内容正文:
第30讲 基因的表达
一、选择题
1.(2024·江西金溪模拟)下列关于基因的表达说法正确的是( )
A.转录过程中,RNA聚合酶没有解开DNA双螺旋结构的功能
B.染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子
C.细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽
D.多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链
2.(2024·广东佛山质检)密码子的破译对于生物遗传和变异研究具有重要意义。下列叙述错误的是( )
A.密码子位于mRNA上且每个密码子由3个相邻的碱基组成
B.密码子的简并对于生物性状的稳定具有重要意义
C.反密码子在翻译的过程中起携带氨基酸的作用
D.翻译过程密码子和反密码子存在碱基互补配对
3.(2025·八省联考河南卷)由mRNA逆转录产生的单链DNA称为第一链cDNA,以第一链cDNA为模板合成的单链DNA称为第二链cDNA。下列叙述正确的是( )
A.第一链cDNA可以单独作为PCR反应体系的模板
B.第一链cDNA与其模板mRNA序列互补、方向相同
C.第二链cDNA不能与转录该mRNA的DNA进行杂交
D.第二链cDNA与其模板mRNA的碱基序列和组成均相同
4.转录是DNA的遗传信息被拷贝成RNA的遗传信息的过程,如图表示真核生物转录过程模式图。下列叙述正确的是( )
A.RNA聚合酶在模板DNA链上的移动方向为5'→3'
B.RNA聚合酶识别并结合的DNA片段可转录为RNA
C.转录过程中游离的核糖核苷酸有序地与模板DNA链上的碱基碰撞并配对
D.转录产物的碱基顺序与非模板链DNA的碱基序列一致(不考虑T、U的差别)
5.(2024·山东烟台高三期末)下图表示某生物细胞内发生的一系列生理变化,X表示某种酶,请据图分析,下列叙述错误的是( )
A.X为RNA聚合酶
B.图中最多含5种碱基、8种核苷酸
C.过程Ⅰ在细胞核内进行,过程Ⅱ在细胞质内进行
D.b部位发生的碱基互补配对方式可有T—A、A—U、C—G、G—C
6.(2024·山东师大附中高三检测)如图为丙型肝炎病毒的增殖过程,下列相关叙述正确的是( )
A.该病毒和HIV的增殖过程都需要逆转录酶的参与
B.该病毒侵入宿主细胞后,③过程通常发生在④过程之后
C.③④⑤⑥过程都发生了碱基配对且配对方式完全相同
D.④⑤过程需要消耗的尿嘧啶核糖核苷酸的数目相同
7.(2024·山东潍坊模拟)如图为某染色体上的基因内部和周围DNA片段,长度为8千碱基对(单位:kb)。人为划分a~g七个区间,转录生成的RNA中d区间所对应的区域会被加工切除。下列说法错误的是( )
A.在a、d、g中发生的碱基对改变不一定影响蛋白质产物
B.转录一次需要消耗6 300个游离的核糖核苷酸
C.核糖体会从b移动到c,读取c、d、e区间的密码子
D.该基因的转录发生在细胞核,翻译发生在细胞质
8.(2024·江西南昌月考)我国科学家在世界上第一次用人工方法合成具有生物活性的酵母丙氨酸转运核糖核酸(用tRNAyAla表示)。在兔网织红细胞裂解液体系中加入人工合成的tRNAyAla和3H-丙氨酸,不但发现人工合成的tRNAyAla能携带3H-丙氨酸,而且能将所携带的丙氨酸参与到蛋白质合成中去。此外还发现另外四种天然的tRNA可携带3H-丙氨酸。下列相关叙述不正确的是( )
A.tRNAyAla只能识别并转运丙氨酸
B.与丙氨酸对应的密码子具有四种
C.遗传信息发生改变一定导致表达产物改变
D.tRNAyAla存在能与mRNA上的丙氨酸密码子配对的反密码子
9.(2025·河北张家口调研)基因Bax和Bd-2分别促进和抑制细胞凋亡。研究人员利用siRNA干扰技术降低TRPM7基因表达,研究其对细胞凋亡的影响,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.基因表达受基因及基因产物的影响
B.可通过特异性抑制癌细胞中TRPM7基因的表达来治疗相关癌症
C.TRPM7基因表达促进Bax基因的表达
D.无功能siRNA对TRPM7基因表达基本无影响
二、非选择题
10.(2024·河北唐山模拟)施一公院士团队因“剪接体的结构与分子机理研究”荣获2020年度陈嘉庚生命科学奖。该团队研究发现真核细胞中的基因表达分三步进行,如图所示。剪接体主要由蛋白质和小分子的核RNA组成。回答下列问题。
(1)剪接现象的发现仍然是传统中心法则的内容,剪接体的形成与基因 (填“有关”或“无关”)。剪接体彻底水解的产物有 。
(2)过程①转录时,RNA聚合酶在模板DNA链上的移动方向为 。若某动物基因的非编码区的碱基位点发生甲基化,使过程①无法完成,从而导致的结果是生物的 发生改变。该动物的一条染色体上某一基因发生突变后,转录出的mRNA长度不变,而肽链变长。经测定发现某基因的第985位碱基对由T—A变成了C—G,导致正常基因转录形成的mRNA上的相应密码子发生改变,可能的变化情况是 (用下表序号和箭头表示)。
可能用到的密码子
a.AGU
(丝氨酸)
b.UGC
(半胱氨酸)
c.CGU
(精氨酸)
d.UGG
(色氨酸)
e.UAG
(终止密码子)
f.UAA
(终止密码子)
(3)过程③中一条mRNA链可结合多个核糖体,意义是 。
若最终编码的蛋白质结构发生了改变,不考虑变异,则可能的原因是
。
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第30讲 基因的表达
1.B 转录过程中,RNA聚合酶兼具解开DNA双螺旋结构的功能,因此转录过程不需要DNA解旋酶的参与,A错误;转录是以基因为单位进行的,一条染色体上含有多个基因,每个基因的序列并不相同,因此染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子,B正确;细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA可能有mRNA、rRNA、tRNA等,rRNA、tRNA并不编码多肽,C错误;多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成多条相同多肽链,提高翻译效率,D错误。
2.C 密码子由位于mRNA上的决定一个氨基酸的3个相邻的碱基组成,A正确;由于密码子的简并,基因突变等原因会造成密码子的改变,可能决定的氨基酸不会发生改变,从而性状没有发生变化,故密码子的简并对于生物性状的稳定具有重要意义,B正确;反密码子位于tRNA上,携带氨基酸的是tRNA,C错误;翻译过程中,密码子与反密码子通过碱基的互补配对,实现肽链的延伸,D正确。
3.A 第一链cDNA可以单独作为PCR反应体系的模板,进行PCR扩增,A正确;第一链cDNA与其模板mRNA序列互补、方向相反,B错误;第二链cDNA能与转录该mRNA的DNA进行杂交,碱基互补配对,C错误;第二链cDNA与其模板mRNA的碱基序列互补,组成相同,D错误。
4.D RNA聚合酶在模板DNA链上的移动方向为3'→5',A错误;RNA聚合酶识别并结合的部位是启动子,其是DNA片段的非编码区,不转录RNA,B错误;转录过程中游离的核糖核苷酸的碱基无序地与DNA链上的碱基碰撞后并配对,C错误;转录产物的碱基顺序与DNA的模板链碱基互补配对,DNA的模板链与DNA的非模板链也遵循碱基互补配对,则转录产物的碱基顺序与非模板链DNA的碱基序列一致(不考虑T、U的差别),D正确。
5.C 由题图可知,该细胞内能同时进行转录和翻译过程,说明该细胞是原核细胞,过程Ⅰ(转录)和过程Ⅱ(翻译)均在细胞质内进行,C错误。
6.C 由图可以直接看出该病毒的增殖没有逆转录过程,不需要逆转录酶的参与,A错误;④过程为RNA复制,需要RNA复制酶的催化,而宿主细胞中不含有RNA复制酶,故③过程通常发生在④过程之前,B错误;④⑤过程发生+RNA和-RNA之间的配对,③⑥过程发生+RNA上的密码子和tRNA上的反密码子之间的配对,配对方式都是A—U、C—G,C正确;④过程合成的是-RNA,⑤过程合成的是+RNA,两者需要消耗的尿嘧啶核糖核苷酸的数目不一定相同,D错误。
7.C 在a、d、g中发生的碱基对改变不影响转录形成的成熟的mRNA的碱基序列,因此不影响蛋白质产物,A正确;由图可知,转录形成的mRNA的长度为7.5-1.2=6.3 kb,即转录一次需要消耗6 300个游离的核糖核苷酸,B正确;核糖体在mRNA上移动,不能直接认读基因上的碱基序列,C错误;该基因为染色体上的基因,是真核细胞的核基因,其转录发生在细胞核,翻译发生在细胞质,D正确。
8.C 每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,所以tRNAyAla只能识别并转运丙氨酸;由题干可知,发现四种天然的tRNA可携带3H-丙氨酸,所以与丙氨酸对应的密码子具有四种;由于密码子具有简并性,故遗传信息发生改变,不一定导致表达产物改变;tRNAyAla能携带3H-丙氨酸,所以存在能与mRNA上的丙氨酸密码子配对的反密码子。
9.C 与空白对照组及无功能siRNA干扰对照组相比较,siRNA干扰TRPM7基因实验组Bax基因表达量明显提高、Bd-2表达量明显降低,说明基因Bax和Bd-2的表达受基因及基因产物的影响,A正确;与空白对照组及无功能siRNA干扰对照组相比较,培养48小时后,siRNA干扰TRPM7基因实验组细胞凋亡率明显提高,说明TRPM7基因可抑制细胞凋亡。根据实验结果,可通过特异性抑制癌细胞中TRPM7基因的表达来治疗相关癌症,B正确;与空白对照组及无功能siRNA干扰对照组相比较,siRNA干扰TRPM7基因实验组Bax基因表达量明显提高,说明TRPM7基因表达抑制Bax基因的表达,C错误;无功能siRNA干扰组与空白对照组相比,培养48小时后的细胞凋亡率、基因Bax和Bd-2的表达量基本不变,所以无功能siRNA对TRPM7基因表达基本无影响,D正确。
10.(1)有关 氨基酸、核糖、磷酸和碱基(A、U、G、C) (2)3'→5' 性状 e→d (3)少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质 剪接体剪接位置出现差错,形成的mRNA与正常的mRNA不一样,最终编码的蛋白质结构有可能发生改变
解析:(1)剪接体主要由蛋白质和小分子的核RNA组成,蛋白质的合成需要基因的调控,RNA的合成是通过转录过程完成的,可见剪接体的形成与基因有关。由剪接体的成分可知,其彻底水解的产物有氨基酸、核糖、磷酸和四种碱基(A、U、G、C)。(2)过程①转录时,RNA延伸的方向为5'→3',RNA聚合酶在模板DNA链上的移动方向为3'→5'。若某动物基因的非编码区的碱基位点发生甲基化,使过程①无法完成,进而无法合成相应的蛋白质,导致生物的性状发生改变。该动物的一条染色体上某一基因发生突变后,转录出的mRNA长度不变,肽链变长,说明基因突变导致该基因转录出的mRNA中的终止密码子延后出现。经测定发现某基因的第985位碱基对由T—A变成了C—G,导致正常基因转录形成的mRNA上的相应密码子发生改变,可能的变化情况是由原来mRNA上的e.UAG→d.UGG,即由原来的终止密码子变成了色氨酸的密码子,使肽链继续延伸。(3)过程③中一条mRNA链可结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,从而使少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质,即提高了蛋白质合成的效率。若最终编码的蛋白质结构发生了改变,不考虑变异,可能的原因是剪接体剪接位置出现差错,形成的mRNA与正常的mRNA不一样,最终编码的蛋白质结构有可能发生改变。
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