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第4章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
一、单选题
1．下列关于真核生物核基因表达的叙述，正确的是（ ）
A．一个RNA聚合酶与DNA结合后，只能催化一个基因的转录
B．一个DNA转录可以形成许多个RNA并直接作为翻译的模板
C．转录和翻译均发生氢键的形成与断裂，且均遵循碱基互补配对原则
D．翻译时，一条mRNA上同时结合多个核糖体共同完成一条多肽链的合成
2．下图中甲、乙分别表示人体细胞中发生的两种大分子的合成过程，相关叙述正确的是（ ）
A．图示甲为DNA复制，乙为转录
B．蛙的红细胞中只能进行乙过程，不能进行甲过程
C．甲过程需要解旋，乙过程不需解旋
D．甲、乙过程均只发生于“有遗传效应”的片段中
3．新冠病毒（SARS—CoV—2）和肺炎链球菌均可引发肺炎，两者结构不同。新冠病毒是具外套膜的正链单股RNA病毒，其遗传物质是目前所有RNA病毒中最大的，该病毒在宿主细胞内的增殖过程如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．新冠病毒与肺炎链球菌均需利用人体细胞内的核糖体进行蛋白质合成
B．新冠病毒翻译过程所需的rRNA、tRNA均由病毒的+RNA转录形成
C．新冠病毒在宿主细胞内形成子代的过程可以体现中心法则的全过程
D．新冠病毒与肺炎链球菌二者的遗传物质都没有与组蛋白相结合
4．非编码RNA是一大类不编码蛋白质、但在细胞中起着调控作用的环状RNA分子，其调控失衡与一系列重大疾病的发生、发展相关。科学家开发出一项新的血液检测技术，能检测出胰腺癌患者血液中一种名为HSATI的非编码RNA，可作为胰腺癌的生物标记，用于胰腺癌的早期诊断。下列表述一定错误的是（ ）
A．HSATII是在胰腺癌患者细胞的细胞核内合成的
B．胰腺细胞癌变后细胞膜上糖蛋白减少，癌细胞代谢活动减弱
C．HSATII不能编码蛋白质是因为它缺乏起始密码子
D．非编码RNA是通过调控基因表达中的翻译过程来控制疾病的发生
5．核孔复合体是核质交换的特殊跨膜运输蛋白质复合体，它具有双功能和双向性，双功能表现在两种运输方式：被动运输与主动转运；双向性表现在既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA、RNP（含有RNA的核蛋白）等的出核运输。核孔对大分子的进入具有选择性，大分子凭借自身的核定位信号和核孔复合体上的受体蛋白结合而实现“主动转运”过程。下列分析正确的是（ ）
A．DNA分子出细胞核的方式为需要载体、消耗能量的主动转运
B．细胞核能控制代谢和遗传，这与核孔的双功能、双向性有关
C．RNP中含有的RNA和蛋白质均在细胞核内合成
D．核质间的物质交换体现了细胞膜的信息交流作用
6．金霉素（一种抗生素）可抑制tRNA与mRNA的结合，该作用直接影响的过程是（ ）
A．DNA复制 B．转录 C．翻译 D．逆转录
7．下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是
A．原核细胞内DNA的合成都需要DNA片段作为引物
B．真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成
C．肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质
D．原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与
8．将牛的催乳素基因用32P标记后导入小鼠的乳腺细胞，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1/2n+1
D．该基因翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等
9．在大肠杆菌细胞内，肽酰转移酶能催化蛋白质合成过程中肽键的形成，该酶是rRNA的组成部分，用核酸酶处理该酶后蛋白质的合成受阻。下列相关叙述错误的是（ ）
A．肽酰转移酶不能与双缩脲试剂产生紫色反应
B．肽酰转移酶可能在核糖体上发挥作用
C．细胞中的rRNA是DNA通过转录产生的
D．大肠杆菌的mRNA在转录结束后才与核糖体结合
10．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。下图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．在神经细胞核、精原细胞核、洋葱根尖分生区细胞核中同时存在酶A、B、C
B．酶A、B、C功能不同的根本原因是控制这些酶的基因的碱基排列顺序不同
C．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．R环结构的存在可能会使细胞周期所需时间变长
11．真核细胞的细胞周期受多种物质的调节，其中CDK2—cyclinE能促进细胞从G1期进入S期。如果细胞中的DNA受损，会发生下图所示的调节过程，图中数字表示过程，字母表示物质。下列叙述正确的是（ ）
A．过程①中的RNA聚合酶既可以与DNA结合又可以催化RNA的合成
B．过程②中合成的p21蛋白与CDK2—cyclinE结合，可以促进细胞分裂
C．失活的CDK2—cyclinE将导致细胞周期中分裂期的细胞比例显著增大
D．DNA正常的情况下，p53蛋白通过促进p21基因的表达，从而使细胞分裂正常进行
12．用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是
①同位素标记的tRNA
②蛋白质合成所需的酶
③同位素标记的苯丙氨酸
④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸
⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液
A．①②④
B．②③④
C．③④⑤
D．①③⑤
二、多选题
13．miRNA是含有茎环结构的miRNA前体经过加工之后的一类非编码的小RNA分子（18~25个核苷酸）。某miRNA能抑制W基因控制的蛋白质（W蛋白）的合成，下图是某真核细胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图，下列叙述正确的是（ ）
A．miRNA前体中含有氢键
B．miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则，即A与T、C与G配对
C．在细胞质加工miRNA使其茎环消失可能与磷酸二酯键的断裂有关
D．miRNA抑制W蛋白的合成是通过双链结构的miRNA直接与W基因mRNA结合所致
14．为在酵母中高效表达丝状真菌编码的植酸酶，通过基因改造，将原来的精氨酸密码子CGG改变为酵母偏爱的密码子AGA,由此发生的变化有
A．植酸酶氨基酸序列改变
B．植酸酶mRNA序列改变
C．编码植酸酶的DNA热稳定性降低
D．配对的反密码子为UCU
15．如图为某种生物基因表达的过程模式图，据图分析下列说法错误的是（ ）
A．该细胞最可能为真核细胞
B．图示过程包括遗传信息的转录和遗传信息的翻译两个阶段
C．图示过程中分别以DNA双链和mRNA为模板
D．图中核糖体在核苷酸链上的移动方向为5'→3'
16．如图是基因对性状控制过程的图解，据图分析，下列说法不正确的是（ ）
A．同一生物的同一细胞中M1、M2可同时发生
B．基因1和基因2一般不会出现在人体的同一个细胞内
C．白化病的成因是酪氨酸酶活性低导致黑色素不能合成
D．①、②过程所遵循的碱基互补配对方式不完全相同
三、填空题
17．近日，自然杂志报道，天蓝色链霉菌生成一组咲喃类细菌激素，诱导次甲霉素的生成，从而抑制细菌的转录过程。如图为某种细菌的基因表达示意图，请据图回答下列问题：
（1）次甲霉素会抑制图中的过程______（填“I”或“Ⅱ”），图中A表示______酶。该图表示的遗传信息传递过程发生在______。
（2）参与过程II的RNA有______种。据图可知，核糖体的移动方向是______（填"从左向右”或“从右向左”）。
（3）将100个细菌用含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液培养，一段时间后再移至普通培养液中培养，不同间隔时间取样，检测到被标记的细菌比例减小，出现上述结果的原因是______________________________。
18．1952年，赫尔希和蔡斯用同位素标记法研究了T2噬菌体的DNA和蛋白质在侵染大肠杆菌过程中的功能。下图甲表示T2噬菌体某些基因表达的部分过程，图乙为图甲中④部分的放大。请回答：
（1）图甲所示过程中新形成的化学键有_______________。
（2）图乙中各物质或结构含有核糖的有_________________，图乙所示过程中，碱基互补配对方式与图甲中①的形成过程______________（填“完全相同”或“不完全相同”或“完全不同”）。
（3）若用32P和35S共同标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，则子代噬菌体的蛋白质标记情况是____________________。
（4）大肠杆菌细胞中的RNA，其功能有_____________。
A．传递遗传信息 B．作为遗传物质
C．转运氨基酸 D．构成核糖体
（5）用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，保温一段时间后搅拌、离心得到上清液和沉淀并检测其放射性强弱，若保温时间过长则出现的现象是___________，原因是_______________________。
19．为了破译遗传密码，早期的科学家采用蛋白质体外合成技术进行相关实验，即在试管中加入20种足够数量的氨基酸，再加入去除了DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的由重复的三核苷酸（AAGAAGAAGA……）构成的mRNA序列，重复实验发现试管中可以合成三种类型的多肽：由单一赖氨酸组成的肽链、由单一精氨酸组成的肽链和由单一谷氨酸组成的肽链。回答下列问题：
（1）该实验去除细胞提取液中的DNA和mRNA的目的是_____________________；加入人工合成的mRNA的作用是______________________。
（2）重复实验发现，合成的肽链中都只有一种氨基酸，说明遗传密码的阅读是_______（填“连续”或“不连续”）的；模板相同时，合成的肽链序列可能不同，其原因是________________。
（3）研究发现，三核苷酸能促进相应的tRNA和核糖体结合，如试管中加入三核苷酸UAC能促进酪氨酸的tRNA和核糖体结合，据此请设计实验测定赖氨酸、精氨酸和谷氨酸分别对应的密码子（在题述实验的基础上，简要写出大致的实验思路即可）：_______________________________。
20．人体细胞有时会处于低氧环境。适度低氧下细胞可正常存活，严重低氧可导致细胞死亡。以PC12细胞系为材料，研究了低氧影响细胞存活的机制。
（1）在人体细胞呼吸过程中，O2参与反应的场所是______________。当细胞中O2含量低时，线粒体通过电子传递链产生更多活性氧，活性氧积累过多会损伤大分子和细胞器。
（2）分别用常氧（20% O2）、适度低氧（10% O2）和严重低氧（0．3% O2）处理PC12细胞，24h后检测线粒体自噬水平，结果如图1。用线粒体自噬抑制剂3-MA处理PC12细胞，检测细胞活性氧含量，结果如图2。
①损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径，被细胞中的__________（结构）降解。
②图1、图2结果表明：适度低氧可________________________。
（3）研究表明，上调BINP3基因的表达可促进线粒体自噬。检测不同氧气浓度下BINP3基因表达情况，结果如图3。
综合上述信息，解释适度低氧下细胞可正常存活、严重低氧导致细胞死亡的原因：
①适度低氧上调BINP3基因的表达，使___________增加，___________（促进/抑制）了线粒体自噬以清除细胞中的活性氧，活性氧处于正常水平，细胞可正常存活。
②严重低氧上调BINP3基因的表达（转录），可能由于严重低氧下___________，使BINP3蛋白在增加后很快下降。严重低氧下BINP3蛋白的增加促进了线粒体自噬，但还不足以_____________________，活性氧在细胞中积累，最终导致细胞死亡。
参考答案
一、单选题
1．
【答案】C
2．
【答案】A
3．
【答案】D
4．
【答案】B
5．
【答案】B
6．
【答案】C
7．
【答案】D
8．
【答案】C
9．
【答案】D
10．
【答案】A
11．
【答案】A
12．
【答案】C
二、多选题
13．
【答案】AC
14．
【答案】BCD
15．
【答案】AC
16．
【答案】ABC
三、填空题
17．
【答案】
（1）Ⅰ RNA聚合 （细菌的）细胞质（或拟核）
（2）3 从右向左
（3）DNA复制遵循半保留复制的特点，移到普通培养液的被标记细菌，随着细菌增殖次数的增加，不含标记的细菌开始出现并不断增多，故被标记的细菌比例减小
18．
【答案】
（1）磷酸二酯键、肽键、氢键
（2）mRNA、tRNA、核糖体 不完全相同
（3）没有标记
（4）ACD
（5）上清液放射性增强 保温时间过长部分被侵染的大肠杆菌裂解，释放出大量的子代噬菌体，部分含有32P的子代噬菌体进入上清液
19．
【答案】
（1）避免细胞中原有的DNA和mRNA对蛋白质合成造成干扰 作为肽链合成的模板
（2）连续 mRNA上翻译的起始部位不同
（3）分别在三支试管中加入足量且等量的AAG、AGA、GAA三种三核苷酸序列，再测定三支试管中分别促进了哪种氨基酸的tRNA和核糖体结合，对应的三核苷酸序列就是这种氨基酸的密码子
20．
【答案】
（1）线粒体内膜
（2）溶酶体 激活线粒体自噬来清除活性氧
（3）BINP3蛋白 促进 BINP3蛋白降解加快 清除细胞中的活性氧

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