高考第一轮复习生物第六单元第21讲.docx
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高考第一轮复习生物第六单元第21讲
第六单元
第21讲 基因指导蛋白质的合成及
基因对性状的控制
知能达标训练
真题演练
1.(2011·江苏卷)下列物质合成时,需要模板的是
A.磷脂和蛋白质 B.DNA和酶
C.性激素和胰岛素D.神经递质和受体
解析 磷脂的合成不需要模板,而蛋白质的合成需要间接模板DNA、直接模板mRNA,A项错误;DNA复制需要分别以亲代DNA的两条链为模板,大多数酶(蛋白质)的合成需要以mRNA为直接模板,少数酶(RNA)的合成需要DNA的一条链为模板,B项正确;性激素的化学本质为脂质,其合成不需要模板,C项错误;受体的化学本质是蛋白质,其合成需要模板,但神经递质的合成不需要模板,D项错误。
答案 B
2.(2011·高考江苏卷)关于转录和翻译的叙述,错误的是
A.转录时以核糖核苷酸为原料
B.转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列
C.mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质
D.不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性
解析 转录是以DNA的一条链为模板、以核糖核苷酸为原料合成RNA的过程,A项正确;转录过程需要RNA聚合酶的催化,RNA聚合酶能首先识别并结合到启动子上,驱动基因转录出mRNA,B项正确;以mRNA为模板翻译合成蛋白质时移动的是核糖体,C项错误;一个氨基酸可以有几种不同的密码子,这样有时由于差错导致的密码子改变却不会改变氨基酸,从而保持生物性状的相对稳定,D项正确。
答案 C
3.(2011·上海单科)如图表示两基因转录的mRNA分子数在同一细胞内随时间变化的规律。
若两种mRNA自形成至翻译结束的时间相等,两基因首次表达的产物共存至少需要(不考虑蛋白质降解)
A.4hB.6h
C.8hD.12h
解析 分析坐标曲线可知,若不考虑先表达的蛋白质降解,在6h时两基因首次表达的产物开始共存。
答案 B
4.(2011·上海单科)原核生物的mRNA通常在转录完成之前便可启动蛋白质的翻译,但真核生物的核基因必须在mRNA形成之后才能翻译蛋白质,针对这一差异的合理解释是
A.原核生物的tRNA合成无需基因指导B.真核生物tRNA呈三叶草结构
C.真核生物的核糖体可进入细胞核D.原核生物的核糖体可以靠近DNA
解析 由题意可知原核生物的转录和翻译可以同步进行,翻译的场所核糖体与DNA靠得很近。
答案 D
5.(2010·海南卷)下列关于遗传信息传递的叙述,错误的是
A.线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则
B.DNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的
C.DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序
D.DNA病毒中没有RNA,其遗传信息的传递不遵循中心法则
解析 本题主要考查对中心法则的理解。
无论是核基因的遗传,还是质基因的遗传都遵循中心法则。
基因可通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状。
DNA病毒中虽然只有DNA和蛋白质,没有RNA,但是其可以在宿主细胞中进行复制、转录和翻译等过程,其遗传信息的传递仍然遵循中心法则。
答案 D
6.(2010·江苏生物)铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白,铁蛋白合成的调节与游离的Fe3+、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。
铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列,能与铁调节蛋白发生特异性结合,阻遏铁蛋白的合成。
当Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合,沿mRNA移动,遇到起始密码后开始翻译(如下图所示)。
回答下列问题:
(1)图中甘氨酸的密码子是________,铁蛋白基因中决定
的模板链碱基序列为______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)Fe3+浓度低时,铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了________,从而抑制了翻译的起始;Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,铁蛋白mRNA能够翻译。
这种调节机制既可以避免________对细胞的毒性影响,又可以减少________。
(3)若铁蛋白由n个氨基酸组成,指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n,主要原因是________________________________________________________________________。
(4)若要改造铁蛋白分子,将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG),可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现,即由___________________________
________________________________________________________________________。
解析
(1)由翻译的特点,肽链合成过程中每结合一个氨基酸,核糖体就向右移动3个碱基的距离,由图可知甘氨酸对应密码子应为GGU,甘、天、色氨酸对应mRNA的碱基序列为GGUGACUGG,所以相应基因模板链碱基序列为……CCACTGACC……也可以是……CCAGTCACC……(转录方向与前者相反)。
(2)从题干信息看出铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列,当Fe3+浓度低时,铁调节蛋白会与铁应答元件结合,干扰核糖体在mRNA上的结合与移动,从而抑制翻译的起始;当Fe3+浓度高时,Fe3+会与铁调节蛋白结合,使翻译正常进行。
这样既可以避免Fe3+对细胞的毒性影响,又可以减少细胞内物质和能量的浪费。
(3)因mRNA上存在着铁应答元件和终止密码等不对应氨基酸的碱基序列,故mRNA上碱基数远大于氨基酸数的3倍。
(4)比较色氨酸和亮氨酸的密码子,色氨酸(UGG)与亮氨酸(UUG)只有一个碱基的差别,可以确定改变DNA模板链上的一个碱基可以实现色氨酸变成亮氨酸,(UGG→UUG),故DNA模板链上碱基变化为C→A。
答案
(1)GGU
…CCACTGACC…(…CCAGTCACC…)
(2)核糖体在mRNA上的结合与移动 Fe3+ 细胞内物质和能量的浪费
(3)mRNA两端存在不翻译的序列
(4)C→A
限时检测
(限时45分钟 满分80分)
一、选择题(每小题3分,共36分)
1.(2012·双鸭山模拟)下列关于RNA的叙述中,不正确的是
A.RNA可分为mRNA、tRNA、rRNA
B.mRNA的转录和翻译都是在细胞核中进行的
C.RNA可以作为某些生物的遗传物质
D.mRNA直接决定蛋白质分子中氨基酸的排列顺序
解析 真核生物转录的场所是细胞核,翻译的场所是细胞质,原核生物转录场所是拟核。
部分病毒的遗传物质是RNA。
答案 B
2.有三个核酸分子,经分析知,共有5种碱基、8种核苷酸、四条多核苷酸链,它们是
A.一个DNA分子,两个RNA分子B.三个DNA分子
C.两个DNA分子,一个RNA分子D.三个RNA分子
解析 根据题意,这三个核酸分子共有5种碱基、8种核苷酸,也就是DNA分子和RNA分子均有,而三个分子共有四条多核苷酸链,由于DNA是双链结构,而RNA是单链结构,则这三个分子只能是一个DNA分子和两个RNA分子。
答案 A
3.下列关于真核细胞DNA复制和转录这两种过程的叙述,错误的是
A.两种过程都可在细胞核中发生B.两种过程都有酶参与反应
C.两种过程都以核糖核苷酸为原料D.两种过程都以DNA为模板
解析 DNA复制和转录的模板都是DNA,所以全部发生在细胞核内,解旋酶两个过程都参与了。
因为合成的产物分别是DNA和RNA,所以原料是不同的。
答案 C
4.下图是蛋白质合成示意图,下列叙述不正确的是
A.图中①②③依次是核糖体、tRNA、mRNA
B.丙氨酸的密码子是GCU
C.若图中④含60个组成单位,则③中至少含180个密码子
D.该图表示的是基因控制蛋白质合成过程中的翻译过程
解析 本题考查对蛋白质合成示意图的识别能力。
据图可知,①②③④分别为核糖体、tRNA、mRNA、多肽。
由于密码子是mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基,所以决定丙氨酸的密码子是GCU。
若该多肽由60个氨基酸组成,则mRNA中的密码子至少有60个。
答案 C
5.下列能在细胞核中发生转录的细胞是
①有丝分裂中期的洋葱根尖细胞 ②精原细胞 ③高度分化不再分裂的神经细胞 ④人体内成熟的红细胞 ⑤效应T细胞 ⑥次级卵母细胞
A.②③⑤B.①③④⑥
C.①②③④⑤⑥D.①②⑤⑥
解析 分裂期的细胞内染色体处于螺旋化状态,有丝分裂中期细胞、次级卵母细胞中DNA不易解螺旋,不能进行转录,人体内成熟红细胞无细胞核,DNA不能进行转录,其他活细胞都可以合成蛋白质类的物质,蛋白质的合成要经过转录和翻译。
答案 A
6.(2012·南京二模)下列关于蛋白质合成的叙述错误的是
A.噬菌体合成自身蛋白质的原料由细菌提供
B.绿色植物吸收的氮主要用于合成蛋白质等物质
C.tRNA、mRNA、rRNA都参与蛋白质的合成
D.脱水缩合产生的水中的氢只来自于氨基
解析 蛋白质合成过程中脱水缩合产生的水中的氢一个来自于氨基,一个来自于羧基。
答案 D
7.某条多肽的相对分子质量为2778,若氨基酸的平均相对分子质量为110,如考虑终止密码子,则编码该多肽的基因长度至少是
A.75对碱基B.78对碱基
C.90对碱基D.93对碱基
解析 设多肽是由m个氨基酸构成的,蛋白质的相对分子量=110m-18(m-1)=2778,则m等于30。
那么控制该多肽的密码子有31个(终止密码子不编码氨基酸),则控制该多肽合成的基因有93对碱基。
答案 D
8.下列关于遗传信息和遗传密码在核酸中的位置和碱基构成的叙述中,正确的是
A.遗传信息位于mRNA上,遗传密码位于DNA上,碱基构成相同
B.遗传信息位于DNA上,遗传密码位于mRNA、tRNA或rRNA上,碱基构成相同
C.遗传信息和遗传密码都位于DNA上,碱基构成相同
D.遗传信息位于DNA上,遗传密码位于mRNA上,碱基构成不同
解析 遗传信息是DNA分子上脱氧核苷酸的排列顺序。
RNA分为mRNA、tRNA和rRNA,mRNA上具有密码子,tRNA具有运载氨基酸的作用。
构成DNA的碱基是A、T、G、C,构成RNA的碱基是A、U、G、C,故它们的碱基构成不同。
答案 D
9.在遗传学上,把遗传信息沿一定方向的流动叫做信息流。
信息流的方向可以用下图表示,则
A.①和②过程都需要解旋酶和RNA聚合酶
B.能进行④或⑤过程的生物不含DNA
C.①过程可能发生基因突变和基因重组
D.③过程不发生碱基互补配对
解析 ①过程为DNA复制过程,②为转录过程,二者都需要解旋酶,后者需要RNA聚合酶;④过程为RNA复制,⑤为逆转录过程,都发生在以RNA为遗传物质的病毒所寄生的细胞内;①DNA复制过程可以出现基因突变,而基因重组发生在减数第一次分裂前期或后期;③过程为翻译过程,转运RNA的反密码子和信使RNA的密码子碱基互补配对。
答案 B
10.1981年底,我国科学家人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸,标志着我国具有人工合成核酸的能力,下列各试管通过人工合成产物,叙述不正确的是
A.①④,②③产物分别相同
B.①④,②③生理过程不同
C.①②③④的进行都需要模版、原料、能量和酶
D.每个生物都必须要进行①②③④所有生理过程
解析 ①中DNA为模板,原料为脱氧核苷酸,所以为复制,产物为DNA,②中加入DNA为模板,原料为核糖核苷酸,所以为转录,产物为RNA,③中加入RNA为模板,原料为核糖核苷酸,所以为复制,产物为RNA,④中加入RNA为模板,原料为脱氧核苷酸,所以产物为DNA,为逆转录,只发生在有逆转录酶的生物中。
答案 D
11.(2011·苏北第一次调研)如图表示有关遗传信息传递的模拟实验,下列相关叙述合理的是
A.若X是mRNA,Y是多肽,则管内必须加入氨基酸
B.若X是DNA一条链,Y含有U,则管内必须加入逆转录酶
C.若X是tRNA,Y是多肽,则管内必须加入脱氧核苷酸
D.若X是HIV的RNA,Y是DNA,则管内必须加入DNA酶
解析 若X是mRNA,Y是多肽,该过程为翻译,需要加入原料氨基酸;若X是DNA一条链,Y含有U,该过程为转录,不应加入逆转录酶;若X是tRNA,Y是多肽,该过程为翻译,需要加入原料氨基酸;若X是HIV的RNA,Y是DNA,该过程为逆转录,应加入逆转录酶。
答案 A
12.下图为细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图,下列说法正确的是
A.该过程的模板是脱氧核糖核酸,原料是氨基酸
B.一个密码子只决定一种氨基酸,一种氨基酸只由一种tRNA转运
C.若最终形成的②中含有17个基本组成单位,则①中至少含51个碱基
D.若①中有一个碱基发生改变,则合成的多肽链的结构一定发生改变
解析 本题考查翻译的相关知识。
翻译的模板是mRNA。
一个密码子只决定一种氨基酸,终止密码子例外。
一种氨基酸可以由多个tRNA转运。
由于一种氨基酸可能对应多种密码子,故如果mRNA上的一个碱基发生改变。
则控制合成的多肽结构不一定改变。
答案 C
二、综合题(共3小题,满分44分)
13.(14分)如图表示某高等植物细胞中基因表达的过程,“→”表示物质转移的路径和方向,请仔细观察和分析图解,并回答下列问题:
(1)图中rbcs基因表达的产物是SSU,Cab基因表达的产物是LHCP。
在基因表达的过程中,图中的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表的物质或结构依次为_______________________________________。
(2)图中Ⅴ是叶绿体中的小型环状DNA,Ⅴ上的基因表达的产物是LUS,物质Ⅵ具有催化某种高分子物质合成的作用,则Ⅵ是____________________________________________。
(3)据图可知,基因表达过程中转录发生的细胞部位是________________,翻译发生的细胞部位是__________________________________________________________________。
(4)据图可知,合成的LHCP参与光合作用的__________________反应。
由SSU和LUS组装成的Rubisco催化CO2+C5→2C3反应的过程,则Rubisco存在于__________________中。
解析 本题是信息题,综合考查学生提取有效信息的能力。
据图可知,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ依次为mRNA、核糖体、多肽。
由于物质Ⅵ具有催化作用,催化DNA合成mRNA,因此,物质Ⅵ应该是RNA聚合酶。
据图可知,转录不仅发生在细胞核,还可以发生在叶绿体基质中。
翻译则可以发生在细胞质基质中的核糖体上和叶绿体中的核糖体上。
由于LHCP作用于叶绿体基粒,所以该物质参与的是光合作用的光反应。
答案
(1)mRNA、核糖体、多肽
(2)RNA聚合酶 (3)细胞核和叶绿体基质 细胞质基质中的核糖体和叶绿体中的核糖体 (4)光 叶绿体基质
14.(15分)(2012·南京二模)下图是基因控制蛋白质合成的两个主要步骤。
请分析回答下列问题
(1)图1中甲的名称为________,乙与丁在结构E的不同点是________。
方框内表示该过程进行方向的箭头是________。
(标“→”或“←”)
(2)图2所示的生理过程是细胞中多聚核糖体合成多肽链的过程,此过程的模板是________(物质名称)。
②③④的最终结构是否相同?
________(是/否)
(3)从化学成分角度分析,以下与图2中结构⑤的化学组成最相似的是________。
A.大肠杆菌B.噬菌体
C.染色体D.烟草花叶病毒
解析
(1)图1中甲的名称为RNA聚合酶,组成乙的五碳糖是脱氧核糖,组成丁的是核糖。
(2)图2所示的生理过程是翻译,其模板是mRNA,②③④的最终结构是相同的。
(3)⑤是由RNA和蛋白质构成的,A、B、C都含有DNA,而烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,烟草花叶病毒是由RNA和蛋白质构成的。
答案
(1)RNA聚合酶 组成乙的五碳糖是脱氧核糖,组成丁的是核糖 ←
(2)mRNA 是 (3)D
15.(15分)(2011·浙江五校联考)下图为生物体内遗传信息的传递与表达过程。
据图回答:
(1)比较图一与图二,所需要的条件除模板有所不同之外,________和________也不同。
(2)与图一中A链相比,C链特有的化学组成是____________和____________。
(3)图三所示的是遗传信息传递的规律,被命名为________。
图三中可在人体正常细胞内发生的过程有________(填序号)。
(4)图四中Bt为控制晶体蛋白合成的基因,将Bt基因导入棉花细胞时,为避免基因转移影响其他植物,一般不会将该基因转入到棉花细胞的________中,d过程对应于图三中________过程(填序号)。
活化的毒性物质应是一种________分子。
解析
(1)分析题图可知:
图一为在RNA聚合酶的催化作用下,以DNA的一条链为模板的转录过程,图二为以DNA的两条链为模板在DNA聚合酶的催化作用下完成的DNA的复制过程,两过程除模板不同外,酶、原料也不同。
(2)图一中的C链为RNA,与DNA链相比,其特有的化学组成是核糖和尿嘧啶。
(3)图三所示是遗传信息的传递规律,被命名为中心法则:
①为DNA的复制、③为转录、⑤为翻译,三者均可在人体正常细胞内发生;④为RNA的复制,②为逆转录过程。
(4)为避免基因转移影响其他植物,一般将目的基因转移到叶绿体或线粒体中。
d过程为基因的表达过程,对应于图三中③转录、⑤翻译过程。
由图可知,活化的毒性物质是一种多肽分子。
答案
(1)酶 原料
(2)核糖 尿嘧啶
(3)中心法则 ①、③、⑤
(4)细胞核 ③、⑤ 多肽
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- 高考 第一轮 复习 生物 第六 单元 21
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