人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第4章 基因的表达本章综合与测试一课一练

这是一份人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第4章 基因的表达本章综合与测试一课一练，共10页。试卷主要包含了请阅读短文,回答问题等内容，欢迎下载使用。
1.()研究发现人体生物钟的分子机制如图所示。下丘脑SCN细胞中,基因表达产物PER蛋白浓度呈周期性变化,振荡周期为24 h。下列相关分析正确的是( )
A.PER基因只存在于下丘脑SCN细胞中
B.图中核糖体的移动方向是从左向右
C.如果过程③促进PER基因的表达,PER蛋白在细胞中的浓度会持续增加
D.一个mRNA分子上可结合多个核糖体翻译出多条不同的肽链
2.(2020江苏盐城伍佑中学高三月考,)如图表示某种生物细胞内基因表达的部分过程(④代表核糖体,⑤代表多肽链)。下列叙述正确的是( )
A.①②链之间和②③链之间的碱基配对方式完全不同
B.②链中的G和③链中的G都代表鸟嘌呤核糖核苷酸
C.基因中的遗传信息通过②链传递到⑤需要RNA参与
D.一个核糖体通常可结合多条③链以提高⑤的合成速率
3.(2020福建福清高三月考,)如图表示生物基因的表达过程,下列叙述与该图相符的是( )
图1
图2
A.图1可发生在绿藻细胞中,图2可发生在蓝细菌细胞中
B.DNA-RNA杂交区域中A只与T配对
C.图1翻译的结果是得到了多条氨基酸序列相同的多肽链
D.图2中①②③的合成均与核仁有关
4.(2019北京四中高三月考,)如图所示,hk基因位于大肠杆菌的R1质粒上,能编码产生一种毒蛋白,会导致自身细胞裂解死亡,另一基因sk也在这个质粒上,转录产生的skmRNA能与hkmRNA结合,这两种mRNA结合形成的产物能被酶降解,从而阻止细胞死亡。下列说法合理的是( )
A.skmRNA和hkmRNA碱基序列相同
B.当skmRNA存在时,hk基因不会转录
C.当skmRNA不存在时,大肠杆菌细胞会裂解死亡
D.两种mRNA结合形成的产物能够表达相关酶,并将其分解
5.(2019北京西城高三下二模,)真核细胞部分蛋白质需在内质网中进行加工。研究发现,错误折叠的蛋白质会通过与内质网中的伴侣蛋白结合而被“扣留”在内质网中,直到正确折叠,如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A.错误折叠的蛋白作为信号调控伴侣蛋白基因的表达
B.转录因子和伴侣蛋白mRNA通过核孔进出细胞核
C.伴侣蛋白能使错误折叠的蛋白空间结构发生改变
D.蛋白A和伴侣蛋白由细胞核中的同一基因编码
6.(2020北京房山高三期末,)骨髓增生异常综合征(MDS)是一组造血干细胞的异质性增殖性疾病,红细胞生成缺陷及发育不良是MDS的典型特征。TET2基因可以参与斑马鱼胚胎造血基因表达调控,在红细胞发育过程中发挥重要作用。斑马鱼和人类基因有着87%的高度同源性,斑马鱼的实验结果大多数情况下适用于人体,因此以斑马鱼为实验对象进行了相关研究。
(1)在造血干细胞中,以 为模板,合成mRNA并指导TET2蛋白合成。进行此过程时(如图1),一个mRNA分子上可以相继结合多个 ,同时进行多条肽链的合成,其意义是 。
(2)研究发现,TET2基因在调控造血基因表达过程中存在下列现象:
①造血基因——Gata-1基因在DNA甲基转移酶的作用下,将胞嘧啶转化为5-甲基胞嘧啶(5-mC),如图2-A。DNA甲基化使得 不能识别相应的碱基序列,影响转录过程,进而造成Gata-1基因沉默。
②科研人员使用亚硫酸氢钠处理Gata-1基因,进行PCR扩增(体外DNA复制),如图2-B,对扩增后的产物进行分析,就可以区分甲基化与未甲基化的胞嘧啶,区分依据是对比图2中A、B发现
。
(3)为研究TET2基因调控斑马鱼红细胞的生成,利用MO(阻断TET2基因表达)技术敲除TET2基因后,检测Gata-1基因的甲基化水平。经研究发现TET2蛋白使5-甲基胞嘧啶(5-mC)含量明显下降,能够恢复Gata-1基因 ,结合图3可推测出TET2基因的作用是 。
图1
图2
图3
7.(2020北京海淀高三上期中,)请阅读短文,回答问题。
氨基酸家族的新成员
氨基酸是蛋白质的基本单位,在遗传信息的传递过程中,由A、U、C、G四种碱基构成的“核酸语言”,通过三个碱基形成的密码子转变成20种常见的天然氨基酸组成的“蛋白质语言”。人们很早就破译得到了包括64个密码子的传统密码子表(如表中为部分密码子)。
1986年,科学家在研究谷胱甘肽过氧化物酶的作用时,发现了硒代半胱氨酸(Sec)。通过比较含硒(Se)多肽链的基因序列和氨基酸序列,证实了UGA是编码Sec的密码子。因为这种新发现的氨基酸在结构上可视为半胱氨酸(如图)侧链上的S被Se取代的产物,所以它被称为Sec。又因为它是在20种常见的天然蛋白质氨基酸之后发现的,所以又被称为第21种蛋白质氨基酸。
研究发现,密码子UGA通常作为终止密码子,当mRNA链UGA密码子后面出现一段特殊序列时,UGA才成为Sec的密码子,使Sec掺入多肽链中。后来科学家发现某些古细菌以及包括哺乳动物在内的动物体中的Sec也都是由UGA编码的。
Sec是蛋白质中硒的主要存在形式,也是唯一的含有准金属元素的氨基酸。迄今为止,Sec已经被发现是25种含硒酶的活性中心,是含硒酶的灵魂,如果没有这第21种氨基酸,含硒酶就无法工作,人就会出现各种各样的病症。如谷胱甘肽过氧化物酶是人体内广泛存在的一种重要的过氧化物分解酶,它能催化有毒的过氧化物还原成无毒的羟基化合物,从而保护细胞膜的结构及功能不受过氧化物的干扰及损害。
(1)请根据上述文章内容对传统密码子表提出一处修正意见: 。Sec的密码子为UGA,DNA分子上与该密码子对应的碱基对序列是 。
(2)请画出Sec的侧链基团(R基): 。
(3)当核糖体进行翻译时,终止密码子没有相应的tRNA结合,而是与终止因子(一种蛋白质)结合,翻译终止。mRNA上的密码子UGA是对应翻译终止还是编码Sec呢?有人曾经提出过“终止因子与携带Sec的tRNA竞争结合密码子UGA”的假设。请结合文中内容判断研究结果是否支持该假设,并说明理由: 。
(4)硒是人体生命活动不可缺少的微量元素,被称为“长寿元素”,请根据文中提供的资料进行解释: 。
答案全解全析
1.C 依题意和图示分析可知:图中①为转录过程,②为翻译过程,③过程表示PER蛋白通过核孔进入细胞核,影响PER基因的转录过程。PER基因不仅存在于下丘脑SCN细胞中,也存在于人体其他细胞中,A错误;根据多肽链的长短,可判断核糖体在图中移动的方向是从右向左,B错误;如果过程③促进PER基因的表达,即PER蛋白会促进PER基因的转录过程,这将使PER蛋白在细胞中的浓度持续增加,C正确;一个mRNA分子上可结合多个核糖体,翻译出多条相同的肽链,D错误。
2.C 分析题图,图中①②为DNA解螺旋后的两条单链,其中以②为模板链转录出③mRNA,即图中②→③表示转录,③→⑤表示翻译。①②链之间和②③链之间的碱基配对方式不完全相同,A错误;②链中的G代表鸟嘌呤脱氧核苷酸,③链中的G代表鸟嘌呤核糖核苷酸,B错误;基因中的遗传信息通过②链传递到③mRNA,以③mRNA为模板翻译⑤多肽链还需tRNA和rRNA的参与,C正确;一个③mRNA链上可以结合多个核糖体以提高⑤的合成速率,D错误。
3.C 分析题图:图1发生在原核细胞中,而绿藻是真核生物;图2发生在真核细胞中,而蓝细菌是原核生物,A错误。DNA-RNA杂交区域中存在A与T配对、U与A配对,B错误。因为图1翻译的模板是同一条mRNA,故翻译的结果是得到了多条氨基酸序列相同的多肽链,C正确。图2中②核糖体的合成和核仁有关,①tRNA、③mRNA的合成和核仁无关,D错误。
4.C 由题图可知,skmRNA能与hkmRNA结合,说明这两种mRNA的碱基序列互补而不是相同,A错误;当skmRNA存在时,hk基因仍能转录,只是转录形成的hkmRNA会与skmRNA结合,B错误;根据题干信息可知,skmRNA能与hkmRNA结合,当skmRNA不存在时,hkmRNA能翻译合成毒蛋白,导致自身细胞裂解死亡,C正确;由题文信息“两种mRNA结合形成的产物能被酶降解”可知,两种mRNA结合形成的产物不能够表达,D错误。
5.D 由题图分析可知,错误折叠的蛋白作为信号激活内质网膜上的受体,进而促进转录因子的形成,转录因子形成后进入细胞核内调控伴侣蛋白基因的表达,A正确;由图可知,转录因子和伴侣蛋白mRNA通过核孔进出细胞核,B正确;错误折叠的蛋白与内质网中的伴侣蛋白结合后,错误折叠的蛋白空间结构发生改变形成正确折叠的蛋白,C正确;蛋白A和伴侣蛋白属于不同的蛋白质,由细胞核中不同的基因编码,D错误。
6.答案 (1)DNA一条链 核糖体 短时间内快速合成大量相同的蛋白质 (2)RNA聚合酶 经亚硫酸氢钠处理后,未被甲基化的C变成了U,甲基化的C没有发生变化,还是C (3)转录 TET2基因表达产物TET2蛋白降低Gata-1基因中5-mC含量,恢复Gata-1基因正常转录,造血干细胞正常分化成红细胞
解析 (1)在造血干细胞中,以DNA一条链为模板,合成mRNA,并指导TET2蛋白合成。进行此过程时,一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,短时间内快速合成大量相同的蛋白质,大大提高了翻译效率。(2)①转录时,RNA聚合酶能够识别特定的碱基序列开始转录过程,DNA甲基化使得RNA聚合酶不能识别相应的碱基序列,影响转录过程,进而造成Gata-1基因沉默。②对比图2中A、B发现,经亚硫酸氢钠处理后,未被甲基化的C变成了U,甲基化的C没有发生变化,还是C,因此对扩增后的产物进行分析,就可以区分甲基化与未甲基化的胞嘧啶。(3)由(2)①可知,DNA甲基化使得RNA聚合酶不能识别相应的碱基序列,影响转录过程,造成Gata-1基因沉默。结合图3可知,与对照组相比,利用MO(阻断TET2基因表达)技术敲除TET2基因后,Gata-1基因的5-mC含量升高,说明TET2基因的表达产物TET2蛋白可使5-甲基胞嘧啶(5-mC)含量下降,能够恢复Gata-1基因转录,使造血干细胞正常分化成红细胞。
7.答案 (1)密码子表中UGA位置改为终止、硒代半胱氨酸 ACT//TGA (2)—CH2—SeH (3)不支持,只有UGA后面有特殊序列时,才成为Sec的密码子,该位置是终止还是编码氨基酸是确定的,二者不是竞争关系 (4)硒元素可以构成含有Sec的蛋白质,补充硒元素能够保证含硒酶的正常合成并发挥作用,减少有毒的过氧化物造成的细胞损伤和衰老,达到长寿的目的
解析 (1)通过比较含硒(Se)多肽链的基因序列和氨基酸序列,证实了UGA是编码Sec的密码子,所以可以得出,密码子表中UGA位置应改为终止、硒代半胱氨酸。Sec的密码子为UGA,所以DNA分子上与该密码子对应的碱基对序列是ACT//TGA。(2)根据题意硒代半胱氨酸在结构上可视为半胱氨酸侧链上的S被Se取代的产物,所以Sec的侧链基团为—CH2—SeH。(3)根据题干分析可知,当核糖体进行翻译时,终止密码子没有相应的tRNA结合,而是与终止因子(一种蛋白质)结合,翻译终止;只有UGA后面有特殊序列时,UGA才成为Sec的密码子,基因在表达时具有时空特异性,该位置是终止还是编码氨基酸是确定的,终止因子与携带Sec的tRNA不是竞争关系,故不支持这种假设。(4)硒元素可以构成含有Sec的蛋白质,同时硒作为微量元素在人体内也有很重要的作用,生物体的新陈代谢需要酶的参与,补充硒元素能够保证含硒酶的正常合成并发挥作用,减少有毒的过氧化物造成的细胞损伤和衰老,达到长寿的目的。
第一
个碱基
第二个碱基
第三
个碱基
U
C
A
G
U
苯丙氨酸
丝氨酸
酪氨酸
半胱氨酸
U
苯丙氨酸
丝氨酸
酪氨酸
半胱氨酸
C
亮氨酸
丝氨酸
终止
终止
A
亮氨酸
丝氨酸
终止
色氨酸
G
……
……
……
1.C
2.C
3.C
4.C
5.D