人教(2019)生物必修二(学案+练习)：遗传信息的转录和翻译

人教(2019)生物必修二(学案+练习)
遗传信息的转录和翻译
1．RNA 的结构与功能
2．遗传信息的转录
(1)场所：主要是在细胞核中，在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。

(2)条件⎩⎨⎧模板：DNA 的一条链
原料：4种核糖核苷酸
能量：ATP
酶：RNA 聚合酶
(3)过程。

(4)产物：信使RNA(mRNA)、核糖体RNA(rRNA)、转运RNA(tRNA)。

3．翻译
(1)场所或装配机器：核糖体。

(2)条件⎩⎪⎨⎪⎧模板： mRNA
原料：氨基酸
能量：ATP 酶：多种酶搬运工具：tRNA
(3)过程。

(4)产物：多肽――――→盘曲折叠
蛋白质。

4．密码子与反密码子
1．tRNA 分子中的部分碱基两两配对形成氢键。

( √ )
2．mRNA 上所含有的密码子均能在tRNA 上找到相对应的反密码子。

( × )
3．转录和翻译都是以DNA 的一条链为模板合成生物大分子的过程。

( × ) 4．转录和翻译过程都存在A —U 、G —C 的碱基配对方式。

( √ )
1．DNA复制、转录和翻译的比较(以真核生物为例)
3．基因表达中相关计算
(1)DNA模板链中A＋T(或C＋G)与mRNA中A＋U(或C＋G)相等，则(A ＋T)
%＝(A＋U)mRNA%。

总
(2)基因(DNA)、mRNA上碱基数目最多对应的肽链中氨基酸数目，如下图所示：
可见，蛋白质中氨基酸数目＝1/3mRNA 碱基数目＝1/6DNA 碱基数目。

4．RNA 的种类
考向1| DNA 与RNA 的比较
1．(2021·河南郑州一测)核糖体RNA 即rRNA ，是三类RNA(tRNA 、mRNA 、rRNA)中相对分子质量最大的一类，它可与多种蛋白质结合成核糖体，作为蛋白质生物合成的“装配机器”。

核糖体中催化肽键合成的是rRNA ，蛋白质只是维持rRNA 的构象，起辅助作用。

下列相关叙述错误的是( )
A ．rRNA 的合成需要以DNA 的一条链为模板
B ．合成肽链时，rRNA 可以降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能
C ．在真核细胞中，有些rRNA 的合成与核内某结构有关
D ．基因表达过程中，DNA 上的碱基与mRNA 上的碱基、mRNA 上的碱基与rRNA 上的碱基互补配对
D 解析：细胞内的三类RNA 都是通过转录形成的，rRNA 的合成需要以DNA 的一条链为模板，A 正确；由题中信息“核糖体中催化肽键合成的是rRNA ”
可知，rRNA是催化肽键合成的酶，所以可以降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能，B正确；真核细胞中的核仁与rRNA的合成以及核糖体的形成有密切关系，C正确；基因表达的过程中，mRNA上的碱基不与rRNA上的碱基进行互补配对，D错误。

考向2| 基因的表达过程
2．(2021·江西萍乡六校联考)下图是颤蓝细菌细胞内某基因控制合成的mRNA示意图。

已知AUG为起始密码子，UAA为终止密码子，该mRNA控制合成的多肽链为“……甲硫氨酸—亮氨酸—苯丙氨酸—丙氨酸—亮氨酸—亮氨酸—异亮氨酸—半胱氨酸……”。

下列分析正确的是()
A．图中涉及的核苷酸有8种
B．合成上述多肽链时，需要用到的tRNA有7种
C．由于某种原因导致该mRNA中的一个碱基(箭头处)缺失，则该基因突变为其等位基因
D．若该基因中编码半胱氨酸的ACG突变成ACT，翻译就此终止，说明ACT也是终止密码子
B解析：图中只涉及4种核糖核苷酸，A错误；通过观察发现图中共有9个密码子，其中一个是终止密码子，该mRNA控制合成的多肽链中，有两个亮氨酸的密码子相同，因此需要用到的tRNA有7种，B正确；颤蓝细胞是原核生物，无同源染色体，也就没有等位基因，C错误；终止密码子是位于mRNA上的终止蛋白质合成的相邻的三个碱基，而碱基“T”是DNA中特有的，D错误。

【方法规律】转录、翻译过程中的四个关注点
(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完全相同，转录是A—U、T—A、G—C、C—G，翻译是A—U、U—A、G—C、C—G。

(4)明确mRNA链和多肽链的关系。

mRNA是以DNA为模板在RNA聚合
酶的作用下产生的；而在同一条mRNA链上结合的多个核糖体，同时合成的是若干条多肽链，且肽链长的，翻译在前。

3．图1、图2是两种细胞中遗传信息的主要表达过程。

据图分析，下列叙述中不正确的是()
A．图1细胞没有核膜围成的细胞核，可以边转录边翻译
B．两细胞中基因表达过程均由线粒体提供能量
C．真核生物细胞核中转录出的mRNA必须通过核孔后才能翻译
D．图中所示的遗传信息的流动方向都是DNA→mRNA→蛋白质
B解析：图1细胞没有核膜包被的成形的细胞核，属于原核细胞，可以边转录边翻译，A正确；图1细胞是原核细胞，没有线粒体，B错误；真核生物细胞核中转录出的mRNA，必须通过核孔到细胞质中的核糖体上才能作为翻译的模板，C正确；图示表示遗传信息的转录和翻译过程，遗传信息的流动方向为DNA→mRNA→蛋白质，D正确。

【技法总结】“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程图
考向3| 基因表达中的相关数量关系
4．(2021·河南郑州一测)胰岛素含有51个氨基酸、两条肽链，是由“胰岛
素原”在高尔基体内转变而成的。

“胰岛素原”有86个氨基酸、一条肽链。

由此可推知()
A．编码胰岛素的基因转录形成的mRNA至少含有156个碱基
B．一个胰岛素分子的合成中最多有87个相同或不同的tRNA分子的参与C．“胰岛素原”由核糖体直接转运到高尔基体中
D．高尔基体中有催化肽键断裂的酶
D解析：编码胰岛素的基因转录形成的mRNA至少含有3×87＝261(个)碱基，A错误；终止密码子没有tRNA与之对应，B错误；“胰岛素原”合成后先运输到内质网进行加工，再运往高尔基体内进行加工，C错误；由题干信息，胰岛素(51个氨基酸、两条肽链)是由“胰岛素原”(86个氨基酸、一条肽链)在高尔基体内转变而成，这一过程需要催化肽键断裂的酶的参与，D正确。

5．(2021·陕西咸阳模拟)一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子含有的碱基个数、合成这段多肽需要的tRNA 个数及转录此mRNA的基因中碱基个数至少依次为()
A．33、11、66B．36、12、72
C．12、36、72D．11、36、66
B解析：该肽链中的氨基酸数目＝肽键数目＋肽链数目＝11＋1＝12(个)，DNA(或基因)中碱基数∶mRNA上碱基数∶氨基酸个数＝6∶3∶1，该肽链含有12个氨基酸，则控制其合成的mRNA分子至少含有的碱基个数为12×3＝36(个)；mRNA上相邻的3个碱基构成一个密码子，决定一个氨基酸，因此该mRNA最多决定12个氨基酸，每个氨基酸都需要一个tRNA来运载，因此合成该多肽需要12个tRNA；转录此mRNA的基因中碱基数至少为12×6＝72(个)，B正确。

【易错提醒】关注计算题中“最多”和“最少”问题
(1)mRNA上碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。

(2)DNA上的碱基数目与蛋白质中的氨基酸的数目关系：基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。

(3)不能忽略“最多”或“最少”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。