第六單元　課時練27　基因的表達

第六單元課時練27基因的表達選擇題1～4題，每小題4分，5～14題，每小題5分，共66分。一、選擇題1.下列關于圖中①②兩種核酸分子的敘述，正確的是()A．①②中的嘌呤堿基數(shù)都等于嘧啶堿基數(shù)B．遺傳基因在①上，密碼子位于②上C．②是由①轉錄而來的D．肺炎鏈球菌和T2噬菌體均含①和②2．(2024·安徽，11)真核生物細胞中主要有3類RNA聚合酶，它們在細胞內(nèi)定位和轉錄產(chǎn)物見表。此外，在線粒體和葉綠體中也發(fā)現(xiàn)了分子量小的RNA聚合酶。下列敘述錯誤的是()種類細胞內(nèi)定位轉錄產(chǎn)物RNA聚合酶Ⅰ核仁5.8SrRNA、18SrRNA、28SrRNARNA聚合酶Ⅱ核質(zhì)mRNARNA聚合酶Ⅲ核質(zhì)tRNA、5SrRNA注：各類rRNA均為核糖體的組成成分。A．線粒體和葉綠體中都有DNA，兩者的基因轉錄時使用各自的RNA聚合酶B．基因的DNA發(fā)生甲基化修飾，抑制RNA聚合酶的結合，可影響基因表達C．RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的轉錄產(chǎn)物都有rRNA，兩種酶識別的啟動子序列相同D．編碼RNA聚合酶Ⅰ的基因在核內(nèi)轉錄、細胞質(zhì)中翻譯，產(chǎn)物最終定位在核仁3．如圖為真核細胞核仁中形成rRNA的DNA片段進行轉錄的狀況示意圖。下列有關敘述錯誤的是()A．b段是此時該DNA未被轉錄的區(qū)段B．RNA聚合酶的移動方向是由左向右C．d是轉錄產(chǎn)物rRNA的5′端D．核仁與核糖體的形成有關4．DNA轉錄時作為模板功能的鏈叫作反義鏈，另一條叫作有義鏈。如圖是DNA分子中某些基因有義鏈和反義鏈示意圖。下列說法錯誤的是()A．不同基因可能同時復制，但不能同時轉錄B．根據(jù)啟動子和終止子的相對位置可判斷哪條鏈作為反義鏈C．DNA分子的一條鏈對不同基因來說，有的是有義鏈，有的是反義鏈D．基因的轉錄和翻譯并不都是沿著模板的3′端到5′端進行的5．(2023·全國乙，5)已知某種氨基酸(簡稱甲)是一種特殊氨基酸，迄今只在某些古菌(古細菌)中發(fā)現(xiàn)含有該氨基酸的蛋白質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)這種情況出現(xiàn)的原因是：這些古菌含有特異的能夠轉運甲的tRNA(表示為tRNA甲)和酶E，酶E催化甲與tRNA甲結合生成攜帶了甲的tRNA甲(表示為甲－tRNA甲)，進而將甲帶入核糖體參與肽鏈合成。已知tRNA甲可以識別大腸桿菌mRNA中特定的密碼子，從而在其核糖體上參與肽鏈的合成。若要在大腸桿菌中合成含有甲的肽鏈，則下列物質(zhì)或細胞器中必須轉入大腸桿菌細胞內(nèi)的是()①ATP②甲③RNA聚合酶④古菌的核糖體⑤酶E的基因⑥tRNA甲的基因A．②⑤⑥ B．①②⑤C．③④⑥ D．②④⑤6．(2023·江蘇，6)翻譯過程如圖所示，其中反密碼子第1位堿基常為次黃嘌呤(I)，與密碼子第3位堿基A、U、C皆可配對。下列相關敘述正確的是()A．tRNA分子內(nèi)部不發(fā)生堿基互補配對B．反密碼子為5′－CAU－3′的tRNA可轉運多種氨基酸C．mRNA的每個密碼子都能結合相應的tRNAD．堿基I與密碼子中堿基配對的特點，有利于保持物種遺傳的穩(wěn)定性7．(2023·海南，13)噬菌體ΦX174的遺傳物質(zhì)為單鏈環(huán)狀DNA分子，部分序列如圖。下列有關敘述正確的是()A．D基因包含456個堿基，編碼152個氨基酸B．E基因中編碼第2個和第3個氨基酸的堿基序列，其互補DNA序列是5′－GCGTAC－3′C．噬菌體ΦX174的DNA復制需要DNA聚合酶和4種核糖核苷酸D．E基因和D基因的編碼區(qū)序列存在部分重疊，且重疊序列編碼的氨基酸序列相同8．一個基因的轉錄產(chǎn)物在個體的不同組織細胞、發(fā)育階段和生理狀態(tài)下，通過不同的剪接方式可以得到不同的mRNA和翻譯產(chǎn)物，稱為選擇性剪接。如圖為鼠降鈣素基因在不同組織細胞中表達的過程。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是()A．RNA聚合酶以基因一條鏈為模板轉錄合成多種前體RNAB．選擇性剪接過程需要酶催化磷酸二酯鍵和氫鍵的斷裂和形成C．鼠降鈣素基因表達形成不同的蛋白質(zhì)，是因為對翻譯的調(diào)控不同D．不同組織細胞通過選擇性剪接，可以滿足機體對不同代謝活動的需要9．(2022·河北，9)下列關于中心法則相關酶的敘述，錯誤的是()A．RNA聚合酶和逆轉錄酶催化反應時均遵循堿基互補配對原則且形成氫鍵B．DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆轉錄酶均由核酸編碼并在核糖體上合成C．在解旋酶協(xié)助下，RNA聚合酶以單鏈DNA為模板轉錄合成多種RNAD．DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在體外發(fā)揮催化作用10．(2024·武漢月考)某基因的mRNA上具有SAM感受型核糖開關，SAM通過與mRNA結合來進行調(diào)節(jié)，機制如圖所示，RBS為mRNA上的核糖體結合位點。下列相關敘述錯誤的是()A．核糖開關的化學本質(zhì)是RNA，RBS段與1段的堿基序列互補B．核糖開關的構象發(fā)生改變的過程涉及了氫鍵的斷裂和形成C．SAM與核糖開關的結合，可能會抑制基因表達的翻譯過程D．SAM阻止RBS與核糖體結合，使核糖體無法向mRNA的5′端移動11．(2025·南京模擬)細胞中的氨基酸有兩個來源：一是從細胞外攝取，二是在細胞內(nèi)利用氨基酸合成酶自己合成。當細胞缺乏氨基酸時，某種RNA無法結合氨基酸(空載)，空載的該種RNA與核糖體結合后引發(fā)RelA利用GDP和ATP合成ppGpp(如圖1)，ppGpp是細胞內(nèi)的一種信號分子，可提高A類基因或降低B類基因的轉錄水平，也可直接影響翻譯過程(如圖2)。下列敘述錯誤的是()A．翻譯的模板是mRNA，缺乏氨基酸導致空載的RNA屬于tRNAB．可推測rRNA基因?qū)儆贏類基因，氨基酸合成酶基因?qū)儆贐類基因C．圖2所示的翻譯過程中，核糖體在mRNA上的移動方向為從右往左D．ppGpp調(diào)節(jié)機制屬于負反饋調(diào)節(jié)，能緩解氨基酸缺乏造成的影響12．大腸桿菌可以直接利用葡萄糖，也可以通過合成β-半乳糖苷酶將乳糖分解為葡萄糖和半乳糖加以利用。如圖是大腸桿菌乳糖代謝基因在轉錄水平上受到調(diào)控的模型。下列說法不正確的是()A．阻遏蛋白與操縱基因結合會抑制結構基因的轉錄B．基因LacZ、LacY、LacA共用一套啟動子和終止子C．圖示的2個mRNA都有1個起始密碼子和1個終止密碼子D．葡萄糖耗盡時β-半乳糖苷酶基因被誘導表達，這種調(diào)節(jié)可以減少物質(zhì)和能量的浪費13．(2024·雙鴨山模擬)原核生物DNA的轉錄經(jīng)常會出現(xiàn)提早終止現(xiàn)象，產(chǎn)生不完整的mRNA，并翻譯形成很多無效的蛋白質(zhì)。不完整的mRNA可能導致參與翻譯的核糖體不能正常脫離并重新投入使用，從而極大地影響基因表達。針對這類問題，研究者設計了一套蛋白質(zhì)翻譯質(zhì)量改善系統(tǒng)(ProQC)(如圖所示)，通過開關序列與其互補序列的設計，使mRNA在完整時才能打開莖環(huán)結構并完成翻譯。下列敘述正確的是()A．原核生物的DNA轉錄時，需要RNA聚合酶識別起始密碼子B．核糖體不能從不完整的mRNA上正常脫離，是因為該mRNA上缺少終止子C．若與開關序列互補的序列出現(xiàn)突變，可能導致完整的mRNA不能正常翻譯D．通過ProQC的優(yōu)化，不完整的mRNA依然會翻譯產(chǎn)生少量無效的蛋白質(zhì)14．(2024·廣州模擬)Rous肉瘤病毒是誘發(fā)癌癥的一類RNA病毒，如圖表示其致病原理，下列敘述正確的是()A．過程①發(fā)生在宿主細胞內(nèi)，需要宿主細胞提供逆轉錄酶B．過程②的目的是形成雙鏈DNA，其中酶A是一種RNA聚合酶C．過程③是以＋DNA為模板合成大量Rous肉瘤病毒＋RNA的過程D．Rous肉瘤病毒致癌的過程中，宿主細胞的遺傳信息發(fā)生改變二、非選擇題15．(14分)(2024·咸寧期末)轉鐵蛋白(Tf)能與細胞膜上的轉鐵蛋白受體(TfR)結合，介導含鐵的蛋白質(zhì)從細胞外進入細胞內(nèi)。細胞內(nèi)轉鐵蛋白受體mRNA(TfR－mRNA)的穩(wěn)定性受Fe3＋含量的調(diào)節(jié)(如圖)，鐵反應元件是TfR－mRNA上一段富含堿基A、U的序列，當細胞中Fe3＋濃度高時，鐵調(diào)節(jié)蛋白由于結合Fe3＋而不能與鐵反應元件結合，導致TfR－mRNA易水解。回答下列問題：(1)若轉鐵蛋白受體由n個氨基酸組成，指導其合成的mRNA的堿基數(shù)遠大于3n，主要原因是mRNA中有________________________________________________________。若TfR基因中某堿基發(fā)生缺失，會導致合成的肽鏈變短，其原因是_________________________________________________________________________________________________________。(2)鐵調(diào)節(jié)蛋白與Fe3＋結合會改變鐵調(diào)節(jié)蛋白的____________，當細胞中Fe3＋不足時，TfR－mRNA將_______________________，其生理意義是________________________________。(3)(4分)原核生物的mRNA通常在轉錄完成之前便可啟動蛋白質(zhì)的翻譯，但真核生物的核基因必須在mRNA形成之后才能翻譯蛋白質(zhì)，針對這一差異，從細胞結構的角度給予合理的解釋________________________________________________________________________________________________________________________________________________。16．(20分)人禽流感是感染禽流感病毒后引起的以呼吸道癥狀為主的臨床綜合征。禽流感病毒的遺傳物質(zhì)為單鏈－RNA，如圖為禽流感病毒入侵細胞后的增殖示意圖。請回答下列問題：(1)禽流感病毒通過______(方式)進入細胞。由于內(nèi)含體pH較低，囊膜蛋白____________改變，內(nèi)含體的兩層膜發(fā)生融合，釋放病毒衣殼進入細胞質(zhì)。(2)過程②需要________________催化形成多種mRNA；過程③利用__________作為原料，參與該過程的RNA除了mRNA外還有__________________________________________。(3)在________________(場所)合成的病毒蛋白進入細胞核與病毒－RNA結合，初步裝配形成核蛋白核心；另一些病毒蛋白需經(jīng)過________________________加工后轉移到細胞膜上。(4)病毒的一條－RNA共含有m個堿基，其中腺嘌呤、尿嘧啶的數(shù)量分別為a、b，則以該－RNA為模板合成一條子代－RNA，共需要消耗____________________個胞嘧啶核糖核苷酸。(5)已知禽流感病毒基因中一個堿基發(fā)生替換，導致病毒蛋白H的第627位氨基酸由谷氨酸(密碼子為GAA或GAG)變成賴氨酸(密碼子為AAA或AAG)，請推測禽流感病毒基因中堿基的變化情況是__________。(6)蛋白H是病毒基因組復制過程中的關鍵蛋白。科研人員將能與蛋白H的mRNA完全配對的干擾RNA導入宿主細胞，可起到抗病毒的效果，其機理是__________________________________________________________________________________________________。答案精析1．C[①是雙鏈DNA，嘌呤堿基數(shù)與嘧啶堿基數(shù)相等，②是tRNA，嘌呤堿基數(shù)與嘧啶堿基數(shù)不一定相等，A錯誤；②是tRNA，密碼子位于mRNA上，反密碼子位于tRNA上，B錯誤；tRNA、mRNA和rRNA都是由DNA轉錄而來的，C正確；T2噬菌體是DNA病毒，自身沒有RNA，D錯誤。]2．C[線粒體和葉綠體中都有DNA，二者均是半自主細胞器，其基因轉錄時使用各自的RNA聚合酶，A正確；DNA發(fā)生甲基化修飾，會抑制RNA聚合酶與DNA的結合，從而影響基因的轉錄，可影響基因表達，B正確；由表格信息可知，RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的轉錄產(chǎn)物都有rRNA，但種類不同，說明兩種酶識別的啟動子序列不同，C錯誤；RNA聚合酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，據(jù)表格信息可知，RNA聚合酶Ⅰ定位在核仁中，因此編碼RNA聚合酶Ⅰ的基因在核內(nèi)轉錄、細胞質(zhì)(核糖體)中翻譯，產(chǎn)物最終定位在核仁發(fā)揮作用，D正確。]3．B[據(jù)圖可知，b段沒有RNA產(chǎn)物，所以b段是此時該DNA未被轉錄的區(qū)段，A正確；根據(jù)RNA的長度可知，RNA聚合酶的移動方向是由右向左，B錯誤；基因的轉錄是從RNA鏈的5′端向3′端延伸，據(jù)RNA的長度可知，在a區(qū)段，d較長，是rRNA基因轉錄產(chǎn)物的5′端，C正確；核仁與某種RNA的合成和核糖體的形成有關，D正確。]4．A[不同的基因位置不同，可能同時復制，也可能同時轉錄，A錯誤；啟動子是RNA聚合酶識別和結合的部位，驅(qū)動基因轉錄，因此根據(jù)啟動子和終止子的相對位置可以判斷哪條鏈作為反義鏈，B正確；不同基因的有義鏈和反義鏈不同，因此DNA分子的一條鏈對不同基因來說，有的是有義鏈，有的是反義鏈，C正確；基因的轉錄是沿著模板的3′端到5′端進行的，翻譯是沿著模板的5′端到3′端進行的，D正確。]5．A[根據(jù)題干信息“已知tRNA甲可以識別大腸桿菌mRNA中特定的密碼子，從而在其核糖體上參與肽鏈的合成”，說明該肽鏈合成所需能量、核糖體、RNA聚合酶均由大腸桿菌提供，①③④不符合題意；據(jù)題意可知，甲是一種特殊氨基酸，迄今只在某些古菌(古細菌)中發(fā)現(xiàn)含有該氨基酸的蛋白質(zhì)，所以要在大腸桿菌中合成含有甲的肽鏈，必須往大腸桿菌細胞內(nèi)轉入甲，②符合題意；古菌含有特異的能夠轉運甲的tRNA和酶E，酶E催化甲與tRNA甲結合生成攜帶了甲的tRNA甲，進而將甲帶入核糖體參與肽鏈合成，所以大腸桿菌細胞內(nèi)要含有tRNA甲的基因以便合成tRNA甲，大腸桿菌細胞內(nèi)也要含有酶E的基因以便合成酶E，催化甲與tRNA甲結合，⑤⑥符合題意。故選A。]6．D[tRNA鏈存在空間折疊，局部雙鏈之間通過堿基對相連，A錯誤；反密碼子為5′－CAU－3′的tRNA只能與密碼子3′－GUA－5′配對，只能攜帶一種氨基酸，B錯誤；mRNA中有終止密碼子，核糖體讀取到終止密碼子時翻譯結束，終止密碼子沒有相應的tRNA結合，C錯誤；由題意可知，在密碼子第3位的堿基A、U或C可與反密碼子第1位的I配對，這種配對方式增加了反密碼子與密碼子識別的靈活性，提高了容錯率，有利于保持物種遺傳的穩(wěn)定性，D正確。]7．B[根據(jù)圖示信息，D基因編碼152個氨基酸，但D基因上包含終止密碼子對應序列，故應包含459個堿基，A錯誤；分析圖示信息，E基因中編碼第2個和第3個氨基酸的堿基序列是5′－GTACGC－3′，根據(jù)DNA分子兩條鏈反向平行，其互補DNA序列是5′－GCGTAC－3′，B正確；噬菌體ΦX174的DNA復制需要DNA聚合酶和4種脫氧核糖核苷酸，C錯誤；E基因和D基因的編碼區(qū)序列存在部分重疊，但重疊序列編碼的氨基酸序列不同，D錯誤。]8．D[RNA聚合酶以基因一條鏈為模板轉錄合成一種前體RNA，A錯誤；通過不同的剪接方式可以得到不同的mRNA和翻譯產(chǎn)物，選擇性剪接過程不需要氫鍵的斷裂和形成，B錯誤；通過不同的剪接方式可以得到不同的mRNA和翻譯產(chǎn)物，即鼠降鈣素基因表達形成不同的蛋白質(zhì)，是選擇性剪接的結果，是一種轉錄后調(diào)控機制不是對翻譯調(diào)控不同引起的，C錯誤。]9．C[RNA聚合酶催化DNA→RNA的轉錄過程，逆轉錄酶催化RNA→DNA的逆轉錄過程，兩個過程中均遵循堿基互補配對原則，且存在DNA－RNA之間的氫鍵形成，A正確；DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆轉錄酶的化學本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是由核酸控制合成的，其合成場所是核糖體，B正確；以單鏈DNA為模板轉錄合成多種RNA是轉錄過程，該過程不需要解旋酶，C錯誤；酶起催化作用，作用機理是降低化學反應的活化能，在適宜條件下，酶在體內(nèi)、體外均可發(fā)揮作用，如體外擴增DNA分子的PCR技術中可用到熱穩(wěn)定DNA聚合酶，D正確。]10．D[核糖開關的化學本質(zhì)為RNA，分析題圖可知，2段與3段堿基序列互補，1段與2段堿基序列互補，3段與RBS段之間堿基序列互補，由此可知，RBS段與1段的堿基序列互補，A正確；由題圖可知，核糖開關的構象發(fā)生改變的過程，2段和3段之間的氫鍵斷裂，1段和2段、3段和RBS段之間的氫鍵形成，故核糖開關的構象發(fā)生改變涉及了氫鍵的斷裂和形成，B正確；SAM與核糖開關結合，RBS段與3段堿基互補配對，不能與核糖體結合，可能會抑制基因表達的翻譯過程，C正確；翻譯時核糖體的移動方向是從mRNA的5′端到3′端，D錯誤。]11．B[翻譯的模板是mRNA，能識別并結合氨基酸的RNA是tRNA，故缺乏氨基酸導致空載的RNA屬于tRNA，A正確；細胞缺乏氨基酸時，空載的tRNA與核糖體結合后引發(fā)ppGpp含量增加，進而提高A類基因或降低B類基因的轉錄水平，或抑制翻譯的過程，可推測A類基因?qū)儆诖龠M產(chǎn)生氨基酸的基因，B類基因?qū)儆诖龠M消耗氨基酸的基因，故氨基酸合成酶基因?qū)儆贏類基因，rRNA基因轉錄形成的rRNA是構成核糖體的結構，有利于翻譯，因此rRNA基因?qū)儆贐類基因，B錯誤；圖2所示左側核糖體上的肽鏈長于右側核糖體上的肽鏈，說明左側的核糖體先進行翻譯的過程，故核糖體的移動方向為從右往左，C正確；細胞缺乏氨基酸時，空載的tRNA與核糖體結合后引發(fā)ppGpp含量增加，進而提高A類基因或降低B類基因的轉錄水平，以緩解氨基酸缺乏造成的影響，此為負反饋調(diào)節(jié)，D正確。]12．C[圖示的調(diào)節(jié)基因轉錄出的mRNA有1個起始密碼子和1個終止密碼子，而結構基因轉錄出的mRNA有3個起始密碼子和3個終止密碼子，C錯誤；葡萄糖耗盡時β-半乳糖苷酶基因被誘導表達，從而將乳糖分解為葡萄糖和半乳糖加以利用，這種調(diào)節(jié)可以減少物質(zhì)和能量的浪費，D正確。]13．C[原核生物的DNA轉錄時，需要RNA聚合酶識別啟動子，A錯誤；核糖體不能從不完整的mRNA上正常脫離，是因為該mRNA上缺少終止密碼子，B錯誤；若與開關序列互補的序列出現(xiàn)突變，可能導致開關序列不能正常發(fā)揮作用，從而導致完整的mRNA不能正常翻譯，C正確；由題圖可知，通過ProQC的優(yōu)化，不完整的mRNA不會翻譯產(chǎn)生無效的蛋白質(zhì)，D錯誤。]14．D[過程①表示逆轉錄過程，病毒是營寄生生活的生物，過程①發(fā)生在宿主細胞內(nèi)，由病毒提供逆轉錄酶，A錯誤；據(jù)圖分析可知，過程②表示DNA分子的復制，目的是形成雙鏈DNA，根據(jù)由酶A催化得到的產(chǎn)物是核糖核苷酸，判斷酶A是將RNA水解的酶，B錯誤；據(jù)圖分析可知，－DNA與＋RNA發(fā)生堿基互補配對，故過程③是以－DNA為模板合成大量Rous肉瘤病毒＋RNA的過程，C錯誤；Rous肉瘤病毒是逆轉錄病毒，由題圖可知，Rous肉瘤病毒是將病毒的RNA逆轉錄形成的DNA整合到宿主細胞的DNA上，導致宿主細胞的遺傳信息發(fā)生改變，D正確。]15