第4章 基因的表达（非选择题）
——高一下学期生物学人教版（2019）期末考前提分练
1.如图表示发生在真核细胞内的两个生理过程，请据图回答下列问题：
（1）过程Ⅰ中甲的名称为_____，与乙相比，丙特有的成分是_____。
（2）过程Ⅰ中，方框内应该用______（填“→”或“←一”）标出该过程进行的方向。
（3）过程Ⅱ属于基因指导蛋白质合成过程中的______过程，该过程发生在细胞质中的______上，与过程Ⅰ相比，过程Ⅱ特有的碱基配对方式是______。
（4）不考虑终止密码子，如果过程Ⅱ合成的一条多肽链中共有150个肽键，则控制合成该肽链的基因编码区至少应有个______碱基，合成该肽链共需______个氨基酸。
（5）若过程Ⅱ的多肽链中有一段氨基酸序列为“丝氨酸一谷氨酸一”，携带丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为3'AGA5'、3'CUU5'，则物质①中相应的模板链的碱基序列为______。若该多肽合成到UGC决定的氨基酸后就终止合成，则导致合成结束的终止密码子是______。
（6）物质①在同一生物体内不同细胞中表达得到的蛋白质______（填“相同”“不相同”或“不完全相同”），原因是______。
2.细胞中基因表达过程受到多水平的调控，包括转录前调控、转录调控、转录后调控、翻译调控和翻译后调控，每一水平的调控都会实现基因的选择性表达。如图表示几种调控的原理，请回答下列问题：
（1）图1、图2中表示基因转录和翻译的过程分别是_____、_____（填序号）。
（2）淋巴细胞中的C、J、D、V等片段编码受体蛋白结构的不同部位，通过如图1所示方式，产生不同的受体，其原因是_____。基因的这种选择性表达属于_____调控。
（3）由图2分析，线虫的早期发育过程中，Lin-14基因编码的miRNA与_____不完全互补配对，从而_____（填“促进”或“抑制”）Lin-14基因的翻译。基因的这种选择性表达属于_____调控。
（4）miRNA在细胞中产生及发挥调控功能的过程如图3所示。
①miRNA基因的基本组成单位是_____，Ⅰ过程需要_____酶；与DNA复制相比较，Ⅰ过程特有的碱基互补配对方式是_____。
②RISC中的miRNA能与靶mRNA碱基配对，若二者之间完全配对，则_____；若二者之间只有部分区域发生了配对，则_____。
3.中国科学院生物物理研究所揭示了一种精细的DNA复制起始位，点的识别调控机制。研究发现，含有组蛋白变体H2A.Z的核小体（染色体的基本结构单位）能够通过结合组蛋白甲基化转移酶SUV420H1，促进核小体上组蛋白H4的第二十位氨基酸发生二甲基化修饰，带有二甲基化修饰的H2A.Z的核小体能进一步招募复制起始位点识别蛋白ORC1，从而帮助DNA复制起始位点的识别。回答下列问题：
（1）DNA复制起始位点被识别后，首先与复制起始位点结合的酶是_____。
（2）T细胞是一种发挥免疫作用的淋巴细胞，能进行增殖。研究人员特异性地去除T细胞染色体上的H2A.Z核小体后，T细胞的增殖速率将_____，原因是_____。
（3）研究还发现，组蛋白上其他位点的氨基酸残基发生修饰，如甲基化、乙酰化或磷酸化等，能招募特定种类的蛋白质与之结合，决定特定基因的表达是打开还是关闭，从而使亲子代均表现出一定的性状。根据上述发现，研究人员得出了“组蛋白修饰是表观遗传的重要机制”的结论。请根据表观遗传的概念，结合材料中的描述，概括得出上述结论的依据：_______。
（4）启动子是位于基因首端的一段特殊序列的DNA片段，当其被_______酶识别和结合后能驱动基因转录。某些组蛋白去乙酰化会引起启动子序列中的DNA发生甲基化，从而导致“基因沉默”，试分析上述过程引起“基因沉默”的原因是_______，该机理为研发抗肿瘤药物提供了新思路。
4.某品种小鼠毛色中的黑、红、棕、黄色由两对等位基因（B/b、C/c）控制，当B基因存在时，会促进黄色转变为棕色；当C基因存在时，会促进黄色转变为红色；当B基因和C基因同时存在时则表现为黑色。请回答下列问题：
（1）有同学认为这两对等位基因可能位于一对同源染色体上，有同学认为这两对等位基因位于非同源染色体上，请设计实验探究这两对等位基因在染色体上的位置，写出实验步骤及预期结果和结论。
（2）若B/b、C/c位于非同源染色体上，该品系小鼠还存在一对关于毛色的基因D/d，其中D基因可以控制色素颗粒前体合成。某同学用某黑色小鼠与某白色小鼠进行杂交实验，F1中小鼠基因型一样且表现为黑色，F1与亲本中白色小鼠杂交，子代中有黑、红、棕、黄、白5种颜色的小鼠。若让F1个体自由交配，子代个体表现型及比例是_____。
（3）另一品系的小鼠毛色由一对等位基因Avy和a决定，Avy控制毛色为黄色，a控制毛色为黑色。但让纯种黄色小鼠和纯种黑色小鼠的杂交后代在不同环境中生长，其表现型会出现差异，产生黄、黄棕、棕、黑色小鼠。研究发现，在Avy基因存在4个可发生DNA甲基化修饰的位点（如图表示甲基化过程），甲基化会影响Avy基因的表达。
①图中甲基化_____（填“会”或“不会”）导致基因发生突变。
②不同环境会导致小鼠的毛色产生差异，机理可能是_____。
5.铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的Fe3+、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，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。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合成肽链（如下图所示）。
（1）据图分析，Fe3+浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合，从而抑制了翻译过程；Fe3+浓度高时，______，从而使肽链顺利合成。
（2）铁蛋白基因片段的一条链序列是5'-AGTACG-3'，以该链为模板转录出的mRNA序列是5'-_____-3'。上图中，2个核糖体上最终合成的两条肽链结构_____（填“相同”或“不相同”）。
（3）若1个铁蛋白基因在进行复制时，一条链上的一个碱基A变成T，则该基因经过n次复制后，产生的所有基因中发生差错的占____。若该基因用32P进行标记，则经过n次复制后，产生的所有基因中含有32P标记的占____。
（4）若铁蛋白是由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，据图分析，其主要原因是____。
6.表现遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变。DNA甲基化是表现遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域，称为“CG岛”。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶（如图1所示），从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点，使其全甲基化。请回答：
（1）由上述材料可知，DNA甲基化_____（填“会”或“不会”）改变基因转录产物的碱基序列。
（2）由于图2中过程①的方式是_____，所以其产物都是甲基化的，因此过程②必须经过_____的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
（3）研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响_____与启动子的结合，从而抑制基因的表达。
（4）小鼠的A基因编码胰岛素生长因子-2（IGF-2），a基因无此功能（A、a位于常染色体上）。IGF-2是小鼠正常发育必需的一种蛋白质，缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中，来自父本的A基因能够表达，来自母本的则不能表达。检测发现，这对基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵细胞中则是甲基化的。若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则F1的表现型应为_____。F1雌雄个体间随机交配，则F2的表现型及其比例应为_____。
（5）5-氮杂胞苷（AZA）常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测AZA可能的作用机制之一是：AZA在_____过程中掺入DNA分子，导致与DNA结合的甲基化酶活性降低，从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的机制是：AZA与“CG岛”中的_____竞争甲基化酶，从而降低DNA的甲基化程度。
答案以及解析
1.答案：（1）RNA聚合酶；核糖
（2）←
（3）翻译；核糖体；U-A
（4）906；151
（5）3'AGACTT5'； UAG
（6）不完全相同；不同细胞内基因进行选择性表达
解析：（1）分析图示可知，过程Ⅰ为转录过程，该过程需要RNA聚合酶的催化，因此图中甲为RNA聚合酶；乙为胞嘧啶脱氧核苷酸，丙为胞嘧啶核糖核苷酸，两者的五碳糖不同，前者的五碳糖是脱氧核糖，后者的五碳糖是核糖，所以与乙相比，丙特有的成分是核糖。
（2）过程Ⅰ中，根据RNA聚合酶的位置可知转录的方向是从右向左转录，因此方框中应标“←”。
（3）过程Ⅱ是以RNA为模板合成蛋白质的过程，属于基因指导蛋白质合成过程中的翻译过程，该过程发生在细胞质中的核糖体上。过程Ⅰ的碱基配对方式为A一U、T一A、C一G、G一C，过程Ⅱ的碱基配对方式为A一U、U一A、C一G、G一C，所以与过程Ⅰ相比，过程Ⅱ特有的碱基配对方式是U一A。
（4）不考虑终止密码子，如果合成的多肽链中共有150个肽键，根据氨基酸数=肽键数+肽链数，则氨基酸数为150+1=151（个）；根据基因编码区中碱基数：mRNA中碱基数：多肽中氨基酸数=6：3：1可知，控制合成该肽链的基因编码区至少应有的碱基数为151×6=906（个）。
（5）携带丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为3'AGA5'、3'CUU5'，则丝氨酸和谷氨酸对应的密码子为5'UCU3'。密码子在mRNA上，mRNA是以DNA的一条链为模板转录而来的，所以根据碱基互补配对原则，物质①中相应的模板链的碱基序列为3'AGACTT5'。若该多肽合成到UGC决定的氨基酸后就终止合成，则UGC后的一个密码子就是终止密码子，因此由图可知导致合成结束的终止密码子是UAG。
（6）物质①在同一生物体内不同细胞中表达得到的蛋白质不完全相同，原因是不同细胞内基因进行选择性表达。
解析：
2.答案：（1）②④；⑥
（2）编码受体结构不同部位的DNA片段通过选择性重排，形成不同的受体基因；转录前
（3）（Lin-14基因编码的）mRNA；抑制；翻译
（4）①脱氧（核糖）核苷酸；RNA聚合；A—U；②靶mRNA被水解；配对部分的mRNA不能正常翻译（或抑制核糖体和mRNA的相互作用）
解析：（1）本题主要考查遗传信息的表达过程在不同水平上的调控。图1中代表转录过程的是②，图2中代表转录过程的是④，⑥过程是翻译。
（2）由图1可知，淋巴细胞中的C、J、D、V等片段编码受体蛋白结构的不同部位，通过DNA片段选择性重排，形成不同的受体基因。基因的这种选择性表达，先产生不同的mRNA，最终产生不同的蛋白质，属于转录前调控。
（3）分析图2可知，miRNA与mRNA不完全互补配对，二者形成部分双链结构，使tRNA上的反密码子无法和mRNA上的密码子进行碱基互补配对，从而抑制了翻译过程，该过程属于翻译调控。
（4）①基因是有遗传效应的DNA片段，miRNA基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，Ⅰ过程是转录，需要RNA聚合酶的参与；DNA复制过程中碱基互补配对的方式是A—T；T—A、C—G、G—C，转录中的碱基互补配对方式是A—U、G—C、C—G、T—A，故Ⅰ过程特有的碱基互补配对方式是A—U。
3.答案：（1）解旋酶
（2）降低；去除H2A.Z核小体后，细胞缺少二甲基化修饰的H2A.Z核小体，不能招募复制起始位点识别蛋白，无法对DNA复制起始位点进行识别，导致细胞无法进行DNA复制，T细胞增殖速率降低
（3）组蛋白修饰可决定特定基因的表达是打开还是关闭，而基因的碱基序列保持不变；亲子代均表现出一定的性状，说明基因表达和性状发生了可遗传变化
（4）RNA聚合组蛋白去乙酰化引起启动子序列中的DNA发生甲基化，影响了RNA聚合酶对启动子的识别与结合，导致基因不能转录，最终无法翻译出相应的蛋白质，表现为“基因沉默
解析：（1）DNA复制起始位点被识别后，首先与复制起始位点结合的酶是解旋酶，使DNA解旋成单链。
（2）由于去除H2A.Z核小体后，细胞缺少二甲基化修饰的H2A.Z核小体二甲基化修饰的H2A.Z核小体的作用是能进一步招募复制起始位，点识别蛋白ORC1，从而帮助DNA复制起始位，点的识别，因此二甲基化修饰的H2A.Z核小体缺少后将不能招募复制起始位点识别蛋白，无法对DNA复制起始位，点进行识别，导致细胞无法进行DNA复制，所以T细胞的增殖速率降低。
（3）根据材料中的描述，组蛋白修饰可决定特定基因的表达是打开还是关闭，而基因的碱基序列保持不变；亲子代均表现出一定的性状，说明基因表达和性状发生了可遗传变化，这些均符合表观遗传的概念，故据此可以得出“组蛋白修饰是表观遗传的重要机制”这一结论。
（4）转录过程中，启动子被RNA聚合酶识别和结合，从而启动转录。由于组蛋白去乙酰化会引起启动子序列中的DNA发生甲基化，DNA甲基化将影响RNA聚合酶对启动子的识别与结合，导致基因不能转录，最终无法翻译出相应的蛋白质，最终表现为“基因沉默。
4.答案：（1）实验步骤：用纯合的黑色小鼠和黄色小鼠杂交（或用纯合的棕色小鼠和红色小鼠杂交）得到F1，F1个体随机交配，观察F2表现型及比例。
预期结果及结论：若F2表现为黑：红：棕：黄=9：3：3：1，则说明两对基因位于非同源染色体上；若F2表现为黑：黄=3：1（或F2表现为棕：黑：红=1：2：1），则说明两对基因位于一对同源染色体上。
（2）黑：红：棕：黄：白=27：9：9：3：16
（3）①不会；②环境影响了Avy基因上相关位点的甲基化程度，对Avy的表达抑制效果不同，相关色素的合成受到影响
解析：（1）为判断两对等位基因是位于一对还是两对同源染色体上，可以让基因型为BbCc的个体相互交配，若出现9：3：3：1的性状分离比，说明两对基因符合自由组合定律。具体实验设计见答案。
（2）根据题意可知DD、Dd表示可以表达出B、C基因的颜色，而dd无法合成色素前体，均为白色。由F1基因型一样且均表现为黑色，与亲本白色小鼠回交，子代中有五种颜色的小鼠，则亲本的基因型分别为BBCCDD、bbccdd，F1的基因型为BbCcDd。F1个体自由交配，则子代中白色小鼠占1/4，其余四种颜色小鼠共占3/4，其中黑：红：棕：黄=9：3：3：1，因此子代中的表现型及比例为黑：红：棕：黄：白=27：9：9：3：16。
（3）①由图示可知，在位点发生甲基化前后，碱基对没有发生变化，因此没有发生基因突变。②由题意可知，Avy基因上存在甲基化修饰位点，可能抑制了Avy基因的表达，不同环境会导致小鼠的毛色产生差异，可能是环境影响了Avy基因上相关位点的甲基化程度，对Avy的表达抑制效果不同，影响了相关色素的合成。
5.答案：（1）Fe3+与铁调节蛋白结合，阻止铁调节蛋白与铁应答元件结合
（2）CGUACU；相同
（3）1/2；2n-1/1
（4）指导铁蛋白合成的mRNA的两端存在不翻译的序列
解析：（1）Fe3+浓度高时，铁调节蛋白因结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白mRNA能够翻译。
（2）基因的转录过程遵循碱基互补配对原则，所以模板链序列是5'-AGTACG-3'，转录出的mRNA序列是5'-CGUACU-3'。图中两个核糖体相继结合同一条mRNA链进行翻译，模板相同，合成的两条肽链结构应该相同。
（3）铁蛋白基因为双链DNA分子，在复制解旋时，一条链上的A变成T，另一条链正常，所以复制n次，以突变链为模板形成的子代DNA都是发生差错的DNA，以不发生突变的链为模板形成的子代DNA都是正常DNA，因此发生差错的DNA总占DNA总数的1/2。DNA是半保留复制，用32p标记该基因，含有32p的始终是2条链，所以标记的DNA分子数目总是2个，占比为l/2（n-1）。
（4）指导铁蛋白合成的mRNA的碱基序列上存在不能决定氨基酸的密码子（铁应答元件、终止密码等），mRNA的两端存在不翻译的序列，故合成的铁蛋白mRNA的碱基数远大于3n。
6.答案：（1）不会
（2）半保留复制；维持甲基化酶
（3）RNA聚合酶
（4）全部正常；正常：矮小=1：1
（5）DNA复制；胞嘧啶
解析：（1）本题考查DNA分子的复制、遗传信息的转录和翻译、基因的分离定律的实质及应用，意在考查学生图形的分析能力、相关知识的深度理解能力。DNA甲基化是表现遗传中最常见的现象之一，而表现遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变，所以DNA甲基化不会改变基因转录产物的碱基序列。
（2）图2中过程①的模板链都含甲基，而复制后都只含一个甲基，说明过程①的方式是半保留复制，所以其产物都是半甲基化DNA。因此过程②必须经过维持甲基化酶的催化才能获得与亲代分子相同的全甲基化状态。
（3）RNA聚合酶与启动子结合，催化基因进行转录。研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质（RNA聚合酶）与启动子的结合，不能合成mRNA，从而抑制基因的表达。
（4）由于在小鼠胚胎中，来自父本的A及其等位基因能够表达，所以纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则F1的表现型应为全部正常。卵细胞中的A及其等位基因由于启动子甲基化而不表达，精子中的A及其等位基因由于启动子非甲基化而表达，并且含A的精子：含a的精子=1：1，所以F1雌雄个体间随机交配，则F2的表现型及其比例应为正常：矮小=1：1。
（5）5-氮杂胞苷（AZA）常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病，推测AZA可能的作用机制之一是：AZA在DNA复制过程中掺入DNA分子，导致与DNA结合的甲基化酶活性降低，从而降低DNA的甲基化程度；另一种可能的机制是：由于胞嘧啶在发生甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对，所以AZA与“CG岛”中的胞嘧啶竞争甲基化酶，从而降低DNA的甲基化程度。
2第4章 基因的表达（选择题）
——高一下学期生物学人教版（2019）期末考前提分练
一、单项选择题
1.下图为某基因的表达过程，①~⑦代表不同的结构或物质，Ⅰ和Ⅱ代表过程。下列叙述正确的是（ ）
A.过程Ⅰ中的物质③为RNA聚合酶，①链的左末端为3'端
B.过程Ⅱ中多个结构⑤沿着④向右移动，可迅速合成大量不同的蛋白质
C.除碱基T和U不同外，②链和④链上全部碱基的排列顺序也存在不同
D.该图示可以表示人体胰腺细胞中胰蛋白酶基因的表达过程乙
2.研究发现，人类的常染色体中几乎每一对核苷酸都会发生转录现象。能稳定存在的转录产物中mRNA不超过2%，其余绝大部分为非编码RNA（ncRNA），目前关于ncRNA的分类，一种是依据其表达特点及功能将其划分为组成型ncRNA和调节型ncRNA；另一种是依据ncRNA分子大小划分为长链非编码RNA（lncRNA）和小分子非编码RNA（sncRNA）。在人体内，lncRNA在数量上占全部ncRNA转录的大部分。根据以上资料分析，下列叙述不合理的是（ ）
A.核DNA的转录产物既有mRNA也有ncRNA，可能还有别的产物
B.ncRNA可能是常染色体上DNA的无效应片段转录的产物
C.转录出mRNA和ncRNA的基因都有表达功能，但表达产物的结构和功能不同
D.常染色体中核酸的转录产物大部分是lncRNA，由此可见lncRNA是所有的RNA
3.如图为真核细胞中发生的蛋白质合成过程的示意图，序号代表物质。③中氨基酸从右向左依次为“甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸”，下列叙述错误的是（ ）
A.tRNA有61种，一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸
B.图示过程中核糖体在①上的移动方向是从右向左
C.图示过程中编码丙氨酸的密码子为UCG
D.图示为翻译过程，通常会有多个核糖体与①结合
4.我国科学家研究发现，真核细胞的核基因表达调节机制——内含子miRNA通过下调转录因子来调控基因的表达，图甲和图乙是发生在细胞核内的正向和反向调节机制模式图。请据所学知识分析，下列叙述错误的是（ ）
A.形成主基因mRNA和成熟miRNA需解旋酶和限制酶的作用
B.内含子miRNA调控基因表达的转录过程
C.内含子miRNA调控基因的表达存在反馈调节机制
D.该研究可为多个靶点联合治疗某些疾病如肿瘤提供思路
5.某种小鼠毛色的黄色、黑色分别由基因B、b控制，一只基因型为BB的黄毛鼠和一只基因型为bb的黑毛鼠杂交，子一代毛色表现为介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。研究表明，启动子上游的调控序列甲基化会抑制基因B的转录（如图），调控序列未甲基化时，基因型为BB的小鼠为黄毛鼠。下列叙述正确的是（ ）
A.子一代毛色介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型的小鼠的基因型不同
B.子一代鼠随机交配后代黄毛鼠的基因型有3种，后代中黑毛鼠占1/4
C.启动子上游的调控序列甲基化后与RNA聚合酶结合的亲和力降低
D.调控序列甲基化会抑制基因B的转录，但不影响DNA分子的复制
6.表观遗传是指不依赖于DNA序列的基因表达状态与表型的改变。其形成途径之一是DNA分子内部碱基胞嘧啶发生甲基化，胞嘧啶和甲基化胞嘧啶虽然都可以与鸟嘌呤正常配对，但会影响基因的表达。下列有关叙述错误的是（ ）
A.若DNA分子甲基化发生在基因的编码区，则可能会使终止密码提前出现而终止翻译过程
B.若DNA分子甲基化发生在基因间的连接序列，则可能对生物性状的遗传没有影响
C.若DNA分子甲基化发生在基因的启动子序列，可能影响RNA聚合酶的识别与结合
D.若DNA分子胞嘧啶占所有碱基的比例为30%，则一条链中腺嘌呤最大比例为40%
7.真核细胞中合成蛋白质的速度很快，其中一个重要原因是一个mRNA分子上的信息可由多个核糖体来解读，同时进行多条肽链的合成（如图所示）。下列叙述正确的是（ ）
A.参与图示生理过程的RNA包括mRNA和tRNA两种
B.图中所示的5条肽链的第1个氨基酸通常为甲硫氨酸
C.细胞可通过对mRNA上的启动子部位进行甲基化修饰来调控翻译
D.图中4个核糖体完成翻译过程后合成的多肽链的长度是各不相同的
8.下列有关图示生理过程的描述，正确的是（ ）
A.甲、乙、丙三个过程均有氢键的破坏也有氢键的形成，且碱基配对方式相同
B.甲、乙、丙三个过程中只有一个过程能在口腔上皮细胞的细胞核内进行
C.图甲表示DNA的复制，通过增加起始点，可在一个细胞周期内复制出大量的DNA
D.图乙表示翻译，由图可知核糖体将沿着mRNA由右向左移动合成多肽链
9.下图是肠道病毒EV71在人体细胞内的增殖过程，下列叙述错误的是（ ）
A.肠道病毒EV71要依赖宿主细胞才能生存，无生命系统结构层次
B.肠道病毒EV71的RNA含有3n个碱基就可以指导合成n个氨基酸
C.肠道病毒EV71的RNA上存在一个基因能合成一种多聚蛋白M
D.翻译过程合成多聚蛋白M时有rRNA、mRNA和tRNA参与
10.蓝细菌的一段基因的起始序列如图所示，其中b链为模板链，该片段决定的氨基酸依次为甲硫氨酸（起始）—苏氨酸—谷氨酸—…，表中为部分密码子及其决定的氨基酸。下列说法正确的是（ ）
A.mRNA的左端为5'端，该mRNA形成后穿过核孔在细胞质的核糖体中进行翻译
B.b链的右端为3'端，转录过程中RNA聚合酶沿b链从右向左移动进行转录
C.若图示中mRNA左端的第3个碱基对发生替换，由于密码子的简并性，不影响氨基酸的种类和数目
D.翻译过程中携带此苏氨酸进入核糖体的tRNA上的反密码子为5'-UGG-3'
二、多项选择题
11.某病毒的遗传物质是单链RNA（-RNA），其在宿主细胞内的增殖过程如图所示，-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所需的嘌呤数相同
B.过程①和过程③消耗的原料均是4种游离的核糖核苷酸
C.过程②需要的tRNA、氨基酸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
12.肠道病毒71型（EV71）常引起儿童手足口病、病毒性咽峡炎等。研究发现EV71为单股正链RNA（+RNA）病毒，如图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。下列叙述错误的是（ ）
A.M是RNA复制酶，其催化①、②过程的碱基互补配对方式有差异
B.子代+RNA的产生过程中，消耗的嘌呤核苷酸数等于消耗的嘧啶核苷酸数
C.以EV71的+RNA为模板只能合成一种蛋白质
D.图中蛋白酶可参与衣壳蛋白、蛋白酶和M的形成过程
13.DNA在细胞生命过程中会发生多种类型的损伤。如损伤较小，RNA聚合酶经过损伤位点时，腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA（如图1）；如损伤较大，修复因子Mfd识别、结合滞留的RNA聚合酶，“招募”多种修复因子、DNA聚合酶等进行修复（如图2）。下列叙述正确的是（ ）
A. 图1所示的DNA经复制后有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因
B. 图1所示转录产生的mRNA指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不变
C. 图2所示的转录过程是沿着模板链的5'端到3'端进行的
D. 图2所示的DNA聚合酶催化DNA损伤链的修复，方向是从n到m
14.重叠基因是指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列成为两个或两个以上基因的组成部分，用不同的阅读方式得到不同的蛋白质。Trp操纵子由5个基因（trpE、D、C、B、A）组成，在正常情况下，操纵子中5个基因产物是等量的，但trpE突变后，其邻近的trpD产量比下游的trpB、A产量要低得多。研究trpE和trpD基因中核苷酸序列与翻译偶联的关系，发现trpE基因对应的终止密码子和trpD基因对应的起始密码子重叠，共用一个核苷酸，trpE翻译终止时核糖体立即处在起始环境中。下列叙述正确的是（ ）
A.重叠基因可包含更多遗传信息，提高碱基的利用率
B.同一个核糖体可以合成不同种类的蛋白质
C.密码子重叠的翻译机制能保证任意两个基因等量表达
D.重叠基因对基因表达的调控属于转录后调控
15.表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，如DNA甲基化。DNA甲基化可调控基因的活性，即DNA甲基化可使基因失活，非甲基化基因正常表达。研究发现，小鼠的生长发育与常染色体上的B基因有关，该基因发生突变后（记为b），小鼠发育迟缓，表现为个体矮小。某小组选用纯合正常鼠与纯合矮小鼠进行如下实验。
实验一：纯合正常雌鼠与纯合矮小雄鼠杂交，F1全表现为个体矮小。
实验二：纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，F1全表现为正常。
针对上述实验结果，有人提出假说，即B基因在精子中处于非甲基化状态，而在卵细胞中处于甲基化状态。下列相关叙述正确的是（ ）
A.DNA甲基化可能通过影响转录过程从而影响基因表达
B.若假说正确，则基因型为Bb雌鼠只能产生一种配子
C.可通过实验一F1中个体矮小雄鼠与纯合矮小雌鼠杂交来验证假说
D.若假说正确，实验二中F1雌、雄个体随机交配，子代的性状分离比为1：1
答案以及解析
1.答案：C
解析：分析题图：过程Ⅰ表示转录过程，过程Ⅱ为翻译过程；①②表示DNA的两条链，③表示RNA聚合酶，④表示mRNA，⑤表示核糖体，⑥表示tRNA，⑦表示肽链。过程Ⅰ中的③表示RNA聚合酶，其可将游离的核糖核苷酸连接到正在合成的④（mRNA）上，转录过程中mRNA的延伸方向是5'→3'，因此①链（模板链）的左末端为5'端，A错误：根据⑦（肽链）的长短，可知过程I中多个⑤（核糖体）沿着④（mRNA）向左移动，同时进行多条肽链的合成，B错误；①为转录的模板链，②为非模板链，④是mRNA，由于转录并不是模板链全部转录，因此除碱基T和U不同外，②链和④链的碱基排列顺序也不完全相同，C正确；胰腺细胞是真核细胞，真核细胞转录的主要场所是细胞核，翻译的主要场所是细胞质，真核细胞先转录后翻译，而图示为边转录、边翻译，故该图示不能表示人体胰腺细胞中胰蛋白酶基因的表达过程，D错误。
2.答案：D
解析：本题主要考查遗传信息的转录和翻译。根据题干信息“能稳定存在的转录产物中mRNA不超过2%，其余绝大部分为非编码RNA（ncRNA）”可知，核DNA的转录产物中既有mRNA也有ncRNA，可能还有其他产物，A正确；ncRNA是非编码RNA，可能是由常染色体上DNA的无效应片段转录生成，B正确；mRNA和ncRNA都携带遗传信息。都具有表达功能，但表达产物的结构和功能不同，C正确；常染色体中核酸的转录产物大部分是lncRNA，故lncRNA并不是所有的RNA，D错误。
3.答案：C
解析：tRNA共有61种，一种tRNA只能识别并转运一种特定的氨基酸，A正确。核糖体在mRNA上的移动方向与tRNA的移动方向相反，根据图中箭头所示tRNA的移动方向，可知图中核糖体在mRNA上的移动方向为从右向左，B正确。结合题干信息中氨基酸的顺序，丙氨酸位于第2位，核糖体移动方向是密码子读取的方向，即从右向左，故图中编码丙氨酸的密码子应为GCU，C错误。图示为发生在核糖体上的氨基酸的脱水缩合过程（翻译），一个mRNA上可结合多个核糖体，同时合成多条相同肽链，D正确。
4.答案：A
解析：限制酶和解旋酶的作用对象是DNA，而不是RNA，形成主基因mRNA和成熟miRNA的过程，是对初始转录产物RNA进行剪切、拼接和加工，需要相关酶的参与，而不是限制酶和解旋酶；内含子miRNA是通过抑制转录激活因子或转录抑制因子，来下调转录水平进而调控基因的表达；宿主基因转录水平过低或过高，产生过少或过量的内含子miRNA时，就会反过来促进或抑制基因的表达，既有正反馈调节机制，也有负反馈调节机制；该研究对于某些疾病如肿瘤等可通过调控转录及转录后加工等提供多个靶点联合治疗。
5.答案：D
解析：纯合的黄毛小鼠（BB）与黑毛小鼠（bb）杂交，F1小鼠的基因型均为Bb，因此，F1小鼠的毛色虽然不同，但相关的基因型相同，A错误；子一代鼠随机交配后代的基因型为BB、Bb、bb，黄毛鼠的基因型可能为BB或Bb，B错误；RNA聚合酶与启动子识别并结合，使转录开始，调控序列在启动子的上游，因此调控序列不是RNA聚合酶结合的位点，C错误；调控序列甲基化会抑制基因B的转录从而影响基因表达，但不会影响DNA分子的复制，D正确。
6.答案：A
解析：DNA分子甲基化可影响基因的表达，因此有可能在翻译过程中提前终止翻译，最终影响蛋白质合成，但终止密码是位于mRNA上，而非位于基因的编码区，A错误；基因是有遗传效应额DNA片段，若DNA分子甲基化发生在基因间的连接序列，即处于非编码区，则可能对生物性状的遗传没有影响，B正确；RNA聚合酶的识别位点位于基因的启动子序列上，因此若DNA分子甲基化发生在基因的启动子序列，可能影响RNA聚合酶的识别与结合，C正确；若DNA分子胞嘧啶占所有碱基的比例为30%，则腺嘌呤占所有碱基的比例为20%，因此则一条链中腺嘌呤最大比例为40%，D正确。
7.答案：B
解析：参与图示生理过程的RNA包括mRNA、rRNA和tRNA三种，A错误；真核细胞中每条肽链的第1个氨基酸均为起始密码子控制的甲硫氨酸，B正确；启动子位于DNA上，C错误；真核细胞中由同一个mRNA分子翻译出来的多肽链是相同的，D错误。
8.答案：B
解析：A、甲表示DNA复制过程，该过程涉及氢键的破坏和形成，碱基配对方式有A-T、T-A、C-G、G-C；乙为翻译过程，存在氢键的破坏和形成，碱基配对方式有A-U、U-A、C-G、G-C；丙为转录过程，存在氢键的破坏和形成，碱基配对方式有A-U、T-A、C-G、G-C，A错误；
B、口腔上皮细胞属于高度分化细胞，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；
C、图甲表示DNA的复制，通过增加复制起始点，细胞可缩短DNA复制的时间而不是在一个细胞周期内复制出大量的DNA，C错误；
D、图乙表示翻译，图示过程中核糖体移动的方向是从左向右，D错误。
9.答案：B
解析：由题图可知，肠道病毒EV71是RNA病毒，无细胞结构，且只能依赖于宿主细胞生存，因而不属于生命系统结构层次，A叙述正确；RNA含有3n个碱基，相邻3个碱基构成1个密码子，终止密码子不编码氨基酸，而且还存在非编码部分，所以能指导合成的氨基酸数量应少于n个，B叙述错误；肠道病毒EV71的基因组为单股正链RNA，翻译后产物是多聚蛋白M，这个多聚蛋白M可以分几步裂解形成大约三组蛋白，包括蛋白酶、衣壳蛋白和RNA复制酶，C叙述正确；翻译过程合成多聚蛋白M时需要人体细胞中的核糖体（含有rRNA）来完成脱水缩合，人体细胞中的tRNA搬运人体细胞中的氨基酸，由肠道病毒EV71提供模板即mRNA，D叙述正确。
10.答案：B
解析：根据题干中给的氨基酸序列可以推断出第一个密码子为AUG，由于转录过程中mRNA的延伸方向为从5'端向3'端，因此mRNA的右端应为5'端，蓝细菌为原核生物，没有核膜，也没有核孔，A错误；根据起始密码于在mRNA上的位置可知，mRNA的右端为5'端，因此模板链b链的右端为3'端，转录过程中RNA聚合酶此模板链b链的右端为3'端，转录过程中RNA聚合酶沿着模板链从3'端向5'端移动，即从右向左移动，B正确；若题图中mRNA左端的第3个碱基对发生替换，根据密码子表可知，该处可能发生由GAG替换成为UAG（终止密码子）的变化，导致翻译提前结束，使肽链缩短，影响氨基酸的种类和数目，C错误；苏氨酸的密码子为5'-ACC-3'，密码子和反密码子配对时也是反向平行的，因此反密码子应为3'-UGC-5'，D错误。
11.答案：AD
解析：AD由于-RNA和+RNA的碱基是互补配对的，所以过程①所需的嘌呤数与过程③所需的嘧啶数相同，A错误；过程①和过程③合成的均为RNA，消耗的原料均是4种游离的核糖核苷酸，B正确；病毒只能寄生在宿主细胞内，过程②（翻译）需要的tRNA、原料及场所都由宿主细胞提供，C正确；由图可知，只有+RNA可以作为翻译的模板，D错误。
12.答案：AC
解析：M是RNA复制酶，过程①与过程②都是以RNA为模板形成RNA，碱基互补配对的方式相同，A错误；子代+RNA的产生过程中，首先以+RNA为模板形成-RNA（①过程），假设+RNA上的嘌呤核苷酸有x个，嘧啶核苷酸有y个，则①过程消耗嘧啶核苷酸x个，消耗嘌呤核苷酸y个，形成的-RNA上嘌呤核苷酸有y个，嘧啶核苷酸有x个，然后以-RNA为模板形成+RNA（②过程），②过程消耗嘧啶核苷酸y个，消耗嘌呤核苷酸x个，故整个过程中共消耗嘌呤核苷酸（y+x）个，消耗嘧啶核苷酸（x+y）个，二者相等，B正确；以EV71的+RNA为模板可以合成多种蛋白质，如图中的衣壳蛋白、蛋白酶、M，C错误；由图可知，蛋白酶可参与衣壳蛋白、蛋白酶和M的形成过程，D正确。
13.答案：AB
解析：A、根据半保留复制可知，图1所示的DNA经复制后有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因，A正确；B、由题意可知，图1所示为损伤较小时的转录情况，RNA聚合酶经过损伤位点时，腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA。若该DNA是由于少了一个碱基而发生损伤，则转录时掺入腺嘌呤核糖核苷酸后的mRNA与正常的mRNA相比，碱基数相同，且由于密码子有简并性，其指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不会发生变化，B正确；C、转录时mRNA是由5'端到3'端进行的，模板链是由3'端到5'端进行的，C错误；D、题意可知，损伤较大，修复因子Mfd识别、结合滞留的RNA聚合酶，“招募”多种修复因子、DNA聚合酶等进行修复，即修复因子Mfd识别在前，滞留的RNA聚合酶，多种修复因子、DNA聚合酶等修复在后，结合图示可知，DNA聚合酶催化DNA损伤链的修复，方向是从m到n，D错误。故选AB。
14.答案：ABD
解析：A、重叠基因是指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，这样就增大了遗传信息储存的容量，提高碱基的利用率，A正确；B、同一个核糖体可以与不同的mRNA结合，合成不同种类的蛋白质，B正确；C、根据题干信息trpE突变后，其邻近的trpD产量比下游的trpB、A产量要低得多，可知密码子重叠的翻译机制不能保证任意两个基因等量表达，C错误；D、重叠基因可以使包含更多的遗传信息，"trpE翻译终止时核糖体立即处在起始环境中"可知重叠基因对基因表达的调控属于转录后调控，D正确。故选：ABD。
15.答案：ACD
解析：本题考查表观遗传、DNA转录、基因突变及基因的分离定律等知识。DNA甲基化可导致基因不能正常表达，基因表达与转录和翻译有关，故DNA甲基化可能影响基因的转录过程，A正确；DNA甲基化会导致基因不表达，但不会导致含该基因的配子致死，若假说正确，基因型为Bb的雌鼠也会产生两种配子，只不过含B基因的卵细胞中B基因不能正常表达，B错误；若假说正确，精子中的B基因可以正常表达，故可选用实验一F1中个体矮小的雄鼠（Bb）与纯合个体矮小的雌鼠（bb）交配，则子代的表型及比例为个体正常：个体矮小=1：1，C正确；若假说正确，实验二F1个体基因型均为Bb，但雌配子中的B基因无法正常表达，故其随机交配产生的后代的性状分离比为1：1，D正确。
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