資源簡介

(共117張PPT)
第31課時
基因的表達
概述DNA分子上的遺傳信息通過RNA指導蛋白質的合成。
課標要求
考情分析
1.遺傳信息的轉錄和翻譯 2023·浙江1月選考·T15　2023·全國乙·T5　2023·江蘇·T6　2023·湖南·T12　
2023·山東·T1　2022·湖南·T14　2021·遼寧·T17 2021·河北·T8
2021·廣東·T7　2021·浙江1月選考·T22
2.中心法則 2022·河北·T9　2022·浙江6月選考·T16　2021·浙江6月選考·T19
2021·河北·T16　
內容索引
考點一　　遺傳信息的轉錄和翻譯
考點二　　中心法則的提出及其發展
課時精練
考點一
遺傳信息的轉錄和翻譯
1.RNA的結構、種類和功能
蛋白質
核糖
鳥嘌呤(G)
尿嘧啶(U)
核糖核苷酸
C、H、O、N、P
直接模板
密碼子
氨基酸
核糖體
遺傳物質
催化
核孔
必修2 P67“圖4－6”：tRNA (填“含有”或“不含有”)氫鍵，一個tRNA分子中 (填“是”或“不是”)只有3個堿基。
含有
不是
2.遺傳信息的轉錄
細胞核
細胞質
核糖核苷酸
mRNA分子
mRNA、rRNA、tRNA
必修2 P65“圖4－4”：
(1)一個基因轉錄時以基因的 條鏈為模板，一個DNA分子上的所有基因的模板鏈 (填“一定”或“不一定”)相同。
(2)轉錄方向的判定方法： 為轉錄的起始方向。
(3)源于必修2 P64～65“正文”：RNA適合作為信使的原因：___________
________________________________________________________________________________________________________。
一
不一定
已合成的mRNA釋放的一端(5′－端)
RNA由核糖核苷酸連接而成，可以攜帶遺傳信息；一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細胞核轉移到細胞質中
3.遺傳信息的翻譯
tRNA
mRNA
mRNA
tRNA
密碼子
脫離
終止
真核細胞和原核細胞基因表達過程差異
4.遺傳信息、密碼子與反密碼子之間的聯系
3
間接
直接
必修2 P67“思考·討論”：幾乎所有的生物體都共用一套密碼子，這體現了密碼子的通用性，說明當今生物可能有著 。
共同的起源
(1)一個DNA轉錄只能轉錄出1條、1種mRNA(　　)
提示　轉錄的單位是基因，一個DNA上可有許多個基因，不同基因轉錄出的RNA不同。
(2)DNA聚合酶和RNA聚合酶的結合位點分別位于DNA和RNA上(　　)
提示　DNA聚合酶和RNA聚合酶的結合位點都位于DNA上。
×
×
(3)DNA復制和轉錄過程中都需要經過解旋，因此都需要解旋酶(　　)
×
提示　DNA復制和轉錄過程中都需要解旋，但DNA復制過程需要解旋酶，轉錄過程不需要解旋酶。
(4)每種氨基酸都對應多個密碼子，每個密碼子都決定一種氨基酸(　　)
×
提示　有的氨基酸只對應一個密碼子，如甲硫氨酸；有的密碼子不決定氨基酸，如終止密碼子。
(5)密碼子的簡并有利于提高轉錄的速率(　　)
×
提示　遺傳密碼子的簡并使得一種氨基酸可以由一種或幾種tRNA轉運，進而可以提高翻譯的速率。
(6)如圖為某生物細胞內發生的一系列生理變化，X表示某種酶，則過程Ⅰ在細胞核內進行，過程Ⅱ在細胞質內進行(　　)
×
提示　圖中轉錄和翻譯同時進行，說明該細胞為原核細胞，原核細胞沒有細胞核。
(7)如圖為細胞通過翻譯形成蛋白質的過程，mRNA移動方向是從左到右，丙氨酸只能由該tRNA轉運(　　)
×
提示　圖示為細胞通過翻譯形成蛋白質的過程，根據tRNA進出核糖體情況確定核糖體的移動方向是從左向右。又因為密碼子具有簡并性，丙氨酸還能由別的tRNA轉運。
細胞中基因表達過程受到多水平的調控，包括轉錄前調控、轉錄調控、轉錄后調控、翻譯調控和翻譯后調控，每一水平的調控都會實現基因的選擇性表達。 請結合下面信息思考回答相關問題：
1.操縱元是原核細胞基因表達調控的一種組織形式，它由啟動子、結構基因(編碼蛋白基因)、終止子等部分組成。如圖表示大腸桿菌細胞中核糖體蛋白(RP)合成及調控過程，圖中①②表示相關生理過程，mRNA上的RBS是核糖體結合位點。
(1)RP基因操縱元的基本組成單位是___________。①表示的生理過程是_____，合成的產物中相鄰兩個核苷酸分子之間形成的化學鍵叫作_____
_______。過程②中核糖體在mRNA上的移動方向是________________
(填“3′－端→5′－端”或“5′－端→3′－端”)，該過程中還需要的RNA有_____________。
脫氧核苷酸
轉錄
二酯鍵
磷酸
5′－端→3′－端
tRNA、rRNA
(2)過程①②進行的場所與真核細胞的是否相同？并說明理由。
提示　過程①進行的場所與真核細胞不同，過程①主要發生在擬核中，而真核細胞主要發生在細胞核中；過程②進行的場所與真核細胞是相同的，都在核糖體中。
(3)RP1中有一段氨基酸序列為“—絲氨酸—組氨酸—谷氨酸—”，轉運絲氨酸、組氨酸和谷氨酸的tRNA上的相應堿基序列分別為AGA、GUG、CUU，則基因1中決定該氨基酸序列的模板鏈堿基序列為 。
—AGAGTGCTT—
(4)圖示表明，當細胞中缺乏足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白RP1能與mRNA分子上的RBS位點結合，從而導致mRNA ___ ，進而終止核糖體蛋白質的合成。這種調節機制的意義是什么？
不能與核糖體結合
提示　既保證細胞內rRNA與核糖體在數量上的平衡，又可以減少不必要的物質和能量浪費。
(5)由RP基因操縱元轉錄的原始RNA往往含有無效的核苷酸片段，需要經相關酶剪除后再與核糖體結合，否則會形成異常的mRNA。若異常mRNA合成了蛋白質，則該蛋白質的氨基酸數目________(填“一定”或“不一定”)比正常蛋白質的多，請說明理由。
提示　未剪除的核苷酸片段可能會造成終止密碼子提前出現。
不一定
2.如圖是真核細胞內基因表達的示意圖。圖中一個基因可由若干個外顯子與內含子組成，基因被轉錄后經拼接加工把內含子轉錄出的片段切除，就形成了成熟mRNA。則：
(1)圖中基因2的兩條鏈都可以作為轉錄的模板嗎？為什么？圖中基因1、2和3模板鏈一定都在圖示DNA分子的同一條鏈上嗎？
提示　基因2的兩條鏈不可以都作為轉錄的模板；因為轉錄時只能以基因2的一條鏈為模板。圖中基因1、2和3模板鏈不一定都在圖示DNA分子的同一條鏈上。
(2)圖中c所指的3條鏈最終的氨基酸序列是否相同？為什么？
提示　圖中c所指的3條鏈最終的氨基酸序列相同；因為這3條鏈的模板相同(均為a)。
(3)圖中信息顯示，一條mRNA分子上可結合多個核糖體，這有什么意義？圖中核糖體移動的方向是什么？
提示　少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白質。圖中核糖體移動的方向為由左向右。
(4)翻譯過程中，核糖體是如何使肽鏈延伸和終止的？從核糖體上脫落下來的是有特定功能的成熟蛋白質嗎？
提示　翻譯過程中，核糖體在mRNA上移動并依次讀取密碼子，進行肽鏈的合成，直到讀取到mRNA上的終止密碼子，合成才能終止。剛從核糖體上脫落下來的物質只能稱之為多肽，其必須經過一定的加工才能成為具有特定功能的成熟蛋白質。
(5)由圖中信息可知，轉錄水平調控不僅控制基因 ，還控制轉錄_______。加工水平調控為我們理解基因控制生物性狀體現的 (填“多因一效”“一因一效”或“一因多效”)提供了理論依據。
能否轉錄
次數
一因多效
考向一　遺傳信息、密碼子、反密碼子的分析
1.(2024·鄭州高三月考)如圖表示大腸桿菌遺傳信息的表達過程，下列敘述正確的是
A.DNA轉錄形成c過程發生在細胞核中
B.翻譯時核糖體在c上的移動方向是
②→①
C.在DNA解旋酶的作用下以b鏈為模板合成c鏈
D.圖中tRNA攜帶的天冬氨酸對應的密碼子是5′－UAG－3′
√
1
2
3
4
5
6
大腸桿菌為原核生物，沒有細胞核，A錯誤；
翻譯是沿著mRNA的5′－端→3′－端方向進行的，tRNA的3′－端是結合氨基酸的部位，
1
2
3
4
5
tRNA能與mRNA上的密碼子堿基互補配對，推測c的②是5′－端，因此翻譯時核糖體在c上的移動方向是②→①，B正確；
6
在RNA聚合酶的作用下，以b鏈為模版合成c鏈，C錯誤；
圖中tRNA攜帶的天冬氨酸對應的密碼子是5′－GAU－3′，D錯誤。
1
2
3
4
5
6
2.生物體中編碼tRNA的DNA某些堿基改變后，可以產生被稱為校正tRNA的分子。某種突變產生了一種攜帶甘氨酸但是識別精氨酸遺傳密碼的tRNA。tRNA上識別遺傳密碼的三個堿基稱為反密碼子。下列敘述錯誤的是
A.tRNA分子上的反密碼子并不決定其攜帶的氨基酸種類
B.新合成的多肽鏈中，原來精氨酸的位置可被替換為甘氨酸
C.此種突變改變了編碼蛋白質氨基酸序列的遺傳密碼序列
D.校正tRNA分子的存在可以彌補某些突變引發的遺傳缺陷
√
1
2
3
4
5
6
根據題干信息可知，此種突變發生在編碼tRNA的DNA序列上，且產生了校正tRNA分子，并沒有改變編碼蛋白質氨基酸序列的遺傳密碼序列，C錯誤。
1
2
3
4
5
6
考向二　轉錄和翻譯過程的分析
3.發夾結構是指單鏈RNA分子的局部區域，由于存在二重對稱區，通過自身回折使得互補的堿基相遇結合而成的一種二級結構，發夾結構能阻止RNA聚合酶繼續移動。如圖表示某mRNA的發夾結構及相應基因上相對應的堿基序列。下列敘述正確的是
A.圖中的T和A分別代表一種核苷酸
B.圖中②鏈為轉錄的模板鏈
C.發夾結構的形成利于直接控制翻
譯而不是轉錄
D.發夾結構富含G－C堿基對，利于提高mRNA的穩定性
√
1
2
3
4
5
6
圖中既有DNA又有RNA，其中T代表胸腺嘧啶脫氧核苷酸，A代表腺嘌呤脫氧核苷酸或腺嘌呤核糖核苷酸，A錯誤；
根據堿基互補配對原則可知，①鏈的堿基與③鏈的堿基互補配對，故①鏈為轉錄的模板鏈，B錯誤；
1
2
3
4
5
6
題中顯示，發夾結構能阻止RNA聚合酶繼續移動，因此該結構的形成利于直接控制轉錄的終止，C錯誤；
發夾結構富含G－C堿基對，G－C堿基對之間有三個氫鍵，因而利于提高mRNA的穩定性，D正確。
1
2
3
4
5
6
4.(2023·江蘇，6)翻譯過程如圖所示，其中反密碼子第1位堿基常為次黃嘌呤(I)，與密碼子第3位堿基A、U、C皆可配對。下列相關敘述正確的是
A.tRNA分子內部不發生堿基互補配對
B.反密碼子為5′－CAU－3′的tRNA可轉
運多種氨基酸
C.mRNA的每個密碼子都能結合相應的tRNA
D.堿基I與密碼子中堿基配對的特點，有利于
保持物種遺傳的穩定性
√
1
2
3
4
5
6
tRNA鏈存在空間折疊，局部雙鏈之間通過堿基對相連，A錯誤；
反密碼子為5′－CAU－3′的tRNA只能與密碼子3′－GUA－5′配對，只能攜帶一種氨基酸，B錯誤；
mRNA中有終止密碼子，核糖體讀取到終止密碼子時翻譯結束，終止密碼子沒有相應的tRNA結合，C錯誤；
1
2
3
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5
6
由題意可知，在密碼子第3位的堿基A、U或C可與反密碼子第1位的I配對，這種配對方式增加了反密碼子與密碼子識別的靈活性，提高了容錯率，有利于保持物種遺傳的穩定性，D正確。
1
2
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4
5
6
考向三　基因表達中的有關計算
5.如圖①②③分別表示人體細胞中發生的3種生物大分子的合成過程，下列敘述正確的是
A.造血干細胞發生①②過程的場所是細胞核
B.已知過程②的α鏈及其模板鏈中鳥嘌呤分
別占27%、17%，該α鏈對應的雙鏈DNA
區段中腺嘌呤所占的堿基比例為24%
C.同一種tRNA攜帶的氨基酸種類可能不同
D.胰島B細胞和肝細胞的相同DNA進行過程②時產生的mRNA可能相同
√
1
2
3
4
5
6
造血干細胞中，含有DNA分子的有細胞核和線粒體，故造血干細胞發生過程①DNA復制和過程②轉錄的場所有細胞核和線粒體，A錯誤；
轉錄時α鏈及其模板鏈中鳥嘌呤(G)分別占27%、17%，根據堿基互補配對原則可得出模板鏈的C占27%，則模板鏈C＋G占44%，因此雙鏈DNA中的C＋G占44%，雙鏈DNA分子中A＋T占56%，雙鏈中A＝T，則該α鏈對應的雙鏈DNA區段中腺嘌呤所占的堿基比例為28%，B錯誤；
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3
4
5
6
同一種tRNA的反密碼子一致，對應的密碼子一致，所以攜帶的氨基酸種類一致，C錯誤；
相同DNA在不同細胞中可能出現基因的
選擇性表達，產生的mRNA可能不同；但是控制基本生命活動的基因(管家基因)在胰島B細胞和肝細胞中都會表達，如控制呼吸酶、ATP合成酶和水解酶合成的基因，故產生的mRNA也可能相同，D正確。
1
2
3
4
5
6
6.如圖為人體內胰島素基因的表達過程。胰島素含有2條多肽鏈，其中A鏈含有21個氨基酸，B鏈含有30個氨基酸，含有3個二硫鍵，(二硫鍵是由2個－SH連接而成)。下列說法正確的是
A.過程①以核糖核苷酸為原料，DNA聚合酶催化該過程
B.過程②發生在細胞質中，需要3種
RNA參與
C.胰島素基因的兩條鏈分別控制A、
B兩條肽鏈的合成
D.51個氨基酸形成胰島素后，相對分子質量比原來減少了882
√
1
2
3
4
5
6
轉錄是以基因的一條鏈為模板，胰島素基因的一條鏈控制胰島素分子中A、B兩條肽鏈的合成，C錯誤；
51個氨基酸形成胰島素后，其相對分子質量的減少量＝脫水數×18＋形成的二硫鍵×2＝49×18＋3×2＝888，D錯誤。
1
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3
4
5
返回
6
考點二
中心法則的提出及其發展
1.遺傳信息的傳遞過程
2.DNA復制、轉錄、翻譯、逆轉錄和RNA復制的比較
項目 DNA復制 轉錄 翻譯 逆轉錄 RNA復制
場所 主要細胞核 主要細胞核 核糖體 宿主細胞 宿主細胞
模板 DNA的兩條鏈 DNA的一條鏈 mRNA RNA RNA
原料 ______________ _____________ ___________ ________________ ________________
酶 ______________________ ____________ 縮合反應 的酶 逆轉錄酶 RNA聚合酶
能量 ATP提供
4種脫氧核苷酸
4種核糖核苷酸
21種氨基酸
4種脫氧核
苷酸
4種核糖核
苷酸
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
項目 DNA復制 轉錄 翻譯 逆轉錄 RNA復制
堿基互補配對原則 G－C、C－G
___________ ____________ ____________ ____________ ____________
產物 兩個子 代DNA RNA 多肽鏈 DNA RNA
信息傳遞 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋白質 RNA→DNA RNA→RNA
意義 前后代之間傳遞遺傳 信息 表達遺傳信息 表達遺傳信息 通過宿主細胞傳遞遺傳信息， 合成蛋白質 前后代之間傳遞遺傳信息
A－T、T－A
A－U、T－A
A－U、U－A
A－T、U－A
A－U、U－A
(1)少數生物(如一些RNA病毒)的遺傳信息可以從RNA流向RNA以及從RNA流向DNA(　　)
(2)HIV中能完成逆轉錄過程(　　)
提示　HIV病毒是逆轉錄病毒，在宿主細胞中完成逆轉錄過程。
√
×
(3)轉錄與DNA復制都遵循堿基互補配對原則，且配對方式相同(　　)
×
提示　轉錄和復制的過程都遵循堿基互補配對原則，轉錄過程中堿基互補配對的方式是A－U、T－A、C－G和G－C，復制過程中堿基互補配對的方式是A－T、T－A、C－G和G－C。
(4)中心法則涉及的全部過程均可發生在正常人體細胞內(　　)
×
提示　正常細胞中往往不會發生逆轉錄和RNA復制過程。
(5)如圖表示中心法則，則過程⑤有半保留復制的特點，過程⑥發生在核糖體上(　　)
×
提示　過程⑤為RNA復制過程，不具有半保留復制的特點，過程⑥為翻譯過程，發生在核糖體上。
某種冠狀病毒是一種單股正鏈RNA(＋RNA)病毒，其＋RNA進入人體細胞后，既可以作為合成－RNA的模板，也可以作為合成相關酶和蛋白質外殼的模板，而－RNA又可以作為合成＋RNA的模板，最后組裝成子代病毒顆粒，如圖所示。
(1)圖中過程③④⑤發生的場所？圖中相關酶與RNA聚合酶的合成先后順序是怎樣的？并說明理由。
提示　過程③④⑤發生在宿主細胞的核糖體上；先合成相關酶，再合成RNA聚合酶；RNA聚合酶的合成需要相關酶的催化。
(2)圖中過程①所需的嘌呤類核苷酸數目與過程②所需的嘧啶類核苷酸數目有何特點？
提示　所需的這兩類核苷酸數目相等。
(3)圖中＋RNA的作用有哪些？
提示　作為遺傳物質，指導－RNA的合成；作為翻譯的模板。
(4)某人感染這種病毒并痊愈后，在短時間內再次接觸該病毒時，可能會再次感染該病。請說明原因。
提示　RNA為單鏈結構，不穩定，易
發生基因突變(或變異率高)。
(5)引發手足口病的腸道病毒EV71也具有類似于如圖的過程。嬰幼兒患病后，一般一周左右會自愈。研究自愈機制時發現，該病毒正鏈RNA入侵后，在患者體內經過修飾后會生成雙鏈siRNA，隨后正義鏈RNA(＋RNA)被降解，反義鏈(－RNA)被保留，
提示　抑制了EV71的(＋RNA的)復制和翻譯過程。
反義鏈與后來入侵的正鏈RNA互補配對，并誘導正義鏈RNA被核糖核酸酶降解。從中心法則信息傳遞的角度分析，患者自愈的原因是什么？
(6)與HIV相比，煙草花葉病毒在繁殖過程中不會出現的堿基配對情況？在形成子代病毒的過程中，HIV和煙草花葉病毒發生的遺傳信息流動不完全一樣，主要區別是什么？
提示　煙草花葉病毒在繁殖過程中不會出現A－T的配對；HIV形成子代病毒時存在逆轉錄過程，煙草花葉病毒形成子代病毒時沒有逆轉錄過程。
考向四　遺傳信息傳遞過程分析
7.(2022·浙江6月選考，16)“中心法則”反映了遺傳信息的傳遞方向，其中某過程的示意圖如下。下列敘述正確的是
A.催化該過程的酶為RNA聚合酶
B.a鏈上任意3個堿基組成一個密碼子
C.b鏈的脫氧核苷酸之間通過磷酸二酯鍵相連
D.該過程中遺傳信息從DNA向RNA傳遞
√
7
8
9
題圖所示為逆轉錄過程，催化該過程的酶為逆轉錄酶，A錯誤；
a(RNA)鏈上能決定一個氨基酸的3個相鄰堿基，組成一個密碼子，B錯誤；
b為單鏈DNA，相鄰的兩個脫氧核苷酸之間通過磷酸二酯鍵連接，C正確；
該過程為逆轉錄，遺傳信息從RNA向DNA傳遞，D錯誤。
7
8
9
8.(2021·浙江6月選考，19)某單鏈RNA病毒的遺傳物質是正鏈RNA(＋RNA)。該病毒感染宿主后，合成相應物質的過程如圖所示，其中①～④代表相應的過程。下列敘述正確的是
A.＋RNA復制出的子代RNA具有mRNA的功能
B.病毒蛋白基因以半保留復制的方式傳遞給子代
C.過程①②③的進行需要RNA聚合酶的催化
D.過程④在該病毒的核糖體中進行
√
7
8
9
結合圖示可以看出，以＋RNA復制出的子代RNA為模板合成了蛋白質，因此＋RNA復制出的子代RNA具有mRNA的功能，A正確；
病毒蛋白基因是RNA，為單鏈結構，通過兩次復制過程將基因傳遞給子代，而不是通過半保留復制傳遞給子代，B錯誤；
7
8
9
過程①②是RNA復制，原料是4種核糖核苷酸，需要RNA聚合酶的催化；而過程③是翻譯，原料是氨基酸，不需要RNA聚合酶的催化，C錯誤；
病毒不具有細胞結構，沒有核糖體，過程④在宿主細胞的核糖體中進行，D錯誤。
7
8
9
9.(2021·河北，16改編)許多抗腫瘤藥物通過干擾DNA合成及功能抑制腫瘤細胞增殖。下表為三種抗腫瘤藥物的主要作用機理。下列敘述不正確的是
7
8
9
A.羥基脲處理后，腫瘤細胞中
DNA復制和轉錄過程都出現
原料匱乏
B.放線菌素D處理后，腫瘤細胞
中DNA復制和轉錄過程都受到抑制
C.阿糖胞苷處理后，腫瘤細胞DNA復制過程中子鏈無法正常延伸
D.將三種藥物精準導入腫瘤細胞的技術可減弱它們對正常細胞的不利影響
藥物名稱 作用機理
羥基脲 阻止脫氧核糖核苷酸的合成
放線菌素D 抑制DNA的模板功能
阿糖胞苷 抑制DNA聚合酶活性
√
羥基脲阻止脫氧核糖核苷酸的合成，從而影響腫瘤細胞中DNA復制過程，而轉錄過程需要的原料是核糖核苷酸，不會受到羥基脲的影響，A錯誤；
放線菌素D通過抑制DNA的模板功能，可以抑制DNA復制和轉錄過程，因為DNA復制和轉錄均需要DNA模板，B正確；
7
8
9
阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性而影響DNA復制過程，DNA聚合酶活性受抑制后，會使腫瘤細胞DNA復制過程中子鏈無法正常延伸，C正確；
將三種藥物精準導入腫瘤細胞的技術可以抑制腫瘤細胞的增殖，由于三種藥物是精準導入腫瘤細胞，因此，可以減弱它們對正常細胞的不利影響，D正確。
7
8
9
1.RNA有三種，它們分別是 ；真核細胞中核仁受損會影響 的合成，進而影響 (細胞器)的形成。
2.mRNA上3個 的堿基決定1個氨基酸。每3個這樣的堿基叫作1個________。
3.tRNA的種類很多，但是，每種tRNA只能識別并轉運 種氨基酸。tRNA分子比mRNA小得多，其一端是攜帶氨基酸的部位，另一端有3個相鄰的堿基。每個tRNA的這3個堿基可以與mRNA上的密碼子互補配對，叫作 。
mRNA、tRNA、rRNA
rRNA
核糖體
相鄰
密碼子
反密碼子
一
4.通常，一個mRNA分子上可以相繼結合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成，因此， 。圖示中核糖體移動的方向是 __ 。
少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白質
從左向右
5.轉錄的場所：__________________________；模板： ；原料：_____________；酶： ；能量： ；遵循的原則：____________________________________；產物： 。
細胞核(主要)、線粒體、葉綠體
DNA的一條鏈
4種核糖核苷酸
RNA聚合酶
ATP
堿基互補配對(A與U、T與A、C與G、G與C)
單鏈RNA
6.翻譯的場所：________；模板：_______；原料：______；轉運工具：_______；酶；能量(ATP)；遵循的原則：___________________________
_____________；產物：_____。
核糖體
mRNA
氨基酸
tRNA
堿基互補配對(A與U、U與A、
C與G、G與C)
肽鏈
7.腦源性神經營養因子(BDNF)由兩條肽鏈構成，能夠維持和促進中樞神經系統正常的生長發育。若BDNF基因表達受阻，則會導致精神分裂癥。如圖為BDNF基因的表達及調控過程，由圖可知，miRNA－195基因調控BDNF基因表達的機理是_________
______________________________________________________，從而使BDNF基因表
達的mRNA無法與核糖體結合。精神分裂癥患者與正常人相比，丙過程_____(填“減弱”“不變”或“增強”)，若甲過程反應強度不變，則BDNF的含量將____(填“減少”“不變”或“增加”)。
增強
減少
miRNA－195表達的mRNA與BDNF基因表達的mRNA形成局部雙鏈結構
8.已知Bcl－2是一個抗凋亡基因，其編碼的蛋白質有抑制細胞凋亡的作用，MIR－15a基因的轉錄產物miRNA是真核細胞中一類不編碼蛋白質的
短序列RNA，可調節Bcl－2基因的表達，如圖所示。據圖分析，miRNA調控Bcl－2基因表達的機理是___________________
_________________________________________________________。
miRNA與Bcl－2基因轉錄生成的mRNA發生堿基互補配對形成雙鏈，阻斷翻譯過程
9.研究發現，起始密碼子AUG決定甲硫氨酸，但蛋白質的第一個氨基酸往往不是甲硫氨酸，其原因是____________________________________
__________________________________。
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翻譯生成的多肽鏈往往需要進行加工修飾，甲硫氨酸在此過程中會被剪切掉
課時精練
一、選擇題
1.下列關于圖中①②兩種核酸分子的敘述，正
確的是
A.①②中的嘌呤堿基數都等于嘧啶堿基數
B.遺傳基因在①上，密碼子位于②上
C.②是由①轉錄而來的
D.肺炎鏈球菌和T2噬菌體均含①和②
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
①是雙鏈DNA，嘌呤堿基數與嘧啶堿基數相
等，②是tRNA，嘌呤堿基數與嘧啶堿基數不
一定相等，A錯誤；
②是tRNA，密碼子位于mRNA上，反密碼子
位于tRNA上，B錯誤；
tRNA、mRNA和rRNA都是由DNA轉錄而來的，C正確；
T2噬菌體是DNA病毒，自身沒有RNA，D錯誤。
1
2
3
4
5
6
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2.(2023·邯鄲高三模擬)如圖表示細胞內遺傳信息的傳遞過程，下列有關敘述錯誤的是
A.相較于過程②和③，過程①特有的
堿基配對方式是A－T
B.真核細胞由過程②形成的mRNA和
tRNA都需要加工
C.過程③中核糖體在mRNA上的移動方向是由a到b
D.圖示tRNA可以搬運密碼子為CCA的氨基酸
√
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因為反密碼子從tRNA的3′－端→5′－端讀取，即UGG，故圖示tRNA可以搬運密碼子為ACC的氨基酸，D錯誤。
3.(2023·全國乙，5)已知某種氨基酸(簡稱甲)是一種特殊氨基酸，迄今只在某些古菌(古細菌)中發現含有該氨基酸的蛋白質。研究發現這種情況出現的原因是：這些古菌含有特異的能夠轉運甲的tRNA(表示為tRNA甲)和酶E，酶E催化甲與tRNA甲結合生成攜帶了甲的tRNA甲(表示為甲－tRNA甲)，進而將甲帶入核糖體參與肽鏈合成。已知tRNA甲可以識別大腸桿菌mRNA中特定的密碼子，從而在其核糖體上參與肽鏈的合成。若要在大腸桿菌中合成含有甲的肽鏈，則下列物質或細胞器中必須轉入大腸桿菌細胞內的是
①ATP　②甲　③RNA聚合酶　④古菌的核糖體　⑤酶E的基因　⑥tRNA甲的基因
A.②⑤⑥ B.①②⑤ C.③④⑥ D.②④⑤
√
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根據題干信息“已知tRNA甲可以識別大腸桿菌mRNA中特定的密碼子，從而在其核糖體上參與肽鏈的合成”，說明該肽鏈合成所需能量、核糖體、RNA聚合酶均由大腸桿菌提供，①③④不符合題意；
據題意可知，甲是一種特殊氨基酸，迄今只在某些古菌(古細菌)中發現含有該氨基酸的蛋白質，所以要在大腸桿菌中合成含有甲的肽鏈，必須往大腸桿菌細胞內轉入甲，②符合題意；
古菌含有特異的能夠轉運甲的tRNA和酶E，酶E催化甲與tRNA甲結合生成攜帶了甲的tRNA甲，進而將甲帶入核糖體參與肽鏈合成，所以大腸桿菌細胞內要含有tRNA甲的基因以便合成tRNA甲，大腸桿菌細胞內也要含有酶E的基因以便合成酶E，催化甲與tRNA甲結合，⑤⑥符合題意。故選A。
4.(2021·浙江1月選考，22)如圖是真核細胞遺傳信息表達中某過程的示意圖。某些氨基酸的部分密碼子(5′－端→3′－端)是：絲氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；異亮氨酸AUC、AUU；精氨酸AGA。下列敘述正確的是
A.圖中①為亮氨酸
B.圖中結構②從右向左移動
C.該過程中沒有氫鍵的形成和斷裂
D.該過程可發生在線粒體基質和細
胞核基質中
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互補配對的堿基之間通過氫鍵連接，圖示過程中，tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子互補配對時有氫鍵的形成，tRNA離開核糖體時有氫鍵的斷裂，C錯誤；
細胞核內不存在核糖體，細胞核基質中不會發生圖示的翻譯過程，D錯誤。
已知密碼子的方向為5′－端→3′－端，由圖示可知，攜帶①的tRNA上的反密碼子為UAA，與其互補配對的mRNA上的密碼子為AUU，因此氨基酸①為異亮氨酸，A錯誤；
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5.(2023·浙江1月選考，15)核糖體是蛋白質合成的場所。某細菌進行蛋白質合成時，多個核糖體串聯在一條mRNA上形成念珠狀結構——多聚核糖體(如圖所示)。多聚核糖體上合成同種肽鏈的每個核糖體都從mRNA同一位置開始翻譯，移動至相同的位置結束翻譯。多聚核糖體所包含的核糖體數量由mRNA的長度決定。下列敘述正確的是
A.圖示翻譯過程中，各核糖體從mRNA
的3′－端向5′－端移動
B.該過程中，mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子互補配對
C.圖中5個核糖體同時結合到mRNA上開始翻譯，同時結束翻譯
D.若將細菌的某基因截短，相應的多聚核糖體上所串聯的核糖體數目不會發生
變化
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圖示翻譯過程中，各核糖體從mRNA的5′－端向3′－端移動，A錯誤；
該過程中，mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子互補配對，tRNA通過識別mRNA上的密碼子攜帶相應氨基酸進入核糖體，B正確；
圖中5個核糖體結合到mRNA上開始翻譯，從識別到起始密碼子開始進行翻譯，識別到終止密碼子結束翻譯，并非是同時開始同時結束的，C錯誤；
若將細菌的某基因截短，相應的多聚核糖體上所串聯的核糖體數目可能會減少，D錯誤。
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6.(2024·廣州高三月考)Rous肉瘤病毒是誘發癌癥的一類RNA病毒，如圖表示其致病原理，下列敘述正確的是
A.過程①發生在宿主細胞內，
需要宿主細胞提供逆轉錄酶
B.過程②的目的是形成雙鏈
DNA，其中酶A是一種RNA聚合酶
C.過程③是以＋DNA為模板合成大量Rous肉瘤病毒＋RNA的過程
D.Rous肉瘤病毒致癌的過程中，宿主細胞的遺傳信息發生改變
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過程①表示逆轉錄過程，病毒是營寄生生活的生物，過程①發生在宿主細胞內，由病毒提供逆轉錄酶，A錯誤；
據圖分析，過程②表示DNA分子的復制，目的是形成雙鏈DNA，根據由酶A催化得到的產物是核糖核苷酸，判斷酶A是將RNA水解的酶，B錯誤；
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據圖分析，－DNA與＋RNA發生堿基互補配對，故過程③是以－DNA為模板合成大量Rous肉瘤病毒＋RNA的過程，C錯誤；
Rous肉瘤病毒是逆轉錄病毒，由圖可知，Rous肉瘤病毒是將病毒的RNA逆轉錄形成的DNA整合到宿主細胞的DNA上，導致宿主細胞的遺傳信息發生改變，D正確。
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7.(2024·南京高三模擬)心肌細胞過量凋亡易引起心力衰竭。如圖為心肌細胞中凋亡基因ARC表達的相關調節過程，miR－223是一種非編碼RNA。下列相關敘述正確的是
A.過程①需DNA聚合酶識別并結合啟動子
B.過程②正在合成的肽鏈的氨基酸序列相同
C.基因miR－223過度表達，可能導致心力
衰竭
D.若某RNA能與miR－223競爭性結合ARC
mRNA，則有望成為減緩心力衰竭的新藥物
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基因miR－223過度表達產生RNA與ARC
mRNA結合，從而抑制凋亡抑制因子的翻譯過程，使凋亡抑制因子合成量降低，使心肌細胞過度凋亡，可能導致心力衰竭，C正確；
若某RNA能與miR－223競爭性結合ARC mRNA，仍會抑制凋亡抑制因子的表達，使心肌細胞過度凋亡，不能減緩心力衰竭，D錯誤。
過程①是轉錄，需RNA聚合酶識別并結合啟動子，A錯誤；
過程②是翻譯，存在多聚核糖體，最終合成的肽鏈的氨基酸序列相同，B錯誤；
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8.(2024·日照高三期末)翻譯過程可分為如圖所示的三個階段，①～④表示參與翻譯的物質或結構，其中④是能引起肽鏈釋放的蛋白質。據圖分析，下列敘述正確的是
A.通常，每種①通過自身的
反密碼子識別并轉運一種
氨基酸
B.翻譯過程中，②將會沿③的a端(5′－端)向b端(3′－端)移動
C.④通過堿基互補配對識別終止密碼子UAA引起肽鏈釋放，翻譯過程終止
D.為提高翻譯效率，通常③上會相繼結合多個②，同時進行多條肽鏈的
合成
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①tRNA與氨基酸的正確識別靠的是一種酶(氨基酰－tRNA合成酶)，氨基酸中不含堿基，反密碼子不能識別氨基酸，A錯誤；
根據延伸過程中肽鏈的轉移可知，核糖體移動的方向是由b→a，即②核糖體將會沿③mRNA的b端(5′－端)向a端(3′－端)移動，B錯誤；
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④是能引起肽鏈釋放的蛋白質，不含堿基，因此不能通過堿基互補配對識別終止密碼子UAA，C錯誤；
為提高翻譯效率，通常③(mRNA)上會相繼結合多個②(核糖體)，同時進行多條肽鏈的合成，D正確。
9.真核生物的基因中含有外顯子和內含子。細胞核內剛剛轉錄而來的RNA為前體mRNA，前體mRNA中的內含子在RNA自身以及其他蛋白復合物的作用下被剪切，形成mRNA運出細胞核。如圖為前體mRNA的剪切示意圖，下列相關敘述正確的是
A.圖中的a、c分別為啟動子和終止子
B.前體mRNA能與核糖體直接結合進行
翻譯過程
C.蛋白質復合物具有識別特定核糖核苷酸序列的功能
D.前體mRNA加工形成mRNA的過程發生在細胞質基質中
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啟動子和終止子為基因上的調控序列，
圖中的a、c均為前體mRNA上的片段，
不是啟動子和終止子，A錯誤；
前體mRNA需要經過加工形成mRNA后，
才能與核糖體結合進行翻譯過程，B錯誤；
蛋白質復合物具有識別特定核糖核苷酸序列的功能，進而剪切前體mRNA，C正確；
前體mRNA加工形成mRNA的過程發生在細胞核中，形成的mRNA運出細胞核進入細胞質基質中，D錯誤。
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二、非選擇題
10.miRNA能調控基因表達，一種miRNA可調節多個基因的功能，對細胞代謝產生多重影響。細胞內miRNA的合成及調控基因表達的機制如圖所示，已知RISC是一種蛋白復合體。回答下列問題：
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(1)核基因轉錄生成miRNA的場所是______，參與該過程的酶主要是_____________。催化過程①和過程②的酶都能作用于____________(填化學鍵)，使之斷開。
細胞核
RNA聚合酶
磷酸二酯鍵
核基因存在于細胞核中，其轉錄生成miRNA的場所是細胞核，轉錄過程需要的酶是RNA聚合酶，過程①和過程②是對核基因轉錄形成的RNA進行修飾、剪切，作用的化學鍵是核苷酸之間的磷酸二酯鍵。
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(2)據圖分析，某種成熟的miRNA可通過完全互補、部分互補途徑分別抑制基因H與基因X的功能，使這兩個基因編碼的蛋白質明顯減少，其機理分別是_________
__________________________________________和__________________________
___________________________________
基因H的
mRNA降解，缺乏模板鏈不能翻譯合成
蛋白質
基因X的mRNA與miRNA結合形成雙鏈，阻止mRNA與核糖體結合，不能翻譯合成蛋白質
___________________。同一種miRNA可調節多個基因的功能，原因可能是___________________________________________。
不同基因有與同種miRNA互補配對的堿基序列
某種成熟的miRNA可通過完全互補、部分互補途徑分別抑制基因H與基因X的功能，由圖可知，miRNA與mRNA完全互補時，使mRNA降解，使細胞內缺乏模板鏈不能翻譯合成H蛋白；miRNA與mRNA部分互補時，mRNA與miRNA結合形成雙鏈，阻止mRNA與核糖體結合，
不能翻譯合成X蛋白。由于不同基因有能與同種miRNA互補配對的堿基序列，因此導致miRNA能與多個基因轉錄形成的mRNA發生堿基互補配對，進而調節多個基因的功能。
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(3)阿爾茨海默病(AD)是一種神經系統退行性疾病，與膜蛋白APP的代謝障礙有關。APP被β－分泌酶水解為N片段和β片段，后者被γ－分泌酶水解成Aβ蛋白。Aβ蛋白濃度較高時易在神經元中沉積形成淀粉樣塊，引發細胞毒性。目前，miRNA用
于AD防治在動物模型中已取得進展。綜合以上信息，提出一個用miRNA防治AD的新思路：_______________________________________
________。
設計miRNA靶向抑制γ－分泌酶(或β－分泌酶)
的合成
AD與Aβ蛋白積累有關，Aβ蛋白的代謝需要β－分泌酶和γ－分泌酶的作用，由于miRNA能與細胞內mRNA互補而抑制翻譯過程，因此可設計miRNA靶向抑制γ－分泌酶(或β－分泌酶)的合成，減少神經元中Aβ蛋白的濃度和毒性，用于防治AD。
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11.(2024·開封高三期末)轉鐵蛋白(Tf)能與細胞膜上的轉鐵蛋白受體(TfR)結合，介導含鐵的蛋白質從細胞外進入細胞內。細胞內轉鐵蛋白受體mRNA(TfR－mRNA)的穩定性受Fe3＋含量的調節(如圖)，鐵反應元件是TfR－mRNA上一段富含堿基A、U
的序列，當細胞中Fe3＋濃度高時，
鐵調節蛋白由于結合Fe3＋而不能與
鐵反應元件結合，導致TfR－mRNA
易水解。回答下列問題：
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(1)若轉鐵蛋白受體由n個氨基酸組成，指導其合成的mRNA的堿基數遠大于3n，主要原因是mRNA中有_____
_________________。若TfR基因中某堿基對發生缺失，會導致合成的肽鏈變短，其原因是_____________
大量
不翻譯的堿基序列
___________________________。
基因突變導致
mRNA上終止密碼子提前出現
指導鐵蛋白合成的mRNA的堿基序列上存在不能決定氨基酸的密碼子，即大量不翻譯的堿基序列，故合成的鐵蛋白mRNA的堿基數遠大于3n；基因內部堿基對的增添、缺失或替換可能導致mRNA上終止密碼子提前出現，進而使翻譯成的肽鏈變短。
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(2)鐵調節蛋白與Fe3＋結合會改變鐵調節蛋白的__________，當細胞中Fe3＋不足時，TfR－mRNA將______
_______________________________________，其生理意義是_________
________________________________________________。
空間結構
解，能指導合成更多的轉鐵蛋白受
體(TfR)
難被水
有利于細胞從外界吸收更多的Fe3＋，以滿足生命活動的需要
據圖分析可知，鐵調節蛋白與Fe3＋結合會改變鐵調節蛋白的空間結構。根據題意，當細胞中Fe3＋濃度低時，TfR－mRNA將難水解，能指導合成更多的轉鐵蛋白受體，有利于細胞從外界吸收更多的Fe3＋，以滿足生命活動的需要。
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的解釋________________________________________________________
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(3)原核生物的mRNA通常在轉錄完成之前便可啟動蛋白質的翻譯，但真核生物的核基因必須在mRNA形成之后才能翻譯蛋白質，針對這一差異，從細胞結構的角度給予合理
原核細胞沒有核膜，可以邊轉錄邊翻譯；真核生物有核膜，mRNA需要在細胞核形成，通過核孔運出細胞核后才能與核糖體結合進行翻譯
12.(2024·南通高三調研)人禽流感是感染禽流感病毒后引起的以呼吸道癥狀為主的臨床綜合征。禽流感病毒的遺傳物質為單鏈－RNA，如圖為禽流感病毒入侵細胞后的增殖示意圖。請
回答下列問題：
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(1)禽流感病毒通過______(方式)進入細胞。由于內涵體pH較低，導致囊膜蛋白__________改變，內涵體的兩層膜發生融合，釋放病毒衣殼進入細胞質。
胞吞
空間結構
由題圖可知，禽流感病毒通過胞吞進入細胞。高溫、過酸、過堿會改變蛋白質的空間結構，使其失活。由于內涵體pH較低，導致囊膜蛋白空間結構改變，內涵體的兩層膜發生融合，釋放病毒衣殼進入細胞質。
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(2)過程②需要_____________催化形成多種mRNA；過程③利用________作為原料，參與該過程的RNA除了mRNA外還有_______________。
RNA聚合酶
氨基酸
tRNA、rRNA
過程②為轉錄過程，需要RNA聚合酶催化形成多種mRNA；過程③為翻譯過程，利用氨基酸作為原料，參與該過程的RNA除了mRNA外還有tRNA和rRNA。tRNA轉運氨基酸至核糖體，rRNA是核糖體的組成部分。
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(3)在________(場所)合成的病毒蛋白進入細胞核與病毒－RNA結合，初步裝配形成核蛋白核心；另一些病毒蛋白需經過____________________加工后轉移到細胞膜上。
核糖體
內質網和高爾基體
核糖體是蛋白質的合成場所，內質網和高爾基體是蛋白質的加工場所，在核糖體合成的病毒蛋白進入細胞核與病毒－RNA結合，初步裝配形成核蛋白核心；另一些病毒蛋白需經過內質網和高爾基體加工后轉移到細胞膜上。
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(4)病毒的一條－RNA共含有m個堿基，其中腺嘌呤、尿嘧啶的數量分別為a、b，則以該－RNA為模板合成一條子代－RNA，共需要消耗___________個胞嘧啶核糖核苷酸。
m－a－b
以－RNA為模板合成一條子代－RNA，需要先以－RNA為模板合成一條＋RNA，再以這條＋RNA為模板合成－RNA。
－RNA與＋RNA是堿基互補配對關系，以－RNA為模板合成一條子代＋RNA需要消耗的胞嘧啶核糖核苷酸的數目等于－RNA中鳥嘌呤的數目，
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以這條＋RNA為模板合成－RNA需要消耗的胞嘧啶核糖核苷酸的數目等于＋RNA中鳥嘌呤的數目，也就是－RNA中胞嘧啶的數目，因此整個過程中需要的胞嘧啶核糖核苷酸的數目為－RNA中鳥嘌呤和胞嘧啶核糖核苷酸數目之和，即m－a－b。
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(5)已知禽流感病毒基因中一個堿基發生替換，導致病毒蛋白H的第627位氨基酸由谷氨酸(密碼子為GAA或GAG)變成賴氨酸(密碼子為AAA或AAG)，請推測禽流感病毒基因中堿基的變化情況是_________。
C→U
已知禽流感病毒基因中一個堿基發生替換，導致病毒蛋白H的第627位氨基酸由谷氨酸(密碼子為GAA或GAG)變成賴氨酸(密碼子為AAA或AAG)，密碼子中的G變為A，根據堿基互補配對原則，那么基因模板中的堿基變化應該是C變為U。
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(6)蛋白H是病毒基因組復制過程中的關鍵蛋白。科研人員將能與蛋白H的mRNA完全配對的干擾RNA導入宿主細胞，可起到抗病毒的效果，其機理是_______________________________
_________________________________。
抑制翻譯過程使蛋白H不能合成，阻止病毒基因的復制從而阻止其增殖
將能與蛋白H的mRNA完全配對的干擾RNA導入宿主細胞，導致蛋白H的mRNA無法作為翻譯的模板，抑制翻譯過程使蛋白H不能合成，阻止病毒基因的復制從而阻止其增殖。
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返回第31課時　基因的表達
課標要求 概述DNA分子上的遺傳信息通過RNA指導蛋白質的合成。
考情分析 1.遺傳信息的轉錄和翻譯 2023·浙江1月選考·T15　2023·全國乙·T5　2023·江蘇·T6　2023·湖南·T12　 2023·山東·T1　2022·湖南·T14　2021·遼寧·T17 2021·河北·T8 2021·廣東·T7　2021·浙江1月選考·T22
2.中心法則 2022·河北·T9　2022·浙江6月選考·T16　2021·浙江6月選考·T19 2021·河北·T16　
考點一　遺傳信息的轉錄和翻譯
1．RNA的結構、種類和功能
鏈接教材　必修2 P67“圖4－6”：tRNA含有(填“含有”或“不含有”)氫鍵，一個tRNA分子中不是(填“是”或“不是”)只有3個堿基。
2．遺傳信息的轉錄
鏈接教材　必修2 P65“圖4－4”：
(1)一個基因轉錄時以基因的一條鏈為模板，一個DNA分子上的所有基因的模板鏈不一定(填“一定”或“不一定”)相同。
(2)轉錄方向的判定方法：已合成的mRNA釋放的一端(5′－端)為轉錄的起始方向。
(3)源于必修2 P64～65“正文”：RNA適合作為信使的原因：RNA由核糖核苷酸連接而成，可以攜帶遺傳信息；一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細胞核轉移到細胞質中。
3．遺傳信息的翻譯
拓展鏈接　真核細胞和原核細胞基因表達過程差異
4．遺傳信息、密碼子與反密碼子之間的聯系
鏈接教材　必修2 P67“思考·討論”：幾乎所有的生物體都共用一套密碼子，這體現了密碼子的通用性，說明當今生物可能有著共同的起源。
判斷正誤
(1)一個DNA轉錄只能轉錄出1條、1種mRNA(　×　)
提示　轉錄的單位是基因，一個DNA上可有許多個基因，不同基因轉錄出的RNA不同。
(2)DNA聚合酶和RNA聚合酶的結合位點分別位于DNA和RNA上(　×　)
提示　DNA聚合酶和RNA聚合酶的結合位點都位于DNA上。
(3)DNA復制和轉錄過程中都需要經過解旋，因此都需要解旋酶(　×　)
提示　DNA復制和轉錄過程中都需要解旋，但DNA復制過程需要解旋酶，轉錄過程不需要解旋酶。
(4)每種氨基酸都對應多個密碼子，每個密碼子都決定一種氨基酸(　×　)
提示　有的氨基酸只對應一個密碼子，如甲硫氨酸；有的密碼子不決定氨基酸，如終止密碼子。
(5)密碼子的簡并有利于提高轉錄的速率(　×　)
提示　遺傳密碼子的簡并使得一種氨基酸可以由一種或幾種tRNA轉運，進而可以提高翻譯的速率。
(6)如圖為某生物細胞內發生的一系列生理變化，X表示某種酶，則過程Ⅰ在細胞核內進行，過程Ⅱ在細胞質內進行(　×　)
提示　圖中轉錄和翻譯同時進行，說明該細胞為原核細胞，原核細胞沒有細胞核。
(7)如圖為細胞通過翻譯形成蛋白質的過程，mRNA移動方向是從左到右，丙氨酸只能由該tRNA轉運(　×　)
提示　圖示為細胞通過翻譯形成蛋白質的過程，根據tRNA進出核糖體情況確定核糖體的移動方向是從左向右。又因為密碼子具有簡并性，丙氨酸還能由別的tRNA轉運。
細胞中基因表達過程受到多水平的調控，包括轉錄前調控、轉錄調控、轉錄后調控、翻譯調控和翻譯后調控，每一水平的調控都會實現基因的選擇性表達。 請結合下面信息思考回答相關問題：
1．操縱元是原核細胞基因表達調控的一種組織形式，它由啟動子、結構基因(編碼蛋白基因)、終止子等部分組成。如圖表示大腸桿菌細胞中核糖體蛋白(RP)合成及調控過程，圖中①②表示相關生理過程，mRNA上的RBS是核糖體結合位點。
(1)RP基因操縱元的基本組成單位是脫氧核苷酸。①表示的生理過程是轉錄，合成的產物中相鄰兩個核苷酸分子之間形成的化學鍵叫作磷酸二酯鍵。過程②中核糖體在mRNA上的移動方向是5′－端→3′－端(填“3′－端→5′－端”或“5′－端→3′－端”)，該過程中還需要的RNA有tRNA、rRNA。
(2)過程①②進行的場所與真核細胞的是否相同？并說明理由。
提示　過程①進行的場所與真核細胞不同，過程①主要發生在擬核中，而真核細胞主要發生在細胞核中；過程②進行的場所與真核細胞是相同的，都在核糖體中。
(3)RP1中有一段氨基酸序列為“—絲氨酸—組氨酸—谷氨酸—”，轉運絲氨酸、組氨酸和谷氨酸的tRNA上的相應堿基序列分別為AGA、GUG、CUU，則基因1中決定該氨基酸序列的模板鏈堿基序列為—AGAGTGCTT—。
(4)圖示表明，當細胞中缺乏足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白RP1能與mRNA分子上的RBS位點結合，從而導致mRNA不能與核糖體結合，進而終止核糖體蛋白質的合成。這種調節機制的意義是什么？
提示　既保證細胞內rRNA與核糖體在數量上的平衡，又可以減少不必要的物質和能量浪費。
(5)由RP基因操縱元轉錄的原始RNA往往含有無效的核苷酸片段，需要經相關酶剪除后再與核糖體結合，否則會形成異常的mRNA。若異常mRNA合成了蛋白質，則該蛋白質的氨基酸數目不一定(填“一定”或“不一定”)比正常蛋白質的多，請說明理由。
提示　未剪除的核苷酸片段可能會造成終止密碼子提前出現。
2．如圖是真核細胞內基因表達的示意圖。圖中一個基因可由若干個外顯子與內含子組成，基因被轉錄后經拼接加工把內含子轉錄出的片段切除，就形成了成熟mRNA。則：
(1)圖中基因2的兩條鏈都可以作為轉錄的模板嗎？為什么？圖中基因1、2和3模板鏈一定都在圖示DNA分子的同一條鏈上嗎？
提示　基因2的兩條鏈不可以都作為轉錄的模板；因為轉錄時只能以基因2的一條鏈為模板。圖中基因1、2和3模板鏈不一定都在圖示DNA分子的同一條鏈上。
(2)圖中c所指的3條鏈最終的氨基酸序列是否相同？為什么？
提示　圖中c所指的3條鏈最終的氨基酸序列相同；因為這3條鏈的模板相同(均為a)。
(3)圖中信息顯示，一條mRNA分子上可結合多個核糖體，這有什么意義？圖中核糖體移動的方向是什么？
提示　少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白質。圖中核糖體移動的方向為由左向右。
(4)翻譯過程中，核糖體是如何使肽鏈延伸和終止的？從核糖體上脫落下來的是有特定功能的成熟蛋白質嗎？
提示　翻譯過程中，核糖體在mRNA上移動并依次讀取密碼子，進行肽鏈的合成，直到讀取到mRNA上的終止密碼子，合成才能終止。剛從核糖體上脫落下來的物質只能稱之為多肽，其必須經過一定的加工才能成為具有特定功能的成熟蛋白質。
(5)由圖中信息可知，轉錄水平調控不僅控制基因能否轉錄，還控制轉錄次數。加工水平調控為我們理解基因控制生物性狀體現的一因多效(填“多因一效”“一因一效”或“一因多效”)提供了理論依據。
考向一　遺傳信息、密碼子、反密碼子的分析
1．(2024·鄭州高三月考)如圖表示大腸桿菌遺傳信息的表達過程，下列敘述正確的是(　　)
A．DNA轉錄形成c過程發生在細胞核中
B．翻譯時核糖體在c上的移動方向是②→①
C．在DNA解旋酶的作用下以b鏈為模板合成c鏈
D．圖中tRNA攜帶的天冬氨酸對應的密碼子是5′－UAG－3′
答案　B
解析　大腸桿菌為原核生物，沒有細胞核，A錯誤；翻譯是沿著mRNA的5′－端→3′－端方向進行的，tRNA的3′－端是結合氨基酸的部位，tRNA能與mRNA上的密碼子堿基互補配對，推測c的②是5′－端，因此翻譯時核糖體在c上的移動方向是②→①，B正確；在RNA聚合酶的作用下，以b鏈為模版合成c鏈，C錯誤；圖中tRNA攜帶的天冬氨酸對應的密碼子是5′－GAU－3′，D錯誤。
2．生物體中編碼tRNA的DNA某些堿基改變后，可以產生被稱為校正tRNA的分子。某種突變產生了一種攜帶甘氨酸但是識別精氨酸遺傳密碼的tRNA。tRNA上識別遺傳密碼的三個堿基稱為反密碼子。下列敘述錯誤的是(　　)
A．tRNA分子上的反密碼子并不決定其攜帶的氨基酸種類
B．新合成的多肽鏈中，原來精氨酸的位置可被替換為甘氨酸
C．此種突變改變了編碼蛋白質氨基酸序列的遺傳密碼序列
D．校正tRNA分子的存在可以彌補某些突變引發的遺傳缺陷
答案　C
解析　根據題干信息可知，此種突變發生在編碼tRNA的DNA序列上，且產生了校正tRNA分子，并沒有改變編碼蛋白質氨基酸序列的遺傳密碼序列，C錯誤。
考向二　轉錄和翻譯過程的分析
3．發夾結構是指單鏈RNA分子的局部區域，由于存在二重對稱區，通過自身回折使得互補的堿基相遇結合而成的一種二級結構，發夾結構能阻止RNA聚合酶繼續移動。如圖表示某mRNA的發夾結構及相應基因上相對應的堿基序列。下列敘述正確的是(　　)
A．圖中的T和A分別代表一種核苷酸
B．圖中②鏈為轉錄的模板鏈
C．發夾結構的形成利于直接控制翻譯而不是轉錄
D．發夾結構富含G－C堿基對，利于提高mRNA的穩定性
答案　D
解析　圖中既有DNA又有RNA，其中T代表胸腺嘧啶脫氧核苷酸，A代表腺嘌呤脫氧核苷酸或腺嘌呤核糖核苷酸，A錯誤；根據堿基互補配對原則可知，①鏈的堿基與③鏈的堿基互補配對，故①鏈為轉錄的模板鏈，B錯誤；題中顯示，發夾結構能阻止RNA聚合酶繼續移動，因此該結構的形成利于直接控制轉錄的終止，C錯誤；發夾結構富含G－C堿基對，G－C堿基對之間有三個氫鍵，因而利于提高mRNA的穩定性，D正確。
4．(2023·江蘇，6)翻譯過程如圖所示，其中反密碼子第1位堿基常為次黃嘌呤(I)，與密碼子第3位堿基A、U、C皆可配對。下列相關敘述正確的是(　　)
A．tRNA分子內部不發生堿基互補配對
B．反密碼子為5′－CAU－3′的tRNA可轉運多種氨基酸
C．mRNA的每個密碼子都能結合相應的tRNA
D．堿基I與密碼子中堿基配對的特點，有利于保持物種遺傳的穩定性
答案　D
解析　tRNA鏈存在空間折疊，局部雙鏈之間通過堿基對相連，A錯誤；反密碼子為5′－CAU－3′的tRNA只能與密碼子3′－GUA－5′配對，只能攜帶一種氨基酸，B錯誤；mRNA中有終止密碼子，核糖體讀取到終止密碼子時翻譯結束，終止密碼子沒有相應的tRNA結合，C錯誤；由題意可知，在密碼子第3位的堿基A、U或C可與反密碼子第1位的I配對，這種配對方式增加了反密碼子與密碼子識別的靈活性，提高了容錯率，有利于保持物種遺傳的穩定性，D正確。
考向三　基因表達中的有關計算
5．如圖①②③分別表示人體細胞中發生的3種生物大分子的合成過程，下列敘述正確的是(　　)
A．造血干細胞發生①②過程的場所是細胞核
B．已知過程②的α鏈及其模板鏈中鳥嘌呤分別占27%、17%，該α鏈對應的雙鏈DNA區段中腺嘌呤所占的堿基比例為24%
C．同一種tRNA攜帶的氨基酸種類可能不同
D．胰島B細胞和肝細胞的相同DNA進行過程②時產生的mRNA可能相同
答案　D
解析　造血干細胞中，含有DNA分子的有細胞核和線粒體，故造血干細胞發生過程①DNA復制和過程②轉錄的場所有細胞核和線粒體，A錯誤；轉錄時α鏈及其模板鏈中鳥嘌呤(G)分別占27%、17%，根據堿基互補配對原則可得出模板鏈的C占27%，則模板鏈C＋G占44%，因此雙鏈DNA中的C＋G占44%，雙鏈DNA分子中A＋T占56%，雙鏈中A＝T，則該α鏈對應的雙鏈DNA區段中腺嘌呤所占的堿基比例為28%，B錯誤；同一種tRNA的反密碼子一致，對應的密碼子一致，所以攜帶的氨基酸種類一致，C錯誤；相同DNA在不同細胞中可能出現基因的選擇性表達，產生的mRNA可能不同；但是控制基本生命活動的基因(管家基因)在胰島B細胞和肝細胞中都會表達，如控制呼吸酶、ATP合成酶和水解酶合成的基因，故產生的mRNA也可能相同，D正確。
6．如圖為人體內胰島素基因的表達過程。胰島素含有2條多肽鏈，其中A鏈含有21個氨基酸，B鏈含有30個氨基酸，含有3個二硫鍵，(二硫鍵是由2個－SH連接而成)。下列說法正確的是(　　)
A．過程①以核糖核苷酸為原料，DNA聚合酶催化該過程
B．過程②發生在細胞質中，需要3種RNA參與
C．胰島素基因的兩條鏈分別控制A、B兩條肽鏈的合成
D．51個氨基酸形成胰島素后，相對分子質量比原來減少了882
答案　B
解析　轉錄是以基因的一條鏈為模板，胰島素基因的一條鏈控制胰島素分子中A、B兩條肽鏈的合成，C錯誤；51個氨基酸形成胰島素后，其相對分子質量的減少量＝脫水數×18＋形成的二硫鍵×2＝49×18＋3×2＝888，D錯誤。
考點二　中心法則的提出及其發展
1．遺傳信息的傳遞過程
2．DNA復制、轉錄、翻譯、逆轉錄和RNA復制的比較
項目 DNA復制 轉錄 翻譯 逆轉錄 RNA復制
場所 主要細胞核 主要細胞核 核糖體 宿主細胞 宿主細胞
模板 DNA的兩條鏈 DNA的一條鏈 mRNA RNA RNA
原料 4種脫氧核苷酸 4種核糖核苷酸 21種氨基酸 4種脫氧核苷酸 4種核糖核苷酸
酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 縮合反應的酶 逆轉錄酶 RNA聚合酶
能量 ATP提供
堿基互補配對原則 G－C、C－G
A－T、T－A A－U、T－A A－U、U－A A－T、U－A A－U、U－A
產物 兩個子代DNA RNA 多肽鏈 DNA RNA
信息傳遞 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋白質 RNA→DNA RNA→RNA
意義 前后代之間傳遞遺傳信息 表達遺傳信息 表達遺傳信息 通過宿主細胞傳遞遺傳信息，合成蛋白質 前后代之間傳遞遺傳信息
判斷正誤
(1)少數生物(如一些RNA病毒)的遺傳信息可以從RNA流向RNA以及從RNA流向DNA(　√　)
(2)HIV中能完成逆轉錄過程(　×　)
提示　HIV病毒是逆轉錄病毒，在宿主細胞中完成逆轉錄過程。
(3)轉錄與DNA復制都遵循堿基互補配對原則，且配對方式相同(　×　)
提示　轉錄和復制的過程都遵循堿基互補配對原則，轉錄過程中堿基互補配對的方式是A－U、T－A、C－G和G－C，復制過程中堿基互補配對的方式是A－T、T－A、C－G和G－C。
(4)中心法則涉及的全部過程均可發生在正常人體細胞內(　×　)
提示　正常細胞中往往不會發生逆轉錄和RNA復制過程。
(5)如圖表示中心法則，則過程⑤有半保留復制的特點，過程⑥發生在核糖體上(　×　)
提示　過程⑤為RNA復制過程，不具有半保留復制的特點，過程⑥為翻譯過程，發生在核糖體上。
某種冠狀病毒是一種單股正鏈RNA(＋RNA)病毒，其＋RNA進入人體細胞后，既可以作為合成－RNA的模板，也可以作為合成相關酶和蛋白質外殼的模板，而－RNA又可以作為合成＋RNA的模板，最后組裝成子代病毒顆粒，如圖所示。
(1)圖中過程③④⑤發生的場所？圖中相關酶與RNA聚合酶的合成先后順序是怎樣的？并說明理由。
提示　過程③④⑤發生在宿主細胞的核糖體上；先合成相關酶，再合成RNA聚合酶；RNA聚合酶的合成需要相關酶的催化。
(2)圖中過程①所需的嘌呤類核苷酸數目與過程②所需的嘧啶類核苷酸數目有何特點？
提示　所需的這兩類核苷酸數目相等。
(3)圖中＋RNA的作用有哪些？
提示　作為遺傳物質，指導－RNA的合成；作為翻譯的模板。
(4)某人感染這種病毒并痊愈后，在短時間內再次接觸該病毒時，可能會再次感染該病。請說明原因。
提示　RNA為單鏈結構，不穩定，易發生基因突變(或變異率高)。
(5)引發手足口病的腸道病毒EV71也具有類似于如圖的過程。嬰幼兒患病后，一般一周左右會自愈。研究自愈機制時發現，該病毒正鏈RNA入侵后，在患者體內經過修飾后會生成雙鏈siRNA，隨后正義鏈RNA(＋RNA)被降解，反義鏈(－RNA)被保留，反義鏈與后來入侵的正鏈RNA互補配對，并誘導正義鏈RNA被核糖核酸酶降解。從中心法則信息傳遞的角度分析，患者自愈的原因是什么？
提示　抑制了EV71的(＋RNA的)復制和翻譯過程。
(6)與HIV相比，煙草花葉病毒在繁殖過程中不會出現的堿基配對情況？在形成子代病毒的過程中，HIV和煙草花葉病毒發生的遺傳信息流動不完全一樣，主要區別是什么？
提示　煙草花葉病毒在繁殖過程中不會出現A－T的配對；HIV形成子代病毒時存在逆轉錄過程，煙草花葉病毒形成子代病毒時沒有逆轉錄過程。
考向四　遺傳信息傳遞過程分析
7．(2022·浙江6月選考，16)“中心法則”反映了遺傳信息的傳遞方向，其中某過程的示意圖如下。下列敘述正確的是(　　)
A．催化該過程的酶為RNA聚合酶
B．a鏈上任意3個堿基組成一個密碼子
C．b鏈的脫氧核苷酸之間通過磷酸二酯鍵相連
D．該過程中遺傳信息從DNA向RNA傳遞
答案　C
解析　題圖所示為逆轉錄過程，催化該過程的酶為逆轉錄酶，A錯誤；a(RNA)鏈上能決定一個氨基酸的3個相鄰堿基，組成一個密碼子，B錯誤；b為單鏈DNA，相鄰的兩個脫氧核苷酸之間通過磷酸二酯鍵連接，C正確；該過程為逆轉錄，遺傳信息從RNA向DNA傳遞，D錯誤。
8．(2021·浙江6月選考，19)某單鏈RNA病毒的遺傳物質是正鏈RNA(＋RNA)。該病毒感染宿主后，合成相應物質的過程如圖所示，其中①～④代表相應的過程。下列敘述正確的是(　　)
A．＋RNA復制出的子代RNA具有mRNA的功能
B．病毒蛋白基因以半保留復制的方式傳遞給子代
C．過程①②③的進行需要RNA聚合酶的催化
D．過程④在該病毒的核糖體中進行
答案　A
解析　結合圖示可以看出，以＋RNA復制出的子代RNA為模板合成了蛋白質，因此＋RNA復制出的子代RNA具有mRNA的功能，A正確；病毒蛋白基因是RNA，為單鏈結構，通過兩次復制過程將基因傳遞給子代，而不是通過半保留復制傳遞給子代，B錯誤；過程①②是RNA復制，原料是4種核糖核苷酸，需要RNA聚合酶的催化；而過程③是翻譯，原料是氨基酸，不需要RNA聚合酶的催化，C錯誤；病毒不具有細胞結構，沒有核糖體，過程④在宿主細胞的核糖體中進行，D錯誤。
9．(2021·河北，16改編)許多抗腫瘤藥物通過干擾DNA合成及功能抑制腫瘤細胞增殖。下表為三種抗腫瘤藥物的主要作用機理。下列敘述不正確的是(　　)
藥物名稱 作用機理
羥基脲 阻止脫氧核糖核苷酸的合成
放線菌素D 抑制DNA的模板功能
阿糖胞苷 抑制DNA聚合酶活性
A.羥基脲處理后，腫瘤細胞中DNA復制和轉錄過程都出現原料匱乏
B．放線菌素D處理后，腫瘤細胞中DNA復制和轉錄過程都受到抑制
C．阿糖胞苷處理后，腫瘤細胞DNA復制過程中子鏈無法正常延伸
D．將三種藥物精準導入腫瘤細胞的技術可減弱它們對正常細胞的不利影響
答案　A
解析　羥基脲阻止脫氧核糖核苷酸的合成，從而影響腫瘤細胞中DNA復制過程，而轉錄過程需要的原料是核糖核苷酸，不會受到羥基脲的影響，A錯誤；放線菌素D通過抑制DNA的模板功能，可以抑制DNA復制和轉錄過程，因為DNA復制和轉錄均需要DNA模板，B正確；阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性而影響DNA復制過程，DNA聚合酶活性受抑制后，會使腫瘤細胞DNA復制過程中子鏈無法正常延伸，C正確；將三種藥物精準導入腫瘤細胞的技術可以抑制腫瘤細胞的增殖，由于三種藥物是精準導入腫瘤細胞，因此，可以減弱它們對正常細胞的不利影響，D正確。
1．RNA有三種，它們分別是mRNA、tRNA、rRNA；真核細胞中核仁受損會影響rRNA的合成，進而影響核糖體(細胞器)的形成。
2．mRNA上3個相鄰的堿基決定1個氨基酸。每3個這樣的堿基叫作1個密碼子。
3．tRNA的種類很多，但是，每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸。tRNA分子比mRNA小得多，其一端是攜帶氨基酸的部位，另一端有3個相鄰的堿基。每個tRNA的這3個堿基可以與mRNA上的密碼子互補配對，叫作反密碼子。
4．通常，一個mRNA分子上可以相繼結合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白質。圖示中核糖體移動的方向是從左向右。
5．轉錄的場所：細胞核(主要)、線粒體、葉綠體；模板：DNA的一條鏈；原料：4種核糖核苷酸；酶：RNA聚合酶；能量：ATP；遵循的原則：堿基互補配對(A與U、T與A、C與G、G與C)；產物：單鏈RNA。
6．翻譯的場所：核糖體；模板：mRNA；原料：氨基酸；轉運工具：tRNA；酶；能量(ATP)；遵循的原則：堿基互補配對(A與U、U與A、C與G、G與C)；產物：肽鏈。
7．腦源性神經營養因子(BDNF)由兩條肽鏈構成，能夠維持和促進中樞神經系統正常的生長發育。若BDNF基因表達受阻，則會導致精神分裂癥。如圖為BDNF基因的表達及調控過程，由圖可知，miRNA－195基因調控BDNF基因表達的機理
是miRNA－195表達的mRNA與BDNF基因表達的mRNA形成局部雙鏈結構，從而使BDNF基因表達的mRNA無法與核糖體結合。精神分裂癥患者與正常人相比，丙過程_增強(填“減弱”“不變”或“增強”)，若甲過程反應強度不變，則BDNF的含量將_減少(填“減少”“不變”或“增加”)。
8．已知Bcl－2是一個抗凋亡基因，其編碼的蛋白質有抑制細胞凋亡的作用，MIR－15a基因的轉錄產物miRNA是真核細胞中一類不編碼蛋白質的短序列RNA，可調節Bcl－2基因的表達，如圖所示。 據圖分析，miRNA調控Bcl－2基因表達的機理是miRNA與Bcl－2基因轉錄生成的mRNA發生堿基互補配對形成雙鏈，阻斷翻譯過程。
9．研究發現，起始密碼子AUG決定甲硫氨酸，但蛋白質的第一個氨基酸往往不是甲硫氨酸，其原因是翻譯生成的多肽鏈往往需要進行加工修飾，甲硫氨酸在此過程中會被剪切掉。
課時精練
一、選擇題
1.下列關于圖中①②兩種核酸分子的敘述，正確的是(　　)
A．①②中的嘌呤堿基數都等于嘧啶堿基數
B．遺傳基因在①上，密碼子位于②上
C．②是由①轉錄而來的
D．肺炎鏈球菌和T2噬菌體均含①和②
答案　C
解析　①是雙鏈DNA，嘌呤堿基數與嘧啶堿基數相等，②是tRNA，嘌呤堿基數與嘧啶堿基數不一定相等，A錯誤；②是tRNA，密碼子位于mRNA上，反密碼子位于tRNA上，B錯誤；tRNA、mRNA和rRNA都是由DNA轉錄而來的，C正確；T2噬菌體是DNA病毒，自身沒有RNA，D錯誤。
2．(2023·邯鄲高三模擬)如圖表示細胞內遺傳信息的傳遞過程，下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．相較于過程②和③，過程①特有的堿基配對方式是A－T
B．真核細胞由過程②形成的mRNA和tRNA都需要加工
C．過程③中核糖體在mRNA上的移動方向是由a到b
D．圖示tRNA可以搬運密碼子為CCA的氨基酸
答案　D
解析　因為反密碼子從tRNA的3′－端→5′－端讀取，即UGG，故圖示tRNA可以搬運密碼子為ACC的氨基酸，D錯誤。
3．(2023·全國乙，5)已知某種氨基酸(簡稱甲)是一種特殊氨基酸，迄今只在某些古菌(古細菌)中發現含有該氨基酸的蛋白質。研究發現這種情況出現的原因是：這些古菌含有特異的能夠轉運甲的tRNA(表示為tRNA甲)和酶E，酶E催化甲與tRNA甲結合生成攜帶了甲的tRNA甲(表示為甲－tRNA甲)，進而將甲帶入核糖體參與肽鏈合成。已知tRNA甲可以識別大腸桿菌mRNA中特定的密碼子，從而在其核糖體上參與肽鏈的合成。若要在大腸桿菌中合成含有甲的肽鏈，則下列物質或細胞器中必須轉入大腸桿菌細胞內的是(　　)
①ATP　②甲　③RNA聚合酶　④古菌的核糖體　⑤酶E的基因　⑥tRNA甲的基因
A．②⑤⑥ B．①②⑤
C．③④⑥ D．②④⑤
答案　A
解析　根據題干信息“已知tRNA甲可以識別大腸桿菌mRNA中特定的密碼子，從而在其核糖體上參與肽鏈的合成”，說明該肽鏈合成所需能量、核糖體、RNA聚合酶均由大腸桿菌提供，①③④不符合題意；據題意可知，甲是一種特殊氨基酸，迄今只在某些古菌(古細菌)中發現含有該氨基酸的蛋白質，所以要在大腸桿菌中合成含有甲的肽鏈，必須往大腸桿菌細胞內轉入甲，②符合題意；古菌含有特異的能夠轉運甲的tRNA和酶E，酶E催化甲與tRNA甲結合生成攜帶了甲的tRNA甲，進而將甲帶入核糖體參與肽鏈合成，所以大腸桿菌細胞內要含有tRNA甲的基因以便合成tRNA甲，大腸桿菌細胞內也要含有酶E的基因以便合成酶E，催化甲與tRNA甲結合，⑤⑥符合題意。故選A。
4．(2021·浙江1月選考，22)如圖是真核細胞遺傳信息表達中某過程的示意圖。某些氨基酸的部分密碼子(5′－端→3′－端)是：絲氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；異亮氨酸AUC、AUU；精氨酸AGA。下列敘述正確的是(　　)
A．圖中①為亮氨酸
B．圖中結構②從右向左移動
C．該過程中沒有氫鍵的形成和斷裂
D．該過程可發生在線粒體基質和細胞核基質中
答案　B
解析　已知密碼子的方向為5′－端→3′－端，由圖示可知，攜帶①的tRNA上的反密碼子為UAA，與其互補配對的mRNA上的密碼子為AUU，因此氨基酸①為異亮氨酸，A錯誤；互補配對的堿基之間通過氫鍵連接，圖示過程中，tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子互補配對時有氫鍵的形成，tRNA離開核糖體時有氫鍵的斷裂，C錯誤；細胞核內不存在核糖體，細胞核基質中不會發生圖示的翻譯過程，D錯誤。
5.(2023·浙江1月選考，15)核糖體是蛋白質合成的場所。某細菌進行蛋白質合成時，多個核糖體串聯在一條mRNA上形成念珠狀結構——多聚核糖體(如圖所示)。多聚核糖體上合成同種肽鏈的每個核糖體都從mRNA同一位置開始翻譯，移動至相同的位置結束翻譯。多聚核糖體所包含的核糖體數量由mRNA的長度決定。下列敘述正確的是(　　)
A．圖示翻譯過程中，各核糖體從mRNA的3′－端向5′－端移動
B．該過程中，mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子互補配對
C．圖中5個核糖體同時結合到mRNA上開始翻譯，同時結束翻譯
D．若將細菌的某基因截短，相應的多聚核糖體上所串聯的核糖體數目不會發生變化
答案　B
解析　圖示翻譯過程中，各核糖體從mRNA的5′－端向3′－端移動，A錯誤；該過程中，mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子互補配對，tRNA通過識別mRNA上的密碼子攜帶相應氨基酸進入核糖體，B正確；圖中5個核糖體結合到mRNA上開始翻譯，從識別到起始密碼子開始進行翻譯，識別到終止密碼子結束翻譯，并非是同時開始同時結束的，C錯誤；若將細菌的某基因截短，相應的多聚核糖體上所串聯的核糖體數目可能會減少，D錯誤。
6．(2024·廣州高三月考)Rous肉瘤病毒是誘發癌癥的一類RNA病毒，如圖表示其致病原理，下列敘述正確的是(　　)
A．過程①發生在宿主細胞內，需要宿主細胞提供逆轉錄酶
B．過程②的目的是形成雙鏈DNA，其中酶A是一種RNA聚合酶
C．過程③是以＋DNA為模板合成大量Rous肉瘤病毒＋RNA的過程
D．Rous肉瘤病毒致癌的過程中，宿主細胞的遺傳信息發生改變
答案　D
解析　過程①表示逆轉錄過程，病毒是營寄生生活的生物，過程①發生在宿主細胞內，由病毒提供逆轉錄酶，A錯誤；據圖分析，過程②表示DNA分子的復制，目的是形成雙鏈DNA，根據由酶A催化得到的產物是核糖核苷酸，判斷酶A是將RNA水解的酶，B錯誤；據圖分析，－DNA與＋RNA發生堿基互補配對，故過程③是以－DNA為模板合成大量Rous肉瘤病毒＋RNA的過程，C錯誤；Rous肉瘤病毒是逆轉錄病毒，由圖可知，Rous肉瘤病毒是將病毒的RNA逆轉錄形成的DNA整合到宿主細胞的DNA上，導致宿主細胞的遺傳信息發生改變，D正確。
7．(2024·南京高三模擬)心肌細胞過量凋亡易引起心力衰竭。如圖為心肌細胞中凋亡基因ARC表達的相關調節過程，miR－223是一種非編碼RNA。下列相關敘述正確的是(　　)
A．過程①需DNA聚合酶識別并結合啟動子
B．過程②正在合成的肽鏈的氨基酸序列相同
C．基因miR－223過度表達，可能導致心力衰竭
D．若某RNA能與miR－223競爭性結合ARC mRNA，則有望成為減緩心力衰竭的新藥物
答案　C
解析　過程①是轉錄，需RNA聚合酶識別并結合啟動子，A錯誤；過程②是翻譯，存在多聚核糖體，最終合成的肽鏈的氨基酸序列相同，B錯誤；基因miR－223過度表達產生RNA與ARC mRNA結合，從而抑制凋亡抑制因子的翻譯過程，使凋亡抑制因子合成量降低，使心肌細胞過度凋亡，可能導致心力衰竭，C正確；若某RNA能與miR－223競爭性結合ARC mRNA，仍會抑制凋亡抑制因子的表達，使心肌細胞過度凋亡，不能減緩心力衰竭，D錯誤。
8．(2024·日照高三期末)翻譯過程可分為如圖所示的三個階段，①～④表示參與翻譯的物質或結構，其中④是能引起肽鏈釋放的蛋白質。據圖分析，下列敘述正確的是(　　)
A．通常，每種①通過自身的反密碼子識別并轉運一種氨基酸
B．翻譯過程中，②將會沿③的a端(5′－端)向b端(3′－端)移動
C．④通過堿基互補配對識別終止密碼子UAA引起肽鏈釋放，翻譯過程終止
D．為提高翻譯效率，通常③上會相繼結合多個②，同時進行多條肽鏈的合成
答案　D
解析　①tRNA與氨基酸的正確識別靠的是一種酶(氨基酰－tRNA合成酶)，氨基酸中不含堿基，反密碼子不能識別氨基酸，A錯誤；根據延伸過程中肽鏈的轉移可知，核糖體移動的方向是由b→a，即②核糖體將會沿③mRNA的b端(5′－端)向a端(3′－端)移動，B錯誤；④是能引起肽鏈釋放的蛋白質，不含堿基，因此不能通過堿基互補配對識別終止密碼子UAA，C錯誤；為提高翻譯效率，通常③(mRNA)上會相繼結合多個②(核糖體)，同時進行多條肽鏈的合成，D正確。
9．真核生物的基因中含有外顯子和內含子。細胞核內剛剛轉錄而來的RNA為前體mRNA，前體mRNA中的內含子在RNA自身以及其他蛋白復合物的作用下被剪切，形成mRNA運出細胞核。如圖為前體mRNA的剪切示意圖，下列相關敘述正確的是(　　)
A．圖中的a、c分別為啟動子和終止子
B．前體mRNA能與核糖體直接結合進行翻譯過程
C．蛋白質復合物具有識別特定核糖核苷酸序列的功能
D．前體mRNA加工形成mRNA的過程發生在細胞質基質中
答案　C
解析　啟動子和終止子為基因上的調控序列，圖中的a、c均為前體mRNA上的片段，不是啟動子和終止子，A錯誤；前體mRNA需要經過加工形成mRNA后，才能與核糖體結合進行翻譯過程，B錯誤；蛋白質復合物具有識別特定核糖核苷酸序列的功能，進而剪切前體mRNA，C正確；前體mRNA加工形成mRNA的過程發生在細胞核中，形成的mRNA運出細胞核進入細胞質基質中，D錯誤。
二、非選擇題
10．miRNA能調控基因表達，一種miRNA可調節多個基因的功能，對細胞代謝產生多重影響。細胞內miRNA的合成及調控基因表達的機制如圖所示，已知RISC是一種蛋白復合體。回答下列問題：
(1)核基因轉錄生成miRNA的場所是__________，參與該過程的酶主要是______________。催化過程①和過程②的酶都能作用于______________(填化學鍵)，使之斷開。
(2)據圖分析，某種成熟的miRNA可通過完全互補、部分互補途徑分別抑制基因H與基因X的功能，使這兩個基因編碼的蛋白質明顯減少，其機理分別是_______________________和__________________________________。同一種miRNA可調節多個基因的功能，原因可能是____________________________。
(3)阿爾茨海默病(AD)是一種神經系統退行性疾病，與膜蛋白APP的代謝障礙有關。APP被β－分泌酶水解為N片段和β片段，后者被γ－分泌酶水解成Aβ蛋白。Aβ蛋白濃度較高時易在神經元中沉積形成淀粉樣塊，引發細胞毒性。目前，miRNA用于AD防治在動物模型中已取得進展。綜合以上信息，提出一個用miRNA防治AD的新思路：____________________
______________________________________________________________________________。
答案　(1)細胞核　RNA聚合酶　磷酸二酯鍵　(2)基因H的mRNA降解，缺乏模板鏈不能翻譯合成蛋白質　基因X的mRNA與miRNA結合形成雙鏈，阻止mRNA與核糖體結合，不能翻譯合成蛋白質　不同基因有與同種miRNA互補配對的堿基序列　(3)設計miRNA靶向抑制γ－分泌酶(或β－分泌酶)的合成
解析　(1)核基因存在于細胞核中，其轉錄生成miRNA的場所是細胞核，轉錄過程需要的酶是RNA聚合酶，過程①和過程②是對核基因轉錄形成的RNA進行修飾、剪切，作用的化學鍵是核苷酸之間的磷酸二酯鍵。(2)某種成熟的miRNA可通過完全互補、部分互補途徑分別抑制基因H與基因X的功能，由圖可知，miRNA與mRNA完全互補時，使mRNA降解，使細胞內缺乏模板鏈不能翻譯合成H蛋白；miRNA與mRNA部分互補時，mRNA與miRNA結合形成雙鏈，阻止mRNA與核糖體結合，不能翻譯合成X蛋白。由于不同基因有能與同種miRNA互補配對的堿基序列，因此導致miRNA能與多個基因轉錄形成的mRNA發生堿基互補配對，進而調節多個基因的功能。(3)AD與Aβ蛋白積累有關，Aβ蛋白的代謝需要β－分泌酶和γ－分泌酶的作用，由于miRNA能與細胞內mRNA互補而抑制翻譯過程，因此可設計miRNA靶向抑制γ－分泌酶(或β－分泌酶)的合成，減少神經元中Aβ蛋白的濃度和毒性，用于防治AD。
11．(2024·開封高三期末)轉鐵蛋白(Tf)能與細胞膜上的轉鐵蛋白受體(TfR)結合，介導含鐵的蛋白質從細胞外進入細胞內。細胞內轉鐵蛋白受體mRNA(TfR－mRNA)的穩定性受Fe3＋含量的調節(如圖)，鐵反應元件是TfR－mRNA上一段富含堿基A、U的序列，當細胞中Fe3＋濃度高時，鐵調節蛋白由于結合Fe3＋而不能與鐵反應元件結合，導致TfR－mRNA易水解。回答下列問題：
(1)若轉鐵蛋白受體由n個氨基酸組成，指導其合成的mRNA的堿基數遠大于3n，主要原因是mRNA中有_________________________________________________________________。
若TfR基因中某堿基對發生缺失，會導致合成的肽鏈變短，其原因是__________________
___________________________________________________________________________。
(2)鐵調節蛋白與Fe3＋結合會改變鐵調節蛋白的____________，當細胞中Fe3＋不足時，TfR－mRNA將________________________________________，其生理意義是_______________。
(3)原核生物的mRNA通常在轉錄完成之前便可啟動蛋白質的翻譯，但真核生物的核基因必須在mRNA形成之后才能翻譯蛋白質，針對這一差異，從細胞結構的角度給予合理的解釋________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)大量不翻譯的堿基序列　基因突變導致mRNA上終止密碼子提前出現　(2)空間結構　難被水解，能指導合成更多的轉鐵蛋白受體(TfR)　有利于細胞從外界吸收更多的Fe3＋，以滿足生命活動的需要　(3)原核細胞沒有核膜，可以邊轉錄邊翻譯；真核生物有核膜，mRNA需要在細胞核形成，通過核孔運出細胞核后才能與核糖體結合進行翻譯
解析　(1)指導鐵蛋白合成的mRNA的堿基序列上存在不能決定氨基酸的密碼子，即大量不翻譯的堿基序列，故合成的鐵蛋白mRNA的堿基數遠大于3n；基因內部堿基對的增添、缺失或替換可能導致mRNA上終止密碼子提前出現，進而使翻譯成的肽鏈變短。(2)據圖分析可知，鐵調節蛋白與Fe3＋結合會改變鐵調節蛋白的空間結構。根據題意，當細胞中Fe3＋濃度低時，TfR－mRNA將難水解，能指導合成更多的轉鐵蛋白受體，有利于細胞從外界吸收更多的Fe3＋，以滿足生命活動的需要。
12．(2024·南通高三調研)人禽流感是感染禽流感病毒后引起的以呼吸道癥狀為主的臨床綜合征。禽流感病毒的遺傳物質為單鏈－RNA，如圖為禽流感病毒入侵細胞后的增殖示意圖。請回答下列問題：
(1)禽流感病毒通過______(方式)進入細胞。由于內涵體pH較低，導致囊膜蛋白__________改變，內涵體的兩層膜發生融合，釋放病毒衣殼進入細胞質。
(2)過程②需要________________催化形成多種mRNA；過程③利用__________作為原料，參與該過程的RNA除了mRNA外還有___________________________________________。
(3)在________________(場所)合成的病毒蛋白進入細胞核與病毒－RNA結合，初步裝配形成核蛋白核心；另一些病毒蛋白需經過________________________加工后轉移到細胞膜上。
(4)病毒的一條－RNA共含有m個堿基，其中腺嘌呤、尿嘧啶的數量分別為a、b，則以該－RNA為模板合成一條子代－RNA，共需要消耗__________________個胞嘧啶核糖核苷酸。
(5)已知禽流感病毒基因中一個堿基發生替換，導致病毒蛋白H的第627位氨基酸由谷氨酸(密碼子為GAA或GAG)變成賴氨酸(密碼子為AAA或AAG)，請推測禽流感病毒基因中堿基的變化情況是__________。
(6)蛋白H是病毒基因組復制過程中的關鍵蛋白。科研人員將能與蛋白H的mRNA完全配對的干擾RNA導入宿主細胞，可起到抗病毒的效果，其機理是____________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)胞吞　空間結構　(2)RNA聚合酶　氨基酸　tRNA、rRNA　(3)核糖體　內質網和高爾基體　(4)m－a－b　(5)C→U　(6)抑制翻譯過程使蛋白H不能合成，阻止病毒基因的復制從而阻止其增殖
解析　(1)由題圖可知，禽流感病毒通過胞吞進入細胞。高溫、過酸、過堿會改變蛋白質的空間結構，使其失活。由于內涵體pH較低，導致囊膜蛋白空間結構改變，內涵體的兩層膜發生融合，釋放病毒衣殼進入細胞質。(2)過程②為轉錄過程，需要RNA聚合酶催化形成多種mRNA；過程③為翻譯過程，利用氨基酸作為原料，參與該過程的RNA除了mRNA外還有tRNA和rRNA。tRNA轉運氨基酸至核糖體，rRNA是核糖體的組成部分。(3)核糖體是蛋白質的合成場所，內質網和高爾基體是蛋白質的加工場所，在核糖體合成的病毒蛋白進入細胞核與病毒－RNA結合，初步裝配形成核蛋白核心；另一些病毒蛋白需經過內質網和高爾基體加工后轉移到細胞膜上。(4)以－RNA為模板合成一條子代－RNA，需要先以－RNA為模板合成一條＋RNA，再以這條＋RNA為模板合成－RNA。－RNA與＋RNA是堿基互補配對關系，以－RNA為模板合成一條子代＋RNA需要消耗的胞嘧啶核糖核苷酸的數目等于－RNA中鳥嘌呤的數目，以這條＋RNA為模板合成－RNA需要消耗的胞嘧啶核糖核苷酸的數目等于＋RNA中鳥嘌呤的數目，也就是－RNA中胞嘧啶的數目，因此整個過程中需要的胞嘧啶核糖核苷酸的數目為－RNA中鳥嘌呤和胞嘧啶核糖核苷酸數目之和，即m－a－b。(5)已知禽流感病毒基因中一個堿基發生替換，導致病毒蛋白H的第627位氨基酸由谷氨酸(密碼子為GAA或GAG)變成賴氨酸(密碼子為AAA或AAG)，密碼子中的G變為A，根據堿基互補配對原則，那么基因模板中的堿基變化應該是C變為U。(6)將能與蛋白H的mRNA完全配對的干擾RNA導入宿主細胞，導致蛋白H的mRNA無法作為翻譯的模板，抑制翻譯過程使蛋白H不能合成，阻止病毒基因的復制從而阻止其增殖。

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