（通用版）2020版高考生物一輪復習 第二單元 第3講 基因的表達學案（含解析）（必修2）

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1、第3講 基因的表達 一、RNA的組成、結構與種類 1．RNA的結構與功能 2．RNA與DNA的比較 二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯 1．轉(zhuǎn)錄 2．翻譯 3．密碼子與反密碼子 密碼子 反密碼子 位置 mRNA tRNA 作用 直接決定蛋白質(zhì)中氨基酸的序列 識別密碼子，轉(zhuǎn)運氨基酸 特點 與DNA模板鏈上的堿基互補 與mRNA中密碼子的堿基互補 三、中心法則及基因與性狀的關系 [基礎微點全練] 1．判斷正誤 (1)在真核細胞中，tRNA、rRNA和mRNA都從DNA轉(zhuǎn)錄而來(2017·全國卷Ⅲ，T1A)(√) (2)DNA雙鏈

2、不能解開，則DNA復制發(fā)生障礙，此時，DNA轉(zhuǎn)錄仍可發(fā)生，蛋白質(zhì)合成不受影響(2016·全國卷Ⅱ，T2改編)(×) (3)線粒體和葉綠體中遺傳信息的傳遞遵循中心法則(√) (4)DNA病毒中沒有RNA，其遺傳信息的傳遞不遵循中心法則(×) (5)原核生物的tRNA合成無需基因指導(×) (6)線粒體中的DNA能控制某些蛋白質(zhì)的合成(√) (7)HIV(逆轉(zhuǎn)錄病毒)感染人體過程的遺傳信息流動示意圖為 (√) (8)基因與性狀之間是一一對應的關系(×) 2．如圖中表示轉(zhuǎn)錄過程的是(　　) 解析：選D　A、C均是在核糖體上以mRNA為模板翻譯蛋白質(zhì)的過程；B是以DNA的兩條鏈為

3、模板進行DNA復制的過程；D是以DNA的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄合成RNA的過程。 3．下面的概念圖表示了基因表達過程中相關物質(zhì)間的關系。下列有關說法錯誤的是(　　) A．①、④分別表示基因、tRNA B．②過程中的堿基配對方式有A—U、T—A、G—C、C—G C．③過程需要tRNA將氨基酸運輸?shù)胶颂求w D．可以根據(jù)蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序確定基因中堿基的唯一排列順序 解析：選D　由于密碼子具有簡并性，即一個氨基酸可能對應多種密碼子，故根據(jù)蛋白質(zhì)中氨基酸序列所推測出的基因中脫氧核苷酸序列并不是唯一的。 4．如圖表示人體基因Y的表達過程，①～④表示過程。下列敘述正確的是(　　)

4、A．①過程在分裂間期進行，需要解旋酶的催化作用 B．②過程在細胞質(zhì)中進行，需要RNA酶的催化作用 C．③過程在甲狀腺細胞中進行，需要核糖體參與 D．④過程在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體中進行，需要ATP參與 解析：選D　圖中①為轉(zhuǎn)錄，發(fā)生于分裂間期或不分裂的細胞中，需RNA聚合酶參與，不需解旋酶，A錯誤；②是RNA加工過程，主要在細胞核內(nèi)進行，需RNA酶催化，B錯誤；③為翻譯，由于最終合成的是促甲狀腺激素，故該過程在垂體細胞中進行，C錯誤。 5．(2019·臨沂期中檢測)下列不能提高翻譯效率的是(　　) A．多個核糖體參與一條多肽鏈的合成 B．一條mRNA上結合多個核糖體 C．一種氨基酸可

5、能對應多種密碼子 D．一個細胞中有多條相同的mRNA 解析：選A　翻譯過程中一般不會出現(xiàn)多個核糖體參與一條肽鏈的合成狀況，倘若存在該狀況，只會降低翻譯效率。 6.如圖是真核生物信使RNA合成過程圖，請據(jù)圖判斷下列說法正確的是(　　) A．R所示正處于解旋狀態(tài)，DNA雙鏈堿基得以暴露 B．圖中②是以4種脫氧核苷酸為原料合成的 C．如果圖中③表示酶分子，則它的名稱是DNA聚合酶 D．圖中的②合成后，通過跨膜運輸進入到細胞質(zhì)中 解析：選A　該過程為轉(zhuǎn)錄，圖中的①為雙鏈DNA，②為mRNA。圖中R正處于解旋狀態(tài)，DNA雙鏈堿基得以暴露；mRNA是以4種核糖核苷酸為原料合成的；若圖中③表

6、示酶分子，則其是RNA聚合酶；mRNA合成后，通過核孔進入細胞質(zhì)中，不進行跨膜運輸。 一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯 [試考題·查欠缺] 1．(2018·海南高考)關于復制、轉(zhuǎn)錄和逆轉(zhuǎn)錄的敘述，下列說法錯誤的是(　　) A．逆轉(zhuǎn)錄和DNA復制的產(chǎn)物都是DNA B．轉(zhuǎn)錄需要RNA聚合酶，逆轉(zhuǎn)錄需要逆轉(zhuǎn)錄酶 C．轉(zhuǎn)錄和逆轉(zhuǎn)錄所需要的反應物都是核糖核苷酸 D．細胞核中的DNA復制和轉(zhuǎn)錄都以DNA為模板 解析：選C　逆轉(zhuǎn)錄和DNA復制的產(chǎn)物都是DNA，A正確；轉(zhuǎn)錄需要RNA聚合酶，逆轉(zhuǎn)錄需要逆轉(zhuǎn)錄酶，B正確；轉(zhuǎn)錄所需要的反應物是核糖核苷酸，而逆轉(zhuǎn)錄所需的反應物是脫氧核糖核苷酸，C錯誤；細

7、胞核中的DNA復制和轉(zhuǎn)錄都以DNA為模板，D正確。 2．(2016·江蘇高考改編)為在酵母中高效表達絲狀真菌編碼的植酸酶，通過基因改造，將原來的精氨酸密碼子CGG改變?yōu)榻湍钙珢鄣拿艽a子AGA，由此發(fā)生的變化不包括(　　) A．植酸酶氨基酸序列改變 B．植酸酶mRNA序列改變 C．編碼植酸酶的DNA熱穩(wěn)定性降低 D．配對的反密碼子為UCU 解析：選A　分析題意可知，CGG和AGA都是編碼精氨酸的密碼子；密碼子是mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰堿基，密碼子由CGG變成AGA，說明植酸酶mRNA序列改變；密碼子由CGG變成AGA，說明編碼植酸酶的DNA中C—G堿基對的比例降低，氫鍵數(shù)目

8、減少，使DNA熱穩(wěn)定性降低；與AGA配對的反密碼子為UCU。 3．(2019·太原模擬)如圖為人體細胞中發(fā)生的幾個重要的生理過程，下列敘述錯誤的是(　　) A．過程①③可以發(fā)生在細胞核、線粒體、葉綠體中 B．含有a個腺嘌呤的DNA分子第n次復制時需要腺嘌呤脫氧核苷酸2n－1·a個 C．若過程②合成的物質(zhì)b經(jīng)加工后形成具有m條多肽鏈的蛋白質(zhì)，在形成該蛋白質(zhì)時脫去了100個水分子，則該蛋白質(zhì)中至少含有100＋2m個氧原子 D．過程②最多需要61種tRNA，該過程表明細胞可以迅速合成大量的蛋白質(zhì) 解析：選A　人體中不存在葉綠體，A錯誤。含有a個腺嘌呤的DNA分子第n次復制，其實就是有

9、2n－1個DNA分子在復制，每個DNA分子有a個腺嘌呤脫氧核苷酸，那么2n－1個DNA分子復制就需要2n－1·a個腺嘌呤脫氧核苷酸，B正確。合成具有m條多肽鏈的蛋白質(zhì)時脫去了100個水分子，說明該蛋白質(zhì)有100個肽鍵，蛋白質(zhì)中的氧原子存在于肽鍵(100個)、羧基端(2個)和R基(可有可無)中，故該蛋白質(zhì)中至少有100＋2m個氧原子，C正確。過程②表示翻譯過程，此過程需要tRNA運載氨基酸，tRNA共有61種，由于mRNA可結合多個核糖體，故可以在較短的時間內(nèi)合成大量的蛋白質(zhì)，D正確。 [強知能·補欠缺] 1．必明基因表達的三個易錯點 (1)DNA復制和轉(zhuǎn)錄并非只在細胞核中進行，線粒體、葉

10、綠體中也進行復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。 (2)轉(zhuǎn)錄的基本單位是基因，并非整個DNA分子。DNA的兩條鏈都可作模板，但一次轉(zhuǎn)錄只以一條鏈的片段作模板。 (3)能進行轉(zhuǎn)錄和翻譯的細胞不一定能進行DNA復制，只有分裂的細胞才進行DNA復制。 2．辨析遺傳信息、密碼子與反密碼子 3．基因表達中堿基數(shù)量的推算方法 (1)DNA和mRNA對應堿基及數(shù)量的計算 找準DNA和mRNA之間對應堿基及其比例關系，即DNA模板鏈中A＋T(或C＋G)與mRNA中A＋U(或C＋G)相等，則(A＋T)總%＝(A＋U)mRNA% (2)基因控制蛋白質(zhì)合成中的相關計算 DNA(基因)、mRNA上堿基數(shù)目與氨基

11、酸數(shù)目之間的關系，如圖所示： 可見，蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目＝1/3mRNA堿基數(shù)目＝1/6DNA(或基因)堿基數(shù)目。 [練題點·全過關] 1．大多數(shù)生物的翻譯起始密碼子為AUG或GUG。在如圖所示的某mRNA部分序列中，若下劃線“0”表示的是一個決定谷氨酸的密碼子，則該mRNA的起始密碼子可能是(　　) A．1　　　　　　　　　 B．2 C．3 D．4 解析：選B　從核糖體移動方向分析，該起始密碼子應在下劃線“0”的左側(cè)，由下劃線“0”開始以3個堿基為單位往左推，得出“2”GUG為起始密碼子。 2．(2017·全國卷Ⅲ)下列關于真核細胞中轉(zhuǎn)錄的敘述，錯誤的是(　　) A．

12、tRNA、rRNA和mRNA都從DNA轉(zhuǎn)錄而來 B．同一細胞中兩種RNA的合成有可能同時發(fā)生 C．細胞中的RNA合成過程不會在細胞核外發(fā)生 D．轉(zhuǎn)錄出的RNA鏈與模板鏈的相應區(qū)域堿基互補 解析：選C　真核細胞的各種RNA都是通過DNA的不同片段轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的；由于轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生不同RNA時的DNA片段不同，因此同一細胞中兩種RNA的合成有可能同時發(fā)生；真核細胞細胞質(zhì)中葉綠體、線粒體中的DNA也可以轉(zhuǎn)錄形成RNA；轉(zhuǎn)錄的過程遵循堿基互補配對原則，因此產(chǎn)生的RNA鏈與模板鏈的相應區(qū)域堿基互補。 3．假設某一段mRNA上有60個堿基，其中A有15個，G有25個，那么轉(zhuǎn)錄該mRNA的DNA分子區(qū)段中，

13、“C＋T”的個數(shù)以及該mRNA翻譯成的蛋白質(zhì)所含氨基酸的個數(shù)分別是(不考慮終止密碼子)(　　) A．60、20　　　　　　　　 B．80、40 C．40、20 D．40、30 解析：選A　該mRNA上有60個堿基，則轉(zhuǎn)錄該mRNA的DNA分子區(qū)段中有120個堿基。根據(jù)堿基互補配對原則，在雙鏈DNA分子中，A＝T、C＝G，所以C＋T占了全部堿基的一半；mRNA上相鄰的三個堿基編碼一個氨基酸，所以該mRNA翻譯成的蛋白質(zhì)所含氨基酸的個數(shù)＝60/3＝20(個)。 4．圖1、圖2表示遺傳信息在生物大分子間的傳遞規(guī)律，①②③④⑤⑥分別表示結構或物質(zhì)。下列說法正確的是(　　) A．圖1、圖

14、2所示的生理過程完全相同 B．圖1表示細菌細胞內(nèi)基因的表達過程，圖2表示酵母菌細胞內(nèi)基因的表達過程 C．圖2信息反映多個核糖體完成一條肽鏈的合成，有利于提高蛋白質(zhì)的合成速率 D．圖1中⑥的移動方向是從右向左，②③④⑤表示正在合成的4條肽鏈 解析：選D　圖1中有核糖體和mRNA，表示翻譯過程，圖2中有核糖體，同時注明有RNA聚合酶，RNA聚合酶與DNA結合，所以圖2表示轉(zhuǎn)錄和翻譯兩過程同時進行，A錯誤；圖2表示邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯，代表了原核細胞(如細菌)中基因表達過程，圖1表示翻譯過程單獨進行，可以表示真核生物(如酵母菌)的翻譯過程，B錯誤；每個核糖體獨立合成一條完整的肽鏈，C錯誤；圖1中肽鏈

15、右短左長，說明⑥(核糖體)從右側(cè)開始向左側(cè)移動，②③④⑤代表了4條肽鏈，D正確。 [方法技巧] “兩看法”判斷真核生物與原核生物基因表達過程圖 　　 二、中心法則及基因與性狀的關系 [試考題·查欠缺] 1．(2015·重慶高考)結合下圖分析，下列敘述錯誤的是(　　) A．生物的遺傳信息儲存在DNA或RNA的核苷酸序列中 B．核苷酸序列不同的基因可表達出相同的蛋白質(zhì) C．遺傳信息傳遞到蛋白質(zhì)是表現(xiàn)型實現(xiàn)的基礎 D．編碼蛋白質(zhì)的基因含遺傳信息相同的兩條單鏈 解析：選D　對于以DNA為遺傳物質(zhì)的細胞生物及部分DNA病毒來說，遺傳信息儲存在DNA的脫氧核苷酸序列中；對于

16、RNA病毒來說，遺傳信息儲存在RNA的核糖核苷酸序列中。由于密碼子的簡并性(即某些不同的密碼子可決定相同的氨基酸)等原因，核苷酸序列不同的基因，也可能表達出相同的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)是生物性狀的主要體現(xiàn)者，基因?qū)π誀畹目刂剖峭ㄟ^控制蛋白質(zhì)的合成實現(xiàn)的。具有轉(zhuǎn)錄功能的鏈叫模板鏈或反義鏈，另一條無轉(zhuǎn)錄功能的鏈叫編碼鏈或有義鏈。兩條鏈之間的堿基互補配對，核苷酸排列順序不同，含有不同的遺傳信息。 2．(2019·臨沂模擬)如圖所示為基因的作用與性狀的表現(xiàn)之間的關系。下列相關敘述正確的是(　　) A．①過程與DNA復制的共同點是都以DNA單鏈為模板，在DNA聚合酶的作用下進行 B．③過程直接需要

17、的物質(zhì)或結構有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖體、酶、ATP C．人的鐮刀型細胞貧血癥是通過蛋白質(zhì)間接表現(xiàn)的，白化病是通過蛋白質(zhì)直接表現(xiàn)的 D．HIV和T2噬菌體都可獨自進行①③這兩個基本過程 解析：選B?、龠^程是轉(zhuǎn)錄，以DNA一條鏈為模板，在RNA聚合酶的作用下進行，而DNA的復制是以DNA的兩條鏈為模板，在DNA聚合酶的作用下完成；③過程是翻譯，直接需要的物質(zhì)或結構有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖體、酶、ATP；白化病患者體內(nèi)缺乏酪氨酸酶，是通過蛋白質(zhì)間接表現(xiàn)的，人的鐮刀型細胞貧血癥是通過蛋白質(zhì)直接表現(xiàn)的；HIV和T2噬菌體是病毒，必須寄生在宿主細胞內(nèi)，利用宿主細胞提供的物質(zhì)和能量

18、才能完成①③過程。 [強知能·補欠缺] 1．中心法則的內(nèi)容與各種生物的信息傳遞 (1)中心法則的內(nèi)容 (2)中心法則體現(xiàn)了DNA的兩大基本功能 ①信息傳遞功能：Ⅰ過程體現(xiàn)了遺傳信息的傳遞功能，它是通過DNA復制完成的，發(fā)生于親代產(chǎn)生子代的生殖過程或細胞增殖過程中；Ⅳ過程表示以RNA作為遺傳物質(zhì)的生物親代與子代之間遺傳信息的傳遞功能。 ②信息表達功能：Ⅱ(轉(zhuǎn)錄)、Ⅲ(翻譯)過程共同體現(xiàn)了遺傳信息的表達功能，發(fā)生在個體發(fā)育過程中；V過程表示了部分以RNA作為遺傳物質(zhì)的病毒的逆轉(zhuǎn)錄過程，是RNA中遺傳信息表達的首要步驟。此類生物專營寄生生活，必須在宿主細胞中完成其遺傳物質(zhì)的信息表達，

19、所以需先通過逆轉(zhuǎn)錄過程形成DNA，整合在宿主DNA中，再進行Ⅱ、Ⅲ過程。 2．基因?qū)π誀畹目刂? (1)控制途徑 (2)基因與生物性狀的關系 ①生物體的一個性狀有時受多個基因的影響，如玉米細胞葉綠素的形成至少與50多個不同基因有關。 ②一般而言，一個基因只決定一種性狀。 ③環(huán)境因素會影響生物性狀，如人類身高不完全取決于基因，可受后天營養(yǎng)及鍛煉狀況影響。 [練題點·全過關] 1．(2019·貴州模擬)2017年11月我國爆發(fā)了較嚴重的流感。某流感病毒是一種負鏈RNA病毒，侵染宿主細胞后會發(fā)生－RNA→＋RNA→－RNA和－RNA→＋RNA→蛋白質(zhì)的過程，再組裝成子代流感病毒?！?/p>

20、－RNA”表示負鏈RNA，“＋RNA”表示正鏈RNA。下列敘述錯誤的是(　　) A．該流感病毒的基因是有遺傳效應的DNA片段 B．＋RNA具有信使RNA的功能 C．該流感病毒由－RNA形成－RNA需在宿主細胞內(nèi)復制2次 D．入侵機體的流感病毒被清除后相關漿細胞數(shù)量減少 解析：選A　病毒只含有一種核酸，根據(jù)題干可知該流感病毒所含核酸為RNA，因此其基因是有遺傳效應的RNA片段，A錯誤；根據(jù)“－RNA→＋RNA→蛋白質(zhì)”的過程可知，＋RNA具有信使RNA的功能，B正確；該流感病毒由－RNA形成－RNA的過程為“－RNA→＋RNA→－RNA”，可見－RNA形成－RNA需在宿主細胞內(nèi)復制2次

21、，C正確；漿細胞能產(chǎn)生抗體，抗體可與抗原特異性結合，入侵機體的流感病毒(抗原)被清除后相關漿細胞數(shù)量減少，D正確。 2.(2019·沈陽模擬)某細胞內(nèi)相關的生理活動如圖所示，下列表述正確的是(　　) A．若該細胞為記憶B細胞，其細胞核、細胞質(zhì)中均能發(fā)生a、b過程 B．細胞發(fā)生c過程時，mRNA沿著核糖體移動，參與的tRNA可能有61種 C．圖中蛋白質(zhì)的結構和功能是由DNA中堿基的排列順序和環(huán)境條件共同決定的 D．分化的細胞中mRNA和蛋白質(zhì)一定不同 解析：選A　記憶B細胞能增殖、分化，其DNA分布在細胞核和線粒體中，因此其細胞核、細胞質(zhì)中均能發(fā)生a、b過程，A正確；細胞發(fā)生c過程時

22、，核糖體沿著mRNA移動，參與的tRNA可能有61種，B錯誤；圖中蛋白質(zhì)的結構和功能是由DNA中堿基的排列順序決定的，C錯誤；分化的細胞中mRNA和蛋白質(zhì)不完全相同，D錯誤。 3．如圖表示中心法則，下列有關敘述正確的是(　　) A．過程①～⑦都會在人體的遺傳信息傳遞時發(fā)生 B．人體細胞內(nèi)的過程③主要發(fā)生在細胞核中，產(chǎn)物都是mRNA C．過程③存在的堿基配對方式有A－U、C－G、T－A、G－C D．過程⑤有半保留復制的特點，過程⑥發(fā)生在核糖體上 解析：選C?、冖堍茛卟粫谌梭w的遺傳信息傳遞時發(fā)生，A錯誤；人體細胞內(nèi)的③過程主要發(fā)生在細胞核中，產(chǎn)物是RNA，包括mRNA、tRNA和

23、rRNA，B錯誤；過程③是轉(zhuǎn)錄過程，存在的堿基配對方式有A－U、T－A、C－G、G－C，C正確；過程⑤是RNA分子的復制，沒有半保留復制的特點，過程⑥是翻譯，發(fā)生在核糖體上，D錯誤。 一、?？紙D示——翻譯過程的三種模型圖解讀 翻譯過程的三種模型圖 [信息解讀] 1．圖甲模型分析 (1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別為tRNA、核糖體、mRNA、多肽鏈。 (2)一個核糖體與mRNA的結合部位形成2個tRNA結合位點。 (3)翻譯起點：起始密碼子決定的是甲硫氨酸或纈氨酸。 (4)翻譯終點：識別到終止密碼子(不決定氨基酸)翻譯停止。 (5)翻譯進程：核糖體沿著mRNA移動，mRNA不移

24、動。 2．圖乙模型分析 圖乙表示真核細胞的翻譯過程，其中a是mRNA，f是核糖體，b、c、d、e表示正在合成的4條多肽鏈，具體內(nèi)容分析如下： (1)數(shù)量關系：一個mRNA可同時結合多個核糖體，形成多聚核糖體。 (2)目的意義：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。 (3)方向：從右向左，判斷依據(jù)是多肽鏈的長短，長的翻譯在前。 (4)結果：合成的僅是多肽鏈，要形成蛋白質(zhì)往往還需要運送至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結構中進一步加工。 (5)形成的多條肽鏈氨基酸序列相同的原因：有相同的模板mRNA。 3．圖丙模型分析 圖丙表示原核細胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，圖中①是DNA模板鏈，②③④⑤表示

25、正在合成的4條mRNA，在核糖體上同時進行翻譯過程。 [針對訓練] 1．(2019·河南中原名校聯(lián)考)關于如圖所示生理過程的敘述，正確的是(　　) A．物質(zhì)1上的三個相鄰堿基叫密碼子 B．該過程需要mRNA、tRNA、rRNA參與 C．多個結構1共同完成一條物質(zhì)2的合成 D．結構1讀取到AUG時，物質(zhì)2合成終止 解析：選B　物質(zhì)1是mRNA，物質(zhì)2是多肽，結構1是核糖體。mRNA上決定氨基酸的三個相鄰堿基是密碼子；每個核糖體獨立完成一條多肽鏈的合成；據(jù)多肽鏈長短可知，該多肽鏈從左向右合成，所以應該是讀取到UAA時，肽鏈合成終止。 2．如圖為基因表達過程的示意圖，下列敘述正確

26、的是(　　) A．①是DNA，其一條鏈可進入細胞質(zhì)作為轉(zhuǎn)錄的模板 B．②上有n個堿基，則新形成的肽鏈含有n－1個肽鍵 C．③是核糖體，翻譯過程中③將由3′向5′方向移動 D．④是tRNA，能識別mRNA上的密碼子 解析：選D　據(jù)圖可判斷①②③④依次代表DNA、mRNA、核糖體、tRNA，其中②mRNA是以①DNA的一條鏈為模板合成的，場所是細胞核，A錯誤；②mRNA上有n個堿基，則新形成的肽鏈最多含有的氨基酸數(shù)目為n/3，則肽鍵數(shù)最多為(n/3－1)個，B錯誤；③核糖體沿著mRNA由5′向3′方向移動，C錯誤；④tRNA上的反密碼子可以識別②mRNA上的密碼子，D正確。 3．(

27、2015·安徽高考)Qβ噬菌體的遺傳物質(zhì)(Qβ RNA)是一條單鏈RNA。當噬菌體侵染大腸桿菌后，Qβ RNA立即作為模板翻譯出成熟蛋白、外殼蛋白和RNA復制酶(如圖所示)，然后利用該復制酶復制Qβ RNA。下列敘述正確的是(　　) A．Qβ RNA的復制需經(jīng)歷一個逆轉(zhuǎn)錄過程 B．Qβ RNA的復制需經(jīng)歷形成雙鏈RNA的過程 C．一條Qβ RNA模板只能翻譯出一條肽鏈 D．Qβ RNA復制后，復制酶基因才能進行表達 解析：選B　根據(jù)題意可知，噬菌體侵染大腸桿菌后，Qβ RNA翻譯出了RNA復制酶，沒有逆轉(zhuǎn)錄酶，因此Qβ RNA的復制沒有經(jīng)歷逆轉(zhuǎn)錄形成DNA的過程。Qβ噬菌體在RN

28、A復制酶的作用下，以單鏈RNA為模板，根據(jù)堿基互補配對原則形成子鏈，因此會經(jīng)歷形成雙鏈RNA的過程。據(jù)圖中信息可知，該Qβ噬菌體的單鏈RNA在大腸桿菌內(nèi)可以同時翻譯出多條肽鏈。復制酶基因表達后生成RNA復制酶，才能催化RNA的復制。 [素養(yǎng)提升] 解答基因表達圖示類題應明確一個關鍵點 分析此類問題要正確分清mRNA鏈和多肽鏈的關系。DNA模板鏈在RNA聚合酶的作用下產(chǎn)生的是mRNA，而在同一條mRNA鏈上結合的是多個核糖體，同時合成的是若干條多肽鏈。 二、科學思維——模擬中心法則各過程 1．下面是幾種抗菌藥物的抗菌機理以及中心法則的圖解。 ①青霉素：抑制細菌細胞壁的合成；②環(huán)丙沙星

29、：抑制細菌DNA解旋酶的活性；③紅霉素：能與細菌細胞中的核糖體結合以阻止其發(fā)揮作用；④利福平：抑制RNA聚合酶的活性。以下有關說法錯誤的是(　　) A．環(huán)丙沙星會抑制a過程，利福平將會抑制b過程 B．除青霉素外，其他抗菌藥物均具有抑制遺傳信息傳遞和表達的作用 C．過程d涉及的氨基酸最多有20種、tRNA最多有64種 D．e過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶 解析：選C　由題干可知，環(huán)丙沙星會抑制細菌DNA解旋酶的活性，故可抑制細菌DNA的復制過程(a過程)。利福平會抑制RNA聚合酶的活性，故可抑制DNA的轉(zhuǎn)錄過程(b過程)。紅霉素能與核糖體結合以阻止其發(fā)揮作用，故可抑制細菌的翻譯過程(d過程)。青

30、霉素抑制細菌細胞壁的合成，其不影響遺傳信息的傳遞和表達過程。e過程是逆轉(zhuǎn)錄過程，需要逆轉(zhuǎn)錄酶。翻譯過程涉及的氨基酸最多有20種、tRNA最多有61種。 2.如圖為模擬中心法則信息傳遞過程的實驗研究裝置，據(jù)圖回答： (1)若圖示為模擬某種病毒的信息流動過程，裝置加入的模板A為單鏈，其部分堿基序列為—GAACACGUC—，加入的原料B為脫氧核苷酸，則該過程所需的酶B為________，模擬的過程為________。 (2)若圖示為模擬人體淋巴細胞的信息流動過程，裝置加入的模板A為雙鏈，其部分堿基序列為—GAACATGTT—，加入的原料B為________，則該過程所需的酶B為RNA聚

31、合酶，模擬的過程為________，該生理過程主要發(fā)生在該細胞的________中。 解析：(1)由模板的部分堿基序列“—GAACACGUC—”中含有U且為單鏈可知，該病毒為RNA病毒，且可以用脫氧核苷酸為原料合成DNA，所以可確定該過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶的參與，模擬的過程為逆轉(zhuǎn)錄過程。(2)由“模板A為雙鏈”和“堿基序列為—GAACATGTT—”中含T等信息可知，模板A為雙鏈DNA分子，在RNA聚合酶的催化作用下可以合成RNA，利用的原料為核糖核苷酸，模擬的過程為轉(zhuǎn)錄，主要發(fā)生在該細胞的細胞核中。 答案：(1)逆轉(zhuǎn)錄酶　逆轉(zhuǎn)錄　(2)核糖核苷酸　轉(zhuǎn)錄　細胞核 [素養(yǎng)提升] 學會用“三看法”

32、判斷中心法則各過程 一、選擇題 1．下列關于轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程的說法中，錯誤的是(　　) A．均以核酸為直接的模板 B．均遵循堿基的互補配對 C．都需要運輸原料的工具 D．都需要能量和相應的酶 解析：選C　翻譯需tRNA轉(zhuǎn)運氨基酸，轉(zhuǎn)錄時則不需轉(zhuǎn)運工具。 2．(2019·沈陽模擬)下列關于人體內(nèi)某些物質(zhì)的敘述，正確的是(　　) A．RNA是由多個脫氧核苷酸形成的多聚體 B．食物中的蔗糖可被小腸上皮細胞直接吸收 C．無機鹽離子含量過低可導致人體酸堿平衡紊亂

33、 D．蛋白質(zhì)結構的多樣性只與氨基酸的種類和數(shù)量有關 解析：選C　RNA是由多個核糖核苷酸形成的多聚體，A錯誤；食物中的蔗糖不能被小腸上皮細胞直接吸收，需要水解成單糖才能被吸收，B錯誤；無機鹽能夠維持細胞的酸堿平衡，如果含量過低可導致人體酸堿平衡紊亂，C正確；蛋白質(zhì)結構的多樣性與氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序，以及組成蛋白質(zhì)的肽鏈條數(shù)和空間結構的不同有關，D錯誤。 3．將DNA雙鏈都被32P標記的某一雄性動物細胞(染色體數(shù)為2N)置于不含32P的培養(yǎng)基中，該細胞經(jīng)過兩次連續(xù)分裂形成4個大小形態(tài)相同的子細胞。下列分析錯誤的是(　　) A．若子細胞的染色體數(shù)為N，則子細胞的DNA均含32P

34、B．若子細胞的染色體數(shù)為2N，則子細胞的DNA可能均含32P C．若子細胞中的染色體都含32P，則細胞分裂過程中會發(fā)生基因重組 D．若子細胞中有的染色體不含32P，則這是同源染色體彼此分離的結果 解析：選D　若子細胞中染色體數(shù)為N，則其進行的是減數(shù)分裂，該過程中DNA分子進行了一次復制，根據(jù)DNA分子半保留復制特點，則子細胞的DNA均含32P，A正確；若子細胞的染色體數(shù)為2N，則其進行的是有絲分裂，在有絲分裂過程中，第一次分裂后子細胞中每條染色體上的DNA都有1條鏈被標記，但第二次分裂后期半數(shù)DNA被標記，隨著姐妹染色單體分開，被標記的DNA隨機分配移向兩極，所以第二次分裂得到的子細胞被

35、標記的DNA數(shù)在0～2N之間，B正確；若子細胞中的染色體都含32P，則其進行的是減數(shù)分裂，在減數(shù)第一次分裂過程中會發(fā)生基因重組，C正確；若子細胞中的染色體都不含32P，則其進行的是有絲分裂，有絲分裂過程中不會發(fā)生同源染色體的分離，D錯誤。 4．(2019·佛山模擬)反義RNA通常是指與mRNA互補的RNA分子。由于核糖體不能翻譯雙鏈的RNA，所以反義RNA與mRNA互補結合后，會抑制該mRNA的翻譯。下列說法錯誤的是(　　) A．反義RNA的合成需要RNA聚合酶催化 B．反義RNA是由mRNA的模板鏈反向轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的 C．反義RNA合成受基因的調(diào)控，同時反義RNA本身又能調(diào)控基因的表達

36、 D．真核細胞內(nèi)反義RNA主要是在細胞核內(nèi)合成，經(jīng)核孔出細胞核后發(fā)揮作用 解析：選B　反義RNA的合成需要RNA聚合酶催化，A正確；反義RNA是由轉(zhuǎn)錄mRNA的基因的反義基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的，B錯誤；反義RNA合成受基因調(diào)控，反義RNA可與mRNA結合引起mRNA構象變化，從而使mRNA不能與核糖體結合，通過抑制翻譯過程來抑制相關基因的表達，C正確；真核細胞內(nèi)反義RNA主要是在細胞核內(nèi)合成，經(jīng)核孔出細胞核后發(fā)揮作用，D正確。 5．(2019·豐臺區(qū)一模)如圖表示核糖體上合成蛋白質(zhì)的過程。四環(huán)素抑制tRNA與細菌核糖體的A位點結合，使蛋白質(zhì)合成停止，從而阻斷細菌的生長，常用于治療一些細菌引起的疾病

37、。下列有關敘述正確的是(　　) A．核糖體的主要成分是蛋白質(zhì)和mRNA B．四環(huán)素與A位點結合促進了新肽鍵的形成 C．圖中從E位點離開的tRNA可轉(zhuǎn)運甲硫氨酸 D．人體細胞與細菌細胞的核糖體沒有差異 解析：選C　核糖體的主要成分是蛋白質(zhì)和rRNA，A錯誤；四環(huán)素與A位點結合，阻止tRNA進入核糖體A位點，導致肽鏈的延伸受阻而使細菌蛋白質(zhì)無法合成，因此不能促進新肽鍵的形成，B錯誤；由于該tRNA的反密碼子是UAC，所以可轉(zhuǎn)運甲硫氨酸(AUG)，C正確；人體細胞與細菌細胞的核糖體有差異，如細菌核糖體沉降系數(shù)為70S，人體細胞核糖體沉降系數(shù)為80S，D錯誤。 6．下列關于細胞內(nèi)蛋白質(zhì)

38、和核酸及其相互關系的敘述，正確的是(　　) A．控制合成不同蛋白質(zhì)的DNA分子堿基含量可能相同 B．同一人體的神經(jīng)細胞與骨骼肌細胞具有相同的DNA和RNA C．蛋白質(zhì)功能多樣性的根本原因是控制其合成的mRNA具有多樣性 D．基因的兩條鏈可分別作模板進行轉(zhuǎn)錄，以提高蛋白質(zhì)合成的效率 解析：選A　同一人體的神經(jīng)細胞與骨骼肌細胞具有相同的DNA，但RNA不同，B錯誤；蛋白質(zhì)功能多樣性的根本原因是DNA具有多樣性，C錯誤；基因只能以一條鏈作模板進行轉(zhuǎn)錄，D錯誤。 7．(2019·合肥模擬)核酸是細胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成中具有極其重要的作用。下列說法正

39、確的是(　　) A．艾弗里等人利用熒光技術，證明了DNA是遺傳物質(zhì) B．DNA和RNA可以作為同一生物在不同發(fā)育時期的遺傳物質(zhì) C．細胞中參與蛋白質(zhì)的生物合成過程的RNA有三種 D．遺傳信息是指一條染色體上的基因排列順序 解析：選C　艾弗里等人利用體外轉(zhuǎn)化實驗證明DNA是遺傳物質(zhì)，A錯誤；遺傳物質(zhì)只有一種，DNA或RNA，同一生物在不同發(fā)育時期的遺傳物質(zhì)是相同的，B錯誤；RNA有三種，即mRNA、tRNA和rRNA，這3種RNA都參與蛋白質(zhì)的生物合成，C正確；基因中的脫氧核苷酸(堿基對)排列順序代表遺傳信息，D錯誤。 8．如圖是人體內(nèi)苯丙氨酸與酪氨酸代謝的部分途徑，下列相關敘述正確

40、的是(　　) A．基因①②③不會同時出現(xiàn)在人體內(nèi)的同一個細胞中 B．苯丙酮尿癥的患者會因為苯丙氨酸不能轉(zhuǎn)化為酪氨酸而同時患上白化病 C．當人體衰老時，因酶②的活性降低而導致頭發(fā)變白 D．基因①②③的功能說明基因通過控制酶的合成從而控制生物的性狀 解析：選C　同一個體體細胞中所含基因一般相同，因此基因①②③會存在于同一個細胞中。苯丙酮尿癥患者可以從環(huán)境中攝取酪氨酸，因此不一定會患上白化病。基因①②的功能說明基因通過控制酶的合成從而控制生物的性狀，基因③的功能說明基因通過控制蛋白質(zhì)的合成直接控制生物性狀。 9．如圖所示為真核細胞中發(fā)生的某些相關生理和生化反應過程，下列敘述錯誤的是(

41、　　) A．結構a是核糖體，物質(zhì)b是mRNA，過程①是翻譯過程 B．過程②在形成細胞中的某種結構，這一過程與細胞核中的核仁密切相關 C．如果細胞中r-蛋白含量較多，r-蛋白就與b結合，阻礙b與a結合 D．c是基因，是指導rRNA合成的直接模板，需要DNA聚合酶參與催化 解析：選D　據(jù)圖分析可知，a是核糖體，b是mRNA，c是DNA片段，A正確；過程②形成核糖體，核仁與核糖體的形成有關，B正確；細胞中r-蛋白含量較多時，r-蛋白就與b即mRNA結合，阻礙mRNA與核糖體結合，從而抑制翻譯過程，這是一種反饋調(diào)節(jié)過程，C正確；c轉(zhuǎn)錄形成rRNA時需要RNA聚合酶的催化，D錯誤。 10

42、．(2019·河北衡水中學調(diào)研)研究發(fā)現(xiàn)細胞癌變與端粒酶的活性有關。端粒酶由RNA和蛋白質(zhì)組成，能以自身的核酸為模板，在其蛋白組分的催化下合成端粒DNA序列。下列與端粒酶和癌細胞有關的敘述，錯誤的是(　　) A．擬核的DNA中不含有端粒 B．正常人細胞的每條染色體兩端都含有端粒DNA C．人體內(nèi)癌細胞一般都表現(xiàn)出較高的端粒酶活性 D．從功能上看，端粒酶屬于RNA聚合酶 解析：選D　合成端粒DNA序列所需原料為四種脫氧核苷酸，故相關酶的功能應類似逆轉(zhuǎn)錄酶。 11．對下列各圖分析不準確的是(　　) A．甲圖中的①②③均遵循堿基互補配對原則 B．乙圖中核糖體在mRNA上移動方向為

43、從右到左，所用原料是氨基酸 C．對于丙圖，人體內(nèi)的T細胞可以進行①②③⑤過程 D．丁圖中該段內(nèi)有6種核苷酸 解析：選C　甲圖中①②③過程分別為轉(zhuǎn)錄、翻譯和DNA復制過程，都遵循堿基互補配對原則，A正確；根據(jù)多肽鏈的長度可知，核糖體在mRNA上的移動方向是從右到左，所用原料是氨基酸，B正確；丙圖中①～⑤過程分別為DNA復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、逆轉(zhuǎn)錄和RNA復制過程，T細胞可增殖分化成效應T細胞和記憶細胞，可發(fā)生①②③過程，不能發(fā)生④⑤過程，C錯誤；丁圖為轉(zhuǎn)錄過程，其中的DNA鏈中含有3種核苷酸，RNA鏈中也含有3種核苷酸，共6種核苷酸，D正確。 12．下面是4種遺傳信息的流動過程，對應的敘述正

44、確的是(　　) A．甲可表示胰島細胞中胰島素合成過程中的遺傳信息的傳遞方向 B．能進行乙過程的生物也能進行丁過程 C．丙可表示DNA病毒(如T2噬菌體)在宿主細胞內(nèi)繁殖時的遺傳信息傳遞方向 D．丙、乙、丁三幅圖就已經(jīng)全面涵蓋了生物界遺傳信息傳遞的情況 解析：選C　胰島細胞內(nèi)胰島素合成過程中，遺傳信息的傳遞方向不包括DNA復制，A錯誤；逆轉(zhuǎn)錄病毒(HIV或某些致癌病毒)能進行乙過程，而煙草花葉病毒進行的是丁過程，B錯誤；生物界還有一種朊病毒，它的遺傳信息傳遞情況可能是蛋白質(zhì)流向蛋白質(zhì)，D錯誤。 二、非選擇題 13．核基因編碼的蛋白質(zhì)能夠有條不紊地被運送到各自的目的地，關鍵是蛋白

45、質(zhì)在合成時帶有分選信號，而目的地就是能夠識別分選信號的受體。分選信號取決于氨基酸序列中的信號序列，如圖所示。分析回答下列問題： (1)線粒體所需的蛋白質(zhì)一部分來自過程⑥，另一部分是在______________指導下合成的。某些蛋白質(zhì)經(jīng)過程⑧進入細胞核需要通過________，這一過程具有________性。 (2)經(jīng)過程②進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的多肽，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中折疊成為具有一定________的蛋白質(zhì)，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中未折疊或錯誤折疊的蛋白質(zhì)，會在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中大量堆積，此時細胞通過改變基因表達減少新蛋白質(zhì)的合成，或增加識別并降解錯誤折疊蛋白質(zhì)的相關分子，進行細胞水平的________調(diào)節(jié)。 (3)送往不

46、同結構的蛋白質(zhì)具有________，這是細胞內(nèi)蛋白質(zhì)定向運輸所必需的，這種序列最終是由________決定的。各類成熟蛋白質(zhì)分別與不同的受體結合，說明受體具有________的特點。 解析：(1)線粒體是半自主性細胞器，自身含有基因，該基因也能表達形成蛋白質(zhì)。細胞質(zhì)中合成的某些蛋白質(zhì)(如DNA聚合酶、RNA聚合酶)通過核孔進入細胞核，核孔對物質(zhì)的運輸具有選擇性。(2)核糖體上合成的多肽進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進行折疊加工，從而形成具有一定空間結構的蛋白質(zhì)。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中蛋白質(zhì)未折疊或錯誤折疊，反過來會減少新蛋白質(zhì)的合成，或增加識別并降解錯誤折疊蛋白質(zhì)的相關分子，這種調(diào)節(jié)屬于細胞水平的反饋調(diào)節(jié)。(3)根據(jù)題干

47、中信息“分選信號取決于氨基酸序列中的信號序列”，可知送往不同結構的蛋白質(zhì)具有不同的信號序列，該信號序列是由細胞核基因最終決定的。各類成熟蛋白質(zhì)分別與不同的受體結合，說明受體具有專一性。 答案：(1)線粒體基因(DNA)　核孔　選擇　(2)空間結構　反饋　(3)不同的信號序列　核基因　專一性 14．(2019·安慶聯(lián)考)如圖表示病毒侵入宿主體內(nèi)的復制過程示意圖，請回答下列問題： (1)病毒核酸進入宿主細胞后，此時用血清學方法和電鏡檢查無病毒顆粒，稱為“隱蔽期”，這是因為________________________。 (2)物質(zhì)D、H分別可能是___________________

48、______________________________、 ________________。 (3)B、F的區(qū)別是__________________________________________________________。過程f稱為________。 (4)假如A為RNA，經(jīng)實驗分析確定其堿基總數(shù)為X，其中鳥嘌呤G的數(shù)量為Y，你能否推斷出構成A的幾種堿基數(shù)量分別是多少，為什么？_____________________________。根據(jù)中心法則分析，RNA病毒遺傳信息的傳遞過程與人體不同的步驟可能有___________________________________

49、______________、______________________。 解析：(1)病毒核酸進入宿主細胞后，將利用宿主細胞的原料和場所形成子代病毒，在子代病毒未釋放之前，無法用血清學方法和電鏡檢查到病毒顆粒，此為“隱蔽期”。(2)分析圖示可知，物質(zhì)D為蛋白質(zhì)，參與病毒核酸的復制(過程g)，所以物質(zhì)D可能是病毒核苷酸完成復制(過程g)所需要的酶；物質(zhì)H與病毒核酸組裝成新的病毒，故物質(zhì)H可能是病毒的蛋白質(zhì)外殼。(3)B與相關酶的合成有關，F(xiàn)與病毒的蛋白質(zhì)外殼的形成有關，因此，B、F的區(qū)別是轉(zhuǎn)錄的信息不同。過程f稱為裝配。(4)假如A為RNA，RNA是單鏈結構，雖然經(jīng)實驗分析確定其堿基總數(shù)為

50、X，其中鳥嘌呤G的數(shù)量為Y，但仍不能推斷出構成A的另外幾種堿基數(shù)量分別是多少。依據(jù)中心法則可推知，RNA病毒遺傳信息的傳遞過程與人體不同的步驟可能有：RNA的自我復制、逆轉(zhuǎn)錄。 答案：(1)病毒進入宿主細胞后尚未形成完整的病毒體　(2)病毒核苷酸完成復制(過程g)所需要的酶　病毒的蛋白質(zhì)外殼　(3)轉(zhuǎn)錄的信息不同　裝配　(4)不能，因為RNA是單鏈，堿基數(shù)無法確定　RNA的自我復制　逆轉(zhuǎn)錄 15．中國科學家屠呦呦獲2015年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，她研制的抗瘧藥青蒿素挽救了數(shù)百萬人的生命。研究人員發(fā)現(xiàn)了青蒿細胞中青蒿素的合成途徑(實線方框所示)和酵母細胞產(chǎn)生合成青蒿酸的中間產(chǎn)物FPP的途徑(

51、虛線方框所示)如圖。請據(jù)圖分析回答下列問題： (1)過程①需要________識別DNA中特定的堿基序列，該過程在細胞的分裂期很難進行的原因是__________________________。 (2)在青蒿的不同組織細胞中，相同DNA轉(zhuǎn)錄起點不完全相同的原因是________________________。青蒿素的合成體現(xiàn)了基因控制性狀的方式是________________________________。 (3)研究表明，相關基因?qū)虢湍讣毎箅m能正常表達，但酵母菌合成的青蒿素卻很少，據(jù)圖分析原因可能是________________________。為提高酵母菌合成青蒿素

52、的產(chǎn)量，請你提出科學的解決方案。______________________________________________________。 (4)若FPP合成酶基因中含4 300個堿基對，其中一條單鏈中A∶C∶T∶G＝1∶2∶3∶4，則該基因連續(xù)復制3次至少需要________個游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸。 答案：(1)RNA聚合酶　染色質(zhì)高度螺旋化形成染色體，DNA難于解旋　(2)不同組織細胞中的基因選擇性表達　通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物性狀　(3)酵母細胞中的大部分FPP用于合成了固醇　抑制ERG9酶的活性(或阻斷ERG9酶基因的表達) (4)18 060 21