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课时跟踪检测(二十二) 基因控制蛋白质的合成及其与性状的关系
基础对点练——考纲对点·夯基础
考点一 遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)
1．下列关于RNA功能的叙述，错误的是( )
A．可以在细胞内运输物质
B．能在某些细胞内催化化学反应
C．能在细胞内传递遗传信息
D．可以是某些原核生物的遗传物质
解析：RNA的种类有三种，mRNA、tRNA、rRNA。mRNA在细胞核与细胞质之间传递遗传信息，tRNA将氨基酸运输到核糖体上，有利于蛋白质的合成，rRNA是组成核糖体的成分之一；少数酶的本质为RNA，具有催化功能；原核生物与真核生物的遗传物质均为DNA。
答案：D
2．如图所示为真核细胞蛋白质合成过程中必需的两种物质(甲、乙)，下列有关叙述中，正确的是( )
A．遗传信息位于甲上
B．乙由三个碱基组成
C．甲的合成需要RNA聚合酶的参与
D．乙可以转运多种氨基酸
解析：由图可知，甲为mRNA，乙为tRNA。遗传信息位于DNA上；tRNA是由一条单链RNA通过折叠形成的，由多个碱基组成；一种tRNA只能转运一种氨基酸；mRNA是在RNA聚合酶催化作用下以DNA分子的一条链为模板转录形成的。
答案：C
3．(2018·河北高三“三市”联考)下图1中m、n、l表示哺乳动物一条染色体上相邻的三个基因，a、b为基因的间隔序列；图2为l基因进行的某种生理过程。下列分析正确的是( )
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A．图1中a、b、m、n、l都具有遗传效应，都能控制蛋白质的合成
B．图2中甲为DNA聚合酶，丙中所含的五碳糖是核糖
C．若丙中(A＋U)占36%，则丙对应的乙片段中G占32%
D．m、n、l基因在不同的细胞中表达情况可能不同
解析：a、b是基因的间隔序列，没有遗传效应；图2表示基因的转录过程，甲为RNA聚合酶，丙是RNA，含有核糖；若丙中A＋U占36%，则片段乙中T＋A占该链的36%，G＋C占64%，但无法确定G在该链中占多少；由于细胞分化，不同细胞中基因选择性表达，m、n、l基因在不同细胞中表达的情况可能不同。
答案：D
4．(2018·福州外国语学校高三试题)下图为原核细胞内某一区域的基因指导蛋白质合成的示意图。据图分析正确的是( )
A．①处有DNA－RNA杂合双链片段形成，②处有碱基互补配对现象
B．①处有DNA聚合酶参与，②处没有DNA聚合酶参与
C．①②两处都有生物大分子的合成，图中DNA可以与有关蛋白质结合成染色体
D．DNA上的脱氧核苷酸序列均可以控制如图过程
解析：①处为转录过程，以DNA的一条链为模板合成信使RNA，所以有DNA－RNA杂合双链片段；而②处是翻译，遵循碱基互补配对原则，A正确；①处为转录过程，有RNA聚合酶而不是DNA聚合酶参与，B错误；①②两处都有大分子的生物合成，但原核生物的DNA是裸露的，并没有与有关蛋白质结合成染色体，C错误；DNA上的脱氧核苷酸序列没有全部参与转录过程，如无效序列和非编码区都是不转录的，D错误。
答案：A
5．(高考改编)真核生物的核基因必须在mRNA形成之后才能翻译蛋白质，但原核生物的mRNA通常在转录完成之前便可启动蛋白质的翻译，针对这一差异的合理解释是( )
A．原核生物的遗传物质是RNA
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B．原核生物的tRNA为三叶草结构
C．真核生物的核糖体可以进入细胞核
D．真核生物的mRNA必须通过核孔后才能翻译
解析：真核生物的核基因转录的场所是细胞核，而翻译的场所是细胞质中的核糖体，因此mRNA只有全部转录之后，通过核孔进入细胞质中才可开始翻译，而原核细胞没有核膜，是边转录边翻译。故选D。
答案：D
6．(经典高考)在一个典型的基因内部，转录起始位点(TSS)、转录终止位点(TTS)、起始密码子编码序列(ATG)、终止密码子编码序列(TGA)的排列顺序是( )
A．ATG—TGA—TSS—TTS
B．TSS—ATG—TGA—TTS
C．ATG—TSS—TTS—TGA
D．TSS—TTS—ATG—TGA
解析：转录起始位点(TSS)与转录终止位点(TTS)是在基因的非编码区，分别位于编码区的上游与下游，而起始密码子编码序列(ATG)和终止密码子编码序列(TGA)则是由编码区中的序列转录而来的，故选B。
答案：B
考点二 基因与性状的关系(Ⅱ)
7．(2018·太原模拟)下图为基因的作用与性状表现的流程示意图，下列选项正确的是( )
A．①是转录过程，它以DNA的一条链为模板、四种脱氧核苷酸为原料合成mRNA
B．②过程需要mRNA、氨基酸、核糖体、RNA聚合酶、ATP等
C．白化病是基因通过控制酶的合成进而间接控制性状的实例
D．②过程中共有64个密码子对应着20种氨基酸
解析：①是转录过程，产物是RNA，所需原料是核糖核苷酸。②是翻译过程，不需要RNA聚合酶。翻译过程中对应20种氨基酸的密码子是61种，3种终止密码子不对应氨基酸。
答案：C
8．(2018·肇庆质检)如图为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图。从图中不可得出( )
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A．精氨酸的合成是由多对基因共同控制的
B．基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程
C．若基因②不表达，则基因③和④也不表达
D．若产生鸟氨酸依赖突变型脉孢霉，则可能是基因①发生突变
解析：基因表达合成的是酶，若基因②不表达，基因③和④的表达可能不受影响。若产生鸟氨酸依赖突变型脉孢霉，可能性之一是基因①发生突变，不能合成酶①，导致不能合成鸟氨酸。
答案：C
提能强化练——考点强化·重能力
9．(原创题)下图表示果蝇胚胎胚轴中5种蛋白质的浓度分布。已知A蛋白和B蛋白都能激活Q基因的表达，C蛋白和D蛋白都能抑制Q基因的表达。科研小组检测果蝇胚胎中的这四种蛋白，发现甲、乙、丙、丁四个变异胚胎各缺少其中一种蛋白，分别是A蛋白、B蛋白、C蛋白、D蛋白(尚未检测Q蛋白及其它物质的含量)。下列相关说法中，正确的是( )
A．A蛋白和B蛋白激活Q基因表达的时期和机理都相同
B．乙胚胎中B蛋白基因的表达量显著减少
C．丁胚胎的前轴和中轴的细胞中Q蛋白浓度较高
D．若变异胚胎是基因突变所致，则突变发生在起始密码处
解析：据图分析可知，Q蛋白只在3时期含量最多，且Q蛋白含量最多时期，A蛋白含量较多，而B蛋白含量较少，说明A蛋白和B蛋白激活Q基因表达的时期相同，但机理不同，A错误；根据题意可知，乙胚胎中缺少B蛋白，说明乙胚胎中B蛋白基因的表达量显著减少，B正确；Q蛋白在3时期含量最多，说明Q基因主要在3时期表达，所以胚胎的前轴和中轴的细胞中Q蛋白浓度应该较少，C错误；基因突变是指DNA分子上碱基对的缺失、增加或替换引起的基因结构的改变，而起始密码在mRNA上，D错误。
答案：B
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10．(2018·广西桂林模拟)下图为真核细胞中发生的某些相关生理和生化反应过程，相关叙述错误的是( )
A．结构a是核糖体，物质b是mRNA，过程①是翻译过程
B．过程②在形成细胞中的某种结构，这一过程与细胞核中的核仁密切相关
C．如果细胞中r蛋白含量增多，r蛋白就与b结合，阻碍b与a结合
D．c是基因，是指导rRNA合成的直接模板，需要DNA聚合酶参与催化
解析：据图分析，a代表的结构是核糖体，b代表的物质是mRNA，过程①是翻译产生r蛋白的过程；过程②形成核糖体，核仁与核糖体的形成有关；由图可知细胞中r蛋白含量较多时，r蛋白就与b即mRNA结合，阻碍mRNA与核糖体结合，从而抑制翻译过程，这是一种负反馈调节过程；c(DNA片段)转录形成rRNA时需要RNA聚合酶的催化。
答案：D
11．下面是真核细胞染色体上基因的表达过程示意图。有关叙述正确的是( )
A．基因的转录需要DNA聚合酶、RNA聚合酶参与
B．“拼接”时在核糖和磷酸之间形成化学键
C．翻译过程中tRNA和运载的氨基酸依据碱基互补配对结合
D．成熟mRNA中的碱基数与多肽链中的氨基酸数之比为3：1
解析：转录不需要DNA聚合酶参与；“拼接”时需将核糖和磷酸之间的化学键连接；翻译过程中，tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子依据碱基互补配对结合；mRNA中存在终止密码子，不决定氨基酸，碱基数与氨基酸数之比大于3：1。
答案：B
12．如图为蛋白质合成的一系列过程，表中为部分密码子表，下列有关分析，正确的是( )
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氨基酸
苯丙氨酸
赖氨酸
密码子
UUU
AAA
UUC
AAG
A.真核细胞中a过程只发生在细胞核中，需RNA聚合酶的催化
B．③由蛋白质和tRNA组成，其形成与核仁有关
C．④的形成方式是脱水缩合，脱去的水中的氧只来自羧基
D．⑤上携带的氨基酸是赖氨酸
解析：图中a过程是转录，真核细胞中除发生在细胞核中，还可以发生在线粒体、叶绿体中；③是核糖体，由蛋白质和rRNA组成；⑤是tRNA，其上的反密码子是AAG，所对应的密码子是UUC，由表可推知携带的氨基酸应该是苯丙氨酸。
答案：C
大题冲关练——综合创新·求突破
13．下图甲、乙可表示酵母菌或大肠杆菌细胞中遗传信息的表达过程。请据图回答：
(1)图甲表示________的遗传信息表达过程。比较两图可见，两种生物在遗传信息表达过程中明显的不同是__________________。从细胞结构上分析，形成这一区别的主要原因是______________________________________。
(2)图甲中的①与图乙中的________(填写图中字母)代表同一种物质，合成该物质需要________酶的催化。两图所示生物细胞中，承担运载氨基酸功能的物质最多有________种。
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(3)图甲中两个核糖体上最终合成的物质的结构________(相同/不同)。
(4)图乙中，存在碱基A与U配对过程的是________(填写图中数字序号)。
解析：(1)图甲显示：无细胞核，转录还没有结束翻译已经开始，即转录与翻译同时进行，据此可判断：图甲表示大肠杆菌细胞中的遗传信息表达过程；图乙显示：转录形成的mRNA经过核孔达到细胞质，与核糖体结合后才开始翻译过程，表示的是酵母菌细胞中遗传信息的表达过程。比较两图可见，两种生物在遗传信息表达过程中明显的不同是转录和翻译是否可同时进行。从细胞结构上分析，形成这一区别的主要原因是细胞是否具有核膜(或核膜包被的细胞核)。
(2)图甲中的①与图乙中的B均为mRNA。合成mRNA需要RNA聚合酶的催化。承担运载氨基酸功能的物质是tRNA，最多有61种。
(3)图甲中两个核糖体均与同一条mRNA结合，即翻译的模板相同，所以两个核糖体上最终合成的物质(蛋白质)的结构相同。
(4)图乙中，存在碱基A与U配对过程的是①转录和②翻译。
答案：(1)大肠杆菌 转录和翻译是否可同时进行 细胞是否具有核膜(或核膜包被的细胞核)
(2)B RNA聚合 61
(3)相同
(4)①②
14．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________主要位于细胞核内，而蛋白质合成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。
(2)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________(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________结合，并指导蛋白质合成。
(3)研究发现噬菌体侵染细菌后，细菌的蛋白质合成立即停止，转而合成噬菌体的蛋白质，在此过程中，细菌细胞内合成了新的噬菌体RNA。为确定新合成的噬菌体RNA是否为“信使”，科学家们进一步实验。
①15NH4Cl和13C葡萄糖作为培养基中的________和碳源来培养细菌，细菌利用它们合成________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。
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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________核糖核苷酸作为原料，以标记所有新合成的噬菌体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________(填“合成了”或“没有合成”)新的核糖体，这一结果否定了假说一。32P标记仅出现在离心管的________，说明________与“重”核糖体相结合，为假说二提供了证据。
(4)若要证明新合成的噬菌体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将新合成的噬菌体RNA与细菌DNA混合
②将新合成的噬菌体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
组别
实验处理
预期结果
1
2
解析：(1)真核细胞的DNA在细胞核内，蛋白质合成在核糖体上，遗传信息从细胞核转移到细胞质的过程，应有“信使”分子参与。(2)不同蛋白质的“信使”携带的信息不同，若核糖体RNA是信使分子，则细胞内应该有不同的核糖体。若mRNA是“信使”分子，则mRNA应该与细胞内原有的核糖体结合，指导蛋白质的合成。(3)15NH4Cl和13C葡萄糖分别为细菌生长提供氮源和碳源，细菌利用以上物质合成蛋白质和核酸等生物大分子。经过多代培养，将出现含有放射性标记核糖体的细菌。将“重”细菌转移到含14NH4Cl和12C葡萄糖的培养基上培养，要探究“信使”是核糖体，还是mRNA，需要用32P标记的尿嘧啶对新合成的噬菌体RNA进行标记，根据新合成的“信使”具有放射性的特点，确定“信使”的“真实身份”。对裂解的细菌进行密度梯度离心的结果显示，核糖体均为“重”核糖体，说明在噬菌体侵染细菌的过程中未合成新的核糖体。32P标记的噬菌体RNA仅存在于离心管底部，说明新合成的噬菌体RNA与“重”核糖体结合。为假说二提供了证据。(4)若“信使”
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是新合成的噬菌体RNA，而不是细菌的核糖体RNA，则将新合成的噬菌体RNA分别与细菌DNA和噬菌体DNA混合，若仅噬菌体RNA与噬菌体DNA混合出现DNA—RNA杂交现象，则说明新合成的噬菌体RNA为“信使”。
答案：(1)DNA(或“基因”) (2)不同 核糖体 (3)①氮源 蛋白质和核酸 ②尿嘧啶 ③没有合成 底部 新合成的噬菌体RNA
(4)如表
组别
实验处理
预期结果
1
②
③
2
①
④
注：1组与2组可整组互换位置，但全部填写正确才可。
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