学年高中生物第三章遗传的分子基础第14课时遗传信息的表达RNA和蛋白质.docx

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学年高中生物第三章遗传的分子基础第14课时遗传信息的表达RNA和蛋白质

第14课时　遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成

知识内容

考试属性及要求

考情解读

必考

加试

DNA的功能

1．列举DNA的功能。

2．比较DNA和RNA的异同。

3．概述遗传信息的转录和翻译过程。

4．说明遗传密码、中心法则，养成事物是普遍联系的辩证观点。

5．比较复制、转录和翻译。

6．概述基因的概念。

DNA与RNA的异同

转录、翻译的概念和过程

遗传密码、中心法则

复制、转录和翻译的异同

基因的概念

考点一　转录（a/a）、DNA与RNA的比较（b/b）

1．DNA的功能

（1）携带遗传信息：

以自身为模板，半保留地进行复制，保持遗传信息的稳定性。

（2）表达遗传信息：

所贮存的遗传信息决定蛋白质的结构。

2．转录

（1）概念：

遗传信息由DNA传递到RNA上的过程。

（2）过程

（3）三种转录产物及其功能

①mRNA：

传达DNA上的遗传信息。

②tRNA：

把氨基酸运送到核糖体上。

③rRNA：

核糖体的重要成分。

3．DNA与RNA的比较

项目

DNA

RNA

全称

脱氧核糖核酸

核糖核酸

组成

成分

碱基

A、T、G、C

A、U、G、C

磷酸

戊糖

脱氧核糖

核糖

基本单位

脱氧核苷酸

核糖核苷酸

空间结构

规则的双螺旋结构

通常是单链结构

类型

通常只有一种

三种：

mRNA、tRNA、rRNA

分布

主要在细胞核中

主要在细胞质中

功能

主要的遗传物质，只要生物体内有DNA，DNA就是遗传物质

①生物体内无DNA时，RNA是遗传物质；②参与蛋白质的合成，即翻译工作；③少数RNA有催化作用

相同点：

①化学组成成分中都有磷酸及碱基A、C、G；

②二者都是核酸，核酸中的碱基序列代表遗传信息；

联系：

RNA是以DNA的一条链为模板转录产生的，即RNA的遗传信息来自DNA。

1．（2016·浙江10月选考）遗传信息表达的过程中，mRNA的三个碱基是UAC，则DNA模板链上对应的三个碱基是（　　）

A．ATG　　　B．TAC　　　

C．TUC　　　D．AUG

解析　mRNA上的碱基与DNA模板链上的碱基互补配对。

答案　A

2．（2017·温州选考模拟）RNA的合成过程如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．①沿着DNA从左向右移动　　　B．②是模板链

C．③的一段序列能够与④碱基配对　　　D．④是成熟的mRNA

解析　①沿着DNA从右向左移动；③是模板链；④需加工才成熟。

答案　C

___________________________________________________________________________

三种RNA示意图

___________________________________________________________________________

RNA的形成过程

___________________________________________________________________________

考点二　翻　译（b/b）

1．概念

游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。

（注：

叶绿体、线粒体也有翻译过程）

2．遗传密码

（1）概念：

mRNA上由3个相邻核苷酸排列而成的三联体，决定一种氨基酸。

每3个这样的碱基又称为1个密码子。

（2）特点：

①除少数密码子外，生物界的遗传密码是统一的。

②除少数氨基酸只有一种遗传密码外，大多数氨基酸有两个以上的遗传密码。

（3）遗传密码有64种，其中决定氨基酸的有61种，终止密码有3种（UAA、UAG、UGA）

3．反密码子：

指tRNA上可以与mRNA上的碱基互补配对的3个碱基。

4．翻译过程

（1）翻译的条件和产物

—

↓

—

↓

—

↓

—

↓

—

（2）多肽链合成时，若干个核糖体同时进行工作，大大增加了翻译效率。

3．（2017·绍兴选考模拟）下列各项关于遗传信息传递的图示，属于翻译的是（　　）

A．RNA→DNA　　B．DNA→RNA　　　

C．RNA→蛋白质D．RNA→RNA

解析　翻译是指以RNA为模板合成蛋白质。

答案　C

4．（2016·浙江4月选考）遗传信息的传递过程如图所示，其中①～④表示四种不同的物质。

下列叙述错误的是（　　）

A．①复制时，2条链均可作为模板链

B．形成②时，需沿整条DNA长链进行

C．密码子CUU编码③所携带的氨基酸

D．②上可同时结合多个核糖体形成多条④

解析　图中①～④依次表示DNA、mRNA、tRNA和肽链。

形成②即转录时，不需沿整条DNA长链进行，因为转录的单位是基因。

答案　B

___________________________________________________________________________

翻译的过程

___________________________________________________________________________

考点三　中心法则（b/b）

1．中心法则的提出及发展

提出者

克里克

要点

（1）遗传信息由DNA传递到RNA

（2）RNA决定蛋白质的特异性

（3）蛋白质是生物体性状的体现者

发展

在逆转录酶作用下，以RNA为模板反向合成DNA

2．图解

各过程分析

过程

模板

原料

配对方式

产物

实例

DNA

复制

DNA→

DNA

DNA的

两条链

含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸

A－T

G－C

DNA

绝大多

数生物

转录

DNA→

RNA

DNA的

一条链

含A、U、G、C的四种核糖核苷酸

A－U

T－A

G－C

RNA

绝大多

数生物

RNA

复制

RNA→

RNA

含A、U、G、C的四种核糖核苷酸

A－U

G－C

RNA

以RNA为遗传物质的生物，如烟草花叶病毒

逆转录

RNA→

DNA

RNA

含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸

A－T

U－A

G－C

DNA

艾滋病病毒

翻译

RNA→

蛋白质

信使

RNA

20种氨基酸

A－U

G－C

蛋白质

所有生物

3．基因的本质

（1）基因是遗传的一个基本功能单位，在适当的条件下控制生物的性状。

（2）从本质上讲，基因就是一段包含完整遗传信息单位的有功能的核酸片段，在细胞生物和DNA病毒中是一段DNA，在RNA病毒则是一段RNA。

（3）基因以一定的次序排列在染色体上。

染色体是基因的主要载体。

（4）基因的基本单位是核苷酸，基因中碱基的排列顺序代表遗传信息。

5．下图为中心法则的示意图，其中代表DNA复制的是（　　）

A．①B．②

C．③D．④

解析　DNA复制是由DNA形成DNA，①为DNA复制；②为转录，③为翻译；④为逆转录，以RNA为模板合成DNA。

答案　A

6．（2017·苍山模拟）有关基因的叙述，错误的是（　　）

A．基因就是有遗传效应的DNA片段

B．基因中碱基的排列顺序代表遗传信息

C．染色体不是基因的唯一载体

D．基因与性状并非都是一一对应关系

解析　基因一般是有遗传效应的DNA片段，但在RNA病毒中，基因是一段有遗传效应的RNA。

答案　A

___________________________________________________________________________

两看法判断中心法则的生理过程

___________________________________________________________________________

1．人体、烟草

2．大肠杆菌

3．噬菌体

4．不含逆转录酶的RNA病毒

5．含逆转录酶的RNA病毒

不同类型生物遗传信息的传递

___________________________________________________________________________

1．下列各项中，不属于遗传信息转录所必需的条件的是（　　）

A．酶B．ATP

C．模板链D．氨基酸

解析　由于转录是以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程，所以需要模板、解旋酶、能量ATP，但不需要氨基酸。

氨基酸用于翻译过程。

答案　D

2．（2017·温州选考模拟）蛋白质的生物合成过程如图所示，下列叙述正确的是（　　）

A．mRNA上三个相邻核苷酸即为一个密码子

B．起始密码、终止密码分别位于mRNA的5′端、3′端

C．图中新生肽链已合成部分含有5个肽键

D．多个核糖体串联在mRNA上能提高每条肽链的合成速率

解析　mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻核苷酸即为一个密码子；图中新生肽链已合成部分含有4个肽键；多个核糖体串联在mRNA上不会改变每条肽链的合成速率。

答案　B

3．下图表示真核细胞某基因的转录过程。

有关叙述错误的是（　　）

A．①是编码链

B．③链加工后可成为成熟的mRNA

C．④是游离的核糖核酸

D．该过程中存在T与A的碱基配对方式

解析　转录过程需要的原料是核糖核苷酸，而不是核糖核酸。

答案　C

4．（2017·绍兴期末）下图为中心法则图解。

下列有关的叙述中，正确的是（　　）

A．⑤过程只能发生在真核细胞中

B．①～⑤过程可以发生在同一个细胞中

C．①～⑤过程中都能发生碱基互补配对

D．①④过程均需要DNA聚合酶

解析　⑤过程表示翻译，原核细胞中也可以进行；③过程表示逆转录，④过程表示RNA的复制，不可以发生在同一个细胞中；④过程需要RNA聚合酶。

答案　C

5．图1是人体胰岛素基因控制合成胰岛素的示意图，图2是图1中过程②的局部放大，请据图回答：

（1）过程①是________，该过程需要________酶催化。

（2）由图2可知，决定苏氨酸的遗传密码是________，将氨基酸运输到核糖体的工具是________。

（3）已知过程①产生的mRNA链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，其模板链对应的区段中胞嘧啶占29%，则模板链中腺嘌呤所占的比例为________。

（4）过程②中，一个mRNA上结合多个核糖体的意义是_______________________。

解析　

（1）过程①是转录，需要RNA聚合酶催化。

（2）遗传密码存在于mRNA上，所以决定苏氨酸的密码子是ACU。

tRNA运输氨基酸。

（3）根据过程①产生的mRNA链中G＋U＝54%，可知模板链对应的区段中C＋A＝54%，又C为29%，因此A为54%－29%＝25%。

（4）过程②中，一个mRNA上结合多个核糖体，从而少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质，大大提高翻译的效率。

答案　

（1）转录　RNA聚合

（2）ACU　tRNA　（3）25%

（4）少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质，提高翻译的效率

（时间：

40分钟）

1．下列名称与功能匹配的是（　　）

A．rRNA——含有遗传密码

B．DNA——携带氨基酸到核糖体

C．tRNA——结合蛋白质组成核糖体

D．mRNA——携带来自细胞核的遗传信息到核糖体

解析　rRNA——核糖体的组成成分；DNA——主要在细胞核中，遗传信息的携带者；tRNA——运载氨基酸到核糖体上。

答案　D

2．某核酸为蛋白质合成的直接模板，下图为其结构。

该核酸为（　　）

A．mRNAB．rRNA

C．tRNAD．DNA

解析　翻译的直接模板是mRNA。

答案　A

3．逆转录不需要（　　）

A．逆转录酶B．核糖核苷酸

C．能量D．模板

解析　逆转录过程的原料是脱氧核苷酸，该过程不需要核糖核苷酸。

答案　B

4．蛋白质是由基因所编码，要表达出基因所编码的蛋白质，关键是（　　）

A．DNA的合成B．DNA的复制

C．染色体的形成D．转录和翻译

解析　基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个阶段。

答案　D

5．下列3个碱基一定不是遗传密码的是（　　）

A．AUGB．GCC

C．AGTD．GGG

解析　遗传密码位于mRNA上，RNA中不含有碱基T，所以AGT一定不是遗传密码。

答案　C

6．若DNA模板链上的3个相邻的碱基是CAT，则tRNA上相应的3个碱基是（　　）

A．GTAB．CUA

C．GATD．CAU

解析　若DNA模板链上的3个相邻的碱基是CAT，则mRNA上的遗传密码是GUA，故tRNA上相应的3个碱基是CAU。

答案　D

7．如图表示遗传信息传递的一般规律。

图中⑤所代表的过程称为（　　）

A．逆转录B．转录

C．复制D．翻译

解析　图中③是逆转录过程，A错误；图中②是转录过程，B错误；图中①是DNA分子复制过程，④是RNA分子复制过程，C错误；图中⑤是以mRNA为模板合成蛋白质的翻译过程，D正确。

答案　D

8．DNA分子的解旋发生在下列那些过程中（　　）

A．复制B．转录

C．翻译D．复制和转录

解析　DNA分子复制时，在解旋酶的作用下，DNA的两条链解旋分开，然后以两条链分别为模板形成子链，转录时DNA两条链解开，以其中的一条链为模板形成mRNA，而翻译是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质，故DNA分子的解旋发生于复制和转录过程。

答案　D

9．下列对转运RNA的描述，正确的是（　　）

A．每种转运RNA能识别并转运多种氨基酸

B．每种氨基酸只有一种转运RNA能转运它

C．转运RNA能识别信使RNA

D．转运RNA转运氨基酸到细胞核内

解析　生物体内有64个密码子，其中UAG、UAA及UGA不编码任何氨基酸；生物体内决定20种氨基酸的密码子共有61种，所以有些氨基酸可以有数种密码子，但每种密码子只能决定一种氨基酸。

翻译过程是在细胞质中的核糖体上进行的，所以转运RNA不能将氨基酸转运到细胞核内。

答案　C

10．如图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图，下列叙述正确的是（　　）

A．图中结构含有核糖体RNA

B．甲硫氨酸处于图中ⓐ的位置

C．密码子位于tRNA的环状结构上

D．mRNA上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的种类

解析　B项，甲硫氨酸是起始氨基酸，图中ⓐ位置对应的氨基酸明显位于第2位。

C项，密码子位于mRNA上，而不是tRNA上。

D项，由于密码子的简并性，mRNA上碱基改变时，肽链中的氨基酸不一定发生变化，D项错误。

答案　A

11．若DNA分子的某个基因含240个脱氧核苷酸和80个鸟嘌呤，则该片段转录成的信使RNA含有的尿嘧啶最多有（　　）

A．20个B．40个

C．60个D．80个

解析　在DNA分子中，因为G＝80个，所以G＋C＝160个，A＋T＝240－160＝80个，则A＝T＝40个，若A全部位于转录链中，则转录形成的mRNA中U最多有40个。

答案　B

12．某生物基因表达过程如图所示。

下列叙述与该图相符的是（　　）

A．在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开

B．DNA－RNA杂交区域中A应与T配对

C．mRNA翻译只能得到一条肽链

D．该过程发生在真核细胞中

解析　DNA－RNA杂交区域中DNA上的A与RNA上的U配对，RNA上的A与DNA上的T配对，B错误。

由图可知，一个mRNA分子可以同时结合多个核糖体，从而同时合成多条肽链，C错误。

边转录边翻译的现象发生在原核细胞中，在真核细胞的线粒体和叶绿体中也有发生，因此该过程既可发生在真核细胞中，也可发生在原核细胞中，D错误。

答案　A

13．中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程，请回答下列问题：

（1）正常情况下，人体神经细胞内可发生的过程是________（用图中的字母回答）。

（2）在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是________。

（3）c过程发生的场所是________，该过程中能特异性识别信使RNA上遗传密码的物质是________，后者所携带的物质是________。

答案　

（1）b、c　

（2）细胞核　（3）核糖体　tRNA　氨基酸

14．下面表示蜘蛛的丝腺细胞合成蛛丝蛋白的部分过程示意图，据图回答：

（1）在蛋白质合成过程中，该图表示的过程称为________，图中4的结构名称是________，该过程的模板是________。

（2）由图中信息可推知DNA模板链上对应的碱基序列为_________________________。

（3）根据图并参考下表分析：

________上携带的氨基酸是________，这个氨基酸与前面的氨基酸是通过________反应连接在一起的。

氨基酸　　丙氨酸　　苏氨酸　　精氨酸　　色氨酸

密码子GCAACUCGUUGG

GCGACCCGC

GCCACACGA

GCUACGCGG

（4）在物质3合成过程中，与其DNA模板链上碱基A相配对的碱基是________。

（5）在丝腺细胞中，与蛛丝蛋白加工、分泌有关的细胞器是_______________。

答案　

（1）翻译　核糖体　3（mRNA）

（2）ACCCGATTTGGC

（3）转运RNA　丙氨酸　脱水缩合

（4）U

（5）核糖体、内质网、高尔基体、线粒体

15．DNA分子复制与遗传信息转录的相同之处是（　　）

A．利用的模板都相同B．利用的原料都相同

C．所利用的酶都相同D．都遵循碱基互补配对原则

解析　DNA分子复制以DNA的双链分别为模板进行半保留复制，遗传信息转录以DNA的一条链为模板进行转录，A错误；DNA分子复制以游离的脱氧核苷酸为原料，遗传信息转录以游离的核糖核苷酸为原料，B错误；DNA分子复制需要解旋酶和DNA聚合酶等，遗传信息转录需要RNA聚合酶等，C错误；DNA分子复制与遗传信息转录都遵循碱基互补配对原则，D正确。

答案　D

16．关于转录和翻译的叙述，错误的是（　　）

A．转录时以核糖核苷酸为原料

B．转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列

C．mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质

D．不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性

答案　C

17．下图是基因控制蛋白质合成的两个主要步骤。

请分析回答下列问题：

（1）图A中甲的名称为________，乙与丁在结构上的不同点是________________________________________________________________________。

方框内表示该过程进行方向的箭头是________（填“→”或“←”）。

（2）图B所示的生理过程是细胞中多聚核糖体合成多肽链的过程，此过程的模板是________（填物质名称）。

②③④的最终结构是否相同？

________（填“是”或“否”）。

答案　

（1）RNA聚合酶　组成乙的戊糖是脱氧核糖，组成丁的戊糖是核糖　←　

（2）mRNA　是

18．图1表示细胞内遗传信息表达的过程，根据所学的生物学知识回答。

（1）图2中方框内所示结构是________的一部分，它主要在________中合成，其基本组成单位是________，可以用图2方框中数字________表示。

（2）图1中以④为模板合成⑤物质的过程称为________，进行的场所是[　]________，所需要的原料是________。

（3）若该多肽合成到图1中UCU决定的氨基酸后就终止合成，则导致合成结束的终止密码子是________________________________________________________________________。

（4）从化学成分角度分析，与图1中⑥结构的化学组成最相似的是（　　）

A．乳酸杆菌B．T2噬菌体

C．染色体D．流感病毒

（5）若图1的①所示的分子中有1000个碱基对，则由它所控制形成的信使RNA中含有的密码子个数和合成的蛋白质中氨基酸种类最多不超过（　　）

A．166和55B．166和20

C．333和111D．333和20

解析　

（1）图2方框内所示结构具有碱基U，而U是RNA特有的碱基，因此它表示RNA，主要在细胞核中转录形成，其基本组成单位是核糖核苷酸，可以用图2方框中数字1、2、7表示。

（2）图1中④为mRNA分子，⑤为肽链，以mRNA分子为模板合成肽链的过程称为翻译；翻

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