（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）.doc

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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、遺傳信息的轉錄和翻譯 1．轉錄 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 直接決定蛋白質中氨基酸的序列 識別密碼子，轉運氨基酸 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轉錄而來(2017全國卷Ⅲ，T1A)(√) (2)DNA雙鏈不能解開，則DNA復制發(fā)生障礙，此時，DNA轉錄仍可發(fā)生，蛋白質合成不受影響(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能控制某些蛋白質的合成(√) (7)HIV(逆轉錄病毒)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為模板翻譯蛋白質的過程；B是以DNA的兩條鏈為模板進行DNA復制的過程；D是以DNA的一條鏈為模板轉錄合成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．可以根據蛋白質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，故根據蛋白質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(　　) 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過程在內質網和高爾基體中進行，需要ATP參與 解析：選D　圖中①為轉錄，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中 解析：選A　該過程為轉錄，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表示酶分子，則其是RNA聚合酶；mRNA合成后，通過核孔進入細胞質中，不進行跨膜運輸。 一、遺傳信息的轉錄和翻譯 [試考題查欠缺] 1．(2018海南高考)關于復制、轉錄和逆轉錄的敘述，下列說法錯誤的是(　　) A．逆轉錄和DNA復制的產物都是DNA B．轉錄需要RNA聚合酶，逆轉錄需要逆轉錄酶 C．轉錄和逆轉錄所需要的反應物都是核糖核苷酸 D．細胞核中的DNA復制和轉錄都以DNA為模板 解析：選C　逆轉錄和DNA復制的產物都是DNA，A正確；轉錄需要RNA聚合酶，逆轉錄需要逆轉錄酶，B正確；轉錄所需要的反應物是核糖核苷酸，而逆轉錄所需的反應物是脫氧核糖核苷酸，C錯誤；細胞核中的DNA復制和轉錄都以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－1a個 C．若過程②合成的物質b經加工后形成具有m條多肽鏈的蛋白質，在形成該蛋白質時脫去了100個水分子，則該蛋白質中至少含有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 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－1a個腺嘌呤脫氧核苷酸，B正確。合成具有m條多肽鏈的蛋白質時脫去了100個水分子，說明該蛋白質有100個肽鍵，蛋白質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合成大量的蛋白質，D正確。 [強知能補欠缺] 1．必明基因表達的三個易錯點 (1)DNA復制和轉錄并非只在細胞核中進行，線粒體、葉綠體中也進行復制、轉錄和翻譯過程。 (2)轉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，但一次轉錄只以一條鏈的片段作模板。 (3)能進行轉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)基因控制蛋白質合成中的相關計算 DNA(基因)、mRNA上堿基數(shù)目與氨基酸數(shù)目之間的關系，如圖所示： 可見，蛋白質中氨基酸數(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，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錄的敘述，錯誤的是(　　) A．tRNA、rRNA和mRNA都從DNA轉錄而來 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的不同片段轉錄產生的；由于轉錄產生不同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；真核細胞細胞質中葉綠體、線粒體中的DNA也可以轉錄形成RNA；轉錄的過程遵循堿基互補配對原則，因此產生的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，那么轉錄該mRNA的DNA分子區(qū)段中，“C＋T”的個數(shù)以及該mRNA翻譯成的蛋白質所含氨基酸的個數(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，則轉錄該mRNA的DNA分子區(qū)段中有120個堿基。根據堿基互補配對原則，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。下列說法正確的是(　　) A．圖1、圖2所示的生理過程完全相同 B．圖1表示細菌細胞內基因的表達過程，圖2表示酵母菌細胞內基因的表達過程 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表示轉錄和翻譯兩過程同時進行，A錯誤；圖2表示邊轉錄邊翻譯，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中肽鏈右短左長，說明⑥(核糖體)從右側開始向左側移動，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 C．遺傳信息傳遞到蛋白質是表現(xiàn)型實現(xiàn)的基礎 D．編碼蛋白質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。蛋白質是生物性狀的主要體現(xiàn)者，基因對性狀的控制是通過控制蛋白質的合成實現(xiàn)的。具有轉錄功能的鏈叫模板鏈或反義鏈，另一條無轉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過程直接需要的物質或結構有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間接表現(xiàn)的，白化病是通過蛋白質直接表現(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，直接需要的物質或結構有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖體、酶、ATP；白化病患者體內缺乏酪氨酸酶，是通過蛋白質間接表現(xiàn)的，人的鐮刀型細胞貧血癥是通過蛋白質直接表現(xiàn)的；HIV和T2噬菌體是病毒，必須寄生在宿主細胞內，利用宿主細胞提供的物質和能量才能完成①③過程。 [強知能補欠缺] 1．中心法則的內容與各種生物的信息傳遞 (1)中心法則的內容 (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作為遺傳物質的病毒的逆轉錄過程，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的信息表達，所以需先通過逆轉錄過程形成DNA，整合在宿主DNA中，再進行Ⅱ、Ⅲ過程。 2．基因對性狀的控制 (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→蛋白質的過程，再組裝成子代流感病毒?！埃璕NA”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“－RNA→＋RNA→蛋白質”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需在宿主細胞內復制2次，C正確；漿細胞能產生抗體，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、細胞質中均能發(fā)生a、b過程，A正確；細胞發(fā)生c過程時，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．人體細胞內的過程③主要發(fā)生在細胞核中，產物都是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；人體細胞內的③過程主要發(fā)生在細胞核中，產物是RNA，包括mRNA、tRNA和rRNA，B錯誤；過程③是轉錄過程，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。 (3)方向：從右向左，判斷依據是多肽鏈的長短，長的翻譯在前。 (4)結果：合成的僅是多肽鏈，要形成蛋白質往往還需要運送至內質網、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錄和翻譯過程，圖中①是DNA模板鏈，②③④⑤表示正在合成的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2的合成 D．結構1讀取到AUG時，物質2合成終止 解析：選B　物質1是mRNA，物質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，下列敘述正確的是(　　) A．①是DNA，其一條鏈可進入細胞質作為轉錄的模板 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．(2015安徽高考)Qβ噬菌體的遺傳物質(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的復制需經歷一個逆轉錄過程 B．Qβ RNA的復制需經歷形成雙鏈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，沒有逆轉錄酶，因此Qβ RNA的復制沒有經歷逆轉錄形成DNA的過程。Qβ噬菌體在RNA復制酶的作用下，以單鏈RNA為模板，根據堿基互補配對原則形成子鏈，因此會經歷形成雙鏈RNA的過程。據圖中信息可知，該Qβ噬菌體的單鏈RNA在大腸桿菌內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：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過程是逆轉錄過程，需要逆轉錄酶。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錄酶的參與，模擬的過程為逆轉錄過程。(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，模擬的過程為轉錄，主要發(fā)生在該細胞的細胞核中。 答案：(1)逆轉錄酶　逆轉錄　(2)核糖核苷酸　轉錄　細胞核 [素養(yǎng)提升] 學會用“三看法”判斷中心法則各過程 一、選擇題 1．下列關于轉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轉運氨基酸，轉錄時則不需轉運工具。 2．(2019沈陽模擬)下列關于人體內某些物質的敘述，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 D．蛋白質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 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的模板鏈反向轉錄產生的 C．反義RNA合成受基因的調控，同時反義RNA本身又能調控基因的表達 D．真核細胞內反義RNA主要是在細胞核內合成，經核孔出細胞核后發(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是由轉錄mRNA的基因的反義基因轉錄產生的，B錯誤；反義RNA合成受基因調控，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；真核細胞內反義RNA主要是在細胞核內合成，經核孔出細胞核后發(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。下列有關敘述正確的是(　　) A．核糖體的主要成分是蛋白質和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．下列關于細胞內蛋白質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的DNA分子堿基含量可能相同 B．同一人體的神經細胞與骨骼肌細胞具有相同的DNA和RNA C．蛋白質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錄，以提高蛋白質合成的效率 解析：選A　同一人體的神經細胞與骨骼肌細胞具有相同的DNA，但RNA不同，B錯誤；蛋白質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錄，D錯誤。 7．(2019合肥模擬)核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質，在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成中具有極其重要的作用。下列說法正確的是(　　) A．艾弗里等人利用熒光技術，證明了DNA是遺傳物質 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 C．細胞中參與蛋白質的生物合成過程的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化實驗證明DNA是遺傳物質，A錯誤；遺傳物質只有一種，DNA或RNA，同一生物在不同發(fā)育時期的遺傳物質是相同的，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．如圖是人體內苯丙氨酸與酪氨酸代謝的部分途徑，下列相關敘述正確的是(　　) A．基因①②③不會同時出現(xiàn)在人體內的同一個細胞中 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?；颌佗诘墓δ苷f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(　　) A．結構a是核糖體，物質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，這是一種反饋調節(jié)過程，C正確；c轉錄形成rRNA時需要RNA聚合酶的催化，D錯誤。 10．(2019河北衡水中學調研)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上移動方向為從右到左，所用原料是氨基酸 C．對于丙圖，人體內的T細胞可以進行①②③⑤過程 D．丁圖中該段內有6種核苷酸 解析：選C　甲圖中①②③過程分別為轉錄、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、轉錄、翻譯、逆轉錄和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)在宿主細胞內繁殖時的遺傳信息傳遞方向 D．丙、乙、丁三幅圖就已經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流向蛋白質，D錯誤。 二、非選擇題 13．核基因編碼的蛋白質能夠有條不紊地被運送到各自的目的地，關鍵是蛋白質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。某些蛋白質經過程⑧進入細胞核需要通過________，這一過程具有________性。 (2)經過程②進入內質網的多肽，在內質網中折疊成為具有一定________的蛋白質，在內質網中未折疊或錯誤折疊的蛋白質，會在內質網中大量堆積，此時細胞通過改變基因表達減少新蛋白質的合成，或增加識別并降解錯誤折疊蛋白質的相關分子，進行細胞水平的________調節(jié)。 (3)送往不同結構的蛋白質具有________，這是細胞內蛋白質定向運輸所必需的，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。細胞質中合成的某些蛋白質(如DNA聚合酶、RNA聚合酶)通過核孔進入細胞核，核孔對物質的運輸具有選擇性。(2)核糖體上合成的多肽進入內質網中進行折疊加工，從而形成具有一定空間結構的蛋白質。在內質網中蛋白質未折疊或錯誤折疊，反過來會減少新蛋白質的合成，或增加識別并降解錯誤折疊蛋白質的相關分子，這種調節(jié)屬于細胞水平的反饋調節(jié)。(3)根據題干中信息“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D、H分別可能是_________________________________________________、 ________________。 (3)B、F的區(qū)別是__________________________________________________________。過程f稱為________。 (4)假如A為RNA，經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_________________________________________________、______________________。 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D為蛋白質，參與病毒核酸的復制(過程g)，所以物質D可能是病毒核苷酸完成復制(過程g)所需要的酶；物質H與病毒核酸組裝成新的病毒，故物質H可能是病毒的蛋白質外殼。(3)B與相關酶的合成有關，F(xiàn)與病毒的蛋白質外殼的形成有關，因此，B、F的區(qū)別是轉錄的信息不同。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，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　病毒的蛋白質外殼　(3)轉錄的信息不同　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)和酵母細胞產生合成青蒿酸的中間產物FPP的途徑(虛線方框所示)如圖。請據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，相關基因導入酵母細胞后雖能正常表達，但酵母菌合成的青蒿素卻很少，據圖分析原因可能是________________________。為提高酵母菌合成青蒿素的產量，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