新高考生物一轮复习课件：第19讲　基因的表达（含解析）

这是一份新高考生物一轮复习课件：第19讲　基因的表达（含解析），共60页。PPT课件主要包含了素养目标，核糖核苷酸，UGC，mRNA，反密码子，核糖体，遗传信息的转录，RNA聚合酶，RNA，细胞核等内容，欢迎下载使用。

一、遗传信息的转录和翻译1.RNA的结构和种类
特别提醒(1)遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程,该过程不需要解旋酶。(2)真核生物的DNA转录形成的mRNA需要在细胞核加工处理成为成熟的mRNA后才能作为翻译的模板。
3.遗传信息的翻译(1)概念:游离在细胞质中的各种氨基酸,以　　　　　　为模板合成具有一定氨基酸顺序的　　　　　　的过程。 (2)场所:　　　　　　。 (3)过程:
4.遗传信息、密码子、反密码子与氨基酸的关系(1)遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
(2)密码子、tRNA和氨基酸之间的对应关系①密码子有64种(3种终止密码子不决定氨基酸,决定氨基酸的密码子有61种);不同生物共用一套遗传密码。②一种密码子只能决定一种氨基酸,一种tRNA只能转运一种氨基酸。③每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并性),可由一种或几种tRNA转运。
旁栏边角(必修2,第65页,图4-4)(1)一个基因转录时以基因的　　条链为模板,一个DNA分子上的所有基因的模板链　　　　　　(填“一定”或“不一定”)相同。 (2)转录方向的判定:　　　　　　　　　　　　　　　　　　为转录的起始方向。 
已合成的mRNA释放的一端
易错辨析基于对基因指导蛋白质合成过程的理解,判断下列表述是否正确。(1)rRNA是核糖体的组成成分,原核细胞中可由核仁参与合成。(　　)(2)tRNA分子一般为单链,因此没有碱基两两配对形成的氢键。(　　)(3)有些RNA可通过降低化学反应的活化能来提高反应速率。(　　)(4)一个tRNA上的反密码子只能与mRNA上的一种密码子配对。(　　)(5)mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子。(　　)(6)蛋白质合成旺盛的细胞中,DNA分子较多,转录成的mRNA分子也较多。(　　)(7)细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板,提高转录效率。(　　)
长句应答下图示信息显示一条mRNA可结合多个核糖体,其意义是　　　　  　　　。 
少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质
二、中心法则及基因表达与性状的关系1.中心法则(1)提出者:　　　　　　。 (2)补充后的内容图解:①DNA的复制;②　　　　;③翻译;④　　　　　　　　　　;⑤　　　　　　。 
(3)不同类型生物遗传信息的传递①能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒遗传信息的传递:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)遗传信息的传递:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
③具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)遗传信息的传递:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ④高度分化的细胞遗传信息的传递:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
2.基因控制性状的途径(1)直接控制途径①方式:基因通过控制　　　　　　　　　　直接控制生物体的性状。 ②实例:囊性纤维化、镰状细胞贫血等。
(2)间接控制途径①方式:基因通过控制　　　　　　　　来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。 ②实例:a.白化病:
3.基因与性状的关系
旁栏边角(必修2,第74页,“批判性思维”)你如何评价基因决定生物体的性状这一观点?
提示 要客观全面地评价基因决定论的观点,认识到生物性状的形成往往是内因(基因)与外因(环境因素等)相互作用的结果。
易错辨析1.下图为人体内基因对性状的控制过程,根据对基因与性状关系的理解,判断如下分析是否正确。
(1)基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中。(　　)(2)图中①过程需RNA聚合酶的催化,②过程需tRNA的协助。(　　)(3)④⑤过程的结果存在差异的直接原因是血红蛋白结构的不同。(　　)(4)图中①②过程发生的主要场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体。(　　)(5)人体衰老引起白发的原因是上图中酪氨酸酶不能合成。(　　)(6)基因控制囊性纤维化与基因2控制性状的方式相同。(　　)
2.基于对细胞分化和表观遗传的认识,判断下列表述是否正确。(1)细胞分化形成的细胞一般会保持分化后的状态,不可逆转。(　　)(2)生物体内所有的细胞都要发生细胞分化。(　　)(3)表观遗传现象由于基因的碱基序列没有改变,因此不会遗传给下一代。(　　)(4)吸烟会影响基因的表达。(　　)
角度一、转录和翻译过程分析考向探究考向1转录、翻译过程分析1.(2022山东滕州期中)(不定项选择)科学家研究发现人体生物钟机理(部分)如下图所示,下丘脑SCN细胞中,基因表达产物PER蛋白浓度呈周期性变化,周期为24 h。下列分析正确的是(　　)A.per基因不只存在于下丘脑SCN细胞中B.①过程需要解旋酶和RNA聚合酶C.①过程的产物不能直接作为②过程的模板D.图中的核糖体在mRNA上移动的方向是从左向右
答案 AC　解析 分析题图:图中①为转录过程,②为翻译过程,③过程表示PER蛋白能进入细胞核,调节per基因的转录过程。人体所有细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂产生的,细胞中的基因都相同,故per基因存在于所有细胞中,A项正确;①过程表示转录,需要RNA聚合酶的解旋和催化,不需要解旋酶,B项错误;图中①为转录,可形成tRNA、mRNA和rRNA,②为翻译,该过程的产物mRNA需要经过处理成为成熟的mRNA,才可作为②翻译过程的模板,C项正确;根据图中核糖体上多肽的长度可判断,图中核糖体在mRNA上移动的方向是从右向左,D项错误。
2.(2022山东青岛十七中月考)下面两图表示细胞内的两种生理过程,下列相关叙述错误的是(　　)
A.图1表示转录,该过程发生时模板与产物间有氢键的形成与断裂B.图2表示翻译,该过程发生时起始密码子决定的是a氨基酸C.图1所示过程与图2所示过程中发生的碱基配对方式不完全相同D.图1所示过程中酶的移动方向与图2所示过程中核糖体的移动方向不同
答案 D　解析 图1中只有DNA的一条链作为模板合成核苷酸单链,所以表示转录过程,该过程发生时模板上碱基与游离的核糖核苷酸先要配对形成氢键,合成的RNA离开模板链时,需要将形成的氢键断裂,A项正确;图2表示翻译,根据图中tRNA移动方向判断肽链中氨基酸顺序是a—b—c—…,所以该过程发生时起始密码子决定的第一个氨基酸是a氨基酸,B项正确;图1所示过程中发生的碱基配对方式是A—U、T—A、G—C、C—G;图2所示过程中发生的碱基配对方式是A—U、U—A、G—C、C—G,二者不完全相同,C项正确;图1所示过程中酶的移动方向是从左向右,图2所示过程中核糖体的移动方向也是从左向右,D项错误。
考向2原核细胞的转录、翻译过程3.(2022浙江金华十校模拟)下图是两种细胞中主要遗传信息的表达过程。据图分析,下列叙述错误的是(　　)A.甲、乙细胞中均有核糖体可直接与RNA接触B.甲、乙细胞图示中的核糖体移动方向均由左往右进行C.甲、乙细胞图示中的mRNA加工的场所依次是核糖体、细胞核D.甲、乙细胞中的RNA聚合酶均具有识别碱基序列的功能
答案 C　解析 图示表示两种细胞中主要遗传信息的表达过程,其中甲细胞没有被核膜包被的成形的细胞核,属于原核细胞,其转录和翻译同时进行;乙细胞含有被核膜包被的成形的细胞核,属于真核细胞,其转录和翻译过程不是同时进行的。甲、乙细胞中均在进行翻译过程,因此均有核糖体直接与RNA接触,A项正确;根据图中多聚核糖体的肽链长度,可知甲、乙细胞图示中的核糖体移动方向均由左往右进行,B项正确;甲的mRNA加工的场所是在细胞质基质中进行,并非核糖体,C项错误;RNA聚合酶作用于转录过程中,RNA聚合酶识别并与编码相应蛋白质的一段DNA结合,然后双链的碱基得以暴露,进而形成mRNA分子,D项正确。
角度二、DNA复制、转录、翻译综合考查及相关计算考向探究考向1DNA复制、转录和翻译的比较4.(2022山东青岛即墨模拟)下图表示某生物细胞内发生的一系列生理变化,X、Y分别表示两种功能不同的酶。请据图分析,下列有关叙述错误的是(　　)A.X为DNA聚合酶,Y为RNA聚合酶B.图Ⅰ中包括5种碱基、8种核苷酸C.图Ⅱ中有3种RNA参与该过程D.图Ⅱ中核糖体的移动方向为由左向右
答案 A　解析 图Ⅰ表示DNA复制和转录过程,其中X为解旋酶,Y为RNA聚合酶。图Ⅱ表示翻译过程。图中X为解旋酶,Y为RNA聚合酶,A项错误;该图中含有DNA分子和RNA分子,因此最多含5种碱基(A、C、G、T、U)和8种核苷酸,B项正确;图Ⅱ中有三种RNA(mRNA作为模板,tRNA运输氨基酸,rRNA是核糖体的组成成分)参与,C项正确;图Ⅱ中根据肽链的长度可知,核糖体的移动方向为由左向右,D项正确。
5.(2022吉林东北师大附中模拟)下列人体内有关生理过程的描述,错误的是(　　)A.甲、乙、丙3个过程均既有氢键的破坏也有氢键的形成B.甲、乙、丙3个过程中只有一个过程能在胰岛B细胞核内进行C.乙过程表示翻译,通过多个核糖体共同完成一条肽链提高了翻译的速度,细胞可在短时间内合成多条肽链D.甲过程表示DNA分子的复制方式为多起点双向复制
答案 C　解析 分析图示:过程甲中进行多起点复制,是DNA复制过程;过程乙以mRNA为模板合成蛋白质,是翻译过程;过程丙以DNA的一条链为模板合成mRNA,是转录过程。DNA复制、转录和翻译过程中均存在碱基互补配对,过程甲为DNA复制过程,解旋和子链的形成,过程乙为翻译过程,tRNA和mRNA的结合和脱离,过程丙为转录过程,解旋和mRNA的形成过程中均存在氢键的破坏和氢键的形成,A项正确;胰岛B细胞属于高度分化的细胞,其细胞核中只能进行转录,不能进行DNA复制,而翻译过程发生在细胞质中的核糖体上,B项正确;过程乙表示翻译,通过多个核糖体同时完成多条肽链,提高了翻译的效率,C项错误;据图可知,过程甲表示DNA分子的复制,其方式为多起点双向复制,D项正确。
考向2碱基数目与氨基酸数目的关系6.(2022山东临沂模拟)假设一段mRNA上有120个碱基,其中A有30个,G有50个,那么转录该mRNA的DNA分子区段中,C+T的个数以及该mRNA翻译成的蛋白质所需氨基酸的个数分别是(不考虑终止密码子)(　　)A.120个、40个　　　　　B.80个、40个C.60个、20个D.40个、20个
答案 A　解析 mRNA是以DNA的一条链为模板转录而来的,若该段mRNA上有120个碱基,则转录该mRNA的DNA分子中含有的碱基数为120×2=240(个)。根据碱基互补配对原则,DNA双链中不配对碱基之和占碱基总数的一半,所以C和T共有120个。翻译过程中,mRNA中每3个碱基决定1个氨基酸,所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA碱基数目的1/3,该mRNA上有120个碱基,则该mRNA翻译成的蛋白质所需氨基酸的个数为120÷3=40(个)。
方法突破1.DNA复制、转录和翻译的比较
2.“三步”判断真、原核细胞的DNA复制、转录及翻译
3.相关数量关系DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数=6∶3∶1。
特别提醒实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因
角度一、中心法则考向探究考向1与中心法则相关图解分析1.(2022黑龙江哈尔滨模拟)甲、乙、丙代表着生物的3种遗传和表达方式,如下图所示。据图分析,下列叙述错误的是(　　)A.需要tRNA和核糖体同时参与的过程有2、5、9B.上述3种方式的遗传信息流动可总结为　C.原核生物遗传信息的传递方式用甲表示D.可与模板链上的碱基A发生A—T配对的过程是3、7　
答案 B　解析 甲、乙、丙代表着生物的3种遗传和表达方式,其中1、8表示转录过程,2、5、9表示翻译过程,3表示DNA复制过程,4、6表示RNA复制过程,7表示逆转录过程。tRNA和核糖体同时参与的是翻译过程,即题图中的2、5、9过程,A项正确;由以上分析可知,上述3种方式的遗传信息流动可总结为 ,B项错误;原核生物遗传信息的传递方式为 ,可用甲表示,C项正确;可与模板链上的碱基A发生A—T配对的过程是3(DNA复制)、7(逆转录),D项正确。
考向2病毒的遗传信息传递2.(2022江苏扬州期中)埃博拉出血热(EBHF)是由EBV(一种丝状单链RNA病毒)引起的,EBV与宿主细胞结合后,将其核酸—蛋白复合体释放至细胞质,通过下图途径进行增殖。如直接将EBV的RNA注入人体细胞,则不会引起EBHF。下列推断正确的是(　　)A.过程①所需的酶可来自宿主细胞B.过程②合成两种物质时所需的氨基酸的种类、数量相同C.EBV增殖过程需宿主细胞提供四种脱氧核苷酸和ATPD.过程①所需嘌呤比例与过程③所需嘧啶比例相同
答案 D　解析 分析题图可知:图示表示埃博拉病毒的繁殖过程,首先以-RNA为模板合成mRNA,故①为RNA的复制过程;其次以mRNA为模板翻译形成相应的蛋白质,故②为翻译过程;同时合成-RNA,故③为RNA的复制过程;最后蛋白质再和-RNA组装形成子代病毒,故④是装配过程。根据信息:“直接将EBV的RNA注入人体细胞,则不会引起EBHF过程”,可推知①所需的依赖RNA的RNA聚合酶来自埃博拉病毒,A项错误;过程②翻译形成2种不同的蛋白质,因此所需的氨基酸的种类、数量不一定相同,B项错误;EBV增殖过程需细胞提供4种核糖核苷酸、ATP等,C项错误;根据碱基互补配对原则,-RNA中嘧啶比例与mRNA中嘌呤比例相同,因此过程①所需嘌呤比例与过程③所需嘧啶比例相同,D项正确。
3.(2022山东泰安联考)新型冠状病毒为单股正链(+RNA)病毒,是引起新冠肺炎疫情的病原体。下图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。下列有关分析正确的是(　　)A.①②③④⑤⑥过程中都有碱基互补配对B.该病毒的+RNA与其对应的-RNA中碱基G+A的个数相同C.催化①②过程的RNA复制酶的化学本质是RNAD.该病毒RNA复制需经历形成双链RNA的过程
答案 D　解析 由题图可知,①②③④都表示RNA的复制过程,需要RNA复制酶的参与,⑤为蛋白质的翻译过程,⑥为重组子代病毒的过程。①②③④⑤过程中都有碱基互补配对,⑥过程中不存在碱基互补配对,A项错误;该病毒的+RNA与其对应的-RNA碱基互补配对,因此该病毒的+RNA与其对应的-RNA中碱基G+A的个数不同,B项错误;催化①②过程的RNA复制酶的化学本质是蛋白质,C项错误;该病毒复制时,以+RNA为模板合成-RNA时,需经历形成双链RNA的过程,D项正确。
方法突破“三看法”判断中心法则各过程
角度二、基因表达与性状的关系考向探究考向1基因表达产物与性状的关系4.(2022山东烟台模拟)香稻米香气馥郁,被视为水稻中的珍品。香稻含有多种挥发性有机物质,其中2-乙酰-1-吡咯啉(2-AP)是香稻中主要的挥发性物质。已知基因B编码酶B,基因F编码酶F,基因B的数量决定2-AP的积累量,2-AP的积累量与水稻的香味强度密切相关。2-AP的合成和代谢途径如下图所示。
下列有关叙述错误的是(　　)A.基因F发生隐性突变后,稻米表现出香味性状B.无香味纯合水稻的基因型是bbFF、bbff、BBFFC.基因b不能控制酶B合成,基因型为Bbff的水稻无香味D.图示过程体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程进而间接控制生物体的性状
答案 C　解析 由题干可知,基因B数量越多,则香味越浓,基因F存在会产生酶F分解2-AP,故基因F发生隐性突变(f)后导致酶F的功能缺失,2-AP积累使稻米产生香味,A项正确;无香味纯合水稻可能是无基因B,或同时有基因B、F,故可能的基因型是bbFF、bbff、BBFF,B项正确;基因型为Bbff的水稻因为有基因B存在,可产生2-AP,且无酶F的分解,故表现为有香味,C项错误;图示过程体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程进而间接控制生物体的性状,D项正确。
5.(2022山东日照二模)某种动物的毛色受一对等位基因A和a的控制,A控制黄色色素相关酶的合成,a控制黑色色素相关酶的合成。纯合黄色个体与纯合黑色个体杂交,子一代却表现为介于黄色和黑色之间的不同毛色。研究发现,在A基因中有一段碱基序列可发生甲基化修饰。未甲基化时,A基因正常表达,表现为黄色;甲基化后,A基因的表达就受到抑制。环境差异会导致甲基化程度不同,甲基化程度越高,体色就越深。下列相关说法错误的是(　　)A.上述实例说明基因可以通过控制酶的合成进而控制生物的性状B.上述实例说明甲基化程度越高,A基因的表达受到的抑制越明显C.上述实例说明A基因中的甲基化修饰会使A基因突变为a基因D.上述实例说明甲基化修饰可使基因型相同的个体表现不同的性状
答案 C　解析 A控制黄色色素相关酶的合成,a控制黑色色素相关酶的合成,故题述实例说明基因可以通过控制酶的合成进而控制生物的性状,A项正确;题述实例说明环境差异会导致甲基化程度不同,甲基化程度越高,A基因的表达受到的抑制越明显,B项正确;题述实例说明A基因中的甲基化修饰并未改变基因中碱基的排列顺序,故不会使A基因突变为a基因,C项错误;题述实例说明环境差异会导致甲基化程度不同,甲基化程度不同,个体性状不同,故推断甲基化修饰可使基因型相同的个体表现不同的性状,D项正确。
考向2表观遗传6.(2022河北张家口一中期中)表观遗传现象在生物体的生长发育过程中普遍存在。表观遗传机制在特定的时间通过调控特定基因的表达而影响细胞分裂、分化以及代谢等生命活动。研究发现,组成染色体的DNA发生甲基化和去甲基化修饰,可使相关基因处于“关闭”或“打开”的状态,从而影响其对性状的控制。
小鼠的毛色与毛囊中黑色素细胞合成的色素种类有关。研究发现,胞外信号分子M蛋白与黑色素细胞膜表面受体MR结合,启动细胞内B基因等表达出相关酶,催化真黑色素(色素颗粒主要为黑色)的合成。细胞内另有A基因编码的A蛋白,可阻断M蛋白与MR结合,抑制真黑色素合成,细胞则通过另一条代谢途径合成褐色素(色素颗粒主要为黄色)。正常情况下,A基因在毛发生长周期第4~6天集中表达,所以野生型小鼠呈现真黑色素与褐色素相间的斑驳色(如图所示)。
野生型小鼠毛发色素分布图示
小鼠的毛色也是一种与表观遗传机制有关的性状。有一种黄色突变体小鼠(AvyA),检测其基因序列发现,Avy基因是在A基因前端插入了一段“IAP”序列,该序列能调控A基因在毛发生长过程中持续表达。另一项研究发现,孕鼠食物成分不同会影响胎儿期Avya小鼠的毛色发育,其毛色可从单一的黄色到不均一的黄色、斑驳色,甚至黑色。若给孕期母鼠提供的食物含甲基越丰富,刚出生的子代小鼠毛色越深。这又是为什么呢?原来,插入的IAP序列容易发生不同程度的甲基化修饰,从而失去部分或全部的调控作用。因此,Avya小鼠可以作为环境生物反应指示器,用来研究能增加甲基化风险的环境因子如乙醇、低剂量辐射和双酚A等对胎儿发育的影响。
(1)请用一个短句概括基因与DNA的关系:　　　　　　　　　　　　　。(2)DNA发生甲基化和去甲基化修饰,会影响　　　　　　　　酶与基因的结合,使转录过程不能正常进行,从而影响　　　　表达。 (3)Avy对A表现为　　　　(填“显性”或“隐性”),能合理解释AvyA小鼠表现为黄色的是　　(选填下列序号)。正常情况下aaBB小鼠毛色为　　　色。
(4)用Avya小鼠评估环境因子对胎儿发育的影响时,可以用　　　　　　作为指标。 
答案 (1)基因通常是有遗传效应的DNA片段　(2)RNA聚合　基因　(3)显性　③　黑　(4)小鼠毛色解析 紧扣题干信息“细胞内另有A基因编码的A蛋白,可阻断M蛋白与MR结合,抑制真黑色素合成,细胞则通过另一条代谢途径合成褐色素(色素颗粒主要为黄色)”“正常情况下,A基因在毛发生长周期第4~6天集中表达” “Avy基因是在A基因前端插入了一段‘IAP’序列,该序列能调控A基因在毛发生长过程中持续表达”等答题。(1)基因与DNA的关系:基因通常是有遗传效应的DNA片段。(2)转录过程中,RNA聚合酶与DNA上的启动子结合,启动转录过程。因此DNA发生甲基化和去甲基化修饰,会影响RNA聚合酶与基因的结合,使转录过程不能正常进行,从而影响基因表达。
(3)根据题干信息“黄色突变体小鼠(AvyA)”可知,Avy对A表现为显性;根据题干信息“细胞内另有A基因编码的A蛋白,可阻断M蛋白与MR结合,抑制真黑色素合成,细胞则通过另一条代谢途径合成褐色素(色素颗粒主要为黄色)”“正常情况下,A基因在毛发生长周期第4~6天集中表达”“Avy基因是在A基因前端插入了一段‘IAP’序列,该序列能调控A基因在毛发生长过程中持续表达”可知,AvyA小鼠表现为黄色的机理是③。胞外信号分子M蛋白与黑色素细胞膜表面受体MR结合,启动细胞内B基因等表达出相关酶,催化真黑色素(色素颗粒主要为黑色)的合成,因此正常情况下aaBB小鼠毛色为黑色。(4)用Avya小鼠评估环境因子对胎儿发育的影响时,环境因子会影响基因的表达,进而影响生物的性状,故可以用小鼠毛色作为指标。
基因的结构知识必备真核生物基因包括编码区和非编码区,而编码区又分为外显子和内含子,真正编码蛋白质的是编码区的外显子,非编码区和内含子只是起了调控表达的作用;在编码区上游,存在一个与RNA聚合酶结合的位点,RNA聚合酶与之结合之后才能开始转录,称为启动子;同样,在编码区下游,存在一个与RNA聚合酶结合的位点,RNA聚合酶与之结合之后终止转录,称为终止子。如下图所示:
专项突破典例.(2022山东青岛三中模考)科学家研究发现,TATA bx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TATA bx牢固结合之后才能开始转录。下列相关叙述不正确的是(　　)A.TATA bx被彻底水解后共得到4种小分子B.mRNA逆转录可获得含TATA bx的DNA片段C.RNA聚合酶与TATA bx结合后才催化核苷酸链的形成D.该研究为人们主动“关闭”某个异常基因提供了思路
答案 B　解析 TATA bx被彻底水解后得到脱氧核糖、磷酸、A、T共4种小分子,A项正确;TATA bx属于基因启动子的一部分,mRNA逆转录获得的DNA片段不含TATA bx,B项错误;RNA聚合酶与TATA bx结合后催化氢键的解开,形成单链开始转录形成核糖核苷酸链,C项正确;某基因的TATA bx经诱变缺失后,RNA聚合酶没有了结合位点,不能启动基因转录,D项正确。
专项训练1.(2022江苏泰州期中)科学家在人体活细胞内发现了一种新的DNA结构——i-Mtif(如下图)的“DNA扭结”,在i-Mtif结构中相同DNA链上的胞嘧啶相互结合,该结构大多是在细胞周期的晚G1期(此时DNA正被积极地“读取”)形成,主要出现在一些启动子区域和染色体端粒中。下列有关说法错误的是(　　)A.i-Mtif是由单链构成的局部4链,其中部分胞嘧啶通过氢键相连B.DNA被“读取”指复制,是以DNA的2条链为模板合成DNA的过程C.i-Mtif的形成可能会影响基因的开关,从而影响基因被积极“读取”D.对i-Mtif的研究将有助于人们理解DNA结构变化与人体衰老的关系
答案 B　解析 分析题图可知:在i-Mtif结构中相同DNA链上的胞嘧啶相互结合,是由单链构成的局部四链;在细胞周期的晚G1期,此时DNA正被积极地“读取”,即解开螺旋,为DNA复制做准备。由图可知,i-Mtif是由单链构成的局部四链,其中部分胞嘧啶通过氢键相连,A项正确;DNA被“读取”是指解开螺旋,而非复制,DNA复制发生在S期,B项错误;“DNA扭结”可能会影响基因的开关,从而影响基因被积极“读取”,C项正确;i-Mtif主要出现在一些启动子区域和染色体端粒中,所以对i-Mtif的研究将有助于人们理解DNA结构变化与人体衰老的关系,D项正确。
2.操纵子是原核细胞基因表达调控的一种组织形式,它由调节基因(I)、启动子(P)、操纵基因(O,不编码蛋白质)、结构基因(编码蛋白的多个基因)等部分组成。下图表示大肠杆菌细胞中乳糖代谢所需酶(结构基因lacZ、lacY、lacA编码)的合成及调控过程。图1表示环境中没有乳糖时,结构基因的表达被“关闭”的调节机制;图2表示环境中有乳糖时,结构基因的表达被“打开”的调节机制。请回答下列问题。
(1)过程①发生的场所是　　　　,过程②需要用到的转运工具是　　　　。(2)由图1可知,当培养基中仅有葡萄糖而没有乳糖时,调节基因的表达产物　　　　　　　　会与操纵基因结合,阻碍　　　　　　　　　　与启动子结合,从而抑制结构基因的表达。该调节机制既保证了大肠杆菌能量的供应,又可以避免　　　　　　　　　　　　　。 (3)从图2可知,如果乳糖与阻遏蛋白结合,使其　　　　　　　　改变而失去功能,则结构基因表达,合成的酶催化乳糖分解。乳糖被分解后又可导致结构基因　　　　(填“表达”或“不表达”),该调节机制为　　　　　调节。(4)图1和图2所示调节过程反映了基因与基因之间、　　　　　　　　之间、　　　　　　　　　　之间存在着复杂的相互作用,共同精细地调控生物体的生命活动。 
答案 (1)拟核　tRNA　(2)阻遏蛋白　RNA聚合酶　物质和能量的浪费　(3)空间结构　不表达　反馈　(4)基因与基因表达产物　基因与环境解析 (1)原核生物没有成形的细胞核,只有拟核,故转录过程发生在拟核区域;过程②中需要tRNA来运输氨基酸。(2)RNA聚合酶的结合位点是启动子,作用是催化转录过程。由题图可知,当大肠杆菌培养基中仅有葡萄糖而没有乳糖存在时,调节基因的表达产物——阻遏蛋白会与操纵基因结合,阻碍RNA聚合酶与启动子结合,在转录水平上抑制结构基因的表达。该调节机制既保证了大肠杆菌能量的供应,又可以避免物质和能量的浪费。