1、第六单元基因的本质与表达第20讲基因的表达A级基础练一、选择题1下列关于转录和翻译两个过程的说法中，错误的是()A均以核酸为直接的模板B均遵循碱基的互补配对C都需要运输原料的工具D都需要能量和相应的酶解析：选C翻译需tRNA转运氨基酸，转录时则不需转运工具。2(2019届沈阳模拟)下列关于人体内某些物质的叙述，正确的是()ARNA是由多个脱氧核苷酸形成的多聚体B食物中的蔗糖可被小肠上皮细胞直接吸收C无机盐离子含量过低可导致人体酸碱平衡紊乱D蛋白质结构的多样性只与氨基酸的种类和数量有关解析：选CRNA是由多个核糖核苷酸形成的多聚体，A错误；食物中的蔗糖不能被小肠上皮细胞直接吸收，需要水解成单糖才
2、能被吸收，B错误；无机盐能够维持细胞的酸碱平衡，如果含量过低可导致人体酸碱平衡紊乱，C正确；蛋白质结构的多样性与氨基酸的种类、数量、排列顺序，以及组成蛋白质的肽链条数和空间结构的不同有关，D错误。 3.(2020届温州期中)视网膜色素变性患者，某基因的测序结果显示，与正常人相比，患者模板链的互补碱基序列发生了改变(如图)，据此可推断患者该基因 mRNA 上发生的碱基改变是()AUA BGACCU DCT解析：选C根据题图分析可知，正常人模板链的互补链为CCG，患者模板链的互补链为CTG，患者模板链的互补链上发生了碱基CT的改变，说明患者模板链上发生了碱基GA的改变，据此可推断患者该基因mRNA
3、上发生了碱基改变是CU。4(2019届成都一模)放线菌素D是链霉菌产生的一种多肽类抗生素，它能插入到双链DNA中，妨碍RNA聚合酶沿DNA分子前进，但对DNA的复制没有影响。放线菌素D进入细胞后将直接影响()A核糖体沿着信使RNA向前移动B信使RNA与tRNA的碱基配对C遗传信息从DNA流向信使RNAD以信使RNA为模板合成多肽链解析：选C由题干可知，放线菌素D能插入到双链DNA中，妨碍RNA聚合酶沿DNA分子前进，但对DNA的复制没有影响。RNA聚合酶是转录所需的酶，故放线菌素D进入细胞后将直接影响的是转录过程，即影响的是遗传信息从DNA流向信使RNA。5(2019届榆林检测)如图为基因的作
4、用与性状表现的流程示意图。请据图分析，下列说法错误的是()A过程以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成RNAB某段DNA上发生了基因突变，但形成的蛋白质不一定会改变C过程中需要多种tRNA，tRNA不同，所搬运的氨基酸也不同D人的镰刀型细胞贫血症是基因对性状的直接控制，使结构蛋白发生变化所致解析：选C为转录过程，该过程以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成RNA，A正确；由于密码子具有简并性，基因突变不一定会导致其控制合成的蛋白质改变，B正确；tRNA具有专一性，一种tRNA只能转运一种氨基酸，但一种氨基酸可能由几种tRNA来转运，因此tRNA不同，其所搬运的氨基酸可能会相
5、同，C错误；基因可通过控制蛋白质分子的结构来直接控制性状，如镰刀型细胞贫血症，D正确。6如图是生物体内有关遗传信息的复制、转录、翻译等过程图解，其中1、2、3分别代表相关过程。据图分析，下列叙述错误的是()A在真核细胞中，图中1、2过程涉及的场所是相同的B图中3过程表示翻译，且方向为由左向右C图中4个核糖体参与同一条肽链的合成，从而加快了翻译速度D不同的tRNA可能转运相同的氨基酸解析：选C在真核细胞中，图中1过程表示DNA分子的复制，发生在细胞核、线粒体和叶绿体中；图中2过程表示DNA的转录，发生在细胞核、线粒体和叶绿体中，A正确；图中3过程合成的产物是多肽，可以确定3过程表示翻译，多肽从左
6、到右长度依次增加，所以翻译的方向是由左向右，B正确；图中4个核糖体同时进行4条肽链的合成，从而提高了翻译的效率，C错误；根据密码子的简并性可推知：不同的tRNA可能转运相同的氨基酸，D正确。二、非选择题7(2019届辽宁六校协作体期中)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
7、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，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AU7个
8、，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231728(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聚合酶等酶(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8(2019届安庆联考)如图表示病毒侵入宿主体内的复制过程示意图，请回答下列问题：(1)病毒核酸进入宿主细胞后，此时用血清学方法和电镜检
9、查无病毒颗粒，称为“隐蔽期”，这是因为_。(2)物质D、H分别可能是_、_。(3)B、F的区别是_。过程f称为_。(4)假如A为RNA，经实验分析确定其碱基总数为X，其中鸟嘌呤G的数量为Y，你能否推断出构成A的几种碱基数量分别是多少，为什么？_。根据中心法则分析，RNA病毒遗传信息的传递过程与人体不同的步骤可能有_、_。解析：(1)病毒核酸进入宿主细胞后，将利用宿主细胞的原料和场所形成子代病毒，在子代病毒未释放之前，无法用血清学方法和电镜检查到病毒颗粒，此为“隐蔽期”。(2)分析图示可知，物质D为蛋白质，参与病毒核酸的复制(过程g)，所以物质D可能是病毒核酸完成复制(过程g)所需要的酶；物质H
10、与病毒核酸组装成新的病毒，故物质H可能是病毒的蛋白质外壳。(3)B与相关酶的合成有关，F与病毒的蛋白质外壳的形成有关，因此，B、F的区别是转录的信息不同。过程f称为装配。(4)假如A为RNA，RNA是单链结构，虽然经实验分析确定其碱基总数为X，其中鸟嘌呤G的数量为Y，但仍不能推断出构成A的另外几种碱基数量分别是多少。依据中心法则可推知，RNA病毒遗传信息的传递过程与人体不同的步骤可能有：RNA的自我复制、逆转录。答案：(1)病毒进入宿主细胞后尚未形成完整的病毒体(2)病毒核酸完成复制(过程g)所需要的酶病毒的蛋白质外壳(3)转录的信息不同(或核苷酸序列不同)装配(4)不能，因为RNA是单链，碱
11、基数无法确定RNA的自我复制逆转录B级提升练一、选择题1下列关于细胞内蛋白质和核酸及其相互关系的叙述，正确的是()A控制合成不同蛋白质的DNA分子碱基含量可能相同B同一人体的神经细胞与骨骼肌细胞具有相同的DNA和RNAC蛋白质功能多样性的根本原因是控制其合成的mRNA具有多样性D基因的两条链可分别作模板进行转录，以提高蛋白质合成的效率解析：选A同一人体的神经细胞与骨骼肌细胞具有相同的DNA，但RNA不同，B错误；蛋白质功能多样性的根本原因是DNA具有多样性，C错误；基因只能以一条链作模板进行转录，D错误。2(2019届佛山模拟)反义RNA通常是指与mRNA互补的RNA分子。由于核糖体不能翻译双
12、链的RNA，所以反义RNA与mRNA互补结合后，会抑制该mRNA的翻译。下列说法错误的是()A反义RNA的合成需要RNA聚合酶催化B反义RNA是由mRNA的模板链反向转录产生的C反义RNA合成受基因的调控，同时反义RNA本身又能调控基因的表达D真核细胞内反义RNA主要是在细胞核内合成，经核孔出细胞核后发挥作用解析：选B反义RNA的合成需要RNA聚合酶催化，A正确；反义RNA是由转录mRNA的基因的反义基因转录产生的，B错误；反义RNA合成受基因调控，反义RNA可与mRNA结合引起mRNA构象变化，从而使mRNA不能与核糖体结合，通过抑制翻译过程来抑制相关基因的表达，C正确；真核细胞内反义RNA
13、主要是在细胞核内合成，经核孔出细胞核后发挥作用，D正确。3(2019届丰台区一模)如图表示核糖体上合成蛋白质的过程。四环素抑制tRNA与细菌核糖体的A位点结合，使蛋白质合成停止，从而阻断细菌的生长，常用于治疗一些细菌引起的疾病。下列有关叙述正确的是()A核糖体的主要成分是蛋白质和mRNAB四环素与A位点结合促进了新肽键的形成C图中从E位点离开的tRNA可转运甲硫氨酸D人体细胞与细菌细胞的核糖体没有差异解析：选C核糖体的主要成分是蛋白质和rRNA，A错误；四环素与A位点结合，阻止tRNA进入核糖体A位点，导致肽链的延伸受阻而使细菌蛋白质无法合成，因此不能促进新肽键的形成，B错误；由于该tRNA的
14、反密码子是UAC，所以可转运甲硫氨酸(AUG)，C正确；人体细胞与细菌细胞的核糖体有差异，如细菌核糖体沉降系数为70S，人体细胞核糖体沉降系数为80S，D错误。4(2019届河南焦作二模)胰腺癌曾夺走了乔布斯的生命，近来发现胰腺癌患者血液中的一种名为HSAT的非编码RNA(即不编码蛋白质的RNA)，这一特殊RNA可以作为胰腺癌的生物标记，用于胰腺癌的早期诊断，下列有关叙述正确的是()A这种特殊的非编码RNA与mRNA彻底水解后，均可得到6种终产物B核膜上的核孔可以让蛋白质和此种特殊的RNA自由进出C作为胰腺癌生物标记的RNA，其翻译成的蛋白质中一般含20种氨基酸D这种特殊的非编码RNA在胰腺癌
15、患者细胞的细胞质内合成解析：选ARNA彻底水解后有6种产物，包括4种碱基、核糖和磷酸，A正确；细胞内的蛋白质和RNA并非自由出入核孔，核孔具有选择透过性，细胞核需要的DNA聚合酶、RNA聚合酶等蛋白质才可通过核孔进入细胞核，各种RNA可以通过核孔进入细胞质，但不是自由地进出细胞核，B错误；这种可作为胰腺癌生物标记的RNA属于非编码RNA，不能翻译形成蛋白质，C错误；这种特殊的非编码RNA(HSAT)可能是在细胞核中转录形成的，也可能是在细胞质的线粒体中转录形成的，D错误。5MicroRNA(miRNA)是一类由内源基因编码的长度约为22个核苷酸的非编码单链RNA分子，某miRNA能使W基因控制
16、的蛋白质(W蛋白)合成过程提前终止。如图是某真核细胞内该miRNA形成及发挥作用的过程示意图。下列叙述不正确的是()A图中转录过程需要的原料是四种核糖核苷酸B图中核糖体移动的方向是从左至右CmiRNA与W基因mRNA结合过程发生了A与T之间的配对DmiRNA主要在W基因表达过程的翻译阶段发挥作用解析：选C图中转录的产物是RNA，RNA的基本组成单位是四种核糖核苷酸，A正确；根据题干信息可知，该miRNA能使W基因控制的蛋白质合成过程提前终止，结合图中信息可知，miRNA蛋白质复合物在核糖体右侧发挥作用，故核糖体移动的方向是从左至右，B正确；miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则，即
17、A与U、C与G配对，C错误；由题图信息可知，该miRNA与蛋白质结合形成的miRNA蛋白质复合物直接与W基因的mRNA结合，从而使翻译过程终止，D正确。6(2019届广东省肇庆市重点中学模拟)下列有关基因表达和生物性状控制的叙述，正确的是()A人体内细胞进行DNA复制和转录时，DNA双链都要先解旋，前者需要解旋酶B人的白化症状体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状C在胰岛素基因中插入一段外源DNA序列，引起的变异属于染色体结构变异DRNA聚合酶催化RNA合成期间，一定有腺嘌呤与胸腺嘧啶的配对现象解析：选ADNA复制和转录时，都需要解开DNA双螺旋，基因转录的过程在RNA聚合酶作用下
18、完成，不需要特定解旋酶参与，但DNA复制时需要特定的解旋酶进行解旋，A正确；人的白化症状是由于控制酪氨酸酶的基因异常而引起的，体现了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，B错误；若基因中插入一段外源DNA序列，则会导致基因突变，而不是染色体变异，C错误；如果指导RNA合成的模板是RNA，则RNA聚合酶催化RNA合成期间，不存在腺嘌呤与胸腺嘧啶的配对现象，D错误。二、非选择题7(2019届山东青岛期初调研)研究发现，人类神经退行性疾病与Rloop结构有关，如图所示，它是由一条mRNA与DNA杂合链及一条DNA单链所组成的；由于新产生的mRNA与DNA模板链形成了稳定的杂合链，
19、导致该片段中DNA模板链的互补链只能以单链状态存在。请回答相关问题：(1)RNA合成过程中，RNA聚合酶可催化相邻两个核苷酸分子的_与_之间形成磷酸二酯键。(2)RNA能准确获取其模板所携带的遗传信息，依赖于_。若mRNA能正常翻译，则特异性识别mRNA上密码子的分子是_。(3)Rloop结构与正常DNA片段比较，其存在的碱基配对情况不同之处是_。(4)Rloop结构中，嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数一定相等吗？为什么？解析：(1)RNA聚合酶可催化转录过程，其具体作用是催化相邻两个核糖核苷酸分子的核糖与磷酸之间形成磷酸二酯键。(2)依赖于碱基互补配对原则，RNA能准确获取其模板所携带的遗传信息。
20、若mRNA能正常翻译，mRNA上的密码子能够与tRNA上的反密码子特异性配对。(3)Rloop结构与正常DNA片段比较，存在AU碱基配对方式，碱基配对方式有所不同。(4)Rloop结构中，杂合链部分因嘌呤与嘧啶配对，嘌呤与嘧啶的数量相等，但DNA单链部分嘌呤与嘧啶数量不一定相等，因而就Rloop结构整体而言，嘌呤与嘧啶的数量不一定相等。答案：(1)核糖磷酸(2)碱基互补配对原则tRNA(3)存在A与U的配对(4)不一定。Rloop结构中，杂合链部分因嘌呤与嘧啶配对，嘌呤与嘧啶的数量相等；但DNA单链部分嘌呤与嘧啶数量不一定相等，因而就Rloop结构整体而言，嘌呤与嘧啶的数量不一定相等。8(20
21、19届北京市东城区二模)表现遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变。DNA甲基化是表现遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域，称为“CG岛”。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶(如图1所示)，从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点。使其全甲基化。(1)由上述材料可知，DNA甲基化_(填“会”或“不会”)改变基因转录产物的碱基序列。(2)由于图2中过程的方式是_，所以其产物都是_甲基化的，因此过程必须经过_的催化才能获得与亲代分子相
22、同的甲基化状态。(3)研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合，从而抑制_。(4)小鼠的A基因编码胰岛素生长因子2(IGF2)，a基因无此功能(A、a位于常染色体上)。IGF2是小鼠正常发育必需的一种蛋白质，缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中，来自父本的A及其等位基因能够表达，来自母本的则不能表达。检测发现，这对基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵细胞中则是甲基化的。若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则F1的表现型应为_。F1雌雄个体间随机交配，则F2的表现型及其比例应为_。结合F1配子中A及其等位基因启动子的甲基化状态，分析F2出现这种比例的原因是_。(5)5氮杂胞
23、苷(AZA)常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测AZA可能的作用机制之一是：AZA在_过程中掺入DNA分子，导致与DNA结合的甲基化酶活性降低，从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的机制是：AZA与“CG岛”中的_竞争甲基化酶，从而降低DNA的甲基化程度。解析：(1)DNA甲基化是表现遗传中最常见的现象之一，而表现遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变，所以DNA甲基化不会改变基因转录产物的碱基序列。(2)图2中过程的模板链都含甲基，而复制后都只含一个甲基，说明过程的方式是半保留复制，所以其产物都是半甲基化的，因此过程必须经过维持甲基化酶的催化才能获得与亲代分子相同的
24、甲基化状态。(3)由于RNA聚合酶与启动子结合，催化基因进行转录。研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质(RNA聚合酶)与启动子的结合，不能合成mRNA，从而抑制基因的表达。(4)由于在小鼠胚胎中，来自父本的A及其等位基因能够表达，所以纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则F1的表现型应为全部正常。由于卵细胞中的A及其等位基因由于启动子甲基化而不表达，精子中的A及其等位基因由于启动子非甲基化而表达；并且含A的精子含a的精子11，所以F1雌雄个体间随机交配，则F2的表现型及其比例应为正常矮小11。(5)5氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病，推测AZA可能的作用机制之一是：AZA在DNA复制过程中掺入DNA分子，导致与DNA结合的甲基化酶活性降低，从而降低DNA的甲基化程度；另一种可能的机制是：由于胞嘧啶在发生甲基化后转变成5甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对，所以AZA与“CG岛”中的胞嘧啶竞争甲基化酶，从而降低DNA的甲基化程度。答案：(1)不会(2)半保留复制半维持甲基化酶(3)基因的表达(4)全部正常正常矮小11卵细胞中的A及其等位基因由于启动子甲基化而不表达，精子中的A及其等位基因由于启动子非甲基化而表达；并且含A的精子含a的精子11(5)DNA复制胞嘧啶