2025版高考生物一轮复习课堂互动探究案3基因控制蛋白质的合成及其与性状的关系含解析

PAGEPAGE10课堂互动探究案3基因限制蛋白质的合成及其与性状的关系考点突破素养达成eq\x(考点一)遗传信息的转录和翻译(国考5年3考)(全国卷：2024全国卷Ⅰ；2024全国卷Ⅲ；2015全国卷Ⅰ；地方卷：2024海南、浙江、江苏卷；2024海南、江苏卷；2024天津、海南、江苏卷；2015海南卷；2014四川、江苏卷)【师说考问】考问1DNA复制、转录和翻译的区分复制转录翻译作用传递遗传信息表达遗传信息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种氨基酸能量都须要酶解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶多种蛋白酶产物2个双链DNA一个单链RNA多肽链(或蛋白质)产物去向传递到2个子细胞或子代通过核孔进入细胞质组成细胞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复原原状翻译结束后，mRNA被降解成单体碱基配对A－T，T－A，C－G，G－CA－U，T－A，C－G，G－CA－U，U－A，C－G，G－C考问2三者联系易错提示转录、翻译过程中的四个易错点(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都参加翻译过程，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不是A－T，而是A－U。(4)并不是全部的密码子都确定氨基酸，其中终止密码子不确定氨基酸。

【题组跟进】高考题组——研考向eq\x(考向一)RNA基础学问的综合推断1．高考重组，推断正误。(1)DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键。[2024·海南卷，T10](√)(2)一个tRNA分子中只有一个反密码子。[2015·全国卷Ⅰ，T1B](√)(3)基因转录时，遗传信息通过模板链传递给mRNA。[2014·四川卷，T3B](√)(4)DNA有氢键，RNA没有氢键。[2013·全国卷Ⅱ，T1A](×)(5)少数RNA具有生物催化作用。[2011·海南卷，T15A](√)(6)真核细胞内mRNA和tRNA都是在细胞质中合成的。[2011·海南卷，T15A](×)(7)mRNA上确定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子。[2011·海南卷，T15A](√)eq\x(考向二)转录和翻译相关基础学问的综合推断2．[2024·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和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：依据中心法则，RNA都是以DNA的一条链为模板转录而来，A正确；依据转录过程中的碱基配对原则，不同RNA形成过程中所用的模板DNA是不同的，所以两种RNA的合成可以同时进行，互不干扰，B正确；真核细胞的线粒体和叶绿体为半自主性细胞器，其中也会发生RNA的合成，C错误；转录产生RNA的过程是遵循碱基互补配对原则的，因此产生的RNA链可以与相应的模板链互补，D正确。答案：C3．[2024·海南卷，25]下列关于生物体内基因表达的叙述，正确的是()A．每种氨基酸都至少有两种相应的密码子B．HIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板C．真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程D．一个基因的两条DNA链可转录出两条相同的RNA解析：一种氨基酸对应有一种或多种密码子确定，A错误；HIV的遗传物质为单链RNA，可以逆转录生成DNA，B正确；真核生物基因表达的过程包括转录生成RNA和翻译合成蛋白质，C错误；一个基因的两条DNA链可转录出两条互补的RNA，但转录是以基因一条链为模板的，D错误。答案：B4．高考重组，推断正误。(1)生物体内的DNA常与蛋白质结合，在DNA—蛋白质复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶。[2024·全国卷Ⅰ，T2D](√)(2)原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都须要DNA和RNA的参加。[2024·江苏卷，T3D](√)(3)通过对转录的调整可影响蛋白质类激素的合成量。[2024·全国卷Ⅱ，T3C](√)(4)一个含n个碱基的DNA分子，转录的mRNA分子的碱基数是n/2个。[2014·江苏卷，T20A](×)提示：不具遗传效应的DNA片段不转录，不会形成mRNA，所以mRNA分子的碱基数小于n/2个。(5)细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板，提高转录效率。[2014·江苏卷，T20B](×)提示：转录是指以DNA的一条链为模板，依据碱基互补配对原则，合成RNA的过程。(6)DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上。[2014·江苏卷，T20C](×)提示：RNA聚合酶的结合位点也在DNA上。(7)在细胞周期中，mRNA的种类和含量均不断发生改变。[2014·江苏卷，T20D](√)提示：在细胞周期中，基因选择性表达，mRNA的种类和含量均不断发生改变。(8)一种tRNA可以携带多种氨基酸。[2013·全国卷Ⅰ，T1A](×)(9)反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基。[2013·全国卷Ⅰ，T1C](×)[高考VS,教材]高考溯源以上内容主要源自教材必修2P63～64遗传信息的转录和翻译。精确界定“遗传信息”、“密码子”“反密码子”等重要概念，把握转录、翻译内涵是解题关键。[即时对练](必修2P63～66图4－4和图4－6改编)关于真核细胞有关蛋白质的合成过程，下列分析不正确的是()A．细胞质内也可同时存在转录、翻译过程B．核基因转录形成的mRNA通过核孔进入细胞质与核糖体结合C．翻译过程中核糖体每次移动三个碱基的位置D．转录和翻译过程中都遵循了A与U，U与A配对的原则解析：真核细胞的线粒体、叶绿体内可存在转录和翻译过程；转录过程是T与A配对，不存在U与A配对，可存在A与U配对，故D选项不正确。答案：Deq\x(考向三)综合考查DNA分子的复制、转录和翻译的过程5．[2024·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DNAB．转录须要RNA聚合酶，逆转录须要逆转录酶C．转录和逆转录所须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：逆转录和DNA复制的产物都是DNA，A正确；转录须要RNA聚合酶，逆转录须要逆转录酶，B正确；转录须要的反应物是核糖核苷酸，逆转录须要的反应物是脱氧核苷酸，C错误；细胞核中的DNA复制和转录都以DNA为模板，D正确。答案：C6．[2024·浙江卷，25]miRNA是一种小分子RNA，某miRNA能抑制W基因限制的蛋白质(W蛋白)的合成。某真核细胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图如下。下列叙述正确的是()A．miRNA基因转录时，RNA聚合酶与该基因的起始密码相结合B．W基因转录形成的mRNA在细胞核内加工后，进入细胞质用于翻译C．miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则，即A与T、C与G配对D．miRNA抑制W蛋白的合成是通过双链结构的miRNA干脆与W基因mRNA结合所致解析：miRNA基因转录时，RNA聚合酶与该基因首端的启动子相结合，A错误；真核细胞内W基因转录形成的mRNA在细胞核内加工后，进入细胞质用于翻译，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；miRNA抑制W蛋白的合成，是通过单链结构的miRNA与蛋白质结合形成的miRNA蛋白质复合物干脆与W基因的mRNA结合所致，D错误。答案：B7．[2024·江苏卷，23](多选)在体外用14C标记半胱氨酸­tRNA复合物中的半胱氨酸(Cys)，得到*Cys­tRNACys，再用无机催化剂镍将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸(Ala)，得到*Ala­tRNACys(见下图，tRNA不变)。假如该*Ala­tRNACys参加翻译过程，那么下列说法正确的是()A．在一个mRNA分子上可以同时合成多条被14C标记的多肽链B．反密码子与密码子的配对由tRNA上结合的氨基酸确定C．新合成的肽链中，原来Cys的位置会被替换为14C标记的AlaD．新合成的肽链中，原来Ala的位置会被替换为14C标记的Cys解析：多聚核糖体是指一条mRNA上同时结合多个核糖体，可同时合成多条被14C标记的多肽链，A正确；反密码子与密码子按碱基互补原则进行配对，题干信息知与tRNA携带的氨基酸无关，B错误；由于该tRNA携带的氨基酸由Cys替换成Ala，则新合成的肽链中，原来Cys的位置会被替换成Ala，C正确；该tRNA本应运输Cys，则Ala的位置不会替换为Cys，D错误。答案：AC8．[2024·海南卷，13]某种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质须要经过某种转变后整合到真核宿主的基因组中。物质Y与脱氧核苷酸结构相像，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，那么Y抑制该病毒增殖的机制是()A．抑制该病毒RNA的转录过程B．抑制该病毒蛋白质的翻译过程C．抑制该RNA病毒的逆转录过程D．抑制该病毒RNA的自我复制过程解析：RNA病毒的遗传物质须要经逆转录形成DNA，然后整合到真核宿主的基因组中，Y物质与脱氧核苷酸结构相像，应抑制该病毒的逆转录过程。答案：C[疑难辨析]1．列表比较法理解遗传信息、密码子与反密码子存在位置含义联系遗传信息DNA脱氧核苷酸(碱基对)的排列依次①遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列依次，通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列依次上②密码子干脆限制蛋白质分子中氨基酸的排列依次，反密码子则起到翻译的作用密码子mRNAmRNA上确定一个氨基酸的3个相邻的碱基反密码子tRNA与密码子互补配对的3个碱基2.基因限制蛋白质合成中的相关计算(1)DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系可见，蛋白质中氨基酸数目＝1/3mRNA碱基数目＝1/6DNA(或基因)碱基数目。(2)蛋白质合成中的“最多”和“最少”因为DNA(基因)、mRNA上有一些碱基不编码氨基酸(如mRNA上的终止密码子等)，所以事实上编码n个氨基酸，mRNA上所需的碱基数目大于3n，基因上碱基数目大于6n，故一般题干中求氨基酸数有“最多”、求碱基数有“至少”等字样。在回答有关问题时，也应加上“最多”或“至少”等字。如：mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。(3)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条多肽的蛋白质的相对分子质量＝eq\f(n,6)·a－18eq\f(n,6)－m；若改为n个碱基对，则公式为eq\f(n,3)·a－18eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n,3)－m))。模拟题组——预趋势eq\x(预料一)DNA与RNA的比较1．[经典模拟]下列不属于mRNA功能的是()A．携带遗传密码B．转运氨基酸C．作为翻译的干脆模板D．将DNA中的遗传信息传递到蛋白质上解析：遗传密码是指位于mRNA上的确定氨基酸的三个相邻碱基，转运氨基酸是tRNA的功能。翻译是以mRNA为模板，DNA经转录将遗传信息传给mRNA，mRNA再将遗传信息传递到蛋白质上。答案：Beq\x(预料二)基因的复制、转录和翻译过程比较2．[经典模拟]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，甲所示过程不须要解旋酶，乙须要解旋酶D．一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次解析：由题图可知，甲是DNA分子的复制过程，产物是双链DNA分子，乙是转录过程，产物是单链RNA，A错误；真核细胞中，DNA分子的复制和转录的场所主要是细胞核，B错误；DNA分子解旋时甲须要解旋酶，乙过程须要RNA聚合酶，C错误；一个细胞周期中，复制只进行一次转录可多次，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次，D正确。答案：D3．[原创]如图为翻译过程中搬运原料的工具tRNA，其反密码子的读取方向为“3′端→5′端”，其他数字表示核苷酸的位置。如表所示为四种氨基酸对应的全部密码子。下列相关叙述正确的是()密码子UGGGGU、GGA、GGG、GGCACU、ACA、ACG、ACCCCU、CCA、CCG、CCC氨基酸色氨酸甘氨酸苏氨酸脯氨酸A.转录过程中也须要搬运原料的工具B．该tRNA中含有氢键，由一条链构成C．该tRNA在翻译过程中可搬运脯氨酸D．氨基酸与反密码子都是一一对应的解析：转录过程的原料是游离的核糖核苷酸，不须要搬运原料的工具，A错误；tRNA是由一条核糖核苷酸链构成的，该链内某些互补的碱基间能够形成氢键，导致RNA链发生折叠，看上去像三叶草的叶形，B正确；tRNA上的反密码子能够与它所搬运的氨基酸的密码子互补配对，图示tRNA上的反密码子为UGG(3′端→5′端读取)，它所搬运的氨基酸的密码子为ACC，故所搬运的氨基酸是苏氨酸，C错误；一种氨基酸可由一种或几种不同的密码子确定，而反密码子能与密码子互补配对，所以，氨基酸与反密码子并不都是一一对应的，D错误。答案：Beq\x(预料三)基因表达中的相关计算4．[经典模拟]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。则其模板DNA分子的A＋T数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是()A．m、(m/3)－1B．m、(m/3)－2C．2(m－n)、(m/3)－1D．2(m－n)、(m/3)－2解析：mRNA分子中有m个碱基，其中G＋C数目为n个，推出A＋U数目为m－n个，故DNA中A与T数目为2(m－n)。依据mRNA碱基数目蛋白质中氨基酸数目＝31可知，氨基酸数目为m/3。脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数＝(m/3)－2。答案：D

eq\x(考点二)透析中心法则及基因与性状的关系(国考5年未考)(地方卷：2024海南卷；2015重庆卷；2014江苏、上海卷)【师说考问】考问1利用图示分类剖析中心法则(1)图示中1、8为转录过程；2、5、9为翻译过程；3、10为DNA复制过程；4、6为RNA复制过程；7为逆转录过程。(2)若甲、乙、丙为病毒，则甲为DNA病毒，如噬菌体；乙为RNA病毒，如烟草花叶病毒；丙为逆转录病毒，如HIV。考问2识图分析基因与性状的对应关系(1)由⑥、⑦、⑧号基因分别限制性状F、G、H可判定，大多数状况下一个基因只确定一种性状。(2)生物体的一特性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50个不同基因有关，上图基因③、④、⑤限制和表达同一性状。(3)有些基因则会影响多种性状，如确定豌豆开红花的基因也确定结灰色的种子；上图基因①影响性状ABCD。特殊提示基因与性状的关系并不都是简洁的线性关系。基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着困难的相互作用，这种相互作用形成了一个错综困难的网络，精细地调控着生物体的性状【题组跟进】高考题组——研考向eq\x(考向一)中心法则的考查1．[2015·重庆卷，5]结合下图分析，下列叙述错误的是()A．生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中B．核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质C．遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础D．编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链解析：生物的遗传物质是DNA或RNA，则遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中，A正确；由于密码子的简并性，核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质，B正确；表现型通过蛋白质表现，故遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础，C正确；编码蛋白质的基因含两条单链，碱基序列互补，遗传信息不同，D错误。答案：D[师说技巧]三个方面巧判中心法则五过程(1)从模板分析：①假如模板是DNA，生理过程可能是DNA分子的复制或转录；②假如模板是RNA，生理过程可能是RNA分子的复制或RNA分子的逆转录或翻译。(2)从原料分析：①假如原料为脱氧核苷酸，产物肯定是DNA，生理过程可能是DNA复制或逆转录；②假如原料为核糖核苷酸，产物肯定是RNA，生理过程可能是DNA转录或RNA复制；③假如原料为氨基酸，产物肯定是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。(3)从产物分析：①假如产物为DNA，生理过程可能是DNA复制或RNA逆转录；②假如产物为RNA，生理过程可能是RNA复制或DNA转录；③假如产物是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。2．[2014·海南卷，24]在其他条件具备状况下，在试管中加入物质X和物质Z，可得到相应产物Y。下列叙述正确的是()A．若X是DNA，Y是RNA，则Z是逆转录酶B．若X是DNA，Y是mRNA，则Z是脱氧核苷酸C．若X是RNA，Y是DNA，则Z是限制性内切酶D．若X是mRNA，Y是在核糖体上合成的大分子，则Z是氨基酸解析：若X是DNA，Y是RNA，则Z是RNA聚合酶，A错；若X是DNA，Y是mRNA，则Z是核糖核苷酸，B错；若X是RNA，Y是DNA，则Z是逆转录酶，C错；若X是mRNA，Y是核糖体上合成的大分子，即是蛋白质，则Z是氨基酸，D正确。答案：D[高考VS,教材]高考溯源本题变式考查了教材必修2P68～69中心法则5项内容，就模板、原料、产物对5项内容进行对应分析是解题关键。[即时对练](必修2P68图4－7改编)下图表示生物界完整的中心法则，下列有关叙述，不正确的是()A．①②③过程都须要模板、原料、酶和能量且均可在乳酸菌、酵母菌、线粒体、叶绿体中进行B．若将果蝇一个体细胞核中的8个DNA分子用32P标记，然后放入含31P的培育基中培育，分裂两次后一个细胞核中含放射性的DNA的数目可能是0C．在蓝藻细胞中，②③过程可在细胞同一区域同时发生D．④⑤过程发生在某些病毒体内解析：④⑤过程是某些病毒具备的遗传信息传递途径，但该途径必需发生于寄主细胞而不是病毒体内。答案：Deq\x(考向二)考查基因对性状的干脆限制与间接限制3．[高考改编]下图为人体内基因对性状的限制过程，下列叙述，不正确的是()A．图中①②过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体B．镰刀型细胞贫血症致病的根本缘由是基因突变C．人体苍老引起白发的主要缘由是图中的酪氨酸酶的活性下降D．该图反映了基因对性状的限制是通过限制酶的合成进而限制代谢活动来进行的解析：图示基因1反映了通过限制蛋白质的合成干脆限制性状，图示基因2反映了通过限制酶的合成进而限制代谢活动来间接限制生物性状。答案：D[互动探究]仔细识别题干及图示信息，基因1和基因2对性状的限制原理一样吗？提示：不一样。基因1通过限制正常(异样)血红蛋白的合成，干脆限制性状——正常红细胞(镰刀型红细胞)，而基因2是通过限制酶的合成进而限制代谢活动来间接限制生物性状的。模拟题组——预趋势eq\x(预料一)遗传信息的传递1．[2024·重庆高三质量调研]中心法则概括了自然界生物的遗传信息的流淌途径，途径如图所示。对它的相关说法，正确的是()A．1957年克里克提出的中心法则内容只包括图中的①②③B．图中③④过程均有碱基互补配对，且配对方式不完全相同C．图中①⑤过程的酶是DNA聚合酶，②过程是RNA聚合酶D．在人体胚胎干细胞和心肌细胞中均存在图中①②③过程解析：依据课本内容的介绍，1957年克里克提出的中心法则内容可包括图中的①DNA复制过程、②转录过程和③翻译过程，A正确；图中③过程是翻译，碱基配对方式是A－U，U－A，G－C，C－G，④过程是RNA复制，碱基配对方式也是A－U，U－A，G－C，C－G，B错误；图中①过程是DNA复制，须要DNA聚合酶；⑤过程是逆转录，须要逆转录酶；②过程是转录，须要RNA聚合酶，C错误；由于①DNA复制过程只能在具有分裂实力的细胞中才发生，而人体心肌