文档内容
第 18 讲 基因的表达
考纲、考情——知考向 核心素养——提考能
1.遗传信息的转录和
最新 翻译(Ⅱ) 生命 结构与功能观：结合 DNA双螺旋结构
考纲 2.基因与性状的关系 观念 模型，阐明DNA分子转录、翻译等过程
(Ⅱ)
建立模型：运用中心法则，阐明DNA分
科学
全国 2017·全国卷Ⅲ(1)、 子上的遗传信息通过 RNA指导蛋白质
思维
卷 2015·全国卷Ⅰ(5)、 合成的过程
考情 2013·全国卷Ⅰ(1) 社会 结合中心法则过程，关注抗生素治疗疾
责任 病的原理
考点一 遗传信息的转录和翻译
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1.比较RNA和DNA
点悟：DNA和RNA合成的判断
用放射性同位素标记T或U可判断DNA和RNA的合成。若大量消耗T，可推断
正发生DNA的合成；若大量利用U，可推断正进行RNA的合成。
2.RNA功能3.转录
(1)场所：主要是细胞核，在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。
(3)过程
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(4)产物： 信使 RNA 、核糖体 RNA 、转运 RNA 。
4.遗传信息的翻译
(1)场所或装配机器：核糖体。
(2)条件
(3)过程
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(5)产物：多肽――→蛋白质
教材高考
1.高考重组 判断正误
(1)真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成(2018·江苏卷，3B)( )
(2)同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生(2017·全国卷Ⅲ，1B)( )
(3)人轮状病毒是一种双链RNA病毒，病毒RNA在小肠上皮细胞内复制的过程中
会有氢键的断裂和形成(2016·四川卷，6B)( )
(4)rRNA能参与蛋白质的合成(2015·海南卷，11A)( )
(5)基因B 和由其突变而来的B 在指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码(2013·
1 2
海南卷，22C)( )
提示 (1)× 真核细胞的线粒体、叶绿体中也可合成DNA、RNA。
(2)√ (3)√ (4)√ (5)√
2.教材·拓展·拾遗
(1)(教材必修2 P67右图改编)①图中a、b、c依次为何种物质或结构？图中显示a、
b间存在何种的数量关系？其意义何在？
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②图示翻译方向是A→B还是B→A，判断依据是什么？
③图中c所指的3条链其序列是否相同？为什么？
提示 ①a mRNA b核糖体 c肽链 图示表明一个mRNA分子上可相继结合
多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，其意义在于：少量的mRNA分子就可以
迅速合成出大量的蛋白质。②由c中三条链越往B侧越延长，可确认翻译方向是A→B。
③图中c所指的三条链其模板相同(均为a)，故其氨基酸序列均相同。
(2)(教材必修2 P65思考与讨论，3及P67拓展1改编)组成蛋白质的20种氨基酸
应对应多少种密码子？这表明密码子具何种特性？其对生物体的生存发展有何意
义？
提示 20种氨基酸共对应61种密码子，这表明密码子具有“简并性”，其意义主
要表现为以下两方面：
(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一种氨
基酸可以保证翻译的速度。
[重点·串讲整合]
1.辨析遗传信息、密码子与反密码子
(1)界定遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子
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(2)辨析氨基酸与密码子、反密码子的数量关系
①每种氨基酸对应一种或几种密码子，可由一种或几种tRNA转运。
②除终止密码子外，一种密码子只能决定一种氨基酸；一种tRNA只能转运一种氨
基酸。
③密码子有64种(3种终止密码子；61种决定氨基酸的密码子)；反密码子理论上
有61种。(3种终止密码子无与之对应的tRNA)
2.比较复制、转录和翻译
项目 复制 转录 翻译
场所 主要是细胞核 主要是细胞核 细胞质(核糖体)
模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA
4 种脱氧核糖核苷
原料 4种核糖核苷酸 20种氨基酸
酸原则 A—T、G—C T—A、A—U、G—C A—U、G—C
两个子代 DNA 分
结果 mRNA、tRNA、rRNA 蛋白质
子
信息
DNA→DNA DNA→mRNA mRNA→蛋白质
传递
意义 传递遗传信息 表达遗传信息
3.基因表达中相关计算
(1)DNA模板链中A＋T(或C＋G)与mRNA中A＋U(或C＋G)相等，则(A＋T) %
总
＝(A＋U) %。
mRNA
(2)DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系，如下图所示：
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可见，蛋白质中氨基酸数目＝mRNA碱基数目＝DNA(或基因)碱基数目。(未考虑
终止密码)
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围绕转录、翻译过程及相关核心概念考查归纳概括的能力
1.(2013·全国卷Ⅰ，1)关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是( )
A.一种tRNA可以携带多种氨基酸
B.DNA聚合酶是在细胞核中合成的
C.反密码子是位于mRNA上相邻的三个碱基
D.线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成
解析 一种tRNA只能携带一种氨基酸，但一种氨基酸可能被多种 tRNA携带；
DNA聚合酶是蛋白质，蛋白质是在核糖体上合成的，核糖体分布在细胞质中；反
密码子位于tRNA上。答案 D
2.(2019·湖北重点中学第一次联考)如图表示蓝藻DNA上遗传信息、密码子、反密
码子间的对应关系。下列说法中正确的是( )
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A.由图分析可知①链应为DNA的α链
B.DNA形成②的过程发生的场所是细胞核
C.酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是AUG，CUA
D.图中②与③配对的过程需要在核糖体上进行
解析 根据碱基互补配对原则，可知①链是β链，A错误；蓝藻属于原核生物，没
有由核膜包被的细胞核，B错误；tRNA的一端的三个相邻的碱基是反密码子，密
码子在mRNA上，C错误；图中②与③配对的过程是翻译，需要在核糖体上进行，
D正确。
答案 D
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围绕基因表达结合相关信息考查科学思维能力
3.某些基因转录过程中形成的mRNA分子难与模板链分离，会形成RNADNA杂
交体，这时非模板链、RNADNA杂交体共同构成R环结构(如图所示)。R环结构的
形成往往与DNA分子中某种碱基对的数量有关。下列相关叙述错误的是( )
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A.R环结构的形成可能会影响DNA的复制、转录和基因的稳定性B.该图最可能表示原核细胞R环结构的形成过程
C.推测R环结构相关片段中可能含有较多的G—C碱基对
D.乙为DNA聚合酶，在其作用下DNA双螺旋解开
解析 据题意分析可知，R环结构中的mRNA分子难与模板链分离，故R环结构
的形成可能会影响DNA的复制、转录和基因的稳定性，A正确；从图示可以看出，
转录和翻译是同时进行的，故该过程最可能发生在原核细胞内，B正确； 因为G
和C之间能形成3个氢键，因此若模板链与mRNA之间含有的G—C碱基对较多
则mRNA不易脱离模板链，从而形成R环结构，C正确； 转录需要RNA聚合酶的
催化，当RNA聚合酶与DNA启动子结合时，DNA片段的双螺旋解开，D错误。
答案 D
4.如图所示为M基因控制物质C的合成以及物质C形成特定空间结构的物质 D
的流程图解。下列相关叙述，正确的是( )
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A.图中①④过程参与碱基配对的碱基种类较多的是①过程
B.基因转录得到的产物均可直接作为蛋白质合成的控制模板
C.组成物质C的氨基酸数与组成M基因的核苷酸数的比值大于1/6
D.图中经过⑤过程形成物质D时需依次经过高尔基体和内质网的加工与修饰
解析 分析图中信息可知，①过程表示转录，该过程参与配对的碱基有A、T、C、
G、U 5种，而④过程表示翻译，该过程参与配对的碱基有A、U、C、G 4种，A正确；
从图中信息可知，控制该分泌蛋白合成的直接模板是物质 B，而转录的产物是物
质A，B错误；由于M基因转录形成的物质A还要剪切掉一部分片段才形成翻译
的模板，所以组成物质C的氨基酸数与组成M基因的核苷酸数的比值小于1/6，C
错误；核糖体合成的肽链应先经内质网初加工，再由高尔基体进一步修饰和加工，
D错误。
答案 A
考点二 中心法则及基因与性状的关系
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1.中心法则
(1)提出者：克里克。
(2)补充后的内容图解
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①DNA的复制；②转录；③翻译；④ RNA 的复制 ；⑤ RNA 逆转录 。
(3)分别写出下列生物中心法则表达式
①以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递
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――→RNA――→蛋白质
②具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)
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质
③具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)
RNA――→ INCLUDEPICTURE "E:\\共享 文件\\2020版 创新设计 高考总复
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――→RNA――→蛋白质
④高度分化的细胞
DNA――→RNA――→蛋白质
2．基因控制性状的途径
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不同生物，不同细胞其遗传信息表达方式可存在显著不同
（1）请写出洋葱表皮细胞内遗传信息传递式
__________________________________________________________________
（2）请写出洋葱根尖分生区细胞内的遗传信息传递式
____________________________________________________________________
提示 （1）DNA――→RNA――→蛋白质
（2） INCLUDEPICTURE "E:\\共享 文件\\2020版 创新设计 高考总复习 学生
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――→RNA――→蛋白质
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围绕中心法则及基因对性状的控制过程考查生命观念
1．（2018·海南卷，13）关于复制、转录和逆转录的叙述，下列说法错误的是（ ）
A．逆转录和DNA复制的产物都是DNA
B．转录需要RNA聚合酶，逆转录需要逆转录酶
C．转录和逆转录所需要的反应物都是核糖核苷酸
D．细胞核中的DNA复制和转录都以DNA为模板
解析 逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程，DNA复制是以DNA的两条链
为模板合成DNA的过程，A正确；转录需要RNA聚合酶的催化，逆转录需要逆转
录酶的催化，B正确；转录的原料是核糖核苷酸，逆转录的原料是脱氧核苷酸，C
错误；DNA复制和转录都以DNA为模板，D正确。
答案 C2．图1所示为某种生物细胞内进行的部分生理活动，图2表示中心法则，图中字
母代表具体过程。请结合所学知识分析，下列叙述正确的是（ ）
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A．能发生图1所示过程的一定是原核细胞，其转录和翻译过程可同时进行
B．酶甲和酶乙催化形成磷酸二酯键，而酶丙则催化磷酸二酯键的水解
C．对比图2中过程c和d，二者的产物不同，但涉及的碱基配对方式完全相同
D．两图体现了基因的复制和表达功能，图1体现了图2中a、b、c和e四个生理过
程
解析 在真核细胞的线粒体或叶绿体中，转录和翻译过程也可同时进行，A错误；
酶甲、酶乙和酶丙分别是DNA聚合酶、RNA聚合酶和解旋酶，其中解旋酶作用于
氢键，B错误；过程c代表翻译过程，产物是多肽，过程d代表RNA复制，产物是
RNA，二者均涉及RNA与RNA配对，因此，其碱基配对方式相同，均包括U—A、
A—U、G—C、C—G，C正确；两图体现了基因的基本功能——复制和表达（包括转
录和翻译），图1体现了图2中a（DNA复制）、b（转录）和c（翻译）三个生理过程，
未体现e过程，D错误。
答案 C
中心法则各生理过程快速确定的三大依据
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结合新情境、新信息，全面考查科学思维能力
3．长链非编码RNA（lncRNA）是长度大于200个碱基，具有多种调控功能的一类
RNA分子。如图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答
下列问题：
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（1）细胞核内各种RNA的合成都以 为原料，催化该反应的酶是 。
（2）转录产生的RNA中，提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是 ，此
过程中还需要的RNA有 。
（3）lncRNA前体加工成熟后，有的与核内 （图示①）中的DNA结合，有
的能穿过 （图示②）与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合，发挥相应的
调控作用。
（4）研究发现，人体感染细菌时，造血干细胞核内产生的一种lncRNA，通过与相应
DNA片段结合，调控造血干细胞的 ，增加血液中单核细胞、中性粒细胞
等吞噬细胞的数量。该调控过程的主要生理意义是________________________________________________________________________________________。
解析 （1）合成RNA的原料是四种游离的核糖核苷酸，RNA合成过程需要RNA
聚合酶的催化。（2）多肽链的合成过程中以mRNA（信使RNA）为模板，tRNA运输
相应的氨基酸，在核糖体（主要成分是rRNA和蛋白质）上完成。（3）据图分析，
lncRNA前体加工成熟后，有的与核内染色质中的DNA结合，有的能穿过核孔进
入细胞质中。（4）血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞都来源于造血干细胞，
故可推出lncRNA与相应DNA片段结合可调控造血干细胞的分化，血液中的这些
吞噬细胞都参与免疫过程，所以该调控过程可以增强人体的免疫抵御能力。
答案 （1）四种核糖核苷酸 RNA聚合酶 （2）mRNA（信使RNA） tRNA和
rRNA（转运RNA和核糖体RNA） （3）染色质 核孔
（4）分化 增强人体的免疫抵御能力
基因与性状的关系整合
（1）一个基因――→一种性状（多数性状受单基因控制）
（2）一个基因――→多种性状（如基因间相互作用）
（3）多个基因――→一种性状（如身高、体重等）
图解如下
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注意：体现某性状的物质并不一定是“蛋白质”，如甲状腺激素、黑色素、淀粉等，
则该类性状往往是通过基因控制性状的间接途径实现的，即基因――→酶的合
成――→产生该非蛋白质类物质的代谢过程――→控制性状。
澄清易混易错·强化科学思维
[易错易混]
易错点1 不明晰DNA复制与转录的时间、模板及解旋等差异点拨 比较如下：
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易错点2 误认为逆转录酶同“其他酶及能量、场所、原料”一样，均由病毒的寄
主细胞提供
点拨 教材必修2 P69资料分析中有如下描述：
（1）“1965年，科学家在某种RNA病毒里发现了一种RNA复制酶，能对RNA进
行复制”；
（2）“1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合
成DNA”。
由此可见，RNA复制酶、逆转录酶均来自病毒自身。
易错点3 如何准确界定真核生物、原核生物基因表达？如何快速确认DNA复制
转录和翻译？
点拨 （1）凡转录、翻译有核膜隔开或具“时空差异”的应为真核细胞“核基
因”指导的转录、翻译。
（2）原核细胞基因的转录、翻译可“同时”进行。
注：真核细胞的线粒体、叶绿体中也有DNA及核糖体，其转录、翻译也存在“同时
进行”的局面。（3）快速确认复制、转录和翻译
[深度纠错]
1．下图中甲、乙分别表示人体细胞中发生的两种大分子的合成过程，相关叙述正确的是（ ）
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A．图示甲为DNA复制，乙为转录
B．蛙的红细胞中只能进行乙过程，不能进行甲过程
C．甲过程需要解旋，乙过程不需解旋
D．甲、乙过程均只发生于“有遗传效应”的片段中
解析 题图甲为DNA复制，乙为转录；蛙的红细胞既进行DNA复制也进行转录；
甲、乙过程均需解旋；甲过程发生于整个DNA分子中，乙过程发生于有遗传效应
的基因片段中。
答案 A
2.如图表示的是两种细胞中主要遗传信息的表达过程，据图分析下列叙述错误的
是（ ）
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A.图甲细胞没有核膜包被的细胞核，所以转录和翻译同时发生在同一空间内
B.图中所示的遗传信息都是从DNA传递给mRNA再传递给蛋白质的
C.两种表达过程均主要由线粒体提供能量，由细胞质提供原料
D.图乙细胞中每个核糖体合成的多肽链都相同，翻译的方向是由5′端到3′
解析 甲细胞是原核细胞，原核细胞没有线粒体，能量不能由线粒体提供；真、原
核细胞遗传信息表达过程所需的原料都是由细胞质提供的，C错误。
答案 C
随堂·真题&预测1.（2017·全国卷Ⅲ，1）下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是（ ）
A.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来
B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生
C.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
解析 细胞中的RNA合成过程主要在细胞核内发生，在细胞质的线粒体和叶绿
体中也能进行转录合成RNA，C错误；转录是以DNA一条链为模板，以核糖核苷
酸为原料，遵循碱基互补配对原则，所以转录出的RNA链与模板链的相应区域碱
基互补，D正确。
答案 C
2.（2018·经典高考）下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是（ ）
A.原核细胞内DNA的合成都需要DNA片段作为引物
B.真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成
C.肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质
D.原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与
解析 原核细胞内DNA的合成需要RNA片段作为引物，A错误；真核细胞内
DNA和RNA可在细胞核、线粒体、叶绿体中合成，B错误；肺炎双球菌转化实验
只能证明DNA是遗传物质，C错误；原核细胞和真核细胞中基因的表达都包括转
录和翻译过程，都需要DNA和RNA参与，D正确。
答案 D
3.（2020·高考预测）基因在表达过程中异常mRNA会被细胞分解，如图是S基因
的表达过程，则下列有关叙述中正确的是（ ）
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A.异常mRNA的出现是基因突变的结果
B.图中①表示转录过程，②表示翻译过程
C.图中②过程使用的酶是逆转录酶
D.S基因转录出的前体RNA中存在不能翻译出多肽链的片段解析 由题图可知，异常mRNA的出现是对前体RNA的剪切出现异常造成的，不
是基因突变的结果，A错误；图示②为对前体RNA剪切的过程，不需要逆转录酶，
B、C错误；S基因转录形成的前体RNA需经过剪切才能翻译出多肽链，说明S基
因转录出的前体RNA中存在不能翻译出多肽链的片段，D正确。
答案 D
（时间：35分钟）
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1.（2019·广东模拟）下列关于中心法则的叙述，一定正确的是（ ）
A.肽链的合成一定以RNA为模板，以氨基酸为原料
B.酶的合成一定以RNA为模板，以氨基酸为原料
C.RNA的合成一定以DNA为模板，以核糖核苷酸为原料
D.DNA的合成一定以DNA为模板，脱氧核苷酸为原料
解析 酶也可能为RNA，此时其原料为核糖核苷酸，B错误；若为RNA复制，则
RNA合成以RNA为模板，C错误；若为逆转录，则合成DNA的模板为RNA，D错
误。
答案 A
2.如图为基因表达过程中相关物质间的关系图，下列叙述错误的是（ ）
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A.过程①②中均发生碱基互补配对
B.在原核细胞中，过程①②同时进行
C.c上的密码子决定其转运的氨基酸种类
D.d可能具有生物催化作用
解析 过程①②分别为DNA的转录和翻译，均发生碱基互补配对，A正确；在原
核细胞中，转录和翻译同时进行，B正确；密码子在mRNA上，tRNA上有反密码子，C错误；d可能是具有生物催化作用的酶，D正确。
答案 C
3（. 2019·湖北部分高中冲刺模拟卷）下列有关基因与性状的叙述，正确的是（ ）
A.生物体中一个基因决定一种性状，一种性状由一个基因决定
B.血红蛋白基因中有一个碱基对发生改变，血红蛋白结构一定发生改变
C.生物的性状由基因决定，同时受环境影响，二者共同对生物的性状起作用
D.囊性纤维病说明基因通过控制酶的合成控制代谢过程，进而控制生物性状
解析 生物体中，一个基因可能决定多种性状，一种性状可能由多个基因决定，A
错误；由于密码子的简并性（多个密码子编码同一种氨基酸），控制人的血红蛋白
的基因中有一个碱基对发生改变，血红蛋白的结构不一定发生改变，B错误；生物
的性状由基因决定，还受环境条件的影响，是基因和环境共同作用的结果，C正确
囊性纤维病说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状，D错误。
答案 C
4.（2018·黑龙江八校联考）请根据中心法则判断下列说法正确的是（ ）
A.HIV在宿主细胞中可通过逆转录或RNA自我复制传递遗传信息
B.DNA转录可产生3种RNA，转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
C.转录和翻译过程都以核酸作为模板，都需要运载工具
D.根尖分生区细胞中可发生DNA复制与转录过程，需要核糖体的参与
解析 HIV的遗传物质为RNA，其属于逆转录病毒，在宿主细胞中通过逆转录、
DNA复制和转录传递遗传信息，不进行RNA自我复制，A错误；DNA转录可产生
tRNA、rRNA和mRNA 3种 RNA，转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互
补，B正确；转录与翻译的模板分别是DNA和mRNA，都是核酸；翻译过程需要
tRNA作为运载工具，而转录不需要运载工具，C错误；根尖分生区细胞中DNA复
制与转录过程不需要核糖体参与，核糖体参与翻译过程，D错误。
答案 B
5.如图为基因与性状的关系示意图，据图判断错误的是（ ）
A.一种基因可以影响和控制多种性状B.多种基因可以影响和控制一种性状
C.所有基因都能控制表现出相应的性状
D.图中的产物可以是酶、激素或者抗体等
解析 由题图可知，性状a、b、c、d受同一种基因产物影响，说明一种基因可以影
响和控制多种性状，A正确；性状e受三种基因产物影响，表明多种基因可以影响
和控制一种性状，B正确；生物的性状除了受基因控制外，还受环境条件的影响，
并非所有基因都能控制表现出相应的性状，C错误；多数酶、有些激素和抗体是蛋
白质，可以是基因表达的产物，D正确。
答案 C
6.如图表示DNA及相关的生理活动，下列表述错误的是（ ）
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生物 人教版 全国ⅡⅢ\\2S415.tif" \* MERGEFORMATINET
A.过程a、b、c均可在胰岛B细胞核中发生
B.f和g过程可能通过反馈调节实现
C.过程a、b、c、d、e与碱基配对有关
D.某基因表达的产物可能影响另一个基因的表达
解析 据图分析，过程a表示DNA复制，而胰岛B细胞是成熟的动物细胞，细胞
核中不能进行DNA的复制，且蛋白质的合成（c）也不能在细胞核中进行，A错误；
若过程f和g中是某基因控制合成的某蛋白质反过来调控该基因的转录和翻译，
则为反馈调节，B正确；过程a、b、c、d、e分别表示DNA的复制、转录、翻译、RNA
的复制、逆转录，这些过程都遵循碱基互补配对原则，C正确；基因的表达过程包
括转录和翻译，都需要酶的催化，而酶也是基因表达的产物，D正确。
答案 A
7.（2019·吉林第二次调研）下列有关图示生理过程的描述，错误的是（ ）
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生物 人教版 全国ⅡⅢ\\2S416.tif" \* MERGEFORMATINETA.甲、丙两个过程均有氢键的破坏也有氢键的形成
B.甲、乙、丙三个过程中只有一个过程能在胰岛B细胞核内进行
C.图乙表示翻译，多个核糖体可共同完成一条肽链的合成
D.图甲中若复制起始点增多，细胞可在短时间内完成DNA的复制
解析 图中甲为DNA分子的复制、乙为翻译过程、丙表示转录过程。DNA双链解
旋破坏氢键，DNA双链形成及转录时形成DNARNA区域有氢键形成，DNA复制
和转录过程都存在氢键的破坏和氢键的形成，A正确；细胞核内进行的是DNA复
制和转录过程，胰岛B细胞是高度分化的细胞，不可进行DNA复制过程，B正确；
一条mRNA可以结合多个核糖体，合成多条氨基酸序列相同的肽链，C错误；若
DNA复制时有多个起点，则可以在短时间内完成DNA的复制，D正确。
答案 C
8.图1是人体胰岛素基因控制合成胰岛素的示意图，图 2是图1过程②的局部放
大图，请据图回答：
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生物 人教版 全国ⅡⅢ\\2S417.tif" \* MERGEFORMATINET
（1）图1中过程①发生在人体的 细胞中，在细胞的 中发生，该
细胞与人体其他细胞在形态、结构和生理功能上存在稳定性差异的根本原因是
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
（2）图1中过程②称为 ，场所是 ，由图2可知，决定苏氨酸的密
码子是 。（3）已知图1中过程①产生的mRNA中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，
其模板链对应的区段中胞嘧啶占29%，则模板链中腺嘌呤所占的比例为
（4）图1中过程②中，一个mRNA上结合多个核糖体的意义是_______________
____________________________________________________________________。
解析 （1）分析题图可知：图 1中过程①表示以人体胰岛素基因为模板合成
mRNA的过程，胰岛素由胰岛B细胞合成并分泌，因此发生在胰岛B细胞的细胞
核中，该细胞与人体其他细胞在形态、结构和生理功能上存在稳定性差异的根本
原因是基因的选择性表达。（2）图1中过程②表示以mRNA为模板合成胰岛素的
过程，此过程为翻译过程，场所是细胞质中的核糖体。密码子是指mRNA上决定1
个氨基酸的3个相邻的碱基，由图2可知，决定苏氨酸的密码子是ACU。（3）据题
意可知：在mRNA中，G＋U＝54%，其模板链对应的区段中C＝29%。根据碱基互
补配对原则，其模板链对应的区段中C＋A＝54%，所以模板链中腺嘌呤（A）所占
的比例＝54%－29%＝25%。（4）图1中过程②中，一个mRNA上结合多个核糖体
的意义是少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质。
答案 （1）胰岛B 细胞核 基因的选择性表达 （2）翻译 核糖体 ACU （3）
25% （4）少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质
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生 物 人 教 版 全 国 Ⅱ Ⅲ \\ 提 升 练 .tif" \* MERGEFORMATINET
9.将某人的胰岛A细胞和胰岛B细胞中的总mRNA提取出来（A－mRNA、B－
mRNA），以此为模板，在体外分别获得相应的单链DNA（A－cDNA、B－cDNA）。
下列叙述错误的是（ ）
A.A—mRNA与B—mRNA的不同与细胞分化有关
B.获得相应单链DNA的过程需要逆转录酶
C.A—cDNA中不含编码胰岛素的核酸序列
D.B—mRNA中指导呼吸酶合成的mRNA不能与A—cDNA形成杂交链
解析 人体胰岛A细胞和胰岛B细胞都是由同一受精卵发育而来的，二者间的差
异是细胞分化的结果，二者具有相同的遗传信息，但遗传信息的执行情况不同，即
发生了基因的选择性表达，故可以说AmRNA与BmRNA的不同与细胞分化有关，
A正确；以RNA为模板合成DNA的过程称为逆转录，此过程需要逆转录酶的参
与，B正确；胰岛A细胞和胰岛B细胞内的遗传物质相同，胰岛A细胞也含有胰岛
素基因，只是该基因不表达，即AmRNA中不含指导胰岛素合成的RNA，故A-cDNA中不含编码胰岛素的核酸序列，C正确；胰岛A细胞和胰岛B细胞中均含
有呼吸酶，即AmRNA和BmRNA中均含有指导呼吸酶合成的mRNA，故BmRNA
中指导呼吸酶合成的mRNA可以与AcDNA形成杂交链，D错误。
答案 D
10.（2018·黄冈调研）如图表示真核细胞中发生的某些生理过程，下列有关说法错
误的是（ ）
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生物 人教版 全国ⅡⅢ\\2S419.tif" \* MERGEFORMATINET
A.结构a是核糖体，物质b是mRNA，三个核糖体合成的肽链相同
B.以物质c作为模板指导合成rRNA的过程需要DNA聚合酶的参与
C.①过程中多个核糖体沿着b从右向左进行翻译，可以提高翻译的效率
D.核仁参与了②所示结构的形成
解析 ①为翻译过程，a为核糖体，b为mRNA，由于三个核糖体是以同一条
mRNA为模板进行翻译的，因此图中三个核糖体合成的多肽链相同，A正确；以c
为模板合成rRNA的过程属于转录，该过程需要RNA聚合酶的参与，B错误；①过
程中核糖体沿着mRNA从短肽链向长肽链方向移动，即从右向左移动，该过程中
多个核糖体以一条mRNA为模板进行翻译，在短时间内合成大量蛋白质，可以提
高翻译效率，C正确；rRNA是核糖体RNA，图示过程是核糖体的部分形成过程，
在真核细胞中核糖体的形成与核仁有关，D正确。
答案 B
11（. 2019·河北联考）周期性共济失调是一种编码细胞膜上的钙离子通道蛋白的基
因发生突变导致的遗传病，该突变基因相应的mRNA的长度不变，但合成的肽链
缩短使通道蛋白结构异常。下列有关该病的叙述正确的是（ ）
A.翻译的肽链缩短说明编码的基因一定发生了碱基对的缺失
B.突变导致基因转录和翻译过程中碱基互补配对原则发生改变
C.该病例说明了基因能通过控制酶的合成来控制生物的性状
D.该病可能是由于碱基对的替换而导致终止密码子提前出现解析 由题意可知，该突变基因相应的mRNA的长度不变，翻译的肽链缩短，说
明编码的基因可能发生了碱基对的替换，导致mRNA中提前出现终止密码子，A
错误、D正确；突变不会导致基因转录和翻译过程中碱基互补配对原则改变，B错
误；细胞膜上钙离子通道蛋白是一种结构蛋白，该病例说明了基因通过控制蛋白
质的结构来控制生物的性状，C错误。
答案 D
12.MicroRNA（miRNA）是一类由内源基因编码的长度约为22个核苷酸的非编码
单链RNA分子，某miRNA能使W基因控制的蛋白质（W蛋白）合成过程提前终
止。如图是某真核细胞内该miRNA形成及发挥作用的过程示意图。下列叙述不正
确的是（ ）
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生物 人教版 全国ⅡⅢ\\1S813.tif" \* MERGEFORMATINET
A.图中转录过程需要的原料是四种核糖核苷酸
B.图中核糖体移动的方向是从左至右
C.miRNA与W基因mRNA结合过程发生了A与T之间的配对
D.miRNA主要在W基因表达过程的翻译阶段发挥作用
解析 图中转录的产物是RNA，RNA的基本组成单位是四种核糖核苷酸，A正确
根据题干信息可知，该miRNA能使W基因控制的蛋白质合成过程提前终止，结合
图中信息可知，miRNA—蛋白质复合物在核糖体右侧发挥作用，故核糖体移动的
方向是从左至右，B正确；miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则，
即A与U、C与G配对，C错误；由题图信息可知，该miRNA与蛋白质结合形成的
miRNA—蛋白质复合物直接与W基因的mRNA结合，从而使翻译过程终止，D正
确。
答案 C
13（. 2019·广西两校联考）2017年诺贝尔生理学或医学奖获得者从果蝇基因组中分
离出控制生物昼夜节律（即生物钟）的基因（PER基因）。研究表明，该基因编码的
PER蛋白夜间在细胞核积聚，清晨降解。PER蛋白积累到一定量后会抑制PER基
因的表达，导致PER蛋白无法合成，动物因此逐渐进入睡眠状态。生物钟也是靠着
这种机制影响着其他多细胞生物（包括人类）。PER基因的表达与关闭机制如图所示：
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生物 人教版 全国ⅡⅢ\\2S421.tif" \* MERGEFORMATINET
（1）很多生物遗传学家喜欢用果蝇作为遗传学实验的材料。果蝇作为遗传学实验
材料的优点有哪些？ _________________________________________________
____________________________________________________________________ 。
（答出两点）
（2）PER蛋白合成的场所是 （填细胞器），它通过 进入细胞核，
请写出PER蛋白合成过程中遗传信息的流动方向： ________________________。
（3）人体每天都需要一定的睡眠时间才能保证大脑的正常工作，而PER基因通过
规律性的表达与关闭控制着昼夜节律。请根据科学家的研究成果推断人在夜间犯
困是因为________________________________________________________
__________________________________________________________________；
而在清晨醒来是因为___________________________________________________
_____________________________________________________________________
。
解析 （1）果蝇具有易饲养，繁殖快，产生的子代数量多，染色体数目少等特点，因
此常被用作遗传学材料。（2）蛋白质合成的场所是核糖体。蛋白质为大分子，在细
胞质中合成之后，通过核孔进入细胞核。PER蛋白合成过程中遗传信息的流动方
向，即由PER基因转录出mRNA，之后再以mRNA为模板翻译形成PER蛋白质。
（3）结合题干信息及图形分析可知，夜间PER蛋白积累到一定量后会抑制PER基
因的表达，导致PER蛋白无法合成，动物因此逐渐进入睡眠状态，故人在夜间易犯
困；PER蛋白清晨降解，PER基因表达，人从睡眠状态进入清醒状态。
答案 （1）易饲养，繁殖快，产生的子代数量多，染色体数目少（答出两点即可）
（2）核糖体 核孔 PER基因――→mRNA――→PER蛋白 （3）夜间PER蛋白
在细胞核中积累，抑制了PER基因的表达 清晨PER蛋白降解，PER基因表达，
在细胞质中合成了PER蛋白14.（科学探究）人体细胞中的P 基因控制合成的P 蛋白可通过调控细胞周期来
21 21
抑制细胞的恶性增殖。科研人员发现，与P 基因启动子区某段DNA序列互补的
21
RNA分子（saRNA）对P 基因的表达有影响，并对此进行了研究。
21
（1）P 基因的启动子区有 酶的识别与结合位点，此酶可催化相邻两个核
21
苷酸分子的 之间形成化学键。
（2）脂质体是磷脂分散于水中时形成的具有 层分子结构的球形囊泡，可
与细胞膜融合，将物质送入细胞内部。研究人员将包裹了人工合成的saRNA的脂
质体转入人胆囊癌细胞中，同时设置对照，对照组将包裹了 的
脂质体转入同种细胞。一段时间后，检测P 基因的mRNA生成量及胆囊癌细胞的
21
存活率，结果如下两图所示。图示说明_________________________________
_____________________________________________________________________
。
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生物 人教版 全国ⅡⅢ\\2S422.tif" \* MERGEFORMATINET
（3）研究发现，P 基因启动子区合成的RNA能募集一种蛋白至此区域抑制转录
21
过程，当saRNA转入细胞后，经处理并活化，活化的saRNA能与上述RNA结合，
使转录过程的抑制作用 ，从而影响P 基因的表达，由此为癌症的治疗提
21
供了新的思路和方法。
解析 （1）启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，RNA聚合酶能催化相邻两
个核苷酸分子的核糖和磷酸之间形成磷酸二酯键。（2）由脂质体可与细胞膜融合
判断其应为具有双层磷脂分子的球形囊泡。saRNA是与P 基因启动子区某段
21
DNA序列互补的RNA分子，它可能会增强P 基因的转录，从而影响P 基因的表
21 21
达。实验设计需要遵循对照原则，实验组将包裹了人工合成的saRNA的脂质体转
入人胆囊癌细胞中，则对照组应将包裹了与saRNA序列不同的RNA分子的脂质
体转入同种细胞中，排除无关变量对实验的影响，一段时间后，检测P 基因的
21
mRNA生成量及胆囊癌细胞的存活率，根据实验结果可知，saRNA可增强P 基因
21
的表达且使癌细胞存活率降低。（3）P 基因启动子区合成的RNA能募集一种蛋
21
白至此区域抑制转录过程，而活化的saRNA能与这种RNA结合，从而使转录过程的抑制作用减弱，进而影响P 基因的表达。
21
答案 （1）RNA聚合 核糖与磷酸
（2）双 与saRNA序列不同的RNA分子 saRNA可增强P 基因的表达且使癌
21
细胞存活率降低 （3）减弱
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生物 人教版 全国ⅡⅢ\\素养4.TIF" \* MERGEFORMATINET
[技法必备]
1.理解含义
用同位素标记化合物，让它们一起运动、迁移，再用探测仪器进行追踪，可以明确
化学反应的详细过程。
2.方法应用
用来研究细胞内的元素或化合物的来源、分布和去向等，进而了解细胞的结构和
功能、化学物质的变化、反应机理等。
3.应用分析
（1）标记某元素，追踪其转移途径。如用18O标记HO，光合作用只产生18O ；再用
2
18O标记C18O ，光合作用只产生O ，证明光合作用产生的氧气中的氧原子全部来
2 2
自于H O，而不是来自CO 。
2 2
（2）标记特征元素，探究化合物的作用。如T 噬菌体侵染细菌的实验中，用32P标
2
记噬菌体的DNA，大肠杆菌内发现放射性物质；35S标记蛋白质，大肠杆菌内未发
现放射性物质；证明了DNA是噬菌体的遗传物质。
（3）标记特征化合物，探究详细生理过程，研究生物学原理。如用3H标记亮氨酸，
探究分泌蛋白的分泌过程；用15N标记DNA，证明了DNA复制的特点是半保留复
制。
[技能展示]
1.下列有关同位素示踪实验的叙述，错误的是（ ）
A.小鼠吸入18O ，则在其尿液中可以检测到HO，呼出的CO 也可能含有18O
2 2
B.35S标记甲硫氨酸，附着在内质网上的核糖体与游离的核糖体都可能出现放射性
C.将某精原细胞中的某条染色体上的DNA的一条链用15N进行标记，正常情况下
在该细胞分裂形成的精细胞中，含15N的精细胞所占比例为50%
D.在缺氧时给水稻提供 14CO ，体内可以存在 14C 的转移途径 14CO →14C →
2 2 3
（14CH O）→（14C H OH）
2 2 5解析 将某精原细胞中的某条染色体上的DNA一条链用15N进行标记，根据半保
留复制特点，正常情况下，该细胞分裂形成的4个精细胞中，含15N的精细胞只有
1个，因此所占比例为25%，C错误。
答案 C
2.科学家在研究蚕豆根尖分生区细胞的有丝分裂周期时，分别用放射性同位素15N
标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸（15NTdR），用32P标记尿嘧啶核糖核苷酸（32PUdR），把
两种核苷酸被细胞利用的速率绘成曲线如下图所示。已知蚕豆有丝分裂周期为20
h。下列对结果的分析不正确的是（ ）
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生物 人教版 全国ⅡⅢ\\5S429.tif" \* MERGEFORMATINET
A.B点时，细胞正在大量合成RNA
B.D点时，细胞中DNA含量达到最大值
C.CE阶段，细胞容易发生基因突变
D.蚕豆有丝分裂周期中分裂期时间不超过6 h
解析 D点时利用胸腺嘧啶脱氧核苷酸的速率最大，但D点到E点，TdR仍然被
利用，说明该阶段仍合成DNA，E点时细胞中DNA含量最高。
答案 B
3.在生命科学发展过程的经典实验中，用到同位素标记法的是（ ）
A.萨克斯证明光合作用的产物中有淀粉
B.摩尔根证明基因位于染色体上
C.T 噬菌体侵染大肠杆菌的实验
2
D.用烟草花叶病毒证明RNA也是遗传物质
解析 萨克斯证明光合作用产物中有淀粉使用的是碘液染色法；摩尔根用假说—
演绎法证明了基因在染色体上；证明烟草花叶病毒的 RNA也是遗传物质使用的
是病毒拆分实验。
答案 C
4.某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动，结果如图所示。其中培养大
肠杆菌的唯一氮源是14NH Cl或15NH Cl，a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠
4 4杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是（ ）
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生物 人教版 全国ⅡⅢ\\ZJ-6.tif" \* MERGEFORMATINET
A.本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术
B.a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH Cl的培养液中培养的
4
C.b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是15N—14N—DNA
D.实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制的
解析 本题考查的是“探究DNA的复制过程”。本活动中有使用到14N和15N即
采用了同位素示踪，3个离心管中的条带需经密度梯度离心，A正确；a管中只有
重带，即15N－15N－DNA，表明该管中的大肠杆菌是在含15NH Cl的培养液中培养
4
的，B错误；b管中只有中带，即DNA都是15N－14N－DNA，C正确；c管中具有1/2
中带为15N－14N－DNA，1/2轻带为14N－14N－DNA，综合a、b、c三只管可推测，a
管中为亲代DNA：15N－15N－DNA，b管中为复制一代后的子代DNA：15N－14N－
DNA，c管中为复制两代后的子代DNA：1/215N－14N－DNA、1/2 14N－14N－DNA，
说明DNA分子的复制是半保留复制，D正确。
答案 B
5.将蚕豆（2n＝12）根尖细胞中DNA分子双链用3H标记后移入普通培养液中培养
取不同细胞周期的材料制作临时装片，检测到的染色体形态有如下图所示的三种。
根据相关信息，下列说法中正确的是（ ）
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生物 人教版 全国ⅡⅢ\\2S423.tif" \* MERGEFORMATINET
A.若检测到a染色体，说明该细胞尚未进入第一个细胞周期
B.第二次有丝分裂中期的染色体均为b类型
C.a、b两种类型的染色体会出现在同一个细胞中
D.第三次有丝分裂中期，细胞中b、c染色体各6条解析 DNA分子双链用3H标记的蚕豆根尖细胞移入普通培养液中培养，依据
DNA分子的半保留复制，在第一个有丝分裂间期 DNA完成复制后，每个亲代
DNA分子经过复制形成的2个子代DNA分子都有一条链含有3H、另一条链不含
有3H，这两个DNA分子分别存在于同一条染色体所含有的2条姐妹染色单体上，
因此若检测到a染色体，说明该细胞已经进入第一个细胞周期，A错误；第一次有
丝分裂结束后所形成的细胞中，每条染色体的DNA均只有1条链含有3H，在第二
次有丝分裂的间期DNA分子完成复制后，位于同一条染色体的2条染色单体上
的DNA分子，其中有一个DNA分子的2条链都不含3H，另一个DNA分子只有一
条链含3H，所以第二次有丝分裂中期的染色体均为b类型，B正确；结合对A、B
选项的分析可知：a、b两种类型的染色体不会出现在同一个细胞中，C错误；在第
二次有丝分裂后期，因着丝点分裂导致2条姐妹染色单体分开成为2条子染色体，
分别移向细胞两极，由于子染色体移向细胞的哪一极是随机的，所以第二次有丝
分裂结束后得到的子细胞，含有3H的染色体数在0～12之间，因而第三次有丝分
裂中期，细胞中的染色体总数是12，可能含有b、c两种类型的染色体，但b、c染色
体的数目不确定，D错误。
答案 B
