高中生物练习：基因的表达

第3课时基因的表达

【课标要求】概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成。

考点一转录和翻译

■梳理归纳夯实必备知识

1.RNA的结构、种类及功能

(磷啰核糖就小

基

本

单一4种核糖核甘酸含^基

位

RNA

的真核生物主要在细胞核内合成.

结通过核孔进入细胞质

构

、原核生物主要在双核中合成，无

种需加T.，直接进行翻译

类

及-信使RNA(mRNA)：传达DNA上的遗传信息

功

种-转运RNA(tRNA)：把笈状酸运送到核糖

能类体上

及

功-核糖体RNA(rRNA)：核核体的重要成分

能

一病毒RNA：少一病毒的遗传物质

_施：少数酶为RNA(核酣)，可降低化学

一反应的活化能(起催化作用)

2.遗传信息的转录和翻译

⑴转录

可以博别井令利石渺孑板T,

抄个到外工子用x■科也

/

解,胸：RNA聚合酶

旋（结果：双链解开，暴露碱基

潺

.原则：碱基互补配对原则（A-U,T-A,

C-G.G-C）

模板：解开的DNA双链中的一条链

IE对原料：游离的核糖核甘酸

举能量：可由ATP提供

K当酶:聚合酶

嘴RNA

藜留结果:通过磷酸二酯键聚合成一个RNA

DNA〔RNA延伸方向：5「3，

释［合成的mRNA从模板链上释放

'放IDNA双链恢复成双媒旋结构

①以•个基因为单位进行，或者几个基因同时转录,同•个细胞内的不同基因可以选拦性转

录。

②场所；主要是细胞核，叶绿体、线粒体中也能发生转体过程。

③真核生物的DNA转录形成的mRNA需要在细胞核加工处理成为成熟的mRNA后才能作为

翻译的模板。

④转录的产物是RNA,不仅仅有mRNA,还包含IRNA和rRNA等。

⑵翻译

国园一见史也与核糖体结合

.博慢板

但葡一IRNA相当于“译员”和“搬运TJ

国核糖体沿着mRNA移动，读取卜.一个密码子，由时应IRNA运输相

应的氨堪酸添加到延伸中的肽链上（一个mRNA可以结合多个核糖体）

叵正）一当核糖体遇到mRNA上的终止密码子时，合成停止

\

（核糖体在mRNA上的移动

*向）,丽）一肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上腹置

①密码子和反密码子

a.密码子存在于mRNA上,共有处种。决定氨基酸的密码子有8种；终止密码子有工种,

不决定氨基酸；起始密码子有复种（AUG、GUG）,决定氨基酸。

b.反密码子存在于幽区上，若反密码子为3,UCG5',则密码子序列为5,AGC3'。

c.除少数密码子外，生物界的遗传密码是统一的,这说明地球生物都来自共同的祖先。

②翻译起点：起始密码子是翻译第一个氨基酸的密码子，编码的是甲硫氨酸;翻译终点：识

别到终止密码子（不决定氨基酸），翻译停止。

-教材隐性知识

（1）（必修2P73）组成蛋白质的20种氨基酸共对应61种密码了，其意义主要表现为如下两方面:

①增强容错性:当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对

应的氨基酸，因而有利于蛋白质或性状的稳定。

②保证翻译速度:当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码这种氨基酸可以保

证翻译的速度。

（2）（必修2P74）翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰，起始密码子AUG决定的甲硫氨酸在

此过程中往往会被剪切掉。翻译过程中，核糖体在mRNA上移动并依次读取密码子，进行肽

链的合成，直到读取到mRNA上的终止密码子，合成才能终止。刚从核糖体上脱落下来的只

能称之为多肽,其必须经过一定的加工才能成为具有特定功能的成熟蛋白质。

3.遗传信息、遗传密码（密码子）与反密码子的比较

T

A

C酪原酸

G以B链为

A模板”

T天冬找酸

a

DNA

mRNAtRNA

（基因）（密码子）（反密码子）

（l）DNA碱基数：mRNA碱基数：氨基酸数=6：3：1。

（2）实际基因表达过程中的数量关系不符合6：3：1的原因有哪些？

提示①DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA；

②在基因片段中，有的片段（如非编码区）起调控作用，不转录；

③合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸；

④转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。

（3）比较

①遗传信息通常指DNA（基因）中脱氧核甘酸的排列顺序:RNA病毒中指核糖核甘酸的排列顺

序。②遗传密码是指n】RNA_上决定一种氨基酸的3个相邻的核的酸。③反密码子是指【RNA

上与遗传密码互补配对的3个核甘酸序列。

■考向突破强化关键能力

考向一转录和翻译的过程

I.图示为真核细胞内蛋白质的合成过程，下列叙述正确的是（）

A.②链为编码链，转录时RNA聚合能与启动部位结合后沿整条DNA长链运行

B.合成的RNA要在细胞质中加工成熟后才能通过核孔

C.④tRNA、⑥多肽、组成⑤的rRNA和蛋白质都是基因表达的产物

D.翻译时有氢键的形成和断裂，③从左向右移动直至遇到终止密码子

答案C

解析图示中①为编码链，而且转录不是沿着整条DNA长链进行的，A错误；合成的RNA

通过核孔到细胞质，要在细胞质中加工成熟后才能翻译，B错误：翻译时tRNA会与mRNA

发生结合或分离，因此有氢键的形成和断裂，⑤从左向右移动直至遇到终止密码子，D错误。

2.真核生物基因的遗传信息从DNA传递到RNA之后，需要剪接体进行遗传信息的“剪断”

与重新“拼接”，该过程称为RNA剪接。下图是细胞核中S基因的表达过程，下列叙述错

误的是（）

S基因

正常蛋白质核甘酸

③[①④被细胞检测

®…出并分解

।1।■1«~1②-1।

正常mRNARNA前体异常mRNA

（含有未“剪尽”的片段）

A.①②过程发生在细胞核中，③过程发生在细胞质中

B.②过程需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶的作用

C.①③过程均遵循碱基互补配对原则，且均发生氢键的形成与断裂

D.④过程是在RNA酶的作用卜.磷酸二酯键断裂，异常mRNA水解成四种核甘酸

答案B

解析其核生物遗传信息的复制和转录均发生在细胞核中，翻译发生在细胞质中。据图可知，

①©为DNA转录生成mRNA的过程，在细胞核中进行，③为翻译过程，在细胞质中进行，

A正确；限制性内切核酸酶是识别并切割特异的双链DNA的一种酶，不能切割RNA,B错

误；①为转录过程，③为翻译过程，两个过程均遵循碱基互补配对原则且均发生氢键的形成

与断裂，C正确：④过程是异常mRNA的水解，需要RNA酶的参与，在RNA酶的作用下

磷酸二酯键断裂，异常mRNA水解成四种核甘酸，D正确。

考向二复制、转录和翻译的异同

3.如图所示为真核细胞中遗传信息的传递和表达过程。下列相关叙述正确的是（）

①②③

A.①②过程中碱基配对情况完全相同

B.②③过程发生的场所相同

C.①②过程所需要的前相同

D.③过程中核糖体的移动方向是由左向右

答案D

解析分析题图可知，①是DNA复制，②是转录，两者碱基配对情况不完全相同，A错误；

③是翻译，场所是核椎体，②过程发生的场所是细胞核、线粒体和叶绿体，B错误；①②过

程所需要的酶不同，DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶，转录需要RNA聚合酶，C

错误；由肽链的长短可判断出③过程中核糖体的移动方向是由左向右，D正确。

4.如图①〜③分别表示人体细胞中三种生物大分子的合成过程。下列叙述正确的是（）

A.①②③过程所用原料筑有核甘酸，参与③过程的RNA有三类

B.人体不同组织细胞的同•-DNA分子进行过程②时的起始点有所不同

C.③过程中核糖体的移动方向是从右到左

D.能进行②③过程的细胞都能进行①过程

答案B

解析①②过程所用原料都有核甘酸，而③过程所用的原料是氨基酸，A错误：由于不同细

胞选择表达的基因不同，因此人体不同组织细胞的同一DNA分子进行过程②时的起始点有

所不同，B正确：根据③过程中tRNA的移动方向可知，核糖体的移动方向是从左到右，C

错误；能进行②③过程的细胞不一定能进行①过程，如已经高度分化的细胞，不能再分裂，

但能进行蛋白质的合成，D错误。

考向三影响基因表达的因素

5.肽酰转移酶是催化肽键形成的前，对RNA酶敏感，但对蛋白的不敏感。卜列叙述错误的

是（）

A.线粒体和叶绿体内都含有肽酰转移酶

B.肽酰转移酶与双缩胭试剂反应呈紫色

C.肽酰转移筋的合成不需要经过翻译阶段

D.分化程度不同的细胞一般都能合成肽酰转移酶

答案B

6.图中右侧核糖体正在翻译时，mRNA左侧已经开始水解，当mRNA左侧的两个腺喋吟核

糖核甘酸被水解后，右侧的核糖体才开始翻译。因此mRNA是边翻译边被RNA酶水解失活

的。下列叙述正确的是（AUG是起始密码子）（）

A.随着mRNA的水解，新结合的核糖体会合成出不同的肽链

B.两个核糠体均从右往左移动，它们最终将合成相同的肽链

C.该mRNA被水解的原因是它异常了，需要被及时的清除掉

D.该mRNA若不水解，则其对应蛋白会过量，引起机能紊乱

答案D

解析核糖体翻译的mRNA都是相同的，mRNA的水解发生在已经被所有核糖体翻译过之

后，所以合成出的肽链应该是相同的，A赭误；由图可以看出右侧核糖体已合成的肽链比左

侧的长，根据翻译时是核箱体在mRNA上移动可知，核搪体从左往右移动，B错误；mRNA

翻译完成后被水解的原因不是因为它异常了，而是因为如果不水解翻译会持续进行下去，会

产生过量的蛋白质引起机能紊乱，C错误，D正确。

考点二中心法则

■梳理归纳夯实必备知识

1.中心法则的内容

克里克

中提出

心

质

逡蛋白

加A

④

乂

@得

法器

则

；

翻译

香③

；②技

的复制

DNA

含义①

转录

NA逆

，⑤R

的复制

RNA

一④

例

式举

表达

法则

中心

生物

种类

不同

2.

程

递过

的传

信息

遗传

举例

种类

生物

M制

菌体

T2噬

病毒

DNA

白质

生匕蛋

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花叶

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12

zA

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逆转录

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RNA

制\_7

毒

录病

逆转

毒

病病

艾滋

蛋白质

蛋白质

型L

RNA

3

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菌等