第4章 基因的表达 综合复习训练
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列人体细胞的生命活动过程中,需要高尔基体参与的是( )
A.抗体的分泌过程
B.分解葡萄糖产生ATP
C.以mRNA为模板合成肽链
D.以核苷酸为原料合成核酸
2.DNA在细胞生命过程中会发生多种类型的碱基损伤。如损伤较小,RNA聚合酶经过损伤位点时,腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA(如图1);如损伤较大,修复因子Mfd识别、结合滞留的RNA 聚合酶,“招募”多种修复因子、DNA聚合酶等进行切除及修复(如图2)。下列叙述错误的是( )
A.图1所示的DNA经复制后可能有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因
B.图1所示转录产生的mRNA指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不变
C.图2所示的转录过程是沿着模板链的3'→5'方向进行的
D.图2所示DNA聚合酶催化 DNA损伤链修复的方向是从m到n
3.2023年8月我国科研人员发现肠癌DNA甲基化调控的新机制,如下图所示,下列叙述正确的是( )
A.TET2通过核孔从细胞质进入细胞核需穿2层膜
B.肠癌细胞高度甲基化导致抑癌基因碱基序列发生变化
C.激活的β-catenin蛋白能够促进TET2入核并催化抑癌基因甲基化
D.DNA甲基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
4.真核生物中,基因、遗传信息、密码子和反密码子分别是指( )
①基因中脱氧核苷酸的排列顺序②信使RNA上核糖核苷酸的排列顺序③信使RNA上决定氨基酸的3个碱基④转运RNA上识别密码子的3个相邻的碱基⑤DNA上决定氨基酸的3个相邻的碱基⑥信使RNA上决定氨基酸的3个相邻的碱基⑦有遗传效应的DNA片段
A.⑦①③④ B.①②③④ C.⑦①⑥④ D.⑦②③④
5.某原核生物胞外酶X合成过程局部放大如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.①是以DNA上的某基因区段为模板转录而来
B.核糖体的移动方向是从右向左
C.该物质合成过程中的能量主要来自于线粒体
D.ab链的起始密码子是由基因中的启动部位转录而来的
6.下图为细胞内蛋白质合成过程的部分示意图,有关说法错误的是( )
A.以氨基酸为原料
B.需要RNA聚合酶催化
C.需要tRNA作为运载工具
D.会发生A与U的互补配对
7.表观遗传是指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。下列案例与表观遗传无关的是( )
A.同一株水毛茛,空气中的叶和水中的叶形态不同
B.同卵双胞胎所具有的微小差异
C.一个蜂群中的蜂王和工蜂在形态、结构、行为等方面截然不同
D.男性吸烟者的精子活力下降
8.手足口病是一种儿童常见的传染病,发病人群以5岁及以下儿童为主,肠道病毒EV71是引起该病的主要病原体之一,为单股正链RNA(+RNA)病毒,下图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。下列说法错误的是( )
A.+RNA上含有多个基因,能表达多种蛋白质
B.物质M的合成场所是宿主细胞的核糖体,至少有三种RNA参与
C.催化①②过程的物质N可能是RNA复制酶
D.图中+RNA既是病毒的重要成分,也是复制、转录的模板
9.下图表示某细胞内发生的一系列生理变化,X表示某种酶。据图分析,下列有关叙述错误的是( )
A.X为RNA聚合酶,该酶主要在细胞核中发挥作用
B.该图中最多含5种碱基、8种核苷酸
C.过程Ⅰ仅在细胞核内进行,过程Ⅱ仅在细胞质内进行,图中X和核糖体的移动方向相同
D.b部位发生的碱基配对方式可有T—A、A—U、C—G、G—C
10.为探讨干扰NBS1基因表达对肝癌细胞(HepG2)增殖的影响,研究人员将NBS1特异性小干扰RNA(siNBS1)转染至HepG2中,实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.由图1可知,siNBS1能抑制NBS1基因的表达且siNBS1浓度越高,抑制作用越强
B.由图2可知,48h为siNBS1的较适宜的转染时间
C.由图2可知,干扰NBS1基因的表达可以促进HcpG2细胞的凋亡
D.一定范围内,随着NBS1基因表达量的增加,对HepG2细胞增殖的抑制作用增强
11.为探究DNA甲基化与动脉粥样硬化(As)的关系,研究者给予大耳兔高脂饮食以制备As模型组,提取脾脏DNA进行水解并检测其甲基化水平,实验结果如下表。相关叙述错误的是( )
组别 DNA甲基化水平(%)
对照组 3.706
模型组 2.259
A.DNA甲基化不影响DNA碱基对的排列顺序
B.检测DNA水解产物有无U以排除RNA影响
C.高脂饮食引起的As与基因表达水平改变无关
D.As模型组大耳兔的DNA甲基化可能会遗传
12.如图表示真核生物细胞核内某一基因的转录过程,其中a、b代表该基因不同部位,c、d表示不同物质。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.该基因的转录方向是从右向左
B.b处子链的延伸需要4种游离的碱基为原料
C.形成的c不一定能被翻译形成蛋白质
D.d为编码链,其上的碱基排列顺序表示遗传密码
13.miRNA是一段可以和mRNA结合的小分子RNA,其作用原理如下图所示,①②③④代表生理过程。下列有关叙述,不正确的是( )
A.①②③④过程中,均存在碱基的互补配对
B.①③过程中,均需要用到RNA聚合酶
C.②过程时,核糖体向左移动,读取mRNA上的密码子
D.miRNA与mRNA的结合阻止了mRNA的翻译
14.血橙被誉为“橙中贵族”,因果肉富含花色苷,颜色像血一样鲜红而得名。当遇极寒天气时,为避免血橙冻伤通常提前采摘,此时果肉花色苷含量极少而“血量”不足。血橙中花色苷合成和调节途径如图。
注:T序列和G序列是Ruby基因启动子上的两段序列
下列分析不合理的是( )
A.血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的
B.低温引起T序列改变及去甲基化进而使血橙“血量”增多
C.同一植株不同血橙果肉的“血量”不同可能与光照有关
D.若提前采摘,可将果实置于低温环境激活Ruby基因表达
15.新型冠状病毒是一种单股正链RNA病毒,其在宿主细胞内的增殖过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.由图示可知,+RNA和-RNA上都含有决定氨基酸的密码子
B.过程②消耗的嘧啶核苷酸数等于过程④消耗的嘌呤核苷酸数
C.可利用抗生素类药物抑制新型冠状病毒在宿主细胞内的增殖
D.新型冠状病毒和HIV的增殖过程都需要RNA复制酶的作用
16.下图为某细胞内基因表达示意图,相关叙述错误的是( )
A.该图不能表示细菌的基因表达过程
B.RNA聚合酶与mRNA结合启动过程①
C.过程②遵循碱基互补配对原则
D.过程②能同时合成多条肽链
二、多选题
17.某种两性花的植物,通过自花传粉繁殖后代。在25℃的条件下,基因型为AA的植株开红花,Aa的植株开粉花,aa的植株开白花,但在30℃的条件下,各种基因型的植株均开白花。现有在25 ℃条件下一片开粉花的植株自交产生了种子。下列说法正确的是( )
A.该种子长出的植株再次繁殖后代,后代在25℃条件下生长,花色及其比例为红色:粉色:白色=3:2:1
B.若要探究一开白花植株的基因型,最简单可行的方法是在25℃条件下进行自交实验
C.不同温度条件下同一植株花色不同说明表型是由基因型和环境共同决定的
D.在25℃条件下生长的白花植株自交,后代植株只开白花
18.已知真核细胞中的L酶可感知葡萄糖的含量。在高浓度葡萄糖条件下,L酶可催化tRNA与亮氨酸的结合。在葡萄糖浓度较低时L酶会发生磷酸化,其空间结构改变会导致酶活性大大降低。下图中的①~③分别表示细胞内的代谢,其中亮氨酸可通过②过程转化成乙酰辅酶A.下列相关叙述正确的是( )
A.L酶可降低亮氨酸与tRNA结合所需的活化能
B.图中虚线内的反应过程都发生在线粒体基质中
C.当葡萄糖浓度较低时,①和②的反应速率会降低
D.当葡萄糖浓度较高时,L酶可提高③的反应速率
19.珠蛋白是血红蛋白的组成成分,研究人员进行了两组实验,实验甲:将来自非洲爪蟾红细胞的珠蛋白mRNA以及放射性标记的氨基酸注射到非洲爪蟾的卵细胞中;实验乙:注射来自非洲爪蟾红细胞的含有珠蛋白mRNA的多聚核糖体以及放射性标记的氨基酸。检测到实验结果如图所示,下列分析正确的是( )
A.注入珠蛋白mRNA后,卵细胞用于合成自身蛋白质的核糖体数量减少
B.注入的卵细胞多聚核糖体能保持活性,以珠蛋白mRNA为模板进行翻译
C.若未注入珠蛋白mRNA,卵细胞内的珠蛋白生成速率将略低于甲组和乙组
D.内质网和高尔基体中检测到放射性,并不能确定卵细胞是否合成珠蛋白
20.如图为某家族有关甲病和乙病的遗传系谱图,甲病相关基因为常染色体上的A、a;乙病的相关基因为B、b,某性别个体在产生配子时乙病相关基因均被甲基化修饰,另一性别个体在产生配子时均去修饰,修饰后的基因作用效果等同于致病基因。已知I-1不含被修饰的乙病相关基因。下列说法正确的是( )
A.乙病为常染色体隐性遗传病
B.乙病相关基因在形成精子时被修饰
C.I-2与Ⅱ-4基因型相同的概率为1/2
D.Ⅱ-3与Ⅱ-4再生一个孩子两病兼患的概率是1/8
三、非选择题
21.脑源性神经营养因子(BDNF)是由两条肽链构成,能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育。若BDNF基因表达受阻则会导致精神分裂症的发生。图1为BDNF基因表达及调控过程,图2为细胞中的某物质结构示意图,图3代表细胞中的某生理活动。请据图回答下列问题:
(1)图1中过程乙需要以 为原料。图2中tRNA的功能是携带 ,并识别 图3过程需要的酶X是 ,酶X在DNA上的移动方向是 。
(2)下表为遗传信息传递过程中DNA、mRNA、IRNA和氨基酸的对应关系,则该序列对应的氨基酸为 (密码子和氨基酸的对应关系;ACC苏氨酸;UCG色氨酸;AGG精氨酸;UCC丝氨酸)。
DNA双螺旋中碱基对 T
G G
mRNA碱基(5’→3’)
tRNA反密码子(3’→5’) U
氨基酸
(3)miRNA是一类在人体内广泛分布的内源性非编码RNA,长度为19~25个核苷酸,能特异性调控相应基因的表达。如图1中的miRNA-195基因表达产物 能调控BDNFA基因的表达,因此精神分裂症患者与正常人相比BDNF含量 。下列关于miRNA的叙述错误的是 。
a.miRNA由相应的RNA复制产生
b.miRNA可通过核孔转移至细胞质,发挥作用
c.miRNA基因在转录时需要DNA解旋酶与RNA聚合酶参与
d.翻译是核糖体沿着miRNA移动,从起始密码子开始,读到终止密码子结束
(4)已知某基因区段中一条链上的胞嘧啶占该链碱基总数的24%,胸腺嘧啶占30%,在图3过程中形成它的产物中,腺嘌呤和尿嘧啶之和占全部碱基的42%,该基因另一条链上的胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的 和 。
22.真核生物核基因转录生成的前体mRNA需要经过修饰加工,在5'端加上“帽子”,在3'端加上poly-A尾,之后再通过核孔进入细胞质,完成翻译过程,部分过程如图所示。请回答下列问题:
(1)当A基因表达时, 与DNA分子的启动部位结合,A基因所在的DNA片段双螺旋解开,通过形成 键合成与该片段DNA对应的前体mRNA。
(2)前体mRNA经修饰后,3'末端含有100~200个腺嘌呤(A),即poly-A尾。但测序发现A基因模板链尾部不存在100~200个胸腺嘧啶(T),故判断poly-A尾不是 (填生理过程)而来的,而是在mRNA的3'端依次逐个添加 形成的。
(3)在翻译过程中,mRNA5'端的“帽子”和3'端的poly-A尾可相互结合形成环状结构,图中核糖体沿mRNA移动的方向为 (填“顺”或“逆”)时针,合成的多条多肽链中的氨基酸序列彼此 (填“相同”或“不同”)。
(4)图中提高翻译效率的机制主要有形成环状mRNA和 ,其中前者有利于终止密码子靠近 ,便于刚完成翻译的核糖体迅速开始下一次翻译。
23.下图1为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图,图2为该菌的某段DNA序列,请据图回答下列问题。
(1)请写出图2中链的碱基序列:5'- -3'。由图1可知该菌DNA复制可发生在细胞的 (填写场所);在DNA复制时,④处化学键的断裂需要 (填写酶的名称);在进行过程Ⅰ时,④处化学键的断裂需要 (填写酶的名称)。
(2)过程Ⅰ得到的RNA需要经过 才能成为成熟的mRNA进入细胞质中用于蛋白质的合成。
(3)从图1中分析,发生在核糖体上的过程是 。决定线粒体中蛋白质的基因位于 。
(4)溴化乙啶处理细胞后发现,线粒体中的RNA含量显著减少,那么据图分析,推测溴化乙啶抑制的过程是 (填序号)。
(5)-鹅膏蕈碱会抑制图1中过程Ⅰ,将真菌接种到含 -鹅膏蕈碱的培养基上培养,发现线粒体中的RNA聚合酶显著减少,由此可推测RNA聚合酶由 中的基因指导合成,线粒体功能 (填“会”或“不会”)因此受到影响。
24.(一)中华文化五千年,酒文化源远流长。经调查研究发现,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);有的人喝了很多酒,脸色却没有多少改变,称作“白脸人”,其体内乙醇脱氢酶(ADH)和乙醛脱氢酶(ALDH)都没有。乙醇进入人体后的代谢途径如图所示。请回答:
(1)“红脸人”由于没有乙醛脱氢酶(ALDH),饮酒后血液中乙醛含量相对较高,毛细血管扩张而引起脸红。由此说明基因可通过控制 来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
(2)就上述材料而言,喝酒后是否脸红与性别有关吗 (填“有关”或“无关”)。
(二)生物遗传信息传递的全过程可用下图表示:
(3)通过b过程合成mRNA,在遗传学上称为 ,在人体细胞内该过程的主要场所是 。
(4)e过程称为 ,参与该过程必需的细胞器为 。
(5)烟草花叶病毒、噬菌体、艾滋病病毒中可进行c过程的是 ;人类遗传信息传递的全过程为 。
25.玉米是我国重要的农作物,研究种子发育的机理对培育高产优质的玉米新品种具有重要作用。
(1)玉米果穗上的每一个籽粒都是受精后发育而来。我国科学家发现了甲品系玉米,其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒,这种异常籽粒约占1/4,这种现象称为 。若上述果穗上的正常籽粒均发育为植株,自交后,有些植株果穗上有约 1/4干瘪籽粒,这些植株所占比例约为 。
(2)为阐明籽粒干瘪性状的遗传基础,研究者克隆出候选基因A/a。将A基因导入到甲品系中,获得了转入单个A基因的转基因玉米。假定转入的A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上,则转入的A基因与原a基因的遗传遵循 定律。请设计两种交配实验方案并预期结果以证实“A基因突变是导致籽粒干瘪的原因”。
①实验方案1:转基因玉米×甲品系;预期结果 。
②实验方案2: ; 预期结果 。
(3)现已确认A基因突变是导致籽粒干瘪的原因,序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA(见图1),使A基因功能丧失,打乱了编码淀粉分支酶的基因,使A基因功能丧失,该实例反映了基因表达产物与性状的关系: 。甲品系果穗上的正常籽粒发芽后,取其植株叶片,用图1中的引物1、2进行PCR扩增,若出现目标扩增条带则可知相应植株的基因型为 。
(4)为确定A基因在玉米染色体上的位置,借助位置已知的M/m基因进行分析。用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P与基因型为MM的甲品系杂交得F1, F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物,对F1植株果穗上干瘪籽粒(F2)胚组织的DNA进行PCR 扩增, 扩增结果有1、2、3三种类型, 如图2所示。
统计干瘪籽粒(F2)的数量,发现类型1最多、类型 2较少、类型3极少。依据上述统计结果分析,基因A、a与M、m的位置关系是 。类型3的基因型为 ,产生类型3过程中最可能发生的变异类型为 。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.A
【分析】高尔基体为单膜囊状结构,在动物细胞中与分泌蛋白的形成有关,在植物中与有丝分裂中细胞壁的形成有关。
【详解】A、抗体属于分泌蛋白,其加工和运输过程需要高尔基体参与,A正确;
B、葡萄糖通过细胞呼吸过程被分解并产生ATP,与高尔基体无关,B错误;
C、以mRNA为模板合成肽链需要核糖体参与,不需要高尔基体参与,C错误;
D、核酸的合成发生在细胞核、线粒体和叶绿体中,与高尔基体无关,D错误。
故选A。
2.D
【分析】1、DNA复制是一个边解旋边复制的过程,需要模板、原料、能量和酶等基本条件。DNA独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板,通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。
2、RNA是在细胞核中,通过RNA 聚合酶以DNA的一条链为模板合成的,这一过程叫作转录。
3、游离在细胞质中的各种氨基酸,就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质,这一过程叫作翻译。
【详解】A、根据半保留复制可知,图1所示的DNA经复制后有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因,A正确;
B、由题意可知,图1所示为损伤较小时的转录情况,RNA聚合酶经过损伤位点时,腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA。若该DNA是由于少了一个碱基而发生损伤,则转录时掺入腺嘌呤核糖核苷酸后的mRNA与正常的mRNA相比,碱基数相同,且由于密码子有简并性,其指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不会发生变,B正确;
C、转录时mRNA是由5'端到3'端进行的,模板链是由3'端到5'端进行的,C正确;
D、由mRNA的合成方向可知,图2中上侧为模板链,m是3'端,n是5'端,切除后DNA聚合酶会以下侧链为模板,根据DNA聚合酶合成子链方向可知,修复是从n向m进行,D错误。
故选D。
3.D
【分析】1、DNA的甲基化:真核细胞基因具有的启动子——相当于转录的开关——也可以被修饰。如果给启动子中的胞嘧啶加上甲基基团 (-CH3),会使染色质高度螺旋化,凝缩成团,这个基因就无法被识别,失去转录活性,因而不能完成转录。这个过程称为DNA的甲基化,相当于给DNA戴上隐身帽子,使基因内存储的信息无法被读取。
2、据图分析:左图表明去甲基化酶能进入细胞,抑癌基因上游序列甲基化,会导致肿瘤恶化;右图去甲基化酶进入细胞,激活的β-catenin 蛋白能促进去甲基化酶进入细胞核,使抑癌基因上游序列去甲基化,抑癌基因甲基化水平降低引起肿瘤消退。
【详解】A、TET2通过核孔从细胞质进入细胞核需穿0层膜,A错误;
B、肠癌细胞高度甲基化导致抑癌基因碱基序列不发生变化,B错误;
C、图上可知,激活的β-catenin 蛋白能够促进TET2入核,TET2属于去甲基化酶,其催化抑癌基因去甲基化,C错误;
D、DNA甲基化引起表观遗传现象主要是抑制转录过程,D正确。
故选D。
4.C
【分析】遗传信息:基因中能控制生物性状的脱氧核苷酸的排列顺序。遗传密码:又称密码子,是指mRNA上能决定一个氨基酸的3个相邻的碱基。反密码子:是指tRNA的一端的三个相邻的碱基,能专一地与mRNA上的特定的3个碱基(即密码子)配对。
【详解】基因是指有遗传效应的DNA片段,即⑦。遗传信息是指DNA中脱氧核苷酸的排列顺序,因此遗传信息位于DNA分子中,即①。密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基,因此密码子位于mRNA上,即⑥。反密码子是转运RNA上识别密码子的3个相邻的碱基,即④。ABD错误,C正确。
故选C。
5.A
【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。
【详解】A、①是tRNA,是以DNA上的某基因区段为模板转录而来,A正确;
B、据图中tRNA移动的箭头方向和肽链长度可知,核糖体的移动方向是从左向右,B错误;
C、图示为原核生物,原核生物不含线粒体,C错误;
D、启动子是RNA聚合酶识别、结合和启动转录的一段DNA序列,启动子只起到调控转录的作用,本身是不被转录的,D错误。
故选A。
6.B
【分析】图示为细胞内蛋白质合成过程的部分示意图,其中mRNA是翻译的模板,核糖体是翻译的场所,多肽链是翻译形成的产物。
【详解】A、图示为翻译过程,以氨基酸为原料,A正确;
B、RNA聚合酶催化为转录过程需要的酶,而该过程为翻译过程,B错误;
C、翻译过程中,运输氨基酸的工具是tRNA,C正确;
D、翻译过程中,遵循的碱基互补配对原则是A与U互配,G与C互配,D正确。
故选B。
7.A
【分析】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。
【详解】A、同一株水毛茛,空气中的叶和浸在水中的叶表现出两种不同的形态,这说明生物的性状是基因与环境相互作用的结果,与表观遗传无关,A符合题意;
B、基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关,B不符合题意;
C、同一蜂群中的蜂王和工蜂在形态结构、生理和行为等方面的不同是由于基因表达不同导致的,其遗传物质没有变化,即该现象的发生与表观遗传有关,C不符合题意;
D、吸烟者精子中的DNA甲基化水平明显升高,其基因的碱基序列不变,是表观遗传,D不符合题意。
故选A。
8.D
【分析】分析题图:图示表示肠道病毒EV71在宿主细胞肠道内增殖的过程,①、②过程都表示RNA的自我复制过程,需要RNA聚合酶,则N表示RNA聚合酶.此外还以EV71的+RNA为模板翻译形成病毒的衣壳蛋白和相应的蛋白酶(催化复制和翻译过程)。
【详解】A、题干信息:肠道病毒EV71是RNA病毒,其+RNA上含有多个基因;题图可知,+RNA翻译出了一条多肽链M,然后M被加工成不同的蛋白质,A正确;
B、图中的M物质是一条多肽链,由于EV71病毒没有细胞器,故多肽M合成的场所是宿主细胞的核糖体,至少有三种RNA(mRNA、tRNA和rRNA)参与,B正确;
C、①、②过程是以RNA为模板合成RNA的过程,需要的是RNA复制酶,C正确;
D、题干信息:肠道病毒EV71是RNA病毒,分析题图可知,图中+RNA可以作为翻译的模板、复制的模板和病毒的重要组成成分,D错误。
故选D。
9.C
【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。
【详解】A、图Ⅰ表示转录过程,其中a为DNA分子,b为DNA模板链,X为RNA聚合酶。转录主要在细胞核内进行,因此RNA聚合酶主要存在于细胞核,A正确;
B、该图中含有DNA分子和RNA分子,因此最多含5种碱基(A、C、G、T、U)和8种核苷酸(4种核糖核苷酸和4种脱氧核苷酸),B正确;
C、Ⅰ为转录过程,主要在细胞核内进行,此外线粒体和叶绿体也可进行,Ⅱ为翻译过程,在细胞质中的核糖体上进行,C错误;
D、b部位表示以DNA的一条链为模板形成mRNA的过程,发生的碱基配对方式可有T-A、A-U、C-G、G-C,D正确。
故选C。
10.B
【分析】分析题图可知,随着siNBS1浓度的增加,NBS1基因转录的mRNA水平逐渐下降,细胞增殖率也降低,因此可以说明干扰NBS1基因的表达,会导致细胞的增殖率降低。
【详解】A、据图1可知,与对照组相比,加入siNBSI后NBS1基因的mRNA相对水平降低,说明siNBSI能抑制NBS1基因的表达,且实验浓度下,siNBSI浓度越高,抑制作用越强,但无法确定所有浓度下都是这样,A错误;
B、分析图2可知,与对照组相比,各组细胞增殖率下降趋势基本一致,在48h均出现低谷,故48h为siNBSI转染的较适宜时间,B正确;
C、据图2可知,干扰NBSI基因的表达可以抑制HepG2细胞的增殖,但无法判断是否会诱导细胞凋亡,C错误;
D、结合两图分析,随siNBS1浓度的升高,NBSI基因的表达量减少,HepG2细胞的增殖率下降,说明随NBSI基因表达量的下降,对HepG2细胞增殖的抑制作用增强,D错误。
故选B。
11.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,最终无法合成相应蛋白,从而抑制了基因的表达。
【详解】A、DNA甲基化是表观遗传的一种,表观遗传不影响DNA碱基对的排列顺序,A正确;
B、U(尿嘧啶)是RNA特有的碱基,检测DNA水解产物有无U以排除RNA影响,B正确;
C、分析题意,模型组是高脂饮食组,而对照组是正常组别,据表可知,模型组的DNA甲基化水平较低,说明高脂饮食引起的As与基因表达水平有关,C错误;
D、DNA甲基化是表观遗传的一种,表观遗传属于可遗传变异,As模型组大耳兔的DNA甲基化可能会遗传,D正确。
故选C。
12.C
【分析】题图分析:图中以DNA分子一条链为模板,在RNA聚合酶的催化作用下,合成RNA分子。其中C是RNA,D是模板链。
【详解】A、该基因的转录方向是从左向右,A错误;
B、b处子链的延伸需要4种游离的核糖核苷酸为原料,B错误;
C、形成的c可能是mRNA,也可能是rRNA或tRNA,mRNA能被翻译形成蛋白质,C正确;
D、d为模板链,遗传密码在mRNA上,为图中的c,D错误。
故选C。
13.C
【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程,基因表达产物通常是蛋白质,所有已知的生命,都利用基因表达来合成生命的大分子。转录过程由RNA聚合酶进行,以DNA为模板,产物为RNA,;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所在核糖体。
【详解】A、①②③④分别表示转录、翻译、转录、形成互补双链RNA,这些过程中,均存在碱基的互补配对,A正确;
B、①③为转录过程,转录所需的酶是RNA聚合酶,B正确;
C、②为翻译过程,翻译时,核糖体沿mRNA移动,读取mRNA上的密码子,翻译的方向是从短肽链向长肽链移动,即图中向右移动,C错误;
D、miRNA与mRNA的结合形成互补双链RNA,使核糖体无法与mRNA结合,可阻止mRNA的翻译,D正确。
故选C。
14.B
【分析】基因与性状的关系为:一是基因通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物的性状,二是基因通过控制蛋白质合成,直接控制生物的性状。
【详解】A、由图可知,基因通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物的性状,所以血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的,A正确;
B、由图可知,低温引起T序列去甲基化进而使血橙“血量”增多,T序列未改变,B错误;
C、由图可知,光照会促进HY5蛋白与G序列结合,激活Ruby基因,促进合成关键酶,使花色苷前体转为花色苷,增加“血量”,所以同一植株不同血橙果肉的“血量”不同可能与光照有关,C正确;
D、由图可知,低温引起T序列去甲基化激活Ruby基因,所以若提前采摘,可将果实置于低温环境激活Ruby基因表达,D正确。
故选B。
15.B
【分析】密码子存在于mRNA上。HIV病毒属于逆转录RNA病毒。
【详解】A、由图示可知,+RNA上含有决定氨基酸的密码子,-RNA上不含决定氨基酸的密码子,A错误;
B、过程②通过碱基互补配对得到-RNA,过程④再通过碱基互补配对得到+RNA,所以过程②消耗的嘧啶核苷酸数等于过程④消耗的嘌呤核苷酸数,B正确;
C、抗生素具有抑菌或杀菌作用,但对病毒不起作用,C错误;
D、新型冠状病毒增殖过程需要RNA复制酶的作用,但HIV为逆转录病毒,其增殖过程需要逆转录酶,但不需要RNA复制酶,D错误。
故选B。
16.B
【分析】图示中过程①为细胞核内的转录,转录指在细胞核内,以DNA一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程;形成的RNA通过核孔进入细胞质,mRNA与核糖体结合,在核糖体中以mRNA为模板,按照碱基互补配对原则,以tRNA为转运工具和细胞质里游离的氨基酸为原料合成蛋白质的过程为②翻译。
【详解】A、细菌是原核生物,没有核膜包被的细胞核,转录和翻译可以同时进行,该图表示的是真核生物的基因表达过程,A正确;
B、识图分析可知,图中①为细胞核内的转录,RNA聚合酶与DNA上的启动子结合启动过程①,B错误;
C、过程②表示翻译过程,密码子与反密码子配对遵循碱基互补配对原则,C正确;
D、识图分析可知,图中一条mRNA可以相继结合多个核糖体,可在短时间内合成多条肽链,从而得到较多的蛋白质,提高了蛋白质合成的效率,D正确。
故选B。
17.BCD
【分析】两性花自花传粉的植物,自然状态下是自交;对于该种植物来说,判断基因型最简单的方法是自交。
【详解】A、根据题干信息,25 ℃条件下一片开粉花(Aa)的植株自交,子代中基因型及比例为AA:Aa:aa=1:2:1,即1/4红花,2/4粉花,1/4白花,再次自交一代,子二代中基因型及比例为AA:Aa:aa=3:2:3,在25℃条件下,表型及比例为红花:粉花:白花=3:2:3,A错误;
B、某种两性花的植物,通过自花传粉繁殖后代,探究一开白花植株的基因型,最简单可行的方法是在25 ℃条件下进行自交实验,B正确;
C、根据题干信息,植物花色由基因控制,但会受到温度影响,同一基因型在不同温度下花色不一样,说明表型是由基因型和环境共同决定的,C正确;
D、在25 ℃条件下生长的白花,基因型为aa,该植株自交,后代植株基因型全为aa,不管什么温度,都只开白花,D正确。
故选BCD。
18.ABD
【分析】有氧呼吸全过程:第一阶段:在细胞质基质中,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量,这一阶段不需要氧的参与。第二阶段:丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量。第三阶段:在线粒体的内膜上,[H]和氧气结合,形成水和大量能量,这一阶段需要氧的参与。
【详解】A、酶的作用机理是可降低反应所需的活化能,A正确;
B、图中虚线内反应为有氧呼吸第二阶段反应,其反应场所位于线粒体的基质,B正确;
C、当葡萄糖浓度较低时,①所代表的呼吸作用第一阶段反应速率会下降。如题干信息所示,在葡萄糖浓度较低时,L酶会发生磷酸化,导致③的反应速率下降,同时较多的亮氨酸会导致②的反应速率加快,C错误;
D、当葡萄糖浓度较高时,L酶可促进tRNA与亮氨酸的结合,其产物作为原料可促进③翻译过程的进行,D正确。
故选ABD。
19.ABD
【分析】分析题图可知,注入mRNA,珠蛋白合成有所增加,但卵细胞自身蛋白质合成减少;注入多聚核糖体,珠蛋白合成明显增加,卵细胞自身蛋白质合成几乎没有影响,说明珠蛋白mRNA在卵细胞中可能竞争利用其中的核糖体。
【详解】A、注入珠蛋白mRNA后,卵细胞自身蛋白质合成量减少,推测其用于合成自身蛋白质的核糖体数量减少,A正确;
B、注入多聚核糖体后,珠蛋白合成量较多,说明注入卵细胞的多聚核糖体具有活性,以珠蛋白mRNA为模板进行翻译,B正确;
C、珠蛋白是组成血红蛋白的成分,由于基因的选择性表达,卵细胞内不会合成珠蛋白,C错误;
D、由于放射性氨基酸也可用于合成其他蛋白质,所以内质网和高尔基体中检测到放射性,并不能确定卵细胞是否合成珠蛋白,D正确。
故选ABD。
20.BD
【分析】根据题意和图示分析可知:Ⅱ-5号、Ⅱ-6号不患甲病,而Ⅱ-6号患甲病,已知甲病相关基因位于常染色体上,因此甲病为常染色体隐性遗传病。乙病修饰后的基因作用效果等同于致病基因,这说明乙病为隐性遗传病,男性个体I-1号、Ⅱ-3号、Ⅱ-6号、Ⅲ-7号、Ⅲ-9号均不患乙病,而女性个体I-2号、Ⅱ-4号、Ⅲ-8号均患乙病,说明乙病相关基因在形成精子时被修饰,在产生卵子时均去修饰,且相关基因位于X染色体上,故可说明乙病为伴X隐性遗传病。
【详解】AB、Ⅱ-5号、Ⅱ-6号不患甲病,而Ⅱ-6号患甲病,已知甲病相关基因位于常染色体上,因此甲病为常染色体隐性遗传病。乙病修饰后的基因作用效果等同于致病基因,这说明乙病为隐性遗传病,男性个体I-1号、Ⅱ-3号、Ⅱ-6号、Ⅲ-7号、Ⅲ-9号均不患乙病,而女性个体I-2号、Ⅱ-4号、8号均患乙病,说明乙病相关基因位于X染色体上,且相关基因在形成精子时被修饰,在产生卵子时均去修饰,故可说明乙病为伴X隐性遗传病,A错误,B正确;
C、I-1的基因型为aaXBY,I-2的基因型为AaXBXb(B基因被修饰无法表达,等同于致病基因)或AAXBXb,由于I-2的父母甲病的基因型未知,因此无法推断I-2甲病的基因型,Ⅱ-4基因型为AaXBXb(B基因被修饰无法表达等同于致病基因),因此I-2与Ⅱ-4基因型相同的概率无法可知,C错误;
D、由7、8的患病情况可知,Ⅱ-3的的基因型为AaXBY,Ⅱ-4的的基因型为AaXBXb,再生一个孩子两病兼患[aaXbY、aaXB (来自Ⅱ-3)Xb(来自Ⅱ-4)]的概率是1/4×1/4+1/4×1/4=1/8,D正确。
故选BD。
21.(1) 氨基酸 特定氨基酸 mRNA中的密码子 RNA聚合酶 从右到左
(2)精氨酸
(3) miRNA-195 少 acd
(4) 34% 12%
【分析】1、DNA复制在解旋酶的作用下,两条螺旋的双链解开,以解开的每一段母链为模板,在DNA聚合酶等酶的作用下,利用游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,合成与母链互补的子链,延伸子链,母链和相应子链盘绕成双螺旋结构。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来转运氨基酸。
2、图1中甲过程为转录,乙过程为翻译,丁为肽链的加工。
【详解】(1)乙过程为翻译,需要以氨基酸为原料,tRNA的功能是携带氨基酸并且识别mRNA上的密码子,图3中需要RNA聚合酶,转录完成的RNA片段在右侧游离出来,说明RNA聚合酶X在DNA上的移动方向是从右到左。
(2)转录、翻译过程中遵循碱基互补配对原则,根据第一列碱基判断,转录的模板链是DNA的上链,其碱基序列为TCC,则mRNA上的密码子为AGG,对应的氨基酸为精氨酸。
(3)miRNA是一类在人体内广泛分布的内源性非编码RNA,长度为19~25个核苷酸,能特异性调控相应基因的表达。如图1中的miRNA-195基因表达产物能调控BDNF基因的表达,由图1可知,miRNA-195基因转录产生的miRNA-195可以与BDNF基因转录产生的mRNA结合,使BDNF基因转录产生的mRNA无法与核糖体结合,抑制BDNF基因表达。BDNF基因表达受阻,则会导致精神分裂症的发生,精神分裂症患者与正常人相比,BDNF含量少;
a、据图可知,miRNA由相应的基因转录产生,a错误;
b、miRNA属于大分子,可通过核孔转移至细胞质,发挥作用,b正确;
c、miRNA基因在转录时需要RNA聚合酶参与,不需要解旋酶,c错误;
d、翻译是核糖体沿着mRNA移动,从起始密码子开始,读到终止密码子结束,d错误。
故选acd。
(4)基因区段中一条链上的胞嘧啶占该链碱基总数的24%,胸腺嘧啶占30%,而转录过程中腺嘌呤和尿嘧啶之和占全部碱基的42%,则模板链的腺嘌呤占12%,鸟嘌呤占34%,根据碱基互补配对原则可得该基因另一条链上的胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的34%和12%。
22.(1) RNA聚合酶 磷酸二酯
(2) 转录 腺嘌呤核糖核苷酸
(3) 顺 相同
(4) 多聚核糖体(一个mRNA分子上结合多个核糖体) 起始密码子
【分析】分析题图:图示为真核生物mRNApoly-A-尾与5′端结合的环化模型,该图进行的是翻译过程,根据肽链的长度可知,翻译是从mRNA5′端开始的,核糖体的小亚基首先与携带甲硫氨酸的tRNA相结合,再开始后续过程。
【详解】(1)RNA聚合酶识别并结合启动子开始转录,故当A基因表达时,RNA聚合酶与DNA分子的启动部位结合,A基因所在的DNA片段双螺旋解开,通过形成磷酸二酯键合成与该片段DNA对应的前体mRNA。
(2)真核生物基因的尾部没有T串序列,故判断poly-A-尾不是转录而来的,再根据题干信息“3′端有一个含100~200个A的特殊结构”可知,该序列是由细胞核内的腺嘌呤聚合酶在mRNA前体上依次添加腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)形成的。
(3)翻译是沿着mRNA的5,往3,端进行的,结合题图可知,在翻译过程中,mRNA5'端的“帽子”和3'端的poly-A尾可相互结合形成环状结构,图中核糖体沿mRNA移动的方向为顺时针,由于翻译的模板为同一条mRNA,故合成的多条多肽链中的氨基酸序列彼此相同。
(4)图中提高翻译效率的机制主要有形成环状mRNA和多聚核糖体(一个mRNA分子上结合多个核糖体),其中前者有利于终止密码子靠近起始密码子(翻译的起点),便于刚完成翻译的核糖体迅速开始下一次翻译。
23.(1) CGT 细胞核和线粒体 解旋酶 RNA聚合酶
(2)加工
(3) Ⅱ和Ⅳ(答全给分), 细胞核和线粒体/染色体和线粒体DNA
(4)Ⅲ
(5) 细胞核 会
【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。据图可知,①③表示转录,②④表示翻译。
【详解】(1)图2中β链的碱基序列:5,CGT3,;真菌DNA复制可以发生在细胞核和线粒体中;④处化学键为氢键,断裂需要解旋酶;过程Ⅰ是转录,转录时RNA聚合酶可以使氢键断裂。
(2)细胞核中转录出的RNA需要经过加工才能成为成熟的mRNA进入细胞质,作为翻译的模板。
(3)过程Ⅱ和Ⅳ表示RNA翻译形成线粒体的蛋白质,表示翻译过程,翻译的场所是核糖体;细胞核和线粒体中都存在决定线粒体中蛋白质的基因。
(4)溴化乙啶处理细胞后发现,线粒体中的RNA含量显著减少,而线粒体中的RNA是经Ⅲ获得,因此溴化乙啶抑制的过程是Ⅲ。
(5)图1中过程Ⅰ是细胞核中的基因转录,将真菌接种到含 -鹅膏蕈碱的培养基上培养,发现线粒体中的RNA聚合酶显著减少,由此可推测RNA聚合酶由细胞核中的基因指导合成;线粒体中的RNA聚合酶参与基因的转录,影响蛋白质的合成,影响其功能。
24.(1)酶的合成
(2)无关
(3) 转录 细胞核
(4) 翻译 核糖体
(5) 艾滋病病毒
【分析】1、分析题图:乙醇脱氢酶的形成需要A基因,乙醛脱氢酶的形成需要b基因;“红脸人”体内只有乙醇脱氢酶,其基因型为A_B_,有四种,即AABB、AABb、AaBB、AaBb;“白脸人”两种酶都没有,其基因型为aaBB或aaBb。
2、分析图可知,a表示DNA的复制,b表示转录,c表示逆转录,d表示RNA复制,e表示翻译。
【详解】(1) “红脸人”由于没有乙醛脱氢酶(ALDH),饮酒后血液中乙醛含量相对较高,毛细血管扩张而引起脸红;由此说明基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状,是基因控制性状的间接途径。
(2)由于两对等位基因都位于常染色体(4号染色体和12号染色体)上而非性染色体上,所以喝酒后是否脸红与性别无关。
(3)分析图可知,a表示DNA的复制,b表示转录,c表示逆转录,d表示RNA复制,e表示翻译。通过b过程合成mRNA,在遗传学上称为转录,在真核生物中发生在细胞核中。
(4)e过程称为翻译,参与该过程必需的细胞器为核糖体,核糖体是蛋白质合成的场所。
(5)烟草花叶病毒与艾滋病病毒遗传物质为RNA,噬菌体遗传物质为DNA,但是只有艾滋病病毒可以进行逆转录。
人类遗传信息传递的全过程为。
25.(1) 性状分离 2/3
(2) 自由组合 正常籽粒:干瘪籽粒≈7:1 转基因玉米自交 正常籽粒:干瘪籽粒≈15:1
(3) 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 Aa
(4) 基因A、a与M、m在一对同源染色体上,其中a和M在同一条染色体上 aamm 基因重组
【分析】1、基因分离定律的实质:进行有性生殖的生物进行减数分裂产生配子时,等位基因随同源染色体分离而分离,分别进入不同的配子中,随配子独立遗传给后代。
2、分析题干信息:“甲品系玉米,其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒,这种异常籽粒约占1/4”,即甲品系籽粒正常,其自交后代出现性状分离,且籽粒正常:干瘪=3:1,可知籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的分离定律。
【详解】(1)分析题干信息:“甲品系玉米,其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒,这种异常籽粒约占1/4”,即甲品系籽粒正常,其自交后代出现性状分离,且籽粒正常:干瘪=3:1,可知籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的分离定律;
假设籽粒正常和干瘪这一对相对性状由基因A、a控制,则甲品系基因型为Aa。上述正常籽粒基因型为1/3AA或2/3Aa,均发育为植株,自交后,有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒,这些植株的基因型为Aa,所占比例为2/3;
(2)假定转入的A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上,则转入的A基因与原a基因位于两对非同源染色体上,其遗传遵循自由组合定律。
假定A基因突变是导致籽粒干瘪的原因,由于转入的单个A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上,则甲品系玉米基因型为Aa,野生型玉米的基因型为00AA(0表示没有相关基因),转基因甲品系玉米的基因型为A0Aa,且导入的A基因与细胞内原有的A/a基因之间遵循基因的自由组合定律,要证实该假设正确,可让转基因玉米自交,依据自由组合定律可知,子代为正常籽粒(9A_A_、3A_aa、3 00A_):干瘪籽粒(1 00aa)≈15:1;或转基因玉米(A0Aa)与甲品系(00Aa)杂交,子代为正常籽粒(3A0A_、1A0aa、3 00A_):干瘪籽粒(1 00aa)≈7:1;
(3)已知A基因突变是导致籽粒干瘪的原因,序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA,打乱了编码淀粉分支酶的基因,使A基因功能丧失,说明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;
甲品系果穗上的正常籽粒发芽后,取其植株叶片,用图1中的引物1、2进行PCR扩增,若出现目标扩增条带则可知相应植株中含有a基因,即其基因型为Aa。
(4) 用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P(基因型为AAmm)与基因型为MM的甲品系(基因型为AaMM)杂交得F1,基因型为1/2AAMm、1/2AaMm,F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物,对F1植株果穗上干瘪籽粒(F2)胚组织的DNA进行PCR扩增,扩增结果有1、2、3三种类型,根据图示可以判断1、2、3基因型分别为aaMM、aaMm、aamm。若两对等位基因位于两对同源染色体上,则类型3的数量应该与类型1的数量同样多,而实际上类型3极少,所以基因A、a与M、m在一对同源染色体上,其中a和M在同一条染色体上;
在减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体发生了片段互换(基因重组),导致产生同时含有a和m的重组型配子数量很少,类型3干瘪籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成,所以,类型3干瘪籽粒数量极少。
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