第四章  基因的表达

【单元知识网络】

【单元强化训练】

一、选择题

1、(2011·烟台模拟)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、(2011·浏阳模拟)甲型H1N1流感病毒能在宿主细胞内繁殖，下列叙述中正确的原因是(　　)

A．基因组变异过快

B．基因复制和表达过程过于简单

C．基因和蛋白质的结构与宿主的相似性很高

D．利用宿主细胞的酶完成基因复制和表达

【解析】病毒能在宿主细胞内繁殖，是因为病毒能利用宿主细胞中的酶完成基因复制和表达。

【答案】D

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、在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤数为n，则下列有关结构数目正确的是(　　)

①脱氧核苷酸数＝磷酸基数＝碱基总数＝m　②碱基之间的氢键数为3m－2n　③一条链中A＋T的数量为n　④G的数量为m－n　⑤若此DNA经三次复制，共需要C的数量为(7m－14n)/2

A．①②③④ 

B．②③④

C．③④ 

D．①③⑤

【解析】DNA中碱基是成对存在的，即A＝T，G＝C；由题可知，DNA分子中碱基总数为m个，腺嘌呤为n个，所以经过三次复制，共需要胞嘧啶(C)＝(23 －1)(m－2n)/2＝(7m－14n)/2，⑤是正确的。一个脱氧核苷酸是由一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子含氮碱基构成，所以脱氧核苷酸数＝磷酸基数＝碱基总数＝m，①正确。DNA分子中腺嘌呤数目为n，胸腺嘧啶数目也为n，所以两条链中的A＋T数目也是相同的，为n，③正确。G的数量为(m－2n)/2，④错误。A与T之间为两个氢键，G与C之间为三个氢键，因此氢键总数为2n＋3(m－2n)/2＝(3m－2n)/2，②错误。所以正确答案为D项。

【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、假设将含有一对同源染色体的精原细胞的DNA分子用¹⁵N标记，并供给只含¹⁴N、不含¹⁵N的原料。该细胞进行减数分裂产生的4个精子中，含¹⁵N标记的DNA的精子所占比例为　　

A．0        B．25%

C．50%      D．100%

【解析】该题宜采用绘过程图的方式解决：

由图示可以看出，在最终形成的4个精子中，全部含有15N。

【答案】D

10、(2011·嘉定调研)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、(2011·广东联考)某科学家用¹⁵N标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸，³²P标记尿嘧啶核糖核苷酸，研究某植物细胞的有丝分裂。已知这种植物细胞的细胞周期为20 h，两种核苷酸被利用的情况如下图所示，图中³²P和¹⁵N的利用峰值分别表示  (　　)

A．复制、转录　　　　　　　B．转录、复制

C．复制、蛋白质合成         D．转录、蛋白质合成

【解析】本题考查基因的表达、DNA和RNA的组成成分，难度中等。32P标记的尿嘧啶核糖核苷酸作为合成RNA的原料，RNA是基因转录过程的产物；15N标记的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸作为合成DNA的原料，DNA是DNA复制的产物。

【答案】B

13、（2011·扬州检测）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、（大连模拟）正常出现肽链终止，是因为

A．一个与mRNA链终止密码相应的tRNA不能带氨基酸

B．不具有与mRNA链终止密码相应的反密码子

C．mRNA在mRNA链终止密码处停止合成

D．tRNA上出现终止密码

【解析】密码是指位于mRNA上的相邻的三个碱基，由于没有与终止密码子碱基相互配对的tRNA,所以没有氨基酸运输到肽链上，使翻译结束。

【答案】B

15、（2011·滨州模拟）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、(2011·潍坊模拟)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、由n个碱基组成的基因，控制合成由1条多肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均分子量为a，则该蛋白质的分子量最大为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A．na/6

B．na/3－18(n/3－1)

C．na－18(n－1)

D．na/6－18(n/6－1)

【解析】根据中心法则，蛋白质合成过程：首先以DNA分子的1条链为模板，转录形成mRNA，mRNA中3个碱基决定1个氨基酸，所以三者之间的数量关系为：DNA分子中碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸个数＝6∶3∶1。已知该基因中有n个碱基，则对应的氨基酸为n/6，氨基酸经脱水缩合形成蛋白质，形成蛋白质的过程中，脱去的水分子数为氨基酸总数减去1，水的相对分子质量为18，形成该蛋白质脱去的水分子的量为18(n/6－1)，又知氨基酸的平均分子量为a，所以该蛋白质的分子量最大为na/6－18(n/6－1)。

【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、（2011·杭州检测）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、(2011·北京东城区模拟)请根据下列材料和示意图回答问题：

材料一：医学上常使用抗生素治疗由细菌和真菌所引起的疾病。目前常用的抗生素多达几百种。甲图简要表示不同种类的抗生素(①～⑤)对细菌的作用部位或作用原理。

材料二：三位科学家因对“核糖体结构和功能的研究”取得突出成就而获得2009年诺贝尔化学奖。他们绘制的核糖体模型已被广泛应用于新型抗生素的研制，以减少患者的病痛和拯救生命。

(1)甲图中结构P的化学本质是________，在基因工程中常可作为________发挥重要作用。

(2)青霉素是一种临床常用的抗生素，这种抗生素的作用原理与甲图中①的作用类似，即在细胞增殖过程中抑制细菌________(结构)的形成。抗生素不合理使用往往会导致细菌产生耐药性，其实质是定向选择导致菌群中________增加。

(3)细菌耐药性的产生使抗生素的疗效明显降低。基于对细菌核糖体结构和功能的研究，研究人员研制出了新型的抗生素，这些抗生素在细菌中的作用机理类似于甲图中________(填写数字序号)，即通过影响细菌遗传信息表达中的________过程，达到杀菌或抑制效果。

(4)欲比较几种新型抗生素针对大肠杆菌的抑菌效果，有人进行如下实验：将大肠杆菌菌液均匀涂布于固体培养基表面，其目的是使细菌落在培养基表面均匀分布。之后将浸有等量不同抗生素的圆形纸片贴于培养基表面，一段时间后，结果如图乙所示。由此判断图乙中A～D四种抗生素中________对大肠杆菌的抑制最有效，判断依据是_______________________________________________________

________________________________________________________________________。

【解析】(1)甲图中结构P为细胞质中的环状结构，化学本质是DNA。

(2)甲图中①表示细胞壁的形成受抑制。

(3)甲图中⑤表示在核糖体上进行的翻译过程。

(4)图乙中抗生素A形成的抑菌范围最大，抑菌效果最好。

【答案】(1)DNA　(运)载体　(2)细胞壁　抗药性基因频率　(3)⑤　翻译　(4)A　抗生素A对细菌的抑制区域最大

27、（2011·聊城模拟）下图为转录的过程图解。图中1是DNA分子，3是四种游离的核糖核苷酸，4、5是两种功能不同的酶。请据图分析回答：（[  ]内填序号）

（1）转录过程中，DNA首先在[   ]___________的催化作用下，将碱基对之间的___________断开，该过程称为解旋。

（2）解旋后，在[4]RNA聚合酶的催化作用下，以甲链为模板，以四种游离的核糖核苷酸为原料，由________直接提供能量，按照_______原则，合成出[   ] ___________。

（3）在真核细胞的细胞核中，转录的产物通过核孔进入细胞质中，与_____________结合，在运载工具_______________的帮助下，通过___________过程合成具有一定氨基酸种类和序列的蛋白质分子。

（4）通过以上过程可以看出，一种蛋白质分子氨基酸的种类及排列顺序归根结底是由_________决定的。

【解析】（1）转录的过程中DNA分子首先在解旋酶的作用下破坏氢键打开双链，（2）转录过程需要有酶、能量（ATP）、模板、原料，转录的结果是形成信使RNA。

（3）转录的产物是mRNA分子会通过核孔进入到细胞质中与核糖体结合，在转运RNA的帮助下合成蛋白质。

（4）通过上述信息传递的过程来看DNA分子是信息的源头。

【答案】（1）［5］解旋酶    氢键

（2）ATP     碱基互补配对    ［2］信使RNA

（3）核糖体   转运RNA      翻译（脱水缩合）    （4）DNA（基因）

28、如图表示生物体内遗传信息的传递过程。请据图回答：

（1）①过程需要的原料是_____，模板是亲代DNA的_______条链。

（2）②过程表示_______，主要是在________中进行的。

（3）逆转录酶催化_______（填序号）过程，能进行该过程的生物的遗传物质是_________；需要解旋酶的过程包括图中的_________（填序号）过程。

（4）真核细胞中遗传信息表达的最后阶段为图中的______（填序号）过程，场所是_____________。

（5）在实验室中，科学家用链霉素可使核糖体与单链DNA结合，来合成多肽。请用虚线在图中表示这一过程。

【解析】（1）①是DNA的复制，模板是亲代DNA的两条链，原料是4种游离的脱氧核苷酸。

（2）②是转录，主要在细胞核中进行，在线粒体、叶绿体中也可进行。

（3）逆转录酶是催化逆转录反应，即③，只发生于RNA病毒中，DNA的复制和转录都要先解旋，即都需要解旋酶。

（4）遗传信息表达的最后阶段是翻译，场所是核糖体。

（5）若单链DNA也可指导蛋白质合成，则遗传信息也可由DNA→蛋白质。

【答案】（1）脱氧核苷酸   两   （2）转录   细胞核

（3）③   RNA   ①②   （4）⑤   核糖体

（5）图中加一条虚线由DNA指向蛋白质