内容正文:
暑假作业八 基因指导蛋白质的合成
摘要:
概述遗传信息的转录和翻译。
1.在蛋白质的合成过程中,mRNA、tRNA各起
什么作用?
2.DNA和RNA在化学组成上有什么区别?
3.密码子、tRNA和氨基酸的种类及它们之间
的数量关系如何?
4.若某一多肽链片段为“—苯丙氨酸—色氨酸
—谷氨 酸—”,请 写 出 指 导 该 多 肽 合 成 的
mRNA中相应碱基组成;若某一 mRNA片
段为“—AUGGAAGCA—”,请写出其编码
的氨基酸序列。
【例】 下图为细胞中多聚核糖体合成蛋白质的
示意图,下列说法正确的是 ( )
A.该过程表明生物体内少量的mRNA可以
迅速合成出大量的蛋白质
B.该过程的模板是核糖核苷酸,原料是21种
游离的氨基酸
C.该过程表明一个基因在短时间内可表达
出多种多肽链
D.该过程中几条多肽链中氨基酸的顺序不
一定相同
【解析】 一个mRNA上结合多个核糖体,各
核糖体分别进行翻译,可以迅速合成出大量
的蛋白质。翻译过程的模板是mRNA(核糖
核酸)。图中各多肽链都是同一mRNA作模
板翻译的产物,表达的是同一种多肽链,这些
多肽链中氨基酸的顺序相同。
【答案】 A
【规律方法】 (1)翻译时,一个 mRNA分子
可结合多个核糖体,同时合成多条肽链。
(2)密码子在生物界是通用的,说明生物是由
共同的祖先进化来的,彼此之间有着或远或
近的亲缘关系。
(3)原核生物转录和翻译在空间上没有分开,
可以在mRNA形成过程中就进行翻译。真
核生物转录和翻译在空间上分开,转录在细胞
核内进行,翻译在细胞质内进行。
一、单项选择题
1.在人体中,由 A、T、C三种碱基参与构成的
核苷酸共有 ( )
A.两种 B.四种
C.五种 D.六种
81
2.如图是基因表达的示意图,下列有关叙述正
确的是 ( )
A.过程①是转录过程,在植物细胞中只能发
生在细胞核中
B.过程②在核糖体上进行,需要的原料是
4种核糖核苷酸
C.过程①②在原核生物体内可以同时进行
D.过程①②中的碱基配对方式完全相同
3.下列关于真核细胞细胞核中遗传信息传递的
叙述,正确的是 ( )
A.转录过程中,mRNA上4种碱基的比例与
模板链上相应碱基的比例相同
B.翻译过程中,密码子的数量等于反密码子
的数量
C.DNA 复制过程中所需的嘌呤数等于嘧
啶数
D.一个细胞中基因的数量等于蛋白质分子
的种类数
4.某种性别决定方式为XY的二倍体植物,其花
色由两对等位基因(A和a、B和b)控制,其中
A、a位于常染色体上。图1为性染色体简图,X
和Y染色体有一部分是同源的(图1中I片
段);另一部分是非同源的(图1中Ⅱ、Ⅲ片段)。
图2表示色素的形成过程。下列叙述正确的是
( )
A.X与Y染色体Ⅰ片段上的基因控制的性
状遗传与性别无关
B.紫花植株的基因型有8种
C.若蓝花与白花植株杂交,子代有1/4开紫
花,则两亲本的基因型一定为 AaXbXb
和aaXBY
D.若一白花雌株与一蓝花雄株杂交所得F1都
开紫花,F1相互杂交产生的后代中,紫花雄
株所占比例是3/16
二、不定项选择题
5.持家基因是所有细胞中均要稳定表达的一类
基因。奢侈基因是指不同类型的细胞特异性
表达的基因。基因的选择性表达与DNA的
甲基化有关,甲基化能关闭某些基因的活性。
下列叙述正确的是 ( )
A.持家基因的表达产物是维持细胞基本生命
活动必需的
B.ATP合成酶基因、核糖体蛋白基因都属于
持家基因,几乎在所有细胞中持续表达
C.有些奢侈基因的表达产物赋予各种类型
细胞特异的形态结构
D.DNA的甲基化过程改变了碱基种类与数
量使细胞呈现多样性
6.如图表示细胞内某些重要物质
的合成过程,该过程发生在
( )
A.原核细胞内,一个 mRNA
分子上结合多个 核 糖 体 同 时 合 成 多 条
肽链
B.真核细胞内,转录促使mRNA在核糖体上
移动以便合成肽链
C.原核细胞内,转录还未结束便启动遗传信
息的翻译
D.真核细胞内,转录的同时核糖体进入细胞
核启动遗传信息的翻译
91
三、非选择题
7.下图表示某基因表达的部分过程,其中①~
⑤表示物质或结构,回答下列问题:
(1)物质①是由两条反向平行的脱氧核苷酸
链盘旋成规则的 结构,其中
构成基本骨架。该物质的遗传信息蕴藏
在 之中。
(2)合成物质③时, (至少
答出两种)等物质需要从细胞质进入细胞核。
物质③通过与密码子互补配对发挥作用,密
码子是指物质②上决定一个氨基酸的
碱基。
(3)结构⑤由 组成,图示过
程中该结构移动的方向是 (填“左→
右”或“右→左”)。
(4)若物质②中某个碱基发生改变,但物质④
却没有变化,其原因是
。
下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、D4支试管,各加入足量
的ATP、核糖核苷酸、相关酶的混合溶液。
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 ,同时
A、B试管中加入 ;向C试
管中滴加适量一定浓度的 ,
D试管滴加等量的蒸馏水,同时C、D试管中
加入等量相同的人体DNA。
第三步:把A、B、C、D4支试管在相同且适宜
的条件下培养一段时间后,检测
。
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。
02
发生在细胞分裂前的间期,故RLF的失活发生在细胞分裂
前的间期,B正确;RLF是一种蛋白质分子,是在核糖体上
合成的,C正确;已知RLF不能通过核孔进入细胞核,故在
分裂期,核膜解体后,RLF和染色体才能结合,使染色体获
得DNA分子复制所需的执照,D错误。
3.C DNA分子中,含有1000个碱基对,2000个碱基,一条
链中的A∶T∶C∶G=4∶3∶2∶1,因此该链中的 A=
400,T=300,C=200,G=100,另一条链上 A=300,T=
400,C=100,G=200。该 DNA 经 过n 次 复 制,新 增 的
DNA数为2n-1,该DNA中含有腺嘌呤脱氧核苷酸400+
300=700个,故n次复制共需要消耗700×(2n-1)个腺嘌
呤脱氧核苷酸,A错误;氢键的个数为700×2+300×3=
2300个,4种遗传信息意味着41000种碱基的数量是不受限
制的,本题“某DNA”中每种碱基的数量、排序都是固定的,
只能携带一种遗传信息,B错误;转录时,mRNA沿着DNA
模板链的3'→5'的方向合成,C正确;该DNA含1000个碱基
对,其转录的mRNA最多含1000个碱基,mRNA中相邻的3
个碱基决定一个氨基酸,故该DNA指导合成的蛋白质中最多
含有333个氨基酸,D错误。
4.A 基因通常是有遗传效应的DNA片段,是控制生物性状
的结构单位和功能单位。人体细胞内的基因主要在染色体
上,线粒体DNA分子上也有少量基因。一个DNA分子上
有许多个基因,但并非基因与基因紧密相连,那些没有遗传
效应的DNA片段并不是基因,因此C项中基因的平均长
度小于n/2m 个脱氧核苷酸对。生殖方式为有性生殖的生
物通过减数分裂将遗传信息传递给下一代,生殖方式为无
性生殖的生物通过有丝分裂将遗传信息传递给下一代。
5.BC 由于DNA半保留复制方式,第一次分裂结束时,子细
胞中染色体 都 含3H,A 正 确;若 子 细 胞 中 有 的 染 色 体 不
含3H,则原因是DNA半保留复制以及着丝粒分裂后子染
色体随机移向两极,B错误;若进行有丝分裂,则第一次分
裂形成的子细胞中所有染色体都含有3H;第二次分 裂 间
期,核DNA分子又进行了一次半保留复制,每条染色体含
有2个DNA分子,其中只有一个 DNA分 子 的 一 条 链 含
有3H,有丝分裂后期,着丝粒分裂,姐妹染色单体分开后随
机移向 两 极,因 此 子 细 胞 含3H 的 核 DNA分 子 数 为0~
2N,C错误;若进行减数分裂,则该过程中DNA分子只复
制一次,根据DNA半保留复制方式可知,子细胞中染色体
均含3H,即子细胞中含3H的染色体数为N,D正确。
6.AB 从图中可以看出有多个复制起点,但由于复制环的大
小不同,所以复制起始的时间有先有后。DNA分子复制是
边解旋边双向复制的,真核生物 DNA分子复制过程需要
解旋酶、DNA聚合酶等酶的参与。这种半保留复制的模式
不仅保持了前后代的稳定性,而且每次复制都可产生两个
DNA分子,提高了复制效率。
7.【解析】 图中a为染色体,b为DNA,c为脱氧核苷酸,d、
e、f分别为磷酸、脱氧核糖、含氮碱基,g为C、H、O、N、P五
种元素,h为蛋白质。
【答案】 (1)b DNA 基因通常是有遗传效应的DNA片
段 (2)a 染色体 基因在a上呈线性排列
(3)c是组成b的基本单位 d、e、f
(4)双缩脲
(5)性染色体 伴性遗传 基因分离
(6)规则的双螺旋结构 40% 0.25
个性飞扬·培素养
【解析】 (1)DNA复制发生在细胞分裂前的间期,通过细
胞分裂将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞,保持了遗
传信息的连续性。(2)若子代Ⅰ离心后能分辨出轻(两条
链均被14N标记)和重(两条链均被15N标记)两条密度带,
则复制方式是全保留复制。如果子代Ⅰ离心后只有1条中
等密度带,则肯定不可能是全保留复制,可能是半保留复
制或分散复制(没有全轻和全重)。若是半保留复制,子代
Ⅱ能分出中、轻两条密度带,且各占1/2;若是分散复制,子
代DNA离心后不能分出中、轻两条密度带。(3)分析图B,
子代Ⅰ都 是 中 等 密 度 带,子 代Ⅱ中 的 中、轻 密 度 带 各 占
1/2,这与半保留复制的特点相吻合。
【答案】 (1)将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞,保
持了遗传信息的连续性 (2)全保留复制 全保留 可以
分出中、轻两条密度带 分散复制 (3)半保留复制
暑假作业八
有问必答·固双基
1.提示:mRNA的功能是传递遗传信息,作为合成蛋白质的
模板;tRNA的功能是转运特定的氨基酸,识别密码子。
2.提示:(1)DNA的五碳糖是脱氧核糖,RNA的五碳糖是核
糖。(2)DNA特有的碱基是T,而RNA的特有碱基是U。
3.提示:(1)密码子有64种,其中包括3种终止密码子,正常
情况下能编码蛋白质的密码子有61种;tRNA有61种;氨
基酸有21种。(2)一种氨基酸可以由一种或几种密码子来
决定;一种密码子(终止密码子除外)和一种tRNA只能决
定一种氨基酸。
4.提示:①UUUUGGGAA或 UUCUGGGAA或 UUUUGG-
GAG或 UUCUGGGAG。②—甲 硫 氨 酸—谷 氨 酸—丙 氨
酸—。
厚积薄发·勤演练
1.C A、T、C能构成三种脱氧核苷酸,由于核糖核苷酸中没
有T碱基,A、C能构成两种核糖核苷酸,因此A、C、T能构
成五种核苷酸。
2.C 图中过程①表示转录,在植物细胞中,主要发生在细胞
核内,也可发生在叶绿体或线粒体中,A错误;过程②表示
翻译,在核糖体上进行,以21种氨基酸为原料,B错误;原
核生物没有以核膜为界限的细胞核,转录和翻译在时间和
空间上可以同时进行,C正确;过程①②中的碱基配对方式
不完全相同,过程①中有 T—A配对,而过程②中没有,D
错误。
3.C 转录过程中,由于碱基互补配对,mRNA上的4种碱基
的比例与模板链上相应碱基的比例不一定相同,A错误;
翻译过程中,不存在与终止密码子对应的反密码子,故密
码子的数量与反密码子不相同,B错误;DNA复制遵循碱
基互补配 对 原 则,一 定 是 一 个 嘌 呤 与 一 个 嘧 啶 配 对,且
DNA的两条链均作为模板,故嘌呤与嘧啶各占50%,C正
确;细胞中的基因会进行选择性表达,表达出来的蛋白质
的种类数不等于基因种类数,D错误。
4.D 分析图1:Ⅰ表示X和Y的同源区段;Ⅱ表示X染色体
特有的区段,且B、b基因位于该区段;Ⅲ表示 Y染色体特
有的区段。分析图2:基因A控制酶1的合成,酶1能催化
白色色素合成蓝色色素;基因B控制酶2的合成,酶2能催
化蓝色 色 素 合 成 紫 色 色 素。因 此,蓝 色 的 基 因 型 为
A_XbXb或A_XbY,紫色的基因型为 A_XB_,其余基因型
均表示白色。Ⅰ区段是X与Y染色体的同源区段,该区段
上的基因控制的性状的遗传与性别有关,A错误;紫花植
株至少有一个A基因和一个B基因,紫花植株的基因型为
AAXBXB、AaXBXB、AAXBXb、AaXBXb、AAXBY、AaXBY,
共6种,B错误;若蓝花与白花植株杂交,子代有1/4开紫
花,两亲本的基因型还可能为 AaXbY和aaXBXb,C错误;
若一白花雌株(aaXBXB 或aaXBXb 或aaXbXb)与一蓝花雄
株(A_XbY)杂交所得F1 都开紫花,说明亲本的基因型为
aaXBXB、AAXbY,F1 的 基 因 型 为 AaXBXb、AaXBY,F1
相互杂交产生的后代中,紫花雄株所占比例是3/4×1/4=
3/16,D正确。
5.ABC DNA的甲基化是将甲基从活性甲基化合物上转移
到特定部位的碱基上,甲基化能关闭某些基因的活性。所
以,甲基化不能改变碱基的种类。持家基因是所有细胞中
均要稳定表达的一类基因,因此持家基因的表达产物是维
持细胞基本生命活动必需的,A正确;ATP合成酶和核糖
体蛋白是所有的细胞都需要的蛋白质,因此 ATP合成酶
基因、核糖体蛋白基因都属于持家基因,这些基因几乎在
所有细胞中持续表达,B正确;奢侈基因是指不同类型的细
胞特异性表达的基因,有些奢侈基因的表达产物可赋予不
同类型细胞特异的形态结构,C正确;DNA碱基的种类只
有四种,分别是A、T、C、G,甲基化只是关闭某些基因的活
性。不会改变碱基的种类与数量,D错误。
6.AC 由图中信息可知,转录没有结束便启动遗传信息的翻
译,所以该过程发生在原核生物细胞体内。
7.【解析】 (1)物质①是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘
旋成规则的双螺旋结构,其中磷酸和脱氧核糖交替连接排
列在外侧构成基本骨架。该物质的遗传信息蕴藏在碱基的排
列顺序之中。
04
(2)③为tRNA,通过转录形成,合成物质③时,所 需 要 的
ATP、核糖核 苷 酸、酶 等 物 质 需 要 从 细 胞 质 进 入 细 胞 核。
密码子是指物质②mRNA上决定一个氨基酸的相邻的三
个碱基。
(3)结构⑤是核糖体,由蛋白质和rRNA组成,根据翻译的
肽链的长短 可 知,图 示 过 程 中 核 糖 体 移 动 的 方 向 是 从 右
向左。
(4)由于一种氨基酸可能对应多种密码子,所以若物质②
中某个碱基发生改变,翻译形成的物质④可能不变。
【答案】 (1)双螺旋 磷酸和脱氧核糖交替连接 碱基的
排列顺序
(2)ATP、核糖核苷酸、(RNA聚合)酶 相邻的三个
(3)蛋白质和rRNA 右→左
(4)一种氨基酸可能对应多种密码子
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【解析】 (1)从原料和模板可以判断对应生理过程,甲中
模板是DNA,原料是核糖核苷酸,对应转录过程;乙中模板
是RNA,原料是氨基酸,对应翻译过程。
(2)翻译过程发生在核糖体,需要tRNA运输氨基酸。
(3)分析实验时注意单一变量是抗生素的有无,不加抗生
素要加入等量蒸馏水。A、B试管是探究抗生素能否阻断
细菌DNA的转录过程,C、D试管是探究抗生素能否阻断
人体DNA的转录过程。
【答案】 (1)转录 翻译
(2)tRNA 核糖体
(3)实验步骤:
第二步:等量的蒸馏水 等量相同的细菌DNA 抗生素水
溶液
第三步:4支试管中有无RNA的生成
预期实验结果并得出实验结论:
4 A试管中无RNA生成,B试管中有RNA生成,C、D试
管中均有RNA生成
暑假作业九
有问必答·固双基
1.提示:大多数生物的遗传物质是DNA,所以有DNA流向
DNA、DNA流向RNA、RNA流向蛋白质。
2.提示:
3.提示:不是,生物的绝大多数性状受单个基因控制,有些性
状由多个基因决定,比如人的身高,也有的一个基因控制多
个性状。
4.提示:①不一定,若环境不同,则表现型可能不同。
②可能相同。
厚积薄发·勤演练
1.B ①和②、②和③实验中,都只有一个变量,可以得出结
论。而①和③实验中温度和基因型都不同,所以不能判断
表型是由温 度 还 是 由 基 因 型 决 定 的,或 是 由 它 们 共 同 决
定的。
2.A 图中①②③④⑤分别表示DNA的复制、转录、逆转录、
RNA的复制、翻译过程。人体成熟的白细胞和小麦细胞的
遗传 物 质 都 是 DNA;人 体 成 熟 的 白 细 胞 不 再 分 裂,没 有
DNA的复制,可以进行转录、翻译过程;小麦细胞内可发生
①②⑤过程。
3.D 基因除了通过控制蛋白质的结构直接控制 生 物 体 的
性状外,还可以通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而
控制生物体的性状,A错误;生物的性状由基因和环境条
件共同决定,故基因的碱基排列顺序相同,基因所决定的
性状不一定相同,B错误;基因与性状并不是简单的一一
对应关系,且与环境有关,C错误;基因与基因、基因与基
因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用,形
成了一个错综复杂的网络,精细地调控着生物体的性状,
D正确。
4.D 据题干信息可知,精氨酸是某细菌生长繁殖必需的物
质,突变细菌因为控制酶b合成的基因发生突变,无法合成
精氨酸。故可以向普通培养基中加入精氨酸,突变细菌能
成活,A正确;据题干信息可知,精氨酸是某细菌生长繁殖
必需的物质,突变细菌因为控制酶b合成的基因发生突变,
无法合成精氨酸。故可以向普通培养基中加入瓜氨酸,突
变细菌利用瓜氨酸合成精氨酸,突变细菌能成活,B正确;
向普通培养基中加入鸟氨酸,突变细菌因为控制酶b合成
的基因发生突变,无法利用鸟氨酸合成精氨酸,突变细菌
不能成活,C正确;突变细菌的出现体现了基因能通过控制
酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物性状,D错误。
5.ABC 正常基因编码的血红蛋白组成的红细胞结构是正常
的,而异常基因编码的血红蛋白组成的红细胞结构异常,
说明基因通过控制血红蛋白的结构直接控制生物性状;缺
乏酪氨酸酶会导致黑色素无法合成,说明基因通过控制酶
的合成进而控制代谢活动。
6.C 根据 题 意,将 某 实 验 动 物 的 第5号 染 色 体 上 的 一 段
DNA敲除,结果发现培育出的实验动物甘油三酯极高,具
有动脉硬化的倾向,并可以遗传给后代,该实验表明敲除
DNA片段后,生物的性状发生改变,说明敲除的 DNA片
段具有遗传效应,A正确;根据题意,将某实验动物的第5
号染色体上的一段DNA敲除,结果发现培育出的实验动
物甘油三酯极高,具有动脉硬化的倾向,该实验表明敲除
DNA片段后,生物的性状发生改变,并且这种变异可以遗
传给后代,说明该变异是一种可遗传的变异,因此动脉硬
化的产生可能与生物变异有关,B正确;上述信息只能表明
敲除的DNA片段与甘油三酯代谢有关,不能表明控制甘
油三酯合成的基因就位于第5号染色体上,C错误;由题干
信息可知,利用DNA片段的敲除技术可以研究相关基因
功能,D正确。
7.【解析】 (1)过程①是以致病基因的一 条 链 为 模 板 合 成
mRNA的过程,属于转录。转录所需要的原料是核糖核苷
酸,合成RNA需要RNA聚合酶的催化。(2)图中显示致
病基因指导异常蛋白质的合成,从而导致患病,这体现了
基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。根
据两个反密码子AGA、CUU可以推知mRNA上相应的两
个密码子为 UCU、GAA,则DNA中模板链的碱基序列为
—AGACTT—。(3)致病基因是由正常基因发生突变形成
的,二者互为等位基因。在一分子mRNA上可以相继结合
多个核糖体,能相继合成多条多肽链,从而提高了翻译的
效率。
【答案】 (1)转录 核糖核苷酸 RNA聚合酶
(2)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
—AGACTT—
(3)等位基因 一个 mRNA分子可相继结合多个核糖体,
同时合成多条多肽链
个性飞扬·培素养
【解析】 (1)分析题图可知,该图的遗传信息的流向是从
DNA传递到RNA,即转录过程;该过程中DNA分子先解
旋形成单链,然后再螺旋恢复双螺旋结构;对于图中杂交
链而言,则是先螺旋再解旋释放RNA分子。
(2)图中是转录过程,需要的原料是四种游离的核糖核苷
酸,四 种 游 离 的 核 糖 核 苷 酸 在 RNA 聚 合 酶 的 作 用 下 从
RNA的3'端连接到RNA链上。
(3)中心 法 则 完 善 后 的 内 容 包 括 遗 传 信 息 从 DNA 流 向
DNA,进而流向 mRNA和 蛋 白 质,从 RNA流 向 RNA和
DNA,图解是
。
(4)人体内成熟红细胞没有细胞核及各种细胞器,所以中
心法则内的遗传信息流动均不能发生。
【答案】 (1)转录 先螺旋后解旋
(2)核糖核苷酸 3'
(3)
(4)成熟红
暑假作业十
有问必答·固双基
1.提示:DNA分子复制时,DNA双链要解旋,此时结构不稳
定,易导致碱基对的数量或排列顺序改变,从而使遗传信
息发生改变。
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