（新教材）2020新素养导学生物人教版必修第二册：第4章　第1节　基因指导蛋白质的合成

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第 4 章基因的表达 第 1 节 基因指导蛋白质的合成 课后篇巩固提升 基础巩固 1.下列关于 RNA 的叙述,不正确的是( ) A.RNA 可以催化细胞内的某些代谢反应 B. RNA 的化学组成、结构与 DNA 不同,但链长与 DNA 分子相差不大 C.一条 mRNA 上可结合多个核糖体,每个核糖体都可合成一条完整的肽链 D.RNA 也可作为遗传物质 答案 B 2.甲、乙表示真核细胞内两种物质的合成过程,下列叙述正确的是( ) A.甲表示的是 DNA 复制过程,乙表示的是转录过程 B.甲、乙两个过程所需的原料相同 C.甲、乙两个过程所处的场所一定不同 D.甲所示过程需要 RNA 聚合酶,乙过程需要 DNA 聚合酶 解析由题图可以知道,甲表示 DNA 分子的复制过程,乙表示转录过程,A 项正确;甲过程的原料是四种 游离的脱氧核苷酸,乙过程的原料是四种游离的核糖核苷酸,B 项错误;甲、乙过程都以 DNA 为模板, 因此发生的场所可能相同,C 项错误;甲过程需要的酶是 DNA 聚合酶,乙过程需要的酶是 RNA 聚合 酶,D 项错误。 答案 A 3.下列关于基因表达的叙述,正确的是( ) A.胰岛 A 细胞和胰岛 B 细胞中的 mRNA 不完全相同 B.线粒体、叶绿体和核糖体中均存在 A—T 和 U—A 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做模板进行转录,以提高蛋白质合成的效率 解析由于基因的选择性表达,不同细胞中会有不同的 mRNA 合成,A 项正确;核糖体是由 RNA 和蛋白 质组成的,是翻译的场所,翻译过程中,mRNA 与 tRNA 发生碱基互补配对,所以核糖体上有 A 与 U 的 互相配对,但是不会出现 A—T 配对,B 项错误;转运 20 种氨基酸的 tRNA 总共有 61 种,C 项错误;DNA 中只有一条特定的链可以作为转录的模板,D 项错误。 答案 A 4.若 DNA 分子的某个基因含 240 个脱氧核苷酸和 80 个鸟嘌呤,则该片段转录成的 mRNA 含有的尿 嘧啶最多有( ) A.20 个 B.40 个 C.60 个 D.80 个 解析在 DNA 分子中,因为 G=80(个),所以 G+C=160(个),A+T=240-160=80(个),则 A=T=40(个),当 A 全 部位于模板链中时,mRNA 中含有的尿嘧啶最多,此时转录形成的 mRNA 中有 U 40 个。 答案 B 5.一段原核生物的 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、合成这段多肽需要的 tRNA 数目、转录此 mRNA 的基因中至少含有的碱基数目依次为 ( ) A.32,11,66 B.36,12,72 C.12,36,24 D.11,36,72 解析合成的这一条多肽含有 11 个肽键,因此含有氨基酸 12 个,所以 mRNA 上的密码子至少有 12 个,mRNA 上的碱基至少为 12×3=36(个)。决定氨基酸的密码子是 12 个,所以最多需要的 tRNA 也是 12 个。因为 mRNA 上的碱基至少有 36 个,所以转录它的基因中的碱基至少为 36×2=72(个)。 答案 B 6.生物体内性状的表达一般遵循“DNA→RNA→蛋白质”的原则。下面是几种与此有关的说法,不正 确的是( ) A.DNA→RNA 主要是在细胞核中完成的 B.RNA→蛋白质是在细胞质中完成的 C.在同一个体不同的体细胞中 DNA 相同 D.在细胞的一生中,DNA、RNA 和蛋白质的种类和数量是不变的 解析 DNA 是细胞中的遗传物质,一般是不变的;由于基因存在着选择性表达,因此细胞在不同时期 RNA 和蛋白质的种类和数量会发生变化。 答案 D 7.下图是人胰岛素基因的遗传信息流动情况,下列有关叙述正确的是( ) A.①过程以核糖核苷酸为主要原料 B.胰岛 B 细胞中存在图中①②③过程 C.皮肤生发层细胞中只存在图示的①过程 D.参与③过程的氨基酸和 tRNA 种类数相同 解析胰岛素基因只在胰岛 B 细胞中表达,属于高度分化的细胞,不再进行细胞分裂,因此在胰岛 B 细 胞内不再进行 DNA 复制,而皮肤生发层细胞不会合成胰岛素,因此不会发生②③过程,参与③过程的 氨基酸最多 21 种,由于密码子的简并性,tRNA 种类数有 61 种。 答案 C 8.蛋白质是生命活动的主要体现者,细胞在长期进化过程中形成了短时间内快速合成大量蛋白质的 机制。下列各选项中不属于细胞内提高蛋白质合成速率机制的是( ) A.一种氨基酸可以由多种 tRNA 运载,保证了翻译的速度 B.一个细胞周期中,DNA 可以进行多次转录,从而形成大量 mRNA C.一条 mRNA 上可结合多个核糖体,在短时间内合成多条多肽链 D.几乎所有生物共用一套密码子,使各种细胞内能合成同一种蛋白质 解析几乎所有生物共用一套密码子,体现了生物在分子水平上的统一性,与细胞内提高蛋白质合成速 率无关。 答案 D 9.下图表示细胞内遗传信息的表达过程,根据所学的生物学知识回答问题。 图 1 图 2 (1)图 2 中方框内所示结构是 的一部分,它主要在 中合成,其基本组成单位 是 ,可以用图 2 方框中数字 表示。 (2)图 1 中以④为模板合成⑤物质的过程称为 ,该过程进行的主要场所是 [ ] ,所需要的原料是 。 (3)若该多肽合成到图 1 所示 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 1 的①所示的分子中有 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 55 B.166 和 20 C.333 和 111 D.333 和 20 解析图 1 所示为遗传信息的表达过程,包括转录和翻译两个步骤,其中的①②③④⑤⑥分别是 DNA、 tRNA、氨基酸、mRNA、多肽链、核糖体,在 mRNA 的 UCU 碱基后的密码子是 UAA;根据碱基的 构成判断,图 2 中方框内是 RNA 的一部分,其基本组成单位是核糖核苷酸,它由一分子磷酸、一分子 核糖和一分子含氮碱基构成,即图 2 方框中的 1、2、7。在不考虑终止密码子的情况下,DNA 中碱基 对的数目和 mRNA 中碱基的个数及相应蛋白质中氨基酸的个数的比值是 3∶3∶1,经翻译合成的蛋 白质中氨基酸最多不超过 20 种。 答案(1)RNA 细胞核 核糖核苷酸 1、2、7 (2)翻译 ⑥ 核糖体 氨基酸 (3)UAA (4)D 能力提升 1.已知 AUG、GUG 为起始密码子,UAA、UGA、UAG 为终止密码子。某 mRNA 的碱基排列顺序如 下:A—U—U—C—G—A—U—G—A—C…(40 个碱基,且无终止密码子)…C—U—C—U—A—G— A—U—C—U。此 mRNA 控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为( ) A.20 个 B.17 个 C.16 个 D.15 个 解析起始密码子从第 6 个碱基开始,终止密码子从倒数第 7 个碱基开始,中间共有碱基 5+40+3=48(个),决定的氨基酸个数为 16 个。 答案 C 2.(多选)如图表示某种生理过程,下列与此图相关的叙述,正确的是( ) A.图中的“能量”直接来源于 ATP 水解 B.若 X、Y 均表示 DNA,则图中的酶为 DNA 聚合酶和解旋酶 C.若 X 是 RNA,则 Y 只能是蛋白质,图中“原料”为氨基酸 D.若 X 是 DNA,Y 是 RNA,则此过程要以 X 为模板,酶是 RNA 聚合酶 解析 ATP 是生命活动的直接能源物质,图中的“能量”直接来源于 ATP 水解,A 项正确;若 X、Y 均表 示 DNA,该过程为 DNA 的复制过程,则图中的酶为 DNA 聚合酶和解旋酶,B 项正确;若 X 是 RNA,则 Y 可能是蛋白质、RNA 或 DNA,该过程可能为翻译、RNA 的复制或逆转录过程,C 项错误;若 X 是 DNA,Y 是 RNA,则此过程是转录过程,要以 DNA 为模板,酶是 RNA 聚合酶,D 项正确。 答案 ABD 3.下图所示为真核细胞中遗传信息的传递和表达过程。相关叙述正确的是( ) A.①②过程中碱基配对情况相同 B.②③过程发生的场所相同 C.①②过程所需要的酶相同 D.③过程中核糖体的移动方向是由左向右 解析分析图形可知,①表示 DNA 复制,②表示转录,两者碱基配对情况不完全相同,A 项错误;③表示翻 译,场所是核糖体,②过程发生的场所是细胞核、线粒体或叶绿体,B 项错误;①②过程所需要的酶不 同,DNA 复制过程需要解旋酶和 DNA 聚合酶,转录需要 RNA 聚合酶,C 项错误;由肽链的长短可判断 出③过程中核糖体的移动方向是由左向右,D 项正确。 答案 D 4.下图所示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( ) A.甲是在细胞质中合成的 B.乙由三个碱基组成 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。mRNA 是在细胞核中合成的;tRNA 是由一条单链 RNA 通过 折叠形成的,由多个碱基组成;mRNA 是在 RNA 聚合酶的催化作用下以 DNA 分子的一条链为模板转 录形成的;一种 tRNA 只能转运一种氨基酸。 答案 C 5.下图甲、乙表示真核生物遗传信息传递的两个过程,图丙为其中部分片段的放大示意图。以下分 析正确的是 ( ) A.图中酶 1 和酶 2 是同一种酶 B.图乙所示过程在高度分化的细胞中不会发生 C.图丙中 b 链可能是构成核糖体的成分 D.图丙是图甲的部分片段放大 解析由题图可知,图甲为 DNA 的复制过程,酶 1 为 DNA 聚合酶,图乙为转录过程,酶 2 为 RNA 聚合酶, 图丙为转录过程,是图乙的部分片段放大,其中 b 链可能为 rRNA。转录过程在高度分化的细胞中也 可以发生。 答案 C 6.图甲为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图(Ⅱ代表的物质是线粒体 DNA,为环状 DNA);图 乙为其中一个生理过程的模式图;图丙是几种氨基酸的密码子。请回答下列问题。 (1)Ⅰ代表的结构为 。 (2)完成过程①需要的物质是从细胞质进入细胞核的,它们是 等。 (3)从图中分析,该真菌的基因表达过程中转录发生的场所有 。 (4)根据题图判断:Ⅲ为 ,携带的氨基酸是 。若蛋白质 2 在线粒体内膜上发挥作用, 推测其功能可能是参与有氧呼吸的第 阶段。 (5)用α-鹅膏蕈碱处理细胞后,细胞质基质中 RNA 含量显著减少,由此推测α-鹅膏蕈碱抑制的过程是 (填序号),线粒体功能 (填“会”或“不会”)受到影响。 解析(1)由图可知,结构Ⅰ是双层膜结构的核膜。(2)过程①是核 DNA 转录合成 RNA 的过程,需要以 核糖核苷酸为原料,还需要酶等,它们是从细胞质进入细胞核的。(3)核基因表达过程中的转录发生在 细胞核中,线粒体 DNA 的表达场所是线粒体。(4)Ⅲ是 tRNA,上面的三个特定的碱基(反密码子)和 mRNA 上的密码子是互补配对的,即 mRNA 上的对应密码子是 ACU,该 tRNA 携带的氨基酸是苏氨 酸。线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行,故蛋白质 2 应 该是与有氧呼吸第三阶段有关的酶。(5)由图可知,细胞质基质中的 RNA 来自核 DNA 的转录。用α- 鹅膏蕈碱处理细胞后,细胞质基质中 RNA 含量显著减少,最有可能的是α-鹅膏蕈碱抑制了核 DNA 转 录。蛋白质 1 是核 DNA 表达的产物,核 DNA 表达受抑制必定会影响线粒体的功能。 答案(1)核膜 (2)核糖核苷酸、酶 (3)细胞核、线粒体 (4)tRNA 苏氨酸 三 (5)① 会