1、基因控制蛋白质合成(一) (20分钟70分)一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分)1.若以碱基顺序-ATTCCATGCT-的DNA为模板链,转录出的mRNA碱基顺序为()A.-ATTCCATGCT-B.-UAAGGUACGA-C.-AUUCCAUGCU-D.-TAAGGTACGA-【解析】选B。转录是以DNA的一条链为模板,转录出的RNA与模板链是互补的,选B。2.(2020天津等级考)对于基因如何指导蛋白质合成,克里克认为要实现碱基序列向氨基酸序列的转换,一定存在一种既能识别碱基序列,又能运载特定氨基酸的分子。该种分子后来被发现是()A.DNA B.mRNA C.tRNA D.rRN
2、A【解析】选C。本题考查遗传信息的表达。DNA分子中特定的碱基排列顺序代表遗传信息,可通过转录形成RNA,但不能运载特定的氨基酸,A项不符合题意;mRNA中三个相邻的碱基决定一个氨基酸,是翻译的模板,也不能运载特定的氨基酸,B项不符合题意;tRNA中的反密码子可识别mRNA中的密码子,一种tRNA可运载特定的氨基酸,C项符合题意;rRNA参与核糖体的合成,与碱基序列的识别和氨基酸的转运没有直接关系,D项不符合题意。3.下列关于遗传密码的说法不正确的是()A.一种氨基酸可能有几种与之相对应的遗传密码子B.GTA肯定不是遗传密码子C.每种遗传密码子都有与之对应的氨基酸D.mRNA上的GCA在人细胞
3、中和小麦细胞中决定的是同一种氨基酸【解析】选C。编码氨基酸的密码子有61种,而构成蛋白质的氨基酸只有20种,因此一种氨基酸可能有几种与之相对应的密码子,A正确;密码子位于mRNA上,不含碱基T,因此GTA肯定不是密码子,B正确;终止密码子没有与之对应的氨基酸,C错误;自然界中所有生物共用一套遗传密码,因此mRNA上的GCA在人细胞中和小麦细胞中决定的是同一种氨基酸,D正确。4.遗传信息的传递过程如图所示,其中表示四种不同的物质。下列叙述错误的是()A.复制时,两条链均可作为模板链B.形成时,需沿整条DNA长链进行C.密码子CUU编码所携带的氨基酸D.上可同时结合多个核糖体形成多条【解析】选B。
4、由图可知,是DNA,是mRNA,是tRNA,是多肽链。DNA分子复制时,DNA分子的两条链均可作为模板;转录形成时,是以DNA的一条链为模板进行的,而不是以整条DNA为模板;密码子CUU与上的GAA碱基互补配对,因此编码所携带的氨基酸;上可同时结合多个核糖体形成多条多肽链,从而实现翻译的快速高效。5.(2019浙江4月选考真题)下列关于遗传信息表达过程的叙述,正确的是()A.一个DNA分子转录一次,可形成一个或多个合成多肽链的模板B.转录过程中,RNA聚合酶没有解开DNA双螺旋结构的功能C.多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链D.编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的脱氧核
5、苷酸组成【解析】选A。一个DNA分子转录一次,形成的mRNA经过剪切加工,可能合成一条或多条模板链,A项正确;转录过程中,RNA聚合酶兼具解旋功能,不需要DNA解旋酶参与转录,B项错误;在转录过程中,mRNA上可附着多个核糖体进行翻译,得到数条相同的mRNA,而不是共同合成一条多肽链,C项错误;mRNA由核糖核苷酸构成,不具有脱氧核苷酸,D项错误。【补偿训练】下列关于真核细胞中转录的叙述,错误的是()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】选C
6、。DNA是生物的遗传物质,控制着生物的性状和代谢,真核细胞合成的RNA包括mRNA、tRNA、rRNA,它们均以DNA为模板转录而来,A正确。不同的RNA形成过程中所用的模板DNA是不同的片段,所以两种RNA的合成可以同时进行,互不干扰,B正确。叶绿体和线粒体具有一定的自主复制能力,可以在其内部进行蛋白质的合成,所以同一细胞中RNA的合成可以在细胞核、线粒体和叶绿体中进行,C错误。转录时,RNA聚合酶以模板链为模板,根据碱基互补配对原则合成RNA,D正确。6.下列有关RNA的描述中,正确的是()A.mRNA上有多少种密码子就有多少种tRNA与之对应B.每种tRNA只转运一种氨基酸C.tRNA的
7、反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息D.rRNA通常只有一条链,它的碱基组成与DNA完全相同【解析】选B。终止密码子不编码氨基酸,没有对应的tRNA,A错误;tRNA具有专一性,即一种tRNA只能转运一种氨基酸,B正确;mRNA上的密码子携带了氨基酸序列的遗传信息,C错误;rRNA通常只有一条链,它的碱基组成与DNA不完全相同,组成rRNA的碱基是A、C、G、U,而组成DNA的碱基是A、C、G、T,D错误。7.如图表示转录过程,下列叙述正确的是()A.为DNA聚合酶,为模板链B.间以氢键相连,间以磷酸二酯键相连C.转录过程以4种碱基为原料,产物是mRNAD.原核细胞中转录发生在拟核区,真核细胞中
8、转录则只发生在细胞核【解析】选B。为RNA聚合酶,为模板链,A项错误;表示碱基对,它们之间以氢键相连,表示核糖核苷酸,它们之间以磷酸二酯键相连,B项正确;转录过程以4种核糖核苷酸为原料,产物是mRNA、tRNA和rRNA,C项错误;原核细胞中转录主要发生在拟核区,真核细胞中转录主要发生在细胞核,D项错误。8.(2019海南高考)下列与蛋白质、核酸相关的叙述,错误的是()A.一个核糖体上可以同时合成多条多肽链B.一个蛋白质分子可以含有多个金属离子C.一个mRNA分子上可以结合多个核糖体D.一个DNA分子可以转录产生多个RNA分子【解析】选A。一个核糖体上不能同时合成多条多肽链,转录一次只能合成一
9、条多肽链,A项错误;一个蛋白质分子可以含有多个金属离子,如一个血红蛋白结合了4个亚铁离子,B项正确;一个mRNA分子上可以结合多个核糖体,同时合成多条肽链,C项正确;一个DNA分子含有多个基因,每个基因都可以多次转录,所以可以转录产生多个RNA分子,D项正确。9.用3H标记尿嘧啶后,合成核糖核苷酸,注入真核细胞,可用于研究()A.DNA复制的场所B.mRNA与核糖体的结合 C.分泌蛋白的运输D.细胞膜脂质的流动【解析】选B。DNA复制的原料是四种脱氧核苷酸,其中,胸腺嘧啶是构成胸腺嘧啶脱氧核苷酸的成分之一,A项错误。mRNA与核糖体中都有尿嘧啶,B项正确。分泌蛋白的运输和细胞膜脂质的流动都与尿
10、嘧啶无关,C、D项错误。10.一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽链,则此mRNA分子含有的碱基个数、合成这段多肽需要的tRNA个数及转录此mRNA的基因中碱基个数至少依次为()A.33、11、66 B.36、12、72C.12、36、72 D.11、36、66【解析】选B。一条含有11个肽键的多肽链,含有12个氨基酸。mRNA中每3个相邻的碱基决定一个氨基酸,一个氨基酸需要一个tRNA来转运,因此mRNA中至少含有36个碱基,至少需要12个tRNA,DNA中至少含有72个碱基。二、非选择题(共2小题,共30分)11.(15分)如图为蛋白质的合成过程示意图,请据图回答有
11、关问题:(1)图中发生在细胞核中的过程是_。(2)图中基因表达的最后阶段是在_上完成的,这一过程中还需要mRNA、氨基酸、_、_和_。(3)图中称为_,在蛋白质合成过程中将肽链中氨基酸种类与mRNA上的遗传信息联系起来的物质是_。(4)图示mRNA上可以同时有多个核糖体合成肽链,这个mRNA同时合成的肽链的结构_(填“相同”或“不相同”),原因是_。【解析】(1)图中细胞核中DNA分子正在进行转录。(2)基因表达的最后阶段是在核糖体上完成的,这一过程称为翻译,翻译需要mRNA、氨基酸、ATP、tRNA和酶。(3)为mRNA上相邻的3个碱基,属于密码子。由于tRNA一端存在反密码子,另一端携带相
12、应的氨基酸,所以tRNA是将肽链中氨基酸种类与mRNA上的遗传信息联系起来的物质。(4)同一条mRNA上结合的多个核糖体合成的肽链结构是相同的,因为翻译的模板相同。答案:(1)转录(2)核糖体酶tRNAATP(3)密码子tRNA(4)相同翻译的模板都是同一条mRNA12.(15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。就细胞核和细胞质这两个部位来说,作为mR
13、NA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_。氨基酸密码子色氨酸UGG谷氨酸GAA GAG酪氨酸UAC UAU组氨酸CAU CAC【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
14、对。(2)mRNA是在细胞核内转录形成的,经过核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)一
15、科研单位研究发现某真核细胞中发生的某些相关生理和生化反应过程如图,相关叙述错误的是()A.物质c是基因,是指导rRNA合成的直接模板,需要RNA聚合酶参与催化B.结构a是核糖体,物质b是mRNA,过程是转录过程C.过程在形成细胞中的某种结构,这种结构无生物膜D.如果细胞中r-蛋白含量增多,r-蛋白就与b结合,阻碍b与a结合【解析】选B。据题图分析,c表示基因,是具有遗传效应的DNA片段,是指导rRNA合成的直接模板,转录过程中需要RNA聚合酶催化,A正确;a表示核糖体,物质b是mRNA,过程是翻译出r-蛋白的过程,B错误;过程表示r-蛋白和rRNA组装成核糖体结构,核糖体不具有生物膜结构,C正
16、确;从图中可以看出,若细胞中r-蛋白含量增多,r-蛋白可与b结合,这样阻碍b与a结合,从而影响翻译过程,D正确。2.(5分)(2018浙江4月选考真题)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mRNA结合所
17、致【解析】选B。miRNA基因转录时,RNA聚合酶与该基因首端的启动子相结合,A错误;真核细胞内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,B正确;miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则,即A与U配对、C与G配对,C错误;miRNA抑制W蛋白的合成是通过miRNA与蛋白质结合形成的miRNA蛋白质复合物直接与W基因的mRNA结合所致,D错误。3.(5分)(2020金华高一检测)尼伦伯格和马太曾经利用蛋白质的体外合成技术进行如下实验:在每个试管中分别加入一种氨基酸,再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液,以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸,结果加入了苯丙氨酸的试
18、管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。下列叙述错误的是()A.加入的RNA多聚尿嘧啶核苷酸能与核糖体结合B.本实验证明了三个相邻核苷酸决定一种氨基酸C.加入的细胞提取液中有RNA聚合酶和蛋白质合成所需的酶D.细胞提取液需除去DNA的原因是防止新合成的mRNA对实验的干扰【解析】选B。蛋白质翻译的场所是核糖体,翻译的模板是mRNA,因此由试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链可知加入的RNA多聚尿嘧啶核苷酸能与核糖体结合,A正确;本实验不能证明三个相邻核苷酸决定一种氨基酸,B错误;由细胞提取液中原本含有mRNA可知细胞提取液中有RNA聚合酶,由试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链可知细胞提取液中有蛋白质合成所需的酶,
19、C正确;为了防止细胞提取液中的DNA重新合成新的mRNA干扰最终结果,该实验中所用的细胞提取液需要除去DNA,D正确。【补偿训练】某生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是()A.在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开B.DNA-RNA杂交区域中A应与T配对C.mRNA翻译只能得到一条肽链D.该过程发生在真核细胞中【解析】选A。分析题图可知,在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开,并以其中的一条链为模板进行转录,A正确;RNA中无碱基T,而含有碱基U,因此在DNA-RNA杂交区域中A应与U配对,B错误;mRNA翻译可以得到多条肽链,C错误;该题图显示的肽链的合成过程是边转录边翻译,是原核细
20、胞内的转录、翻译过程,真核细胞的转录和翻译过程由核膜分开,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。(不要求写具体的实验步骤)(1)验证抗生素是否阻断细菌
21、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。(1)设置甲、乙两组实验,进行体外模拟细
22、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。预测: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。预测: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;若甲组蛋白质的生成量少于乙组蛋白质的
23、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。实验目的是实验的核心,通过思考要明确
24、“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。确认自变量的方法(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。
