【考前冲刺】专题五 第14练 遗传信息的传递和表达 专项集训(含解析)

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名称 【考前冲刺】专题五 第14练 遗传信息的传递和表达 专项集训(含解析)
格式 docx
文件大小 1.8MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2024-04-23 23:22:54

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专题五 第14练 遗传信息的传递和表达 专项集训
选择题
1.(2023·山东)将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上,置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像,①和②表示新合成的单链,①的5'端指向解旋方向,丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象,但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则,下列说法错误的是(  )
A.据图分析,①和②延伸时均存在暂停现象
B.甲时①中A,T之和与②中A,T之和可能相等
C.丙时①中A,T之和与②中A,T之和一定相等
D.②延伸方向为5'端至3'端,其模板链3'端指向解旋方向
2.(2023·浙江)紫外线引发的DNA损伤,可通过“核苷酸切除修复(NER)”方式修复,机制如图所示。着色性干皮症(XP)患者的NER酶系统存在缺陷,受阳光照射后,皮肤出现炎症等症状。患者幼年发病,20岁后开始发展成皮肤癌。下列叙述错误的是(  )。
A.修复过程需要限制酶和DNA聚合酶
B.填补缺口时,新链合成以5'到3'的方向进行
C.DNA有害损伤发生后,在细胞增殖后进行修复,对细胞最有利
D.随年龄增长,XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因,可用突变累积解释
3.(2022·海南)科学家曾提出DNA复制方式的三种假说:全保留复制、半保留复制和分散复制(图1)。对此假说,科学家以大肠杆菌为实验材料,进行了如下实验(图2):
下列有关叙述正确的是(  )
A.第一代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带,说明DNA复制方式一定是半保留复制
B.第二代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带和1条轻带,说明DNA复制方式一定是全保留复制
C.结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果,说明DNA复制方式一定是分散复制
D.若DNA复制方式是半保留复制,继续培养至第三代,细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带
4.(2023·深圳模拟)细胞内的生物膜在结构和功能上紧密联系,许多重要的化学反应需要酶的参与,广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点。在真核细胞中,下列代谢过程在膜上进行的是(  )
A.有氧呼吸过程中NADH与O2结合
B.光合作用暗反应中CO2与C5结合
C.翻译过程中tRNA和mRNA的结合
D.DNA 复制时解旋酶与 DNA 的结合
5.(2024·义乌模拟)某二倍体高等雌性动物(2n=4)的基因型为AaBb。其卵原细胞(DNA双链被32P全部标记)在31P培养液中分裂产生的卵细胞与精子(DNA双链被32P全部标记)完成受精作用,受精卵在31P培养液中进行一次分裂。分裂过程中形成的某时期的细胞如图所示,图中①、②两条染色体仅含31P。下列叙述正确的是(  )
A.产生该细胞的受精卵中只含有31P的染色体数为1条
B.图示细胞中有6条染色体含32P,含31P的核DNA有8个
C.受精卵形成该细胞的分裂过程中发生了基因突变或基因重组
D.若产生该精子的精原细胞是纯合子,则精原细胞的基因型是AAbb
6.(2023高三上·吉林模拟)将含有2对同源染色体的一个精原细胞的DNA分子用15N标记,并供给14N为原料,该细胞连续分裂两次,不考虑染色体变异情况,下列相关说法正确的是(  )
A.可通过放射性检测判断子细胞中是否含有15N
B.若四个子细胞中均含有15N,则可判断该细胞进行了减数分裂
C.若进行有丝分裂,则第二次有丝分裂后期每条染色体均含15N
D.若进行减数分裂,则减数分裂I后期每条染色体均含15N
7.(2023高三上·海南模拟)某双链DNA中有1000个碱基对,其中胸腺嘧啶340个,该DNA连续复制3次,且该DNA上存在基因X,下列叙述正确的是(  )
A.DNA分子一条链中相邻两个碱基通过“磷酸—脱氧核糖—磷酸”连接
B.该DNA分子复制3次共需消耗游离鸟嘌呤脱氧核苷酸数为5280
C.若基因X高度甲基化后不能表达,则甲基化可能发生在启动子处
D.该DNA分子中的脱氧核苷酸数目等于磷酸二酯键数目
8.(2023·福田模拟)用32P标记(染色体上的双链DNA均被标记)某红眼雄性果蝇(2N=8)的一个精原细胞,然后在不含32P的培养基中培养,连续分裂两次,形成四个子细胞。下列说法错误的是(  )
A.若红眼雄性果蝇子细胞中有放射性的染色体为0~8条,则此精原细胞进行的是有丝分裂
B.若红眼雄性果蝇分裂时出现两条X染色体,则此精原细胞进行的是减数分裂
C.若每个子细胞中只有1个染色体组,则每个子细胞中均有放射性
D.若每个子细胞均含有Y染色体,则在分裂过程中一个细胞最多可能有4个染色体组
9.(2023高三上·浙江模拟)肽核酸(PNA)是人工合成的,用类多肽骨架取代糖—磷酸主链的DNA类似物。PNA可以通过碱基互补配对的方式识别并结合DNA或RNA,形成更稳定的双螺旋结构,从而广泛用于遗传病检测的分子杂交、抗癌等研究和应用。下列叙述错误的是(  )
A.PNA与DNA或RNA能形成稳定结构可能是细胞内无降解PNA的酶
B.与双链DNA相比,PNA与RNA形成的杂合双链中特有的碱基配对方式是A—U
C.不同肽核酸(PNA)含有的碱基种类不相同,碱基的排列顺序也不相同
D.PNA用于抗癌时,在癌细胞中与特定核苷酸序列结合,会抑制DNA复制、转录等过程
10.(2023高三上·浙江模拟)某二倍体高等动物(2n=4)的卵原细胞的DNA被32P完全标记,在31P的培养液中进行减数分裂产生卵细胞。该卵细胞与DNA被32P完全标记的精子形成的受精卵在31P的培养液中进行一次有丝分裂,分裂过程中形成的某时期的细胞如下图所示,其中①②染色体上的DNA无32P标记。下列叙述错误的是(  )
A.受精卵有丝分裂分裂过程中发生了基因突变
B.图示细胞中有4对同源染色体,4套遗传信息
C.图示细胞中含31P的核DNA为8个,含32P的核DNA为4个
D.若产生精子的精原细胞为纯合子,则精原细胞的基因型可能有两种
11.(2024·邯郸)下列有关遗传信息的叙述,错误的是(  )
A.生物的遗传信息均蕴藏在脱氧核苷酸序列之中
B.遗传信息可以从DNA流向RNA,也可以从RNA流向DNA
C.DNA的甲基化和组蛋白的乙酰化均会影响遗传信息的转录
D.遗传信息在亲子代间传递时出现的错误,可为生物进化提供原始材料
12.(2023·葫芦岛模拟)几个基因共用一段DNA序列的情况,称为基因重叠。基因重叠现象在病毒、细菌和果蝇中均有发现。以下推测错误的是(  )
A.重叠基因能更有效地利用DNA的遗传信息
B.重叠基因的嘌呤碱基数与嘧啶碱基数相等
C.基因A、B的转录是各自独立进行的
D.重叠基因在基因A、B中指导合成的氨基酸序列完全相同
13.(2023·辽阳模拟)在真核生物中,几乎所有基因内部都含有不翻译部分,在转录为初级转录物后,这一部分序列被切除,不翻译为蛋白质,该部分基因序列称为内含子,另外一部分基因称为外显子。初级转录物中由内含子转录而来的片段被剪切后,再重新将其余片段拼接起来成为成熟的mRNA。下列有关叙述错误的是(  )
A.若外显子中发生碱基对的替换,则生物性状可能不会改变
B.真核生物的内含子和外显子的基本组成单位均是脱氧核苷酸
C.成熟的mRNA中只含有起始密码子,不含有终止密码子
D.以成熟的mRNA为模板进行逆转录得到的DNA中不存在内含子
14.(2023·蚌埠模拟)环境DNA(eDNA)是“在环境样品中所有被发现的不同生物的基因组DNA的混合”,它涵盖的范围非常广泛,可以包括土壤、沉积物、空气、水体,甚至是排泄物,动物在某个环境中生活,身上的各种痕迹会携带着自身DNA掉落到四周,都可以从中找到可作为样品的eDNA。有关说法错误的是(  )
A.eDNA的双螺旋结构有助于对遗传物质的精确复制
B.不同eDNA的碱基对排列顺序千变万化,决定了其多样性
C.eDNA中的遗传信息均可通过密码子反映到蛋白质的分子结构上
D.利用eDNA获取的生物信息可用于生物多样性的研究、监测和保护
15.(2023·黔东南模拟)eccDNA是指在真核生物中发现的,染色体外的、非线粒体、非叶绿体环状DNA。研究表明,eccDNA随机来源于染色体基因组DNA,但不能随细胞分裂平均分配到子细胞中,eccDNA是凋亡DNA片段的环化产物,具有超强的刺激人体先天性免疫反应的能力。eccDNA在肿瘤细胞中普遍存在,下列相关叙述,正确的是(  )
A.凋亡DNA片段形成eccDNA的过程只需要DNA聚合酶
B.eccDNA能通过激活B细胞等刺激先天性免疫反应
C.eccDNA分子中的每个磷酸基团都与两个脱氧核糖连接
D.eccDNA分子应该具有明显的位置或序列的特异性
16.(2023·江苏)翻译过程如图所示,其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I),与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对。下列相关叙述正确的是(  )
A.tRNA分子内部不发生碱基互补配对
B.反密码子为5'-CAU-3'的tRNA可转运多种氨基酸
C.mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA
D.碱基I与密码子中碱基配对的特点,有利于保持物种遗传的稳定性
17.(2023·湖南)细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子,也可结合非编码RNA分子CsrB,如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.细菌glg基因转录时,RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录
B.细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时,核糖体沿glg mRNA从5'端向3'端移动
C.抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成
D.CsrA蛋白都结合到CsrB上,有利于细菌糖原合成
18.(2023·湖南)南极雄帝企鹅产蛋后,由雄帝企鹅负责孵蛋,孵蛋期间不进食。下列叙述错误的是(  )
A.帝企鹅蛋的卵清蛋白中N元素的质量分数高于C元素
B.帝企鹅的核酸、多糖和蛋白质合成过程中都有水的产生
C.帝企鹅蛋孵化过程中有mRNA和蛋白质种类的变化
D.雄帝企鹅孵蛋期间主要靠消耗体内脂肪以供能
19.(2023·浙江)某研究小组利用转基因技术,将绿色荧光蛋自基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata3基因一端,如图甲所示。实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只,交配以期获得Gata3-GFP基因纯合子小鼠。为了鉴定交配获得的4只新生小鼠的基因型,设计了引物1和引物2用于PCR扩增,PCR产物电泳结果如图乙所示。
下列叙述正确的是(  )。
A.Gata3基因的启动子无法控制GFP基因的表达
B.翻译时先合成Gata3蛋白,再合成GFP蛋白
C.2号条带的小鼠是野生型,4号条带的小鼠是Gata3-GFP基因纯合子
D.若用引物1和引物3进行PCR,能更好地区分杂合子和纯合子
20.(2023·全国乙卷)已知某种氨基酸(简称甲)是一种特殊氨基酸,迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是,这些古菌含有特异的能够转运甲的tRNA(表示为tRNA甲)和酶E,酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲(表示为甲-tRNA甲),进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子,从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链,则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是(  )
①ATP ②甲 ③RNA聚合酶 ④古菌的核糖体 ⑤酶E的基因 ⑥tRNA甲的基因
A.②⑤⑥ B.①②⑤ C.③④⑥ D.②④⑤
21.(2024·义乌模拟)下图为大肠杆菌的蛋白质翻译延伸示意图,其中30S和50S表示核糖体两个亚基蛋白。下列说法错误的是(  )
A.蛋白质翻译延伸时,携带氨基酸的tRNA先进入A位点,后从E位点脱离
B.丙氨酸(Ala)的密码子所对应的DNA序列是5'CGG 3'
C.若I(次黄嘌呤)与A、U、C皆可配对,则有利于提高翻译的效率
D.当核糖体移动到终止密码子时,30S和50S从mRNA上分离,翻译终止
22.(2024·安徽模拟) 大肠杆菌的RNA聚合酶功能强大,可以自主解开双链DNA,并进行RNA的合成。合成出的RNA一端,很快会结合核糖体合成多肽链。某同学绘制了一幅大肠杆菌转录和翻译的模式图,请同学们进行评议。下列有关该图的评议,正确的是(  )
A.RNA聚合酶沿模板链移动的方向应该是从5'向3'
B.RNA聚合酶结合位置应该包含整个DNA的解链区
C.双链解开的DNA应该在RNA合成结束后恢复双螺旋
D.图中移动的3个核糖体上已合成的肽链长度应该相同
23.(2024·甘肃模拟)20世纪50年代,科学家在研究DNA复制的酶促反应机制时,发现了一种从未见过的生物化学反应,这种反应需要酶对底物模板指令的绝对依赖。后经众多科学家的不断探索,最终揭示了遗传信息传递的一般规律——中心法则。下列叙述错误的是(  )
A.DNA分子的碱基排列顺序构成了遗传信息的多样性
B.遗传信息的复制、转录、翻译和逆转录都需要模板
C.转录时,RNA聚合酶识别并结合RNA的特定序列
D.DNA复制与转录的过程中,碱基互补配对方式不同
24.(2024高三上·嘉兴模拟)瘦素蛋白基因转录直接形成的 RNA 全长有 4500 个碱基,而翻译成的瘦素蛋白仅由167 个氨基酸组成。翻译时,一个核糖体从起始密码子到达终止密码子约需 4 秒钟,实际上以1个 mRNA为模板合成100个瘦素蛋白分子所需的时间约为1分钟。下列叙述正确的是(  )
A.翻译时平均约 27个碱基决定1个氨基酸
B.每个瘦素蛋白均由多个核糖体一起合成
C.该 mRNA上有多个起始密码子和终止密码子
D.翻译时多个核糖体先后结合到同一个 mRNA上
25.(2023高三上·长春模拟) 大肠杆菌(E.coli)核糖体蛋白与rRNA亲和力较强,二者组装成核糖体。当E.coli细胞中缺乏足够的rRNA时,核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA上的核糖体结合位点,抑制翻译。下列有关叙述,不正确的是(  )
A.一个核糖体蛋白的mRNA上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链
B.细胞中有足够的rRNA时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA
C.编码该核糖体蛋白的基因转录完成后,mRNA才能与核糖体结合进行翻译
D.核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制,维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡
26.(2023高三上·海南模拟)脑源性神经营养因子(BDNF)在神经元的生长、存活、分化等过程中起着重要作用。若BDNF基因表达受阻,则会导致精神分裂症。下图为miRNA-195基因对BDNF基因表达过程的影响。下列叙述正确的是(  )
A.过程①②均需DNA聚合酶催化,都遵循A—U、G—C配对
B.过程④为翻译过程,核糖体沿着mRNA从左向右移动
C.miRNA-195与BDNF的mRNA结合,导致BDNF含量增加
D.敲除miRNA-195基因或抑制其转录可治疗精神分裂症
27.(2023·福田模拟)研究表明蛙未受精卵细胞的细胞质中,储存有大量的mRNA。蛙卵在生理盐水中能正常合成mRNA,而物质甲会抑制mRNA的合成。通过设计实验检测蛋白质合成量,探究蛙受精卵早期分裂过程中(20小时内),蛋白质合成所需要的mRNA来源于卵细胞中原本储存的mRNA,还是卵细胞受精后新合成的。下列相关叙述正确的是(  )
A.应取等量的受精卵与未受精卵,设置对照实验
B.在实验组内加入适量的生理盐水,在对照组内应加入等量的物质甲溶液
C.若两组蛋白质的合成量基本相同,说明蛋白质合成所需要的mRNA来源于卵细胞中原本就储存的mRNA
D.也可将受精卵放在含有放射性尿嘧啶的培养液中培养,检测蛋白质放射性的增加量以确认mRNA的来源
28.(2023高三上·福州模拟)果蝇位于X染色体上的SXL基因,若能表达出正常的SXL蛋白,胚胎则发育为雌性。雄果蝇的SXL基因碱基序列与雌果蝇相同,但形成的成熟mRNA上多了一小段序列,翻译的蛋白氨基酸序列却短许多,且不具活性。下列叙述错误的是(  )
A.性染色体为XX的受精卵中SXL基因均失活则可能发育为雄果蝇
B.性染色体为XY的果蝇不能合成具有活性的SXL蛋白而发育为雄性
C.雄果蝇SXL蛋白氨基酸序列变短可能是mRNA提前出现终止密码子
D.果蝇发育为雄性是因为SX/基因发生基因突变导致缺乏正常的SXL蛋白
29.(2023高三上·浙江模拟)图为“促有丝分裂因子”调控细胞增殖示意图。图中CDK为细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶,它需与相应的周期蛋白结合形成复合物进而调控细胞周期。据图分析,下列叙述正确的是(  )
注:Rb蛋白是一种与调控细胞增殖有关的蛋白质
A.Rb蛋白磷酸化不利于相关基因的转录和翻译
B.推测物质甲与CDK结合发生在细胞分裂期
C.物质甲可促使肿瘤细胞在体外培养时表现出接触抑制现象
D.抑制CDK活性的药物可抑制肿瘤细胞的增殖
30.(2023高三上·浙江模拟)研究人员发现某种肝癌细胞与正常肝细胞的P基因存在如下图所示的差异。
下列叙述正确的是(  )
A.P基因启动子的甲基化不利于DNA聚合酶的作用,抑制了P基因的表达
B.P基因正常表达可能具有抑制细胞增殖的作用
C.P基因启动子沉默现象与环境无关
D.甲基化未改变基因内部的碱基序列,因此不能遗传给下一代
31.(2023·海南)某植物的叶形与R基因的表达直接相关。现有该植物的植株甲和乙,二者R基因的序列相同。植株甲R基因未甲基化,能正常表达;植株乙R基因高度甲基化,不能表达。下列有关叙述正确的是(  )
A.植株甲和乙的R基因的碱基种类不同
B.植株甲和乙的R基因的序列相同,故叶形相同
C.植株乙自交,子一代的R基因不会出现高度甲基化
D.植株甲和乙杂交,子一代与植株乙的叶形不同
32.(2023·湖南)酗酒危害人类健康。乙醇在人体内先转化为乙醛,在乙醛脱氢酶2(ALDH2)作用下再转化为乙酸,最终转化成CO2和水。头孢类药物能抑制ALDH2的活性。ALDH2基因某突变导致ALDH2活性下降或丧失。在高加索人群中该突变的基因频率不足5%而东亚人群中高达30%下列叙述错误的是(  )
A.相对于高加索人群,东亚人群饮酒后面临的风险更高
B.患者在服用头孢类药物期间应避免摄入含酒精的药物或食物
C.ALDH2基因突变人群对酒精耐受性下降,表明基因通过蛋白质控制生物性状
D.饮酒前口服ALDH2酶制剂可催化乙醛转化成乙酸,从而预防酒精中毒
33.(2024·义乌模拟)蜜蜂中的雌蜂(2N=32)由受精卵发育而来,雄蜂(N=16)由未受精的卵发育而来,蜜蜂中有一种DNMT3蛋白作用如下图所示。雌蜂幼虫持续取食蜂王浆,使得部分被甲基化的dynactin p62基因去甲基化而能发育为蜂王,若敲除DNMT3基因后,雌蜂幼虫将发育成蜂王,与取食蜂王浆有相同效果。
下列关于蜂王和工蜂的发育机制叙述正确的是(  )
A.蜂王浆可能会提高雌蜂幼虫细胞中DNMT3基因的表达水平
B.DNMT3基因表达的产物是一种DNA甲基化酶
C.部分被甲基化的dynactin p62基因的遗传信息发生改变
D.DNA甲基化可能干扰了RNA聚合酶与复制起点的结合
34.(2023·杭州模拟)研究证实,被良好照顾的大鼠幼崽通过下列途径,使脑内激素皮质醇的受体表达量升高。据下图分析下列说法错误的是(  )
A.大鼠的情绪受多个基因的共同调控
B.皮质醇受体的高表达与表观遗传有关
C.据图可知组蛋白乙酰化与 DNA 甲基化成正相关
D.大鼠的情绪是神经-体液调节的结果
35.(2023高三上·长春模拟) 有些人喝酒不多就脸红,称作“红脸人”,其体内只有乙醇脱氢酶(ADH);有的人喝很多酒,脸色却没有多少改变,称作“白脸人”,其体内没有ADH和乙醛脱氢酶(ALDH)。乙醇进入人体后的代谢途径如图。下列有关叙述,不正确的是(  )
A.图中代谢途径表明基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物的性状
B.“红脸人”饮酒后血液中乙醇含量相对较高,毛细血管扩张而引起脸红
C.据图可推测,“白脸人”的基因型是aaB_
D.A/a、B/b基因都位于常染色体上,故喝酒后是否脸红与性别无关
二、非选择题
36.(2023·舟山模拟)图①~②分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题:
(1)科学家证明细胞中过程①时,运用了同位素示踪技术和   技术;②发生的场所有   。③发生时,产物除了多肽链还有   。1957年,克里克将遗传信息传递的一般规律命名为中心法则,之后随着科学的进步,科学家不断补充和完善中心法则。请写出根尖成熟区细胞遵循的中心法则的内容:   。
(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%,α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%,则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为   。
(3)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点   (填“都相同”、“都不同”或“不完全相同”)。
37.(2023·江苏)帕金森综合征是一种神经退行性疾病,神经元中α-Synuclein蛋白聚积是主要致病因素。研究发现患者普遍存在溶酶体膜蛋白TMEM175变异,如图所示。为探究TMEM175蛋白在该病发生中的作用,进行了一系列研究。请回答下列问题:
(1)帕金森综合征患者TMEM175蛋白的第41位氨基酸由天冬氨酸突变为丙氨酸,说明TMEM175基因发生   而突变,神经元中发生的这种突变   (从“能”“不能”“不一定”中选填)遗传。
(2)突变的TMEM175基因在细胞核中以   为原料,由RNA聚合酶催化形成   键,不断延伸合成mRNA.
(3)mRNA转移到细胞质中,与   结合,合成一段肽链后转移到粗面内质网上继续合成,再由囊泡包裹沿着细胞质中的   由内质网到达高尔基体。突变的TMEM175基因合成的肽链由于氨基酸之间作用的变化使肽链的   改变,从而影响TMEM175蛋白的功能。
(4)基因敲除等实验发现TMEM175蛋白参与溶酶体内酸碱稳态调节。如图1所示,溶酶体膜的   对H+具有屏障作用,膜上的H+转运蛋白将H+以   的方式运入溶酶体,使溶酶体内pH小于细胞质基质。TMEM175蛋白可将H+运出,维持溶酶体内pH约为4.6.据图2分析,TMEM175蛋白变异将影响溶酶体的功能,原因是   。
(5)综上推测,TMEM175蛋白变异是引起α-Synuclein蛋白聚积致病的原因,理由是   。
38.(2023·广东)放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明,circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡,调控机制见下图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA,可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内.种闭合环状RNA,可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合,从而提高mRNA的翻译水平。
回答下列问题:
(1)放射刺激心肌细胞产生的   会攻击生物膜的磷脂分子,导致放射性心肌损伤。
(2)前体mRNA是通过   酶以DNA的一条链为模板合成的,可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对   的竞争性结合,调节基因表达。
(3)据图分析,miRNA表达量升高可影响细胞凋亡,其可能的原因是   。
(4)根据以上信息,除了减少miRNA的表达之外,试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路   。
39.(2023高三上·遂宁模拟)下图为某种病毒入侵细胞后的增殖和表达过程。请据图分析回答问题:
(1)该病毒的遗传物质与T2噬菌体的遗传物质在组成成分上的差别是前者含有   。该病毒表面有多种蛋白质,其中   蛋白是入侵人体细胞的通行证,由于这种蛋白的存在,该病毒具有较高的感染性。
(2)在RNA聚合酶的作用下,病毒利用宿主细胞中的原料,按照碱基互补配对原则合成RNA。可与病毒(+)RNA发生碱基互补配对的核酸是   。(+)RNA能指导合成酶,据此总结该病毒基因的概念:   。
(3)该病毒入侵人体会导致相关疾病。抑制逆转录酶的药物   (选填“能”或“不能”)治疗该病,由此提出一种类似的治疗思路:   。
(4)某小组想模拟噬菌体侵染细菌的实验来验证该病毒的遗传物质是RNA,此方案不可行,为什么    。
40.(2023高三上·海南模拟)在病毒界中的单链RNA病毒,若其基因组RNA本身就具有mRNA的功能,该RNA能直接编码蛋白质的合成,则该RNA病毒就是正链RNA(+RNA)病毒。根据所学知识回答下列问题:
(1)该病毒的+RNA侵入宿主细胞后,首先作为模板合成病毒的蛋白质,合成该病毒蛋白质的原料来自于   提供的氨基酸;某RNA病毒以+RNA为模板合成DNA的过程需要   催化,该过程发生在   (填“病毒”或“宿主细胞”)中。该病毒以DNA为模板合成RNA的过程称为   。
(2)若该RNA病毒通过表面蛋白m的受体结合域(M)与人体细胞表面的C受体相互作用而感染细胞。科学家合成了一种自然界不存在的n蛋白,它可与m蛋白的M紧密结合,以干扰该病毒感染人体细胞。据此分析,n的作用效应与抗m蛋白抗体的作用效应   (填“相似”或“不同”)。该RNA病毒与人体细胞膜上受体的识别   (填“能”或“不能”)体现细胞膜进行细胞间信息交流的功能。
(3)某病毒由RNA和蛋白质组成,探究该病毒遗传物质是RNA还是蛋白质的简要实验思路是   。
(4)已知基因A的表达产物可在一定程度上抑制RNA病毒在宿主细胞中的增殖。在研究基因A的功能时,研究人员发现宿主细胞染色质的组蛋白乙酰化导致染色质结构松散、开放程度变大,最终能激活基因A的表达,试分析染色体的组蛋白乙酰化有利于基因A表达的原理:   。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A、由图可知,①和②表示以同一DNA分子为模板经复制新合成的单链,图甲和图乙中①和②的长度不同,图甲中②比①长,图乙中①比②长,则①和②延伸时都存在暂停现象,A正确;
B、①和②表示以同一DNA分子为模板经复制新合成的单链,①和②两条链中碱基是互补的,如果②中多出的部分不含有A、T,则①中A、T之和与②中A、T之和可能相等,B正确;
C、①和②表示以同一DNA分子为模板经复制新合成的单链,①和②两条链中碱基是互补的,图丙中①和②长度相同,则①中A,T之和与②中A,T之和一定相等,C正确;
D、①和②表示以同一DNA分子为模板经复制新合成的单链,新链合成的方向都是5'端至3'端,由于两条模板链方向相反,和①和②合成的方向相反,①的5'端指向解旋方向,②模板链5'端指向解旋方向,D错误。
故答案为:D。
【分析】DNA分子的复制:
(1)场所:主要在细胞核,此外在线粒体和叶绿体中也能进行.
(2)时期:有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。
(3)特点:多起点,边解旋边复制;复制方式为半保留复制。
(4)条件:模板:亲代DNA分子的两条链;原料:游离的4种脱氧核苷酸;能量:ATP;酶:解旋酶、DNA聚合酶 。
(4)原则:碱基互补配对原则。A-T,G-C,C-G,T-A。
(5)准确复制的原因:DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板;通过碱基互补配对原则保证了复制准确地进行。1个DNA分子经过n次复制形成的DNA分子为2n个,含母链的DNA分子2个。
2.【答案】C
【解析】【解答】A、由图可知,DNA的修复过程涉及到损伤片段的切除和DNA片段的形成,需要限制酶和DNA聚合酶的参与,A正确;
B、DNA链的合成方向为5'到3'端,所以填补缺口时,新链合成也是5'到3'的方向进行,B正确;
C、DNA有害损伤发生后,在细胞增殖中的DNA复制时进行修复,对细胞最有利,C错误;
D、基因累积突变导致癌症,随年龄增长,XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因,可用突变累积解释,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、DNA分子的复制:
(1)场所:主要在细胞核,此外在线粒体和叶绿体中也能进行.
(2)时期:有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。
(3)特点:多起点,边解旋边复制;复制方式为半保留复制。
(4)条件:模板:亲代DNA分子的两条链;原料:游离的4种脱氧核苷酸;能量:ATP;酶:解旋酶、DNA聚合酶 。
(4)原则:碱基互补配对原则。A-T,G-C,C-G,T-A。
2、几种酶的比较:
名称 作用部位 作用结果
限制酶 磷酸二酯键 将DNA切成两个片段
DNA连接酶 磷酸二酯键 将两个DNA片段连接为一个DNA分子
DNA聚合酶 磷酸二酯键 将两个脱氧核苷酸依次连接到单链末端
DNA(水解)酶 磷酸二酯键 将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸
解旋酶 碱基对之间的氢键 将双链DNA分子局部解旋为单链,形成两条长链
3.【答案】D
【解析】【解答】A、第一代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带 ,也可能是分散复制的的复制方式,A错误;
B、第二代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带和1条轻带,也可能是全保留复制,B错误;
C、结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果,也可能是半保留复制,C错误;
D、仅仅通过第一代和第二代是无法确认是半保留的复制方式的,需要继续培养至第三代,观察离心后的试管中是否会出现1条中带和1条轻带,D正确;
故答案为:D
【分析】DNA 的复制
(1)概念:以亲代 DNA 分子两条链为模板,在一定条件下合成子代 DNA 的过程。
(2)过程:
①解旋,需要细胞提供能量、解旋酶的作用;
②合成子链;两条链分别做模板,按照碱基互补配对原则与游离的四种脱氧核苷酸配对,在DNA 聚合酶的作用下,通过磷酸二酯键连成子链;
③子、母链盘绕形成子代 DNA 分子;
④DNA 复制的方向是从子链的 5′端向 3′端;
(3)特点:边解旋边复制,半保留复制。
4.【答案】A
【解析】【解答】A、有氧呼吸过程中NADH与O2结合发生在线粒体内膜,A符合题意;
B、光合作用暗反应中CO2与C5结合发生在叶绿体基质,B不符合题意;
C、翻译过程中tRNA和mRNA的结合,发生在细胞质中的核糖体上,C不符合题意;
D、DNA 复制时解旋酶与 DNA 的结合发生在细胞核内,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】生物膜系统的功能:
(1)细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境,同时在细胞的物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性的作用。
(2)广阔的膜面积为多种酶提供附着位点,有利于许多化学反应的进行。
(3)把各种细胞器分隔开,使细胞内能同时进行多种化学反应,不会互相干扰,保证细胞生命活动高效、有序地进行。
5.【答案】B
【解析】【解答】A、卵原细胞(DNA双链被32P全部标记)在31P培养液中分裂产生的卵细胞 ,由于DNA的半保留复制,卵细胞中2条染色体DNA的全部是一条链含31P,一条链含32P,精细胞的DNA双链被32P全部标记,故产生该细胞的受精卵中只含有31P的染色体数为0条,A错误;
B、该细胞的受精卵2条染色体DNA的全部是一条链含31P,一条链含32P,2条染色体DNA的两条链含32P,受精卵在31P培养液中进行一次分裂 ,细胞中含有同源染色体,着丝粒分裂,说明该细胞处于有丝分裂后期,由于图中①、②两条染色体仅含31P,所以图示细胞中有6条染色体含32P,且该染色体每个DNA的一条链为31P,另一条链32P,因此含31P的核DNA有8个,B正确;
C、受精卵只能进行有丝分裂,姐妹染色体形成的染色体上的基因不同(A与a),因此受精卵形成该细胞的分裂过程中发生了基因突变 ,C错误;
D、图中①、②两条染色体仅含31P,由此可见①、②两条染色体以及他们的原姐妹染色单体,均来自于卵细胞,故卵细胞基因型为aB;可判断此细胞中来自父方的精子基因型为ab或Ab,若产生该精子的精原细胞是纯合子,则精原细胞基因型可能为aabb或AAbb,D错误。
故答案为:B。
【分析】题图分析:细胞中含有同源染色体,着丝粒分裂,说明该细胞处于有丝分裂后期。
6.【答案】D
【解析】【解答】A、15N是稳定同位素,没有放射性,A不符合题意;
B、由于着丝粒(着丝点)分裂后,姐妹染色单体分开随机移向两极,所以有丝分裂产生的四个子细胞也可能都含有15N,B不符合题意;
C、由于DNA进行半保留复制,第一次有丝分裂结束时每条染色体上的DNA均是一条链为15N,一条链为14N;第二次有丝分裂,经过间期复制,每条染色体上的两条姐妹染色单体,只有一条染色单体上的DNA含15N,另外一条染色单体上只含14N,所以到第二次有丝分裂后期,只有半数的染色体含15N,C不符合题意;
D、减数分裂DNA只复制一次,且DNA进行半保留复制,所以减数分裂I后期每条染色体均含15N,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】减数分裂与有丝分裂的区别:有丝分裂可连续进行,有丝分裂复制一次,细胞分裂一次, 产生与亲代细胞一样的两个子细胞;减数分裂复制一次,细胞连续分裂两次,产生的子细胞中核DNA和染色体是亲代细胞的一半。
7.【答案】C
【解析】【解答】A、双链DNA的一条链中,连接相邻两个碱基的是“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”,A不符合题意;
B、该双链DNA分子中有1000个碱基对,胸腺嘧啶340个,任意两个不互补的碱基之和为碱基总数的一半,则鸟嘌呤为660个,该DNA连续复制3次,共消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为660×(23-1)=4620,B不符合题意;
C、基因X不能表达与甲基化有关,基因转录时RNA聚合酶识别的序列是启动子,一旦启动子发生甲基化,RNA聚合酶可能无法识别启动子,导致转录不能进行,C符合题意;
D、两个脱氧核苷酸之间形成一个磷酸二酯键,该DNA分子是双链结构,因此DNA分子中脱氧核苷酸数目比磷酸二酯键数目多2个,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】DNA分子结构的主要特点:DNA是双螺旋结构,外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架,内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则(A-T、C-G)。
8.【答案】B
【解析】【解答】 A、B、若精原细胞进行的是连续两次有丝分裂,由于DNA分子的半保留复制,每个DNA分子在第一次有丝分裂的间期复制后,均有一条链带有标记,一条链不带标记,有丝分裂结束后子细胞中每个DNA分子只有一条链带有标记,在此基础上进行第二次有丝分裂,间期复制后,每条染色体上有一个DNA的一条链带有标记,一条链不带标记,另一个DNA分子的两条都不带标记,后期染色体随机分配到两极,因此可能有的子细胞不带有放射性,也可能4个子细均带有放射性,若该精原细胞进行的是减数分裂,间期复制后,每条染色体上的个DNA都是一条链带有标记,一条链不带标记,则4个子细胞为精细胞,均带有放射性,A正确,B措误;
C、若每个子细胞中只有1个染色体组,说明该精原细胞进行的是减数分裂,则每个子细胞均有放射性,C正确;
D、若每个子细胞均含有Y染色体,说明该精原细胞进行的是有丝分裂,精原细胞有2个染色体组,则有丝分裂后期可能有4个染色体组,D正确。
故答案为:B。
【分析】DNA的复制是半保留复制,即以亲代DNA分子的每条链为模板,合成相应的子链,子链与对应的母链形成新的DNA分子,这样一个DNA分子经复制形成两个子代DNA分子,且每个子代DNA分子都含有一条母链。
9.【答案】C
【解析】【解答】A、PNA是人工合成的DNA类似物, PNA与DNA或RNA能形成稳定结构可能是细胞内无降解PNA的酶,A正确;
B、PNA是DNA类似物,与双链DNA相比,PNA与RNA形成的杂合双链中特有的碱基配对方式是A-U, B正确;
C、不同肽核酸( PNA )含有的碱基种类相同,都是A、G、C、T四种,但碱基的排列顺序不同,C错误;
D、PNA用于抗癌时,在癌细胞中与特定核苷酸序列结合,能抑制DNA复制和转录过程,D正确。
故答案为:C。
【分析】细胞内含有两种核酸,分别为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA),构成核酸的基本组成单位是核苷酸,核苷酸包括一分子五碳糖、一分子磷酸和一分子含氮碱基,构成DNA的核苷酸是脱氧核糖核苷酸。与构成RNA的核糖核苷酸相比,它们五碳糖不一样,且含氮碱基不完全相同,构成核糖核苷酸的碱基包括A、G、C、U,而构成脱氧核糖核苷酸的碱基包括A、G、C、T。不同核酸之间,主要是由于核酸种类和排列顺序、以及数目造成的。
10.【答案】C
【解析】【解答】A、可能在有丝分裂间期基因A突变成a(或a突变成A),形成图中细胞的过程,A正确;
B、细胞处于有丝分裂后期,含有4个染色体组,4对同源染色体,4套遗传信息,B正确;
C、卵细胞中的染色体DNA全部是一条含31P,一条含32P,精子的DNA被32P完全标记,故产生的受精卵中含有31P的DNA数为4个,含32P的核DNA为8个,C错误;
D、图示细胞处于有丝分裂后期,基因型为AaaaBBbb,可推知受精卵的基因型为AaBb或aaBb,在间期发生基因突变(A突变,突变为A)。图中①②两条染色体上的DNA无标记,即只含有p,而精子的DNA被32P完全标记,因此①②来自卵细胞,因此卵细胞的基因型为ab,由于有丝分裂间期发生了基因突变,可推知精子的基因型为AB或aB,若产生该精子的精原细胞是纯合子,则精原细胞的基因型为aaBB或AABB,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、DNA的复制是半保留复制,即以亲代DNA分子的每条链为模板,合成相应的子链,子链与对应的母链形成新的DNA分子,这样一个DNA分子经复制形成两个子代DNA分子,且每个子代DNA分子都含有一条母链。
2、减数分裂过程:
间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。
减数第一次分裂:(1)前期:同源染色体发生联会,形成四分体。(2)中期:每对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧。(3)后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合。(4)末期:细胞质分裂,形成两个子细胞,细胞中染色体数目减半。
减数第二次分裂:(1)前期:染色体散乱的分布在细胞中。(2)中期:染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上。(3)后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分离。(4)末期:细胞质分裂,形成两个子细胞。
3、动物细胞有丝分裂过程:
分裂间期:完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,中心粒完成增倍。
分裂前期:染色质螺旋化形成染色体,核仁解体,核膜消失,中心体移向两极,并发出星射线形成纺锤体。 分裂中期:着丝粒排列在赤道板上,染色体形态固定,数目清晰,便于观察。
分裂后期:着丝粒一分为二,姐妹染色单体分离,成为两条染色体,由星射线牵引移向细胞两极。
分裂末期:染色体解螺旋形成染色质,纺锤体消失,核膜核仁重新出现,细胞膜由中间向内凹陷,细胞缢裂。
11.【答案】A
【解析】【解答】A、有些病毒的遗传物质是RNA,其遗传信息蕴藏在核糖核苷酸序列之中,A错误;
B、 转录过程中,遗传信息可以从DNA流向RNA,逆转录过程中,遗传信息可以从RNA流向DNA,B正确;
C、 DNA的甲基化和组蛋白的乙酰化引起表观遗传现象主要是通过影响遗传信息转录过程实现,C正确;
D、 遗传信息在亲子代间传递时出现的错误,如DNA复制时发生的基因突变,可为生物进化提供最原始的材料,D正确。
故答案为:A。
【分析】 中心法则:(1)遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;(2)遗传信息可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。
12.【答案】D
【解析】【解答】A、基因是一段有遗传功能的DNA片段,重叠基因能更有效地利用DNA的遗传信息,A正确;
B、根据碱基互补配对原则,A=T,G=C,重叠基因的嘌呤碱基(A+G)数与嘧啶碱基(T+C)数相等,B正确;
C、转录是以基因的一条链(模板链)为模板合成RNA的过程,基因A、B的模板链不同,转录是各自独立进行的,C正确;
D、重叠基因在基因A、B中可能模板链不同, 因此指导合成的氨基酸序列不一定完全相同,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、基因的概念:基因是具有遗传效应的DNA片段,是决定生物性状的基本单位。
2、DNA的双螺旋结构:
(1)DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的;
(2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基在内侧;
(3)两条链上的碱基通过氢键连接起来,形成碱基对且遵循碱基互补配对原则即A-T,G-C,C-G,T-A。
3、转录是在细胞核中以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。翻译指游离在细胞质内的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
13.【答案】C
【解析】【解答】A、由于密码子存在简并性(一种氨基酸可以对应两种或多种密码子),若外显子中发生碱基对的替换,则生物性状可能不会改变,A正确;
B、结合题干,真核生物的内含子和外显子均属于基因(有遗传效应的DNA片段),故真核生物的内含子和外显子的基本组成单位均是脱氧核苷酸,B正确;
C、成熟的mRNA中含有起始密码子(翻译的起点),也含有终止密码子(翻译的终点),C错误;
D、结合题干“初级转录物中由内含子转录而来的片段被剪切后,再重新将其余片段拼接起来成为成熟的mRNA”可知以成熟的mRNA为模板进行逆转录得到的DNA中不存在内含子,D正确。
故答案为:C。
【分析】密码子:1.概念:密码子是mRNA上相邻的3个碱基;2.种类:64种,其中有3种是终止密码子,不编码氨基酸;3.特点:(1)一种密码子只能编码一种氨基酸,但一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码;(2)密码子具有通用性,即自然界所有的生物共用一套遗传密码。
14.【答案】C
【解析】【解答】A、eDNA的双螺旋结构能为DNA复制提供精确的模板,因而使复制产生的DNA和亲代DNA分子相同,进而有助于对遗传物质的精确复制,A正确;
B、碱基对排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的多样性,碱基对的特定排列顺序,又构成了每一个DNA分子的特异性,即不同eDNA的碱基对排列顺序决定其多样性,B正确;
C、eDNA中的遗传信息均未必都会通过密码子反映到蛋白质的分子结构上,因为基因结构中有非编码区 的存在,同时DNA中还存在较多的非基因序列,C错误;
D、DNA分子具有特异性,eDNA也不例外,故eDNA获取的生物信息可用于生物多样性的研究、监测和保护,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、DNA分子的多样性和特异性:
(1)DNA分子的多样性:构成DNA分子的脱氧核苷酸虽只有4种,配对方式仅2种,但其数目却可以成千上万,更重要的是形成碱基对的排列顺序可以千变万化,从而决定了DNA分子的多样性(n对碱基可形成4n种)。
(2)DNA分子的特异性:每个特定的DNA分子中具有特定的碱基排列顺序,而特定的排列顺序代表着遗传信息,所以每个特定的DNA分子中都贮存着特定的遗传信息,这种特定的碱基排列顺序就决定了DNA分子的特异性。
2、DNA分子准确复制的原因:(1)DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板。
(2)通过碱基互补配对原则保证了复制准确地进行。
15.【答案】C
【解析】【解答】A、由题意可知,eccDNA是环状DNA,DNA片段形成环化eccDNA的过程还需要DNA连接酶,A错误;
B、通过激活B细胞等引发的免疫反应属于后天性免疫反应,即特异性免疫,B错误;
C、由题意可知,eccDNA是环状DNA,其中的每个磷酸基团都与两个脱氧核糖连接,C正确;
D、由题意可知,eccDNA随机来源于染色体基因组DNA,因此不具有明显的位置或序列的特异性,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构,其外侧由脱氧核糖和磷酸交替连结构成基本骨架,内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则,即A-T、C-G、T-A、G-C。
2、DNA分子的多样性:构成DNA分子的脱氧核苷酸虽只有4种,配对方式仅2种,但其数目却可以成千上万,更重要的是形成碱基对的排列顺序可以千变万化,从而决定了DNA分子的多样性(n对碱基可形成4n种)。
3、DNA分子的特异性:每个特定的DNA分子中具有特定的碱基排列顺序,而特定的排列顺序代表着遗传信息,所以每个特定的DNA分子中都贮存着特定的遗传信息,这种特定的碱基排列顺序就决定了DNA分子的特异性。
16.【答案】D
【解析】【解答】A、tRNA链经过折叠,看上去像三叶草的叶形,局部会发生碱基互补配对,A不符合题意;
B、反密码子为5'-CAU-3'的tRNA中的反密码子只对应一种密码子,一种密码子只对应一种氨基酸,所以该tRNA只能转运一种氨基酸,B不符合题意;
C、mRNA上的终止密码子没有对应的氨基酸,也就没有相应的tRNA与之结合,C不符合题意;
D、若基因发生突变,则会导致mRNA碱基顺序发生改变,使密码子发生改变,反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I)与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对,可使氨基酸的种类及排列顺序保持不变,从而
有利于保持物种遗传的稳定性,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】1、mRNA、tRNA和rRNA都是由DNA转录而来的产物。
2、mRNA上3个相邻的碱基决定一个氨基酸,每3个这样的碱基叫作1个密码子,由于密码子具有简并性,所以一种氨基酸可对应多种密码子,而一种密码子只能对应一种氨基酸。
3、每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,tRNA比mRNA小的多,分子结构也很特别:RNA链经过折叠,看上去像三叶草的叶形,其一端是携带氨基酸的部位,另一端有三个相邻的碱基。每个tRNA的这三个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对,叫作反密码子。
17.【答案】C
【解析】【解答】A、启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,基因转录时RNA聚合酶识别并结合到基因的启动子区域从而启动转录,A正确;
B、翻译时核糖体沿着mRNA移动且方向是是由5'端向3'端移动,B正确;
C、抑制CsrB基因转录会使CsrB减少,CsrA会更多地与glg mRNA结合,形成不稳定构象,glg mRNA被核糖核酸酶降解,无法翻译出UDPG焦磷酸化酶。而glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用,故抑制CxrB基因的转录能抑制细菌糖原合成,C错误;
D、若CsrA都结合到CsrB上,则CsrA不与gg mRNA结合,从而使glg mRNA不被降解而正常进行翻译产生UDPG焦磷酸化酶,有利于细菌糖原的合成,D正确。
故答案为:C。
【分析】转录主要发生在细胞核中,模板是DNA的一条链,四种核糖核苷酸为原料,在RNA聚合酶的催化作用下产生RNA;翻译的场所为核糖体,以信使RNA为模版,氨基酸为原料合成蛋白质,在翻译过程中mRNA并不移动,而是核糖体沿着mRNA移动,进而依次读取密码子,最终因为模板mRNA相同,合成的多个多肽的氨基酸序列完全相同。
18.【答案】A
【解析】【解答】A、蛋白质是以碳链为基本骨架形成的生物大分子,因此帝企鹅蛋的卵清蛋白中C元素的质量分数高于N元素,A错误;
B、核酸、糖原、蛋白质都是生物大分子,由单体形成多聚体过程中都有水的产生,B正确;
C、孵化过程中会发生细胞分化,涉及基因的选择性表达,因此帝企鹅蛋孵化过程有mRNA和蛋白质种类的变化,C正确;
D、雄帝企鹅孵蛋期间不进食,无外界能量供应,主要消耗体内有机物供能,脂肪是良好的储能物质,因此主要靠消耗体内脂肪以供能,D正确。
故答案为:A。
【分析】(1)蛋白质、核酸和多糖都是生物大分子,都是由许多基本组成单位连接而成的,这些基本单位称为单体。生物大分子又称为单体的多聚体,每一个单体都是以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架,由许多单体连接成的多聚体。
(2)细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。
19.【答案】B
【解析】【解答】A、由图可知,Gata3基因的启动子在Gata3基因和GFP基因的上游,可以控制GFP基因的表达,A错误;
B、由图可知,Gata3基因的启动子在Gata3基因和GFP基因的上游,可以控制二者的表达,且Gata3基因距离启动子较近,先合成Gata3蛋白,再合成绿色荧光蛋白,B正确;
C、分析图甲和图乙可知,引物1和引物2用于PCR扩增,扩增出的是Gata3基因和GFP基因大片段,2号条带的小鼠只含有大条带是Gata3-GFP基因纯合子,4号条带的小鼠只有小片段是野生型,C错误;
D、由图甲可知,若用引物1和引物3进行PCR,野生型和Gata3-GFP基因重组型获得的片段大小差异不大,不能区分杂合子和纯合子,D错误。
故答案为:B。
【分析】PCR技术
(1)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。
(2)原理:DNA复制。
(3)前提:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物
(4)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
(5)过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开。
20.【答案】A
【解析】【解答】甲这种氨基酸只存在于某些古细菌中,所以要让大肠杆菌中合成含有甲的肽链,必须转入②甲。同时转运氨基酸甲的tRNA只能是tRNA甲,而大肠杆菌中没有tRNA甲,所以要让大肠杆菌中合成含有甲的肽链,必须转入⑥tRNA甲的基因,可以让大肠杆菌转录出tRNA甲。要让甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲需要酶E的催化,而大肠杆菌中没有酶E,所以必须要给大肠杆菌转入⑤酶E的基因,让该基因在大肠杆菌细胞中表达,合成出酶E。至于①ATP、③RNA聚合酶,大肠杆菌中都有,不需要转入大肠杆菌细胞中。古菌的核糖体没有特异性,与大肠杆菌中的核糖体功能是相同的,所以不需要给大肠杆菌转入④古菌的核糖体。综上所述,若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链,则②⑤⑥必须转入大肠杆菌细胞内,故A符合题意,B、C、D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】1、转录:在细胞核中,以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程。(注:叶绿体、线粒体也有转录)
转录的条件:模板(DNA)、原料(四种核糖核苷酸)、能量(ATP)、酶(解旋酶和RNA聚合酶)。
2、翻译: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。(注:叶绿体、线粒体也有翻译)
翻译的条件:模板(mRNA)、原料(氨基酸)、能量(ATP)、酶、核糖体、tRNA。
21.【答案】B
【解析】【解答】A、 蛋白质翻译延伸时,携带氨基酸的tRNA会依次进入A位点,P位点、E位点, 先进入A位点,后从E位点脱离 ,A正确;
B、反密码子是指tRNA的A环的三个相邻的碱基,能专一地与mRNA上的特定的3个碱基(即密码子)配对,由图可知,丙氨酸(Ala)的密码子所对应的mRNA为5'GCC3',B错误;
C、 若I(次黄嘌呤)与A、U、C皆可配对,提高了密码子的简并,使得碱基配对的效率更高,有利于提高翻译的效率,C正确;
D、翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在核糖体上,翻译过程中, 当核糖体移动到终止密码子时,30S和50S( 核糖体两个亚基蛋白 )从mRNA上分离,翻译终止,D正确。
故答案为:B。
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程主要在细胞核中进行,需要解旋酶和RNA聚合酶参与;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在核糖体上,需要以氨基酸为原料,还需要酶、能量和tRNA等。
22.【答案】C
【解析】【解答】A、A、RNA聚合酶沿模板链移动的方向应该是从3'向5',A错误;
B、转录时,RNA聚合酶与模板链的启动子结合,启动转录,不包含整个DNA的解链区,B错误;
C、细胞内遗传信息传至RNA后,RNA从DNA链上释放,而后DNA双螺旋恢复,C正确;
D、图中移动的3个核糖体上已合成的肽链长度不同,D错误。
故答案为:C
【分析】1、转录:以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,通过RNA聚合酶合成mRNA的过程。
(1)场所:细胞核(主要)、线粒体、叶绿体。
(2)过程:解旋、原料与DNA碱基互补并通过氢键结合、RNA新链延伸、合成的mRNA从DNA链上释放、DNA双链恢复。
(3)原则:碱基互补配对原则。A-U,G-C,C-G,T-A。
2、翻译: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。
(1)场所:细胞质中的核糖体。
(2)模板:mRNA。
(3)原料:21种游离的氨基酸。
(4)原则:碱基互补配对原则。A-U,G-C,C-G,U-A。
23.【答案】C
【解析】【解答】A、细胞生物的遗传物质是DNA,故其生物的遗传信息储存在DNA的核苷酸序列中;构成DNA分子的脱氧核苷酸虽只有4种,配对方式仅2种,但其数目却可以成千上万,更重要的是形成碱基对的排列顺序可以千变万化,n对碱基可形成4n种排列顺序。故DNA分子的碱基排列顺序构成了遗传信息的多样性,A不符合题意;
B、遗传信息的复制、转录、翻译和逆转录都需要模板:DNA复制以DNA的两条链为模板,转录以DNA的一条单链为模板,翻译是以RNA为模板,逆转录是以RNA为模板, B不符合题意;
C、转录是遗传信息从DNA流向RNA的过程,而发生反应的前提是RNA聚合酶与DNA结合,所以,RNA聚合酶首先要识别找到启动子,结合后再转录。故转录时RNA聚合酶识别并结合DNA的特定序列, C符合题意;
D、DNA复制与转录的过程中,碱基互补配对方式不同,DNA复制过程中的碱基配对方式为:A-T、T-A、 C-G、G-C,而转录过程中的碱基配对方式为:A-U、 T-A、C-G、G-C,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)中心法则:遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;遗传信息可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。
(2)DNA分子的多样性:构成DNA分子的脱氧核苷酸虽只有4种,配对方式仅2种,但其数目却可以成千上万,更重要的是形成碱基对的排列顺序可以千变万化,从而决定了DNA分子的多样性(n对碱基可形成4n种)。
24.【答案】D
【解析】【解答】A、mRNA上3个碱基构成一个密码子决定1个氨基酸。A错误;
BD、翻译时,一个核糖体从起始密码子到达终止密码子约需 4 秒钟,实际上以1个 mRNA为模板合成100个瘦素蛋白分子所需的时间约为1分钟。可说明1个 mRNA上可先后结合多个核糖体,同时进行多条肽链的翻译。 但每个瘦素蛋白由1个核糖体合成。B错误,D正确;
C、该mRNA上有1个起始密码子和1个终止密码子。C错误;
故答案为:D。
【分析】翻译是在细胞质中,游离的各种氨基酸以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程。1条mRNA链可以结合多个核糖体,提高翻译效率。密码子有64个,其中3个终止密码子,61个决定氨基酸的密码子,61个中还有2个起始密码子。过程:起始、运输、延伸、停止、释放。
25.【答案】C
【解析】【解答】A、一个核糖体蛋白的mRNA上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链,以提高翻译速率,A正确;
B、核糖体蛋白与rRNA亲和力较强,二者组装成核糖体,当E.coli细胞中缺乏足够的rRNA时,核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA上的核糖体结合位点,因此当细胞中有足够的rRNA时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA,B正确;
C、大肠杆菌没有细胞核,其编码该核糖体蛋白的基因边转录边与核糖体结合进行翻译,C错误;
D、核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制,维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡,D正确。
故答案为:C。
【分析】真核生物由于细胞核的存在,先转录后翻译,原核生物没有细胞核,边转录边翻译。
26.【答案】D
【解析】【解答】A、过程①是BDNF基因的复制,需要DNA聚合酶催化,过程中存在A—T、G—C配对;过程②是BDNF基因的转录,需要RNA聚合酶催化,存在A—T、A—U、G—C的配对,A不符合题意;
B、过程④是翻译过程,左边的多肽链长,右边短,推测核糖体沿着mRNA从右向左移动,B不符合题意;
C、miRNA-195与BDNF基因转录形成的mRNA结合形成杂交链,使mRNA无法与核糖体结合,进而抑制翻译过程,最终导致BDNF合成减少,含量也减少,C不符合题意;
D、miRNA-195基因转录会引起BDNF基因表达受阻,导致精神分裂症,因此可以敲除miRNA-195基因或者抑制miRNA-195基因的转录,使BDNF基因正常表达,可治疗精神分裂症,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】转录过程由RNA聚合酶催化进行,以DNA其中一条链为模板,产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动,留下新合成的RNA链。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所在核糖体。
27.【答案】C
【解析】【解答】设置对照实验,应和实验组一样取等量的受精卵,A不符合题意。在对照组内加入适量的生理盐水,在实验组内应加入等量的物质甲溶液,B不符合题意。在对照组内加入适量的生理盐水,在实验组内应加入等量的物质甲溶液,若两组蛋白质的合成量基本相同,说明蛋白质合成所需要的mRNA来源于卵细胞中原本就储存的mRNA,C符合题意。实验中需要检测的是蛋白质,蛋白质的基本单位是氨基酸,所以将受精卵放在含有放射性尿嘧啶的培养液中培养,检测蛋白质放射性的增加量不能确认mRNA的来源,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】本题主要考查学生的实验设计,在对照组内加入适量的生理盐水,在实验组内应加入等量的物质甲溶液,若两组蛋白质的合成量基本相同,说明蛋白质合成所需要的mRNA来源于卵细胞中原本就储存的mRNA。
28.【答案】D
【解析】【解答】A、表达出正常的SXL蛋白,胚胎则发育为雌性,性染色体为XX的受精卵中SXL基因均失活导致不能表达出SXL蛋白,则可能发育为雄果蝇,A正确;
B、雄果蝇的SXL基因碱基序列与雌果蝇相同,但形成的成熟mRNA上多了一小段序列,翻译的蛋白氨基酸序列却短许多,且不具活性,B正确;
C、mRNA提前出现终止密码子会导致翻译提前终止,从而导致雄果蝇SXL蛋白氨基酸序列变短,C正确;
D、雄果蝇的SXL基因碱基序列与雌果蝇相同,未发生基因突变,果蝇发育为雄性,是因为成熟mRNA上多了一小段序列,翻译的蛋白氨基酸序列却许多,且不具活性,缺正常的SXL蛋白,D错误。
故答案为:D。
【分析】“基因的表达”是指遗传信息转录和翻译形成蛋白质的过程。转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程需要核糖核苷酸作为原料;翻译是指在核糖体上,以mRNA为模板、以氨基酸为原料合成蛋白质的过程,该过程还需要tRNA来运转氨基酸。
29.【答案】D
【解析】【解答】A、据图可知,Rb蛋白磷酸化后可促进转录调控因子的活化,进而促进转录和翻译过程,即Rb蛋白磷酸化利于相关基因的转录和翻译,A错误;
B、CDK为细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶,它需与相应的周期蛋白结合形成复合物进而调控细胞周期。据图可知,物质甲能与CDK结合,进而使转录调控因子活化,调控细胞周期,据此推测物质甲属于细胞周期蛋白,而间期主要进行DNA分子复制有关蛋白质合成(涉及转录和翻译过程),故推测物质甲与CDK结合发生在细胞分裂间期,B错误;
C、肿瘤细胞在体外培养时不会表现出接触抑制现象,C错误;
D、结合题图可知,CDK与甲结合后会通过转录、翻译过程促进细胞增殖,故抑制CDK活性的药物可抑制肿瘤细胞的增殖,D正确。
故答案为:D。
【分析】连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,为一个细胞周期。一个细胞周期包括两个阶段:分裂间期和分裂期,从细胞一次分裂结束到下一次分裂之前,是分裂间期。细胞周期的大部分时间处于分裂间期占细胞周期的90%~ 95%。分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备,完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的生长。在分裂间期结束之后,细胞就进入分裂期,开始进行细胞分裂。对于真核生物来说,有丝分裂是其进行细胞分裂的主要方式,分裂结束后,形成的子细胞又可以进入分裂间期。
30.【答案】B
【解析】【解答】A、根据图示,P基因启动子的甲基化使得启动子沉默,RNA聚合酶无法识别,抑制了转录过程,A错误;
B、由图可知,肝癌细胞的P基因启动子沉默,P基因无法表达,肝癌细胞能无限增殖,可推知,P基因正常表达可能具有抑制细胞增殖的作用,B正确;
C、P基因启动子沉默现象是由于启动子的甲基化导致,甲基化与环境因素有关,C错误;
D、甲基化不改变基因的碱基序列,但基因表达和表型发生可遗传变化,D错误。
故答案为:B。
【分析】表观遗传:(1)概念:生物基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
(2)主要原因:①DNA甲基化:DNA分子中的碱基被选择性加上甲基的现象。某个基因发生足够多的甲基化后,其转录会被阻止,从而被关闭,甲基化被移除,基因就会被开启。②组蛋白修饰:组成染色体的蛋白质分为组蛋白和非组蛋白。其中组蛋白是决定染色体螺旋程度的重要因素,组蛋白常受到多种化学修饰,如甲基化、乙酰化等,被称为组蛋白修饰。组蛋白修饰可影响染色体螺旋化程度,从而影响基因的表达。
31.【答案】D
【解析】【解答】A、由题意可知,植株甲和乙,二者R基因的序列相同,可推知它们的R基因的碱基种类相同,A不符合题意;
B、由题意可知,植株甲R基因未甲基化,能正常表达;植株乙R基因高度甲基化,不能表达,所以二者的叶形不同,B不符合题意;
C、基因的高度甲基化是可遗传变异,所以植株乙自交,子一代的R基因会出现高度甲基化,C不符合题意;
D、植株甲和乙杂交,子一代植株一半的R基因高度甲基化,另一半高度甲基化,所以子一代与植株乙叶形不同。
故答案为:D。
【分析】生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫作表观遗传。
32.【答案】D
【解析】【解答】A、乙醇在人体内转化为乙醛后,可以在ALDH2作用下再转化为乙酸,最终转化成CO2和水,减少对人体的危害。但ALDH2基因某突变会使ALDH2活性下降或丧失,使乙醛不能最终转化成CO2和水,导致乙醛积累危害人体。东亚人群中该基因突变频率较高,故与高加索人群相比,东亚人群饮酒后面临的风险更高,A正确;
B、头孢类药物能抑制ALDH2的活性,使乙醛不能正常转化成乙酸,最终转化成CO2和水。导致乙醛在人体积累对人体造成危害。故患者在服用头孢类药物期间应避免摄人含酒精的药物或食物,B正确;
C、ALDH2基因表达产物为乙醛脱氢酶2,是一种蛋白质。因此该基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状,表明基因通过蛋白质控制生物性状 ,C正确;
D、ALDH2酶制剂属于蛋白质,饮酒前口服进入消化道会被蛋白酶水解而失去作用,故饮酒前口服ALDH2酶制剂不能起到预防酒精中毒的作用,D错误。
故答案为:D。
【分析】对性状控制的两种方式:①基因可以通过控制酶的合成控制细胞代谢进而控制生物的性状;②基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。
33.【答案】B
【解析】【解答】A、敲除DNMT3基因后,雌蜂幼虫将发育成蜂王,与取食蜂王浆有相同效果,说明蜂王浆可能会抑制雌蜂幼虫细胞中DNMT3基因的表达,A错误;
B、抑制DNMT3基因表达后可以显著降低幼虫体内dynactinp62基因的甲基化水平,说明DNMT3基因表达的产物是一种DNA甲基化酶,B正确;
C、表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,如DNA的甲基化,被甲基化的dynactinp62基因的遗传信息没有发生改变,C错误;
D、DNA甲基化抑制了基因的表达,即干扰了RNA聚合酶与启动子的结合,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、表观遗传:指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化。
DNA的甲基化:生物基因的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达,进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代,使后代出现同样的表型。
2、分析题文:microRNA被幼虫摄入后与Dnmt3基因的mRNA结合而抑制其表达,从而显著降低幼虫体内dynactinp62基因的甲基化水平,说明其表达产物可能是一种DNA甲基化酶,这样使dynactinp62基因表达,从而使幼虫发育成蜂王。
34.【答案】C
【解析】【解答】A、由题意可知,大鼠的情绪受多个基因的共同调控,如神经递质血清素基因,皮质醇受体基因等,A正确;
B、表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,皮质醇受体的高表达与DNA甲基化被移除有关,与表观遗传有关,B正确;
C、根据题意可知,DNA乙酰化导致DNA甲基化被移除,故二者呈负相关,C错误;
D、大鼠的情绪与神经递质、激素均有关,故是神经-体液调节的结果,D正确。
故答案为:C。
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译最终合成蛋白质,从而抑制了基因的表达,导致了性状的改变。表观遗传影响的是基因的转录。
35.【答案】B
【解析】【解答】A、图中代谢途径表明基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物的性状,A正确;
B、“红脸人”,其体内只有ADH,饮酒后,乙醇会在ADH的作用下转化为乙醛,但由于没有ALDH,乙醛不能转化为乙酸,因此其血液中的乙醛含量相对较高,B错误;
C、“白脸人”,其体内没有ADH和ALDH,ADH是由A基因控制合成,而ALDH是由b基因控制合成,因此“白脸人”的基因型是aaB_,C正确;
D、A/a、B/b基因都位于常染色体上,故喝酒后是否脸红与性别无关,D正确。
故答案为:B。
【分析】分析题图可知,酒精进入人体后在ADH的作用下转化为乙醛,乙醛在ALDH的作用下转化为乙酸。“红脸人”的基因型为A_bb,“白脸人”的基因型为aaB_。
36.【答案】(1)密度梯度离心;细胞核、线粒体;水;DNA→RNA→蛋白质
(2)26%
(3)不完全相同
【解析】【解答】(1) 科学家证明细胞中过程①DNA复制时,运用了同位素示踪技术和密度梯度离心技术;②转录过程发生的主要场所是细胞核。③翻译过程发生时进行脱水缩合,所以产物除了多肽链还有水。克里克将遗传信息传递的一般规律命名为中心法则,之后随着科学的进步,科学家不断补充和完善中心法则。根尖成熟区细胞己高度分化,不再分裂,所以其遵循的中心法则的内容DNA→RNA→蛋白质。
(2)由题意知,α链是mRNA,其中G+U=54%,6=29%,U=25%, α的模板链中的G=19%,α链中的C=19%,所以α链中的A=27%, A+U=52%,mRNA中的A+U的比值与双链DNA中的A+T的比值相等,为52%,双链DNA中A=T=52%,×1/2=26%。
(3) 由于基因的选择性表达,人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点不完全相同。
【分析】题图分析:图示分别表示DNA分子的复制、转录和翻译过程,其中图中①是DNA复制过程,②是转录过程,③是翻译过程。
37.【答案】(1)碱基对替换;不能
(2)核糖核苷酸;磷酸二酯
(3)核糖体;细胞骨架;空间结构
(4)磷脂双分子层;主动运输;TMEM175蛋白结构变化使其不能把溶酶体中多余的氢离子转运到细胞质基质中,进而使溶酶体中的pH下降,而pH会影响酶的活性,影响溶酶体的消化功能
(5)TMEM175蛋白结构的改变导致无法行使正常的功能,即使得溶酶体中的氢离子无法转运到细胞质基质,导致溶酶体中的pH下降,影响了溶酶体中相关酶的活性,导致细胞中α-Synuclein蛋白无法被分解,进而聚积致病。
【解析】【解答】(1)DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变,叫作基因突变。碱基的替换只会改变某个位点的氨基酸种类,而帕金森综合征患者TMEM175蛋白的第41位氨基酸由天冬氨酸突变为丙氨酸,说明TMEM175基因发生碱基的增添和缺失会影响多个位点的氨基酸种类,所以
碱基对替换而突变,神经元是体细胞,所以神经元中发生的基因突变不能遗传给后代。
(2)真核细胞的细胞核内,以DNA的一条链为模板,核糖核苷酸为原料,由RNA聚合酶催化形成磷酸二酯键,不断延伸合成mRNA,该过程即转录过程。
(3)在翻译过程中,mRNA转移到细胞质中,与核糖体结合,合成一段肽链后转移到粗面内质网上继续合成,合成的多肽链再由囊泡包裹沿着细胞质中的细胞骨架移动,由内质网到达高尔基体。蛋白质的结构与功能相适应,所以突变的TMEM175基因合成的肽链由于氨基酸之间作用的变化使肽链的空间结构改变,从而影响TMEM175蛋白的功能。
(4)溶酶体膜是生物膜,它是以磷脂双分子层为基本骨架的,所以磷脂双分子层对H+具有屏障作用,氢离子需要依靠膜上的转运蛋白从溶酶体外运输至细胞内,由图可知,细胞质基质的H+浓度小于溶酶体内侧,所以H+是逆浓度梯度进入溶酶体,属于主动运输。图中显示,TMEM175蛋白的功能是将H+从溶酶体内运输至细胞质基质,若TMEM175蛋白变异,即TMEM175蛋白结构变化使其不能把溶酶体中多余的氢离子转运到细胞质基质中,进而使溶酶体中的pH下降,而pH会影响酶的活性,影响溶酶体的消化功能。
(5)溶酶体内有多种水解酶,能够分解α-Synuclein蛋白,结合(4)分析可知,TMEM175蛋白结构的改变导致无法行使正常的功能,即使得溶酶体中的氢离子无法转运到细胞质基质,导致溶酶体中的pH下降,影响了溶酶体中相关酶的活性,导致细胞中α-Synuclein蛋白无法被分解,进而聚积致病。
【分析】1、转录是指以DNA为模板,四种核糖核苷酸为原料,在RNA聚合酶的作用下合成RNA的过程。该过程需要DNA、4种核糖核苷酸、 RNA聚合酶、线粒体等。
2、分泌蛋白的合成过程
首先,在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多钛链的合成。当合成了一段肽链后这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程,并且边合成边转移到内质网腔内,再经过加工、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网膜鼓出形成囊泡,包裹着蛋白质离开内质网,到达高尔基体,与高尔基体膜融合,囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工,然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡。囊泡转运到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中,需要消耗能量。这些能量主要来自线粒体。
3、物质跨膜运输的方式主要有三种:
自由扩散:物质从高浓度向低浓度转运,不需要消耗能量,也不需要转运蛋白;
协助扩散:物质从高浓度向低浓度转运,不需要消耗能量,但需要转运蛋白;
主动运输:物质从低浓度向高浓度转运,需要消耗能量和转运蛋白。
38.【答案】(1)自由基
(2)RNA聚合;miRNA
(3)P蛋白能抑制细胞凋亡,miRNA表达量升高,与P基因的mRNA结合并将其降解的概率上升,导致合成的P蛋白减少,无法抑制细胞凋亡
(4)可通过增大细胞内circRNA的含量,靶向结合miRNA使其不能与P基因的mRNA结合,从而提高P基因的表达量,抑制细胞凋亡
【解析】【解答】(1)放射性电离辐射刺激心肌细胞,使其产生大量自由基,进而攻击生物膜的磷脂分子,导致放射性心肌损伤,进而走向衰老和凋亡。
故填:自由基。
(2)根据题干知遗传信息由DNA流向RNA,则判断该过程是转录,因此需要RNA聚合酶的催化。由图可知,miRNA既能与P基因的mRNA结合,降低其翻译水平;又能与circRNA结合,提高P基因mRNA的翻译水平,因此circRNA和mRNA在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合,调节基因表达。
故填:RNA聚合;miRNA。
(3)据图可知,miRNA既能与P基因的mRNA结合,降低其翻译水平;又能与circRNA结合,提高P基因翻译形成P蛋白,P蛋白能抑制细胞凋亡。因此当miRNA表达量升高时,增加了miRNA与P基因的mRNA结合的机率,导致P蛋白合成减少,无法抑制细胞凋亡。
故填: P蛋白能抑制细胞凋亡,miRNA表达量升高,与P基因的mRNA结合并将其降解的概率上升,导致合成的P蛋白减少,无法抑制细胞凋亡 。
(4)依据题干最后一句话可知,除了减少miRNA的表达之外,还能通过增加细胞内circRNA的合成量,靶向结合miRNA,使其与P基因的mRNA结合机率减少,进而提高P蛋白的合成量,抑制细胞凋亡。
故填: 可通过增大细胞内circRNA的含量,靶向结合miRNA使其不能与P基因的mRNA结合,从而提高P基因的表达量,抑制细胞凋亡。
【分析】本题结合 circRNA调控机制图解考查基因表达过程的调控机制、自由基学说引起的细胞衰老,以及析图能力,从图中得到隐含信息:miRNA既能与P基因的mRNA结合,降低其翻译水平;又能与circRNA结合,提高P基因mRNA的翻译水平。
39.【答案】(1)尿嘧啶(或U)和核糖;S
(2)-RNA和tRNA;(该病毒的基因是)有遗传效应的(+)RNA片段
(3)不能;抑制病毒RNA聚合酶的功能(研制抑制病毒RNA聚合酶的药物)
(4)因为该病毒以胞吞的方式进入宿主细胞
【解析】【解答】(1)据图分析,该病毒为RNA病毒,遗传物质为RNA,T2噬菌体为DNA病毒,遗传物质为DNA,两者的遗传物质在组成成分上的差别是前者含有尿嘧啶和核糖,后者含有胸腺嘧啶和脱氧核糖;该病毒表面有多种蛋白质,由图可知,该病毒主要通过S蛋白与人ACE2互作的分子机制来感染人的呼吸道上皮细胞,因此S蛋白是入侵人体细胞的通行证。
(2)分析题图可知,以(+)RNA为模板合成(-)RNA,即(-)RNA和(+)RNA可以发生碱基互补配对;(+)RNA也是翻译的直接模板,因此翻译过程中(+)RNA与tRNA也可以发生碱基互补配对;(+)RNA能指导合成酶,据此可以得出该病毒的基因是有遗传效应的(+)RNA片段。
(3)逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程,分析题图可知,该病毒在宿主细胞内完成增殖时不发生逆转录过程,因此抑制逆转录酶的药物不能阻止该病毒在宿主细胞内增殖,不能用于治疗该病;病毒增殖过程中需要RNA复制酶,抑制RNA复制酶的功能可以有效抑制该病毒在宿主细胞内的增殖,可以用于治疗该病。
(4)由于该病毒以类似胞吞的方式进入宿主细胞内,即其RNA和蛋白质都进入了宿主细胞,故不能通过同位素示踪的方法来验证新冠病毒的遗传物质是RNA。
【分析】1、核酸的种类及区别: (1)脱氧核糖核酸(DNA):基本组成单位是脱氧核糖核苷酸,是由一分子含氮碱基(A、T、G、C)、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成。 (2)核糖核酸(RNA):基本组成单位是核糖核苷酸,是由一分子含氮碱基(A、U、G、C)、一分子核糖和一分子磷酸组成。
2、“基因的表达”是指遗传信息转录和翻译形成蛋白质的过程。转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程需要核糖核苷酸作为原料;翻译是指在核糖体上,以mRNA为模板、以氨基酸为原料合成蛋白质的过程,该过程还需要tRNA来运转氨基酸。
40.【答案】(1)宿主细胞;逆转录酶;宿主细胞;转录
(2)相似;不能
(3)将该病毒的RNA和蛋白质分开,设法使RNA和蛋白质分别感染活的宿主细胞,观察宿主细胞是否有子代病毒产生
(4)宿主细胞中染色质结构松散有利于基因的解旋,从而有利于基因A的转录过程,最终有利于基因A的表达
【解析】【解答】(1)病毒只能寄生于活细胞,合成该病毒蛋白质的原料来自宿主细胞提供的氨基酸;RNA病毒以+RNA为模板合成DNA的过程表示逆转录,逆转录过程发生在宿主细胞内,该过程需要逆转录酶的催化;以DNA为模板合成+RNA的过程为转录。
故填:宿主细胞;逆转录酶;宿主细胞;转录
(2)n蛋白与病毒表面蛋白m的受体结合域M结合,阻止了m蛋白与人体细胞表面C受体的结合,从而阻止了该RNA病毒对人体细胞的感染,抗m蛋白抗体作用于m蛋白,使m蛋白减少,导致m蛋白和人体细胞表面C受体结合减少,阻止病毒对人体细胞的感染,说明n蛋白作用效应与抗m蛋白抗体相似。病毒没有细胞结构,病毒与宿主细胞上受体的识别没有体现细胞膜进行细胞间信息交流的功能。
故填:相似;不能
(3)已知该病毒由RNA和蛋白质组成,探究其遗传物质时,应将该病毒的蛋白质和RNA分开,设法使RNA和蛋白质分别感染活的宿主细胞,一段时间后观察两组宿主细胞中是否有子代病毒产生。
故填:将该病毒的RNA和蛋白质分开,设法使RNA和蛋白质分别感染活的宿主细胞,观察宿主细胞是否有子代病毒产生
(4)宿主细胞中构成染色质的组蛋白乙酰化导致染色质结构松散,有利于DNA分子的解旋过程,DNA转录过程需要解旋,故染色质结构松散有利于基因的表达。
故填:宿主细胞中染色质结构松散有利于基因的解旋,从而有利于基因A的转录过程,最终有利于基因A的表达
【分析】病毒是一类没有细胞结构的特殊生物,只有蛋白质外壳和内部的遗传物质构成,不能独立的生活和繁殖,只有寄生在其他生物的活细胞内才能生活和繁殖,一旦离开了活细胞,病毒就无法进行生命活动。
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