高考一轮复习遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成

高考一轮复习遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成

‎2-3-3 遗传信息的表达——RNA和蛋白质的 合成 一、选择题 ‎1．关于转录和翻译的叙述，错误的是 (　　)‎ A．转录时以核糖核苷酸为原料 B．转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列 C．mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质 D．不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性 解析　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，A项正确；转录过程需要RNA聚合酶的催化，RNA聚合酶能首先识别并结合到启动子上，驱动基因转录出mRNA，B项正确；以mRNA为模板翻译合成蛋白质时移动的是核糖体，C项错误；一个氨基酸可以有几种不同的密码子，这样有时由于差错导致的密码子改变却不会改变氨基酸，从而保持生物性状的相对稳定，D项正确。‎ 答案　C ‎2．在蛋白质合成过程中，少量的mRNA分子就可以指导迅速合成出大量的蛋白质。其主要原因是 (　　)‎ A．一种氨基酸可能由多种遗传密码来决定 B．一种氨基酸可以由多种转运RNA携带到核糖体中 C．一个核糖体可同时与多条mRNA结合，同时进行多条肽链的合成 D．一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成 解析　在合成蛋白质时，多个核糖体可以相继结合到一个mRNA分子上，形成多聚核糖体，这样可以同时进行多条肽链的合成，提高了蛋白质合成的效率。‎ 答案　D ‎3．如图表示两基因转录的mRNA分子数在同一细胞内随时间变化的规律。若两种mRNA自形成至翻译结束的时间相等，两基因首次表达的产物共存至少需要(不考虑蛋白质降解)‎ ‎ (　　)‎ A．4 h B．6 h C．8 h D．12 h 解析　分析坐标曲线可知，若不考虑先表达的蛋白质降解，在6 h时两基因首次表达的产物开始共存。‎ 答案　B ‎4．原核生物的mRNA通常在转录完成之前便可启动蛋白质的翻译，但真核生物的核基因必须在mRNA形成之后才能翻译蛋白质，针对这一差异的合理解释是 ‎(　　)‎ A．原核生物的tRNA合成无需基因指导 B．真核生物tRNA呈三叶草结构 C．真核生物的核糖体可进入细胞核 D．原核生物的核糖体可以靠近DNA 解析　由题意可知原核生物的转录和翻译可以同步进行，翻译的场所核糖体与DNA靠得很近。‎ 答案　D ‎5．DNA一条链的一段碱基排列顺序为“—CTCGAT—”，以其为模板转录形成mRNA，则此段mRNA决定的氨基酸序列由左至右为 (　　)‎ 遗传密码：CAU：组氨酸；CAG：谷氨酰胺；CUA、CUC：亮氨酸；GUC、GUA：缬氨酸(起始)；GAG：谷氨酸；GAU：天冬氨酸。‎ A．—亮氨酸—天冬氨酸—‎ B．—谷氨酸—亮氨酸—‎ C．—谷氨酰胺—缬氨酸—‎ D．—缬氨酸—组氨酸—‎ 解析　根据碱基互补配对原则，可推出该段mRNA的碱基排列顺序为“—GAGCUA—”，遗传密码GAG对应的氨基酸为谷氨酸，遗传密码CUA对应的氨基酸为亮氨酸，B正确。‎ 答案　B ‎6．豌豆的高茎基因(D)与矮茎基因(d)的根本区别是 (　　)‎ A．基因D能控制显性性状，基因d能控制隐性性状 B．基因D、基因d所含的遗传密码不同 C．4种脱氧核苷酸的排列顺序不同 D．在染色体上的位置不同 解析　基因D和基因d的根本区别是携带的遗传信息不同，即脱氧核苷酸排列顺序不同。二者是一对等位基因，位于一对同源染色体的相同位置上。遗传密码位于mRNA上。‎ 答案　C ‎7．下列为某一段多肽链和控制它合成的DNA双链的一段。“—甲硫氨酸—脯氨酸—苏氨酸—甘氨酸—缬氨酸—”‎ 遗传密码表：甲硫氨酸AUG　脯氨酸CCA、CCC、CCU　苏氨酸ACU、ACC、ACA　甘氨酸GGU、GGA、GGG　缬氨酸GUU、GUC、GUA 根据上述材料分析，下列描述中，错误的是 (　　)‎ A．该DNA分子中的①链是转录模板 B．决定这段多肽链的遗传密码依次是AUG、CCC、ACC、GGG、GUA C．这条多肽链中有4个“—CO—NH—”的结构 D．若这段DNA的②链右侧第二个碱基T被G替代，这段多肽中将会出现两个脯氨酸 解析　依据多肽链及氨基酸的遗传密码，确定以DNA分子中的①链为转录模板；按碱基互补配对原则，该多肽链合成时mRNA上遗传密码分别是AUG、CCC、ACC、GGG、GUA；5个氨基酸形成的多肽链含有4个肽键；若这段DNA的②链右侧第二个碱基T被G替代，则相应遗传密码为GGA(甘氨酸)，不是脯氨酸。‎ 答案　D ‎8．下列关于遗传信息传递的叙述，错误的是 (　　)‎ A．线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则 B．DNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的 C．DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序 D．DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则 解析　‎ 无论是核基因的遗传，还是质基因的遗传都遵循中心法则。基因可通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状。DNA病毒中虽然只有DNA和蛋白质，没有RNA，但是其可以在宿主细胞中进行复制、转录和翻译等过程，其遗传信息的传递仍然遵循中心法则。‎ 答案　D ‎9．下图表示细胞中蛋白质合成的部分过程，以下叙述不正确的是 (　　)‎ A．甲、乙分子上含有A、G、C、U四种碱基 B．甲分子上有m个遗传密码，乙分子上有n个遗传密码，若不考虑终止密码，该蛋白质中有m＋n－1个肽键 C．若控制甲合成的基因受到紫外线照射发生了一个碱基对的替换，那么丙的结构可能会受到一定程度的影响 D．丙的合成是由两个基因共同控制的 解析　分析题图可知，甲、乙均为信使RNA，含有A、G、C、U四种碱基，A正确；在不考虑终止密码的情况下，合成的该蛋白质应该有氨基酸m＋n个，肽键数m＋n－2，B错误；若基因发生了突变，如碱基对的替换，则蛋白质的结构可能发生改变，也可能不改变，因此说丙的结构“可能”会受到一定程度的影响是正确的，C正确；从图中可以看出，该蛋白质由两条肽链构成，且由两个基因共同控制，D正确。‎ 答案　B ‎10．下列有关生物体内基因与酶关系的叙述，正确的是 (　　)‎ A．绝大多数酶是基因转录的重要产物 B．酶和基因都是细胞内染色体的组成成分 C．基因控制生物性状有些是通过控制酶的合成来控制相应代谢过程实现的 D．只要含有某种酶的基因，细胞中就有相应的酶 解析　A错误：大多数酶是基因表达的产物。B错误：染色体的主要成分是蛋白质和DNA，此处的蛋白质是结构蛋白。D错误：基因表达具有选择性，有某种基因不一定表达出相应的蛋白质。‎ 答案　C ‎11．结合下列图表进行分析，有关说法正确的是 (　　)‎ 抗菌药物 抗菌机理 青霉素 抑制细菌细胞壁的合成 环丙沙星 抑制细菌DNA解旋酶(可促进DNA螺旋化)‎ 红霉素 能与核糖体结合 利福平 抑制RNA聚合酶的活性 A.环丙沙星和红霉素可分别抑制细菌的①和③‎ B．青霉素和利福平能抑制DNA的复制 C．结核杆菌的④和⑤都发生在细胞质中 D．①～⑤可发生在人体健康细胞中 解析　图示中①②③④⑤过程依次是DNA复制、转录、翻译、RNA复制和逆转录过程。环丙沙星抑制的是细菌DNA的解旋过程，从而影响DNA的复制和转录；红霉素与核糖体结合，影响翻译过程；细菌细胞壁的主要成分是多糖和蛋白质结合成的化合物，青霉素的抑制作用与DNA复制无关；利福平抑制的是转录过程，结核杆菌为细菌，没有RNA复制和逆转录过程；人体的健康细胞中也没有RNA复制和逆转录过程发生。‎ 答案　A ‎12．乙型肝炎是由乙肝病毒(HBV)感染引起的。完整的HBV是由一个囊膜和核衣壳组成的病毒颗粒，其DNA分子是一个有部分单链区的环状双链DNA。如图所示为乙肝病毒在肝脏细胞中的增殖过程。下列说法不正确的是 (　　)‎ A．①过程有可能发生基因突变，从而引起乙肝病毒的变异 B．②过程在生物学上叫转录，需要的酶是RNA聚合酶和解旋酶 C．③过程在生物学上叫翻译，需要在核糖体上完成 D．④过程与①过程相比，其特有的碱其配对方式是T－A 解析　④过程与①过程相比，其特有的碱基配对方式是U－A。‎ 答案　D 二、非选择题 ‎13．科学家已经证明遗传密码是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基。以下是遗传密码破译过程的几个阶段。‎ ‎(1)根据理论推测，mRNA上的三个相邻的碱基可以构成________种排列方式，实际上mRNA上决定氨基酸的遗传密码共有________种。‎ ‎(2)1961年，尼伦伯格和马太成功建立了体外蛋白质合成系统，破译了第一个遗传密码：苯丙氨酸(UUU)。具体的做法是在代表“体外蛋白质合成系统”的20支试管中各加入作为模板(mRNA)的多聚尿嘧啶核苷酸(即只由U组成的mRNA)，再向20支试管中分别加入20种氨基酸中的一种，结果只有加入苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸肽链。体外蛋白质合成系统中除了加入全套必要的酶系统、tRNA、人工合成的mRNA和氨基酸外，还需提供_______________。‎ ‎(3)上述实验后，又有科学家用C、U两种碱基相间排列的mRNA为模板，检验一个遗传密码是否含有3个碱基。假设遗传密码是连续翻译的：‎ ‎①假如一个遗传密码中含有2个或4个碱基，则该RNA指导合成的多肽链中应由________种氨基酸组成。‎ ‎②假如一个遗传密码中含有3个碱基，则该RNA指导合成的多肽链中应由________种氨基酸组成。‎ ‎(4)1964年又有科学家用2个、3个或4个碱基为单位的重复序列，最终破译了全部遗传密码，包括终止密码。如表是部分实验：‎ 实验序号 重复的mRNA序列 生成的多肽所含氨基酸种类 ‎1‎ ‎(UC)n 丝氨酸、亮氨酸 ‎2‎ ‎(UUC)n 苯丙氨酸、亮氨酸、丝氨酸 ‎3‎ ‎(UUAC)n 亮氨酸、苏氨酸、酪氨酸 说明：表中(UC)n表示“UCUCUCUCUCUC……”这样的重复mRNA序列。‎ 请分析上表后推测下列氨基酸的遗传密码：亮氨酸为________、________；丝氨酸为________；苯丙氨酸为________。‎ 解析　(1)mRNA上的三个相邻的碱基可以构成43＝64种排列方式，实际上mRNA上决定氨基酸的遗传密码共有61种，另外三种是终止密码，不决定氨基酸。(2)尼伦伯格和马太进行的实验是在体外模拟翻译过程，除了全套必要的酶系统、tRNA、人工合成的mRNA和氨基酸外，还需提供ATP和核糖体才能完成。(3)用C、U两种碱基相间排列的mRNA为模板探究遗传密码含有的碱基数量的实验中，如果一个遗传密码中含有2个或4个碱基，则该RNA指导合成的多肽链只由一种氨基酸组成；如果一个遗传密码中含有3个碱基，则该RNA指导合成的多肽链有2种氨基酸。(4)(UC)n序列可读为①UCU、CUC，(UUC)n序列可读为②UUC、UCU、CUU，(UUAC)n序列可读为③UUA、UAC、ACU、CUU，通过对比②③，可知亮氨酸的遗传密码是CUU，再对比①②，可知苯丙氨酸的遗传密码是UUC，丝氨酸的遗传密码是UCU，亮氨酸的另一个遗传密码是CUC。‎ 答案　(1)64　61　(2)ATP和核糖体　(3)①1　②2‎ ‎(4)CUU　CUC　UCU　UUC ‎14．铁蛋白是细胞内储存多余Fe3＋的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的 Fe3＋、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列，能与铁调节蛋白质发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。当Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3＋而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合，沿mRNA移动，遇到起始密码后开始翻译(如下图所示)。回答下列问题：‎ ‎(1)图中甘氨酸的密码子是____________，铁蛋白基因中决定“…— — — —…”的模板链碱基序列为______。‎ ‎(2)Fe3＋‎ 浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了________________，从而抑制了翻译的起始；Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3＋而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白mRNA能够翻译。这种调节机制既可以避免________对细胞的毒性影响，又可以减少___________________________________。‎ ‎(3)若铁蛋白由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是________。‎ ‎(4)若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即由________。‎ 解析　(1)翻译的特点：肽链合成过程中每结合一个氨基酸，核糖体就向右移动3个碱基的距离，由图可知甘氨酸对应的密码子应为GGU，甘、天、色氨酸对应mRNA的碱基序列为GGUGACUGG，所以相应基因模板链碱基序列为…CCACTGACC…，也可以是…CCAGTCACC…(转录方向与前者相反)。(2)从题干信息看出铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列，当Fe3＋浓度低时，铁调节蛋白会与铁应答元件结合，干扰核糖体在mRNA上的结合与移动，从而抑制翻译的起始；当Fe3＋浓度高时，Fe3＋会与铁调节蛋白结合，使翻译正常进行。这样既可以避免Fe3＋对细胞的毒性影响，又可以减少细胞内物质和能量的浪费。(3)因mRNA上存在着铁应答元件和终止密码等不对应氨基酸的碱基序列，故mRNA上碱基数远大于氨基酸数的3倍。(4)比较色氨酸和亮氨酸的密码子，色氨酸(UGG)与亮氨酸(UUG)只有一个碱基的差别，可以确定改变DNA模板链上的一个碱基可以实现色氨酸变成亮氨酸，(UGG→UUG)，故DNA模板链上碱基变化为C→A。‎ 答案　(1)GGU　…CCACTGACC…(…CCAGTCACC…)　(2)核糖体在mRNA上的结合与移动　Fe3＋　细胞内物质和能量的浪费　(3)mRNA两端存在不翻译的序列　(4)C→A ‎ ‎15．如图为在实验室中进行的相关模拟实验，请据图回答问题：‎ ‎(1)图中甲、乙模拟实验模拟的过程分别是________、________。‎ ‎(2)图中乙过程要顺利进行，还需向试管中加入的物质或细胞结构有________、________。‎ ‎(3)人们通过研究发现，有些抗生素通过阻断细菌细胞内蛋白质的合成，从而抑制细菌的繁殖。现发现一种新型抗生素，请你根据上述模拟实验的方法探究这种抗生素能否阻断细菌DNA和人体DNA的转录过程。‎ 实验步骤：‎ 第一步：取A、B、C、D 4支试管，各加入足量的ATP、核糖核苷酸、相关的酶的混合溶液。‎ 第二步：___________________________________________________________。‎ 第三步：_____________________________________________________________。‎ ‎(4)预期实验结果并得出实验结论：‎ 该实验有可能会出现________种实验结果，如果出现________________________‎ ‎_________________________________________________________________，‎ 则说明该抗生素只阻断细菌DNA的转录，不阻断人体DNA的转录。‎ 解析　(1)甲试管中DNA为模板，核糖核苷酸为原料，生成物必然是RNA，说明模拟的是转录过程。乙试管中有mRNA，原料为氨基酸，说明模拟的是翻译过程。(2)翻译过程除需要mRNA、氨基酸、酶、ATP外还需要运载工具tRNA，场所是核糖体。(3)要探究这种抗生素能否阻断细菌DNA和人体DNA的转录过程，需要设置对照实验，实验变量为抗生素的有无，而观察指标为是否有RNA生成。因要探究抗生素对人体DNA和细菌DNA转录的影响，故需有两组对照。‎ 答案　(1)转录　翻译　(2)tRNA　核糖体 ‎(3)第二步：向A试管滴加适量一定浓度的抗生素水溶液，B试管中滴加等量的蒸馏水，同时A、B试管中加入等量相同的细菌DNA；向C试管滴加适量一定浓度的抗生素水溶液，D组滴加等量的蒸馏水，同时C、D试管中加入等量相同的人体DNA　第三步：把A、B、C、D 4支试管放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，检测4支试管中有无RNA的生成　(4)‎4　‎A试管中无RNA生成，B、C、D试管中均有RNA生成 ‎ ‎