第三章 第四节 基因控制蛋白质合成(课件 学案 练习,共4份) 浙科版(2019)必修2 遗传与进化

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第三章 第四节 基因控制蛋白质合成(课件 学案 练习,共4份) 浙科版(2019)必修2 遗传与进化

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课时4 基因控制蛋白质的合成 
课时学习目标 本课时的概念为“基因控制蛋白质的合成”,该概念的建构需要以下基本概念或证据的支持。
(1)基因是具有遗传效应的核酸片段,是遗传物质结构和功能的基本单位。(2)DNA具有携带遗传信息和表达遗传信息的功能。(3)转录是以DNA的一条链为模板,依据碱基互补配对原则,合成RNA的过程。(4)mRNA、tRNA、rRNA等RNA分子均以DNA上的基因区段为模板转录而来。(5)翻译是以mRNA为模板,合成具有一定的氨基酸顺序的蛋白质的过程。
概念1 基因通常是DNA分子的功能片段和遗传信息的转录
(阅读教材P69~72,完成填空)
1.基因通常是DNA分子的功能片段
2.DNA分子上的遗传信息通过转录传递给RNA
(1)转录的概念
以DNA的    为模板,依据     原则,合成    的过程。
(2)转录的过程
(3)转录的结果
形成RNA,将遗传信息由    传递给    
(4)RNA的种类及功能
[辨正误]
(1)转录只发生在细胞核内。(  )
(2)遗传信息转录的产物只有mRNA。(  )
(3)含有碱基U的核酸为RNA。(  )
(4)转录过程中不需要DNA解旋,因此也不需要解旋酶。(  )
(科学实验和探究情境)如图表示某真核生物细胞内某基因的转录过程,请据图分析回答下列问题:
(1)图中a表示的酶的名称是什么?其移动方向如何?____________________________________________________________________
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(2)图中b为合成RNA的原料,其名称是什么?b在RNA中共有多少种?____________________________________________________________________
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(3)在叶肉细胞中,上述生理过程中可能发生的场所是哪里?____________________________________________________________________
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(4)图示DNA片段的两条单链c、d中,哪一条链是转录的模板链?哪一条是编码链?
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(5)若图中RNA中A占35%,U占19%,则其对应的DNA分子片段中T和C分别占多少?________________________________________________
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有关转录的6点注意事项:
(1)转录的基本单位是具有一个或几个基因的DNA片段,而非整个DNA分子,因此转录时只解旋相关的DNA片段,其他部位不解旋。
(2)DNA分子的两条链中,被转录的那条链叫模板链,另一条链无转录功能,叫编码链(又称非模板链)。
(3)转录时mRNA与DNA模板链碱基互补,配对关系为:G-C、C-G、T-A、A-U,结果mRNA与DNA编码链上碱基序列基本相同,只是用U代替T。
(4)在真核细胞内,转录出来的RNA需经过加工才能成为具有生物活性的成熟的mRNA。
(5)相关计算:转录产生的RNA分子中碱基数目是DNA分子中碱基数目的一半,且模板链中A+T(或C+G)与mRNA分子中U+A(或G+C)数目相等。
(6)转录需要DNA分子局部解旋,但不需要专门的解旋酶,因为RNA聚合酶不仅能催化RNA单链的合成,还具有解旋的作用。
【典例应用】
例1 下列关于真核细胞中DNA和RNA的叙述,正确的是(  )
A.DNA复制时需要DNA水解酶的参与
B.mRNA、tRNA均为染色体的成分
C.由相同的核苷酸构成
D.只有DNA作为遗传物质
例2 (2024·嘉兴高一期末)下图为真核细胞中正在发生的生理过程,下列叙述正确的是(  )
A.①是RNA聚合酶,与DNA上启动部位结合后从左往右移
B.②是DNA模板链,同一DNA上不同基因的模板链相同
C.③是DNA编码链,结构与④相比仅有T、U碱基存在差异
D.④是RNA,需在细胞核中加工后再由核孔转移至细胞质
概念2 遗传信息通过翻译指导蛋白质的合成
(阅读教材P72~76,完成填空)
1.翻译的概念
以mRNA为模板,合成具有一定的氨基酸顺序的蛋白质的过程称为翻译。
2.遗传密码
3.翻译的过程
[辨正误]
(1)所有氨基酸都对应两种或两种以上的密码子。(  )
(2)一个tRNA只有一个反密码子,tRNA中含有一定数量的氢键。(  )
(3)tRNA携带的氨基酸连接在该tRNA的5′端。(  )
 (科学实验和探究情境)下图是翻译过程的示意图,请据图分析:
图甲
图乙
(1)图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是哪种分子或结构?
____________________________________________________________________
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(2)Ⅲ是mRNA,其中的起始密码子和终止密码子分别是什么?它们能编码氨基酸吗?
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____________________________________________________________________
(3)图乙中①、⑥分别是什么分子或结构?核糖体移动的方向是怎样的?____________________________________________________________________
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____________________________________________________________________
(4)最终合成的多肽链②、③、④、⑤的氨基酸序列相同吗?为什么?____________________________________________________________________
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1.遗传信息、密码子与反密码子
项目 遗传信息 密码子 反密码子
概念 基因中碱基的排列顺序 mRNA中决定一种氨基酸的3个相邻的核苷酸 tRNA中与mRNA密码子的核苷酸互补配对的3个核苷酸序列
位置 主要在DNA中 mRNA tRNA
作用 控制生物的性状 直接决定蛋白质中氨基酸序列 识别密码子
图解
2.转录、翻译与复制的比较
DNA功能 携带遗传信息(复制) 表达遗传信息(合成蛋白质)
转录 翻译
时间 细胞分裂前的间期 生长发育的连续过程中
场所 主要在细胞核中,少部分在线粒体、叶绿体中 主要在细胞核中(线粒体、叶绿体中也存在) 细胞质中的核糖体
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸
模板 以DNA解旋后的两条链为模板 以DNA解旋后的一条链为模板 以mRNA为模板
条件 酶(解旋酶、DNA聚合酶等)和能量 酶(RNA聚合酶等)和能量 特定的酶、能量和tRNA
碱基配对方式 A-T、T-A、G-C、C-G A-U、T-A、G-C、C-G A-U、U-A、G-C、C-G
信息传递方向 亲代DNA→子代DNA DNA→RNA mRNA→蛋白质
过程特点 边解旋边复制,半保留复制 边解旋边转录,完成转录后的DNA仍保留原来的双链结构 多个核糖体在一个mRNA分子上可以同时合成多条肽链,大大提高了翻译的效率
产物 两条双链DNA 一条单链RNA 多个多肽链或蛋白质
意义 复制遗传信息,使遗传信息从亲代传给子代 表达遗传信息,使生物体表现出各种遗传性状
【典例应用】
例3 如图是真核细胞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′→3′)是:丝氨酸UCU;亮氨酸UUA、CUA;异亮氨酸AUC、AUU;精氨酸AGA。下列叙述正确的是(  )
A.图中①为亮氨酸
B.图中结构②从右向左移动
C.该过程中没有氢键的形成和断裂
D.该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中
例4 核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时,多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体(如图所示)。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译,移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是(  )
A.图示翻译过程中,各核糖体从mRNA的3′端向5′端移动
B.该过程中,mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对
C.图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译,同时结束翻译
D.若将细菌的某基因截短,相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化
感悟真题
1.(2021·浙江7月学考,17)高等动物细胞核中某基因的转录过程示意图如下 ,其中①表示RNA,②和③分别表示DNA分子的两条单链。
下列叙述正确的是(  )
A.①与②的碱基互补配对,①与③的碱基组成相同
B.DNA分子在甲处解开双螺旋,在乙处恢复双螺旋
C.转录形成的RNA分子,其长度与DNA分子相同
D.通过核孔进入细胞质的mRNA,可相继结合多个核糖体
2.(2020·浙江7月学考,20)下图为真核细胞内的转录过程示意图,①、②表示两条多聚核苷酸链。
下列叙述正确的是(  )
A.①的结构单元是4种碱基
B.②表示多聚脱氧核苷酸链
C.RNA聚合酶催化①②之间磷酸二酯键的形成
D.细胞核和线粒体内均可发生该过程
3.(2019·浙江6月学考,21)真核细胞中,某多肽链的合成示意图如下,其中①、②、③为核糖体上结合tRNA的3个位置,a、b均是由mRNA上3个相邻的核苷酸组成的结构。下列叙述正确的是(  )
A.在该mRNA中a、b均为密码子
B.一个mRNA只能与一个核糖体结合
C.③位置供携带着氨基酸的tRNA进入核糖体
D.若b中的1个核苷酸发生替换,则其决定的氨基酸一定改变
课时4 基因控制蛋白质的合成
概念1
自主建构
1.遗传效应 核苷酸序列 半保留 稳定性
2.(1)一条链 碱基互补配对 RNA (2)游离的核糖核苷酸 RNA RNA (3)DNA RNA (4)DNA 氨基酸 核糖体
辨正误
(1)× 提示:转录可发生于细胞核、线粒体和叶绿体内。
(2)× 提示:转录的产物有mRNA、tRNA和rRNA等。
(3)√
(4)× 提示:转录过程中DNA需要解旋,但不需要解旋酶,因为RNA聚合酶具有解旋的作用。
合作探究
(1)提示:a表示RNA聚合酶。上图中其从左向右移动。
(2)提示:b代表核糖核苷酸。共有4种。
(3)提示:细胞核、叶绿体、线粒体。
(4)提示:d。c。
(5)提示:T占27%,C占23%。
典例应用
例1 D [DNA复制时不需要DNA水解酶的参与,需要DNA聚合酶和解旋酶的参与,A错误;染色体的成分主要是DNA和蛋白质,B错误;DNA的基本单位为脱氧核苷酸,RNA的基本单位是核糖核苷酸,C错误。]
例2 A [该图表示转录过程,①是RNA聚合酶,与DNA上启动部位结合后从左往右移,A正确;②是DNA模板链,同一DNA上不同基因的模板链可能是同一条链或互补链,B错误;③是DNA编码链,结构与④相比有T、U碱基和五碳糖存在差异,C错误;④是RNA,若该过程发生在线粒体或叶绿体上,不需要在细胞核中加工,D错误。]
概念2
自主建构
2.mRNA 3 AUG
3.mRNA链 tRNA mRNA tRNA 终止密码子
辨正误
(1)× 提示:有些氨基酸只对应一种密码子。
(2)√
(3)× 提示:tRNA携带的氨基酸连接在该tRNA的3′端。
合作探究
(1)提示:Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是tRNA、核糖体、多肽链。
(2)提示:起始密码子:AUG,编码甲硫氨酸;终止密码子:UAA,不编码氨基酸。
(3)提示:①、⑥分别是mRNA、核糖体;核糖体移动的方向是由右向左。
(4)提示:相同;因为它们以同一条mRNA为模板,翻译的起始位点和终止位点是完全相同的。
典例应用
例3 B [氨基酸①对应的密码子是AUU,为异亮氨酸,A错误;核糖体从mRNA的5′端向3′端移动,故由图知,结构②(核糖体)移动并读取密码子的方向为从右向左,B正确;互补配对的碱基之间通过氢键连接,图示过程中,tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对时有氢键的形成,tRNA离开核糖体时有氢键的断裂,C错误;细胞核基质中不会发生图示的翻译过程,D错误。]
例4 B [核糖体从mRNA的5′端向3′端移动,A错误;密码子与反密码子互补配对,B正确;5个核糖体不是同时结合到mRNA上,而是依次结合到mRNA上,也不是同时结束翻译的,C错误;由题可知,多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定,因此基因截短会影响串联的核糖体数目,D错误。]
感悟真题
1.D [①与③的碱基组成不完全相同,①中含有A、U、G、C,③中为A、T、G、C,A错误;DNA在乙处解开双螺旋,在甲处恢复双螺旋,B错误;转录是以DNA片段——基因为模板,因此转录形成的RNA分子,其长度短于DNA分子,C错误。]
2.D [①为DNA单链,其结构单元为4种脱氧核苷酸,A错误;②为转录产生的RNA,为多聚核糖核苷酸链,B错误;①②之间是氢键而非磷酸二酯键,C错误。]
3.C [在该mRNA中b为密码子,由b与a的位置关系可以看出,a不是决定某个氨基酸的三个相邻核苷酸,故不是密码子,A错误;一个mRNA可以与多个核糖体结合,进行翻译,B错误;由于密码子的简并,若b中的1个核苷酸发生替换,则其决定的氨基酸不一定改变,D错误。](共43张PPT)
第三章 遗传的分子基础
课时4
基因控制蛋白质的合成
课时学习目标
本课时的概念为“基因控制蛋白质的合成”,该概念的建构需要以下基本概念或证据的支持。
(1)基因是具有遗传效应的核酸片段,是遗传物质结构和功能的基本单位。
(2)DNA具有携带遗传信息和表达遗传信息的功能。
(3)转录是以DNA的一条链为模板,依据碱基互补配对原则,合成RNA的过程。
(4)mRNA、tRNA、rRNA等RNA分子均以DNA上的基因区段为模板转录而来。
(5)翻译是以mRNA为模板,合成具有一定的氨基酸顺序的蛋白质的过程。
目录 CONTENTS
1.基因通常是DNA分子的功能片段和遗传信息的转录
2.遗传信息通过翻译指导蛋白质的合成
3.感悟真题
自主建构
合作探究
合作探究
课时概念图
自主建构
遗传效应
(阅读教材P69~72,完成填空)
1.基因通常是DNA分子的功能片段
核苷酸
序列
半保留
稳定性
2.DNA分子上的遗传信息通过转录传递给RNA
(1)转录的概念
以DNA的    为模板,依据       原则,合成
    的过程。
一条链
碱基互补配对
RNA
(2)转录的过程
游离的核糖核苷酸
RNA
RNA
(3)转录的结果
形成RNA,将遗传信息由    传递给______    
(4)RNA的种类及功能
DNA
RNA
DNA
氨基酸
核糖体
●转录时,RNA子链与其模板链之间进行碱基互补配对,碱基互补配对的方式共有几种?分别是什么?所形成的碱基对共有几种?分别是什么?
提示:3种。A与U、T与A、G与C。4种。A—U、T—A、G—C和C—G。   
×
[辨正误]
(1)转录只发生在细胞核内。( )
提示:转录可发生于细胞核、线粒体和叶绿体内。
(2)遗传信息转录的产物只有mRNA。( )
提示:转录的产物有mRNA、tRNA和rRNA等。
(3)含有碱基U的核酸为RNA。( )
(4)转录过程中不需要DNA解旋,因此也不需要解旋酶。( )
提示:转录过程中DNA需要解旋,但不需要解旋酶,因为RNA聚合酶具有解旋的作用。
×

×
●(科学实验和探究情境)DNA是双链,RNA是单链,在从DNA到RNA的转录过程中,是由DNA的一条链还是两条链作为模板进行转录的呢?为了弄清这个问题,科学家进行了如右图所示的SP8噬菌体侵染枯草杆菌的实验。
(1)将SP8噬菌体DNA进行缓慢加热至100 ℃,目的是什么?
提示:破坏SP8噬菌体DNA双链之间的氢键,使其解旋成两条DNA单链。
(2)从被SP8噬菌体侵染的枯草杆菌中分离出的RNA,是通过什么过程合成的?
提示:转录。
(3)依据上述实验结果,可以得出什么结论?
提示:转录是以DNA的一条链为模板进行的。
(科学实验和探究情境)如图表示某真核生物细胞内某基因的转录过程,请据图分析回答下列问题:
(1)图中a表示的酶的名称是什么?
其移动方向如何?
提示:a表示RNA聚合酶。上图中其从左向右移动。
(2)图中b为合成RNA的原料,其名称是什么?b在RNA中共有多少种?
提示:b代表核糖核苷酸。共有4种。
(3)在叶肉细胞中,上述生理过程中可能发生的场所是哪里?
提示:细胞核、叶绿体、线粒体。
(4)图示DNA片段的两条单链c、d中,哪一条链是转录的模板链?哪一条是编码链?
提示:d。c。
(5)若图中RNA中A占35%,U占19%,则其对应的DNA分子片段中T和C分别占多少?
提示:T占27%,C占23%。
有关转录的6点注意事项:
(1)转录的基本单位是具有一个或几个基因的DNA片段,而非整个DNA分子,因此转录时只解旋相关的DNA片段,其他部位不解旋。
(2)DNA分子的两条链中,被转录的那条链叫模板链,另一条链无转录功能,叫编码链(又称非模板链)。
(3)转录时mRNA与DNA模板链碱基互补,配对关系为:G-C、C-G、T-A、A-U,结果mRNA与DNA编码链上碱基序列基本相同,只是用U代替T。
(4)在真核细胞内,转录出来的RNA需经过加工才能成为具有生物活性的成熟的mRNA。
(5)相关计算:转录产生的RNA分子中碱基数目是DNA分子中碱基数目的一半,且模板链中A+T(或C+G)与mRNA分子中U+A(或G+C)数目相等。
(6)转录需要DNA分子局部解旋,但不需要专门的解旋酶,因为RNA聚合酶不仅能催化RNA单链的合成,还具有解旋的作用。
D
【典例应用】
例1 下列关于真核细胞中DNA和RNA的叙述,正确的是(  )
A.DNA复制时需要DNA水解酶的参与
B.mRNA、tRNA均为染色体的成分
C.由相同的核苷酸构成
D.只有DNA作为遗传物质
解析:DNA复制时不需要DNA水解酶的参与,需要DNA聚合酶和解旋酶的参与,A错误;
染色体的成分主要是DNA和蛋白质,B错误;
DNA的基本单位为脱氧核苷酸,RNA的基本单位是核糖核苷酸,C错误。
例2 (2024·嘉兴高一期末)右图为真核细胞中正在发生的生理过程,下列叙述正确的是(  )
A
A.①是RNA聚合酶,与DNA上启动部位结合后从左往右移
B.②是DNA模板链,同一DNA上不同基因的模板链相同
C.③是DNA编码链,结构与④相比仅有T、U碱基存在差异
D.④是RNA,需在细胞核中加工后再由核孔转移至细胞质
解析:该图表示转录过程,①是RNA聚合酶,与DNA上启动部位结合后从左往右移,A正确;
②是DNA模板链,同一DNA上不同基因的模板链可能是同一条链或互补链,B错误;
③是DNA编码链,结构与④相比有T、U碱基和五碳糖存在差异,C错误;
④是RNA,若该过程发生在线粒体或叶绿体上,不需要在细胞核中加工,D错误。
A.①是RNA聚合酶,与DNA上启动部位结合后从左往右移
B.②是DNA模板链,同一DNA上不同基因的模板链相同
C.③是DNA编码链,结构与④相比仅有T、U碱基存在差异
D.④是RNA,需在细胞核中加工后再由核孔转移至细胞质
(阅读教材P72~76,完成填空)
1.翻译的概念
以mRNA为模板,合成具有一定的氨基酸顺序的蛋白质的过程称为翻译。
2.遗传密码
mRNA
3
AUG
3.翻译的过程
mRNA链
tRNA
mRNA
tRNA
终止密码子
●(1)所有密码子都能决定氨基酸吗?
提示:不是,正常情况下,三种终止密码子不编码氨基酸,分别是UAG、UAA、UGA。
●在真核生物中,一种密码子只能决定一种氨基酸吗?一种氨基酸只有一种密码子吗?
提示:在真核生物中,一种密码子只能决定一种氨基酸。一种氨基酸可能有多种密码子。   
[辨正误]
(1)所有氨基酸都对应两种或两种以上的密码子。( )
提示:有些氨基酸只对应一种密码子。
(2)一个tRNA只有一个反密码子,tRNA中含有一定数量的氢键。( )
(3)tRNA携带的氨基酸连接在该tRNA的5′端。( )
提示:tRNA携带的氨基酸连接在该tRNA的3′端。

×
×
(科学实验和探究情境)下图是翻译过程的示意图,请据图分析:
图甲 图乙
(1)图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是哪种分子或结构?
提示:Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是tRNA、核糖体、多肽链。
(2)Ⅲ是mRNA,其中的起始密码子和终止密码子分别是什么?它们能编码氨基酸吗?
提示:起始密码子:AUG,编码甲硫氨酸;终止密码子:UAA,不编码氨基酸。
图甲 图乙
(3)图乙中①、⑥分别是什么分子或结构?核糖体移动的方向是怎样的?
提示:①、⑥分别是mRNA、核糖体;核糖体移动的方向是由右向左。
(4)最终合成的多肽链②、③、④、⑤的氨基酸序列相同吗?为什么?
提示:相同;因为它们以同一条mRNA为模板,翻译的起始位点和终止位点是完全相同的。
图甲 图乙
1.遗传信息、密码子与反密码子
项目 遗传信息 密码子 反密码子
概念 基因中碱基的排列顺序 mRNA中决定一种氨基酸的3个相邻的核苷酸 tRNA中与mRNA密码子的核苷酸互补配对的3个核苷酸序列
位置 主要在DNA中 mRNA tRNA
作用 控制生物的性状 直接决定蛋白质中氨基酸序列 识别密码子
图解
●多起点复制、多聚RNA聚合酶与多聚核糖体现象
2.转录、翻译与复制的比较
DNA功能 携带遗传信息(复制) 表达遗传信息(合成蛋白质)
转录 翻译
时间 细胞分裂前的间期 生长发育的连续过程中
场所 主要在细胞核中,少部分在线粒体、叶绿体中 主要在细胞核中(线粒体、叶绿体中也存在) 细胞质中的核糖体
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸
模板 以DNA解旋后的两条链为模板 以DNA解旋后的一条链为模板 以mRNA为模板
DNA功能 携带遗传信息(复制) 表达遗传信息(合成蛋白质)
转录 翻译
条件 酶(解旋酶、DNA聚合酶等)和能量 酶(RNA聚合酶等)和能量 特定的酶、能量和tRNA
碱基配对方式 A-T、T-A、G-C、C-G A-U、T-A、G-C、C-G A-U、U-A、G-C、C-G
信息传递方向 亲代DNA→子代DNA DNA→RNA mRNA→蛋白质
过程特点 边解旋边复制,半保留复制 边解旋边转录,完成转录后的DNA仍保留原来的双链结构 多个核糖体在一个mRNA分子上可以同时合成多条肽链,大大提高了翻译的效率
产物 两条双链DNA 一条单链RNA 多个多肽链或蛋白质
意义 复制遗传信息,使遗传信息从亲代传给子代 表达遗传信息,使生物体表现出各种遗传性状
B
【典例应用】
例3 如图是真核细胞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′→3′)是:丝氨酸UCU;亮氨酸UUA、CUA;异亮氨酸AUC、AUU;精氨酸AGA。下列叙述正确的是(  )
A.图中①为亮氨酸
B.图中结构②从右向左移动
C.该过程中没有氢键的形成和断裂
D.该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中
解析:氨基酸①对应的密码子是AUU,为异亮氨酸,A错误;
核糖体从mRNA的5′端向3′端移动,故由图知,结构②(核糖体)移动并读取密码子的方向为从右向左,B正确;
互补配对的碱基之间通过氢键连接,图示过程中,tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对时有氢键的形成,tRNA离开核糖体时有氢键的断裂,C错误;
细胞核基质中不会发生图示的翻译过程,D错误。
A.图中①为亮氨酸
B.图中结构②从右向左移动
C.该过程中没有氢键的形成和断裂
D.该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中
B
例4 核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时,多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体(如图所示)。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译,移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是(  )
A.图示翻译过程中,各核糖体从mRNA的3′端向5′端移动
B.该过程中,mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对
C.图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译,同时结束翻译
D.若将细菌的某基因截短,相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化
解析:核糖体从mRNA的5′端向3′端移动,A错误;
密码子与反密码子互补配对,B正确;
5个核糖体不是同时结合到mRNA上,而是依次结合到mRNA上,也不是同时结束翻译的,C错误;
由题可知,多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定,因此基因截短会影响串联的核糖体数目,D错误。
A.图示翻译过程中,各核糖体从mRNA的3′端向5′端移动
B.该过程中,mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对
C.图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译,同时结束翻译
D.若将细菌的某基因截短,相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化
D
1.(2021·浙江7月学考,17)高等动物细胞核中某基因的转录过程示意图如下 ,其中①表示RNA,②和③分别表示DNA分子的两条单链。
下列叙述正确的是(  )
A.①与②的碱基互补配对,①与③的碱基组成相同
B.DNA分子在甲处解开双螺旋,在乙处恢复双螺旋
C.转录形成的RNA分子,其长度与DNA分子相同
D.通过核孔进入细胞质的mRNA,可相继结合多个核糖体
解析:①与③的碱基组成不完全相同,①中含有A、U、G、C,③中为A、T、G、C,A错误;
DNA在乙处解开双螺旋,在甲处恢复双螺旋,B错误;
转录是以DNA片段——基因为模板,因此转录形成的RNA分子,其长度短于DNA分子,C错误。
A.①与②的碱基互补配对,①与③的碱基组成相同
B.DNA分子在甲处解开双螺旋,在乙处恢复双螺旋
C.转录形成的RNA分子,其长度与DNA分子相同
D.通过核孔进入细胞质的mRNA,可相继结合多个核糖体
D
2.(2020·浙江7月学考,20)下图为真核细胞内的转录过程示意图,①、②表示两条多聚核苷酸链。
下列叙述正确的是(  )
A.①的结构单元是4种碱基
B.②表示多聚脱氧核苷酸链
C.RNA聚合酶催化①②之间磷酸二酯键的形成
D.细胞核和线粒体内均可发生该过程
解析:①为DNA单链,其结构单元为4种脱氧核苷酸,A错误;
②为转录产生的RNA,为多聚核糖核苷酸链,B错误;
①②之间是氢键而非磷酸二酯键,C错误。
C
3.(2019·浙江6月学考,21)真核细胞中,某多肽链的合成示意图如下,其中①、②、③为核糖体上结合tRNA的3个位置,a、b均是由mRNA上3个相邻的核苷酸组成的结构。下列叙述正确的是(  )
A.在该mRNA中a、b均为密码子
B.一个mRNA只能与一个核糖体结合
C.③位置供携带着氨基酸的tRNA进入核糖体
D.若b中的1个核苷酸发生替换,则其决定的氨基酸一定改变
解析:在该mRNA中b为密码子,由b与a的位置关系可以看出,a不是决定某个氨基酸的三个相邻核苷酸,故不是密码子,A错误;
一个mRNA可以与多个核糖体结合,进行翻译,B错误;
由于密码子的简并,若b中的1个核苷酸发生替换,则其决定的氨基酸不一定改变,D错误。
A.在该mRNA中a、b均为密码子
B.一个mRNA只能与一个核糖体结合
C.③位置供携带着氨基酸的tRNA进入核糖体
D.若b中的1个核苷酸发生替换,则其决定的氨基酸一定改变课时精练12 基因的概念及基因控制蛋白质的合成
(时间:30分钟分值:50分)
选择题:第1~15题,每小题2分,共30分。答案P189
【对点强化】
题型1 基因通常是DNA分子的功能片段
1.下列有关基因的叙述错误的是(  )
基因是遗传物质功能的基本单位
基因是由多个核苷酸连接而成的
基因是碱基对随机排列成的DNA片段
基因能够储存遗传信息,可以准确地复制
2.下列关于遗传信息的说法,错误的是(  )
豌豆的高茎基因与矮茎基因储存的遗传信息不同
人类遗传信息的传递主要是通过染色体上的基因进行的
T2噬菌体的遗传信息蕴含在核糖核苷酸的排列顺序中
RNA病毒的基因是有遗传效应的RNA片段
题型2 遗传信息的转录
3.与DNA分子相比,RNA分子特有的碱基是(  )
鸟嘌呤(G) 胞嘧啶(C)
尿嘧啶(U) 腺嘌呤(A)
4.下列有关RNA的叙述,错误的是(  )
有些生物中的RNA具有催化功能
转运RNA上的碱基只有三个
mRNA与tRNA在核糖体上发生配对
rRNA是核糖体的重要成分
5.(2024·宁波九校高一联考)真核细胞内某段DNA正在发生下图所示的转录过程。下列相关叙述错误的是(  )
一个DNA分子通过转录可形成多个不同的RNA分子
图示过程所需原料是A、U、C、G 4种碱基
图示过程需结合 2个RNA聚合酶,其移动方向相反
该DNA片段的两条链均可作为模板链
题型3 遗传信息的翻译
6.(2023·湖州高一期末调研)右图是某tRNA的结构示意图,在翻译过程中该tRNA搬运的丝氨酸对应的密码子为(  )
5′—GCT—3′
5′—TCG—3′
5′—AGC—3′
5′—CGA—3′
7.(2024·衢温5+1联盟高一联考)基因指导蛋白质合成需要突破“空间障碍”和“语言障碍”。科学家提出突破以上两大障碍需要两种关键物质,前者能将细胞核中的遗传信息传递到细胞质中,后者既能识别碱基序列,也能识别特定氨基酸,以实现碱基序列向氨基酸序列的转换。这两种关键物质分别是(  )
DNA、mRNA mRNA、tRNA
mRNA、rRNA tRNA、rRNA
8.下列关于遗传密码的叙述,正确的是(  )
每个遗传密码都由3个相邻的脱氧核苷酸组成
每种遗传密码子都能且仅能决定一种氨基酸
并非每种氨基酸都能对应2种或2种以上的遗传密码子
每个mRNA分子上有多个遗传密码子,而每个tRNA分子上仅有1个遗传密码
9.蛋白质的生物合成过程如图所示,下列叙述正确的是(  )
mRNA上三个相邻核苷酸即为一个密码子
起始密码子、终止密码子分别位于mRNA的5′端、3′端
图中新生肽链已合成部分含有5个肽键
多个核糖体串联在mRNA上能提高每条肽链的合成速率
10.如图为多聚核糖体合成肽链的过程示意图,下列有关该过程的说法正确的是(  )
图示为多个核糖体合成一条多肽链的过程
mRNA沿着三个核糖体从右向左移动
三条肽链在氨基酸排列顺序上各不相同
由图示可推测少量mRNA可以合成大量的蛋白质
【综合提升】
11.下列关于遗传信息表达过程的叙述,正确的是(  )
一个DNA分子转录一次,可形成一个或多个合成多肽链的模板
转录过程中,RNA聚合酶没有解开DNA双螺旋结构的功能
多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链
编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的脱氧核苷酸组成
12.下图是真核细胞内某基因的表达过程示意图。下列叙述正确的是(  )
过程①表示转录,需要RNA聚合酶与起始密码子结合
过程②③发生的场所在细胞质,需要多种酶参与
过程④表示翻译,需要参与的RNA是两种
一个基因可转录形成多种合成多肽链的模板
13.尼伦伯格和马太破译了第一个遗传密码,他们将细胞破碎离心得到上清液,往上清液中加入DNA酶后保温一段时间得到了细胞提取液,再加入RNA多聚尿嘧啶核苷酸UUUUU……和苯丙氨酸等物质,合成了多聚苯丙氨酸的肽链。下列相关叙述错误的是(  )
此过程模拟的是翻译过程
多聚尿嘧啶核苷酸的作用相当于mRNA
在该反应体系中,编码苯丙氨酸的密码子是UUU
保温一段时间,目的是消耗掉存留的DNA、mRNA和tRNA
14.下图为人体细胞中携带亮氨酸的RNA循环作用示意图,相关叙述正确的是(  )
基因的表达均需要通过图示的过程才能实现
氨酰tRNA通过三个密码子与mRNA识别,并将氨基酸释放下来
离开核糖体-mRNA复合体的tRNA可再次结合亮氨酸,但不能结合其他氨基酸
核糖体移动至终止密码子后,离开复合体并结合相同的mRNA,才进入下一个循环
15.(2024·西城区高一期末)科学家用强还原剂处理携带半胱氨酸(Cys)的tRNACys,使Cys被还原成丙氨酸(Ala)后仍附着在原tRNA上 ,当这个Ala-tRNACys用于体外蛋白质合成系统时,Ala会掺入以前正常多肽Cys的位置。下列叙述错误的是(  )
体外合成系统需要提供模板、原料和能量等
Ala-tRNACys可识别mRNA上Cys的密码子
Cys被替换为Ala后蛋白质的结构可能会改变
实验证明密码子识别的特异性在于氨基酸
16.(10分)如图表示某DNA片段遗传信息的传递过程,①~⑤表示物质或结构,a、b、c表示生理过程。请据图回答下列问题(可能用到的密码子:AUG—甲硫氨酸、GCU—丙氨酸、AAG—赖氨酸、UUC—苯丙氨酸、UCU—丝氨酸、UAC—酪氨酸):
(1)(4分)完成遗传信息表达的是________(填字母)过程,a过程所需的酶有__________________________________________________________________。
(2)(4分)图中含有核糖的是__________(填序号);由②指导合成的多肽链中氨基酸序列是_____________________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)(2分)若在AUG后插入三个核苷酸,合成的多肽链中除在甲硫氨酸后多一个氨基酸外,其余氨基酸序列没有变化,由此证明_______________________________
__________________________________________________________________。
17.(10分)(2024·温州学考模拟)如图为发生在某原核细胞内某基因表达过程的示意图,图中序号①~③代表物质或结构。
回答下列问题:
(1)(2分)DNA的复制是以亲代DNA为模板,遵循____________原则,合成子代DNA的过程。若图中DNA分子共有a个碱基,其中腺嘌呤有m个,则该DNA分子复制3次,需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为________个。
(2)(2分)合成①的过程需要________酶参与,若图中DNA的一条单链中部分序列是5′-ATCGT-3′,那么以该链为模板合成的mRNA中对应互补序列是5′-________-3′。
(3)(3分)以①为模板合成②的过程称为____________;能特异性识别①上密码子的大分子物质是________;图中③的移动方向为________(填“向左”或“向右”)。
(4)(3分)DNA片段中若部分碱基发生了替换,但其编码的氨基酸可能不变,其原因是__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
课时精练12 基因的概念及基因控制蛋白质的合成
1.C [基因是具有遗传效应的DNA片段,故其碱基对都有特定的排列顺序,C错误。 ]
2.C [豌豆的高茎基因与矮茎基因是一对等位基因,它们储存的遗传信息不同,A正确;人类遗传信息是指基因中脱氧核苷酸的排列顺序,而人体中基因的主要载体是染色体,因此人类遗传信息的传递主要是通过染色体上的基因进行的,B正确;T2噬菌体的遗传物质是DNA,因此其遗传信息蕴含在脱氧核糖核苷酸的排列顺序中,C错误;RNA病毒的遗传物质是RNA,因此其基因是有遗传效应的RNA片段,D正确。]
3.C
4.B [转运RNA上有多个碱基,其中有3个碱基与mRNA上的密码子互补配对,B错误。]
5.B [一个DNA分子上有很多的基因,每个基因所对应的DNA片段转录时得到的是不同的RNA分子,A正确;该过程是转录过程,产物是RNA,所以所需要的原料是四种游离的核糖核苷酸,B错误;图示过程是1个DNA分子上的两个基因正在转录,所以需要结合2个RNA聚合酶,根据图示,左侧基因的转录方向是从左向右,右侧基因转录的方向是从右向左,所以RNA聚合酶移动的方向相反,C正确;左侧基因和右侧基因转录时分别以该DNA片段的其中一条链为模板,所以该DNA片段的两条链均可作为模板链,D正确。]
6.C [图中反密码子为3′—UCG—5′,其对应的密码子为5′—AGC—3′,C正确。]
7.B
8.C [遗传密码是指在mRNA上每3个相邻的核苷酸排列成的三联体,A错误;终止密码子不能决定氨基酸,B错误;一般情况下,甲硫氨酸和色氨酸各是由一个密码子决定的,C正确;每个mRNA分子上有多个遗传密码子,而每个tRNA分子上仅有1个反密码子,D错误。]
9.B [mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻核苷酸即为一个密码子;图中新生肽链已合成部分含有4个肽键;多个核糖体串联在mRNA上不会改变每条肽链的合成速率。]
10.D [图示为三个核糖体合成三条多肽链的过程,A错误;翻译过程中核糖体是沿着mRNA进行移动的,根据肽链的长短,可判断出核糖体沿mRNA的移动方向是从右向左,B错误;三条肽链是以同一条mRNA为模板合成的,因此氨基酸的排列顺序相同,C错误;一条mRNA可以和多个核糖体结合,可在短时间内合成大量的蛋白质,D正确。]
11.A [转录时,RNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位相结合,包括一个或者几个基因的DNA片段的双螺旋解开,以便形成相应的RNA分子,说明一个DNA分子转录一次,可形成一个或多个合成多肽链的模板,A正确;RNA聚合酶可以使DNA双螺旋解开,B错误;多个核糖体可结合在一个mRNA分子上合成多条多肽链,C错误;编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的核糖核苷酸组成,D错误。]
12.D [过程①表示转录,需要RNA聚合酶与DNA上的启动子结合,起始密码子在mRNA上,A错误;过程②③是前体mRNA经过加工形成成熟mRNA的过程,发生的场所主要在细胞核,需要多种酶参与,B错误;过程④表示翻译,需要参与的RNA是三种,分别是作为模板的mRNA,转运氨基酸的tRNA,还有核糖体中的rRNA,C错误;分析图示可知,一种前体mRNA通过剪切和拼接后,可以形成不同的成熟mRNA,翻译出不同的多肽链,所以一个基因可转录形成多种合成多肽链的模板,D正确。]
13.D [酶具有专一性,将细胞破碎离心得到上清液,往上清液中加入DNA酶后保温一段时间,目的是消耗掉存留的DNA,D错误。]
14.C [基因的表达包括转录和翻译,但不一定都需要亮氨酸,A错误;氨酰tRNA通过反密码子识别mRNA上的密码子,并将氨基酸释放下来,B错误;一种tRNA只能运输一种氨基酸,不能结合其他氨基酸,C正确;一条mRNA可结合多个核糖体同时进行翻译,核糖体移动至终止密码子后,离开复合体,离开复合体后的核糖体不一定会结合相同的mRNA,D错误。]
15.D
16.(1)b、c 解旋酶和DNA聚合酶
(2)②③⑤ 甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸 (3)一个密码子是mRNA上三个相邻的核苷酸排列成的三联体
解析 分析图示过程可知:a为DNA的复制、b为转录、c为翻译。(1)完成遗传信息表达的是转录和翻译,即图中b和c,DNA的复制需要在解旋酶的作用下解开双链,然后在DNA聚合酶的作用下合成DNA子链。(2)RNA中含有核糖,图中含有核糖的包括②(mRNA)、⑤(tRNA)、③(核糖体)。根据②(mRNA)上的碱基顺序组成的密码子,指导合成的多肽链中氨基酸序列是甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸。
17.(1)碱基互补配对 7(a/2-m)
(2)RNA聚合 ACGAU (3)翻译 tRNA 向左 (4)一个氨基酸可能对应多个密码子(其他合理答案也可以)
解析 (1)DNA的复制是以亲代DNA为模板,遵循碱基互补配对原则,合成子代DNA的过程。若该DNA分子共有a个碱基,其中腺嘌呤有m个,则该DNA中的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(a-2m)÷2,该DNA分子复制3次,需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(23-1)×(a-2m)÷2=7×(-m)。(2)图中①是mRNA,因此其合成过程需要RNA聚合酶参与。若图中DNA的一条单链中部分序列是5′-ATCGT-3′,那么以该链为模板合成的mRNA中对应互补序列是5′-ACGAU-3′。(3)以①mRNA为模板合成②的过程称为翻译。tRNA通过其反密码子与mRNA上的密码子相互识别。由于左侧核糖体上肽链最长,说明③(核糖体)的移动方向为向左。(4)一个氨基酸可能对应多个密码子,因此当DNA片段中部分碱基发生了替换,其编码的氨基酸可能不变。(共29张PPT)
课时精练12
基因的概念及基因控制蛋白质的合成
(时间:30分钟 分值:50分)
C
题型1 基因通常是DNA分子的功能片段
1.下列有关基因的叙述错误的是(  )
A.基因是遗传物质功能的基本单位
B.基因是由多个核苷酸连接而成的
C.基因是碱基对随机排列成的DNA片段
D.基因能够储存遗传信息,可以准确地复制
解析:基因是具有遗传效应的DNA片段,故其碱基对都有特定的排列顺序,C错误。
2.下列关于遗传信息的说法,错误的是(  )
A.豌豆的高茎基因与矮茎基因储存的遗传信息不同
B.人类遗传信息的传递主要是通过染色体上的基因进行的
C.T2噬菌体的遗传信息蕴含在核糖核苷酸的排列顺序中
D.RNA病毒的基因是有遗传效应的RNA片段
C
解析:豌豆的高茎基因与矮茎基因是一对等位基因,它们储存的遗传信息不同,A正确;
人类遗传信息是指基因中脱氧核苷酸的排列顺序,而人体中基因的主要载体是染色体,因此人类遗传信息的传递主要是通过染色体上的基因进行的,B正确;
T2噬菌体的遗传物质是DNA,因此其遗传信息蕴含在脱氧核糖核苷酸的排列顺序中,C错误;
RNA病毒的遗传物质是RNA,因此其基因是有遗传效应的RNA片段,D正确。
题型2 遗传信息的转录
3.与DNA分子相比,RNA分子特有的碱基是(  )
A.鸟嘌呤(G) B.胞嘧啶(C)
C.尿嘧啶(U) D.腺嘌呤(A)
C
4.下列有关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.rRNA是核糖体的重要成分
解析:转运RNA上有多个碱基,其中有3个碱基与mRNA上的密码子互补配对,B错误。
B
5.(2024·宁波九校高一联考)真核细胞内某段DNA正在发生下图所示的转录过程。下列相关叙述错误的是(  )
B
A.一个DNA分子通过转录可形成多个不同的RNA分子
B.图示过程所需原料是A、U、C、G 4种碱基
C.图示过程需结合 2个RNA聚合酶,其移动方向相反
D.该DNA片段的两条链均可作为模板链
解析:一个DNA分子上有很多的基因,每个基因所对应的DNA片段转录时得到的是不同的RNA分子,A正确;
该过程是转录过程,产物是RNA,所以所需要的原料是四种游离的核糖核苷酸,B错误;
图示过程是1个DNA分子上的两个基因正在转录,所以需要结合2个RNA聚合酶,根据图示,左侧基因的转录方向是从左向右,右侧基因转录的方向是从右向左,所以RNA聚合酶移动的方向相反,C正确;
左侧基因和右侧基因转录时分别以该DNA片段的其中一条链为模板,所以该DNA片段的两条链均可作为模板链,D正确。
题型3 遗传信息的翻译
6.(2023·湖州高一期末调研)右图是某tRNA的结构示意图,在翻译过程中该tRNA搬运的丝氨酸对应的密码子为(  )
C
A.5′—GCT—3′ B.5′—TCG—3′
C.5′—AGC—3′ D.5′—CGA—3′
解析:图中反密码子为3′—UCG—5′,其对应的密码子为5′—AGC—3′,C正确。
7.(2024·衢温5+1联盟高一联考)基因指导蛋白质合成需要突破“空间障碍”和“语言障碍”。科学家提出突破以上两大障碍需要两种关键物质,前者能将细胞核中的遗传信息传递到细胞质中,后者既能识别碱基序列,也能识别特定氨基酸,以实现碱基序列向氨基酸序列的转换。这两种关键物质分别是(  )
A.DNA、mRNA B.mRNA、tRNA
C.mRNA、rRNA D.tRNA、rRNA
B
8.下列关于遗传密码的叙述,正确的是(  )
A.每个遗传密码都由3个相邻的脱氧核苷酸组成
B.每种遗传密码子都能且仅能决定一种氨基酸
C.并非每种氨基酸都能对应2种或2种以上的遗传密码子
D.每个mRNA分子上有多个遗传密码子,而每个tRNA分子上仅有1个遗传密码
C
解析:遗传密码是指在mRNA上每3个相邻的核苷酸排列成的三联体,A错误;
终止密码子不能决定氨基酸,B错误;
一般情况下,甲硫氨酸和色氨酸各是由一个密码子决定的,C正确;
每个mRNA分子上有多个遗传密码子,而每个tRNA分子上仅有1个反密码子,D错误。
9.蛋白质的生物合成过程如图所示,下列叙述正确的是(  )
B
A.mRNA上三个相邻核苷酸即为一个密码子
B.起始密码子、终止密码子分别位于mRNA的5′端、3′端
C.图中新生肽链已合成部分含有5个肽键
D.多个核糖体串联在mRNA上能提高每条肽链的合成速率
解析:mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻核苷酸即为一个密码子;图中新生肽链已合成部分含有4个肽键;多个核糖体串联在mRNA上不会改变每条肽链的合成速率。
10.如图为多聚核糖体合成肽链的过程示意图,下列有关该过程的说法正确的是(  )
D
A.图示为多个核糖体合成一条多肽链的过程
B.mRNA沿着三个核糖体从右向左移动
C.三条肽链在氨基酸排列顺序上各不相同
D.由图示可推测少量mRNA可以合成大量的蛋白质
解析:图示为三个核糖体合成三条多肽链的过程,A错误;
翻译过程中核糖体是沿着mRNA进行移动的,根据肽链的长短,可判断出核糖体沿mRNA的移动方向是从右向左,B错误;
三条肽链是以同一条mRNA为模板合成的,因此氨基酸的排列顺序相同,C错误;
一条mRNA可以和多个核糖体结合,可在短时间内合成大量的蛋白质,D正确。
A.图示为多个核糖体合成一条多肽链的过程
B.mRNA沿着三个核糖体从右向左移动
C.三条肽链在氨基酸排列顺序上各不相同
D.由图示可推测少量mRNA可以合成大量的蛋白质
11.下列关于遗传信息表达过程的叙述,正确的是(  )
A.一个DNA分子转录一次,可形成一个或多个合成多肽链的模板
B.转录过程中,RNA聚合酶没有解开DNA双螺旋结构的功能
C.多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链
D.编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的脱氧核苷酸组成
解析:转录时,RNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位相结合,包括一个或者几个基因的DNA片段的双螺旋解开,以便形成相应的RNA分子,说明一个DNA分子转录一次,可形成一个或多个合成多肽链的模板,A正确;
RNA聚合酶可以使DNA双螺旋解开,B错误;
多个核糖体可结合在一个mRNA分子上合成多条多肽链,C错误;
编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的核糖核苷酸组成,D错误。
A
12.下图是真核细胞内某基因的表达过程示意图。下列叙述正确的是(  )
D
A.过程①表示转录,需要RNA聚合酶与起始密码子结合
B.过程②③发生的场所在细胞质,需要多种酶参与
C.过程④表示翻译,需要参与的RNA是两种
D.一个基因可转录形成多种合成多肽链的模板
解析:过程①表示转录,需要RNA聚合酶与DNA上的启动子结合,起始密码子在mRNA上,A错误;
过程②③是前体mRNA经过加工形成成熟mRNA的过程,发生的场所主要在细胞核,需要多种酶参与,B错误;
过程④表示翻译,需要参与的RNA是三种,分别是作为模板的mRNA,转运氨基酸的tRNA,还有核糖体中的rRNA,C错误;
分析图示可知,一种前体mRNA通过剪切和拼接后,可以形成不同的成熟mRNA,翻译出不同的多肽链,所以一个基因可转录形成多种合成多肽链的模板,D正确。
A.过程①表示转录,需要RNA聚合酶与起始密码子结合
B.过程②③发生的场所在细胞质,需要多种酶参与
C.过程④表示翻译,需要参与的RNA是两种
D.一个基因可转录形成多种合成多肽链的模板
13.尼伦伯格和马太破译了第一个遗传密码,他们将细胞破碎离心得到上清液,往上清液中加入DNA酶后保温一段时间得到了细胞提取液,再加入RNA多聚尿嘧啶核苷酸UUUUU……和苯丙氨酸等物质,合成了多聚苯丙氨酸的肽链。下列相关叙述错误的是(  )
A.此过程模拟的是翻译过程
B.多聚尿嘧啶核苷酸的作用相当于mRNA
C.在该反应体系中,编码苯丙氨酸的密码子是UUU
D.保温一段时间,目的是消耗掉存留的DNA、mRNA和tRNA
解析:酶具有专一性,将细胞破碎离心得到上清液,往上清液中加入DNA酶后保温一段时间,目的是消耗掉存留的DNA,D错误。
D
14.右图为人体细胞中携带亮氨酸的RNA循环作用示意图,相关叙述正确的是(  )
C
A.基因的表达均需要通过图示的过程才能实现
B.氨酰tRNA通过三个密码子与mRNA识别,并将氨基酸释放下来
C.离开核糖体-mRNA复合体的tRNA可再次结合亮氨酸,但不能结合其他氨基酸
D.核糖体移动至终止密码子后,离开复合体并结合相同的mRNA,才进入下一个循环
解析:基因的表达包括转录和翻译,但不一定都需要亮氨酸,A错误;
氨酰tRNA通过反密码子识别mRNA上的密码子,并将氨基酸释放下来,B错误;
一种tRNA只能运输一种氨基酸,不能结合其他氨基酸,C正确;
一条mRNA可结合多个核糖体同时进行翻译,核糖体移动至终止密码子后,离开复合体,离开复合体后的核糖体不一定会结合相同的mRNA,D错误。
A.基因的表达均需要通过图示的过程才能实现
B.氨酰tRNA通过三个密码子与mRNA识别,并将氨基酸释放下来
C.离开核糖体-mRNA复合体的tRNA可再次结合亮氨酸,但不能结合其他氨基酸
D.核糖体移动至终止密码子后,离开复合体并结合相同的mRNA,才进入下一个循环
15.(2024·西城区高一期末)科学家用强还原剂处理携带半胱氨酸(Cys)的tRNACys,使Cys被还原成丙氨酸(Ala)后仍附着在原tRNA上 ,当这个Ala-tRNACys用于体外蛋白质合成系统时,Ala会掺入以前正常多肽Cys的位置。下列叙述错误的是(  )
A.体外合成系统需要提供模板、原料和能量等
B.Ala-tRNACys可识别mRNA上Cys的密码子
C.Cys被替换为Ala后蛋白质的结构可能会改变
D.实验证明密码子识别的特异性在于氨基酸
D
16.如图表示某DNA片段遗传信息的传递过程,①~⑤表示物质或结构,a、b、c表示生理过程。请据图回答下列问题(可能用到的密码子:AUG—甲硫氨酸、GCU—丙氨酸、AAG—赖氨酸、UUC—苯丙氨酸、UCU—丝氨酸、UAC—酪氨酸):
(1)完成遗传信息表达的是    (填字母)过程,a过程所需的酶有_________________________。
b、c
解旋酶和DNA聚合酶
(2)图中含有核糖的是   (填序号);由②指导合成的多肽链中氨基酸序列是_____________________________________________。
(3)若在AUG后插入三个核苷酸,合成的多肽链中除在甲硫氨酸后多一个氨基酸外,其余氨基酸序列没有变化,由此证明____________________________
__________________________。
②③⑤
甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸
一个密码子是mRNA上三个相
邻的核苷酸排列成的三联体
解析:分析图示过程可知:a为DNA的复制、b为转录、c为翻译。(1)完成遗传信息表达的是转录和翻译,即图中b和c,DNA的复制需要在解旋酶的作用下解开双链,然后在DNA聚合酶的作用下合成DNA子链。
(2)RNA中含有核糖,图中含有核糖的包括②(mRNA)、⑤(tRNA)、③(核糖体)。根据②(mRNA)上的碱基顺序组成的密码子,指导合成的多肽链中氨基酸序列是甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸。
17.(2024·温州学考模拟)如图为发生在某原核细胞内某基因表达过程的示意图,图中序号①~③代表物质或结构。
回答下列问题:
(1)DNA的复制是以亲代DNA为模板,遵循      原则,合成子代DNA的过程。若图中DNA分子共有a个碱基,其中腺嘌呤有m个,则该DNA分子复制3次,需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为    个。
碱基互补配对
7(a/2-m)
(2)合成①的过程需要     酶参与,若图中DNA的一条单链中部分序列是5′-ATCGT-3′,那么以该链为模板合成的mRNA中对应互补序列是
5′-    -3′。
(3)以①为模板合成②的过程称为     ;能特异性识别①上密码子的大分子物质是    ;图中③的移动方向为    (填“向左”或“向右”)。
(4)DNA片段中若部分碱基发生了替换,但其编码的氨基酸可能不变,其原因是_____________________________________________________。
RNA聚合
ACGAU
翻译
tRNA
向左
一个氨基酸可能对应多个密码子(其他合理答案也可以)
解析:(1)DNA的复制是以亲代DNA为模板,遵循碱基互补配对原则,合成子代DNA的过程。若该DNA分子共有a个碱基,其中腺嘌呤有m个,则该DNA中的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(a-2m)÷2,该DNA分子复制3次,需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(23-1)×(a-2m)÷2=7×( -m)。(2)图中①是mRNA,因此其合成过程需要RNA聚合酶参与。若图中DNA的一条单链中部分序列是5′-ATCGT-3′,那么以该链为模板合成的mRNA中对应互补序列是5′-ACGAU-3′。(3)以①mRNA为模板合成②的过程称为翻译。tRNA通过其反密码子与mRNA上的密码子相互识别。由于左侧核糖体上肽链最长,说明③(核糖体)的移动方向为向左。(4)一个氨基酸可能对应多个密码子,因此当DNA片段中部分碱基发生了替换,其编码的氨基酸可能不变。

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