2024届人教版高考生物一轮复习基因的表达作业（多项版）含答案

这是一份2024届人教版高考生物一轮复习基因的表达作业（多项版）含答案，共10页。
第3课　基因的表达
[基础练透]
1．(2022·重庆市一诊)下列有关遗传信息表达过程的叙述，错误的是(　　)
A．转录过程和DNA分子复制过程遵循相同的碱基互补配对原则
B．转录过程中，RNA聚合酶有解开DNA双螺旋结构的功能
C．多个核糖体可结合在一个mRNA上先后合成多条相同的多肽链
D．反密码子由tRNA上3个相邻的碱基组成
解析：选A。DNA复制过程中是DNA模板链和脱氧核苷酸配对，配对方式有A与T、G与C，而转录过程是DNA模板链和核糖核苷酸配对，脱氧核苷酸特有的碱基是T，没有U，配对方式有T与A、G与C，A与U，所以转录和复制过程中碱基互补配对不完全相同，A错误；转录过程中，RNA聚合酶与DNA分子结合，并解开DNA双螺旋结构，B正确；多个核糖体可先后结合在一个mRNA上形成多聚核糖体，由于是以一条mRNA为模板进行的翻译过程，所以先后合成的多条多肽链是相同的，C正确；反密码子由tRNA上3个相邻的碱基组成，与mRNA上的密码子配对，D正确。
2．真核细胞核仁染色质的铺展图呈现大树的形状(如图所示)，此结构是核仁内rRNA基因的DNA片段上进行转录的状况。对铺展图分析错误的是(　　)

A．b段是此时该细胞未被转录的区段
B．f是rRNA基因转录产物的5′末端
C．RNA聚合酶的移动方向是由右向左
D．新合成的RNA上附着大量核糖体
解析：选D。据图可知，b阶段是无RNA产物，故b段是此时该细胞未被转录的区段，A正确；基因的转录是从5′向3′端，据RNA的长度可知，f是rRNA基因转录产物的5′末端，B正确；据RNA的长度可知，RNA聚合酶的移动方向是由右向左，C正确；RNA合成后要经过加工才能成为成熟的RNA，故新合成的RNA不能结合核糖体，D错误。
3.(2022·江苏南通市模拟)如图表示某生物细胞中转录、翻译的示意图，其中①～④代表相应的物质。相关叙述正确的是(　　)

A．①表示DNA，该DNA分子含有2个游离的磷酸基团
B．②表示RNA聚合酶，能识别编码区上游的起始密码子
C．③表示mRNA，A端为5′端，有游离的磷酸基团
D．④表示多肽，需内质网和高尔基体加工后才具生物活性
解析：选C。①表示DNA，该DNA分子为环状，不含有游离的磷酸基团，A错误；②表示RNA聚合酶，RNA聚合酶能识别编码区上游的启动子，B错误；由分析可知，③表示mRNA，核糖体由A端开始移动，A端为5′端，有游离的磷酸基团，C正确；④表示多肽，原核细胞没有内质网和高尔基体，D错误。
4．(2022·济南模拟)新型冠状病毒(2019-nCoV)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，如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：选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。
5．(2022·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800 bp(碱基对)的Ips-r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。下列相关叙述错误的是(　　)

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中终止密码子提前出现
解析：选C。根据题干信息，“编码SBE1蛋白的基因中插入了一段800 bp(碱基对)的Ips-r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800 bp(碱基对)的Ips-r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正确。
6．(2022·江苏省上冈高级中学高三模拟)表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，DNA甲基化是其中的机制之一。研究发现小鼠体内一对等位基因A和a(完全显性)，位于卵子时均发生甲基化，且在子代中不能表达；但A和a基因在精子中都是非甲基化的，传给子代后都能正常表达。下列有关叙述错误的是(　　)
A．DNA甲基化修饰后转录可能受阻
B．雄鼠体内可能存在相应的去甲基化机制
C．抑癌基因的过度甲基化修饰将抑制肿瘤的发生
D．基因型为Aa的小鼠随机交配，子代性状分离比约为1∶1
解析：选C。DNA甲基化修饰后，基因不能表达，可能是甲基化阻止了RNA聚合酶与基因的结合，从而影响了该基因的转录过程，A正确；含有等位基因A和a的卵子都是甲基化的，而所有雄鼠的精子都是非甲基化的，其原因可能是在雄鼠体内有去甲基化机制，B正确；抑癌基因过度甲基化导致基因不能表达，会导致细胞无限分裂出现肿瘤，C错误；卵细胞有A、a两种，精子有A、a两种，但是卵细胞的基因在子代都无法表达，故子代两种性状分离比约为1∶1，D正确。
7．(多选)科研人员从肿瘤细胞中发现了蛋白S，为了研究其功能做了如下实验：将DNA模板和RNA聚合酶混合一段时间后加入原料，其中鸟嘌呤核糖核苷酸用32P标记，一起培育一段时间后，加入肝素(可以与RNA聚合酶结合)，然后再加入蛋白S，结果如图所示。下列叙述错误的是(　　)

A．RNA聚合酶能识别DNA模板上的某一启动子
B．肝素与RNA聚合酶结合后能破坏RNA聚合酶的空间结构并使之失去活性
C．对照组应加入不含蛋白S的缓冲液，实验组加入肝素后基本没有新的mRNA合成
D．曲线反映的是DNA转录的过程，蛋白S能解除肝素抑制翻译的作用
解析：选BD。RNA聚合酶能识别DNA模板上特定的位点即启动子，并与之结合，催化RNA的合成，A正确；肝素与RNA聚合酶结合后能改变RNA聚合酶的空间结构，但不会使之失去活性，B错误；由于肝素能与RNA聚合酶结合，使RNA聚合酶不能与启动子结合，所以加入肝素后mRNA的合成受到抑制，因而没有新的mRNA合成，C正确；根据两曲线的比较可知，加入蛋白S的实验组产物中放射性明显增多，说明蛋白S能解除肝素对转录的抑制作用，D错误。
8．(2022·湖北襄阳市模拟)心肌细胞不能增殖，基因ARC在心肌细胞中的特异性表达，能抑制其凋亡，以维持正常数量。细胞中另一些基因通过转录形成前体RNA，再经过加工会产生许多非编码RNA，如miR－223(链状)，HRCR(环状)。结合图示回答下列问题：

(1)若ARC基因碱基数量为1800，其中一条单链鸟嘌呤和胞嘧啶之和占该单链碱基数的46%，该基因中含有氢键____________个，该基因复制3次共消耗胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是________________________。
(2)启动过程①时，____________酶需识别并与DNA分子上的启动子结合。进行过程②的场所是____________，该过程最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序________(填“相同”或“不同”)，翻译的方向是________(填“从左到右”或“从右到左”)。
(3)当心肌缺血、缺氧时，会引起基因miR-223过度表达，所产生的miR-223可与ARC的mRNA特定序列通过碱基互补配对原则结合，形成__________________，使ARC无法合成，最终导致心力衰竭。与基因ARC相比，核酸杂交分子1中特有的碱基对是________________。
(4)据图分析，HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物，原因是_______________________。
解析：分析题图：图中①为转录过程，②为翻译过程，其中mRNA可与miR-223结合形成核酸杂交分子1，miR-223可与HRCR结合形成核酸杂交分子2。(1)双链DNA分子中，鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基数的46%，则C＝G＝23%，A＝T＝27%，即A＝T＝1800×27%＝486个，G＝C＝1800×23%＝414个，由于A和T之间有2个氢键，G和C之间有3个氢键，则该基因中氢键共有486×2＋414×3＝2214个；该基因复制3次共消耗胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是(23－1)×486＝3402个。(2)①表示基因的转录，RNA聚合酶识别并与基因上的启动子结合，开启转录的过程；②表示翻译，蛋白质合成的场所是核糖体；由于T1、T2、T3都是以同一条mRNA为模板，翻译而来的多肽链，因而具有相同氨基酸顺序；根据肽链的长短，T3的肽链最长，说明是最先开始翻译的，因而翻译的方向是从左到右。(3)基因miR-223表达形成的miR-223是链状RNA片段，从图中可以看出，其能够与基因ARC转录形成的mRNA结合，形成核酸杂交分子1，它们是通过碱基互补配对原则进行结合的；基因ARC是DNA分子，其含有A－T、T－A、G－C、C－G的碱基对，而核酸杂交分子1是两条RNA的结合，所以只含有A－U、U－A、G－C、C－G的碱基对，因而核酸杂交分子1中特有的碱基对是A－U、U－A。(4)从图中可以看出，HRCR能够与miR-223互补配对，形成核酸杂交分子2，以此清除miR-223，使miR-223无法与mRNA结合成核酸杂交分子1，使基因ARC表达增加，进而能抑制心肌细胞的凋亡。
答案：(1)2214　3402　(2)RNA聚合　核糖体　相同　从左到右　(3)核酸杂交分子1　A－U、U－A　(4)HRCR能够与miR-223互补配对，清除miR-223，使基因ARC表达增加，抑制心肌细胞的凋亡
[能力提升]
9．(2022·湖南长沙市雅礼模拟)植物体内的转录因子OrERF是一类蛋白质，在植物抵抗逆境，如干旱、低温和高盐时发挥重要作用。科研人员对水稻OrERF基因进行系列研究。实验检测OrERF基因在高盐条件下的表达水平，结果如图1，植物感受外界干旱、高盐、低温等信号，通过一系列信息传递合成转录因子。转录因子OrERF对下游基因调节过程如图2。下列说法错误的是(　　)

图1

图2
A．实验结果表明，自然条件下OrERF基因的表达水平较低，高盐处理12小时后，OrERF基因的表达水平显著增加
B．转录因子OrERF合成的场所是附着在内质网上的核糖体，发挥作用的场所主要是细胞核
C．转录因子OrERF的作用机理可能是通过与RNA聚合酶结合，激活RNA聚合酶与DNA上特定的序列结合，启动转录的过程
D．干旱、高盐、低温等不同环境条件诱导植物产生的转录因子OrERF的空间结构可能不相同，从而调控不同基因的表达
解析：选B。图1实验结果表明，自然条件下(未经高盐处理)水稻中OrERF基因的表达水平较低，高盐处理12小时后OrERF基因的表达水平显著增加，A正确；转录因子OrERF是一类蛋白质，是胞内蛋白，其合成场所是细胞质中游离的核糖体，而不是附着在内质网上的核糖体，转录因子OrERF作用于转录过程，而转录的主要场所是细胞核，因此转录因子OrERF作用的场所主要是细胞核，B错误；由图可知，转录因子OrERF通过与RNA聚合酶结合，激活RNA聚合酶，启动转录的过程，C正确；转录因子OrERF是一类而不是一种蛋白质，从图中可以看出转录因子OrERF在结构上具有特异性，除了与RNA聚合酶特异性结合外，还可以与结合在基因调控序列上的某种特定结构特异性结合，在高盐、干旱、低温不同信号的诱导下，会导致植物体表达出不同的OrERF蛋白，以调控不同基因的表达，从而适应高盐、干旱、低温等不同环境，D正确。
10．(2022·辽宁模考)动物的昼夜节律与周期基因密切相关，该基因的表达及调控过程如图所示，其编码的蛋白PER在夜间累积而在白天降解。下列相关叙述不正确的是(　　)

A．①过程中游离的核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键相互连接
B．②过程中一个mRNA分子能翻译出多个PER蛋白
C．周期基因的表达与调控可能发生在垂体某些细胞中
D．TIM与PER的结合物影响周期基因的表达
解析：选C。①过程表示转录，游离的核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键相互连接，A正确；②过程表示翻译，该过程中一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，翻译出多个PER蛋白，B正确；下丘脑与动物的节律有关，因此周期基因的表达与调控可能发生在下丘脑某些细胞中，C错误；基因的表达包括转录和翻译，由图可看出，TIM与PER的结合物影响该基因的转录，故TIM与PER的结合物影响周期基因的表达，D正确。
11．(多选)人类基因组中有数以万计的基因，但在细胞内并非所有的基因都表达，因此需要“关闭”部分基因。rest基因编码的R蛋白能抑制其他基因的表达。R蛋白通过使组蛋白去乙酰化来抑制相关基因的表达。在动物模型实验中发现，R蛋白含量降低的动物，会出现神经兴奋活动增强以及更早死亡的现象。下列推断合理的是(　　)
A．rest基因可能参与细胞分化和个体发育
B．组蛋白的乙酰化会抑制相关基因的转录
C．增强rest基因的表达可能会使神经兴奋性降低
D．抑制rest基因的表达可能会导致动物寿命缩短
解析：选ACD。rest基因编码的R蛋白能抑制其他基因的表达，而细胞分化是基因选择性表达的结果，故rest基因可能参与细胞分化和个体发育，A符合题意；由题意可知，R蛋白通过使组蛋白去乙酰化来抑制相关基因的表达，基因的表达包括基因的转录和翻译，故组蛋白的乙酰化不会抑制相关基因的转录，B不符合题意；由题意可知，R蛋白含量降低的动物，会出现神经兴奋活动增强，R蛋白是rest基因的表达产物，故增强rest基因的表达可能会使神经兴奋性降低，C符合题意；R蛋白含量降低的动物，会出现更早死亡的现象，且R蛋白是rest基因的表达产物，故抑制rest基因的表达，R蛋白含量会降低，可能会导致动物寿命缩短，D符合题意。
12．(2022·辽宁连山实验高中模拟)DNA甲基化是DNA化学修饰的一种形式，能影响表型，也能遗传给子代。在蜂群中，雌蜂幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而以花粉和花蜜为食的幼蜂将发育成工蜂。研究发现，DNMT3蛋白是核基因DNMT3表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团，如图所示。回答下列问题：

(1)蜜蜂细胞中DNMT3基因发生过程①的场所是____________________，若以基因的β链为模板，则虚线框中合成的RNA的碱基序列顺序为______________________。
(2)DNA甲基化若发生在基因转录的启动子序列上，则会影响RNA聚合酶与该序列的识别与结合，进而抑制基因的表达。据图可知，DNA甲基化________(填“会”或“不会”)改变基因的碱基序列。在细胞内，少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质，原因是______________________。(写出一点)
(3)已知注射DNMT3siRNA(小干扰RNA)能使DNMT3基因表达沉默，蜂王的基因组甲基化程度低于工蜂的，请设计实验验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素。
实验思路：取多只_____________________，
均分为A，B两组，A组不做处理，B组____________________________，其他条件相同且适宜，用花粉和花蜜饲喂一段时间后，观察并记录幼蜂发育情况。
实验现象：_____________________。
解析：(1)过程①是转录过程，其中DNMT3基因是核基因，因此过程①发生在细胞核内，根据碱基互补配对原则，若以基因的β链为模板，则虚线框中合成的RNA的碱基序列顺序为－CUUGCCAGC－。(2)分析题图可知，基因甲基化不改变基因的碱基序列，但会影响转录，从而影响基因的表达。在转录时，RNA聚合酶的作用是使DNA解螺旋、催化游离的核糖核苷酸聚合生成RNA；在细胞质中，翻译是一个快速而高效的过程，通常一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链，并且最终的产物相同，因此，少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质。(3)根据题干可知DNMT3siRNA能与DNMT3基因转录出的RNA结合，阻碍翻译过程，从而抑制DNMT3基因表达，进而降低基因的甲基化水平，据此取多只生理状况相同的雌蜂幼虫，均分为A、B两组；A组不作处理，B组注射适量的DNMT3siRNA，其他条件相同且适宜；用花粉和花蜜饲喂一段时间后，观察并记录幼蜂发育情况。如果A组发育成工蜂，B组发育成蜂王，则能验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素。
答案：(1)细胞核　－CUUGCCAGC－　(2)不会　一个mRNA分子可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链　(3)生理状况相同的雌蜂幼虫　注射适量的DNMT3siRNA　A组发育成工蜂，B组发育成蜂王