【一轮复习基础知识随堂练】第六单元 基因的本质和表达-基因指导蛋白质的合成（含解析）

第六单元　基因的本质和表达
基因指导蛋白质的合成
一、选择题
1．(2024·广东深圳期末)基因指导蛋白质合成的过程包括转录和翻译，两者都遵循碱基互补配对原则。转录遵循碱基互补配对的物质是(　　)
A．DNA与RNA
B．tRNA与mRNA
C．rRNA与mRNA
D．DNA与DNA
2．(2024·四川资阳中学模拟)线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所，线粒体中有些蛋白质的编码基因在mtDNA(线粒体DNA)上，而线粒体中另一些蛋白质的合成受核DNA调控。下列相关说法错误的是(　　)
A．mtDNA和tRNA中均存在氢键，但mtDNA的遗传不遵循孟德尔遗传定律
B．磷酸和脱氧核糖交替连接构成该mtDNA的基本骨架
C．核DNA可进入线粒体中调控mtDNA上基因的表达
D．线粒体中的基因的表达需要mRNA、rRNA、tRNA的参与
3．(2020·全国卷Ⅲ)关于真核生物的遗传信息及其传递的叙述中，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
4．(2024·广东潮州期末)下图表示某生物DNA分子上进行的部分生理过程，下列相关叙述错误的是(　　)
A．酶A和酶C都能形成磷酸二酯键，酶B和酶C都能使氢键断裂
B．过程①②③都发生了碱基互补配对，但碱基配对的方式有差异
C．R环中可以存在5种碱基和8种核苷酸
D．进行过程①时，细胞需要通过核孔向细胞核内运入酶A和酶B
5．下图为哺乳动物细胞合成某种蛋白的过程，下列叙述正确的是(　　)
A．过程③在细胞核中进行且与核仁有关
B．DNA 中碱基数目与某条肽链中氨基酸数目比大于6∶1
C．过程A 和B 中涉及的碱基互补配对方式相同
D．图中过程C中核糖体沿mRNA 移动的方向是b→a
6．核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时，多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体(如图所示)。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译，移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是(　　)
A．图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的3′-端向5′-端移动
B．该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对
C．图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译
D．若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化
7．下图是劳氏肉瘤病毒(逆转录病毒，携带病毒癌基因)的增殖和致癌过程，其中原病毒是病毒的遗传信息转移到±DNA后插入宿主的核DNA中形成的“病毒”。下列有关叙述正确的是(　　)
A．劳氏肉瘤病毒与新型冠状病毒的核酸类型和增殖方式相同
B．①③过程中均涉及A—U、C—G的碱基互补配对方式
C．②过程需要RNA酶的参与，④过程需要三种RNA参与
D．原病毒的形成过程和其诱导宿主细胞癌变的机理相同
二、非选择题
8．脑源性神经营养因子(BDNF)由两条肽链构成，能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育。若BDNF基因表达受阻，则会导致精神分裂症的发生。下图为BDNF基因的表达及调控过程，据图回答下列问题：
(1)甲过程以______________为原料，需要____________酶的催化，若mRNA以图中DNA片段整条链为模板进行转录，测定发现mRNA中C占26%，G占22%，则DNA片段中T所占的比例为__________。
(2)图2中该tRNA上的氨基酸为______________(密码子：UCG—丝氨酸；GCU—丙氨酸；CGA—精氨酸；AGC—丝氨酸)。
(3)由图1可知，miRNA-195基因调控BDNF基因表达的机理是miRNA-195与________________形成局部双链结构，从而使BDNF基因表达的mRNA无法与核糖体结合。由此可知，miRNA-195基因抑制了BDNF基因表达的__________阶段。
(4)人体不同组织细胞的相同DNA进行图1中的甲过程时，启动的起始点____________(填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)。
(5)图1中乙的mRNA分子上结合多个核糖体的意义是_______________________。
9．丙型肝炎病毒(HCV)是一种单链＋RNA病毒，人体感染后主要损伤肝细胞，引发丙型肝炎。在抗HCV药物的探索研发过程中，研究人员发现HCV会以自身RNA为模板，在NS5B聚合酶的参与下对HCV进行复制，而人体细胞不表达与NS5B聚合酶功能相近的酶。HCV侵染人体肝细胞的过程如图所示。回答下列问题：
(1)HCV较容易发生突变，其原因是________________________________。
(2)据图分析，HCV通过_________的方式进入肝细胞。HCV进入肝细胞后，其增殖过程遵循的中心法则图解可表示为____________________。
(3)某信号肽部分片段对应的＋RNA编码序列为5′－AUUUAUUUCUGG－3′，下表为部分密码子表。若该信号肽片段对应的＋RNA编码序列有1个碱基发生了改变，但信号肽片段编码的氨基酸序列不变，则该变异不可能是编码________(填氨基酸名称)的密码子发生改变，氨基酸序列未发生变化的原因可能是____________________________________。
密码子 UUU、UUC UAU、UAC UGG AUU、AUC、AUA UAA
氨基酸 苯丙氨酸 酪氨酸 色氨酸 异亮氨酸 终止密码子
(4)科研人员计划研制NS5B聚合酶抑制剂来治疗丙型肝炎，由题可推测，该抑制剂对人
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10．(2024·湖南永州检测)P基因是调节细胞凋亡的重要基因，通过RNA干扰可调控P基因表达进而影响细胞凋亡，其调控机制如下图所示。图中miRNA可与mRNA靶向结合并使其降解，而circRNA可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合。下列相关叙述错误的是(　　)
A．细胞中mRNA、miRNA和circRNA都是通过转录产生的
B．circRNA和mRNA在细胞质中对miRNA存在竞争性结合
C．miRNA表达量升高可抑制P基因的表达，从而促进细胞凋亡
D．可通过特异性促进癌细胞中P基因的表达来治疗相关癌症
11．核糖体蛋白(r-蛋白)与rRNA分子有较强亲和力，二者组装形成核糖体。当细胞中的r-蛋白过多时，蛋白可结合到自身mRNA分子上，阻止核糖体与mRNA结合，从而对蛋白质的翻译产生抑制。下图表示大肠杆菌细胞内r-蛋白的合成及其核糖体装配的过程，下列叙述正确的是(　　)
A．细胞中rRNA分子足够时，r-蛋白通常不会结合自身mRNA分子
B．rRNA上的反密码子能与mRNA结合，从而开始翻译过程
C．r-蛋白的合成需要以rRNA为模板
D．若破坏大肠杆菌的核仁，则rRNA不能形成
答案解析
1、A　解析：转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。该过程中，DNA与核糖核苷酸配对，核糖核苷酸会形成mRNA，所以转录过程中遵循碱基互补配对的物质是DNA与RNA，A正确。
2、C　解析：孟德尔遗传定律适用于真核生物有性生殖的细胞核遗传，而mtDNA是线粒体DNA，其遗传不遵循孟德尔遗传定律，线粒体DNA和tRNA中均存在氢键，A正确；磷酸和脱氧核糖排列在DNA分子外侧，二者交替排列构成该线粒体DNA的基本骨架，B正确；核DNA不能出细胞核，也不能进入线粒体，C错误；线粒体中的基因的表达包括转录和翻译过程，其中翻译需要mRNA(作为模板)、rRNA(参与构成核糖体)、tRNA(转运氨基酸)的参与，D正确。
3、B　解析：遗传信息的表达过程包括DNA转录成mRNA和mRNA进行翻译合成蛋白质，A正确；以DNA的一条单链为模板可以转录出mRNA、tRNA、rRNA等，其中mRNA可以编码多肽，而tRNA的功能是转运氨基酸，rRNA参与构成核糖体，B错误；基因是有遗传效应的DNA片段，而DNA分子上还含有不具有遗传效应的片段，因此DNA分子的碱基总数大于所有基因的碱基数之和，C正确；染色体DNA分子上含有多个基因，由于基因的选择性表达，一条单链上不同的基因进行表达可以转录出不同的RNA分子，D正确。
4、D　解析：酶A(DNA聚合酶)和酶C(RNA聚合酶)都能形成磷酸二酯键，酶B(解旋酶)和酶C都能使氢键断裂，A正确；过程①DNA复制、②转录、③翻译都发生了碱基互补配对，但碱基配对的方式有差异，其中①②为A＝T，C＝G，③为A＝U，T＝A，C＝G，B正确；R环位于DNA和RNA的杂合区段，可以存在5种碱基(A、G、C、T、U)和8种核苷酸(核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸各4种)，C正确；该生物DNA复制、转录、翻译同时进行，说明为原核生物，不存在核膜，也不存在核孔，D错误。
5、B　解析：核仁与rRNA的合成以及核糖体的形成有关，故过程②合成rRNA在细胞核中进行且与核仁有关，A错误；由于mRNA上相邻的3个碱基构成一个密码子对应1个氨基酸及DNA中的3个碱基对，但DNA中存在非编码序列，mRNA中存在终止密码子，所以DNA中碱基数目与某条肽链中氨基酸数目比大于6∶1，B正确；过程A为DNA复制，碱基配对方式为A—T、T—A、G—C、C—G，而过程B为转录，碱基配对方式为A—U、T—A、G—C、C—G，配对方式有所不同，C错误；过程C为多聚核糖体的翻译过程，核糖体移动方向为短肽链向长肽链方向移动，即a→b，D错误。
6、B　解析：翻译的模板是mRNA，翻译过程中，核糖体沿mRNA的5′-端向3′-端移动，A错误；翻译时，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，B正确；题图中5个核糖体是先后结合到mRNA上开始翻译的，最右边的核糖体最早结合，也最早结束翻译，C错误；由题干信息可知，多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定，故若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目会发生变化，D错误。
7、 C　解析：劳氏肉瘤病毒与新型冠状病毒的核酸类型相同，都是RNA，但增殖方式不同，劳氏肉瘤病毒为逆转录病毒(RNA逆转录为DNA)，新型冠状病毒为自我复制型病毒(RNA复制得到RNA)，A错误；①过程是以＋RNA为模板，逆转录得到－DNA和＋RNA杂交链的过程，涉及A—T、U—A、G—C、C—G的碱基配对方式，③过程为DNA合成RNA的过程，涉及A—U、T—A、G—C、C—G的碱基互补配对方式，B错误；②过程为RNA水解，需要RNA酶的参与，④过程含有＋RNA控制蛋白质合成的过程，需要mRNA(翻译模板)、tRNA(搬运工具)、rRNA(核糖体成分)三种RNA参与，C正确；由题意可知，原病毒是病毒的遗传信息转移到±DNA后插入宿主的核DNA中形成的“病毒”，而宿主细胞癌变是宿主细胞的原癌基因和抑癌基因发生突变的结果，二者机理不同，D错误。
8、解析：(1)甲过程为由BDNF基因指导RNA的合成，为转录过程，该过程需要RNA聚合酶的催化，该过程的产物是mRNA，因此转录的原料是四种游离的核糖核苷酸。若mRNA以题图中DNA片段整条链为模板进行转录，测定发现mRNA中C占26%，G占22%，显然该mRNA中C＋G的含量为48%，该比例在mRNA中和在模板DNA的两条链中是恒等的，即DNA片段中C＋G的含量为48%，则DNA片段中A＋T＝1－48%＝52%，又因为在DNA分子中A和T的数量是相等的，因此，该DNA片段中T所占的比例为52%÷2＝26%。(2)图2中tRNA上的反密码子的读取方向是3′→5′，即反密码子为UCG，则其对应的密码子为AGC，根据密码子表可知，该密码子决定的氨基酸是丝氨酸，即该tRNA所携带的氨基酸为丝氨酸。(3)由题图1可知，miRNA-195基因转录出的miRNA-195与BDNF基因转录出的mRNA能够发生部分的碱基互补配对，从而阻止了相应的mRNA的翻译过程，即miRNA-195基因抑制了BDNF基因的翻译过程。(4)人体不同组织细胞是由同一受精卵分裂分化形成的，细胞中的DNA相同，但不同细胞中存在基因的选择性表达，故不同细胞转录的基因不完全相同，即人体不同组织细胞的相同DNA进行图1中的甲过程时，启动的起始点不完全相同。(5)一个mRNA分子上结合多个核糖体可以用少量的mRNA迅速合成大量的蛋白质。
答案：(1)(四种)游离核糖核苷酸　RNA聚合　26%　 (2)丝氨酸　(3)BDNF基因表达的mRNA　翻译　(4)不完全相同　 (5)少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质
9、体细胞几乎没有副作用，依据是______________________________________________。
解析：(1)丙型肝炎病毒(HCV)是一种单链＋RNA病毒，单链RNA结构上稳定性差，因而容易发生变异。(2)据题图可知，HCV通过胞吞方式进入肝细胞。HCV进入肝细胞后，进行RNA的复制，并以自身的RNA为模板指导蛋白质的合成，因此其中心法则图可表示为。(3)根据题表中信息可知，只有决定色氨酸的密码子是一个，其他的氨基酸的密码子均不止一个，据此可推测，只要编码色氨酸的密码子发生了1个碱基的替换就会导致氨基酸序列的改变，其他几种密码子若发生了1个碱基的替换，可能不会导致氨基酸序列的改变，这与密码子的简并性有关。(4)由题干可知，在NS5B聚合酶的参与下HCV可进行复制，而人体细胞不表达与NS5B聚合酶功能相近的酶，因此NS5B聚合酶抑制剂对人体细胞可能几乎无副作用。
答案：(1)单链RNA不稳定，容易发生变异　(2)胞吞　　(3)色氨酸　密码子的简并性　(4)人体细胞不表达与NS5B聚合酶功能相近的酶，因而使用该抑制剂不影响人体细胞的正常生命活动
10、D　解析：转录是以DNA为模板合成RNA的过程，细胞中mRNA、miRNA和circRNA均属于RNA，都是通过转录得到的，A正确；分析题图可知，circRNA和P基因mRNA均可以与miRNA结合，故circRNA和mRNA在细胞质中对miRNA存在竞争性结合，B正确；由题图可知，P基因表达的产物P蛋白可以抑制细胞凋亡，miRNA通过与P基因mRNA结合，阻止P基因mRNA翻译得到P蛋白，从而促进细胞凋亡，C正确；由以上分析可知，阻止P基因表达可促进细胞凋亡，故可通过特异性抑制癌细胞中P基因的表达促进癌细胞凋亡来治疗相关癌症，D错误。
11、A　解析：细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子，而与rRNA分子结合组装成核糖体，A正确；反密码子位于tRNA上，而非rRNA上，B错误；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，r-蛋白的合成需要以mRNA为模板，C错误；大肠杆菌为原核生物，不含核仁，D错误。