第6单元　第28讲　基因的表达

第六单元遗传的分子基础第28讲基因的表达概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成。壹考点1遗传信息的转录1.RNA的种类和功能与基因表达有关的RNA主要包括______________________三类，它们是由_______________聚合而成的单链核酸，其结构和功能如下图所示：1RNA的种类和功能mRNA、tRNA和rRNA核糖核苷酸

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津除了以上三种功能，RNA还有什么功能？请列举出来。提示：还有少部分RNA具有催化功能；RNA还是某些病毒的遗传物质；此外，细胞中还有部分非编码RNA具有调节功能，如参与基因表达的调控。2.RNA与DNA的鉴别1.

概念：以______________________为模板，按碱基互补配对原则合成_________的过程。2遗传信息的转录DNA中基因的一条链RNA2.过程

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津(1)真核生物的DNA转录形成的mRNA需要在细胞核中加工处理成为成熟的mRNA后，才能通过______进入细胞质中作为______的模板。(2)转录是以基因为单位进行的，而DNA分子中的基因是不连续的，即基因间存在非基因片段，因此一个DNA分子转录能生成___个RNA分子。而DNA复制的对象是整个DNA分子。(3)一个DNA分子上的不同基因，在转录时模板链不一定是DNA分子的同一条链(与基因的本身结构有关，如启动子的方向性)。(4)与DNA聚合酶相比，RNA聚合酶可以从头合成RNA，因此细胞内DNA复制常用_________为引物。核孔翻译多RNA思辨小练1.

判断下列说法的正误：(1)细胞内基因在转录时两条链均作模板。(

)提示：基因在转录时只以其中一条链作模板。(2)细胞内mRNA是转录的产物，tRNA不是转录产物。(

)提示：RNA都是转录的产物。(3)基因转录时需要RNA聚合酶，不需要解旋酶。(

)(4)一个DNA分子上的不同基因的模板链相同。(

)××√×2.

结合RNA的特点，思考：mRNA为何适于作DNA的信使？提示：①它的分子结构与DNA很相似，也是由基本单位核苷酸连接而成的，也能储存遗传信息；②在RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”，但U与A配对；③RNA一般是单链，且比DNA短，能够通过核孔转移到细胞质中传递信息。1考向1

RNA相关问题分析

(多选)(2024·南通三调)单个基因的前体mRNA既可能有外显子被跳过的可变剪切，也可能有内含子被保留的可变剪切，从而产生多种成熟的mRNA。马铃薯的St－RS31前体mRNA可剪切出如下3种mRNA，在黑暗条件下mRNA1的含量显著下降，mRNA3的含量显著上升。下列叙述正确的是(

)A.mRNA上的起始密码子是由DNA上的启动子转录而来的B.mRNA3编码的多肽链的长度长于mRNA1和mRNA2C.外界环境因素会影响mRNA的可变剪切，从而影响生物的性状D.内含子、外显子的突变都可能改变基因的表达，改变生物的性状CD【解析】启动子不转录，属于非编码区，起始密码子是由基因的编码区转录而来的，A错误；由图知，mRNA2和mRNA3翻译都提前终止了，所以mRNA3编码的多肽链的长度短于mRNA1，B错误。

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津真、原核细胞基因的结构2考向2遗传信息的转录

下图为真核生物细胞核内RNA的合成示意图，下列相关叙述正确的是(

)A.图中示意解旋酶沿着DNA自左向右移动催化转录过程B.③可以转移到细胞质中直接作为翻译过程的模板C.一个DNA分子可以转录产生多个、多种RNA分子D.图示过程也可能发生在线粒体、叶绿体和核糖体中C【解析】参与转录过程的酶是RNA聚合酶，⑤为RNA聚合酶，根据合成的mRNA长短判断，它移动方向是自左向右，A错误；③是mRNA，需要经过加工编辑才可以转移到细胞质中作为翻译过程的模板，B错误；基因通常是有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上含有多个基因，因此一个DNA分子可以转录产生多个、多种RNA分子，C正确；核糖体中没有DNA，图示合成RNA过程也可能发生在线粒体、叶绿体中，D错误。贰考点2遗传信息的翻译1.

翻译的概念游离在细胞质中的各种氨基酸，以________为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质(肽链)的过程。2.密码子和反密码子的比较项目密码子反密码子位置mRNA上____________的碱基_______上的3个相邻碱基(一个tRNA一般含70～90个核苷酸)mRNA3个相邻tRNA项目密码子反密码子作用直接决定蛋白质中氨基酸的序列识别密码子，转运_________种类64种，其中一般有3种终止密码子(UAA、UAG、UGA)不决定氨基酸由于密码子的第3位碱基与反密码子的第1位碱基之间的配对有一定的摆动性，故tRNA种类小于61种，且具有物种差异性特点与DNA模板链互补，具有简并性、通用性、专一性与mRNA中密码子互补氨基酸

解

疑

释

惑(1)遗传信息、密码子和反密码子的关系遗传信息一般存在于DNA分子中，DNA分子中脱氧核苷酸的____________蕴藏着遗传信息。密码子存在于________分子中，密码子的排列顺序直接决定蛋白质分子中氨基酸的排列顺序。反密码子存在于tRNA分子中，决定tRNA携带的氨基酸放在核糖体的位置。排列顺序mRNA(2)密码子和氨基酸之间的关系一般情况下，一种密码子(终止密码子除外)决定_______________，一种氨基酸可由____________________决定。密码子的简并性，即几种密码子决定同一种氨基酸的现象，保证了翻译的蛋白质结构及遗传性状的稳定性，即提高了容错性；密码子的简并性不仅可以提高翻译速度，也可以提供进化优势，因为基因组可以在不改变蛋白质_____________的情况下进行变异，从而增加了基因组的多样性。一种氨基酸一种或多种密码子(氨基酸)序列(3)区分复制原点、启动子与起始密码子、终止子与终止密码子复制原点位于DNA上，复制时需要解旋，相应序列富含碱基对A—T(便于解旋)。启动子与终止子存在于基因(DNA)中，是与基因转录开始与结束有关的结构，但启动子本身不转录，转录起始位点在基因下游；起始密码子与终止密码子存在于mRNA上，是______开始与结束的信号，终止密码子一般不翻译，核糖体遇到它会脱落。翻译3.

翻译过程(1)示意图(2)过程

归

纳

总

结DNA复制、转录和翻译的比较项目遗传信息的传递遗传信息的表达复制(DNA→DNA)转录(DNA→RNA)翻译(mRNA→蛋白质)范围/时间只有分裂的细胞才在分裂间期进行核DNA分子的复制，如分生区细胞几乎所有活细胞中(主要发生在分裂间期)场所主要是细胞核，叶绿体、线粒体、拟核也会发生细胞质(核糖体)项目遗传信息的传递遗传信息的表达复制(DNA→DNA)转录(DNA→RNA)翻译(mRNA→蛋白质)模板亲代DNA的两条链分别作模板DNA(基因)的一条链mRNA模板去向子代DNA分子中DNA链恢复双螺旋降解成核糖核苷酸原料4种游离的脱氧核苷酸4种游离的核糖核苷酸氨基酸产物子代DNA分子3大类RNA蛋白质(多肽)和水酶解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶特定的酶项目遗传信息的传递遗传信息的表达复制(DNA→DNA)转录(DNA→RNA)翻译(mRNA→蛋白质)过程DNA解旋，以两条链为模板，按碱基互补配对原则，合成两条子链，子链与对应模板链螺旋化DNA解旋，以其中一条链为模板，按碱基互补配对原则，形成RNAmRNA与核糖体结合，以mRNA为模板，以tRNA为搬运相应氨基酸的工具，合成有一定氨基酸序列的蛋白质关键调控序列复制原点启动子(不转录)、终止子起始密码子、终止密码子(一般不翻译)项目遗传信息的传递遗传信息的表达复制(DNA→DNA)转录(DNA→RNA)翻译(mRNA→蛋白质)碱基配对A—T、T—A、C—G、G—CA—U、T—A、C—G、G—CA—U、U—A、C—G、G—C特点半保留复制；边解旋边复制等边解旋边转录一条mRNA上可相继结合多个核糖体，同时合成多条相同的多肽链意义复制遗传信息，使遗传信息由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1.

判断下列说法的正误：(1)RNA具有作为遗传物质、催化、运输等多种功能。(

)(2)翻译时，每种氨基酸仅由一种密码子决定。(

)提示：一般一种密码子决定一种氨基酸，而一种氨基酸可由一种或多种密码子决定。思辨小练√×(3)基因表达的数量关系(不考虑终止密码子等情况)可表示为DNA(基因)中碱基数∶mRNA碱基数∶蛋白质中氨基酸残基数＝6∶3∶1。(

)提示：基因中存在不转录序列、转录产生的前体RNA需要经过剪切才能变成mRNA、mRNA中存在不翻译序列、翻译产生的肽链需要经过剪切加工才能变成有活性的蛋白质，即基因表达涉及基因的转录后加工和翻译后加工。×(4)与终止密码子UAG配对的反密码子是AUC。(

)提示：终止密码子UAG不对应氨基酸，无对应的反密码子，且密码子为5′－UAG－3′，配对的碱基顺序应为5′－CUA－3′。未标注时默认左侧为5′，右侧为3′。×2.与转录过程相比，翻译过程中特有的碱基配对方式是_________。3.

密码子的通用性是指地球上几乎所有生物都共用一套遗传密码。这对你有何启示？提示：生物界具有统一性，地球上的生物可能有着共同的起源。U—A1考向1密码子和反密码子

(2024·湖北卷)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′，则mRNA上对应碱基序列为5′－AUG－3′，该序列所对应的反密码子是5′－CAU－3′。A2考向2翻译的过程

(2023·江苏卷)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tRNAD.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D【解析】tRNA分子中存在局部双链，即存在碱基互补配对，A错误；一种tRNA只能转运一种氨基酸，B错误；终止密码子不决定氨基酸，不能结合相应的tRNA，C错误；次黄嘌呤(I)与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对，使得当基因发生碱基对替换时，可能不会导致翻译的蛋白质发生改变，有利于保持物种遗传的稳定性，D正确。(2024·南京六校期中)下图为大肠杆菌的蛋白质翻译延伸示意图，其中30S和50S表示核糖体两个亚基蛋白。下列说法错误的是(

)A.蛋白质翻译延伸时，携带氨基酸的tRNA先进入E位点，后从A位点脱离B.丙氨酸(Ala)的密码子为5′－GCC－3′C.若I(次黄嘌呤)与A、U、C皆可配对，则有利于提高翻译的效率D.当核糖体移动到终止密码子时，30S和50S从mRNA上分离，翻译终止A【解析】由图可知，mRNA的翻译方向是从左到右，因此蛋白质翻译延伸时，tRNA会依次进入A位点、P位点、E位点，即携带氨基酸的tRNA先进入A位点，后从E位点脱离，A错误；mRNA的翻译是沿5′→3′方向进行的，mRNA的翻译方向是从左到右，据图可知，丙氨酸(Ala)的密码子应该是5′－GCC－3′，B正确；若I(次黄嘌呤)均可与A、U、C配对，则提高了密码子的简并，使得碱基配对的效率更高，有利于提高翻译的效率，C正确；30S和50S表示核糖体两个亚基蛋白，当核糖体移动到终止密码子时，30S和50S从mRNA上分离，翻译终止，D正确。3考向3基因的表达

(2023·浙江1月卷)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B【解析】图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的5′端向3′端移动，A错误；该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，tRNA通过识别mRNA上的密码子携带相应氨基酸进入核糖体，B正确；图中5个核糖体结合到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、同时结束，C错误；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可能会减少，D错误。

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津原核细胞和真核细胞基因表达的不同图1表示原核细胞的基因表达。由于没有核膜的存在，拟核和细胞质之间没有界限，且转录产生的RNA即可充当翻译的模板，一般不需要经过转录后加工处理(原核生物基因无内含子)，因此原核细胞的转录和翻译同时进行。图1中核糖体的移动方向是____________(判断依据是肽链的长度)；一个mRNA上可结合多个核糖体形成多聚核糖体，同时合成多条相同的肽链(这一特点适用于各种生物)的意义是___________________。从下到上提高了翻译的效率图2表示真核细胞的核基因表达。由于有核膜的存在，且转录产物需要经过______处理(如将内含子所对应的部分RNA序列切除)后才能变为成熟的mRNA用于翻译，细胞核内转录生成的mRNA通过______出来，与细胞质中的核糖体结合，参与翻译过程，因此真核细胞的转录和翻译在时间上不同时进行。(注：真核细胞中也通过形成多聚核糖体来提高翻译效率。)加工核孔(2024·贵州卷)如图是某基因编码区部分碱基序列，在体内其指导合成肽链的氨基酸序列为：甲硫氨酸—组氨酸—脯氨酸—赖氨酸……下列叙述正确的是(

)注：AUG(起始密码子)：甲硫氨酸CAU、CAC：组氨酸CCU：脯氨酸AAG：赖氨酸UCC：丝氨酸UAA(终止密码子)A.①链是转录的模板链，其左侧是5′端，右侧是3′端B.若在①链5～6号碱基间插入一个碱基G，合成的肽链变长C.若在①链1号碱基前插入一个碱基G，合成的肽链不变D.碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同C【解析】由于起始密码子是AUG，根据碱基互补配对，①链是转录的模板链，转录时模板链读取的方向是3′→5′，即左侧是3′端，右侧是5′端，A错误；在①链5～6号碱基间插入一个碱基G，则mRNA的5～6号碱基间插入一个C，变为5′－AUGCACUCCUAAG－3′，第4个密码子为终子密码子UAA，终止密码子提前出现，故合成的肽链变短，B错误；若在①链1号碱基前插入一个碱基G，在起始密码子之前加了一个碱基，不影响起始密码子和终止密码子之间的序列，故合成的肽链不变，C正确；由于密码子的简并性，故碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同，D错误。考向4

DNA复制、转录和翻译的综合

(2024·淮安淮阴中学)下列关于DNA复制、基因表达的叙述，正确的是(

)A.在特殊情况下，终止密码子UGA可以编码硒代半胱氨酸B.游离的核糖核苷酸在DNA聚合酶的作用下合成子链C.双链DNA多起点复制过程中只有一条链的复制是不连续的D.与密码子5′－AGC－3′配对的反密码子为5′－UCG－3′4A【解析】UGA通常为终止密码子，但在特殊情况下，UGA可以编码硒代半胱氨酸，A正确；DNA的基本单位是脱氧核苷酸，游离的脱氧核糖核苷酸在DNA聚合酶的作用下合成子链，B错误；双链DNA多起点复制过程中由于有复制叉的存在，其不连续复制的子链可能不同，即两条链可能都是不连续复制的，C错误；密码子与反密码子遵循碱基互补配对原则，与密码子5′－AGC－3′配对的反密码子为5′－GCU－3′，D错误。叁大题考向3基因表达的调控基因表达调控使细胞中基因表达的过程在时间、空间上处于有序状态，并对环境条件的变化作出反应的复杂过程，是生物体内细胞分化、形态发生和个体发育的分子基础。基因表达的调控可在多个层次上进行，包括转录水平、转录后水平、翻译水平和翻译后水平等。转录水平调控：真核生物的转录调控包括多种形式，例如DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质乙酰化与去乙酰化、转录因子等。原核生物中比较经典的调控机理如乳糖操纵子、色氨酸操纵子。转录后水平调控：真核生物基因转录在细胞核内进行，而翻译则在细胞质中进行，因此转录后调控是基因表达调控的另一个重要方面，主要包括RNA可变剪接、RNA甲基化以及多种调控RNA(miRNA、lncRNA、circRNA)参与的转录后调控等。翻译水平调控：如RNA干扰。RNA干扰是有效沉默或抑制目标基因表达的过程，指内源性或外源性双链RNA(dsRNA)介导的细胞内mRNA发生特异性降解，从而导致靶基因的表达沉默，产生相应的功能表型缺失的现象。RNA干扰由转运到细胞质中的双链RNA激活，沉默机制可导致由小干扰RNA(siRNA)或短发夹RNA(shRNA)诱导实现靶mRNA的降解，或者通过小RNA(miRNA)诱导特定mRNA翻译的抑制。1命题1基因表达调控的机理

(2024·泰州兴化模拟)大肠杆菌部分基因表达受环境因素影响，研究者通过麦芽糖操纵子模型(如图1所示)解释大肠杆菌对麦芽糖降解相关基因表达的调节，请读图回答下列问题：图1图2图3(1)图1中①过程的原料是________________________，启动子片段在①过程为__________酶提供识别和结合的位点，结构基因在进行①过程时，模板链是______，②过程进行的场所是_________。四种游离的核糖核苷酸RNA聚合a链核糖体图1(2)操纵基因本身不表达，在操纵基因上结合激活蛋白时，结构基因才可以表达，激活蛋白在__________________(填“不结合麦芽糖时”或“结合麦芽糖时”)才可以与操纵基因结合，这种调节方式的意义是____________________________________________。(3)图1中的基因全部正常表达，至少需要___段启动子序列，图示全部mRNA上至少需要有___个起始密码子。结合麦芽糖时使大肠杆菌更加适应环境，同时避免资源的浪费23图1(4)麦芽糖操纵子模型提出后，实践中发现，仅当环境中葡萄糖缺乏时，大肠杆菌才可能表达麦芽糖降解相关基因，称为“葡萄糖效应”，研究者在启动子上游发现了CAP位点来解释这一现象。读图2分析“葡萄糖效应”出现的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

葡萄糖缺乏时，cAMP浓度上升，可与CAP蛋白结合形成cAMP－CAP，后者与CAP位点结合激活RNA聚合酶开始转录，从而翻译出激活蛋白，与麦芽糖操纵基因结合使之表达图2(5)若将大肠杆菌培养在既有葡萄糖又有麦芽糖的培养基中，其生长曲线如图3所示，结构基因会在图3中的____________(填“仅A时段”“仅B时段”“A时段和B时段”)表达。仅B时段图3【解析】(1)图1中①过程表示转录，其产物时RNA，原料是四种游离的核糖核苷酸，启动子是RNA聚合酶的识别和结合位点，转录是方向沿着模板链3′→5′进行，根据图中RNA聚合酶的移动方向可知，结构基因在进行①过程时，模板链是a链。②过程表示翻译，该过程进行的场所是核糖体。(2)当激活蛋白结合麦芽糖时，才可以与操纵基因结合，才能表达出结构基因，从而产生相应的酶催化麦芽糖水解，这种调节方式可使大肠杆菌更加适应环境，同时避免资源的浪费。(3)图1中涉及调节基因、操纵基因、结构基因，由图可知，激活蛋白与操纵基因结合可使得结构基因表达，所以至少需要2段启动子序列，即调节基因前的启动子和操纵基因前的启动子，图示全部mRNA翻译出3种蛋白质，所以少需要3个起始密码子。(4)由图2可知，葡萄糖缺乏时，cAMP浓度上升，可与CAP蛋白结合形成cAMP－CAP，后者与CAP位点结合激活RNA聚合酶开始转录，从而翻译出激活蛋白，与麦芽糖操纵基因结合使之表达。cAMP含量愈高，麦芽糖操纵基因的表达愈旺盛。(5)由(3)(4)可知，当葡萄糖缺乏，激活蛋白结合麦芽糖时，才可以与操纵基因结合，从而使结构基因表达催化麦芽糖水解相关的酶，即大肠杆菌会先利用葡萄糖，当葡萄糖缺乏时(图中B时段)结构基因才会表达。2(2020·江苏卷节选)研究发现，线粒体内的部分代谢产物可参与调控核内基因的表达，进而调控细胞的功能。下图为T细胞中发生上述情况的示意图，请据图回答下列问题：(1)丙酮酸进入线粒体后先经氧化脱羧形成乙酰辅酶A，再彻底分解成_________和[H]。[H]经一系列复杂反应与_______结合，产生水和大量的能量，同时产生自由基。(2)线粒体中产生的乙酰辅酶A可以进入细胞核，使染色质中与______结合的蛋白质乙酰化，激活干扰素基因的转录。(3)线粒体内产生的自由基穿过线粒体膜到_____________中，激活NFAT等调控转录的蛋白质分子，激活的NFAT可穿过______进入细胞核，促进白细胞介素基因的转录。转录后形成的________分子与核糖体结合，经______过程合成白细胞介素。CO2O2DNA细胞质基质核孔mRNA翻译【解析】线粒体内进行有氧呼吸的第二、三阶段，丙酮酸进入线粒体后先分解成CO2和[H]，[H]再与O2结合产生水和大量的能量。染色质的主要成分是蛋白质和DNA。从图中可以看出，线粒体内产生的自由基可以穿过线粒体膜到细胞质基质中，再激活NFAT等调控转录的蛋白质分子，激活的NFAT是大分子蛋白质，进入细胞核需穿过核孔。3命题2基因表达调控的应用

(2022·江苏卷节选)科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防。图中①～④示意4种RNA药物的作用机制。请回答下列问题：(1)细胞核内RNA转录合成以_____________为模板，需要_____________的催化。前体mRNA需加工为成熟的mRNA，才能转运到细胞质中发挥作用，说明______对大分子物质的转运具有选择性。(2)机制①：有些杜兴氏肌营养不良症患者DMD蛋白基因的51外显子片段中发生______________________________________，提前产生终止密码子，从而不能合成DMD蛋白。为治疗该疾病，将反义RNA药物导入细胞核，使其与51外显子转录产物结合形成_______________________，DMD前体mRNA剪接时，异常区段被剔除，从而合成有功能的小DMD蛋白，减轻症状。DNA的一条链RNA聚合酶核孔(基因)突变(或：碱基的增添、减少或替换)双链RNA(杂交RNA片段)(3)机制②：有些高胆固醇血症患者的PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解，血液中胆固醇含量偏高。转入与PCSK9mRNA特异性结合的siRNA，导致PCSK9mRNA被剪断，从而抑制细胞内___________的合成，治疗高胆固醇血症。(4)机制③：mRNA药物进入患者细胞内可表达正常的功能蛋白，替代变异蛋白发挥治疗作用。通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，目的是____________________________________________________________________________________。PCSK9蛋白

保护并把mRNA送入细胞内(使mRNA通过胞吞进入受体细胞)，使之能够表达正常的功能蛋白【解析】(2)基因突变，即碱基的增添、替换或缺失，会引起mRNA上的碱基发生改变，而可能导致终止密码子提前出现。图中可见，反义RNA是单链的，可与转录产物单链mRNA发生碱基互补配对，杂交形成双链RNA。(3)PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解，PCSK9mRNA是基因转录产物，其被剪断，则不能作为模板翻译出PCSK9蛋白，使低密度脂蛋白的内吞受体降解减慢，从而使胆固醇含量正常。(4)脂质体与细胞膜的基本结构类似，将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，有利于mRNA药物进入组织细胞，从而表达出正常的功能蛋白。肆配套精练1.(2024·淮安清河中学)下列有关DNA和RNA的叙述，正确的是(

)A．DNA和RNA成分上的区别在于4种碱基的不同B．DNA都是复制而来的，RNA都是转录而来的C．AGCTGA既可能是DNA的碱基序列，也可能是RNA的碱基序列D．mRNA的碱基序列取决于DNA的碱基序列，同时又决定蛋白质中氨基酸的序列【解析】DNA和RNA成分上的区别在于碱基T、U和五碳糖的不同，A错误；DNA可通过复制和逆转录形成，RNA可通过DNA转录和RNA复制形成，B错误；AGCTGA含T，只能是DNA的碱基序列，C错误。D2.(2024·河北卷)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【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，解旋酶使得DNA双链从复制起点开始，以双向进行的方式解旋，并不是从5′端到3′端的单向解旋，B错误；转录时不需要解旋酶，RNA聚合酶即可完成解旋，C错误。D3.(2024·南京六校联合调研)如图表示细胞内的两种生理过程，下列叙述错误的是(

)A．图2表示翻译，mRNA上每个密码子均能结合相应的tRNAB．图1所示过程与图2所示过程中发生的碱基配对方式不完全相同C．图1所示过程中酶的移动方向与图2所示过程中核糖体的移动方向均为从左向右D．图1表示转录，该过程发生时模板与产物间有氢键的形成与断裂A【解析】图2表示翻译，mRNA上的终止密码子没有相应的tRNA结合，A错误。图1所示过程碱基配对关系是A—U、G—C、T—A、C—G，图2过程的碱基配对关系是A—U、U—A、G—C、C—G，故不完全相同，B正确。图1中RNA单链左侧脱离，右侧仍结合，说明从左侧起始转录；图2中tRNA从右侧进入，说明核糖体从左向右移动，所以转录和翻译都是从左侧开始，C正确。图1表示转录，转录过程中mRNA上的碱基与DNA模板链的碱基互补配对，有氢键形成；转录结束，RNA链脱离模板，有氢键的断裂，D正确。4.(2024·常州联盟调研)下图是真核细胞染色体上基因的表达过程示意图。有关叙述不正确的是(

)A．基因的转录需要RNA聚合酶的催化B．“拼接”时在核糖和磷酸之间形成化学键C．成熟mRNA上具有翻译的启动子、终止子D．翻译过程需要成熟mRNA、tRNA、氨基酸、ATP、核糖体等C【解析】RNA聚合酶与基因的特殊序列相结合，调控基因转录的起始，起催化作用，A正确；“拼接”时是由一个RNA片段末端的核糖和另一个RNA片段末端的磷酸之间形成化学键，将两个片段连接起来，B正确；成熟mRNA上具有翻译的起始密码子和终止密码子，启动子和终止子在DNA上，C错误；翻译过程需要成熟mRNA作为翻译的模板、tRNA作为转运氨基酸的工具、氨基酸作为翻译的原料、核糖体作为翻译的场所，还需要ATP为翻译提供能量，D正确。5.(2023·山东卷)细胞中的核糖体由大、小2个亚基组成。在真核细胞的核仁中，由核rDNA转录形成的rRNA与相关蛋白组装成核糖体亚基。下列说法正确的是(

)A．原核细胞无核仁，不能合成rRNAB．真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成C．rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子D．细胞在有丝分裂各时期都进行核DNA的转录【解析】原核细胞无核仁，有核糖体，核糖体由rRNA和蛋白质组成，可见原核细胞能合成rRNA，A错误；核糖体是蛋白质合成的场所，真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成，B正确；mRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子，C错误；在有丝分裂的分裂期，细胞中的染色质变成染色体，此时核DNA无法解旋，无法转录，D错误。B6.(2024·泰州一模)环状RNA是一类特殊的RNA，其翻译过程不同于链状RNA，核糖体与环状RNA结合后，可能会在RNA上移动一圈以上。如图为一个由220个核苷酸组成的环状RNA，核糖体移动方向如箭头所示[可能用到的密码子：起始密码子为AUG(甲硫氨酸)，终止密码子有UAA、UAG、UGA]。若核糖体从A处开始翻译过程，相关叙述错误的是(

)A．环状RNA比链状RNA具有更高的稳定性B．该RNA编码的蛋白质所含氨基酸数可能多于73个C．若B→A间不存在终止密码子，核糖体再移动至A时不能读取到“AUG”密码子D．当核糖体第一次到达B时翻译过程可能会终止，也可能继续向下翻译D【解析】环状RNA具有特殊的环形结构，与链状RNA相比，环状RNA具有更高的稳定性，A正确；根据题干信息，核糖体在环状RNA上可能进行一圈以上的翻译，因此翻译成的蛋白质所含的氨基酸数可能大于73(即220÷3)个，B正确；220不是3的整倍数，因此当核糖体再次移动至A时，读取的不会是AUG，C正确；A处(AUG)和B处(UAG)之间的碱基数量为13个，不是3的倍数，因此核糖体第一次移动到B时，读取的是CUA，而不是UAG，因此不会终止翻译过程，D错误。7.(2024·苏州三模)DNA与由之转录得到的RNA可以杂交，图示为某基因与该基因转录得到的RNA杂交模式图，其中A、B、C为非互补序列突出形成的环(R环)。下列有关叙述错误的是(

)A．ssDNA很可能是经过高温变性得到的DNA单链B．A、B、C片段很可能是基因的内含子序列C．RNA的所有碱基都能与DNA碱基配对D．由该RNA得到的cDNA与ssDNA杂交后也会出现R环C【解析】高温可破坏DNA中的氢键，ssDNA很可能是经过高温变性得到的DNA单链，A正确；内含子为无编码作用的片段，在成熟mRNA中被切除，A、B、C片段含有非互补序列，很可能是基因的内含子序列，B正确；该RNA不一定所有碱基都能与DNA碱基配对，C错误；由该RNA得到cDNA过程是按碱基互补配对原则逆转录得到的，与ssDNA也存在非互补区，故该cDNA与ssDNA杂交后也会出现R环，D正确。8.(2024·张家港测试)核糖体由大、小两个亚基组成，其上有3个供tRNA结合的位点，其中A位点是新进入的tRNA结合位点，P位点是肽链延伸过程中的tRNA结合位点，E位点是空载的tRNA释放位点，如下图所示。下列叙述错误的是(

)A．翻译过程中，tRNA的移动顺序是A位点→P位点→E位点B．核糖体与mRNA的结合部位通常会形成2个tRNA的结合位点C．P位点结合的tRNA上的反密码子是5′-CUG-3′D．反密码子与终止密码子的碱基互补配对使得肽链的延伸终止D【解析】根据题干信息，A位点是新进入的tRNA结合位点，P位点是延伸中的tRNA结合位点，E位点是空载tRNA结合位点，tRNA的移动顺序是A位点→P位点→E位点，A正确；核糖体由大、小两个亚基组成，其上有3个供tRNA结合的位点，E位点是空载的tRNA释放位点，故核糖体与mRNA的结合部位通常会形成2个tRNA的结合位点，B正确；P位点的密码子是5′-CAG-3′，故结合的tRNA上的反密码子是5′-CUG-3′，C正确；由于终止密码子不决定氨基酸，当核糖体遇到终止密码子时，翻译过程会终止，无反密码子与终止密码子碱基互补配对，D错误。9.(2024·安徽卷)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内的定位和转录产物见下表。此外，在线粒体和叶绿体中也发现了相对分子质量小的RNA聚合酶。种类细胞内定位转录产物RNA聚合酶Ⅰ核仁5.8SrRNA、18SrRNA、28SrRNARNA聚合酶Ⅱ核质mRNARNA聚合酶Ⅲ核质tRNA、5SrRNA注：各类rRNA均为核糖体的组成成分。下列叙述错误的是()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；基因的DNA发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，从而影响基因的转录，可影响基因表达，B正确；由表可知，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聚合酶的本质是蛋白质，编码RNA聚合酶Ⅰ的基因属于核基因，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。10.(2024·徐州期中)人体肝脏和小肠细胞中合成载脂蛋白的方式如图所示，下列叙述正确的是(

)A．mRNA与核糖体的结合依靠密码子与反密码子的相互配对B．翻译过程中核糖体沿着mRNA移动，遇到终止密码子时翻译自行停止C．图示编辑具有组织或细胞特异性，表明同一基因可指导合成不同的蛋白质D．小肠中合成小蛋白的根本原因是基因突变导致终止密码子(UAA)提前出现C【解析】mRNA与tRNA的结合依靠密码子与反密码子的相互配对，A错误；翻译过程中核糖体沿着mRNA移动，直至核糖体读取到mRNA上终止密码子时释放因子进入该位置，多肽链合成停止并被释放，B错误；据图可知，同一基因可以指导合成不同的蛋白质，C正确；小肠细胞中控制合成蛋白质的氨基酸数减少是由于mRNA编辑后终止密码子UAA提前出现，而不是因为基因突变，D错误。二、

多项选择题11.(2024·如皋二模)空间转录组技术可测定特定细胞在某一功能状态下转录出来的所有mRNA。该技术设计了一种标签TIVA－tag(包括一段尿嘧啶序列和蛋白质)，该标签进入活细胞后与mRNA的腺嘌呤序列尾(真核细胞mRNA均具有)结合得到产物TIVA－tag－mRNA，回收并纯化该产物之后，将mRNA洗脱下来用于转录组分析。下列叙述错误的是(

)A．TIVA－tag与染色体、ATP含有的五碳糖相同B．推测TIVA－tag与mRNA结合的场所在细胞质基质C．上述过程涉及氢键和磷酸二酯键的形成和断裂D．同一生物的不同活细胞利用该技术获得的TIVA－tag－mRNA种类相同ACD【解析】染色体含有脱氧核糖，ATP含有核糖，TIVA－tag含有尿嘧啶序列，说明含有核糖，它们的五碳糖不完全相同，A错误；TIVA－tag与mRNA的腺嘌呤序列尾结合形成的是氢键，洗脱断裂的也是氢键，不涉及磷酸二酯键的形成和断裂，C错误；同一生物的不同活细胞基因选择性表达的情况不同，产生的mRNA不完全相同，利用该技术获得的TIVA－tag－mRNA种类不相同，D错误。12.(2024·南京二模)研究发现，RNA聚合酶(RNAP)沿模板DNA转录过程中，会感知DNA损伤，继而启动修复，相关机制如图所示。下列叙述正确的有(

)A.RNAP－S修复对基因组的完整性和稳定性具有重要作用B．RNA聚合酶沿着DNA的模板链从5′端移动到3′端合成RNA分子C．推测DNA双链产生损伤时，转录模板链的修复程度要低于编码链D．A－规则修复方式将导致转录产物mRNA中相对损伤的位点突变AD【解析】RNAP－S修复DNA损伤，能够避免突变的积累，并保持基因组的完整性和稳定性，A正确；由于核酸链的合成都是从5′→3′端，RNA聚合酶应是沿着DNA的模板链从3′端移动到5′端合成RNA分子，B错误；当转录中的DNA双链产生诱变损伤时，转录模板链的修复程度要高于编码链，C错误；A－规则修复方式是RNAP缓慢经过损伤位点，并发生不依赖于模板的AMP优先的碱基错误掺入，导致转录产物mRNA中相对损伤的位点突变，D正确。13.(2024·苏锡常镇二调)如图，在大肠杆菌基因转录起始后，ρ因子结合到c链上，随c链的延伸而移动，当RNA聚合酶遇到终止子暂停后，ρ因子移到c链的末端，催化c链与b链分离，并