高中生物必修二优质学案微专题六 基因表达的相关题型突破.docx

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高中生物必修二优质学案微专题六基因表达的相关题型突破

微专题六　基因表达的相关题型突破

一、DNA复制、转录和翻译的区别与联系

1．真核生物DNA复制、转录和翻译的区别

项目

复制

转录

翻译

时间

细胞分裂的间期

个体生长发育的整个过程

场所

主要在细胞核

主要在细胞核

细胞质的核糖体

模板

DNA的两条单链

DNA的一条链

mRNA

原料

4种脱氧核苷酸

4种核糖核苷酸

20种氨基酸

能量

都需要

酶

解旋酶、DNA聚合酶等

RNA聚合酶

多种酶

产物

2个双链DNA分子

单链RNA

多肽链（或蛋白质）

产物去向

传递到2个子细胞或子代

主要通过核孔进入细胞质

作为结构蛋白或功能蛋白

特点

边解旋边复制，半保留复制

边解旋边转录，转录后DNA恢复原状

翻译结束后，mRNA被降解成单体

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

意义

传递遗传信息

表达遗传信息，使生物表现出各种性状

2.DNA复制、转录和翻译的联系

例1

　（2019·河北衡水高三周测卷）如图表示人体基因Y的表达，①～④表示过程，下列叙述正确的是（　　）

A．过程①是转录，过程②是翻译

B．过程④在核糖体中进行

C．过程③中有2种RNA参与

D．过程②是RNA的加工，发生在细胞核内

答案　D

解析　过程①是转录，过程②是RNA的加工，过程③是翻译，A错误；过程④是肽链的加工，发生在内质网和高尔基体中，B错误；过程③中有3种RNA（mRNA、tRNA、rRNA）参与，C错误；过程②发生在细胞核内，D正确。

例2

　如图所示，下列有关的叙述中，不正确的是（　　）

A．如果甲是DNA，乙为RNA，则此过程要以甲为模板，酶为RNA聚合酶

B．如果甲是DNA，乙为DNA，则此过程要以甲为模板，酶为DNA聚合酶和解旋酶

C．如果甲是RNA，乙为DNA，则此过程为转录，原料为脱氧核苷酸

D．如果甲是RNA，乙为蛋白质，则此过程为翻译，原料为氨基酸

答案　C

解析　C项中甲RNA是模板，产物是DNA，所以模拟的应该是逆转录的过程，而不是转录。

二、基因表达过程中有关的计算

1．基因表达过程中DNA（基因）碱基数∶mRNA碱基数∶多肽链氨基酸数＝6∶3∶1。

图解如下：

2．基因中碱基与蛋白质相对分子质量之间的计算

若基因中有n个碱基，氨基酸的平均相对分子质量为a，合成含m条多肽链的蛋白质的相对分子质量＝·a－18×（－m）；若改为n个碱基对，则公式为·a－18×（－m）。

以上关系应理解为：

每合成1个氨基酸至少需要mRNA中3个碱基，基因中6个碱基，其原因如下：

（1）DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA。

（2）在基因中，有的片段起调控作用，不转录。

（3）转录出的mRNA中有终止密码，终止密码不对应氨基酸，所以基因或DNA中碱基数目比氨基酸数目的6倍多。

例3

　下列有关基因表达的叙述，正确的是（　　）

A．基因的表达包括复制、转录、翻译三个步骤

B．若基因中有1000个碱基对，则由它所控制形成的信使RNA中含有的密码子个数和合成的蛋白质中氨基酸种类数最多不超过333个和20种

C．某肽链含有30个氨基酸，则指导其合成的基因中至少有90个碱基

D．H1N1中遗传信息传递过程没有翻译这一步骤

答案　B

解析　基因的表达包括转录、翻译两个步骤，A错误；基因的碱基数/6＝mRNA中密码子数＝多肽中的氨基酸数，基因中有1000个碱基对，则信使RNA中最多有333个密码子，氨基酸种类最多有20种，B正确；30个氨基酸至少对应基因中180个碱基，C错误；H1N1是一种RNA病毒，在宿主细胞内需要翻译才能合成蛋白质，D错误。

例4

　一个mRNA分子有m个碱基，其中G＋C有n个，由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链，则相应DNA分子的A＋T数、合成蛋白质时最多脱去的水分子数分别是（　　）

A．m、－1B．m、－2

C．2（m－n）、－1D．2（m－n）、－2

答案　D

解析　DNA模板链的碱基与mRNA的碱基互补，mRNA中G＋C＝n，则A＋U＝m－n，相应DNA分子中碱基的个数是mRNA分子中碱基数目的2倍，所以相应DNA分子中A＋T＝2（m－n），mRNA中有m个碱基，对应的氨基酸数最多为，形成的蛋白质有两条肽链，所以合成蛋白质时最多脱去的水分子数是－2。

1．下列关于核DNA复制、转录和翻译的叙述中，正确的是（　　）

A．三个过程在所有活细胞中都能进行

B．三个过程发生的场所都是细胞质

C．三个过程都要遵循碱基互补配对原则

D．核DNA复制和转录的模板相同，而两者与翻译的模板不同

答案　C

解析　核DNA复制主要发生在细胞分裂的间期，若细胞没有分裂能力，就没有核DNA的复制，A错误；核DNA复制场所在细胞核，核DNA的转录过程也在细胞核，B错误；这三个过程都有碱基互补配对，C正确；在核DNA复制过程中以DNA的两条链为模板，转录是以DNA的一条链为模板，翻译是以mRNA为模板，D错误。

2．（2018·辽宁六校协作体期中）正常情况下，下列生理过程不能发生的是（　　）

A．相同的DNA转录出不同的RNA

B．相同的DNA复制成不同的DNA

C．不同的密码子翻译出相同的氨基酸

D．不同的tRNA携带相同的氨基酸

答案　B

解析　一个DNA分子上含有多个基因，由于基因的选择性表达，一个DNA分子上所有的基因并不都同时转录，因此相同的DNA可转录出不同的RNA，A正确；DNA分子的双螺旋结构和碱基互补配对原则可保证复制精确完成，因此正常情况下相同的DNA复制形成相同的DNA，B错误；由于密码子具有简并性，不同的密码子可翻译出相同的氨基酸，C正确；氨基酸的种类是20种，tRNA的种类远多于20种，不同的tRNA可能携带相同的氨基酸，D正确。

3．一mRNA上含有a个碱基，其中C、G之和为b，经过逆转录得到一单链DNA分子，利用该单链DNA得到n个双链DNA分子，合成这些双链DNA分子共需胸腺嘧啶脱氧核苷酸的个数为（　　）

A．无法计算B．（n－1）（a－b）

C．2n（a－b）D．n（a－b）

答案　D

解析　mRNA含有a个碱基，其中C、G之和为b，则1个DNA分子中碱基总数为2a，G＋C＝2b，碱基T＝（2a－2b）/2＝a－b，合成n个双链DNA分子需要n（a－b）个胸腺嘧啶脱氧核苷酸。

4．（2019·河北廊坊一中高二月考）某DNA片段转录形成的mRNA分子中腺嘌呤（A）占碱基总数的10%，尿嘧啶（U）占碱基总数的30%，则转录出该mRNA的DNA片段中，腺嘌呤（A）所占的比例为（　　）

A．10%B．20%C．30%D．40%

答案　B

解析　由题意知，在该mRNA中，A＋U＝40%，则DNA分子模板链中A＋T＝40%，则在整个DNA分子中A＋T＝40%，又知双链DNA中A＝T，所以该DNA片段中，A＝20%。

5．如图所示是中心法则的图解，下列相关叙述不正确的是（　　）

A．在减数第一次分裂前的间期能发生a、b、c过程

B．a、e过程分别需要解旋酶、DNA聚合酶和RNA复制酶的参与

C．a～e过程都发生在活细胞中

D．细胞生物和病毒合成RNA的方式完全不同

答案　D

解析　在减数第一次分裂前的间期进行染色体复制，其中包括DNA复制和有关蛋白质的合成，A正确；a、e过程分别是DNA复制和RNA复制，分别需要解旋酶、DNA聚合酶和RNA复制酶的参与，B正确；a～c过程均发生在活细胞中，d和e过程只有某些病毒才能发生，但病毒需要寄生在宿主细胞中，C正确；细胞生物通过转录合成RNA，有些病毒也通过转录合成RNA，还有些病毒通过RNA复制合成RNA，D错误。

6．（2019·合肥一中高一上月考）DNA复制和基因的表达都是中心法则中的内容，请回答下列与中心法则有关的问题：

（1）除了DNA复制和基因的表达外，中心法则的内容还包括____________________。

（2）DNA复制的第一步是解旋，解旋需要的条件有______________，解旋破坏的是DNA分子中的______键。

（3）如图是真核细胞内基因表达的过程。

①转录时需要__________酶的参与。

拼接是在两个核糖核苷酸的________和________之间形成共价键。

②成熟mRNA上含有的碱基数量比基因的一条链上碱基的数量________。

③翻译时，mRNA先后结合多个__________，这有利于________________。

答案　

（1）RNA复制、逆转录　

（2）能量和解旋酶　氢　（3）①RNA聚合　核糖　磷酸　②少　③核糖体　提高翻译效率

解析　

（1）中心法则的内容包括DNA复制、基因的表达（转录和翻译）、逆转录和RNA复制。

（2）DNA解旋需要解旋酶的参与，也需要消耗能量。

解旋破坏的是DNA分子中两条链之间的氢键。

（3）①转录是形成mRNA的过程，需要RNA聚合酶的参与。

将两个RNA片段连接起来，就是在两个核糖核苷酸的核糖和磷酸之间形成共价键。

②形成的成熟mRNA经过了剪切，去掉了部分片段，因此，成熟mRNA上含有的碱基数量比基因的一条链上碱基的数量少。

③翻译时，mRNA先后结合多个核糖体有利于提高翻译效率，可以迅速翻译出大量的多肽链。

7．如图表示某高等植物细胞中基因表达的过程，“→”表示物质转移的路径和方向，请仔细观察和分析图解，并回答下列问题：

（1）图中rbcs基因表达的产物是SSU，Cab基因表达的产物是LHCP。

在基因表达的过程中，图中的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表的物质或结构依次为________________________。

（2）图中V是叶绿体中的小型环状DNA，V上基因表达的产物是LUS，物质Ⅵ具有催化某种高分子物质合成的作用，则Ⅵ是______________________。

（3）据图可知，基因表达过程中转录发生的细胞部位是_______________________________，翻译发生的细胞部位是______________________________________。

（4）据图可知，合成的LHCP参与光合作用的________反应。

由SSU和LUS组装成的Rubisco催化CO2＋C5→2C3反应的过程，则Rubisco存于______________中。

答案　

（1）mRNA、核糖体、肽链　

（2）RNA聚合酶

（3）细胞核和叶绿体基质　细胞质基质和叶绿体基质

（4）光　叶绿体基质

解析　

（1）rbcs基因表达过程中，合成的物质Ⅱ由细胞核经核孔进入细胞质基质，并与多个结构Ⅲ结合，合成基因产物Ⅳ，所以Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ依次代表mRNA、核糖体和肽链。

（2）物质Ⅵ能够催化小型环状DNA合成mRNA，所以Ⅵ是RNA聚合酶。

（3）纵观整个图解可知，基因表达过程中转录发生的细胞部位有细胞核和叶绿体基质，翻译发生的细胞部位有细胞质基质和叶绿体基质。

（4）合成的LHCP进入叶绿体且分布于类囊体上，据此可推测合成的LHCP参与光合作用的光反应；Rubisco催化CO2＋C5→2C3反应的过程，即催化暗反应，故其存在于叶绿体基质中。

1．中心法则揭示了生物遗传信息传递与表达的过程，下列叙述正确的是（　　）

A．核DNA复制发生在真核细胞分裂的分裂期

B．艾滋病病毒侵入人体细胞可发生逆转录和RNA复制

C．玉米叶肉细胞中能发生核DNA复制、转录和翻译

D．RNA的自我复制只能发生在某些RNA病毒侵染宿主细胞时

答案　D

解析　核DNA复制发生在真核细胞分裂的间期，A错误；艾滋病病毒不能发生RNA复制，B错误；玉米叶肉细胞不能分裂，不能发生核DNA复制，C错误；RNA的自我复制只能发生在某些RNA病毒侵染宿主细胞时，D正确。

2．如图是真核细胞中三种生命活动的示意图，关于下图的叙述错误的是（　　）

A．只有①③过程遵循碱基互补配对

B．①②③过程都有酶参与催化

C．只有②过程一定发生在细胞质中

D．①②③过程一定都需要消耗能量

答案　A

解析　从图示可知，①为DNA复制过程，②为翻译过程，③为转录过程。

DNA复制和转录、翻译过程都遵循碱基互补配对原则，A错误；DNA复制、翻译、转录过程都需要相关酶的催化，B正确；真核细胞中DNA复制、转录主要发生在细胞核内，翻译发生在细胞质中，C正确；DNA复制、转录和翻译都需要消耗能量，D正确。

3．如图表示真核细胞中基因指导蛋白质合成过程中相关物质的关系，下列叙述正确的是（　　）

A．物质a表示基因，其均以染色体为载体

B．物质b的密码子决定其携带氨基酸的种类

C．过程①表示转录，该过程发生在核糖体上

D．过程②表示翻译，该过程中能产生水，并消耗能量

答案　D

解析　题图中a表示基因，基因也可存在于细胞质中；b表示tRNA，其上携带的是反密码子；过程①表示转录，该过程主要发生在真核细胞的细胞核中；过程②表示翻译，形成蛋白质的过程中能产生水，并消耗能量。

4．（2019·哈尔滨六中月考）结合以下图、表分析，下列说法正确的是（　　）

抗菌药物

抗菌机理

青霉素

抑制细菌细胞壁的合成

环丙沙星

抑制细菌DNA解旋酶的活性

红霉素

能与核糖体结合

利福平

抑制RNA聚合酶的活性

A.青霉素和利福平能抑制DNA的复制

B．环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的①和③过程

C．结核杆菌的④和⑤过程都发生在细胞质中

D．①～⑤过程均可发生在人体健康细胞中

答案　B

解析　细菌细胞壁的成分为肽聚糖，青霉素抑制细菌细胞壁的合成，应是抑制了翻译过程，利福平抑制RNA聚合酶的活性，应是抑制了转录过程，A错误；环丙沙星抑制细菌DNA解旋酶的活性，应是抑制了①DNA复制过程，红霉素能与核糖体结合，抑制③翻译过程，B正确；结核杆菌是原核生物，遗传物质是DNA，不存在④和⑤过程，人体健康细胞中也不发生④和⑤过程，C、D错误。

5．如图为细胞内某生理过程的示意图，图中④代表核糖体，⑤代表多肽链，下列相关叙述中，不正确的是（　　）

A．图中所示的生理过程有转录和翻译

B．①链中（A＋T）/（G＋C）的值与②链中的相同

C．一种细菌的③由480个核苷酸组成，它所编码的蛋白质的长度一定为160个氨基酸

D．遗传信息由③传递到⑤需要RNA作工具

答案　C

解析　图中显示，③是以DNA的一条链（②）为模板合成的，且③中含有碱基U，故③为mRNA，该过程为转录过程，在核糖体上以mRNA为模板合成多肽链，该过程也为翻译过程，A正确；在DNA分子的两条单链间，碱基A与T互补配对，故A1＝T2、A2＝T1，进而可得出A1＋T1＝A2＋T2，同理也可以得出G1＋C1＝G2＋C2，因此，（A1＋T1）/（G1＋C1）＝（A2＋T2）/（G2＋C2），即①链中（A＋T）/（G＋C）的值与②链中的相同，B正确；含有480个碱基的mRNA共有160个密码子，由于其中有不决定氨基酸的终止密码，故编码的蛋白质中氨基酸数少于160个，C错误；在翻译过程中需要tRNA作为氨基酸的运输工具，D正确。

6．（2019·太原五中一模）如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递过程中的某两个阶段的示意图，图丙为图乙中部分片段的放大示意图。

对此下列分析合理的是（　　）

A．图甲所示过程主要发生于细胞核内，图乙所示过程主要发生于细胞质内

B．催化图甲、乙所示两过程的酶是相同的

C．图丙中a链为模板链，b链为转录出的子链

D．图丙中含有2种单糖、5种碱基、5种核苷酸

答案　C

解析　图甲为DNA复制，图乙为转录。

对真核生物细胞而言，DNA的复制和转录主要发生在细胞核中，A错误；催化DNA复制的酶为解旋酶、DNA聚合酶，催化转录的酶为RNA聚合酶，B错误；由碱基组成可知，a链为转录的模板链，b链为转录形成的RNA链，C正确；图丙中有2种五碳糖（核糖和脱氧核糖）、5种碱基（A、U、T、G、C）、8种核苷酸（4种脱氧核苷酸、4种核糖核苷酸），D错误。

7．（2019·南京模考）如图是生物体内所发生的几个生理过程的图解，下列相关说法不正确的是（　　）

A．图1和图2过程分别对应于图3中的⑥和⑨

B．图2过程的进行需要mRNA、tRNA和rRNA的参与

C．如果图1的①中碱基C和G分别占20%、26%，则相应DNA片段中C占22%

D．正常人体细胞中不存在的过程有⑦⑧

答案　C

解析　图1和图2过程分别表示转录和翻译，分别对应于图3中的⑥和⑨，A正确；翻译需要mRNA、tRNA和rRNA的参与，B正确；图1的①，即mRNA中C占20%、G占26%，则DNA片段中发生转录的模板链上G占20%、C占26%，根据DNA双链中的碱基互补配对原则可得，在整个DNA片段上C所占比例为（26%＋20%）÷2＝23%，C错误；过程⑦⑧分别是逆转录和RNA复制，正常人体细胞中不会发生这两个过程，D正确。

8．（2019·济宁模考）下列关于遗传信息传递过程的叙述，不正确的是（　　）

A．DNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则

B．核基因转录形成的mRNA穿过核孔进入细胞质中进行翻译过程

C．DNA复制、转录都是以DNA的一条链为模板，翻译则是以mRNA为模板

D．DNA复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸

答案　C

解析　DNA的复制是以DNA的两条链为模板，转录是以DNA的一条链为模板。

9．已知一段mRNA有30个碱基，其中U和C共有14个，那么转录出该mRNA的一段DNA分子中G和A的数目之和以及该mRNA经翻译而合成肽链时，应脱去的水分子数目分别是（不考虑终止密码）（　　）

A．16和10B．30和10

C．16和9D．30和9

答案　D

解析　mRNA是以DNA的一条链为模板，通过碱基互补配对原则转录而来的，故DNA双链中共有碱基60个，其中G和A共有30个；mRNA上有30个碱基，可对应10个密码子，不考虑终止密码，10个密码子可以编码10个氨基酸，则脱水数目为9。

10．（2019·日照五中高二下期中）某DNA分子共有1200对碱基，其中A＋T占46%，一条链中G和T分别占22%和28%，则由该链转录的信使RNA中G所占比例及其翻译产物中含氨基酸的数目最多分别是（　　）

A．32%　400个B．32%　200个

C．18%　200个D．22%　400个

答案　A

解析　DNA分子中A＋T占46%，则一条链中A＋T也占46%，则G＋C占54%，又知其中一条链中G和T分别占22%和28%，则A和C分别占18%和32%。

若此链为转录模板，则mRNA中G占32%。

DNA碱基数目∶mRNA碱基数目∶氨基酸数目＝6∶3∶1，据此可算出多肽中氨基酸数目最多为2400/6＝400（个）。

11．已知一个蛋白质分子由4条肽链组成，连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有396个，翻译成这个蛋白质分子的信使RNA中的U和C共800个，则转录成信使RNA的DNA分子中，G和A最少共有（　　）

A．600个B．1200个C．800个D．1600个

答案　B

解析　4条肽链有396个肽键，说明共有400个氨基酸，则mRNA碱基数至少为400×3＝1200（个），DNA中碱基数至少为400×3×2＝2400（个），又知G＋A之和为DNA总碱基数的一半，则DNA分子中G和A最少共有1200个。

12.（2018·福州一中期末）图中α、β是真核细胞某基因的两条链，γ是另外一条核苷酸链，下列说法正确的是（　　）

A．图中的酶是DNA聚合酶

B．γ链彻底水解后能生成6种小分子物质

C．该过程只发生在细胞核中

D．β链中碱基G占28%，则γ链中碱基A占22%

答案　B

解析　题图表示转录过程，主要发生在真核细胞的细胞核中，α、β是DNA的两条链，γ是一条RNA链，图中的酶是RNA聚合酶，A、C错误；RNA彻底水解产物为4种碱基、核糖和磷酸，共6种小分子物质，B正确；由β链中碱基G的比例不能推出γ链中碱基A的比例，D错误。

13．据图回答下列问题：

（1）在生物体内图甲所示的过程是____________，进行的主要场所是____________，其所需的原料是__________，产物是________。

（2）图乙所示的过程是________________，进行的场所是________，所需的原料是________，此原料的种类主要有________种，它们的共同特点是________________________________

________________________________________________________________________。

（3）图甲中的碱基①②③分别为__________、________、________，图乙中的Ⅰ、Ⅱ分别为__________、________，若Ⅰ所示的三个碱基为UAC，则此时Ⅰ所携带的氨基酸的密码子为________。

（4）人体有的细胞不会发生图甲和图乙所示过程，如________________，其原因是________________________________________________________________________。

答案　

（1）转录　细胞核　核糖核苷酸　RNA　

（2）翻译　核糖体　氨基酸　20　至少含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上

（3）U　G　C　转运RNA　核糖体　AUG　（4）成熟的红细胞　该细胞中不存在DNA

解析　

（1）DNA的复制是以两条链为模板，而转录只以一条链为模板，复制和转录的主要场所都是细胞核，但所需原料不同，前者是脱氧核糖核苷酸，后者是核糖核苷酸，产物也不同，前者是两个相同的DNA分子，后者是RNA。

（2）翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，场所是核糖体，原料是氨基酸，产物是具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质。

（3）根据碱基互补配对原则可以判断①②③分别是U、G、C，在图乙中Ⅰ是tRNA，是氨基酸的运载工具，其中的UAC为反密码子，与之对应的密码子是AUG，Ⅱ是核糖体。

（4）成熟的红细胞中无细胞核和众多细胞器，即不含DNA，不可能进行转录和翻译。

14．如图表示真核细胞内的三个重要生理过程，据图回答下列问题：

（1）甲图所示为__________过程，从结果分析该过程的特点是______________，在正常情况下，甲图中碱基排列顺序相同的单链是_____________________________________________。

（2）在甲图所示的一个DNA分子片段中腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占碱基总数的44%，其中一条链（a）上的鸟嘌呤占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链（b）上的鸟嘌呤占b链碱基总数的比例是________。

（3）乙图中f的碱基种类与丙图中的______相同，乙图中的RNA聚合酶结合位点位于______分子上，起始密码和终止密码位于乙中的______分子上。

（填写图中字母）

（4）如果丙图中的k链由351个基本单位构成，则对应合成完整的n链，最多需要脱掉________分子的水。

答案　

（1）DNA复制　半保留复制　a和c、b和d

（2）35%　（3）k　e　f　（4）116

解析　

（1）DNA复制以DNA的两条链为模板，转录以DNA的一条链为模板，翻译以mRNA为模板。

故甲、乙、丙分别表示DNA复制、转录、翻译过程。

a和d分