高中生物第三章遗传的分子基础第四节遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成教学案浙科版 本文关键词：遗传，成教，第三章，第四节，蛋白质
高中生物第三章遗传的分子基础第四节遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成教学案浙科版 本文简介：第四节遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成1．DNA具有携带遗传信息、传递遗传信息和表达遗传信息的三重功能。2．转录的主要场所是细胞核，条件是模板(DNA的一条链)、原料(4种核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量(ATP)。3．翻译的场所是核糖体，条件是模板(mRNA)、“搬运工”(tRNA)、
高中生物第三章遗传的分子基础第四节遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成教学案浙科版 本文内容：
第四节遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成
1．DNA具有携带遗传信息、传递遗传信息和表达遗传信
息的三重功能。
2．转录的主要场所是细胞核，条件是模板(DNA的一条
链)、原料(4种核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量
(ATP)。
3．翻译的场所是核糖体，条件是模板(mRNA)、“搬运
工”(tRNA)、原料(20种氨基酸)、酶和能量。
4．密码子是在信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱
基。密码子共有64种，其中决定氨基酸的密码子有61
种，3种终止密码子不决定氨基酸。一种密码子只能决
定一种氨基酸，一种氨基酸可以有一种或几种密码。
5．每种tRNA只能识别并转运一种特定的氨基酸，同种氨基酸可以被一种或多种转运RNA携带。
6．基因是一段有遗传功能的核酸片段。在遗传物质为DNA的
细胞生物和DNA病毒中，基因是一段有遗传功能的DNA
片段；而在遗传物质为RNA的RNA病毒中，基因则是一
段有遗传功能的RNA片段。
7．表达是基因通过转录形成RNA产物或通过转录翻译形成蛋
白质产物的过程。
考试内容
必考
加试
遗传信息的表达
(1)DNA的功能
(2)DNA与RNA的异同
(3)转录、翻译的概念和过程
(4)遗传密码、中心法则
(5)基因的概念
(6)复制、转录和翻译的异同
a
b
b
b
b
a
b
b
b
b
b
转
录
1．DNA的功能
DNA具有携带遗传信息、传递遗传信息和表达遗传信息的三重功能，即一方面DNA储存遗传信息，遗传信息是一段DNA的基因中特定的脱氧核苷酸序列；第二方面通过DNA以自身为模板的复制，保持遗传信息的稳定性；第三方面DNA所贮存的遗传信息通过转录和翻译过程控制和决定蛋白质的结构。
2．转录
(1)概念：遗传信息由DNA传递到RNA上的过程，结果是形成RNA。
(2)过程：
(3)条件：
①原料：4种游离的核糖核苷酸。
②酶：RNA聚合酶等。
③能量：ATP。
④模板：DNA的一条链。
3．RNA的结构与分类
(1)RNA与DNA的区别：
物质组成
五碳糖
特有碱基
结构特点
DNA
脱氧核糖
T(胸腺嘧啶)
一般是双链
RNA
核糖
U(尿嘧啶)
通常是单链
(2)基本单位：核糖核苷酸。
(3)种类和功能：
1．DNA转录时是把所有DNA分子都转录出来吗？
提示：转录的不是整个DNA分子，而是以基因为单位进行的。
2．如图是一小段DNA片段，①链是模板链，②是编码链，请写出其转录生成的RNA的碱基序列，并分析RNA的碱基序列与DNA两条链碱基序列的关系？
提示：(1)
(2)生成的RNA的碱基序列与模板链互补，与编码链碱基序列基本相同(除T和U外)。
1．DNA与RNA的比较
项目
DNA
RNA
组
成
成
分
五碳糖
脱氧核糖
核糖
碱基
胸腺嘧啶(T)
尿嘧啶(U)
腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)
磷酸
磷酸
基本单位
脱氧核苷酸(4种)
核糖核苷酸(4种)
产生途径
DNA复制、逆转录
转录、RNA复制
结构
规则的双螺旋结构
常呈单链结构
分布
主要分布于细胞核，其次分布于线粒体、叶绿体
主要分布于细胞溶胶、线粒体、叶绿体，核糖体，少量分布于细胞核
2．DNA与RNA的判定方法
(1)若某核酸分子中有脱氧核糖，一定为DNA；有核糖，一定为RNA。
(2)若含碱基“T”，一定为DNA或其基本单位；若含碱基“U”，一定为RNA或其基本单位。因而用放射性同位素标记碱基“T”或碱基“U”可探知DNA或RNA。若细胞中大量利用碱基“T”，一般可认为进行DNA的复制；若大量利用碱基“U”，一般可认为正进行RNA的合成。
(3)若有T但T≠A或嘌呤≠嘧啶，则为单链DNA，因双链DNA分子中A＝T、G＝C，嘌呤(A＋G)＝嘧啶(T＋C)。
(4)若发现嘌呤≠嘧啶，则肯定不是双链DNA(可能为单链DNA，也可能为RNA)。
3．三种RNA的比较
项目
mRNA
tRNA
rRNA
分布
部位
常与核糖体结合
细胞质中
与蛋白质结合
形成核糖体
结构
功能
翻译时作模板
翻译时作搬运
氨基酸的工具
参与核糖
体的组成
联系
①组成相同：4种核糖核苷酸
②来源相同：都由转录产生
③功能协同：都与翻译有关
[特别提醒]
(1)转录的基本单位是基因，而不是整个DNA，因此转录时只解旋基因片段，其他部位不解旋。
(2)转录时mRNA与DNA模板链碱基互补，配对关系：G－C、C－G、T－A、A－U，结果mRNA与DNA模板编码链上碱基序列基本相同，只是用U代替T。
(3)在真核细胞内，转录出来的RNA需经过加工才能成为具有生物活性的成熟的mRNA。
翻
译
1．翻译
(1)概念：
场所
细胞质的核糖体上
模板
mRNA
原料
20种氨基酸
产物
具有一定氨基酸顺序的蛋白质
(2)过程：
2．遗传密码
(1)概念：mRNA上3个连续的碱基，决定一种氨基酸。
(2)特点：
①除少数密码子外，生物界的遗传密码是通用(或统一)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)种类：64种，其中决定氨基酸的密码子有61种。一种密码子只能决定一种氨基酸，一种氨基酸可以有一种或几种密码子，3种终止密码子不决定氨基酸。
1．翻译过程完成后得到的是蛋白质吗？
提示：不是。翻译过程只得到了多肽，多肽经过相应的加工，形成一定的空间结构后，才成为真正的蛋白质。
2．一个mRNA可结合多个核糖体，每个核糖体只合成多肽链中的一段，还是独立合成一条完整的多肽链？
提示：每个核糖体合成一条完整的多肽链。
1．DNA复制、转录和翻译的比较
项目
复制
转录
翻译
时间
细胞分裂的间期
个体生长发育的整个过程
场所
主要在细胞核
主要在细胞核
核糖体
模板
DNA的两条单链
DNA的其中一条链片段
mRNA
原料
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
20种氨基酸
能量
都需要
酶
解旋酶、
DNA聚合酶
RNA聚合酶
合成酶
产物
2个双链DNA
1个单链RNA
多肽链
(或蛋白质)
产物
去向
传递到2个子细胞或子代
离开细胞核进入细胞质
组成细胞结构蛋白或功能蛋白
特点
边解旋边复制，半保留复制
边解旋边转录，转录后DNA恢复原状
多个核糖体串联在一个mRNA上同时合成多肽链
碱基
配对
A—T，T—A，
C—G，G—C
A—U，T—A，
C—G，G—C
A—U，U—A，
C—G，G—C
实质
遗传信息的传递
遗传信息的表达
2．巧辨遗传信息、密码子和反密码子
(1)界定遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子：
(2)必记氨基酸与密码子、反密码子的数量关系：
①每种氨基酸对应一种或几种密码子，可由一种或几种tRNA转运。
②一种密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。
③密码子有64种(3种终止密码子和61种决定氨基酸的密码子)；理论上反密码子有61种。
3．基因中的碱基、mRNA中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系
计算项目
组成蛋白质的氨基酸数＝密码子数＝
tRNA分子数(即反密码子数)
mRNA分子中：碱基(核糖核苷酸)数＝信息链(DNA单链)碱基(脱氧核苷酸)数
DNA分子中：碱基数(脱氧核苷酸数)
数据
a
3a(或＋3)
6a(或＋6)
备注
“或”表示考虑终止密码子，相应情况下要计算括号内数据
[特别提醒]
(1)一般认为DNA(基因)中的碱基数是mRNA碱基数的2倍，但事实上，DNA(基因)中的碱基数比mRNA碱基数多很多。
(2)一般认为mRNA碱基数是蛋白质分子中氨基酸数的3倍。事实上，mRNA碱基数至少是蛋白质分子中氨基酸数的3倍；DNA(基因)中碱基数至少是蛋白质分子中氨基酸数的6倍。
中心法则与基因
1．中心法则
(1)提出者：克里克。
(2)要点：遗传信息由DNA传递到RNA，然后由RNA决定蛋白质的特异性。
(3)内容图解(用简式表示)：
2．基因
(1)基因是遗传的一个基本功能单位，它在适当的环境条件下控制生物的性状。
(2)基因的本质是一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片段，在大多数生物中基因是一段DNA，在RNA病毒中基因则是一段RNA。
(3)真核生物细胞中，基因以一定的次序排列在染色体上，一条染色体上有多个基因存在。线粒体、叶绿体中也是基因载体。
1．在正常人体细胞中能否进行RNA复制和逆转录？遗传信息是如何流动的？
提示：不能，RNA复制和逆转录是RNA病毒在寄主细胞中繁殖活动中的一项遗传活动。
人体细胞内遗传信息流动过程为：
2．在真核细胞中，“染色体－DNA－基因”三者之间在遗传上是怎样的关系？
提示：在真核细胞的遗传关系上，DNA分子是遗传物质；染色体是DNA的主要载体；基因是有遗传效应的DNA片段。基因的不同是由于脱氧核苷酸的排列顺序不同导致的；基因控制性状就是通过控制RNA和蛋白质合成来完成的。
1．中心法则
(1)过程图示：
(2)各类生物中遗传信息的流动过程：
生物
种类
代表
生物
遗传信息的传递过程
DNA
病毒
噬菌体
RNA
病毒
烟草花
叶病毒
逆转
录病
毒
HIV病毒、劳
氏肉瘤病毒
原核
生物
蓝细菌、细菌
真核
生物
人、动植物等
(3)几个生理过程的比较：
过程
模板
原料
碱基互补
①DNA的复制DNA→DNA
DNA的两条链
A、T、C、G四
种脱氧核苷酸
A→T
T→A
C→G
G→C
②DNA的转录DNA→RNA
DNA的一条链
A、U、G、C四
种核糖核苷酸
A→U
T→A
C→G
G→C
③翻译
RNA→多肽
信使RNA
20种氨基酸
A→U
U→A
C→G
G→C
④RNA的复制
RNA→RNA
RNA
A、U、G、C四
种核糖核苷酸
A→U
U→A
C→G
G→C
⑤RNA的逆转
录RNA→DNA
RNA
A、T、C、G四
种脱氧核苷酸
A→T
U→A
C→G
G→C
[特别提醒]
(1)中心法则中几个生理过程准确进行的原因：
①前者为后者的产生提供了一个标准化的模板。
②严格的碱基互补配对原则决定了后者是以前者提供的模板为依据形成的。
由此可见，准确的模板和严格有序的碱基互补配对关系保证了遗传信息的正常传递和表达，进而保证了物种的相对稳定性。
(2)中心法则中逆转录和RNA复制只有某些RNA病毒才能进行。逆转录需要逆转录酶，其碱基配对方式为A－T、U－A、G－C、C－G。
(3)中心法则各过程均发生在细胞内，病毒相关的中心法则发生在宿主细胞内。
2．对基因概念的理解
(1)真核细胞中，脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系图解：
(2)全方位理解“基因”：
①本质上，基因是有遗传效应的(遗传物质)DNA片段或RNA片段。
②结构上，基因是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列或核糖核苷酸序列。
③功能上，基因是遗传物质的结构和功能的基本单位。
④位置上，真核细胞内，基因在染色体上呈线性排列。
(3)
对于多细胞生物而言，同一个体的不同类型的细胞中含有相同的基因，因为它们是由同一个受精卵经有丝分裂和细胞分化形成的，而在此过程中遗传物质不发生改变。
[特别提醒]
由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，一般而言，“平时所说”的基因是指真核细胞的基因，即基因是一段有遗传功能的DNA片段。
以过程图为依托，考查转录与翻译
[例1]
遗传信息的传递过程如图所示，其中①～⑥表示6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AUG编码⑥所携带的氨基酸
D．②上可同时结合多个核糖体形成多条⑤
[思路点拨]
[精讲精析]
①是DNA分子，DNA复制时2条链均可作为模板链，A正确；②是mRNA分子，转录是以DNA分子上的基因区段为模板进行的，B错误；⑥是tRNA，其上的反密码子是UAC，与mRNA上的密码子AUG配对，密码子AUG编码⑥所携带的氨基酸，C正确；②mRNA上可同时结合多个核糖体形成多聚核糖体，每个核糖体上均可形成1条肽链(⑤)，D正确。
[答案]
B
1．(2013·浙江学考)如图为转录过程示意图。下列叙述正确的是(
)
A．a是编码链
B．c是游离的脱氧核苷酸
C．图中RNA聚合酶的移动方向是从右向左
D．图示DNA双螺旋解开不需要RNA聚合酶
解析：选A
图中a是编码链，b是模板链，c是游离的核苷酸，RNA聚合酶的移动方向是从左向右，图示DNA双螺旋解开需要RNA聚合酶。
以图形为依托，考查基因表达及其拓展
[例2]
下面甲、乙是真核生物遗传信息传递过程中的某两个阶段的示意图，图丙为图乙中部分片段的放大示意图。下列分析合理的是(
)
A．甲过程发生在细胞核内，乙过程发生在细胞质内
B．催化甲、乙两过程的酶1、酶2、酶3是相同的
C．一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次
D．甲、乙过程中的碱基互补配对方式完全相同
[思路点拨]
[精讲精析]
图甲表示DNA分子的复制过程，图乙表示转录过程；参与复制和转录的酶种类不同；在一个细胞周期中，细胞核中DNA分子只复制一次，而转录可以进行多次。甲、乙中碱基配对方式不完全相同，甲中是A－T配对，乙中是A－U配对。
[答案]
C
DNA复制和转录的差异
(1)DNA的复制和转录过程都主要在细胞核中进行，但DNA复制只发生在间期的S期，而转录任何时间均可进行。
(2)DNA复制需解旋酶和DNA聚合酶，转录需RNA聚合酶。
(3)DNA复制进行A←→T与G←→C的两种碱基互补配对方式，而转录是进行A→U、T→A、C←→G三种碱基互补配对方式。
2．某种生物基因表达过程如图所示。下列叙述正确的是(
)
A．RNA聚合酶与DNA某一启动部位结合时，只能使一个或几个基因解旋
B．RNA聚合酶具有催化形成氢键、磷酸二酯键等作用
C．转录产物a需在细胞质中加工成b才能成为翻译的模板
D．多肽c在核糖体内合成结束后进入内质网加工、运输
解析：选A
RNA聚合酶与
DNA
某一启动部位结合时，解旋的片段包含一个或几个基因，A正确；RNA聚合酶具有催化形成磷酸二酯键和解旋的作用，B错误；转录产物a需在细胞核中加工成成熟的mRNA才能成为翻译的模板，C错误；多肽c边合成边进入内质网加工、运输，D错误。
遗传信息表达的相关计算
[例3]
一段信使RNA上有300个碱基，其中A和G有120个，转录出该信使RNA的一段DNA中的C和T的总数以及翻译合成一条多肽链时脱去的水分子数分别是(
)
A．300个、100个
B.300个、99个
C．180个、99个
D.129个、100个
[思路点拨]
[精讲精析]
该段信使RNA上有300个碱基，则转录出该信使RNA的DNA分子中共有碱基600个，由于该DNA片段中C＋T占了全部碱基的50%，因此该模板DNA片段中C＋T＝300(个)。该信使RNA翻译的多肽链中有300÷3＝100(个)氨基酸，在脱水缩合过程中失去99个水分子。
[答案]
B
基因表达过程中有关数量变化
(1)转录、翻译过程中DNA(基因)碱基数∶mRNA碱基数∶多肽链氨基酸数＝6∶3∶1。图解如下：
(2)以上关系应理解为：每合成1个氨基酸至少需要mRNA中3个碱基，基因中6个碱基，其原因如下：
①DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA。
②在基因片段中，有的片段起调控作用，不转录。
③转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，所以基因或DNA上碱基数目比蛋白质氨基酸数目的6倍多。
3．已知一个蛋白质分子由3条肽链组成，连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有297个，翻译成这个蛋白质分子的信使RNA中的A和G共有400个。则指导该蛋白质合成的mRNA中至少含有的碱基个数及合成该蛋白质需要的tRNA个数，以及转录此mRNA的基因中(C和T)的个数之和依次是(
)
A．900
300
1
000
B．900
300
900
C．900
297
1
000
D．900
297
900
解析：选B
因该蛋白质中有3条肽链，297个肽键，所以其中的氨基酸个数为300个。DNA中碱基∶mRNA碱基∶氨基酸个数＝6∶3∶1，故mRNA中至少含有碱基300×3＝900(个)，需tRNA
300个，转录此mRNA的基因中C＋T的个数为(300×6)÷2＝900(个)。
以图示为依托，考查中心法则
[例4]
关于下图所示的过程，相关叙述正确的是(
)
A．噬菌体进行①过程，需将噬菌体放在含有四种游离的脱氧核糖核苷酸的溶液中
B．正常的真核生物细胞内可发生①②⑤过程
C．③④⑥过程常见于RNA病毒侵入细胞时
D．细胞中①④过程的发生都需要解旋酶的催化作用
[思路点拨]
[精讲精析]
噬菌体不能单独生活，必须寄生在其他活细胞内，故不能单独培养噬菌体；①②⑤过程在正常的真核生物细胞内可发生；到目前为止，所有的生物体内还没有发现⑥过程；①过程需要解旋酶的催化，④过程不需要。
[答案]
B
中心法则与基因表达的关系
4．图甲所示为基因表达过程，图乙为中心法则，①～⑤表示生理过程。下列叙述正确的是(
)
A．图甲所示为染色体DNA上的基因表达过程，需要多种酶参与
B．红霉素影响核糖体在mRNA上的移动，故影响基因的转录过程
C．图甲所示过程为图乙中的①②③过程
D．图乙中涉及碱基A与U配对的过程为②③④⑤
解析：选D
图甲所示为DNA分子上的基因表达过程，转录、翻译同时进行，属于原核生物的基因表达，原核生物中无染色体，A错误；核糖体在mRNA上的移动是基因的翻译过程，B错误；图乙中①表示DNA分子复制，②表示转录，③表示翻译，④表示RNA分子复制，⑤表示逆转录，图甲包括转录和翻译，即图乙中的②③过程，C错误；U为RNA特有的碱基，因此在图乙中涉及碱基U与A配对的过程为②③④⑤，D正确。
考查基因的本质及其拓展
[例5]
下列有关基因的叙述，正确的是(
)
A．基因是控制生物性状的结构单位和功能单位
B．经测定，一个由n个脱氧核苷酸构成的DNA分子中，包含了m个基因，则每个基因的平均长度为n/2m个脱氧核苷酸对
C．人体细胞内的基因全部位于染色体上
D．基因中脱氧核苷酸的排列顺序就是遗传信息，只能通过减数分裂传递给后代
[思路点拨]
[精讲精析]
基因是有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状的结构单位和功能单位。一个DNA分子上有许多个基因，但并非基因与基因紧密相连，那些没有遗传效应的DNA片段并不是基因，因此B项中基因的平均长度小于n/2m个脱氧核苷酸对。人体细胞内的基因主要在染色体上，线粒体DNA分子上也有少量基因。有性生殖的生物通过减数分裂将遗传信息传递给下一代，无性生殖的生物通过有丝分裂将遗传信息传递给下一代。
[答案]
A
通常情况下，绝大多数生物的遗传物质是DNA，基因是有遗传效应的DNA片段。基因主要存在于染色体上，一条染色体含一个DNA分子，一个DNA分子含多个基因。基因通过减数分裂或有丝分裂DNA复制传递遗传信息，通过控制蛋白质合成表达遗传信息。
5．下列对基因本质的描述，正确的是(
)
A．基因的基本单位是核糖核苷酸
B．一个DNA分子就是一个基因
C．基因是DNA分子上的特定片段
D．基因的化学结构不会发生改变
解析：选C
基因是有遗传效应的DNA片段，其结构虽然具有稳定性，但不是绝对的，也有可能发生改变。
[课堂回扣练习]
1．下列关于RNA的叙述，不正确的是(
)
A．RNA可分为mRNA、tRNA、rRNA
B．mRNA的转录和翻译都是在细胞核中进行的
C．RNA可以作为某些生物的遗传物质
D．mRNA中的碱基序列直接决定蛋白质分子中氨基酸的排列顺序
解析：选B
真核生物转录的主要场所是细胞核，翻译的场所是细胞质中的核糖体，原核生物转录的场所是拟核。部分病毒的遗传物质是RNA。
2．下列关于基因概念的叙述，错误的是(
)
A．基因是有遗传效应的DNA片段
B．基因是DNA分子上有一定功能的特定的碱基排列顺序
C．基因是DNA分子上任意一个片段
D．基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位
解析：选C
基因是有遗传效应的DNA片段，是有一定功能的特定的碱基排列顺序。由于DNA分子上有很多不能控制生物性状的区段，所以基因不能是DNA分子上的任意一个片段。
3．(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：选A
mRNA上的碱基与DNA模板链上的碱基互补配对。
4．下图中甲、乙表示真核细胞内两种物质的合成过程，有关叙述正确的是(
)
A．甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子
B．甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行
C．DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶
D．一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次
解析：选D
图甲表示DNA分子的复制过程，图乙表示转录过程，乙过程的产物是单链的mRNA分子；甲、乙过程都主要在细胞核中进行；甲过程需要解旋酶的参与；在一个细胞周期中，细胞核中DNA分子只复制一次，而转录可以进行多次。
5．如图所示，下列有关叙述中，不正确的是(
)
A．甲是DNA，乙为RNA，此过程要以甲为模板，酶为RNA聚合酶
B．甲是DNA，乙为DNA，此过程要以甲为模板，酶为DNA聚合酶
C．甲是RNA，乙为DNA，此过程为转录，原料为脱氧核苷酸
D．甲是RNA，乙为蛋白质，此过程为翻译，原料为氨基酸
解析：选C
甲是RNA、乙为DNA时，图示过程表示逆转录，模板为RNA，原料为脱氧核苷酸，酶为逆转录酶。
6．(2014·浙江学考)下列关于遗传信息表达的叙述，正确的是(
)
A．转录成的RNA能与编码链形成RNA－DNA杂交区域
B．DNA聚合酶与DNA的启动部位相结合即开始转录
C．核糖体认读到mRNA上的终止密码时翻译即终止
D．翻译过程所需的原料是四种核糖核苷酸分子
解析：选C
转录成的RNA能与模板链形成RNA－DNA杂交区域，A错误；RNA聚合酶与DNA的启动部位相结合即开始转录，B错误；核糖体认读到mRNA上的终止密码时翻译即终止，C正确；翻译过程所需的原料是游离的氨基酸，D错误。
[课时跟踪检测]
一、选择题
1．下列关于中心法则的叙述，不正确的是(
)
A．中心法则揭示了遗传信息传递的一般规律
B．克里克在提出DNA的双螺旋结构之后，又提出中心法则
C．克里克提出的中心法则不包括蛋白质到DNA的过程，但有蛋白质到蛋白质的过程
D．病毒的遗传信息传递也可以用中心法则来表示
解析：选C
中心法则由科学家克里克提出，揭示了遗传信息传递的一般规律。克里克提出的中心法则不包括蛋白质到DNA的过程，也不包括蛋白质到蛋白质的过程。
2．甲、乙两图为真核细胞中发生的代谢过程示意图，有关说法正确的是(
)
A．图甲所示过程为翻译，多个核糖体共同完成一条多肽链的合成
B．图甲所示过程中，核糖体移动的方向是从右到左
C．图乙所示过程为转录，转录产物的作用一定是作为图甲中的模板
D．图甲和图乙所示过程中都发生了碱基配对，并且碱基互补配对方式相同
解析：选B
图甲所示过程为翻译，翻译过程中一条多肽链的合成由一个核糖体完成；由图甲中肽链长短可知核糖体移动方向是从右向左；图乙所示过程为转录，转录产物有信使RNA、转运RNA和核糖体RNA三种；转录和翻译过程中都发生了碱基配对，但碱基互补配对方式不完全相同，如转录过程中有T和A的配对，翻译过程中则没有。
3．下列关于遗传信息的传递、表达的叙述正确的是(
)
A．遗传信息可以通过减数分裂和有性生殖向下一代传递
B．信使RNA上决定一个氨基酸的一个密码子的一个碱基发生替换，则识别该密码子的tRNA种类不一定改变
C．遗传物质复制时出现差错，一定会造成生物性状的严重缺陷
D．一个tRNA只有三个碱基并且只携带一个特定的氨基酸
解析：选A
遗传信息是指基因中脱氧核苷酸的排列顺序，可以通过DNA复制、转录、翻译等过程进行传递和表达，减数分裂和有性生殖时，遗传信息通过生殖细胞传给子代；翻译时tRNA和信使RNA互补配对，信使RNA上的一个密码子的一个碱基发生替换，tRNA种类一定改变；遗传物质复制时出现差错，但性状不一定改变，因为有些氨基酸对应不止一种密码子；tRNA有多个碱基，只是一端有三个碱基组成反密码子。
4．关于RNA的叙述，错误的是(
)
A．少数RNA具有生物催化作用
B．真核细胞内mRNA和tRNA都是在细胞质中合成的
C．mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子
D．细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸
解析：选B
真核细胞内的mRNA和tRNA主要是在细胞核中合成的；少数RNA是酶，具催化作用；mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基称为一个密码子；tRNA具有特异性，一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
5．(新课标全国卷Ⅰ)关于蛋白质合成的叙述，正确的是(
)
A．一种tRNA可以携带多种氨基酸
B．DNA聚合酶是在细胞核内合成的
C．密码子是位于tRNA上相邻的3个碱基
D．线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成
解析：选D
一种tRNA只能识别并携带一种氨基酸；DNA聚合酶是蛋白质，应该在细胞质中核糖体上合成；密码子由位于mRNA上的3个相邻碱基构成；线粒体中有合成蛋白质所需的DNA、RNA、核糖体以及相关的酶，也能控制某些蛋白质的合成，是半自主性的细胞器。
6．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：选A
由题意可知，图中正在进行缩合反应，进而推知这是发生在核糖体中的翻译过程，图中的长链为mRNA，三叶草结构为tRNA，核糖体中含有核糖体RNA(rRNA)。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。密码子位于mRNA上，而不是tRNA上
。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。
7．基因中含有的遗传信息通过控制合成相应的蛋白质而得以表达，下列与此过程有关的叙述，正确的是(
)
A．编码蛋白质的基因中碱基数目是相应蛋白质中氨基酸数目的6倍
B．编码氨基酸的密码子指相应的转运RNA中的3个碱基
C．信使RNA中的碱基数是相应基因中碱基数的1/3
D．由信使RNA上的9个碱基控制形成的多肽链中有3个肽键
解析：选A
编码蛋白质的基因中碱基数目是相应蛋白质中氨基酸数目的6倍。密码子是信使RNA中决定1个氨基酸的3个相邻碱基。信使RNA中的碱基数是相应基因中碱基数的1/2。信使RNA上的9个碱基如果都对应氨基酸，则可编码3个氨基酸，形成的多肽链中有2个肽键。
8．对下图所示过程的叙述，正确的是(
)
A．DNA模板链中的密码子能够决定氨基酸
B．核糖体是蛋白质合成的场所，一个基因在短时间内可表达出多条同种多肽链
C．该图是真核细胞中转录、翻译过程的示意图
D．图中所示过程可能有64种tRNA参与
解析：选B
密码子存在于mRNA上；图中转录尚未结束，翻译已开始，即转录和翻译同时进行，则该图应为原核细胞的转录、翻译示意图；密码子共有64个，其中有3个是终止密码子，在翻译中不决定氨基酸，故参与的tRNA应为61种。
9.如图表示细胞内某些重要物质的合成过程，该过程发生在(
)
A．真核细胞内，一个mRNA分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链
B．原核细胞内，
转录促使mRNA在核糖体上移动以便合成肽链
C．原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译
D．真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译
解析：选C
由图中信息可知，转录没有结束便启动遗传信息的翻译，所以该过程发生在原核细胞内。
10．研究转录和翻译过程最好的时期是细胞的(
)
A．有丝分裂的间期
B．有丝分裂后期
C．四分体时期
D．减数第二次分裂时期
解析：选A
转录和翻译过程是蛋白质的合成过程，在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期都有蛋白质的合成过程。
二、非选择题
11.右图表示真核细胞中遗传信息的传递过程，请据图回答：
(1)科学家克里克提出的中心法则包括图中
________
所示的遗传信息的传递过程。A过程发生在____________________的间期，B过程需要的原料是________________，图中需要解旋酶的过程有________。
(2)D过程表示tRNA运输氨基酸参与翻译，已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC，某tRNA上的反密码子是AUG，则该tRNA所携带的氨基酸是________。
(3)图中a、b为mRNA的两端，核糖体在mRNA上的移动方向是________。图中的不同核糖体最终形成的肽链________(填“相同”或“不同”)。
解析：(1)科学家克里克提出的中心法则包括DNA的复制、转录和翻译过程，也就是图中A、B、C所示的遗传信息的传递过程。DNA的复制(A)过程发生在有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。B过程需要的原料是游离的4种核糖核苷酸。DNA的复制、转录过程中，DNA分子都要首先解开螺旋，故图中需要解旋酶的过程有A、B。(2)某tRNA上的反密码子是AUG，与其配对的密码子是UAC，可知该tRNA所携带的氨基酸是酪氨酸。(3)图中a、b为mRNA的两端，据翻译出的肽链长度可知，核糖体在mRNA上的移动方向是由a到b。因为模板相同，故图中的不同核糖体最终形成的肽链相同。
答案：(1)A、B、C
有丝分裂的间期和减数第一次分裂前
游离的4种核糖核苷酸
A、B
(2)酪氨酸
(3)由a到b
相同
12．【加试题】如图甲为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，请据图回答下列问题：
(1)结构Ⅰ、Ⅱ代表的结构或物质分别为：__________、__________。
(2)完成过程①需要的物质是从细胞质进入细胞核的。它们是________________。
(3)从图甲分析，基因表达过程中转录的发生场所有____________________。
(4)根据图甲中的表格判断：Ⅲ为________(填名称)。其携带的氨基酸是________。若蛋白质2在线粒体内膜上发挥作用，推测其功能可能是参与有氧呼吸的第________阶段。
(5)用α-鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中RNA含量显著减少，那么推测α-鹅膏蕈碱抑制的过程是________(填序号)，线粒体功能________(填“会”或“不会”)受到影响。
(6)图乙为图甲中①过程，图中的b和d二者在化学组成上的区别是__________________。图中a是一种酶分子，它能促进c的合成，其名称为________________。
解析：(1)由图甲可知，结构Ⅰ是双层膜结构的核膜，Ⅱ是线粒体DNA。(2)过程①是核DNA转录合成RNA的过程。需要核糖核苷酸为原料，还需要酶和ATP。它们都是在细胞质中合成的。(3)核基因表达过程中的转录发生在细胞核中，线粒体DNA的表达场所是线粒体。(4)Ⅲ是tRNA，上面的三个特定的碱基(反密码子)和mRNA上的密码子是互补配对的，即mRNA上的密码子是ACU，该tRNA携带的氨基酸是苏氨酸。线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，其中第三阶段在线粒体内膜上进行，故蛋白质2应该是与有氧呼吸有关的酶。(5)由图甲可知，细胞质基质中的RNA来自于核DNA的转录。因此最有可能的是α-鹅膏蕈碱抑制了核DNA转录，使得细胞质基质中RNA含量显著减少。蛋白质1是核DNA表达的产物且作用于线粒体，核DNA表达受抑制必定会影响线粒体的功能。(6)①过程是核DNA的转录，其中b在DNA分子中，应该是胞嘧啶脱氧核苷酸，而d在RNA分子中，应该是胞嘧啶核糖核苷酸。RNA聚合酶是催化转录过程的酶，可以催化单个核糖核苷酸聚合成RNA分子。
答案：(1)核膜
线粒体DNA
(2)ATP、核糖核苷酸、酶
(3)细胞核、线粒体
(4)tRNA
苏氨酸
三
(5)①
会
(6)前者含脱氧核糖，后者含核糖
RNA聚合酶
[章末小结与测评]
[知识网络构建]