高三年级生物基因的表达随堂作业

高三年级生物基因的表达随堂作业一、转录翻译过程分析题下图为某真核生物细胞内基因表达过程的示意图（图中①~⑥表示相关结构或物质，a~d表示相关过程）。请结合图示回答下列问题：（1）图中所示的基因表达过程包括______和______两个阶段，分别对应图中的______和______过程（填字母）。（2）结构①的名称是______，其主要组成成分是______和______。在a过程中，该结构能沿着______（填物质名称）移动，催化______键的形成。（3）物质③的名称是______，它是在______（填结构名称）中通过______过程形成的。物质③上的______决定了氨基酸的排列顺序。（4）图中d过程进行的场所是______（填结构名称），该过程中，物质④与物质⑤之间通过______进行碱基互补配对。若物质⑤上的反密码子为UAC，则对应的密码子是______，编码的氨基酸是______（查阅密码子表可知）。（5）与原核生物相比，真核生物的基因表达过程具有哪些不同之处？请至少列举两点。（6）若该基因发生了碱基对的替换，导致编码的氨基酸序列发生改变，这种变异属于______。若该变异发生在基因的非编码区，是否一定会影响蛋白质的合成？为什么？某研究小组对一种原核生物的基因表达过程进行了观察和分析，得到如下现象：当该生物处于营养丰富的环境中时，某基因的转录过程活跃，合成大量的mRNA；而当环境中缺乏该基因所编码的酶的底物时，转录过程受到抑制。请结合原核生物基因表达的特点回答下列问题：（1）原核生物的转录和翻译过程有何特点？与真核生物相比，其主要区别是什么？（2）推测该基因的表达可能受到______（填“正调控”或“负调控”）机制的调控。请简要解释其调控过程。（3）若该基因的启动子区域发生了碱基对的缺失，可能会对转录过程产生什么影响？为什么？（4）原核生物中，mRNA的寿命通常较短，这对其基因表达的调控有何意义？二、密码子反密码子判断题下表为部分氨基酸对应的密码子，请根据表格信息回答下列问题：|氨基酸|密码子||----|----||甲硫氨酸|AUG||苯丙氨酸|UUU、UUC||亮氨酸|UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG||丝氨酸|UCU、UCC、UCA、UCG、AGU、AGC||脯氨酸|CCU、CCC、CCA、CCG|（1）密码子是指______上决定1个氨基酸的______个相邻的碱基。上述表格中，编码亮氨酸的密码子有______种，这体现了密码子的______特性。（2）若tRNA上的反密码子为AAG，则其携带的氨基酸是______。若某tRNA分子的反密码子为UAG，则它能识别的密码子是______，对应的氨基酸是______。（3）某mRNA分子的一段碱基序列为…AUGUUUCUCCCG…，则其编码的氨基酸序列是______。若该mRNA分子中箭头处的碱基对发生了替换，即由U变为C，则编码的氨基酸序列会发生什么变化？（4）密码子具有通用性，即绝大多数生物共用一套密码子。这一特性对生物进化有何意义？已知某tRNA分子的反密码子为IGC（其中I为次黄嘌呤，能与U、C、A配对），请回答下列问题：（1）该tRNA能识别的密码子有______。（2）若该tRNA携带的氨基酸对应的密码子中包含G，则这些密码子可能是______。（3）这种tRNA的反密码子与密码子的配对方式体现了密码子的______特性，这对生物体的蛋白质合成有何意义？三、填空问答题基因的表达是指基因通过______和______过程控制蛋白质合成的过程。在真核生物中，转录主要发生在______中，是以______为模板，在______的催化下合成______的过程；翻译发生在______中，是以______为模板，以______为原料，在______和______的参与下合成______的过程。转录过程中，DNA分子解开的部分双链称为______。RNA聚合酶结合的DNA片段称为______，该片段中含有______序列，能决定转录的起始位点。转录生成的RNA分子需要经过加工才能成为成熟的mRNA，真核生物mRNA的加工过程主要包括______、______和______等。翻译过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的______通过______原则进行配对。核糖体是翻译的场所，它由______和______组成，其主要功能是______。在翻译过程中，第一个进入核糖体的tRNA携带的氨基酸通常是______，对应的密码子是______，该密码子同时也是______。基因表达的调控可以发生在多个水平，包括______水平、______水平、______水平和______水平等。其中，______水平的调控是基因表达调控中最主要的环节。真核生物的基因结构与原核生物存在较大差异，真核生物的基因通常包含______和______两部分，其中______是能编码蛋白质的序列，而______则不能编码蛋白质。在转录过程中，这两部分都会被转录到前体mRNA中，然后通过______过程将______剪切掉，将______连接起来，形成成熟的mRNA。请简述密码子的特点：、、、。某生物细胞中，基因A能控制合成酶A，基因B能控制合成酶B。若该生物细胞中基因A发生了突变，导致酶A不能合成，则该生物可能无法合成物质______（假设该生物合成某物质需要酶A和酶B的催化）。这种现象体现了基因对性状的控制方式是______。在翻译过程中，一条mRNA链上可以结合多个核糖体，同时合成多条相同的多肽链。这种现象的意义是______。请比较DNA复制、转录和翻译三个过程的异同点（从模板、原料、产物、酶、场所等方面进行比较）。某研究发现，某些RNA分子也具有催化功能，这类RNA被称为______。这一发现对“酶的化学本质是蛋白质”这一传统观点有何影响？参考答案：一、转录翻译过程分析题（1）转录；翻译；a；d（2）RNA聚合酶；蛋白质；RNA；DNA；磷酸二酯（3）mRNA；细胞核；转录；密码子（4）核糖体；碱基互补配对；AUG；甲硫氨酸（5）①真核生物的转录在细胞核中进行，翻译在细胞质中进行，而原核生物的转录和翻译同时进行；②真核生物的mRNA需要经过加工才能成熟，原核生物的mRNA不需要加工；③真核生物的基因含有内含子和外显子，原核生物的基因通常不含内含子。（6）基因突变；不一定；因为基因的非编码区不编码蛋白质，若突变发生在非编码区的调控序列（如启动子、终止子等），可能会影响转录或翻译过程，从而影响蛋白质的合成；若突变发生在非编码区的其他序列，可能不会对蛋白质的合成产生影响。（1）原核生物的转录和翻译过程是同时进行的，即边转录边翻译。与真核生物相比，主要区别是真核生物的转录在细胞核中进行，翻译在细胞质中进行，存在时间和空间上的分隔。（2）正调控；当环境中营养丰富且存在该基因所编码的酶的底物时，调控蛋白与基因的调控区域结合，促进RNA聚合酶与启动子结合，从而启动转录过程；当环境中缺乏底物时，调控蛋白不能与调控区域结合，转录过程受到抑制。（3）可能会导致转录无法启动；因为启动子是RNA聚合酶结合的位点，启动子区域的碱基对缺失会使RNA聚合酶无法结合，从而无法启动转录。（4）mRNA寿命较短可以使原核生物能够快速响应环境变化，及时调整基因表达，以适应不同的环境条件。当环境变化时，原来的mRNA会迅速被降解，不再合成相应的蛋白质，同时新的mRNA会被合成，指导合成适应新环境的蛋白质。二、密码子反密码子判断题（1）mRNA；3；6；简并性（2）苯丙氨酸；AUC；亮氨酸（3）甲硫氨酸—苯丙氨酸—丝氨酸—脯氨酸；箭头处的碱基由U变为C后，对应的密码子由UUU变为UUC，编码的氨基酸仍为苯丙氨酸，因此氨基酸序列不变。（4）密码子的通用性表明各种生物之间具有亲缘关系，是生物进化的证据之一；同时，这一特性也为基因工程的开展提供了理论基础，使得一种生物的基因可以在另一种生物体内表达。（1）GCU、GCC、GCA（2）GCA（3）简并性；这种配对方式可以减少因基因突变导致的氨基酸序列改变的可能性，提高了蛋白质合成的准确性和稳定性。三、填空问答题转录；翻译；细胞核；DNA的一条链；RNA聚合酶；RNA；细胞质；mRNA；氨基酸；核糖体；tRNA；蛋白质转录泡；启动子；RNA聚合酶结合；5'端加帽；3'端加尾；剪接（去除内含子，连接外显子）反密码子；碱基互补配对；大subunit；小subunit；提供翻译的场所，催化肽键的形成；甲硫氨酸；AUG；起始密码子转录；转录后加工；翻译；翻译后加工；转录内含子；外显子；外显子；内含子；剪接；内含子；外显子通用性（绝大多数生物共用一套密码子）；简并性（一种氨基酸可能有多个密码子）；方向性（密码子的阅读方向是5'到3'）；不重叠性（密码子之间没有重叠的碱基）由酶A和酶B共同催化合成的物质；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短时间内合成大量的蛋白质，提高了翻译的效率，以适应生物体的生命活动需求相同点：都需要模板；都遵循碱基互补配对原则；都需要酶的参与；都能生成生物大分子。不同点：模板：DNA复制的模板是DNA的两条链；转录的模板是DNA的一条链；翻译的模板是mRNA。原料：DNA复制的原料是四种脱氧核苷酸；转录的原料是四种核糖核苷酸；翻译的原料是21种氨基酸。产物