2022届高考生物一轮复习课后限时集训20基因的表达含解析新人教版

基因的表达

(建议用时：40分钟)

1．(2020·长郡中学检测)“无细胞蛋白质合成系统”是以外源DNA或mRNA为模板，人工添加所需原料和能源物质，以细胞提取物为条件合成蛋白质的体外基因表达系统。下列叙述错误的是   (　　)

A．人工添加的原料中应包含氨基酸、脱氧核苷酸等物质

B．该系统具备完成转录和翻译的能力

C．为保证编码目标蛋白的mRNA数量应适当添加RNA聚合酶

D．与胞内蛋白质合成相比，该系统的蛋白质合成过程更易被人工调控

A　[人工添加的原料中应包含氨基酸作为翻译的原料，不需要脱氧核苷酸，需要核糖核苷酸作为转录的原料，故A错误；该系统具备完成转录和翻译的能力才能合成出蛋白质；为保证编码目标蛋白的mRNA数量应适当添加RNA聚合酶保证转录过程的进行；与胞内蛋白质合成相比，该系统的蛋白质合成过程更易被人工调控。B、C、D正确。]

2．(2020·惠州调研)在生物体内，控制tRNA合成的基因经过转录生成tRNA前体，tRNA前体经过核糖核酸酶P的剪切加工才能成为成熟的tRNA。据此分析，核糖核酸酶P(　　)

A．能够催化tRNA基因的转录

B．通过破坏氢键剪切前体RNA

C．可能存在于细胞核或某些细胞器中

D．可对双链DNA分子进行剪切和加工

C　[tRNA是以DNA的一条链为模板转录形成的，因此tRNA的合成需要RNA聚合酶，从题意中没有看出核糖核酸酶P能够催化tRNA基因的转录，A错误；核糖核酸酶P能对tRNA前体进行剪切加工，其破坏的是磷酸二酯键，B错误；DNA主要存在于真核细胞的细胞核中，真核细胞线粒体内或叶绿体内也有少量DNA，它们都能转录合成RNA，C正确；核糖核酸酶P具有专一性，只能作用于RNA，而不能作用于DNA，D错误。故选C。]

3．(2020·廊坊联考)如图表示发生在水稻叶肉细胞内的某生理过程。下列相关叙述错误的是(　　)

A．上图表示翻译合成蛋白质的过程

B．物质①②都是主要在细胞核内通过转录产生的

C．图中异亮氨酸对应的密码子是AUC

D．该过程需要RNA聚合酶的催化

D　[上图表示翻译合成蛋白质的过程，A正确；物质①②是RNA，都是主要在细胞核内通过转录产生的，B正确；图中异亮氨酸对应的密码子是mRNA上的AUC，C正确；RNA聚合酶催化的是转录过程，该过程为翻译，D错误。]

4．(2020·常熟检测)1957年克里克提出“中心法则”，1970年他又重申了中心法则的重要性并完善了中心法则(如图)。下列有关叙述错误的是(　　)

A．①～⑤过程都可以在细胞内发生

B．①～⑤过程均遵循碱基互补配对原则

C．①和⑤过程在大肠杆菌细胞中可以同时进行

D．中心法则揭示了生物界共用同一套遗传密码

D　[①～⑤过程表示遗传信息的流动，都可以在细胞内发生，A正确；图中所有过程都遵循碱基互补配对原则，B正确；①是将DNA中遗传信息传递给RNA，为转录过程，⑤是将RNA中遗传信息翻译成氨基酸序列的过程，即翻译，大肠杆菌细胞为原核细胞，没有细胞核，转录和翻译可同时进行，C正确；中心法则揭示了遗传信息的流动方向或传递规律，并没有揭示生物界共用同一套遗传密码，D错误。]

5．(2020·湖北名校联考)如图为在实验室中进行的相关模拟实验，有关叙述错误的是(　　)

甲　　　　　　　　　　乙

A．图中甲、乙模拟实验模拟的过程分别是转录、翻译

B．图中甲、乙加入的生物大分子DNA和信使RNA都起模板的作用

C．图中乙过程要顺利进行，还需向试管中加入的物质或细胞结构有tRNA、核糖体

D．若将图中乙加入的氨基酸换成脱氧核苷酸，则要将相关酶改成DNA聚合酶

D　[本题考查中心法则中有关遗传信息的传递知识。图中甲、乙加入的生物大分子——DNA和信使RNA都起模板的作用，核糖核苷酸和氨基酸分别作为原料，所以甲、乙模拟实验模拟的过程分别是转录、翻译，A、B项正确；翻译的过程是以信使RNA为模板，其上的密码子与tRNA上的反密码子碱基互补配对，tRNA将携带来的氨基酸安放在核糖体相应位置上，C项正确；若将图中乙加入的氨基酸换成脱氧核苷酸，则模板仍是RNA，但原料是脱氧核苷酸，所以产物是DNA，则该实验模拟的是RNA→DNA的逆转录过程，而不是DNA复制过程，所以要将相关酶改成逆转录酶，D项错误。]

6．(2020·焦作一模)如图是基因表达过程中的一些物质关系图，下列相关叙述错误的是(　　)

A．细胞中①与②两过程不能同时进行，所需原料、条件也不相同

B．同一细胞不同时期，细胞中b的种类有的相同，有的不同

C．图中a代表DNA，d可能是具有催化作用的酶

D．b与c的基本组成单位相同，但是空间结构不同

A　[原核细胞没有具膜的细胞核，转录、翻译可以同时进行，A错误；b是mRNA，同一细胞不同时期基因选择性表达，所以细胞中b的种类有的相同，有的不同，B正确；图中a代表DNA，d是RNA，可能是具有催化作用的酶，C正确；b是mRNA，一般是单链，c是tRNA，折叠成三叶草形，两者的组成单位都是四种核糖核苷酸，D正确。]

7．(2020·山东等级考模拟)对于绝大多数生物来说，基因是具有遗传效应的DNA片段。下列关于二倍体真核生物基因的描述，正确的是  (　　)

A．某生物组织中全部的mRNA反转录出的DNA包含该生物所有核基因

B．基因表达的最终产物都是承担细胞相应生命活动的蛋白质

C．刚转录完成的RNA序列与结合到核糖体上的该基因的mRNA序列相同

D．真核生物的基因在一定条件下可以在原核细胞中表达

D　[由于在生物的不同组织中基因是选择性表达的，因此某生物组织中全部的mRNA反转录出的DNA只包含该生物的部分基因，A项错误；基因表达的最终产物多数情况下是蛋白质，也可以是RNA，B项错误；真核生物的基因有内含子，转录完成的RNA序列要经过加工去掉内含子转录的部分，因此刚转录完成的RNA序列与结合到核糖体上的该基因的mRNA序列不同，C项错误；反转录产生的真核细胞的基因，可以在原核细胞中表达，D项正确。]

8．(2020·北京市海淀区高三期末)科研人员测定某噬菌体单链DNA的序列，得到其编码蛋白质的一些信息，如图所示。据此作出的分析，不正确的是(　　)

A．谷氨酸(Glu)至少有两种密码子

B．终止密码子分别为TAA或TGA

C．一个碱基对替换可能引起两种蛋白质发生改变

D．基因重叠能经济地利用DNA的遗传信息量

B　[90号和149号都编码Glu，并且碱基不同，所以Glu至少有两种密码子，A正确；密码子是mRNA编码一个氨基酸的三个碱基，而这是DNA分子，没有密码子，B错误；由于两个基因共用一个DNA分子片段，所以一个碱基对替换可能引起两种蛋白质发生改变，C正确；图中基因D的碱基序列中包含了基因E的起始到基因E的终止，由此看出基因发生了重叠，这样就增大了遗传信息储存的容量，也能经济地利用DNA的遗传信息量，D正确。]

9．(2020·江西检测)弹状病毒为单股负链RNA(记作“－RNA”)病毒。除RNA外，弹状病毒还有RNA依赖性RNA聚合酶等蛋白质成分。如图是该病毒侵染宿主细胞并增殖的部分过程。下列相关叙述正确的是(　　)

A．该病毒遗传信息的传递方向可表示为RNA→DNA→RNA→蛋白质

B．①过程的原料是宿主细胞提供的脱氧核苷酸

C．该病毒仅有核糖体这一种细胞器能合成病毒蛋白

D．弹状病毒侵入宿主细胞与宿主细胞膜上特异性蛋白有关

D　[该病毒遗传信息的传递方向可表示为－RNA→＋RNA→蛋白质，A错误；①过程的原料是宿主细胞提供的核糖核苷酸，B错误；病毒无细胞器等细胞结构，C错误；弹状病毒侵入宿主细胞与宿主细胞膜上特异性蛋白有关，D正确。]

10．(2020·江苏高考)研究发现，线粒体内的部分代谢产物可参与调控核内基因的表达，进而调控细胞的功能。如图为T细胞中发生上述情况的示意图，请据图回答下列问题：

(1)丙酮酸进入线粒体后先经氧化脱羧形成乙酰辅酶A，再彻底分解成________和[H]。[H]经一系列复杂反应与________结合，产生水和大量的能量，同时产生自由基。

(2)线粒体中产生的乙酰辅酶A可以进入细胞核，使染色质中与________结合的蛋白质乙酰化，激活干扰素基因的转录。

(3)线粒体内产生的自由基穿过线粒体膜到________中，激活NFAT等调控转录的蛋白质分子，激活的NFAT可穿过________进入细胞核，促进白细胞介素基因的转录。转录后形成的________分子与核糖体结合，经________过程合成白细胞介素。

(4)T细胞内乙酰辅酶A和自由基调控核内基因的表达，其意义是________________________________________________________________

________________________________________________________________。

[解析]　(1)有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体中，在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸彻底氧化分解生成CO2和[H]，在有氧呼吸的第三阶段，[H]经过一系列复杂反应与O2结合，产生水和大量能量。(2)染色质是由DNA和蛋白质组成的。(3)由题图可以看出，线粒体产生的自由基在细胞质基质中激活NFAT。NFAT是蛋白质分子，通过核孔进入细胞核。转录的产物是mRNA，mRNA与核糖体结合，经翻译过程合成蛋白质(如白细胞介素)。(4)干扰素和白细胞介素都属于免疫活性物质，T细胞内的乙酰辅酶A和自由基都能通过调控核内基因表达促进干扰素和白细胞介素的合成，提高机体的免疫能力。

[答案]　(1)CO2　O2　(2)DNA　(3)细胞质基质　核孔　mRNA　翻译　(4)提高机体的免疫能力

11．(2020·长郡中学模拟)核酸和蛋白质结合在一起可称为“核酸—蛋白质”复合物。真核生物核基因在表达过程中如有异常，mRNA会被细胞分解。如图是核基因S的表达过程，下列有关叙述错误的是(　　)

A．图中①和②过程均存在着“核酸—蛋白质”复合物

B．S基因中存在不能翻译成多肽链的片段

C．图中所示的①为转录过程，②为翻译过程

D．过程①和过程②中的酶均能作用于磷酸二酯键

C　[①为转录过程，存在“DNA­RNA聚合酶”复合物，②为加工(剪接)过程，存在着“RNA—核酸水解酶”复合物，A正确；真核生物的基因存在编码区和非编码区，编码区存在内含子，非编码区和内含子不能翻译成多肽链的片段，B正确；图中所示的①为转录过程，③为翻译过程，C错误；过程①和过程②中需要的酶分别为RNA聚合酶、核酸水解酶，二者均能作用于磷酸二酯键，D正确。]

12．(2020·浙江联考)如图表示某原核细胞中的一个DNA片段表达遗传信息的过程，其中①为RNA聚合酶结合位点，②③④为核糖体结合位点，AUG为起始密码。下列相关叙述正确的是(　　)

A．DNA片段AB间仅包含一个基因

B．mRNA片段ab间仅能结合三个核糖体

C．蛋白质产物α、β、γ在结构上的差异主要体现在肽键的数量上

D．过程甲、乙均符合“嘌呤配嘧啶”的碱基配对原则

D　[由题图可知，翻译出了三种蛋白质，说明DNA片段AB间应至少有三个基因，A错误；mRNA片段ab间可结合多个核糖体，B错误；蛋白质α、β、γ在结构上的差异由构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链的空间结构引起，C错误；过程甲为转录，过程乙为翻译，两者均遵循碱基互补配对原则，D正确。]

13．(2020·潍坊一模)科研人员从肿瘤细胞中发现了蛋白S，为了研究其功能做了如下实验：将DNA模板和RNA聚合酶混合一段时间后加入原料，其中鸟嘌呤核糖核苷酸用32P标记，一起培育一段时间后加入肝素(可以与RNA聚合酶结合)，然后再加入蛋白S，结果如图所示。下列叙述错误的是(　　)

A．RNA聚合酶能识别DNA模板上特定的位点并与之结合，催化RNA的合成

B．肝素与RNA聚合酶结合后能破坏RNA聚合酶的空间结构并使之失去活性

C．对照组应加入不含蛋白S的缓冲液，实验组加入肝素后没有新的mRNA合成

D．曲线反映的是模板DNA的转录形成RNA的过程，蛋白S能解除肝素抑制转录的作用

B　[RNA聚合酶是催化DNA分子转录产生RNA的酶，A项正确；肝素与RNA聚合酶结合后，RNA聚合酶失去催化作用，但加入蛋白S后，解除了肝素对转录的抑制作用，说明肝素没有破坏RNA聚合酶的空间结构，B项错误；实验组加入肝素后没有产物的放射性变化，说明没有新的mRNA合成，对照组应加入不含蛋白S的缓冲液，C项正确；实验结果可以看出蛋白S能解除肝素对RNA聚合酶抑制转录的作用，D项正确。]