课时跟踪检测(十九)-基因的表达

第1页共10页课时跟踪检测(十九)基因的表达一、单项选择题1．人类基因组70%以上的DNA可以转录产生mRNA，但其中部分mRNA存在不翻译现象。下列分析错误的是()A．rRNA和tRNA也是转录产物，但无法检测到它们的翻译产物B．合成的某些mRNA上不存在RNA聚合酶结合位点导致其无法进行翻译C．一条mRNA可同时结合多个核糖体，核糖体沿mRNA每次移动三个碱基的位置D．翻译时，反密码子的某个碱基改变可能不影响tRNA携带氨基酸的种类解析：BRNA包括mRNA、rRNA和tRNA，它们都是转录产物，但无法检测到rRNA和tRNA的翻译产物，A正确；无法翻译是因为没有起始密码子，与RNA聚合酶无关，B错误；一条mRNA可同时结合多个核糖体，提高翻译的效率，每个密码子由三个碱基组成，所以核糖体沿mRNA每次移动三个碱基的位置，C正确；反密码子与密码子的碱基互补配对，而密码子具有简并性，所以翻译时，反密码子的某个碱基改变可能不影响tRNA携带氨基酸的种类，D正确。2．(2021·湖北二模)科学家研究发现，TATAbox是多数真核生物基因的一段DNA序列，位于基因转录起始点上游，其碱基序列为TATAATAAT。RNA聚合酶与TATAbox牢固结合之后才能开始转录。下列相关叙述正确的是()A．TATAbox上可能含有起始密码子B．TATAbox被彻底水解后共得到3种小分子C．该研究为人们主动“关闭”某个异常基因提供了思路D．RNA聚合酶与TATAbox结合后才催化脱氧核糖核苷酸链的形成解析：C起始密码子位于mRNA上，而TATAbox是一段DNA序列，A错误；据题意可知，TATAbox是一段DNA序列，且只含有A和T两种碱基，其彻底水解后产生腺嘌呤、胸腺嘧啶、脱氧核糖、磷酸4种小分子，B错误；可改变TATAbox的序列影响RNA聚合酶的结合，进而影响基因的表达，C正确；RNA聚合酶是催化核糖核苷酸链形成的，D错误。3．(2021·泰安四模)DNA上含有的一段能被RNA聚合酶识别、结合并驱动基因转录的序列称为启动子，如果启动子序列的某些碱基被甲基化修饰(DNA分子上连入甲基基团)，其将不能被RNA聚合酶识别。拟南芥种子的萌发依赖于NIC基因的表达，该基因启动子中的甲基基团能够被R基因编码的D酶切除。如图表示NIC基因转录和翻译的过程，下列叙述不正确的是()A．种子萌发受R基因和NIC基因共同控制B．R基因缺失突变体细胞中的NIC基因不能发生图示过程C．图甲中合成C链的原料是核糖核苷酸，另外还需能量供应D．若图乙中tRNA上的反密码子碱基发生替换，则导致肽链中氨基酸种类发生改变解析：D种子萌发依赖于NIC基因的表达，而NIC基因的转录需要R基因编码D酶将该基因的启动子甲基基团切除。所以，种子萌发受R基因和NIC基因共同调控，A正确；R基因缺失，该基因启动子不能被RNA聚合酶识别，无法发生转录，B正确；图甲合成的C链mRNA的原料是核糖核苷酸，需要能量供应，C正确；氨基酸的种类和排列顺序，取决于mRNA上密码子的排列顺序，故反密码子碱基发生替换，肽链的氨基酸种类并不会改变，D错误。4．(2021·滨海新区模拟)非编码RNA是指不编码蛋白质的RNA，近年研究发现阿尔茨海默病患者体内一种非编码RNA(BACE1­AS)水平高于正常人。BACE1­AS可以与BACE1基因的mRNA结合，使后者不易被降解，导致细胞中相应蛋白质含量增加，最终影响神经系统的功能。下列说法不正确的是()A．细胞中的BACE1­AS的合成需要蛋白质的参与B．BACE1­AS与BACE1基因的mRNA碱基序列不相同C．BACE1­AS不影响BACE1基因的转录D．因BACE1­AS不能编码蛋白质，所以控制BACE1­AS的DNA片段不具遗传效应解析：D结合题意可知，BACE1­AS是一种RNA，是经转录产生，转录过程需要RNA聚合酶的催化，而RNA聚合酶的本质是蛋白质，故细胞中的BACE1­AS的合成需要蛋白质的参与，A正确；BACE1­AS与BACE1基因的mRNA结合，说明BACE1­AS与BACE1基因的mRNA按碱基序列互补进行配对，则二者的碱基序列不相同，B正确；据题意可知，BACE1­AS可与BACE1基因的mRNA结合，即在BACE1基因转录出相应的mRNA后起作用，故BACE1­AS不影响BACE1基因的转录，C正确；据题意可知，BACE1­AS基因可指导合成相应的非编码RNA与BACE1基因的mRNA结合，导致细胞中相应蛋白质含量增加，最终影响神经系统的功能，故其具有遗传效应，D错误。5．(2021·济南模拟)新型冠状病毒(2019­nCoV)为有包膜病毒，其遗传物质是一种单股正链RNA，以ss(＋)RNA表示。ss(＋)RNA可直接作为mRNA翻译成蛋白质，下图是病毒的增殖过程示意图。有关该病毒说法正确的是()A．该病毒的遗传物质彻底水解会得到四种核糖核苷酸B．(＋)RNA的嘧啶碱基数与(－)RNA的嘧啶碱基数相等C．RNA复制酶在宿主细胞内可催化磷酸二酯键的形成D．由于没有核糖体，所以病毒包膜上不存在蛋白质解析：C该病毒的遗传物质是RNA，若彻底水解会得到磷酸、核糖、四种含氮碱基(A、C、G、U)，A错误；图中的(＋)RNA与(－)RNA之间为互补关系，因此二者中的嘧啶碱基数不一定相等，B错误；RNA复制酶在宿主细胞内可催化RNA的合成，显然RNA复制酶能催化核糖核苷酸之间磷酸二酯键的形成，C正确；病毒是非细胞生物没有核糖体，但病毒包膜上依然存在来自宿主细胞中合成的蛋白质，D错误。6．(2021·襄城区校级模拟)大肠杆菌中直接编码乳糖代谢所需酶类的基因叫结构基因，包括基因LacZ、基因LacY、基因LacA，操纵基因对结构基因的转录起着“开关”的作用，调节基因能够调节操纵基因的状态，从而对“开关”起着控制作用，以下分析正确的是()A．图1中阻遏蛋白的mRNA在细胞核内加工后转移到细胞质中B．图2中体现了一个mRNA上只有一个起始密码子C．图2中RNA聚合酶通过碱基互补配对原则与基因的启动子结合D．比较图1和图2可得，在缺乏乳糖的环境中，乳糖代谢所需酶类的基因不表达解析：D大肠杆菌为原核生物，无细胞核，A错误；图2中结构基因控制合成的mRNA可翻译出三类不同的蛋白质，故推测一个mRNA上可以有多个起始密码子，B错误；RNA聚合酶的本质为蛋白质，其上无碱基，故其与基因的启动子准确结合不是通过碱基互补配对原则，C错误；由图示分析可知，乳糖与阻遏蛋白结合，使其空间结构改变而失去功能，则结构基因表达，合成乳糖代谢酶，催化乳糖分解；乳糖被分解后(无乳糖环境)又可导致结构基因不表达，即在缺乏乳糖的环境中，乳糖代谢所需酶类的基因不表达，D正确。二、多项选择题7．(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有利于维持细胞的相对稳定解析：ACD不同mRNA在细胞中的存在时间不同，因为mRNA的碱基序列控制着该mRNA在细胞中的存在时间，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。8．(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。下列相关叙述错误的是()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后再进行电泳D．XAGE基因的表达情况可作为肝细胞癌变的检测依据解析：ABCRNA聚合酶的作用是催化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。9．(2021·抚顺一模)皱粒豌豆的形成是由于编码SBE1蛋白的基因中插入了一段800bp(碱基对)的Ips­r片段(如图所示)，从而使豌豆种子内淀粉合成受阻，使淀粉含量降低，当豌豆成熟时不能有效地保留水分，导致种子皱缩。下列相关叙述正确的是()A．皱粒豌豆的出现是基因突变的结果B．该实例说明基因可以通过控制酶的合成间接控制生物体的性状C．外来DNA序列的插入，导致编码SBE1蛋白的基因转录形成的mRNA中脱氧核苷酸数目增加D．翻译出的SBE1蛋白缺少了61个氨基酸，可能是因为mRNA中终止子提前出现解析：AB根据题干信息，“编码SBE1蛋白的基因中插入了一段800bp(碱基对)的Ips­r片段”，说明皱粒豌豆的出现是基因突变的结果，A正确；根据题干信息，“编码SBE1蛋白的基因中插入了一段800bp(碱基对)的Ips­r片段”，导致合成的淀粉合成酶1缺少61个氨基酸，“从而使豌豆种子内淀粉合成受阻，使淀粉含量降低，当豌豆成熟时不能有效地保留水分，导致种子皱缩”，说明基因是通过控制酶的合成间接控制生物性状，B正确；外来DNA序列的插入，导致编码SBE1蛋白的基因转录形成的mRNA中核糖核苷酸数目增加，C错误；翻译出的SBE1蛋白缺少了61个氨基酸，可能是因为mRNA中终止密码子提前出现，D错误。三、非选择题10．真核生物核基因转录生成的RNA前体经过修饰加工，在5′端加上5′cap，在3′端加上poly­Atail，再通过核孔进入细胞质中完成翻译过程，部分过程如图所示。请回答下列相关问题：(1)基因C对基因A的表达________(填“是”或“否”)有影响，理由是___________________________________________________。(2)在基因A和基因B中间插入一段DNA序列后，发现基因B编码的氨基酸序列并没有改变，其原因是____________________________________________。(3)研究者分别将等量的带有5′cap的RNA和无5′cap的RNA导入细胞，一段时间后发现无5′cap的RNA大量减少，据此推测5′cap的作用是__________________________。(4)新冠病毒与HIV均属于RNA病毒，HIV为逆转录病毒，而新冠病毒的RNA有5′cap结构，能直接作为翻译的模板。据此推测5′cap具有的功能可能是_______________。解析：(1)因为基因C可指导合成tRNA，tRNA作为氨基酸运载体参与翻译，所以基因C对基因A的表达有影响。(2)若在基因A和基因B中间插入一段DNA序列后，发现基因B编码的氨基酸序列并没有改变，其原因是基因B的碱基序列没有改变，故其表达产物中氨基酸序列不会发生改变。(3)将等量的带有5′cap的RNA和无5′cap的RNA导入细胞，一段时间后发现无5′cap的RNA大量减少，据此推测5′cap的作用是通过修饰前体RNA，保护RNA不被分解。(4)新冠病毒的RNA有5′cap结构，能直接作为翻译的模板。据此推测5′cap具有的功能可能是识别并结合核糖体。答案：(1)是基因C可指导合成tRNA，tRNA作为氨基酸运载体参与翻译(2)基因B的碱基序列没有改变(3)保护RNA不被分解(4)识别并结合核糖体11．(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)小鼠的A基因编码胰岛素生长因子­2(IGF­2)，a基因无此功能(A、a位于常染色体上)。IGF­2是小鼠正常发育必须的一种蛋白质，缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中，来自父本的A或a表达，来自母本的则不能表达。检测发现，这对基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵细胞中则是甲基化的。若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则F1的表型应为____________。精子中A∶a＝1∶1，且卵细胞中的A和a由于启动子甲基化而不表达，精子中的A和a由于启动子非甲基化可以表达，所以F1雌雄个体间随机交配，后代F2的表型及其比例应为________________。(5)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。(6)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)由于在小鼠胚胎中，来自父本的A及其等位基因a能够表达，所以纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则F1的表型应为全部正常。由于卵细胞中的A及其等位基因a由于启动子甲基化而不表达，精子中的A及其等位基因a由于启动子非甲基化而表达，并且含A的精子∶含a的精子＝1∶1，所以F1雌雄个体间随机交配，则F2的表型及其比例应为正常∶矮小＝1∶1。(5)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由于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，所以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。(6)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)全部正常正常∶矮小＝1∶1(5)DNA复制胞嘧啶(6)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12．(2021·潍坊模拟)种子萌发是一个非常复杂的过程，受到多种因素的影响。为研究水稻中的PLA3基因在参与脱落酸(ABA)调控水稻种子萌发中的作用，研究人员进行了系列实验。请回答下列问题：(1)图1显示水稻种子在不同处理培养16h后的萌发情况，结果表明ABA作为一种植物激素能够__________种子萌发，它与赤霉素(GA)对种子萌发的作用存在________关系。(2)在水稻突变体pla3中，PLA3基因由于编码区缺失一个碱基对而发生了_____________的改变，导致其通过转录产生的mRNA上________________________________，使得翻译出的PLA3蛋白所含氨基酸数目多于野生型水稻(WT)中的PLA3蛋白。这种“加长”的PLA3蛋白没有生物活性。(3)研究人员以野生型水稻(WT)种子和pla3种子为材料，研究PLA3基因在参与ABA调控水稻种子萌发中的作用。①将两种种子分别置于无ABA和含一定浓度ABA的环境中培养，观察并统计种子的萌发率(如图2)。由结果可知，在WT种子中，PLA3基因的作用是__________种子萌发。图2中________________萌发率的差值可反映出ABA处理对pla3种子的作用。综合图2中四组实验结果，可推知PLA3基因功能丧失使得______________