高考生物五年真题汇编11——遗传的分子基础(2)
一、单选题
1.(2020·江苏)同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。在生物科学史中,下列科学研究未采用同位素标记法的是( )
A.卡尔文(M. Calvin)等探明CO2中的碳在光合作用中的转化途径
B.赫尔希(A.D.Hershey)等利用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质
C.梅塞尔森(M. Meselson)等证明DNA进行半保留复制
D.温特(F. W. Went)证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质
【答案】D
【知识点】光合作用的发现史;噬菌体侵染细菌实验;植物生长素的发现和作用;DNA分子的复制
【解析】【解答】A、卡尔文用同位素标记法探明了CO2中的碳在光合作用中转化途径,A错误;
B、利用T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中用了同位素标记法,B错误;
C、证明DNA的半保留复制的实验中用了同位素标记法,C错误;
D、温特证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质的实验中未采用同位素标记法,D正确。
故答案为:D。
【分析】同位素标记法在生物实验中的应用:
1.理解含义
用同位素标记化合物,让它们一起运动、迁移,再用探测仪器进行追踪,可以明白化学反应的详细过程。
2.方法应用
用来研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等,进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。
3.应用分析
(1)标记某元素,追踪其转移途径。如用18O标记HO,光合作用只产生18O2;再用18O标记C18O2,光合作用只产生O2,证明光合作用产生的氧气中的氧原子全部来自于H2O,而不是来自CO2。
(2)标记特征元素,探究化合物的作用。如T2噬菌体侵染细菌的实验中,用32P标记噬菌体的DNA,大肠杆菌内发现放射性物质;35S标记蛋白质,大肠杆菌内未发现放射性物质;证明了DNA是噬菌体的遗传物质。
(3)标记特征化合物,探究详细生理过程,研究生物学原理。如用3H标记亮氨酸,探究分泌蛋白的分泌过程;用3H标记胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸,研究有丝分裂过程中染色体的变化规律;用15N标记DNA,证明了DNA复制的特点是半保留复制。
4、高中生物教材中涉及到该技术的知识点
①分泌蛋白合成分泌的过程;
②证明DNA半保留复制;
③光合作用中追踪某元素的转移去向,如H218O、14CO2 等;
④噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质,35S标记蛋白质,32P标记DNA分子;
⑤标记氮肥中的氮,追踪氮在植物体内和动物体内转移途径。
2.(2020·全国Ⅲ)细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I),含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时,存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是( )
A.一种反密码子可以识别不同的密码子
B.密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合
C.tRNA分子由两条链组成,mRNA分子由单链组成
D.mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
【答案】C
【知识点】遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、由图示分析可知,I与U、C、A均能配对,因此含I的反密码子可以识别多种不同的密码子,A正确;
B、密码子与反密码子的配对遵循碱基互补配对原则,碱基对之间通过氢键结合,B正确;
C、由图示可知,tRNA分子由单链RNA经过折叠后形成三叶草的叶形,C错误;
D、由于密码子的简并性,mRNA中碱基的改变不一定造成所编码氨基酸的改变,从图示三种密码子均编码甘氨酸也可以看出,D正确。
故答案为:C。
【分析】分析图示可知,含有CCI反密码子的tRNA转运甘氨酸,而反密码子CCI能与mRNA上的三种密码子(GGU、GGC、GGA)互补配对,即I与U、C、A均能配对。
3.(2020·全国Ⅲ)关于真核生物的遗传信息及其传递的叙述,错误的是( )
A.遗传信息可以从DNA流向RNA,也可以从RNA流向蛋白质
B.细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽
C.细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等
D.染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的 RNA分子
【答案】B
【知识点】DNA分子的结构;中心法则及其发展;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、遗传信息的表达过程包括DNA转录成mRNA,mRNA进行翻译合成蛋白质,A正确;
B、以DNA的一条单链为模板可以转录出mRNA,tRNA,rRNA等,mRNA可以编码多肽,而tRNA的功能是转运氨基酸,rRNA是构成核糖体的组成物质,B错误;
C、基因是有遗传效应的DNA片段,而DNA分子上还含有不具遗传效应的片段,因此DNA分子的碱基总数大于所有基因的碱基数之和,C正确;
D、染色体DNA分子上含有多个基因,由于基因的选择性表达,一条单链可以转录出不同的RNA分子,D正确。
故答案为:B。
【分析】真核生物的正常细胞中遗传信息的传递和表达过程包括DNA的复制、转录和翻译过程。DNA分子上分布着多个基因,基因是有遗传效应的DNA片段。
中心法则图解:
4.(2020·浙江选考)遗传信息传递方向可用中心法则表示。下列叙述正确的是( )
A.劳氏肉瘤病毒的RNA可通过逆转录合成单链DNA
B.烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传密码传递给子代
C.果蝇体细胞中核DNA分子通过转录将遗传信息传递给子代
D.洋葱根尖细胞中DNA聚合酶主要在 期通过转录和翻译合成
【答案】A
【知识点】中心法则及其发展
【解析】【解答】A、劳氏肉瘤病毒是逆转录病毒,其RNA可通过逆转录合成单链DNA,A正确;
B、烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传信息传递给子代,B错误;
C、果蝇体细胞中核DNA分子通过复制将遗传信息传递给子代,C错误;
D、洋葱根尖细胞中DNA聚合酶主要在G1期通过转录和翻译合成,D错误。
故答案为:A。
【分析】中心法则可表示的遗传信息的传递方向如下:
①DNA→DNA:DNA的复制过程;
②DNA→RNA→蛋白质:DNA的转录、翻译过程;
③RNA→RNA:RNA的复制过程;
④RNA→DNA:逆转录过程;
其中,①②过程是真核生物、原核生物和DNA病毒的遗传信息传递过程,③④为某些RNA病毒的遗传信息传递过程。
5.(2020·浙江选考)某研究小组用放射性同位素32P、 35S 分别标记 T2 噬菌体,然后将大肠杆菌和被标记的噬菌体置于培养液中培养,如图所示。一段时间后,分别进行搅拌、离心,并检测沉淀物和悬浮液中的放射性。下列分析错误的是( )
A.甲组的悬浮液含极少量32P标记的噬菌体DNA,但不产生含32P 的子代噬菌体
B.甲组被感染的细菌内含有32P 标记的噬菌体DNA,也可产生不含32P的子代噬菌体
C.乙组的悬浮液含极少量 35S 标记的噬菌体蛋白质,也可产生含 35S 的子代噬菌体
D.乙组被感染的细菌内不含 35S 标记的噬菌体蛋白质,也不产生含 35S 的子代噬菌体
【答案】C
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、甲组用 32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,由于P存在于DNA中,悬浮液含极少量32P标记的噬菌体DNA,说明这一部分DNA没有和蛋白质外壳组装在一起,不会产生含32P的子代噬菌体,A正确;
B、甲组用 32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,由于P存在于DNA中,在侵染过程中,DNA进入大肠杆菌体内,由于噬菌体繁殖所需原料来自未被标记的大肠杆菌,且DNA复制为半保留复制,所以可产生含32P的子代噬菌体和不含32P的子代噬菌体,B正确;
C、由于噬菌体的蛋白质外壳不会进入大肠杆菌,所以乙组的悬浮液含较多 35S 标记的噬菌体蛋白质,不会产生含 35S 的子代噬菌体,C错误;
D、由于噬菌体的蛋白质外壳不会进入大肠杆菌,乙组被感染的细菌内不含 35S 标记的噬菌体蛋白质,也不产生含 35S 的子代噬菌体,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、噬菌体侵染细菌实验过程:培养大肠杆菌,用 32P、 35S 分别标记大肠杆菌→用32P 、 35S 标记的大肠杆菌培养噬菌体→用32P、 35S 标记的噬菌体侵染普通大肠杆菌→搅拌、离心→检测悬浮液和沉淀物中的放射性。2、噬菌体侵染细菌的过程:吸附→注入核酸→合成→组装→释放。
6.(2019·浙江会考)真核细胞中,某多肽链的合成示意图如下,其中①、②、③为核糖体上结合tRNA的3个位置,a、b均是由mRNA上3个相邻的核苷酸组成的结构。下列叙述正确的是( )
A.在该mRNA中a、b均为密码子
B.一个mRNA只能与一个核糖体结合
C.③位置供携带着氨基酸的tRNA进入核糖体
D.若b中的1个核苷酸发生替换,则其决定的氨基酸一定改变
【答案】C
【知识点】遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、由图可以判断出a和b虽然都是三个碱基,但a和b之间的碱基不满足3的倍数,所以a不是密码子,A不符合题意
B、由图可知,一个密码子可以喝多个密码子结合,B不符合题意
C、由图中氨基酸链的长度可知,核糖体是往右侧移动,所以③号位置供携带着氨基酸的tRNA进入核糖体 ,C符合题意
D、由于密码子的简并性,改变核苷酸不一定会影响其决定的氨基酸,D不符合题意
故答案为:C
【分析】1.遗传信息的转录
(1)概念:在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。
(2)过程
2.遗传信息的翻译
(1)概念:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(2)过程
①mRNA进入细胞质与核糖体结合后,携带甲硫氨酸的tRNA通过与碱基AUG互补配对,进入位点1。
②携带另一个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2。
③甲硫氨酸通过与位点2上的氨基酸形成肽键而转移到占据位点2的tRNA上。
④核糖体读取下一个密码子,原占据位点1的tRNA离开核糖体,核糖体移动,使占据位点2的tRNA进入位点1,一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2,继续肽链的合成。
⑤重复步骤2、3、4,直至核糖体读取到mRNA的终止密码子,翻译才终止。
7.(2019·浙江会考)下图是DNA片段的结构示意图。下列叙述正确的是( )
A.该片段中A+T的含量等于G+C的含量
B.②与③结合在一起的结构是脱氧核苷
C.③和④通过磷酸二酯键直接相连
D.RNA分子中也存在③和④
【答案】B
【知识点】DNA分子的结构
【解析】【解答】A、双链DNA分子中,A=T,G=C,所以应该是A+G=T+C,A不符合题意
B、脱氧核糖和碱基结合在一起形成脱氧核苷,B符合题意
C、两条脱氧核苷酸单链的碱基是由氢键连接,C不符合题意
D、③④之间是两条氢键,所以该处为A-T碱基对,但RNA没有T,所以不存在,D不符合题意
故答案为:B
【分析】1、 DNA的化学结构:
① DNA是高分子化合物:组成它的基本元素是C、H、O、N、P等。
② 组成DNA的基本单位——脱氧核苷酸。每个脱氧核苷酸由三部分组成:一个脱氧核糖、一个含氮碱基和一个磷酸
③构成DNA的脱氧核苷酸有四种。DNA在水解酶的作用下,可以得到四种不同的核苷酸,即腺嘌呤(A)脱氧核苷酸;鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸;胞嘧啶(C)脱氧核苷酸;胸腺嘧啶(T)脱氧核苷酸;组成四种脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸都是一样的,所不相同的是四种含氮碱基: ATGC。
④DNA是由四种不同的脱氧核苷酸为单位,聚合而成的脱氧核苷酸链。
2、DNA的双螺旋结构:DNA的双螺旋结构,脱氧核糖与磷酸相间排列在外侧,形成两条主链(反向平行),构成DNA的基本骨架。两条主链之间的横档是碱基对,排列在内侧。相对应的两个碱基通过氢键连结形成碱基对, DNA一条链上的碱基排列顺序确定了,根据碱基互补配对原则,另一条链的碱基排列顺序也就确定了。
3、DNA的特性:
①稳定性:DNA分子两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的,从而导致DNA分子的稳定性。
②多样性:DNA中的碱基对的排列顺序是千变万化的。碱基对的排列方式:4n(n为碱基对的数目)
③特异性:每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序,这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。
4、碱基互补配对原则在碱基含量计算中的应用:
①在双链DNA分子中,不互补的两碱基含量之和是相等的,占整个分子碱基总量的50%。②在双链DNA分子中,一条链中的嘌呤之和与嘧啶之和的比值与其互补链中相应的比值互为倒数。
③在双链DNA分子中,一条链中的不互补的两碱基含量之和的比值(A+T/G+C)与其在互补链中的比值和在整个分子中的比值都是一样的。
8.(2019·浙江会考)在“噬菌体侵染细菌实验”中,可通过某操作实现下图所示变化。该操作是( )
A.用放射性同位素标记噬菌体的蛋白质或DNA
B.将放射性同位素标记的噬菌体与细菌混
C.将噬菌体与细菌混合液置于搅拌器中搅拌
D.离心并检测悬浮液和沉淀物中的放射性
【答案】C
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】由图可知,DNA以及成功感染大肠杆菌,但是噬菌体的外壳仍然附着于大肠杆菌的细胞膜上,所以需要通过搅拌,将噬菌体外壳和大肠杆菌分离。
故答案为:C
【分析】1.T2噬菌体侵染细菌的实验流程:
a、研究者:1952年,赫尔希和蔡斯。
b、实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌等。
c、实验方法:放射性同位素标记法。
d、实验思路: S是蛋白质的特有元素,DNA分子中含有P,蛋白质中几乎不含有,用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质,直接单独去观察它们的作用。
e、实验过程:标记细菌→标记噬菌体→用标记的噬菌体侵染普通细菌→搅拌离心。
f、测试的结果表明,噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部,而是留在细菌的外部,噬菌体的DNA却进入了细菌体内,可见,噬菌体在细菌内的增殖是在噬菌体DNA的作用下完成的。即结论:在噬菌体中,亲代和子代间具有连续性的物质是DNA,即子代噬菌体的各种性状是通过亲代 DNA传给后代的,DNA才是真正的遗传物质。
2、上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析:
①用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中有少量放射性的原因:
a.保温时间过短,部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内,经离心后分布于上清液中,使上清液出现放射陡。
b.保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代,经离心后分布于上清液中,也会使上清液的放射性含量升高。
②用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物中也有少量放射性的原因:由于搅拌不充分,有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中,使沉淀物中出现少量的放射性。
9.(2019·海南)下列与蛋白质、核酸相关的叙述,错误的是( )
A.一个核糖体上可以同时合成多条多肽链
B.一个蛋白质分子可以含有多个金属离子
C.一个mRNA分子可以结合多个核糖体
D.一个DNA分子可以转录产生多个RNA分子
【答案】A
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A.一个核糖体上只能同时结合一条mRNA,合成一条多肽链,A项符合题意;
B.一个蛋白质分子可以含有多个金属离子,例如血红蛋白含有多个亚铁离子,B项不合题意;
C.一个mRNA分子可以结合多个核糖体,叫做多核糖体,同时合成多条多肽链,C项不合题意;
D.一个DNA分子可以转录多次,多个片段可以转录,产生多个RNA分子,D项不合题意。
故答案为:A
【分析】蛋白质分子正常发挥作用常常依赖于金属离子与之结合,如血红蛋白中的血红素就含有二价铁离子、某些酶含有锌离子等。
10.(2019·海南)某种抗生素可以阻止RNA与mRNA结合,从而抑制细菌生长。据此判断。这种抗生素可直接影响细菌的( )
A.多糖合成 B.RNA合成 C.DNA复制 D.蛋白质合成
【答案】D
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A.多糖的合成过程不需要RNA的参与,A项不合题意;
B.RNA的合成依赖于DNA为模板,B项不合题意;
C.DNA的复制以DNA模板,合成新的DNA分子,同RNA无关,C项不合题意;
D.蛋白质的合成中,翻译过程需要mRNA上的密码子同tRNA的反密码子互补配对,实现遗传信息的传递,D项符合题意。
故答案为:D
【分析】基因指导蛋白质的合成,可以分为转录和翻译,遗传信息的转录主要指遗传信息由DNA的一条链传递给RNA的过程,翻译主要指以mRNA为模板,合成多肽链的过程,翻译期间需要tRNA将细胞质中游离的氨基酸转运到核糖体上,氨基酸的识别依赖于mRNA上密码子和tRNA上的反密码子互补配对。
11.(2019·海南)下列实验及结果中,能作为直接证据说明“核糖核酸是遗传物质”的是( )
A.红花植株与白花植株杂交, 为红花。 中红花:白花=
B.病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲
C.加热杀死的S型肺炎双球菌与R型活菌混合培养后可分离出S型活菌
D.用放射性同位素标记 噬菌体外壳蛋白,在子代噬菌体中检测不到放射性
【答案】B
【知识点】肺炎链球菌转化实验;噬菌体侵染细菌实验;证明RNA是遗传物质的实验
【解析】【解答】A.此实验可以说明红花对白花为显性,不能说明谁是遗传物质,A项不合题意;
B.病毒甲的RNA指导产生了病毒甲后代,说明RNA是病毒甲的遗传物质,B项符合题意;
C.此实验说明加热杀死的S型肺炎双球菌中存在能使得R型细菌转化的物质,不能说明谁是遗传物质,C项不合题意;
D.此实验说明蛋白质不是遗传物质,不能说明谁是遗传物质,D项不合题意。
故答案为:B
【分析】放射性同位素标记噬菌体外壳蛋白,在子代噬菌体中检测不到放射性,说明亲代蛋白质外壳没有进入到细菌中,说明蛋白质不是噬菌体的遗传物质,该实验没有直接观察到DNA的作用,所以不能确定DNA是否是遗传物质。
12.(2019·海南)下列关于蛋白质合成的叙述.错误的是( )
A.蛋白质合成通常从起始密码子开始到终止密码子结束 .
B.携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点
C.携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合
D.最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA在肽键形成时脱掉氨基酸
【答案】C
【知识点】遗传信息的翻译
【解析】【解答】A.蛋白质合成通常从起始密码子开始到终止密码子结束,A项不合题意;
B.在翻译过程中,核糖体会在mRNA上移动,使得携带肽链的tRNA由1位点进入2位点,B项不合题意;
C.最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA会与1、2位点结合,后续的tRNA会与2位点结合,C项符合题意;
D.最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA会将氨基酸转移到2位点的氨基酸上,并形成一个肽键,D项不合题意。
故答案为:C
【分析】核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA结合位点,核糖体会在mRNA上移动,携带肽链的tRNA在1、2位点交替。
13.(2019·浙江选考)下列关于遗传信息表达过程的叙述,正确的是( )
A.一个DNA分子转录一次,可形成一个或多个合成多肽链的模板
B.转录过程中,RNA聚合酶没有解开DNA双螺旋结构的功能
C.多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链
D.编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的脱氧核苷酸组成
【答案】A
【知识点】遗传信息的翻译
【解析】【解答】一个DNA分子转录一次,形成的mRNA需要进行剪切加工,可能合成一条或多条模板链,A符合题意;转录过程中,RNA聚合酶兼具解旋功能故不需要DNA解旋酶参与转录,B不符合题意;在转录过程中,mRNA上可附着多个核糖体进行翻译,得到数条相同的mRNA,而不是共同合成一条多肽链,C不符合题意;mRNA由核糖核苷酸构成,不具有脱氧核苷酸,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】解答C选项,要注意一个mRNA可同时结合多个核糖体,翻译多条相同的多肽链,而不是共同翻译出一条多肽链。
14.(2019·浙江选考)在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时,BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中,形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色,发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光,含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中,培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是( )
A.1/2的染色体荧光被抑制 B.1/4的染色单体发出明亮荧光
C.全部DNA分子被BrdU标记 D.3/4的DNA单链被BrdU标记
【答案】D
【知识点】DNA分子的复制
【解析】【解答】根据题意可知,在第三个细胞周期中期时,含半标记DNA的染色单体分别在两个细胞中,故有两个细胞的两条染色单体荧光全被抑制,有两个细胞中的一条染色单体发出明亮荧光,一条染色单体荧光被抑制,故A、B不符合题意;一个DNA分子中有两条脱氧核苷酸链,由于DNA为半保留复制,故不含BrdU标记的两条脱氧核苷酸链分别位于两个DNA分子中,新复制得到的脱氧核苷酸链必然含BrdU标记,故所有DNA分子都被BrdU标记,C不符合题意;以第一代细胞中的某一条染色体为参照,在第三个细胞周期中期时一共有16条DNA单链,含BrdU标记的有14条,故有 的DNA单链被BrdU标记,D符合题意。
故答案为:D
【分析】本题的易错点是考查学生对DNA单链、DNA分子、染色单体、染色体数这几个概念之间的数量关系能够做到清晰的梳理。在两条DNA单链构成一个DNA分子,一个染色单体就是一个DNA分子,在有丝分裂中期一个染色体上有两条染色单体。
15.(2019·浙江选考)为研究R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋白质,进行了肺炎双球菌体外转化实验,其基本过程如图所示:
下列叙述正确的是( )
A.甲组培养皿中只有S型菌落,推测加热不会破坏转化物质的活性
B.乙组培养皿中有R型及S型菌落,推测转化物质是蛋白质
C.丙组培养皿中只有R型菌落,推测转化物质是DNA
D.该实验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA
【答案】C
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】甲组中培养一段 时间后可发现有极少的R型菌转化成了S型菌,因此甲组培养皿中不仅有S型菌落也有R型菌落,A不符合题意;乙组培养皿中加入了蛋白质酶,故在乙组的转化中已经排除了蛋白质的干扰,应当推测转化物质是DNA,B不符合题意;丙组培养皿中加入了DNA酶,DNA被水解后R型菌便不发生转化,故可推测是DNA参与了R型菌的转化,C符合题意;该实验只能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA,无法证明还有其他的物质也可做遗传物质,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验中,将S型菌的DNA、蛋白质和荚膜等物质分离开,与R型菌混合培养,观察S型菌各个成分所起的作用。最后再S型菌的DNA与R型菌混合的培养基中发现了新的S型菌,证明了DNA是遗传物质。
16.(2019·江苏)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质,下列关于该实验的叙述正确的是( )
A.实验中可用15N代替32P标记DNA
B.噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的
C.噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌
D.实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
【答案】C
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、由于蛋白质的组成元素也还有N,所以如果用15N标记DNA,那蛋白质也会被标记,A不符合题意
B、噬菌体的外壳蛋白合成原料是大肠杆菌提供的,但编码蛋白质的DNA还是噬菌体自己的,B不符合题意
C、噬菌体为寄生生物,其合成自身物质的原料都来自于大肠杆菌,C符合题意
D、实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA,没有证明大肠杆菌的遗传物质是什么,D不符合题意
故答案为:C
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验流程:
a、研究者:1952年,赫尔希和蔡斯。
b、实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌等。
c、实验方法:放射性同位素标记法。
d、实验思路: S是蛋白质的特有元素,DNA分子中含有P,蛋白质中几乎不含有,用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质,直接单独去观察它们的作用。
e、实验过程:标记细菌→标记噬菌体→用标记的噬菌体侵染普通细菌→搅拌离心。
f、测试的结果表明,噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部,而是留在细菌的外部,噬菌体的DNA却进入了细菌体内,可见,噬菌体在细菌内的增殖是在噬菌体DNA的作用下完成的。即结论:在噬菌体中,亲代和子代间具有连续性的物质是DNA,即子代噬菌体的各种性状是通过亲代 DNA传给后代的,DNA才是真正的遗传物质。
17.(2019·天津)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( )
A.DNA复制的场所 B.mRNA与核糖体的结合
C.分泌蛋白的运输 D.细胞膜脂质的流动
【答案】A
【知识点】细胞膜的结构特点;细胞器之间的协调配合;DNA分子的复制;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、DNA复制需要脱氧核苷酸作为原料,3H标记胸腺嘧啶为DNA复制特有碱基,可以跟踪放射性研究DNA复制的场所,符合题意;
B、mRNA与核糖体的结合,开始翻译的过程需要原料是氨基酸,不需要脱氧核苷酸,不符合题意;
C、分泌蛋白的运输需要内质网的加工,形成囊泡运到高尔基体,加工、分类和包装,形成分泌小泡通过胞吐运输出去,与脱氧核苷酸无关,不符合题意;
D、细胞膜脂质的流动与细胞膜上的磷脂流动性有关,不需要脱氧核苷酸,不符合题意
故答案为:A
【分析】主要考查DNA的复制、蛋白质的合成、分泌蛋白的运输及细胞膜的结构等知识。DNA复制需要脱氧核苷酸作为原料,胸腺嘧啶为DNA特有的碱基。而mRNA与核糖体结合,翻译形成蛋白质;分泌蛋白的运输需要内质网和高尔基体加工运输;细胞膜脂质的流动与细胞膜上的磷脂运动有关,都不需要脱氧核苷酸作为原料。
18.(2019·全国Ⅰ卷)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
【答案】C
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】① tRNA是运输氨基酸的工具,同位素标记tRNA无法使多肽链具有标记,错误
②由题意知,目的为获得多肽链,不需要将其合成为蛋白质,所以不需要蛋白质合成所需的酶,错误
③若要使多肽链被同位素标记,需要同位素标记多肽链合成的原料氨基酸,正确
④为了获得多肽链,应该需要指导多肽链合成的mRNA,所以需要人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸来作为mRNA,正确
⑤翻译的过程需要各种酶和能量,所以需要除去了DNA和mRNA的细胞裂解液来提供合成所需要的其他物质,正确
所需的材料组合是③④⑤
故答案为:C
【分析】主要考查基因表达中翻译的条件。翻译是蛋白质生物合成(基因表达中的一部分,基因表达还包括转录)过程中的第二步(转录为第一步),翻译是根据遗传密码的中心法则,将成熟的信使RNA分子(由DNA通过转录而生成)中“碱基的排列顺序”(核苷酸序列)解码,并生成对应的特定氨基酸序列的过程。体外合成同位素标记的多肽链的条件包括:模板(mRNA)、原料(同位素标记的氨基酸)、能量(ATP)、酶(蛋白质合成所需的酶)和场所。除去了DNA和mRNA的细胞裂解液可以模拟细胞环境。
19.(2018·海南)关于复制、转录和逆转录的叙述,下列说法错误的是( )
A.逆转录和DNA 复制的产物都是DNA
B.转录需要 RNA 聚合酶,逆转录需要逆转录酶
C.转录和逆转录所需要的反应物都是核糖核苷酸
D.细胞核中的DNA 复制和转录都以DNA 为模板
【答案】C
【知识点】中心法则及其发展;DNA分子的复制;遗传信息的转录
【解析】【解答】A、逆转录的过程是以RNA为模板合成DNA的过程,DNA复制是以亲代DNA的两条链为模板合成子代DNA的过程,因此A不符合题意;
B、转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,需要RNA聚合酶,逆转录需要逆转录酶,B不符合题意;
C、转录需要的反应物是核糖核苷酸,逆转录需要的反应物是脱氧核苷酸,C符合题意;
D、DNA复制和转录均以DNA为模板,DNA复制以亲代DNA的两条链为模板,转录是以DNA的一条链为模板,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】DNA复制、转录和翻译的比较:
比较项目 复制 转录 翻译
场 所 细胞核 细胞核 细胞质
模 板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA
酶 解旋酶,DNA聚合酶等 解旋酶,RNA聚合酶等 多种酶
能 量 ATP ATP ATP
原 料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 氨基酸
产 物 子代DNA mRNA 多肽链
碱基配对 A-T T-A
G-C C-G A-U T-A
G-C C-G A-U U-A
G-C C-G
20.(2018·海南)现有DNA分子的两条单链均只含有14N(表示为14N14N)的大肠杆菌,若将该大肠杆菌在含有 15N 的培养基中繁殖两代,再转到含有 14N 的培养基中繁殖一代,则理论上 DNA 分子的组成类型和比例分别是( )
A.有 15N14N 和 14N14N 两种,其比例为 1:3
B.有 15N15N 和 14N14N 两种,其比例为 1:1
C.有 15N15N 和 14N14N 两种,其比例为 3:1
D.有 15N14N 和 14N14N 两种,其比例为 3:1
【答案】D
【知识点】DNA分子的复制
【解析】【解答】由于DNA复制方式为半保留复制,图解如下:
因此只含有14N的大肠杆菌在含有 15N 的培养基中繁殖1代,可得到2个DNA分子,2个DNA分子全部含15N14N,按此规律,在 15N 繁殖2代,可得到4个DNA分子,2个DNA15N14N ,2个DNA 15N15N,再转到含有 14N 的培养基中繁殖一代,得到8个DNA分子, 6个15N14N,2个14N14N,因此只有D符合题意。
故答案为:D
【分析】与DNA分子复制有关的计算:
(1)DNA不论复制多少次,产生的子代DNA分子中含母链的DNA分子数总是2个,含母链也总是2条。
(2)计算比值:n次复制后,形成的子代DNA分子中,含亲代DNA母链的有两个,占子代DNA总数的 =1/2n-1 ;亲代DNA分子含母链两条,占子代
DNA中脱氧核苷酸链总数的 =1/2n 。
21.(2018·海南)高等植物细胞中,下列过程只发生在生物膜上的是( )
A.光合作用中的光反应 B.光合作用中 CO2 的固定
C.葡萄糖分解产生丙酮酸 D.以 DNA 为模板合成 RNA
【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义;有氧呼吸的过程和意义;遗传信息的转录
【解析】【解答】A、光合作用的光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜,A符合题意;
B、光合作用中 CO2 的固定发生在叶绿体基质,B不符合题意;
C、葡萄糖分解产生丙酮酸发生在细胞质基质,C不符合题意;
D、以 DNA 为模板合成 RNA可以发生在高等植物的细胞核、线粒体、叶绿体中,不只发生在生物膜上,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】在高等植物细胞中可以发生在生物膜上的化学反应有:
(1)光合作用的光反应阶段在叶绿体类囊体薄膜
(2)有氧呼吸的第三阶段产生水的过程在线粒体内膜
(3)分泌蛋白的加工和分泌可以有内质网膜、高尔基体膜、细胞膜参与
22.(2018·海南)下列与真核生物中核酸有关的叙述,错误的是( )
A.线粒体和叶绿体中都含有 DNA 分子
B.合成核酸的酶促反应过程中不消耗能量
C.DNA 和 RNA 分子中都含有磷酸二酯键
D.转录时有 DNA 双链解开和恢复的过程
【答案】B
【知识点】核酸的种类及主要存在的部位;DNA分子的结构;遗传信息的转录
【解析】【解答】A、真核生物中的DNA主要存在于细胞核,线粒体和叶绿体中也有少量DNA,A不符合题意;
B、DNA复制可以形成DNA分子,转录可以形成RNA分子,在DNA的复制和转录过程中均需要能量,B符合题意;
C、磷酸二酯键是磷酸与五碳糖之间的键,DNA 和 RNA 分子中都含有磷酸二酯键,C不符合题意;
D、转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,有 DNA 双链解开和恢复的过程,因此D不符合题意。
故答案为:B
【分析】DNA复制和转录的过程图
23.(2018·天津)某生物基因型为A1A2,A1和A2的表达产物N1和N2可随机组合形成二聚体蛋白,即N1N1、N1N2、N2N2三种蛋白。若该生物体内A2基因表达产物的数量是A1的2倍,则由A1和A2表达产物形成的二聚体蛋白中,N1N1型蛋白占的比例为( )
A.1/3 B.1/4 C.1/8 D.1/9
【答案】D
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】基因A1、A2的表达产物N1、N2可随机结合,组成三种类型的二聚体蛋白N1N1、N1N2、N2N2,若该生物体内A2基因表达产物的数量是A1的2倍,则N1占1/3,N2占2/3,由于N1和N2可随机组合形成二聚体蛋白,因此N1N1占1/3×1/3=1/9。
故答案为:D
【分析】解答本题需要明确关键字眼“N1和N2可随机组合”,根据题意可知A1与A2的数量关系,进而求出各二聚体蛋白所占的比例。
24.(2018·全国Ⅲ卷)下列研究工作中由我国科学家完成的是( )。
A.以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验
B.用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验
C.证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验
D.首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成
【答案】D
【知识点】光合作用的发现史;肺炎链球菌转化实验;孟德尔遗传实验-分离定律
【解析】【解答】A、以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验是奥地利科学家孟德尔,A不符合题意;
B、用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验是美国科学家卡尔文,B不符合题意;
C、证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验是美国的科学家艾弗里,C不符合题意;
D、首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成是由中国的科学家完成的,D符合题意。
故答案为为:D。
【分析】本题考查对生物学做出过杰出贡献的科学家。
25.(2018·全国Ⅱ卷)下列关于病毒的叙述,错误的是( )
A.从烟草花叶病毒中可以提取到RNA
B.T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解
C.HIV可引起人的获得性免疫缺陷综合征
D.阻断病毒的传播可降低其所致疾病的发病率
【答案】B
【知识点】噬菌体侵染细菌实验;证明RNA是遗传物质的实验;艾滋病的流行和预防
【解析】【解答】A、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,所以可以从烟草花叶病毒中可以提取到RNA,A不符合题意;
B、噬菌体有严格的宿主特异性,T2噬菌体的宿主是大肠杆菌,所以T2噬菌体不能感染肺炎双球菌导致其裂解,B符合题意;
C、HIV可攻击T细胞引起人的获得性免疫缺陷综合征,C不符合题意;
D、阻断病毒的传播可降低其所致疾病的发病率,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】(1)明确不同生物的遗传物质
①细胞生物的遗传物质:DNA。
②病毒的遗传物质:DNA或RNA。
③绝大多数生物的遗传物质:DNA。
④生物界主要的遗传物质:DNA。
( 2 )艾滋病的发病机理:HIV侵入人体后与T淋巴细胞相结合,破坏T淋巴细胞,使免疫调节受到抑制,并逐渐使人体免疫系统瘫痪,功能瓦解,最终使人无法抵抗其他病毒、病菌的入侵,或发生恶性肿瘤而死亡。
26.(2018·全国Ⅰ卷)生物体内的DNA常与蛋白质结合,以DNA-蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是( )
A.真核细胞染色体和染色质中都存在DNA-蛋白质复合物
B.真核细胞的核中有DNA-蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有
C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶
D.若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA聚合酶
【答案】B
【知识点】DNA分子的复制;遗传信息的转录
【解析】【解答】A、染色体和染色质是真核细胞中同一物质的两种不同存在状态,由DNA和蛋白质紧密结合而成,A不符合题意;
B、原核细胞的DNA复制和转录时,也可能存在DNA-蛋白质的复合物, B不符合题意;
C、DNA复制时需要DNA聚合酶的催化,DNA聚合酶的本质是蛋白质,C不符合题意;
D、合成RNA的过程即DNA的转录过程,转录需要RNA聚合酶,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】本题考查原核细胞和真核细胞在转录和翻译时都存在DNA-蛋白质复合物。
27.(2018·浙江选考)miRNA是一种小分子RNA,某miRNA能抑制W基因控制的蛋白质 (W蛋白)的合成.某真核细胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图如下,
下列叙述正确的是( )
A.miRNA基因转录时,RNA聚合酶与该基因的起始密码相结合
B.W基因转录形成的mRNA在细胞核内加工后,进入细胞质用于翻译
C.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
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
【答案】B
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、miRNA基因转录时,RNA聚合酶与该基因首端的启动子相结合,A不符合题意;
B、真核细胞内W基因转录形成的mRNA在细胞核内加工后,进入细胞质用于翻译,B符合题意;
C、miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则,即A与U、C与G配对,C不符合题意;
D、miRNA抑制W蛋白的合成,是通过单链结构的miRNA与蛋白质结合形成的miRNA蛋白质复合物直接与W基因的mRNA结合所致,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】转录和翻译的原则都是碱基互补配对。
翻译与转录的异同点:
阶段
项目 转录 翻译
定义 在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程 以信使RNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程
场所 细胞核 细胞质的核糖体
模板 DNA的一条链 信使RNA
信息传递的方向 DNA→mRNA mRNA→蛋白质
原料 含A、U、C、G的4种核苷酸 合成蛋白质的20种氨基酸
产物 信使RNA 有一定氨基酸排列顺序的蛋白质
实质 是遗传信息的转录 是遗传信息的表达
28.(2018·浙江选考)下列关于“核酸是遗传物质的证据”的相关实验的叙述,正确的是( )
A.噬菌体侵染细菌实验中,用32P标记的噬幽体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性
B.肺炎双球菌活体细菌转化实验中,R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因突变的结果
C.肺炎双球菌离体细菌转化实验中,S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌,说明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
D.烟草花叶病毒感染和重建实验中,用TMV A的RNA和TMV B的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后,可检测到A型病毒,说明RNA是TMV A的遗传物质
【答案】D
【知识点】人类对遗传物质的探究历程;肺炎链球菌转化实验;噬菌体侵染细菌实验;证明RNA是遗传物质的实验
【解析】【解答】A、噬菌体侵染细菌的实验中,用32P标记的是噬菌体的DNA,而DNA进行半保留复制,因此子代噬菌体极少数具有放射性,A不符合题意;
B、肺炎双球菌活体细菌转化实验中,R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因重组的结果,B不符合题意;
C、肺炎双球菌离体细菌转化实验中,S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌,说明DNA是遗传物质,C不符合题意;
D、烟草花叶病毒感染和重建实验中,用TMV A的RNA和TMV B的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后,可检测到A型病毒,说明RNA是TMV A的遗传物质,D符合题意。
故答案为:D
【分析】肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验:
实验名称 实验过程及现象 结论
细菌的转化 体内 转化 1.注射活的无毒R型细菌,小鼠正常。 2.注射活的有毒S型细菌,小鼠死亡。 3.注射加热杀死的有毒S型细菌,小鼠正常。 4.注射“活的无毒R型细菌+加热杀死的有毒S型细菌”,小鼠死亡。 DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质。
体外 转化 5.加热杀死的有毒细菌与活的无毒型细菌混合培养,无毒菌全变为有毒菌。 6.对S型细菌中的物质进行提纯:①DNA②蛋白质③糖类④无机物。分别与无毒菌混合培养,①能使无毒菌变为有毒菌;②③④与无毒菌一起混合培养,没有发现有毒菌。
噬菌体侵染细菌 用放射性元素35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA,让其在细菌体内繁殖,在与亲代噬菌体相同的子代噬菌体中只检测出放射性元素32P DNA是遗传物质
29.(2018·浙江选考)某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动,结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl。a、b、c表示离心管编号,条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是( )
A.本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术
B.a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的
C.b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是14N–15N-DNA
D.实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制的
【答案】B
【知识点】DNA分子的复制
【解析】【解答】A、由题意“培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl”和“条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置”可知:本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术,A不符合题意;
B、分析图示可知:a管中的DNA密度最大,表明该管中的大肠杆菌是在含15 NH4Cl的培养液中培养的,B符合题意;
C、b管中的DNA密度介于a、c管中的之间,表明该管中的大肠杆菌的DNA都是D、14N–15N-DNA,C不符合题意;
实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】本题的关键是密度越大,分布越靠下:
二、多选题
30.(2018·江苏)下图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图,下列叙述正确的是( )
A.朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl为一对等位基因
B.在有丝分裂中期,X染色体和常染色体的着丝点都排列在赤道板上
C.在有丝分裂后期,基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极
D.在减数第二次分裂后期,基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极
【答案】B,C,D
【知识点】基因、DNA、遗传信息的关系
【解析】【解答】A、根据以上分析已知,朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl位于同一条常染色体上,而等位基因应该位于同源染色体上,A不符合题意;
B、在有丝分裂中期,所有染色体的着丝点都排列在赤道板上,B符合题意;
C、在有丝分裂后期,着丝点分裂、姐妹染色单体分离,分别移向细胞的两极,两极都含有与亲本相同的遗传物质,因此两极都含有基因cn、cl、v、w,C符合题意;
D、在减数第二次分裂后期, X染色体与常染色体可以同时出现在细胞的同一极,因此基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极,D符合题意。
故答案为:BCD
【分析】 等位基因:在一对同源染色体的同一位置上,控制着相对性状的基因,叫做等位基因(Dd)
等同基因:在一对同源染色体的同一位置上的,控制着相同性状的基因,叫做等同基因。(DD或dd)
三、综合题
31.(2020·江苏)研究发现,线粒体内的部分代谢产物可参与调控核内基因的表达,进而调控细胞的功能。下图为T细胞中发生上述情况的示意图,请据图回答下列问题:
(1)丙酮酸进入线粒体后先经氧化脱羧形成乙酰辅酶A,再彻底分解成 和[H]。[H]经一系列复杂反应与 结合,产生水和大量的能量,同时产生自由基。
(2)线粒体中产生的乙酰辅酶A可以进入细胞核,使染色质中与 结合的蛋白质乙酰化,激活干扰素基因的转录。
(3)线粒体内产生的自由基穿过线粒体膜到 中,激活NFAT等调控转录的蛋白质分子,激活的NFAT可穿过 进入细胞核,促进白细胞介素基因的转录。转录后形成的 分子与核糖体结合,经 过程合成白细胞介素。
(4)T细胞内乙酰辅酶A和自由基调控核内基因的表达,其意义是 。
【答案】(1)CO2;O2
(2)DNA
(3)细胞质基质;核孔;mRNA;翻译
(4)提高机体的免疫能力
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;线粒体的结构和功能;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)根据题意,丙酮酸进入线粒体后先经氧化脱羧形成乙酰辅酶A,再彻底分解产生CO2和[H],[H]参与有氧呼吸第三阶段,与O2结合,形成H2O。(2)据图可知,乙酰辅酶A进入细胞核中,在乙酰化酶催化下发生乙酰化反应,根据题意,该过程是乙酰辅酶A使染色质中与DNA结合的蛋白质发生乙酰化反应,进而激活了相关基因的转录。(3)据图可知,线粒体内产生的自由基穿过线粒体膜到达细胞质基质中,激活了NFAT等蛋白质分子,激活的NFATNFAT等蛋白质分子要穿过核孔才能进入细胞核,促进白细胞介素基因的转录。相关基因转录形成mRNA,mRNA与核糖体结合后,经翻译产生白细胞介素。(4)据图可知,T细胞内乙酰辅酶A和自由基可调控核内基因的表达,合成干扰素、白细胞介素等,其对提高机体的免疫能力具有重要意义。
【分析】有氧呼吸的第一阶段的葡萄糖酵解产生丙酮酸和[H],同时释放少量能量,发生在细胞质基质中;第二阶段是丙酮酸与水反应产生二氧化碳和[H],同时释放少量能量,发生在线粒体基质中;第三阶段是[H]与氧气生成水,释放大量能量的过程,发生在线粒体内膜上。据图分析可知,乙酰辅酶A进入三羧酸循环后,代谢产生[H],[H]参与有氧呼吸第三阶段,与O2结合形成H2O,同时产生了大量自由基,自由基激活NFAT等分子,进入细胞核的NFAT和乙酰辅酶A在乙酰化酶催化下发生乙酰化反应,参与调控核内基因的表达,进而调控合成干扰素、白细胞介素等。
32.(2020·全国Ⅱ)大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后,可形成小肽(短的肽链)。回答下列问题:
(1)在大豆细胞中,以mRNA为模板合成蛋白质时,除mRNA外还需要其他种类的核酸分子参与,它们是 、 。
(2)大豆细胞中大多数mRNA和RNA聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞质这两个部位来说,作为mRNA合成部位的是 ,作为mRNA执行功能部位的是 ;作为RNA聚合酶合成部位的是 ,作为RNA聚合酶执行功能部位的是 。
(3)部分氨基酸的密码子如表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG,则该小肽的氨基酸序列是 。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换,但小肽的氨基酸序列不变,则此时编码小肽的RNA序列为 。
氨基酸 密码子
色氨酸 UGG
谷氨酸 GAA GAG
酪氨酸 UAC UAU
组氨酸 CAU CAC
【答案】(1)rRNA;tRNA
(2)细胞核;细胞质;细胞质;细胞核
(3)酪氨酸-谷氨酸-组氨酸-色氨酸;UAUGAGCACUGG
【知识点】基因突变的类型;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)翻译过程中除了需要mRNA外,还需要的核酸分子组成核糖体的rRNA和运输氨基酸的tRNA。(2)就细胞核和细胞质这两个部位来说,mRNA是在细胞核内以DNA的一条链为模板合成的,合成后需进入细胞质翻译出相应的蛋白质。RNA聚合酶的化学本质是蛋白质,在细胞质中合成后,进入细胞核用于合成RNA。(3)根据该小肽的编码序列和对应的部分密码子表可知,该小肽的氨基酸序列是:酪氨酸-谷氨酸-组氨酸-色氨酸。由于谷氨酸、酪氨酸、组氨酸对应的密码子各有两种,故可知对应的DNA序列有3处碱基发生替换后,氨基酸序列不变,则形成的编码序列为UAUGAGCACUGG。
【分析】翻译:1、概念:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。2、场所:核糖体。3、条件:①模板:mRNA; ②原料:氨基酸; ③酶; ④能量;⑤tRNA4、结果:形成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。
33.(2019·江苏)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下图所示。请回答下列问题:
(1)合成酶R时,细胞核DNA编码小亚基的遗传信息 到RNA上,RNA进入细胞质基质后指导多肽链合成;在叶绿体中,参与大亚基肽链合成的RNA中,种类最多的是 。
(2)进行光合作用时,组装完成的酶R需ATP参与激活,光能转化为ATP中的化学能是在 上(填场所)完成的。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物(C3-l),C3-I还原为三碳糖(C3-Ⅱ),这一步骤需要 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)作为光合作用的重要成分,X在叶绿体中的浓度受多种因素调控,下列环境条件和物质代谢过程,与X浓度相关的有 (填序号)。
①外界环境的CO2浓度
②叶绿体接受的光照强度
③受磷酸根离子浓度调节的C3-ll输出速度
④酶R催化X与O2结合产生C2化合物的强度
(4)光合作用旺盛时,很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中,假如以大量可溶性糖的形式存在,则可能导致叶绿体 。
【答案】(1)转录;tRNA
(2)类囊体;【H】;C5(五碳化合物)
(3)①②③④
(4)吸水涨破
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;渗透作用;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)DNA的遗传信息到RNA上通过的过程是转录,转录完成后再通过核糖体上的翻译形成小亚基。大亚基基因表达过程中需要一种mRNA,61种tRNA,故需要RNA种类最多的是tRNA。
(2)光合作用过程中合成ATP是在叶绿体的类囊体薄膜上完成。光合作用时作为还原剂的为[H]。在卡尔文循环中需要循环的物质为C5和ATP,所以该空填C5。
(3)①外界环境的CO2浓度,直接影响二氧化碳的固定,间接影响C3的还原,进而影响C5的浓度,故①符合题意
②叶绿体接受的光照强度,直接影响光反应产生的[H]和ATP,间接影响C3的还原,进而影响C5的浓度,故②符合题意;
③磷酸根离子浓度,直接影响ATP的合成,间接影响C3的还原以及C3-II输出速度,进而影响C5的浓度,故③符合题意;
④酶R催化X与02结合产生C2化合物的强弱;直接影响酶R催化二氧化碳的固定,间接影响C3的还原,进而影响C5的浓度,故④符合题意;
(4)光合作用合成的糖类,如以大量可溶性糖的形式存在,则叶绿体的的渗透压会增大,从外界环境中吸水,导致叶绿体吸水涨破。
故答案为: (1). 转录 tRNA; (2). 类囊体薄膜 [H] .C5(五碳化合物);(3). ①②③④; (4).吸水涨破
【分析】(1)转录翻译的比较
(2)光合作用相关知识点
34.(2019·全国Ⅰ卷)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题。
(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成,也可以从基因文库中获得。基因文库包括 和 。
(2)生物体细胞内的DNA复制开始时,解开DNA双链的酶是 。在体外利用PCR技术扩增目的基因时,使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是 。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的 。
(3)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是 。
【答案】(1)基因组文库;cDNA文库
(2)解旋酶;加热至90~95 ℃;氢键
(3)Taq酶热稳定性高,而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;DNA分子的复制;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因,称为基因文库。如果这个文库包含了某种生物的所有基因,那么,这种基因文库叫做基因组文库。如果这个文库只包含了某种生物的一部分基因,这种基因文库叫做部分基因文库,
(2)体内DNA复制解旋的酶为解旋酶,PCR体系内没有放置解旋酶,使用的是高温(即加热到90~95℃)来讲DNA的氢键断开,从而达到解旋的目的。共同点是为了解螺旋,都破坏了DNA双链之间的氢键
(3)PCR反应中由于使用了高温作为解旋的条件,如果使用普通的聚合酶,其活性会被高温破坏,所以只能使用Taq酶
故答案为:(1)基因组文库 部分基因文库 (2)解旋酶 加热到90~95℃ 氢键 (3)Taq酶热稳定性高,如果用大肠杆菌DNA聚合酶则在高温下会失活
【分析】(1)基因文库包括基因组文库和部分基因文库。将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因,称为基因文库。如果这个文库包含了某种生物的所有基因,那么,这种基因文库叫做基因组文库。如果这个文库只包含了某种生物的一部分基因,这种基因文库叫做部分基因文库,例如cDNA文库,首先得到mRNA,再反转录得cDNA,形成文库。cDNA文库与基因组文库的区别在于cDNA文库在mRNA拼接过程中已经除去了内含子等成分,便于DNA重组时直接使用。
(2)PCR技术:
概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术.
原理:DNA复制.
前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物.
条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)
过程:①高温变性:DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开);低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链.
35.(2018·江苏)长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基,具有多种调控功能的一类RNA分子。下图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式,请回答下列问题:
(1)细胞核内各种RNA的合成都以 为原料,催化该反应的酶是 。
(2)转录产生的RNA中,提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是 ,此过程中还需要的RNA有 。
(3)lncRNA前体加工成熟后,有的与核内 (图示①)中的DNA结合,有的能穿过 (图示②)与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合,发挥相应的调控作用。
(4)研究发现,人体感染细菌时,造血干细胞核内产生的一种lncRNA,通过与相应DNA片段结合,调控造血干细胞的 ,增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。该调控过程的主要生理意义是 。
【答案】(1)四种核糖核苷酸;RNA聚合酶
(2)mRNA(信使RNA);tRNA和rRNA(转运RNA和核糖体RNA)
(3)染色质;核孔
(4)分化;增强人体的免疫抵御能力
【知识点】DNA分子的复制;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)细胞核中的RNA都是以DNA为模板转录形成的,该过程需要RNA聚合酶的催化,原料是四种核糖核苷酸。(2)转录可以形成mRNA、tRNA和rRNA,其中mRNA是翻译的模板,可以提供信息指导氨基酸分子合成多肽链;tRNA在翻译中作为运输氨基酸的工具;rRNA是核糖体的组成成分。(3)根据以上分析可知,lncRNA前体加工成熟后,可以与染色质上的DNA分子结合,也可以通过核孔与细胞质中的蛋白质和RNA结合。(4)根据题意分析,人体感染细菌时,造血干细胞核内产生的一种lncRNA,通过与相应DNA片段结合后,血液中产生了单核细胞、中性粒细胞等多种吞噬细胞,说明其调控了造血干细胞的分化;吞噬细胞属于免疫细胞,因此该调控过程的主要生理意义是增强人体的免疫抵御能力。
【分析】分析题图,图中①表示染色质;②表示核孔。
复制、转录和翻译的比较:
复制 转录 翻译
时间 细胞分裂的间期 个体生长发育的整个过程
场所 主要在细胞核 主要在细胞核 细胞质的核糖体
模板 DNA的两条单链 DNA的一条链 mRNA
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸
条件 都需要特定的酶和ATP
产物 2个双链DNA 一个单链RNA
(mRNA,tRNA,rRNA) 多肽链(或蛋白质)
产物动向 传递到2个子细胞 离开细胞核进入细胞质 组成细胞结构蛋白质
和功能蛋白质
特点 边解旋边复制,
半保留复制 边解旋边转录;转录后DNA
仍恢复原来的双链结构 翻译结束后,mRNA
分解成单个核苷酸
碱基配对 A—T,T—A,
G—C,C—G A—U,T—A,
G—C,C—G A—U,U—A,
C—G,G—C
遗传信息传递方向 DNA→DNA DNA→mRNA mRNA→蛋白质
意义 使遗传信息从亲代传给子代 表达遗传信息,使生物表现出各种性状
四、实验探究题
36.(2018·江苏)下图为真核细胞中3种结构的示意图,请回答下列问题:
(1)甲的名称为 ,处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞具有 (在甲、乙、丙中选择)。
(2)蛋白质合成活跃的卵母细胞中结构c较大,而蛋白质合成不活跃的肌细胞中结构c很小,这表明结构c与 (填序号)的形成直接有关。
①内质网 ②高尔基体 ③中心体 ④核糖体
(3)许多重要的化学反应在生物膜上进行,乙、丙分别通过 (用图中字母填空)扩大了膜面积,从而为这些反应需要的 提供更多的附着场所。
(4)在细胞分裂间期,结构乙的数目增多,其增多的方式有3种假设:Ⅰ.细胞利用磷脂、蛋白质等重新合成;Ⅱ.细胞利用其他生物膜装配形成;Ⅲ.结构乙分裂增殖形成。
有人通过放射性标记实验,对上述假设进行了探究,方法如下:首先将一种链孢霉营养缺陷型突变株在加有3H标记的胆碱(磷脂的前体)培养基中培养,然后转入另一种培养基中继续培养,定期取样,检测细胞中结构乙的放射性。结果如下:
标记后细胞增殖的代数 1 2 3 4
测得的相对放射性 2.0 1.0 0.5 0.25
①与野生型相比,实验中所用链孢霉营养缺陷型突变株的代谢特点是 。
②实验中所用的“另一种培养基”在配制成分上的要求是 。
③通过上述实验,初步判断3种假设中成立的是 (在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中选择)。
【答案】(1)细胞核;乙
(2)④
(3)e、h;酶
(4)自身不能合成胆碱;成分与前一步骤的培养基相同,只是胆碱没有3H标记;Ⅲ
【知识点】DNA分子的复制;线粒体的结构和功能;叶绿体的结构和功能;细胞核的结构
【解析】【解答】(1)根据以上分析已知,图中甲表示细胞核,乙表示线粒体,丙表示叶绿体;处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞没有叶绿体和成形的细胞核,但是有线粒体。(2)根据以上分析已知,图中c表示核仁,蛋白质合成活跃的卵母细胞中结构c较大,而蛋白质合成不活跃的肌细胞中结构c很小,而蛋白质的合成场所是核糖体,因此说明核仁与核糖体的形成有关,故选④。(3)叶绿体和线粒体都具有增大膜面积的方式,如叶绿体通过h类囊体薄膜的堆叠增大了光合作用光反应的场所;线粒体通过e内膜向内折叠增大了有氧呼吸第三阶段的面积,从而为这些反应需要的酶提供更多的附着场所。(4)①根据表格分析,链孢霉营养缺陷型突变株在加有3H标记的胆碱(磷脂的前体)培养基中培养后,然后转入另一种培养基中继续培养,随着细胞增殖的代数的增加,相对放射性逐渐降低,说明链孢霉营养缺陷型突变株自身不能合成胆碱。
②实验中所用的“另一种培养基”成分与前一步骤的培养基相同,只是胆碱没有3H标记。
③根据以上分析可知,线粒体是分裂增殖形成的。
【分析】分析题图,甲表示细胞核,乙表示线粒体,丙表示叶绿体,其中a为染色质、b为核膜(含核孔)、c为核仁、d为线粒体外膜、e为线粒体内膜、f表示叶绿体外膜、g表示叶绿体内膜、h表示类囊体薄膜堆叠而成的基粒。
1 / 1高考生物五年真题汇编11——遗传的分子基础(2)
一、单选题
1.(2020·江苏)同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。在生物科学史中,下列科学研究未采用同位素标记法的是( )
A.卡尔文(M. Calvin)等探明CO2中的碳在光合作用中的转化途径
B.赫尔希(A.D.Hershey)等利用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质
C.梅塞尔森(M. Meselson)等证明DNA进行半保留复制
D.温特(F. W. Went)证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质
2.(2020·全国Ⅲ)细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I),含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时,存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是( )
A.一种反密码子可以识别不同的密码子
B.密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合
C.tRNA分子由两条链组成,mRNA分子由单链组成
D.mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
3.(2020·全国Ⅲ)关于真核生物的遗传信息及其传递的叙述,错误的是( )
A.遗传信息可以从DNA流向RNA,也可以从RNA流向蛋白质
B.细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽
C.细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等
D.染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的 RNA分子
4.(2020·浙江选考)遗传信息传递方向可用中心法则表示。下列叙述正确的是( )
A.劳氏肉瘤病毒的RNA可通过逆转录合成单链DNA
B.烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传密码传递给子代
C.果蝇体细胞中核DNA分子通过转录将遗传信息传递给子代
D.洋葱根尖细胞中DNA聚合酶主要在 期通过转录和翻译合成
5.(2020·浙江选考)某研究小组用放射性同位素32P、 35S 分别标记 T2 噬菌体,然后将大肠杆菌和被标记的噬菌体置于培养液中培养,如图所示。一段时间后,分别进行搅拌、离心,并检测沉淀物和悬浮液中的放射性。下列分析错误的是( )
A.甲组的悬浮液含极少量32P标记的噬菌体DNA,但不产生含32P 的子代噬菌体
B.甲组被感染的细菌内含有32P 标记的噬菌体DNA,也可产生不含32P的子代噬菌体
C.乙组的悬浮液含极少量 35S 标记的噬菌体蛋白质,也可产生含 35S 的子代噬菌体
D.乙组被感染的细菌内不含 35S 标记的噬菌体蛋白质,也不产生含 35S 的子代噬菌体
6.(2019·浙江会考)真核细胞中,某多肽链的合成示意图如下,其中①、②、③为核糖体上结合tRNA的3个位置,a、b均是由mRNA上3个相邻的核苷酸组成的结构。下列叙述正确的是( )
A.在该mRNA中a、b均为密码子
B.一个mRNA只能与一个核糖体结合
C.③位置供携带着氨基酸的tRNA进入核糖体
D.若b中的1个核苷酸发生替换,则其决定的氨基酸一定改变
7.(2019·浙江会考)下图是DNA片段的结构示意图。下列叙述正确的是( )
A.该片段中A+T的含量等于G+C的含量
B.②与③结合在一起的结构是脱氧核苷
C.③和④通过磷酸二酯键直接相连
D.RNA分子中也存在③和④
8.(2019·浙江会考)在“噬菌体侵染细菌实验”中,可通过某操作实现下图所示变化。该操作是( )
A.用放射性同位素标记噬菌体的蛋白质或DNA
B.将放射性同位素标记的噬菌体与细菌混
C.将噬菌体与细菌混合液置于搅拌器中搅拌
D.离心并检测悬浮液和沉淀物中的放射性
9.(2019·海南)下列与蛋白质、核酸相关的叙述,错误的是( )
A.一个核糖体上可以同时合成多条多肽链
B.一个蛋白质分子可以含有多个金属离子
C.一个mRNA分子可以结合多个核糖体
D.一个DNA分子可以转录产生多个RNA分子
10.(2019·海南)某种抗生素可以阻止RNA与mRNA结合,从而抑制细菌生长。据此判断。这种抗生素可直接影响细菌的( )
A.多糖合成 B.RNA合成 C.DNA复制 D.蛋白质合成
11.(2019·海南)下列实验及结果中,能作为直接证据说明“核糖核酸是遗传物质”的是( )
A.红花植株与白花植株杂交, 为红花。 中红花:白花=
B.病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲
C.加热杀死的S型肺炎双球菌与R型活菌混合培养后可分离出S型活菌
D.用放射性同位素标记 噬菌体外壳蛋白,在子代噬菌体中检测不到放射性
12.(2019·海南)下列关于蛋白质合成的叙述.错误的是( )
A.蛋白质合成通常从起始密码子开始到终止密码子结束 .
B.携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点
C.携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合
D.最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA在肽键形成时脱掉氨基酸
13.(2019·浙江选考)下列关于遗传信息表达过程的叙述,正确的是( )
A.一个DNA分子转录一次,可形成一个或多个合成多肽链的模板
B.转录过程中,RNA聚合酶没有解开DNA双螺旋结构的功能
C.多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链
D.编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的脱氧核苷酸组成
14.(2019·浙江选考)在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时,BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中,形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色,发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光,含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中,培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是( )
A.1/2的染色体荧光被抑制 B.1/4的染色单体发出明亮荧光
C.全部DNA分子被BrdU标记 D.3/4的DNA单链被BrdU标记
15.(2019·浙江选考)为研究R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋白质,进行了肺炎双球菌体外转化实验,其基本过程如图所示:
下列叙述正确的是( )
A.甲组培养皿中只有S型菌落,推测加热不会破坏转化物质的活性
B.乙组培养皿中有R型及S型菌落,推测转化物质是蛋白质
C.丙组培养皿中只有R型菌落,推测转化物质是DNA
D.该实验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA
16.(2019·江苏)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质,下列关于该实验的叙述正确的是( )
A.实验中可用15N代替32P标记DNA
B.噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的
C.噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌
D.实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
17.(2019·天津)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( )
A.DNA复制的场所 B.mRNA与核糖体的结合
C.分泌蛋白的运输 D.细胞膜脂质的流动
18.(2019·全国Ⅰ卷)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
19.(2018·海南)关于复制、转录和逆转录的叙述,下列说法错误的是( )
A.逆转录和DNA 复制的产物都是DNA
B.转录需要 RNA 聚合酶,逆转录需要逆转录酶
C.转录和逆转录所需要的反应物都是核糖核苷酸
D.细胞核中的DNA 复制和转录都以DNA 为模板
20.(2018·海南)现有DNA分子的两条单链均只含有14N(表示为14N14N)的大肠杆菌,若将该大肠杆菌在含有 15N 的培养基中繁殖两代,再转到含有 14N 的培养基中繁殖一代,则理论上 DNA 分子的组成类型和比例分别是( )
A.有 15N14N 和 14N14N 两种,其比例为 1:3
B.有 15N15N 和 14N14N 两种,其比例为 1:1
C.有 15N15N 和 14N14N 两种,其比例为 3:1
D.有 15N14N 和 14N14N 两种,其比例为 3:1
21.(2018·海南)高等植物细胞中,下列过程只发生在生物膜上的是( )
A.光合作用中的光反应 B.光合作用中 CO2 的固定
C.葡萄糖分解产生丙酮酸 D.以 DNA 为模板合成 RNA
22.(2018·海南)下列与真核生物中核酸有关的叙述,错误的是( )
A.线粒体和叶绿体中都含有 DNA 分子
B.合成核酸的酶促反应过程中不消耗能量
C.DNA 和 RNA 分子中都含有磷酸二酯键
D.转录时有 DNA 双链解开和恢复的过程
23.(2018·天津)某生物基因型为A1A2,A1和A2的表达产物N1和N2可随机组合形成二聚体蛋白,即N1N1、N1N2、N2N2三种蛋白。若该生物体内A2基因表达产物的数量是A1的2倍,则由A1和A2表达产物形成的二聚体蛋白中,N1N1型蛋白占的比例为( )
A.1/3 B.1/4 C.1/8 D.1/9
24.(2018·全国Ⅲ卷)下列研究工作中由我国科学家完成的是( )。
A.以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验
B.用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验
C.证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验
D.首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成
25.(2018·全国Ⅱ卷)下列关于病毒的叙述,错误的是( )
A.从烟草花叶病毒中可以提取到RNA
B.T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解
C.HIV可引起人的获得性免疫缺陷综合征
D.阻断病毒的传播可降低其所致疾病的发病率
26.(2018·全国Ⅰ卷)生物体内的DNA常与蛋白质结合,以DNA-蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是( )
A.真核细胞染色体和染色质中都存在DNA-蛋白质复合物
B.真核细胞的核中有DNA-蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有
C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶
D.若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA聚合酶
27.(2018·浙江选考)miRNA是一种小分子RNA,某miRNA能抑制W基因控制的蛋白质 (W蛋白)的合成.某真核细胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图如下,
下列叙述正确的是( )
A.miRNA基因转录时,RNA聚合酶与该基因的起始密码相结合
B.W基因转录形成的mRNA在细胞核内加工后,进入细胞质用于翻译
C.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
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
28.(2018·浙江选考)下列关于“核酸是遗传物质的证据”的相关实验的叙述,正确的是( )
A.噬菌体侵染细菌实验中,用32P标记的噬幽体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性
B.肺炎双球菌活体细菌转化实验中,R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因突变的结果
C.肺炎双球菌离体细菌转化实验中,S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌,说明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
D.烟草花叶病毒感染和重建实验中,用TMV A的RNA和TMV B的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后,可检测到A型病毒,说明RNA是TMV A的遗传物质
29.(2018·浙江选考)某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动,结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl。a、b、c表示离心管编号,条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是( )
A.本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术
B.a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的
C.b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是14N–15N-DNA
D.实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制的
二、多选题
30.(2018·江苏)下图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图,下列叙述正确的是( )
A.朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl为一对等位基因
B.在有丝分裂中期,X染色体和常染色体的着丝点都排列在赤道板上
C.在有丝分裂后期,基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极
D.在减数第二次分裂后期,基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极
三、综合题
31.(2020·江苏)研究发现,线粒体内的部分代谢产物可参与调控核内基因的表达,进而调控细胞的功能。下图为T细胞中发生上述情况的示意图,请据图回答下列问题:
(1)丙酮酸进入线粒体后先经氧化脱羧形成乙酰辅酶A,再彻底分解成 和[H]。[H]经一系列复杂反应与 结合,产生水和大量的能量,同时产生自由基。
(2)线粒体中产生的乙酰辅酶A可以进入细胞核,使染色质中与 结合的蛋白质乙酰化,激活干扰素基因的转录。
(3)线粒体内产生的自由基穿过线粒体膜到 中,激活NFAT等调控转录的蛋白质分子,激活的NFAT可穿过 进入细胞核,促进白细胞介素基因的转录。转录后形成的 分子与核糖体结合,经 过程合成白细胞介素。
(4)T细胞内乙酰辅酶A和自由基调控核内基因的表达,其意义是 。
32.(2020·全国Ⅱ)大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后,可形成小肽(短的肽链)。回答下列问题:
(1)在大豆细胞中,以mRNA为模板合成蛋白质时,除mRNA外还需要其他种类的核酸分子参与,它们是 、 。
(2)大豆细胞中大多数mRNA和RNA聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞质这两个部位来说,作为mRNA合成部位的是 ,作为mRNA执行功能部位的是 ;作为RNA聚合酶合成部位的是 ,作为RNA聚合酶执行功能部位的是 。
(3)部分氨基酸的密码子如表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG,则该小肽的氨基酸序列是 。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换,但小肽的氨基酸序列不变,则此时编码小肽的RNA序列为 。
氨基酸 密码子
色氨酸 UGG
谷氨酸 GAA GAG
酪氨酸 UAC UAU
组氨酸 CAU CAC
33.(2019·江苏)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下图所示。请回答下列问题:
(1)合成酶R时,细胞核DNA编码小亚基的遗传信息 到RNA上,RNA进入细胞质基质后指导多肽链合成;在叶绿体中,参与大亚基肽链合成的RNA中,种类最多的是 。
(2)进行光合作用时,组装完成的酶R需ATP参与激活,光能转化为ATP中的化学能是在 上(填场所)完成的。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物(C3-l),C3-I还原为三碳糖(C3-Ⅱ),这一步骤需要 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)作为光合作用的重要成分,X在叶绿体中的浓度受多种因素调控,下列环境条件和物质代谢过程,与X浓度相关的有 (填序号)。
①外界环境的CO2浓度
②叶绿体接受的光照强度
③受磷酸根离子浓度调节的C3-ll输出速度
④酶R催化X与O2结合产生C2化合物的强度
(4)光合作用旺盛时,很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中,假如以大量可溶性糖的形式存在,则可能导致叶绿体 。
34.(2019·全国Ⅰ卷)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题。
(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成,也可以从基因文库中获得。基因文库包括 和 。
(2)生物体细胞内的DNA复制开始时,解开DNA双链的酶是 。在体外利用PCR技术扩增目的基因时,使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是 。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的 。
(3)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是 。
35.(2018·江苏)长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基,具有多种调控功能的一类RNA分子。下图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式,请回答下列问题:
(1)细胞核内各种RNA的合成都以 为原料,催化该反应的酶是 。
(2)转录产生的RNA中,提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是 ,此过程中还需要的RNA有 。
(3)lncRNA前体加工成熟后,有的与核内 (图示①)中的DNA结合,有的能穿过 (图示②)与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合,发挥相应的调控作用。
(4)研究发现,人体感染细菌时,造血干细胞核内产生的一种lncRNA,通过与相应DNA片段结合,调控造血干细胞的 ,增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。该调控过程的主要生理意义是 。
四、实验探究题
36.(2018·江苏)下图为真核细胞中3种结构的示意图,请回答下列问题:
(1)甲的名称为 ,处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞具有 (在甲、乙、丙中选择)。
(2)蛋白质合成活跃的卵母细胞中结构c较大,而蛋白质合成不活跃的肌细胞中结构c很小,这表明结构c与 (填序号)的形成直接有关。
①内质网 ②高尔基体 ③中心体 ④核糖体
(3)许多重要的化学反应在生物膜上进行,乙、丙分别通过 (用图中字母填空)扩大了膜面积,从而为这些反应需要的 提供更多的附着场所。
(4)在细胞分裂间期,结构乙的数目增多,其增多的方式有3种假设:Ⅰ.细胞利用磷脂、蛋白质等重新合成;Ⅱ.细胞利用其他生物膜装配形成;Ⅲ.结构乙分裂增殖形成。
有人通过放射性标记实验,对上述假设进行了探究,方法如下:首先将一种链孢霉营养缺陷型突变株在加有3H标记的胆碱(磷脂的前体)培养基中培养,然后转入另一种培养基中继续培养,定期取样,检测细胞中结构乙的放射性。结果如下:
标记后细胞增殖的代数 1 2 3 4
测得的相对放射性 2.0 1.0 0.5 0.25
①与野生型相比,实验中所用链孢霉营养缺陷型突变株的代谢特点是 。
②实验中所用的“另一种培养基”在配制成分上的要求是 。
③通过上述实验,初步判断3种假设中成立的是 (在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中选择)。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】光合作用的发现史;噬菌体侵染细菌实验;植物生长素的发现和作用;DNA分子的复制
【解析】【解答】A、卡尔文用同位素标记法探明了CO2中的碳在光合作用中转化途径,A错误;
B、利用T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中用了同位素标记法,B错误;
C、证明DNA的半保留复制的实验中用了同位素标记法,C错误;
D、温特证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质的实验中未采用同位素标记法,D正确。
故答案为:D。
【分析】同位素标记法在生物实验中的应用:
1.理解含义
用同位素标记化合物,让它们一起运动、迁移,再用探测仪器进行追踪,可以明白化学反应的详细过程。
2.方法应用
用来研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等,进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。
3.应用分析
(1)标记某元素,追踪其转移途径。如用18O标记HO,光合作用只产生18O2;再用18O标记C18O2,光合作用只产生O2,证明光合作用产生的氧气中的氧原子全部来自于H2O,而不是来自CO2。
(2)标记特征元素,探究化合物的作用。如T2噬菌体侵染细菌的实验中,用32P标记噬菌体的DNA,大肠杆菌内发现放射性物质;35S标记蛋白质,大肠杆菌内未发现放射性物质;证明了DNA是噬菌体的遗传物质。
(3)标记特征化合物,探究详细生理过程,研究生物学原理。如用3H标记亮氨酸,探究分泌蛋白的分泌过程;用3H标记胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸,研究有丝分裂过程中染色体的变化规律;用15N标记DNA,证明了DNA复制的特点是半保留复制。
4、高中生物教材中涉及到该技术的知识点
①分泌蛋白合成分泌的过程;
②证明DNA半保留复制;
③光合作用中追踪某元素的转移去向,如H218O、14CO2 等;
④噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质,35S标记蛋白质,32P标记DNA分子;
⑤标记氮肥中的氮,追踪氮在植物体内和动物体内转移途径。
2.【答案】C
【知识点】遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、由图示分析可知,I与U、C、A均能配对,因此含I的反密码子可以识别多种不同的密码子,A正确;
B、密码子与反密码子的配对遵循碱基互补配对原则,碱基对之间通过氢键结合,B正确;
C、由图示可知,tRNA分子由单链RNA经过折叠后形成三叶草的叶形,C错误;
D、由于密码子的简并性,mRNA中碱基的改变不一定造成所编码氨基酸的改变,从图示三种密码子均编码甘氨酸也可以看出,D正确。
故答案为:C。
【分析】分析图示可知,含有CCI反密码子的tRNA转运甘氨酸,而反密码子CCI能与mRNA上的三种密码子(GGU、GGC、GGA)互补配对,即I与U、C、A均能配对。
3.【答案】B
【知识点】DNA分子的结构;中心法则及其发展;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、遗传信息的表达过程包括DNA转录成mRNA,mRNA进行翻译合成蛋白质,A正确;
B、以DNA的一条单链为模板可以转录出mRNA,tRNA,rRNA等,mRNA可以编码多肽,而tRNA的功能是转运氨基酸,rRNA是构成核糖体的组成物质,B错误;
C、基因是有遗传效应的DNA片段,而DNA分子上还含有不具遗传效应的片段,因此DNA分子的碱基总数大于所有基因的碱基数之和,C正确;
D、染色体DNA分子上含有多个基因,由于基因的选择性表达,一条单链可以转录出不同的RNA分子,D正确。
故答案为:B。
【分析】真核生物的正常细胞中遗传信息的传递和表达过程包括DNA的复制、转录和翻译过程。DNA分子上分布着多个基因,基因是有遗传效应的DNA片段。
中心法则图解:
4.【答案】A
【知识点】中心法则及其发展
【解析】【解答】A、劳氏肉瘤病毒是逆转录病毒,其RNA可通过逆转录合成单链DNA,A正确;
B、烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传信息传递给子代,B错误;
C、果蝇体细胞中核DNA分子通过复制将遗传信息传递给子代,C错误;
D、洋葱根尖细胞中DNA聚合酶主要在G1期通过转录和翻译合成,D错误。
故答案为:A。
【分析】中心法则可表示的遗传信息的传递方向如下:
①DNA→DNA:DNA的复制过程;
②DNA→RNA→蛋白质:DNA的转录、翻译过程;
③RNA→RNA:RNA的复制过程;
④RNA→DNA:逆转录过程;
其中,①②过程是真核生物、原核生物和DNA病毒的遗传信息传递过程,③④为某些RNA病毒的遗传信息传递过程。
5.【答案】C
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、甲组用 32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,由于P存在于DNA中,悬浮液含极少量32P标记的噬菌体DNA,说明这一部分DNA没有和蛋白质外壳组装在一起,不会产生含32P的子代噬菌体,A正确;
B、甲组用 32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,由于P存在于DNA中,在侵染过程中,DNA进入大肠杆菌体内,由于噬菌体繁殖所需原料来自未被标记的大肠杆菌,且DNA复制为半保留复制,所以可产生含32P的子代噬菌体和不含32P的子代噬菌体,B正确;
C、由于噬菌体的蛋白质外壳不会进入大肠杆菌,所以乙组的悬浮液含较多 35S 标记的噬菌体蛋白质,不会产生含 35S 的子代噬菌体,C错误;
D、由于噬菌体的蛋白质外壳不会进入大肠杆菌,乙组被感染的细菌内不含 35S 标记的噬菌体蛋白质,也不产生含 35S 的子代噬菌体,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、噬菌体侵染细菌实验过程:培养大肠杆菌,用 32P、 35S 分别标记大肠杆菌→用32P 、 35S 标记的大肠杆菌培养噬菌体→用32P、 35S 标记的噬菌体侵染普通大肠杆菌→搅拌、离心→检测悬浮液和沉淀物中的放射性。2、噬菌体侵染细菌的过程:吸附→注入核酸→合成→组装→释放。
6.【答案】C
【知识点】遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、由图可以判断出a和b虽然都是三个碱基,但a和b之间的碱基不满足3的倍数,所以a不是密码子,A不符合题意
B、由图可知,一个密码子可以喝多个密码子结合,B不符合题意
C、由图中氨基酸链的长度可知,核糖体是往右侧移动,所以③号位置供携带着氨基酸的tRNA进入核糖体 ,C符合题意
D、由于密码子的简并性,改变核苷酸不一定会影响其决定的氨基酸,D不符合题意
故答案为:C
【分析】1.遗传信息的转录
(1)概念:在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。
(2)过程
2.遗传信息的翻译
(1)概念:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(2)过程
①mRNA进入细胞质与核糖体结合后,携带甲硫氨酸的tRNA通过与碱基AUG互补配对,进入位点1。
②携带另一个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2。
③甲硫氨酸通过与位点2上的氨基酸形成肽键而转移到占据位点2的tRNA上。
④核糖体读取下一个密码子,原占据位点1的tRNA离开核糖体,核糖体移动,使占据位点2的tRNA进入位点1,一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2,继续肽链的合成。
⑤重复步骤2、3、4,直至核糖体读取到mRNA的终止密码子,翻译才终止。
7.【答案】B
【知识点】DNA分子的结构
【解析】【解答】A、双链DNA分子中,A=T,G=C,所以应该是A+G=T+C,A不符合题意
B、脱氧核糖和碱基结合在一起形成脱氧核苷,B符合题意
C、两条脱氧核苷酸单链的碱基是由氢键连接,C不符合题意
D、③④之间是两条氢键,所以该处为A-T碱基对,但RNA没有T,所以不存在,D不符合题意
故答案为:B
【分析】1、 DNA的化学结构:
① DNA是高分子化合物:组成它的基本元素是C、H、O、N、P等。
② 组成DNA的基本单位——脱氧核苷酸。每个脱氧核苷酸由三部分组成:一个脱氧核糖、一个含氮碱基和一个磷酸
③构成DNA的脱氧核苷酸有四种。DNA在水解酶的作用下,可以得到四种不同的核苷酸,即腺嘌呤(A)脱氧核苷酸;鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸;胞嘧啶(C)脱氧核苷酸;胸腺嘧啶(T)脱氧核苷酸;组成四种脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸都是一样的,所不相同的是四种含氮碱基: ATGC。
④DNA是由四种不同的脱氧核苷酸为单位,聚合而成的脱氧核苷酸链。
2、DNA的双螺旋结构:DNA的双螺旋结构,脱氧核糖与磷酸相间排列在外侧,形成两条主链(反向平行),构成DNA的基本骨架。两条主链之间的横档是碱基对,排列在内侧。相对应的两个碱基通过氢键连结形成碱基对, DNA一条链上的碱基排列顺序确定了,根据碱基互补配对原则,另一条链的碱基排列顺序也就确定了。
3、DNA的特性:
①稳定性:DNA分子两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的,从而导致DNA分子的稳定性。
②多样性:DNA中的碱基对的排列顺序是千变万化的。碱基对的排列方式:4n(n为碱基对的数目)
③特异性:每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序,这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。
4、碱基互补配对原则在碱基含量计算中的应用:
①在双链DNA分子中,不互补的两碱基含量之和是相等的,占整个分子碱基总量的50%。②在双链DNA分子中,一条链中的嘌呤之和与嘧啶之和的比值与其互补链中相应的比值互为倒数。
③在双链DNA分子中,一条链中的不互补的两碱基含量之和的比值(A+T/G+C)与其在互补链中的比值和在整个分子中的比值都是一样的。
8.【答案】C
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】由图可知,DNA以及成功感染大肠杆菌,但是噬菌体的外壳仍然附着于大肠杆菌的细胞膜上,所以需要通过搅拌,将噬菌体外壳和大肠杆菌分离。
故答案为:C
【分析】1.T2噬菌体侵染细菌的实验流程:
a、研究者:1952年,赫尔希和蔡斯。
b、实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌等。
c、实验方法:放射性同位素标记法。
d、实验思路: S是蛋白质的特有元素,DNA分子中含有P,蛋白质中几乎不含有,用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质,直接单独去观察它们的作用。
e、实验过程:标记细菌→标记噬菌体→用标记的噬菌体侵染普通细菌→搅拌离心。
f、测试的结果表明,噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部,而是留在细菌的外部,噬菌体的DNA却进入了细菌体内,可见,噬菌体在细菌内的增殖是在噬菌体DNA的作用下完成的。即结论:在噬菌体中,亲代和子代间具有连续性的物质是DNA,即子代噬菌体的各种性状是通过亲代 DNA传给后代的,DNA才是真正的遗传物质。
2、上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析:
①用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中有少量放射性的原因:
a.保温时间过短,部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内,经离心后分布于上清液中,使上清液出现放射陡。
b.保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代,经离心后分布于上清液中,也会使上清液的放射性含量升高。
②用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物中也有少量放射性的原因:由于搅拌不充分,有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中,使沉淀物中出现少量的放射性。
9.【答案】A
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A.一个核糖体上只能同时结合一条mRNA,合成一条多肽链,A项符合题意;
B.一个蛋白质分子可以含有多个金属离子,例如血红蛋白含有多个亚铁离子,B项不合题意;
C.一个mRNA分子可以结合多个核糖体,叫做多核糖体,同时合成多条多肽链,C项不合题意;
D.一个DNA分子可以转录多次,多个片段可以转录,产生多个RNA分子,D项不合题意。
故答案为:A
【分析】蛋白质分子正常发挥作用常常依赖于金属离子与之结合,如血红蛋白中的血红素就含有二价铁离子、某些酶含有锌离子等。
10.【答案】D
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A.多糖的合成过程不需要RNA的参与,A项不合题意;
B.RNA的合成依赖于DNA为模板,B项不合题意;
C.DNA的复制以DNA模板,合成新的DNA分子,同RNA无关,C项不合题意;
D.蛋白质的合成中,翻译过程需要mRNA上的密码子同tRNA的反密码子互补配对,实现遗传信息的传递,D项符合题意。
故答案为:D
【分析】基因指导蛋白质的合成,可以分为转录和翻译,遗传信息的转录主要指遗传信息由DNA的一条链传递给RNA的过程,翻译主要指以mRNA为模板,合成多肽链的过程,翻译期间需要tRNA将细胞质中游离的氨基酸转运到核糖体上,氨基酸的识别依赖于mRNA上密码子和tRNA上的反密码子互补配对。
11.【答案】B
【知识点】肺炎链球菌转化实验;噬菌体侵染细菌实验;证明RNA是遗传物质的实验
【解析】【解答】A.此实验可以说明红花对白花为显性,不能说明谁是遗传物质,A项不合题意;
B.病毒甲的RNA指导产生了病毒甲后代,说明RNA是病毒甲的遗传物质,B项符合题意;
C.此实验说明加热杀死的S型肺炎双球菌中存在能使得R型细菌转化的物质,不能说明谁是遗传物质,C项不合题意;
D.此实验说明蛋白质不是遗传物质,不能说明谁是遗传物质,D项不合题意。
故答案为:B
【分析】放射性同位素标记噬菌体外壳蛋白,在子代噬菌体中检测不到放射性,说明亲代蛋白质外壳没有进入到细菌中,说明蛋白质不是噬菌体的遗传物质,该实验没有直接观察到DNA的作用,所以不能确定DNA是否是遗传物质。
12.【答案】C
【知识点】遗传信息的翻译
【解析】【解答】A.蛋白质合成通常从起始密码子开始到终止密码子结束,A项不合题意;
B.在翻译过程中,核糖体会在mRNA上移动,使得携带肽链的tRNA由1位点进入2位点,B项不合题意;
C.最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA会与1、2位点结合,后续的tRNA会与2位点结合,C项符合题意;
D.最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA会将氨基酸转移到2位点的氨基酸上,并形成一个肽键,D项不合题意。
故答案为:C
【分析】核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA结合位点,核糖体会在mRNA上移动,携带肽链的tRNA在1、2位点交替。
13.【答案】A
【知识点】遗传信息的翻译
【解析】【解答】一个DNA分子转录一次,形成的mRNA需要进行剪切加工,可能合成一条或多条模板链,A符合题意;转录过程中,RNA聚合酶兼具解旋功能故不需要DNA解旋酶参与转录,B不符合题意;在转录过程中,mRNA上可附着多个核糖体进行翻译,得到数条相同的mRNA,而不是共同合成一条多肽链,C不符合题意;mRNA由核糖核苷酸构成,不具有脱氧核苷酸,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】解答C选项,要注意一个mRNA可同时结合多个核糖体,翻译多条相同的多肽链,而不是共同翻译出一条多肽链。
14.【答案】D
【知识点】DNA分子的复制
【解析】【解答】根据题意可知,在第三个细胞周期中期时,含半标记DNA的染色单体分别在两个细胞中,故有两个细胞的两条染色单体荧光全被抑制,有两个细胞中的一条染色单体发出明亮荧光,一条染色单体荧光被抑制,故A、B不符合题意;一个DNA分子中有两条脱氧核苷酸链,由于DNA为半保留复制,故不含BrdU标记的两条脱氧核苷酸链分别位于两个DNA分子中,新复制得到的脱氧核苷酸链必然含BrdU标记,故所有DNA分子都被BrdU标记,C不符合题意;以第一代细胞中的某一条染色体为参照,在第三个细胞周期中期时一共有16条DNA单链,含BrdU标记的有14条,故有 的DNA单链被BrdU标记,D符合题意。
故答案为:D
【分析】本题的易错点是考查学生对DNA单链、DNA分子、染色单体、染色体数这几个概念之间的数量关系能够做到清晰的梳理。在两条DNA单链构成一个DNA分子,一个染色单体就是一个DNA分子,在有丝分裂中期一个染色体上有两条染色单体。
15.【答案】C
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】甲组中培养一段 时间后可发现有极少的R型菌转化成了S型菌,因此甲组培养皿中不仅有S型菌落也有R型菌落,A不符合题意;乙组培养皿中加入了蛋白质酶,故在乙组的转化中已经排除了蛋白质的干扰,应当推测转化物质是DNA,B不符合题意;丙组培养皿中加入了DNA酶,DNA被水解后R型菌便不发生转化,故可推测是DNA参与了R型菌的转化,C符合题意;该实验只能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA,无法证明还有其他的物质也可做遗传物质,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验中,将S型菌的DNA、蛋白质和荚膜等物质分离开,与R型菌混合培养,观察S型菌各个成分所起的作用。最后再S型菌的DNA与R型菌混合的培养基中发现了新的S型菌,证明了DNA是遗传物质。
16.【答案】C
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、由于蛋白质的组成元素也还有N,所以如果用15N标记DNA,那蛋白质也会被标记,A不符合题意
B、噬菌体的外壳蛋白合成原料是大肠杆菌提供的,但编码蛋白质的DNA还是噬菌体自己的,B不符合题意
C、噬菌体为寄生生物,其合成自身物质的原料都来自于大肠杆菌,C符合题意
D、实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA,没有证明大肠杆菌的遗传物质是什么,D不符合题意
故答案为:C
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验流程:
a、研究者:1952年,赫尔希和蔡斯。
b、实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌等。
c、实验方法:放射性同位素标记法。
d、实验思路: S是蛋白质的特有元素,DNA分子中含有P,蛋白质中几乎不含有,用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质,直接单独去观察它们的作用。
e、实验过程:标记细菌→标记噬菌体→用标记的噬菌体侵染普通细菌→搅拌离心。
f、测试的结果表明,噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部,而是留在细菌的外部,噬菌体的DNA却进入了细菌体内,可见,噬菌体在细菌内的增殖是在噬菌体DNA的作用下完成的。即结论:在噬菌体中,亲代和子代间具有连续性的物质是DNA,即子代噬菌体的各种性状是通过亲代 DNA传给后代的,DNA才是真正的遗传物质。
17.【答案】A
【知识点】细胞膜的结构特点;细胞器之间的协调配合;DNA分子的复制;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、DNA复制需要脱氧核苷酸作为原料,3H标记胸腺嘧啶为DNA复制特有碱基,可以跟踪放射性研究DNA复制的场所,符合题意;
B、mRNA与核糖体的结合,开始翻译的过程需要原料是氨基酸,不需要脱氧核苷酸,不符合题意;
C、分泌蛋白的运输需要内质网的加工,形成囊泡运到高尔基体,加工、分类和包装,形成分泌小泡通过胞吐运输出去,与脱氧核苷酸无关,不符合题意;
D、细胞膜脂质的流动与细胞膜上的磷脂流动性有关,不需要脱氧核苷酸,不符合题意
故答案为:A
【分析】主要考查DNA的复制、蛋白质的合成、分泌蛋白的运输及细胞膜的结构等知识。DNA复制需要脱氧核苷酸作为原料,胸腺嘧啶为DNA特有的碱基。而mRNA与核糖体结合,翻译形成蛋白质;分泌蛋白的运输需要内质网和高尔基体加工运输;细胞膜脂质的流动与细胞膜上的磷脂运动有关,都不需要脱氧核苷酸作为原料。
18.【答案】C
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】① tRNA是运输氨基酸的工具,同位素标记tRNA无法使多肽链具有标记,错误
②由题意知,目的为获得多肽链,不需要将其合成为蛋白质,所以不需要蛋白质合成所需的酶,错误
③若要使多肽链被同位素标记,需要同位素标记多肽链合成的原料氨基酸,正确
④为了获得多肽链,应该需要指导多肽链合成的mRNA,所以需要人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸来作为mRNA,正确
⑤翻译的过程需要各种酶和能量,所以需要除去了DNA和mRNA的细胞裂解液来提供合成所需要的其他物质,正确
所需的材料组合是③④⑤
故答案为:C
【分析】主要考查基因表达中翻译的条件。翻译是蛋白质生物合成(基因表达中的一部分,基因表达还包括转录)过程中的第二步(转录为第一步),翻译是根据遗传密码的中心法则,将成熟的信使RNA分子(由DNA通过转录而生成)中“碱基的排列顺序”(核苷酸序列)解码,并生成对应的特定氨基酸序列的过程。体外合成同位素标记的多肽链的条件包括:模板(mRNA)、原料(同位素标记的氨基酸)、能量(ATP)、酶(蛋白质合成所需的酶)和场所。除去了DNA和mRNA的细胞裂解液可以模拟细胞环境。
19.【答案】C
【知识点】中心法则及其发展;DNA分子的复制;遗传信息的转录
【解析】【解答】A、逆转录的过程是以RNA为模板合成DNA的过程,DNA复制是以亲代DNA的两条链为模板合成子代DNA的过程,因此A不符合题意;
B、转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,需要RNA聚合酶,逆转录需要逆转录酶,B不符合题意;
C、转录需要的反应物是核糖核苷酸,逆转录需要的反应物是脱氧核苷酸,C符合题意;
D、DNA复制和转录均以DNA为模板,DNA复制以亲代DNA的两条链为模板,转录是以DNA的一条链为模板,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】DNA复制、转录和翻译的比较:
比较项目 复制 转录 翻译
场 所 细胞核 细胞核 细胞质
模 板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA
酶 解旋酶,DNA聚合酶等 解旋酶,RNA聚合酶等 多种酶
能 量 ATP ATP ATP
原 料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 氨基酸
产 物 子代DNA mRNA 多肽链
碱基配对 A-T T-A
G-C C-G A-U T-A
G-C C-G A-U U-A
G-C C-G
20.【答案】D
【知识点】DNA分子的复制
【解析】【解答】由于DNA复制方式为半保留复制,图解如下:
因此只含有14N的大肠杆菌在含有 15N 的培养基中繁殖1代,可得到2个DNA分子,2个DNA分子全部含15N14N,按此规律,在 15N 繁殖2代,可得到4个DNA分子,2个DNA15N14N ,2个DNA 15N15N,再转到含有 14N 的培养基中繁殖一代,得到8个DNA分子, 6个15N14N,2个14N14N,因此只有D符合题意。
故答案为:D
【分析】与DNA分子复制有关的计算:
(1)DNA不论复制多少次,产生的子代DNA分子中含母链的DNA分子数总是2个,含母链也总是2条。
(2)计算比值:n次复制后,形成的子代DNA分子中,含亲代DNA母链的有两个,占子代DNA总数的 =1/2n-1 ;亲代DNA分子含母链两条,占子代
DNA中脱氧核苷酸链总数的 =1/2n 。
21.【答案】A
【知识点】光合作用的过程和意义;有氧呼吸的过程和意义;遗传信息的转录
【解析】【解答】A、光合作用的光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜,A符合题意;
B、光合作用中 CO2 的固定发生在叶绿体基质,B不符合题意;
C、葡萄糖分解产生丙酮酸发生在细胞质基质,C不符合题意;
D、以 DNA 为模板合成 RNA可以发生在高等植物的细胞核、线粒体、叶绿体中,不只发生在生物膜上,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】在高等植物细胞中可以发生在生物膜上的化学反应有:
(1)光合作用的光反应阶段在叶绿体类囊体薄膜
(2)有氧呼吸的第三阶段产生水的过程在线粒体内膜
(3)分泌蛋白的加工和分泌可以有内质网膜、高尔基体膜、细胞膜参与
22.【答案】B
【知识点】核酸的种类及主要存在的部位;DNA分子的结构;遗传信息的转录
【解析】【解答】A、真核生物中的DNA主要存在于细胞核,线粒体和叶绿体中也有少量DNA,A不符合题意;
B、DNA复制可以形成DNA分子,转录可以形成RNA分子,在DNA的复制和转录过程中均需要能量,B符合题意;
C、磷酸二酯键是磷酸与五碳糖之间的键,DNA 和 RNA 分子中都含有磷酸二酯键,C不符合题意;
D、转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,有 DNA 双链解开和恢复的过程,因此D不符合题意。
故答案为:B
【分析】DNA复制和转录的过程图
23.【答案】D
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】基因A1、A2的表达产物N1、N2可随机结合,组成三种类型的二聚体蛋白N1N1、N1N2、N2N2,若该生物体内A2基因表达产物的数量是A1的2倍,则N1占1/3,N2占2/3,由于N1和N2可随机组合形成二聚体蛋白,因此N1N1占1/3×1/3=1/9。
故答案为:D
【分析】解答本题需要明确关键字眼“N1和N2可随机组合”,根据题意可知A1与A2的数量关系,进而求出各二聚体蛋白所占的比例。
24.【答案】D
【知识点】光合作用的发现史;肺炎链球菌转化实验;孟德尔遗传实验-分离定律
【解析】【解答】A、以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验是奥地利科学家孟德尔,A不符合题意;
B、用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验是美国科学家卡尔文,B不符合题意;
C、证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验是美国的科学家艾弗里,C不符合题意;
D、首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成是由中国的科学家完成的,D符合题意。
故答案为为:D。
【分析】本题考查对生物学做出过杰出贡献的科学家。
25.【答案】B
【知识点】噬菌体侵染细菌实验;证明RNA是遗传物质的实验;艾滋病的流行和预防
【解析】【解答】A、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,所以可以从烟草花叶病毒中可以提取到RNA,A不符合题意;
B、噬菌体有严格的宿主特异性,T2噬菌体的宿主是大肠杆菌,所以T2噬菌体不能感染肺炎双球菌导致其裂解,B符合题意;
C、HIV可攻击T细胞引起人的获得性免疫缺陷综合征,C不符合题意;
D、阻断病毒的传播可降低其所致疾病的发病率,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】(1)明确不同生物的遗传物质
①细胞生物的遗传物质:DNA。
②病毒的遗传物质:DNA或RNA。
③绝大多数生物的遗传物质:DNA。
④生物界主要的遗传物质:DNA。
( 2 )艾滋病的发病机理:HIV侵入人体后与T淋巴细胞相结合,破坏T淋巴细胞,使免疫调节受到抑制,并逐渐使人体免疫系统瘫痪,功能瓦解,最终使人无法抵抗其他病毒、病菌的入侵,或发生恶性肿瘤而死亡。
26.【答案】B
【知识点】DNA分子的复制;遗传信息的转录
【解析】【解答】A、染色体和染色质是真核细胞中同一物质的两种不同存在状态,由DNA和蛋白质紧密结合而成,A不符合题意;
B、原核细胞的DNA复制和转录时,也可能存在DNA-蛋白质的复合物, B不符合题意;
C、DNA复制时需要DNA聚合酶的催化,DNA聚合酶的本质是蛋白质,C不符合题意;
D、合成RNA的过程即DNA的转录过程,转录需要RNA聚合酶,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】本题考查原核细胞和真核细胞在转录和翻译时都存在DNA-蛋白质复合物。
27.【答案】B
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、miRNA基因转录时,RNA聚合酶与该基因首端的启动子相结合,A不符合题意;
B、真核细胞内W基因转录形成的mRNA在细胞核内加工后,进入细胞质用于翻译,B符合题意;
C、miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则,即A与U、C与G配对,C不符合题意;
D、miRNA抑制W蛋白的合成,是通过单链结构的miRNA与蛋白质结合形成的miRNA蛋白质复合物直接与W基因的mRNA结合所致,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】转录和翻译的原则都是碱基互补配对。
翻译与转录的异同点:
阶段
项目 转录 翻译
定义 在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程 以信使RNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程
场所 细胞核 细胞质的核糖体
模板 DNA的一条链 信使RNA
信息传递的方向 DNA→mRNA mRNA→蛋白质
原料 含A、U、C、G的4种核苷酸 合成蛋白质的20种氨基酸
产物 信使RNA 有一定氨基酸排列顺序的蛋白质
实质 是遗传信息的转录 是遗传信息的表达
28.【答案】D
【知识点】人类对遗传物质的探究历程;肺炎链球菌转化实验;噬菌体侵染细菌实验;证明RNA是遗传物质的实验
【解析】【解答】A、噬菌体侵染细菌的实验中,用32P标记的是噬菌体的DNA,而DNA进行半保留复制,因此子代噬菌体极少数具有放射性,A不符合题意;
B、肺炎双球菌活体细菌转化实验中,R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因重组的结果,B不符合题意;
C、肺炎双球菌离体细菌转化实验中,S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌,说明DNA是遗传物质,C不符合题意;
D、烟草花叶病毒感染和重建实验中,用TMV A的RNA和TMV B的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后,可检测到A型病毒,说明RNA是TMV A的遗传物质,D符合题意。
故答案为:D
【分析】肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验:
实验名称 实验过程及现象 结论
细菌的转化 体内 转化 1.注射活的无毒R型细菌,小鼠正常。 2.注射活的有毒S型细菌,小鼠死亡。 3.注射加热杀死的有毒S型细菌,小鼠正常。 4.注射“活的无毒R型细菌+加热杀死的有毒S型细菌”,小鼠死亡。 DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质。
体外 转化 5.加热杀死的有毒细菌与活的无毒型细菌混合培养,无毒菌全变为有毒菌。 6.对S型细菌中的物质进行提纯:①DNA②蛋白质③糖类④无机物。分别与无毒菌混合培养,①能使无毒菌变为有毒菌;②③④与无毒菌一起混合培养,没有发现有毒菌。
噬菌体侵染细菌 用放射性元素35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA,让其在细菌体内繁殖,在与亲代噬菌体相同的子代噬菌体中只检测出放射性元素32P DNA是遗传物质
29.【答案】B
【知识点】DNA分子的复制
【解析】【解答】A、由题意“培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl”和“条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置”可知:本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术,A不符合题意;
B、分析图示可知:a管中的DNA密度最大,表明该管中的大肠杆菌是在含15 NH4Cl的培养液中培养的,B符合题意;
C、b管中的DNA密度介于a、c管中的之间,表明该管中的大肠杆菌的DNA都是D、14N–15N-DNA,C不符合题意;
实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】本题的关键是密度越大,分布越靠下:
30.【答案】B,C,D
【知识点】基因、DNA、遗传信息的关系
【解析】【解答】A、根据以上分析已知,朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl位于同一条常染色体上,而等位基因应该位于同源染色体上,A不符合题意;
B、在有丝分裂中期,所有染色体的着丝点都排列在赤道板上,B符合题意;
C、在有丝分裂后期,着丝点分裂、姐妹染色单体分离,分别移向细胞的两极,两极都含有与亲本相同的遗传物质,因此两极都含有基因cn、cl、v、w,C符合题意;
D、在减数第二次分裂后期, X染色体与常染色体可以同时出现在细胞的同一极,因此基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极,D符合题意。
故答案为:BCD
【分析】 等位基因:在一对同源染色体的同一位置上,控制着相对性状的基因,叫做等位基因(Dd)
等同基因:在一对同源染色体的同一位置上的,控制着相同性状的基因,叫做等同基因。(DD或dd)
31.【答案】(1)CO2;O2
(2)DNA
(3)细胞质基质;核孔;mRNA;翻译
(4)提高机体的免疫能力
【知识点】有氧呼吸的过程和意义;线粒体的结构和功能;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)根据题意,丙酮酸进入线粒体后先经氧化脱羧形成乙酰辅酶A,再彻底分解产生CO2和[H],[H]参与有氧呼吸第三阶段,与O2结合,形成H2O。(2)据图可知,乙酰辅酶A进入细胞核中,在乙酰化酶催化下发生乙酰化反应,根据题意,该过程是乙酰辅酶A使染色质中与DNA结合的蛋白质发生乙酰化反应,进而激活了相关基因的转录。(3)据图可知,线粒体内产生的自由基穿过线粒体膜到达细胞质基质中,激活了NFAT等蛋白质分子,激活的NFATNFAT等蛋白质分子要穿过核孔才能进入细胞核,促进白细胞介素基因的转录。相关基因转录形成mRNA,mRNA与核糖体结合后,经翻译产生白细胞介素。(4)据图可知,T细胞内乙酰辅酶A和自由基可调控核内基因的表达,合成干扰素、白细胞介素等,其对提高机体的免疫能力具有重要意义。
【分析】有氧呼吸的第一阶段的葡萄糖酵解产生丙酮酸和[H],同时释放少量能量,发生在细胞质基质中;第二阶段是丙酮酸与水反应产生二氧化碳和[H],同时释放少量能量,发生在线粒体基质中;第三阶段是[H]与氧气生成水,释放大量能量的过程,发生在线粒体内膜上。据图分析可知,乙酰辅酶A进入三羧酸循环后,代谢产生[H],[H]参与有氧呼吸第三阶段,与O2结合形成H2O,同时产生了大量自由基,自由基激活NFAT等分子,进入细胞核的NFAT和乙酰辅酶A在乙酰化酶催化下发生乙酰化反应,参与调控核内基因的表达,进而调控合成干扰素、白细胞介素等。
32.【答案】(1)rRNA;tRNA
(2)细胞核;细胞质;细胞质;细胞核
(3)酪氨酸-谷氨酸-组氨酸-色氨酸;UAUGAGCACUGG
【知识点】基因突变的类型;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)翻译过程中除了需要mRNA外,还需要的核酸分子组成核糖体的rRNA和运输氨基酸的tRNA。(2)就细胞核和细胞质这两个部位来说,mRNA是在细胞核内以DNA的一条链为模板合成的,合成后需进入细胞质翻译出相应的蛋白质。RNA聚合酶的化学本质是蛋白质,在细胞质中合成后,进入细胞核用于合成RNA。(3)根据该小肽的编码序列和对应的部分密码子表可知,该小肽的氨基酸序列是:酪氨酸-谷氨酸-组氨酸-色氨酸。由于谷氨酸、酪氨酸、组氨酸对应的密码子各有两种,故可知对应的DNA序列有3处碱基发生替换后,氨基酸序列不变,则形成的编码序列为UAUGAGCACUGG。
【分析】翻译:1、概念:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。2、场所:核糖体。3、条件:①模板:mRNA; ②原料:氨基酸; ③酶; ④能量;⑤tRNA4、结果:形成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。
33.【答案】(1)转录;tRNA
(2)类囊体;【H】;C5(五碳化合物)
(3)①②③④
(4)吸水涨破
【知识点】光合作用的过程和意义;影响光合作用的环境因素;渗透作用;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)DNA的遗传信息到RNA上通过的过程是转录,转录完成后再通过核糖体上的翻译形成小亚基。大亚基基因表达过程中需要一种mRNA,61种tRNA,故需要RNA种类最多的是tRNA。
(2)光合作用过程中合成ATP是在叶绿体的类囊体薄膜上完成。光合作用时作为还原剂的为[H]。在卡尔文循环中需要循环的物质为C5和ATP,所以该空填C5。
(3)①外界环境的CO2浓度,直接影响二氧化碳的固定,间接影响C3的还原,进而影响C5的浓度,故①符合题意
②叶绿体接受的光照强度,直接影响光反应产生的[H]和ATP,间接影响C3的还原,进而影响C5的浓度,故②符合题意;
③磷酸根离子浓度,直接影响ATP的合成,间接影响C3的还原以及C3-II输出速度,进而影响C5的浓度,故③符合题意;
④酶R催化X与02结合产生C2化合物的强弱;直接影响酶R催化二氧化碳的固定,间接影响C3的还原,进而影响C5的浓度,故④符合题意;
(4)光合作用合成的糖类,如以大量可溶性糖的形式存在,则叶绿体的的渗透压会增大,从外界环境中吸水,导致叶绿体吸水涨破。
故答案为: (1). 转录 tRNA; (2). 类囊体薄膜 [H] .C5(五碳化合物);(3). ①②③④; (4).吸水涨破
【分析】(1)转录翻译的比较
(2)光合作用相关知识点
34.【答案】(1)基因组文库;cDNA文库
(2)解旋酶;加热至90~95 ℃;氢键
(3)Taq酶热稳定性高,而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活
【知识点】PCR技术的基本操作和应用;DNA分子的复制;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因,称为基因文库。如果这个文库包含了某种生物的所有基因,那么,这种基因文库叫做基因组文库。如果这个文库只包含了某种生物的一部分基因,这种基因文库叫做部分基因文库,
(2)体内DNA复制解旋的酶为解旋酶,PCR体系内没有放置解旋酶,使用的是高温(即加热到90~95℃)来讲DNA的氢键断开,从而达到解旋的目的。共同点是为了解螺旋,都破坏了DNA双链之间的氢键
(3)PCR反应中由于使用了高温作为解旋的条件,如果使用普通的聚合酶,其活性会被高温破坏,所以只能使用Taq酶
故答案为:(1)基因组文库 部分基因文库 (2)解旋酶 加热到90~95℃ 氢键 (3)Taq酶热稳定性高,如果用大肠杆菌DNA聚合酶则在高温下会失活
【分析】(1)基因文库包括基因组文库和部分基因文库。将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因,称为基因文库。如果这个文库包含了某种生物的所有基因,那么,这种基因文库叫做基因组文库。如果这个文库只包含了某种生物的一部分基因,这种基因文库叫做部分基因文库,例如cDNA文库,首先得到mRNA,再反转录得cDNA,形成文库。cDNA文库与基因组文库的区别在于cDNA文库在mRNA拼接过程中已经除去了内含子等成分,便于DNA重组时直接使用。
(2)PCR技术:
概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术.
原理:DNA复制.
前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物.
条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)
过程:①高温变性:DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开);低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链.
35.【答案】(1)四种核糖核苷酸;RNA聚合酶
(2)mRNA(信使RNA);tRNA和rRNA(转运RNA和核糖体RNA)
(3)染色质;核孔
(4)分化;增强人体的免疫抵御能力
【知识点】DNA分子的复制;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)细胞核中的RNA都是以DNA为模板转录形成的,该过程需要RNA聚合酶的催化,原料是四种核糖核苷酸。(2)转录可以形成mRNA、tRNA和rRNA,其中mRNA是翻译的模板,可以提供信息指导氨基酸分子合成多肽链;tRNA在翻译中作为运输氨基酸的工具;rRNA是核糖体的组成成分。(3)根据以上分析可知,lncRNA前体加工成熟后,可以与染色质上的DNA分子结合,也可以通过核孔与细胞质中的蛋白质和RNA结合。(4)根据题意分析,人体感染细菌时,造血干细胞核内产生的一种lncRNA,通过与相应DNA片段结合后,血液中产生了单核细胞、中性粒细胞等多种吞噬细胞,说明其调控了造血干细胞的分化;吞噬细胞属于免疫细胞,因此该调控过程的主要生理意义是增强人体的免疫抵御能力。
【分析】分析题图,图中①表示染色质;②表示核孔。
复制、转录和翻译的比较:
复制 转录 翻译
时间 细胞分裂的间期 个体生长发育的整个过程
场所 主要在细胞核 主要在细胞核 细胞质的核糖体
模板 DNA的两条单链 DNA的一条链 mRNA
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸
条件 都需要特定的酶和ATP
产物 2个双链DNA 一个单链RNA
(mRNA,tRNA,rRNA) 多肽链(或蛋白质)
产物动向 传递到2个子细胞 离开细胞核进入细胞质 组成细胞结构蛋白质
和功能蛋白质
特点 边解旋边复制,
半保留复制 边解旋边转录;转录后DNA
仍恢复原来的双链结构 翻译结束后,mRNA
分解成单个核苷酸
碱基配对 A—T,T—A,
G—C,C—G A—U,T—A,
G—C,C—G A—U,U—A,
C—G,G—C
遗传信息传递方向 DNA→DNA DNA→mRNA mRNA→蛋白质
意义 使遗传信息从亲代传给子代 表达遗传信息,使生物表现出各种性状
36.【答案】(1)细胞核;乙
(2)④
(3)e、h;酶
(4)自身不能合成胆碱;成分与前一步骤的培养基相同,只是胆碱没有3H标记;Ⅲ
【知识点】DNA分子的复制;线粒体的结构和功能;叶绿体的结构和功能;细胞核的结构
【解析】【解答】(1)根据以上分析已知,图中甲表示细胞核,乙表示线粒体,丙表示叶绿体;处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞没有叶绿体和成形的细胞核,但是有线粒体。(2)根据以上分析已知,图中c表示核仁,蛋白质合成活跃的卵母细胞中结构c较大,而蛋白质合成不活跃的肌细胞中结构c很小,而蛋白质的合成场所是核糖体,因此说明核仁与核糖体的形成有关,故选④。(3)叶绿体和线粒体都具有增大膜面积的方式,如叶绿体通过h类囊体薄膜的堆叠增大了光合作用光反应的场所;线粒体通过e内膜向内折叠增大了有氧呼吸第三阶段的面积,从而为这些反应需要的酶提供更多的附着场所。(4)①根据表格分析,链孢霉营养缺陷型突变株在加有3H标记的胆碱(磷脂的前体)培养基中培养后,然后转入另一种培养基中继续培养,随着细胞增殖的代数的增加,相对放射性逐渐降低,说明链孢霉营养缺陷型突变株自身不能合成胆碱。
②实验中所用的“另一种培养基”成分与前一步骤的培养基相同,只是胆碱没有3H标记。
③根据以上分析可知,线粒体是分裂增殖形成的。
【分析】分析题图,甲表示细胞核,乙表示线粒体,丙表示叶绿体,其中a为染色质、b为核膜(含核孔)、c为核仁、d为线粒体外膜、e为线粒体内膜、f表示叶绿体外膜、g表示叶绿体内膜、h表示类囊体薄膜堆叠而成的基粒。
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