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专练 50 基因指导蛋白质的合成
授课提示：对应学生用书63页
1．对于基因如何指导蛋白质合成，克里克认为要实现碱基序列向氨基酸序列的转换，
一定存在一种既能识别碱基序列，又能运载特定氨基酸的分子。该种分子后来被发现是(
)
A．DNA B．mRNA
C．tRNA D．rRNA
答案：C
2．下图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某些氨基酸的部分密码子
(5′→3′)是：丝氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；异亮氨酸AUC、AUU；精氨酸AGA。下
列叙述正确的是( )
A．图中①为亮氨酸
B．图中结构②从右向左移动
C．该过程中没有氢键的形成和断裂
D．该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中
答案：B
解析：已知密码子的方向为 5′→3′，由图示可知，携带①的tRNA上的反密码子为
UAA，与其互补配对的mRNA上的密码子为AUU，因此氨基酸①为异亮氨酸，A错误；
由图示可知，tRNA的移动方向是由左向右，则结构②核糖体移动并读取密码子的方向为
从右向左，B正确；互补配对的碱基之间通过氢键连接，图示过程中，tRNA上的反密码子
与mRNA上的密码子互补配对时有氢键的形成，tRNA离开核糖体时有氢键的断裂，C错
误；细胞核内不存在核糖体，细胞核基质中不会发生图示的翻译过程，D错误。
3．[2024·湖北卷]编码某蛋白质的基因有两条链，一条是模板链(指导mRNA合成)，其
互补链是编码链。若编码链的一段序列为5′ATG3′，则该序列所对应的反密码子是( )
A．5′CAU3′ B．5′UAC3′
C．5′TAC3′ D．5′AUG3′
答案：A
解析：若编码链的一段序列为5′ATG3′，则模板链的一段序列为3′TAC5′，其对应的
mRNA序列为5′AUG3′，则该序列所对应的反密码子是3′UAC5′，A符合题意。
4．[2023·江苏卷]翻译过程如图所示，其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I)，与密
码子第3位碱基A、U、C皆可配对。下列相关叙述正确的是( )A．tRNA分子内部不发生碱基互补配对
B．反密码子为5′CAU3′的tRNA可转运多种氨基酸
C．mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA
D．碱基I与密码子中碱基配对的特点，有利于保持物种遗传的稳定性
答案：D
解析：tRNA分子内部存在局部双链区，局部双链区存在碱基互补配对，A错误；反密
码子5′CAU3′只能与密码子 3′GUA5′配对，相应 tRNA只能携带一种氨基酸，B错误；
mRNA中的终止密码子没有相应的tRNA与其结合，C错误；由题知，反密码子第1位的I
可与密码子第3位的碱基A、U、C配对，提高了容错率，有利于保持物种遗传的稳定性，
D正确。
5．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糖核苷酸为原料
D．两种过程都以DNA为模板
答案：C
解析：真核细胞DNA复制和转录的主要场所是细胞核，A正确；DNA复制离不开解
旋酶、DNA聚合酶等酶的催化，转录需要RNA聚合酶参与催化，B正确；DNA复制是以
脱氧核糖核苷酸为原料，转录是以核糖核苷酸为原料，C错误；DNA复制是以亲代DNA
分子的两条链为模板，转录是以DNA分子的一条链为模板，D正确。
6．蛋白质的生物合成过程需要 200多种生物大分子参加，包括核糖体、mRNA、
tRNA及多种蛋白质分子。嘌呤毒素是一种常用的抗生素，它能有效地干扰细菌蛋白质的
合成，具体原理是：嘌呤毒素具有与tRNA分子末端类似的结构，可以代替携带有氨基酸
的tRNA与核糖体结合，从而阻断了后续反应的进行。下列叙述正确的是( )
A．tRNA的反密码子按碱基互补配对关系解读mRNA上的密码子
B．核糖体与mRNA的结合部位形成1个tRNA的结合位点
C．mRNA上同时结合许多核糖体可缩短合成一条肽链的时间
D．嘌呤毒素通过干扰基因转录从而使合成的蛋白质结构改变
答案：A
解析：tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对，A正确；在翻译过程中，
核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA的结合位点，B错误；mRNA上同时结合许多
核糖体，可同时合成多条相同的多肽链，C错误；嘌呤毒素具有与tRNA分子末端类似的
结构，可以代替携带有氨基酸的tRNA与核糖体结合，从而阻断了后续反应的进行，嘌呤
毒素干扰的是基因表达过程中翻译的过程，D错误。
7．已知AUG、GUG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：A—U—U—C—G—A—U—G—A—C…(中间省略46
个碱基且不含终止密码)…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( )
A．22个 B．20个
C．19个 D．18个
答案：D
解析：该信使RNA碱基序列为：A—U—U—C—G—A—U—G—A—C…(中间省略46
个碱基且不含终止密码)…C—U—C—U—A—G—A—U—C—U，则该序列的第6、7、8三
个碱基构成起始密码子(AUG)，倒数第5、6、7三个碱基构成终止密码子(UAG)，即编码
序列长度为5＋46＋3＝54，则此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为 54÷3＝
18。
8．下图为某基因的表达过程，①～⑦代表不同的结构或物质，Ⅰ和Ⅱ代表过程。下列
叙述正确的是( )
A．过程Ⅰ中物质③为RNA聚合酶，可将游离的脱氧核苷酸连接形成④链
B．过程Ⅱ中多个结构⑤沿着④链移动，可迅速合成大量不同的蛋白质
C．除碱基T和U不同外，②链和④链上全部碱基的排列顺序也存在不同
D．该图示可以表示人体胰腺细胞中胰蛋白酶基因的表达过程
答案：C
解析：过程Ⅰ中的③表示RNA聚合酶，可将游离的核糖核苷酸连接形成④链，A错误；
过程Ⅱ中RNA结合多个⑤核糖体沿着④mRNA链移动，可迅速合成出多条相同的肽链，B
错误；①为转录的模板链，②为非模板链，④是mRNA链，但是转录并不是模板链全部转
录，因此除碱基T和U不同外，②④链的碱基排列顺序也不完全相同，C正确；胰腺细胞
是真核细胞，真核细胞转录的主要场所是细胞核，翻译的场所是细胞质中的核糖体，真核
细胞是先转录后翻译，而图示细胞为边转录、边翻译，故该图示不能表示人体胰腺细胞中
胰蛋白酶基因的表达过程，D错误。
9．[2023·全国乙卷]已知某种氨基酸(简称甲)是一种特殊氨基酸，迄今只在某些古菌(古
细菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是，这些古菌含有特异
的能够转运甲的tRNA(表示为tRNA甲)和酶E。酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的
tRNA甲(表示为甲－tRNA甲)，进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知tRNA甲可以识别大
肠杆菌mRNA中特定的密码子，从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌中合
成含有甲的肽链，则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是( )
①ATP ②甲 ③RNA聚合酶 ④古菌的核糖体 ⑤酶E的基因 ⑥tRNA甲的基因
A．②⑤⑥ B．①②⑤
C．③④⑥ D．②④⑤
答案：A
解析：据题意可知，氨基酸甲是一种特殊氨基酸，迄今只在某些古菌(古细菌)中发现
含有该氨基酸的蛋白质，所以要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，必须往大肠杆菌中转入
氨基酸甲，②正确；又因古菌含有特异的能够转运甲的tRNA(表示为tRNA甲)和酶E，酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲(表示为甲－tRNA甲)，进而将甲带入核糖体参
与肽链合成。tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子，从而在其核糖体上参与肽
链的合成。所以大肠杆菌细胞内要含有tRNA甲的基因以便合成tRNA甲，大肠杆菌细胞内
也要含有酶E的基因以便合成酶E，催化甲与tRNA甲结合，⑤⑥正确。肽链的合成过程需
要能量(ATP)，但是大肠杆菌可通过无氧呼吸提供能量。
10．拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构，功能是协助mRNA转移。与野生型相比，
推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中，有更多mRNA分布于( )
A．细胞核 B．细胞质
C．高尔基体 D．细胞膜
答案：A
解析：分析题意，野生型的拟南芥HPR1蛋白是位于核孔协助mRNA转移的，mRNA
是转录的产物，翻译的模板，故可推测其转移方向是从细胞核内通过核孔到细胞核外，因
此该蛋白功能缺失的突变型细胞，不能协助mRNA转移，mRNA会聚集在细胞核中，A正
确。
11．大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强，二者组装成核糖体。当细胞中缺
乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而
产生翻译抑制。下列叙述错误的是( )
A.一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链
B．细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子
C．核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡
D．编码该核糖体蛋白的基因转录完成后，mRNA才能与核糖体结合进行翻译
答案：D
解析：一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链，
以提高翻译效率，A正确；细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身
mRNA分子，与rRNA分子结合，二者组装成核糖体，B正确；当细胞中缺乏足够的rRNA
分子时，核糖体蛋白只能结合到自身mRNA分子上，导致蛋白质合成停止，核糖体蛋白对
自身mRNA翻译的抑制维持了rRNA和核糖体蛋白数量上的平衡，C正确；大肠杆菌为原
核生物，没有核膜，转录形成的mRNA在转录未结束时即和核糖体结合，开始翻译过程，
D错误。
12．大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后，可形成小肽(短的肽链)。回答下列问
题：
氨基酸 密码子
色氨酸 UGG
GAA
谷氨酸
GAG
UAC
酪氨酸
UAU
CAU
组氨酸
CAC
(1)在大豆细胞中，以mRNA为模板合成蛋白质时，除mRNA外还需要其他种类的核
酸分子参与，它们是__________________。
(2)大豆细胞中大多数mRNA和RNA聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。
就细胞核和细胞质这两个部位来说，作为 mRNA合成部位的是________，作为mRNA执
行功能部位的是____________；作为RNA聚合酶合成部位的是__________，作为RNA聚
合酶执行功能部位的是______________________________________________。(3)部分氨基酸的密码子如表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为
UACGAACAUUGG，则该小肽的氨基酸序列是________________________。若该小肽对应
的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，则此时编码小肽的 RNA
序列为__________。
答案：(1)rRNA、tRNA (2)细胞核 细胞质 细胞质 细胞核
(3)酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸 UAUGAGCACUGG
解析：(1)在大豆细胞中，蛋白质的合成(翻译)是在核糖体上进行的，需要mRNA、
rRNA和tRNA的参与。该过程中rRNA作为核糖体的重要组成成分，是核糖体行使其重要
功能所必需的；mRNA作为翻译的模板，含有密码子，行使传达DNA上遗传信息的功能；
tRNA把对应的氨基酸运送到核糖体上。(2)大豆细胞中，大多数mRNA是在细胞核中以
DNA为模板转录而来的，因细胞核中不含核糖体，细胞核中转录而来的 mRNA经过加工
成为成熟的mRNA后，需要通过核孔复合体转移到细胞质中的核糖体上进行翻译；RNA
聚合酶催化转录过程，其化学本质为蛋白质，因此其合成部位是细胞质，细胞质中合成的
RNA聚合酶通过核孔复合体进入细胞核，参与转录过程。(3)已知该小肽对应的编码序列为
UACGAACAUUGG，则其中含有的密码子为UAC、GAA、CAU、UGG，根据题中提供的
密码子表可知对应的氨基酸分别为酪氨酸、谷氨酸、组氨酸、色氨酸，因此该小肽的氨基
酸序列为酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生
了替换，但相应的氨基酸序列不变，即发生碱基替换后的DNA转录而来的mRNA中相应
密码子对应的氨基酸并未改变，题表中4种氨基酸除色氨酸外，都含有两种密码子，因此
该DNA序列发生的3处碱基替换影响的只能是酪氨酸、谷氨酸、组氨酸对应的密码子，所
以此时编码小肽的RNA序列应为UAUGAGCACUGG。
