专题五:遗传的分子基础 模拟检测提升
一.选择题(共20小题)
1.实验的设计思路和科学方法是取得生物学研究成果的关键。下列有关生物学实验的叙述,错误的是( )
A.将酵母菌分成有氧和无氧条件来探究其呼吸类型
B.蝾螈受精卵分成有核和无核部分研究细胞核功能
C.证明DNA半保留复制方式运用了密度梯度离心法
D.T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验运用了假说演绎法
2.研究小组用被32P和35S同时标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,短暂保温后进行搅、离心,检测上清液和沉淀物的放射性强度。关于该实验的分析,下列叙述正确的是( )
A.该实验证明T,噬菌体的遗传物质是DNA
B.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
C.该实验的离心结果显示为沉淀物放射性强度显著高于上清液
D.该实验得到的子代噬菌体中,部分被32P标记,且都不被35S标记
3.下列关于DNA的结构及复制的叙述,错误的是( )
A.DNA分子中两种碱基对的比值会影响DNA的热稳定性
B.双链DNA分子中的任意两个不互补碱基数之和均相等
C.当DNA聚合酶与某一复制起点结合时,DNA的双螺旋解开
D.DNA的复制有精确的模板,但子代的遗传信息可能会与亲代不同
4.下列有关DNA的说法正确的是( )
A.每个DNA分子不仅具有多样性,还具有特异性
B.大肠杆菌的DNA中每个脱氧核糖连接一个或两个磷酸基团
C.细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和
D.DNA的双螺旋结构和碱基互补配对有利于DNA的准确复制
5.比较赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验和艾弗里及其同事的肺炎双球菌转化实验,下列相关的叙述错误的是( )
A.艾弗里及其同事的实验证明了DNA是遗传物质
B.赫尔希和蔡斯的实验中没有用到细菌培养技术
C.T2噬菌体与肺炎双球菌遗传物质的核酸种类相同
D.两个实验的思路均是将DNA和其他物质分开然后单独研究
6.从肺炎双球菌转化实验到T2噬菌体侵染细菌实验,前后历经24年人们才确信DNA是遗传物质。结合所学生物学知识,以下分析不合理的是( )
A.早期人们推测氨基酸的多种排列顺序能蕴含遗传信息,认为蛋白质是遗传物质
B.物质提纯同位素标记微生物培养等技术手段的应用推动了科学理论的进步
C.S型菌的DNA能进入R型菌细胞,指导合成荚膜,使R型菌转化成S型菌
D.用被32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,子代噬菌体都含有32P
7.历史上,很多科学家对生物的遗传物质的本质都进行过艰苦卓绝地探索。1952年,赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料,利用放射性同位素标记法,完成了一个很具有说服力的实验。实验过程如图所示。下列分析错误的是( )
A.正常情况下,实验1中子代噬菌体检测不到35S
B.若实验2中上清液c出现了较强放射性,可能与保温时间过长有关
C.搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
D.综合实验1和实验2,T2噬菌体主要的遗传物质是DNA
8.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,置于不含32P的环境中进行体外培养。下列相关叙述正确的是( )
A.该细胞在培养过程中,其牛催乳素基因数目不变
B.基因整合到染色体上后,会改变该细胞的基因型
C.该基因表达时所需tRNA与氨基酸种类数相同
D.该细胞连续分裂两次后,子细胞中32P标记的占25%
9.如图示DNA复制过程,下列叙述正确的是( )
A.DNA复制过程中不需要引物,也不需要能量
B.新形成的两条单链复制的方向不同且均为连续复制
C.该过程在蛙的红细胞和哺乳动物的红细胞均能发生
D.复制后的两个DNA分子位于一个或两个染色体上
10.对照实验中,控制自变量时,与常态相比,人为增加某种影响因素,称为“加法原理”,反之为“减法原理”。艾弗里及同事用肺炎双球菌做实验结果如下表。由此可知( )
实验组号 接种菌型 加入不同处理的S型菌细胞提取物 培养皿长菌情况
① R 不作处理 R型、S型
② R 蛋白酶 ?
③ R RNA酶 R型、S型
④ R 酯酶 R型、S型
⑤ R DNA酶 R型
A.②培养皿中只出现R型菌
B.该实验控制自变量采用了“加法原理”,因为不同组中加入了不同的酶
C.该实验说明S型菌的细胞提取物中含转化因子,而转化因子很可能就是DNA
D.①~⑤说明DNA是主要的遗传物质
11.新型冠状病毒仍在肆虐全球,新型冠状病毒遗传信息的传递与表达过程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.新冠病毒的增殖需宿主细胞DNA指导合成的RNA聚合酶参与
B.新型冠状病毒RNA是通过RNA聚合酶以RNA为模板合成的
C.﹣RNA上结合多个核糖体后在较短时间内会合成大量病毒蛋白
D.+RNA中嘌呤与嘧啶的比值与﹣RNA中嘌呤与嘧啶的比值相等
12.真核细胞基因的转录会产生RNA的初级转录本(pre﹣mRNA),必须经过一系列加工才能成为成熟RNA(mRNA)。如图甲、乙分别为某真核基因(图中的实线为基因)分别与pre﹣mRNA、mRNA杂交的结果。下列相关叙述错误的是( )
A.两图的杂交带中都含有5种含氨碱基
B.真核细胞基因中存在不编码氨基酸的序列
C.图甲和图乙所示过程发生的碱基配对方式完全相同
D.若pre﹣mRNA和mRNA杂交可能出现类似图乙所示的杂交带
13.真核生物中控制蛋白质合成的核基因最初转录形成的是hnRNA,经加工成为成熟的mRNA。下列相关叙述错误的是( )
A.hnRNA和mRNA之间能通过碱基互补配对进行杂交
B.在细胞内核糖体能与mRNA的起始密码结合开始翻译
C.hnRNA加工成mRNA的过程有磷酸二酯键的断裂与形成
D.hnRNA形成过程进行的碱基互补配对方式与翻译过程有所不同
14.基因转录出的初始RNA要经过加工才能发挥作用。初始RNA经不同方式的剪接形成不同的mRNA,某些剪接过程需要非蛋白质类的酶参与。mRNA发挥完作用后被降解。下列相关叙述错误的是( )
A.一个基因可参与生物体多个性状的控制
B.催化某些初始RNA剪接过程的酶是通过转录合成的
C.转录和翻译时,碱基互补配对的方式不完全相同
D.mRNA降解的产物是四种脱氧核糖核苷酸
15. miRNA是真核细胞中一类有调控功能的非编码RNA,它能识别并结合到靶mRNA上,指导沉默复合体降解靶mRNA或者抑制靶mRNA的功能。下列分析错误的是( )
A.在细胞内转录合成miRNA的过程中需要RNA聚合酶的催化
B.相同的碱基序列是miRNA识别并结合到靶mRNA上的基础
C.沉默复合体可能存在于细胞质基质中,可能含有RNA酶
D.miRNA通过影响核糖体读取密码子来抑制靶mRNA的功能
16.如图是基因指导蛋白质合成的部分过程示意图,下列说法正确的是( )
A.决定②的密码子是AGA B.①是tRNA,在生物体内有64种
C.②和③通过脱水缩合形成肽键进行连接
D.图示过程只能发生在真核生物的细胞内
17.遗传学是研究基因的结构、功能及其变异、传递和表达规律的学科。下列有关遗传学内容的叙述正确的是( )
A.翻译过程中,mRNA在核糖体上移动,以便连续翻译
B.孟德尔的单因子杂交实验证明了遗传因子位于染色体上
C.将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合,可以得到S型菌
D.翻译过程中,核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性
18.某二倍体植物细胞内的2号染色体上有M基因和R基因,它们编码各自蛋白质的前3个氨基酸的DNA序列如图,起始密码子均为AUG。下列叙述正确的是( )
A.在减数分裂过程中等位基因随a、b链的分开而分离
B.基因M在该二倍体植物细胞中数目最多时可有二个
C.基因M和基因R转录时都以b链为模板合成mRNA
D.若箭头处G﹣C的碱基突变为A﹣T,则对应密码子变为UUA
19.在动植物染色体中,超过80%的基因并不能编码生成蛋白质的指令,这些基因形成的RNA称为长链非编码RNA(lncRNA)。最新研究发现,水稻中有3种lncRNA会导致水稻淀粉含量和粒重增加。相关叙述中正确的是( )
A.水稻淀粉含量和水稻的粒重属于一对相对性状
B.水稻的这3种lncRNA的翻译产物影响淀粉含量和粒重
C.lncRNA的合成过程发生在细胞核中,需多种有机物的参与
D.lncRNA不直接控制蛋白质合成,故抑制水稻中lncRNA的合成不影响水稻性状
20. 2020年1月12日,世界卫生组织将导致新型肺炎的病原体命名为2019﹣nCoV(简称新冠病毒),新型冠状病毒感染的肺炎命名为COVID﹣19。如图表示新冠病毒在宿主细胞内增殖的过程(①~④代表生理过程)。下列有关叙述正确的是( )
A.由图中信息可知,新冠病毒属于逆转录病毒
B.图中①~④生理过程均遵循碱基互补配对原则
C.图中+RNA能起到mRNA的功能从而指导蛋白质的合成
D.新冠病毒蛋白质的合成需经转录和翻译两个生理过程
二.解答题(共5小题)
21.如图是中心法则示意图,据图回答下列问题:
(1)过程①是 。根尖分生区细胞内中能发生过程①的场所有 。
(2)在代谢旺盛的细胞中,过程④很快,以少量的mRNA分子为模板可以迅速合成出大量的蛋白质,原因是 。
(3)在真核细胞中大多数DNA聚合酶从合成部位到具体执行相关功能部位需要经过核孔运输。这些DNA聚合酶的合成部位是 (填“细胞质”或“细胞核”),具体执行功能的部位是 (填“细胞质”或“细胞核”)。
22.在DNA复制过程中,若双脱氧核苷酸连接到子链上,会导致子链延伸终止。科学家利用含有不同荧光标记的双脱氧核苷酸进行DNA测序。先在试管中进行DNA的复制,得到不同长度的子链,通过一定的技术手段可得到不同长度子链的彩色图谱,进而分析DNA序列。图中彩色图谱片段对应的是模板链上的末端序列b,请据图回答下列问题。
(1)图中酶a为 ,在该酶作用下,反应体系中的4种游离脱氧核苷酸和4种含有不同荧光标记的双脱氧核苷酸,按 原则,结合到子链上。在叶肉细胞中,该酶发挥作用的场所是细胞核、 。
(2)在模板链和引物等反应物充足的条件下,若模板链上待测序列含240个碱基,且A:T:G:C=1:2:2:3,则可形成不同长度的子链共 种,合成最长的具有荧光的子链共需消耗胸腺嘧啶脱氧核苷酸 个。
(3)从图中彩色图谱片段分析可知,序列b的碱基序列为 。若要测定人类基因组和玉米(2n=20)基因组,则需分别测定 、 条染色体上DNA的碱基序列。
(4)人类基因组计划的实施,对于 具有重要意义。
23.识图填表
比较项目
时间 ① 生物个体发育的整个过程
模板 DNA的两条链 ② 基因的一条链
原料 4种脱氧核苷酸 20种氨基酸 ③
需要的酶 ④ 缩合酶 RNA聚合酶
特点 边解旋边复制,半保留复制 ⑤ ⑥
信息传递方向 DNA→DNA ⑦ ⑧
24.如图表示在生物细胞内发生的一些生理过程,请据图回答下列问题:
(1)该图所示过程发生在 (填“原核细胞”或“真核细胞”)中,参与图甲过程的酶是 。
(2)④是①和②分子基本单位的放大图,④聚合成①和②时会产生 ,①在原核细胞中,主要存在于 ;②在真核细胞中,主要存在于 。
(3)图乙过程发生的场所是 ,在真核生物中合成③的场所主要是 。
(4)图中③的名称为 。
(5)图中②的分子比③的分子 (填“大”或“小”)得多,图中③的G和C的数目是否相等?
25.叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核DNA编码的小亚基共同组装而成,其合成过程及部分相关代谢途径如图所示。请回答下列问题:
(1)大亚基和小亚基的化学本质是 。合成酶R时,细胞核DNA编码小亚基的遗传信息转录到RNA上,RNA穿过 进入细胞质基质后指导多肽链合成;参与大亚基和小亚基合成的RNA包括mRNA、 。
(2)活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物(C3﹣I),C3﹣I还原为三碳糖(C3﹣Ⅱ),这一步骤需要光反应产生的 作为还原剂。在叶绿体中C3﹣Ⅱ除了进一步合成淀粉外,还必须合成化合物X以维持卡尔文循环,X为 。
(3)由图可知,C3﹣Ⅱ在细胞质基质中,还可以用来合成 。
(4)细胞核中的DNA和叶绿体中的DNA在结构上的主要区别是 。
答案与试题解析
一.选择题(共20小题)
1.D【解析】探究酵母菌细胞呼吸方式采用了对比实验法,即将酵母菌分成有氧和无氧条件来探究其呼吸类型,A正确;蝾螈受精卵分成有核和无核部分研究细胞核功能,B正确;证明DNA半保留复制方式运用了同位素标记法和密度梯度离心法,C正确;T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验并没有采用假说演绎法,D错误。
2.D【解析】该实验用被32P和35S同时标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,不能证明T2噬菌体的遗传物质是DNA,应该分别用被32P或35S同时标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,A错误;该实验不能证明大肠杆菌的遗传物质是DNA,B错误;该实验的离心结果显示为沉淀物放射性强度和上清液放射性强度都高,但无法比较哪个更高,C错误;噬菌体侵染细菌时只有DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成,而合成子代噬菌体的原料都来自大肠杆菌,由于DNA分子复制方式为半保留复制,因此该实验得到的子代噬菌体中,部分被32P标记,且都不被35S标记,D正确。
3.C【解析】由于A﹣T之间有2个氢键,C﹣G之间有3个氢键,而氢键数越多,DNA分子越稳定,因此DNA分子中两种碱基对的比值会影响DNA的热稳定性,A正确;双链DNA分子中碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则,即A=T、C=G,因此任意两个不互补碱基数之和均相等,且均占碱基总数的一半,B正确;当解旋酶与某一复制起点结合时,DNA的双螺旋解开,C错误;DNA的复制有精确的模板,但复制过程中可能会发生差错导致子代的遗传信息会与亲代不同,D正确。
4.D【解析】多样性是对群体内的个体而言的,单独的个体不具有多样性,所以每个DNA不具有多样性,只具有特异性,A错误;大肠杆菌的DNA分子是环状的,所以每个脱氧核糖都连接两个磷酸基团,B错误;基因是有遗传效应的DNA分子片段,所以细胞中DNA分子的碱基对数大于所有基因的碱基对数之和,C错误;无论是双螺旋结构,还是碱基互补配对都有利于DNA的准确复制,D正确。
5.B【解析】艾弗里及其同事的实验证明了DNA是转化因子,也证明了蛋白质,多糖不是转化因子,A正确;赫尔希和蔡斯的实验过程是:标记噬菌体→噬菌体与细菌混合培养→搅拌、离心→检测放射性,说明实验中用到了细菌培养技术,B错误;T2噬菌体与肺炎双球菌遗传物质的核酸种类相同,都是DNA,C正确;两个实验的关键都是设法将DNA和蛋白质等物质分开,然后单独观察它们的作用,D正确。
6.D【解析】最初认为遗传物质是蛋白质,是由于推测氨基酸的多种排列序能蕴含遗传信息,A正确;物质提纯、同位素标记、微生物培养等技术手段的应用推动了科学理论的进步,B正确;S型菌的DNA能进入R型菌细胞,并以其为模板,指导合成荚膜,从而使R型菌转化成S型菌,C正确;用被32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,由于原料来自大肠杆菌,且DNA复制为半保留复制,所以子代中只有少数噬菌体含有32P,D错误。
7.D【解析】35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳没有进入细菌,而合成子代噬菌体的原料均由大肠杆菌提供,因此正常情况下,实验1中子代噬菌体检测不到35S,A正确;若实验2中上清液c出现了较强放射性,可能与保温时间过长,大肠杆菌裂解,子代噬菌体释放有关,B正确;搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与被侵染的细菌分离,C正确;综合实验1和实验2,T2噬菌体的遗传物质是DNA,D错误。
8.B【解析】该细胞在培养过程中,随着DNA分子的复制,牛催乳素基因数目增多,A错误;基因整合到染色体上后,该细胞的基因型发生改变,B正确;一种氨基酸可能由一种或几种tRNA来转运,因此该基因翻译时所需的tRNA与氨基酸种类数不一定相等,C错误;将牛催乳素基因用32P标记后导入小鼠乳腺细胞,所选取的细胞中仅有一条染色体上整合有单个目的基因,也就是说只有一个DNA分子的两条链有32P标记,根据DNA半保留复制特点,该细胞体分裂一次,得来的两个子细胞都带标记,若复制两次,得到的四个子细胞,只有两个带标记,故子细胞中含32P标记的细胞占50%,D错误。
9.D【解析】DNA复制过程需要引物引导复制的开始,也需要消耗ATP,A错误;DNA分子是反向平行的,而复制的时候只能是从5端向3端延伸,所以两条子链合成方向相反,且据图可知,并非两条链均为连续复制,B错误;哺乳动物成熟红细胞不能进行DNA分子复制,C错误;复制后的两个DNA分子位于﹣一个(着丝点断裂之前)或两个染色体上(着丝点断裂后),D正确。
10.C【解析】蛋白酶能将蛋白质水解,但蛋白质不是转化因子,因此有部分R型细菌转化为S型细菌,②培养皿中会出现R型菌和S型细菌,A错误;该实验控制自变量采用了“减法原理”,因为不同组中加入了不同的酶,B错误;该实验说明S型菌的细胞提取物中含转化因子,而转化因子很可能就是DNA,C正确;①~⑤说明DNA是遗传物质,但不能说明DNA是主要的遗传物质,D错误。
11.B【解析】据图可知,新冠病毒所需的RNA聚合酶是以新冠病毒的RNA为模板合成的,A错误;新型冠状病毒RNA是通过RNA聚合酶以RNA为模板合成的,B正确;据图可知,病毒蛋白是以+RNA为模板合成的,C错误;根据碱基互补配对原则可知,+RNA的碱基与﹣RNA的碱基互补配对,因此+RNA中嘌呤与嘧啶的比值与5﹣RNA中的比值互为倒数,D错误。
12.D【解析】图中DNA和mRNA杂交出现杂交带,都可能含有G、A、T.U这5种碱基,A正确;从成熟RNA (mRNA) 与DNA杂交结果可以看出,含有未杂交区域,故可推出真核细胞基因中存在不编码氨基酸的序列,B正确;图甲和图乙所示过程发生的都是DNA单链上的碱基和RNA.上的碱基之间的配对,碱基配对方式完全相同,C正确;pre﹣mRNA和mRNA之 间碱基序列除了少﹣﹣段外,其他碱基列完全相同,两条链之间不能形成杂交带,D错误。
13.A【解析】mRNA是由hnRNA加工形成的,二者不能杂交,A错误;核糖体能与mRNA的起始密码结合并开始翻译,B正确;mRNA是由hnRNA经相应的核酸酶剪切形成的,有磷酸二酯键的断裂与形成,C正确;hnRNA是通过转录形成的,发生的是DNA与RNA之间的碱基配对,遵循的碱基互补配对的方式为A﹣U、C﹣G、G﹣T﹣A,翻译过程中的碱基互补配对的方式为A﹣U、U﹣A、C﹣G、G﹣C,所以两个过程的碱基互补配对方式不同,D正确。
14.D【解析】据题意可知,初始RNA经不同方式的剪切可被加工或翻译成不同蛋白质的mRNA,因此一个基因可参与生物体多个性状的控制,A正确;酶的化学本质是蛋自质成 RNA,而题中说“某些剪切过程不需要蛋白质类的酶参与”则这些mRNA的剪切由RNA催化完成。这些作为酶的RNA通过转录过程合成的,B正确;转录时的碱基互补配对的方式为A﹣U、T﹣A、C﹣G、G﹣C,翻译时的碱基互补配对的方式为A﹣U、U﹣A、C﹣G、G﹣C,不完全相同,C正确;mRNA降解的产物是四种核糖核苷酸,D错误。
15.B【解析】转录时以DNA为模板合成RNA的过程,需要RNA聚合酶的催化,A正确;miRNA识别并结合到靶mRNA上是由于miRNA和mRNA碱基互补,B错误;根据题干信息“沉默复合体降解靶mRNA或者抑制靶mRNA的功能”,所以可以推测沉默复合体可能存在于细胞质基质中,可能含有RNA酶将mRNA降解,C正确;miRNA和靶mRNA碱基互补配对,阻止核糖体和mRNA结合,影响核糖体读取密码了来抑制靶mRNA的功能,D正确。
16.C【解析】据图可知,决定②的反密码子是AGA,密码子是UCU,A错误;①是tRNA,在生物体内有61种,B错误;②和③属于氨基酸,氨基酸之间通过脱水缩合形成肽键进行连接,C正确;图示过程表示翻译过程,在真核生物和原核生物的细胞内都能发生,D错误。
17.D【解析】翻译过程中,核糖体在mRNA上移动,A错误;孟德尔时代人们还没认识染色体,所以孟德尔的单因子杂交实验没证明遗传因子位于染色体上,B错误;将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合,DNA被DNA酶水解,得不到S型菌,C错误;翻译过程中,核酸之间通过碱基互补配对相互识别保证了遗传信息传递的准确性,D正确。
18.D【解析】减数分裂过程中,等位基因随同源染色体的分开而分离,而图示a、b链不会分开,A错误;若个体基因型为MM,则基因M在该二倍体植物细胞中数目最多,即MM个体在DNA复制后,为4个,B错误;图示为某二倍体植物细胞内的同一条染色体上有基因M和基因R,都含有a、b两条链;基因转录产生mRNA,mRNA上有密码子,转录时遵循碱基互补配对原则,由于起始密码子均为AUG,所以基因M以b链为模板合成mRNA,基因R转录时以a链为模板合成mRNA,C错误;据题意知mRNA上的起始密码子为AUG,则对应模板链上的碱基为TAC,可知对应编码链为b链,若箭头处G﹣C的碱基突变为A﹣T根据碱基互补关系可知,则对应密码子(位于mRNA上)变为UUA,D正确。
19.C【解析】水稻淀粉含量和水稻的粒重属于不同的性状表现类型,不是一对相对性状,A错误;由题干信息可知,lncRNA不能翻译蛋白质,B错误;合成lncRNA的过程为转录,发生在细胞核中,需多种有机物的参与,C正确;由题干信息可知,lncRNA不直接控制蛋白质合成,但影响水稻中淀粉含量和粒重增加,D错误。
20.C【解析】由图中信息可知,新冠病毒属于RNA病毒,其遗传物质为RNA,可直接作为翻译的模板,表达出RNA聚合酶,催化RNA进行自我复制,该病毒不是逆转录病毒,A错误;图中①~④生理过程中,①、②、③均遵循碱基互补配对原则,但④是组装形成子代病毒,不发生碱基互补配对,B错误;图中+RNA能起到mRNA的功能从而指导蛋白质的合成,即直接合成结构蛋白,C正确;新冠病毒蛋白质的合成不需要经转录,可以+RNA为模板,通过翻译过程直接合成结构蛋白,D错误。
二.解答题(共5小题)
21.【解析】(1)图示为中心法则的有关过程,其中⑤为DNA分子的复制过程,①为转录过程,②为逆转录过程,③为RNA分子的复制过程,④为翻译过程。过程①是转录。根尖分生区细胞内中能发生过程①转录的场所有细胞核、线粒体。(2)由于一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,因此以少量的mRNA分子为模板可以迅速合成出大量的蛋白质。(3)DNA聚合酶的合成部位是细胞质中的核糖体,具体执行功能的部位是细胞核。
【答案】(1)转录 细胞核、线粒体
(2)一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成
(3)细胞质 细胞核
22.【解析】(1)图中酶a为DNA聚合酶,在该酶作用下,反应体系中的4种游离脱氧核苷酸和4种含有不同荧光标记的双脱氧核苷酸,按碱基互补配对原则,结合到子链上。在叶肉细胞中,该酶催化DNA复制,故发挥作用的场所是细胞核、线粒体和叶绿体。(2)在模板链和引物等反应物充足的条件下,若模板链上待测序列含240个碱基,由于引物每连上一个碱基,就形成一个子链,因此最多可形成240种不同长度的子链。又因为模板链上待测序列含240个碱基,且A:T:G:C=1:2:2:3,则合成的子链中T:A:C:G=1:2:2:3,即合成最长的具有荧光的子链(240个碱基)共需消耗胸腺嘧啶脱氧核苷酸240×=30个。(3)据图可知,模板链上的末端序列b为TGTGAGACCGT(由短到长),因此序列b的碱基序列为ACACTGGCA。若要测定人类基因组和玉米(2n=20)基因组,则需分别测定22+X+Y=24、10条染色体上DNA的碱基序列。
(4)人类基因组计划对于人类疾病的诊治和预防具有重要意义。
【答案】(1)DNA聚合酶 碱基互补配对 线粒体和叶绿体
(2)240 30
(3)ACACTGGCA 24 10
(4)人类疾病的诊治和预防(或推动生命科学、医学、生物技术、制药业、农业等的发展)
23.【解析】时间:DNA分子的复制时间是有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。转录和翻译伴随着生物体发育的整个过程。模板:DNA复制的模板是DNA分子的两条链;翻译是以mRNA为模板;转录是以DNA的 一条链为模板。原料:DNA的复制需要四种游离的脱氧核苷酸为原料;翻译合成的是多肽链,需要20种游离的氨基酸为原料;转录合成的产物是RNA,需要4种游离的核糖核苷酸为原料。需要的酶:DNA分子的复制需要解旋酶将氢键打开,还需要DNA聚合酶合成子链;翻译过程多肽的合成需要缩合酶的参与;转录需要RNA聚合酶的参与。特点:DNA分子复制时边解旋边复制和半保留复制;翻译的特点是翻译结束后,mRNA被降解成单体;转录的特点是边解旋边转录,转录后DNA恢复原状。遗传信息的传递方向:DNA复制是由亲代的DNA的遗传信息流向子代的DNA;翻译是由RNA→蛋白质;转录是由DNA→RNA。
【答案】①细胞分裂的间期(或有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期) ②mRNA ③4种核糖核苷酸 ④解旋酶、DNA聚合酶
⑤翻译结束后,mRNA被降解成单体 ⑥边解旋边转录,转录后DNA恢复原状 ⑦RNA→蛋白质 ⑧DNA→RNA
24.【解析】(1)甲图表示转录过程,①和②分别是DNA和RNA;乙表示翻译过程,其中②表示mRNA、⑤表示多肽、③表示tRNA、④表示核苷酸。图中转录和翻译可以同时进行,因此图示的转录和翻译发生在原核细胞中,图甲为转录,参与甲转录过程的酶RNA聚合酶。(2)识图分析可知,④表示核苷酸,是构成①DNA和②RNA分子的基本单位,核苷酸脱水聚合成①和②时会产生水,①DNA在原核细胞中,主要存在于拟核中;②RNA在真核细胞中,主要存在于细胞质中。(3)图乙过程为翻译,翻译发生的场所是核糖体,③为tRNA,在真核生物中合成③的过程为转录,转录的场所主要是细胞核。(4)根据以上分析可知,图中③为tRNA,其名称为转运RNA。(5)图中②DNA分子为双链结构,③RNA为单链结构,因此图中②的分子比③的分子大得多,图中③tRNA呈现三叶草结构,有点部分出现碱基互补配对形成氢键,有的还是单链,因此tRNA的G和C的数目不一定一样多。
【答案】(1)原核细胞 RNA聚合酶
(2)水 拟核 细胞质
(3)核糖体 细胞核
(4)转运RNA
(5)大 不一定
25.【解析】(1)催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核DNA编码的小亚基共同组装而成,酶是蛋白质,所以大亚基和小亚基的化学本质是蛋白质(多肽)。细胞核中的DNA通过转录形成RNA,RNA通过核孔出细胞核,进入细胞质,在核糖体上进行翻译形成小亚基。小亚基在核糖体上进行翻译形成,所以参与大亚基和小亚基合成的RNA包括mRNA、tRNA和rRNA。(2)活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物(C3﹣I),C3﹣I 还原为三碳糖(C3﹣II),需要[H]作为还原剂。C3的还原的产物除了C3﹣II还有一分子的C5。(3)由图可知,C3﹣Ⅱ在细胞质基质中,还可以用来合成蔗糖。(4)细胞核中的DNA和叶绿体中的DNA在结构上的主要区别是细胞核中的DNA为链状,细胞质的DNA为环状。
【答案】(1)蛋白质(多肽)核孔 tRNA和rRNA
(2)[H](或还原型辅酶Ⅱ)C5(或五碳化合物)
(3)蔗糖
(4)细胞核中的DNA为链状,细胞质的DNA为环状