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高中生物一轮复习讲练第21讲基因的转录、翻译、基因与性状的关系含解析答案
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这是一份高中生物一轮复习讲练第21讲基因的转录、翻译、基因与性状的关系含解析答案,共58页。试卷主要包含了根据所学知识,完成下列题目等内容,欢迎下载使用。
1.通过掌握遗传信息的传递过程,能够从分子水平阐述生命的延续性,从而理解生命的延续和发展规律。
2.通过掌握遗传信息传递过程中碱基数目、氨基酸数目等数量关系,提升分析与计算能力。
3.能够利用现有材料设计实验方案,证明假设是否正确。
4.通过掌握某药物的作用机理及有关中心法则的内容,形成关注社会、关注人类健康的理念。
考点一 基因指导蛋白质的合成
1.RNA的结构与功能
2.遗传信息的转录
(1)场所:主要是细胞核,在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。
(2)条件
(3)过程
(4)产物:信使RNA、核糖体RNA、转运RNA.
3.遗传信息的翻译
(1)场所或装配机器:核糖体。
(2)条件
(3)过程
(4)产物:多肽→,盘曲折叠蛋白质。
4.中心法则
(1)提出者:克里克。
(2)补充后的内容图解:
①DNA的复制;②转录;③翻译;④RNA的复制;⑤RNA逆转录。
(3)生命是物质、能量和信息的统一体。
在遗传信息的流动过程中,DNA、RNA是信息的载体,蛋白质是信息的表达产物,而ATP为信息的流动提供能量。
情境长句·练思维
1.根据所学知识。完成下列题目:
(1)人体不同组织细胞的相同DNA进行转录时启用的起始点不完全相同.其原因是 。
(2)一条mRNA上的4个核糖体合成的肽链的氨基酸种类和序列相同.原因是 。
(3)翻译时.一个核糖体从起始密码子到达终止密码子约需3秒钟.但实际上合成100条肽链所需的时间不到1分钟.原因是 。
典型例题1 围绕转录和翻译过程考查生命观念及科学思维
2020·全国卷Ⅲ,T3
2.细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I),含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时,存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是( )
A.一种反密码子可以识别不同的密码子
B.密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合
C.tRNA分子由两条链组成,mRNA分子由单链组成
D.mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
2023·济南外国语学校模拟
3.miRNA是含有茎环结构的miRNA前体经过加工之后的一类非编码的小RNA分子(18~25个核苷酸)。如图是某真核细胞中miRNA抑制X基因表达的示意图,下列叙述正确的是( )
A.miRNA基因中多于36~50个核苷酸
B.过程①需要解旋酶和RNA聚合酶
C.miRNA前体中不含有氢键
D.miRNA抑制X基因表达的转录过程
典型例题2 以中心法则为依托考查社会责任与科学探究
4.下面是几种抗菌药物的抗菌机理以及中心法则的图解。
①青霉素:抑制细菌细胞壁的合成 ②环丙沙星:抑制细菌DNA解旋酶的活性 ③红霉素:能与细菌细胞中的核糖体结合以阻止其发挥作用 ④利福平:抑制RNA聚合酶的活性。以下有关说法错误的是( )
A.环丙沙星会抑制过程a,利福平将会抑制过程b
B.除青霉素外,其他抗菌药物均具有抑制遗传信息传递和表达的作用
C.过程d涉及的氨基酸最多有21种、tRNA最多有64种
D.过程e需要逆转录酶
5.科学家把等量的小白鼠败血症病毒(一种 RNA 病毒)颗粒加入甲乙两支试管,其中甲试管中含有带放射性标记的脱氧核糖核苷三磷酸缓冲溶液,乙试管中含有带放射性标记的核糖核苷三磷酸缓冲溶液。一段时间后,甲试管中能检测到含有放射性的核酸,乙试管中不能检测到含有放射性的核酸。下列叙述错误的是
A.甲、乙试管中都不能检测到子代病毒
B.该病毒颗粒中含有与 DNA 合成有关的酶
C.乙试管中无放射性核酸的合成是因为缺少 RNA 酶
D.加入 RNA 酶,甲试管中放射性核酸明显减少
[技法提炼] 三个方面巧判中心法则五过程
(1)从模板分析
①如果模板是DNA,生理过程可能是DNA复制或DNA转录。
②如果模板是RNA,生理过程可能是RNA复制或RNA逆转录或翻译。
(2)从原料分析
①如果原料为脱氧核苷酸,产物一定是DNA,生理过程可能是DNA复制或逆转录。
②如果原料为核糖核苷酸,产物一定是RNA,生理过程可能是DNA转录或RNA复制。
③如果原料为氨基酸,产物一定是蛋白质(或多肽),生理过程是翻译。
(3)从产物分析
①如果产物为DNA,生理过程可能是DNA复制或RNA逆转录。
②如果产物为RNA,生理过程可能是RNA复制或DNA转录。
③如果产物是蛋白质(或多肽),生理过程是翻译。
典型例题3 围绕基因表达考查科学探究和社会责任
6.科研人员从肿瘤细胞中发现了蛋白S,为了研究其功能做了如下实验:将DNA模板和RNA聚合酶混合一段时间后加入原料,其中鸟嘌呤核糖核苷酸用32P标记,一起温育一段时间后加入肝素(可以与RNA聚合酶结合),然后再加入蛋白S,结果如下图所示。下列叙述不正确的是( )
A.对照组应加入不含蛋白S的缓冲液
B.曲线反映的是模板DNA的复制过程
C.加入肝素后没有新的mRNA合成
D.蛋白S能解除肝素抑制翻译的作用
7.以下是有关基因表达的实验探索,请根据实验分析以下问题。
实验一:用RNA酶分解细胞中的RNA,蛋白质的合成停止,再加入酵母RNA,蛋白质合成有所恢复。
实验二:用红绿色染料分别标记DNA和新合成的RNA,发现绿色总是先出现在红色存在的部位。
实验三:SP8噬菌体实验:从宿主细胞中分离出SP8的RNA,分别与噬菌体的2条DNA单链混合,发现只有一条DNA单链可与RNA形成杂交分子,如图所示实验四:α-鹅膏蕈碱实验:α-鹅膏蕈碱是一种可抑制RNA聚合酶活性的物质,且随着α-鹅膏蕈碱浓度和处理时间的增加,转录进程逐渐被抑制。
请分析以上实验:
(1)实验一说明蛋白质的合成可能与 有关。
(2)实验二得出的结论是 。
(3)实验三中杂交分子形成的原理是 ,由此可知RNA合成的模板是 。利用分子杂交技术可鉴定物种亲缘关系远近,原因是 。
(4)实验四说明了转录过程所需的酶是 。已知酵母菌的核基因和线粒体中的质基因均能编码蛋白质的合成,如用α-鹅膏蕈碱处理细胞后发现,细胞质基质中RNA含量显著减少,那么推测α-鹅膏蕈碱抑制的是 (填“核基因”或“质基因”)的转录过程。
(5)四环素、链霉素等抗生素能抑制细菌的生长,它们有的能干扰细菌核糖体的形成,有的能阻止tRNA和mRNA的结合,请据以上事实说明这些抗生素可用于一些疾病治疗的道理: 。
比较记忆复制、转录和翻译
2.中心法则与基因表达关系
3.基因表达中相关计算
(1)DNA模板链中A+T(或C+G)与mRNA中A+U(或C+G)相等,则(A+T)总%=(A+U)mRNA%。
(2)DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系,如图所示:
可见,蛋白质中氨基酸数目=1/3 mRNA碱基数目=1/6DNA(或基因)碱基数目。
翻译过程的三种模型图
[典型图示]
[问题设计]
1.图甲模型分析
(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为tRNA、核糖体、mRNA、多肽链。
(2)一个核糖体与mRNA的结合部位形成个tRNA结合位点。
(3)翻译起点:起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。
(4)翻译终点:识别到终止密码子(不决定氨基酸)翻译停止。
(5)翻译进程:核糖体沿着mRNA移动,mRNA不移动。
2.图乙模型分析
图乙表示真核细胞的翻译过程,其中①是mRNA,⑥是核糖体,②、③、④、⑤表示正在合成的4条多肽链,具体分析如下:
(1)数量关系:一个mRNA可同时结合多个核糖体,形成多聚核糖体。
(2)意义:少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。
(3)方向:核糖体的移动方向为从右向左,判断依据是多肽链的长短,长的翻译在前。
(4)结果:合成的仅是多肽链,要形成蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。
(5)形成的多条肽链氨基酸序列相同的原因:有相同的模板mRNA.
3.图丙模型分析
图丙表示原核细胞的转录和翻译过程,图中①是DNA模板链,②、③、④、⑤表示正在合成的4条mRNA,在核糖体上同时进行翻译过程。
考点二 基因表达与性状的关系
1.基因控制性状的途径
(1)直接控制途径
(2)间接控制途径
(完善实例分析如下)
①白化病致病机理图解
②豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解
2.基因的选择性表达与细胞分化
(1)细胞分化的本质:基因的选择性表达。
(2)表达的基因的类型
①在所有细胞中都能表达的基因,指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的,如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因。
②只在某类细胞中特异性表达的基因,如卵清蛋白基因、胰岛素基因。
(3)基因选择性表达的原因:与基因表达的调控有关。
3.表观遗传
(1)概念: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。
(2)实例:柳穿鱼Lcyc基因和小鼠Avy基因的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达,进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代,使后代出现同样的表型。
(3)基因与性状的关系
基因与性状的关系并不都是简单的一一对应的关系。
①一个性状可以受到多个基因的影响。
②一个基因也可以影响多个性状。
③生物体的性状也不完全是由基因决定的,环境对性状也有着重要影响。
情境长句·练思维
8.根据所学知识,完成下列题目:
(1)玉米株高与两对等位基因A、a和B、b有关。基因A能编码一种催化油菜素内酯合成的关键酶,基因a不能;基因B能控制油菜素内酯受体的合成,基因b不能。油菜素内酯缺乏或无法发挥作用时均表现为植株变矮。根据以上信息,从基因与性状的关系分析.能得出的结论是① ;② 。
(2)研究发现.某基因常因其上游一段特殊的碱基序列甲基化而失去作用.进而引起植物性状的改变.这种变化不属于基因突变,原因是 。
典型例题1 围绕基因表达与性状的关系考查科学思维
9.周期性共济失调症是一种由编码细胞膜上钙离子通道蛋白的基因发生突变,其mRNA的长度不变,但合成的肽链缩短使通道蛋白结构异常而导致的遗传病。下列有关该病的叙述,正确的是( )
A.翻译的肽链缩短说明编码的基因一定发生了碱基的缺失
B.突变导致基因转录和翻译过程中碱基互补配对原则发生改变
C.该病例说明了基因能通过控制酶的合成来控制生物体的性状
D.该病可能是由于碱基的替换而导致终止密码子提前出现
10.如图表示野生型链孢霉细胞内发生的部分生理过程.据图分析.下列推断错误的是( )
A.染色体不是链孢霉基因的唯一载体
B.遗传信息的复制和表达都是以基因为单位进行的
C.生物体的性状不完全由基因决定.环境也有着重要影响
D.生物体性状与基因之间不都是一一对应的关系
典型例题2 围绕基因表达的调控及表观遗传考查生命观念和科学探究
2023·天津南开区一模
11.促生长的A和无此功能的a是常染色体上的两种基因。DNA甲基化修饰通常会抑制基因表达。下图是两只小鼠产生配子过程中甲基化修饰对基因传递的影响。下列相关叙述正确的是( )
A.雄鼠的A基因和雌鼠的a基因遗传信息均发生改变
B.雄配子A基因甲基化被去除,说明甲基化不能遗传
C.图中的雌雄鼠的基因型均为Aa,且均能正常生长
D.图中雌雄配子随机结合产生的子代表型比例为1:1
12.miRNA是真核细胞中参与基因转录后调控的小分子RNA,在生长发育过程中发挥重要作用。研究发现水稻细胞内的miRNA393直接作用于生长素受体基因OsTIR1和OsAFB2的mRNA,抑制它们的表达;进一步研究发现miRNA393增多时水稻的生长素运输基因OsTB1和OsAFB2分蘖抑制基因OsTB1的表达也显著性降低,导致水稻分蘖数增加和抽穗提前。以下结论正确的是( )
A.miRNA是具有调控作用的非编码RNA
B.miRNA393直接抑制转录过程,让OsTB1基因和OsAFB2基因沉默
C.miRNA393和mRNA结合形成的双链RNA区段中,嘌呤数不等于嘧啶数
D.miRNA393增多可导致水稻对生长素的敏感程度增强
1.基因对性状控制的两种途径
2.基因与性状的关系
(1)基因与性状的关系
(2)基因控制性状还受到环境的影响,生物性状是基因型和环境条件共同作用的结果。
=
(3)基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用,这种相互作用形成了一个错综复杂的网络,精细地调控着生物体的性状。
3.表观遗传
(1)表观遗传的原因:组蛋白乙酰化、甲基化和DNA甲基化。
(2)表观遗传的特点:
①可遗传:基因表达和表型可以遗传给后代。
②不变性:基因的碱基序列保持不变。
③可逆性:DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化,即可以被修饰的DNA可以发生去甲基化。
(3)理解表观遗传注意三个问题:
①表观遗传不遵循孟德尔遗传规律;
②表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因;
③表观遗传一般是影响到基因的转录过程,进而影响蛋白质的合成。
4.细胞分化本质
注:灰色代表表达的基因,即处于活动状态;白色代表不表达的基因,即处于关闭状态
(1)分化前和分化后形成的各种细胞中DNA(基因)不变。
(2)表达的基因有两类:所有细胞中都表达的基因(如ATP合成酶基因、核糖体蛋白基因);只在某类细胞中特异性表达的基因(如胰岛素基因、血红蛋白基因)。
(3)分化形成的各种细胞中mRNA和蛋白质不完全相同。
5.表观遗传的分子机制
(1)DNA的甲基化
基因中的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达,进而影响表型。
(2)构成染色体的组蛋白的乙酰化修饰
真核生物细胞核中的DNA与一些蛋白质结合在一起,带负电荷的DNA“缠绕”在带正电荷的蛋白质(如组蛋白)上,使细长的DNA卷成紧密的结构。组蛋白的正电荷一旦减少,其与DNA的结合就会减弱,这部分的DNA就会“松开”,激活相关基因的转录。
(3)RNA干扰
RNA干扰是正常生物体内抑制特定基因表达的一种现象。当细胞中导入或内源产生与某个特定mRNA同源的双链RNA时,该mRNA发生降解或者翻译阻滞,导致基因表达沉默。这种现象发生在转录后水平,又称为转录后基因沉默,是表观遗传的重要机制之一。
6.理清基因与性状关系
2024·贵州·高考真题
13.如图是某基因编码区部分碱基序列,在体内其指导合成肽链的氨基酸序列为:甲硫氨酸-组氨酸-脯氨酸-赖氨酸……下列叙述正确的是( )
注:AUG(起始密码子):甲硫氨酸 CAU、CAC:组氨酸 CCU:脯氨酸 AAG:赖氨酸 UCC:丝氨酸 UAA(终止密码子)
A.①链是转录的模板链,其左侧是5'端,右侧是3'端
B.若在①链5~6号碱基间插入一个碱基G,合成的肽链变长
C.若在①链1号碱基前插入一个碱基G,合成的肽链不变
D.碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同
2024·湖南·高考真题
14.非酒精性脂肪性肝病是以肝细胞的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝病。葡萄糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1在高尔基体膜上先后经S1和S2蛋白水解酶酶切后被激活,进而启动脂肪酸合成基因(核基因)的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG能够通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内,抑制S1蛋白水解酶的活性,调控机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A.体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原,糖原饱和后转向脂肪酸合成
B.敲除F5蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪肝的发生率
C.降低高尔基体内UDPG量或S2蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病
D.激活后的R1通过核孔进入细胞核,启动脂肪酸合成基因的转录
2024·安徽·高考真题
15.真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶,它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外,在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是( )
注:各类RNA均为核糖体的组成成分
A.线粒体和叶绿体中都有DNA,两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶
B.基因的 DNA 发生甲基化修饰,抑制RNA聚合酶的结合,可影响基因表达
C.RNA聚合酶I和Ⅲ的转录产物都有rRNA,两种酶识别的启动子序列相同
D.编码 RNA 聚合酶I的基因在核内转录、细胞质中翻译,产物最终定位在核仁
2024·河北·高考真题
16.下列关于DNA复制和转录的叙述,正确的是( )
A.DNA复制时,脱氧核苷酸通过氢键连接成子链
B.复制时,解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋
C.复制和转录时,在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开
D.DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端
2024·湖北·高考真题
17.编码某蛋白质的基因有两条链,一条是模板链(指导mRNA合成),其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5'—ATG—3',则该序列所对应的反密码子是( )
A.5'—CAU—3'B.5'—UAC—3'C.5'—TAC—3'D.5'—AUG—3'
2024·广东·高考真题
18.研究发现,短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白(具有组蛋白修饰功能)的合成,会启动原癌基因zfhl的表达,导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于( )
A.基因突变
B.染色体变异
C.基因重组
D.表观遗传
2024·贵州·高考真题
19.大鼠脑垂体瘤细胞可分化成细胞Ⅰ和细胞Ⅱ两种类型,仅细胞Ⅰ能合成催乳素。细胞Ⅰ和细胞Ⅱ中催乳素合成基因的碱基序列相同,但细胞Ⅱ中该基因多个碱基被甲基化。细胞Ⅱ经氮胞苷处理后,再培养可合成催乳素。下列叙述错误的是( )
A.甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录
B.氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化
C.处理后细胞Ⅱ的子代细胞能合成催乳素
D.该基因甲基化不能用于细胞类型的区分
2024·甘肃·高考真题
20.癌症的发生涉及原癌基因和抑癌基因一系列遗传或表观遗传的变化,最终导致细胞不可控的增殖。下列叙述错误的是( )
A.在膀胱癌患者中,发现原癌基因H-ras所编码蛋白质的第十二位氨基酸由甘氨酸变为缬氨酸,表明基因突变可导致癌变
B.在肾母细胞瘤患者中,发现抑癌基因WT1的高度甲基化抑制了基因的表达,表明表观遗传变异可导致癌变
C.在神经母细胞瘤患者中,发现原癌基因N-myc发生异常扩增,基因数目增加,表明染色体变异可导致癌变
D.在慢性髓细胞性白血病患者中,发现9号和22号染色体互换片段,原癌基因abl过度表达,表明基因重组可导致癌变
2024·吉林·高考真题
21.下图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现,50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是( )
A.酶E的作用是催化DNA复制
B.甲基是DNA半保留复制的原料之一
C.环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素
D.DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型
2024·浙江·高考真题
22.某种蜜蜂的蜂王和工蜂具有相同的基因组。雌性工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉,若喂食蜂王浆,也能发育成为蜂王。利用分子生物学技术降低 DNA 甲基化酶的表达后, 即使一直喂食花蜜花粉,雌性工蜂幼虫也会发育成蜂王。下列推测正确的是( )
A.花蜜花粉可降低幼虫发育过程中DNA的甲基化
B.蜂王DNA的甲基化程度高于工蜂
C.蜂王浆可以提高蜜蜂DNA的甲基化程度
D.DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件
2023·山东·高考真题
23.细胞中的核糖体由大、小2个亚基组成。在真核细胞的核仁中,由核rDNA转录形成的rRNA与相关蛋白组装成核糖体亚基。下列说法正确的是( )
A.原核细胞无核仁,不能合成rRNAB.真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成
C.rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子D.细胞在有丝分裂各时期都进行核DNA的转录
2023·浙江·统考高考真题
24.叠氮脱氧胸苷(AZT)可与逆转录酶结合并抑制其功能。下列过程可直接被AZT阻断的是( )
A.复制B.转录C.翻译D.逆转录
2023·湖南·统考高考真题
25.酗酒危害人类健康。乙醇在人体内先转化为乙醛,在乙醛脱氢酶2(ALDH2)作用下再转化为乙酸,最终转化成CO2和水。头孢类药物能抑制ALDH2的活性。ALDH2基因某突变导致ALDH2活性下降或丧失。在高加索人群中该突变的基因频率不足5%,而东亚人群中高达30%。下列叙述错误的是( )
A.相对于高加索人群,东亚人群饮酒后面临的风险更高
B.患者在服用头孢类药物期间应避免摄入含酒精的药物或食物
C.ALDH2基因突变人群对酒精耐受性下降,表明基因通过蛋白质控制生物性状
D.饮酒前口服ALDH2酶制剂可催化乙醛转化成乙酸,从而预防酒精中毒
2023·湖南·统考高考真题
26.细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子,也可结合非编码RNA分子CsrB,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.细菌glg基因转录时,RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录
B.细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时,核糖体沿glg mRNA从5'端向3'端移动
C.抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成
D.CsrA蛋白都结合到CsrB上,有利于细菌糖原合成
2023·浙江·统考高考真题
27.某研究小组利用转基因技术,将绿色荧光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata3基因一端,如图甲所示。实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只,交配以期获得Gata3-GFP基因纯合子小鼠。为了鉴定交配获得的4只新生小鼠的基因型,设计了引物1和引物2用于PCR扩增,PCR产物电泳结果如图乙所示。
下列叙述正确的是( )
A.Gata3基因的启动子无法控制GFP基因的表达
B.翻译时先合成Gata3蛋白,再合成GFP蛋白
C.2号条带的小鼠是野生型,4号条带的小鼠是Gata3-GFP基因纯合子
D.若用引物1和引物3进行PCR,能更好地区分杂合子和纯合子
2023·全国·统考高考真题
28.已知某种氨基酸(简称甲)是一种特殊氨基酸,迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是,这些古菌含有特异的能够转运甲的tRNA(表示为tRNA甲)和酶E,酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲(表示为甲-tRNA甲),进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子,从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链,则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是( )
①ATP ②甲 ③RNA聚合酶 ④古菌的核糖体 ⑤酶E的基因 ⑥tRNA甲的基因
A.②⑤⑥B.①②⑤C.③④⑥D.②④⑤
2023·浙江·统考高考真题
29.核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时,多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体(如图所示)。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译,移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是( )
A.图示翻译过程中,各核糖体从mRNA的3'端向5'端移动
B.该过程中,mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对
C.图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译,同时结束翻译
D.若将细菌的某基因截短,相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化
2023·浙江·统考高考真题
阅读下列材料,回答下列问题。
基因启动子区发生DNA甲基化可导致基因转录沉默。研究表明,某植物需经春化作用才能开花,该植物的DNA甲基化水平降低是开花的前提。用5-azaC处理后,该植株开花提前,检测基因组DNA,发现5'胞嘧啶的甲基化水平明显降低,但DNA序列未发生改变,这种低DNA甲基化水平引起的表型改变能传递给后代。
30.这种DNA甲基化水平改变引起表型改变,属于( )
A.基因突变B.基因重组C.染色体变异D.表观遗传
31.该植物经5-azaC去甲基化处理后,下列各项中会发生显著改变的是( )
A.基因的碱基数量B.基因的碱基排列顺序C.基因的复制D.基因的转录
2022·湖南,14
32.大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强,二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时,核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是( )
A.一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链
B.细胞中有足够的rRNA分子时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子
C.核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡
D.编码该核糖体蛋白的基因转录完成后,mRNA才能与核糖体结合进行翻译
一、选择题:每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
2023·湖南张家界高三调研
33.四氯化碳中毒时,会使得肝细胞内质网膜上的多聚核糖体解聚及脱落,导致肝细胞功能损伤。如图表示粗面内质网上蛋白质合成、加工和转运的过程,下列叙述错误的是( )
A.一个mRNA上同时结合多个核糖体可提高翻译的效率
B.图中核糖体在mRNA上移动的方向是从左往右
C.多肽经内质网加工后全部运输到高尔基体进一步加工
D.四氯化碳中毒会导致蛋白质无法进入内质网加工
2023·辽宁鞍山高三检测
34.终止密码子为UGA、UAA和UAG。表中①为大肠杆菌的-段mRNA序列,②④为该mRNA序列发生碱基缺失的不同情况(“-”表示一个碱基缺失)。下列有关叙述正确的是( )
A.②和③编码的氨基酸序列长度不同
B.①编码的氨基酸序列长度为7个氨基酸
C.②~④中,④编码的氨基酸排列须序与①最接近
D.密码子有简并性,一个密码子可编码多种氨基酸
35.β地中海贫血症患者的β-珠蛋白(血红蛋白的组成部分)合成受阻,原因是β-珠蛋白第39位氨基酸的编码序列发生了改变,由正常基因A突变成致病基因a(如下图所示,AUG、UAG分别为起始密码子和终止密码子)。下列相关叙述错误的是( )
A.①与②过程中碱基互补配对的方式不完全相同
B.异常mRNA翻译产生的异常β-珠蛋白由38个氨基酸组成
C.突变基因a中的氢键数量和脱氧核苷酸数量都发生了改变
D.该病可以通过基因治疗或移植造血干细胞进行治疗
36.下图是细胞中三种主要的RNA模式图,下列关于RNA的结构和功能的叙述,错误的是( )
A.tRNA中不一定含有氢键B.三种RNA中一定都含有磷酸二酯键
C.细胞中的RNA是相关基因表达的产物D.三种RNA共同参与细胞内蛋白质的合成
2023·辽宁抚顺高三模拟
37.DNA甲基化修饰主要发生在胞嘧啶的第5位碳原子上,在甲基化酶的作用下,胞嘧啶甲基化为5-甲基胞嘧啶。Tet3基因控制合成的Tet3蛋白具有解除DNA甲基化的功能。利用DNA甲基化抗体对小鼠胚胎发育过程中的各期细胞进行免疫荧光检测,结果如下图。下列相关叙述正确的是( )
A.DNA甲基化后,基因蕴藏的遗传信息将发生改变
B.受精卵中父源染色体与母源染色体的甲基化同步进行
C.前3次卵裂中,第3次卵裂的子细胞中荧光强度最低
D.与囊胚期相比,原肠胚期细胞内Tet3基因表达增强
2023·山东泰安高三模拟
38.研究者探讨了大鼠骨髓间质干细胞分化为肝细胞的过程中转录因子4(Oct4)启动子甲基化的调控机制,检测诱导培养过程中白蛋白(ALB)和Oct4基因的mRNA表达水平,以及Oct4基因启动子甲基化水平,结果如下图所示,下列叙述错误的是( )
A.骨髓间质干细胞分化为肝细胞体现了基因的选择性表达
B.分化形成的肝细胞中白蛋白含量较高
C.Oct4基因表达产物可促进ALB基因的转录
D.未分化的细胞则表现出低水平的甲基化修饰
二、选择题:每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。
39.细胞内不同基因的表达效率存在差异,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达,图中基因A的表达效率高于基因B
B.真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中
C.人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物
D.②过程中,rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子
2021·河北,16
40.许多抗肿瘤药物通过干扰DNA合成及功能抑制肿瘤细胞增殖。下表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述正确的是( )
A.羟基脲处理后,肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都出现原料匮乏
B.放线菌素D处理后,肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都受到抑制
C.阿糖胞苷处理后,肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸
D.将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响
41.如图表示苯丙氨酸的代谢途径,人体若缺乏相应的酶会患代谢性遗传病。一个正常基因控制一种酶的合成,图中①为苯丙酮尿症缺陷部位;②为尿黑酸症缺陷部位;③为白化病缺陷部位。下列分析正确的是( )
A.苯丙酮尿症患者应减少摄入高苯丙氨酸的食物
B.上述遗传病说明生物的一个基因只能控制一种性状
C.白化病患者体内的儿茶酚胺浓度可能偏高
D.上述遗传病说明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
2023·辽宁辽南协作体高三模拟
42.人的血红蛋白由4条肽链组成,控制人的血红蛋白的基因分别位于11号、16号染色体上,但在人的不同发育时期血红蛋白分子的组成是不相同的。下图表示人的不同时期表达的血红蛋白基因及血红蛋白组成,据图判断下列分析错误的是( )
A.基因与性状之间并不都是一一对应的线性关系,血红蛋白受多个基因控制
B.图中的多种血红蛋白基因之间均为非等位基因,其表达有时间顺序
C.人的配子内包含图中的全部6种基因,但这6种基因在配子中均不表达
D.胎儿的红细胞中存在图中所示的任何基因,但成年人的红细胞中不存在
43.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7.7kb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
44.下图所示为真核细胞中发生的某些相关生理和生化反应过程。相关叙述正确的是( )
A.结构a是核糖体,物质b是mRNA,过程①是翻译过程
B.过程②正在形成细胞中的核糖体,这一过程与细胞核中的核仁密切相关
C.如果细胞中的r-蛋白含量较多,r-蛋白就与b结合,阻止b与a结合
D.c是基因,是指导rRNA合成的直接模板,需要DNA聚合酶参与催化
三、非选择题
45.如图①~③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请据图回答下列问题:
(1)细胞中过程②发生的主要场所是 。
(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%,α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%,则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为 。
(3)由于基因中一个碱基对发生替换,而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG),则该基因的这个碱基对替换情况是 。
(4)在人体内成熟的红细胞、浆细胞、记忆细胞、胰岛B细胞中,能发生过程②③而不能发生过程①的细胞是 。
(5)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点 (填“都相同”“都不同”或“不完全相同”),其原因是
2023·山东日照高三检测
46.转铁蛋白受体(TR)参与细胞对Fe3+的吸收。下图是细胞中Fe3+含量对转铁 蛋白受体mRNA稳定 性的调节过程(图中铁反应元件是转铁蛋白受体mRNA上一段富含碱基A 、U的序列)。当细胞中Fe3+浓度 高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而不能 与铁反应元件结合,导致转铁蛋白受体mRNA易水解;反之,转铁蛋白受体mRNA难水解。请据图回答下列问题:
(1)转铁蛋白受体mRNA的合成需 的催化其被彻底水解的产物是
(2)除转铁蛋白受体mRNA外,翻译出转铁蛋白受体还需要的RNA有
(3)若转铁蛋白受体基因中某碱基对缺失,则合成的肽链可能会 。
(4)若转铁蛋白受体由n个氨基酸组成,指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n,主要原因是mRNA中有
(5)据图可知,铁反应元件能形成茎环结构的原因是 。这种茎环结构 (能或不能)影响转铁蛋白受体的氨基酸序列,理由是 。
(6)当细胞中Fe3+不足时,转铁蛋白受体mRNA将难被水解,其生理意义是 。反之,转铁蛋白受体mRNA将易被水解。这种调节机制既可以避免Fe3+对细胞的毒性影响,又可以减少细胞内 的浪费。
2023·江苏南京师大附中高三模拟
47.核糖体是由rRNA和蛋白质构成,下图1表示某真核生物不同大小rRNA形成过程,该过程分A、B两个阶段进行,S代表沉降系数,其大小可代表RNA分子的大小。
(1)图1中45S前体合成的场所是 ,所需的酶是 ,该酶识别并结合的位置是 ,图中酶在DNA双链上移动的方向是 (填从左向右或从右向左)。
(2)在细胞周期中,上述合成过程发生在 期。图A中许多酶同时转录该基因的意义是 。
(3)研究发现在去除蛋白质的情况下B过程仍可发生,由此推测RNA具有 功能。
(4)原核生物核糖体中的蛋白质合成如下图2所示:
图2中物质①与真核细胞核中刚产生的相应物质相比,结构上的区别主要是 ,②表示 。图2过程中形成①和②所需的原料分别是 。
2023·山东潍坊高三检测
48.菲尔和梅洛因发现了RNA干扰现象(RNAi),获得了2006年诺贝尔生理学或医学奖。RNA干扰的机制如下:双链RNA一旦进入细胞内就会被一个称为Dicer的特定的酶切割成21~23个核苷酸长的小分子干涉RNA(SiRNA)。Dicer能特异识别双链RNA,以ATP依赖方式切割由外源导入或者由转基因、病毒感染等各种方式引入的双链RNA,切割产生的SiRNA片段与一系列酶结合组成诱导沉默复合体(RISC)。激活的RISC通过碱基配对结合到与SiRNA同源的mRNA上,并切割该mRNA,造成蛋白质无法合成(如图所示)。请回答下列问题:
(1)双链RNA分子的基本组成单位是 ,分子中碱基配对的方式是 。不同的双链RNA分子的结构不同,主要体现在 等方面。正常情况下真核生物合成RNA需要 等物质从细胞质进入细胞核。
(2)RNAi能使相关基因“沉默”,其实质是遗传信息传递中的 过程受阻。通过Dicer切割形成的SiRNA使基因“沉默”的条件是SiRNA上有 的碱基序列。
(3)如果将单链RNA注入细胞, (填“能”或“不能”)引起RNA干扰现象,原因是 。
(4)RNAi可用于病毒性疾病的治疗。其过程是:人们通过合成一段针对特定病毒基因的 ,并将之导入该病毒感染的细胞,抑制病毒 ,从而抑制病毒的繁殖。
49.图甲、乙为真核细胞中蛋白质合成过程示意图。请回答下列问题:
(1)图甲中过程①发生的场所主要是 。这一致病基因通过控制 直接控制生物体的性状。过程②中核糖体移动的方向是 (填字母:A.从左到右 B.从右到左)。
(2)若图甲中异常多肽链中有一段氨基酸序列为“—脯氨酸—苯丙氨酸—”,携带脯氨酸和苯丙氨酸的tRNA上的反密码子分别为GGU、AAG,则物质a中模板链的碱基序列为 。图乙过程最终合成的T1、T2、T3三条多肽链中氨基酸的顺序 (填“相同”或“不相同”),判断的理由是 。
(3)某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制,Avy为显性基因,表现为黄色体毛,a为隐性基因,表现为黑色体毛。将纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交,子一代小鼠的基因型是Avya,预期的表型是 ,实际却表现出介于黄色和黑色之间的一系列毛色类型。原因是决定Avy基因表达水平的一段碱基序列,具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点。位点的甲基化程度越高,基因Avy的表达受到的抑制越明显,小鼠的体毛颜色就会趋向 。DNA甲基化常发生于DNA的CG序列密集区,发生甲基化后,这段DNA就可以和甲基化DNA结合蛋白相结合。推测甲基化程度影响基因表达的机制是 。
50.表观遗传是指DNA序列不改变,而基因的表达发生可遗传的改变。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 (半/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的表现型应为 。F1雌雄个体间随机交配,则F2的表现型及其比例应为 = 。
2024春•泰安期末
51.miRNA是在真核生物中发现的一类能调控基因表达的非编码RNA。研究发现,miRNA只在特定的组织和发育阶段表达,在生物的生长发育过程中具有重要作用。已知玉米棒上的每个籽粒为独立种子,籽粒中的果糖和葡萄糖含量越高则越甜,支链淀粉含量越高则越具糯性。下图1表示玉米籽粒中淀粉的合成途径,图2表示Sh2基因的表达受MIR-15a基因控制合成的miRNA调控图解。
(1)品尝发现某超甜玉米的糯性往往比较低,据图分析其原因: 。当Sh2基因缺失时,玉米籽粒淀粉含量大量减少未能有效保留水分,导致籽粒成熟后凹陷干瘪,这表明基因表达产物与性状的关系是 。
(2)据图2分析可知,miRNA调控Sh2基因表达的机理是 。
(3)图2中B过程的方向为 (填“从左向右”或“从右向左”),物质②③合成过程可以高效的进行,是因为 ,最终合成物质②③的氨基酸序列 (填“相同”或“不同”)。
(4)图2中在Sh2基因表达过程中,其模板链上的碱基序列最终翻译的氨基酸如下表,则图3所示tRNA携带的氨基酸是 。
(5)已知Sh2基因经图2中的A、B过程产生的蛋白质中部分氨基酸序列为“—甘氨酸—亮氨酸—谷氨酸—半胱氨酸—缬氨酸—”,根据此序列及密码子表,能否准确推测该基因的碱基排列顺序?请说明理由: 。
遗传信息的传递
遗传信息的表达
复制
转录
翻译
场所
主要是细胞核
主要是细胞核
细胞质
模板
亲代DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
原料
4种游离的脱氧核苷酸
4种游离的核糖核苷酸
21种氨基酸
模板去向
子代DNA分子中
DNA链重新聚合
降解成核糖核苷酸
产物
完全相同的两个DNA分子
RNA
蛋白质(多肽)
碱基配对
A-T、T-A、C-G、G-C
A-U、T-A、C-G、G-C
A-U、U-A、C-G、G-C
特点
①半保留复制;②边解旋边复制
边解旋边转录
一条mRNA上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链
信息传递
DNA→DNA
DNA→RNA
mRNA→蛋白质
种类
细胞内定位
转录产物
RNA聚合酶I
核仁
5. 8SrRNA、18SrRNA 、28SrRNA
RNA聚合酶II
核质
mRNA
RNA聚合酶Ⅲ
核质
tRNA、5SrRNA
起始密码子
①
AUG
ACA
GAC
UGC
CGA
AUA
UAG
②
AUG
AC—
GAC
UGC
CGA
AUA
UAG
③
AUG
AC—
G—
UGC
CGA
AUA
UAG
④
AUG
———
GAC
UGC
CGA
AUA
UAG
药物名称
作用机理
羟基脲
阻止脱氧核糖核苷酸的合成
放线菌素D
抑制DNA的模板功能
阿糖胞苷
抑制DNA聚合酶活性
5′-GCT-3′
5′-TGC-3′
5′-TCG-3′
5′-CGT-3′
丝氨酸
丙氨酸
精氨酸
苏氨酸
《第21讲基因的转录、翻译、基因与性状的关系》参考答案:
1.(1)不同组织细胞中基因进行选择性表达
(2)不同的核糖体合成肽链的模板是同一条mRNA
(3)一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体.同时进行多条肽链的合成
【解析】略
2.C
【分析】分析图示可知,含有CCI反密码子的tRNA转运甘氨酸,而反密码子CCI能与mRNA上的三种密码子(GGU、GGC、GGA)互补配对,即I与U、C、A均能配对。
【详解】A、由图示分析可知,I与U、C、A均能配对,因此含I的反密码子可以识别多种不同的密码子,A正确;
B、密码子与反密码子的配对遵循碱基互补配对原则,碱基对之间通过氢键结合,B正确;
C、由图示可知,tRNA分子由单链RNA经过折叠后形成三叶草的叶形,C错误;
D、由于密码子的简并性,mRNA中碱基的改变不一定造成所编码氨基酸的改变,从图示三种密码子均编码甘氨酸也可以看出,D正确。
故选C。
3.A
【分析】题图分析:图中①表示转录过程,该过程发生在细胞核中,需要RNA聚合酶;②过程显示miRNA蛋白复合物转移到了X基因的mRNA上,进而抑制了X基因的翻译过程。
【详解】A、miRNA是含有茎环结构的miRNA前体经过加工之后的一类非编码的小RNA分子(18~25个核苷酸), RNA为单链结构,DNA为双链结构,但由于miRNA是加工之后形成的,同时基因中有调控序列,所以miRNA基因中多于36~50个核苷酸,A正确;
B、过程①为转录过程,需要RNA聚合酶的催化作用,不需要解旋酶,B错误;
C、分析题意可知,miRNA前体含有茎环结构,含有氢键,C错误;
D、翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,miRNA蛋白复合物与X基因的mRNA结合,抑制X基因表达的翻译过程,D错误。
故选A。
4.C
【分析】分析题图可知,a为DNA复制的过程、b为转录、c为RNA自我复制、d为翻译、e为逆转录的过程,据此分析解答问题。
【详解】A、a过程表示DNA的复制,其需要的酶有DNA解旋酶和DNA聚合酶,环丙沙星抑制细胞DNA解旋酶的活性,即可抑制a过程;b过程表示DNA的转录,需要RNA聚合酶,利福平抑制RNA聚合酶的活性即可抑制b过程,A正确;
B、青霉素抑制细菌细胞壁的合成,与遗传信息传递和表达无作用。而其他抗菌药物分别抑制DNA的复制、转录和翻译过程,均具有抑制遗传信息传递和表达的作用,B正确;
C、过程d表示翻译过程,涉及的氨基酸最多有21种,密码子有64种,但是有3种终止密码子不编码氨基酸,所以携带氨基酸的tRNA最多有61种,C错误;
D、e过程表示由单链的RNA得到双链DNA分子,属于逆转录过程,需要逆转录酶,D正确。
故选C。
5.C
【分析】根据题意分析可知,甲试管中加入了RNA病毒的颗粒和含有带放射性标记的脱氧核糖核苷三磷酸缓冲溶液,一段时间后,甲试管中能检测到含有放射性的核酸,说明甲试管中发生了逆转录构成,以RNA为模板合成了DNA,说明该病毒为逆转录病毒;而乙试管中加入了RNA病毒的颗粒和带放射性标记的核糖核苷三磷酸缓冲溶液,一段时间后,乙试管中不能检测到含有放射性的核酸,说明乙试管中不能发生核酸的合成过程,因为缺少合成DNA的原料脱氧核糖核苷酸。
【详解】根据以上分析可知,甲试管中发生了逆转录,但是甲试管中不能合成RNA和蛋白质,故甲试管中没有没有子代病毒,乙试管中只有病毒RNA存在,也不能合成蛋白质,因此乙试管中也没有子代病毒,A正确;根据以上分析可知,甲试管中完成了DNA的合成,因此加入的病毒颗粒中含有逆转录酶,B正确;乙试管中无放射性核酸的合成是因为缺少合成DNA的原料脱氧核糖核苷酸,C错误;加入RNA酶,病毒模板减少,故甲试管中放射性核酸明显减少,D正确。
6.BD
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,需要RNA聚合酶参与;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在核糖体上,需要以氨基酸为原料,还需要酶、能量和tRNA。
【详解】A、该实验的自变量为S蛋白的有无,根据对照实验的基本原则,无关变量应保持相同且适宜,实验组加入了蛋白质S,即含有蛋白质S的缓冲液,对照组应加入不含有蛋白质S的缓冲液,A正确;
BC、据题意“将DNA模板和RNA聚合酶混合一段时间后加入原料,其中鸟嘌呤核糖核苷酸用32P标记”,结合题图开始一段时间内(1分钟之前)产物放射性增加,说明曲线反映的是模板DNA的转录过程,加入肝素后,产物中含32P的放射性强度不再增加,说明肝素能抑制转录过程,因此没有新的mRNA的合成,B错误,C正确;
D、据图可知,加入肝素一段时间后再加入蛋白质S,产物放射性很高,而未加入蛋白质S,产物放射性几乎不发生变化,说明蛋白质S能解除肝素抑制转录(而非翻译过程)的作用,D错误。
故选BD。
7. mRNA(或RNA或酵母RNA) RNA合成(转录)场所在细胞核内(RNA合成(转录)场所在DNA附近) 碱基互补配对原则 b链 形成的杂合双链区的部位越多,DNA碱基序列的一致性越高,说明物种之间关系越近 RNA聚合酶 核基因 抗生素通过干扰细菌核糖体的形成,或阻止tRNA和mRNA的结合,来干扰细菌蛋白质的合成,抑制细菌的生长,因此可用于因细菌感染而引起的疾病
【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程,基因表达产物通常是蛋白质。基因表达包括转录和翻译。转录过程由RNA聚合酶进行,以DNA为模板,产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动,留下新合成的RNA链。翻译过程是以信使RNA(mRNA)为模板,指导合成蛋白质的过程。每个mRNA携带由遗传密码编码的蛋白质合成信息即三联体。mRNA的每个核苷酸三联体称为密码子,并且对应于与转运RNA中的反密码子三联体互补的结合位点。
【详解】(1)RNA分解,蛋白质合成停止,RNA合成,蛋白质合成恢复,实验一说明蛋白质的合成可能与mRNA(或RNA或酵母RNA)有关。
(2)RNA总是出现在DNA附近,说明RNA合成(转录)场所在细胞核内(RNA合成(转录)场所在DNA附近)
(3)实验三中杂交分子形成的原理是碱基互补配对原则(A-U,G-C,T-A,C-G)。DNA单链可与RNA形成杂交分子是b链,与RNA碱基互补配对,因此RNA合成的模板是b链。形成的杂合双链区的部位越多,DNA碱基序列的一致性越高,说明在生物进化过程中,DNA碱基序列发生的变化越小,说明物种之间关系越近。
(4)加入抑制RNA聚合酶的物质,转录进程逐渐被抑制,说明转录过程需要RNA聚合酶。用α—鹅膏蕈碱处理细胞后发现,细胞质基质中RNA含量显著减少,说明α—鹅膏蕈碱抑制的是核基因的转录,核内形成的mRNA通过核孔进入细胞质基质的RNA含量才显著减少。
(5)核糖体、tRNA和mRNA的结合都是蛋白质合成所不可缺少的。抗生素通过干扰细菌核糖体的形成,或阻止tRNA和mRNA的结合,来干扰细菌蛋白质的合成,抑制细菌的生长,因此可用于因细菌感染而引起的疾病。
【点睛】本题考查基因表达的概念及过程,学会处理文字、图形信息是解答本题的关键。
8.(1) 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体性状 基因与性状之间不是一一对应关系
(2)基因内部的碱基序列未发生变化(或遗传物质未发生改变)
【解析】略
9.D
【分析】1、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。
2、题意分析,“其mRNA的长度不变,但合成的肽链缩短”,说明翻译的肽链缩短是由于编码的基因发生了碱基对的替换,导致终止密码子提前出现。
【详解】A、根据题干信息“其mRNA的长度不变”,说明基因突变的方式是碱基的替换,又根据“翻译的肽链缩短”,说明编码的基因发生了碱基对的替换,使翻译时提前出现了终止密码子,A错误;
B、突变不会导致基因转录和翻译过程中碱基互补配对原则发生改变,转录和翻译过程中碱基互补配对原则仍然分别为A-U、T-A、G-C和A-U、G-C,B错误;
C、周期性共济失调症是由于通道蛋白结构异常而导致的遗传病,因此该病例说明了基因能通过控制蛋白质的结构来直接控制生物的性状,C错误;
D、根据题干信息“其mRNA的长度不变,但合成的肽链缩短”可知,该病可能是由于碱基对的替换而导致终止密码子提前出现,D正确。
故选D。
10.B
【详解】真核细胞的基因主要位于染色体上,少数存在于细胞质中,A正确;遗传信息的表达是以基因为单位进行的,但遗传信息的复制不是以基因为单位进行的,B错误;生物体的性状受基因和环境条件共同影响,如光照影响叶绿素的合成,C正确;从图中可知.生物体性状与基因之间并不是简单的一一对应关系,如精氨酸的合成受多个基因的控制,D正确。
11.D
【分析】据图可知,雄鼠产生的雄配子中A基因去甲基化,a基因没有甲基化,雌鼠产生的雌配子中无论含有A还是a基因的都会发生甲基化。
【详解】A、DNA甲基化修饰通常会抑制基因表达,但是不改变基因的遗传信息,A错误;
B、据图可知,雄鼠产生的雄配子中A基因去甲基化,a基因没有甲基化,雌鼠产生的雌配子中无论含有A还是a基因的都会发生甲基化,说明可以遗传,B错误;
C、根据题意促进生长的是A基因,发生甲基化之后会被抑制,雄鼠的A基因发生甲基化,因此不能正常生长,C错误;
D、促生长的A和无此功能的a是常染色体上的两种基因。DNA甲基化修饰通常会抑制基因表达,图中雌雄配子随机结合产生的子代基因型是:AA(甲基化)、Aa(甲基化)、A(甲基化)a、aa(甲基化),前两种基因型表现为能正常生长,后两种基因型不能正常生长,因此表型比例为1:1,D正确;
故选D。
12.A
【分析】基因对性状的控制有两种途径:一是控制蛋白质的结构直接控制生物的性状;二是通过控制酶的合成来控制细胞的代谢进而控制生物体的性状。依据题干信息“水稻细胞内的miRNA393直接作用于生长素受体基因OsTIR1和OsAFB2的mRNA,抑制它们的表达”,据此答题。
【详解】A、根据题干“水稻细胞内的miRNA393直接作用于生长素受体基因OsTIR1和OsAFB2的mRNA,抑制它们的表达”可知,miRNA本身不表达,而是调控其他基因的表达,所以miRNA是具有调控作用的非编码RNA,A正确;
B、miRNA是具有调控作用的非编码RNA,它能和转录出的相应的mRNA进行配对,抑制翻译的过程,并非直接抑制OsTB1基因和OsAFB2基因的转录过程,B错误;
C、根据碱基互补配对原则,miRNA393和mRNA结合形成的双链RNA区段中,A和U配对,G和C配对,所以嘌呤数等于嘧啶数,C错误;
D、miRNA393直接作用于生长素受体基因OsTIR1,抑制它的表达,因此生长素的受体减少,进一步导致水稻对生长素的敏感程度减弱,D错误。
故选A。
13.C
【分析】转录是以DNA的一条链为模板,合成RNA的过程。
【详解】A、转录是以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则合成RNA的过程,由于起始密码子是AUG,故①链是转录的模板链,转录时模板链读取的方向是3'→5',即左侧是3'端,右侧是5'端,A错误;
B、在①链5~6号碱基间插入一个碱基G,将会导致终止密码子提前出现,故合成的肽链变短,B错误;
C、若在①链1号碱基前插入一个碱基G,在起始密码子之前加了一个碱基,不影响起始密码子和终止密码子之间的序列,故合成的肽链不变,C正确;
D、由于mRNA是翻译模板,但由于密码子的简并性,故碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同,D错误。
故选C。
14.C
【分析】由题干信息可知,蛋白R1需要经过S1和S2蛋白水解酶酶切后才被激活,进而启动脂肪酸合成基因的转录,而糖原合成的中间代谢产物UDPG抑制S1蛋白水解酶的活性,据此可知糖原合成的中间代谢产物UDPG可抑制脂肪酸的合成。
【详解】A、由题干信息可知,糖原合成的中间代谢产物UDPG抑制S1蛋白水解酶的活性,蛋白R1需要经过S1和S2蛋白水解酶酶切后才被激活,进而启动脂肪酸合成基因的转录,据此可知糖原合成的中间代谢产物UDPG可抑制脂肪酸的合成,因此体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原,糖原饱和后转向脂肪酸合成,A正确;
B、由题干信息可知,中间代谢产物UDPG通过F5膜转运蛋白进入高尔基体内,抑制S1蛋白水解酶的活性,进而抑制脂肪酸的合成,因此敲除F5蛋白的编码基因有利于脂肪酸的合成,会增加非酒精性脂肪肝的发生率,B正确;
C、由题干信息可知,中间代谢产物UDPG进入高尔基体不利于脂肪酸的合成,降低高尔基体中UDPG量有利于脂肪酸的合成,从而会诱发非酒精性脂肪性肝病;蛋白R1经S1、S2蛋白水解酶酶切后被激活,进而启动脂肪酸合成基因的转录,S2蛋白失活不利于脂肪酸的合成,不会诱发非酒精性脂肪性肝病,C错误;
D、转录发生在细胞核中,因此R1可通过核孔进入细胞核,启动脂肪酸合成基因的转录,D正确。
故选C。
15.C
【分析】RNA聚合酶的作用是识别并结合特定的序列,启动基因的转录。
【详解】A、线粒体和叶绿体中都有DNA,二者均是半自助细胞器,其基因转录时使用各自的RNA聚合酶,A正确;
B、基因的 DNA 发生甲基化修饰,抑制RNA聚合酶的结合,从而影响基因的转录,可影响基因表达,B正确;
C、由表可知,RNA聚合酶I和Ⅲ的转录产物都有rRNA,但种类不同,说明两种酶识别的启动子序列不同,C错误;
D、RNA 聚合酶的本质是蛋白质,编码 RNA 聚合酶I在核仁中,该基因在核内转录、细胞质(核糖体)中翻译,产物最终定位在核仁发挥作用,D正确。
故选C。
16.D
【分析】DNA分子复制的方式是半保留复制,且合成两条子链的方向是相反的;DNA在复制过程中,边解旋边进行半保留复制。由图可知,DNA解旋酶能使双链DNA解开,且需要消耗ATP;
【详解】A、DNA复制时,脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链,A错误;
B、复制时,解旋酶使得DNA双链从复制起点开始,以双向进行的方式解旋,这并不是从5′端到3′端的单向解旋,B错误;
C、转录时不需要解旋酶,RNA聚合酶即可完成解旋,C错误;
D、DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端,D正确;
故选D。
17.A
【分析】DNA中进行mRNA合成模板的链为模板链,与模板链配对的为编码链,因此mRNA上的密码子与DNA编码链的碱基序列相近,只是不含T,用U代替,据此答题。
【详解】若编码链的一段序列为5'—ATG—3',则模板链的一段序列为3'—TAC—5',则mRNA碱基序列为5'—AUG—3',该序列所对应的反密码子是5'—CAU—3',A正确,BCD错误。
故选A。
18.D
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变。表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。
【详解】由题意可知,短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白(具有组蛋白修饰功能)的合成,会启动原癌基因zfhl的表达,导致肿瘤形成,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,因此驱动此肿瘤形成的原因属于表观遗传,ABC错误、D正确。
故选D。
19.D
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译,最终无法合成相应蛋白,从而抑制了基因的表达。
【详解】A、由题意可知,细胞Ⅰ和细胞Ⅱ中催乳素合成基因的碱基序列相同,但细胞Ⅱ中该基因多个碱基被甲基化,导致仅细胞Ⅰ能合成催乳素,说明甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录,A正确;
B、细胞Ⅱ经氮胞苷处理后,再培养可合成催乳素,说明氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化,B正确;
C、甲基化可以遗传,同理,细胞Ⅱ经氮胞苷处理后,再培养可合成催乳素,这一特性也可遗传,所以处理后细胞Ⅱ的子代细胞能合成催乳素,C正确;
D、题中细胞Ⅰ和细胞Ⅱ两种类型就是按基因是否甲基化划分的,D错误。
故选D。
20.D
【分析】染色体结构变异包括染色体片段的缺失、重复、易位和倒位,染色体结构变异会改变基因的数目和排列顺序进而引起生物性状的改变。
【详解】A、在膀胱癌患者中,发现原癌基因H-ras所编码蛋白质的第十二位氨基酸由甘氨酸变为缬氨酸,可能是由于碱基的替换造成的属于基因突变,表明基因突变可导致癌变,A正确;
B、抑癌基因WT1的高度甲基化抑制了基因的表达,表明表观遗传变异可导致癌变,B正确;
C、原癌基因N-myc发生异常扩增,基因数目增加,属于染色体变异中的重复,表明染色体变异可导致癌变,C正确;
D、9号和22号染色体互换片段,原癌基因abl过度表达,表明染色体变异可导致癌变,D错误。
故选D。
21.C
【分析】甲基化是指在DNA某些区域的碱基上结合一个甲基基团,故不会发生碱基对的缺失、增加或减少,甲基化不同于基因突变。DNA甲基化后会控制基因表达,可能会造成性状改变,DNA甲基化后可以遗传给后代。
【详解】A、由图可知,酶E的作用是催化DNA甲基化,A错误;
B、DNA半保留复制的原料为四种脱氧核糖核苷酸,没有甲基,B错误;
C、“研究发现,50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大”,说明环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素,C正确;
D、DNA甲基化不改变碱基序列,但会影响生物个体表型,D错误。
故选C。
22.D
【分析】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。大量研究表明,DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变,从而控制基因表达。
【详解】A、降低 DNA 甲基化酶的表达后, 即使一直喂食花蜜花粉,雌性工蜂幼虫也会发育成蜂王,说明甲基化不利于其发育成蜂王,而工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉,不会发育成蜂王,因此花蜜花粉可增强幼虫发育过程中DNA的甲基化,A错误;
B、甲基化不利于其发育成蜂王,故蜂王DNA的甲基化程度低于工蜂,B错误;
C、蜂王浆可以降低蜜蜂DNA的甲基化程度,使其发育成蜂王,C错误;
D、甲基化不利于发育成蜂王,因此DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件,D正确。
故选D。
23.B
【分析】有丝分裂不同时期的特点:(1)间期:进行DNA的复制和有关蛋白质的合成;(2)前期:核膜、核仁逐渐解体消失,出现纺锤体和染色体;(3)中期:染色体形态固定、数目清晰;(4)后期:着丝粒(点)分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,并均匀地移向两极;(5)末期:核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、原核细胞无核仁,有核糖体,核糖体由rRNA和蛋白质组成,因此原核细胞能合成rRNA,A错误;
B、核糖体是蛋白质合成的场所,真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成,B正确;
C、mRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子,C错误;
D、细胞在有丝分裂分裂期染色质变成染色体,核DNA无法解旋,无法转录,D错误。
故选B。
24.D
【详解】ABCD、题中显示,叠氮脱氧胸苷(AZT)可与逆转录酶结合并抑制其功能,而逆转录过程需要逆转录酶的催化,因而叠氮脱氧胸苷(AZT)可直接阻断逆转录过程,而复制、转录和翻译过程均不需要逆转录酶,ABC错误,D正确。
故选D。
25.D
【分析】1、基因可以通过控制酶的合成控制细胞代谢进而控制生物的性状,也可能通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。
2、基因突变是基因中由于碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变。基因突变包括显性突变和隐性突变,隐性纯合子发生显性突变,一旦出现显性基因就会出现显性性状:显性纯合子发生隐性突变,突变形成的杂合子仍然是显性性状,只有杂合子自交后代才出现隐性性状。
【详解】A、ALDH2基因某突变会使ALDH2活性下降或丧失,使乙醛不能正常转化成乙酸,导致乙醛积累危害机体,东亚人群中ALDH2基因发生该种突变的频率较高,故与高加索人群相比,东亚人群饮酒后面临的风险更高,A正确;
B、头孢类药物能抑制ALDH2的活性,使乙醛不能正常转化成乙酸,导致乙醛积累危害机体,故患者在服用头孢类药物期间应避免摄人含酒精的药物或食物,B正确;
C、ALDH2基因突变人群对酒精耐受性下降,表明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状,乙醛脱氢酶2的化学本质是蛋白质,C正确;
D、酶制剂会被胃蛋白酶消化,故饮酒前口服ALDH2酶制剂不能催化乙醛分解为乙酸,不能预防酒精中毒,D错误。
故选D。
26.C
【分析】转录主要发生在细胞核中,需要的条件:(1)模板:DNA的一条链;(2)原料:四种核糖核苷酸;(3)酶:RNA聚合酶;(4)能量(ATP)。
【详解】A、基因转录时,RNA聚合酶识别并结合到基因的启动子区域从而启动转录,A正确;
B、基因表达中的翻译是核糖体沿着mRNA的5'端向3'端移动,B正确;
C、由题图可知,抑制CsrB基因转录会使CsrB的RNA减少,使CsrA更多地与glg mRNA结合形成不稳定构象,最终核糖核酸酶会降解glg mRNA,而glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用,故抑制CxrB基因的转录能抑制细菌糖原合成,C错误;
D、由题图及C选项分析可知,若CsrA都结合到CsrB上,则CsrA没有与glg mRNA结合,从而使glg mRNA不被降解而正常进行,有利于细菌糖原的合成,D正确。
故选C。
27.B
【分析】PCR技术是聚合酶链式反应的缩写,是一项根据DNA半保留复制的原理,在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件,对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
【详解】A、分析图中可知,启动子在左侧,GFP基因整合Gata3基因的右侧,启动子启动转录后,可以使GEP基因转录,Gata3基因的启动子能控制GFP基因的表达,A错误;
B、因启动子在左侧,转录的方向向右,合成的mRNA从左向右为5′→3′,刚好是翻译的方向,所以翻译时先合成Gata3蛋白,再合成GFP蛋白,B正确;
C、整合GFP基因后,核酸片段变长,2号个体只有大片段,所以是Gata3-GFP基因纯合子,4号个体只有小片段,是野生型,C错误;
D、用引物1和引物3进行PCR扩增,杂合子和Gata3—GFP基因纯合子都能扩增出相应片段,因此无法区分杂合子和纯合子,D错误。
故选B。
28.A
【分析】分泌蛋白合成与分泌过程:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。
【详解】①③④、根据题干信息“已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子,从而在其核糖体上参与肽链的合成肽链”,说明该肽链合成所需能量、核糖体、RNA聚合酶均由大肠杆菌提供,①③④不符合题意;
②、据题意可知,氨基酸甲是一种特殊氨基酸,迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质,所以要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链,必须往大肠杆菌中转入氨基酸甲,②符合题意;
⑤⑥、古菌含有特异的能够转运甲的tRNA(表示为tRNA甲)和酶E,酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲(表示为甲-tRNA甲),进而将甲带入核糖体参与肽链合成,所以大肠杆菌细胞内要含有tRNA甲的基因以便合成tRNA甲,大肠杆菌细胞内也要含有酶E的基因以便合成酶E,催化甲与tRNA甲结合,⑤⑥符合题意。
②⑤⑥组合符合题意,A正确。
故选A。
29.B
【分析】图示为翻译的过程,在细胞质中,翻译是一个快速高效的过程。通常,一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,因此,少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。
【详解】A、图示翻译过程中,各核糖体从mRNA的5'端向3'端移动,A错误;
B、该过程中,mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对,tRNA通过识别mRNA上的密码子携带相应氨基酸进入核糖体,B正确;
C、图中5个核糖体结合到mRNA上开始翻译,从识别到起始密码子开始进行翻译,识别到终止密码子结束翻译,并非是同时开始同时结束,C错误;
D、若将细菌的某基因截短,相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目可能会减少,D错误。
故选B。
30.D 31.D
【分析】DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶的作用下,在DNA某些区域结合一个甲基基团。DNA甲基化能引起染色质结构、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变,从而控制基因表达。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代。
30.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。
故选D。
31.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。植物经5-azaC去甲基化处理后,基因启动子正常解除基因转录沉默,基因能正常转录产生mRNA。
故选D。
32.D
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录的条件:模板(DNA的一条链)、原料(核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量;翻译过程的条件:模板(mRNA)、原料(氨基酸)、酶、tRNA和能量。
【详解】A、一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链,以提高翻译效率,A正确;
B、细胞中有足够的rRNA分子时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子,与rRNA分子结合,二者组装成核糖体,B正确;
C、当细胞中缺乏足够的rRNA分子时,核糖体蛋白只能结合到自身mRNA分子上,导致蛋白质合成停止,核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了rRNA和核糖体蛋白数量上的平衡,C正确;
D、大肠杆菌为原核生物,没有核膜,转录形成的mRNA在转录未结束时即和核糖体结合,开始翻译过程,D错误。
故选D。
33.C
【分析】由图可知,图中mRNA上附着多个核糖体,同时合成多条多肽链,多肽链会进入内质网腔中。
【详解】A、在细胞质中,翻译是一个快速高效的过程,通常一个 mRNA 分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,A正确;
B、根据图中多肽链的长度可知,核糖体沿mRNA移动的方向是从左向右,B正确;
C、由附着在内质网上的核糖体所合成的多肽,有的会插入到内质网膜,成为内质网膜的一部分,有的在内质网腔中进行折叠、加工后留在内质网腔中成为内质网的功能蛋白,有的经过折叠加工后通过囊泡转运至高尔基体进一步加工,C错误;
D、由题可知,四氯化碳中毒时,会使得肝细胞内质网膜上的多聚核糖体解聚及脱落,则内质网无法进一步完成蛋白质的合成和初步加工,D正确。
故选C。
34.C
【分析】密码子是指信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基的排列顺序。
【详解】A、②和③两者编码的氨基酸序列长度相同,都是6个氨基酸,A错误;
B、由于终止密码子UAG不编码氨基酸,故①编码的氨基酸序列长度为6个氨基酸,B错误;
C、②~④中,②和③编码的氨基酸序列从第二个开始都发生改变,④编码的氨基酸序列少了第二个氨基酸,其他不变,故与①最接近,C正确;
D、密码子有简并性,一种氨基酸可能有多种密码子,一个密码子只能编码一种氨基酸,D错误。
故选C。
35.C
【分析】分析图解可知,图示过程①表示遗传信息的转录,过程②表示翻译。图中看出,基因突变后,密码子CAG变成了终止密码子UAG,因此会导致合成的肽链缩短。
【详解】A、过程①表示遗传信息的转录,过程②表示翻译,转录过程中碱基配对是A-U,T-A,翻译过程中是A-U,U-A,不完全相同,A正确;
B、异常mRNA翻译提前终止,由于第39个密码子是终止密码子,不编码氨基酸,所以异常β—珠蛋白由38个氨基酸组成,B正确;
C、据图可知,正常基因突变成致病基因是由于基因突变后,密码子CAG变成了终止密码子UAG,因此判断是基因中发生了C/G这一个碱基对和T/A碱基对的替换,由于GC碱基对之间三个氢键,AT碱基对之间两个氢键,所以突变基因a中的氢键数量改变,但脱氧核苷酸数量不变,C错误;
D、基因治疗是指把正常基因导入病人体内有缺陷的细胞中,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的,β—地中海贫血症患者可以通过基因治疗或者移植造血干细胞进行治疗,D正确。
故选C。
36.A
【分析】RNA分子的种类及功能:(1)mRNA:信使RNA;功能:蛋白质合成的直接模板;(2)tRNA:转运RNA;功能:mRNA上碱基序列(即遗传密码子)的识别者和氨基酸的转运者;(3)rRNA:核糖体RNA;功能:核糖体的组成成分,蛋白质的合成场所。
【详解】A、tRNA呈三叶草结构,一定含有氢键,A错误;
B、RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,核苷酸之间通过磷酸二酯键进行连接,所以三种RNA中一定都含有磷酸二酯键,B正确;
C、RNA都是由基因经过转录形成,是相关基因表达的产物,C正确;
D、mRNA作为翻译的模板,tRNA运输氨基酸至核糖体,rRNA是组成核糖体的成分,所以三种RNA共同参与细胞内蛋白质的合成,D正确。
故选A。
37.C
【分析】1、DNA甲基化是在DNA甲基转移酶的催化下,胞嘧啶的第5位碳原子上加上甲基。这种变化会影响DNA的空间构象和功能。
2、表观遗传是指DNA序列不改变,而基因的表达发生可遗传的改变,说明其基因没有发生突变。
【详解】A、DNA甲基化后,DNA碱基序列未发生变化,A错误;
B、由图可知,受精卵中父源染色体DNA甲基化水平与母源染色体DNA变化不同步,B错误;
C、由图可知,8细胞时DNA甲基化水平最低,故荧光程度最低,8细胞为第三次卵裂,C正确;
D、原肠胚期细胞DNA甲基化水平高于囊胚期,Tet3基因表达出的蛋白质是抑制甲基化的,所以原肠胚期细胞内Tet3基因表达低于囊胚期,D错误。
故选C。
38.C
【分析】分析图1,在大鼠骨髓间质干细胞分化为肝细胞的过程中,ALB的mRNA高度表达,Oct4基因的mRNA基本不表达。
分析图2,在一定时间内,随时间的增加,Oct4基因的位点1和位点2的甲基化频率都显著升高。
【详解】A、细胞分化体现了基因的选择性表达,A正确;
B、由图1可知,大鼠骨髓间质干细胞分化为肝细胞的过程中,ALB的mRNA高度表达,所以分化形成的肝细胞中白蛋白含量较高,B正确;
C、根据图1实验结果可以看出Oct4基因表达产物下降,ALB基因的表达量才上升,即Oct4基因表达产物与ALB基因的转录负相关,C错误;
D、由题干可知,在分化过程中Oct4甲基化频率升高,故可推测未分化的细胞则表现出低水平的甲基化修饰,D正确。
故选C。
39.ABC
【分析】基因的表达的产物是蛋白质,包括转录和翻译两个过程,图中①为转录过程,②为翻译过程。
【详解】A、基因的表达包括转录和翻译两个过程,图中基因A表达的蛋白质分子数量明显多于基因B表达的蛋白质分子,说明基因A表达的效率高于基因B,A正确;
B、核基因的转录是以DNA的一条链为模板转录出RNA的过程,发生的场所为细胞核,翻译是以mRNA为模板翻译出具有氨基酸排列顺序的多肽链,翻译的场所发生在细胞质中的核糖体,B正确;
C、三种RNA(mRNA、rRNA、tRNA)都是以DNA中的一条链为模板转录而来的,C正确;
D、反密码子位于tRNA上,rRNA是构成核糖体的成分,不含有反密码子,D错误。
故选ABC。
【点睛】
40.BCD
【分析】根据表格中信息可知,羟基脲阻止脱氧核糖核苷酸的合成,从而影响DNA复制过程中原料的供应;放线菌素D通过抑制DNA的模板功能,可以影响DNA复制和转录,因为DNA复制和转录均需要DNA模板;阿糖胞苷通过抑制DNA聚合酶活性而影响DNA复制过程。
【详解】A、据分析可知,羟基脲阻止脱氧核糖核苷酸的合成,从而影响肿瘤细胞中DNA复制过程,而转录过程需要的原料是核糖核苷酸,不会受到羟基脲的影响,A错误;
B、据分析可知,放线菌素D通过抑制DNA的模板功能,可以抑制DNA复制和转录,因为DNA复制和转录均需要DNA模板,B正确;
C、阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性而影响DNA复制过程,DNA聚合酶活性受抑制后,会使肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸,C正确;
D、将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可以抑制肿瘤细胞的增殖,由于三种药物是精准导入肿瘤细胞,因此,可以减弱它们对正常细胞的不利影响,D正确;
故选BCD。
【点睛】
41.ACD
【分析】1、基因控制生物性状的两种方式:一是通过控制酶的合成来控制代谢过程,间接控制生物体的性状;二是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
2、分析题图:图示表示人体内苯丙氨酸的代谢途径,其中酶①能将苯丙氨酸转化为酪氨酸,若酶①缺乏,苯丙酮酸积累过多会引起苯丙酮尿症;酶②能将尿黑酸转化为乙酰乙酸,缺乏酶②会使人患尿黑酸症;缺乏酶③会使人无法合成黑色素而患白化病。
【详解】A、苯丙酮尿症患者是因为酶①缺乏,苯丙氨酸大量转化为苯丙酮酸,故应减少摄入高苯丙氨酸的食物,A正确;
B、当①处代谢异常时,甲状腺激素和黑色素的代谢都会受到影响,说明一个基因可以控制一种或多种性状,B错误;
C、白化病患者因缺乏酶③不能合成黑色素,体内的多巴会转化为儿茶酚胺,故白化病患者体内儿茶酚胺浓度可能偏高,C正确;
D、上述遗传病的发病机理都是缺乏相应的酶引起的,说明基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制生物的性状,D正确。
故选ACD。
42.D
【分析】1、分析题图,表示人的不同时期表达的血红蛋白基因及血红蛋白组成。从图中可以看出,控制人的血红蛋白的基因有6种,分别位于11号、16号染色体上,但在人的不同发育时期血红蛋白分子的组成是不相同的。
2、等位基因是指在同源染色体上同一位置上控制相对性状的基因。
【详解】A、从图示可以看出,基因与性状之间并不都是一一对应的线性关系,控制人的血红蛋白的基因有6种,A正确;
B、等位基因是指在同源染色体上同一位置控制相对性状的基因,血红蛋白基因是位于同一染色体的不同位置或者非同源染色体上,人的不同发育时期表达的血红蛋白基因不同,B正确;
C、配子中含有该个体的全部基因,人的配子内包含11号和16号染色体,因此包含图中的全部6种基因,但是血红蛋白基因只在红细胞中表达,C正确;
D、人的成熟的红细胞中没有细胞核,没有图中所示的任何基因;未成熟的红细胞中含有细胞核,有图中所示的任何基因,D错误。
故选D。
43.ACD
【分析】1、核孔它能够实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,可以让蛋白质和RNA进出。
2、DNA(或基因)中碱基数:mRNA上碱基数:氨基酸个数=6:3:1。
【详解】A、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;
B、经过首尾修饰和加工的成熟mRNA可从核孔进入细胞质中,B正确;
C、图中7.7kb的基因外显子部分一共含47+185+51+129+118+143+156+1043=1872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;
D、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。
故选ACD。
44.ABC
【分析】分析题图:a代表的结构是核糖体,b代表的分子是RNA,c代表DNA,过程①表示翻译产生r蛋白,②表示r蛋白和转录来的rRNA组装成核糖体。
【详解】A、看图可知:结构a是核糖体,物质b是mRNA,过程①是翻译产生r蛋白过程,A正确;
B、过程②是r蛋白和转录来的rRNA组装成核糖体的过程,核仁和核糖体的形成有关,B正确;
C、看图可知:r-蛋白可与b结合,这样阻碍b与a结合,影响翻译过程,C正确;
D、c是基因,是指导rRNA合成的直接模板,转录需要RNA聚合酶参与催化,D错误。
故选ABC。
45.(1)细胞核
(2)26%
(3)T∥A替换为C∥G(或A∥T替换为G∥C)
(4)浆细胞和胰岛B细胞
(5) 不完全相同 不同组织细胞中基因进行选择性表达
【分析】基因表达包括转录和翻译。转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。翻译是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。以双链DNA分子为模板产生子代双链DNA分子,是DNA复制。密码子概念:mRNA中决定一个氨基酸的三个相邻碱基。细胞分化的原因:基因选择性表达不同。
【详解】(1)②以DNA的一条链为模板合成RNA,是转录,DNA主要在细胞核,转录发生的主要场所是细胞核。
(2)α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%,其模板链(设为链1)中胞嘧啶和腺嘌呤之和占碱基总数的54%,链1中腺嘌呤占碱基总数的比例=RNA中尿嘧啶的比例=25%,链1中鸟嘌呤占碱基总数的19%,则链1中胸腺嘧啶占碱基总数的27%,则与链1互补的DNA链中腺嘌呤占碱基总数的27%,DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例=(25%+27%)/2=26%。
(3)③以mRNA为模板合成肽链,是翻译过程。基因中一个碱基对发生替换,密码子中是一个碱基替换,据题意,密码子中的U换成了C。根据碱基互补配对原则,则基因中是T//A替换为C//G(或A//T替换为G//C)。
(4)①是DNA复制。成熟红细胞没有细胞核,①②③都不能发生。记忆细胞能发生分裂,能进行DNA复制和基因表达,能发生①②③。浆细胞、胰岛B细胞是高度分化的细胞,不再分裂,不能进行DNA复制,能进行基因表达,能发生②③。
(5)不同组织细胞会进行基因的选择性表达,故转录的起始点不完全相同。
46.(1) RNA 聚合酶 磷酸、核糖、(4 种)含氮碱基(或 AUGC)
(2)rRNA、tRNA
(3)变长或变短或不变
(4)大量不翻译的碱基序列
(5) 该片段存在能自身互补配对的碱基序列 不能 茎环结构位于(mRNA)终止密码之后(或茎环结构不在编码序列中)
(6) 指导合成更多的转铁蛋白受体(TR),有利于吸收更多的 Fe3+ 物质和能量
【分析】结合题干分析圈形,转铁蛋白受体mRNA经核糖体翻译形成铁调节蛋白受体,铁调节蛋白受体既能运输Fe3+,又能与转铁蛋白受体mRNA上的铁反应原件结合。铁反应原件是一段富含A 、U能够自我碱基配对而形成的茎环结构,能与铁调节蛋白受体结合,当Fe3+浓度低时,一方面铁调节蛋白受体能够结合Fe3+,具有活性;另一方面剩余的铁调节蛋白受体能与转铁蛋白受体mRNA上的铁反应元件结合,使转铁蛋白受体mRNA难以被水解,以便要译出更多的铁调节蛋白受体。当Fe3+浓度低时, 铁调节蛋白受体由于结合Fe3+而不能与平铁反应元件结合,导致转铁蛋白受体mRNA易被水解,进而无法指导合成更多的铁调节蛋白受体,使铁调节蛋白受体无活性。所以导致Fe3+过量时,会对细胞产生损伤。
【详解】(1)mRNA的合成需要RNA聚合酶催化,RNA彻底水解产物有六种:磷酸、核糖、(4 种)含氮碱基(或 AUGC)。
(2)翻译所需要的RNA有mRNA(编码蛋白质)、rRNA(参与核糖体的形成)、tRNA(转运氨基酸),故除了mRNA,还需要rRNA和tRNA。
(3)若转铁蛋白受体基因中某碱基对缺失,可能导致mRNA上终止密码子提前或者延后出现,进而使翻译形成的肽链变短或变长;也可能缺失位置不在编码区,故肽链长短不变。
(4)若转铁蛋白受体-mRNA由n个氨基酸组成,指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n,主要原因是mRNA中有大量不翻译的碱基序列。
(5)转铁蛋白受体中铁反应元件是转铁蛋白受体终止密码子后的茎环凸起,从图中可以看出茎环结构含有氢键,又富含A、U碱基,因此形成茎环结构的原因是“该片段含有丰富的碱基A和U,能够互补配对形成局部双链结构”。因为这种茎环结构在转铁蛋白受体的终止密码子之后,所以不影响转铁蛋白受体的氨基酸序列。
(6)根据分析,当细胞中Fe3+浓度低时,一方面铁调节蛋白受能够结合Fe3+,无调节活性;另一方面剩余的铁调节蛋白能与转铁蛋白受体-mRNA上的铁反应元件结合,使转铁蛋白受体-mRNA难以被水解,以便翻译出更多的转铁蛋白受体。转铁蛋白受体多了,有利于细胞从外界吸收更多的Fe3+,以满足生命活动的需要。这种调节机制既可以避免Fe3+对细胞的毒性影响,又可以减少细胞内物质和能量的浪费。
【点睛】通过识图,结合题干信息,理清铁调节蛋白的调节机理是解题的关键。利用分子遗传学的相关知识答题,注意理解分子水平层次上的调节机理。
47. 核仁 RNA聚合酶 启动子 从左向右 间 可短时间产生大量的rRNA,有利于形成核糖体,有利于蛋白质的合成 催化 原核细胞的①中没有内含子转录出的相应序列 多肽链 核糖核苷酸和氨基酸
【分析】分析图示,图1中,A过程是相关基因经转录产生45S前体,B过程是45S前体在相关酶的作用下裂解成18S、5.8S、28S的rRNA。图2中,①表示mRNA,②表示多肽链,③表示DNA模板链,④表示RNA聚合酶,⑤表示核糖体。据此分析。
【详解】(1)细胞核中的核仁与rRNA的产生以及核糖体的形成有关,图1中45S前体合成的场所是核仁,由相关基因转录产生,所需要的酶是RNA聚合酶,该酶识别并结合的位置是基因上的启动子。由图A可知,45S前体合成过程中,片段长度从左到右依次增加,则酶在DNA双链上移动的方向是从左向右。
(2)在细胞周期中,分裂间期会进行DNA复制和相关蛋白质的合成,还会进行核糖体增生,因此上述rRNA形成过程发生在间期。图A中许多酶同时转录该基因,可短时间产生大量的rRNA,有利于形成核糖体,有利于蛋白质的快速合成。
(3)B过程是在酶的催化作用下进行,研究发现在去除蛋白质的情况下B过程仍可发生,说明RNA也具有催化化学反应的功能,即部分RNA也是酶。
(4)①为mRNA,原核生物基因的编码区是连续的,可以全部转录为成熟的mRNA,而真核生物基因编码区中含有内含子和外显子,内含子转录出的片段在后期mRNA加工过程会被剪切掉,才能形成成熟mRNA,即与真核细胞核中刚产生的①相比,原核细胞的①mRNA中没有内含子转录出的相应序列。②表示以mRNA为模板翻译出的多肽链。图2过程中分别通过转录和翻译形成①mRNA和②多肽链,所需的原料分别是核糖核苷酸和氨基酸。
【点睛】本题考查核糖体的结构和合成过程、DNA的转录和翻译等相关知识,需要考生掌握DNA的转录和翻译过程、场所、原料,能结合题干及图示信息,明确真核生物和原核生物的基因表达过程,并理解核糖体的合成过程,准确辨识图示各结构、物质的名称,依据相关知识分析作答。
48.(1) 核糖核苷酸 A-U、G-C 核糖核苷酸的数量和排列顺序 RNA聚合酶、ATP、核糖核苷酸等
(2) 翻译 与mRNA互补配对
(3) 不能 核酸内切酶只能识别双链RNA,不能识别单链RNA
(4) 双链RNA分子 相关基因的表达
【分析】分析题图:图示为RNA干扰现象示意图,Dicer酶能特异识别双链RNA,切割产生的干涉RNA(SiRNA)与一系列酶结合组成诱导沉默复合体(RISC);激活的RISC通过碱基配对结合到与SiRNA同源的mRNA上,并切割该mRNA,造成蛋白质无法合成,阻止了翻译过程。
【详解】(1)双链RNA分子的基本组成单位是核糖核苷酸;由于配对发生在RNA分子之间,故碱基配对方式为:A-U、G-C;不同的双链RNA分子的结构不同,主要体现在核糖核苷酸的数量和排列顺序不同。正常情况下真核生物合成RNA,为转录过程,其需要的RNA聚合酶(在细胞质的核糖体上合成)、ATP(在线粒体和细胞质基质合成)、核糖核苷酸(作为原料,主要存在于细胞质)等物质从细胞质进入细胞核。
(2)RISC通过碱基配对结合到与干涉RNA同源的mRNA上,并切割该mRNA,而mRNA是翻译的模板,因此RNAi能使相关基因“沉默”的实质是使遗传信息传递中的翻译过程受阻;只有复合体(RISC)上的SiRNA有与其同源的mRNA互补配对的碱基序列时,其才能使基因“沉默”。
(3)由于Dicer酶只能特异识别双链RNA,不能识别单链RNA,因此将单链RNA注入细胞,不会出现 RNA干扰现象。
(4)根据题干信息,Dicer能特异识别双链RNA,并将其切割产生SiRNA,与一系列酶结合组成诱导沉默复合体,激活的RISC通过碱基配对结合到与SiRNA同源的mRNA上,并切割该mRNA,造成蛋白质无法合成。据此,若将RNAi用于病毒性疾病的治疗,可以合成一段针对特定病毒基因的双链RNA分子,导入该病毒感染的细胞,抑制病毒相关基因的表达,从而抑制病毒的繁殖。
【点睛】本题以“诺贝尔生理学或医学奖“为背景,结合题图,考查RNA的相关知识,要求考生识记RNA的名称、基本组成及种类,能根据题干信息“Dicer酶能特异识别双链RNA”、“RISC通过碱基配对结合到与干涉RNA同源的mRNA上,并切割该mRNA,造成蛋白质无法合成”答题。
49. 细胞核 蛋白质的结构 A GGTAAG 相同 翻译过程的模板相同,生成的多肽氨基酸序列相同 黄色体毛 黑色 甲基化DNA结合蛋白与RNA聚合酶竞争结合位点,导致发生甲基化的DNA(基因)转录过程受到抑制,进而无法完成表达过程,影响 了相关性状的表达。
【分析】分析题图:图示为人体某致病基因控制异常蛋白质合成的过程示意图,其中①表示转录过程;②表示翻译过程;a表示DNA分子,b表示mRNA分子。图乙表示正在合成肽链,根据核糖体上肽链的长短可知,核糖体移动的方向是由左向右。
【详解】(1)图中合成b的过程①为转录过程,场所主要是细胞核,这一致病基因控制形成的蛋白质是细胞膜上的异常蛋白质,说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。根据图乙核糖体上肽链的长短可知,核糖体移动的方向是由左向右,即A正确,B错误。
(2)若图中异常多肽链中有一段氨基酸序列为“-脯氨酸一苯丙氨酸-”,携带脯氨酸和苯丙氨酸的tRNA上的反密码子分别为GGU、AAG,根据碱基互补配对原则可知,密码子分别为CCA、UUC,则物质a中模板链碱基序列为-GGTAAG-。图乙过程中不同核糖体结合了同一个mRNA,因为翻译过程的模板相同,故生成的多肽氨基酸序列相同,所以最终合成的T1、T2、T3三条多肽链中氨基酸的顺序相同。
(3)Avy为显性基因,表现为黄色体毛,a为隐性基因,表现为黑色体毛。将纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交,子一代小鼠的基因型是Avya,预期的表型为显性性状黄色体毛,实际却表现出介于黄色和黑色之间的一系列毛色类型。原因是决定Avy基因表达水平的一段碱基序列,具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点。位点的甲基化程度越高,基因Avy的表达受到的抑制越明显,小鼠的体毛颜色就会趋向黑色。DNA甲基化常发生于DNA的CG序列密集区,发生甲基化后,这段DNA就可以和甲基化DNA结合蛋白相结合。据此可推测甲基化程度影响基因表达的机制是甲基化DNA结合蛋白与RNA聚合酶竞争结合位点,导致发生甲基化的DNA(基因)转录过程受到抑制,进而无法完成表达过程,影响 了相关性状的表达。
【点睛】本题结合人体某致病基因控制异常蛋白质合成的过程示意图,考查遗传信息的转录和翻译的知识以及甲基化的相关内容,考生识记遗传信息转录和翻译的具体过程,理解甲基化的原理,能准确判断图中各过程及物质的名称是解题的关键。
50. 半 维持甲基化酶 基因的表达 全部正常 正常∶矮小 1∶1
【解析】根据题意分析可知:由于表现遗传是指DNA序列不改变,而基因的表达发生可遗传的改变,说明其基因没有发生突变;根据题干信息,应用基因分离定律分析胚胎中基因的表达情况,推测后代的表现型;根据图示分析DNA复制的半保留特点和DNA甲基化形成过程。
【详解】(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A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 的表现型应为全部正常(Aa)。由于卵细胞中的 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,后代中的基因型为AA(表现为正常):Aa:Aa:aa(矮小)=1∶1∶1∶1,由于后代中Aa基因型的个体中的A基因有些来自于父亲,有些来自于母亲,因此Aa基因型个体一半表现为正常,一半表现为矮小,因此F2 的表现型及其比例应为正常∶矮小=1∶1。
【点睛】本题结合图解,考查DNA的复制、基因分离定律的实质及应用、遗传信息的转录和翻译,要求考生识记DNA分子复制方式;识记遗传信息转录和翻译的条件等及知识,掌握基因分离定律的实质,能结合图中和题中信息准确答题,属于考纲理解层次的考查。
51.(1) 缺失 Sh2 基因(或受 MIR-15a 基因控制合成的 miRNA 调控使 Sh2 基因表达受抑 制)不能合成Sh2酶,无法合成ADP-Glc,支链淀粉合成缺少底物,支链淀粉含量低 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
(2)miRNA能与Sh2基因转录生成的mRNA发生碱基互补配对,形成双链,阻断翻译 过程
(3) 从右向左 一个mRNA上可相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成 相同
(4)精氨酸
(5)不能,因为密码子有简并性,根据氨基酸序列无法准确得知mRNA的碱基排列顺 序,故无法推测基因的碱基排列顺序
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程主要在细胞核中进行,需要RNA聚合酶参与;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在核糖体上,需要以氨基酸为原料,还需要酶、能量和tRNA等。
【详解】(1)结合题图可知,缺失 Sh2 基因(或受 MIR-15a 基因控制合成的 miRNA 调控使 Sh2 基因表达受抑 制)不能合成Sh2酶,无法合成ADP-Glc,支链淀粉合成缺少底物,支链淀粉含量低;当Sh2基因缺失时,玉米籽粒淀粉含量大量减少未能有效保留水分,导致籽粒成熟后凹陷干瘪,据图可知,上述过程与Sh2酶等有关,故表明基因表达产物与性状的关系是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。
(2)翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,据图可知,miRNA调控Sh2基因表达的机理是:miRNA能与Sh2基因转录生成的mRNA发生碱基互补配对,形成双链,阻断翻译 过程。
(3)图2中B过程是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,表示翻译,据图中肽链的长度可知,B过程的方向为从右向左(从短到长);由于一个mRNA上可相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,故物质②③合成过程可以高效的进行;由于翻译的模板相同,故最终合成物质②③的氨基酸序列相同。
(4)mRNA上的三个相邻碱基编码一个氨基酸,与tRNA上的碱基互补配对,据图可知,tRNA上的碱基是5′-UCG-3′,则mRNA上的碱基是5′-CGA-3′,因此DNA分子模板链上的碱基序列为5′-TCG-3′,携带的氨基酸是精氨酸。
(5)因为密码子有简并性,即一种氨基酸可能由一个或多个密码子决定,根据氨基酸序列无法准确得知mRNA的碱基排列顺 序,故无法推测基因的碱基排列顺序。
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