高考生物总复习课时作业：必修2 第4章 基因的表达

课时提升作业(二十二)
基因的表达
(45分钟100分)
一、选择题(包括11个小题，每个小题4分，共44分)
1.(2014·合肥模拟)四环素、链霉素、氯霉素、红霉素等抗生素能抑制细菌的生长，它们有的能干扰细菌核糖体的形成，有的能阻止tRNA和mRNA结合，这些抗生素阻断了下列过程中的( )
A.染色体活动
B.DNA复制过程
C.转录过程
D.翻译过程
2.(2014·滨州模拟)下面是4种遗传信息的流动过程，对应的叙述不正确的是
( )
A.甲可表示胰岛细胞中胰岛素合成过程中的遗传信息的传递方向
B.乙可表示逆转录病毒在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向
C.丙可表示DNA病毒(如噬菌体)在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向
D.丁可表示RNA病毒(如烟草花叶病毒)在宿主细胞内繁殖过程中的遗传信息传递方向
3.下列关于图中①②两种分子的说法正确的是( )
A.①为DNA，在正常情况下复制后形成两个相同的DNA
B.②为tRNA，一种tRNA可携带不同的氨基酸
C.遗传信息位于①上，密码子位于②上
D.①和②共有的碱基是A、C、G、T
4.如图为生物体内转运氨基酸m的转运RNA，对此叙述正确的
是( )
A.该转运RNA还能识别并转运其他氨基酸
B.氨基酸m只能由该转运RNA转运
C.氨基酸m的密码子是UUA
D.转运RNA是由许多个核糖核苷酸构成的
5.(2014·浙江五校联考)如图为翻译过程，所示的哪一种物质或结构彻底水解后产物种类最多( )
A.①
B.②
C.③
D.④
6.(2014·莆田模拟)某蛋白质分子由一条含176个氨基酸的肽链构成。

下列叙
述中正确的是( )
A.参与合成该多肽的tRNA最多有61种
B.参与合成该多肽的细胞器应该有4种
C.组成该多肽的氨基酸应该有20种
D.该多肽的模板mRNA上能被翻译的密码子最多有64种
7.(2014·中山模拟)下图为基因的作用与性状的表现流程示意图，关于该流程的叙述正确的是( )
A.①过程是转录，它以DNA的两条链为模板、四种核苷酸为原料合成mRNA
B.②过程中只需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可完成
C.人的镰刀型细胞贫血症是基因通过控制蛋白质而直接控制性状
D.某段DNA上发生了基因突变，则形成的mRNA、蛋白质一定会改变
8.某个多肽的相对分子质量为2 778，氨基酸的平均相对分子质量为110，若考虑终止密码子，则控制该多肽合成的基因的长度至少是( )
A.75对碱基
B.78对碱基
C.90对碱基
D.93对碱基
9.(2014·汕头模拟)为了测定氨基酸的密码子，科学家以人工合成的mRNA为模板进行细胞外蛋白质合成实验。

若以ACACACACAC……为mRNA，则合成苏氨酸或组氨酸的多聚体；若以CAACAACAACAA……为mRNA，则合成谷氨酰胺、天冬酰胺或苏氨酸的三种多聚体。

据此推测苏氨酸的密码子是( )
A.ACA
B.CAC
C.CAA
D.AAC
10.有人把分化细胞中表达的基因形象地分为“管家基因”和“奢侈基因”。

“管家基因”在所有细胞中表达，是维持细胞基本生命活动所必需的；而“奢侈基因”只在特定组织细胞中表达。

下列属于“奢侈基因”表达产物的是
( ) A.ATP水解酶 B.RNA聚合酶
C.膜蛋白
D.血红蛋白
11.(2014·江西四市联考)右图所示为高等生物多聚核糖体
合成肽链的过程，有关该过程的说法正确的是( )
A.该图表示翻译的过程，图中核糖体从左向右移动，共同翻
译出一条多肽链
B.多聚核糖体合成的多条肽链在氨基酸排列顺序上互不相同
C.若合成某条肽链时脱去了100个水分子，则该肽链中至少含有102个氧原子
D.mRNA上结合的核糖体越多，合成一条肽链所需时间越短
二、非选择题(包括3个小题，共56分)
12.(16分)(2014·徐州模拟)下图表示生物体内三个重要的生理活动。

根据所学知识结合图形回答下列问题：
(1)甲、乙、丙三图正在进行的生理过程分别是。

对于小
麦的叶肉细胞来说，能发生乙过程的场所有。

(2)在正常情况下，碱基的排列顺序相同的单链是。

(3)对于乙图来说，RNA聚合酶结合位点位于分子上，起始密码子和终止密码子位于分子上。

(填字母)
(4)分子l彻底水解得到的化合物有种。

(5)丙图所示的生理过程是从分子l链的端开始的。

如果该链由351个基本单位构成，则对应合成完整的n链，最多需要脱掉分子的水。

13.(20分)科学家已经证明密码子是mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基。

以下是遗传密码破译过程的几个阶段。

(1)根据理论推测，mRNA上的3个相邻的碱基可以构成种排列方式，实际上mRNA上决定氨基酸的密码子共有种。

(2)1961年，尼伦伯格和马太成功建立了体外蛋白质合成系统，破译了第一个密码子：苯丙氨酸(UUU)。

具体的做法是在代表“体外蛋白质合成系统”的20支试管中各加入作为模板(mRNA)的多聚尿嘧啶核苷酸(即只由U组成的mRNA)，再向20支试管中分别加入20种氨基酸中的1种，结果只有加入苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸肽链。

体外蛋白质合成系统中除了加入全套必要的酶系统、tRNA、人工合成的mRNA和氨基酸外，还需提供________________________。

(3)上述实验后，又有科学家用C、U 2种碱基相间排列的mRNA作为模板，检验1个密码子是否含有3个碱基。

假设密码子是连续翻译的：
①假如1个密码子中含有2个或4个碱基，则该RNA指导合成的多肽链应由_____
种氨基酸组成。

②假如1个密码子中含有3个碱基，则该RNA指导合成的多肽链应由种氨基酸组成。

(4)此后又有科学家用2个、3个或4个碱基为单位的重复序列，最终破译了全部密码子，包括终止密码子。

下表是部分实验：
说明：表中(UC)n表示“UCUCUCUCUCUC……”这样的重复mRNA序列。

请分析上表后推测下列氨基酸的密码子：亮氨酸为、；丝氨酸为；苯丙氨酸为。

14.(20分)(能力挑战题)如图为在实验室中进行的相关模拟实验，请据图回答问题：
(1)图中甲、乙实验模拟的过程分别是、。

(2)若将甲试管中加入的“核糖核苷酸”换成“脱氧核苷酸”，则甲试管模拟的过程是。

(3)人们通过研究发现，有些抗生素通过阻断细菌细胞内蛋白质的合成，从而抑
制细菌的繁殖。

现发现一种新型抗生素，有人根据上述模拟实验的方法进行了如下实验过程：
分析上表，试回答：
①本实验的目的是___________________________________________________ _________________________________________________________________。

②预期实验结果并得出实验结论：该实验有可能会出现种实验结果，如果出现______________________________________________________，则说明该抗生素只阻断细菌DNA的转录，不阻断人体DNA的转录。

答案解析
1.【解析】选D。

抗生素干扰细菌核糖体的形成或者阻止tRNA和mRNA结合，均是阻止翻译过程。

2.【解析】选A。

胰岛细胞属于高度分化的细胞，胰岛细胞中胰岛素合成过程中的遗传信息传递方向中不包括DNA复制；RNA病毒中的逆转录病毒在宿主细胞内繁殖时，不能发生RNA的自我复制，首先RNA逆转录形成DNA，通过DNA将遗传信息传递给蛋白质；DNA病毒(如噬菌体)的遗传物质是DNA，在宿主细胞内繁殖时既可以通过DNA分子的复制实现增殖，也可以通过转录和翻译过程实现遗传信息的表达；某些RNA病毒(如烟草花叶病毒)既可以实现RNA 自我复制，也可以翻译形成蛋白质。

【易错提醒】解答本题要明确RNA病毒产生RNA的过程，并不是都经过RNA 复制，因为逆转录病毒(一种RNA病毒)产生RNA的途径为：经过逆转录过程产生DNA，DNA经过转录产生RNA。

否则易误选B。

3.【解析】选A。

①为DNA，复制时两条链都作为模板，形成两个相同的DNA；
②为tRNA，一种tRNA只能携带一种氨基酸；遗传信息位于DNA上，密码子位于mRNA上；DNA和tRNA共有的碱基为A、C、G。

【延伸探究】图中①和②在组成上具有哪些相同成分？
提示：DNA和RNA在组成上的相同成分是磷酸和碱基A、G、C。

4.【解析】选D。

转运RNA是由许多个核糖核苷酸连接而成的，其中有三个游离的碱基(反密码子)能与信使RNA上的密码子发生碱基互补配对。

一种转运RNA只能转运一种氨基酸，而一种氨基酸可以由多种转运RNA转运。

【易错提醒】不要认为一种氨基酸只能由一种tRNA转运，而是一种tRNA只能
转运一种氨基酸，否则易误选B。

5.【解析】选B。

图中所示为翻译过程，①代表的是mRNA，它彻底水解的产物是四种碱基(A，U，C，G)、核糖、磷酸；②代表的是核糖体，由蛋白质和RNA组成，它彻底水解的产物是四种碱基(A，U，C，G)、核糖、磷酸和氨基酸(最多有20种)；③代表的是tRNA，它彻底水解的产物是四种碱基(A，U，C，G)、核糖、磷酸；④代表的是9个氨基酸组成的肽链，它彻底水解的产物最多为9种氨基酸。

6.【解析】选A。

mRNA中密码子决定肽链中氨基酸的个数，肽链中含有176个氨基酸，因此决定氨基酸的密码子数为176个，64种密码子中决定氨基酸的密码子有61种，所以决定该多肽的密码子最多有61种，由于密码子和反密码子之间碱基互补配对，故参与合成该多肽的tRNA最多有61种；参与合成该多肽的细胞器是核糖体和线粒体；组成该多肽的氨基酸最多有20种；终止密码子并不编码任何氨基酸，起着终止肽链合成的作用。

7.【解题指南】解答本题应明确以下三点：
(1)转录、翻译过程中的模板、原料和其他条件。

(2)基因控制性状的两条途径。

(3)密码子和氨基酸之间的对应关系：一种密码子只对应一种氨基酸，但是一种氨基酸可以对应多种密码子。

【解析】选C。

转录时以DNA的一条链为模板；②过程是翻译，需要模板、原料、能量、酶和tRNA，同时需要适宜的条件；基因突变导致形成的密码子发生改变，不同的密码子也可以决定同一种氨基酸，因此形成的蛋白质不一定改变。

8.【解析】选D。

某个多肽的相对分子质量=氨基酸的平均相对分子质量×氨基
酸的数量-18×(氨基酸的数量-1)=2 778，推出该多肽由30个氨基酸组成，若考虑终止密码子，则编码该多肽的mRNA上应含有31个密码子，故控制该多肽合成的基因的碱基数至少为31×6=186(个)，即93对碱基。

9.【解析】选A。

由题意可知，以ACACACACAC……为mRNA时，合成苏氨酸或组氨酸的多聚体，苏氨酸、组氨酸的密码子是ACA或CAC；以CAACAACAACAA……为mRNA时，合成谷氨酰胺、天冬酰胺或苏氨酸的三种多聚体，所以三者的密码子为CAA或ACA或AAC，对照两者得出相同的密码子ACA即为苏氨酸的密码子。

【方法技巧】数密码子的规则
(1)从左到右。

(2)每相邻的3个碱基构成1个密码子。

(3)不能重叠数。

例如AUGGAAGCA，根据上述原则，3个为一组，第一个密码子是AUG，第二个密码子是GAA，第三个密码子是GCA。

10.【解析】选D。

血红蛋白是血红蛋白基因在红细胞内特异性表达的；其他三项在所有细胞中均可以表达，是维持细胞基本生命活动所必需的。

【易错提醒】由于提取信息能力欠缺，不能很好地理解“奢侈基因”的含义而错选其他选项。

11.【解析】选C。

由图可知，该过程为翻译过程，由肽链的长短可知，图中核糖体的移动方向是从右向左，且每个核糖体单独翻译出一条多肽链。

图示中多个核糖体以同一个mRNA为模板，故合成的多条肽链在氨基酸的排列顺序上完全相同。

合成某条肽链时脱去了100个水分子，说明该肽链有100个肽键，由101个氨基酸组成，肽链中的氧原子存在于肽键(100个)、羧基端(2个)和R基(不
一定有)中，至少有102个氧原子。

图中每个核糖体独自合成一条完整的肽链，所需时间大致相同。

12.【解析】(1)DNA复制以解旋的两条链为模板，转录以解旋后的一条链为模板，翻译以mRNA单链为模板。

小麦叶肉细胞的细胞核、叶绿体、线粒体中都含有DNA，可以进行乙过程。

(2)a和d分别是亲代DNA分子上的单链，二者的碱基序列为互补关系，因此a 和c、b和d上的碱基序列相同。

(3)RNA聚合酶结合位点属于DNA分子上的片段，起始密码子和终止密码子位于信使RNA上。

(4)丙图中两个核糖体位于同一条链l上，说明l链为信使RNA，彻底水解后有6种化合物：核糖、磷酸、4种碱基。

(5)从两条肽链m和n的长度可以知道，翻译从A端开始。

l链由351个基本单位构成，则最多对应117个密码子，最多对应117个氨基酸，脱掉116个水分子。

答案：(1)DNA复制、转录、翻译细胞核、线粒体、叶绿体(2)a和c、b和d (3)e f (4)6 (5)A 116
【方法技巧】DNA、mRNA和蛋白质中氨基酸计算中“最多”和“最少”的分析(1)翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。

(2)基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。

(3)在回答有关问题时，应加上“最多”或“最少”等字。

例如，mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有
n/3个氨基酸。

13.【解析】(1)mRNA上的3个相邻的碱基可以构成43=64种排列方式，实际上mRNA上决定氨基酸的密码子共有61种，另外3种是终止密码子，不决定氨基酸。

(2)尼伦伯格和马太进行的实验是在体外模拟翻译过程，除了全套必要的酶系统、tRNA、人工合成的mRNA和氨基酸外，还需提供ATP和核糖体才能完成。

(3)用C、U 2种碱基相间排列的mRNA为模板探究密码子含有的碱基数量的实验中，如果1个密码子中含有2个或4个碱基，则该RNA指导合成的多肽链只由1种氨基酸组成；如果1个密码子中含有3个碱基，则该RNA指导合成的多肽链由2种氨基酸组成。

(4)(UC)n序列可读为①UCU、CUC，(UUC)n序列可读为②UUC、UCU、CUU，(UUAC)n序列可读为③UUA、UAC、ACU、CUU，通过对比②③，可知亮氨酸的密码子是CUU，再对比①②，可知苯丙氨酸的密码子是UUC，丝氨酸的密码子是UCU，亮氨酸的另一个密码子是CUC。

答案：(1)64 61 (2)ATP和核糖体
(3)①1 ②2 (4)CUU CUC UCU UUC
14.【解题指南】解答本题的关键是：
(1)根据表格中抗生素的有无和DNA的种类不同，确定该实验的目的。

(2)明确该实验的观察指标为是否有RNA的生成。

【解析】(1)甲试管中DNA为模板，核糖核苷酸为原料，生成物必然是RNA，说明模拟的是转录过程。

乙试管中有mRNA，原料为氨基酸，说明模拟的是翻译过程。

(2)甲试管中加入的DNA为模板，脱氧核苷酸为原料，所以生成物必然是DNA，说明模拟的是DNA分子的复制过程。

(3)①根据表格中变量的分析知该实验的目的是探究这种新型抗生素对人体DNA和细菌DNA转录的影响。

②该实验有可能会出现4种结果，分别为A试管中无RNA生成，B、C、D试管中均有RNA生成；A、B、C、D试管中均有RNA生成；A、B、D试管中均有RNA生成，C试管中无RNA生成；A、C试管中无RNA生成，B、D试管中有RNA生成。

答案：(1)转录翻译(2)DNA分子的复制
(3)①探究这种新型抗生素对人体DNA和细菌DNA转录的影响
②4 A试管中无RNA生成，B、C、D试管中均有RNA生成
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