课件110张PPT。第1节 基因指导蛋白质的合成 课前自主预习案 课堂互动探究案 课件75张PPT。第2节 基因表达与性状的关系 课前自主预习案 课堂互动探究案 单元排查强化
【主干知识理脉络】
【易错易混早防范】
易混点1 辨析遗传信息、密码子和反密码子
点拨 遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子的区别
遗传信息、密码子、反密码子的位置可用下图表示：
易混点2 辨析氨基酸与密码子、反密码子的数量关系
(1)每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子简并性)，可由一种或几种tRNA转运。
(2)一种密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。
(3)密码子有64种(3种终止密码子和61种决定氨基酸的密码子)，反密码子理论上有61种。
特别提醒 由于基因中有的片段不转录，以及转录出的mRNA中有终止密码子等原因，所以基因中碱基数比蛋白质中氨基酸数目的6倍多(6：3：1的计算方法应注意前提条件)。
易错点1 混淆六类酶——解旋酶、DNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶、RNA聚合酶
点拨 ①“解旋酶”的作用是DNA分子复制时使氢键断裂。
②“限制酶”的作用是使两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
③“DNA聚合酶”的作用是DNA分子复制时依据碱基互补配对原则使单个脱氧核苷酸连成脱氧核苷酸链。
④“DNA连接酶”的作用是将两个DNA分子片段的末端“缝合”起来形成磷酸二酯键。
⑤“RNA聚合酶”的作用是RNA复制或DNA转录时依据碱基互补配对原则将单个核糖核苷酸连接成RNA链。
⑥“逆转录酶”的作用是某些RNA病毒在宿主细胞内利用宿主细胞的脱氧核苷酸合成DNA的一种酶。
易错点2 正确区分翻译过程中多聚核糖体模式图
点拨 (1)图1表示真核细胞的翻译过程。图中①是mRNA，⑥是核糖体，②、③、④、⑤表示正在合成的4条多肽链，翻译的方向是自右向左。
(2)图2表示原核细胞的转录和翻译过程，图中①是DNA模板链，②、③、④、⑤表示正在合成的4条mRNA，在核糖体上同时进行翻译过程。
解题技法
(1)分析此类问题要正确分清mRNA链和多肽链的关系。DNA模板链在RNA聚合酶的作用下产生的是mRNA，而在同一条mRNA链上结合的多个核糖体，同时合成的是若干条相同的多肽链。
(2)解答此类问题还要明确真核细胞的转录和翻译不同时进行，而原核细胞能边转录、边翻译。
【基础排查过三关】
第1关：基础知识——填一填
1．复制、转录和翻译都需要模板、原料、能量和酶等条件，除此之外，翻译还需要运输工具tRNA。
2．一种氨基酸可对应多种密码子，可由多种tRNA来运输，但一种密码子只对应一种氨基酸，一种tRNA也只能运输一种氨基酸。
3．生物的表现型由基因型和环境共同决定。
4．中心法则可表示为
。
5．中心法则体现了DNA的两大基本功能
(1)通过DNA复制完成遗传信息的传递功能。
(2)通过转录和翻译完成遗传信息的表达功能。
6．已知AUG、GUG为起始密码子，UAA、UGA、UAG为终止密码子。某信使RNA的碱基排列顺序如下：A—U—U—C—G—A—U—G—A—C……(40个碱基)……C—U—C—U—A—G—A—U—C—U。此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为16个。
7．如图是中心法则的部分示意图，该示意图表示的过程可以是转录或逆转录。
A…U…ACGGG…TGCCC…
8．小鼠有40条染色体，将其卵原细胞的DNA分子用15N标记，并供给14N的原料，该小鼠进行减数分裂产生的卵细胞中，含15N标记的DNA的卵细胞的可能性为100%。
9．如图表示细胞中蛋白质合成的部分过程，甲分子上有m个密码子，乙分子上有n个密码子，若不考虑终止密码子，则该蛋白质中有m＋n－2个肽键。
10．真核细胞中，线粒体和叶绿体中的DNA，都能够进行半自主性自我复制，并通过转录和翻译控制蛋白质的合成，为了和细胞核基因相区别，将这两种细胞器中的基因称为细胞质基因，细胞质基因控制的遗传病的遗传特点是只能通过母亲遗传给后代。
11．从密码子表中可以看到，一种氨基酸可以由多种密码子与之对应，这一现象称为密码子的简并性，这种特性对生物体的生存发展有什么意义？
密码子的简并性可以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。增强了密码子的容错性，当密码子中有一个碱基发生改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸。从密码子的使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率较高时，几种不同的密码子都可以编码一种氨基酸以保证翻译的速度。
12．豌豆的圆粒种子和皱粒种子的出现说明了基因控制性状的方式之一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，具体来说，皱粒种子的成因是与圆粒种子的DNA不同，皱粒种子的DNA中插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，导致发生基因突变，最终使该酶无法合成，进而导致淀粉含量降低，淀粉本身能吸水膨胀，蔗糖不能，豌豆成熟时，淀粉含量高的种子能够有效的保留水分，显得圆圆胖胖。
第2关：切入高考——判一判
1．基因通常是有遗传效应的DNA片段，基因对性状的决定都是通过基因控制结构蛋白的合成来实现的。(×)
2．人体细胞中的某基因的碱基对数为N，则由其转录成的mRNA的碱基数等于N，由其翻译形成的多肽的氨基酸数目等于N/3。(×)
3．转运RNA与mRNA的基本单位相同，但前者是双链，后者是单链，且转运RNA是由三个碱基组成的。(×)
4．某细胞中，一条还未完成转录的mRNA已有核糖体与之结合，并翻译合成蛋白质，则该细胞不可能是真核细胞。(√)
5．终止密码子不编码氨基酸。(√)
6．tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息。(×)
7．核糖体可在mRNA上移动。(√)
8．[经典高考]细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板，以提高转录效率。(×)
9．[经典高考]mRNA完成翻译过程后只能得到一条肽链。(×)
10．[经典高考]在真核细胞中转录过程在细胞质基质中进行，以核糖核苷酸为原料。(×)
第3关：做高考——攀顶峰
1．[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
解析：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)。
答案：C
2．[2019·天津卷]用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，注入真核细胞，可用于研究( )
A．DNA复制的场所 B．mRNA与核糖体的结合
C．分泌蛋白的运输 D．细胞膜脂质的流动
解析：DNA复制需要DNA模板、原料脱氧核苷酸、能量ATP和DNA聚合酶，A正确；mRNA与核糖体结合后，开始翻译，需要mRNA上的密码子，需要tRNA运输氨基酸，不需要脱氧核苷酸，B错误；分泌蛋白的运输需要内质网的加工，形成囊泡运到高尔基体，加工、分类和包装，形成分泌小泡，运到细胞膜，胞吐出细胞，其过程与脱氧核苷酸无关，C错误；细胞膜脂质的流动与物质跨膜运输有关，无需脱氧核苷酸，D错误。
答案：A
3．[2019·浙江4月选考]下列关于遗传信息传递过程的叙述，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：一个DNA分子转录一次，形成的mRNA需要进行剪切加工，可能合成一条或多条模板链，A选项正确；转录过程中，RNA聚合酶兼具解旋功能，故不需要DNA解旋酶参与转录，B选项错误；在转录过程中，mRNA上可附着多个核糖体进行翻译，得到数条相同的mRNA，而不是共同合成一条多肽链，C选项错误；mRNA由核糖核苷酸构成，不含脱氧核苷酸，D选项错误。
答案：A
4．[2017·全国卷Ⅲ]下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是( )
A．tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来
B．同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生
C．细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
D．转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
解析：真核细胞的各种RNA都是通过DNA的不同片段转录产生的，A正确；由于转录产生不同RNA时的DNA片段不同，因此同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生，B正确；真核细胞细胞质中叶绿体、线粒体中的DNA可以转录形成RNA，C错误；转录的过程遵循碱基互补配对原则，因此产生的RNA链与模板链的相应区域可进行碱基互补配对，D正确。
答案：C
5．[2017·天津卷]下列有关真核生物核糖体的叙述，正确的是( )
A．遗传信息翻译的场所
B．组成成分中含mRNA
C．全部游离在细胞质基质中
D．能识别基因的启动子
解析：核糖体是遗传信息翻译的场所，A项正确；核糖体主要由蛋白质和核糖体RNA(rRNA)组成，B项错误；有的核糖体游离在细胞质基质中，有的附着在内质网上，C项错误；能识别基因启动子的是RNA聚合酶，而不是核糖体，D项错误。
答案：A
6．[2016·天津卷]枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表，下列叙述正确的是( )
注 P：脯氨酸；K：赖氨酸；R：精氨酸
A．S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性
B．链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能
C．突变型的产生是由于碱基对的缺失所致
D．链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变
解析：由表格可知，突变型在含链霉素的培养基中存活率达到100%，说明S12蛋白结构的改变使突变型具有链霉素抗性，A项正确；链霉素通过与核糖体结合，可以抑制其翻译功能，B项错误；野生型与突变型的氨基酸序列中只有一个氨基酸不同，故突变型的产生是碱基对替换的结果，C项错误；本题中链霉素只是起到鉴别作用，能判断野生型和突变型是否对链霉素有抗性，并不能诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变，D项错误。
答案：A
7．[重庆卷]结合下图分析，下列叙述错误的是( )
A．生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中
B．核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质
C．遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础
D．编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链
解析：生物的遗传物质是DNA或RNA，生物的遗传信息储存在DNA的脱氧核苷酸序列中或RNA的核糖核苷酸序列中，A正确；由于遗传密码子的简并性，核苷酸序列不同的基因可能表达出相同的蛋白质，B正确；生物性状最终由基因控制，由蛋白质表现，C正确；遗传信息是指基因中碱基(或核苷酸)的排列顺序，编码蛋白质的基因中两条单链的碱基互补，排列顺序不同，D错误。
答案：D
8．[江苏卷]下图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图，下列叙述正确的是( )
A．图中结构含有核糖体 RNA
B．甲硫氨酸处于图中?的位置
C．密码子位于 tRNA 的环状结构上
D．mRNA 上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的种类
解析：图示中含有的结构或物质有核糖体、tRNA和mRNA，其中核糖体内含有核糖体RNA；甲硫氨酸是起始氨基酸，应位于图中?的左侧；密码子位于mRNA上，tRNA上的是反密码子；由于密码子具有简并性，故mRNA上碱基改变，肽链中氨基酸的种类不一定改变。
答案：A
9．[全国卷Ⅰ]关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是( )
A．一种tRNA可以携带多种氨基酸
B．DNA聚合酶是在细胞核中合成的
C．反密码子是位于mRNA上相邻的三个碱基
D．线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成
解析：tRNA只能携带特定的一种氨基酸，而一种氨基酸可能由多种tRNA携带，故A错误；DNA聚合酶属于蛋白质，是在核糖体上合成的，而不是在细胞核内合成，细胞核内进行的是mRNA的转录，故B错；反密码子是位于tRNA上的相邻的三个碱基，mRNA上决定氨基酸的相邻的三个碱基是密码子，故C错；线粒体是半自主细胞器，线粒体内含有少量DNA，可以控制某些蛋白质的合成，故D正确。
答案：D
10．[江苏卷]图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。请回答下列问题：
(1)细胞中过程②发生的主要场所是________。
(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为____________。
(3)由于基因中一个碱基对发生替换，而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG)，则该基因的这个碱基对替换情况是________________________________________________________________________。
(4)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点__________ (在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中选择)，其原因是________________________________________________________________________。
解析：(1)过程②是以DNA一条链为模板合成RNA的过程，即转录，其主要场所是细胞核。(2)α链中G＋U＝54%，G＝29%，则U＝25%，故其模板链对应区段中C＝29%，A＝25%；又因为其模板链对应区段中G＝19%，则T＝1－54%－19%＝27%，故非模板链对应区段中，A＝27%，则整个DNA区段中A＝(27%＋25%)/2＝26%。(3)根据异亮氨酸和苏氨酸的密码子可知，异亮氨酸变为苏氨酸很可能是T－A替换为C－G(A－T替换为G－C)造成的。(4)由于不同组织细胞中基因进行选择性表达，故DNA进行转录时启用的起始点不完全相同。
答案：(1)细胞核 (2)26% (3)T－A替换为C－G(A－T替换为G－C) (4)不完全相同 不同组织细胞中基因进行选择性表达
11．[天津卷]肠道病毒EV71为单股正链RNA(＋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内增殖的示意图。
据图回答下列问题：
(1)图中物质M的合成场所是________________。催化①、②过程的物质N是______________。
(2)假定病毒基因组＋RNA含有7 500个碱基，其中A和U占碱基总数的40%。以病毒基因组＋RNA为模板合成一条子代＋RNA的过程共需要碱基G和C________个。
(3)图中＋RNA有三方面的功能，分别是________________________________________________________________________。
(4)EV71病毒感染机体后，引发的特异性免疫有________________________________________________________________________。
(5)病毒衣壳由VP1、VP2、VP3和VP4四种蛋白组成，其中VP1、VP2、VP3裸露于病毒表面，而VP4包埋在衣壳内侧并与RNA连接，另外VP1不受胃液中胃酸的破坏。若通过基因工程生产疫苗，四种蛋白中不宜作为抗原制成疫苗的是____________，更适宜作为抗原制成口服疫苗的是__________。
解析：(1)根据图形信息，M为翻译的产物，病毒翻译的场所为宿主细胞的核糖体。①和②过程的产物都是RNA，则催化该过程的酶是RNA复制酶或者RNA聚合酶。(2)图形中－RNA是以病毒基因组＋RNA为模板复制产生的，因此①过程需G和C的数量为7 500×(1－40%)＝4 500(个)，而子代＋RNA是以－RNA为模板复制产生的，则②过程中需G和C的数量为4 500个，因此子代＋RNA产生的过程中共需要G和C 9 000个。(3)根据图形信息，＋RNA可以作为复制的模板，复制产生－RNA，还可以作为翻译的模板合成蛋白质，同时还是病毒的遗传物质。(4)病毒为胞内寄生，因此病毒入侵机体引发的特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫。(5)裸露于病毒表面的蛋白质比较容易被免疫细胞识别，而VP4包埋在衣壳内部不容易被免疫细胞发现，因此VP4不宜作为抗原制成疫苗。VP1不受胃酸破坏，更适合作为抗原。
答案：(1)宿主细胞的核糖体 RNA复制酶(或RNA聚合酶或依赖于RNA的RNA聚合酶) (2)9 000 (3)翻译的模板；复制的模板；病毒的重要组成成分 (4)体液免疫和细胞免疫 (5) VP4 VP1
课后分层检测案12 基因指导蛋白质的合成
【合格考全员做】
1．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在核糖体上发生碱基互补配对
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，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
2．下列有关真核细胞核DNA复制和转录过程的叙述，错误的是( )
A．两种过程都在细胞核中发生
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
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。
答案：C
3．下列有关基因控制蛋白质合成的叙述，不正确的是( )
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，但线粒体内也有DNA和核糖体，因此转录和翻译也可发生在线粒体内；由于密码子的简并现象，因此一种氨基酸可对应多种密码子，即可由多种tRNA转运。
答案：C
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序地与DNA链上的碱基相撞
解析：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。
答案：C
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%
解析：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%。
答案：B
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
解析：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，最终形成的物质结构相同，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。
答案：D
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最多只有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
解析：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只有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21种。
答案：A
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中特有的配对方式为“A—U”
解析：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。
答案：B
9．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
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%
解析：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。
答案：B
11．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上的反密码子可进行碱基互补配对。①(mRNA)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复合物可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
【等级考选学做】
12．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
解析：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条mRNA为模板，合成的肽链相同。
答案：A
13．如图为多聚核糖体合成肽链的过程，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；翻译过程中，核糖体可沿着mRNA进行移动，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。
答案：D
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，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
解析：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。
答案：D
15．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2(3－1)×7＝28(个)胸腺嘧啶脱氧核苷酸。(4)3个核苷酸对应一个氨基酸，由此证明一个密码子由3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
【素养达成练】
16．下图为在实验室中进行的相关模拟实验，请据图回答下列问题：
(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，同时向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)对分析实验时应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，形成对照。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)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
课后分层检测案13 基因表达与性状的关系
【合格考全员做】
1．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
2．脊椎动物的一些基因活性与其周围特定胞嘧啶的甲基化有关，甲基化使基因失活，相应的非甲基化能活化基因的表达，以下推测正确的是( )
A．肝细胞和胰岛B细胞的呼吸酶基因均处于甲基化状态
B．肝细胞和胰岛B细胞的胰岛素基因均处于非甲基化状态
C．肝细胞的呼吸酶基因和胰岛素基因均处于非甲基化状态
D．胰岛B细胞的呼吸酶基因和胰岛素基因均处于非甲基化状态
解析：分析题意可知，相应的非甲基化能活化基因的表达，肝细胞和胰岛B细胞中均存在呼吸酶，表明呼吸酶基因均处于非甲基化状态，肝细胞的胰岛素基因处于甲基化状态，胰岛B细胞的胰岛素基因处于非甲基化状态，A、B、C错误，D正确。
答案：D
3．用链霉素和新霉素可使核糖体与单链DNA结合，这一单链DNA就可以代替mRNA而完成翻译过程，这说明( )
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流向蛋白质
D．遗传信息可由RNA流向蛋白质
解析：核糖体与单链DNA结合，这一单链DNA就可以代替mRNA翻译成多肽，这说明遗传信息可由DNA流向蛋白质。
答案：C
4．生物体内性状的表达一般遵循“DNA→RNA→蛋白质”的历程。下面是几种与此有关的说法，不正确的是( )
A．DNA→RNA主要在细胞核中完成
B．RNA→蛋白质在细胞质中完成
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存在基因的选择性表达，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
5．根据表中基因1和基因2的表达产物判断，下列相关叙述正确的是( )
基因
转录产物
翻译产物
基因1
RNA1
血红蛋白
基因2
RNA2
呼吸酶
A.人体体细胞中，RNA1和RNA2不可能同时存在
B．人体体细胞中，RNA1和RNA2一定同时存在
C．基因1通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
D．基因1和基因2表达过程所需的能量只能由线粒体提供
解析：一般来说，一个个体内的细胞中核基因都相同，但基因进行选择性表达，血红蛋白基因只能在红细胞中表达，呼吸酶存在于所有细胞中，可以在任何细胞中表达，所以，人体体细胞中，RNA1和RNA2可能同时存在。基因1和基因2表达过程所需的能量可以来自线粒体和细胞质基质。
答案：C
6．如图为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述不正确的是( )
A．图中①②过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体
B．镰刀型细胞贫血症致病的根本原因是基因发生了改变
C．人体衰老引起白发增多的主要原因是图中的酪氨酸酶的活性下降
D．该图反映了基因对性状的控制是通过控制酶的合成，进而控制代谢活动来进行的
解析：正常基因编码的血红蛋白组成的红细胞结构是正常的，而异常基因编码的血红蛋白组成的红细胞结构异常，说明基因通过控制血红蛋白的结构直接控制生物性状；缺乏酪氨酸酶会导致黑色素无法合成，说明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：D
7．囊性纤维病患者汗液中氯离子浓度高，常造成肺部感染而危及生命。由于编码跨膜蛋白(CFTR蛋白)的基因缺失了3个碱基，导致CFTR蛋白缺少一个苯丙氨酸，影响CFTR蛋白的结构，使氯离子的转运异常。该致病基因携带者表现正常。对该实例的分析，正确的是( )
A．囊性纤维病是一种单基因显性遗传病
B．苯丙氨酸能够转运氯离子，方式为主动运输
C．控制囊性纤维病的显性基因和隐性基因均能表达
D．基因通过控制酶的合成控制代谢进而控制性状
解析：根据“该致病基因携带者表现正常”可知，该病为隐性遗传病，A项错误；苯丙氨酸并不能够转运氯离子，而是CFTR蛋白作为载体蛋白能够运输氯离子，B项错误；控制囊性纤维病的显性基因和隐性基因均能表达，C项正确；囊性纤维病患者体内CFTR结构异常，转运氯离子功能异常，导致患者肺功能受损，说明基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，D项错误。
答案：C
8．根据以下材料：
①藏报春甲(aa)在20 ℃时开白花；②藏报春乙(AA)在20 ℃时开红花；③藏报春丙(AA)在30 ℃时开白花。下列有关基因型和表现型相互关系的说法，错误的是( )
A．由材料①②可知生物的性状表现是由基因型决定的
B．由材料①③可知生物的性状表现是由基因型和环境共同决定的
C．由材料②③可知环境影响基因型的表达
D．由材料①②③可知生物的性状表现是由基因型和环境共同作用的结果
解析：①和②、②和③实验中，都只有一个变量，可以得出相应结论。而①和③温度和基因型都不同，所以不能判断性状表现是由温度还是基因型决定的，或是由它们共同决定的。
答案：B
9．长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基，具有多种调控功能的一类RNA分子。下图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下列问题：
(1)关于RNA的叙述，正确的是( )
A．细胞内的RNA均在细胞核中合成
B．各种RNA的合成均以脱氧核苷酸为原料
C．催化RNA合成的酶在细胞核中合成
D．RNA结构一般比较短小
(2)转录产生的RNA中，提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是____________________，此过程中还需要的RNA有__________________。
(3)lncRNA前体加工成熟后，有的与核内________(图示①)中的DNA结合，有的能穿过________(图示②)与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合，发挥相应的调控作用。
(4)研究发现，人体感染细菌时，造血干细胞核内产生的一种lncRNA，通过与相应DNA片段结合，调控造血干细胞的______________________，增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量，该调控过程的主要生理意义是__________________________。
解析：(1)细胞内的RNA也可能在线粒体、叶绿体中合成，A项错误；各种RNA的合成均以核糖核苷酸为原料，B项错误；催化RNA合成的酶在细胞质中的核糖体上合成，C项错误；RNA结构一般比较短小，可以通过核孔进入细胞质，D项正确。(2)多肽链的合成过程中以mRNA(信使RNA)为模板，tRNA运输相应的氨基酸，在核糖体(主要成分是rRNA和蛋白质)上完成。(3)据图分析，lncRNA前体加工成熟后，有的与核内染色质中的DNA结合，有的能穿过核孔进入细胞质中。(4)血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞都来源于造血干细胞，故可推出lncRNA与相应DNA片段结合可调控造血干细胞的分化，血液中的这些吞噬细胞都参与免疫过程，所以该调控过程可以增强人体的免疫抵御能力。
答案：(1)D (2)mRNA(信使RNA) tRNA和rRNA(转运RNA和核糖体RNA) (3)染色质 核孔 (4)分化 增强人体的免疫抵御能力
【等级考选学做】
10．MicroRNA(miRNA)是一类由内源基因编码的长度约为22个核苷酸的非编码单链RNA分子，某miRNA能使W基因控制的蛋白质(W蛋白)合成过程提前终止。如图是某真核细胞内该miRNA形成及发挥作用过程的示意图。下列叙述不正确的是( )
A．图中转录过程需要的原料是四种核糖核苷酸
B．图中核糖体移动的方向是从左至右
C．miRNA与W基因mRNA结合过程发生了A与T之间的配对
D．miRNA主要在W基因表达过程的翻译阶段发挥作用
解析：图中转录的产物是RNA，RNA的基本组成单位是四种核糖核苷酸，A正确；根据题干信息可知，该miRNA能使W基因控制的蛋白质合成过程提前终止，结合图中信息可知，miRNA—蛋白质复合物在核糖体右侧发挥作用，故核糖体移动的方向是从左至右，B正确；miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则，即A与U、C与G配对，C错误；由题图信息可知，该miRNA与蛋白质结合形成的miRNA—蛋白质复合物直接与W基因的mRNA结合，从而使翻译过程终止，D正确。
答案：C
11．尿嘧啶核糖核苷(简称尿苷)在细胞内可以转化为尿嘧啶核糖核苷酸。如果选用含有3H-尿嘧啶核糖核苷的营养液，处理活的小肠黏膜层，几小时后检测小肠绒毛，发现整个小肠黏膜层上均有放射性出现。推测与之密切相关的过程是图中的( )
A．① B．②
C．③ D．①和②
解析：小肠黏膜层上均有放射性出现是因为3H-尿嘧啶核糖核苷被利用，说明合成了RNA，即发生了转录过程。
答案：B
12．下图1中Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ表示哺乳动物一条染色体上相邻的三个基因，a、b为基因的间隔序列；图2为Ⅰ基因进行的某种生理过程。下列叙述错误的是( )
A．Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ基因在不同的细胞中表达的情况可能不同
B．图2中甲为RNA聚合酶，丙中所含的五碳糖是核糖
C．若丙中(A＋U)占36%，则丙对应的乙片段中G占32%
D．基因指导合成的终产物不一定都是蛋白质
解析：不同细胞的形成是细胞分化的结果，而细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，因此Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ基因在不同的细胞中表达的情况可能不同，A正确；图2表示转录过程，甲为RNA聚合酶，丙为转录的产物mRNA，mRNA中所含的五碳糖是核糖，B正确；依据碱基互补配对原则可推知，若丙所示的mRNA中(A＋U)占36%，则丙所对应的乙(模板链)片段中(T＋A)占36%，但不能确定G占32%，C错误；基因指导合成的终产物不一定都是蛋白质，也可能是RNA或肽链等，D正确。
答案：C
13．人体细胞中的P21基因控制合成的P21蛋白可通过调控细胞周期来抑制细胞的恶性增殖。科研人员发现，与P21基因启动子区某段DNA序列互补的RNA分子(saRNA)对P21基因的表达有影响，并对此进行了研究。
(1)P21基因的启动子区有________________酶的识别与结合位点，此酶可催化相邻两个核苷酸分子的________________之间形成化学键。
(2)脂质体是磷脂分散于水中时形成的具有______________层分子结构的球形囊泡，可与细胞膜融合，将物质送入细胞内部。研究人员将包裹了人工合成的saRNA的脂质体转入人胆囊癌细胞中，同时设置对照，对照组将包裹了________________的脂质体转入同种细胞。一段时间后，检测P21基因的mRNA生成量及胆囊癌细胞的存活率，结果如图所示。图示说明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)研究发现，P21基因启动子区合成的RNA能募集一种蛋白至此区域抑制转录过程，当saRNA转入细胞后，经处理并活化，活化的saRNA能与上述RNA结合，使转录过程的抑制作用________________________，从而影响P21基因的表达，由此为癌症的治疗提供了新的思路和方法。
解析：(1)启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，RNA聚合酶能催化相邻两个核苷酸分子的核糖和磷酸之间形成磷酸二酯键。(2)由脂质体可与细胞膜融合可判断其应为具有双层磷脂分子的球形囊泡。saRNA是与P21基因启动子区某段DNA序列互补的RNA分子，它可能会增强P21基因的转录，从而影响P21基因的表达。实验设计需要遵循对照原则，实验组将包裹了人工合成的saRNA的脂质体转入人胆囊癌细胞中，则对照组应将包裹了与saRNA序列不同的RNA分子的脂质体转入同种细胞中，以排除无关变量对实验的影响，一段时间后，检测P21基因的mRNA生成量及胆囊癌细胞的存活率，根据实验结果可知，saRNA可增强P21基因的表达且使癌细胞存活率降低。(3)P21基因启动子区合成的RNA能募集一种蛋白至此区域抑制转录过程，而活化的saRNA能与这种RNA结合，从而使转录过程的抑制作用减弱，进而影响P21基因的表达。
答案：(1)RNA聚合 核糖与磷酸 (2)双 与saRNA序列不同的RNA分子 saRNA可增强P21基因的表达且使癌细胞存活率降低 (3)减弱
【素养达成练】
14．已知果蝇的长翅与残翅是一对相对性状，且长翅(V)对残翅(v)为显性，但遗传学家在不同温度下培养长翅果蝇幼虫，得到不同的结果，如下表。请结合所学知识回答问题：
实验材料
实验处理
结果
长翅果蝇幼虫A
25℃条件培养
长翅果蝇
长翅果蝇幼虫B
35～37℃处理
6～24 h培养
残翅果蝇
(1)请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，并进行解释。
________________________________________________________________________。
(2)这个实验说明基因与性状是怎样的关系？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)果蝇B的残翅性状能否遗传？________________________________________________________________________。其原因是
________________________________________________________________________。
(4)人们将果蝇B的残翅性状称为表型模拟，若现有一残翅果蝇，如何判断它是否为表型模拟？请设计鉴定方案。
①方法步骤：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②结果分析：A.若后代均为残翅果蝇，则________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
B．若后代有长翅果蝇出现，则________________________________________________________________________。
解析：(1)生物体的性状不仅受基因的控制，还受环境的影响，如酶的活性要受温度的影响，而酶是在基因指导下合成的，翅的发育需要经过一系列酶的催化作用。(2)这个实验说明表现型＝基因型＋环境。(3)残翅的形成是由环境改变而引起的，不是由遗传物质改变引起的，属于不可遗传的变异。(4)可让该个体与常温下发育的异性残翅果蝇(vv)交配，并让其后代在常温下发育，若后代均为残翅，说明该果蝇为纯合子(vv)，若后代有长翅出现，则该果蝇为表型模拟。
答案：(1)翅的发育过程需要酶的催化，而酶是在基因指导下合成的，酶的活性受温度条件的影响 (2)基因控制生物的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响 (3)不能遗传 这种残翅性状是单纯由环境条件的改变而引起的，其遗传物质(基因型)并没有发生改变 (4)①A.让这只残翅果蝇与多只在正常温度条件下发育成的异性残翅果蝇(基因型为vv)交配；B.使其后代在正常温度条件下发育 ②A.该果蝇为纯合子(vv)，它不是表型模拟 B．该果蝇为表型模拟
