高中生物 第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成课时作业 新人教版必修21.docx

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高中生物第4章第1节基因指导蛋白质的合成课时作业新人教版必修21

第1节基因指导蛋白质的合成

【目标导航】　1.阅读教材P62－67图文，辨析三种RNA的结构和功能。

2.结合教材P63图4－4，概述转录、翻译的过程和特点。

3.理解密码子的概念并熟练查阅密码子表，分析碱基和氨基酸之间的对应关系。

一、遗传信息的转录（阅读P62－64）

1．DNA与RNA的比较（填表）

种类

DNA

RNA

基本单位

脱氧核糖核苷酸（4种）

核糖核苷酸（4种）

五碳糖

脱氧核糖

核糖

特有碱基

T

U

共有碱基

A、G、C

空间结构

规则的双螺旋结构

多呈单链结构

分布

主要在细胞核中，少量在线粒体、叶绿体或原核生物的拟核中

主要在细胞质基质、线粒体、叶绿体、核糖体中，少量在细胞核中

2.遗传信息的转录

（1）概念：

是指在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的过程。

（2）过程

二、遗传信息的翻译（阅读P64－67）

1．翻译概念

2．密码子和反密码子

（1）属于密码子的是②（填序号），位于[④]mRNA上（填序号和名称），其实质是决定一个氨基酸的3个相邻的碱基。

（2）属于反密码子的是①（填序号），位于[③]tRNA（填序号和名称）上，其实质是与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基。

（3）密码子的种类为：

64种。

3．翻译过程

起始：

mRNA与核糖体结合。

↓

运输：

tRNA携带氨基酸置于特定位置。

↓

延伸：

核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，由对应tRNA运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上。

（一个mRNA可以结合多个核糖体）

↓

终止：

当核糖体到达mRNA上的终止密码子时，合成停止。

↓

脱离：

肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质。

　判断正误：

（1）DNA和RNA中都含有脱氧核糖。

（　　）

（2）DNA和RNA共有的碱基是A、G、C，RNA特有的碱基是U，DNA特有的碱基是T。

（　　）

（3）RNA一般为单链结构。

（　　）

（4）DNA解旋后每一条链都可以当作转录的模板。

（　　）

（5）翻译的场所是核糖体，条件是模板（DNA的一条链）、原料（4种核糖核苷酸）、酶和能量。

（　　）

（6）一种氨基酸最多对应一种密码子。

（　　）

（7）每种tRNA能识别并转运一种或多种氨基酸。

（　　）

答案　

（1）×　

（2）√　（3）√　（4）×　（5）×　（6）×　（7）×

一、遗传信息的转录

1．三种RNA的比较

类型

mRNA

tRNA

rRNA

空间结构

单链状

三叶草形

单链状，有部分双链区

功能

转录DNA上的遗传信息，是蛋白质合成的直接模板

一端以反密码子识别mRNA上的密码子，另一端携带一个特定的氨基酸进入核糖体

是核糖体的组成成分，参与蛋白质的合成

另外：

有的RNA还具有催化作用。

2．DNA和RNA的快速界定

核酸包括DNA和RNA，可通过如下方法快速界定核酸属性。

3．DNA复制与转录的比较

模板

原料

能量

酶

产物

DNA复制

DNA的两条链

脱氧核苷酸

ATP

解旋酶、DNA聚合酶

DNA

转录

DNA的一条链

核糖核苷酸

ATP

解旋酶、RNA聚合酶

RNA

1.现有一核酸片段，欲确定是DNA还是RNA，你能从哪些方面进行判断？

答案　①根据五碳糖不同；②根据含氮碱基不同。

2．转录的场所一定是细胞核吗？

产物一定是mRNA吗？

答案　含有DNA的部位（细胞核、线粒体、叶绿体、拟核、质粒）均可转录，产物有mRNA、tRNA、rRNA等。

1．对于下列图解，正确的说法有（　　）

①表示DNA复制过程　②表示DNA转录过程　③共有5种碱基　④共有8种核苷酸　⑤共有5种核苷酸　⑥A均代表同一种核苷酸

A．①②③　　　　　　　B．④⑤⑥

C．②③④D．①③⑤

【问题导析】　

（1）由图可知，此过程是遗传信息的转录过程；

（2）由于模板链为DNA链，生成的是RNA链，整个过程涉及5种碱基——A、T、G、C、U；

（3）图解中共有8种核苷酸：

4种脱氧核苷酸、4种核糖核苷酸。

答案　C

【一题多变】

判断正误：

（1）RNA有三种：

信使RNA（mRNA）、转运RNA（tRNA）和核糖体RNA（rRNA）。

（　　）

（2）转录除了在细胞核中发生以外，线粒体和叶绿体中也可以进行。

（　　）

（3）转录条件是模板（mRNA）、原料（4种脱氧核苷酸）、酶（RNA聚合酶）和能量。

（　　）

答案　

（1）√　

（2）√　（3）×

二、遗传信息的翻译

1．DNA上遗传信息与密码子、反密码子的对应关系

（1）密码子：

mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基。

①种类

②对应关系

（2）密码子、反密码子和氨基酸的对应关系。

①每种氨基酸对应一种或几种密码子（密码子简并性），可由一种或几种tRNA转运。

②一种密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。

③转运RNA是由许多（而不是只有3个）核糖核苷酸构成的“三叶草”形，RNA分子其一端有三个碱基可与信使RNA的密码子配对，我们称之为“反密码子”。

2．DNA复制、转录、翻译的比较

DNA功能

传递遗传信息（复制）

表达遗传信息

转录

翻译

时间

有丝分裂间期；减Ⅰ前的间期

生长发育的连续过程中

场所

真核细胞主要在细胞核，部分在线粒体和叶绿体；原核细胞主要在拟核

细胞质（核糖体）

原料

四种脱氧核苷酸

四种核糖核苷酸

二十种氨基酸

模板

DNA的两条链

DNA中的一条链

mRNA

条件

特定的酶和ATP

过程

DNA边解旋边以两条链为模板，按碱基互补配对原则，合成两条子链，子链与对应母链螺旋化

DNA解旋，以一条链为模板，按碱基互补配对原则形成mRNA（单链），mRNA进入细胞质与核糖体结合

以mRNA为模板，tRNA一端的碱基与mRNA上的密码子配对，另一端携带相应氨基酸，在核糖体合成有一定氨基酸序列的蛋白质

模板去向

分别进入两个子代DNA分子中

恢复原样，与非模板链重新形成双螺旋结构

分解成单个核苷酸

特点

边解旋边复制；半保留复制

边解旋边转录，DNA双链全保留

一个mRNA上可连续结合多个核糖体，依次合成多肽链

产物

两个双链DNA分子

一个单链RNA

蛋白质

1．所有的密码子和反密码子都是一一对应的关系吗？

答案　不是。

密码子共有64种，其中3个终止密码子不决定氨基酸，没有反密码子与之相对应。

2．若指导蛋白质合成的基因中某一碱基发生改变，其控制合成的氨基酸是否一定发生改变？

为什么？

答案　不一定。

因为一种氨基酸可对应一种或多种密码子。

3．一个mRNA可结合多个核糖体，每个核糖体只合成多肽链中的一段，还是独立合成一条完整的多肽链？

答案　每个核糖体独立合成一条完整的多肽链。

2．下图表示真核细胞中核基因遗传信息的传递和表达过程。

下列相关叙述正确的是（　　）

A．①②过程中碱基配对情况相同

B．②③过程发生的场所相同

C．①②过程所需要的酶相同

D．③过程中核糖体的移动方向是由左向右

【问题导析】　

（1）图中①过程是DNA的复制，②过程是转录，③过程是翻译。

（2）复制是DNA―→DNA，转录是DNA―→mRNA，不同的碱基配对方式是A—T、A—U；核基因的转录场所是细胞核，翻译的场所是细胞质；

（3）①过程需要解旋酶和DNA聚合酶，②过程需要解旋酶和RNA聚合酶；

（4）从图③可以看出，最右边的一个核糖体上的多肽链最长，其翻译的时间也应该长于左边的两个核糖体，故核糖体的移动方向是由左向右。

答案　D

【一题多变】

判断正误：

（1）密码子共有64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，3种终止密码子不决定氨基酸。

（　　）

（2）一种密码子决定一种或多种氨基酸。

（　　）

（3）一种氨基酸可由一种或多种tRNA识别和转运。

（　　）

答案　

（1）√　

（2）×　（3）√

1.

下列关于RNA的叙述，错误的是（　　）

A．有些生物中的RNA具有催化功能

B．转运RNA上的碱基只有三个

C．mRNA与tRNA在核糖体上发生配对

D．RNA也可以作为某些生物的遗传物质

答案　B

解析　tRNA是运载氨基酸的工具，是RNA中的一种，与其他种类RNA一样，是单链结构，属于生物大分子，并非只有三个碱基，tRNA在某些部分配对并扭曲成双螺旋状，它的平面形状如三叶草的叶形，其中有三个碱基与mRNA上的密码子配对，称为反密码子。

2.

下列关于转录的叙述，不正确的是（　　）

A．多数发生在细胞核中

B．以核糖核苷酸为原料

C．DNA的两条链都做模板

D．边解旋边转录

答案　C

解析　DNA的两条链中只有其中一条链可作为模板。

3.

下列关于如图中①、②两种分子的说法正确的是（　　）

A．①为DNA，在正常情况下复制后形成两个相同的DNA

B．②为tRNA，一种tRNA可携带不同的氨基酸

C．遗传信息位于①上，密码子位于②上

D．①和②共有的碱基是A、U、G

答案　A

解析　①为DNA，在正常情况下复制后形成两个相同的DNA分子；②为tRNA，一种tRNA只能携带一种氨基酸；遗传信息位于①上，密码子位于mRNA上，②上具有反密码子；①和②共有的碱基是A、G、C，DNA中无U。

4．下图表示小鼠细胞内遗传信息传递的部分过程。

请据图回答问题。

（1）在小鼠细胞中可进行甲图生理过程的主要场所是________。

（2）甲图到乙图所涉及的遗传信息的传递方向为（以流程图的形式表示）________________________。

甲图和乙图所示过程相比，碱基互补配对方式的不同点是________________________。

（3）如果乙图⑦上GCU对应一个氨基酸，则GCU称为一个__________。

若⑦上的某一个碱基发生了改变，不一定引起相应的氨基酸的改变，原因是________________________________。

答案　

（1）细胞核　

（2）DNA―→mRNA―→蛋白质　甲图有T—A，乙图没有　（3）密码子　一种氨基酸可能有几个密码子（或：

密码子的简并性）

【基础巩固】

1．下列哪项是DNA和RNA共同具有的（　　）

A．双螺旋结构　　　　　　B．脱氧核糖

C．尿嘧啶D．腺嘌呤

答案　D

解析　具有双螺旋结构的是DNA，RNA不具有；脱氧核糖是DNA中特有的五碳糖；尿嘧啶是RNA中特有的碱基；腺嘌呤是DNA和RNA共同具有的碱基。

2．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

答案　C

解析　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。

3．真核细胞中DNA复制、转录和翻译的主要场所依次是（　　）

A．细胞核、细胞核、核糖体

B．细胞核、细胞质、核糖体

C．细胞核、细胞核、高尔基体

D．细胞核、细胞质、内质网

答案　A

解析　DNA的复制、转录都是以DNA为模板，DNA主要在细胞核中，故DNA复制、转录的场所主要是细胞核；翻译是在细胞质中的核糖体上完成的。

4．有关真核细胞DNA复制和转录这两种过程的叙述，错误的是（　　）

A．两种过程都可在细胞核中发生

B．两种过程都有酶参与反应

C．两种过程都以脱氧核苷酸为原料

D．两种过程都以DNA为模板

答案　C

解析　复制和转录都主要在细胞核内进行；都需要各种酶的参与；复制的原料是4种脱氧核苷酸，转录的原料是4种核糖核苷酸；两种过程的模板都是DNA，复制是以DNA的两条链分别为模板，而转录是以DNA的一条链为模板。

5．如图简要概括了真核细胞中基因指导蛋白质合成过程中相关物质间的关系。

下列说法错误的是（　　）

A．图中①表示基因，主要位于染色体上

B．图中②表示转录，该过程中碱基配对方式与DNA复制过程中有所不同

C．图中③表示翻译，该过程离不开④

D．图中④中的密码子决定其携带的氨基酸的种类

答案　D

6．正常出现肽链终止，是因为（　　）

A．一个与终止密码子对应的转运RNA不能携带氨基酸

B．不具有与终止密码子对应的转运RNA

C．信使RNA在终止密码子处停止合成

D．转运RNA上出现终止密码子

答案　B

解析　终止密码子没有对应的转运RNA。

【巩固提升】

7．已知AUG、CUG为起始密码子，UAA、UGA、UAG为终止密码子。

某原核生物的一个信使RNA碱基排列顺序如下：

A—U—U—C—G—A—U—G—A—C……（40个碱基）……C—U—C—U—A—G—A—U—C—U，此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为（　　）

A．20个B．15个

C．16个D．18个

答案　C

解析　先找到起始密码子，再找到终止密码子，中间的一共45个碱基，对应15个密码子，决定15个氨基酸，注意起始密码子决定氨基酸，终止密码子不决定氨基酸，故为16个。

8．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20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

答案　A

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。

9．若某种生物的遗传物质碱基组成如下图，则此生物最可能是（　　）

A．T2噬菌体B．大肠杆菌

C．烟草花叶病毒D．酵母菌

答案　C

解析　该生物的遗传物质中嘌呤碱基与嘧啶碱基数量不同，说明该生物的遗传物质为单链RNA。

10．如图是有关真核细胞内遗传信息传递的过程，下列说法正确的是（　　）

A．图1所示过程主要发生于细胞核中，其原料为核糖核苷酸

B．图2所示过程主要发生于核糖体中，其原料为氨基酸

C．图1中①是DNA聚合酶，图2中②是rRNA

D．图2所示多肽合成到Gly就终止，导致合成结束的终止密码子是UAG

答案　D

解析　图1所示过程为DNA复制，其原料为脱氧核苷酸；图2所示过程为翻译，其唯一场所为核糖体；图1中①是解旋酶，图2中②是tRNA。

11．下表是真核生物细胞核内三种RNA聚合酶的分布与主要功能，下列说法错误的是（　　）

名称

分布

主要功能

RNA聚合酶Ⅰ

核仁

合成rRNA

RNA聚合酶Ⅱ

核液

合成mRNA

RNA聚合酶Ⅲ

核液

合成tRNA

A．真核生物的转录场所主要是细胞核

B．三种酶的合成场所与其发挥作用的场所相同

C．三种酶作用形成的产物均可参与翻译过程

D．任一种RNA聚合酶活性变化都会影响其他两种酶的合成

答案　B

解析　RNA聚合酶属于蛋白质，在核糖体中合成，而蛋白质合成过程中均需要这3种酶作用形成的产物（rRNA、mRNA、tRNA）的参与。

这3种聚合酶发挥作用的场所不同。

12．下面表示蜘蛛的丝腺细胞合成蛛丝蛋白的部分过程示意图，据图回答。

（1）在蛋白质合成过程中，该图表示的过程称为__________，图中4的结构名称是________，该过程的模板是____________。

（2）由图中信息可推知DNA模板链上对应的碱基序列为____________________。

（3）根据图并参考下表分析：

[1]____________上携带的氨基酸是__________________。

氨基酸

丙氨酸

苏氨酸

精氨酸

色氨酸

密码子

GCA

ACU

CGU

UGG

GCG

ACC

CGC

GCC

ACA

CGA

GCU

ACG

CGG

答案　

（1）翻译　核糖体　3或mRNA

（2）ACCCGATTTCGC　（3）tRNA　丙氨酸

解析　

（1）图中所示过程是发生于核糖体中的“翻译”，4的名称为核糖体，翻译的模板是mRNA。

（2）由mRNA上的UGGGCUAAAGCG，据碱基互补配对原则可写出DNA模板链上的碱基序列为ACCCGATTTCGC。

（3）由mRNA中密码子为GCU并查得密码子表，可知[1]上携带的氨基酸为丙氨酸。

13．如图中左边为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，右边为其中一个生理过程的模式图。

请回答下列问题。

（1）Ⅰ、Ⅱ代表的结构或物质分别是______、______。

（2）完成①过程需要的物质是从细胞质进入细胞核的，它们是____________________。

（3）从图中分析，基因表达过程中转录的发生场所有____________________。

（4）根据题中表格判断：

Ⅲ为________（填名称），携带的氨基酸是________。

若蛋白质2在线粒体内膜上发挥作用，推测其功能可能是参与有氧呼吸的第________阶段。

（5）用α－鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中RNA含量显著减少，那么推测α－鹅膏蕈碱抑制的过程是________（填序号）。

线粒体功能________（填“会”或“不会”）受到影响。

（6）下图为题图中①过程示意图，图中的b和d在化学组成上的区别是____________________________。

下图中a是一种酶分子，它能促进c的合成，其名称为____________________。

答案　

（1）核膜　线粒体DNA　

（2）ATP、核糖核苷酸、酶

（3）细胞核、线粒体　（4）tRNA　苏氨酸　三　

（5）①　会　（6）前者所含的五碳糖为脱氧核糖，后者所含的五碳糖为核糖　RNA聚合酶

【走进高考】

14．（2014·上海卷，6）真核生物的核基因必须在mRNA形成之后才能翻译蛋白质，但原核生物的mRNA通常在

转录完成之前便可启动蛋白质的翻译，针对这一差异的合理解释是（　　）

A．原核生物的遗传物质是RNA

B．原核生物的tRNA呈三叶草结构

C．真核生物的核糖体可以进入细胞核

D．真核生物的mRNA必须通过核孔后才能翻译

答案　D

解析　原核细胞因无核膜，因此转录和翻译可以同时进行，而真核细胞的细胞核有核膜，因此在细胞核内转录产生的mRNA需通过核孔进入细胞质中与核糖体结合后才能翻译，可见只有D项解释合理。

15．（2013·新课标卷Ⅰ，1）关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是（　　）

A．一种tRNA可以携带多种氨基酸

B．DNA聚合酶是在细胞核中合成的

C．反密码子是位于mRNA上相邻的三个碱基

D．线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成

答案　D

解析　一种tRNA只能携带一种氨基酸，A项错误；DNA聚合酶是蛋白质，在细胞质中的核糖体上合成，B项错误；反密码子位于tRNA上，C项错误；线粒体是半自主性细胞器，其DNA能控制某些蛋白质的合成，D项正确。

16．（2013·浙江卷）某生物基因表达过程如图所示。

下列叙述与该图相符的是（　　）

A．在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开

B．DNA－RNA杂交区域中A应与T配对

C．mRNA翻译只能得到一条肽链

D．该过程发生在真核细胞中

答案　A

解析　图示过程为DNA的转录和翻译过程，RNA聚合酶具有解旋功能，在RNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开，同时开始mRNA的延伸，A项正确；DNA—RNA杂交区域中，DNA链上的碱基A与RNA链上的碱基U配对，B项错误；由图可知，多个核糖体结合在该mRNA上，翻译能得到多条相同的肽链，C项错误；根据图示，转录和翻译同时进行发生在原核细胞中，D项错误。

17．（2012·新课标）同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白，组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同，但排列顺序不同。

其原因是参与这两种蛋白质合成的（　　）

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

答案　B

解析　细胞内合成蛋白质过程中，tRNA种类和核糖体成分是相同的，A、C项错误；直接决定氨基酸顺序的是mRNA碱基序列，mRNA碱基序列不同，合成的氨基酸顺序也不同，B项正确；同一密码子决定的氨基酸是相同的，D项错误。