第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成-【精讲精练】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化教师用书word（人教版 多选）

本讲义聚焦高中生物学“基因指导蛋白质的合成”核心知识点，以RNA的结构与功能为基础，通过DNA与RNA的比较建立认知框架，系统阐述遗传信息的转录、翻译过程及中心法则，构建从分子结构到生命活动规律的完整学习支架。 资料以探究式问题链（如转录模板链分析、tRNA功能探究）驱动科学思维培养，结合图表对比（如RNA类型表、转录翻译示意图）与高考模拟题强化探究实践，通过中心法则的发展体现生命观念。课中助力教师引导学生深度剖析过程机理，课后检测题帮助学生查漏补缺，提升知识应用能力。

第1节　基因指导蛋白质的合成 学习目标 1.说出三种RNA的名称和功能 生命观念 2.概述遗传信息的转录和翻译过程 科学思维 3.阐述密码子、反密码子和氨基酸之间的关系 生命观念、科学思维 4.阐述中心法则的内容，认同科学是不断发展的过程 生命观念、科学思维 一、RNA的结构与功能 图示 名称 信使RNA 转运RNA 核糖体RNA 英文 mRNA tRNA rRNA 二、DNA和RNA的比较(以真核细胞为例) 比较项目 DNA RNA 分布 主要在细胞核 主要在细胞质 基本单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 化学组成 磷酸 一分子磷酸 一分子磷酸 五碳糖 脱氧核糖 核糖 碱基 A、T、G、C A、U、G、C 结构 双螺旋结构 一般为单链 三、遗传信息的转录 1．概念 2．过程(以mRNA为例) 四、遗传信息的翻译 1．概念的理解 2．密码子与反密码子 (1)密码子 (2)密码子与反密码子的比较 3．翻译过程 4．翻译能高效进行的原因 一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。 五、中心法则 1．提出者：克里克。 2．中心法则的提出及其发展 (1)图示： (2)根据图示，完成下表： 项目 序号 生理过程 遗传信息传递过程 最初 提出 ① DNA复制 DNA流向DNA ② 转录 DNA流向RNA ③ 翻译 RNA流向蛋白质 发展 补充 ④ RNA复制 RNA流向RNA ⑤ 逆转录 RNA流向DNA 3.生命是物质、能量和信息的统一体 在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信息的流动提供能量。 mRNA在DNA与蛋白质之间充当信使，可将遗传信息从细胞核传递到细胞质中。请对以下相关叙述进行判断： (1)真核细胞的RNA主要分布在细胞质中，细胞核中也有少量分布。(√) (2)DNA解旋后的每条链都可以作为转录的模板。(×) (3)碱基互补配对原则保证了转录的准确进行。(√) 探究点一　遗传信息的转录 1．若DNA分子的核苷酸序列为： α 3′－TACGTGACCGCAACGACAATT－5′ β 5′－ATGCACTGGCGTTGCTGTTAA－3′ (1)用α链为模板转录出mRNA的碱基序列是怎样的？β链呢？ 提示：5′－AUGCACUGGCGUUGCUGUUAA－3′ 3′－UACGUGACCGCAACGACAAUU－5′ (2)转录出的RNA的碱基序列与DNA的非模板链的碱基序列相比有哪些异同？ 提示：相同点：碱基数目相等；都含有A、G、C3种碱基。不同点：RNA中含有U碱基，DNA中含有T碱基。 2．阅读教材P65，分析真核细胞DNA转录过程，结合下图思考并回答问题。 (1)请思考图中DNA的转录方向(用“→”或“←”表示)。 提示：← (2)a、b和c的名称分别是什么？ 提示：RNA聚合酶、胞嘧啶脱氧核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸。 (3)对比DNA复制过程，转录过程中碱基配对方式是怎样的？ 提示：碱基配对方式是A—U、C—G、T—A、G—C。 (4)转录产物d一定是mRNA吗？ 提示：不一定，tRNA、rRNA等也都是转录而来的。 (5)若d中A占35%，U占19%，则d对应的DNA分子片段中T和C分别占27%、23%。 1．遗传信息的转录 场所 真核细胞 主要在细胞核，还有叶绿体、线粒体 原核细胞 主要是拟核 病毒 在宿主细胞内 模板 DNA分子中某基因的一条链，对于同一个DNA分子上不同的基因来说，模板链可能不同 原料 四种核糖核苷酸 条件 能量、RNA聚合酶 方向 5′端到3′端 特点 边解旋边转录 产物 RNA 2.RNA聚合酶的作用：催化DNA双链解旋，同时催化新结合的核糖核苷酸与正在合成的mRNA之间形成磷酸二酯键。 3．转录过程以基因作为单位，而不是以一条完整的DNA链为单位，一个DNA分子上有多个基因，可能只有其中的一个或几个基因进行转录，而不是全部基因进行转录，体现了基因的选择性表达。 4．细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质，穿过0层膜，需要能量。 1．(2025·湖南长沙月考)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．转录结束后①和②重新形成双螺旋结构 B．图中③的左端为5′端 C．④是游离的脱氧核苷酸 D．该过程中存在T与A的碱基配对方式 解析　转录开始时双螺旋解开，结束后①和②重新形成双螺旋结构，A正确；图中③链为RNA链，其延伸方向为5′→3′，所以其左端为5′端，B正确；④是形成RNA的原料，是游离的核糖核苷酸，C错误；该过程中DNA中的T可以与RNA中的A配对，D正确。 答案　C 2．(2025·河北卷)M和N是同一染色体上两个基因的部分序列，其转录方向如图所示。表中对M和N转录产物的碱基序列分析正确的是(　　) 编号 M的转录产物 编号 N的转录产物 ① 5′－UCUACA－3′ ③ 5′－AGCUGU－3′ ② 5′－UGUAGA－3′ ④ 5′－ACAGCU－3′ A.①③　　　　　　　　 B．①④ C．②③ D．②④ 解析　基因转录是以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程，其中模板链的方向为3′→5′，分析题图基因的转录方向可知，M基因以上面的链为模板，N基因以下面的链为模板，故M基因转录产物为5′－UGUAGA－3′，N基因转录产物为5′－AGCUGU－3′，②③正确，C正确。 答案　C 探究点二　遗传信息的翻译 1．如图为tRNA的结构示意图，据图回答有关问题： (1)图中的tRNA携带哪种氨基酸？判断依据是什么？ 提示：甲硫氨酸。图中的tRNA的反密码子是UAC，其对应的密码子是AUG，根据密码子表可以确定AUG是甲硫氨酸的密码子。 (2)在tRNA是不是只有反密码子的这3个碱基？在tRNA中是否存在氢键？ 提示：不是。是。 (3)tRNA与氨基酸之间是一一对应的吗？ 提示：每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，每种氨基酸可能由一种或几种tRNA转运。 (4)为什么说tRNA是真正起“翻译”作用的结构？ 提示：运输氨基酸的工具是tRNA，它一端有反密码子，能和mRNA上的密码子相识别，一端能携带氨基酸，是真正起“翻译”作用的结构。 2．下图是翻译过程的示意图，请据图分析： (1)图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是哪种分子或结构？该过程发生的碱基互补配对与DNA复制和转录相比完全一样吗？ 提示：Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是tRNA、核糖体、多肽链；不完全一样，复制：A—T、T—A、G—C、C—G，转录：A—U、T—A、C—G、G—C，翻译：A—U、U—A、C—G、G—C。 (2)判断图甲中核糖体沿着mRNA移动的方向，根据教材中的密码子表，写出图甲中翻译出的氨基酸序列。 提示：核糖体沿着mRNA从左向右移动；图甲中对应的氨基酸序列为甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸。 (3)图乙中①⑥分别是什么分子或结构？核糖体移动的方向是怎样的？ 提示：①、⑥分别是mRNA、核糖体；核糖体移动的方向是由右向左。 (4)最终合成的多肽链②③④⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？ 提示：相同；因为它们的模板是同一条mRNA。 (5)图乙所示的翻译特点，其意义是什么？ 提示：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。 1．遗传信息、密码子及反密码子的比较 项目 遗传信息 密码子 反密码子 作用 控制生物的性状 决定蛋白质中的氨基酸序列 识别密码子 位置 DNA或RNA(某些病毒) mRNA tRNA 图解 2.真核生物和原核生物转录、翻译的区别 真核生物：先转录，后翻译；原核生物：边转录边翻译。 3．基因表达过程中的相关数量计算 DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系 (1)图示： (2)规律：蛋白质中氨基酸数目＝1/3mRNA中碱基数目＝1/6DNA(或基因)中碱基数目。 说明：①翻译过程中，mRNA上每3个碱基决定一个氨基酸，所以不考虑终止密码时，经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3，是DNA(基因)中碱基数目的1/6。 ②计算中“最多”和“最少”的分析。 在回答问题时应加上“最多”或“最少”等字，如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中最少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。 3．(2025·烟台调研)如图表示某真核生物细胞内发生的一系列生理变化，Y表示具有某种功能的酶，请据图分析下面有关叙述错误的是(　　) A．Y为RNA聚合酶 B．该图中最多含5种碱基、8种核苷酸 C．过程Ⅰ在细胞核内进行，过程Ⅱ在细胞质内进行 D．b部位发生的碱基配对方式可能有T—A、A—U、C—G、G—C 解析　分析题图可知，过程Ⅰ和过程Ⅱ分别表示真核生物转录和翻译过程，故Y为RNA聚合酶，A正确；图中有DNA和RNA分子，因此最多含有5种碱基和8种核苷酸，B正确；过程Ⅰ为转录过程，主要在细胞核内进行，此外在线粒体和叶绿体内也可进行，Ⅱ为翻译过程，在细胞质中的核糖体上进行，C错误；b部位发生转录，因此b部位发生的碱基配对方式可能有T—A、A—U、C—G、G—C，D正确。 答案　C 4．(2025·江西宜春模拟)在试管内离体合成蛋白质时，若加入碱基序列为…ACACACACACACAC…的mRNA，合成的蛋白质中有苏氨酸及组氨酸两种氨基酸。若加入碱基序列为…CAACAACAACAACAA…的mRNA，合成的蛋白质含有苏氨酸、谷氨酰胺或天冬酰胺。则组氨酸的密码子是(　　) A．CAC　　　　　　 B．AAC C．CAA D．ACA 解析　序列…ACACACACACACAC…包含密码子ACA和CAC，编码苏氨酸和组氨酸；序列…CAACAACAACAACAA…包含密码子CAA、AAC或ACA，编码苏氨酸、谷氨酰胺或天冬酰胺。二者共有的密码子是ACA，二者编码的氨基酸中都有苏氨酸，说明苏氨酸密码子是ACA，则编码组氨酸的密码子是CAC，故选A。 答案　A 探究点三　中心法则 在蛋白质的合成过程完全弄清楚之前，科学家克里克首先预见了遗传信息传递的一般规律，并于1957年提出了中心法则。随着研究的不断深入，科学家对中心法则又作出了补充。以下图解是经过补充完善的中心法则，请结合图解回答下列问题： (1)结合中心法则，思考DNA、RNA产生的途径有哪些？ 提示：DNA产生途径有DNA的复制及逆转录；RNA的产生途径有RNA的复制及转录。 (2)线粒体和叶绿体中的DNA是否遵循中心法则？ 提示：遵循，在线粒体和叶绿体中也有DNA的复制及基因的表达过程。 (3)图中的过程都是遗传信息流动的过程，为什么每个过程都能准确地将遗传信息传递？ 提示：原因有二：一是每个过程都有精确的模板；二是严格遵循碱基互补配对原则。 (4)下图为一组模拟实验，假设实验能正常进行且五支试管中都有产物生成。 ①请分析此图解中A～E试管所模拟的过程分别是什么？ ②A、B、C、D试管模拟的过程分别需要什么酶？ 提示：①A模拟DNA复制；B模拟转录；C模拟RNA复制；D模拟逆转录；E模拟翻译。 ②A需要解旋酶和DNA聚合酶；B需要RNA聚合酶；C需要RNA复制酶；D需要逆转录酶。 1．各类生物遗传信息的传递过程 生物种类 举例 遗传信息的传递过程 细胞生物以及 DNA病毒 动物、植物、细菌、真菌、T2噬菌体等 RNA 病毒 烟草花叶病毒 HIV 2.中心法则与基因表达的关系 (1)并不是所有的生物均能发生中心法则的所有过程。 (2)DNA的复制体现了遗传信息的传递功能，发生在体细胞增殖或生殖细胞的形成过程中。 (3)DNA的转录和翻译是实现遗传信息表达不可或缺的两个“步骤”，发生在个体发育的过程中。RNA自我复制过程和逆转录过程分别只在少数病毒寄生到宿主细胞中以后才发生，是对中心法则的补充。 (4)DNA的合成并不只发生在DNA复制过程中，也可发生在逆转录过程中，逆转录过程需要逆转录酶，该酶在基因工程中常用来催化合成目的基因。 (5)中心法则的全部过程都遵循碱基互补配对原则。 5．(2025·珠海高一期末)下图表示遗传信息的传递和表达过程，下列有关叙述错误的是(　　) A．①～⑤过程均会发生碱基互补配对行为 B．①～⑤过程均可发生在人体健康细胞中 C．染色体上基因的表达包括②③两个先后进行的过程 D．RNA病毒的遗传信息可通过④或⑤过程进行传递 解析　①～⑤过程中均会发生碱基互补配对行为，A正确；①～⑤过程只有①、②、③可发生在人体健康细胞中，B错误；染色体上基因的表达，即基因控制蛋白质合成的过程，包括②转录和③翻译两个先后进行的过程，C正确；RNA病毒的遗传信息可通过④RNA复制或⑤逆转录过程进行传递，且这两个过程均发生在病毒侵染的宿主细胞中，D正确。 答案　B 6．(2025·南阳月考)正常情况下，下列有关遗传信息传递过程的叙述，正确的是(　　) A．烟草叶片细胞中，遗传信息存在RNA→RNA的传递 B．高等植物根尖成熟区细胞的细胞核中，遗传信息存在DNA→DNA的传递 C．进行DNA复制的细胞中，遗传信息不一定存在DNA→RNA的传递 D．哺乳动物成熟红细胞中，遗传信息不存在DNA→RNA→蛋白质的传递 解析　烟草叶片细胞中的遗传物质是DNA，不存在RNA复制过程，即遗传信息不能从RNA流向RNA，A错误；高等植物根尖成熟区的细胞不能分裂，没有核DNA的复制过程，即细胞核中，遗传信息不能从DNA流向DNA，B错误；进行DNA复制的细胞一定能发生基因表达，存在DNA→RNA的遗传信息传递过程，C错误；哺乳动物成熟红细胞中无细胞核和众多细胞器，不存在DNA→RNA→蛋白质的遗传信息传递过程，D正确。 答案　D [构建课堂要点] [检测学习效果] 1．(2025·四川眉山模拟)细胞内的RNA具有多种功能。下列有关RNA的叙述，错误的是(　　) A．DNA转录形成的RNA有三种类型 B．每个tRNA都是转录形成的，只有3个碱基含有氢键 C．细胞内某些RNA具有降低化学反应活化能的作用 D．细菌细胞内的rRNA可与蛋白质结合构成核糖体 解析　DNA转录形成的RNA有tRNA、mRNA和rRNA三种类型，A正确；每个tRNA有多个碱基，其部分区段有碱基互补配对，故含有氢键，B错误；有些酶的本质是RNA，酶具有降低化学反应活化能的作用，C正确；rRNA可与蛋白质结合构成核糖体，细菌细胞内含有核糖体，D正确。 答案　B 2．(2025·福州一中高一月考)下图为真核细胞内的转录过程示意图，①②表示两条多聚核苷酸链，下列叙述错误的是(　　) A．①为DNA上的模板链，②链的左侧为5′端 B．RNA聚合酶可以催化①②之间氢键的断裂 C．图中甲、乙两处圆圈内均代表腺嘌呤核糖核苷酸 D．RNA聚合酶与DNA上的启动部位结合后开始转录 解析　①为DNA上的模板链，RNA聚合酶只能在3′端进行RNA链的延伸，故②链的右侧为3′端，左侧为5′端，A正确；RNA聚合酶可以催化碱基对之间氢键的断裂，B正确；图中甲处圆圈内为腺嘌呤脱氧核苷酸，乙处为腺嘌呤核糖核苷酸，C错误；RNA聚合酶与DNA上的启动部位结合后开始转录，D正确。 答案　C 3．中心法则揭示了生物遗传信息传递的一般规律。下列叙述错误的是(　　) A．①②③三个过程可在根尖分生区细胞中发生 B．①②③分别表示DNA的复制、转录和翻译过程 C．④表示逆转录，某些病毒增殖时可发生该过程 D．④⑤是虚线，表示其在生物界可能不存在 解析　根尖分生区细胞能进行有丝分裂，细胞分裂前的间期发生DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，基因的表达通过转录和翻译过程合成蛋白质，A正确；据分析可知，①表示DNA分子的复制过程，②表示转录过程，③表示翻译过程，B正确；④表示逆转录，某些RNA病毒(如HIV病毒)增殖时可发生该过程，C正确；④逆转录过程和⑤RNA分子复制过程可发生在被某些病毒侵染的细胞中，D错误。 答案　D 4．(2025·廊坊月考)核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时，多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体(如图所示)。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译，移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是(　　) A．图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的3′端向5′端移动 B．该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对 C．图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译 D．若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化 解析　核糖体在mRNA上的移动方向是从5′端向3′端移动，A错误；图中5个核糖体相继结合到mRNA上开始翻译，从识别到起始密码子开始进行翻译，识别到终止密码子结束翻译，并非同时开始翻译和同时结束翻译，C错误；由题干信息“多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定”可知，若将细菌的某基因截短，则相应mRNA的长度可能会变短，多聚核糖体上所串联的核糖体数目可能会减少，D错误。 答案　B 5．如图表示某真核生物基因表达的部分过程，请回答下列问题： (1)图中表示遗传信息的________过程，发生的场所是________，此过程除图中所示条件外，还需要________等。 (2)图中③表示________，合成的主要场所是________，通过________运输到细胞质中，穿过______层膜，________(填“需要”或“不需要”)能量。 (3)图中方框内的碱基应为________，对应的aa5应为________(赖氨酸的密码子为AAA，苯丙氨酸的密码子为UUU)。 (4)图中的氨基酸共对应________个密码子。核糖体的移动方向是________。 解析　(1)图中核糖体上进行的是翻译过程，此过程需要的条件是模板、原料、能量、酶等。(2)③为mRNA，主要在细胞核中合成，通过核孔转移到细胞质中，此过程穿过0层膜，需要能量。(3)密码子存在于mRNA分子上，与tRNA上的反密码子进行碱基互补配对，故图中方框内的碱基为UUU，对应的密码子为AAA，相应氨基酸是赖氨酸。(4)图中共有7个氨基酸，对应7个密码子。根据图中最后一个氨基酸的加入位置可知，核糖体的移动方向为从左到右。 答案　(1)翻译　核糖体　酶和能量 (2)mRNA　细胞核　核孔　0　需要 (3)UUU　赖氨酸　(4)7　从左到右 [基础达标练] 1．(2025·深圳高一期末)下列关于DNA和RNA的叙述，不合理的是(　　) A．DNA双链中腺嘌呤一定与胸腺嘧啶配对 B．RNA中相邻两个碱基通过磷酸—核糖—磷酸相连接 C．DNA中磷酸和脱氧核糖交替排列在外侧构成基本骨架 D．tRNA局部双链中腺嘌呤一定与尿嘧啶配对 解析　双链DNA分子中碱基按照互补配对的原则进行配对，A(腺嘌呤)与T(胸腺嘧啶)配对，G(鸟嘌呤)与C(胞嘧啶)配对，A正确；RNA中相邻两个碱基通过核糖—磷酸—核糖进行连接，B错误；DNA中磷酸和脱氧核糖交替排列在外侧构成基本骨架，C正确；tRNA局部双链中腺嘌呤与尿嘧啶配对形成氢键，形成三叶草结构，D正确。 答案　B 2．(2025·山东卷)关于豌豆细胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程，下列说法错误的是(　　) A．三个过程均存在碱基互补配对现象 B．三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内 C．根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列 D．RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同 解析　DNA的复制存在A—T、C—G、T—A、G—C配对，转录存在A—U、C—G、T—A、G—C配对，翻译存在A—U、C—G、U—A、G—C配对，三个过程均存在碱基互补配对现象，A正确；淀粉酶基因在细胞核中，该基因的复制和转录发生在细胞核内，翻译发生在细胞质中，B正确；可以根据复制和转录的产物序列确定其模板序列，但由于密码子的简并性，由翻译产物的氨基酸序列推导的模板mRNA的碱基序列会有多种可能，不能确定其模板序列，C错误；RNA聚合酶沿模板链的3′端到5′端移动，核糖体沿mRNA的5′端到3′端移动，D正确。 答案　C 3．下列关于密码子、反密码子的叙述，正确的是(　　) A．每种氨基酸可以对应多种tRNA，每个tRNA也可以对应多种氨基酸 B．真核生物的tRNA和mRNA相互识别的过程发生在细胞核中 C．tRNA中每三个相邻的碱基构成一个反密码子 D．密码子具有简并性，基因中某个碱基发生改变，翻译也可能不受影响 解析　每种氨基酸可以对应一种或多种tRNA，每个tRNA只能携带一种氨基酸，A错误；真核生物的tRNA和mRNA相互识别的过程发生在细胞质中，B错误；一个tRNA上只有一个反密码子，C错误；密码子具有简并性，绝大多数氨基酸具有2个以上不同的密码子，即使基因中某个碱基发生变化也不会引起相应蛋白质的氨基酸序列改变，D正确。 答案　D 4．遗传信息表达的过程中，mRNA的三个碱基是5′－UAC－3′，则DNA模板链上对应的三个碱基是(　　) A．5′－GTA－3′　　　　　 B．5′－CAT－3′ C．5′－CUT－3′ D．5′－GUA－3′ 解析　mRNA与转录的模板DNA单链方向相反、碱基互补。 答案　A 5．如图表示真核细胞的翻译过程，下列有关叙述错误的是(　　) A．核糖体由rRNA和蛋白质组成 B．异亮氨酸的密码子是UAG C．翻译时，核糖体沿着②向右移动 D．一个mRNA分子可结合多个核糖体 解析　核糖体由rRNA和蛋白质组成，A正确；分析题图可知，异亮氨酸的反密码子是UAG，密码子是AUC，B错误；翻译时核糖体沿着②mRNA向右移动，C正确；一个mRNA分子可结合多个核糖体同时进行翻译，这样可以提高翻译的效率，D正确。 答案　B 6．(2025·永州月考)如图为某真核细胞中多聚核糖体合成多肽链的过程。对此过程的理解正确的是(　　) A．X在MN上的移动方向是N→M，所用原料是氨基酸 B．MN上结合的核糖体越多，合成一条肽链所需要的时间越短 C．合成完成后的三条多肽链T1、T2、T3的氨基酸排列顺序相同 D．合成多肽链过程中所需的tRNA的种类数与肽链中的氨基酸种类数相等 解析　由图可知，MN表示mRNA，T1、T2、T3表示多肽链，X表示核糖体。依据多肽链的长度可判断核糖体在mRNA上的移动方向是M→N，A错误；一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此少量的mRNA分子就可以迅速合成大量蛋白质(教材第69页)，一个mRNA分子上结合的核糖体的数量不影响一条肽链合成所需要的时间，B错误；由图可知，多聚核糖体以相同的mRNA为模板合成多肽链，因此合成完成后的三条多肽链T1、T2、T3的氨基酸排列顺序相同，C正确；由于一种氨基酸可能由多个密码子决定，所以合成多肽链过程中所需的tRNA的种类数与肽链中的氨基酸种类数不一定相等，D错误。 答案　C 7．(2025·邢台期中)下图是中心法则的相关内容示意图，图中的序号表示遗传信息的传递过程。下列叙述错误的是(　　) A．过程①和③所需的原料是不相同的 B．细胞中不同种类的RNA，其功能一般不同 C．过程⑥至少需要三种RNA参与 D．过程⑤⑦可发生在某些DNA病毒中 解析　过程①为DNA复制，原料为脱氧核苷酸；过程③为转录，原料为核糖核苷酸，二者所需的原料不相同，A正确。正常细胞中不同种类的RNA的功能具有多样性，有的可作为翻译的模板(信使RNA)，有的具有催化作用(酶)，有的具有运输作用(转运RNA)，B正确。过程⑥为翻译过程，该过程至少需要三种RNA的参与，即mRNA(翻译的模板)、tRNA(转运氨基酸)和rRNA(是参与构成核糖体的RNA，核糖体是翻译的场所)，C正确。过程⑤为RNA复制，过程⑦为逆转录，只发生在被某些RNA病毒侵染的细胞中，D错误。 答案　D 8．(2023·陕西西安期末)下图1、2是两种细胞中遗传信息的表达过程。据图分析，下列叙述正确的是(　　) A．图1细胞可以代表酵母菌，可以边转录边翻译 B．在上述两种细胞中，遗传信息转录和翻译的场所均相同 C．两种细胞的细胞质基质都可以为图中遗传信息的表达过程提供能量 D．根据图1、2可知，在细胞质中，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行一条肽链的合成 解析　图1细胞没有由核膜包被的细胞核，属于原核细胞，其转录和翻译过程同时进行；图2细胞含有由核膜包被的细胞核，属于真核细胞，其转录和翻译过程不是同时进行的。酵母菌属于真核生物，对应图2，A错误。真核细胞中核基因转录的场所是细胞核，翻译的场所是细胞质中的核糖体；原核细胞中转录和翻译的场所都是细胞质，B错误。两种细胞的细胞质基质中的ATP都可以为图中遗传信息的表达过程提供能量，C正确。在细胞质中，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，提高了翻译的效率，D错误。 答案　C 9．如图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下列问题。[可能用到的密码子及对应的氨基酸：UAC(酪氨酸)、AUG(甲硫氨酸)、GAU(天冬氨酸)、GUA(缬氨酸)] (1)图1中⑥上正在进行的是________过程，所需原料是________。该过程的合成方向是______(填“从左到右”或“从右到左”)。 (2)从化学成分的角度分析，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．烟草花叶病毒 (3)图1中②上携带的氨基酸为______________。 (4)图2为多聚核糖体合成蛋白质的示意图，最终合成的肽链②③④⑤的结构相同吗？________。图中出现多聚核糖体的意义是____________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　(1)图1所示是转录和翻译过程，其中⑥是核糖体，其上正在进行的是翻译过程，所需原料是氨基酸。分析题图可知，核糖体在mRNA上的移动方向是从左到右，则肽链的合成方向也为从左到右。(2)核糖体的化学成分是蛋白质和RNA。乳酸杆菌是原核生物，成分复杂，A错误；T2噬菌体和染色体的主要成分都是蛋白质和DNA，B、C错误；烟草花叶病毒的成分是蛋白质和RNA，与核糖体的化学组成最相似，D正确。(3)图1中②是tRNA，其一端的反密码子是UAC，能与甲硫氨酸的密码子AUG配对，所以该tRNA上携带的氨基酸为甲硫氨酸。(4)图2中①是mRNA，⑥是核糖体，②③④⑤均为多肽链，由于合成②③④⑤的模板是同一条mRNA，所以最终合成的肽链②③④⑤的结构相同；由图示可知，多聚核糖体的参与使生物可以利用一个mRNA分子同时翻译出多条结构相同的多肽链，因而提高了蛋白质的合成效率。 答案　(1)翻译　氨基酸　从左到右　(2)D (3)甲硫氨酸　(4)相同　提高了蛋白质的合成效率 [素能提升练] 10．(2025·四川成都模拟)下列有关tRNA的分析，错误的是(　　) A．tRNA具有识别并转运氨基酸的功能 B．tRNA上的反密码子会与mRNA上相应的密码子互补配对 C．一般情况下，一种氨基酸只能被一种tRNA携带 D．tRNA一般是单链结构，但会存在氢键 解析　mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基称为一个密码子，可编码氨基酸，tRNA上的反密码子会与mRNA上相应的密码子互补配对，tRNA具有识别并转运氨基酸的功能，A、B正确；翻译过程中，由于密码子的简并性，绝大多数氨基酸都有几种密码子编码，因此多数氨基酸可以由多种tRNA携带，C错误；tRNA一般为单链结构，但tRNA看上去像三叶草的叶形，tRNA中存在碱基对和氢键，D正确。 答案　C 11．(2025·南昌四校期末联考)2020年诺贝尔生理学或医学奖授予发现丙型肝炎病毒(HCV)的三位科学家，HCV是一种单股正链RNA(＋RNA)病毒，如图为丙型肝炎病毒在肝细胞中的增殖过程。下列叙述错误的是(　　) A．过程①代表翻译，所需的原料和能量均来自肝细胞 B．通过②和③完成＋RNA复制时，需RNA复制酶的催化 C．过程②所需的嘌呤比例与过程③所需的嘧啶比例相同 D．＋RNA和－RNA可以随机与宿主细胞内的核糖体结合 解析　图中①表示翻译，②表示以＋RNA为模板合成－RNA，③表示以－RNA为模板合成＋RNA。病毒进行翻译所需的原料和能量均来自宿主细胞(肝细胞)，A正确；通过②和③完成＋RNA复制时，合成的产物是RNA，该过程需RNA复制酶的催化，B正确；根据碱基互补配对原则可知，过程②所需的嘌呤比例与过程③所需的嘧啶比例相同，C正确；该病毒翻译的模板是＋RNA，－RNA不能与宿主细胞内的核糖体结合，D错误。 答案　D 12．(多选)甲、乙两图分别代表人体细胞核内的两个生理过程，下列叙述不正确的是(　　) A．在同一个细胞中，甲图中的每个起点最多启动一次，乙图中的起点可以多次启动 B．甲过程以DNA两条链同时作模板，乙过程中不同基因的模板链均属于同一条DNA链 C．几乎每个细胞都要进行甲过程，只有部分细胞进行乙过程 D．甲过程产物的相对分子质量往往比乙过程产物的相对分子质量小 解析　一个细胞周期中，DNA只复制一次，同种蛋白质可多次合成，故甲所示过程在每个起点最多启动一次，乙可启动多次，A正确；甲、乙所示过程分别表示DNA的复制、转录，甲图以DNA两条链为模板，而乙过程中不同基因的模板链可属于不同的DNA链，B错误；几乎每个细胞都要进行乙过程，只有部分细胞进行甲过程，C错误；DNA复制形成的子代DNA有两条链，而转录的产物是单链RNA，且RNA比DNA短，甲过程产物的相对分子质量往往比乙过程产物的相对分子质量大，D错误。 答案　BCD 13．(多选)转录因子蛋白能通过与DNA的结合来开启或关闭基因的表达，转录因子与RNA聚合酶形成转录起始复合体，共同参与转录的重要过程。大多数时候，机体内的DNA均能正确复制，但有时也因碱基间的错配而发生差错形成错配区段。最新研究发现，转录因子有一种能与DNA的错配部分强烈结合的倾向，而这会诱导包括癌症在内的多种疾病的发生。下列相关叙述不正确的是(　　) A．转录产生的RNA都可作为蛋白质合成的模板 B．转录因子会诱发DNA复制差错，从而导致癌症的发生 C．对错配DNA区段上的基因转录时，转录因子只起开启作用 D．转录因子可通过核孔进入细胞核发挥调控基因表达的作用 解析　转录产生的RNA只有mRNA可作为蛋白质合成的模板，A错误；转录因子不会诱发DNA复制差错，B错误；对错配DNA区段上的基因转录时，转录因子起到开启或关闭的作用，C错误。 答案　ABC 14．图甲的左图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，右上图为其中一个生理过程的模式图。请回答下列问题： (1)图中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)从图中分析，基因表达过程中转录的发生场所有______________。 (4)图中[Ⅲ]为________(填名称)，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)由图可知，细胞质基质中的RNA来自核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。由图可知，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功能。(6)图中过程①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 15．(2025·宿迁高一质检)铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的Fe3+、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。当Fe3+浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力，如图所示。请回答下列问题： (1)图中铁蛋白基因片段的一条链序列是5′­AGTACG­3′，以该链为模板转录出的mRNA序列是5′­________________­3′。转录过程中需要的原料和酶分别是____________和______________。 (2)图中一个铁蛋白mRNA上同时结合2个核糖体，其生理意义是____________________ ________________________________________________________________________________________________________________________。 2个核糖体上最终合成的两条肽链结构________________(填“相同”或“不相同”)。 (3)图中核糖体移动方向应是________________________________(填“从左到右”或“从右到左”)。据图分析反密码子为5′­ACC­3′的tRNA运输的氨基酸是________________。 (4)据图分析Fe3+浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了________________，从而抑制了翻译的过程，阻遏铁蛋白合成。Fe3+浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白的表达量________，储存细胞内多余的Fe3+。 解析　(4)根据题中信息可知，Fe3+浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合，核糖体不能与铁蛋白mRNA一端结合，不能沿mRNA移动，从而抑制了翻译的过程，阻遏铁蛋白合成。Fe3+浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白mRNA能够翻译，铁蛋白的表达量升高，储存细胞内多余的Fe3+。 答案　(1)CGUACU　4种核糖核苷酸　RNA聚合酶　(2)提高翻译效率，短时间内合成多条肽链 相同　(3)从左到右　甘氨酸　(4)核糖体与铁蛋白mRNA一端结合与移动　升高 学科网（北京）股份有限公司 $