(浙江选考)202x版高考生物一轮复习 第16讲 遗传信息的传递和表达学案
第16讲遗传信息的传递和表达
知识内容展示核心素养对接
（1）DNA的功能
（2）DNA与RNA的异
同
（3）转录、翻译的概念
和过程
（4）遗传密码、中心法
则
（5）基因的概念
（6）复制、转录和翻译
的异同
生命观念
通过掌握遗传信息的传递，能够从分子水平阐述生
命的延续性，从而理解生命的延续和发展规律
科学思维通过掌握遗传信息传递过程，比较和归纳异同点
社会责任
通过了解中心法则内容，形成关注社会、关注人体
健康的理念
考点一DNA和RNA的比较及基因的概念
（2017·浙江4月选考）下列关于DNA、RNA和基因的叙述，错误的是（）
A.基因是具有遗传效应的核酸分子片段
B.遗传信息通过转录由DNA传递到RNA
C.亲代DNA通过复制在子代中表达遗传信息
D.细胞周期的间期和分裂期均有RNA的合成
解析亲代DNA通过复制将遗传信息传递给子代，不是表达，遗传信息表达包括转录和翻译两个步骤，故C错；D中细胞周期的间期和分裂期均有RNA的合成，分裂期可能会有线粒体中遗传信息的表达。
答案C
本题A选项，对应必修二教材P70基因的概念。
基因的概念
（1）作用：遗传的一个基本功能单位，它在适当的环境条件下控制生物的性状。
（2）与染色体的关系：以一定的次序排列在染色体上。
（3）本质：一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片段，在大多数生物中是一段DNA，在RNA病毒中是一段RNA。
1.比较RNA与DNA
2.RNA功能
角度1 围绕DNA与RNA的比较考查批判性思维的能力
1.（2018·宁波十校期末联考）下列关于真核细胞内DNA和RNA的叙述，正确的是（）
A.相同的rRNA分子在不同细胞中参与构成的细胞器不同
B.相同的mRNA分子在不同细胞合成的蛋白质不同
C.相同的tRNA分子在不同细胞中转运的氨基酸不同
D.相同的DNA分子在不同细胞的转录产物可能不同
解析相同的rRNA分子在不同细胞中参与构成的细胞器相同，都是核糖体，A错误；所有生物共用一套遗传密码，所以相同的mRNA分子在不同细胞合成的蛋白质相同，相同的tRNA分子在不同细胞中转运的氨基酸也相同，B、C错误；细胞内的基因具有选择性表达的特点，所以相同的DNA分子在不同细胞的转录产物可能不同，D正确。
答案D
2.下列关于DNA和RNA的结构与功能的说法，错误的是（）
A.区分单双链DNA、单双链RNA四种核酸可以通过碱基比率和种类来判定
B.双链DNA分子中碱基G、C含量越高，其结构稳定性相对越高
C.含有DNA的生物，其遗传物质是DNA不是RNA
D.含有RNA的生物，其遗传物质是RNA不是DNA
解析构成DNA和RNA的碱基种类不同，双链DNA中发生碱基互补配对，且A＝T，G ＝C，因此区分单双链DNA、单双链RNA四种核酸可以通过碱基比率和种类来判定，A正确；双链DNA分子中A与T间形成两个氢键，G与C间形成三个氢键，因此碱基G、C 含量越高，其结构稳定性相对越高，B正确；同时含有DNA和RNA的生物，DNA为其遗传物质，C正确、D错误。
答案D
角度2 结合基因的概念考查归纳与概括的能力
3.（2014·海南卷，21）下列是某同学关于真核生物基因的叙述：
①携带遗传信息②能转运氨基酸③能与核糖体结合
④能转录产生RNA ⑤每相邻三个碱基组成一个反密码子⑥可能发生碱基对的增添、缺失、替换
其中正确的是（）
A.①③⑤
B.①④⑥
C.②③⑥
D.②④⑤
解析基因是具有遗传效应的DNA片段，携带遗传信息，并能够将遗传信息通过转录传递到RNA，通过翻译表现为蛋白质特定的氨基酸序列和空间结构，基因中可能发生碱基对的增添、缺失或替换，即基因突变。
答案B
（1）针对遗传物质为DNA的生物而言，基因是指“有遗传效应的DNA片段”，但就RNA 病毒而言，其基因为“有遗传效应的RNA片段”。
（2）并非所有DNA片段都是基因，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将不同的基因分隔开的。
考点二转录和翻译
1.（2018·浙江11月选考）下列关于洋葱根尖细胞遗传信息转录过程的叙述，正确的是（）
A.一个DNA可转录出多个不同类型的RNA
B.以完全解开螺旋的一条脱氧核苷酸链为模板
C.转录终止时成熟的RNA从模板链上脱离下来
D.可发生在该细胞的细胞核、线粒体和叶绿体中
解析一个DNA分子上可有多个基因，因此可转录产生多个不同类型的RNA，A正确；转录时，边解旋、边转录、边复旋，B错误；在真核生物中，细胞核内转录而来的RNA产物经过加工才能成为成熟的mRNA，C错误；洋葱根尖细胞没有叶绿体，D错误。
答案A
2.（2017·浙江11月选考，25）下列关于生物体内遗传信息的传递与表达的叙述，正确的是（）
A.每种氨基酸至少有两个以上的遗传密码
B.遗传密码由DNA传递到RNA，再由RNA决定蛋白质
C.一个DNA分子通过转录可形成许多个不同的RNA分子
D.RNA聚合酶与DNA分子结合只能使一个基因的DNA片段的双螺旋解开
解析有的氨基酸只有一种密码子，如甲硫氨酸、色氨酸，A错误；遗传信息由DNA传递到RNA，再由RNA决定蛋白质，B错误；一个DNA分子上有多个基因，不同基因转录形成的mRNA不同，并且每个基因可以发生多次转录，因此一个DNA分子通过转录可形成多个多种mRNA分子，C正确；当RNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位相结合时，包括一个或者几个基因的DNA片段的双螺旋解开，D错误。
答案C
3.（2018·浙江4月选考）miRNA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（）
A.miRNA基因转录时，RNA聚合酶与该基因的起始密码相结合
B.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
C.miRNA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
D.miRNA抑制W蛋白的合成是通过双链结构的miRNA直接与W基因的mRNA结合所致解析本题考查的是基因的表达。转录时RNA聚合酶与该基因的某一启动部位相结合，起始密码在mRNA上，A错误；miRNA与W基因mRNA结合发生在RNA之间，也遵循碱基互补配对原则，为A与U、C与G配对，C错误；据图可知miRNA蛋白质复合物中miRNA 为单链，该单链与W基因mRNA结合，抑制W蛋白的合成，D错误。
答案B
本题组对应必修二教材P66～67转录和翻译，主要考查转录和翻译的场所、条件，遗传密码和多聚核糖体等结构。
1.转录
（1）概念：以DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。
（2）过程（见下图）
2.遗传信息的翻译
（1）概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
（2）场所或装配机器：核糖体。
（3）条件?????模板：mRNA 原料：氨基酸
能量：ATP 酶：多种酶搬运工具：tRNA
（4）过程
（5）产物：多肽――→盘曲折叠蛋白质
（1）图甲、图乙的过程判断
①图甲DNA 两条链都作为模板?DNA 复制。
②图乙DNA 的一条链作为模板?转录。
（2）图丙的过程解读
①翻译起点：一个核糖体与mRNA 的结合部位形成2个tRNA 结合位点。起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。
②翻译终点：识别到终止密码子（不决定氨基酸）翻译停止。
③翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，mRNA不移动。
（3）图丁的过程解读
①数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。
②意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。
③方向：从左向右，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。
④结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。
多聚核糖体中，每个核糖体合成的多肽链都相同。
（4）戊图解读
①戊图是tRNA，“三叶草”结构，其内含有氢键（碱基配对）。
②一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，它的一端有三个碱基，叫反密码子（有61种），另一端是携带氨基酸的部位，反密码子读取碱基顺序从长臂端即携带氨基酸的一侧开始读，如图为AUC，对应的密码子为UAG。
RNA的结构和种类
角度1 巧借转录和翻译过程考查推理的能力
1.（2017·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
B.HIV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
解析色氨酸只有一种密码子与之对应，A错误；HIV的遗传物质是RNA，当侵入细胞后，能以RNA为模板，经逆转录过程形成DNA，B正确；基因表达过程包括转录和翻译，蛋白质合成只是翻译过程，C错误；基因的两条链为互补关系，所以分别转录出的RNA序列不相同，D错误。
答案B
角度2 结合多聚核糖体的相关分析考查科学思维的能力
2.（2016·浙江1月选考）如图表示高等生物多个核糖体串联在一个
mRNA分子上合成肽链的过程。下列有关叙述错误的是（）
A.图中核糖体沿mRNA分子从右向左移动
B.核糖体认读mRNA分子上决定氨基酸种类的密码子
C.图中不同核糖体合成的肽链具有相同的氨基酸排列顺序
D.多个核糖体在合成肽链时会相互干扰，降低了翻译的效率
解析根据肽链长短可判断核糖体移动的方向为从右向左，A正确；核糖体认读mRNA上
决定氨基酸种类的密码子，B正确；图中不同核糖体合成相同的肽链以提高翻译效率，C正确；多个核糖体串联在一条mRNA分子上有序地进行翻译，提高了翻译效率，D错误。
答案D
角度3 DNA复制、转录和翻译的比较
3.（2018·新高考研究联盟联考）细胞内DNA的复制、转录和翻译过程都属于酶促反应，涉及多种酶。下列叙述错误的是（）
A.DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都在DNA上
B.DNA复制和转录都需要有关酶的催化使碱基对之间的氢键断开
C.mRNA、tRNA和rRNA的形成都需要RNA聚合酶的催化
D.RNA聚合酶起作用时，从起始密码位置向终止密码位置移动
答案D
4.下图①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。据图分析正确的是（）
A.过程①和②发生的主要场所相同且均需要解旋酶
B.当核糖体到达mRNA的终止密码子时，多肽合成结束
C.过程③核糖体移动方向是从右到左
D.DNA复制时以亲代的一条链为模板，复制出子代DNA
解析①为DNA分子的复制过程，②表示转录过程，①过程需要解旋酶，但②过程不需要解旋酶，A错误；过程③核糖体的移动方向是从左向右，C错误；DNA复制时以亲代的两条链为模板，复制出子代的DNA，D错误。
答案B
“三步”判断真、原核细胞的DNA复制、转录及翻译
注：若为真核细胞，则只考虑其细胞核内的DNA复制、转录
考点三遗传密码及中心法则
（2016·浙江10月选考）在遗传信息表达的过程中，mRNA的三个碱基是UAC，则DNA 模板链上对应的三个碱基是（）
A.ATG
B.TAC
C.TUC
D.AUG
解析mRNA是以DNA的一条链为模板转录形成的。
答案A
本题对应必修二教材P68遗传密码，主要考查密码子和反密码子的概念、种类和联系。
密码子和反密码子
（1）密码子存在于mRNA上，共有64种。决定氨基酸的密码子有61种；终止密码子有3种，不决定氨基酸，决定翻译停止；起始密码子有2种，决定氨基酸，决定翻译的起点。（2）反密码子存在于tRNA上，与决定氨基酸的密码子一一对应。
（3）生物界的遗传密码是统一的，这可以作为生物界统一性的证据。
中心法则
（1）DNA→DNA（或基因到基因）：是DNA的复制过程，表示遗传信息的传递。
（2）DNA→RNA：遗传信息的转录过程。
（3）RNA→蛋白质：发生在细胞质中核糖体上的翻译过程，②③共同完成遗传信息的表达。（4）RNA→DNA：少数RNA病毒，如HIV等在寄主细胞内的逆转录过程。
（5）RNA→RNA：以RNA作为遗传物质的生物（如RNA病毒）的RNA自我复制过程。实线表示的①②③途径在自然界中普遍存在，发生在绝大多数的生物体内；虚线表示的④⑤途径是后来发现的，这两种信息传递途径在少数生物体内存在，是对中心法则的补充。
1.从中心法则的名称上可以看出遗传信息的流动过程在生物学中的重要地位，这个法则反映了遗传物质的哪两大功能？
提示中心法则反映了遗传物质的传递与表达这两大功能。
2.下图为生物遗传信息流动过程，针对下图回答：
（1）细胞分裂间期发生了上述哪些过程？分裂期发生了哪些过程？
提示a、b、c；c。
（2）需要tRNA和核糖体同时参与的是哪个过程？能进行A—U，G—C配对的过程有哪些？提示c；b、c、e。
（3）健康的人体内不会发生上述哪些过程？
提示d和e。
3.HIV的寄主细胞主要是什么？它进行蛋白质合成的场所是什么？其“遗传信息流”的模板及原料分别由谁提供？
提示艾滋病病毒的寄主细胞主要是辅助性T淋巴细胞，该病毒进行蛋白质合成的场所是寄主细胞的核糖体，其“遗传信息流”的模板由病毒自身提供，原料由寄主细胞提供。
角度1 遗传密码与反密码子
1.据下表判断，异亮氨酸的密码子是（）
A
DNA
信使RNA A
转运RNA U A
氨基酸异亮氨酸
A.ATA
B.AAU
C.UAU
D.AUA
解析mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基称为1个密码子。mRNA的密码子和tRNA 上的反密码子互补配对，据表中tRNA的第一个碱基U可推知异亮氨酸的密码子的第一个碱基为A。该密码子的第三个碱基为A，则模板链是DNA上面的一条链，可知密码子的第二个碱基为U。因此，异亮氨酸的密码子是AUA。
答案D
2.（2018·温州9月选考适应）蛋白质的合成（翻译）过程如图所示，认读mRNA上遗传密码的是（）
A.核糖体
B.tRNA
C.反密码子
D.氨基酸
解析在蛋白质的合成（翻译）过程中，核糖体认读mRNA上决定氨基酸种类的遗传密码，选择相应的氨基酸，再由对应的tRNA转运，故A正确，B、C、D错误。
答案A
遗传信息、密码子与反密码子的分析比较（1）遗传信息、密码子与反密码子的比较
项目
位置作用数量
遗传信息在DNA上（RNA病毒除
外）
间接决定着蛋白质中的氨
基酸的排列顺序，决定性
状
不同基因遗传信息不同密码子在mRNA上
直接控制蛋白质中氨基酸
的排列顺序
64种（3种终止密码子、
61种决定氨基酸的密码
子）
反密码
子
在tRNA上识别密码子序列61种
（2）遗传信息、密码子、反密码子的对应关系
①除终止密码无对应的氨基酸外，一种密码子只能对应一种氨基酸，但一种氨基酸可以由不只一种密码子决定。
②一种tRNA只能转运一种氨基酸，但一种氨基酸可由不只一种tRNA转运。
角度2 围绕中心法则考查概括与推理的能力
3.下图中A、B、C表示的是物质，1、2、3表示的是过程。下列相关叙述正确的是（）
A.图中所有过程可发生在真核生物的任何细胞中
B.基因只存在于图中A物质上
C.并不是所有生物都含有B物质
D.T2噬菌体中可发生2过程
解析图示A为DNA，B为RNA，C为蛋白质，1过程为转录，2过程为逆转录，3过程为翻译。逆转录过程通常发生在以RNA为遗传物质的病毒侵染的细胞中，正常细胞不发生该过程，A错误；基因是一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片段，其在
RNA病毒中是一段RNA，B错误；T