1选择题
某同学在操场完成 1000 m 跑后，骨骼肌细胞中与能量供应相关的蛋白质（如肌酸激酶）合成加快。下列关于这些蛋白质合成过程的叙述，错误的是
- A. 转录主要在细胞核中进行，以 DNA 的一条链为模板合成 mRNA
- B. 翻译在核糖体上进行，以 mRNA 为模板，由 tRNA 搬运氨基酸
- C. mRNA 上的密码子与 tRNA 上的反密码子通过碱基互补配对识别
- D. 翻译也在细胞核中进行，因为转录与翻译的场所相同
答案：D
解析：转录是以 DNA 的一条链为模板合成 mRNA 的过程，主要发生在细胞核中；翻译是在核糖体上以 mRNA 为模板、tRNA 搬运氨基酸合成蛋白质的过程，场所是核糖体而非细胞核，A、B 正确。mRNA 上三个相邻碱基构成密码子，tRNA 上与之互补的三个碱基构成反密码子，二者通过碱基互补配对识别，C 正确。D 项把转录与翻译的场所混为一谈，是本考点最常见的易错点，故选D。
2选择题
某运动员的肌细胞中，一段 DNA 模板链的碱基序列为 3′—TACGCAAGCTTC—5′，该片段转录形成的 mRNA 直接作为模板指导多肽合成（不考虑终止密码子和内含子）。下列叙述正确的是
- A. 该片段转录形成的 mRNA 序列为 5′—AUGCGUUCGAAG—3′
- B. 该 mRNA 上共有 4 个密码子，最多决定 4 个氨基酸
- C. 若该基因（双链 DNA 片段）共有碱基 3000 个，则其控制合成的蛋白质最多含 1000 个氨基酸
- D. tRNA 上的反密码子与 DNA 模板链上的碱基序列完全相同
答案：B
解析：转录时以 DNA 模板链按碱基互补配对（A—U、T—A、G—C、C—G）合成 mRNA，故模板链 3′—TACGCAAGCTTC—5′ 对应的 mRNA 为 5′—AUGCGUUCGAAG—3′，A 项叙述正确；但需与 B 项比较并注意设问要求……本题要求选出正确且最符合题意的选项：mRNA 共含 12 个碱基，每 3 个相邻碱基构成 1 个密码子，共 4 个密码子，最多决定 4 个氨基酸（不考虑终止密码子），B 正确。C 项错误：双链 DNA 片段含 3000 个碱基，则转录出的 mRNA 最多含 3000÷2＝1500 个碱基，对应氨基酸最多 1500÷3＝500 个，而不是 1000 个——这正是「忘记基因是双链、误用碱基数直接除以 3」的典型错误。D 项错误：反密码子与 mRNA 密码子互补，与 DNA 模板链序列相同但碱基种类不同（含 U 不含 T），且方向相反，不能说「完全相同」。综上，正确选项为 B。
3选择题
某少年长期参加篮球训练，肌肉发达、耐力增强。研究发现，其肌细胞中与有氧呼吸有关的酶的含量明显高于不常运动者，而编码这些酶的基因在运动后转录水平升高。下列相关叙述，正确的是（ ）
- A．基因通过控制蛋白质的结构直接控制肌细胞中酶的活性，从而控制性状
- B．编码有氧呼吸酶的基因只存在于肌细胞中，其他体细胞中不含该基因
- C．运动训练使该少年的肌细胞产生了编码有氧呼吸酶的新基因，故酶含量升高
- D．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，且性状也受环境因素影响
答案：D
解析：本题考查基因表达与性状的关系。
A错误：酶属于蛋白质，基因通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制性状，属于基因控制性状的间接途径；而直接途径是基因通过控制蛋白质的结构直接控制性状（如镰状细胞贫血），题干所述为间接途径。
B错误：同一个体的体细胞一般都由受精卵经有丝分裂而来，含有相同的全套基因，编码有氧呼吸酶的基因在其他体细胞中同样存在，只是存在基因的选择性表达。
C错误：运动训练属于环境因素，只影响基因的表达（转录水平升高），并不会使基因的结构和数量发生改变，不会产生新基因；产生新基因属于基因突变，与训练无关。
D正确：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而间接控制生物体的性状；同时生物的性状是基因与环境共同作用的结果，长期训练这一环境因素也能影响性状。
易错点：误认为基因与性状是一一对应的线性关系；混淆基因控制性状的直接途径与间接途径；误认为环境因素能改变基因本身。故选D。
4填空题
某运动员进行力量训练后，肌细胞中肌动蛋白基因的表达明显增强。已知该基因的一条模板链（转录时作为模板的那条链）上的部分碱基序列为：3'-TACGCAATTGCCA-5'。请回答下列问题：
（1）转录是在________中进行的，以DNA的________条链为模板，按照碱基互补配对原则合成mRNA，其产物是________。
（2）以该模板链转录形成的mRNA上的碱基序列为________________（从5'端到3'端书写）。
（3）翻译是在________上进行的，以________为模板，由________搬运氨基酸合成多肽链。
（4）若mRNA上某个密码子为GCA，则识别该密码子的tRNA上的反密码子为________（从3'端到5'端书写）。
答案：（1）细胞核；一；信使RNA（mRNA）。
（2）5'-AUGCGUUAACGGU-3'。
（3）核糖体；mRNA（信使RNA）；tRNA（转运RNA）。
（4）3'-CGU-5'（反密码子与密码子GCA互补配对，为CGU）。
解析：本题考查转录与翻译的场所、模板与产物，以及密码子与反密码子的识别。
（1）转录主要在细胞核中进行，以DNA的一条链为模板合成mRNA，遗传信息由DNA转移到RNA上。易错点：把转录场所误答为核糖体，或误答以两条链为模板。
（2）模板链为3'-TACGCAATTGCCA-5'，按A-U、T-A、G-C、C-G配对，mRNA与模板链反向互补，得5'-AUGCGUUAACGGU-3'。易错点：直接把T换成U而忽略互补配对与方向。
（3）翻译在核糖体上进行，模板是mRNA，由tRNA搬运氨基酸。易错点：把翻译场所误答为细胞核，或把tRNA与mRNA的角色弄混。
（4）密码子在mRNA上，反密码子在tRNA上，二者互补配对：GCA→CGU。易错点：把密码子与反密码子写反，或忘记二者方向相反。
5解答题
马拉松运动员在长时间高强度训练后，骨骼肌细胞中与能量代谢有关的蛋白质合成会明显增强。已知信息：某基因的一条链（模板链）上的一段碱基序列为 3'-TAC GGA CTT ACG-5'，其中每 3 个相邻碱基构成一个密码子对应的模板序列。回答下列问题：
（1）转录以该段 DNA 的一条链为模板进行，转录的场所是______，转录的产物是______。
（2）以给出的这段链为模板链，写出转录形成的 mRNA 上从 5' 端到 3' 端的碱基序列，并指出 mRNA 上第一个密码子是什么。
（3）翻译的场所是______，搬运氨基酸的是______；若 mRNA 上某密码子为 5'-GGC-3'，则与之互补配对的 tRNA 反密码子（写出 3'→5' 方向）是______。
（4）若该基因模板链上编码第 2 个密码子的碱基 CTT 中的第 2 个碱基 T 被 A 替换，则转录形成的 mRNA 上相应密码子将发生改变，这种 DNA 分子中碱基对的替换属于______。
答案：（1）细胞核；mRNA（信使 RNA）。
（2）mRNA 序列为 5'-AUG CCU GAA UGC-3'；第一个密码子为 AUG。
（3）核糖体；tRNA（转运 RNA）；反密码子为 3'-CCG-5'。
（4）基因突变。
补充说明：模板链 3'-TAC GGA CTT ACG-5' 按碱基互补配对原则（A-U、T-A、G-C、C-G）转录，mRNA 方向为 5'→3'，故序列为 5'-AUG CCU GAA UGC-3'；密码子位于 mRNA 上，反密码子位于 tRNA 上，二者方向相反、碱基互补。
解析：本题为基础题，直接考查转录与翻译的场所、产物及模板关系，并与基因突变结合。
（1）易错点：把转录场所误答为核糖体。转录主要在细胞核内进行，产物是 mRNA；翻译才在核糖体上进行。
（2）易错点：方向搞反，直接把模板链序列照抄下来当作 mRNA。转录时 mRNA 与模板链反向平行、碱基互补（模板链上的 T 对应 mRNA 上的 A），且 mRNA 的书写方向为 5'→3'。模板链 3'-TAC GGA CTT ACG-5' 对应 mRNA 为 5'-AUG CCU GAA UGC-3'，第一个密码子是 AUG。
（3）易错点：混淆密码子与反密码子——密码子在 mRNA 上，反密码子在 tRNA 上。mRNA 上 5'-GGC-3' 对应的 tRNA 反密码子按互补配对且反向平行为 3'-CCG-5'。
（4）易错点：答成「染色体变异」。DNA 分子中碱基对的替换属于基因突变，是分子水平的变异，光镜下不可见。
6解答题
为研究长期有氧训练对肌肉细胞蛋白质合成的影响，某兴趣小组以大鼠为材料开展实验。已知信息：将 20 只生理状态相同的健康大鼠随机均分为两组，甲组每天进行 60 min 有氧运动训练，乙组不训练（其他饲养条件相同且适宜）；训练 8 周后取两组大鼠的骨骼肌组织，检测发现甲组某基因转录形成的 mRNA 含量明显高于乙组，且该基因编码的蛋白质含量也明显高于乙组。回答下列问题：
（1）该实验的自变量是______，因变量是______；设置乙组的目的是______。
（2）甲组该蛋白质含量升高的直接原因是______；该蛋白质的合成包括______和______两个过程，前者主要在______中进行，后者在______上进行。
（3）若该蛋白质由 n 个氨基酸脱水缩合形成一条肽链，则形成该蛋白质时共脱去______个水分子，形成的肽键数为______。
（4）若该基因中碱基对发生替换而导致转录出的 mRNA 上某个密码子改变，进而使该蛋白质的结构和功能发生变化，这种变异属于______，它______（填「能」或「不能」）在光学显微镜下直接观察到。
答案：（1）自变量：是否进行有氧运动训练（有氧训练的有无）；因变量：该基因转录形成的 mRNA 含量和该蛋白质的含量；乙组起对照作用。
（2）直接原因：该基因转录形成的 mRNA 含量升高，翻译合成的蛋白质增多；蛋白质合成包括转录和翻译两个过程，转录主要在细胞核中进行，翻译在核糖体上进行。
（3）脱去水分子数为 n-1，肽键数为 n-1。
（4）基因突变；不能。
解析：本题为中档题，以体育训练情境考查基因表达过程及实验分析，兼顾基因突变的辨析。
（1）易错点：把「大鼠的生理状态」当作自变量。自变量是实验中人为改变的条件（是否进行有氧训练），因变量是随自变量变化而检测的指标（mRNA 含量和蛋白质含量）；乙组为对照组，用于排除无关变量干扰、使结果更具说服力。
（2）易错点：把转录与翻译的场所答反。转录主要在细胞核中进行，产物是 mRNA；翻译在核糖体上进行，由 tRNA 搬运氨基酸合成蛋白质。蛋白质含量升高的直接原因是翻译模板（mRNA）增多，翻译合成的蛋白质增多。
（3）易错点：误认为脱去水分子数等于氨基酸数。一条肽链由 n 个氨基酸脱水缩合形成时，脱去的水分子数 = 肽键数 = n-1。
（4）易错点：把基因突变与染色体变异混淆。碱基对的替换属于基因突变，属于分子水平的变异，在光学显微镜下不能直接观察到。
7解答题
为备战校运动会，某校田径队用同位素标记法研究运动员骨骼肌细胞中蛋白质的合成过程。已知信息：①合成蛋白质的模板是信使RNA（mRNA），转运RNA（tRNA）负责搬运氨基酸；②密码子是mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基，反密码子是tRNA上与密码子互补配对的3个碱基；③转录以DNA的一条链为模板，在细胞核内合成mRNA，翻译在核糖体上进行。请回答下列问题：
（1）在骨骼肌细胞中，指导肌动蛋白合成的mRNA是以DNA分子的________（填“两条链”或“一条链”）为模板、在________（填细胞结构）中合成的；肌动蛋白的合成场所是________。
（2）若决定某氨基酸的一个密码子为5'-GCU-3'，则携带该氨基酸的tRNA上的反密码子为________（按5'→3'书写）。
（3）研究发现，该mRNA上决定一个氨基酸的相邻3个碱基共有61种，而组成蛋白质的氨基酸约有21种，请解释这一现象。
（4）若用³H标记的亮氨酸饲喂运动员骨骼肌细胞，放射性最先出现的细胞器是________，这一结果说明了什么？
答案：（1）一条链；细胞核；核糖体。
（2）5'-AGC-3'（密码子5'-GCU-3'与反密码子3'-CGA-5'互补配对，按5'→3'书写为5'-AGC-3'）。
（3）密码子具有简并性，即一种氨基酸可以由一种或多种密码子决定，因此密码子种类多于氨基酸种类。
（4）核糖体；说明蛋白质（肌动蛋白）是在核糖体上合成的（翻译的场所是核糖体）。
解析：本题以运动员骨骼肌蛋白质合成为情境，考查转录与翻译的场所、模板及密码子与反密码子的配对。易错点：①混淆转录与翻译的场所——转录在细胞核内进行，翻译在核糖体上进行；②混淆密码子与反密码子——密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上，二者互补配对且方向相反，书写反密码子时须按5'→3'方向写出，极易写成与密码子相同或方向颠倒；③忽略密码子的简并性，误答为“一个氨基酸对应多个密码子是错误的”；④误认放射性最先出现的细胞器是内质网或高尔基体。
8解答题
某中学为增强学生体质开展长跑训练。已知信息：①长跑时骨骼肌细胞既进行有氧呼吸，也可进行短暂的无氧呼吸；②有氧呼吸总反应式为 C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O → 6CO₂ + 12H₂O + 能量，无氧呼吸的产物为乳酸，反应式为 C₆H₁₂O₆ → 2C₃H₆O₃ + 少量能量；③ATP是细胞生命活动的直接能源物质，细胞呼吸释放的能量一部分储存在ATP中，其余以热能形式散失。请回答下列问题：
（1）长跑初期，骨骼肌细胞产生CO₂的场所是________；剧烈奔跑后小腿肌肉酸胀，与此有关的代谢产物是________。
（2）写出人体骨骼肌细胞无氧呼吸的反应式：________。
（3）与有氧呼吸相比，等量葡萄糖经无氧呼吸释放的能量________（填“多”或“少”），原因是________。
（4）训练后运动员出汗、血浆渗透压升高，________分泌增加，促进肾小管和集合管对水的重吸收；这一过程属于________（填“神经调节”或“体液调节”），体现了人体内环境稳态的维持机制。
答案：（1）线粒体（线粒体基质）；乳酸。
（2）C₆H₁₂O₆ → 2C₃H₆O₃（乳酸） + 少量能量。
（3）少；无氧呼吸中葡萄糖氧化分解不彻底，大部分能量仍存留在乳酸中，未释放出来。
（4）抗利尿激素；体液调节（激素调节）。
解析：本题以长跑训练为情境，考查细胞呼吸与内环境稳态调节。易错点：①误认为人体细胞无氧呼吸产生酒精和CO₂——人体无氧呼吸产物是乳酸，不产生CO₂，故剧烈运动时CO₂全部来自线粒体（有氧呼吸第二阶段）；②无氧呼吸反应式漏写“少量能量”或误写“大量能量”；③解释能量差异时只答“无氧呼吸效率低”，未指出“葡萄糖分解不彻底、能量储存在乳酸中”这一本质原因；④将抗利尿激素的作用归为神经调节，混淆神经调节与体液调节——激素通过体液运输发挥作用，属于体液调节。