資源簡介

4.1 基因指導蛋白質的合成學案
【預習新知】
（一）遺傳信息的轉錄
1．RNA的組成及分類
(1)基本單位：核糖核苷酸。
(2)組成成分
(3)結構：一般是單鏈，且比DNA短。
(4)mRNA、tRNA、rRNA的比較
項目 mRNA tRNA rRNA
結構
分布 常與核糖體結合 細胞質中 與蛋白質結合形成核糖體
功能 翻譯時作
模板 翻譯時作搬運氨基酸的工具 參與核糖體的組成
聯系 ①組成相同：都含有4種核糖核苷酸； ②來源相同：都由轉錄產生； ③功能協同：都與翻譯有關
2.轉錄
(1)概念
(2)過程(以轉錄成mRNA為例說明)
（二）遺傳信息的翻譯
1．概念
2．密碼子和反密碼子
(1)屬于密碼子的是②(填序號)，位于[④]mRNA(填名稱)上，其實質是決定一個氨基酸的3個相鄰的堿基。
(2)屬于反密碼子的是①(填序號)，位于[③]tRNA(填名稱)上，其實質是與密碼子發生堿基互補配對的3個相鄰的堿基。
(3)密碼子有64種，在真核生物中，正常情況下反密碼子有61種。
3．過程
（三）中心法則
提出者：克里克。
內容
(1)DNA的復制：遺傳信息從DNA流向DNA。
(2)轉錄：遺傳信息從DNA流向RNA。
(3)翻譯：遺傳信息從RNA流向蛋白質。
發展及補充
內容 信息流動 舉例
RNA自我復制 遺傳信息從RNA流向RNA 少數生物(如煙草花葉病毒)
RNA逆轉錄 遺傳信息從RNA流向DNA 少數生物(如HIV)
完善后的中心法則，用圖解表示為
(1)DNA、RNA是信息的載體。
(2)蛋白質是信息的表達產物。
(3)ATP為信息的流動提供能量，即生命是物質、能量和信息的統一體。
【鞏固訓練】
1.在細胞學研究領域，有許多藥物可抑制細胞內某些生命活動，以達到治療疾病的目的。下表為幾種藥物的主要作用機理，有關敘述正確的是( )
藥物名稱 作用機理
阿糖胞苷 抑制DNA聚合酶活性
金霉素 阻止tRNA與mRNA的結合
放線菌素D 嵌入DNA雙鏈分子中，抑制DNA的模板功能
A.阿糖胞苷可使細胞中的RNA合成受阻
B.金霉素發揮作用的場所是細胞核
C.放線菌素D可直接干擾細胞中的轉錄過程
D.表中三種藥物都是通過抑制基因的表達來治療疾病
2.遺傳信息的傳遞過程中要遵循“堿基互補配對原則”。下列表示轉錄過程的是( )
模板 AGCU AGCT AGCU AGCT
產物 UCGA TCGA TCGA UCGA
選項 A B C D
A.A B.B C.C D.D
3.下圖是人體細胞遺傳信息表達中某過程的示意圖。某些氨基酸的部分密碼子（5′-3′）是：絲氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；異亮氨酸AUC、AUU；精氨酸AGA。下列敘述正確的是( )
A.圖中①為亮氨酸 B.圖中結構②從左向右移動
C.該過程中有氫鍵的形成和斷裂 D.該過程可發生在線粒體和細胞核中
4.真核細胞中發現P小體和U小體等無膜細胞器。P小體像是匯集了多種降解因子的mRNA處理工廠，或者是使mRNA處于沉默狀態加以儲存的場所。U小體可參與細胞核中mRNA前體剪接為成熟mRNA的過程。U小體總是與P小體聯系在一起，參與RNA的監控和降解，根據P小體的功能，推測P小體中應當可以檢測到以下哪種物質( )
A.磷脂分子 B.RNA酶 C.氨基酸 D.胸腺嘧啶
5.真核細胞中發現P小體和U小體等無膜細胞器。P小體像是匯集了多種降解因子的mRNA處理工廠，或者是使mRNA處于沉默狀態加以儲存的場所。U小體可參與細胞核中mRNA前體剪接為成熟mRNA的過程。U小體總是與P小體聯系在一起，參與RNA的監控和降解，U小體最可能出現在以下哪個結構中( )
A.細胞溶膠 B.線粒體 C.溶酶體 D.細胞核
6.miRNA是一類由內源基因編碼的長度為19～25個核苷酸的非編碼單鏈小分子RNA。它主要通過與一個或多個靶mRNA的3'端完全或不完全地互補結合，使mRNA降解或抑制mRNA翻譯，從而發揮其轉錄后的調控功能。下列有關敘述，不正確的是( )
A.miRNA會使靶基因表達產物的量減少
B.miRNA與靶mRNA結合的過程中可能存在A與U的配對
C.miRNA不直接作為翻譯的模板
D.miRNA識別靶mRNA時采取與翻譯不相同的堿基配對方式
7.下列關于參與翻譯過程的mRNA和tRNA的敘述正確的是( )
A.當mRNA沿著核糖體移動至起始密碼子時，翻譯過程即開始
B.進入核糖體的一個tRNA會先后占據mRNA上兩個結合位點
C.參與該過程的各種RNA均為單鏈結構，且沒有氫鍵
D.mRNA上的密碼子種類發生改變可能導致蛋白質功能改變
8.在原核細胞中，基因的轉錄和翻譯同時進行的過程稱為“偶聯轉錄-翻譯”。科學家分別設計了發生“偶聯”（偶聯組）和沒有發生“偶聯”（無偶聯組）的實驗體系。結果發現，“偶聯”能提高轉錄速度，也能使轉錄發生U-G錯配的概率上升。下列敘述錯誤的是( )
A.真核生物細胞核基因的轉錄和翻譯是不“偶聯”的
B.相比于偶聯組，無偶聯組細菌生長代謝速度明顯減慢
C.“偶聯”能夠提高細菌基因的表達效率和基因突變的發生概率
D.“偶聯”引起的錯配可能因密碼子的簡并而不引起蛋白質的改變
9.不同藥物的抗菌機制如表所示，下列敘述錯誤的是( )
藥物 抗菌機制
萬古霉素 抑制細菌細胞壁的合成
環丙沙星 抑制細菌DNA的復制
利福平 抑制細菌RNA聚合酶的活性
紅霉素 能與核糖體結合，抑制肽鏈的延伸
A.萬古霉素阻斷了細菌細胞壁的合成，可用于治療肺炎支原體的感染
B.環丙沙星不可用于抑制新型冠狀病毒、HIV在人體細胞內的增殖
C.利福平抑制細菌RNA聚合酶的活性，阻斷了細菌DNA的轉錄過程
D.紅霉素抑制了細菌基因的表達·因此起到了抗菌作用
10.核糖體中的rRNA具有維持核糖體的整體結構以及協助tRNA在mRNA上的定位等功能。研究表明，肽鍵形成位點（肽酰轉移酶中心）由rRNA組成。下列說法錯誤的是( )
A.核糖體主要由rRNA和蛋白質組成
B.肽鍵形成的催化反應是由rRNA執行的
C.線粒體和葉綠體中都存在肽酰轉移酶
D.細胞內的核糖體在細胞核的核仁內合成
參考答案
1.答案：C
解析：C、轉錄是指以四種核糖核苷酸為原料，以DNA分子的一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則，在RNA聚合酶的作用下合成RNA的過程。放線菌素D能夠嵌入DNA雙鏈分子中，抑制DNA的模板功能，故可直接干擾細胞中的轉錄過程，C正確
2.答案：D
3.答案：C
解析：C、互補配對的堿基之間通過氫鍵連接,圖示過程中,tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子互補配對時有氫鍵的形成,tRNA離開核糖體時有氫鍵的斷裂,C錯誤。
4.答案：B
解析：由于P小體像是匯集了多種降解因子的mRNA處理工廠，說明P小體可以降解mRNA，因此含有RNA酶，故選B。
5.答案：D
解析：U小體可參與細胞核中mRNA前體剪接為成熟mRNA的過程，因此U小體最可能出現在細胞核中，故選D。
6.答案：D
解析：A、miRNA通過與一個或多個靶mRNA的3'端完全或不完全地互補結合使mRNA降解或抑制mRNA翻譯，故miRNA會使靶基因表達產物的量減少，A正確;
B、miRNA識別靶mRNA時的堿基配對方式，為A-U、U-A、G-C、C-G，B正確;
C、mRNA是翻譯的模板，而miRNA能識別靶mRNA，不直接作為翻譯的模板，C正確;
D、miRNA識別靶mRNA及翻譯過程中堿基配對方式都是A-U、C-G，D錯誤。
7.答案：D
解析：A、蛋白質合成中，核糖體沿著mRNA移動，而不是mRNA沿著核糖體移動，A錯誤；
B、核糖體同時有讀取兩個密碼子位點，攜帶氨基酸的tRNA只會占據mRNA上的1個結合位點，B錯誤；
C、參與翻譯過程的RNA均為單鏈，但tRNA有氫鍵，C錯誤；
D、mRNA上密碼子的種類變化可能使對應氨基酸序列改變，導致蛋白質功能的改變，D正確。
故選D。
8.答案：C
解析：A、真核生物細胞核基因的轉錄和翻譯是不“偶聯”的，先轉錄后翻譯，A正確;B、“偶聯”能提高轉錄速度，也能使轉錄發生U-G錯配的概率上升，相比于偶聯組，無偶聯組轉錄提前終止會抑制細菌的正常生長，B正確;C、“偶聯”能夠提高細菌基因的表達效率但不會影響基因突變的發生概率，C錯誤;D、密碼子具有簡并性，“偶聯”引起的錯配可能不引起蛋白質的改變，D正確。
9.答案：A
解析：萬古霉素可阻斷細菌細胞壁的合成，支原體是一類沒有細胞壁的最小原核細胞型微生物，因此萬古霉素不能用于支原體感染的治療，A錯誤。HIV、新型冠狀病毒的遺傳物質是RNA，而環丙沙星抑制的是細菌DNA的復制，B正確。DNA的轉錄過程需要RNA聚合酶的作用，利福平抑制細菌DNA的轉錄，C正確。紅霉素與核糖體結合后抑制肽鏈的延伸，阻斷和抑制了細菌蛋白質的合成即基因的表達過程，因此紅霉素具有抗菌作用，D正確。
10.答案：D
解析：A、核糖體是細胞中負責蛋白質合成的重要結構，由rRNA(核糖體RNA)和蛋白質組成，A正確；
B、肽鍵形成的催化反應是由rRNA執行的，在蛋白質合成過程中，rRNA作為肽酰轉移酶催化形成肽鍵，B正確；
C、線粒體和葉綠體中都存在肽酰轉移酶，線粒體和葉綠體是半自主細胞器，具有自己的蛋白質合成系統，因此它們內部也存在負責蛋白質合成催化反應的肽酰轉移酶，C正確；
D、核糖體的合成地點并非核仁，而是細胞質中，rRNA的合成發生在細胞核內，但一旦rRNA合成后，它們會被運輸到細胞質中，與蛋白質結合形成成熟的核糖體，D錯誤。
故選D。

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