人教版生物必修2课时跟踪检测（12） 基因指导蛋白质的合成（含解析）

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人教版生物必修2课时跟踪检测
（十二） 基因指导蛋白质的合成
A级——固基础，注重综合
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：选D　具有双螺旋结构的是DNA，RNA一般不具有；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．(2023·济南月考)下列关于真核细胞核DNA复制与表达的叙述，错误的是(　 )
A．在细胞分裂期，DNA高度螺旋后，基因转录水平下降
B．一个细胞周期中，核DNA只复制一次，基因可以多次转录
C．某些已分化的细胞中，DNA的复制、转录和翻译都可进行
D．复制和转录时，DNA分别与RNA聚合酶和DNA聚合酶结合
解析：选D　在细胞分裂期，DNA高度螺旋后不能解旋作为转录的模板，因此基因转录水平下降，A正确；一个细胞周期中，核DNA只在间期复制一次，而基因可以多次转录，B正确；正常情况下，细胞都可以进行基因的转录和翻译过程，某些已分化的细胞，仍具有分裂能力，如造血干细胞其DNA仍可进行复制，C正确；复制和转录时，DNA分别与DNA聚合酶和RNA聚合酶结合，D错误。
3．如图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述正确的是(　 )
A．原核细胞转录和翻译在时空上完全分开
B．转录方向为从左到右
C．转录尚未结束，翻译已经开始
D．一个DNA只能转录产生一个RNA，但可表达出多条多肽链
解析：选C　原核细胞由于没有核膜的阻断，所以可以边转录边翻译，没有时空的阻隔，A错误、C正确；根据mRNA的长度可判断转录方向为从右到左，B错误；一个DNA能转录产生多个RNA，也可表达出多条多肽链，D错误。
4．细胞中DNA转录形成mRNA，下列关于此过程的说法正确的是(　 )
A．不存在T—A的碱基配对方式
B．形成的mRNA分子中A的数量总是等于U的数量
C．两条链同时作模板进行转录
D．一个DNA分子可以转录出多种mRNA分子
解析：选D　转录过程中，DNA与mRNA碱基互补配对，存在DNA中的T与mRNA中的A的碱基配对方式，A错误；mRNA分子为单链结构，其中A的数量不一定等于U的数量，B错误；转录的模板是DNA的一条链，C错误；一个DNA分子含有多个基因，因此可以转录出多种mRNA分子，D正确。
5．下图表示生物界的中心法则，下列有关叙述正确的是(　 )
A．健康的人体内可以发生图中所有过程
B．烟草花叶病毒侵入宿主细胞后发生①→②→③→④的过程
C．⑤过程需要逆转录酶的参与
D．该图揭示了遗传信息传递的一般规律
解析：选D　分析题图可知，健康的人体内可以发生图中①DNA复制、②转录和③翻译过程，A错误；烟草花叶病毒是RNA病毒，侵入宿主细胞后发生⑤RNA复制和⑥翻译过程，B错误；④逆转录过程需要逆转录酶的参与，C错误；该图揭示了遗传信息传递的一般规律，D正确。
6．一个mRNA分子有m个碱基，其中(G＋C)有n个；由该mRNA指导合成的蛋白质有两条肽链。则控制该mRNA合成的DNA分子至少含有的(A＋T)数、合成蛋白质时最多脱去的水分子数分别是(不考虑终止密码子)(　 )
A．m、(m/3)－1 B．m、(m/3)－2
C．2(m－n)、(m/3)－1 D．2(m－n)、(m/3)－2
解析：选D　由题意知，mRNA分子有m个碱基且(G＋C)的数目为n，则此mRNA分子中(A＋U)的数目为(m－n)，控制其合成的DNA分子模板链中(A＋T)的数目至少为(m－n)，整个双链DNA分子中(A＋T)的数目至少为2(m－n)；由该mRNA分子有m个碱基可知，以其为翻译模板可合成最多含m/3个氨基酸的蛋白质分子，题干中给出此蛋白质分子有两条肽链，则脱去的水分子数最多应为(m/3)－2。
7．下列关于遗传信息翻译的叙述，正确的是(　 )
A．通过翻译将mRNA的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列
B．生物体内合成蛋白质时，一种氨基酸只能由一种密码子决定
C．生物体内合成蛋白质的氨基酸有21种，则tRNA也有21种
D．生物体内合成蛋白质时，一种密码子一定能决定一种氨基酸
解析：选A　游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板，按照mRNA的碱基序列，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，A正确；密码子的简并使一种氨基酸可以由一种或多种密码子决定，B错误；绝大多数生物体内合成蛋白质的氨基酸有21种，由于一种氨基酸可能对应多种密码子，故tRNA不止有21种，C错误；正常情况下终止密码子不能决定氨基酸，D错误。
8．下列关于中心法则的叙述，一定正确的是(　 )
A．肽链的合成一定以RNA为模板，以氨基酸为原料
B．酶的合成一定以RNA为模板，以氨基酸为原料
C．RNA的合成一定以DNA为模板，以核糖核苷酸为原料
D．DNA的合成一定以DNA为模板，以脱氧核苷酸为原料
解析：选A　肽链是以mRNA为模板、以氨基酸为原料，经过翻译过程形成的，A正确；绝大多数酶的化学本质是蛋白质，是以mRNA为模板，以氨基酸为原料合成的，少数酶的化学本质是RNA，是以DNA或RNA为模板，以核糖核苷酸为原料合成的，B错误；RNA的合成原料一定是核糖核苷酸，而合成的模板可以是DNA也可以是RNA，C错误；DNA合成的原料一定是脱氧核苷酸，而合成的模板可以是DNA也可以是RNA，D错误。
9．根据下表提供的信息，可以确定色氨酸的密码子是(　 )
DNA C
G
mRNA G
tRNA A
氨基酸 色氨酸
A．UGG B．TGG
C．ACC D．UCG
解析：选A　密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。由tRNA的第一个碱基为A可知，该密码子的第一个碱基为U，由mRNA的第三个字母为G，可确定转录的模板链，进而可推知该密码子为UGG。
10．如图所示为细胞中遗传信息的传递和表达过程，下列相关叙述正确的是 (　 )
A．①是DNA的复制，②是转录，③是翻译，三个过程中碱基配对情况不完全相同
B．②③过程发生的场所可能相同，③过程中以DNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的肽链
C．①②过程所需要的原料相同
D．③过程中不同核糖体合成的是同一种肽链，核糖体的移动方向是由右向左
解析：选A　①是DNA的复制，②是转录，③是翻译。DNA复制过程中碱基配对方式为A—T、C—G、G—C、T—A，转录过程中碱基配对方式为A—U、C—G、G—C、T—A，翻译过程中碱基配对方式为A—U、C—G、G—C、U—A，可见这三个过程中碱基配对情况不完全相同，A正确。②是转录过程，主要发生在细胞核中，此外还可以发生在线粒体和叶绿体中；③是翻译过程，主要发生在细胞质中的核糖体上，也能发生在线粒体和叶绿体中的核糖体上，该过程中以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的肽链，B错误。①②过程所需要的原料不同，①过程所需要的原料是脱氧核苷酸，②过程所需要的原料是核糖核苷酸，C错误。③过程中不同核糖体合成的是同一种肽链，核糖体的移动方向是由左向右，D错误。
11．中心法则揭示了生物遗传信息传递的一般规律(如图)。下列叙述错误的是(　 )
A．①②③三个过程可在根尖分生区细胞中发生
B．①②③分别表示DNA的复制、转录和翻译过程
C．④表示逆转录，某些病毒增殖时可发生该过程
D．④⑤是虚线，表示其在生物界可能不存在
解析：选D　根尖分生区细胞能进行有丝分裂，细胞分裂前的间期发生DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，即可发生①②③三个过程，A正确；据题图分析可知，①表示DNA分子的复制过程，②表示转录过程，③表示翻译过程，B正确；④表示逆转录，某些RNA病毒(如HIV)增殖时可发生该过程，C正确；④逆转录过程和⑤RNA分子复制过程可发生在被某些RNA病毒侵染的细胞中，D错误。
12．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过程所需的酶主要有________________________________________________________________________等。
(2)图中含有核糖的是________(填数字)。图中由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______________________________。
解析：分析图示过程可知，a为DNA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过程，即图中b和c，DNA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，图中含有核糖的结构包括②mRNA、⑤tRNA以及③核糖体中的rRNA。根据②mRNA上的碱基顺序组成的密码子以及肽链的合成方向可知，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。(3)三个核苷酸对应一个氨基酸，由此证明一个密码子由三个相邻的碱基组成。
答案：(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)一个密码子由三个相邻的碱基组成
B级——强应用，体现创新
13．(2023·湖南高考)细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子，也可结合非编码RNA分子CsrB，如图所示。下列叙述错误的是(　 )
A．细菌glg基因转录时，RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录
B．细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时，核糖体沿glg mRNA从5′端向3′端移动
C．抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成
D．CsrA蛋白都结合到CsrB上，有利于细菌糖原合成
解析：选C　基因转录时，RNA聚合酶识别并结合到基因的启动子区域从而启动转录，A正确；基因表达中的翻译是核糖体沿着mRNA的5′端向3′端移动，B正确；由题图可知，抑制CsrB基因转录会使非编码RNA分子CsrB减少，使CsrA更多地与glg mRNA结合形成不稳定构象，最终核糖核酸酶会降解glg mRNA，而glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用，故抑制CsrB基因的转录能抑制细菌糖原合成，C错误；由题图及C选项分析可知，若CsrA都结合到CsrB上，则CsrA没有与glg mRNA结合，从而使glg mRNA不被降解而正常翻译形成UDPG焦磷酸化酶，有利于细菌糖原的合成，D正确。
14．细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I)。含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时，存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是(　 )
A．一种反密码子可以识别不同的密码子
B．密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合
C．tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成
D．mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
解析：选C　根据题图可知，反密码子CCI可与mRNA中的GGU、GGC、GGA互补配对，说明一种反密码子可以识别不同的密码子，A正确；密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合，B正确；tRNA分子和mRNA分子都是单链结构，C错误；由于某些氨基酸可对应多种密码子，故mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变，D正确。
15．下面甲、乙两图为真核细胞中发生的代谢过程的示意图，下列有关说法正确的是(　 )
A．甲图所示的过程叫作翻译，多个核糖体共同完成一条多肽链的合成
B．乙图所示过程叫作转录，转录产物的作用一定是作为甲图中的模板
C．甲图所示翻译过程的方向是从左到右
D．甲图和乙图中都发生了碱基互补配对但碱基互补配对方式不完全相同
解析：选D　由甲图可知，翻译过程中一个mRNA分子上可结合多个核糖体，同时合成多条多肽链，A错误；转录产物有信使RNA、转运RNA和核糖体RNA三种，而翻译的模板只是信使RNA，B错误；甲图中多肽链②最长，说明合成该多肽链的核糖体是最早与mRNA结合的，因此核糖体在mRNA上的移动方向是从右到左，C错误；转录和翻译过程中都发生了碱基互补配对，但碱基互补配对方式不完全相同，D正确。
16．如图①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答有关问题：
(1)①过程发生的时期是__________________。可发生在细胞核中的过程有________(填序号)。
(2)若②过程的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占30%、20%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为________。
(3)③过程中Y是某种tRNA，它是由________(填“三个”或“多个”)核糖核苷酸组成的，其上的CAA称为____________，一般情况下，一种Y可以转运________种氨基酸。若合成该蛋白质的基因含有600个碱基对，则该蛋白质最多由______个氨基酸组成(不考虑终止密码子)。
(4)人体内成熟红细胞、胚胎干细胞、口腔上皮细胞中，能同时发生上述三个过程的细胞是______________。
(5)假若转录形成α链的基因中有一个碱基对发生了替换，导致该基因编码的肽链中氨基酸数目减少，其原因可能是基因中碱基对的替换导致_________________________________________。
解析：(1)图①过程表示人体细胞中的DNA分子复制，发生时期为细胞分裂前的间期。图②表示转录过程，图③表示翻译过程，可发生在细胞核中的过程有①②。(2)α链中G＋U＝54%，G＝30%，则U＝24%，即α链的模板链对应区段中A＝24%。同时可推得其模板链对应区段中A＋C＝54%，又知模板链对应区段中G＝20%，则T＝1－54%－20%＝26%，即DNA的另一条链对应区段中A＝26%，则整个DNA区段中A＝(24%＋26%)/2＝25%。(3)tRNA由多个核糖核苷酸组成，其上的CAA称为反密码子，一般情况下，一种Y只能转运一种特定的氨基酸。由于mRNA上三个相邻的碱基编码一个氨基酸，不考虑终止密码子，则该蛋白质最多由600/3＝200(个)氨基酸组成。(4)人体内成熟红细胞无细胞核和线粒体，①②③过程均不可进行，口腔上皮细胞为高度分化的细胞，不能进行①过程，胚胎干细胞为能够增殖的细胞，可同时发生①～③三个过程。(5)若转录形成α链的基因中有一个碱基对发生了替换，可能会因替换导致终止密码子提前出现，翻译提前终止。
答案：(1)细胞分裂前的间期　①②　(2)25%　(3)多个　反密码子　一　200　(4)胚胎干细胞　(5)终止密码子提前出现，翻译提前终止
17．铁是组成细胞的重要元素，但细胞内过量的Fe3＋会诱发自由基反应，对细胞产生损伤。转铁蛋白受体(TfR)参与细胞对Fe3＋的吸收。下图是细胞中Fe3＋含量对转铁蛋白受体 mRNA(TfR－mRNA)稳定性的调节过程(图中铁反应元件是TfR－mRNA上一段富含碱基 A、U的序列)，当细胞中Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3＋而不能与铁反应元件结合，导致TfR－mRNA易水解，反之，TfR－mRNA难水解。回答下列问题：
注：TfR－mRNA上AUG为起始密码子，UAA为终止密码子。
(1)人体肝脏细胞中TfR－mRNA 是由TfR 基因经_______(填过程)合成的，这一过程需要______酶催化。
(2)一个mRNA分子上同时结合多个结构a，其生理意义是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)据图可知，TfR－mRNA中铁反应元件能形成茎环结构的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
这种茎环结构__________(填“会”或“不会”)影响TfR的氨基酸序列，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)若 TfR基因中某碱基对发生缺失，导致合成的肽链变短，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)据图可知，当细胞中Fe3＋不足时，TfR－mRNA将________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________，其生理意义是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)根据中心法则，DNA转录形成RNA，转录需要以DNA的一条链为模板，通过RNA聚合酶催化合成RNA。(2)a是核糖体，一个mRNA分子上同时结合多个核糖体，可同时合成多条肽链，大大增加了翻译效率。(3)由题意和题图可知，TfR－mRNA中铁反应元件能够形成茎环结构的原因是该片段含有丰富的碱基A和U，能够互补配对形成局部双链结构。因为这种茎环结构在TfR－mRNA的终止密码子之后，所以不会影响TfR－mRNA翻译形成的TfR的氨基酸序列。(4)基因内部碱基对的增添、缺失或替换可能导致mRNA上终止密码子提前出现，进而使翻译形成的肽链变短。(5)当细胞中Fe3＋浓度低时，有活性的铁调节蛋白能与TfR－mRNA上的铁反应元件结合，使TfR－mRNA难以被水解，以便翻译出更多的转铁蛋白受体。转铁蛋白受体增多，有利于细胞从外界吸收更多的Fe3＋，以满足生命活动的需要。
答案：(1)转录　RNA聚合　(2)少量mRNA可以迅速合成大量蛋白质　(3)该片段含有丰富的碱基A和U，能够互补配对形成局部双链结构　不会　这些结构位于mRNA终止密码子之后　(4)该碱基对发生缺失导致mRNA上终止密码子提前出现　(5)难被水解，指导合成更多转铁蛋白受体　有利于细胞从外界吸收更多的Fe3＋，以满足生命活动的需要
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