1、基因的表达(30分钟100分)一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.下列关于DNA和RNA的叙述,正确的是()A.原核细胞内DNA的合成都需要DNA片段作为引物B.真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成C.肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质D.原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与【解析】选D。原核细胞内DNA的合成需要RNA片段作为引物,A错误;真核细胞的线粒体DNA和叶绿体DNA的合成不在细胞核内完成,B错误;肺炎双球菌转化实验证实了DNA是遗传物质,C错误;基因表达出蛋白质是遗传信息转
2、录、翻译(DNARNA蛋白质)的过程,需要DNA和RNA的参与,D正确。【方法技巧】DNA和RNA的区分(1)DNA和RNA的判断。含有碱基T或脱氧核糖DNA;含有碱基U或核糖RNA。(2)单链DNA和双链DNA的判断。若一般为双链DNA;若嘌呤数嘧啶数单链DNA。(3)DNA和RNA合成的判断:用放射性同位素标记T或U可判断DNA和RNA的合成。若大量消耗T,可推断正在发生DNA的合成;若大量利用U,可推断正在进行RNA的合成。2.下列关于真核细胞中转录的叙述,错误的是()A.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生C.细胞中的RNA合成过程
3、不会在细胞核外发生D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补【解析】选C。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,RNA包括tRNA、rRNA和mRNA三种,A正确;不同的RNA由不同的基因转录而来,所以同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生,B正确;细胞中的RNA合成过程主要发生在细胞核内,在线粒体和叶绿体中也能进行转录合成RNA,C错误;转录时遵循碱基互补配对原则,所以转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补,D正确。3.(2021太原模拟)线粒体病是遗传物质变化引起线粒体代谢酶缺陷,致使 ATP 合成障碍、能量来源不足导致的病变,这些病变与许多人类疾病有
4、关。下列相关叙述不正确的是()A.线粒体 DNA 突变,证实突变是人类各种疾病的重要病因B.受精卵线粒体来自卵细胞,故线粒体病是与孟德尔遗传不同的母系遗传方式C.线粒体是与能量代谢密切相关的细胞器D.细胞的成活和细胞凋亡均与线粒体功能有关【解析】选A。根据题意,线粒体病是遗传物质变化引起线粒体代谢酶缺陷,致使 ATP 合成障碍、能量来源不足导致的病变,这些病变与许多人类疾病有关,说明线粒体DNA突变,是人类部分疾病的重要病因,还有很多疾病的病因与细胞核中DNA变化有关,A错误;受精作用过程中,精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面,因此受精卵线粒体来自卵细胞,故线粒体病是与孟德尔遗传不同的母系遗传
5、方式,B正确;线粒体是有氧呼吸的主要场所,是与能量代谢密切相关的细胞器,C正确;细胞的成活和细胞凋亡均与能量供应有关,因此与线粒体功能有关,D正确。4.下列关于生物体内基因表达的叙述,正确的是()A.每种氨基酸都至少有两种相应的密码子B.HIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板C.真核生物基因表达的过程便是蛋白质合成的过程D.一个基因的两条DNA链可转录出两条相同的RNA【解析】选B。一种氨基酸由一种或几种密码子决定,A错误;HIV的遗传物质为单链RNA,可以逆转录生成DNA,B正确;真核生物基因表达的过程包括转录生成RNA和翻译合成蛋白质,C错误;一个基因的两条DNA链可转录出两条互补的RN
6、A,而不是相同的RNA,且转录是以DNA的一条链为模板,D错误。5.如图为翻译过程中搬运原料的工具tRNA,其反密码子的读取方向为3端5端,其他数字表示核苷酸的位置。如表为四种氨基酸对应的全部密码子的表格。相关叙述正确的是()氨基酸密码子色氨酸UGG甘氨酸GGU、GGAGGG、GGC苏氨酸ACU、ACAACG、ACC脯氨酸CCU、CCACCG、CCCA.转录过程中也需要搬运原料的工具tRNAB.该tRNA中含有氢键,由两条链构成C.该tRNA在翻译过程中可搬运苏氨酸D.氨基酸与反密码子都是一一对应的【解析】选C。转录过程不需要tRNA的参与,A错误;tRNA中含有氢键,但仍是单链,由一条链构成
7、,B错误;有些氨基酸对应的密码子不止一个,因此与反密码子不是一一对应关系,D错误;该tRNA的反密码子的读取方向为3端5端,即UGG,对应的密码子为ACC,编码苏氨酸,C正确。6.如图为基因表达过程的示意图,下列叙述正确的是()A.是DNA,其双链均可作为的转录模板B.上有n个碱基,则新形成的肽链含有n-1个肽键C.是核糖体,在翻译过程中其将由3向5方向移动D.是tRNA,能识别mRNA上的密码子【解析】选D。是DNA,其一条链作为的转录模板,A 项错误;上有n个碱基,则新形成的肽链最多含有n/3-1个肽键,B项错误;是核糖体,在翻译过程中其将由5向3方向移动,C项错误;是tRNA,能识别mR
8、NA上的密码子并转运相应的氨基酸,D项正确。7.(创新性体外合成蛋白质)研究发现,当在细胞外人工合成多肽时,起始密码子的功能并非使翻译开始,而是充当定位翻译起始的位置信号。现有编码含5个氨基酸的一条肽链的mRNA,有人测得其序列为AUGUUUAAAUUUAA(AUG为甲硫氨酸密码子和起始密码子)。下列说法错误的是()A.可判断测得的这段mRNA序列是错误的B.该多肽链合成过程最多涉及5种密码子C.当在细胞外人工合成多肽时,mRNA若无起始密码子,翻译的起始点是不固定的D.细胞外的翻译系统中需加入酶、mRNA、ATP、tRNA、核糖体、氨基酸等【解析】选B。因为mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨
9、基酸,所以基因转录的mRNA序列应为3的整数倍,A正确;编码含5个氨基酸的一条肽链的mRNA,还应该有一个终止密码子,B错误;由题干“当在细胞外人工合成多肽时,起始密码子的功能并非使翻译开始,而是充当定位翻译起始的位置信号”推知,当在细胞外人工合成多肽时,若mRNA序列没有起始密码子,其上的碱基序列随机翻译,说明翻译的起始点是不固定的,C正确;翻译是在细胞质中的核糖体上进行的,需要以酶作为催化剂、mRNA为模板、ATP提供能量、20种氨基酸为原料,还需要tRNA运输氨基酸到核糖体,D正确。8.(2021昆明模拟)关于转录和翻译的叙述,错误的是()A.转录和翻译的模板都由C、H、O、N、P组成B
10、.基因的表达产物可能反过来影响该基因的表达C.基因的转录产物都通过核孔进入细胞质D.T2噬菌体蛋白质外壳的合成场所是核糖体【解析】选C。转录和翻译的模板分别是DNA和RNA,都由C、H、O、N、P组成,A正确;基因表达产物的合成受基因调控,同时又可能通过负反馈调节影响基因的表达,B正确;原核细胞中没有细胞核,其基因的转录产物不需要通过核孔进入细胞质,C错误;T2噬菌体蛋白质外壳的合成场所是宿主细胞的核糖体,D正确。9.(2021红河模拟)下列关于基因表达的说法,不正确的是()A.在细胞质中,一个mRNA分子可以结合多个核糖体,同时合成多条相同的肽链B.科学家在某些RNA病毒中发现了RNA复制酶
11、,它可以使遗传信息从RNA流向RNAC.基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状,如镰刀型细胞贫血症、白化病D.同无性生殖相比,有性生殖产生的后代具有更大的变异性,其根本原因是产生新的基因组合机会多【解析】选C。在翻译过程,一个mRNA分子可以结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,由于模板相同,因此合成的多条肽链也相同,A正确;科学家在某些RNA病毒中发现了RNA复制酶,它能对RNA进行复制,使遗传信息从RNA流向RNA,B正确;基因可以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,如白化病、豌豆的圆粒和皱粒。基因也可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状,如镰刀型细胞贫血症
12、、囊性纤维病,C错误;同无性生殖相比,有性生殖在形成配子时,可通过非同源染色体上非等位基因的自由组合或四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换等,产生多种多样的配子,使后代产生更多新的基因重组类型,具有更大的变异性,D正确。10.(综合性基因的复制与表达) 如图是真核细胞中DNA分子的复制、基因的表达示意图,相关叙述正确的是()A.甲、乙过程主要发生在细胞核内,丙过程发生在细胞质内B.甲、乙两过程都需要DNA聚合酶、解旋酶的催化C.参与丙过程的RNA均为单链结构,其内部不存在碱基配对D.甲、乙、丙过程所需原料依次是核糖核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸【解析】选A。由图可知,甲过程表示DNA复制,乙过程表示
13、转录,丙过程表示翻译。甲(DNA复制)、乙(转录)两过程主要发生在细胞核内,丙(翻译)过程发生在细胞质内,A项正确;DNA复制需要DNA聚合酶、解旋酶的催化,转录需要RNA聚合酶的催化,B项错误;参与丙过程的tRNA内部存在碱基互补配对,C项错误;甲、乙、丙过程所需原料依次为脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸,D项错误。11.(创新性有关基因的表达)2017年的诺贝尔生理学或医学奖颁给了美国的三位科学家,他们发现果蝇的昼夜节律与PER蛋白浓度的变化有关。如图表示PER蛋白作用的部分过程,有关叙述错误的是()A.PER蛋白可反馈抑制PER基因的转录B.PER mRNA的合成过程不会在细胞核外发生C.
14、PER蛋白与TIM蛋白结合后穿过核膜进入细胞核D.一个PER mRNA分子上可结合多个核糖体同时进行多条相同肽链的合成【解析】选C。据图分析可知,PER蛋白与TIM结合后,进入细胞核,反馈抑制PER基因的转录,A正确;因为PER 基因存在于细胞核内,因此PER mRNA的合成只能发生在细胞核内,B正确;PER蛋白与TIM蛋白结合后通过核孔进入细胞核,C错误;在合成蛋白质时,多个核糖体可以相继结合到PER mRNA分子上,形成多聚核糖体,这样可以同时进行多条相同肽链的合成,提高蛋白质的翻译效率,D正确。12.下列关于基因控制蛋白质合成的叙述,正确的是()A.在细胞周期中,mRNA的种类和含量均不
15、会发生变化B.一个含n个碱基的DNA分子,转录的mRNA分子的碱基数是n/2个C.DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点均在DNA上D.细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板【解析】选C。在细胞周期中,由于有多种蛋白质在不同时期合成,所以相关基因转录的mRNA的种类和含量在不断变化,A错误;由于基因中启动子和终止子中碱基不发生转录,所以DNA中碱基数与转录的mRNA中碱基数并不是2倍关系,B错误;DNA聚合酶催化DNA复制,RNA聚合酶催化转录,二者都是以DNA为模板,所以它们的结合位点均在DNA上,C正确;细菌的一个基因转录时是以一条DNA链作为模板,D错误。二、非选择题:本题共2小题
16、,共40分。13.(18分)如图表示某DNA片段遗传信息的传递过程:表示物质或结构,a、b、c表示生理过程。请据图回答(可能用到的密码子:AUG甲硫氨酸、GCU丙氨酸、AAG赖氨酸、UUC苯丙氨酸、UCU丝氨酸、UAC酪氨酸):(1)完成遗传信息表达的是_(填字母)过程,a过程所需的酶有_ 。(2)图中含有核糖的是_(填数字);由指导合成的多肽链中氨基酸序列是_。(3)该DNA片段第三次复制需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为_个。(4)若在AUG后插入三个核苷酸,合成的多肽链中除在甲硫氨酸后多一个氨基酸外,其余氨基酸序列没有变化,由此证明_ 。(5)苯丙酮尿症是由于控制某种酶的基因异常而引起的
17、,这说明基因和性状的关系是 。【解析】(1)遗传信息的表达是转录、翻译形成蛋白质的过程,即图中的b、c;a表示DNA的自我复制,需要解旋酶和DNA聚合酶等酶的参与。(2)只有RNA中含有核糖,则含核糖的有mRNA、核糖体、tRNA。mRNA上相邻的三个碱基组成一个密码子,密码子决定氨基酸,所以由指导合成的多肽链中氨基酸序列是甲硫氨酸丙氨酸丝氨酸苯丙氨酸。(3)由c中可推知该mRNA片段含有A+U=7个,则该DNA片段中含7个胸腺嘧啶脱氧核苷酸,第三次复制需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为23-17=28(个)。(4)密码子是指mRNA上三个相邻的碱基,因此在第一个密码子后插入一个新密码子,其余
18、氨基酸序列没有变化。(5)苯丙酮尿症说明基因通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制生物体的性状。答案:(1)b、c解旋酶和DNA聚合酶等(2)甲硫氨酸丙氨酸丝氨酸苯丙氨酸(3)28(4)一个密码子由3个碱基组成(5)基因通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制生物体的性状14.(22分)为了探究DNA的转录过程,有人在实验室中进行了如下模拟实验,请分析回答相关问题:实验方案:将从大肠杆菌中提取的RNA聚合酶加入含有足量的四种核糖核苷酸的试管中,并将试管放在适宜温度条件下培养,一段时间后,测定其中的RNA含量。(1)该实验中能否检测出RNA?_,原因是_ 。(2)人们通过研究发现,有些抗生素能阻断
19、细菌细胞内蛋白质的合成,从而抑制细菌的繁殖。现发现一种新型抗生素,请你根据上述模拟实验的方法,探究这种抗生素能否阻断细菌和人体DNA的转录过程。实验步骤:第一步:取A、B、C、D 4支试管,各加入足量的ATP、4种核糖核苷酸和相关的酶。第二步:向A试管中滴加适量一定浓度的抗生素溶液,B试管中滴加_,同时向A、B试管中加入等量且相同的细菌DNA。第三步: _ 。第四步:将A、B、C、D 4支试管放在 的条件下培养一段时间后,检测4支试管中_。预期实验结果并得出实验结论:该实验有可能会出现_种实验结果,如果出现_ ,则说明该抗生素只阻断细菌DNA的转录,不阻断人体DNA的转录。【解析】(1)由于在
20、实验中只有RNA聚合酶和四种核糖核苷酸,没有DNA模板和ATP等,所以在适宜温度条件下培养一段时间后,不能检测出RNA。(2)实验步骤:第二步:本实验的目的是探究某种抗生素能否阻断某种细菌DNA和人体DNA的转录过程。因此该实验的自变量为是否加入某种抗生素,即向A试管中加入适量某种抗生素溶液,向B试管中加入等量的蒸馏水,同时向A、B试管中加入等量且相同的细菌DNA(作为转录的模板)。第三步:向C试管滴加适量一定浓度的抗生素溶液,D试管中滴加等量的蒸馏水,同时向C、D试管中加入等量且相同的人体DNA。第四步:把A、B、C、D 4支试管放在相同且适宜的条件下培养一段时间后,检测4支试管中有无RNA
21、生成。预期实验结果并得出实验结论:可能出现4种结果(能阻断细菌DNA转录不能阻断人体DNA转录;能阻断细菌DNA转录也能阻断人体DNA转录;不能阻断细菌DNA转录也不能阻断人体DNA转录;不能阻断细菌DNA转录但能阻断人体DNA转录)。若该抗生素只能阻断细菌DNA的转录,不能阻断人体DNA的转录,则A试管中无(信使)RNA的生成而B试管中有(信使)RNA的生成,C、D试管均有RNA生成。答案:(1)不能缺乏DNA模板和ATP(2)等量的蒸馏水向C试管滴加适量一定浓度的抗生素溶液,D试管中滴加等量的蒸馏水,同时C、D试管中加入等量且相同的人体DNA相同且适宜有无RNA生成4A试管中无RNA生成,B试管中有RNA生成,C、D试管均有RNA生成