第四章  基因的表达

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一、选择题

1、碱基互补配对发生在下列哪些生理过程或实验过程中(　　)

①受精作用　②病毒的增殖过程　③细菌的二分裂过程　④肺炎双球菌的转化实验　⑤培育含有绿色荧光蛋白的转基因鼠　⑥细胞的跨膜运输

A．②③④⑤ 

B．①③④⑤

C．①②④⑤ 

D．②③⑤⑥

【解析】DNA复制、转录、翻译、逆转录、RNA复制中都发生碱基互补配对现象。

【答案】A

2、（2012·安庆模拟）中心法则揭示了生物遗传信息传递与表达的过程。人体皮肤生发层细胞能不断分裂，其中主要在细胞核中进行的过程是      (   )

A.a和e             B.a和b             C.b和c            D.d和e

【解析】a、b、c、d、e分别代表DNA的复制、转录、翻译、逆转录、RNA的复制过程。可发生于人体皮肤生发层细胞中的过程只有a、b和c，其中a、b两过程主要在细胞核内进行，c发生于核糖体上。

【答案】B

3、人类的每一条染色体上都有很多基因，下图表示来自父母的1号染色体及基因，若不考虑染色体的交叉互换，据下表分析他们的孩子不可能(　　)

 

A．出现椭圆形红细胞

B．是Rh阴性的可能性为1/2

C．有3/4能产生淀粉酶

D．出现既有椭圆形又能产生淀粉酶的类型

【解析】子代红细胞形态：知母亲基因型为Ee、父亲基因型为ee，则子代基因型为Ee和ee，既可出现椭圆形细胞也可出现正常型细胞，故A项对；子代Rh血型：母亲基因型为DD、父亲基因型为dd，子代基因型为Dd，因此子代只能出现Rh阳性血型，B项错；子代产生淀粉酶的情况：父、母基因型均为Aa，子代基因型为：1AA∶2Aa∶1aa，子代能产生淀粉酶的概率为3/4，C项对；母亲可产生EDA、eDa配子，父亲可产生edA、eda配子，故子代可出现椭圆形产生淀粉酶的类型，D项对。

【答案】B

4、（2012·银川质检）如图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程（AA代表氨基酸），下列叙述正确的是                                         (   )

A.能给该过程提供遗传信息的只能是DNA

B.该过程合成的产物一定是酶或激素

C.有多少种密码子，就有多少种氨基酸

D.该过程有水产生

【解析】翻译的直接模板是mRNA而不是DNA，A项错误；翻译的产物是多肽，而酶或激素并不都是蛋白质，B项错误；64个密码子最多只代表20种氨基酸，C项错误。

【答案】D

5、以下有关RNA的叙述中错误的是(　　)

A．RNA是某些生物遗传信息的载体和催化剂

B．mRNA根据密码子依次将氨基酸连接成多肽

C．mRNA的主要功能是把DNA的遗传信息传给蛋白质

D．HIV的RNA中插入某些核苷酸会导致遗传信息改变

【解析】RNA是RNA病毒的遗传物质，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。以mRNA为模板，以tRNA为运输工具，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质或多肽的过程。mRNA的主要功能是把DNA的遗传信息传给蛋白质。HIV的遗传物质是RNA，其RNA中插入某些核苷酸会导致遗传信息改变。

【答案】B

6、下图为某生物体内相互关联的三个分子的部分结构示意图。据图认为分子2为RNA，下面所述的理由，不确切的是(　　)

A．作为蛋白质合成的模板

B．其碱基序列与DNA分子的模板链碱基互补

C．为转录的产物，呈单链结构

D．含尿嘧啶脱氧核苷酸不含胸腺嘧啶脱氧核苷酸

【解析】在RNA中含有碱基尿嘧啶而不含胸腺嘧啶。尿嘧啶是构成尿嘧啶核糖核苷酸的成分。

【答案】D

7、下图为真核细胞内某基因15N标记结构示意图，该基因全部碱基中A占20%。下列说法正确的是　　

A．该基因表达时，转录顺序从M端向N端进行

B．该基因的一条单链中C＋G占该链碱基总数的60%

C．解旋酶只作用于①部位，限制性内切酶只作用于②部位

D．将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA分子占1/8

【解析】RNA聚合酶在基因的编码区上游与RNA聚合酶结合位点结合，催化DNA转录为RNA，所以基因表达时，转录顺序从N端向M端进行；解旋酶的作用是使氢键断开，作用部位是②，限制性内切酶作用的结果是获得具有一定碱基序列的黏性末端，作用部位是①；据DNA的半保留复制，将该基因置于14N培养液中复制3次后，只有2个子代DNA中各有一条链含15N，所以含15N的DNA分子占2/23＝1/4。

【答案】B

8、下列有关基因控制蛋白质合成的叙述，正确的是　　

A．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

B．该过程需要含有三个高能磷酸键的ATP提供能量

C．该过程一定遵循碱基互补配对原则，即A一定与T配对，G一定与C配对

D．DNA转录和翻译的原料分别是核糖核苷酸和氨基酸

【解析】一种氨基酸可以对应一种或多种密码子，一种氨基酸可以由一种或多种tRNA转运；基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个阶段，需要含有两个高能磷酸键的ATP提供能量。转录时，A与U配对，T与A配对，C和G配对，原料是4种核糖核苷酸；翻译时，A和U配对，G和C配对，原料是20种氨基酸。

【答案】D

9、（2012·河源调研）下列对甲、乙两个与DNA分子有关的图的说法，不正确的是  (   )

A.甲图DNA放在含15N培养液中复制2代，子代含15N的DNA单链占总链的7/8

B.甲图②处的碱基对缺失导致基因突变，解旋酶作用于③部位

C.乙图中所示的生理过程为转录和翻译

D.能发生乙图中合成⑤过程的结构有细胞核、叶绿体、线粒体

【解析】甲图DNA复制2代共产生4个DNA，有8条单链，由于DNA复制是半保留复制，所以只有一条单链含14N，A项正确；基因突变是碱基对的缺失、增添和替换，解旋酶可以切断氢键，使DNA双链断开，B项正确；乙图中所示的生理过程为转录和翻译过程，C项正确；合成⑤是翻译过程，可以发生在细胞质的核糖体、线粒体和叶绿体中，D项错误。

【答案】D

10、下图表示在人体细胞核中进行的某一生命过程，下列说法正确的是(　　)

A．该过程共涉及5种核苷酸

B．在不同组织细胞中该过程的产物相同

C．该过程需要解旋酶和DNA聚合酶

D．该过程涉及碱基互补配对和ATP的消耗

【解析】从原料看出该过程为转录过程。该过程涉及的核苷酸为4种脱氧核苷酸，4种核糖核苷酸；不同组织细胞中转录的mRNA不同；该过程不需要DNA聚合酶而需要RNA聚合酶

【答案】D

11、着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病，起因于DNA损伤。深入研究发现患者体内缺乏DNA修复酶，DNA损伤后不能修补从而引起突变。这说明一些基因可以(　　)

A．控制蛋白质的合成，从而直接控制生物性状

B．控制蛋白质分子结构，从而直接控制生物性状

C．控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状

D．直接控制生物性状，发生突变后生物的性状随之改变

【解析】DNA修复酶是基因控制合成的，说明基因可以控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状。

【答案】C

12、白化病和黑尿病都是因酶缺陷引起的分子遗传病，前者不能由酪氨酸合成黑色素，后者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸，排出的尿液因含有尿黑酸，遇空气后氧化变黑。下图表示人体内与之相关的一系列生化过程，据图分析下列叙述不正确的是                                  (　　)

A．并非人体所有的细胞都含有酶B

B．控制酶D合成的基因发生突变会导致黑尿病

C．白化病和黑尿病的发生说明基因是通过控制蛋白质结构直接控制生物性状的

D．图中代谢过程可说明一个基因可影响多个性状，一个性状也可受多个基因控制

【解析】白化病和黑尿病说明基因是通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物性状的。

【答案】C

13、下列有关如右图所示的生理过程（图中④代表核糖体，⑤代表多肽链）的叙述，不正确的是           

A．图中所示的生理过程包括转录和翻译

B．图中所示的过程发生在原核细胞中

C．遗传信息由②传递到⑤需要RNA作中介

D．图中①在该过程中不起作用，由此可确定①在遗传上不具功能

【解析】图中表示的是原核细胞的转录和翻译，因为转录和翻译是同时进行的，图中②到⑤需要mRNA和tRNA作为媒介和运输工具。转录过程中的非模板链，其功能不明确，但是在遗传有不可替代的功能。

【答案】D

14、（2012·龙岩质检）科学家在细胞中发现了一种新的线粒体因子——MTERF3，这一因子主要抑制线粒体DNA的表达，从而减少细胞能量的产生，此项成果将可能有助于糖尿病、心脏病和帕金森症等多种疾病的治疗。根据以上资料推断下列叙述错误的是  (   )

A.线粒体DNA也含有可以转录、翻译的基因

B.线粒体基因控制性状的遗传不遵循孟德尔遗传规律

C.线粒体因子MTERF3可能直接抑制细胞呼吸中酶的活性

D.糖尿病、心脏病和帕金森症等疾病可能与线粒体功能受损相关

【解析】线粒体因子MTERF3通过抑制DNA的表达来抑制能量的产生，主要是抑制相关酶的合成，C项错误。

【答案】C

15、大肠杆菌某生命活动中具有下列图示的碱基配对行为，则下列说法中正确的有

① 表示DNA复制过程  ② 图中共有5种碱基

③ 表示DNA转录过程  ④ 图中共有8种核苷酸

⑤ 图中的A均代表同一种核苷酸

⑥ 若X链中的碱基改变，则密码子一定改变

⑦ 若Y链中的碱基改变，则氨基酸一定改变

A．③④⑤⑦　　B．②③④⑥　　C．②③④⑦　　D．①③⑤⑥

【解析】图中X链代表的是DNA分子的模板链，Y链代表的是mRNA，所以表示的是转录过程。图中共有A、T、G、C、U5种碱基，有四种脱氧核苷酸和四种核糖核苷酸，A在DNA分子中代表的是腺嘌呤脱氧核苷酸，在RNA中代表的是腺嘌呤核糖核苷酸；由于密码子有简并性，当密码子改变时对应的氨基酸不一定改变。

【答案】B

16、基因是有“遗传效应的”DNA片段，下列哪项不是“遗传效应”的含义  

A．能控制一种生物性状的表现

B．能控制一种蛋白质的合成

C．能决定一种氨基酸的位置  

D．能转录成一种mRNA

【解析】遗传效应是指控制一种性状的表现，蛋白质分子是由许多个氨基酸组成，所以不是只决定一种氨基酸的位置。

【答案】C

17、果蝇的基因A－a控制体色，B－b控制翅型，两对基因分别位于不同常染色体上，且基因A具有纯合致死效应。已知黑身残翅果蝇与灰身长翅果蝇交配，F1为黑身长翅和灰身长翅，比例为1∶1。当F1的黑身长翅果蝇彼此交配时，其后代表现型及比例为黑身长翅∶黑身残翅∶灰身长翅∶灰身残翅＝6∶2∶3∶1。下列分析错误的是            (　　)

A．果蝇这两对相对性状中，显性性状分别为黑身和长翅

B．F1的黑身长翅果蝇彼此交配产生的后代中致死个体占的比例为1/3

C．F1的黑身长翅果蝇彼此交配产生的后代中致死基因型有三种

D．F2中的黑身残翅果蝇个体测交后代表现型比例为1∶1

【答案】B

18、下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是(多选)   (　　)

  

A．图中表示4条多肽链正在合成

B．转录尚未结束，翻译即已开始

C．多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译

D．一个基因在短时间内可表达出多条多肽链

【答案】BD

19、在烟草和烟草花叶病毒生物中，遗传信息的传递情况分别是                    (    )

A．①②⑤和③②④⑤

B．①②⑤和④⑤

C．②④⑤和③④⑤⑥

D．②⑥⑦和②④⑤⑥

【答案】B

20、下列有关基因表达的叙述正确的是(　　)

A．在真核生物中，刚从细胞核内DNA分子上转录下来的和之后结合在核糖体上的mRNA相比碱基序列一样

B．在高等动物不同的组织细胞中，表达的基因是不同的，这与激素的调节无关

C．动物胚胎发育过程是基因有序表达的过程

D．在生物细胞中，基因的转录与翻译是不可能同步进行的(即边转录边翻译)

【解析】真核生物转录的mRNA要经过加工(剪切和拼接)后再与核糖体结合，所以序列不一样，A错误；在高等动物不同的组织细胞中，基因是选择性表达的，而激素会影响这个过程进而影响细胞的代谢，所以B错误；在原核细胞中基因的转录和翻译可以同步进行，D错误。动物胚胎发育过程是细胞分裂和分化的结果，细胞分化的实质是基因有序选择性表达的过程，C正确。

【答案】C

21、下图为遗传信息传递和表达的途径，下表为几种抗生素的作用机理，结合图表分析，下列说法中正确的是 (　　)

A．环丙沙星和红霉素都能抑制②③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．①～③过程可发生在人体的健康细胞中

【解析】环丙沙星可促进DNA螺旋化，②为转录过程，需要DNA解旋，③为翻译过程，与DNA螺旋化无直接关系。青霉素和利福平抑制细菌生长的方式不同，且都与①DNA复制无关。结核杆菌细胞中没有④RNA的复制和⑤逆转录过程。在人体的健康细胞中不会有④⑤过程，只能进行①②③过程。

【答案】D

22、科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离出a、b两个不同品系，它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验(见下表)中，不可能出现的结果是(　　)

实验		实验结果
编号	实验过程	病斑类型	病斑中分离出的病毒类型
①	a型TMV→感染植物	a型	a型
②	b型TMV→感染植物	b型	b型
③	组合病毒(a型TMV的蛋白质＋b型TMV的RNA)→感染植物	b型	a型
④	组合病毒(b型TMV的蛋白质＋a型TMV的RNA)→感染植物	a型	a型

A.实验①　　　　　　B．实验②

C．实验③           D．实验④

【解析】本题借助实验设计与结果分析考查生物的遗传物质，意在考查学生对生物遗传的理解。烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，实验③中组合病毒(a型TMV的蛋白质＋b型TMV的RNA)感染植物，病斑类型为b型，病斑中分离出来的病毒类型也为b型。

【答案】C

23、如图是基因指导多肽合成的模式图。据图分析正确的是                       (　　)

A．因为①中含有碱基U，所以其上有密码子

B．②和③过程均发生了碱基互补配对

C．甲图表示转录过程，乙图表示翻译过程

D．L1是一个具有双螺旋结构的DNA分子

【解析】密码子是指mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基；由题图可知，甲图表示翻译过程，乙图表示转录过程，在转录和翻译过程中都有碱基互补配对发生；L1、L2共同构成DNA的双螺旋结构。

【答案】B

24、在生物体内性状的表达一般遵循DNA→RNA→蛋白质的原则，下面是几种与此有关的说法，不正确的是(　  　)

A．在细胞的一生中，DNA一般是不变的，RNA和蛋白质分子是变化的

B．DNA→RNA是在细胞核中完成的，RNA→蛋白质是在细胞质中完成的

C．在同一个体的不同体细胞中，DNA相同，RNA和蛋白质不一定相同

D．在细胞的一生中，DNA、RNA和蛋白质的种类和数量是不变的

【解析】DNA是细胞中的遗传物质，一般是不变的；由于同一个体的不同体细胞中的基因存在着选择性表达，因此不同细胞中的DNA相同，而RNA和蛋白质不一定相同。

【答案】D

25、下图为脉胞霉体内精氨酸的合成途径示意图。从图中不能得出             

 

 

 

 

A．精氨酸的合成是由多对基因共同控制的B．基因可通过控制酶的合成来控制代谢

C．若基因②不表达，则基因③和④也不表达

D．若产生鸟氨酸依赖突变型脉胞霉，则可能是基因①的碱基序列发生了改变

【解析】精氨酸的合成由基因①②③④共同控制的，他们都是通过控制酶的合成影响代谢进而控制生物性状的，基因②不能表达时，并不影响基因①③④的表达；基因中碱基序列的改变可引起mRNA中密码子改变，可以使生物的性状发生改变。

【答案】C

二、非选择题

26、Ⅰ型糖尿病患者治疗时需要胰岛素。胰岛素过去主要从动物胰腺中提取。1978年之后，美国科学家利用基因工程技术将人的胰岛素基因拼接到大肠杆菌的DNA分子上，通过大肠杆菌合成人的胰岛素。请回答问题：

（1）转录过程需要很多条件，如需要原料核糖核苷酸。请写出胰岛素基因在人体细胞内转录形成信使RNA时，直接有关的其他三种有机物的名称、形成部位。转录的场所是          ；有机物的名称              ，形成部位            。有机物的名称              ，形成部位              。有机物的名称               ，形成部位                。

（2）大肠杆菌也能合成人的胰岛素，说明不同的生物共用一套             。

（3）请用文字箭头的方式表示大肠杆菌中人的胰岛素基因表达的过程。

（4）大肠杆菌中合成人的胰岛素的场所是        ，模板是       ，原料是            。

（5）人的胰岛素是由两条肽链组成的蛋白质，若其中运输某种氨基酸的tRNA一端的三个碱基为AGC，则基因中与此氨基酸对应的脱氧核苷酸序列为                。

（6）某人的胰岛素基因中有一对碱基发生了改变，是否一定会导致它控制合成的胰岛素的结构发生变化？为什么？

【解析】胰岛素基因转录的场所是细胞核，转录过程中需要的三种有机物分别是：酶、ATP、DNA。有的氨基酸可以有几个密码子，基因中一对碱基发生改变，转录出的密码子会改变，但决定的氨基酸却不一定改变，因此，胰岛素基因中有一对碱基发生了改变，不一定会导致它控制合成的胰岛素的结构发生变化。

【答案】（1）细胞核   酶   核糖体   ATP   线粒体和细胞质基质   DNA   细胞核

（2）密码子

（3）

（4）核糖体   信使RNA   氨基酸

（5）

（6）不一定。有的氨基酸可以有几个密码子，基因中一对碱基发生改变，转录出的密码子会改变，但决定的氨基酸却不一定改变。

27、(2012·郑州模拟)操纵元是原核细胞基因表达调控的一种组织形式，它由启动子、结构基因(编码蛋白基因)、终止子等部分组成。下图表示大肠杆菌细胞中核糖体蛋白(RP)合成及调控过程，图中①②表示相关生理过程，mRNA上的RBS是核糖体结合位点。请回答下列问题：

(1)启动子的基本组成单位是________，终止子的功能是________。

(2)过程①进行的场所是________，RP1中有一段氨基酸序列为“—丝氨酸—组氨酸—谷氨酸—”，转运丝氨酸、组氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、GUG、CUU，则基因1中决定该氨基酸序列的模板链碱基序列为________。

(3)图示表明，当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白RP1能与mRNA分子上的RBS位点结合，从而导致mRNA________，终止核糖体蛋白的合成。这种调节机制既保证细胞内rRNA与核糖体在数量上的平衡，又可以减少________。

(4)大豆中的一种成分——染料木黄酮因能抑制rRNA形成而成为抗癌药物的成分，试结合题中信息分析染料木黄酮抗癌的机理。

【解析】(1)启动子是DNA的一段调控序列，其基本组成单位是脱氧核苷酸，终止子使RNA聚合酶与基因脱离，转录终止。(2)过程①是转录，场所是原核细胞的细胞质。由反密码子的序列可以推出模板链碱基序列是—AGAGTGCTT—。(3)图示显示了核糖体合成中的调控方式——反馈调节，这种方式可以减少细胞内物质与能量的浪费。(4)木黄酮因能抑制rRNA形成，使核糖体不能形成，蛋白质合成受阻，细胞不能分裂，抑制癌细胞的生长、增殖。

【答案】(1)脱氧核苷酸　终止基因转录过程(或使RNA聚合酶与基因脱离或给予RNA聚合酶转录终止信号)　(2)细胞质　—AGAGTGCTT—　(3)不能与核糖体结合　物质和能量的浪费　(4)该物质(染料木黄酮)可以抑制rRNA的形成，RP1与mRNA中RBS位点结合，终止核糖体蛋白的合成，进而减少细胞中核糖体的数量，降低蛋白质合成速率，抑制癌细胞的生长、增殖

28、（2012·漳州模拟）观察下面的某生理过程示意图（甲表示甲硫氨酸，丙表示丙氨酸），回答问题：

（1）丙氨酸的密码子是              ，连接甲和丙的化学键的结构简式是                            。

（2）若②中尿嘧啶和腺嘌呤之和占42%，则相应的①分子片段中胞嘧啶占           。

（3）若该过程合成的物质是抗利尿激素，③中合成的物质先进入          中进行加工，这种激素作用的靶部位是                     。

（4）在该生理过程中，遗传信息的流动途径是                           ，细胞中tRNA共有          种。

（5）一种氨基酸可以由多个密码子决定，这对生物生存和发展的重要意义是什么？

【解析】此图为基因指导蛋白质的合成过程。①→②为转录过程，②→③为翻译过程，所以丙氨酸的密码子为GCU，甲和丙之间通过肽键相连：—NH—CO—；若②中尿嘧啶和腺嘌呤之和占42%，即A+U=42%，则T1+A1=42%，A2+T2=42%，即A+T=42%，G+C=58%，G=C=29%；抗利尿激素化学本质为多肽，在核糖体上合成后进入内质网进一步加工。抗利尿激素的作用是促进肾小管和集合管对水的重吸收。密码子、反密码子与氨基酸之间的关系为密码子共64种，终止密码子3种，决定氨基酸的密码子有61种，反密码子61种，1种密码子对应1种氨基酸，反过来1种氨基酸至少由1种或多种密码子决定。这种现象为密码子的简并性，在一定程度上防止由于碱基的改变而导致生物性状的改变。

【答案】（1）GCU   —NH—CO—

（2）29%

（3）内质网   肾小管和集合管

（4）   61

（5）在一定程度上防止由于碱基的改变而导致生物性状的改变（或当某种氨基酸使用频率高时，几种密码子决定同一种氨基酸，可以保证翻译速度）。