2019-2020学年高中生物 第3章 遗传信息的复制与表达 第2节 遗传信息的表达 第1课时 基因

第1课时基因控制蛋白质的合成[随堂检测]1．下列关于RNA的叙述，错误的是()A．RNA主要在细胞核中合成，通过核孔转移到细胞质中B．mRNA是转运氨基酸的工具C．RNA一般是单链，而且比DNA短，分子中不含碱基TD．RNA可作为核糖体的组成成分解析：选B。在合成蛋白质时，需要tRNA作为运载氨基酸的工具，每种tRNA只能运载特定种类的氨基酸。2．下列关于图中①②两种分子的说法，正确的是()A．①为DNA，在正常情况下复制后形成两个相同的DNAB．②为tRNA，一种tRNA可携带不同的氨基酸C．遗传信息位于①上，密码子位于②上D．①和②共有的碱基是A、C、G、T解析：选A。分析题图，①为DNA分子，DNA复制后形成两个相同的子代DNA分子，故A正确；②为tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸，故B错误；遗传信息为DNA分子中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错误。3．下列过程遵循“碱基互补配对原则”的有()①DNA复制②mRNA与核糖体结合③DNA转录④tRNA翻译A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④答案：C4．在某反应体系中，用固定序列的核苷酸聚合物(mRNA)进行多肽的合成，实验的情况及结果如下表：请根据表中的两个实验结果，判断下列说法不正确的是()实验序号重复的mRNA序列生成的多肽中含有的氨基酸种类实验一(UUC)n，即UUCUUC…丝氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸实验二(UUAC)n，即UUACUUAC…亮氨酸、苏氨酸、酪氨酸A．上述反应体系中应加入细胞提取液，但必须除去其中的DNA和mRNAB．实验一和实验二的密码子可能有：UUC、UCU、CUU和UUA、UAC、ACU、CUUC．通过实验二的结果推测：mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸D．通过实验一和实验二的结果，能够推测出UUC为亮氨酸的密码子解析：选D。正常细胞内的DNA能转录合成mRNA，所以除去细胞提取液中的DNA和mRNA，避免干扰实验，故A正确；密码子是指mRNA上能决定氨基酸的相邻的3个碱基，则实验一的密码子可能有三种，即UUC、UCU、CUU，实验二的密码子可能有4种，即UUA、UAC、ACU、CUU，故B正确；实验二的密码子可能有4种，而生成的多肽中含有的氨基酸种类只有3种，所以mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸，故C正确；实验二的密码子中没有UUC，但生成的多肽中含有亮氨酸，所以不能推测出UUC为亮氨酸的密码子，故D错误。5．假设有一段mRNA上有60个碱基，其中A有15个，G有25个，那么转录该mRNA的DNA分子区段中，C和T的个数之和及该mRNA翻译成的多肽中最多的肽键数分别为()A．15，20B．60，18C．40，19D．60，19解析：选D。mRNA上有60个碱基，则转录成该mRNA的DNA中应有120个碱基。DNA是双螺旋结构，按照碱基互补配对原则A＝T、G＝C，则在双链DNA分子中嘌呤数、嘧啶数均等于DNA总碱基数的一半，即A＋G＝C＋T＝1/2×120。所以C＋T＝60；mRNA有60个碱基，不考虑终止密码子，据关系式mRNA的碱基数∶氨基酸数＝3∶1，可知合成的多肽中有20个氨基酸，肽键数为19。6．如图表示某DNA片段遗传信息的传递过程，①～⑤表示物质或结构，a、b、c表示生理过程。请据图回答下列问题：(可能用到的密码子：AUG—甲硫氨酸、GCU—丙氨酸、AAG—赖氨酸、UUC—苯丙氨酸、UCU—丝氨酸、UAC—酪氨酸)(1)完成遗传信息表达的是________(填字母)过程，a过程所需的酶有____________________。(2)图中含有核糖的是________(填数字)；由②指导合成的多肽链中氨基酸序列是____________________________________________________________________________________________。(3)若在AUG后插入三个核苷酸，合成的多肽链中除在甲硫氨酸后多一个氨基酸外，其余氨基酸序列没有变化。由此证明________________________________________________________________________。解析：分析图示过程可知：a为DNA的复制、b为转录、c为翻译。(1)完成遗传信息表达的是转录和翻译，即图中b和c，DNA的复制需要在解旋酶的作用下解开双链，然后在DNA聚合酶的作用下合成DNA子链。(2)RNA中含有核糖，图中含有核糖的结构包括mRNA、tRNA、rRNA。根据②mRNA上的碱基顺序组成的密码子，指导合成的多肽链中氨基酸序列是甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸。(3)三个核苷酸对应一个氨基酸，由此证明一个密码子由三个相邻的碱基(核糖核苷酸)组成。答案：(1)b、c解旋酶和DNA聚合酶(2)②③⑤甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸(3)一个密码子由三个相邻的碱基(核糖核苷酸)组成[课时作业]一、选择题1．下列关于RNA功能的叙述中，正确的是()①具有催化作用②作为某些病毒的遗传物质③作为某些细菌的遗传物质④作为翻译的直接模板⑤具有转运氨基酸的作用⑥作为核糖体的成分A．①②④⑤B．①③④⑤⑥C．①②④⑤⑥D．②④⑤⑥解析：选C。极少数酶属于RNA；有些病毒(如HIV)的遗传物质为RNA；mRNA为翻译的模板；tRNA能转运氨基酸；rRNA作为核糖体的成分，参与蛋白质的合成。所有细菌的遗传物质皆为DNA。2．如图是真核细胞染色体上基因的表达过程示意图。下列有关叙述不正确的是()A．基因的转录需要DNA的一条链为模板B．前体RNA剪切过程需要RNA水解酶参与C．转录时除需要解旋酶外，还需DNA聚合酶参与D．翻译过程需要成熟mRNA、tRNA、氨基酸、ATP、核糖体等解析：选C。转录时需要RNA聚合酶参与，DNA分子复制过程才需要DNA聚合酶，C项错误。3．tRNA和mRNA碱基互补配对现象可出现在真核细胞的()A．细胞核中B．核糖体上C．核膜上D．核孔处解析：选B。转运RNA(tRNA)和信使RNA(mRNA)之间的碱基互补配对，发生在核糖体上蛋白质的合成(即翻译)过程中。4．DNA分子复制、转录、翻译所需的原料依次是()A．脱氧核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸B．脱氧核苷酸、核糖核苷酸、蛋白质C．核糖核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸D．脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸解析：选D。组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，而DNA复制是合成DNA分子的过程，需要的原料是脱氧核苷酸。转录是以DNA分子的一条链为模板合成RNA，而RNA的基本单位是核糖核苷酸，翻译是合成蛋白质，其原料是氨基酸。5．如图所示是某种分泌蛋白的合成过程示意图，下列相关叙述正确的是()A．此过程有水生成，主要发生在细胞核中B．①上面所有的碱基都可以和③上相应的碱基配对C．①上通常可以相继结合多个②D．④形成后即进入高尔基体加工，然后分泌出细胞解析：选C。图示为翻译过程，发生在细胞质中，mRNA上的终止密码没有反密码子对应。多肽链第一加工场所是内质网，然后进入高尔基体内再加工。一个mRNA上可以同时结合多个核糖体，能明显提高翻译速率。6．下列关于密码子和tRNA与氨基酸的关系的叙述，正确的是()A．一个密码子只能决定一种氨基酸B．一种氨基酸只由一种密码子决定C．一种氨基酸只能由一种tRNA转运D．每种氨基酸都由多种tRNA转运解析：选A。一个密码子只能决定一种氨基酸，一种氨基酸由一种或多种密码子决定；一种氨基酸可以由一种或多种tRNA转运。7．DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译的氨基酸如表，则如图所示tRNA所携带的氨基酸是()GCACGTACGTGC精氨酸丙氨酸半胱氨酸苏氨酸A．精氨酸B．丙氨酸C．半胱氨酸D．苏氨酸解析：选B。转运RNA上的反密码子为CGU，则与之配对的信使RNA上的碱基是GCA，而DNA上与之配对的碱基为CGT，与表格中的信息相对照，所以该tRNA携带的氨基酸是丙氨酸，故选B项。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：A—U—U—C—G—A—U—G—A—C……(40个碱基)……C—U—C—U—A—G—A—U—C—U，则此信使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。先找到起始密码子，再找到终止密码子，两者中间一共45个碱基对应15个密码子，决定15个氨基酸。起始密码子决定氨基酸，终止密码子不决定氨基酸，故为16个。9．在大豆细胞的生理活动中，当某些碱基作为原料被大量利用时，下列说法正确的是()选项大量利用的碱基细胞生理活动AUDNA分子正在复制BU和T正处于分裂间期CT正在大量合成转运RNADT正在大量合成蛋白质解析：选B。细胞有丝分裂的一个细胞周期包括细胞分裂间期和分裂期。在间期完成有关蛋白质的合成、DNA的复制和RNA的合成。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：细胞中大量利用“U”表明正在转录形成RNA并合成蛋白质，大量利用“T”表明正在合成DNA，处于分裂间期。10．从单尾金鱼卵细胞中提取RNA注入双尾金鱼受精卵中，发育成的双尾金鱼中有一些出现了单尾性状，这些RNA最可能是()A．遗传物质B．tRNAC．mRNAD．rRNA解析：选C。金鱼的遗传物质是DNA，A错误；tRNA和rRNA不参与性状的控制，B、D错误；mRNA携带着遗传信息，可以直接控制生物性状，C正确。11．某mRNA分子中，U占20%，A占10%，那么它的模板DNA片段中胞嘧啶占()A．25%B．30%C．35%D．70%解析：选C。mRNA分子是以DNA分子上基因的一条链为模板转录而来的，因此mRNA分子中碱基的比率与模板链的碱基比率是相对应的。根据题意，U占20%，A占10%，则DNA模板链中的(A＋T)占该链的比率与另一条链中的(A＋T)占另一条链的比率及整个DNA中(A＋T)的比率是相等的，即整个DNA分子中(A＋T)占全部碱基的比率是30%，那么(G＋C)就占70%，又由于在DNA分子中G＝C，则G＝C＝35%。12．乳腺上皮细胞在孕晚期数量增加，在停止哺乳后数量减少。当向体外培养乳腺组织的培养液中加入泌乳素时，乳腺组织合成的酪蛋白的量增加了20倍。测定乳腺组织中RNA的半衰期(半数RNA降解需要的时间)，结果见表。据此作出的推理错误的是()RNA种类RNA半衰期(h)无泌乳素刺激有泌乳素刺激rRNA790790总mRNA3．312．8酪蛋白mRNA1．128．5A．乳腺上皮细胞的增殖能力在人体生命活动的不同阶段有所差异B．mRNA半衰期较短，有利于细胞内蛋白质的种类和含量的调控C．泌乳素通过提高酪蛋白基因的转录效率来促进细胞合成更多酪蛋白D．肝脏细胞也含有产生酪蛋白的基因，只是没有表达答案：C二、非选择题13．如图为蛋白质的合成过程示意图，请据图回答有关问题：(1)图1中发生在细胞核中的过程是________________________________________________________________________。(2)图1中基因表达的最后一阶段是在[]________上完成的，这一过程中还需要mRNA、[④]氨基酸、________、________和________。(3)图1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2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