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考點31 遺傳信息的轉錄和翻譯 高考頻度：★★★☆☆ 難易程度：★★★☆☆ 1．RNA的結構與分類 （1）RNA與DNA的區(qū)別 物質組成 結構特點 五碳糖 特有堿基 DNA 脫氧核糖 T(胸腺嘧啶) 一般是雙鏈 RNA 核糖 U(尿嘧啶) 通常是單鏈 （2）基本單位：核糖核苷酸。 （3）種類及功能 2．遺傳信息的轉錄 （1）概念：在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程。 （2）過程(如圖) 3．翻譯 （1）概念 場所 細胞質的核糖體上 模板 mRNA 原料 20種氨基酸 產物 具有一定氨基酸順序的蛋白質 （2）密碼子：mRNA上3個相鄰堿基，共64種，其中決定氨基酸的密碼子有61種。 （3）反密碼子：位于tRNA上的與mRNA上的密碼子互補配對的3個堿基。 考向一 DNA與RNA的比較 1．關于DNA和RNA的敘述，正確的是 A．DNA有氫鍵，RNA沒有氫鍵 B．一種病毒同時含有DNA和RNA C．原核細胞中既有DNA，也有RNA D．葉綠體、線粒體和核糖體都含有DNA 【參考答案】C 解題技巧 DNA和RNA的區(qū)分技巧 （1）DNA和RNA的判斷 ①含有堿基T或脫氧核糖?DNA； ②含有堿基U或核糖?RNA。 （2）單鏈DNA和雙鏈DNA的判斷 ①若：?一般為雙鏈DNA； ②若：嘌呤≠嘧啶?單鏈DNA。 （3）DNA和RNA合成的判斷 用放射性同位素標記T或U，可判斷DNA和RNA的合成。若大量消耗T，可推斷正發(fā)生DNA的合成；若大量利用U，可推斷正進行RNA的合成。 2．下列有關DNA和RNA的敘述，正確的是 A．細菌的遺傳物質是DNA和RNA，病毒的遺傳物質是DNA或RNA B．轉錄過程遵循堿基互補配對原則，形成的RNA分子中則無堿基互補配對現象 C．同一種tRNA分子在不同細胞中轉運的氨基酸不同 D．相同的DNA分子轉錄產物可能不同 【答案】D 考向二 DNA的復制、轉錄和翻譯的比較 3．甲、乙圖表示真核細胞內兩種物質的合成過程，下列敘述正確的是 A．甲、乙所示過程通過半保留方式進行，合成的產物是雙鏈核酸分子 B．甲所示過程在細胞核內進行，乙在細胞質基質中進行 C．DNA分子解旋時，甲所示過程不需要解旋酶，乙需要解旋酶 D．一個細胞周期中，甲所示過程在每個起點只起始一次，乙可起始多次 【參考答案】D 【試題解析】甲過程表示多起點的DNA的半保留復制，合成的產物是雙鏈DNA分子，該過程主要發(fā)生在細胞核內，在一個細胞周期中，DNA只復制一次；乙過程為轉錄，合成的產物為單鏈RNA分子，該過程主要發(fā)生在細胞核內，在一個細胞周期中，乙可起始多次；DNA復制和轉錄均需解旋，甲過程利用解旋酶，乙過程利用RNA聚合酶解旋。 易錯警示 與轉錄和翻譯有關的3點易錯點 （1）轉錄的產物不只是mRNA，還有tRNA、rRNA，但只有mRNA攜帶遺傳信息，3種RNA都參與翻譯過程，只是作用不同。 （2）翻譯過程中mRNA并不移動，而是核糖體沿著mRNA移動，進而讀取下一個密碼子。 （3）轉錄和翻譯過程中的堿基配對沒有A—T，而是A—U。 4．如圖表示原核細胞中遺傳信息的傳遞和表達過程，有關分析正確的是 A．圖中rRNA和核糖體的合成與核仁有關 B．圖中①、②過程中均可發(fā)生基因突變 C．多個核糖體在mRNA上的移動合成一條肽鏈提高翻譯效率 D．圖中③、④最終合成的物質結構相同 【答案】D 考向三 遺傳信息、密碼子和反密碼子的比較 5．如圖表示藍藻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tRNA C．圖中②到③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 【參考答案】C 歸納整合 巧辨遺傳信息、密碼子和反密碼子 （1）界定遺傳信息、密碼子(遺傳密碼)、反密碼子 （2）辨析氨基酸與密碼子、反密碼子的數量關系 ①每種氨基酸對應一種或幾種密碼子(密碼子簡并性)，可由一種或幾種tRNA轉運。 ②一種密碼子只能決定一種氨基酸，一種tRNA只能轉運一種氨基酸。 ③密碼子有64種(3種終止密碼子和61種決定氨基酸的密碼子)；反密碼子理論上有61種。 6．根據下表中的已知條件，判斷蘇氨酸的密碼子是 DNA雙鏈 T G mRNA C tRNA反密碼子 A 氨基酸 蘇氨酸 A．TGU B．UGA C．ACU D．UCU 【答案】C 考向四 基因表達的相關計算 7．已知一段mRNA含有30個堿基，其中A和G有12個，轉錄該段mRNA的DNA分子中應有C和T的個數是 A．12 B．24 C．18 D．30 【參考答案】D 【試題解析】已知mRNA中含有30個堿基，是由DNA的一條鏈為模板轉錄形成的，則DNA含有60個堿基。在DNA分子中，堿基之間的配對遵循堿基互補配對原則（A—T、G—C），而配對的堿基數目彼此相等，即A=T、C=G，因此在DNA分子中嘌呤和嘧啶各占一半，則DNA分子中C和T的個數應為DNA堿基總數的一半，即C+T=30個，故選D。 解題必備 DNA和mRNA之間對應堿基及數量的計算 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%。 8．n個堿基組成的基因，控制合成由m條多肽鏈組成的蛋白質。氨基酸的平均分子量為a，則該蛋白質的分子量最大為 A．na/6 B．na/3-18(n/3-m) C．na-18(n-m) D．na/6-18(n/6-m) 【答案】D 1．下列有關基因表達的敘述，正確的是 A．能進行DNA復制的細胞也能進行轉錄和翻譯 B．基因中發(fā)生堿基對的增添后，其控制合成的肽鏈一定變長 C．多個核糖體結合到mRNA的不同位置，同時合成一條多肽鏈 D．動物細胞內的mRNA均需要通過核孔后才能進行翻譯 2．在雙鏈DNA中，已知其中一條（A+G）/（T+C）=0.4，那么以它的互補鏈為模板，轉錄成的mRNA中（A+G）/（C+U）應是 A．2.5 B．1 C．0.4 D．1.25 3．下列關于DNA分子的復制、轉錄和翻譯的比較，正確的是 A．從時期上看，都只能發(fā)生在細胞分裂的間期 B．從條件上看，都需要模板、原料、酶和能量 C．從原則上看，都遵循相同的堿基互補配對原則 D．從場所上看，都能發(fā)生在細胞核中 4．SARS病毒是一種單鏈+RNA病毒。該+RNA既能作為mRNA翻譯出蛋白質，又能作為模板合成-RNA，再以-RNA為模板合成子代+RNA。下列有關SARS病毒的敘述正確的是 A．遺傳物質是+RNA，其中含有遺傳信息和密碼子 B．復制時會出現雙鏈RNA，該過程需要逆轉錄酶的催化 C．翻譯時的模板及所需的酶均由宿主細胞提供 D．增殖過程中會出現T—A、A—U堿基配對方式 5．關于下圖所示過程，下列說法中正確的是 A．圖示過程可以發(fā)生在真核細胞和原核細胞中 B．該過程得到的多條肽鏈氨基酸排列順序不同 C．圖中展示的是mRNA沿著核糖體移動的過程 D．一個mRNA分子上可以相繼結合多個核糖體 6．某生物細胞中基因表達過程如圖所示，下列相關敘述正確的是 A．該過程可表示毛霉合成蛋白酶的過程 B．過程①中的酶能使DNA堿基對間的氫鍵斷裂 C．過程②四個核糖體合成的蛋白質不同 D．與過程②相比，過程①中特有“A—U”配對 7．胰島素的A、B兩條肽鏈是由一個基因編碼的，其中A鏈中的氨基酸有m個，B鏈中的氨基酸有n個。下列有關敘述中不正確的是 A．胰島素基因中至少含有的堿基數是6(m＋n) B．胰島素基因的兩條DNA單鏈分別編碼A、B兩條肽鏈 C．胰島素mRNA中至少含有的密碼子為(m＋n)個 D．A、B兩條肽鏈可能是經蛋白酶的作用后形成的 8．如圖是兩種細胞中主要遺傳信息的表達過程。據圖分析，下列敘述中不正確的是 A．兩種表達過程均主要由線粒體提供能量，由細胞質提供原料 B．甲沒有核膜圍成的細胞核，所以轉錄翻譯同時發(fā)生在同一空間內 C．乙細胞的基因轉錄形成的mRNA需要通過核孔才能進入細胞質 D．若合成某條肽鏈時脫去了100個水分子，則該肽鏈中至少含有102個氧原子 9．研究表明，下丘腦SCN細胞中PER基因表達與晝夜節(jié)律有關，其表達產物的濃度呈周期性變化，如圖為相關過程。據此判斷，下列說法正確的是 A．PER基因只存在于下丘腦SCN細胞中 B．圖1過程①的原料為脫氧核苷酸，需要的酶是RNA聚合酶 C．圖2中DNA模板鏈中一個堿基C變成了T，則mRNA中嘌呤與嘧啶比例不變 D．圖3中mRNA沿著核糖體的移動方向是從右向左 10．下圖中的①?③分別表示人體細胞中3種生物大分子的合成過程。請據圖回答下列問題： （1）過程①消耗的有機物是ATP和____________________________________。 （2）過程②發(fā)生的主要場所是____________；a鏈形成后，通過____________進入細胞質中并與核糖體x結合。 （3）已知過程②的a鏈中，鳥嘌呤與尿嘧啶之和占堿基總數的54%，a鏈及其模板鏈對應區(qū)段的堿基中，鳥嘌呤分別占30%和20%。則與a鏈對應的DNA區(qū)段中，腺嘌呤所占的堿基比例為_____。 （4）過程③中，y轉運氨基酸的密碼子是____________。若合成蛋白質b的基因含有600個堿基對，則該蛋白質最多由____________種氨基酸組成。 （5）在一個細胞周期，過程①中經歷起始點的次數是____________次。過程①②③都要進行堿基互補配對，其中配對方式種類最多的是____________過程。 11．（2018全國Ⅰ卷）生物體內的DNA常與蛋白質結合，以DNA—蛋白質復合物的形式存在。下列相關敘述錯誤的是 A．真核細胞染色體和染色質中都存在DNA—蛋白質復合物 B．真核細胞的核中有DNA—蛋白質復合物，而原核細胞的擬核中沒有 C．若復合物中的某蛋白參與DNA復制，則該蛋白可能是DNA聚合酶 D．若復合物中正在進行RNA的合成，則該復合物中含有RNA聚合酶 12．（2018江蘇卷）下列關于DNA和RNA的敘述，正確的是 A．原核細胞內DNA的合成都需要DNA片段作為引物 B．真核細胞內DNA和RNA的合成都在細胞核內完成 C．肺炎雙球菌轉化實驗證實了細胞內的DNA和RNA都是遺傳物質 D．原核細胞和真核細胞中基因表達出蛋白質都需要DNA和RNA的參與 13．（2018海南卷）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 14．（2018浙江卷）miRNA是一種小分子RNA．某miRNA能抑制W基因控制的蛋白質（W蛋白）的合成．某真核細胞內形成該miRNA及其發(fā)揮作用的過程示意圖如下。 下列敘述正確的是 A．miRNA基因轉錄時，RNA聚合酶與該基因的起始密碼相結合 B．W基因轉錄形成的mRNA在細胞核內加工后，進入細胞質用于翻譯 C．miRNA與W基因mRNA結合遵循堿基互補配對原則，即A與T、C與G配對 D．miRNA抑制W蛋白的合成是通過雙鏈結構的miRNA直接與W基因mRNA結合所致 1．【答案】A 2．【答案】C 【解析】以該鏈的互補鏈為模板轉錄形成的mRNA序列與該鏈相同（T替換為U）。雙鏈DNA分子中，一條鏈中（A+G）/（T+C）＝0.4，那么以它的互補鏈為模板，轉錄成的mRNA中（A+G）/（C+U）也應是0.4，C項正確，A、B、D項錯誤。 3．【答案】B 【解析】DNA復制發(fā)生在細胞分裂間期，而轉錄和翻譯在細胞任何時期都能發(fā)生，故A錯誤；DNA復制以DNA單鏈為模板，以4種脫氧核苷酸為原料，轉錄也是以DNA單鏈為模板，以4種核糖核苷酸為原料，翻譯以mRNA為模板，以20種氨基酸為原料，三個過程都需要能量，故B正確；三者都遵循堿基互補配對原則，保證了遺傳信息的準確傳遞，但模板和產物不同，復制時A與T配對，轉錄和翻譯時，A與U配對，故C錯誤；DNA分子的復制和轉錄主要發(fā)生在細胞核中，翻譯發(fā)生在細胞質的核糖體中，故D錯誤。 4．【答案】A 【解析】由題意可知，SARS病毒為RNA病毒，其遺傳物質是+RNA，所以+RNA中含有遺傳信息。+RNA作為mRNA翻譯出蛋白質時，+RNA中含有密碼子，故A項正確；+RNA復制時先根據堿基互補配對原則合成一條-RNA，再以-RNA為模板合成子代+RNA，可知+RNA復制時會出現雙鏈，但該過程需要RNA復制酶的催化，而不需要逆轉錄酶的催化，B項錯誤；翻譯時所需的模板是+RNA，由病毒自己提供，C項錯誤；該病毒增殖過程中涉及RNA的復制和翻譯，都是在RNA與RNA之間進行堿基互補配對，所以不會出現T—A堿基配對方式，D項錯誤。 6．【答案】B 【解析】圖示是原核生物邊轉錄邊翻譯的過程，而毛霉是真核生物，因此次該過程不可以表示毛霉合成蛋白酶的過程，A錯誤；過程①中的酶是RNA聚合酶，有解旋功能，B正確；過程②四個核糖體合成蛋白質的模板是一樣的，所以合成的蛋白質是一樣的，C錯誤；過程①是轉錄過程，過程②是翻譯過程，翻譯、轉錄過程都有“A—U”配對，D錯誤。 7．【答案】B 【解析】胰島素基因編碼的兩條多肽鏈中氨基酸總數是m＋n，所以DNA中對應堿基數至少為6(m＋n)；一個基因在編碼蛋白質的過程中，只有一條鏈作為模板鏈；胰島素基因轉錄的mRNA是一條，而形成的兩條肽鏈中氨基酸共有(m＋n)個，根據密碼子和氨基酸的一一對應關系(不考慮終止密碼子)可知，與之對應的胰島素mRNA中至少含有的密碼子應該為(m＋n)個；A、B兩條肽鏈可能是形成一條肽鏈之后，經蛋白酶作用使肽鍵斷裂，然后再組裝成胰島素的。 8．【答案】A 【解析】從圖中可以看出，甲細胞是原核細胞，乙細胞是真核細胞，則甲細胞不含線粒體，故A錯誤；原核細胞的轉錄和翻譯都發(fā)生在細胞質中，故B正確；乙細胞翻譯的場所為細胞質中的核糖體，細胞核基因轉錄出來的mRNA必須通過核孔才能從細胞核出來，故C正確；若合成某肽鏈時脫去100個水分子，則該肽鏈含有100個肽鍵，每個肽鍵中含有1個氧原子，再加上一端的羧基含有的2個氧原子，該肽鏈至少含有102個氧原子，故D正確。 10．【答案】（1）脫氧核苷酸 （2）細胞核 核孔 （3）25% （4）GUU 20 （5）一 ② 【解析】（1）過程①表示DNA復制，需要模板（親代DNA的兩條鏈）、原料（脫氧核苷酸）、能量（直接由ATP提供）和酶等基本條件，所以過程①消耗的有機物是ATP和脫氧核苷酸。（2）過程②表示轉錄，發(fā)生的主要場所是細胞核；形成的a鏈為mRNA，mRNA通過核孔進入細胞質中并與核糖體x結合。（3）過程②（轉錄）中的a鏈為mRNA，其中G＋U＝54%，G＝30%，U＝54%－30%＝24%，則其模板鏈中，A＝24%，C＝30%；已知模板鏈中G＝20%，則T＝100%－24%－30%－20%＝26%，所以與a鏈對應的DNA區(qū)段中，腺嘌呤A＝（24%＋26%）2＝25%。（4）過程③為翻譯，y所示的tRNA上的反密碼子為CAA，因翻譯時tRNA上的反密碼子與它所搬運的氨基酸的密碼子互補配對，因此y轉運氨基酸的密碼子是GUU。若合成蛋白質b的基因含有600個堿基對，依據“在基因指導蛋白質的合成過程中，基因中的堿基數∶mRNA分子中的堿基數∶多肽鏈中氨基酸數＝6∶3∶1”可知：該蛋白質含有的氨基酸數為100個，最多由20種氨基酸組成。（5）在一個細胞周期，DNA復制發(fā)生在間期，因此過程①所示的DNA復制中經歷起始點的次數是一次。①所示的DNA復制過程中堿基互補配對方式是A—T、C—G，②過程所示的轉錄過程中堿基互補配對方式是A—U、C—G、T—A，③所示的翻譯過程中堿基互補配對方式是A—U、C—G，所以過程①②③中配對方式種類最多的是②。 11．【答案】B 【解析】真核細胞的染色質和染色體是同一物質在不同時期的兩種存在形式，主要是由DNA和蛋白質組成，都存在DNA—蛋白質復合物，A正確；真核細胞的核中含有染色體或染色質，存在DNA—蛋白質復合物，原核細胞的擬核中也可能存在DNA—蛋白質復合物，如擬核DNA進行復制或者轉錄的過程中都存在DNA與酶（成分為蛋白質）的結合，也能形成DNA—蛋白質復合物，B錯誤；DNA復制需要DNA聚合酶、解旋酶等，因此復合物中的某蛋白可能是DNA聚合酶，C正確；若復合物中正在進行RNA的合成,屬于轉錄過程，轉錄需要RNA聚合酶等，因此復合物中的某蛋白可能是RNA聚合酶，D正確。 13．【答案】C 【解析】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；轉錄需要的反應物是核糖核苷酸，逆轉錄需要的反應物是脫氧核苷酸，C錯誤；細胞核中的DNA復制和轉錄都以DNA為模板，D正確。 14．【答案】B 【解析】miRNA基因轉錄時，RNA聚合酶與該基因首端的啟動子相結合，A錯誤；真核細胞內W基因轉錄形成的mRNA在細胞核內加工后，進入細胞質用于翻譯，B正確；miRNA與W基因mRNA結合遵循堿基互補配對原則，即A與U、C與G配對，C錯誤；miRNA抑制W蛋白的合成，是通過單鏈結構的miRNA與蛋白質結合形成的miRNA蛋白質復合物直接與W基因的mRNA結合所致，D錯誤。