第3讲 基因的表达
一、选择题
1.如图所示,给以适宜的条件各试管均有产物生成,则能生成DNA的试管是( )
A.a和d B.b和c C.只有b D.只有c
解析:由图示每支试管中所加入的物质可判断每支试管内所模拟的生理过程,即a为DNA复制,b为转录,c为RNA复制,d为逆转录,e为翻译。能产生DNA的是DNA复制和逆转录过程。 答案:A
2.下列细胞结构中,存在碱基互补配对现象的有( ) ①细胞核 ②中心体 ③线粒体 ④叶绿体 ⑤核糖体 A.①③⑤ B.①②④ C.①②③④ D.①③④⑤
解析:细胞核中的染色体上有DNA,可进行自我复制与转录;线粒体、叶绿体中的DNA可复制、转录,也可翻译成蛋白质;核糖体上,mRNA上的密码子可与tRNA上的反密码子配对。DNA复制、转录、翻译均存在碱基互补配对现象。 答案:D
3.甲、乙两图为真核细胞中发生的代谢过程示意图,下列有关说法,正确的是( )
A.甲图所示过程叫做翻译,多个核糖体共同完成一条多肽链的合成 B.甲图所示过程中核糖体移动的方向是从右到左
C.乙图所示过程叫做转录,转录产物的作用一定是作为甲图中的模板 D.甲图和乙图所示过程中都发生了碱基配对,并且碱基互补配对方式相同 答案:B
4.下图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程,下列叙述错误的是( )
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A.②④过程分别需要RNA聚合酶、逆转录酶
B.①②③过程均可在细胞核中进行;④过程发生在某些病毒细胞内
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C.把DNA放在含N的培养液中进行①过程,子一代含N的DNA占100% D.①②③均遵循碱基互补配对原则,但碱基配对的方式不完全相同
解析:③过程在细胞质中进行;④过程发生在某些病毒寄生的宿主细胞内,病毒没有细胞结构。 答案:B
5.在一个DNA分子中,腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%,其中一条链中鸟嘌呤与胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%,则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤与胞嘧啶分别占碱基总数的( ) A.24%、22% B.22%、28% C.26%、24% D.23%、27%
解析:根据碱基互补配对原则,由双链DNA中 A+T=54%,知G+C=46%。因为A与T配对,G与C配对,所以在一条单链上也存在A+T=54%,G+C=46%。又已知该条链上G=22%,所以C=24%。由该链转录得到的mRNA中 C=22%,G=24%。 答案:A
6.下图所示为人体内蛋白质合成的部分过程,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是与蛋白质合成相关的三种重要结构或物质。下列说法正确的是( )
A.图示过程发生于细胞质基质中的核糖体上 B.Ⅰ、Ⅲ中含有RNA,Ⅱ中只含蛋白质
C.密码子表中GAA所编码的氨基酸就是Ⅰ中所携带的氨基酸
D.经过图示过程形成的蛋白质往往要经过进一步的加工才具有特定的功能
解析:图示过程为翻译过程,在人体细胞内还可发生于线粒体中的核糖体上。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别含有tRNA、rRNA和mRNA。Ⅰ中所携带的氨基酸由密码子CUU决定。 答案:D
7.结合以下图表分析,有关说法正确的是( )
抗菌药物 青霉素 环丙沙
抗菌机理 抑制细菌细胞壁的合成 抑制细菌DNA解旋酶的2
星 活 性(可促进DNA螺旋化) 红霉素 能与核糖体结合 利福平 抑制RNA聚合酶的活性
A.环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的①和③ B.青霉素和利福平能抑制DNA的复制 C.结核杆菌的④和⑤都发生在细胞质中 D. ①~⑤可发生在人体健康细胞中
解析:青霉素结构与细菌细胞壁的成分近似,可阻碍肽聚糖的形成,造成细胞壁的缺损,与中心法则没有直接关系。环丙沙星抑制细菌DNA解旋酶的活性,使DNA不能解旋,抑制了DNA的复制,即①过程。红霉素能与核糖体结合,使信使RNA不能与核糖体结合,抑制了翻译过程,即③过程。利福平抑制RNA聚合酶的活性,能抑制转录过程,即②过程。结核杆菌只能进行①②③过程。人体健康细胞中不发生④⑤过程。 答案:A
8.下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断,下列描述中不正确的是( )
A.图中显示了多条正在合成的多肽链 B.转录尚未结束,翻译即已开始
C.多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译 D.一个基因在短时间内可表达出多条多肽链
解析:从图中可以看出,一条DNA模板链正在同时进行多个mRNA的转录过程,在每条转录出来的mRNA 上又附着多个核糖体同时进行着多次翻译。每个核糖体都单独翻译出一条多肽链,因此,有多少个核糖体结合到mRNA上,就能合成出多少条多肽链。 答案:C
9.下面是4种遗传信息的流动过程,对应的叙述不正确的是( )
A.甲可表示胰岛细胞中胰岛素合成过程中的遗传信息的传递方向
B.乙可表示含逆转录酶的RNA病毒在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向 C.丙可表示DNA病毒(如噬菌体)在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向
D.丁可表示RNA病毒 (如烟草花叶病毒)在宿主细胞内繁殖过程中的遗传信息传递方向 答案:A
10.人类的白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的疾病。下图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程,由图中不能得出的结论是( )
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A.基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状 B.基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状 C.一个基因可以控制多种性状 D.一种性状可以由多个基因控制
解析:由题图可以看出,苯丙酮酸、多巴胺和黑色素的异常与酶的合成直接相关,而酶的合成是由基因控制的;若基因1发生变化,则多巴胺和黑色素的合成都会受到影响;多巴胺和黑色素的合成也都受到多个基因的控制。 答案:A
11.下图示基因的作用与性状的表现之间的关系。下列相关的叙述,正确的是( )
A.①过程与DNA复制的共同点,都是以DNA单链为模板,在DNA聚合酶的作用下进行 B.③过程直接需要的物质或结构有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖体、酶、ATP
C.人的镰刀型细胞贫血症是通过蛋白质间接表现的,苯丙酮尿症是通过蛋白质直接表现的 D.HIV和大肠杆菌的T2噬菌体都可以在人体细胞内进行①③这两个基本过程
解析:①过程是转录,是以DNA的一条链为模板,在RNA聚合酶的作用下进行;T2噬菌体的宿主细胞是大肠杆菌细胞,不能侵染人体细胞;苯丙酮尿症是患者体内某种酶的合成受阻导致的,是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物性状。 答案:B
二、非选择题
12.图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程,回答有关问题。
(1)图示甲、乙、丙过程分别表示 、转录和翻译的过程。其中甲、乙过程可以发生在细胞核中,也可以发生在 及 中。
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(2)生物学中,经常使用HTdR(H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸)研究甲过程的物质合成情况,原因是 。
(3)转录时,与DNA中起点结合的酶是 。一个细胞周期中,乙过程在每个起点可起始多次,甲过程在每个起点一般起始 次。
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(4)丙(翻译)过程在核糖体中进行,通过 上的反密码子与mRNA上的碱基识别,将氨基酸转移到肽链上。AUG是甲硫氨酸的密码子,又是肽链合成的起始密码子,某种分泌蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸,这是新生肽链经 和 加工修饰的结果。
解析:(1)图甲是以DNA的两条链为模板进行DNA复制的过程。DNA存在于细胞核、叶绿体和
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线粒体中,故在叶绿体和线粒体中也可发生DNA复制和转录。(2)HTdR是DNA合成的原料之一,故可根据放射性强度变化来判断DNA合成情况。(3)转录的产物是RNA,故与DNA中起点结合的酶是RNA聚合酶;一个细胞周期中,核DNA只复制一次,而基因可进行多次转录。(4)反密码子存在于tRNA上;AUG是起始密码,新合成的多肽链首端应是甲硫氨酸,但新生肽链经过内质网和高尔基体的加工后,甲硫氨酸被切除。 答案:(1)DNA复制 线粒体 叶绿体
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(2)HTdR是DNA合成的原料之一,可根据放射性强度变化来判断DNA合成情况 (3)RNA聚合酶 一
(4)tRNA 内质网 高尔基体
13.生物的一个遗传性状往往存在两种或两种以上的不同类型,称为相对性状。
(1)豌豆种子的圆粒与皱粒是一对相对性状,皱粒性状形成的根本原因是DNA中插入了一段外来的碱基序列,打乱了编码淀粉分支酶的基因,导致淀粉分支酶不能合成,使豌豆种子淀粉含量低而表现为皱粒。请回答下列问题。
①相对性状形成的根本原因是发生了 。
②上述实例体现了基因控制性状的途径是 。
③请用文字和箭头表示淀粉分支酶形成过程中遗传信息的传递途径: 。 (2)某种植物的花色有白色、红色和紫色三种类型,下图表示该植物中两种相关色素的合成途径。请回答下列问题。
①该植物开紫花个体的基因型是 。
②基因型为AaBb的植株自交,后代开红花的个体占 。
③现有一纯合的白色植株,要检验该植株的基因型,应使之与纯合的 色植株杂交,若子代 ,则纯合白色植株的基因型是 ;若子代 ,则纯合白色植株的基因型是 。 (3)某昆虫的翅无斑点(由基因e控制)和有斑点(由基因E控制)是一对相对性状,基因E在另外一种显性基因F存在时才能表达。在相同环境中培养的一批纯合野生翅无斑点个体中,出现了少数有斑点个体,其中一部分在随后的培养过程中由于某种原因又恢复为无斑点。请根据上述信息回答问题。
①有斑点个体的基因型可有 种。
②从分子水平分析,有斑点突变体恢复为无斑点的原因可能是 或者 。 ③该实例说明生物的基因与性状在数量上的关系是 。
解析:相对性状由等位基因控制,等位基因由基因突变产生。由图示可知,只要含A基因且b隐性纯合即表现紫花性状。AaBb自交后代中A_B_均开红花,占子代的9/16。纯合白花植株基因型为aaBB或aabb,可用AAbb与之杂交,观察子代的性状表现来判断白花植株的基因型。昆虫表现有斑性状需满足E_F_,所以共有四种基因型可表现有斑性状。一种性状可能由一对基因控制,也可能由多对基因共同控制,题中体现了后者。
答案:(1)①基因突变 ②基因通过控制酶的合成控制代谢过程,从而控制生物的性状 ③淀粉分支酶基因
mRNA
淀粉分支酶
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(2)①AAbb、Aabb ②9/16 ③紫 全开红花 aaBB 全开紫花 aabb (3)①4 ②E基因又突变为e基因 F基因都突变为f基因 ③生物的一种性状可以由多对基因控制
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14.铁蛋白是细胞内储存多余Fe的蛋白,铁蛋白合成的调节与游离的Fe、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列,能与铁调节蛋
3+3+
白发生特异性结合,阻遏铁蛋白的合成。当Fe浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe而丧失与铁应答元件的结合能力,核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合,沿mRNA移动,遇到起始密码后开始翻译(如下图所示)。回答下列问题。
(1)图中甘氨酸的密码子是 ,铁蛋白基因中决定“”的模板链碱基序列为 。
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(2)Fe浓度低时,铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了 ,从而抑制了翻译的起
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始;Fe浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe而丧失与铁应答元件的结合能力,铁蛋白mRNA能够翻译。这种调节机制既可以避免 对细胞的毒性影响,又可以减少 。 (3)若铁蛋白由n个氨基酸组成,指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n,主要原因是 。 (4)若要改造铁蛋白分子,将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG),可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现,即由 。
解析:本题考查翻译过程及其相关计算问题。(1)由图中的转运RNA上携带的氨基酸看,甘氨酸对应的密码子应该是GGU,翻译“—甘氨酸—天冬氨酸—色氨酸—”的信使RNA碱基序列
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是—GGUGACUGG—,那么铁蛋白基因中对应的碱基序列是—CCACTGACC—。(2)Fe浓度高时,
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铁调节蛋白丧失与铁应答元件的结合能力,从而使翻译过程开始进行;当Fe浓度低时,铁调节蛋白与铁应答元件的结合,从而抑制翻译过程。(3)信使RNA的碱基数目远大于氨基酸数目的三倍,原因在于信使RNA上存在调控作用的序列,虽然翻译过程不直接决定氨基酸,但却是必不可少的。(4)图中的色氨酸变成亮氨酸,从密码子看,色氨酸是UGG,亮氨酸中UUG与之相差一个碱基,变异的可能性最大,要由G→U,对应到基因中就是由C→A。 答案:(1)GGU …CCACTGACC…(…CCAGTCACC…)
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(2)核糖体在mRNA上的结合与移动 Fe 细胞内物质和能量的浪费 (3)mRNA两端存在不翻译的序列 (4)C→A
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志鸿全优设计高考生物一轮复习 第二单元第3讲 基因的表达检测题 新人教版必修2
