第七周(试题卷)
(范围:必修2 第3章—第4章)
时间:40分钟 总分:50分
单项选择题(每小题2分,共14分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.某科研小组在格里菲思实验的基础上增加了相关实验,实验过程如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.预测鼠5将死亡
B.该实验证明DNA是遗传物质
C.从鼠2血液中分离出的活菌都是S型细菌
D.活菌甲是不会使鼠死亡的S型肺炎链球菌
2.沃森和克里克根据DNA分子晶体衍射图谱,解析出经典的DNA双螺旋类型(B-DNA),后续人们又解析了两种不同的DNA双螺旋类型(A-DNA和Z-DNA),它们的螺旋直径如表所示。下列叙述错误的是( )
项目 A-DNA B-DNA Z-DNA
螺旋直径(nm) 2.55 2.37 1.84
A.Z-DNA双螺旋类型结构更为紧凑而有利于其完成复制
B.不同的双螺旋类型中,基因的转录活跃程度不同
C.三种双螺旋类型DNA双链都遵循碱基互补配对原则
D.推测在生物体内DNA双螺旋类型也是多种多样的
3.端粒是真核生物线性染色体末端的一段复合结构,端粒DNA会随细胞分裂而缩短(如图),直到细胞不能再分裂。下列相关叙述错误的是( )
A.组成端粒的主要成分是DNA和蛋白质
B.子链5′-端引物水解后不能补齐,导致端粒DNA缩短
C.染色体复制后,每条染色体的4个端粒都缩短
D.可通过修复缩短的端粒DNA,延长细胞寿命
4.将两个两条链均被3H标记的M基因导入某动物(2n=40)精原细胞的染色体中,然后置于不含3H的培养液中培养,经过两次细胞分裂后产生4个子细胞,测定子细胞的染色体被标记情况。不考虑互换和染色体变异,下列叙述错误的是( )
A.4个子细胞中被3H标记的染色体总条数最多为4条,最少为2条
B.每个子细胞中被3H标记的染色体所占比例可能有4种情况
C.若4个子细胞中只有3个含有3H,则一定进行了有丝分裂
D.若4个子细胞中只有2个含有3H,则一定进行了减数分裂
5.氨基酰tRNA是一种与对应的氨基酸相结合的tRNA。在翻译过程中,氨基酰tRNA将氨基酸传递到核糖体中,在那里会与正在延伸中的多肽链合并并将氨基酸加入其中。下列说法正确的是( )
A.在氨基酰tRNA的合成过程中,tRNA的5′端与对应氨基酸相连
B.氨基酰tRNA中的反密码子在翻译过程中决定氨基酸的排列顺序
C.由于存在密码子的简并性,部分tRNA能转运多种氨基酸
D.在翻译过程中,核糖体与mRNA的结合部位会形成2个氨基酰tRNA的结合位点
6.SLC基因编码锰转运蛋白,该基因转录模板DNA单链中的碱基序列由CGT变为TGT,导致所编码蛋白中相应位点的丙氨酸变为苏氨酸,使组织中锰元素严重缺乏。下列说法正确的是( )
A.碱基序列变化后,参与基因复制的嘌呤核苷酸比例增加
B.该碱基变化导致其所编码的锰转运蛋白的功能改变
C.SLC基因碱基变化位置的转录产物对应的反密码子为UGA
D.该碱基变化前后,翻译时所需tRNA和氨基酸的数量和种类都相等
7.皱粒豌豆的形成是由于编码SBE1蛋白的基因中插入了一段800 bp(碱基对)的Ips-r片段(如下图所示),从而使豌豆种子内淀粉合成受阻,使淀粉含量降低,当豌豆成熟时不能有效地保留水分,导致种子皱缩。下列相关叙述正确的是( )
A.皱粒豌豆的出现是基因重组的结果
B.该实例说明基因可以通过控制酶的合成间接控制生物体的性状
C.外来DNA序列的插入,导致编码SBE1蛋白的基因转录形成的mRNA中脱氧核苷酸数目增加
D.翻译出的SBE1蛋白缺少了61个氨基酸,可能是因为mRNA中终止子提前出现
不定项选择题(每小题4分,共12分。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
8.1952年,赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料,利用放射性同位素标记技术,证明了DNA是遗传物质,他们所做的两组实验结果如表所示。下列说法错误的是( )
噬菌体不同标记组别 放射性检测结果
上清液中 沉淀物中
甲 35S标记 75% 25%
乙 32P标记 15% 85%
A.上述实验方法与艾弗里的不同,但二者最关键的设计思路相同
B.甲、乙两组相互对照可以得出DNA是大多数生物的遗传物质的结论
C.乙组上清液中含有15%的放射性,可能是搅拌不充分所致
D.将甲组沉淀物中的噬菌体进一步培养,得到的子代噬菌体都不含放射性
9.双链DNA分子的复制是半不连续的:连续合成的新链叫做前导链,主要由DNA聚合酶ε催化合成;随着解旋的推进,不连续合成的链叫后随链,先由聚合酶α催化合成一个小片段,然后由聚合酶δ催化继续往后延伸,如图1。当聚合酶缺乏时,DNA合成将会出现部分单链(五角星处),如图2~4。单链区的胞嘧啶会被催化变为尿嘧啶。下列说法错误的是( )
A.半不连续复制的原因是DNA聚合酶只能从5′端往3′端合成新DNA链
B.α缺乏引起的单链区域,相对于δ缺乏所引起的单链区,前者更加分散
C.上图所示情况说明,前导链能否正常进行复制将会影响后随链的复制
D.经过多轮复制后,DNA聚合酶的缺乏容易引起C-G碱基对突变为U-A
10.下图表示人体卵清蛋白基因的表达过程,图中黑色部分为有遗传效应的DNA片段,其下方对应的数字为该片段的碱基对数。下列叙述错误的是( )
A.转录在细胞分裂间期进行,在遇到终止密码子时停止
B.经过首尾修饰和加工的成熟mRNA可从核孔进入细胞质中
C.图中7.7 kb的基因指导合成的卵清蛋白至少含有624个氨基酸
D.转录形成hnRNA和翻译形成卵清蛋白的过程均形成DNA—蛋白质复合物
三、非选择题(共24分)
11.(12分)某生物体的心肌细胞中存在ARC基因、基因1、基因2等基因,基因1、基因2转录后得到前体RNA,前体RNA在相应酶的作用下形成miR-223、HRCR,从而参与细胞中的生命活动。如图为三种基因的部分生命活动图解。
(1)ARC基因转录时需要__________酶的作用,过程①发生的场所是__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(2)分析题图可知,分裂旺盛的细胞中miR-223的量________。据图推测miR-223碱基数________(填“越多”或“越少”)越有利于被HRCR吸附。与基因2相比,核酸杂交分子2中特有的碱基对是________。
(3)构成HRCR的基本组成单位是________。当基因2过度表达时______(填“促进”或“抑制”)细胞的凋亡,研究人员认为HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物,依据是______________________________________________________________________________________________________________________。
12.(12分)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。DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域,称为“CG岛”。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶(如图1所示),从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA,使其半甲基化;维持甲基化酶只作用于DNA的非甲基化位点,使其全甲基化。
(1)由于图2中过程①的方式是半保留复制,所以其产物都是____________(填“半”或“全”)甲基化的,因此过程②必须经过____________的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
(2)研究发现,启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合,从而抑制____________。
(3)小鼠的A基因编码胰岛素生长因子-2(IGF-2),a基因无此功能(A、a位于常染色体上)。IGF-2是小鼠正常发育必需的一种蛋白质,缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中,来自父本的A及其等位基因能够表达,来自母本的则不能表达。检测发现,这对基因的启动子在精子中是非甲基化的,在卵细胞中则是甲基化的。若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交,则F1的表型应为_________。F1雌雄个体间随机交配,则F2的表型及其比例应为_______________________。
第七周(参考答案)
1.A 从死亡的鼠2中分离出的活菌乙含S型细菌,所以可预测鼠5将死亡,A正确;该实验证明存在某种转化因子,没有证明DNA是遗传物质,B错误;从鼠2血液中分离出的活菌是S型细菌和R型细菌,C错误;活菌甲是不会使鼠死亡的R型肺炎链球菌,D错误。
2.A DNA复制过程中需要将DNA解旋,而Z-DNA双螺旋类型结构更为紧凑,解旋更困难,从而不利于其完成复制,A错误;不同螺旋结构的直径不同,转录活跃程度不同,B正确;DNA复制过程中无论什么类型的DNA双螺旋结构,都遵循碱基互补配对原则,C正确;DNA可按其螺旋直径划分不同种类,则可导致生物体内DNA双螺旋类型多种多样,D正确。
3.C 端粒是真核生物线性染色体末端的一段复合结构,染色体主要是由DNA和蛋白质组成的,所以组成端粒的主要成分是DNA和蛋白质,A正确;DNA的合成需要引物,但是DNA合成完成后要把引物切除,而子链中切除引物后不能补齐,导致端粒DNA缩短,B正确;由图可知,染色体复制以后,只是新合成的端粒DNA缩短而并非所有的端粒都缩短,C错误;由于端粒DNA不断缩短,最后导致细胞停止分裂,因此可以通过修复缩短的端粒DNA,使细胞恢复分裂的能力,延长细胞的寿命,D正确。
4.D 若两个M基因插入到两条染色体中,则共有4条DNA单链被标记,则该精原细胞进行两次有丝分裂或减数分裂,含3H的染色体共有4条,则4个子细胞中被标记染色体的总条数为4条;若2个M基因插入到同一条染色体上,则4个子细胞中被标记染色体的总条数为2条,A正确;M基因可能插入一条或两条染色体上,则有丝分裂和减数分裂产生的子细胞中被3H标记的染色体数可能为0、1、2,而有丝分裂产生的子细胞中染色体数目是减数分裂产生的子细胞的两倍,因此每个子细胞中被3H标记的染色体所占比例可能有4种情况,B正确;有丝分裂可能出现4个子细胞中只有3个含有3H,而减数分裂不会,C正确;有丝分裂和减数分裂产生的4个子细胞都可能是2个含有3H,还有两个不含3H,D错误。
5.D 在翻译过程中,tRNA的3′端与对应氨基酸相连,A错误;在翻译过程中决定氨基酸的排列顺序的是mRNA上的密码子,B错误;一种tRNA只能转运一种氨基酸,C错误;在翻译过程中,核糖体会沿着mRNA移动,核糖体与mRNA的结合部位会形成2个氨基酰tRNA的结合位点,D正确。
6.B 双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数,因此碱基序列变化后,参与基因复制的嘌呤核苷酸比例不变,还是50%,A错误;由题意可知,该碱基变化导致蛋白质的结构发生变化,且导致组织中锰元素严重缺乏,说明该碱基变化导致其所编码的锰转运蛋白的功能改变,B正确;根据该基因转录模板DNA单链中的碱基序列由CGT变为TGT,则mRNA上的密码子变为ACA,则对应的反密码子变为UGU,C错误;由题意可知,碱基变化前后,翻译时所需tRNA和氨基酸的数量相等,但是种类不一定相等,D错误。
7.B 皱粒豌豆的形成是由于编码SBE1蛋白的基因中插入了一段800 bp(碱基对)的Ips-r片段,属于基因突变中碱基的增添所致,A错误;该实例说明基因可以通过控制淀粉合成酶1的合成控制豌豆的粒形,属于基因可以通过控制酶的合成间接控制生物体的性状,B正确;外来DNA序列的插入,导致编码SBE1蛋白的基因转录形成的mRNA中核糖核苷酸数目增加,不是脱氧核苷酸,C错误;翻译出的SBE1蛋白缺少了61个氨基酸,可能是因为mRNA中终止密码子提前出现,终止子是DNA分子中的一段序列,D错误。
8.BC 甲、乙两组相互对照只能证明DNA是T2噬菌体的遗传物质,不能得出DNA是大多数生物的遗传物质的结论,B错误;乙组用32P标记的是噬菌体的DNA,上清液中含有15%的放射性,可能是有一些噬菌体还未来得及将其DNA注入大肠杆菌,经过搅拌离心后,到了上清液中,而甲组35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,沉淀物中含有25%的放射性,可能是搅拌不充分所致,C错误;甲组用35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体侵染细菌时,只将DNA注入大肠杆菌,蛋白质外壳留在外面,所以将甲组沉淀物中的噬菌体进一步培养,得到的子代噬菌体都不含有放射性,D正确。
9.BD DNA聚合酶只能沿DNA的5′端往3′端的方向进行延伸合成DNA子链,DNA复制为边解旋边复制,因此会出现半不连续复制的现象,A正确;由图可知,五角星处表示聚合酶缺乏时出现的部分单链,再结合图示可知,α缺乏引起的单链区域,相对于δ缺乏所引起的单链区,后者更加分散,B错误;图1表示正常复制,图4表示缺乏DNA聚合酶ε,即图4中的前导链无法正常进行复制,对比图1和图4中后随链的复制情况可知,前导链能否正常进行复制将会影响后随链的复制,C正确;DNA聚合酶的缺乏容易引起单链区的胞嘧啶C会被催化变为尿嘧啶(U),U与A配对,结果使C-G碱基对突变为T-A,D错误。
10.ACD 转录在遇到终止子时停止,终止密码子终止翻译过程,A错误;图中7.7 kb的基因,外显子部分一共含47+185+51+129+118+143+156+1 043=1 872个碱基对,但由于有终止密码子,所以指导合成的卵清蛋白少于624个氨基酸,C错误;转录形成hnRNA的过程中形成DNA—蛋白质复合物(DNA—RNA聚合酶),翻译形成卵清蛋白的过程中,模板是mRNA,没有形成DNA—蛋白质复合物,D错误。
11.【答案】(1)RNA聚合 核糖体 (2)少 越少 A—U
(3)核糖核苷酸 抑制 HRCR与miR-223形成核酸杂交分子,促进凋亡抑制因子增多,抑制心肌细胞的凋亡
【解析】(1)转录是以DNA的模板链为模板合成RNA的过程,该过程中需要RNA聚合酶与DNA的启动部位结合;过程①是翻译,是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所在核糖体。(2)由图可知,ARC基因转录出的mRNA可以通过①途径抑制细胞凋亡,若miR-223含量多,则消耗更多的mRNA与其结合,不利于细胞数目的增多,因此分裂旺盛的细胞中miR-223的量少;图中核酸分子杂交是RNA与RNA之间杂交,碱基互补配对方式为A-U、U-A、G-C、C-G,而基因2是一段DNA分子,碱基互补配对方式有A-T、T-A、G-C、C-G,故核酸杂交分子2中特有的碱基对是A-U。(3)由图可知,HRCR能形成杂交分子2,故HRCR是RNA,其基本组成单位是核糖核苷酸;当基因2过度表达时,会有更多的HRCR与miR-223结合,使得ARC基因表达出更多的蛋白质更好地抑制细胞凋亡;HRCR与miR-223形成核酸杂交分子,促进凋亡抑制因子增多,抑制心肌细胞的凋亡,因此HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物。
12.【答案】(1)半 维持甲基化酶 (2)基因的表达 (3)全部正常 正常∶矮小=1∶1
【解析】(1)图2中过程①的模板链都含甲基,过程①的方式是半保留复制,而复制后都只含一个甲基,所以其产物都是半甲基化的。因此过程②必须经过维持甲基化酶的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。(2)由于RNA聚合酶与启动子结合,催化基因进行转录。研究发现,启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质(RNA聚合酶)与启动子的结合,不能合成mRNA,从而抑制基因的表达。(3)由于在小鼠胚胎中,来自父本的A及其等位基因能够表达,来自母本的则不能表达,所以纯合矮小雌鼠(aa)与纯合正常雄鼠(AA)杂交,则F1的表型应为全部正常(Aa)。卵细胞中的A及其等位基因由于启动子甲基化而不表达,精子中的A及其等位基因由于启动子非甲基化而表达,并且含A的精子∶含a的精子=1∶1,所以F1雌雄个体间随机交配,F2的表型及比例为正常∶矮小=1∶1。