第3章 第4节 第1课时 基因与基因表达-【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（浙科版）

第四节　基因控制蛋白质合成 |学|习|目|标| 1.概述遗传信息的传递和表达过程。 2.阐明遗传密码及其在遗传信息表达中的作用。 3.理解基因和性状的关系，说出基因控制生物性状的两种途径。 4.说明中心法则及其发展。　 5.理解基因的本质和作用。 第1课时　基因与基因表达 [四层]学习内容1 落实必备知识 [四层]学习内容2 融通关键能力 课时跟踪检测 目录 [四层]学习内容3·4 浸润学科素养和核心价值 [四层]学习内容1 落实必备知识 主干知识梳理 一、基因通常是DNA分子的功能片段 1.基因的概念 基因是具有__________的DNA片段(包括部分病毒的RNA片段)，是遗传物质结构和功能的基本单位，是DNA(部分生物是RNA)分子上含特定遗传信息的____________的总称。 遗传效应 核苷酸序列 2.DNA分子的功能 (1)DNA以自身为模板，通过半保留复制，保持___________的稳定性。 (2)DNA根据它所存储的遗传信息决定________的结构。 遗传信息 蛋白质 二、DNA分子上的遗传 信息通过转录传递给RNA 1.RNA与DNA的区别、 RNA的结构与分类 DNA RNA DNA DNA RNA 核糖核苷酸 蛋白质 氨基酸 核糖体 2.转录的概念及过程 (1)概念:是指遗传信息 由______传递到______上。 (2)具体过程 (以形成mRNA为例) DNA RNA RNA聚合酶 游离的核糖核苷酸 mRNA 9 三、遗传信息通过翻译指导蛋白质的合成 1.翻译的场所、条件及特点等 翻译场所 ________ 翻译条件 模板:_________;原料:________;能量:ATP; 酶:多种酶;搬运工具:__________ 遵循原则 ______________原则 翻译产物 _______( 蛋白质) 翻译特点 在一个mRNA上有若干个核糖体同时进行翻译,提高了翻译的_______ 核糖体 mRNA 氨基酸 转运RNA 碱基互补配对 多肽链 效率 10 2.遗传密码与反密码子 遗传密码 含义 mRNA上每3个相邻的核苷酸排列成的________,决定一种_________,也称为密码子 种类 共有_____种。决定氨基酸的密码子有_____种;终止密码有____种,不决定氨基酸;起始密码子有___种,决定氨基酸 特点 除少数密码子外,生物界的遗传密码是______的 三联体 氨基酸 64 61 3 2 统一 3 11 反密码子 定义 tRNA的一端有三个核苷酸序列,能与mRNA密码子的核苷酸互补配对,以此来识别密码子,称为反密码子 种类 含有____种反密码子 续表 61 3.基因的表达 (1)概念:指基因形成____________以及______________________的过程。 (2)过程:以DNA自身为模板,在_________中合成RNA,然后RNA转移到_________,在细胞质中控制_________的合成。 RNA产物 mRNA被翻译为蛋白质 细胞核 细胞质 蛋白质 [预习效果自评] 1.判断下列叙述的正误 (1)基因既可以是DNA片段，也可以是RNA片段。 ( ) (2)转录发生在细胞核内，产物是mRNA。 ( ) (3)RNA聚合酶能使DNA分子内侧碱基间的氢键断裂。 ( ) √ × 提示:转录可发生在原核细胞的拟核，真核细胞中，转录可发生在细胞核、线粒体或叶绿体内，其产物包括mRNA、tRNA、rRNA等。 √ (4)一个基因的两条DNA链可转录出两条相同的RNA。 ( ) (5)反密码子与密码子能互补配对，并且种类数目相同。 ( ) (6)mRNA与核糖体结合后会沿着核糖体运行，直至完成多肽链的合成。 ( ) × × × 提示:转录以DNA的一条链为模板，且一个基因的两条DNA链转录形成的RNA不同。 提示:密码子共64种，其中3种终止密码子不决定氨基酸，没有对应的反密码子。因此反密码子的数量是61种，与密码子的数目不同。 提示:翻译时，核糖体沿着mRNA运行，直至完成多肽链的合成。 2.如图所示生理过程有几种核苷酸?DNA和RNA分子的主要区别是什么? 提示:①分析图示可知，DNA链中含有3种脱氧核苷酸，RNA中含有3种核糖核苷酸，共含有6种核苷酸。②DNA分子和RNA分子的碱基存在差异，DNA中特有碱基T，RNA中特有碱基U；DNA分子中含有脱氧核糖，RNA分子含有核糖；DNA分子一般为双链，RNA为单链。 3.下图表示真核细胞的翻译过程，据图分析下列问题。 (1)图示中，①②③分别表示什么结构? 提示:①表示mRNA，②表示多肽链，③表示核糖体。 (2)如何确定图示中翻译的方向? (3)一条mRNA可以相继结合多个核糖体，这种模式具有什么优点? 提示:图示中翻译的方向由左至右。可根据多肽链的长短进行判断，多肽链越长，说明核糖体在mRNA上的移动距离越远。 提示:一个核糖体完成一条肽链的合成，一条mRNA可以相继结合多个核糖体，可以提高翻译的效率。 4.思考题 (1)阅读教材第69页“小资料”分析，将兔子血红蛋白的mRNA加入来自大肠杆菌的酶以及其他必要因素中。为什么结果得到了兔子的血红蛋白而不是大肠杆菌的蛋白质呢? 提示:mRNA是合成蛋白质的模板，mRNA来自兔子。 (2)阅读教材第70页“小资料”分析，SP8噬菌体转录形成RNA时，以其DNA的一条链作为模板，模板链含嘌呤多还是嘧啶多?为什么? 提示:嘌呤多。因为RNA只与重链形成DNA⁃RNA杂合分子，说明模板链是重链；嘌呤比嘧啶重，重链含有的嘌呤多。 (3)阅读教材第73页“小资料”分析，用双核苷酸UG重复聚合成多聚UG作为mRNA，结果得到了2种氨基酸交替排列的多肽。这个实验结果证实了遗传密码是由几个碱基构成?实验中的密码子分别是什么? 提示:3个。UGU和GUG。 一、知识体系建一建 [精要内容把握] 二、核心语句背一背 1.基因是具有遗传效应的DNA片段(包括部分病毒的RNA片段)，是遗传物质结构和功能的基本单位。 2.生物界的遗传密码是统一的，所有生物都使用相同的遗传密码。这也说明地球上所有生物都来自共同的祖先。 3.基因表达是基因形成RNA产物，以及mRNA被翻译为蛋白质的过程。 [四层]学习内容2 融通关键能力 任务驱动 提能点(一)　DNA的功能、转录过程 下图为真核生物DNA分子控制蛋白质合成过程中的某一阶段。据图思考以下问题: (1)该图所示DNA分子正在进行何种过程?此过程所需要的四个基本条件是什么? 提示:据图示可知，该图所示DNA分子正在进行转录形成RNA的过程，此过程所需要的四个基本条件是模板、原料、能量(或 ATP)和酶。 (2)若图中Ⅰ结构决定蛋白质中氨基酸的顺序，则其产生的主要场所、发挥功能的场所分别在哪里? 提示:图中Ⅰ是mRNA，合成的场所主要在细胞核，合成之后加工成熟进入细胞质，作为翻译的模板，与核糖体结合，继续进行合成蛋白质的翻译过程。 (3)转录的产物为RNA，RNA在生物体内有多种功能，试对RNA的功能进行归纳。 提示:RNA的种类和功能:①mRNA——蛋白质合成的直接模板；②tRNA——氨基酸的转运工具；③rRNA——核糖体的重要组成成分；④有些RNA是核酶，催化某些化学反应的完成；⑤RNA病毒中，RNA可作为遗传物质；⑥有些RNA具有调控基因表达的功能。 生成认知 一、真核细胞内DNA与RNA的比较 项目 DNA RNA 全称 脱氧核糖核酸 核糖核酸 种类 DNA mRNA、tRNA、rRNA 分布 主要在细胞核中 (线粒体、叶绿体也有) 细胞核和细胞质中 (包括线粒体、叶绿体) 链数及结构 两条链，规则的双螺旋结构 一条链 碱基 A、G、C、T A、G、C、U 五碳糖 脱氧核糖 核糖 组成单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 续表 二、转录模型细节分析 转录模型 细　节　分　析 转录 方向 已完成的RNA链会与模板DNA分离，因此RNA-DNA配对区域为正在转录区，由此判断图示转录方向为由左至右 RNA聚合酶的功能 解旋DNA和聚合形成RNA。RNA聚合酶与解旋酶不同，完成转录后，RNA聚合酶从DNA上脱离，DNA恢复双螺旋 转录的 区域 RNA聚合酶与DNA分子的启动部位结合，解旋一个或几个基因的DNA片段 转录 模板 转录的模板为模板链，非模板链为编码链。但需注意的是，不同基因的模板链和编码链在DNA分子中可能相同，也可能不同，而同一基因的编码链和模板链在DNA分子中是固定的 续表 [典例]　如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法正确的是 (　　) A.①链的碱基A与②链的碱基T互补配对 B.②是以4种核糖核苷酸为原料合成的 C.如果③表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶 D.转录完成后，②需通过核膜进入细胞质才能与核糖体结合 √ [解析]　①链的碱基A与②(RNA)链的碱基U互补配对，A错误；②为RNA，是以4种核糖核苷酸为原料合成的，B正确；图示表示真核生物细胞核内转录过程，如果③表示酶分子，则它的名称是RNA聚合酶，C错误；转录完成后，②通过核孔从细胞核进入细胞质，与核糖体结合，D错误。 跟踪训练 1.下列关于DNA和RNA的叙述，错误的是 (　　) A.少数病毒的遗传物质是RNA B.叶绿体含有DNA和RNA C.原核细胞中的质粒是小型环状的DNA分子 D.RNA呈单链结构，分子中不存在碱基对 √ 解析:凡是具有细胞结构的生物，其遗传物质都是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA，A正确；叶绿体和线粒体是半自主细胞器，其中都含有少量的DNA和RNA，B正确；原核细胞中存在拟核(大型环状DNA分子)，也有质粒(小型环状的DNA分子)，C正确；tRNA呈三叶草型，某些区域存在碱基对，D错误。 2.(2025·杭州第十四中学检测)研究表明RNA种类和功能非常丰富，下列不属于RNA功能的是 (　　) A.生物催化剂 B.染色体的主要组成成分 C.翻译的模板 D.某些病毒的遗传物质 √ 解析:酶是生物催化剂，绝大多数酶是蛋白质，极少数是RNA，A不符合题意；染色体的主要组成成分是蛋白质和DNA，B符合题意；基因表达过程中，mRNA是翻译的模板，C不符合题意；一些病毒的遗传物质是RNA，如流感病毒，D不符合题意。 3.如图为某细胞核中发生的两个生理过程，关于这两个过程，下列叙述错误的是 (　　) A.①过程为DNA复制，②过程为转录 B.两个过程都需要酶破坏双链之间的氢键，暴露单链模板 C.①过程的模板是DNA的两条链，②过程的模板是DNA中任意一条 D.能进行①过程的细胞一定能进行②过程，能进行②过程的细胞不一定能进行①过程 √ 解析:由图可知，①过程为DNA复制，需要解旋酶断开氢键，亲代DNA的两条链都要作为模板；②过程为转录，由RNA聚合酶断开氢键，是两条链中特定的一条作为模板而不是任意一条，A、B正确，C错误。能够进行核DNA复制的细胞在分裂间期要进行蛋白质的合成，故一定会发生转录，而能进行转录的细胞却不一定能进行分裂，也就不一定能进行核DNA复制，D正确。 任务驱动 提能点(二)　遗传信息的翻译 1961年，科学家经过实验发现，用噬菌体侵染细菌，在培养基中添加含14C标记的尿嘧啶，培养一段时间后，裂解细菌离心并分离出RNA与核糖体，分离出的RNA含有14C标记。他们把分离得到的RNA分子分别与细菌的DNA和噬菌体的DNA杂交，发现RNA可与噬菌体的DNA形成DNA⁃RNA双链杂交分子，不能与细菌的DNA结合。 (1)实验选择尿嘧啶作为标记物的原因是什么? (2)合成含14C标记的RNA分子的模板是什么? 提示:尿嘧啶是RNA分子特有的碱基。 提示:噬菌体的DNA。 (3)细菌细胞内含14C标记的RNA为什么与核糖体进行结合?科学家把分离出的RNA分子分别与细菌DNA和噬菌体DNA杂交，目的是研究什么问题? (4)根据实验结果可以得出什么结论? 提示:进行翻译。研究翻译的模板是来自噬菌体还是细菌。 提示:遗传信息的传递途径是DNA→RNA→蛋白质。 生成认知 一、翻译过程的三种模型解读 1.模型1——翻译过程模型 第1步 mRNA进入细胞质与核糖体结合。核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点。携带甲硫氨酸(甲硫氨酸对应的密码子是起始密码子)的tRNA，通过与AUG互补配对，进入位点1 第2步 携带异亮氨酸(AUC)的tRNA以同样的方式进入位点2 第3步 甲硫氨酸通过与异亮氨酸形成肽键而转移到占据位点2的tRNA上 第4步 核糖体读取下一个密码子，原占据位点1的tRNA离开核糖体，占据位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。重复步骤2、3、4，直至核糖体读到终止密码子 2.模型2——多聚核糖体模型 该图示表示真核细胞的翻译过程，其中①是mRNA，⑥是核糖体，②③④⑤表示正在合成的4条多肽链，具体内容分析如下: 数量关系 一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体 意义 少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质 方向 从右向左，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前 结果 合成的仅是多肽链，要形成蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工 说明 形成的多条肽链氨基酸序列相同的原因是有相同的模板mRNA 3.模型3——边转录边翻译模型 该图示表示原核细胞的转录和翻译过程，图中①是DNA模板链，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA， 并结合核糖体同时进行翻译过程。 二、遗传信息、密码子和反密码子的区别 项目 遗传信息 密码子 反密码子 概念 基因中脱氧核苷酸的排列顺序 mRNA中决定一个氨基酸的三个相邻碱基 tRNA与mRNA密码子互补配对的三个碱基 作用 控制生物的遗传 性状 直接决定蛋白质中的氨基酸序列 识别密码子，转运氨基酸 种类 碱基的排列顺序编码遗传信息，具有多样性 共64种61种:编码氨基酸 3种:终止密码子，不编码氨基酸 61种 图示 联系 ①基因中脱氧核苷酸的序列决定mRNA中核糖核苷酸的序列；②mRNA中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补；③密码子与相应反密码子的序列互补配对 续表 (1)一种氨基酸可以对应多种密码子或反密码子，但是一种密码子或反密码子只能对应一种氨基酸。 (2)不是所有的密码子都编码氨基酸，如终止密码子(共3种)不编码氨基酸。 [例1]　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。 [例2]　(2023·浙江7月学考)下图表示遗传信息传递和表达的过程。 回答下列问题: (1)DNA复制产生的每个子代DNA分子中，一条链为母链，另一条是新合成的子链，这种复制方式为___________复制。  半保留 [解析]　 DNA复制产生的每个子代DNA分子中，一条链为母链，另一条是新合成的子链，这种复制方式为半保留复制。 (2)遗传信息的传递和表达需要多种酶的参与，其中酶2是___________酶。翻译过程中，核糖体的移动方向是_______ (填“a→b”或“b→a”)。一个mRNA上同时有多个核糖体进行翻译，其意义是______________________。  RNA聚合　 a→b 可以提高翻译的效率 [解析]　据图分析，酶2与双链DNA结合，催化RNA的形成，因此酶2是RNA聚合酶。靠近a侧的肽链较短，而靠近b侧的肽链较长，因此翻译过程中，核糖体的移动方向是a→b。一个mRNA上同时有多个核糖体进行翻译，其意义是可以提高翻译的效率。 (3)下列密码子(5'→3')和对应的氨基酸如下:GGC甘氨酸、CGG精氨酸、CCG脯氨酸、GCC丙氨酸。根据提供的密码子推测氨基酸1是___________。  丙氨酸 [解析]　据图分析，反密码子的认读是3'→5'，故氨基酸1对应的tRNA上的反密码子是CGG，密码子和反密码子互补配对，因此对应的密码子是GCC，所以氨基酸1为丙氨酸。 [易错提醒] 转录、翻译过程中的六个关注点 (1)密码子位于mRNA上，RNA聚合酶结合位点位于DNA的启动部位。转录时，在RNA聚合酶的作用下，仅是解开包括一个或几个基因的DNA片段的双螺旋。 (2)转录的产物不只是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，只是作用不同。 (3)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。 (4)并不是所有密码子都是统一的，个别密码子在不同生物体内表达的氨基酸不同。 (5)并不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码子不决定氨基酸。 (6)一个核糖体会独立完成一条肽链的合成，并非多个核糖体配合完成一条多肽链的合成。 跟踪训练 1.下列关于参与翻译过程的mRNA和tRNA的叙述，正确的是 (　　) A.当mRNA沿着核糖体移动至起始密码子时，翻译过程即开始 B.进入核糖体的一个tRNA会先后占据mRNA上两个结合位点 C.参与该过程的各种RNA均为单链结构，且没有氢键 D.mRNA上的密码子种类发生改变可能导致蛋白质功能改变 √ 解析:蛋白质合成中，核糖体沿着mRNA移动，而不是mRNA沿着核糖体移动，A错误；核糖体同时读取两个密码子位点，携带氨基酸的tRNA只会占据mRNA上的1个结合位点，B错误；参与翻译过程的RNA均为单链，但tRNA有氢键，C错误；mRNA上密码子的种类变化可能使对应氨基酸序列改变，导致蛋白质功能的改变，D正确。 2.(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。 3.原核生物的核糖体由大、小两个亚基组成，其上有3个RNA结合位点E位点、P位点和A位点，如图所示。下列相关叙述正确的是 (　　) A.翻译过程中，tRNA的结合位点变化顺序是A位点→P位点→E位点 B.参与翻译过程的RNA有两种，分别为mRNA和tRNA C.mRNA上的密码子改变，合成的肽链就会改变 D.原核生物翻译过程中所需的能量均由厌氧呼吸提供 √ 解析:在翻译过程中，首先是核糖体(蛋白质和rRNA组成)认读密码子，由对应的tRNA先运至A位点(新进入tRNA结合位点)，随着核糖体的移动，依次经过P位点(肽链延伸tRNA结合位点)和E位点(空载tRNA结合位点)，A正确；参与翻译过程的RNA有三种，分别为rRNA、mRNA和tRNA，B错误；有些氨基酸不止对应一种密码子，因此当mRNA上的密码子发生改变时，合成的肽链不一定改变，C错误；原核生物翻译过程中所需的能量由需氧呼吸和厌氧呼吸提供，D错误。 4.如图为原核细胞中某个基因的表达过程示意图。下列叙述正确的是 (　　) A.图中①是RNA聚合酶，能水解磷酸二酯键 B.图中②是核糖体，该部位能形成肽键 C.若干核糖体串联在一个mRNA上，共同完成一条多肽链的合成，大大增加了翻译效率 D.多肽合成结束，核糖体须结合相同的mRNA，才进入下一个循环 √ 解析:图中①是RNA聚合酶，其作用是将DNA双螺旋解开、催化磷酸二酯键的形成，A错误；图中②是核糖体，能使氨基酸脱水缩合形成肽键，B正确；一个mRNA常同时结合多个核糖体，合成多条相同的肽链，C错误；多肽合成结束，核糖体脱离mRNA并进入下一个循环，D错误。 [四层]学习内容3·4 浸润学科素养和核心价值 科学思维—— 利用归纳概括法理清DNA复制、转录、翻译的区别与联系 比较 项目 传递遗传信息 (复制) 表达遗传信息 转录 翻译 时间 有丝分裂间期、减数分裂前的间期 生长发育的连续过程中(分裂期不能进行转录) 场所 真核细胞主要在细胞核，部分在线粒体和叶绿体；原核细胞在细胞质或拟核 真核细胞主要在细胞核；原核细胞在细胞质或拟核 细胞质 原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸 模板 DNA的两条链 DNA中的一条链 mRNA 条件 特定的酶和ATP 模板 去向 分别进入两个子代DNA分子中 恢复原样，与非模板链重新形成双螺旋结构 多次使用，最后分解成单个核苷酸 续表 特点 边解旋边复制； 半保留复制 边解旋边转录 一个mRNA上可连续结合多个核糖体，依次合成多肽链 产物 两个双链DNA分子 一条单链 mRNA 多肽链 意义 复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代 表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状 续表 素养训练 1.(2025·山东高考)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:复制以DNA双链作为模板，通过A—T、G—C、T—A、C—G配对合成新链；转录以DNA一条链为模板，通过A—U、T—A、G—C、C—G配对合成RNA；翻译过程中mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子通过A—U、G—C、U—A、C—G配对，三个过程均存在碱基互补配对，A正确。豌豆细胞核中淀粉酶基因的复制与转录均以DNA为模板，在细胞核内进行，而翻译是以mRNA为模板，在细胞质中的核糖体上进行，B正确。 翻译过程的产物是具有一定氨基酸序列的肽链，氨基酸序列由mRNA上的密码子决定，但由于密码子具有简并性(多种密码子对应同一种氨基酸)，故无法确定mRNA序列，C错误。转录过程中，RNA聚合酶沿DNA模板链从3'端→5'端方向移动，合成RNA链的方向为5'端→3'端；翻译过程中核糖体沿mRNA从5'端→3'端方向移动，因此，RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同，D正确。 2.细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述错误的是 (　　) A.细胞能在①②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 √ 解析:基因表达包含转录和翻译过程，可以从转录和翻译水平上调控基因表达，从图中可以看出细胞能在①转录和②翻译水平上调控基因表达，且基因A的转录和翻译水平都高于基因B，A正确；真核生物核基因表达的①转录和②翻译过程分别发生在细胞核和细胞质中，B正确；RNA分为三种:mRNA、tRNA和rRNA，它们都是由DNA的一条链作为模板转录而来的，C正确；翻译过程中，tRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子，D错误。 3.如图为真核细胞中遗传信息的传递和表达过程，下列叙述不正确的是 (　　) A.①②过程所需的原料在细胞中有8种 B.①②③中均会发生碱基配对情况，但配对方式不完全相同 C.把DNA放在含15N的培养液中进行①过程，子一代含15N的DNA占50% D.①②③均可在线粒体和叶绿体中进行　 √ 解析:①为DNA分子复制过程，原料需要4种脱氧核苷酸，②是转录过程，原料需要4种核糖核苷酸，因此①②过程所需的原料在细胞中有8种，A正确；①为DNA分子复制过程，其碱基配对方式为A—T、T—A、C—G、G—C，②是转录过程，其碱基配对方式为A—U、T—A、C—G、G—C，③是翻译过程，其碱基配对方式为A—U、U—A、C—G、G—C，可见这三个过程中的碱基配对方式不完全相同，B正确；DNA复制是半保留方式复制，把DNA放在含15N的培养液中进行①过程，子一代含15N的DNA占100%，C错误；线粒体和叶绿体中存在DNA，故①②③可以在线粒体和叶绿体中发生，D正确。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 一、选择题 1.(2025·宁波北仑区期中)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.转录和翻译都遵循碱基互补配对原则 B.地球上几乎所有的生物共用一套遗传密码 C.RNA一般是单链，不含氢键 D.在真核细胞中，染色体上基因的转录和翻译是在细胞内的不同区室中进行的　 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析:转录和翻译都遵循碱基互补配对原则，前者的碱基配对发生在DNA和RNA之间，后者的碱基配对发生在RNA之间，A正确；地球上几乎所有的生物共用一套遗传密码，这也说明地球上所有的生物都来自共同的祖先，B正确；RNA一般是单链，有的也含有氢键，如tRNA，C错误；在真核细胞中，染色体上基因的转录和翻译是在细胞内的不同区室中进行的，即转录主要在细胞核中进行，而翻译过程发生在细胞质中的核糖体上，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 2.(2025·嵊州一中期中)RNA是生物体内重要的物质基础之一，它与DNA、蛋白质一起构成了生命的框架。RNA包括tRNA、mRNA和rRNA三种(如图)，下列有关说法正确的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A.tRNA上决定1个氨基酸的三个相邻碱基称作1个密码子 B.核糖体与mRNA的结合部位只能形成1个tRNA的结合位点 C.每种tRNA只能转运一种氨基酸，一种氨基酸只能由一种tRNA转运 D.合成一条含50个氨基酸的肽链，模板mRNA至少含有150个碱基(不考虑终止密码子) √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:密码子位于mRNA上，tRNA上含有反密码子，A错误；核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点，B错误；一种tRNA只能转运一种氨基酸，一种氨基酸由一至多种遗传密码决定，由一至多种tRNA转运，C错误；不考虑终止密码，mRNA上3个碱基形成1个密码子，决定1个氨基酸，故合成一条含50个氨基酸的肽链，模板mRNA至少含有150个碱基，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 3.(2025·衢州期中)如图为真核生物细胞核内基因转录过程的示意图。下列叙述正确的是 (　　) A.①是DNA聚合酶，能催化DNA解开螺旋 B.②是四种类型的脱氧核糖核苷酸 C.③区域的嘌呤数和嘧啶数相等 D.④处的DNA双螺旋正在解开 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:图示为转录过程，催化该过程的酶是RNA聚合酶，因此①是RNA聚合酶，A错误；图示为转录过程，②是四种类型的核糖核苷酸，B错误；③区域为双链结构，根据碱基互补配对原则可知，其中的嘌呤数和嘧啶数相等，C正确；转录的方向是由左向右，故④处的DNA双螺旋正在形成，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 4.(2025·东阳高一月考)下列有关遗传物质、基因的叙述，正确的是 (　　) A.人体内既有DNA又有RNA，但DNA是人体的主要遗传物质 B.DNA病毒的遗传物质中都是(A+G)/(T+C)=1 C.基因中负责遗传的密码子可以和tRNA上的反密码子互补配对 D.基因表达过程中，存在RNA聚合酶沿DNA链移动、核糖体沿mRNA移动的现象 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:人体内既有DNA又有RNA，但其遗传物质是DNA，A错误。DNA病毒的遗传物质是DNA，但有的病毒遗传物质是单链DNA，不一定符合(A+G)/(T+C)=1，B错误。密码子位于mRNA上，而非位于基因中，C错误。基因的表达包括转录和翻译，其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程需要RNA聚合酶催化；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，故基因表达过程中，存在RNA聚合酶沿DNA一条链移动、核糖体沿mRNA移动的现象，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 5.(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 (　　) 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' 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 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。 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 6.(2025·杭嘉湖金四县联考)下列关于生物遗传信息表达过程的叙述，正确的是 (　　) A.转录时不会形成RNA⁃DNA配对区域 B.RNA聚合酶结合起始密码子启动转录过程 C.通过核孔进入细胞质的mRNA，可结合多个核糖体 D.所有生物所需的蛋白质都是由DNA上的基因编码的 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:转录是以DNA为模板合成RNA的过程，所以会形成RNA⁃DNA配对区域，A错误；起始密码子位于mRNA上，所以RNA聚合酶没有结合起始密码子，B错误；mRNA通过核孔从细胞核进入细胞质，而多个核糖体能依次与mRNA结合，完成多条肽链的合成，这样可以提高翻译的效率，C正确；有些病毒遗传物质是RNA，其基因是具有遗传效应的RNA片段，所以其所需的蛋白质是由RNA上的基因编码的，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 7.(2025·温州十五校联考)根据表中的已知条件判断，精氨酸的密码子是 (　　) DNA双链 G   A   G T mRNA       tRNA反密码子     A 氨基酸 精氨酸 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A.GCA B.GCU C.CGU D.CGT √ 解析:tRNA上的反密码子与相应的密码子碱基互补配对，根据tRNA反密码子的第三个碱基可知，精氨酸密码子的第三个碱基是U，再由表中显示的DNA模板链可知，密码子的第2个碱基为G，第一个碱基为C，综合以上分析可知，精氨酸的密码子是CGU。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 8.下图表示某真核生物细胞中基因表达的过程，下列有关叙述正确的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A.X表示RNA聚合酶，能催化磷酸二酯键的形成 B.图2中核糖体沿着mRNA从3'端向5'端移动 C.与图1相比，图2中特有的碱基配对方式是A—U D.图2过程可形成肽键，该过程需要消耗水 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:据图可知，图1中以DNA的一条链为模板合成单链RNA，表示转录过程。X表示RNA聚合酶，能催化磷酸二酯键的形成，A正确；据图可知，图2表示翻译过程，核糖体沿着mRNA从5'端向3'端移动，B错误；图1表示转录，碱基互补配对原则是A—U、T—A、C—G、G—C，图2表示翻译，碱基互补配对原则是A—U、U—A、C—G、G—C，因此图2中特有的碱基配对方式是U—A，C错误；图2过程表示翻译，是氨基酸脱水缩合形成肽链的过程，此过程可形成肽键，能产生水，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 9.(2025·宁波效实中学测试)研究发现，当细胞中缺乏氨基酸时，负载tRNA(携带氨基酸的tRNA)会转化为空载tRNA(没有携带氨基酸的tRNA)，进而调控相关基因的表达。其过程如图所示。下列相关叙述错误的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A.过程①和过程②中涉及的碱基互补配对方式不完全相同 B.过程①中所需的嘧啶数与嘌呤数不一定相等 C.过程②中终止密码子与a距离最近，起始密码子与d距离最近 D.当细胞缺乏氨基酸时，空载tRNA可通过抑制转录或抑制蛋白激酶，从而抑制基因表达 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:过程①为转录，碱基互补配对方式为A—U、T—A、G—C、C—G；过程②为翻译，碱基互补配对方式为A—U、U—A、G—C、C—G，A正确。过程①为转录，该过程中以DNA的一条链为模板，该链中嘌呤和嘧啶的数目无法确定，因此转录过程中所需的嘌呤数和嘧啶数也无法确定，B正确。由图可知，核糖体移动的方向是从右向左，即d→a，过程②中终止密码子与a距离最近，起始密码子与d距离最近，C正确。当细胞缺乏氨基酸时，空载tRNA通过激活蛋白激酶抑制基因表达，也可以抑制基因的转录，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 10.下图表示真核细胞中某基因经过转录、翻译等过程形成肽链以及肽链经加工、修饰成分泌蛋白的过程。下列分析正确的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A.①②过程需要的酶分别是DNA聚合酶和RNA聚合酶 B.①过程发生在细胞核，⑤过程先后发生于高尔基体、内质网 C.①过程的碱基互补配对类型多于④过程的碱基互补配对类型 D.组成基因的核苷酸数为组成肽链的氨基酸数的6倍 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:DNA聚合酶参与DNA复制过程，RNA聚合酶参与转录过程，①过程表示转录，②过程表示RNA剪切，A错误；真核细胞中转录主要发生在细胞核内(细胞质中也可发生)，⑤过程为肽链的加工、修饰过程，先后发生于内质网、高尔基体，B错误；转录过程的碱基互补配对类型有A—U、T—A、G—C(C—G)，而④过程表示翻译，该过程的碱基互补配对类型有A—U(U—A)、G—C(C—G)，C正确；据题图可知，基因转录形成的前体信使RNA还要剪切掉一部分片段才能形成信使RNA，所以组成基因的核苷酸数>组成肽链的氨基酸数×6，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 二、非选择题 11.(2025·浙江精诚联盟月考)脑源性神经营养因子(BDNF)由两条肽链构成，能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育。若BDNF基因表达受阻，则会导致精神分裂症的发病。下图为BDNF基因的表达及调控过程: 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (1)图甲中有发生碱基互补配对的是_________(填数字)。①过程需要______________的催化。若mRNA以图中DNA片段整条链为模板进行转录，测定发现mRNA中C占25.4%，G占22.7%，则DNA片段中A所占的比例为_________。DNA片段的两条链中，与mRNA序列相似的链称为_________。  ①②③ RNA聚合酶 25.95% 编码链 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:遗传信息的整个传递过程均遵循碱基互补配对原则，即图甲中的①②③均遵循碱基互补配对原则。①过程为转录，需要RNA聚合酶的参与。分析已知条件，若mRNA中C占25.4%，G占22.7%，则整个DNA分子中，C占(25.4%+22.7%)÷2=24.05%，故DNA片段中A所占的比例为50%-24.05%=25.95%。DNA片段的两条链中，与mRNA序列相似的链称为编码链。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (2)图甲中核糖体的移动方向是_________ (填“由左向右”或“由右向左”)，当核糖体到达A的____________时，B的合成结束。在真核生物中，在翻译前，A需经过加工后，通过_________转移到细胞质中再与核糖体结合。  由右向左 终止密码子 核孔 解析:根据肽链的长短，可知核糖体的移动方向为从右向左。当核糖体到达mRNA上的终止密码子时，翻译终止。真核生物中，转录出的mRNA需要先在细胞核内进行加工，然后通过核孔转移到细胞质中再与核糖体结合。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (3)图乙tRNA所携带的氨基酸为___________ (UAC:酪氨酸；CAU:组氨酸；AUG:甲硫氨酸；GUA:缬氨酸)。  甲硫氨酸 解析:图乙中tRNA反密码子为UAC，对应的氨基酸密码子为AUG，即图乙tRNA携带的氨基酸为甲硫氨酸。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (4)已知BDNF每条肽链含有119个氨基酸和3个二硫键，且氨基酸的平均相对分子质量为128，则BDNF每条肽链的相对分子质量为_________。由图可知:miRNA⁃195基因调控BDNF基因表达的机理是_______________________________________________________ ______________________________________________。  13 102 miRNA⁃195与BDNF基因表达的mRNA形成局部双链结构，从而使BDNF基因表达的mRNA无法与核糖体结合 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:BDNF每条肽链的相对分子质量为119×128-118×18-3×2=13 102。由分析可知，miRNA⁃195基因调控BDNF基因表达的机理是miRNA⁃195与BDNF基因表达的mRNA形成局部双链结构，从而使BDNF基因表达的mRNA无法与核糖体结合，进而影响翻译过程。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $