4.1 基因指导蛋白质的合成 同步练习（含答案） 2024-2025学年高一生物学人教版（2019）必修第二册

第1节　基因指导蛋白质的合成
第1课时　遗传信息的转录
1 下列有关DNA的叙述，错误的是(　　)
A. DNA是所有细胞生物的遗传物质
B. 转录以DNA的两条链为模板
C. DNA的碱基通过氢键连接成碱基对
D. DNA复制需要DNA聚合酶和解旋酶
2 下列关于真核生物转录的叙述，正确的是(　　)
A. 只能在细胞核中进行 B. 需要的酶是解旋酶、RNA聚合酶
C. 以DNA的两条链为模板 D. 需要的原料是核糖核苷酸
3 (2024徐州期中)下图为某DNA分子的部分碱基序列，若以a链为模板，转录的结果是(　　)
a链：5′—ATTCGAGCCG—3′
b链：3′—TAAGCTCGGC—5′
A. 3′—UAAGCUCGGC—5′
B. 3′—AUUCGACCG—5′
C. 5′—UAAGCUCGGC—3′
D. 5′—AUUCGAGCCG—3′
4 (2024北京期中)一段信使RNA有1 000个碱基，那么指导合成它的基因中胸腺嘧啶和鸟嘌呤的总数是(　　)
A. 1 000个 B. 4 000个
C. 3 000个 D. 2 000个
5 RNA彻底水解后得到的化学物质是(　　)
A. 氨基酸、葡萄糖、碱基 B. 氨基酸、核糖、核苷酸
C. 核糖、碱基、磷酸 D. 脱氧核糖、碱基、磷酸
6 下图表示在人体细胞核中进行的某一生命活动过程。据图分析，下列说法正确的是(　　)
A. 该过程共涉及5种核苷酸
B. 在不同组织细胞中该过程的产物无差异
C. 该过程需要解旋酶和DNA聚合酶
D. 该过程涉及碱基互补配对和ATP的消耗
7 某科学家用放射性同位素分别标记的胸腺嘧啶(T)和尿嘧啶(U)培养蚕豆，观察其根尖分生区细胞的有丝分裂。已知蚕豆细胞一个有丝分裂周期是 20 h。根据这两种碱基被细胞利用的情况绘制的曲线如图所示。下列对此结果的分析，不正确的是(　　)
A. 大量利用T的时期，细胞正在进行DNA的复制
B. 大量利用U的时期，细胞正在进行大量蛋白质的合成
C. 大量利用T的时期，细胞正处在分裂期
D. 大量利用T或U的时期，细胞正处于分裂间期
8 图1和图2均表示以双链DNA为模板进行的生理过程。两个过程(　　)
　
图1　　　　　图2　　
A. 参与的酶种类相同
B. 需要的原料相同
C. 发生的场所可能相同
D. 发生的碱基互补配对相同
9 在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤与胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的信使RNA中，鸟嘌呤与胞嘧啶分别占碱基总数的(　　)
A. 24%，22% B. 22%，28% C. 26%，24% D. 23%，27%
10 下图表示真核细胞某基因的转录过程。下列有关叙述错误的是(　　)
A. 转录结束后①和②重新形成双螺旋结构
B. 图中③的左端为5′端
C. ④是游离的脱氧核苷酸
D. 该过程中存在T与A的碱基配对方式
11 (多选)下列关于DNA、RNA分子和基因的叙述，错误的有(　　)
A. 一个DNA分子上有很多基因
B. mRNA中的碱基数等于基因中碱基数的一半
C. 一个基因可转录产生两种mRNA
D. mRNA、tRNA、rRNA都由相应基因转录而来
12 下图表示细胞内某一生理过程，图中字母或数字代表相应的核苷酸。请回答下列相关问题。
(1) 图中所示正在进行的过程是________，在细胞中进行该过程的主要结构是____________。
(2) 从化学结构上看，图中的5与____________相同。3和 4构成的核苷酸是否相同？________。
(3) 若a链上形成e链的功能区碱基比例为A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则相应的e链上对应的碱基比是____________________________________________。
(4) 图示进行该生理过程是以________为基本单位的。
A. 染色体 B. DNA
C. 基因 D. 脱氧核苷酸
第2课时　遗传信息的翻译
1 (2024常州期末)DNA和RNA均具有方向性。下列相关叙述错误的是(　　)
A. DNA复制时，两条子链均是由5′→3′进行延伸
B. 转录时，RNA聚合酶沿模板链3′端向5′端移动
C. 翻译时，核糖体沿mRNA 3′端向5′端移动
D. 甲硫氨酸的密码子是AUG，则相应tRNA上反密码子是3′—UAC—5′
2 (2024无锡期末)下列关于密码子的叙述，正确的是(　　)
A. 一个密码子是指tRNA上的3个相邻的碱基
B. 每个密码子都能对应一种氨基酸
C. 一种氨基酸必然有多个密码子
D. 一种氨基酸共用几个密码子可以提高翻译速度
3 下列说法不正确的是(　　)
A. 一种tRNA只能转运一种氨基酸
B. tRNA中有氢键，不止3个碱基
C. 一种氨基酸可以由几种tRNA来转运
D. 一种氨基酸只能由一种tRNA来转运
4 (2024无锡期末)下表是某些药物的抗菌机制。下列有关叙述正确的是(　　)
抗菌药物 抗菌机制
红霉素 与核糖体结合，抑制肽链延伸
环丙沙星 抑制细菌DNA的复制
利福平 抑制细菌RNA聚合酶的活性
莫匹罗星 与异亮氨酸tRNA合成酶结合，阻止异亮氨酸进入核糖体
A. 红霉素影响细菌DNA的转录
B. 环丙沙星可抑制细菌的增殖
C. 利福平影响细菌遗传信息的翻译
D. 莫匹罗星的作用机理与利福平类似
5 (2024苏州期末)在进行蛋白质合成时，一条mRNA上经常结合多个核糖体，形成多聚核糖体。图示为某生物细胞内的蛋白质合成过程。下列相关叙述错误的是(　　)
A. 图中DNA模板链的a端为5′端
B. 图示中正在合成4条相同的多肽链
C. 在放大图示中，核糖体沿mRNA由左向右移动
D. 多聚核糖体所含核糖体数量与mRNA长度有关
6 某基因由α和β两条核苷酸链构成，下表是该基因中一段碱基转录、翻译的部分结果。下列有关叙述不正确的是(　　)
DNA α A G
β G
mRNA G
tRNA
氨基酸 半胱氨酸
密码子
A. 该基因是以α链为模板转录的　
B. 半胱氨酸的密码子为UGC
C. 反密码子与β链中对应碱基序列相同
D. mRNA与tRNA上反密码子互补
7 (2024连云港期末)下图表示三种病毒合成自身蛋白质和核酸的过程。下列相关叙述错误的是(　　)
A. 8为逆转录过程，是对中心法则的补充
B. 3、10是DNA分子复制过程，2、5、9是翻译过程
C. 4、5过程中的原料和场所都来自宿主细胞
D. 三种病毒中，不易发生基因突变的是甲
8 (2024徐州期末)下图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某些氨基酸的部分密码子(5′→3′)是丝氨酸UCU，亮氨酸UUA、CUA，异亮氨酸AUC、AUU，精氨酸AGA。下列有关叙述正确的是(　　)
A. 图中①为亮氨酸，②为核糖体
B. 图中结构②沿mRNA从右向左移动
C. 该过程中没有氢键的形成和断裂
D. 该过程可发生在线粒体和细胞核中
9 如图表示蓝细菌DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。下列说法正确的是(　　)
A. 分析题图可知①链应为DNA中的α链
B. DNA形成②的过程发生在细胞核
C. 酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是AUG、CUA
D. 图中②与③配对过程在核糖体上
10 (2024泰州泰兴期末)脑神经系统动物的基因表达往往有转录、剪接、翻译等过程，转录形成的pre mRNA需要借助剪接体剪接形成mRNA后再用于翻译，部分过程如下图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A. 在剪接体中发生磷酸二酯键的断裂与形成
B. pre mRNA比mRNA编码氨基酸的数量更多
C. 过程①与过程③中碱基互补配对方式完全一致
D. 大肠杆菌的细胞核中也发生正常的剪接活动
11 (2024宿迁期末)核糖体由大、小两个亚基组成，其上有A、P、E三个位点，其中A位点是新进入的tRNA结合位点，P位点是肽链延伸过程中的tRNA结合位点，E位点是空载的tRNA释放位点(如图)。下列相关叙述错误的是(　　)
A. 翻译过程中，tRNA的移动顺序是A位点→P位点→E位点
B. 密码子AUG和UGG分别编码了氨基酸1和氨基酸3
C. P位点结合的tRNA上的反密码子是5′—CUG—3′
D. 反密码子与终止密码子的碱基互补配对使得肽链的延伸终止
12 (多选)(2024徐州期末)下表是科学家破译遗传密码所做的蛋白质体外合成实验。下列有关叙述错误的有(　　)
组别 翻译模板 合成产物
实验一 UUU…(多聚尿嘧啶核糖核苷酸) 苯丙氨酸多聚体
实验二 ACACAC… 由苏氨酸和组氨酸组成多聚体
实验三 CAACAA… 谷氨酰胺多聚体或天冬酰胺多聚体或苏氨酸多聚体
A. 体外合成蛋白质时可以不需要AUG作为起始密码子
B. 这些多聚核糖核苷酸相当于mRNA，含反密码子
C. 实验三产物多样的原因是每次读取密码子不同
D. 通过实验二、三可以得出苏氨酸的密码子为CAC
13 (多选)(2024南京十三中阶段考)关于人体中遗传信息及其传递的过程，下列叙述正确的有(　　)
A. 通过细胞分化产生的不同细胞转录的产物都不同，决定了细胞结构不同
B. 不同基因转录形成的mRNA中的不同密码子可能决定同一种氨基酸
C. 多个核糖体可以同时合成多条相同的多肽链，提高了翻译的效率
D. 真核细胞的转录过程主要发生在细胞核中，翻译过程主要发生在细胞质中
14 (多选)(2024宿迁期中)下图是两种细胞中遗传信息的表达过程。据图分析，下列相关叙述正确的有(　　)
甲细胞　　　　　　乙细胞
A. 乳酸菌和酵母菌遗传信息表达过程分别对应图中的甲细胞和乙细胞
B. 一个mRNA分子上结合多个核糖体，可提高每条多肽链的合成速度
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. 甲细胞中的DNA都是裸露的，乙细胞中也有裸露的DNA存在
15 (2024宿迁泗阳实验高级中学阶段考) 如图表示原核细胞遗传信息传递的部分相关过程。当某些基因转录形成的mRNA分子难与模板链分离时，会形成RNADNA杂交体，这时非模板链、RNADNA杂交体共同构成R环结构。研究表明，R环结构会影响DNA复制、转录和基因的稳定性等。请回答下列问题。
(1) 过程①表示的生理过程是__________，所需的原料是_________________，酶B的作用是_____________________________________。
(2) 催化过程②的酶C是____________，与过程①比较，过程②特有的碱基配对方式为________。
(3) 参与过程③的RNA有__________________，图中过程③核糖体移动的方向是________(填“从左到右”或“从右到左”)，若在mRNA的起始密码子之后插入 3个核糖核苷酸(即增添3个碱基)，合成的多肽链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，由此说明_______________________________。
(4) R环结构通常出现在DNA非转录模板链上含较多碱基G的片段，富含G的片段容易形成R环的原因是____________________________________________
______________________________________________________________________。
研究发现，原核细胞DNA复制速率和转录速率相差很大。如果转录形成R环，则DNA复制可能会被迫停止，原因可能是由于__________________________。
(5) 与真核生物的核基因不同，原核生物基因的转录和翻译可同时进行，从细胞结构上分析造成此区别的原因是______________________________________。
16 下图为中心法则图解。请回答下列问题。
(1) 图中③的生理过程叫__________；该过程需要在____________的作用下才能进行。
(2) 需要tRNA和核糖体同时参与的过程是________(填序号)。
(3) 正常情况下，在人体内不存在中心法则中的________过程，该过程的发现说明________也可作为生物的遗传物质。
第1节　基因指导蛋白质的合成
第1课时　遗传信息的转录
1. B　具有细胞结构的生物含有DNA和RNA两种核酸，但它们的遗传物质都是DNA，A正确；转录是通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，B错误；DNA的碱基通过氢键连接成碱基对，A和T之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，C正确；DNA复制时，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开，然后DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以细胞中游离的 4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链，故DNA复制需要解旋酶、DNA聚合酶等，D正确。
2. D　转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程主要发生在细胞核中，此外在线粒体和叶绿体中也可发生，A、C错误；转录过程需要RNA聚合酶的催化，不需要解旋酶，B错误；转录的产物是RNA，所需原料是核糖核苷酸，D正确。
3. A　转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，转录时，RNA的碱基与模板链的碱基遵循互补配对原则，且DNA中特有碱基是T，RNA中特有碱基是U，且转录时子链的延伸方向与模板链相反，若以a链为模板，转录结果应是3′—UAAGCUCGGC—5′，A符合题意。
4. A　mRNA是以DNA分子的一条链为模板转录形成的，一段mRNA具有1 000个碱基，则转录它的基因双链含有碱基2 000个，根据碱基互补配对原则，在双链DNA分子中，非互补配对的碱基之和占碱基总数的一半，因此转录它的基因双链中胸腺嘧啶(T)和鸟嘌呤(G)的总数是1 000个，A符合题意。
5. C　6. D　7. C
8. C　图1是DNA复制，参与的酶是解旋酶和DNA聚合酶等，图2是转录，参与的酶是RNA聚合酶，参与的酶的种类不同，A错误；图1是DNA复制，需要的原料是脱氧核苷酸，图2是转录，需要的原料是核糖核苷酸，B错误；图1 DNA复制和图2转录都可以发生在细胞核和细胞质，发生的场所可能相同，C正确；图1 DNA复制的碱基互补配对方式为A—T、T—A、G—C、C—G，图2转录的碱基互补配对方式为A—U、T—A、G—C、C—G，发生的碱基互补配对不完全相同，D错误。
9. A　利用碱基互补配对原则，任何双链DNA分子中都有A＝T，G＝C。由于DNA分子中A＋T之和在整体中的比例与两链及单链中该比例均相等，可推出已知链中A＋T＝54%，又因该链中G和T各占22%和28%，可求出该链中的C为1－(A＋T＋G)＝1－(54%＋22%)＝24%，设DNA分子的四种碱基分别用A、T、G、C代替，RNA分子的四种碱基分别用A′、U′、G ′、C′代替。根据转录过程中，DNA分子一条链与RNA碱基互补配对原则(A—U′、G—C′、C—G ′、T—A′ )，则该链转录的信使RNA中G′＝C＝24%，C′＝G＝22%，A正确。
10. C　转录开始时双螺旋解开，结束后①和②重新形成双螺旋结构，A正确；图中③链为RNA链，其延伸方向为5′→3′，所以其左端为5′，B正确；④是形成RNA的原料，是游离的核糖核苷酸，C错误；该过程中DNA中的T可以与RNA中的A配对，D正确。
11. BC　
12. (1) 转录　细胞核　(2) a链中的1　不同　(3) A∶U∶G∶C＝2∶1∶4∶3　
(4) C
第2课时　遗传信息的翻译
1. C　2. D　3. D
4. B　红霉素能与核糖体结合，抑制肽链的延伸，抑制的是翻译过程，A错误；环丙沙星抑制的是DNA复制过程，故环丙沙星可通过抑制DNA复制而抑制细菌的增殖过程，B正确；利福平抑制细菌RNA聚合酶的活性，RNA聚合酶在转录时发挥作用，抑制的是转录过程，C错误；莫匹罗星与异亮氨酸tRNA合成酶结合，阻止异亮氨酸进入核糖体，抑制的是翻译过程，而利福平抑制的是转录过程，两者作用机理不同，D错误。
5. B　转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，方向是5′→3′，据图可知，左边RNA链较长，右边较短，RNA聚合酶的移动方向为从右向左，图中DNA 模板链的a端为5′端，A正确；题图中正在同时进行转录和翻译，以横着的DNA链为模板，从右向左(从b到a)转录，正在进行4条RNA链的合成，每条RNA链上都有很多核糖体，因此正在进行合成的多肽链不止4条，B错误；在放大图示中，左侧的tRNA离开mRNA，而右侧tRNA运往 mRNA，说明核糖体沿mRNA 由左向右移动，C正确；多聚核糖体是指一个mRNA上可结合多个核糖体，多聚核糖体所含核糖体数量与mRNA长度有关，D正确。
6. C
7. A　8为转录过程，不是对中心法则的补充，逆转录和RNA复制是对中心法则的补充，A错误；3、10都是以双链DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程，是DNA分子复制过程，2、5、9都是以RNA为模板合成蛋白质的过程，是翻译过程，B正确；病毒只能寄生在活细胞内，所以RNA的复制4和翻译5过程中的原料和场所都来自宿主细胞，C正确；三种病毒中，甲的遗传物质是双链DNA，双链DNA比较稳定，所以不易发生基因突变的是甲，D正确。
8. B　已知密码子的方向为5′→3′，由图示可知，携带①的tRNA上的反密码子为UAA，与其互补配对的mRNA上的密码子为AUU，因此氨基酸①为异亮氨酸，②为核糖体，A错误；核糖体沿mRNA的5′→3′移动并读取密码子的方向为从右向左，B正确；互补配对的碱基之间通过氢键连接，图示过程中，tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对时有氢键的形成，tRNA离开核糖体时有氢键的断裂，C错误；细胞核内不存在核糖体，故不会发生图示的翻译过程，线粒体是“半自主细胞器”，含有少量的DNA和核糖体，可进行转录和翻译过程，D错误。
9. D　翻译时，tRNA携带着氨基酸，通过自身的反密码子与mRNA上密码子的碱基互补配对而准确将氨基酸带入相应位置，合成肽链，形成mRNA(②链)与β链的碱基满足互补配对原则，所以①链应为DNA中的β链，A错误；DNA形成②的过程为转录，结合题干该生物为蓝细菌，则②转录发生在细胞质，B错误；携带酪氨酸和天冬氨酸的tRNA上的反密码子分别是AUG和CUA，根据碱基互补配对原则可知，酪氨酸的密码子是UAC，天冬氨酸的密码子是GAU，C错误；图中②与③配对过程即为翻译的过程，发生在核糖体上，D正确。
10. A　据图可知，在剪接体中pre mRNA形成可用于翻译的mRNA，此过程中去掉一部分RNA，涉及了磷酸二酯键的断裂与形成，A正确；pre mRNA未经剪接体剪接不能直接作为翻译的模板，所以不能编码氨基酸，B错误；过程①转录中碱基互补配对方式为A—U、T—A、C—G、G—C，过程③翻译中碱基互补配对方式为A—U、U—A、C—G、G—C，碱基互补配对方式不完全一致，C错误；大肠杆菌是原核生物，没有细胞核，D错误。
11. D　根据题干信息，A位点是新进入的tRNA结合位点，P位点是延伸中的tRNA结合位点，E位点是空载 tRNA 结合位点可知，根据tRNA先结合再释放的过程特点，应该是先经过A位点，再经过P位点，最后经过E位点释放，即tRNA的移动顺序是A位点→P位点→E位点，A正确；据图可知，密码子AUG是E位点，编码的是第一个氨基酸，即氨基酸1，密码子UGG是A位点，编码的是第三个氨基酸，即氨基酸3，B正确；P位点mRNA上的密码子为5′—CAG—3′，故与密码子碱基互补的P位点结合的 tRNA 上的反密码子是5′—CUG—3′，C正确；由于终止密码子不决定氨基酸，当核糖体遇到终止密码子时，翻译过程会终止，反密码子不会与终止密码子碱基互补配对，D错误。
12. BD　实验一、二、三中没有AUG，却可以合成多肽链，说明体外合成蛋白质时可以不需要AUG作为起始密码子，A正确；这些多聚核糖核苷酸相当于mRNA，含有密码子，反密码子位于tRNA上，B错误；一种密码子只能决定一种氨基酸，实验三中CAACAA…可组成的密码子类型为CAA或AAC或ACA，因此实验三产物多样的原因是每次读取密码子不同，C正确；实验二说明，苏氨酸的密码子可能为ACA或CAC，实验三中能合成苏氨酸多聚体，而实验三中CAACAA可组成的密码子类型为CAA或AAC或ACA，与实验二的密码子比较可知，苏氨酸密码子为ACA，因此实验二中CAC为组氨酸的密码子，即比较实验二、三能说明组氨酸的密码子为CAC，D错误。
13. BC　通过细胞分化产生的不同细胞转录的产物并不是完全不同，A错误；密码子具有简并性，不同的密码子可能决定同一种氨基酸，B正确；一条mRNA上可以同时结合若干个核糖体，同时合成多条相同的肽链，可以在短时间内合成大量的蛋白质，提高了翻译的效率，C正确；真核细胞的转录过程主要发生在细胞核中，其次还可以发生在细胞质中，如线粒体和叶绿体内也可以发生转录过程，但翻译过程全部发生在细胞质中，D错误。
14. ACD　图甲细胞没有成形的细胞核，属于原核细胞，因此代表乳酸菌的遗传信息表达过程，图乙细胞有成形的细胞核，代表酵母菌遗传信息表达过程，A正确；一个mRNA分子上结合多个核糖体，可提高多肽链的合成效率，但不能提高每条多肽链的合成效率，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；甲细胞是原核细胞，其DNA都是裸露的，乙细胞是真核细胞，细胞核中的DNA存在于染色体上，线粒体和叶绿体中DNA是裸露的，D正确。
15. (1) DNA的复制　4种脱氧核苷酸　催化DNA复制过程中双链的解旋　(2) RNA聚合酶　A—U
(3) rRNA、mRNA和tRNA　从左到右　mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸　(4) 富含G的片段中，模板链与mRNA之间形成的氢键比例高， mRNA不易脱离模板链　R环阻碍了解旋酶(酶B)的移动　(5) 原核生物细胞中无核膜结构
16. (1) 逆转录　逆转录酶　(2) ⑤　(3) ③④　RNA