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课时测评14 遗传信息的翻译和中心法则
(时间:40分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(1-10题,每小题2分,共20分)
题组一 遗传信息的翻译
1.下列有关蛋白质合成的叙述,错误的是( )
A.tRNA的反密码子可识别mRNA上的碱基序列
B.一个mRNA分子上可结合多个核糖体使翻译更高效
C.终止密码子一定不编码氨基酸
D.核糖体可在mRNA上移动
答案:C
解析:终止密码子UGA在特殊情况下可以编码硒代半胱氨酸,C错误。
2.如图表示真核细胞基因表达过程中的某一阶段。下列有关叙述错误的是( )
A.图示过程是转录
B.需要tRNA作为运载工具
C.以氨基酸为原料
D.图示过程的模板是mRNA
答案:A
解析:题图所示过程是翻译,A错误。
3.密码子可决定氨基酸种类以及翻译的起始和终止。下列有关密码子的叙述,正确的是( )
A.密码子是基因上3个相邻的碱基
B.mRNA上的反密码子可与密码子互补配对
C.不同的密码子可以决定同一种氨基酸
D.密码子中有一个碱基改变,其对应的氨基酸必然随之改变
答案:C
解析:密码子是mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基,tRNA上的反密码子可与mRNA上的密码子互补配对,A、B错误;一种氨基酸可以由一种或几种密码子决定,不同密码子可以决定同一种氨基酸,C正确;由于密码子的简并,若密码子中有一个碱基改变,则其对应的氨基酸不一定会发生改变,D错误。
4.(2024·四川成都期末)下列有关tRNA的分析,错误的是( )
A.tRNA具有识别并转运氨基酸的功能
B.tRNA上的反密码子会与mRNA上相应的密码子互补配对
C.一般情况下,一种氨基酸只能被一种tRNA携带
D.tRNA一般是单链结构,但会存在氢键
答案:C
解析:mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基称为1个密码子,可编码氨基酸,tRNA上的反密码子会与mRNA上相应的密码子互补配对,tRNA具有识别并转运氨基酸的功能,A、B正确;翻译过程中,由于密码子的简并,一种氨基酸可以由一种或多种密码子编码,因此一种氨基酸可以由一种或多种tRNA携带,C错误;tRNA一般为单链结构,但tRNA看上去像三叶草的叶形,tRNA中存在碱基对和氢键,D正确。
5.(2024·河南驻马店期末)如图为某细胞中基因的表达过程,下列说法错误的是( )
A.该过程可表示原核生物的基因表达过程
B.转录是沿图中从左到右的方向进行的
C.翻译过程中核糖体是从A向B沿着mRNA移动的
D.该过程中,一条mRNA上可结合多个核糖体
答案:C
解析:据图可知,该细胞边转录边翻译,因此可代表原核细胞的基因表达过程,A正确;图中mRNA的B端已脱离DNA,但A端仍与DNA相连,说明转录沿图中从左到右的方向进行,B正确;转录形成mRNA的B端后,核糖体即可与之结合,且根据多肽链的长度可知,随着转录的进行,核糖体沿着B逐渐向A端移动,C错误;该过程中,一条mRNA上可结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,提高了翻译的效率,D正确。
题组二 中心法则
6.(2025·黑龙江大庆期末)下列对遗传信息、密码子、反密码子的理解,错误的是( )
A.遗传信息蕴藏在DNA或RNA分子的4种碱基的排列顺序中
B.mRNA分子中3个相邻的碱基决定1个氨基酸,这3个碱基就是1个密码子
C.tRNA的一端有3个相邻的碱基可与密码子互补配对,这3个碱基就是反密码子
D.一种氨基酸可能由多种密码子决定,每种密码子也都能决定多种氨基酸
答案:D
解析:一种氨基酸可能由多种密码子决定,一般来说,一种密码子只能决定一种氨基酸,D错误。
7.(2024·湖南雅礼质检)下图是有关真核细胞中DNA分子的复制、基因表达的示意图,下列相关叙述正确的是( )
A.甲、乙过程仅发生在细胞核内,丙过程发生在核糖体上
B.丙过程需要三种RNA参与,其中只有mRNA来自乙过程
C.甲、乙、丙过程遵循的碱基互补配对方式相同
D.甲、乙、丙过程所需原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸
答案:D
解析:甲、乙、丙所示过程分别为DNA复制、转录、翻译,在真核细胞中,DNA复制与转录主要发生在细胞核内(线粒体、叶绿体中也能发生),翻译发生在核糖体上,A错误;丙(翻译)过程需要三种RNA参与,三种RNA均来自乙(转录)过程,B错误;甲、乙、丙过程都遵循碱基互补配对原则,但是碱基互补配对的方式不完全相同,C错误;甲过程的产物是子代DNA分子,需要脱氧核苷酸为原料,乙过程的产物是RNA,需要核糖核苷酸为原料,丙过程的产物是蛋白质(多肽链),需要氨基酸为原料,D正确。
8.某种RNA病毒在增殖过程中,其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主细胞的基因组中。物质Y与脱氧核苷酸结构相似,可抑制该病毒的增殖,但不抑制宿主细胞的增殖,那么物质Y抑制该病毒增殖的机制是( )
A.抑制该病毒RNA的转录过程
B.抑制该病毒蛋白质的翻译过程
C.抑制该RNA病毒的逆转录过程
D.抑制该病毒RNA的自我复制过程
答案:C
解析:该RNA病毒的遗传物质需要经过逆转录过程才能整合到真核宿主细胞的基因组中,又知物质Y与脱氧核苷酸结构相似,可抑制该病毒的增殖,但不抑制宿主细胞的增殖,因此物质Y不抑制DNA复制过程,而抑制逆转录过程,C正确。
9.(2024·西安期中)某种病毒是一种单股正链RNA病毒,其在宿主细胞内的增殖过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.由图示可知,+RNA和-RNA上都含有决定氨基酸的密码子
B.过程②消耗的嘧啶核苷酸数等于过程④消耗的嘌呤核苷酸数
C.可利用抗生素类药物抑制该病毒在宿主细胞内的增殖
D.该病毒和HIV的增殖过程都需要RNA复制酶的作用
答案:B
解析:由图示可知,+RNA上含有决定氨基酸的密码子,-RNA上不含决定氨基酸的密码子,A错误;过程②通过碱基互补配对得到-RNA,过程④再通过碱基互补配对得到+RNA,所以过程②消耗的嘧啶核苷酸数等于过程④消耗的嘌呤核苷酸数,B正确;抗生素具有抑菌或杀菌作用,但对病毒不起作用,C错误;该病毒增殖过程需要RNA复制酶,但HIV为逆转录病毒,其增殖过程需要逆转录酶,但不需要RNA复制酶,D错误。
10.(2024·安徽淮北质检)某DNA分子共有1 200个碱基对,其中A+T占46%,其中一条链中G和T分别占22%和28%,则由该链转录的mRNA中G所占比例和其翻译产物中含氨基酸的数目最多分别是( )
A.32%、400个 B.32%、200个
C.18%、200个 D.22%、400个
答案:A
解析:已知DNA分子中A+T占整个DNA分子碱基总数的46%,根据碱基互补配对原则,A=T、C=G,所以A=T=23%,则C=G=27%。又已知其中一条链中G和T分别占22%和28%,即G1=22%,则在双链DNA分子中,G=(G1+G2)/2,则G2=32%,C1=G2,由该链转录形成的mRNA中,G的比例为32%。该DNA分子共有1 200个碱基对,则翻译产物中含氨基酸的数目最多为1 200÷3=400个。
(11-13题,每小题4分,共12分)
11.(2024·山东济南检测)若细胞质中tRNA1(3′-AUU-5′)、tRNA2(3′-ACG-5′)、tRNA3(3′-UAC-5′)分别转运氨基酸a、b、c。现以双链DNA中的一条链3′-ACGATTTAC-5′为模板,指导合成短肽。该短肽基本组成单位的排列是( )
A.a—b—c B.c—b—a
C.b—c—a D.b—a—c
答案:D
解析:翻译的直接模板是mRNA,而mRNA是以DNA的一条链为模板转录形成的,以双链DNA中的一条链3′-ACGATTTAC-5′为模板转录形成的mRNA的碱基序列为5′-UGCUAAAUG-3′,其中第一个密码子(UGC)对应的反密码子为3′-ACG-5′,编码的氨基酸为b,第二个密码子(UAA)对应的反密码子为3′-AUU-5′,编码的氨基酸为a,第三个密码子(AUG)对应的反密码子为3′-UAC-5′,编码的氨基酸为c,所以该短肽基本组成单位的排列是b—a—c,D正确。
12.(多选)(2025·河北邢台期末)已知某种氨基酸(简称甲)是一种特殊氨基酸,迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是,这些古菌含有特异的能够转运甲的tRNA(表示为tRNA甲)和酶E,酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲(表示为甲-tRNA甲),进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子,从而在其核糖体上参与肽链的合成。古细菌能合成含氨基酸甲的蛋白质,其他细菌不能合成,对其原因分析,相关说法正确的是( )
A.古细菌利用的氨基酸甲应该是21种氨基酸中的一种
B.古细菌含有的能够转运甲的tRNA,其结构可能和其他tRNA不同
C.tRNA甲的基因和酶E的基因应该是该古细菌所特有的
D.如果给其他细菌提供氨基酸甲并转入tRNA甲的基因和酶E的基因,也能合成含氨基酸甲的蛋白质
答案:BCD
解析:题中显示,某种氨基酸是一种特殊氨基酸,迄今只在某些古菌(古细菌)中发现,因而可推测,古细菌利用的氨基酸甲应该不是科学家已经发现的21种氨基酸中的一种,A错误;题意显示,古细菌含有特异的能够转运甲的tRNA,因而可推测古细菌含有的能够转运甲的tRNA,其结构可能和其他tRNA不同,B正确;古细菌能合成含氨基酸甲的蛋白质,其他细菌不能合成,因而可推测,tRNA甲的基因和酶E的基因应该是该古细菌所特有的,C正确;根据生物具有共同的祖先可推测,如果给其他细菌提供氨基酸甲并转入tRNA甲的基因和酶E的基因,也能合成含氨基酸甲的蛋白质,D正确。
13.(多选)人体载脂蛋白基因在肝、肾细胞中控制合成的蛋白质含有4 563个氨基酸,但在小肠细胞中控制合成的蛋白质仅有2 153个氨基酸,原因是小肠细胞中的脱氨酶将载脂蛋白的mRNA上的一个碱基C转变成了碱基U,如下图所示。相关叙述正确的是( )
A.CAA编码特定的氨基酸,而UAA是终止密码子
B.转录过程中存在“A—U、T—A”的碱基配对
C.转录时RNA聚合酶能识别mRNA中特定碱基序列
D.图示机制导致人体内同一基因可表达出不同蛋白质
答案:ABD
解析:小肠细胞中的脱氨酶将载脂蛋白的mRNA上的一个碱基C转变成了碱基U,密码子CAA变成了UAA,CAA编码特定的氨基酸,而UAA是终止密码子,导致肽链合成提前终止,故蛋白质氨基酸减少,A正确;转录过程中DNA与mRNA上碱基互补配对,存在A—U、T—A、G—C、C—G的碱基配对,B正确;转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列,C错误;图示机制导致人体内同一基因在不同部位可以合成不同的mRNA,不同的mRNA可控制合成出不同蛋白质,D正确。
14.(14分)基因指导蛋白质合成的过程较为复杂,有关信息如图1、2、3所示。图2中的甘、天、色、丙表示甘氨酸、天冬氨酸、色氨酸和丙氨酸;图3为中心法则图解,a~e表示生理过程。请据图分析回答下列问题:
(1)图1为________(填“原核”或“真核”)生物基因表达的过程,图中mRNA上结合了2个核糖体,一条mRNA上同时结合了多个核糖体的生物学意义是__________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
(2)图2过程是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质,能特异性识别密码子的分子是________________。图2中,决定丙氨酸的密码子是________。
(3)图1所示过程为图3中的________过程。在图3的各生理过程中,T2噬菌体在宿主细胞内可发生的是________过程;在正常动植物细胞内不存在图3中的________(均填字母)过程。
(4)已知胰岛素由2条多肽链共51个氨基酸组成,指导其合成的基因中至少应含碱基________个。
(5)已知b过程产生的mRNA链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%,其模板链对应的区段中胞嘧啶占29%,则模板链中腺嘌呤所占的比例为________________。
答案:(1)原核 少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质 (2)tRNA GCA (3)b、e a、b、e c、d (4)306 (5)25%
解析:(1)题图1中转录和翻译同时进行,是原核生物基因表达的过程。(2)图2是翻译过程,是以mRNA为模板合成肽链的过程,能特异性识别mRNA中密码子的是tRNA;图2中,携带丙氨酸的tRNA上的反密码子为CGU,反密码子与密码子能够发生碱基互补配对,因此决定丙氨酸的密码子是GCA。(3)图1代表的是转录与翻译过程,而图3中b代表转录过程,e代表翻译过程;T2噬菌体是一种DNA病毒,其在宿主细胞内可完成DNA复制、转录与翻译过程,即图3中的a、b、e;c表示逆转录过程,MLV、HIV等能在宿主细胞内逆转录形成DNA,再整合到宿主细胞上;d表示RNA的复制过程,以RNA为遗传物质的生物在侵染宿主细胞时才发生c过程,如烟草花叶病毒,因此在正常动植物细胞内不存在图3中的c、d过程。(4)已知胰岛素由2条多肽链共51个氨基酸组成,根据DNA(或基因)中碱基数∶mRNA上碱基数∶氨基酸个数=6∶3∶1,可知指导其合成的基因中至少应含碱基51×6=306个。(5)根据b过程产生的mRNA链中G+U=54%,可知模板链对应的区段中C+A=54%,C=29%,因此腺嘌呤A=54%-29%=25%。
15.(14分)(2025·安徽泾县期中)病毒A包膜表面的S蛋白(刺突糖蛋白)被宿主细胞表面的受体识别,然后病毒包膜与宿主细胞膜融合,以病毒RNA为模板翻译出RNA复制酶,该酶可以使病毒的核酸在宿主细胞内大量复制,形成全长的-RNA和大小不等的-RNA,再以-RNA为模板合成大量的+RNA。据此回答下列问题:
(1)该病毒侵入宿主细胞后,最先进行________(填“复制”“转录”或“翻译”)过程,-RNA通过________(填“复制”“转录”或“翻译”)过程合成病毒A的遗传物质,只有________(填“+RNA”或“-RNA”)能作为该病毒翻译的模板链。
(2)在病毒A进行遗传信息的流动过程中,________是遗传信息的载体,________是遗传信息的表达产物,________(物质)为遗传信息的流动提供能量。
(3)如图是病毒A侵染宿主细胞时遗传信息表达中某过程的示意图。某些氨基酸的部分密码子(5′端→3′端)是丝氨酸UCU;亮氨酸UUA、CUA;异亮氨酸AUC、AUU;精氨酸AGA。图中①为________。结构②的移动方向是________(填“从左向右”或“从右向左”)。
答案:(1)翻译 复制 +RNA (2)RNA 蛋白质 ATP (3)异亮氨酸 从右向左
解析:(1)该病毒侵入宿主细胞后,最先进行翻译过程合成RNA复制酶,然后催化-RNA合成,进一步以-RNA为模板通过复制合成病毒A的遗传物质(+RNA),根据图示可知,只有+RNA才能作为该病毒翻译的模板链。(2)病毒A是RNA病毒,在病毒A进行遗传信息的流动过程中,RNA是遗传信息的载体,蛋白质是遗传信息的表达产物,ATP为遗传信息的流动提供能量。(3)图中①为氨基酸,由题中给出的部分密码子(5′端→3′端)可知,①对应的密码子为AUU,则①为异亮氨酸。结构②是核糖体,根据图中mRNA的右侧为5′端,左侧为3′端,核糖体沿mRNA从5′端向3′端移动可知,核糖体的移动方向是从右向左。
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