浅谈转录和翻译相关习题的解题技巧

与基因指导蛋白质的合成这部分内容相关的习题,很多学生往往感觉无从下手,这部分内容主要包括转录、翻译以及中心法则的有关内容,将相关的题目进行了梳理,大致可以分为以下五种类型,现整理如下。

一、 DNA和RNA的比较

核酸包括两种,分别是DNA 和RNA,绝大多数生物的遗传物质是DNA,少数病毒的遗传物质是RNA,二者简单比较如下表:

结构基本组成单位碱基五碳糖

DNA双螺旋结构脱氧核苷酸A、G、C、T脱氧核糖

RNA通常呈单链结构核苷酸A、G、C、U核糖

另外,DNA中碱基的个数∶由DNA某条链指导合成的mRNA的碱基个数∶翻译合成的蛋白质的氨基酸个数=6∶3∶1。

例1 如下图所示,其中共有核苷酸()

DNA:—A—C—T—A—

RNA:—U—G—A—U—

A. 4种B. 5种

C. 6种D. 8种

解析 DNA链的片段中含有三种碱基,也就有三种脱氧核苷酸,由它转录成的RNA片段中,含有三种核糖核苷酸,由于脱氧核苷酸和核糖核苷酸含有的五碳糖不同,所以这个片断中核苷酸的种类是6种。

答案 C

例2 某DNA分子共有a个碱基,其中含胞嘧啶m个,则该DNA分子复制3次,需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为()

A. 7(a-m)

B. 8(a-m)

C. 712a-m

D. 8(2a-m)

解析 首先求出亲代DNA分子中所含的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数。由碱基互补配对原则可知,亲代DNA分子中A=T,C=G=m个,所以A+T=a-2m个, T=a/2-m。DNA复制3次共形成23个DNA分子,共有16条脱氧核苷酸链,因其中有两条是亲代DNA分子的母链,因此DNA复制3次共合成了14条子链,构成7个DNA分子。因子代DNA分子与亲代DNA分子的结构是完全一样,所以DNA复制3次需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为7(a/2-m)。

答案 C

二、 三种RNA的比较

三种RNA都是以DNA的一条链为模板转录而成的单链结构,但它们分别是以DNA的不同区段为模板合成的,因此它们的结构和功能有所不同。具体区别如下图:

种类信使RNA:将DNA中遗传信息转录下来,传递到细胞质 中,控制蛋白质的合成转运RNA:在蛋白质合成过程中,运输特定氨基酸核糖体RNA:与蛋白质合成有关

例3 下列对转运RNA的描述中,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是将氨基酸转移到核糖体内的一种RNA,每种转运RNA只能识别并转移一种氨基酸。转运RNA的一端携带氨基酸,另一端有3个碱基,每个转运RNA的这三个碱基只能专一性地与信使RNA特定的3个碱基配对。64个密码子中有61个密码子负责20种氨基酸的编码,所以有的氨基酸不止一种密码子,那么也不止一种转运RNA可以转运它。另外转运RNA负责把氨基酸运载进入蛋白质的合成场所核糖体。

答案 C

三、 DNA复制、转录和翻译的比较

DNA复制:是指以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程。

转录:在细胞核中以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则形成信使RNA的过程。

翻译:在细胞质中,以信使RNA为模板,以转运RNA为运载工具形成特定氨基酸连接顺序的蛋白质的过程。

学生在解答与这三者相关的问题时,经常发生混淆,现将三者比较整理如下:

DNA复制转录翻译

场所 主要是细胞核细胞核细胞质

模板 DNA两条链DNA分子的一条链mRNA

原料 4种脱氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸

条件 模板、脱氧核苷酸、酶、ATP模板、核糖核苷酸、酶、ATPmRNA、tRNA、氨基酸、酶、ATP

产物 DNARNA蛋白质

① 明确DNA复制与转录的区别,了解信使RNA上的碱基序列与DNA信息链的一致性,从而理解信使RNA在翻译过程中起到的直接模板作用。

② 明确蛋白质的合成是信使RNA,核糖体和转运RNA三者协同作用的结果,了解转运RNA的结构特征及其行使工具作用的特点。

③ 明确遗传密码的存在部位、编码方式、种类、数量以及遗传密码与氨基酸之间的对应关系。

例4 根据基因控制蛋白质合成过程中遗传信息的传递的规律,填写下表。

DNA双链T

T

信使RNAU

转运RNAG

氨基酸

解析 在整个生物界中符合碱基互补配对的生理过程有5种,即:DNA复制、RNA复制、DNA转录产生RNA、RNA逆转录产生DNA以及转运RNA翻译信使RNA密码。在这道题中实际涉及到了DNA复制、转录和翻译3个过程,分析这道题目最关键的是信使RNA,因为这与转录和翻译都有关。首先确定信使RNA由DNA的哪条链转录,其次遗传密码在信使RNA上,这样按碱基互补配对的关系填写即可。

答案

DNA双链GTA

CAT

信使RNACAU

转运RNAGUA

氨基酸组氨酸

四、 遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子的比较

遗传信息是指DNA(基因)中有遗传效应的脱氧核苷酸序列。

密码子是指信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。

反密码子是指转运RNA上能识别信使RNA上相应密码子的三个相邻的碱基。

三者的主要区别有两点:一是存在的位置不同,遗传信息存在于DNA(基因)上,密码子存在于信使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,密码子的作用是决定蛋白质中的氨基酸序列,反密码子的作用是识别密码子。三者中最重要的是遗传信息,它通过控制密码子和反密码子中核苷酸的排列顺序来控制蛋白质的合成,从而控制生物的性状。

例5 关于遗传信息和遗传密码在核酸中的位置和碱基构成的叙述中,下列正确的是()

A. 遗传信息位于mRNA上,遗传密码位于DNA上,构成碱基相同

B. 遗传信息位于DNA上,遗传密码位于mRNA上,构成碱基相同

C. 遗传信息和遗传密码都位于DNA上,构成碱基相同

D. 遗传信息位于DNA上,遗传密码位于mRNA上,若含有遗传信息的模板链碱基组成为CGA,则遗传密码的碱基构成为GCU

解析 遗传信息存在于DNA(基因)上,密码子存在于信使RNA上;以DNA的一条链为模板转录产生mRNA,mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基为遗传密码;形成DNA的碱基有A、T、G、C,形成RNA的碱基有A、U、G、C,构成DNA与RNA的碱基不相同。

答案 D

例6 携带酪氨酸的转运RNA上的三个特殊碱基是为UAC,那么决定酪氨酸的密码子为()

A. ATCB. UUC

C. AUGD. UAC

解析 密码子是指信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。反密码子是指转运RNA上能识别信使RNA上相应密码子的三个相邻的碱基。它们彼此碱基互补配对。转运RNA的碱基为UAC,则反密码子即为UAC,密码子则为AUG。

答案 C

五、 中心法则及其补充

在中心法则中包括5条信息流:(1)DNA→DNA:DNA的自我复制。(2)DNA→RNA:转录。(3)RNA→蛋白质:翻译。(4)RNA→RNA:RNA的自我复制。(5) RNA→DNA:逆转录。这五个过程都遵循碱基互补配对原则。遗传信息从DNA传递给RNA,再从RNA传递给蛋白质的转录和翻译过程,以及遗传信息从DNA传递给DNA的复制过程。具体可以概括为下列的图解:

例7 中心法则包括下列遗传信息的转变过程,其中揭示生物遗传实质的是()

A. 从DNA→DNA的复制过程

B. 从DNA→RNA的转录过程

C. 从RNA→蛋白质的翻译过程

D. RNA复制及RNA→DNA的逆转录

解析 本题考查了中心法则及重要补充中涉及到的遗传信息的传递途径,并结合生物遗传探索其实质。从个体的繁殖角度看:生物遗传的实质就是遗传物质DNA的传递,是遗传信息在亲子代之间的传递过程。在这一过程中,起桥梁作用的是生殖细胞。生殖细胞一般是由亲代个体通过减数分裂产生的,在减数分裂的过程中,DNA分子首先通过自我复制,保证将来产生的生殖细胞中具有一份自身的遗传物质(DNA),这样才能通过受精作用将遗传物质传递给子代并得以表达。从体细胞增殖的角度讲,必须通过DNA分子的复制,才能保证子代细胞和亲代细胞具有相同的遗传物质,具有相同的遗传信息。因此,生物遗传的实质从遗传信息传递的角度来看,是减数分裂过程中从DNA→DNA的复制过程。

答案 A

例8 如下图表示DNA(基因)控制蛋白质合成的过程,分析回答:

DNA片段 ①…—T—A—G—…

②…—A—T—C—…

信使RNA③…—U—A—G—…

转运RNA④…—A—U—C—…

氨基酸⑤…——…

(1) 图中标出的碱基符号,包括了 种核苷酸。

(2) DNA双链中, 链为转录链;遗传信息存在于 链上,密码子存在于 链上。

(3) 如合成胰岛素,共含有51个氨基酸,控制合成的基因上,至少含有 个脱氧核苷酸。

解析 (1) DNA两条链包括4种碱基,有4种核苷酸。RNA也包括了4种碱基,也有4种核苷酸,所以DNA和RNA共有8种核苷酸。

(2) 能够与信使RNA碱基相互配对的转录链是②,其上脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息,信使RNA上核糖核苷酸的排列顺序代表密码子(相邻三个碱基)。

(3) 基因上的6个碱基→信使RNA的3个碱基→1个氨基酸。据此,合成51个氨基酸的蛋白质,需要基因上脱氧核苷酸为306个。

答案 (1) 8 (2) ② ② ③ (3) 306

推荐访问:转录 解题 浅谈 习题 翻译