2017必修2第四章第二十二课

第二十二第1节指导蛋白质的1．遗传信息的转录2.遗传信息的翻译②

：形似三叶草的叶。③核糖体

RNA(rRNA)： 的组成成分。考点一 遗传信息的转录【回扣

】1．RNA

的结构基本单位：

核糖核苷酸

，它是由

磷酸、核糖和含氮碱基

组成。结构：一般是

单链

结构。种类：①

信使RNA(m_RNA)

：蛋白质合成的模板。转运RNA(tRNA)核糖体2．转录概念：在

细胞核

中，以

DNA的一条链为模板，

RNA

的过程。原料：4种游离的

核糖核苷酸

。碱基配对原则：

A－U、T－A

、C－G、G－C。【典例精析】【例

1】关于 控制蛋白质 的过程,下列叙述正确的是(

D

)一个含n

个碱基的DNA

分子,转录的mRNA

分子的碱基数是n/2

个细菌的一个 转录时两条

DNA

链可同时作为模板,提高转录效率DNA

聚合酶和RNA

聚合酶的结合位点分别在DNA

和RNA

上在细胞周期中,mRNA

的种类和含量均不断发生变化【解析】一个含n

个碱基的DNA

分子,转录的mRNA分子的碱基数小于n/2个,故A选项错误；转录过程是以DNA

的一条链为模板形成RNA

的过程,故B选项错误；RNA聚合酶的结合位点在DNA上,故C选项错误；在细胞周期的不同时期选择性表达,因此mRNA的种类和含量均不断发生变化,故D选项正确。．考点二 遗传信息的翻译【回扣

】1．翻译概念：游离在细胞质中的各种

氨基酸

以

信使RNA

为模板 具有

一定氨基酸顺序的

蛋白质

的过程。场所：

核糖体

运载工具：

转运RNA

碱基配对原则：A－U、U－A、C－G、G－C2

子：在

信使RNA上

决定

1个氨基酸的

三个相邻

的碱基。3．反 子：指

转运RNA

上可以与信使RNA

上的碱基

互补配对

的

3个碱基。【知识拓展】表达过程中有关DNA、RNA、氨基酸的计算转录时，以

的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链

mRNA，则转录产生的mRNA分子中碱基数目是中碱基数目的一半，且

模板链中A＋T(或C＋G)与mRNA

分子中U＋A(或G＋C)相等。翻译过程中，mRNA

中每3

个相邻碱基决定一个氨基酸，所以经翻译的蛋白质分子中氨基酸数目是

mRNA

中碱基数目的

1/3，是双链DNA

碱基数目的

1/6。【典例精析】【例

2】(2015

江苏卷)下图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图,下列叙述正确的是(

A

)A.图中结构含有核糖体

RNAB.甲硫氨酸处于图中 的位置C.

子位于tRNA

的环状结构上D.mRNA

上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的种类【解析】A

项,分析题干中关键信息“形成肽键”可知,图中正在进行缩合反应,进而推知这是发生在核糖体中的翻译过程,图中的长链为mRNA,三叶草结构为tRNA。B

项,甲硫氨酸是起始氨基酸,图中位置对应的氨基酸明显位于第2

位。C

项,子位于

mRNA上,而不是tRNA

上。D项,由于

子的简并性,mRNA

上碱基改变时,肽链中的氨基酸不一定发生变化,D

项错误。练习二十二一、选择题(每小题只有一个正确选项)1.关于 表达的叙述,正确的是(

A

)表达的翻译场所是核糖体DNA

聚合酶催化DNA

转录为RNA遗传信息只能从DNA

传递到RNAtRNA

上的反 子是由

mRNA

转录而来【解析】表达的产物是蛋白质,蛋白质在核糖体上；A

正确。DNA

聚合酶催化DNA

的；B

错误。遗传信息可从DNA

传向DNA,也可从DNA

传向

RNA；C错误。tRNA

上的反子指的是与mRNA

上决定氨基酸的子具有互补配对的3

个碱基；D错误2.若DNA

分子模板链上某一段编码多肽链的碱基排列顺序为TACGCCCAT,而tRNA

所携带的氨基酸与反子的关系如下表：反子AUGUACCAUGUACGGGCC所带的氨基酸abcdef试问：

蛋白质时,氨基酸的排列顺序为(

B

)A.a－b－c

B.b－f－c

C.d－e－f

D.d－b－f【解析】由碱基排列顺序为TACGCCCAT

的DNA单链转录形成的mRNA

碱基序列为AUGCGGGUA,对应的反 子分别为

UAC、GCC、CAU,B

项正确3.下列有关

RNA

的叙述中正确的是(

A

)A.有的

RNA

能够降低化学反应的活化能B.tRNA、rRNA

和

mRNA

都是 表达的终产物C.分化后的不同细胞中信使RD.信使

RNA

上有多少

子就有多少个转运RNA与之对应【解析】表达的终产物是蛋白质或多肽；分化后的不同细胞中mRNA种类不完全相同；mRNA

上起始

子前和终止子后的子不需要转运RNA

对应,另外终止子没有tRNA与之对应。的两个主要步4.图

1

和图

2

是 控制胰蛋白酶骤。下列叙述正确的是(

D

)图1图2图1

中甲为DNA

聚合酶,乙与丁所含的五碳糖不同图1

中的碱基互补配对方式只有A

与T

配对,G

与C配对图

2

有

RNA、多肽和多糖三种大分子物质图

2

中③ 后还需经内质网和 基体的加工才具有活性【解析】图1

中甲为RNA

聚合酶,乙表示胞嘧啶脱氧核苷酸,丁表示胞嘧啶核糖核苷酸,它们所含的五碳糖不同；图1中有DNA

双链,并发生DNA转录形成RNA

的过程,其碱基互补配对方式除A

与T

配对,G

与C

配对外,还有A

与U

配对；图2

中的大分子物质有RNA、蛋白质,不含多糖；胰蛋白酶属于 蛋白,合成后需经内质网和 基体加工后才有生物活性。5.某 指导 了一个两条链的多肽,相对分子质量是

10

236,氨基酸的平均相对分子质量为

120,A.100、609C.103、609【解析】在B.100、600D.101、600表达中,若不考虑终止子,则中脱氧核苷酸数目∶多肽中氨基酸的数目≥6∶1。假设蛋白质中氨基酸有x

个,则：120x－(x－2)×18＝10

236,x＝100。这个多肽的氨基酸的数目和指导它 的

DNA

分子最少含脱氧核苷酸数目依次是(

B

)6.下图是大豆细胞内某控制的mRNA

示意图。已知AUG

为起始子,UAA

为终止子,该mRNA

控制

的多肽链为“…甲硫氨酸—亮氨酸—苯丙氨酸—丙氨酸—亮氨酸—亮氨酸—异亮氨酸—半胱氨酸…”。下列分析正确的是(

C

)图中字母“A”代表的是腺嘌呤脱氧核苷酸上述多肽链时,转运亮氨酸的tRNA

至少有3

种C.转录该mRNA时一个碱基(箭头处)缺失,缺失后的mRNA

翻译出的第5

个氨基酸是半胱氨酸D.若该 中编码半胱氨酸的

ACG

突变成

ACT,翻译就此终止,说明

ACT

也是终止

子【解析】题图是mRNA,其中字母“A”代表的是腺嘌呤核糖核苷酸,A错误。根据题图结合题意可知,图中亮氨酸的子有：CUA、UUG,所以

上述多肽链时,转运亮氨酸的tRNA至少有2种,B错误。在转录过程中,由于某种原因导致该mRNA中的一个碱基(箭头处)缺失,则碱基缺失后的mRNA

控制的多肽链的第5

个子由UUG

变成UGC,所以第五个氨基酸由亮氨酸变为半胱氨酸,C

正确；子是

mRNA上编码一个氨基酸的相邻的三个碱基,所以密码子中不可能出现碱基“T”,D

错误。7.如图是某双链DNA

的片段和由它控制的一段多肽链(甲硫氨酸的子是AUG),下列说法中错误的是(B

)转录的模板是乙链,其碱基序列可代表遗传信息该

DN

段含有

4

个游离的磷酸基团不考虑终止 子,转录形成的

mRN

段中至少有

18

个核糖核苷酸、6

个

子若箭头所指的碱基对被替换,其编码的氨基酸序列可能不会改变【解析】结合甲硫氨酸的

子和DNA链的碱基序列可知,转录的模板链是乙链,其碱基序列可代表遗传信息,A项正确；该DN

段含有2个游离的磷酸基团,B项错误；转录形成的mRN

段中至少有18个核糖核苷酸、6

个子,C

项正确；若箭头所指的碱基对被替换,其编码的氨基酸序列可能不会改变,D项正确。8.研究发现抑癌

邻近的

能指导

反义RNA(用

a

表示),反义

RNA

可以与抑癌 转录形成的mRNA(用

b

表示)形成杂交分子(见下图),从而阻断抑癌的表达,使细胞易于

。下列与此有关的叙述,错误的是(

A

)a

和b

具有相同的碱基序列过程Ⅱ需tRNA、mRNA、rRNA

参与邻近 表达旺盛的细胞易出现无限增殖的特征能够抑制反义

RNA

转录的药物可预防 的发生【解析】邻近 转录的反义

RNA

能和抑癌转录的mRNA

配对,说明二者碱基序列互补,A

错误；过程Ⅱ是翻译过程,需要mRNA

作为模板,tRNA

作为

“翻译”工具,场所在核糖体,B正确；反义RNA可以与抑癌转录形成的mRNA

形成杂交分子,所以反义RNA

阻断抑癌的表达,促进癌细胞的产生,C

正确；抑制反义RNA

转录的药物,可使抑癌正常表达,有助于预防的发生,D

正确。9.关于图示生理过程的说法,不正确的是()该图所示的转录和翻译过程是同时进行的,最可能发生在原核生物细胞内mRNA

上所含有的 子均能在

tRNA

上找到相对应的反

子该图表示的是转录和翻译,需要RNA

聚合酶等该图所示的生理过程所需的能量可由有氧呼吸提供B【解析】图示转录和翻译是同时发生的,最可能发生在没有核膜的原核生物细胞内(真核生物细胞内有核膜,其转录和翻译在时间和空间上是分隔开的)；mRNA上的终止子在tRNA

上没有相对应的反子；转录需要RNA聚合酶的参与；原核细胞中没有线粒体但一些原核细胞也可以进行有氧呼吸。10.下图表示真核细胞细胞核内某种遗传信息流动过程,相关叙述正确的是(

B

)图中的4

代表核糖体,细胞中的3

一般有20

种细胞的

和分化过程中都一定会发生图示过程细胞 间期一定有该过程发生,衰老细胞中不再发生该过程该图能表示成

水稻叶肉细胞某

表达全过程【解析】题中所示为转录过程,4

为RNA

聚合酶,为核糖核苷酸,细胞中的3一般有4种。细胞的和分化过程会发生的表过,故会发生的转录过程。细胞间期进行

DNA

和蛋白质,一定有转录过程发生,衰老细胞中也会发生转录过程。题图只是转录过程,的表达过程包括转录和翻译。11.科学家最近研究发现 生物钟机理下丘脑

SCN

细胞中,

表达产物

PER

蛋白浓度呈周期性变化,振荡周期为

24

h。下列分析错误的是(

)r

不只存在于下丘脑SCN

细胞中

B.转录的产物都可以直接作为②过程的模板

C.核糖体在图中移动的方向是从右向左

D.③过程体现了负反馈调节的调节机制B】【解析分化而来,故Per所有细胞都是由同一个

卵存在于所有细胞中,A

正确；图中①为转录,可形成tRNA、mRNA

和rRNA,②为翻译其中只有

mRNA

才可作为翻译的模板,B

错误；由图可知,核糖体在图中移动的方向是从右向左,C

正确；③过程体现了负反馈调节的调节机制,D

正确。12.科学研究表明细胞中核糖体通常不是单个执行功能,而是构成多聚核糖体(如图)。研究表明动物期细胞中多聚核糖体的百分比例明显增多,下列有关叙述中不正确的是(

D

)核糖体的主要功能是

蛋白质期细胞

旺盛,需要大量蛋白质多聚核糖体的形成可以使细胞在单位时间内合成肽链的数量增加多聚核糖体上的核糖体数目与信使RNA

的长度无关【解析】核糖体的主要功能是蛋白质,进行的化学反应是脱水缩合,A

正确

期的细胞旺盛,而蛋白质是生命活动的承担者,则需要大量的蛋白质,B正确；一条信使RNA上结合多个核糖体,每个核糖体都多肽链,可以使细胞在较短的时间内合成大量的蛋白质,C正确；一般来说,mRNA的长度越长,上面可附着的核糖体数量也就越多,D

错误。二、非选择题13.如图甲、乙表示真核细胞内 表达的两个主要步骤,请回答(括号中填

,横线上填文字)：此过程的细胞器是[

⑧

]

。甲

乙(1)图甲进行的主要场所是

细胞核

,所需原料是

核糖核苷酸

。图乙所示过程称为

翻译

,完成核糖体(2)图乙中⑥的名称是

转运RNA(或tRNA),若其上的三个碱基为UGU,则在⑦上与之对应的三个碱基序列为

ACA

。(3)

已

知

某 片

段

的

碱

基

序

列

为①—CCTGAAGAGAAG—,

②

—

GGACTTCTCTTC—,由它控制 的多肽中含有“—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸—”的氨基酸序列(脯氨酸的 子是CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的 子是

GAAGAG；赖氨酸的 子是

AAA、AAG；甘氨酸的密码子是GGU、GGC、GGA、GGG)。①翻译上述多肽的mRNA

是由该转录的(以①或②表示)。的

②

链②若该片段指导的多肽的氨基酸排列顺序变成了“—脯氨酸—谷氨酸—甘氨酸—赖氨酸—”,则该片段模板链上的一个碱基发生的变化是

T→C

。【解析】(1)图甲所示过程为转录,进行的主要场所是细胞核,所需原料为核糖核苷酸；图乙所示过程为翻译,此过程在核糖体(⑧)上进行。(2)图乙中的⑥是转运RNA(tRNA),其上的三个碱基为

UGU

时,在⑦上与之对应的三个碱基是ACA。(3)①由翻译得到的肽链中的子可以看出,转录是以②链为模板,得到的序列为—CCUGAAGAGAAG—；若该 片段指导 的多肽的氨基酸序列变成了“—脯氨酸—谷氨酸—甘氨酸—

赖

氨

酸

—”,

则

对

应

的

mRNA

链

变

成

了—CCUGAAGGGAAG—,其模板链上的一个碱基变化是T→C。14.左图表示某核

DNA

的片段及其转录出的

mRNA,右图框中列举了几种相关氨基酸的 子,请回答问题：(1)若此片段共进行5

次,则第5

次时需要胸腺嘧啶脱氧核苷酸 个。(2)③链是以图中的 链为模板,在的催化作用下,由

4

种游离的 依次连接形成的。(3)如果 模板链中决定一个氨基酸的三个碱基

CAC突变成了

CAT,则控制 的蛋白质结构

(发生或未发生)改变,由表格推测原因是。112①RNA聚合酶核糖核苷酸未发生突变后该

仍然决定缬氨酸(或突变后该

决定的氨基酸没有改变)(4)若 控制的蛋白质中一个组氨酸被氨基酸

X所取代,则氨基酸X

为框中哪种氨基酸的可能性最大？

精氨酸

,模板链发生的改变是

T→C

。(5)能特异性识别

mRNA

上 子的分子是。

tRNA

,它所携带的小分子有机物通过反应连接形成多肽链。脱水缩合(6)一个

mRNA

上连接多个核糖体叫作多聚核糖体,多聚核糖体形成的意义是

少量mRNA就可以迅速大量的肽链,满足生命活动的需要【解析】(1)题图DN

段中含有7个胸腺嘧啶脱氧核苷酸,第

5

次

时,需要的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是16×7＝112。(2)③链和①链互补,所以①链为模板链

RNA

需要

RNA

聚合酶,原料是

4

种核糖核苷酸。(3)碱基CAC对应的应的

子是

GUA,GUG子是GUG、CAT

对对应的氨基酸是缬氨酸,GUA

对应的氨基酸也是缬氨酸,所以控制的蛋白质结构没有发生改变。(4)组氨酸的子是CAU

和CAC,与精氨酸的子CGU

和CGC

最相似,所以模板链发生的变化是T替换为C。(5)tRNA能特异性地识别mRNA

上的子,氨基酸与氨基酸之间通过脱水缩合连接在一起。(6)多聚核糖体的意义是用一条

mRNA

链为模板,能够同时多个蛋白质分子,可以提高蛋白质的效率以利于生命活动的顺利进行。15.为确定遗传信息从DNA

传递给蛋白质的中间载体,科学家们做了如下研究。(1)依据真核细胞中

DNA(或“

”)

主要位于细胞核内,而蛋白质在核糖体上这一事实,科学家推测存在某种“信使”分子,能将遗传信息从细胞核携带到细胞质中。对于“信使”有两种不同假说。假说一：核糖体

RNA可能就是信息的载体；假说二：另有一种RNA(称为mRNA)作为遗传信息传递的信使。若假说一成立,则细胞内应该有许多

不同(填“相同”或“不同”)的核糖体。若假说二成立,则mRNA

应该与细胞内原有的

核糖体结合,并指导蛋白质。研究发现噬菌体侵染细菌后,细菌的蛋白质立即停止,转而 噬菌体的蛋白质,在此过程中,细菌细胞内

了新的噬菌体

RNA。为确定新

的噬菌体RNA

是否为“信使”,科学家们进行了进一步实验。①

15NH4Cl

和

14C－葡萄糖作为培养基中的

氮源

和碳源来培养细菌,细菌利用它们

蛋白

质和核酸等生物大分子。经过若干代培养后,获得具有“重”核糖体的“重”细菌。②将这些“重”细菌转移到含14NH4Cl

和12C－葡萄糖的培养基上培养,用噬菌体侵染这些细菌,该培养基中加入32P

标记的

尿嘧啶核糖核苷酸作为原料,以标记所有新的噬菌体RNA。③将上述被侵染后裂解的细菌进行密度梯度离心,结果如下图所示。由图可知,大肠杆菌被侵染后没有(填“了”或“没有”)新的核糖体,这一结果否定假说一。32P

标记仅出现在离心管的

底部,说明

新的噬菌体RNA

与“重”核糖体相结合,为假说二提供了。图1(4)若要证明新图2的噬菌体

RNA

为“信使”,还需要进行两组实验,请选择下列序号填入表格。①将新②将新的噬菌体RNA

与细菌DNA

混合的噬菌体RNA

与噬菌体DNA

混合③出现DNA－RNA

杂交现象④不出现DNA－RNA

杂交现象注：1

组与2

组可整组互换位置,但全部填写正确才可。组别实验处理预期结果1②③2①④【解析】(1)真核细胞的DNA主要位于细胞核内,而蛋白质发生在细胞质中的核糖体上,中间有核膜相隔,由此推测,遗传信息从细胞核到细胞质需要某种物质传递。(2)核糖体RNA

若为载体,则的蛋白质不同,需要不同的核糖体RNA。mRNA

若为信使,则需与核糖体结合才能翻译成蛋白质。(3)15NH4Cl

为氮源,主要 蛋白质和核酸。根据题意,检测的是是否 新的噬菌体

RNA,则32P标记的应是RNA中特有的尿嘧啶核糖核苷酸。题图1

中大肠杆菌含有的全部都是“重”核糖体,且在同一个离心带,则说明构成这些核糖体的蛋白质和核酸是在噬菌体侵染之前利用含15N

和14C的原料的,在噬菌体侵染大肠杆菌之后没有新核糖体,由此说明核糖体无法作为信使。由图2

可知,32P

标记仅出现在离心管的底部,说明噬菌体侵染大肠杆菌后,利用32P

标记的尿嘧啶了RNA,并与“重”核糖体结合。(4)噬菌体的RNA

是以噬菌体的DNA为模板转录形成的,将新

的噬菌体RNA

与噬菌体DNA混合后会出现DNA－RNA

杂交现象。则实验中的一组应该为②和③,另一组作为对照为①、④。质中16.在许多脊椎动物和无脊椎动物的未 的卵细胞许多

mRNA,科学家为探究

mRNA

作用的发挥与卵细胞是否 的关系,用海胆的未实验材料进行以下实验：实验一：放线菌素D

是海胆卵RNA卵和 卵作的抑制剂。在有放线菌素