2020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）

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考点突破素养达成遗传信息的转录和翻译(国考5年3考)(全国卷：2018全国卷；2017全国卷；2015全国卷；地方卷：2018海南、浙江、江苏卷；2017海南、江苏卷；2016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、转录和翻译的区别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种氨基酸能量都需要酶解旋酶、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恢复原状翻译结束后，mRNA被降解成单体碱基配对AT，TA，CG，GCAU，TA，CG，GCAU，UA，CG，GC考问2三者联系易错提醒转录、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不是AT，而是AU。(4)并不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码子不决定氨基酸。【题组跟进】高考题组研考向RNA基础知识的综合判断1高考重组，判断正误。(1)DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键。2018海南卷，T10()(2)一个tRNA分子中只有一个反密码子。2015全国卷，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，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上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子。2011海南卷，T15A()转录和翻译相关基础知识的综合判断22017全国卷，1下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是()AtRNA、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：根据中心法则，RNA都是以DNA的一条链为模板转录而来，A正确；根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：C32017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BHIV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决定，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，判断正误。(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。2018全国卷，T2D()(2)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。2018江苏卷，T3D()(3)通过对转录的调节可影响蛋白质类激素的合成量。2016全国卷，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，按照碱基互补配对原则，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变化。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变化。(8)一种tRNA可以携带多种氨基酸。2013全国卷，T1A()(9)反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基。2013全国卷，T1C()高考VS,教材高考溯源以上内容主要源自教材必修2 P6364遗传信息的转录和翻译。准确界定“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2 P6366图44和图46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：D综合考查DNA分子的复制、转录和翻译的过程52018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：逆转录和DNA复制的产物都是DNA，A正确；转录需要RNA聚合酶，逆转录需要逆转录酶，B正确；转录需要的反应物是核糖核苷酸，逆转录需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：C62018浙江卷，25miRNA是一种小分子RNA，某miRNA能抑制W基因控制的蛋白质(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()AmiRNA基因转录时，RNA聚合酶与该基因的起始密码相结合BW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CmiRNA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DmiRNA抑制W蛋白的合成是通过双链结构的miRNA直接与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蛋白质复合物直接与W基因的mRNA结合所致，D错误。答案：B72017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)。如果该*AlatRNACys参与翻译过程，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上结合的氨基酸决定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：AC82016海南卷，13某种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质需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似，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病毒的遗传物质需要经逆转录形成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似，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)的排列顺序遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子则起到翻译的作用密码子mRNAmRNA上决定一个氨基酸的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.基因控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)，所以实际上编码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a18m；若改为n个碱基对，则公式为a18。模拟题组预趋势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作为翻译的直接模板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上的决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：B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CDNA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分子解旋时甲需要解旋酶，乙过程需要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.转录过程中也需要搬运原料的工具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，不需要搬运原料的工具，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决定，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：B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GC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AT数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是()Am、(m/3)1Bm、(m/3)2C2(mn)、(m/3)1D2(mn)、(m/3)2解析：mRNA分子中有m个碱基，其中GC数目为n个，推出AU数目为mn个，故DNA中A与T数目为2(mn)。根据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透析中心法则及基因与性状的关系(国考5年未考)(地方卷：2017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、号基因分别控制性状F、G、H可判定，大多数情况下一个基因只决定一种性状。(2)生物体的一个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、控制和表达同一性状。(3)有些基因则会影响多种性状，如决定豌豆开红花的基因也决定结灰色的种子；上图基因影响性状ABCD。特别提醒基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状【题组跟进】高考题组研考向中心法则的考查12015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：如果模板是DNA，生理过程可能是DNA分子的复制或转录；如果模板是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：如果原料为脱氧核苷酸，产物一定是DNA，生理过程可能是DNA复制或逆转录；如果原料为核糖核苷酸，产物一定是RNA，生理过程可能是DNA转录或RNA复制；如果原料为氨基酸，产物一定是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。(3)从产物分析：如果产物为DNA，生理过程可能是DNA复制或RNA逆转录；如果产物为RNA，生理过程可能是RNA复制或DNA转录；如果产物是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。22014海南卷，24在其他条件具备情况下，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2 P6869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2 P68图47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过程都需要模板、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的培养基中培养，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，过程可在细胞同一区域同时发生D过程发生在某些病毒体内解析：过程是某些病毒具备的遗传信息传递途径，但该途径必须发生于寄主细胞而不是病毒体内。答案：D考查基因对性状的直接控制与间接控制3高考改编下图为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述，不正确的是()A图中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原因是基因突变C人体衰老引起白发的主要原因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控制是通过控制酶的合成进而控制代谢活动来进行的解析：图示基因1反映了通过控制蛋白质的合成直接控制性状，图示基因2反映了通过控制酶的合成进而控制代谢活动来间接控制生物性状。答案：D互动探究认真识别题干及图示信息，基因1和基因2对性状的控制原理一致吗？提示：不一致。基因1通过控制正常(异常)血红蛋白的合成，直接控制性状正常红细胞(镰刀型红细胞)，而基因2是通过控制酶的合成进而控制代谢活动来间接控制生物性状的。模拟题组预趋势遗传信息的传递12019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动途径，途径如图所示。对它的相关说法，正确的是()A1957年克里克提出的中心法则内容只包括图中的B图中过程均有碱基互补配对，且配对方式不完全相同C图中过程的酶是DNA聚合酶，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过程解析：根据课本内容的介绍，1957年克里克提出的中心法则内容可包括图中的DNA复制过程、转录过程和翻译过程，A正确；图中过程是翻译，碱基配对方式是AU，UA，GC，CG，过程是RNA复制，碱基配对方式也是AU，UA，GC，CG，B错误；图中过程是DNA复制，需要DNA聚合酶；过程是逆转录，需要逆转录酶；过程是转录，需要RNA聚合酶，C错误；由于DNA复制过程只能在具有分裂能力的细胞中才发生，而人体心肌细胞不再分裂增殖，D错误。答案：A基因对性状控制途径分析22019河北沧州一中高三月考下图表示某些细菌合成精氨酸的途径，从图中可以得出的结论是()A若产生中间产物依赖突变型细菌，则可能是酶1基因发生突变B这三种酶基因有可能位于一对同源染色体上C这些细菌其精氨酸的合成是由3对等位基因共同控制的D若酶1基因不表达，则酶2基因和酶3基因也不表达解析：分析图解可知，若产生中间产物依赖突变型细菌，则可能是酶1基因发生突变，A正确；细菌是原核生物，无染色体也没有等位基因，B错误、C错误；基因的表达是互不影响的，即酶1基因不表达，酶2基因和酶3基因也可能正常表达，D错误。答案：A遗传信息传递过程的实验分析3经典模拟右图为有关遗传信息传递和表达的模拟实验，下列相关叙述合理的是()A若X是mRNA，Y是多肽，则试管内必须加入氨基酸B若X是DNA，Y含有U，则试管内必须加入逆转录酶C若X是tRNA，Y是多肽，则试管内必须加入脱氧核苷酸D若X是HIV的RNA，Y是DNA，则试管内必须加入DNA酶解析：若X是mRNA，Y是多肽，则试管内发生的是翻译过程，因此试管内必须加入氨基酸；若X是DNA，Y含有U，即Y为RNA，则试管内发生的是转录过程，不需要加入逆转录酶，需要加入RNA聚合酶等；若X是tRNA，Y是多肽，则试管内发生的是翻译过程，不需要加入脱氧核苷酸；若X是HIV的RNA，Y是DNA，则试管内发生的是逆转录过程，需要加入逆转录酶，而不是DNA酶。答案：A课堂总结网络建构网络建构答题必备1RNA与DNA在化学组成上的区别在于：RNA中含有核糖和尿嘧啶，DNA中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶。2转录是以DNA的一条链作为模板，主要发生在细胞核中，以4种核糖核苷酸为原料。3一种密码子只能决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由多种密码子来决定。4密码子共64种，决定氨基酸的密码子有61种，反密码子位于tRNA上，也有61种。 5基因对性状的控制有两条途径：一是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；二是基因通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状。11