2023屆一輪生物復習-第3單元-第20講-基因的表達

第20講基因的表達判斷正誤并找到課本原文1．RNA是另一類核酸，它的分子組成與DNA很相似，也是由核苷酸連接而成的，核苷酸含有A、G、C、T四種堿基，可以儲存遺傳信息。(必修2P64)(×)2．RNA是在細胞核中以DNA的兩條鏈為模板合成的。(必修2P65)(×)3．合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后DNA雙螺旋恢復。(必修2P65)(√)4．翻譯的實質是將mRNA的堿基序列翻譯為蛋白質的氨基酸序列。(必修2P66)(√)5．mRNA上3個相鄰的堿基決定1個氨基酸，每3個這樣的堿基稱作一個密碼子。(必修2P66)(√)6．地球上幾乎所有的生物體都共用一套密碼子。(必修2P67)(√)7．每種氨基酸都有多個密碼子，這一現(xiàn)象稱作密碼子的簡并。(必修2P67)(×)8．tRNA的種類很多，但是每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸，一種氨基酸也只能由一種tRNA轉運。(必修2P67)(×)9．tRNA看上去像三葉草的葉形，一端攜帶氨基酸，另一端有3個相鄰堿基可以與mRNA上的密碼子互補配對，構成反密碼子。(必修2P67)(√)10．核糖體沿mRNA移動，讀取下一個密碼子，原位點1的tRNA離開核糖體，原位點2的tRNA進入位點1，一個新的攜帶氨基酸的tRNA進入位點2，繼續(xù)肽鏈的合成。(必修2P68)(√)11．通常，一個mRNA分子可以相繼續(xù)結合多個核糖體，同時進行一條肽鏈的合成。(必修2P69)(×)12．少數(shù)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。(必修2P69)(√)13．基因通過控制酶的合成直接控制生物體性狀。(必修2P71)(×)14．生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象叫作表觀遺傳。(必修2P74)(√)15．基因與性狀的關系是一一對應關系，一個性狀受一個基因的控制。(必修2P74)(×)(2017·海南高考)下列關于生物體內基因表達的敘述，正確的是()A．每種氨基酸都至少有兩種相應的密碼子B．HIV的遺傳物質可以作為合成DNA的模板C．真核生物基因表達的過程即是蛋白質合成的過程D．一個基因的兩條DNA鏈可轉錄出兩條相同的RNA答案B解析一種氨基酸對應一種至多種密碼子，A錯誤；HIV的遺傳物質為單鏈RNA，可以逆轉錄生成DNA，B正確；真核生物基因表達的過程包括轉錄生成RNA和翻譯合成蛋白質，C錯誤；一個基因的兩條DNA鏈中的一條作為轉錄RNA的模板，一個基因的兩條DNA鏈可轉錄出兩條互補的RNA，而不是相同的RNA，D錯誤。一遺傳信息的轉錄1．基因的表達：基因可以控制eq\x(\s\up1(01))蛋白質的合成，這個過程就是基因的表達。2．RNA的結構和種類(1)元素組成：eq\x(\s\up1(02))C、H、O、N、P。(2)基本單位：eq\x(\s\up1(03))核糖核苷酸。(3)組成成分(4)結構：一般是eq\x(\s\up1(07))單鏈，長度比DNA短；能通過eq\x(\s\up1(08))核孔從細胞核轉移到細胞質中。(5)種類種類功能mRNAeq\x(\s\up1(09))蛋白質合成的直接模板tRNA識別eq\x(\s\up1(10))密碼子，轉運eq\x(\s\up1(11))氨基酸rRNAeq\x(\s\up1(12))核糖體的組成成分病毒RNARNA病毒的eq\x(\s\up1(13))遺傳物質酶少數(shù)酶為RNA，可降低化學反應的eq\x(\s\up1(14))活化能(起催化作用)3．遺傳信息的轉錄(1)概念：RNA是在eq\x(\s\up1(15))細胞核中，通過eq\x(\s\up1(16))RNA聚合酶以eq\x(\s\up1(17))DNA一條鏈為模板合成的，這一過程叫作轉錄。(2)圖示mRNA合成方向是eq\x(\s\up1(18))5′→3′。(3)過程(以合成mRNA為例)第1步：DNA雙鏈解開，eq\x(\s\up1(19))堿基暴露出來。當細胞開始合成某種蛋白質時，eq\x(\s\up1(20))RNA聚合酶與編碼這個蛋白質的eq\x(\s\up1(21))一段DNA結合，使得DNA雙鏈解開，雙鏈的堿基得以暴露。第2步：游離的eq\x(\s\up1(22))核糖核苷酸與eq\x(\s\up1(23))DNA模板鏈上的堿基eq\x(\s\up1(24))互補配對，在eq\x(\s\up1(25))RNA聚合酶的作用下開始mRNA的合成。第3步：新結合的eq\x(\s\up1(26))核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上。第4步：合成的mRNA從DNA鏈上釋放。而后，DNA雙螺旋eq\x(\s\up1(27))恢復。1．一個DNA分子上有很多基因，轉錄是以基因的一條鏈為模板的。(√)2．轉錄與DNA復制都遵循堿基互補配對原則，且配對方式相同。(×)3．由于基因選擇性表達，一個DNA分子在不同細胞內轉錄出來的mRNA不完全相同。(√)4．三種RNA均由DNA轉錄而來。(√)5．轉錄解旋時需要解旋酶。(×)6．DNA轉錄形成的mRNA，與母鏈堿基的組成、排列順序都是相同的。(×)二遺傳信息的翻譯1．概念解讀場所細胞質的核糖體上模板eq\x(\s\up1(01))mRNA原料21種eq\x(\s\up1(02))氨基酸產物具有一定eq\x(\s\up1(03))氨基酸順序的蛋白質2．密碼子(1)概念：信使RNA上3個相鄰堿基決定1個氨基酸，每3個這樣的堿基稱作一個eq\x(\s\up1(04))密碼子。(2)種類：64種，其中一般情況下決定氨基酸的密碼子有eq\x(\s\up1(05))61種，終止密碼子有eq\x(\s\up1(06))3種。特殊情況下能編碼氨基酸的有eq\x(\s\up1(07))62種。①在正常情況下，UGA是終止密碼子，但在特殊情況下，UGA可以編碼eq\x(\s\up1(08))硒代半胱氨酸。②在eq\x(\s\up1(09))原核生物中，GUG也可以作起始密碼子，此時它可以編碼甲硫氨酸。(3)密碼子與氨基酸的對應關系一種密碼子一般情況下只能決定eq\x(\s\up1(10))一種氨基酸，一種氨基酸可能對應eq\x(\s\up1(11))一種或幾種密碼子。3．tRNA(1)結構：呈三葉草的葉形(2)種類：一般情況下eq\x(\s\up1(15))61種。(3)tRNA與氨基酸的對應關系一種tRNA一般情況下只能轉運一種氨基酸，一種氨基酸可由eq\x(\s\up1(16))一種或幾種tRNA轉運。4．過程5．mRNA與核糖體數(shù)量、翻譯速度的關系圖(1)數(shù)量關系：一個mRNA可同時結合eq\x(\s\up1(21))多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成。(2)目的意義：eq\x(\s\up1(22))少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質。(3)方向：eq\x(\s\up1(23))從左向右(見上圖)，判斷依據是多肽鏈的長短，eq\x(\s\up1(24))長的翻譯在前。(4)加工：合成的僅是多肽鏈，要形成具有特定空間結構和功能的蛋白質還需要運送至eq\x(\s\up1(25))內質網、eq\x(\s\up1(26))高爾基體等結構中進一步加工。1．每種密碼子都有對應的反密碼子。(×)2．tRNA中只含有三個含氮堿基。(×)3．細胞中能運輸氨基酸的物質，其化學本質為蛋白質。(×)4．3種RNA都參與翻譯過程，只是作用不同。(√)5．翻譯過程中mRNA并不移動，只是核糖體沿mRNA移動。(√)6．轉錄和翻譯過程都有A—U和T—A的配對。(×)7．密碼子決定了蛋白質的氨基酸種類以及翻譯的起始和終止。(√)三中心法則的提出及其發(fā)展1．提出人：eq\x(\s\up1(01))克里克。2．補充后的中心法則圖解：遺傳信息的流動方向(也稱信息流)①DNA的復制②eq\x(\s\up1(02))轉錄③翻譯④RNA的復制⑤eq\x(\s\up1(03))逆轉錄3．中心法則與生物種類的關系(1)能分裂的細胞及噬菌體等DNA病毒的中心法則eq\x(\s\up1(04))。(2)煙草花葉病毒等大部分RNA病毒的中心法則eq\x(\s\up1(05))。(3)HIV等逆轉錄病毒的中心法則eq\x(\s\up1(06))。(4)不能分裂的細胞：eq\x(\s\up1(07))DNAeq\o(→,\s\up7(轉錄))RNAeq\o(→,\s\up7(翻譯))蛋白質。4．生命是eq\x(\s\up1(08))物質、能量和信息的統(tǒng)一體在遺傳信息的流動過程中，eq\x(\s\up1(09))DNA、RNA是信息的載體，eq\x(\s\up1(10))蛋白質是信息的表達產物，而eq\x(\s\up1(11))ATP為信息的流動提供能量。1．中心法則全部過程均可發(fā)生在正常人體細胞內。(×)2．線粒體和葉綠體中的基因也可以進行表達。(√)四DNA復制、轉錄、翻譯、逆轉錄和RNA復制的比較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eq\x(\s\up1(01))DNA的兩條鏈eq\x(\s\up1(02))DNA一條鏈的片段eq\x(\s\up1(03))mRNAeq\x(\s\up1(04))RNAeq\x(\s\up1(05))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eq\x(\s\up1(06))RNA聚合酶催化縮合反應的酶eq\x(\s\up1(07))逆轉錄酶eq\x(\s\up1(08))RNA復制酶能量ATP堿基互補配對原則G≡C，C≡GA=T，T=AA=U，T=AA=U，U=AA=T，U=AA=U，U=A產物兩個子代DNARNA多肽鏈DNARNA信息傳遞eq\x(\s\up1(09))DNA→DNAeq\x(\s\up1(10))DNA→RNAeq\x(\s\up1(11))mRNA→蛋白質eq\x(\s\up1(12))RNA→DNAeq\x(\s\up1(13))RNA→RNA意義前后代之間傳遞遺傳信息表達遺傳信息，使生物表現(xiàn)出各種遺傳性狀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五基因表達與性狀的關系1．基因表達產物與性狀的關系(1)直接方式①機理：基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。②實例：eq\x(\s\up1(01))囊性纖維化的病因。(2)間接方式①機理：基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。②實例：eq\x(\s\up1(02))白化病、豌豆皺粒的形成。2．基因的選擇性表達與細胞分化(1)生物多種性狀形成的基礎：生物體多種性狀的形成，都是以eq\x(\s\up1(03))細胞分化為基礎的。(2)表達的基因大致分為兩類①在eq\x(\s\up1(04))所有細胞中都表達的基因，指導合成的蛋白質是維持細胞eq\x(\s\up1(05))基本生命活動所必需的，如eq\x(\s\up1(06))核糖體蛋白基因，ATP合成酶基因。②只在eq\x(\s\up1(07))某類細胞中特異性表達的基因，如卵清蛋白基因、eq\x(\s\up1(08))胰島素基因。(3)細胞分化的實質：eq\x(\s\up1(09))基因的選擇性表達。eq\x(\s\up1(10))基因的選擇性表達與基因表達的調控有關。3．表觀遺傳(1)基因表達的調控基因什么時候表達、在哪種細胞中表達以及eq\x(\s\up1(11))表達水平的高低都是受到調控的，這種調控會直接影響eq\x(\s\up1(12))性狀。(2)表觀遺傳①定義：生物體基因的eq\x(\s\up1(13))堿基序列保持不變，但eq\x(\s\up1(14))基因表達和表型發(fā)生eq\x(\s\up1(15))可遺傳變化的現(xiàn)象，叫作表觀遺傳。②存在時期：表觀遺傳現(xiàn)象普遍存在于生物體的eq\x(\s\up1(16))生長、發(fā)育和衰老的整個生命活動過程中。③實例：基因組成相同的同卵雙胞胎的微小差異；蜂王與工蜂在形態(tài)、結構、生理和行為上的不同。4．基因與性狀的關系(1)在大多數(shù)情況下，基因與性狀的關系并不是簡單的一一對應的關系。①一個性狀可以受到eq\x(\s\up1(17))多個基因的影響。例如人的身高。②一個基因也可以影響eq\x(\s\up1(18))多個性狀。例如水稻中的Ghd7基因。(2)生物體的性狀也不完全由基因決定，eq\x(\s\up1(19))環(huán)境對性狀也有著重要影響。例如后天的營養(yǎng)和體育鍛煉等對人的身高也有重要作用。(3)總結：基因與基因、eq\x(\s\up1(20))基因與基因表達產物、基因與環(huán)境之間存在著復雜的相互作用，這種相互作用形成了一個錯綜復雜的網絡，精細地調控著生物體的性狀。1．表觀遺傳是不依賴于DNA序列變化的遺傳現(xiàn)象。(√)2．DNA甲基化會改變基因的表達，導致基因控制的性狀發(fā)生改變。(√)考點1基因指導蛋白質的合成題型一遺傳信息、密碼子、反密碼子的關系分析1．(2020·全國卷Ⅲ)細胞內有些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中的密碼子互補配對時，存在如圖所示的配對方式(Gly表示甘氨酸)。下列說法錯誤的是()A．一種反密碼子可以識別不同的密碼子B．密碼子與反密碼子的堿基之間通過氫鍵結合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解析由圖示分析可知，I與U、C、A均能配對，因此含I的反密碼子可以識別多種不同的密碼子，A正確；密碼子與反密碼子的配對遵循堿基互補配對原則，堿基對之間通過氫鍵結合，B正確；由圖示可知，tRNA分子由單鏈RNA經過折疊后形成三葉草的葉形，C錯誤；由于密碼子的簡并性，mRNA中堿基的改變不一定造成所編碼氨基酸的改變，從圖示三種密碼子均編碼甘氨酸也可以看出，D正確。2．(不定項)如圖表示藍細菌DNA上遺傳信息、密碼子、反密碼子間的對應關系。請判斷下列說法中正確的是()A．分析題圖可知①是β鏈，完成此過程的場所是細胞核B．除圖中所示的兩種RNA之外，RNA還包括rRNAC．圖中③與②結合的過程需要在核糖體上進行D．能夠決定氨基酸的是③，其種類有61種答案BC解析根據堿基互補配對原則，從圖中②的堿基組成可以確定β鏈是轉錄模板，藍細菌是原核生物，沒有細胞核，A錯誤；RNA包括mRNA(圖中②)、tRNA(圖中③)和rRNA(核糖體RNA，圖中未畫出)，B正確；圖中③與②結合的過程是翻譯過程，在核糖體上進行，C正確；能夠決定氨基酸的是mRNA上的密碼子，一般情況下有61種(終止密碼子除外)，③是tRNA，D錯誤。遺傳信息、密碼子與反密碼子比較項目遺傳信息密碼子反密碼子概念遺傳信息指的是基因中脫氧核苷酸的排列順序(RNA病毒除外)mRNA中決定一個氨基酸的三個相鄰堿基tRNA中與mRNA上的密碼子互補配對的三個堿基存在位置在DNA上(RNA病毒除外)在mRNA上在tRNA上作用控制生物的遺傳性狀直接決定蛋白質中的氨基酸序列識別密碼子聯(lián)系①基因中脫氧核苷酸的序列決定mRNA中核糖核苷酸的序列；②mRNA中的堿基序列與基因模板鏈中的堿基序列互補；③密碼子與反密碼子的相應序列能互補配對；④密碼子與反密碼子并不完全是一一對應的，一般情況下，3種終止密碼子沒有相應的反密碼子，也不會翻譯出氨基酸。題型二轉錄和翻譯過程分析3．(2021·山東教科所二模)轉錄是DNA的遺傳信息被拷貝成RNA的遺傳信息的過程，如圖表示真核生物轉錄過程模式圖。下列敘述正確的是()A．RNA聚合酶在模板DNA鏈上的移動方向為5′→3′B．RNA聚合酶識別并結合的DNA片段可轉錄為RNAC．轉錄過程中游離的核糖核苷酸有序地與模板DNA鏈上的堿基碰撞并配對D．轉錄產物的堿基順序與非模板鏈DNA的堿基序列一致(不考慮堿基種類)答案D解析RNA聚合酶在模板DNA鏈上的移動方向為3′→5′，A錯誤；RNA聚合酶識別并結合的是基因片段中的啟動子，啟動子在非編碼區(qū)不轉錄，B錯誤；轉錄過程中游離的核糖核苷酸的堿基無序地與模板DNA鏈上的堿基碰撞后并配對，并且核糖核苷酸之間通過磷酸二酯鍵相連，C錯誤；轉錄產物的堿基順序與非模板鏈DNA的堿基序列一致(不考慮堿基種類)，D正確。4．(2021·河北選擇性考試)關于基因表達的敘述，正確的是()A．所有生物基因表達過程中用到的RNA和蛋白質均由DNA編碼B．DNA雙鏈解開，RNA聚合酶起始轉錄、移動到終止密碼子時停止轉錄C．翻譯過程中，核酸之間的相互識別保證了遺傳信息傳遞的準確性D．多肽鏈的合成過程中，tRNA讀取mRNA上全部堿基序列信息答案C解析RNA病毒的蛋白質由病毒的遺傳物質RNA編碼合成，A錯誤；DNA雙鏈解開，RNA聚合酶與啟動子結合進行轉錄，移動到終止子時停止轉錄，B錯誤；翻譯過程中，核酸(mRNA與tRNA)之間通過堿基互補配對相互識別保證了遺傳信息傳遞的準確性，C正確；沒有相應的反密碼子與mRNA上的終止密碼子配對，故tRNA不能讀取mRNA上全部堿基序列信息，D錯誤。5．(不定項)(2021·湖南選擇性考試)細胞內不同基因的表達效率存在差異，如圖所示。下列敘述正確的是()A．細胞能在轉錄和翻譯水平上調控基因表達，圖中基因A的表達效率高于基因BB．真核生物核基因表達的①和②過程分別發(fā)生在細胞核和細胞質中C．人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA為模板進行轉錄的產物D．②過程中，rRNA中含有與mRNA上密碼子互補配對的反密碼子答案ABC解析基因的表達包括轉錄和翻譯兩個過程，圖中基因A表達的蛋白質分子數(shù)量明顯多于基因B表達的蛋白質分子，說明基因A表達的效率高于基因B，A正確；核基因的轉錄是以細胞核中DNA的一條鏈為模板轉錄出RNA的過程，發(fā)生的場所為細胞核，翻譯是以mRNA為模板翻譯出具有氨基酸排列順序的多肽鏈，翻譯的場所發(fā)生在細胞質中的核糖體，B正確；三種RNA(mRNA、rRNA、tRNA)都是以DNA中的一條鏈為模板轉錄而來的，C正確；反密碼子位于tRNA上，rRNA是構成核糖體的成分，不含有反密碼子，D錯誤。6．如圖為某生物遺傳信息傳遞的部分途徑示意圖，圖中過程Ⅰ所合成的RNA鏈不易與模板分開，形成了R環(huán)(由一條RNA鏈與雙鏈DNA中的一條鏈雜交而組成的三鏈核酸結構)。請據圖回答：(1)圖中A表示____________。某同學判斷該圖表示的遺傳信息傳遞過程發(fā)生在原核細胞中，他判斷的依據是________________________________。(2)過程Ⅰ中，R環(huán)結構的形成往往與DNA中某種堿基對的數(shù)量有關，推測該片段可能含有較多的__________堿基對，使mRNA不易脫離模板鏈。(3)R環(huán)的形成會降低DNA的穩(wěn)定性。若非模板鏈上胞嘧啶被替換為尿嘧啶且能作為模板進行復制，則經兩次復制后，子代DNA中該位點上可形成的新堿基對組合是________。對真核生物來說，DNA復制通常不能發(fā)生在細胞周期的分裂期，原因是________________________。(4)過程Ⅱ中，每個核糖體與mRNA結合的部位會形成________個tRNA的結合位點。據圖可知，核糖體的移動方向是____________(填“從左向右”或“從右向左”)。答案(1)RNA聚合酶轉錄和翻譯在同一場所進行(2)G—C(3)A—T和U—A分裂期染色體高度螺旋化，DNA不易解旋(4)2從右向左解析(1)過程Ⅰ表示轉錄，圖中的A代表RNA聚合酶。由于原核細胞不具有核膜，所以轉錄和翻譯在同一場所進行，這一特點可用來區(qū)別原核細胞和真核細胞。(2)由于G—C堿基對含3個氫鍵，A—T堿基對含2個氫鍵，若DNA片段中含有較多的G—C堿基對，轉錄時DNA單鏈與mRNA結合形成的雙鏈含氫鍵較多，結構較穩(wěn)定，使mRNA不易脫離模板鏈。(3)若非模板鏈上胞嘧啶被替換為尿嘧啶，則該位點復制一次后對應的堿基對是C—G和U—A，其中堿基對U—A再復制一次后，該位點上可得到新的堿基對組合U—A和A—T。(4)隨著核糖體在mRNA上移動，合成的肽鏈逐漸變長，由此可判斷題圖中核糖體從右向左移動?；虮磉_過程圖的分析方法(1)分析此類問題要分清mRNA鏈和多肽鏈的關系。DNA模板鏈在RNA聚合酶的作用下可產生mRNA，而在同一條mRNA鏈上結合的多個核糖體，可同時合成若干條相同的多肽鏈。(2)用“兩看法”判斷真核生物和原核生物基因表達過程圖：題型三轉錄和翻譯的相關計算7．如圖所示為某生物的基因表達過程。下列相關敘述不正確的是()A．該過程發(fā)生在真核細胞內，在RNA聚合酶的作用下DNA雙螺旋解開B．若合成一條肽鏈時脫去了100個水分子，則該條肽鏈中至少含有102個氧原子C．RNA與DNA的雜交區(qū)域中既有A—T又有U—A之間的配對D．該基因翻譯時所需tRNA與氨基酸的種類數(shù)不一定相等答案A解析圖中轉錄和翻譯過程在同時進行，故發(fā)生在原核細胞中，A錯誤；若合成一條肽鏈時脫去了100個水分子，則形成100個肽鍵，每個肽鍵連接的一端有1個氧原子，同時每條肽鏈至少含有1個游離的羧基，因此該條肽鏈中至少含有100＋2＝102個氧原子，B正確；RNA與DNA的雜交區(qū)域中堿基配對方式為A—T、U—A、C—G、G—C，C正確；一種氨基酸可以由一種或幾種tRNA來轉運，因此該基因翻譯時所需tRNA與氨基酸的種類數(shù)不一定相等，D正確。8．現(xiàn)代生物工程能夠實現(xiàn)通過已知蛋白質的氨基酸序列來人工合成基因。現(xiàn)已知人體生長激素共含190個肽鍵(單鏈)，假設與其對應的mRNA序列中有A和U共313個，則合成的生長激素基因中G至少有()A．130個 B．260個C．313個 D．無法確定答案B解析此蛋白質由191個氨基酸縮合而成，控制其合成的mRNA中最少有573個堿基，又知mRNA中A＋U為313個，所以mRNA中G＋C為573－313＝260(個)，故DNA的兩條鏈中G＋C共有520個，即該基因中G至少有260個?；虮磉_過程中的相關計算方法(1)在不考慮非編碼區(qū)和內含子的條件下轉錄、翻譯過程中DNA(基因)堿基數(shù)∶mRNA堿基數(shù)∶多肽鏈氨基酸數(shù)＝6∶3∶1，即：基因表達過程中，蛋白質中氨基酸的數(shù)目＝參加轉運的tRNA數(shù)目＝1/3mRNA的堿基數(shù)目＝1/6基因中的堿基數(shù)。(2)基因中堿基與蛋白質相對分子質量之間的計算若基因中有n個堿基，氨基酸的平均相對分子質量為a，合成含m條多肽鏈的蛋白質的相對分子質量＝eq\f(n,6)·a－18×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n,6)－m))；若改為n個堿基對，則公式為eq\f(n,3)·a－18×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n,3)－m))。注：解答蛋白質合成的相關計算問題時，應看清是DNA上的堿基對數(shù)還是個數(shù)，是mRNA上密碼子的個數(shù)還是堿基個數(shù)，是合成蛋白質所需氨基酸的個數(shù)還是種類數(shù)?？键c2中心法則及基因與性狀的關系題型一遺傳信息傳遞過程分析1．下圖為遺傳信息傳遞和表達的途徑，下表為幾種抗生素的作用原理。結合圖表分析，下列說法正確的是()抗菌藥物抗菌機理青霉素抑制細菌細胞壁的合成環(huán)丙沙星抑制細菌DNA解旋酶的活性(可促進DNA螺旋化)紅霉素能與核糖體結合利福平抑制RNA聚合酶的活性A．環(huán)丙沙星和紅霉素都能抑制②③過程B．青霉素和利福平均不能抑制細菌的①過程C．結核桿菌的④⑤過程都發(fā)生在細胞質中D．①～⑤過程可發(fā)生在人體的健康細胞中答案B解析DNA復制過程需要解旋酶，所以環(huán)丙沙星可以抑制①過程，紅霉素與核糖體結合，干擾mRNA與核糖體結合，只抑制③過程，A錯誤；據表可知，青霉素抑制細菌細胞壁的合成，不能抑制①過程，只有轉錄過程需要RNA聚合酶，所以利福平可抑制②過程，不能抑制①過程，B正確；細菌細胞中不發(fā)生④⑤過程，④⑤過程只發(fā)生在RNA病毒侵染的宿主細胞的遺傳信息傳遞過程中，C錯誤；人體健康的細胞中只發(fā)生①②③過程，D錯誤。2．(2021·湖南師大附中高三二模)Qβ噬菌體的遺傳物質(QβRNA)是一條單鏈RNA。當噬菌體侵染大腸桿菌后，QβRNA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QβRNA。下列敘述錯誤的是()A．QβRNA的復制需經歷一個逆轉錄過程B．QβRNA的復制需經歷形成雙鏈RNA的過程C．一條QβRNA模板能翻譯出多條肽鏈D．RNA復制酶基因表達后QβRNA才能進行復制答案A解析單鏈QβRNA的復制過程為：先以該RNA為模板合成一條互補RNA，再以互補RNA為模板合成子代的QβRNA，故此過程中不需要逆轉錄，但可形成雙鏈RNA，A錯誤，B正確；由圖可知以該RNA為模板合成了多種蛋白質，故一條單鏈QβRNA可翻譯出多條肽鏈，C正確；由題干信息可知，侵染大腸桿菌后，QβRNA立即作為模板翻譯出RNA復制酶，然后開始RNA復制，D正確。3.(2021·浙江6月選考)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；③過程是翻譯，原料是氨基酸，不需要RNA聚合酶催化，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。題型二基因表達產物與生物性狀關系4．如圖為人體內基因對性狀的控制過程，分析可知()A．基因1和基因2一般不會出現(xiàn)在人體內的同一個細胞中B．圖中①過程需RNA聚合酶的參與，②過程需tRNA的協(xié)助C．④⑤過程的結果存在差異的根本原因是血紅蛋白結構的不同D．過程①②③表明基因通過控制酶的合成來控制生物體的所有性狀答案B解析同一個個體的細胞是受精卵經過有絲分裂產生的，細胞核基因相同，因此基因1和基因2一般會出現(xiàn)在人體內的同一個細胞中，A錯誤；圖中①是轉錄過程，需要RNA聚合酶，②過程是翻譯過程，需要tRNA識別密碼子，攜帶氨基酸到核糖體上，B正確；④⑤過程結果存在差異的根本原因是基因突變，直接原因是血紅蛋白的結構不同，C錯誤；圖中①②③表明基因通過控制酶的合成來控制生物體的性狀，但不是所有性狀，基因還可以通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀，D錯誤。5.(不定項)(2021·湖南高三六校聯(lián)考)果蠅細胞中含有調控“生物鐘”的per基因，表達產物為PER蛋白，PER蛋白在白天會被降解，而到晚上PER蛋白與TIM蛋白綁定后被運輸?shù)郊毎酥蟹e累，從而抑制per基因的表達。通過這樣的機制，PER蛋白持續(xù)而周期性地調控著果蠅的“生物鐘”。據圖分析，下列有關描述不正確的是()A．圖中mRNA從右向左在核糖體中移動B．per基因能持續(xù)地進行復制、轉錄、翻譯以補充被降解的PER蛋白C．果蠅“生物鐘”的調節(jié)過程體現(xiàn)了per基因與基因產物之間的相互作用D．PER－TIM蛋白復合物對per基因表達的調控屬于翻譯水平的調控答案ABD解析翻譯過程中是核糖體沿mRNA移動，A錯誤；per基因通過轉錄、翻譯以補充被降解的PER蛋白，不涉及per基因的復制，B錯誤；該過程體現(xiàn)了per基因與基因產物之間的相互作用，C正確；PER－TIM蛋白復合物對per基因表達的調控屬于轉錄水平的調控，D錯誤。題型三表觀遺傳6．(2022·山東濟南高三模擬)在一個蜂群中，少數(shù)幼蟲一直取食蜂王漿而發(fā)育成蜂王，而大多數(shù)幼蟲以花粉和花蜜為食將發(fā)育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表達的一種DNA甲基化轉移酶，能使DNA某些區(qū)域添加甲基基團(如下圖所示)。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼蟲將發(fā)育成蜂王，這與取食蜂王漿有相同的效果。下列有關敘述錯誤的是()A．被甲基化的DNA片段中遺傳信息發(fā)生改變，從而使生物的性狀發(fā)生改變B．蜂群中蜜蜂幼蟲能否發(fā)育成蜂王可能與體內重要基因是否甲基化有關C．DNA甲基化后可能干擾了RNA聚合酶等對DNA部分區(qū)域的識別和結合D．胞嘧啶和5′甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以與鳥嘌呤配對答案A解析從圖中可知，被甲基化的DNA片段中遺傳信息未發(fā)生改變，A錯誤；DNMT3蛋白是DNMT3基因表達的一種DNA甲基化轉移酶，敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼蟲將發(fā)育成蜂王，這說明蜂群中蜜蜂幼蟲能否發(fā)育成蜂王可能與體內重要基因是否甲基化有關，B正確。7.(2021·河北選擇性考試)DNA甲基化是指DNA中的某些堿基被添加甲基基團，此種變化可影響基因的表達，對細胞分化具有調控作用。基因啟動子區(qū)域被甲基化后，會抑制該基因的轉錄，如圖所示。研究發(fā)現(xiàn)，多種類型的癌細胞中發(fā)生了抑癌基因的過量甲基化。下列敘述錯誤的是()A．細胞的內外環(huán)境因素均可引起DNA的甲基化B．甲基化的啟動子區(qū)更易暴露轉錄模板鏈的堿基序列C．抑癌基因過量甲基化后會導致細胞不正常增殖D．某些DNA甲基化抑制劑可作為抗癌藥物研發(fā)的候選對象答案B解析DNA甲基化是指DNA中的某些堿基被添加甲基基團，細胞的內外環(huán)境因素均可引起DNA的甲基化，從而影響基因的表達，進而調控細胞分化，A正確；從圖中可以看出，基因包括啟動子、轉錄區(qū)域、終止子等部分，啟動子和轉錄區(qū)域為基因中不同的區(qū)段，基因啟動子區(qū)域被甲基化后，會抑制該基因的轉錄，因此甲基化的啟動子區(qū)不利于暴露轉錄模板鏈的堿基序列，B錯誤；抑癌基因主要是阻止細胞不正常的增殖，抑癌基因過量甲基化后，抑癌基因不能正常表達，會導致細胞不正常增殖，C正確；某些DNA甲基化抑制劑，可以抑制抑癌基因過量甲基化，阻止細胞癌變，可作為抗癌藥物研發(fā)的候選對象，D正確。8．表觀遺傳是生物體中基因堿基序列保持不變，但基因表達和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象，回答下列問題：(1)DNA甲基化是指在DNA堿基上選擇性添加甲基，是表觀遺傳中常見的現(xiàn)象之一。某些基因非編碼區(qū)的—CCGG—位點被甲基化后，使________酶不能與之結合，抑制轉錄過程，從而導致生物的________發(fā)生改變。去甲基化后，該基因恢復功能。(2)研究發(fā)現(xiàn)：小鼠胚胎中來自父方的A、a基因均不會甲基化(原來甲基化的基因去甲基化)，來自母方的A、a基因均被甲基化?，F(xiàn)有純合矮小雌鼠(aa)與純合正常雄鼠(AA)雜交，則F1的表型為________，F(xiàn)1雌雄個體隨機交配，F(xiàn)2的表型及比例為________________。答案(1)RNA聚合表型(性狀、基因表達)(2)全部正常(正常)正?！冒。?∶1解析(1)轉錄需要RNA聚合酶的催化，故某些基因非編碼區(qū)的—CCGG—位點被甲基化后，使RNA聚合酶不能與之結合，抑制轉錄過程，從而導致生物的性狀發(fā)生改變。(2)純合矮小雌鼠(aa)與純合正常雄鼠(AA)雜交，則F1的基因型為Aa，其中來自父本的A未被甲基化，故子一代全部正常；子一代雌雄個體隨機交配時，作為母本的Aa產生的配子A和a均被甲基化，而作為父本的Aa產生的A和a均未被甲基化，故子二代中正常∶矮?。?∶1。一、單項選擇題(每題給出的四個選項中，只有一個選項是符合題目要求的)1．(2020·全國卷Ⅲ)關于真核生物的遺傳信息及其傳遞的敘述，錯誤的是()A．遺傳信息可以從DNA流向RNA，也可以從RNA流向蛋白質B．細胞中以DNA的一條單鏈為模板轉錄出的RNA均可編碼多肽C．細胞中DNA分子的堿基總數(shù)與所有基因的堿基數(shù)之和不相等D．染色體DNA分子中的一條單鏈可以轉錄出不同的RNA分子答案B解析以DNA的一條單鏈為模板可以轉錄出mRNA、tRNA、rRNA等，mRNA可以編碼多肽，而tRNA的功能是識別密碼子并轉運氨基酸，rRNA是構成核糖體的組成物質，B錯誤；基因通常是有遺傳效應的DNA片段，而DNA分子上還含有不具遺傳效應的片段，因此DNA分子的堿基總數(shù)大于所有基因的堿基數(shù)之和，C正確；染色體DNA分子上含有多個基因，由于基因的選擇性表達，一條單鏈可以轉錄出不同的RNA分子，D正確。2．如圖1、2是兩種細胞中遺傳信息的主要表達過程。據圖分析，下列敘述中不正確的是()A．圖1細胞中沒有核膜圍成的細胞核，可以邊轉錄邊翻譯B．兩細胞中基因表達過程均由線粒體提供能量C．真核生物細胞核中轉錄出的mRNA必須通過核孔后才能翻譯，翻譯方向為5′到3′D．圖中所示的遺傳信息的流動方向都是DNA→mRNA→蛋白質答案B解析圖1細胞沒有核膜包被的成形的細胞核，屬于原核細胞，可以邊轉錄邊翻譯，A正確；圖1細胞是原核細胞，沒有線粒體，B錯誤；真核生物細胞核DNA中的遺傳信息通過轉錄到mRNA中，mRNA必須通過核孔到細胞質中的核糖體上才能作為翻譯的模板，C正確；圖示表示遺傳信息的轉錄和翻譯過程，遺傳信息的流動方向為DNA→mRNA→蛋白質，D正確。3.(2022·河南六市高三聯(lián)考)圖①②③分別表示人體細胞中發(fā)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(fā)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(qū)段中腺嘌呤所占的堿基比例為29%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(fā)生①DNA復制和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(qū)段中腺嘌呤所占的堿基比例為28%，B錯誤；一種tRNA只能攜帶一種氨基酸，C錯誤；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。4.(2021·河北選擇性考試模擬考)生物大分子之間的相互結合在生物體的生命活動中發(fā)揮重要作用。下列敘述正確的是()A．蛋白質與DNA結合后都能調控基因表達B．RNA聚合酶與起始密碼子結合啟動轉錄的起始C．RNA與蛋白質的結合在細胞生物中普遍存在D．DNA與RNA的結合可發(fā)生在HIV中答案C解析DNA和DNA水解酶結合后無法調控基因表達，A錯誤；RNA聚合酶是結合在啟動子上啟動轉錄的，B錯誤；RNA主要分為：mRNA、tRNA和rRNA等，rRNA與蛋白質組成核糖體，在翻譯過程中mRNA、tRNA都與核糖體結合，所以RNA與蛋白質的結合在細胞生物中普遍存在，C正確；HIV是艾滋病病毒，病毒沒有細胞結構，是異養(yǎng)生物，病毒只有寄生在其他生物的活細胞中利用宿主細胞內的代謝系統(tǒng)和營養(yǎng)物質才能進行生命活動，所以DNA與RNA的結合發(fā)生在宿主細胞中，D錯誤。5.(2021·山東濰坊一模)持家基因是指所有細胞中均要穩(wěn)定表達的一類基因，奢侈基因是指不同類型的細胞特異性表達的基因?；虻倪x擇性表達與DNA的甲基化(將甲基從活性甲基化合物上轉移到特定部位的堿基上)有關，甲基化能關閉某些基因的活性。下列敘述錯誤的是()A．持家基因結構應保持相對穩(wěn)定，且一般情況下持續(xù)表達B．持家基因表達產物是維持細胞基本生命活動必需的C．有些奢侈基因的表達產物賦予各種類型細胞特異的形態(tài)結構D．DNA的甲基化過程改變了堿基種類與數(shù)量使細胞呈現(xiàn)多樣化答案D解析奢侈基因是指不同類型的細胞特異性表達的基因，可賦予不同類型細胞特異的形態(tài)結構，C正確；DNA堿基的種類只有四種，分別是A、T、C、G，甲基化不能改變堿基的種類和數(shù)量，只是部分堿基發(fā)生了甲基化修飾，影響基因表達，D錯誤。二、不定項選擇題(每題給出的四個選項中，有的只有一個選項符合題目要求，有的有多個選項符合題目要求)6．冠狀病毒為單股正鏈RNA病毒，用(＋)RNA表示。下圖表示冠狀病毒的增殖和表達。相關說法錯誤的是()A．冠狀病毒屬于RNA病毒，體內含有逆轉錄酶B．病毒RNA復制時需要的酶在宿主細胞內合成C．病毒RNA可直接作為翻譯的模板D．病毒RNA復制時遵循堿基互補配對原則答案A解析冠狀病毒屬于RNA病毒，從圖中可以看出，其增殖過程中沒有逆轉錄過程，所以其體內不含逆轉錄酶，A錯誤；病毒無細胞結構，其RNA復制時需要的酶在宿主細胞的核糖體中合成，復制時遵循堿基互補配對原則，B、D正確；從圖中可以看出，病毒RNA可直接作為翻譯的模板，C正確。三、非選擇題7．細胞中與呼吸作用有關的某種物質的合成如下圖，①～⑤表示生理過程，Ⅰ、Ⅱ表示結構或物質。據圖回答問題：(1)①過程需要的原料是__________________；③過程涉及的RNA有__________________。用某藥物抑制②過程，該細胞的某種代謝活動________可能受影響。(2)若②過程形成的RNA中含1000個堿基，其中C占26%、G占30%，則其相應DNA中胸腺嘧啶的比例是________，此DNA片段經三次復制，在第三次復制過程中需消耗________個胞嘧啶脫氧核苷酸。(3)③過程中少量的mRNA能在短時間內指導合成大量蛋白質的原因是__________________________________________；物質Ⅱ中也具有基因，此處基因的傳遞________(填“遵循”或“不遵循”)孟德爾遺傳定律。(4)