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专练52 基因的表达综合练
1．基因在转录形成mRNA时，有时会形成难以分离的DNA－RNA杂交区段，称为R环结
构，这种结构会影响DNA复制、转录和基因的稳定性。以下说法正确的是( )
A．DNA－RNA杂交区段最多存在5种核苷酸
B．R环结构中可能有较多的G—C碱基对
C．细胞中DNA复制和转录的场所均为细胞核
D．是否出现R环结构可作为是否发生复制的判断依据
2．“无细胞蛋白质合成系统”是以外源 DNA或mRNA为模板，人工添加所需原料和能
源物质，以细胞提取物为条件合成蛋白质的体外基因表达系统。下列叙述错误的是( )
A．若以外源DNA为模板，该系统具备完成转录和翻译的能力
B．人工添加的原料中应包含氨基酸
C．为了保证编码目标蛋白的mRNA的数量，应适当添加RNA酶
D．与胞内蛋白质合成相比，该系统可用来表达对细胞有毒害作用的特殊蛋白质
3．如图为一组模拟实验，假设实验能正常进行，四支试管都有产物产生。下列叙述错
误的是( )
A．a、b两支试管内的产物都是DNA
B．试管a内模拟的是DNA的复制过程
C．试管b内模拟的是转录过程
D．试管d内模拟的是逆转录过程
4．如图是人体的部分基因与性状的关系，相关叙述正确的是( )
A．图中基因对生物性状的控制都是通过控制蛋白质实现的
B．③④性状差异的根本原因是基因中碱基对的替换C.人体中酪氨酸酶活性过高会导致白化病出现
D．非蛋白质类物质如黑色素的合成不受基因控制
5．如图是发生在豌豆的叶肉细胞内的一种生理过程图，据图分析，下列叙述错误的是
( )
A．合成图中两种生物大分子过程中均遵循碱基互补配对原则
B．RNA聚合酶的作用是解开DNA双螺旋、催化合成RNA
C．图示所体现的遗传信息流向是DNA→RNA→蛋白质
D．在豌豆根尖分生区细胞中不能发生图示过程，但能发生DNA的复制
6．如图表示发生在真核生物细胞中的某些生理过程，下列相关叙述错误的是( )
A．过程③是转录，需要RNA聚合酶参与
B．过程④是翻译，以游离的氨基酸为原料
C．r－蛋白含量过多时，过程②可抑制过程①
D．a是核糖体，b是mRNA，a在b上移动
7．[素材创新]细胞中出现的异常mRNA被SURF复合物识别而发生降解的过程称为NMD
作用，该作用能阻止有害异常蛋白的产生(AUG、UAG分别表示起始密码子和终止密码子)，
图中异常mRNA与正常mRNA长度相同。据图分析，下列相关叙述正确的是( )
A.异常mRNA产生的原因是DNA发生了碱基对的增添或缺失
B．异常mRNA由突变基因转录而来，其降解产物为脱氧核苷酸
C．若NMD作用失效，细胞内会产生相对分子质量较小的异常蛋白质D．SURF复合物能识别所有终止密码子，故能降解所有的mRNA
8．在甲基转移酶的催化下，DNA的胞嘧啶被选择性地添加甲基导致DNA甲基化，进而
使染色质高度螺旋化，失去转录活性。下列相关叙述不正确的是( )
A．DNA甲基化会导致基因碱基序列的改变
B．DNA甲基化会导致mRNA合成受阻
C．DNA甲基化可能会影响生物的性状
D．DNA甲基化可能会影响细胞分化
9．许多基因的前端有一段特殊的碱基序列(富含CG重复序列)决定着该基因的表达水
平，若其中的部分胞嘧啶(C)被甲基化成为5－甲基胞嘧啶，就会抑制基因的转录。下列相
关叙述正确的是( )
A．在一条单链上相邻的C和G之间通过氢键连接
B．胞嘧啶甲基化导致表达的蛋白质结构改变
C．基因的表达水平与基因的甲基化程度无关
D．胞嘧啶甲基化可能会阻碍RNA聚合酶与基因前端的特殊碱基序列结合
10．[2021·辽宁卷](不定项)脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的单链DNA分子。
下图为10－23型脱氧核酶与靶RNA结合并进行定点切割的示意图。切割位点在一个未配对
的嘌呤核苷酸(图中R所示)和一个配对的嘧啶核苷酸(图中Y所示)之间，图中字母均代表
由相应碱基构成的核苷酸。下列有关叙述错误的是 ( )
A．脱氧核酶的作用过程受温度的影响
B．图中Y与两个R之间通过氢键相连
C．脱氧核酶与靶RNA之间的碱基配对方式有两种
D．利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的转录过程
11．(不定项)长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基的一类RNA。近来的研究
表明，lncRNA虽然不直接参与编码蛋白质，但是参与了细胞内多种重要生理过程的调控
(如图)。下列说法不合理的是( )A．细胞内各种RNA都是以核糖核苷酸为原料，在DNA聚合酶的作用下合成的
B．有些lncRNA合成后停留在细胞核内与染色质中的DNA结合进而发挥作用
C．有的lncRNA穿过核孔与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合进而发挥作用
D．mRNA中长度大于200个碱基的属于lncRNA，小于200个碱基的不属于lncRNA
12．2019年诺贝尔生理学或医学奖颁发给了发现细胞适应氧气供应变化分子机制的科
学家。当细胞缺氧时，缺氧诱导因子(HIF－1α)与芳香烃受体核转位蛋白(ARNT)结合，调
节基因的表达生成促红细胞生成素(EPO，一种促进红细胞生成的蛋白质类激素)；当氧气充
足时，HIF－1α羟基化后被蛋白酶降解，调节过程如图所示。下列相关叙述错误的是(
)
A．HIF－1α被蛋白酶降解后可以分解成多种氨基酸分子
B．细胞合成EPO时，tRNA与mRNA发生碱基互补配对
C．HIF－1α与ARNT结合到DNA上，催化与EPO相关的基因转录
D．进入高海拔地区，机体会增加红细胞数量来适应环境变化
13．下列数据是人体部分器官中所表达基因的估计值，下列有关叙述错误的是( )
器官 眼 唾液腺 皮肤 甲状腺 心脏
所表达基因的估计值 1 932 186 3 043 2 381 9 400
A.人体不同器官表达的基因数目有差异是细胞内基因选择性表达的结果
B．表中几种器官中心脏表达的基因数目最多说明其遗传物质相对含量最高
C．表中几种器官表达的基因数目有差异说明不同器官的细胞中所含蛋白质有差异
D．不同功能的器官表达的基因不完全相同，这是与其不同功能相适应的
14．DNA甲基化是指在甲基转移酶的催化作用下将甲基转移到正常的碱基上的过程。甲基化不改变基因的遗传信息，但该基因表达受到抑制。下列说法错误的是( )
A．甲基转移酶发挥作用时需要与DNA分子结合
B．同卵双生的个体差异可能与DNA甲基化有关
C．若某基因发生了甲基化，则该基因所控制的性状不变
D．若某蛋白质参与转录，则该蛋白质可能是RNA聚合酶
15．(不定项)细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述正确的是(
)
A．细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，图中基因A的表达效率高于基因B
B．真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中
C．人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物
D．②过程中，rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子
16．新冠肺炎疫情给人们的生活带来了巨大影响。新型冠状病毒是一种 RNA病毒。RNA
病毒可以分多种，其中包含可进行RNA复制的病毒和逆转录病毒，这两种病毒的增殖过程
如图所示。某实验小组为了探究新型冠状病毒是上述哪种类型的病毒，设计了模拟实验，
请回答下列问题。
(1)可进行RNA复制的病毒在产生子代RNA时需在宿主细胞内以________________为原
料，至少复制________次，才能得到子代 RNA 分子。该病毒的遗传信息流动方向为
________________(用文字和箭头表示)。(2)病毒增殖过程中，与可进行 RNA 复制的病毒相比，逆转录病毒除了额外需要
________酶，其特有的碱基配对方式为__________。
(3)补充完善实验思路，并预测结果。
试管
编号 加入试管的物质(条件)
甲 该病毒
核酸复制、逆转录所需的酶，ATP，适
的核酸 带放射性的四种核糖核苷酸缓冲溶液
宜的温度
乙 该病毒
核酸复制、逆转录所需的酶，ATP，适
的核酸 X溶液
宜的温度
①取两支试管分别编号为甲、乙，加入的物质如上表所示，其中，X 溶液为
________________________________________________________________________。
②保温一段时间后，将试管中的各物质分离后检测合成的核酸是否有放射性。
③若检测结果为甲试管中合成的核酸无放射性，乙试管中合成的核酸有放射性，则说
明该病毒为________。
(4)某同学按照如上设计进行实验后发现，最终甲、乙两支试管内均无法检测到子代病
毒 ， 其 原 因 是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
专练52 基因的表达综合练
1．B DNA－RNA杂交区段最多存在8种核苷酸(4种脱氧核苷酸＋4种核糖核苷酸)，A
错误；据题干信息“形成难以分离的DNA－RNA杂交区段，称为R环结构”，可知R环结构
稳定性较高，由于C与G之间有3个氢键，A与T或A与U之间有2个氢键，则C—G碱基对
越多结构越稳定，因此R环结构中可能有较多的G—C碱基对，B正确；真核细胞的DNA复
制和转录的场所主要为细胞核(线粒体和叶绿体中也可发生)，原核细胞中DNA的复制和转
录主要发生在拟核，C错误；据题干信息可知，基因在转录形成mRNA时，有时会形成R环
结构，因此是否出现R环结构可作为是否发生转录的判断依据，D错误。2．C 若以外源DNA为模板，该系统具备完成转录和翻译的能力，A正确；合成蛋白
质的原料是氨基酸，因此人工添加的原料中应包含氨基酸，B正确；为了保证编码目标蛋
白的mRNA的数量，应适当添加RNA聚合酶，C错误；与胞内蛋白质合成相比，该系统在体
外进行，因此可用来表达对细胞有毒害作用的特殊蛋白质，D正确。
3．A 根据提供的原料和模板可以判断出a、b、c、d分别表示DNA复制、转录、RNA
的复制和逆转录，其产物分别是DNA、RNA、RNA、DNA。
4．A 从图中分析，基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，如囊性
纤维病的产生是基因突变使CFTR蛋白的结构异常导致的；基因还可以通过控制酶的合成来
控制代谢过程，进而控制生物体的性状，如人的白化病是酪氨酸酶缺乏导致的，这两种方
式都是通过控制蛋白质实现的，A正确，C错误；③过程囊性纤维病产生的原因是控制
CFTR蛋白合成的基因中三个碱基缺失，而不是碱基对的替换，B错误；黑色素虽然不是蛋
白质类物质，但是其合成受基因控制，因为基因可通过控制酶的合成，进而控制合成黑色
素的过程，D错误。
5．D 由图可知，图中豌豆细胞中发生的是转录和翻译过程，且是边转录边翻译，发
生场所可能是线粒体或叶绿体，不可能是细胞核。图示过程是合成 mRNA和蛋白质两种生物
大分子的过程，RNA和DNA之间、tRNA和mRNA之间存在碱基互补配对，均遵循碱基互补配
对原则，A正确；RNA聚合酶的作用是解开 DNA双螺旋，以DNA一条链为模板催化合成
RNA，B正确；图示为转录和翻译过程，故遗传信息流向是 DNA→RNA→蛋白质，C正确；豌
豆根尖分生区细胞能连续分裂，故能发生DNA复制，DNA主要分布在细胞核中，在叶绿体
和线粒体中也有少量DNA，且只有线粒体和叶绿体中转录和翻译会同时发生，故在根尖分
生区细胞的线粒体中也能发生图示过程，D错误。
6．B 过程③是转录，产物是RNA，所以需要RNA聚合酶的参与，A正确；过程④表示
形成核糖体，B错误；r－蛋白含量过多时，可与mRNA结合，使核糖体不能与mRNA结合，
说明过程②可抑制过程①，C正确；a是核糖体，b是mRNA，核糖体在mRNA上移动，合成
蛋白质，D正确。
7．C 异常mRNA与正常mRNA的长度相同，则异常mRNA产生的原因是DNA发生了碱基
对替换，A错误；异常mRNA的降解产物为核糖核苷酸，B错误；若NMD作用失效，翻译会
提前终止，细胞内会产生相对分子质量较小的异常蛋白质，C正确；由题中信息可知，
SURF复合物只能识别异常mRNA上的终止密码子，D错误。
8．A DNA的胞嘧啶被选择性地添加甲基不会导致基因碱基序列的改变，A错误；DNA甲基化会使染色质高度螺旋化，失去转录活性，因此DNA甲基化会导致mRNA合成受阻，B
正确；DNA甲基化会导致mRNA合成受阻，进而导致蛋白质合成受阻，这可能会影响生物的
性状，C正确；细胞分化的本质是基因的选择性表达，而DNA甲基化会导致mRNA合成受
阻，这会影响基因的表达，因此DNA甲基化可能会影响细胞分化，D正确。
9．D 在一条脱氧核苷酸单链上相邻的C和G之间不是通过氢键连接，而是通过“—
脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，A错误；胞嘧啶甲基化会抑制基因转录过程，但不
改变基因序列，对表达的蛋白质的结构没有影响，B错误；基因的表达水平与基因的转录
有关，而基因转录与基因甲基化程度有关，故基因表达水平与基因的甲基化程度有关，C
错误；根据胞嘧啶甲基化会抑制基因的转录可推知胞嘧啶甲基化可能会阻碍 RNA聚合酶与
基因前端的特殊碱基序列结合，D正确。
10．BCD 脱氧核酶的化学本质是单链DNA，温度会影响DNA与靶RNA的结合，从而影
响脱氧核酶的作用，A正确；Y与靶RNA的R在一条RNA链上，二者之间通过磷酸二酯键相
连，与脱氧核酶的R之间通过氢键相连，B错误；脱氧核酶的化学本质是DNA，与靶RNA之
间的碱基配对方式有A—U、T—A、C—G、G—C四种，C错误；利用脱氧核酶切割mRNA可以
抑制基因的翻译过程，D错误。
11．AD 细胞内各种RNA都是以核糖核苷酸为原料经过转录形成的，该过程是在 RNA
聚合酶的作用下完成的，A错误；据图分析可知，lncRNA可参与细胞内许多生理过程的调
控，有些lncRNA合成后停留在细胞核内与染色质中的DNA结合进而发挥作用，有的lncRNA
穿过核孔与细胞质中的蛋白质或 RNA分子结合进而发挥作用，B、C正确；据题干信息
lncRNA是长度大于200个碱基的一类具有调控作用的RNA，不直接参与编码蛋白质，可知
lncRNA属于非编码RNA，而mRNA属于编码RNA，D错误。
12．C HIF－1α能被蛋白酶降解，说明其本质为蛋白质，被降解后可分解成多种氨
基酸分子，A正确；由题意可知EPO是一种蛋白质类激素，其合成过程中tRNA上的反密码
子与mRNA上的密码子发生碱基互补配对，B正确；由题干信息可知，HIF－1α与ARNT结
合到DNA上对基因的表达有调节作用，并非催化作用，C错误；高海拔地区氧气稀薄，容
易造成细胞缺氧，该情况下HIF－1α与ARNT结合生成更多的EPO，促进更多的红细胞生成
来适应环境变化，D正确。
13．B 细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，其结果是形成不同的组织和器官，
A正确；同一个体的不同器官中所含的基因相同，但表达的基因不同，B错误；基因可指导
蛋白质的合成，所以几种器官表达的基因数目有差异说明不同器官的细胞中所含蛋白质有差异，C正确；不同功能的器官表达的基因不完全相同，这与各器官具有不同功能相适
应，D正确。
14．C 根据题干信息可知，甲基转移酶是将甲基转移到 DNA分子的正常碱基上，由此
推测该酶发挥作用时需要与DNA分子结合，A正确；理论上，同卵双生的个体基因型完全
相同，DNA甲基化会影响相关基因的表达，使二者出现一定的个体差异，B正确；如果某基
因发生了甲基化，则该基因的表达受到抑制，其控制的性状将无法正常体现，C错误；参
与转录的蛋白质可能是RNA聚合酶，D正确。
15．ABC 基因的表达包括转录和翻译两个过程，图中基因 A表达的蛋白质分子数量明
显多于基因B表达的蛋白质分子，说明基因A表达的效率高于基因B，A正确；核基因的转
录是以DNA的一条链为模板转录出RNA的过程，发生的场所为细胞核，翻译是以mRNA为模
板翻译出具有氨基酸排列顺序的多肽链，翻译的场所发生在细胞质中的核糖体，B正确；
三种RNA(mRNA、rRNA、tRNA)都是以DNA中的一条链为模板转录而来的，C正确；反密码子
位于tRNA上，rRNA是构成核糖体的成分，不含有反密码子，D错误。
16．(1)游离的核糖核苷酸 2 ―→蛋白质 (2)逆转录 A—T (3)①带放射
性的四种脱氧核苷酸缓冲溶液 ③逆转录病毒 (4)病毒需在宿主细胞内才能增殖
解析：(1)RNA的复制以核糖核苷酸为原料；复制一次可以获得与其互补的 RNA链，只
有再复制一次才能得到子代RNA，所以至少需要复制2次；该病毒的遗传信息流动方向：
―→蛋白质。(2)病毒增殖过程中，与可进行RNA复制的病毒相比，逆转录病毒除了
额外需要逆转录酶，其特有的碱基配对方式是A—T。(3)①甲试管中加入带放射性的四种
核糖核苷酸缓冲溶液，则乙试管中加入带放射性的四种脱氧核苷酸缓冲溶液与之形成对
照。③若检测结果为甲试管中合成的核酸无放射性，乙试管中合成的核酸有放射性，则说
明该病毒具有DNA合成的过程，即该病毒为逆转录病毒。(4)病毒需在宿主细胞内才能增
殖。
