《4.1 基因指导蛋白质的合成（第2课时）》学与练

学而优·教有方PAGE1PAGE第4章第1节（第2课时）基因指导蛋白质的合成课程标准学习目标概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质合成1.理解密码子、反密码子等基本概念；2.阐述密码子、反密码子与氨基酸间的关系。3.阐述中心法则的内容。4.运用数学方法，分析转录和翻译过程中DNA上碱基、密码子、氨基酸数量间的对应关系。自主梳理一、遗传信息的翻译的相关概念1.概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以为模板合成的过程。2.场所：细胞质中的上3.条件：①模板：②原料：③能量：④酶：⑤搬运工：4.方向：沿着移动，mRNA与核糖体结合部位有个tRNA结合位点，沿着方向进行翻译。5.产物：具一定氨基酸排列顺序的(需在和中或加工成蛋白质)6.特点：一个mRNA分子上可相继结合个核糖体，同时合成条相同的肽链，因此，(意义)。7.遗传信息、密码子与反密码子①遗传信息指的是。②密码子是指。③反密码子是指。二、翻译的过程1.mRNA进入细胞质，与结合，鞋带甲硫氨酸的通过与碱基互补配对，进入位点1。2.鞋带某个氨基酸的以同样方式进入。3.甲硫氨酸与这个氨基酸形成，从而转移到的上。4.核糖体沿着移动，读取下一个。原来tRNA离开，原位点2的tRNA进入，一个新的鞋带氨基酸的tRNA进入，继续肽链的合成。三、中心法则1.一船信息可以从DNA流向，即DNA的复制，也可以从DNA流向，进而流向，即遗传信息的。少数生物的遗传信息可以从RNA流向以及从RNA流向。在遗传信息的流动过程中，是信息的载体，是信息的表达产物，而为信息的流动提供能量，可见，生命是的统一体。2.写出中心法则图解中各数字所表示的内容：四、DNA复制、转录和翻译比较项目复制转录翻译作用时间场所模板原料能量酶产物产物去向特点碱基配对五．基因表达过程中基因、mRNA和蛋白质的关系及基因中碱基数、mRNA碱基数和氨基酸数的关系（写出图中数字所表示的内容或数字）预习检测1．在遗传信息的翻译过程中，能识别并转运氨基酸到核糖体中的物质是()A．DNAB．tRNAC．rRNAD．mRNA2．核酶是一类具有催化功能的单链RNA分子，可降解特定的mRNA序列。下列关于核酶的叙述，正确的是()A．核酶与脂肪酶仅有三种元素相同B．核酶的基本单位是氨基酸C．核酶可降低化学反应所需活化能D．核酶不具有专一性和高效性3．下列关于遗传信息传递的叙述，错误的是()A．噬菌体的体内可以发生DNA复制的过程B．植物的叶肉细胞可以发生转录的过程C．原核细胞的细胞器可能发生翻译的过程D．造血干细胞中可以发生DNA复制的过程4．如图表示在人体细胞核中进行的某一生命过程，据图分析，下列说法正确的是()A．该过程仅发生在细胞核内B．该过程与DNA复制时碱基互补配对方式完全相同C．该过程涉及ATP的消耗D．游离的核糖核苷酸有序地与DNA链上的碱基相撞5．tRNA具有转运氨基酸的功能，如图tRNA携带的氨基酸是(各选项括号中内容为相应氨基酸的密码子)()A．精氨酸(CGC)B．丙氨酸(GCG)C．甘氨酸(GGC)D．脯氨酸(CCG)6．克里克阐明了三个碱基构成一个遗传密码，美国生物学家尼伦伯格将人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸、苯丙氨酸和细胞提取液混合加入同一试管中，结果试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链，下列有关叙述正确的是()A．加入的细胞提取液应去除所有的DNA和RNAB．该实验说明苯丙氨酸对应的密码子只有UUUC．该实验中细胞提取液可为翻译提供场所D．该实验说明在体外进行翻译时不需要能量7．某生物细胞中基因表达过程如图所示，下列相关叙述正确的是()A．该过程可表示毛霉合成蛋白酶的过程B．过程①中的酶能使DNA碱基对间的氢键断裂C．过程②四个核糖体合成的蛋白质不同D．与过程②相比，过程①中特有的配对方式为“A—U”8．遗传信息、密码子、RNA聚合酶结合位点分别位于()A．DNA、mRNA、DNAB．DNA、tRNA、DNAC．DNA、tRNA、mRNAD．DNA、mRNA、tRNA9．下列关于如图所示生理过程的叙述，正确的是()A．物质1上的三个相邻碱基叫做反密码子B．物质2的合成只能在结构1上完成C．多个结构1共同完成一条物质2的合成D．结构1读取到AUG时，物质2合成终止10．微RNA(miRNA)是真核生物中广泛存在的一类重要的基因表达调控因子。如图表示线虫细胞中微RNA(lin－4)调控lin－14基因表达的相关作用机制，请回答下列问题：(1)过程A需要以________为原料，该过程还能发生在线虫细胞内的________中；在过程B中能与①发生碱基互补配对的分子是________，①上同时结合多个核糖体的意义是________________________________________________________________________。(2)图中最终形成的②③上氨基酸序列________(填“相同”或“不同”)。图中涉及的遗传信息的传递方向为_________________________________________。(3)由图可知，微RNA(lin－4)调控基因lin－14表达的机制是RISC－miRNA复合物抑制________过程。►探究一翻译【情景材料】翻译是蛋白质生物合成中的一部分，基因表达还包括转录)过程中的第二步(转录为第一步)，翻译是成熟的信使RNA分子(由DNA通过转录而生成)中"碱基的排列顺序"(核苷酸序列)解码，并生成对应的特定氨基酸序列的过程。但也有许多转录生成的RNA，如转运RNA(tRNA)、核糖体RNA(rRNA)和小核RNA(snRNA)等并不被翻译为氨基酸序列。【问题探究】1.参与翻译过程的物质或结构有哪些？2.翻译形成成熟蛋白质的大致过程是怎样的？3.以mRNA为模版翻译形成多肽链的大致过程是怎样的？4.翻译过程是怎样终止的。要点归纳①翻译的方向：核糖体沿着mRNA移动，mRNA与核糖体结合部位有2个tRNA结合位点；核糖体沿着mRNA自身的5′--3′的方向进行翻译②翻译的产物产物：具一定氨基酸排列顺序的蛋白质(需在内质网和高尔基体中或在细胞质基质中加工成蛋白质)③翻译的特点：一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条相同的肽链，意义是少量mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。【注意问题】1.密码子有64种：有2种起始密码子：在真核生物中AUG作为起始密码子；在原核生物中，GUG也可以作为起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。有3种终止密码子：UAA、UAG、UGA。正常情况下，终止密码子不编码氨基酸，仅作为翻译终止的信号，但在特殊情况下，终止密码子UGA可以编码硒代半胱氨酸。2.通常一种密码子决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。3.每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并性)，可由一种或几种tRNA转运。4.从密码子表可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。当一个密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸，增强了密码子的容错性；当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。5.几乎所有的生物体都共用一套密码子.体现了密码子的通用性，说明当今生物可能有着共同的起源。典例精讲【例1】如图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某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AUG、AUU；精氨酸AGA。下列叙述正确的是()A.图中①为亮氨酸B.图中结构②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基质和细胞核基质中【答案】B【解析】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，A错误；由图示可知，tRNA的移动方向是由左向右，则结构②核糖体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，细胞核基质中不会发生图示的翻译过程，D错误。【例2】1982年我国科学家在世界上第一次用人工方法合成具有生物活性的酵母丙氨酸转运核糖核酸(用tRNAyAla表示)。在兔网织红细胞裂解液体系中加入人工合成的tRNAyAla和3H­丙氨酸，不但发现人工合成的tRNAyAla能携带3H­丙氨酸，而且能将所携带的丙氨酸参与到蛋白质合成中去。此外还发现另外四种天然的tRNA携带3H­丙氨酸。下列相关叙述，错误的是()A.tRNAyAla只能识别并转运丙氨酸B.tRNAyAla为单链结构，不含氢键C.与丙氨酸对应的密码子具有四种D.tRNAyAla存在能与mRNA上的丙氨酸密码子配对的反密码子【答案】B【解析】每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，所以tRNAyAla只能识别并转运丙氨酸，A正确；tRNAyAla为单链结构，tRNA链经折叠成三叶草形，部分区域碱基配对存在氢键，B错误；由题干可知，发现四种天然的tRNA携带3H­丙氨酸，所以与丙氨酸对应的密码子具有四种，C正确；tRNAyAla能携带3H­丙氨酸，所以存在能与mRNA上的丙氨酸密码子配对的反密码子，D正确。【例3】关于中心法则相关酶的叙述，错误的是()A.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形成氢键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.在解旋酶协助下，RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNAD.DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用【答案】C【解析】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，两个过程中均遵循碱基互补配对原则，且存在DNA－RNA之间的氢键形成，A正确；DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的本质都是蛋白质，蛋白质是由核酸控制合成的，其合成场所是核糖体，B正确；以单链DNA为模板转录合成多种RNA是转录过程，该过程不需要解旋酶，C错误；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，从而起催化作用，在适宜条件下，酶在体内外均可发挥作用，如体外扩增DNA分子的PCR技术中可用到耐高温的DNA聚合酶，D正确。1.遗传信息的翻译2.遗传信息、密码子与反密码子辨析1．下图是两种细胞中遗传信息的表达过程。据图（甲细胞为原核细胞）分析，下列叙述错误的是（

）A．两种表达过程均主要由线粒体提供能量B．甲、乙细胞中存在相同的碱基互补配对方式C．乙细胞中核糖体在mRNA上的移动方向是从左到右D．乙细胞中合成的mRNA需要通过核孔才能进入细胞质2．如图为大肠杆菌细胞内某基因结构，已知该基因共由1000对脱氧核苷酸组成，其中碱基A占20%，一条链已被15N标记。下列有关叙述中，正确的是A．该基因所在的全部DNA分子均具有遗传学效应B．若该基因复制3次，则需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸2100个C．若该基因在含15N的培养液中复制3次，则子代中含15N的DNA占100%D．由该基因转录出的mRNA中，A和U的总数占碱基总数的21%3．下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是A．图中表示4条多肽链正在合成B．原核细胞基因表达的进程较慢C．转录结束后，翻译才开始D．一个基因在短时间内可表达出多条多肽链4．关于基因表达的过程，下列叙述正确的是A．一个含n个碱基的基因,转录的mRNA分子的碱基数是n/2个B．线粒体的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板，提高转录效率C．DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都在DNA上，但是两者催化的底物不同D．在细胞周期中,mRNA的种类不变，而蛋白质的种类和含量均不断发生变化5．根据下图表示过程判断，有关叙述不正确的是（

）A．图中过程需要模板、原料、酶和能量B．图中过程均遵循碱基互补配对原则C．②③过程可在原核细胞中同一区域同时发生D．⑤过程可在新型冠状病毒内发生6．细胞内某些tRNA的反密码子上含有次黄嘌呤碱基(1)，碱基Ⅰ可与密码子碱丙氨酸基X(包括A、C和U)配对，如图所示，下列叙述错误的是（

）A．由图可知，编码丙氨酸的密码子是CGIB．mRNA中一般不存在氢键，但tRNA中可能有氢键C．密码子与反密码子的结合遵循碱基互补配对D．mRNA上的碱基改变可能不会改变其编码的氨基酸7．下列有关科学实验或研究方法的叙述，错误的是（

）A．肺炎链球菌体外转化实验中，控制自变量运用了“加法原理”B．探究DNA复制方式过程中，运用了“假说—演绎法”和同位素标记法C．克里克以T4噬菌体为材料，证明了遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸D．烟草花叶病毒的感染和重建实验证明RNA是遗传物质8．为破译遗传密码，早期的科学家采用蛋白质体外合成技术进行相关实验，即在试管中加入21种足够数量的氨基酸，再加入细胞提取液，以及人工合成的由重复的三核苷酸（AAGAAGAAGAAGA…）构成的mRNA序列，重复实验发现试管中可合成分别由单一赖氨酸、单一精氨酸、单一谷氨酸组成的三种类型肽链。下列叙述错误的是（

）A．加入的细胞提取液应去除DNA和mRNAB．加入人工合成的mRNA的作用是作为肽链合成的模板C．合成的肽链中都只有一种氨基酸，说明遗传密码的阅读是连续的D．合成肽链序列不同的原因可能是mRNA上一种密码可以决定不同的氨基酸9．脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的单链DNA分子。如图为10～23型脱氧核酶与靶RNA结合并进行定点切割的示意图。切割位点在一个未配对的嘌呤核苷酸（图中R所示）和一个配对的嘧啶核苷酸（图中Y所示）之间，图中字母均代表由相应碱基构成的核苷酸。下列有关叙述错误的是（

）A．脱氧核酶要与靶RNA依据碱基互补配对方式结合后才能对其切割B．脱氧核酶可能将一个靶RNA切割成长度不等的多个核糖核苷酸链C．脱氧核酶切割后的RNA可能要RNA酶进行重新连接D．可以用脱氧核酶治疗一些病毒或细菌感染引起的疾病10.在遗传学上，把遗传信息的传递称为信息流，信息流方向可以用下图中的中心法则表示，图中的①、②、③、④表示信息流动的生理过程。据图回答相关问题。（1）能表示“基因对性状的控制”的信息流动过程为和。（填标号）（2）由DNA到mRNA的信息传递过程的主要场所是。（3）科学家泰明在研究劳氏肉瘤病毒（一种RNA病毒）时，发现信息流可以按③过程流动，完成该过程需要的酶是。（4）若一个具有遗传效应的DNA片段，其携带的遗传信息传递给mRNA，该mRNA含有1000个碱基，其中鸟嘌呤和胞嘧啶占全部碱基数的60%，则该遗传效应片段连续复制两次，则需要游离的腺嘌呤个。（5）真核生物细胞内存在着种类繁多、长度为21~23个核苷酸的小分子RNA（简称mirRNA），它们能与相关基因转录出来的mRNA互补形成局部双链。由此可以推断这些mirRNA抑制基因表达的分子机制可能是A．阻断rRNA装配成核糖体

B．妨碍DNA分子的解旋C．干扰tRNA识别密码子

D．影响DNA分子的转录第4章第1节（第2课时）基因指导蛋白质的合成课程标准学习目标概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质合成1.理解密码子、反密码子等基本概念；2.阐述密码子、反密码子与氨基酸间的关系。3.阐述中心法则的内容。4.运用数学方法，分析转录和翻译过程中DNA上碱基、密码子、氨基酸数量间的对应关系。自主梳理一、遗传信息的翻译的相关概念1.概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以为模板合成的过程。2.场所：细胞质中的上3.条件：①模板：②原料：③能量：④酶：⑤搬运工：4.方向：沿着移动，mRNA与核糖体结合部位有个tRNA结合位点，沿着方向进行翻译。5.产物：具一定氨基酸排列顺序的(需在和中或加工成蛋白质)6.特点：一个mRNA分子上可相继结合个核糖体，同时合成条相同的肽链，因此，(意义)。7.遗传信息、密码子与反密码子①遗传信息指的是。②密码子是指。③反密码子是指。二、翻译的过程1.mRNA进入细胞质，与结合，鞋带甲硫氨酸的通过与碱基互补配对，进入位点1。2.鞋带某个氨基酸的以同样方式进入。3.甲硫氨酸与这个氨基酸形成，从而转移到的上。4.核糖体沿着移动，读取下一个。原来tRNA离开，原位点2的tRNA进入，一个新的鞋带氨基酸的tRNA进入，继续肽链的合成。三、中心法则1.一船信息可以从DNA流向，即DNA的复制，也可以从DNA流向，进而流向，即遗传信息的。少数生物的遗传信息可以从RNA流向以及从RNA流向。在遗传信息的流动过程中，是信息的载体，是信息的表达产物，而为信息的流动提供能量，可见，生命是的统一体。2.写出中心法则图解中各数字所表示的内容：四、DNA复制、转录和翻译比较项目复制转录翻译作用时间场所模板原料能量酶产物产物去向特点碱基配对五．基因表达过程中基因、mRNA和蛋白质的关系及基因中碱基数、mRNA碱基数和氨基酸数的关系（写出图中数字所表示的内容或数字）【答案】一、一船信息的翻译1.mRNA具有一定氨基酸顺序的蛋白质2.核糖体3.mRNA氨基酸ATP多种酶tRNA4.核糖体mRNA2mRNA自身的5′--3′的5.蛋白质内质网高尔基体细胞质基质6.多多少量mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质7.①DNA中脱氧核苷酸的排列顺序②mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基③位于tRNA上的能与mRNA上对应密码子互补配对的三个相邻碱基二、翻译的过程1.核糖体tRNAmRNA上的AUG2.tRNA位点23.肽键位点2tRNA4.mRNA密码子位点1核糖体位点1位点2三、中心法则1.DNARNA蛋白质转录和翻译RNADNADNA、RNA蛋白质ATP物质、能量和信息2.①复制②转录③逆转录④复制⑤翻译⑥性四、DNA复制、转录和翻译比较项目复制转录翻译作用传递遗传信息表达遗传信息时间细胞分裂前的间期个体生长发育的整个过程场所主要在细胞核主要在细胞核细胞质的核糖体模板DNA的两条单链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸21种氨基酸能量都需要酶解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶多种酶产物2个双链DNA分子一个单链RNA分子肽链(或蛋白质)产物去向传递到2个细胞或子代通过核孔进入细胞质组成细胞结构蛋白或功能蛋白特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录，转录后DNA恢复原状翻译结束后，mRNA被降解成单体碱基配对A—T、T—A、C—G、G—CA—U、T—A、C—G、G—CA—U、U—A、C—G、G—C五基因②mRNA③蛋白质④转录⑤翻译⑥6⑦3⑧1预习检测1．在遗传信息的翻译过程中，能识别并转运氨基酸到核糖体中的物质是()A．DNAB．tRNAC．rRNAD．mRNA【答案】B【解析】DNA中含有遗传信息，在转录过程中将遗传信息传递给RNA，A错误；tRNA可以识别并转运氨基酸到核糖体，B正确；rRNA参与构成核糖体，C错误；mRNA将DNA中的遗传信息传递给蛋白质，D错误。2．核酶是一类具有催化功能的单链RNA分子，可降解特定的mRNA序列。下列关于核酶的叙述，正确的是()A．核酶与脂肪酶仅有三种元素相同B．核酶的基本单位是氨基酸C．核酶可降低化学反应所需活化能D．核酶不具有专一性和高效性【答案】C【解析】核酶本质是RNA，脂肪酶本质是蛋白质，共有的元素有C、H、O、N，A错误；核酶的基本单位是核糖核苷酸，B错误；核酶的作用机理是降低化学反应所需活化能，C正确；核酶具有专一性、高效性和作用条件温和的特性，D错误。3．下列关于遗传信息传递的叙述，错误的是()A．噬菌体的体内可以发生DNA复制的过程B．植物的叶肉细胞可以发生转录的过程C．原核细胞的细胞器可能发生翻译的过程D．造血干细胞中可以发生DNA复制的过程【答案】A【解析】噬菌体是DNA病毒，没有细胞结构，噬菌体的DNA的复制发生在寄主细胞中，A错误；植物的叶肉细胞含DNA，可以发生以DNA一条链为模板的转录过程，B正确；原核细胞唯一的细胞器是核糖体，核糖体上能发生翻译的过程，C正确；造血干细胞通过细胞分裂进行增殖，可以发生DNA复制的过程，D正确。4．如图表示在人体细胞核中进行的某一生命过程，据图分析，下列说法正确的是()A．该过程仅发生在细胞核内B．该过程与DNA复制时碱基互补配对方式完全相同C．该过程涉及ATP的消耗D．游离的核糖核苷酸有序地与DNA链上的碱基相撞【答案】C【解析】题图所示为人体细胞中发生的转录过程。该过程主要发生在细胞核中，还可以发生在线粒体中，A错误；该过程有A—U的碱基互补配对方式，而DNA复制过程没有A—U的碱基互补配对方式，B错误；转录过程需要消耗ATP，C正确；游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基相撞，D错误。5．tRNA具有转运氨基酸的功能，如图tRNA携带的氨基酸是(各选项括号中内容为相应氨基酸的密码子)()A．精氨酸(CGC)B．丙氨酸(GCG)C．甘氨酸(GGC)D．脯氨酸(CCG)【答案】B【解析】：精氨酸(CGC)的反密码子是GCG，与图片不符，A错误；转运RNA的反密码子都与mRNA上的碱基互补配对，根据图解tRNA上反密码子是CGC，则密码子是GCG，可知该氨基酸为丙氨酸，B正确；甘氨酸(GGC)的反密码子是CCG，与图片不符，C错误；脯氨酸(CCG)的反密码子是GGC，与图片不符，D错误。6．克里克阐明了三个碱基构成一个遗传密码，美国生物学家尼伦伯格将人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸、苯丙氨酸和细胞提取液混合加入同一试管中，结果试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链，下列有关叙述正确的是()A．加入的细胞提取液应去除所有的DNA和RNAB．该实验说明苯丙氨酸对应的密码子只有UUUC．该实验中细胞提取液可为翻译提供场所D．该实验说明在体外进行翻译时不需要能量【答案】C【解析】为了防止细胞提取液中的DNA重新合成新的mRNA干扰最终结果，该实验中所用的细胞提取液需要除去DNA，而翻译的模板是多聚尿嘧啶核苷酸，因此原有的mRNA也应除去，但tRNA是转运氨基酸的工具，rRNA是核糖体的组成成分，不能除去，A错误；该实验不能说明苯丙氨酸对应的密码子只有UUU，B错误；该实验中细胞提取液可为翻译提供场所，C正确；该实验不能说明在体外进行翻译时不需要能量，D错误。7．某生物细胞中基因表达过程如图所示，下列相关叙述正确的是()A．该过程可表示毛霉合成蛋白酶的过程B．过程①中的酶能使DNA碱基对间的氢键断裂C．过程②四个核糖体合成的蛋白质不同D．与过程②相比，过程①中特有的配对方式为“A—U”【答案】B【解析】图示是原核生物边转录边翻译的过程，而毛霉是真核生物，因此该过程不可以表示毛霉合成蛋白酶的过程，A错误；过程①中的酶是RNA聚合酶，有解旋功能，B正确；过程②四个核糖体合成蛋白质的模板是一样的，所以合成的蛋白质是一样的，C错误；过程①是转录过程，过程②是翻译过程，翻译、转录过程都有“A—U”配对，D错误。8．遗传信息、密码子、RNA聚合酶结合位点分别位于()A．DNA、mRNA、DNAB．DNA、tRNA、DNAC．DNA、tRNA、mRNAD．DNA、mRNA、tRNA【答案】A【解析】遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，故位于DNA上；密码子是mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基，故位于mRNA上；RNA聚合酶能够催化合成mRNA，催化合成发生在转录过程中，故其结合位点位于DNA上。9．下列关于如图所示生理过程的叙述，正确的是()A．物质1上的三个相邻碱基叫做反密码子B．物质2的合成只能在结构1上完成C．多个结构1共同完成一条物质2的合成D．结构1读取到AUG时，物质2合成终止【答案】B【解析】物质1是mRNA，mRNA上决定氨基酸的三个相邻碱基是密码子，A错误；结构1是核糖体，物质2多肽的合成只能在结构1上完成，B正确；多个结构1完成多条相同的物质2的合成，C错误；根据多肽链的长短可知，翻译方向是从左向右，所以，结构1读到UAA时物质2合成终止，D错误。10．微RNA(miRNA)是真核生物中广泛存在的一类重要的基因表达调控因子。如图表示线虫细胞中微RNA(lin－4)调控lin－14基因表达的相关作用机制，请回答下列问题：(1)过程A需要以________为原料，该过程还能发生在线虫细胞内的________中；在过程B中能与①发生碱基互补配对的分子是________，①上同时结合多个核糖体的意义是________________________________________________________________________。(2)图中最终形成的②③上氨基酸序列________(填“相同”或“不同”)。图中涉及的遗传信息的传递方向为_________________________________________。(3)由图可知，微RNA(lin－4)调控基因lin－14表达的机制是RISC－miRNA复合物抑制________过程。【答案】(1)核糖核苷酸线粒体tRNA能在短时间内合成大量的蛋白质(2)相同DNA→RNA→蛋白质(3)翻译【解析】：(1)A是转录过程，转录过程除了需要酶的催化作用外，还需要四种游离的核糖核苷酸为原料，以及由ATP提供的能量等；线虫细胞是真核细胞，且是动物细胞，DNA存在于细胞核和线粒体中，因此转录过程发生的场所是细胞核和线粒体；过程B是翻译，翻译过程中mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子可进行碱基互补配对。①(mRNA)上同时结合多个核糖体的意义是利用少量的mRNA在短时间内合成大量的蛋白质。(2)②③是以同一条mRNA为模板合成的，因此最终形成的肽链②③上氨基酸序列相同。图中包含了转录和翻译过程，故涉及的遗传信息的传递方向为DNA→RNA→蛋白质。(3)分析题图可知，微RNA(lin－4)形成RISC－miRNA复合物可抑制翻译过程，进而调控基因lin－14的表达。►探究一翻译【情景材料】翻译是蛋白质生物合成中的一部分，基因表达还包括转录)过程中的第二步(转录为第一步)，翻译是成熟的信使RNA分子(由DNA通过转录而生成)中"碱基的排列顺序"(核苷酸序列)解码，并生成对应的特定氨基酸序列的过程。但也有许多转录生成的RNA，如转运RNA(tRNA)、核糖体RNA(rRNA)和小核RNA(snRNA)等并不被翻译为氨基酸序列。【问题探究】1.参与翻译过程的物质或结构有哪些？2.翻译形成成熟蛋白质的大致过程是怎样的？3.以mRNA为模版翻译形成多肽链的大致过程是怎样的？4.翻译过程是怎样终止的。【答案】1.参与翻译过程的物质或结构包括：mRNA、tRNA、21种氨基酸、ATP、酶、核糖体。2.翻译形成成熟蛋白质的大致过程是：翻译主要在细胞质内的核糖体中进行，氨基酸分子在氨基酰-tRNA合成酶的催化作用下与特定的转运RNA结合并被带到核糖体上。生成的多肽链需要通过正确折叠形成蛋白质，许多蛋白质在翻译结束后还需要在内质网和高尔基体上或在细胞质基质中进行翻译后修饰才能具有真正的生物学活性。3.以mRNA为模版翻译形成多肽链的大致过程是：以mRNA为直接模板，以tRNA为氨基酸运载体，以核糖体体为装配场所，共同协调完成蛋白质生物合成的过程。在翻译过程中mRNA上的每三个密码子对应三个tRNA上的反密码子，且这三个反密码子只对应一个氨基酸，但是一个氨基酸可有多组密码子来表示。一个激活的tRNA进入核糖体的A位与mRNA相配，肽酰转移酶在邻近的氨基酸间建立一个肽键，此后在P位上的氨基酸离开它的tRNA与A位上的tRNA结合，核糖体则相对于mRNA向前滑动，原来在A位上的tRNA移动到P位上，原来在P位上的空的tRNA移动到E位上，然后在下一个tRNA进入A位之前被释放。4.当翻译遇到三个结束密码子之一时，翻译过程终止。蛋白质不再延长，一种模仿tRNA的蛋白质进入核糖体的A位将合成的蛋白质从核糖体内释放出来。要点归纳①翻译的方向：核糖体沿着mRNA移动，mRNA与核糖体结合部位有2个tRNA结合位点；核糖体沿着mRNA自身的5′--3′的方向进行翻译②翻译的产物产物：具一定氨基酸排列顺序的蛋白质(需在内质网和高尔基体中或在细胞质基质中加工成蛋白质)③翻译的特点：一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条相同的肽链，意义是少量mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。【注意问题】1.密码子有64种：有2种起始密码子：在真核生物中AUG作为起始密码子；在原核生物中，GUG也可以作为起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。有3种终止密码子：UAA、UAG、UGA。正常情况下，终止密码子不编码氨基酸，仅作为翻译终止的信号，但在特殊情况下，终止密码子UGA可以编码硒代半胱氨酸。2.通常一种密码子决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。3.每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并性)，可由一种或几种tRNA转运。4.从密码子表可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。当一个密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸，增强了密码子的容错性；当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。5.几乎所有的生物体都共用一套密码子.体现了密码子的通用性，说明当今生物可能有着共同的起源。典例精讲【例1】如图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某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AUG、AUU；精氨酸AGA。下列叙述正确的是()A.图中①为亮氨酸B.图中结构②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基质和细胞核基质中【答案】B【解析】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，A错误；由图示可知，tRNA的移动方向是由左向右，则结构②核糖体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，细胞核基质中不会发生图示的翻译过程，D错误。【例2】1982年我国科学家在世界上第一次用人工方法合成具有生物活性的酵母丙氨酸转运核糖核酸(用tRNAyAla表示)。在兔网织红细胞裂解液体系中加入人工合成的tRNAyAla和3H­丙氨酸，不但发现人工合成的tRNAyAla能携带3H­丙氨酸，而且能将所携带的丙氨酸参与到蛋白质合成中去。此外还发现另外四种天然的tRNA携带3H­丙氨酸。下列相关叙述，错误的是()A.tRNAyAla只能识别并转运丙氨酸B.tRNAyAla为单链结构，不含氢键C.与丙氨酸对应的密码子具有四种D.tRNAyAla存在能与mRNA上的丙氨酸密码子配对的反密码子【答案】B【解析】每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，所以tRNAyAla只能识别并转运丙氨酸，A正确；tRNAyAla为单链结构，tRNA链经折叠成三叶草形，部分区域碱基配对存在氢键，B错误；由题干可知，发现四种天然的tRNA携带3H­丙氨酸，所以与丙氨酸对应的密码子具有四种，C正确；tRNAyAla能携带3H­丙氨酸，所以存在能与mRNA上的丙氨酸密码子配对的反密码子，D正确。【例3】关于中心法则相关酶的叙述，错误的是()A.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形成氢键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.在解旋酶协助下，RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNAD.DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用【答案】C【解析】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，两个过程中均遵循碱基互补配对原则，且存在DNA－RNA之间的氢键形成，A正确；DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的本质都是蛋白质，蛋白质是由核酸控制合成的，其合成场所是核糖体，B正确；以单链DNA为模板转录合成多种RNA是转录过程，该过程不需要解旋酶，C错误；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，从而起催化作用，在适宜条件下，酶在体内外均可发挥作用，如体外扩增DNA分子的PCR技术中可用到耐高温的DNA聚合酶，D正确。1.遗传信息的翻译2.遗传信息、密码子与反密码子辨析1．下图是两种细胞中遗传信息的表达过程。据图（甲细胞为原核细胞）分析，下列叙述错误的是（

）A．两种表达过程均主要由线粒体提供能量B．甲、乙细胞中存在相同的碱基互补配对方式C．乙细胞中核糖体在mRNA上的移动方向是从左到右D．乙细胞中合成的mRNA需要通过核孔才能进入细胞质【答案】A【分析】1、原核细胞结构简单，有且仅有核糖体这一种细胞器。2、核孔实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流，是大分子物质进出细胞核的通道。3、一个mRNA分子相继结合多个核糖体，短时间内合成大量蛋白质，可提高翻译的效率。【详解】A、甲细胞为原核细胞，没有线粒体，A错误；B、碱基互补配对原则在生物界中普遍存在，B正确；C、乙细胞中左侧的核糖体合成的肽链更短，右侧的核糖体合成的肽链更长，所以核糖体移动的方向是从左到右，C正确；D、乙细胞中转录形成的mRNA通过核孔进入细胞质，参与翻译过程，D正确。故选A。2．如图为大肠杆菌细胞内某基因结构，已知该基因共由1000对脱氧核苷酸组成，其中碱基A占20%，一条链已被15N标记。下列有关叙述中，正确的是A．该基因所在的全部DNA分子均具有遗传学效应B．若该基因复制3次，则需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸2100个C．若该基因在含15N的培养液中复制3次，则子代中含15N的DNA占100%D．由该基因转录出的mRNA中，A和U的总数占碱基总数的21%【答案】C【分析】1、DNA的双螺旋结构：①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的；②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内测；③两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。2、该基因共由1000个碱基对组成，根据碱基互补配对原则可知，A=T，G=C，其中A占20%，则T=20%，G=C=30%。【详解】A、基因是DNA分子中具有遗传效应的片段，DNA中有些片段不是基因，不具有遗传学效应，A错误；B、该基因共由1000个碱基对，即2000个碱基组成，根据碱基互补配对原则可知，A=T，G=C，其中A=T=20%，G=C=30%，则A=T=2000×20%=400个，G=C=2000×30%=600个，则该基因复制3次，则需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸（23-1）×600=4200个，B错误；C、DNA具有半保留复制的特点，在含15N的培养液中复制3次，新合成的每一条脱氧核苷酸链都含有15N，C正确；D、该DNA分子一条链中A+T占20%，转录时A与U配对，T与A配对，所以转录出的mRNA中，A和U的总数占碱基总数的20%，D错误。3．下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是A．图中表示4条多肽链正在合成B．原核细胞基因表达的进程较慢C．转录结束后，翻译才开始D．一个基因在短时间内可表达出多条多肽链【答案】D【详解】A、每个核糖体都在合成一条多肽链，因此图中表示24条多肽链正在合成，A错误；B、原核生物边转录边翻译，故基因表达的进程较快，B错误；C、多个核糖体同时完成多条多肽链的合成，C错误；D、由图可知，一个基因在短时间内可表达出多条多肽链，D正确4．关于基因表达的过程，下列叙述正确的是A．一个含n个碱基的基因,转录的mRNA分子的碱基数是n/2个B．线粒体的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板，提高转录效率C．DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都在DNA上，但是两者催化的底物不同D．在细胞周期中,mRNA的种类不变，而蛋白质的种类和含量均不断发生变化【答案】C【分析】RNA聚合酶的结合位点是基因编码区上游的启动子．转录过程是以DNA分子的一条链为模板合成RNA的过程，不具遗传效应的DNA片段不不进行转录。【详解】A、一个含n个碱基的DNA分子，转录的mRNA分子的碱基数小于1/2个，A错误；B、转录过程是以DNA的一条链为模板形成RNA的过程，B错误；C、DNA复制和转录均以DNA为模板，故DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都在DNA上，DNA聚合酶催化脱氧核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键，但RNA聚合酶催化核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键，C正确；D、在细胞周期的不同时期基因选择性表达，因此mRNA的种类和含量均不断发生变化，D错误。故选C。5．根据下图表示过程判断，有关叙述不正确的是（

）A．图中过程需要模板、原料、酶和能量B．图中过程均遵循碱基互补配对原则C．②③过程可在原核细胞中同一区域同时发生D．⑤过程可在新型冠状病毒内发生【答案】D【分析】由图可知，①表示DNA的复制，②表示转录，③表示翻译，④表示逆转录，⑤表示RNA的复制，⑥表示翻译。【详解】A、图示过程表示遗传信息的流向，各个过程均需要模板、原料、酶和能量，A正确；B、图示过程中均以核酸作为模板，均会发生碱基的互补配对，B正确；C、原核生物无核膜，故②转录和③翻译可以在同一区域同时发生，C正确；D、⑤表示RNA的复制，不能发生新冠病毒内，但可以发生在被新冠病毒侵染的宿主细胞内，D错误。故选D。6．细胞内某些tRNA的反密码子上含有次黄嘌呤碱基(1)，碱基Ⅰ可与密码子碱丙氨酸基X(包括A、C和U)配对，如图所示，下列叙述错误的是（

）A．由图可知，编码丙氨酸的密码子是CGIB．mRNA中一般不存在氢键，但tRNA中可能有氢键C．密码子与反密码子的结合遵循碱基互补配对D．mRNA上的碱基改变可能不会改变其编码的氨基酸【答案】A【分析】mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，这样的三个碱基称为密码子。反密码子：每个tRNA上三个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，这样的三个碱基称为反密码子。【详解】A、密码子位于mRNA上，所以由图可知，编码丙氨酸的密码子是GCX（X包括A、C和U），A错误；B、mRNA中一般不存在氢键，但tRNA是由单链RNA经过折叠后形成三叶草的形状，在折叠区域可能存在碱基互补配对形成氢键，B正确；C、密码子与反密码子的结合遵循碱基互补配对原则，碱基之间通过氢键连接，C正确；D、由于密码子具有简并性，所以mRNA上的碱基改变可能不会改变其编码的氨基酸，D正确。故选A。7．下列有关科学实验或研究方法的叙述，错误的是（

）A．肺炎链球菌体外转化实验中，控制自变量运用了“加法原理”B．探究DNA复制方式过程中，运用了“假说—演绎法”和同位素标记法C．克里克以T4噬菌体为材料，证明了遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸D．烟草花叶病毒的感染和重建实验证明RNA是遗传物质【答案】A【分析】追踪某种元素在生物体内的代谢过程，可以使用同位素标记法。孟德尔的豌豆杂交实验使用的是假说—演绎法，萨顿假说使用的是类比推理法。DNA双螺旋结构的模型建构属于物理模型。酵母菌的细胞呼吸方式有有氧呼吸和无氧呼吸，可以使用对比实验法。分离各种细胞器和获得纯净的细胞膜使用的是差速离心法。【详解】A、肺炎链球菌体外转化实验中，控制自变量运用了“减法原理”，A错误；B、探究DNA复制方式过程中，运用了“假说—演绎法”和15N同位素标记法，B正确；C、1961年克里克第一个用T4噬菌体实验证明了遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸，C正确；D、烟草花叶病毒的感染和重建实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，D正确。故选A。8．为破译遗传密码，早期的科学家采用蛋白质体外合成技术进行相关实验，即在试管中加入21种足够数量的氨基酸，再加入细胞提取液，以及人工合成的由重复的三核苷酸（AAGAAGAAGAAGA…）构成的mRNA序列，重复实验发现试管中可合成分别由单一赖氨酸、单一精氨酸、单一谷氨酸组成的三种类型肽链。下列叙述错误的是（

）A．加入的细胞提取液应去除DNA和mRNAB．加入人工合成的mRNA的作用是作为肽链合成的模板C．合成的肽链中都只有一种氨基酸，说明遗传密码的阅读是连续的D．合成