1、第4章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成课后篇巩固提升基础巩固1.下列关于RNA的叙述,不正确的是()A.RNA可以催化细胞内的某些代谢反应B. RNA的化学组成、结构与DNA不同,但链长与DNA分子相差不大C.一条mRNA上可结合多个核糖体,每个核糖体都可合成一条完整的肽链D.RNA也可作为遗传物质答案B2.下图是有关真核细胞中DNA分子的复制、基因表达的示意图,下列相关叙述正确的是()A.甲、乙过程仅发生在细胞核内,丙过程发生在核糖体上B.丙过程需要三种RNA参与,其中只有mRNA来自乙过程C.甲、乙、丙过程遵循的碱基互补配对方式相同D.甲、乙、丙过程所需原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸
2、、氨基酸答案D解析甲、乙、丙分别表示DNA复制、转录、翻译过程,在真核细胞中,DNA复制与转录主要发生在细胞核内(线粒体、叶绿体中也能发生),翻译发生在核糖体上,A项错误;丙(翻译)过程需要三种RNA参与,三种RNA均来自乙(转录)过程,B项错误;甲、乙、丙过程,都遵循碱基互补配对原则,但是碱基配对的方式不完全相同,C项错误;甲过程的产物是子代DNA分子,需要脱氧核苷酸为原料;乙过程的产物是RNA,需要核糖核苷酸为原料;丙过程的产物是蛋白质(多肽链),需要氨基酸为原料,D项正确。3.关于基因表达的过程,下列叙述正确的是()A.不同的密码子编码同种氨基酸可以加快转录速度B.多个核糖体可结合在一个
3、mRNA上共同合成一条多肽链C.一种氨基酸可由多种tRNA转运D.翻译过程中,mRNA会沿着核糖体移动,直至读取终止密码子答案C解析不同密码子编码同种氨基酸可增强容错性,A项错误;多个核糖体可结合在一个mRNA上分别合成多条相同的多肽链,B项错误;一种氨基酸可由多种不同的tRNA转运,C项正确;翻译时核糖体在mRNA上移动,D项错误。4.已知某基因(双链DNA)中腺嘌呤占全部碱基的28%,在其中的一条链上胞嘧啶占该链全部碱基的24%,则理论上由该链转录成的mRNA中胞嘧啶占全部碱基的()A.24%B.22%C.20%D.无法确定答案C解析该基因中A=T=28%,C=G=22%,其中一条链上C1
4、=24%,则另一条链上的C2=2C-C1=20%,故模板链上的G1=20%,根据碱基的互补配对可知,转录出的mRNA中C占20%。5.已知某条多肽链的相对分子质量为1.032104,该多肽彻底水解所得氨基酸的平均相对分子质量为120,那么控制合成该多肽链的基因中脱氧核苷酸的个数(不考虑终止密码子)至少为()A.603B.600C.606D.609答案C解析设该多肽中氨基酸数为x,则有120x-(x-1)18=1.032104,解得x=101,则控制该多肽链合成的mRNA中至少含有101个密码子,含有303个碱基,控制合成该多肽链的基因中脱氧核苷酸的个数至少为3032=606(个)。6.某生物基
5、因表达过程如下图所示,相关叙述正确的是()A.图中一个基因在短时间内可翻译出4条多肽链B.RNA聚合酶结合的位点是起始密码子C.该过程可能发生在胰岛B细胞合成胰岛素的过程中D.图中存在DNA-RNA杂交区域且遵循碱基互补配对原则答案D解析图示一个基因在短时间内转录出四条mRNA链,每条mRNA链上结合多个核糖体,可翻译出多条多肽链,A项错误;RNA聚合酶催化转录,其结合位点在DNA上,而起始密码子在mRNA上,B项错误;图中细胞边转录边翻译,该现象一般出现于原核细胞中,胰岛B细胞内控制合成胰岛素的基因在细胞核内,转录发生在细胞核内,翻译发生在细胞质内,C项错误;图中存在DNA-RNA杂交区域,
6、且遵循碱基互补配对原则,D项正确。7.下列关于基因的表达和中心法则的叙述,错误的是()A.翻译过程中需要mRNA、tRNA、rRNA三种RNA共同参与B.原核基因表达时转录和翻译在时间和空间上可以不分开C.病毒中存在的RNA复制或逆转录过程,不符合信息流动的中心法则,是特例D.转录时,遗传信息由DNA流向RNA;翻译时,遗传信息由RNA流向蛋白质答案C解析tRNA运载氨基酸,mRNA作翻译的模板,rRNA组成核糖体,三种RNA在翻译过程中都有参与,A项正确;原核基因可以边转录边翻译,在时间和空间上可以不分开,B项正确;病毒的信息流动也符合中心法则,C项错误;转录时,遗传信息由DNA流向RNA,
7、翻译时,遗传信息由RNA流向蛋白质,D项正确。8.蛋白质是生命活动的主要体现者,细胞在长期进化过程中形成了短时间内快速合成大量蛋白质的机制。下列各选项中不属于细胞内提高蛋白质合成速率机制的是()A.一种氨基酸可以由多种tRNA运载,保证了翻译的速度B.DNA可以进行多次转录,从而形成大量mRNAC.一条mRNA上可结合多个核糖体,在短时间内合成多条多肽链D.几乎所有生物共用一套密码子,使各种细胞内能合成同一种蛋白质答案D解析几乎所有生物共用一套密码子,体现了生物在分子水平上的统一性,与细胞内提高蛋白质合成速率无关。9.下图表示某DNA片段遗传信息的传递过程,其中表示物质或结构,a、b、c表示生
8、理过程。请据图回答下列问题。(可能用到的密码子:AUG甲硫氨酸、GCU丙氨酸、AAG赖氨酸、UUC苯丙氨酸、UCU丝氨酸、UAC酪氨酸)(1)图中各物质或结构中含有核糖的是(填图中数字)。图中运输的氨基酸是。(2)生理过程b需要的酶是,过程c表示过程,需要的原料是。(3)若图中共含10 000个碱基对,其中腺嘌呤占20%,将其放在仅含14N的培养液中进行复制3次,则需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸个,全部子代DNA中含14N的有个。答案(1)苯丙氨酸(2)RNA聚合酶翻译氨基酸(3)42 0008解析(1)核糖是组成RNA的成分,图中mRNA、核糖体(组成成分是蛋白质和rRNA)和tRNA中都含有核
9、糖。图中上的反密码子是AAG,其对应的密码子是UUC,因此其运输的氨基酸是苯丙氨酸。(2)图中b表示转录过程,c表示翻译过程。所以过程b需要的酶是RNA聚合酶,过程c需要的原料是氨基酸。(3)一个DNA分子由10000个碱基对组成,其中的腺嘌呤占20%,则鸟嘌呤占30%,即鸟嘌呤脱氧核苷酸为10000230%=6000(个),根据DNA分子半保留复制特点,该DNA分子复制3次,共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为(23-1)6000=42000(个)。由于DNA复制的方式是半保留复制,1个DNA分子复制3次共形成的8个DNA分子,其中2个DNA分子两条链分别含有15N和14N,另6个DNA两条链都含
10、有14N,故8个子代DNA都含14N。能力提升1.一个mRNA分子有m个碱基,其中G+C有n个;由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的A+T数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是()A.m、(m/3)-1B.m、(m/3)-2C.2(m-n)、(m/3)-1D.2(m-n)、(m/3)-2答案D解析根据题意分析,一个mRNA分子有m个碱基,其中G+C有n个,则其含有的A+U有m-n个,因此该mRNA的模板链所在的DNA分子双链中A+T的数目为(m-n)2=2(m-n);由mRNA分子有m个碱基可知,以该mRNA为模板翻译合成的蛋白质最多含有m/3个氨基酸,又因为该蛋白质分子含有
11、2条肽链,因此该蛋白质分子合成时脱去的水分子数=m/3-2。2.(多选)下图表示某种生理过程,下列与此图相关的叙述,正确的是()A.图中的“能量”直接来源于ATP水解B.若X、Y均表示DNA,则图中的酶为DNA聚合酶和解旋酶C.若X是RNA,则Y只能是蛋白质,图中“原料”为氨基酸D.若X是DNA,Y是RNA,则此过程要以X为模板,酶是RNA聚合酶答案ABD解析ATP是生命活动的直接能源物质,图中的“能量”直接来源于ATP水解,A项正确;若X、Y均表示DNA,该过程为DNA的复制过程,则图中的酶为DNA聚合酶和解旋酶,B项正确;若X是RNA,则Y可能是蛋白质、RNA或DNA,该过程可能为翻译、R
12、NA的复制或逆转录过程,C项错误;若X是DNA,Y是RNA,则此过程是转录过程,要以DNA为模板,酶是RNA聚合酶,D项正确。3.(多选)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.RNA聚合酶在miRNA的基因转录时发挥作用B.miRNA与W基因转录形成的mRNA结合遵循碱基互补配对原则,即C与G、A与U配对C.miRNA在细胞核中转录合成后进入细胞质中加工,用于翻译D.miRNA抑制W蛋白的合成,抑制作用发生在转录过程中答案AB解析miRNA的基因转录时,RNA聚合酶与
13、该基因首端的启动子相结合,开始转录,A项正确;miRNA与W基因转录形成的mRNA结合遵循碱基互补配对原则,即A与U、C与G配对,B项正确;真核生物中miRNA在细胞核中转录合成后,在细胞核中加工,进入细胞质中再次加工,形成miRNA蛋白质复合物,抑制W蛋白合成,C项错误;据图可知,miRNA通过抑制翻译过程,抑制W蛋白的合成,D项错误。4.(多选)下图所示为真核细胞蛋白质合成过程中必需的两种物质(甲、乙),下列有关叙述不正确的是()A.甲是在细胞质中合成的B.乙由三个碱基组成C.甲的合成需要RNA聚合酶的参与D.乙可以转运多种氨基酸答案ABD解析由图可知,甲为mRNA,乙为tRNA。真核细胞
14、的mRNA主要是在细胞核中合成的;tRNA是由一条单链RNA通过折叠形成的,由多个碱基组成;mRNA是在RNA聚合酶的催化作用下以DNA分子的一条链为模板转录形成的;一种tRNA只能转运一种氨基酸。5.(多选)如下图甲、乙、丙表示真核生物遗传信息传递的过程,以下分析不正确的是()A.图中酶1和酶2表示同一种酶B.图甲、乙、丙所示过程在高度分化的细胞中均会发生C.图丙过程需要tRNA,每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸;而某些氨基酸可以由不同tRNA转运D.图丙中最终合成的四条肽链各不相同答案ABD解析图中酶1和酶2分别是DNA聚合酶和RNA聚合酶,A项错误;图甲、乙、丙过程分别表示DNA复制
15、过程、转录过程及翻译过程,图甲所示过程在高度分化的细胞中不会发生,但是图乙和丙所示过程可以发生,B项错误;翻译过程需要tRNA搬运氨基酸,每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸;某些氨基酸有多个密码子,可以由多个不同tRNA转运,C项正确;图丙中以同一条mRNA为模板,最终合成的四条肽链上的氨基酸的种类、数目和排列顺序是相同的,D项错误。6.心肌细胞不能增殖,基因ARC在心肌细胞中的特异性表达,能抑制其凋亡,以维持心肌细胞的正常数量。细胞中另一些基因通过转录形成前体RNA,再经过加工会产生许多非编码RNA,如miR-223(链状),HRCR(环状)。结合下图回答问题。(1)启动过程时,酶需识别并
16、与基因上的启动部位结合。过程最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序(填“相同”或“不同”),翻译的方向是(填“从左到右”或“从右到左”)。(2)当心肌缺血、缺氧时,会引起miR-223的基因过度表达,所产生的miR-223可与基因ARC转录的mRNA特定序列通过原则结合,形成核酸杂交分子1,使凋亡抑制因子无法合成,最终导致心力衰竭。与基因ARC相比,核酸杂交分子1中特有的碱基对是。(3)根据题意,RNA除了可以为蛋白质合成提供模板外,还具有的功能(写出一种即可)。(4)科研人员认为,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物,原因是。答案(1)RNA聚合相同从左到右(2)碱基互补配对AU(
17、3)形成核酸杂交分子、调控基因的表达(4)HRCR通过吸附miR-223形成核酸杂交分子2,减弱miR-223的抑制作用,进而使ARC基因的表达增加,抑制心肌细胞的凋亡解析(1)是转录过程,催化该过程的酶是RNA聚合酶,所以启动过程时,RNA聚合酶需识别并与基因上的启动子结合;是翻译过程,其场所是核糖体,由于T1、T2、T3三条多肽链是同一个模板mRNA,所以最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序相同;根据肽链长短推测,翻译的方向应该为从左到右。(2)当心肌缺血、缺氧时,心肌细胞产生过多的miR-223,miR-233与基因ARC转录的mRNA的特定序列通过碱基互补配对原则结合形成核酸杂交分子1,抑制凋亡抑制因子合成,最终导致心力衰竭,基因是具有遗传效应的DNA片段,其中的碱基配对方式为AT、CG,而核酸杂交分子1为RNA单链之间的碱基配对形式,其碱基配对方式为AU、CG,所以,与基因ARC相比,核酸杂交分子1中特有的碱基对是AU。(3)根据题意,RNA除了可以为蛋白质合成提供模板外,还具有形成核酸杂交分子、调控基因的表达的功能。(4)图中显示,HRCR通过吸附miR-223形成核酸杂交分子2,减弱miR-223抑制作用,使ARC基因的表达增加,进而抑制心肌细胞的凋亡,科研人员据此认为,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物。