1、DNA分子通过RNA指导蛋白质的合成(20分钟70分)一、选择题(共8小题,每小题5分,共40分)1.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
2、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种RNA同时参与,D正确。【方法规律】RNA功能总结2.如图为tRNA的结构示意图。相关叙述正确的是()A.碱基T合成RNA的结构是核糖体B.每种tRNA在a处都可以携带多种氨基酸C.tRNA主要在细胞质中发挥作用D.c处表示密码子,可以与mRNA碱基互补配对【解析】选C。碱基T是构成DNA的组分,不是构成RNA的组分,A错误;每种tRNA只能转运一种氨基酸,故每种tRNA在a处只可以携带一种氨基酸,B错误;tRNA参与翻译过程,翻译主要在细胞质中的核糖体上进行,tRNA主要在细胞质中发挥作用,少量tRNA在线粒体和叶绿体中发挥作用
3、,C正确;c处表示反密码子,可以与mRNA碱基互补配对,D错误。3.如图表示基因的表达过程的部分示意图,下列叙述正确的是()A.该图一般发生在真核生物细胞中B.该步骤发生的场所是细胞核C.人体脂肪细胞中不可能发生该过程D.为tRNA,一种tRNA可转运一种或一类氨基酸【解析】选A。该图表示翻译过程,因为翻译并没有与转录同时进行,说明该图一般发生在真核生物细胞中,A正确;真核细胞中翻译发生的场所是细胞质,B错误;人体脂肪细胞也需要合成蛋白质,比如酶,因此也会发生翻译,C错误;一种tRNA只能转运一种氨基酸,D错误。4.某段DNA片断转录形成的mRNA分子中腺嘌呤(A)占碱基总数的10%,尿嘧啶(
4、U)占碱基总数的30%,则转录出该mRNA的DNA片断中,腺嘌呤(A)所占的比例为()A.10%B.20%C.30%D.40%【解析】选B。mRNA是以DNA的一条链为模板转录而来的,已知某mRNA中,A占10%,U占30%,即A+U占40%,则转录该mRNA的模板链中T+A占40%。根据碱基互补配对原则,整个DNA分子中A+T占双链碱基总数的比例等于每条单链中A+T占该链碱基总数的比例,所以该DNA分子A+T也占40%,且A=T,则指导合成该mRNA的基因中,A占40%2=20%。5.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
5、录和翻译过程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
6、过程,否则为真核生物的基因表达过程。6.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.一种含有I的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。由图示可知,密码子GGU、GGC和GGA都能与反密码子CCI识别和配对,因此一种含有I的反密码子可识别不同的密码子,A正确;密码子和反密码子的碱基之间可形成氢键,进行互补配对,B正
7、确;mRNA分子由单链组成,tRNA分子也由单链组成,但tRNA中存在碱基互补配对的现象,C错误;由图示信息可知,密码子GGU、GGC和GGA对应的氨基酸都是甘氨酸,因此密码子改变后,所编码氨基酸的种类不一定改变,D正确。7.如图甲、乙、丙表示真核生物遗传信息传递的过程,以下分析正确的是()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的tRNA转运D.图丙中最终合成的四条肽链各不相同【解析】选C。图中酶1为DNA聚合酶,酶2是RNA聚合酶,不是同一种酶,A错误;图甲所示过程
8、在高度分化的细胞中不会发生,但是图乙和丙可以发生,B错误;图丙过程为翻译,需要tRNA运输氨基酸,每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,而某些氨基酸有多个密码子,可以由多个不同的tRNA转运,C正确;图丙中最终合成的四条肽链相同,D错误。8.已知AUG、GUG为起始密码子,UAA、UGA、UAG为终止密码子。某原核生物的一个信使RNA碱基排列顺序如下:AUUCGAUGAC(40个碱基)CUCUAGAUCU,该信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为()A.20个B.15个C.16个D.18个【解析】选C。该信使RNA碱基序列为:AUUCGAUGAC(40个碱基)CUCUAGAUCU,已知AU
9、G、GUG为起始密码子,UAA、UGA、UAG为终止密码子,则该序列的第6、7、8三个碱基构成起始密码子(AUG),倒数第5、6、7三个碱基构成终止密码子(UAG),即编码序列长度为5+40+3=48,则此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为483=16。【补偿训练】根据表中的已知条件,判断苏氨酸的密码子是()A.AGUB.UGAC.ACUD.UCU【解析】选C。已知DNA一条链上的前两个碱基是T、G,则mRNA上前两个碱基是A、C或U、G,又因为tRNA上第三个碱基是A,则mRNA上第三个碱基是U,因此mRNA上的密码子是ACU或UGU,故选C。二、非选择题(共2小题,共30分)9.(
10、14分)如图表示细胞内遗传信息表达的过程,根据所学的生物学知识回答:(1)过程是转录,产物在_中合成,其基本组成单位是_,合成的mRNA通过_进入细胞质中与_结合。(2)图中以为模板合成的过程称为_,进行的主要场所是_,所需要的原料是_。(3)若该多肽合成到图中UCU决定的氨基酸后就终止合成,则导致合成结束的终止密码子是_。(4)若图中所示的DNA分子中有1 000个碱基对,则由它所控制形成的mRNA中含有的密码子个数和合成的蛋白质中氨基酸种类最多不超过()A.166和55B.166和20C.333和111D.333和20【解析】(1)图中所示为遗传信息的表达过程,过程为转录,在细胞核中利用核
11、糖核苷酸合成RNA,mRNA通过核孔出细胞核与核糖体结合,进行翻译。(2)以为模板合成的过程称为翻译。此过程以mRNA为模板,以氨基酸为原料,以tRNA为工具合成蛋白质。(3)在mRNA上的UCU碱基后的密码子是UAA,为终止密码子。(4)DNA分子中有碱基对1 000个,则mRNA上碱基最多为1 000个,密码子约为333个,组成蛋白质的氨基酸共有20种。答案:(1)细胞核核糖核苷酸核孔核糖体(2)翻译核糖体氨基酸(3)UAA(4)D10.(16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
12、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”)。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
13、,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 (10分钟30分)1.(6分)如图表示某生物细胞内发生的一系列生理变化,X表示
14、某种酶,请据图分析,下面有关叙述不正确的是()A.X为RNA聚合酶B.该图中最多含5种碱基、8种核苷酸C.过程在细胞核内进行,过程在细胞质内进行D.转录的方向由b到a【解析】选C。据图分析可知,X为RNA聚合酶,A正确;该图中最多含5种碱基(A、T、C、G、U)、8种核苷酸(4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸),B正确;图中能同时进行转录和翻译,说明发生在原核细胞中,过程转录和过程翻译均在细胞质内进行,C错误;据图可知,转录的方向由b到a,D正确。2.(10分)AUG、GUG是起始密码子,在mRNA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
15、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。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,并不代表其他部位不含该氨基酸,A错误;AUG、GUG是起始密码子,它将启动翻译过程,如果mRNA与核糖体结合前去除了最前端的部分碱基序列,翻译将无法进行,B错误;mRNA起始密码子所在位置的碱基在翻译前如果发生替换,则将替换成不同的密码子,而其他密码子不具有启动翻译的作用,这将导致蛋白质合成不能正常进行,C错误
16、;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,最可能的原因是肽链合成后,在加工阶段进行了水解修饰,导致含有该氨基酸的片段缺失,D正确。【实验探究】3.(14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,
17、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、
18、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
19、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
20、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“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。
