1精练册第10章　基因的表达

第10章基因的表达目录第1节基因指导蛋白质的合成

五年高考

三年模拟第2节基因表达与性状的关系

五年高考

三年模拟提升提升第1节基因指导蛋白质的合成提升探核酸序列的阅读:T3、T7五年高考1.★★(2021广东,7,2分)金霉素(一种抗生素)可抑制tRNA与mRNA的结合,该作用直接

影响的过程是

(

)A.DNA复制B.转录

C.翻译D.逆转录C解析tRNA与mRNA结合发生在翻译过程中,C符合题意。2.★★★★(2023广东,17,10分)放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋

亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明,circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而

影响细胞凋亡,调控机制见图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA,可与mRNA靶向

结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA,可靶向结合miRNA使其不能

与mRNA结合,从而提高mRNA的翻译水平。回答下列问题:(1)放射刺激心肌细胞产生的

会攻击生物膜的磷脂分子,导致放射性心肌损

伤。(2)前体mRNA是通过

酶以DNA的一条链为模板合成的,可被剪切成cir-

cRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对

的竞争性结合,调节

基因表达。(3)据图分析,miRNA表达量升高可影响细胞凋亡,其可能的原因是

。(4)根据以上信息,除了减少miRNA的表达之外,试提出一个治疗放射性心脏损伤的新

思路

。自由基RNA聚合miRNA

部分miRNA与P基因mRNA结合,使P蛋白不能合成或合成减少增多circRNA的量或促进P蛋白的合成或加入细胞凋亡抑制剂解析(1)辐射以及有害物质入侵会刺激细胞产生自由基,自由基可以攻击和破坏细胞内各种

执行正常功能的生物分子,当攻击生物膜的磷脂分子时会产生新的自由基,这些新产生

的自由基又会去攻击其他的分子,导致放射性心肌损伤。(2)前体mRNA通过转录产生,

转录以DNA的一条链为模板,在RNA聚合酶的催化作用下完成。由题意知,miRNA可

与mRNA靶向结合并使其降解,而circRNA可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合,

故circRNA和mRNA在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合调节基因表达。(3)由图

可知,P基因mRNA指导合成的P蛋白会抑制细胞凋亡,miRNA表达量升高时,部分miR-

NA与P基因mRNA结合后,使P基因mRNA降解,不能合成P蛋白,而促进细胞凋亡过程。

(4)由题意知,放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病,减少凋亡的心肌细胞的数目就可以治疗该病。由图可知,P蛋白会抑制细胞凋亡,cir-

cRNA会竞争性结合miRNA,从而减少miRNA与P基因mRNA的结合,减弱miRNA对P蛋

白合成的抑制作用,使P蛋白维持对细胞凋亡的抑制作用。故可通过增多细胞质中的

circRNA的量或促进P蛋白的合成或加入细胞凋亡抑制剂来治疗放射性心脏损伤。3.★★★(新情境:反密码子序列解读)(2024湖北,16,2分)编码某蛋白质的基因有两条链,

一条是模板链(指导mRNA合成),其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5'-ATG-3',则该序列所对应的反密码子是(

)A.5'-CAU-3'B.5'-UAC-3'

C.5'-TAC-3'D.5'-AUG-3'A解析DNA的编码链与模板链碱基互补配对,mRNA由模板链转录而来,mRNA上的密码子与

tRNA上的反密码子碱基互补配对,如图:

故该序列对应的反密码子为5'-CAU-3',A正确。4.★★★(2022河北,9,2分)关于中心法则相关酶的叙述,错误的是

(

)A.RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键B.DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成C.在解旋酶协助下,RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNAD.DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用C解析RNA聚合酶催化DNA→RNA的转录过程,逆转录酶催化RNA→DNA的逆转录过程,两

过程均遵循碱基互补配对原则,且互补配对的碱基之间形成氢键,A正确;DNA聚合酶、

RNA聚合酶和逆转录酶都是蛋白质,蛋白质由核酸编码,合成场所是核糖体,B正确;转录

过程不需要解旋酶,C错误;酶的作用是降低化学反应的活化能,在体内外适宜条件下均

可发挥作用,D正确。5.★★★(2024安徽,11,3分)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶,它们在细胞内定位

和转录产物见表。此外,在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列

叙述错误的是

(

)种类细胞内定位转录产物RNA聚合酶Ⅰ核仁5.8SrRNA、18SrRNA、28SrRNARNA聚合酶Ⅱ核质mRNARNA聚合酶Ⅲ核质tRNA、5SrRNA注:各类rRNA均为核糖体的组成成分。A.线粒体和叶绿体中都有DNA,两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶B.基因的DNA发生甲基化修饰,抑制RNA聚合酶的结合,可影响基因表达C.RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA,两种酶识别的启动子序列相同D.编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质中翻译,产物最终定位在核仁答案

C解析据题表可知,RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA,但种类不同,说明两种酶识别的

启动子序列不同,C错误。RNA聚合酶的本质是蛋白质,RNA聚合酶Ⅰ定位在核仁,因此

编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质的核糖体上翻译,产物最终定位在核仁

发挥作用,D正确。6.★★★(2024贵州,7,3分)如图是某基因编码区部分碱基序列,在体内其指导合成肽链

的氨基酸序列为:甲硫氨酸—组氨酸—脯氨酸—赖氨酸……。下列叙述正确的是

(

)

注:AUG(起始密码子):甲硫氨酸CAU、CAC:组氨酸CCU:脯氨酸AAG:赖氨酸UCC:丝氨酸UAA(终止密码子)A.①链是转录的模板链,其左侧是5'端,右侧是3'端B.若在①链5~6号碱基间插入一个碱基G,合成的肽链变长C.若在①链1号碱基前插入一个碱基G,合成的肽链不变D.碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同答案

C

解析核糖体沿mRNA的5'端向3'端某著名企业,再结合氨基酸的序列可推知,mRNA碱基序列为5'-

AUGCAU(或C)CCUAAG-3',mRNA链碱基排列顺序和相应编码链一致(只是将编码链

中的T替换为U),与相应模板链碱基互补配对,且方向相反,故①链是转录的模板链,且

mRNA中6号碱基为U,①链左侧是3'端,右侧是5'端,A错误;若在①链5~6号碱基间插入碱

基G,则mRNA的5~6号碱基间插入一个C,变为5'-AUGCACUCCUAAG-3',第4个密码子

为终止密码子UAA,使合成的肽链变短,B错误;若在①链1号碱基前插入一个碱基G,肽

链的合成仍从起始密码子AUG开始,合成的肽链不变,C正确;由于密码子的简并性,碱

基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同,D错误。7.★★★(2023江苏,6,2分)翻译过程如图所示,其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤

(I),与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对。下列相关叙述正确的是

(

)A.tRNA分子不发生碱基互补配对B.反密码子为5'-CAU-3'的tRNA可转运多种氨基酸C.mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNAD.碱基I与密码子中碱基配对的特点,有利于保持物种遗传的稳定性D解析tRNA呈三叶草结构,在局部区域存在碱基互补配对,A错误;反密码子为5'-CAU-3'的tR-

NA只能与密码子5'-AUG-3'配对,只携带一种氨基酸,B错误;mRNA中的终止密码子没

有相应的tRNA来结合,C错误;由题知,在密码子第3位的碱基A、U或C皆可与反密码子

第1位的I配对,增加了密码子的容错率,有利于保持物种遗传的稳定性,D正确。8.★★★(2023湖南,12,2分)细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键

作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glgmRNA分

子,也可结合非编码RNA分子CsrB,如图所示。下列叙述错误的是

(

)

A.细菌glg基因转录时,RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录B.细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时,核糖体沿glgmRNA从5'端向3'端某著名企业C.抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成D.CsrA蛋白都结合到CsrB上,有利于细菌糖原合成答案

C

解析启动子位于基因的上游,基因转录时,RNA聚合酶识别、结合启动子并驱动转录,A正

确;翻译时,核糖体会沿mRNA从5'端向3'端某著名企业以合成肽链,B正确;抑制CsrB基因的转

录会减少非编码RNA分子CsrB的形成,CsrA蛋白就会更多地与glgmRNA分子结合,使

glgmRNA分子降解增多,从而抑制UDPG焦磷酸化酶的合成,UDPG焦磷酸化酶在糖原

合成中起关键作用,故抑制CsrB基因的转录会使细菌糖原合成减少,C错误;由题图可知,

当CsrA蛋白都结合到CsrB上时,CsrA蛋白就不与glgmRNA分子结合,glgmRNA分子构

象稳定,可翻译形成UDPG焦磷酸化酶,有利于细菌糖原合成,D正确。9.★★★(2025届广东六校联考,3)如图是电镜下原核生物转录过程中的羽毛状现象,下

列叙述正确的是

(

)A.RNA聚合酶的某著名企业方向为由左向右B.转录而来的RNA需脱离DNA后,才能进行蛋白质合成C.当RNA聚合酶到达终止密码子时,RNA合成结束D.若DNA发生甲基化,可能会影响该现象的产生,这属于基因突变A三年模拟解析根据图中转录形成的RNA链的长度可知,RNA聚合酶的某著名企业方向是从左向右,A正确;原

核细胞中不存在核膜,可边转录边翻译,B错误;终止密码子是翻译终止的信号,位于

mRNA上,RNA合成结束是当RNA聚合酶到达终止子时,C错误;DNA发生甲基化,不改

变碱基的序列,属于表观遗传,不属于基因突变,D错误。10.★★★(2025届佛山南海摸底,4)研究人员观察到大肠杆菌中同一mRNA上存在RNA

聚合酶以及跟随其后的一连串核糖体,并发现mRNA的合成速度与最接近RNA聚合酶

的核糖体的翻译速度在不同环境条件下始终保持一致,这种现象被称为转录翻译偶

联。下列推测错误的是

(

)A.大肠杆菌没有核膜的分隔为上述现象提供了结构基础B.上述现象受到转录和翻译两个过程不同调控机制影响C.叶绿体中一些光合基因的表达存在上述现象D.最接近RNA聚合酶的核糖体最终合成的肽链最长D解析根据转录翻译偶联现象推测,该现象中转录和翻译同时进行,且受到转录和翻译两个过

程不同调控机制的影响,大肠杆菌没有以核膜为界限的细胞核,转录和翻译过程可同时

进行,A、B正确;叶绿体中的基因表达过程类似于原核生物,存在题述转录翻译偶联现

象,C正确;翻译过程中一条mRNA上往往可以相继结合多个核糖体,由于模板mRNA相

同,故最终合成的肽链长度相同,D错误。11.★★★(2024届广东六校联考,6)Rous肉瘤病毒是诱发癌症的一类RNA病毒,如图表

示其致病原理,下列叙述正确的是

(

)A.过程①发生在宿主细胞内,需要宿主细胞提供逆转录酶B.过程②的目的是形成双链DNA,其中酶A是一种RNA聚合酶C.过程③是以+DNA为模板合成大量Rous肉瘤病毒+RNA的过程D.Rous肉瘤病毒致癌的过程中,宿主细胞的遗传信息发生改变D解析过程①表示逆转录过程,病毒营寄生生活,过程①发生在宿主细胞内,由病毒提供逆转录

酶,A错误;过程②表示DNA分子的复制,目的是形成双链DNA,根据酶A催化得到的产物

是核糖核苷酸,推测酶A是一种能将RNA水解的酶,B错误;-DNA与+RNA发生碱基互补

配对,推测过程③是以-DNA为模板合成大量+RNA的过程,C错误;Rous肉瘤病毒致癌的

过程是将病毒的RNA逆转录形成的DNA整合到宿主细胞的DNA上,导致宿主细胞的遗

传信息发生改变,D正确。12.★★★(2025届湛江部分学校联考,11)大肠杆菌通常直接利用葡萄糖,当培养基中无

葡萄糖只有乳糖时,大肠杆菌会合成半乳糖苷酶分解乳糖并加以利用。如图为大肠杆

菌中半乳糖苷酶在不同营养条件下的合成机理,图中①~⑤为不同过程。操纵基因(O)

结合调节蛋白后会阻止酶X对半乳糖苷酶基因的正常转录。下列叙述错误的是

(

)CA.图中酶X为RNA聚合酶,能催化磷酸二酯键的形成B.当培养基中有葡萄糖无乳糖时,调节蛋白会通过过程③以阻止Z基因的表达C.过程⑤中多个核糖体同时翻译一条mRNA,可缩短合成一条多肽链所需的时间D.半乳糖苷酶合成时核糖体结合到mRNA5'端从起始密码子开始进行翻译解析图中酶X与DNA上的启动子结合,启动转录过程,推测其为RNA聚合酶,能催化磷酸二酯

键的形成,A正确;当培养基中有葡萄糖无乳糖时,调节蛋白会通过图中过程③与操纵基

因结合,阻止酶X对半乳糖苷酶基因(Z)的正常转录,B正确;过程⑤为转录、翻译过程,多

个核糖体与同一条模板mRNA结合,可以同时合成多条相同多肽链,提高翻译的效率,但

不能缩短合成一条多肽链所需的时间,C错误;半乳糖苷酶的合成场所是核糖体,翻译的

模板是mRNA,半乳糖苷酶合成时核糖体结合到mRNA5'端从起始密码子开始进行翻

译,D正确。第2节基因表达与性状的关系提升1.★★(2024广东,10,2分)研究发现,短暂地抑制果蝇幼虫中PcG蛋白(具有组蛋白修饰功

能)的合成,会启动原癌基因zfh1的表达,导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于

(

)A.表观遗传

B.染色体变异C.基因重组

D.基因突变A五年高考解析驱动题中肿瘤形成的原因是PcG蛋白的合成被抑制,进而启动原癌基因zfh1的表达,此

过程中未发生染色体变异、基因重组、基因突变,B、C、D错误;PcG蛋白具有组蛋白

修饰功能,其合成受抑制会影响组蛋白修饰,进而影响性状,属于表观遗传,A正确。2.★★★(2024贵州,5,3分)大鼠脑垂体瘤细胞可分化成细胞Ⅰ和细胞Ⅱ两种类型,仅细

胞Ⅰ能合成催乳素。细胞Ⅰ和细胞Ⅱ中催乳素合成基因的碱基序列相同,但细胞Ⅱ中

该基因多个碱基被甲基化。细胞Ⅱ经氮胞苷处理后,再培养可合成催乳素。下列叙述

错误的是(

)A.甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录B.氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化C.处理后细胞Ⅱ的子代细胞能合成催乳素D.该基因甲基化不能用于细胞类型的区分D解析由题意知,细胞Ⅱ不能合成催乳素的原因是细胞中催乳素合成基因的多个碱基被甲基

化,故推测甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录;由细胞Ⅱ经氮胞苷处理后再培养可

合成催乳素,推测氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化,A、B正确。处理后的细胞

Ⅱ的催乳素合成基因去甲基化可传给子代细胞,故其子代细胞能合成催乳素,C正确;该

基因甲基化后不能合成催乳素,故可根据是否合成催乳素区分细胞类型,D错误。3.★★★(2023福建,7,2分)柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。植株a的

Lcyc基因在开花时表达,花形态为两侧对称;植株b的Lcyc基因被高度甲基化,花形态为

辐射对称。下列相关叙述正确的是

(

)A.Lcyc在植株a和b中的复制方式不同B.植株a和b中Lcyc的碱基序列不同C.Lcyc在植株a和b的花中转录水平相同D.Lcyc的甲基化模式可传给子代细胞D解析DNA的复制方式是半保留复制,不会因为基因的甲基化程度不同而改变,A错误;DNA

甲基化修饰(表观遗传)不改变基因的碱基序列,但会影响基因的表达,即Lcyc在植株a和

b的花中转录水平不同,且DNA的甲基化模式可传给子代细胞,B、C错误,D正确。4.★★★(2024黑、吉、辽,9,2分)如图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究

发现,50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异

大。下列叙述正确的是(

)

A.酶E的作用是催化DNA复制B.甲基是DNA半保留复制的原料之一C.环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素D.DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型答案

C

解析酶E是甲基化酶,不催化DNA复制,A错误;DNA半保留复制的原料为四种脱氧核苷酸,B

错误;由题干“50岁同卵双胞胎间……比3岁同卵双胞胎间的差异大”可知,环境可能

是引起DNA甲基化差异的重要因素,如吸烟等会明显提高机体细胞DNA甲基化水平,C

正确;DNA甲基化虽然不改变碱基序列,但是会影响基因的表达,进而对表型产生影响,

D错误。5.★★★★(教考衔接:必修2第4章第2节相关信息)(2024江苏,15,2分)图示果蝇细胞中

基因沉默蛋白(PcG)的缺失,引起染色质结构变化,导致细胞增殖失控形成肿瘤。下列

相关叙述错误的是

(

)

A.PcG使组蛋白甲基化和染色质凝集,抑制了基因表达B.细胞增殖失控可由基因突变引起,也可由染色质结构变化引起C.DNA和组蛋白的甲基化修饰都能影响细胞中基因的转录D.图示染色质结构变化也是原核细胞表观遗传调控的一种机制D解析结合题图中PcG缺失前后分析,PcG使组蛋白甲基化和染色质凝集,抑制了促细胞分裂

蛋白基因的表达,A正确;细胞增殖失控可由基因突变(如原癌基因和抑癌基因发生突

变)引起,再结合题干“基因沉默蛋白(PcG)的缺失,引起染色质结构变化,导致细胞增殖

失控形成肿瘤”知,细胞增殖失控也可由染色质结构变化引起,B正确;DNA和组蛋白的

甲基化修饰属于表观遗传,都能影响细胞中基因的转录,C正确;原核细胞没有染色质,D

错误。链接教材

除了DNA甲基化,构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影

响基因的表达。6.★★★(2025届广东摸底,3)SLDM2是去甲基化酶基因,能降低靶基因的甲基化水平,

靶基因的活化能加快番茄果实的成熟。下列有关叙述正确的是

(

)A.SLDM2通过改变靶基因碱基序列调控果实成熟B.SLDM2表达产物在翻译水平影响目的基因表达C.SLDM2的靶基因可能具有促使果实成熟的作用D.番茄果实成熟和乙烯合成基因甲基化水平升高有关C三年模拟解析基因的甲基化和去甲基化过程都不会改变基因的碱基序列,A错误;SLDM2是去甲基化

酶基因,其表达产物为去甲基化酶,能降低靶基因甲基化,促进靶基因的转录过程,由于

靶基因的活化能加快番茄果实的成熟,可推测该基因可能具有促进果实成熟的作用,B

错误,C正确;若乙烯合成基因甲基化水平升高,则会降低乙烯的合成,不利于果实的成

熟,D错误。7.★★★(2025届深圳外国语学校开学考,10)有的植物具有“越冬记忆”,表现为春化

作用,这是经典的染色质修饰介导环境信号响应的表观遗传调控范例。如在拟南芥中,

长期的低发染色质修饰因子多梳家族蛋白(P蛋白)介导开花抑制基因F沉默。经

进一步研究发现,子代的“越冬记忆”来自母本,而非父本。下列说法正确的是

(

)A.表观遗传使基因的碱基序列发生改变,可传递给子代B.P通过修饰染色质,可能使RNA聚合酶无法识别并结合F基因C.低的拟南芥体内,F基因正常表达,促进植物开花D.F基因“沉默”在卵细胞中得以维持并传给子代,精细胞中缺失F基因B解析表观遗传不改变基因的碱基序列,A错误;依据“长期的低发染色质修饰因子多

梳家族蛋白(P蛋白)介导开花抑制基因F沉默”可知,P通过修饰染色质,可能使RNA聚

合酶无法识别并结合F基因,导致基因F沉默不表达,促进开花,进而推测低

的拟南芥体内,F基因正常表达,抑制植物开花,B正确,C错误;由题意知,子代的“越冬记

忆”来自母本,而非父本,说明F基因只由母本遗传给子代,推测可能属于细胞质遗传,精

细胞中可能存在F基因,D错误。8.★★★★(2025届广东八校检测,10)如图表示NAT10蛋白介导的mRNA乙酰化修饰参

与癌