2023人教版高中生物必修2 遗传与进化 第4章 基因的表达

第4章基因的表达(满分:100分;时间:75分钟)一、选择题(本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.下列关于密码子和反密码子的叙述,错误的是()A.密码子位于mRNA上,反密码子位于tRNA上B.每个反密码子都与一个密码子相对应C.一种氨基酸可能对应多种反密码子D.密码子的一个碱基发生变化,其对应的氨基酸也一定会发生变化2.某条肽链含有100个氨基酸。不考虑终止密码子,下列有关叙述错误的是()A.合成该肽链需要的tRNA个数为100B.mRNA上的碱基个数至少为300C.双链DNA上的碱基对数至少为600D.合成该肽链时脱去的水分子数为993.下列关于DNA复制、转录和翻译的说法错误的是()A.在所有细胞中都会发生B.需要的酶各不相同C.碱基互补配对方式不完全相同D.合成产物的原料各不相同4.如图为某真核细胞中遗传信息表达的过程,下列叙述正确的是()A.该过程涉及三种RNA分子,它们自身结构中均没有碱基配对现象B.该过程中存在A—T、A—U、G—C三种碱基配对规律C.该过程表示翻译,核糖体的移动方向为5'→3'D.该过程发生的场所为细胞核,其中mRNA上存在密码子5.如图表示细胞内遗传信息传递过程。关于造血干细胞和骨骼肌细胞叙述正确的是()A.两者都有①B.两者都只有②③C.前者有①②③,后者只有②和③D.前者只有①和②,后者只有②6.如图表示遗传信息在细胞中的传递过程,其中①~④表示相关过程。下列相关叙述正确的是()A.②过程表示转录,③过程表示翻译B.①~④过程中都有氢键的断裂与形成C.密码子位于DNA上,反密码子位于tRNA上D.①②过程都以DNA分子的一条链为模板7.下表表示人体内胰岛A细胞、唾液腺细胞中部分基因的表达情况(“+”表示该基因表达,“-”表示该基因未表达)。下列说法错误的是()胰岛A细胞唾液腺细胞ATP合成酶基因++胰高血糖素基因+-唾液淀粉酶基因-+A.胰岛A细胞和唾液腺细胞的差异与基因的选择性表达有关B.胰岛A细胞和唾液腺细胞在同一时间表达的基因可能相同C.ATP合成酶基因是否表达是胰岛A细胞和唾液腺细胞分化的标志之一D.分化后的胰岛A细胞和唾液腺细胞中mRNA有所差异,但遗传物质相同8.某具有逆转录功能的病毒侵入哺乳动物的呼吸道上皮细胞后,合成的某种蛋白质能诱导细胞凋亡。下列相关分析不合理的是()A.该蛋白质在呼吸道上皮细胞的核糖体上合成B.该病毒遗传信息的传递途径是RNA→DNA→RNA→蛋白质C.该蛋白质可能诱导呼吸道上皮细胞中某些基因的表达,进而引起细胞的凋亡D.逆转录过程需要的逆转录酶、核糖核苷酸、ATP等都来自呼吸道上皮细胞9.DNA甲基化发生于DNA的CG序列密集区。发生甲基化后,那段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,无法再与其他转录因子、RNA聚合酶等结合,所以这段DNA的基因就无法得到表达。下列相关说法错误的是()A.吸烟会导致精子中的DNA甲基化水平明显升高,说明其遗传物质发生了改变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,基因表达受到的抑制越明显D.构成染色体的组蛋白发生甲基化等修饰也会影响基因的表达10.DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶的作用下,甲基(—CH3)选择性地添加到DNA上的过程,DNA甲基化会导致基因无法表达。某小鼠有野生型基因(A)和突变型基因(a),基因A在精子中不会发生甲基化,而在卵细胞中会发生甲基化。下列说法正确的是()A.相同环境下,基因型为Aa的个体的表型都相同B.DNA甲基化的实质是改变了DNA分子中碱基的排列顺序C.基因型为AA和aa的个体正反交的子代表型不同D.纯合野生型雌鼠和纯合突变型雄鼠杂交,后代均为野生型鼠11.基因的多效性是指染色体上一个或一对基因可影响生物的多种性状,又称“一因多效”,如豌豆中控制花色的基因也控制种皮的颜色和叶腋有无黑斑。下列叙述正确的是()A.生物细胞中的基因都具有多效性B.一个或一对基因可影响生物的多种性状,但一种性状只受一个或一对基因控制C.基因与性状的关系并非简单的一一对应关系,是一个错综复杂的调控网络D.排除环境干扰,只需研究染色体上的基因,就能确定基因与性状之间的关系12.有研究表明PANX3基因在身体的脂肪细胞中高度表达,敲除PANX3基因,会让雄性小鼠脂肪显著减少,增加肌肉质量,这项重要发现可能会对肥胖治疗产生重大影响。下列关于PANX3基因的叙述,错误的是()A.PANX3基因的一条链中相邻的A和T通过氢键连接B.若PANX3基因的一条链中G和C的数量占该链的1/2,则整个基因中A占1/4C.PANX3基因控制生物性状的遗传信息储存在脱氧核苷酸的排列顺序中D.PANX3基因能改变生物的肥胖状态,后天的生活方式对生物的肥胖状态也会产生影响13.呼肠孤病毒的遗传物质为双链RNA,该病毒寄生在哺乳动物体内。下图表示该病毒遗传信息的传递和表达过程。下列相关叙述错误的是()A.①过程消耗的嘌呤数和③过程消耗的嘧啶数相等B.②过程会发生tRNA和mRNA之间的相互识别C.图中①②③过程碱基互补配对的方式不完全相同D.①②③过程需要的能量由宿主细胞提供14.如图表示细胞核中所完成的mRNA的形成过程,有关叙述正确的是()A.图中RNA聚合酶的移动方向是从左向右B.图中RNA与a链碱基互补C.图示RNA-DNA杂交区域中DNA上的A与RNA上的T配对D.DNA双螺旋解开不需要酶15.MMP-9是一种明胶酶,能促进肿瘤细胞的浸润和转移。科研人员通过人工合成与MMP-9基因互补的双链RNA,利用脂质体转入低分化胃腺癌细胞,干扰细胞中MMP-9基因的表达(如图),从而达到治疗的目的。下列说法正确的是()A.①过程产生mRNA需要解旋酶参与B.双链RNA通过阻止转录过程干扰MMP-9基因表达C.MMP-9基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状D.据图推测,沉默复合体可能使双链RNA解旋二、选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)16.某种小鼠的毛色受一对等位基因AVy(黄色)和a(黑色)控制,且AVy为显性基因。杂合子AVya表现出介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。研究表明,这一系列过渡类型与AVy基因的前端一段特殊碱基序列有关,这段碱基序列具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点,甲基化程度越高,AVy基因的表达受到的抑制越明显,小鼠体毛的颜色就越深。甲基化修饰如图。下列相关说法,正确的是()A.这种DNA甲基化修饰可以造成基因的碱基序列发生改变,并遗传给后代,使后代出现同样的表型B.AVya个体与AVya个体进行相互交配,后代有三种表型C.研究表明,环境可以影响AVy基因的甲基化程度,说明基因和环境共同影响生物的性状D.在小鼠的肝脏细胞中,不存在AVy或a基因17.蜂群中能持续获得蜂王浆的雌性幼虫会发育成蜂王,而大多数幼虫以花粉和花蜜为食则发育成工蜂。蜂王浆中含有丰富的microRNA,这些microRNA进入幼虫体内后与Dnmt3基因转录出的mRNA结合而抑制其表达,从而显著降低幼虫体内dynactinp62基因的甲基化水平。下列叙述正确的是()A.工蜂不育与水毛茛的两种叶形都是表观遗传B.Dnmt3基因的表达产物可能是一种DNA甲基转移酶C.microRNA通过干扰Dnmt3基因的翻译抑制其表达D.抑制幼虫的dynactinp62基因表达可以使其发育成蜂王18.质粒是细菌拟核以外的小型DNA分子,研究人员在分离大肠杆菌的多聚核糖体时,发现核糖体与质粒及一些蛋白质复合物耦联在一起,形成复合结构,其组成如图所示。下列叙述不正确的是()A.核糖体通过mRNA与质粒发生耦联B.质粒的转录过程和翻译过程同时进行C.起始密码子和终止密码子决定了翻译的开始和终止D.在mRNA上,核糖体的移动方向为b→a19.牛的毛色有黑色和栗色两种表型,毛色的形成与真黑素和褐黑素的合成有关,而这两种色素的合成受体内酪氨酸酶的含量的影响,下图表示体内酪氨酸酶的合成途径与A、B基因的关系。下列分析正确的是()A.由图可知,生物的一对性状只受一对基因控制B.A基因和B基因表达的场所均为细胞核C.B基因通过控制酶的合成来控制生物的代谢过程进而控制生物的性状D.细胞膜上X受体和X激素特异性结合,体现了细胞膜信息交流的功能20.下图表示遗传信息传递过程中的两个生理过程,许多抗肿瘤药物能通过干扰DNA的复制或基因的表达抑制肿瘤细胞增殖。如放线菌素D能抑制DNA的模板功能,阿糖胞苷能抑制DNA聚合酶的活性。下列说法正确的是()图1图2A.根尖分生区细胞只能进行图1所示过程,不能进行图2所示过程B.图1和图2中DNA的解旋均需要解旋酶催化氢键的断裂,使碱基暴露C.放线菌素D处理后,肿瘤细胞的图1和图2过程都受到抑制D.阿糖胞苷处理后,肿瘤细胞在图1过程中子链无法正常延伸三、非选择题(本题共5小题,共55分)21.(8分)如图表示真核细胞内DNA控制蛋白质合成的过程,①②代表过程。回答下列问题:(1)参与图中②过程的RNA分子除了mRNA外,还有,②过程核糖体的移动方向是。

(2)某信号肽片段对应的mRNA序列为UACGAACAUUGG,部分氨基酸的密码子如表所示。若该信号肽片段对应的DNA序列有3对碱基发生了改变,但该信号肽片段编码的氨基酸序列不变,则此时编码该信号肽片段的mRNA序列为,出现该现象的原因是。

氨基酸色氨酸谷氨酸酪氨酸组氨酸密码子UGGGAA,GAGUAC,UAUCAU,CAC22.(11分)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。请回答下列问题。(1)a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是、、和。

(2)需要tRNA和核糖体同时参与的过程是(用图中的字母回答)。

(3)a过程发生在真核细胞分裂前的期。

(4)在真核细胞中,a和b两个过程发生的主要场所是。

(5)能特异性识别信使RNA上密码子的分子是,其携带的分子是。

(6)RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有(用类似本题图中的形式呈现):①;

②。

23.(12分)如图表示某植物在红光照射下,叶肉细胞中发生的一系列生化反应(图中的SSU、LSU和LHCP表示三种不同的蛋白质)。请分析回答下列问题:(1)完成图中的过程①时,碱基配对方式是,此过程既需要作为原料,还需要酶进行催化。由图分析,过程②发生在位于的核糖体上。

(2)若图中的LHCP中有一段氨基酸序列为“—丝氨酸—谷氨酸—”,携带丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、CUU,则基因b中转录的模板链上对应的碱基序列为。从图中分析,LHCP合成后转移至上发挥作用。

(3)图中的SSU和LSU组装成Rubisco酶,从其分布位置推断,Rubisco酶与光合作用的阶段有关。

24.(12分)如图表示原核细胞中遗传信息传递的部分过程。请据图回答问题。精氨酸:CGU、CGC、CGA、CGG、AGA、AGG;缬氨酸:GUU、GUC、GUA、GUG;甘氨酸:GGU、GGC、GGA、GGG;组氨酸:CAU、CAC;色氨酸:UGG;甲硫氨酸:AUG(1)转录过程以(填“②”或“③”)为模板,在[]的催化作用下进行。

(2)该细胞中的遗传信息和密码子分别存在于上。能特异性识别密码子的物质是tRNA,它与所携带的小分子有机物的关系是。

(3)如果基因转录得到的mRNA上决定一个氨基酸的三个碱基GUG变成了GUA,则控制合成的④的结构(填“会”或“不会”)发生改变,由题中信息推测原因是。

(4)图中涉及的遗传信息传递方向为(以流程图的形式表示)。

25.(12分)表观遗传学主要研究基因碱基序列不变,但表型改变的现象。这种表型的改变可能通过多种机制,包括DNA甲基化、遗传印记和非编码RNA调控等。回答下列问题。(1)柳穿鱼是一种园林花卉,其花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关,A、B两株柳穿鱼体内Lcyc基因的碱基序列完全相同,植株A的Lcyc基因在开花时表达,植株B的Lcyc基因由于高度甲基化(Lcyc基因有多个碱基连接了甲基),开花时不能表达,从而导致A、B植株的花明显不同。植株B的Lcyc基因高度甲基化后不能表达的原因可能是。

(2)小鼠正常发育需要一种蛋白质——胰岛素样生长因子-2,当控制合成该蛋白质的基因Igf2突变为Igf2m后,小鼠缺乏该种蛋白质而个体矮小。研究发现,该对等位基因位于常染色体上,遗传时会出现“遗传印记”现象,即子代中来自双亲的基因只有一方表达,另一方被“印记”而不表达。基因型为Igf2Igf2、Igf2Igf2m、Igf2mIgf2m的小鼠的表型分别为、、(填“正常型”“矮小型”或“不能确定”)。选取基因型为Igf2Igf2、Igf2mIgf2m的雌雄小鼠进行正反交,结果子代小鼠的表型总是与父本一致,说明。

(3)非编码RNA是指不能翻译为蛋白质的功能性RNA分子,大量研究表明,非编码RNA在表观遗传学的调控中扮演了重要的角色,其中一种机制是RNA干扰,即非编码RNA能特异性地与mRNA结合,抑制mRNA的功能。RNA干扰技术可应用于研究某个基因的功能,其作用原理是。

答案与解析1.D由于密码子具有简并性,不同密码子可能决定同一个氨基酸,所以当密码子有一个碱基改变时,可能并不会改变其对应的氨基酸,D错误。2.C双链DNA上的碱基数至少为600,碱基对数至少为300,C错误。3.ADNA复制只发生在能进行细胞分裂的细胞中,A错误;三个过程需要的酶各不相同,DNA复制需要解旋酶、DNA聚合酶,转录需要RNA聚合酶,翻译也需要相应的酶,B正确;DNA复制时碱基配对为A—T、T—A、C—G、G—C,转录时碱基配对为A—U、T—A、C—G、G—C,翻译时碱基配对为A—U、U—A、C—G、G—C,C正确;DNA复制所需原料是脱氧核苷酸,转录所需原料是核糖核苷酸,翻译所需原料是氨基酸,D正确。4.C题图表示翻译过程,有转运RNA、信使RNA、核糖体RNA参与,转运RNA折叠形成“三叶草”结构,其内存在碱基的互补配对现象,A错误;该过程中碱基配对规律为A—U、U—A、G—C、C—G,B错误;该过程表示翻译,翻译过程发生在细胞质的核糖体中,D错误。5.C骨骼肌细胞是高度分化的细胞,不能进行细胞分裂,不能进行DNA复制,A错误;造血干细胞具有细胞分裂和分化能力,能进行①DNA复制、②转录和③翻译,骨骼肌细胞无分裂能力,能进行②转录和③翻译,C正确,B、D错误。6.B②③过程都是以DNA为模板合成RNA的过程,均表示转录,A错误。密码子位于mRNA上,反密码子位于tRNA上,C错误。①为DNA复制,以DNA的两条链为模板;②为转录,以DNA的一条链为模板,D错误。7.CATP合成酶基因在胰岛A细胞和唾液腺细胞及其他细胞中都可表达,不是两者分化的标志,C错误。8.D蛋白质的合成场所是核糖体,因此该病毒侵入哺乳动物的呼吸道上皮细胞后,在呼吸道上皮细胞的核糖体上合成该蛋白质,A正确;该病毒为逆转录病毒,因此其遗传信息的传递途径是RNA→DNA→RNA→蛋白质,B正确;细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,再结合题干信息“合成的某种蛋白质能诱导细胞凋亡”可知,该蛋白质可能诱导呼吸道上皮细胞中某些基因的表达,进而引起细胞的凋亡,C正确;逆转录的产物是DNA,故原料为脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸,且逆转录过程需要的逆转录酶来自病毒自身,D错误。9.ADNA甲基化不会使遗传物质发生改变,A错误。10.C如果亲本为AA(♀)×aa(♂),基因A在卵细胞内发生甲基化,后代(Aa)表现为突变型;如果亲本为AA(♂)×aa(♀),基因A在精子中不会发生甲基化,后代(Aa)表现为野生型,A、D错误,C正确。DNA甲基化会影响基因的表达,但不会改变DNA分子中碱基的排列顺序,B错误。11.C基因与性状的关系不是简单的一一对应关系,一个性状可以由多个基因控制,一个基因也可以与多个性状有关,是一个错综复杂的调控网络,生物细胞中的基因不都具有多效性,A、B错误,C正确;基因除了位于染色体上,还位于线粒体、叶绿体等中,D错误。12.A基因的一条链中相邻的A和T通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连,A错误;在双链DNA分子中,C=G,若基因的一条链中G和C的数量占该链的1/2,那么整个基因中G和C的数量占该基因总碱基数量的1/2,A和T的数量占该基因总碱基数量的1/2,又因为双链DNA分子中,A=T,则整个基因中A占1/4,B正确;根据题干信息“研究表明PANX3基因在身体的脂肪细胞中高度表达,敲除PANX3基因,会让雄性小鼠脂肪显著减少,增加肌肉质量”说明PANX3基因能改变生物的肥胖状态,但性状不仅受基因的控制,还受到环境的影响,据此可推测,后天的生活方式对生物的肥胖状态也会产生影响,D正确。13.C由图可知,①表示以-RNA为模板得到+RNA的过程,③表示以①得到的+RNA为模板得到-RNA并共同构成子代RNA的过程,①过程合成的+RNA和③过程合成的-RNA互补,因此①消耗的嘌呤数和③消耗的嘧啶数相等,A正确;②为翻译过程,会发生tRNA和mRNA之间的相互识别,B正确;图中①②③都是RNA之间的碱基互补配对,因此方式完全相同,C错误;病毒没有细胞结构,①②③过程需要的能量由宿主细胞提供,D正确。14.A分析图示,DNA双链由左向右解旋,转录方向是从左向右,因此RNA聚合酶的移动方向是从左向右,A正确;分析图示,转录的模板链是b链,故RNA与b链碱基互补,B错误;图示中RNA-DNA杂交区域中DNA上的A与RNA上的U配对,C错误;DNA双螺旋解开需要RNA聚合酶,RNA聚合酶具有解旋功能,D错误。15.D①过程产生mRNA需要RNA聚合酶参与,RNA聚合酶具有解旋功能,A错误;由图可知,双链RNA在沉默复合体的作用下形成单链,该单链与MMP-9基因转录出的mRNA互补配对,阻止翻译过程,B错误,D正确;MMP-9是一种明胶酶,能促进肿瘤细胞的浸润和转移,由此可知MMP-9基因通过控制酶的合成控制细胞代谢,进而控制生物体的性状,C错误。16.C由图可知,这种DNA甲基化修饰并没有改变基因的碱基序列,A错误;AVya个体与AVya个体进行相互交配,后代有三种基因型,比例为1∶2∶1,由题可知,杂合子AVya表现出介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型,B错误;在小鼠的肝脏细胞中存在AVy或a基因,只是该基因不会在肝脏细胞中表达,D错误。17.BC同一株水毛茛的两种叶形是基因型和环境条件共同作用的结果,与表观遗传无关,A错误;根据题干信息“microRNA进入幼虫体内后与Dnmt3基因转录出的mRNA结合而抑制其表达,从而显著降低幼虫体内dynactinp62基因的甲基化水平”推测,Dnmt3基因的表达产物能催化DNA分子甲基化,可能是一种DNA甲基转移酶,B正确;蜂王浆中含有的microRNA可显著降低幼虫体内dynactinp62基因的甲基化水平,而不是抑制幼虫的dynactinp62基因表达,抑制幼虫的dynactinp62基因表达,不会使其发育成蜂王,D错误。18.D根据核糖体上肽链的长短可知,在mRNA上,核糖体的移动方向为a→b,D错误。19.CD由图可知,A、B基因同时控制真黑素和褐黑素的合成,从而控制牛的毛色的形成,即生物的一对性状可以受多对基因控制,A错误;A基因和B基因的表达包括转录和翻译,转录的场所是细胞核,而翻译的场所是细胞质的核糖体,B错误。20.CD根尖分生区细胞能进行细胞分裂,在分裂间期会进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,因此既能进行图1所示DNA分子复制过程,也能进行图2所示转录过程,A错误;图1DNA复制过程需要解旋酶催化氢键的断裂,使碱基暴露,但图2转录过程不需要解旋酶,原因是RNA聚合酶具有解旋功能,B错误。21.答案(每空2分)(1)tRNA、rRNA从右向左(2)UAUGAGCACUGG密码子具有简并性解析(1)图中②过程是翻译,翻译以mRNA为模板,需要tRNA转运氨基酸,场所为核糖体,核糖体中含有rRNA,根据肽链的长短判断②过程核糖体的移动方向为由右向左。(2)题述信号肽片段对应的mRNA原序列为UACGAACAUUGG,对应的氨基酸序列是酪氨酸、谷氨酸、组氨酸、色氨酸,根据表中氨基酸与密码子的对应关系可知,前三个氨基酸的密码子可变化为UAU、GAG、CAC,因此新的mRNA序列为UAUGAGCACUGG,出现该现象的原因是密码子具有简并性。22.答案(每空1分)(1)DNA复制转录翻译逆转录(2)c(3)间(4)细胞核(5)tRNA(转运RNA)氨基酸(6)①②解析(1)图中a表示以DNA为模板合成DNA的DNA复制过程,b表示以DNA为模板合成RNA的转录过程,c表示以mRNA为模板合成蛋白质的翻译过程,d表示以RNA为模板合成DNA的逆转录过程。(6)部分RNA病毒的遗传信息传递和表达包括RNA复制和翻译过程,逆转录病毒的遗传信息传递和表达包括逆转录、DNA复制、转录、翻译过程。23.答案(除标注外,每空2分)(1)A—U、G—C、C—G、T—A核糖核苷酸RNA聚合细胞质基质和叶绿体基质