1、第4章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成记一记知识图谱判一判1.RNA与DNA的组成上，五碳糖种类和碱基种类均完全不同。()2RNA通常为单链结构，分子中没有氢键。()3转录是以DNA分子的两条链作为模板合成RNA的过程。()4仅mRNA是由转录产生的，tRNA与rRNA不是由转录产生的。()5转录可以在细胞核中进行，也可以发生在线粒体和叶绿体中。()6转录所需要的酶与复制所需要的酶基本相同。()7翻译过程不需要酶的催化，但需要消耗ATP。()8同一细胞中转运同一种氨基酸时所用的tRNA可能不同。()9复制、转录及翻译过程中均有碱基互补配对现象，且碱基对类型也都相同。()10一个mRNA上可
2、同时结合多个核糖体，共同完成一条肽链的合成。()悟一悟1.关于转录、翻译过程中的“两点提醒”(1)转录的产物：不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA可携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。(2)转录和翻译的场所：真核细胞原核细胞：细胞质(DNA复制、转录、翻译)。病毒：寄主细胞内(遗传物质的复制、转录、翻译)。2基因表达计算中的三个“看清楚”(1)看清楚DNA上的碱基单位，是“对”数还是“个”数。(2)看清楚是mRNA上“密码子”的个数，还是“碱基”个数。(3)看清楚是合成蛋白质所需的氨基酸的“个数”，还是“种类数”。感悟体会：练一练1.2019浙江学业水平测试
3、细菌、真菌和动植物都共用一套遗传密码。这说明生物具有()A适应性 B变异性C统一性 D多样性答案：C22019山东学业水平测试下列关于密码子的叙述，错误的是()A密码子在mRNA上B每种氨基酸只能对应一种密码子C密码子由三个相邻碱基组成D密码子可与tRNA上相应碱基互补配对答案：B32019浙江学业水平测试如图表示真核生物遗传信息的转录过程，下列叙述错误的是()A以链为模板，转录出链B与核糖体结合，指导蛋白质合成C的转录主要发生在线粒体D表示RNA聚合酶解析：的转录主要发生在细胞核，故C项错误。答案：C42019广东学业水平测试真核细胞中，某多肽链的合成示意图如下，其中、为核糖体上结合tRNA
4、的3个位置，a、b均是由mRNA上3个相邻的核苷酸组成的结构。下列叙述正确的是()A在该mRNA中a、b均为密码子B一个mRNA只能与一个核糖体结合C位置供携带着氨基酸的tRNA进入核糖体D若b中的1个核苷酸发生替换，则其决定的氨基酸一定改变答案：C知识点一 核糖核酸(RNA)1.核糖体RNA(rRNA)在核仁中通过转录形成，与核糖核蛋白组装成核糖体前体，再通过核孔进入细胞质中进一步成熟，成为翻译的场所，翻译时rRNA催化肽键的连接。下列相关叙述错误的是()ArRNA的合成需要DNA作模板BrRNA的合成及核糖体的形成与核仁有关C翻译时，rRNA的碱基与tRNA上的反密码子互补配对DrRNA可
5、降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能解析：rRNA是以DNA的一条链为模板转录形成的，因此rRNA的合成需要DNA作模板，A项正确；核仁与某种RNA(rRNA)的合成及核糖体的形成有关，B项正确；翻译时，mRNA上的碱基与tRNA上的反密码子互补配对，C项错误；rRNA能催化肽键的连接，可见其具有催化功能，即可降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能，D项正确。答案：C知识点二 遗传信息的转录2.如图中的a、b、c、d分别代表人体内的四种化合物，下列有关说法不正确的是()A分子c的种类有61种，只含三个碱基，分子量比b小得多Bb、c、d的合成离不开化合物a，这四种化合物的主要合成场所相同Cb、c、d三种化
6、合物能同时存在于同一个细胞器中Da、b彻底水解后可得到四种不同的化合物，四种相同的化合物解析：a、b、c、d分别代表DNA、mRNA、tRNA、rRNA。c为tRNA，其一端有3个与密码子结合的碱基，并不是只含3个碱基。密码子有64种，其中3种终止密码子不对应tRNA，故分子c的种类有61种。b、c、d的合成过程叫转录，a的合成是DNA的复制，都主要在细胞核中进行。b、c、d三种化合物能同时存在于线粒体中。a、b彻底水解后可得到四种不同的化合物核糖、脱氧核糖、胸腺嘧啶、尿嘧啶，四种相同的化合物是A、C、G、磷酸。答案：A知识点三 翻译3如图所示为高等生物多聚核糖体合成多肽链的过程，有关该过程的
7、说法正确的是()A三个核糖体共同翻译出一条多肽链B多聚核糖体合成的多条肽链在氨基酸排列顺序上互不相同C图中核糖体从右向左移动DmRNA上结合的核糖体越多，合成一条肽链所需时间越短解析：由图中肽链的长短可知，核糖体的移动方向是从右向左，且每个核糖体单独翻译出一条多肽链。图示中多个核糖体以同一个mRNA为模板，故合成的多条肽链在氨基酸的排列顺序上完全相同。图中每个核糖体独自合成一条完整的肽链，所需时间大致相同。答案：C基础达标一、选择题(每小题5分，共60分)1对于下图，相关说法正确的是()表示DNA复制过程表示转录过程共有5种碱基共有8种核苷酸共有5种核苷酸A代表同一种核苷酸A BC D解析：由
8、图可知，此过程是遗传信息的转录过程。整个过程涉及5种碱基：A、T、G、C、U，由于组成DNA的是4种脱氧核苷酸，组成RNA的是4种核糖核苷酸，因此图中共有8种核苷酸。答案：C2下列对转录的描述正确的是()A转录过程中模板链上的尿嘧啶和腺嘌呤配对BDNAmRNA过程属于转录，DNArRNA过程不属于转录C细胞中的一个基因可能转录出多个相同的RNAD转录的产物都会在核糖体中翻译出蛋白质解析：转录的模板链是DNA的一条链，其上不会有尿嘧啶，A项错误；DNA可转录出三种RNA，但只有mRNA可作为翻译的模板，在核糖体中翻译出蛋白质，B、D两项错误。答案：C3下列有关DNA和RNA的叙述正确的是()AD
9、NA和RNA是同一物质在不同时期的两种形态BDNA和RNA的基本组成单位是一样的C细胞核和细胞质内的遗传物质分别是DNA和RNAD由碱基A、C和T可以组成5种核苷酸解析：DNA和RNA是两类不同的核酸，A项错误；DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，B项错误；细胞核和细胞质内的遗传物质都是DNA，C项错误；碱基T为DNA的特有碱基，碱基A可组成2种核苷酸，碱基C也可组成2种核苷酸，而碱基T只能组成1种脱氧核苷酸，D项正确。答案：D4根据下表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是()A.TGU BUGACACU DUCU解析：密码子为mRNA上决定氨基酸的三个相邻碱基，
10、根据转录和翻译过程中的碱基互补配对原则，由DNA信息链上的T碱基可推知mRNA上相应位置上的碱基是A，由tRNA上的反密码子最后一个碱基A可推知mRNA上相应位置上的碱基为U，因此苏氨酸的密码子为ACU。答案：C5如图表示蓝藻DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。请判断下列说法中正确的是()A分析题图可知是链，完成此过程的场所是细胞核B除图中所示的两种RNA之外，RNA还包括tRNAC图中到的过程需要在核糖体上进行D能够决定氨基酸的是，其种类有61种解析：根据碱基互补配对原则，从图中的碱基组成可以确定链是转录模板，蓝藻是原核生物，没有细胞核，A项错误。RNA包括mRNA(图中)、tR
11、NA(图中)和rRNA(核糖体RNA，图中未画出)，B项错误。图中到的过程是翻译过程，在核糖体上进行，C项正确。能够决定氨基酸的是mRNA上的61种密码子(终止密码子除外)，是tRNA，D项错误。答案：C6一个mRNA分子有m个碱基，其中(GC)有n个；由该mRNA指导合成的蛋白质有两条肽链。则控制该mRNA合成的DNA分子至少含有的(AT)数、合成蛋白质时最多脱去的水分子数分别是()Am、(m/3)1Bm、(m/3)2C2(mn)、(m/3)1D2(mn)、(m/3)2解析：由题意知，mRNA分子有m个碱基且GC的数目为n，则此mRNA分子中AU的数目为mn，控制其合成的DNA分子模板链中A
12、T的数目至少为mn，整个双链DNA分子中AT的数目至少为2(mn)；由mRNA分子有m个碱基可知，以其为翻译模板可合成最多含m/3个氨基酸的蛋白质分子，题干中给出此蛋白质分子有两条肽链，脱去的水分子数最多应为(m/3)2。答案：D7下列甲、乙两图为真核细胞中发生代谢过程示意图，下列有关说法中，正确的是()A甲图所示过程叫作翻译，多个核糖体共同完成一条多肽链的合成B甲图所示翻译过程的方向是从右到左C乙图所示过程叫作转录，转录产物的作用一定是作为甲图中的模板D甲图和乙图中都发生了碱基配对并且碱基互补配对方式相同解析：一条多肽链由一个核糖体控制合成，A项错误；甲图表示翻译过程，核糖体沿mRNA从右向
13、左移动，B项正确；乙图表示转录，产物可能是mRNA，也可能是tRNA、rRNA，C项错误；翻译过程中碱基配对方式有G与C、A与U，转录过程中碱基配对方式有G与C、A与U、T与A，D项错误。答案：B8下图为细胞核内控制呼吸酶合成的某基因(15N标记)局部结构示意图，该基因中A占全部碱基的20%，下列说法正确的是()A该基因在所有活细胞中都表达B该基因转录形成的mRNA中U占全部碱基的20%C解旋酶作用于部位，DNA聚合酶作用于部位D将该细胞置于14N培养液中完成三个细胞周期，含14N的子细胞占75%解析：所有细胞都需要呼吸，呼吸酶基因在所有活细胞中都能表达，A项正确。该基因中A占全部碱基的20%
14、，根据此条件不能确定两条单链中A所占的比例，因此不能确定该基因转录形成的mRNA中U占全部碱基的比例，B项错误。解旋酶作用于部位，DNA聚合酶作用于部位，C项错误。将该细胞(基因被15N标记)置于14N培养液中完成三个细胞周期，根据DNA半保留复制特点，子代所有细胞中均含有14N，因此含14N的子细胞占100%，D项错误。答案：A9下列关于基因表达的叙述，正确的是()AT细胞受病毒刺激后有特定mRNA的合成B线粒体、叶绿体和核糖体中均存在AT和UA的配对方式C转运20种氨基酸的tRNA总共有64种D基因的两条链可分别作为模板进行转录，以提高蛋白质合成的效率解析：T细胞受病毒刺激后，增殖分化形成
15、效应T细胞和记忆细胞，其细胞内基因选择性表达时合成特定mRNA和蛋白质，A项正确：核糖体内可以发生翻译过程，有U与A的配对，但是不能发生DNA的复制或逆转录过程，所以没有A与T的配对，B项错误；转运20种氨基酸的tRNA总共有61种，C项错误；基因的两条链可分别作为模板进行复制，但是只有一条链可以作为模板进行转录，D项错误。答案：A10某生物基因表达过程如下图所示。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BDNARNA杂交区域中DNA链上的A应与T配对CmRNA翻译只能得到一条肽链D该过程发生在真核细胞的细胞核中解析：图示过程为转录和翻译过程，在RNA聚合酶的作用下，D
16、NA双螺旋解开，同时开始mRNA的合成，A项正确；DNARNA杂交区域中，DNA链上的碱基A与RNA链上的碱基U配对，B项错误；由图可知，多个核糖体结合在该mRNA上，该mRNA翻译能得到多条相同的肽链，C项错误；根据图示，转录和翻译同时进行，而真核细胞的细胞核中的基因是先在细胞核中转录后在细胞质中翻译，故图示过程不可能发生在真核细胞的细胞核中，D项错误。答案：A11下列关于图中两种分子的说法，正确的是()A为DNA，在正常情况下复制后形成两个相同的DNAB为tRNA，一种tRNA可携带不同的氨基酸C遗传信息位于，密码子位于上D和共有的碱基是A、C、G、T解析：分析题图可知：为DNA分子，DN
17、A复制后形成两个相同的子代DNA分子，故A项正确；为tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸，故B项错误；遗传信息为DNA分子脱氧核苷酸的排列顺序，密码子存在于mRNA中，tRNA中含有反密码子，故C项错误；DNA中含有A、G、C、T四种碱基，tRNA中含有A、G、C、U四种碱基，故D项错误。答案：A12现代生物工程能够实现通过已知蛋白质的氨基酸序列来人工合成基因。现已知人体生长激素共含190个肽键(单链)，假设与其对应的mRNA序列中有A和U共313个，则合成生长激素的基因中G至少有()A130个 B260个C313个 D无法确定解析：此蛋白质由191个氨基酸脱水缩合而成，控制其合成的mRN
18、A中最少有573个碱基，又知mRNA中AU为313个，所以mRNA中GC为573313260(个)，故DNA的两条链中GC共有520个，即该基因中G至少有260个。答案：B二、非选择题(每小题20分，共40分)13如图为人体胰岛素基因控制合成胰岛素的过程示意图。据图回答：(1)图中表示的过程称为_，催化该过程的酶是_。表示的物质是_。(2)图中天冬氨酸的密码子是_，胰岛素基因中决定“”的模板链的碱基序列为_。(3)已知胰岛素由两条多肽链共51个氨基酸组成，指导其合成的的碱基数远大于153，其主要原因是_。一个上可结合多个核糖体，其意义是_。解析：(1)图中表示转录过程，需要RNA聚合酶的催化，
19、转录形成的产物是mRNA。(2)密码子在mRNA上，天冬氨酸的密码子是GAC，由mRNA上碱基序列可知胰岛素基因中决定“”的模板链的碱基序列是CCACTGACC。(3)胰岛素分子由51个氨基酸组成，指导其合成的mRNA中碱基数至少为153，实际却远大于153，因为mRNA上含有终止密码子等不翻译的序列。一个mRNA上结合多个核糖体能在短时间内合成大量的同种蛋白质，具有高效性。答案：(1)转录RNA聚合酶mRNA(2)GACCCACTGACC(3)mRNA上存在终止密码子等不翻译的序列在短时间内合成大量的同种蛋白质(答案合理即可)能力达标14.下图分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程
20、。请回答下列问题：(1)过程发生的主要时期是_和_。(2)过程发生的场所是_，消耗的有机物是_，a链形成后通过_进入细胞质中与核糖体结合。(3)已知过程的a链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，a链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占30%、20%，则与a链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为_。(4)图中y是某种tRNA，它由_(三个或多个)核糖核苷酸组成。其中CAA称为_，一种y可以转运_种氨基酸。若合成该蛋白质的基因含有600个碱基对，则该蛋白质最多由_种氨基酸组成。解析：(1)过程表示DNA的复制，发生在有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。(2)过程表示转录，发生的主要场
21、所是细胞核，线粒体中也有转录发生，转录需要的原料是4种游离的核糖核苷酸，需要消耗能量，合成的RNA通过核孔进入细胞质中。(3)a链mRNA中GU54%，其中G30%，则U24%，模板链中CmRNA中的G30%，AmRNA中U24%，已知模板链中G20%，则模板链中T130%24%20%26%，即模板链中AT占该链碱基的50%，根据碱基互补配对原则，双链中AT占双链碱基的比例也是50%，所以AT25%。(4)tRNA是由多个核糖核苷酸组成的，其上的三个碱基(CAA)称为一个反密码子。一种tRNA只能转运一种氨基酸。翻译过程中，信使RNA中每三个碱基决定一个氨基酸，在不考虑终止密码子等条件下，经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸的数目是信使RNA碱基数目的1/3，是DNA(基因)中碱基数目的1/6，但最多由20种氨基酸组成。答案：(1)有丝分裂的间期减数第一次分裂前的间期(2)细胞核、线粒体ATP、核糖核苷酸核孔(3)25%(4)多个反密码子一20