2023版高考生物一轮总复习第6单元基因的本质基因的表达第3讲基因的表达课后提能演练

必修2　第六单元　第3讲

A组　基础巩固练

1．如图为细胞中遗传信息的传递和表达过程，下列叙述正确的是(　　)

A．口腔上皮细胞中可以发生图①②③所示过程

B．图④为染色体上的基因表达过程，需要多种酶参与

C．在分化过程中不同细胞通过②③过程形成的产物完全不同

D．图②③所示过程中均会发生碱基配对，但配对方式不完全相同

【答案】D　【解析】口腔上皮细胞是高度分化的细胞，不再进行①DNA复制过程，A错误；图④转录和翻译同时进行，是原核生物的基因表达过程，原核生物没有染色体，B错误；细胞分化过程中，不同细胞可能合成相同的蛋白质，如呼吸酶，C错误；与图③相比，图②中具有T－A配对，D正确。

2．线粒体中含有少量DNA，其存在形式与原核细胞的DNA相似，其上的基因能在线粒体内控制合成部分蛋白质。某线粒体基因中，鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)占碱基总数的70%。下列相关叙述正确的是(　　)

A．线粒体中的DNA与蛋白质紧密结合形成染色质

B．线粒体中含有mRNA、tRNA、rRNA三类RNA

C．该基因转录合成的mRNA的碱基中U最多占15%

D．一个mRNA分子通过翻译只能合成一条多肽链

【答案】B　【解析】线粒体DNA是裸露的，没有与蛋白质结合，A错误；线粒体内可以独立完成蛋白质的合成，说明线粒体内含有翻译所需要的mRNA、tRNA、rRNA三类RNA，B正确；根据题意，某线粒体基因中鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)占碱基总数的70%，在该基因中A＋T占30%，所以基因每一条链上含A＋T占30%，但是一条链中A和T并不是各占一半，所以其转录产生的mRNA中A和U也不是各占15%，C错误；一个mRNA可以结合多个核糖体，进而翻译合成多条相同的多肽链，D错误。

3．如图均表示某种多肽链的合成过程，下列相关说法错误的是(　　)

A．图1中的④为图2中的①

B．图1中的①②③④是同时合成的4条肽链

C．图2中的②在图1中找不到

D．图2中②③④⑤最终形成的物质结构相同

【答案】B　【解析】分析题意可知，图1是以DNA链为模板合成mRNA后，mRNA与核糖体结合进行翻译的过程；①②③④是mRNA链，每条mRNA链上结合了若干个核糖体，同时合成多条肽链，⑤是DNA模板链。图2中①是一条mRNA链，⑥是核糖体，②③④⑤是每个核糖体上同时合成相同的肽链。

4．下列关于密码子和反密码子的叙述中，正确的是(　　)

A．密码子的种类与反密码子的种类相同

B．密码子和反密码子分别位于tRNA和mRNA上

C．密码子和反密码子均由三个碱基组成，且无碱基T

D．密码子和反密码子均有简并性

【答案】C　【解析】密码子有64种，反密码子只有62种，A错误。密码子是由mRNA上三个相邻的碱基组成的，反密码子位于tRNA上，B错误。由于RNA中无碱基T，所以无论是密码子还是反密码子都无碱基T，C正确。密码子有简并性，但反密码子无简并性，D错误。

5．(2021年河北石家庄联考)周期性共济失调是一种编码细胞膜上的钙离子通道蛋白的基因发生突变导致的遗传病，该突变基因相应的mRNA的长度不变，但合成的肽链缩短使通道蛋白结构异常。下列有关该病的叙述正确的是(　　)

A．翻译的肽链缩短说明编码的基因一定发生了碱基的缺失

B．突变导致基因转录和翻译过程中碱基互补配对原则发生改变

C．该病例说明了基因能通过控制酶的合成来控制生物体的性状

D．该病可能是由于碱基的替换而导致终止密码子提前出现

【答案】D　【解析】由题意可知，该突变基因相应的mRNA的长度不变，翻译的肽链缩短，说明编码的基因可能发生了碱基的替换，导致mRNA中提前出现终止密码子，A错误、D正确；突变不会导致基因转录和翻译过程中碱基互补配对原则改变，B错误；细胞膜上钙离子通道蛋白是一种结构蛋白，该病例说明了基因通过控制蛋白质的结构来控制生物体的性状，C错误。

6．将某人的胰岛A细胞和胰岛B细胞中的总mRNA提取出来(A－mRNA、B－mRNA)，以此为模板，在体外分别获得相应的单链DNA(A－cDNA、B－cDNA)。下列叙述错误的是(　　)

A．A－mRNA与B－mRNA的不同与细胞分化有关

B．获得相应单链DNA的过程需要逆转录酶

C．A－cDNA中不含编码胰岛素的核酸序列

D．B－mRNA中指导呼吸酶合成的mRNA不能与A－cDNA形成杂交链

【答案】D　【解析】人体胰岛A细胞和胰岛B细胞都是由同一受精卵发育而来的，二者间的差异是细胞分化的结果，二者具有相同的遗传信息，但遗传信息的执行情况不同，即发生了基因的选择性表达，故可以说A－mRNA与B－mRNA的不同与细胞分化有关，A正确；以RNA为模板合成DNA的过程称为逆转录，此过程需要逆转录酶的参与，B正确；胰岛A细胞和胰岛B细胞内的遗传物质相同，胰岛A细胞也含有胰岛素基因，只是该基因不表达，即A－mRNA中不含指导胰岛素合成的RNA，故A－cDNA中不含编码胰岛素的核酸序列，C正确；胰岛A细胞和胰岛B细胞中均含有呼吸酶，即A－mRNA和B－mRNA中均含有指导呼吸酶合成的mRNA，故B－mRNA中指导呼吸酶合成的mRNA可以与A－cDNA形成杂交链，D错误。

7．如图为某细菌mRNA与对应的翻译产物示意图，相关叙述错误的是(　　)

A．一分子mRNA有一个游离磷酸基团，其他磷酸基团均与两个核糖相连

B．mRNA上的AUG是翻译的起始密码，它是由基因中的启动部位转录形成

C．一个mRNA有多个起始密码，所以一个mRNA可翻译成多种蛋白质

D．在该mRNA合成的过程中，核糖体就可以与之结合并开始翻译过程

【答案】B　【解析】一分子mRNA中磷酸和核糖交替连接，则起始端有一个游离磷酸基团，其他磷酸基团均与两个核糖相连， A正确；转录开始时， RNA聚合酶必须与基因上的启动子结合，起始密码子在mRNA上，是由基因中模板链转录形成的，不一定在启动子上，B错误；据图分析，一个mRNA有多个起始密码，所以一个mRNA可翻译成多种蛋白质， C正确；细菌属于原核细胞，没有核膜包被的细胞核，则mRNA合成的过程中，核糖体就可以与之结合并开始翻译过程，即边转录边翻译，D正确。

8．下图为翻译过程中搬运原料的工具tRNA，其反密码子的读取方向为“3′端→5′端”，其他数字表示核苷酸的位置。下表为四种氨基酸对应的全部密码子的表格。相关叙述正确的是(　　)

A．转录过程中也需要搬运原料的工具

B．该tRNA中含有氢键，由两条链构成

C．该tRNA在翻译过程中可搬运苏氨酸

D．氨基酸与反密码子都是一一对应的

【答案】C　【解析】转录过程中不需要搬运原料的工具；呈三叶草型的tRNA中含有氢键，但仍是单链；该tRNA的反密码子的读取方向为“3′端→5′端”，即UGG，对应的密码子为ACC，即苏氨酸；有些氨基酸对应的密码子不止一个，因此与反密码子不是一一对应关系。

B组　能力提升练

9．如图分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。下列说法正确的是(　　)

A．DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上

B．在浆细胞中②过程转录出的α链一定是合成抗体的mRNA

C．①过程多个起始点同时进行可缩短DNA复制时间

D．③过程只发生在位于细胞质基质中的核糖体上

【答案】C　【解析】DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都在DNA上，A错误；在浆细胞中可以表达多个基因，②过程转录出的α链不一定是合成抗体的mRNA，B错误；①过程多个起始点同时进行可缩短DNA复制时间，提高复制效率，C正确；③过程可以发生在位于细胞质基质和线粒体中的核糖体上，D错误。

10．如图所示的中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程，下列相关叙述正确的是(　　)

A．人体细胞中，无论在何种情况下都不会发生e、d过程

B．在真核细胞有丝分裂前的间期，a先发生，b、c过程后发生

C．能特异性识别信使RNA上密码子的分子是tRNA，后者所携带的分子是氨基酸

D．真核细胞中，a过程只发生在细胞核，b过程只发生在细胞质

【答案】C　【解析】逆转录病毒侵入人体细胞时，RNA复制(e)、逆转录(d)过程也可发生在人体细胞内；在真核细胞有丝分裂前的间期，G1期进行RNA和蛋白质合成，随后S期主要进行DNA的复制，G2期合成少量RNA和蛋白质；真核细胞中，DNA复制(a)、转录(b)主要发生在细胞核，在线粒体和叶绿体中也能发生。

11．(2021年广东名校联考)如图1、2是两种细胞中遗传信息的主要表达过程。据图分析，下列叙述中不正确的是(　　)

A．图1细胞中没有核膜围成的细胞核，可以边转录边翻译

B．两细胞中基因表达过程均由线粒体提供能量

C．真核生物细胞核中转录出的mRNA必须通过核孔后才能翻译

D．图中所示的遗传信息的流动方向都是DNA→mRNA→蛋白质

【答案】B　【解析】图1细胞没有核膜包被的成形的细胞核，属于原核细胞，可以边转录边翻译，A正确；图1细胞是原核细胞，没有线粒体，B错误；真核生物细胞核DNA中的遗传信息通过转录到mRNA中，mRNA必须通过核孔到细胞质中的核糖体上才能作为翻译的模板，C正确；图1和图2均表示遗传信息的转录和翻译过程，遗传信息的流动方向为DNA→mRNA→蛋白质，D正确。

12．图1表示原核细胞内的生理活动，图2表示中心法则。下列说法正确的是(　　)

A．由图1知原核细胞DNA的复制与基因的表达可同时进行

B．图1中的酶丙和酶乙作用有相同之处，可能是同一种酶

C．图2中过程e需要的酶由病毒的宿主细胞提供

D．图2中过程a和b的模板相同，遵循的碱基互补配对方式相同

【答案】A　【解析】原核细胞没有细胞核，基因的表达和复制都在细胞质中进行，A正确；酶丙为解旋酶，参与DNA复制，而酶乙参与转录，是RNA聚合酶，B错误；图2中过程e为逆转录，逆转录酶来源于病毒，C错误；a表示DNA的复制，b表示转录，复制的模板链有2条，而转录的模板链为1条，转录过程的碱基互补配对方式有A—U，而复制过程没有，D错误。

13．下图①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。回答有关问题：

(1)①过程发生的时期是________________________________________。可发生在细胞核中的过程有________(填序号)。

(2)若②过程的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占30%、20%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为________。

(3)③过程中Y是某种tRNA，它是由________(填“三个”或“多个”)核糖核苷酸组成的，其中CAA称为________，一种Y可以转运________种氨基酸。若合成该蛋白质的基因含有600个碱基对，则该蛋白质最多由________个氨基酸组成。

(4)人体内成熟红细胞、胚胎干细胞、浆细胞中，能同时发生上述三个过程的细胞是________。

(5)假若转录形成α链的基因中有一个碱基发生了替换，导致该基因编码的肽链中氨基酸数目减少，其原因可能是基因中碱基的替换导致__________________________________。

【答案】(1)有丝分裂前的间期或减数第一次分裂前的间期　①②　(2)25%　(3)多个　反密码子　1　200

(4)胚胎干细胞　(5)终止密码子提前出现，翻译提前终止

【解析】(1)图①过程表示人体细胞中的DNA分子复制，发生时期为有丝分裂前的间期或减数第一次分裂前的间期。图②表示转录过程，图③表示翻译过程，可发生在细胞核中的过程有①②。(2)α链中G＋U＝54%，G＝30%，则U＝24%，即α链的模板链对应区段中A＝24%，C＝30%。同时可推得其模板链对应区段中A＋C＝54%，又知模板链对应区段中G＝20%，则T＝1－54%－20%＝26%，即DNA的另一链对应区段中A＝26%，则整个DNA区段中A＝(24%＋26%)÷2＝25%。(3)tRNA由多个核糖核苷酸组成，其中CAA称为反密码子，一种Y只能转运一种特定的氨基酸。由于mRNA上三个相邻的碱基编码一个氨基酸，则该蛋白质最多由600÷3＝200(个)氨基酸组成。(4)人体内成熟红细胞无细胞核，①②③过程均不可进行，浆细胞为高度分化的细胞，不可进行①过程，胚胎干细胞为能够增殖的细胞，可同时发生上述三个过程。(5)若转录形成α链的基因中有一个碱基发生了替换，可能会使对应的mRNA中三个相邻的碱基变为一个终止密码子，进而导致翻译终止，最终使肽链中氨基酸数目减少。

C组　压轴培优练

14．长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基，具有多种调控功能的一类RNA分子。如图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下列问题：

(1)细胞核内各种RNA的合成都以__________________为原料，催化该反应的酶是____________。

(2)转录产生的RNA中，提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是________，此过程中还需要的RNA有________________。

(3)lncRNA前体加工成熟后，有的与核内________(图示①)中的DNA结合，有的能穿过________(图示②)与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合，发挥相应的调控作用。

(4)研究发现，人体感染细菌时，造血干细胞核内产生的一种lncRNA，通过与相应DNA片段结合，调控造血干细胞的________，增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。该调控过程的主要生理意义是______________。

【答案】(1)四种核糖核苷酸　RNA聚合酶　(2)mRNA(信使RNA)　tRNA和rRNA(或转运RNA和核糖体RNA)　(3)染色质　核孔　(4)分化　增强人体的免疫抵御能力

【解析】(1)合成RNA的原料是四种游离的核糖核苷酸，RNA合成过程需要RNA聚合酶的催化。(2)多肽链的合成过程中以mRNA(信使RNA)为模板，tRNA运输相应的氨基酸，在核糖体(主要成分是rRNA和蛋白质)上完成。(3)据图分析，lncRNA前体加工成熟后，有的与核内染色质中的DNA结合，有的能穿过核孔进入细胞质中。(4)血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞都来源于造血干细胞，故可推出lncRNA与相应DNA片段结合可调控造血干细胞的分化，血液中的这些吞噬细胞都参与免疫过程，所以该调控过程可以增强人体的免疫抵御能力。

15．如图表示基因控制胰岛素合成过程的示意图，请分析并回答下列问题：

(1)DNA分子基本骨架由______________________交替排列构成，DNA聚合酶可以催化相邻的两个脱氧核苷酸形成________(填代号)化学键。

(2)在图中翻译的方向是________(填“向左”或“向右”)。

(3)图中的“一小段RNA”适于做DNA的信使，原因是______________。

(4)图中甘氨酸的密码子是________，控制该蛋白质合成的基因中，决定“…－甘氨酸－异亮氨酸－缬氨酸－谷氨酸－…”的模板链是图中的_______链。

(5)若图中DNA由5 000个碱基对组成且双链均被32P标记，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次，则复制过程需________个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸，子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为________。

【答案】(1)磷酸和脱氧核糖　③　(2)向右　(3)能储存遗传信息，且能通过核孔　(4)GGC　甲　(5)2.1×104　1∶7

【解析】(1)DNA分子基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替排列构成，DNA聚合酶可以催化相邻的两个脱氧核苷酸形成③磷酸二酯键。(2)在图中翻译的方向是向右。(3)图中的“一小段RNA”适于作DNA的信使，原因是能储存遗传信息，且能通过核孔。(4)密码子是信使RNA上决定氨基酸的3个相邻的碱基，由图中mRNA的碱基序列可知，甘氨酸的密码子是GGC，根据一小段的DNA中的甲链为模板转录形成的一小段的RNA，说明决定多肽链的模板链是图中的甲链。(5)若图中DNA由5 000个碱基对组成且双链均被32P标记，其中腺嘌呤占20%，则胞嘧啶占30%，为5 000×2×30%＝3 000(个)。将其置于只含31P的环境中复制3次，则复制过程需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为3 000×(23－1)＝2.1×104(个)，子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为2∶(2×23－2)＝1∶7。