假期作业15 基因指导蛋白质的合成-【快乐假期】2025-2026学年高一生物暑假作业（全学年）

快乐假期 假期作业15 基因指导蛋日 《素养展示板 素养解读 结构与功能观：结合DNA双螺旋结 生命 构模型，阐明DNA分子转录、翻译等 观念 过程。 建立模型：运用中心法则，阐明DNA分 科学 子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质 思维 合成过程。 素养要语 1.RNA有三种：信使RNA(mRNA)、转运 RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA). 2.转录的主要场所是细胞核，条件是模板 (DNA的一条链)、原料(4种核糖核苷酸)、 酶(RNA聚合酶)和能量(ATP)。 3.翻译的场所是核糖体，条件是模板(mRNA)、 “搬运工”(tRNA)、原料(21种氨基酸)、酶和能 量(ATP)。 4.一种氨基酸对应一种或多种密码子，一种密 码子只对应一种氨基酸。 5.每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，一种 氨基酸可由一种或多种tRNA识别和转运。 6.在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是 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。生命是物 质、能量和信息的统一体。 44 S0M= 有志者，事竟成。 日质的合成 完成日期： 月 日 《技能提升台 素能提升 ◆[知识点1]转录 1.关于DNA与RNA的叙述正确的是( A.DNA一定是双链 B.双链DNA中嘌呤数等于嘧啶数 C.单链RNA不含氢键 D.RNA中嘌呤数不可能等于嘧啶数 2.下列关于图的叙述，正确的是 DNA----A-T-G-C.. RNA-.--U-A-C-G... A.图示过程主要发生在细胞核中 B.图示表示DNA复制过程 C.图中共有8种碱基 D.图中的A是同一种氨基酸 3.核酸和蛋白质是细胞内的两类生物大分子， 这两类生物大分子往往结合在一起形成核 酸一蛋白质复合体，从而发挥作用。下列叙 述错误的是 () A.主要由DNA和蛋白质形成的染色体对 生物体的遗传变异有重要作用 B.由RNA和蛋白质组成的核糖体是蛋白 质合成的场所 C.由RNA和蛋白纤维组成的中心体对纺 锤体的形成有重要作用 D.RNA聚合酶和DNA上的特定序列结合 驱动转录过程 ◆[知识点2]翻译 4.同一生物体的两类细胞各产生一种分泌蛋 白，组成这两种蛋白质的氨基酸种类和数量 相同但排列顺序不同，其原因是参与这两种 蛋白质合成的 三0022 A.tRNA种类不同 B.mRNA碱基序列不同 C.核糖体成分不同 D.同一密码子所决定的氨基酸不同 5.生物的性状主要通过蛋白质来体现，下列关于 基因控制蛋白质合成的叙述，正确的是（) A.基因表达指的就是以mRNA为模板合 成蛋白质的过程 B.基因表达的过程发生在细胞核内 C.转录的模板是DNA的一条链，翻译的模 板是mRNA D.一个密码子只决定一种氨基酸，一种氨 基酸只由一种tRNA转运 6.若细胞质中tRNA,(3'AUG5')可转运氨基 酸a,tRNA2(3'ACG5)可转运氨基酸b, tRNA(3'UAC5')可转运氨基酸c。今以 DNA中一条链3'-ACGTACATG-5'为 模板，指导合成蛋白质。该蛋白质基本组成 单位的排列可能是 ( A.a-b-c B.c-b-a C.b-c-a D.b-a-c 7.某一蛋白质分子共有50个氨基酸，则翻译 该蛋白质分子的模板mRNA及控制合成该 蛋白质分子的基因片段中至少含有碱基数 目分别是 () A.50个、150个 B.150个300个 C.300个150个 D.150个、50个 8.关于RNA的叙述不正确的是 ( A.RNA不只在细胞核中合成 B.RNA可作DNA合成的模板 C.tRNA上含有终止密码子 D.RNA的功能不只是参与翻译 9.下图为细胞缺乏氨基酸时，负载tRNA和空 载tRNA调控基因表达的相关过程。下列 叙述错误的是 45 高一生物学) I d 空载tRNA ④抑制 ① 蛋白激酶 ⊙ 抑制 负载RNA A.空载tRNA增多会抑制①转录过程，从 而导致相应mRNA减少 B.过程②中多个核糖体共同合成一条多肽 链，从而加快翻译的速度 C.a、b、c、d四个核糖体中，d距离起始密码 子最近 D.tRNA结合氨基酸的部位是3'端 综合提升 10.RNA杀虫剂是一种基于RNA干扰技术 的杀虫剂。RNA干扰技术是一种由双链 RNA引发的基因沉默现象，其中的一种机 制如下图。下列说法正确的是 MN Der2 Ago2 m地mm- R2D2 RP au心RB K dsRNA siRNA RISC →h。一片无 结合mRNA mRNA切割 注：Dcr2、R2D2、Ago2、RP为不同蛋白质。 A.dsRNA需要根据使用农作物的DNA 进行设计 B.dsRNA和游离的核糖体结合开始多肽 链的合成 C.dsRNA杀虫剂可达到“一剂预防多种害 虫”的效果 D.RNA杀虫剂利用了生物信息，是一种 生物防治手段 11.（备选不定项)放射性心脏损伤是由电离辐 射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾 病。一项新的研究表明，circRNA可以通 过miRNA调控P基因表达进而影响细胞 凋亡，调控机制如图。下列叙述正确的是 壑快乐假期 抑制 DNA X停止 转录 P基因mRNA 前体mRNA miRNA →P蛋白细胞凋亡 剪切 miRNA cireRNA cireRNA miRNA 细胞核 出核 P基因mRNA A.miRNA会影响P基因的翻译过程 B.P基因mRNA上的嘌呤数与嘧啶数一 定相等 C.根据上述研究，可通过促进circRNA的 合成来治疗放射性心脏损伤 D.P基因的mRNA上可同时结合多个核 糖体，合成氨基酸序列不同的蛋白质 12.在病毒DNA、线粒体DNA和质粒DNA 中，常会出现同一段DNA。参与转录多种 mRNA的现象，这种现象叫基因重叠。下 列叙述正确的是 () A.这段DNA在转录形成多种RNA过程 中遵循不同的碱基互补配对原则 B.这种基因重叠结构使较小的基因组能 够携带较多的遗传信息 C.若基因重叠的部分发生突变，一定会导 致多种蛋白质结构发生变化 D.同一段DNA最终形成多种蛋白质是基 因选择性表达的结果 情景培优 基因表达过程的调节 最近我国科学家通过实验证实转录因子 KLF5(是一类蛋白质)能诱导乳腺癌细胞 IGFL2-一AS1和IGFL1基因的转录。同 时，在炎症因子TNFa刺激下，KLF5和IG FL2一AS1可以共同诱导IGFL1的表达， 促进乳腺癌细胞增殖，作用机制如图所示， ①一⑧代表相关生理过程。(miRNA是真 核生物中广泛存在的一种小分子RNA,可 调节其他基因的表达) S0M号 TNF-a080 KLF5) RISC) KLFS派LF5 ⑦才 ⑧ ③·miRNA (RISC RISC-miRNA复合物 ①1 \⑤ 不WN0kFy 促进、乳腺癌 IGFL2-AS1基因 T到 898 细胞增殖 IGFl基因增强) 32 (1)据图可知，转录因子KLF5进入细胞核 后能特异性识别基因的启动子，并与 酶结合启动①②过程。 (2)⑤过程中某tRNA的反密码子序列为 5'一CUG一3'，若严格遵循碱基互补配对原 则，则其对应基因中相应位置模板链序列为 5 -3'。 (3)经研究发现，miRNA在细胞中通常与核 酸酶等蛋白结合成诱导沉默复合物 (RISC一miRNA复合物)，复合物活化后与 靶RNA结合，产生RNA干扰。结合上图 分析，沉默复合体产生RNA干扰的可能机 制是 据此推测，IGFL2一AS1基因转录的RNA 竞争性地与miRNA结合，从而对⑦⑧有 (填“促进”或“抑制”)作用， (填“提高”或“降低”)IGFL1的表达量。 (4)请结合上述信息，为研发治疗乳腺癌新 药提供两种新思路： 《益智欢乐谷 童第周是我国著名的生物学家，在对生物 学的研究方面作出了杰出的贡献。早期他与 华裔科学家牛满江针对蝾螈（一种两栖动物） 和金鱼这两种不同纲的动物进行了试验。他 们从蝾螈内脏细胞中提取脱氧核糖核酸，注射 到金鱼受精卵内。结果，有大约百分之一的幼 小金鱼，也像小蝾螈一样，在嘴角后面长出了 棒状的平衡器。经过组织切片鉴定，小金鱼的 平衡器的内部结构和小蝾螈的平衡器一样。 以上试验表明核酸对于发育、遗传的诱导作 用，也能在更远缘的动物之间表现出来。三0022- 和克里克从查哥夫那里得知了一条重要信息：在DNA中， 腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的 量总是等于胞嘧啶(C)的量，C不特合题意；DNA双螺旋模 型建立过程中，当时科学界已经认识到DNA是以4种脱氧 核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有 A、T、G、C4种碱基，但是，人们并不清楚这4种脱氧核苷酸 是如何构成DNA,D不符合题意。] 4.D[DNA分子中每一条链的一端有1个游离的磷酸基团， 因此该双链DNA分子含有2个游离的磷酸基团，A错误； 由题意分析可知，该DNA分子含有腺嘌呤脱氧核苷酸60 个，B错误；该双链DNA分子含有200对碱基，且比例已经 确定，因此其碱基排列方式小于41"种，C错误；该DNA分 子中A=T=60个，C=G=140个，则四种含氨碱基A: T:G:C=3:3:7:7,D正确。] 5.C[人体细胞中的DNA主要分布在细胞核中，A正确；不 同人的DNA不同，DNA的碱基排列顺序不同，不同人DNA 中所含遗传信息一般具有差异性，B正确；人体遗传物质是 DNA,DNA中含有4种脱氧核苷酸、4种含氮碱基(A、T、G、 C),C错误；DNA由两条脱氧核苷酸链构成，元素组成为C、 H、O、N、P,D正确。] 6.A[DNA分子复制以DNA的两条链分别为模板，A错误； DNA主要分布在细胞核中，所以复制主要在细胞核中完成， B正确；DNA分子复制的过程是边解旋边复制，C正确；DNA分 子复制方式为半保留复制，D正确。] 7.A[DNA的复制方式为半保留复制，连续复制3次后，会 形成8个DNA分子，其中有6个DNA分子的两条脱氧核 苷酸链被14N标记，还有2个DNA分子的一条脱氧核苷酸 链被14N标记，另一条脱氧核苷酸链被15N标记，子代中含 14N的DNA占100%，A错误；DNA复制时，以解开的每一 段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用游离的4 种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成与母链 互补的子链，复制方式是半保留复制，BC正确；DNA复制需 要解旋酶和DNA聚合酶等多种酶的协同作用，同时需要消 耗ATP,D正确。] 8.D[该过程的模板是亲代DNA的两条链，即①和②链，所 以①和②互补，A正确；因为①和③是新合成的子链，所以① 和③互补，B正确；因为②和④互补是新合成的子链，所以② 和④互补，C正确：因为①和②互补，①和③互补，所以②和 ③不互补，D错误。] 9.A「基因通常是有遗传效应的DNA片段，是行使遗传功能 的基本结构单位，A正确；根据基因的定义可知，基因的化学 本质是核酸，B错误；基因的基本组成单位是核苷酸，C错 误；基因是遗传物质，无催化作用，D错误。] 综合提升 10.D[一个用5N标记的DNA分子，在不含15N的培养基中 经过n次复制后，含有15N的DNA有2个，不含15N的 DNA有2”-2个，又因为不含15N的DNA分子总数与含 15N的DNA分子总数之比为7：1，所以解得n=4,即DNA 复制了4次；由于DNA分子含100个碱基对，其中腺嘌呤 40个，根据碱基互补配对原则(A=T,G=C),可知胞嘧啶 的个数是100一40=60个，复制4次，复制过程需要的游离 的胞嘧啶m=60×(2一1)=900个，D正确。] 11.BD[制作模型时，每条链的3'末端的脱氧核糖上都连接1 个磷酸基团和1个碱基，A错误；制作模型时，腺嘌吟和胸 9 高一生物学) 腺嘧啶之间用2个氢健连接物相连，B正确；制成的模型 中，磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成基本骨架， C错误；DNA的两条链之间遵循碱基互补配对原则，即A =T、C=G,腺嘌呤与鸟嘌呤之和等于胞嘧啶和胸腺嘧啶 之和，30个脱氧核苷酸构成的DNA双螺旋结构模型中 A十C=15,若腺嘌呤8个，则模型中有胞嘧啶7个，D正确。] 12.C[解旋酶作用于氢键，对应图中的③，DNA聚合酶催化 形成①处的化学键磷酸二酯键，A正确；该DNA分子为双 链DNA分子，含有2个游离的磷酸基团，除此之外其余磷 酸基团均与2个脱氧核糖相连，B正确；若该DNA分子中 一条链上G十C=56%,根据碱基互补配对原则，C=G= 28%,则A=T=50%一28%=22%，C错误；该DNA分子 片段中一条链含15N,另一条链含14N,把此DNA放在含14N 的培养液中复制三代，得到8个DNA分子，根据DNA的 半保留复制特点，子代中含15N的DNA占1/8，D正确。] 情景培优 解析：(1)脱氧核苷酸是DNA的基本组成单位，遗传信息就 储存在脱氧核苷酸的排列顺序中，脱氧核苷酸排列顺序多 种多样，因而能储存大量遗传信息；热变性处理导致DNA 分子中碱基对之间的氢键发生断裂，形成两条DNA单链。 (2)无论是DNA全保留复制还是半保留复制，经热变性后 都会在离心管中得到两条14N链和两条15N链，即都会得到 两个条带，一个为4N条带，另一个为15N条带，无法区分复 制方式。 (3)将DNA被5N标记的大肠杆菌移到“N培养基中培养， 因合成DNA的原料中含1“N,所以新合成的DNA链均含 1“N。根据半保留复制的特点，第一代的2个DNA(FDNA) 分子都应一条链含5N,一条链含14N。若为全保留复制，则 双链的F,DNA,1个DNA分子是两条链都含1“N,1个DNA 分子是两条链都含15N,密度梯度离心结果有2个条带， 1个14N条带，1个15N条带，而本实验双链的FDNA密度梯 度离心结果只有一个条带，排除“全保留复制”。故DNA的 复制方式是半保留复制。 (4)由题可知经实验二的相关处理后，离心管中出现的4N 条带与5N条带峰值的相对比值为7：1，说明离心管中含1“N 的链有14条，含15N的链有2条，则24h内得到了8个子代 DNA分子，说明大肠杆菌繁殖三代，故大肠杆菌的分裂周期 为8h。 答案：(1)4种脱氧核苷酸的排列顺序是千变万化的氢键 (2)不能因为无论是DNA全保留复制还是半保留复制， 经热变性处理变成单链后都能得到相同的实验结果 (3)半保留复制 (4)8 假期作业15 素能提升 1.B[DNA通常是双链结构，但也有单链DNA,A错误；双链 DNA分子中，根据碱基互补配对可知，A=T、G=C,则A十G= T十C,即嘌呤数等于嘧啶数，B正确；单链RNA分子可以含 有氢键，如tRNA呈三叶草型，含有氢键，C错误；RNA通常 为单链结构，其中嘌呤数与嘧啶数不一定相等，但也有可能 相同，D错误。] 2.A[图示为以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，为 转录过程，转录主要发生在细胞核内，A正确，B错误；据图 飞受快乐假阴 可知，图示碱基有A、T、C、G、U五种，C错误；DNA中的A 是腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，RNA中的A是腺嘌吟核糖核苷 酸，D错误。] 3.C[染色体主要由DNA和蛋白质构成，对生物体的遗传变 异有重要作用，染色体变异为生物进化提供原材料，A正确； 核糖体由RNA和蛋白质组成，是蛋白质合成的场所，B正 确；中心体不含RNA,C错误；RNA聚合酶有解旋作用，和 DNA上的特定序列结合驱动转录过程，D正确。] 4.B[一种氨基酸可由一种或多种tRNA转运，组成这两种 蛋白质的氨基酸种类和数量相同，故参与这两种蛋白质合成 的tRNA种类可能相同，也可能不同，A错误；蛋白质是以 mRNA为直接模板翻译形成的，所以组成这两种蛋白质的 各种氨基酸排列顺序不同的原因是mRNA碱基序列不同， B正确；核糖体主要由rRNA和蛋白质组成，成分相同，C错 误；相同密码子所决定的氨基酸相同，D错误。] 5.C[基因的表达包括基因转录形成RNA以及mRNA被翻 译为蛋白质的过程，A错误；基因的表达中转录主要发生在 细胞核内，翻译发生在细胞质中，B错误；转录时，以DNA的 一条链为模板合成RNA,翻译时以mRNA为模板合成蛋白 质，C正确；一个密码子只决定一种氨基酸，但一种氨基酸可 能由几种tRNA转运，D错误。] 6.C[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DNA分子中的一条链3'一 ACGTACATG一5'为模板转录形成的mRNA的碱基序列 为5'一UGCAUGUAC一3'，其中第一密码子(UGC)对应的 反密码子为ACG,编码的氨基酸为b,第二个密码子(AUG) 对应的反密码子为UAC,编码的氨基酸为c,第三个密码子 (UAC)对应的反密码子为AUG,编码的氨基酸为a,所以 该蛋白质基本组成单位的排列可能是b一c一a,ABD错误， C正确。] 7.B[DNA以一条链为模板，通过转录形成mRNA,mRNA 中每三个相邻的碱基决定一个氨基酸，因此，DNA中的碱基 数：mRNA中的碱基数：氨基酸数=6：3：1。所以控制 50个氨基酸构成的多肽合成的mRNA和转录mRNA的基 因中的碱基的最少个数分别是150和300。] 8.C[RNA主要在细胞核中合成，线粒体、叶绿体中也能合 成少量RNA,A正确；RNA可作为逆转录的模板生成 DNA,B正确；mRNA上三个相邻的碱基构成一个密码子， 终止密码子在mRNA上，C错误；RNA除了翻译还有其他 功能，如少数病毒的遗传物质是RNA,某些酶的化学本质是 RNA,因此还具有催化功能等，D正确。] 9.B[由图中信息可知，空载tRNA可抑制相应基因的转录， 因此空载tRNA增多将导致相应mRNA减少，可以避免细 胞物质和能量的浪费，A正确；过程②中多个核糖体同时合 成多条多肽链可以加快翻译的速度，提高翻译的效率，B错 误；由图中肽链长短可知，翻译的方向是由右向左，因此起始 密码子在mRNA的右侧，故起始密码子与a核糖体距离最 远，而d距离起始密码子最近，C正确；tRNA可以识别与转 运氨基酸，结合氨基酸的部位是3'端，D正确。] 综合提升 10.D[根据题意，RNA杀虫剂是一种基于RNA千扰技术的 杀虫剂，针对的对象是害虫，因此dsRNA需要根据使用害 虫的DNA进行设计，A错误；dsRNA进入害虫体内，转变 成RISC,与害虫的特定的mRNA结合，导致其基因表达被 92 00M-= 抑制，B错误；dsRNA需要根据使用害虫的DNA进行设 计，通过干扰害虫体内特定基因的表达来杀死害虫，具有高 度的靶向性，因此不能达到“一剂预防多种害虫”的效果， C错误；RNA杀虫剂是一种基于RNA千扰技术的杀虫剂， RNA杀虫剂利用了生物信息，是一种生物防治手段， D正确] ll.AC[miRNA能与mRNA结合，使其降解，降低mRNA 的翻译水平，故iRNA会影响P基因的翻译过程，A正 确；P基因RNA为单链，其上的嘌呤数与嘧啶数不一定 相等，B错误；图中circRNA能够与miRNA结合，抑制其 与P基因mRNA结合，从而促进P蛋白形成，抑制细胞调 亡，为了治疗该种心脏疾病，可以增大细胞内circRNA的 含量，从而抑制细胞调亡，C正确；P基因的mRNA上可同 时结合多个核糖体，因为模板相同，故可合成氨基酸序列相 同的蛋白质，D错误。] l2.B[DNA在转录形成多种RNA过程中遵循相同的碱基 互补配对原则，A错误；这种基因重叠结构使同一段DNA 参与转录多种mRNA,因此较小的基因组能够携带较多的 遗传信息，B正确；转录是以基因为单位，即使基因重叠的 部分发生突变，也不一定导致多种蛋白质结构发生变化， C错误；同一段DNA最终形成多种蛋白质是因为转录形成 的RNA不同，D错误。] 情景培优 解析：(1)据图可知，转录因子KLF5进入细胞核后能特异性 识别基因的启动子，并与RNA聚合酶结合启动①②过程， 即相关基因的转录过程。 (2)基因表达指基因指导蛋白质合成的过程，包括转录和翻 译两个过程。在翻译过程中，图中的⑤过程中，tRNA和 mRNA之间遵循碱基互补配对原则，若tRNA的反密码子序 列为3'一GUC-5',对应的mRNA的碱基为5'一CAG-3',则其 对应基因中相应位置模板链序列为3'一GTC一5'。 (3)经研究发现，niRNA在细胞中通常与核酸酶等蛋白结合 成诱导沉默复合物(RISC-一miRNA复合物)，复合物被活化 后与靶RNA结合”，产生RNA千扰。结合图示可知，RNA 千扰的可能机制是RISC一miRNA复合物活化后，miRNA 与IGFL1的mRNA互补，核酸酶使靶mRNA降解，从而抑 制翻译过程；结合图示可知，IGFL2一AS1基因转录的RNA 竞争性地与iRNA结合，从而对⑦⑧有抑制作用，进而使 IGFL1的表达量提高。 (4)据图可知，IGFL1会促进乳腺癌细胞增殖，则所有可抑 制IGFL1产生的措施都是可行的思路，如设计药物抑制基 因IGFL2一AS1的表达，以减轻对⑦⑧过程的抑制作用，从 而减少IGFL1的表达量；也可以直接研发抑制IGFLI基因 表达（转录、翻译）的药物；研制抑制转录因子KLF5活性的 药物；研制降低炎症因子TNF一α活性的药物等。 答案：(1)RNA聚合 (2)CTG (3)RISC-miRNA复合物活化后，miRNA与IGFL1的 mRNA互补，核酸酶使靶mRNA降解，从而抑制翻译过程 抑制提高 (4)设计抑制IGFL2-AS1基因表达（转录、翻译）的药物； 设计抑制IGFL1基因表达（转录、翻译）的药物；或研制出抑 制转录因子KLF5活性的药物；或研制出抑制（降低）炎症因 子TNF一a活性的药物