复制、转录、翻译

DNA 复制、基因控制蛋白质合成

注：mRNA 即信使RNA 呈单链，是以DNA 的一条链为模板转录出来的，它是翻译的模板；tRNA 呈“三叶草”型，是翻译时转运氨基酸的工具；rRNA 也呈单链，它与蛋白质组成核糖体的成分。

【例1】关于DNA 和RNA 的组成及结构的说法正确的是( )

A ．人体细胞中都有5种碱基和8种核苷酸

B ．硝化细菌的遗传物质由5种碱基构成

C ．蓝藻的线粒体中含有DNA 和RNA

D ．DNA 彻底水解得到的产物中有脱氧核糖而没有核糖 解析：在人体成熟红细胞中不含

DNA 、RNA ，因而其内不含碱基和核苷酸；硝化细菌的遗传物质是DNA ，由4种碱基构成；蓝藻属原核生物，无线粒体。答案：D

【特别提醒】

（1）若核酸中出现碱基T 或五碳糖为脱氧核糖，则比为DNA 。 （2）若核酸中出现碱基U 或五碳糖为核糖，则比为RNA 。

（3）若A ≠T 、C ≠G ，则为单链DNA ；若A=T 、C=G ，则一般认为是双链DNA 。

【例2】在遗传信息的传递过程中，一般不可能发生的是( )

A．DNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则

B．核基因转录形成的mRNA穿过核孔进入细胞质中进行翻译过程

C．RNA复制、转录都是以DNA一条链为模板，翻译则是以mRNA为模板

D．DNA复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸

解析：DNA复制是以DNA的两条链为模板进行的，转录是以DNA的一条链为模板进行的；组成DNA、RNA、蛋白质的基本单位分别为脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸，因此，复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸。答案：C

【特别提醒】

（1）对细胞结构的生物而言，DNA复制发生于细胞分裂过程中，而转录和翻译则发生于细胞分裂、分化等过程。

（2）DNA中含有T而无U，而RNA中含有U而无T，因此可通过放射性同位素标记T或U，研究DNA 复制或转录过程。

（3）复制和转录发生在DNA存在的部位，如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核、质粒等部位。

（4）转录出的RNA有3类，但携带遗传信息的只有mRNA。

（5）一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条相同的肽链。

（6）从核糖体上脱离下来的只是多肽链，多肽链还要在相应的细胞器(内质网、高尔基体)内加工，最后才形成具有一定空间结构的有活性的蛋白质。

【例3】有关蛋白质合成的叙述，正确的是(多选)( )

A．终止密码子不编码氨基酸 B．每种tRNA只转运一种氨基酸

C．tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息 D．核糖体可在mRNA上移动

解析：本题考查蛋白质的合成过程，意在考查考生对翻译过程的充分理解。A项正确，64个密码子中有3个是终止密码子，不决定氨基酸。B项正确，每种tRNA只转运一种氨基酸，但一种氨基酸可被一种或多种tRNA转运。C错误，决定氨基酸序列的遗传信息通常是在DNA分子上。答案：ABD 【特别提醒】

（1）密码子有64种，其中2个起始密码子，可以编码氨基酸；3个终止密码子，不编码氨基酸，其他59个为普通密码子，可以编码氨基酸，故能够编码氨基酸的密码子有61种。反密码子有61种。

（2）密码子、tRNA与氨基酸的数量对应关系为：一种氨基酸可有一种或多种密码子，可由一种或多种tRNA来运输，而一种密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能运输一种氨基酸。

（3）tRNA上有很多碱基，不只是3个，只是构成反密码子的部分是3个碱基。

四、基因对性状的控制

1．对中心法则的理解图解表示出遗传信息的传递有5个过程，其代表了以DNA为遗传物质的生物如真核生物、原核生物以及DNA病毒的遗传信息的复

制、转录和翻译过程；以及以RNA为遗传物质的生物如烟草

花叶病毒等遗传信息的复制、翻译过程，还有具有逆转录酶

的致癌病毒、HIV等生物的遗传信息的逆转录、复制、转录、翻译过程，故不同生物的遗传信息的传递过程不同，要根据具体的生物，画出其中心法则。如下所示：

（1）以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递

（2）以RNA为遗传物质的生物遗传信息的传递

DNA通过复制将遗传信息由亲代传递给了子代，它发生在有丝分裂的间期或减数第一次分裂的间期；而DNA的转录和翻译又体现了遗传信息的表达功能，发生在个体发育的过程中。

【例4】转录和逆转录是生物遗传信息传递过程中的两个步骤，相关叙述正确的是（）

A．都需要模板、能量、酶、原料 B．都在细胞核内进行

C．所有生物都可以进行转录和逆转录 D．都需要tRNA转运核苷酸原料

解析：转录是以DNA为模板合成RNA的过程，对于真核生物是在细胞核内进行的，而逆转录是以RNA 为模板合成DNA的过程，在细胞质内进行；只有极少数的病毒体内发现了催化逆转录的逆转录酶，因此，不是所有生物都可以进行逆转录；tRNA转运的是氨基酸，在翻译过程中起作用。虽然转录和逆转录需要的模板、酶、原料不同，但是都需要这三个条件与能量才能完成。答案：A

【特别提醒】

（1）逆转录需要逆转录酶，该酶在基因工程中常用以催化合成目的基因。

（2）中心法则的5个过程都遵循碱基互补配对原则。

2．基因、蛋白质和性状的关系

【例5】正常小鼠体内常染色体上的B基因编码胱硫醚γ—裂解酶（G酶），体液中的H2S主要由G 酶催化产生。为了研究G酶的功能，需要选育基因型为B-B-

的小鼠。通过将小鼠一条常染色体上的B基因去除，培育出了

一只基因型为B+B-的雄性小鼠（B+表示具有B基因，B-表示去

除了B基因，B+和B-不是显隐性关系），请回答：

（1）B基因控制G酶的合成，其中翻译过程在细胞质

的上进行，通过tRNA上的与mRNA上的

碱基识别，将氨基酸转移到肽链上。酶的催化反应具有高效性，

胱硫醚在G酶的催化下生成H2S的速率加快，这是因

为。

（2）右图表示不同基因型小鼠血浆中G酶浓度和H2S浓度的关系。B-B-个体的血浆中没有G酶而仍有少量H2S产生，这是因为。通过比较B+B+和B+B-个体的基因型、G酶浓度与H2S浓度之间的关系，可得出的结论是。

解析：本题考查基因控制蛋白质合成的有关知识。B基因控制G酶的合成，其中翻译过程在核糖体上进行，通过tRNA上的反密码子与mRNA上的碱基识别，将氨基酸转移到肽链上。酶的催化反应具有高效性，是因为酶能降低化学反应的活化能。右图表示不同基因型小鼠血浆中G酶浓度和H2S浓度的关系。B-B-个体的血浆中没有G酶而仍有少量H2S产生，这是因为血浆中的H2S 不仅仅由 G酶催化生成。通过比较B+B+和B+B-个体的基因型、G酶浓度与H2S浓度之间的关系，可得出的结论是基因可通过控制G酶的合成来控制H2S浓度。

答案：⑴核糖体反密码子 G酶能降低化学反应活化能⑵①血压中的H2S不仅仅由G酶催化产生②基因可通过控制G酶的合成来控制H2S浓度

【特别提醒】

（1）生物的大多数性状是受单基因控制的。这里的“单基因”是指一对等位基因，并不是单个基因。

（2）基因控制生物体的性状，但性状的形成同时还受到环境的影响。

五、基因表达中相关数量计算

2．计算中“最多”和“最少”的分析

（1）翻译时，mRNA上的终止密码不决定氨基酸，因此mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。

（2）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）在回答有关问题时，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。