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第31 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。
考情分析
1.遗传信息
的转录和翻
译
2023·浙江1 月选考·T15 2023·全国乙·T5 2023·江苏·T6
2023·湖南·T12
2023·山东·T1 2022·湖南·T14 2021·辽宁·T17 2021·河北
·T8
2021·广东·T7 2021·浙江1 月选考·T22
2.中心法则
2022·河北·T9 2022·浙江6 月选考·T16 2021·浙江6 月选
考·T19
2021·河北·T16
考点一 遗传信息的转录和翻译
1．RNA 的结构、种类和功能
链接教材 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
1
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链接教材 必修2 P65“图4－4”：
(1)一个基因转录时以基因的一条链为模板，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)源于必修2 P64～65“正文”：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。
3．遗传信息的翻译
拓展链接 真核细胞和原核细胞基因表达过程差异
2
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4．遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
链接教材 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。
判断正误
(1)一个DNA 转录只能转录出1 条、1 种mRNA( × )
提示 转录的单位是基因，一个DNA 上可有许多个基因，不同基因转录出的RNA 不同。
(2)DNA 聚合酶和RNA 聚合酶的结合位点分别位于DNA 和RNA 上( × )
提示 DNA 聚合酶和RNA 聚合酶的结合位点都位于DNA 上。
(3)DNA 复制和转录过程中都需要经过解旋，因此都需要解旋酶( × )
提示 DNA 复制和转录过程中都需要解旋，但DNA 复制过程需要解旋酶，转录过程不需要
解旋酶。
(4)每种氨基酸都对应多个密码子，每个密码子都决定一种氨基酸( × )
提示 有的氨基酸只对应一个密码子，如甲硫氨酸；有的密码子不决定氨基酸，如终止密码
子。
(5)密码子的简并有利于提高转录的速率( × )
提示 遗传密码子的简并使得一种氨基酸可以由一种或几种tRNA 转运，进而可以提高翻译
的速率。
(6)如图为某生物细胞内发生的一系列生理变化，X 表示某种酶，则过程Ⅰ在细胞核内进行，
过程Ⅱ在细胞质内进行( × )
3
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提示 图中转录和翻译同时进行，说明该细胞为原核细胞，原核细胞没有细胞核。
(7)如图为细胞通过翻译形成蛋白质的过程，mRNA 移动方向是从左到右，丙氨酸只能由该
tRNA 转运( × )
提示 图示为细胞通过翻译形成蛋白质的过程，根据tRNA 进出核糖体情况确定核糖体的移
动方向是从左向右。又因为密码子具有简并性，丙氨酸还能由别的tRNA 转运。
细胞中基因表达过程受到多水平的调控，包括转录前调控、转录调控、转录后调控、翻
译调控和翻译后调控，每一水平的调控都会实现基因的选择性表达。 请结合下面信息思考
回答相关问题：
1．操纵元是原核细胞基因表达调控的一种组织形式，它由启动子、结构基因(编码蛋白基
因)、终止子等部分组成。如图表示大肠杆菌细胞中核糖体蛋白(RP)合成及调控过程，图中
①②表示相关生理过程，mRNA 上的RBS 是核糖体结合位点。
(1)RP 基因操纵元的基本组成单位是脱氧核苷酸。①表示的生理过程是转录，合成的产物中
相邻两个核苷酸分子之间形成的化学键叫作磷酸二酯键。过程②中核糖体在mRNA 上的移
动方向是5 ′
－端
→
3 ′
－端
(填“3′－端→5′－端”或“5′－端→3′－端”)，该过程中
还需要的RNA 有tRNA
、
rRNA
。
(2)过程①②进行的场所与真核细胞的是否相同？并说明理由。
提示 过程①进行的场所与真核细胞不同，过程①主要发生在拟核中，而真核细胞主要发生
4
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在细胞核中；过程②进行的场所与真核细胞是相同的，都在核糖体中。
(3)RP1 中有一段氨基酸序列为“—丝氨酸—组氨酸—谷氨酸—”，转运丝氨酸、组氨酸和
谷氨酸的tRNA 上的相应碱基序列分别为AGA、GUG、CUU，则基因1 中决定该氨基酸序
列的模板链碱基序列为—
AGAGTGCTT—
。
(4)图示表明，当细胞中缺乏足够的rRNA 分子时，核糖体蛋白RP1 能与mRNA 分子上的
RBS 位点结合，从而导致mRNA 不能与核糖体结合，进而终止核糖体蛋白质的合成。这种
调节机制的意义是什么？
提示 既保证细胞内rRNA 与核糖体在数量上的平衡，又可以减少不必要的物质和能量浪费。
(5)由RP 基因操纵元转录的原始RNA 往往含有无效的核苷酸片段，需要经相关酶剪除后再
与核糖体结合，否则会形成异常的mRNA。若异常mRNA 合成了蛋白质，则该蛋白质的氨
基酸数目不一定(填“一定”或“不一定”)比正常蛋白质的多，请说明理由。
提示 未剪除的核苷酸片段可能会造成终止密码子提前出现。
2．如图是真核细胞内基因表达的示意图。图中一个基因可由若干个外显子与内含子组成，
基因被转录后经拼接加工把内含子转录出的片段切除，就形成了成熟mRNA。则：
(1)图中基因2 的两条链都可以作为转录的模板吗？为什么？图中基因1、2 和3 模板链一定
都在图示DNA 分子的同一条链上吗？
提示 基因2 的两条链不可以都作为转录的模板；因为转录时只能以基因2 的一条链为模板。
图中基因1、2 和3 模板链不一定都在图示DNA 分子的同一条链上。
(2)图中c 所指的3 条链最终的氨基酸序列是否相同？为什么？
提示 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)。
(3)图中信息显示，一条mRNA 分子上可结合多个核糖体，这有什么意义？图中核糖体移动
的方向是什么？
提示 少量的mRNA 分子可以迅速合成大量的蛋白质。图中核糖体移动的方向为由左向右。
(4)翻译过程中，核糖体是如何使肽链延伸和终止的？从核糖体上脱落下来的是有特定功能
的成熟蛋白质吗？
提示 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物质只能称之为多
5
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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。
(5)由图中信息可知，转录水平调控不仅控制基因能否转录，还控制转录次数。加工水平调
控为我们理解基因控制生物性状体现的一因多效(填“多因一效”“一因一效”或“一因多
效”)提供了理论依据。
考向一 遗传信息、密码子、反密码子的分析
1．(2024·郑州高三月考)如图表示大肠杆菌遗传信息的表达过程，下列叙述正确的是( )
A．DNA 转录形成c 过程发生在细胞核中
B．翻译时核糖体在c 上的移动方向是②→①
C．在DNA 解旋酶的作用下以b 链为模板合成c 链
D．图中tRNA 携带的天冬氨酸对应的密码子是5′－UAG－3′
答案 B
解析 大肠杆菌为原核生物，没有细胞核，A 错误；翻译是沿着mRNA 的5′－端→3′－
端方向进行的，tRNA 的3′－端是结合氨基酸的部位，tRNA 能与mRNA 上的密码子碱基
互补配对，推测c 的②是5′－端，因此翻译时核糖体在c 上的移动方向是②→①，B 正确；
在RNA 聚合酶的作用下，以b 链为模版合成c 链，C 错误；图中tRNA 携带的天冬氨酸对应
的密码子是5′－GAU－3′，D 错误。
2．生物体中编码tRNA 的DNA 某些碱基改变后，可以产生被称为校正tRNA 的分子。某种
突变产生了一种携带甘氨酸但是识别精氨酸遗传密码的tRNA。tRNA 上识别遗传密码的三
个碱基称为反密码子。下列叙述错误的是( )
A．tRNA 分子上的反密码子并不决定其携带的氨基酸种类
B．新合成的多肽链中，原来精氨酸的位置可被替换为甘氨酸
C．此种突变改变了编码蛋白质氨基酸序列的遗传密码序列
D．校正tRNA 分子的存在可以弥补某些突变引发的遗传缺陷
答案 C
解析 根据题干信息可知，此种突变发生在编码tRNA 的DNA 序列上，且产生了校正tRNA
分子，并没有改变编码蛋白质氨基酸序列的遗传密码序列，C 错误。
考向二 转录和翻译过程的分析
3．发夹结构是指单链RNA 分子的局部区域，由于存在二重对称区，通过自身回折使得互
补的碱基相遇结合而成的一种二级结构，发夹结构能阻止RNA 聚合酶继续移动。如图表示
某mRNA 的发夹结构及相应基因上相对应的碱基序列。下列叙述正确的是( )
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A．图中的T 和A 分别代表一种核苷酸
B．图中②链为转录的模板链
C．发夹结构的形成利于直接控制翻译而不是转录
D．发夹结构富含G－C 碱基对，利于提高mRNA 的稳定性
答案 D
解析 图中既有DNA 又有RNA，其中T 代表胸腺嘧啶脱氧核苷酸，A 代表腺嘌呤脱氧核苷
酸或腺嘌呤核糖核苷酸，A 错误；根据碱基互补配对原则可知，①链的碱基与③链的碱基互
补配对，故①链为转录的模板链，B 错误；题中显示，发夹结构能阻止RNA 聚合酶继续移
动，因此该结构的形成利于直接控制转录的终止，C 错误；发夹结构富含G－C 碱基对，G－
C 碱基对之间有三个氢键，因而利于提高mRNA 的稳定性，D 正确。
4．(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。
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考向三 基因表达中的有关计算
5．如图①②③分别表示人体细胞中发生的3 种生物大分子的合成过程，下列叙述正确的是(
)
A．造血干细胞发生①②过程的场所是细胞核
B．已知过程②的α 链及其模板链中鸟嘌呤分别占27%、17%，该α 链对应的双链DNA 区段
中腺嘌呤所占的碱基比例为24%
C．同一种tRNA 携带的氨基酸种类可能不同
D．胰岛B 细胞和肝细胞的相同DNA 进行过程②时产生的mRNA 可能相同
答案 D
解析 造血干细胞中，含有DNA 分子的有细胞核和线粒体，故造血干细胞发生过程①DNA
复制和过程②转录的场所有细胞核和线粒体，A 错误；转录时α 链及其模板链中鸟嘌呤(G)
分别占27%、17%，根据碱基互补配对原则可得出模板链的C 占27%，则模板链C＋G 占
44%，因此双链DNA 中的C＋G 占44%，双链DNA 分子中A＋T 占56%，双链中A＝T，
则该α 链对应的双链DNA 区段中腺嘌呤所占的碱基比例为28%，B 错误；同一种tRNA 的
反密码子一致，对应的密码子一致，所以携带的氨基酸种类一致，C 错误；相同DNA 在不
同细胞中可能出现基因的选择性表达，产生的mRNA 可能不同；但是控制基本生命活动的
基因(管家基因)在胰岛B 细胞和肝细胞中都会表达，如控制呼吸酶、ATP 合成酶和水解酶合
成的基因，故产生的mRNA 也可能相同，D 正确。
6．如图为人体内胰岛素基因的表达过程。胰岛素含有2 条多肽链，其中A 链含有21 个氨基
酸，B 链含有30 个氨基酸，含有3 个二硫键，(二硫键是由2 个－SH 连接而成)。下列说法
正确的是( )
A．过程①以核糖核苷酸为原料，DNA 聚合酶催化该过程
B．过程②发生在细胞质中，需要3 种RNA 参与
C．胰岛素基因的两条链分别控制A、B 两条肽链的合成
D．51 个氨基酸形成胰岛素后，相对分子质量比原来减少了882
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答案 B
解析 转录是以基因的一条链为模板，胰岛素基因的一条链控制胰岛素分子中A、B 两条肽
链的合成，C 错误；51 个氨基酸形成胰岛素后，其相对分子质量的减少量＝脱水数×18＋
形成的二硫键×2＝49×18＋3×2＝888，D 错误。
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
RNA→DNA
RNA→RNA
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质
意义
前后代之间传递
遗传信息
表达遗传信
息
表达遗传信息
通过宿主细
胞传递遗传
信息，合成
蛋白质
前后代之间
传递遗传信
息
判断正误
(1)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(
√ )
(2)HIV 中能完成逆转录过程( × )
提示 HIV 病毒是逆转录病毒，在宿主细胞中完成逆转录过程。
(3)转录与DNA 复制都遵循碱基互补配对原则，且配对方式相同( × )
提示 转录和复制的过程都遵循碱基互补配对原则，转录过程中碱基互补配对的方式是A－
U、T－A、C－G 和G－C，复制过程中碱基互补配对的方式是A－T、T－A、C－G 和G－
C。
(4)中心法则涉及的全部过程均可发生在正常人体细胞内( × )
提示 正常细胞中往往不会发生逆转录和RNA 复制过程。
(5)如图表示中心法则，则过程⑤有半保留复制的特点，过程⑥发生在核糖体上( × )
提示 过程⑤为RNA 复制过程，不具有半保留复制的特点，过程⑥为翻译过程，发生在核
糖体上。
某种冠状病毒是一种单股正链RNA(＋RNA)病毒，其＋RNA 进入人体细胞后，既可以作为
合成－RNA 的模板，也可以作为合成相关酶和蛋白质外壳的模板，而－RNA 又可以作为合
成＋RNA 的模板，最后组装成子代病毒颗粒，如图所示。
(1)图中过程③④⑤发生的场所？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。
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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；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。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)。
(5)引发手足口病的肠道病毒EV71 也具有类似于如图的过程。婴幼儿患病后，一般一周左右
会自愈。研究自愈机制时发现，该病毒正链RNA 入侵后，在患者体内经过修饰后会生成双
链siRNA，随后正义链RNA(＋RNA)被降解，反义链(－RNA)被保留，反义链与后来入侵的
正链RNA 互补配对，并诱导正义链RNA 被核糖核酸酶降解。从中心法则信息传递的角度
分析，患者自愈的原因是什么？
提示 抑制了EV71 的(＋RNA 的)复制和翻译过程。
(6)与HIV 相比，烟草花叶病毒在繁殖过程中不会出现的碱基配对情况？在形成子代病毒的
过程中，HIV 和烟草花叶病毒发生的遗传信息流动不完全一样，主要区别是什么？
提示 烟草花叶病毒在繁殖过程中不会出现A－T 的配对；HIV 形成子代病毒时存在逆转录
过程，烟草花叶病毒形成子代病毒时没有逆转录过程。
考向四 遗传信息传递过程分析
7．(2022·浙江6 月选考，16)“中心法则”反映了遗传信息的传递方向，其中某过程的示意
图如下。下列叙述正确的是( )
A．催化该过程的酶为RNA 聚合酶
B．a 链上任意3 个碱基组成一个密码子
C．b 链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连
D．该过程中遗传信息从DNA 向RNA 传递
答案 C
解析 题图所示为逆转录过程，催化该过程的酶为逆转录酶，A 错误；a(RNA)链上能决定
一个氨基酸的3 个相邻碱基，组成一个密码子，B 错误；b 为单链DNA，相邻的两个脱氧核
苷酸之间通过磷酸二酯键连接，C 正确；该过程为逆转录，遗传信息从RNA 向DNA 传递，
D 错误。
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8．(2021·浙江6 月选考，19)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，其中①～④代表相应的过程。下列叙述正确的是(
)
A．＋RNA 复制出的子代RNA 具有mRNA 的功能
B．病毒蛋白基因以半保留复制的方式传递给子代
C．过程①②③的进行需要RNA 聚合酶的催化
D．过程④在该病毒的核糖体中进行
答案 A
解析 结合图示可以看出，以＋RNA 复制出的子代RNA 为模板合成了蛋白质，因此＋RNA
复制出的子代RNA 具有mRNA 的功能，A 正确；病毒蛋白基因是RNA，为单链结构，通
过两次复制过程将基因传递给子代，而不是通过半保留复制传递给子代，B 错误；过程①②
是RNA 复制，原料是4 种核糖核苷酸，需要RNA 聚合酶的催化；而过程③是翻译，原料是
氨基酸，不需要RNA 聚合酶的催化，C 错误；病毒不具有细胞结构，没有核糖体，过程④
在宿主细胞的核糖体中进行，D 错误。
9．(2021·河北，16 改编)许多抗肿瘤药物通过干扰DNA 合成及功能抑制肿瘤细胞增殖。下
表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述不正确的是( )
药物名称
作用机理
羟基脲
阻止脱氧核糖核苷酸的合成
放线菌素D
抑制DNA 的模板功能
阿糖胞苷
抑制DNA 聚合酶活性
A.羟基脲处理后，肿瘤细胞中DNA 复制和转录过程都出现原料匮乏
B．放线菌素D 处理后，肿瘤细胞中DNA 复制和转录过程都受到抑制
C．阿糖胞苷处理后，肿瘤细胞DNA 复制过程中子链无法正常延伸
D．将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响
答案 A
解析 羟基脲阻止脱氧核糖核苷酸的合成，从而影响肿瘤细胞中DNA 复制过程，而转录过
程需要的原料是核糖核苷酸，不会受到羟基脲的影响，A 错误；放线菌素D 通过抑制DNA
的模板功能，可以抑制DNA 复制和转录过程，因为DNA 复制和转录均需要DNA 模板，B
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正确；阿糖胞苷抑制DNA 聚合酶活性而影响DNA 复制过程，DNA 聚合酶活性受抑制后，
会使肿瘤细胞DNA 复制过程中子链无法正常延伸，C 正确；将三种药物精准导入肿瘤细胞
的技术可以抑制肿瘤细胞的增殖，由于三种药物是精准导入肿瘤细胞，因此，可以减弱它们
对正常细胞的不利影响，D 正确。
1．RNA 有三种，它们分别是mRNA
、
tRNA
、
rRNA
；真核细胞中核仁受损会影响rRNA 的
合成，进而影响核糖体(细胞器)的形成。
2．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。
3．tRNA 的种类很多，但是，每种tRNA 只能识别并转运一种氨基酸。tRNA 分子比mRNA
小得多，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3 个相邻的碱基。每个tRNA 的这3 个碱基
可以与mRNA 上的密码子互补配对，叫作反密码子。
4．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
。图示中核糖体移动的方向是从左向右。
5．转录的场所：细胞核
( 主要
) 、线粒体、叶绿体
；模板：DNA
的一条链
；原料：4 种核糖
核苷酸；酶：RNA
聚合酶
；能量：ATP；遵循的原则：碱基互补配对
(A
与
U 、
T 与
A 、
C 与
G 、
G 与
C)
；产物：单链
RNA
。
6．翻译的场所：核糖体；模板：mRNA；原料：氨基酸；转运工具：tRNA；酶；能量
(ATP)；遵循的原则：碱基互补配对
(A
与
U 、
U 与
A 、
C 与
G 、
G 与
C)
；产物：肽链。
7．脑源性神经营养因子(BDNF)由两条肽链构成，能够维持和促进中枢神经系统正常的生长
发育。若BDNF 基因表达受阻，则会导致精神分裂症。如图为BDNF 基因的表达及调控过
程，由图可知，miRNA－195 基因调控BDNF 基因表达的机理
是miRNA－195 表达的mRNA 与BDNF 基因表达的mRNA 形成局部双链结构，从而使
BDNF 基因表达的mRNA 无法与核糖体结合。精神分裂症患者与正常人相比，丙过程_增强
(填“减弱”“不变”或“增强”)，若甲过程反应强度不变，则BDNF 的含量将_减少(填
“减少”“不变”或“增加”)。
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8．已知Bcl－2 是一个抗凋亡基因，其编码的蛋白质有抑制细胞凋亡的作用，MIR－15a 基
因的转录产物miRNA 是真核细胞中一类不编码蛋白质的短序列RNA，可调节Bcl－2 基因
的表达，如图所示。 据图分析，miRNA 调控Bcl－2 基因表达的机理是miRNA 与Bcl－2 基
因转录生成的mRNA 发生碱基互补配对形成双链，阻断翻译过程。
9．研究发现，起始密码子AUG 决定甲硫氨酸，但蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨
酸，其原因是翻译生成的多肽链往往需要进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中会被剪切掉。
课时精练
一、选择题
1.下列关于图中①②两种核酸分子的叙述，正确的是( )
A．①②中的嘌呤碱基数都等于嘧啶碱基数
B．遗传基因在①上，密码子位于②上
C．②是由①转录而来的
D．肺炎链球菌和T2 噬菌体均含①和②
答案 C
解析 ①是双链DNA，嘌呤碱基数与嘧啶碱基数相等，②是tRNA，嘌呤碱基数与嘧啶碱基
数不一定相等，A 错误；②是tRNA，密码子位于mRNA 上，反密码子位于tRNA 上，B 错
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误；tRNA、mRNA 和rRNA 都是由DNA 转录而来的，C 正确；T2 噬菌体是DNA 病毒，自
身没有RNA，D 错误。
2．(2023·邯郸高三模拟)如图表示细胞内遗传信息的传递过程，下列有关叙述错误的是(
)
A．相较于过程②和③，过程①特有的碱基配对方式是A－T
B．真核细胞由过程②形成的mRNA 和tRNA 都需要加工
C．过程③中核糖体在mRNA 上的移动方向是由a 到b
D．图示tRNA 可以搬运密码子为CCA 的氨基酸
答案 D
解析 因为反密码子从tRNA 的3′－端→5′－端读取，即UGG，故图示tRNA 可以搬运
密码子为ACC 的氨基酸，D 错误。
3．(2023·全国乙，5)已知某种氨基酸(简称甲)是一种特殊氨基酸，迄今只在某些古菌(古细
菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是：这些古菌含有特异的
能够转运甲的tRNA(表示为tRNA 甲)和酶E，酶E 催化甲与tRNA 甲结合生成携带了甲的
tRNA 甲(表示为甲－tRNA 甲)，进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知tRNA 甲可以识别大
肠杆菌mRNA 中特定的密码子，从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌中合
成含有甲的肽链，则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是( )
①ATP ②甲 ③RNA 聚合酶 ④古菌的核糖体 ⑤酶E 的基因 ⑥tRNA 甲的基因
A．②⑤⑥
B．①②⑤
C．③④⑥
D．②④⑤
答案 A
解析 根据题干信息“已知tRNA 甲可以识别大肠杆菌mRNA 中特定的密码子，从而在其核
糖体上参与肽链的合成”，说明该肽链合成所需能量、核糖体、RNA 聚合酶均由大肠杆菌
提供，①③④不符合题意；据题意可知，甲是一种特殊氨基酸，迄今只在某些古菌(古细菌)
中发现含有该氨基酸的蛋白质，所以要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，必须往大肠杆菌细
胞内转入甲，②符合题意；古菌含有特异的能够转运甲的tRNA 和酶E，酶E 催化甲与
tRNA 甲结合生成携带了甲的tRNA 甲，进而将甲带入核糖体参与肽链合成，所以大肠杆菌细
胞内要含有tRNA 甲的基因以便合成tRNA 甲，大肠杆菌细胞内也要含有酶E 的基因以便合成
酶E，催化甲与tRNA 甲结合，⑤⑥符合题意。故选A。
4．(2021·浙江1 月选考，22)如图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某些氨基酸
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的部分密码子(5′－端→3′－端)是：丝氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；异亮氨酸AUC、
AUU；精氨酸AGA。下列叙述正确的是( )
A．图中①为亮氨酸
B．图中结构②从右向左移动
C．该过程中没有氢键的形成和断裂
D．该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中
答案 B
解析 已知密码子的方向为5′－端→3′－端，由图示可知，携带①的tRNA 上的反密码子
为UAA，与其互补配对的mRNA 上的密码子为AUU，因此氨基酸①为异亮氨酸，A 错误；
互补配对的碱基之间通过氢键连接，图示过程中，tRNA 上的反密码子与mRNA 上的密码子
互补配对时有氢键的形成，tRNA 离开核糖体时有氢键的断裂，C 错误；细胞核内不存在核
糖体，细胞核基质中不会发生图示的翻译过程，D 错误。
5.(2023·浙江1 月选考，15)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
答案 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，并非是同时开始同时结束的，C 错误；
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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。
6．(2024·广州高三月考)Rous 肉瘤病毒是诱发癌症的一类RNA 病毒，如图表示其致病原理，
下列叙述正确的是( )
A．过程①发生在宿主细胞内，需要宿主细胞提供逆转录酶
B．过程②的目的是形成双链DNA，其中酶A 是一种RNA 聚合酶
C．过程③是以＋DNA 为模板合成大量Rous 肉瘤病毒＋RNA 的过程
D．Rous 肉瘤病毒致癌的过程中，宿主细胞的遗传信息发生改变
答案 D
解析 过程①表示逆转录过程，病毒是营寄生生活的生物，过程①发生在宿主细胞内，由病
毒提供逆转录酶，A 错误；据图分析，过程②表示DNA 分子的复制，目的是形成双链
DNA，根据由酶A 催化得到的产物是核糖核苷酸，判断酶A 是将RNA 水解的酶，B 错误；
据图分析，－DNA 与＋RNA 发生碱基互补配对，故过程③是以－DNA 为模板合成大量
Rous 肉瘤病毒＋RNA 的过程，C 错误；Rous 肉瘤病毒是逆转录病毒，由图可知，Rous 肉瘤
病毒是将病毒的RNA 逆转录形成的DNA 整合到宿主细胞的DNA 上，导致宿主细胞的遗传
信息发生改变，D 正确。
7．(2024·南京高三模拟)心肌细胞过量凋亡易引起心力衰竭。如图为心肌细胞中凋亡基因
ARC 表达的相关调节过程，miR－223 是一种非编码RNA。下列相关叙述正确的是( )
A．过程①需DNA 聚合酶识别并结合启动子
B．过程②正在合成的肽链的氨基酸序列相同
C．基因miR－223 过度表达，可能导致心力衰竭
D．若某RNA 能与miR－223 竞争性结合ARC mRNA，则有望成为减缓心力衰竭的新药物
答案 C
解析 过程①是转录，需RNA 聚合酶识别并结合启动子，A 错误；过程②是翻译，存在多
聚核糖体，最终合成的肽链的氨基酸序列相同，B 错误；基因miR－223 过度表达产生RNA
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与ARC mRNA 结合，从而抑制凋亡抑制因子的翻译过程，使凋亡抑制因子合成量降低，使
心肌细胞过度凋亡，可能导致心力衰竭，C 正确；若某RNA 能与miR－223 竞争性结合
ARC mRNA，仍会抑制凋亡抑制因子的表达，使心肌细胞过度凋亡，不能减缓心力衰竭，D
错误。
8．(2024·日照高三期末)翻译过程可分为如图所示的三个阶段，①～④表示参与翻译的物质
或结构，其中④是能引起肽链释放的蛋白质。据图分析，下列叙述正确的是( )
A．通常，每种①通过自身的反密码子识别并转运一种氨基酸
B．翻译过程中，②将会沿③的a 端(5′－端)向b 端(3′－端)移动
C．④通过碱基互补配对识别终止密码子UAA 引起肽链释放，翻译过程终止
D．为提高翻译效率，通常③上会相继结合多个②，同时进行多条肽链的合成
答案 D
解析 ①tRNA 与氨基酸的正确识别靠的是一种酶(氨基酰－tRNA 合成酶)，氨基酸中不含
碱基，反密码子不能识别氨基酸，A 错误；根据延伸过程中肽链的转移可知，核糖体移动的
方向是由b→a，即②核糖体将会沿③mRNA 的b 端(5′－端)向a 端(3′－端)移动，B 错误；
④是能引起肽链释放的蛋白质，不含碱基，因此不能通过碱基互补配对识别终止密码子
UAA，C 错误；为提高翻译效率，通常③(mRNA)上会相继结合多个②(核糖体)，同时进行
多条肽链的合成，D 正确。
9．真核生物的基因中含有外显子和内含子。细胞核内刚刚转录而来的RNA 为前体
mRNA，前体mRNA 中的内含子在RNA 自身以及其他蛋白复合物的作用下被剪切，形成
mRNA 运出细胞核。如图为前体mRNA 的剪切示意图，下列相关叙述正确的是( )
A．图中的a、c 分别为启动子和终止子
B．前体mRNA 能与核糖体直接结合进行翻译过程
C．蛋白质复合物具有识别特定核糖核苷酸序列的功能
D．前体mRNA 加工形成mRNA 的过程发生在细胞质基质中
答案 C
解析 启动子和终止子为基因上的调控序列，图中的a、c 均为前体mRNA 上的片段，不是
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启动子和终止子，A 错误；前体mRNA 需要经过加工形成mRNA 后，才能与核糖体结合进
行翻译过程，B 错误；蛋白质复合物具有识别特定核糖核苷酸序列的功能，进而剪切前体
mRNA，C 正确；前体mRNA 加工形成mRNA 的过程发生在细胞核中，形成的mRNA 运出
细胞核进入细胞质基质中，D 错误。
二、非选择题
10．miRNA 能调控基因表达，一种miRNA 可调节多个基因的功能，对细胞代谢产生多重影
响。细胞内miRNA 的合成及调控基因表达的机制如图所示，已知RISC 是一种蛋白复合体。
回答下列问题：
(1)核基因转录生成miRNA 的场所是__________，参与该过程的酶主要是______________。
催化过程①和过程②的酶都能作用于______________(填化学键)，使之断开。
(2)据图分析，某种成熟的miRNA 可通过完全互补、部分互补途径分别抑制基因H 与基因X
的功能，使这两个基因编码的蛋白质明显减少，其机理分别是_______________________和
__________________________________。同一种miRNA 可调节多个基因的功能，原因可能
是____________________________。
(3)阿尔茨海默病(AD)是一种神经系统退行性疾病，与膜蛋白APP 的代谢障碍有关。APP 被
β－分泌酶水解为N 片段和β 片段，后者被γ－分泌酶水解成Aβ 蛋白。Aβ 蛋白浓度较高时
易在神经元中沉积形成淀粉样块，引发细胞毒性。目前，miRNA 用于AD 防治在动物模型
中已取得进展。综合以上信息，提出一个用miRNA 防治AD 的新思路：
____________________
______________________________________________________________________________。
答案 (1)细胞核 RNA 聚合酶 磷酸二酯键 (2)基因H 的mRNA 降解，缺乏模板链不能
翻译合成蛋白质 基因X 的mRNA 与miRNA 结合形成双链，阻止mRNA 与核糖体结合，
不能翻译合成蛋白质 不同基因有与同种miRNA 互补配对的碱基序列 (3)设计miRNA 靶
向抑制γ－分泌酶(或β－分泌酶)的合成
解析 (1)核基因存在于细胞核中，其转录生成miRNA 的场所是细胞核，转录过程需要的酶
是RNA 聚合酶，过程①和过程②是对核基因转录形成的RNA 进行修饰、剪切，作用的化
学键是核苷酸之间的磷酸二酯键。(2)某种成熟的miRNA 可通过完全互补、部分互补途径分
别抑制基因H 与基因X 的功能，由图可知，miRNA 与mRNA 完全互补时，使mRNA 降解，
使细胞内缺乏模板链不能翻译合成H 蛋白；miRNA 与mRNA 部分互补时，mRNA 与
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miRNA 结合形成双链，阻止mRNA 与核糖体结合，不能翻译合成X 蛋白。由于不同基因有
能与同种miRNA 互补配对的碱基序列，因此导致miRNA 能与多个基因转录形成的mRNA
发生碱基互补配对，进而调节多个基因的功能。(3)AD 与Aβ 蛋白积累有关，Aβ 蛋白的代谢
需要β－分泌酶和γ－分泌酶的作用，由于miRNA 能与细胞内mRNA 互补而抑制翻译过程，
因此可设计miRNA 靶向抑制γ－分泌酶(或β－分泌酶)的合成，减少神经元中Aβ 蛋白的浓
度和毒性，用于防治AD。
11．(2024·开封高三期末)转铁蛋白(Tf)能与细胞膜上的转铁蛋白受体(TfR)结合，介导含铁的
蛋白质从细胞外进入细胞内。细胞内转铁蛋白受体mRNA(TfR－mRNA)的稳定性受Fe3＋含
量的调节(如图)，铁反应元件是TfR－mRNA 上一段富含碱基A、U 的序列，当细胞中Fe3＋
浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3＋而不能与铁反应元件结合，导致TfR－mRNA 易水解。
回答下列问题：
(1)若转铁蛋白受体由n 个氨基酸组成，指导其合成的mRNA 的碱基数远大于3n，主要原因
是mRNA 中有_________________________________________________________________。
若TfR 基因中某碱基对发生缺失，会导致合成的肽链变短，其原因是__________________
___________________________________________________________________________。
(2)铁调节蛋白与Fe3＋结合会改变铁调节蛋白的____________，当细胞中Fe3＋不足时，TfR－
mRNA 将________________________________________，其生理意义是_______________。
(3)原核生物的mRNA 通常在转录完成之前便可启动蛋白质的翻译，但真核生物的核基因必
须在mRNA 形成之后才能翻译蛋白质，针对这一差异，从细胞结构的角度给予合理的解释
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)大量不翻译的碱基序列 基因突变导致mRNA 上终止密码子提前出现 (2)空间结
构 难被水解，能指导合成更多的转铁蛋白受体(TfR) 有利于细胞从外界吸收更多的Fe3
＋，以满足生命活动的需要 (3)原核细胞没有核膜，可以边转录边翻译；真核生物有核膜，
mRNA 需要在细胞核形成，通过核孔运出细胞核后才能与核糖体结合进行翻译
解析 (1)指导铁蛋白合成的mRNA 的碱基序列上存在不能决定氨基酸的密码子，即大量不
翻译的碱基序列，故合成的铁蛋白mRNA 的碱基数远大于3n；基因内部碱基对的增添、缺
失或替换可能导致mRNA 上终止密码子提前出现，进而使翻译成的肽链变短。(2)据图分析
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可知，铁调节蛋白与Fe3＋结合会改变铁调节蛋白的空间结构。根据题意，当细胞中Fe3＋浓
度低时，TfR－mRNA 将难水解，能指导合成更多的转铁蛋白受体，有利于细胞从外界吸收
更多的Fe3＋，以满足生命活动的需要。
12．(2024·南通高三调研)人禽流感是感染禽流感病毒后引起的以呼吸道症状为主的临床综合
征。禽流感病毒的遗传物质为单链－RNA，如图为禽流感病毒入侵细胞后的增殖示意图。
请回答下列问题：
(1)禽流感病毒通过______(方式)进入细胞。由于内涵体pH 较低，导致囊膜蛋白__________
改变，内涵体的两层膜发生融合，释放病毒衣壳进入细胞质。
(2)过程②需要________________催化形成多种mRNA；过程③利用__________作为原料，
参与该过程的RNA 除了mRNA 外还有___________________________________________。
(3)在________________(场所)合成的病毒蛋白进入细胞核与病毒－RNA 结合，初步装配形
成核蛋白核心；另一些病毒蛋白需经过________________________加工后转移到细胞膜上。
(4)病毒的一条－RNA 共含有m 个碱基，其中腺嘌呤、尿嘧啶的数量分别为a、b，则以该－
RNA 为模板合成一条子代－RNA，共需要消耗__________________个胞嘧啶核糖核苷酸。
(5)已知禽流感病毒基因中一个碱基发生替换，导致病毒蛋白H 的第627 位氨基酸由谷氨酸
(密码子为GAA 或GAG)变成赖氨酸(密码子为AAA 或AAG)，请推测禽流感病毒基因中碱
基的变化情况是__________。
(6)蛋白H 是病毒基因组复制过程中的关键蛋白。科研人员将能与蛋白H 的mRNA 完全配对
的干扰RNA 导入宿主细胞，可起到抗病毒的效果，其机理是
____________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)胞吞 空间结构 (2)RNA 聚合酶 氨基酸 tRNA、rRNA (3)核糖体 内质网和
高尔基体 (4)m－a－b (5)C→U (6)抑制翻译过程使蛋白H 不能合成，阻止病毒基因的复
制从而阻止其增殖
解析 (1)由题图可知，禽流感病毒通过胞吞进入细胞。高温、过酸、过碱会改变蛋白质的
空间结构，使其失活。由于内涵体pH 较低，导致囊膜蛋白空间结构改变，内涵体的两层膜
发生融合，释放病毒衣壳进入细胞质。(2)过程②为转录过程，需要RNA 聚合酶催化形成多
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种mRNA；过程③为翻译过程，利用氨基酸作为原料，参与该过程的RNA 除了mRNA 外还有
tRNA 和rRNA。tRNA 转运氨基酸至核糖体，rRNA 是核糖体的组成部分。(3)核糖体是蛋白质
的合成场所，内质网和高尔基体是蛋白质的加工场所，在核糖体合成的病毒蛋白进入细胞核
与病毒－RNA 结合，初步装配形成核蛋白核心；另一些病毒蛋白需经过内质网和高尔基体加
工后转移到细胞膜上。(4)以－RNA 为模板合成一条子代－RNA，需要先以－RNA 为模板合成
一条＋RNA，再以这条＋RNA 为模板合成－RNA。－RNA 与＋RNA 是碱基互补配对关系，以－
RNA 为模板合成一条子代＋RNA 需要消耗的胞嘧啶核糖核苷酸的数目等于－RNA 中鸟嘌呤的
数目，以这条＋RNA 为模板合成－RNA 需要消耗的胞嘧啶核糖核苷酸的数目等于＋RNA 中鸟
嘌呤的数目，也就是－RNA 中胞嘧啶的数目，因此整个过程中需要的胞嘧啶核糖核苷酸的数
目为－RNA 中鸟嘌呤和胞嘧啶核糖核苷酸数目之和，即m－a－b。(5)已知禽流感病毒基因中
一个碱基发生替换，导致病毒蛋白H 的第627 位氨基酸由谷氨酸(密码子为GAA 或GAG)变成
赖氨酸(密码子为AAA 或AAG)，密码子中的G 变为A，根据碱基互补配对原则，那么基因模
板中的碱基变化应该是C 变为U。(6)将能与蛋白H 的mRNA 完全配对的干扰RNA 导入宿主细
胞，导致蛋白H 的mRNA 无法作为翻译的模板，抑制翻译过程使蛋白H 不能合成，阻止病毒
基因的复制从而阻止其增殖。
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