正确；该片段中共含有4种核糖核苷酸和4种脱氧核苷酸，C项正确；一般情况下，该图表示转录过程，主要发生于细胞核或拟核中，D项正确。A [解析] R所示的节段①正处于解旋状态，DNA解旋需要解旋酶参与，A项正确；合成②mRNA需要的原料为4种核糖核苷酸，B项错误；③是合成RNA的酶，名称为RNA聚合酶，C项错误；在真核细胞内②mRNA合成后，要通过核孔进入到细胞质中与核糖体结合并控制蛋白质的合成，D项错误。知识点2 遗传信息的翻译1．翻译的概念
游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫翻译。
(1)部位：细胞质。
(2)原料：各种游离氨基酸。
(3)模板：mRNA。
(4)结果：一定氨基酸顺序的蛋白质。
(5)实质：将mRNA中的碱基序列(携带遗传信息)翻译为蛋白质的氨基酸序列(具体性状)。
2．碱基与氨基酸之间的对应关系
DNA、RNA各自只有4种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有20种，4种碱基和20种氨基酸的对应关系是怎样的呢？
若1个碱基决定1个氨基酸，则4种碱基只能决定4种氨基酸，这显然是不够的；若2个碱基编码1个氨基酸，最多能编码4×4＝16个氨基酸，这与20种氨基酸相比也是不够的。由以上分析可知，1个氨基酸的编码至少需要3个碱基，3个碱基有4×4×4＝64种组合，才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸。
密码子：mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基叫做密码子，共64个遗传密码子。
3．氨基酸的“搬运工”－tRNA
tRNA的基本结构单位为核糖核苷酸，为RNA的一种。tRNA种类众多，但每一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。tRNA呈三叶草形，其一端为携带氨基酸的部位，另一端有3个碱基。每个tRNA上的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，称反密码子。
4．翻译过程
(1)比较转录和翻译的不同点(2)蛋白质合成过程中的重难点归纳与突破
①转运RNA(tRNA)具有两个特异性端，一为氨基酸臂，是携带一定氨基酸的，一为反密码子环，其上裸露着三个碱基，称反密码子，不同的转运RNA其反密码子是不同的。
②氨基酸的遗传密码是在信使RNA(mRNA)上而不是在氨基酸上，氨基酸上是没有碱基的。这一点容易误解，应注意。
③若一个tRNA的反密码子是CGA，那么它运载的氨基酸一定是丙氨酸，因为丙氨酸的遗传密码(GCU)是与其反密码子(CGA)具有互补配对关系的。也就是说，tRNA所携带的氨基酸，其遗传密码一定是与该tRNA的反密码子互补配对。
④蛋白质的合成过程比较难理解，让我们打个比方来理解这个过程：许多大人各自领着自己的孩子，将他们安排到电影院的一排座位上看电影，就类似于蛋白质的合成过程。大人(转运RNA)有两个特异性端，即左手和右手，左手拿着电影票(反密码子)，右手领着自己的小孩(氨基酸)，来到电影院(核糖体)，找到座号(遗传密码)，将自己的小孩安排下，离开电影院。这样，许多小孩(氨基酸)，就通过大人(tRNA)领着(携带)，按照影院座号(mRNA上的遗传密码)，排成了一定顺序(多肽)。
知识贴士
1．密码子是在mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基。tRNA上与其配对的三个碱基称为反密码子。从理论上讲，4种碱基可以组合成64个密码子(43＝64个)，决定20种氨基酸，所以有的氨基酸不止有一种密码子。
2．一种密码子只能决定一种氨基酸(终止密码子除外)，一种氨基酸可以有几种密码子对应着。一种tRNA只能转运一种氨基酸，但一种氨基酸可由多种tRNA转运。
3．UAA、UAG、UGA三种密码子不能决定氨基酸，称为蛋白质合成的终止密码。
4．密码子在生物界是通用的，说明生物是由共同的原始祖先进化来的，彼此之间存在着或远或近的亲缘关系。典例 2D
[解析] 翻译的直接模板是mRNA，而不是DNA，A项错误。翻译的产物是多肽，经加工后形成蛋白质，但并不是所有的蛋白质都是酶或激素，B项错误。终止密码子不与氨基酸对应，所以没有与终止密码子对应的反密码子，C项错误。氨基酸脱水缩合形成多肽，D项正确。
〔变式训练2〕 大多数生物的翻译起始密码子为AUG或GUG。在下图所示的某mRNA部分序列中，若下划线“0”表示的是一个决定谷氨酸的密码子，则该mRNA的起始密码子可能是 ( )
A．1 B．2
C．3 D．4
[解析] 从核糖体移动方向分析，该起始密码子应在下划线“0”的左侧，由下划线“0”开始以3个碱基为单位往左推，得出“2”GUG为起始密码子。B 指 点 迷 津一、基因表达中有关的数量计算
转录、翻译过程中DNA(基因)碱基个数∶mRNA碱基个数∶肽链(蛋白质)中氨基酸个数＝6∶3∶1，可参考下图理解。
1．翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。
2．DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA；在基因片段中，有的片段起调控作用，也不转录。因此，基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。
3．在回答有关问题时，应加上“最多”或“最少”等字。
如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。 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，则相应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] DNA模板链的碱基与mRNA的碱基互补，mRNA中G＋C＝n，则A＋U＝m－n，所以相应DNA分子中A＋T＝2(m－n)。该mRNA分子有m个碱基，对应的氨基酸数最多为m/3，形成的蛋白质有两条肽链，所以合成蛋白质时最多脱去的水分子数是m/3－2。
方法：基因表达过程中，蛋白质中氨基酸的数目＝参加转运氨基酸的tRNA数目＝1/3 mRNA的碱基数目＝1/6基因中的碱基数目。典例 3D 二、真核生物DNA复制、转录和翻译的比较
下图中甲、乙表示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是 ( )
A．甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子
B．甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质中进行
C．DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶
D．一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次典例 4D
[解析] 甲过程表示多起点的DNA半保留复制，合成的产物是双链DNA分子，该过程主要发生在细胞核内，一个细胞周期中，DNA只复制一次；乙过程为转录，合成的产物为单链RNA分子，该过程主要发生在细胞核内，一个细胞周期中，转录可起始多次；DNA复制和转录均需要解旋，甲过程利用的是解旋酶，乙过程利用的是RNA聚合酶。三、遗传信息、密码子、反密码子的比较
根据下表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是 ( )
A．TGU B．UGA
C．ACU D．UCU典例 5C
[解析] 密码子为mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基，因此根据转录和翻译过程中的碱基配对关系，由tRNA上反密码子最后一个碱基A可推知mRNA上相应位置上的碱基为U；由DNA链上的碱基T、G可推知mRNA上相应位置上的碱基分别是A和C或U和G，再结合选项可知，苏氨酸的密码子为ACU。
四、翻译过程中多聚核糖体模式图解读1．信息解读
(1)图甲表示真核细胞中的翻译过程，图中①是mRNA，⑥是核糖体，②③④⑤表示正在合成的4条肽链，翻译的方向是自右向左。
(2)图乙表示原核细胞中的转录和翻译过程，图中①是DNA模板链，②③④⑤表示正在合成的4个mRNA，在核糖体上同时进行翻译过程。
2．解题技法
(1)分析此类问题要正确分清mRNA和肽链的关系。DNA模板链在RNA聚合酶的作用下产生的是mRNA，而在同一个mRNA上结合的多个核糖体，同时合成的是若干条肽链。
(2)解答此类问题还要明确真核细胞的转录和翻译一般不同时进行，而原核细胞能边转录边翻译。 下图为细胞中合成蛋白质的示意图，相关说法不正确的是 ( )
A．该图说明少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质
B．该过程的模板是mRNA，原料是氨基酸
C．②③④⑤的最终结构各不相同
D．合成①的场所主要在细胞核，⑥的合成与核仁有关典例 6C
[解析] 据图分析，一个mRNA分子可以结合多个核糖体同时进行翻译过程，可见少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质，A正确；图示表示翻译过程，该过程的模板是mRNA，原料是氨基酸，B正确；②③④⑤都是以同一个mRNA为模板翻译形成的，因此②③④⑤的最终结构相同，C错误；①为mRNA，主要是在细胞核中转录形成的，⑥是核糖体，其合成与核仁有关，D正确。问 题 释 疑
(一)问题探讨
提示：此节问题探讨意在引导学生思考DNA在生物体内有哪些作用，又是如何发挥作用的。一种生物的整套DNA分子中贮存着该种生物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息，也可以说是构建生物体的蓝图。但是，从DNA到具有各种性状的生物体，需要通过极其复杂的基因表达及其调控过程才能实现，因此，在可预见的将来，利用DNA分子来使灭绝的生物复活仍是难以做到的。
(二)思考与讨论一
1．提示：可以从所需条件、过程中的具体步骤和过程中所表现出的规律等角度来分析。例如，转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对规律，等等。碱基互补配对规律能够保证遗传信息传递的准确性。
2．提示：转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系，与DNA双链间碱基互补配对不同的是，RNA链中与DNA链的A配对的是U，不是T；与DNA另一条链的碱基序列基本相同，只是DNA链上T的位置，RNA链上是U。
(三)思考与讨论二
1．最多能编码16种氨基酸。
2．至少需要3个碱基。
(四)思考与讨论三
1．对应的氨基酸序列是：甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—脯氨酸—丝氨酸—赖氨酸—脯氨酸。
2．提示：这是一道开放性较强的题，答案并不唯一，旨在培养学生的分析能力和发散性思维，通过这一事实可以想到生物都具有相同的遗传语言，所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的，等等。
3．提示：此题具有一定的开放性，旨在促进学生积极思考，不必对答案做统一要求。可以从增强密码子容错性的角度来解释，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；也可以从密码子使用频率来考虑，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翻译的速度。(五)思考与讨论四
1．提示：此题旨在检查对蛋白质合成过程的理解。可以参照教材中图的表示方法来绘制。
2．提示：根据mRNA的碱基序列和密码子表就可以写出肽链的氨基酸序列。
(六)想像空间
DNA相当于总司令。在战争中，如果总司令总是深入前沿阵地直接指挥，就会影响他指挥全局。DNA被核膜限制在细胞核内，使转录和翻译过程分隔在细胞的不同区域进行，有利于这两项重要生命活动的高效、准确进行。
学 霸 记 忆1．RNA与DNA在化学组成上的区别在于：RNA中含有核糖和尿嘧啶，DNA中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶。
2．转录是以DNA的一条链作为模板，主要发生在细胞核中，以4种核糖核苷酸为原料。
3．密码子位于mRNA上，由决定一个氨基酸的三个相邻碱基组成。
4．一种密码子只能决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由多种密码子来决定。
5．决定氨基酸的密码子有61种，反密码子位于tRNA上，理论上也有61种。训 练 巩 固课 时 作 业
