必修二第4章 基因的表达.docx
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必修二第4章基因的表达
课时考点训练
题组一、遗传信息的转录和翻译
1．（2012年高考新课标全国卷）同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白，组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同，但排列顺序不同。
其原因是参与这两种蛋白质合成的（ ）
A．tRNA种类不同
B．mRNA碱基序列不同
C．核糖体成分不同
D．同一密码子所决定的氨基酸不同
解析：
本题考查蛋白质合成过程的相关知识。
两种分泌蛋白的氨基酸排列顺序不同的原因是参与这两种蛋白质合成的mRNA不同，B符合题意；自然界的生物共用一套遗传密码子，tRNA的种类都是相同的，同种生物的核糖体成分相同，A、C、D错误。
答案：
B
2.（2012年
高考安徽卷）图示细胞内某些重要物质的合成过程。
该过程发生在（ ）
A．真核细胞内，一个mRNA分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链
B．原核细胞内，转录促使mRNA在核糖体上移动以便合成肽链
C．原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译
D．真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译
解析：
本题主要考查基因控制蛋白质合成的相关知识。
真核细胞中，在细胞核中发生转录形成mRNA，mRNA从核孔进入细胞质，与多个核糖体结合。
原核细胞内，转录还未结束，核糖体便可结合在mRNA上进行肽链的合成，即转录还未结束便可启动遗传信息的翻译。
图示信息显示，转录还没有完成，多个核糖体已结合到mRNA分子上，说明该细胞为原核细胞。
A、B、D不符合题意，C符合题意。
答案：
C
3．（2011年高考安徽卷）甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是（ ）
A．甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子
B．甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行
C．DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶
D．一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次
解析：
由图可以看出，甲图所示为DNA分子的复制过程，其方式为半保留复制，产生两个相同的子代DNA分子；乙图所示为以DNA分子的一条链为模板，产生单链RNA的转录过程，故A项错误。
DNA分子复制过程可发生在细胞核、叶绿体、线粒体中，转录过程主要发生在细胞核中，B项错误。
在上述两个过程中，DNA复制需要解旋酶参与，故C项错误。
在一个细胞周期中，DNA分子只复制一次，在整个细胞周期中每时每刻都需
要多种酶的参与，多数酶的化学本质是蛋白质，因而转录、翻译过程贯穿于细胞周期的始终，因此乙图所示过程可起始多次，D项正确。
答案：
D
题组二、中心法则及其发展
4．（2013年高考新课标全国卷Ⅰ）关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是（ ）
A．一种tRNA可以携带多种氨基酸
B．DNA聚合酶是在细胞核内合成的
C．反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基
D．线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成
解析：
本题主要考查蛋白质生物合成的相关知识。
tRNA具有专一性，一种tRNA只能携带一种特定的氨基酸；DNA聚合酶是在细胞质中游离的核糖体上合成的；反密码子是位于tRNA上可以与mRNA上的密码子互补配对的3个碱基；线粒体中含有DNA、mRNA、核糖体以及相关的酶，能完成转录和翻译过程，因而线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成。
答案：
D
5．（2013年高考浙江卷）某生物基因表达过程如图所示。
下列叙述与该图相符的是（ ）
A．在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开
B．DNA—RNA杂交区域中A应与T配对
C．mRNA翻译只能得到一条肽链
D．该过程发生在真核细胞中
解析：
本题主要考查基因表达的过程。
分析图示可知：
转录和翻译是同时进行的，所以该过程发生在原核细胞内，一条mRNA上连接了两个核糖体，使一条mRNA翻译成两条肽链；DNA—RNA杂交区域中T应与A配对，A应与U配对；转录只需RNA聚合酶的催化，当RNA聚合酶与DNA启动部位相结合时，DNA片段的双螺旋解开。
答案：
A
6．（2013年高考天津卷）肠道病毒EV71为单股正链RNA（＋RNA）病毒，是引起手足口病的主要病原体之一。
下面为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。
据图回答下列问题：
（1）图中物质M的合成场所是________。
催化①、②过程的物质N是________。
（2）假定病毒基因组＋RNA含有7500个碱基，其中A和U占碱基总数的40%。
以病毒基因组＋RNA为模板合成一条子代＋RNA的过程共需要碱基G和C________个。
（3）图中＋RNA有三方面功能，分别是________________________________________________________________________。
（4）EV71病毒感染机体后，引发的特异性免疫有______。
（5）病毒衣壳由VP1、VP2、VP3和VP4四种蛋白组成，其中VP1、VP2、VP3裸露于病毒表面，而VP4包埋在衣壳内侧并与RNA连接，另外VP1不受胃液中胃酸的破坏。
若通过基因工程生产疫苗，四种蛋白中不宜作为抗原制成疫苗的是________，更适宜作为抗原制成口服疫苗的是________。
解析：
（1）肠道病毒只能营寄生生活，物质M是翻译的产物包括衣壳蛋白、蛋白酶等，因此其合成场所为宿主细胞的核糖体。
过程①、②为合成RNA的过程，参与催化过程的相关酶为RNA复制酶。
（2）以病毒＋RNA为模板通过过程①合成－RNA，再通过过程②合成＋RNA，即该过程需合成2个RNA分子，＋RNA中G＋C占60%，
则该过程共需要碱基G和C的数目为7500×60%×2＝9000个。
（3）从图示可以看出，＋RNA可以作为翻译的模板翻译成多肽或蛋白质，也可以作为复制的模板，还可以与衣壳一起组成肠道病毒EV71。
（4）当机体感染病毒后，机体可产生细胞免疫和体液免疫来专门对付该病毒感染。
（5）由于VP4包埋在衣壳内侧并与RNA连接，因此其不宜作为抗原制成疫苗。
口服疫苗应能抵抗胃液中胃酸的破坏，因此VP1更适宜作为抗原制成口服疫苗。
答案：
（1）宿主细胞的核糖体
RNA复制酶（或RNA聚合酶或依赖于RNA的RNA聚合酶）
（2）9000
（3）翻译的模板；复制的模板；病毒的重要组成成分
（4）体液免疫和细胞免疫
（5）VP4 VP1
课时高效训练
一、选择题
1．（2014年抚顺模拟）关于基因、DNA和染色体关系的说法中错误的是（ ）
A．染色体是DNA的主要载体
B．基因在染色体上呈线性排列
C．在真核细胞中染色体和DNA是一一对应的关系
D．减数分裂四分体时期，每条染色体上有两个DNA分子，每个DNA分子上有许多个基因
解析：
基因是有遗传效应的DNA片段，而染色体是DNA的主要载体，也就是说从某种意义上说，染色体包含了DNA，DNA包含了基因，基因在染色体上呈线性排列。
在真核生物细胞中，除染色体上有DNA外，线粒体和叶绿体内也有DNA，染色体和DNA并非一一对应，C错误。
答案：
C
2．（2014年宁波模拟）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，该蛋白质由m＋n－1个氨基酸构成
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；在不把终止密码子计算在内的情况下，合成的该蛋白质应该由（m＋n）个氨基酸构成，B不正确；若控制甲合成的基因发生了突变，如碱基对的替换，可能引起性状改变，也可能不引起性状改变，因此丙的结构可能会受到一定程度的影响，C正确；从图中可以看出，该蛋白质由两条肽链构成，可推测丙的合成由两个基因共同控制，D正确。
答案：
B
3．艾滋病病毒（HIV）侵染人体细胞会
形成双链DNA分子，并整合到宿主细胞的染色体DNA中，以它为模板合成mRNA和子代单链RNA，mRNA做模板合成病毒蛋白。
据此分析下列叙述不正确的是（ ）
A．合成RNA—DNA和双链DNA分别需要逆转录酶、DNA聚合酶等多种酶
B．以RNA为模板合成生物大分子的过程包括翻译和逆转录
C．以mRNA为模板合成的蛋白质只有病毒蛋白质外壳
D．HIV的突变频率较高其原因是RNA单链结构不稳定
解析：
艾滋病病毒（HIV）的遗传物质是RNA，当它侵入人体细胞后会通过逆转录过程形成DNA分子。
在宿主细胞中，以HIV形成的DNA转录而来的mRNA为模板合成的蛋白质包括HIV蛋白质外壳和逆转录酶等，C错误。
答案：
C
4．根据下表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是（ ）
A.TGU B．UGA
C．AC
U D．UCU
解析：
根据碱基互补配对原则和DNA上的碱基序列可知，苏氨酸的密码子前两个碱基分别是AC或UG根据反密码子的碱基序列可知第三个碱基是U，结合选项可知，只有C项正确。
解题过程中要注意mRNA上与反密码子中的碱基A配对的碱基是U。
答案：
C
5．（2014年长春调研）下图表示遗传信息的复制和
表达等过程，相关叙述中错误的是（ ）
A．可用光学显微镜检测①过程中是否发生碱基对的改变
B．①②过程需要模板、原料、酶和能量等基本条件
C．图中①②③过程均发生了碱基互补配对
D．镰刀型细胞贫血症体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状
解析：
图中①②③所示的过程分别为DNA复制、转录与翻译。
显微镜观察检测不到基因突变，A错误。
答案：
A
6．下
图为人体对性状控制过程示意图，据图分析可得出（ ）
A．过程①②都主要在细胞核中进行
B．食物中缺乏酪氨酸会使皮肤变白
C．M1和M2不可能同时出现在同一个细胞中
D．老年人细胞中不含有M2
解析：
过程①为转录，②为翻译，翻译在核糖体中进行；酪氨酸属于非必需氨基酸，食物中缺乏酪氨酸时，人体内会转化形成酪氨酸，皮肤不会变白；由于不同细胞中基因选择表达，M1在红细胞中表达，M2在表皮细胞中表达，故两者不能同时出现在同一个细胞中；老年人细胞仍有M2表达出的酪氨酸酶，只是该酶活性降低。
答案：
C
7．下表为某些抗菌药物及其抗菌作用的原理，下列分析判断错误的是（ ）
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解旋酶的活性
红霉素
能与细菌细胞中的核糖体结合
利福平
抑制敏感型的结核杆菌的RNA聚合酶的活性
A.青霉素作用后使细菌因吸水而破裂死亡
B．环丙沙星可抑制细菌DNA的复制过程
C．红霉素可导致细菌蛋白质合成过程受阻
D．利福平能够抑制RNA病毒逆转录过程
解析：
细胞壁对细胞具有保护作用，青霉素抑制细菌细胞壁的合成，所以青霉素作用后使细菌失去细胞壁的保护因吸水而破裂死亡，A正确；DNA复制时首先要用DNA解旋酶解开螺旋，环丙沙星能抑制细菌DNA解旋酶的活性，因此可抑制DNA的复制，B正确；蛋白质的合成场所是核糖体，红霉素能与细菌细胞中的核糖
体结合，从而导致细菌蛋白质合成过程受阻，C正确；RNA聚合酶作用于转录过程合成RNA，而逆转录过程指导合成的是DNA，利福平不能抑制RNA病毒逆转录过程，D错误。
答案：
D
8.用放射性同位素分别标记U和T的培养基培养蚕豆根尖分生区细胞，观察其有丝分裂周期为20小时，根据这两种碱基被细胞利用的速率，绘制成的曲线如图所示。
下列对此结果的分析中，不正确的是（ ）
A．b点时刻，细胞正大量合成RNA
B．d点时刻，细胞中DNA含量达到最大值
C．处于a～c阶段的细胞数目较多
D．c～e阶段，细胞内最容易发生基因突变
解析：
U是构成RNA的碱基，大量利用U的时候是大量合成RNA的过程；T是构成DNA的碱基，大量利用T的时候是大量合成DNA的过程，图中d点合成DNA最多，但不是DNA含量最多的
点；DNA合成时要解旋，解旋后由于结构相对不稳定，易发生基因突变。
答案：
B
9．（2014年安庆模拟）珠蛋白是血红蛋白的组成成分。
如果将来自非洲爪蟾的网织红细胞的珠蛋白的mRNA，以及放射性标记的氨基酸，注射到非洲爪蟾的卵细胞中，结
果如下图甲所示。
如果注射含有珠蛋白mRNA的多聚核糖体以及放射性标记的氨基酸，则结果如下图乙所示。
下列相关分析中，正确的是（ ）
A．外源mRNA的注入不影响卵细胞自身蛋白质的合成
B．珠蛋白的mRNA在卵细胞中可能竞争利用其中的核糖体
C．若不注入珠蛋白的mRNA，卵细胞也能合成少量珠蛋白
D．卵细胞内没有控制珠蛋白合成的基因
解析：
由甲图可知，向卵细胞中注入外源mRNA（如珠蛋白mRNA）后，会使卵细胞自身蛋白质的合成量下降。
结合图乙可知，外源mRNA在卵细胞中可能竞争利用其中的核糖体，进而影响了卵细胞自身蛋白质的合成。
卵细胞中含有整套的基因组，包括控制珠蛋白合成的基因，但该基因仅在网织红细胞中选择性表达。
答案：
B
10．人类白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的疾病，如图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。
由图中不能得出的结论是（ ）
A．基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状
B．基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状
C．一个基因可以控制多种性状
D．一种性状可以由多个基因控制
解析：
由题意知，基因可通过控制酶的合成来控制代谢进而控制生物的性状。
若基因1不能控制酶1的合成，则由于不能合成酪氨酸而不能合成黑色素，导致白化病的发生；同时由于苯丙氨酸代谢途径转变，导致合成的苯丙酮酸过多而患苯丙酮尿症，这看出一个基因可以控制多种性状；白化病的发生也可得出一种性状可以由多个基因控制的结论。
但均不能得出基因通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状的结论。
答案：
A
二、非选择题
11．双子叶植物大麻（2N＝20）为雌雄异株，性别决定为XY型，其叶肉细胞中的部分基因表达过程如下图所示，请分析回答：
（1）图中rbcs基因表达的产物是________，图中少量的1就可以合成大量的SSU，原因是________________________________________________________________________。
Cab基因表达的产物是LHCP，推测该物质能参与的生理过程是________________________________________________________________________。
（2）图中4是叶绿体中的小型环状DNA，其上的基因表达的产物是LUS，则能催化其中某过程的物质3是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）大麻的某一对相对性状由等位基因（M、m）控制，其中的一个基因在纯合时能使合子致死（注：
MM、XmXm、XmY等均视为纯合子）。
用雌雄株大麻杂交，得到F1代共150株大麻，其中雄株50株。
那么控制这一性状的基因位于________染色体上，成活大麻的基因型共有________种。
若F1代雌株共有两种表现型，则致死基因是________（填“M”或“m”）。
解析：
（1）据图可知，rbcs基因转录得到mRNA，再翻译得到蛋白质SSU；一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质；由图可知，LHCP在叶绿体类囊体薄膜上发挥作用，所以参与的应该是光反应过程。
（2）3参与的过程代表转录过程，所以3代表RNA聚合酶。
（3）杂交后代雌雄存活率不等，说明致死基因不在常染色体上，杂交后代中有雄性个体存活，说明致死基因不在Y染色体上，即致死基因只能在X染色体上；不论致死基因是显性还是隐性，雄性个体基因型只有一种，而雌性个体基因型有两种，所以共三种基因型；若致死基因为m，则雌性个体基因型为XMXM、XMXm，其表现型只有一种，不符合题意，若致死基因为M，则雌性个体基因型为XMXm、XmXm，其表现型有两种，符合题意。
答案：
（1）SSU 一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，同时进行合成多条肽链 光反应
（2）RNA聚合酶 （3）X 3 M
12．（2014年大连模拟）图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程，回答有关问题。
（1）图示甲、乙、丙过程分别表示________、转录和翻译的过程。
其中甲、乙过程可以发生在细胞核中，也可以发生在________及________中。
（2）生物学中，经常使用3H TdR（3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷）研究甲过程的物质合成情况，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）转录时，与DNA中起点结合的酶是________。
一个细胞周期中，乙过程在每个起点可起始多次，甲过程在每个起点一般起始________次。
（4）丙（翻译）过程在核糖体中进行，通过________上的反密码子与mRNA上的碱基识别，将氨基酸转移到肽链上。
AUG是甲硫氨酸的密码子，又是肽链合成的起始密码子，某种分泌蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸，这是新生肽链经________和________加工修饰的结果。
解析：
（1）图示甲、乙、丙过程分别表示DNA复制、转录和翻译的过程。
其中甲、乙过程可以发生在细胞核中，也可以发生在线粒体和叶绿体中。
（2）常用3
H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷来研究DNA复制情况，因为3HTdR是DNA合成的原料之一，可根据放射性强度变化来判断DNA合成情况。
（3）转录时，与DNA中起点结合的酶是RNA聚合酶，一个细胞周期中，乙过程在每个起点可起始多次，甲过程是DNA复制，在每个起点一般起始一次。
（4）丙（翻译）过程在核糖体上进行，通过tRNA上的反密码子与mRNA上的碱基识别，将氨基酸转移到肽链上。
AUG是甲硫氨酸的密码子，又是肽链合成的起始密码子，某种分泌蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸，这是新生肽链经内质网和高尔基体加工修饰的结果。
答案：
（1）DNA复制 线粒体 叶绿体
（2）3HTdR是DNA合成的原料之一，可根据放射性强度变化来判断DNA合成情况 （3）RNA聚合酶 一 （4）tRNA 内质网 高尔基体
13．（2014年潍坊模拟）生物的一个遗传性状往往存在两种或两种以上的不同类型，称为相对性状。
请回答相关问题。
（1）豌豆种子的圆粒与皱粒是一对相对性状，皱粒性状形成的根本原因是DNA中插入了一段外来的碱基序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，导致淀粉分支酶不能合成，使豌豆种子淀粉含量低而表现为皱粒。
请回答下列问题。
①相对性状形成的根本原因是发生了________。
②上述实例体现了基因控制性状的途径是__
______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③请用文字和箭头表示淀粉分支酶形成过程中遗传信息的传递途径：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）某种植物的花色有白色、红色和紫色三种类型，下图表示该植物中两种相关色素的合成途径。
请回答下列问题。
①该植物开紫花个体的基因型是________________________________________________________________________。
②基因型为AaBb的植株自交，后代开红花的个体占________。
③现有一纯合的白色植株，要检验该植株的基因型，应使之与纯合的______色植株杂交，若子代________，则纯合白色植株的基因型是______；若子代______，则纯合白色植株的基因型是________。
解析：
相对性状由等位基因控制，等位基因由基因突变产生。
由图示可知，只要含A基因且b隐性纯合即表现紫花性状。
AaBb自交后代中A_B_均开红花，占子代的9/16。
纯合白花植株基因型为aaBB或aabb，可用AAbb与之杂交，观察子代的性状表现来判断白花植株的基因型。
答案：
（1）①基因突变 ②基因通过控制酶的合成控制代谢过程，从而控制生物的性状 ③淀粉分支酶基因
mRNA
淀粉分支酶
（2）①AAbb、Aabb ②9/16 ③紫 全开红花 aaBB 全开紫花 aabb
14．在牧草中，白花三叶草有两个稳定遗传的品种，叶片内含氰（HCN）的和不含氰的。
现已研究查明，白花三叶草的叶片内的氰化物是经下列生化途径产生的：
前体物质产氰糖苷酶,
含氰糖苷氰酸酶,
氰
基因D、H分别决定产氰糖苷酶和氰酸酶的合成，d、h无此功能。
现有两个不产氰的品种杂交，F1全部产氰，F1自交得F2，F2中有产氰的，也有不产氰的。
用F2各表现型的叶片的提取液做实验，实验时在提取液中分别加入含氰糖苷和氰酸酶，然后观察产氰的情况，结果记录于下表：
叶片
表现型
提取液
提取液中加
入含氰糖苷
提取液中加
入氰酸酶
叶片Ⅰ
产氰
含氰
产氰
产氰
叶片Ⅱ
不产氰
不含氰
不产氰
产氰
叶片Ⅲ
不产氰
不含氰
产氰
不产氰
叶片Ⅳ
不产氰
不含氰
不产氰
不产氰
据表回答问题：
（1）由生化途径可以看出基因与生物性状的关系是________________。
（2）亲本中两个不产氰品种的基因型是________，在F2中产氰和不产氰的理论比为________。
（3）叶片Ⅱ叶肉细胞中缺乏________酶，叶片Ⅲ可能的基因型是________。
（4）从代谢的角度考虑，怎样使叶片Ⅳ的提取液产氰？
________________，说明理由________________。
解析：
（1）可依据生化途径进行判断，但要全面。
（2）由“两个不产氰的品种杂交，F1全部产氰”，可知两个不产氰的品种是纯合子，基因型是DDhh和ddHH；F1基因型为DdHh，F2中产氰类型为9D_H_，不产氰的类型为3D_hh、3ddH_、1ddhh，故比值应为9∶7。
（3）叶片Ⅱ叶肉细胞提取液中加入氰酸酶后能够产氰，故含有含氰糖苷，缺乏的是氰酸酶；叶片Ⅲ因加入含氰糖苷后能产氰，故缺乏的是基因D控制的产氰糖苷酶，所以基因型可能为ddHH或ddHh。
（4）依据在叶片Ⅳ提取液中加入含氰糖苷和氰酸酶其中之一都不能产生氰，推测叶片Ⅳ的基因型为ddhh，只有同时加入含氰糖苷和氰酸酶才能产氰。
答案：
（1）多个基因决定一个性状，基因通过控制酶的合成控制生物的代谢过程，进而控制生物的性状
（2）DDhh和ddHH 9∶7
（3）氰酸 ddHH或ddHh
（4）同时加入含氰糖苷和氰酸酶 含氰糖苷在氰酸酶
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