1、高中生物 第四章 遗传的分子基础 第三节 基因控制蛋白质的合成第2课时遗传信息的翻译课时作业 苏第二课时遗传信息的翻译【目标导航】1.结合教材内容，理解密码子的概念并能熟练地查阅密码子表。2.结合教材图414，概述遗传信息翻译的过程和特点。3.分析碱基和氨基酸之间的对应关系。一、遗传密码子1概念mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基，叫做一个遗传密码子，密码子共有64种。2起始密码子和终止密码子真核细胞唯一的起始密码子是AUG，编码的是甲硫氨酸。三种终止密码子：UAA、UAG、UGA，它们不编码氨基酸。3tRNA(1)结构：三叶草形结构，一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个碱基能和mRNA上
2、的密码子互补配对，叫做反密码子。(2)种类：共有61种。(3)功能：携带氨基酸进入核糖体。1种tRNA能携带1种氨基酸，1种氨基酸可由1种或多种tRNA携带。二、遗传信息的翻译过程1概念：按照mRNA上密码子的信息指导氨基酸分子合成为多肽链的过程。2场所：细胞质。3条件：mRNA、tRNA、核糖体、多种氨基酸和多种酶的共同参与。4过程起始阶段：mRNA、tRNA与核糖体相结合。mRNA上的起始密码子位于核糖体的第一位置上，相应的tRNA识别并与其配对。延伸阶段：携带着特定氨基酸的tRNA按照碱基互补配对原则，识别并进入第二位置。在酶的作用下，将氨基酸依次连接，形成多肽链。终止阶段：识别终止密码
3、子，多肽链合成终止并被释放。5遗传信息传递方向：mRNA多肽。判断正误(1)翻译的场所是核糖体，条件是模板(DNA的一条链)、原料(4种核糖核苷酸)、酶和能量。()(2)一种氨基酸最多对应一种密码子。()(3)每种tRNA能识别并转运一种或多种氨基酸。()(4)细胞中的蛋白质合成是一个严格按照mRNA上密码子的信息指导氨基酸分子合成为多肽链的过程，该过程称为翻译，是在细胞质中进行的。()(5)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。()(6)一种密码子决定一种或多种氨基酸。()(7)一种氨基酸可由一种或多种tRNA识别和转运。()答案(1)(2)(3)(4
4、)(5)(6)(7)一、遗传密码子1尼伦贝格和马太破译的第一个密码子(1)实验原理：蛋白质体外合成系统中以人工合成的RNA作模板合成多肽，确定氨基酸与密码子的对应关系。(2)实验步骤提取大肠杆菌的破碎细胞液加入试管除去原DNA和mRNA添加20种氨基酸分5组，每个试管各加四种氨基酸加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸合成多肽只在加入酪氨酸、苯丙氨酸、半胱氨酸、丝氨酸的试管中出现多肽链运用同样方法将上述四种氨基酸分装入四个试管含苯丙氨酸的试管中出现多肽链(3)实验结论：苯丙氨酸的遗传密码子是UUU。2遗传信息、密码子和反密码子的比较(1)区别存在位置含义生理作用遗传信息DNA脱氧核苷酸(碱基对)
5、的排列顺序直接决定mRNA中碱基排列顺序，间接决定氨基酸排列顺序密码子mRNAmRNA上3个相邻的碱基直接决定翻译的起止和氨基酸排列顺序反密码子tRNA与密码子互补的3个碱基识别密码子(2)联系遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上。mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子则起到识别密码子的作用。(3)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
6、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”。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。1下列对mRNA的描述，不正确的是()AmRNA可作为合成蛋白质的直接模板BmRNA上的每三个相邻的碱基决定一个氨基酸CmRNA上有四种核糖核苷酸，编码20种氨基酸的密码子有61种DmRNA只有与核糖体结合后才能发挥作用【问题导析】
7、(1)mRNA是合成蛋白质的直接模板，但只有与核糖体结合后才能发挥作用。(2)mRNA上的密码子有64种，其中有3个终止密码子不决定氨基酸，61种密码子决定20种氨基酸。答案B【一题多变】合成肽链时，出现正常的肽链终止，这是由于()A一个与mRNA链终止密码子相应的tRNA不能携带氨基酸B不具有与mRNA链终止密码子相应的反密码子CmRNA在mRNA链终止密码子处停止合成DtRNA上出现终止密码子答案B解析在mRNA上有终止密码子，生物体内不含有与mRNA链终止密码子相应的反密码子。二、DNA复制、转录、翻译的比较复制转录翻译时间细胞分裂间期在生长发育的连续过程中场所主要是细胞核细胞质中的核糖
8、体原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸模板以DNA解旋后的两条链为模板以DNA解旋后的一条链为模板以mRNA为模板条件需要酶(解旋酶、DNA聚合酶等)和ATP需要酶(RNA聚合酶等)和ATP需要酶、ATP、tRNA、核糖体碱基配对方式AT、TA GC、CGAU、TA GC、CGAU、UA GC、CG遗传信息传递方向亲代DNA子代DNADNARNARNA蛋白质过程及特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录，完成转录后的DNA仍保留原来的双链结构一条mRNA上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链产物两个双链DNA一条单链RNA多肽或蛋白质联系1根据每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，能
9、否判定tRNA与氨基酸之间是一一对应关系？并分析原因。答案不能。虽然一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，但一种氨基酸可能被多种tRNA转运。2一个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。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DNARNA，不同的碱基配对方式是AT、AU；核基因的转
10、录场所是细胞核，翻译的场所是细胞质中的核糖体；(3)过程需要解旋酶和DNA聚合酶，过程需要解旋酶和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】判断正误(1)终止密码子没有与其对应的tRNA，不能编码氨基酸。()(2)真核生物翻译的场所主要在细胞核。()(3)三种RNA都与翻译过程有关。()(4)翻译的过程有水生成。()(5)翻译需要的20种氨基酸都可以在人体内合成。()答案(1)(2)(3)(4)(5)三、转录、翻译过程中相关数量的计算1相关数量的计算比较数目(个)DNA中的碱基数(
11、脱氧核苷酸数)6nRNA中的碱基数(核糖核苷酸数)3n蛋白质中的氨基酸数n参与转运氨基酸的tRNA数n蛋白质中的肽链数m蛋白质中的肽键数(脱水数)nm2.计算中“最多”和“最少”的分析(1)翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。(2)基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。(3)在回答有关问题时，应加上最多或最少等字。如：mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质最多有n/3个氨基酸。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
12、间有何数量关系？答案基因中的碱基、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。3一种动物体内的某种酶是由2条多肽链构成的，含有150个肽键，则控制这个酶合成的基因中核苷酸的分子数至少是()A912个 B456个 C450个 D906个【问题导析】(1)根据缩合的概念及肽链条数计算出酶具有的氨基酸数等于1502152个，(2)根据其中的关系求出控制这个酶合成的基因中核苷酸的分子数至少是1526912个。答案A【一题多变】现代生物工程能够实现在已知蛋白质的氨基酸序列后，再人工合成基因。现已知人体生长激素共含190个肽键(单链)，假设与其对应的密码子序列中有A和U共313个，
13、则合成的生长激素基因中G有()A130个 B260个 C313个 D无法确定答案B解析此蛋白质(单链)中有190个肽键，说明此蛋白质是由191个氨基酸脱水缩合而成的，信使RNA中最少有3191573个碱基，又知RNA中AU313，所以RNA中GC为573313260个，RNA的碱基数与DNA的每条链的碱基数相等，所以DNA的两条链中GC共有2602520个，又因为GC，所以G为520/2260个。 1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
14、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。2由n个碱基对组成的基因，控制合成由m条多肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均相对分子质量为a，则该蛋白质的相对分子质量最大为()A. B.18(m)Cna18(nm) D.18(m)答案D解析基因中有n个碱基对，则由此基因转录形成的mRNA中有n个碱基，指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸，该蛋白质分子由m条肽链组成，其分子量为(m)18。3mRNA上决定氨基酸的一个密码子的一个碱基发生替换，对识别该
15、密码子的tRNA种类及转运的氨基酸种类将会产生的影响是()AtRNA种类一定改变，氨基酸种类一定改变BtRNA种类不一定改变，氨基酸种类不一定改变CtRNA种类一定改变，氨基酸种类不一定改变DtRNA种类不一定改变，氨基酸种类一定改变答案C解析一种密码子只能对应于一种氨基酸，而一种氨基酸可以有多个密码子。mRNA上密码子的一个碱基发生替换，则识别该密码子的tRNA(一端有反密码子)种类也肯定发生改变。但有可能改变后的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸，故氨基酸种类不一定改变。4下图为人体蛋白质合成的一个过程，据图分析并回答问题。(1)图中所示属于基因控制蛋白质合成过程中的_步骤，该步骤发生在
16、细胞的_部分。(2)图中是_。按从左到右的次序写出_内mRNA区段所对应的DNA模板链上碱基的排列顺序_。(3)该过程不可能发生在人体的()内。A神经细胞 B肝细胞C成熟的红细胞 D心肌细胞答案(1)翻译细胞质(或核糖体)(2)tRNA(转运RNA)核糖体TTCGAA(3)C解析图示为翻译过程，以mRNA为模板，以tRNA为运载工具，按照碱基互补配对原则，形成具有一定氨基酸排列顺序的多肽链。人成熟的红细胞不再合成蛋白质，原因是其无细胞核及核糖体等，不能控制蛋白质的合成过程。【基础巩固】1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
17、、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。2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D3一个正常受精卵中的所有基因()A都能表达 B都能转录C都能翻译 D都能复制答案D4已知某转运RNA的反密码子的3个碱基顺序是GAU，它运载的是亮氨酸(亮氨酸的
18、密码子是UUA、UUG、CUU、CUA、CUC、CUG)，那么决定此亮氨酸的密码子是由DNA模板链上的哪个碱基序列转录而来的()AGAU BCAT CCUA DGAT答案D解析tRNA上的反密码子与mRNA上的碱基互补，而决定氨基酸的密码子是mRNA上的碱基序列，故此亮氨酸的密码子是CUA，由DNA模板链上的GAT转录而来。5把小鼠血红蛋白的mRNA加入到大肠杆菌提取液中，在一定条件下，能合成出小鼠的血红蛋白，这个事实说明()A控制蛋白质合成的基因位于mRNA上B小鼠的mRNA能使大肠杆菌向小鼠转化C所有生物共用一套密码子D小鼠的mRNA在大肠杆菌体内控制合成了小鼠的DNA答案C解析将小鼠血红
19、蛋白的mRNA加入到大肠杆菌提取液中，在一定条件下，合成出小鼠的血红蛋白，说明大肠杆菌以小鼠的mRNA为模板合成了蛋白质，即所有生物共用一套密码子。6如图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程(AA代表氨基酸)，下列叙述正确的是()A直接给该过程提供遗传信息的是DNAB该过程合成的产物一定是酶或激素C有多少个密码子，就有多少个反密码子与之对应D该过程有水产生答案D解析翻译的直接模板是mRNA而不是DNA；翻译的产物是多肽，经过加工后形成蛋白质，而蛋白质不全是酶与激素；终止密码子不与氨基酸对应，所以没有与终止密码子对应的反密码子；氨基酸脱水缩合形成多肽时，此过程有水的生成。【巩固提升】7下图为细胞中多
20、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。8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
21、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。9一个mRNA分子有m个碱基，其中GC有n个，由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链，则其模板DNA分子的AT数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是()Am、m/31 Bm、m/32C2(mn)、m/31 D2(mn)、m/32答案D解析已知mRNA上有m个碱基，其中GCn，则mRNA有AUmn，则其作为模板链的DNA单链上ATm
22、n，DNA双链中AT2(mn)，因为mRNA有m个碱基，则其可控制的蛋白质中氨基酸的数目最多为，又知蛋白质有两条肽链，则合成蛋白质时脱去的水分子数目为2。10一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数及转录此mRNA的基因中碱基数至少依次为()A331166 B361272C123672 D113666答案B解析一条含有11个肽键的多肽，含有12个氨基酸。mRNA中三个碱基决定一个氨基酸，一个氨基酸至少有一种转运RNA来转运。因此，mRNA中至少含有36个碱基，12个转运RNA，DNA中至少含有72个碱基。1
23、1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
24、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。12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
25、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】13(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
26、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。14(2013浙江卷，13)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
27、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。15(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
28、决定的氨基酸是相同的，D项错误。16(2011江苏卷，7)关于转录和翻译的叙述，错误的是()A转录时以核糖核苷酸为原料B转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列CmRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质D不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性答案C解析转录是以DNA的一条链为模板、以核糖核苷酸为原料合成RNA的过程，A项正确；转录过程需要RNA聚合酶的催化，RNA聚合酶能首先识别并结合到启动子上，驱动基因转录出mRNA，B项正确；以mRNA为模板翻译合成蛋白质时移动的是核糖体，C项错误；一个氨基酸可以有几种不同的密码子，这样有时由于差错导致的密码子改变却不会改变氨基酸，从而保持生物性状的相对稳定，D项正确。
