考点12 理清遗传信息的传递和表达过程及数量关系1．熟记DNA分子结构的“五、四、三、二、一”2．析图归纳DNA复制过程(1)DNA复制时间：发生于细胞分裂间期和在DNA病毒繁殖时，其中的细胞分裂并非仅指减数分裂和有丝分裂。(2)DNA复制场所：并非只发生在细胞核中，在叶绿体、线粒体、拟核和质粒等处也可发生。14\n3．析图归纳DNA转录和翻译过程(1)转录的场所：就真核生物而言，不仅有细胞核，还有线粒体和叶绿体；原核生物的转录在细胞质中进行。(2)转录发生的时期：就个体而言，转录可发生在个体生长发育的任何时期。但从细胞周期分析，转录发生在分裂间期，分裂期由于染色质高度螺旋化形成染色体，因此基因不能转录。(3)理论上：活细胞内都可进行基因的转录，但哺乳动物成熟的红细胞除外，因其细胞核和细胞器都已经消失。(4)转录的产物不只是mRNA分子，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息。3种RNA分子都参与翻译过程，只是作用不同。tRNA上有很多碱基，并非只有3个，只是构成反密码子的是3个。(5)真、原核生物中转录和翻译的比较：真核生物的转录和翻译是在不同的时空中进行的，先在细胞核内转录得到mRNA，mRNA通过核孔进入细胞质后才能进行翻译；原核生物由于没有成形的细胞核，没有核膜的阻隔，所以可以边转录边翻译。(6)转录、翻译中的碱基配对方式：转录中是DNA和RNA互补配对，因此碱基配对类型有T—A、A—U、G—C三种；翻译过程中是mRNA和tRNA互补配对，因此碱基配对类型有A—U、G—C两种。4．有关病毒中心法则的2点分析(1)发生场所：所有病毒的复制、转录和翻译都发生在宿主细胞内，而不是在病毒体内。(2)RNA病毒产生RNA的过程，并不是都经过RNA复制。逆转录病毒(一种RNA病毒)产生RNA的途径为：先经过逆转录过程产生DNA，然后DNA经过转录产生RNA。所以在写病毒中心法则的时候，一定看清病毒的类型。注意 逆转录一定要在逆转录酶的作用下完成，而且通过逆转录过程形成DNA是基因工程中获取目的基因的一种重要途径。14\n题组一 辨析DNA分子的复制过程及特点1．(2022·全国甲，2)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是( )A．随后细胞中的DNA复制发生障碍B．随后细胞中的RNA转录发生障碍C．该物质可将细胞周期阻断在分裂中期D．可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用答案 C解析 某物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能打开，说明该物质会阻碍DNA分子的解旋，因而会阻碍DNA分子的复制、转录和抑制细胞增殖，A、B、D三项均正确；因DNA分子的复制发生在间期，所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期，C项错误。真题重组 填充与判断：(1)(2022·全国乙，29节选)将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此得到的n个噬菌体只有两个带标记解析 DNA复制方式为半保留复制，噬菌体双链DNA的复制过程中，被32P标记的两条单链始终被保留，并分别存在于两个子代DNA分子中。另外，新合成DNA过程中，原料无32P标记，所以n条子代DNA分子中有且只有2条含有32P标记。(2)下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，判断下列相关叙述：①在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在两条DNA母链之间14\n(2022·上海，16A)( √ )②真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶且消耗能量(2022·江苏，12C和2022·海南，25A改编)( √ )③上图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的，并且边解旋边双向复制，从而提高了复制速率(2022·江苏，12改编)( × )(3)某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物如下图D所示(2022·上海，4)( √ )2.真核细胞某生理过程如图所示，下列叙述正确的是( )A．酶1可使磷酸二酯键断裂，酶2可催化磷酸二酯键的形成B．a链和b链的方向相反，a链与c链的碱基序列互补配对C．该图表示DNA半保留复制过程，遗传信息传递方向是DNA→RNAD．c链和d链中G＋C所占比例相等，该比值越大DNA热稳定性越高答案 D解析 酶1表示的是解旋酶,解旋酶的作用是使氢键断裂，A错误；DNA分子中两条链是反向平行盘旋成双螺旋结构的,根据碱基互补配对原则，a链和c链均与b链碱基互补配对，因此a链与c链的碱基序列相同，B错误；DNA复制过程中遗传信息传递方向是DNA→DNA,C错误；c链和d链中的碱基是互补配对的，两条链中A与T配对、G与C配对,并且A与T之间是以两个氢键连接的，G与C之间是以三个氢键连接的,G＋C所占比例越大，DNA分子的稳定性越高，因此c链和d链中G＋C所占比例相等,该比值越大DNA热稳定性越高，D正确。思维延伸 判断下列叙述的正误：(1)复制时，子代DNA分子的两条单链中只有一条和亲代DNA分子完全相同( × )(2)同一生物不同细胞内遗传物质的量都是相同的( × )(3)小白鼠体细胞内的某条染色体上有P基因和Q基因，它们编码各自蛋白质的前3个氨基酸的DNA序列如图，则：①减数分裂过程中，等位基因随a、b链分开而分离( × )14\n②如图所示的该DNA片段含有2个游离的磷酸基团、4个游离的碱基( × )(4)若“15N标记了DNA的大肠杆菌在含14N的培养基培养繁殖一代，若子代大肠杆菌的DNA分子中既有14N，又有15N，则可说明DNA的复制为半保留复制( × )(5)沃森和克里克从DNA分子双螺旋结构的特点设想出DNA分子复制的方式( √ )(6)将人的一个精原细胞的DNA用15N标记，然后放在含14N的培养基上培养，通过减数第一次分裂形成两个次级精母细胞，则一个次级精母细胞的染色体含15N，另一个次级精母细胞的染色体只含14N( × )题组二 辨析DNA分子的转录与翻译的过程3．(2022·新课标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聚合酶是在细胞核内合成的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答案 D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；反密码子是位于tRNA上相邻的三个碱基。真题重组 下图Ⅰ～Ⅲ分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程，判断下列相关叙述：(1)图中Ⅰ过程在细胞核内进行，而Ⅱ过程在细胞质基质中进行(2022·安徽，5B)( × )(2)RNA分子可作为DNA合成的模板，DNA是蛋白质合成的直接模板(2022·海南，25B和2022·广东，4A)( × )(3)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程Ⅱ时启用的起始点不完全相同；而在一个细胞周期中，Ⅰ所示过程在每个起点只起始一次，Ⅱ过程可起始多次，结果导致mRNA的种类和含量均不断发生变化[2022·江苏，32(5)、2022·江苏，20D和2022·安徽，5D整合]( √ )(4)图中Ⅲ过程所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等(2022·四川，3D改编)( √ )14\n4．(2022·长沙二模)人的多种生理生化过程都表现出一定的昼夜节律。研究表明，下丘脑SCN细胞中PER基因表达与此生理过程有关，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，下列说法错误的是( ) A．垂体细胞也含有PER基因，图2过程的原料为核糖核苷酸B．PER基因的表达过程存在反馈调节C．图3中核糖体沿着mRNA从右往左移动D．由图3可知，决定“甘”氨基酸的密码子为GGU答案 C解析 人体所有体细胞都是由同一个受精卵有丝分裂形成的，都含有相同的基因，因此人体的垂体细胞也含有PER基因，图2为转录过程，该过程的原料为核糖核苷酸，A正确；由图1可知，PER基因的表达过程存在反馈调节，B正确；图3中，根据tRNA的移动方向可知，核糖体沿着mRNA从左往右移动，C错误；密码子位于mRNA上，由图3可知，决定“甘”氨基酸的密码子为GGU，D正确。思维延伸 判断下列叙述的正误：(1)图1中m、n、l表示哺乳动物一条染色体上相邻的三个基因，a、b为基因的间隔序列；图2为l基因进行的某种生理过程。判断下列相关叙述：①m、n、l基因在不同的细胞中表达情况可能不同( √ )②若m中缺失一个碱基对，则n、l控制合成的肽链结构会发生变化( × )③在减数分裂的四分体时期，n、l之间可发生交叉互换( × )④该染色体上的三个基因一定控制生物的三种性状( × )⑤图2中甲为DNA聚合酶，丙中所含的五碳糖是核糖( × )(2)小白鼠体细胞内的某条染色体上有P基因和Q基因，它们编码各自蛋白质的前3个氨基酸的DNA序列如图，起始密码子均为AUG。其中P基因与小白鼠的毛色有关，则：14\n①基因P和基因Q转录时都以b链为模板合成mRNA( × )②若箭头处的碱基突变为T，则对应反密码子变为UAG( √ )③若图中基因Q在所有细胞中都能转录，则每次转录的模板链相同( √ )④RNA聚合酶可以启动P基因在生殖细胞中表达( × )(3)如图为某生物细胞中基因R表达过程示意图，则：①翻译时，mRNA上决定氨基酸种类的密码子由结合在其上的核糖体认读( √ )②产生c的过程需要核糖体与基因的起始密码子结合( × )③图中核糖体的移动方向为从右至左( × )④物质c最后一定会被分泌到细胞外( × )题组三 全面辨析中心法则中的信息流动过程5．(2022·海南，24)在其他条件具备的情况下，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是限制性核酸内切酶D．若X是mRNA，Y是核糖体上合成的大分子，则Z是氨基酸答案 D解析 若X是DNA，Y是RNA，则试管中进行的是转录过程，Z可能是RNA聚合酶，故A错；若X是DNA，Y是mRNA，则试管中进行的是转录过程，Z可能是核糖核苷酸，故B错；若X是RNA，Y是DNA，则试管中进行的是逆转录过程，Z可能是逆转录酶，故C错；若X是mRNA，Y是核糖体上合成的大分子，则试管中进行的是翻译过程，Z可能是原料氨基酸，故D对。真题重组 (2022·重庆，5和2022·江苏，6重组)研究发现，人类免疫缺陷病毒(HIV)携带的RNA在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。依据中心法则(如图)，判断下列相关叙述：14\n(1)生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中( √ )(2)核苷酸序列不同的基因可能表达出相同的蛋白质( √ )(3)编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链( × )(4)合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过d、b、c环节( √ )(5)通过d形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上( √ )(6)科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病( √ )6．(2022·泉州一模)如图表示RNA病毒M、N遗传信息传递的部分过程，下列有关叙述正确的是( )A．过程①、②所需的酶相同B．过程③、④产物的碱基序列相同C．病毒M的遗传信息还能从DNA流向RNAD．病毒N的遗传信息不能从RNA流向蛋白质答案 C解析 ①为逆转录过程，该过程需要逆转录酶，②为DNA的合成过程，该过程需要DNA聚合酶，A错误；过程③、④产物的碱基序列互补，不相同，B错误；从图中看出病毒M先形成DNA，然后再由DNA形成RNA，因此还能从DNA流向RNA，C正确；病毒N的遗传信息也能控制蛋白质的合成，因此也能从RNA流向蛋白质，D错误。思维延伸 如图表示DNA及相关的生理活动，请判断相关叙述：(1)过程a、b、c均可在胰岛B细胞核中发生( × )(2)某基因表达的产物可能影响另一个基因的表达( √ )(3)HIV病毒侵入机体后，T细胞中的基因会选择性表达出e过程所需的酶( × )(4)逆转录病毒HIV侵染T细胞后的遗传信息传递与表达的途径为e→a→b→d→c( × )(5)上述过程中b不同于c的碱基配对方式为T－A( √ )题组四 辨析基因与性状之间的关系14\n7．(经典高考题)如图为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图。不能从图中得出的结论是( )A．精氨酸的合成是由多对基因共同控制的B．基因可通过控制酶的合成来控制代谢C．若基因②不表达，则基因③和④也不表达D．若产生鸟氨酸依赖突变型脉孢霉，则可能是基因①发生突变答案 C解析 由图可知，精氨酸是由N－乙酰鸟氨酸在4种酶的催化作用下生成的，4种酶是由相应的基因控制合成的，A正确；图中信息可知，基因通过控制酶的合成控制代谢过程，间接控制生物体的性状，B正确；若基因②不表达，导致酶②不能合成，不影响基因③和④的表达，C错误；若产生鸟氨酸依赖突变型脉孢霉，说明脉孢霉体内基因①发生突变，不能合成酶①，使体内的N－乙酰鸟氨酸不能转化为鸟氨酸，D正确。8．如图是人体内苯丙氨酸与酪氨酸代谢的部分途径，下列相关叙述正确的是( )A．当人体衰老时，因酶②的活性降低而导致头发变白B．引起苯丙酮尿症的原因是由于患者体内细胞中缺少酶②C．基因①②③不会同时出现在人体内的同一个细胞中D．基因①②③的功能说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状答案 A解析 人体衰老时，酶②活性降低，酪氨酸转化成黑色素的效率低，导致老年人的头发变白，A正确；引起苯丙酮尿症的原因是由于患者体内细胞中缺少酶①，B错误；同一个体体细胞中所含基因一般相同，因此基因①②③存在于同一个细胞中，C错误；基因①②的功能说明基因通过控制酶的合成从而控制生物体的性状，基因③的功能说明基因通过控制蛋白质的合成直接控制生物体的性状，D错误。思维延伸 判断与填充：(1)如图表示野生型链孢霉几个基因的表达过程，判断下列据图做出的推断：14\n①核膜的存在使图中基因的转录和翻译在不同的区域进行( √ )②遗传信息的复制和表达都是以基因为单位进行的( × )③该图能说明基因和染色体行为存在明显的平行关系( × )④从图中可知，生物性状与基因之间存在一一对应关系( × )⑤野生型链孢霉经X射线处理后在缺少精氨酸的培养基上不能生长，则一定是基因4发生了突变( × )(2)某植物花色由三对独立遗传的基因共同决定，若下图是花中相关色素的合成途径，其体现了基因对生物体的性状的控制途径为__________________________________，当基因型为AaBbDd的植株自交，理论上子代中紫花植株所占比例为____________，子代紫花植株的基因型有__________种。答案 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 57/64 22题组五 新情景信息9．(2022·全国Ⅰ，5)人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPc)，该蛋白无致病性。PrPc的空间结构改变后成为PrPsc(朊粒)，就具有了致病性。PrPsc可以诱导更多的PrPc转变为PrPsc，实现朊粒的增殖，可以引起疯牛病。据此判断，下列叙述正确的是( )A．朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中B．朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同C．蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化D．PrPc转变为PrPsc的过程属于遗传信息的翻译过程答案 C解析 根据题干可知，朊粒是一种蛋白质，蛋白质是不能整合到基因组中的，A错误；肺炎双球菌是原核生物，通过二分裂的方式进行增殖，朊粒的增殖不是二分裂，B错误；朊粒是PrPc因空间结构改变形成的，两者一个具有致病性，一个不具有致病性，C正确；遗传信息的翻译过程是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，PrPc转变为PrPsc属于蛋白质空间结构改变所致，不属于遗传信息的翻译过程，D错误。真题重组 请判断下列相关叙述的正误：14\n(1)(2022·海南，13C)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细胞的基因组中。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抑制该RNA病毒的逆转录过程( √ )(2)(2022·安徽，4)Qβ噬菌体的遗传物质(QβRNA)是一条单链RNA，当噬菌体侵染大肠杆菌后，QβRNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如图所示)，然后利用该复制酶复制QβRNA，则判断如下叙述：①QβRNA的复制需经历一个逆转录过程( × )②QβRNA的复制需经历形成双链RNA的过程( √ )③一条QβRNA模板只能翻译出一条肽链( × )④QβRNA复制后，复制酶基因才能进行表达( × )10．(2022·烟台一模)丙肝病毒(HCV)的正链RNA(HCV－RNA，由a个核苷酸组成)能编码NS3等多种蛋白质，NS3参与解旋HCV－RNA分子，以协助RNA的复制。一个正链RNA复制时，先合成出该RNA的互补链，再以互补链为模板合成该正链RNA。下列相关叙述不正确的是( )A．一个正链RNA复制n次，消耗的核苷酸数为n×aB．翻译时，转运NS3起始端氨基酸的tRNA中含有反密码子C．HCV的遗传物质是正链RNA，分子内可能含有氢键D．HCV－RNA在复制和翻译过程中遵循的碱基配对方式不存在差异答案 A解析 一个正链RNA复制n次，共合成出该RNA的互补链n条，形成该正链RNAn条，所以共消耗的核苷酸数为2n×a，A错误；翻译时，转运NS3起始端氨基酸的mRNA中含有起始密码子，tRNA上存在相应的反密码子，B对；HCV是一种RNA病毒，其遗传物质是正链RNA，分子内可能含有氢键，C对；HCV－RNA在复制和翻译过程中只有RNA，没有出现DNA，所以遵循的碱基配对方式不存在差异，D对。思维延伸 埃博拉病毒(EBV)是一种单链RNA病毒，吞噬细胞是首先被攻击的靶细胞，EBV与宿主细胞结合后，将核酸—蛋白复合体(－RNA)释放至细胞质，通过如图所示途径进行增殖。请判断下列推断：14\n(1)过程②需要氨基酸和tRNA，两者的种类、数量相同( × )(2)将EBV的－RNA直接注入到人体细胞内一定会引起患病( × )(3)此病毒侵入人体后会严重影响机体的体液免疫，但对细胞免疫影响较小( × )(4)－RNA和mRNA均有RNA聚合酶的结合位点( √ )(5)EBV属于生命系统结构层次中的最小层次，可在普通培养基上培养( × )(6)过程①所需嘌呤比例与过程③所需嘌呤比例相同( × )(7)EBV增殖过程需细胞提供四种脱氧核苷酸和ATP( × )题组六 遗传信息的传递和表达过程相关数量关系11．判断下列相关数据计算的正误：(1)如图表示双链DNA分子的一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系(2022·山东，5C)( √ )(2)若N个双链DNA分子在第i轮复制结束后，某一复制产物分子一条链上的某个C突变为T，这样在随后的各轮复制结束时，突变位点为A—T碱基对的双链DNA分子数与总DNA分子数的比例始终为1/(N×2i＋1)(2022·上海，18C)( √ )(3)将牛催乳素基因用32P标记后导入小鼠乳腺细胞，选取仅有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养，则连续分裂n次，子细胞中32P标记的细胞占1/2n＋1(2022·四川，3C)( × )(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(2022·江苏，20A)( × )(5)已知某mRNA分子中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，该mRNA分子及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%，则与该mRNA分子对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为26%[2022·江苏，32(2)]( √ )12．如图所示为真核细胞内基因Y的结构简图，共含有2000个碱基对，其中碱基A占20%，下列说法正确的是( )A．基因Y复制两次，共需要4800个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸B．基因Y复制时解旋酶作用于①、③两处14\nC．若②处T/A替换为G/C，则Y控制的性状一定发生改变D．Y的等位基因y中碱基A也可能占20%答案 D解析 该基因共有2000对脱氧核苷酸组成，其中鸟嘌呤占30%，因此该基因中含有鸟嘌呤数目为2000×2×30%＝1200个，则基因复制2次，则需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数目＝(22－1)×1200＝3600个，A错误；基因Y复制时解旋酶作用于③处，即氢键，B错误；若②处T/A替换为G/C，由于密码子的简并性等原因，Y控制的性状不一定发生改变，C错误；Y的等位基因y是基因突变形成的，基因突变是指碱基对的增添、缺失或替换，因此y中碱基A也可能占20%，D正确。思维延伸 判断与填充：(1)某14N标记的基因含2000个碱基对，其中腺嘌呤占40%。将该基因在含15N标记的游离的脱氧核苷酸中连续复制三次，然后离心结果是图甲。如果在离心前加入解旋酶，过一段时间后再离心，结果是如图乙。判断下列相关叙述：①X与Y中基因数目比是2∶6( √ )②W中含胞嘧啶的数目是1400个( × )③随着复制次数的增多，甲中Y含有的基因数目不断增多，而X保持不变( √ )(2)将15N标记的亲代大肠杆菌(其DNA经密度梯度离心后如图甲)，转至以14NH4C1为唯一氮源的培养液中培养，每20分钟繁殖一代，收集并提取DNA，进行密度梯度离心，如图为离心结果模拟图。已知一个大肠杆菌DNA中胞嘧啶个数为X。则：①繁殖三代后含15N的DNA分子与含14N的DNA分子比为1∶3( × )②出现丙结果至少需要40分钟( × )③出现丁结果至少需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为3X( √ )(3)若mRNA中尿嘧啶和腺嘌呤之和占48%，则控制该mRNA合成的DNA分子片段中胞嘧啶占______。答案 26%(4)若一个基因中G和C共占碱基总数的40%，一条链中有360个A，互补链中的A占整个基因碱基总数的10%，则该基因控制合成的蛋白质最多含有的氨基酸分子为______个。14\n答案 30014
