高一生物分层训练AB卷（人教版2019必修2）第4章 基因的表达（A卷·知识通关练）

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第4章  基因的表达（A卷·知识通关练）

核心知识1．遗传信息的转录和翻译

1．图为细胞中发生的某种重要生理过程的示意图，下列有关说法正确的是（    ）

A．①是转录的产物之一，其上每三个相邻碱基被称为一个反密码子

B．该过程只需要2种RNA参与，其中mRNA作为模板，tRNA负责转运氨基酸

C．图示过程对①的读取的方向为从左到右

D．最终合成的②③④⑤四条肽链氨基酸排列顺序均相同

[答案]D　[解析]  ①是mRNA，其上每三个相邻碱基称为一个密码子，A错误；该图过程还需要rRNA的参与，存在于核糖体中，B错误；读取方向的判断依据是从肽链短到长，所以是从右到左，C错误；因为翻译的模板相同，所以合成的多肽链也都相同，D正确。故选D。

2．如图表示某生物环状DNA分子上进行的部分生理过程，下列叙述正确的是（    ）

A．进行过程①时，需要向细胞核内运入4种脱氧核苷酸、ATP、相关酶等物质

B．图中酶的作用具有专一性，都参与磷酸二酯键的形成或断裂

C．过程③确保少量mRNA分子可以迅速合成大量蛋白质

D．复制、转录、翻译时都是沿着模板链3'→5'方向进行

[答案]C.　[解析]  由图示可知，①表示的生理过程是DNA复制，环状DNA在真核细胞中存在于线粒体、叶绿体中，不在细胞核，A错误；图中酶的作用具有专一性，酶B和酶C不参与磷酸二酯键的形成或断裂，B错误；由图可知，过程③是翻译，由于一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，故少量mRNA分子可迅速合成出大量蛋白质，C正确；

翻译时是沿着模板链5'→3'方向进行，D错误。故选C。

3．(2021·徐州模拟)RNA合成发生在DNA双链部分解开的区域内(见下图)。下列相关叙述正确的是(　　)

A．RNA与DNA只有一种核苷酸有差异

B．与RNA序列一致的链是模板链

C．RNA聚合酶是结构复杂的RNA大分子

D．转录时RNA的延伸方向总是5′→3′

[答案]D.　[解析]  RNA与DNA的四种核苷酸都不同，A项错误；与RNA序列一致的链是非模板链，B项错误；RNA聚合酶是结构复杂的蛋白质，C项错误；RNA的延伸方向总是5′→3′，D项正确。故选D。

核心知识2．考查密码子和反密码子

4．(2020·全国卷Ⅲ)细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I)。含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时，存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是(　　)

A．一种反密码子可以识别不同的密码子

B．密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合

C．tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成

D．mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变

[答案]C.　[解析]  根据图像可知，反密码子CCI可与mRNA中的GGU、GGC、GGA互补配对，说明一种反密码子可以识别不同的密码子，A项正确；密码子与反密码子的碱基互补配对，密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合，B项正确；tRNA分子和mRNA分子都是单链结构，C项错误；由于某些氨基酸可对应多种密码子，故mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变，D项正确。故选C。

5．关于基因表达的过程，下列叙述正确的是（    ）

A．不同的密码子编码同种氨基酸可以加快转录速度

B．在转录过程中，需要解旋酶断开DNA双链间的氢键

C．翻译过程中，核糖体会沿着mRNA移动，直至读取终止密码子

D．翻译时多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链

[答案] C  [解析]  不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性，A错误；DNA分子复制过程中边解旋边复制，解旋过程需要DNA解旋酶作用，破坏双链间的氢键，解开双螺旋，而转录过程中起解旋作用的是RNA聚合酶，B错误；翻译过程中，核糖体会沿着mRNA移动，直至读取终止密码子，翻译停止，C正确；多个核糖体可结合在一个mRNA上分别合成多条相同的多肽链，D错误。故选C。

核心知识3．考查中心法则

6．如图为中心法则示意图，①~⑤表示相关过程。相关叙述正确的是（    ）

A．精细胞的细胞核中能发生①②过程

B．④过程和⑤过程所需的原料相同

C．在某些逆转录病毒体内可发生④过程

D．碱基互补配对保证了遗传信息传递的准确性

[答案]D.  [解析]  精细胞是成熟生殖细胞，不再进行细胞分裂，细胞核内不会发生DNA分子的复制，A错误；④表示逆转录，原料为脱氧核苷酸，⑤表示RNA复制，原料为核糖核苷酸，B错误；④过程发生在某些逆转录病毒的宿主细胞中，C错误；在中心法则中的每一步骤均遵循碱基互补配对原则，保证了遗传信息传递过程中的准确性，D正确。

故选D。

7．下图为遗传信息在生物大分子之间传递的中心法则图解。被新冠病毒（RNA病毒）感染的人的细胞中不可能发生的过程是（    ）

A．①②③ B．②③⑤ 

B．C．③④ D．③

[答案]D.  [解析]  题图分析：图示为遗传信息在生物大分子之间传递的图解，其中①为DNA分子复制过程；②为转录过程；③为逆转录过程；④为RNA复制过程；⑤为翻译过程。新冠病毒一种RNA病毒，进入人体细胞后发生RNA分子的复制和翻译，即④⑤过程。人体细胞的基因可复制和表达，即①②⑤过程，因此被新冠病毒感染的人体细胞中不可能发生③逆转录。ABC错误，D正确。故选D。

8．(2021·唐山一中期中)新型冠状病毒感染的肺炎疫情发生以来，全国人民同舟共济、众志成城，打赢了一场没有硝烟的疫情阻击战，经研究，该病毒是一种单股正链RNA病毒，其在宿主细胞内的增殖过程如图所示。下列说法中正确的是(　　)

A．由图示可知，＋RNA 和－RNA上都含有决定氨基酸的密码子

B．过程②消耗的嘧啶核苷酸数等于过程④消耗的嘌呤核苷酸数

C．可利用抗生素类药物抑制新型冠状病毒在宿主细胞内的增殖

D．新型冠状病毒和HIV的增殖过程都需要RNA复制酶的作用

[答案]B.　[解析]  由过程①和③可知，＋RNA能指导蛋白质的合成，而－RNA不能，因此可判断＋RNA上有决定氨基酸的密码子，而－RNA上没有，A错误；过程②和④都要遵循碱基互补配对原则，因此过程②消耗的嘧啶核苷酸的数量与过程④消耗的嘌呤核苷酸的数量相等，B正确；抗生素类药物主要作用于细菌，不能抑制病毒的增殖，C错误；HIV是逆转录病毒，增殖过程需要逆转录酶的作用，不需要RNA复制酶的作用，D错误。故选B。

核心知识4．考查基因的表达产物与性状的关系

9．下列有关基因对性状的控制的说法，正确的是（    ）

A．囊性纤维病体现了基因对性状的直接控制

B．柳穿鱼花的不同形态是由于基因型不同导致的

C．人的血红蛋白与马的血红蛋白有差异，体现了基因的选择性表达

D．DNA的甲基化修饰没有改变遗传信息，不能遗传给下一代

[答案]A.  [解析]  囊性纤维病的实例可以说明基因对性状的直接控制,即基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，A正确；柳穿鱼花的形态结构不同，原因是这两植株中的一株在开花时Lcyc基因未表达，它们其他方面基本相同，B错误；人的血红蛋白与马的血红蛋白有差异，是基因不同，C错误；DNA的甲基化修饰没有改变遗传信息，可以传给下一代，D错误。故选A。

10．(2021·冀州中学期中)如图所示为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述正确的是 (　　)

A．①②和⑦⑥都表示基因的表达过程，但发生在不同细胞中

B．由题中信息判断基因1和基因2的遗传一定遵循自由组合定律

C．生物体中一个基因只能决定一种性状

D．⑦→⑥→⑤过程说明基因可通过控制酶的合成，直接控制生物的性状

[答案]A.  [解析]  由图可知，①和⑦表示转录，②和⑥表示翻译，基因的表达包括转录和翻译，图中的血红蛋白的形成只发生在红细胞中，酪氨酸酶在皮肤和眼睛等组织细胞中表达，A正确；仅由题中信息不能确定基因1和基因2的遗传是否遵循自由组合定律，因为仅由题中信息不能确定这两个基因是否位于同一对同源染色体上，B错误；生物体中一个基因可以参与控制多种性状，C错误；⑦→⑥→⑤过程说明基因可通过控制酶的合成，间接控制生物的性状，D错误。故选A。

11．研究人员发现，海龟体内的组蛋白H3甲基化会抑制雄性基因的表达。温度较高的环境中，钙离子能够大量流入性腺细胞中，促使信号转导和转录激活因子3（STAT3）发生磷酸化修饰，继而抑制一种赖氨酸特异性去甲基化酶Kdm6B的活性，该酶可特异性催化组蛋白H3的去甲基化。下列说法错误的是（    ）

A．该研究表明，环境温度较高最终会导致海龟雄性个体比例增加

B．低温条件下海龟细胞中组蛋白甲基化程度比高温条件下要低

C．高温条件下钙离子大量流入性腺细胞需要载体蛋白的帮助

D．该过程说明环境可通过影响基因表达影响生物体的性状

[答案] A.  [解析]　环境温度较高促进了钙离子流入，促进了STAT3磷酸化，抑制了Kdm6B的活性，抑制了组蛋白H3的去甲基化，使得组蛋白H3甲基化程度高，进而抑制雄性基因表达，导致海龟雄性个体比例下降，A错误；温度高导致赖氨酸特异性去甲基化酶Kdm6B的活性降低，组蛋白H3不能去甲基化，故低温条件下海龟细胞中组蛋白甲基化程度比高温条件下要低，B正确；钙离子大量进入细胞可能是协助扩散，需要载体蛋白的帮助，C正确；该过程受温度影响，说明环境可通过影响基因表达影响生物体的性状，D正确。故选A。

核心知识5．考查细胞分化和基因的选择性表达

12．(2021·武汉质检)白水牛的皮肤呈粉红色，被毛、角和蹄均为白色，而眼睛呈现黑色，是我国稀有且珍贵的畜禽遗传资源。我国科学家经过多年的研究，揭示了白水牛白毛色形成的分子机制。白水牛常染色体上一个名叫ASIP基因的基因，其上游插入了一段长度为2 809个核苷酸的特殊DNA片段，使得ASIP基因表达量相较于黑水牛提高了近10倍，而大量的ASIP基因表达产物的积累，会阻碍黑色素细胞的增殖分化和发育成熟，最终导致白水牛皮肤中缺乏成熟的黑色素细胞及黑色素颗粒。下列相关说法正确的是(　　)

A．白水牛的变异类型为染色体数目变异

B．白水牛白毛色与人类白化病的形成机制一样

C．基因表达水平的高低，会影响生物体的性状

D．白水牛稀有，据此推测白毛性状受隐性基因控制

[答案] C.　[解析]  白水牛的染色体数目没有发生变化，A项错误；人类的白化病是由于控制催化黑色素合成的酶的基因发生突变，造成黑色素不能合成造成的，与白水牛白毛色形成的机制不同，B项错误；不能判断白水牛的白毛性状的显隐性，D项错误。故选C。

13．管家基因是指所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是维持细胞基本生命活动所必需的，而奢侈基因是指不同类型细胞中特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与功能。如图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态。下列有关叙述不正确的是（    ）

A．基因a属于管家基因

B．细胞B为胰岛细胞

C．与细胞A相比，细胞B中含有较多的高尔基体

D．三种细胞成熟后均含有基因a、b、c

[答案]D.　[解析]  基因a催化葡萄糖→丙酮酸，该过程属于细胞呼吸的第一阶段，而细胞呼吸是维持细胞基本生命活动所必需的，该基因都要表达的，因此基因a属于管家基因，A正确；细胞B能表达胰岛素基因，胰岛素是胰岛细胞分泌的，因此细胞B为胰岛细胞，B正确；细胞A表达血红蛋白基因，血红蛋白是胞内蛋白，而细胞B能表达胰岛素基因，胰岛素是分泌蛋白，因此与细胞A相比，细胞B中含有较多的高尔基体，C正确；细胞A表达血红蛋白基因，则细胞A为红细胞，人成熟的红细胞无细胞核，不含基因a、b、c，D错误。故选D。

核心知识6．考查表观遗传

14．DNA甲基化发生于DNA的CG序列密集区。发生甲基化后，这段DNA就可以和甲基化DNA结合蛋白相结合，结合后DNA链发生高度紧密排列，RNA聚合酶无法与之再结合，所以这段DNA的基因就无法得到表达。下列叙述错误的是（　　）

A．吸烟会导致精子中的DNA甲基化水平明显升高，说明发生了基因突变

B．DNA的甲基化可在不改变基因碱基序列的前提下实现对基因表达的调控

C．基因碱基序列的甲基化程度越高，基因的表达受到的抑制越明显，属于表观遗传

D．表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育等生命活动中

[答案] A.　[解析]  吸烟会导致精子中的DNA甲基化水平明显升高，甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合，故无法表达，但是基因未发生突变，A错误；DNA的甲基化使基因无法表达，所以可在不改变基因碱基序列的前提下实现对基因表达的调控，B正确；基因碱基序列的甲基化程度越高，RNA聚合酶越不容易与DNA结合，基因的表达受到的抑制越明显，C正确；表观遗传现象在生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中普遍存在，表观遗传机制在特定的时间通过调控特定基因的表达而影响细胞分裂、分化以及代谢等生命活动，D正确。故选A。

15．(2021·河北选择性考试模拟)DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基基团，此种变化可影响基因的表达，对细胞分化具有调控作用。基因启动子区域被甲基化后，会抑制该基因的转录，如图所示。研究发现，多种类型的癌细胞中发生了抑癌基因的过量甲基化。下列叙述错误的是(　　)

A．细胞的内外环境因素均可引起DNA的甲基化

B．甲基化的启动子区更易暴露转录模板链的碱基序列

C．抑癌基因过量甲基化后会导致细胞不正常增殖

D．某些DNA甲基化抑制剂可作为抗癌药物研发的候选对象

[答案] B.　[解析]  DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基基团，细胞的内外环境因素均可引起DNA的甲基化，从而影响基因的表达，进而调控细胞分化，A正确；从图中可以看出，基因包括启动子、转录区域、终止子等部分，启动子和转录区域为基因中不同的区段，基因启动子区域被甲基化后，会抑制该基因的转录，因此甲基化的启动子区不利于暴露转录模板链的碱基序列，B错误；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖，抑癌基因过量甲基化后，抑癌基因不能正常表达，会导致细胞不正常增殖，C正确；某些DNA甲基化抑制剂，可以抑制抑癌基因过量甲基化，阻止细胞癌变，可作为抗癌药物研发的候选对象，D正确。故选B。

核心知识6．综合非选择题

16．(2020·全国卷Ⅱ)大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后，可形成小肽(短的肽链)。回答下列问题：

(1)在大豆细胞中，以mRNA为模板合成蛋白质时，除mRNA外还需要其他种类的核酸分子参与，它们是____________________。

(2)大豆细胞中大多数mRNA和RNA聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞质这两个部位来说，作为mRNA合成部位的是________，作为mRNA执行功能部位的是________；作为RNA聚合酶合成部位的是________，作为RNA聚合酶执行功能部位的是________。

(3)部分氨基酸的密码子如表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG，则该小肽的氨基酸序列是____________________________。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，则此时编码小肽的RNA序列为_________________________________________________________________。

[答案]　(1)rRNA、tRNA

(2)细胞核　细胞质　细胞质　细胞核　

(3)酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸　UAUGAGCACUGG

[解析]　(1)在大豆细胞中，以mRNA为模板合成蛋白质时，还需要rRNA参与构成核

糖体、tRNA参与氨基酸的转运。

(2)大豆细胞中，仅考虑细胞核和细胞质这两个部位，mRNA的合成部位是细胞核，mRNA合成以后通过核孔进入细胞质，与核糖体结合起来进行翻译过程；RNA聚合酶在细胞质中的核糖体上合成，经加工后，通过核孔进入细胞核，与DNA结合起来进行转录过程。

(3)根据该小肽对应的编码序列，结合表格中部分氨基酸的密码子可知，该小肽的氨基酸序列是酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，结合表格中部分氨基酸的密码子可知，谷氨酸、酪氨酸和组氨酸的密码子均有两个，且均为最后一个碱基不同，因此应该是这三种氨基酸分别对应的密码子的最后一个碱基发生了替换，此时编码小肽的RNA序列为UAUGAGCACUGG。

17．(2021·四川德阳一诊)1981年，中国科学家王德宝等用化学和酶促合成相结合的方法首次合成了酵母丙氨酸tRNA(用tRNAAla表示)。回答下列问题：

(1)在生物体内，DNA分子上的tRNA基因经过________生成tRNA前体；在人工合成tRNAAla的过程中，需将合成的tRNA的部分片段进行________________________，才能折叠成“三叶草形”的tRNA分子。

(2)tRNAAla的生物活性是指在翻译过程中既能携带丙氨酸，又能________________________。某些tRNA也能携带丙氨酸，原因是________________________。

(3)为了测定人工合成的tRNAAla是否具有生物活性，科学工作者先将3H标记的丙氨酸与tRNAAla结合为“3H—丙氨酸—tRNAAla”，将其与普通氨基酸一起加入蛋白质的生物合成体系中。若________________________，则表明人工合成的tRNAAla具有生物活性。

(4)在体外用14C标记“半胱氨酸—tRNA”复合物中的半胱氨酸，得到“14C—半胱氨酸—tRNACys”，再用无机催化剂将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸，得到14C—丙氨酸—tRNACys，如果该“14C—丙氨酸—tRNACys”参与翻译过程，则新合成的肽链中会发生什么变化？　

____________________________________________________。

[答案]　(1)转录　碱基互补配对

(2)识别mRNA上丙氨酸的密码子　丙氨酸有不同的密码子

(3)新合成的多肽链中含有放射性

(4)肽链中原来半胱氨酸的位置会被替换为14C标记的丙氨酸

[解析]　(1)RNA是以DNA的一条链为模板转录而成的，在tRNA中有一部分结构进行碱基互补配对，然后折叠形成三叶草结构。

(2)具有生物活性的丙氨酸tRNA既能够携带丙氨酸，还能识别mRNA上的丙氨酸的密码子，然后把丙氨酸放在相应的位置。密码子具有简并性，丙氨酸有不同的密码子，因此某些tRNA也能携带丙氨酸。

(3)通过同位素标记法可以判断人工合成的tRNAAla是否具有生物活性，将经3H标记的丙氨酸与tRNAAla结合为“3H—丙氨酸—tRNAAla”，将其与普通氨基酸一起加入蛋白质的生物合成体系中，如果新合成的多肽链中含有放射性，则说明人工合成的tRNAAla具有生物活性。

(4)tRNA上的半胱氨酸还原成丙氨酸，但此tRNA上的反密码子不变，因此识别的mRNA的密码子不变，则用该“14C—丙氨酸—tRNACys”参与翻译过程，则新合成的肽链中原来半胱氨酸的位置会被替换为14C标记的丙氨酸。