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- 2021-09-28 发布
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单元排查强化
【主干知识理脉络】
【易错易混早防范】
1.辨析遗传信息、密码子和反密码子
点拨 遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子的区别
遗传信息,密码子,反密码子的位置,可用下图表示:
2.辨析氨基酸与密码子、反密码子的数量关系
(1)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。
(2)一种密码子只能决定一种氨基酸,一种 tRNA 只能转运一
种氨基酸。
(3)密码子有 64 种(3 种终止密码子;61 种决定氨基酸的密码
子);反密码子理论上有 61 种。
特别提醒 由于基因中有的片段不转录,以及转录出的
mRNA 中有终止密码子等原因,所以基因中碱基数比蛋白质中氨
基酸数目的 6 倍多(6:3:1 的计算方法应注意前提条件)。
易错点 1 混淆六类酶——解旋酶、DNA 聚合酶、限制酶、
DNA 连接酶、RNA 聚合酶
点拨 ①“解旋酶”的作用是 DNA 分子复制时使氢键断裂。
②“限制酶”的作用是使两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键
断裂。
③“DNA 聚合酶”的作用是 DNA 分子复制时依据碱基互补
配对原则使单个脱氧核苷酸连成脱氧核苷酸链。
④“DNA 连接酶”的作用是将两个 DNA 分子片段的末端
“缝合”起来形成磷酸二酯键。
⑤“RNA 聚合酶”的作用是 RNA 复制或 DNA 转录时依据碱
基互补配对原则将单个核糖核苷酸连接成 RNA 链。
⑥“逆转录酶”的作用是某些 RNA 病毒在宿主细胞内利用
宿主细胞的脱氧核苷酸合成 DNA 的一种酶。
易错点 2 正确区分翻译过程中多聚核糖体模式图
点拨 (1)图 1 表示真核细胞的翻译过程。图中①是 mRNA,
⑥是核糖体,②、③、④、⑤表示正在合成的 4 条多肽链,翻译
的方向是自右向左。
(2)图 2 表示原核细胞的转录和翻译过程,图中①是 DNA 模板
链,②、③、④、⑤表示正在合成的 4 条 mRNA,在核糖体上同
时进行翻译过程。
解题技法
(1)分析此类问题要正确分清 mRNA 链和多肽链的关系。DNA
模板链在 RNA 聚合酶的作用下产生的是 mRNA,而在同一条
mRNA 链上结合的多个核糖体,同时合成的是若干条相同的多肽
链。
(2)解答此类问题还要明确真核细胞的转录和翻译不同时进
行,而原核细胞能边转录、边翻译。
【基础排查过三关】
第 1 关:基础知识——填一填
1.复制、转录和翻译都需要模板、原料、能量和酶等条件,
除此之外,翻译还需要运输工具 tRNA。
2.一种氨基酸可对应多种密码子,可由多种 tRNA 来运输,
但一种密码子只对应一种氨基酸,一种 tRNA 也只能运输一种氨
基酸。
3.生物的表现型由基因型和环境共同决定。
4.中心法则可表示为
。
5.中心法则体现了 DNA 的两大基本功能
(1)通过 DNA 复制完成了对遗传信息的传递功能。
(2)通过转录和翻译完成了对遗传信息的表达功能。
6.已知 AUG、GUG 为起始密码子,UAA、UGA、UAG 为
终 止 密 码 子 。 某 信 使 RNA 的 碱 基 排 列 顺 序 如 下 :
A—U—U—C—G—A—U—G—A—C……(40 个 碱
基)……C—U—C—U—A—G—A—U—C—U。此信使 RNA 控制
合成的蛋白质含氨基酸的个数为 16 个。
7.如图是中心法则的部分示意图,该示意图表示的过程可以
是转录或逆转录。
A…U…ACGGG…TGCCC…
8.小鼠有 40 条染色体,将其卵原细胞的 DNA 分子用 15N 标
记,并供给 14N 的原料,该小鼠进行减数分裂产生的卵细胞中,
含 15N 标记的 DNA 的卵细胞的可能性为 100%。
9.如图表示细胞中蛋白质合成的部分过程,甲分子上有 m 个
密码子,乙分子上有 n 个密码子,若不考虑终止密码子,该蛋白
质中有 m+n-2 个肽键。
10.真核细胞中,线粒体和叶绿体中的 DNA,都能够进行半
自主性自我复制,并通过转录和翻译控制蛋白质的合成,为了和
细胞核的基因相区别,将这两种细胞器中的基因称为细胞质基因,
细胞质基因控制的遗传病的遗传特点是只能通过母亲遣传给后
代。
11.从密码子表中可以看到,一种氨基酸可以由多种密码子
与之对应,这一现象称为密码子的________性,这种特性对生物
体的生存发展有什么意义?
答案:简并 密码子的简并性可以在一定程度上能防止由于
碱基的改变而导致的遗传信息的改变。增强了密码子的容错性,
当密码子中有一个碱基发生改变时,由于密码子的简并性,可能
并不会改变其对应的氨基酸。从密码子的使用频率来考虑,当某
种氨基酸使用频率较高时,几种不同的密码子都可以编码一种氨
基酸以保证翻译的速度
12.豌豆的圆粒种子和皱粒种子的出现说明了基因控制性状
的方式之一是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制
生物体的性状,具体来说,皱粒种子的成因是与圆粒种子的 DNA
不同,皱粒种子的 DNA 中插入了一段外来 DNA 序列,打乱了编
码淀粉分支酶的基因,导致发生基因突变,导致该酶无法合成,
进而导致淀粉含量降低,淀粉本身能吸水膨胀,蔗糖不能,豌豆
成熟时,淀粉含量高的种子能够有效的保留水分,显得圆圆胖胖。
第 2 关:切入高考——判一判
1.基因是有遗传效应的 DNA 片段,基因对性状的决定都是
通过基因控制结构蛋白的合成来实现的。(×)
2.人体细胞中的某基因的碱基对数为 N,则由其转录成的
mRNA 的碱基数等于 N,由其翻译形成的多肽的氨基酸数目等于
N/3。(×)
3.转运 RNA 与 mRNA 的基本单位相同,但前者是双链,后
者是单链,且转运 RNA 是由三个碱基组成的。(×)
4.某细胞中,一条还未完成转录的 mRNA 已有核糖体与之
结合,并翻译合成蛋白质,则该细胞不可能是真核细胞。(√)
5.终止密码子不编码氨基酸。(√)
6.tRNA 的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息。(×)
7.核糖体可在 mRNA 上移动。(√)
8.[经典高考]细菌的一个基因转录时两条 DNA 链可同时作为
模板,提高转录效率。(×)
9.[经典高考]mRNA 翻译只能得到一条肽链。(×)
10.[经典高考]在真核细胞中转录过程在细胞质基质中进行,
以核糖核苷酸为原料。(×)
第 3 关:做高考——攀顶峰
1.[2019·全国卷Ⅰ]用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯
丙氨酸的密码子是 UUU,若要在体外合成同位素标记的多肽链,
所需的材料组合是( )
①同位素标记的 tRNA ②蛋白质合成所需的酶 ③同位素
标记的苯丙氨酸 ④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸 ⑤除去了
DNA 和 mRNA 的细胞裂解液
A.①②④ B.②③④
C.③④⑤ D.①③⑤
解析:若要在体外合成同位素标记的多肽链,需要原料(③同
位素标记的苯丙氨酸)、模板(④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸)以
及⑤除去了 DNA 和 mRNA 的细胞裂解液(含有核糖体、tRNA、酶、
能量等,又排除了 mRNA 及 DNA 可能转录形成 mRNA 等的干扰)。
答案:C
2.[2019·天津卷]用 3H 标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸,注
入真核细胞,可用于研究( )
A.DNA 复制的场所 B.mRNA 与核糖体的结合
C.分泌蛋白的运输 D.细胞膜脂质的流动
解析:DNA 复制需要 DNA 模板、原料脱氧核苷酸、能量 ATP
和 DNA 聚合酶,A 正确;mRNA 与核糖体的结合,开始翻译 mRNA
上的密码子,需要 tRNA 运输氨基酸,不需要脱氧核苷酸,B 错误;
分泌蛋白的需要内质网的加工,形成囊泡运到高尔基体,加工、
分类和包装,形成分泌小泡,运到细胞膜,胞吐出去,与脱氧核
苷酸无关,C 错误;细胞膜脂质的流动与物质跨膜运输有关,无
需脱氧核苷酸,D 错误。
答案:A
3.[2019 浙江 4 月选考]下列关于遗传信息表达过程的叙述,
正确的是( )
A.一个 DNA 分子转录一次,可形成一个或多个合成多肽链
的模板
B.转录过程中,RNA 聚合酶没有解开 DNA 双螺旋结构的功
能
C.多个核糖体可结合在一个 mRNA 分子上共同合成一条多
肽链
D.编码氨基酸的密码子由 mRNA 上 3 个相邻的脱氧核苷酸
组成
解析:遗传信息的表达主要包括复制、转录和翻译,基因控
制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程,以 DNA 分子的一条链
作为模板合成 RNA,在真核细胞中主要在发生细胞核中。翻译是
以 mRNA 为模板合成蛋白质的过程,场所为核糖体。一个 DNA
分子转录一次,形成的 mRNA 需要进行剪切加工,可能合成一条
或多条模板链,A 选项正确;转录过程中,RNA 聚合酶兼具解旋
功能故不需要 DNA 解旋酶参与转录,B 选项错误;在转录过程中,
mRNA 上可附着多个核糖体进行翻译,得到数条相同的 mRNA,
而不是共同合成一条多肽链,C 选项错误;mRNA 由核糖核苷酸
构成,不含脱氧核苷酸,D 选项错误。
答案:A
4.[2017·全国卷Ⅲ]下列关于真核细胞中转录的叙述,错误的
是( )
A.tRNA、rRNA 和 mRNA 都从 DNA 转录而来
B.同一细胞中两种 RNA 和合成有可能同时发生
C.细胞中的 RNA 合成过程不会在细胞核外发生
D.转录出的 RNA 链与模板链的相应区域碱基互补
解析:真核细胞的各种 RNA 都是通过 DNA 的不同片段转录
产生的,A 正确;由于转录产生不同 RNA 时的 DNA 片段不同,
因此同一细胞中两种 RNA 的合成有可能同时发生,B 正确;真核
细胞细胞质中叶绿体、线粒体中的 DNA 可以转录形成 RNA,C
错误;转录的过程遵循碱基互补配对原则,因此产生的 RNA 链与
模板链的相应区域碱基互补,D 正确。
答案:C
5.[2017·天津卷]下列有关真核生物核糖体的叙述,正确的是
( )
A.遗传信息翻译的场所
B.组成成分中含 mRNA
C.全部游离在细胞质基质中
D.能识别基因的启动子
解析:核糖体是遗传信息翻译的场所,A 项正确;核糖体主
要由蛋白质和核糖体 RNA(rRNA)组成,B 项错误;有的核糖体游
离在细胞质基质中,有的附着在内质网上,C 项错误;能识别基
因启动子的是 RNA 聚合酶,而不是核糖体,D 项错误。
答案:A
6.[2016·天津卷]枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下
表,下列叙述正确的是( )
注 P:脯氨酸;K:赖氨酸;R:精氨酸
A.S12 蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性
B.链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能
C.突变型的产生是由于碱基对的缺失所致
D.链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变
解析:由表格可知,突变型在含链霉素的培养基中存活率达
到 100%,说明 S12 蛋白结构的改变使突变型具有链霉素抗性,A
项正确;链霉素通过与核糖体结合,可以抑制其翻译功能,B 项
错误;野生型与突变型的氨基酸序列中只有一个氨基酸不同,故
突变型的产生是碱基对替换的结果,C 项错误;本题中链霉素只
是起到鉴别作用,能判断野生型和突变型是否对链霉素有抗性,
并不能诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变,D 项错误。
答案:A
7.下列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
B.DNA 聚合酶在细胞核中合成
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
解析:tRNA 只能携带特定的一种氨基酸,而一种氨基酸可能
由多种 tRNA 携带,故 A 错误;DNA 聚合酶属于蛋白质,是在核
糖体上合成的,而不是在细胞核内合成,细胞核内进行的是 mRNA
的转录,故 B 错误;反密码子是位于 tRNA 上的相邻的三个碱基,
mRNA 的相邻的三个碱基是密码子,故 C 错误;线粒体是半自主
细胞器,线粒体内含有少量 DNA,可以控制某些蛋白质的合成,
故 D 正确。
答案:D
8.[2018·江苏卷]长链非编码 RNA(lncRNA)是长度大于 200
个碱基,具有多种调控功能的一类 RNA 分子。下图表示细胞中
lncRNA 的产生及发挥调控功能的几种方式,请回答下列问题:
(1)细胞核内各种 RNA 的合成都以____________________为
原 料 , 催 化 该 反 应 的 酶 是
________________________________________________________
________________。
(2)转录产生的 RNA 中,提供信息指导氨基酸分子合成多肽链
的 是 ____________________ , 此 过 程 中 还 需 要 的 RNA 有
__________________。
(3)lncRNA 前 体 加 工 成 熟 后 , 有 的 与 核 内
________________( 图 示 ①) 中 的 DNA 结 合 , 有 的 能 穿 过
________________(图示②)与细胞质中的蛋白质或 RNA 分子结
合,发挥相应的调控作用。
(4)研究发现,人体感染细菌时,造血干细胞核内产生的一种
lncRNA , 通 过 与 相 应 DNA 片 段 结 合 , 调 控 造 血 干 细 胞 的
______________________,增加血液中单核细胞、中性粒细胞等
吞 噬 细 胞 的 数 量 。 该 调 控 过 程 的 主 要 生 理 意 义 是
__________________________。
解析:解答本题的关键是掌握转录和翻译的概念和过程,根
据图形判断图中两个数字代表的物质或结构名称以及 lncRNA 形
成后发挥作用的机理。(1)细胞核中的 RNA 都是以 DNA 为模板转
录形成的,该过程需要 RNA 聚合酶的催化,原料是四种核糖核苷
酸。(2)转录可以形成 mRNA、tRNA 和 rRNA,其中 mRNA 是翻
译的模板,可以提供信息指导氨基酸分子合成多肽链;tRNA 在翻
译中作为运输氨基酸的工具;rRNA 是核糖体的组成成分。(3)根
据以上分析可知,lncRNA 前体加工成熟后,可以与染色质上的
DNA 分子结合,也可以通过核孔与细胞质中的蛋白质和 RNA 结
合。(4)根据题意分析,人体感染细菌时,造血干细胞核内产生的
一种 lncRNA,通过与相应 DNA 片段结合后,血液中产生了单核
细胞、中性粒细胞等多种吞噬细胞,说明其调控了造血干细胞的
分化;吞噬细胞属于免疫细胞,因此该调控过程的主要生理意义
是增强人体的免疫抵御能力。
答案:(1)四种核糖核苷酸 RNA 聚合酶 (2)mRNA(信使
RNA) tRNA 和 rRNA(转运 RNA 和核糖体 RNA) (3)染色质 核
孔 (4)分化 增强人体的免疫抵御能力
9.[天津卷]肠道病毒 EV71 为单股正链 RNA(+RNA)病毒,
是引起手足口病的主要病原体之一。下面为该病毒在宿主细胞内
增殖的示意图。
据图回答下列问题:
(1)图中物质 M 的合成场所是________________。催化①、②
过程的物质 N 是______________。
(2)假定病毒基因组+RNA 含有 7 500 个碱基,其中 A 和 U 占
碱基总数的 40%。以病毒基因组+RNA 为模板合成一条子代+
RNA 的过程共需要碱基 G 和 C________个。
(3) 图 中 + RNA 有 三 方 面 的 功 能 , 分 别 是
________________________________________________________
________________。
(4)EV71 病 毒 感 染 机 体 后 , 引 发 的 特 异 性 免 疫 有
________________________________________________________
________________。
(5)病毒衣壳由 VP1、VP2、VP3 和 VP4 四种蛋白组成,其中
VP1、VP2、VP3 裸露于病毒表面,而 VP4 包埋在衣壳内侧并与
RNA 连接,另外 VP1 不受胃液中胃酸的破坏。若通过基因工程生
产疫苗,四种蛋白中不宜作为抗原制成疫苗的是____________,
更适宜作为抗原制成口服疫苗的是__________。
解析:(1)根据图形信息,M 为翻译的产物,病毒翻译的场所
为宿主细胞的核糖体。①和②过程的产物都是 RNA,则催化该过
程的酶是 RNA 复制酶或者 RNA 聚合酶。(2)图形中-RNA 是以病
毒基因组+RNA 为模板复制产生的,因此①过程需 G 和 C 的数量
为 7 500×(1-40%)=4 500(个),而子代+RNA 是以-RNA 为模
板复制产生的,则②过程中需 G 和 C 的数量为 4 500 个,因此子
代+RNA 产生的过程中共需要 G 和 C 9 000 个。(3)根据图形信息,
+RNA 可以作为复制的模板,复制产生-RNA,还可以作为翻译
的模板合成蛋白质,同时还是病毒的遗传物质。(4)病毒为胞内寄
生,因此病毒入侵机体引发的特异性免疫包括体液免疫和细胞免
疫。(5)裸露于病毒表面的蛋白质比较容易被免疫细胞识别,而 VP4
包埋在衣壳内部不容易被免疫细胞发现,因此 VP4 不宜作为抗原
制成疫苗。VP1 不受胃酸破坏,更适合作为抗原。
答案:(1)宿主细胞的核糖体 RNA 复制酶(或 RNA 聚合酶或
依赖于 RNA 的 RNA 聚合酶) (2)9 000 (3)翻译的模板;复制的
模板;病毒的重要组成成分 (4)体液免疫和细胞免疫 (5) VP4
VP1