1、第3讲基因的表达一、选择题(每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求)1(2020河北衡水中学五调)在蛋白质合成过程中，人们把结合在同一条mRNA链上的核糖体称为多聚核糖体。下列相关叙述错误的是(B)A组成多聚核糖体的化学元素有C、H、O、N、P等B多聚核糖体使每条肽链合成的时间明显缩短C多聚核糖体合成蛋白质的过程中有水的生成D多聚核糖体合成蛋白质时能发生碱基互补配对解析多聚核糖体可以在短时间内合成大量的肽链，但每条肽链合成的时间是相同的。2(2021安徽合肥高三调研)图中、分别表示相应的结构或物质，Asn、Ser、Gly为三种氨基酸，分别是天冬酰胺(C4H8O3N2)、丝氨酸(C3H7O3
2、N)、甘氨酸(C2H5O2N)，以下说法错误的是(C)A结构中发生氨基酸的脱水缩合B决定图中天冬酰胺的密码子是AACC结构沿着结构移动，读取密码子D天冬酰胺R基C、H、O个数比为241解析结构是核糖体，是合成蛋白质的场所，在核糖体中会发生氨基酸的脱水缩合，A正确；密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，天冬酰胺的密码子是AAC，B正确；结构分别是tRNA和mRNA，翻译时核糖体沿着mRNA移动读取密码子，C错误；氨基酸的分子式为C2H4O2NR，天冬酰胺的分子式为C4H8O3N2，则R基团中C、H、O三种元素的比为241，D正确。3(2021江苏徐州一中月考)如图甲、乙表示某生物遗传
3、信息传递和表达过程，下列叙述正确的是(A)A甲、乙所示过程可在细胞同一场所发生B甲过程需要4种核糖核苷酸、酶、能量等条件C图乙所示两过程碱基配对情况相同D图乙过程合成的肽链长度不同解析图甲表示DNA的复制，图乙表示同时进行的转录和翻译，则该生物为原核生物，原核细胞中甲、乙所示过程可以在同一场所发生，A正确；DNA的复制需要的原料是4种脱氧核苷酸，B错误；转录过程中的碱基配对为TA、AU、CG、GC，翻译过程中的碱基配对为UA、AU、CG、GC，二者不完全相同，C错误；图乙合成的各条肽链是以同一条mRNA为模板合成的，长度相等，D错误。4(2020山东省泰安市高三上学期期中)核糖体RNA(rRN
4、A)在核仁中通过转录形成，与核糖核蛋白组装成核糖体前体，再通过核孔进入细胞质中进一步成熟，成为翻译的场所。翻译时rRNA催化肽键的连接。下列相关叙述错误的是(C)ArRNA的合成需要DNA做模板BrRNA的合成及核糖体的形成与核仁有关C翻译时，rRNA的碱基与tRNA上的反密码子互补配对DrRNA可降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能解析核糖体RNA(rRNA)在核仁中以DNA为模板通过转录形成，A项、B项正确；翻译时，mRNA的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，C项错误；翻译时rRNA可降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能，催化肽键的连接，D项正确。5(2020山东德州期中)如图为大肠杆菌细胞中
5、进行的某生理过程，其中A、B、C表示物质，D表示结构。有关叙述正确的是(B)A大肠杆菌的物质A需经内质网和高尔基体的加工修饰才具有活性B细胞中物质B有多种，每种B只能识别并转运一种氨基酸C物质C上可以结合多个D，同时合成多个不同的物质AD结构D含有RNA和蛋白质，其形成与核仁有关解析大肠杆菌无内质网和高尔基体；B为tRNA，细胞中tRNA有多种，每种tRNA识别并转运一种氨基酸；物质C上可以结合多个D，同时合成多个相同的物质A；大肠杆菌没有核仁。6(2020山东省青岛市高三三模)新型冠状病毒(2019nCoV)为有包膜病毒，其遗传物质是一种单股正链RNA，以ss()RNA表示。ss()RNA可
6、直接作为mRNA翻译成蛋白质，下图是病毒的增殖过程示意图。有关该病毒说法正确的是(C)A该病毒的遗传物质彻底水解会得到四种核糖核苷酸B()RNA的嘧啶碱基数与()RNA的嘧啶碱基数相等CRNA复制酶在宿主细胞内可催化磷酸二酯键的形成D由于没有核糖体，所以病毒包膜上不存在蛋白质解析该病毒的遗传物质是RNA，若初步水解会得到四种核糖核苷酸，A错误；图中的()RNA与()RNA之间为互补关系，因此二者中的嘧啶碱基数与嘌呤碱基数是相等，B错误。RNA复制酶在宿主细胞内可催化RNA的合成，显然RNA复制酶能催化核糖核苷酸之间磷酸二酯键的形成，C正确；病毒是非细胞生物没有核糖体，但病毒包膜上依然存在在宿主
7、细胞中合成的蛋白质，D错误。故选C。7(2020山东省淄博市高三三模)研究人员在分离大肠杆菌的多聚核糖体时，发现核糖体与DNA及一些蛋白质复合物耦连在一起，形成复合结构，其组成如下图所示。下列叙述错误的是(D)A核糖体通过mRNA与质粒DNA发生耦连B大肠杆菌的转录过程和翻译过程同时进行C在mRNA上，核糖体的移动方向为abD启动子和终止子决定了翻译的开始和终止解析由图可知：核糖体通过mRNA与质粒DNA发生耦连，A正确；图中转录形成的mRNA没有与质粒DNA的模板链分离，就有多个核糖体与mRNA结合，说明大肠杆菌的转录过程和翻译过程同时进行，B正确；一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，
8、同时进行多条肽链的合成，且先结合的核糖体中合成的肽链最长，据此分析图示可知：在mRNA上，核糖体的移动方向为ab，C正确；启动子的作用是驱动基因转录出mRNA，终止子起到终止转录的作用，起始密码子和终止密码子决定了翻译的开始和终止，D错误。故选D。8(2021湖南长郡中学测试)如图为某六肽化合物合成的示意图。下列叙述不正确的是(B)A与相比，特有的碱基配对方式是UAB根据图中多肽的氨基酸数可以判断出终止密码子是UCUC中会产生图中代表的物质，且中含有氢键D若该多肽是一种DNA聚合酶，则它会催化物质的复制解析为DNA，均是mRNA，是多肽。过程表示转录，其碱基配对方式是AU、TA、GC、CG，过
9、程表示翻译，其碱基配对方式是AU、UA、GC、CG，可见，与相比，特有的碱基配对方式是UA；由题意“为某六肽化合物合成”，再根据图中多肽的氨基酸数可以判断出终止密码子是UAA；所示的转录过程会产生图中代表的tRNA，tRNA 中含有氢键；若该多肽是一种DNA聚合酶，则它会催化物质所示的DNA的复制。9(2020山东省泰安市高三上学期期中)用3H标记尿嘧啶后合成的核糖核苷酸，若注入真核细胞，不可用于研究(A)ADNA复制的场所BmRNA与核糖体的结合CDNA转录的场所DmRNA合成由核孔进入细胞质解析DNA复制需要DNA模板、原料脱氧核苷酸、能量ATP和DNA聚合酶，不需要尿嘧啶核糖核苷酸，A正
10、确；mRNA中含有尿嘧啶核糖核苷酸，所以可以将其用3H标记后研究mRNA与核糖体的结合和mRNA合成由核孔进入细胞质过程，B、D错误；DNA转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，需要核糖核苷酸为原料，所以可以用3H标记尿嘧啶后合成的核糖核苷酸作为原料研究该过程，C错误。故选A。10(2020山东日照一模)研究发现，当细胞中缺乏氨基酸时，负载tRNA(携带氨基酸的tRNA)会转化为空载tRNA(没有携带氨基酸的tRNA)参与基因表达的调控。如图是缺乏氨基酸时，tRNA调控基因表达的相关过程。下列相关叙述错误的是(B)A过程可以产生tRNA、rRNA、mRNA三种RNAB终止密码子与a距离
11、最近，d结合过的tRNA最多C细胞缺乏氨基酸时，空载tRNA既抑制转录也抑制翻译D细胞缺乏氨基酸时，该调控机制有利于氨基酸的调配利用解析根据肽链的长短，判断核糖体是从mRNA右端向左端移动，因此，终止密码子与a距离最近，a结合过的tRNA最多。11(2020天津高考模拟)若基因转录所合成的RNA链不能与模板分开，会形成R环(由一条RNA链与双链DNA中的一条链杂交而组成的三链核酸结构)。下列有关说法正确的是(D)AR环的产生不会影响DNA的复制BR环中未配对的DNA单链可以进行转录因而不会影响该基因的表达C杂合链中AU/T碱基对的比例不会影响R环的稳定性DRNA链未被快速转运到细胞质中可导致R
12、环形成解析由于形成的R环会阻碍解旋酶的移动，所以R环的产生会影响DNA的复制，A错误；R环中未配对的DNA单链是非模板链，不进行转录，B错误；杂合链中AU/T碱基对的比例会影响两条链之间氢键的含量，AU/T碱基对的比例越少，氢键就越多，R环越稳定，因而会影响R环的稳定性，C错误；新生RNA分子未被及时加工成熟或未被快速转运到细胞质等均会催生R环的产生，D正确。故选D。12(2020黑龙江大庆四中高三月考)下列有关遗传信息传递的叙述中，错误的是 (C)ADNA复制和转录的场所相同B碱基互补配对原则很大程度上保证了DNA复制的准确性C基因的改变仅引起生物体单一性状的改变D转录时并非整个DNA分子都
13、解旋解析DNA复制的主要场所是细胞核，转录的主要场所是细胞核，A正确；DNA准确复制的原因是亲代DNA提供模板，复制过程严格遵循碱基互补配对，B正确；基因与性状的关系并不都是简单的线性关系，基因的改变可能引起生物体多个性状的改变，C错误；转录是以基因为单位进行的，因此转录时将DNA片段解旋，D正确。13(2021天津高考模拟)如图为生物体内遗传信息的传递过程，下列相关叙述正确的是(D)(注：利福平与红霉素都是抗生素类药物，利福平能抑制RNA聚合酶的活性，红霉素能与核糖体结合以阻止其发挥作用。)A在人体神经元的细胞核中发生的过程是，细胞质中发生的过程是B利福平抑菌是通过影响图中过程实现的，红霉素
14、抑菌是通过影响图中过程实现的C图中能发生碱基A与T配对的过程有，能发生碱基A与U配对的过程有D细胞生物的遗传信息传到蛋白质的途径为，病毒的遗传信息传到蛋白质的途径为或解析人体神经元细胞是高度分化的细胞，其细胞核中可发生转录不可发生DNA复制，其细胞质中的线粒体含有少量DNA，可发生DNA复制、转录和翻译过程，A错误；据题干信息，利福平能抑制RNA聚合酶的活性，说明能够影响RNA的合成，而细菌不能发生RNA复制过程，因此利福平抑菌是通过影响转录过程实现的。核糖体是翻译的场所，红霉素能与核糖体结合阻止其发挥作用，因此红霉素抑菌是通过影响翻译过程实现的，B错误；DNA和DNA之间或者DNA和RNA之
15、间能发生碱基A与T的配对，因此DNA复制、转录和逆转录过程均可发生碱基A与T的配对；DNA与RNA之间或者RNA与RNA之间能发生碱基A与U的配对，因此转录、翻译、逆转录和RNA复制过程均可发生碱基A与U的配对，C错误；细胞生物的遗传信息可由转录和翻译传到蛋白质。病毒分为DNA病毒和RNA病毒，DNA病毒的遗传信息可通过转录和翻译传到蛋白质，RNA病毒的遗传信息可通过逆转录、转录、翻译或直接通过翻译传到蛋白质，D正确。二、非选择题14(2021南通模拟)当某些基因转录形成的mRNA分子难与模板链分离时，会形成RNADNA杂交体，这时非模板链、RNADNA杂交体共同构成R环结构。研究表明R环结构
16、会影响DNA复制、转录和基因的稳定性等。如图是原核细胞DNA复制及转录相关过程的示意图。请回答下列问题：(1)酶C是RNA聚合酶。与酶A相比，酶C除能催化核苷酸之间形成磷酸二酯键外，还能催化氢键断裂。(2)R环结构通常出现在DNA非转录模板链上含较多碱基G的片段，R环中含有碱基G的核苷酸有鸟嘌呤脱氧核苷酸和鸟嘌呤核糖核苷酸，富含G的片段容易形成R环的原因是模板链与mRNA之间形成的氢键比例高，mRNA不易脱离模板链。对这些基因而言，R环是否出现可作为基因是否转录(或表达)的判断依据。(3)研究发现原核细胞DNA复制速率和转录速率相差很大。当DNA复制和基因转录同向进行时，如果转录形成R环，则D
17、NA复制会被迫停止，这是由于R环阻碍解旋酶(酶B)的移动。R环的形成会降低DNA的稳定性，如非模板链上胞嘧啶转化为尿嘧啶，经2次DNA复制后开始产生碱基对CG替换为TA的突变基因。解析(1)酶C是RNA聚合酶。酶C催化氢键断裂的同时，也能催化核苷酸之间形成磷酸二酯键。(2)R环包括DNA链和RNA链，含有碱基G的核苷酸有鸟嘌呤脱氧核苷酸和鸟嘌呤核糖核苷酸，富含G的片段模板链与mRNA之间形成的氢键比例高，mRNA不易脱离模板链，容易形成R环。R环是否出现可作为基因是否转录(或表达)的判断依据。(3)转录形成R环，R环会阻碍解旋酶(酶B)的移动，使DNA复制被迫停止。DNA的复制为半保留复制，如
18、果非模板链上胞嘧啶转化为尿嘧啶，经第1次复制该位点碱基对变为UA，经第2次复制该位点碱基对变为TA。15(2021山东模拟)2019年诺贝尔生理学或医学奖授予在低氧感应方面做出贡献的科学家。研究发现，合成促红细胞生成素(EPO)的细胞持续表达低氧诱导因子(HIF1)。在氧气供应正常时，HIF1合成后很快被降解；在氧气供应不足时，HIF1不被降解，细胞内积累的HIF1可促进EPO的合成，使红细胞增多以适应低氧环境，相关机理如下图所示。此外，该研究可为癌症等诸多疾病的治疗提供新思路。(1)如果氧气供应不足，HIF1进入细胞核，与其他因子(ARNT)一起与EPO基因上游的调控序列结合，增强该基因的表
19、达水平(转录)，使EPO合成和分泌增加。EPO刺激骨髓造血干细胞，使其增殖和分化，生成大量红细胞，从而提高氧气的运输能力。(2)正常条件下，氧气通过自由扩散的方式进入细胞，细胞内的HIF1在脯氨酰羟化酶的作用下被羟基化，最终被降解。如果将细胞中的脯氨酰羟化酶基因敲除，EPO基因的表达水平会升高(填“升高”或“降低”)，其原因是该基因被敲除后，缺少脯氨酸酰羟化酶，HIF1不能被降解，其进入细胞核与ARNT一起与EPO基因上游的调控序列结合，增强EPO基因的表达。(3)一些实体肿瘤(如肝癌)中的毛细血管生成滞后，限制了肿瘤的快速发展。研究发现，血管内皮生长因子能促进血管内皮细胞增殖和毛细血管的生成
20、。假设血管内皮生长因子的合成与EPO合成的调节途径类似，且途径有两个：途径相当于图中HIF1的降解过程，途径相当于HIF1对EPO合成的调控过程。为了限制肿瘤快速生长，可以通过调节途径和途径来实现，进行调节的思路是促进途径，抑制途径。解析(1)若氧气供应不足，HIF1进入细胞核，与ARNT一起与EPO基因上游的调控序列结合，增强该基因的表达水平，使EPO合成和分泌增加。EPO(促红细胞生成素)可刺激骨髓造血干细胞增殖和分化，生成大量红细胞，从而提高氧气的运输能力。(2)氧气进入细胞的方式为自由扩散；若脯氨酰羟化酶基因被敲除，细胞中缺少脯氨酸酰羟化酶，则HIF1不能被降解，其积累后，可进入细胞核与ARNT一起增强EPO基因的表达。(3)由题意可知，毛细血管生成滞后可限制肿瘤的快速生长，而毛细血管生成受血管内皮生长因子的调控。结合图解可知，途径会降低细胞中血管内皮生长因子的含量，进而抑制毛细血管的生成，可限制肿瘤的快速生长，途径则会增加细胞中血管内皮生长因子的含量，因此为限制肿瘤快速生长，应促进途径、抑制途径。