2025届高三一轮复习生物：DNA通过RNA指导蛋白质合成课件

6.4 DNA通过RNA指导蛋白质合成2 2024届一轮复习 1 聚焦概念 概念3 遗传信息控制生物性状，并代代相传 3.1 亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA分子上 3.1.4 概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现 问题： 转录得到的具有一定碱基序列的RNA，如何编码具有一定氨基酸种类、数量和排列顺序的蛋白质呢？ 3.遗传信息的翻译 (1)概念：在细胞中，以________为模板，从一个特定的__________开始，按照______________________________________的原则，依次合成具有一定氨基酸顺序的多肽链的过程叫翻译。 mRNA 起始位点 每三个相邻的核糖核苷酸代表一个氨基酸 遗传信息的翻译 信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的核苷酸 密码子: U C A U G A U U A mRNA 密码子 密码子 密码子 5‘ 3‘ 什么是密码子？本质是什么？有几种密码子? 阅读密码子表 找出密码子、反密码子和氨基酸之间的对应关系 1.起始密码子为？是否编码氨基酸？终止密码子为？是否编码氨基酸？ 2.表中编码氨基酸的密码子共有几种？ 共编码几种氨基酸？这体现了密码子什么特点？有何生物学意义？ 3.生物界共用一套遗传密码子，体现了密码子的什么特性？ 密码子的摆动性 一种密码子只能决定 种氨基酸，每种氨基酸对应 种密码子；一种反密码子对应 种氨基酸；一种反密码子对应 种密码子。 2023江苏高考 T6 注： ①在正常情况下， UGA 是终止密码子，但在特殊情况下， UGA 可以编码硒代半胱氨酸。 ②在原核生物中， GUG 也可以作起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。 人教版 (3)过程 mRNA tRNA　 mRNA　 tRNA　 终止密码子　 脱离 请你在图上标注mRNA和tRNA的3’和5’端 结合书本内容完成大本填空 拓展-学程P11-mRNA的翻译 为什么终止密码子能终止翻译？ 三种密码子UAA、UGA、UAG均可终止翻译。没有任何一种tRNA与终止密码子相对应，终止密码子由蛋白质释放因子识别。（新人教教参） 目录 /////// 重点 · 疑难突破 1 .DNA 分子的结构及相关计算 在电子显微镜下观察原核生物的转录产物，可看到像羽毛状的图形。 目 录 CONTENT 学程P23复习题2 2. 如图表示两种不同生物细胞内遗传信息的部分传递过程，序号①~⑦表示相关的物质或结构。请回答问题。 （1）图中①表示 分子，与甲相比，乙中①分子携带的遗传基因，在结构上的主要特点有 。 （2）甲中发生的遗传信息的传递过程主要有 ，合成物质③过程中，其延伸的方向是 。 2.（ 1） DNA　 基因的编码区是间隔的、不连续的 （ 2）转录与翻译　5' → 3' （3）乙中物质④不能与⑤直接结合的原因是 ，而物质⑦常与多个⑤结合的意义是 。 （4）甲、乙两种生物细胞基因表达的不同点是 。 （ 3）物质④含有内含子转录形成的 mRNA 前体中的非编码序列，需要加工剪切　少量 mRNA 分子可以迅速指导合成大 量的蛋白质 （ 4）甲细胞的基因转录与翻译过程可以同时进行，乙细胞的基因转录在细胞核中进行，翻译在细胞质中进行；乙在细胞核中转录产生的 mRNA 要经过加工剪接，去掉内含子转录形成的非编码序列形成成熟的 mRNA，再通过核孔运输到细胞质中 4.遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系 (1)遗传信息、密码子与反密码子之间的联系 (2)密码子、tRNA和氨基酸之间的对应关系 ①一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。 ②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。 5.DNA复制、转录和翻译的区别 项目 复制 转录 翻译 作用 传递遗传信息 ______遗传信息 时间 细胞分裂前的间期 ________________________ 场所 主要在细胞核 主要在_______ 细胞质的_______ 模板 DNA的两条单链 DNA的_______ 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 ___________ 多种酶 表达 个体生长发育的整个过程 细胞核 核糖体 一条链 RNA聚合酶 产物 2个双链DNA分子 一个单链RNA分子 肽链(或蛋白质) 产物去向 传递到2个细胞或子代 通过核孔进入细胞质 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 翻译结束后，mRNA被降解成单体 碱基配对 A—T、T—A、C—G、G—C ____________、C—G、G—C A—U、U—A、C—G、G—C A—U、T—A 6.基因表达过程中碱基数和氨基酸数之间的关系 特别提醒 实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因 (1)基因中的内含子转录后被剪切。 (2)在基因中，有的片段(非编码区)起调控作用，不转录。 (3)合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。 (4)转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。 从近几年江苏高考题看基因表达调控 4.(2022·江苏，21)科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防，图中①～④示意4种RNA药物的作用机制。请回答下列问题： (1)细胞核内RNA转录合成以______ _________为模板，需要__________ 的催化。前体mRNA需加工为成熟的 mRNA，才能转运到细胞质中发挥作 用，说明_____对大分子物质的转运 具有选择性。 1 2 3 4 DNA 的一条链 RNA聚合酶 核孔 (2)机制①：有些杜兴氏肌营养不良症患者DMD蛋白基因的51外显子片段中发生_________，提前产生终止密码子，从而不能合成DMD蛋白。为治疗该疾病，将反义RNA药物导入 细胞核，使其与51外显子转录产 物结合形成___________，DMD 前体mRNA剪接时，异常区段被 剔除，从而合成有功能的小DMD 蛋白，减轻症状。 1 2 3 4 基因突变 双链RNA (3)机制②：有些高胆固醇血症患者的PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解，血液中胆固醇含量偏高。转入与PCSK9 mRNA特异性结合的siRNA，导致PCSK9 mRNA被剪断，从而抑制细胞内的____________合成，治疗高胆固醇血症。 1 2 3 4 PCSK9蛋白 (4)机制③：mRNA药物进入患者细胞内可表达正常的功能蛋白，替代变异蛋白发挥治疗作用。通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，目的是___________________________。 保护mRNA不受降解；利于mRNA药物进入组织细胞 22（4）制备 S 蛋白的 mRNA 疫苗时,体外制备的 mRNA 常用脂质分子包裹后才用于接种,原因一是人体血液和组织中广泛存在 ，极易将裸露的 mRNA 水解;二是外源mRNA分子不易进入人体细胞产生抗原。 2021年江苏高考T22 RNA酶 (5)机制④：编码新冠病毒S蛋白的mRNA疫苗，进入人体细胞，在内质网上的核糖体中合成S蛋白，经过_________________修饰加工后输送出细胞，可作为_____诱导人体产生特异性免疫反应。 内质网和高尔基体 抗原 (6)接种了两次新冠病毒灭活疫苗后，若第三次加强接种改为重组新冠病毒疫苗，根据人体特异性免疫反应机制分析，进一步提高免疫力的原因有____________________________________________________________ ________________________________。 1 2 3 4 可激发机体的二次免疫过程，能产生更多的抗体和记忆细胞；促进机体产生不同的抗体和记忆细胞 序贯免疫：序贯免疫是指不同技术路线疫苗的间隔接种（交替接种） 哪些路线实现了对细胞内基因表达的调控？ 学程P18—真核生物基因表达的调控 1.转录后水平调控—RNA的选择性剪接 学程P19 2.翻译水平调控—以RNA干扰为例 2. (2018·江苏卷，27)长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基、具有多种调控功能的一类RNA分子。如图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下列问题： (1)细胞核内各种RNA的合成都以 ________ 为原料，催化该反应的酶是________。 (2)转录产生的RNA中，提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是 ________ ，此过程中还需要的RNA有________。 (3)lncRNA前体加工成熟后，有的与核内________(图示①)中的DNA结合，有的能穿过________(图示②)与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合，发挥相应的调控作用。 (4)研究发现，人体感染细菌时，造血干细胞核内产生的一种lncRNA，通过与相应DNA片段结合，调控造血干细胞的________，增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。该调控过程的主要生理意义是__________________________。 四种核糖核苷酸 　RNA聚合酶　 mRNA(信使RNA) 染色质 tRNA和rRNA(转运RNA和核糖体RNA)　 核孔 分化　 增强人体的免疫抵御能力 (4)T细胞内乙酰辅酶A和自由基调控核内基因的表达，其意义是____________________。 1 2 3 4 提高机体的免疫能力 (2020·江苏卷，30) 16．大肠杆菌乳糖操纵子包括lacZ、lacY、lacA三个结构基因（编码参与乳糖代谢的酶，其中酶a能够水解乳糖），以及操纵基因、启动子和调节基因。培养基中无乳糖存在时，调节基因表达的阻遏蛋白和操纵基因结合，导致RNA聚合酶不能与启动子结合，使结构基因无法转录；乳糖存在时，结构基因才能正常表达，调节过程如下图所示。下列说法错误的是 午练T16 BD A．结构基因转录时只能以β链为模板，表达出来的酶a会使结构基因的表达受到抑制 B．过程①的碱基配对方式与②不完全相同，参与②过程的氨基酸都可被多种tRNA转运 C．若调节基因的碱基被甲基化修饰，可能导致结构基因持续表达，造成大肠杆菌物质和能量的浪费 D．据图可知，乳糖能够调节大肠杆菌中基因的选择性表达，该过程发生细胞的分化 例题．操纵子是原核细胞基因表达调控的一种组织形式，它由调节基因（Ⅰ）、启动子（P）、操纵基因（O，不编码蛋白质）、结构基因（编码蛋白的多个基因）等部分组成。如图表示大肠杆菌细胞中乳糖代谢所需酶的合成及调控过程。图1表示环境中没有乳糖时，结构基因的表达被“关闭”的调节机制；图2表示环境中有乳糖时，结构基因的表达被“打开”的调节机制。请回答下列问题： （1）过程①发生的场所是________，过程②需要用到的转运工具是________。（2）由图1可知，当培养基中仅有葡萄糖而没有乳糖时，调节基因的表达产物________会与操纵基因结合，阻碍________与启动子结合，从而抑制结构基因的表达。该调节机制既保证了大肠杆菌能量的供应，又可以避免物质和能量的浪费。(“意义”) 拟核 tRNA 阻遏蛋白 RNA聚合酶 （3）从图2可知，如果乳糖与阻遏蛋白结合，使其________改变而失去功能，则结构基因表达，合成的酶催化乳糖分解。乳糖被分解后又可导致结构基因________（填“表达”或“不表达”），该调节机制为________调节。 空间结构 不表达 （负）反馈 学程P15-乳糖操纵子的结构 学程P14—原核生物基因表达的调控 学程P16-乳糖操纵子受阻遏蛋白的负性调控 意义P17 考向一　遗传信息、密码子、反密码子的分析 1.(2023·江苏无锡市高三调研)次黄嘌呤(I)是一种稀有碱基，常作为反密码子的第1个碱基，可与密码子的第3个碱基A或U或C配对，这种现象称为密码子的摆动性。已知AUC是异亮氨酸的一种密码子。相关叙述正确的是 A.决定氨基酸的密码子和携带氨基酸的tRNA种类都是61种 B.密码子的摆动性表现在密码子第1位碱基可与多种碱基配对 C.密码子的摆动性增加了反密码子与密码子识别的灵活性，提高了突变频率 D.含有反密码子GAU和IAU的tRNA，都能携带异亮氨酸进入核糖体合成多肽链 √ 突破 强化关键能力 由于摆动性的存在，一种携带氨基酸的tRNA可能携带多种氨基酸，所以tRNA的种类应少于61种，A错误； 密码子的摆动性表现在反密码子的第1个碱基可与密码子的多种碱基配对，B错误； 密码子的摆动性增加了反密码子与密码子识别的灵活性，提高了容错率，但不会提高突变频率，C错误； 次黄嘌呤(I)作为反密码子的第1个碱基，可与密码子的第3个碱基C配对，含有反密码子GAU和IAU的tRNA，均能识别异亮氨酸的密码子AUC，都能携带异亮氨酸进入核糖体合成多肽链，D正确。 2.(多选)如图表示蓝细菌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β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 √ √ 蓝细菌属于原核生物，没有 由核膜包被的细胞核，B项 错误； tRNA一端的三个相邻的核 糖核苷酸是反密码子，密码 子在mRNA上，C项错误； 图中②与③配对的过程是翻译，需要在核糖体上进行，D项正确。 考向二　转录、翻译和复制过程的分析 3.(2023·河北邯郸高三模拟)如图表示细胞内遗传信息的传递过程，下列有关叙述错误的是 A.相较于过程②和③，过程①特 有的碱基配对方式是A－T B.真核细胞由过程②形成的mRNA 和tRNA都需要加工 C.过程③中核糖体在mRNA上的移动方向是a到b D.图示tRNA可以搬运密码子为CCA的氨基酸 √ 因为反密码子从tRNA的3′端→5′端读取，即UGG，故图示tRNA可以搬运密码子为ACC的氨基酸，D错误。 4.(多选)miRNA是一种小分子RNA，某miRNA能抑制W基因控制的蛋白质(W蛋白)的合成，某真核细胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图如下。下列叙述正确的是 A.RNA聚合酶在细胞质中合成， 在miRNA基因转录时发挥作用 B.miRNA与W基因mRNA结合时碱基配对方式是C与G、A与U配对 C.miRNA在细胞核中转录合成后进入细胞质中加工，用于翻译 D.miRNA抑制W蛋白的合成发生在转录过程中 √ √ miRNA在细胞核中转录形成RNA后，经过初步加工，然后通过核孔到达细胞质中，在细胞质中再加工后，与蛋白质结合形成miRNA－蛋白质复合体，不用于翻译，C错误； 由题图信息可知，该miRNA与蛋白质结合形成的miRNA－蛋白质复合物直接与W基因的mRNA结合，从而使翻译过程终止，D错误。 考向三　转录和翻译中的有关计算 5.一个mRNA分子有m个碱基，其中G＋C有n个；由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的A＋T数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是(不考虑终止密码子) A.m、(m/3)－1 B.m、(m/3)－2 C.2(m－n)、(m/3)－1 D.2(m－n)、(m/3)－2 √ mRNA分子中有m个碱基，其中G＋C的数目为n个，则A＋U的数目为(m－n)个，故模板DNA中A＋T数目为2(m－n)个。根据mRNA碱基数目∶蛋白质中氨基酸数目＝3∶1可知，氨基酸数目为m/3个。脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数＝(m/3)－2。 6.已知一个由2条肽链组成的蛋白质分子，共有肽键198个，控制翻译该蛋白质分子的mRNA中A和U共占25%，则控制转录该mRNA的DNA分子中，C与G应该共有(不考虑终止密码) A.600个 B.700个 C.800个 D.900个 √ 根据由2条肽链组成的蛋白质分子共有肽键198个，可知该蛋白质由200个氨基酸组成，则翻译形成该蛋白质的mRNA分子中含有600个碱基，转录该mRNA的DNA分子含有1 200个碱基。mRNA中A和U共占25%，可知A＋U＝150(个)，则转录形成该mRNA的DNA模板链上T＋A＝150(个)，DNA分子中非模板链上A＋T＝150(个)，整个DNA分子中A＋T＝300(个)，则该DNA分子中C＋G＝1 200－300＝900(个)。 重温高考 真题演练 60 1.(2021·河北，8)关于基因表达的叙述，正确的是 A.所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码 B.DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录 C.翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性 D.多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息 1 2 3 4 √ 一些RNA病毒的蛋白质由病毒自身的遗传物质RNA编码合成，A错误； DNA双链解开，RNA聚合酶与启动子结合进行转录，移动到终止子时停止转录，B错误； 翻译过程中，核酸之间通过碱基互补配对相互识别保证了遗传信息传递的准确性，C正确； 没有相应的反密码子与mRNA上的终止密码子配对，故tRNA不能读取mRNA上全部碱基序列信息，D错误。 1 2 3 4 2.(多选)(2021·湖南，13)细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述正确的是 A.细胞能在转录和翻译水平上调控基 因表达，图中基因A的表达效率高 于基因B B.真核生物核基因表达的①和②过程 分别发生在细胞核和细胞质中 C.人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物 D.②过程中，rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子 √ 1 2 3 4 √ √ 1 2 3 4 基因的表达包括转录和翻译两个过程， 图中基因A表达的蛋白质分子数量明显 多于基因B表达的蛋白质分子，说明基 因A表达的效率高于基因B，A正确； 核基因的转录是以DNA的一条链为模板 转录出RNA的过程，发生的场所为细胞 核，翻译是以mRNA为模板翻译出具有氨基酸排列顺序的多肽链，翻译发生的场所在细胞质中的核糖体，B正确； 1 2 3 4 三种RNA(mRNA、rRNA、tRNA)都是以DNA中的一条链为模板转录而来的，C正确； 反密码子位于tRNA上，rRNA是构成核糖体的成分，不含有反密码子，D错误。 3.(2021·浙江1月选考，22)下图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某些氨基酸的部分密码子(5′→3′)是：丝氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；异亮氨酸AUC、AUU；精氨酸AGA。下列叙述正确的是 A.图中①为亮氨酸 B.图中结构②从右向左移动 C.该过程中没有氢键的形成和断裂 D.该过程可发生在线粒体基质和细 胞核基质中 1 2 3 4 √ 1 2 3 4 图中①对应的密码子为AUU， 所以①是异亮氨酸，A错误； 核糖体沿mRNA从5′到3′移 动进行翻译，所以②从右向左 移动，B正确； 该过程中tRNA上的反密码子与 mRNA上的密码子之间发生碱基配对，因此会有氢键的形成和断裂，C错误； 细胞核中不会发生翻译过程，D错误。 4.(2022·江苏，21)科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防，图中①～④示意4种RNA药物的作用机制。请回答下列问题： (1)细胞核内RNA转录合成以______ _________为模板，需要__________ 的催化。前体mRNA需加工为成熟的 mRNA，才能转运到细胞质中发挥作 用，说明_____对大分子物质的转运 具有选择性。 1 2 3 4 DNA 的一条链 RNA聚合酶 核孔 1 2 3 4 转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程需要RNA聚合酶的催化；mRNA需要加工为成熟mRNA后才能被转移到细胞质中发挥作用，该过程是通过核孔进行的，说明核孔对大分子物质的转运具有选择性。 (2)机制①：有些杜兴氏肌营养不良症患者DMD蛋白基因的51外显子片段中发生_________，提前产生终止密码子，从而不能合成DMD蛋白。为治疗该疾病，将反义RNA药物导入 细胞核，使其与51外显子转录产 物结合形成___________，DMD 前体mRNA剪接时，异常区段被 剔除，从而合成有功能的小DMD 蛋白，减轻症状。 1 2 3 4 基因突变 双链RNA 1 2 3 4 若DMD蛋白基因的51外显子片 段中发生基因突变，即发生碱 基对的增添、替换或缺失，可 能导致mRNA上的碱基发生改 变，终止密码子提前出现，从 而不能合成DMD蛋白而引发杜 兴氏肌营养不良；为治疗该疾病，将反义RNA药物导入细胞核，使其与51外显子转录产物结合形成双链RNA，DMD前体mRNA剪接时，异常区段被剔除，从而合成有功能的小DMD蛋白，减轻症状。 (3)机制②：有些高胆固醇血症患者的PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解，血液中胆固醇含量偏高。转入与PCSK9 mRNA特异性结合的siRNA，导致PCSK9 mRNA被剪断，从而抑制细胞内的____________合成，治疗高胆固醇血症。 1 2 3 4 PCSK9蛋白 1 2 3 4 高胆固醇是由于胆固醇含量过高引起的，转入与PCSK9 mRNA特异性结合的siRNA，导致PCSK9 mRNA不能发挥作用，即不能作为模板翻译出PCSK9蛋白，低密度脂蛋白的内吞受体降解减慢，从而使血液中胆固醇含量正常。 (4)机制③：mRNA药物进入患者细胞内可表达正常的功能蛋白，替代变异蛋白发挥治疗作用。通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，目的是___________________________。 1 2 3 4 利于mRNA药物进入组织细胞 通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，脂质体与细胞质膜的基本结构类似，利于mRNA药物进入组织细胞。 (5)机制④：编码新冠病毒S蛋白的mRNA疫苗，进入人体细胞，在内质网上的核糖体中合成S蛋白，经过_________________修饰加工后输送出细胞，可作为_____诱导人体产生特异性免疫反应。 1 2 3 4 内质网和高尔基体 抗原 新冠病毒的S蛋白属于膜上的蛋白，膜上的蛋白质在核糖体合成后，还需要经过内质网和高尔基体的修饰加工后输送出细胞；疫苗相当于抗原，可诱导人体产生特异性免疫反应。 (6)接种了两次新冠病毒灭活疫苗后，若第三次加强接种改为重组新冠病毒疫苗，根据人体特异性免疫反应机制分析，进一步提高免疫力的原因有____________________________________________________________ ________________________________。 1 2 3 4 可激发机体的二次免疫过程，能产生更多的抗体和记忆细胞；促进机体产生不同的抗体和记忆细胞 一、易错辨析 1.rRNA是核糖体的组成成分，原核细胞中可由核仁参与合成(　 　) 2.RNA有传递遗传信息、催化反应和转运物质等功能(　 　) 3.mRNA上的GCA在人细胞中和小麦细胞中决定的是同一种氨基酸 (　 　) 4.一个DNA只能控制合成一种蛋白质(　 　) 5.细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板，提高转录效率 (　 　) 五分钟　查落实 × × √ × √ 二、填空默写 1.(必修2 P59)RNA有三种，它们分别是_______、_______和______；真核细胞中核仁受损会影响_____的合成，进而影响______(细胞器)的形成。 2.基因的表达包括______和______过程；细胞分化是_______________的结果。 3.(必修2 P61)mRNA上决定1个氨基酸的3个_____的核糖核苷酸，叫作1个_______。 mRNA tRNA rRNA rRNA 核糖体 转录 翻译 基因选择性表达 相邻 密码子 4.(必修2 P62)tRNA的种类很多，但是，每种tRNA只能识别并转运____种氨基酸。tRNA分子比mRNA小得多，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基。每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作__________。 5.转录的场所：___________________________；模板：______________；原料：_______________；酶：____________；能量：_____；遵循的原则：________________________________________；产物：__________ ______。 一 反密码子 细胞核(主)、线粒体、叶绿体 DNA的一条链 4种核糖核苷酸 RNA聚合酶 ATP 碱基互补配对(A与U、T与A、C与G、G与C) 产生单链 RNA 6.翻译的场所：_______；模板：_______；原料：_______；转运工具：_______；酶；能量(ATP)。遵循的原则：___________________________ ______________。产物：______。 核糖体 mRNA 氨基酸 tRNA 碱基互补配对(A与U、U与A、 C与G、G与C) 肽链 课时精练 81 一、单项选择题 1.真核细胞的DNA聚合酶和RNA聚合酶有很多相似之处。下列叙述正确的是 A.两者都只在细胞核内催化反应 B.两者都以脱氧核苷酸为底物 C.两者都以单链DNA为模板 D.两者都能催化氢键断裂 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 两者除在细胞核内催化反应之外，还会在线粒体和叶绿体中起作用，A错误； DNA复制以脱氧核苷酸为底物，而转录以核糖核苷酸为底物，B错误； DNA聚合酶不能催化氢键断裂，而RNA聚合酶能催化氢键断裂，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2.(2023·江苏宿迁高三模拟)β-地中海贫血症患者的β-珠蛋白(血红素的组成部分)合成受阻，原因是血红素β链第39位氨基酸的编码序列发生了改变，由正常基因A突变成致病基因a(如图所示，AUG、UAG分别为起始密码子和终止密码子)。下列相关叙述错误的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 A.①与②过程中碱基互补配对的方式不完全相同 B.异常mRNA翻译产生的异常β-珠蛋白由38个氨基酸组成 C.突变基因a中的氢键数量和脱氧核苷酸数量都发生了改变 D.该病可以通过基因治疗或移植造血干细胞进行治疗 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 据图示分析可知，正常基因突变成致病基因是由于基因突变后，密码子CAG变成了终止密码子UAG，因此判断是基因中发生了C/G这一个碱基对和T/A碱基对的替换，所以突变基因a中的氢键数量改变，但脱氧核苷酸数量不变，C错误。 3.生物体结构与功能相统一的观点，既体现在细胞等生命系统水平上，也体现在分子水平上。下列相关叙述错误的是 A.一个DNA上有多个复制起点，有利于细胞快速复制DNA B.一个mRNA上结合多个核糖体，有利于细胞快速合成多种蛋白质 C.一种氨基酸对应多种密码子，有利于保证细胞翻译的速度 D.双链DNA分子中GC含量增多，有利于增强其热稳定性 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 一个mRNA上结合多个核糖体，有利于细胞快速合成相同的蛋白质，提高了翻译的效率，B错误。 4.四氯化碳中毒时，会使得肝细胞内质网膜上的多聚核糖体解聚及脱落，导致肝细胞功能损伤。如图表示粗面内质网上蛋白质合成、加工和转运的过程，下列叙述正确的是 A.一个核糖体上同时结合多个mRNA可 提高翻译的效率 B.图中mRNA在核糖体上移动的方向是从左往右 C.多肽经内质网加工后全部运输到高尔基体进一步加工 D.四氯化碳中毒会导致蛋白质无法进入内质网加工 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 5.(2023·江苏徐州高三质检)染色质由DNA、组蛋白等组成。组蛋白乙酰化引起染色质结构松散，有关基因表达；组蛋白去乙酰化，有关基因表达受到抑制(如图甲)。下列相关叙述错误的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 A.组蛋白乙酰化可能发生在细胞分化过程中 B.假设图乙为多聚核糖体，且图中肽链为最长，则其他核糖体都位于a端 C.图甲中过程c需要解旋酶先催化DNA双链解旋 D.过程d还需要核糖体、tRNA、氨基酸、ATP等参与 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 过程c为转录，转录过程需要RNA聚合酶，RNA聚合酶有催化解旋的功能，不需要解旋酶，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 A.S蛋白的氨基酸数与S蛋白基因的核苷酸数目之比为1∶6 B.图中箭头所指的碱基A突变为G不影响S蛋白的结构 C.新冠病毒的RNA在核糖体上从左向右移动进行翻译 D.由S蛋白制备的疫苗可与病毒的S蛋白结合，抑制病毒侵染 6.新冠病毒为RNA病毒，包膜上的S蛋白能与人体细胞表面的ACE2受体特异性结合，从而使病毒的RNA进入细胞。新冠病毒的RNA进入细胞后可直接作为模板进行翻译。下图为新冠病毒RNA的部分序列(其中包含S蛋白基因的起始部分)和S蛋白的起始氨基酸序列，AUG既是起始密码子也编码甲硫氨酸。下列说法正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 图中箭头所指的碱基A突变为G，密码子由原来的UUA变成了UUG，不改变氨基酸的编码顺序，同时UUA和UUG都编码同一种氨基酸，即亮氨酸，因此不影响S蛋白的结构，B正确； 在翻译过程中，是核糖体沿着mRNA移动，C错误； 由S蛋白制备的疫苗注射机体后产生的特异性抗体可与病毒的S蛋白结合，抑制病毒侵染，而不是S蛋白制备的疫苗直接与病毒的S蛋白结合，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 7.SARS病毒是一种单链＋RNA病毒。该＋RNA既能作为mRNA翻译出蛋白质，又能作为模板合成－RNA。如图表示SARS病毒的增殖过程，相关叙述正确的是 A.过程①所需的嘌呤比例与过程② 所需的嘌呤比例相同 B.过程③所需的模板、原料、核糖 体均由宿主细胞提供 C.单链－RNA在SARS病毒的生命活动过程中必不可少 D.参与①②过程的酶是RNA聚合酶，作用于磷酸二酯键 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 过程①的模板为＋RNA，过程②的 模板为－RNA，＋RNA与－RNA的 碱基互补，可知＋RNA中的A＋G 与－RNA中的T＋C相等，＋RNA中 的T＋C与－RNA中的A＋G相等，但＋RNA中的A＋G与T＋C不一定相等，故过程①与过程②中所需的嘌呤比例不一定相同，A错误； 过程③中，模板由SARS病毒提供，原料与核糖体由宿主细胞提供，B错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 由题意可知，＋RNA在SARS病毒 生命活动中必不可缺，－RNA为 ＋RNA复制过程中的中间产物， C错误； 过程①②为RNA复制，需要RNA聚合酶，用于连接核糖核苷酸之间的磷酸二酯键，D正确。 8.科学家发现，当四膜虫缺乏必需氨基酸时，tRNA会被细胞内某些蛋白类内切酶切割成若干个片段，从而影响蛋白质的合成，而非必需氨基酸缺乏时，不会引起tRNA的切割。下列说法正确的是 A.内切酶破坏tRNA中的磷酸二酯键将其切割成若干片段 B.内切酶与tRNA之间可能通过碱基互补配对相互识别 C.缺乏必需氨基酸会直接影响转录过程，减少蛋白质的合成 D.四膜虫细胞合成蛋白质时不需要非必需氨基酸的参与 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 根据题文，内切酶能将tRNA切割成若干片段，推测其破坏的是tRNA中核苷酸之间的磷酸二酯键，A正确； 当四膜虫缺乏必需氨基酸时，tRNA会被细胞内某些蛋白类内切酶切割成若干个片段，不缺乏时，不会切割，说明内切酶和tRNA之间能相互识别，但内切酶为蛋白质，其中不含碱基，故内切酶与tRNA之间不能通过碱基互补配对相互识别，B错误； 必需氨基酸缺乏会引起tRNA的切割，因此直接影响翻译过程，减少蛋白质的合成，C错误； 四膜虫细胞合成蛋白质时需要非必需氨基酸的参与，D错误。 二、多项选择题 9.(2023·江苏泰州高三模拟)果蝇的昼夜节律与PER蛋白浓度的变化有关。如图表示PER蛋白作用的部分过程。下列相关叙述错误的是 A.PER蛋白可反馈抑制Per基因的转录 B.per mRNA的合成过程在细胞核外发生 C.PER蛋白与TIM蛋白结合后穿过核膜进 入细胞核 D.一个per mRNA分子上可结合多个核糖 体同时进行多条不同肽链的合成 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 因为per mRNA存在于细胞核内，因此 其合成只能发生在细胞核内，B错误； PER蛋白与TIM蛋白结合后穿过核孔进 入细胞核，C错误； 据图可知，在合成蛋白质时，多个核糖 体可以相继结合到per mRNA分子上，形成多聚核糖体，这样可以同时进行多条相同肽链的合成，提高蛋白质的翻译效率，D错误。 10.(2023·江苏南京高三模拟)下图为人体细胞内某基因表达的部分图解，其中a、b、c表示生理过程。下列有关叙述错误的是 A.图示过程发生在垂体细胞内 B.a过程的原料是四种脱氧核苷酸 C.b过程在核糖体上进行，至少涉 及三类RNA D.c过程发生在内环境中 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 图示过程产生的是促甲状腺激素 释放激素，是由下丘脑分泌的， 所以图示过程发生在下丘脑细胞 中，A错误； a过程表示转录，需要游离的核糖核苷酸作原料，B错误； b过程表示翻译，场所是核糖体，核糖体由rRNA和蛋白质组成，翻译的过程以mRNA为模板，转运工具是tRNA，所以b过程涉及三类RNA，C正确； c过程是蛋白质加工的过程，在细胞内完成，D错误。 11.真核生物的基因中含有外显子和内含子。细胞核内刚刚转录而来的RNA为前体mRNA，前体mRNA中的内含子在RNA自身以及其他蛋白复合物的作用下被剪切，形成mRNA运出细胞核。如图为前体mRNA的剪切示意图，下列相关叙述错误的是 A.图中的a、c分别为启动子和终止 子转录部分 B.前体mRNA能与核糖体直接结合 进行翻译过程 C.蛋白质复合物具有识别特定核糖核苷酸序列的功能 D.前体mRNA加工形成mRNA的过程发生在细胞质基质中 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 启动子和终止子为基因上的调控序 列，不能转录出相应的前体mRNA， A错误； 前体mRNA需要经过加工形成mRNA， 才能与核糖体结合进行翻译过程，B错误； 蛋白质复合物具有识别特定核糖核苷酸序列的功能，进而剪切前体mRNA，C正确； 前体mRNA加工形成mRNA的过程发生在细胞核中，形成的mRNA运出细胞核进入细胞质基质中，D错误。 12.如图所示为真核细胞中发生的某些相关生理和生化反应过程。下列相关叙述正确的是 A.结构a是核糖体，物质b是mRNA， 过程①是翻译过程 B.过程②正在形成细胞中的核糖体， 这一过程与细胞核中的核仁密切相关 C.如果细胞中的r－蛋白含量较多，r－蛋白就与b结合，阻止b与a结合 D.c是基因，是指导rRNA合成的直接模板，需要DNA聚合酶参与催化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ √ √ 由题图分析可知，结构a是核糖体，物 质b是mRNA，过程①是翻译产生r－蛋 白过程，A正确； 过程②是r－蛋白和转录来的rRNA组装 成核糖体的过程，核仁和核糖体的形成有关，B正确； 由图示可知，r－蛋白可与b结合，这样阻碍b与a结合，影响翻译过程，C正确； c是基因，是指导rRNA合成的直接模板，转录需要RNA聚合酶参与催化，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 三、非选择题 13.(2023·江苏南京师大附中高三模拟)核糖体是由rRNA和蛋白质构成，下图1表示某真核生物不同大小rRNA形成过程，该过程分A、B两个阶段进行，S代表沉降系数，其大小可代表RNA分子的大小。请据图回答下列问题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (1)图1中45 S前体合成的场所是______，所需的酶是____________，该酶识别并结合的位置是_______，图中酶在DNA双链上移动的方向是_________(填“从左向右”或“从右向左”)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 核仁 RNA聚合酶 启动子 从左向右 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 细胞核中的核仁与rRNA的 产生以及核糖体的形成有关， 图1中45 S前体合成的场所是 核仁，由相关基因转录产生， 所需要的酶是RNA聚合酶， 该酶识别并结合的位置是基因上的启动子。由图A可知，45 S前体合成过程中，片段长度从左到右依次增加，则酶在DNA双链上移动的方向是从左向右。 (2)在细胞周期中，上述合成过程发生在_____期。图A中许多酶同时转录该基因的意义是_________________________________________________ _______________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 间 可短时间产生大量的rRNA，有利于形成核糖体，有利于蛋白质的合成 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 在细胞周期中，分裂间期会 进行DNA复制和相关蛋白质 的合成，还会进行核糖体增 生，因此上述rRNA形成过程 发生在分裂间期。图A中许多 酶同时转录该基因，可短时间产生大量的rRNA，有利于形成核糖体，有利于蛋白质的快速合成。 (3)研究发现在去除蛋白质的情况下，B过程仍可发生，由此推测RNA具有_____功能。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 催化 (4)原核生物核糖体中的蛋白质合成如图2所示： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 图2中物质①与真核细胞核中刚产生的相应物质相比，结构上的区别主要是__________________________________________，②表示________。图2过程中形成①和②所需的原料分别是____________________。 原核细胞的①中没有内含子转录出的相应序列 多肽链 核糖核苷酸和氨基酸 14.菲尔和梅洛因发现了RNA干扰现象(RNAi)，获得了2006年诺贝尔生理学或医学奖。RNA干扰的机制如下：双链RNA一旦进入细胞内就会被一个称为Dicer的特定的酶切割成21～23个核苷酸长的小分子干涉RNA(SiRNA)。Dicer能特异识别双链RNA，以ATP依赖方式切割由外源导入或者由转基因、病毒感染等各种方式引入的双链RNA，切割产生的SiRNA片段与一系列酶结合组成诱导沉默复合体(RISC)。激活的RISC通过碱基配对结合到与SiRNA同源的mRNA上，并切割该mRNA，造成蛋白质无法合成(如图所示)。请回答下列问题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (1)双链RNA分子的基本组成单位是___________，分子中碱基配对的方式是_____________。不同的双链RNA分子的结构不同，主要体现在____________________________等方面。正常情况下真核生物合成RNA需要______________________________等物质从细胞质进入细胞核。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 核糖核苷酸 A－U、G－C 核糖核苷酸的数量和排列顺序 RNA聚合酶、ATP、核糖核苷酸 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (2)RNAi能使相关基因“沉默”，其实质是遗传信息传递中的______过程受阻。通过Dicer切割形成的SiRNA使基因“沉默”的条件是SiRNA上有_________________的碱基序列。 (3)如果将单链RNA注入细胞，______(填“能”或“不能”)引起RNA干扰现象，原因是_________________________________________。 翻译 与mRNA互补配对 不能 Dicer只能识别双链RNA，不能识别单链RNA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (4)RNAi可用于病毒性疾病的治疗。其过程是：人们通过合成一段针对特定病毒基因的______________，并将之导入该病毒感染的细胞，抑制病毒________________，从而抑制病毒的繁殖。 双链RNA分子 相关基因的表达 $$