2022版高考生物一轮复习课时作业十九基因表达含解析新人教版

　基因的表达

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　一、选择题:本题共 12 小题,每小题 5 分,共 60 分。每小题只有一个选项符合题目要求。

　1.下列关于 DNA 和 RNA 的叙述,正确的是 (

　) A.原核细胞内 DNA 的合成都需要 DNA 片段作为引物 B.真核细胞内 DNA 和 RNA 的合成都在细胞核内完成 C.肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的 DNA 和 RNA 都是遗传物质 D.原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要 DNA 和 RNA 的参与 【解析】选 D。原核细胞内 DNA 的合成需要 RNA 片段作为引物,A 错误;真核细胞的线粒体 DNA和叶绿体DNA 的合成不在细胞核内完成,B 错误;肺炎双球菌转化实验证实了 DNA 是遗传物质,C错误;基因表达出蛋白质是遗传信息转录、翻译(DNA→RNA→蛋白质)的过程,需要 DNA 和 RNA的参与,D 正确。

　【方法技巧】DNA 和 RNA 的区分 (1)DNA 和 RNA 的判断。

　①含有碱基 T 或脱氧核糖⇒DNA; ②含有碱基 U 或核糖⇒RNA。

　(2)单链 DNA 和双链 DNA 的判断。

　①若 ⇒一般为双链 DNA; ②若嘌呤数≠嘧啶数⇒单链 DNA。

　(3)DNA 和 RNA 合成的判断:用放射性同位素标记 T 或 U 可判断 DNA 和 RNA 的合成。①若大量消耗 T,可推断正在发生 DNA 的合成;②若大量利用 U,可推断正在进行 RNA 的合成。

　2.下列关于真核细胞中转录的叙述,错误的是 (

　) A.tRNA、rRNA 和 mRNA 都从 DNA 转录而来 B.同一细胞中两种 RNA 的合成有可能同时发生 C.细胞中的 RNA 合成过程不会在细胞核外发生 D.转录出的 RNA 链与模板链的相应区域碱基互补 【解析】选 C。转录是以 DNA 的一条链为模板,以核糖核苷酸为原料合成 RNA 的过程,RNA 包括tRNA、rRNA 和 mRNA 三种,A 正确;不同的 RNA 由不同的基因转录而来,所以同一细胞中两种 RNA

　的合成有可能同时发生,B 正确;细胞中的 RNA 合成过程主要发生在细胞核内,在线粒体和叶绿体中也能进行转录合成 RNA,C 错误;转录时遵循碱基互补配对原则,所以转录出的 RNA 链与模板链的相应区域碱基互补,D 正确。

　3.(2021·太原模拟)线粒体病是遗传物质变化引起线粒体代谢酶缺陷,致使 ATP 合成障碍、能量来源不足导致的病变,这些病变与许多人类疾病有关。下列相关叙述不正确的是 (

　) A.线粒体 DNA 突变,证实突变是人类各种疾病的重要病因 B.受精卵线粒体来自卵细胞,故线粒体病是与孟德尔遗传不同的母系遗传方式 C.线粒体是与能量代谢密切相关的细胞器 D.细胞的成活和细胞凋亡均与线粒体功能有关 【解析】选 A。根据题意,线粒体病是遗传物质变化引起线粒体代谢酶缺陷,致使 ATP 合成障碍、能量来源不足导致的病变,这些病变与许多人类疾病有关,说明线粒体 DNA 突变,是人类部分疾病的重要病因,还有很多疾病的病因与细胞核中 DNA 变化有关,A 错误;受精作用过程中,精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面,因此受精卵线粒体来自卵细胞,故线粒体病是与孟德尔遗传不同的母系遗传方式,B 正确;线粒体是有氧呼吸的主要场所,是与能量代谢密切相关的细胞器,C 正确;细胞的成活和细胞凋亡均与能量供应有关,因此与线粒体功能有关,D 正确。

　4.下列关于生物体内基因表达的叙述,正确的是 (

　) A.每种氨基酸都至少有两种相应的密码子 B.HIV 的遗传物质可以作为合成 DNA 的模板 C.真核生物基因表达的过程便是蛋白质合成的过程 D.一个基因的两条 DNA 链可转录出两条相同的 RNA 【解析】选 B。一种氨基酸由一种或几种密码子决定,A 错误;HIV 的遗传物质为单链 RNA,可以逆转录生成DNA,B 正确;真核生物基因表达的过程包括转录生成 RNA 和翻译合成蛋白质,C 错误;一个基因的两条 DNA 链可转录出两条互补的 RNA,而不是相同的 RNA,且转录是以 DNA 的一条链为模板,D 错误。

　5.如图为翻译过程中搬运原料的工具 tRNA,其反密码子的读取方向为 3′端→5′端,其他数字表示核苷酸的位置。如表为四种氨基酸对应的全部密码子的表格。相关叙述正确的是 (

　)

　 氨基酸 密码子 色氨酸 UGG 甘氨酸 GGU、GGA GGG、GGC 苏氨酸 ACU、ACA ACG、ACC 脯氨酸 CCU、CCA CCG、CCC A.转录过程中也需要搬运原料的工具 tRNA B.该 tRNA 中含有氢键,由两条链构成 C.该 tRNA 在翻译过程中可搬运苏氨酸 D.氨基酸与反密码子都是一一对应的 【解析】选 C。转录过程不需要 tRNA 的参与,A 错误;tRNA 中含有氢键,但仍是单链,由一条链构成,B 错误;有些氨基酸对应的密码子不止一个,因此与反密码子不是一一对应关系,D 错误;该 tRNA 的反密码子的读取方向为 3′端→5′端,即 UGG,对应的密码子为 ACC,编码苏氨酸,C正确。

　6.如图为基因表达过程的示意图,下列叙述正确的是 (

　)

　A.①是 DNA,其双链均可作为②的转录模板 B.②上有 n 个碱基,则新形成的肽链含有 n-1 个肽键 C.③是核糖体,在翻译过程中其将由 3′向 5′方向移动

　D.④是 tRNA,能识别 mRNA 上的密码子 【解析】选 D。①是 DNA,其一条链作为②的转录模板,A 项错误;②上有 n 个碱基,则新形成的肽链最多含有n/3-1 个肽键,B 项错误;③是核糖体,在翻译过程中其将由 5′向3′方向移动,C项错误;④是 tRNA,能识别 mRNA 上的密码子并转运相应的氨基酸,D 项正确。

　7.(创新性·体外合成蛋白质)研究发现,当在细胞外人工合成多肽时,起始密码子的功能并非使翻译开始,而是充当定位翻译起始的位置信号。现有编码含 5 个氨基酸的一条肽链的 mRNA,有人测得其序列为 AUGUUUAAAUUUAA(AUG 为甲硫氨酸密码子和起始密码子)。下列说法错误的是 (

　) A.可判断测得的这段 mRNA 序列是错误的 B.该多肽链合成过程最多涉及 5 种密码子 C.当在细胞外人工合成多肽时,mRNA 若无起始密码子,翻译的起始点是不固定的 D.细胞外的翻译系统中需加入酶、mRNA、ATP、tRNA、核糖体、氨基酸等 【解析】选 B。因为 mRNA 上 3 个相邻的碱基决定 1 个氨基酸,所以基因转录的 mRNA 序列应为3 的整数倍,A 正确;编码含 5 个氨基酸的一条肽链的 mRNA,还应该有一个终止密码子,B 错误;由题干“当在细胞外人工合成多肽时,起始密码子的功能并非使翻译开始,而是充当定位翻译起始的位置信号”推知,当在细胞外人工合成多肽时,若 mRNA 序列没有起始密码子,其上的碱基序列随机翻译,说明翻译的起始点是不固定的,C 正确;翻译是在细胞质中的核糖体上进行的,需要以酶作为催化剂、mRNA 为模板、ATP 提供能量、20 种氨基酸为原料,还需要 tRNA 运输氨基酸到核糖体,D 正确。

　8.(2021·昆明模拟)关于转录和翻译的叙述,错误的是 (

　) A.转录和翻译的模板都由 C、H、O、N、P 组成 B.基因的表达产物可能反过来影响该基因的表达 C.基因的转录产物都通过核孔进入细胞质 D.T 2 噬菌体蛋白质外壳的合成场所是核糖体 【解析】选 C。转录和翻译的模板分别是 DNA 和 RNA,都由 C、H、O、N、P 组成,A 正确;基因表达产物的合成受基因调控,同时又可能通过负反馈调节影响基因的表达,B 正确;原核细胞中没有细胞核,其基因的转录产物不需要通过核孔进入细胞质,C 错误;T 2 噬菌体蛋白质外壳的合成场所是宿主细胞的核糖体,D 正确。

　9.(2021·红河模拟)下列关于基因表达的说法,不正确的是 (

　) A.在细胞质中,一个 mRNA 分子可以结合多个核糖体,同时合成多条相同的肽链

　B.科学家在某些 RNA 病毒中发现了 RNA 复制酶,它可以使遗传信息从 RNA 流向 RNA C.基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状,如镰刀型细胞贫血症、白化病 D.同无性生殖相比,有性生殖产生的后代具有更大的变异性,其根本原因是产生新的基因组合机会多 【解析】选 C。在翻译过程,一个 mRNA 分子可以结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,由于模板相同,因此合成的多条肽链也相同,A 正确;科学家在某些 RNA 病毒中发现了 RNA 复制酶,它能对 RNA 进行复制,使遗传信息从 RNA 流向 RNA,B 正确;基因可以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,如白化病、豌豆的圆粒和皱粒。基因也可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状,如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病,C 错误;同无性生殖相比,有性生殖在形成配子时,可通过非同源染色体上非等位基因的自由组合或四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换等,产生多种多样的配子,使后代产生更多新的基因重组类型,具有更大的变异性,D 正确。

　10.(综合性·基因的复制与表达) 如图是真核细胞中 DNA 分子的复制、基因的表达示意图,相关叙述正确的是 (

　)

　A.甲、乙过程主要发生在细胞核内,丙过程发生在细胞质内 B.甲、乙两过程都需要 DNA 聚合酶、解旋酶的催化 C.参与丙过程的 RNA 均为单链结构,其内部不存在碱基配对 D.甲、乙、丙过程所需原料依次是核糖核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸 【解析】选 A。由图可知,甲过程表示 DNA 复制,乙过程表示转录,丙过程表示翻译。甲(DNA 复制)、乙(转录)两过程主要发生在细胞核内,丙(翻译)过程发生在细胞质内,A 项正确;DNA 复制需要 DNA 聚合酶、解旋酶的催化,转录需要 RNA 聚合酶的催化,B 项错误;参与丙过程的 tRNA 内部存在碱基互补配对,C 项错误;甲、乙、丙过程所需原料依次为脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸,D 项错误。

　11.(创新性·有关基因的表达)2017 年的诺贝尔生理学或医学奖颁给了美国的三位科学家,他们发现果蝇的昼夜节律与 PER 蛋白浓度的变化有关。如图表示 PER 蛋白作用的部分过程,有关叙述错误的是 (

　)

　 A.PER 蛋白可反馈抑制 PER 基因的转录 B.PER mRNA 的合成过程不会在细胞核外发生 C.PER 蛋白与 TIM 蛋白结合后穿过核膜进入细胞核 D.一个 PER mRNA 分子上可结合多个核糖体同时进行多条相同肽链的合成 【解析】选 C。据图分析可知,PER 蛋白与 TIM 结合后,进入细胞核,反馈抑制 PER 基因的转录,A正确;因为 PER 基因存在于细胞核内,因此 PER mRNA 的合成只能发生在细胞核内,B 正确;PER蛋白与 TIM 蛋白结合后通过核孔进入细胞核,C 错误;在合成蛋白质时,多个核糖体可以相继结合到 PER mRNA 分子上,形成多聚核糖体,这样可以同时进行多条相同肽链的合成,提高蛋白质的翻译效率,D 正确。

　12.下列关于基因控制蛋白质合成的叙述,正确的是 (

　) A.在细胞周期中,mRNA 的种类和含量均不会发生变化 B.一个含 n 个碱基的 DNA 分子,转录的 mRNA 分子的碱基数是 n/2 个 C.DNA 聚合酶和 RNA 聚合酶的结合位点均在 DNA 上 D.细菌的一个基因转录时两条 DNA 链可同时作为模板 【解析】选 C。在细胞周期中,由于有多种蛋白质在不同时期合成,所以相关基因转录的 mRNA的种类和含量在不断变化,A 错误;由于基因中启动子和终止子中碱基不发生转录,所以 DNA 中碱基数与转录的 mRNA 中碱基数并不是 2 倍关系,B 错误;DNA 聚合酶催化 DNA 复制,RNA 聚合酶催化转录,二者都是以 DNA 为模板,所以它们的结合位点均在 DNA 上,C 正确;细菌的一个基因转录时是以一条 DNA 链作为模板,D 错误。

　二、非选择题:本题共 2 小题,共 40 分。

　13.(18 分)如图表示某 DNA 片段遗传信息的传递过程:①～⑤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)完成遗传信息表达的是________(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②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②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②可推知该mRNA 片段含有 A+U=7 个,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 23-1 ×7=28(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 (2)②③⑤ 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 14.(22分)为了探究DNA的转录过程,有人在实验室中进行了如下模拟实验,请分析回答相关问题: 实验方案:将从大肠杆菌中提取的 RNA 聚合酶加入含有足量的四种核糖核苷酸的试管中,并将试管放在适宜温度条件下培养,一段时间后,测定其中的 RNA 含量。

　(1)该实验中能否检测出 RNA?_...