1、基因指导蛋白质的合成 (20分钟70分)一、选择题(共9小题，每小题4分，共36分)1.转录是发生于细胞核内的一项重要生理活动。下列与转录相关说法错误的是()A.转录的场所是核糖体，运载工具是tRNAB.转录时的原料是4种核糖核苷酸，模板是DNA分子中的一条链C.转录的产物主要有3类RNA，但以密码子形式携带遗传信息的是mRNAD.转录时需要ATP供能，需要RNA聚合酶等【解析】选A。转录的主要场所是细胞核，A错误；转录时的原料是4种核糖核苷酸，模板是DNA分子中的一条链，B正确；转录产物主要有3类RNA，即mRNA、tRNA和rRNA，但以密码子形式携带遗传信息的是mRNA，C正确；转录过程
2、中需要RNA聚合酶和ATP，D正确。2.下列有关细胞中三种RNA的叙述，正确的是()A.组成三种RNA的碱基有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶B.原核细胞的rRNA的合成需要核仁的参与C.三种RNA中只有mRNA是以DNA的一条链为模板合成的D.翻译过程中需要三种RNA同时参与【解析】选D。组成三种RNA的碱基有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、尿嘧啶(U)和胞嘧啶(C)，A错误；原核细胞内没有细胞核，也就没有核仁这一结构，B错误；三种RNA都是以DNA的一条链为模板合成的，C错误；翻译时的模板是mRNA，氨基酸的运载工具是tRNA，场所是核糖体，组成核糖体的是rRNA和蛋白质，因此翻译过程中需要三
3、种RNA同时参与，D正确。【方法规律】RNA功能总结3.某DNA片段转录形成的mRNA分子中腺嘌呤(A)占碱基总数的10%，尿嘧啶(U)占碱基总数的30%，则转录出该mRNA的DNA片段中，腺嘌呤(A)所占的比例为()A.10%B.20%C.30%D.40%【解析】选B。由题意知，在该mRNA中A+U=40%，则DNA分子模板链中A+T=40%，则在整个DNA分子中A+T=40%，又知双链DNA中A=T，所以该DNA片段中A=20%。4.关于复制、转录和逆转录的叙述，下列说法错误的是()A.逆转录和DNA复制的产物都是DNAB.转录需要RNA聚合酶，逆转录需要逆转录酶C.细胞中的DNA复制和逆
4、转录都以DNA为模板D.复制和逆转录所需要的原料都是脱氧核糖核苷酸【解析】选C。逆转录和DNA复制的产物都是DNA，A正确；转录需要RNA聚合酶，逆转录需要逆转录酶，B正确；细胞核中的DNA复制和转录都以DNA为模板，C错误；逆转录和DNA复制的产物都是DNA，因此它们所需要的原料都是脱氧核糖核苷酸，D正确。【方法规律】DNA和RNA合成过程的判断方法由于T(胸腺嘧啶)是组成DNA的特有成分，U(尿嘧啶)是组成RNA的特有成分，因此可以判断：(1)若T(胸腺嘧啶)被大量利用，说明正在进行DNA合成。(2)若U(尿嘧啶)被大量利用，说明正在进行RNA合成。5.如图为某细胞中转录、翻译的示意图，据
5、图判断下列描述中正确的是()A.一个基因在短时间内可表达出多条多肽链B.多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译C.图中表示4条多肽链正在合成D.该细胞可以是人体成熟的红细胞【解析】选A。一条mRNA上可同时结合多个核糖体进行翻译，这样一个基因在短时间内可表达出多条多肽链，A正确；每个核糖体都能完成一条多肽链的翻译，因此多个核糖体可以完成多条多肽链的翻译，B错误；由该DNA模板转录产生了4条mRNA，而不是4条多肽链，C错误；图示细胞中转录和翻译过程同时进行，应该发生在原核细胞中，D错误。6.如图为真核细胞蛋白质合成过程中遗传信息流动图解，1、2、3表示相关过程，据图判断下列说法正确的是()A.真核
6、细胞中都会发生图中13过程B.核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质C.1过程中氢键的断裂不需要酶参与，磷酸二酯键的形成则需要DNA聚合酶催化D.3过程以mRNA的一条链为模板，核糖体在mRNA上的移动方向是从右到左【解析】选B。1为DNA复制过程，不进行细胞分裂的细胞中DNA不复制，A错误；由于密码子的简并性，核苷酸序列不同的基因有可能表达出相同的蛋白质，B正确；1过程中氢键的断裂需要解旋酶参与，C错误；由题图可以看出，核糖体在mRNA上的移动方向是从左到右，D错误。7.下列关于如图所示生理过程的描述中，最合理的是()A.该生理过程可能发生于硝化细菌细胞内B.可表示噬菌体内的转录和翻译过程
7、C.图中现象也可能出现在人体细胞核基因的表达过程中D.图中两核糖体合成的肽链一定不同【解析】选A。由图示可以看出，转录和翻译同时进行，人体细胞核基因转录出mRNA后，mRNA通过核孔进入细胞质，与核糖体结合后指导肽链的合成，该过程与图示不符；噬菌体是非细胞结构的生物，不能独立进行代谢过程，故不能进行转录和翻译；图中两核糖体是以同一mRNA为模板，合成的肽链可能相同。【方法规律】 “两看法”判断真核生物和原核生物的基因表达情况一看细胞结构：有细胞核或核膜就为真核生物，如果没有细胞核或核膜即为原核生物。二看转录和翻译能否同时发生：如果转录和翻译能同时进行，说明该过程属于原核生物的基因表达过程，否则
8、为真核生物的基因表达过程。8.除色氨酸和甲硫氨酸外，其他氨基酸均由多种密码子编码(即密码子具有简并)，如亮氨酸的密码子有6种。下列相关叙述中，错误的是()A.从理论上分析，亮氨酸被利用的机会多于色氨酸B.密码子的简并性对生物体的生存发展有重要意义C.同一种密码子可以决定不同的氨基酸D.决定亮氨酸的基因中被替换一个碱基对时，其决定的氨基酸可能不变【解析】选C。编码亮氨酸的密码子有6种，而编码色氨酸的密码子只有1种，说明亮氨酸被利用的机会多于色氨酸，A项正确；因为密码子的简并，基因突变不一定会改变生物的性状，有利于生物的生存，B项正确；一种密码子只能决定一种氨基酸，C项错误；编码亮氨酸的密码子有6
9、种，因此决定亮氨酸的基因中被替换一个碱基对时，其编码形成的氨基酸可能不变，D项正确。9.(2020全国卷)细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤（I）。含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时，存在如图所示的配对方式（Gly表示甘氨酸）。下列说法错误的是 （ ）A.一种反密码子可以识别不同的密码子B.密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合C.tRNA 分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成D.mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变【解析】选C。本题主要考查密码子组成和功能。由图示信息可知，反密码子CCI可以识别三种密码子，A项正确；密码子与反密码子的碱基通过
10、碱基互补配对结合在一起，碱基对之间形成氢键，B项正确；tRNA和mRNA分子都是由单链构成的，C项错误；由于密码子具有简并性，若mRNA中碱基序列改变，所编码的氨基酸不一定改变，D项正确。二、非选择题(共2小题，共34分)10.(14分)微RNA(miRNA)是真核生物中广泛存在的一类重要的基因表达调控因子。如图表示线虫细胞中微RNA(lin-4)调控lin-14基因表达的相关作用机制，请回答下列问题：(1)过程A需要以_为原料，该过程还能发生在线虫细胞内的_中；在过程B中能与发生碱基互补配对的分子是_，上同时结合多个核糖体的意义是_。(2)图中最终形成的上氨基酸序列_(填“相同”或“不同”)
11、。图中涉及的遗传信息的传递方向为：_。(3)由图可知，微RNA(lin-4)调控基因lin-14表达的机制是RISC-miRNA复合物抑制_过程。【解析】(1)A是转录过程，转录过程除了需要酶的催化作用外，还需要四种游离的核糖核苷酸为原料，以及由ATP提供的能量等；线虫细胞是真核细胞，且是动物细胞，DNA存在于细胞核和线粒体中，因此转录过程发生的场所是细胞核和线粒体；过程B是翻译，翻译过程中mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子进行碱基互补配对。mRNA上同时结合多个核糖体的意义是：利用少量的mRNA在短时间内合成大量的蛋白质。(2)是以同一条mRNA为模板合成的，因此最终形成的肽链上氨基酸
12、序列相同。图中包含了转录和翻译过程，故涉及的遗传信息的传递方向为DNARNA蛋白质。(3)分析题图可知，微RNA(lin-4)形成RISC-miRNA复合物抑制翻译过程进而调控基因lin-14的表达。答案：(1)核糖核苷酸线粒体tRNA能在短时间内合成大量的蛋白质(2)相同DNARNA蛋白质(3)翻译11.（20分）(2020全国卷)大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后，可形成小肽（短的肽链）。回答下列问题：（1）在大豆细胞中，以mRNA为模板合成蛋白质时，除mRNA外还需要其他种类的核酸分子参与，它们是_。（2）大豆细胞中大多数mRNA和RNA聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细
13、胞核和细胞质这两个部位来说，作为mRNA合成部位的是_，作为mRNA执行功能部位的是_；作为RNA聚合酶合成部位的是_，作为RNA聚合酶执行功能部位的是_。（3）部分氨基酸的密码子如表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG，则该小肽的氨基酸序列是_。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，则此时编码小肽的RNA序列为_。【解析】本题主要考查基因表达过程及其结果分析。（1）以mRNA为模板合成蛋白质时，场所是核糖体，其含有rRNA，还需要tRNA携带氨基酸，其上的反密码子与mRNA上的密码子配对。（2）mRNA是在细胞核内转录形成的，经过核
14、孔到达细胞质与核糖体结合，作为翻译的模板。RNA聚合酶是蛋白质，在细胞质中的核糖体上合成，经过核孔进入细胞核，催化转录过程形成mRNA。（3）密码子UAC、GAA、CAU、UGG依次编码酪氨酸、谷氨酸、组氨酸、色氨酸。结合所给的密码子表可知，酪氨酸、谷氨酸、组氨酸均有两个密码子，根据密码子具有简并性，则这三个氨基酸对应DNA序列的3处碱基替换,此时编码小肽的RNA序列为UAUGAGCACUGG。答案：（1）rRNA、tRNA （2）细胞核 细胞质 细胞质 细胞核 （3）酪氨酸-谷氨酸-组氨酸-色氨酸 UAUGAGCACUGG (10分钟30分)1.(5分)AUG、GUG是起始密码子，在mRNA
15、翻译成肽链时分别编码甲硫氨酸和缬氨酸，但人体血清白蛋白的第一个氨基酸既不是甲硫氨酸，也不是缬氨酸，这是因为()A.组成人体血清白蛋白的单体中没有甲硫氨酸和缬氨酸B.mRNA与核糖体结合前去除了最前端的部分碱基序列C.mRNA起始密码子所在位置的碱基在翻译前发生了替换D.肽链形成后的加工过程中去除了最前端的部分氨基酸【解析】选D。血清白蛋白的第一个氨基酸不是甲硫氨酸或缬氨酸，原因可能是起始密码子决定的氨基酸在肽链合成后的加工过程中被切除了。若mRNA与核糖体结合前去除了最前端的部分碱基序列或mRNA起始密码子所在位置的碱基在翻译前发生了突变，则血清白蛋白不能正常合成。2.(5分)某病毒的遗传物质
16、是单链RNA(-RNA)，宿主细胞内病毒的增殖过程如图，-RNA和+RNA的碱基序列是互补的。下列叙述正确的是()A.-RNA和+RNA均可与核糖体结合作为翻译的模板B.据图推测，只有-RNA上有RNA聚合酶的结合位点C.过程所需的嘌呤数和过程所需的嘧啶数相同D.过程需要的tRNA来自病毒，原料及场所都由宿主细胞提供【解析】选C。由题图可知，只有+RNA可作为翻译的模板，因此只有+RNA可与核糖体结合，A错误；图中既可以-RNA为模板合成+RNA，也可以+RNA为模板合成-RNA，说明-RNA和+RNA均有RNA聚合酶的结合位点，B错误；根据碱基互补配对原则，过程所需的嘌呤数和过程所需的嘧啶数
17、相同，C正确；为翻译过程，该过程需要的tRNA由宿主细胞提供，D错误。3.(5分)(多选)某细胞中有关物质合成如图，表示生理过程，、表示结构或物质。据图分析不正确的是()A.用某药物抑制过程，该细胞的有氧呼吸可能受影响B.物质上也具有基因，此处基因的传递遵循孟德尔遗传定律C.图中过程核糖体在mRNA上由右向左移动D.为同一生理过程，所用密码子的种类和数量相同【解析】选B、D。用某药物抑制过程，则会导致前体蛋白不能合成，影响线粒体中基因的表达，进而可能会影响该细胞的有氧呼吸过程，A正确；物质为线粒体DNA，其上也具有基因，但此处基因的传递不遵循孟德尔遗传定律，B错误；根据多肽链的长度可知，图中过
18、程核糖体在mRNA上由右向左移动，C正确；都是翻译过程，但两者所用密码子的种类和数量不一定相同，D错误。【实验探究】4.(15分)人们通过对青霉素、链霉素、四环素、氯霉素等抗生素研究发现，抗生素之所以能够杀死细菌等病原体而对人体无害，其原因是抗生素能够有效地阻断细菌细胞内的蛋白质合成，而不影响人体细胞内蛋白质的合成。于是人们对此现象提出了以下两点假设：.抗生素能阻断细菌DNA的转录过程，而不影响人体DNA的转录过程；.抗生素能阻断细菌转运RNA的功能，而不影响人体转运RNA的功能。接下来需要对这些假设逐一进行实验验证。请写出你的验证性实验的基本思路，并对实验结果和结论进行预测。(不要求写具体的
19、实验步骤)(1)验证抗生素是否阻断细菌转录过程的实验。基本实验思路：设置甲、乙两组实验进行体外模拟_过程，甲组滴加一定浓度的_适量，乙组滴加等量的蒸馏水，其余条件_。最后检测两组实验中_的生成量。实验结果、结论：若甲、乙两组中RNA的生成量相等，则_；若甲组中RNA生成量少于乙组中的RNA生成量，则_。(2)验证抗生素是否阻断细菌转运RNA功能的实验。实验基本思路：_。实验结果、结论：_。【解析】本实验为探究实验，采用对照法，实验中注意遵守单一变量原则和等量原则。实验的结果及结论不是唯一的。由题干知抗生素能阻断蛋白质的合成过程，可能发生在转录、翻译、tRNA的运输等过程中，只要答案合理即可。(
20、1)设置甲、乙两组实验，进行体外模拟细菌DNA的转录过程。甲组滴加适量的、一定浓度的抗生素水溶液，乙组滴加等量的蒸馏水，其余条件相同且适宜。最后检测两组实验中RNA的生成量。若甲、乙两组中RNA的生成量相等，则抗生素不阻断细菌DNA的转录过程；若甲组中RNA的生成量少于乙组RNA的生成量，则抗生素能阻断细菌DNA的转录过程。(2)设置甲、乙两组实验，进行体外模拟细菌的翻译过程。甲组加入用抗生素处理后的各种转运RNA，乙组加入等量的未用抗生素处理的各种转运RNA。其余条件相同且适宜，最后检测两组实验中蛋白质的生成量。若甲、乙两组中蛋白质的生成量相等，则抗生素不阻断细菌转运RNA的功能；若甲组蛋白
21、质的生成量少于乙组蛋白质的生成量，则抗生素能阻断细菌转运RNA的功能。答案：(1)细菌DNA的转录抗生素的水溶液相同且适宜RNA抗生素不阻断细菌DNA的转录抗生素能阻断细菌DNA的转录(2)设置甲、乙两组实验，进行体外模拟细菌的翻译过程。甲组加入用抗生素处理后的各种转运RNA，乙组加入等量的未用抗生素处理的各种转运RNA。其余条件相同且适宜。最后检测两组实验中蛋白质的生成量若甲、乙两组中蛋白质的生成量相等，则抗生素不阻断细菌转运RNA的功能；若甲组中蛋白质生成量少于乙组中蛋白质的生成量，则抗生素能阻断细菌转运RNA的功能【方法规律】探究实验设计的思路(1)把握实验的目的，确认自变量。实验目的是
22、实验的核心，通过思考要明确“探究什么”，其中要把握三个要素，即探究的因素；探究的对象；观察的指标。(2)确定实验的原理。实验原理通常根据实验目的和题目所给的材料进行分析，确定实验变量的检测方案，再根据我们所学过的知识确定实验的原理。(3)选择实验材料。实验材料要根据原理来选择或根据题干所给的信息来确定。(4)设置对照实验，选择合理的实验对照方法。对照实验的设置，要确保一个实验自变量对应一个可观测的因变量，尽可能避免无关变量的干扰。(5)设计实验步骤。设计实验步骤时在理顺实验思路的基础上注意遵循实验设计的四个基本原则(对照原则、单一变量原则、等量原则、科学性原则)。实验步骤基本模式是分组编号变量操作条件控制观察记录。- 10 -
