课时跟踪检测（二十一） 基因的表达

PAGE第4页共9页课时跟踪检测（二十一）基因的表达一、立足主干知识，注重基础性和综合性1．对于基因如何指导蛋白质合成，克里克认为要实现碱基序列向氨基酸序列的转换，一定存在一种既能识别碱基序列，又能运载特定氨基酸的分子。该种分子后来被发现是()A．DNA B．mRNAC．tRNA D．rRNA解析：选CDNA通过转录和翻译可合成蛋白质，但不能运载特定氨基酸分子；mRNA是蛋白质合成的直接模板，不能运载特定氨基酸分子；tRNA主要是将其携带的氨基酸运送到核糖体上，通过反密码子与mRNA上的密码子识别，在mRNA指导下合成蛋白质；rRNA是组成核糖体的重要组成成分，不能运载特定的氨基酸分子。2．(2020·全国卷Ⅲ)关于真核生物的遗传信息及其传递的叙述，错误的是()A．遗传信息可以从DNA流向RNA，也可以从RNA流向蛋白质B．细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽C．细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等D．染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子解析：选B在真核生物中，遗传信息可以从DNA流向DNA，也可以从DNA流向RNA，还可以从RNA流向蛋白质，A正确；细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA包括mRNA、tRNA、rRNA等，其中tRNA、rRNA不能编码多肽，B错误；基因通常是有遗传效应的DNA片段，由于真核细胞中的DNA分子中还存在非基因片段，故真核细胞中DNA分子的碱基总数大于所有基因的碱基数之和，C正确；基因在染色体上呈线性排列，一个DNA分子上有许多个基因，转录是以基因为单位进行的，因此染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子，D正确。3．信息传递方向可用中心法则表示。下列叙述正确的是()A．HIV病毒的RNA可通过逆转录合成单链DNAB．烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传密码传递给子代C．果蝇体细胞中核DNA分子通过转录将遗传信息传递给子代D．洋葱根尖细胞中DNA聚合酶主要在G2期通过转录和翻译合成解析：选AHIV病毒为逆转录病毒，其RNA可通过逆转录合成单链DNA，A正确；烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传信息传递给子代，B错误；果蝇体细胞中核DNA分子通过复制将遗传信息传递给子代，C错误；洋葱根尖细胞中DNA聚合酶主要在G1期通过转录和翻译合成，以便催化S期DNA的复制，D错误。4．新型冠状病毒是一种单链RNA病毒，其遗传信息流动过程不存在RNA→DNA过程。下列相关叙述或推理较合理的是()A．新冠肺炎是一种由新型冠状病毒感染引起的传染性较高的遗传病B．在该病毒的遗传信息流动过程中不会出现DNA→DNA或DNA→RNA过程C．该病毒在增殖时，催化其RNA合成的酶由宿主细胞的基因控制合成D．该病毒容易发生变异，主要原因是该病毒的遗传物质是单链的核糖核苷酸解析：选B新冠肺炎是一种由新型冠状病毒感染引起的传染性较高的传染病，而不是遗传病；新型冠状病毒是一种单链RNA病毒，且其遗传信息流动过程不存在RNA→DNA过程，说明新型冠状病毒不是逆转录病毒，因此，在该病毒的遗传信息流动过程中不会出现DNA→DNA或DNA→RNA过程；该病毒在增殖时，催化其RNA合成的酶由病毒RNA的基因控制合成；该病毒容易发生变异，主要原因是该病毒的遗传物质是单链的核糖核酸。5．(2021·潍坊模拟)基因最初转录形成的hnRNA，在细胞核内经加工成为成熟的mRNA。甲、乙为小鼠的β-球蛋白基因(图中的实线为基因)与其hnRNA、mRNA的杂交结果。下列叙述正确的是()A．可从小鼠浆细胞的细胞质中获取mRNA、hnRNAB．甲图的杂交带中含有5种脱氧核糖核苷酸残基C．β-球蛋白基因中含有不编码蛋白质的碱基序列D．hnRNA和mRNA杂交出现杂交带和游离的核苷酸序列解析：选C基因最初转录形成的hnRNA，在细胞核内经加工成为成熟的mRNA。因此可从小鼠浆细胞的细胞核中获取mRNA、hnRNA，A错误；DNA含有4种脱氧核糖核苷酸，因此甲图的杂交带中含有4种脱氧核糖核苷酸残基，B错误；根据甲图和乙图分析可知，β-球蛋白基因中含有不编码蛋白质的碱基序列，C正确；甲图中hnRNA和mRNA的碱基序列基本相同，二者杂交不会出现杂交带，D错误。6．人体中高度分化的细胞往往不能进行增殖，为了维持某些细胞的数量，这些细胞中一些特定基因会进行表达(如基因ARC)，从而合成凋亡抑制因子抑制其凋亡。结合图判断下列选项中不合理的是()A．进行①过程时有氢键形成B．②过程发生时有3类RNA参与其中C．基因ARC仅存在于这些高度分化的细胞中D．心肌细胞中基因ARC的表达有利于心脏功能的维持解析：选C①过程为转录，转录的产物为RNA(rRNA、mRNA、tRNA)，其中tRNA含有部分氢键；②过程为翻译，发生时有3类RNA(rRNA、mRNA、tRNA)参与，其中rRNA参与合成核糖体，mRNA作为翻译的模板、tRNA搬运氨基酸到核糖体；所有体细胞都直接或者间接来源于受精卵的有丝分裂，经有丝分裂形成的细胞基因型和母细胞相同，因此基因ARC存在于所有体细胞内；基因ARC表达，细胞会合成凋亡抑制因子抑制其凋亡，故心肌细胞中基因ARC的表达有利于心脏功能的维持。7．(2021·唐山模拟)表观遗传学是指细胞内基因序列没有改变，但DNA发生甲基化、组蛋白修饰等，使基因的表达发生可遗传变化的现象。对此现象的叙述错误的是()A．若基因的启动部位被修饰，则可能遏制了RNA聚合酶的识别B．男性吸烟者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明显升高C．正常的细胞分化可以体现出细胞层次上的表观遗传D．同卵双胞胎之间的差异皆是由表观遗传引起的解析：选D基因的启动部位是RNA聚合酶识别和结合的位点，因此若基因的启动部位被修饰，则可能遏制了RNA聚合酶的识别，A正确；男性吸烟者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明显升高，B正确；细胞分化可使细胞的形态、结构和生理功能发生稳定性差异，可见正常的细胞分化可以体现出细胞层次上的表观遗传，C正确；同卵双胞胎之间的差异主要是由环境因素引起的，D错误。8．(2020·淄博三模)野生型大肠杆菌(his＋)能在基本培养基上生长，组氨酸缺陷型(his－)不能合成组氨酸，但能在添加了组氨酸的基本培养基上生长和繁殖。将his－型大肠杆菌在添加了组氨酸的基本培养基上培养多代后，再接种到基本培养基上培养，发现个别培养基上长出了菌落。下表是his－和his＋的相关基因及密码子，相关叙述正确的是()大肠杆菌类型his－his＋基因——TGA————ACT————TGG————ACC——密码子UGA(终止)UGGA．密码子UGG决定培养基中的组氨酸B．在his＋→his－过程中，基因发生了碱基对的缺失C．在his－→his＋过程中，基因的回复突变是定向的D．在his－细胞中，组氨酸合成酶的合成过程被提前终止解析：选D密码子UGG对应的是色氨酸，A错误；在his＋→his－过程中，基因发生了碱基对的替换(G—C被A—T替换)，B错误；在his－→his＋过程中，基因的回复突变是不定向的，C错误；在his－细胞中，相关基因转录的mRNA提前出现了终止密码子，导致组氨酸合成酶的合成过程被提前终止，D正确。9．(2020·全国卷Ⅱ)大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后，可形成小肽(短的肽链)。回答下列问题：(1)在大豆细胞中，以mRNA为模板合成蛋白质时，除mRNA外还需要其他种类的核酸分子参与，它们是____________________。(2)大豆细胞中大多数mRNA和RNA聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞质这两个部位来说，作为mRNA合成部位的是__________，作为mRNA执行功能部位的是__________；作为RNA聚合酶合成部位的是________，作为RNA聚合酶执行功能部位的是______________。(3)部分氨基酸的密码子如表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG，则该小肽的氨基酸序列是________________________________。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，则此时编码小肽的RNA序列为______________________。氨基酸色氨酸谷氨酸酪氨酸组氨酸密码子UGGGAAGAGUACUAUCAUCAC解析：(1)在大豆细胞中，以mRNA为模板合成蛋白质时，还需要rRNA参与构成核糖体、tRNA参与氨基酸的转运。(2)大豆细胞中，仅考虑细胞核和细胞质这两个部位，mRNA的合成部位是细胞核，mRNA合成以后通过核孔进入细胞质，与核糖体结合起来进行翻译过程；RNA聚合酶在细胞质中的核糖体上合成，经加工后，通过核孔进入细胞核，与DNA结合起来进行转录过程。(3)根据该小肽对应的编码序列，结合表格中部分氨基酸的密码子可知，该小肽的氨基酸序列是酪氨酸谷氨酸组氨酸色氨酸。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，结合表格中部分氨基酸的密码子可知，谷氨酸、酪氨酸和组氨酸的密码子均有两个，且均为最后一个碱基不同，因此应该是这三种氨基酸分别对应的密码子的最后一个碱基发生了替换，此时编码小肽的RNA序列为UAUGAGCACUGG。答案：(1)rRNA、tRNA(2)细胞核细胞质细胞质细胞核(3)酪氨酸-谷氨酸-组氨酸-色氨酸UAUGAGCACUGG10．(2021·九江模拟)目前医学上常使用抗生素治疗由细菌引起的疾病。图1中①～⑤分别表示不同抗生素抑制细菌的作用情况，字母a、b、c表示遗传信息的传递过程，F、R表示不同的结构。图2表示该细菌细胞中某基因的表达过程。请据图回答下列问题：(1)图1中①表示_________________________________________________________，④表示_______________________________________________________________。(2)细菌在正常状态下，c过程中遗传信息的传递也会有损失，其原因是________________________________________________________________________。(3)人类滥用抗生素往往导致细菌产生耐药性，现代生物进化理论认为，其实质是____________________________________________。(4)图2中含有五碳糖的物质有______________________(填标号)，a过程所需的酶是________________。如果图中mRNA对应的DNA片段连续复制2次共需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为__________个。(5)将N个细菌的F用32P标记后，放在31P的培养液中连续分裂m次，含31P标记的细菌有__________个。解析：(1)根据题意和图示分析可知，图中①表示抑制细菌细胞壁的形成，从而使细菌不能繁殖；F是大型环状DNA分子，b是转录过程，所以④表示抑制细菌DNA的转录。(2)在翻译过程中，mRNA上携带的遗传信息也会因存在终止密码子而不能表达出组成蛋白质的氨基酸。(3)现代生物进化理论认为种群是生物进化的基本单位，进化的实质是种群的基因频率发生改变；自然选择决定生物进化的方向。所以滥用抗生素，在其定向选择下会使得种群的抗药基因频率不断提高，从而导致细菌产生耐药性。(4)图2中①是DNA分子，②是mRNA，③是核糖体，④是多肽链，⑤是tRNA，其中含有五碳糖的物质有DNA和RNA，即①②⑤。从图2中可以看出a过程表示转录，所需的酶是RNA聚合酶，图中mRNA含有6个尿嘧啶核糖核苷酸和1个腺嘌呤核糖核苷酸，根据碱基互补配对原则可知，其对应的DNA片段中含有7个胸腺嘧啶脱氧核苷酸，该DNA片段连续复制2次共需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为7×(22－1)＝21(个)。(5)因为DNA分子复制方式是半保留复制，所以DNA分子放在31P的培养液中连续分裂m次，每个DNA分子中都含有31P。因此N个细菌连续分裂m次，共产生2m×N个细菌，每个细菌中的DNA都含有31答案：(1)抗生素能抑制细菌细胞壁的形成抗生素能抑制细菌DNA的转录(2)mRNA上有些碱基序列不能编码氨基酸，如终止密码子(3)定向选择，菌群中抗药基因频率增加(4)①②⑤RNA聚合酶21(5)2m×二、强化迁移能力，突出创新性和应用性11．(2021·重庆模拟)如图为不同种类的药品影响大肠杆菌遗传信息流动，从而抑制大肠杆菌生长繁殖的原理模式图。下列有关叙述错误的是()A．二氯二乙胺能够抑制DNA复制酶，则二氯二乙胺最可能是药物aB．四环素能特异性地与大肠杆菌核糖体结合，则四环素可能是药物cC．药物a与药物b的作用对象可能不同，但都可能使DNA不能解旋D．大肠杆菌细胞是原核细胞，因此大肠杆菌细胞中只有rRNA解析：选D药物a影响DNA的复制，而DNA复制酶与DNA的复制有关，所以二氯二乙胺最可能是药物a，A正确；四环素与大肠杆菌核糖体结合从而影响翻译过程，所以四环素可能是药物c，B正确；在DNA复制和转录过程中都会发生DNA分子解旋的过程，所以药物a(影响复制)与药物b(影响转录)都可能使DNA不能解旋，C正确；大肠杆菌细胞中可以发生翻译过程，所以细胞内含有rRNA、mRNA和tRNA，D错误。12．(2021·南宁模拟)如图所示为M基因控制物质c的合成以及物质c形成特定空间结构的物质d的流程图解。下列相关叙述正确的是()A．基因转录得到的产物均可直接作为蛋白质合成的控制模板B．组成物质c的氨基酸数与组成M基因的核苷酸数的比值小于1/6C．图中①④过程参与碱基配对的碱基种类较多的是④过程D．图中经过⑤过程形成物质d时需依次经过高尔基体和内质网的加工与修饰解析：选B从图中信息可知，控制该分泌蛋白合成的直接模板是物质b，而转录的产物是物质a，A错误；由于M基因转录的区段只有一部分，并且物质a到mRNA，还要经历剪切掉一部分片段，所以组成物质c的单体数与组成M基因的单体数的比值小于1/6，B正确；根据图中信息可知，①过程表示转录，该过程参与碱基配对的碱基有5种，而④过程表示翻译，该过程参与碱基配对的碱基只有4种，C错误；核糖体合成的肽链应先经内质网进行初步加工，再由高尔基体进一步修饰和加工，D错误。13．(2021·临汾一模)丝状温度敏感蛋白(FtsZ)是细菌中一种含量丰富且结构稳定的蛋白质，几乎存在于所有病原细菌中。在细菌二分裂时，FtsZ能水解GTP(鸟苷三磷酸)，利用释放的化学能使自身聚集成Z环、环化收缩产生分裂力，驱动细菌分裂。下列说法错误的是()A．FtsZ的合成需要经过转录、翻译过程B．FtsZ有希望作为预防肺结核的专一性疫苗研制使用C．过酸或过碱会降低FtsZ的活性，抑制细菌分裂D．FtsZ抑制剂可作为广谱抗菌药物，不容易产生耐药性解析：选BFtsZ是蛋白质，其形成需要经过转录、翻译过程，A正确；FtsZ几乎存在于所有病原细菌中，不能作为预防肺结核的专一性疫苗研制使用，B错误；过酸、过碱会影响蛋白质FtsZ的活性，进而影响其水解GTP(鸟苷三磷酸)，驱动细菌分裂的功能，C正确；FtsZ在细菌中含量丰富且结构稳定，几乎存在于所有病原细菌中，故FtsZ抑制剂可作为广谱抗菌药物，不容易产生耐药性，D正确。14．(2021·如皋校级一模)从唾液腺细胞中提取全部mRNA，以此为模板合成相应的单链DNA(T-cDNA)，利用该T-cDNA与来自同一个体浆细胞中的全部mRNA(J-mRNA)进行分子杂交。下列有关叙述正确的是()A．T-cDNA分子中嘌呤碱基与嘧啶碱基数目相等B．细胞中的RNA与T-cDNA都能进行分子杂交C．唾液腺细胞不能分泌抗体是因为缺乏编码抗体的相关基因D．能与T-cDNA互补的J-mRNA中含有编码呼吸酶的mRNA解析：选D根据题意可知，T-cDNA分子是单链DNA，不遵循碱基互补配对原则，因此该分子中嘌呤碱基与嘧啶碱基数目没有必然的关系，A错误；由于两个细胞都是高度分化的，细胞中基因发生选择性表达，因此细胞中形成的mRNA种类不完全相同，导致浆细胞中的J-mRNA与T-cDNA不一定都能进行分子杂交，B错误；来自同一个人的唾液腺细胞和浆细胞中的遗传物质是完全相同的，即唾液腺细胞中也具有编码抗体有关的基因但不表达，C错误；呼吸酶基因在所有细胞中均会表达，因此能与T-cDNA互补的J-mRNA中含有编码呼吸酶的mRNA，D正确。15．(2020·北京东城区二模)种子萌发是一个非常复杂的过程，受到多种因素的影响。为研究水稻中的PLA3基因在参与脱落酸(ABA)调控水稻种子萌发中的作用，研究人员进行了系列实验。请回答下列问题：(1)图1显示水稻种子在不同处理培养16h后的萌发情况，结果表明ABA作为一种植物激素能够__________种子萌发，它与赤霉素(GA)对种子萌发的作用存在______关系。(2)在水稻突变体pla3中，PLA3基因由于编码区缺失一个碱基对而发生了________________________的改变，导致其通过转录产生的mRNA上_______________，使得翻译出的PLA3蛋白所含氨基酸数目多于野生型水稻(WT)中的PLA3蛋白。这种“加长”的PLA3蛋白没有生物活性。(3)研究人员以野生型水稻(WT)种子和pla3种子为材料，研究PLA3基因在参与ABA调控水稻种子萌发中的作用。①将两种种子分别置于无ABA和含一定浓度ABA的环境中培养，观察并统计种子的萌发率(如图2)。由结果可知，在WT种子中，PLA3基因的作用是__________种子萌发。图中种子萌发后________________萌发率的差值可反映出ABA处理对pla3种子的作用。综合图中四组实验结果，可推知PLA3基因功能丧失使得________________________________。②研究发