考点31遗传信息的转录和翻译高考频度：★★★☆☆难易程度：★★★☆☆1．RNA的结构与分类（1）RNA与DNA的区别物质组成结构特点五碳糖特有碱基DNA脱氧核糖T(胸腺嘧啶)一般是双链RNA核糖U(尿嘧啶)通常是单链（2）基本单位：核糖核苷酸。（3）种类及功能2．遗传信息的转录（1）概念：在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。（2）过程(如图)3．翻译（1）概念场所细胞质的核糖体上模板mRNA原料20种氨基酸产物具有一定氨基酸顺序的蛋白质（2）密码子：mRNA上3个相邻碱基，共64种，其中决定氨基酸的密码子有61种。（3）反密码子：位于tRNA上的与mRNA上的密码子互补配对的3个碱基。
考向一DNA与RNA的比较1．关于DNA和RNA的叙述，正确的是A．DNA有氢键，RNA没有氢键B．一种病毒同时含有DNA和RNAC．原核细胞中既有DNA，也有RNAD．叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA【参考答案】C【试题解析】在tRNA中，也存在碱基之间的互补配对，故也有氢键，A错；一种病毒中只含有一种核酸，要么是DNA，要么是RNA，B错；原核细胞中既有DNA，也有RNA，C正确；核糖体是由蛋白质和RNA组成的，不含有DNA，D错。解题技巧DNA和RNA的区分技巧（1）DNA和RNA的判断①含有碱基T或脱氧核糖⇒DNA；②含有碱基U或核糖⇒RNA。（2）单链DNA和双链DNA的判断①若：⇒一般为双链DNA；②若：嘌呤≠嘧啶⇒单链DNA。（3）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．下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是A．细胞内DNA的合成不需要引物B．真核细胞内DNA和RNA的合成都需要在细胞核内完成C．肺炎双球菌体外转化实验说明外源RNA可以在细胞间转移D．原核细胞和真核细胞的基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与
【答案】D【解析】细胞内DNA的合成需要引物，A错误；真核细胞中的DNA和RNA的合成主要发生在细胞核中，此外线粒体和叶绿体中也能合成DNA和RNA，B错误；肺炎双球菌体外转化实验说明外源DNA可以在细胞间转移，C错误；真核细胞和原核细胞中基因的表达过程都包括转录和翻译两个过程，都需要DNA和RNA的参与，D正确。考向二DNA的复制、转录和翻译的比较3．甲、乙图表示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是A．甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子B．甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行C．DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D．一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次【参考答案】D【试题解析】甲过程表示多起点的DNA的半保留复制，合成的产物是双链DNA分子，该过程主要发生在细胞核内，在一个细胞周期中，DNA只复制一次；乙过程为转录，合成的产物为单链RNA分子，该过程主要发生在细胞核内，在一个细胞周期中，乙可起始多次；DNA复制和转录均需解旋，甲过程利用解旋酶，乙过程利用RNA聚合酶解旋。易错警示与转录和翻译有关的3点易错点（1）转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。
（2）翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。（3）转录和翻译过程中的碱基配对没有A—T，而是A—U。4．某种生物基因表达过程如图所示，其中Ⅰ代表细胞核，Ⅱ代表细胞质基质。据图分析，下列叙述正确的是A．a物质需要穿过两层膜进入细胞质B．Ⅰ中形成的a物质可以有多种类型C．图中不同的核糖体共同合成一条多肽链D．多肽b在核糖体上合成结束后才进入内质网加工、运输【答案】B【解析】图示为某种生物基因表达过程。在Ⅰ所示的细胞核中，以DNA分子的一条链为模板通过转录过程形成a所示的RNA。RNA通过核孔到达Ⅱ所示的细胞质基质。mRNA相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，此过程称为遗传信息的翻译。b表示正在合成的肽链（也称为多肽）。依题意并分析图示可知：在Ⅰ所示的细胞核中，a物质是通过转录过程形成的RNA，RNA形成后通过核孔进入细胞质，穿过零层膜，A错误；a所示的RNA可以有多种类型（mRNA、rRNA、tRNA），B正确；图中不同的核糖体与同一个mRNA分子结合，同时进行多条肽链的合成，C错误；从图可以看出，多肽b在核糖体上的合成还没有结束，就进入内质网进行加工、运输，D错误。考向三遗传信息、密码子和反密码子的比较5．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。请判断下列说法中正确的是
A．分析题图可知①是β链，完成此过程的场所是细胞核B．除图中所示的两种RNA之外，RNA还包括tRNAC．图中②到③的过程需要在核糖体上进行D．能够决定氨基酸的是③，其种类有61种【参考答案】C【试题解析】根据碱基互补配对原则，从图中②的碱基组成可以确定β链是转录模板，蓝藻是原核生物，没有细胞核，A错误。RNA包括mRNA(图中②)、tRNA(图中③)和rRNA(核糖体RNA，图中未画出)，B错误。图中②到③的过程是翻译过程，在核糖体上进行，C正确。能够决定氨基酸的是mRNA上的61种密码子(终止密码子除外)，③是tRNA，D错误。归纳整合巧辨遗传信息、密码子和反密码子（1）界定遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子（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(密码子简并性)，可由一种或几种tRNA转运。②一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种终止密码子和61种决定氨基酸的密码子)；反密码子理论上有61种。6．根据下表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是DNA双链TGmRNAC
tRNA反密码子A氨基酸苏氨酸A．TGUB．UGAC．ACUD．UCU【答案】C【解析】密码子为mRNA上决定氨基酸的三个相邻碱基，根据转录和翻译过程中的碱基互补配对原则，由DNA信息链上的T、G碱基可推知mRNA上相应位置上的碱基分别是A和C，由tRNA上反密码子最后一个碱基A可知mRNA上相应位置上的碱基为U，因此苏氨酸的密码子为ACU。考向四基因表达的相关计算7．已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G有12个，转录该段mRNA的DNA分子中应有C和T的个数是A．12B．24C．18D．30【参考答案】D【试题解析】已知mRNA中含有30个碱基，是由DNA的一条链为模板转录形成的，则DNA含有60个碱基。在DNA分子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则（A—T、G—C），而配对的碱基数目彼此相等，即A=T、C=G，因此在DNA分子中嘌呤和嘧啶各占一半，则DNA分子中C和T的个数应为DNA碱基总数的一半，即C+T=30个，故选D。解题必备DNA和mRNA之间对应碱基及数量的计算找准DNA和mRNA之间对应碱基及其比例关系，即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%。
8．DNA分子中有600个碱基，则由它所控制形成的mRNA中含有的密码子个数和合成的蛋白质中氨基酸数最多不超过A．1200和100B．100和100C．200和100D．300和200【答案】B【解析】mRNA是以DNA的一条链为模板转录形成的，所以mRNA中碱基数最多只有DNA分子的一半；根据“一个密码子含3个碱基，一个密码子决定一个氨基酸”。DNA（或基因）中碱基数∶mRNA上碱基数∶氨基酸个数=6∶3∶1，DNA分子中有600个碱基，则由它所控制形成的信使RNA中含有的碱基数最多不超过600÷2=300个，而一个密码子含3个碱基，所以该mRNA中密码子个数最多不超过300÷3=100个；由一个密码子决定一个氨基酸，所以其控制合成的蛋白质中氨基酸的数目最多不超过100个；故选B。1．下列关于基因表达的叙述，正确的是A．高度分化停止分裂的细胞中没有基因的表达B．转录和翻译过程中都没有T与A的配对C．密码子的种类与组成蛋白质的氨基酸种类相同D．密码子的简并性增强了遗传密码的容错性2．在双链DNA中，已知其中一条（A+G）/（T+C）=0.4，那么以它的互补链为模板，转录成的mRNA中（A+G）/（C+U）应是A．2.5B．1C．0.4D．1.25
3．下列有关遗传信息传递的叙述中，错误的是A．DNA复制和转录的场所相同B．碱基互补配对原则很大程度上保证了DNA复制的准确性C．基因的改变仅引起生物体单一性状的改变D．转录时并非整个DNA分子都解旋4．人的线粒体DNA能够进行自我复制，并在线粒体中通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成，下列说法正确的是A．线粒体中存在识别并能转运特定氨基酸的tRNAB．线粒体DNA进行转录时需要DNA聚合酶的参与C．线粒体DNA复制时需要以核糖核苷酸作为原料D．线粒体DNA发生突变后可通过父亲遗传给后代5．如图为细胞中合成蛋白质的过程，下列说法正确的是A．该过程最终合成的b、c、d、e在结构上各不相同B．f在a上的移动方向是左→右C．a的合成与核仁有关，且图中4个核糖体在a上的结合位点相同D．该过程表明生物体内少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质6．乳腺上皮细胞在孕晚期数量增加，在停止哺乳后数量减少。当向体外培养乳腺组织的培养液中加入泌乳素时，乳腺组织合成的酪蛋白的量增加了20倍。测定乳腺组织中RNA的半衰期（半数RNA降解需要的时间），结果如表。据此作出的推理不正确是RNA种类RNA半衰期（h）无泌乳素刺激有泌乳素刺激rRNA>790>790总mRNA3.312.8酪蛋白mRNA1.128.5
A．乳腺上皮细胞的增殖能力在人体生命活动的不同阶段有所差异B．mRNA半衰期较短，有利于细胞内蛋白质的种类和含量的调控C．泌乳素通过提高酪蛋白基因的转录效率来促进细胞合成更多酪蛋白D．肝脏细胞也含有产生酪蛋白的基因，只是没有表达7．胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的，其中A链中的氨基酸有m个，B链中的氨基酸有n个。下列有关叙述中不正确的是A．胰岛素基因中至少含有的碱基数是6(m＋n)B．胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链C．胰岛素mRNA中至少含有的密码子为(m＋n)个D．A、B两条肽链可能是经蛋白酶的作用后形成的8．如图是两种细胞中主要遗传信息的表达过程。据图分析，下列叙述中不正确的是A．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B．甲没有核膜围成的细胞核，所以转录翻译同时发生在同一空间内C．乙细胞的基因转录形成的mRNA需要通过核孔才能进入细胞质D．若合成某条肽链时脱去了100个水分子，则该肽链中至少含有102个氧原子9．研究表明，下丘脑SCN细胞中PER基因表达与昼夜节律有关，其表达产物的浓度呈周期性变化，如图为相关过程。据此判断，下列说法正确的是A．PER基因只存在于下丘脑SCN细胞中
B．图1过程①的原料为脱氧核苷酸，需要的酶是RNA聚合酶
C．图2中DNA模板链中一个碱基C变成了T，则mRNA中嘌呤与嘧啶比例不变D．图3中mRNA沿着核糖体的移动方向是从右向左10．下图中的①〜③分别表示人体细胞中3种生物大分子的合成过程。请据图回答下列问题：
（1）过程①消耗的有机物是ATP和____________________________________。（2）过程②发生的主要场所是____________；a链形成后，通过____________进入细胞质中并与核糖体x结合。（3）已知过程②的a链中，鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，a链及其模板链对应区段的碱基中，鸟嘌呤分别占30%和20%。则与a链对应的DNA区段中，腺嘌呤所占的碱基比例为_____。（4）过程③中，y转运氨基酸的密码子是____________。若合成蛋白质b的基因含有600个碱基对，则该蛋白质最多由____________种氨基酸组成。（5）在一个细胞周期，过程①中经历起始点的次数是____________次。过程①②③都要进行碱基互补配对，其中配对方式种类最多的是____________过程。11．（2019全国卷Ⅰ·2）用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是①同位素标记的tRNA②蛋白质合成所需的酶③同位素标记的苯丙氨酸④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液A．①②④B．②③④C．③④⑤D．①③⑤12．（2019浙江4月选考·22）下列关于遗传信息表达过程的叙述，正确的是A．一个DNA分子转录一次，可形成一个或多个合成多肽链的模板
B．转录过程中，RNA聚合酶没有解开DNA双螺旋结构的功能C．多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链D．编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的脱氧核苷酸组成13．（2018·全国Ⅰ卷）生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA—蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是A．真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物B．真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有C．若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶D．若复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶1．【答案】D【解析】高度分化的细胞仍有蛋白质的合成，虽然细胞停止分裂但仍有基因的表达，A错误；转录过程中DNA模板链上的T与RNA中的A配对，翻译过程中没有T与A的配对，B错误；密码子的种类是64种，其中只有61种编码氨基酸，组成蛋白质的氨基酸种类只有20种，密码子的种类与组成蛋白质的氨基酸种类不相同，C错误；密码子的简并性使基因突变后仍然可能编码同一种氨基酸，生物性状没有改变，基因突变具有多害少利性，故密码子的简并性增强了遗传密码的容错性，D正确。2．【答案】C【解析】以该链的互补链为模板转录形成的mRNA序列与该链相同（T替换为U）。双链DNA分子中，一条链中（A+G）/（T+C）＝0.4，那么以它的互补链为模板，转录成的mRNA中（A+G）/（C+U）也应是0.4，C项正确，A、B、D项错误。3．【答案】C【解析】DNA复制的主要场所是细胞核，转录的主要场所是细胞核，A正确；DNA准确复制的原因是亲代DNA提供模板，复制过程严格遵循碱基互补配对，B正确；基因与性状的关系并不都是简单的线性关系，基因的改变可能引起生物体多个性状的改变，C错误；转录是以基因为单位进行的，因此转录时将DNA片段解旋，D正确。4．【答案】A【解析】人的线粒体DNA能够进行自我复制，并在线粒体中通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成，所以线粒体中存在识别并能转运特定氨基酸的tRNA，A正确；
DNA进行转录生成RNA，所以转录过程中需要RNA聚合酶而不是DNA聚合酶，B错误；DNA复制时需要以脱氧核糖核苷酸作为原料，C错误；精子在进入卵子后，线粒体聚集的尾部会发生脱离，因此线粒体是不会通过父亲遗传给后代的，D错误。5．【答案】D【解析】由于b、c、d、e以同一个mRNA为模板翻译形成，所以结构相同，A错误；根据肽链的长度可判断核糖体在mRNA上移动的方向是右→左，B错误；核糖体的形成与核仁有关，mRNA的合成与核仁无关，C错误；多聚核糖体在一条肽链没有合成完之前就开始合成下一条肽链，所以少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质，D正确；故选D。6．【答案】C【解析】分析表格数据可知：与无泌乳素刺激相比，有泌乳素刺激时，总mRNA半衰期有明显延长，酪蛋白mRNA半衰期延长更明显。由题意可知，乳腺上皮细胞在孕晚期数量增加，在停止哺乳后数量减少，说明乳腺上皮细胞的增殖能力在生命活动的不同阶段有差异，A正确；蛋白质的合成需要模板mRNA，若mRNA的半衰期较短，更利于通过调控转录的强弱，调控蛋白质的种类和含量，B正确；由图表可知有无泌乳素刺激，mRNA半衰期有明显差异，故泌乳素通过提高酪蛋白基因表达过程的翻译效率来促进细胞合成更多酪蛋白，C错误；肝脏细胞也含有产生酪蛋白的基因，只是没有表达，D正确。7．【答案】B【解析】胰岛素基因编码的两条多肽链中氨基酸总数是m＋n，所以DNA中对应碱基数至少为6(m＋n)；一个基因在编码蛋白质的过程中，只有一条链作为模板链；胰岛素基因转录的mRNA是一条，而形成的两条肽链中氨基酸共有(m＋n)个，根据密码子和氨基酸的一一对应关系(不考虑终止密码子)可知，与之对应的胰岛素mRNA中至少含有的密码子应该为(m＋n)个；A、B两条肽链可能是形成一条肽链之后，经蛋白酶作用使肽键断裂，然后再组装成胰岛素的。8．【答案】A【解析】从图中可以看出，甲细胞是原核细胞，乙细胞是真核细胞，则甲细胞不含线粒体，故A错误；原核细胞的转录和翻译都发生在细胞质中，故B正确；乙细胞翻译的场所为细胞质中的核糖体，细胞核基因转录出来的mRNA必须通过核孔才能从细胞核出来，故C正确；若合成某肽链时脱去100个水分子，则该肽链含有100个肽键，每个肽键中含有1个氧原子，再加上一端的羧基含有的2个氧原子，该肽链至少含有102个氧原子，故D正确。9．【答案】C【解析】PER基因存在于所有组织细胞中，只在下丘脑SCN细胞中表达，A错误；过程①
是以PER基因的一条链为模板合成mRNA的转录过程，原料为核糖核苷酸，需要的酶是RNA聚合酶，B错误；图2中DNA模板链中一个碱基C变成了T，则mRNA中相应位置的碱基由G变成了A，因此嘌呤与嘧啶比例不变，C正确；在翻译时，核糖体沿着mRNA分子向终止密码子的方向移动，因此核糖体在mRNA上移动的方向是从左向右，D错误。10．【答案】（1）脱氧核苷酸（2）细胞核核孔（3）25%（4）GUU20（5）一②【解析】（1）过程①表示DNA复制，需要模板（亲代DNA的两条链）、原料（脱氧核苷酸）、能量（直接由ATP提供）和酶等基本条件，所以过程①消耗的有机物是ATP和脱氧核苷酸。（2）过程②表示转录，发生的主要场所是细胞核；形成的a链为mRNA，mRNA通过核孔进入细胞质中并与核糖体x结合。（3）过程②（转录）中的a链为mRNA，其中G＋U＝54%，G＝30%，U＝54%－30%＝24%，则其模板链中，A＝24%，C＝30%；已知模板链中G＝20%，则T＝100%－24%－30%－20%＝26%，所以与a链对应的DNA区段中，腺嘌呤A＝（24%＋26%）÷2＝25%。（4）过程③为翻译，y所示的tRNA上的反密码子为CAA，因翻译时tRNA上的反密码子与它所搬运的氨基酸的密码子互补配对，因此y转运氨基酸的密码子是GUU。若合成蛋白质b的基因含有600个碱基对，依据“在基因指导蛋白质的合成过程中，基因中的碱基数∶mRNA分子中的碱基数∶多肽链中氨基酸数＝6∶3∶1”可知：该蛋白质含有的氨基酸数为100个，最多由20种氨基酸组成。（5）在一个细胞周期，DNA复制发生在间期，因此过程①所示的DNA复制中经历起始点的次数是一次。①所示的DNA复制过程中碱基互补配对方式是A—T、C—G，②过程所示的转录过程中碱基互补配对方式是A—U、C—G、T—A，③所示的翻译过程中碱基互补配对方式是A—U、C—G，所以过程①②③中配对方式种类最多的是②。11．【答案】C【解析】分析题干信息可知，合成多肽链的过程即翻译过程。翻译过程以mRNA为模板（mRNA上的密码子决定了氨基酸的种类），以氨基酸为原料，产物是多肽链，场所是核糖体。翻译的原料是氨基酸，要想让多肽链带上放射性标记，应该用同位素标记的氨基酸（苯丙氨酸）作为原料，而不是同位素标记的tRNA，①错误、③正确；合成蛋白质需要模板，由题知苯丙氨酸的密码子是UUU，因此可以用人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸作模板，同时要除去细胞中原有核酸的干扰，④、⑤正确；除去了DNA和mRNA的细胞裂解液模拟了细胞中的真实环境，其中含有核糖体、催化多肽链合成的酶等，因此不需要再加入蛋白质合成所需的酶，故②错误。综上所述，ABD不符合题意，C符合题意。故选C。12．【答案】A
【解析】遗传信息的表达主要包括复制、转录和翻译，基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程，以DNA分子的一条链作为模板合成RNA，在真核细胞中主要在发生细胞核中。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，场所为核糖体。一个DNA分子转录一次，形成的mRNA需要进行剪切加工，可能合成一条或多条模板链，A选项正确；转录过程中，RNA聚合酶兼具解旋功能故不需要DNA解旋酶参与转录，B选项错误；在转录过程中，mRNA上可附着多个核糖体进行翻译，得到数条相同的mRNA，而不是共同合成一条多肽链，C选项错误；mRNA由核糖核苷酸构成，不具有脱氧核苷酸，D选项错误。13．【答案】B【解析】真核细胞的染色质和染色体是同一物质在不同时期的两种存在形式，主要是由DNA和蛋白质组成，都存在DNA—蛋白质复合物，A正确；真核细胞的核中含有染色体或染色质，存在DNA—蛋白质复合物，原核细胞的拟核中也可能存在DNA—蛋白质复合物，如拟核DNA进行复制或者转录的过程中都存在DNA与酶（成分为蛋白质）的结合，也能形成DNA—蛋白质复合物，B错误；DNA复制需要DNA聚合酶、解旋酶等，因此复合物中的某蛋白可能是DNA聚合酶，C正确；若复合物中正在进行RNA的合成，属于转录过程，转录需要RNA聚合酶等，因此复合物中的某蛋白可能是RNA聚合酶，D正确。
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