遗传信息的表达 RNA和蛋白质的合成Word文档格式.docx

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在逆转录酶作用下，以RNA为模板反向合成单链DNA

2.图解

3．基因的本质

一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片断——在大多数生物中是一段DNA，而在RNA病毒中则是一段RNA。

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）转录只发生在细胞核中。

（4）转录需要解旋酶和DNA聚合酶。

（5）DNA解旋后每一条链都可以当作转录的模板。

（6）翻译的场所是核糖体，模板是DNA的一条链，、原料是4种核糖核苷酸，需要酶和能量。

（7）生物遗传信息流动表示为：

（8）逆转录和RNA复制普遍存在。

答案　

（1）×

（2）√　（3）×

　（4）×

　（5）×

　（6）×

　（7）√　（8）×

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

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．①②③B．④⑤⑥C．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

（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、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。

②一种密码子最多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

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）

四种脱氧核苷酸

四种核糖核苷酸

二十种氨基酸

DNA中的一条链

续表

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

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．若某一多肽链片段为“—苯丙氨酸—色氨酸—谷氨酸—”，请写出指导该多肽合成的mRNA中相应碱基组成；

若某一mRNA片段为“—AUGGAAGCA—”，请写出其编码的氨基酸序列。

答案　UUUUGGGAA或UUCUGGGAA或

UUUUGGGAG或UUCUGGGAG。

—甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—。

3．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。

4．一个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　每个核糖体合成一条完整的多肽链。

5．相关计算：

结合下面图解，思考：

（1）基因中的碱基数、mRNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之间有何数量关系？

并阐述其原因。

答案　mRNA是以DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则转录而来，所以基因与mRNA分子中的碱基数之比为2∶1，蛋白质分子中的氨基酸由mRNA上的密码子决定，1个密码子由3个相邻的碱基组成。

所以基因中的碱基、mRNA分子中的碱基与蛋白质分子中的氨基酸三者之间的数量比为6∶3∶1。

（2）在蛋白质合成过程中，DNA中碱基数、mRNA中碱基数、氨基酸数是否一定遵循以上数量关系？

因为在一段多肽链对应的mRNA中含有不编码氨基酸的终止密码子，而在其对应的DNA中，还含有一些不能转录为mRNA的DNA片段。

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

（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

（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）√

三、遗传信息的传递过程分析

1．生物界遗传信息的传递途径（中心法则）：

2．各过程分析如下表：

配对方式

实例

DNA→DNA

含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸

A－T

G－C

绝大多数生物

DNA→RNA复制

含A、U、G、C的四种核糖核苷酸

A－U

T－A

RNA复制

RNA→RNA

以RNA为遗传物质的生物，如草

花叶病毒

逆转录

RNA→DNA

A－T

U－A

艾滋病病毒

RNA→蛋白质

信使RNA

20种氨基酸

所有生物

1．克里克提出的中心法则中，包括图中的哪些过程？

答案　克里克提出的中心法则包括①（DNA的复制）、②（转录）和③（翻译）。

2．为什么中心法则中的遗传信息可以准确地流动？

答案　因为有精确的模板并严格遵守碱基互补配对原则。

3．结合图表分析，下列有关说法正确的是（　　）。

抗菌药物

抗菌机理

青霉素

抑制细菌细胞壁的合成

环丙沙星

抑制细菌DNA解旋酶（可促进DNA螺旋化）

红霉素

能与核糖体结合

利福平

抑制RNA聚合酶的活性

A.①～⑤可发生在人体健康细胞中

B．青霉素和利福平能抑制DNA的复制

C．结核杆菌的④和⑤都发生在细胞质中

D．环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的①和③

（1）①为DNA复制，②为转录，③为翻译，④为RNA复制，⑤为逆转录；

（2）青霉素的作用对象是细胞壁，与DNA复制无关；

（3）环丙沙星可促进DNA螺旋化，不利于DNA复制和转录；

（4）红霉素能与核糖体结合，抑制翻译过程；

（5）利福平抑制RNA聚合酶的活性，进而抑制转录和RNA复制；

（6）④和⑤只有RNA病毒才能进行。

（1）中心法则表示的是遗传信息流动过程。

（2）遗传信息只能从DNA流向RNA，进而流向蛋白质。

1．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

解析　DNA的两条链中只有其中一条链可作为模板。

2．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。

3．下图所示，能在造血干细胞和唾液腺细胞内发生的过程是（　　）。

A．前者有①②③，后者有②③

B．两者都有①

C．两者都有①②③

D．两者都有②③

解析　造血干细胞可分裂，其内可发生DNA复制和基因的表达；

而唾液腺细胞不能分裂，只能进行基因表达。

4．根据图回答下列问题。

（1）图A所示全过程叫________，图B所示生理过程与图A中相对应的序号是________，图C所示生理过程与图A中相对应的序号是________，图D所示生理过程与图A中相对应的序号是______________。

（2）看图回答（有关题空可用图B、C、D中所示符号填写）：

上述图示中，图________（填图序号）中含有DNA分子，图中用________表示脱氧核苷酸长链。

图________（填图序号）中含有mRNA，图中用________表示核糖核苷酸长链。

（3）图C、图D共同完成的生理过程叫________________________________________________________________________。

（4）能完成图A中③、④的生物是________________________________________________________________________。

（5）图D所示过程不可能发生在________________中。

A．神经元细胞B．肝细胞

C．心肌细胞D．人成熟的红细胞

（6）图E是________的结构。

答案　

（1）中心法则及其发展　①　②　⑤

（2）B、C　P链、T链、A链、B链　C、D　C链、D链

（3）基因控制蛋白质的合成　（4）RNA病毒　（5）D

（6）转运RNA（tRNA）

解析　图A表示“中心法则及其发展”，图B表示DNA的复制，图C表示转录，图D表示翻译，图E表示转运RNA的结构。

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

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．科学家发现，一种动物能否被驯化并和人类友好相处，取决于这种动物的“驯化基因”。

在生物体中，基因控制性状表现的主要途径是（　　）。

A．RNA→蛋白质（性状）

B．RNA→DNA→蛋白质（性状）

C．DNA→蛋白质（性状）

D．DNA→RNA→蛋白质（性状）

解析　DNA→RNA→蛋白质是细胞生物基因控制性状表现的主要途径；

只有少数逆转录病毒和具有RNA复制酶的病毒分别以RNA→DNA→RNA→蛋白质和RNA→蛋白质为控制性状的途径；

DNA→蛋白质还没有在生物体内发现。

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

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

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

6．转录和逆转录是生物遗传信息传递过程中的两个步骤，相关叙述正确的是

（　　）。

A．都需要模板、能量、酶、原料

B．都在细胞核内进行

C．所有生物都可以进行转录和逆转录

D．都需要tRNA转运核苷酸原料

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

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

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．如图所示，下列有关的叙述中，不正确的是（　　）。

A．甲是DNA，乙为DNA，此过程要以甲为模板，酶为解旋酶和DNA聚合酶

B．甲是RNA，乙为DNA，此过程为逆转录，原料为四种脱氧核苷酸

C．甲是RNA，乙为RNA，此过程的原料为四种核糖核苷酸

D．甲是DNA，乙为RNA，此过程要以甲为模板，酶为转录酶

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

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

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）图中所示过程为发生于核糖体中的“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

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