第2章 微专题（4）DNA复制、转录和翻译的题型辨析(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中生物必修2（苏教版2019）

微专题(四)　DNA复制、转录和翻译的题型辨析 题型一　DNA分子的复制 DNA分子连续复制两次图像及解读 [针对训练] 1．真核细胞中DNA复制过程如下图所示，下列表述错误的是(　　) A．多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成 B．每个子代DNA都有一条脱氧核苷酸链来自亲代 C．复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化 D．DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则和精确的模板 解析　多起点双向复制，能保证DNA复制在短时间内完成；DNA复制以亲代DNA分子的两条链分别为模板，按照碱基互补配对原则合成子链DNA，所以每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代；复制过程中氢键的破坏需要解旋酶的催化；DNA分子的精确复制依赖于碱基互补配对原则，即A与T配对、G与C配对。 答案　C 2．下图为真核细胞DNA复制过程模式图，请根据图示过程回答下列问题： (1)由图示得知，1个DNA分子复制出乙、丙2个DNA分子，其方式是________________。 (2)DNA解旋酶能使双链DNA解开，但需要细胞提供________________。 (3)从图中可以看出合成的两条子链的方向是________(填“相同”或“相反”)的。 (4)真核细胞中DNA复制的场所是________________等；细胞分裂过程中，在复制完成后，乙、丙分开的时期为________________。 (5)DNA分子通过复制，将________从亲代传给子代，从而保持了________________的连续性。 解析　(1)DNA复制的方式是半保留复制，其特点是边解旋边复制。(2)解旋过程需要细胞提供能量。(3)DNA的2条脱氧核苷酸链是反向平行的关系，那么以这两条链为模板合成的子链的方向也应该是相反的。(4)真核细胞内DNA分子复制的场所有细胞核、线粒体和叶绿体等；复制后的DNA分子分别存在于两条染色单体中，染色单体分开发生的时期是有丝分裂后期和减数第二次分裂后期。(5)DNA分子复制的意义是将遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性。 答案　(1)半保留复制　(2)能量(或ATP)　(3)相反　(4)细胞核、线粒体和叶绿体　有丝分裂后期和减数第二次分裂后期　(5)遗传信息　遗传信息 题型二　DNA复制相关计算 “图解法”分析DNA复制过程中的数量关系 DNA分子的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，则有： (1)DNA分子数 ①子代DNA分子数＝2n个； ②含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝2个； ③不含亲代DNA链的子代DNA分子数＝(2n－2)个。 (2)脱氧核苷酸链数 ①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条； ②亲代脱氧核苷酸链数＝2条； ③新合成的脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条。 (3)消耗的脱氧核苷酸数 若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，复制n次需该脱氧核苷酸数＝m×(2n－1)个，n－1次复制需该脱氧核苷酸数＝m×(2n－1－1)个，则第n次复制需该脱氧核苷酸数＝m×2n－m×2n－1＝m×(2n－2n－1)＝m×2n－1个。 [特别提醒]　与DNA复制相关计算的四个易错点 (1)复制次数：“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别：前者包括所有的复制，但后者只包括最后一次复制。 (2)碱基数目：注意碱基的数目单位是“对”还是“个”。 (3)复制模板：在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。 (4)关键词语：看清是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。 [针对训练] 3．一个双链均被32P标记的DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述错误的是(　　) A．该DNA分子的特异性与碱基对的排列顺序有关 B．复制过程需要2.4×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 C．子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链数目之比为1∶7 D．子代DNA分子中含32P的分子数目与只含31P的分子数目之比为1∶3 解析　由题意可知，该DNA分子中胞嘧啶占30%，则该DNA复制时需要消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为10 000×30%×(23－1)＝2.1×104。 答案　B 4．某双链DNA分子有100个碱基对，其中腺嘌呤30个，下列叙述正确的是(　　) A．该DNA分子一条单链中，腺嘌呤和胸腺嘧啶占50% B．该DNA分子两条链之间总是嘌呤和嘧啶形成碱基对 C．该DNA分子第三次复制时需要胞嘧啶脱氧核苷酸490个 D．该DNA分子复制时，在DNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开 解析　该双链DNA分子有100个碱基对，其中腺嘌呤30个，胸腺嘧啶也为30个，该DNA分子中A＋T占30%，则DNA分子一条单链中，A＋T占30%；DNA分子两条链之间的碱基靠氢键连接成碱基对，腺嘌呤与胸腺嘧啶、鸟嘌呤与胞嘧啶互补配对；该DNA分子中胞嘧啶脱氧核苷酸为70个，第三次复制时需要胞嘧啶脱氧核苷酸70×23－1＝70×4＝280个；DNA复制时，在解旋酶的作用下DNA双螺旋解开。 答案　B 题型三　巧用图解，突破DNA复制与细胞有丝分裂中染色体标记问题 有丝分裂中子染色体标记情况分析 (1)过程图解(一般只研究一条染色体)： 复制一次(母链标记，培养液不含标记同位素)： 复制两次： (2)规律总结：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。 [针对训练] 5．蚕豆根尖细胞(2n＝12)在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是(　　) A．每条染色体的两条单体都被标记 B．每条染色体中都只有一条单体被标记 C．只有半数的染色体中有一条单体被标记 D．每条染色体的两条单体都不被标记 解析　DNA复制方式是半保留复制，蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸(3H－T)培养基中完成一个细胞周期，每一个DNA分子中都有一条脱氧核苷酸链含3H－T，然后在不含放射性标记的培养基中培养至中期，DNA分子复制后形成的两个DNA分子通过着丝粒连接，其中一个DNA分子的一条链含3H－T。 答案　B 题型四　遗传信息、密码子、反密码子的比较 1．界定遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子 2．明确氨基酸与密码子、反密码子的数量关系 (1)一种氨基酸可对应一种或几种密码子(即密码子简并性)，可由一种或几种tRNA转运。 (2)除终止密码子外，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；61种决定氨基酸的密码子，其中密码子AUG不仅编码甲硫氨酸，还是起始密码子)。 [针对训练] 6．根据表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是(　　) DNA双链 T G mRNA tRNA反密码子 A 氨基酸 苏氨酸 A.TGU　　　　　　B．UGA C．ACU　　　　　　D．UCU 解析　由表格信息无法直接确定转录的模板链，由DNA两链间、模板链与mRNA间、mRNA与反密码子间均遵循碱基互补配对原则及密码子位于mRNA上，可判断苏氨酸的密码子可能为ACU或UGU。 答案　C 7．下图表示蓝细菌DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系，下列说法中正确的是(　　) A．由图分析可知①链应为DNA的α链 B．DNA形成②的过程发生的场所是细胞核 C．酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是AUG、CUA D．图中②与③配对的过程需要在核糖体上进行 解析　根据碱基互补配对原则，可知①链是DNA的β链，A错误；由于蓝细菌属于原核生物，没有由核膜包被的细胞核、线粒体及叶绿体，所以DNA形成②的过程发生在拟核，B错误；tRNA一端的三个相邻的碱基是反密码子，密码子在mRNA上，分别是UAG、GAU，C错误；图中②与③配对的过程是翻译，需要在核糖体上进行，D正确。 答案　D 题型五　遗传信息的转录和翻译 1．对转录和翻译的深度理解 (1)转录的产物不只有mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，但是作用不同。 (2)翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。 (3)转录和翻译过程中的碱基配对不是A－T，而是A－U。 2．基因表达过程图的分析方法 (1)分析此类问题要分清mRNA链和多肽链的关系。DNA模板链在RNA聚合酶的作用下产生的是mRNA链，而在同一条mRNA链上结合的多个核糖体，可同时合成若干条多肽链。 (2)用“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程图： 3．原核细胞与真核细胞基因表达过程的区别 (1)原核细胞内的基因，其编码蛋白质的碱基序列是连续的，一经转录就产生了成熟的mRNA，可以直接指导核糖体翻译形成蛋白质，且没有核膜的阻隔，所以在进行基因表达时可以边转录边翻译。 (2)真核细胞细胞核内的基因，其编码蛋白质的碱基序列被很多不能编码蛋白质的碱基序列分隔开。 ①在转录时，先形成不成熟的前体mRNA，然后经过剪切加工，才形成成熟的mRNA，才能指导核糖体翻译形成蛋白质。 ②加上真核细胞核膜的阻隔，所以在进行基因表达时只能先转录后翻译。 [针对训练] 8．下面甲、乙两图为真核细胞中发生的代谢过程的示意图，有关说法正确的是(　　) A．甲图所示的过程为翻译，多个核糖体共同完成一条多肽链的合成 B．乙图所示过程为转录，转录产物的作用一定是作为甲图中的模板 C．甲图所示翻译过程的方向是从右到左 D．甲图和乙图中都发生了碱基互补配对且碱基互补配对方式完全相同 解析　由甲图可知，翻译过程中一个mRNA分子上可以结合多个核糖体，同时合成多条多肽链；转录产物有信使RNA、转运RNA和核糖体RNA三种，而翻译的模板只能是信使RNA；甲图中多肽链②最长，说明合成该多肽链的核糖体是最早与mRNA结合的，因此核糖体在mRNA上的移动方向是从右到左；转录和翻译过程中都发生了碱基互补配对，但碱基互补配对方式不完全相同。 答案　C 9．下图所示为甲、乙两类细胞内遗传信息的传递过程的示意图，下列相关叙述中正确的是(　　) A．细胞甲可表示大肠杆菌细胞内遗传信息的传递过程 B．细胞甲中多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译 C．细胞乙中①和②过程都有T－A碱基配对现象 D．细胞乙中核糖体从mRNA的3′端向5′端移动 解析　细胞甲中转录与翻译过程同时进行，是原核生物细胞，A正确；细胞甲中多个核糖体同时与一条mRNA结合，可以在短时间内大量合成相同的多条多肽链，B错误；细胞乙中①为DNA转录成RNA的过程，②为翻译过程，存在密码子与反密码子的配对，是RNA与RNA的配对，因为RNA中无T碱基，所以，只有在转录中有T－A碱基配对现象，C错误；一条mRNA可同时结合多个核糖体，核糖体上合成的肽链越短说明翻译用时越少，细胞乙中核糖体从mRNA的5′端向3′端移动，D错误。 答案　A 题型六　DNA的复制、转录和翻译的比较 1．DNA的复制、转录和翻译的比较 － 遗传信息的传递 遗传信息的表达 复制 转录 翻译 时间 有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期 个体生长发育的整个过程 场所 主要是细胞核 主要是细胞核 细胞质的核糖体上 能量 ATP提供 原料 4种游离的脱氧核苷酸 4种游离的核糖核苷酸 20种氨基酸 模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA 模板去向 子代DNA分子中 与DNA非模板链重新聚合 降解成核糖核苷酸 产物 完全相同的两个DNA分子 mRNA、rRNA、tRNA 蛋白质(多肽) 产物去向 传递到两个子细胞或子代 主要通过核孔进入细胞质 作为细胞的结构蛋白或功能蛋白 碱基配对 T－A、G－C A－U、T－A、G－C U－A、G－C 特点 ①半保留复制 ②边解旋边复制 ③多起点复制 边解旋边转录，转录后DNA双链恢复原状 一条mRNA上可相继结合多个核糖体，同时合成多条相同的多肽链 信息传递 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋白质 2.基因控制蛋白质合成中的相关计算 DNA(基因)、mRNA上碱基数目与蛋白质中氨基酸数目之间的关系可用如图表示： 可见，蛋白质中氨基酸数目＝1/3mRNA上碱基数目＝1/6DNA(或基因)上碱基数目。 [针对训练] 10．下列有关DNA复制、转录和翻译的叙述中，正确的是(　　) A．DNA复制只以DNA分子的一条链为模板，所以称为半保留复制 B．转录需要以信使RNA为模板，以核糖核苷酸为原料 C．翻译过程中，遗传信息从RNA流向蛋白质 D．复制、转录和翻译时，都遵循A与T配对，G与C配对的方式 解析　DNA复制时，以DNA分子的两条链为模板，形成的子代DNA分子中含有一条原来的母链和一条新合成的子链，所以称为半保留复制，A错误；转录是以DNA分子中一条特定的链为模板，原料是核糖核苷酸，B错误；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，因此遗传信息从RNA流向蛋白质，C正确；翻译过程中没有A与T配对的方式，D错误。 答案　C 11．某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均相对分子质量为a，控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的相对分子质量最多为(　　) A．2/3ab－6b＋18n B．1/3ab－6b C．1/3×18 D．1/3ab－(1/3b－n)×18 解析　控制某蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质由b/3个氨基酸脱水缩合而成；氨基酸平均相对分子质量为a，则组成该蛋白质的氨基酸的总相对分子质量为1/3ab；由于氨基酸经脱水缩合形成n条肽链，进而组成该蛋白质共脱去(b/3－n)个水分子，相对分子质量减少(1/3b－n)×18。即该蛋白质的相对分子质量为1/3ab－(1/3b－n)×18。 答案　D 学科网（北京）股份有限公司 $$