（9）基因控制蛋白质合成——高一生物学浙科版（2019）必修二课堂速测（含解析）

（9）基因控制蛋白质合成
——高一生物学浙科版（2019）必修二课堂速测
基础检测
一、基因通常是DNA分子的功能片段
1．基因的概念
基因是具有遗传效应的 片段(包括部分病毒的RNA片断)，是遗传物质结构和功能的基本单位，是 (部分生物是 )分子上含特定遗传信息的核苷酸序列的总称。
2．DNA与蛋白质的关系
作为携带遗传信息的生物大分子，通过一系列复杂的酶促合成过程，将遗传信息反映到蛋白质的分子结构上。
3．DNA的双重功能
DNA具有 遗传信息和 遗传信息的双重功能：一方面，以自身为模板，半保留地进行复制，保持遗传信息的稳定性；另一方面，根据它所存储的遗传信息决定蛋白质的结构。
二、DNA分子上的遗传信息通过转录传递给RNA
1．转录的概念
转录是以DNA的一条链为模板，依据碱基互补配对原则，合成 的过程。通过转录，遗传信息由DNA传递给RNA。
2．RNA与DNA不同点
RNA通常为单链，其核苷酸中的糖为核糖，而不是脱氧核糖；4种碱基中没有胸腺嘧啶，但含有 。尿嘧啶的配对方式与胸腺嘧啶相同，即专一地与腺嘌呤形成碱基对。
3．转录的过程
RNA的合成(转录)需要有RNA聚合酶的催化，并且转录不是沿着整条DNA长链进行的。当RNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位相结合时，包括 基因的DNA片段的双螺旋解开，以其中的一条链为模板，按照碱基配对原则，游离的核苷酸碱基与DNA模板链上的碱基配对，并通过磷酸二酯键聚合成与该片段DNA相对应的RNA分子。
4．RNA的种类与功能、来源与去向
(1)RNA的种类与功能
RNA一般分为三种。 是行使传达DNA上遗传信息功能的；tRNA的功能是把氨基酸运送到 上，使之按照 的信息指令连接起来，形成蛋白质；rRNA是核糖体的重要成分，是 行使其功能所必需的。
(2)来源与去向
RNA分子都是以 上的基因区段为模板转录而来的。在真核生物中，细胞核内转录而来的RNA产物经过加工才能成为成熟的 ，然后转移到细胞质中，用于蛋白质合成。
三、遗传信息通过翻译指导蛋白质的合成
1．翻译的概念
以 为模板，合成具有一定的 顺序的蛋白质的过程称为翻译。
2．遗传密码
(1)概念
遗传密码是指在mRNA上每 个相邻的核苷酸排列成的三联体，决定一种氨基酸，也称为密码子。
(2)特点
①除少数密码子外，生物界的遗传密码是统一的，所有的生物都使用相同的遗传密码。这也说明，地球上所有的生物都来自共同的祖先。
②除少数氨基酸只有一种遗传密码子外，大多数氨基酸有两种以上的遗传密码子。
③起始密码子是翻译第一个氨基酸的密码子，一般是 。终止密码子不编码氨基酸，是 终止的信号。
3．翻译的过程
(1)tRNA的功能
在 的一端有三个核苷酸序列，能与 密码子的核苷酸互补配对，以此来识别密码子，称反密码子；另一端有氨基酸的结合部位。 既相当于“译员”，能识别
上的密码子决定的是哪种氨基酸，又具有“搬运工”的职能，将相应的氨基酸运至核糖体上。
(2)翻译的过程
核糖体认读 上决定氨基酸种类的密码，选择相应的氨基酸，由对应的tRNA转运，加到延伸中的肽链上。当核糖体到达 的终止密码子时，多肽合成结束，核糖体脱离
并进入下一个循环。翻译过程如下图：
(3)翻译特点
肽链合成时，并不是只有一个核糖体与一个 在工作，而是在一个mRNA分子上有若干个核糖体同时进行
流水作业。当一个核糖体沿着m 向前移动时，另一个核糖体便结合到空出的起始位置上，以此类推。像这样，若干核糖体串联在一个 分子上，可以同时翻译多条肽链，这种合成方式大大提高了翻译效率。
四、遗传信息流从DNA→RNA→蛋白质
1．“中心法则”的要点
(1)遗传信息通过复制从DNA传递到DNA，由DNA通过 传递到RNA，然后由RNA通过 合成蛋白质，决定蛋白质的特异性。
(2)有些RNA病毒(如劳氏肉瘤病毒)能以RNA为模板反向地合成单链 ，因为它们具有能够催化此反应过程的逆转录酶，再以这条单链 为模板形成双链DNA。有些RNA病毒还能够自我复制，由此发现了相关的 。
2．“中心法则”的表达图示
小试牛刀
1.遗传信息的转录过程中，信息的流向是( )
A.DNA→RNA B.RNA→DNA C.蛋白质→RNA D.RNA→蛋白质
2.细胞核中的基因指导细胞质中的蛋白质合成时，需要一种中间物质充当信使，该物质是( )
A.DNA B.mRNA C.tRNA D.rRNA
3.根据下表中的已知条件可判断浦氨酸的密码子是( )
DNA双链
C T
mRNA
tRNA反密码子 G
氨基酸 脯基酸
A.CCT B.CCU C.GCU D.CGU
4.经测定，某 RNA片段中有30个碱基，其中 A＋U为18个，那么转录该 RNA片段的 DNA片段上应含A＋T的数量为( )
A.60 B.36 C.30 D.18
5.2022年2月3日，《科学》杂志的一篇论文指出，牛津大学大数据研究所的科学家在荷兰发现了一种新的，高毒性的HIV病毒株，毒力更强、更具传染性。它是一种逆转录病毒，可引起人类细胞免疫功能损害、缺陷，导致一系列致病菌感染和罕见肿瘤的发生，依据碱基互补配对原则判断，以下能表示逆转录过程的是( )
选项 A B C D
模板 ATGCT AUGCU AUGCU ATGCT
产物 UACGU UACGA TACGA TACGA
A.A B.B C.C D.D
6.下列关于基因与性状的关系的说法中，错误的是( )
A.很多情况下一个基因决定一个性状B.有的情况下多个基因决定一个性状
C.有的情况下一个基因决定多个性状D.生物体的性状不会受到环境影响
7.下列关于基因与性状关系的叙述，错误的是( )
A.基因的甲基化可能影响生物体的相关性状
B.生物体的基因与性状是一一对应的关系
C.基因可通过控制酶的合成来控制生物体的性状
D.基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
8.下列关于基因和生物性状的叙述，错误的是( )
A.一种性状可受一对或多对等位基因的控制
B.基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
C.表观遗传的出现一定都是由DNA甲基化造成的
D.表观遗传是基因表达和表型发生可遗传变化的现象
答案以及解析
1.答案：D
解析：A、在转录过程中，遗传信息的流动方向是DNA→RNA,A错误； B、在逆转录过程中，遗传信息的流动方向是RNA→DNA,B错误； C、在生物体中，不存在遗传信息从蛋白质→RNA的流动方向，C错误； D、在翻译过程中，遗传信息的流动方向是RNA→蛋白质，D正确。
故选：D。
2.答案：B
解析：基因控制蛋白质合成包括转录和翻译两个过程，其中转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程，经过该过程遗传信息由DNA转移到mRNA上，翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，即DNA→mRNA→蛋白质，可见mRNA能在DNA和蛋白质之间充当信使，故B符合题意，ACD不符合题意。
3.答案：B
解析：tRNA上的反密码子与相应的密码子碱基互补配对，根据tRNA反密码子的第一个碱基可知脯氨酸的密码子的第一个碱基是C，再由表中显示的DNA链，由于不知那一条链是模板链，密码子的第2个碱基为G或者C，第三个碱基为A或者U，综合以上分析可知脯氨酸的密码子是CGA或者CCU，B正确，ACD错误。故选B。
4.答案：B
解析：DNA(或基因）中碱基数: mRNA上碱基数:氨基酸个数=6:3:1。mRNA是以DNA的一条链为模板转录而来的，mRNA含有30个碱基，则转录该段mRNA的DNA分子含有60个碱基。在DNA分子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则(A-T、G-C)，而配对的碱基彼此相等，即A=T、C=G。RNA片段中有30个碱基，其中A+U为18个，那么转录该RNA片段的DNA的模板链上A+T=18个，则另一条链上A+T=18个，因此DNA片段上应含A+T的数量为36个，B正确，ACD错误。故选B。
5.答案：C
解析：A、逆转录病毒的RNA作为模板，没有T，A错误；B、逆转录是指以RNA为模板合成DNA，故产物中没有碱基U，B错误；C、逆转录病毒的遗传物质为RNA，模板为AUGCU，根据碱基互补配对原则，产物应为TACGA，C正确；D、逆转录病毒的遗传物质为RNA，RNA中没有碱基T，D错误。故选C。
6.答案：D
解析：D、生物体的性状是基因与环境共同作用的结果，D错误。故选D。
7.答案：B
解析：A、基因的甲基化可影响基因的表达，进而影响生物体的相关性状，A正确；B、基因与性状并非都是一一对应关系，有些性状有多对基因控制，B错误；C、基因能通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，C正确；D、基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，D正确。故选B。
8.答案：C
解析：A、基因与性状之间并不都是简单的一﹣对应关系，一种性状可受一对或多对等位基因的控制，A正确；B、基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，如囊性纤维病的发生，B正确；C、表观遗传中生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达过程中发生变化，最终导致表型发生可遗传变化，表观遗传出现不一定都是由DNA甲基化造成的，C错误；D、表观遗传是指生物体的基因碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，D正确。故选：C。
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