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课时规范练 30 基因的表达
(选择题每小题3分)
必备知识基础练
考点一 遗传信息的转录和翻译
1.(2024·河北卷)下列关于DNA复制和转录的叙述,正确的是( )
A.DNA复制时,脱氧核苷酸通过氢键连接成子链
B.复制时,解旋酶使DNA双链由5'端向3'端解旋
C.复制和转录时,在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开
D.DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5'端向3'端
2.(2025·八省联考内蒙古卷)UUU和UUC为苯丙氨酸(Phe)密码子,CCU、CCC、CCA和CCG为
脯氨酸(Pro)密码子,AAA和AAG为赖氨酸(Lys)密码子。以下模板链中,能表达出Phe—Pro—
Lys三肽的是( )
A.5'-CTTCGGGAA-3'
B.5'-AAGGGCTTC-3'
C.5'-ATCCCGAAG-3'
D.5'-CAACGGGTT-3'
3.(不定项)(2025·湖南部分学校高三月考)某基因的mRNA上具有SAM感受型核糖开关,SAM通
过与mRNA结合来进行调节,机制如图所示,RBS为mRNA上的核糖体结合位点。下列相关叙
述错误的是( )
A.核糖开关的本质是RNA,RBS段与1段的碱基序列相同
B.核糖开关的构象发生改变的过程涉及了氢键的断裂和形成
C.SAM与核糖开关的结合,可能会抑制基因表达的转录过程
D.SAM阻止RBS与核糖体结合,使核糖体无法向mRNA的5'端移动
考点二 遗传信息流与中心法则
4.(2024·甘肃模拟)20世纪50年代,科学家在研究DNA复制的酶促反应机制时,发现了一种从未
见过的生物化学反应,这种反应需要酶对底物模板指令的绝对依赖。后经众多科学家的不断探
索,最终揭示了遗传信息传递的一般规律——中心法则。下列叙述错误的是( )
A.DNA分子的碱基排列顺序构成了遗传信息的多样性
B.遗传信息的复制、转录、翻译和逆转录都需要模板
C.转录时,RNA聚合酶识别并结合RNA的特定序列
D.DNA复制与转录的过程中,碱基互补配对方式不同
15.(2025·黑龙江齐齐哈尔模拟)miRNA是一类由内源基因编码的长度为19~25个核苷酸的非编
码单链小分子RNA,它主要通过与一个或多个靶mRNA的3'端完全或不完全地互补结合,使
mRNA降解或抑制mRNA翻译,从而发挥其转录后的调控功能。下列有关叙述正确的是( )
A.miRNA会使靶基因表达产物的量减少
B.miRNA与靶mRNA结合的过程中存在A与T的配对
C.miRNA的形成不需要RNA聚合酶的参与
D.miRNA内的嘌呤数一定等于靶mRNA内的嘧啶数
关键能力提升练
6.(不定项)(2024·湖南郴州模拟)当某些基因转录形成的mRNA分子与模板链未分离时,会形成
RNA—DNA杂交体,此时非模板链、RNA—DNA杂交体共同构成R环结构,R环结构会影响
DNA复制、转录和基因的稳定性。如图所示是某细胞中遗传信息的传递和表达过程的示意图,
下列说法错误的是( )
A.酶1、酶2、酶3分别是RNA聚合酶、解旋酶、DNA聚合酶
B.翻译时,核糖体向着mRNA的5'端读取密码子
C.图示生理现象可发生在洋葱根尖分生区细胞的细胞核中
D.R环中形成的碱基的配对方式有A—T、U—A、C—G
7.(2025·湖南名校联考入学考试)如图为中心法则模式图,序号表示相关过程。下列叙述正确的是
( )
A.过程①可能发生基因突变或基因重组
B.过程②和④的碱基互补配对方式相同
C.HIV感染T细胞后进行过程③所需的模板和酶均来自HIV
D.密码子和反密码子分别位于过程②的模板和产物上
28.(2025·湖南部分学校高三月考)HIV侵染人体T细胞后,利用自身的逆转录酶催化合成单链
DNA,再利用T细胞中的DNA聚合酶催化合成双链DNA,该双链DNA可进入细胞核并整合到
染色体DNA上。下列推断正确的是( )
A.HIV能在普通培养基中增殖,其逆转录酶作用的模板是RNA
B.青霉素等抗生素可抑制HIV细胞壁的合成,从而抑制其增殖
C.HIV侵入T细胞后遗传信息的传递经历了逆转录→DNA复制→转录→翻译
D.T细胞中的DNA聚合酶由HIV的RNA控制合成,HIV会使T细胞凋亡
9.(11分)(2025·湖南长郡中学月考)大肠杆菌乳糖操纵子包括lacZ、lacY、lacA三个结构基因(编
码参与乳糖代谢的酶,其中酶a能够水解乳糖),以及操纵基因、启动子和调节基因。培养基中无
乳糖存在时,调节基因表达的阻遏蛋白和操纵基因结合,导致RNA聚合酶不能与启动子结合,使
结构基因无法转录;乳糖存在时,结构基因才能正常表达,调节过程如下图所示。回答下列问题。
(1)过程②除需mRNA提供信息指导外,还需要的RNA有 。据图分析,③过
程发生时,以 (填“α链”或“β链”)为模板,表达出三种酶。
(2)启动子是 识别并结合的部位,当培养基中没有葡萄糖仅有乳糖时,阻遏蛋白与乳糖结
合,使其 改变而失去功能,则结构基因表达,从而使得大肠杆菌充分利用乳糖。
(3)当环境中存在葡萄糖和乳糖时,大肠杆菌可以通过调控确保优先利用葡萄糖进行细胞呼吸,只
有当环境中仅存在乳糖时,大肠杆菌才能利用乳糖,这种“内卷效应”也是通过乳糖操纵子模型
实现的。研究发现,乳糖操纵子的表达和cAMP的含量有很大关系。cAMP含量越高,乳糖操纵
子的表达越旺盛。当细菌以葡萄糖为能源时,受葡萄糖降解物的影响,cAMP的生成速率
,导致乳糖操纵子结构基因 (填“表达”或“不表达”)。
10.(8分)(2025·河北张家口模拟)细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作
用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子,也可结
合非编码RNA分子CsrB。如图所示。请回答下列问题。
3(1)细菌glg基因表达时,核糖体与mRNA的结合部位会形成 个tRNA的结合位点。细
菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时,核糖体沿glg mRNA从 端向 端移动。
(2)据图分析,抑制CsrB基因的转录对细菌合成糖原的影响是 。
(3)据题意可知,能与CsrA蛋白结合的RNA分子是 。
(4)核糖核酸酶水解glg mRNA分子的前提是 。
4参考答案
课时规范练 30 基因的表达
必备知识基础练
1.D 解析 DNA复制时,脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链,A项错误;复制时,解旋酶使
DNA双链的一条链由3'端向5'端解旋,另一条链由5'端向3'端解旋,B项错误;转录时,RNA聚合
酶将DNA双链解开,而不是解旋酶,C项错误;DNA聚合酶和RNA聚合酶都作用于模板链的3'端,
使DNA子链和RNA由5'端向3'端延伸,D项正确。
2.A 解析 模板链为5'-CTTCGGGAA-3',根据碱基互补配对可知,mRNA序列为5'-
UUCCCGAAG-3',翻译出的三肽序列为Phe—Pro—Lys,A项符合题意;模板链为5'-
AAGGGCTTC-3',根据碱基互补配对可知,mRNA序列为5'-GAAGCCCUU-3',则翻译出的三肽序
列不是Phe—Pro—Lys,B项不符合题意;模板链为5'-ATCCCGAAG-3',根据碱基互补配对可
知,mRNA序列为5'-CUUCGGGAU-3',翻译出的三肽序列不是Phe—Pro—Lys,C项不符合题意;
模板链为5'-CAACGGGTT-3',根据碱基互补配对可知,mRNA序列为5'-AACCCGUUG-3',翻译出
的三肽序列不是Phe—Pro—Lys,D项不符合题意。
3.ACD 解析 根据题干和题图可知,某基因的mRNA上具有SAM感受型核糖开关,核糖开关的
本质是RNA,RBS段与3段互补,1段与2段互补,2段与3段互补,则RBS段与2段的碱基序列相
同,RBS段与1段的碱基序列互补,A项错误;据图可知,核糖开关的构象发生改变的过程涉及了1
段、2段、3段与RBS段之间氢键的断裂和形成,B项正确;据图可知,SAM与核糖开关结合,会使
得核糖体无法与mRNA结合,抑制基因表达的翻译过程,C项错误;核糖体在mRNA上的移动方
向是由5'端向3'端移动的,SAM阻止RBS与核糖体结合,使核糖体无法向mRNA的3'端移动,D
项错误。
4.C 解析 DNA是主要的遗传物质,由于组成DNA分子的碱基排列顺序具有多样性,构成了
DNA分子的多样性,即遗传信息的多样性,A项正确;遗传信息的复制(模板是DNA的两条链)、
转录(模板是DNA的一条链)、翻译(模板是mRNA)和逆转录(模板是RNA)都需要模板,B项正
确;转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,转录时,RNA聚合酶识别并结合DNA的特
定序列,C项错误;DNA复制时碱基配对方式是A—T、T—A、G—C、C—G,转录的过程中碱基
配对方式是A—U、T—A、G—C、C—G,碱基互补配对方式不同,D项正确。
5.A 解析 miRNA通过与一个或多个靶mRNA的3'端完全或不完全地互补结合,使mRNA降
解或抑制mRNA翻译,会导致靶基因表达产物的量减少,A项正确;miRNA识别靶mRNA时的碱
基配对方式为A—U、U—A、G—C、C—G,B项错误;由题意可知,miRNA是一类非编码单链小
分子RNA,RNA的形成都需要RNA聚合酶的参与,miRNA也不例外,C项错误;miRNA通过与一
个或多个靶mRNA的3'端完全或不完全地互补结合,因此miRNA内的嘌呤数不一定等于靶
mRNA内的嘧啶数,D项错误。
关键能力提升练
6.BC 解析 分析题图,酶1参与的是转录,酶1表示RNA聚合酶,酶2、酶3参与DNA的复制,
酶2表示解旋酶,酶3表示DNA聚合酶,A项正确;翻译时,核糖体向着mRNA的3'端读取密码
子,B项错误;图示生理现象有DNA的复制、转录和翻译,真核生物的细胞核中,可发生复制和转
5录,翻译在细胞质中的核糖体上,C项错误;RNA含有碱基A、G、C、U,DNA含有碱基A、G、
C、T,R环结构的RNA—DNA杂交体中,形成的碱基的配对方式是A—T、U—A、C—G,D项正
确。
7.C 解析 过程①是DNA的复制,DNA复制时可能会发生基因突变但不会发生基因重组,A项
错误;过程②转录的碱基互补配对方式是A—U、T—A、G—C、C—G,过程④翻译的碱基互补
配对方式是A—U、U—A、G—C、C—G,B项错误;HIV感染T细胞后可以进行逆转录过程,该
过程所需的模板是HIV的RNA,逆转录酶也来自HIV,C项正确;过程②的模板和产物分别是
DNA和RNA,DNA中不含密码子,密码子位于mRNA上,D项错误。
8.C 解析 HIV是病毒,营寄生生活,不能在普通培养基中增殖,其逆转录酶作用的模板是RNA,A
项错误;HIV是病毒,没有细胞结构,没有细胞壁,B项错误;HIV侵染人体T细胞后,利用自身的逆
转录酶催化合成单链DNA,再利用T细胞中的DNA聚合酶催化合成双链DNA,该双链DNA整
合到染色体DNA上后,可以参与DNA复制,后续可参与基因的表达(转录和翻译),C项正确;T细
胞中的DNA聚合酶由T细胞中的DNA控制合成,HIV会使T细胞凋亡,D项错误。
9.答案 (1)tRNA和rRNA β链
(2)RNA聚合酶 空间结构
(3)降低 不表达
解析 (1)过程②翻译需要mRNA作为模板,tRNA运输氨基酸,rRNA参与核糖体大、小亚基的组
成;在转录过程中,DNA模板被转录方向是从3'端向5'端,③过程表示转录过程,转录方向是从左
向右,β链从左向右是3'端到5'端,因此③过程发生时,以β链为模板,表达出三种酶。
(2)启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点,可驱动基因的转录;当环境中没有葡萄糖仅有乳糖
存在时,阻遏蛋白会与乳糖结合,使其空间结构改变而失去功能,则结构基因表达,从而使得大肠杆
菌充分利用乳糖。
(3)研究发现,乳糖操纵子的表达和cAMP的含量有很大关系,cAMP含量越高,乳糖操纵子的表达
越旺盛,当细菌以葡萄糖为能源时,ATP生成增加,cAMP的生成速率降低,导致乳糖操纵子结构基
因不表达。
10.答案 (1)2/两 5' 3'
(2)抑制细菌糖原合成
(3)glg mRNA、CsrB
(4)核糖核酸酶能与glg mRNA分子上的碱基互补配对
解析 (1)翻译时,核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点。翻译过程中,核糖
体沿着mRNA的5'端向3'端移动。(2)抑制CsrB基因转录会使CsrB减少,使CsrA更多地与glg
mRNA结合形成不稳定构象,最终核糖核酸酶会降解glg mRNA,故抑制CsrB基因转录能抑制细
菌糖原合成。(3)由题干可知,CsrA蛋白可以结合glg mRNA,也可结合非编码RNA分子CsrB。
(4)酶具有专一性,核糖核酸酶要水解glg mRNA,则首先需要与glg mRNA上的碱基进行互补配
对。
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