2025人教版高中生物学必修2强化练习题-2.3 -第2课时 遗传信息的翻译和中心法则(含解析）

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2025人教版高中生物学必修2
第2课时　遗传信息的翻译和中心法则
基础过关练
题组一　密码子、反密码子和tRNA
1.下列关于密码子、反密码子的叙述,正确的是(　　)
A.密码子位于mRNA或tRNA上
B.一种氨基酸只由一种密码子决定
C.密码子与反密码子配对时能够形成氢键
D.反密码子有64种
2.(2024河南郑州月考)翻译过程如图所示,其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I),与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对。下列相关叙述正确的是(　　)
A.tRNA分子内部不发生碱基互补配对
B.反密码子为UAC的tRNA可转运多种氨基酸
C.mRNA上的每个密码子都能结合相应的tRNA
D.碱基I与密码子中碱基配对的特点,有利于保持物种遗传的稳定性
题组二　遗传信息的翻译
3.(2024湖南岳阳月考)若细胞质中tRNA1(3'—AUU—5')、tRNA2(3'—ACG—5')、tRNA3(3'—UAC—5')分别转运氨基酸a、b、c。现以双链DNA中的一条链3'—ACGATTTAC—5'为模板,指导合成短肽。该短肽基本组成单位的排列是(　　)
A.a—b—c　　　　B.c—b—a
C.b—c—a　　　　D.b—a—c
4.(2024天津红桥五中月考)如图表示动物细胞中遗传信息表达的某一过程,下列相关叙述正确的是(　　)
A.结构①转运的氨基酸为赖氨酸
B.物质②以协助扩散的方式跨膜进入细胞质
C.结构③可存在于线粒体中
D.图中核糖体移动的方向为从右到左
5.(2024北京西城期中)下图表示细胞内基因控制蛋白质合成的过程,据图回答问题:
(1)图一发生在细胞核中的过程称为　　　　　　,物质①是　　　　　　　。
(2)图一基因表达的最后阶段是在[　]　　　　　中完成的,mRNA上的③被称为　　　　　　,在蛋白质合成过程中,　　　　识别并携带氨基酸,将多肽链中氨基酸序列与mRNA上的核苷酸序列联系起来。
(3)图二X在MN上的移动方向是　　　　,结合在MN上多个X最终形成的多肽链中氨基酸的顺序　　　　(填“相同”或“不同”),该机制的意义是细胞　　　　　　　　　　　　　　。
题组三　中心法则
6.(2024山西太原月考)关于与中心法则相关的酶的叙述,错误的是(　　)
A.DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用
B.DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成
C.RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且存在DNA-RNA之间的氢键形成
D.在解旋酶协助下,RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNA
7.(易错题)(2024安徽庐巢联盟月考)如图表示中心法则的有关内容,①~⑤表示物质或结构,a~c表示生理过程,下列说法正确的是(　　)
A.a、b过程可以发生在洋葱根尖成熟区细胞的细胞核中
B.b过程与c过程涉及的碱基配对方式不完全相同
C.一种⑤只能对应一种④,④的种类由⑤上的密码子决定
D.②上可结合多个③,以提高每个蛋白质分子的合成速度
8.(2024辽宁沈阳期中)甲、乙、丙表示细胞内正在进行的新陈代谢过程,据图分析下列表述不正确的是(　　)
甲 乙 丙
A.正常人体细胞内不会进行4、6、7过程
B.1、4、6、8过程均需要核糖核苷酸作为原料
C.人成熟红细胞也会完成2、3过程
D.在宿主细胞内,病毒可以进行图甲、乙或丙所代表的某种生理过程
9.(2023河北邢台期中)下图是中心法则的相关内容示意图,图中的序号表示遗传信息的传递过程。下列叙述错误的是(　　)
A.过程①和③所需的原料是不相同的
B.细胞中不同种类的RNA,其功能一般不同
C.过程⑥至少需要三种RNA参与
D.过程⑤⑦可发生在某些DNA病毒中
能力提升练
题组一　基因表达过程的综合分析
1.(2023陕西西安期末)下图1、2是两种细胞中遗传信息的表达过程。据图分析,下列叙述正确的是(　　)
A.图1细胞可以代表酵母菌,可以边转录边翻译
B.在上述两种细胞中,遗传信息转录和翻译的场所均相同
C.两种细胞的细胞质基质都可以为图中遗传信息的表达过程提供能量
D.根据图1、2可知,在细胞质中,一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行一条肽链的合成
2.(2024山东济宁期中)翻译的过程如图所示,①~③表示物质或结构,④是一种能够识别终止密码子并引起肽链释放的蛋白质,a、b表示③的两端。下列叙述错误的是(　　)
A.氨基酸结合在①的3'—OH端
B.②沿着③由b→a方向移动
C.④通过碱基互补配对识别终止密码子
D.肽链的氨基酸序列由③的碱基序列直接决定
3.(2024山西太原月考)如图为某染色体上的基因内部和周围DNA片段,长度为8千碱基对(单位:kb)。人为划分a~g七个区间,转录生成的RNA中d区间所对应的区域会被加工切除。下列说法错误的是(　　)
A.在a、d、g中发生的碱基替换(如A替换成C)不会影响蛋白质产物
B.转录一次需要消耗6 300个游离的核糖核苷酸
C.核糖体会从B移动到C,读取c、d、e区间的密码子
D.该基因的转录发生在细胞核,翻译发生在细胞质
4.(不定项)(教材习题改编)抗菌药物可以有效抑制细菌的生长和繁殖,对治疗感染性疾病有很大帮助,表格中列举了3种常见的抗菌药物以及它们的抗菌机制;如图表示遗传信息传递的一般规律,其中序号表示某些生理过程。以下分析不正确的是(　　)
抗菌药物 抗菌机制
环丙沙星 抑制细菌DNA的复制
红霉素 能与核糖体结合,抑制肽链的延伸
利福平 抑制细菌RNA聚合酶的活性
A.环丙沙星可抑制细菌的④过程
B.红霉素抑制细菌的⑤过程
C.利福平抑制细菌的②和③过程
D.正常的人体细胞均会发生①②⑤过程
5.(2024江西宜春期末)人体内DU145细胞是一种癌细胞,XIAP基因是该细胞核中的一种凋亡抑制因子基因,该凋亡抑制因子能抑制凋亡和促进癌细胞的增殖。科研人员向DU145细胞导入某目的基因,其直接表达的shRNA经过运输、剪切等作用,与XIAP基因转录的mRNA发生结合而使XIAP基因沉默,过程如图所示。图中Dicer是一种核糖核酸内切酶,RISC称为RNA诱导沉默复合体,①~⑨代表生理过程。请回答下列问题:
(1)图中①表示目的基因的　　　　过程,该过程需要的酶是　　　　,图中⑨过程A、B核糖体合成的肽链的氨基酸序列　　　　(填“相同”或“不同”),若该过程某tRNA的反密码子序列为5'—GAA—3',则其识别的密码子序列为5'—　　　　—3'。
(2)Dicer通过过程③切下shRNA的茎环结构形成siRNA,其作用的化学键是　　　　,RISC中单链RNA含有的碱基序列越多,则RISC作用的靶基因的种类越　　　　。
(3)过程④siRNA与RISC结合后,RISC发挥水解作用,去掉其中一条RNA链,留下的链可以与　　　　　　　碱基互补,过程⑥说明RISC还具有　　　　　　　　　　　　　　的功能,从而导致　　　　　　　　　　不能合成,癌细胞的增殖受到抑制。
题组二　生物体遗传信息传递过程的分析
6.(多选题)(2024江苏苏州期末)甲型流感病毒是一种负链RNA(-RNA)病毒,其增殖过程如图所示。相关叙述错误的有(　　)
A.图中①②③④过程均遵循相同的碱基互补配对方式
B.②过程所需的嘧啶数与④过程所需的嘌呤数相等
C.-RNA可直接与宿主细胞的核糖体结合翻译子代病毒蛋白质
D.艾滋病病毒(HIV)和甲型流感病毒具有相同的遗传信息传递途径
7.(2024吉林名校联盟期中)脊髓灰质炎病毒是一种单股正链RNA(+RNA)病毒(由RNA和蛋白质组成),能与人体口、咽和肠道等上皮细胞膜上的受体结合,整个病毒通过包膜的形式进入人体细胞。病毒进入人体细胞后的复制途径如图所示。回答下列问题:
(1)脊髓灰质炎病毒进入人体细胞的方式为　　　　,当病毒的+RNA进入宿主细胞后,开始合成RNA复制酶,该过程的场所是宿主细胞的　　　　(填细胞器)。
(2)人体细胞中的RNA一般以单链的形式存在,当形成双链时,容易被细胞内的酶降解。科研人员发现,脊髓灰质炎病毒在宿主细胞内的增殖主要在囊泡内进行,推测原因可能是　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)实验室常将人体癌细胞用作实验材料,　　　　(填“能”或“不能”)利用噬菌体侵染细菌实验的原理和方法,通过用脊髓灰质炎病毒侵染某癌细胞系来探究脊髓灰质炎病毒的遗传物质是RNA还是蛋白质,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案与分层梯度式解析
第2课时　遗传信息的翻译和中心法则
基础过关练
1.C　密码子位于mRNA上,tRNA上存在反密码子,A错误;一种氨基酸可由一种或多种密码子决定,B错误;密码子有64种,正常情况下,3种终止密码子没有对应的氨基酸,也没有对应的反密码子,D错误。
2.D　tRNA存在空间折叠,局部双链之间通过碱基对相连,A错误;一种tRNA只能转运一种氨基酸,B错误;终止密码子没有相应的tRNA结合,C错误;密码子第3位碱基A、U、C可与反密码子第1位的碱基I配对,这种摆动性增加了反密码子与密码子识别的灵活性,提高了容错率,有利于保持物种遗传的稳定性,D正确。
3.D　分析如下图,选择D。
4.C　结构①为tRNA,其反密码子为AAG,对应的密码子为UUC,转运苯丙氨酸,A错误;物质②为mRNA,通过核孔进入细胞质,B错误;结构③为核糖体,线粒体内含有核糖体,C正确;根据tRNA的移动方向可知,翻译方向(即核糖体移动方向)为从左到右,D错误。
5.答案　(1)转录　RNA聚合酶　(2)⑤　核糖体　密码子　tRNA　(3)M→N　相同　利用少量mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质
解析　(2)基因表达的最后阶段是翻译,是在核糖体中完成的。(3)根据多肽链的长度变化可知,图二X(核糖体)在MN(mRNA)上的移动方向是M→N,由于模板mRNA相同,故结合在mRNA上的多个核糖体最终形成的多肽链中氨基酸的顺序相同,该机制的意义是提高了翻译的效率,细胞利用少量mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质。
方法技巧　核糖体移动方向的判断
　　(1)tRNA的释放(移动)方向与核糖体的移动方向相反。
　　(2)终止密码子先出现的一侧,即核糖体移动方向的指向侧。
　　(3)多聚核糖体上,肽链越长的一侧即核糖体移动方向的指向侧。
6.D　在适宜条件下,酶在体内、外均可发挥作用,A正确;DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的化学本质都是蛋白质,蛋白质是由核酸控制合成的,其合成场所是核糖体,B正确;RNA聚合酶催化DNA→RNA的转录过程,逆转录酶催化RNA→DNA的逆转录过程,两个过程均遵循碱基互补配对原则,且存在DNA-RNA之间的氢键形成,C正确;以单链DNA为模板转录合成多种RNA不需要解旋酶协助,D错误。
7.B　洋葱根尖成熟区细胞属于高度分化的细胞,不再分裂,因此不能完成a(DNA复制)过程,A错误;转录过程碱基配对方式为A—U、T—A(与翻译相比,转录特有的碱基配对方式)、G—C、C—G,翻译过程碱基配对方式为A—U、U—A、G—C、C—G,故b、c过程涉及的碱基配对方式不完全相同,B正确;一种⑤tRNA只能对应一种④氨基酸,④的种类由②mRNA上的密码子决定,C错误;一个mRNA分子上结合多个核糖体可以提高翻译的效率,能在短时间内迅速合成大量蛋白质,但不能提高每个蛋白质分子的合成速度,D错误。
8.C　根据模板(箭头发出处)和产物(箭头指向处)可知:1、8为转录,2、5、9为翻译,3、10为DNA复制,4、6为RNA复制,7为逆转录。正常人体细胞内不会进行4、6(RNA复制)以及7(逆转录)过程,A正确;1、4、6、8过程的产物均为RNA,均需要核糖核苷酸作为原料,B正确;人成熟红细胞中没有细胞核和众多的细胞器,不能完成2(翻译)、3(DNA复制)过程,C错误;DNA病毒可在宿主细胞内进行图甲所代表的生理过程,RNA自我复制型病毒可在宿主细胞内进行图乙所代表的生理过程,逆转录病毒可在宿主细胞内进行图丙所代表的生理过程,D正确。
方法技巧　根据模板和产物确定遗传信息的传递过程。
9.D　过程①为DNA复制,原料为脱氧核苷酸;过程③为转录,原料为核糖核苷酸,二者所需的原料不相同,A正确。正常细胞中不同种类的RNA的功能具有多样性,有的可作为翻译的模板(信使RNA),有的具有催化作用(酶),有的具有运输作用(转运RNA),B正确。过程⑥为翻译,该过程至少需要三种RNA的参与,即mRNA(翻译的模板)、tRNA(转运氨基酸)和rRNA(是参与构成核糖体的RNA,核糖体是翻译的场所),C正确。过程⑤为RNA复制,过程⑦为逆转录,只发生在被某些RNA病毒侵染的细胞中,D错误。
能力提升练
1.C　图1细胞没有由核膜包被的细胞核,属于原核细胞,其转录和翻译过程同时进行;图2细胞含有由核膜包被的细胞核,属于真核细胞,其转录和翻译过程不是同时进行的。酵母菌属于真核生物,对应图2,A错误。真核细胞中核基因转录的场所是细胞核,翻译的场所是细胞质中的核糖体;原核细胞中转录和翻译的场所都是细胞质,B错误。两种细胞的细胞质基质中的ATP都可以为图中遗传信息的表达过程提供能量,C正确。在细胞质中,一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,提高了翻译的效率,D错误。
2.C　
题干或图示信息 选项分析
tRNA从核糖体右侧释放、终止密码子先出现在核糖体左侧位点 核糖体移动方向:右→左(b→a),B正确
④是一种蛋白质 蛋白质中不含碱基,不能通过碱基互补配对识别终止密码子,C错误
③是翻译的直接模板——mRNA 肽链的氨基酸序列由mRNA的碱基序列直接决定,D正确
3.C　根据题示信息对基因表达具体情况分析如下图:
由图可知,最终用于翻译的区段为ce对应区段,故a、d、g中发生的碱基替换不会影响蛋白质产物,A正确;转录形成的RNA的长度为6.3 kb,即转录一次需要消耗6 300个游离的核糖核苷酸,B正确;核糖体在mRNA上移动,不能读取mRNA上d区间的密码子,C错误;该基因为染色体上的基因,是真核细胞的核基因,其转录发生在细胞核,翻译发生在细胞质,D正确。
4.ACD　图中①表示DNA复制;②表示转录;③表示逆转录,只能发生在被逆转录病毒侵染的宿主细胞中;④表示RNA复制,只能发生在被RNA自我复制型病毒侵染的宿主细胞中;⑤表示翻译。人体中高度分化的细胞不会发生DNA复制,即①过程,D错误。
抗菌药物 抗菌机制 分析
环丙沙星 抑制细菌DNA的复制 环丙沙星抑制细菌的①过程,A错误
红霉素 能与核糖体结合,抑制肽链的延伸 核糖体参与翻译过程,故红霉素抑制细菌的⑤过程,B正确
利福平 抑制细菌RNA聚合酶的活性 RNA聚合酶参与转录过程,故利福平抑制细菌的②过程,C错误
5.答案　(1)转录　RNA聚合酶　相同　UUC　(2)磷酸二酯键　少　(3)XIAP基因的mRNA　对XIAP基因的mRNA进行切割和降解　凋亡抑制因子(XIAP蛋白)
解析　(1)①过程的模板为DNA,产物为RNA,表示转录过程,需要RNA聚合酶;⑨过程A、B核糖体翻译时模板相同,合成的肽链的氨基酸序列相同;密码子与反密码子互补配对、反向结合,则某tRNA的反密码子序列为5'—GAA—3'时,其识别的密码子序列为5'—UUC—3'。(2)题干信息“切下shRNA的茎环结构”→切断RNA→破坏磷酸二酯键;“RISC中单链RNA含有的碱基序列越多”→RISC中单链RNA特异性越强,能与之互补配对结合的核酸链越少→RISC作用的靶基因的种类越少。(3)从过程④出发,顺箭头方向读图,解读如下:
④ RISC与siRNA结合并水解siRNA的一条链
⑤ RISC中的单链RNA与XIAP基因的mRNA结合
⑥ RISC对XIAP基因的mRNA进行切割和降解→无XIAP蛋白产生
知识拓展　茎环结构是指单链RNA分子中存在的反向重复序列,由于互补碱基间的氢键配对,长链区段可以回折形成的一种二级结构。配对碱基间的双链区形成“茎”,而不能配对的单链区部分则突出形成“环”。
6.CD　①为-RNA→mRNA,②④为RNA复制,③为翻译,碱基互补配对方式相同,均为A—U、U—A、G—C、C—G,A正确。②的产物为+RNA,④的产物为-RNA,+RNA与-RNA可互补配对,即形成+RNA(②过程)需要的嘧啶数=形成-RNA(④过程)需要的嘌呤数,B正确。由图可知,-RNA需要先经过①过程合成mRNA,才能与宿主细胞的核糖体结合翻译子代病毒蛋白质,C错误。艾滋病病毒属于逆转录病毒,有RNA→DNA的逆转录过程,与甲型流感病毒遗传信息传递途径不同,D错误。
7.答案　(1)胞吞　核糖体　(2)脊髓灰质炎病毒复制时,+RNA与-RNA会形成双链结构,在囊泡内进行复制,可以避免被宿主细胞内的酶降解　(3)不能　脊髓灰质炎病毒侵入人体癌细胞时,整个病毒(RNA和蛋白质)会一起进入人体癌细胞,无法确定放射性来源,无法区别RNA和蛋白质
解析　(1)题干信息“整个病毒通过包膜的形式进入人体细胞”→脊髓灰质炎病毒进入人体细胞的方式为胞吞。RNA复制酶(一种蛋白质)的合成场所是宿主细胞的核糖体。(3)脊髓灰质炎病毒侵入人体癌细胞的方式是胞吞→病毒的蛋白质和RNA会一起进入人体癌细胞,导致无法确定放射性是来源于RNA还是蛋白质,与噬菌体侵染细菌(只有病毒的DNA进入细胞)不同。
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