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高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第4章 基因的表达第1节 基因指导蛋白质的合成复习练习题
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这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第4章 基因的表达第1节 基因指导蛋白质的合成复习练习题，共23页。
第4章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
第1课时 基因指导蛋白质的合成
[基础巩固]
1.下列关于真核细胞中转录的叙述,错误的是( )
A.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
B.同一细胞中两种RNA合成有可能同时发生
C.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来
D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
解析:细胞中的RNA合成过程主要在细胞核内发生,在细胞质的线粒体和叶绿体中也能进行转录合成RNA,A项错误;不同的RNA由不同的基因转录而来,所以同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生,B项正确;转录是以DNA的一条链为模板,以核糖核苷酸为原料,合成RNA的过程,包括tRNA、rRNA和mRNA,C项正确;转录遵循碱基互补配对原则,所以转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补,D项正确。
答案:A
2.已知某DNA的一条链上的部分碱基序列为—A—C—G—T—,那么以另一条链为模板,经转录后得到的mRNA中部分碱基序列为( )
A.—T—G—C—A— B.—A—C—G—T—
C.—U—G—C—A— D.—A—C—G—U—
解析:已知某DNA的一条链上的部分碱基序列为 —A—C—G—T—,则另一条链为—T—G—C—A—。在转录的过程中,遵循碱基互补配对原则,即A与U配对,T与A配对,C和G配对,因此以—T—G—C—A—为模板,经转录后得到的mRNA中部分碱基序列为—A—C—G—U—。
答案:D
3.下图为真核细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图,下列叙述错误的是 ( )
A.①只有与⑥结合后才能发挥它的作用
B.①在真核细胞中合成的场所只有细胞核
C.①上的一个密码子最多决定一种氨基酸
D.初始合成产物②③④⑤的氨基酸序列相同
解析:①为mRNA,⑥为核糖体,mRNA只有与核糖体结合后才能进行翻译,A项正确;①所示的mRNA是转录的产物,在真核细胞中合成mRNA的场所有细胞核、线粒体、叶绿体,B项错误;密码子位于①所示的mRNA上,一个密码子最多决定一种氨基酸,C项正确;②③④⑤都是正在合成的肽链,合成这些肽链的模板相同,都是①所示的mRNA,所以初始合成产物②③④⑤的氨基酸序列相同,D项正确。
答案:B
4.某转运RNA的反密码子为CAU,它所转运的氨基酸是( )
A.缬氨酸(GUA)
B.组氨酸(CAU)
C.酪氨酸(UAC)
D.甲硫氨酸(AUG)
答案:A
5.在遗传信息的传递过程中,不可能发生的是( )
A.DNA转录和翻译都进行碱基互补配对
B.mRNA穿过核孔在细胞质中进行翻译
C.复制和转录都以DNA的一条链为模板
D.核糖核苷酸和氨基酸依次参与转录和翻译
解析:遗传信息的传递过程中,DNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则,A项正确;核基因转录形成的mRNA穿过核孔进入细胞质与核糖体结合进行翻译过程,B项正确;DNA复制以DNA的两条链为模板,转录以DNA的一条链为模板,翻译则是以mRNA为模板,C项错误;DNA复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸,D项正确。
答案:C
[拓展提高]
6.甲(—A—T—G—G—)是一段单链核DNA片段,乙是该片段的转录产物,丙(A—P~P~P)是转录过程中所需的一种物质。下列叙述正确的是( )
A.甲、乙、丙的组成成分中均有核糖
B.甲在DNA酶的作用下水解,产物中有丙
C.甲、乙共有1种五碳糖、5种碱基、6种核苷酸
D.甲及其互补链复制后的子代DNA可分别位于两条姐妹染色单体上
解析:乙、丙的组成成分中均有核糖,甲中含有脱氧核糖,A项错误;甲在DNA酶的作用下水解,产物为脱氧核苷酸,没有丙,B项错误;甲、乙共有2种五碳糖,5种碱基(A、T、C、G、U),6种核苷酸(3种脱氧核苷酸、3种核糖核苷酸),C项错误;甲及其互补链复制后的子代DNA可分别位于两条姐妹染色单体上,D项正确。
答案:D
7.四环素、链霉素、氯霉素、红霉素等抗生素能抑制细菌的生长,它们有的能干扰细菌核糖体的形成,有的能阻止tRNA与mRNA结合,这些抗生素阻断了( )
A.翻译过程
B.DNA复制过程
C.转录过程
D.染色体活动
解析:由题意知,抗生素干扰核糖体形成,由于核糖体是翻译的场所,因此抗生素会干扰翻译过程;翻译过程中tRNA的一端携带氨基酸,另一端有反密码子,可以与 mRNA上的密码子进行互补配对,如果抗生素阻止tRNA与mRNA结合,则会影响翻译过程的进行。
答案:A
8.下图所示为某生物细胞内正在进行的生理过程,下列有关叙述错误的是 ( )
A.大肠杆菌、酵母菌中都可发生如图所示的过程
B.图中方框内含有6种核苷酸
C.③沿着④的移动方向为从b到a
D.①→④和④→②过程中碱基互补配对情况不完全相同
解析:图中是边转录边翻译的过程,只能发生在原核生物中,不能发生在酵母菌等真核生物体内,A项错误;图中①表示DNA,④表示mRNA,并且方框中只含有A、C、G 3种碱基,因此DNA链中含有3种脱氧核苷酸,RNA链中含有3种核糖核苷酸,即一共有6种核苷酸,B项正确;从b到a的方向肽链逐渐延长,因此③核糖体沿着④mRNA的移动方向为从b到a,C项正确;①→④表示转录过程,④→②表示翻译过程,两个过程中碱基互补配对情况不完全相同,D项正确。
答案:A
9.某条多肽链含n个肽键,则其合成过程中对应的mRNA及基因中碱基数至少为( )
A.3n、6n
B.3n、3n
C.3(n+1)、6n
D.3(n+1)、6(n+1)
解析:在转录和翻译过程中,基因中碱基数∶mRNA上碱基数∶氨基酸数=6∶3∶1。若某条多肽链含n个肽键,则有(n+1)个氨基酸,控制合成该多肽链的mRNA及基因中至少含有的碱基数为3(n+1)、6(n+1)。
答案:D
[挑战创新]
10.图甲为细胞内某些重要化合物的合成过程,图乙为中心法则。据图回答有关问题。
甲 乙
(1)图甲所示过程为图乙中的 (填数字),发生在 (填“真核”或“原核”)生物中。
(2)图乙中2过程的发生需要的酶是 ,此时DNA—RNA杂交区域中与A配对的碱基为 。
(3)人的神经细胞中能发生图乙中的 (填数字)过程。
(4)人类某基因经图乙2过程产生的RNA全长有4 500个碱基,而翻译成的蛋白质是由107个氨基酸组成的,这是因为____________________________。
解析:(1)图甲所示的过程表示转录和翻译同时进行,图乙中的2是转录,5是翻译;因为原核生物没有核膜,所以转录和翻译可以同时进行。(2)图乙中的2是转录,需要RNA聚合酶,此时DNA-RNA杂交区域中与A配对的碱基是U和T。(3)人的神经细胞属于高度分化的细胞,只能发生2转录和5翻译。(4)转录得到的RNA全长有4 500个碱基,理论上对应1 500个氨基酸,现在只有107个,说明产生的RNA需要通过加工修饰后才能进行翻译。
答案:(1)2、5 原核
(2)RNA聚合酶 U、T
(3)2、5
(4)转录产生的RNA要经过加工修饰后才能进行翻译
第2课时 基因表达的过程解读及应用
题型一 转录、翻译过程中有关图形解读
【典例1】下图为蛋白质的合成过程示意图,请据图回答有关问题。
甲 乙
(1)图甲中发生在细胞核中的过程是 。
(2)图甲中基因表达的最后一个阶段是在[ ] 中完成的,这一过程中还需要mRNA、tRNA、氨基酸、 和 。
(3)图甲中③称为 ,在蛋白质合成过程中将多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)图乙为该细胞中多聚核糖体合成多肽链的过程。对此过程的理解错误的是( )
A.X在MN上的移动方向是从左到右,所用原料是氨基酸
B.多聚核糖体能够加速细胞内蛋白质合成速率的原因是同时合成多条多
肽链
C.该过程直接合成的T1、T2、T3三条多肽链中氨基酸的顺序相同
D.合成MN的场所在细胞核,而X一定附着在内质网上
解析:首先要识别该细胞为真核细胞,因为有核膜;其次要清楚图中数字和字母的含义;图甲中的①为RNA聚合酶,②为mRNA,③为密码子,④为氨基酸,⑤为核糖体;图乙中MN为mRNA,X为核糖体,T1、T2、T3为三条多肽链。(1)细胞核中DNA分子正在进行转录。(2)基因表达的最后一个阶段是在核糖体中完成的,这一过程称为翻译,翻译需要mRNA、氨基酸、ATP、tRNA和酶。(3)由于tRNA一端含有反密码子,另一端携带相应的氨基酸,所以tRNA是将多肽链中氨基酸种类与mRNA上的遗传信息联系起来的物质。(4)图乙表明,多聚核糖体是以mRNA为模板,以游离的氨基酸为原料合成蛋白质的,根据多肽链的长短可以判断,X在MN上是从左向右移动的;由题图可看出,同时有多条多肽链在合成,能够加速蛋白质的合成速率;由于T1、T2、T3的模板相同,都是MN,因此其上氨基酸顺序也相同;mRNA的合成场所是细胞核,而核糖体既可附着在内质网上,也可游离在细胞质中。
答案:(1)转录 (2)⑤ 核糖体 酶 ATP
(3)密码子 tRNA (4)D
【方法规律】
mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系
(1)数量关系:一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体。
(2)目的、意义:少量的mRNA分子可以迅速合成大量的多肽链。
(3)方向:从左向右(如图所示),判断依据是多肽链的长短,肽链长的翻译在前。
(4)结果:合成的仅是多肽链,需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。
(5)因为模板mRNA相同,所以图中4个核糖体合成了4条相同的肽链,而不是4个核糖体共同合成1条肽链,也不是合成4条不同的肽链。
迁移应用
1.下图表示人体细胞内两类物质的合成过程,结合所学知识回答下列相关问题。
A B
(1)图A中生理过程发生的主要场所是 ,以 作为单位进行,甲、乙代表的物质是 。
(2)图B中若多肽链为前胰岛素原(胰岛素的前体物质),则其合成后的去向是 (场所)。
(3)RNA除了具有图B所示生理功能外,还具有的功能是________________ (写出一项即可)。
(4)四环素等抗生素能够抑制细菌的生长,原因之一是干扰了细菌核糖体的形成,从而阻碍了图 (填“A”或“B”)中所示的生理过程。
解析:(1)图A表示转录过程,甲、乙代表的是RNA聚合酶,发生的主要场所是细胞核,转录是以基因作为单位进行的。(2)前胰岛素原(胰岛素的前体物质)合成后要去内质网进行加工。(3)RNA除了传递遗传信息外,还可以作为酶起催化作用,或者作为RNA病毒的遗传物质。(4)四环素等抗生素能够抑制细菌的生长,原因之一是干扰了细菌核糖体的形成,从而阻碍了翻译过程,即图B中所示的生理过程。
答案:(1)细胞核 基因 RNA聚合酶 (2)内质网
(3)催化化学反应(或作为遗传物质) (4)B
题型二 遗传信息、密码子和反密码子的比较
【典例2】下图为真核细胞蛋白质合成过程中必需的两种物质(甲、乙),下列有关叙述正确的是( )
甲 乙
A.遗传信息位于甲上
B.乙由3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
解析:由图可知,甲为mRNA,乙为tRNA。遗传信息位于DNA上;tRNA是由一条单链RNA通过折叠形成的,由多个碱基组成;一种tRNA只能转运一种氨基酸;mRNA是在RNA聚合酶催化作用下以DNA分子的一条链为模板转录形成的。
答案:C
【方法规律】
遗传信息、密码子和反密码子的比较
(1)区别。
比较项目
遗传信息
密码子
反密码子
存在位置
DNA
mRNA
tRNA
概念
基因中脱氧核苷酸的排列顺序
mRNA中决定一个氨基酸的3个相邻碱基
tRNA中与mRNA密码子互补配对的3个碱基
作用
控制生物的遗传性状
直接决定蛋白质中的氨基酸序列
识别密码子,转运氨基酸
种类
基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同,决定了遗传信息的多样性
共64种。其中61种能翻译出氨基酸,3种终止密码子不能翻译出氨基酸。但在特殊情况下,终止密码子UGA可以编码氨基酸
一般情况下为61种(tRNA也为61种),特殊情况下为62种
(2)联系。
①遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序,通过转录,使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上。
②mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序,反密码子则起到翻译的作用。
(3)对应关系。
①基因中脱氧核苷酸的序列决定mRNA中核糖核苷酸的序列。
②mRNA中的碱基序列与基因模板链中的碱基序列互补。
③密码子与相应反密码子的序列互补配对。
迁移应用
2.下图中①和②表示蓝细菌细胞内进行的生理过程。相关叙述正确的是 ( )
A.①过程的模板是b链,场所是细胞核
B.②过程的直接模板是c链,场所是核糖体
C.①②过程可以同时进行,所需能量由线粒体提供
D.决定氨基酸的密码子有64个,酪氨酸的密码子是AUG
解析:根据碱基互补配对原则可知,①过程的模板是b链,由于蓝细菌是原核生物,没有细胞核,所以该过程发生在拟核中,A项错误;②过程是翻译,发生在核糖体上,模板是mRNA,即图中的c链,B项正确;蓝细菌是原核生物,没有线粒体,C项错误;由于终止密码子不能决定氨基酸,所以决定氨基酸的密码子少于64个,图中酪氨酸的密码子是UAC,D项错误。
答案:B
题型三 基因表达中相关数量计算规律
【典例3】已知一个蛋白质分子由2条多肽链组成,连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有198个,翻译成这个蛋白质分子的mRNA中A和G共有200个,则转录成mRNA的DNA分子中,最少应有C和T ( )
A.400个 B.200个 C.600个 D.800个
解析:一个蛋白质分子由2条多肽链组成,连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有198个,可得出该蛋白质存在200个氨基酸,进一步可推出mRNA的碱基数量最少为600个,其中A+G=200(个),U+C=400(个),则可推出转录成mRNA的DNA分子中,一条链中C+T=200(个),另一条链中C+T=400(个),所以可得出转录成mRNA的DNA分子中,最少应有C和T共600个。
答案:C
【方法规律】
(1)DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系。
在蛋白质的合成过程中,是以DNA(基因)的两条链中的一条为模板,合成一条mRNA单链,因此,DNA中的碱基数目是mRNA中的碱基数目的两倍;在翻译时,mRNA上每3个碱基决定一个氨基酸,彼此间的数目关系一般可表示为下图:
综上可知,蛋白质中氨基酸数目=13 mRNA上碱基数目=16 DNA(或基因)上碱基数目。
(2)计算中“最多”和“最少”的分析。
①翻译时,mRNA上的终止密码子不决定氨基酸,因此,mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。
②基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。
③在回答有关问题时,应加上“最多”或“最少”等字。
迁移应用
3.一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽,则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数依次为 ( )
A.33、11 B.36、12 C.12、36 D.11、36
解析:据题意可知,该多肽的氨基酸数=肽键数+肽链数=11+1=12(个),氨基酸通过tRNA的运输进入核糖体,翻译时需12个tRNA。mRNA中3个碱基决定一个氨基酸,则mRNA中至少含有的碱基数=氨基酸数×3=12×3=36(个)。
答案:B
4.一个mRNA分子中有m个碱基(不含终止密码子),其中G+C有n个。由该mRNA翻译合成的蛋白质有两条肽链,则其模板DNA分子的A+T的数量、合成蛋白质时最多脱去的水分子数分别是( )
A.m、m3-1 B.m、m3-2
C.2(m-n)、m3-1 D.2(m-n)、m3-2
解析:由mRNA分子中有m个碱基且G+C=n(个)可知,此mRNA分子中A+U=(m-n)(个),控制其合成的DNA分子模板链中T+A=(m-n)(个),DNA分子中A+T=2(m-n)(个);由mRNA分子有m个碱基可知,合成的蛋白质最多含有m3个氨基酸,此蛋白质分子有两条肽链,最多脱去的水分子数应为m3-2。
答案:D
题型四 中心法则的应用
【典例4】许多病毒会使人体患病,下图是一种病毒的基本结构和该病毒进入细胞后复制繁殖的过程。据图回答下列问题。
甲 乙
(1)图甲病毒的主要成分是 。
(2)分析图乙,病毒在生命活动中的一个显著特征是 。
(3)图乙中①表示的是 过程,通过④过程形成的是 的RNA。
(4)图丙表示的是生物体内遗传信息的传递过程,在遗传学上称为 。请在图乙的①~⑦中选择恰当的序号填入图丙中的括号内。
丙
解析:(1)病毒是非细胞结构的生物,由蛋白质和核酸组成。(2)病毒自身没有能量供给和酶系统,不能独立生活,只有寄生在活细胞内才能生存。(3)由图乙信息可知,①表示由RNA合成DNA的逆转录过程,④过程是转录。逆转录形成双链DNA进入宿主细胞的细胞核,整合到宿主细胞染色体DNA上,通过宿主细胞内DNA转录形成病毒RNA。(4)图丙表示遗传信息的传递过程,称为中心法则,图中由DNA形成RNA是转录过程,由RNA形成蛋白质是翻译过程,分别对应图乙中的④和⑥。
答案:(1)蛋白质、核酸 (2)寄生性 (3)逆转录 病毒
(4)中心法则 ④ ⑥
【方法规律】
不同生物的遗传信息传递过程
甲 乙 丙
(1) 若甲、乙、丙分别代表三种生物的遗传信息传递过程,则甲代表遗传物
质为DNA的生物;乙代表RNA病毒,如烟草花叶病毒;丙为逆转录病毒,
如劳氏肉瘤病毒。
①甲遗传信息的传递可表示如下:
②乙遗传信息的传递可表示如下:
③丙遗传信息的传递可表示如下:
(2)图中1、8为转录过程,2、5、9为翻译过程,3、10为DNA复制过程,4、6为RNA复制过程,7为逆转录过程。
迁移应用
5.某病毒的遗传物质是单链RNA(-RNA),宿主细胞内病毒的增殖过程如下图所示,-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①所需的嘌呤数和过程③所需的嘧啶数相同
D.过程②需要的tRNA来自病毒,原料及场所都由宿主细胞提供
解析:由图示可得,只有+RNA可与核糖体结合作为翻译的模板,A项错误;图中既能以-RNA为模板合成 +RNA,也能以+RNA为模板合成-RNA,说明-RNA和+RNA均有RNA聚合酶的结合位点,B项错误;由于-RNA和+RNA的碱基是互补配对的,所以过程①所需嘌呤数与过程③所需嘧啶数相同,C项正确;②为翻译过程,该过程需要的tRNA、原料及场所都由宿主细胞提供,D项错误。
答案:C
1.下图①~③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。据图分析正确的是( )
① ② ③
A.过程①和②发生的主要场所相同且均需要解旋酶
B.当核糖体到达mRNA的终止密码子时,多肽合成就结束
C.过程③核糖体移动方向是从右到左
D.DNA复制时,亲代的2条母链有可能出现在1个子代DNA分子中
解析:图①②③表示的过程依次是DNA的复制、转录和翻译。DNA复制和转录发生的主要场所都是细胞核,两个过程均需要解旋,但只有DNA复制才需要解旋酶,A项错误;当核糖体到达mRNA的终止密码子时,由于没有对应的反密码子与之配对,所以多肽合成就结束,B项正确;过程③核糖体移动方向是从左到右,C项错误;DNA复制为半保留复制,子代DNA保留亲代的一条链,D项错误。
答案:B
2.下图表示生物基因的表达过程,下列叙述与该图相符的是( )
甲 乙
A.图甲翻译的结果是得到了多条氨基酸序列相同的多肽链
B.DNA-RNA杂交区域中A应与T配对
C.图甲可发生在绿藻细胞中,图乙可发生在蓝细菌细胞中
D.图乙中①②③的合成均与核仁有关
解析:图甲翻译的结果得到了多条多肽链,因为翻译的模板是同一条mRNA,故翻译的结果是得到了多条氨基酸序列相同的多肽链,A项正确。DNA-RNA杂交区域中A应与U配对,B项错误。图甲发生在原核细胞中,而绿藻是真核生物;图乙发生在真核细胞中,而蓝细菌是原核生物,C项错误。图乙中②核糖体的合成与核仁有关,①③的合成与核仁无关,D项错误。
答案:A
3.下列与图示内容有关的叙述,错误的是 ( )
甲 乙
丙
A.若图甲的③中A占23%,U占25%,则相应的双链DNA片段中A占24%
B.正常情况下,图丙所示过程可在动植物细胞中发生的是⑨⑩
C.劳氏肉瘤病毒存在催化过程的酶
D.图乙所示过程相当于图丙的过程,需要RNA聚合酶的催化
解析:若图甲的③中A占23%,U占25%,则A+U占48%,该比值与模板链和双链DNA中A+T比值相同,则相应的双链DNA片段中A占24%,A项正确;正常情况下,图丙所示过程可在动植物细胞中发生的是⑨⑩,是某些病毒的遗传信息传递途径,B项正确;劳氏肉瘤病毒属于逆转录病毒,存在催化过程的酶,C项正确;图乙所示过程为翻译,相当于图丙的过程,而RNA聚合酶是在转录过程中发挥作用的,D项错误。
答案:D
4.决定氨基酸的密码子指( )
A.DNA上的3个相邻的碱基
B.mRNA上的3个相邻的碱基
C.tRNA上的3个相邻的碱基
D.基因上的3个相邻的碱基
答案:B
5.大多数生物翻译的起始密码子为AUG或GUG。在下图所示的某mRNA部分碱基序列中,若下划线“0”表示的是一个决定谷氨酸的密码子,则该mRNA的起始密码子可能是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:若起始密码子为2或4,则根据三个相邻碱基决定一个氨基酸,且密码子连续、非重叠的阅读特点,“0”不能表示一个氨基酸的密码子;若起始密码子为3,则“0”表示决定谷氨酸的密码子。
答案:C
6.根据表中的已知条件,判断苏氨酸的密码子是( )
DNA双链
T
T
G
mRNA
tRNA反密码子
A
氨基酸
苏氨酸
A.TGU B.UGA
C.ACU D.UCU
解析:tRNA上的反密码子与相应的密码子碱基互补配对,根据tRNA反密码子的最后一个碱基可知苏氨酸的密码子的最后一个碱基是U,且DNA的下面一条链为模板链;mRNA是以DNA的一条链为模板转录形成的,根据DNA模板链的碱基序列可知苏氨酸的密码子的前两个碱基是AC,综合以上分析可知苏氨酸的密码子是ACU。
答案:C
7.某蛋白质由2条多肽链组成,共含42个氨基酸,若氨基酸的平均相对分子质量为110,则形成该蛋白质时脱掉的水分子数、该蛋白质的分子质量及编码该蛋白质的mRNA的碱基数至少是( )
A.41、3 882、512 B.41、3 882、126
C.40、3 900、126 D.40、3 900、132
答案:C
8.下图是生物体内的中心法则示意图,下列有关此图的说法错误的是( )
A.大肠杆菌分裂时能发生解旋的过程是②③
B.一个DNA可转录出多个不同类型的RNA
C.劳氏肉瘤病毒在宿主细胞中能发生②③④⑤过程
D.T2噬菌体在宿主细胞中只能发生①②③过程
解析:大肠杆菌分裂时能发生解旋的过程是③DNA的复制过程和②转录过程,A项正确;一个DNA上含有多个基因,因此可转录出多个不同类型的RNA,B项正确;劳氏肉瘤病毒是一种逆转录病毒,其在宿主细胞中能发生①②③④过程,C项错误;T2噬菌体是DNA病毒,其在宿主细胞中只能发生①②③过程,D项正确。
答案:C
9.下图表示RNA病毒M、N遗传信息传递的部分过程,下列有关叙述正确的是( )
A.过程①②所需的酶相同
B.过程③④产物的碱基序列相同
C.病毒M的遗传信息还能从DNA流向RNA
D.病毒N的遗传信息不能从RNA流向蛋白质
解析:①为逆转录过程,该过程需要逆转录酶,②为DNA的复制过程,该过程需要DNA聚合酶,A项错误;过程③④产物的碱基序列互补,B项错误;从图中看出病毒M繁殖过程中先形成DNA,遗传信息表达过程中又从DNA流向RNA,C项正确;病毒N的遗传信息也能控制蛋白质的合成,因此也能从RNA流向蛋白质,D项错误。
答案:C
10.下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下列问题。
甲
乙
(1)图乙方框中所示结构可以相当于图甲中的 (填序号),它主要在
中合成;分析图乙中应该包含了 种核苷酸。
(2)图甲中以④为模板合成⑤物质的过程称为 ,进行的主要场所是[ ] ,所需要的原料是 。
(3)如果用32P作为放射性标记元素,则可标记在图乙中的 (填序号)处。
(4)若该多肽合成过程到图甲所示UCU决定的氨基酸后就终止,则导致合成结束的终止密码子是 。
(5)若图甲中①所示的分子中有900个碱基,则由它所控制形成的蛋白质中的氨基酸种类一般不会超过 种。
A.150 B.149 C.61 D.21
解析:(1)图乙方框中所示结构具有碱基U,因此表示RNA,主要在细胞核中转录形成,相当于图甲中的②tRNA、④mRNA;图乙中既有DNA又有RNA,根据碱基互补配对原则,由图可知应包含了6种核苷酸。(2)图甲中④为mRNA分子,⑤为肽链,以mRNA分子为模板合成肽链的过程称为翻译;翻译以氨基酸为原料,在⑥核糖体上进行。(3)用32P作为放射性标记元素,则可标记在图乙中的①④磷酸处。(4)密码子是指mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基,但终止密码子没有对应的氨基酸,它终止蛋白质的合成,从mRNA中可以看出终止密码子是UAA。(5)若图甲中①所示的分子中有900个碱基,则由它所控制形成的mRNA中最多有碱基450个,密码子最多为450÷3=150(个),但在绝大多数生物体内,组成蛋白质的氨基酸有21种,所以所合成的蛋白质中氨基酸的种类一般不会超过21种。
答案:(1)②④ 细胞核 6
(2)翻译 ⑥ 核糖体 氨基酸
(3)①④ (4)UAA (5)D
11.目前发现的病毒主要有以下三种类型,它们的遗传信息的传递方式分别用下图表示。据图回答下列问题。
甲 乙 丙
(1)MERS的全称是中东呼吸综合征,MERS病毒是一种新型的冠状病毒。以正义单链RNA作为遗传物质,即遗传物质能直接进行翻译。
①MERS病毒属于 种类型病毒,感染人体后其蛋白质合成的场所是 。
②实验室研究MERS病毒时能不能用含多种营养物质的培养液来培养? ,理由是____________________________________________。
(2)图中需要逆转录酶的过程有 ,过程8需要的两种酶是 ,过程2需要的工具是 。
(3)赫尔希和蔡斯实验使用的T2噬菌体属于 种类型病毒,在实验过程中对遗传物质进行标记,一个噬菌体产生的多个子代中有两个具有放射性,这是因为DNA的复制方式为 。
解析:(1)①已知MERS病毒以正义单链RNA作为遗传物质,所以其属于乙种类型病毒,病毒不能独立代谢,感染人体后在人体细胞的核糖体上合成蛋白质。②MERS病毒没有细胞结构,必须依赖于活细胞才能繁殖,所以实验室研究MERS病毒时不能用含多种营养物质的培养液来培养。(2)图中过程6表示逆转录,需要逆转录酶。过程8表示DNA的自我复制,需要解旋酶、DNA聚合酶。过程2表示翻译,需要tRNA转运氨基酸。(3)T2噬菌体的遗传物质是DNA,属于甲种类型病毒,在实验过程中对遗传物质进行标记,由于DNA的复制方式为半保留复制,所以一个噬菌体产生的多个子代中有两个具有放射性。
答案:(1)①乙 人体细胞的核糖体 ②不能 MERS病毒没有细胞结构,必须依赖于活细胞才能繁殖
(2)6 解旋酶、DNA聚合酶 tRNA
(3)甲 半保留复制
第4章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
第1课时 基因指导蛋白质的合成
[基础巩固]
1.下列关于真核细胞中转录的叙述,错误的是( )
A.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
B.同一细胞中两种RNA合成有可能同时发生
C.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来
D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
解析:细胞中的RNA合成过程主要在细胞核内发生,在细胞质的线粒体和叶绿体中也能进行转录合成RNA,A项错误;不同的RNA由不同的基因转录而来,所以同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生,B项正确;转录是以DNA的一条链为模板,以核糖核苷酸为原料,合成RNA的过程,包括tRNA、rRNA和mRNA,C项正确;转录遵循碱基互补配对原则,所以转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补,D项正确。
答案:A
2.已知某DNA的一条链上的部分碱基序列为—A—C—G—T—,那么以另一条链为模板,经转录后得到的mRNA中部分碱基序列为( )
A.—T—G—C—A— B.—A—C—G—T—
C.—U—G—C—A— D.—A—C—G—U—
解析:已知某DNA的一条链上的部分碱基序列为 —A—C—G—T—,则另一条链为—T—G—C—A—。在转录的过程中,遵循碱基互补配对原则,即A与U配对,T与A配对,C和G配对,因此以—T—G—C—A—为模板,经转录后得到的mRNA中部分碱基序列为—A—C—G—U—。
答案:D
3.下图为真核细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图,下列叙述错误的是 ( )
A.①只有与⑥结合后才能发挥它的作用
B.①在真核细胞中合成的场所只有细胞核
C.①上的一个密码子最多决定一种氨基酸
D.初始合成产物②③④⑤的氨基酸序列相同
解析:①为mRNA,⑥为核糖体,mRNA只有与核糖体结合后才能进行翻译,A项正确;①所示的mRNA是转录的产物,在真核细胞中合成mRNA的场所有细胞核、线粒体、叶绿体,B项错误;密码子位于①所示的mRNA上,一个密码子最多决定一种氨基酸,C项正确;②③④⑤都是正在合成的肽链,合成这些肽链的模板相同,都是①所示的mRNA,所以初始合成产物②③④⑤的氨基酸序列相同,D项正确。
答案:B
4.某转运RNA的反密码子为CAU,它所转运的氨基酸是( )
A.缬氨酸(GUA)
B.组氨酸(CAU)
C.酪氨酸(UAC)
D.甲硫氨酸(AUG)
答案:A
5.在遗传信息的传递过程中,不可能发生的是( )
A.DNA转录和翻译都进行碱基互补配对
B.mRNA穿过核孔在细胞质中进行翻译
C.复制和转录都以DNA的一条链为模板
D.核糖核苷酸和氨基酸依次参与转录和翻译
解析:遗传信息的传递过程中,DNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则,A项正确;核基因转录形成的mRNA穿过核孔进入细胞质与核糖体结合进行翻译过程,B项正确;DNA复制以DNA的两条链为模板,转录以DNA的一条链为模板,翻译则是以mRNA为模板,C项错误;DNA复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸,D项正确。
答案:C
[拓展提高]
6.甲(—A—T—G—G—)是一段单链核DNA片段,乙是该片段的转录产物,丙(A—P~P~P)是转录过程中所需的一种物质。下列叙述正确的是( )
A.甲、乙、丙的组成成分中均有核糖
B.甲在DNA酶的作用下水解,产物中有丙
C.甲、乙共有1种五碳糖、5种碱基、6种核苷酸
D.甲及其互补链复制后的子代DNA可分别位于两条姐妹染色单体上
解析:乙、丙的组成成分中均有核糖,甲中含有脱氧核糖,A项错误;甲在DNA酶的作用下水解,产物为脱氧核苷酸,没有丙,B项错误;甲、乙共有2种五碳糖,5种碱基(A、T、C、G、U),6种核苷酸(3种脱氧核苷酸、3种核糖核苷酸),C项错误;甲及其互补链复制后的子代DNA可分别位于两条姐妹染色单体上,D项正确。
答案:D
7.四环素、链霉素、氯霉素、红霉素等抗生素能抑制细菌的生长,它们有的能干扰细菌核糖体的形成,有的能阻止tRNA与mRNA结合,这些抗生素阻断了( )
A.翻译过程
B.DNA复制过程
C.转录过程
D.染色体活动
解析:由题意知,抗生素干扰核糖体形成,由于核糖体是翻译的场所,因此抗生素会干扰翻译过程;翻译过程中tRNA的一端携带氨基酸,另一端有反密码子,可以与 mRNA上的密码子进行互补配对,如果抗生素阻止tRNA与mRNA结合,则会影响翻译过程的进行。
答案:A
8.下图所示为某生物细胞内正在进行的生理过程,下列有关叙述错误的是 ( )
A.大肠杆菌、酵母菌中都可发生如图所示的过程
B.图中方框内含有6种核苷酸
C.③沿着④的移动方向为从b到a
D.①→④和④→②过程中碱基互补配对情况不完全相同
解析:图中是边转录边翻译的过程,只能发生在原核生物中,不能发生在酵母菌等真核生物体内,A项错误;图中①表示DNA,④表示mRNA,并且方框中只含有A、C、G 3种碱基,因此DNA链中含有3种脱氧核苷酸,RNA链中含有3种核糖核苷酸,即一共有6种核苷酸,B项正确;从b到a的方向肽链逐渐延长,因此③核糖体沿着④mRNA的移动方向为从b到a,C项正确;①→④表示转录过程,④→②表示翻译过程,两个过程中碱基互补配对情况不完全相同,D项正确。
答案:A
9.某条多肽链含n个肽键,则其合成过程中对应的mRNA及基因中碱基数至少为( )
A.3n、6n
B.3n、3n
C.3(n+1)、6n
D.3(n+1)、6(n+1)
解析:在转录和翻译过程中,基因中碱基数∶mRNA上碱基数∶氨基酸数=6∶3∶1。若某条多肽链含n个肽键,则有(n+1)个氨基酸,控制合成该多肽链的mRNA及基因中至少含有的碱基数为3(n+1)、6(n+1)。
答案:D
[挑战创新]
10.图甲为细胞内某些重要化合物的合成过程,图乙为中心法则。据图回答有关问题。
甲 乙
(1)图甲所示过程为图乙中的 (填数字),发生在 (填“真核”或“原核”)生物中。
(2)图乙中2过程的发生需要的酶是 ,此时DNA—RNA杂交区域中与A配对的碱基为 。
(3)人的神经细胞中能发生图乙中的 (填数字)过程。
(4)人类某基因经图乙2过程产生的RNA全长有4 500个碱基,而翻译成的蛋白质是由107个氨基酸组成的,这是因为____________________________。
解析:(1)图甲所示的过程表示转录和翻译同时进行,图乙中的2是转录,5是翻译;因为原核生物没有核膜,所以转录和翻译可以同时进行。(2)图乙中的2是转录,需要RNA聚合酶,此时DNA-RNA杂交区域中与A配对的碱基是U和T。(3)人的神经细胞属于高度分化的细胞,只能发生2转录和5翻译。(4)转录得到的RNA全长有4 500个碱基,理论上对应1 500个氨基酸,现在只有107个,说明产生的RNA需要通过加工修饰后才能进行翻译。
答案:(1)2、5 原核
(2)RNA聚合酶 U、T
(3)2、5
(4)转录产生的RNA要经过加工修饰后才能进行翻译
第2课时 基因表达的过程解读及应用
题型一 转录、翻译过程中有关图形解读
【典例1】下图为蛋白质的合成过程示意图,请据图回答有关问题。
甲 乙
(1)图甲中发生在细胞核中的过程是 。
(2)图甲中基因表达的最后一个阶段是在[ ] 中完成的,这一过程中还需要mRNA、tRNA、氨基酸、 和 。
(3)图甲中③称为 ,在蛋白质合成过程中将多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)图乙为该细胞中多聚核糖体合成多肽链的过程。对此过程的理解错误的是( )
A.X在MN上的移动方向是从左到右,所用原料是氨基酸
B.多聚核糖体能够加速细胞内蛋白质合成速率的原因是同时合成多条多
肽链
C.该过程直接合成的T1、T2、T3三条多肽链中氨基酸的顺序相同
D.合成MN的场所在细胞核,而X一定附着在内质网上
解析:首先要识别该细胞为真核细胞,因为有核膜;其次要清楚图中数字和字母的含义;图甲中的①为RNA聚合酶,②为mRNA,③为密码子,④为氨基酸,⑤为核糖体;图乙中MN为mRNA,X为核糖体,T1、T2、T3为三条多肽链。(1)细胞核中DNA分子正在进行转录。(2)基因表达的最后一个阶段是在核糖体中完成的,这一过程称为翻译,翻译需要mRNA、氨基酸、ATP、tRNA和酶。(3)由于tRNA一端含有反密码子,另一端携带相应的氨基酸,所以tRNA是将多肽链中氨基酸种类与mRNA上的遗传信息联系起来的物质。(4)图乙表明,多聚核糖体是以mRNA为模板,以游离的氨基酸为原料合成蛋白质的,根据多肽链的长短可以判断,X在MN上是从左向右移动的;由题图可看出,同时有多条多肽链在合成,能够加速蛋白质的合成速率;由于T1、T2、T3的模板相同,都是MN,因此其上氨基酸顺序也相同;mRNA的合成场所是细胞核,而核糖体既可附着在内质网上,也可游离在细胞质中。
答案:(1)转录 (2)⑤ 核糖体 酶 ATP
(3)密码子 tRNA (4)D
【方法规律】
mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系
(1)数量关系:一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体。
(2)目的、意义:少量的mRNA分子可以迅速合成大量的多肽链。
(3)方向:从左向右(如图所示),判断依据是多肽链的长短,肽链长的翻译在前。
(4)结果:合成的仅是多肽链,需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。
(5)因为模板mRNA相同,所以图中4个核糖体合成了4条相同的肽链,而不是4个核糖体共同合成1条肽链,也不是合成4条不同的肽链。
迁移应用
1.下图表示人体细胞内两类物质的合成过程,结合所学知识回答下列相关问题。
A B
(1)图A中生理过程发生的主要场所是 ,以 作为单位进行,甲、乙代表的物质是 。
(2)图B中若多肽链为前胰岛素原(胰岛素的前体物质),则其合成后的去向是 (场所)。
(3)RNA除了具有图B所示生理功能外,还具有的功能是________________ (写出一项即可)。
(4)四环素等抗生素能够抑制细菌的生长,原因之一是干扰了细菌核糖体的形成,从而阻碍了图 (填“A”或“B”)中所示的生理过程。
解析:(1)图A表示转录过程,甲、乙代表的是RNA聚合酶,发生的主要场所是细胞核,转录是以基因作为单位进行的。(2)前胰岛素原(胰岛素的前体物质)合成后要去内质网进行加工。(3)RNA除了传递遗传信息外,还可以作为酶起催化作用,或者作为RNA病毒的遗传物质。(4)四环素等抗生素能够抑制细菌的生长,原因之一是干扰了细菌核糖体的形成,从而阻碍了翻译过程,即图B中所示的生理过程。
答案:(1)细胞核 基因 RNA聚合酶 (2)内质网
(3)催化化学反应(或作为遗传物质) (4)B
题型二 遗传信息、密码子和反密码子的比较
【典例2】下图为真核细胞蛋白质合成过程中必需的两种物质(甲、乙),下列有关叙述正确的是( )
甲 乙
A.遗传信息位于甲上
B.乙由3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
解析:由图可知,甲为mRNA,乙为tRNA。遗传信息位于DNA上;tRNA是由一条单链RNA通过折叠形成的,由多个碱基组成;一种tRNA只能转运一种氨基酸;mRNA是在RNA聚合酶催化作用下以DNA分子的一条链为模板转录形成的。
答案:C
【方法规律】
遗传信息、密码子和反密码子的比较
(1)区别。
比较项目
遗传信息
密码子
反密码子
存在位置
DNA
mRNA
tRNA
概念
基因中脱氧核苷酸的排列顺序
mRNA中决定一个氨基酸的3个相邻碱基
tRNA中与mRNA密码子互补配对的3个碱基
作用
控制生物的遗传性状
直接决定蛋白质中的氨基酸序列
识别密码子,转运氨基酸
种类
基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同,决定了遗传信息的多样性
共64种。其中61种能翻译出氨基酸,3种终止密码子不能翻译出氨基酸。但在特殊情况下,终止密码子UGA可以编码氨基酸
一般情况下为61种(tRNA也为61种),特殊情况下为62种
(2)联系。
①遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序,通过转录,使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上。
②mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序,反密码子则起到翻译的作用。
(3)对应关系。
①基因中脱氧核苷酸的序列决定mRNA中核糖核苷酸的序列。
②mRNA中的碱基序列与基因模板链中的碱基序列互补。
③密码子与相应反密码子的序列互补配对。
迁移应用
2.下图中①和②表示蓝细菌细胞内进行的生理过程。相关叙述正确的是 ( )
A.①过程的模板是b链,场所是细胞核
B.②过程的直接模板是c链,场所是核糖体
C.①②过程可以同时进行,所需能量由线粒体提供
D.决定氨基酸的密码子有64个,酪氨酸的密码子是AUG
解析:根据碱基互补配对原则可知,①过程的模板是b链,由于蓝细菌是原核生物,没有细胞核,所以该过程发生在拟核中,A项错误;②过程是翻译,发生在核糖体上,模板是mRNA,即图中的c链,B项正确;蓝细菌是原核生物,没有线粒体,C项错误;由于终止密码子不能决定氨基酸,所以决定氨基酸的密码子少于64个,图中酪氨酸的密码子是UAC,D项错误。
答案:B
题型三 基因表达中相关数量计算规律
【典例3】已知一个蛋白质分子由2条多肽链组成,连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有198个,翻译成这个蛋白质分子的mRNA中A和G共有200个,则转录成mRNA的DNA分子中,最少应有C和T ( )
A.400个 B.200个 C.600个 D.800个
解析:一个蛋白质分子由2条多肽链组成,连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有198个,可得出该蛋白质存在200个氨基酸,进一步可推出mRNA的碱基数量最少为600个,其中A+G=200(个),U+C=400(个),则可推出转录成mRNA的DNA分子中,一条链中C+T=200(个),另一条链中C+T=400(个),所以可得出转录成mRNA的DNA分子中,最少应有C和T共600个。
答案:C
【方法规律】
(1)DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系。
在蛋白质的合成过程中,是以DNA(基因)的两条链中的一条为模板,合成一条mRNA单链,因此,DNA中的碱基数目是mRNA中的碱基数目的两倍;在翻译时,mRNA上每3个碱基决定一个氨基酸,彼此间的数目关系一般可表示为下图:
综上可知,蛋白质中氨基酸数目=13 mRNA上碱基数目=16 DNA(或基因)上碱基数目。
(2)计算中“最多”和“最少”的分析。
①翻译时,mRNA上的终止密码子不决定氨基酸,因此,mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。
②基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。
③在回答有关问题时,应加上“最多”或“最少”等字。
迁移应用
3.一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽,则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数依次为 ( )
A.33、11 B.36、12 C.12、36 D.11、36
解析:据题意可知,该多肽的氨基酸数=肽键数+肽链数=11+1=12(个),氨基酸通过tRNA的运输进入核糖体,翻译时需12个tRNA。mRNA中3个碱基决定一个氨基酸,则mRNA中至少含有的碱基数=氨基酸数×3=12×3=36(个)。
答案:B
4.一个mRNA分子中有m个碱基(不含终止密码子),其中G+C有n个。由该mRNA翻译合成的蛋白质有两条肽链,则其模板DNA分子的A+T的数量、合成蛋白质时最多脱去的水分子数分别是( )
A.m、m3-1 B.m、m3-2
C.2(m-n)、m3-1 D.2(m-n)、m3-2
解析:由mRNA分子中有m个碱基且G+C=n(个)可知,此mRNA分子中A+U=(m-n)(个),控制其合成的DNA分子模板链中T+A=(m-n)(个),DNA分子中A+T=2(m-n)(个);由mRNA分子有m个碱基可知,合成的蛋白质最多含有m3个氨基酸,此蛋白质分子有两条肽链,最多脱去的水分子数应为m3-2。
答案:D
题型四 中心法则的应用
【典例4】许多病毒会使人体患病,下图是一种病毒的基本结构和该病毒进入细胞后复制繁殖的过程。据图回答下列问题。
甲 乙
(1)图甲病毒的主要成分是 。
(2)分析图乙,病毒在生命活动中的一个显著特征是 。
(3)图乙中①表示的是 过程,通过④过程形成的是 的RNA。
(4)图丙表示的是生物体内遗传信息的传递过程,在遗传学上称为 。请在图乙的①~⑦中选择恰当的序号填入图丙中的括号内。
丙
解析:(1)病毒是非细胞结构的生物,由蛋白质和核酸组成。(2)病毒自身没有能量供给和酶系统,不能独立生活,只有寄生在活细胞内才能生存。(3)由图乙信息可知,①表示由RNA合成DNA的逆转录过程,④过程是转录。逆转录形成双链DNA进入宿主细胞的细胞核,整合到宿主细胞染色体DNA上,通过宿主细胞内DNA转录形成病毒RNA。(4)图丙表示遗传信息的传递过程,称为中心法则,图中由DNA形成RNA是转录过程,由RNA形成蛋白质是翻译过程,分别对应图乙中的④和⑥。
答案:(1)蛋白质、核酸 (2)寄生性 (3)逆转录 病毒
(4)中心法则 ④ ⑥
【方法规律】
不同生物的遗传信息传递过程
甲 乙 丙
(1) 若甲、乙、丙分别代表三种生物的遗传信息传递过程,则甲代表遗传物
质为DNA的生物;乙代表RNA病毒,如烟草花叶病毒;丙为逆转录病毒,
如劳氏肉瘤病毒。
①甲遗传信息的传递可表示如下:
②乙遗传信息的传递可表示如下:
③丙遗传信息的传递可表示如下:
(2)图中1、8为转录过程,2、5、9为翻译过程,3、10为DNA复制过程,4、6为RNA复制过程,7为逆转录过程。
迁移应用
5.某病毒的遗传物质是单链RNA(-RNA),宿主细胞内病毒的增殖过程如下图所示,-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①所需的嘌呤数和过程③所需的嘧啶数相同
D.过程②需要的tRNA来自病毒,原料及场所都由宿主细胞提供
解析:由图示可得,只有+RNA可与核糖体结合作为翻译的模板,A项错误;图中既能以-RNA为模板合成 +RNA,也能以+RNA为模板合成-RNA,说明-RNA和+RNA均有RNA聚合酶的结合位点,B项错误;由于-RNA和+RNA的碱基是互补配对的,所以过程①所需嘌呤数与过程③所需嘧啶数相同,C项正确;②为翻译过程,该过程需要的tRNA、原料及场所都由宿主细胞提供,D项错误。
答案:C
1.下图①~③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。据图分析正确的是( )
① ② ③
A.过程①和②发生的主要场所相同且均需要解旋酶
B.当核糖体到达mRNA的终止密码子时,多肽合成就结束
C.过程③核糖体移动方向是从右到左
D.DNA复制时,亲代的2条母链有可能出现在1个子代DNA分子中
解析:图①②③表示的过程依次是DNA的复制、转录和翻译。DNA复制和转录发生的主要场所都是细胞核,两个过程均需要解旋,但只有DNA复制才需要解旋酶,A项错误;当核糖体到达mRNA的终止密码子时,由于没有对应的反密码子与之配对,所以多肽合成就结束,B项正确;过程③核糖体移动方向是从左到右,C项错误;DNA复制为半保留复制,子代DNA保留亲代的一条链,D项错误。
答案:B
2.下图表示生物基因的表达过程,下列叙述与该图相符的是( )
甲 乙
A.图甲翻译的结果是得到了多条氨基酸序列相同的多肽链
B.DNA-RNA杂交区域中A应与T配对
C.图甲可发生在绿藻细胞中,图乙可发生在蓝细菌细胞中
D.图乙中①②③的合成均与核仁有关
解析:图甲翻译的结果得到了多条多肽链,因为翻译的模板是同一条mRNA,故翻译的结果是得到了多条氨基酸序列相同的多肽链,A项正确。DNA-RNA杂交区域中A应与U配对,B项错误。图甲发生在原核细胞中,而绿藻是真核生物;图乙发生在真核细胞中,而蓝细菌是原核生物,C项错误。图乙中②核糖体的合成与核仁有关,①③的合成与核仁无关,D项错误。
答案:A
3.下列与图示内容有关的叙述,错误的是 ( )
甲 乙
丙
A.若图甲的③中A占23%,U占25%,则相应的双链DNA片段中A占24%
B.正常情况下,图丙所示过程可在动植物细胞中发生的是⑨⑩
C.劳氏肉瘤病毒存在催化过程的酶
D.图乙所示过程相当于图丙的过程,需要RNA聚合酶的催化
解析:若图甲的③中A占23%,U占25%,则A+U占48%,该比值与模板链和双链DNA中A+T比值相同,则相应的双链DNA片段中A占24%,A项正确;正常情况下,图丙所示过程可在动植物细胞中发生的是⑨⑩,是某些病毒的遗传信息传递途径,B项正确;劳氏肉瘤病毒属于逆转录病毒,存在催化过程的酶,C项正确;图乙所示过程为翻译,相当于图丙的过程,而RNA聚合酶是在转录过程中发挥作用的,D项错误。
答案:D
4.决定氨基酸的密码子指( )
A.DNA上的3个相邻的碱基
B.mRNA上的3个相邻的碱基
C.tRNA上的3个相邻的碱基
D.基因上的3个相邻的碱基
答案:B
5.大多数生物翻译的起始密码子为AUG或GUG。在下图所示的某mRNA部分碱基序列中,若下划线“0”表示的是一个决定谷氨酸的密码子,则该mRNA的起始密码子可能是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:若起始密码子为2或4,则根据三个相邻碱基决定一个氨基酸,且密码子连续、非重叠的阅读特点,“0”不能表示一个氨基酸的密码子;若起始密码子为3,则“0”表示决定谷氨酸的密码子。
答案:C
6.根据表中的已知条件,判断苏氨酸的密码子是( )
DNA双链
T
T
G
mRNA
tRNA反密码子
A
氨基酸
苏氨酸
A.TGU B.UGA
C.ACU D.UCU
解析:tRNA上的反密码子与相应的密码子碱基互补配对,根据tRNA反密码子的最后一个碱基可知苏氨酸的密码子的最后一个碱基是U,且DNA的下面一条链为模板链;mRNA是以DNA的一条链为模板转录形成的,根据DNA模板链的碱基序列可知苏氨酸的密码子的前两个碱基是AC,综合以上分析可知苏氨酸的密码子是ACU。
答案:C
7.某蛋白质由2条多肽链组成,共含42个氨基酸,若氨基酸的平均相对分子质量为110,则形成该蛋白质时脱掉的水分子数、该蛋白质的分子质量及编码该蛋白质的mRNA的碱基数至少是( )
A.41、3 882、512 B.41、3 882、126
C.40、3 900、126 D.40、3 900、132
答案:C
8.下图是生物体内的中心法则示意图,下列有关此图的说法错误的是( )
A.大肠杆菌分裂时能发生解旋的过程是②③
B.一个DNA可转录出多个不同类型的RNA
C.劳氏肉瘤病毒在宿主细胞中能发生②③④⑤过程
D.T2噬菌体在宿主细胞中只能发生①②③过程
解析:大肠杆菌分裂时能发生解旋的过程是③DNA的复制过程和②转录过程,A项正确;一个DNA上含有多个基因,因此可转录出多个不同类型的RNA,B项正确;劳氏肉瘤病毒是一种逆转录病毒,其在宿主细胞中能发生①②③④过程,C项错误;T2噬菌体是DNA病毒,其在宿主细胞中只能发生①②③过程,D项正确。
答案:C
9.下图表示RNA病毒M、N遗传信息传递的部分过程,下列有关叙述正确的是( )
A.过程①②所需的酶相同
B.过程③④产物的碱基序列相同
C.病毒M的遗传信息还能从DNA流向RNA
D.病毒N的遗传信息不能从RNA流向蛋白质
解析:①为逆转录过程,该过程需要逆转录酶,②为DNA的复制过程,该过程需要DNA聚合酶,A项错误;过程③④产物的碱基序列互补,B项错误;从图中看出病毒M繁殖过程中先形成DNA,遗传信息表达过程中又从DNA流向RNA,C项正确;病毒N的遗传信息也能控制蛋白质的合成,因此也能从RNA流向蛋白质,D项错误。
答案:C
10.下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下列问题。
甲
乙
(1)图乙方框中所示结构可以相当于图甲中的 (填序号),它主要在
中合成;分析图乙中应该包含了 种核苷酸。
(2)图甲中以④为模板合成⑤物质的过程称为 ,进行的主要场所是[ ] ,所需要的原料是 。
(3)如果用32P作为放射性标记元素,则可标记在图乙中的 (填序号)处。
(4)若该多肽合成过程到图甲所示UCU决定的氨基酸后就终止,则导致合成结束的终止密码子是 。
(5)若图甲中①所示的分子中有900个碱基,则由它所控制形成的蛋白质中的氨基酸种类一般不会超过 种。
A.150 B.149 C.61 D.21
解析:(1)图乙方框中所示结构具有碱基U,因此表示RNA,主要在细胞核中转录形成,相当于图甲中的②tRNA、④mRNA;图乙中既有DNA又有RNA,根据碱基互补配对原则,由图可知应包含了6种核苷酸。(2)图甲中④为mRNA分子,⑤为肽链,以mRNA分子为模板合成肽链的过程称为翻译;翻译以氨基酸为原料,在⑥核糖体上进行。(3)用32P作为放射性标记元素,则可标记在图乙中的①④磷酸处。(4)密码子是指mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基,但终止密码子没有对应的氨基酸,它终止蛋白质的合成,从mRNA中可以看出终止密码子是UAA。(5)若图甲中①所示的分子中有900个碱基,则由它所控制形成的mRNA中最多有碱基450个,密码子最多为450÷3=150(个),但在绝大多数生物体内,组成蛋白质的氨基酸有21种,所以所合成的蛋白质中氨基酸的种类一般不会超过21种。
答案:(1)②④ 细胞核 6
(2)翻译 ⑥ 核糖体 氨基酸
(3)①④ (4)UAA (5)D
11.目前发现的病毒主要有以下三种类型,它们的遗传信息的传递方式分别用下图表示。据图回答下列问题。
甲 乙 丙
(1)MERS的全称是中东呼吸综合征,MERS病毒是一种新型的冠状病毒。以正义单链RNA作为遗传物质,即遗传物质能直接进行翻译。
①MERS病毒属于 种类型病毒,感染人体后其蛋白质合成的场所是 。
②实验室研究MERS病毒时能不能用含多种营养物质的培养液来培养? ,理由是____________________________________________。
(2)图中需要逆转录酶的过程有 ,过程8需要的两种酶是 ,过程2需要的工具是 。
(3)赫尔希和蔡斯实验使用的T2噬菌体属于 种类型病毒,在实验过程中对遗传物质进行标记,一个噬菌体产生的多个子代中有两个具有放射性,这是因为DNA的复制方式为 。
解析:(1)①已知MERS病毒以正义单链RNA作为遗传物质,所以其属于乙种类型病毒,病毒不能独立代谢,感染人体后在人体细胞的核糖体上合成蛋白质。②MERS病毒没有细胞结构,必须依赖于活细胞才能繁殖,所以实验室研究MERS病毒时不能用含多种营养物质的培养液来培养。(2)图中过程6表示逆转录,需要逆转录酶。过程8表示DNA的自我复制,需要解旋酶、DNA聚合酶。过程2表示翻译,需要tRNA转运氨基酸。(3)T2噬菌体的遗传物质是DNA,属于甲种类型病毒,在实验过程中对遗传物质进行标记,由于DNA的复制方式为半保留复制,所以一个噬菌体产生的多个子代中有两个具有放射性。
答案:(1)①乙 人体细胞的核糖体 ②不能 MERS病毒没有细胞结构,必须依赖于活细胞才能繁殖
(2)6 解旋酶、DNA聚合酶 tRNA
(3)甲 半保留复制
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