学年高中生物第四章基因控制蛋白质的合成第1课时从基因到蛋白质知能演练轻巧夺冠苏教版.docx
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学年高中生物第四章基因控制蛋白质的合成第1课时从基因到蛋白质知能演练轻巧夺冠苏教版
第1课时从基因到蛋白质
[随堂检测]
知识点一 基因和遗传信息的关系
1．基因是有遗传效应的DNA片段，在下面关于“遗传效应”的说法中，不正确的是（ ）
A．能控制一种生物性状的表现
B．能控制一种蛋白质的生物合成
C．能转录形成信使RNA
D．存在遗传密码子并决定某种氨基酸
解析：
选D。
基因的遗传效应表现在：
通过转录合成信使RNA，再以信使RNA为模板生成蛋白质，从而控制生物性状，A、B、C正确。
密码子位于信使RNA上，为决定一个氨基酸的3个相邻的碱基，D错。
2．如图表示基因与染色体之间的关系，下列相关叙述中，错误的是（ ）
A．H是遗传物质的主要载体
B．C的种类有五种
C．E在H上呈线性排列
D．E中的遗传信息在复制过程中严格遵循碱基互补配对原则
解析：
选B。
A项，细胞核中的遗传物质全部分布在染色体上，但细胞质中的遗传物质分布在线粒体和叶绿体中，所以说染色体是遗传物质的主要载体。
B项，因为D是构成DNA的基本单位——脱氧核苷酸，所以C（碱基）只有四种。
C项，基因是具有遗传效应的DNA片段，基因在染色体上呈线性排列。
D项，基因在复制过程中要严格遵循碱基互补配对原则，以确保遗传信息准确地传递给子代。
知识点二 蛋白质合成
3．下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是（ ）
A．tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来
B．同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生
C．细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
D．转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
解析：
选C。
真核细胞的各种RNA都是通过DNA的不同片段转录产生的，A正确；由于转录产生不同RNA时的DNA片段不同，因此同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生，B正确；真核细胞细胞质中叶绿体、线粒体中的DNA可以转录形成RNA，C错误；转录的过程遵循碱基互补配对原则，因此产生的RNA链与模板链的相应区域碱基互补，D正确。
4．根据下表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是（ ）
DNA双链
T
G
mRNA（密码子）
tRNA（反密码子）
A
氨基酸
苏氨酸
A．TGU B．UGA
C．ACUD．UCU
解析：
选C。
密码子为mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基，因此根据转录和翻译过程中的碱基配对关系，由tRNA上反密码子最后一个碱基A可推知mRNA上相应位置上的碱基为U；由DNA链上的T、G碱基可推知mRNA上相应位置上的碱基分别是A和C或U和G，再结合选项可知苏氨酸的密码子为ACU。
5．如图为基因指导蛋白质合成过程的示意图，①表示过程，甲、乙、丙表示不同的物质。
下列相关叙述正确的是（ ）
A．过程①表示转录，此过程的产物只能是mRNA
B．基因可通过控制蛋白质的结构来控制生物体的性状
C．丙段中的10个氨基酸，对应甲中碱基是60个
D．一种乙可以转运多种氨基酸
解析：
选B。
图中①表示转录过程，甲是mRNA，乙是tRNA，丙是多肽链。
转录的产物可能是mRNA，也可能是其他RNA，A错误；基因可通过控制蛋白质的结构来直接控制生物体的性状，也可以通过控制酶的合成控制代谢过程间接控制生物的性状，B正确；丙段中的10个氨基酸，对应mRNA中的碱基是30个，C错误；一种tRNA只能转运一种氨基酸，D错误。
6．下图为人体某细胞内生理活动示意图，其中字母表示相应的分子或结构，序号表示生理过程。
请回答下列问题：
（1）过程①表示______，需要__________酶的参与。
A、B两者在组成上的差别是后者含有___________________________________。
（2）如果合成的肽链共有150个肽键，则控制合成该肽链的基因至少应有______个碱基，运输氨基酸的工具是____________。
解析：
（1）由图可知过程①是由双链DNA得到单链RNA的过程，应是转录。
该过程需要RNA聚合酶，A是DNA，B是mRNA，后者含有的是核糖和特有的碱基尿嘧啶。
（2）合成的肽链共有150个肽键，则有151个氨基酸组成，基因中至少应有151×6＝906个碱基，运输氨基酸的是转运RNA即tRNA。
答案：
（1）转录 RNA聚合 核糖和尿嘧啶
（2）906 转运RNA
[课时作业]
一、选择题
1．下列关于基因的概念，错误的是（ ）
A．基因是有遗传效应的DNA片段
B．基因是DNA上有一定功能的特异碱基排列顺序
C．基因是DNA上任意一段
D．基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位
解析：
选C。
基因是有遗传效应的DNA片段，是一特定的碱基排列顺序。
由于DNA分子上有很多不能控制生物性状的区段，所以基因不是DNA上的任意一段。
2．如图表示tRNA与氨基酸的结合过程，则该过程（ ）
A．必须由线粒体供能
B．主要发生在细胞质基质
C．不存在特异性结合
D．不受温度影响
解析：
选B。
该过程所需的能量也可以来自细胞质基质，A错误；tRNA主要存在于细胞质基质中，并且tRNA将氨基酸运输到核糖体上去，并且翻译过程主要发生在细胞质中，因此该过程主要发生在细胞质基质中，B正确；tRNA具有特异性，一种tRNA只能与一种氨基酸结合，C错误；温度会通过影响酶的活性来影响该过程，D错误。
3．细胞内基因的表达遵循“DNA→RNA→蛋白质”的表达原则，下面是几种与此有关的说法，你认为不正确的是（ ）
A．同一个体不同组织的细胞中，核DNA相同，RNA和蛋白质不同
B．“DNA→RNA”一般是在细胞核中完成，“RNA→蛋白质”是在细胞质中完成的
C．在细胞的一生中，核DNA不变，RNA和蛋白质分子是变化的
D．同一个体不同组织的细胞中，DNA的含量相同，种类不同
解析：
选D。
同一生物体的所有体细胞都是由同一个受精卵有丝分裂形成的，因此在同一个体不同的体细胞中，核DNA相同，但由于基因的选择性表达，不同细胞的RNA和蛋白质不一定相同，A正确；在真核生物内DNA→RNA的转录过程主要是在细胞核中完成的，RNA→蛋白质的翻译过程是在细胞质中的核糖体上完成的，B正确；在细胞的一生中，核DNA的种类是不变，由于基因的选择性表达，RNA和蛋白质的种类与数量是不断变化的，C正确；同一生物体的所有体细胞都是由同一个受精卵有丝分裂形成的，因此在同一个体不同的体细胞中，DNA相同，D错误。
4．下列有关图中的生理过程（图中④代表核糖体，⑤代表多肽链）的叙述中，不正确的是（ ）
A．图中所示的生理过程主要有转录和翻译
B．①链中（A＋T）/（G＋C）的比值与②链中此项比值相同
C．一种细菌的③由480个核苷酸组成，它所编码的蛋白质的长度一定为160个氨基酸
D．遗传信息由③传递到⑤需要RNA作工具
解析：
选C。
图示表示遗传信息的转录和翻译过程，A正确；根据碱基互补配对原则，DNA分子的一条单链中（A＋T）/（G＋C）的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值，B正确；mRNA上相邻的3个碱基为一个密码子，编码一个氨基酸，但终止密码子不编码氨基酸，一种细菌的③由480个核苷酸组成，则它所编码的蛋白质的长度一定小于160个氨基酸，C错误；遗传信息由③传递到⑤需要tRNA作工具，D正确。
5．在某反应体系中，用固定序列的核苷酸聚合物（mRNA）进行多肽的合成，实验的情况及结果如下表：
请根据表中的两个实验结果，判断下列说法不正确的是（ ）
实验序号
重复的mRNA序列
生成的多肽中含有的氨基酸种类
实验一
（UUC）n，即UUCUUC…
丝氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸
实验二
（UUAC）n，即UUACUUAC…
亮氨酸、苏氨酸、酪氨酸
A.上述反应体系中应加入细胞提取液，但必须除去其中的DNA和mRNA
B．实验一和实验二的密码子可能有：
UUC、UCU、CUU和UUA、UAC、ACU、CUU
C．通过实验二的结果推测：
mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸
D．通过实验一和实验二的结果，能够推测出UUC为亮氨酸的密码子
解析：
选D。
正常细胞内的DNA能转录合成mRNA，所以除去细胞提取液中的DNA和mRNA，避免干扰实验，故A正确；密码子是指mRNA上能决定氨基酸的相邻的3个碱基，则实验一的密码子可能有三种，即UUC、UCU、CUU，实验二的密码子可能有4种，即UUA、UAC、ACU、CUU，故B正确；实验二的密码子可能有4种，而生成的多肽中含有的氨基酸种类只有3种，所以mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸，故C正确；实验二的密码子中没有UUC，但生成的多肽中含有亮氨酸，所以不能推测出UUC为亮氨酸的密码子，故D错误。
6．下表所示为DNA分子模板链上的碱基序列最终翻译的氨基酸，如图为某tRNA的结构简图，下列分析错误的是（ ）
GCA
CGT
ACG
TGG
精氨酸
丙氨酸
半胱氨酸
苏氨酸
A．图中的a为丙氨酸
B．tRNA的特殊结构使其分子内碱基间也具有一定数量的氢键
C．图中碱基U与相邻的G之间通过磷酸二酯键而连接
D．上述图表中所示物质含有碱基共有5种，所含的核苷酸有8种
解析：
选C。
由图中tRNA上的反密码子CGU可推知，a的密码子为GCA，进而推知DNA分子模板链上的碱基序列CGT，所以a为丙氨酸，A项正确；tRNA单链内部互补的碱基之间可通过氢键形成双链区，使tRNA看上去像三叶草的叶形，B项正确；图中碱基U与相邻的G之间通过“核糖—磷酸—核糖”而连接，C项错误；图表中所示为DNA分子模板链上的碱基序列，携带氨基酸a的物质是tRNA，所以图表中所示物质含有碱基共有5种，所含的核苷酸有8种，D项正确。
7．下图为蛋白质的合成过程示意图。
下列相关叙述中，错误的是（ ）
A．a过程是转录，b过程是翻译
B．a过程和b过程都需要模板
C．a过程主要在细胞核中进行，b过程在核糖体上进行
D．Ⅰ为氨基酸，其上的三个碱基是反密码子
解析：
选D。
a图的模板是DNA的一条链，所以该过程为转录；b图的模板是mRNA，且场所是核糖体，所以该过程为翻译。
转录的主要场所是细胞核（线粒体和叶绿体中也可以进行），翻译的场所是核糖体。
b图中的Ⅰ为转运RNA，氨基酸只存在于该RNA的一端，另一端的三个碱基组成反密码子。
8．在大豆细胞的生理活动中，当某些碱基被作为原料大量利用时，下列说法正确的是（ ）
选项
大量利用的碱基
细胞生理活动
A
U
DNA分子正在复制
B
U和T
正处于分裂间期
C
T
正在大量合成转运RNA
D
T
正在大量合成蛋白质
解析：
选B。
细胞有丝分裂的一个细胞周期包括细胞分裂间期和分裂期。
在间期完成有关蛋白质的合成、DNA的复制和RNA的合成。
由于T（胸腺嘧啶）是组成DNA的特有成分，U（尿嘧啶）是组成RNA的特有成分，因此可以判断：
细胞中大量利用“U”表明正在转录形成RNA并合成蛋白质，大量利用“T”表明正在合成DNA，处于分裂间期。
9．下列关于图示生理过程的说法，正确的是（ ）
A．能发生图示生理过程的细胞有成形的细胞核
B．mRNA上的密码子在tRNA上一定都能找到对应的反密码子
C．需要氨基酸和游离的核糖核苷酸参与
D．所需能量由细胞质基质和线粒体共同提供
解析：
选C。
题图表示转录和翻译过程，而且是边转录边翻译，只有原核细胞具有这样的特点，所以A项错误；mRNA上的密码子有64种，其中有3种是终止密码子，不能编码氨基酸，因此在tRNA上不是都能找到对应的反密码子，所以B项错误；图中的转录过程的产物是mRNA，以游离的核糖核苷酸为原料，翻译过程的产物是多肽链，以氨基酸为原料，C项正确；原核细胞中没有线粒体，所以D项错误。
10．乳腺上皮细胞在孕晚期数量增加，在停止哺乳后数量减少。
当向体外培养乳腺组织的培养液中加入泌乳素时，乳腺组织合成的酪蛋白的量增加了20倍。
测定乳腺组织中RNA的半衰期（半数RNA降解需要的时间），结果见表。
据此作出的推理错误的是（ ）
RNA种类
RNA半衰期（h）
无泌乳素刺激
有泌乳素刺激
rRNA
>790
>790
总mRNA
3.3
12.8
酪蛋白mRNA
1.1
28.5
A.乳腺上皮细胞的增殖能力在人体生命活动的不同阶段有所差异
B．mRNA半衰期较短，有利于细胞内蛋白质的种类和含量的调控
C．泌乳素通过提高酪蛋白基因的转录效率来促进细胞合成更多酪蛋白
D．肝脏细胞也含有产生酪蛋白的基因，只是没有表达
答案：
C
11．下图简要概括了在真核细胞内基因指导蛋白质合成过程中相关物质间的关系。
据图分析，下列说法错误的是（ ）
A．①表示基因，主要位于染色体上
B．②过程中碱基配对方式与③过程中有所不同
C．③表示翻译，该过程离不开④
D．③过程中，mRNA与核糖体结合，并在核糖体上移动来完成该过程
解析：
选D。
真核细胞中，①基因主要分布在染色体上，少量基因在线粒体和叶绿体中，A正确；②表示转录过程，该过程中碱基配对方式为A—U、T—A、C—G、G—C；③表示翻译过程，该过程中碱基配对方式为A—U，U—A，C—G，G—C，B正确；③表示翻译过程，该过程离不开④tRNA识别mRNA上密码子，并运载相应氨基酸的过程，C正确；翻译过程，mRNA与核糖体结合，核糖体在mRNA上移动来完成该过程，D错误。
二、非选择题
12．下图是大白鼠细胞内某生理过程示意图，下表是其曲细精管细胞中存在的两种水通道蛋白AQP7和AQP8的部分比较。
请分析回答下列问题：
比较项目
AQP7
AQP8
多肽链数
1
1
氨基酸数
269
263
mRNA中碱基数
1500
1500
对汞的敏感性
对汞不敏感
对汞敏感
睾丸中表达情况
成熟的精子细胞中表达
初级精母细胞到精子细胞中表达
（1）图示的生理过程是________，在大白鼠细胞中可进行该生理过程的结构有________________________________________________________________________，
在图中方框内用“→”或“←”标出该过程进行的方向。
（2）从AQP7和AQP8在睾丸中的表达来看，细胞分化的原因之一是____________的结果。
（3）控制AQP7的基因中碱基的数目至少为________个（不考虑终止子）。
（4）大白鼠汞中毒后，对初级精母细胞和精子的影响，哪一个更大些？
________________。
解析：
（1）图示过程表示转录，以DNA的一条链作为模板，形成了RNA分子；对于真核细胞来说，存在DNA分子的地方就能进行转录，而动物细胞中存在DNA分子的地方有细胞核和线粒体，根据丙链可知转录的方向为“←”。
（2）细胞分化的原因之一是基因在特定的时间选择性表达的结果。
（3）控制AQP7的mRNA总含有1500个碱基，而mRNA中每个碱基对应这DNA分子中的碱基对，故1500个碱基对应1500个碱基对共3000个碱基。
（4）分析表格已知AQP7在成熟的精子细胞中表达，对汞不敏感；AQP8在初级精母细胞到精子细胞中表达，对汞敏感，所以大白鼠汞中毒后，对初级精母细胞的影响大于精子。
答案：
（1）转录 细胞核、线粒体 ←
（2）基因在特定的时间选择性表达 （3）3000 （4）初级精母细胞
13．如图为人体胰岛素基因控制合成胰岛素的过程示意图。
据图回答下列问题：
（1）图中①表示的过程称为____________，发生的主要场所是____________，催化该过程的酶是______________。
（2）②表示的物质是____________。
③表示的物质是____________，共有____________种。
构成④的化学物质有______________。
（3）图中天冬氨酸的密码子是________，胰岛素基因中决定
的模板链的碱基序列为____________________。
（4）已知胰岛素由两条多肽链共51个氨基酸组成，指导其合成的②的碱基数远大于153，主要原因是_________________。
一个②上结合多个核糖体的意义是__________________。
解析：
（1）图中①表示的过程是以胰岛素基因的一条链为模板合成胰岛素的mRNA，称为转录，发生的主要场所是细胞核，催化该过程的酶是RNA聚合酶。
（2）②表示的物质是蛋白质合成的直接模板mRNA。
③是tRNA，共有61种。
④是核糖体，构成④的化学物质有蛋白质和核糖体RNA。
（3）图中天冬氨酸的密码子是GAC，决定
的直接模板mRNA的碱基序列为—GGUGACUGG—，故胰岛素基因中决定
的模板链的碱基序列为—CCACTGACC—。
（4）已知胰岛素由两条多肽链共51个氨基酸组成，指导其合成的②的碱基数远大于153，主要原因是mRNA上存在终止密码子等不翻译的序列。
一个②上结合多个核糖体的意义是在短时间内合成大量的同种蛋白质。
答案：
（1）转录 细胞核 RNA聚合酶
（2）mRNA tRNA 61 蛋白质、RNA （3）GAC
—CCACTGACC— （4）mRNA上存在终止密码子等不翻译的序列 在短时间内合成大量的同种蛋白质（答案合理即可）
14．MicroRNA（miRNA）是存在于动植物体内的大约由22个核苷酸组成的短RNA分子，其虽然在细胞内不参与蛋白质的编码，但作为基因调控因子发挥作用，却影响了从发育到生理机能再到应激反应的大部分生物学过程。
最近美国加州大学的一个遗传研究小组以拟南芥为研究对象，发现了miRNA对靶基因的抑制位置。
如图为发生在拟南芥植株体内的相应变化，请据图回答下列问题：
（1）图甲中主要在细胞核中进行的过程是________（填序号）。
（2）图乙对应图甲中的过程________（填序号），参与该过程的RNA分子主要是________________________________________________________________________。
RNA适于用作DNA的信使，原因是____________________，而且能穿过核孔进入细胞质。
（3）由miRNA的功能可推测，其调控基因表达的方式可能是使mRNA水解，导致其________；或者不影响靶RNA的稳定性，但可阻止它们翻译成蛋白质，即发挥翻译抑制作用。
（4）图丙所示的DNA若部分碱基发生了变化，但其编码的氨基酸可能不变，其原因是________________________________________________________________________。
（5）若在体外研究miRNA的功能，需先提取拟南芥的DNA，图丙所示为拟南芥的部分DNA，若对其进行体外扩增技术（PCR）共得到128个相同的DNA片段，则至少要向试管中加入________个鸟嘌呤脱氧核苷酸。
解析：
（1）真核细胞细胞核中主要进行DNA的复制和转录，翻译在细胞质中进行。
①为DNA的复制，②③为转录，④为翻译。
（2）图乙为翻译过程，参与该过程的RNA有：
mRNA、tRNA、rRNA。
（3）由“miRNA不参与蛋白质的编码，但作为基因调控因子发挥作用，却影响了从发育到生理机能再到应激反应的大部分生物学过程”可推知其调控基因表达的方式可能是使靶RNA降解，或抑制翻译过程。
（4）由于密码子的简并性，即使是DNA的部分碱基发生的改变，其编码的氨基酸也可能不变。
（5）128个DNA片段中需要提供原料的是127个DNA片段，所以需要的鸟嘌呤脱氧核苷酸数为3×127＝381。
答案：
（1）①②③
（2）④ mRNA、tRNA、rRNA 能携带遗传信息 （3）不能进行翻译过程 （4）一个氨基酸可能对应多个密码子（或密码子的简并性） （5）381
15．阿尔茨海默病患者体内的β 淀粉样蛋白（Aβ）会引起神经小胶质细胞活化并分泌某些物质，导致病情加重。
为探究Aβ和药物X的作用机理，科研人员进行了如下实验。
（1）科研人员测定不同处理条件下神经小胶质细胞中IL 1基因的表达情况，结果如图1所示。
①据图1分析，实验的自变量是________。
1和2组结果比较可确定药物X____________。
②3组与1组结果比较，说明_______________________________________。
通过比较2、____这三组实验结果分析，药物X能够缓解Aβ的作用，3、4、5、6组的结果说明________________。
（2）NF蛋白是促进IL 1基因转录的转录因子。
科研人员检测不同处理条件下神经小胶质细胞的细胞核内NF蛋白的含量，结果如图2所示，据图2分析，Aβ可促进NF蛋白____________。
（3）正常细胞中，大部分NF蛋白与IK蛋白在细胞质中形成复合物稳定存在，Aβ促进IK蛋白的降解，释放出NF蛋白。
为探究药物X的作用，实验组用__________处理，若细胞质中IK蛋白的含量________对照组，则说明药物X可以抑制Aβ的作用。
解析：
（1）①由图1可知实验的横坐标是Aβ、药物X和药物X的浓度，故自变量是Aβ、药物X和药物X的浓度，因变量是神经小胶质细胞中IL 1基因的表达情况。
1组和2组结果比较发现实验中药物X和对照组中IL 1的相对表达量相同，说明药物X不影响IL 1基因的表达；②3组与1组相比较，变量是Aβ，通过结果比较，3组数据含量明显高于1组，说明Aβ促进IL 1基因的表达。
通过比较2、3、5三组实验结果分析，加入药物X后数据没有只加入Aβ的数据大，说明药物X能够缓解Aβ的作用。
3、4、5、6组的结果说明药物X浓度越高，缓解Aβ作用的效果越明显。
（2）因为蛋白质是在细胞质的核糖体上合成的，据图2分析，添加Aβ的组，纵坐标即细胞核内的NF蛋白相对含量高，说明Aβ可促进NF蛋白进入细胞核。
（3）因为探究的是药物X的作用，所以实验组应用药物X和Aβ进行处理。
因为Aβ能够促进IK蛋白的降解，释放出NF蛋白，如果细胞内IK蛋白含量高于对照组，说明药物X对Aβ有抑制作用。
答案：
（1）①Aβ、（不同浓度的）药物X 不影响IL 1基因的表达 ②Aβ促进IL 1基因的表达 3、5 药物X浓度越高，缓解Aβ作用的效果越明显
（2）进入细胞核 （3）药物X和Aβ 高于
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