4.1 基因指导蛋白质的合成 （限时集训）-【黄金15分钟】2024-2025学年高一生物下学期同步提升限时检测（人教版2019必修2）

4.1基因指导蛋白质的合成（限时集训15分钟） 1．下图表示某高等植物根尖细胞内的遗传信息传递过程。下列叙述正确的是（　　） A．甲、乙、丙过程都可发生在细胞核和细胞质中 B．乙过程需要解旋酶和 DNA 聚合酶 C．丙过程可以迅速合成大量的肽链 D．甲、乙过程所需的原料相同 2．下图为某细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是（    ） A．图中表示4条多肽链正在合成 B．多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译 C．此图不可能是细胞核基因转录、翻译过程 D．一个基因在短时间内不可能表达出多条多肽链 3．有人在一些离体实验中观察到，一些蛋白质合成抑制剂类抗生素如新霉素和链霉素，能扰乱核糖体对信使的选择，从而可以接受单链DNA分子代替mRNA，然后以单链DNA为模板，按照核苷酸顺序转译成多肽的氨基酸顺序。另外还有研究表明，细胞核里的DNA可以直接转移到细胞质中与核糖体结合，不需要通过RNA也可以控制蛋白质的合成，并绘制如下中心法则模型。以下说法错误的是（    ） A．HIV的RNA进入人体细胞后，可通过④②①③过程增殖 B．图中④⑤⑥过程仅发生在某些病毒体内 C．图中①③④过程所需的酶种类均不同 D．图中①②③④⑤⑥过程都会发生碱基互补配对现象 4．CHDIL基因与肝癌的发生密切相关，其在肝癌细胞中的表达远高于正常细胞。研究发现，CHDIL基因的转录产物LINC00624能与CHDIL基因的转录阻遏复合体结合，加速转录阻遏复合体的降解，具体过程如图所示（启动子为启动DNA转录的一段碱基序列）。下列叙述错误的是（    ） A．由图可知，以β链为模板进行转录时，转录方向为从左到右 B．CHD1L基因的α链左端有一个游离的磷酸基团 C．LINC00624的形成过程中存在氢键的形成和断裂，不存在A—U之间的配对 D．LINC00624的过量表达会促进肝癌的进展 5．RNA病毒有正单链RNA（+RNA）、负单链RNA（-RNA）和双链RNA（±RNA）病毒。下图是遗传物质为+RNA的丙肝病毒指导蛋白质合成的图解，①②③表示过程。下列分析正确的是（　　） A．+RNA和±RNA均携带了丙肝病毒的遗传信息 B．①过程表示逆转录过程，②③过程均表示翻译过程 C．丙肝病毒的+RNA上只含有一个起始密码子和一个终止密码子 D．整个过程需要宿主细胞提供模板、原料、酶和能量 6．水母体内的水母素与钙离子结合时发出蓝光，被其体内GFP蛋白吸收后，改发绿色的荧光。GFP蛋白发现和改造的相关数据如下图所示，以下说法正确的是（　　） A．翻译GFP蛋白时，有胸腺嘧啶和腺嘌呤的配对过程 B．指导GFP蛋白合成的mRNA中至少含有378个密码子 C．GFP蛋白由核糖体合成经内质网和高尔基体加工，最终分泌到胞外，此过程的能量主要由线粒体供给 D．据图可推测GFP蛋白含有2条肽链，该蛋白R基上的氨基有15个 7．噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子，部分序列如图。下列有关叙述错误的是（    ） A．D基因包含459个碱基，编码152个氨基酸 B．噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核苷酸 C．E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列，其互补DNA序列是5'-GCGTAC-3' D．E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，且重叠序列编码的氨基酸序列相同 8．某单链RNA病毒的遗传物质是正链RNA（+RNA）。该病毒感染宿主后，合成相应物质的过程如图所示，其中①~④代表相应的过程。下列叙述正确的是（    ）    A．－RNA的形成需要逆转录酶 B．过程①②③④中均会有氢键的形成 C．过程④在该病毒的核糖体中进行 D．过程①②③④中碱基互补配对的方式不完全相同 9．如图表示细胞内遗传信息的传递过程，下列有关叙述正确的是（    ） A．①②③代表完整的中心法则 B．③过程中的四个核糖体上合成的肽链相同 C．图示tRNA可以搬运密码子为CCA的氨基酸 D．图中只有①②过程遵循碱基互补配对原则 10．大肠杆菌一般是将葡萄糖作为碳元素的来源，但是当生活的环境中没有葡萄糖而有乳糖时，大肠杆菌会合成β-半乳糖苷酶（催化乳糖水解），保障大肠杆菌的正常生存。相关机制如图所示。下列说法错误的是（    ）    A．生物体内的基因之所以能够有序地表达，是因为细胞内存在着对基因表达的调控机制 B．物质b上的氨基酸序列直接由物质a上的碱基序列决定 C．缺少乳糖时，半乳糖苷酶合成基因转录被抑制，不能转录出mRNA D．有乳糖时，乳糖会使阻遏物失去活性，从而使半乳糖苷酶合成基因处于关闭状态 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 4.1基因指导蛋白质的合成（限时集训15分钟） 1．下图表示某高等植物根尖细胞内的遗传信息传递过程。下列叙述正确的是（　　） A．甲、乙、丙过程都可发生在细胞核和细胞质中 B．乙过程需要解旋酶和 DNA 聚合酶 C．丙过程可以迅速合成大量的肽链 D．甲、乙过程所需的原料相同 【答案】C 【分析】图中甲是DNA的复制，乙是转录，丙是翻译过程。 【详解】A、根尖细胞DNA复制和转录的主要场所是细胞核，也可以发生在线粒体中，丙翻译的场所只能发生在细胞质中，A错误； B、乙转录的过程需要RNA聚合酶的催化，因RNA聚合酶一搬有解旋功能，故不需要解旋酶，B错误； C、丙翻译的过程中来自转录过程的一个mRNA，可结合多个核糖体，可同时进行多条相同肽链的合成，故可以迅速合成大量的肽链，C正确； D、甲过程合成的原料是脱氧核糖核苷酸，乙过程的原料是核糖核苷酸，D错误。 故选C。 2．下图为某细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是（    ） A．图中表示4条多肽链正在合成 B．多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译 C．此图不可能是细胞核基因转录、翻译过程 D．一个基因在短时间内不可能表达出多条多肽链 【答案】C 【分析】分析题图可知：原核细胞由于没有膜的阻断，所以可以边转录边翻译；原核生物的基因结构多数以操纵子形式存在，即完成同类功能的多个基因聚在一起，处于同一启动子的调控下，下游同时具有一个终止子；图中附有核糖体的4条链是转录后的mRNA；在蛋白质合成过程中，同一条mRNA分子能够同多个核糖体结合，同时合成若干条多肽链，结合在同一条mRNA上的核糖体就称为多聚核糖体，这样一个基因在短时间内可表达出多条多肽链。 【详解】A、每个核糖体都在合成多肽链，而图中有若干个核糖体，因此有多条肽链正在合成，A错误； B、每个核糖体独立完成一条多肽链的合成，各核糖体合成的多肽链相同，B错误； C、图示转录和翻译是同时进行的，说明该细胞没有核膜完整包被的细胞核，因此此图不可能是细胞核基因转录、翻译过程，C正确； D、根据图示，同一条mRNA分子能够同多个核糖体结合，同时合成若干条多肽链，结合在同一条mRNA上的核糖体就称为多聚核糖体，这样一个基因在短时间内可表达出多条多肽链，D错误。 故选C。 3．有人在一些离体实验中观察到，一些蛋白质合成抑制剂类抗生素如新霉素和链霉素，能扰乱核糖体对信使的选择，从而可以接受单链DNA分子代替mRNA，然后以单链DNA为模板，按照核苷酸顺序转译成多肽的氨基酸顺序。另外还有研究表明，细胞核里的DNA可以直接转移到细胞质中与核糖体结合，不需要通过RNA也可以控制蛋白质的合成，并绘制如下中心法则模型。以下说法错误的是（    ） A．HIV的RNA进入人体细胞后，可通过④②①③过程增殖 B．图中④⑤⑥过程仅发生在某些病毒体内 C．图中①③④过程所需的酶种类均不同 D．图中①②③④⑤⑥过程都会发生碱基互补配对现象 【答案】B 【分析】根据题意和图示分析可知：①为转录；②表示DNA复制过程；③表示翻译过程；④表示逆转录过程；⑤表示DNA分子直接控制蛋白质合成；⑥表示RNA复制。 【详解】A、HIV是逆转录病毒，其RNA进入人体细胞后，需要先逆转录为DNA整合进宿主细胞的核DNA上，后可进行转录和翻译，可通过④②①③过程增殖，A正确； B、④是逆转录，⑤是DNA分子直接控制蛋白质合成，⑥RNA复制，逆转录和RNA复制只发生在少数被病毒侵染的细胞中，而非某些病毒体内，而⑤则可以发生在某些细胞中，B错误； C、图中①转录、③翻译和④逆转录过程所需的酶分别是RNA聚合酶、蛋白质合成酶、逆转录酶，C正确； D、据图可知，①②③④⑤⑥过程都会发生碱基互补配对现象，但配对方式不完全相同，D正确。 故选B。 4．CHDIL基因与肝癌的发生密切相关，其在肝癌细胞中的表达远高于正常细胞。研究发现，CHDIL基因的转录产物LINC00624能与CHDIL基因的转录阻遏复合体结合，加速转录阻遏复合体的降解，具体过程如图所示（启动子为启动DNA转录的一段碱基序列）。下列叙述错误的是（    ） A．由图可知，以β链为模板进行转录时，转录方向为从左到右 B．CHD1L基因的α链左端有一个游离的磷酸基团 C．LINC00624的形成过程中存在氢键的形成和断裂，不存在A—U之间的配对 D．LINC00624的过量表达会促进肝癌的进展 【答案】C 【分析】转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程；翻译是指以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。 【详解】AB、该过程为转录，启动子在CHDlL基因的左侧，故转录方向从左到右，转录时mRNA是从5'→3'端合成，与β链互补，因此β链右端为5' ，α链与β链反向平行，因此α链右端是3'端，左端为5'端，含有一个游离的磷酸基团，AB正确； C、LINC00624是CHDIL基因的转录产物，是一种RNA，它形成过程中存在氢键的形成和断裂，存在A-U之间的配对，C错误； D、由题意可知，LINC00624过量表达后会与CHD1L的转录阻遏复合体结合，加速转录阻遏复合体的降解，从而使CHD1L基因过量表达，促进肝癌的进展，D正确。 故选C。 5．RNA病毒有正单链RNA（+RNA）、负单链RNA（-RNA）和双链RNA（±RNA）病毒。下图是遗传物质为+RNA的丙肝病毒指导蛋白质合成的图解，①②③表示过程。下列分析正确的是（　　） A．+RNA和±RNA均携带了丙肝病毒的遗传信息 B．①过程表示逆转录过程，②③过程均表示翻译过程 C．丙肝病毒的+RNA上只含有一个起始密码子和一个终止密码子 D．整个过程需要宿主细胞提供模板、原料、酶和能量 【答案】A 【分析】1、病毒是一类没有细胞结构的特殊生物，主要有由蛋白质外壳和内部的遗传物质构成，不能独立的生活和繁殖，只有寄生在其他生物的活细胞内才能生活和繁殖，一旦离开了活细胞，病毒就无法进行生命活动。 2、病毒是寄生生物，其蛋白质的合成场所是宿主细胞的核糖体，如图病毒属于正链RNA（+RNA）病毒，RNA进入宿主细胞，就直接作为mRNA，翻译出蛋白质（酶），该病毒重新合成+RNA的过程可用图中①表示。 【详解】A、+RNA是丙肝病毒的遗传物质，遗传信息可通过复制从+RNA传递到±RNA，因此遗传信息可以储存在+RNA和±RNA中，A正确； B、①过程为RNA复制过程，②、③过程均表示翻译过程（形成了酶和结构蛋白），B错误； C、丙肝病毒的+RNA可作为翻译的模板，能翻译出RNA复制酶和结构蛋白，因此其上含有不止一个起始密码子和一个终止密码子，C错误； D、①②③过程的模板都是RNA，模板由病毒自身提供，原料、酶和能量由宿主细胞提供，D错误。 故选A。 6．水母体内的水母素与钙离子结合时发出蓝光，被其体内GFP蛋白吸收后，改发绿色的荧光。GFP蛋白发现和改造的相关数据如下图所示，以下说法正确的是（　　） A．翻译GFP蛋白时，有胸腺嘧啶和腺嘌呤的配对过程 B．指导GFP蛋白合成的mRNA中至少含有378个密码子 C．GFP蛋白由核糖体合成经内质网和高尔基体加工，最终分泌到胞外，此过程的能量主要由线粒体供给 D．据图可推测GFP蛋白含有2条肽链，该蛋白R基上的氨基有15个 【答案】D 【分析】mRNA是以DNA的一条链为模板转录形成的，而翻译过程中，mRNA中每3个碱基决定一个氨基酸，若不考虑终止密码等，则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，即DNA(或基因)中碱基数: mRNA上碱基数:氨基酸个数=6:3:1。 【详解】A、翻译过程中mRNA与tRNA进行碱基互补配对，且RNA中没有胸腺嘧啶，故翻译GFP蛋白时，没有胸腺嘧啶和腺嘌呤配对，A错误； B、GFP蛋白由126个氨基酸脱水缩合而成，则控制该蛋白合成的mRNA中至少含有126个密码子，B错误； C、GFP蛋白属于结构蛋白，不需要分泌到胞外，C错误； D、据题图可知，游离羧基的总数为17个，R基上的羧基为15个，则GFP蛋白含有2条肽链，而游离氨基的总数为17个，可推出该蛋白R基上的氨基有17-2=15个，D正确。 故选D。 7．噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子，部分序列如图。下列有关叙述错误的是（    ） A．D基因包含459个碱基，编码152个氨基酸 B．噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核苷酸 C．E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列，其互补DNA序列是5'-GCGTAC-3' D．E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，且重叠序列编码的氨基酸序列相同 【答案】D 【分析】1、DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 2、DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。这一过程是在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的。 【详解】A、根据图示信息，D基因能编码152个氨基酸，但D基因上还应包含终止密码子对应的序列，且噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子，故D基因应包含152×3+3=459个碱基，A正确； B、DNA的基本单位是脱氧核糖核酸，噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核苷酸，B正确； C、分析图示信息，E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列5′-GTACGC-3′，根据DNA分子两条链反向平行，其互补DNA序列是5′-GCGTAC-3′，C正确； D、分析图可知，E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，但重叠序列编码的氨基酸序列不相同，D错误。 故选D。 8．某单链RNA病毒的遗传物质是正链RNA（+RNA）。该病毒感染宿主后，合成相应物质的过程如图所示，其中①~④代表相应的过程。下列叙述正确的是（    ）    A．－RNA的形成需要逆转录酶 B．过程①②③④中均会有氢键的形成 C．过程④在该病毒的核糖体中进行 D．过程①②③④中碱基互补配对的方式不完全相同 【答案】B 【分析】图中①②表示RNA的复制，③④表示翻译。 【详解】A、逆转录是指以RNA为模板合成DNA的过程，-RNA的形成不属于逆转录，不需要逆转录酶，A错误； B、过程①②表示RNA的复制，③④表示翻译，均会有氢键的形成，B正确； C、病毒没有细胞结构，不具有核糖体，过程④在宿主细胞的核糖体中进行，C错误； D、过程①②③④中碱基互补配对的方式完全相同（RNA的碱基与RNA的碱基配对），均为A-U、G-C，D错误。 故选B。 9．如图表示细胞内遗传信息的传递过程，下列有关叙述正确的是（    ） A．①②③代表完整的中心法则 B．③过程中的四个核糖体上合成的肽链相同 C．图示tRNA可以搬运密码子为CCA的氨基酸 D．图中只有①②过程遵循碱基互补配对原则 【答案】B 【分析】分析题图：过程①为DNA复制；过程②由DNA形成RNA，为转录过程；过程③以mRNA为模板合成多肽链，为翻译过程。 【详解】A、完整的中心法则还包括RNA复制和逆转录，A错； B、③过程中的四个核糖体翻译的模板相同，合成的肽链也相同，B正确； C、因为反密码子从tRNA的3＇端→5＇端读取，即UGG，故图示tRNA可以搬运密码子为ACC的氨基酸，C错误； D、③过程也遵循碱基互补配对原则，D错误。 故选B。 10．大肠杆菌一般是将葡萄糖作为碳元素的来源，但是当生活的环境中没有葡萄糖而有乳糖时，大肠杆菌会合成β-半乳糖苷酶（催化乳糖水解），保障大肠杆菌的正常生存。相关机制如图所示。下列说法错误的是（    ）    A．生物体内的基因之所以能够有序地表达，是因为细胞内存在着对基因表达的调控机制 B．物质b上的氨基酸序列直接由物质a上的碱基序列决定 C．缺少乳糖时，半乳糖苷酶合成基因转录被抑制，不能转录出mRNA D．有乳糖时，乳糖会使阻遏物失去活性，从而使半乳糖苷酶合成基因处于关闭状态 【答案】D 【分析】遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。少数生物的遗传信息可以从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA。在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是遗传信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信息的流动提供能量，可见，生命是物质、能量和信息的统一体。 【详解】A、生物体内每个体细胞都含有该物种的一整套基因，但是这些基因并不是同时都在表达，生物体内的基因之所以能够有序地表达，是因为细胞内存在着对基因表达的调控机制，A正确； B、分析题图可知，物质a为mRNA，物质b为蛋白质，蛋白质上的氨基酸序列直接由mRNA上的碱基序列决定，B正确； C、无乳糖时，物质b与半乳糖苷酶合成基因相关序列结合来抑制其转录过程，不能转录出mRNA，C正确； D、有乳糖时，乳糖会使阻遏物失去活性，基因的工作状态会发生改变，半乳糖苷酶的基因由关闭状态变为工作状态，实现对乳糖的水解利用，D错误。 故选D。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$