2027届高中生物一轮复习讲义第六单元　第27课时　基因的表达

第27课时　基因的表达 考点一　遗传信息的转录和翻译 1．RNA的结构、种类和功能 教材隐性知识　必修2 P67“图4－6”：tRNA含有(填“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA分子中不是(填“是”或“不是”)只有3个碱基。 2．遗传信息的转录 3．遗传信息的翻译 4．遗传信息、密码子与反密码子之间的联系 (1)相关概念及联系 提醒　启动子和终止子均为DNA片段，起始密码子和终止密码子均为mRNA上三个相邻的碱基。 (2)数量关系 ①密码子有64种，不同生物共用一套遗传密码。 ②有2种起始密码子：在真核生物中AUG作为起始密码子；在原核生物中，GUG也可以作为起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。 ③有3种终止密码子：UAA、UAG、UGA。正常情况下，终止密码子不编码氨基酸，仅作为翻译终止的信号，但在特殊情况下，终止密码子UGA可以编码硒代半胱氨酸。 ④通常一种密码子决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。 ⑤每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并)，可由一种或几种tRNA转运。 教材隐性知识　必修2 P67“思考·讨论”：几乎所有的生物体都共用一套密码子，这体现了密码子的通用性，说明当今生物可能有着共同的起源。 5．模型解读——多聚核糖体 (1)图中c所指的3条链最终的氨基酸序列相同，因为这3条链的模板相同(均为a)。 (2)图中信息显示，一条mRNA分子上可结合多个核糖体，其意义是少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。 (3)图中核糖体移动的方向为由左向右。 拓展延伸　真、原核细胞基因的表达 (1)原核生物基因的表达 (2)真核生物基因的表达 (3)“两看法”判断真、原核生物的基因表达过程 (1)tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成(2020·全国Ⅲ，3)(　×　) 提示　tRNA和mRNA分子都是单链结构。 (2)所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码(2021·河北，8)(　×　) 提示　RNA病毒的蛋白质由病毒的遗传物质RNA编码合成。 (3)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(2021·河北，8)(　×　) 提示　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。 (4)多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链(经典高考题)(　×　) 提示　多个核糖体可结合在一个mRNA分子上合成多条多肽链。 基因表达过程分析 1．请回答基因转录相关问题： (1)转录以基因为单位，一个基因转录时以基因的一条链为模板，可被多次转录，形成一种多个mRNA；一个DNA分子上的所有基因的模板链不一定(填“一定”或“不一定”)相同。 (2)转录方向的判定方法：已合成的mRNA释放的一端(5′端)为转录的起始方向。 (3)RNA适合作为信使的原因：RNA由核糖核苷酸连接而成，可以携带遗传信息；一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 2．如图为真核细胞内某基因的表达过程，其中b链为该基因转录时的模板链，请标出图中各条核苷酸链的方向以及肽链的方向。 提示　如图所示 考向一　转录和翻译过程的分析 1．(2025·河北，6)M和N是同一条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 答案　C 解析　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，故选C。 2．(2025·合肥二模)细菌的核糖体包含30S和50S两个亚基，两者均以rRNA－蛋白质的复合物形式存在。mRNA的上游特定序列被30S亚基识别结合后，再结合50S亚基，共同构成翻译机器，该机器内有两个RNA(携带氨基酸)结合位点：A位和P位，如图所示。下列关于翻译过程的叙述，正确的是(　　) A．30S亚基的rRNA在3′端存在与mRNA互补的特殊序列 B．最早与mRNA结合的tRNA一定具有起始密码子序列 C．50S亚基催化A位的氨基酸转移到P位tRNA携带的肽链上 D．在图中肽链延伸过程中，核糖体沿着mRNA从右向左移动 答案　A 解析　由“mRNA上游特定序列被30S亚基识别结合”，可知30S亚基的rRNA在3′端存在与mRNA互补的特殊序列，A正确；起始密码子位于mRNA上，tRNA上存在反密码子，B错误；结合题图可知，最左边的tRNA上不携带氨基酸，说明已经参与多肽链的合成，因此50S亚基催化P位的氨基酸转移到A位tRNA携带的肽链上，C错误；最左边的tRNA上不携带氨基酸，说明左边的氨基酸已参与多肽链的合成，而最右边的tRNA正携带氨基酸来参与多肽链的合成，因此在图中肽链延伸过程中，核糖体沿着mRNA从左向右移动，D错误。 3．若一个DNA分子某基因共含有N个碱基，其中胸腺嘧啶占模板链上所有碱基的比例为a(a＜1/2)，占该基因中所有碱基的比例为b(b＜1/2)。下列叙述错误的是(　　) A．该基因所含氢键数一定大于N个 B．该基因含有2N个脱氧核糖 C．该基因转录出的mRNA中，尿嘧啶最多占2b－a D．该基因转录、翻译出的蛋白质中氨基酸数少于N/6 答案　B 解析　因胸腺嘧啶(T)占该基因中所有碱基的比例为b(b＜1/2)，则该基因中A＋T＝2b＜1，即该基因中还有碱基对C/G，碱基对A/T之间有2个氢键，C/G之间有3个氢键，该基因共含有N个碱基，即碱基对为N/2个，故该基因所含氢键数一定大于N个，A正确；该基因共含有N个碱基，每一个碱基与一个磷酸、一个脱氧核糖构成一分子的脱氧核苷酸，故该基因含有N个脱氧核糖，B错误；设该基因的模板链为1链，据题意T1＝a，T＝A＝b，双链中A＋T＝2b，模板链的A1＋T1＝2b，则A1＝2b－a，又因该基因转录出的mRNA中尿嘧啶(U)与模板链的腺嘌呤(A)碱基互补配对，故U＝A1＝2b－a，C正确；该基因共含有N个碱基，则该基因转录形成的mRNA链中含有N/2个碱基，以该mRNA链为模板进行翻译时，每3个相邻碱基决定1个氨基酸，即该mRNA链翻译出的蛋白质中氨基酸数最多为N/6，由于mRNA链上的终止密码子不编码氨基酸，故氨基酸数少于N/6，D正确。 方法技巧　基因表达中的相关数量关系 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在基因片段中，有的片段(如非编码区)起调控作用，不参与转录。③转录出的mRNA中有终止密码子，正常情况下，终止密码子不编码氨基酸。④mRNA中的起始密码子可能不在开头。⑤合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。 4．(2024·湖南，10)非酒精性脂肪性肝病是以肝细胞的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝病。葡萄糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1在高尔基体膜上先后经S1和S2蛋白水解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成基因(核基因)的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG能够通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内，抑制S1蛋白水解酶的活性，调控机制如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原饱和后转向脂肪酸合成 B．敲除F5蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪肝的发生率 C．降低高尔基体内UDPG量或S2蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病 D．激活后的R1通过核孔进入细胞核，启动脂肪酸合成基因的转录 答案　C 解析　由图示可知，糖原合成的中间代谢产物UDPG抑制S1蛋白水解酶的活性，而蛋白R1需要经过S1和S2蛋白水解酶酶切后才被激活，进而启动脂肪酸合成基因的转录，据此可知，体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原合成过程中的中间代谢产物UDPG会抑制脂肪酸的合成，待糖原饱和后，才会继续合成脂肪酸，A正确；由图示可知，中间代谢产物UDPG通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内，抑制S1蛋白水解酶的活性，进而抑制脂肪酸的合成，因此敲除F5蛋白的编码基因有利于脂肪酸的合成，会增加非酒精性脂肪肝的发生率，B正确；由图示可知，中间代谢产物UDPG进入高尔基体不利于脂肪酸的合成，降低高尔基体中UDPG量有利于脂肪酸的合成，从而会诱发非酒精性脂肪性肝病，蛋白R1经S1、S2蛋白水解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成基因的转录，S2蛋白失活不利于脂肪酸的合成，不会诱发非酒精性脂肪性肝病，C错误；转录发生在细胞核中，因此R1可通过核孔进入细胞核，启动脂肪酸合成基因的转录，D正确。 考点二　中心法则的提出及其发展 1．遗传信息的传递过程 2．DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较 项目 DNA复制 转录 翻译 逆转录 RNA复制 场所 主要细胞核 主要细胞核 核糖体 宿主细胞 宿主细胞 模板 DNA的 两条链 DNA的 一条链 mRNA RNA RNA 原料 4种脱氧 核苷酸 4种核糖 核苷酸 21种氨基酸 4种脱氧 核苷酸 4种核糖 核苷酸 酶 解旋酶、 DNA聚合酶 RNA聚合酶 缩合反应的酶 逆转录酶 RNA聚合酶 能量 ATP提供 碱基互补配对原则 G－C、C－G A－T、T－A A－U、T－A A－U、U－A A－T、U－A A－U、U－A 产物 两个子代DNA RNA 多肽链 DNA RNA 信息传递 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋白质 RNA→DNA RNA→RNA 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。 (1)遗传信息可以从DNA流向RNA，也可以从RNA流向蛋白质(2020·全国Ⅲ，1)(　√　) (2)在真核细胞中，转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补(经典高考题)(　√　) (3)HIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板(经典高考题)(　√　) 理解中心法则 某单链RNA病毒的遗传物质是正链RNA(＋RNA)。该病毒感染宿主后，合成相应物质的过程如图所示。 (1)图中过程③④⑤发生在哪里？图中相关酶与RNA聚合酶的合成先后顺序是怎样的？并说明理由。 提示　过程③④⑤发生在宿主细胞的核糖体上。先合成相关酶，再合成RNA聚合酶，因为RNA聚合酶的合成需要相关酶的催化。 (2)图中过程①所需的嘌呤类核苷酸数目与过程②所需的嘧啶类核苷酸数目有何特点？ 提示　所需的这两类核苷酸数目相等。 (3)图中＋RNA的作用有哪些？ 提示　作为遗传物质，指导－RNA的合成；作为翻译的模板。 (4)某人感染这种病毒并痊愈后，在短时间内再次接触该病毒时，可能会再次感染该病毒。请说明原因。 提示　RNA为单链结构，不稳定，易发生基因突变(或变异率高)。 考向二　中心法则 5．(2025·山东，5)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，下列叙述错误的是(　　) 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 答案　C 解析　DNA复制、转录和翻译过程中均遵循碱基互补配对原则，因此都存在碱基互补配对现象，A正确；翻译发生在细胞质基质中的核糖体上，豌豆细胞核中淀粉酶基因复制和转录的场所都是细胞核，B正确；DNA复制和转录可以通过产物序列确定其模板序列，但翻译的直接产物是多肽链，其基本单位是氨基酸，由于密码子具有简并现象，因此知道多肽链中氨基酸序列不一定能准确知道mRNA上的碱基序列，C错误；转录时，RNA聚合酶从模板链的3′→5′移动，翻译时，核糖体从mRNA的5′→3′移动，移动方向不同，D正确。 6．(2025·湖南，11)被噬菌体侵染时，某细菌以一特定RNA片段为重复单元，逆转录成串联重复DNA，再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo，如图所示。该蛋白能抑制细菌生长，从而阻止噬菌体利用细胞资源。下列叙述错误的是(　　) A．噬菌体侵染细菌时，会将核酸注入细菌内 B．蛋白Neo在细菌的核糖体中合成 C．串联重复的双链DNA的两条链均可作为模板指导蛋白Neo合成 D．串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子 答案　C 解析　噬菌体识别并吸附在细菌表面后，会将核酸注入细菌内，A正确；细菌有核糖体，蛋白质在核糖体上合成，B正确；转录时，以串联重复的双链DNA 特定的一条链为模板合成mRNA，指导蛋白Neo合成，C 错误；由“合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo”可知，单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子，否则每个重复单元翻译时遇到终止密码子都会终止，不能合成含多个串联重复肽段的蛋白，D正确。 一、基础排查 判断下列关于基因表达的叙述 (1)联系转录和翻译两个过程的中间媒介为mRNA(　√　) (2)转录时会形成DNA－RNA杂交区域(　√　) (3)转录过程中某基因的两条链均可作为模板(　×　) 提示　转录是以DNA的一条链为模板进行的。 (4)转录的起点是起始密码子，转录的终点是终止密码子(　×　) 提示　转录的起点是启动子，转录的终点是终止子。 (5)转录得到的成熟产物中可能含有反密码子(　√　) (6)一种氨基酸可以由多种密码子编码(　√　) (7)每种tRNA只能转运一种氨基酸(　√　) (8)翻译过程中运输氨基酸的工具是通过转录过程产生的(　√　) (9)翻译时mRNA沿着核糖体移动，读取氨基酸的下一个密码子(　×　) 提示　翻译时，核糖体沿mRNA移动。 (10)翻译时，每种密码子都有与之对应的反密码子(　×　) 提示　翻译时，终止密码子没有与之对应的反密码子。 (11)一条mRNA上结合多个核糖体同时翻译可以提高每条多肽链的合成速度(　×　) 提示　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的蛋白质。 (12)在真核细胞中，染色体上的基因的转录和翻译是在细胞内的不同区室中进行的(　√　) (13)大肠杆菌体内基因表达过程中先进行转录再进行翻译(　×　) 提示　原核生物体内转录、翻译过程同时进行。 (14)复制、转录和翻译过程都要通过碱基互补配对来完成(　√　) (15)复制、转录和翻译过程在所有活细胞都能进行(　×　) 提示　DNA复制只发生在能进行细胞分裂的细胞中。 (16)根据启动子和终止子的相对位置可判断哪条链作为模板链(　√　) (17)RNA－DNA杂交区域中碱基配对方式有G－C、C－G、A－U、U－A(　×　) 提示　由于RNA分子中的碱基为A、U、G、C，DNA分子中的碱基为A、T、G、C，所以RNA－DNA杂交区域中碱基配对方式有G－C、C－G、A－T、U－A。 二、要语必背 1．(必修2 P65)RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的，这一过程叫作转录。 2．(必修2 P66)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，这一过程叫作翻译。 3．(必修2 P66)mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个密码子。 4．(必修2 P69)在细胞质中，翻译是一个快速高效的过程。通常，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的蛋白质。 5．(必修2 P69)中心法则：遗传信息可以从 DNA 流向 DNA，即DNA的复制，也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。少数生物(如一些RNA病毒)的遗传信息可以从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA。 6．(必修2 P69)生命是物质、能量和信息的统一体。 7．人体不同组织细胞的相同DNA分子，进行转录过程时启用的起始点不完全相同，其原因是不同组织细胞中基因进行选择性表达。 课时精练 [分值：100分] [1～4题，每题4分；5～14题，每题5分。共66分] 一、选择题 1．(2024·河北，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 答案　D 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，其中一条链由5′端向3′端解旋，另一条链由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聚合酶和RNA聚合酶分别作用于模板链的3′端，使子链DNA和RNA由5′端向3′端延伸，D正确。 2．(2024·安徽，11)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内定位和转录产物见表。此外，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是(　　) 种类 细胞内定位 转录产物 RNA聚合酶Ⅰ 核仁 5.8S rRNA、18S rRNA、28S rRNA RNA聚合酶Ⅱ 核质 mRNA RNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5S rRNA 注：各类rRNA均为核糖体的组成成分。 A．线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶 B．基因的DNA发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响基因表达 C．RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同 D．编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁 答案　C 解析　线粒体和叶绿体中都有DNA，二者均是半自主细胞器，其基因转录时使用各自的RNA聚合酶，A正确；DNA发生甲基化修饰，会抑制RNA聚合酶与DNA的结合，从而影响基因的转录，可影响基因表达，B正确；由表格信息可知，RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，但种类不同，说明两种酶识别的启动子序列不同，C错误；RNA聚合酶的化学本质是蛋白质，据表格信息可知，RNA聚合酶Ⅰ定位在核仁中，因此编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质(核糖体)中翻译，产物最终定位在核仁发挥作用，D正确。 3．(2025·河南青桐鸣模拟)如图为某细胞中遗传信息的传递和表达过程的示意图，下列叙述错误的是(　　) A．过程①表示DNA复制，过程②表示翻译 B．图中核糖体沿着mRNA从右向左移动 C．过程①需要RNA聚合酶，过程②需要tRNA搬运氨基酸 D．过程②中一条mRNA结合多个核糖体，形成的多个蛋白质种类相同 答案　A 解析　过程①是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，属于转录；过程②是以mRNA为模板合成多肽的过程，属于翻译，A错误；根据图中肽链的长短可知，核糖体沿着mRNA从右向左移动，先合成的肽链较长，后合成的肽链较短，B正确；过程①是转录，需要RNA聚合酶催化核糖核苷酸形成RNA；过程②是翻译，需要tRNA搬运氨基酸到核糖体，C正确；过程②中一条mRNA结合多个核糖体，由于模板mRNA相同，所以形成的多个蛋白质种类相同，这样可以在短时间内合成大量相同的蛋白质，提高翻译的效率，D正确。 4．(2025·河南九师联盟模拟)在细胞中，部分tRNA的反密码子序列及所转运的氨基酸如表所示。在编码多肽链b－c－a－d－…(b为该多肽链上的第一个氨基酸)的基因中，能转录形成mRNA的模板链的碱基序列是(　　) 种类 tRNA1 tRNA2 tRNA3 tRNA4 tRNA5 相应反密码子 3′UCU5′ 3′AGC5′ 3′AGA5′ 3′CGU5′ 3′GAC′ 转运的氨基酸 a b b c d A.3′－AGATGCTCTCAG…－5′ B．3′－CGATGCTCTCAG…－5′ C．3′－AGACGTTCTGAC…－5′ D．3′－AGCTGCTCTGAC…－5′ 答案　C 解析　转录时，以DNA的一条链为模板，通过碱基互补配对得到mRNA。翻译时，核糖体从mRNA的5′端向3′端读取信息，tRNA上的反密码子与mRNA上相应的密码子互补配对，故得到多肽链为b—c—a—d—……，用到的tRNA中反密码子的序列从3′端向5′端连接，且将U替换为T，即模板链的序列为3′－AGACGTTCTGAC…－5′，C正确。 5．DNA转录时作为模板功能的链叫作反义链，另一条叫作有义链。如图是DNA分子中某些基因有义链和反义链示意图。下列叙述错误的是(　　) A．不同基因可能同时复制，但不能同时转录 B．根据启动子和终止子的相对位置可判断哪条链作为反义链 C．DNA分子的一条链对不同基因来说，有的是有义链，有的是反义链 D．基因的转录和翻译并不都是沿着模板的3′端到5′端进行的 答案　A 解析　不同的基因位置不同，可能同时复制，也可能同时转录，A错误；启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录，因此根据启动子和终止子的相对位置可以判断哪条链作为反义链，B正确；不同基因的有义链和反义链不同，因此DNA分子的一条链对不同基因来说，有的是有义链，有的是反义链，C正确；基因的转录是沿着模板的3′端到5′端进行的，翻译是沿着模板的5′端到3′端进行的，D正确。 6．(2023·江苏，6)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 答案　D 解析　tRNA链存在空间折叠，局部双链之间通过碱基对相连，A错误；反密码子为5′－CAU－3′的tRNA只能与密码子3′－GUA－5′配对，只能携带一种氨基酸，B错误；mRNA中有终止密码子，核糖体读取到终止密码子时翻译结束，终止密码子没有相应的tRNA结合，C错误；由题意可知，在密码子第3位的碱基A、U或C可与反密码子第1位的I配对，这种配对方式增加了反密码子与密码子识别的灵活性，提高了容错率，有利于保持物种遗传的稳定性，D正确。 7．(2023·海南，13)噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子，部分序列如图。下列叙述正确的是(　　) A．D基因包含456个碱基，编码152个氨基酸 B．E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列，其互补DNA序列是5′－GCGTAC－3′ C．噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸 D．E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，且重叠序列编码的氨基酸序列相同 答案　B 解析　根据题图信息，D基因编码152个氨基酸，但D基因上包含终止密码子对应序列，故应包含459个碱基，A错误；分析图中信息，E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列是5′－GTACGC－3′，根据DNA分子两条链反向平行，其互补DNA序列是5′－GCGTAC－3′，B正确；噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核苷酸，C错误；E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，但重叠序列编码的氨基酸序列不同，D错误。 8．(2025·巴中三模)如图表示拟南芥F基因的转录及加工获得Fγ mRNA和Fβ mRNA的过程，其中Fγ、Fβ表示蛋白质。当Fβ过多时，拟南芥响应高温开花的时间延后(真核细胞中的多数基因经转录会产生前体mRNA，前体mRNA中由内含子转录的RNA片段会被剪接体SnRNP切除并快速水解，由外显子转录的RNA片段会相互连接形成成熟mRNA)。下列叙述错误的是(　　) A．剪接体SnRNP不能特异性识别前体mRNA序列，剪切内含子转录的RNA片段 B．由前体mRNA指导合成Fγ的过程中，一定存在磷酸二酯键的断裂和形成以及碱基互补配对 C．促进F基因表达Fγ，拟南芥不一定提前开花 D．拟南芥开花时间受环境和mRNA剪接形式的影响 答案　A 解析　根据“前体mRNA中由内含子转录的RNA片段会被剪接体SnRNP切除并快速水解”，可知剪接体SnRNP能特异性识别前体mRNA序列，从而剪切内含子转录的RNA片段，A错误；由前体mRNA指导合成Fγ的过程中包含RNA分子的剪接和翻译过程，一定存在磷酸二酯键的断裂和形成以及碱基互补配对，B正确；影响拟南芥开花的因素还有温度，因此促进F基因表达Fγ，拟南芥不一定会提前开花，C正确；由题可知，前体RNA的剪接方式有两种，通过剪接可形成两种mRNA，Fγ mRNA和Fβ mRNA，当Fβ过多时，拟南芥响应高温开花的时间延后，说明开花时间受环境(高温)及RNA剪接形式的影响，D正确。 9．(2022·河北，9)下列关于中心法则相关酶的叙述，错误的是(　　) A．RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键 B．DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成 C．在解旋酶协助下，RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNA D．DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用 答案　C 解析　RNA聚合酶催化DNA→RNA的转录过程，逆转录酶催化RNA→DNA的逆转录过程，两个过程中均遵循碱基互补配对原则，且存在DNA－RNA之间的氢键形成，A正确；DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的化学本质都是蛋白质，蛋白质是由核酸控制合成的，其合成场所是核糖体，B正确；以单链DNA为模板转录合成多种RNA是转录过程，该过程不需要解旋酶，C错误；酶起催化作用，作用机理是降低化学反应的活化能，在适宜条件下，酶在体内、体外均可发挥作用，如体外扩增DNA分子的PCR技术中可用到热稳定DNA聚合酶，D正确。 10．(2025·成都三模)DNA中的遗传信息可以通过复制、转录和翻译而流动。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．该DNA可能存在于原核和真核细胞中，酶B和酶C均能催化DNA解旋 B．R环中存在5种含氮碱基和8种核苷酸，且嘌呤总数与嘧啶总数相等 C．被32P标记的DNA在31P环境中复制3次，子代DNA中含31P的链占总链数的7/8 D．过程①②③中均存在氢键的断裂和碱基互补配对，且均有水的生成 答案　B 解析　原核细胞中转录和翻译可同步进行；真核细胞的线粒体或叶绿体DNA复制、转录和翻译也可同步进行，符合图示过程。酶B(解旋酶)在复制中打开双链，酶C(RNA聚合酶)在转录中解开局部双链，A正确。图示R环由DNA单链与DNA—RNA杂交链共同构成，含DNA的脱氧核苷酸和RNA的核苷酸共8种，含A、T、C、G、U五种含氮碱基，杂交链的嘌呤(A＋G)与嘧啶(U＋C)在互补配对中数量相等，但另一条DNA单链中嘌呤和嘧啶数量不一定相等，B错误。被32P标记的DNA在31P环境中复制3次后共产生8个DNA分子，DNA复制为半保留复制，含32P的链仅有2条(原母链)，总链数为16条，含31P的链占14/16＝7/8，C正确。过程①②③分别为DNA复制、转录和翻译，过程中均存在氢键的断裂和碱基互补配对，且均有水的生成，D正确。 11．(2025·湖南，9)基因W编码的蛋白W能直接抑制核基因P和M转录起始。P和M可分别提高水稻抗虫性和产量。下列叙述错误的是(　　) A．蛋白W在细胞核中发挥调控功能 B．敲除基因W有助于提高水稻抗虫性和产量 C．在基因P缺失突变体水稻中，增加基因W的表达量能提高其抗虫性 D．蛋白W可能通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用 答案　C 解析　据题干信息可知，蛋白W能直接抑制核基因P和M转录起始，而核基因的转录过程发生在细胞核中，所以蛋白W在细胞核中发挥调控功能，A正确；P和M可分别提高水稻抗虫性和产量，敲除基因W可解除蛋白W对基因P和M转录的抑制，进而提高水稻抗虫性和产量，B正确；基因P缺失突变体水稻中无法合成蛋白P，无论是否增加基因W的表达量，均无法提高该突变体水稻的抗虫性，C错误；蛋白W能直接抑制核基因P和M转录起始，而转录起始的关键步骤是RNA聚合酶识别并结合启动子区域，因此蛋白W很可能通过这一机制抑制基因P和M的转录，D正确。 12．(2025·安徽A10联盟模拟)基因转录和翻译是生命体中相当重要的生化过程之一。它们控制着生命体中蛋白质的合成，而蛋白质则是细胞中多种高级生物学功能的基础。如图为基因转录、翻译的示意图，下列叙述错误的是(　　) A．图示可表示原核细胞的转录、翻译过程，有4条多肽链正在合成 B．图中转录形成的RNA的碱基序列与模板链的相应区域碱基序列互补 C．图中转录方向是从右向左，每个核糖体都能完成一条多肽链的翻译 D．图中的RNA聚合酶既能解开DNA双链，又能催化核糖核苷酸的连接 答案　A 解析　图中有4条mRNA结合多个核糖体，正在合成多条多肽链，A错误；转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，遵循碱基互补配对原则，所以转录形成的RNA的碱基序列与模板链的相应区域碱基序列互补，B正确；根据图中RNA聚合酶的位置以及mRNA的长度(mRNA越长表示越早开始转录)，可以判断转录方向是从右向左，每个核糖体都能沿着mRNA完成一条多肽链的翻译，C正确。 13．研究发现，当细胞缺乏氨基酸时，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，过程如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．过程②中终止密码子与a距离最近，d结合过的tRNA最多 B．tRNA、rRNA和mRNA均通过转录产生 C．细胞缺乏氨基酸时，空载tRNA既能抑制转录也能抑制翻译 D．空载tRNA的3′端结合特定氨基酸后转变为负载tRNA 答案　A 解析　根据肽链的长度可知，翻译的方向是从右向左，因此终止密码子与a距离最近，d上的肽链最短，其结合过的tRNA最少，A错误；过程①为转录过程，该过程可以产生tRNA、rRNA、mRNA三种RNA，B正确；由图可知，细胞缺乏氨基酸时，空载tRNA既抑制细胞核中的转录过程，又通过激活蛋白激酶来抑制翻译过程，C正确。 14．(2025·安徽江南十校联考)防御相关逆转录酶(DRT)系统在细菌抵抗噬菌体侵染方面发挥着重要作用，科研人员最新解析了肺炎克雷伯菌的DRT2系统抵御T5噬菌体侵染的机制如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．该研究表明：细菌能以RNA为模板创造自身不含有的基因 B．抑制细菌生长影响了噬菌体从细菌中获取相应的氨基酸、核酸、能量等 C．①②过程都有氢键、磷酸二酯键的形成与断裂 D．图示过程包括了中心法则的所有内容 答案　A 解析　由图可知，①为转录过程；②为转录和翻译过程，非编码RNA通过一种滚环逆转录方式形成一段串联重复的单链互补DNA序列，可能比模板RNA链长很多；③为以DNA一条链为模板合成互补DNA链过程；④为转录和翻译过程；⑤为Neo蛋白发挥作用，从而抑制细菌生长。编码Neo蛋白的基因并不在细菌DNA中存在，A正确。噬菌体是一种病毒，增殖过程中会从细菌中获取相应的氨基酸、核苷酸、能量等，不会获取细菌的核酸，B错误。细菌基因转录和翻译过程中会有氢键的形成与断裂，无磷酸二酯键的断裂，C错误。图示过程没有RNA的复制，D错误。 二、非选择题 15．(16分)(2025·江苏，20)真核细胞进化出精细的基因表达调控机制，如图表示部分调控过程。请回答下列问题： (1)细胞核中，DNA缠绕在组蛋白上形成____________。由于核膜的出现，实现了基因的转录和________在时空上的分隔。 (2)基因转录时，________酶结合到DNA链上催化合成RNA。加工后转运到细胞质中的RNA，直接参与蛋白质肽链合成的有rRNA、mRNA和____________。分泌蛋白的肽链在______________完成合成后，还需转运到高尔基体进行加工。 (3)转录后加工产生的IncRNA、miRNA参与基因的表达调控。据图分析，IncRNA调控基因表达的主要机制有________________________________________________________。miRNA与AGO等蛋白结合形成沉默复合蛋白，引导降解与其配对结合的RNA。据图可知，miRNA发挥的调控作用有__________________________________________________________。 (4)外源RNA进入细胞后，经加工可形成siRNA引导的沉默复合蛋白，科研人员据此研究防治植物虫害的RNA生物农药。根据RNA的特性及其作用机理，分析RNA农药的优点有________________________________。 答案　(1)染色质(染色体)　翻译　(2)RNA聚合　tRNA　粗面内质网　(3)与DNA结合，调控基因的转录；与mRNA结合，调控翻译　降解IncRNA，解除对翻译的影响；降解mRNA，调控翻译　(4)专一性强；易降解，不会污染环境 解析　(1)细胞核中，DNA缠绕在组蛋白上形成染色质(染色体)。转录在细胞核内进行，翻译在细胞质中的核糖体上进行，故由于核膜的出现，实现了基因的转录和翻译在时空上的分隔。(2)基因转录时，RNA聚合酶结合到DNA链上催化合成RNA。加工后转运到细胞质中的RNA，直接参与蛋白质肽链合成的有rRNA(组成核糖体)、mRNA(翻译的模板)和tRNA(运输氨基酸)。分泌蛋白的肽链在粗面内质网完成合成后，还需转运到高尔基体进行加工。(3)转录后加工产生的IncRNA、miRNA参与基因的表达调控。据图分析，IncRNA调控基因表达的主要机制：一方面与DNA结合，调控基因的转录；另一方面与mRNA结合，调控翻译。miRNA与AGO等蛋白结合形成沉默复合蛋白，一方面降解IncRNA，解除对翻译的影响；另一方面降解mRNA，调控翻译。 16．(18分)(2025·绵阳模拟)微RNA(miRNA)是真核生物中广泛存在的一类重要的基因表达调控因子。如图表示线虫细胞中微RNA调控基因lin－14表达的相关作用机制，最终微RNA与mRNA形成双链。请回答下列问题： (1)图中过程A是________，该过程除需要模板、能量等外，还需要____________作为原料和________酶的催化。物质①通过________(填结构名称)从细胞核进入细胞质中。 (2)过程B中核糖体移动的方向是________(填“从左到右”或“从右到左”)，该过程多个核糖体结合到同一条mRNA上的生理学意义是___________________________________。图中涉及的中心法则过程为________________________________(用文字和箭头表示)。 (3)研究表明，线虫体内不同微RNA仅出现在不同的组织中，说明微RNA基因的表达具有________________性。 (4)据图可知，miRNA抑制基因lin－14表达的机理是__________________________________。 答案　(1)转录　核糖核苷酸　RNA聚合　核孔　(2)从左到右　少量的mRNA就可以在短时间内合成大量的蛋白质，提高翻译效率　DNA→RNA→蛋白质(箭头上可依次标注“转录”“翻译”)　(3)组织特异(或选择)　(4)微RNA调控基因lin－4转录形成的Pre－miRNA进入细胞质，经过酶切割和组装后形成RISC－miRNA复合物，该复合物可抑制lin－14蛋白质编码基因转录的RNA的翻译过程(或者RISC－miRNA复合物与基因lin－14转录形成的mRNA结合，从而抑制翻译过程) 解析　(1)图中过程A是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，这是转录过程。转录除需要模板、能量等外，还需要核糖核苷酸作为原料和RNA聚合酶的催化。物质①是mRNA，它是大分子物质，通过核孔从细胞核进入细胞质中。(2)观察图中正在合成的肽链，根据肽链的长短可知，左边的肽链较短，右边的肽链较长，说明核糖体是从左到右移动进行翻译的。该过程多个核糖体结合到同一条mRNA上的生理学意义是少量的mRNA就可以在短时间内合成大量的蛋白质，从而提高翻译的效率。图中涉及的中心法则过程为DNA→RNA→蛋白质(箭头上可依次标注“转录”“翻译”)。(3)线虫体内不同微RNA仅出现在不同组织中，说明微RNA基因在不同组织细胞中选择性开启或关闭，体现了基因表达的组织特异性(本质是细胞分化过程中基因的选择性表达)。 学科网（北京）股份有限公司 $