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课时跟踪检测 (二十八)　基因指导蛋白质的合成
一、选择题
1.(2025年1月·八省联考内蒙古卷)UUU和UUC为苯丙氨酸(Phe)密码子，CCU、CCC、CCA和CCG为脯氨酸(Pro)密码子，AAA和AAG为赖氨酸(Lys)密码子。以下模板链中，能表达出Phe Pro Lys三肽的是 (　 )
A.5'—CTTCGGGAA—3'
B.5'—AAGGGCTTC—3'
C.5'—ATCCCGAAG—3'
D.5'—CAACGGGTT—3'
2.图中甲表示酵母丙氨酸 tRNA的结构示意图。乙和丙是甲相应部分的放大图，其中I表示次黄嘌呤，能够与A、U或C配对。下列有关叙述正确的是 (　 )
A.图中的 tRNA 可以同时结合两个氨基酸
B.丙氨酸的密码子与反密码子是一一对应的
C.单链 tRNA分子中含有氢键
D.转录图丙所示序列的基因片段含有2个腺嘌呤
3.(2025·南昌模拟)细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述不正确的是 (　 )
A.细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，图中基因A的表达效率高于基因B
B.真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中
C.人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物
D.②过程中，rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子
4.脊髓灰质炎病毒是一种单股正链RNA(+RNA)病毒，如图表示该病毒在细胞内增殖过程。下列有关叙述错误的是 (　 )
A.过程①为翻译过程，是以+RNA为模板合成蛋白质
B.过程②为RNA复制，形成的-RNA与+RNA碱基序列相同
C.过程③与过程②使用的酶相同，酶X为RNA聚合酶
D.+RNA→+RNA的过程，消耗的嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数
5.(2025·赣州模拟)我国科研人员发现蛋白质二硫键异构酶(PDI)参与蛋白质中二硫键的形成，其在老年小鼠组织中表达量增加。研究发现，PDI缺失会显著抑制内质网中的H2O2向细胞核释放，进而引起受到H2O2调控的SERPINEI基因的表达量减少，从而延缓细胞衰老。下列有关叙述正确的是 (　 )
A.PDI催化二硫键形成过程中蛋白质相对分子质量不变
B.造血干细胞中PDI的表达量显著高于衰老细胞
C.促进SERPINEI基因的表达可以加速细胞衰老
D.PDI通过直接作用于SERPINEI基因延缓细胞衰老
6.(2025·徐州期末)B基因编码的蛋白质与水稻花药正常发育有关，B 突变为b，导致 bb个体雄性不育。对B和b基因及其编码的蛋白质进行测序，结果如图所示。下列相关叙述错误的是 (　 )
A.亮氨酸 (L)至少有2种密码子
B.b基因所在的染色体发生染色体缺失
C.终止密码子在 mRNA 中提前出现导致肽链变短
D.图中B基因和b基因编码的多肽链第一个氨基酸不是W
7.原核细胞中同一个mRNA分子在不同的位点可结合多个核糖体，已知有些核糖体可以从mRNA的内部开始翻译，有三个核糖体合成的产物分别为①②③，这三个核糖体的结合位点如图。下列叙述正确的是 (　 )
A.原核细胞的翻译场所和转录场所由不同的膜系统分隔开
B.与原核生物相比，真核生物核基因的转录和翻译在时间和空间上没有分开
C.这三个核糖体在mRNA上的结合位点不同将导致产物①②③不一定相同
D.图中多个核糖体共同合成一条肽链的过程提高了翻译效率
二、非选择题
8.(12分)(2025·武汉模拟)脑源性神经营养因子(BDNF)由两条肽链构成，能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育，若BDNF基因表达受阻，则会导致精神分裂症。下图表示BDNF基因的表达及调控过程。
(1)甲过程需要　　　　　　酶的催化，以　　　　为原料；乙过程发生在　　 　上。(3分)
(2)若miRNA 195以图中DNA片段的整条链为模板进行转录，测定发现miRNA 195中C占27.4%，G占22.7%，则相应的DNA片段中T所占的比例为　　　 　。(2分)
(3)图2中tRNA所携带的氨基酸为　　 　。(AGC：丝氨酸；UCG：丝氨酸；GCU：丙氨酸；CGA：精氨酸)(1分)
(4)由图1可知，miRNA 195基因调控BDNF基因表达的机理是　　　　　　，
从而使BDNF基因表达的mRNA无法与核糖体结合。精神分裂症患者与正常人相比，
丙过程　　　　(填“减弱”“不变”或“增强”)，若甲过程反应强度不变，则BDNF的含量将
　　　　(填“减少”“不变”或“增加”)。基于上述分析，请提出一种治疗该疾病的思路：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(6分)
减少　促进BDNF基因的转录(或抑制miRNA 195基因转录)课时跟踪检测 (二十八)　基因指导蛋白质的合成
一、选择题
1.(2025年1月·八省联考内蒙古卷)UUU和UUC为苯丙氨酸(Phe)密码子，CCU、CCC、CCA和CCG为脯氨酸(Pro)密码子，AAA和AAG为赖氨酸(Lys)密码子。以下模板链中，能表达出Phe Pro Lys三肽的是 (　 )
A.5'—CTTCGGGAA—3'
B.5'—AAGGGCTTC—3'
C.5'—ATCCCGAAG—3'
D.5'—CAACGGGTT—3'
解析：选A　若模板链为5'—CTTCGGGAA—3'，根据碱基互补配对原则可知，其转录得到的mRNA序列为3'—GAAGCCCUU—5'，翻译时核糖体沿着mRNA从5'端移向3'端，因此翻译出的三肽序列为Phe Pro Lys，A符合题意；同理分析可知，B、C、D项所示模板链均不能表达出Phe Pro Lys三肽，B、C、D不符合题意。
2.图中甲表示酵母丙氨酸 tRNA的结构示意图。乙和丙是甲相应部分的放大图，其中I表示次黄嘌呤，能够与A、U或C配对。下列有关叙述正确的是 (　 )
A.图中的 tRNA 可以同时结合两个氨基酸
B.丙氨酸的密码子与反密码子是一一对应的
C.单链 tRNA分子中含有氢键
D.转录图丙所示序列的基因片段含有2个腺嘌呤
解析：选C　图中tRNA的3' OH端是结合氨基酸的部位，一个tRNA只能结合一个氨基酸，A错误；据题意，丙氨酸的反密码子是CGI，则丙氨酸的密码子可能是GCA、GCU、GCC，故丙氨酸的密码子与反密码子并非是一一对应的，B错误；单链tRNA分子内部存在局部双链区，双链区存在碱基互补配对，故存在氢键，C正确；转录时遵循碱基互补配对原则，转录图丙所示序列的双链DNA片段为TGGACGAG/ACCTGCTC，含三个腺嘌呤，D错误。
3.(2025·南昌模拟)细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述不正确的是 (　 )
A.细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，图中基因A的表达效率高于基因B
B.真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中
C.人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物
D.②过程中，rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子
解析：选D　基因的表达包括转录和翻译两个过程，图中基因A表达的蛋白质分子数量明显多于基因B表达的蛋白质分子，说明基因A的表达效率高于基因B，A正确。核基因的转录是以DNA的一条链为模板转录出RNA的过程，发生的场所为细胞核；翻译是以mRNA为模板翻译出具有氨基酸排列顺序的多肽链，翻译发生的场所在细胞质中的核糖体，B正确。人体中的三种RNA(mRNA、rRNA、tRNA)都是以DNA中的一条链为模板转录而来的，C正确。反密码子位于tRNA上，rRNA是构成核糖体的成分，不含有反密码子，D错误。
4.脊髓灰质炎病毒是一种单股正链RNA(+RNA)病毒，如图表示该病毒在细胞内增殖过程。下列有关叙述错误的是 (　 )
A.过程①为翻译过程，是以+RNA为模板合成蛋白质
B.过程②为RNA复制，形成的-RNA与+RNA碱基序列相同
C.过程③与过程②使用的酶相同，酶X为RNA聚合酶
D.+RNA→+RNA的过程，消耗的嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数
解析：选B　过程①为翻译过程，是以+RNA为模板合成特定氨基酸序列的蛋白质，A正确；过程②③为RNA复制，形成的-RNA与+RNA碱基序列互补，B错误；过程③与过程②使用的酶均为酶X，酶X为RNA聚合酶，C正确；+RNA复制产生子代+RNA的过程，必须先复制为-RNA，然后复制为+RNA，所以消耗的原料为合成互补的两条RNA链的核糖核苷酸，因此消耗的嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数，D正确。
5.(2025·赣州模拟)我国科研人员发现蛋白质二硫键异构酶(PDI)参与蛋白质中二硫键的形成，其在老年小鼠组织中表达量增加。研究发现，PDI缺失会显著抑制内质网中的H2O2向细胞核释放，进而引起受到H2O2调控的SERPINEI基因的表达量减少，从而延缓细胞衰老。下列有关叙述正确的是 (　 )
A.PDI催化二硫键形成过程中蛋白质相对分子质量不变
B.造血干细胞中PDI的表达量显著高于衰老细胞
C.促进SERPINEI基因的表达可以加速细胞衰老
D.PDI通过直接作用于SERPINEI基因延缓细胞衰老
解析：选C　PDI催化蛋白质形成二硫键时会脱去两个-SH中的H而形成-S-S-，蛋白质相对分子质量会减小，A错误；PDI在老年小鼠组织中表达量增加，PDI缺失会延缓细胞衰老，故在衰老细胞中PDI表达量显著高于造血干细胞，B错误；SERPINEI基因的表达量减少，可以延缓细胞衰老，故促进SERPINEI基因表达，可以加速细胞衰老，C正确；由题意可知，PDI通过调节内质网中的H2O2向细胞核释放，进而调控SERPINEI基因的表达，并非直接作用，D错误。
6.(2025·徐州期末)B基因编码的蛋白质与水稻花药正常发育有关，B 突变为b，导致 bb个体雄性不育。对B和b基因及其编码的蛋白质进行测序，结果如图所示。下列相关叙述错误的是 (　 )
A.亮氨酸 (L)至少有2种密码子
B.b基因所在的染色体发生染色体缺失
C.终止密码子在 mRNA 中提前出现导致肽链变短
D.图中B基因和b基因编码的多肽链第一个氨基酸不是W
解析：选B　由题图可知，肽链合成终止时，图中TGA对应的密码子为ACU，不是终止密码子，而与TGA互补的ACT对应的密码子为UGA，是终止密码子，所以图中的DNA链不是转录的模板链，是编码链。CTT对应的DNA碱基是GAA，对应的密码子是CUU；CTG对应的DNA碱基是GAC，对应的密码子是CUG，故亮氨酸(L)至少有2种密码子，A正确。图中发生的是基因内部碱基的缺失，基因数量没有改变，属于基因突变，B错误。分析题图可知，终止密码子在mRNA中提前出现导致肽链变短，C正确。由题图可知，W对应的密码子为UGG，不是起始密码子，故图中B基因和b基因编码的多肽链第一个氨基酸不是W，D正确。
7.原核细胞中同一个mRNA分子在不同的位点可结合多个核糖体，已知有些核糖体可以从mRNA的内部开始翻译，有三个核糖体合成的产物分别为①②③，这三个核糖体的结合位点如图。下列叙述正确的是 (　 )
A.原核细胞的翻译场所和转录场所由不同的膜系统分隔开
B.与原核生物相比，真核生物核基因的转录和翻译在时间和空间上没有分开
C.这三个核糖体在mRNA上的结合位点不同将导致产物①②③不一定相同
D.图中多个核糖体共同合成一条肽链的过程提高了翻译效率
解析：选C　原核细胞可以边转录边翻译，且并无膜分隔；真核细胞先转录后翻译，在时间和空间上都是分开的，A、B错误。这三个核糖体虽结合同一个mRNA，但由于是从不同位点开始翻译，故翻译的产物①②③的氨基酸序列不一定相同，C正确。与图中mRNA结合的多个核糖体各自合成一条肽链，而不是共同合成同一条肽链，D错误。
二、非选择题
8.(12分)(2025·武汉模拟)脑源性神经营养因子(BDNF)由两条肽链构成，能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育，若BDNF基因表达受阻，则会导致精神分裂症。下图表示BDNF基因的表达及调控过程。
(1)甲过程需要　　　　　　酶的催化，以　　　　为原料；乙过程发生在　　 　上。(3分)
(2)若miRNA 195以图中DNA片段的整条链为模板进行转录，测定发现miRNA 195中C占27.4%，G占22.7%，则相应的DNA片段中T所占的比例为　　　 　。(2分)
(3)图2中tRNA所携带的氨基酸为　　 　。(AGC：丝氨酸；UCG：丝氨酸；GCU：丙氨酸；CGA：精氨酸)(1分)
(4)由图1可知，miRNA 195基因调控BDNF基因表达的机理是　　　　　　，
从而使BDNF基因表达的mRNA无法与核糖体结合。精神分裂症患者与正常人相比，
丙过程　　　　(填“减弱”“不变”或“增强”)，若甲过程反应强度不变，则BDNF的含量将
　　　　(填“减少”“不变”或“增加”)。基于上述分析，请提出一种治疗该疾病的思路：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(6分)
解析：(1)分析题图1可知，甲为转录过程，转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，需要RNA聚合酶的催化，以四种核糖核苷酸为原料。乙为翻译过程，发生在核糖体上。(2)若miRNA 195以图中DNA片段的整条链为模板进行转录，测定发现miRNA 195中C占27.4%，G占22.7%，即mRNA中C+G的含量为50.1%，则DNA中C+G的含量也为50.1%，故 DNA分子中A+T=1-50.1%=49.9%；又因为在双链DNA分子中A和T的数量相等，因此该DNA片段中T所占的比例为49.9%÷2=24.95%。(3)图2中tRNA上的反密码子为3' GCU 5'，则其对应的密码子为5' CGA 3'，该密码子决定的氨基酸是精氨酸，因此其所携带的氨基酸为精氨酸。(4)由图1可知，miRNA 195基因调控BDNF基因表达的机理是miRNA 195基因转录形成的miRNA 195与BDNF基因转录形成的mRNA形成局部双链结构，从而使BDNF基因表达的mRNA无法与核糖体结合。由题意可知，若BDNF基因表达受阻，则会导致精神分裂症，故精神分裂症患者与正常人相比，丙过程增强，若甲过程反应强度不变，则由于翻译过程受阻，BDNF的含量将减少。基于上述分析，治疗该疾病的思路可以为促进BDNF基因的转录(或抑制miRNA 195基因转录)。
答案：(1)RNA聚合　四种核糖核苷酸　核糖体　(2)24.95%　(3)精氨酸　(4)miRNA 195基因转录形成的miRNA 195与BDNF基因转录形成的mRNA形成局部双链结构　增强　
减少　促进BDNF基因的转录(或抑制miRNA 195基因转录)

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