4.1基因指导蛋白质的合成同步练习（含解析）2023——2024学年高生物人教版（2019）必修2遗传与进化

4.1 基因指导蛋白质的合成 同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．科学家克里克预见性地提出了遗传信息的一般传递规律——中心法则，随着研究的深入，科学家对中心法则又作出了补充。下列均属于中心法则补充内容的是（ ）
A．DNA复制和RNA复制 B．转录和逆转录
C．转录和翻译 D．RNA复制和逆转录
2．T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A．部分子代噬菌体的DNA两条链来自亲代 B．图中两处“蛋白质”相同
C．①②③过程发生在大肠杆菌内 D．①②③过程遵循碱基互补配对原则
3．放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制见图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。下列正确的是（ ）
A．放射性心脏损伤是因为P蛋白表达过多造成的
B．可通过增大细胞内circRNA的含量治疗该心脏病
C．提高miRNA表达量，有利于该心脏病的治疗
D．由DNA到circRNA的过程中需要用到解旋酶
4．脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的单链DNA分子。下图为10-23型脱氧核酶与靶RNA结合并进行定点切割的示意图。切割位点在一个未配对的嘌呤核苷酸（图中R所示）和一个配对的嘧啶核苷酸（图中Y所示）之间，图中字母均代表由相应碱基构成的核苷酸。下列有关叙述正确的是（　　）

A．脱氧核酶的作用过程不受温度的影响
B．图中Y与两个R之间通过氢键相连
C．脱氧核酶与靶RNA之间的碱基配对方式有四种
D．利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的转录过程
5．科学家用同位素标记法研究了T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程。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。下列叙述错误的是（ ）
A．图甲所示的RNA聚合酶是在大肠杆菌体内合成的
B．图乙各物质或结构中含有核糖的有tRNA、mRNA和核糖体
C．图甲中形成①②时存在T-A配对，形成③④时存在A-U配对
D．携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合
6．核糖体由大、小两个亚基组成，其上有3个供tRNA结合的位点，其中A位点是新进入的tRNA结合位点，P位点是肽链延伸过程中的tRNA结合位点，E位点是空载的tRNA释放位点，如下图所示，图中1、2、3代表氨基酸的序号。下列叙述错误的是（　　）
A．密码子AUG和UGG分别编码了氨基酸1和氨基酸3
B．反密码子与终止密码子的碱基互补配对使得肽链的延伸终止
C．翻译过程中，核糖体沿着mRNA的移动方向是a端→b端
D．翻译过程中，tRNA的移动顺序是A位点→P位点→E位点
7．结合如图表所示分析，有关说法正确的是（ ）
抗菌药物 抗菌机理
青霉素 抑制细菌细胞壁的合成
环丙沙星 抑制细菌DNA的复制
红霉素 能与核糖体结合
利福平 抑制细菌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．环丙沙星和利福平都能抑制细菌的②
D．①~⑤可发生在人体健康细胞中
8．下图甲表示真核生物某生理过程，其中一条链具有“不连续合成”的特点；图乙表示真核生物基因的遗传信息从DNA转移到RNA上之后，对有效遗传信息进行“剪断”与重新“拼接”的过程。下列说法正确的是（ ）
A．图甲表示DNA复制，图中两条子链的合成方向都是由5'端延伸到3端
B．图乙过程①需要DNA聚合酶的参与，过程②有磷酸二酯键的断裂和合成
C．图乙过程③表示在核糖体上进行的翻译过程，该过程需要两类RNA的参与
D．由正常mRNA逆转录形成的cDNA与S基因完全相同
9．人类癌细胞核中存在大量独立于染色体存在的环状DNA（ecDNA）。ecDNA上含有的癌基因表达时，可使癌细胞快速生长。当癌细胞发生分裂时，ecDNA会被随机分配到子细胞中。下列叙述错误的是（ ）
A．ecDNA中的每个脱氧核糖都与两个磷酸基团相连
B．同一肿瘤细胞群体中各细胞内的ecDNA数量相同
C．ecDNA能够与蛋白质结合形成DNA—蛋白质复合物
D．抑制ecDNA上癌基因的表达可为治疗癌症提供新思路
10．某原核生物胞外酶X合成过程局部放大如下图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．①是以DNA上的某基因区段为模板转录而来
B．核糖体的移动方向是从右向左
C．该物质合成过程中的能量主要来自于线粒体
D．ab链的起始密码子是由基因中的启动部位转录而来的
11．某细胞中有关物质合成如下图，①~⑤表示生理过程，Ⅰ、Ⅱ表示结构或物质。据图分析错误的是（ ）

A．已知物质Ⅱ上有基因，则此处基因的传递不遵循孟德尔定律
B．图中③过程核糖体在mRNA上由右向左移动
C．线粒体内基因表达的特点时边转录边翻译
D．所有细胞中均能进行过程①
12．如图表示真核细胞中发生的一项生理过程，下列叙述正确的是（ ）

A．该过程表示转录 B．该过程表示翻译
C．图中①是细胞核 D．图中②表示肽链
13．大肠杆菌的RNA聚合酶全酶由核心酶和σ因子组成，能转录某类T4噬菌体的基因。分别将大肠杆菌中的RNA聚合酶全酶和核心酶与3H标记的噬菌体DNA结合，然后加入未标记的噬菌体DNA。定期将混合物转移至硝化纤维素滤膜上，只有仍与酶结合的带标记DNA方可结合在滤膜上，实验结果如图。相关分析错误的是（ ）
A．大肠杆菌RNA聚合酶能将噬菌体DNA解旋
B．RNA聚合酶结合起始密码子启动基因转录
C．σ因子使RNA聚合酶与启动子紧密结合
D．实验加入未标记的噬菌体DNA应过量
14．人的肌无力由细胞呼吸异常引发，患者和正常人的乳酸、丙酮酸的检测指标如下表所示。FGF21是一种重要的细胞呼吸调节因子，调节机制如下图所示，雷帕霉素是FGF21和P-T蛋白抑制剂。据此分析错误的是（ ）

乳酸（mmol/L） 丙酮酸（mmol/L）
正常组 1.1 0.09
疾病组 1.5 0.1
A．肌细胞收缩需要ATP水解供能，所以该反应为放能反应
B．雷帕霉素可能导致正常肌细胞中Y基因的mRNA含量下降
C．若患者的IDH基因表达受阻，则细胞呼吸产生的CO2、H2O均减少
D．肌无力患者可能由于FGF21功能受阻，导致丙酮酸更多参与无氧呼吸，使ATP供应不足
15．劳氏肉瘤病毒（RSV）是一种癌病毒，其内部含有RNA和蛋白质。RSV会导致鸡肉瘤，对养鸡场危害非常大。如图为RSV病毒遗传信息的流动过程。下列相关叙述错误的是（ ）
A．RSV侵染宿主细胞的过程体现了细胞膜具有流动性这一结构特性
B．RSV利用宿主细胞提供的反转录酶，以自身RNA为模板合成自身的DNA
C．反转录形成的DNA整合到宿主细胞中并利用细胞提供的酶和原料进行转录
D．RSV中的遗传信息可从RNA传递到DNA，这为肿瘤的防治提供了新的思路
16．下图表示某细胞内发生的一系列生理变化，X表示某种酶。据图分析，下列有关叙述错误的是（　　）
A．X为RNA聚合酶，该酶主要在细胞核中发挥作用
B．该图中最多含5种碱基、8种核苷酸
C．过程Ⅰ仅在细胞核内进行，过程Ⅱ仅在细胞质内进行，图中X和核糖体的移动方向相同
D．b部位发生的碱基配对方式可有T—A、A—U、C—G、G—C
二、多选题
17．科学家研究发现，TATAbox是多数真核生物基因的一段DNA序列，位于基因转录起始点上游，其碱基序列为TATAATAAT。RNA聚合酶与TATAbox牢固结合之后才能开始转录。下列相关叙述错误的是（ ）
A．TATAbox被彻底水解后共得到6种小分子
B．RNA聚合酶可与TATAbox中的起始密码子结合
C．RNA聚合酶与TATAbox结合后才催化核糖核苷酸链由3'向5'方向生成
D．该研究为人们主动“关闭”某个异常基因提供了思路
18．操纵元是原核细胞基因表达调控的一种结构形式，它由启动子（启动基因转录）、结构基因（编码蛋白基因）、终止子（终止转录）等组成。如图表示大肠杆菌细胞中核糖体蛋白（RP）的合成及调控过程，其中序号表示相关生理过程，mRNA上的RBS是核糖体结合位点。下列有关说法正确的是（ ）
A．过程①中RNA聚合酶与启动子结合后相继驱动多个基因的转录
B．过程②中核糖体与mRNA结合后逐一阅读密码，直至终止子结束
C．细胞中缺乏rRNA时，RP1与mRNA上的RBS位点结合阻止翻译的起始
D．该机制保证了rRNA与RR的数量平衡，同时也减少了物质与能量的浪费
19．如图为动物细胞中蛋白质的生物合成示意图，下列说法正确的是（　　）
A．完成①过程需要的酶有解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶
B．图中生理过程的完成需要遵循碱基互补配对原则的有①②④⑥⑦⑧
C．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
D．翻译时一条mRNA上会结合多个核糖体，并同时合成多条肽链
20．HIV病毒入侵人体后，主要攻击人体的T细胞，使人体免疫能力下降。下图为HIV病毒在人体细胞内增殖的过程。据图分析，下列叙述不正确的是（　　）
A．①过程需要的原料是四种核糖核苷酸
B．④过程需遵循碱基互补配对原则
C．②③过程均需要RNA聚合酶
D．⑤过程产生的蛋白质中氨基酸的排列顺序是由rRNA决定的
三、非选择题
21．基因指导蛋白质合成的过程较为复杂，有关信息如图。图2中的甘、天、色、丙表示甘氨酸、天冬氨酸、色氨酸和丙氨酸；图3为中心法则图解，a～e为生理过程。请据图分析回答：
(1)图1为 （填“原核”或“真核”）生物基因表达的过程。
(2)图2过程是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质过程。能特异性识别密码子的分子是 。图2中，决定丙氨酸的密码子是 。一种氨基酸可以有几个密码子，这一现象称作密码子的 。核糖体移动的方向是向 （填“左”或“右”）。
(3)（本小题请用图3中字母回答）图1所示过程为图3中的 过程。在图3的各生理过程中，T2噬菌体在宿主细胞内可发生的是 ；在正常动植物细胞内不存在图3中的 过程。
(4)已知胰岛素由两条多肽链共51个氨基酸组成，指导其合成的基因中至少应含碱基 个。
22．真核生物核基因转录生成的前体mRNA需要经过修饰加工，在5'端加上“帽子”，在3'端加上poly-A尾，之后再通过核孔进入细胞质，完成翻译过程，部分过程如图所示。请回答下列问题：
(1)当A基因表达时， 与DNA分子的启动部位结合，A基因所在的DNA片段双螺旋解开，通过形成 键合成与该片段DNA对应的前体mRNA。
(2)前体mRNA经修饰后，3'末端含有100~200个腺嘌呤（A），即poly-A尾。但测序发现A基因模板链尾部不存在100~200个胸腺嘧啶（T），故判断poly-A尾不是 （填生理过程）而来的，而是在mRNA的3'端依次逐个添加 形成的。
(3)在翻译过程中，mRNA5'端的“帽子”和3'端的poly-A尾可相互结合形成环状结构，图中核糖体沿mRNA移动的方向为 （填“顺”或“逆”）时针，合成的多条多肽链中的氨基酸序列彼此 （填“相同”或“不同”）。
(4)图中提高翻译效率的机制主要有形成环状mRNA和 ，其中前者有利于终止密码子靠近 ，便于刚完成翻译的核糖体迅速开始下一次翻译。
23．安农S-1是我国发现的第一个籼稻温敏不育系突变体，其在温度高于25℃时表现为花粉败育。水稻可进行自花受粉，其雄性可育与TMS5基因和Ub基因有关。TMS5基因编码核酸酶（RNase ZS1）用于切割Ub基因转录出的mRNA，避免产生过多的Ub蛋白。野生型的TMS5基因在第70、71位碱基对发生了替换，形成雄性不育突变体的tms5基因。图1仅显示基因中非模板链部分碱基序列。高温诱导Ub基因过量表达，若Ub蛋白含量过多将导致花粉败育，如图2所示。请回答下列问题：

(1)利用雄性不育突变体进行杂交水稻育种，该过程中不需要 。
(2)将野生型与雄性不育突变体杂交，F1均为野生型，F1自交后代中野生型与雄性不育的性状分离比为3∶1，说明雄性不育性状由 性基因控制。
(3)结合图1推断RNase ZS1失活的原因：TMS5基因突变为tms5基因，第70、71位碱基对发生替换，导致 ，进而使RNase ZS1空间结构发生改变，功能丧失。结合图1、图2，从分子水平说明安农S-1在高温下花粉败育的原因： 。
(4)科研人员发现另一温敏雄性不育隐性突变体甲，其在温度高于25℃时也表现为花粉败育，由隐性基因tms3控制。请设计实验验证tms3基因和tms5基因是非等位基因，写出设计思路和预期结果。
设计思路： 。
预期结果： 。
(5)若tms3基因与tms5基因分别位于两对同源染色体上。在温度低于25℃条件下，让两种纯合突变体杂交得F1，F1自交得F2，在温度高于25℃条件下，F2育性的表型及比例为 ，其中雄性可育个体的基因型有 种。
24．基因指导蛋白质合成的过程较为复杂。有关信息如图。图2中的甘、天、色、丙表示甘氨酸、天冬氨酸、色氨酸和丙氨酸。请据图分析回答：
(1)图1一般为 （填“原核”或“真核”）生物合成蛋白质的过程，其中转录过程发生的条件是：以 为模板、 为原料、需要 催化并且由ATP提供能量。翻译过程中，一个mRNA上可相继结合多个核糖体的意义是 。
(2)图2过程是以 为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质过程。能特异性识别密码子的分子是 。图2中，决定丙氨酸的密码子是 ，核糖体移动的方向是向 （填“左”或“右”）。
(3)已知胰岛素由两条多肽链共51个氨基酸组成，指导其合成的基因中至少应含碱基 个。
25．大肠杆菌可通过色氨酸操纵子结构（图1）来巧妙地调控色氨酸的合成。阻遏蛋白—色氨酸复合物可与色氨酸操纵子O片段紧密结合，阻止trpL及后续序列的转录。trpL转录出的前导mRNA序列的4个序列之间可两两配对形成“发夹”结构（图2），其中序列1中第10位和11位为连续的两个色氨酸密码子，若细胞中色氨酸浓度很低，则核糖体长时间停留在序列1，1/2发夹结构不能形成，此时形成2/3发夹结构但不影响编码区的转录及翻译；若细胞中色氨酸浓度较高，则核糖体很容易到达序列2，此时会形成3/4发夹结构，减弱编码区基因的转录。请回答下列问题：
(1)trpR转录过程需要解旋DNA双链，所用的酶是 。
(2)大肠杆菌中色氨酸浓度 （填“很低”或“较高”）时，trpL不会被转录，即便被转录也会在前导mRNA序列 之间配对形成发夹结构而减弱编码区基因的转录。
(3)在 的情况下，trpL刚转录形成的mRNA中不会出现序列1与序列2配对，结合原核生物基因表达的特点，分析出现上述现象的原因： 。
(4)大肠杆菌通过色氨酸操纵子调控色氨酸合成的调节机制属于 ，对大肠杆菌的生物学意义有 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【分析】科学家克里克首先 预见了遗传信息传递的一般规律，并于1957年提出了中心 法则：遗传信息可以从DNA流向DNA， 即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白 质，即遗传信息的转录和翻译。随着研究的不断深入，科 学家对中心法则作出了补充：少数生物（如一些RNA病 毒）的遗传信息可以从RNA流向RNA以及从RNA流向 DNA。
【详解】克里克提出的中心法则包含DNA复制、转录和翻译过程，RNA复制和逆转录过程属于中心法则的补充内容，ABC错误，D正确。
故选D。
2．A
【分析】1、噬菌体的结构：蛋白质外壳+DNA。
2、噬菌体的繁殖过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放。
3、分析题图可知，①表示噬菌体DNA复制，②表示转录，③表示翻译，①②③均发生在宿主细胞大肠杆菌体内。
【详解】A、子代噬菌体DNA的复制方式为半保留复制，部分子代噬菌体DNA有一条链来自亲代DNA分子，A错误；
B、图中两处蛋白质均为T2噬菌体的蛋白质，B正确；
C、T2噬菌体营寄生生活，专营寄生大肠杆菌，所以①②③均发生在宿主细胞大肠杆菌体内，C正确；
D、分析题图可知，①表示噬菌体DNA复制，②表示转录，③表示翻译，①②③过程均有碱基互补配对，D正确。
故选A。
3．B
【分析】结合题意分析题图可知，miRNA能与mRNA结合，使其降解，降低mRNA的翻译水平。当miRNA与circRNA结合时，就不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。
【详解】A、放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病，由图可知，P蛋白可以抑制细胞凋亡，因此放射性心脏损伤不是因为P蛋白表达过多造成的，A错误；
B、circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平，则提高细胞内circRNA的含量，可提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡，B正确；
C、miRNA表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是miRNA表达量升高，与P基因的mRNA结合并将其降解的概率上升，P蛋白的含量下降，则不能抑制细胞凋亡，不利于该心脏病的治疗， C错误；
D、由DNA到circRNA的过程是转录过程，因此过程中不需要用到解旋酶，D错误。
故选B。
4．C
【分析】基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程，其中转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程，主要在细胞核中进行；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，发生在核糖体上。
【详解】A、脱氧核酶的本质是DNA，温度会影响脱氧核酶的结构，从而影响脱氧核酶的作用，A错误；
B、图示可知，图中Y与两个R之间通过磷酸二酯键相连，B错误；
C、脱氧核酶本质是DNA，与靶RNA之间的碱基配对方式有A-U、T-A、C-G、G-C四种，C正确；
D、利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的翻译过程，D错误。
故选C。
5．D
【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为部分肽链。分析乙图：乙图表示翻译过程。
【详解】A、噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能合成RNA聚合酶，其所需的RNA聚合酶是在大肠杆菌的核糖体上合成的，A正确；
B、图乙为翻译过程，该图中各物质或结构含有核糖的有mRNA、tRNA、核糖体（由蛋白质和rRNA组成，rRNA中含有核糖），B正确；
C、图甲中形成①②过程是转录，是转录的mRNA与模板DNA链碱基互补配对，存在T-A配对，③④过程是翻译，是mRNA与tRNA碱基互补配对，存在A-U配对，C正确；
D、携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个mRNA结合位点结合，D错误。
故选D。
6．B
【分析】基因控制蛋白质合成包括转录和翻译两个过程，其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，而翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程。
【详解】A、据图可知，密码子AUG是E位点，编码的是第一个氨基酸，即氨基酸1，密码子UGG是A位点，编码的是第三个氨基酸，即氨基酸3，A正确；
B、由于终止密码不决定氨基酸，当核糖体遇到终止密码子时，翻译过程会终止，终止密码子没有对应的反密码子，B错误；
CD、根据题干信息A位点是新进入的tRNA结合位点，P位点是延伸中的tRNA结合位点，E位点是空载tRNA结合位点可知，tRNA的移动顺序是A位点→P位点→E位点，即核糖体沿着mRNA的移动方向是a端→b端，CD正确。
故选B。
7．A
【分析】据图分析，①为DNA复制；②为转录；③为翻译；④为RNA复制；⑤为逆转录。
【详解】A、环丙沙星能抑制细菌DNA的复制，因此会抑制细菌的①过程，红霉素能抑制核糖体的功能，因此会抑制③过程，A正确；
B、青霉素能抑制细菌细胞壁的合成，与①过程DNA复制无关，利福平能抑制RNA聚合酶的活性，因此会抑制细菌的②过程，不会抑制①过程，B错误；
C、利福平能抑制RNA聚合酶的活性，因此会抑制细菌的②过程，环丙沙星会抑制细菌的①过程，C错误；
D、④⑤过程只能发生在被少数RNA病毒侵染的细胞中，在人体的健康细胞中不会出现④⑤过程，D错误。
故选A。
8．A
【分析】图甲为DNA的复制，图乙①表示转录，②表示RNA的加工，③表示翻译过程。
【详解】A、图甲为DNA的复制，因为DNA聚合酶只能按照5′端往3′端的方向进行延伸合成新DNA链，所以两条子链的合成方向都是由5′端延伸到3′端，A正确；
B、图乙过程①表示转录，需要RNA聚合酶参与，图乙过程②为RNA的加工，剪接体对有效遗传信息的“剪断”与重新“拼接”，有磷酸二酯键的断裂和合成，B错误；
C、图乙过程③表示在核糖体上进行的翻译过程，该过程需要三类RNA的参与，C错误；
D、S基因转录形成的mRNA经过了加工（剪接），因此正常mRNA逆转录形成的cDNA与S基因不完全相同，D错误。
故选A。
9．B
【分析】DNA复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等酶作用，基因的表达指转录加翻译过程，其中转录过程需要RNA聚合酶的作用。整个基因表达的过程中不需要DNA聚合酶的参与。
【详解】A、由题意可知，构成ecDNA是环状的，因此其每个脱氧核糖，都与两个磷酸基团相连接，A正确；
B、当癌细胞分裂时，ecDNA属于细胞质中的DNA，ecDNA会被随机分配到子细胞中，各细胞内的ecDNA数量不一定相同，B错误；
C、ecDNA表达时，能够RNA聚合酶结合形成DNA—蛋白质复合物，C正确；
D、ecDNA上含有的癌基因表达时，可使癌细胞快速生长，抑制ecDNA上癌基因的表达可成为治疗癌症新思路，D正确。
故选B。
10．A
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程，其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程主要在细胞核中进行，需要解旋酶和RNA聚合酶参与；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程发生在核糖体上，需要以氨基酸为原料，还需要酶、能量和tRNA等。
【详解】A、①是tRNA，是以DNA上的某基因区段为模板转录而来，A正确；
B、据图中tRNA移动的箭头方向和肽链长度可知，核糖体的移动方向是从左向右，B错误；
C、图示为原核生物，原核生物不含线粒体，C错误；
D、启动子是RNA聚合酶识别、结合和启动转录的一段DNA序列，启动子只起到调控转录的作用，本身是不被转录的，D错误。
故选A。
11．D
【分析】分析题图：图示为某种真菌细胞中有关物质合成示意图，其中①为DNA的复制过程，②为转录过程，③为翻译过程，④为转录过程，⑤为翻译过程，Ⅰ为核膜，Ⅱ为环状DNA分子。
【详解】A、物质Ⅱ上的基因属于细胞质基因，细胞质基因的遗传不遵循孟德尔定律，A正确；
B、③表示翻译，是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，据图中肽链长短可知，核糖体在mRNA上由右向左移动，B正确；
C、线粒体内基因属于细胞质基因，表达的特点时边转录边翻译，C正确；
D、①为DNA的复制过程，不再分裂的细胞不能进行此过程，D错误。
故选D。
12．B
【分析】该过程表示翻译，①为核糖体，②为mRNA。
【详解】A、该过程表示翻译，A错误；
B、该过程表示翻译，B正确；
C、图中①是核糖体，C错误；
D、图中②表示mRNA，D错误。
故选B。
13．B
【分析】转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程主要在细胞核中进行，需要RNA聚合酶参与。
【详解】A、RNA聚合酶是细胞中的基因进行转录时用的，它具有解旋功能，因此大肠杆菌的RNA聚合酶能将噬菌体DNA解旋，A正确；
B、RNA聚合酶结合基因中的启动子启动基因转录，起始密码子是翻译时用到的，B错误；
C、根据题意可知，大肠杆菌的RNA聚合酶全酶由核心酶和σ因子组成，将大肠杆菌中的RNA聚合酶全酶和核心酶分别与3H标记的噬菌体DNA结合，根据图中数据可知，σ因子存在时，噬菌体DNA结合的百分比更多，故可推知σ因子使RNA聚合酶与启动子紧密结合，C正确；
D、本实验中用未标记的噬菌体DNA将大肠杆菌中的RNA聚合酶全酶或核心酶从已结合的噬菌体DNA上替换下来，则加入的未标记的噬菌体DNA应过量，D正确。
故选B。
14．A
【分析】分析图可知：乳酸脱氢酶（LDH）催化乳酸氧化为丙酮酸；丙酮酸羧化酶（PC）可以将丙酮酸进行转化，转化后的产物，进入糖代谢途径，从而参与呼吸作用过程；
【详解】A、肌细胞收缩需要ATP水解供能，所以肌肉收缩反应为吸能反应，A错误；
B、题图可知，FGF21和P-T蛋白促进Y蛋白产生，而题干信息：雷帕霉素是FGF21和P-T蛋白抑制剂，可见雷帕霉素可能导致正常肌细胞中Y基因的mRNA含量下降，B正确；
C、题图可知，LDH蛋白促进有氧呼吸第二阶段（该阶段产生CO2），若患者的IDH基因表达受阻，则细胞呼吸产生的CO2、H2O均减少，C正确；
D、题图可知，FGF21功能是促进有氧呼吸过程，题干信息：人的肌无力由细胞呼吸异常引发，可见肌无力患者可能由于FGF21功能受阻，导致丙酮酸更多参与无氧呼吸，使ATP供应不足，D正确。
故选A。
15．B
【分析】中心法则是指细胞中遗传信息的传递规律，包括：DNA复制、转录、翻译、RNA逆转录、RNA复制。HIV的遗传物质是RNA，是逆转录病毒，当其侵入淋巴细胞后，其RNA进行逆转录形成DNA，病毒DNA整合到淋巴细胞的染色体上，再由DNA转录形成信使RNA，继而翻译合成蛋白质。
【详解】A、RSV通过胞吞进入宿主细胞，该过程体现了细胞膜具有一定流动性的结构特性，A正确；
B、RSV的RNA先反转录成DNA，再整合到宿主细胞的染色体上，反转录所需的酶来自RSV，B错误；
C、反转录形成的DNA整合到宿主细胞中并利用宿主细胞提供的酶和原料进行转录和翻译，C正确；
D、RSV中的遗传信息可从RNA传递到DNA，为肿瘤的防治提供了新的思路，如抑制反转录酶的活性，进而阻止病毒遗传信息的流动，D正确。
故选B。
16．C
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程，其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程主要在细胞核中进行，需要RNA聚合酶参与；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程发生在核糖体上，需要以氨基酸为原料，还需要酶、能量和tRNA。
【详解】A、图Ⅰ表示转录过程，其中a为DNA分子，b为DNA模板链，X为RNA聚合酶。转录主要在细胞核内进行，因此RNA聚合酶主要存在于细胞核，A正确；
B、该图中含有DNA分子和RNA分子，因此最多含5种碱基（A、C、G、T、U）和8种核苷酸（4种核糖核苷酸和4种脱氧核苷酸），B正确；
C、Ⅰ为转录过程，主要在细胞核内进行，此外线粒体和叶绿体也可进行，Ⅱ为翻译过程，在细胞质中的核糖体上进行，C错误；
D、b部位表示以DNA的一条链为模板形成mRNA的过程，发生的碱基配对方式可有T－A、A－U、C－G、G－C，D正确。
故选C。
17．ABC
【分析】真核生物的基因包括编码区和非编码区，在编码区上游，存在一个与RNA聚合酶结合位点，即本题中的TATAbox，RNA聚合酶与TATAbox牢固结合之后才能开始转录。
【详解】A、TATAbox是多数真核生物基因的一段DNA序列，其碱基序列为TATAATAAT，因此TATAbox彻底水解共得到4种小分子，即磷酸、脱氧核糖和A、T两种碱基，A错误；
B、起始密码子位于mRNA上，而TATAbox是一段DNA序列，RNA聚合酶可与TATAbox中的启动子结合，B错误；
C、RNA聚合酶与TATAbox结合后才催化核糖核苷酸链沿5'到3'方向生成，C错误；
D、若改变TATAbox的序列影响RNA聚合酶的结合，可影响基因的表达，因此该研究为主动“关闭”某个异常基因提供了思路，D正确。
故选ABC。
18．ACD
【分析】分析题图：图示表示某原核细胞中组成核糖体的蛋白质的合成及调控过程。图中①为转录过程，其场所是拟核；②为翻译过程，发生在核糖体上。
【详解】A、启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，过程①转录中RNA聚合酶与启动子结合后相继驱动多个基因（基因1、基因2等）的转录，A正确；
B、过程②翻译中核糖体与mRNA结合后逐一阅读密码，直至终止密码子结束，B错误；
CD、rRNA能与RP1、RP2和其他核糖体蛋白结合形成核糖体，mRNA上的RBS是核糖体结合位点，当细胞中缺乏rRNA分子时，RP1不与rRNA结合而是与mRNA上的RBS位点结合，导致核糖体不能与mRNA结合，进而阻止翻译的起始，这种调节机制既保证细胞内rRNA与核糖体蛋白在数量上保持平衡，又可以减少物质和能量的浪费，CD正确。
故选ACD。
19．BCD
【分析】据图可知，线粒体中的蛋白质有自身合成和核编码两种来源。①表示DNA复制，②表示转录，④表示翻译、⑤蛋白质的加工、⑥DNA复制，⑦表示转录、⑧表示翻译。
【详解】A、完成①核DNA复制过程需要的酶有解旋酶、DNA聚合酶，A错误；
B、图中的①核DNA复制、②核DNA转录、④翻译、⑥线粒体DNA复制、⑦线粒体DNA转录和⑧线粒体中的翻译过程都需要遵循碱基互补配对原则，B正确；
C、转录是以基因为单位进行的，一个DNA分子含有多个基因，转录一次可形成一个或多个合成多肽链的模板，C正确；
D、翻译时一条RNA上会结合多个核糖体，并同时合成多条肽链，以提高翻译效率，D正确。
故选BCD。
20．ACD
【分析】分析题图：①为逆转录过程；②为DNA分子复制；③④为转录过程；⑤为翻译过程。
【详解】A、①过程是逆转录，是以RNA为模板合成DNA，所以原料应该是四种脱氧核苷酸，A错误；
B、③④为转录过程，所以需遵循碱基互补配对原则，B正确；
C、②为DNA分子复制需要DNA聚合酶，③过程为转录需要RAN聚合酶，C错误；
D、⑤过程产生的蛋白质中氨基酸的排列顺序是由mRNA中的核糖核苷酸序列来决定的，D错误。
故选ACD。
21．(1)原核
(2) tRNA GCA 简并性 右
(3) b、e a、b、e c、d
(4)306
【分析】转录是指主要在细胞核内，以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。 翻译是在核糖体中以mRNA为模板，按照碱基互补配对原则，以tRNA为转运工具、以细胞质内游离的氨基酸为原料合成蛋白质的过程。胰岛素的本质是蛋白质，根据题意和图示分析可知：图示表示转录形成mRNA及翻译过程。
【详解】（1）图1过程的转录与翻译同时进行，为原核生物基因表达的过程。
（2）图2表示翻译过程，翻译是以mRNA为模板按照碱基互补配对原则合成具有一定氨基酸序列的蛋白质过程。tRNA能特异性识别mRNA上密码子并转运相应的氨基酸分子；图2中，携带丙氨酸的tRNA上的反密码子为CGU，反密码子与密码子能够发生碱基互补配对，因此决定丙氨酸的密码子是GCA；一种氨基酸可以有几个密码子，这一现象称作密码的简并性；根据tRNA的移动方向可知核糖体移动的方向是向右。
（3）图1代表的是转录与翻译过程，而图3中b代表转录过程，e代表翻译过程；T2噬菌体是一种DNA病毒，其在宿主细胞内可完成复制、转录与翻译，即图3中的a、b、e；c表示逆转录，某些致癌病毒、HIV等能在宿主细胞内逆转录形成DNA，再整合到宿主细胞；d表示RNA的自我复制，以RNA为遗传物质的生物在侵染宿主细胞时才发生c过程，如烟草花叶病毒，因此在正常动植物细胞内不存在图3中的c、d过程。
（4）题干中问的是指导胰岛素合成的基因中至少应含有的碱基，所以不考虑终止密码子。基因的表达过程中，基因中碱基数：mRNA上碱基数：蛋白质中的氨基酸数=6：3：1，故基因中至少含有的碱基数=氨基酸数×6=51×6=306个。
22．(1) RNA聚合酶 磷酸二酯
(2) 转录 腺嘌呤核糖核苷酸
(3) 顺 相同
(4) 多聚核糖体（一个mRNA分子上结合多个核糖体） 起始密码子
【分析】分析题图：图示为真核生物mRNApoly-A-尾与5′端结合的环化模型，该图进行的是翻译过程，根据肽链的长度可知，翻译是从mRNA5′端开始的，核糖体的小亚基首先与携带甲硫氨酸的tRNA相结合，再开始后续过程。
【详解】（1）RNA聚合酶识别并结合启动子开始转录，故当A基因表达时，RNA聚合酶与DNA分子的启动部位结合，A基因所在的DNA片段双螺旋解开，通过形成磷酸二酯键合成与该片段DNA对应的前体mRNA。
（2）真核生物基因的尾部没有T串序列，故判断poly-A-尾不是转录而来的，再根据题干信息“3′端有一个含100～200个A的特殊结构”可知，该序列是由细胞核内的腺嘌呤聚合酶在mRNA前体上依次添加腺嘌呤核糖核苷酸（AMP）形成的。
（3）翻译是沿着mRNA的5，往3，端进行的，结合题图可知，在翻译过程中，mRNA5'端的“帽子”和3'端的poly-A尾可相互结合形成环状结构，图中核糖体沿mRNA移动的方向为顺时针，由于翻译的模板为同一条mRNA，故合成的多条多肽链中的氨基酸序列彼此相同。
（4）图中提高翻译效率的机制主要有形成环状mRNA和多聚核糖体（一个mRNA分子上结合多个核糖体），其中前者有利于终止密码子靠近起始密码子（翻译的起点），便于刚完成翻译的核糖体迅速开始下一次翻译。
23．(1)去雄
(2)隐
(3) mRNA提前出现终止密码子UAG，使翻译提前终止 在温度高于25℃时，Ub基因过量表达，而突变体中无正常的RNase ZS1，不能水解Ub mRNA，Ub蛋白在细胞内含量过多导致花粉败育
(4) 在温度低于25℃条件下，让突变体甲和安农S-1杂交，在温度高于25℃条件下检测F1育性 F1表现为雄性可育
(5) 野生型（雄性可育）∶雄性不育=9∶7 4/四
【分析】基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】（1）利用雄性不育突变体进行杂交水稻育种的好处是杂交过程中不需要去雄，免去了大量的人工去雄工作，因为雄性不育突变体不能产生正常的配子。
（2）将野生型与雄性不育突变体杂交，F1均为野生型，说明野生型（雄性可育）对雄性不育为显性，F1自交后代中野生型与雄性不育的性状分离比为3∶1，说明雄性不育性状由隐性基因控制。
（3）分析图1和图2可知，TMS5基因突变为tms5基因后，mRNA提前出现终止密码子UAG，使翻译提前终止，进而使RNase ZS1空间结构发生改变，功能丧失。在温度高于25℃时，Ub基因过量表达，转录出的mRNA未被分解，Ub蛋白在细胞内含量过多导致花粉败育。
（4）实验目的是实验验证tms3基因和tms5基因是非等位基因，结合题干信息“科研人员发现另一温敏雄性不育隐性突变体甲，其在温度高于25℃时也表现为花粉败育，由隐性基因tms3控制”可设计实验思路为：在温度低于25℃条件下，让突变体甲和安农S-1杂交，在温度高于25℃条件下检测F1育性，预期结果：F1表现为雄性可育。
（5）在温度低于25℃条件下，让两种纯合突变体杂交，F1的基因型为TMS3tms3TMS5tms5（双杂合），F1自交获得F2，在温度高于25℃条件下，隐性纯合个体表现为雄性不育，根据基因的自由组合定律可知，F2育性的表型及比例为野生型（雄性可育）∶雄性不育=9∶7，其中雄性可育个体的基因型为TMS3_TMS5_，共有4种。
24．(1) 原核 DNA（基因）的一条链 （4种游离的）核糖核苷酸 RNA聚合酶 少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质
(2) mRNA tRNA GCA 右
(3)306
【分析】题图分析：
图1：图1表示转录和翻译同时进行的过程，一般发生在原核细胞中。
图2：图2表示翻译过程，其中a为多肽链；b为核糖体，是翻译的场所；c为tRNA，能识别密码子并转运相应的氨基酸；d为mRNA，是翻译的模板。
【详解】（1）据图1分析，该生物中遗传信息的转录和翻译同时进行，一般是原核生物基因表达的过程。转录是指以DNA的一条链为模板，4种游离的核糖核苷酸为原料，由RNA聚合酶催化形成RNA的过程，该过程需要ATP提供能量。在细胞质中，翻译是一个快速高效的过程。通常，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。
（2）据图2可知，图2所示是翻译过程，该过程是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质过程。tRNA上具有反密码子，能特异性识别mRNA上的密码子。密码子位于mRNA上，且与相应的tRNA上的反密码子互补配对。据图2可知，运输丙氨基酸的tRNA上的反密码子是CGU，因此mRNA上决定丙氨酸的密码子是GCA。tRNA的移动方向与核糖体移动方向相反。据图2可知，tRNA由右侧进入核糖体，从左侧离开核糖体。因此，核糖体移动的方向是由左向右。
（3）DNA（或基因）中碱基数：mRNA上碱基数：氨基酸个数=6：3：1，已知胰岛素由两条多肽链共51个氨基酸组成，指导其合成的基因中至少应含碱基51×6=306个。
25．(1)RNA聚合酶
(2) 较高 3和4
(3) 大肠杆菌中色氨酸浓度很低 原核细胞中基因边转录边翻译，若细胞中的色氨酸浓度很低，trpL转录后进行翻译时，核糖体会停留在序列1中，导致1/2发夹结构不能形成
(4) （负）反馈调节 保证细胞中有足量的色氨酸，同时避免色氨酸合成过多导致物质和能量浪费（答案合理即可给分）
【分析】1、基因控制蛋白质的合成：
（1）基因的表达即基因控制蛋白质的合成过程包括两个阶段：基因是通过控制氨基酸的排列顺序控制蛋白质合成的。整个过程包括转录和翻译两个主要阶段；
（2）转录：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，转录的主要场所是细胞核，需要RNA聚合酶参与；
（3）翻译：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，翻译还需要tRNA和氨基酸、能量等。
【详解】（1）转录过程中基因的双链结构需要解旋为单链，这一过程由RNA聚合酶完成。
（2）如果细胞中色氨酸浓度较高，形成的阻遏蛋白—色氨酸复合物可与色氨酸操纵子O片段紧密结合，阻止trpL及后续序列的转录。即便trpL被转录，核糖体可通过其前导mRNA序列1到达序列2，会形成3和4之间形成发夹结构，减弱编码区基因的转录。
（3）大肠杆菌是原核细胞，基因边转录边翻译，由题干可知，若细胞中色氨酸浓度很低，核糖体会停留在序列1中，导致1/2发夹结构不能形成。
（4）大肠杆菌通过色氨酸操纵子调控色氨酸合成的调节机制属于负反馈调节，可以保证细胞中有足量的色氨酸，同时避免色氨酸合成过多导致物质和能量浪费。
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