高中生物必修第二冊 第4章　基因的表達同步習題 專題強化練5　基因的表達

專題強化練5基因的表達1.()研究發(fā)現(xiàn)人體生物鐘的分子機制如圖所示。下丘腦SCN細胞中,基因表達產物PER蛋白濃度呈周期性變化,振蕩周期為24h。下列相關分析正確的是()A.PER基因只存在于下丘腦SCN細胞中B.圖中核糖體的移動方向是從左向右C.如果過程③促進PER基因的表達,PER蛋白在細胞中的濃度會持續(xù)增加D.一個mRNA分子上可結合多個核糖體翻譯出多條不同的肽鏈2.(2020江蘇鹽城伍佑中學高三月考,)如圖表示某種生物細胞內基因表達的部分過程(④代表核糖體,⑤代表多肽鏈)。下列敘述正確的是()A.①②鏈之間和②③鏈之間的堿基配對方式完全不同B.②鏈中的G和③鏈中的G都代表鳥嘌呤核糖核苷酸C.基因中的遺傳信息通過②鏈傳遞到⑤需要RNA參與D.一個核糖體通?？山Y合多條③鏈以提高⑤的合成速率3.(2020福建福清高三月考,)如圖表示生物基因的表達過程,下列敘述與該圖相符的是()圖1圖2A.圖1可發(fā)生在綠藻細胞中,圖2可發(fā)生在藍細菌細胞中B.DNA-RNA雜交區(qū)域中A只與T配對C.圖1翻譯的結果是得到了多條氨基酸序列相同的多肽鏈D.圖2中①②③的合成均與核仁有關4.(2019北京四中高三月考,)如圖所示,hok基因位于大腸桿菌的R1質粒上,能編碼產生一種毒蛋白,會導致自身細胞裂解死亡,另一基因sok也在這個質粒上,轉錄產生的sokmRNA能與hokmRNA結合,這兩種mRNA結合形成的產物能被酶降解,從而阻止細胞死亡。下列說法合理的是()A.sokmRNA和hokmRNA堿基序列相同B.當sokmRNA存在時,hok基因不會轉錄C.當sokmRNA不存在時,大腸桿菌細胞會裂解死亡D.兩種mRNA結合形成的產物能夠表達相關酶,并將其分解5.(2019北京西城高三下二模,)真核細胞部分蛋白質需在內質網(wǎng)中進行加工。研究發(fā)現(xiàn),錯誤折疊的蛋白質會通過與內質網(wǎng)中的伴侶蛋白結合而被“扣留”在內質網(wǎng)中,直到正確折疊,如圖所示。下列敘述錯誤的是()A.錯誤折疊的蛋白作為信號調控伴侶蛋白基因的表達B.轉錄因子和伴侶蛋白mRNA通過核孔進出細胞核C.伴侶蛋白能使錯誤折疊的蛋白空間結構發(fā)生改變D.蛋白A和伴侶蛋白由細胞核中的同一基因編碼6.(2020北京房山高三期末,)骨髓增生異常綜合征(MDS)是一組造血干細胞的異質性增殖性疾病,紅細胞生成缺陷及發(fā)育不良是MDS的典型特征。TET2基因可以參與斑馬魚胚胎造血基因表達調控,在紅細胞發(fā)育過程中發(fā)揮重要作用。斑馬魚和人類基因有著87%的高度同源性,斑馬魚的實驗結果大多數(shù)情況下適用于人體,因此以斑馬魚為實驗對象進行了相關研究。(1)在造血干細胞中,以為模板,合成mRNA并指導TET2蛋白合成。進行此過程時(如圖1),一個mRNA分子上可以相繼結合多個,同時進行多條肽鏈的合成,其意義是。

(2)研究發(fā)現(xiàn),TET2基因在調控造血基因表達過程中存在下列現(xiàn)象:①造血基因——Gata-1基因在DNA甲基轉移酶的作用下,將胞嘧啶轉化為5-甲基胞嘧啶(5-mC),如圖2-A。DNA甲基化使得不能識別相應的堿基序列,影響轉錄過程,進而造成Gata-1基因沉默。

②科研人員使用亞硫酸氫鈉處理Gata-1基因,進行PCR擴增(體外DNA復制),如圖2-B,對擴增后的產物進行分析,就可以區(qū)分甲基化與未甲基化的胞嘧啶,區(qū)分依據(jù)是對比圖2中A、B發(fā)現(xiàn)

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(3)為研究TET2基因調控斑馬魚紅細胞的生成,利用MO(阻斷TET2基因表達)技術敲除TET2基因后,檢測Gata-1基因的甲基化水平。經研究發(fā)現(xiàn)TET2蛋白使5-甲基胞嘧啶(5-mC)含量明顯下降,能夠恢復Gata-1基因,結合圖3可推測出TET2基因的作用是。

圖1圖2圖37.(2020北京海淀高三上期中,)請閱讀短文,回答問題。氨基酸家族的新成員氨基酸是蛋白質的基本單位,在遺傳信息的傳遞過程中,由A、U、C、G四種堿基構成的“核酸語言”,通過三個堿基形成的密碼子轉變成20種常見的天然氨基酸組成的“蛋白質語言”。人們很早就破譯得到了包括64個密碼子的傳統(tǒng)密碼子表(如表中為部分密碼子)。第一個堿基第二個堿基第三個堿基UCAGU苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸絲氨酸終止終止A亮氨酸絲氨酸終止色氨酸G………………1986年,科學家在研究谷胱甘肽過氧化物酶的作用時,發(fā)現(xiàn)了硒代半胱氨酸(Sec)。通過比較含硒(Se)多肽鏈的基因序列和氨基酸序列,證實了UGA是編碼Sec的密碼子。因為這種新發(fā)現(xiàn)的氨基酸在結構上可視為半胱氨酸(如圖)側鏈上的S被Se取代的產物,所以它被稱為Sec。又因為它是在20種常見的天然蛋白質氨基酸之后發(fā)現(xiàn)的,所以又被稱為第21種蛋白質氨基酸。研究發(fā)現(xiàn),密碼子UGA通常作為終止密碼子,當mRNA鏈UGA密碼子后面出現(xiàn)一段特殊序列時,UGA才成為Sec的密碼子,使Sec摻入多肽鏈中。后來科學家發(fā)現(xiàn)某些古細菌以及包括哺乳動物在內的動物體中的Sec也都是由UGA編碼的。Sec是蛋白質中硒的主要存在形式,也是唯一的含有準金屬元素的氨基酸。迄今為止,Sec已經被發(fā)現(xiàn)是25種含硒酶的活性中心,是含硒酶的靈魂,如果沒有這第21種氨基酸,含硒酶就無法工作,人就會出現(xiàn)各種各樣的病癥。如谷胱甘肽過氧化物酶是人體內廣泛存在的一種重要的過氧化物分解酶,它能催化有毒的過氧化物還原成無毒的羥基化合物,從而保護細胞膜的結構及功能不受過氧化物的干擾及損害。(1)請根據(jù)上述文章內容對傳統(tǒng)密碼子表提出一處修正意見:。Sec的密碼子為UGA,DNA分子上與該密碼子對應的堿基對序列是。

(2)請畫出Sec的側鏈基團(R基):。

(3)當核糖體進行翻譯時,終止密碼子沒有相應的tRNA結合,而是與終止因子(一種蛋白質)結合,翻譯終止。mRNA上的密碼子UGA是對應翻譯終止還是編碼Sec呢?有人曾經提出過“終止因子與攜帶Sec的tRNA競爭結合密碼子UGA”的假設。請結合文中內容判斷研究結果是否支持該假設,并說明理由:

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(4)硒是人體生命活動不可缺少的微量元素,被稱為“長壽元素”,請根據(jù)文中提供的資料進行解釋:。

答案全解全析1.C2.C3.C4.C5.D1.C依題意和圖示分析可知:圖中①為轉錄過程,②為翻譯過程,③過程表示PER蛋白通過核孔進入細胞核,影響PER基因的轉錄過程。PER基因不僅存在于下丘腦SCN細胞中,也存在于人體其他細胞中,A錯誤;根據(jù)多肽鏈的長短,可判斷核糖體在圖中移動的方向是從右向左,B錯誤;如果過程③促進PER基因的表達,即PER蛋白會促進PER基因的轉錄過程,這將使PER蛋白在細胞中的濃度持續(xù)增加,C正確;一個mRNA分子上可結合多個核糖體,翻譯出多條相同的肽鏈,D錯誤。2.C分析題圖,圖中①②為DNA解螺旋后的兩條單鏈,其中以②為模板鏈轉錄出③mRNA,即圖中②→③表示轉錄,③→⑤表示翻譯。①②鏈之間和②③鏈之間的堿基配對方式不完全相同,A錯誤;②鏈中的G代表鳥嘌呤脫氧核苷酸,③鏈中的G代表鳥嘌呤核糖核苷酸,B錯誤;基因中的遺傳信息通過②鏈傳遞到③mRNA,以③mRNA為模板翻譯⑤多肽鏈還需tRNA和rRNA的參與,C正確;一個③mRNA鏈上可以結合多個核糖體以提高⑤的合成速率,D錯誤。3.C分析題圖:圖1發(fā)生在原核細胞中,而綠藻是真核生物;圖2發(fā)生在真核細胞中,而藍細菌是原核生物,A錯誤。DNA-RNA雜交區(qū)域中存在A與T配對、U與A配對,B錯誤。因為圖1翻譯的模板是同一條mRNA,故翻譯的結果是得到了多條氨基酸序列相同的多肽鏈,C正確。圖2中②核糖體的合成和核仁有關,①tRNA、③mRNA的合成和核仁無關,D錯誤。4.C由題圖可知,sokmRNA能與hokmRNA結合,說明這兩種mRNA的堿基序列互補而不是相同,A錯誤;當sokmRNA存在時,hok基因仍能轉錄,只是轉錄形成的hokmRNA會與sokmRNA結合,B錯誤;根據(jù)題干信息可知,sokmRNA能與hokmRNA結合,當sokmRNA不存在時,hokmRNA能翻譯合成毒蛋白,導致自身細胞裂解死亡,C正確;由題文信息“兩種mRNA結合形成的產物能被酶降解”可知,兩種mRNA結合形成的產物不能夠表達,D錯誤。5.D由題圖分析可知,錯誤折疊的蛋白作為信號激活內質網(wǎng)膜上的受體,進而促進轉錄因子的形成,轉錄因子形成后進入細胞核內調控伴侶蛋白基因的表達,A正確;由圖可知,轉錄因子和伴侶蛋白mRNA通過核孔進出細胞核,B正確;錯誤折疊的蛋白與內質網(wǎng)中的伴侶蛋白結合后,錯誤折疊的蛋白空間結構發(fā)生改變形成正確折疊的蛋白,C正確;蛋白A和伴侶蛋白屬于不同的蛋白質,由細胞核中不同的基因編碼,D錯誤。6.答案(1)DNA一條鏈核糖體短時間內快速合成大量相同的蛋白質(2)RNA聚合酶經亞硫酸氫鈉處理后,未被甲基化的C變成了U,甲基化的C沒有發(fā)生變化,還是C(3)轉錄TET2基因表達產物TET2蛋白降低Gata-1基因中5-mC含量,恢復Gata-1基因正常轉錄,造血干細胞正常分化成紅細胞解析(1)在造血干細胞中,以DNA一條鏈為模板,合成mRNA,并指導TET2蛋白合成。進行此過程時,一個mRNA分子上可以相繼結合多個核糖體,同時進行多條肽鏈的合成,短時間內快速合成大量相同的蛋白質,大大提高了翻譯效率。(2)①轉錄時,RNA聚合酶能夠識別特定的堿基序列開始轉錄過程,DNA甲基化使得RNA聚合酶不能識別相應的堿基序列,影響轉錄過程,進而造成Gata-1基因沉默。②對比圖2中A、B發(fā)現(xiàn),經亞硫酸氫鈉處理后,未被甲基化的C變成了U,甲基化的C沒有發(fā)生變化,還是C,因此對擴增后的產物進行分析,就可以區(qū)分甲基化與未甲基化的胞嘧啶。(3)由(2)①可知,DNA甲基化使得RNA聚合酶不能識別相應的堿基序列,影響轉錄過程,造成Gata-1基因沉默。結合圖3可知,與對照組相比,利用MO(阻斷TET2基因表達)技術敲除TET2基因后,Gata-1基因的5-mC含量升高,說明TET2基因的表達產物TET2蛋白可使5-甲基胞嘧啶(5-mC)含量下降,能夠恢復Gata-1基因轉錄,使造血干細胞正常分化成紅細胞。7.答案(1)密碼子表中UGA位置改為終止、硒代半胱氨酸ACT//TGA(2)—CH2—SeH(3)不支持,只有UGA后面有特殊序列時,才成為Sec的密碼子,該位置是終止還是編碼氨基酸是確定的,二者不是競爭關系(4)硒元素可以構成含有Sec的蛋白質,補充硒元素能夠保證含硒酶的正常合成并發(fā)揮作用,減少有毒的過氧化物造成的細胞損傷和衰老,達到長壽的目的解析(1)通過比較含硒(Se)多肽鏈的基因序列和氨基酸序列,證實了UGA是編碼Sec的密碼子,所以可以得出,密碼子表中UGA位置應改為終止、硒代半胱氨酸。Sec的密碼子為UGA,所以DNA分子上與該密碼子對應的堿基對序列是ACT//TGA。(2)根據(jù)題意硒代半胱氨酸在結構上可視為半胱氨酸側鏈上的S被Se取代的產物,所以Sec的側鏈基團為—CH2—SeH。(3)根據(jù)題干分析可知,當