基因表达有关的若干高考试题分析

(2013-06-17 09:17:49)

今年的浙江省理综高考生物试题中，学生最难处理的应该是第3题基因表达的选择，根据本人研究发现，一方面是这题涉及到的RNA聚合酶的功能超出教学要求，另一方面还涉及到原核基因的表达特点，当然此题可以作为信息题来处理。其实这试题内的知识并不是我们浙科版教材的特点，好多地方的考试已经考到过有关的知识点。下面就本题有关试题及知识进行一定的总结分析。

（2013年浙江高考试题）某生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是

A．在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开

B．DNA—RNA杂交区域中A 应与T配对

C．mRNA翻译只能得到一条肽链

D．该过程发生在真核细胞中

答案：A

解析：RNA聚合酶有解旋功能，所以A是正确的，DNA—RNA杂交区域中也有A 应与U配对，mRNA翻译上可以得到多条肽链，一个核糖体合成一条多肽链，由于转录和翻译发生在同一地点，所以该过程也可以发生在原核细胞中。

（2008年江苏高考试题）下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是

A．图中表示4条多肽链正在合成

B．转录尚未结束，翻译即已开始

C．多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译

D．一个基因在短时间内可表达出多条多肽链

答案：BD

解析：图为原核细胞中转录、翻译的示意图。图中已标明水平方向延伸的细线是DNA模板链，与它结合的球状物是RNA聚合酶，与DNA模板链和RNA聚合酶结合、向下悬垂的长短不一的4条细线上连接着数量不等的核糖体，这4条细线代表由同一基因转录产生的4个mRNA分子。图上每个mRNA都尚未与DNA脱离，说明转录尚未结束；而mRNA已与核糖体结合正在合成多肽，说明翻译已经开始。图中每个mRNA都与多个核糖体结合（4个mRNA上共计结合了24个核糖体），每个核糖体正在合成一条多肽链，这就说明该基因在短时间内通过多次转录，重复翻译可表达出多条多肽链。

（2010年江苏高考试题）下列关于人体细胞结构和功能的叙述，错误的是

A．在mRNA合成的同时就会有多个核糖体结合到mRNA上

B．唾液腺细胞和胰腺细胞中高尔基体数量较多

C．核孔是生物大分子可以选择性进出的通道

D．吸收和转运营养物质时，小肠绒毛上皮细胞内线粒体集中分布于细胞两端

答案：A

解析：真核细胞是“先转录后翻译”，原核细胞才是“边转录边翻译”，才会出现在mRNA合成的同时就会有多个核糖体结合到mRNA上的现象。

（2011年安徽高考试题）甲乙图示真核生物细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是

A．甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子

B．甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行

C．DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶

D．一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次

答案：D

解析：根据信息，甲图是DNA复制，合成双链DNA，乙图是DNA转录，合成的是单链RNA。甲和乙所示过程在细胞核内进行，也可以在线粒体和叶绿体中进行。DNA分子解旋时，甲所示过程需要解旋酶，乙可以不需要解旋酶。一个细胞周期中，复制一次，表达可以多次，所以D正确。

此类试题引出了三个疑难问题（教材中都没有涉及）：一是RNA聚合酶的功能；二是原核基因是如何表达的；三是细胞质基因即叶绿体基因和线粒体基因是如何表达的。

关于RNA功能可参考本人写的博客文章：

http://blog.sina.com.cn/s/blog_445dac3b01018if3.html

在遗传信息转录过程中，原核细胞中RNA聚合酶起解旋作用，真核细胞中是某些转录因子起解旋作用，因此，在遗传信息的转录过程中，没有解旋酶参与，只有在DNA复制的过程中，需要解旋酶。

关于原核基因是如何表达的，很多资料中讲到是同一时间同一地点完成，没有时间和空间的差别，因为没有核膜分隔，包括以前的人教版也讲授到这个知识。

关于叶绿体基因和线粒体基因是如何表达的，《遗传学》第二版（梁红主编）P143细胞质遗传的物质基础中阐述，细胞质基因有一定的独立性，可以完成表达一部分蛋白质。大部分功能产物的组成成分来自于核基因的表达。事实上，叶绿体和线粒体的形态发生与生物合成在很大程度上依赖于本身的遗传体系与核基因的相互作用。按照叶绿体和线粒体内共生起源学说，本人认为表达的机理应该和原核生物类似。

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