高考生物二轮专题2生命的传承—遗传：第1讲 遗传的分子基础（Word版含解析）
文档属性
| 名称 | 高考生物二轮专题2生命的传承—遗传：第1讲 遗传的分子基础（Word版含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 2.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-03-12 22:30:02 | ||
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文档简介
高考生物二轮专题2：生命的传承—遗传
第1讲 遗传的分子基础
1.根据人类对遗传物质探索过程的相关知识,判断下列叙述的正误:
【易错点点通】
(1)新型冠状病毒与肺炎双球菌均可利用自身的核糖体进行蛋白质的合成。(2020·全国卷Ⅱ,T1) ( × )
分析:新型冠状病毒不含核糖体,其利用宿主细胞的核糖体合成蛋白质。
(2)艾弗里的离体转化实验中,经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌。(2020·浙江卷·T12 ) ( √ )
(3)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中可用15N代替32P标记DNA。(2019·江苏卷·T3) ( × )
分析:由于DNA和蛋白质中均含有N,不能区分DNA和蛋白质,所以不能15N代替32P标记DNA。
(4)R型细菌与S型细菌控制有无荚膜性状的基因遵循分离定律。 ( × )
分析:基因的分离定律适用范围是进行有性生殖的真核生物核基因,细菌属于原核生物。
(5)加热杀死的S型细菌和R型细菌混合后注射给小鼠,从死亡小鼠体内可以分离出S型活细菌和R型活细菌。 ( √ )
(6)噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等。 ( × )
分析:噬菌体增殖需要的原料和酶由细菌提供,模板是自身提供。
(7)噬菌体侵染细菌的实验能够证明DNA控制蛋白质的合成。 ( √ )
【易混对对碰】
易混1 A:格里菲思的实验证明DNA是遗传物质。 (×)
B:加热杀死的S型细菌可以使R型细菌转化为S型细菌。 (√ )
易混2 A:艾弗里的实验证明DNA是遗传物质。 (√)
B:赫尔希和蔡斯实验证明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质。 (×)
易混3 A:赫尔希和蔡斯实验证明DNA是主要的遗传物质。 (×)
B:绝大多数生物的遗传物质是DNA,少数病毒的遗传物质是RNA。 (√ )
易混4 A:肺炎双球菌转化实验中,R型细菌的遗传物质发生了基因重组,属于可遗传的变异。 (√ )
B:肺炎双球菌转化实验中发生了基因重组,所以控制有无荚膜性状的基因遵循分离定律。 (×)
2.根据DNA的结构和DNA复制的相关知识,判断下列叙述的正误:
【易错点点通】
(1)含有100个碱基对的一个DNA分子片段,其中一条链A+T占40%,它的互补链中G与T分别占22%和18%,则其复制2次,需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数量为180个。(2021·浙江6月选考·T14)( √ )
(2)DNA分子两条链之间通过氢键相连,A与T之间形成两个氢键,G与C之间形成三个氢键。(2020·浙江卷·T3) ( √ )
(3)用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸,注入真核细胞,可用于研究DNA复制的场所。(2019·天津卷·T1A) ( √ )
(4)某复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶。(2018·全国卷Ⅰ·T2C) ( √ )
(5)同一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基之间通过氢键相连。 ( × )
提示:同一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基之间通过脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖相连。
(6)在人体内,成熟的红细胞、浆细胞中不发生 DNA的复制。 ( √ )
(7)复制时,子代 DNA分子的两条单链中只有一条和亲代 DNA分子完全相同。 ( × )
分析:由于复制方式是半保留复制,子代DNA分子的2条单链和亲代DNA的2条链完全相同。
(8)真核细胞的基因只存在于细胞核中,而核酸并非仅存在于细胞核中。 ( × )
分析:基因是有遗传效应的DNA片段,细胞核、线粒体和叶绿体中均含有。
【易混对对碰】
易混1 A:每个DNA分子均含有一个游离磷酸和一个游离的脱氧核糖。 (√ )
B:DNA分子中每个脱氧核糖都连接两个磷酸,每个碱基都连接一个脱氧核糖。 (×)
易混2 A:配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等。 (√)
B:非互补碱基之和的比值在两条链中相等。 (×)
易混3 A: 分子大小相同、碱基含量相同的脱氧核苷酸分子所携带的遗传信息相同。 (×)
B:基因中碱基的排列顺序蕴含着遗传信息。 (√)
易混4 A:DNA复制主要发生在细胞分裂的间期。 (√)
B:细胞分裂间期DNA复制后染色体数目加倍。 (× )
3.根据基因表达和中心法则的相关知识,判断下列叙述的正误:
【易错点点通】
(1)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转录。(2021·广东高考·T7C) ( × )
分析:金霉素可抑制tRNA与mRNA的结合,直接影响了翻译的过程。
(2)染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子。(2020·全国卷Ⅲ·T1D) ( √ )
(3)一个tRNA上的反密码子只能与mRNA上的一种密码子配对。(2020·全国Ⅲ卷·T3A) ( √ )
(4)mRNA中碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变。(2020·全国Ⅲ卷·T3A) ( √ )
(5)mRNA合成部位主要在细胞核,执行功能的部位主要是细胞质。(2020·全国Ⅱ卷·T29) ( √ )
(6)在真核细胞中,转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补。 ( √ )
(7)在翻译过程中, tRNA分子转运相应的氨基酸。 ( √ )
(8)DNA分子一般为双链,含有氢键,RNA分子一般为单链,均不含氢键。 ( × )
分析:tRNA分子中含有氢键。
(9)转录和翻译过程都存在T—A、A—U、G—C的碱基配对方式。 ( × )
分析:由于翻译过程是密码子与反密码子进行碱基配对,不存在T—A,而是U—A。
(10)一个mRNA中含有多个密码子,一个tRNA中只含有一个反密码子。 ( √ )
(11)结合在同一条mRNA上的核糖体,最终合成的肽链在结构上各不相同。 ( × )
分析:结合在同一条mRNA上的核糖体,最终合成的肽链是相同的。
【易混对对碰】
易混1 A:密码子和反密码子的碱基之间通过氢键相连。 (√)
B:翻译时,只需要两种RNA参与,即tRNA和mRNA。(×)
易混2 A:细胞中遗传信息的传递方向包括从DNA→DNA、DNA→RNA 和RNA→蛋白质。 (√)
B:植物叶肉细胞中遗传信息的传递方向包括从DNA→DNA、DNA→RNA 和RNA→蛋白质。 (×)
易混3 A:DNA复制时需要解旋酶解开双链,然后以每一条链为模板。 (√)
B:转录时也需要解旋酶解开双链,然后仅以一条链为模板。 (×)
高频考点一 DNA是主要的遗传物质
1.图解遗传物质探究历程中两个经典实验:
2.图解噬菌体侵染大肠杆菌实验中的放射性:
(1)32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌:
(2)35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌:
DNA是主要的遗传物质是针对所有生物而言的,对于某一个或两个生物不能得出DNA是主要遗传物质。对于有细胞结构的生物,DNA就是遗传物质,而不能说DNA是主要的遗传物质。
【典例】(2021·全国乙卷)在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中,无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验,结合现有生物学知识所做的下列推测中,不合理的是 ( )
A.与R型菌相比,S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B.S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成
C.加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
D.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
关键信息 转化成解题突破口
R型菌和S型菌的区别 R型菌:菌落粗糙,无多糖荚膜、无毒;S型菌:菌落光滑,有多糖荚膜、有毒
DNA与蛋白质热变性的区别 DNA:控制生物的性状,高温变性但随温度的恢复又逐渐恢复活性;蛋白质:生物性状的体现者,高温变性后随温度的恢复不能复性
将上述D选项中S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合注射到小鼠体内,小鼠的存活情况及原因是:小鼠存活;S型菌的DNA经DNA酶处理后,DNA分解,失去作用,加入的R型菌不会发生转化,因此注射到小鼠体内后,小鼠存活。
【解析】选D。本题主要考查肺炎双球菌的体内转化实验。R型菌无多糖类的荚膜,S型菌有多糖类的荚膜,所以S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关,A正确;将无毒性的R型菌与加热杀死的有毒性的S型菌混合后注入小鼠体内,从小鼠体内分离出S型菌,说明S型菌的DNA能进入R型菌细胞指导S型菌的相应蛋白质的合成,B正确;从小鼠体内分离出S型活细菌,说明加热使S型活细菌的蛋白质变性失活,而其DNA的功能不受影响,C正确;DNA酶能将S型菌的DNA水解成脱氧核苷酸而失去作用,因此将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合得不到S型菌,D错误。
1.(2020·浙江7月选考改编)下列关于“肺炎双球菌转化实验”的叙述,错误的是 ( )
A.活体转化实验中,R型菌转化成的S型菌能稳定遗传
B.活体转化实验中,S型菌的荚膜物质不能使R型菌转化成有荚膜的S型菌
C.离体转化实验中,蛋白质能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传
D.离体转化实验中,经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌
【解析】选C。活体转化实验中,R型菌转化成S型菌的实质是发生了基因重组,属于可遗传的变异,所以S型菌能稳定遗传,A正确;活体转化实验中,S型菌的荚膜物质不能使R型菌转化成有荚膜的S型菌,B正确;离体转化实验中,蛋白质不能使部分R型菌转化成S型菌,只有DNA能使R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传,C错误;离体转化实验中,经DNA酶处理的S型菌提取物中不含完整的DNA,所以不能使R型菌转化成S型菌,D正确。
2.(2021·阜阳二模)下列有关DNA是遗传物质的探索实验的分析,错误的是 ( )
A.格里菲思的肺炎双球菌转化实验没有证明DNA是遗传物质
B.艾弗里通过肺炎双球菌转化实验否定了蛋白质是遗传物质的观点
C.T2噬菌体侵染细菌实验表明T2噬菌体的 DNA进入了细菌内部
D.格里菲思、艾弗里以及赫尔希和蔡斯实验设计的主要思路相同
【解析】选D。格里菲思肺炎双球菌转化实验证明S型细菌中存在某种转化因子,能使R型细菌转化为S型细菌,没有证明DNA是遗传物质,A正确;艾弗里的体外转化实验否定了蛋白质是遗传物质,证明了DNA是遗传物质,B正确;T2噬菌体侵染细菌实验中通过放射性部位的检测能表明T2噬菌体的DNA进入了细菌内部而蛋白质没有进入细菌内部,C正确;赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验与艾弗里的体外转化实验设计思路相同,都是将DNA与蛋白质分开,与格里菲思的不同,D错误。
【知识拓展】艾弗里肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验设计的比较
实验名称 艾弗里肺炎双球菌转化实验 噬菌体侵染细菌
实验思路 设法将DNA与其他物质分开,单独地、直接地研究它们各自的作用
设计原则 对照原则和单一变量原则
处理方式的区别 直接分离法:分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等,分别与R型细菌混合培养 同位素标记法:分别标记DNA和蛋白质的特殊元素(32P、35S)
实验结论 DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质 DNA是遗传物质
3.(新情境挑战题)“T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”流程是:标记T2噬菌体→T2噬菌体侵染大肠杆菌(短时间保温、搅拌、离心)→检测上清液和沉淀物放射性→检测子代噬菌体的放射性。实验分两组:第一组实验用35S标记噬菌体,第二组实验用32P标记噬菌体。若赫尔希和蔡斯的假设是:噬菌体的蛋白质进入大肠杆菌而DNA未进入,蛋白质是噬菌体的遗传物质,则支持该假设的预期结果是 ( )
选项 第一组的放射性 第二组的放射性
上清液 沉淀物 子代噬菌体 上清液 沉淀物 子代噬菌体
A 高 低 有 低 高 无
B 低 高 有 高 低 无
C 高 低 无 低 高 有
D 低 高 无 高 低 有
【解析】选B。第一组实验用35S标记噬菌体,则标记的是蛋白质,若噬菌体的蛋白质进入大肠杆菌而DNA未进入,则上清液中放射性低,而沉淀物中放射性高,且子代噬菌体含有放射性;第二组实验用32P标记噬菌体,则标记的是DNA,若噬菌体的蛋白质进入大肠杆菌而DNA未进入,则上清液中放射性高,而沉淀物中放射性低,且子代噬菌体无放射性。
高频考点二 DNA分子的结构和复制
1.巧用“五、四、三、二、一”记牢DNA的结构:
五种元素:C、H、O、N、P。
四种碱基:A、G、C、T,相应地含有四种脱氧核苷酸。
三种物质:磷酸、脱氧核糖、碱基。
二条链:两条反向平行的脱氧核苷酸链。
一种结构:规则的双螺旋结构。
2.图解DNA复制过程(以真核细胞为例):
【典例】(2021·永州三模)沃森和克里克构建了著名的DNA双螺旋结构模型。下列有关叙述错误的是 ( )
A.沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型属于物理模型
B.DNA分子中的磷酸与脱氧核糖交替连接,排列在外侧,形成基本骨架
C.环状质粒DNA分子中,每条链上的脱氧核糖均与两个磷酸基团相连
D.人体内控制β-珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成,其碱基对可能的排列方式有41 700种
关键信息 转化成解题突破口
构建模型的种类及举例 物理模型:真核细胞的三维结构模型、DNA双螺旋结构模型概念模型:如流程图、概念图数学模型:种群增长的“J”“S”曲线图等
关键信息 转化成解题突破口
DNA双螺旋结构模型特点 ①DNA分子两条链反向平行盘旋成双螺旋结构②基本骨架:磷酸和脱氧核糖交替排列在外侧,碱基排列在内侧③两条链之间的碱基之间遵循碱基互补配对原则
DNA分子的特异性 特异性:碱基对特定的排列顺序(即基因确定,其相应的碱基对的排列顺序是特定的)
【解析】选D。物理模型是以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征,DNA双螺旋结构模型属于物理模型,A正确;DNA分子中的磷酸与脱氧核糖交替连接,排列在外侧,构成DNA分子双螺旋结构的基本骨架,B正确;链状DNA分子的两条链各有一个游离的磷酸分子,但质粒DNA分子是环状的,不存在游离的磷酸分子,每个脱氧核糖与两个磷酸相连,C正确;人体内控制β-珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成,其碱基对的排列方式只有一种,特定的基因有其独特的碱基对排列方式,D错误。
1.(2021·山东等级考)我国考古学家利用现代人的 DNA 序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”,成功将极其微量的古人类DNA从土壤沉积物中的多种生物的 DNA 中识别并分离出来,用于研究人类起源及进化。下列说法正确的是 ( )
A.“引子”的彻底水解产物有两种
B.设计“引子”的 DNA 序列信息只能来自核 DNA
C.设计“引子”前不需要知道古人类的 DNA 序列
D.土壤沉积物中的古人类双链 DNA 可直接与“引子”结合从而被识别
【解析】选C。根据分析“引子”是一段DNA序列,彻底水解产物有磷酸、脱氧核糖和四种含氮碱基,共6种产物,A错误;由于线粒体中也含有DNA,因此设计“引子”的 DNA 序列信息还可以来自线粒体DNA,B错误;根据题干信息“利用现代人的 DNA 序列设计并合成了引子”,说明设计“引子”前不需要知道古人类的 DNA 序列,C正确;土壤沉积物中的古人类双链 DNA 需要经过提取,且在体外经过加热解旋后,才能与“引子”结合,而不能直接与引子结合,D错误。
2.(2021·吕梁一模)将某细胞中的一条染色体上的DNA用32P充分标记,置于不含放射性的培养液中培养,经过连续两次细胞分裂、假设该DNA分子有2 400个碱基对,含腺嘌呤1 000个,下列说法中正确的是 ( )
A.DNA一条链上的相邻两碱基通过氢键连接
B.该DNA复制两次,共需要游离的鸟嘌呤数为4 200个
C.若进行有丝分裂,得到的四个子细胞中三个有放射性
D.若进行减数分裂,得到的四个子细胞全部有放射性
【解析】选B。DNA分子一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖相连,A错误;该DNA分子中A=T=1 000个,则G=C=(4 800-2 000)÷2=1 400个,该DNA复制两次,共需要游离的鸟嘌呤数为(22-1)×1 400=4 200个,B正确;若进行有丝分裂,DNA复制一次,再平均分配,第一次分裂形成的两个子细胞都含有32P,但由于半保留复制,所以含有放射性的DNA只有一条链含有放射性,另一条链没有放射性;第二次有丝分裂形成的四个细胞中两个有放射性,两个没有放射性,C错误;分析可知,由于该细胞中只有一条染色体上的DNA被标记,若进行减数分裂,染色体只进行半保留复制一次,故最终形成的四个子细胞只有两个具有放射性,D错误。
【方法技巧】利用模型分析子细胞中染色体标记情况
模型
解读 最后形成的4个子细胞有三种情况:第一种情况是4个细胞都是;第二种情况是2个细胞是,1个细胞是
解读 ,1个细胞是;第三种情况是2个细胞是,另外2个细胞是
高频考点三 基因表达和中心法则
1.图解法解读复制、转录的过程:
图甲、乙的过程判断:
(1)图甲DNA的两条链都作为模板——复制。
(2)图乙DNA的一条链作为模板——转录。
2.读懂翻译过程的两个模型图:
(1)核糖体沿mRNA移动:
(2)结合多个核糖体:
3.中心法则的拓展图解:
【典例】(2021·浙江1月选考)如图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某些氨基酸的部分密码子(5'→3')是:丝氨酸UCU;亮氨酸UUA、CUA;异亮氨酸AUC、AUU;精氨酸AGA。下列叙述正确的是 ( )
A.图中①为亮氨酸
B.图中结构②由右向左移动
C.该过程中没有氢键的形成和断裂
D.该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中
关键信息 转化成解题突破口
密码子、反密码子 密码子方向从5'→3',①的密码子为AUU;反密码子翻译时与密码子碱基互补配对形成氢键
翻译方向的判断 翻译过程中mRNA并不移动,而是核糖体沿着mRNA的5'→3'移动,进而读取下一个密码子
基因表达的场所 基因表达包括转录和翻译过程,转录的场所在细胞核,翻译的场所主要在细胞质(核糖体)
【解析】选B。题图表示遗传信息表达中的翻译过程,①表示氨基酸,②表示核糖体,携带氨基酸的tRNA从左侧移向核糖体,空载tRNA从右侧离开核糖体。已知密码子的方向为5'→3',则携带①的tRNA上的反密码子为UAA,与其互补配对的mRNA上的密码子为AUU,氨基酸①为异亮氨酸,A错误;tRNA的移动方向是由左向右,则结构②核糖体移动并读取密码子的方向为由右向左,B正确;互补配对的碱基之间通过氢键连接, tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对时有氢键的形成,tRNA离开核糖体时有氢键的断裂,C错误;细胞核内不存在核糖体,细胞核基质中不会发生翻译过程,D错误。
从上述核糖体上脱落下来的是具有特定功能的成熟蛋白质吗
不是,刚从核糖体上脱落下来的只能称为多肽链,其必须经过加工修饰才能成为具有特定功能的成熟蛋白质。
1.(2021·河北选择考)下列关于基因表达的叙述,正确的是 ( )
A.所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码
B.DNA双链解开,RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录
C.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
D.多肽链的合成过程中,tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息
【解析】选C。本题主要考查遗传信息的传递,即基因表达过程。某些RNA病毒的遗传物质是RNA,且具有翻译功能,A错误;终止密码子位于mRNA上,DNA上使转录终止的序列是终止子,B错误;翻译过程mRNA和tRNA两种核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性,C正确;多肽链的合成过程中,是由核糖体来读取mRNA的密码子,而不是tRNA,D错误。
2.(2021·黄山二模)如甲、乙、丙、丁图表示某高等植物细胞内的四个生理过程。下列相关叙述正确的是 ( )
A.叶肉细胞的线粒体内可进行丁图的全部过程
B.叶表皮细胞的细胞核内能进行甲、乙过程,但不能进行丙、丁过程
C.丙过程中有多个核糖体共同参与一条肽链的合成,提高了翻译的效率
D.甲、乙、丙过程均可发生于根尖分生区细胞,且均须遵循碱基互补配对原则
【解析】选D。丁表示有氧呼吸的三个阶段,线粒体只能进行有氧呼吸的第二和第三阶段,A错误;叶表皮细胞为成熟的植物细胞,不再分裂,其细胞核内不会发生甲(DNA复制)过程,B错误;丙过程为翻译过程,其中有多个核糖体结合在一条mRNA上,形成多条相同的肽链,提高了蛋白质的合成效率,C错误;甲(DNA复制)、乙(转录)、丙(翻译)过程均可发生于根尖分生区细胞,且均须遵循碱基互补配对原则,D正确。
3.如图是HIV感染人体细胞过程的示意图,下列说法不正确的是 ( )
A.大多数艾滋病患者出现记忆丧失等障碍时,说明HIV已感染了大脑细胞
B.T2噬菌体的遗传物质比HIV的遗传物质更加稳定
C.②过程需要宿主细胞提供4种脱氧核苷酸,HIV病毒只依靠宿主细胞的酶就能完成该过程
D.①～⑧所示的过程中,遵循碱基互补配对原则的是②③⑤⑥,参与翻译过程的细胞器不仅仅是核糖体
【解析】选C。大多数艾滋病患者会出现记忆丧失等精神障碍,而记忆是大脑的高级功能,这说明此时HIV已感染了大脑细胞,A正确;T2噬菌体的遗传物质是DNA,双链结构比较稳定,HIV的遗传物质是RNA,单链结构不稳定,B正确;②是逆转录过程,该过程的产物是DNA,因此需要宿主细胞提供的原料是4种脱氧核苷酸,需要的逆转录酶是HIV提供的,C错误;由以上分析可知,图中②为逆转录过程,③为DNA的合成过程,⑤为转录过程,⑥为翻译过程,这4个过程都遵循碱基互补配对原则,参与翻译过程的细胞器有核糖体、线粒体等,D正确。
4.R-loop结构属于一种特殊的染色质结构,如图所示,它是由一条mRNA与DNA杂合链及一条单链DNA所组成,R-loop可以频繁地形成并稳定存在于基因组中。下列关于R-loop结构的叙述,正确的是 ( )
A.R-loop结构与正常DNA片段的碱基配对方式相同
B.R-loop结构中的DNA单链也可以转录形成相同的mRNA
C.R-loop结构的形成会影响相关基因遗传信息的表达
D.R-loop结构中,嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数一定相等
【解析】选C。图中R-loop结构是一种三链RNA—DNA杂合片段,其中碱基配对方式为U—A、A—T、C—G、G—C,而正常DNA片段中碱基配对方式为T—A、A—T、C—G、G—C,A错误;R-loop结构中DNA单链为模板链的互补链,不能转录形成相同的mRNA,B错误;R-loop结构的形成导致模板链不能发生转录,会影响相关基因遗传信息的表达,C正确;R-loop结构是一种三链RNA—DNA杂合片段,其中双链DNA中的嘌呤碱基总数一定等于嘧啶碱基总数,但单链RNA中嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数不一定相等,因此R-loop结构中嘌呤碱基总数不一定等于嘧啶碱基总数,D错误。
5.(新情境挑战题)如图所示,hok基因位于大肠杆菌的R质粒上,能编码产生一种毒蛋白,会导致自身细胞裂解死亡,另外一个基因sok也在这个质粒上,转录产生的sok mRNA能与hok mRNA结合,这两种mRNA结合形成的产物能被酶降解,从而阻止细胞死亡。请回答:
(1)产生mRNA的过程是 ,需要RNA聚合酶的参与,该酶识别序列的基本组成单位是 。sok mRNA能与hok mRNA结合,说明二者碱基序列 ,二者结合阻止了基因表达中的 环节。在mRNA分子结构中,相邻的碱基G与C之间是通过 连接的。
(2)当sok mRNA存在时,hok基因 (填“是”或“不”)可以转录,而当sok mRNA不存在时,大肠杆菌细胞会裂解死亡的原因是 。
【解析】(1)产生mRNA的过程是转录,需要RNA聚合酶的参与,该酶识别序列是DNA上的启动子,DNA基本组成单位是脱氧核苷酸。sok mRNA能与hok mRNA结合,说明二者碱基序列互补,二者结合阻止了基因表达中的翻译环节。在mRNA分子结构中,相邻的碱基G与C之间是通过“-核糖-磷酸-核糖-”连接的。
(2)由图示分析可知,当sok mRNA存在时,hok基因可以转录,而当sok mRNA不存在时,大肠杆菌细胞会裂解死亡的原因是sok mRNA不存在时,hok基因表达产生毒蛋白,会导致自身细胞裂解死亡。
答案:(1)转录 脱氧核苷酸 互补 翻译
—核糖—磷酸—核糖— (2)是 sok mRNA不存在时,hok基因表达产生毒蛋白,会导致自身细胞裂解死亡
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第1讲 遗传的分子基础
1.根据人类对遗传物质探索过程的相关知识,判断下列叙述的正误:
【易错点点通】
(1)新型冠状病毒与肺炎双球菌均可利用自身的核糖体进行蛋白质的合成。(2020·全国卷Ⅱ,T1) ( × )
分析:新型冠状病毒不含核糖体,其利用宿主细胞的核糖体合成蛋白质。
(2)艾弗里的离体转化实验中,经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌。(2020·浙江卷·T12 ) ( √ )
(3)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中可用15N代替32P标记DNA。(2019·江苏卷·T3) ( × )
分析:由于DNA和蛋白质中均含有N,不能区分DNA和蛋白质,所以不能15N代替32P标记DNA。
(4)R型细菌与S型细菌控制有无荚膜性状的基因遵循分离定律。 ( × )
分析:基因的分离定律适用范围是进行有性生殖的真核生物核基因,细菌属于原核生物。
(5)加热杀死的S型细菌和R型细菌混合后注射给小鼠,从死亡小鼠体内可以分离出S型活细菌和R型活细菌。 ( √ )
(6)噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等。 ( × )
分析:噬菌体增殖需要的原料和酶由细菌提供,模板是自身提供。
(7)噬菌体侵染细菌的实验能够证明DNA控制蛋白质的合成。 ( √ )
【易混对对碰】
易混1 A:格里菲思的实验证明DNA是遗传物质。 (×)
B:加热杀死的S型细菌可以使R型细菌转化为S型细菌。 (√ )
易混2 A:艾弗里的实验证明DNA是遗传物质。 (√)
B:赫尔希和蔡斯实验证明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质。 (×)
易混3 A:赫尔希和蔡斯实验证明DNA是主要的遗传物质。 (×)
B:绝大多数生物的遗传物质是DNA,少数病毒的遗传物质是RNA。 (√ )
易混4 A:肺炎双球菌转化实验中,R型细菌的遗传物质发生了基因重组,属于可遗传的变异。 (√ )
B:肺炎双球菌转化实验中发生了基因重组,所以控制有无荚膜性状的基因遵循分离定律。 (×)
2.根据DNA的结构和DNA复制的相关知识,判断下列叙述的正误:
【易错点点通】
(1)含有100个碱基对的一个DNA分子片段,其中一条链A+T占40%,它的互补链中G与T分别占22%和18%,则其复制2次,需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数量为180个。(2021·浙江6月选考·T14)( √ )
(2)DNA分子两条链之间通过氢键相连,A与T之间形成两个氢键,G与C之间形成三个氢键。(2020·浙江卷·T3) ( √ )
(3)用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸,注入真核细胞,可用于研究DNA复制的场所。(2019·天津卷·T1A) ( √ )
(4)某复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶。(2018·全国卷Ⅰ·T2C) ( √ )
(5)同一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基之间通过氢键相连。 ( × )
提示:同一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基之间通过脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖相连。
(6)在人体内,成熟的红细胞、浆细胞中不发生 DNA的复制。 ( √ )
(7)复制时,子代 DNA分子的两条单链中只有一条和亲代 DNA分子完全相同。 ( × )
分析:由于复制方式是半保留复制,子代DNA分子的2条单链和亲代DNA的2条链完全相同。
(8)真核细胞的基因只存在于细胞核中,而核酸并非仅存在于细胞核中。 ( × )
分析:基因是有遗传效应的DNA片段,细胞核、线粒体和叶绿体中均含有。
【易混对对碰】
易混1 A:每个DNA分子均含有一个游离磷酸和一个游离的脱氧核糖。 (√ )
B:DNA分子中每个脱氧核糖都连接两个磷酸,每个碱基都连接一个脱氧核糖。 (×)
易混2 A:配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等。 (√)
B:非互补碱基之和的比值在两条链中相等。 (×)
易混3 A: 分子大小相同、碱基含量相同的脱氧核苷酸分子所携带的遗传信息相同。 (×)
B:基因中碱基的排列顺序蕴含着遗传信息。 (√)
易混4 A:DNA复制主要发生在细胞分裂的间期。 (√)
B:细胞分裂间期DNA复制后染色体数目加倍。 (× )
3.根据基因表达和中心法则的相关知识,判断下列叙述的正误:
【易错点点通】
(1)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转录。(2021·广东高考·T7C) ( × )
分析:金霉素可抑制tRNA与mRNA的结合,直接影响了翻译的过程。
(2)染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子。(2020·全国卷Ⅲ·T1D) ( √ )
(3)一个tRNA上的反密码子只能与mRNA上的一种密码子配对。(2020·全国Ⅲ卷·T3A) ( √ )
(4)mRNA中碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变。(2020·全国Ⅲ卷·T3A) ( √ )
(5)mRNA合成部位主要在细胞核,执行功能的部位主要是细胞质。(2020·全国Ⅱ卷·T29) ( √ )
(6)在真核细胞中,转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补。 ( √ )
(7)在翻译过程中, tRNA分子转运相应的氨基酸。 ( √ )
(8)DNA分子一般为双链,含有氢键,RNA分子一般为单链,均不含氢键。 ( × )
分析:tRNA分子中含有氢键。
(9)转录和翻译过程都存在T—A、A—U、G—C的碱基配对方式。 ( × )
分析:由于翻译过程是密码子与反密码子进行碱基配对,不存在T—A,而是U—A。
(10)一个mRNA中含有多个密码子,一个tRNA中只含有一个反密码子。 ( √ )
(11)结合在同一条mRNA上的核糖体,最终合成的肽链在结构上各不相同。 ( × )
分析:结合在同一条mRNA上的核糖体,最终合成的肽链是相同的。
【易混对对碰】
易混1 A:密码子和反密码子的碱基之间通过氢键相连。 (√)
B:翻译时,只需要两种RNA参与,即tRNA和mRNA。(×)
易混2 A:细胞中遗传信息的传递方向包括从DNA→DNA、DNA→RNA 和RNA→蛋白质。 (√)
B:植物叶肉细胞中遗传信息的传递方向包括从DNA→DNA、DNA→RNA 和RNA→蛋白质。 (×)
易混3 A:DNA复制时需要解旋酶解开双链,然后以每一条链为模板。 (√)
B:转录时也需要解旋酶解开双链,然后仅以一条链为模板。 (×)
高频考点一 DNA是主要的遗传物质
1.图解遗传物质探究历程中两个经典实验:
2.图解噬菌体侵染大肠杆菌实验中的放射性:
(1)32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌:
(2)35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌:
DNA是主要的遗传物质是针对所有生物而言的,对于某一个或两个生物不能得出DNA是主要遗传物质。对于有细胞结构的生物,DNA就是遗传物质,而不能说DNA是主要的遗传物质。
【典例】(2021·全国乙卷)在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中,无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验,结合现有生物学知识所做的下列推测中,不合理的是 ( )
A.与R型菌相比,S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B.S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成
C.加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
D.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
关键信息 转化成解题突破口
R型菌和S型菌的区别 R型菌:菌落粗糙,无多糖荚膜、无毒;S型菌:菌落光滑,有多糖荚膜、有毒
DNA与蛋白质热变性的区别 DNA:控制生物的性状,高温变性但随温度的恢复又逐渐恢复活性;蛋白质:生物性状的体现者,高温变性后随温度的恢复不能复性
将上述D选项中S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合注射到小鼠体内,小鼠的存活情况及原因是:小鼠存活;S型菌的DNA经DNA酶处理后,DNA分解,失去作用,加入的R型菌不会发生转化,因此注射到小鼠体内后,小鼠存活。
【解析】选D。本题主要考查肺炎双球菌的体内转化实验。R型菌无多糖类的荚膜,S型菌有多糖类的荚膜,所以S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关,A正确;将无毒性的R型菌与加热杀死的有毒性的S型菌混合后注入小鼠体内,从小鼠体内分离出S型菌,说明S型菌的DNA能进入R型菌细胞指导S型菌的相应蛋白质的合成,B正确;从小鼠体内分离出S型活细菌,说明加热使S型活细菌的蛋白质变性失活,而其DNA的功能不受影响,C正确;DNA酶能将S型菌的DNA水解成脱氧核苷酸而失去作用,因此将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合得不到S型菌,D错误。
1.(2020·浙江7月选考改编)下列关于“肺炎双球菌转化实验”的叙述,错误的是 ( )
A.活体转化实验中,R型菌转化成的S型菌能稳定遗传
B.活体转化实验中,S型菌的荚膜物质不能使R型菌转化成有荚膜的S型菌
C.离体转化实验中,蛋白质能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传
D.离体转化实验中,经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌
【解析】选C。活体转化实验中,R型菌转化成S型菌的实质是发生了基因重组,属于可遗传的变异,所以S型菌能稳定遗传,A正确;活体转化实验中,S型菌的荚膜物质不能使R型菌转化成有荚膜的S型菌,B正确;离体转化实验中,蛋白质不能使部分R型菌转化成S型菌,只有DNA能使R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传,C错误;离体转化实验中,经DNA酶处理的S型菌提取物中不含完整的DNA,所以不能使R型菌转化成S型菌,D正确。
2.(2021·阜阳二模)下列有关DNA是遗传物质的探索实验的分析,错误的是 ( )
A.格里菲思的肺炎双球菌转化实验没有证明DNA是遗传物质
B.艾弗里通过肺炎双球菌转化实验否定了蛋白质是遗传物质的观点
C.T2噬菌体侵染细菌实验表明T2噬菌体的 DNA进入了细菌内部
D.格里菲思、艾弗里以及赫尔希和蔡斯实验设计的主要思路相同
【解析】选D。格里菲思肺炎双球菌转化实验证明S型细菌中存在某种转化因子,能使R型细菌转化为S型细菌,没有证明DNA是遗传物质,A正确;艾弗里的体外转化实验否定了蛋白质是遗传物质,证明了DNA是遗传物质,B正确;T2噬菌体侵染细菌实验中通过放射性部位的检测能表明T2噬菌体的DNA进入了细菌内部而蛋白质没有进入细菌内部,C正确;赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验与艾弗里的体外转化实验设计思路相同,都是将DNA与蛋白质分开,与格里菲思的不同,D错误。
【知识拓展】艾弗里肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验设计的比较
实验名称 艾弗里肺炎双球菌转化实验 噬菌体侵染细菌
实验思路 设法将DNA与其他物质分开,单独地、直接地研究它们各自的作用
设计原则 对照原则和单一变量原则
处理方式的区别 直接分离法:分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等,分别与R型细菌混合培养 同位素标记法:分别标记DNA和蛋白质的特殊元素(32P、35S)
实验结论 DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质 DNA是遗传物质
3.(新情境挑战题)“T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”流程是:标记T2噬菌体→T2噬菌体侵染大肠杆菌(短时间保温、搅拌、离心)→检测上清液和沉淀物放射性→检测子代噬菌体的放射性。实验分两组:第一组实验用35S标记噬菌体,第二组实验用32P标记噬菌体。若赫尔希和蔡斯的假设是:噬菌体的蛋白质进入大肠杆菌而DNA未进入,蛋白质是噬菌体的遗传物质,则支持该假设的预期结果是 ( )
选项 第一组的放射性 第二组的放射性
上清液 沉淀物 子代噬菌体 上清液 沉淀物 子代噬菌体
A 高 低 有 低 高 无
B 低 高 有 高 低 无
C 高 低 无 低 高 有
D 低 高 无 高 低 有
【解析】选B。第一组实验用35S标记噬菌体,则标记的是蛋白质,若噬菌体的蛋白质进入大肠杆菌而DNA未进入,则上清液中放射性低,而沉淀物中放射性高,且子代噬菌体含有放射性;第二组实验用32P标记噬菌体,则标记的是DNA,若噬菌体的蛋白质进入大肠杆菌而DNA未进入,则上清液中放射性高,而沉淀物中放射性低,且子代噬菌体无放射性。
高频考点二 DNA分子的结构和复制
1.巧用“五、四、三、二、一”记牢DNA的结构:
五种元素:C、H、O、N、P。
四种碱基:A、G、C、T,相应地含有四种脱氧核苷酸。
三种物质:磷酸、脱氧核糖、碱基。
二条链:两条反向平行的脱氧核苷酸链。
一种结构:规则的双螺旋结构。
2.图解DNA复制过程(以真核细胞为例):
【典例】(2021·永州三模)沃森和克里克构建了著名的DNA双螺旋结构模型。下列有关叙述错误的是 ( )
A.沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型属于物理模型
B.DNA分子中的磷酸与脱氧核糖交替连接,排列在外侧,形成基本骨架
C.环状质粒DNA分子中,每条链上的脱氧核糖均与两个磷酸基团相连
D.人体内控制β-珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成,其碱基对可能的排列方式有41 700种
关键信息 转化成解题突破口
构建模型的种类及举例 物理模型:真核细胞的三维结构模型、DNA双螺旋结构模型概念模型:如流程图、概念图数学模型:种群增长的“J”“S”曲线图等
关键信息 转化成解题突破口
DNA双螺旋结构模型特点 ①DNA分子两条链反向平行盘旋成双螺旋结构②基本骨架:磷酸和脱氧核糖交替排列在外侧,碱基排列在内侧③两条链之间的碱基之间遵循碱基互补配对原则
DNA分子的特异性 特异性:碱基对特定的排列顺序(即基因确定,其相应的碱基对的排列顺序是特定的)
【解析】选D。物理模型是以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征,DNA双螺旋结构模型属于物理模型,A正确;DNA分子中的磷酸与脱氧核糖交替连接,排列在外侧,构成DNA分子双螺旋结构的基本骨架,B正确;链状DNA分子的两条链各有一个游离的磷酸分子,但质粒DNA分子是环状的,不存在游离的磷酸分子,每个脱氧核糖与两个磷酸相连,C正确;人体内控制β-珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成,其碱基对的排列方式只有一种,特定的基因有其独特的碱基对排列方式,D错误。
1.(2021·山东等级考)我国考古学家利用现代人的 DNA 序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”,成功将极其微量的古人类DNA从土壤沉积物中的多种生物的 DNA 中识别并分离出来,用于研究人类起源及进化。下列说法正确的是 ( )
A.“引子”的彻底水解产物有两种
B.设计“引子”的 DNA 序列信息只能来自核 DNA
C.设计“引子”前不需要知道古人类的 DNA 序列
D.土壤沉积物中的古人类双链 DNA 可直接与“引子”结合从而被识别
【解析】选C。根据分析“引子”是一段DNA序列,彻底水解产物有磷酸、脱氧核糖和四种含氮碱基,共6种产物,A错误;由于线粒体中也含有DNA,因此设计“引子”的 DNA 序列信息还可以来自线粒体DNA,B错误;根据题干信息“利用现代人的 DNA 序列设计并合成了引子”,说明设计“引子”前不需要知道古人类的 DNA 序列,C正确;土壤沉积物中的古人类双链 DNA 需要经过提取,且在体外经过加热解旋后,才能与“引子”结合,而不能直接与引子结合,D错误。
2.(2021·吕梁一模)将某细胞中的一条染色体上的DNA用32P充分标记,置于不含放射性的培养液中培养,经过连续两次细胞分裂、假设该DNA分子有2 400个碱基对,含腺嘌呤1 000个,下列说法中正确的是 ( )
A.DNA一条链上的相邻两碱基通过氢键连接
B.该DNA复制两次,共需要游离的鸟嘌呤数为4 200个
C.若进行有丝分裂,得到的四个子细胞中三个有放射性
D.若进行减数分裂,得到的四个子细胞全部有放射性
【解析】选B。DNA分子一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖相连,A错误;该DNA分子中A=T=1 000个,则G=C=(4 800-2 000)÷2=1 400个,该DNA复制两次,共需要游离的鸟嘌呤数为(22-1)×1 400=4 200个,B正确;若进行有丝分裂,DNA复制一次,再平均分配,第一次分裂形成的两个子细胞都含有32P,但由于半保留复制,所以含有放射性的DNA只有一条链含有放射性,另一条链没有放射性;第二次有丝分裂形成的四个细胞中两个有放射性,两个没有放射性,C错误;分析可知,由于该细胞中只有一条染色体上的DNA被标记,若进行减数分裂,染色体只进行半保留复制一次,故最终形成的四个子细胞只有两个具有放射性,D错误。
【方法技巧】利用模型分析子细胞中染色体标记情况
模型
解读 最后形成的4个子细胞有三种情况:第一种情况是4个细胞都是;第二种情况是2个细胞是,1个细胞是
解读 ,1个细胞是;第三种情况是2个细胞是,另外2个细胞是
高频考点三 基因表达和中心法则
1.图解法解读复制、转录的过程:
图甲、乙的过程判断:
(1)图甲DNA的两条链都作为模板——复制。
(2)图乙DNA的一条链作为模板——转录。
2.读懂翻译过程的两个模型图:
(1)核糖体沿mRNA移动:
(2)结合多个核糖体:
3.中心法则的拓展图解:
【典例】(2021·浙江1月选考)如图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某些氨基酸的部分密码子(5'→3')是:丝氨酸UCU;亮氨酸UUA、CUA;异亮氨酸AUC、AUU;精氨酸AGA。下列叙述正确的是 ( )
A.图中①为亮氨酸
B.图中结构②由右向左移动
C.该过程中没有氢键的形成和断裂
D.该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中
关键信息 转化成解题突破口
密码子、反密码子 密码子方向从5'→3',①的密码子为AUU;反密码子翻译时与密码子碱基互补配对形成氢键
翻译方向的判断 翻译过程中mRNA并不移动,而是核糖体沿着mRNA的5'→3'移动,进而读取下一个密码子
基因表达的场所 基因表达包括转录和翻译过程,转录的场所在细胞核,翻译的场所主要在细胞质(核糖体)
【解析】选B。题图表示遗传信息表达中的翻译过程,①表示氨基酸,②表示核糖体,携带氨基酸的tRNA从左侧移向核糖体,空载tRNA从右侧离开核糖体。已知密码子的方向为5'→3',则携带①的tRNA上的反密码子为UAA,与其互补配对的mRNA上的密码子为AUU,氨基酸①为异亮氨酸,A错误;tRNA的移动方向是由左向右,则结构②核糖体移动并读取密码子的方向为由右向左,B正确;互补配对的碱基之间通过氢键连接, tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对时有氢键的形成,tRNA离开核糖体时有氢键的断裂,C错误;细胞核内不存在核糖体,细胞核基质中不会发生翻译过程,D错误。
从上述核糖体上脱落下来的是具有特定功能的成熟蛋白质吗
不是,刚从核糖体上脱落下来的只能称为多肽链,其必须经过加工修饰才能成为具有特定功能的成熟蛋白质。
1.(2021·河北选择考)下列关于基因表达的叙述,正确的是 ( )
A.所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码
B.DNA双链解开,RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录
C.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
D.多肽链的合成过程中,tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息
【解析】选C。本题主要考查遗传信息的传递,即基因表达过程。某些RNA病毒的遗传物质是RNA,且具有翻译功能,A错误;终止密码子位于mRNA上,DNA上使转录终止的序列是终止子,B错误;翻译过程mRNA和tRNA两种核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性,C正确;多肽链的合成过程中,是由核糖体来读取mRNA的密码子,而不是tRNA,D错误。
2.(2021·黄山二模)如甲、乙、丙、丁图表示某高等植物细胞内的四个生理过程。下列相关叙述正确的是 ( )
A.叶肉细胞的线粒体内可进行丁图的全部过程
B.叶表皮细胞的细胞核内能进行甲、乙过程,但不能进行丙、丁过程
C.丙过程中有多个核糖体共同参与一条肽链的合成,提高了翻译的效率
D.甲、乙、丙过程均可发生于根尖分生区细胞,且均须遵循碱基互补配对原则
【解析】选D。丁表示有氧呼吸的三个阶段,线粒体只能进行有氧呼吸的第二和第三阶段,A错误;叶表皮细胞为成熟的植物细胞,不再分裂,其细胞核内不会发生甲(DNA复制)过程,B错误;丙过程为翻译过程,其中有多个核糖体结合在一条mRNA上,形成多条相同的肽链,提高了蛋白质的合成效率,C错误;甲(DNA复制)、乙(转录)、丙(翻译)过程均可发生于根尖分生区细胞,且均须遵循碱基互补配对原则,D正确。
3.如图是HIV感染人体细胞过程的示意图,下列说法不正确的是 ( )
A.大多数艾滋病患者出现记忆丧失等障碍时,说明HIV已感染了大脑细胞
B.T2噬菌体的遗传物质比HIV的遗传物质更加稳定
C.②过程需要宿主细胞提供4种脱氧核苷酸,HIV病毒只依靠宿主细胞的酶就能完成该过程
D.①～⑧所示的过程中,遵循碱基互补配对原则的是②③⑤⑥,参与翻译过程的细胞器不仅仅是核糖体
【解析】选C。大多数艾滋病患者会出现记忆丧失等精神障碍,而记忆是大脑的高级功能,这说明此时HIV已感染了大脑细胞,A正确;T2噬菌体的遗传物质是DNA,双链结构比较稳定,HIV的遗传物质是RNA,单链结构不稳定,B正确;②是逆转录过程,该过程的产物是DNA,因此需要宿主细胞提供的原料是4种脱氧核苷酸,需要的逆转录酶是HIV提供的,C错误;由以上分析可知,图中②为逆转录过程,③为DNA的合成过程,⑤为转录过程,⑥为翻译过程,这4个过程都遵循碱基互补配对原则,参与翻译过程的细胞器有核糖体、线粒体等,D正确。
4.R-loop结构属于一种特殊的染色质结构,如图所示,它是由一条mRNA与DNA杂合链及一条单链DNA所组成,R-loop可以频繁地形成并稳定存在于基因组中。下列关于R-loop结构的叙述,正确的是 ( )
A.R-loop结构与正常DNA片段的碱基配对方式相同
B.R-loop结构中的DNA单链也可以转录形成相同的mRNA
C.R-loop结构的形成会影响相关基因遗传信息的表达
D.R-loop结构中,嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数一定相等
【解析】选C。图中R-loop结构是一种三链RNA—DNA杂合片段,其中碱基配对方式为U—A、A—T、C—G、G—C,而正常DNA片段中碱基配对方式为T—A、A—T、C—G、G—C,A错误;R-loop结构中DNA单链为模板链的互补链,不能转录形成相同的mRNA,B错误;R-loop结构的形成导致模板链不能发生转录,会影响相关基因遗传信息的表达,C正确;R-loop结构是一种三链RNA—DNA杂合片段,其中双链DNA中的嘌呤碱基总数一定等于嘧啶碱基总数,但单链RNA中嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数不一定相等,因此R-loop结构中嘌呤碱基总数不一定等于嘧啶碱基总数,D错误。
5.(新情境挑战题)如图所示,hok基因位于大肠杆菌的R质粒上,能编码产生一种毒蛋白,会导致自身细胞裂解死亡,另外一个基因sok也在这个质粒上,转录产生的sok mRNA能与hok mRNA结合,这两种mRNA结合形成的产物能被酶降解,从而阻止细胞死亡。请回答:
(1)产生mRNA的过程是 ,需要RNA聚合酶的参与,该酶识别序列的基本组成单位是 。sok mRNA能与hok mRNA结合,说明二者碱基序列 ,二者结合阻止了基因表达中的 环节。在mRNA分子结构中,相邻的碱基G与C之间是通过 连接的。
(2)当sok mRNA存在时,hok基因 (填“是”或“不”)可以转录,而当sok mRNA不存在时,大肠杆菌细胞会裂解死亡的原因是 。
【解析】(1)产生mRNA的过程是转录,需要RNA聚合酶的参与,该酶识别序列是DNA上的启动子,DNA基本组成单位是脱氧核苷酸。sok mRNA能与hok mRNA结合,说明二者碱基序列互补,二者结合阻止了基因表达中的翻译环节。在mRNA分子结构中,相邻的碱基G与C之间是通过“-核糖-磷酸-核糖-”连接的。
(2)由图示分析可知,当sok mRNA存在时,hok基因可以转录,而当sok mRNA不存在时,大肠杆菌细胞会裂解死亡的原因是sok mRNA不存在时,hok基因表达产生毒蛋白,会导致自身细胞裂解死亡。
答案:(1)转录 脱氧核苷酸 互补 翻译
—核糖—磷酸—核糖— (2)是 sok mRNA不存在时,hok基因表达产生毒蛋白,会导致自身细胞裂解死亡
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