第2章 遗传信息的复制与表达 单元卷 (含解析)2023-2024学年高一下学期生物北师大版必修2

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名称 第2章 遗传信息的复制与表达 单元卷 (含解析)2023-2024学年高一下学期生物北师大版必修2
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资源类型 教案
版本资源 北师大版(2019)
科目 生物学
更新时间 2024-06-11 09:16:19

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第2章 遗传信息的复制与表达单元达标
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列有关组成细胞的元素和化合物的叙述,错误的是()
A.同一生物体的不同细胞间化学成分不尽相同
B.细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测
C.脂质分子中氧的含量远远少于糖类,而氢的含量更多
D.细胞中的 RNA 只有 mRNA、tRNA、rRNA 三类,都与蛋白质的合成有关
2.将玉米(2N=20)组织细胞的核DNA双链用32P标记,然后在不含放射性标记的培养基中培养。下列分析正确的是( )
A.在进行有丝分裂的细胞中,染色体数均为20条
B.DNA复制和转录过程中,都需要解旋酶和DNA聚合酶参与
C.若细胞进行一次有丝分裂,则子细胞的核DNA都含有32P标记
D.若细胞进行两次有丝分裂,则每个子细胞中只有10个核DNA含有32P标记
3.真核生物的基因中含有外显子和内含子。细胞核内刚刚转录而来的RNA为前体mRNA,前体mRNA中的内含子在RNA自身以及其他蛋白复合物的作用下被剪切,形成mRNA运出细胞核。如图为前体mRNA的剪切示意图,相关叙述正确的是( )
A.图中的a、c分别为启动子和终止子转录部分
B.前体mRNA能与核糖体直接结合进行翻译过程
C.蛋白质复合物具有识别特定核糖核苷酸序列的功能
D.前体mRNA加工形成mRNA的过程发生在细胞质基质中
4.碱基互补配对发生在下列哪些生理过程或生物技术中(  )
①种子的萌发 ②病毒的增殖过程 ③细菌的二分裂过程 ④目的基因与运载体的结合 ⑤DNA探针的使用 ⑥分泌蛋白的加工和运输
A.①②③④⑤ B.①②③④⑤⑥
C.②④⑤ D.②③④⑤⑥
5.如下图所示,生活在水池中的水毛茛,裸露在空气中的叶呈肩平片状,浸在水中的叶则呈狭小细长的丝状。下列分析和推测合理的是(  )
A.丝状叶是水诱导水毛茛产生的变异
B.扁平叶是显性性状,丝状叶是隐性性状
C.两种形态的叶,细胞的基因组成是相同的
D.若减少水池中的水,则露出水面的丝状叶将变成片状叶
6.下图为基因的作用与性状的表现流程示意图,正确的选项是
A.①过程是转录,它以DNA的两条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成mRNA
B.②过程中只需要mRNA,氨基酸、核糖体、酶、ATP即可完成
C.人的镰刀型细胞贫血症是基因通过控制蛋白质而直接控制性状
D.某段DNA上发生了基因突变,则一定是核糖核苷酸序列发生了改变
7.多细胞生物个体发育过程中,细胞增殖与分化相伴随。下列叙述正确的是( )
A.同一个人的肝细胞和肌细胞内DNA相同,RNA完全不同
B.体细胞克隆猴成功说明已分化的动物体细胞仍然具有全能性
C.分化的结果是赋予不同种类的细胞特异的形态结构和功能
D.分化是稳定、持久的,伴随人的一生,而且一般是可逆的
8.某科学家做“噬菌体侵染细菌的实验”时,对噬菌体的DNA用32P标记,让其中一个已标记的噬菌体去侵染未标记的细菌,最后释放出100个噬菌体,则下列说法正确的是(  )
A.噬菌体侵染细菌的实验可以证明DNA是主要的遗传物质
B.最后释放出的100个噬菌体中,有98个噬菌体的DNA含32P
C.标记噬菌体的方法是用含32P的培养基培养噬菌体
D.最后释放出的100个噬菌体的DNA中都含31P
9.下列与细胞相关的叙述,正确的是( )
A.核糖体的形成都与核仁有关
B.蓝藻的细胞内含有DNA和RNA两类核酸
C.酵母菌的能量来源于其线粒体中有氧呼吸过程
D.HIV病毒、肺炎双球菌这两种病原体中均含有DNA聚合酶
10.下列为某一段多肽链和控制它合成的DNA双链的一段。“甲硫氨酸-脯氨酸-苏 氨酸-甘氨酸-缬氨酸”。
密码表:甲硫氨酸 AUG 脯氨酸 CCA、CCC、CCU苏氨酸 ACU、ACC、ACA 甘氨酸 GGU、GGA、GGG缬氨酸 GUU、GUC、GUA根据上述材料,下列描述中,错误的是( )
A.这段DNA中的①链起转录模板的作用
B.决定这段多肽链的遗传密码子依次是AUG、CCC、ACC、GGG、GUA
C.这条多肽链中有4个“一CO—NH一”的结构
D.若这段DNA的①链从右侧数第一个碱基T为G替代,这段多肽中氨基酸的排列顺序将发生改变
11.真核生物基因中编码蛋白质的序列(外显子)通常被一些不编码蛋白质的序列(内含子)隔开。基因的模板链在转录过程中会将外显子与内含子对应的碱基序列都转录在一条前体mRNA中,前体mRNA由内含子部分转录的片段被剪切后,再重新将其余片段拼接起来成为成熟的mRNA。下列叙述错误的是( )
A.前体mRNA的合成过程需要RNA聚合酶的参与
B.前体mRNA链经蛋白酶剪切后成为成熟的mRNA
C.外显子中发生碱基对的替换可能不会导致性状改变
D.成熟mRNA可与多个核糖体结合同时合成多条肽链
12.RNA聚合酶Ⅱ是存在于真核细胞中的一类酶,它仅可催化mRNA的合成,但不能催化tRNA等的合成。有关叙述中错误的是.
A.酶具有专一性,RNA聚合酶Ⅱ不能催化rRNA的合成
B.合成mRNA和tRNA所需的酶存在差异,但是所需原料相同
C.真核生物在某一核基因表达过程中,转录和翻译可同时进行
D.RNA聚合酶Ⅱ可能在原核细胞的基因转录过程中不起作用
二、多选题
13.图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图,下列叙述正确的是( )
A.图中结构含有核糖体RNA
B.图中发生的反应为脱水缩合
C.密码子位于tRNA的环状结构上
D.mRNA上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的种类
14.科学家利用大肠杆菌(只有一个 DNA 复制原点) 作为实验材料,探究DNA复制是双向复制还是单向复制。在复制开始时,将大肠杆菌放在培养基①中培养几分钟,随后将细菌转移到培养基②中继续培养一段时间,在 DNA完成一轮复制之前收集细胞,小心地裂解并抽取其中的 DNA进行放射自显影,实验结果为中间是一段低放射性,两侧是高放射性。下列叙述正确的是( )
A.培养基①含高剂量的3H-dT(3H标记的脱氧胸苷),培养基②含低剂量的3H-dT
B.如果DNA复制是单向复制, 自显影图谱上呈现的放射性强度是一端高、一端低
C.若大肠杆菌在 DNA复制过程中出现差错,会产生等位基因
D.若大肠杆菌均同步增殖,将抽取到的 DNA用解旋酶处理后,进行密度梯度离心处理,能得到两条密度带
15.下图是电镜下原核生物转录过程中的羽毛状现象。下列叙述错误的有( )

A.图中存在A-U配对,不存在A-T配对
B.图中RNA聚合酶的移动方向为由右向左
C.当RNA聚合酶到达终止密码子时,RNA合成结束
D.由该现象推测,原核生物的转录和翻译过程可能同时进行
16.细胞内不同基因的表达效率存在差异,如下图所示。据图分析,以下说法不正确的是( )
A.多个基因组成一个完整的DNA分子
B.DNA复制和①过程都需要解旋酶打开全部双链后才能进行
C.②过程中,tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息
D.细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达,图中基因A的表达效率高于基因B
三、非选择题
17.转录因子OrERF是一类蛋白质,在植物抵抗逆境时发挥作用。科研人员对水稻基因进行研究。请回答下列有关问题:
(1)对OERF基因转录非模板链的上游部分测序,结果如下。基因转录出的mRNA中的起始密码子是 。该基因在转录形成mRNA时,起始密码子与模板链配对区域的氢键数比下一个密码子配对区域的氢键数少 个。
(2)植物细胞中的RNA合成 (填“会”或“不会”)发生在细胞核外。在基因表达过程中,编码序列在基因中所占比例一般不超过全部碱基对数量的10%,若一个基因片段中脱氧核苷酸1200个,则该基因表达时需要的氨基酸总数不超过 个(不考虑终止密码)。
(3)①②③三个元件分别在高盐、干旱、低温三种不同信号的诱导下,导致此基因表达出不同的OrERF蛋白,以适应高盐、干旱、低温环境,此现象说明 。
(4)科研人员又将水稻OrERF基因导入拟南芥体内,获得抗逆性强的植株,并设计有关实验检测OrERF基因在高盐条件下的表达水平,结果如下图所示。实验结果表明,高盐处理后初期拟南芥中OrERF基因的表达 ,高盐处理 h后OrERF基因的表达显著增加。
18.为探索DNA复制的具体过程,科学家做了如下实验:20°C条件下,在培养基中添加用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养大肠杆菌增殖多代,再用未标记的T4噬菌体侵染这些大肠杆菌,培养不同时间后阻断DNA复制,将DNA变性处理为单链,离心分离并检测离心管不同位置的放射性强度,结果如下图所示(DNA片段越短,与离心管顶部距离越近)。请回答下列问题:
(1)DNA复制时,催化单个脱氧核苷酸连接到已有DNA链上的酶是 ,DNA分子的 结构能够为复制提供精确的模板,DNA复制的方式为 。
(2)新形成的T4噬菌体带有放射性标记的原因是 。
(3)根据上述实验结果推测,DNA复制时子链合成的过程可能是先合成较短的DNA片段,之后在DNA连接酶的作用下, 。若抑制DNA连接酶的功能,重复上述实验,可能出现的实验现象是 。
19.请完成遗传的相关问题:
(1)科研人员进行了相关实验,绘制出了乙烯与植物香气物质合成的关系图。请据图回答下列问题:
①DNA在转录为mRNA过程中需要 酶。
②图中翻译方向为 。图示信息显示一条mRNA可结合多个核糖体,其意义是 。
(2)该类细胞能产生香气物质但其它细胞无法产生,此过程可以认为是细胞________。
A.分化过程 B.分裂过程 C.脱分化过程 D.再分化过程
(3)有些抗生素能阻断细菌细胞内蛋白质的合成,从而抑制细菌的繁殖。请你应用模拟实验的方法探究一种新型抗生素能否阻断细菌DNA和人体DNA的转录过程。
实验步骤:第一步:取A、B、C、D四支试管,各加入NTP(ATP、GTP、UTP、CTP)和相关酶等的混合溶液;
第二步:向A、C试管滴加适量的一定浓度的抗生素缓冲溶液,向B、D试管中滴加等量的缓冲溶液,同时向A、B试管中加入等量且相同的细菌DNA;同时向C、D试管中加入 ;第三步:把A、B、C、D四支试管置于相同且适宜的条件下一段时间后,检测四支试管中的产物。
(4)预期实验结果并得出实验结论:
如果出现A试管中无RNA的生成,B、C、D三支试管中均有RNA的生成,则说明该抗生素只阻断细菌DNA的转录,不阻断 。如果出现 ,则说明该抗生素不仅阻断细菌DNA的转录,也阻断人体DNA的转录。
20.科学研究表明:在细胞周期中,染色体的两条姐妹染色单体在相同的位置上可能发生部分交换。某同学为了在显微镜下观察这一现象,便进行研究。收集的资料如下:
Ⅰ.将细胞置于含有某种BrdU的培养基中培养,细胞能不断增殖,BrdU可替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸掺入到DNA子链中。
Ⅱ.由于BrdU掺入的情况不同,经特殊染色后,着色的深浅也不同。在染色单体中,若DNA的一条单链掺有BrdU则染色后着色深;若DNA的两条单链都掺有BrdU,则使DNA双螺旋程度降低,染色后着色浅。
Ⅲ.将处于细胞周期中期的细胞进行常规制片,经特殊染色后在显微镜下可观察到每条染色体的姐妹染色单体的着色情况。
根据资料,该同学进行实验并用显微镜观察不同细胞中染色体的着色情况。
请回答下列问题:
(1)在显微镜下可观察到第二个细胞周期中期的染色体的着色情况是 。
(2)若姐妹染色单体发生了交换,选择第二个细胞周期中期的细胞进行观察,请描述可能观察到的着色情况: 。
(3)如果染色体的两条姐妹染色单体之间发生部分交换,通常对生物的遗传是否有影响 。请简述理由: 。
21.科学家以T4噬菌体和大肠杆菌为实验对象,运用同位素示踪技术及密度梯度离心法进行了DNA复制方式具体过程的探索实验。
(1)从结构上看(图1),DNA两条链的方向 。DNA的半保留复制过程是边 边复制。DNA复制时,催化脱氧核苷酸添加到DNA子链上的酶是 。该酶只能使新合成的DNA链从5′向3′方向延伸,依据该酶催化DNA子链延伸的方向推断,图1中的DNA复制模型 (填写“是”或“不是”)完全正确。
(2)为探索DNA复制的具体过程,科学家做了如下实验。20℃条件下,用T4噬菌体侵染大肠杆菌,进入T4噬菌体DNA活跃复制期时,在培养基中添加含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷,培养不同时间后,阻断DNA复制,将DNA变性处理为单链后,离心分离不同长度的T4噬菌体的DNA片段,检测离心管不同位置的放射性强度,结果如下图所示(DNA片段越短,与离心管顶部距离越近)。
①根据上述实验结果推测,DNA复制时子链合成的过程及依据 。
②若抑制DNA连接酶的功能,再重复上述实验,则可能的实验结果是 。
(3)请根据以上信息,补充下图,表示可能的DNA复制过程。
参考答案:
1.D
【分析】同一生物体的不同细胞来源于同一个受精卵的有丝分裂,其核遗传物质相同,但由于基因的选择性表达,合成了特定的分子。
【详解】由于基因的选择性表达,同一生物体的不同细胞间化学成分不尽相同,A项正确;活细胞的细胞膜不允许台盼蓝分子的进入,细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测,B项正确;脂质分子中多含有烃链,所以氧的含量远远少于糖类,而氢的含量更多,C项正确;细胞中的 RNA 主要是 mRNA、tRNA、rRNA 三类,它们都与蛋白质的合成有关,有的RNA具有酶的催化作用,D项错误。
2.C
【分析】1、DNA分子复制的方式为半保留复制:经过复制,亲代DNA分子的两条链将分别保留在2个子代DNA分子中。
2、DNA复制过程中,需要解旋酶和DNA聚合酶参与,转录过程需要RNA聚合酶。
【详解】A、在有丝分裂后期,着丝点分裂,染色体数目暂时加倍,为40条,A错误;
B、DNA复制过程中,需要解旋酶和DNA聚合酶参与,转录过程需要RNA聚合酶,B错误;
C、DNA分子复制的方式为半保留复制,若细胞进行一次有丝分裂,DNA复制一次,形成的DNA分子都是一条链含有32P,故子细胞的核DNA都含有32P标记,C正确;
D、据C选项分析可知,第一次有丝分裂产生的子细胞中,DNA分子都是一条链含有32P。这样的DNA再复制一次,形成的DNA分子一半含32P,一半不含标记。在有丝分裂后期,着丝点分裂,复制后的2个DNA分子随染色单体的分离随机分到细胞两级,进入2个子细胞。故若细胞进行两次有丝分裂,则每个子细胞中含有32P标记的DNA分子在0到20之间(包括0和20),D错误。
故选C。
3.C
【分析】据图分析,前体mRNA中的内含子,在RNA自身以及其他蛋白复合物的作用下被剪切,形成mRNA后再运出细胞核,说明该过程发生在细胞核。
【详解】A、启动子和终止子为基因上的调控序列,不能转录出相应的前体RNA,A错误;
B、前体mRNA需要经过加工形成mRNA,才能与核糖体结合进行翻译过程,B错误;
C、蛋白质复合物具有识别特定核糖核苷酸序列的功能,进而剪切前体mRNA,C正确;
D、前体mRNA加工形成mRNA的过程发生在细胞核中,形成的mRNA运出细胞核进入细胞质基质,D错误。
故选C。
4.A
【解析】碱基互补配对原则是指在DNA分子结构中,由于碱基之间的氢键具有固定的数目和DNA两条链之间的距离保持不变,使得碱基配对必须遵循一定的规律,这就是A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对,G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对,反之亦然。DNA的复制、转录和翻译、RNA的复制和逆转录过程中都会发生碱基互补配对原则。
【详解】①种子的萌发涉及到细胞的分裂和分化过程,细胞分裂过程中涉及到DNA分子的复制和蛋白质的合成,细胞分化过程中也涉及蛋白质的合成,而DNA的复制和蛋白质的合成过程都遵循碱基互补配对原则,①正确;
②病毒的增殖过程包括遗传物质的复制和蛋白质的合成,这些过程都遵循碱基互补配对原则,②正确;
③细菌的分裂过程中有DNA的复制和蛋白质的合成,这些过程都遵循碱基互补配对原则,③正确;
④目的基因与运载体的结合遵循碱基互补配对原则,④正确;
⑤探针使用的原理是碱基互补配对原则,⑤正确;
⑥分泌蛋白的加工和运输过程中不遵循碱基互补配对原则,⑥错误。
故选A。
5.C
【分析】基因型能决定表现型,而表现型是基因型和环境条件共同作用的结果。
【详解】A、丝状叶是水环境条件影响的结果,不是诱导水毛产生的变异,A错误;
B、扁平叶和丝状叶是由环境引起的,其基因型相同,没有显隐性关系,B错误;
C、叶片来自于同一株水毛茛,因此组成这两种叶的细胞基因组成是相同的,C正确;
D、浸在水中的叶成狭小细长的丝状,基因已经选择性表达,细胞分化是不可逆的,不能再变成片状叶,D错误。
故选C。
6.C
【分析】分析题图:①是转录过程,②是翻译过程,基因通过转录和翻译过程控制蛋白质的合成来控制生物的性状;如果合成的蛋白质是酶,基因通过控制酶的合成控制细胞代谢进而间接控制生物的性状,如果合成的蛋白质是结构蛋白质,基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。
【详解】A.转录过程是以DNA的一条链为模板进行的,A错误;
B.②是翻译过程,还需要tRNA作为运输氨基酸的工具,B错误;
C.人的镰刀型细胞贫血症是基因对性状的直接控制,使得结构蛋白发生变化所致,C正确;
D.基因的本质是DNA,所以基因突变是脱氧核苷酸序列发生改变,D错误。
故选C。
【点睛】本题的知识点是基因的转录和翻译过程,基因对性状的控制途径,识记各个过程进行的条件,理解镰刀型贫血症的发病原因是解题的关键。
7.C
【分析】细胞分化: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,叫做细胞分化。细胞分化的实质是基因选择性表达。
【详解】A、同一个人的肝细胞和肌细胞内DNA相同,由于不同细胞表达的基因不完全相同,故RNA不完全相同,A错误;
B、体细胞克隆猴成功说明已分化的动物体细胞核仍然具有全能性,B错误;
C、细胞分化可使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,即赋予不同种类的细胞特异的结构和功能,C正确;
D、分化是一种持久的、稳定的渐变过程,正常情况下一般是不可逆的,D错误。
故选C。
8.D
【分析】噬菌体侵染细菌的过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放。噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【详解】A、噬菌体侵染细菌的实验可以证明DNA是遗传物质,但不能证明是主要的遗传物质,A错误;
B、DNA分子是双链结构,且DNA的复制为半保留复制,所以最后释放出的100个噬菌体中,只有2个噬菌体的DNA含32P,B错误;
C、噬菌体是病毒,没有细胞结构,不能在培养基中直接培养,所以标记噬菌体的方法是用含32P的培养基培养细菌,然后再用含32P的细菌的培养基培养噬菌体,C错误;
D、噬菌体的DNA复制所需要的原料来自大肠杆菌,且DNA复制为半保留复制,所以最后释放出的100个噬菌体的DNA中都含31P,D正确。
故选D。
9.B
【分析】真核细胞中,核糖体的形成都与核仁有关;病毒的核酸是DNA或RNA,细胞内生物中含有DNA和RNA;真核生物的有氧呼吸的场所有细胞质基质和线粒体;DNA复制时需要DNA聚合酶参与。
【详解】A、原核细胞中没有核仁,因此原核细胞中的核糖体与核仁无关,A错误;
B、蓝藻属于原核细胞,细胞内含有DNA和RNA两类核酸,B正确;
C、酵母菌属于兼性厌氧型真核生物,能量来源于有氧呼吸和无氧呼吸过程,其中有氧呼吸的场所为细胞质基质和线粒体,无氧呼吸的场所为细胞质基质,C错误;
D、HIV是一种病毒,没有细胞结构,不含DNA聚合酶,D错误。
故选B。
10.D
【分析】 翻译是在核糖体中以mRNA为模板,按照碱基互补配对原则,以tRNA为转运工具、以细胞质里游离的氨基酸为原料合成蛋白质的过程。
题图分析:图示表示控制多肽链“-甲硫氨酸-脯氨酸-苏氨酸-甘氨酸-缬氨酸-”合成的一段DNA双链,AUG(甲硫氨酸)是起始密码子,则DNA模板链前3个碱基为TAC,由此可见图中①链为模板链。
【详解】A、根据起始密码AUG可知这段DNA中的①链起了转录模板的作用,A正确;
B、①链是模板链,根据碱基互补配对原则,决定这段多肽链的密码子依次是AUG、CCC、ACC、GGG、GUA,B正确;
C、这条多肽链是由5个氨基酸脱水缩合形成的,含有4个肽键“一CO—NH一”,C正确;
D、若这段DNA的①链从右侧数第一个碱基T为G替代,则遗传密码子GUA变成GUC(缬氨酸),显然,由于密码子的简并性,这段多肽中氨基酸的排列顺序未发生改变,D错误。
故选D。
【点睛】
11.B
【分析】真核生物基因包括编码区和非编码区,编码区中有内含子和外显子;原核生物中只有编码区和非编码区。解答本题需要紧扣题干信息“前体mRNA中由内含子转录的片段被剪切后,再重新将其余片段拼接起来成为成熟的mRNA”答题。
【详解】A、前体mRNA是经转录产生的,故需要RNA聚合酶的参与,A正确;
B、酶具有专一性,前体mRNA链经RNA酶剪切后成为成熟的mRNA,蛋白质水解蛋白质,B错误;
C、外显子中发生碱基对替换不一定导致性状的改变,因为一种氨基酸可以由多种密码子决定(密码子的简并性),C正确;
D、一条mRNA上同时结合多个核糖体进行翻译,同时进行多条肽链的合成,从而可提高合成蛋白质的效率,D正确。
故选B。
12.C
【分析】1、酶的专一性是指:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
2、原核生物体内基因的转录和翻译是同时同地进行的;真核生物体内转录的过程发生在细胞核内,翻译的过程发生在细胞质内。
【详解】A、由题干可知,RNA聚合酶II催化mRNA的合成,rRNA是另外一种酶催化合成的,A正确;
B、合成RNA的原料都是核糖核苷酸,B正确;
C、真核生物在基因表达过程中,是先转录再翻译,C错误;
D、原核细胞中的RNA聚合酶是另外一种酶,D正确。
故选C。
13.AB
【分析】分析题图:图示表示起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图,该过程发生的场所是核糖体,图中箭头方向表示翻译的方向,即从左到右。
【详解】A、图示结构为核糖体,其主要成分是蛋白质和核糖体RNA,A正确;
B、在核糖体上发生翻译过程,氨基酸之间发生脱水缩合,B正确;
C、密码子位于mRNA上,C错误;
D、由于密码子具有简并性,所以mRNA上碱基改变,氨基酸种类不一定改变,D错误。
故选AB。
【点睛】
14.BD
【分析】DNA复制是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。DNA复制条件:模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸);DNA复制过程:边解旋边复制;DNA复制特点:半保留复制。
【详解】A、实验过程中,先合成的DNA原料来自培养基①,后合成的部分原料来自培养基②。高剂量的3H-dT(3H标记的脱氧胸苷)放射性高,低剂量的3H-dT放射性低,实验结果为中间是一段低放射性,两侧是高放射性,则培养基①含低剂量的3H-dT('H标记的脱氧胸苷),培养基②含高剂量的3H-dT,A错误;
B、如果DNA为双向复制,则复制得到的DNA,中间一段为先合成的,两边为后合成的,如果DNA复制是单向复制, 自显影图谱上呈现的放射性强度是一端高、一端低,B正确;
C、大肠杆菌是原核生物,没有等位基因,C错误;
D、DNA是半保留复制,解旋酶处理后,得到不含放射性的母链和含放射性的子链两种单链,进行密度梯度离心处理会得到两条密度带,D正确。
故选BD。
15.ABC
【分析】转录以DNA一条链为模板,以游离的核糖核苷酸为原料,在RNA聚合酶的催化作用下合成RNA的过程。翻译以mRNA为模板,以游离的氨基酸为原料,在酶的催化作用下合成蛋白质的过程。
【详解】A、转录以DNA的一条链为模板,则DNA碱基中的T与形成的RNA中的A配对,DNA碱基中的A与形成的RNA中的U配对,故图示结构中同时存在A-T、A-U的配对关系,A错误;
B、根据图中mRNA的长短,可判断RNA聚合酶的移动方向为由左向右,B错误;
C、当RNA聚合酶到达终止子时,RNA合成结束,而终止密码子位于mRNA上,C错误;
D、据图推测,原核生物的基因表达可边转录边翻译,即转录尚未结束,就能进行蛋白质合成,D正确。
故选ABC。
16.ABC
【分析】1、转录过程以四种核糖核苷酸为原料,以DNA分子的一条链为模板,在RNA聚合酶的作用下消耗能量,合成RNA。2、翻译过程以氨基酸为原料,以转录过程产生的mRNA为模板,在酶的作用下,消耗能量产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。
【详解】A、基因是一段有功能的核酸(DNA或RNA),在基因之间还有一段非基因序列,因此多个基因不能组成一个完整的DNA分子,A错误;
B、DNA复制需要解旋酶打开双链,且边解旋边复制,而①过程转录时不需要解旋酶,该过程中的RNA聚合酶兼有解旋的作用,且发生部分解旋,转录完成后解旋部位恢复原来的状态,B错误;
C、多肽链的合成过程中,tRNA读取mRNA上部分碱基序列信息,tRNA不能读取终止密码子以及后面的碱基序列,C错误;
D、结合图示可以看出,细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达,图中基因A的表达效率远远高于基因B,主要表现在转录的RNA和翻译出的蛋白质的量上的差异,D正确。
故选ABC。
17.(1) AUG 1
(2) 会 20
(3)一个基因可以控制多个性状,基因和环境共同决定生物的性状
(4) 较低 12
【分析】1、基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构改变。基因突变若发生在配子中,将遵循遗传规律传递给后代;若发生在体细胞中则不能遗传。
2、密码子是指mRNA上决定某种氨基酸的三个相邻的碱基.一个密码子只能编码一种氨基酸,但一种氨基酸可能由1种或多种密码子决定。
(1)
启动子在基因的首段,它是RNA聚合酶的结合位点,能控制着转录的开始,根据图示发现0rERF基因转录非模板链的起始密码子编码区的碱基排列顺序为ATG,则转录模板链的碱基为TAC,因此起始密码子为AUG。起始密码子与模板链配对区域情况为:A=T、A=U、C≡G,下一个密码子的配对区域情况为:A=U、C≡G、G≡C,因此起始密码子与模板链配对区域比下一个密码子的配对区域氢键数少(2+2+3)-(2+3+3)=1个。
(2)
植物中RNA通过转录过程合成,发生的场所主要是细胞核,线粒体和叶绿体中有DNA,因此在线粒体和叶绿体中也进行。若一个基因片段中脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键有1198个,可以推测出含有碱基数为1200个,又因为编码序列在基因中所占比例一般不超过全部碱基对数量的10%,因此编码序列为≤1200×10%=120个.根据基因表达过程中,DNA分子中碱基数:mRNA中碱基数:氨基酸数=6:3:1的关系,可以推测mRNA的碱基数≤60个,该基因表达时需要的氨基酸总数≤20个。
(3)
①②③三个元件分别在高盐、干旱、低温不同信号的诱导下,导致此基因表达出不同的0rERF蛋白,以适应高盐、干旱、低温环境,此现象说明基因的表达受环境影响。
(4)
转录因子OrERF作用于转录过程,而转录的主要场所是细胞核,因此转录因子OrERF作用的场所是细胞核;分析坐标图中实验数据表明,自然条件下(盐浓度为0时)拟南芥中OrERF基因的表达较低,高盐处理后12小时OrERF基因的表达显著增加。
【点睛】本题结合表格,考查基因突变和基因控制蛋白质合成的相关知识,意在考查学生分析表格提取有效信息的能力;能理解所学知识的要点,综合运用所学知识分析问题的能力.解题关键是对基因转录和翻译过程熟练,并理解一个密码子只能编码一种氨基酸、一种氨基酸可能由1种或多种密码子决定。
18.(1) DNA聚合酶 双螺旋 半保留复制(和边解旋边复制)
(2)大肠杆菌以培养基中3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为原料合成DNA,T4噬菌体寄生在大肠杆菌体内,合成DNA的原料全部来自大肠杆菌
(3) 较短的DNA片段连接成DNA长链 随着时间推移,与离心管顶部距离较近的区域放射性一直较强
【分析】1、DNA分子复制的特点是边解旋边复制和半保留复制;DNA聚合酶可使单个的脱氧核苷酸连接到正在合成的DNA单链上。
2、分析曲线图:由于DNA片段越短,与离心管顶部距离越近,因此时间较短时短片段DNA数量较多,随着时间推移长片段DNA数量较多。
(1)
DNA复制时,催化单个脱氧核苷酸连接到已有DNA链上的酶是DNA聚合酶,DNA分子的双螺旋结构能够为复制提供精确的模板,DNA复制的方式为半保留复制(和边解旋边复制)。
(2)
新形成的T4噬菌体带有放射性标记的原因是大肠杆菌以培养基中3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为原料合成DNA,T4噬菌体寄生在大肠杆菌体内,合成DNA的原料全部来自大肠杆菌。
(3)
根据题意和图示可知,DNA片段越短,与离心管顶部距离越近,时间较短时短片段DNA数量较多,随着时间推移长片段DNA数量增多,由此可推测,DNA复制时子链合成的过程可能是先合成较短的DNA片段,之后在DNA连接酶的作用下,较短的DNA片段连接成DNA长链。DNA连接酶可将DNA片段连接起来,因此若抑制DNA连接酶的功能,再重复上述实验,则较短的DNA片段不能再连接成DNA长链,随着时间推移短片段DNA的数量一直较多,与离心管顶部距离较近的区域放射性一直较强。
19.(1) RNA聚合 从左向右 少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质
(2)A
(3)等量且相同的人体DNA
(4) 人体DNA的转录 A、C试管无RNA的生成,B、D试管中有RNA的生成
【分析】1、根据题图分析可知:乙烯进入细胞和细胞内的受体结合,调节细胞内L酶的合成,L酶催化香气物质的合成。
2、转录是指在细胞核内,以DNA一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA 的过程。
3、基因与性状的关系:基因通过控制蛋白质的分子结构来控制性状;通过控制酶的合成控制代谢过程,从而影响生物性状。
(1)
①DNA通过转录过程合成mRNA,该过程需要RNA聚合酶。
②观察图中多肽链的长短变化可知,翻译的方向为从短肽到长肽,即从左向右;一条mRNA可结合多个核糖体,其意义是少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质,从而提高翻译的效率。
(2)
该类细胞能产生香气物质但其它细胞无法产生,说明该类细胞此过程发生了基因的选择性表达,即发生了细胞分化。
(3)
第二步:本实验的目的是探究某种抗生素能否阻断某种细菌DNA和人体DNA的转录过程.因此该实验的自变量为是否加入某种抗生素,即向A、C试管滴加适量的一定浓度的抗生素缓冲溶液,向B、D试管中滴加等量的缓冲溶液,同时向A、B试管中加入等量且相同的细菌DNA;同时向C、D试管中加入等量且相同的人体DNA;
(4)
预期实验结果并得出实验结论:可能出现4种结果(①能阻断细菌DNA转录不能阻断人体DNA转录;②能阻断细菌DNA转录也能阻断人体DNA转录;③不能阻断细菌DNA转录也不能阻断人体DNA转录;④不能阻断细菌DNA转录但能阻断人体DNA转录。)。如果出现A试管中无RNA的生成,B、C、D三支试管中均有RNA的生成,则说明该抗生素只阻断细菌DNA的转录,不阻断人体DNA的转录。如果出现A、C试管无RNA的生成,B、D试管中有RNA的生成,则说明该抗生素不仅阻断细菌DNA的转录,也阻断人体DNA的转录。
【点睛】本题考查乙烯的作用机理、遗传信息的转录和翻译,解题关键是具有识图能力,分析题图获取信息的能力,识记遗传信息转录和翻译的过程、条件、场所及产物,能根据题干信息准确判断其模拟的过程名称;明确实验的目的,准确判断实验的自变量,能根据探究实验的原则完善实验步骤,并根据实验结论预测实验现象。
20. 每条染色体的两条姐妹染色单体中一条着色较深,另一条着色较浅 在染色体着色较深的染色单体上有着色较浅的部分,而相对应的着色较浅的染色单体上有着色较深的部分 没有 因为两条姐妹染色单体是由一条染色体复制而来,交换的部分控制性状的基因相同
【分析】本题考查有丝分裂、DNA复制,考查对有丝分裂过程中染色体变化特点和DNA复制方式的理解。根据题意明确染色单体的染色情况和掺入BrdU之间的关系是解答本题的关键。
【详解】(1)第一个细胞周期中,由于DNA进行半保留复制,子细胞中每一条染色体所含有的DNA,均是一条单链含BrdU,另一条单链不含有BrdU,在第二个细胞周期中,间期DNA经半保留复制,中期每条染色体的两条单体中,一条单体的两条单链中均含有BrdU,另一条单体中只有一条单链含有BrdU,显微镜下观察,可看到每条染色体的两条姐妹染色单体中一条着色较深,另一条着色较浅。
(2)选择第二个细胞周期中期的细胞进行观察,根据(1)中分析,若姐妹染色单体发生了交换,可观察到在染色体着色较深的染色单体上有着色较浅的部分,而相对应的着色较浅的染色单体上有着色较深的部分。
(3)两条姐妹染色单体是由一条染色体复制而来,交换的部分控制性状的基因相同,因此染色体的两条姐妹染色单体之间发生部分交换,通常不会对生物的遗传产生影响。
【点睛】两种不同的交换:
(1)染色体的两条姐妹染色单体之间发生部分交换:两条姐妹染色单体是由一条染色体复制而来,交换的部分控制性状的基因相同,不会对生物的遗传产生影响。
(2)同源染色体中非姐妹染色单体的交叉互换:属于基因重组,同源染色体中非姐妹染色单体上对应的基因不同,交叉互换后可产生配子种类增多,使后代出现多种多样的表现型。
21. 相反 解旋 DNA聚合酶 不是 ①存在先合成较短的 DNA 片段,之后较短的 DNA 片段连接成 DNA 长链的过程(+子链延伸方向均为 5’至 3’);依据是时间较短时(30 秒内),与离心管顶部距离较近的位置放射性较强(或短片段 DNA 数量较多);随着时间推移,与离心管顶部距离较远的位置放射性较强(或长片段 DNA 数量较多)
②随着时间推移,据离心管顶部距离较近的区域放射性一直较强/短片段DNA 的数量一直较多(合理即得分) (画出任意一个即可)
【分析】DNA分子复制的特点是边解旋边复制和半保留复制;DNA聚合酶可使单个的脱氧核苷酸连接到正在合成的DNA单链上。
【详解】(1)分析图1可知,DNA的两条模板链分别是5′→3′和3′→5′,故两条链方向相反;DNA的半保留复制过程是边解旋边复制;DNA复制时,DNA聚合酶可催化脱氧核苷酸添加到DNA子链上;因该酶只能使新合成的DNA链从5′向3′方向延伸,据图分析可知,子链有一条延伸方向是从3′→5′,故图1中的DNA复制模型不是完全正确。
(2)①据题干信息可知“DNA片段越短,与离心管顶部距离越近”,结合题图可知:时间较短时(30 秒内),与离心管顶部距离较近的位置放射性较强(或短片段 DNA 数量较多),随着时间推移,与离心管顶部距离较远的位置放射性较强(或长片段 DNA 数量较多),故可推测DNA复制时子链合成的过程是存在先合成较短的 DNA 片段,之后较短的 DNA 片段连接成 DNA 长链的过程(+子链延伸方向均为 5’至 3’)。
②因DNA连接酶能连接不同的DNA片段,故若抑制DNA连接酶的功能,再重复以上实验,因DNA片段无法连接,故随着时间推移,据离心管顶部距离较近的区域放射性一直较强/短片段DNA 的数量一直较多。
(3)DNA分子复制的过程是半保留复制,且子链延伸方向为从5′向3′,故可绘制DNA复制图如下:
【点睛】解答此题可以DNA分子复制的特点为基础,结合题干给予的信息分析作答。