高中生物 第三章 第四节 遗传信息的表达 RNA和蛋白质的合成课时作业 浙科版必修2

遗传信息的表达 RNA和蛋白质的合成目标导航结合教材图313，概述转录的过程和特点。2.结合教材图314，概述遗传信息翻译的过程和特点。3.理解密码子的概念并熟练查阅密码子表，分析碱基和氨基酸之间的对应关系。4.结合教材，归纳中心法则的提出和发展历程，总结基因的概念。一、DNA的两大功能1携带遗传信息：以自身为模板，半保留地进行复制，保持遗传信息的稳定性。2表达遗传信息：所贮存的遗传信息决定蛋白质的结构。二、 遗传信息的转录1含义：遗传信息由DNA传递到RNA上的过程。2过程3三种转录产物及其功能(1)mRNA：传达DNA上的遗传信息。(2)tRNA：把氨基酸运送到核糖体上。(3)rRNA：核糖体的重要成分。三、遗传信息的翻译1场所：核糖体。2过程(1)起始：核糖体沿mRNA运行。(2)延伸：在运行中核糖体认读mRNA上决定氨基酸种类的密码，选择相应的氨基酸，由对应的tRNA转运，加到延伸中的肽链上。(3)终止：当核糖体到达mRNA的终止密码子时，多肽合成结束。3密码子(1)种类(64种)：(2)特点：除少数密码子外，生物界的遗传密码是统一的。除少数氨基酸只有一种遗传密码外，大多数氨基酸有两个以上的遗传密码。四、中心法则的提出与发展1中心法则的提出及发展提出者克里克要点(1)遗传信息由DNA传递到RNA(2)RNA决定蛋白质的特异性(3)蛋白质是生物体性状的体现者发展在逆转录酶作用下，以RNA为模板反向合成单链DNA2.图解3基因的本质一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片断在大多数生物中是一段DNA，而在RNA病毒中则是一段RNA。判断正误：(1)DNA和RNA中都含有脱氧核糖。()(2)DNA和RNA共有的碱基是A、G、C，RNA特有的碱基是U，DNA特有的碱基是T。()(3)转录只发生在细胞核中。()(4)转录需要解旋酶和DNA聚合酶。()(5)DNA解旋后每一条链都可以当作转录的模板。()(6)翻译的场所是核糖体，模板是DNA的一条链，、原料是4种核糖核苷酸，需要酶和能量。()(7)生物遗传信息流动表示为：()(8)逆转录和RNA复制普遍存在。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)一、遗传信息的转录1三种RNA的比较类型mRNAtRNArRNA空间结构单链状三叶草形单链状有部分双链区类型mRNAtRNArRNA功能转录DNA上的遗传信息，是蛋白质合成的直接模板一端以反密码子识别mRNA上的密码子，另一端携带一个特定的氨基酸进入核糖体是核糖体的组成成分，参与蛋白质的合成另外：有的RNA还具有催化作用。2DNA和RNA的快速界定：核酸包括DNA和RNA，可通过如下方法快速界定核酸属性。3DNA复制与转录的比较模板原料能量酶产物DNA复制DNA的两条链脱氧核苷酸ATP解旋酶、DNA聚合酶DNA转录DNA的一条链核糖核苷酸ATP解旋酶、RNA聚合酶RNA1现有一核酸片段，欲确定是DNA还是RNA，你能从哪些方面进行判断？答案根据五碳糖不同；根据含氮碱基不同。2转录的场所一定是细胞核吗？产物一定是mRNA吗？答案含有DNA的部位(细胞核、线粒体、叶绿体、拟核、质粒)均可转录，产物有mRNA、tRNA、rRNA等。1对于下列图解，正确的说法有()。表示DNA复制过程表示DNA转录过程共有5种碱基共有8种核苷酸共有5种核苷酸A均代表同一种核苷酸AB CD问题导析(1) 由图可知，此过程是遗传信息的转录过程；(2) 由于模板链为DNA链，生成的是RNA链，整个过程涉及5种碱基A、T、G、C、U；(3) 图解中共有8种核苷酸：4种脱氧核苷酸、4种核糖核苷酸。答案C一题多变判断正误：(1) RNA有三种：信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)。()(2)转录除了在细胞核中发生以外，线粒体和叶绿体中也可以进行。()(3)转录条件是模板(mRNA)、原料(4种脱氧核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量。()答案(1)(2)(3)二、翻译1DNA上遗传信息与密码子、反密码子的对应关系(1)密码子：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基。种类对应关系(2)密码子、反密码子和氨基酸的对应关系。每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子简并性)，可由一种或几种tRNA转运。一种密码子最多只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。转运RNA是由许多(而不是只有3个)核糖核苷酸构成的“三叶草”形，RNA分子其一端有三个碱基可与信使RNA的密码子配对，我们称之为“反密码子”。2DNA复制、转录、翻译的比较DNA功能传递遗传信息(复制)表达遗传信息转录翻译时间有丝分裂间期；减前的间期生长发育的连续过程中场所真核细胞主要在细胞核，部分在线粒体和叶绿体；原核细胞主要在拟核细胞质(核糖体)原料四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸二十种氨基酸模板DNA的两条链DNA中的一条链mRNA续表条件特定的酶和ATP过程DNA边解旋边以两条链为模板，按碱基互补配对原则，合成两条子链，子链与对应母链螺旋化DNA解旋，以一条链为模板，按碱基互补配对原则形成mRNA(单链)，mRNA进入细胞质与核糖体结合以mRNA为模板，tRNA一端的碱基与mRNA上的密码子配对，另一端携带相应氨基酸，在核糖体合成有一定氨基酸序列的蛋白质模板去向分别进入两个子代DNA分子中恢复原样，与非模板链重新形成双螺旋结构分解成单个核苷酸特点边解旋边复制；半保留复制边解旋边转录，DNA双链全保留一个mRNA上可连续结合多个核糖体，依次合成多肽链产物两个双链DNA分子一个单链RNA蛋白质1所有的密码子和反密码子都是一一对应的关系吗？答案不是。密码子共有64种，其中3个终止密码子不决定氨基酸，没有反密码子与之相对应。 2若某一多肽链片段为“苯丙氨酸色氨酸谷氨酸”，请写出指导该多肽合成的mRNA中相应碱基组成；若某一mRNA片段为“AUGGAAGCA”，请写出其编码的氨基酸序列。答案UUUUGGGAA或UUCUGGGAA或UUUUGGGAG或UUCUGGGAG。甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸。3若指导蛋白质合成的基因中某一碱基发生改变，其控制合成的氨基酸是否一定发生改变？为什么？答案不一定。因为一种氨基酸可对应一种或多种密码子。4一个mRNA可结合多个核糖体，每个核糖体只合成多肽链中的一段，还是独立合成一条完整的多肽链？答案每个核糖体合成一条完整的多肽链。5相关计算：结合下面图解，思考：(1)基因中的碱基数、mRNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之间有何数量关系？并阐述其原因。答案mRNA是以DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则转录而来，所以基因与mRNA分子中的碱基数之比为21，蛋白质分子中的氨基酸由mRNA上的密码子决定，1个密码子由3个相邻的碱基组成。所以基因中的碱基、mRNA分子中的碱基与蛋白质分子中的氨基酸三者之间的数量比为631。(2)在蛋白质合成过程中，DNA中碱基数、mRNA中碱基数、氨基酸数是否一定遵循以上数量关系？答案不一定。因为在一段多肽链对应的mRNA中含有不编码氨基酸的终止密码子，而在其对应的DNA中，还含有一些不能转录为mRNA的DNA片段。2下图表示真核细胞中核基因遗传信息的传递和表达过程。下列相关叙述正确的是()。A过程中碱基配对情况相同B过程发生的场所相同C过程所需要的酶相同D过程中核糖体的移动方向是由左向右问题导析(1) 图中过程是DNA的复制，过程是转录，过程是翻译。(2) 复制是DNADNA，转录是DNAmRNA，不同的碱基配对方式是AT、AU；核基因的转录场所是细胞核，翻译的场所是细胞质；(3) 过程需要解旋酶和DNA聚合酶，过程需要RNA聚合酶；(4) 从图可以看出，最右边的一个核糖体上的多肽链最长，其翻译的时间也应该长于左边的两个核糖体，故核糖体的移动方向是由左向右。答案D一题多变(1)密码子共有64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，3种终止密码子不决定氨基酸。()(2)一种密码子决定一种或多种氨基酸。()(3)一种氨基酸可由一种或多种tRNA识别和转运。()答案(1)(2)(3)三、遗传信息的传递过程分析1生物界遗传信息的传递途径(中心法则)：2各过程分析如下表：过程模板原料配对方式产物实例DNA复制DNADNADNA的两条链含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸AT GCDNA绝大多数生物转录DNARNA复制DNA的一条链含A、U、G、C的四种核糖核苷酸AU TAGCRNA绝大多数生物RNA复制RNARNARNA含A、U、G、C的四种核糖核苷酸AU GCRNA以RNA为遗传物质的生物，如草花叶病毒过程模板原料配对方式产物实例逆转录RNADNARNA含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸ATUAGCDNA艾滋病病毒翻译RNA蛋白质信使RNA20种氨基酸AU GC蛋白质所有生物1克里克提出的中心法则中，包括图中的哪些过程？答案克里克提出的中心法则包括(DNA的复制)、(转录)和(翻译)。2为什么中心法则中的遗传信息可以准确地流动？答案因为有精确的模板并严格遵守碱基互补配对原则。3结合图表分析，下列有关说法正确的是()。抗菌药物抗菌机理青霉素抑制细菌细胞壁的合成环丙沙星抑制细菌DNA解旋酶(可促进DNA螺旋化)红霉素能与核糖体结合利福平抑制RNA聚合酶的活性A.可发生在人体健康细胞中B青霉素和利福平能抑制DNA的复制C结核杆菌的和都发生在细胞质中D环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的和问题导析(1)为DNA复制，为转录，为翻译，为RNA复制，为逆转录；(2)青霉素的作用对象是细胞壁，与DNA复制无关；(3)环丙沙星可促进DNA螺旋化，不利于DNA复制和转录；(4)红霉素能与核糖体结合，抑制翻译过程；(5)利福平抑制RNA聚合酶的活性，进而抑制转录和RNA复制；(6) 和只有RNA病毒才能进行。答案D一题多变判断正误：(1)中心法则表示的是遗传信息流动过程。()(2)遗传信息只能从DNA流向RNA，进而流向蛋白质。()答案(1)(2) 1下列关于转录的叙述，不正确的是()。A多数发生在细胞核中B以核糖核苷酸为原料CDNA的两条链都做模板D边解旋边转录答案C解析DNA的两条链中只有其中一条链可作为模板。2下列关于如图中、两种分子的说法正确的是()。A为DNA，在正常情况下复制后形成两个相同的DNAB为tRNA，一种tRNA可携带不同的氨基酸C遗传信息位于上，密码子位于上D和共有的碱基是A、U、G答案A解析为DNA，在正常情况下复制后形成两个相同的DNA分子；为tRNA，一种tRNA只能携带一种氨基酸；遗传信息位于上，密码子位于mRNA上，上具有反密码子；和共有的碱基是A、G、C，DNA中无U。3下图所示，能在造血干细胞和唾液腺细胞内发生的过程是()。A前者有，后者有B两者都有C两者都有D两者都有答案A解析造血干细胞可分裂，其内可发生DNA复制和基因的表达；而唾液腺细胞不能分裂，只能进行基因表达。4根据图回答下列问题。(1)图A所示全过程叫_，图B所示生理过程与图A中相对应的序号是_，图C所示生理过程与图A中相对应的序号是_，图D所示生理过程与图A中相对应的序号是_。(2)看图回答(有关题空可用图B、C、D中所示符号填写)：上述图示中，图_(填图序号)中含有DNA分子，图中用_表示脱氧核苷酸长链。图_(填图序号)中含有mRNA，图中用_表示核糖核苷酸长链。(3)图C、图D共同完成的生理过程叫_ _。(4)能完成图A中、的生物是_ _。(5)图D所示过程不可能发生在_中。A神经元细胞B肝细胞C心肌细胞D人成熟的红细胞(6)图E是_的结构。答案(1)中心法则及其发展(2)B、CP链、T链、A链、B链C、DC链、D链(3)基因控制蛋白质的合成(4)RNA病毒(5)D(6)转运RNA(tRNA)解析图A表示“中心法则及其发展”，图B表示DNA的复制，图C表示转录，图D表示翻译，图E表示转运RNA的结构。基础巩固1下列哪项是DNA和RNA共同具有的()。A双螺旋结构B脱氧核糖C尿嘧啶D腺嘌呤答案D解析具有双螺旋结构的是DNA，RNA不具有；脱氧核糖是DNA中特有的五碳糖，尿嘧啶是RNA中特有的碱基，腺嘌呤是DNA和RNA共同具有的碱基。2科学家发现，一种动物能否被驯化并和人类友好相处，取决于这种动物的“驯化基因”。在生物体中，基因控制性状表现的主要途径是()。ARNA蛋白质(性状)BRNADNA蛋白质(性状)CDNA蛋白质(性状)DDNARNA蛋白质(性状)答案D解析DNARNA蛋白质是细胞生物基因控制性状表现的主要途径；只有少数逆转录病毒和具有RNA复制酶的病毒分别以RNADNARNA蛋白质和RNA蛋白质为控制性状的途径；DNA蛋白质还没有在生物体内发现。3真核细胞中DNA复制、转录和翻译的主要场所依次是()。A细胞核、细胞核、核糖体B细胞核、细胞质、核糖体C细胞核、细胞核、高尔基体D细胞核、细胞质、内质网答案A解析DNA的复制、转录都是以DNA为模板，DNA主要在细胞核中，故DNA复制、转录的场所主要是细胞核；翻译是在细胞质中的核糖体上完成的。4有关真核细胞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两种过程都以脱氧核苷酸为原料D两种过程都以DNA为模板答案C解析复制和转录都主要在细胞核内进行；都需要各种酶的参与；复制的原料是4种脱氧核苷酸，转录的原料是4种核糖核苷酸；两种过程的模板都是DNA，复制是以DNA的两条链分别为模板，而转录是以DNA的一条链为模板。5如图简要概括了真核细胞中基因指导蛋白质合成过程中相关物质间的关系。下列说法错误的是()。A图中表示基因，主要位于染色体上B图中表示转录，该过程中碱基配对方式与DNA复制过程中有所不同C图中表示翻译，该过程离不开D图中中的密码子决定其携带的氨基酸的种类答案D6转录和逆转录是生物遗传信息传递过程中的两个步骤，相关叙述正确的是()。A都需要模板、能量、酶、原料B都在细胞核内进行C所有生物都可以进行转录和逆转录D都需要tRNA转运核苷酸原料答案A巩固提升7已知AUG、CUG为起始密码子，UAA、UGA、UAG为终止密码子。某原核生物的一个信使RNA碱基排列顺序如下：AUUCGAUGAC(40个碱基)CUCUAGAUCU，此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为()。A20个B15个 C16个D18个答案C解析先找到起始密码子，再找到终止密码子，中间的一共45个碱基，对应15个密码子，决定15个氨基酸，注意起始密码子决定氨基酸，终止密码子不决定氨基酸，故为16个。8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该过程表明生物体内少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质B该过程的模板是核糖核苷酸，原料是20种游离的氨基酸C该过程表明一个基因在短时间内可表达出多种多肽链D该过程中几条多肽链中氨基酸的顺序不一定相同答案A解析一个mRNA上结合多个核糖体，各核糖体分别进行翻译，可以迅速合成出大量的蛋白质。翻译过程的模板是mRNA(核糖核酸)。图中各多肽链都是同一mRNA作模板翻译的产物，表达的是同一种多肽链，这些多肽链中氨基酸的顺序相同。9如图所示，下列有关的叙述中，不正确的是()。A甲是DNA，乙为DNA，此过程要以甲为模板，酶为解旋酶和DNA聚合酶B甲是RNA，乙为DNA，此过程为逆转录，原料为四种脱氧核苷酸C甲是RNA，乙为RNA，此过程的原料为四种核糖核苷酸D甲是DNA，乙为RNA，此过程要以甲为模板，酶为转录酶答案D10如图是有关真核细胞内遗传信息传递的过程，下列说法正确的是()。A图1所示过程主要发生于细胞核中，其原料为核糖核苷酸B图2所示过程主要发生于核糖体中，其原料为氨基酸C图1中是DNA聚合酶，图2中是rRNAD图2所示多肽合成到Gly就终止，导致合成结束的终止密码子是UAG答案D解析图1所示过程为DNA复制，其原料为脱氧核苷酸；图2所示过程为翻译，其唯一场所为核糖体；图1中是解旋酶，图2中是tRNA。11下表是真核生物细胞核内三种RNA聚合酶的分布与主要功能，下列说法错 误的是()。名称分布主要功能RNA聚合酶核仁合成rRNARNA聚合酶核液合成mRNARNA聚合酶核液合成tRNAA.真核生物的转录场所主要是细胞核B三种酶的合成场所与其发挥作用的场所相同C三种酶作用形成的产物均可参与翻译过程D任一种RNA聚合酶活性变化都会影响其他两种酶的合成答案B解析RNA聚合酶属于蛋白质，在核糖体中合成，而蛋白质合成过程中均需要这3种酶作用形成的产物(rRNA、mRNA、tRNA)的参与。这3种聚合酶发挥作用的场所不同。12下面表示蜘蛛的丝腺细胞合成蛛丝蛋白的部分过程示意图，据图回答。(1)在蛋白质合成过程中，该图表示的过程称为_，图中4的结构名称是_，该过程的模板是_。(2)由图中信息可推知DNA模板链上对应的碱基序列为_。 (3)根据图并参考下表分析：1_上携带的氨基酸是 _ _。氨基酸丙氨酸苏氨酸精氨酸色氨酸密码子GCAACUCGUUGGGCGACCCGCGCCACACGAGCUACGCGG答案(1)翻译核糖体3或mRNA(2)ACCCGATTTCGC(3)tRNA丙氨酸解析(1)图中所示过程为发生于核糖体中的“翻译”，4的名称为核糖体，翻译的模板是mRNA。(2)由mRNA上的UGGGCUAAAGCG，据碱基互补配对原则可写出DNA模板链上的碱基序列为ACCCGATTTCGC。(3)由mRNA中密码子为GCU并查得密码子表，可知1上携带的氨基酸为丙氨酸。13如图中左边为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，右边为其中一个生理过程的模式图。请回答下列问题。(1)、代表的结构或物质分别是_、_。(2)完成过程需要的物质是从细胞质进入细胞核的，它们是_。(3)从图中分析，基因表达过程中转录的发生场所有_。(4)根据题中表格判断：为_(填名称)，携带的氨基酸是_。若蛋白质2在线粒体内膜上发挥作用，推测其功能可能是参与有氧呼吸的第_阶段。(5)用鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中RNA含量显著减少，那么推测鹅膏蕈碱抑制的过程是_(填序号)。线粒体功能_(填“会”或“不会”)受到影响。(6)下图为题图中过程示意图，图中的b和d在化学组成上的区别是_。下图中a是一种酶分子，它能促进c的合成，其名称为_。答案(1)核膜线粒体DNA(2)ATP、核糖核苷酸、酶(3)细胞核、线粒体(4)tRNA苏氨酸三(5)会(6)前者所含的五碳糖为脱氧核糖，后者所含的五碳糖为核糖RNA聚合酶走进高考14(2014上海卷，6)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RNAB原核生物的tRNA呈三叶草结构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答案D解析原核细胞因无核膜，因此转录和翻译可以同时进行，而真核细胞的细胞核有核膜，因此在细胞核内转录产生的mRNA需通过核孔进入细胞质中与核糖体结合后才能翻译，可见只有D项解释合理。15(2013新课标卷，1)关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是()。A一种tRNA可以携带多种氨基酸BDNA聚合酶是在细胞核中合成的C反密码子是位于mRNA上相邻的三个碱基D线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成答案D解析一种tRNA只能携带一种氨基酸，A项错误；DNA聚合酶是蛋白质，在细胞质中的核糖体上合成，B项错误；反密码子位于tRNA上，C项错误；线粒体是半自主性细胞器，其DNA能控制某些蛋白质的合成，D项正确。16(2013浙江卷，3)某生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是()。A在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开BDNARNA杂交区域中A应与T配对CmRNA翻译只能得到一条肽链D该过程发生在真核细胞中答案A解析图示过程为DNA的转录和翻译过程，RNA聚合酶具有解旋功能，在RNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开，同时开始mRNA的延伸，A项正确；DNARNA杂交区域中，DNA链上的碱基A与RNA链上的碱基U配对，B项错误；由图可知，多个核糖体结合在该mRNA上，翻译能得到多条相同的肽链，C项错误；根据图示，转录和翻译同时进行发生在原核细胞中，D项错误。17(2012新课标卷，1)同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白，组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同，但排列顺序不同。其原因是参与这两种蛋白质合成的()。AtRNA种类不同BmRNA碱基序列不同C核糖体成分不同D同一密码子所决定的氨基酸不同答案B解析细胞内合成蛋白质过程中，tRNA种类和核糖体成分是相同的，A、C项错误；直接决定氨基酸顺序的是mRNA碱基序列，mRNA碱基序列不同，合成的氨基酸顺序也不同，B项正确；同一密码子决定的氨基酸是相同的，D项错误。