第4章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
5分钟训练(预习类训练，可用于课前) 1.生命活动的主要承担者是__________。
解析：一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者，也可以说生物性状的体现者是蛋白质。 答案：蛋白质
2.下列说法正确的是（ ）
A.细胞核是DNA存在的场所，蛋白质的合成是在高尔基体内完成的 B.细胞核是DNA存在的场所，蛋白质的合成是在核糖体内完成的
C.细胞核是DNA存在的主要场所，蛋白质的合成是在高尔基体内完成的 D.细胞核是DNA存在的主要场所，蛋白质的合成是在核糖体内完成的
解析：遗传物质DNA主要存在于细胞核中，在线粒体和叶绿体内也有少量的DNA分布；蛋白质的合成车间是细胞质中的核糖体，内质网和高尔基体对核糖体内合成的多肽链进行修饰加工。 答案：D
3.有三个核酸分子，经分析发现共有五种碱基、八种核苷酸和四条核苷酸链，他们是（ ）A.一个DNA分子，两个RNA分子 B.三个DNA分子 C.两个DNA分子，一个RNA分子 D.三个RNA分子
解析：本题主要考查对DNA和RNA分子结构的掌握情况。根据题意，这三个核酸分子，共有五种碱基、八种核苷酸，也就是DNA分子和RNA分子均有，而这三个分子共有四条核苷酸链，由于DNA分子是双螺旋结构（双链），而RNA是单链结构，所以这三个分子只能是一个DNA分子，两个RNA分子。 答案：A
10分钟训练(强化类训练，可用于课中)
1.噬菌体、烟草花叶病毒、烟草体内核苷酸的种类依次是（ ） A.4、4、4 B.4、4、8 C.4、8、8 D.8、8、8
解析：本题主要考查三种生物体的核苷酸的种类。构成DNA的脱氧核糖核苷酸共有四种，构成RNA的核糖核苷酸也有四种。噬菌体是DNA病毒，体内只有DNA，烟草花叶病毒是RNA病毒，体内只有RNA，而烟草体内DNA和RNA都存在，因此它们核苷酸的种类依次是4、4、8。 答案：B
2.下列为某一段多肽链和控制它合成的DNA双链的一段。“—甲硫氨酸—脯氨酸—苏氨酸—甘氨酸—缬氨酸—”。
密码表：
甲硫氨酸：AUG
1 生物必修
高中生物必修二
脯氨酸：CCA、CCC、CCU 苏氨酸：ACU、ACC、ACA 甘氨酸：GGU、GGA、GGG 缬氨酸：GUU、GUC、GUA
根据上述材料，下列描述中，错误的是（ ） A.这段DNA中的①链起了转录模板的作用
B.决定这段多肽链的遗传密码子依次是AUG、CCC、ACC、GGG、GUA C.这条多肽链中有4个“—CO—NH—”的结构
D.若这段DNA的②链右侧第二个碱基T为G替代，这段多肽中将会出现两个脯氨酸
解析：该多肽链的起始氨基酸是甲硫氨酸，密码子为AUG，所以相对应的基因上的碱基排列顺序为TAC，由此推知这段DNA中①链起转录模板的作用；在多肽链上第2个氨基酸是脯氨酸，密码子是以C开头，所以转录是从左侧开始的，因此决定这段多肽链的遗传密码子依次是AUG、CCC、ACC、GGG、GUA；该多肽含有5个氨基酸，其中的肽键（—CO—NH—）数为n-1=5-1=4。若这段DNA的②链右侧第二个碱基T为G替代，则在模板链上的碱基对应变化成CCT，则对应的密码子变成GGA，决定的氨基酸是甘氨酸，所以突变后的多肽链中将会有两个甘氨酸。 答案：D
3.下列关于遗传密码子的叙述错误的是（ ） A.一种氨基酸可能有多种与之对应的密码子 B.GTA肯定不是密码子
C.每种密码子都有与之对应的氨基酸
D.信使RNA上的GCA在人细胞中和小鼠细胞中决定的是同一种氨基酸
解析：密码子是信使RNA上决定一个氨基酸的相邻的三个碱基，所以密码子存在于RNA上，组成RNA的碱基有A、G、C、U，没有T；通过课本的密码子表我们可以看到，一种密码子只能对应一种氨基酸，一种氨基酸可能由多种密码子决定；密码子总共是64个，其中有3个终止子，终止子不决定任何一种氨基酸；地球上几乎所有的生物都共用课本上的密码子表，所以GCA在人细胞和小鼠细胞中决定的是同一种氨基酸。 答案：C
4.转录和翻译的场所分别是（ ） A.细胞核 细胞核 B.细胞质 细胞质 C.细胞核 细胞质 D.细胞质 细胞核 答案：C
5.某信使RNA分子中，尿嘧啶占20％，腺嘌呤占10％，那么转录成该信使RNA的模板DNA片段中碱基胞嘧啶占（ ） A.25％ B.30％ C.35％ D.70％
解析：我们知道，信使RNA分子是通过DNA分子上基因的一条链转录而来的，那么信使RNA分子中碱基的比率与模板链的碱基比率是相对应的，根据题意，U占20％，A占10％，则基因模板链中的A＋T就占该链的30％。而根据碱基互补配对原则，基因中一条链的A+T占该链的比率与另一条链中的A+T占另一条链的比率及整个基因中A+T的比率是相等的，即整个基因中A+T占全部碱基的30％，那么G+C就占全部碱基的70％，又因为G＝C，所以胞嘧啶C占35％。
2 生物必修
高中生物必修二
答案：C
6.已知某物种的细胞中含有26个DNA分子，其中有2个DNA分子各含有24 000个碱基，这两个DNA分子所控制合成的多肽链中，最多含有多少种氨基酸（ ） A.8 000 B.4 000 C.16 000 D.20
解析：基因控制蛋白质合成的过程中，存在着一定的比例关系：基因中碱基数∶信使RNA中碱基数∶多肽中氨基酸数 = 6∶3∶1，所以这两个DNA分子所控制合成的多肽链中，最多含有的碱基数为8 000。然而这个题中问的却是最多含有多少种氨基酸，最多是20种。 答案：D
7.遗传密码和遗传信息分别存在于（ ） A.DNA分子和信使RNA分子上 B.信使RNA分子和DNA分子上 C.信使RNA分子和转运RNA分子上 D.DNA分子和转运RNA分子上
解析： 遗传信息是指DNA（基因）中能控制生物性状的脱氧核苷酸的排列顺序。遗传密码又叫密码子，是指信使RNA中能决定蛋白质中氨基酸的排列顺序的核苷酸的排列顺序。反密码子是指转运RNA中能识别信使RNA上相应遗传密码的核苷酸的排列顺序。三者主要区别：一是存在的位置不同，遗传信息存在于DNA中，遗传密码存在于信使RNA上，反密码子存在于转运RNA上；二是作用不同，遗传信息的作用是控制生物性状，遗传密码的作用是决定蛋白质中氨基酸的排列顺序，反密码子的作用是识别遗传密码。三者之间最重要的是遗传信息，它通过控制遗传密码和反密码子中核苷酸排列顺序来控制蛋白质的合成，从而控制生物的性状。 答案：B
8.把兔子的血红蛋白的信使RNA加入到大肠杆菌的提取液中，结果能合成兔子的血红蛋白，这说明（ ）
A.所有生物共用一套遗传密码
B.兔子的DNA可以指导大肠杆菌的蛋白质合成 C.兔子血红蛋白的合成基因进入大肠杆菌 D.蛋白质的合成是很简单的
解析：不同生物中的蛋白质都是由20种氨基酸组成，都是由一套遗传密码决定的,因而有相同的密码子。 答案：A
30分钟训练(巩固类训练，可用于课后)
1.生物体内的核酸有两种：DNA和RNA，对于不同的生物，体内的两种核酸的种类和数量是不同的，在组成乳酸菌的细胞中含碱基A、U、C、G的核苷酸种类有（ ） A.8种 B.7种 C.4种 D.5种
解析：A、U、C、G组成的核苷酸有：腺嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤脱氧核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸等七种核苷酸。 答案：B
2.对于一个动物个体来说，几乎所有的体细胞都含有相同的基因，但细胞与细胞之间存在功能的差异，这是因为它们合成不同的（ ） A.转运RNA B.信使RNA C.rRNA D.核糖体
解析：对于同一个生物来说，体内每一个细胞中的DNA都完全相同，但是细胞与细胞之间
3 生物必修
高中生物必修二
存在着很大的差异，这个差异表现在蛋白质不一样，是基因在特定的条件下选择性表达的结果，也就是说DNA转录出的信使RNA不同。 答案：B
3.基因A、B、C分别控制酶1、酶2和酶3的合成，可将一原本无色的物质转变为黑色素，即：无色物质
X物质
Y物质
黑色素。则基因型为AaBbCc的两个个体交配，
出现黑色子代的概率为（ ） A.1/64 B.3/64 C.27/64 D.9/64
解析：在酶1、酶2、酶3都存在的时候，可以把原本无色的物质转变为黑色素，这三种酶的合成分别受到基因A、B、C的控制，所以基因型为A_B_C_的个体表现型为黑色，基因型为AaBbCc的两个个体交配，出现黑色子代的概率为：3/4╳3/4╳3/4=27/64。 答案：C
4.（经典回放）下列对转运RNA的描述，正确的是（ ） A.每种转运RNA能识别并转运多种氨基酸 B.每种氨基酸只有一种转运RNA能转运它 C.转运RNA能识别信使RNA上的密码子 D.转运RNA转运氨基酸到细胞核内
解析：转运RNA上的三个碱基（反密码子）只能专一地与信使RNA上特定的碱基配对，并且只能识别由这个密码子所决定的氨基酸。决定氨基酸的密码子有61种，而氨基酸只有20种。因此，一种转运RNA只能运输一种氨基酸，而一种氨基酸可以由多个转运RNA转运。翻译的场所是核糖体，故D项错误。要从多个角度去理解转录和翻译的不同之处，以及它们之间的联系点（密码子和反密码子）。 答案：C
5.科学家将人的α抗胰蛋白酶基因的DNA片段，注射到羊的受精卵中，该受精卵发育成的羊能分泌含α抗胰蛋白酶的奶，这一过程中没有涉及（ ） A.DNA按碱基互补配对的原则自我复制 B.DNA以一条链为模板合成RNA C.RNA以自身为模板进行复制 D.按照RNA上密码子的排列顺序合成蛋白质 解析：羊从受精卵发育到一个个体必须经过细胞分裂和细胞的分化，而细胞分裂中必然有DNA的复制，细胞分化中一定涉及到蛋白质的合成问题（即会发生转录和翻译的过程）。RNA以自身为模板进行复制，发生在以RNA为遗传物质的生物——病毒内。 答案：C
6.下列说法不正确的是（ ） A.一种密码子只能决定一种氨基酸 B.一种转运RNA只能转运一种氨基酸
C.信使RNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸 D.密码子的简并对生物的生存和发展是无意义的 答案：D
7.一条多肽链中有100个氨基酸，则作为指导它合成的信使RNA分子和用来转录该信使RNA分子的基因中，至少分别有碱基个（ ） A.100和200 B.200和400 C.300和300 D.300和600 解析：我们知道，基因以其一条链为模板合成了信使RNA分子，则基因中碱基数与信使RNA
4 生物必修
高中生物必修二
的碱基数之比应为2∶1，而信使RNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，则信使RNA上的碱基数与其指导合成的多肽链中氨基酸之比应为3∶1，将上述问题综合起来即：100个氨基酸由信使RNA 300个碱基决定，由DNA(基因)600个碱基转录。因此合成100个氨基酸的多肽，需要的基因和信使RNA碱基数目要至少为600和300。 答案：D
8.某基因由192个脱氧核苷酸组成，其控制合成的一条多肽链在形成过程中脱掉的水分子数至少为（ ） A.191个 B.95个 C.32个 D.31个
解析：由于基因碱基数∶多肽中氨基酸数=6∶1，所以形成的多肽含有32个氨基酸，所以形成过程中脱掉的水分子数为31。 答案：D
9.下列物质中，必须从核孔进入核内的是（ ） A.氨基酸
B.RNA聚合酶 C.呼吸作用酶系 D.葡萄糖
解析：核孔不是个简单的小孔，而是一个复杂的结构，它允许某些大分子物质通过，如某些蛋白质、RNA等，氨基酸是蛋白质的基本单位，合成蛋白质是在细胞质中完成的，无须到细胞核内，也就不必穿过核孔；呼吸作用主要是在线粒体中完成的，所以呼吸作用酶系和葡萄糖都是在细胞质中起作用，也不能穿过核孔到细胞核中。RNA聚合酶是在转录中起作用，而转录的场所是细胞核，所以RNA聚合酶一定可以通过核孔进入核内。 答案：B
10.(2010上海高考)牛胰岛素由两条肽链构成，共有51个氨基酸。则牛胰岛素含有的肽键数以及控制其合成的基因至少含有的脱氧核苷酸数目依次是（ ） A.49，306 B.49，153 C.51，306 D.51，153
解析：牛胰岛素含有的肽键数等于氨基酸总数-肽链条数。氨基酸数目∶信使RNA碱基数目∶基因碱基数目=1∶3∶6。 答案：A
11.已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G有12个，转录该段mRNA的DNA分子中应有C和T的个数是（ ） A.12 B.24 C.18 D.30
解析：信使RNA中含有碱基30个，则转录该mRNA的DNA分子中有碱基60个，在DNA中，A+G=C+T，所以C+T=30。 答案：D
12.分裂旺盛的细胞中，用15N标记的某种碱基，最初出现在细胞核中，然后逐渐转移到细胞质和核糖体上，一般地说，被标记的碱基不可能是（ ） A.腺嘌呤 B.胸腺嘧啶 C.尿嘧啶 D.鸟嘌呤
5 生物必修
高中生物必修二
解析：由题意可知，上述过程是基因控制蛋白质的合成过程，最先出现在细胞核是转录，然后到细胞质和核糖体中是翻译，而组成RNA的碱基为A、G、C、U，没有胸腺嘧啶。 答案：B
13.tRNA与mRNA碱基互补配对现象可出现在真核细胞的（ ） A.细胞核中 B.核糖体上 C.核膜上 D.核孔处 解析：tRNA与mRNA碱基互补配对现象发生在翻译的过程中，翻译的场所是细胞质中的核糖体上。 答案：B
14.(2010广东高考)细胞分裂间期是DNA复制和蛋白质合成等物质积累的过程。
（1）在DNA的复制过程中，DNA在__________的作用下，双螺旋链解开成为两条单链，并以每一条单链为模板，采用__________复制方式合成子代DNA分子。
（2）某基因中的一段序列为……TAT GAG CTC GAG TAT……，据下表提供的遗传密码推测其编码的氨基酸序列：____________________。
UAU AUA CUC GUG UCC GAG 密码子 CAC
氨基酸 组氨酸 酪氨酸 异亮氨酸 亮氨酸 缬氨酸 丝氨酸 谷氨酸
（3）真核生物的细胞分裂从间期进入前期，除了核膜、核仁消失外，在显微镜下还可观察到___________和___________的出现。
解析：此题主要考查的是关于DNA的相关知识，DNA复制、DNA控制蛋白质的合成，并联系密码子的知识和细胞分裂的知识进行综合考查。
答案：(1)解旋酶 半保留 （2）异亮—谷—亮—异 （3）纺锤体 染色体
6 生物必修
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