遗传信息的表达与中心法则

遗传信息的表达与中心法则

真题回放

1．(2019·全国卷Ⅰ，2)用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是(C)

①同位素标记的tRNA

②蛋白质合成所需的酶

③同位素标记的苯丙氨酸

④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸

⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液

A．①②④B．②③④

C．③④⑤D．①③⑤

[解析]在体外合成同位素标记的多肽链，需要有翻译合成该多肽链的模板——mRNA，人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸是合成mRNA所需要的原料；还需要有合成该多肽链的原料——同位素标记的氨基酸(苯丙氨酸)。此外，合成该多肽链还需要酶、能量等，可由除去了DNA和mRNA的细胞裂解液提供。

2．(2018·江苏卷)长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基，具有多种调控功能的一类RNA分子。下图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下列问题：

(1)细胞核内各种RNA的合成都以_四种核糖核苷酸__为原料，催化该反应的酶是_RNA 聚合酶__。

(2)转录产生的RNA中，提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是_mRNA(信使RNA)__，此过程中还需要的RNA有_tRNA和rRNA(转运RNA和核糖体RNA)__。

(3)lncRNA前体加工成熟后，有的与核内_染色质__(图示①)中的DNA结合，有的能穿过_核孔__(图示②)与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合，发挥相应的调控作用。

(4)研究发现，人体感染细菌时，造血干细胞核内产生的一种lncRNA，通过与相应DNA 片段结合，调控造血干细胞的_分化__，增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数

量。该调控过程的主要生理意义是_增强人体的免疫抵御能力__。

[解析](1)细胞核内各种RNA的合成原料是四种核糖核苷酸，催化RNA合成的酶是RNA聚合酶。(2)转录产生的各种RNA中，氨基酸分子合成多肽链提供信息指导的是mRNA，翻译过程中还需要tRNA和rRNA参与。(3)通过图示过程可知，lncRNA前体加工成熟后，有的与细胞核内染色质中的DNA结合，有的能穿过核孔与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合，发挥相应的调控作用。(4)血液中的单核细胞和中性粒细胞等吞噬细胞由造血干细胞分化而来。lncRNA与细胞核内相应的DNA结合后，可以调控造血干细胞的分化，增加吞噬细胞的数量。该过程能够增强人体的免疫抵御能力。

3．(2018·全国卷Ⅰ)生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA－蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是(B)

A．真核细胞染色体和染色质中都存在DNA－蛋白质复合物

B．真核细胞的核中有DNA－蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有

C．若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶

D．若复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶

[解析]A对：真核细胞的染色体和染色质都主要是由DNA和蛋白质组成的，都存在DNA－蛋白质复合物。B错：原核细胞无成形的细胞核，DNA裸露存在，不含染色体(质)，但是其DNA会在相关酶的催化下发生复制，DNA分子复制时会出现DNA－蛋白质复合物。C对：DNA复制需要DNA聚合酶，若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能为DNA聚合酶。D对：在DNA转录合成RNA时，需要有RNA聚合酶的参与，故该DNA－蛋白质复合物中含有RNA聚合酶。

4．(2017·江苏卷)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。下列叙述错误的是(C) A．小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸

B．该基因转录时，遗传信息通过模板链传递给mRNA

C．连续分裂n次后，子细胞中32P标记的细胞占1/2n＋1

D．该基因翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等

[解析]连续分裂n次后，子细胞中32P标记的细胞占1/2n－1。

核心拓展

1．读图理解转录、翻译的过程

2．基因表达常考必记的几个关键点

(1)原核生物：转录和翻译_同时进行__，发生在细胞质中。

(2)真核生物：先_转录__，发生在细胞核(主要)中；后翻译，发生在细胞质中。

(3)遗传信息位于DNA 上，密码子位于mRNA 上，反密码子位于tRNA 上。

3．翻译过程中多聚核糖体模式图解读

(1)图1表示真核细胞的翻译过程。图中①是_mRNA__，⑥是核糖体，②③④⑤表示正在合成的4条多肽链，翻译的方向是_自右向左__。形成的多肽链②③④⑤的氨基酸序列相同的原因是：_有相同的模板mRNA__。

(2)图2表示原核细胞的转录和翻译过程，图中①是DNA 模板链，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA ，在核糖体上同时进行翻译过程。

4．各类生物遗传信息的传递过程

生物种类

遗传信息的传递过程 DNA 病毒，如噬菌体

――→转录RNA ――→翻译蛋白质 复制型RNA 病毒，如烟草花叶病毒 ――→翻译蛋白质

逆转录病毒，如艾滋病病毒 RNA ――→

逆转录――→转录RNA ――→翻译蛋白质 细胞生物 ――→转录RNA ――→翻译蛋白质

题型突破

题型1 考查遗传信息转录和翻译的过程

1．(2019·东北三省三校一模)基因在表达过程中如有异常mRNA会被细胞分解，如图是S基因的表达过程，则下列有关叙述正确的是(D)

A．异常mRNA的出现是基因突变的结果

B．图中所示的①为转录，②为翻译过程

C．图中②过程使用的酶是反转录酶

D．S基因中存在不能翻译成多肽链的片段

[解析]异常mRNA的出现是因为含有未“剪尽”的片段，A错误；图中所示的①为转录，③为翻译过程，B错误；图中②过程表示RNA前体形成mRNA的过程，而反转录酶用于RNA形成DNA的过程，C错误；据图可知，S基因中存在不能翻译成多肽链的片段，D 正确。故选D。

2．(2017·全国卷Ⅲ)下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是(C)

A．tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来

B．同一细胞中两种RNA的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]真核细胞的各种RNA都是通过DNA的不同片段转录产生的，A正确；由于转录产生不同RNA时的DNA片段不同，因此同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生，B正确；真核细胞细胞质中叶绿体、线粒体中的DNA可以转录形成RNA，C错误；转录的过程遵循碱基互补配对原则，因此产生的RNA链与模板链的相应区域碱基互补，D正确。

3．如图表示生物基因的表达过程，下列叙述与该图相符的是(C)

A．图1可发生在绿藻细胞中，图2可发生在蓝藻细胞中

B．DNA－RNA杂交区域中A应与T配对

C．图1翻译的结果是得到了多条氨基酸序列相同的多肽链

D．图2中①②③的合成均与核仁有关

[解析]图1的转录和翻译过程是同时进行的，只能发生在原核生物中，图2是先转录再翻译，应发生在真核生物中，绿藻为真核生物，而蓝藻为原核生物；DNA－RNA杂交区