4.1 基因指导蛋白质的合成（练习）高中生物学人教版（2019）必修2（含答案解析）

第四章 第1节 基因指导蛋白质的合成
一、单选题
1．下列关于真核生物核基因表达的叙述，正确的是（ ）
A．一个RNA聚合酶与DNA结合后，只能催化一个基因的转录
B．一个DNA转录可以形成许多个RNA并直接作为翻译的模板
C．转录和翻译均发生氢键的形成与断裂，且均遵循碱基互补配对原则
D．翻译时，一条mRNA上同时结合多个核糖体共同完成一条多肽链的合成
2．下图中甲、乙分别表示人体细胞中发生的两种大分子的合成过程，相关叙述正确的是（ ）
A．图示甲为DNA复制，乙为转录
B．蛙的红细胞中只能进行乙过程，不能进行甲过程
C．甲过程需要解旋，乙过程不需解旋
D．甲、乙过程均只发生于“有遗传效应”的片段中
3．新冠病毒（SARS—CoV—2）和肺炎链球菌均可引发肺炎，两者结构不同。新冠病毒是具外套膜的正链单股RNA病毒，其遗传物质是目前所有RNA病毒中最大的，该病毒在宿主细胞内的增殖过程如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．新冠病毒与肺炎链球菌均需利用人体细胞内的核糖体进行蛋白质合成
B．新冠病毒翻译过程所需的rRNA、tRNA均由病毒的+RNA转录形成
C．新冠病毒在宿主细胞内形成子代的过程可以体现中心法则的全过程
D．新冠病毒与肺炎链球菌二者的遗传物质都没有与组蛋白相结合
4．非编码RNA是一大类不编码蛋白质、但在细胞中起着调控作用的环状RNA分子，其调控失衡与一系列重大疾病的发生、发展相关。科学家开发出一项新的血液检测技术，能检测出胰腺癌患者血液中一种名为HSATI的非编码RNA，可作为胰腺癌的生物标记，用于胰腺癌的早期诊断。下列表述一定错误的是( )
A．HSATII是在胰腺癌患者细胞的细胞核内合成的
B．胰腺细胞癌变后细胞膜上糖蛋白减少，癌细胞代谢活动减弱
C．HSATII不能编码蛋白质是因为它缺乏起始密码子
D．非编码RNA是通过调控基因表达中的翻译过程来控制疾病的发生
5．核孔复合体是核质交换的特殊跨膜运输蛋白质复合体，它具有双功能和双向性，双功能表现在两种运输方式：被动运输与主动转运；双向性表现在既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA、RNP（含有RNA的核蛋白）等的出核运输。核孔对大分子的进入具有选择性，大分子凭借自身的核定位信号和核孔复合体上的受体蛋白结合而实现“主动转运”过程。下列分析正确的是（ ）
A．DNA分子出细胞核的方式为需要载体、消耗能量的主动转运
B．细胞核能控制代谢和遗传，这与核孔的双功能、双向性有关
C．RNP中含有的RNA和蛋白质均在细胞核内合成
D．核质间的物质交换体现了细胞膜的信息交流作用
6．金霉素（一种抗生素）可抑制tRNA与mRNA的结合，该作用直接影响的过程是（ ）
A．DNA复制 B．转录 C．翻译 D．逆转录
7．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
8．将牛的催乳素基因用32P标记后导入小鼠的乳腺细胞，选取仅有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养。下列叙述错误的是
A．小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸
B．该基因转录时，遗传信息通过模板链传递给mRNA
C．连续分裂n次后，子细胞中32P标记的细胞占1/2n+1
D．该基因翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等
9．在大肠杆菌细胞内，肽酰转移酶能催化蛋白质合成过程中肽键的形成，该酶是rRNA的组成部分，用核酸酶处理该酶后蛋白质的合成受阻。下列相关叙述错误的是（ ）
A．肽酰转移酶不能与双缩脲试剂产生紫色反应
B．肽酰转移酶可能在核糖体上发挥作用
C．细胞中的rRNA是DNA通过转录产生的
D．大肠杆菌的mRNA在转录结束后才与核糖体结合
10．当某些基因转录形成的mRNA分子与模板链未分离时，会形成RNA-DNA杂交体，此时非模板链、RNA-DNA杂交体共同构成R环结构。R环结构会影响DNA复制、转录和基因的稳定性。下图是某细胞中遗传信息的传递和表达过程的示意图。下列说法错误的是（ ）
A．在神经细胞核、精原细胞核、洋葱根尖分生区细胞核中同时存在酶A、B、C
B．酶A、B、C功能不同的根本原因是控制这些酶的基因的碱基排列顺序不同
C．R环结构的RNA-DNA杂交体中，形成的碱基的配对方式是A—T、U—A、C-G
D．R环结构的存在可能会使细胞周期所需时间变长
11．真核细胞的细胞周期受多种物质的调节，其中CDK2—cyclinE能促进细胞从G1期进入S期。如果细胞中的DNA受损，会发生下图所示的调节过程，图中数字表示过程，字母表示物质。下列叙述正确的是（ ）
A．过程①中的RNA聚合酶既可以与DNA结合又可以催化RNA的合成
B．过程②中合成的p21蛋白与CDK2—cyclinE结合，可以促进细胞分裂
C．失活的CDK2—cyclinE将导致细胞周期中分裂期的细胞比例显著增大
D．DNA正常的情况下，p53蛋白通过促进p21基因的表达，从而使细胞分裂正常进行
12．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
二、多选题
13．miRNA是含有茎环结构的miRNA前体经过加工之后的一类非编码的小RNA分子（18~25个核苷酸）。某miRNA能抑制W基因控制的蛋白质（W蛋白）的合成，下图是某真核细胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图，下列叙述正确的是（ ）
A．miRNA前体中含有氢键
B．miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则，即A与T、C与G配对
C．在细胞质加工miRNA使其茎环消失可能与磷酸二酯键的断裂有关
D．miRNA抑制W蛋白的合成是通过双链结构的miRNA直接与W基因mRNA结合所致
14．为在酵母中高效表达丝状真菌编码的植酸酶，通过基因改造，将原来的精氨酸密码子CGG改变为酵母偏爱的密码子AGA,由此发生的变化有
A．植酸酶氨基酸序列改变
B．植酸酶mRNA序列改变
C．编码植酸酶的DNA热稳定性降低
D．配对的反密码子为UCU
15．如图为某种生物基因表达的过程模式图，据图分析下列说法错误的是（ ）
A．该细胞最可能为真核细胞
B．图示过程包括遗传信息的转录和遗传信息的翻译两个阶段
C．图示过程中分别以DNA双链和mRNA为模板
D．图中核糖体在核苷酸链上的移动方向为5'→3'
16．如图是基因对性状控制过程的图解，据图分析，下列说法不正确的是（ ）
A．同一生物的同一细胞中M1、M2可同时发生
B．基因1和基因2一般不会出现在人体的同一个细胞内
C．白化病的成因是酪氨酸酶活性低导致黑色素不能合成
D．①、②过程所遵循的碱基互补配对方式不完全相同
三、填空题
17．近日，自然杂志报道，天蓝色链霉菌生成一组咲喃类细菌激素，诱导次甲霉素的生成，从而抑制细菌的转录过程。如图为某种细菌的基因表达示意图，请据图回答下列问题：
(1)次甲霉素会抑制图中的过程______（填“I”或“Ⅱ”），图中A表示______酶。该图表示的遗传信息传递过程发生在______。
(2)参与过程II的RNA有______种。据图可知，核糖体的移动方向是______（填"从左向右”或“从右向左”）。
(3)将100个细菌用含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液培养，一段时间后再移至普通培养液中培养，不同间隔时间取样，检测到被标记的细菌比例减小，出现上述结果的原因是______________________________。
18．1952年，赫尔希和蔡斯用同位素标记法研究了T2噬菌体的DNA和蛋白质在侵染大肠杆菌过程中的功能。下图甲表示T2噬菌体某些基因表达的部分过程，图乙为图甲中④部分的放大。请回答：
（1）图甲所示过程中新形成的化学键有_______________。
（2）图乙中各物质或结构含有核糖的有_________________，图乙所示过程中，碱基互补配对方式与图甲中①的形成过程______________（填“完全相同”或“不完全相同”或“完全不同”）。
（3）若用32P和35S共同标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，则子代噬菌体的蛋白质标记情况是____________________。
（4）大肠杆菌细胞中的RNA，其功能有_____________。
A．传递遗传信息 B．作为遗传物质
C．转运氨基酸 D．构成核糖体
（5）用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，保温一段时间后搅拌、离心得到上清液和沉淀并检测其放射性强弱，若保温时间过长则出现的现象是___________，原因是_______________________。
19．为了破译遗传密码，早期的科学家采用蛋白质体外合成技术进行相关实验，即在试管中加入20种足够数量的氨基酸，再加入去除了DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的由重复的三核苷酸（AAGAAGAAGA……）构成的mRNA序列，重复实验发现试管中可以合成三种类型的多肽：由单一赖氨酸组成的肽链、由单一精氨酸组成的肽链和由单一谷氨酸组成的肽链。回答下列问题：
（1）该实验去除细胞提取液中的DNA和mRNA的目的是_____________________；加入人工合成的mRNA的作用是______________________。
（2）重复实验发现，合成的肽链中都只有一种氨基酸，说明遗传密码的阅读是_______（填“连续”或“不连续”）的；模板相同时，合成的肽链序列可能不同，其原因是________________。
（3）研究发现，三核苷酸能促进相应的tRNA和核糖体结合，如试管中加入三核苷酸UAC能促进酪氨酸的tRNA和核糖体结合，据此请设计实验测定赖氨酸、精氨酸和谷氨酸分别对应的密码子（在题述实验的基础上，简要写出大致的实验思路即可）：_______________________________。
20．人体细胞有时会处于低氧环境。适度低氧下细胞可正常存活，严重低氧可导致细胞死亡。以PC12细胞系为材料，研究了低氧影响细胞存活的机制。
（1）在人体细胞呼吸过程中，O2参与反应的场所是______________。当细胞中O2含量低时，线粒体通过电子传递链产生更多活性氧，活性氧积累过多会损伤大分子和细胞器。
（2）分别用常氧（20% O2）、适度低氧（10% O2）和严重低氧（0．3% O2）处理PC12细胞，24h后检测线粒体自噬水平，结果如图1。用线粒体自噬抑制剂3-MA处理PC12细胞，检测细胞活性氧含量，结果如图2。
①损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径，被细胞中的__________（结构）降解。
②图1、图2结果表明：适度低氧可________________________。
（3）研究表明，上调BINP3基因的表达可促进线粒体自噬。检测不同氧气浓度下BINP3基因表达情况，结果如图3。
综合上述信息，解释适度低氧下细胞可正常存活、严重低氧导致细胞死亡的原因：
①适度低氧上调BINP3基因的表达，使___________增加，___________（促进/抑制）了线粒体自噬以清除细胞中的活性氧，活性氧处于正常水平，细胞可正常存活。
②严重低氧上调BINP3基因的表达（转录），可能由于严重低氧下___________，使BINP3蛋白在增加后很快下降。严重低氧下BINP3蛋白的增加促进了线粒体自噬，但还不足以_____________________，活性氧在细胞中积累，最终导致细胞死亡。
第四章 第1节 基因指导蛋白质的合成
一、单选题
1．下列关于真核生物核基因表达的叙述，正确的是（ ）
A．一个RNA聚合酶与DNA结合后，只能催化一个基因的转录
B．一个DNA转录可以形成许多个RNA并直接作为翻译的模板
C．转录和翻译均发生氢键的形成与断裂，且均遵循碱基互补配对原则
D．翻译时，一条mRNA上同时结合多个核糖体共同完成一条多肽链的合成
【答案】C
【解析】
【分析】
基因表达包括转录和翻译两个过程。转录主要发生在细胞核中，转录的产物是RNA；翻译过程发生在核糖体，产物是蛋白质。生物体在个体发育的不同时期、不同部位，通过基因水平、转录水平等的调控，表达基因组中不同的部分，其结果是完成细胞分化和个体发育。
【详解】
A、一个RNA聚合酶可以与DNA多次结合，催化不同基因的转录，A错误；
B、转录的产物需要经加工后再作为翻译的模板，B错误；
C、转录和翻译均发生氢键的形成与断裂，且均遵循碱基互补配对原则，C正确；
D、翻译时，一条mRNA上同时结合多个核糖体形成多条多肽链，D错误。
故选C。
2．下图中甲、乙分别表示人体细胞中发生的两种大分子的合成过程，相关叙述正确的是（ ）
A．图示甲为DNA复制，乙为转录
B．蛙的红细胞中只能进行乙过程，不能进行甲过程
C．甲过程需要解旋，乙过程不需解旋
D．甲、乙过程均只发生于“有遗传效应”的片段中
【答案】A
【解析】
【分析】
分析题图可知，甲过程DNA分子的两条链均做模板，是DNA分子的复制过程；乙过程中以DNA分子的一条链为模板形成单链结构，是转录过程。
【详解】
A、据分析可知，图示甲为DNA复制，乙为转录，A正确；
B、蛙的红细胞既进行DNA复制，也进行转录，故甲和乙过程都存在，B错误；
C、DNA的复制和转录过程都需要解旋，C错误；
D、甲过程发生在整个DNA分子中，乙过程发生在“有遗传效应”的片段中，D错误。
故选A。
3．新冠病毒（SARS—CoV—2）和肺炎链球菌均可引发肺炎，两者结构不同。新冠病毒是具外套膜的正链单股RNA病毒，其遗传物质是目前所有RNA病毒中最大的，该病毒在宿主细胞内的增殖过程如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．新冠病毒与肺炎链球菌均需利用人体细胞内的核糖体进行蛋白质合成
B．新冠病毒翻译过程所需的rRNA、tRNA均由病毒的+RNA转录形成
C．新冠病毒在宿主细胞内形成子代的过程可以体现中心法则的全过程
D．新冠病毒与肺炎链球菌二者的遗传物质都没有与组蛋白相结合
【答案】D
【解析】
【分析】
新冠病毒为RNA复制型，据图分析，②、④过程为复制形成子代RNA，①为翻译出RNA聚合酶，③为翻译出病毒蛋白质。
【详解】
A、新冠病毒无细胞结构，需要利用人体细胞的核糖体进行蛋白质合成，但肺炎链球菌为细胞生物，具有核糖体，可自己合成蛋白质，A错误；
B、据图可知，新冠病毒翻译过程所需的＋RNA无需转录，B错误；
C、中心法则还包括DNA分子复制、逆转录等过程，新冠病毒在宿主细胞内形成子代的过程不包括上述两者，C错误；
D、真核细胞内遗传物质DNA与组蛋白结合通常构成染色体，而新冠病毒与肺炎链球菌二者的遗传物质都没有与组蛋白相结合，D正确。
故选D。
4．非编码RNA是一大类不编码蛋白质、但在细胞中起着调控作用的环状RNA分子，其调控失衡与一系列重大疾病的发生、发展相关。科学家开发出一项新的血液检测技术，能检测出胰腺癌患者血液中一种名为HSATI的非编码RNA，可作为胰腺癌的生物标记，用于胰腺癌的早期诊断。下列表述一定错误的是( )
A．HSATII是在胰腺癌患者细胞的细胞核内合成的
B．胰腺细胞癌变后细胞膜上糖蛋白减少，癌细胞代谢活动减弱
C．HSATII不能编码蛋白质是因为它缺乏起始密码子
D．非编码RNA是通过调控基因表达中的翻译过程来控制疾病的发生
【答案】B
【解析】
【分析】
基因的表达即基因控制蛋白质的合成过程包括转录和翻译两个主要阶段，其中转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程；翻译是指以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。
【详解】
A、HSATI是一类非编码RNA，RNA是通过转录而来，转录的场所主要是细胞核，A正确；
B、细胞癌变后糖蛋白减少，细胞容易扩散这转移，但癌细胞代谢活动增强，B错误；
C、密码子是mRNA上能编码氨基酸的三个相邻碱基，其中起始密码子是翻译的起点，HSATII不能编码蛋白质是因为它缺乏起始密码子，C正确；
D、mRNA是翻译的模板，非编码RNA是通过调控基因表达中的翻译过程来控制疾病的发生，D正确。
故选B。
5．核孔复合体是核质交换的特殊跨膜运输蛋白质复合体，它具有双功能和双向性，双功能表现在两种运输方式：被动运输与主动转运；双向性表现在既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA、RNP（含有RNA的核蛋白）等的出核运输。核孔对大分子的进入具有选择性，大分子凭借自身的核定位信号和核孔复合体上的受体蛋白结合而实现“主动转运”过程。下列分析正确的是（ ）
A．DNA分子出细胞核的方式为需要载体、消耗能量的主动转运
B．细胞核能控制代谢和遗传，这与核孔的双功能、双向性有关
C．RNP中含有的RNA和蛋白质均在细胞核内合成
D．核质间的物质交换体现了细胞膜的信息交流作用
【答案】B
【解析】
【分析】
细胞核的结构：（1）核膜（双层膜），可将核内物质与细胞质分开；（2）核孔：实现细胞核与细胞质之间频繁的物质交换和信息交流；（3）核仁：与某种RNA的合成及核糖体的形成有关；（4）染色质（染色体）：主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质DNA的主要载体。
【详解】
A、根据题干信息可知，核孔对大分子的进入具有选择性，DNA不能通过核孔出细胞核，A错误；
B、细胞核和细胞质间的物质交换、信息传递是细胞核完成其功能的基础，而这与核孔的双功能、双向性密切相关，B正确；
C、细胞核RNP中含有的RNA在细胞核内通过转录过程合成，而蛋白质在细胞质中的核糖体上合成，C错误；
D、核质间的物质交换体现了核膜具有信息交流的作用，D错误。
故选B。
6．金霉素（一种抗生素）可抑制tRNA与mRNA的结合，该作用直接影响的过程是（ ）
A．DNA复制 B．转录 C．翻译 D．逆转录
【答案】C
【解析】
【分析】
1、转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。
2、翻译是指以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。
3、DNA复制是指以亲代DNA为模板，按照碱基互补配对原则，合成子代DNA的过程。
4、逆转录是指以RNA为模板，按照碱基互补配对原则，合成DNA的过程。
【详解】
分析题意可知，金霉素可抑制tRNA与mRNA的结合，使tRNA不能携带氨基酸进入核糖体，从而直接影响翻译的过程，C正确。
故选C。
7．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
【答案】D
【解析】
【详解】
【分析】细胞中的核酸包括DNA和RNA，其中DNA是遗传物质；细胞中的RNA包括有mRNA、tRNA和rRNA三种，它们均在蛋白质合成过程中其重要的作用。
【详解】原核细胞内DNA的合成需要RNA为引物，A错误；真核细胞中的DNA和RNA的合成主要发生在细胞核中，此外线粒体和叶绿体中也能合成DNA和RNA，B错误；肺炎双球菌的体内转化实验说明了转化因子的存在，体外转化试验证明了其遗传物质是DNA，C错误；真核细胞和原核细胞中基因的表达过程都包括转录和翻译两个过程，都需要DNA和RNA的参与，D正确。
【点睛】解答本题的关键是了解细胞中的核酸的种类，明确所有细胞的遗传物质都是DNA，凡是有DNA的场所都可以发生转录和翻译过程。
8．将牛的催乳素基因用32P标记后导入小鼠的乳腺细胞，选取仅有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养。下列叙述错误的是
A．小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸
B．该基因转录时，遗传信息通过模板链传递给mRNA
C．连续分裂n次后，子细胞中32P标记的细胞占1/2n+1
D．该基因翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等
【答案】C
【解析】
【详解】
试题分析：细胞中含有DNA 和RNA两种核酸，其中含有5种碱基（A、T、C、G、U）和8种核苷酸，A正确。转录是以DNA分子的一条为模板合成mRNA，DNA中的遗传信息表现为RNA中的遗传密码，B正确。一条染色体上整合有单个目的基因（用32P标记）的某个细胞，连续有丝分裂n次，形成2n个细胞；根据DNA半保留复制的特点，其中只有两个细胞中含有32P标记，子细胞中32P标记的细胞占1/2n-1，C错误。一种氨基酸可能对应有多种密码子（密码子的简并性），对应多种tRNA，D正确。
考点：本题重点考查了遗传信息的传递和表达及有丝分裂等内容，意在考查学生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论。
9．在大肠杆菌细胞内，肽酰转移酶能催化蛋白质合成过程中肽键的形成，该酶是rRNA的组成部分，用核酸酶处理该酶后蛋白质的合成受阻。下列相关叙述错误的是（ ）
A．肽酰转移酶不能与双缩脲试剂产生紫色反应
B．肽酰转移酶可能在核糖体上发挥作用
C．细胞中的rRNA是DNA通过转录产生的
D．大肠杆菌的mRNA在转录结束后才与核糖体结合
【答案】D
【解析】
【分析】
1、双缩脲试剂可与蛋白质中的肽键发生紫色反应；2、核糖体的主要成分是蛋白质和rRNA；3、原核细胞中转录和翻译可同时进行。
【详解】
A、肽酰转移酶是rRNA的组成部分，成分是RNA，能催化蛋白质合成过程中肽键的形成，故其不能与双缩脲试剂发生紫色反应，A正确； B、肽酰转移酶是rRNA的组成部分，而rRNA是核糖体的重要组成成分，因此肽酰转移酶可能在核糖体上发挥作用，B正确；C、细胞中的rRNA是以DNA的一条链为模板，通过转录产生的，C正确；D、大肠杆菌是原核生物，其细胞中不存在核膜，因此转录和翻译过程会同时进行，即转录还未结束，mRNA就会与核糖体结合，D错误。故选D。
10．当某些基因转录形成的mRNA分子与模板链未分离时，会形成RNA-DNA杂交体，此时非模板链、RNA-DNA杂交体共同构成R环结构。R环结构会影响DNA复制、转录和基因的稳定性。下图是某细胞中遗传信息的传递和表达过程的示意图。下列说法错误的是（ ）
A．在神经细胞核、精原细胞核、洋葱根尖分生区细胞核中同时存在酶A、B、C
B．酶A、B、C功能不同的根本原因是控制这些酶的基因的碱基排列顺序不同
C．R环结构的RNA-DNA杂交体中，形成的碱基的配对方式是A—T、U—A、C-G
D．R环结构的存在可能会使细胞周期所需时间变长
【答案】A
【解析】
【分析】
分析题图：①过程表示翻译；过程②表示DNA复制，其中酶C表示DNA聚合酶，酶B表解旋酶；右侧形成信使RNA，表示转录，酶A表示RNA聚合酶。
【详解】
A、神经细胞是高度分化的细胞，细胞核不能进行DNA分子的复制，所以不存在酶C，A错误；
B、不同酶功能不同的根本原因是基因的不同，故酶A、B、C功能不同的根本原因是控制这些酶的基因的碱基排列顺序不同，B正确；
C、RNA含有碱基A、G、C、U，DNA含有碱基A、G、C、T，R环结构的RNA-DNA杂交体中，形成的碱基的配对方式是A-T、U-A、C-G，C正确；
D、由题干可知，R环结构会影响DNA的复制和转录以及基因的稳定性，R环结构的存在可能会使细胞周期所需时间变长，D正确。
故选A。
11．真核细胞的细胞周期受多种物质的调节，其中CDK2—cyclinE能促进细胞从G1期进入S期。如果细胞中的DNA受损，会发生下图所示的调节过程，图中数字表示过程，字母表示物质。下列叙述正确的是（ ）
A．过程①中的RNA聚合酶既可以与DNA结合又可以催化RNA的合成
B．过程②中合成的p21蛋白与CDK2—cyclinE结合，可以促进细胞分裂
C．失活的CDK2—cyclinE将导致细胞周期中分裂期的细胞比例显著增大
D．DNA正常的情况下，p53蛋白通过促进p21基因的表达，从而使细胞分裂正常进行
【答案】A
【解析】
【分析】
据图分析，①表示转录，②表示翻译；当DNA正常时，p53蛋白被降解，而当DNA损伤时，p53蛋白被活化，并促进p21基因转录；p21蛋白与CDK2-cyclinE结合，使其失活，进而使细胞周期停在G1期，不进入S期。
【详解】
A、过程①表示转录，该过程中RNA聚合酶与DNA分子上的启动子结合并启动转录，催化RNA的合成，A正确；
B、过程②中合成的p21蛋白与CTK2cyclmE结合，使其失活，进而使细胞周期停在G1期，不进入S期，即其会抑制细胞分裂，B错误；
C、失活的CDK2—yclinE会导致细胞停留在G1期，进而导致分裂期的细胞比例显著下降，C错误；
D、DNA正常的情况下，p53蛋白会被降解，而当DNA损伤时，p53蛋白被活化，并促进p21基因表达，D错误。
故选A。
12．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
【答案】C
【解析】
【分析】
分析题干信息可知，合成多肽链的过程即翻译过程。翻译过程以mRNA为模板（mRNA上的密码子决定了氨基酸的种类），以游离的氨基酸为原料，以tRNA作为转运氨基酸的运载体，以核糖体为合成车间，在有关酶、能量（ATP供能）及其他适宜条件（温度、pH）作用下合成多肽链。
【详解】
翻译的原料是氨基酸，要想让多肽链带上放射性标记，应该用同位素标记的氨基酸（苯丙氨酸）作为原料，而tRNA作为转运氨基酸的运载体不需要进行标记，①错误、③正确；合成蛋白质需要模板，由题知苯丙氨酸的密码子是UUU，因此可以用人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸作模板，同时要除去细胞中原有DNA和mRNA的干扰，④、⑤正确；除去了DNA和mRNA的细胞裂解液模拟了细胞中的真实环境，其中含有核糖体、tRNA、催化多肽链合成的酶等，因此不需要再加入蛋白质合成所需的酶，故②错误。综上所述，ABD不符合题意，C符合题意。故选C。
二、多选题
13．miRNA是含有茎环结构的miRNA前体经过加工之后的一类非编码的小RNA分子（18~25个核苷酸）。某miRNA能抑制W基因控制的蛋白质（W蛋白）的合成，下图是某真核细胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图，下列叙述正确的是（ ）
A．miRNA前体中含有氢键
B．miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则，即A与T、C与G配对
C．在细胞质加工miRNA使其茎环消失可能与磷酸二酯键的断裂有关
D．miRNA抑制W蛋白的合成是通过双链结构的miRNA直接与W基因mRNA结合所致
【答案】AC
【解析】
【分析】
据图分析，图示为某真核细胞中miRNA抑制W基因表达的示意图，具体过程是miRNA基因在细胞核内转录形成miRNA，miRNA经过初步加工后从核孔进入细胞质，在细胞质进一步加工后形成miRNA蛋白质复合物，miRNA蛋白复合物转移到了W基因的mRNA上，进而抑制了W基因的翻译过程。
【详解】
A、miRNA前体是含有茎环结构，因此miRNA前体中含有氢键，A正确；
B、miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则，即A与U、C与G配对，RNA中不含T，B错误；
C、RNA上核糖核苷酸之间是通过磷酸二酯键进行连接，在细胞质加工miRNA使其茎环消失可能是切断了一段核苷酸链，与磷酸二酯键的断裂有关，C正确；
D、据图可知，miRNA抑制W蛋白的合成是通过miRNA蛋白复合物直接与W基因mRNA结合所致，miRNA蛋白复合物是由miRNA在细胞核和细胞质中加工后形成的，D错误。
故选AC。
14．为在酵母中高效表达丝状真菌编码的植酸酶，通过基因改造，将原来的精氨酸密码子CGG改变为酵母偏爱的密码子AGA,由此发生的变化有
A．植酸酶氨基酸序列改变
B．植酸酶mRNA序列改变
C．编码植酸酶的DNA热稳定性降低
D．配对的反密码子为UCU
【答案】BCD
【解析】
【分析】
氨基酸、密码子和反密码子的对应关系：
（1）每种氨基酸对应一种或几种密码子，可由一种或几种tRNA转运。
（2）一种密码子只能决定一种氨基酸（终止密码子无对应的氨基酸），且一种tRNA只能转运一种氨基酸。
（3）基因、密码子和反密码子的对应关系：
【详解】
A、根据题意，密码子CGG改变为酵母偏爱的密码子AGA，翻译形成的氨基酸都仍然是精氨酸，故植酸酶氨基酸序列不变，A错误；
B、密码子仅存在于mRNA上，由于密码子CGG改变为AGA，故植酸酶mRNA序列改变，B正确；
C、DNA分子中A-T之间形成2个氢键，G-C之间形成3个氢键，氢键的数量越多，则DNA分子结构越稳定，密码子CGG改变为AGA，则DNA中GCC变为TCT，即DNA中所含的氢键数量减少，故编码植酸酶的DNA热稳定性降低，C正确；
D、翻译时，密码子与反密码子配对，密码子CGG改变为AGA，则配对的反密码子由GCC变为UCU，D正确。
故选BCD。
15．如图为某种生物基因表达的过程模式图，据图分析下列说法错误的是（ ）
A．该细胞最可能为真核细胞
B．图示过程包括遗传信息的转录和遗传信息的翻译两个阶段
C．图示过程中分别以DNA双链和mRNA为模板
D．图中核糖体在核苷酸链上的移动方向为5'→3'
【答案】AC
【解析】
【分析】
根据题意和图示分析可以知道：图示为遗传信息的转录和翻译过程，其中转录是以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，图示转录和翻译过程在同一时间和空间进行，发生在原核生物细胞中。
【详解】
A、据图可知，图示转录和翻译过程在同一时间和空间进行，最可能发生在原核生物细胞中，A错误；
B、图中上面是以DNA的一条链为模板合成mRNA为转录过程；下面是mRNA与核糖体结合合成多肽链为翻译过程，B正确；
C、图示为遗传信息的转录和翻译过程，转录是以DNA的一条链为模板，翻译是以mRNA为模板，C错误；
D、根据多肽链的长短，3'端的核糖体上肽链的较长，结合到mRNA上时间较早，可以判断核糖体在该mRNA上的移动方向是5'→3'，D正确。
故选AC。
16．如图是基因对性状控制过程的图解，据图分析，下列说法不正确的是（ ）
A．同一生物的同一细胞中M1、M2可同时发生
B．基因1和基因2一般不会出现在人体的同一个细胞内
C．白化病的成因是酪氨酸酶活性低导致黑色素不能合成
D．①、②过程所遵循的碱基互补配对方式不完全相同
【答案】ABC
【解析】
【分析】
分析题图：①是转录过程，②是翻译过程，③是由于基因突变导致合成异常的血红蛋白，从而导致镰刀形细胞的产生。
【详解】
A、M1在生物体的红细胞中存在，在其他细胞中不存在，M2在黑色素细胞中转录形成，二者不能在同一细胞中同时发生，A错误；
B、体所有体细胞所含基因相同，且都含有人体所有基因，因此基因1和基因2会出现在人体的同一个细胞中，B错误；
C、白化病的成因是基因异常导致不能合成酪氨酸酶，从而不能合成黑色素，C错误；
D、①、②分别为转录和翻译，前者的碱基配对方式为A-U、T-A、G-C、C-G，后者为A-U、U-A、G-C、C-G，二者不完全相同，D正确。
故选ABC。
三、填空题
17．近日，自然杂志报道，天蓝色链霉菌生成一组咲喃类细菌激素，诱导次甲霉素的生成，从而抑制细菌的转录过程。如图为某种细菌的基因表达示意图，请据图回答下列问题：
(1)次甲霉素会抑制图中的过程______（填“I”或“Ⅱ”），图中A表示______酶。该图表示的遗传信息传递过程发生在______。
(2)参与过程II的RNA有______种。据图可知，核糖体的移动方向是______（填"从左向右”或“从右向左”）。
(3)将100个细菌用含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液培养，一段时间后再移至普通培养液中培养，不同间隔时间取样，检测到被标记的细菌比例减小，出现上述结果的原因是______________________________。
【答案】(1) Ⅰ RNA聚合 （细菌的）细胞质（或拟核）
(2) 3 从右向左
(3)DNA复制遵循半保留复制的特点，移到普通培养液的被标记细菌，随着细菌增殖次数的增加，不含标记的细菌开始出现并不断增多，故被标记的细菌比例减小
【解析】
【分析】
图示分析：过程Ⅰ表示DNA转录，过程Ⅱ表示翻译，酶A表示RNA聚合酶，图示转录和翻译同时进行，此过程发生在原核生物（细菌）体内。
【详解】
（1）过程Ⅰ表示转录，次甲霉素会抑制细菌的转录过程；图中的A代表RNA聚合酶。由于原核细胞不具有核膜，所以转录和翻译都在细胞质中进行。
（2）参与过程Ⅱ翻译的RNA有3种，分别为mRNA、tRNA、rRNA。随着核糖体在mRNA上移动，合成的肽链逐渐变长，由此可判断题图中核糖体从右向左移动。
（3）依据DNA半保留复制的特点，移到普通培养液中的被标记的细菌，随着细菌增殖次数的增加，不含标记的细菌开始出现并不断增多，故被标记的细菌比例减小。
【点睛】
本题属于信息题，考查DNA的复制和遗传信息的转录，要求考生识记DNA复制和遗传信息转录过程、场所、条件及产物等基础知识，能结合题干信息准确判断。
18．1952年，赫尔希和蔡斯用同位素标记法研究了T2噬菌体的DNA和蛋白质在侵染大肠杆菌过程中的功能。下图甲表示T2噬菌体某些基因表达的部分过程，图乙为图甲中④部分的放大。请回答：
（1）图甲所示过程中新形成的化学键有_______________。
（2）图乙中各物质或结构含有核糖的有_________________，图乙所示过程中，碱基互补配对方式与图甲中①的形成过程______________（填“完全相同”或“不完全相同”或“完全不同”）。
（3）若用32P和35S共同标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，则子代噬菌体的蛋白质标记情况是____________________。
（4）大肠杆菌细胞中的RNA，其功能有_____________。
A．传递遗传信息 B．作为遗传物质
C．转运氨基酸 D．构成核糖体
（5）用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，保温一段时间后搅拌、离心得到上清液和沉淀并检测其放射性强弱，若保温时间过长则出现的现象是___________，原因是_______________________。
【答案】 磷酸二酯键、肽键、氢键 mRNA、tRNA、核糖体 不完全相同 没有标记 ACD 上清液放射性增强 保温时间过长部分被侵染的大肠杆菌裂解，释放出大量的子代噬菌体，部分含有32P的子代噬菌体进入上清液
【解析】
【分析】
分析甲图：甲图表示转录过程，其中①②是转录形成的RNA，③④为核糖体。图乙：乙图表示翻译过程。
【详解】
（1）图甲所示过程包括转录和翻译两个阶段，其中转录过程中有磷酸二酯键和氢键的形成，翻译过程中有肽键形成。
（2）图乙为翻译过程，该图中包含核糖体（由蛋白质和rRNA组成）、mRNA、和 tRNA，RNA中含有核糖；图甲①通过转录形成，其碱基配对方式是A-U、T-A、C-G、G-C，而图乙为翻译过程，其碱基配对方式是A-U、U-A、C-G、G-C，因此这两个过程中的碱基互补配对的方式不完全相同。
（3）用32P和35S共同标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，子代噬菌体的蛋白质是由未被标记的大肠杆菌提供的氨基酸合成的，所以没有被标记。
（4）大肠杆菌细菌细胞的遗传物质是DNA，大肠杆菌细胞内的RNA功能有：传递遗传信息（mRNA）、识别并转运氨基酸(tRNA)、参与核糖体的构成（rRNA）。
（5）用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，若保温时间过长则上清液放射性增强，原因是保温时间过长部分被侵染的大肠杆菌裂解，释放出大量的子代噬菌体，部分含有32P的子代噬菌体进入上清液。所以在实验过程中要保持大肠杆菌细胞的活性，不能裂解。
【点睛】
本题结合图解，考查遗传信息的转录和翻译、噬菌体侵染细菌实验，要求学生识记基因表达的相关内容，理解噬菌体侵染细菌的过程，并能分析相关现象，解决实际问题。
19．为了破译遗传密码，早期的科学家采用蛋白质体外合成技术进行相关实验，即在试管中加入20种足够数量的氨基酸，再加入去除了DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的由重复的三核苷酸（AAGAAGAAGA……）构成的mRNA序列，重复实验发现试管中可以合成三种类型的多肽：由单一赖氨酸组成的肽链、由单一精氨酸组成的肽链和由单一谷氨酸组成的肽链。回答下列问题：
（1）该实验去除细胞提取液中的DNA和mRNA的目的是_____________________；加入人工合成的mRNA的作用是______________________。
（2）重复实验发现，合成的肽链中都只有一种氨基酸，说明遗传密码的阅读是_______（填“连续”或“不连续”）的；模板相同时，合成的肽链序列可能不同，其原因是________________。
（3）研究发现，三核苷酸能促进相应的tRNA和核糖体结合，如试管中加入三核苷酸UAC能促进酪氨酸的tRNA和核糖体结合，据此请设计实验测定赖氨酸、精氨酸和谷氨酸分别对应的密码子（在题述实验的基础上，简要写出大致的实验思路即可）：_______________________________。
【答案】 避免细胞中原有的DNA和mRNA对蛋白质合成造成干扰 作为肽链合成的模板 连续 mRNA上翻译的起始部位不同 分别在三支试管中加入足量且等量的AAG、AGA、GAA三种三核苷酸序列，再测定三支试管中分别促进了哪种氨基酸的tRNA和核糖体结合，对应的三核苷酸序列就是这种氨基酸的密码子
【解析】
1、游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质，这一过程叫做翻译。
2、mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基又称做1个密码子。
【详解】
（1）实验中所用的细胞提取液除去DNA和mRNA的目的是排除细胞中的原有的DNA、mRNA对体外蛋白质合成造成干扰。通过加入人工合成的mRNA以作为合成特定肽链的模板。
（2）翻译是连续的，遇到终止密码子停止翻译。重复实验发现，合成的肽链中都只有一种氨基酸，说明遗传密码的阅读是连续的，编码氨基酸的密码子为同一种。据题，模板是人工合成的由重复的三核苷酸（AAGAAGAAGA……）构成的mRNA序列，但却构成了三种类型的多肽，分析题AAG为编码赖氨酸的密码子，AGA为编码精氨酸的密码子，GAA为编码谷氨酸的密码子，故可能是由于mRNA上翻译的起始部位不同，导致合成的肽链序列不同。
（3）根据题意如试管中加入三核苷酸UAC能促进酪氨酸的tRNA和核糖体结合，按照此方法可在三只试管中分别加入足量且等量的三种氨基酸对应的三核苷酸，即AAG、AGA、GAA，测定三支试管中分别促进了哪种氨基酸的tRNA和核糖体结合，若结合在一起则猜测加入的三核苷酸即为该种氨基酸对应的密码子。
【点睛】
本题结合模拟实验，考查遗传信息的翻译，要求考生识记遗传信息翻译的过程，了解该模拟实验的原理，能根据实验现象分析出正确的结论。
20．人体细胞有时会处于低氧环境。适度低氧下细胞可正常存活，严重低氧可导致细胞死亡。以PC12细胞系为材料，研究了低氧影响细胞存活的机制。
（1）在人体细胞呼吸过程中，O2参与反应的场所是______________。当细胞中O2含量低时，线粒体通过电子传递链产生更多活性氧，活性氧积累过多会损伤大分子和细胞器。
（2）分别用常氧（20% O2）、适度低氧（10% O2）和严重低氧（0．3% O2）处理PC12细胞，24h后检测线粒体自噬水平，结果如图1。用线粒体自噬抑制剂3-MA处理PC12细胞，检测细胞活性氧含量，结果如图2。
①损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径，被细胞中的__________（结构）降解。
②图1、图2结果表明：适度低氧可________________________。
（3）研究表明，上调BINP3基因的表达可促进线粒体自噬。检测不同氧气浓度下BINP3基因表达情况，结果如图3。
综合上述信息，解释适度低氧下细胞可正常存活、严重低氧导致细胞死亡的原因：
①适度低氧上调BINP3基因的表达，使___________增加，___________（促进/抑制）了线粒体自噬以清除细胞中的活性氧，活性氧处于正常水平，细胞可正常存活。
②严重低氧上调BINP3基因的表达（转录），可能由于严重低氧下___________，使BINP3蛋白在增加后很快下降。严重低氧下BINP3蛋白的增加促进了线粒体自噬，但还不足以_____________________，活性氧在细胞中积累，最终导致细胞死亡。
【答案】 线粒体内膜 溶酶体 激活线粒体自噬来清除活性氧 BINP3蛋白 促进 BINP3蛋白降解加快 清除细胞中的活性氧
【解析】
【分析】
有氧呼吸过程分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质中；第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H]，发生在线粒体基质中；第三阶段是[H]与氧气反应形成水，发生在线粒体内膜上。
【详解】
（1）在人体细胞呼吸过程中，O2参与有氧呼吸的第三阶段，其场所是线粒体内膜。
（2）①溶酶体是细胞的消化车间，内含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器。损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径，被细胞中的溶酶体降解。
②由图2可知，相对对照组来说，用线粒体自噬抑制剂3-MA处理组的活性氧含量都更高，因此图1、图2结果比较表明：适度低氧可激活线粒体自噬来清除活性氧。
（3）①综合上述信息可知，适度低氧上调BINP3基因的表达，使BINP3蛋白增加，促进了线粒体自噬以清除细胞中的活性氧，活性氧处于正常水平，细胞可正常存活。
②严重低氧上调BINP3基因的表达（转录），可能由于严重低氧下BINP3蛋白降解加快，使BINP3蛋白在增加后很快下降。严重低氧下BINP3蛋白的增加促进了线粒体自噬，但还不足以清除细胞中的活性氧，活性氧在细胞中积累，最终导致细胞死亡。
（4）该研究有助于人们对缺氧性疾病发病机理的认识；促进缺氧性疾病的预防和治疗。
【点睛】
本题考查细胞呼吸的过程和影响因素，意在考查学生对所学知识的理解与掌握程度，培养了学生分析图示、获取信息、解决问题的综合应用的能力。