内容正文:
二十八 基因指导蛋白质的合成
(30分钟 32分)
【基础过关练】
1.(2分)下列可发生转录过程的结构是( )
A.内质网 B.核糖体 C.细胞核 D.细胞膜
【解析】选C。转录是以DNA为模板合成RNA的过程,DNA主要存在于细胞核中,少量存在于线粒体和叶绿体中,C正确,A、B、D错误。
2.(2分)(2025·呼和浩特模拟)基因的表达包括遗传信息的转录和翻译两个过程。下列有关叙述正确的是( )
A.转录产生的mRNA碱基序列与非模板链相同
B.一个密码子只能对应一种氨基酸,一种氨基酸必然有多个密码子
C.密码子决定了蛋白质的氨基酸种类以及翻译的起始和终止
D.多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链
【解析】选C。转录产生的mRNA碱基序列与非模板链不完全相同,DNA含T,mRNA含U,A错误;一个密码子只能对应一种氨基酸,一种氨基酸有一种或多种密码子,B错误;氨基酸由密码子编码,密码子决定了蛋白质的氨基酸种类以及翻译的起始(起始密码子)和终止(终止密码子),C正确;多个核糖体可结合在一个mRNA分子上合成多条肽链,D错误。
3.(2分)下图为某生物细胞中基因X的表达过程,相关叙述正确的是( )
A.完成过程①的模板是α链
B.过程①和②均在细胞核中完成
C.缬氨酸的密码子是CAA
D.mRNA中G的比例与基因X中G的比例不一定相同
【解析】选D。过程①以DNA一条链为模板合成mRNA,为转录,根据mRNA碱基序列再结合碱基互补配对原则可知,转录的模板链是β链,A错误。过程①为转录,真核生物转录过程主要发生在细胞核中,过程②为翻译,主要发生在细胞质中的核糖体上;原核生物过程①与过程②主要发生在拟核区域,B错误。根据mRNA碱基序列以及起始密码子AUG,再结合翻译出的多肽链中氨基酸的顺序可知,缬氨酸的密码子是GUU,C错误。由于mRNA只是以DNA的一条链为模板合成的,因此其中G的比例与基因X中G的比例不一定相同,D正确。
4.(2分)(2025·揭阳模拟)下图是蛋白质合成的示意图。下列相关描述正确的是( )
A.通常决定氨基酸①的密码子又叫起始密码子
B.图中核糖体移动方向是从右向左,终止密码子位于a端
C.此条mRNA是由RNA聚合酶结合起始密码子启动转录过程而合成的
D.图中所示过程同时涉及两类RNA
【解析】选A。图示为翻译过程,根据肽链的延伸可知,图中核糖体移动方向是从左向右,起始密码位于a端,通常决定氨基酸①的密码子又叫起始密码子,终止密码子位于b端,A正确,B错误;此条mRNA是由RNA聚合酶结合启动子启动转录过程而合成的,C错误;图中所示蛋白质合成过程共涉及3种RNA,即rRNA(组成核糖体的成分)、tRNA(运载氨基酸)、mRNA(翻译的模板),D错误。
【知识拓展】真核细胞和原核细胞基因表达过程差异
5.(2分)科学界有“RNA世界”的假说,认为在生命进化的过程中,实际上是先有且只有RNA,蛋白质和DNA的世界是在此基础上发展起来的。以下科学事实中不支持该假说的是( )
A.RNA既可以充当遗传物质,还可以作为酶催化反应
B.mRNA、tRNA和rRNA都以DNA为模板转录而来
C.研究发现一种只由两个RNA分子构成的二聚体可以催化肽键的形成
D.细胞中是先合成核糖核苷酸,再将核糖核苷酸转变成脱氧核苷酸
【解析】选B。RNA既可以充当遗传物质,还可以作为酶催化反应,说明了RNA的重要性,支持该假说,A不符合题意;mRNA、tRNA和rRNA都以DNA为模板转录而来,说明先有DNA,再有RNA,不支持该假说,B符合题意;研究发现一种只由两个RNA分子构成的二聚体可以催化肽键的形成,说明蛋白质的合成直接和RNA有关,支持该假说,C不符合题意;细胞中是先合成核糖核苷酸,再将核糖核苷酸转变成脱氧核苷酸,即先合成RNA,再合成DNA,支持该假说,D不符合题意。
6.(2分)(2025·内蒙古适应性测试)UUU和UUC为苯丙氨酸(Phe)密码子,CCU、CCC、CCA和CCG为脯氨酸(Pro)密码子,AAA和AAG为赖氨酸(Lys)密码子。以下模板链中,能表达出Phe-Pro-Lys三肽的是( )
A.5'-CTTCGGGAA-3'
B.5'-AAGGGCTTC-3'
C.5'-ATCCCGAAG-3'
D.5'-CAACGGGTT-3'
【解析】选A。模板链为5'-CTTCGGGAA-3',翻译时核糖体沿着mRNA从5'移向3'端,因此根据碱基互补配对可知mRNA序列为5'-UUCCCGAAG-3',则翻译出的三肽序列为Phe-Pro-Lys,A正确;模板链为5'-AAGGGCTTC-3',翻译时核糖体沿着mRNA从5'移向3'端,因此根据碱基互补配对可知mRNA序列为5'-GAAGCCCUU-3',不能表达出题述三肽序列,B错误;模板链为5'-ATCCCGAAG-3',翻译时核糖体沿着mRNA从5'移向3'端,因此根据碱基互补配对可知mRNA序列为5'-GUUCGGGUA-3',不能表达出题述三肽序列,C错误;模板链为5'-CAACGGGTT-3',翻译时核糖体沿着mRNA从5'移向3'端,因此根据碱基互补配对可知mRNA序列为5'-AACCCGUUG-3',不能表达出题述三肽序列,D错误。
7.(2分)(2025·徐州模拟)RNA合成发生在DNA双链部分解开的区域内(见图)。下列相关叙述正确的是( )
A.RNA与DNA只有一种核苷酸有差异
B.与RNA序列一致的链是模板链
C.RNA聚合酶是结构复杂的RNA大分子
D.转录时RNA的延伸方向总是从5'→3'
【解析】选D。RNA与DNA的四种核苷酸都不同,A错误;模板链、非模板链与RNA序列均不一致,B错误;RNA聚合酶是结构复杂的蛋白质,C错误;RNA的延伸方向总是从5'→3',D正确。
8.(2分)某病毒具有蛋白质外壳,其遗传物质的碱基含量如表所示,下列叙述正确的是( )
碱基种类
A
C
G
T
U
含量/%
31.2
20.8
28.0
0
20.0
A.该病毒复制合成的互补链中G+C含量为51.2%
B.被病毒侵入后的细胞中,病毒的遗传物质不会引起此宿主细胞DNA变异
C.病毒增殖需要的蛋白质在宿主细胞的核糖体上合成
D.病毒基因的遗传符合自由组合定律
【解析】选C。由表可知,该病毒为RNA病毒,根据碱基互补配对原则可知,该病毒复制合成的互补链中G+C含量与原RNA含量一致,为48.8%,A错误;逆转录病毒经逆转录得到的DNA可能整合到宿主细胞的DNA上,引起宿主DNA变异,B错误;病毒没有细胞结构,其不含核糖体,病毒增殖需要的蛋白质在宿主细胞的核糖体上合成,C正确;必须是进行有性生殖的真核生物的细胞核基因遗传才遵循孟德尔定律,病毒基因的遗传不符合孟德尔定律,D错误。
【思维进阶练】
9.(3分)(2025·邢台模拟)一个基因的转录产物在个体的不同的组织细胞、发育阶段和生理状态下,通过不同的拼接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物,称为选择性剪接。下图为鼠降钙素基因在不同组织细胞中表达的过程,据图分析,下列叙述正确的是( )
A.RNA聚合酶以基因一条链为模板转录合成多种前体RNA
B.选择性剪接过程需要酶催化磷酸二酯键和氢键的断裂和形成
C.鼠降钙素基因表达形成不同的蛋白质,是因为对翻译的调控不同
D.不同组织细胞通过选择性剪接,可以满足机体对不同代谢活动的需要
【解析】选D。结合图示可以看出,RNA聚合酶以基因一条链为模板转录合成一种前体RNA,A错误;通过不同的拼接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物,选择性剪接过程需要酶催化磷酸二酯键断裂和合成,不需要氢键的断裂和形成,B错误;通过不同的拼接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物,即鼠降钙素基因表达形成不同的蛋白质,是选择性剪接的结果,不是对翻译调控不同引起的,C错误;通过不同的拼接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物,进而可以满足机体对不同代谢活动的需要,是机体正常生长、发育的需要,D正确。
10.(3分)如图中甲表示酵母丙氨酸tRNA的结构示意图。乙和丙是甲相应部分的放大图,其中I表示次黄嘌呤,能够与A、U或C配对。
下列有关叙述正确的是( )
A.图中tRNA的P端是结合氨基酸的部位
B.丙氨酸的密码子与反密码子是一一对应的
C.tRNA分子内部不存在碱基互补配对
D.转录丙所示序列的双链DNA片段含有3个腺嘌呤
【解析】选D。
A(×)
3'-OH端是结合氨基酸的部位
B(×)
密码子可能是ACG、UCG、CCG
C(×)
双链部位存在碱基互补配对,单链部位不存在碱基互补配对
D(√)
转录丙的双链DNA片段为TGGACGAG/ACCTGCTC,含3个腺嘌呤
11.(10分)R环结构包含2条DNA链、1条RNA链,即转录形成的mRNA分子与模板链结合难以分离,形成RNA-DNA杂交体
(1)(1分)图甲过程可能发生于以下哪些部位_______。
a.神经细胞的细胞核中
b.骨髓造血干细胞的细胞核中
c.大肠杆菌的拟核中
【解析】(1)由于图甲显示的转录和翻译是同时进行的,即边转录边翻译,这是原核细胞表达的特点,神经细胞与骨髓造血干细胞属于真核细胞,所以仅c符合题意。
(2)(3分)图甲中过程③中,核糖体移动方向为_____________(填“从左到右”或“从右到左”),和过程①相比,过程③特有的碱基配对方式为___________;若过程③合成的蛋白质由60个氨基酸构成,则控制合成该蛋白质的基因至少含_______个碱基对。
【解析】(2)图甲中核糖体的移动方向为从右向左,判断依据是多肽链的长短,长的翻译在前,短的翻译在后。过程①是DNA的复制,碱基的配对方式是A-T、G-C,过程③是翻译过程,碱基配对方式是G-C、A-U,过程③特有的碱基配对方式为A-U。DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系:基因表达过程中,蛋白质中氨基酸的数目=参加转运的tRNA数目=1/3mRNA的碱基数目=1/6基因中的碱基数。若过程③合成的蛋白质由60个氨基酸构成,则控制合成该蛋白质的基因至少含180个碱基对。
(3)(1分)图甲中的过程①②③分别对应图乙中的过程_____________(用图乙中字母表示)。
【解析】(3)a是DNA的复制,b是转录,c是翻译,d是RNA的复制,e是逆转录,①②③分别对应图乙的a复制、b转录、c翻译。
(4)(2分)过程③所示结构的意义是: ______________________________________
___________________________________________________________________。
【解析】(4)过程③是翻译,有多个核糖体结合在mRNA上,其意义是利用少量的mRNA迅速合成大量的蛋白质。
(5)(3分)科研团队发现了一种蛋白质与识别、降解R环结构的机制有关。细胞内存在降解R环结构机制的意义是 ________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________。
【解析】(5)R环的存在会干扰DNA复制和表达,如果细胞内存在降解R环结构,意义是有利于DNA复制,保证基因表达顺利进行,从而维护遗传物质稳定性。
答案:(1)c
(2)从右到左 A-U 180
(3)a、b、c
(4)利用少量的mRNA迅速合成大量的蛋白质
(5)有利于DNA复制,保证基因表达顺利进行,从而维护遗传物质稳定性
【易错警示】实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1
(1)基因中的内含子转录后被剪切。
(2)在基因中,有的片段(非编码区)起调控作用,不转录。
(3)合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。
(4)转录出的mRNA中有终止密码子,终止密码子不编码氨基酸。
- 9 -
学科网(北京)股份有限公司
$