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基因的表達(dá) (30分鐘　100分) 一、選擇題(共6小題，每小題7分，共42分) 1.一科研單位研究發(fā)現(xiàn)某真核細(xì)胞中發(fā)生的某些相關(guān)生理和生化反應(yīng)過(guò)程如圖，相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 (　　) A.物質(zhì)c是基因，是指導(dǎo)rRNA合成的直接模板，需要RNA聚合酶參與催化 B.結(jié)構(gòu)a是核糖體，物質(zhì)b是mRNA，過(guò)程①是轉(zhuǎn)錄過(guò)程 C.過(guò)程②在形成細(xì)胞中的某種結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)無(wú)生物膜 D.如果細(xì)胞中r-蛋白含量增多，r-蛋白就與b結(jié)合，阻礙b與a結(jié)合 【解析】選B。據(jù)圖分析，c表示基因，是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，是指導(dǎo)rRNA合成的直接模板，轉(zhuǎn)錄過(guò)程中需要RNA聚合酶催化，A正確；a表示核糖體，物質(zhì)b是mRNA，過(guò)程①是翻譯出r-蛋白的過(guò)程，B錯(cuò)誤；過(guò)程②表示r-蛋白和rRNA組裝成核糖體結(jié)構(gòu)，核糖體不具有生物膜結(jié)構(gòu)，C正確；從圖中可以看出，若細(xì)胞中r-蛋白含量增多，r-蛋白可與b結(jié)合，這樣阻礙b與a結(jié)合，從而影響翻譯過(guò)程，D正確。 【易錯(cuò)提醒】本題容易對(duì)D選項(xiàng)進(jìn)行錯(cuò)誤判斷。讀圖可知，細(xì)胞中r-蛋白是以b為模板翻譯的產(chǎn)物，而其含量增多后，r-蛋白與b結(jié)合，從而阻礙b與a結(jié)合。通過(guò)這種反饋調(diào)節(jié)來(lái)調(diào)節(jié)r-蛋白的含量。 2.(2019哈爾濱模擬)研究人員在酵母細(xì)胞中移除了一個(gè)叫做Rlil的蛋白(能夠?qū)⑼瓿傻鞍踪|(zhì)合成功能的核糖體分開(kāi)，促進(jìn)核糖體大小亞基的回收)后，停留在mRNA終止密碼子位置的核糖體數(shù)目增加，這些核糖體并不會(huì)跨越密碼子合成出一個(gè)更長(zhǎng)的蛋白質(zhì)產(chǎn)物，而是會(huì)先釋放常規(guī)編碼的蛋白質(zhì)，再在終止密碼子附近位置重新開(kāi)始翻譯過(guò)程，如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是 (　　) A.正常情況下，核糖體的大小亞基在終止密碼子處分開(kāi) B.正常情況下，核糖體的移動(dòng)方向?yàn)閺腂端移動(dòng)到A端 C.移除Rlil蛋白后，一條mRNA可翻譯出一條更長(zhǎng)的多肽鏈 D.一條mRNA上結(jié)合的多個(gè)核糖體共同合成一條肽鏈 【解析】選A。本題需要從題干中獲取信息，根據(jù)題干信息，移除Rlil蛋白后，停留在終止密碼子位置的核糖體數(shù)目增加，故核糖體的移動(dòng)方向?yàn)閺腁端移動(dòng)到B端，A正確、B錯(cuò)誤；移除Rlil蛋白后，核糖體并不會(huì)跨越密碼子合成出一個(gè)更長(zhǎng)的蛋白質(zhì)產(chǎn)物，C錯(cuò)誤；一條mRNA上結(jié)合的多個(gè)核糖體共同合成多條相同的肽鏈，D錯(cuò)誤。 3.(2019寶雞模擬)研究發(fā)現(xiàn)，人類(lèi)的常染色體中幾乎每一對(duì)核苷酸對(duì)都會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象。能穩(wěn)定存在的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中信使RNA不超過(guò)2%，其余絕大部分為非編碼RNA(ncRNA)，目前關(guān)于ncRNA的分類(lèi)一種是依據(jù)其表達(dá)特點(diǎn)及功能，將其劃分為組成型ncRNA和調(diào)節(jié)型ncRNA；另一種是依據(jù)ncRNA分子大小劃分為lncRNA和小分子非編碼RNA。在人體內(nèi)，lncRNA在數(shù)量上占全部ncRNA轉(zhuǎn)錄的大部分。根據(jù)以上資料分析，下列說(shuō)法不合理的是 (　　) A.核DNA的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物既有信使RNA也有ncRNA，可能還有別的產(chǎn)物 B.ncRNA可能是常染色體上DNA的無(wú)效應(yīng)片段轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物 C.信使RNA和ncRNA都有表達(dá)功能，但表達(dá)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和功能不同 D.常染色體中核苷酸的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物大部分是lncRNA，由此可見(jiàn)lncRNA是所有的RNA 【解析】選D。核DNA的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物既有信使RNA也有ncRNA，可能還有別的產(chǎn)物，A正確；ncRNA可能是常染色體上DNA的無(wú)效應(yīng)片段轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物，B正確；信使RNA和ncRNA都有表達(dá)功能，但表達(dá)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和功能不同，C正確；根據(jù)題干信息可知，RNA分為信使RNA和非編碼RNA(ncRNA)，ncRNA包括lncRNA和小分子非編碼RNA，D錯(cuò)誤。 4.下面是真核細(xì)胞染色體上基因的表達(dá)過(guò)程示意圖，有關(guān)敘述正確的 是 (　　) A.基因的轉(zhuǎn)錄需要DNA聚合酶、RNA聚合酶參與 B.“拼接”時(shí)在核糖和磷酸之間形成化學(xué)鍵 C.翻譯過(guò)程中tRNA和運(yùn)載的氨基酸依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)結(jié)合 D.成熟mRNA中的堿基數(shù)與多肽鏈中的氨基酸數(shù)之比為3∶1 【解析】選B?；蚴怯羞z傳效應(yīng)的DNA片段，轉(zhuǎn)錄合成RNA，該過(guò)程需要RNA聚合酶不需要DNA聚合酶，A錯(cuò)誤；據(jù)圖分析，將前體mRNA“拼接”形成成熟的mRNA，在核糖和磷酸之間形成磷酸二酯鍵，B正確；翻譯過(guò)程中tRNA和mRNA依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則結(jié)合，C錯(cuò)誤；mRNA中存在終止密碼子，不決定氨基酸，堿基數(shù)與氨基酸數(shù)之比大于3∶1，D錯(cuò)誤。 5.如圖均表示某種多肽鏈的合成過(guò)程，下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的 是 (　　) A.圖1中的④為圖2中的① B.圖1中的①②③④是同時(shí)合成的4條肽鏈 C.圖2中的②在圖1中找不到 D.圖2中②③④⑤最終形成的物質(zhì)結(jié)構(gòu)相同 【解析】選B。分析題意可知，圖1是以DNA鏈為模板合成mRNA后，mRNA與核糖體結(jié)合進(jìn)行翻譯的過(guò)程；①②③④是mRNA鏈，每條mRNA鏈上結(jié)合了若干個(gè)核糖體，同時(shí)合成多條肽鏈，⑤是DNA模板鏈。圖2中①是一條mRNA鏈，⑥是核糖體，②③④⑤是每個(gè)核糖體上同時(shí)合成相同的肽鏈。 6.(2019銀川模擬)圖甲、乙、丙分別表示細(xì)胞內(nèi)正在進(jìn)行的新陳代謝過(guò)程，據(jù)圖分析下列表述不恰當(dāng)?shù)氖?(　　) 甲 乙 丙 A.正常人體細(xì)胞內(nèi)不會(huì)進(jìn)行4、6、7過(guò)程 B.1、4、6、8、10過(guò)程均需要核糖核苷酸作為原料 C.1過(guò)程需要RNA聚合酶參與，3過(guò)程需要DNA聚合酶參與 D.病毒體內(nèi)不能單獨(dú)進(jìn)行圖甲、乙或丙所代表的新陳代謝過(guò)程 【解析】選B。正常人體細(xì)胞內(nèi)不會(huì)進(jìn)行[4]、[6]RNA復(fù)制、[7]逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程，A正確；[1]和[8]均為轉(zhuǎn)錄，[4]和[6]均為RNA復(fù)制，[10]為DNA復(fù)制，轉(zhuǎn)錄與RNA復(fù)制的產(chǎn)物均為RNA，均需要核糖核苷酸作為原料，DNA復(fù)制的產(chǎn)物是DNA，需要脫氧核苷酸作為原料，B錯(cuò)誤；[1]轉(zhuǎn)錄過(guò)程需要RNA聚合酶參與，[3]DNA復(fù)制過(guò)程需要DNA聚合酶參與，C正確；病毒是寄生生物，不能獨(dú)立地進(jìn)行新陳代謝，所以其體內(nèi)不能單獨(dú)進(jìn)行圖甲、乙或丙所代表的新陳代謝過(guò)程，D正確。 二、非選擇題(共28分) 7.(2019沈陽(yáng)模擬)油菜植物體內(nèi)的中間代謝產(chǎn)物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)運(yùn)向種子后有兩條轉(zhuǎn)變途徑，如圖甲所示，浙江農(nóng)科院陳錦清教授根據(jù)這一機(jī)制培育出高產(chǎn)油的油菜，產(chǎn)油率由原來(lái)的35%提到58%。其中酶a和酶b分別是由基因A和基因B控制合成的蛋白質(zhì)，圖乙是基因A或B表達(dá)的部分過(guò)程。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)酶a與酶b結(jié)構(gòu)不同，原因是___________________________________。 (2)圖乙所示遺傳信息的傳遞過(guò)程稱(chēng)為_(kāi)__________；圖中結(jié)構(gòu)④的名稱(chēng)是_________；左數(shù)第2個(gè)氨基酸的密碼子是___________；圖中③形成后到達(dá)此場(chǎng)所是否穿過(guò)磷脂分子？___________(填“是”或“否”)。 (3)在基因B中，α鏈?zhǔn)寝D(zhuǎn)錄鏈，陳教授及助手誘導(dǎo)β鏈也能轉(zhuǎn)錄，從而形成雙鏈mRNA，提高了油脂產(chǎn)量，其原因是__________________________________。 【解析】本題考查基因的表達(dá)，解題要點(diǎn)是識(shí)記基因表達(dá)過(guò)程，并能結(jié)合圖形分析基因如何通過(guò)控制酶的合成來(lái)影響生物性狀。 (1)酶a與酶b是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不同與氨基酸的種類(lèi)、數(shù)目和排列順序不同及其空間結(jié)構(gòu)不同有關(guān)。 (2)圖乙表示翻譯過(guò)程， 結(jié)構(gòu)④為tRNA， 左數(shù)第2個(gè)氨基酸的密碼子是UCU， 圖中③表示mRNA，在細(xì)胞核中形成后，通過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，不穿過(guò)磷脂分子。 (3)誘導(dǎo)基因B的β鏈轉(zhuǎn)錄成的mRNA與α鏈轉(zhuǎn)錄成的mRNA形成雙鏈mRNA后，使α鏈轉(zhuǎn)錄成的mRNA不能與核糖體結(jié)合，從而不能合成酶b；而基因A能正常表達(dá)合成酶a，使PEP運(yùn)向種子后合成油脂，從而提高油脂的比例。 答案：(1)構(gòu)成它們的氨基酸的種類(lèi)、數(shù)目和排列順序不同，其空間結(jié)構(gòu)不同 (2)翻譯　tRNA　UCU　否 (3)形成雙鏈后，mRNA不能與核糖體結(jié)合，從而不能合成酶b；而細(xì)胞能正常合成酶a，故生成的油脂比例高 1.(5分)果蠅的“生物鐘”受某些細(xì)胞中X染色體上的Per基因和2號(hào)染色體上的Tim基因調(diào)控。研究發(fā)現(xiàn)，夜間PER蛋白積累，而過(guò)多的PER蛋白與TiM蛋白結(jié)合能入核抑制基因的活性，使白天PER蛋白水平降低，實(shí)現(xiàn)晝夜節(jié)律。下列分析錯(cuò)誤的是 (　　) A.“生物鐘”的形成過(guò)程存在反饋調(diào)節(jié) B.“生物鐘”的形成與基因的選擇性表達(dá)有關(guān) C.Tim基因表達(dá)障礙時(shí)，PER蛋白會(huì)發(fā)生持續(xù)性積累 D.Per基因和Tim基因遺傳時(shí)相對(duì)獨(dú)立，表達(dá)時(shí)互不干擾 【解析】選D。夜間PER蛋白積累，而過(guò)多的PER蛋白與TiM蛋白結(jié)合能入核抑制基因的活性，使白天PER蛋白水平降低，實(shí)現(xiàn)晝夜節(jié)律，說(shuō)明“生物鐘”的形成過(guò)程存在反饋調(diào)節(jié)，A正確；果蠅的“生物鐘”受某些細(xì)胞中X染色體上的Per基因和2號(hào)染色體上的Tim基因調(diào)控，說(shuō)明“生物鐘”的形成與基因的選擇性表達(dá)有關(guān)，B正確；過(guò)多的PER蛋白與TiM蛋白結(jié)合能入核抑制基因的活性，則Tim基因表達(dá)障礙時(shí)，PER蛋白會(huì)發(fā)生持續(xù)性積累，C正確；Per基因和Tim基因是位于非同源染色體上的基因，遺傳時(shí)相對(duì)獨(dú)立，但是表達(dá)時(shí)并不是互不干擾的，D錯(cuò)誤。 2.(5分)R環(huán)是由一條RNA鏈與雙鏈DNA中的一條鏈雜交而組成的三鏈核酸結(jié)構(gòu)，可以由基因轉(zhuǎn)錄所合成的RNA鏈不能與模板分開(kāi)而形成。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是 (　　) A.R環(huán)中未配對(duì)的DNA單鏈可以進(jìn)行轉(zhuǎn)錄R環(huán) B.R環(huán)的產(chǎn)生對(duì)基因突變可能存在阻礙作用 C.雜合鏈中A-U/T堿基對(duì)的比例影響R環(huán)的穩(wěn)定性 D.RNA鏈未被快速轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)中可導(dǎo)致R環(huán)形成 【解題指南】把握兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)： (1)正常情況下，基因轉(zhuǎn)錄所合成的RNA鏈與模板分開(kāi)，“R環(huán)”的產(chǎn)生對(duì)轉(zhuǎn)錄、翻譯的過(guò)程造成影響。 (2)R環(huán)的穩(wěn)定性的高低是由氫鍵數(shù)目決定的。 【解析】選A。R環(huán)是由一個(gè)RNA、DNA的雜交體和一條單鏈狀態(tài)的DNA分子共同組成的三鏈核酸結(jié)構(gòu)，RNA、DNA的雜交體起源于基因轉(zhuǎn)錄合成的RNA分子不能與模板分開(kāi)，R環(huán)中未配對(duì)的DNA單鏈?zhǔn)欠悄０彐?，不能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，A錯(cuò)誤；R環(huán)的產(chǎn)生影響DNA復(fù)制，因而對(duì)基因突變有阻礙作用，B正確；雜合鏈中A-U/T堿基對(duì)的比例影響氫鍵的多少，影響R環(huán)的穩(wěn)定性，C正確；新生RNA分子未被及時(shí)加工、成熟或未被快速轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)等因素也會(huì)導(dǎo)致R環(huán)形成，D正確。 3.(20分)如圖為動(dòng)物細(xì)胞中蛋白質(zhì)的生物合成示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)完成①過(guò)程需要的酶有______________________，這些酶通過(guò)________從細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核。②過(guò)程得到的mRNA先要在細(xì)胞核中進(jìn)行加工后才用于翻譯，翻譯時(shí)一條mRNA會(huì)與多個(gè)核糖體結(jié)合，最后得到的多肽鏈上氨基酸序列_______(填“相同”或“不相同”)。 (2)根據(jù)所學(xué)知識(shí)并結(jié)合本圖推知：該細(xì)胞中核糖體分布的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、 _______等。 (3)圖中所示生理過(guò)程的完成需要遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的有_______(填序號(hào))。用α-鵝膏蕈堿處理細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞質(zhì)中的RNA含量顯著減少，由此推測(cè)α-鵝膏蕈堿抑制的過(guò)程最可能是_______(填序號(hào))。 (4)某遺傳病由核基因和線(xiàn)粒體上的基因共同控制，一對(duì)患病夫婦生下一個(gè)正常的兒子，由此推知夫婦患病分別因?yàn)開(kāi)________異常。 【解析】由圖可知，①過(guò)程是細(xì)胞核內(nèi)DNA復(fù)制過(guò)程；②過(guò)程是細(xì)胞核內(nèi)的轉(zhuǎn)錄過(guò)程；③過(guò)程是RNA經(jīng)核孔轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)；④過(guò)程為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)的翻譯過(guò)程；⑤前體蛋白穿過(guò)線(xiàn)粒體雙層膜進(jìn)入線(xiàn)粒體內(nèi)；⑥過(guò)程是線(xiàn)粒體中DNA復(fù)制過(guò)程；⑦過(guò)程為線(xiàn)粒體內(nèi)DNA轉(zhuǎn)錄過(guò)程；⑧過(guò)程為線(xiàn)粒體內(nèi)翻譯過(guò)程。 (1)①過(guò)程需要解旋酶和DNA聚合酶等的參與，這些酶都是蛋白質(zhì)，都是在細(xì)胞質(zhì)中核糖體上合成，然后通過(guò)核孔到達(dá)細(xì)胞核。②過(guò)程是轉(zhuǎn)錄過(guò)程，得到mRNA通過(guò)核孔到達(dá)細(xì)胞質(zhì)后，與核糖體結(jié)合后開(kāi)始進(jìn)行翻譯。翻譯時(shí)一條mRNA上可與多個(gè)核糖體結(jié)合，以加快肽鏈的合成量。因?yàn)槟０迨窍嗤?，所以最后得到的多肽鏈上的氨基酸序列是相同的? (2)核糖體分布的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，而圖中顯示的在線(xiàn)粒體中也有。 (3)圖中的①②④⑥⑦⑧都需要遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。用α-鵝膏蕈堿處理細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞質(zhì)中的RNA含量顯著減少，而細(xì)胞質(zhì)中的RNA是由②過(guò)程得來(lái)的，由此推測(cè)α-鵝膏蕈堿抑制的過(guò)程是②。 (4)某遺傳病由核基因和線(xiàn)粒體上的基因共同控制，一對(duì)患病夫婦生下一個(gè)正常的兒子，由此推知丈夫患病是因?yàn)榫€(xiàn)粒體基因異常，丈夫的線(xiàn)粒體中致病基因不會(huì)隨精子遺傳給后代；妻子患病是因?yàn)榧?xì)胞核中基因異常，若假設(shè)丈夫的核基因型為AA，妻子的核基因型為aa，則他們的后代的核基因型為Aa，則后代表現(xiàn)型是正常的；由于妻子的線(xiàn)粒體中無(wú)致病基因，所以他們的兒子表現(xiàn)型正常。 答案：(1)解旋酶、DNA聚合酶　核孔　相同 (2)線(xiàn)粒體(或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)) (3)①②④⑥⑦⑧?、? (4)線(xiàn)粒體、細(xì)胞核 【延伸探究】 (1)參與④、⑧過(guò)程的酶合成的場(chǎng)所分別是什么？ 提示：細(xì)胞質(zhì)核糖體、線(xiàn)粒體核糖體。 (2)圖示中可以看出，控制合成線(xiàn)粒體的蛋白質(zhì)的基因分布的場(chǎng)所是什么？ 提示：細(xì)胞核、線(xiàn)粒體。 (3)根據(jù)題意，請(qǐng)推測(cè)α-鵝膏蕈堿發(fā)揮作用的機(jī)理。 提示：該物質(zhì)與RNA聚合酶進(jìn)行特異性結(jié)合(或抑制RNA聚合酶等其他合理答案)。