4.1 第2课时 遗传信息的翻译和中心法则-【优学精讲】2024-2025学年高中生物必修第二册教用Word(人教版)

该教案聚焦遗传信息的翻译和中心法则核心知识点，通过构建翻译过程模型、分析基因表达场所等要素导入，衔接转录知识，以问题探讨和模型构建为学习支架，梳理遗传信息传递脉络。 资料特色在于融合科学思维与探究实践，通过密码子反密码子关系分析、翻译过程示意图解读等活动培养建模与比较能力，结合判断正误、表格对比深化结构与功能观，助力学生理解生命信息传递规律，为教师提供结构化教学资源提升课堂效率。

第2课时　遗传信息的翻译和中心法则 导学 聚焦 1.构建翻译的过程模型，分析基因表达的场所、原料、模板及特点，理解基因指导蛋白质合成的过程。 2.结合中心法则，比较不同生物遗传信息传递的异同 知识点（一）　遗传信息的翻译 1.翻译的概念理解 2.密码子 小提醒：GUG在原核生物中，可以作为起始密码子，此时它编码甲硫氨酸，在其他情况下，它编码缬氨酸；UGA在正常情况下是终止密码子，在特殊情况下可以编码硒代半胱氨酸。 3.tRNA的结构和功能特点 （1）结构和功能 （2）功能特点：每种tRNA只能识别并转运　一种　氨基酸。 4.翻译过程 5.判断下列说法是否正确 （1）每种氨基酸都具有两种或两种以上的密码子。（　×　） 提示：部分氨基酸只有一种密码子。 （2）tRNA由3个碱基构成。（　×　） 提示：tRNA上含有多个碱基，但每个tRNA上的3个相邻碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，这3个碱基称为反密码子。 （3）每种氨基酸仅由一种tRNA转运。（　×　） 提示：一种氨基酸可由一种或多种tRNA转运。 （4）核糖体的翻译通常是从mRNA上的起始密码子开始到终止密码子结束。（　√　） （5）在蛋白质合成过程中密码子都决定氨基酸。（　×　） 提示：终止密码子决定氨基酸。 （6）mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质。（　×　） 提示：核糖体在mRNA上移动。 探讨一　分析密码子、反密码子及二者的关系，提高理解能力 1.观察密码子示意图和密码子表，回答下列问题。 （1）DNA是怎样决定mRNA的碱基序列的？ 提示：通过碱基互补配对原则决定mRNA中的碱基序列。 （2）所有密码子都能决定氨基酸吗？ 提示：不是，正常情况下，三种终止密码子不编码氨基酸，分别是UAG、UAA、UGA。 （3）在真核生物中，一种密码子只能决定一种氨基酸吗？一种氨基酸只有一种密码子吗？ 提示：在真核生物中，一种密码子只能决定一种氨基酸，而一种氨基酸可能有多种密码子。 2.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中是不是只有反密码子的这3个碱基？在tRNA是否存在氢键？ 提示：不是。存在。 （3）tRNA与氨基酸之间是一一对应的吗？ 提示：不是。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。 探讨二　分析翻译过程，提高理解能力和模型构建能力 3.下图是翻译过程的示意图，请据图分析： （1）上图中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，DNA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；图中对应的氨基酸序列为甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸。 4.下图表示一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条多肽链的现象。请回答下列相关问题： （1）图中每个核糖体是共同合成一条多肽链，还是分别合成一条完整的多肽链？ 提示：每个核糖体分别合成一条完整的多肽链。 （2）图中合成的4条多肽链是否相同？判断依据是什么？ 提示：相同，因为它们结合的模板mRNA相同。 （3）图中翻译的方向是　从左向右　，判断的依据是　多肽链的长短，长的翻译在前　。 （4）图中所示的翻译特点，其意义是　少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质　。 5.结合下面图解，思考下列问题： 假设蛋白质中氨基酸为m个，则其对应的mRNA上碱基及基因中碱基至少各是多少个？ 提示：mRNA上碱基至少为3m个，基因中碱基至少为6m个。 1.遗传信息、密码子与反密码子的区别与联系 项目 遗传信息 密码子 反密码子 概念 基因中碱基的排列顺序 mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基 tRNA上与mRNA上的密码子互补配对的3个相邻碱基 位置 主要在DNA中 mRNA tRNA 作用 控制生物的性状 直接决定蛋白质中氨基酸序列 识别密码子，转运氨基酸 联系 ①基因中碱基的序列决定mRNA中的碱基序列。 ②mRNA中的碱基序列与基因模板链中的碱基序列互补。 ③密码子与反密码子的相应序列能互补配对。 ④氨基酸一定由密码子决定；密码子与反密码子并不是一一对应的关系，如终止密码子没有相应的反密码子。 ⑤对应关系如图所示 2.基因表达过程中相关数量的计算方法 （1）DNA（基因）、mRNA上碱基数目与肽链中氨基酸数目之间的关系 ①图示 ②规律：肽链中氨基酸数目＝1/3 mRNA中碱基数目＝1/6 DNA（基因）中碱基数目。 （2）计算“最多”和“最少”等的分析 ①翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，则mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。 ②基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。 ③在回答问题时应加上“最多”或“最少”等字样，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。 1.（2024·山东滨州高一期末）科学家研究谷胱甘肽过氧化物酶的合成过程时发现，其mRNA中一个终止密码子UGA出现的位置并没有导致肽链合成终止，而是决定一种未曾发现的氨基酸——硒代半胱氨酸。下列说法错误的是（　　） A.谷胱甘肽过氧化物酶合成时，核糖体沿mRNA由5'端向3'端移动 B.为证实这一发现，需要找到可以转运硒代半胱氨酸的rRNA C.谷胱甘肽过氧化物酶基因转录产生的mRNA中可能含有两个UGA序列 D.推测该mRNA中决定硒代半胱氨酸的UGA序列附近具有特定调控序列使肽链合成继续进行 解析：B　谷胱甘肽过氧化物酶是一种蛋白质，合成时，核糖体沿mRNA由5'端向3'端移动，A正确；为证实这一发现，需要找到可以转运硒代半胱氨酸的tRNA，B错误；谷胱甘肽过氧化物酶基因转录产生的mRNA中可能含有两个UGA序列，中间的UGA决定硒代半胱氨酸，后面的UGA使翻译过程终止，C正确；中间的UGA决定硒代半胱氨酸，而不是终止翻译，推测该mRNA中决定硒代半胱氨酸的UGA序列附近具有特定调控序列使肽链合成继续进行，D正确。 2.（2024·黑龙江佳木斯高一期中）下图所示为基因控制蛋白质的合成过程，①～⑦代表不同的结构或成分，Ⅰ和Ⅱ代表过程。下列叙述不正确的是（　　） A.③表示解旋酶和DNA聚合酶，图示过程可发生在鼠的细胞核中 B.①与④、④与⑥之间都存在A—U配对 C.一个mRNA结合多个⑤使过程Ⅱ快速高效 D.⑦的氨基酸种类、数目、排列顺序和⑦的形成的空间结构决定蛋白质空间结构的多样性 解析：A　该过程为边转录和翻译的过程，③表示催化转录的RNA聚合酶，图示过程发生在原核细胞中，A错误；④为mRNA，①为DNA模板链，①与④之间存在A—U配对，④mRNA与⑥tRNA之间也存在A—U配对，B正确；一个RNA结合多个⑤核糖体使过程Ⅱ（翻译过程）快速高效，能在短时间内合成大量蛋白质，C正确；⑦多肽链中的氨基酸种类、数目、排列顺序及其形成的空间结构决定蛋白质空间结构的多样性，D正确。 规律方法 “三步”判断真、原核细胞的DNA复制、转录及翻译 说明　真核细胞的线粒体、叶绿体中也有DNA和核糖体，其转录、翻译也存在同时进行的情况。 知识点（二）　中心法则 1.中心法则的提出者：　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 （1）　DNA、RNA　是信息的载体。 （2）　蛋白质　是信息的表达产物。 （3）　ATP　为信息的流动提供能量。 4.判断下列说法是否正确 （1）中心法则表示的是遗传信息的流动过程。（　√　） （2）遗传信息只能从DNA流向RNA，进而流向蛋白质。（　×　） 提示：遗传信息可以由DNA流向RNA，也可经过逆转录过程由RNA流向DNA。 （3）DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则。（　×　） 提示：DNA病毒中虽没有RNA，但其遗传信息的传递遵循中心法则。 （4）正常情况下，真核生物细胞内可发生中心法则的每个过程。（　×　） （5）叶绿体和线粒体中遗传信息的传递也遵循中心法则。（　√　） 探讨　分析中心法则与遗传信息传递，提高理解能力 1.下图为中心法则内容及其发展图解，请回答有关问题： （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，每个过程为什么能准确地将遗传信息传递？ 提示：①每个过程都有精确的模板；②严格遵守碱基互补配对原则。 2.下列四个试管中分别模拟的是中心法则中的某个过程。 （1）四个试管分别模拟中心法则中的哪个过程？ 提示：a：DNA的复制；b：转录；c：RNA的复制；d：逆转录。 （2）四个试管模拟的过程分别需要什么酶？ 提示：a：解旋酶和DNA聚合酶；b：RNA聚合酶；c：RNA聚合酶（RNA复制酶）；d：逆转录酶。 1.中心法则各过程的适用范围 2.“三看法”判断中心法则各过程 　　 1.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：D　根尖分生区细胞能进行有丝分裂，细胞分裂间期发生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；据图分析可知，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。 2.（2024·河北石家庄一中高一期末）冠状病毒具有很强的传染力，其遗传物质为“＋RNA”，繁殖过程如图。与大肠杆菌相比下列相关叙述正确的是（　　） A.完成遗传物质的复制均需RNA聚合酶 B.遗传物质复制过程中所需的原料相同 C.蛋白质的合成均需要宿主细胞的核糖体 D.遗传物质复制均遵循碱基互补配对原则 解析：D　图中冠状病毒遗传物质的复制需要RNA聚合酶，而大肠杆菌细胞内的遗传物质是DNA，复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶，A错误；病毒的遗传物质是RNA，复制时需要的原料为四种核糖核苷酸，而大肠杆菌细胞内的遗传物质是DNA，复制时所需原料为四种脱氧核苷酸，B错误；病毒的蛋白质的合成需要在宿主细胞的核糖体上进行，而大肠杆菌细胞内具有自己的核糖体结构，C错误；无论是RNA还是DNA的复制，其过程均遵循碱基互补配对原则，D正确。 易错提醒 （1）并不是所有的生物均能发生中心法则的所有过程。 （2）DNA复制只发生在能分裂的细胞中，而转录和翻译则可以发生在任何细胞（除哺乳动物成熟的红细胞等外）中。 （3）在病毒体内不会发生RNA的复制和逆转录过程，该过程是在被病毒寄生的宿主细胞内进行的。 （4）细胞生物体内不会自主发生RNA的复制和逆转录过程，除非被病毒侵染。 　（1）翻译是游离在细胞质中的各种氨基酸，　以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质　的过程。 （2）密码子是　mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基　。 （3）反密码子是　tRNA上与mRNA上的密码子互补配对的3个碱基　。 （4）中心法则图解（在下方空白处画出） 提示： 1.（2024·湖北枝江高一月考）基因指导蛋白质的合成是指根据来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程，包括转录和翻译两个步骤。下列有关叙述错误的是（　　） A.遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中 B.转录过程中，形成了蛋白质—核酸复合物 C.翻译过程中，没有氢键的形成和断裂过程 D.转录和翻译过程中，碱基互补配对的方式不完全相同 解析：C　基因的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中，A正确；转录是DNA为模板合成RNA的过程，该过程需要RNA聚合酶结合到DNA模板链上，故形成“蛋白质—核酸”复合物，B正确；翻译过程，tRNA中的反密码子和mRNA上的密码子互补配对，形成氢键，脱离后又有氢键的断裂，C错误；转录过程中碱基互补配对有：A—U、T—A、C—G、G—C，翻译过程中碱基互补配对有：A—U、U—A、C—G、G—C，D正确。 2.（2024·海南海口高二月考）如图代表的是某种转运RNA，对此分析正确的是（　　） A.此转运RNA含有五种元素、两种含氮碱基 B.该结构参与蛋白质合成中的翻译过程 C.合成此转运RNA的场所是核糖体 D.每种氨基酸的转运RNA都只有一种 解析：B　此转运RNA含有五种元素（C、H、O、N、P）、四种含氮碱基（A、C、G、U），A错误；该结构为tRNA，其参与蛋白质合成中的翻译过程，作用是转运氨基酸，B正确；转运RNA是转录过程中形成的，其合成场所主要是细胞核，C错误；由于密码子的简并性，一种氨基酸可由一种或几种特定的tRNA来转运，D错误。 3.（2022·浙江6月选考16题）“中心法则”反映了遗传信息的传递方向，其中某过程的示意图如下。 下列叙述正确的是（　　） A.催化该过程的酶为RNA聚合酶 B.a链上任意3个碱基组成一个密码子 C.b链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连 D.该过程中遗传信息从DNA向RNA传递 解析：C　图中表示的是以RNA为模板合成DNA的过程，催化该过程的酶是逆转录酶，A错误；mRNA链上3个相邻核苷酸排列而成的能决定氨基酸种类的三联体才能称为一个密码子，B错误；DNA单链上的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连，C正确；逆转录过程中遗传信息从RNA向DNA传递，D错误。 4.（2024·河南安阳高一期末）原核细胞无以核膜为界限的细胞核，可以边转录边翻译，过程如图所示，下列相关说法错误的是（　　） A.a为模板链 B.b表示RNA聚合酶 C.c从mRNA的3'向5'移动 D.该过程碱基互补配对方式为A—U、U—A、C—G、G—C、T—A 解析：C　c为核糖体，核糖体从mRNA的5'向3'移动，C错误；图示过程包括转录和翻译两个过程，该过程中碱基互补配对方式有A—U、U—A、C—G、G—C、T—A，D正确。 5.下列关于真核生物遗传信息的翻译的叙述中，正确的是（　　） A.通过翻译将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质中的氨基酸序列 B.生物体内合成蛋白质时，一种氨基酸只能由一种密码子决定 C.生物体内合成蛋白质的氨基酸有21种，则tRNA也有21种 D.生物体内合成蛋白质时，一种密码子一定能决定一种氨基酸 解析：A　mRNA上的一个密码子决定一个氨基酸，所以在翻译过程中mRNA中的碱基序列决定了蛋白质中的氨基酸序列，A正确；密码子具有简并性，一种氨基酸可以由一种或多种密码子决定，B错误；真核生物生物体内组成蛋白质的氨基酸有21种，tRNA有61种，C错误；正常情况下终止密码子不能决定氨基酸，D错误。 6.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　翻译　过程，发生的场所是　核糖体　，此过程除图中所示条件外，还需要　酶和能量　等。 （2）图中③表示　mRNA，合成的主要场所是　细胞核 ，通过　核孔　运输到细胞质中，穿过　0　层膜，　需要　　（填“需要”或“不需要”）能量。 （3）图中方框内的碱基应为　UUU ，对应的aa5应为　赖氨酸　（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　7　个密码子。核糖体的移动方向是　从左到右　　。 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。 知识点一　遗传信息的翻译 1.下列有关真核细胞基因表达的叙述，正确的是（　　） A.转录形成的RNA都可以成为翻译的模板 B.转录和翻译不可能发生在同一时间和空间上 C.转录和翻译过程中的碱基互补配对方式完全相同 D.转录和翻译过程中都会发生氢键的形成和断裂 解析：D　只有mRNA才可以作为翻译的模板，A错误；原核生物可以边转录边翻译，转录和翻译可能发生在同一时间和空间上，B错误；转录过程中碱基互补配对的方式是A—U、C—G、G—C、T—A，而翻译过程中的碱基互补配对方式为A—U、C—G、G—C、U—A，C错误；转录涉及解旋与配对，翻译涉及碱基的配对等，这些过程中都会发生氢键的形成和断裂，D正确。 2.（2024·山西名校联考）基因控制蛋白质合成的过程中，mRNA、tRNA和rRNA（核糖体RNA）均参与其中。下列说法正确的是（　　） A.只有mRNA是由DNA转录而来的 B.肽链延长时，1位点tRNA上的肽链脱离下来，与2位点tRNA上的氨基酸脱水缩合 C.合成肽链时，决定肽链上氨基酸种类的碱基位于tRNA上 D.密码子的简并性是指每种氨基酸都有多个密码子与之对应 解析：B　tRNA、mRNA、rRNA都是以基因区段为模板转录而来，A错误；核糖体上有2个结合位点，肽链延长时，1位点tRNA上的肽链脱离下来，与2位点tRNA上的氨基酸发生脱水缩合形成肽链，从而转移到位点2上，B正确；密码子位于mRNA上，即决定肽链上氨基酸种类的碱基位于mRNA上，C错误；一种氨基酸可能由一种或几种密码子编码，并不是每一种氨基酸都有多个密码子，如色氨酸只有UGG一种密码子，D错误。 3.（2024·河北张家口高一期末）某基因转录时模板链的部分碱基序列为3'-TACACGGACTCC-5'，下表为部分密码子对应的氨基酸，据此判断该片段控制合成的肽链中氨基酸序列为（　　） ACG UAC UGC UCC CUG AUG GAC AGG 苏氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 丝氨酸 亮氨酸 甲硫氨酸 天冬氨酸 精氨酸 A.—酪氨酸—苏氨酸—天冬氨酸—丝氨酸— B.—甲硫氨酸—半胱氨酸—亮氨酸—精氨酸— C.—甲硫氨酸—半胱氨酸—天冬氨酸—丝氨酸— D.—酪氨酸—苏氨酸—亮氨酸—精氨酸— 解析：B　根据转录时模板链的部分碱基序列3'-TACACGGACTCC-5'，可知其转录出的mRNA片段对应的碱基序列为5'-AUGUGCCUGAGG-3'，翻译时是从mRNA的5'开始，因此结合密码子表可知，对应的氨基酸序列为—甲硫氨酸—半胱氨酸—亮氨酸—精氨酸—，B正确。 4.下列关于图中①②两种分子的说法正确的是（　　） A.①为DNA，在正常情况下复制后形成两个相同的DNA B.②为tRNA，一种tRNA可携带不同的氨基酸 C.遗传信息位于①上，密码子位于②上 D.①和②共有的碱基是A、C、G、T 解析：A　①为DNA，复制时两条链都作为模板，形成两个相同的DNA，A正确；②为tRNA，一种tRNA只能携带一种氨基酸，B错误；遗传信息位于DNA上，密码子位于mRNA上，C错误；DNA和tRNA共有的碱基为A、C、G，D错误。 5.（2024·江苏南京高二月考）下图表示大肠杆菌遗传信息的表达过程。下列叙述正确的是（　　） A.DNA转录形成c的过程发生在细胞核中 B.翻译时核糖体在c上的移动方向是②→① C.在DNA解旋酶的作用下以b链为模板合成c链 D.图中tRNA携带的天冬氨酸对应的密码子是5'-UAG-3' 解析：B　大肠杆菌是原核生物，没有成形的细胞核，在真核生物体内，DNA转录形成c的过程才主要发生在细胞核中，A错误；翻译的方向是mRNA的5'→3'，tRNA的3'-端是结合氨基酸的部位，tRNA能与mRNA碱基互补配对，推测c（mRNA）的②是5'-端，因此翻译时核糖体在c上的移动方向是②→①，B正确；在DNA聚合酶的作用下以b链为模板合成c链，解旋酶的作用是打开DNA中的氢键，C错误；图中tRNA携带的天冬氨酸的反密码子为3'-CUA-5'，因此对应的密码子是5'-GAU-3'，D错误。 6.（2024·福建莆田高二月考）下图表示某生物细胞内发生的一系列生理变化，X表示某种酶，请据图分析，下面有关叙述不正确的是（　　） A.X为RNA聚合酶，具有打开DNA双链的作用 B.过程Ⅰ是染色体DNA上的转录过程 C.过程Ⅱ的进行与3种RNA有关 D.图示的遗传信息的传递方向为DNA→RNA→蛋白质 解析：B　过程Ⅰ是以双链DNA中的一条链为模板合成RNA的转录过程，过程Ⅱ是以mRNA为模板合成蛋白质的翻译过程，并且转录和翻译同时进行，故过程Ⅰ不是染色体DNA上的转录过程，X为RNA聚合酶，其可以断开氢键，打开DNA双链，A正确，B错误；过程Ⅱ是以mRNA为模板合成蛋白质的翻译过程，需要mRNA作为模板，需要rRNA合成翻译的场所核糖体，需要tRNA转运翻译的原料氨基酸，故过程Ⅱ的进行与3种RNA有关，C正确；图中进行的是转录和翻译的过程，故图示的遗传信息的传递方向为DNA→RNA→蛋白质，D正确。 知识点二　中心法则 7.如图为中心法则图解，下列有关叙述正确的是（　　） A.过程③发生在含有逆转录酶的病毒体内 B.正常植物细胞中能够体现①～⑤过程 C.①～⑤过程中都能发生碱基互补配对 D.③过程中碱基互补配对时，遵循A—U、U—A、C—G、G—C的原则 解析：C　由图可知，①是DNA复制、②是转录、③是逆转录、④是RNA复制、⑤是翻译。逆转录过程发生在宿主细胞中；正常植物细胞中能够体现DNA复制、转录、翻译过程，没有逆转录、RNA复制过程；DNA复制、转录、逆转录、RNA复制、翻译都能发生碱基互补配对；逆转录过程中碱基互补配对时，遵循A—T、U—A、C—G、G—C的原则。 8.（2024·山东烟台高一月考）肠道病毒EV71为单股正链RNA（＋RNA）病毒，是引起手足口病的主要病原体之一。如图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。据图回答下列问题： （1）图中物质M的合成场所是　宿主细胞的核糖体　。催化①②过程的物质N是　RNA聚合酶　。 （2）假定病毒基因组＋RNA含有7 500个碱基，其中A和U占碱基总数的40％。以病毒基因组＋RNA为模板合成一条子代＋RNA的过程共需要碱基G和C　9 000　个。 （3）图中＋RNA有三方面功能，分别是　翻译的模板　、　复制的模板　、　病毒的重要组成成分　。 解析：（1）题图中的物质M是一条多肽链，EV71病毒没有细胞结构，该多肽链合成的场所是宿主细胞的核糖体；①②过程是以＋RNA为模板合成＋RNA的过程，需要的是RNA聚合酶。（2）由＋RNA合成新的＋RNA的过程需要先以＋RNA为模板合成－RNA，再以－RNA为模板合成＋RNA，也就相当于合成了一条完整的双链RNA，在这条双链RNA中A＝U，G＝C，根据题目中的条件，在病毒＋RNA中A＋U＝40％，则G＋C＝60％，所以以病毒基因组＋RNA为模板合成一条子代＋RNA的过程共需要碱基G和C的个数为7 500×2×60％＝9 000（个）。（3）据图可知，＋RNA的功能是作为翻译的模板翻译出新的蛋白质；也作为复制的模板形成新的＋RNA；还是病毒的重要组成成分之一。 9.（2024·辽宁沈阳高一期末）大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强，二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是（　　） A.同一个核糖体可以合成不同种类的蛋白质 B.形成mRNA时，DNA双链在解旋酶作用下解开，RNA聚合酶起始转录 C.核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡 D.编码该核糖体蛋白的基因转录还未完成时，mRNA就与核糖体结合进行翻译 解析：B　同一个核糖体可以反复利用，可与不同mRNA结合，合成不同种类的蛋白质，A正确；在RNA聚合酶的作用下，DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录，B错误；当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点，导致蛋白质合成停止，核糖体蛋白对自身mRNA的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡，C正确；大肠杆菌为原核生物，没有核膜，转录形成的mRNA在转录未结束时即和核糖体结合，开始翻译过程，即边转录边翻译，D正确。 10.（多选）（2024·湖南株洲高一期中）如图是真核细胞中遗传信息表达过程的部分示意图。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.该过程可发生在线粒体基质和细胞核中 B.图中结构②从右向左移动，一条mRNA上往往会相继结合多个核糖体 C.该过程中有氢键的形成和断裂 D.图中翻译方向为从右向左，所以①为异亮氨酸 解析：BCD　该过程表示翻译，能发生在线粒体中，但不能在细胞核中发生，A错误；由图中转运RNA的位置可判断，核糖体移动的方向是从右向左，一条mRNA上往往会相继结合多个核糖体形成多聚核糖体，提高翻译效率，B正确；翻译过程中，信使RNA与转运RNA会结合和断开，有氢键的形成和断裂，C正确；翻译的方向为从右向左，图中①对应的密码子为AUU，即①为异亮氨酸，D正确。 11.（多选）下列关于下图所示生理过程的叙述，正确的是（　　） A.过程①需要解旋酶和RNA复制酶的参与 B.物质2上的任意三个碱基叫作密码子 C.同时有A—U和U—A配对的是过程② D.过程②从左向右进行，形成多条相同的多肽链 解析：CD　过程①为转录，需要RNA聚合酶的参与，不需要解旋酶的参与，A错误；物质2上只有决定一个氨基酸的三个相邻碱基才能叫作一个密码子，B错误；过程②为翻译，同时有A—U和U—A配对，C正确；过程②从左向右进行，形成多条相同的多肽链，D正确。 12.（2024·山东临沂高二月考）miRNA是真核生物中广泛存在的一种小分子RNA，它在细胞中通常与核酸酶等蛋白结合成诱导沉默复合物（RISC-miRNA复合物），复合物被活化后与靶RNA结合，①～⑧代表相关生理过程。 （1）基因的表达包括　转录和翻译　过程，该过程中某tRNA的反密码子序列为3'-UAG-5'，若严格遵循碱基互补配对原则，则其对应基因中相应位置模板链序列为5'-　 GAT　-3'。氨基酸大多可被多种tRNA转运，其意义是　提高了氨基酸的转运效率，加快翻译速率；增强了密码子的容错率，保证了遗传的稳定性　。 （2）据图可知，转录因子KLF5进入细胞核后能特异性识别基因，并与　RNA聚合 　酶结合启动基因IGFL2-AS1和IGFL1的转录过程。综上分析，RNA干扰的可能机制是　RISC-miRNA复合物活化后，miRNA与IGFL1的mRNA互补，核酸酶使靶mRNA降解，从而抑制翻译过程　，IGFL2-AS1基因转录的RNA竞争性地与miRNA结合，从而对⑦⑧有　抑制　 （填“促进”或“抑制”）作用，　提高　（填“提高”或“降低”）IGFL1的表达量。 （3）请结合上述信息，为研发治疗乳腺癌新药提供两种新思路。　设计抑制IGFL2-AS1基因转录的药物；设计抑制IGFL1基因表达（转录、翻译）的药物；研制抑制转录因子KLF5活性的药物；研制降低炎症因子TNF-α活性的药物等　。 解析：（1）基因表达指基因指导蛋白质合成的过程，包括转录和翻译两个过程。在翻译过程中，tRNA和mRNA之间遵循碱基互补配对原则，若tRNA的反密码子序列为3'-UAG-5'，对应的mRNA的碱基为3'-CUA-5'，则其对应基因中相应位置模板链序列为5'-GAT-3'。氨基酸大多可被多种tRNA转运，这种转运机制提高了氨基酸的转运效率，加快翻译速率；增强了密码子的容错率，保证了遗传的稳定性。（2）基因的转录过程需要RNA聚合酶起作用，据图所知，转录因子KLF5进入细胞核后能特异性识别基因，并与RNA聚合酶结合启动基因IGFL2-AS1和IGFL1的转录过程。由题意“miRNA是真核生物中广泛存在的一种小分子RNA，它在细胞中通常与核酸酶等蛋白结合成诱导沉默复合物（RISC-miRNA复合物），复合物被活化后与靶RNA结合”，综合以上分析，RNA干扰的可能机制是RISC-miRNA复合物活化后，miRNA与IGFL1的mRNA互补，核酸酶使靶mRNA降解，从而抑制翻译过程，IGFL2-AS1基因转录的RNA竞争性地与miRNA结合，从而对⑦⑧有抑制作用，提高IGFL1的表达量。（3）IGFL1会促进乳腺癌细胞增殖，则所有可抑制IGFL1产生的的措施都是可行的思路，如设计药物抑制基因IGFL2-AS1，以减轻对⑦⑧过程的抑制作用，从而减少IGFL1的表达量；也可以直接研发抑制IGFL1基因表达（转录、翻译）的药物；研制抑制转录因子KLF5活性的药物；研制降低炎症因子TNF-α活性的药物等。 16 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $