人教(2019)生物必修2（知识点+跟踪检测）第7讲 基因的表达(含答案）

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人教(2019)生物必修2（知识点+跟踪检测）
第7讲 基因的表达
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3.1.4　概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现
3．1.5　概述某些基因中碱基序列不变但表(现)型改变的表观遗传现象
一、RNA的组成、结构与种类
1．RNA的结构与功能
2．RNA与DNA的比较
二、遗传信息的转录和翻译
1．转录
2．翻译
3．密码子与反密码子
密码子 反密码子
位置 mRNA tRNA
作用 直接决定蛋白质中氨基酸的序列 识别密码子，转运氨基酸
特点 与DNA模板链上的碱基互补 与mRNA中密码子的碱基互补
三、中心法则及基因与性状的关系
[基础微点练清]
1．判断正误
(1)DNA转录形成的mRNA，与母链碱基的组成、排列顺序都是相同的[新人教版必修2 P69“概念检测”T1(1)](×)
(2)一个密码子只能对应一种氨基酸，一种氨基酸必然有多个密码子[新人教版必修2 P69“概念检测”T1(2)](×)
(3)线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则(√)
(4)DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则(×)
(5)原核生物的tRNA合成无需基因指导(×)
(6)线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成(√)
(7)HIV(逆转录病毒)感染人体过程的遗传信息流动示意图为(√)
(8)基因与性状之间是一一对应的关系(×)
2．(新人教版必修2 P69“概念检测”T2)密码子决定了蛋白质的氨基酸种类以及翻译的起始和终止。密码子是指(　　)
A．基因上3个相邻的碱基　　 B．DNA上3个相邻的碱基
C．tRNA上3个相邻的碱基 D．mRNA上3个相邻的碱基
解析：选D　密码子指的是mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基。
3．下面的概念图表示了基因表达过程中相关物质间的关系。下列有关说法错误的是(　　)
A．①、④分别表示基因、tRNA
B．②过程中的碱基配对方式有A—U、T—A、G—C、C—G
C．③过程需要tRNA将氨基酸运输到核糖体
D．可以根据蛋白质中氨基酸的排列顺序确定基因中碱基的唯一排列顺序
解析：选D　由于密码子具有简并性，即一个氨基酸可能对应多种密码子，故根据蛋白质中氨基酸序列所推测出的基因中脱氧核苷酸序列并不是唯一的。
4．如图表示人体基因Y的表达过程，①～④表示过程。下列叙述正确的是(　　)
A．①过程在分裂间期进行，需要解旋酶的催化作用
B．②过程在细胞质中进行，需要RNA酶的催化作用
C．③过程在甲状腺细胞中进行，需要核糖体参与
D．④过程在内质网和高尔基体中进行，需要ATP参与
解析：选D　图中①为转录，发生于分裂间期或不分裂的细胞中，需RNA聚合酶参与，不需解旋酶，A错误；②是RNA加工过程，主要在细胞核内进行，需RNA酶催化，B错误；③为翻译，由于最终合成的是促甲状腺激素，故该过程在垂体细胞中进行，C错误。
5.如图是真核生物信使RNA合成过程图，请据图判断下列说法正确的是(　　)
A．R所示正处于解旋状态，DNA双链碱基得以暴露
B．图中②是以4种脱氧核苷酸为原料合成的
C．如果图中③表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶
D．图中的②合成后，通过跨膜运输进入到细胞质中
解析：选A　该过程为转录，图中的①为双链DNA，②为mRNA。图中R正处于解旋状态，DNA双链碱基得以暴露；mRNA是以4种核糖核苷酸为原料合成的；若图中③表示酶分子，则其是RNA聚合酶；mRNA合成后，通过核孔进入细胞质中，不进行跨膜运输。
6．(新人教版必修2 P67“思考讨论”T1)从密码子表可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？
提示：这是一道开放性问题，可以从增强密码子容错性的角度来解释，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；也可以从密码子的使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。
一、遗传信息的转录和翻译
[试考题·查欠缺]
1．(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。
2．(全国卷Ⅲ)细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I)。含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时，存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是(　　)
A．一种反密码子可以识别不同的密码子
B．密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合
C．tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成
D．mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
解析：选C　根据题图可知，反密码CCI可与mRNA中的GGU、GGC、GGA互补配对，说明一种反密码子可以识别不同的密码子，A正确；密码子与反密码子的碱基互补配对，密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合，B正确；tRNA分子和mRNA分子都是单链结构，C错误；由于某些氨基酸可对应多种密码子，故mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变，D正确。
3．(全国卷Ⅲ)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　真核细胞的各种RNA都是通过DNA的不同片段转录产生的；由于转录产生不同RNA时的DNA片段不同，因此同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生；真核细胞细胞质中叶绿体、线粒体中的DNA也可以转录形成RNA；转录的过程遵循碱基互补配对原则，因此产生的RNA链与模板链的相应区域碱基互补。
[强知能·补欠缺]
1．基因表达的三个易错点
(1)DNA复制和转录并非只在细胞核中进行，线粒体、叶绿体中也进行复制、转录和翻译过程。
(2)转录的基本单位是基因，并非整个DNA分子。DNA的两条链都可作模板，但一次转录只以一条链的片段作模板。
(3)能进行转录和翻译的细胞不一定能进行DNA复制，只有分裂的细胞才进行DNA复制。
2．辨析遗传信息、密码子与反密码子
3．基因表达中碱基数量的推算方法
(1)DNA和mRNA对应碱基及数量的计算
找准DNA和mRNA之间对应碱基及其比例关系，即DNA模板链中A＋T(或C＋G)与mRNA中A＋U(或C＋G)相等，则(A＋T)总%＝(A＋U)mRNA%
(2)基因控制蛋白质合成中的相关计算
DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系，如图所示：
可见，蛋白质中氨基酸数目＝1/3mRNA碱基数目＝1/6DNA(或基因)碱基数目。
[练题点·全过关]
1．大多数生物的翻译起始密码子为AUG或GUG。在如图所示的某mRNA部分序列中，若下划线“0”表示的是一个决定谷氨酸的密码子，则该mRNA的起始密码子可能是(　　)
A．1　　　　　　　　　　 B．2
C．3 D．4
解析：选B　从核糖体移动方向分析，该起始密码子应在下划线“0”的左侧，由下划线“0”开始以3个碱基为单位往左推，得出“2”GUG为起始密码子。
2．(2021年1月新高考8省联考·河北卷)生物大分子之间的相互结合在生物体的生命活动中发挥重要作用。下列叙述正确的是(　　)
A．蛋白质与DNA结合后都能调控基因表达
B．RNA聚合酶与起始密码子结合启动转录的起始
C．RNA与蛋白质的结合在细胞生物中普遍存在
D．DNA与RNA的结合可发生在HIV中
解析：选C　DNA和DNA水解酶结合后无法调控基因表达，A错误；RNA聚合酶结合在启动子上，从转录复合体组装开始转录，B错误；RNA主要分为mRNA、tRNA和rRNA，rRNA与蛋白质组成核糖体，在翻译过程中mRNA、tRNA都与核糖体结合，所以RNA与蛋白质的结合在细胞生物中普遍存在，C正确；HIV是人类免疫缺陷病毒，病毒没有细胞结构，是异养生物，病毒只有寄生在其他生物的活细胞中利用宿主细胞内的代谢系统和营养物质才能进行生命活动，所以DNA与RNA的结合发生在宿主细胞中，D错误。
3．假设某一段mRNA上有60个碱基，其中A有15个，G有25个，那么转录该mRNA的DNA分子区段中，“C＋T”的个数以及该mRNA翻译成的蛋白质所含氨基酸的个数分别是(不考虑终止密码子)(　　)
A．60、20　　　　　　　　　 B．80、40
C．40、20 D．40、30
解析：选A　该mRNA上有60个碱基，则转录该mRNA的DNA分子区段中有120个碱基。根据碱基互补配对原则，在双链DNA分子中，A＝T、C＝G，所以C＋T占了全部碱基的一半；mRNA上相邻的三个碱基编码一个氨基酸，所以该mRNA翻译成的蛋白质所含氨基酸的个数＝60/3＝20(个)。
4．图1、图2表示遗传信息在生物大分子间的传递规律，①②③④⑤⑥分别表示结构或物质。下列说法正确的是(　　)
A．图1、图2所示的生理过程完全相同
B．图1表示细菌细胞内基因的表达过程，图2表示酵母菌细胞内基因的表达过程
C．图2信息反映多个核糖体完成一条肽链的合成，有利于提高蛋白质的合成速率
D．图1中⑥的移动方向是从右向左，②③④⑤表示正在合成的4条肽链
解析：选D　图1中有核糖体和mRNA，表示翻译过程，图2中有核糖体，同时注明有RNA聚合酶，RNA聚合酶与DNA结合，所以图2表示转录和翻译两过程同时进行，A错误；图2表示边转录边翻译，代表了原核细胞(如细菌)中基因表达过程，图1表示翻译过程单独进行，可以表示真核生物(如酵母菌)的翻译过程，B错误；每个核糖体独立合成一条完整的肽链，C错误；图1中肽链右短左长，说明⑥(核糖体)从右侧开始向左侧移动，②③④⑤代表了4条肽链，D正确。
[方法技巧]　
“两看法”判断真核生物与原核生物基因表达过程图
二、中心法则及基因与性状的关系
[试考题·查欠缺]
1．(2020·天津等级考)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．mRNA
C．tRNA D．rRNA
解析：选C　DNA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，不能运载特定氨基酸分子。
2．(2019·浙江选考)下列关于遗传信息表达过程的叙述，正确的是(　　)
A．一个DNA分子转录一次，可形成一个或多个合成多肽链的模板
B．转录过程中，RNA聚合酶没有解开DNA双螺旋结构的功能
C．多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链
D．编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的脱氧核苷酸组成
解析：选A　转录时，RNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位相结合，包括一个或者几个基因的DNA片段的双螺旋解开，以便形成相应的RNA分子，说明一个DNA分子转录一次，可形成一个或多个合成多肽链的模板，A正确；RNA聚合酶可以使DNA双螺旋解开，B错误；多个核糖体可结合在一个mRNA分子上合成多条多肽链，C错误；编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的核糖核苷酸组成，D错误。
[强知能·补欠缺]
1．中心法则的内容与各种生物的信息传递
(1)中心法则的内容
(2)中心法则体现了DNA的两大基本功能
①信息传递功能：Ⅰ过程体现了遗传信息的传递功能，它是通过DNA复制完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中；Ⅳ过程表示以RNA作为遗传物质的生物亲代与子代之间遗传信息的传递功能。
②信息表达功能：Ⅱ(转录)、Ⅲ(翻译)过程共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体发育过程中；V过程表示了部分以RNA作为遗传物质的病毒的逆转录过程，是RNA中遗传信息表达的首要步骤。此类生物专营寄生生活，必须在宿主细胞中完成其遗传物质的信息表达，所以需先通过逆转录过程形成DNA，整合在宿主DNA中，再进行Ⅱ、Ⅲ过程。
2．基因对性状的控制
(1)控制途径
(2)基因与生物性状的关系
①生物体的一个性状有时受多个基因的影响，如玉米细胞叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关。
②一般而言，一个基因只决定一种性状。
③环境因素会影响生物性状，如人类身高不完全取决于基因，可受后天营养及锻炼状况影响。
[练题点·全过关]
1．某流感病毒是一种负链RNA病毒，侵染宿主细胞后会发生－RNA→＋RNA→－RNA和－RNA→＋RNA→蛋白质的过程，再组装成子代流感病毒。“－RNA”表示负链RNA，“＋RNA”表示正链RNA。下列叙述错误的是(　　)
A．该流感病毒的基因是有遗传效应的DNA片段
B．＋RNA具有信使RNA的功能
C．该流感病毒由－RNA形成－RNA需在宿主细胞内复制2次
D．入侵机体的流感病毒被清除后相关浆细胞数量减少
解析：选A　病毒只含有一种核酸，根据题干可知该流感病毒所含核酸为RNA，因此其基因是有遗传效应的RNA片段，A错误；根据“－RNA→＋RNA→蛋白质”的过程可
知，＋RNA具有信使RNA的功能，B正确；该流感病毒由－RNA形成－RNA的过程为“－RNA→＋RNA→－RNA”，可见－RNA形成－RNA需在宿主细胞内复制2次，C正确；浆细胞能产生抗体，抗体可与抗原特异性结合，入侵机体的流感病毒(抗原)被清除后相关浆细胞数量减少，D正确。
2.某细胞内相关的生理活动如图所示，下列表述正确的是(　　)
A．若该细胞为记忆B细胞，其细胞核、细胞质中均能发生a、b过程
B．细胞发生c过程时，mRNA沿着核糖体移动，参与的tRNA可能有61种
C．图中蛋白质的结构和功能是由DNA中碱基的排列顺序和环境条件共同决定的
D．分化的细胞中mRNA和蛋白质一定不同
解析：选A　记忆B细胞能增殖、分化，其DNA分布在细胞核和线粒体中，因此其细胞核、细胞质中均能发生a、b过程，A正确；细胞发生c过程时，核糖体沿着mRNA移动，参与的tRNA可能有61种，B错误；图中蛋白质的结构和功能是由DNA中碱基的排列顺序决定的，C错误；分化的细胞中mRNA和蛋白质不完全相同，D错误。
3．如图表示中心法则，下列有关叙述正确的是(　　)
A．过程①～⑦都会在人体的遗传信息传递时发生
B．人体细胞内的过程③主要发生在细胞核中，产物都是mRNA
C．过程③存在的碱基配对方式有A－U、C－G、T－A、G－C
D．过程⑤有半保留复制的特点，过程⑥发生在核糖体上
解析：选C　②④⑤⑦不会在人体的遗传信息传递时发生，A错误；人体细胞内的③过程主要发生在细胞核中，产物是RNA，包括mRNA、tRNA和rRNA，B错误；过程③是转录过程，存在的碱基配对方式有A－U、T－A、C－G、G－C，C正确；过程⑤是RNA分子的复制，没有半保留复制的特点，过程⑥是翻译，发生在核糖体上，D错误。
一、科学思维——翻译过程的三种模型图分析
[思维建模]
翻译过程的三种模型图
[模型解读]
1．图甲模型分析
(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为tRNA、核糖体、mRNA、多肽链。
(2)一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。
(3)翻译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。
(4)翻译终点：识别到终止密码子(不决定氨基酸)翻译停止。
(5)翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，mRNA不移动。
2．图乙模型分析
图乙表示真核细胞的翻译过程，其中a是mRNA，f是核糖体，b、c、d、e表示正在合成的4条多肽链，具体内容分析如下：
(1)数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。
(2)目的意义：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。
(3)方向：从右向左，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。
(4)结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。
(5)形成的多条肽链氨基酸序列相同的原因：有相同的模板mRNA。
3．图丙模型分析
图丙表示原核细胞的转录和翻译过程，图中①是DNA模板链，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA，在核糖体上同时进行翻译过程。
[特别提醒]
解答基因表达图示类题应明确一个关键点
分析此类问题要正确分清mRNA链和多肽链的关系。DNA模板链在RNA聚合酶的作用下产生的是mRNA，而在同一条mRNA链上结合的是多个核糖体，同时合成的是若干条多肽链。　
[析题用模]
1.(2021·河南中原名校联考)关于如图所示生理过程的叙述，正确的是(　　)
A．物质1上的三个相邻碱基叫密码子
B．该过程需要mRNA、tRNA、rRNA参与
C．多个结构1共同完成一条物质2的合成
D．结构1读取到AUG时，物质2合成终止
解析：选B　物质1是mRNA，物质2是多肽，结构1是核糖体。mRNA上决定氨基酸的三个相邻碱基是密码子；每个核糖体独立完成一条多肽链的合成；据多肽链长短可知，该多肽链从左向右合成，所以应该是读取到UAA时，肽链合成终止。
2．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，其一条链可进入细胞质作为转录的模板
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，翻译过程中③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　据图可判断①②③④依次代表DNA、mRNA、核糖体、tRNA，其中②mRNA是以①DNA的一条链为模板合成的，场所是细胞核，A错误；②mRNA上有n个碱基，则新形成的肽链最多含有的氨基酸数目为n/3，则肽键数最多为(n/3－1)个，B错误；③核糖体沿着mRNA由5′向3′方向移动，C错误；④tRNA上的反密码子可以识别②mRNA上的密码子，D正确。
3．(2021·福州九校联考)如图为某原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列叙述正确的是(　　)
A．图中表示4条多肽链正在合成
B．一个基因在短时间内可表达出多条完全相同的多肽链
C．核糖体的移动方向为从左向右
D．一个DNA只能转录一条RNA，但可表达出多条多肽链
解析：选B　图中附有核糖体的4条链是转录后形成的mRNA，而不是4条肽链，核糖体合成的才是肽链，A错误；结合在同一条mRNA上的多个核糖体称为多聚核糖体，它们可先后合成相同的肽链，这样一个基因在短时间内可表达出多条完全相同的肽链，B正确；从题图中无法看到每个核糖体上肽链的长度，所以无法判断核糖体在mRNA上的移动方向，C错误；一个DNA能转录产生多条RNA，一条RNA也可表达出多条多肽链，D错误。
二、科学思维——模拟中心法则各过程
[典例]　如图为模拟中心法则信息传递过程的实验研究装置，据图回答：
(1)若图示为模拟某种病毒的信息流动过程，装置加入的模板A为单链，其部分碱基序列为—GAACACGUC—，加入的原料B为脱氧核苷酸，则该过程所需的酶B为________，模拟的过程为________。
(2)若图示为模拟人体淋巴细胞的信息流动过程，装置加入的模板A为双链，其部分碱基序列为—GAACATGTT—，加入的原料B为________，则该过程所需的酶B为RNA聚合酶，模拟的过程为________，该生理过程主要发生在该细胞的________中。
[解析]　(1)由模板的部分碱基序列“—GAACACGUC—”中含有U且为单链可知，该病毒为RNA病毒，且可以用脱氧核苷酸为原料合成DNA，所以可确定该过程需要逆转录酶的参与，模拟的过程为逆转录过程。(2)由“模板A为双链”和“碱基序列为—GAACATGTT—”中含T等信息可知，模板A为双链DNA分子，在RNA聚合酶的催化作用下可以合成RNA，利用的原料为核糖核苷酸，模拟的过程为转录，主要发生在该细胞的细胞核中。
[答案]　(1)逆转录酶　逆转录　(2)核糖核苷酸　转录　细胞核
[思维建模]
“三看法”判断中心法则各过程
[析题用模]
1．下列关于复制、转录和逆转录的叙述，错误的是(　　)
A．逆转录和DNA复制的产物都是DNA
B．转录需要RNA聚合酶，逆转录需要逆转录酶
C．转录和逆转录所需要的反应物都是核糖核苷酸
D．细胞核中的DNA复制和转录都以DNA为模板
解析：选C　转录需要的反应物是核糖核苷酸，逆转录需要的反应物是脱氧核苷酸。
2．下面是几种抗菌药物的抗菌机理以及中心法则的图解。
①青霉素：抑制细菌细胞壁的合成；②环丙沙星：抑制细菌DNA解旋酶的活性；③红霉素：能与细菌细胞中的核糖体结合以阻止其发挥作用；④利福平：抑制RNA聚合酶的活性。以下有关说法错误的是(　　)
A．环丙沙星会抑制a过程，利福平将会抑制b过程
B．除青霉素外，其他抗菌药物均具有抑制遗传信息传递和表达的作用
C．过程d涉及的氨基酸最多有20种、tRNA最多有64种
D．e过程需要逆转录酶
解析：选C　由题干可知，环丙沙星会抑制细菌DNA解旋酶的活性，故可抑制细菌DNA的复制过程(a过程)。利福平会抑制RNA聚合酶的活性，故可抑制DNA的转录过程(b过程)。红霉素能与核糖体结合以阻止其发挥作用，故可抑制细菌的翻译过程(d过程)。青霉素抑制细菌细胞壁的合成，其不影响遗传信息的传递和表达过程。e过程是逆转录过程，需要逆转录酶。翻译过程涉及的氨基酸最多有20种、tRNA最多有61种。
一、选择题
1．下列关于转录和翻译两个过程的说法中，错误的是(　　)
A．均以核酸为直接的模板　 B．均遵循碱基的互补配对
C．都需要运输原料的工具 D．都需要能量和相应的酶
解析：选C　翻译需tRNA转运氨基酸，转录时则不需转运工具。
2．(2021·舟山模拟)下图Ⅰ、Ⅱ表示某生物细胞内发生的某些生理过程，X表示某种酶。下列说法正确的是(　　)
A．Ⅰ过程中的X表示DNA聚合酶
B．Ⅰ过程的原料是核糖核苷酸，Ⅱ过程的原料是氨基酸
C．tRNA参与过程Ⅱ，主要功能是传递遗传信息
D．图中核糖体移动的方向是从右到左
解析：选B　Ⅰ过程中的X表示RNA聚合酶，A错误；转录(Ⅰ)过程的原料是核糖核苷酸，翻译(Ⅱ)过程的原料是氨基酸，B正确；tRNA在翻译过程中作为氨基酸转运的“搬运工”，C错误；图中翻译过程中一条mRNA同时有三个核糖体与之结合，其中左侧的肽链最短，所以核糖体移动的方向是从左到右，D错误。
3．将DNA双链都被32P标记的某一雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含32P的培养基中，该细胞经过两次连续分裂形成4个大小形态相同的子细胞。下列分析错误的是(　　)
A．若子细胞的染色体数为N，则子细胞的DNA均含32P
B．若子细胞的染色体数为2N，则子细胞的DNA可能均含32P
C．若子细胞中的染色体都含32P，则细胞分裂过程中会发生基因重组
D．若子细胞中有的染色体不含32P，则这是同源染色体彼此分离的结果
解析：选D　若子细胞中染色体数为N，则其进行的是减数分裂，该过程中DNA分子进行了一次复制，根据DNA分子半保留复制特点，则子细胞的DNA均含32P，A正确；若子细胞的染色体数为2N，则其进行的是有丝分裂，在有丝分裂过程中，第一次分裂后子细胞中每条染色体上的DNA都有1条链被标记，但第二次分裂后期半数DNA被标记，随着姐妹染色单体分开，被标记的DNA随机分配移向两极，所以第二次分裂得到的子细胞被标记的DNA数在0～2N之间，B正确；若子细胞中的染色体都含32P，则其进行的是减数分裂，在减数第一次分裂过程中会发生基因重组，C正确；若子细胞中的染色体都不含32P，则其进行的是有丝分裂，有丝分裂过程中不会发生同源染色体的分离，D错误。
4．(2019·全国卷Ⅰ)用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是(　　)
①同位素标记的tRNA　②蛋白质合成所需的酶　③同位素标记的苯丙氨酸　④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸　⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液
A．①②④　　　　　　　　 B．②③④
C．③④⑤ D．①③⑤
解析：选C　在体外合成同位素标记的多肽链，需要有翻译合成该多肽链的模板——mRNA，人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸是合成mRNA所需要的原料；还需要有合成该多肽链的原料——同位素标记的氨基酸(苯丙氨酸)。此外，合成该多肽链还需要核糖体、相关酶以及能量等，可由除去了DNA和mRNA的细胞裂解液提供。
5．如图为人体细胞内血红蛋白合成的相关生理过程，下列分析错误的是(　　)
A．若图中核糖体上合成的肽链最长，则同时进行翻译的其他核糖体都位于近b端
B．合成的多肽链经剪切加工成血红蛋白，该过程有水分子参与
C．红细胞内合成血红蛋白而不合成胰岛素是基因选择性表达的结果
D．镰刀型细胞贫血症患者的红细胞中也存在合成血红蛋白的过程
解析：选A　 据图可知，右侧的tRNA准备进入核糖体，由此可知核糖体由左向右移动，若图中核糖体上合成的肽链最长，则该核糖体是最先与mRNA结合的，同时进行翻译的其他核糖体都位于近a端，A错误；合成的多肽链经剪切加工成血红蛋白，该过程需要水解部分肽键，有水分子参与，B正确；红细胞最初含有人体的全部基因，合成血红蛋白而不合成胰岛素是基因选择性表达的结果，C正确；镰刀型细胞贫血症患者的红细胞中也存在合成血红蛋白的过程，只是血红蛋白中个别氨基酸改变，D正确。
6．下列关于细胞内蛋白质和核酸及其相互关系的叙述，正确的是(　　)
A．控制合成不同蛋白质的DNA分子碱基含量可能相同
B．同一人体的神经细胞与骨骼肌细胞具有相同的DNA和RNA
C．蛋白质功能多样性的根本原因是控制其合成的mRNA具有多样性
D．基因的两条链可分别作模板进行转录，以提高蛋白质合成的效率
解析：选A　同一人体的神经细胞与骨骼肌细胞具有相同的DNA，但RNA不同，B错误；蛋白质功能多样性的根本原因是DNA具有多样性，C错误；基因只能以一条链作模板进行转录，D错误。
7．(2021·丽江模拟)下列关于中心法则的叙述，一定正确的是(　　)
A．肽链的合成一定以RNA为模板，以氨基酸为原料
B．酶的合成一定以RNA为模板，以氨基酸为原料
C．RNA的合成一定以DNA为模板，以核糖核苷酸为原料
D．DNA的合成一定以DNA为模板，以脱氧核苷酸为原料
解析：选A　肽链是以mRNA为模板、氨基酸为原料，经过翻译过程形成的，A正确；大多数酶的化学本质是蛋白质，是以mRNA为模板、氨基酸为原料合成的，少数酶的化学本质是RNA，是以DNA为模板、核糖核苷酸为原料合成的，B错误；RNA合成的原料一定是核糖核苷酸，而合成的模板可以是DNA或RNA，C错误；DNA合成的原料一定是脱氧核苷酸，而合成的模板可以是DNA或RNA，D错误。
8．(2021年1月新高考8省联考·河北卷)DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基基团，此种变化
可影响基因的表达，对细胞分化具有调控作用。基因启动子区域被甲基化后，会抑制该基因的转录，如图所示。研究发现，多种类型的癌细胞中发生了抑癌基因的过量甲基化。下列叙述错误的是(　　)
A．细胞的内外环境因素均可引起DNA的甲基化
B．甲基化的启动子区更易暴露转录模板链的碱基序列
C．抑癌基因过量甲基化后会导致细胞不正常增殖
D．某些DNA甲基化抑制剂可作为抗癌药物研发的候选对象
解析：选B　DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基基团，细胞的内外环境因素均可引起DNA的甲基化，从而影响基因的表达，进而调控细胞分化，A正确；从图中可以看出，基因包括启动子、转录区域、终止子等部分，启动子和转录区域为基因中不同的区段，基因启动子区域被甲基化后，会抑制该基因的转录，因此甲基化的启动子区不利于暴露转录模板链的碱基序列，B错误；抑癌基因主要阻止细胞不正常增殖，抑癌基因过量甲基化后，抑癌基因不能正常表达，会导致细胞不正常增殖，C正确；某些DNA甲基化抑制剂，可以抑制抑癌基因过量甲基化，阻止细胞癌变，可作为抗癌药物研发的候选对象，D正确。
9．如图所示为真核细胞中发生的某些相关生理和生化反应过程，下列叙述错误的是(　　)
A．结构a是核糖体，物质b是mRNA，过程①是翻译过程
B．过程②在形成细胞中的某种结构，这一过程与细胞核中的核仁密切相关
C．如果细胞中r 蛋白含量较多，r 蛋白就与b结合，阻碍b与a结合
D．c是基因，是指导rRNA合成的直接模板，需要DNA聚合酶参与催化
解析：选D　据图分析可知，a是核糖体，b是mRNA，c是DNA片段，A正确；过程②形成核糖体，核仁与核糖体的形成有关，B正确；细胞中r 蛋白含量较多时，r 蛋白就与b即mRNA结合，阻碍mRNA与核糖体结合，从而抑制翻译过程，这是一种反馈调节过程，C正确；c转录形成rRNA时需要RNA聚合酶的催化，D错误。
10．(2021·南平模拟)如图所示为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述正确的是(　　)
A．①②或⑥⑦都表示基因的表达过程，但发生在不同细胞中
B．基因1和基因2的遗传一定遵循基因的自由组合定律
C．生物体中一个基因只能决定一种性状
D．⑦→⑥→⑤过程说明基因可通过控制酶的合成，直接控制生物的性状
解析：选A　由图分析可知，①和⑦表示转录，②和⑥表示翻译，基因的表达包括转录和翻译，而图中的血红蛋白的形成只发生在红细胞中，酪氨酸酶在皮肤和眼睛等细胞中表达，A正确；基因1和基因2的遗传不一定遵循基因的自由组合定律，因为不明确这两个基因是否位于同一对同源染色体上，B错误；生物体中一个基因可以参与多种性状的控制，C错误；⑦→⑥→⑤过程说明基因可通过控制酶的合成，间接控制生物的性状，D错误。
11．对下列各图分析不准确的是(　　)
A．甲图中的①②③均遵循碱基互补配对原则
B．乙图中核糖体在mRNA上移动方向为从右到左，所用原料是氨基酸
C．对于丙图，人体内的T细胞可以进行①②③⑤过程
D．丁图中该段内有6种核苷酸
解析：选C　甲图中①②③过程分别为转录、翻译和DNA复制过程，都遵循碱基互补配对原则，A正确；根据多肽链的长度可知，核糖体在mRNA上的移动方向是从右到左，所用原料是氨基酸，B正确；丙图中①～⑤过程分别为DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制过程，T细胞可增殖分化成效应T细胞和记忆细胞，可发生①②③过程，不能发生④⑤过程，C错误；丁图为转录过程，其中的DNA链中含有3种核苷酸，RNA链中也含有3种核苷酸，共6种核苷酸，D正确。
12．下面是4种遗传信息的流动过程，对应的叙述正确的是(　　)
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．能进行乙过程的生物也能进行丁过程
C．丙可表示DNA病毒(如T2噬菌体)在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向
D．丙、乙、丁三幅图就已经全面涵盖了生物界遗传信息传递的情况
解析：选C　胰岛细胞内胰岛素合成过程中，遗传信息的传递方向不包括DNA复制，A错误；逆转录病毒(HIV或某些致癌病毒)能进行乙过程，而烟草花叶病毒进行的是丁过程，B错误；生物界还有一种朊病毒，它的遗传信息传递情况可能是蛋白质流向蛋白质，D错误。
13．下列有关人体内生理过程的描述，错误的是(　　)
A．甲、乙、丙三个过程均有氢键的破坏也有氢键的形成
B．甲、乙、丙三个过程中只有一个过程能在胰岛B细胞核内进行
C．图乙表示翻译，通过多个核糖体的工作，细胞可在短时间内合成多条肽链
D．图甲表示DNA 的复制，通过增加复制起始点，细胞可在短时间内复制出大量的DNA
解析：选D　甲为DNA复制过程，该过程涉及氢键的破坏和形成；乙为翻译过程，存在氢键的破坏和形成；丙为转录形成RNA的过程，该过程存在DNA的解旋，也存在碱基之间互补配对形成氢键的过程，A正确。胰岛B细胞没有增殖能力，故没有DNA复制过程，但可进行转录和翻译，转录在细胞核内完成，翻译在细胞质的核糖体上完成，B正确。图乙表示翻译，通过多个核糖体的工作，细胞可在短时间内合成多条肽链，C正确。图甲表示DNA的复制，通过增加复制起始点，细胞可缩短DNA复制的时间而不是短时间内复制出大量的DNA，D错误。
14．(2021·昆明模拟)某病毒的遗传物质是单链RNA(－RNA)，宿主细胞内病毒的增殖过程如下图，－RNA和＋RNA的碱基序列是互补的。下列叙述错误的是(　　)
A．过程①所需的嘌呤数和过程③所需的嘧啶数相同
B．据图推测，－RNA和＋RNA均有RNA聚合酶的结合位点
C．过程②需要的tRNA、原料及场所都由宿主细胞提供
D．－RNA和＋RNA均可与核糖体结合作为翻译的模板
解析：选D　由于－RNA和＋RNA的碱基序列是互补的，故过程①所需的嘌呤数和过程③所需的嘧啶数相同，A正确；－RNA和＋RNA之间可以相互合成，故二者均有RNA聚合酶的结合位点，B正确；过程②是合成蛋白质的过程，需要的tRNA、原料及场所都由宿主细胞提供，C正确；由图示分析可知，只有＋RNA可与核糖体结合作为翻译的模板，D错误。
15．(2021·梧州模拟)下列关于基因、性状以及两者关系的叙述，正确的是(　　)
A．基因能够通过表达，实现遗传信息在亲代和子代之间的传递
B．基因在染色体上呈线性排列，基因的前端有起始密码子，末端有终止密码子
C．人的白化病是由于基因不正常而合成过多的酪氨酸酶，将黑色素转变为酪氨酸，而表现出白化症状
D．人的镰刀型细胞贫血症是基因对性状的直接控制
解析：选D　基因能够通过复制，实现遗传信息在亲代和子代之间的传递，A错误；基因在染色体上呈线性排列，基因的前端有启动子，末端有终止子，B错误；人的白化病是由于控制酪氨酸酶的基因发生突变，导致酪氨酸酶缺乏，不能将酪氨酸转变为黑色素，而表现出白化症状，C错误；镰刀型细胞贫血症产生的根本原因是控制合成血红蛋白的基因的碱基对发生了替换而导致血红蛋白结构异常，因此人的镰刀型细胞贫血症是基因对性状的直接控制，D正确。
二、非选择题
16．核基因编码的蛋白质能够有条不紊地被运送到各自的目的地，关键是蛋白质在合成时带有分选信号，而目的地就是能够识别分选信号的受体。分选信号取决于氨基酸序列中的信号序列，如图所示。分析回答下列问题：
(1)线粒体所需的蛋白质一部分来自过程⑥，另一部分是在______________指导下合成的。某些蛋白质经过程⑧进入细胞核需要通过________，这一过程具有________性。
(2)经过程②进入内质网的多肽，在内质网中折叠成为具有一定________的蛋白质，在内质网中未折叠或错误折叠的蛋白质，会在内质网中大量堆积，此时细胞通过改变基因表达减少新蛋白质的合成，或增加识别并降解错误折叠蛋白质的相关分子，进行细胞水平的________调节。
(3)送往不同结构的蛋白质具有________，这是细胞内蛋白质定向运输所必需的，这种序列最终是由________决定的。各类成熟蛋白质分别与不同的受体结合，说明受体具有________的特点。
解析：(1)线粒体是半自主性细胞器，自身含有基因，该基因也能表达形成蛋白质。细胞质中合成的某些蛋白质(如DNA聚合酶、RNA聚合酶)通过核孔进入细胞核，核孔对物质的运输具有选择性。(2)核糖体上合成的多肽进入内质网中进行折叠加工，从而形成具有一定空间结构的蛋白质。在内质网中蛋白质未折叠或错误折叠，反过来会减少新蛋白质的合成，或增加识别并降解错误折叠蛋白质的相关分子，这种调节属于细胞水平的反馈调节。(3)根据题干中信息“分选信号取决于氨基酸序列中的信号序列”，可知送往不同结构的蛋白质具有不同的信号序列，该信号序列是由细胞核基因最终决定的。各类成熟蛋白质分别与不同的受体结合，说明受体具有专一性。
答案：(1)线粒体基因(DNA)　核孔　选择　(2)空间结构　反馈　(3)不同的信号序列　核基因　专一性
17．中国科学家屠呦呦获2015年诺贝尔生理学或医学奖，她研制的抗疟药青蒿素挽救了数百万人的生命。研究人员发现了青蒿细胞中青蒿素的合成途径(实线方框所示)和酵母细胞产生合成青蒿酸的中间产物FPP的途径(虚线方框所示)如图。请据图分析回答下列问题：
(1)过程①需要________识别DNA中特定的碱基序列，该过程在细胞的分裂期很难进行的原因是__________________________。
(2)在青蒿的不同组织细胞中，相同DNA转录起点不完全相同的原因是________________________。青蒿素的合成体现了基因控制性状的方式是________________________________。
(3)研究表明，相关基因导入酵母细胞后虽能正常表达，但酵母菌合成的青蒿素却很少，据图分析原因可能是________________________。为提高酵母菌合成青蒿素的产量，请你提出科学的解决方案。______________________________________________________。
(4)若FPP合成酶基因中含4 300个碱基对，其中一条单链中A∶C∶T∶G＝1∶2∶3∶4，则该基因连续复制3次至少需要________个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸。
答案：(1)RNA聚合酶　染色质高度螺旋化形成染色体，DNA难于解旋　(2)不同组织细胞中的基因选择性表达　通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物性状　(3)酵母细胞中的大部分FPP用于合成了固醇　抑制ERG9酶的活性(或阻断ERG9酶基因的表达)
(4)18 060