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1、专题十 轻松辨析基因表达中的基本概念并进行相关计算 一、转录的相关内容落实 1一个 DNA 分子可以转录出的 mRNA 的种类和个数分别是( ) A一种，一个 B一种，多个 C多种，多个 D无数种，无数个 2关于基因控制蛋白质合成的过程，下列叙述正确的是( ) A一个含 n 个碱基的 DNA分子，转录的 mRNA分子的碱基数是 n/2个 B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 CDNA聚合酶和 RNA聚合酶的结合位点分别在 DNA和 RNA上 D在细胞周期中，mRNA的种类和含量均不断发生变化 3Q 噬菌体的遗传物质(QRNA)是一条单链 RNA，当噬菌体侵染大肠杆
2、菌后，QRNA立 即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA 复制酶(如图所示)，然后利用该复制酶复制 QRNA。 下列叙述正确的是( ) AQRNA 的复制需经历一个逆转录的过程 BQRNA 的复制需经历形成双链 RNA 的过程 C一条 QRNA 模板只能翻译出一条肽链 DQRNA 复制后，复制酶基因才能进行表达 二、翻译的相关内容落实 4根据表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是( ) DNA双链 T G mRNA tRNA反密码子 A 氨基酸 苏氨酸 A.TGU BUGA CACU DUCU 1 5下图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图，下列叙述正确的是( ) A图中结构含有核糖体
3、 RNA B甲硫氨酸处于图中的位置 C密码子位于 tRNA 的环状结构上 DmRNA上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的种类 6同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白，组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同， 但排列顺序不同，其原因是参与这两种蛋白质合成的( ) AtRNA种类不同 BmRNA碱基序列不同 C核糖体成分不同 D同一密码子所决定的氨基酸不同 三、DNA 的复制、转录和翻译的比较、区别和联系 7在同一生物体内，下列有关叙述错误的是( ) 不同 DNA分子中，可能储存有相同的遗传信息 不同 mRNA分子中，不可能含有相同的密码子 不同组织细胞中，可能有相同的基因进行表达 不同核糖体中，不可能
4、翻译出相同的多肽 A B C D 8大肠杆菌某生命活动中具有下列图示的碱基配对行为，则下列说法中正确的有( ) 表示 DNA复制过程 图中共有 5 种碱基 表示 DNA转录过程 图中共有 8 种核苷酸 图中的 A 均代表同一种核苷酸 若 X 链中的碱基改变，则密码子一定改变 2 若 Y 链中的碱基改变，则氨基酸一定改变 A B C D 9下图的基因模型为控制某种酶的基因内部和周围的 DNA片段情况。距离以千碱基对(kb) 表示，但未按比例画出，基因长度共 8 kb，人为划分 ag7 个区间，转录直接生成的 mRNA 中 d 区间所对应的区域会被加工切除，成为成熟的 mRNA。下列分析正确的是(
5、 ) A该酶是由 299 个氨基酸组成的 B起始密码子对应的位点是 RNA 聚合酶结合的位点 C基因控制生物性状时指导合成的终产物都是蛋白质 DmRNA上某一特定位点需要的氨基酸可以由几种特定的 tRNA 将它转运到核糖体上 10将牛催乳素基因用 32P 标记后导入小鼠乳腺细胞，选取仅有一条染色体上整合有单个 目的基因的某个细胞进行体外培养。下列叙述错误的是( ) A小鼠乳腺细胞中的核酸含有 5 种碱基和 8 种核苷酸 B该基因转录时，遗传信息通过模板链传递给 mRNA C连续分裂 n 次后，子细胞中 32P 标记的细胞占 1/2n1 D该基因翻译时所需 tRNA 与氨基酸种类数不一定相等 四
6、、综合应用体验 11如图表示某真核生物细胞内 DNA的转录过程，请据图分析回答下列问题： (1)“”“”在图中方框内用或标出转录的方向。 (2)b 与 c 在结构组成上相同的化学基团为_，不同的基团为_。 (3)a 为启动上述过程必需的有机物，其名称为_，化学本质是_。 (4)在根尖细胞中，上述过程发生在_和_中，若在叶肉细胞中，还可出现 在_中。 12图分别表示人体细胞中发生的 3 种生物大分子的合成过程。请回答下列问题： 3 (1)细胞中过程发生的主要场所是_。 (2)已知过程的 链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的 54%， 链及其模板链对应区 段的碱基中鸟嘌呤分别占 29%、19%，则与
7、 链对应的 DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为 _。 (3)由于基因中一个碱基对发生替换，而导致过程合成的肽链中第 8 位氨基酸由异亮氨 酸(密码子有 AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有 ACU、ACC、ACA、ACG)，则该基因的这个碱 基对替换情况是_。 (4)在人体内成熟红细胞、浆细胞、记忆细胞、效应 T 细胞中，能发生过程、而不能 发生过程的细胞是_。 (5)人体不同组织细胞的相同 DNA 进行过程时启用的起始点_(在“都相同”、“都 不同”“”、 不完全相同 中选择)，其原因是 _。 13下图为人体某致病基因控制异常蛋白质合成的过程示意图。请回答： (1)图中过程是_，此过
8、程既需要_作为原料，还需要能与基因启动子结 合的_酶进行催化。 (2)若图中异常多肽链中有一段氨基酸序列为“”丝氨酸谷氨酸，携带丝氨酸和谷氨 酸的 tRNA上的反密码子分别为 AGA、CUU，则物质 a 中模板链碱基序列为_。 (3)图中所揭示的基因控制性状的方式是 _ _。 4 (4)致病基因与正常基因是一对_。若致病基因由正常基因的中间部分碱基替换而 来，则两种基因所得 b 的长度一般是_的。在细胞中由少量 b 就可以短时间内合成大量 的蛋白质，其主要原因是 _ _ _。 答案精析 1C 一个 DNA 分子上含有许多基因，每个基因在不同细胞中会进行选择性表达，不同 基因转录产生的 mRNA
9、是不同的，而 DNA 上的信息可以反复多次转录，所以一个 DNA 分子可以 转录出多种、多个信使 RNA。 2D 并不是 DNA 的所有片段都能转录，非基因片段和基因的非编码区都不能转录，A 项 错误；转录是指以 DNA的一条链为模板，按照碱基互被配对原则，合成 RNA的过程，B 项错误；RNA 聚合酶的结合位点在 DNA上，C 项错误；在细胞周期中，mRNA的种类和含量均在不断变化，D 项 正确。 3B QRNA 的复制不需要经历逆转录过程，是由单链复制成双链，再形成一条与原来 的单链相同的子代 RNA，所以 A 错误，B 正确；由图可以看出一条 QRNA 模板翻译出的肽链不 止一条，可翻译
10、出多条多肽链，C 错误；由题意可知：QRNA 复制酶基因的表达在 QRNA 的 复制之前，有了 QRNA 复制酶，QRNA的复制才能进行，D 错误。 4C mRNA 上 3 个相邻的碱基决定 1 个氨基酸，每 3 个这样的碱基称做 1 个密码子。据 5 表可知，mRNA 的密码子和 tRNA上的反密码子互补配对，可推知 mRNA 的密码子最后的碱基为 U。DNA的第二条链为 TG_，则第一条链为 AC_。若 DNA转录时的模板链为 TG_链，则 mRNA的密 码子为 ACU；若 DNA转录时的模板链为 AC_链，则 mRNA的密码子为 UGU。通过选项知，苏氨酸 的密码子为 ACU。 5A A
11、 项，图中结构包括核糖体、mRNA、tRNA，核糖体由 rRNA和蛋白质构成；B 项， 甲硫氨酸是起始氨基酸，图中位置对应的氨基酸明显位于第 2 位；C 项，tRNA 的环状结构上 有反密码子；D 项，由于密码子的简并性，mRNA上的碱基发生改变，肽链中氨基酸的种类不一 定改变。 6B 同一物种的两类细胞在两种蛋白质合成过程中，tRNA种类、核糖体成分、同一密 码子所决定的氨基酸均相同，而模板 mRNA碱基序列不同，编码的氨基酸的序列就不相同。 7B 不同 DNA 分子中可能储存相同的遗传信息，如 DNA 聚合酶基因。不同 mRNA 中可能 存在相同的密码子，如起始密码子。不同组织细胞中可能有
12、相同的基因进行表达，如 ATP 合成 酶基因。同一个 mRNA可翻译出多条相同的多肽。 8B 图中共有 A、T、G、C、U 5 种碱基，X 链代表的是 DNA分子的模板链，Y 链代表的 是 mRNA，所以表示的是转录过程。有四种脱氧核苷酸和四种核糖核苷酸。A 在 DNA分子中代表 的是腺嘌呤脱氧核苷酸，在 RNA中代表的是腺嘌呤核糖核苷酸。DNA 模板链若发生改变，对应 的 RNA的序列改变，即密码子改变。由于简并性，密码子改变时不一定引起对应的氨基酸的改 变。 9A 转录形成的 mRNA 的长度为 7.51.26.3 kb，但形成成熟的 mRNA时，d 区间所对 应的区域会被加工切除，因此成
13、熟的 mRNA的长度为(7.51.2)(5.22.0)3.1 kb，但能 翻译的 mRNA的长度为 2.01.75.85.20.9 kb，即 900个碱基，由于一个密码子由相邻 3 个碱基构成，且终止密码子不编码氨基酸，因此该酶是由 90031299 个氨基酸组成。由 以上分析可知，该酶是由 90031299 个氨基酸组成，A 正确；转录起点对应的位点是 RNA 聚合酶结合的位点，B 错误；基因表达包括转录和翻译，转录产物为 RNA，翻译产物为蛋白质， 因此基因指导合成的终产物为 RNA或蛋白质，C 错 误；mRNA 上某一特定位点需要的氨基酸只能 由一种特定的 tRNA将它转运到核糖体上。
14、10C 小鼠乳腺细胞中的核酸有 DNA和 RNA两种，故含有 5 种碱基和 8 种核苷酸，A 项 正确；基因转录时，遗传信息通过模板链传递给 mRNA，B 项正确；连续分裂 n 次后，子细胞中 含有 32P 标记的细胞共两个，占 1/2n1，C 项错误；基因翻译时，一种氨基酸可由多种 tRNA转 运，tRNA 与氨基酸的种类数不一定相等，D 项正确。 6 11(1) (2)磷酸基、碱基 五碳糖(b 为脱氧核糖，c 为核糖) (3)RNA 聚合酶 蛋白 质 (4)细胞核 线粒体 叶绿体 解析 (1)DNA 转录时，已转录好的 RNA片段与模板链迅速分离，从核孔进入细胞质中与核 糖体结合，开始翻译
15、，而细胞核中继续边解旋边转录，已转录过的模板链与编码链重新恢复双 螺旋，所以从图中可知 d 是已与模板链分离的 RNA片段，因此转录方向应向左；(2)b 是 DNA上 的胞嘧啶脱氧核苷酸，c 是 RNA 上的胞嘧啶核糖核苷酸，两者相同的成分是磷酸基、碱基；不 同的成分是五碳糖，前者为脱氧核糖，后者为核糖；(3)转录的启动需要 RNA 聚合酶，其化学 本质是蛋白质；(4)根尖细胞中只有细胞核与线粒体中发生转录，而叶肉细胞中还有叶绿体。 12(1)细胞核 (2)26% (3)T/A 替换为 C/G(A/T 替换为 G/C) (4)浆细胞和效应 T 细胞 (5)不完全相同 不同组织细胞中基因进行选择
16、性表达 解析 (1)图表示的过程依次是 DNA的复制、转录和翻译。转录的场所主要在细胞 核中。 (2)RNA 中 GU54%，则 DNA 模板链中 C模A模54%，故 G模T模46%，又 G模 19%，推出 T模27%。因 G29%，推出 U25%A模。推出 A模T模52%，推出在双链的 DNA 中 AT52%，故 AT26%。 (3)该基因突变是由于一个碱基对的改变引起的，故异亮氨酸的密码子中第 2 个碱基 U 变 为了碱基 C 成为苏氨酸的密码子，相应的则是基因中 T/A替换为了 C/G(或 A/T 替换为了 G / C)。 (4)人体成熟的红细胞中无细胞核，复制、转录和翻译过程都不能发生
17、，高度分化的细胞 即浆细胞和效应 T 细胞中能进行转录和翻译，但不能进行 DNA的复制。 (5)1 个 DNA分子中含许多个基因，不同组织细胞因基因的选择性表达，故进行转录过程时 启用的起始点不完全相同。 13(1)转录 核糖核苷酸 RNA聚合 (2)AGACTT (3)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 (4)等位基因 相同 一个 mRNA 分子可结合多个核糖体，同时合成多条肽链 解析 (1)根据题图可以判断过程是转录过程，过程是翻译过程，物质 a 是 DNA，物质 b 是 RNA，转录过程既需要核糖核苷酸作为原料，还需要 RNA 聚合酶进行催化。(2)根据携带丝氨 7 酸和谷氨酸的 tRNA上的反密码子分别为 AGA、CUU，可以推知丝氨酸和谷氨酸的密码子为 UCU、 GAA，进而可以推知物质 a模板链对应碱基序列为AGACTT。(3)根据题图可以看出该异常蛋 白质没有起催化作用，所以致病基因控制性状的方式是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体 的性状。(4)致病基因与正常基因是一对等位基因。若致病基因由正常基因的中间部分碱基替 换而来，基因中的碱基数量并未发生改变，所以两种基因的长度一般是相同的。在细胞中由少 量 b 就可以在短时间内合成大量的蛋白质，从图可以看出其主要原因是一个 mRNA分子可结合 多个核糖体，同时合成多条肽链。 8