2025人教版高中生物学必修2强化练习题--第4章　基因的表达拔高练(含解析）

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2025人教版高中生物学必修2
综合拔高练
五年高考练
考点1　基因的表达
1.(2024河北,4)下列关于DNA复制和转录的叙述,正确的是(　　)
A.DNA复制时,脱氧核苷酸通过氢键连接成子链
B.复制时,解旋酶使DNA双链由5'端向3'端解旋
C.复制和转录时,在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开
D.DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5'端向3'端
2.(2024贵州,7)如图是某基因编码区部分碱基序列,在体内其指导合成肽链的氨基酸序列为:甲硫氨酸-组氨酸-脯氨酸-赖氨酸……。下列叙述正确的是(　　)
注:AUG(起始密码子):甲硫氨酸　CAU、CAC:组氨酸　CCU:脯氨酸　AAG:赖氨酸　UCC:丝氨酸　UAA(终止密码子)
A.①链是转录的模板链,其左侧是5'端,右侧是3'端
B.若在①链5~6号碱基间插入一个碱基G,合成的肽链变长
C.若在①链1号碱基前插入一个碱基G,合成的肽链不变
D.碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同
3.(2023湖南,12改编)细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子,也可结合非编码RNA分子CsrB,如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.细菌glg基因转录时,RNA聚合酶识别和结合glg基因的特定部位并驱动转录
B.细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时,核糖体沿glg mRNA从5'端向3'端移动
C.抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成
D.CsrA蛋白都结合到CsrB上,有利于细菌糖原合成
4.(2024湖南,10)非酒精性脂肪性肝病是以肝细胞的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝病。葡萄糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1在高尔基体膜上先后经S1和S2蛋白水解酶酶切后被激活,进而启动脂肪酸合成基因(核基因)的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG能够通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内,抑制S1蛋白水解酶的活性,调控机制如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原,糖原饱和后转向脂肪酸合成
B.敲除F5蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪肝的发生率
C.降低高尔基体内UDPG量或S2蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病
D.激活后的R1通过核孔进入细胞核,启动脂肪酸合成基因的转录
5.(不定项)(2023辽宁,18)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
考点2　基因表达与性状的关系
6.(2024贵州,5)大鼠脑垂体瘤细胞可分化成细胞Ⅰ和细胞Ⅱ两种类型,仅细胞Ⅰ能合成催乳素。细胞Ⅰ和细胞Ⅱ中催乳素合成基因的碱基序列相同,但细胞Ⅱ中该基因多个碱基被甲基化。细胞Ⅱ经氮胞苷处理后,再培养可合成催乳素。下列叙述错误的是(　　)
A.甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录
B.氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化
C.处理后细胞Ⅱ的子代细胞能合成催乳素
D.该基因甲基化不能用于细胞类型的区分
7.(2022重庆,18)研究发现在野生型果蝇幼虫中降低lint基因表达,能影响另一基因inr的表达(如图),导致果蝇体型变小等异常。下列叙述错误的是(　　)
WT:野生型果蝇幼虫
lintRi:降低lint基因表达后的幼虫
A.lint基因的表达对inr基因的表达有促进作用
B.提高幼虫lint基因表达可能使其体型变大
C.降低幼虫inr基因表达可能使其体型变大
D.果蝇体型大小是多个基因共同作用的结果
8.(2024黑吉辽,9)如图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现,50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是(　　)
A.酶E的作用是催化DNA复制
B.甲基是DNA半保留复制的原料之一
C.环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素
D.DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型
三年模拟练
应用实践
1.(2024辽宁丹东测试)核糖开关是一段具有复杂结构的RNA序列,能感受环境因素的变化而改变自身的结构和功能,从而调控基因的表达。在枯草杆菌中,有些基因的mRNA上具有SAM感受型核糖开关,其调节机制如图所示,1、2、3为mRNA内部片段。据图分析,下列叙述错误的是(　　)
注:RBS为mRNA上的核糖体结合位点,位于起始密码子的上游。
A.SAM可以抑制相关基因的转录来调节代谢过程
B.核糖开关与tRNA均存在碱基互补配对的区域
C.组成核糖开关的基本单位是核糖核苷酸
D.RBS的3'端区域中存在起始密码子,是翻译的起始位置
2.(2024四川内江期中)施一公院士团队因发现“剪接体的结构与分子机理”获陈嘉庚生命科学奖。研究发现在真核细胞中,基因表达分三步进行,分别由RNA聚合酶、剪接体和核糖体执行转录、剪接和翻译的过程(如图所示)。下列叙述错误的是(　　)
A.剪接体的发现是对传统基因表达过程的一个重要补充
B.剪接体剪接位置出现错误,不会导致基因序列发生改变
C.剪接体发挥作用的过程中可能涉及磷酸二酯键的断裂和形成
D.信使RNA前体被剪接体剪接后,其嘌呤和嘧啶的比例不变
3.(2024山西太原月考)哺乳动物细胞中的每对同源染色体上都有来源标记,以标明该染色体源自父母中的哪一方。DNA甲基化是标记的主要方式,这些标记区域称为印记控制区。在Igf-2基因和H19基因之间有一印记控制区(ICR),ICR区域甲基化后不能结合增强子阻遏蛋白CTCF,进而影响基因的表达。该印记控制区对Igf-2基因和H19基因的控制如图所示。下列有关叙述不正确的是(　　)
A.被甲基化的印记控制区ICR可以向后代遗传
B.父方和母方的ICR区域的碱基排列顺序相同
C.图中相同的基因,来自父方或母方产生的遗传效应不同
D.Igf-2基因只能在雄性中表达,H19基因只能在雌性中表达
4.(2024湖南名校联考)青蒿素是治疗疟疾的重要药物,其化学本质是一种萜类化合物。下图为黄花蒿产生青蒿素的代谢过程。青蒿素主要从黄花蒿的叶片表皮细胞中提取,但提取量很低,难以满足临床需求。研究发现,紫槐二烯合成酶基因(ADS)是青蒿素合成中关键酶的编码基因,紫穗槐-4,11-二烯的合成水平高低决定了青蒿素含量的高低,而这些基因表达受到AaERF1等转录因子激活。下列有关说法错误的是(　　)
A.促进ADS基因表达、抑制SQS基因表达可提高青蒿素的产量
B.转录因子可能调控RNA聚合酶与ADS基因前段序列的结合,进而影响转录过程
C.①②过程中,遗传信息能够准确传递依赖于完全相同的碱基互补配对方式
D.青蒿素主要从叶片细胞中提取,是因为并不是所有细胞都能发生①②过程
5.(不定项)(2024山东淄博期中)操纵子是原核细胞基因表达调控的一种结构形式,它由启动子(RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录)、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结合后逐一读取密码子,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进行
D.该机制保证了rRNA与RP的数量平衡,同时也减少了物质与能量的浪费
迁移创新
6.(2024山东济宁期中)1955年,某科学家用洋葱根尖进行实验,发现加入RNA酶后,蛋白质合成就停止;再加入从酵母菌中提取的RNA,洋葱根尖细胞又可以合成一些蛋白质。1958年,某科学家提出核糖体RNA是“信使”,是将遗传信息从DNA传递给蛋白质的中间载体(假说一)。1961年,有两位科学家共同提出了mRNA假说,认为细胞内肯定存在一种特殊的RNA,在DNA上合成后运输到细胞质中,为蛋白质的合成提供模板(假说二)。
(1)若假说一成立,则细胞需要合成更多种类蛋白质时,细胞中核糖体的种类和数量的变化分别是　　　　(①增多、②减少、③不变,填序号)。若假说二成立,则细胞内合成更多种类蛋白质时,mRNA、核糖体两者种类数的变化分别是　　　　(①增多、②减少、③不变,填序号)。
(2)随后,多位科学家对信使RNA假说进行了验证。实验过程如下:
①在含有15NH4Cl的培养基中培养细菌,由于细菌利用其合成　　　　　　　(答出两种)等生物大分子,经过若干代培养后,将获得具有“重”核糖体的“重”细菌。
②将这些“重”细菌转移到含14NH4Cl的培养基上培养,用噬菌体侵染这些细菌,同时在该培养基中加入32P标记的尿嘧啶核糖核苷酸作为原料以标记所有新合成的RNA,32P对核糖核苷酸和核糖体相对分子质量的影响可以忽略。
③对核糖体进行离心时,15N-核糖体分布于图1中的a处,14N-核糖体分布于图1中的b处。将上述被侵染后裂解的细菌进行密度梯度离心,核糖体将分布于图1中　　　(填写字母)处,证明大肠杆菌被侵染后没有合成新的核糖体,这一结果否定了假说　　　。此时32P标记仅出现在离心管的底部,如图2所示,这说明　　　　　　　　　　　　　　　　与“重”核糖体相结合,这为另一假说提供了证据。
　
(3)为进一步证明新合成的RNA为“信使”,科学家还将新合成的放射性RNA分别与噬菌体DNA、细菌DNA进行了杂交,结果如图3所示,说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案与分层梯度式解析
综合拔高练
五年高考练
1.D　DNA复制时,脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链,A错误;复制时,解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开,其并不是从5'端到3'端的单向解旋,B错误;转录时不需要解旋酶,RNA聚合酶即可完成解旋,C错误;DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5'端向3'端,D正确。
2.C　根据基因编码区指导合成肽链的氨基酸序列及题中所给密码子与氨基酸的对应关系,推知相应的mRNA序列为5'—AUGCAU(CAC)CCUAAG……—3',根据碱基互补配对原则推知①链为模板链,且其左侧是3'端,右侧是5'端,A错误;在①链5~6号碱基间插入一个碱基G,则①链转录出的mRNA序列为5'—AUGCACUCCUAA(终止密码子)G……—3',翻译得到的多肽链氨基酸序列为甲硫氨酸-组氨酸-丝氨酸,肽链缩短,B错误;若在①链1号碱基前插入一个碱基G,则转录的mRNA序列5'端起始密码子AUG前增加了一个碱基C,但翻译仍需要从起始密码子AUG开始,故合成的肽链不变,C正确;由于不同密码子可能决定相同氨基酸(密码子具有简并性),故碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链可能相同,D错误。
3.C　
对题示CsrA两条去路分析如上,可知:抑制CsrB基因的转录(抑制去路1),将促进去路2,不利于糖原合成,C错误;CsrA蛋白都结合到CsrB上(促进去路1),有利于糖原合成,D正确。
4.C　据题意知,糖原合成的中间代谢产物UDPG通过F5蛋白进入高尔基体内,抑制S1蛋白水解酶的活性,从而抑制蛋白R1的激活,进而抑制脂肪酸的合成,体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原,糖原饱和后转向脂肪酸合成,且敲除F5蛋白的编码基因因抑制UDPG的转运而利于蛋白R1的激活,从而利于脂肪酸的合成,进而增加非酒精性脂肪肝的发生率,A、B正确。UDPG进入高尔基体不利于脂肪酸的合成,降低高尔基体中UDPG量有利于脂肪酸的合成,从而会诱发非酒精性脂肪性肝病;蛋白R1经S1、S2蛋白水解酶酶切后被激活,进而启动脂肪酸合成基因的转录,S2蛋白失活不利于脂肪酸的合成,C错误。R1属于蛋白质,其可通过核孔进入细胞核,D正确。
5.ABD　从图1可以看出DNA的一条链损伤,该DNA复制后,以损伤链为模板复制的子代DNA含有突变基因,即图1所示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;图1所示,损伤的DNA转录时掺入了腺嘌呤核糖核苷酸,产生的mRNA可能不发生改变或mRNA改变区域对应的氨基酸不变(密码子具有简并性),则指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不变,B正确;图2所示的转录过程是沿着模板链(损伤链)的3'端到5'端进行的,所以m是3'端,n是5'端,图2所示的DNA聚合酶催化DNA损伤链的修复,方向是从5'端到3'端,即从n到m,C错误,D正确。
6.D　根据题意可知,细胞Ⅱ中催乳素合成基因的碱基序列与细胞Ⅰ的相同,但多个碱基被甲基化,甲基化可以引起相应区域染色质高度螺旋化,凝缩成团,失去转录活性,或导致DNA某些区域构象变化而无法与某些蛋白质结合,影响转录,A正确;细胞Ⅱ经氮胞苷处理后,再培养可合成催乳素,说明氮胞苷可以降低催乳素合成基因的甲基化水平,B正确;处理后细胞Ⅱ的催乳素合成基因甲基化水平降低,这种变化可遗传给子代细胞,子代细胞可以合成催乳素,C正确;由于甲基化可影响催乳素合成基因的表达,故可以用该基因的甲基化区分细胞Ⅰ和细胞Ⅱ两种类型,D错误。
7.A　果蝇体型大小与lint基因、inr基因有关,说明果蝇体型大小是多个基因共同作用的结果,D正确。
8.C　分析题图,可知酶E的作用是催化DNA甲基化,A错误;由题图可知,DNA半保留复制形成的子链中不含甲基,复制的原料是游离的4种脱氧核苷酸,B错误;根据题干中“50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大”可推测,环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素,C正确;DNA甲基化虽不改变碱基排列顺序,但可以影响基因表达,进而引起生物个体表型改变,D错误。
三年模拟练
1.A　SAM是mRNA上的感受型核糖开关,RBS是核糖体结合的位点,与翻译过程有关,故SAM通过抑制相关基因的翻译来调节代谢过程,A错误。由题干信息“核糖开关是一段具有复杂结构的RNA序列”可知,核糖开关的基本单位是核糖核苷酸,C正确。图中RBS的3'端区域中存在起始密码子,核糖体与RBS结合后会从起始密码子开始翻译,D正确。
2.D　剪接体将信使RNA前体进行剪切拼接(此过程涉及磷酸二酯键的断裂和形成)后,形成的信使RNA在细胞质中与核糖体结合,用于翻译,因此剪接体的发现是对传统基因表达过程的一个重要补充,A、C正确;剪接体剪接的是RNA,其剪接位置出现错误,不会导致基因序列发生改变,B正确;信使RNA前体为单链结构,信使RNA前体被剪接体剪接后得到的信使RNA的长度发生了改变,其嘌呤和嘧啶的比例可能会发生变化,D错误。
3.D　甲基化修饰不改变ICR区域的碱基排列顺序,可以遗传给子代,A、B正确。相同的基因如Igf-2基因,来自父方的Igf-2基因能表达,来自母方的Igf-2基因不能表达,即来自父方或母方产生的遗传效应不同,C正确。来源于雄性的Igf-2基因和来源于雌性的H19基因可以在子代中表达,而不是Igf-2基因只能在雄性中表达,H19基因只能在雌性中表达,D错误。
4.C　分析题图可知,促进ADS基因表达(导致紫穗槐-4,11-二烯生成增多)、抑制SQS基因表达(降低FPP转化成其他萜类化合物)可提高青蒿素的产量,A正确;转录因子可以调控RNA聚合酶与基因前段序列(启动子)的结合,进而影响转录过程,B正确;①过程表示转录,②过程表示翻译,①②过程中,遗传信息能够准确传递依赖于碱基的互补配对,但是转录和翻译过程中的碱基互补配对方式不完全相同,C错误;由于基因的选择性表达,并不是所有细胞都能发生①②过程,D正确。
5.ACD　
题干/题图信息 选项分析
①启动子:RNA聚合酶识别和结合的部位,启动基因转录; ②mRNA包含RBS基因、基因1、基因2等片段转录出的序列 RNA聚合酶与启动子结合后相继驱动多个基因的转录,A正确
终止子位于RP基因操纵子上 翻译在终止密码子(位于mRNA上)处结束,B错误
细胞中缺乏rRNA时,RP1与RBS位点结合,RBS被封闭 细胞中缺乏rRNA时,翻译不能进行,核糖体蛋白合成减少,从而维持rRNA与核糖体蛋白在数量上的平衡,C、D正确
6.答案　(1)①①　①③　(2)蛋白质和核酸(或RNA)　a　一　新合成的RNA(或“噬菌体RNA”)
(3)新合成的RNA是以噬菌体的DNA为模板形成的
解析　(1)
假说 演绎
假说一:核糖体RNA是“信使” 若细胞需要合成更多种类的蛋白质→“信使”种类和数目应增多→细胞中核糖体的种类和数量增多
假说二:mRNA是“信使” 若细胞需要合成更多种类的蛋白质→“信使”种类和数目应增多→mRNA种类增多、核糖体种类不变
(2)①根据题干信息逆推:具有“重”核糖体的“重”细菌→核糖体主要由蛋白质和核酸构成(蛋白质和核酸都含有N,推测合理)。
③
假说 演绎 结果分析
假说一:核糖体RNA是“信使” 噬菌体侵染细菌后合成新蛋白→需要合成新核糖体RNA→出现“轻”核糖体(新合成的) 实验中核糖体只出现在a处,说明无新核糖体合成,可以否定假说一
假说二:mRNA是“信使” 噬菌体侵染细菌后合成新蛋白→需要合成新mRNA(原料中含32P,该mRNA含32P标记) 32P标记仅出现在离心管的底部(a处),新合成的RNA与核糖体结合发挥功能(进行翻译过程),为假说二提供依据
(3)据图3可知,新合成的放射性RNA与噬菌体DNA杂交,与细菌DNA不杂交,说明新合成的RNA是以噬菌体的DNA为模板形成的。
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