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人教版高中生物必修2阶段综合测评2(第3~4章)含答案
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这是一份人教版高中生物必修2阶段综合测评2(第3~4章)含答案,共16页。
阶段综合测评(二) (第3~4章)
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.下列关于“肺炎链球菌的转化实验”的叙述,正确的是( )
A.R型细菌转化成的S型细菌不能稳定遗传
B.S型细菌的荚膜物质使R型细菌转化成有荚膜的S型细菌
C.经DNA酶处理的S型细菌提取物不能使R型细菌转化成S型细菌
D.蛋白质也能使部分R型细菌转化成S型细菌且可实现稳定的遗传
C [R型细菌转化成的S型细菌属于可遗传变异,其子代也是S型细菌,故可稳定遗传,A错误;S型细菌的DNA作为“转化因子”使R型细菌转化成有荚膜的S型细菌,B错误;经DNA酶处理后的S型细菌提取物中不含有DNA,不能使R型细菌转化成S型细菌,C正确;由实验结果可知,DNA是“转化因子”,蛋白质不是“转化因子”,D错误。]
2.艾弗里的细菌转化实验(甲),赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验(乙),都证明了DNA是遗传物质。下列关于两组实验的分析,错误的是 ( )
A.甲实验利用酶特异性地去除了每个实验组中的一种物质
B.乙中35S标记组搅拌并离心后沉淀物不可能存在放射性
C.甲、乙两实验都设法分别研究DNA和蛋白质的作用
D.甲、乙两实验都说明DNA能在世代间传递和控制生物的性状
B [乙中35S标记组标记的是噬菌体的蛋白质外壳,若搅拌不充分,部分吸附在细菌上的噬菌体外壳(具放射性)未与细菌分离,而与细菌一同进入沉淀物,B错误。]
3.现已知基因M共含有N个碱基,其中腺嘌呤有n个,基因M具有类似如图所示的平面结构,下列说法正确的是( )
A.基因M共有4个游离的磷酸基团,1.5N-n个氢键
B.图中a可以代表基因M,基因M的等位基因m可以用b表示
C.基因M的碱基排列顺序中蕴藏着遗传信息
D.基因M及其等位基因m含有的碱基总数一定相等
C [图中a和b共同组成基因M,基因M的每一条链有1个游离的磷酸基团,故共有2个游离的磷酸基团,A、B错误;遗传信息蕴藏在碱基的排列顺序之中,C正确;基因M及其等位基因m控制的性状不同,两者的碱基总数可能不同,D错误。]
4.如图为DNA的复制方式模式图,图中“→”表示复制方向。下列叙述错误的是( )
A.图中DNA的复制为多起点双向复制
B.除图示中的酶外,DNA复制还需DNA聚合酶等
C.DNA复制时,两条子链的合成方向是相反的
D.解旋含G—C碱基对较多的区域时,消耗的能量相对较多
A [题图中DNA的复制为单起点双向复制,A错误;DNA复制过程中除需要解旋酶外,还需要DNA聚合酶等,B正确;DNA的两条链是反向平行的,而复制时只能从子链的5′端向3′端延伸,所以两条子链的合成方向相反,C正确;G—C碱基对含有三个氢键,A—T碱基对含有两个氢键,故解旋含G—C碱基对较多的区域时,消耗的能量相对较多,D正确。]
5.细胞内DNA的复制、转录和翻译过程涉及多种酶。下列叙述错误的是 ( )
A.DNA聚合酶和RNA聚合酶的作用位点都在DNA上
B.DNA复制和转录都需要有关酶的催化使碱基对之间的氢键断开
C.mRNA、tRNA和rRNA的形成都需要RNA聚合酶的催化
D.RNA聚合酶起作用时,从起始密码子的位置向终止密码子的位置移动
D [RNA聚合酶的作用位点在DNA上,起始密码子和终止密码子在mRNA上,D错误。]
6.关于核酸的叙述,错误的是( )
A.细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与
B.植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制
C.双链DNA中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的
D.DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布
C [转录是在RNA聚合酶的催化作用下,以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,A项正确;线粒体和叶绿体中均含有少量DNA控制着细胞质遗传,植物细胞的线粒体和叶绿体中均可进行DNA的复制,B项正确;双链DNA中一条链上的磷酸和脱氧核糖通过磷酸二酯键连接,C项错误;DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布,D项正确。]
7.下列有关表观遗传的说法不正确的是 ( )
A.表观遗传可以在前后代间遗传
B.某些RNA可干扰基因的表达
C.染色体组蛋白的乙酰化能激活基因的转录
D.DNA的甲基化程度与基因的表达无关
D [表观遗传可以遗传给后代,A正确。某些RNA可使mRNA发生降解或者翻译阻滞,从而干扰基因的表达,B正确。乙酰化修饰可以将组蛋白中的正电荷屏蔽掉,使组蛋白与带负电荷的DNA缠绕的力量减弱,激活基因的转录,C正确。DNA的甲基化程度与基因的表达有关,D错误。]
8.如图是果蝇眼睛色素的合成途径,没有色素时眼色为白色。下列分析不合理的是( )
A.生物体的一种性状可以受多对基因的控制
B.基因可以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
C.控制果蝇眼色的基因在遗传时必须遵循自由组合定律
D.出现白眼果蝇的原因除了表观遗传外,还可能有其他原因
C [从眼睛色素的合成途径中可以看出果蝇的眼色由多对基因控制,A正确;由图可知,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,B正确;从图中看不出与眼色有关的基因是位于一对染色体上还是多对染色体上,C错误;据图分析可知,基因突变可能会影响酶的合成,使之不能形成色素,缺少相应的前体物质或某种环境条件使酶失去了活性或环境条件不适宜,均可影响有关基因的表达和色素的合成,D正确。]
9.用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是UUU,若要在体外合成同位素标记的多肽链,所需的材料组合是( )
①同位素标记的tRNA ②蛋白质合成所需的酶 ③同位素标记的苯丙氨酸 ④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸 ⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液
A.①②④ B.②③④
C.③④⑤ D.①③⑤
C [在体外合成同位素标记的多肽链,需要有翻译合成该多肽链的模板——mRNA,人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸是合成mRNA所需要的原料;还需要有合成该多肽链的原料——同位素标记的氨基酸(苯丙氨酸)。此外,合成该多肽链还需要酶、能量等,可由除去了DNA和mRNA的细胞裂解液提供。]
10.图1中Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ表示哺乳动物一条染色体上相邻的三个基因,a、b为基因的间隔序列;图2为Ⅰ基因进行的某种生理过程。下列叙述错误的是( )
图1 图2
A.Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ基因在不同的细胞中表达情况可能不同
B.图2中甲为RNA聚合酶,丙中所含的五碳糖是核糖
C.若丙中A+U占36%,则丙所对应的乙片段中G占32%
D.基因指导合成的终产物不一定都是蛋白质
C [不同细胞的形成是细胞分化的结果,而细胞分化的根本原因是基因的选择性表达,Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ基因在不同的细胞中表达情况可能不同,A正确;图2表示转录过程,甲为RNA聚合酶,丙为转录的产物RNA,RNA中所含的五碳糖是核糖,B正确;若丙(RNA)中A+U占36%,则丙所对应的乙(模板链)片段中T+A占36%,但不能确定G所占比例,C错误;基因指导合成的终产物不一定都是蛋白质,也可能是RNA等,D正确。]
11.(2021·广东学业水平选择性考试)金霉素(一种抗生素)可抑制tRNA与mRNA的结合,该作用直接影响的过程是( )
A.DNA复制 B.转录
C.翻译 D.逆转录
C [分析题意可知,金霉素可抑制tRNA与mRNA的结合,使tRNA不能携带氨基酸进入核糖体,从而直接影响翻译的过程,C正确。故选C。]
12.新型冠状病毒是一种正链RNA(+RNA)病毒,它可以自身为模板,指导合成病毒相关蛋白质。该病毒进入宿主细胞后,首先以+RNA为模板表达出RNA聚合酶,随后RNA聚合酶完成负链RNA(-RNA)的合成,各种结构蛋白mRNA的合成,以及病毒基因组RNA的复制,即该病毒侵染宿主细胞后会发生+RNA→-RNA→+RNA和+RNA→蛋白质的过程,再组装成子代病毒。下列叙述错误的是( )
A.该病毒的基因是有遗传效应的RNA片段
B.该病毒复制和翻译过程中碱基互补配对方式完全一样
C.该病毒的+RNA可被宿主细胞中的RNA聚合酶识别
D.该病毒的遗传物质中含有密码子
C [因为该病毒的遗传物质是RNA,所以该病毒的基因是有遗传效应的RNA片段,A正确;该病毒能进行RNA的复制,故该病毒复制和翻译过程中碱基互补配对方式完全一样,B正确;该病毒的+RNA不可被宿主细胞中的RNA聚合酶识别,宿主细胞中的RNA聚合酶识别的是DNA,C错误;由题意知该病毒的遗传物质可以直接指导蛋白质的合成,说明其中含有密码子,D正确。]
13.如图表示蓝细菌DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。下列说法正确的是 ( )
A.由图可知,①链应为DNA的α链
B.DNA形成②的过程发生的场所是细胞核
C.题中酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是AUG、CUA
D.图中②与③配对的过程需要在核糖体上进行
D [图中②为以DNA的一条链为模板合成的RNA,根据碱基互补配对原则可知,①链是β链,A错误;DNA形成②的过程为转录,由于蓝细菌属于原核生物,原核生物没有核膜包被的细胞核,故该过程发生在细胞质中,B错误;tRNA携带氨基酸,密码子在mRNA上,题中酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是UAC、GAU,C错误;图中②到③的过程是翻译,需要在核糖体上进行,D正确。]
14.在研究细胞DNA复制时,先在含低剂量3H标记的脱氧胸苷(3HdT)的培养基中培养细胞,3HdT可以掺入正在复制的DNA分子中,使其带上放射性标记。几分钟后,将细胞移到含高剂量3HdT的培养基中培养一段时间。收集、裂解细胞,抽取其中的DNA进行放射性自显影检测,结果如图所示。下列相关叙述正确的是 ( )
A.若将该DNA进行彻底水解,产物是脱氧核苷酸和四种碱基
B.此过程遵循碱基互补配对原则,任一条链中A=T,G=C
C.此图可以说明DNA进行双向复制
D.若该DNA一条链中=a,则互补链中该值为
C [若将该DNA进行彻底水解,产物是脱氧核糖、磷酸和四种含氮碱基,A错误;DNA复制过程遵循碱基互补配对原则,双链中A=T,G=C,B错误;中间为低放射性区域,两边为高放射性区域,说明DNA复制从起始位点向两个方向延伸,即DNA进行双向复制,C正确;若该DNA的一条链中=a,互补链中该值仍为a,D错误。]
15.下列数据是人体部分器官中所表达基因的估计值,下列有关叙述错误的是( )
器官
眼
唾液腺
皮肤
甲状腺
心脏
所表达基因
的估计值
1 932
186
3 043
2 381
9 400
A.人体不同器官表达的基因数目有差异是细胞内基因选择性表达的结果
B.表中几种器官中心脏表达的基因数目最多说明其遗传物质相对含量最高
C.表中几种器官表达的基因数目有差异说明不同器官的细胞中所含蛋白质有差异
D.不同功能的器官表达的基因不完全相同,这是与其不同功能相适应的
B [细胞分化的根本原因是基因的选择性表达,其结果是形成不同的组织和器官,A正确;同一个体的不同器官中所含的基因相同,但表达的基因不同,B错误;基因可指导蛋白质的合成,所以几种器官表达的基因数目有差异说明不同器官的细胞中所含蛋白质有差异,C正确;不同功能的器官表达的基因不完全相同,这与各器官具有不同功能相适应,D正确。]
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16.含14N的某基因有3 000个碱基,腺嘌呤占35%。若该DNA分子以含15N的4种游离脱氧核苷酸为原料复制3次,将全部复制产物进行密度梯度离心,结果如图1所示;如果将全部复制产物经解旋酶处理后再离心,结果如图2所示。下列有关分析不正确的是( )
图1 图2
A.X层全部是仅含14N的DNA分子
B.W层中含15N标记的胞嘧啶有6 300个
C.X层中含有的氢键数是Y层中的1/3
D.W层与Z层中的核苷酸数之比为1∶4
ABD [结合题意分析图1,1个DNA分子经过3次复制,产生了8个DNA分子,进行密度梯度离心后,X层中有2个DNA分子,这2个DNA分子全部是一条链含14N、另一条链含15N,Y层中有6个DNA分子,这6个DNA分子的两条链全部是只含15N,A错误。在DNA分子中,碱基对之间通过氢键相连,X层中含有的氢键数∶Y层中含有的氢键数=X层中含有的DNA分子数∶Y层中含有的DNA分子数=2∶6=1∶3,C正确。结合题意分析图2,1个DNA分子经过3次复制,产生了8个DNA分子,解旋酶处理后可产生16条脱氧核苷酸链,其中14条链仅含15N,2条链仅含14N,离心后Z层中是仅含14N的链,W层中是仅含15N的链,该基因含有3 000个碱基,腺嘌呤占35%,则在该基因中胞嘧啶占15%,共450个,W层中含15N标记的胞嘧啶的个数为14÷2×450=3 150,B错误。W层中的核苷酸数∶Z层中的核苷酸数=(14÷2×3 000)∶(2÷2×3 000)=7∶1,D错误。]
17.用具有放射性的32P标记某动物体细胞中的全部DNA,然后将该动物体细胞置于没有放射性的31P的培养液中培养,让其进行两次有丝分裂,在细胞分裂过程中,定期检测细胞中的放射性。下列有关叙述错误的是 ( )
A.第一次分裂中期时,细胞中每个染色单体都含有放射性
B.第一次分裂结束时,细胞中每个染色体上都有放射性
C.第二次分裂中期时,细胞中每个染色体上只有一个单体含有放射性
D.第二次分裂结束时,每个细胞中有一半染色体含有放射性
D [由于DNA复制是半保留复制,含32P的DNA在没有放射性的培养液中培养,第一次有丝分裂前的间期复制后形成的DNA均为32P31P-DNA(有放射性),且分别位于一条染色单体上,因此第一次有丝分裂中期时细胞中每条染色单体以及分裂结束时细胞中每条染色体上都有放射性32P,A、B正确;经第二次有丝分裂前的间期复制后,每个32P31P-DNA复制形成的两个DNA分别为32P31P-DNA和31P31P-DNA,且分别位于一条染色单体上,故第二次有丝分裂中期每条染色体上只有一条染色单体含有放射性,C正确;第二次有丝分裂后期着丝粒分裂后,由于姐妹染色单体分开后形成的两条染色体移向哪一极是随机的,因此每个子细胞中含32P的染色体数目不能确定,D错误。]
18.下列关于T2噬菌体侵染细菌实验和肺炎链球菌转化实验的说法,正确的是 ( )
A.标记T2噬菌体的蛋白质外壳需要先标记T2噬菌体的宿主细胞
B.T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质
C.格里菲思的实验证明了S型细菌和R型细菌可以相互转化
D.T2噬菌体侵染细菌实验中保温时间和搅拌时间都会影响实验现象
ABD [由于病毒要寄生在活细胞内才能增殖,因此标记T2噬菌体的蛋白质外壳需要先标记T2噬菌体的宿主细胞,A正确;在T2噬菌体侵染细菌的实验中,DNA进入大肠杆菌,并在亲子代噬菌体之间保持了连续性,证明了DNA是遗传物质,B正确;格里菲思的实验未体现S型细菌转化为R型细菌,C错误;若保温时间过长,T2噬菌体在大肠杆菌体内增殖后被释放,离心后会进入上清液,若搅拌不充分,有少量T2噬菌体的蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面,离心后随大肠杆菌进入沉淀物,故保温时间和搅拌时间都会影响实验现象,D正确。]
19.如图为DNA片段结构示意图,下列关于DNA的结构与特点的叙述,错误的是 ( )
A.①和②交替连接构成了DNA的基本骨架
B.图中①②③构成了一分子胞嘧啶脱氧核苷酸
C.若一条单链的序列是5′-AGCTT-3′,则其互补链的序列是5′-AAGCT-3′
D.每个脱氧核糖均与两个磷酸基团相连
BD [①磷酸和②脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架,A正确;①磷酸与②③不能构成一个脱氧核苷酸,B错误;DNA的两条链反向平行且遵循碱基互补配对原则,若一条单链的序列为5′-AGCTT-3′,则其互补链的序列为3′-TCGAA-5′,可写成5′-AAGCT-3′,C正确;每条链中3′端的脱氧核糖只连接一个磷酸基团,D错误。]
20.如图为有关遗传信息传递和表达的模拟实验。下列相关叙述不合理的是 ( )
A.若X是mRNA,Y是多肽,则管内必须加入氨基酸
B.若X是DNA,Y含有U,则管内必须加入逆转录酶
C.若X是tRNA,Y是多肽,则管内必须加入脱氧核苷酸
D.若X是HIV的RNA,Y是DNA,则管内必须加入DNA酶
BCD [X是mRNA,Y是多肽,则管内发生的是翻译过程,因此管内必须加入氨基酸;若X是DNA,Y含有U,则Y为RNA,管内发生的是转录过程,因此不需要加入逆转录酶,而需要加入RNA聚合酶等;若X是tRNA,Y是多肽,则管内发生的是翻译过程,因此不需要加入脱氧核苷酸;若X是HIV的RNA,Y是DNA,则管内发生的是逆转录过程,因此需要加入逆转录酶。]
三、非选择题(共55分)
21.(11分)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验中,用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,理论上,上清液中不应含放射性物质,沉淀物中应具有很高的放射性,而实验的最终结果显示:离心后,上清液中具有一定的放射性,而沉淀物的放射性强度比理论值略低。
(1)赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验所采用的实验方法是
_______________________________________________________________。
(2)理论上,上清液中放射性应该为0,其原因是_______________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(3)在实验中,赫尔希和蔡斯同时用被35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,结果发现沉淀物中也出现少量放射性物质,为排除噬菌体的蛋白质外壳也是遗传物质的可能,应进一步采取的措施是在新形成的噬菌体中检测是否带有________。
(4)请设计一个方案,来大量制备用35S标记的噬菌体(简要说明):________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
[解析] (1)赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验所采用的方法是同位素标记法。(2)在用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,理论上,上清液中放射性应为0,因为噬菌体的DNA全部注入大肠杆菌,在离心时随着大肠杆菌而沉淀。(3)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验,若沉淀物中发现放射性35S,原因可能是搅拌不充分,沉淀的大肠杆菌表面吸附着携带35S的蛋白质外壳,也可能是携带35S的蛋白质外壳进入大肠杆菌细胞内。若要排除后者的可能性,就要检测大肠杆菌细胞内的子代噬菌体是否带有35S。(4)由于噬菌体是严格寄生的,因此不能用含35S的培养基直接培养,而应先用含35S的培养基培养大肠杆菌,再用噬菌体侵染该大肠杆菌,即可得到大量用35S标记的噬菌体。
[答案] (1)(放射性)同位素标记法 (2)噬菌体已将自身的DNA全部注入大肠杆菌,在离心时随着大肠杆菌而沉淀 (3)35S (4)用含35S的培养基培养大肠杆菌,然后用噬菌体侵染该大肠杆菌,即可得到大量用35S标记的噬菌体
22.(10分)已知甲图中的g与乙图中的“物质X”为同一物质,据图回答下列问题。
甲 乙
(1)若f代表染色体,则将其彻底水解可得[a]磷酸、[b]碱基和[c]________三种小分子物质,e的空间结构一般表现为__________________。
(2)若f代表一种细胞器,且是合成物质X的场所,则e是________。在乙图④过程中,所需的转运工具是________,其具体功能是________________。
(3)在真核细胞中,乙图中⑤和①两个过程发生的主要场所是________。原核生物中遗传信息传递的途径包括________(用乙图中的标号表示)。
(4)乙图中需要4种脱氧核苷酸作为原料并且碱基互补配对方式为A—T、U—A、G—C、C—G的过程是____________(用乙图中的标号表示)。
[解析] (1)若f代表染色体,则e是DNA,DNA的空间结构是规则的双螺旋。DNA彻底水解后可以得到磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。(2)据题可知,f是核糖体。核糖体由rRNA和蛋白质组成。④过程表示翻译过程,此过程需要tRNA识别并转运氨基酸。(3)⑤和①分别表示DNA的复制和转录,这两个过程发生的主要场所是细胞核。原核生物可以进行DNA复制、转录和翻译,其标号分别是⑤①④。(4)根据题意可知,题中发生的是逆转录过程,即②。
[答案] (1)脱氧核糖 规则的双螺旋结构 (2)核糖体RNA(rRNA) 转运RNA(tRNA) 识别并转运氨基酸 (3)细胞核 ⑤①④ (4)②
23.(10分)心肌细胞不能增殖,ARC基因在心肌细胞中特异性表达,抑制其细胞凋亡,以维持正常数量。细胞中某些基因转录形成的前体RNA加工过程中会产生许多小RNA,如miR-223(链状)、HRCR(环状)。HRCR可以吸附miR-223等,以达到清除它们的目的(如图)。当心肌细胞缺血、缺氧时,某些基因过度表达会产生过多的miR-223,导致心肌细胞凋亡,最终引起心力衰竭。请回答:
(1)过程①的原料是________,催化该过程的酶是________。过程②的场所是______________________。
(2)若某HRCR中含有n个碱基,则其中有________个磷酸二酯键。链状小RNA越短越容易被HRCR吸附,这是因为其碱基数目少,特异性________,更容易与HRCR结合。与ARC基因相比,核酸杂交分子1中特有的碱基对是______________。
(3)缺血、缺氧时,某些基因过度表达产生过多的miR-223,会导致过程②因________的缺失而受阻,最终导致心力衰竭。
(4)科研人员认为,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物,其依据是________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
[解析] 根据题意和图示分析可知:图中①表示转录形成mRNA、②表示翻译过程,其中mRNA可与miR-223结合形成核酸杂交分子1,miR-223可与HRCR结合形成核酸杂交分子2。(1)过程①形成mRNA,称为转录,催化该过程的酶是RNA聚合酶,原料是核糖核苷酸,过程②表示翻译,翻译过程的场所是核糖体。(2)HRCR为单链环状RNA分子,其中所含磷酸二酯键数目与氢键数目相同,因此若某HRCR中含有n个碱基,则其中有n个磷酸二酯键。链状小RNA越短越容易被HRCR吸附,这是因为其碱基数目少,特异性弱,更容易与HRCR结合。与ARC基因(碱基配对方式为A—T、C—G)相比,核酸杂交分子1(碱基配对方式为A—U、T—A、C—G)中特有的碱基对是A—U。(3)缺血、缺氧时,某些基因过度表达产生过多的miR-223,miR-223与mRNA结合形成核酸杂交分子1,导致过程②因模板的缺失而受阻,最终导致心力衰竭。(4)科研人员认为,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物,其依据是HRCR与miR-223碱基互补配对,导致ARC基因的表达增加,抑制心肌细胞的凋亡。
[答案] (1)核糖核苷酸 RNA聚合酶 核糖体
(2)n 弱 A—U (3)模板 (4)HRCR与miR-223碱基互补配对,导致ARC基因的表达增加,抑制心肌细胞的凋亡
24.(11分)图甲是DNA分子片段的结构图,图乙是DNA分子复制简图。请回答下列问题:
甲
乙
(1)图甲中,物质①⑧的名称分别是________、________________。DNA分子中两条链上的碱基由________连接形成碱基对。
(2)图乙中,DNA分子复制的模板链是________(填字母),新合成的两条子链________(填“相同”或“互补”)。
(3)DNA复制是一个边解旋边复制的过程,解旋需要ATP提供能量的原因是________________________________。DNA分子复制的过程中,其独特的________结构为复制提供了精确的模板,通过__________________,保证了复制的准确性。
[解析] (1)图甲中,物质①和⑧分别代表胞嘧啶和鸟嘌呤脱氧(核糖)核苷酸;DNA分子中两条链上的碱基由氢键连接形成碱基对。(2)由图乙和DNA分子半保留复制的特点可知,DNA分子复制的模板链是a链和d链,根据碱基互补配对原则,模板链a、d中的碱基互补配对,而新合成的b链和c链中的碱基分别与a链和d链中的碱基互补配对,因此新合成的子链b与c互补。(3)DNA解旋时氢键断裂,此过程需要ATP供能;DNA分子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,保证了复制的准确性。
[答案] (1)胞嘧啶 鸟嘌呤脱氧核苷酸 氢键
(2)a、d 互补 (3)打开氢键需要能量供应 双螺旋 碱基互补配对
25.(13分)铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白,铁蛋白合成的调节与游离的Fe3+、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列,能与铁调节蛋白发生特异性结合,阻遏铁蛋白的合成。当Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合,沿mRNA移动,遇到起始密码后开始翻译(如下图所示)。回答下列问题:
(1)图中甘氨酸的密码子是________。铁蛋白基因中决定“”的模板链碱基序列为________。
(2)Fe3+浓度低时,铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了_______________
___________________________________________________________________,
从而抑制了翻译的起始;Fe3+浓度高时,__________________________________,铁蛋白mRNA能够翻译。
(3)当铁蛋白基因表达时,少数铁蛋白mRNA分子就可以迅速合成大量铁蛋白的原理是_________________________________________________________
________________________________________________________________。
(4)若要改造铁蛋白分子,将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG),可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现,即由_______________________________________________________。
[解析] (1)据图可知,携带的tRNA是最左边已经离开核糖体的那个,上面的反密码子是甘氨酸的反密码子(tRNA上)是CCA,根据碱基互补配对原则,甘氨酸的密码子是GGU。据图可知,铁蛋白基因中决定“”的mRNA链碱基序列为…GGUGACUGG…,根据碱基互补配对原则,其模板链碱基序列为…CCACTGACC…。
(2)Fe3+浓度低时,铁调节蛋白与铁应答元件结合,核糖体不能与铁蛋白mRNA一端结合,不能沿mRNA移动,从而抑制了翻译的开始;Fe 3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,铁蛋白mRNA能够翻译。
(3)翻译过程中,mRNA分子可以被重复利用,在一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,从而指导迅速合成出大量的蛋白质。
(4)色氨酸的密码子为UGG,亮氨酸的密码子有UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG,其中与色氨酸的密码子相差最小的是UUG,即可由UGG变为UUG,故DNA模板链上的碱基变化是由C→A。
[答案] (1)GGU …CCACTGACC… (2)核糖体在mRNA上的结合与移动 铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力 (3)一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成 (4)C→A(C-G→A-T或G-C→T-A)
阶段综合测评(二) (第3~4章)
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.下列关于“肺炎链球菌的转化实验”的叙述,正确的是( )
A.R型细菌转化成的S型细菌不能稳定遗传
B.S型细菌的荚膜物质使R型细菌转化成有荚膜的S型细菌
C.经DNA酶处理的S型细菌提取物不能使R型细菌转化成S型细菌
D.蛋白质也能使部分R型细菌转化成S型细菌且可实现稳定的遗传
C [R型细菌转化成的S型细菌属于可遗传变异,其子代也是S型细菌,故可稳定遗传,A错误;S型细菌的DNA作为“转化因子”使R型细菌转化成有荚膜的S型细菌,B错误;经DNA酶处理后的S型细菌提取物中不含有DNA,不能使R型细菌转化成S型细菌,C正确;由实验结果可知,DNA是“转化因子”,蛋白质不是“转化因子”,D错误。]
2.艾弗里的细菌转化实验(甲),赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验(乙),都证明了DNA是遗传物质。下列关于两组实验的分析,错误的是 ( )
A.甲实验利用酶特异性地去除了每个实验组中的一种物质
B.乙中35S标记组搅拌并离心后沉淀物不可能存在放射性
C.甲、乙两实验都设法分别研究DNA和蛋白质的作用
D.甲、乙两实验都说明DNA能在世代间传递和控制生物的性状
B [乙中35S标记组标记的是噬菌体的蛋白质外壳,若搅拌不充分,部分吸附在细菌上的噬菌体外壳(具放射性)未与细菌分离,而与细菌一同进入沉淀物,B错误。]
3.现已知基因M共含有N个碱基,其中腺嘌呤有n个,基因M具有类似如图所示的平面结构,下列说法正确的是( )
A.基因M共有4个游离的磷酸基团,1.5N-n个氢键
B.图中a可以代表基因M,基因M的等位基因m可以用b表示
C.基因M的碱基排列顺序中蕴藏着遗传信息
D.基因M及其等位基因m含有的碱基总数一定相等
C [图中a和b共同组成基因M,基因M的每一条链有1个游离的磷酸基团,故共有2个游离的磷酸基团,A、B错误;遗传信息蕴藏在碱基的排列顺序之中,C正确;基因M及其等位基因m控制的性状不同,两者的碱基总数可能不同,D错误。]
4.如图为DNA的复制方式模式图,图中“→”表示复制方向。下列叙述错误的是( )
A.图中DNA的复制为多起点双向复制
B.除图示中的酶外,DNA复制还需DNA聚合酶等
C.DNA复制时,两条子链的合成方向是相反的
D.解旋含G—C碱基对较多的区域时,消耗的能量相对较多
A [题图中DNA的复制为单起点双向复制,A错误;DNA复制过程中除需要解旋酶外,还需要DNA聚合酶等,B正确;DNA的两条链是反向平行的,而复制时只能从子链的5′端向3′端延伸,所以两条子链的合成方向相反,C正确;G—C碱基对含有三个氢键,A—T碱基对含有两个氢键,故解旋含G—C碱基对较多的区域时,消耗的能量相对较多,D正确。]
5.细胞内DNA的复制、转录和翻译过程涉及多种酶。下列叙述错误的是 ( )
A.DNA聚合酶和RNA聚合酶的作用位点都在DNA上
B.DNA复制和转录都需要有关酶的催化使碱基对之间的氢键断开
C.mRNA、tRNA和rRNA的形成都需要RNA聚合酶的催化
D.RNA聚合酶起作用时,从起始密码子的位置向终止密码子的位置移动
D [RNA聚合酶的作用位点在DNA上,起始密码子和终止密码子在mRNA上,D错误。]
6.关于核酸的叙述,错误的是( )
A.细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与
B.植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制
C.双链DNA中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的
D.DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布
C [转录是在RNA聚合酶的催化作用下,以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,A项正确;线粒体和叶绿体中均含有少量DNA控制着细胞质遗传,植物细胞的线粒体和叶绿体中均可进行DNA的复制,B项正确;双链DNA中一条链上的磷酸和脱氧核糖通过磷酸二酯键连接,C项错误;DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布,D项正确。]
7.下列有关表观遗传的说法不正确的是 ( )
A.表观遗传可以在前后代间遗传
B.某些RNA可干扰基因的表达
C.染色体组蛋白的乙酰化能激活基因的转录
D.DNA的甲基化程度与基因的表达无关
D [表观遗传可以遗传给后代,A正确。某些RNA可使mRNA发生降解或者翻译阻滞,从而干扰基因的表达,B正确。乙酰化修饰可以将组蛋白中的正电荷屏蔽掉,使组蛋白与带负电荷的DNA缠绕的力量减弱,激活基因的转录,C正确。DNA的甲基化程度与基因的表达有关,D错误。]
8.如图是果蝇眼睛色素的合成途径,没有色素时眼色为白色。下列分析不合理的是( )
A.生物体的一种性状可以受多对基因的控制
B.基因可以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
C.控制果蝇眼色的基因在遗传时必须遵循自由组合定律
D.出现白眼果蝇的原因除了表观遗传外,还可能有其他原因
C [从眼睛色素的合成途径中可以看出果蝇的眼色由多对基因控制,A正确;由图可知,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,B正确;从图中看不出与眼色有关的基因是位于一对染色体上还是多对染色体上,C错误;据图分析可知,基因突变可能会影响酶的合成,使之不能形成色素,缺少相应的前体物质或某种环境条件使酶失去了活性或环境条件不适宜,均可影响有关基因的表达和色素的合成,D正确。]
9.用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是UUU,若要在体外合成同位素标记的多肽链,所需的材料组合是( )
①同位素标记的tRNA ②蛋白质合成所需的酶 ③同位素标记的苯丙氨酸 ④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸 ⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液
A.①②④ B.②③④
C.③④⑤ D.①③⑤
C [在体外合成同位素标记的多肽链,需要有翻译合成该多肽链的模板——mRNA,人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸是合成mRNA所需要的原料;还需要有合成该多肽链的原料——同位素标记的氨基酸(苯丙氨酸)。此外,合成该多肽链还需要酶、能量等,可由除去了DNA和mRNA的细胞裂解液提供。]
10.图1中Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ表示哺乳动物一条染色体上相邻的三个基因,a、b为基因的间隔序列;图2为Ⅰ基因进行的某种生理过程。下列叙述错误的是( )
图1 图2
A.Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ基因在不同的细胞中表达情况可能不同
B.图2中甲为RNA聚合酶,丙中所含的五碳糖是核糖
C.若丙中A+U占36%,则丙所对应的乙片段中G占32%
D.基因指导合成的终产物不一定都是蛋白质
C [不同细胞的形成是细胞分化的结果,而细胞分化的根本原因是基因的选择性表达,Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ基因在不同的细胞中表达情况可能不同,A正确;图2表示转录过程,甲为RNA聚合酶,丙为转录的产物RNA,RNA中所含的五碳糖是核糖,B正确;若丙(RNA)中A+U占36%,则丙所对应的乙(模板链)片段中T+A占36%,但不能确定G所占比例,C错误;基因指导合成的终产物不一定都是蛋白质,也可能是RNA等,D正确。]
11.(2021·广东学业水平选择性考试)金霉素(一种抗生素)可抑制tRNA与mRNA的结合,该作用直接影响的过程是( )
A.DNA复制 B.转录
C.翻译 D.逆转录
C [分析题意可知,金霉素可抑制tRNA与mRNA的结合,使tRNA不能携带氨基酸进入核糖体,从而直接影响翻译的过程,C正确。故选C。]
12.新型冠状病毒是一种正链RNA(+RNA)病毒,它可以自身为模板,指导合成病毒相关蛋白质。该病毒进入宿主细胞后,首先以+RNA为模板表达出RNA聚合酶,随后RNA聚合酶完成负链RNA(-RNA)的合成,各种结构蛋白mRNA的合成,以及病毒基因组RNA的复制,即该病毒侵染宿主细胞后会发生+RNA→-RNA→+RNA和+RNA→蛋白质的过程,再组装成子代病毒。下列叙述错误的是( )
A.该病毒的基因是有遗传效应的RNA片段
B.该病毒复制和翻译过程中碱基互补配对方式完全一样
C.该病毒的+RNA可被宿主细胞中的RNA聚合酶识别
D.该病毒的遗传物质中含有密码子
C [因为该病毒的遗传物质是RNA,所以该病毒的基因是有遗传效应的RNA片段,A正确;该病毒能进行RNA的复制,故该病毒复制和翻译过程中碱基互补配对方式完全一样,B正确;该病毒的+RNA不可被宿主细胞中的RNA聚合酶识别,宿主细胞中的RNA聚合酶识别的是DNA,C错误;由题意知该病毒的遗传物质可以直接指导蛋白质的合成,说明其中含有密码子,D正确。]
13.如图表示蓝细菌DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。下列说法正确的是 ( )
A.由图可知,①链应为DNA的α链
B.DNA形成②的过程发生的场所是细胞核
C.题中酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是AUG、CUA
D.图中②与③配对的过程需要在核糖体上进行
D [图中②为以DNA的一条链为模板合成的RNA,根据碱基互补配对原则可知,①链是β链,A错误;DNA形成②的过程为转录,由于蓝细菌属于原核生物,原核生物没有核膜包被的细胞核,故该过程发生在细胞质中,B错误;tRNA携带氨基酸,密码子在mRNA上,题中酪氨酸和天冬氨酸的密码子分别是UAC、GAU,C错误;图中②到③的过程是翻译,需要在核糖体上进行,D正确。]
14.在研究细胞DNA复制时,先在含低剂量3H标记的脱氧胸苷(3HdT)的培养基中培养细胞,3HdT可以掺入正在复制的DNA分子中,使其带上放射性标记。几分钟后,将细胞移到含高剂量3HdT的培养基中培养一段时间。收集、裂解细胞,抽取其中的DNA进行放射性自显影检测,结果如图所示。下列相关叙述正确的是 ( )
A.若将该DNA进行彻底水解,产物是脱氧核苷酸和四种碱基
B.此过程遵循碱基互补配对原则,任一条链中A=T,G=C
C.此图可以说明DNA进行双向复制
D.若该DNA一条链中=a,则互补链中该值为
C [若将该DNA进行彻底水解,产物是脱氧核糖、磷酸和四种含氮碱基,A错误;DNA复制过程遵循碱基互补配对原则,双链中A=T,G=C,B错误;中间为低放射性区域,两边为高放射性区域,说明DNA复制从起始位点向两个方向延伸,即DNA进行双向复制,C正确;若该DNA的一条链中=a,互补链中该值仍为a,D错误。]
15.下列数据是人体部分器官中所表达基因的估计值,下列有关叙述错误的是( )
器官
眼
唾液腺
皮肤
甲状腺
心脏
所表达基因
的估计值
1 932
186
3 043
2 381
9 400
A.人体不同器官表达的基因数目有差异是细胞内基因选择性表达的结果
B.表中几种器官中心脏表达的基因数目最多说明其遗传物质相对含量最高
C.表中几种器官表达的基因数目有差异说明不同器官的细胞中所含蛋白质有差异
D.不同功能的器官表达的基因不完全相同,这是与其不同功能相适应的
B [细胞分化的根本原因是基因的选择性表达,其结果是形成不同的组织和器官,A正确;同一个体的不同器官中所含的基因相同,但表达的基因不同,B错误;基因可指导蛋白质的合成,所以几种器官表达的基因数目有差异说明不同器官的细胞中所含蛋白质有差异,C正确;不同功能的器官表达的基因不完全相同,这与各器官具有不同功能相适应,D正确。]
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
16.含14N的某基因有3 000个碱基,腺嘌呤占35%。若该DNA分子以含15N的4种游离脱氧核苷酸为原料复制3次,将全部复制产物进行密度梯度离心,结果如图1所示;如果将全部复制产物经解旋酶处理后再离心,结果如图2所示。下列有关分析不正确的是( )
图1 图2
A.X层全部是仅含14N的DNA分子
B.W层中含15N标记的胞嘧啶有6 300个
C.X层中含有的氢键数是Y层中的1/3
D.W层与Z层中的核苷酸数之比为1∶4
ABD [结合题意分析图1,1个DNA分子经过3次复制,产生了8个DNA分子,进行密度梯度离心后,X层中有2个DNA分子,这2个DNA分子全部是一条链含14N、另一条链含15N,Y层中有6个DNA分子,这6个DNA分子的两条链全部是只含15N,A错误。在DNA分子中,碱基对之间通过氢键相连,X层中含有的氢键数∶Y层中含有的氢键数=X层中含有的DNA分子数∶Y层中含有的DNA分子数=2∶6=1∶3,C正确。结合题意分析图2,1个DNA分子经过3次复制,产生了8个DNA分子,解旋酶处理后可产生16条脱氧核苷酸链,其中14条链仅含15N,2条链仅含14N,离心后Z层中是仅含14N的链,W层中是仅含15N的链,该基因含有3 000个碱基,腺嘌呤占35%,则在该基因中胞嘧啶占15%,共450个,W层中含15N标记的胞嘧啶的个数为14÷2×450=3 150,B错误。W层中的核苷酸数∶Z层中的核苷酸数=(14÷2×3 000)∶(2÷2×3 000)=7∶1,D错误。]
17.用具有放射性的32P标记某动物体细胞中的全部DNA,然后将该动物体细胞置于没有放射性的31P的培养液中培养,让其进行两次有丝分裂,在细胞分裂过程中,定期检测细胞中的放射性。下列有关叙述错误的是 ( )
A.第一次分裂中期时,细胞中每个染色单体都含有放射性
B.第一次分裂结束时,细胞中每个染色体上都有放射性
C.第二次分裂中期时,细胞中每个染色体上只有一个单体含有放射性
D.第二次分裂结束时,每个细胞中有一半染色体含有放射性
D [由于DNA复制是半保留复制,含32P的DNA在没有放射性的培养液中培养,第一次有丝分裂前的间期复制后形成的DNA均为32P31P-DNA(有放射性),且分别位于一条染色单体上,因此第一次有丝分裂中期时细胞中每条染色单体以及分裂结束时细胞中每条染色体上都有放射性32P,A、B正确;经第二次有丝分裂前的间期复制后,每个32P31P-DNA复制形成的两个DNA分别为32P31P-DNA和31P31P-DNA,且分别位于一条染色单体上,故第二次有丝分裂中期每条染色体上只有一条染色单体含有放射性,C正确;第二次有丝分裂后期着丝粒分裂后,由于姐妹染色单体分开后形成的两条染色体移向哪一极是随机的,因此每个子细胞中含32P的染色体数目不能确定,D错误。]
18.下列关于T2噬菌体侵染细菌实验和肺炎链球菌转化实验的说法,正确的是 ( )
A.标记T2噬菌体的蛋白质外壳需要先标记T2噬菌体的宿主细胞
B.T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质
C.格里菲思的实验证明了S型细菌和R型细菌可以相互转化
D.T2噬菌体侵染细菌实验中保温时间和搅拌时间都会影响实验现象
ABD [由于病毒要寄生在活细胞内才能增殖,因此标记T2噬菌体的蛋白质外壳需要先标记T2噬菌体的宿主细胞,A正确;在T2噬菌体侵染细菌的实验中,DNA进入大肠杆菌,并在亲子代噬菌体之间保持了连续性,证明了DNA是遗传物质,B正确;格里菲思的实验未体现S型细菌转化为R型细菌,C错误;若保温时间过长,T2噬菌体在大肠杆菌体内增殖后被释放,离心后会进入上清液,若搅拌不充分,有少量T2噬菌体的蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面,离心后随大肠杆菌进入沉淀物,故保温时间和搅拌时间都会影响实验现象,D正确。]
19.如图为DNA片段结构示意图,下列关于DNA的结构与特点的叙述,错误的是 ( )
A.①和②交替连接构成了DNA的基本骨架
B.图中①②③构成了一分子胞嘧啶脱氧核苷酸
C.若一条单链的序列是5′-AGCTT-3′,则其互补链的序列是5′-AAGCT-3′
D.每个脱氧核糖均与两个磷酸基团相连
BD [①磷酸和②脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架,A正确;①磷酸与②③不能构成一个脱氧核苷酸,B错误;DNA的两条链反向平行且遵循碱基互补配对原则,若一条单链的序列为5′-AGCTT-3′,则其互补链的序列为3′-TCGAA-5′,可写成5′-AAGCT-3′,C正确;每条链中3′端的脱氧核糖只连接一个磷酸基团,D错误。]
20.如图为有关遗传信息传递和表达的模拟实验。下列相关叙述不合理的是 ( )
A.若X是mRNA,Y是多肽,则管内必须加入氨基酸
B.若X是DNA,Y含有U,则管内必须加入逆转录酶
C.若X是tRNA,Y是多肽,则管内必须加入脱氧核苷酸
D.若X是HIV的RNA,Y是DNA,则管内必须加入DNA酶
BCD [X是mRNA,Y是多肽,则管内发生的是翻译过程,因此管内必须加入氨基酸;若X是DNA,Y含有U,则Y为RNA,管内发生的是转录过程,因此不需要加入逆转录酶,而需要加入RNA聚合酶等;若X是tRNA,Y是多肽,则管内发生的是翻译过程,因此不需要加入脱氧核苷酸;若X是HIV的RNA,Y是DNA,则管内发生的是逆转录过程,因此需要加入逆转录酶。]
三、非选择题(共55分)
21.(11分)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验中,用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,理论上,上清液中不应含放射性物质,沉淀物中应具有很高的放射性,而实验的最终结果显示:离心后,上清液中具有一定的放射性,而沉淀物的放射性强度比理论值略低。
(1)赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验所采用的实验方法是
_______________________________________________________________。
(2)理论上,上清液中放射性应该为0,其原因是_______________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(3)在实验中,赫尔希和蔡斯同时用被35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,结果发现沉淀物中也出现少量放射性物质,为排除噬菌体的蛋白质外壳也是遗传物质的可能,应进一步采取的措施是在新形成的噬菌体中检测是否带有________。
(4)请设计一个方案,来大量制备用35S标记的噬菌体(简要说明):________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
[解析] (1)赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验所采用的方法是同位素标记法。(2)在用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,理论上,上清液中放射性应为0,因为噬菌体的DNA全部注入大肠杆菌,在离心时随着大肠杆菌而沉淀。(3)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验,若沉淀物中发现放射性35S,原因可能是搅拌不充分,沉淀的大肠杆菌表面吸附着携带35S的蛋白质外壳,也可能是携带35S的蛋白质外壳进入大肠杆菌细胞内。若要排除后者的可能性,就要检测大肠杆菌细胞内的子代噬菌体是否带有35S。(4)由于噬菌体是严格寄生的,因此不能用含35S的培养基直接培养,而应先用含35S的培养基培养大肠杆菌,再用噬菌体侵染该大肠杆菌,即可得到大量用35S标记的噬菌体。
[答案] (1)(放射性)同位素标记法 (2)噬菌体已将自身的DNA全部注入大肠杆菌,在离心时随着大肠杆菌而沉淀 (3)35S (4)用含35S的培养基培养大肠杆菌,然后用噬菌体侵染该大肠杆菌,即可得到大量用35S标记的噬菌体
22.(10分)已知甲图中的g与乙图中的“物质X”为同一物质,据图回答下列问题。
甲 乙
(1)若f代表染色体,则将其彻底水解可得[a]磷酸、[b]碱基和[c]________三种小分子物质,e的空间结构一般表现为__________________。
(2)若f代表一种细胞器,且是合成物质X的场所,则e是________。在乙图④过程中,所需的转运工具是________,其具体功能是________________。
(3)在真核细胞中,乙图中⑤和①两个过程发生的主要场所是________。原核生物中遗传信息传递的途径包括________(用乙图中的标号表示)。
(4)乙图中需要4种脱氧核苷酸作为原料并且碱基互补配对方式为A—T、U—A、G—C、C—G的过程是____________(用乙图中的标号表示)。
[解析] (1)若f代表染色体,则e是DNA,DNA的空间结构是规则的双螺旋。DNA彻底水解后可以得到磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。(2)据题可知,f是核糖体。核糖体由rRNA和蛋白质组成。④过程表示翻译过程,此过程需要tRNA识别并转运氨基酸。(3)⑤和①分别表示DNA的复制和转录,这两个过程发生的主要场所是细胞核。原核生物可以进行DNA复制、转录和翻译,其标号分别是⑤①④。(4)根据题意可知,题中发生的是逆转录过程,即②。
[答案] (1)脱氧核糖 规则的双螺旋结构 (2)核糖体RNA(rRNA) 转运RNA(tRNA) 识别并转运氨基酸 (3)细胞核 ⑤①④ (4)②
23.(10分)心肌细胞不能增殖,ARC基因在心肌细胞中特异性表达,抑制其细胞凋亡,以维持正常数量。细胞中某些基因转录形成的前体RNA加工过程中会产生许多小RNA,如miR-223(链状)、HRCR(环状)。HRCR可以吸附miR-223等,以达到清除它们的目的(如图)。当心肌细胞缺血、缺氧时,某些基因过度表达会产生过多的miR-223,导致心肌细胞凋亡,最终引起心力衰竭。请回答:
(1)过程①的原料是________,催化该过程的酶是________。过程②的场所是______________________。
(2)若某HRCR中含有n个碱基,则其中有________个磷酸二酯键。链状小RNA越短越容易被HRCR吸附,这是因为其碱基数目少,特异性________,更容易与HRCR结合。与ARC基因相比,核酸杂交分子1中特有的碱基对是______________。
(3)缺血、缺氧时,某些基因过度表达产生过多的miR-223,会导致过程②因________的缺失而受阻,最终导致心力衰竭。
(4)科研人员认为,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物,其依据是________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
[解析] 根据题意和图示分析可知:图中①表示转录形成mRNA、②表示翻译过程,其中mRNA可与miR-223结合形成核酸杂交分子1,miR-223可与HRCR结合形成核酸杂交分子2。(1)过程①形成mRNA,称为转录,催化该过程的酶是RNA聚合酶,原料是核糖核苷酸,过程②表示翻译,翻译过程的场所是核糖体。(2)HRCR为单链环状RNA分子,其中所含磷酸二酯键数目与氢键数目相同,因此若某HRCR中含有n个碱基,则其中有n个磷酸二酯键。链状小RNA越短越容易被HRCR吸附,这是因为其碱基数目少,特异性弱,更容易与HRCR结合。与ARC基因(碱基配对方式为A—T、C—G)相比,核酸杂交分子1(碱基配对方式为A—U、T—A、C—G)中特有的碱基对是A—U。(3)缺血、缺氧时,某些基因过度表达产生过多的miR-223,miR-223与mRNA结合形成核酸杂交分子1,导致过程②因模板的缺失而受阻,最终导致心力衰竭。(4)科研人员认为,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物,其依据是HRCR与miR-223碱基互补配对,导致ARC基因的表达增加,抑制心肌细胞的凋亡。
[答案] (1)核糖核苷酸 RNA聚合酶 核糖体
(2)n 弱 A—U (3)模板 (4)HRCR与miR-223碱基互补配对,导致ARC基因的表达增加,抑制心肌细胞的凋亡
24.(11分)图甲是DNA分子片段的结构图,图乙是DNA分子复制简图。请回答下列问题:
甲
乙
(1)图甲中,物质①⑧的名称分别是________、________________。DNA分子中两条链上的碱基由________连接形成碱基对。
(2)图乙中,DNA分子复制的模板链是________(填字母),新合成的两条子链________(填“相同”或“互补”)。
(3)DNA复制是一个边解旋边复制的过程,解旋需要ATP提供能量的原因是________________________________。DNA分子复制的过程中,其独特的________结构为复制提供了精确的模板,通过__________________,保证了复制的准确性。
[解析] (1)图甲中,物质①和⑧分别代表胞嘧啶和鸟嘌呤脱氧(核糖)核苷酸;DNA分子中两条链上的碱基由氢键连接形成碱基对。(2)由图乙和DNA分子半保留复制的特点可知,DNA分子复制的模板链是a链和d链,根据碱基互补配对原则,模板链a、d中的碱基互补配对,而新合成的b链和c链中的碱基分别与a链和d链中的碱基互补配对,因此新合成的子链b与c互补。(3)DNA解旋时氢键断裂,此过程需要ATP供能;DNA分子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,保证了复制的准确性。
[答案] (1)胞嘧啶 鸟嘌呤脱氧核苷酸 氢键
(2)a、d 互补 (3)打开氢键需要能量供应 双螺旋 碱基互补配对
25.(13分)铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白,铁蛋白合成的调节与游离的Fe3+、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列,能与铁调节蛋白发生特异性结合,阻遏铁蛋白的合成。当Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合,沿mRNA移动,遇到起始密码后开始翻译(如下图所示)。回答下列问题:
(1)图中甘氨酸的密码子是________。铁蛋白基因中决定“”的模板链碱基序列为________。
(2)Fe3+浓度低时,铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了_______________
___________________________________________________________________,
从而抑制了翻译的起始;Fe3+浓度高时,__________________________________,铁蛋白mRNA能够翻译。
(3)当铁蛋白基因表达时,少数铁蛋白mRNA分子就可以迅速合成大量铁蛋白的原理是_________________________________________________________
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(4)若要改造铁蛋白分子,将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG),可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现,即由_______________________________________________________。
[解析] (1)据图可知,携带的tRNA是最左边已经离开核糖体的那个,上面的反密码子是甘氨酸的反密码子(tRNA上)是CCA,根据碱基互补配对原则,甘氨酸的密码子是GGU。据图可知,铁蛋白基因中决定“”的mRNA链碱基序列为…GGUGACUGG…,根据碱基互补配对原则,其模板链碱基序列为…CCACTGACC…。
(2)Fe3+浓度低时,铁调节蛋白与铁应答元件结合,核糖体不能与铁蛋白mRNA一端结合,不能沿mRNA移动,从而抑制了翻译的开始;Fe 3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,铁蛋白mRNA能够翻译。
(3)翻译过程中,mRNA分子可以被重复利用,在一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,从而指导迅速合成出大量的蛋白质。
(4)色氨酸的密码子为UGG,亮氨酸的密码子有UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG,其中与色氨酸的密码子相差最小的是UUG,即可由UGG变为UUG,故DNA模板链上的碱基变化是由C→A。
[答案] (1)GGU …CCACTGACC… (2)核糖体在mRNA上的结合与移动 铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力 (3)一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成 (4)C→A(C-G→A-T或G-C→T-A)
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