精练册第10章　基因的表达

第2部分遗传与进化第10章基因的表达高考生物学新高考适用目录第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考法核酸序列阅读2、10五年高考1.★(2021重庆,9,2分)基因编辑技术可以通过在特定位置加入或减少部分基因序列,实

现对基因的定点编辑。对月季色素合成酶基因进行编辑后,其表达的酶氨基酸数量减

少,月季细胞内可发生改变的是

(

)A.基因的结构与功能B.遗传物质的类型C.DNA复制的方式D.遗传信息的流动方向A解析对月季色素合成酶基因进行编辑后,其表达的酶氨基酸数量减少,说明该技术改

变了月季色素合成酶基因的结构(使终止密码子提前出现),进而改变了其功能,A符合

题意;基因编辑不会改变月季细胞的遗传物质是DNA,DNA复制仍为半保留复制,B、C

不符合题意;月季细胞内遗传信息的流动仍遵循中心法则,仍为DNA→RNA→蛋白质,D

不符合题意。2.★★(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。3.★★(2024河北,4,2分)下列关于DNA复制和转录的叙述,正确的是

(

)A.DNA复制时,脱氧核苷酸通过氢键连接成子链B.复制时,解旋酶使DNA双链由5'端向3'端解旋C.复制和转录时,在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开D.DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5‘端向3’端D解析DNA复制时,脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链,A错误;复制时,解旋酶将

DNA双螺旋的两条链解开,其并不是从5'端到3'端的单向解旋,B错误;转录时不需要解

旋酶,RNA聚合酶即可完成解旋,C错误;DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸

方向均为由5'端向3'端,D正确。4.★★(2023浙江1月选考,15,2分)核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合

成时,多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体(如图所示)。多

聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译,某著名企业至相同的

位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是(

)A.图示翻译过程中,各核糖体从mRNA的3'端向5'端某著名企业B.该过程中,mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对C.图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译,同时结束翻译D.若将细菌的某基因截短,相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化B解析根据核糖体上的肽链的长度(肽链长的翻译在前),可判断核糖体从mRNA的5'端

向3'端某著名企业,A错误;翻译过程中,mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对,B正

确;由题干可知,图中核糖体都从mRNA同一位置开始翻译,某著名企业至相同的位置结束翻

译,图中5个核糖体上的肽链长度不同,故5个核糖体先后依次结合到mRNA的起始密码

子端开始翻译过程,翻译结束的时间也不同,C错误;由题干信息“多聚核糖体所包含的

核糖体数量由mRNA的长度决定”可知,将细菌的某基因截短会影响相应的多聚核糖

体上所串联的核糖体数目,D错误。5.★★(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tRNA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。6.★★★新情境·3类RNA聚合酶的定位和转录产物(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

(

)C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。7.★★★(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

。增多circRNA的量或促进P蛋白的合成或加入细胞凋亡抑制剂自由基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miRNA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,circRNA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。三年模拟8.★★(2025届云南大理一检,12)如图为某生物细胞内发生的一系列生理变化,下列相

关叙述错误的是

(

)A.该细胞可能是蓝细菌B.X代表的是DNA聚合酶,可连接相邻两个核苷酸间的磷酸二酯键C.过程Ⅰ中碱基互补配对方式为A—U、T—A、C—G、G—CD.过程Ⅱ中核糖体沿mRNA从右向左某著名企业B解析图中过程Ⅰ是转录,过程Ⅱ是翻译,且该生物细胞具有边转录边翻译的特点,可能为原核细胞,故可能是蓝细菌,A正确;X代表的是RNA聚合酶,可解开DNA的双螺旋(断

裂氢键)和连接相邻核糖核苷酸间的磷酸二酯键,B错误;过程Ⅰ为转录,模板为DNA,产

物为RNA,其中碱基互补配对方式为A—U、T—A、C—G、G—C,C正确;过程Ⅱ为翻译,可根据核糖体上多肽链的长短判断核糖体某著名企业的方向,应该为由肽链短的一侧向肽链长的一侧某著名企业,因此核糖体沿mRNA从右向左某著名企业,D正确。9.★★(2025届黑龙江龙东二联,14)如图所示为某细胞中遗传信息的表达的某个过程示

意图,下列说法正确的是

(

)A.在胚胎干细胞、哺乳动物成熟红细胞中,都可发生图示过程B.基因表达时,DNA双链打开及子链延伸需要能量C.图示过程表示翻译,参与该过程的RNA有三种,结合在mRNA上的多个核糖体可合成多种肽链D.图示过程在核糖体中进行,图中决定丙氨酸的密码子是5'-CGA-3'B解析图示过程为翻译,哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和细胞器,不能进行翻译过程,

A错误;参与翻译过程的RNA有mRNA(信使RNA)、tRNA(转运RNA)、rRNA(核糖体RNA)三种,结合在图中同一mRNA上的多个核糖体可合成相同的肽链,C错误;密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基,图中决定丙氨酸的密码子是5'-GCU-3',D错误。10.★★★(2025届四川成都七中期中,7)1986年,英国科学家发现了硒代半胱氨

酸(非必需氨基酸),并提出硒代半胱氨酸由密码子UGA编码。最初,人们仅把UGA视为

多肽合成的终止密码子,现在发现它在某些情况下也可以编码硒代半胱氨酸。下列叙

述正确的是

(

)A.硒代半胱氨酸的反密码子碱基序列为5'-ACU-3'

B.正常情况下每个基因均含有终止密码子C.多肽链中若含有1个硒代半胱氨酸,则其mRNA中含有两个UGA序列D.反密码子与密码子的配对方式不由tRNA上结合的氨基酸决定D解析硒代半胱氨酸由密码子5'-UGA-3'编码,反密码子碱基序列为3'-ACU-5',A错误;

密码子位于mRNA上,正常情况下每个基因转录出的mRNA均含有终止密码子,B错误;

翻译的直接模板为mRNA,多肽链中若含有硒代半胱氨酸,则其mRNA中含有UGA,但该

mRNA的终止密码子可能是其他终止密码子,故mRNA中可能仅含有1个UGA序列,也

可能含2个UGA序列,C错误;tRNA上的反密码子与密码子按碱基互补配对原则进行配

对,其配对方式不由tRNA上结合的氨基酸决定,D正确。11.★★★(2025届湖南长郡中学三测,8)DNA的合成有两条途径,一条途径是复制,以亲

代DNA的脱氧核苷酸链为模板合成子代DNA;另一条途径是逆转录,以RNA为模板合

成DNA。下列叙述错误的是

(

)A.两条DNA合成的途径都有磷酸二酯键和氢键的形成B.与DNA复制相比,逆转录特有的碱基配对方式是U—AC.两条途径中酶均沿着模板链的5'到3'方向催化DNA合成D.HIV可在宿主细胞内进行两条途径的DNA合成C解析酶沿着模板链的3'到5'方向催化子链DNA从5'到3'方向合成,C错误;HIV是逆转

录病毒,可以进行逆转录,逆转录形成的DNA会插入宿主细胞的染色体中,随宿主细胞

的DNA一起复制,D正确。12.★★★(2025届福建泉州开学考,11)如图表示胞质受体介导的信号转导通路。胞质

受体(蛋白质)是一类转录调节因子,能与相应激素结合形成复合物。复合物与DNA上

的HRE序列结合发挥调节作用。下列相关叙述正确的是(

)A.胞质受体在细胞质中合成B.激素—受体复合物借助相应的通道蛋白进入细胞核内发挥作用C.激素—受体复合物通过碱基互补配对与HRE序列结合D.HRE通过改变mRNA上的编码信息而发挥作用A解析胞质受体的化学本质是蛋白质,蛋白质在细胞质中的核糖体上合成,A正确;激素

—受体复合物通过核孔进入细胞核,B错误;激素—受体复合物中不含碱基,不能与HRE

序列碱基互补配对,C错误;复合物与DNA上的HRE序列结合影响基因的转录,不改变

mRNA上的编码信息,D错误。13.★★★★新思维·序列识别与分析(2024届东北四校四模,11)如图为某基因结构示意

图,长度以千碱基对(kb)表示,但未按比例画出。基因长度共8kb,转录直接生成的mR-

NA中d区间所对应的区域(包含2.0和5.2位点本身)会被加工切除,成为成熟的mRNA。

下列分析错误的是

(

)A.图中成熟mRNA的长度是3100个碱基B.转录起点位于基因上游,是RNA聚合酶识别和结合部位C.能编码蛋白质的mRNA长度为900个碱基,可编码299个氨基酸D.mRNA上某一特定位点需要的氨基酸由特定的tRNA将它转运到核糖体上B解析由图知,转录形成的初始mRNA含7.5×103-1.2×103+1=6301(个)碱基,由于加工形

成成熟mRNA时,2.0~5.2(含2.0和5.2位点)区间会被切除,故成熟mRNA含6301-(5.2×103-

2.0×103+1)=3100(个)碱基,A正确;启动子位于基因上游,紧挨转录起始位点,是RNA聚合

酶识别和结合的部位,B错误;能翻译的mRNA含(5.8×103-1.7×103+1)-(5.2×103-2.0×103+

1)=900(个)碱基(起始密码子和终止密码子区域内),由于终止密码子不编码氨基酸,因此

该酶的氨基酸数量为900÷3-1=299(个),C正确;mRNA上某一特定位点需要的氨基酸由

密码子决定,需要特定的tRNA将它转运到核糖体上,D正确。第2节基因表达与性状的关系提升考法表观遗传的常见调控机制1、3、4、6、7、8、9、10五年高考1.★★(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。2.★★(2023河北,7,2分)DNA中的胞嘧啶甲基化后可自发脱氨基变成胸腺嘧啶。下列

叙述错误的是

(

)A.启动子被甲基化后,可能影响RNA聚合酶与其结合B.某些甲基化修饰可遗传给后代,使后代出现同样的表型C.胞嘧啶的甲基化能够提高该位点的突变频率D.基因模板链中的甲基化胞嘧啶脱氨基后,不影响该基因转录产物的碱基序列D解析启动子是RNA聚合酶特异性识别与结合的部位,启动子被甲基化后可能影响

RNA聚合酶的识别与结合,A正确;甲基化修饰产生的变异为可遗传变异,若发生在生殖

细胞中,可能传给后代,B正确;胞嘧啶甲基化后可自发脱氨基变成胸腺嘧啶,故胞嘧啶的

甲基化会提高该位点的突变频率,C正确;模板链中的甲基化胞嘧啶脱氨基后会变为胸

腺嘧啶(T),则转录产物该位点的碱基会由G变为A,D错误。3.★★★(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。4.★★★(2024浙江1月选考,9,2分)某种蜜蜂的蜂蜂具有相同的基因组。雌性工

蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉,若喂食蜂,也能发育成为蜂王。利用分子生物学技

术降低DNA甲基化酶的表达后,即使一直喂食花蜜花粉,雌性工蜂幼虫也会发育成蜂

王。下列推测正确的是

(

)A.花蜜花粉可降低幼虫发育过程中DNA的甲基化B.蜂王DNA的甲基化程度高于工蜂C.蜂以提高蜜蜂DNA的甲基化程度D.DNA的低甲基化是蜂的重要条件D解析DNA甲基化酶可使DNA甲基化,降低DNA甲基化酶的表达,会使DNA甲基化程

度降低,可使工蜂发育成蜂王,与喂食蜂用相似,因此可推测蜂降低蜜蜂

DNA的甲基化程度,C错误,D正确;花蜜花粉不会降低DNA的甲基化,A错误;由题意分

析,蜂王DNA的甲基化程度低于工蜂,B错误。5.★★★(2022重庆,18,2分)研究发现在野生型果蝇幼虫中降低lint基因表达,能影响另

一基因inr的表达(如图),导致果蝇体型变小等异常。下列叙述错误的是

(

)A.lint基因的表达对inr基因的表达有促进作用B.提高幼虫lint基因表达可能使其体型变大C.降低幼虫inr基因表达可能使其体型变大D.果蝇体型大小是多个基因共同作用的结果A解析与野生型果蝇幼虫(WT)相比,降低lint基因表达后的幼虫(lintRi)体内inr基因的

相对表达量显著上升,说明lint基因的表达对inr基因的表达有抑制作用,A错误;由题意

可知,降低幼虫lint基因表达,可使inr基因的相对表达量增加,从而导致果蝇体型变小等

异常,说明提高幼虫lint基因表达或降低inr基因表达可能使果蝇体型变大,B、C正确;由

题意知,果蝇体型大小与lint、inr基因的表达情况有关,说明果蝇体型大小是多个基因

共同作用的结果,D正确。三年模拟6.★★(2025届陕西学业考,7)表观遗传中DNA甲基化机制在癌症发生中有重要影响,改

变正常的DNA甲基化水平可能导致细胞癌变。DNA甲基转移酶(DNMT)催化DNA甲

基化水平升高,通常会抑制基因表达。下列叙述错误的是

(

)A.表观遗传能够使基因碱基序列保持不变的情况下表型发生可遗传变化B.抑癌基因甲基化水平过高,可引发细胞癌变C.某药物抑制DNMT活性,使DNA甲基化水平升高,可用于癌症治疗D.吸烟使DNA甲基化水平异常,会增加肺癌发病风险C解析抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡,抑癌基因

甲基化水平过高会导致抑癌基因功能受阻,可引发细胞癌变,B正确;由题干可知,DNMT

催化DNA甲基化水平升高,某药物抑制DNMT活性,会使DNA甲基化水平降低,C错误。7.★★(2025届广西南宁摸底,11)科学家利用来自不同育种环境的白菜型冬油菜为材

料,通过半致死理并测定分析其抗寒性与环境的关系,并利用不同浓度DNA甲基

化抑制剂5-azaC处理,分析DNA去甲基化对白菜型冬油菜DNA整体甲基化水平及低温

胁迫下苗期生理特性的影响,结果表明抗寒能力受DNA去甲基化的调控。下列叙述正

确的是(

)A.油菜相关基因的甲基化会因环境的改变而发生变化B.油菜DNA甲基化水平改变引起的表型改变,属于基因突变C.低下的去甲基化会引起碱基序列的改变D.被甲基化修饰的抗寒基因不会影响细胞的增殖和分化A解析油菜DNA甲基化水平改变而引起的表型改变,不属于基因突变,因为基因突变是

指基因的碱基序列发生改变,而DNA甲基化不改变碱基序列,B错误;低下的去甲

基化不会引起碱基序列的改变,只是影响基因的表达,C错误;甲基化修饰可影响抗寒基

因的表达,从而可能影响细胞的分化,D错误。8.★★★(2025届福建泉州开学考,13)在培育克隆猴“中中”和“华华”的过程中,研

究人员将组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入重构胚,同时用组蛋白脱乙酰酶抑制

剂TSA处理重构胚,重新激活被抑制的基因(M),大大提高了重构胚的发育率和妊娠

率。下列叙述正确的是

(

)A.组蛋白的甲基化可提高重构胚的发育率B.去甲基化酶Kdm4d可切除甲基化修饰的氨基酸残基C.降低组蛋白的乙酰化可激活被抑制基因的表达D.组蛋白去甲基化酶和组蛋白脱乙酰酶可改变组蛋白的表观遗传修饰D解析由题意,组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA(翻译后可降低组蛋白的甲基化水平)

和组蛋白脱乙酰酶抑制剂(提高组蛋白乙酰化水平)可重新激活被抑制的基因(M),能大

大提高重构胚的发育率,A、C错误;组蛋白去甲基化酶Kdm4d可降低组蛋白的甲基化

水平,但不会切除相应的氨基酸残基,B错误。9.★★★(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

癌症进展的机制。下列相关叙述错误的是(

)A.涉及碱基互补配对的过程有①、②和③,且配对方式各不相同B.NAT10蛋白介导的mRNA乙酰化修饰影响相关基因表达过程属于表观遗传C.COL5A1蛋白是在核糖体和内质网上合成的,它可能是一种信号分子D.靶向干预NAT10蛋白介导的mRNA乙酰化修饰,可抑制癌细胞转移A解析图中①是转录过程,②是mRNA乙酰化修饰,③是翻译过程,其