高考生物一轮复习专题作业13：基因的表达（含解析）

高中生物专题分层作业
第13讲　基因的表达
A组　基础题组
题组一　DNA和RNA的比较
1.下列有关DNA和RNA的叙述正确的是(　　)
A.DNA只存在于细胞核中,RNA只存在于细胞质中
B.细菌的遗传物质是DNA,病毒的遗传物质是DNA和RNA
C.转录过程遵循碱基互补配对原则,形成的RNA没有碱基对
D.DNA上不存在密码子,密码子只存在于mRNA上
答案　D　本题综合考查DNA和RNA的分布、功能、结构、不同生物的遗传物质等知识。真核生物的线粒体、叶绿体、原核生物的质粒中也存在DNA;真核生物的RNA产生于细胞核,因此在细胞核中也存在RNA,A错误。病毒的遗传物质是DNA或RNA,B错误。转录过程产生的RNA分为三类:mRNA、tRNA、rRNA,其中mRNA和rRNA为单链,没有碱基对,但tRNA为三叶草形,局部形成双链,因此含有碱基对,C错误。密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基,DNA上不存在密码子,D正确。
2.在全部遗传密码被破译之后,分子生物学家克里克提出一个假说,认为有的tRNA的反密码子第3位碱基与密码子第3位碱基之间的互补配对是不严格的。下列事实不能支持上述假说的是(　　)
A.细胞中的tRNA种类远少于61种
B.某tRNA的反密码子第三位碱基是U,密码子与之配对的碱基是A或G
C.UAA、UAG和UGA是终止密码,细胞中没有能识别它们的tRNA
D.某tRNA的反密码子第三位碱基是次黄嘌呤,与C、U和A均可配对
答案　C　tRNA共有61种,而细胞中的tRNA种类远少于61种,这支持题述假说,A正确;某tRNA的反密码子第三位碱基是U,密码子与之配对的碱基是A或G,这支持题述假说,B正确;终止密码子不编码氨基酸,因此没有能识别它们的tRNA,这一事实不能支持题述假说,C错误;某tRNA的反密码子第三位碱基是次黄嘌呤,与C、U和A均可配对,这支持题述假说,D正确。
题组二　基因指导蛋白质的合成
3.(2020北京顺义期末)下列关于基因指导蛋白质合成的叙述,错误的是(　　)
A.密码子中碱基的改变不一定会导致氨基酸改变
B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生
C.每种氨基酸仅有一种密码子编码
D.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来
答案　C　由于密码子的简并性,密码子中碱基的改变不一定会导致氨基酸的改变,A正确;细胞中不同基因可能同时转录,同时合成两种或两种以上的RNA,B正确;61种密码子编码20种氨基酸,故每种氨基酸可能由一种或几种密码子编码,C错误;三种RNA都经DNA转录而来,D正确。
4.下图为原核生物基因控制蛋白质合成的过程,有关叙述正确的是(　　)
A.②为DNA的一条链,与①③的序列互补
B.③④⑤水解后都可产生核糖核苷酸
C.④是核糖体,它的形成过程与核仁有关
D.⑤是肽链,遗传信息的流向为②→③→④→⑤
答案　A　原核生物基因控制蛋白质合成的过程中,转录和翻译是同时进行的,据图可知,②为DNA的一条链,为转录的模板链;③为mRNA,水解后的产物为核糖核苷酸;④是核糖体,由蛋白质和RNA构成,水解后可产生氨基酸和核糖核苷酸;⑤是肽链,水解后的产物为氨基酸。在真核细胞中核糖体的形成过程与核仁有关,原核细胞中无核仁。在基因控制蛋白质合成的过程中,遗传信息的流向为②→③→⑤。
5.催产素和抗利尿激素是人体中的两种多肽类激素,这两种激素的氨基酸数目相同,但功能不同,最可能的原因是参与这两种激素合成的(　　)
A.tRNA种类不同
B.mRNA上碱基的排列顺序不同
C.核糖体成分不同
D.不同密码子决定的氨基酸相同
答案　B　由于tRNA只是运载氨基酸的工具,所以催产素和抗利尿激素的功能与tRNA种类无关,A错误;mRNA携带遗传信息,其上碱基的排列顺序决定氨基酸的排列顺序,所以催产素和抗利尿激素的功能不同最可能的原因是参与这两种激素合成的mRNA上碱基的排列顺序不同,B正确;核糖体是催产素和抗利尿激素的合成场所,与其功能不同无关,C错误;不同密码子决定的氨基酸相同体现了密码子的简并性,与多肽类激素的功能不同无关,D错误。
6.(2020北京大兴期末)诺贝尔生理学或医学奖获得者安德鲁·法厄和克雷格·梅洛发现了RNA干扰现象。其机理是:一种双链RNA经酶切后会形成很多小片段单链RNA,它们一旦与mRNA中的同源序列互补结合,会导致mRNA失去功能,不能翻译产生蛋白质,使相关基因“沉默”。下列相关叙述正确的是(　　)
A.细胞中的任何一种RNA都不可能具有专一性
B.RNA干扰现象中,转录和翻译两个过程均会受到干扰
C.双链RNA碱基互补配对方式与DNA中碱基互补配对方式不完全相同
D.同一生物体的不同组织细胞中,含有的核DNA相同、RNA种类也相同
答案　C　少数酶是RNA,具有专一性,A错误;依题意,RNA干扰现象是通过与mRNA结合,从而使mRNA不能参与翻译,故其影响翻译过程,B错误;双链RNA和DNA分子中都存在C与G的碱基配对方式,但双链RNA中有A-U配对,DNA分子中有A-T配对,C正确;同一生物体不同的组织细胞中,核DNA相同,但由于基因的选择性表达,产生的RNA种类和数量不同,D错误。
7.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,下列叙述不正确的是(　　)
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　A　改变后的密码子仍然对应精氨酸,氨基酸的种类和序列没有改变,A错误;由于密码子改变,植酸酶mRNA序列改变,B正确;由于密码子改变后其中的C(G)比例下降,推测出DNA中的C(G)比例下降,故DNA热稳定性降低,C正确;反密码子与密码子互补配对,为UCU,D正确。
题组三　基因对性状的控制
8.艾滋病病毒(HIV)的遗传物质是RNA,治疗艾滋病的药物AZT的分子结构与胸腺嘧啶脱氧核苷酸结构相似,发挥作用时,药物AZT取代胸腺嘧啶脱氧核苷酸,从而抑制艾滋病病毒在人体细胞内增殖,据此推测AZT的作用是抑制艾滋病病毒的(　　)
A.RNA的转录
B.RNA的逆转录
C.RNA的复制
D.蛋白质的翻译
答案　B　RNA逆转录合成DNA的过程需要原料胸腺嘧啶脱氧核苷酸,而药物AZT的分子结构与胸腺嘧啶脱氧核苷酸的结构相似,因此AZT药物会抑制逆转录过程。
9.如图为遗传信息传递和表达的途径,如表为几种微生物的作用原理,结合图示分析,下列说法正确的是(　　)
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
抑制细菌解旋酶的活性
(可促进DNA螺旋化)
红霉素
能与核糖体结合
利福平
抑制RNA聚合酶的活性
A.环丙沙星能抑制①过程
B.青霉素和利福平均能抑制细菌的①过程
C.结核杆菌的④⑤过程都发生在细胞质中
D.①~⑤过程可发生在人体的健康细胞中
答案　A　环丙沙星能抑制细菌解旋酶的活性,因此会抑制细菌的①过程(DNA复制),A正确。青霉素能抑制细菌细胞壁的合成,与①过程无关;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。④⑤过程只能发生在少数病毒入侵的宿主细胞中,不会发生在结核杆菌细胞中,C错误。在人体的健康细胞中不会出现④⑤过程,D错误。
10.(2019北京西城十三中月考)下图为人体细胞中DNA控制性状的流程,下列相关叙述错误的是(　　)
A.人体细胞中核糖体的分布位置:游离核糖体、附着在内质网上的核糖体、线粒体中的核糖体
B.图中的蛋白质2可能是催化丙酮酸分解成二氧化碳的酶
C.Ⅲ代表的是tRNA,其所转运氨基酸的密码子是UGA
D.核基因发生突变,可能会影响线粒体的性状
答案　C　据图可知:①是细胞核中的转录,②是细胞质中的翻译,③是线粒体中的转录,④是线粒体中的翻译。Ⅰ是细胞核,Ⅱ是线粒体,Ⅲ是tRNA。人体细胞中核糖体有游离核糖体、附着在内质网上的核糖体、线粒体中的核糖体,A正确;图中的蛋白质2在线粒体基质中,可能是催化丙酮酸分解成二氧化碳的酶,B正确;Ⅲ代表的是tRNA,其所转运氨基酸的密码子是ACU,C错误;线粒体中的性状会受到核基因的影响,因此,核基因发生突变,可能会影响线粒体的性状,D正确。
B组　提升题组
一、选择题
1.有关遗传信息的表达过程,下列叙述正确的是(　　)
A.紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的转录发生在细胞核、线粒体和叶绿体中
B.密码子的简并性有利于维持生物性状的相对稳定和提高转录的速率
C.多个核糖体能依次在相同位点上和mRNA结合,完成多条肽链的合成
D.起始密码子位于DNA上,是RNA聚合酶识别并启动转录过程的位点
答案　C　紫色洋葱鳞片叶表皮细胞没有叶绿体,A错误;密码子的简并性是指多个密码子决定同一种氨基酸,有利于维持生物性状的相对稳定,但不能提高转录的速率,B错误;一条mRNA分子可以相继结合多个核糖体,完成多条肽链的合成,C正确;启动子位于DNA上,是RNA聚合酶识别并启动转录过程的位点,起始密码子位于RNA上,是翻译的起点,D错误。
2.R-loop是细胞中的一种特殊结构,它是由一条mRNA和DNA模板稳定结合形成的DNA-RNA双链,使另外一条DNA链单独存在。下列相关叙述不正确的是(　　)
A.R-loop结构利于DNA结构稳定
B.R-loop结构形成于转录过程中
C.R-loop结构与DNA碱基配对情况不同
D.R-loop结构易导致某些蛋白质含量下降
答案　A　R-loop是由一条mRNA和DNA模板稳定结合形成的DNA-RNA双链,使另外一条DNA链单独存在,这不利于DNA结构稳定,A错误;R-loop是由一条mRNA和DNA模板稳定结合形成的DNA-RNA双链,可见该结构形成于转录过程中,B正确;R-loop结构中碱基配对情况为A-U、T-A、C-G,而DNA中碱基配对情况为A-T、C-G,因此R-loop结构中与DNA碱基配对情况不同,C正确;R-loop是由一条mRNA和DNA模板稳定结合形成的DNA-RNA双链,这不利于翻译过程的进行,因此R-loop结构易导致某些蛋白质含量下降,D正确。
3.在核酸分子杂交过程中,两条单链的局部碱基序列可形成杂合的双链区,不能结合的部位成为游离的单链区。下图为某基因的一条链(a)和其对应的mRNA(b)杂交结果。下列分析不正确的是(　　)
A.碱基互补配对是基因和mRNA杂交形成杂合双链区的基础
B.基因和mRNA杂交的结果表明基因中存在不表达的碱基序列
C.基因和mRNA杂交形成杂合双链的过程需要RNA聚合酶催化
D.基因和mRNA杂交形成的杂合双链在高温时可再成两条单链
答案　C　RNA聚合酶是转录过程所需要的酶,该酶可以以DNA一条链为模板,利用四种核糖核苷酸合成RNA,而基因和mRNA杂交形成的杂合双链是由两条链之间自动形成的氢键连接而成的。
4.流感病毒是一种负链RNA病毒,它侵染宿主细胞后的增殖过程如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A.流感病毒增殖过程中会发生A-T、G-C间的碱基互补配对
B.流感病毒的基因是有遗传效应的RNA片段
C.翻译过程的直接模板是-RNA
D.该流感病毒属于逆转录病毒
答案　B　流感病毒增殖过程中只会发生A-U、G-C间的碱基互补配对,A错误;流感病毒的基因是有遗传效应的RNA片段,B正确;由题图可知,翻译过程的直接模板是+RNA,C错误;该流感病毒没有逆转录形成DNA,因此该流感病毒不属于逆转录病毒,D错误。
二、非选择题
5.(2020北京海淀期末)为研究真核细胞成熟mRNA分子上第一位核苷酸的结构修饰对其结构稳定性的影响,科研人员进行了探索。
(1)mRNA是　　　　过程的模板,其结构修饰会影响它的半衰期。?
(2)正常情况下,成熟mRNA分子5'端的修饰结构如图1所示。由图可知,成熟mRNA分子第一位核苷酸的全称是　　　　　　　,它被进行了碱基A甲基化(m6A)和核糖甲基化(Am)以及5'端加　　　　的修饰。?
图1
(3)研究者分别将有m7G、无m7G的mRNA导入细胞,检测到有m7G组的mRNA半衰期为无m7G组的2.3倍,这说明　　　　　　　　　。?
(4)为研究m6A和Am对结构稳定性的影响,研究者用特定的酶水解四种不同修饰的mRNA分子,检测游离的m7GDP量,结果如图2。
图2
①本实验中,对照组是　　　　组。?
②由图1 分析,水解酶的作用部位是　　　　号磷酸之间的化学键;图2结果表明,　　　　修饰对mRNA结构稳定性的作用最强。?
答案　(1)翻译　(2)腺嘌呤核糖核苷酸　m7Gpp(或“m7Gppp”)　(3)m7G能延缓mRNA的降解　(4)①m7Gpppm6Am……　②Ⅱ和Ⅲ　仅m6A
解析　(1)mRNA是翻译过程的模板。(2)根据图1可知,图中下方“注”给出“……”为第2位到第n位核苷酸,所以,图1为第一个核苷酸,图中右侧A碱基与其所连接的核糖均甲基化,这个核苷酸的全称是腺嘌呤核糖核苷酸,而图1中左侧为额外添加的修饰,由图可以得出,此修饰为m7Gpp或m7Gppp。(3)由题干可知,有m7G组的mRNA半衰期为无m7G组的2.3倍,说明m7G可以延长mRNA的半衰期,使mRNA稳定性更强,所以m7G能延缓mRNA的降解。(4)①由题干可知,实验目的为研究m6A和Am对结构稳定性的影响,根据(2)可知,正常情况下,成熟mRNA分子5'端的修饰包括m6A、Am或m7Gpp(或m7Gppp),所以对照组为m7Gpppm6Am……。②由题可知,水解酶水解mRNA后能够检测到m7GDP,所以如图1,水解酶作用部位是Ⅱ、Ⅲ号磷酸之间的化学键;由图2可知,游离m7GDP含量最少的组为对mRNA结构稳定性的作用最强的,即图中m7Gpppm6A……组,所以仅被m6A修饰对mRNA结构稳定性的作用最强。
6.已知病毒EV71是一种单链RNA病毒,由核酸和衣壳蛋白两部分组成,是引起手足口病的主要病原体之一。如图为该病毒在宿主细胞肠道内的增殖过程示意图。
请回答问题:
(1)病毒EV71的遗传信息储存在　　　　　　分子中;图中物质X是　　　　　　酶,催化完成病毒遗传物质的传递。?
(2)由图可知,除了作为病毒的重要组成成分外,病毒RNA还作为　　　　　　的模板。?
(3)由于病毒没有独立的代谢系统,其产生子代病毒依赖宿主细胞提供　　　　　　　　(至少写出两项)。?
答案　(1)(病毒)RNA　RNA聚合
(2)复制、翻译
(3)原料、能量、酶、场所
解析　(1)病毒EV71属于RNA病毒,其遗传信息储存在(病毒)RNA分子中;图中物质X能催化RNA的合成,是RNA聚合酶。(2)由图可知,除了作为病毒的重要组成成分外,病毒RNA还作为复制、翻译的模板。(3)病毒侵染细胞时,只有核酸进入细胞,并作为模板控制子代病毒的合成,而合成子代病毒所需的原料、能量、酶、场所等都是由宿主提供的。