資源簡(jiǎn)介

生物學(xué)高考總復(fù)習(xí)教案
第24講　基因的表達(dá)
課標(biāo)內(nèi)容　(1)概述DNA分子上的遺傳信息通過(guò)RNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，生物的性狀主要通過(guò)蛋白質(zhì)表現(xiàn)。(2)概述某些基因中堿基序列不變但表型改變的表觀遺傳現(xiàn)象。
考點(diǎn)一　基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成
1.RNA的結(jié)構(gòu)與功能
DNA和RNA的區(qū)別
(1)正確判斷DNA和RNA
①含特有堿基T或脫氧核糖 DNA；
②含特有堿基U或核糖 RNA。
(2)DNA和RNA合成的判斷：用放射性同位素標(biāo)記T或U可判斷DNA和RNA的合成。若大量消耗T，可推斷正在進(jìn)行DNA的合成；若大量利用U，可推斷正在進(jìn)行RNA的合成。　　　
2.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄
(1)真核生物的DNA轉(zhuǎn)錄形成的mRNA需要在細(xì)胞核加工處理成為成熟的mRNA后才能作為翻譯的模板。
(2)一個(gè)基因轉(zhuǎn)錄時(shí)以基因的一條鏈為模板，一個(gè)DNA分子上的不同基因的模板鏈不一定相同。
(3)轉(zhuǎn)錄是以基因?yàn)閱挝贿M(jìn)行的，一個(gè)基因可被多次轉(zhuǎn)錄。　　　
3.遺傳信息的翻譯
4.遺傳信息、密碼子與反密碼子辨析
(1)密碼子有64種，不同生物共用一套遺傳密碼。
①有2種起始密碼子：在真核生物中AUG作為起始密碼子；在原核生物中，GUG也可以作為起始密碼子，此時(shí)它編碼甲硫氨酸。
②有3種終止密碼子：UAA、UAG、UGA。正常情況下，終止密碼子不編碼氨基酸，僅作為翻譯終止的信號(hào)，但在特殊情況下，終止密碼子UGA可以編碼硒代半胱氨酸。
(2)通常一種密碼子決定一種氨基酸，一種tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。
(3)每種氨基酸對(duì)應(yīng)一種或幾種密碼子(密碼子的簡(jiǎn)并)，可由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)。　　　
【考點(diǎn)速覽·診斷】
(1)tRNA分子由兩條鏈組成，mRNA分子由單鏈組成。(2020·全國(guó)卷Ⅲ，3C)(×)
提示　二者都是單鏈結(jié)構(gòu)。
(2)細(xì)胞中以DNA的一條單鏈為模板轉(zhuǎn)錄出的RNA均可編碼多肽。(2020·全國(guó)卷Ⅲ，1B)(×)
提示　轉(zhuǎn)錄可產(chǎn)生mRNA、tRNA、rRNA等，其中tRNA和rRNA不能編碼多肽。
(3)多個(gè)核糖體可結(jié)合在一個(gè)mRNA分子上共同合成一條多肽鏈。(2019·浙江4月選考，22C)(×)
提示　合成多條多肽鏈。
(4)攜帶氨基酸的tRNA都與核糖體的同一個(gè)tRNA結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合。(2019·海南卷，20C)(×)
提示　攜帶第一個(gè)氨基酸的tRNA與核糖體的位點(diǎn)1結(jié)合，其他都與核糖體的位點(diǎn)2結(jié)合。
(5)原核細(xì)胞內(nèi)DNA的合成都需要DNA片段作為引物。(2018·江蘇卷，3A)(×)
提示　原核細(xì)胞內(nèi)DNA的合成需RNA片段作為引物。
(6)細(xì)胞中的RNA合成過(guò)程不會(huì)在細(xì)胞核外發(fā)生。(2017·全國(guó)卷Ⅲ，1C)(×)
提示　線粒體和葉綠體中也可合成RNA。
【情境推理·探究】
1.起始密碼子AUG決定甲硫氨酸，蛋白質(zhì)的第一個(gè)氨基酸往往不是甲硫氨酸的原因是___________________________________________________________。
提示　翻譯生成的多肽鏈往往需進(jìn)行加工修飾，甲硫氨酸在此過(guò)程中會(huì)被剪切掉
2.核糖體和mRNA的結(jié)合部位會(huì)形成________個(gè)tRNA的結(jié)合位點(diǎn)，攜帶多肽的tRNA________(填“會(huì)”或“不會(huì)”)先后占據(jù)核糖體的不同的tRNA結(jié)合位點(diǎn)。一個(gè)mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，這些核糖體形成的肽鏈?zhǔn)窍嗤模蚴莀______________________________________________________________
____________________________________________________________________。
提示　2　會(huì)　這些肽鏈都是以同一個(gè)mRNA分子為模板翻譯合成的
3.據(jù)圖回答下列問(wèn)題：
①如圖中a、b、c依次為何種物質(zhì)或結(jié)構(gòu)？圖中顯示a、b間存在何種數(shù)量關(guān)系？其意義是什么？
②圖示翻譯方向是A→B還是B→A，判斷依據(jù)是什么？
提示　①a是mRNA，b是核糖體，c是肽鏈。圖示表示一個(gè)mRNA分子上可相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成。意義：少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)。
②A→B。由c中三條可看出，鏈越往B側(cè)越長(zhǎng)，可確認(rèn)翻譯方向是A→B。
【重點(diǎn)難點(diǎn)·透析】
1.常考圖示解讀
2.“兩看法”判斷真核生物和原核生物基因表達(dá)過(guò)程
3.基因表達(dá)中的相關(guān)數(shù)量關(guān)系
實(shí)際基因表達(dá)過(guò)程中的數(shù)量關(guān)系不符合6∶3∶1的原因
①DNA中有的片段無(wú)遺傳效應(yīng)，不能轉(zhuǎn)錄出mRNA。②在基因片段中，有的片段(如非編碼區(qū))起調(diào)控作用，不轉(zhuǎn)錄。③轉(zhuǎn)錄出的mRNA中有終止密碼子，正常情況下，終止密碼子不編碼氨基酸。④合成的肽鏈在加工過(guò)程中可能會(huì)被剪切掉部分氨基酸。　　　
4.真、原核細(xì)胞基因的結(jié)構(gòu)和表達(dá)
(1)基因的結(jié)構(gòu)
(2)基因表達(dá)遺傳信息
①原核生物基因
②真核生物基因
考向1　圍繞遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯，考查生命觀念
1.(2023·江蘇徐州模擬)RNA合成發(fā)生在DNA雙鏈部分解開(kāi)的區(qū)域內(nèi)(見(jiàn)下圖)。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
A.RNA與DNA只有一種核苷酸有差異
B.與RNA序列一致的鏈?zhǔn)悄０彐?br/>C.RNA聚合酶是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的RNA大分子
D.轉(zhuǎn)錄時(shí)RNA的延伸方向總是從5′→3′
答案　D
解析　RNA與DNA的四種核苷酸都不同，A錯(cuò)誤；與RNA序列一致的鏈?zhǔn)欠悄０彐湥珺錯(cuò)誤；RNA聚合酶是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的蛋白質(zhì)，C錯(cuò)誤；RNA的延伸方向總是從5′→3′，D正確。
2.(2021·浙江1月選考，22)如圖是真核細(xì)胞遺傳信息表達(dá)中某過(guò)程的示意圖。某氨基酸的部分密碼子(5′→3′)是：絲氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；異亮氨酸AUG、AUU；精氨酸AGA。下列敘述正確的是(　　)
A.圖中①為亮氨酸
B.圖中結(jié)構(gòu)②從右向左移動(dòng)
C.該過(guò)程中沒(méi)有氫鍵的形成和斷裂
D.該過(guò)程可發(fā)生在線粒體基質(zhì)和細(xì)胞核基質(zhì)中
答案　B
解析　已知密碼子的方向?yàn)?′→3′，由圖示可知，攜帶①的tRNA上的反密碼子為UAA，與其互補(bǔ)配對(duì)的mRNA上的密碼子為AUU，因此氨基酸①為異亮氨酸，A錯(cuò)誤；由圖示可知，tRNA的移動(dòng)方向是由左向右，則結(jié)構(gòu)②核糖體移動(dòng)并讀取密碼子的方向?yàn)閺挠蚁蜃螅珺正確；互補(bǔ)配對(duì)的堿基之間通過(guò)氫鍵連接，圖示過(guò)程中，tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對(duì)時(shí)有氫鍵的形成，tRNA離開(kāi)核糖體時(shí)有氫鍵的斷裂，C錯(cuò)誤；細(xì)胞核內(nèi)不存在核糖體，細(xì)胞核基質(zhì)中不會(huì)發(fā)生圖示的翻譯過(guò)程，D錯(cuò)誤。
考向2　圍繞遺傳信息、密碼子、反密碼子辨析，考查科學(xué)思維
3.(2023·河北唐山摸底)1982年我國(guó)科學(xué)家在世界上第一次用人工方法合成具有生物活性的酵母丙氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)核糖核酸(用tRNAyAla表示)。在兔網(wǎng)織紅細(xì)胞裂解液體系中加入人工合成的tRNAyAla和3H 丙氨酸，不但發(fā)現(xiàn)人工合成的tRNAyAla能攜帶3H 丙氨酸，而且能將所攜帶的丙氨酸參與到蛋白質(zhì)合成中去。此外還發(fā)現(xiàn)另外四種天然的tRNA攜帶3H 丙氨酸。下列相關(guān)敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A.tRNAyAla只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)丙氨酸
B.tRNAyAla為單鏈結(jié)構(gòu)，不含氫鍵
C.與丙氨酸對(duì)應(yīng)的密碼子具有四種
D.tRNAyAla存在能與mRNA上的丙氨酸密碼子配對(duì)的反密碼子
答案　B
解析　每種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸，所以tRNAyAla只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)丙氨酸，A正確；tRNAyAla為單鏈結(jié)構(gòu)，tRNA鏈經(jīng)折疊成三葉草形，部分區(qū)域堿基配對(duì)存在氫鍵，B錯(cuò)誤；由題干可知，發(fā)現(xiàn)四種天然的tRNA攜帶3H 丙氨酸，所以與丙氨酸對(duì)應(yīng)的密碼子具有四種，C正確；tRNAyAla能攜帶3H 丙氨酸，所以存在能與mRNA上的丙氨酸密碼子配對(duì)的反密碼子，D正確。
4.(2020·全國(guó)卷Ⅲ，3)細(xì)胞內(nèi)有些tRNA分子的反密碼子中含有稀有堿基次黃嘌呤(I)。含有I的反密碼子在與mRNA中的密碼子互補(bǔ)配對(duì)時(shí)，存在如圖所示的配對(duì)方式(Gly表示甘氨酸)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A.一種反密碼子可以識(shí)別不同的密碼子
B.密碼子與反密碼子的堿基之間通過(guò)氫鍵結(jié)合
C.tRNA分子由兩條鏈組成，mRNA分子由單鏈組成
D.mRNA中的堿基改變不一定造成所編碼氨基酸的改變
答案　C
解析　根據(jù)圖像可知，反密碼子CCI可與mRNA中的GGU、GGC、GGA互補(bǔ)配對(duì)，說(shuō)明一種反密碼子可以識(shí)別不同的密碼子，A正確；密碼子與反密碼子的堿基互補(bǔ)配對(duì)，堿基之間通過(guò)氫鍵結(jié)合，B正確；tRNA分子和mRNA分子都是單鏈結(jié)構(gòu)，C錯(cuò)誤；由于某些氨基酸可對(duì)應(yīng)多種密碼子，故mRNA中的堿基改變不一定造成所編碼氨基酸的改變，D正確。
考點(diǎn)二　中心法則及基因表達(dá)與性狀的關(guān)系
1.中心法則
(1)提出者：克里克。
(2)補(bǔ)充后的內(nèi)容圖解
①DNA的復(fù)制；②轉(zhuǎn)錄；③翻譯；④RNA的復(fù)制；⑤逆轉(zhuǎn)錄。
(3)不同生物遺傳信息的傳遞過(guò)程
提醒　高度分化的細(xì)胞不可進(jìn)行DNA復(fù)制過(guò)程，如神經(jīng)元、葉肉細(xì)胞等。
　　　　　　　　都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則
跳出題海　 “三看法”判斷中心法則各過(guò)程
2.基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系
(1)基因控制性狀的兩種途徑
(2)基因?qū)π誀畹目刂茖?shí)例(連線)
3.基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化
4.表觀遺傳
①表觀遺傳不遵循孟德?tīng)栠z傳規(guī)律。
②表觀遺傳可以通過(guò)有絲分裂和減數(shù)分裂傳遞被修飾的基因。
③表觀遺傳一般是影響基因的轉(zhuǎn)錄過(guò)程，進(jìn)而影響蛋白質(zhì)的合成。　　　
5.基因與性狀間的對(duì)應(yīng)關(guān)系
提醒：生物的性狀是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果。基因型相同，表型可能不同，基因型不同，表型也可能相同。
【考點(diǎn)速覽·診斷】
(1)遺傳信息可以從DNA流向RNA，也可以從RNA流向蛋白質(zhì)。(2020·全國(guó)卷Ⅲ，1A)(√)
(2)某復(fù)合物中的某蛋白參與DNA復(fù)制，則該蛋白可能是DNA聚合酶。(2018·全國(guó)卷Ⅰ，2C)(√)
(3)在真核細(xì)胞中，轉(zhuǎn)錄出的RNA鏈與模板鏈的相應(yīng)區(qū)域堿基互補(bǔ)。(2017·全國(guó)卷Ⅲ，1D)(√)
(4)生物體中，一個(gè)基因決定一種性狀，一種性狀由一個(gè)基因決定。(2017·海南卷，23D)(×)
提示　基因與性狀間存在一對(duì)一，一對(duì)多、多對(duì)一等關(guān)系。
(5)HIV的遺傳物質(zhì)可以作為合成DNA的模板。(2017·海南卷，25B)(√)
【情境推理·探究】
(1)教材P73資料1中，柳穿魚(yú)植株A和植株B體內(nèi)的Lcyc基因的堿基序列是否相同？為什么植株A、B的花形態(tài)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)差異？
提示　柳穿魚(yú)植株A和植株B體內(nèi)的Lcyc基因的堿基序列是相同的，由于植株B體內(nèi)的Lcyc基因被高度甲基化，從而抑制Lcyc基因表達(dá)。
(2)教材P73資料2中，F(xiàn)1小鼠基因型是Avya，小鼠毛色為什么不是黃色而是表現(xiàn)出介于黃色和黑色之間的一系列過(guò)渡類(lèi)型？
提示　因?yàn)樾∈蟮腁vy基因的前端有多個(gè)可發(fā)生DNA甲基化修飾的位點(diǎn)，當(dāng)Avy基因發(fā)生甲基化后表達(dá)受抑制，并且甲基化程度越高，表達(dá)受抑制越明顯，小鼠的毛色越深。
(3)“牝雞司晨”是我國(guó)古代人民早就發(fā)現(xiàn)的性反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，即原來(lái)下過(guò)蛋的母雞后來(lái)變成公雞，長(zhǎng)出公雞的羽毛，發(fā)出公雞的啼聲。從遺傳物質(zhì)與性狀關(guān)系的角度，對(duì)這一現(xiàn)象的解釋是_______________________________________________
___________________________________________________________________。
提示　雞的性別受遺傳物質(zhì)和環(huán)境共同影響，性反轉(zhuǎn)現(xiàn)象是某種環(huán)境因素使性腺出現(xiàn)反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，但遺傳物質(zhì)組成不變
(4)在一個(gè)蜂群中，少數(shù)幼蟲(chóng)一直取食蜂王漿而發(fā)育成蜂王，而大多數(shù)幼蟲(chóng)以花粉和花蜜為食將發(fā)育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表達(dá)的一種DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶，能使DNA某些區(qū)域添加甲基基團(tuán)(如圖所示)，DNA被甲基化后會(huì)干擾RNA聚合酶的識(shí)別。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼蟲(chóng)將發(fā)育成蜂王，這與取食蜂王漿有相同的效果。據(jù)此研究解釋蜜蜂幼蟲(chóng)因食物不同而發(fā)育不同的原因。
提示　蜜蜂的大多數(shù)幼蟲(chóng)以花粉和花蜜為食，DNMT3基因表達(dá)的一種DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶，造成一些基因被甲基化而不能表達(dá)，發(fā)育成工蜂；蜜蜂的少數(shù)幼蟲(chóng)以蜂王漿為食，使DNMT3基因不表達(dá)，一些基因正常表達(dá)而發(fā)育成蜂王。
考向1　結(jié)合中心法則的過(guò)程，考查分析判斷能力
1.(2023·廣東肇慶調(diào)研)新型冠狀病毒感染的肺炎疫情發(fā)生以來(lái)，全國(guó)人民同舟共濟(jì)、眾志成城，打贏了一場(chǎng)沒(méi)有硝煙的疫情阻擊戰(zhàn)。經(jīng)研究，該病毒是一種單股正鏈RNA病毒，其在宿主細(xì)胞內(nèi)的增殖過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是(　　)
A.由圖示可知，＋RNA和－RNA上都含有決定氨基酸的密碼子
B.過(guò)程②消耗的嘧啶核苷酸數(shù)等于過(guò)程④消耗的嘌呤核苷酸數(shù)
C.可利用抗生素類(lèi)藥物抑制新型冠狀病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)的增殖
D.新型冠狀病毒和HIV的增殖過(guò)程都需要RNA復(fù)制酶的作用
答案　B
解析　由過(guò)程①和③可知，＋RNA能指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，而－RNA不能，因此可判斷＋RNA上有決定氨基酸的密碼子，而－RNA上沒(méi)有，A錯(cuò)誤；過(guò)程②和④都要遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，過(guò)程②消耗的嘧啶核苷酸的數(shù)量與過(guò)程④消耗的嘌呤核苷酸的數(shù)量相等，B正確；抗生素類(lèi)藥物主要作用于細(xì)菌，不能抑制病毒的增殖，C錯(cuò)誤；HIV是逆轉(zhuǎn)錄病毒，增殖過(guò)程需要逆轉(zhuǎn)錄酶的作用，不需要RNA復(fù)制酶的作用，D錯(cuò)誤。
2.(2023·四川成都一診)下圖所示為遺傳信息傳遞的“中心法則”。研究發(fā)現(xiàn)四環(huán)素具有與細(xì)菌核糖體結(jié)合能力強(qiáng)的特點(diǎn)。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A.四環(huán)素通過(guò)抑制蛋白質(zhì)的合成起到抗菌效果
B.圖中涉及堿基A與U配對(duì)的過(guò)程為②③④⑤
C.細(xì)菌體內(nèi)②和③過(guò)程可在同一區(qū)域同時(shí)發(fā)生
D.艾滋病病毒侵染T細(xì)胞后能發(fā)生圖中所有過(guò)程
答案　D
解析　根據(jù)題干信息“四環(huán)素具有與細(xì)菌核糖體結(jié)合能力強(qiáng)的特點(diǎn)”可知，四環(huán)素通過(guò)抑制蛋白質(zhì)的合成起到抗菌效果，A正確；根據(jù)題圖分析可知，圖中涉及堿基A與U配對(duì)的過(guò)程為②③④⑤，B正確；細(xì)菌沒(méi)有細(xì)胞核，所以細(xì)菌體內(nèi)②和③過(guò)程可在同一區(qū)域同時(shí)發(fā)生，C正確；艾滋病病毒是逆轉(zhuǎn)錄病毒，不會(huì)發(fā)生④過(guò)程，D錯(cuò)誤。
考向2　圍繞表觀遺傳，考查科學(xué)思維能力
3.(2023·華師一附中調(diào)研)下列關(guān)于表觀遺傳的說(shuō)法，不正確的是 (　　)
A.表觀遺傳的分子生物學(xué)基礎(chǔ)是DNA的甲基化等
B.表觀遺傳現(xiàn)象中，生物表型發(fā)生變化是由于基因的堿基序列改變
C.表觀遺傳現(xiàn)象與外界環(huán)境關(guān)系密切
D.DNA甲基化的修飾可以遺傳給后代，使后代出現(xiàn)同樣的表型
答案　B
解析　表觀遺傳是指生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象出現(xiàn)的原因是DNA的甲基化，染色體上的組蛋白發(fā)生甲基化、乙酰化等，A正確，B錯(cuò)誤；外界環(huán)境會(huì)引起細(xì)胞中DNA甲基化水平變化，從而引起表觀遺傳現(xiàn)象的出現(xiàn)，C正確；DNA甲基化的修飾可以通過(guò)配子傳遞給后代，使后代出現(xiàn)同樣的表型，D正確。
4.(2022·廣東深圳模擬)黃色小鼠(AA)與黑色小鼠(aa)雜交，產(chǎn)生的F1(Aa)不同個(gè)體出現(xiàn)了不同體色。研究表明，不同體色的小鼠A基因的堿基序列相同，但A基因中二核苷酸(CpG)的胞嘧啶有不同程度的甲基化(如圖)，已知甲基化不影響DNA復(fù)制。下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是(　　)
A.F1體色的差異可能與A基因甲基化程度有關(guān)
B.堿基甲基化可能影響RNA聚合酶與該基因的結(jié)合
C.堿基甲基化的基因可以傳遞給后代
D.A基因中的堿基甲基化引起了基因中堿基序列的改變
答案　D
解析　F1(Aa)不同個(gè)體出現(xiàn)了不同體色，不同體色的小鼠A基因的堿基序列相同，A基因中二核苷酸(CpG)的胞嘧啶有不同程度的甲基化，這表明F1體色的差異可能與A基因甲基化程度有關(guān)，A正確；甲基化的CpG可能會(huì)影響RNA聚合酶與該基因的結(jié)合，B正確；堿基甲基化不影響DNA復(fù)制過(guò)程，故堿基甲基化的基因可以傳遞給后代，A基因中的堿基甲基化不會(huì)引起基因中堿基序列的改變，C正確、D錯(cuò)誤。
重溫真題　經(jīng)典再現(xiàn)
1.(2021·河北卷，8)關(guān)于基因表達(dá)的敘述，正確的是(　　)
A.所有生物基因表達(dá)過(guò)程中用到的RNA和蛋白質(zhì)均由DNA編碼
B.DNA雙鏈解開(kāi)，RNA聚合酶起始轉(zhuǎn)錄、移動(dòng)到終止密碼子時(shí)停止轉(zhuǎn)錄
C.翻譯過(guò)程中，核酸之間的相互識(shí)別保證了遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性
D.多肽鏈的合成過(guò)程中，tRNA讀取mRNA上全部堿基序列信息
答案　C
解析　絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，其RNA和蛋白質(zhì)均由DNA編碼，也有某些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，部分RNA病毒可直接以RNA作為模板合成RNA和蛋白質(zhì)，A錯(cuò)誤；RNA聚合酶催化轉(zhuǎn)錄過(guò)程，從啟動(dòng)子開(kāi)始啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄，到終止子結(jié)束，終止密碼子存在于mRNA上，B錯(cuò)誤；翻譯過(guò)程中，mRNA與tRNA的堿基互補(bǔ)配對(duì)，從而保證遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性，C正確；多肽鏈的合成過(guò)程中，tRNA讀取mRNA上從起始密碼子到終止密碼子的堿基序列，D錯(cuò)誤。
2.(2021·福建卷，3)下列關(guān)于遺傳信息的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A.親代遺傳信息的改變都能遺傳給子代
B.流向DNA的遺傳信息來(lái)自DNA或RNA
C.遺傳信息的傳遞過(guò)程遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則
D.DNA指紋技術(shù)運(yùn)用了個(gè)體遺傳信息的特異性
答案　A
解析　親代遺傳信息的改變不一定都能遺傳給子代，如體細(xì)胞的基因突變一般不遺傳給后代，A錯(cuò)誤；流向DNA的遺傳信息來(lái)自DNA(復(fù)制)或RNA(逆轉(zhuǎn)錄)，B正確；遺傳信息的傳遞過(guò)程遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，C正確；DNA指紋技術(shù)能用來(lái)鑒定個(gè)人身份，其生物學(xué)依據(jù)是遺傳信息的特異性，即特定的堿基排列順序，D正確。
3.(2022·浙江6月選考，16)“中心法則”反映了遺傳信息的傳遞方向，其中某過(guò)程的示意圖如下。
下列敘述正確的是(　　)
A.催化該過(guò)程的酶為RNA聚合酶
B.a鏈上任意3個(gè)堿基組成一個(gè)密碼子
C.b鏈的脫氧核苷酸之間通過(guò)磷酸二酯鍵相連
D.該過(guò)程中遺傳信息從DNA向RNA傳遞
答案　C
解析　該過(guò)程是以RNA為模板合成DNA的過(guò)程，即逆轉(zhuǎn)錄，催化該過(guò)程的酶為逆轉(zhuǎn)錄酶，A錯(cuò)誤；a鏈上決定一個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰堿基才稱(chēng)為1個(gè)密碼子，B錯(cuò)誤；b鏈為單鏈DNA，其上的脫氧核苷酸之間通過(guò)磷酸二酯鍵相連，C正確；該過(guò)程遺傳信息從RNA向DNA傳遞，D錯(cuò)誤。
4.(2021·海南卷，15)終止密碼子為UGA、UAA和UAG。圖中①為大腸桿菌的一段mRNA序列，②～④為該mRNA序列發(fā)生堿基缺失的不同情況(“－”表示一個(gè)堿基缺失)。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A.①編碼的氨基酸序列長(zhǎng)度為7個(gè)氨基酸
B.②和③編碼的氨基酸序列長(zhǎng)度不同
C.②～④中，④編碼的氨基酸排列順序與①最接近
D.密碼子有簡(jiǎn)并性，一個(gè)密碼子可編碼多種氨基酸
答案　C
解析　由于在正常情況下終止密碼子不編碼氨基酸，因此①編碼的氨基酸序列長(zhǎng)度為6個(gè)氨基酸，A錯(cuò)誤；根據(jù)圖中密碼子顯示，在該段mRNA鏈中，②和③編碼的氨基酸序列長(zhǎng)度相同，B錯(cuò)誤；②缺失一個(gè)堿基，③缺失2個(gè)堿基，④缺失一個(gè)密碼子中的3個(gè)堿基，因此②～④中，④編碼的氨基酸排列順序與①最接近，C正確；密碼子有簡(jiǎn)并性是指一種氨基酸可以有多個(gè)密碼子對(duì)應(yīng)，但一個(gè)密碼子只能編碼一種氨基酸，D錯(cuò)誤。
5.(2021·重慶卷，12)科學(xué)家建立了一個(gè)蛋白質(zhì)體外合成體系(含有人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸、除去了DNA和mRNA的細(xì)胞提取液)。在盛有該合成體系的四支試管中分別加入苯丙氨酸、絲氨酸、酪氨酸和半胱氨酸后，發(fā)現(xiàn)只有加入苯丙氨酸的試管中出現(xiàn)了多肽鏈。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.合成體系中多聚尿嘧啶核苷酸為翻譯的模板
B.合成體系中的細(xì)胞提取液含有核糖體
C.反密碼子為UUU的tRNA可攜帶苯丙氨酸
D.試管中出現(xiàn)的多肽鏈為多聚苯丙氨酸
答案　C
解析　實(shí)驗(yàn)中多聚尿嘧啶核苷酸相當(dāng)于mRNA，其作用是作為蛋白質(zhì)合成的模板，A正確；細(xì)胞提取液為該實(shí)驗(yàn)提供了能量、酶、核糖體、tRNA等，B正確；mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，已知苯丙氨酸的密碼子為UUU，則反密碼子為AAA，C錯(cuò)誤；出現(xiàn)多肽鏈的試管中，只加入了苯丙氨酸，合成的多肽鏈為多聚苯丙氨酸，D正確。
6.(2021·浙江6月選考，19)某單鏈RNA病毒的遺傳物質(zhì)是正鏈RNA(＋RNA)。該病毒感染宿主后，合成相應(yīng)物質(zhì)的過(guò)程如圖所示，其中①～④代表相應(yīng)的過(guò)程。
下列敘述正確的是(　　)
A.＋RNA復(fù)制出的子代RNA具有mRNA的功能
B.病毒蛋白基因以半保留復(fù)制的方式傳遞給子代
C.過(guò)程①②③的進(jìn)行需RNA聚合酶的催化
D.過(guò)程④在該病毒的核糖體中進(jìn)行
答案　A
解析　由圖可知，＋RNA復(fù)制出的子代RNA可以通過(guò)④翻譯產(chǎn)生蛋白質(zhì)，因此，具有mRNA的功能，A正確；該病毒的遺傳物質(zhì)為單鏈RNA，半保留復(fù)制是DNA復(fù)制的方式，RNA復(fù)制不具有半保留復(fù)制的特點(diǎn)，B錯(cuò)誤；該病毒RNA的復(fù)制過(guò)程(①②)需要RNA聚合酶的催化，翻譯過(guò)程(③)不需要，C錯(cuò)誤；病毒沒(méi)有核糖體，病毒的翻譯是在宿主細(xì)胞的核糖體上進(jìn)行，D錯(cuò)誤。
限時(shí)強(qiáng)化練
(時(shí)間：30分鐘)
【對(duì)點(diǎn)強(qiáng)化】
考點(diǎn)一　基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成
1.(2023·福建廈門(mén)期末)下列關(guān)于DNA和RNA的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A.某些RNA能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，某些RNA能轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)
B.mRNA、tRNA、rRNA均參與蛋白質(zhì)的合成過(guò)程
C.不是所有生物的DNA和RNA上都能儲(chǔ)存遺傳信息
D.所有生物體內(nèi)的DNA都是鏈狀的雙螺旋結(jié)構(gòu)
答案　D
解析　有些酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA，能夠降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，tRNA具有運(yùn)輸氨基酸的功能，A正確；蛋白質(zhì)的合成過(guò)程中，模板是mRNA，運(yùn)輸氨基酸的工具是tRNA，其合成場(chǎng)所核糖體的主要成分是rRNA和蛋白質(zhì)，B正確；細(xì)胞生物的遺傳信息都儲(chǔ)存在DNA中，其含有的RNA不能儲(chǔ)存遺傳信息，C正確；并不是所有生物的DNA都是鏈狀的雙螺旋結(jié)構(gòu)，如原核生物的DNA呈環(huán)狀，某些病毒的DNA是單鏈，D錯(cuò)誤。
2.(2023·山東青島期中)下圖分別為DNA、tRNA的結(jié)構(gòu)示意圖。下列敘述不正確的是(　　)
A.圖示DNA分子中的⑤為氫鍵，tRNA中的b為磷酸二酯鍵
B.DNA分子復(fù)制、切割目的基因片段時(shí)分別破壞的化學(xué)鍵為⑤⑥
C.tRNA是由三個(gè)核糖核苷酸連接成的單鏈分子
D.c處表示反密碼子，可以與mRNA上的堿基互補(bǔ)配對(duì)
答案　C
解析　題圖中⑤為氫鍵，b指在tRNA臂上，若代表化學(xué)鍵，只能是磷酸二酯鍵，A正確；DNA分子復(fù)制和切割目的基因片段時(shí)破壞的化學(xué)鍵分別是⑤氫鍵和脫氧核苷酸之間的⑥磷酸二酯鍵，B正確；tRNA是由多個(gè)核糖核苷酸連接成的三葉草結(jié)構(gòu)，C錯(cuò)誤；tRNA的c處表示反密碼子，可以與mRNA上的密碼子進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)，D正確。
3.(2023·江西南昌調(diào)研)已知一個(gè)由2條肽鏈組成的蛋白質(zhì)分子，共有肽鍵198個(gè)，控制翻譯該蛋白質(zhì)分子的mRNA中A和U共占25%，則控制轉(zhuǎn)錄該mRNA的DNA分子中，C與G應(yīng)該共有(　　)
A.600個(gè) B.700個(gè)
C.800個(gè) D.900個(gè)
答案　D
解析　根據(jù)由2條肽鏈組成的蛋白質(zhì)分子共有肽鍵198個(gè)，可知該蛋白質(zhì)由200個(gè)氨基酸組成，則翻譯形成該蛋白質(zhì)的mRNA分子中至少含有600個(gè)堿基，轉(zhuǎn)錄該mRNA的DNA分子至少含有1 200個(gè)堿基。mRNA中A和U共占25%，可知A＋U＝150(個(gè))，則轉(zhuǎn)錄形成該mRNA的DNA模板鏈上T＋A＝150(個(gè))，DNA分子中非模板鏈上A＋T＝150(個(gè))，整個(gè)DNA分子中A＋T＝300(個(gè))，則該DNA分子中C＋G＝1 200－300＝900(個(gè))。
4.(2023·西安五校聯(lián)考)如圖為細(xì)胞中遺傳信息的傳遞過(guò)程，下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A.圖①過(guò)程為遺傳信息的復(fù)制，在人體的所有細(xì)胞中都可能發(fā)生
B.圖②過(guò)程為遺傳信息的轉(zhuǎn)錄，需要四種脫氧核糖核苷酸作為原料
C.圖③過(guò)程為遺傳信息的翻譯，最后得到的三條多肽鏈的結(jié)構(gòu)相同
D.圖④過(guò)程為染色體上基因的表達(dá)，需要多種RNA和多種酶的參與
答案　C
解析　圖①過(guò)程為遺傳信息的復(fù)制，并不是在人體的所有細(xì)胞中都能發(fā)生，如成熟的紅細(xì)胞無(wú)細(xì)胞核和各種細(xì)胞器，不進(jìn)行DNA復(fù)制，A錯(cuò)誤；圖②過(guò)程為遺傳信息的轉(zhuǎn)錄，需要四種核糖核苷酸作為原料，B錯(cuò)誤；圖④是轉(zhuǎn)錄和翻譯同時(shí)進(jìn)行，染色體上基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯不能同時(shí)進(jìn)行，D錯(cuò)誤。
5.(2023·河北衡水中學(xué)檢測(cè))circRNA是一類(lèi)特殊的非編碼閉合環(huán)狀RNA，廣泛存在于生物體內(nèi)，其形成過(guò)程如圖所示。有些circRNA具有多個(gè)microRNA(微小RNA)的結(jié)合位點(diǎn)，進(jìn)而解除microRNA對(duì)其靶基因的抑制作用，升高靶基因的表達(dá)水平，因此在基因表達(dá)的調(diào)控中發(fā)揮著重要作用。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.circRNA是環(huán)狀分子，不含游離的磷酸基團(tuán)
B.microRNA可以調(diào)控細(xì)胞中特定蛋白質(zhì)的產(chǎn)生數(shù)量
C.前體mRNA的形成需要RNA聚合酶作用
D.circRNA和microRNA通過(guò)磷酸二酯鍵結(jié)合成局部雙鏈
答案　D
解析　circRNA和microRNA通過(guò)氫鍵結(jié)合成局部雙鏈，D錯(cuò)誤。
考點(diǎn)二　中心法則及基因表達(dá)與性狀的關(guān)系
6.(2023·廣東名校聯(lián)考)圖甲和圖乙是兩種RNA病毒的繁殖過(guò)程。下列相關(guān)分析錯(cuò)誤的是(　　)
A.兩種病毒繁殖過(guò)程中均有U和A間的堿基互補(bǔ)配對(duì)
B.圖乙中的病毒DNA可能作為子代病毒的遺傳物質(zhì)
C.兩種病毒繁殖所需的原料都來(lái)自宿主細(xì)胞
D.兩種病毒翻譯時(shí)所需的酶均由宿主細(xì)胞提供
答案　B
解析　兩種病毒繁殖過(guò)程中均存在U和A間的堿基互補(bǔ)配對(duì)，A正確；圖乙中的病毒是以RNA作為遺傳物質(zhì)，DNA只是繁殖過(guò)程中的一種中間物質(zhì)，B錯(cuò)誤；所有病毒繁殖所需的原料都來(lái)自宿主細(xì)胞，C正確；病毒翻譯時(shí)所需的酶是由宿主細(xì)胞提供的，D正確。
7.(2023·河北冀州中學(xué)期中)如圖所示為人體內(nèi)基因?qū)π誀畹目刂七^(guò)程，下列敘述正確的是(　　)
A.①②和⑦⑥都表示基因的表達(dá)過(guò)程，但發(fā)生在不同細(xì)胞中
B.由題中信息判斷基因1和基因2的遺傳一定遵循自由組合定律
C.生物體中一個(gè)基因只能決定一種性狀
D.⑦→⑥→⑤過(guò)程說(shuō)明基因可通過(guò)控制酶的合成，直接控制生物的性狀
答案　A
解析　由圖可知，①和⑦表示轉(zhuǎn)錄，②和⑥表示翻譯，基因的表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯，圖中的血紅蛋白的形成只發(fā)生在紅細(xì)胞中，酪氨酸酶在皮膚和眼睛等組織細(xì)胞中表達(dá)，A正確；僅由題中信息不能確定基因1和基因2的遺傳是否遵循自由組合定律，因?yàn)閮H由題中信息不能確定這兩個(gè)基因是否位于同一對(duì)同源染色體上，B錯(cuò)誤；生物體中一個(gè)基因可以參與控制多種性狀，C錯(cuò)誤；⑦→⑥→⑤過(guò)程說(shuō)明基因可通過(guò)控制酶的合成，間接控制生物的性狀，D錯(cuò)誤。
8.(2023·山東濰坊模擬)管家基因是指所有細(xì)胞中均要穩(wěn)定表達(dá)的一類(lèi)基因，奢侈基因是指不同類(lèi)型的細(xì)胞特異性表達(dá)的基因。基因的選擇性表達(dá)與DNA的甲基化(將甲基從活性甲基化合物上轉(zhuǎn)移到特定部位的堿基上)有關(guān)，甲基化能關(guān)閉某些基因。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.管家基因結(jié)構(gòu)應(yīng)保持相對(duì)穩(wěn)定，且一般情況下持續(xù)表達(dá)
B.管家基因表達(dá)產(chǎn)物是維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必需的
C.有些奢侈基因的表達(dá)產(chǎn)物賦予各種類(lèi)型細(xì)胞特異的形態(tài)結(jié)構(gòu)
D.DNA的甲基化過(guò)程改變了堿基種類(lèi)與數(shù)量，使細(xì)胞呈現(xiàn)多樣化
答案　D
解析　根據(jù)題干信息“管家基因是指所有細(xì)胞中均要穩(wěn)定表達(dá)的一類(lèi)基因”可知，管家基因結(jié)構(gòu)應(yīng)保持相對(duì)穩(wěn)定，且一般情況下持續(xù)表達(dá)，A正確；管家基因在所有細(xì)胞都會(huì)表達(dá)，其表達(dá)的產(chǎn)物應(yīng)該是維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必需的，B正確；奢侈基因只在特定細(xì)胞中表達(dá)，有些表達(dá)產(chǎn)物可以賦予細(xì)胞特異的形態(tài)結(jié)構(gòu)，C正確；DNA甲基化不會(huì)改變DNA中堿基的種類(lèi)與數(shù)量，D錯(cuò)誤。
9.(2023·襄陽(yáng)五中質(zhì)檢)DNA甲基化是指DNA序列上特定的堿基在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶的催化作用下，通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合的方式獲得一個(gè)甲基基團(tuán)的化學(xué)修飾過(guò)程，DNA甲基化主要發(fā)生在基因啟動(dòng)子區(qū)域，DNA的核苷酸順序及其組成不發(fā)生改變，不影響堿基配對(duì)方式，下列相關(guān)敘述不正確的是(　　)
A.在DNA復(fù)制時(shí)，發(fā)生甲基化的G能與C進(jìn)行互補(bǔ)配對(duì)
B.發(fā)生甲基化的基因遺傳信息發(fā)生改變，導(dǎo)致基因突變
C.DNA甲基化通過(guò)影響基因的表達(dá)從而影響生物的性狀
D.基因甲基化可能影響RNA聚合酶對(duì)DNA的識(shí)別
答案　B
解析　據(jù)題干信息，DNA甲基化不影響堿基配對(duì)方式，A正確；DNA甲基化不會(huì)改變DNA的核苷酸順序及其組成，B錯(cuò)誤；據(jù)題干信息，DNA甲基化主要發(fā)生在啟動(dòng)子區(qū)域，啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)，因此推斷DNA甲基化影響RNA聚合酶對(duì)DNA的識(shí)別，通過(guò)影響基因的表達(dá)從而影響生物的性狀，C、D正確。
【綜合提升】
10.(2023·河北九師聯(lián)盟)細(xì)胞正常生命活動(dòng)的進(jìn)行離不開(kāi)遺傳信息的傳遞。圖1和圖2都屬于遺傳信息的傳遞過(guò)程，①②③代表相應(yīng)的大分子物質(zhì)。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.圖1過(guò)程需解旋酶和DNA聚合酶的催化
B.圖1和圖2發(fā)生了相同類(lèi)型的堿基互補(bǔ)配對(duì)
C.圖2中①②③分別代表DNA、RNA聚合酶、mRNA
D.圖2過(guò)程可能發(fā)生在大腸桿菌等原核細(xì)胞中
答案　B
解析　圖1為DNA復(fù)制過(guò)程，需解旋酶和DNA聚合酶的催化，A正確；圖2為基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程，發(fā)生的堿基配對(duì)類(lèi)型有A—U、C—G、T—A，DNA復(fù)制過(guò)程發(fā)生的堿基配對(duì)類(lèi)型有C—G、T—A，B錯(cuò)誤；圖2中①②③分別代表DNA、RNA聚合酶、mRNA，該圖邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯，可能發(fā)生在大腸桿菌等原核細(xì)胞中，C、D正確。
11.(2023·西安高新一中質(zhì)檢)如圖表示某高等植物細(xì)胞中的轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程，據(jù)圖分析并回答下列問(wèn)題：
圖1
圖2
(1)圖1中RNA聚合酶的作用是____________________________。圖示轉(zhuǎn)錄的方向是________(填“從左向右”或“從右向左”)。
(2)圖2過(guò)程不同于圖1過(guò)程的堿基配對(duì)方式是______。圖2過(guò)程中，核糖體移動(dòng)的方向是______(填“從左向右”或“從右向左”)，多聚核糖體的意義是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)若圖2表達(dá)產(chǎn)物由n個(gè)氨基酸組成，則指導(dǎo)其合成的mRNA含有的堿基數(shù)至少為_(kāi)_______(不考慮終止密碼子)。
(4)用某種藥物處理該細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中RNA含量均顯著減少，導(dǎo)致葉綠體功能受到影響，這種現(xiàn)象說(shuō)明生物體的性狀受________________基因控制。
答案　(1)打開(kāi)DNA雙螺旋和催化RNA的合成　從左向右　(2)U—A　從右向左　少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)(或多肽鏈)　(3)3n　(4)細(xì)胞核基因與細(xì)胞質(zhì)
解析　(1)RNA聚合酶既能使DNA雙螺旋解開(kāi)，又能夠催化RNA的合成。根據(jù)圖1中游離核苷酸加入到RNA鏈右邊的末端，所以轉(zhuǎn)錄的方向是從左到右。
(2)圖2表示翻譯，轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過(guò)程，DNA一條鏈與RNA鏈發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)：A與U、T與A、C與G、G與C配對(duì)；翻譯過(guò)程是mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子進(jìn)行配對(duì)：A與U、U與A、C與G、G與C配對(duì)。翻譯的多肽鏈比較長(zhǎng)的核糖體移動(dòng)在前方，所以核糖體從右向左移動(dòng)，該過(guò)程可以同時(shí)進(jìn)行多條多肽鏈的合成，這樣少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。(3)mRNA上的三個(gè)相鄰堿基決定一個(gè)氨基酸，但只翻譯mRNA上起始密碼子至終止密碼子的堿基序列，mRNA兩端有不翻譯的堿基序列，故氨基酸為n個(gè)時(shí)，不考慮終止密碼子，其模板mRNA堿基數(shù)至少為3n。(4)用某種藥物處理該細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中RNA含量均顯著減少，導(dǎo)致葉綠體功能受到影響，這種現(xiàn)象說(shuō)明生物體的性狀受核基因與質(zhì)基因控制。

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