高2022届 高三 生物考前20天终极冲刺 基因的表达专项训练(含解析答案)
展开
这是一份高2022届 高三 生物考前20天终极冲刺 基因的表达专项训练(含解析答案),共94页。
2022年高考生物考前20天终极冲刺之基因的表达
一.选择题(共20小题)
1.(2022•临汾二模)基因通常是有遗传效应的DNA片段。下列关于基因表达的叙述,错误的是( )
A.携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点
B.在翻译过程中mRNA会沿着核糖体从左向右移动
C.人的1号染色体DNA可以转录出多种mRNA
D.转录是通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板进行的
2.(2022•历城区校级模拟)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。不同miRNA在个体发育的不同阶段产生。miRNA通过与靶mRNA结合或引起靶mRNA的降解,进而特异性的影响相应的基因的表达。请根据材料判断下列相关说法正确的是( )
A.miRNA指导合成的肽链最多含有8个氨基酸
B.miRNA的合成不需要RNA聚合酶的参与
C.miRNA在转录阶段特异性的影响基因的表达过程
D.不同miRNA在个体发育不同阶段产生,与细胞分化有关
3.(2022•保定一模)新冠病毒是一种单链RNA包膜冠状病毒,其RNA可直接充当翻译的模板,这种RNA称为正链RNA,RNA进入细胞后会立即合成自身复制必需的两条超长复制酶多肽(ppla和pplab),这两条复制酶多肽需要被剪切成多个零件(包括RNA复制酶),然后病毒才能启动自身遗传物质进行大量复制。下列叙述错误的是( )
A.ppla和pplab的合成所利用的核糖体和原料均来自于宿主细胞
B.正链RNA和由它形成的互补链均可作为病毒的遗传物质
C.新冠病毒与HIV增殖过程的城基互补配对方式不完全相同
D.新冠病毒RNA复制过程中既有氢键形成又有氢键断裂
4.(2022•海南模拟)原核生物的核糖体由大、小两个亚基组成,其上有3个tRNA结合位点,其中A位点是新进人的tRNA结合位点,Р位点是延伸中的tRNA结合位点,E位点是空载tRNA结合位点,如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.翻译过程中,tRNA的移动顺序是A位点→P位点→E位点
B.参与翻译过程的RNA有两种,分别为mRNA和tRNA
C.mRNA上的密码子改变,合成的肽链就会改变
D.原核生物翻译过程所需的能量只能由无氧呼吸提供
5.(2022•常德模拟)非编码RNA是一大类不编码蛋白质,但在细胞中起着调控作用的环状RNA分子,其调控失衡与一系列重大疾病的发生、发展相关。下列叙述错误的是( )
A.非编码RNA由DNA转录而来
B.非编码RNA分子中含有1个游离的磷酸基团
C.非编码RNA不能编码蛋白质可能是因为它缺乏起始密码子
D.非编码RNA可能与mRNA结合从而影响翻译过程,最终导致疾病的发生
6.(2022•重庆二模)2020年8月,施一公院士团队获陈嘉庚生命科学奖,获奖项目为“剪接体的结构与分子机理研究”。在真核细胞中,基因表达分三步进行,分别由RNA聚合酶、剪接体和核糖体执行转录、剪接和翻译的过程(如图所示)。剪接体主要由蛋白质和小分子的核RNA组成。下列说法错误的是( )
A.信使RNA前体通过剪接后进入细胞质用于翻译
B.信使RNA前体转录时,RNA聚合酶与基因的起始密码相结合
C.若剪接体剪接位置出现差错,可能导致蛋白质结构发生改变
D.剪接体结构的揭晓,对研究基因表达的相关疾病的发病机理有重要意义
7.(2022•福建模拟)大肠杆菌色氨酸操纵子控制色氨酸合成酶的合成,包含启动子、操纵基因和五个色氨酸合成途径所需酶的编码基因(A、B、C、D、E),结构如图所示。缺乏色氨酸时,调节基因编码的阻遏蛋白失活,不能与操纵基因结合,操纵子中的编码基因正常转录,色氨酸正常合成;色氨酸存在时,其与阻遏蛋白结合,激活阻遏蛋白并结合到操纵基因上,从而抑制编码基因转录,色氨酸停止合成。下列分析错误的是( )
A.若调节基因突变,阻遏蛋白合成异常,则存在色氨酸时,色氨酸合成路径不关闭
B.若启动子突变,RNA聚合酶无法与之结合,则缺乏色氨酸时,色氨酸合成路径不开启
C.若操纵基因突变,阻遏蛋白无法与之结合,则存在色氨酸时,色氨酸合成路径不关闭
D.若编码基因B突变,酶2合成异常,则缺乏色氨酸时,合成的其他酶也异常
8.(2022•香坊区校级二模)豌豆的圆粒性状是由R基因控制的,当R基因中插入一段800个碱基对的DNA片段时就成为控制皱粒性状的r基因。豌豆种子圆粒性状的产生机制如图所示,下列说法错误的是( )
A.a过程需要RNA聚合酶参与,消耗ATP
B.R基因中插入一段800个碱基对的DNA片段属于基因突变
C.通过对基因进行荧光标记及荧光显示,可知道R、r基因在染色体上的位置
D.该事实体现的基因控制性状的途径与基因控制囊性纤维病的途径相同
9.(2022•重庆模拟)在真核生物中,最初转录生成的RNA称为hnRNA,需要“剪接体”对hnRNA进行“剪断”与重新“拼接”,将有效遗传信息的拼接与无效遗传信息的去除得到成熟的mRNA,只有成熟的mRNA才能通过核孔出来指导蛋白质的合成,人类35%的遗传紊乱是由于基因突变等导致单个基因的错误剪接引起的。下列有关分析正确的是( )
A.“剪接体”能识别DNA序列,作用是催化磷酸二酯键的断裂
B.真核生物细胞内hnRNA的合成通常发生在细胞周期的分裂期
C.细胞中一个核糖体可以结合多条成熟mRNA链提高翻译速率
D.分解异常mRNA能阻止异常蛋白的合成,需要RNA酶的参与
10.(2022•河北二模)RNA病毒有正单链RNA(+RNA)、负单链RNA(﹣RNA)和双链RNA(±RNA)病毒之分。如图是遗传物质为+RNA的丙肝病毒指导蛋白质合成的图解,①、②、③表示过程。下列分析正确的是( )
A.丙肝病毒的遗传信息可以储存在+RNA和±RNA中
B.①过程表示逆转录过程,②③过程均表示翻译过程
C.丙肝病毒的+RNA上只含有一个起始密码子和一个终止密码子
D.①②③中存在A与U、T与A、G与C的碱基互补配对过程
11.(2022•朝阳区一模)家鸽的视网膜中含两种蛋白质,可形成含铁的杆状多聚体,参与识别外界磁场。下列有关叙述错误的是( )
A.编码上述蛋白的基因仅存在于家鸽的视网膜细胞中
B.若编码上述蛋白的基因突变可能会影响家鸽的行为
C.含铁的杆状多聚体的形成与两种蛋白质的结构有关
D.家鸽识别外界磁场属于生态系统的物理信息传递方式
12.(2022•岳阳二模)奥密克戎(英文名:Omicron,编号:B.1.1.529,),是2019新型冠状病毒(单链RNA病毒)变种,2021年11月26日,WHO将奥密克戎定义为第五种“关切变异株”。奥密克戎入侵人体细胞后,其RNA直接指导合成两条超长复制酶多肽,再剪切成多个多肽链,然后该病毒RNA才能经这些剪切后形成的复制酶的催化开始复制。下列说法正确的是( )
A.超长复制酶多肽的合成必须经过转录和翻译两个过程
B.新冠病毒变异快,变种多,根本原因是各国的环境复杂
C.该病毒RNA复制所需要的酶来源于宿主细胞相关基因表达产物
D.人类在与新冠病毒的斗争中,二者相互选择、共同进化
13.(2022•抚顺一模)转运RNA即tRNA,是一种由70﹣80个核苷酸组成的短链RNA,通常呈独特的三叶草结构(如图所示)。下列相关叙述错误的是( )
A.tRNA含有氢键,且是单链核酸分子
B.tRNA结合氨基酸的位点在其3′端
C.tRNA上的反密码子是由mRNA转录而来
D.tRNA参与蛋白质的合成过程,其自身不会翻译为蛋白质
14.(2022•聊城一模)控制DNA甲基化转移酶(Dnmt)合成的基因内部碱基组成及其表达过程中的对应关系如图所示。图中数字的单位为千碱基对(kb),基因长度共8kb,已知该基因转录的直接产物mRNA中与d区间相对应的区域会被切除,而成为成熟的mRNA。下列叙述正确的是( )
A.起始密码子对应位点是RNA聚合酶识别和结合的位点
B.控制Dnmt合成的基因彻底水解的产物有CO2、水等
C.基因上的密码子决定了蛋白质的氨基酸种类以及翻译的起始和终止
D.成熟的mRNA可以相继结合多个核糖体同时进行多条肽链的合成
15.(2022•蕲春县校级一模)如图为真核基因的结构图,真核基因结构不连续,为断裂基因,据图结合所学知识可知( )
A.启动子的作用为启动该片段的翻译
B.图中的起始密码、终止密码中含有碱基U
C.该图所代表的结构在DNA上是连续的
D.该基因转录产生的mRNA的碱基数量小于该基因碱基总数的
16.(2022•辽宁模拟)冠状病毒含有一条单链RNA(+RNA),该链进入宿主细胞后,可以直接指导自身所需的刺突蛋白、RNA复制酶、膜糖蛋白、核衣壳蛋白等蛋白质的合成。病毒的刺突蛋白与病毒的吸附、自身包膜蛋白与细胞膜融合有关。下列关于冠状病毒遗传信息传递和性状控制有关的分析,正确的是( )
A.冠状病毒的遗传信息可以从RNA流向DNA
B.冠状病毒的+RNA上含有多个起始密码子
C.+RNA上的基因只能通过控制蛋白质的结构控制性状
D.冠状病毒与T2噬菌体侵染细菌的机制相同
17.(2022•道里区校级二模)DNA甲基化是在酶的作用下将甲基选择性地添加到DNA上,DNA甲基化后干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合。随年龄增长或吸烟、酗酒会引起DNA甲基化水平升高,使视网膜神经节细胞将视觉信号从眼睛传向大脑的功能受损且不可恢复,导致视力下降。下列相关推测错误的是( )
A.DNA甲基化不改变基因的碱基序列
B.DNA甲基化会干扰转录过程进而影响基因表达
C.视觉形成的反射弧中,视网膜神经节细胞属于传出神经
D.生物性状是基因和环境共同作用的结果
18.(2022•青羊区校级模拟)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Leyc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Leyc蛋白,从而抑制了基因的表达。下列有关说法错误的是( )
A.吸烟者精子中的DNA的甲基化水平明显升高,这说明发生了基因突变
B.DNA甲基化可在不改变基因碱基序列的前提下实现对基因表达的调控
C.基因型相同的同卵双生双胞胎所具有的微小差异可能与表观遗传有关
D.DNA碱基序列的甲基化程度越高,基因的表达受到的抑制效果越明显
19.(2022•河南模拟)HIV的RNA在人体细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板,如图表示HIV在T淋巴细胞内的增殖过程,下列分析错误的是( )
A.DNA聚合酶参与过程②,RNA聚合酶参与过程③④
B.过程③④形成的mRNA和病毒RNA中碱基排列顺序相同
C.图中病毒RNA中嘌呤碱基数与单链DNA中嘧啶碱基数相等
D.可通过选择性抑制过程①来设计治疗艾滋病的药物
20.(2022•朝阳区一模)蜜蜂的幼虫取食蜂王浆发育成蜂王,取食花粉和花蜜则发育成工蜂。DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶,能使DNA某些区域甲基化(如图)。敲除DNMT3基因后,蜜蜂幼虫将发育成蜂王,与取食蜂王浆有相同效果。下列有关叙述错误的是( )
A.胞嘧啶和5'甲基胞嘧啶在DNA分子中均可与鸟嘌呤配对
B.DNA甲基化的本质是基因突变,从而导致性状发生改变
C.蜂王浆可能会使蜜蜂细胞中DNMT3基因的表达水平下降
D.DNA甲基化可能干扰了RNA聚合酶结合DNA相关区域
二.解答题(共5小题)
21.(2022•如皋市一模)秋末植物的叶片衰老时,在叶柄基部开始形成离层(如图甲所示),细胞和细胞之间联系变得不太紧密,从而使叶片从植物体上脱落。离层部位细胞在外界环境条件的刺激下,细胞内的相关生命活动如图乙所示。请回答下列问题:
(1)图乙中的①过程需要的酶是 ,原料是 。
(2)A结构中进行的过程是 ,从图中可以看出,成熟RNA分子上可以结合多个结构A,其意义是 。
(3)结构B是 ,结构C中的物质可能是 。
(4)②过程是 ,这种物质通过细胞膜的方式与细胞膜的 (结构特点)有关,该过程也体现了各种生物膜之间在 上具有一定的联系。
(5)进一步的研究表明,在叶柄基部离层的形成过程中,除乙烯外,还有脱落酸等其他激素的参与,这说明 。
22.(2021•绥中县校级模拟)自2019年12月新冠肺炎疫情以来,我国政府与世卫组织通力合作,全力防控,我国疫情目前已得到初步遏制。面对疫情,专家提醒:“比起焦虑和恐慌,我们更需要的是尽量放松、保持心情愉悦。陈薇团队研发的我国首个腺病毒载体新冠疫苗于2月25日获批上市!该疫苗是目前国家批准上市的新冠疫苗中,唯一可采用单针接种程序的疫苗,也是全球第一个进入临床的新冠疫苗。陈薇表示,腺病毒载体新冠疫苗重症保护率达90%以上。世界新冠疫情依然严峻,疫苗已经成为了唯一的希望。请回答下列问题:
(1)新冠病毒必须在宿主细胞内增殖,当侵染人呼吸道上皮细胞时,会经过吸附、穿入、脱壳、生物合成和成熟释放等几个阶段。新型冠状病毒囊膜上有 3 种蛋白质“M”、“E”和“S”,通过膜融合转变为宿主细胞的膜蛋白,体现的原理是 。其单链基因组+RNA 可直接作为模板,利用宿主细胞的 (细胞器)合成病毒的 酶,再利用该酶完成病毒遗传物质的复制。
(2)当人体感染新冠病毒时,免疫系统的功能加强,往往会引起发烧,最可能的原因是病毒产生的毒素影响了 的功能,最终使机体 ,体温升高。
(3)焦虑和恐慌会使T细胞活性下降,从而使人更易感染病毒而患病,从T细胞角度分析人更易患病的原因是 。
(4)新冠病毒爆发的同时北半球正处于流感季节。研究发现,BY型流感病毒衣壳蛋白在一定表达系统中能重新自我组装成病毒样颗粒(VLP),该颗粒不含病毒核酸,可作为预防BY型流感病毒的疫苗。VLP注入机体后一般不会引发细胞免疫,原因是 。
(5)若疫苗是根据病毒表面的M、E和S等糖蛋白研制,可能一段时间后还要继续接种其它种类的新疫苗,请从病毒遗传物质的结构和免疫学角度分析一段时间后需要接种新疫苗的原因是 。
23.(2022•朝阳区一模)茉莉酸(JA)是植物应对机械伤害的重要激素,但植物防御反应过度抑制自身的生长发育、因此JA作用后的适时消减对植物生存十分重要。
(1)植物受到损伤,释放的JA与 结合,启动相关基因表达实现对伤害的防御。
(2)机械损伤处理野生型和JA受体突变型番茄幼苗。检测叶片细胞中基因表达结合。结果如图1。据此推测MYC和MTB蛋白参与JA信号转导,且MTB是MYC的下游信号,依据 。
(3)研究证实,MYC蛋白是JA信号转导途径的核心转录因子,可与靶基因的 序列结合促进其转录。为验证MTB基因是MYC蛋白作用的靶基因,对照组和实验组的处理分别 。
a.野生型番茄幼苗b.MTB低表达的番茄幼苗
c.MYC低表达的番茄幼苗
d.机械损伤番茄幼苗后,检测MTB的表达量
e.不进行机械损伤,检测MTB的表达量
(4)研究MTB不同表达水平的番茄对机械伤害的抗性反应,结果如图2.结果说明 ,推测MTB实现了JA作用后的消减。
(5)MYC蛋白需通过与转录激活蛋白MED结合促进靶基因的转录,抗性基因也是MYC蛋白调控的靶基因。MTB蛋白与MYC蛋白形成二聚体后会结。合转录抑制蛋白JAZ进而与MYC蛋白竞争性结合相同的靶基因启动子。根据以上信息,在图3中将JA发挥作用以及JA消减过程的分子机制补充完整。
24.(2022•昌吉州模拟)基因是有遗传效应的DNA片段,通过转录和翻译进行表达。在人体细胞对氧气的感应和适应机制的研究中发现,机体缺氧时,低氧诱导因子(HIF)与促红细胞生成素(EPO)基因的低氧应答元件(非编码蛋白质序列)结合,使EPO基因表达加快,促进EPO的合成,过程如图所示。回答下列问题:
(1)HIF基因的基本骨架是 ,其中一条脱氧核苷酸单链中含 个游离的磷酸基团。
(2)完成过程①需 酶催化,②过程中,除mRNA外,还需要的RNA有 。
(3)由图可知HIF是通过调控EPO基因表达的 过程来促进EPO合成的,不同人体中HIF基因和EPO基因的区别是 。
(4)癌症患者体内由于癌细胞迅速增殖,会造成肿瘤附近局部供氧不足,因此癌细胞常常会提高HIF蛋白的表达,刺激机体产生 ,为肿瘤提供更多氧气和养分。
25.(2021•高陵区校级二模)基因工程(genetic engineering)又称基因拼接技术和DNA重组技术,先在体外构建杂种DNA分子(重组DNA),然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。如图是一种构建重组DNA的示意图,据图回答有关问题:
(1)逆转录过程的条件包括 (至少答两点),该过程也遵循碱基互补配对原则,与DNA复制过程相比,特有的碱基对为 。
(2)将cDNA与运载体连接构建的基因表达载体成功导入受体菌群中,该受体菌群称为该生物的 文库。构建该文库共需要 种酶,分别是 。
(3)cDNA与该生物基因组序列中相关基因在结构上最大区别是 。
(4)将DNA连杆分别与cDNA的两端连接后,用限制酶切割DNA连杆暴露黏性末端,目的是 ,连接后能否用原限制酶再次切开 (填“能”或“不能”或“不一定”)。
(5)将构建好的杂种DNA导入受体菌并实现cDNA的成功表达称为 。导入杂种DNA时首先要用 处理受体菌,让其处于 ,该方法称为 。
2022年高考生物考前20天终极冲刺之基因的表达
参考答案与试题解析
一.选择题(共20小题)
1.(2022•临汾二模)基因通常是有遗传效应的DNA片段。下列关于基因表达的叙述,错误的是( )
A.携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点
B.在翻译过程中mRNA会沿着核糖体从左向右移动
C.人的1号染色体DNA可以转录出多种mRNA
D.转录是通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板进行的
【考点】遗传信息的转录和翻译.菁优网版权所有
【专题】正推法;遗传信息的转录和翻译.
【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。
【解答】解:A、核糖体同时占据两个密码子位点,携带氨基酸的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点,通过反密码子与密码子进行互补配对,A正确;
B、翻译过程中mRNA并不会移动,而是核糖体沿着mRNA移动,进而读取下一个密码子,B错误;
C、转录以基因为单位,一个DNA分子具有多个基因。故一个DNA分子通过转录可形成许多个不同的RNA分子,C正确;
D、结合分析可知,转录是通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板进行的,D正确。
故选:B。
【点评】本题考查了转录和翻译等相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,难度不大。
2.(2022•历城区校级模拟)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。不同miRNA在个体发育的不同阶段产生。miRNA通过与靶mRNA结合或引起靶mRNA的降解,进而特异性的影响相应的基因的表达。请根据材料判断下列相关说法正确的是( )
A.miRNA指导合成的肽链最多含有8个氨基酸
B.miRNA的合成不需要RNA聚合酶的参与
C.miRNA在转录阶段特异性的影响基因的表达过程
D.不同miRNA在个体发育不同阶段产生,与细胞分化有关
【考点】遗传信息的转录和翻译.菁优网版权所有
【专题】信息转化法;遗传信息的转录和翻译.
【分析】1、基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA分子的一条链为模板合成蛋白质的过程,翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程。
2、紧扣题干中关键信息“非编码RNA”、“miRNA通过与靶mRNA结合或引起靶mRNA的降解”答题。
【解答】解:A、miRNA是非编码RNA,不能控制合成肽链,A错误;
B、miRNA的合成需要RNA聚合酶的参与,B正确;
C、“miRNA通过与靶mRNA结合或引起靶mRNA的降解”,故miRNA在翻译阶段能特异性的影响基因的表达过程,C错误;
D、细胞分化的实质是基因的选择性表达,不同miRNA在个体发育不同阶段产生,能特异性的影响相应的基因的表达,因此miRNA与细胞分化有关,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查遗传信息的转录和翻译、细胞分化,要求考生识记遗传信息转录和翻译的过程、场所、条件及产物等基础知识;识记细胞分化的概念,掌握细胞分化的实质,能结合题中信息准确判断各选项。
3.(2022•保定一模)新冠病毒是一种单链RNA包膜冠状病毒,其RNA可直接充当翻译的模板,这种RNA称为正链RNA,RNA进入细胞后会立即合成自身复制必需的两条超长复制酶多肽(ppla和pplab),这两条复制酶多肽需要被剪切成多个零件(包括RNA复制酶),然后病毒才能启动自身遗传物质进行大量复制。下列叙述错误的是( )
A.ppla和pplab的合成所利用的核糖体和原料均来自于宿主细胞
B.正链RNA和由它形成的互补链均可作为病毒的遗传物质
C.新冠病毒与HIV增殖过程的城基互补配对方式不完全相同
D.新冠病毒RNA复制过程中既有氢键形成又有氢键断裂
【考点】中心法则及其发展.菁优网版权所有
【专题】信息转化法;遗传信息的转录和翻译.
【分析】新型冠状病毒(2019﹣nCoV)是有包膜的病毒,其遗传物质是一种单股正链RNA,(+)RNA在RNA复制酶的作用下形成(﹣)RNA,(﹣)RNA再作为模板合成(+)RNA,(+)RNA也可直接作为mRNA翻译成蛋白质。
【解答】解:A、ppla和pplab两条肽链的合成利用的是宿主细胞的核糖体,原料也来源于宿主细胞,A正确;
B、复制形成的互补链与正链RNA的碱基序列不同,所携带的遗传信息不同,互补链不能作为病毒的遗传物质,B错误;
C、新冠病毒增殖过程的碱基配对方式不包括A和T间的配对,而HIV增殖过程包括该配对方式,C正确;
D、新冠病毒RNA复制过程中,核糖核苷酸通过氢键与RNA单链进行碱基互补配对,形成子链后再打开氢键,故复制过程中既有氢键的形成又有氢键的断裂,D正确。
故选:B。
【点评】本题考查新冠病毒的增殖等知识,考查考生的获取信息能力、理解能力和综合运用能力,落实生命观念、科学思维等核心素养。
4.(2022•海南模拟)原核生物的核糖体由大、小两个亚基组成,其上有3个tRNA结合位点,其中A位点是新进人的tRNA结合位点,Р位点是延伸中的tRNA结合位点,E位点是空载tRNA结合位点,如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.翻译过程中,tRNA的移动顺序是A位点→P位点→E位点
B.参与翻译过程的RNA有两种,分别为mRNA和tRNA
C.mRNA上的密码子改变,合成的肽链就会改变
D.原核生物翻译过程所需的能量只能由无氧呼吸提供
【考点】遗传信息的转录和翻译.菁优网版权所有
【专题】模式图;信息转化法;遗传信息的转录和翻译.
【分析】基因控制蛋白质合成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,而翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程。
【解答】解:A、据题图中碳链的长度变化可知,翻译过程中,tRNA的移动顺序是A位点→P位点→E位点,A正确;
B、参与翻译过程的RNA有三种,分别为rRNA、mRNA和tRNA,B错误;
C、密码子具有简并性,一种氨基酸可能对应多种密码子,故RNA上的密码子改变,合成的肽链不一定改变,C错误;
D、原核生物没有线粒体,但有些也可以进行有氧呼吸,D错误。
故选:A。
【点评】本题考查遗传信息的翻译,要求考生识记翻译的过程、场所、条件及产物等基础知识,能结合所学的知识准确答题。
5.(2022•常德模拟)非编码RNA是一大类不编码蛋白质,但在细胞中起着调控作用的环状RNA分子,其调控失衡与一系列重大疾病的发生、发展相关。下列叙述错误的是( )
A.非编码RNA由DNA转录而来
B.非编码RNA分子中含有1个游离的磷酸基团
C.非编码RNA不能编码蛋白质可能是因为它缺乏起始密码子
D.非编码RNA可能与mRNA结合从而影响翻译过程,最终导致疾病的发生
【考点】遗传信息的转录和翻译.菁优网版权所有
【专题】正推法;遗传信息的转录和翻译.
【分析】1、基因的表达即基因控制蛋白质的合成过程包括转录和翻译两个主要阶段,其中转录是指以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程;翻译是指以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程.
2、紧扣题干信息“环状RNA分子(原因是成环序列两端有互补的重复序列存在)”答题。
【解答】解:A、非编码RNA也属于RNA,是由DNA转录而来的,A正确;
B、非编码RNA为环状RNA分子,无游离的磷酸基团,B错误;
C、非编码RNA与mRNA一样,也是由4种核糖核苷酸构成的,其中也含有碱基,其不能编码蛋白质可能是因为缺乏起始密码子无法与核糖体结合进行翻译,C正确;
D、由上述分析可知,非编码RNA中含有碱基,可以与链状的mRNA通过碱基互补配对结合,从而影响翻译过程,导致疾病的发生,D正确。
故选:B。
【点评】本题考查遗传信息的转录和翻译,要求考生识记遗传信息转录和翻译的过程、场所、条件及产物等基础知识,能结合题中信息准确判断各选项,属于考纲识记和理解层次的考查。
6.(2022•重庆二模)2020年8月,施一公院士团队获陈嘉庚生命科学奖,获奖项目为“剪接体的结构与分子机理研究”。在真核细胞中,基因表达分三步进行,分别由RNA聚合酶、剪接体和核糖体执行转录、剪接和翻译的过程(如图所示)。剪接体主要由蛋白质和小分子的核RNA组成。下列说法错误的是( )
A.信使RNA前体通过剪接后进入细胞质用于翻译
B.信使RNA前体转录时,RNA聚合酶与基因的起始密码相结合
C.若剪接体剪接位置出现差错,可能导致蛋白质结构发生改变
D.剪接体结构的揭晓,对研究基因表达的相关疾病的发病机理有重要意义
【考点】遗传信息的转录和翻译.菁优网版权所有
【专题】模式图;遗传信息的转录和翻译.
【分析】真核基因包括非编码区(启动子、终止子)和编码区,且编码区不连续,分为内含子和外显子;原核细胞包括非编码区(启动子、终止子)和编码区,且编码区是连续的。
【解答】解:A、由图示可知,信使RNA前体必须通过剪接后进入细胞质才能用于翻译,A正确;
B、信使RNA前体转录时,RNA聚合酶与基因的启动子结合,B错误;
C、剪接位置出现差错,形成的mRNA与正常的mRNA不一样,但最终编码的蛋白质结构可能发生改变,也可能不变,C正确;
D、剪接体结构的揭晓,对揭示与剪接体相关遗传病的发病机理提供了结构基础和理论指导,D正确。
故选:B。
【点评】本题考查遗传信息的转录和翻译,意在考查学生的识图能力和判断能力,难度不大。
7.(2022•福建模拟)大肠杆菌色氨酸操纵子控制色氨酸合成酶的合成,包含启动子、操纵基因和五个色氨酸合成途径所需酶的编码基因(A、B、C、D、E),结构如图所示。缺乏色氨酸时,调节基因编码的阻遏蛋白失活,不能与操纵基因结合,操纵子中的编码基因正常转录,色氨酸正常合成;色氨酸存在时,其与阻遏蛋白结合,激活阻遏蛋白并结合到操纵基因上,从而抑制编码基因转录,色氨酸停止合成。下列分析错误的是( )
A.若调节基因突变,阻遏蛋白合成异常,则存在色氨酸时,色氨酸合成路径不关闭
B.若启动子突变,RNA聚合酶无法与之结合,则缺乏色氨酸时,色氨酸合成路径不开启
C.若操纵基因突变,阻遏蛋白无法与之结合,则存在色氨酸时,色氨酸合成路径不关闭
D.若编码基因B突变,酶2合成异常,则缺乏色氨酸时,合成的其他酶也异常
【考点】遗传信息的转录和翻译;基因突变的特征.菁优网版权所有
【专题】模式图;遗传信息的转录和翻译;基因重组、基因突变和染色体变异.
【分析】分析题文和图形:色氨酸操纵子负责调控色氨酸的生物合成,它的激活与否完全根据培养基中有无色氨酸而定。当培养基中有足够的色氨酸时,该操纵子自动关闭,色氨酸缺少时,操纵子被打开。色氨酸在此过程中起到阻遏的作用,因为被称为辅阻遏分子。
【解答】解:A、由题意及图示可知,调节基因突变,阻遏蛋白合成异常,导致不能与操纵基因结合,因此操纵子中的编码基因正常转录,色氨酸正常合成,A正确;
B、若启动子突变,RNA聚合酶无法与之结合,则缺乏色氨酸时,色氨酸合成路径不能开启,B正确;
C、若操纵基因突变,导致阻遏蛋白无法与之结合,则存在色氨酸时,色氨酸合成路径正常进行,C正确;
D、由图示可知,若编码基因B突变,酶2合成异常,则缺乏色氨酸时,合成的其他酶正常,D错误。
故选:D。
【点评】本题结合图形,考查了色氨酸操纵子的调控原理,意在考查学生的理解和应用能力,试题较难。
8.(2022•香坊区校级二模)豌豆的圆粒性状是由R基因控制的,当R基因中插入一段800个碱基对的DNA片段时就成为控制皱粒性状的r基因。豌豆种子圆粒性状的产生机制如图所示,下列说法错误的是( )
A.a过程需要RNA聚合酶参与,消耗ATP
B.R基因中插入一段800个碱基对的DNA片段属于基因突变
C.通过对基因进行荧光标记及荧光显示,可知道R、r基因在染色体上的位置
D.该事实体现的基因控制性状的途径与基因控制囊性纤维病的途径相同
【考点】基因、蛋白质与性状的关系;遗传信息的转录和翻译.菁优网版权所有
【专题】模式图;基因与性状关系.
【分析】分析题图:图示表示豌豆种子圆粒性状的产生机制,其中a表示转录过程,模板是DNA的一条链,原料是核糖核苷酸;b表示翻译过程,模板是mRNA,原料是氨基酸,形成淀粉分支酶(蛋白质);淀粉分支酶能催化蔗糖合成淀粉,淀粉具有较强的吸水能力。
【解答】解:A、图中a表示转录过程,该过程需要RNA聚合酶参与,消耗ATP,A正确;
B、当R基因插入一段800个碱基对的DNA片段时就成为r基因,该变异导致基因结构改变,属于基因突变,B正确;
C、通过对基因进行荧光标记及荧光显示,可知道R、r基因在染色体上的位置,C正确;
D、该事实说明基因能够通过控制酶的合成,从而间接控制生物性状,而囊性纤维病说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状,D错误。
故选:D。
【点评】本题易错点是遗信息的转录和翻译、基因对性状的控制、生物变异相关知识概念。基因突变、基因重组和染色体变异都会引起遗传物质的改变,都是可遗传变异,但不一定遗传给后代。
9.(2022•重庆模拟)在真核生物中,最初转录生成的RNA称为hnRNA,需要“剪接体”对hnRNA进行“剪断”与重新“拼接”,将有效遗传信息的拼接与无效遗传信息的去除得到成熟的mRNA,只有成熟的mRNA才能通过核孔出来指导蛋白质的合成,人类35%的遗传紊乱是由于基因突变等导致单个基因的错误剪接引起的。下列有关分析正确的是( )
A.“剪接体”能识别DNA序列,作用是催化磷酸二酯键的断裂
B.真核生物细胞内hnRNA的合成通常发生在细胞周期的分裂期
C.细胞中一个核糖体可以结合多条成熟mRNA链提高翻译速率
D.分解异常mRNA能阻止异常蛋白的合成,需要RNA酶的参与
【考点】遗传信息的转录和翻译.菁优网版权所有
【专题】正推法;遗传信息的转录和翻译.
【分析】1、基因的表达即基因控制蛋白质的合成过程包括两个阶段:基因是通过控制氨基酸的排列顺序控制蛋白质合成的。整个过程包括转录和翻译两个主要阶段。
2、分析题意可知,首先转录以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hnRNA;然后剪接体(RNA和蛋白质组成)对hnRNA进行剪接,将有效遗传信息的拼接与无效遗传信息的去除得到成熟的mRNA。
【解答】解:A、由题中信息可知,“剪接体”能识别hnRNA序列,作用是催化磷酸二酯键的断裂,A错误;
B、真核生物细胞内hnRNA的合成通常发生在细胞周期的分裂间期,B错误;
C、一条成熟mRNA链可结合多个核糖体,提高翻译速率,C错误;
D、分解异常mRNA能阻止异常蛋白的合成,因此需要RNA酶的参与,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了与转录翻译有关的mRNA的剪切和加工的相关知识,属于信息题,意在考查考生从题干中提取信息的能力、分析能力和理解能力。
10.(2022•河北二模)RNA病毒有正单链RNA(+RNA)、负单链RNA(﹣RNA)和双链RNA(±RNA)病毒之分。如图是遗传物质为+RNA的丙肝病毒指导蛋白质合成的图解,①、②、③表示过程。下列分析正确的是( )
A.丙肝病毒的遗传信息可以储存在+RNA和±RNA中
B.①过程表示逆转录过程,②③过程均表示翻译过程
C.丙肝病毒的+RNA上只含有一个起始密码子和一个终止密码子
D.①②③中存在A与U、T与A、G与C的碱基互补配对过程
【考点】中心法则及其发展.菁优网版权所有
【专题】模式图;遗传信息的转录和翻译.
【分析】据图分析,①表示RNA自我复制,②③表示+RNA翻译形成蛋白质,蛋白质包括酶和结构蛋白,酶催化RNA自我复制,结构蛋白与+RNA形成子代病毒。
【解答】解:A、丙肝病毒的遗传物质为+RNA,遗传信息可以储存在+RNA和±RNA中,A正确;
B、图中,①表示RNA自我复制,,②③过程均表示翻译过程,B错误;
C、丙肝病毒的+RNA上可能含有多个起始密码子和多个终止密码子,C错误;
D、①②③中不存在T与A的碱基互补配对过程,D错误。
故选:A。
【点评】本题考查中心法则的相关知识,要求考生识记中心法则的主要内容及后人对其进行的补充和完善,能正确分析题图,再结合所学的知识准确判断各选项。
11.(2022•朝阳区一模)家鸽的视网膜中含两种蛋白质,可形成含铁的杆状多聚体,参与识别外界磁场。下列有关叙述错误的是( )
A.编码上述蛋白的基因仅存在于家鸽的视网膜细胞中
B.若编码上述蛋白的基因突变可能会影响家鸽的行为
C.含铁的杆状多聚体的形成与两种蛋白质的结构有关
D.家鸽识别外界磁场属于生态系统的物理信息传递方式
【考点】遗传信息的转录和翻译;基因突变的特征;生物大分子以碳链为骨架.菁优网版权所有
【专题】正推法;遗传信息的转录和翻译;基因重组、基因突变和染色体变异.
【分析】1、转录: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。
2、翻译: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。
【解答】解:A、家鸽的所有体细胞都含有这两种基因,但只在视网膜细胞中表达,A错误;
B、若编码上述蛋白的基因突变,则可导致这两种蛋白质改变,进而会影响家鸽的行为,B正确;
C、两种蛋白质可参与形成含铁的杆状多聚体,因此含铁的杆状多聚体的形成与两种蛋白质的结构有关,C正确;
D、家鸽识别外界磁场属于生态系统的物理信息传递方式,D正确。
故选:A。
【点评】本题考查遗传信息的转录和翻译的主要内容及发展,要求考生识记遗传信息转录和翻译的过程、场所、条件及产物等基础知识;能结合所学的知识准确判断各选项。
12.(2022•岳阳二模)奥密克戎(英文名:Omicron,编号:B.1.1.529,),是2019新型冠状病毒(单链RNA病毒)变种,2021年11月26日,WHO将奥密克戎定义为第五种“关切变异株”。奥密克戎入侵人体细胞后,其RNA直接指导合成两条超长复制酶多肽,再剪切成多个多肽链,然后该病毒RNA才能经这些剪切后形成的复制酶的催化开始复制。下列说法正确的是( )
A.超长复制酶多肽的合成必须经过转录和翻译两个过程
B.新冠病毒变异快,变种多,根本原因是各国的环境复杂
C.该病毒RNA复制所需要的酶来源于宿主细胞相关基因表达产物
D.人类在与新冠病毒的斗争中,二者相互选择、共同进化
【考点】遗传信息的转录和翻译;中心法则及其发展;生物进化与生物多样性的形成.菁优网版权所有
【专题】正推法;遗传信息的转录和翻译;生物的进化.
【分析】1、RNA是在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成的,这一过程称为转录。当细胞开始合成某种蛋白质时,编码这个蛋白质的一段DNA双链将解开,双链的碱基得以暴露,细胞中游离的核糖核苷酸与供转录用的DNA的一条链的碱基互补配对,在RNA聚合酶的作用下,依次连接,形成一个mRNA分子。
2、mRNA合成以后,就通过核孔进入细胞质中。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,这一过程叫做翻译。
3、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。新冠病毒为RNA病毒,RNA复制需要RNA依赖的RNA复制酶。
【解答】解:A、根据题意,新冠病毒(单链RNA病毒)入侵人体细胞后,其RNA直接指导合成两条超长复制酶多肽,说明超长复制酶多肽的合成是以病毒的RNA为模板直接翻译形成的,A错误;
B、新冠病毒变异快,变种多,根本原因是新冠病毒的遗传物质是单链RNA,容易发生基因突变,B错误;
C、该病毒RNA复制所需要的酶来源于病毒的RNA为模板直接合成的超长复制酶多肽经过剪切形成的,C错误;
D、人类在与新冠病毒的斗争中,二者相互选择、共同进化,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查学生从题干中获取新冠病毒入侵人体细胞后的过程,并结合所学转录、翻译以及病毒的相关知识做出正确判断,属于理解和应用层次的内容,难度适中。
13.(2022•抚顺一模)转运RNA即tRNA,是一种由70﹣80个核苷酸组成的短链RNA,通常呈独特的三叶草结构(如图所示)。下列相关叙述错误的是( )
A.tRNA含有氢键,且是单链核酸分子
B.tRNA结合氨基酸的位点在其3′端
C.tRNA上的反密码子是由mRNA转录而来
D.tRNA参与蛋白质的合成过程,其自身不会翻译为蛋白质
【考点】遗传信息的转录和翻译.菁优网版权所有
【专题】模式图;遗传信息的转录和翻译.
【分析】tRNA的结构一端是携带氨基酸的部位;另一端相邻的3个碱基,构成反密码子,能与相应的密码子互补配对;tRNA为三叶草结构,存在局部双链结构,其中含有氢键。
【解答】解:A、tRNA是由一条核糖核苷酸链构成的,由于存在局部双链结构,因此含有氢键,A正确;
B、tRNA结合氨基酸的位点在其3′端,B正确;
C、反密码子位于tRNA的一端,是由DNA转录而来,C错误;
D、tRNA携带氨基酸,参与蛋白质的合成过程,但其自身不会翻译为蛋白质,D正确。
故选:C。
【点评】本题考查遗传信息的转录和翻译,重点考查tRNA的相关知识,考生识记反密码子的概念、识记tRNA的作用及特点是解题的关键。
14.(2022•聊城一模)控制DNA甲基化转移酶(Dnmt)合成的基因内部碱基组成及其表达过程中的对应关系如图所示。图中数字的单位为千碱基对(kb),基因长度共8kb,已知该基因转录的直接产物mRNA中与d区间相对应的区域会被切除,而成为成熟的mRNA。下列叙述正确的是( )
A.起始密码子对应位点是RNA聚合酶识别和结合的位点
B.控制Dnmt合成的基因彻底水解的产物有CO2、水等
C.基因上的密码子决定了蛋白质的氨基酸种类以及翻译的起始和终止
D.成熟的mRNA可以相继结合多个核糖体同时进行多条肽链的合成
【考点】遗传信息的转录和翻译.菁优网版权所有
【专题】模式图;遗传信息的转录和翻译.
【分析】1、转录:转录是指以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程。
2、翻译:翻译是指以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。
【解答】解:A、启动子对应位点是RNA聚合酶识别和结合的位点,起始密码子位于信使RNA,A错误;
B、基因彻底水解产物最多有6种(脱氧核糖、磷酸和4种碱基),无CO2、水,B错误;
C、mRNA上的密码子决定了蛋白质的氨基酸种类以及翻译的起始和终止,C错误;
D、翻译时,成熟的mRNA可以相继结合多个核糖体同时进行多条相同肽链的合成,D正确。
故选:D。
【点评】本题结合图解,考查遗传信息的转录和翻译,要求考生识记遗传信息转录和翻译的过程、场所、条件及产物等基础知识,能结合图象信息准确判断各选项,属于考纲识记和理解层次的考查。
15.(2022•蕲春县校级一模)如图为真核基因的结构图,真核基因结构不连续,为断裂基因,据图结合所学知识可知( )
A.启动子的作用为启动该片段的翻译
B.图中的起始密码、终止密码中含有碱基U
C.该图所代表的结构在DNA上是连续的
D.该基因转录产生的mRNA的碱基数量小于该基因碱基总数的
【考点】遗传信息的转录和翻译;基因与DNA的关系.菁优网版权所有
【专题】模式图;遗传信息的转录和翻译.
【分析】分析题图:真核基因由编码区和非编码区组成,其中非编码区包括启动子和终止子,编码区包括内含子和外显子。
【解答】解:A、启动子的作用是启动该片段的转录,A错误;
B、图示为真核基因的结构,其中不含碱基U,B错误;
C、该图所代表真核基因的结构,真核基因结构不连续,为断裂基因,C错误;
D、由于真核基因中存在不编码的碱基序列,因此该基因转录产生的mRNA的碱基数量小于该基因碱基总数的,D正确。
故选:D。
【点评】本题结合图解,考查真核生物基因结构、遗传信息的转录和翻译等知识,要求考生识记真核生物基因结构的特点,掌握遗传信息转录和翻译的过程,能结合图中信息准确答题。
16.(2022•辽宁模拟)冠状病毒含有一条单链RNA(+RNA),该链进入宿主细胞后,可以直接指导自身所需的刺突蛋白、RNA复制酶、膜糖蛋白、核衣壳蛋白等蛋白质的合成。病毒的刺突蛋白与病毒的吸附、自身包膜蛋白与细胞膜融合有关。下列关于冠状病毒遗传信息传递和性状控制有关的分析,正确的是( )
A.冠状病毒的遗传信息可以从RNA流向DNA
B.冠状病毒的+RNA上含有多个起始密码子
C.+RNA上的基因只能通过控制蛋白质的结构控制性状
D.冠状病毒与T2噬菌体侵染细菌的机制相同
【考点】中心法则及其发展.菁优网版权所有
【专题】信息转化法;DNA分子结构和复制;遗传信息的转录和翻译.
【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。
【解答】解:A、冠状病毒为RNA复制的病毒,遗传信息不能从RNA流向DNA,A错误;
B、冠状病毒的+RNA可直接作为模板指导蛋白质的合成,因此其上含有多个起始密码子,B正确;
C、+RNA上的基因可通过控制蛋白质的结构控制性状,也可以通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物体的性状,C错误;
D、由题意可知,冠状病毒是通过包膜与宿主细胞的细胞膜融合完成的侵染过程,与T2噬菌体侵染细菌的机制有所不同,D错误。
故选:B。
【点评】本题考查中心法则及其发展,要求考生识记中心法则的主要内容及后人对其进行的补充和完善,能准确分析题干所给信息,再根据题干要求选出正确的答案,属于考纲识记和理解层次的考查。
17.(2022•道里区校级二模)DNA甲基化是在酶的作用下将甲基选择性地添加到DNA上,DNA甲基化后干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合。随年龄增长或吸烟、酗酒会引起DNA甲基化水平升高,使视网膜神经节细胞将视觉信号从眼睛传向大脑的功能受损且不可恢复,导致视力下降。下列相关推测错误的是( )
A.DNA甲基化不改变基因的碱基序列
B.DNA甲基化会干扰转录过程进而影响基因表达
C.视觉形成的反射弧中,视网膜神经节细胞属于传出神经
D.生物性状是基因和环境共同作用的结果
【考点】遗传信息的转录和翻译;基因与性状的关系;反射弧各部分组成及功能.菁优网版权所有
【专题】正推法;遗传信息的转录和翻译;基因与性状关系;神经调节与体液调节.
【分析】1、RNA是在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成的,这一过程称为转录。当细胞开始合成某种蛋白质时,编码这个蛋白质的一段DNA双链将解开,双链的碱基得以暴露,细胞中游离的核糖核苷酸与供转录用的DNA的一条链的碱基互补配对,在RNA聚合酶的作用下,依次连接,形成一个mRNA分子。
2、mRNA合成以后,就通过核孔进入细胞质中。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,这一过程叫做翻译。
【解答】解:A、DNA甲基化为DNA化学修饰的一种形式,能够在不改变DNA序列的前提下,改变遗传表现,DNA甲基化不改变基因的碱基序列,遗传信息不改变,但会影响基因表达和表型,A正确;
B、RNA聚合酶是转录过程中起催化作用的酶,而DNA甲基化后干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合,故DNA甲基化会干扰转录过程进而影响基因表达,B正确;
C、在视觉形成的反射弧中,视网膜神经节细胞能接受外界刺激产生兴奋,属于传入神经,C错误;
D、分析题意可知,随年龄增长或吸烟、酗酒会引起DNA甲基化水平升高,基因决定生物的性状,但受环境影响,因此性状是基因和环境共同作用的结果,D正确。
故选:C。
【点评】本题考查学生从题干中获取相关信息,并结合所学遗传信息的转录和翻译做出正确判断,属于识记和理解层次的内容,难度适中。
18.(2022•青羊区校级模拟)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Leyc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Leyc蛋白,从而抑制了基因的表达。下列有关说法错误的是( )
A.吸烟者精子中的DNA的甲基化水平明显升高,这说明发生了基因突变
B.DNA甲基化可在不改变基因碱基序列的前提下实现对基因表达的调控
C.基因型相同的同卵双生双胞胎所具有的微小差异可能与表观遗传有关
D.DNA碱基序列的甲基化程度越高,基因的表达受到的抑制效果越明显
【考点】遗传信息的转录和翻译.菁优网版权所有
【专题】正推法;遗传信息的转录和翻译.
【分析】1、RNA是在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成的,这一过程称为转录。当细胞开始合成某种蛋白质时,编码这个蛋白质的一段DNA双链将解开,双链的碱基得以暴露,细胞中游离的核糖核苷酸与供转录用的DNA的一条链的碱基互补配对,在RNA聚合酶的作用下,依次连接,形成一个mRNA分子。
2、mRNA合成以后,就通过核孔进入细胞质中。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,这一过程叫做翻译。
【解答】解:A、DNA甲基化为DNA化学修饰的一种形式,能够在不改变DNA序列的前提下,改变遗传表现,吸烟者精子中的DNA的甲基化水平升高,只是基因的表达受影响,并没有发生基因突变,遗传信息并没有发生改变,A错误;
B、DNA的甲基化不会改变基因的碱基序列,甲基化基因无法进行转录产生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,B正确;
C、基因组成相同的同卵双胞胎中基因序列的甲基化程度可能不同,表现出微小差异可能与表观遗传有关,C正确;
D、基因碱基序列的甲基化程度越高,RNA聚合酶越不容易与DNA结合,基因的表达受到的抑制越明显,D正确。
故选:A。
【点评】本题考查学生从题干中获取相关信息,并结合所学遗传信息的转录和翻译做出正确判断,属于识记和理解层次的内容,难度适中。
19.(2022•河南模拟)HIV的RNA在人体细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板,如图表示HIV在T淋巴细胞内的增殖过程,下列分析错误的是( )
A.DNA聚合酶参与过程②,RNA聚合酶参与过程③④
B.过程③④形成的mRNA和病毒RNA中碱基排列顺序相同
C.图中病毒RNA中嘌呤碱基数与单链DNA中嘧啶碱基数相等
D.可通过选择性抑制过程①来设计治疗艾滋病的药物
【考点】中心法则及其发展.菁优网版权所有
【专题】模式图;遗传信息的转录和翻译.
【分析】1、RNA是在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成的,这一过程称为转录。当细胞开始合成某种蛋白质时,编码这个蛋白质的一段DNA双链将解开,双链的碱基得以暴露,细胞中游离的核糖核苷酸与供转录用的DNA的一条链的碱基互补配对,在RNA聚合酶的作用下,依次连接,形成一个mRNA分子。
2、mRNA合成以后,就通过核孔进入细胞质中。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,这一过程叫做翻译。
【解答】解:A、②表示DNA的单链复制,DNA聚合酶的功能是聚合脱氧核苷酸,参与过程②,③④表示转录,RNA聚合酶的功能是解旋和聚合核糖核苷酸,参与过程③④,A正确;
B、过程③④形成的mRNA和病毒RNA中碱基排列顺序不一定相同,因为两者的模板可能不同,B错误;
C、图中单链DNA是通过病毒RNA碱基互补配对合成的,所以图中病毒RNA中嘌呤碱基数与单链DNA中嘧啶碱基数相等,C正确;
D、由于HIV是逆转录病毒,通过①过程合成单链DNA,进而进行增殖,所以可通过选择性抑制过程①抑制病毒的增殖,设计治疗艾滋病的药物,D正确。
故选:B。
【点评】本题考查学生从题图中获取HIV在T淋巴细胞内的增殖过程,并结合所学转录和翻译的知识做出正确判断,属于理解和应用层次的内容,难度适中。
20.(2022•朝阳区一模)蜜蜂的幼虫取食蜂王浆发育成蜂王,取食花粉和花蜜则发育成工蜂。DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶,能使DNA某些区域甲基化(如图)。敲除DNMT3基因后,蜜蜂幼虫将发育成蜂王,与取食蜂王浆有相同效果。下列有关叙述错误的是( )
A.胞嘧啶和5'甲基胞嘧啶在DNA分子中均可与鸟嘌呤配对
B.DNA甲基化的本质是基因突变,从而导致性状发生改变
C.蜂王浆可能会使蜜蜂细胞中DNMT3基因的表达水平下降
D.DNA甲基化可能干扰了RNA聚合酶结合DNA相关区域
【考点】遗传信息的转录和翻译;基因突变的特征.菁优网版权所有
【专题】模式图;遗传信息的转录和翻译;基因重组、基因突变和染色体变异.
【分析】1、RNA是在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成的,这一过程称为转录。当细胞开始合成某种蛋白质时,编码这个蛋白质的一段DNA双链将解开,双链的碱基得以暴露,细胞中游离的核糖核苷酸与供转录用的DNA的一条链的碱基互补配对,在RNA聚合酶的作用下,依次连接,形成一个mRNA分子。
2、mRNA合成以后,就通过核孔进入细胞质中。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,这一过程叫做翻译。
【解答】解:A、从题图分析可知,胞嘧啶和5'甲基胞嘧啶(添加了甲基的胞嘧啶)在DNA分子中都可以与鸟嘌呤配对,A正确;
B、DNA甲基化为DNA化学修饰的一种形式,能够在不改变DNA序列的前提下,改变遗传表现,因此DNA甲基化并没有改变基因的碱基序列,没有发生基因突变,B错误;
C、敲除DNMT3 基因后,蜜蜂幼虫将发育成蜂王,这与取食蜂王浆有相同的效果,说明蜂王浆可能会使蜂王细胞中DNMT3基因的表达水平下降,C正确;
D、DNA甲基化后可能干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合,使得基因的表达有差异,D正确。
故选:B。
【点评】本题考查学生从题图中获取相关信息,并结合所学转录和翻译以及基因突变的知识做出正确判断,属于理解和应用层次的内容,难度适中。
二.解答题(共5小题)
21.(2022•如皋市一模)秋末植物的叶片衰老时,在叶柄基部开始形成离层(如图甲所示),细胞和细胞之间联系变得不太紧密,从而使叶片从植物体上脱落。离层部位细胞在外界环境条件的刺激下,细胞内的相关生命活动如图乙所示。请回答下列问题:
(1)图乙中的①过程需要的酶是 RNA聚合酶 ,原料是 4种游离的核糖核苷酸 。
(2)A结构中进行的过程是 蛋白质的合成 ,从图中可以看出,成熟RNA分子上可以结合多个结构A,其意义是 少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质 。
(3)结构B是 高尔基体 ,结构C中的物质可能是 纤维素酶 。
(4)②过程是 胞吐 ,这种物质通过细胞膜的方式与细胞膜的 一定的流动性 (结构特点)有关,该过程也体现了各种生物膜之间在 结构和功能 上具有一定的联系。
(5)进一步的研究表明,在叶柄基部离层的形成过程中,除乙烯外,还有脱落酸等其他激素的参与,这说明 植物生命活动的调节,是由多种激素相互协调共同调节 。
【考点】遗传信息的转录和翻译;植物激素的作用;细胞器之间的协调配合.菁优网版权所有
【专题】图文信息类简答题;细胞器;遗传信息的转录和翻译;植物激素调节.
【分析】分析图甲:图甲说明在叶片脱落时,出现了离层。
分析图乙:图乙是在C2H4刺激下,离层的产生过程。其中①为转录,②为胞吐,A为核糖体,B为高尔基体,C为囊泡。
【解答】解:(1)图乙中的①过程是转录合成mRNA的过程,需要RNA聚合酶的催化,原料是4种游离的核糖核苷酸。
(2)A为核糖体,其进行的过程是蛋白质的合成,一个mRNA分子可以结合多个核糖体同时进行翻译过程,可见少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质。
(3)结构B是高尔基体,由于结构C中的物质最终能形成离层,该物质最可能是纤维素酶,其催化纤维素水解,使叶柄基部细胞之间的联系减弱,从而形成离层。
(4)②过程是胞吐,其与细胞膜的具有一定的流动性有关,该过程也体现了各种生物膜之间在结构和功能上具有一定的连续性。
(5)题目中涉及的植物激素除乙烯、还有脱落酸,故说明各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素相互作用共同调节的结果。
故答案为:
(1)RNA聚合酶 4种游离的核糖核苷酸
(2)蛋白质的合成 少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质
(3)高尔基体 纤维素酶
(4)胞吐 一定的流动性 结构和功能
(5)植物生命活动的调节,是由多种激素相互协调共同调节
【点评】本题结合图示,考查植物激素、细胞器间的分工和合作、遗传信息的转录和翻译等知识,考生识记植物激素的种类和作用、明确分泌蛋白的合成和分泌过程、通过分析题图获取有效信息是解题的关键。
22.(2021•绥中县校级模拟)自2019年12月新冠肺炎疫情以来,我国政府与世卫组织通力合作,全力防控,我国疫情目前已得到初步遏制。面对疫情,专家提醒:“比起焦虑和恐慌,我们更需要的是尽量放松、保持心情愉悦。陈薇团队研发的我国首个腺病毒载体新冠疫苗于2月25日获批上市!该疫苗是目前国家批准上市的新冠疫苗中,唯一可采用单针接种程序的疫苗,也是全球第一个进入临床的新冠疫苗。陈薇表示,腺病毒载体新冠疫苗重症保护率达90%以上。世界新冠疫情依然严峻,疫苗已经成为了唯一的希望。请回答下列问题:
(1)新冠病毒必须在宿主细胞内增殖,当侵染人呼吸道上皮细胞时,会经过吸附、穿入、脱壳、生物合成和成熟释放等几个阶段。新型冠状病毒囊膜上有 3 种蛋白质“M”、“E”和“S”,通过膜融合转变为宿主细胞的膜蛋白,体现的原理是 细胞膜的流动性 。其单链基因组+RNA 可直接作为模板,利用宿主细胞的 核糖体 (细胞器)合成病毒的 RNA复制 酶,再利用该酶完成病毒遗传物质的复制。
(2)当人体感染新冠病毒时,免疫系统的功能加强,往往会引起发烧,最可能的原因是病毒产生的毒素影响了 下丘脑体温调节中枢 的功能,最终使机体 产热量大于散热量 ,体温升高。
(3)焦虑和恐慌会使T细胞活性下降,从而使人更易感染病毒而患病,从T细胞角度分析人更易患病的原因是 T细胞活性下降,导致淋巴因子分泌减少,使记忆细胞、浆细胞和抗体数量减少(效应T细胞数量也减少),从而导致体液免疫(细胞免疫)功能下降 。
(4)新冠病毒爆发的同时北半球正处于流感季节。研究发现,BY型流感病毒衣壳蛋白在一定表达系统中能重新自我组装成病毒样颗粒(VLP),该颗粒不含病毒核酸,可作为预防BY型流感病毒的疫苗。VLP注入机体后一般不会引发细胞免疫,原因是 VLP不含核酸,不能侵入到细胞内,没有靶细胞所以不会引起细胞免疫 。
(5)若疫苗是根据病毒表面的M、E和S等糖蛋白研制,可能一段时间后还要继续接种其它种类的新疫苗,请从病毒遗传物质的结构和免疫学角度分析一段时间后需要接种新疫苗的原因是 RNA病毒的遗传物质为单链更容易发生变异,当变异的病毒侵入机体时,已有的记忆细胞和抗体难以发挥作用,故一段时间后需要接种新疫苗以增加记忆细胞和抗体的种类 。
【考点】中心法则及其发展;人体免疫系统在维持稳态中的作用.菁优网版权所有
【专题】信息转化法;遗传信息的转录和翻译;免疫调节.
【分析】1、新冠病毒为RNA病毒:新冠病毒以+RNA为模板翻译合成RNA聚合酶,合成场所为宿主细胞的核糖体,原料和能量均由宿主细胞提供。RNA聚合酶催化RNA的自我复制。
2、体液免疫主要依靠浆细胞产生的抗体发挥作用,细胞免疫主要依靠效应T细胞发挥作用。
3、蛋白质的合成场所为核糖体。
【解答】解:(1 )新冠病毒为囊膜病毒,通过囊膜与宿主细胞的细胞膜融合体现的原理是膜的流动性。该病毒的+RNA复制时需要RNA复制酶(或依赖于RNA的RNA聚合酶)催化,由于宿主细胞原先没有该酶,是由病毒的+RNA直接做模板,利用宿主细胞的核糖体合成的。
(2 )感染新冠病毒时往往会弓|起发烧的原因是:病毒产生的毒素影响了下丘脑体温调节中枢的功能,使机体产热量大于散热量,从而使体温升高。
(3)T细胞活性下降,导致淋巴因子分泌减少,使记忆细胞、浆细胞和抗体数量减少(效应T细胞数量也减少),从而导致体液免疫(和细胞免疫)功能下降。
(4)VLP不含核酸,不能侵入到细胞内,没有靶细胞所以不会引起细胞免疫。
(5)VRNA病毒的遗传物质为单链,更容易发生变异(基因突变),当变异的病毒侵入机体时,已有的记忆细胞和抗体难以发挥作用,故一段时间后需要接种新疫苗以增加记忆细胞和抗体的种类。
故答案为:
(1)细胞膜的流动性 核糖体 RNA复制(或RNA聚合)
(2)下丘脑体温调节中枢 产热量大于散热量
(3)T细胞活性下降,导致淋巴因子分泌减少,使记忆细胞、浆细胞和抗体数量减少(效应T细胞数量也减少),从而导致体液免疫(细胞免疫)功能下降
(4)VLP不含核酸,不能侵入到细胞内,没有靶细胞所以不会引起细胞免疫
(5)RNA病毒的遗传物质为单链更容易发生变异,当变异的病毒侵入机体时,已有的记忆细胞和抗体难以发挥作用,故一段时间后需要接种新疫苗以增加记忆细胞和抗体的种类
【点评】本题考查了人体免疫调节、病毒的结构特点等相关知识,考生要能够根据题意对问题进行分析;结合生活实际去分析问题关键所在和信息采集能力,把握知识的内在联系并应用相关知识综合解决问题的能力。
23.(2022•朝阳区一模)茉莉酸(JA)是植物应对机械伤害的重要激素,但植物防御反应过度抑制自身的生长发育、因此JA作用后的适时消减对植物生存十分重要。
(1)植物受到损伤,释放的JA与 受体 结合,启动相关基因表达实现对伤害的防御。
(2)机械损伤处理野生型和JA受体突变型番茄幼苗。检测叶片细胞中基因表达结合。结果如图1。据此推测MYC和MTB蛋白参与JA信号转导,且MTB是MYC的下游信号,依据 机械损伤后,野生番茄MYC和MTB基因的表达均增加,突变体番茄无显著变化;且MTB基因的表达峰值出现时间晚于MYC基因 。
(3)研究证实,MYC蛋白是JA信号转导途径的核心转录因子,可与靶基因的 启动子 序列结合促进其转录。为验证MTB基因是MYC蛋白作用的靶基因,对照组和实验组的处理分别 ad、cd 。
a.野生型番茄幼苗b.MTB低表达的番茄幼苗
c.MYC低表达的番茄幼苗
d.机械损伤番茄幼苗后,检测MTB的表达量
e.不进行机械损伤,检测MTB的表达量
(4)研究MTB不同表达水平的番茄对机械伤害的抗性反应,结果如图2.结果说明 MTB基因的表达量与番茄对机械伤害的抗性呈负相关 ,推测MTB实现了JA作用后的消减。
(5)MYC蛋白需通过与转录激活蛋白MED结合促进靶基因的转录,抗性基因也是MYC蛋白调控的靶基因。MTB蛋白与MYC蛋白形成二聚体后会结。合转录抑制蛋白JAZ进而与MYC蛋白竞争性结合相同的靶基因启动子。根据以上信息,在图3中将JA发挥作用以及JA消减过程的分子机制补充完整。
【考点】遗传信息的转录和翻译.菁优网版权所有
【专题】图文信息类简答题;坐标曲线图;正推法;遗传信息的转录和翻译.
【分析】JA发挥作用以及JA消减过程的分子机制为:机械损伤后,促进植物释放茉莉酸(JA),JA促进MYC基因表达出MYC蛋白(可以从第二问得出),MTB基因是MYC蛋白作用的靶基因(第三问结论),MYC蛋白促使MTB基因表达出MTB蛋白,MTB蛋白与MYC蛋白形成二聚体后会结合转录抑制蛋白JAZ进而与MYC蛋白竞争性结合相同的靶基因启动子。同时MYC蛋白能与转录激活蛋白MED结合促进靶基因(抗性基因)的转录,表现出抗性。
【解答】解:(1)茉莉酸(JA)是植物应对机械伤害的重要激素,激素发挥作用时要与相应的受体结合,因此植物受到损伤,释放的JA与相应受体结合,才能启动相关基因表达实现对伤害的防御。
(2)机械损伤后,野生番茄MYC和MTB基因的表达均增加,突变体番茄无显著变化;且MTB基因的表达峰值出现时间晚于MYC基因,据此推测MYC和MTB蛋白参与JA信号转导,且MTB是MYC的下游信号。
(3)启动子是RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列,MYC蛋白是JA信号转导途径的核心转录因子,可与靶基因的启动子序列结合促进其转录。为验证MTB基因是MYC蛋白作用的靶基因,自变量为番茄幼苗中是否含有MYC蛋白,因变量为MTB基因的表达量,其他无关变量要相同且适宜。因此对照组处理为a野生型番茄幼苗,d机械损伤番茄幼苗后,检测MTB的表达量;对照组处理为cMYC低表达的番茄幼苗,d机械损伤番茄幼苗后,检测MTB的表达量。
(4)MTB低表达时抗性基因表达相对水平较高,MTB高表达时抗性基因表达相对水平较低,说明MTB基因的表达量与番茄对机械伤害的抗性呈负相关。
(5)JA发挥作用以及JA消减过程的分子机制为:机械损伤后,促进植物释放茉莉酸(JA),JA促进MYC基因表达出MYC蛋白,MTB基因是MYC蛋白作用的靶基因,MYC蛋白促使MTB基因表达出MTB蛋白,MTB蛋白与MYC蛋白形成二聚体后会结合转录抑制蛋白JAZ进而与MYC蛋白竞争性结合相同的靶基因启动子。同时MYC蛋白能与转录激活蛋白MED结合促进靶基因(抗性基因)的转录,表现出抗性。具体图示过程如下:。
故答案为:
(1)受体
(2)机械损伤后,野生番茄MYC和MTB基因的表达均增加,突变体番茄无显著变化;且MTB基因的表达峰值出现时间晚于MYC基因
(3)启动子 ad、cd
(4)MTB基因的表达量与番茄对机械伤害的抗性呈负相关
(5)
【点评】本题考查植物激素调节的实验的相关知识,意在考查学生能从题图中提取有效信息并结合这些信息,运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理,做出合理的判断或得出正确结论的能力。
24.(2022•昌吉州模拟)基因是有遗传效应的DNA片段,通过转录和翻译进行表达。在人体细胞对氧气的感应和适应机制的研究中发现,机体缺氧时,低氧诱导因子(HIF)与促红细胞生成素(EPO)基因的低氧应答元件(非编码蛋白质序列)结合,使EPO基因表达加快,促进EPO的合成,过程如图所示。回答下列问题:
(1)HIF基因的基本骨架是 磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧 ,其中一条脱氧核苷酸单链中含 1 个游离的磷酸基团。
(2)完成过程①需 RNA聚合 酶催化,②过程中,除mRNA外,还需要的RNA有 tRNA、rRNA 。
(3)由图可知HIF是通过调控EPO基因表达的 转录 过程来促进EPO合成的,不同人体中HIF基因和EPO基因的区别是 碱基序列不同 。
(4)癌症患者体内由于癌细胞迅速增殖,会造成肿瘤附近局部供氧不足,因此癌细胞常常会提高HIF蛋白的表达,刺激机体产生 红细胞 ,为肿瘤提供更多氧气和养分。
【考点】遗传信息的转录和翻译;DNA分子结构的主要特点.菁优网版权所有
【专题】模式图;DNA分子结构和复制;遗传信息的转录和翻译.
【分析】1、RNA是在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成的,这一过程称为转录。当细胞开始合成某种蛋白质时,编码这个蛋白质的一段DNA双链将解开,双链的碱基得以暴露,细胞中游离的核糖核苷酸与供转录用的DNA的一条链的碱基互补配对,在RNA聚合酶的作用下,依次连接,形成一个mRNA分子。
2、mRNA合成以后,就通过核孔进入细胞质中。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,这一过程叫做翻译。
3、题图分析:图示表示人体缺氧调节机制,其中①表示转录过程,②表示翻译过程。
【解答】解:(1)磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧构成DNA分子的基本骨架,基因位于DNA上,因此HIF基因的基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧。根据DNA的结构图可知,其中一条脱氧核苷酸单链中含1个游离的磷酸基团。
(2)完成过程①转录需ATP、核糖核苷酸、RNA聚合酶等物质从细胞质进入细胞核。②翻译过程中,除mRNA外,还需要的RNA有tRNA(参与运输氨基酸)、rRNA(构成核糖体)。
(3)据图可知,HIF在转录水平调控EPO基因的表达,促进EPO的合成,此外,细胞还可以通过降低氧气浓度来加快EPO合成的速度。不同基因的区别在于碱基序列不同。
(4)由于癌细胞迅速增殖会造成肿瘤附近局部供氧不足,因此癌细胞常常会提高HIF蛋白的表达,刺激机体产生红细胞(红细胞能运输氧气),为肿瘤提供更多氧气和养分,因此治疗肿瘤时,可以通过抑制HIF蛋白基因的表达来达到治疗目的。
故答案为:
(1)磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧 1
(2)RNA聚合 tRNA、rRNA
(3)转录 碱基序列不同
(4)红细胞
【点评】本题以人体缺氧调节机制为载体,主要考查DNA分子的结构、基因的转录和翻译等相关知识,意在考查考生对基因表达过程的理解,难度适中。
25.(2021•高陵区校级二模)基因工程(genetic engineering)又称基因拼接技术和DNA重组技术,先在体外构建杂种DNA分子(重组DNA),然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。如图是一种构建重组DNA的示意图,据图回答有关问题:
(1)逆转录过程的条件包括 模板(mRNA)、逆转录酶、脱氧核糖核苷酸 (至少答两点),该过程也遵循碱基互补配对原则,与DNA复制过程相比,特有的碱基对为 U﹣A 。
(2)将cDNA与运载体连接构建的基因表达载体成功导入受体菌群中,该受体菌群称为该生物的 cDNA 文库。构建该文库共需要 4 种酶,分别是 逆转录酶、DNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶 。
(3)cDNA与该生物基因组序列中相关基因在结构上最大区别是 cDNA没有非编码区,基因组序列中的基因有非编码区 。
(4)将DNA连杆分别与cDNA的两端连接后,用限制酶切割DNA连杆暴露黏性末端,目的是 与载体的黏性末端连接形成重组DNA ,连接后能否用原限制酶再次切开 不一定 (填“能”或“不能”或“不一定”)。
(5)将构建好的杂种DNA导入受体菌并实现cDNA的成功表达称为 转化 。导入杂种DNA时首先要用 CaCl2溶液 处理受体菌,让其处于 感受态 ,该方法称为 感受态细胞吸收法 。
【考点】中心法则及其发展;基因工程的原理及技术.菁优网版权所有
【专题】模式图;基因与性状关系;基因工程.
【分析】1、基因工程的一般操作步骤:目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与表达。获取目的基因的方法有三种:从基因文库中获取;利用PCR技术扩增;人工合成(化学合成),通过化学合成的方法获取目的基因,其前提条件是该基因的脱氧核苷酸序列已知。
2、基因文库是指将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入到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基因,基因文库包括基因组文库和部分基因文库,其中基因组文库包含某种生物所有的基因,而部分基因文库只包含某种生物的部分基因,如:cDNA文库。
3、限制酶的作用部位为磷酸二酯键,构建重组质粒的过程中,通常要用同一种限制酶分别切割质粒和含目的基因的DNA片段,使它们产生相同的黏性未端,然后再用DNA连接酶连接成重组质粒。基因表达载体包括启动子、终止子、目的基因和标记基因。
4、识图分析可知,该图为构建重组DNA的示意图,图中以已知碱基序列的mRNA为模板逆转录合成cDNA片段,然后让cDNA与DNA连杆连接,在cDNA的两端形成粘性末端,然后再与克隆载体连接形成含cDNA的克隆载体,将其导入受体细胞,构成含某种生物基因组各种cDNA的克隆子系列,即cDNA文库。
【解答】解:(1)逆转录是指以mRNA为模板合成cDNA的过程,因此逆转录需要的条件包括模板(mRNA)、逆转录酶以及脱氧核苷酸为原料等,逆转录过程也遵循碱基互补配对原则,与DNA复制过程相比,特有的碱基对为U﹣A。
(2)基因文库包括基因组文库和部分基因文库,其中基因组文库包含某种生物所有的基因,而部分基因文库只包含某种生物的部分基因。因此将cDNA与运载体连接构建的基因表达载体成功导入受体菌群中,该受体菌群称为该生物的cDNA文库。构建该文库需要逆转录的过程,合成DNA单链,再以单链DNA为模板复制合成双链DNA,合成DNA后还需要限制酶切割形成相应的末端,再通过DNA连接酶连接形成重组DNA以便于导入受体菌群,因此该过程需要逆转录酶、DNA聚合酶、限制酶和DNA连接酶共4种。
(3)cDNA是以成熟的mRNA为模板逆转录形成的,因此cDNA中没有非编码区存在,而生物基因组序列中的基因有非编码区存在。
(4)识图分析可知,将DNA连杆分别与cDNA的两端连接后,用限制酶切割DNA连杆暴露黏性末端,目的是便于与克隆载体的黏性末端连接形成重组DNA,连接后的碱基序列与原来的末端碱基序列不一定完全相同,因此用原限制酶不一定能够再次切开。
(5)将构建好的杂种DNA导入受体菌并实现cDNA的成功表达称为转化。将重组DNA导入微生物通常采用感受态细胞吸收法,因此导入杂种DNA时首先要用一定浓度的CaCl2溶液处理受体菌,使其处于感受态,以便于吸收杂种DNA分子。
故答案为:
(1)模板(mRNA)、逆转录酶、脱氧核糖核苷酸 U﹣A
(2)cDNA 4 逆转录酶、DNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶
(3)cDNA没有非编码区,基因组序列中的基因有非编码区
(4)与载体的黏性末端连接形成重组DNA 不一定
(5)转化 CaCl2溶液 感受态 感受态细胞吸收法
【点评】本题考查基因工程的知识点,要求学生掌握基因工程的操作步骤,把握目的基因的获取方法,识记基因文库的概念和分类,理解cDNA文库的构建过程是解决问题的关键,能够正确识图获取有效信息,结合所学的知识点解决问题,难度适中。
考点卡片
1.生物大分子以碳链为骨架
【知识点的认识】
1、生物大分子:指的是作为生物体内主要活性成分的各种分子量达到上万或更多的有机分子.常见的生物大分子包括:蛋白质、核酸、糖类.
2、单体与多聚体(生物小分子与生物大分子)的关系:
小分子脱水缩合生成大分子,如:
氨基酸脱水缩合形成蛋白质,以肽键相连.
葡萄糖脱水缩合形成多糖,以糖苷键相连.
核苷酸脱水缩合形成核酸,以磷酸二酯键相连.
【命题方向】
题型一:生物大分子的种类
典例1:(2014•浙江模拟)下列属于生物大分子物质的是( )
A.水 B.蛋白质 C.葡萄糖 D.无机盐
分析:生物大分子如蛋白质、核酸和多糖的单体分别是氨基酸、核苷酸、葡萄糖,氨基酸、核苷酸、葡萄糖等单体都以碳元素为核心元素,因此生物大分子以碳链为骨架.
解答:A、水是无机物不是生物大分子,A错误;
B、蛋白质是由氨基酸组成的生物大分子,B正确;
C、葡萄糖是多糖的单体,不是生物大分子,C错误;
D、无机盐属于无机物,不是生物大分子,D错误.
故选:B.
点评:本题的知识点是对生物大分子的概念,对于生物大分子概念的理解是解题的关键.
题型二:单体与多聚体
典例2:(2014•金山区一模)生命科学常用图示表示微观物质的结构,图1~3分别表示植物细胞中常见的三种有机物,则图1~3可分别表示( )
A.多肽、RNA、淀粉 B.DNA、RNA、纤维素 C.DNA、蛋白质、糖原 D.蛋白质、核酸、糖原
分析:图中每个小单位可认为是单体,然后由单体聚合形成多聚体,即图中三种物质都属于生物大分子,生物大分子包括蛋白质、核酸、脂质、多糖.题干中“植物细胞中常见的三种有机物”是解答本题的关键,植物特有的多糖为淀粉和纤维素.
解答:图1中,单体具有很多不同的形状,这些不同的单体只能表示20种氨基酸,因此图1可能表示蛋白质或者是多肽;
图2中,有圆形、方形、六边形、三角形四种不同的单体,并且该有机物是单链的,因此它可以表示RNA分子的四种核糖核苷酸;图3中,只有圆形一种单体,最可能表示的是由葡萄糖聚合形成的多糖,而植物细胞中的多糖只有淀粉和纤维素.
综合三幅图,图1~3可分别表示蛋白质或多肽、RNA、淀粉或纤维素.
故选A.
点评:本题考查了植物细胞中的三类生物大分子的结构和分布情况,意在考查考生能从题干和题图中获取有效信息的能力;识记并理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力.
【解题思路点拨】需要熟记生物大分子的结构和分布情况.
2.细胞器之间的协调配合
【知识点的认识】
细胞器之间的协调配合:
实例:分泌蛋白的合成和运输
1、分泌蛋白:是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质.如消化酶、抗体、部分激素等.
2、分泌蛋白的合成、运输和分泌过程
【命题方向】
题型一:囊泡运输
典例1:有关细胞内囊泡运输的描述,正确的是( )
A.细胞核内的RNA通过囊泡运输到细胞质 B.蛋白质类激素经囊泡运输分泌到细胞外
C.细胞器之间都能通过囊泡进行物质运输 D.囊泡运输依赖膜的流动性且不消耗能量
分析:核孔是细胞质和细胞核之间大分子物质运输的通道;生物膜具有一定的流动性,该过程需要能量.
解答:A、细胞核内的RNA通过核孔运输到细胞质,故A选项错误;
B、蛋白质类激素属于分泌蛋白,通过高尔基体分泌的囊泡运输分泌到细胞外,故B选项正确;
C、核糖体没有膜结构,不能通过囊泡运输,故C选项错误;
D、囊泡运输依赖膜的流动性,该过程需要消耗能量,故D选项错误.
故选:B.
点评:本题考查膜的流动性,易错处为忽略部分细胞器没有膜结构.
题型二:分泌蛋白的运输顺序
典例2:美国科研人员绘出了人类唾液蛋白质组图,唾液有望成为“改进版”的抽血化验,勾画出未来病人“吐口水看病”的前景.唾液腺细胞合成蛋白质并分泌到细胞外需要经过的膜结构及穿过的膜层数分别是( )
A.核糖体→内质网→细胞膜、3层 B.核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜、4层
C.内质网→高尔基体→线粒体→细胞膜、4层 D.内质网→高尔基体→细胞膜、0层
分析:根据膜结构的有无或层数对细胞器进行分类:(1)具有单层膜的细胞器有:内质网、高尔基体、液泡和溶酶体;(2)具有双层膜的细胞器有:叶绿体和线粒体;(3)无膜结构的细胞器有:核糖体和中心体.
解答:唾液腺细胞合成并分泌的蛋白质属于分泌蛋白,分泌蛋白质合成与分泌过程为:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→高尔基体进行再加工→细胞膜(胞吐)→细胞外.其中核糖体无膜结构,所以唾液腺细胞合成蛋白质并分泌到细胞外需要经过的膜结构为内质网→高尔基体→细胞膜,穿过的膜层数分为0层.
故选:D.
点评:本题以“吐口水看病”为背景,考查细胞器之间的协调配合、胞吞和胞吞的过程,要求考生识记各细胞器的结构和功能,明确分泌蛋白和分泌过程涉及的结构,再根据题干要求“经过的膜结构”答题.另外还要考生注意物质的胞吐和胞吞与膜的流动性有关,但不经过膜结构.
【解题思路点拔】
课本中的同位素失踪标记实验:
1、标记氨基酸探究分泌蛋白在细胞中合成、运输、分泌过程;
2、探究光合作用产生的O2的来源:CO2?H2O?
3、探究光合作用的暗反应中碳原子的去路﹣﹣卡尔文循环
4、探究噬菌体的遗传物质是蛋白质还是DNA,用35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA
5、用15N的脱氧核苷酸探究DNA的复制方式
6、用14C的吲哚乙酸探究生长素的极性运输方向.
3.DNA分子结构的主要特点
【知识点的认识】
1、DNA的化学结构:
①DNA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:A、T、G、C.
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:
①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的.
②DNA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.
如图所示:
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.
【命题方向】
题型一:DNA分子结构示意图的考察
典例1:(2014•株洲一模)如图为某同学在学习DNA的结构后画的含有两个碱基对的DNA片段(“○”代表磷酸基团),下列为几位同学对此图的评价,其中正确的是( )
A.甲说:“物质组成和结构上没有错误”B.乙说:“只有一处错误,就是U应改为T”
C.丙说:“至少有三处错误,其中核糖就改为脱氧核糖”D.丁说:“如果说他画的是RNA双链则该图应是正确的”
分析:DNA分子结构的主要特点: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;DNA的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).据此答题.
解答:A、DNA中含有的五碳糖应为脱氧核糖,而不是核糖,同时DNA不含碱基U,而是含碱基T,A错误;
B、图中有三处错误:①五碳糖应为脱氧核糖,而不是核糖;②DNA不含碱基U,而是含碱基T;③两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确,应是前一个核苷酸的脱氧核糖与后一个核苷酸的磷酸基团连接形成磷酸二酯键,B错误;
C、由B选项可知图中至少有三处错误,C正确;
D、如果图中画的是RNA双链,则两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确,D错误.
故选:C.
点评:本题设计较为新颖,结合学生所画DNA结构图,考查DNA分子结构的主要特点、DNA和RNA的区别,要求考生识记DNA分子结构的主要特点,掌握DNA和RNA分子的差别,能找出图中的错误之处,再准确判断各选项.
题型二:碱基互补配对原则的考察
典例2:(2014•山东)某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成,根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图,下列正确的是( )
分析:碱基互补配对原则的规律:
(1)在双链DNA分子中,互补碱基两两相等,A=T,C=G,A+G=C+T,即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数.
(2)DNA分子的一条单链中的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值;
(3)DNA分子一条链中的比值与互补链中的该种碱基的比值互为倒数,在整个双链中该比值为1;
(4)不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同,即的比值不同.该比值体现了不同生物DNA分子的特异性.
(5)双链DNA分子中,A=,其他碱基同理.
解答:设该单链中四种碱基含量分别为A1,T1,G1,C1,其互补链中四种碱基含量为A2,T2,C2,G2,DNA分子中四种碱基含量为A、T、G、C,则A1=T2,T1=A2,G1=C2,C1=G2.
A、由碱基互补配对原则可知,A=T,C=G,=1,即无论单链中的比值如何变化,DNA分子中的比值都保持不变,A应该是一条水平线,A错误;
B、根据碱基互补配对原则,=即该单链中的比值与互补链中的比值互为倒数,对应的曲线应该是双曲线中的一支,B错误;
C、===,即DNA分子一条链中的比值与整个DNA分子中的比值相等,C正确;
D、=,即DNA分子一条链中的比值与其互补链中的该种碱基的比值相等,D错误;
故选:C.
点评:本题结合曲线图,考察DNA分子结构的主要特点,要求考生识记DNA分子结构的主要特点,掌握碱基互补配对原则,能运用其延伸规律准确判断选项,属于考纲理解层次的要求.
【解题方法点拨】
1、碱基互补配对原则的规律:
(1)在双链DNA分子中,互补碱基两两相等,A=T,C=G,A+T=C+G,即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数.
(2)DNA分子的一条单链中(A+T)/(G+C)的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值;
(3)DNA分子一条链中(A+G)/(T+C)的比值与互补链中的该种碱基的比值互为倒数,在整个双链中该比值为1;
(4)不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同,即(A+T)/(C+G)的比值不同.该比值体现了不同生物DNA分子的特异性.
(5)双链DNA分子中,A=(A1+A2)/2,其他碱基同理.
2、DNA与RNA的判定方法:
(1)若核酸分子中有脱氧核糖,一定为DNA;有核糖一定为RNA.
(2)若含“T”,一定为DNA或其单位;若含“U”,一定为RNA或其单位.因而用放射性同位素标记“T”或“U”可探知DNA或RNA,若细胞中大量利用“T”,可认为进行DNA的复制;若大量利用“U”,可认为进行RNA的合成.
(3)但T不等于A或嘌呤不等于嘧啶,则为单链DNA,因双链DNA分子中A=T、G=C、嘌呤(A+G)=嘧啶(C+T).
(4)若嘌呤不等于嘧啶,则肯定不是双链DNA(可能为单链DNA,也可能为RNA).
4.基因与DNA的关系
【知识点的认识】
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、基因和染色体的关系:
基因在染色体上,并且在染色体上呈线性排列,染色体是基因的主要载体.
3、基因与DNA的关系:
基因是有遗传效应的DNA片段.
4、基因和性状的关系:
基因控制生物的性状,基因是决定生物性状的基本单位﹣﹣结构单位和功能单位.
5、基因和脱氧核苷酸的关系:每个基因中含有成百上千个脱氧核苷酸.
6、基因和遗传信息的关系
基因中的脱氧核苷酸(碱基对)排列顺序代表遗传信息.不同的基因含有不同的脱氧核苷酸的排列顺序.例如:豌豆的高茎基因D和矮茎基因d含有不同的脱氧核苷酸排列顺序.
【命题方向】
题型一:相关概念的考察
典例1:下列关于基因、遗传信息的描述,错误的是( )
A.基因在染色体上呈线性排列,染色体是基因的主要载体
B.遗传信息可以通过DNA复制传递给后代
C.互为等位基因的两个基因肯定具有相同的碱基数量
D.遗传信息是指DNA分子的脱氧核甘酸的排列顺序
分析:本题是考查基因与染色体的关系、DNA复制的意义、基因突变的概念、遗传信息的概念的题目,回忆基因与染色体的关系、DNA复制的意义、基因突变和遗传信息的概念和基因突变的结果,然后分析选项进行解答.
解答:A、基因位于染色体上,在染色体上呈线性排列,其次线粒体、叶绿体也含有少量基因,因此染色体是基因的主要载体,A正确;
B、DNA复制的意义是将DNA中的遗传信息经过精确复制传递给后代,B正确;
C、等位基因是由基因突变产生的,基因突变是碱基对的增添、缺失或替换,因此互为等位基因的两个基因可能具有不同的碱基数量,C错误;
D、DNA分子中脱氧核甘酸的排列顺序就是遗传信息,D正确.
故选:C.
点评:本题的知识点是基因与染色体的关系,DNA分子复制的意义、等位基因的来源和基因突变的概念,遗传信息的概念,对基因与染色体的关系,DNA分子复制的意义、等位基因的来源和基因突变的概念,遗传信息的概念的理解与掌握是解题的关键.C选项往往不能准确分析选项扣准考查的知识点而分析错误.
题型二:等位基因的本质区别
典例2:控制豌豆子叶颜色的等位基因Y和y的本质区别是( )
A.基因Y、y位于非同源染色体上 B.Y对y为显性 C.两者的碱基序列存在差异 D.减数分裂时基因Y与y分离
分析:1、等位基因是指在一对同源染色体的同一位置上控制相对性状的基因.
2、等位基因Y和y的本质区别是两者的脱氧核苷酸(碱基)序列存在差异.
3、基因分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代.
解答:A、基因Y、y是一对等位基因,位于同源染色体上,A错误;
B、Y对y为显性,但这是两者的本质区别,B错误;
C、等位基因Y和y的本质区别是两者的脱氧核苷酸(碱基)序列存在差异,C正确;
D、减数分裂时基因Y与y分离,这是基因分离定律的实质,不是两个基因的本质区别,D错误.
故选:C.
点评:本题考查基因与遗传信息的关系,要求考生识记等位基因的概念,明确等位基因的区别是脱氧核苷酸(碱基)序列存在差异,再根据题干要求选出正确答案即可.
【解题方法点拨】
常见需要注意的问题:
(1)整个DNA分子中都是基因构成的吗?基因是有遗传效应的DNA片段,在DNA分子还存在一些无效片段.因此,并不是整个DNA分子都是基因构成的.
(2)DNA的基本组成单位是什么?DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸.
(3)基因的基本组成单位是什么?
5.遗传信息的转录和翻译
【知识点的认识】
1、基因控制蛋白质的合成相关概念
(1)基因的表达即基因控制蛋白质的合成过程包括两个阶段:基因是通过控制氨基酸的排列顺序控制蛋白质合成的。整个过程包括转录和翻译两个主要阶段。
(2)转录:转录是指以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程。
转录的场所:细胞核
转录的模板:DNA分子的一条链;
转录的原料:四种核糖核苷酸(“U”代替“T”与“A”配对,不含“T”);
与转录有关的酶:RNA聚合酶;
转录的产物:mRNA,tRNA,rRNA。
转录的步骤及过程图象:
(3)翻译:翻译是指以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。
翻译的场所:细胞质的核糖体上。
翻译的本质:把DNA上的遗传信息通过mRNA转化成为蛋白质分子上氨基酸的特定排列顺序。
遗传信息在细胞核中DNA(基因)上,蛋白质的合成在细胞质的核糖体上进行,因此,转录形成mRNA是十分重要而必要的。
翻译的过程图象:
(4)密码子: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。
密码子共有64种。
UAA、UAG、UGA三个终止密码不决定任何氨基酸,其余的每个密码子只能决定一种氨基酸。
编码氨基酸的密码子共有61种。包括AUG、GUG两个起始密码。
(6)tRNA:tRNA是在翻译过程中运输氨基酸的工具,一共有61种,一种tRNA只能运载一种氨基酸。tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对。
2、DNA与RNA的比较
比较项目
DNA
RNA
基本组成单位
脱氧(核糖)核苷酸
核糖核苷酸
五碳糖
脱氧核糖
核糖
含氮碱基
A、G、C、T
A、G、C、U
空间结构
规则的双链结构
通常呈单链
分布
主要存在于细胞核中
主要存在于细胞质中
分类
﹣﹣
mRNA、tRNA、rRNA
功能
主要的遗传物质
1)作为部分病毒的遗传物质
2)作为翻译的模板和搬运工
3)参与核糖体的合成
4)少数RNA有催化作用
联系
RNA由DNA转录产生,DNA是遗传信息的储存者,RNA是遗传信息的携带者,RNA的遗传信息来自于DNA
注解:细胞结构生物(包括真核生物和原核生物)细胞内有(5种)碱基,有(8种)核苷酸。病毒只有(4种)碱基,有(4种)核苷酸。
3、RNA的分类
种类
作用
信使RNA
mRNA
蛋白质合成的直接模板
转运RNA
tRNA
运载氨基酸
核糖体RNA
rRNA
核糖体的组成成分
4、遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子的区别
项目比较
遗传信息
遗传密码(密码子)
反密码子
概念
基因中脱氧核苷酸的排列顺序(RNA病毒除外)
mRNA中核糖核苷酸的排列顺序,其中决定一个氨基酸的三个相邻碱基是一个密码子
tRNA一端与密码子对应的三个相邻碱基
位置
在DNA上(RNA病毒除外)
在mRNA上
在tRNA上
作用
决定蛋白质中氨基酸序列的间接模板
决定蛋白质中氨基酸序列的直接模板
识别mRNA上的密码子,运载氨基酸
5、遗传密码的特性
(1)密码子:有2个起始密码子(AUG GUG),有与之对应的氨基酸。有3个终止密码子(UAA UAG UGA),没有对应的氨基酸,所以,在64个遗传密码子中,能决定氨基酸的遗传密码子只有61个。
(2)通用性:地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。
(3)简并性:一种氨基酸有两种以上的密码子的情况。意义:在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。
6、转录、翻译与DNA复制的比较
复制
转录
翻译
时间
有丝分裂间期和减数第一次分裂间期
生长发育的连续过程中
场所
主要在细胞核,少部分在线粒体和叶绿体
主要在细胞核,少部分在线粒体和叶绿体
核糖体
原料
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
二十种氨基酸
模板
DNA的两条链
DNA中的一条链
mRNA
条件
解旋酶、DNA聚合酶ATP
RNA聚合酶ATP
酶、ATP、tRNA
过程
DNA解旋,以两条链为模板,按碱基互补配对原则,合成两条子链,子链与对应母链螺旋化
DNA解旋,以其中一条链为模板,按碱基互补配对原则,形成mRNA单链,进入细胞质与核糖体结合
以mRNA为模板,合成有一定氨基酸序列的多肽链
模板去向
分别进入两个子代DNA分子中
恢复原样,与非模板链重新组成双螺旋结构
分解成单个核苷酸
特点
边解旋边复制,半保留复制
边解旋边转录,DNA双链全保留
①核糖体沿着mRNA移动
②一个mRNA结合多个核糖体,顺次合成多条多肽链,提高合成蛋白质的速度
③翻译结束后,mRNA分解成单个核苷酸
产物
两个双链DNA分子
一条单链mRNA
多肽
产物去向
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或功能蛋白质
意义
复制遗传信息,使遗传信息从亲代传给子代
表达遗传信息,使生物体表现出各种遗传性状
配对方式
A﹣(T) T﹣(A)
G﹣(C) C﹣(G)
A﹣(U) T﹣(A)
G﹣(C) C﹣(G)
A﹣(U) U﹣(A)
G﹣(C) C﹣(G)
注意
(1)对细胞结构生物而言,DNA复制发生于细胞分裂过程中,而转录和翻译则发生 于细胞分裂、分化以及生长等过程。 (2)DNA中含有T而无U,而RNA中含有U而无T,因此可通过放射性同位素标记T或U,研究DNA复制或转录过程。
(3)在翻译过程中,一条mRNA上可同时结合多个核糖体,可同时合成多条多肽链,但不能缩短每条肽链的合成时间。
7、遗传信息、遗传密码子、反密码子的比较
比较项目
遗传信息
遗传密码子
反密码子
位置
DNA
mRNA
tRNA
含义
DNA上碱基对或脱氧 核苷酸的排列顺序
mRNA上决定一个氨基酸或提供 转录终止信号的3个相邻的碱基
tRNA上的可以与mRNA 上的密码子互补配对的 3个碱基
种类
4n种
(n为碱基对的数目)
64种,其中决定氨基酸的密码子
有61种(还有3个终止密码子,不对应氨基酸)
61种
作用
间接决定蛋白质中 氨基酸的排列顺序
直接控制蛋白质中氨基酸的排列 顺序
识别密码子
相关特性
具有多样性和特异性
①一种密码子只能决定一种氨基酸,而一种氨基酸可能由一种或几种密码子决定(密码子的简并性);
②密码子在生物界是通用的,说明
所有生物可能有共同的起源或 生命在本质上是统一的。
一种tRNA只能识别和转 运一种氨基酸,而一种 氨基酸可以由一种或几 种tRNA转运
联系
(1)遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序,通过转录,使遗传信息传递到 mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上。
(2)mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序,反密码子则起到 翻译的作用。
【命题方向】
题型一:相关概念的考察
典例1:(2014•烟台一模)人体在正常情况下,下列生理过程能够发生的是( )
A.相同的RNA逆转录合成不同的DNA B.相同的DNA转录合成不同的RNA
C.相同的密码子决定不同的氨基酸 D.相同的tRNA携带不同的氨基酸
分析:密码子是信使RNA上决定氨基酸的3个相邻的碱基,共有64种,终止密码子有3种,不决定氨基酸,决定氨基酸的密码子有61种。一种氨基酸可由一种或几种tRNA搬运,但一种tRNA只能搬运一种氨基酸。
解答:A.相同的RNA逆转录合成相同的DNA,故A错误;
B.相同的DNA在不同的细胞中,由于基因的选择性表达,转录合成不同的RNA,故B正确;
B.相同的密码子决定一种的氨基酸,同一种氨基酸可以由多种密码子决定,故C错误;
D.相同的tRNA携带相同的氨基酸,也能说明生物界具有统一性,故D错误。
故选:B。
点评:本题考查逆转录、细胞分化、密码子、转运RNA等相关知识,比较抽象,意在考查学生的识记和理解能力。
题型二:遗传信息传递过程图示
典例2:(2014•浙江一模)如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递过程中的某两个阶段的示意图,图丙为图乙中部分片段的放大示意图。对此分析合理的是( )
A.图甲所示过程主要发生于细胞核内,图乙所示过程主要发生于细胞质内
B.图中催化图甲、乙所示两过程的酶1、酶2和酶3是相同的
C.图丙中a链为模板链,b链为转录出的子链
D.图丙中含有两种单糖、五种碱基、五种核苷酸
分析:分析题图:甲过程是以DNA的两条链为模板,复制形成DNA的过程,即DNA的复制;乙过程是以DNA的一条链为模板,转录形成RNA的过程,即转录;丙中a链含有碱基T,属于DNA链,b链含有碱基U,属于RNA链。
解答:A、图甲表示复制过程,主要发生在细胞核中;图乙表示转录过程,主要发生在细胞核中,A错误;
B、图中催化图甲过程的酶1和酶2相同,都是DNA聚合酶;催化图乙过程的酶3是RNA聚合酶,B错误;
C、图丙表示转录过程,其中a链含有碱基T,属于DNA模板链,b链含有碱基U,属于RNA子链,C正确;
D、图丙中含有两种单糖、五种碱基、八种核苷酸(四种脱氧核苷酸和四种核糖核苷酸),D错误。
故选:C。
点评:本题结合DNA复制和转录过程图,考查核酸的组成、DNA复制、遗传信息的转录和翻译,要求考生熟记相关知识点,注意DNA复制和转录过程的异同,能准确判断图中各过程的名称,再结合选项作出准确的判断。
典例3:(2014•广东一模)如图为细胞中合成蛋白质的示意图,下列说法不正确的是( )
A.该过程表明生物体内少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质
B.该过程的模板是mRNA,原料是20种游离的氨基酸
C.最终合成的肽链②③④⑤在结构上各不相同
D.核糖体从右往左移动
分析:分析题图:图示表示细胞中多聚核糖体合成蛋白质的过程,其中①是mRNA,作为翻译的模板;②③④⑤都是脱水缩合形成的多肽链,控制这四条多肽链合成的模板相同,因此这四条多肽链的氨基酸顺序相同;⑥是核糖体,是翻译的场所。
解答:A、一个mRNA分子可以结合多个核糖体同时进行翻译过程,可见少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质,A正确;
B、图示表示翻译过程,该过程的模板是mRNA,原料是氨基酸,B正确;
C、②③④⑤都是以同一个mRNA为模板翻译形成的,因此②③④⑤的最终结构相同,C错误;
D、根据多肽链的长度可知,⑥在①上的移动方向是从右到左,D正确。
故选:C。
点评:本题结合细胞中多聚核糖体合成蛋白质的过程图,考查遗传信息的转录和翻译过程,要求考生熟记翻译的相关知识点,准确判断图中各种数字的名称,并能准确判断核糖体的移动方向。需要注意的是C选项,要求考生明确以同一mRNA为模板翻译形成的蛋白质具有相同的氨基酸序列。
题型三:基因控制蛋白质的合成
典例3:(2014•虹口区一模)在某反应体系中,用固定序列的核苷酸聚合物(mRNA)进行多肽的合成,实验的情况及结果如下表:请根据表中的两个实验结果,判断下列说法不正确的是( )
实验序号
重复的mRNA序列
生成的多肽中含有的氨基酸种类
实验一
(UUC)n,即UUCUUC…
丝氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸
实验二
(UUAC)n,即UUACUUAC…
亮氨酸、苏氨酸、酪氨酸
A.上述反应体系中应加入细胞提取液,但必须除去其中的DNA和mRNA
B.实验一和实验二的密码子可能有:UUC、UCU、CUU 和UUA、UAC、ACU、CUU
C.通过实验二的结果推测:mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸
D.通过实验一和实验二的结果,能够推测出UUC为亮氨酸的密码子
分析:分析表格:密码子是指mRNA上能决定氨基酸的相邻的3个碱基。实验一的密码子可能有三种,即UUC、UCU、CUU;实验二的密码子可能有4种,即UUA、UAC、ACU、CUU,但生成的多肽中含有的氨基酸种类只有3种,所以mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸。
解答:A、正常细胞内的DNA能转录合成mRNA,所以除去细胞提取液中的DNA和mRNA,避免干扰实验,故A正确;
B、密码子是指mRNA上能决定氨基酸的相邻的3个碱基,则实验一的密码子可能有三种,即UUC、UCU、CUU,实验二的密码子可能有4种,即UUA、UAC、ACU、CUU,故B正确;
C、实验二的密码子可能有4种,而生成的多肽中含有的氨基酸种类只有3种,所以mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸,故C正确;
D、实验二的密码子中没有UUC,但生成的多肽中含有亮氨酸,所以不能推测出UUC为亮氨酸的密码子,故D错误。
故选D。
点评:本题结合表格,考查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。
题型四:tRNA相关的考察
典例4:(2014•长宁区二模)图为tRNA的结构示意图。下列有关叙述正确的是( )
A.tRNA是由三个核糖核苷酸连接成的单链分子 B.一种tRNA只可以携带一种氨基酸
C.人体细胞中的tRNA共有64种 D.图中c处表示密码子,可以与mRNA碱基互补配对
分析:分析题图:图示是tRNA的结构示意图,其中a为携带氨基酸的部位;b为局部双链结构中的氢键;c为一端相邻的3个碱基,构成反密码子,能与相应的密码子互补配对。
解答:A、tRNA是由多个核糖核苷酸连接成的单链分子,也存在局部双链结构,A错误;
B、tRNA具有专一性,一种tRNA只可以携带一种氨基酸,B正确;
C、有3种终止密码子不编码氨基酸,没有对应的tRNA,因此人体细胞中的tRNA共有61种,C错误;
D、图中c处表示反密码子,D错误。
故选:B。
点评:本题结合tRNA结构示意图,考查遗传信息的转录和翻译、RNA分子的组成和种类,要求考生识记tRNA分子的组成、种类及功能,能准确判断图中各结构的名称;识记密码子的概念,明确密码子在mRNA上,再结合所学的知识准确判断各选项。
题型五:基因表达中相关数量计算
典例5:(2014•杨浦区一模)已知一信使RNA片段中有60个碱基,其中A和G共有28个,以此为模板转录形成的DNA分子中C和T的数目以及以该信使RNA翻译而成的肽链脱去的水分子的最大数目分别是( )
A.28、60 B.32、20 C.60、19 D.60、50
分析:在双链DNA分子中,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则,即A﹣T、C﹣G,而互补配对的碱基两两相等,所以A=T,C=G,则A+G=C+T,即非互补配对的碱基之和占碱基总数的一半。
信使RNA上连续的三个碱基为1个密码子,决定一个氨基酸,而多肽链中脱去的水分子数=氨基酸个数﹣肽链的条数。
解答:信使RNA共有60个碱基,则以此为模板转录形成的DNA中共有120个碱基。由于DNA分子中A=T、C=G,因此C+T占碱基总数的一半,即DNA分子中C和T一共有60个。
由于mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸,因此氨基酸数=60÷3=20,多肽链中脱去的水分子数=氨基酸个数﹣肽链的条数=20﹣1=19。
故选:C。
点评:本题考查DNA分子结构的主要特点、遗传信息的转录和翻译,要求考生识记转录的概念,能根据mRNA中碱基数目推断DNA中碱基数目;再根据碱基互补配对原则计算出该DNA分子中G和T的总数。
【解题方法点拨】
基因表达中相关数量计算
1、基因中碱基数与mRNA中碱基数的关系
转录时,组成基因的两条链中只有一条链能转录,另一条链则不能转录。
基因为双链结构而RNA为单链结构,因此转录形成的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的1/2。
2、mRNA中碱基数与氨基酸的关系
翻译过程中,信使RNA中每3个碱基决定一个氨基酸,所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是 信使RNA碱基数目的1/3.列关系式如下:
3、计算中“最多”和“最少”的分析
(1)翻译时,mRNA上的终止密码不决定氨基酸,因此准确地说,mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。
(2)基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。
(3)在回答有关问题时,应加上最多或最少等字。
如:mRNA上有n个碱基,转录产生它的基因中至少有2n个碱基,该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。
(4)蛋白质中氨基酸的数目=肽键数+肽链数(肽键数=脱去的水分子数)。
6.基因、蛋白质与性状的关系
【知识点的认识】
1、基因、蛋白质和性状的关系:是控制生物性状的基本单位,特定的基因控制特定的性状.
2、基因通过中心法则控制性状,包括两种方式:
(1)通过控制酶的合成控制代谢过程,间接控制生物体的性状
例如:a、豌豆粒型:豌豆淀粉分支酶基因异常(插入外来DNA序列)→不能正常合成淀粉分支酶→淀粉少→皱粒.
b、白化病:酪氨酸酶基因异常→缺少酪氨酸酶→制约酪氨酸转化为黑色素→白化病.
(2)可通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状.
例如:a、镰刀型细胞贫血症:血红蛋白基因突变→血红蛋白结构异常→红细胞呈镰刀状.
b、囊性纤维病:CFTR基因缺失3个碱基→CFTR蛋白结构异常→功能异常
【命题方向】
题型一:相关概念的考察
典例1:(2014•松江区二模)下列数据是人体部分器官中所表达基因的估计数目,有关叙述不正确的是( )
器官或细胞
眼
唾液腺
皮肤
甲状腺
血细胞
心脏
所表达基因
的估计数目
1932
186
3043
2381
23505
9400
A.人体各器官表达的基因数目有差异是细胞内基因选择性表达形成的
B.血细胞所表达的基因数目最多说明其遗传物质相对含量较高
C.人体各器官表达的基因数目有差异说明细胞中所含蛋白质有差
D.不同功能的细胞表达的基因不相同,这与细胞具有不同功能相适应
分析: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.其特点具有:普遍性、持久性、稳定性和不可逆性;细胞分化的实质是一个个体的各种细胞具有完全相同的遗传信息,但是,在个体发育中,不同细胞的遗传信息的执行情况不同.注意:细胞分化不会改变细胞内的遗传物质,只是基因的选择性表达.
解答:A、细胞分化的实质是一个个体的各种细胞具有完全相同的遗传信息,但是,在个体发育中,不同细胞的基因发生了选择性表达的结果,故A正确;
B、细胞内的遗传物质均是由一个受精卵经有丝分裂而形成的,所以细胞内遗传物质相同,血细胞所表达的基因数目最多这是与细胞的功能相适应的,故B错误;
C、基因表达的产物是蛋白质,因此表达的基因数目有差异说明细胞中所含蛋白质也有差异,故C正确;
D、蛋白质是生命活动的主要承担着,而基因控制蛋白质的合成,因此不同功能的细胞表达的基因不相同,这与细胞具有不同功能相适应,故D正确.
故选B.
点评:本题考查了细胞分化的相关知识,意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力;能运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理,做出合理的判断或得出正确的结论的能力.
题型二:基因、蛋白质与性状的关系
典例2:(2013•韶关二模)下列关于基因、蛋白质与性状的关系的描述中,正确的是( )
A.基因不同的根本原因在于脱氧核苷酸的排列顺序不同
B.基因突变一般是微小突变,其对生物体的影响较小
C.人类白化病是基因通过控制蛋白质结构直接控制性状来实现的
D.基因控制性状,基因改变则性状随之改变
分析:基因对性状的控制方式:
①基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢,进而间接控制生物的性状,如白化病、豌豆的粒形;
②基因通过控制蛋白质分子结构来直接控制性状,如镰刀形细胞贫血症、囊性纤维病.
基因突变不一定会改变生物的性状,原因有:
①体细胞中某基因发生改变,生殖细胞中不一定出现该基因;
②若亲代DNA某碱基对发生改变而产生隐性基因,隐性基因传给子代,子代为杂合子,则隐性性状不会表现出来;
③不同密码子可以表达相同的氨基酸;
④性状是基因和环境共同作用的结果,有时基因改变,但性状不一定表现.
解答:A、基因不同的根本原因是其中的遗传信息不同,即脱氧核苷酸的排列顺序不同,A正确;
B、基因突变具有多害少利性,即绝大多数基因突变对生物体都是有害的,B错误;
C、人类白化病是基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢,进而间接控制生物的性状,C错误;
D、基因控制性状,但基因改变不一定会导致生物的性状改变,如AA→Aa,D错误.
故选:A.
点评:本题考查基因、蛋白质与性状的关系、基因突变等知识,要求考生识记基因不同的根本原因,掌握基因、蛋白质和性状的关系;识记基因突变的概念,掌握基因突变的特点及基因突变与生物性状改变之间的关系.
【解题方法点拨】
1、基因对性状的控制有两种方式:
①基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢,进而间接控制生物的性状,如白化病、豌豆的粒形;
②基因通过控制蛋白质分子结构来直接控制性状,如镰刀形细胞贫血症、囊性纤维病.
2、基因突变不一定会改变生物的性状,原因有:
①体细胞中某基因发生改变,生殖细胞中不一定出现该基因;
②若亲代DNA某碱基对发生改变而产生隐性基因,隐性基因传给子代,子代为杂合子,则隐性性状不会表现出来;
③不同密码子可以表达相同的氨基酸,但一种密码子只能对应一种氨基酸;
④性状是基因和环境共同作用的结果,有时基因改变,但性状不一定表现.
3、生物的有些性状是受单基因控制的(如豌豆的高茎和矮茎,由一对等位基因控制),而有些性状是由多对基因来决定的(如人的身高).
7.中心法则及其发展
【知识点的认识】
1、中心法则的内容:
中心法则是指遗传信息从DNA传递给RNA,再从RNA传递给蛋白质,即完成遗传信息的转录和翻译的过程.也可以从DNA传递给DNA,即完成DNA的复制过程.这是所有细胞结构的生物所遵循的法则.在某些病毒中的RNA自我复制(如烟草花叶病毒等)和在某些病毒中能以RNA为模板逆转录成DNA的过程(某些致癌病毒)是对中心法则的补充和发展.
2、中心法则的图解:
从图解看出,遗传信息的转移分为两类:
一类是以DNA为遗传物质的生物(包括具有细胞结构的真核生物和原核生物以及DNA病毒)遗传信息传递.用实线箭头表示,包括DNA复制、RNA转录和蛋白质的翻译.
另一类以RNA为遗传物质的生物遗传信息传递.包括虚线箭头表示过程,即RNA复制、RNA逆转录.RNA的自我复制和逆转录过程,在病毒单独存在时是不能进行的,只有寄生到寄主细胞中后才发生.
①RNA病毒(如烟草花叶病毒)遗传信息传递过程:
②逆转录病毒(如某些致癌病毒)遗传信息传递过程.
3、中心法则的含义:
包括五个方面,而且均遵循碱基互补配对原则.
过程
模板
原料
碱基互补
产物
实例
DNA复制
(DNA→DNA)
DNA两条链
含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸
A﹣T
G﹣C
DNA
绝大多数生物
DNA转录
(DNA→RNA)
DNA
一条链
含A、U、G、C的四种核糖核苷酸
A﹣U
T﹣A
G﹣C
RNA
绝大多数生物
RNA复制
(RNA→RNA)
RNA
含A、U、G、C的四种核糖核苷酸
A﹣U
G﹣C
RNA
以RNA为遗传物质的生物,如烟草花叶病毒
RNA逆转录
(RNA→DNA)
RNA
含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸
A﹣T
U﹣A
G﹣C
DNA
某些致癌病毒、艾滋病病毒、SARS病毒
翻译(RNA→多肽)
mRNA
20种氨基酸
A﹣U
G﹣C
多肽
所有生物
4、中心法则的意义:
①中心法则是对遗传物质作用原理的高度概括.
②中心法则是对DNA的两大基本功能的高度概括.体现了遗传信息的传递功能,和遗传信息的表达功能.
③中心法则是对遗传物质与性状关系的高度概括.基因通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状.
【命题方向】
题型一:中心法则图解的考察
典例1:(2014•岳阳二模)如图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程,下列叙述不正确的是( )
A.RNA聚合酶可来源于进行⑤过程的生物 B.②和④过程分别需要RNA聚合酶、逆转录酶
C.在含15N的培养液中进行①过程,子一代含15N的DNA占100%
D.①、②和③均遵循碱基互补配对原则,但配对方式不完全相同
分析:据图分析,①表示DNA的自我复制,②表示转录,③表示翻译,④表示逆转录,⑤表示RNA自我复制,⑥表示翻译.
解答:A、RNA聚合酶用于转录生成RNA,广泛存在与细胞生物体内,包括真核生物和原核生物,而能进行⑤过程的生物只有少部分病毒,A错误;
B、RNA聚合酶用于转录生成RNA,逆转录酶用于由RNA生成DNA的逆转录过程,B正确;
C、DNA为半保留复制,子一代DNA中都有一条带标记的母链,C正确;
D、①为DNA的复制②是转录③是翻译都遵循碱基互补配对原则,配对方式不完全相同,比如①中有A﹣T对,而②③中存在A﹣U对,D正确.
故选:A.
点评:本题借遗传信息的传递和表达过程综合考查DNA复制、转录、翻译等相关知识,旨在考查学生把握知识间内在联系的能力.
题型二:逆转录过程相关考察
典例2:(2014•遵义二模)某病毒遗传物质中,A:G:C:U=1:2:3:4,通过逆转录形成DNA分子,下列描述中不正确的是( )
A.逆转录需要逆转录酶、模板、原料、能量等 B.逆转录形成的DNA分子中A:G:C:T应是1:1:1:1
C.逆转录在病毒细胞中进行 D.逆转录的过程不需要解旋酶的参与
分析:RNA逆转录(RNA→DNA),则模板是RNA;产物是DNA;原料是A、T、C、G四种脱氧核苷酸;碱基互补配对原则:A﹣T、U﹣A、C﹣G、G﹣C;实例是某些致癌病毒、HIV等.
解答:A、逆转录需要逆转录酶、模板(病毒RNA)、原料(4种脱氧核苷酸)、能量(ATP),A正确;
B、RNA中A:G:C:U=1:2:3:4,根据碱基互补配对原则,则以该链为模版逆转录形成的DNA链的A:G:C:T=4:3:2:1,则DNA另一条互补链的A:G:C:T=1:2:3:4,所以双链DNA分子中A:G:C:T=1:1:1:1,B正确;
C、逆转录只能发生某些病毒侵染的宿主细胞中,病毒没有细胞结构,C错误;
D、逆转录过程以RNA为模板合成DNA,则不需要解旋酶,D正确.
故选:C.
点评:本题考查逆转录过程,意在考查学生识记和理解能力,难度不大.
题型三:中心法则五个过程模板、原料和过程的考察
典例3:下列有关遗传信息传递过程的叙述,错误的是( )
A.DNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则
B.核基因转录形成的mRNA穿过核孔进入细胞质中参与翻译过程
C.DNA复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸
D.DNA复制、转录都是以DNA一条链为模板,翻译则以mRNA为模板
分析:DNA分子复制是以DNA的两条链为模板,合成两条新的子链,每个DNA分子各含一条亲代DNA分子的母链和一条新形成的子链的过程;转录是在细胞核内,以DNA一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA 的过程;翻译是在细胞质中,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.
解答:A、DNA复制、转录及翻译过程分别以DNA、DNA和mRNA为模板,所以都遵循碱基互补配对原则,A正确;
B、由于翻译在核糖体中进行,所以核基因转录形成的mRNA需穿过核孔进入细胞质中与核糖体结合,参与翻译过程,B正确;
C、DNA复制、转录和翻译过程分别产生DNA、RNA和蛋白质,它们的基本单位分别为脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸,所以需要的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸,C正确;
D、DNA复制是以DNA的两条链为模板进行的,转录是以DNA一条链为模板,翻译则以mRNA为模板,D错误.
故选:D.
点评:本题考查遗传信息传递的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力.
题型四:以实验的形式考察
典例4:(2014•长宁区一模)如图表示有关遗传信息传递的模拟实验.相关叙述合理的是( )
A.若X是HIV﹣RNA,Y是DNA,则管内必须加入DNA连接酶 B.若X是CTTGTACAA,Y含有U,则管内必须加入逆转录酶
C.若Y是与核糖体结合的大分子,则管内必须加入氨基酸 D.若用于破译密码子,则X是mRNA,管内还要有其它RNA
分析:本题是对中心法则内容的考查,回忆中心法则及其补充的内容和发生条件,然后根据选项提示的信息判断出发生的过程,分析综合进行解答.
解答:A、若X是HIV﹣RNA,Y是DNA,该过程是逆转录过程,试管内必须加入逆转录酶,A错误;
B、若X是CTTGTACAA,表示DNA链,Y含有U是RNA,该过程是由DNA合成RNA的过程,试管内必须加入转录酶,B错误;
C、若Y是与核糖体结合的大分子,则产物Y是mRNA,不是翻译过程,不能加入氨基酸,C错误;
D、破译密码子要通过翻译过程,X是mRNA,管内还要有其它RNA,D正确.
故选:D.
点评:本题的知识点是中心法则及其发展,对于中心法则及其发展包含的遗传信息传递过程的理解掌握是解题的关键.
【解题方法点拨】
1、DNA复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则.RNA复制和逆转录只发生在被RNA病毒寄生的细胞中,而在人的正常体细胞中不会发生.
2、大分子有机物DNA、mRNA的核苷酸序列或蛋白质的氨基酸序列,都可蕴含遗传信息,但小分子的氨基酸、核苷酸就不能蕴含遗传信息.
3、中心法则中每一过程能准确进行,主要取决于两个方面:前者为后者的产生提供了一个标准化的模板;严格的碱基互补配对原则决定了后者是以前者提供的模板为依据形成的.
8.基因与性状的关系
【知识点的认识】
1、基因与性状的关系:基因型是表现型的内在因素,而表现型则是基因型的表现形式.
2、基因通过中心法则控制性状,包括两种方式:
(1)通过控制酶的合成控制代谢过程,间接控制生物体的性状
例如:a、豌豆粒型:豌豆淀粉分支酶基因异常(插入外来DNA序列)→不能正常合成淀粉分支酶→淀粉少→皱粒.
b、白化病:酪氨酸酶基因异常→缺少酪氨酸酶→制约酪氨酸转化为黑色素→白化病.
(2)可通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状.
例如:a、镰刀型细胞贫血症:血红蛋白基因突变→血红蛋白结构异常→红细胞呈镰刀状.
b、囊性纤维病:CFTR基因缺失3个碱基→CFTR蛋白结构异常→功能异常
【命题方向】
题型一:相关概念的考察
典例1:(2014•松江区二模)下列数据是人体部分器官中所表达基因的估计数目,有关叙述不正确的是( )
器官或细胞
眼
唾液腺
皮肤
甲状腺
血细胞
心脏
所表达基因
的估计数目
1932
186
3043
2381
23505
9400
A.人体各器官表达的基因数目有差异是细胞内基因选择性表达形成的
B.血细胞所表达的基因数目最多说明其遗传物质相对含量较高
C.人体各器官表达的基因数目有差异说明细胞中所含蛋白质有差
D.不同功能的细胞表达的基因不相同,这与细胞具有不同功能相适应
分析: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.其特点具有:普遍性、持久性、稳定性和不可逆性;细胞分化的实质是一个个体的各种细胞具有完全相同的遗传信息,但是,在个体发育中,不同细胞的遗传信息的执行情况不同.注意:细胞分化不会改变细胞内的遗传物质,只是基因的选择性表达.
解答:A、细胞分化的实质是一个个体的各种细胞具有完全相同的遗传信息,但是,在个体发育中,不同细胞的基因发生了选择性表达的结果,故A正确;
B、细胞内的遗传物质均是由一个受精卵经有丝分裂而形成的,所以细胞内遗传物质相同,血细胞所表达的基因数目最多这是与细胞的功能相适应的,故B错误;
C、基因表达的产物是蛋白质,因此表达的基因数目有差异说明细胞中所含蛋白质也有差异,故C正确;
D、蛋白质是生命活动的主要承担着,而基因控制蛋白质的合成,因此不同功能的细胞表达的基因不相同,这与细胞具有不同功能相适应,故D正确.
故选B.
点评:本题考查了细胞分化的相关知识,意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力;能运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理,做出合理的判断或得出正确的结论的能力.
题型二:基因与性状的关系
典例2:下列关于基因、性状以及二者关系的叙述,正确的是( )
A.基因在染色体上呈线性排列,基因的前端有起始密码子,末端有终止密码子
B.基因能够通过复制实现遗传信息在亲代和子代之间的传递
C.性状受基因的控制,基因发生突变,该基因控制的性状也必定改变
D.通过控制酶的合成从而直接控制性状,是基因控制性状的途径之一
分析:1、密码子是mRNA决定一个氨基酸的3个相邻的碱基;
2、基因突变不一定会引起生物性状的改变,原因有:
①体细胞中某基因发生改变,生殖细胞中不一定出现该基因;
②若亲代DNA某碱基对发生改变而产生隐性基因,隐性基因传给子代,子代为杂合子,则隐性性状不会表现出来;
③不同密码子可以表达相同的氨基酸;
④性状是基因和环境共同作用的结果,有时基因改变,但性状不一定表现.
3、基因对性状的控制方式:①基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢,进而间接控制生物的性状,如白化病、豌豆的粒形;②基因通过控制蛋白质分子结构来直接控制性状,如镰刀形细胞贫血症、囊性纤维病.
解答:A、密码子在mRNA上,A错误;
B、基因能够通过复制实现遗传信息在亲代和子代之间的传递,B正确;
C、由于密码子的简并性等原因,基因突变不一定会改变生物的性状,C错误;
D、基因通过控制酶的合成从而间接控制性状,是基因控制性状的途径之一,D错误.
故选:B.
点评:本题考查基因突变、基因控制性状的途径、遗传信息的转录和翻译,要求考生识记基因突变的特点,掌握基因突变与性状改变之间的关系;识记基因控制性状的两条途径;识记遗传信息的转录和翻译,明确密码子在mRNA上,再结合所学的知识准确判断各选项,属于考纲识记和理解层次的考查.
【解题方法点拨】
1、基因对性状的控制有两种方式:
①基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢,进而间接控制生物的性状,如白化病、豌豆的粒形;
②基因通过控制蛋白质分子结构来直接控制性状,如镰刀形细胞贫血症、囊性纤维病.
2、基因突变不一定会改变生物的性状,原因有:
①体细胞中某基因发生改变,生殖细胞中不一定出现该基因;
②若亲代DNA某碱基对发生改变而产生隐性基因,隐性基因传给子代,子代为杂合子,则隐性性状不会表现出来;
③不同密码子可以表达相同的氨基酸,但一种密码子只能对应一种氨基酸;
④性状是基因和环境共同作用的结果,有时基因改变,但性状不一定表现.
3、生物的有些性状是受单基因控制的(如豌豆的高茎和矮茎,由一对等位基因控制),而有些性状是由多对基因来决定的(如人的身高).
9.基因突变的特征
【知识点的认识】
1、生物变异的概念:
生物的变异是指生物亲、子代间或子代各个体间存在性状差异的现象.
2、生物变异的类型
(1)不可遗传的变异(仅由环境变化引起)
(2)可遗传的变异(由遗传物质的变化引起)
3、基因突变
(1)概念: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)诱发因素可分为:
①物理因素(紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA);
②化学因素(亚硝酸、碱基类似物等能改变核酸的碱基);
③生物因素(某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA).
没有以上因素的影响,细胞也会发生基因突变,只是发生频率比较低,这些因素只是提高了突变频率而已.
(3)发生时期:有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期.
(4)基因突变的特点:
a、普遍性;
b、随机性(基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期;基因突变可以发生在细胞内的不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上);
c、低频性 d、多数有害性 e、不定向性
(5)意义:它是新基因产生的途径;是生物变异的根本来源;是生物进化的原始材料.
(6)结果:产生了该基因的等位基因,即新基因.
【命题方向】
题型一:基因突变的概念及特点
典例1:(2014•蓟县一模)下列关于基因突变的描述,正确的一组是( )
①表现出亲代所没有的表现型叫突变
②所有的突变都是显性的,有害的
③基因突变、基因重组和染色体变异三者共同特点就是三者都能产生新的基因
④突变能人为地诱发产生
⑤基因突变和染色体变异的重要区别是基因突变在光镜下看不到变化
⑥DNA分子结构改变都能引起基因突变
⑦基因突变的频率很低
⑧基因突变是基因内部碱基对的增添、缺失或改变
⑨基因突变有显性突变和隐性突变之分.
A.③④⑤⑦⑧⑨B.④⑤⑦⑧⑨C.④⑤⑥⑦⑧⑨D.②④⑤⑦⑧⑨
分析:基因突变是基因结构的改变,包括碱基对的增添、缺失或替换.基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期.基因突变的特征:基因突变在自然界是普遍存在的;变异是随机发生的、不定向的;基因突变的频率是很低的;多数是有害的,但不是绝对的,有利还是有害取决于生物变异的性状是否适应环境.
基因突变在进化中的意义:它是生物变异的根本来源,为生物进化提供了最初的原始材料,能使生物的性状出现差别,以适应不同的外界环境,是生物进化的重要因素之一.
解答:①表现出亲代所没有的表现型叫性状分离或变异,错误;
②突变可以是显性的,也可以是隐性的,突变多数有害的,错误;
③基因突变、基因重组和染色体变异三者共同特点就是三者都能产生新的基因型,而只有基因突变能产生新的基因,错误;
④突变能人为地诱发产生,从而提高变异的频率,正确;
⑤基因突变和染色体变异的重要区别是基因突变在光镜下看不到变化,因为基因突变是分子水平的变异,正确;
⑥基因是有遗传效应的DNA分子片段,所以DNA分子结构改变不一定都能引起基因突变,错误;
⑦基因突变的频率很低,而且是随机发生的、不定向的,正确;
⑧基因突变是基因内部碱基对的增添、缺失或改变,一般发生在细胞分裂的间期,正确;
⑨基因突变有显性突变和隐性突变之分,即既可以由显性基因突变为隐性基因,也可以由隐性基因突变为显性基因,正确.
所以正确的有④⑤⑦⑧⑨.
故选:B.
点评:本题考查基因突变的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力.
题型二:基因突变的意义
典例2:(2014•南京模拟)基因突变是生物变异的根本来源和生物进化的原始材料,其原因是( )
A.能产生新基因 B.发生的频率高 C.能产生大量有利变异 D.能改变生物的表现型
分析:现代生物进化理论:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变.突变和基因重组,自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种形成.在这个过程中,突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件.
解答:A、基因突变是基因结构的改变,能产生新基因,因而是生物变异的根本来源和生物进化的原始材料,A正确;
B、基因突变的频率是很低的,B错误;
C、基因突变是不定向的,多数是有害的,C错误;
D、基因突变不一定改变生物性状,D错误.
故选:A.
点评:本题考查基因突变和生物进化的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力.
【解题方法点拨】
基因突变、基因重组和染色体变异的比较:
项 目
基因突变
基因重组
染色体变异
适用范围
生物
种类
所有生物(包括病毒)均可发生,具有普遍性
自然状态下,只发生在真核生物的有性生殖过程中,细胞核遗传
真核生物细胞增殖过程均可发生
生殖
无性生殖、有性生殖
有性生殖
无性生殖、有性生殖
类 型
可分为自然突变和诱发突变,
也可分为显性突变和隐性突变
自由组合型、
交叉互换型
染色体结构的改变、
染色体数目的变化
发生时间
有丝分裂间期和减数Ⅰ间期
减数Ⅰ前期和减数Ⅰ后期
细胞分裂期
产生结果
产生新的基因(产生了它的等位基因)、新的基因型、新的性状.
产生新的基因型,但不可以产生新的基因和新的性状.
不产生新的基因,但会引起基因数目或顺序变化.
镜 检
光镜下均无法检出,可根据是否有新性状或新性状组合确定
光镜下可检出
本 质
基因的分子结构发生改变,产生了新的基因,改变了基因的“质”,出现了新性状,但没有改变基因的“量”.
原有基因的重新组合,产生了新的基因型,使性状重新组合,但未改变基因的“质”和“量”.
染色体结构或数目发生改变,没有产生新的基因,基因的数量可发生改变
条 件
外界条件剧变和内部因素的相互作用
不同个体间的杂交,有性生殖过程中的减数分裂和受精作用
存在染色体的真核生物
特 点
普遍性、随机性、不定向性、低频率性、多害少利性
原有基因的重新组合
存在普遍性
意 义
新基因产生的途径,生物变异的根本来源,也是生物进化的原材料
是生物产生变异的来源之一,是生物进化的重要因素之一.
对生物的进化有一定的意义
发生可能性
可能性小,突变频率低
非常普遍,产生的变异类型多
可能性较小
应 用
诱变育种
杂交育种
单倍体育种、多倍体育种
生物多样性
产生新的基因,丰富了基因文库
产生配子种类多、组合方式多,受精卵多.
变异种类多
实例
果蝇的白眼、镰刀型细胞贫血症等
豌豆杂交等
无籽西瓜的培育等
联 系
①三者均属于可遗传的变异,都为生物的进化提供了原材料;②基因突变产生新的基因,为进化提供了最初的原材料,是生物变异的根本来源;基因突变为基因重组提供大量可供自由组合的新基因,基因突变是基因重组的基础;③基因重组的变异频率高,为进化提供了广泛的选择材料,是形成生物多样性的重要原因之一;④基因重组和基因突变均产生新的基因型,可能产生新的表现型.
10.生物进化与生物多样性的形成
【知识点的认识】
1、共同进化:不同物种之间,生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是共同进化.
2、生物多样性的形成:
(1)生物多样性的内容
(2)生物多样性形成的进化历程
生物的进化历程可概括为:从原核生物到真核生物,从无性生殖到有性生殖,由简单到复杂,由水生到陆生,由低等到高等.
3、生物进化的实质:种群的基因频率发生变化的过程.
【命题方向】
题型一:生物多样性的形成
典例1:(2015•河南一模)关于生物进化与生物多样性的形成,正确的说法是( )
A.生物多样性的形成经历了漫长的进化历程 B.地球上最早出现的生物是单细胞、进行有氧呼吸
C.生物多样性形成也就是新物种不断形成的过程 D.生物与无机环境之间是不会相互影响共同进化的
分析:生物进化过程实际上是生物与生物、生物与无机环境共同进化的过程,进化导致生物多样性.
生物是经过漫长的地质年代逐渐进化而来的,是按简单到复杂,由低等到高等,由水生到陆生的进化顺序.
生物多样性重要包括:基因的多样性、物种的多样性和生态系统的多样性.
生物进化是生物多样性的基础,生物多样性是生物进化的必然结果.
解答:A、生物多样性的形成经历了漫长的进化历程,共同进化是生物多样性形成的原因;A正确.
B、生物的进化是由简单到复杂,由低等到高等,则先有单细胞生物,后有多细胞生物,早期地球与现代地球相比,没有大气层或大气层很薄,氧气是在自养型生物出现以后才逐渐生成和增多的,则生物先进行无氧呼吸;B错误.
C、生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统的多样性;C错误.
D、自然选择决定生物进化的方向,因此生物的进化与无机环境的变化是相互影响的;D错误.
故选:A.
点评:本题考查生物进化与生物多样性的相关知识,意在考查学生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成知识的网络结构.
题型二:生物进化的条件
典例2:(2014•青岛一模)下列有关生物进化的叙述正确的是( )
A.从根本上讲,若没有突变,进化将不可能发生 B.迁入、迁出不会造成种群基因频率的改变
C.种群是生物进化的基本单位,也是自然选择的对象 D.物种之间的共同进化都是通过物种之问的生存斗争实现的
分析:生物进化理论的内容:种群是生物进化的基本单位;突变和基因重组提供进化的原材料;自然选择导致种群基因频率的定向改变;通过隔离形成新的物种.基因频率的改变会受到突变、选择、迁移和遗传漂变的影响.自然选择的实质是环境对变异所对应的基因的选择,因而可以改变种群的基因频率.
解答:A、突变对于群体遗传组成的改变表现在两个方面:它提供自然选择的原始材料,如果没有突变,选择就无法发生作用;突变本身就是影响基因频率的一种力量;故A正确.
B、基因频率的改变取决于迁入率及迁入个体与原群体之间的基因频率差异;故B错误.
C、种群是生物进化的基本单位,也是自然选择直接对象是生物的变异性状;故C错误.
D、生物进化过程实际上是生物与生物、生物与无机环境共同进化的过程,进化导致生物多样性;故D错误.
故选A.
点评:本题考查生物进化的相关知识,此题容易混淆,基本知识必须扎实,易混知识必须区分清楚.
11.植物激素的作用
【知识点的认识】
1、赤霉素的发现
2、激素的种类和作用
激素名称
合成部位
生理作用
应用
赤霉素
主要是未成熟的种子、幼根和幼芽
促进细胞伸长,从而引起植株增高;促进种子萌发和果实发育
促进矮生性植物茎秆伸长;解除种子休眠,提早用来播种
细胞分裂素
主要是根尖
促进细胞分裂和组织分化
蔬菜贮藏中,常用它来保持蔬菜鲜绿,延长贮藏时间
乙烯
广泛存在于多种植物的
组织中,成
熟的果实中
更多
促进果实成熟
促进香蕉、凤梨等果实成熟
脱落酸
根冠、萎蔫的叶片等,
将要脱落的
器官和组织
中含量多
抑制细胞分裂,抑制植物的生长,也能抑制种子的萌发;促进叶和果实的衰老和脱落
落叶或棉铃在未成熟前的大量脱落
3、激素间的相互作用
在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,各种植物激素并不是孤立的起作用,而是多种激素相互作用共同调节.有的相互促进,有的相互拮抗.
【命题方向】
题型一:植物激素的概念
典例1:(2011•佛山一模)下列化学物质中,不是植物激素的是( )
A.乙烯 B.吲哚丁酸 C.赤霉素 D.2,4一D
分析:植物激素是由植物体内产生,能从产生部位运输到作用部位,对植物生长发育有显著影响的微量有机物;植物生长调节剂是人工合成的对植物的设置发育有调节作用的化学物质.
解答:A、乙烯是植物产生的抑制类激素,A错误;
B、吲哚丁酸是生长素,是植物激素,B错误;
C、赤霉素也是植物体内产生的植物激素,C错误;
D、2,4D不是植物体产生的,是人工合成的具有生长素效应的物质,叫植物生长调节剂,不属于植物激素,D正确.
故选:D.
点评:本题的知识点是植物激素与植物生长调节剂的概念,对于两个概念的理解是解题的关键.
题型二:植物激素的作用
典例2:(2014•浦东新区一模)“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即熟,并无涩味”,这是宋朝苏轼《植物粗谈•果品》中记录的一种方法.此文中“气”及其功能是( )
A.“气”指的是CO2,作用是使柿成熟 B.“气”指的是赤霉素,作用是去除柿的涩味
C.“气”指的是乙烯,作用是促进果实成熟 D.“气”指的是生长素,作用是促使子房发育为成熟的果实
分析:1.生长素类具有促进植物生长的作用,在生产上的应用主要有:(1)促进扦插的枝条生根;(2)促进果实发育;(3)防止落花落果.
2.赤霉素的生理作用是促进细胞伸长,从而引起茎秆伸长和植物增高.此外,它还有促进麦芽糖化,促进营养生长,防止器官脱落和解除种子、块茎休眠促进萌发等作用.
3.细胞分裂素类 细胞分裂素在根尖合成,在进行细胞分裂的器官中含量较高,细胞分裂素的主要作用是促进细胞分裂和扩大,此外还有诱导芽的分化,延缓叶片衰老的作用.
4.脱落酸 脱落酸在根冠和萎蔫的叶片中合成较多,在将要脱落和进入休眠期的器官和组织中含量较多.脱落酸是植物生长抑制剂,它能够抑制细胞的分裂和种子的萌发,还有促进叶和果实的衰老和脱落,促进休眠和提高抗逆能力等作用.
5.乙烯主要作用是促进果实成熟,此外,还有促进老叶等器官脱落的作用.
解答:红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即熟,并无涩味,说明红柿成熟,乙烯具有促进果实成熟的作用.
故选:C.
点评:本题考查植物激素的相关知识,意在考查考生能运用所学知识与观点,对某些生物学问题进行解释、推理,做出合理的判断或得出正确的结论.
题型三:植物激素间的相互作用
典例3:(2014•开封模拟)如图表示某些植物激素对幼苗生长的调节作用,图中A、B表示不同的植物激素.下列说法不正确的是( )
A.激素A、B分别表示乙烯和赤霉素 B.据图可以推断出a浓度高于b浓度
C.在图示的过程中激素A和B属于拮抗关系 D.由图可知幼苗的正常生长是多种激素共同调节的结果
分析:据图可以推断激素A表示赤霉素(赤霉素的生理作用是促进细胞伸长),激素B可以抑制细胞伸长,由多种组织合成,故为乙烯,据此作答.
解答:A、激素A、B分别表示赤霉素、乙烯,A错误;
B、幼苗继续生长,即植物激素对幼苗的促进作用大于对幼苗的抑制作用,故可推断出a浓度高于b浓度,B正确;
C、激素A促进细胞伸长,激素B抑制细胞伸长,故两者之间属于拮抗关系,C正确;
D、从图中可以看出,各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素相互作用、共同调节,D正确.
故选:A.
点评:本题结合图示过程,意在考查考生分析题图、获取有效信息的能力;能理解所学知识要点,把握知识间内在联系的能力;能运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理,做出合理的判断或得出正确的结论.
【解题方法点拨】
植物生长发育过程中,受多种激素的共同调节.
脱落酸的作用:①抑制细胞分裂;②促进叶和果实的衰老和脱落.
赤霉素的作用是:①促进细胞伸长,从而引起植株增高;②促进种子萌发和果实发育.
生长素的作用:①促进植物生长;②促进果实发育;③防止落花落果.植物生长素的调节具有两重性,低浓度促进生长,高浓度抑制生长.
12.反射弧各部分组成及功能
【知识点的认识】
1、反射﹣﹣神经调节的基本方式
(1)反射:在中枢神经系统的参与下,动物体或人体对外界环境变化作出的规律性答.
(2)分类:非条件反射:(生来就有);条件反射:(后天学习).
2、反射弧﹣﹣反射活动的结构基础
感受器:感受刺激.将外界刺激的信息转变为神经的兴奋
↓
传入神经:将兴奋传入神经中枢
↓
神经中枢:对兴奋进行分析综合
↓
传出神经:将兴奋由神经中枢传至效应器
↓
效应器:对外界刺激作出反应
提醒:兴奋传导方向的判断:有神经节的为传入神经.兴奋由前一个神经元的轴突传递到下一个神经元的树突或细胞体.
3、兴奋:机体接受刺激后,由静止状态变为显著活跃状态的过程.
【命题方向】
题型一:反射弧的组成和结构
典例1:(2014•南京模拟)如图是反射弧结构模式图,对图中各结构的判断,错误的是( )
A.a是效应器 B.c是突触 C.d是神经中枢 D.e是传出神经
分析:根据题意和图示分析可知:图中a、b、c、d、e、f分别是感受器、传入神经、突触、神经中枢、传出神经和效应器,明确知识点,梳理相关知识,分析题图,根据选项描述结合基础知识做出判断.
解答:A、与a相连的b上有神经节,是传入神经,所以a是感受器,由传入神经末梢组成,能接受刺激产生兴奋,A错误;
B、c是突触,是神经元与神经元之间相互接触并传递信息的部位,B正确;
C、d是神经中枢,是接受传入神经传来的信号后,产生神经冲动并传给传出神经,C正确;
D、e是传出神经,能把神经中枢产生的神经冲动传给效应器,D正确.
故选:A.
点评:本题考查反射弧结构的相关知识,意在考查学生的识图能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力.
题型二:反射弧结构破坏的判断
典例2:(2014•虹口区一模)观察牛蛙脊髓反射现象的实验中,破坏左右后肢的传入神经和传出神经中的某两处,再刺激右后肢,结果左后肢收缩,右后肢不收缩.下列判断正确的是( )
A.右后肢传出神经和效应器结构均被破坏 B.左后肢的传入神经和传出神经结构均完整
C.若刺激左后肢,左后肢不收缩,右后肢收缩 D.右后肢传入神经和神经中枢结构均完整
分析:神经调节的基本方式是反射,其结构基础是反射弧,由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分构成.传入神经又叫感觉神经,能把外周的神经冲动传到神经中枢里.神经中枢在接受传入神经传来的信号后,产生神经冲动并传给传出神经.传出神经又叫运动神经,把神经中枢产生的神经冲动传给效应器.
根据题意分析可知:刺激右后肢,结果左后肢收缩,说明右后肢的传入神经、神经中枢和左后肢的传出神经结构均完整;又由于右后肢不收缩,由说明右后肢的传出神经结构被破坏了;又共破坏左右后肢的传入神经和传出神经中的某两处,所以被破坏的很可能是右后肢的传出神经和左后肢的传入神经.明确知识点,梳理相关知识,根据选项描述结合基础知识做出判断.
解答:A、由于实验中只破坏了左右后肢的传入神经和传出神经中的某两处,现右后肢不收缩,说明被破坏的很可能是右后肢的传出神经和左后肢的传入神经,A错误;
B、左后肢收缩只能说明左后肢的传出神经结构完整,而左后肢的传入神经很可能被破坏了,B错误;
C、由于左后肢的传入神经很可能被破坏了,所以刺激左后肢,左后肢不收缩,右后肢也不收缩,C错误;
D、由于刺激右后肢,结果左后肢收缩,说明右后肢传入神经和神经中枢结构均完整,D正确.
故选:D.
点评:本题考查反射弧结构及兴奋传递的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力.
【解题方法点拨】
1、反射弧结构破坏的判断:
被破坏的结构
有无感觉
有无效应
感受器
无
无
传入神经
无
无
神经中枢
无
无
传出神经
有
无
效应器
有
无
2、反射弧中传入神经和传出神经的判断
(1)根据是否具有神经节:有神经节的是传入神经.神经节如图中的c.
(2)根据突触结构判断:图示中与“”相连的为传入神经(b),与“”相连的为传出神经(e).
(3)根据脊髓灰质结构判断:与膨大部分相连的为传出神经,与狭窄部分相连的为传入神经.
(4)切断实验法:若切断某一神经,刺激外周段(远离中枢的位置),肌肉不收缩,而刺激向中段(近中枢的位置),肌肉收缩,则切断的为传入神经,反之则为传出神经.
13.人体免疫系统在维持稳态中的作用
【知识点的认识】
1、免疫的概念:机体识别和排除抗原性异物,维持自身生理动态平衡与相对稳定的功能.
2、人体免疫系统的三大防线:
(1)第一道:皮肤、粘膜的屏障作用及皮肤、黏膜的分泌物(泪液、唾液)的杀灭作用.
(2)第二道:吞噬细胞的吞噬作用及体液中杀菌物质的杀灭作用.
(3)第三道:免疫器官、免疫细胞、免疫物质共同组成的免疫系统.
3、免疫系统的组成
(1)免疫器官:骨髓、胸腺、脾、淋巴结、扁桃体等;
(2)免疫细胞:
①淋巴细胞:位于淋巴液、血液和淋巴结中.T细胞(迁移到胸腺中成熟)、B细胞(在骨髓中成熟).
②吞噬细胞等;
(3)免疫分子:各种抗体和淋巴因子等.特异性免疫中发挥免疫作用的主要是淋巴细胞,由骨髓中造血干细胞分化、发育而来.
4、免疫的类型:
(1)非特异性免疫(先天免疫)
①来源:人类在长期进化的过程中逐渐建立起来的一种天然防御功能.
②特点:是先天遗传的,不针对哪一种病原体,对多种病原体都有防御作用.(非专一性)
(2)特异性免疫(获得性免疫)
①来源:是人在出生以后才产生的.
②特点:只能对某一特定的病原体或异物起防御作用,对其它的病原体无效.(专一性)
5、特异性免疫的类型:体液免疫和细胞免疫
(1)类型:抗原→进入人体→
(2)体液免疫过程:
(3)细胞免疫过程:
(4)体液免疫与细胞免疫的关系
体液免疫
细胞免疫
作用对象
没有进入细胞的抗原
被抗原侵入的宿主细胞(靶细胞)
作用方式
浆细胞产生的抗体与相应的抗原发生特异性结合
①效应T细胞与靶细胞密切接触②效应T细胞释放淋巴因子,促进细胞免疫的作用
效应细胞
效应B细胞
效应T细胞
关系
若细胞免疫不存在,体液免疫也将丧失.另外,对外来病原体进行免疫的时候并不是单一的起作用,而是两者结合起来起作用,只不过在起作用的时候分主次关系罢了.
【命题方向】
题型一:对淋巴细胞的认识
典例1:(2015•江西一模)下列关于人体淋巴细胞的叙述,错误的是( )
A.在胸腺中发育成熟的T淋巴细胞可参与细胞免疫 B.效应T淋巴细胞可攻击被病原体感染的宿主细胞
C.T淋巴细胞和B淋巴细胞都是由造血干细胞发育成的 D.T细胞释放的淋巴因子不能使受到抗原刺激的B细胞增殖
分析:1、淋巴细胞的起源和分化过程:
2、特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫,其具体过程如下:
解答:A、T细胞在胸腺中发育成熟,T细胞既可参与细胞免疫,也可参与体液免疫,故A选项正确;
B、效应T细胞与被抗原入侵的宿主细胞(即靶细胞)密切接触,导致靶细胞裂解死亡,故B选项正确;
C、T淋巴细胞和B淋巴细胞都是由骨髓中的造血干细胞发育成的,故C选项正确;
D、T细胞释放的淋巴因子能促进受到抗原刺激的B细胞增殖,故D选项错误.
故选:D.
点评:本题考查人体免疫系统在维持稳态中的作用,要求考生识记人体免疫系统的组成及淋巴细胞的起源和分化过程,掌握体液免疫和细胞免疫的具体过程,能运用所学的知识准确判断各选项,属于考纲识记层次的考查.
题型二:吞噬细胞
典例2:(2014•松江区二模)吞噬细胞不参与( )
A.非特异性免疫 B.体液免疫 C.细胞免疫 D.合成并分泌抗体
分析:人体的免疫分为特异性免疫和非特异性免疫,非特异性免疫包括第一道防线和第二道防线,第一道防线由皮肤和粘膜组成,第二道防线由体液中的杀菌物质和吞噬细胞组成,特异性免疫即人体的第三道防线,包括细胞免疫和体液免疫.
解答:A、吞噬细胞吞噬、消灭体液中的抗原时属于人体第二道防线的作用,所以吞噬细胞参与非特异性免疫,A错误;
B、体液免疫过程中大多数病原体要经过吞噬细胞的吞噬、处理和呈递给T细胞,T细胞呈递给B细胞,B细胞增殖分化成浆细胞和记忆细胞,该过程中吞噬细胞参与体液免疫,B错误;
C、细胞免疫过程中大多数病原体要经过吞噬细胞的吞噬、处理和呈递给T细胞,T细胞增殖分化成效应T细胞,该过程中吞噬细胞参与细胞免疫,C错误;
D、抗体由浆细胞产生,吞噬细胞不能产生抗体,所以吞噬细胞不参与合成分泌抗体,D正确.
故选:D.
点评:本题的知识点是免疫调节在维持内环境稳态中的作用,对于免疫过程的理解和归纳总结是本题考查的重点.
题型三:三道防线的判断
典例3:(2013•徐汇区一模)下列属于第一道防线的是( )
①胃液对病菌的杀灭作用
②唾液中溶菌酶对病原体的分解作用
③吞噬细胞的内吞作用
④呼吸道纤毛对病菌的外排作用
⑤皮肤的阻挡作用
⑥效应T细胞与靶细胞接触
⑦抗体与细胞外毒素结合.
A.②③⑤⑥B.①④⑤⑦C.①②④⑤D.③④⑥⑦
分析:人体的三道防线:
第一道防线是由皮肤和黏膜构成的,他们不仅能够阻挡病原体侵入人体,而且它们的分泌物(如乳酸、脂肪酸、胃酸和酶等)还有杀菌的作用.
第二道防线是体液中的杀菌物质﹣﹣溶菌酶和吞噬细胞.
第三道防线主要由免疫器官(扁桃体、淋巴结、胸腺、骨髓、和脾脏等)和免疫细胞(淋巴细胞、吞噬细胞等)借助血液循环和淋巴循环而组成的.
解答:①胃液对病菌的杀灭作用属于人体的第一道防线;
②唾液中溶菌酶对病原体的分解作用属于人体的第一道防线;
③吞噬细胞的内吞作用属于人体的第二道防线;
④呼吸道纤毛对病菌的外排作用属于第一道防线;
⑤皮肤的阻挡作用属于第一道防线;
⑥效应T细胞与靶细胞接触属于第三道防线;
⑦抗体与细胞外毒素属于第三道防线.
故选C.
点评:本题考查人体的三道防线,意在考查考生的识记能力和理解所学知识,把握知识间内在联系的能力;能运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理,做出合理的判断或得出正确的结论.
【解题方法点拨】
与免疫有关的细胞总结
名称
来源
功能
特异性识别功能
吞噬细胞
造血干细胞
处理、呈递抗原,吞噬抗原和抗体复合物
B细胞
造血干细胞(在骨髓中成熟)
识别抗原、分化成为浆细胞、记忆细胞
√
T细胞
造血干细胞(在胸腺中成熟)
识别、呈递抗原、分化称为效应T细胞、记忆细胞
√
浆细胞
B细胞或记忆细胞
分泌抗体
效应T细胞
T细胞或记忆细胞
分泌淋巴因子,与靶细胞结合发挥免疫效应
√
记忆细胞
B细胞、T细胞、记忆细胞
识别抗原、分化成为相应的效应细胞
√
14.基因工程的原理及技术
【知识点的认识】
基因工程的概念
基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过体外DNA重组和转基因技术,赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品.基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,又叫做DNA重组技术.
(一)基因工程的基本工具
1、“分子手术刀”﹣﹣限制性核酸内切酶(限制酶)
(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的.
(2)功能:能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性.
(3)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端.
2、“分子缝合针”﹣﹣DNA连接酶
(1)两种DNA连接酶(E•coliDNA连接酶和T4DNA连接酶)的比较:
①相同点:都缝合磷酸二酯键.
②区别:E•coliDNA连接酶来源于大肠杆菌,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体,可用于连接粘性末端和平末端,但连接效率较低.
(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯键.DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端,形成磷酸二酯键.
3、“分子运输车”﹣﹣载体
(1)载体具备的条件:①能在受体细胞中复制并稳定保存.
②具有一至多个限制酶切点,供外源DNA片段插入.
③具有标记基因,供重组DNA的鉴定和选择.
(2)最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核DNA之外,并具有自我复制能力的双链环状DNA分子.
(3)其它载体:噬菌体的衍生物、动植物病毒
(二)基因工程的基本操作程序
第一步:目的基因的获取
1、目的基因是指:编码蛋白质的结构基因.
2、原核基因采取直接分离获得,真核基因是人工合成.人工合成目的基因的常用方法有反转录法和化学合成法.
3、PCR技术扩增目的基因
(1)原理:DNA双链复制
(2)过程:第一步:加热至90~95℃DNA解链;第二步:冷却到55~60℃,引物结合到互补DNA链;第三步:加热至70~75℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成.
第二步:基因表达载体的构建
1、目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用.
2、组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因
(1)启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质.
(2)终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端.
(3)标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来.常用的标记基因是抗生素抗性基因.
第三步:将目的基因导入受体细胞
1、转化的概念:是目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程.
2、常用的转化方法:
将目的基因导入植物细胞:采用最多的方法是 农杆菌转化法,其次还有基因枪法和 花粉管通道法等.
将目的基因导入动物细胞:最常用的方法是 显微注射技术.此方法的受体细胞多是受精卵.
将目的基因导入微生物细胞:原核生物作为受体细胞的原因是 繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少,最常用的原核细胞是 大肠杆菌,其转化方法是:先用 Ca2+处理细胞,使其成为 感受态细胞,再将 重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子,完成转化过程.
3、重组细胞导入受体细胞后,筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达.
第四步:目的基因的检测和表达
1、首先要检测 转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,方法是采用 DNA分子杂交技术.
2、其次还要检测 目的基因是否转录出了mRNA,方法是采用用标记的目的基因作探针与 mRNA杂交.
3、最后检测 目的基因是否翻译成蛋白质,方法是从转基因生物中提取 蛋白质,用相应的 抗体进行抗原﹣抗体杂交.
4、有时还需进行 个体生物学水平的鉴定.如 转基因抗虫植物是否出现抗虫性状.
声明:试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2022/4/26 8:31:12;用户:总部8;邮箱:zybzb8@xyh.com;学号:40292139
相关试卷
这是一份2023届高三新高考生物考前冲刺卷【河北卷】(含解析),共22页。试卷主要包含了单选题,多选题,综合题等内容,欢迎下载使用。
这是一份2023届高三新高考生物考前冲刺卷【浙江卷】(含解析),共23页。试卷主要包含了单选题,选择题组,综合题等内容,欢迎下载使用。
这是一份2023届湖北省高三考前冲刺训练生物试卷(一)PDF版含答案,共11页。