第2章 第3节 第1课时 DNA分子通过RNA指导蛋白质的合成-【新课程学案】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化配套课件PPT（苏教版）

第三节　遗传信息控制生物的性状 第1课时 DNA分子通过RNA指导蛋白质的合成 学习目标 1.通过分析DNA、RNA、蛋白质三者的结构和功能，概述它们之间的关系。　　 2.能运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。　　　 3.通过积极思维和问题探讨，能够阐明DNA分子通过转录和翻译过程传递和表达遗传信息。 知识点（一） 遗传信息的转录 知识点（二） 遗传信息的翻译 课时跟踪检测 目录 课堂小结与随堂训练 知识点（一） 遗传信息的转录 教材知识梳理 (一)基因与转录的概念 1.RNA是基因与蛋白质的桥梁：多数生物的基因是_____分子上的功能片段，DNA分子上的________ (基因)通过_____指导蛋白质的合成。 2.转录的概念：RNA主要是在_______中以__________________为模板，按照_____________原则合成的，这一合成过程称为转录。 DNA 遗传信息 RNA 细胞核 DNA分子的一条链 碱基互补配对 (二)RNA的结构与种类 基本 单位 及组成 　　 ①_____；②_____； ③碱基：______________； ④____________ 种类 3种，即______RNA(mRNA)、______RNA(rRNA)、______RNA(tRNA) 磷酸 核糖 A、U、G、C 核糖核苷酸 信使 核糖体 转运 (三)转录的过程及结果 1.过程 mRNA 核糖核苷酸 RNA聚合酶 2.结果：通过转录，DNA分子上的遗传信息传递到______上，然后_______通过_____进入细胞质。 mRNA mRNA 核孔 (一)列表比较DNA与RNA的区别与联系 核心要点点拨 分子类型 DNA RNA 全称 脱氧核糖核酸 核糖核酸 结构 通常呈双螺旋结构 通常呈单链结构 分类 通常为一类 一般有mRNA、tRNA、rRNA三类 基本单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 碱 基 嘌呤 腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G) 嘧啶 胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T) 胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U) 五碳糖 脱氧核糖 核糖 存在部位 主要存在于细胞核中 主要存在于细胞质中 功能 主要的遗传物质，储存和传递遗传信息 是某些RNA病毒的遗传物质；mRNA指导蛋白质的合成；tRNA转运氨基酸；rRNA是核糖体的组成成分；少数RNA有催化作用 联系 RNA主要是在细胞核中以DNA分子的一条链为模板转录产生的 续表 (二)归纳概括转录过程及产物 转录的 模板 转录仅以DNA分子的一条链为模板。同一DNA分子中，转录的模板不是固定不变的。可能某一基因转录时以DNA分子的一条链为模板，另一个基因转录时以同一DNA分子的另一条链为模板 碱基的 配对方式 RNA的碱基组成中含U而不含T，因此，在以DNA分子的一条链为模板合成RNA时，以U代替T与A配对，即A—U、G—C、T—A、C—G 转录的 方向 DNA的3'→5'，mRNA的5'→3' 转录的 产物 转录产生的RNA包括mRNA、rRNA和tRNA等，而不是只有mRNA。不同种类的细胞，mRNA的种类和数量不同，但tRNA和rRNA的种类相对稳定 续表 [典例]　(2025·扬州质检)下图是人体遗传信息流向示意图，请据图回答： (1)图甲所示的过程是______________，它发生的场所是________________。  经典考题探究 　细胞核和线粒体 DNA分子复制 (2)图乙所示的过程是______，其中③的名称是_______________ _____，若④上的碱基排列顺序为5'—AUGUUCAGC—3'，则其对应模板链上的碱基排列顺序为_____________________。  　3'—TACAAGTCG—5' 转录 　 胞嘧啶核糖核苷酸 (3)图甲和图乙两个过程的模板和主要参与的酶有什么不同? _____________________________________________________________________________________________________________________ 。 图甲以DNA分子的两条链分别为模板，需要解旋酶和DNA聚合酶等参与；图乙以DNA分子的一条链为模板，需要RNA聚合酶参与 (一)澄清概念 1.判断下列说法的正误 (1)遗传信息转录的产物只有mRNA。( ) (2)转录过程碱基A与碱基U配对，不会出现A—T碱基对。( ) 层级训练评价 × × 提示：转录合成的RNA有mRNA、tRNA、rRNA等。 提示：模板链上碱基为T，则转录过程会出现A—T碱基对。 (3)转录往往以基因为单位，而不是整个DNA分子。 ( ) (4)参与转录的酶主要有解旋酶和RNA聚合酶。( ) (5)转录过程遵循碱基互补配对原则。( ) √ × √ 提示：RNA聚合酶兼有解旋酶的特性，转录没有解旋酶参与。 (二)落实知能 2.对于图示，正确的叙述是(　 ) DNA……A—T—G—C…… RNA……U—A—C—G…… A.表示DNA复制过程 B.图中的A代表同一种核苷酸 C.可表示DNA转录过程 D.图中共有4种核苷酸 √ 解析：图中含有RNA链，不能表示DNA复制过程，A错误；DNA链中的A代表腺嘌呤脱氧核苷酸，RNA链中的A代表腺嘌呤核糖核苷酸，B错误；图示可表示以DNA的一条链为模板合成RNA的转录过程，C正确；图中共有8种核苷酸(4种脱氧核苷酸+4种核糖核苷酸)，D错误。 3.(2025·河北高考)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 (　 ) A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ √ 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' 解析：转录的方向为模板链DNA的3'→5'，由图可知，M转录的模板链的部分序列为5'-TCTACA-3'，N转录的模板链的部分序列为5'-ACAGCT-3'，因此，M转录产物的部分碱基序列为5'-UGUAGA-3'，N转录产物的部分碱基序列为5'-AGCUGU-3'，C正确。 (三)迁移应用 4.如图表示人体细胞中遗传信息的传递过程。请回答： (1)DNA独特的________结构为过程①提供精确的模板，通过_______________原则保证了该过程的准确进行。从图中可以看出其过程特点为____________________________。  　半保留复制、边解旋边复制　 双螺旋 　碱基互补配对 (2)过程②需要_________酶的催化，以______________________为原料，由______提供能量。  (3)图示过程②的产物为_______，其通过______进入细胞质。  　　ATP RNA聚合 4种游离的核糖核苷酸 　核孔 mRNA 知识点（二） 遗传信息的翻译 教材知识梳理 　(一)遗传密码 1.密码子：科学家把________上决定一个氨基酸的三个相邻的________称为一个密码子。 2.表示方法：通常以密码子中的_____表示遗传密码。 3.密码子数：总共____个，负责编码20种氨基酸的密码子个数___个。 mRNA 核苷酸 碱基 64 61 4.起始密码子(翻译开始时的第一个密码子) (1)真核细胞唯一的起始密码子：碱基序列为______的密码子，编码_________。 (2)细菌体内：除了______外，碱基序列为GUG的密码子，有时也可作为起始密码子，编码__________。 5.终止密码子(翻译结束时的最后一个密码子) (1)个数：三个，碱基序列为_____、______、_____。 (2)特点：___________氨基酸。 AUG 甲硫氨酸 AUG 甲硫氨酸 UAA UAG UGA 不编码任何 (二)tRNA分子 结构 示意图 功能 在合成多肽链时，tRNA负责将游离在细胞质基质中的20种不同的________运向核糖体 特点 每种tRNA分子只能携带_____氨基酸 氨基酸 一种 (三)翻译的过程和特点 1.概念：在细胞中，以_______为模板，从一个特定的起始位点开始，按照_________________________代表一个氨基酸的原则，依次合成具有一定氨基酸顺序的多肽链的过程称为翻译。 mRNA 每三个相邻的核糖核苷酸 2.过程 tRNA 释放因子 肽键 核糖体 第一 第一 tRNA 肽链 终止密码子 3.特点：一个mRNA分子上可以结合___个核糖体，同时进行___条多肽链的合成。 4.多肽链的去向：多肽链合成后，从核糖体上脱离，经过盘曲、折叠、修饰等加工，形成特定的__________，最终成为具有一定功能的_______分子。 多 多 空间结构 蛋白质 (一)分析遗传密码子的特性 专一性 一个有意义的密码子只能决定一种氨基酸 简并性 一种氨基酸可能有几个密码子。密码子的简并性可以增强密码子的容错性，当密码子中有一个碱基改变时，可能并不改变对应的氨基酸；同时，当某种氨基酸使用频率较高时，几个不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度 通用性 除少数密码子外，遗传密码子在生物界是通用的，即几乎所有生物共用一套密码子 核心要点点拨 (二)DNA复制、转录与翻译的比较 项目 DNA复制 转录 翻译 时间 细胞分裂前间期 个体发育的整个过程 场所 主要是细胞核 主要是细胞核 细胞质 模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA 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 产物 DNA RNA 多肽链 碱基 配对 A—T、T—A、 C—G、G—C A—U、T—A、C—G、G—C A—U、U—A、C—G、G—C (三)总结基因表达中相关数量计算的方法 1.DNA、mRNA上碱基数与氨基酸数的关系 假设该DNA片段都具有遗传效应且不考虑终止密码子等，则三者之间的数量关系为： (1)转录时：若以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链mRNA，则转录产生的mRNA分子中的碱基数目是DNA分子中碱基数目的1/2。 (2)翻译过程中：mRNA中每3个相邻碱基决定1个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是对应mRNA中碱基数目的1/3，是对应双链DNA中碱基数目的1/6。 2.实际计算过程中的“最多”“最少”问题 (1)mRNA上碱基数与氨基酸数的关系 翻译时，转录出的mRNA中有终止密码子。在正常情况下，终止密码子不编码氨基酸。所以准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。 (2)DNA上碱基数与氨基酸数的关系 DNA中有的片段无遗传效应，不能转录。在基因中有的片段起调控作用，也不能转录，另外有的片段能转录但不能编码氨基酸，故实际上转录产生的mRNA的长度小于模板DNA。因此，DNA或基因中的碱基数比对应蛋白质中氨基酸数的6倍还要多一些。 (3)不能忽略“最多”或“最少”等词 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.蛋白质的有关计算 若基因中有n个碱基，氨基酸的平均相对分子质量为a，则合成含m条多肽链的蛋白质的相对分子质量最大为na/6-18×(n/6-m)。若将基因中有n个碱基改为有n个碱基对，则公式为na/3-18×(n/3-m)。 [典例]　图1和图2分别表示真核细胞与原核细胞中部分遗传信息的传递过程。回答下列问题： (1)图1表示人体细胞中基因表达的部分过程，图中①表示_______，核糖体的移动方向是__________，②③④⑤合成的最终结构都______ (填“相同”或“不同”)。  经典考题探究 　　相同 mRNA 从右向左 [解析]　据图1可知，①表示mRNA，为翻译的模板，②合成的多肽链最长，所以最早合成的多肽是②，所以核糖体沿mRNA移动的方向是从右到左；多肽链②③④⑤的模板是同一个mRNA，故合成的最终结构都相同。 (2)图2表示原核细胞内基因表达过程，其表达特点为_____________。图中出现多个核糖体形成多聚体，有利于__________________________ __________________________________。  　 提高蛋白质的合成效率(或利用少量mRNA迅速合成出大量蛋白质) 边转录边翻译 [解析]　原核细胞没有核膜包被的细胞核，其细胞内基因表达特点为边转录边翻译。一个mRNA上出现多个核糖体形成多聚核糖体，多聚核糖体的形成可以使少量mRNA能迅速合成较多的蛋白质。 [方法规律] 原核生物与真核生物基因转录和翻译的辨别 (1)真核细胞的转录主要发生在细胞核中，翻译发生在细胞质中，在空间和时间上被分隔开进行，即先转录后翻译。 (2)原核细胞的转录和翻译没有分隔，可以同时进行，边转录边翻译。过程如图所示： 图中①是DNA模板链，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA，每条mRNA上有多个核糖体同时进行翻译过程，翻译的方向是从下到上。 (3)转录不是转录整个DNA，是转录其中的基因，不同种类的细胞，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和数量不同，但tRNA和rRNA的种类基本没有差异。 (一)澄清概念 1.判断下列说法的正误 (1)转录和翻译都是以mRNA为模板合成生物大分子的过程。( ) (2)一个tRNA分子中只有一个反密码子。( ) 层级训练评价 × √ 提示：转录的模板是DNA分子的一条链，不是mRNA。 (3)mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质。 ( ) (4)在蛋白质合成过程中密码子都决定氨基酸。( ) × × 提示：核糖体在mRNA上移动翻译出多肽链。 提示：密码子共有64种，有3种终止密码子，不决定氨基酸，决定氨基酸的密码子有61种。 (二)落实知能 2.基因指导蛋白质合成的过程包括转录和翻译。下列相关叙述错误的是(　 ) A.转录和翻译过程发生的碱基互补配对方式相同 B.mRNA上的密码子决定氨基酸种类以及翻译的起始和终止 C.转录的原料是核糖核苷酸，翻译的原料是氨基酸 D.tRNA作为翻译的工具可以结合氨基酸 √ 解析：转录的碱基互补配对方式为A—U、T—A、C—G、G—C，而翻译的碱基互补配对方式为A—U、U—A、C—G、G—C，A错误。密码子位于mRNA上，mRNA上的密码子决定氨基酸种类以及翻译的起始和终止，B正确。转录的产物是RNA，原料是核糖核苷酸；翻译的产物是多肽，原料是氨基酸，C正确。tRNA是转运氨基酸的工具，根据密码子依次将氨基酸连接成多肽，D正确。 3.(2024·湖北高考)编码某蛋白质的基因有两条链，一条是模板链(指导mRNA合成)，其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5'-ATG-3'，则该序列所对应的反密码子是 (　 ) A.5'-CAU-3' B.5'-UAC-3' C.5'-TAC-3' D.5'-AUG-3' √ 解析：若编码链的一段序列为5'-ATG-3'，其与模板链序列碱基互补配对，又因为mRNA上的密码子序列也与模板链序列碱基互补配对，故将编码链序列上的T改为U即可得mRNA序列为5'-AUG-3'，又因为tRNA上的反密码子序列与mRNA上的密码子序列碱基互补配对，所以tRNA上的反密码子序列为5'-CAU-3'，A符合题意。 4.(2025·扬州月考)下图为某mRNA部分序列，下划线“0”表示的是一个决定谷氨酸的密码子，若起始密码的序列是AUG或GUG，则下划线1~4代表该mRNA起始密码子的序号是 (　 ) A.1 B.2 C.3 D.4 √ 解析：从核糖体移动方向分析，该起始密码子应在下划线“0”的左侧，由下划线“0”开始以3个碱基为单位往左推，得出下划线“2”GUG为起始密码子。 5.如图是某基因控制蛋白质合成的示意图，有关叙述正确的是 (　 ) A.合成大量抗体(蛋白质)主要是通过①过程形成大量mRNA实现的 B.①过程以脱氧核苷酸为原料，②过程以氨基酸为原料 C.①过程正处于解旋状态，形成这种状态需要RNA解旋酶 D.①过程碱基互补配对时发生差错，形成的多肽可能不发生改变 √ 解析：合成大量抗体主要是通过②过程mRNA结合多个核糖体形成大量蛋白质实现的，A错误；①过程以核糖核苷酸为原料，②过程以氨基酸为原料，B错误；①过程正处于解旋状态，形成这种状态需要RNA聚合酶，C错误；①过程碱基互补配对时发生差错，由于密码子的简并性(多种密码子对应同一种氨基酸)，形成的多肽可能不发生改变，D正确。 (三)迁移应用 6.下图表示果蝇体细胞中遗传信息的传递方向，请据图回答下列问题： (1)过程①需要的原料是___________，发生的场所主要是________。  　细胞核 脱氧核苷酸 解析：过程①为DNA复制，其产物是DNA分子，因此该过程需要的原料是脱氧核苷酸，DNA复制过程主要发生在细胞核中。 (2)催化细胞中过程②的酶是____________，同种DNA在不同组织细胞中进行转录时，转录的起始点___________ (填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)。  　不完全相同 RNA聚合酶 解析：过程②是转录，催化该过程的酶是RNA聚合酶，该酶具有解旋作用，并且能催化RNA子链的延伸，同种DNA在不同组织细胞中进行转录时，由于基因的选择性表达，转录的起始点不完全相同。 (3)过程③是基因表达的_____过程，该过程除了需要模板、原料、酶、能量外，还需要______作氨基酸的运输工具，并且它能与mRNA上的________发生碱基互补配对。与过程①相比，过程③特有的碱基配对方式是_____________。  　　　A—U、U—A 翻译 tRNA 密码子 解析：过程③是基因表达的翻译过程，该过程除了需要模板、原料、酶、能量外，还需要tRNA作氨基酸的运输工具，该分子上有反密码子，通过反密码子与mRNA上的密码子发生碱基互补配对将该氨基酸置于相应的位置上，参与脱水缩合过程。过程①为DNA复制，该过程中的碱基互补配对发生在DNA之间，其碱基互补配对有A—T、T—A、G—C、C—G；而过程③中的碱基互补配对发生在RNA之间，有A—U、U—A、G—C、C—G，因此与过程①相比，过程③特有的碱基配对方式是A—U、U—A。 (4)a、b为mRNA的两端，核糖体在mRNA上的移动方向是_____　　(用图中的字母和箭头表示)。一个mRNA上连接多个核糖体形成的结构叫多聚核糖体，多聚核糖体形成的意义是______________________ ____________________________。  　 少量mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质(肽链) a→b 解析： a、b为mRNA的两端，根据肽链的长短可知，核糖体在mRNA上的移动方向是由a→b。一个mRNA上连接多个核糖体形成的结构叫多聚核糖体，多聚核糖体形成的意义表现在少量mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质(肽链)，提高了蛋白质合成的效率。 /课堂小结与随堂训练/ 一、知识体系构建 二、关键语句必背 1.RNA有三种：信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)。 2.转录的主要场所是细胞核，条件是模板(DNA的一条链)、原料(4种核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量。 3.翻译的场所是核糖体，条件是模板(mRNA)、“搬运工”(tRNA)、原料(20种氨基酸)、酶和能量。 4.密码子共有64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，3种终止密码子不决定氨基酸。 5.一种氨基酸对应一种或多种密码子，一种密码子最多只决定一种氨基酸。 三、素养好题训练 1.GRoEL是细胞中的一种特殊蛋白质，它能够识别并结合没有折叠好的蛋白质，使其发生正确的折叠。下图为大肠杆菌中GRoEL基因的表达过程。下列叙述正确的是(　 ) A.GRoEL能防止因蛋白质错误折叠导致的细胞损伤 B.GRoEL基因发生突变不会影响大肠杆菌代谢活动 C.甲过程的完成需要DNA聚合酶识别和结合基因的特定序列 D.乙过程形成的多肽链随后进入内质网和高尔基体中完成丙过程 √ 解析：GRoEL能够识别并结合没有折叠好的蛋白质，使其发生正确的折叠，因此能防止因蛋白质错误折叠导致的细胞损伤，如果GRoEL基因发生突变会影响大肠杆菌的代谢活动，A正确，B错误；甲转录过程的完成需要RNA聚合酶识别和结合基因的特定序列，C错误；大肠杆菌是原核生物，没有内质网和高尔基体，D错误。 2.(2023·江苏高考)翻译过程如图所示，其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I)，与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对。下列相关叙述正确的是 (　 ) A.tRNA分子内部不发生碱基互补配对 B.反密码子为5'-CAU-3'的tRNA可转运 多种氨基酸 C.mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA D.碱基I与密码子中碱基配对的特点，有利于保持物种遗传的稳定性 √ 解析：tRNA分子内部存在局部双链区，局部双链区存在碱基互补配对，A错误；反密码子5'-CAU-3'只能与密码子3'-GUA-5'配对，相应tRNA只能携带一种氨基酸，B错误；mRNA中的终止密码子没有相应的tRNA与其结合，C错误；由题知，反密码子第1位的I可与密码子第3位的碱基A、U、C配对，提高了容错率，有利于保持物种遗传的稳定性，D正确。 3.科学家通过推测与实验破解了遗传密码，并将64个密码子编制成了密码子表，终止密码子包括UAA、UGA和UAG，其中在特殊情况下，UGA还可以编码硒代半胱氨酸、UAG还可以编码吡咯赖氨酸。下列说法正确的是 (　 ) A.64个密码子中可编码氨基酸的密码子共有61个 B.密码子是指位于基因上决定氨基酸的3个相邻碱基 C.UGA、UAG既可以作为终止密码子又能编码氨基酸，体现了密码子的简并性 D.tRNA的3'端游离羟基能够结合氨基酸，其上的反密码子能与密码子进行碱基互补配对 √ 解析：由题干信息可知：64个密码子中可编码氨基酸的密码子共有63个，A错误；密码子是指mRNA上决定某种氨基酸的三个相邻的碱基，即密码子位于mRNA上，B错误；密码子的简并性是指一种氨基酸有两种以上的密码子的情况，而UGA只可编码一种硒代半胱氨酸、UAG只可编码一种吡咯赖氨酸，C错误；tRNA的3'端能结合氨基酸，其上的反密码子能与密码子进行碱基互补配对，从而将氨基酸放在肽链合适的位置上，D正确。 4.基因A或a正常表达的过程如图所示(不考虑环境对生物性状的影响)，下列有关杂合子(Aa)基因表达所表现出的个体性状的叙述，错误的是 (　 ) A.①②两过程所需原料、酶、模板以及碱基配对方式均完全不同 B.若基因a正常表达且基因A表达的①或②过程受阻，则杂合子(Aa)个体会表现出基因a所控制的性状 C.若基因A、a均正常表达，则杂合子(Aa)个体可能会表现出与纯合子(AA、aa)个体不同的性状 D.若体细胞随机选择基因A或a正常表达，则杂合子(Aa)个体可能会表现出显性和隐性兼有的性状 √ 解析：①是转录，②是翻译，两过程所需原料不同(转录的原料是核糖核苷酸，翻译的原料是氨基酸)，酶不同(前者主要是RNA聚合酶)，模板不同(前者是DNA一条链，后者是mRNA)，碱基配对方式不完全相同(两者都有A—U、G—C、C—G配对方式)，A错误；若基因a正常表达且基因A表达的①或②过程受阻，即隐性基因a控制的隐性性状会表现出来，而显性基因A控制的显性性状不能表现，则杂合子(Aa)个体会表现出基因a所控制的性状，B正确；若基因A、a均正常表达，即显性基因A控制的显性性状和隐性基因a控制的隐性性状均会表现出来，则杂合子(Aa)个 体可能会表现出与纯合子(AA、aa)个体不同的性状，如不完全显性性状：红花(AA)×白花(aa)→粉红花(Aa)，C正确；若体细胞随机选择基因A或a正常表达，即一部分体细胞会表现出显性性状，另一部分体细胞会表现出隐性性状，则杂合子(Aa)个体可能会表现出显性和隐性兼有的性状，D正确。 5.(2025·淮安期中)如图为某基因表达的过程示意图，①~⑦代表不同的结构或物质，Ⅰ和Ⅱ代表过程。下列说法错误的是 (　 ) A.图中④上结合多个⑤，利于迅速合成出大量的蛋白质 B.图示显示转录Ⅰ和翻译Ⅱ同时进行，在人体细胞内也会存在该现象 C.DNA转录时mRNA链的延伸方向与核糖体沿mRNA移动的方向均为3'→5' D.图示③RNA聚合酶处具有3条核苷酸链，即2条DNA单链、1条RNA单链 √ 解析：过程Ⅱ为翻译，该过程中④mRNA结合多个⑤核糖体，这样少量的mRNA可以在短时间内合成出大量的蛋白质，提高了翻译的效率，A正确；图示显示转录Ⅰ和翻译Ⅱ同时进行，人体细胞中含线粒体，线粒体基质中含有DNA和核糖体，转录和翻译可以同时进行，故在人体细胞内也会存在该现象，B正确；RNA聚合酶只能与DNA的3'端结合，转录时mRNA链的延伸方向是5'→3'，mRNA是翻译的模板，mRNA上起始密码子→终止密码子的方向为5'→3'，因此翻译时核糖体沿mRNA的移动方向是5'→3'，C错误；转录时以DNA的一条链为模板合成RNA，图示③RNA聚合酶处具有3条核苷酸链：2条DNA单链，1条RNA单链，D正确。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 一、选择题 1.解旋酶和RNA聚合酶都有解旋功能。下列有关这两种酶的作用特点的说法，正确的是(　 ) A.两种酶都对DNA分子进行全部解旋 B.两种酶都对DNA分子进行局部解旋 C.前者对DNA分子全部解旋，后者对DNA分子局部解旋 D.前者对DNA分子局部解旋，后者对DNA分子全部解旋 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析：解旋酶在DNA复制过程中可将DNA两条链解开，边解旋边复制，直至将DNA分子的两条链全部解开，全部复制，而RNA聚合酶在转录过程中将基因的两条链解开，边解旋边转录，由于转录的片段只是DNA的一部分，故RNA聚合酶只对DNA分子局部解旋，C正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 2.据图分析，下列叙述错误的是 (　 ) A.①处碱基为T或U B.图示中有8种核苷酸 C.甲链为该基因的模板链 D.②处DNA螺旋解开 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：①是RNA上的碱基，该处碱基为U，不能为T，A错误；图示中有8种核苷酸，4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸，B正确；由图可知，RNA与甲链碱基互补配对，说明甲链为该基因的模板链，C正确；转录的方向是从左向右，故②处DNA螺旋解开，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 3.(2025·镇江月考)下列关于洋葱根尖细胞遗传信息转录过程的叙述，正确的是 (　 ) A.一个DNA可转录出多个不同类型的RNA B.以完全解开螺旋的一条脱氧核苷酸链为模板 C.转录终止时成熟的RNA从模板链上脱离下来 D.可发生在该细胞的细胞核、线粒体和叶绿体中 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：基因通常是有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上有多个基因，不同基因转录形成的RNA不同，因此一个DNA可转录出多个不同类型的RNA；一个DNA分子上有多个基因，转录时不会完全解开螺旋，且转录过程中边解旋边转录；真核生物细胞核内转录出的RNA，需要加工才能形成成熟的RNA；洋葱根尖细胞无叶绿体。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 4.下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是 (　 ) A.DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链 B.复制时，解旋酶使DNA双链由5'端向3'端解旋 C.复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开 D.DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5'端向3'端 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误；复制时，在细胞提供的能量驱动下，解旋酶将DNA双链解开，其中一条为由5'端向3'端解旋，另一条为由3'端向5'端解旋，B错误；转录时，RNA聚合酶将DNA双链解开，而不是解旋酶，C错误；DNA复制合成的子链和转录合成的RNA均由5'端向3'端延伸，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 5.人的21号染色体上相邻的4个基因在DNA分子上的位置如图所示。不发生突变的情况下，在同一细胞内，下列叙述正确的是 (　 ) A.该DNA分子的复制和转录不会发生于同一场所 B.转录时，a~d这四个基因全部都要进行转录 C.复制时，a~d这四个基因全部都要进行复制 D.若a基因的转录发生障碍，则b基因无法完成转录 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：细胞核中DNA分子的复制和转录都在细胞核内进行，A错误；由于基因的选择性表达，所以a~d这四个基因不一定都要进行转录，B错误；DNA复制时，细胞核中的DNA全部都要复制，所以a~d这四个基因全部都要进行复制，C正确；转录的单位是基因，若a基因的转录发生障碍，则b基因可能会完成转录，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 6.图中甲~丙表示物质，①②表示遗传信息的传递过程。下列相关叙述错误的是 (　 ) A.构成甲中的A与乙中的A的 组成成分不同 B.过程①的模板链是b链，原料 是核糖核苷酸 C.过程②的原料为氨基酸，反应场所是核糖体 D.丙结构多样性的根本原因是甲核苷酸的排列顺序不同 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：图中甲表示DNA，其中的A表示腺嘌呤脱氧核苷酸，乙表示mRNA，其中的A表示腺嘌呤核糖核苷酸，两者在五碳糖上不同，A正确；过程①是以DNA为模板形成RNA，表示转录过程，根据碱基互补配对原则可知，该过程的模板是甲的a链，B错误；②过程是翻译，是以mRNA为模板，以氨基酸为所需要的原料合成蛋白质的过程，发生的场所是核糖体，C正确；丙表示多肽链(蛋白质)，其结构多样性的根本原因是甲核苷酸的排列顺序不同，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 7.某双链DNA中，G与C之和占全部碱基总数的34%，其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它转录的mRNA中，U和C分别占该链碱基总数的 (　 ) A.34%和18% B.34%和16% C.16%和34% D.32%和18% √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，则C=G=17%，A=T=50%-17%=33%。其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，即T1=32%、C1=18%，则该链上G1=34%-C1=16%，A1=1-32%-18%-16%=34%，根据碱基互补配对原则，则在它转录的mRNA中，U=A1=34%，C=G1=16%，B正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 8.其他条件具备的情况下，在试管中加入物质X和物质Z，可得到相应产物Y。下列叙述错误的是 (　 ) A.若X是DNA，Y是mRNA，则Z可能是RNA聚合酶 B.若X是DNA，Y是mRNA，则Z可能是脱氧核苷酸 C.若X是RNA，Y是RNA，则Z可能是RNA复制酶 D.若X是mRNA，Y是在核糖体上合成的大分子，则Z可能是氨基酸 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：加入DNA，产物是mRNA，说明是转录过程，需要RNA聚合酶，组成RNA的基本单位是核糖核苷酸，则A、B项中的Z分别是RNA聚合酶和核糖核苷酸，A正确，B错误；从RNA到RNA，说明可能是RNA的复制过程，需要RNA复制酶，C正确；Y是在核糖体上合成的大分子即为蛋白质，那原料Z为氨基酸，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 9.某科研团队在进行GSHP基因克隆时，发现使用的某一种酶活性部位的硒代半胱氨酸是终止密码子UGA编码的，他们随后通过对GSHP基因测序，以及对GSHP基因转录产生的mRNA测序，进一步证明了上述判断。下列叙述正确的是 (　 ) A.UGA密码子通常位于DNA模板链上，其反密码子位于tRNA上 B.以GSHP基因的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽 C.GSHP基因转录产生的mRNA中，其所含A和T数目可能相同 D.GSHP基因转录产生的mRNA上的一个碱基发生改变，可能不会改变其翻译产生的多肽链 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：密码子位于mRNA上，A错误；以DNA的一条单链为模板可以转录出mRNA、tRNA、rRNA等，mRNA可以编码多肽，而tRNA的功能是转运氨基酸，rRNA是构成核糖体的组成物质，B错误；mRNA中无T(胸腺嘧啶)碱基类型，故其中A和T的数目不会相同，C错误；密码子具有简并性，当密码子上某个碱基发生改变时，可能不会改变对应的氨基酸，从而使翻译出的多肽链与原来相同，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 10.(2025·南京月考)下图是人体细胞内细胞核基因的表达过程示意图，前体mRNA在细胞核内剪切、拼接后参与翻译过程。下列叙述正确的是 (　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A.基因的转录过程中，碱基配对涉及嘌呤碱基和嘧啶碱基各两种 B.由图可知一个基因控制合成不同的多肽链与转录时的模板链不同有关 C.翻译过程需要tRNA、氨基酸、成熟的mRNA、能量和核糖体等 D.若该基因为呼吸酶基因，则图示过程可发生在任何成熟的细胞中 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：基因的转录过程中，配对方式为A—U、T—A、G—C、C—G，涉及嘌呤碱基两种，嘧啶碱基三种，A错误；据图可知，核基因转录形成的前体mRNA经加工后可形成多种成熟mRNA，控制多条肽链的合成，说明一个基因控制合成不同的多肽链与翻译时的mRNA不同有关，B错误；翻译过程需要成熟的mRNA作为模板，tRNA作为转运氨基酸的工具，氨基酸作为原料，细胞提供能量和核糖体作为合成蛋白质的机器，C正确；哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和各种细胞器，因此不会发生图示的基因表达过程，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 11.[多选]甲基丙酰辅酶A变位酶(MUT酶)是一种维生素B12依赖性的线粒体酶，催化甲基丙二酰辅酶A代谢为琥珀酸辅酶A，用于介导缬氨酸、异亮氨酸、苏氨酸等的氧化分解或转化。若MUT酶缺陷或维生素B12代谢障碍，血液中就会积聚甲基丙二酸，而患甲基丙二酸症。下图为MUT酶的合成及作用途径，下列叙述正确的是 (　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A.改变导肽M的氨基酸序列，不会影响MUT酶的功能 B.缺乏维生素B12时会影响线粒体的能量代谢 C.改变饮食结构可能会减轻甲基丙二酸症患者的症状 D.MUT酶由线粒体基因指导合成 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：导肽M的氨基酸序列发生改变后，其引导MUT酶进入线粒体的功能可能会丧失，从而影响MUT酶发挥相应的生理作用，A错误；由题意可知，缺少维生素B12时MUT酶无法发挥作用，缬氨酸等物质的氧化分解或转化会受到影响，从而影响线粒体的能量合成，B正确；减少食物中缬氨酸、异亮氨酸和苏氨酸等的摄入，可减轻甲基丙二酸症患者的症状，C正确；由图可知，MUT酶由细胞核基因指导合成，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 二、非选择题 12.(2025·徐州检测)miRNA是真核细胞中的一类内源性的具有调控功能但不编码蛋白质的短序列RNA。成熟的miRNA组装成沉默复合体，识别某些特定的mRNA(靶RNA)并阻止其与tRNA结合，进而调控基因的表达。请据图回答下列问题： (1)胰岛B细胞可进行图甲中的 ________过程(填序号)。  ②③④ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：分析图甲：①表示DNA的自我复制，②③表示转录，④表示翻译。胰岛B细胞是高度分化的细胞，不能进行DNA复制，但可进行转录和翻译，即可进行图甲中的②③④过程。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)图乙对应于图甲中的过程____ (填序号)，甲硫氨酸对应的密码子是______。请写出转录产物为图乙中mRNA片段的DNA模板链的碱基序列：5'—_____________—3'。  　　GACTTTCAT ④ AUG 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：图乙以mRNA为模板合成多肽，表示翻译过程，对应于图甲中的过程④；密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基，图乙中甲硫氨酸的反密码子是UAC，对应的mRNA上的密码子是AUG。tRNA的3'端结合氨基酸，由此知道mRNA的序列为5'—AUGAAAGUC—3'，则其DNA模板链的碱基序列为5'—GACTTTCAT—3'。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (3)结合图示推测，miRNA的作用原理：miRNA依据_____________原则识别靶RNA并与之结合，通过引导沉默复合体使靶RNA降解；或者干扰_________________识别密码子，进而阻止_____ (填名称)过程，如图乙所示。  　　翻译 碱基互补配对 tRNA(反密码子) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：由题意及题图分析可知，miRNA的作用原理可能是miRNA依据碱基互补配对原则识别靶RNA并与之结合，通过引导沉默复合体使靶RNA降解；或者不影响靶RNA的稳定性，但干扰tRNA识别密码子，进而阻止翻译过程，如图乙所示。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (4)真核生物核基因转录生成的前体mRNA需要经过修饰加工，在5'端加上“帽子”，在3'端加上poly-A尾，之后再通过核孔进入细胞质，完成翻译过程，部分过程如图丙所示。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 ①在翻译过程中，mRNA 5‘端的“帽子”和3’端的poly-A尾可相互结合形成环状结构，图丙中核糖体沿mRNA移动的方向为___ (填“顺”或“逆”)时针，最终合成的多条多肽链中的氨基酸序列彼此_____ (填“相同”或“不同”)。  　相同　 顺 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：翻译是沿着mRNA的5'端向3'端进行的，结合图丙可知，在翻译过程中，mRNA 5'端的“帽子”和3'端的poly-A尾可相互结合形成环状结构，图中核糖体沿mRNA移动的方向为顺时针，由于翻译的模板为同一条mRNA，故合成的多条多肽链中的氨基酸序列彼此相同。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 ②图丙中能够提高翻译效率的特征主要有a.形成了环状mRNA；b.形成了_____________。其中前者有利于终止密码子靠近____________，便于刚完成翻译的核糖体迅速开始下一次翻译。  　起始密码子 多聚核糖体 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：图丙中提高翻译效率的机制主要有形成环状mRNA和多聚核糖体(一个mRNA分子上结合多个核糖体)，其中形成环状mRNA有利于终止密码子靠近起始密码子(翻译的起点)，以便于刚完成翻译的核糖体迅速开始下一次翻译。  本课结束 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