创新设计高考生物总复习基因的表达新人教版必修

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‎2-2-3‎‎ 基因的表达 一、选择题 ‎1．对于下列图解，正确的说法有 (　　)‎ ‎①表示DNA复制过程　②表示DNA转录过程　③共有5种碱基　④共有8种核苷酸　⑤共有5种核苷酸　⑥A均代表同一种核苷酸 A．①②③ B．④⑤⑥ C．②③④ D．①③⑤‎ 解析　题图中含有DNA和RNA的各一条链，表示转录或逆转录过程；图中含有4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸共8种核苷酸；DNA中的A代表腺嘌呤脱氧核苷酸，RNA中的A代表腺嘌呤核糖核苷酸。‎ 答案　C ‎2．绿色荧光蛋白(简称GFP)含有1条多肽链，由238个氨基酸组成，能发出绿色荧光。下列有关GFP的叙述不正确的是 (　　)‎ A．在控制GFP合成的基因中，脱氧核苷酸的数量应该大于1 428个 B．合成GFP的转录过程需要RNA聚合酶和游离的脱氧核苷酸等参与 C．将GFP整合到胚胎干细胞中，可用于胚胎发育中细胞的标记与定位 D．转入GFP基因的植物细胞能发出荧光说明该基因能在植物细胞中成功表达 解析　在控制GFP合成的基因中，脱氧核苷酸的数量应该大于238×3×2＝1 428(个)。转录过程合成的产物是mRNA，需要RNA聚合酶和游离的核糖核苷酸等参与。‎ 答案　B ‎3．对于真核生物遗传信息的传递过程，下列说法错误的是 (　　)‎ A．转录和翻译时都要进行碱基互补配对 B．mRNA穿过核孔在细胞质中进行翻译 C．复制和转录都是以DNA的一条链为模板 D．核糖核苷酸和氨基酸分别参与转录和翻译 解析　转录是以DNA的一条链为模板，通过碱基互补配对，在RNA聚合酶的催化作用下将核糖核苷酸连接成RNA；翻译是以mRNA为模板，通过碱基互补配对，在相关酶的催化作用下将氨基酸连接成多肽链；真核细胞mRNA通过核孔进入细胞质，在核糖体上完成翻译过程；DNA复制是以DNA的两条链为模板进行的。‎ 答案　C ‎4．2011年夏季德国肠出血性大肠杆菌的基因密码是由中国科学家破译的，中国正在重获科技大国的地位。下列有关DNA和RNA的叙述，正确的是 (　　)‎ A．生物的遗传信息只存在于DNA分子中 B．真核生物的遗传物质是DNA，而原核生物的遗传物质是DNA或RNA C．原核生物的DNA上不存在密码子，密码子只存在于mRNA上 D．在真核生物细胞内，既能以DNA为模板转录形成RNA，也能以RNA为模板逆转录形成DNA 解析　有些病毒的遗传物质是RNA，其遗传信息存在于RNA中；凡是有细胞结构的生物，其遗传物质都是DNA，逆转录过程只存在于少数以RNA为遗传物质的病毒内。‎ 答案　C ‎5．如图表示有关遗传信息传递的模拟实验，下列相关叙述合理的是 (　　)‎ A．若X是mRNA，Y是多肽，则管内必须加入氨基酸 B．若X是DNA的一条链，Y含有U，则管内必须加入逆转录酶 C．若X是tRNA，Y是多肽，则管内必须加入脱氧核苷酸 D．若X是HIV的RNA，Y是DNA，则管内必须加入DNA酶 解析　若X是mRNA，Y是多肽，该过程为翻译，需要加入原料氨基酸；若X是DNA一条链，Y含有U，该过程为转录，不应加入逆转录酶；若X是tRNA，Y是多肽，该过程为翻译，需要加入原料氨基酸；若X是HIV的RNA，Y是DNA，该过程为逆转录，应加入逆转录酶。‎ 答案　A ‎6．豌豆的高茎基因(D)与矮茎基因(d)的根本区别是 (　　)‎ A．基因D能控制显性性状，基因d能控制隐性性状 B．基因D、基因d所含的密码子不同 C．4种脱氧核苷酸的排列顺序不同 D．在染色体上的位置不同 解析　基因D和基因d的根本区别是携带的遗传信息不同，即脱氧核苷酸排列顺序不同。二者是一对等位基因，位于一对同源染色体的相同位置上。密码子位于mRNA上。‎ 答案　C ‎7．下列为某一段多肽链和控制它合成的DNA双链的一段。“—甲硫氨酸—脯氨酸—苏氨酸—甘氨酸—缬氨酸—”‎ 密码子表：甲硫氨酸AUG　脯氨酸CCA、CCC、CCU　苏氨酸ACU、ACC、ACA　甘氨酸GGU、GGA、GGG　缬氨酸GUU、GUC、GUA 根据上述材料分析，下列描述中，错误的是 (　　)‎ A．该DNA分子中的①链是转录模板 B．决定这段多肽链的遗传密码子依次是AUG、CCC、ACC、GGG、GUA C．这条多肽链中有4个“—CO—NH—”的结构 D．若这段DNA的②链右侧第二个碱基T被G替代，这段多肽中将会出现两个脯氨酸 解析　依据多肽链及氨基酸密码子，确定以DNA分子中的①链为转录模板；按碱基互补配对原则，该多肽链合成时mRNA上遗传密码子分别是AUG、CCC、ACC、GGG、GUA；5个氨基酸形成的多肽链含有4个肽键；若这段DNA的②链右侧第二个碱基T被G替代，则相应密码子为GGA(甘氨酸)，不是脯氨酸。‎ 答案　D ‎8．下图为真核细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，下列说法正确的是(多选) (　　)‎ A．①上的四种脱氧核苷酸可组合成64种密码子，代表20种氨基酸 B．若①中有一个碱基发生改变，则合成的多肽链的结构不一定发生改变 C．①上的一个密码子只决定一种氨基酸，一种氨基酸只由一种tRNA转运 D．①只有与⑥结合后才能发挥它的作用 解析　密码子位于mRNA上，而mRNA由核糖核苷酸组成，A错；由于密码子的简并性，一个碱基发生改变，氨基酸种类不一定改变，B对；一种氨基酸可由一种或多种tRNA转运，C错；①(mRNA)只有与⑥(核糖体)结合后才能开始翻译过程，D对。‎ 答案　BD ‎9．下图表示细胞中蛋白质合成的部分过程，以下叙述不正确的是 (　　)‎ A．甲、乙分子上含有A、G、C、U四种碱基 B．甲分子上有m个密码子，乙分子上有n个密码子，若不考虑终止密码子，该蛋白质中有m＋n－1个肽键 C．若控制甲合成的基因受到紫外线照射发生了一个碱基对的替换，那么丙的结构可能会受到一定程度的影响 D．丙的合成是由两个基因共同控制的 解析　分析题图可知，甲、乙均为信使RNA，含有A、G、C、U四种碱基，A正确；在不考虑终止密码子的情况下，合成的该蛋白质应该有氨基酸m＋n个，肽键数m＋n ‎－2，B错误；若基因发生了突变，如碱基对的替换，则蛋白质的结构可能发生改变，也可能不改变，因此说丙的结构“可能”会受到一定程度的影响是正确的，C正确；从图中可以看出，该蛋白质由两条肽链构成，且由两个基因共同控制，D正确。‎ 答案　B ‎10．下列关于遗传信息和遗传密码在核酸中的位置和碱基构成的叙述中，正确的是 (　　)‎ A．遗传信息位于mRNA上，遗传密码位于DNA上，碱基构成相同 B．遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA、tRNA或rRNA上，碱基构成相同 C．遗传信息和遗传密码都位于DNA上，碱基构成相同 D．遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA上，碱基构成不同 解析　遗传信息是DNA分子上脱氧核苷酸的排列顺序。RNA分为mRNA、tRNA和rRNA，mRNA上具有密码子，tRNA具有运载氨基酸的作用。构成DNA的碱基是A、T、G、C，构成RNA的碱基是A、U、G、C，故它们的碱基不同。‎ 答案　D ‎11．下列关于RNA的叙述中，不正确的是 (　　)‎ A．RNA可分为mRNA、tRNA、rRNA B．mRNA的转录和翻译都是在细胞核中进行的 C．RNA可以作为某些生物的遗传物质 D．mRNA直接决定蛋白质分子中氨基酸的排列顺序 解析　真核生物转录的场所是细胞核，翻译的场所是细胞质，原核生物转录场所是拟核。部分病毒的遗传物质是RNA。‎ 答案　B ‎12．结合下列图表进行分析，有关说法正确的是 (　　)‎ 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DNA解旋酶(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.环丙沙星和红霉素可分别抑制细菌的①和③‎ B．青霉素和利福平能抑制DNA的复制 C．结核杆菌的④和⑤都发生在细胞质中 D．①～⑤可发生在人体健康细胞中 解析　图示中①②③④⑤过程依次是DNA复制、转录、翻译、RNA复制和逆转录过程。环丙沙星抑制的是细菌DNA的解旋过程；从而影响DNA的复制或转录；红霉素与核糖体结合，影响翻译过程；细菌细胞壁的主要成分是多糖和蛋白质结合成的化合物，青霉素的抑制作用与DNA复制无关；利福平抑制的是转录过程，结核杆菌为细菌，没有RNA复制和逆转录过程；人体的健康细胞中也没有RNA复制和逆转录过程发生。‎ 答案　A ‎13．某条多肽的相对分子质量为2778，若氨基酸的平均相对分子质量为110，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是 (　　)‎ A．75对碱基 B．78对碱基 C．90对碱基 D．93对碱基 解析　设多肽是由m个氨基酸构成的，蛋白质的相对分子量＝‎110m－18(m－1)＝2778，则m等于30。那么控制该多肽的密码子有31个(终止密码子不编码氨基酸)，则控制该多肽合成的基因有93对碱基。‎ 答案　D 二、非选择题 ‎14．科学家已经证明密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基。以下是遗传密码破译过程的几个阶段。‎ ‎(1)根据理论推测，mRNA上的三个相邻的碱基可以构成________种排列方式，实际上mRNA上决定氨基酸的密码子共有________种。‎ ‎(2)1961年，尼伦伯格和马太成功建立了体外蛋白质合成系统，破译了第一个密码子：苯丙氨酸(UUU)。具体的做法是在代表“体外蛋白质合成系统”的20支试管中各加入作为模板(mRNA)的多聚尿嘧啶核苷酸(即只由U组成的mRNA)，再向20支试管中分别加入20种氨基酸中的一种，结果只有加入苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸肽链。体外蛋白质合成系统中除了加入全套必要的酶系统、tRNA、人工合成的mRNA和氨基酸外，还需提供________________。‎ ‎(3)上述实验后，又有科学家用C、U两种碱基相间排列的mRNA为模板，检验一个密码子是否含有3个碱基。假设密码子是连续翻译的：‎ ‎①假如一个密码子中含有2个或4个碱基，则该RNA指导合成的多肽链中应由________种氨基酸组成。‎ ‎②假如一个密码子中含有3个碱基，则该RNA指导合成的多肽链中应由________种氨基酸组成。‎ ‎(4)1964年又有科学家用2个、3个或4个碱基为单位的重复序列，最终破译了全部密码子，包括终止密码。如表是部分实验：‎ 实验序号序列 重复的mRNA 生成的多肽所含氨基酸种类 ‎1‎ ‎(UC)n 丝氨酸、亮氨酸 ‎2‎ ‎(UUC)n 苯丙氨酸、亮氨酸、丝氨酸 ‎3‎ ‎(UUAC)n 亮氨酸、苏氨酸、酪氨酸 说明：表中(UC)n表示“UCUCUCUCUCUC……”这样的重复mRNA序列。‎ 请分析上表后推测下列氨基酸的密码子：亮氨酸为________、________；丝氨酸为________；苯丙氨酸为________。‎ 解析　(1)mRNA上的三个相邻的碱基可以构成43＝64种排列方式，实际上mRNA上决定氨基酸的密码子共有61种，另外三种是终止密码子，不决定氨基酸。(2)尼伦伯格和马太进行的实验是在体外模拟翻译过程，除了全套必要的酶系统、tRNA、人工合成的mRNA和氨基酸外，还需提供ATP和核糖体才能完成。(3)用C、U两种碱基相间排列的mRNA为模板探究密码子含有的碱基数量的实验中，如果一个密码子中含有2个或4个碱基，则该RNA指导合成的多肽链只由一种氨基酸组成；如果一个密码子中含有3个碱基，则该RNA指导合成的多肽链有2种氨基酸。(4)(UC)n序列可读为①UCU、CUC，(UUC)n序列可读为②UUC、UCU、CUU，(UUAC)n序列可读为③UUA、UAC、ACU、CUU，通过对比②③，可知亮氨酸的密码子是CUU，再对比①②，可知苯丙氨酸的密码子是UUC，丝氨酸的密码子是UCU，亮氨酸的另一个密码子是CUC。‎ 答案　(1)64　61　(2)ATP和核糖体　(3)①1　②2‎ ‎(4)CUU　CUC　UCU　UUC ‎15．下图①②③表示了真核细胞中遗传信息的传递方向，请据图回答下列问题。‎ ‎(1)科学家克里克将图中①②③所示的遗传信息的传递规律命名为________法则。过程①发生在有丝分裂的间期和________的间期。在过程①中如果出现了DNA分子中若干个碱基对的增添，而导致基因结构改变，这种DNA的变化称为________。‎ ‎(2)过程②称为________，图中DNA片段由500对碱基组成，A＋T占碱基总数的34%，该DNA片段复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子________。已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC，某tRNA上的反密码子是AUG，则该tRNA所携带的氨基酸是________。若DNA一条链的碱基序列为—TGTGCGTTGACC—，则以其互补链为模板合成mRNA，则mRNA的碱基序列为________。‎ ‎(3)若a、b为mRNA的两端，核糖体在mRNA上的移动方向是________。一个mRNA上连接多个核糖体叫做多聚核糖体，多聚核糖体形成的生物学意义是___________________________________________________________________。‎ 答案　(1)中心　减数第一次分裂前　基因突变　(2)转录　990　酪氨酸　—UGUGCGUUGACC—　(3)由a到b　(少量mRNA)能迅速合成较多的肽链(蛋白质)(或其他合理答案也可)‎ ‎16．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。当Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3＋而丧失与铁应答元件的结合能力，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翻译(如下图所示)。回答下列问题：‎ ‎(1)图中甘氨酸的密码子是________，铁蛋白基因中决定的模板链碱基序列为____________________________________。‎ ‎(2)Fe3＋浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了________________，从而抑制了翻译的起始；Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3＋而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白mRNA能够翻译。这种调节机制既可以避免________对细胞的毒性影响，又可以减少_____________________________________。‎ ‎(3)若铁蛋白由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是___________________________________________________________。‎ ‎(4)若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即由______________。‎ 解析　从图中可以看出：甘氨酸在核糖体读取天冬氨酸密码子之前，其密码子应该为mRNA上的GGU；在mRNA上的碱基序列为：…GGUGACUGG…，所以对应模板链的DNA碱基序列应为…CCACTGACC…；Fe3＋浓度较低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合，阻止了核糖体在mRNA上的结合与移动，抑制了翻译的正常进行；当Fe3＋浓度高时翻译能够正常进行，既能有效减小Fe3＋对细胞的毒性，又不致造成细胞内物质和能量的浪费；图中显示：mRNA的碱基数量远远大于3n(n为氨基酸数)，是因为mRNA两端存在不翻译氨基酸的碱基序列；要使色氨酸(密码子为UGG)变为亮氨酸(密码子为UUG)，只要模板链上的ACC→AAC，即中间的碱基C→A。‎ 答案　(1)GGU　…CCACTGACC…(…CCAGTCACC…)‎ ‎(2)核糖体在mRNA上的结合与移动　Fe3＋　细胞内物质和能量的浪费 ‎(3)mRNA两端存在不翻译的序列 ‎(4)C→A ‎ ‎ s