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第二節(jié) 基因的表達 (時間：30分鐘　滿分：50分) 考查的知識點及角度 難度及題號 基礎 中檔 稍難 RNA與DNA比較 1 2 遺傳信息的轉錄 5、6 8、9 遺傳信息的翻譯 3、4 7、10 一、選擇題(每小題4分，共32分) 1．核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質，下列關于DNA與RNA特點的比較，敘述正確的是 (　　)。 A．在細胞內存在的主要部位相同 B．構成的五碳糖不同 C．核苷酸之間的連接方式不同 D．構成的堿基相同 解析　A錯誤，DNA主要分布在細胞核中，RNA主要分布在細胞質中；B正確，組成DNA的五碳糖是脫氧核糖，組成RNA的五碳糖是核糖；C錯誤，核苷酸之間都是通過磷酸二酯鍵連接的；D錯誤，構成DNA的堿基有A、T、G、C，構成RNA的堿基有A、U、G、C。 答案　B 2．西紅柿細胞內的核酸含有的五碳糖、堿基和核苷酸的種類依次是 (　　)。 A．4種、5種、4種 B．2種、4種、4種 C．2種、4種、8種 D．2種、5種、8種 解析　本題全面考查了DNA和RNA 2種核酸的化學組成。本題的變化之處是西紅柿細胞的核酸有哪幾種。西紅柿是真核生物，其細胞核中含DNA，細胞質中含RNA。本題實質是問組成DNA和RNA的五碳糖、堿基、核苷酸的種類。分析DNA、RNA的化學成分可以看出，組成核酸的五碳糖有核糖(C5H10O5)和脫氧核糖(C5Hl0O4)2種，由此核苷酸可分為脫氧核苷酸和核糖核苷酸2大類；再從堿基的種類來看，每一大類核苷酸又分為4種，故核苷酸共8種。DNA和RNA中的堿基，A、G、C是相同的，不同的只是T、U。 答案　D 3．下列有關蛋白質合成的敘述中，正確的是 (　　)。 A．一個氨基酸只對應一個密碼子 B．每一種氨基酸對應一種tRNA C．都在內質網上的核糖體中合成 D．氨基酸由mRNA上密碼子決定 解析　本題主要考查蛋白質合成過程及原理。61種密碼子對應20種氨基酸，61種密碼子對應著61種轉運RNA，在細胞外起作用的蛋白質在內質網上的核糖體中合成，不分泌到細胞外的蛋白質在游離的核糖體中合成。 答案　D 4．下列關于密碼子的敘述，不正確的是 (　　)。 A．密碼子由信使RNA上三個相鄰的堿基組成 B．一種氨基酸可以有一種或幾種密碼子決定 C．信使RNA上密碼子與密碼子之間沒有任何不編碼的核苷酸存在 D．64個密碼子中有三個終止密碼子，兩個起始密碼子，所以有效的密碼子 有59個 解析　密碼子也稱“三聯體密碼子”，即是指mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基。mRNA上有A、U、C、G四種堿基，故有43＝64種密碼子，其中有三個不決定任何氨基酸的密碼子，是肽鏈合成的終止信號。另外AUG、GUG分別是甲硫氨酸、纈氨酸的密碼子，又是肽鏈合成的起始密碼，所以決定氨基酸的密碼子有61個。密碼子在mRNA上的排列是連續(xù)的，如果密碼子之間加入或刪減一個堿基，這一點以后的密碼子將發(fā)生錯誤，故C正確。 答案　D 5．下圖表示在人體細胞核中進行的某一生命過程，下列說法正確的是 (　　)。 A．該過程共涉及5種核苷酸 B．在不同組織細胞中該過程的產物相同 C．該過程需要解旋酶和DNA聚合酶 D．該過程涉及堿基互補配對和ATP的消耗 解析　在人體內以DNA單鏈作為模板，合成RNA的過程中，要涉及8種核苷酸。不同細胞中基因選擇性表達，合成不同的RNA。合成RNA用到RNA聚合酶，合成大分子要消耗能量。 答案　D 6．下列關于轉錄和翻譯的敘述，錯誤的是 (　　)。 A．轉錄時以核糖核苷酸為原料 B．轉錄時RNA聚合酶能識別DNA中特定堿基序列 C．mRNA在核糖體上移動翻譯出蛋白質 D．不同密碼子編碼同種氨基酸可增強密碼的容錯性 解析　核糖體在mRNA上移動時翻譯出蛋白質。 答案　C 7．已知一個蛋白質分子由2條多肽鏈組成，共含有198個肽鍵，翻譯形成該蛋白質分子的mRNA中有A和G共200個，則轉錄形成信使RNA的基因中，最少應含有C和T的個數為 (　　)。 A．200個 B．400個 C．600個 D．800個 解析　考查基因堿基數目與氨基酸數目的計算。分析圖解： 答案　C 8．下圖是真核生物信使RNA合成過程圖，請根據圖判斷下列說法中正確的 (　　)。 A．R所示的節(jié)段正處于解旋狀態(tài)，形成這種狀態(tài)需要解旋酶 B．圖中②是以4種脫氧核苷酸為原料合成的 C．如果圖中③表示酶分子，則它的名稱是DNA聚合酶 D．圖中的②合成后，直接進入細胞質中，在核糖體上合成具有特定空間結 構和功能的蛋白質分子 解析　本題以DNA分子的一條鏈為模板，所以進行的是轉錄，而不是復制，原料是核糖核苷酸，用到RNA聚合酶，在核糖體合成的是多肽鏈，而不是具有一定空間結構和功能的蛋白質分子。 答案　A 二、非選擇題(共18分) 9．(10分)下表是DNA分子中遺傳信息表達過程中的某一部分。已知氨基酸及其對應的密碼子如下：組氨酸(CAC)、蘇氨酸(ACG)、賴氨酸(AAG)、半胱氨酸(UGC)、纈氨酸(GUG)、苯丙氨酸(UUC)。 DNA a鏈 C b鏈 T T C 信使RNA 轉運RNA A C G 氨基酸 纈氨酸 請問：(從左至右) (1)細胞內蛋白質的合成包括______和______兩個過程。 (2)在蛋白質的合成過程中，信使RNA在________內以DNA分子的________(a，b)鏈為模板，通過________過程合成后，通過________進入細胞質，直接指導蛋白質的合成。 (3)蛋白質的合成場所是________，除需要信使RNA作為信息模板之外，還需要________運輸氨基酸，______________________________提供ATP。 (4)DNA的a鏈開始三個堿基序列是________，信使RNA上最后三個堿基序列是________，第一個氨基酸的名稱是________。 解析　信使RNA是在細胞核內以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則通過轉錄過程合成的。由于信使RNA是大分子，只能通過核孔進入細胞質，與蛋白質的合成場所核糖體結合在一起，直接指導蛋白質合成的翻譯過程，此過程還需要轉運RNA運輸氨基酸，由細胞質基質和線粒體產生的ATP提供能量。由于纈氨酸的密碼子是GUG，可以推斷轉錄過程中的DNA模板是a鏈，再按照堿基互補配對原則，即可推斷出DNA、信使RNA和轉運RNA分子中各位置堿基的種類。 答案　(1)轉錄　翻譯　(2)細胞核　a　轉錄　核孔 (3)核糖體　轉運RNA　細胞質基質和線粒體 (4)ACG　UUC　半胱氨酸 10．(8分)科學工作者發(fā)現野豬某一個基因與家豬的對應基因的某些片段不同，表Ⅰ是家豬和野豬的某個基因轉錄的兩種不同的mRNA分子片段(每個密碼子只寫出前兩個堿基)： 表Ⅰ：UA　UA　UA　UA　UA　UA　家豬　mRNA UU　UU　UU　UC　UC　UC　 野豬　mRNA 表Ⅱ：密碼子表(部分) 第一個 字母 第二個字母 第三個字母 U C A G U 苯丙氨酸 絲氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 U 苯丙氨酸 絲氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 C 亮氨酸 絲氨酸 終止 終止 A 亮氨酸 絲氨酸 終止 色氨酸 G 請根據表Ⅰ、表Ⅱ分析回答下列問題： (1)野豬和家豬的mRNA翻譯成的蛋白質分子中可能存在的氨基酸的種數分別為________和________。 (2)比較表Ⅱ中密碼子和氨基酸的關系，可以作出哪些推斷？_________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 (3)在決定野豬信使RNA片段第一個密碼子的DNA的三個堿基對中，任意一個堿基對發(fā)生變化都將產生異常的蛋白質嗎？為什么？有何生物學意義？ ________________________________________________________________ _______________________________________________________________ ________________________________________________________________。 答案　(1)3　1 (2)一種氨基酸可以由一種或幾種不同的密碼子決定；一種密碼子只能決定一種氨基酸；個別密碼子不能決定氨基酸 (3)不一定。如UUU密碼子決定的氨基酸是苯丙氨酸，決定該密碼子的DNA堿基對是，當發(fā)生變化成為時，AAG轉錄的密碼子是UUC，翻譯的仍是苯丙氨酸。意義是維持遺傳性狀的相對穩(wěn)定 技法必備 在生命科學研究中“放射性同位素示蹤法”是經常使用的研究手段，可用于檢測有關生理過程的發(fā)生部位及其歷程。 能力展示 已知放線菌素D是RNA合成抑制劑。下面是根據海膽受精卵在有放線菌素D和無放線菌素D存在的情況下培養(yǎng)時，14C標記的纈氨酸參與蛋白質合成的實驗結果繪制的曲線圖。請據圖回答下面的問題。 (1)直接參與將14C—纈氨酸摻入新合成蛋白質的細胞器是________，該過程稱為________，所依賴的模板是________，合成該分子所需要的原料是________。 (2)有人說從受精開始到10 h之內，蛋白質合成所依賴的模板分子的來源是未受精卵原有的mRNA。受精10 h以后，合成蛋白質的模板來自受精卵新合成的。海膽細胞內新合成蛋白質所依賴的模板主要是受精卵新合成的，你同意上述結論嗎？說明理由。 (3)若本題要求設計實驗探究放線菌素D對RNA合成的影響，請完成以下設計思路并對結果進行預測和得出結論。 ①實驗思路：以海膽受精卵為實驗材料，分成兩組，編號為A、B。A組在________的情況下培養(yǎng)，B組在________的情況下培養(yǎng)，對14C標記的纈氨酸參與蛋白質合成的情況進行檢測，時間段為受精后25 h，比較檢測結果。 ②結果預測和結論： a．若檢測結果顯示A組的放射性遠高于B組，則說明 ______________________________________________________________。 b．__________________________________________________________。 c．_____________________________________________________________。 解析　本題是一個以同位素標記法為中心的綜合題，重點考查基因控制蛋白質合成的有關內容。 (1)蛋白質合成的直接模板是mRNA，其合成需要4種核糖核苷酸，從曲線圖可以看出，從受精開始到10 h之內，無論是否加放線菌素D處理，蛋白質分子的放射性基本相同，10 h以后，加放線菌素D處理的實驗組蛋白質放射性明顯減小，說明從受精開始到10 h之內，合成蛋白質的模板mRNA來自未受精卵原有的，10 h以后，合成蛋白質的模板來自受精卵新合成的。探究實驗的設計可參考題目所提供的信息，設置對照組(未加入放線菌素D)、實驗組(用放線菌素D處理)來培養(yǎng)海膽受精卵，對14C標記的纈氨酸參與蛋白質合成的情況進行檢測。因為是探究性實驗，應有三種預測結果。 答案　(1)核糖體　翻譯　mRNA　核糖核苷酸 (2)同意，因為加入放線菌素D的處理組受精10 h后蛋白質分子放射性明顯減小，即蛋白質合成明顯減少，而對照組蛋白質合成顯著上升。 (3)①有放線菌素D　無放線菌素D ②a.放線菌素D對RNA的合成有促進作用 b．若檢測結果顯示A組的放射性遠低于B組，則說明放線菌素D對RNA的合成有抑制作用 c．若檢測結果顯示A、B兩組的放射性大體相當，則說明放線菌素D對RNA的合成無影響