4.1 基因指导蛋白质的合成（情境专练）生物人教版必修2

4.1 基因指导蛋白质的合成 情境创新练+素养拓展练 知识点 1 基因的转录 1．某团队研究了lncRNA的调控机制（如图）：lncRNA与核内的mRNA结合影响其转运，与胞质中的mRNA竞争结合miRNA（miRNA与AGO蛋白形成的沉默复合体能降解mRNA）。结合图示分析，下列叙述正确的是（　　） A．lncRNA与核内mRNA结合后，会使mRNA在细胞核内的稳定性降低 B．lncRNA与胞质中的miRNA结合后，会降低沉默复合体的形成概率 C．lncRNA可通过转录出的蛋白质与mRNA结合，调控其表达过程 D．沉默复合体通过抑制mRNA的转录过程，减少相关蛋白质的合成 2．RNA聚合酶是转录过程的关键酶，其活性受多种因素调控。某实验小组通过体外实验探究RNA聚合酶的功能，发现其不仅能催化核苷酸聚合，还具有特定的核酸结合特性。下列关于RNA聚合酶功能的叙述，正确的是（    ） A．能识别DNA分子上的终止密码子，终止转录过程 B．能解开DNA双链间的氢键，为转录提供单链模板 C．能催化核糖核苷酸与DNA模板链形成磷酸二酯键 D．能结合mRNA分子，参与转录过程的反馈调节 3．下图表示用15N标记的某DNA分子片段。下列叙述正确的是（　　） A．图中的结构④表示胞嘧啶脱氧核苷酸 B．DNA复制时DNA聚合酶可催化⑨的形成 C．基因表达时若以a链为模板进行转录，则RNA聚合酶移动方向为⑧→⑤ D．将该片段置于含14N的培养基中复制n次，子代中只含14N的DNA分子有2n个 知识点 2 基因的翻译 4．miRNA（microRNA的简称）是一类非常短小的单链RNA分子，其本身不编码蛋白质，但成熟的miRNA可结合某些特定的mRNA（靶RNA），进而阻断基因的表达，在肿瘤早期诊断和治疗过程中可发挥重要作用。下列叙述错误的是（    ） A．合成miRNA需要RNA聚合酶的催化，该过程在核糖体上完成 B．miRNA是基因转录的产物，其彻底水解的产物最多有6种 C．miRNA与mRNA结合时的碱基互补配对方式与转录过程不完全相同 D．推测miRNA与肿瘤细胞内的mRNA结合，可能会促进肿瘤细胞衰老和凋亡 5．科研工作者发现，当细胞中缺乏氨基酸时，负载tRNA（携带氨基酸的tRNA）会转化为空载tRNA（没有携带氨基酸的tRNA）参与基因表达的调控。下图是缺乏氨基酸时tRNA调控基因表达的相关过程，图中的①②③④表示过程。下列叙述错误的是（    ） A．DNA的甲基化和组蛋白的乙酰化会影响图中的①过程 B．空载tRNA的3'端结合特定的氨基酸后转变为负载tRNA C．当细胞中缺乏氨基酸时，空载tRNA可参与对转录和翻译的抑制 D．①②中碱基配对方式不完全相同，②中核糖体的移动方向为从左向右 6．蛋白Y能够识别发生甲基化修饰的mRNA，从而引起基因表达效应的改变，如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A．甲基化发生在mRNA不改变基因的碱基序列，发生在DNA则会改变 B．途径1中的遗传信息从DNA流向mRNA，然后再流向蛋白质 C．途径2中需要的原料有脱氧核苷酸和氨基酸 D．蛋白Y与甲基化的mRNA结合后，促进该mRNA的翻译过程 7．某生物的蛋白质合成的部分过程如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．该过程可发生在真核生物细胞中 B．图中基因转录的模板链为1链 C．核糖体在mRNA上的移动方向由a→b D．图中结合在DNA上的物质c为RNA聚合酶 知识点 3 基因表达过程中的相关计算 8．研究表明天然 RNA 都含有四种碱基，组成多肽链的各氨基酸残基用 3 个字母缩写表示。若对带有多肽链 Met-Phe-Ser-Tyr-Cys 的 tRNA 进行化学成分分析，会有（　　）种单体 A．25 B．21 C．9 D．无法确定 9．如图为某细胞中遗传信息的传递和表达过程的示意图，下列有关叙述错误的是（　　）    A．A酶为RNA聚合酶，在A酶的作用下，从b链的右侧开始a链的合成 B．过程②需要3种RNA的参与，这3种RNA都是通过过程①产生的 C．酵母菌和大肠杆菌体内都能发生图中所示过程 D．a链及其模板链中鸟嘌呤分别占27%、17%，该a链对应的双链DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为28% 10．小鼠颌下腺中存在一种表皮生长因子EGF，它是由52个氨基酸组成的单链，其中含有6个二硫键（形成一个二硫键会脱去2个H）。EGF与靶细胞表面的受体结合后，激发了细胞内的信号传递过程，从而促进了细胞增殖。下列说法不正确的是（    ） A．指导EGF合成的基因至少含有312个脱氧核苷酸 B．在氨基酸形成EGF 的过程中，相对分子量减少了 930 C．EGF和高温处理后变性的EGF都能与双缩脲试剂产生紫色反应 D．EGF能促进细胞增殖是因为EGF能进入细胞内发挥调节作用 知识点 4 中心法则 11．中心法则是现代生物学的基石之一，为理解基因表达调控、遗传变异的影响提供了框架。如图是中心法则图解，即遗传信息的传递过程，a~e代表不同的生理过程。下列叙述错误的是（　　） A．在细胞生物中，a和b过程发生的场所不一定是细胞核 B．RNA病毒侵染细胞后，一定有c过程发生 C．c、d过程中碱基互补配对的方式不完全相同 D．e过程中核糖体在mRNA上的移动方向为5'→3' 12．细胞中的核糖体由大、小2个亚基组成。在真核细胞的核仁中，由核rDNA转录形成的rRNA与相关蛋白组装成核糖体亚基。下列说法正确的是（　　） A．原核细胞无核仁，不能合成rRNA B．真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成 C．rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子 D．细胞在有丝分裂各时期都进行核rDNA的转录 一、单选题 1．核糖体由大、小两个亚基组成，其上有3个供tRNA结合的位点，其中A位点是新进入的tRNA结合位点，P位点是肽链延伸过程中的tRNA结合位点，E位点是空载的tRNA释放位点。下列叙述错误的是（　　） A．核糖体的移动方向“左→右” B．图中存在3种RNA，其中mRNA上含有密码子 C．图中P位点结合的tRNA上的反密码子是5'-CUG-3' D．反密码子与终止密码子的碱基互补配对使肽链延伸终止 2．研究发现，真核细胞内存在一类核酸-蛋白质复合体，可识别并切割异常RNA。下列相关叙述错误的是（    ） A．该复合体的形成与核糖体、ATP水解有关 B．可参与细胞内RNA质量监控 C．能降低异常RNA翻译产生毒性蛋白的风险 D．仅存在于细胞核中发挥作用 3．已知AUG、GUG为起始密码子，UAA．UGA．UAG为终止密码子。 假设大豆高茎基因编码区中有一片段的一 条链的碱基序列是CGTACCAGAGTC- -AGGAACTTCGAT （其中--示省略了85个碱基 ） , 若以此链为模板经转录、翻译成的多肽链中氨基酸的个数和需要的转运RNA种数最多是（    ） A．33、33 B．34、61 C．99、64 D．102、61 4．为了研究细胞核的功能，科研人员做了如下实验：①先将变形虫（甲）置于含15N标记的尿嘧啶核苷酸培养液中培养，最早在细胞核中发现15N标记的RNA；再将被标记的细胞核移植到未标记的去核变形虫（乙）中，一段时间后发现细胞质中含有15N标记的RNA。②将RNA酶加入变形虫中，发现细胞中的蛋白质合成就停止了，一段时间后再加入从酵母菌中提取的RNA，则又重新合成了一定数量的蛋白质。下列叙述错误的是（    ） A．变形虫与酵母菌都属于真核生物，都有以核膜为界限的细胞核 B．真核细胞中RNA可先在细胞核中合成，然后通过核孔进入细胞质 C．若用15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸进行实验①，细胞核与细胞质一定都能发现被标记的DNA D．细胞核可能通过控制RNA的合成来控制合成蛋白质，进而控制细胞代谢 5．大多数生物的翻译起始密码子为AUC或GUG。在下图所示的某 mRNA部分序列中，若下划线“0”表示的是一个决定谷氨酸的密码子，则该mRNA的起始密码子可能是（　　） A．A B．B C．C D．D 6．miRNA是一类具有调控功能的非编码RNA（不编码蛋白质的RNA），成熟的miRNA由较长的初级转录物经过一系列核酸酶的剪切加工而成，随后组装进RNA诱导的沉默复合体，通过碱基互补配对的方式识别靶mRNA，最终阻遏靶mRNA发挥作用，如图所示，数字表示相应过程。下列叙述错误的是（    ） A．②过程中tRNA的反密码子与mRNA的密码子通过氢键结合 B．②过程与③过程碱基互补配对方式不完全相同 C．①过程由RNA聚合酶催化mRNA从5'→3'方向合成 D．miRNA可通过碱基互补配对与靶mRNA结合，阻遏翻译以实现特定基因沉默 二、多选题 7．手足口病是由肠道病毒引起的传染病，肠道病毒(EV71)是该病最常见的病原体之一，研究表明EV71由衣壳蛋白和单股正链+RNA两部分构成，图是EV71在宿主细胞内的增殖过程示意图。下列叙述正确的是（　　） A．EV71遗传物质的复制过程沿模板链的3′→5′方向进行 B．宿主细胞含有酶N的基因并为EV71遗传信息的传递提供能量 C．EV71遗传信息的传递和表达过程中碱基互补配对方式相同 D．图示中-RNA上有核糖体结合位点，蛋白酶可能参与蛋白质的加工 8．关于豌豆细胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程，下列叙述正确的是（　　） A．三个过程均存在碱基互补配对现象 B．细胞在有丝分裂各时期都进行核DNA的转录 C．根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列 D．RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同 9．科学家将大肠杆菌破碎、离心获得含DNA、RNA、核糖体及蛋白质合成所必需的各种因子的上清液。在一定温度下保温一段时间后，将上清液中的DNA和mRNA去除。将上清液分组，并加入不同外源mRNA（人工合成的重复序列多聚核苷酸）、高浓度（可以使mRNA从任意起点合成肽链）、具有放射性标记的氨基酸、ATP等成分，实验结果见表。下列分析正确的是（    ） 组别 多聚核苷酸 合成的肽链 1 （AC）n （苏氨酸·组氨酸）m或（组氨酸·苏氨酸）m 2 （AAC）n 甲 （天冬酰胺·天冬酰胺）m 乙 （苏氨酸·苏氨酸）m 丙 （谷氨酰胺·谷氨酰胺）m A．根据实验1结果，可以确定密码子不可能由2个或4个相邻碱基组成 B．可将第2组中重复序列多聚核苷酸更换成（AAT）n，以破译其他氨基酸对应的密码子 C．结合实验1、2的结果，仅能确定两种氨基酸密码子 D．根据实验结果推测编码苏氨酸的密码子是CAC 三、解答题 10．心肌细胞不能增殖，ARC基因在心肌细胞中的特异性表达能抑制其凋亡，维持心肌细胞正常数量，细胞中另一些基因通过转录形成前体RNA，再经过加工产生许多非编码RNA，如miR-223（链状）、HRCR（环状）等影响心肌细胞的数量。结合下图回答下列问题： (1)基因ARC与基因miR-223的本质区别是_____。过程①中，将DNA双螺旋解开的酶是_____。 (2)过程②中，模板的右侧是_____（3'或5'）端，该过程除mRNA外，还需要tRNA的参与，其作用是_______。 (3)当心肌缺血、缺氧时，会引起miR-223基因过度表达，使凋亡抑制因子无法合成，最终导致心力衰竭。由图可知，miR—223会抑制了ARC基因表达的_____过程。 (4)据图分析，HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物，原因是_____。 11．CHDIL基因为染色质结构重构蛋白基因，是肝癌细胞中高度扩增的原癌基因。研究发现，它可以通过多条信号通路促进肝癌的起始及发展。下图为研究人员通过RNA干扰（RNAi）途径进行CHDIL基因的沉默，实现其基因表达的调控和调节。回答下列问题： (1)过程④为______过程，该过程需要的酶是______。 (2)过程⑤的碱基配对方式有______，过程④与之不同的碱基配对方式为______。 (3)过程⑥对mRNA进行剪切，使其初步水解，破坏的化学键是_______。CHDIL基因与其mRNA在化学组成上的区别在于：______。 (4)据图可知，人造双链RNA分子通过阻止______过程，来干扰CHDIL基因表达，其中沉默复合体在过程②中的作用为_______。 12．2015年，施一公团队用冷冻电镜首次解析酵母菌RNA剪接体的高分辨率三维结构。RNA剪接体是真核细胞特有的核糖核蛋白复合物，通过可变剪接，选择性地移除前体mRNA中的不编码蛋白质序列，连接编码蛋白质序列，如图所示。 (1)过程①需要的原料是_______，与DNA复制相比，该过程特有的碱基配对方式是_______。 (2)除成熟mRNA外，过程②至少还需要tRNA和______两种RNA参与；若参与该过程的tRNA上的反密码子序列为3'-GUA-5'，则合成与之对应密码子的基因模板链上的碱基序列为5'-__________-3'。 (3)据图分析，真核生物通过RNA剪接体实现可变剪接的生物学意义在于_______。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.1 基因指导蛋白质的合成 情境创新练+素养拓展练 知识点 1 基因的转录 1．B 2．B 3．C 知识点 2 基因的翻译 4．A 5．D 6．D 7．B 知识点 3 基因表达过程中的相关计算 8．C 9．A 10. D 知识点 4 中心法则 11．B 12．B 一、单选题 1．D 2．D 3．A 4．C 5．B 6．B 二、多选题 7．AC 8．AD 9．AC 三、解答题 10．(1) 脱氧核苷酸的排列顺序 RNA聚合酶 (2) 3' 识别mRNA上的密码子并转运氨基酸 (3)翻译 (4)HRCR可竞争性结合miR-223 防止其与ARC基因转录出的mRNA结合,使ARC基因的表达增加，从而抑制心肌细胞的死亡 11．(1) 转录 RNA聚合酶 (2) C-G、A-U（、G-C、U-A） T-A (3) 磷酸二酯键 CHDIL基因中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶，mRNA中含有核糖和尿嘧啶（合理即可） (4) 翻译 使双链RNA解链 12．(1) 四种游离的核糖核苷酸 A-U (2) rRNA ATG (3)使一个基因可以产生多种蛋白质，增加了蛋白质的多样性 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 4．1 基因指导蛋白质的合成 情境创新练+素养拓展练 知识点 1 基因的转录 1．某团队研究了lncRNA的调控机制（如图）：lncRNA与核内的mRNA结合影响其转运，与胞质中的mRNA竞争结合miRNA（miRNA与AGO蛋白形成的沉默复合体能降解mRNA）。结合图示分析，下列叙述正确的是（　　） A．lncRNA与核内mRNA结合后，会使mRNA在细胞核内的稳定性降低 B．lncRNA与胞质中的miRNA结合后，会降低沉默复合体的形成概率 C．lncRNA可通过转录出的蛋白质与mRNA结合，调控其表达过程 D．沉默复合体通过抑制mRNA的转录过程，减少相关蛋白质的合成 【答案】B 【详解】A、图示未体现核内lncRNA与mRNA结合会降低其稳定性，现有信息无法支持该结论，A错误； B、lncRNA与胞质中miRNA结合后，miRNA无法与AGO蛋白形成沉默复合体，因此沉默复合体的形成概率会降低，B正确； C、从题干和图中信息可知，ncRNA与核内的mRNA结合影响其转运；在细胞质内与mRNA结合，抑制的是翻译过程，它并没有直接抑制转录过程，C错误； D、沉默复合体的作用是降解细胞质中的mRNA，减少相关蛋白质的合成，参与翻译调控，D错误。 故选B。 2．RNA聚合酶是转录过程的关键酶，其活性受多种因素调控。某实验小组通过体外实验探究RNA聚合酶的功能，发现其不仅能催化核苷酸聚合，还具有特定的核酸结合特性。下列关于RNA聚合酶功能的叙述，正确的是（    ） A．能识别DNA分子上的终止密码子，终止转录过程 B．能解开DNA双链间的氢键，为转录提供单链模板 C．能催化核糖核苷酸与DNA模板链形成磷酸二酯键 D．能结合mRNA分子，参与转录过程的反馈调节 【答案】B 【详解】A、终止密码子是mRNA上终止翻译的密码子，位于mRNA而非DNA上，A错误； B、RNA聚合酶在转录起始时能结合DNA启动子，并局部解开DNA双链间的氢键，为转录提供单链模板，B正确； C、RNA聚合酶能催化核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键，C错误； D、RNA聚合酶在转录过程中直接结合DNA模板，不结合mRNA；转录过程的反馈调节通常通过转录因子或阻遏蛋白作用于DNA实现，D错误。 故选B。 3．下图表示用15N标记的某DNA分子片段。下列叙述正确的是（　　） A．图中的结构④表示胞嘧啶脱氧核苷酸 B．DNA复制时DNA聚合酶可催化⑨的形成 C．基因表达时若以a链为模板进行转录，则RNA聚合酶移动方向为⑧→⑤ D．将该片段置于含14N的培养基中复制n次，子代中只含14N的DNA分子有2n个 【答案】C 【详解】A、图中④不能表示胞嘧啶脱氧核苷酸，②、③和下面的磷酸才能构成胞嘧啶脱氧核苷酸，A错误； B、DNA聚合酶用于磷酸二酯键的形成，而不是⑨氢键的形成，B错误； C、基因表达时若以a链为模板进行转录，转录是以模板链的3’端向5’端，合成的RNA链是5’端向3’端，则RNA聚合酶移动方向为⑧→⑤，C正确； D、将该片段置于含14N的培养基中复制n次，子代中只含14N的DNA分子有2n-2个，D错误。 故选C。 知识点 2 基因的翻译 4．miRNA（microRNA的简称）是一类非常短小的单链RNA分子，其本身不编码蛋白质，但成熟的miRNA可结合某些特定的mRNA（靶RNA），进而阻断基因的表达，在肿瘤早期诊断和治疗过程中可发挥重要作用。下列叙述错误的是（    ） A．合成miRNA需要RNA聚合酶的催化，该过程在核糖体上完成 B．miRNA是基因转录的产物，其彻底水解的产物最多有6种 C．miRNA与mRNA结合时的碱基互补配对方式与转录过程不完全相同 D．推测miRNA与肿瘤细胞内的mRNA结合，可能会促进肿瘤细胞衰老和凋亡 【答案】A 【详解】A、miRNA的合成需RNA聚合酶催化，但该过程属于转录，发生在细胞核（真核生物）或拟核区（原核生物），而非核糖体（核糖体用于翻译），A错误； B、miRNA是基因转录产生的单链RNA，其彻底水解产物包括磷酸、核糖及A、U、C、G四种碱基，共6种，B正确； C、miRNA与mRNA结合为RNA-RNA配对，方式为A-U、U-A、C-G、G-C；而转录为DNA-RNA配对，含T-A配对，两者方式不完全相同，C正确； D、miRNA通过结合靶细胞内的mRNA阻断基因表达，若抑制的是抗衰老基因和抗凋亡基因，则会促进肿瘤细胞衰老和凋亡，D正确。 故选A。 5．科研工作者发现，当细胞中缺乏氨基酸时，负载tRNA（携带氨基酸的tRNA）会转化为空载tRNA（没有携带氨基酸的tRNA）参与基因表达的调控。下图是缺乏氨基酸时tRNA调控基因表达的相关过程，图中的①②③④表示过程。下列叙述错误的是（    ） A．DNA的甲基化和组蛋白的乙酰化会影响图中的①过程 B．空载tRNA的3'端结合特定的氨基酸后转变为负载tRNA C．当细胞中缺乏氨基酸时，空载tRNA可参与对转录和翻译的抑制 D．①②中碱基配对方式不完全相同，②中核糖体的移动方向为从左向右 【答案】D 【详解】A、图中①过程为转录，DNA的甲基化和组蛋白的乙酰化等表观遗传修饰会影响DNA的结构和状态，进而影响转录过程，A正确‌； B、空载tRNA（没有携带氨基酸的tRNA）可以在氨基酸存在时，其3'端结合特定的氨基酸后转变为负载tRNA（携带氨基酸的tRNA），B正确； C、从图中可以看出，当细胞中缺乏氨基酸时，空载tRNA通过抑制转录过程，通过激活蛋白激酶抑制翻译过程，即空载tRNA可参与对转录和翻译的抑制，C‌正确‌； D、①转录过程中碱基配对方式为A-U、T-A、G-C、C-G，②翻译过程中碱基配对方式为A-U、U-A、G-C、C-G，所以①②中碱基配对方式不完全相同；根据图中肽链的长短可知，核糖体的移动方向是从右向左（肽链越长，说明核糖体在mRNA上移动的距离越远，越先开始翻译），而不是从左向右，D错误‌。 故选D。 6．蛋白Y能够识别发生甲基化修饰的mRNA，从而引起基因表达效应的改变，如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A．甲基化发生在mRNA不改变基因的碱基序列，发生在DNA则会改变 B．途径1中的遗传信息从DNA流向mRNA，然后再流向蛋白质 C．途径2中需要的原料有脱氧核苷酸和氨基酸 D．蛋白Y与甲基化的mRNA结合后，促进该mRNA的翻译过程 【答案】D 【详解】A、DNA甲基化不会改变基因的碱基序列，A错误； B、途径1中，mRNA碱基甲基化，但不被蛋白Y识别和结合，故mRNA被降解后，不能翻译得到蛋白质，因此途径1中的遗传信息从DNA流向mRNA，但不会流向蛋白质，B错误； C、途径2包含转录和翻译，需要的原料有核糖核苷酸和氨基酸，C错误； D、途径2中，蛋白Y与甲基化的mRNA结合后，mRNA不被降解，可以翻译得到肽链，D正确。 故选D。 7．某生物的蛋白质合成的部分过程如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．该过程可发生在真核生物细胞中 B．图中基因转录的模板链为1链 C．核糖体在mRNA上的移动方向由a→b D．图中结合在DNA上的物质c为RNA聚合酶 【答案】B 【详解】A、图示过程为边转录边翻译，可以发生在真核生物的线粒体和叶绿体中，A正确； B、根据图中mRNA的长度可知转录方向由左向右，由于转录方向沿模板链的3'端向5'端方向进行，因此2链为模板链，B错误； C、根据肽链的长度可以判断核糖体在mRNA上的移动方向为由a到b，C正确； D、结合在DNA上的酶为催化转录的RNA聚合酶，D正确。 故选B。 知识点 3 基因表达过程中的相关计算 8．研究表明天然 RNA 都含有四种碱基，组成多肽链的各氨基酸残基用 3 个字母缩写表示。若对带有多肽链 Met-Phe-Ser-Tyr-Cys 的 tRNA 进行化学成分分析，会有（　　）种单体 A．25 B．21 C．9 D．无法确定 【答案】C 【详解】由题意可知，该tRNA分子中的多肽链含有5种氨基酸，且tRNA含有4种核苷酸，因此该tRNA会有9种单体，C正确，ABD错误。 故选C。 9．如图为某细胞中遗传信息的传递和表达过程的示意图，下列有关叙述错误的是（　　）    A．A酶为RNA聚合酶，在A酶的作用下，从b链的右侧开始a链的合成 B．过程②需要3种RNA的参与，这3种RNA都是通过过程①产生的 C．酵母菌和大肠杆菌体内都能发生图中所示过程 D．a链及其模板链中鸟嘌呤分别占27%、17%，该a链对应的双链DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为28% 【答案】A 【详解】A、过程①为转录过程，A酶为RNA聚合酶，与模板链的3'端结合，根据过程②可知，a链的下方端为5'端，所以在A酶的作用下，从b链的左侧开始a链的合成，A错误； B、过程②需要3种RNA（mRNA、tRNA、rRNA）的参与，这3种RNA都是通过过程①转录过程产生，B正确； C、图中所示过程①和②同时进行，为原核细胞和真核细胞线粒体和叶绿体中转录翻译过程图，酵母菌和大肠杆菌都能发生，C正确； D、转录时a链及其模板链中鸟嘌呤（G）分别占27%、17%，根据碱基互补配对原则可得出模板链的C占27%，则模板链C+G占44%，因此双链DNA中的C+G占44%，双链DNA分子中A+T占56%，双链中A=T，则该a链对应的双链DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为28%，D正确。 故选A。 10．小鼠颌下腺中存在一种表皮生长因子EGF，它是由52个氨基酸组成的单链，其中含有6个二硫键（形成一个二硫键会脱去2个H）。EGF与靶细胞表面的受体结合后，激发了细胞内的信号传递过程，从而促进了细胞增殖。下列说法不正确的是（    ） A．指导EGF合成的基因至少含有312个脱氧核苷酸 B．在氨基酸形成EGF 的过程中，相对分子量减少了 930 C．EGF和高温处理后变性的EGF都能与双缩脲试剂产生紫色反应 D．EGF能促进细胞增殖是因为EGF能进入细胞内发挥调节作用 【答案】D 【分析】蛋白质的基本单位是氨基酸，蛋白质是由基因控制合成，该过程的信使是mRNA。 【详解】A、每个氨基酸由3个碱基对（6个脱氧核苷酸）编码，52个氨基酸对应基因编码区至少含52×3×2=312个脱氧核苷酸，A正确； B、形成肽链脱去51个水（减少51×18=918），6个二硫键脱去12个H（减少12×1=12），总计减少930，B正确； C、双缩脲试剂检测肽键，高温变性不破坏肽键，故EGF和高温处理后变性的EGF都能与双缩脲试剂产生紫色反应，C正确； D、EGF通过结合细胞表面受体传递信号，无需进入细胞，D错误。 故选D。 知识点 4 中心法则 11．中心法则是现代生物学的基石之一，为理解基因表达调控、遗传变异的影响提供了框架。如图是中心法则图解，即遗传信息的传递过程，a~e代表不同的生理过程。下列叙述错误的是（　　） A．在细胞生物中，a和b过程发生的场所不一定是细胞核 B．RNA病毒侵染细胞后，一定有c过程发生 C．c、d过程中碱基互补配对的方式不完全相同 D．e过程中核糖体在mRNA上的移动方向为5'→3' 【答案】B 【详解】A、a表示DNA分子的复制，b表示转录过程，在真核生物中两者发生的场所主要是细胞核（细胞质中也可发生），原核生物中无细胞核，可在拟核发生，A正确； B、只有逆转录病毒才有c过程（逆转录）发生，B错误； C、c过程（逆转录）碱基配对方式为U-A、A-T、C-G、G-C ，d过程（RNA复制）碱基配对方式为A-U、U-A、C-G、G-C，两者不完全相同，C正确； D、e过程，即翻译时核糖体沿mRNA的5′端向3′端移动，逐个读取密码子，D正确。 故选B。 12．细胞中的核糖体由大、小2个亚基组成。在真核细胞的核仁中，由核rDNA转录形成的rRNA与相关蛋白组装成核糖体亚基。下列说法正确的是（　　） A．原核细胞无核仁，不能合成rRNA B．真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成 C．rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子 D．细胞在有丝分裂各时期都进行核rDNA的转录 【答案】B 【详解】A、原核细胞虽无核仁，但其拟核区的rDNA可指导rRNA合成，用于组装核糖体，A错误； B、核糖体蛋白属于蛋白质，均在核糖体上合成，B正确； C、密码子位于mRNA上，由3个相邻碱基组成，rRNA不携带密码子，C错误； D、有丝分裂中期、后期等阶段核仁已解体，无法进行rDNA转录，D错误。 故选B。 一、单选题 1．核糖体由大、小两个亚基组成，其上有3个供tRNA结合的位点，其中A位点是新进入的tRNA结合位点，P位点是肽链延伸过程中的tRNA结合位点，E位点是空载的tRNA释放位点。下列叙述错误的是（　　） A．核糖体的移动方向“左→右” B．图中存在3种RNA，其中mRNA上含有密码子 C．图中P位点结合的tRNA上的反密码子是5'-CUG-3' D．反密码子与终止密码子的碱基互补配对使肽链延伸终止 【答案】D 【详解】A、根据题干信息A位点是新进入的tRNA结合位点，P位点是延伸中的tRNA结合位点，E位点是空载tRNA结合位点可知，tRNA的移动顺序是A位点→P位点→E位点，说明核糖体的移动方向是“左→右”，A正确； B、图中存在3种RNA，rRNA参与构成核糖体，tRNA转运氨基酸，mRNA作为翻译的模板，其中mRNA上三个相邻的碱基决定一个密码子，B正确； C、P位点结合的tRNA上的反密码子是5′-CUG-3′和密码子互补配对，C正确； D、由于终止密码子不决定氨基酸，当核糖体遇到终止密码子时，翻译过程会终止，反密码子不会与终止密码子碱基互补配对，D错误。 故选D。 2．研究发现，真核细胞内存在一类核酸-蛋白质复合体，可识别并切割异常RNA。下列相关叙述错误的是（    ） A．该复合体的形成与核糖体、ATP水解有关 B．可参与细胞内RNA质量监控 C．能降低异常RNA翻译产生毒性蛋白的风险 D．仅存在于细胞核中发挥作用 【答案】D 【详解】A、该复合体由蛋白质和核酸（如小分子RNA）组成，蛋白质合成需核糖体参与，组装过程消耗能量（ATP水解供能），A正确； B、该复合体通过识别并切割异常RNA（如无义mRNA、病毒RNA），实现细胞内RNA的质量监控，B正确； C、切割异常RNA可阻止其翻译产生错误或有害蛋白质，降低毒性蛋白风险，C正确； D、该类复合体可识别并切割异常RNA，在细胞质和细胞核中均可发挥作用，D错误。 故选D。 3．已知AUG、GUG为起始密码子，UAA．UGA．UAG为终止密码子。 假设大豆高茎基因编码区中有一片段的一 条链的碱基序列是CGTACCAGAGTC- -AGGAACTTCGAT （其中--示省略了85个碱基 ） , 若以此链为模板经转录、翻译成的多肽链中氨基酸的个数和需要的转运RNA种数最多是（    ） A．33、33 B．34、61 C．99、64 D．102、61 【答案】A 【详解】已知DNA分子的碱基序列为CGTACCAGAGTC--AGGAACTTCGAT（其中--示省略了85个碱基），则mRNA的碱基序列为GCAUGGUCUCAG--UCCUUGAAGCUA（其中--示省略了85个碱基）。已知AUG、GUG为起始密码子，UAA、UGA、UAG为终止密码子，则该序列的第3、4、5个碱基构成起始密码子（AUG），倒数第8、7、6个碱基构成终止密码子（UGA），即编码序列长度为10+85+4=99，则此mRNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为99÷3=33个。每一个氨基酸需要一个tRNA运输，因此，需要33个tRNA，最多有33种tRNA，A正确，BCD错误。 故选A。 4．为了研究细胞核的功能，科研人员做了如下实验：①先将变形虫（甲）置于含15N标记的尿嘧啶核苷酸培养液中培养，最早在细胞核中发现15N标记的RNA；再将被标记的细胞核移植到未标记的去核变形虫（乙）中，一段时间后发现细胞质中含有15N标记的RNA。②将RNA酶加入变形虫中，发现细胞中的蛋白质合成就停止了，一段时间后再加入从酵母菌中提取的RNA，则又重新合成了一定数量的蛋白质。下列叙述错误的是（    ） A．变形虫与酵母菌都属于真核生物，都有以核膜为界限的细胞核 B．真核细胞中RNA可先在细胞核中合成，然后通过核孔进入细胞质 C．若用15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸进行实验①，细胞核与细胞质一定都能发现被标记的DNA D．细胞核可能通过控制RNA的合成来控制合成蛋白质，进而控制细胞代谢 【答案】C 【详解】A、变形虫为原生动物，酵母菌为真菌，二者均有由核膜包被的细胞核，属于真核生物，A正确； B、实验①中，15N标记的RNA最早在细胞核出现，移植标记核后细胞质出现标记RNA，说明真核细胞的RNA在细胞核合成后通过核孔进入细胞质，B正确； C、胸腺嘧啶脱氧核苷酸是DNA合成的原料。DNA复制主要发生在细胞核（细胞分裂间期），但线粒体等细胞器中也存在DNA。实验①中若用15N标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸，细胞核DNA会被标记，但移植标记核后，受体细胞质中的线粒体DNA未被标记，故细胞质不一定出现标记DNA，C错误； D、实验②中，加入RNA酶后蛋白质合成停止，补充外源RNA后恢复合成，说明RNA是蛋白质合成的模板。结合实验①中细胞核控制RNA合成，可推断细胞核通过控制RNA合成调控蛋白质合成（即基因表达），进而控制细胞代谢，D正确。 故选C。 5．大多数生物的翻译起始密码子为AUC或GUG。在下图所示的某 mRNA部分序列中，若下划线“0”表示的是一个决定谷氨酸的密码子，则该mRNA的起始密码子可能是（　　） A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】“0”处GAG表示谷氨酸，根据核糖体移动方向从左向右判断，起始密码子在左侧，3个碱基决定一个氨基酸，从谷氨酸开始往左推测，密码子依次为CUC、UGG、GAA、ACC、GUG（起始密码子），同理其他位置不可以，故该mRNA的起始密码子可能是GUG，B正确，ACD错误。 故选B。 6．miRNA是一类具有调控功能的非编码RNA（不编码蛋白质的RNA），成熟的miRNA由较长的初级转录物经过一系列核酸酶的剪切加工而成，随后组装进RNA诱导的沉默复合体，通过碱基互补配对的方式识别靶mRNA，最终阻遏靶mRNA发挥作用，如图所示，数字表示相应过程。下列叙述错误的是（    ） A．②过程中tRNA的反密码子与mRNA的密码子通过氢键结合 B．②过程与③过程碱基互补配对方式不完全相同 C．①过程由RNA聚合酶催化mRNA从5'→3'方向合成 D．miRNA可通过碱基互补配对与靶mRNA结合，阻遏翻译以实现特定基因沉默 【答案】B 【详解】A、②过程中tRNA 上的反密码子与mRNA 上的密码子碱基互补配对，通过氢键结合，A正确； B、②过程中tRNA 上的反密码子与mRNA 上的密码子碱基互补配对，③过程为 miRNA 与靶mRNA 结合，故两过程都是RNA与RNA 碱基互补配对，方式完全相同，B错误； C、①过程为转录，RNA聚合酶具有解旋的功能，与启动子结合，催化mRNA从5'→3'方向合成，C正确； D、由图可知，miRNA 与靶mRNA结合，导致靶mRNA 不能作为翻译的模板，阻遏翻译过程来实现特定基因沉默，D正确。 故选B。 二、多选题 7．手足口病是由肠道病毒引起的传染病，肠道病毒(EV71)是该病最常见的病原体之一，研究表明EV71由衣壳蛋白和单股正链+RNA两部分构成，图是EV71在宿主细胞内的增殖过程示意图。下列叙述正确的是（　　） A．EV71遗传物质的复制过程沿模板链的3′→5′方向进行 B．宿主细胞含有酶N的基因并为EV71遗传信息的传递提供能量 C．EV71遗传信息的传递和表达过程中碱基互补配对方式相同 D．图示中-RNA上有核糖体结合位点，蛋白酶可能参与蛋白质的加工 【答案】AC 【详解】A、据题图可知：EV71的遗传物质为RNA，RNA复制过程中RNA聚合酶沿着RNA模板链的3′→5′方向移动合成RNA，A正确； B、酶N的基因不是宿主细胞含有的，其是属于EV71病毒的，酶N催化+RNA合成，而不是为EV71遗传信息的传递提供能量，B错误； C、依据图示可知：在EV71遗传信息的传递和表达过程中会进行RNA的复制、转录和翻译过程，该过程中存在A-U（U-A）、G-C（C-G）碱基互补配对方式，碱基互补配对方式相同，C正确； D、核糖体是蛋白质的合成车间，＋RNA上有核糖体识别和结合位点，图示蛋白酶经翻译形成，能够参与N蛋白和衣壳蛋白的形成，据此推测可能与蛋白质的加工、修饰有关，D错误。 故选AC。 8．关于豌豆细胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程，下列叙述正确的是（　　） A．三个过程均存在碱基互补配对现象 B．细胞在有丝分裂各时期都进行核DNA的转录 C．根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列 D．RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同 【答案】AD 【详解】A、DNA复制模板是DNA的两条链，原料是四种游离的脱氧核苷酸，产物是DNA，存在A-T、T-A、G-C、C-G配对；转录的模板是DNA的一条链，原料是四种游离的核糖核苷酸，产物是RNA，存在A-U、T-A、G-C、C-G配对；翻译的模板是mRNA，原料是氨基酸，产物是多肽，tRNA反密码子与mRNA密码子之间存在A-U、U-A、G-C、C-G配对。故DNA复制、转录和翻译过程中都存在碱基互补配对现象，A正确； B、DNA复制发生在分裂间期（S期），细胞在有丝分裂过程中的前期、中期、后期和末期，染色质高度螺旋化形成染色体，此时DNA无法解旋，不能进行核DNA的转录，B错误； C、DNA复制和转录可以通过产物序列确定其模板序列，但翻译的产物是蛋白质，蛋白质的基本单位是氨基酸，由于密码子具有简并性，因此知道氨基酸序列不一定能准确知道mRNA上的碱基序列，C错误； D、转录时需要RNA聚合酶的参与，RNA聚合酶从模板链的3'→5'，翻译时，核糖体从mRNA的5'→3'，移动方向不同，D正确。 故选AD 9．科学家将大肠杆菌破碎、离心获得含DNA、RNA、核糖体及蛋白质合成所必需的各种因子的上清液。在一定温度下保温一段时间后，将上清液中的DNA和mRNA去除。将上清液分组，并加入不同外源mRNA（人工合成的重复序列多聚核苷酸）、高浓度（可以使mRNA从任意起点合成肽链）、具有放射性标记的氨基酸、ATP等成分，实验结果见表。下列分析正确的是（    ） 组别 多聚核苷酸 合成的肽链 1 （AC）n （苏氨酸·组氨酸）m或（组氨酸·苏氨酸）m 2 （AAC）n 甲 （天冬酰胺·天冬酰胺）m 乙 （苏氨酸·苏氨酸）m 丙 （谷氨酰胺·谷氨酰胺）m A．根据实验1结果，可以确定密码子不可能由2个或4个相邻碱基组成 B．可将第2组中重复序列多聚核苷酸更换成（AAT）n，以破译其他氨基酸对应的密码子 C．结合实验1、2的结果，仅能确定两种氨基酸密码子 D．根据实验结果推测编码苏氨酸的密码子是CAC 【答案】AC 【详解】A、实验1中(AC)n重复序列合成交替的苏氨酸-组氨酸肽链。若密码子为2碱基，则仅能形成AC或CA一种组合，最多编码其中的一种氨基酸，肽链排列顺序只有一种排列方式，但实际肽链存在两种氨基酸交替排列的组合方式（苏-组或组-苏），说明密码子长度大于2；若密码子为 4 个碱基，则会是 ACAC或CACA 其中的一种组合，一条链只有一种氨基酸，肽链排列顺序只有一种排列方式，但实验结果肽链有序交替，故排除2或4碱基密码子，A正确； B、RNA中不含T碱基，B错误； CD、实验1中CAC和ACA分别对应组氨酸和苏氨酸中的一个氨基酸；实验2中(AAC)n因阅读框不同产生三种肽链：AAC、ACA、CAA，分别对应天冬酰胺、苏氨酸、谷氨酰胺，其中的一种氨基酸，则推出ACA对应苏氨酸，CAC对应组氨酸，其他氨基酸无法确定，C正确，D错误。 故选AC。 三、解答题 10．心肌细胞不能增殖，ARC基因在心肌细胞中的特异性表达能抑制其凋亡，维持心肌细胞正常数量，细胞中另一些基因通过转录形成前体RNA，再经过加工产生许多非编码RNA，如miR-223（链状）、HRCR（环状）等影响心肌细胞的数量。结合下图回答下列问题： (1)基因ARC与基因miR-223的本质区别是_____。过程①中，将DNA双螺旋解开的酶是_____。 (2)过程②中，模板的右侧是_____（3'或5'）端，该过程除mRNA外，还需要tRNA的参与，其作用是_______。 (3)当心肌缺血、缺氧时，会引起miR-223基因过度表达，使凋亡抑制因子无法合成，最终导致心力衰竭。由图可知，miR—223会抑制了ARC基因表达的_____过程。 (4)据图分析，HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物，原因是_____。 【答案】(1) 脱氧核苷酸的排列顺序 RNA聚合酶 (2) 3' 识别mRNA上的密码子并转运氨基酸 (3)翻译 (4)HRCR可竞争性结合miR-223 防止其与ARC基因转录出的mRNA结合,使ARC基因的表达增加，从而抑制心肌细胞的死亡 【分析】题图分析，图中①为转录过程，催化该过程的酶是RNA聚合酶；②为翻译过程，其场所是核糖体，根据多肽链的长短可判断核糖体的移动方向是从左向右，由同一个mRNA模板合成的T1、T2、T3三条多肽链中氨基酸序列是相同的。 【详解】（1）不同基因的差异体现在碱基对的数目和排列顺序不同。过程①为转录，是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，这过程将DNA双螺旋解开的酶是RNA聚合酶，因为RNA聚合本身具有解旋功能。 （2）翻译时，核糖体沿着mRNA从5＇端往3＇端方向延伸，根据肽链的长短可知，翻译的方向是从左往右，因此过程②中，模板的右侧是3′端。翻译过程中，tRNA识别mRNA上的密码子并转运氨基酸。 （3）由图可知，miR-223可与ARC的mRNA特定序列通过碱基互补配对原则结合形成核酸杂交分子1，进而抑制了ARC基因表达的翻译过程。 （4）图中，HRCR通过与miR-223互补配对，吸附并清除miR-223，进而解除了miR-223对基因ARC表达的抑制作用，即细胞中凋亡抑制因子正常表达，即使ARC基因的表达增加进而抑制心肌细胞的死亡，因此，HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物。 11．CHDIL基因为染色质结构重构蛋白基因，是肝癌细胞中高度扩增的原癌基因。研究发现，它可以通过多条信号通路促进肝癌的起始及发展。下图为研究人员通过RNA干扰（RNAi）途径进行CHDIL基因的沉默，实现其基因表达的调控和调节。回答下列问题： (1)过程④为______过程，该过程需要的酶是______。 (2)过程⑤的碱基配对方式有______，过程④与之不同的碱基配对方式为______。 (3)过程⑥对mRNA进行剪切，使其初步水解，破坏的化学键是_______。CHDIL基因与其mRNA在化学组成上的区别在于：______。 (4)据图可知，人造双链RNA分子通过阻止______过程，来干扰CHDIL基因表达，其中沉默复合体在过程②中的作用为_______。 【答案】(1) 转录 RNA聚合酶 (2) C-G、A-U（、G-C、U-A） T-A (3) 磷酸二酯键 CHDIL基因中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶，mRNA中含有核糖和尿嘧啶（合理即可） (4) 翻译 使双链RNA解链 【分析】基因的表达是指基因通过mRNA指导蛋白质的合成，包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。转录是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，在细胞核内合成mRNA的过程。翻译是以mRNA为模板，按照密码子和氨基酸之间的对应关系，在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 【详解】（1）过程④为由DNA合成RNA，为转录过程，该过程需要的酶是RNA聚合酶。 （2）过程⑤为RNA的复制，碱基配对方式有C-G、A-U（G-C、U-A），过程④为转录，与之不同的碱基配对方式为T-A。 （3）过程⑥对mRNA进行剪切，使其初步水解，破坏的化学键是磷酸二酯键，CHDIL基因与其mRNA在化学组成上的区别在于：CHDIL基因中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶，mRNA中含有核糖和尿嘧啶。 （4）据图可知，人造双链RNA分子通过阻止翻译过程，来干扰CHDIL基因表达，人造双链RNA与沉默复合体结合后变为单链RNA，故推测沉默复合体在过程②中的作用为使双链RNA解链。 12．2015年，施一公团队用冷冻电镜首次解析酵母菌RNA剪接体的高分辨率三维结构。RNA剪接体是真核细胞特有的核糖核蛋白复合物，通过可变剪接，选择性地移除前体mRNA中的不编码蛋白质序列，连接编码蛋白质序列，如图所示。 (1)过程①需要的原料是_______，与DNA复制相比，该过程特有的碱基配对方式是_______。 (2)除成熟mRNA外，过程②至少还需要tRNA和______两种RNA参与；若参与该过程的tRNA上的反密码子序列为3'-GUA-5'，则合成与之对应密码子的基因模板链上的碱基序列为5'-__________-3'。 (3)据图分析，真核生物通过RNA剪接体实现可变剪接的生物学意义在于_______。 【答案】(1) 四种游离的核糖核苷酸 A-U (2) rRNA ATG (3)使一个基因可以产生多种蛋白质，增加了蛋白质的多样性 【分析】基因的表达是指基因通过mRNA指导蛋白质的合成，包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。转录是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，在细胞核内合成mRNA的过程。翻译是以 mRNA为模板，按照密码子和氨基酸之间的对应关系，在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 【详解】（1）过程①是以DNA为模板合成mRNA前体的过程，即转录过程，需要的原料是四种游离的核糖核苷酸。DNA复制时的碱基配对方式为A-T、T-A、C-G、G-C，转录时的碱基配对方式为A-U、T-A、C-G、G-C，因此与DNA复制相比，该过程特有的碱基配对方式是A-U。 （2）过程②为翻译，翻译需要mRNA作为模板、tRNA转运氨基酸、rRNA组成核糖体（核糖体是翻译的场所），所以除成熟mRNA外，至少还需要tRNA和rRNA两种RNA参与。 若参与该过程的tRNA上的反密码子序列为3' - GUA - 5'，根据碱基互补配对原则，密码子为5' - CAU - 3'，那么合成与之对应密码子的基因模板链上的碱基序列为5'-ATG-3'。 （3）从图中可见，同一个前体mRNA通过不同剪接方式，产生三种不同组合的成熟mRNA，进而翻译出三种不同的肽链，表明一个基因可以编码多种蛋白质，故真核生物通过RNA剪接体实现可变剪接的生物学意义在于使一个基因可以产生多种蛋白质，增加了蛋白质的多样性。 / 学科网（北京）股份有限公司 $