【最新版】23届高考生物二轮复习之专题跟踪检测（四） 基因的本质与表达

这是一份【最新版】23届高考生物二轮复习之专题跟踪检测（四） 基因的本质与表达，共9页。试卷主要包含了单项选择题，不定项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．(2021·海口模拟)肺炎链球菌转化实验中，S型细菌的部分DNA片段进入R型细菌内并整合到R型细菌的DNA分子上，使这种R型细菌转化为能合成荚膜多糖的S型细菌，下列叙述正确的是( )
A．R型细菌转化为S型细菌后，DNA中嘌呤碱基总比例发生改变
B．整合到R型细菌内的DNA分子片段能直接表达合成荚膜多糖
C．从S型肺炎链球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡
D．肺炎链球菌离体转化实验与烟草花叶病毒感染烟草叶片实验的设计思路一致
解析：D R型细菌转化为S型细菌后，DNA中嘌呤碱基总比例不会改变，仍占50%，A错误；基因表达产物是蛋白质，不能表达形成荚膜多糖，整合到R型细菌内的DNA分子片段，能控制荚膜多糖的产生，B错误；从S型肺炎链球菌中提取的DNA可以使R型细菌转化为有毒的S型细菌，导致小鼠死亡，而不是S型细菌的DNA导致小鼠死亡，C错误；肺炎链球菌离体转化实验与TMV感染实验的设计思路一致，都是分开后单独观察各自的作用，D正确。
2．(2021·菏泽模拟)据最新报道，碱基家族添了新成员，科学家合成了P、B、Z、S四种新的碱基，它们的配对原则是Z配P，S配B，并都是通过三个氢键连接。掺有新碱基的DNA仍能保持稳定性，并能成功转录，但天然体系中缺乏相应的DNA聚合酶。未知的碱基序列编码的蛋白质对于大自然是全新的，其功能尚不可知，但已知包含P和Z的DNA序列能更好地与肿瘤细胞结合。下列有关说法错误的是( )
A．对于同等长度的DNA序列，掺有人工合成新碱基越多的DNA分子稳定性越差
B．掺有人工合成新碱基的DNA分子不能独立地自我复制
C．从含有新型碱基的DNA到蛋白质的研究需要进行安全性评估和审核
D．新型碱基的相关研究可用于对某些疾病进行早期检测
解析：A 根据题意，人工合成的碱基在配对时都是通过三个氢键连接的，氢键越多，DNA的稳定性越强，因此，对于同等长度的DNA序列，掺有人工合成新碱基越多的DNA分子稳定性越强，A错误；DNA聚合酶是DNA复制必需的酶，因为缺乏相应的DNA聚合酶，故掺有人工合成新碱基的DNA分子不能独立地自我复制，B正确；因为掺有人工合成碱基的DNA有可能会表达出对人类有害的蛋白质，所以需要对其进行安全性评估和审核，C正确；包含P和Z的DNA序列能更好地与肿瘤细胞结合，因此可用于对肿瘤细胞进行早期检测，D正确。
3．(2021·聊城一模)2020年2月中科院生物物理研究所揭示了一种精细的DNA复制起始位点的识别调控机制。该研究发现，含有组蛋白变体H2A.Z的核小体(染色体的基本组成单位)能够通过直接结合甲基化酶SUV420H1，促进核小体上的组蛋白H4的第二十位氨基酸发生二甲基化修饰。而带有二甲基化修饰的H2A.Z核小体能进一步招募复制起始位点识别蛋白ORC1，从而帮助DNA复制起始位点的识别。下列叙述错误的是( )
A．核小体的主要组成成分是DNA和蛋白质
B．一个DNA分子上只可能有一个含组蛋白变体H2A.Z的核小体
C．开发抑制甲基化酶SUV420H1活性的药物，可以用于肿瘤的治疗
D．在T细胞中破坏该调控机制后，T细胞的免疫激活也会受到抑制
解析：B 核小体是染色体的基本组成单位，主要组成成分是DNA和蛋白质，A正确；基因通常是有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可能有多个含组蛋白变体H2A.Z的核小体，B错误；开发抑制甲基化酶SUV420H1活性的药物，能抑制DNA复制，因而可以用于肿瘤的治疗，C正确；在T细胞中破坏该调控机制后，T细胞的增殖受阻，导致免疫激活受到抑制，D正确。
4．(2021·菏泽一模)真核生物染色体上DNA具有多起点双向复制的特点，在复制原点(Ori)结合相关的复合体，进行DNA的复制。下列叙述正确的是( )
A．真核生物DNA上Ori多于染色体的数目
B．Ori上结合的复合体具有打开磷酸二酯键的作用
C．DNA子链延伸过程中，结合的复合体促进氢键形成
D．每个细胞周期Ori处可起始多次以保证子代DNA快速合成
解析：A 因为DNA是多起点复制，且一条染色体上有1个或2个DNA，因此Ori多于染色体的数目，A正确；Ori上结合的复合体具有打开氢键的作用，B错误；DNA子链延伸过程中，结合的复合体促进磷酸二酯键形成，C错误；每个细胞周期，DNA只复制一次，Ori处只起始一次，D错误。
5．(2021·济宁二模)在遗传信息的表达过程中，蛋白质与核酸的合成相依赖。在生命起源之初，究竟是先有核酸还是先有蛋白质，科学家提出了以下假说：最早出现的生物大分子很可能是RNA，它兼具了DNA和蛋白质的功能，既可以像DNA一样储存遗传信息，又可以像蛋白质一样催化反应，DNA和蛋白质则是进化的产物。下列事实不支持该假说的是( )
A．构成核糖体的rRNA具有催化肽键形成的功能
B．细胞核内的DNA必须有RNA作为引物才能完成复制
C．mRNA是在RNA聚合酶的催化下以DNA的一条为模板转录形成的
D．四膜虫rRNA的前体物能在没有蛋白质参与下进行自我加工、剪切
解析：C rRNA可以催化肽键的形成，说明RNA具备某些蛋白质的功能(催化作用)，A支持上述假说；DNA必须在RNA参与下完成复制，说明RNA先存在，支持上述假说；mRNA在RNA聚合酶的催化下以DNA的一条链为模板转录形成是指有了DNA才有RNA，C不支持上述假说；四膜虫rRNA的前体物能在没有蛋白质参与下进行自我加工、剪切，说明RNA具备蛋白质的催化功能，D支持上述假说。
6．(2021·大连模拟)如图表示MUT酶的合成及作用途径，若图示的分解或转化过程不能发生，则会形成甲基丙二酸等有害物质，使其在体内积累而患甲基丙二酸尿症。下列说法错误的是( )
A．图示翻译过程中核糖体从左到右认读mRNA上的密码子
B．导肽M对应的基因片段发生突变不影响MUT酶发挥作用
C．推测维生素B12与MUT酶结合后可改变MUT酶的形状
D．改变饮食结构可减轻甲基丙二酸尿症患者的症状
解析：C 根据肽链的长短分析，长的翻译在前，短的翻译在后，翻译过程中核糖体从左到右认读mRNA上的密码子，A正确；MUT酶的导肽M被切除后才能发挥作用，则导肽M对应的基因片段发生突变不影响MUT酶发挥作用，B正确；MUT酶的形状改变，即改变酶的空间结构，会使得酶的活性降低，C错误；改变饮食结构，减少缬氨酸、异亮氨酸、苏氨酸等的摄入，则形成的甲基丙二酸等有害物质减少，可减轻甲基丙二酸尿症患者的症状，D正确。
7．(2021·烟台模拟)物质a是一种来自毒蘑菇的真菌霉素，能抑制真核细胞RNA聚合酶Ⅱ、Ⅲ参与的转录过程，但RNA聚合酶Ⅰ以及线粒体、叶绿体和原核生物的RNA聚合酶对其均不敏感。下表为真核生物三种RNA聚合酶的分布、功能及特点，相关分析合理的是( )
注：部分hnRNA是mRNA的前体，核基质是细胞核中除染色质与核仁以外的成分
A．三种酶的识别位点均位于DNA分子上，能够为转录提供能量
B．使用物质a会导致肺炎链球菌细胞内核糖体数量明显减少而影响其生命活动
C．翻译过程和三种酶直接参与的转录过程中发生的碱基互补配对方式完全相同
D．RNA聚合酶Ⅲ的活性减弱会影响真核细胞内RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ的合成
解析：D 三种酶的识别位点均位于DNA分子上，三者发挥作用时都降低活化能，但不能为反应提供能量，A错误；核仁中的RNA聚合酶Ⅰ合成rRNA，对物质a不敏感，使用物质a不会导致肺炎链球菌细胞内核糖体数量明显减少故不会影响其生命活动，B错误；翻译过程中存在A—U、U—A配对，三种酶参与的生理过程是转录，此过程中存在T—A配对，与翻译过程不同，C错误；RNA聚合酶Ⅲ的活性减弱会影响真核细胞内RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ的合成，因为RNA聚合酶Ⅲ催化合成的是tRNA，tRNA的作用是识别转运氨基酸，参与翻译过程，RNA聚合酶Ⅲ的活性减弱会影响tRNA的合成进而影响翻译的进行，从而影响细胞内RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ的合成，D正确。
8．(2021·烟台模拟)小鼠常染色体基因(A)表达的igf­2生长因子对小鼠的生长起重要作用，缺乏时个体较小。减数分裂形成卵子时，雌鼠的A、a基因会发生甲基化(部分胞嘧啶转化成5­甲基胞嘧啶)，导致该基因在子代中不能转录，而雄鼠的A、a基因若存在甲基化，在减数分裂形成精子时则会去甲基化。据此推测正确的是( )
A．雌鼠体内无igf­2生长因子
B．甲基化的A基因在雄鼠体内可正常转录
C．甲基化降低了RNA聚合酶的活性
D．个体较小的雌、雄鼠杂交，后代可生出正常雌鼠
解析：D 由题意可知，雌鼠体内A基因能正常表达，因此体内含有igf­2生长因子，A错误；甲基化的A基因在雄鼠体内不能正常转录，但在减数分裂形成精子时会去甲基化，因此精子中该基因能够转录，B错误；甲基化只是导致RNA聚合酶不能与相关基因结合进行转录，不会降低RNA聚合酶的活性，C错误；由于雄性精子中的A基因可以去甲基化进行转录，所以个体较小的雌、雄鼠杂交，后代可生出正常雌鼠，D正确。
9．(2021·威海模拟)硒代半胱氨酸的结构和半胱氨酸类似，只是其中的硫原子被硒取代。包含硒代半胱氨酸残基的蛋白称为硒蛋白(如谷胱甘肽过氧化物酶)。UGA通常为终止密码子，在mRNA中有一个硒代半胱氨酸插入序列(SECIS)时，UGA就能作为编码硒代半胱氨酸的密码子。下列叙述正确的是( )
A．合成谷胱甘肽过氧化物酶时，硒代半胱氨酸代替半胱氨酸参与合成
B．若去掉编码硒蛋白的mRNA中的SECIS，mRNA编码肽链的长度会缩短
C．翻译时携带硒代半胱氨酸的tRNA通过反密码子ACT与密码子UGA识别
D．UGA既可作终止密码子又可编码硒代半胱氨酸体现了密码子的简并性
解析：B 合成谷胱甘肽过氧化物酶时，UGA能作为编码硒代半胱氨酸的密码子，而不是硒代半胱氨酸代替半胱氨酸参与合成，A错误；若去掉编码硒蛋白的mRNA中的SECIS，则UGA通常为终止密码子，导致mRNA编码肽链的长度会缩短，B正确；反密码子不含碱基T，C错误；UGA通常为终止密码子，可编码硒代半胱氨酸是因为在mRNA中有一个硒代半胱氨酸插入序列SECIS，不能体现密码子的简并性，D错误。
二、不定项选择题
10．(2021·日照三模)真核细胞中，RNA剪接是指从DNA转录出的RNA前体中除去内含子编码序列，并将外显子编码序列连接起来形成一个成熟mRNA分子的过程，该过程中剪接异常的RNA会被分解。研究还发现，mRNA中的碱基序列会控制该mRNA在细胞中的存在时间，不同mRNA在细胞中的存在时间不同。下列分析合理的是( )
A．mRNA在细胞中的存在时间与对应基因中的碱基排列顺序有关
B．RNA剪接过程中有磷酸二酯键的断裂和形成，需要DNA连接酶的参与
C．mRNA的存在时间影响蛋白质的合成量，这是基因表达调控的方式之一
D．分解剪接异常的RNA可阻止异常蛋白的合成以利于维持细胞的相对稳定
解析：ACD 因为mRNA的碱基序列控制着mRNA在细胞中的存在时间，而mRNA中的碱基序列由对应基因转录而来，所以mRNA在细胞中存在时间与对应基因中的碱基排列顺序有关，A正确；RNA剪接过程中有磷酸二酯键的断裂和形成，需要RNA连接酶的参与，B错误；mRNA的碱基序列控制着mRNA在细胞中的存在时间，会影响翻译，进而影响蛋白质的合成，是基因表达调控的方式之一，C正确；RNA剪接中剪接异常的RNA会被分解，可阻止异常蛋白的合成，有利于维持细胞的相对稳定，D正确。
11．(2021·泰安模拟)正常情况下，XAGE基因只在胎盘组织和脑组织中表达，为了探究XAGE基因在肝癌细胞中的表达情况，实验小组分别提取肝癌组织和正常肝组织细胞的RNA，以RNA为模板指导合成单链cDNA，再将获得的cDNA进行电泳，电泳结果如图。下列相关叙述正确的是( )
A．以RNA为模板合成cDNA时需要加入RNA聚合酶
B．以RNA为模板合成的cDNA中的嘌呤数目和嘧啶数目相等
C．该实验也可以直接提取正常肝组织细胞中的DNA进行电泳
D．XAGE基因的表达情况可作为肝细胞癌变的检测依据
解析：D RNA聚合酶的作用是促进RNA的合成，因此合成cDNA时，不应加入RNA聚合酶，A错误；cDNA链为单链DNA，并无碱基互补配对，因此不一定存在嘌呤数目和嘧啶数目相等的现象，B错误，直接从肝细胞中提取出来的DNA链过长，在电泳过程中移动较慢或者不移动，不易观察，C错误；由题意可知，正常肝细胞中无XAGE基因的表达，而肝癌组织细胞中有XAGE基因的表达，因此该基因可以作为肝细胞癌变的检测依据，D正确。
12．(2021·聊城二模)视网膜神经节细胞(RGC)可把视觉信号从眼睛传向大脑。DNA甲基化是在相关酶的作用下将甲基选择性地添加到DNA上。随年龄增长，DNA甲基化水平升高，使RGC受损后不可恢复，视力下降。科学家将OCT、SOX和KLF三个基因导入成年小鼠的RGC，改变其DNA甲基化水平，使受损后的RGC能长出新的轴突。下列相关分析合理的是( )
A．在视觉形成的反射弧中RGC属于神经中枢
B．DNA的甲基化水平会影响细胞中基因的表达
C．DNA甲基化不改变DNA碱基对的排列顺序
D．自然状态下干细胞分化为RGC的过程不可逆
解析：BCD 形成视觉是在大脑皮层，不经过完整的反射弧，RGC属于传入神经，A错误；DNA甲基化影响基因的转录，从而影响基因的表达，B正确；DNA甲基化并不改变DNA的碱基序列，C正确；在自然状态下，细胞的分化是持久的、不可逆的，D正确。
三、非选择题
13．(2021·海口模拟)心肌细胞不能增殖，基因ARC在心肌细胞中的特异性表达能抑制其凋亡，以维持正常数量。细胞中另一些基因通过转录形成前体RNA，再经过加工会产生许多非编码RNA，如miR­223(链状)，HRCR(环状)。结合图回答问题：
(1)启动过程①时，____________酶需识别并与基因上的启动部位结合。进行过程②的场所是________，该过程最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序________(填“相同”或“不同”)，翻译的方向是________(填“从左到右”或“从右到左”)。
(2)当心肌缺血、缺氧时，会引起基因miR­223过度表达，所产生的miR­223可与ARC的mRNA特定序列通过________________原则结合，形成核酸杂交分子1，使ARC无法合成，最终导致心力衰竭。与基因ARC相比，核酸杂交分子1中特有的碱基对是________。
(3)根据题意，RNA除了为蛋白质合成提供模板外，还具有______________________________________(写出一种即可)的功能。
(4)科研人员认为，HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)①是转录过程，催化该过程的酶是RNA聚合酶，所以启动过程①时，RNA聚合酶需识别并与基因上的启动子结合。②是翻译过程，其场所是核糖体。由于控制三条多肽链合成的是同一个模板mRNA，所以最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序相同。根据肽链的长短可知，翻译的方向是从左到右。(2)当心肌缺血、缺氧时，某些基因过度表达产生过多的miR­223，miR­223与mRNA特定序列通过碱基互补配对原则结合形成核酸杂交分子1，导致过程②因模板的缺失而受阻，最终导致心力衰竭。与ARC基因(碱基配对方式为A—T、C—G)相比，核酸杂交分子1(碱基配对方式为A—U、C—G)中特有的碱基对是A—U。(3)根据题意，RNA除了为蛋白质合成提供模板外，还具有形成核酸杂交分子，调控基因表达的功能。(4)科研人员认为，HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物，其依据是HRCR与miR­223碱基互补配对，清除miR­223，使ARC基因的表达增加，抑制心肌细胞的凋亡。
答案：(1)RNA聚合 核糖体 相同 从左到右 (2)碱基互补配对 A—U (3)形成核酸杂交分子，调控基因表达 (4)HRCR与miR­223碱基互补配对，清除miR­223，使ARC基因的表达增加，抑制心肌细胞的凋亡
14．(2021·连云港模拟)表观遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变，DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域，称为“CG岛”，其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5­甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶(如图1所示)，从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点，使其全甲基化。(说明：甲基为—CH3)
(1)由上述材料可知，DNA甲基化________(填“会”或“不会”)改变基因转录产物的碱基序列。
(2)由于图2中过程①的方式是________________，所以其产物都是半甲基化的，因此过程②必须经过________________的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
(3)研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合，从而抑制______________。
(4)5­氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测AZA可能的作用机制之一是：AZA在______________过程中掺入DNA分子，导致与DNA结合的甲基化酶活性降低，从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的机制是：AZA与“CG岛”中的__________竞争甲基化酶，从而降低DNA的甲基化程度。
(5)原核生物DNA的甲基化主要作用是_____________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一，而表观遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变，所以DNA甲基化不会改变基因转录产物的碱基序列。(2)图2中过程①的模板链都含甲基，而复制后都只含一个甲基，说明过程①的方式是半保留复制，所以其产物都是半甲基化的。因此过程②必须经过维持甲基化酶的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。(3)由于RNA聚合酶与启动子结合，催化基因进行转录。研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响RNA聚合酶与启动子的结合，不能合成mRNA，从而抑制基因的表达。(4)5­氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测AZA可能的作用机制之一是：AZA在DNA复制过程中掺入DNA分子，导致与DNA结合的甲基化酶活性降低，从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的机制是：AZA与“CG岛”中的胞嘧啶竞争甲基化酶，从而降低DNA的甲基化程度。(5)由于原核生物中有限制酶，原核生物DNA的甲基化主要作用是能使自己的DNA不被自己的限制酶所破坏，而外来的DNA容易遭到切割降解，从而起到对自身的保护作用，抵御外来基因组的干扰。
答案：(1)不会 (2)半保留复制 维持甲基化酶 (3)基因的表达 (4)DNA复制 胞嘧啶 (5)能使自己的DNA不被自己的限制酶所破坏，而外来的DNA容易遭到切割降解，从而起到对自身的保护作用，抵御外来基因组的干扰
15．(2021·大连模拟)1957年英国科学家克里克提出了遗传学上重要的“中心法则”，指出遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。为研究真核细胞成熟mRNA分子上第一位核苷酸的结构修饰对其结构稳定性的影响，科研人员进行了如下的相关探索。
(1)洋葱根尖细胞能合成mRNA的部位有________________，mRNA是________过程的模板，其结构修饰会影响它的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间)，参与此过程的RNA还有__________。
(2)正常情况下，成熟mRNA分子5′端的修饰结构如图1所示。由图1可知，成熟mRNA分子第一位核苷酸的全称是________________，它被进行了碱基A甲基化(m6A)和核糖甲基化(Am)以及5′端加m7GDP的修饰。
(3)研究者分别将有m7G、无m7G的mRNA导入细胞，检测到有m7G组的mRNA半衰期为无m7G组的2.3倍，这说明_________________________________________________。
(4)为研究m6A和Am对结构稳定性的影响，研究者用特定的酶水解四种不同修饰的mRNA分子，检测游离的m7GDP含量，结果如图2。
①本实验中，对照组是________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)组。
②由图1可知，水解酶的作用部位是__________号磷酸之间的化学键；由图2可知，________修饰对mRNA结构稳定性的作用最强。
解析：(1)mRNA是转录的产物，洋葱根尖细胞能合成mRNA的部位有细胞核、线粒体，mRNA是翻译过程的模板，翻译过程还需要rRNA(核糖体的组成成分)、tRNA(转运氨基酸)。(2)由图1可知，成熟mRNA分子第一位核苷酸中的碱基为腺嘌呤A，则该核苷酸为腺嘌呤核糖核苷酸，它被进行了碱基A甲基化(m6A)和核糖甲基化(Am)以及5′端加m7GDP(或m7Gppp)的修饰。(3)有m7G组的mRNA半衰期为无m7G组的2.3倍，说明m7G能延缓mRNA的降解。(4)①研究m6A和Am对结构稳定性的影响，自变量应是m6A和Am的有无，则对照组应是m7Gpppm6Am……。②特定的酶水解四种不同修饰的mRNA分子，均生成m7GDP，则水解酶的作用部位是Ⅱ和Ⅲ号磷酸之间的化学键；由图2可知，m6A修饰组游离的m7GDP量最低，即m6A对mRNA结构稳定性的作用最强。
答案：(1)细胞核、线粒体 翻译 tRNA、rRNA (2)腺嘌呤核糖核苷酸 (3)m7G能延缓mRNA的降解(或m7G能增强mRNA的稳定性) (4)①丙 ②Ⅱ和Ⅲ m6A酶
细胞内定位
转录的产物
对物质a的敏感程度
RNA聚合酶Ⅰ
核仁
rRNA
不敏感
RNA聚合酶Ⅱ
核基质
hnRNA
敏感
RNA聚合酶Ⅲ
核基质
tRNA
对物质a的敏感程度存在物种差异性