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第四章达标检测-2022版生物必修第二册人教版（2019） 同步练习 （Word含解析）
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这是一份第四章达标检测-2022版生物必修第二册人教版（2019） 同步练习 （Word含解析），共20页。
本章达标检测
(满分:100分;时间:75分钟)
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.下列关于遗传信息的翻译的叙述中正确的是 ( )
A.通过翻译将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列
B.生物体内合成蛋白质时,一种氨基酸只能由一种密码子决定
C.密码子有64种,每个密码子都与一个反密码子相对应
D.生物体内合成蛋白质时,一种密码子一定能决定一种氨基酸
2.下列关于真核细胞中DNA分子的复制、转录和翻译的比较,正确的是 ( )
A.从场所上看,都能发生在细胞核中
B.从时期上看,都只能发生在细胞分裂前的间期
C.从条件上看,都需要模板、原料、酶和能量
D.从原则上看,都遵循相同的碱基互补配对原则
3.如图为真核细胞细胞核中某代谢过程示意图,下列说法错误的是 ( )
A.此过程在线粒体中也可发生
B.①需穿过两层生物膜才能与细胞质中的核糖体结合
C.该过程是生物合成RNA的主要方式
D.①是以4种核糖核苷酸为原料合成的
4.如图为tRNA的结构示意图,有关叙述正确的有 ( )
①tRNA的主要作用是合成氨基酸
②每种氨基酸都只有一种tRNA与之对应
③tRNA虽然是单链,但也有碱基互补配对形成的氢键
④mRNA上密码子的一个碱基发生替换,则其编码的氨基酸一定改变
⑤在原核细胞和完整的真核细胞内都有tRNA
⑥合成tRNA的结构是核糖体
A.两项 B.三项 C.四项 D.五项
5.下列有关遗传信息传递过程的叙述,错误的是 ( )
A.DNA的复制、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复制和转录都是以DNA的一条链为模板,翻译则以mRNA为模板
D.DNA复制、转录及翻译的原料依次是脱氧核糖核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸
6.某细胞中有关物质合成如图,①~⑤表示生理过程,Ⅰ、Ⅱ表示结构或物质。据图分析正确的是 ( )
A.用某药物抑制②过程,该细胞的有氧呼吸可能受影响
B.物质Ⅱ上也具有基因,此处基因的传递遵循孟德尔定律
C.图中③过程核糖体在mRNA上由左向右移动
D.③⑤为同一生理过程,所用密码子的种类和数量相同
7.如图表示人体唾液腺细胞中的某生理过程,下列有关说法错误的是 ( )
A.图中的③是RNA聚合酶
B.若②中A+U占36%,则①对应片段中G占32%
C.图中的⑤可能对淀粉水解起催化作用
D.图中④携带的氨基酸密码子为UCA
8.据报道,科学家在人体活细胞内确认了一种新的DNA结构:i-Motif(如图)。在i-Motif结构中,同一条DNA链上的胞嘧啶(C)彼此结合。研究表明,大多数情况下,i-Motif形成在细胞生命周期的晚期,即DNA被积极“读取”时。i-Motif也倾向于出现在细胞“启动子区域”,该区域控制基因的开启及关闭。这些变形的DNA构象对细胞中蛋白质识别其同源DNA序列并发挥其调节功能,具有重要意义。下列有关说法错误的是 ( )
A.i-Motif结构的形成对细胞发挥其正常功能可能至关重要
B.DNA被“读取”指转录,是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程
C.在DNA分子双螺旋区域和i-Motif中,碱基都按A—T或G—C配对
D.i-Motif可能有助于开启或关闭基因
9.如图表示某生物细胞内发生的一系列生理变化,X、Y分别表示两种功能不同的酶,请据图分析,下面有关叙述不正确的是 ( )
A.过程Ⅰ和过程Ⅱ进行的场所均在细胞质
B.可推测该生物内RNA聚合酶不具备解旋功能
C.参与Ⅰ过程的碱基有4种、核苷酸有4种
D.a处的碱基配对为A—T、C—G,b处的碱基配对可能有:T—A、A—U、C—G
10.Qβ噬菌体的遗传物质(QβRNA)是一条单链RNA。当噬菌体侵染大肠杆菌后,QβRNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如图所示),然后利用该复制酶复制QβRNA。下列叙述正确的是 ( )
A.QβRNA的复制需经历一个逆转录过程
B.QβRNA的复制需经历形成双链RNA的过程
C.一条QβRNA模板只能翻译出一条肽链
D.QβRNA复制后,RNA复制酶基因才能进行表达
11.人的载脂蛋白apo-B基因在肝、肾细胞中控制合成的蛋白质含有4 563个氨基酸,但在小肠细胞中控制合成的蛋白质仅有2 153个氨基酸,原因是小肠细胞中的脱氨酶将apo-B的mRNA上控制第2 154个氨基酸的密码子CAA转变成了UAA。下列相关叙述错误的是 ( )
A.肾脏细胞与小肠细胞中apo-B基因的转录产物长度相同
B.脱氨酶导致小肠细胞中apo-B基因的碱基序列发生改变
C.人的某些基因在不同细胞中可编码合成不同的蛋白质
D.mRNA中CAA编码某种特定的氨基酸,UAA不编码氨基酸
12.如图为某细菌mRNA与对应的翻译产物示意图,相关叙述错误的是 ( )
A.一分子mRNA有一个游离磷酸基团,其他磷酸基团均与两个核糖相连
B.在该mRNA合成的过程中,核糖体就可以与之结合并开始翻译过程
C.多个核糖体在mRNA上的移动合成一条肽链,提高翻译效率
D.一个mRNA有多个起始密码子,所以一个mRNA可翻译成多种蛋白质
13.读图判断下列有关基因与性状关系的叙述,错误的是 ( )
A.由基因产物呈现的性状①、②、③、④可知同一个基因会影响多种性状
B.若⑥表达出的血红蛋白使“红细胞呈镰刀状”,可说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
C.上述图示可表明基因与性状并非简单的线性关系
D.若⑦基因控制果蝇的红眼性状,⑧基因控制果蝇的朱红眼性状,⑦⑧是一对等位基因
14.磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)是某油料作物细胞中的一种中间代谢产物,在两对独立遗传的基因(A和a、B和b)的控制下,可转化为油脂或蛋白质。某科研小组通过RNA干扰的方式获得了产油率更高的品种,基本原理如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.产油率高植株和产蛋白高植株的基因型分别为AAbb、aaBB
B.图示中过程①与过程②所需要的嘧啶碱基数量一定相同
C.该研究通过抑制基因B表达过程中的翻译阶段来提高产油率
D.图示表明基因是通过控制蛋白质和脂质的合成来控制性状的
15.研究发现,人类的常染色体中几乎每一对核苷酸都会发生转录现象。能稳定存在的转录产物中信使RNA不超过2%,其余绝大部分为非编码RNA(ncRNA),目前关于ncRNA的分类一种是依据其表达特点及功能,将其划分为组成型ncRNA和调节型ncRNA;另一种是依据ncRNA分子大小划分为lncRNA和小分子非编码RNA。在人体内,lncRNA在数量上占全部ncRNA的大部分。根据以上资料分析,下列说法不合理的是 ( )
A.核DNA的转录产物既有信使RNA也有ncRNA,可能还有别的产物
B.ncRNA可能是常染色体上DNA的无效应片段转录的产物
C.信使RNA和ncRNA都有表达功能,但表达产物的结构和功能不同
D.常染色体中核苷酸的转录产物大部分是lncRNA,由此可见lncRNA是所有的RNA
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.某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间,使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质,下列相关叙述错误的是 ( )
A.随后细胞中的DNA复制发生障碍
B.随后细胞中的转录发生障碍
C.该物质可将细胞周期阻断在分裂中期
D.可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用
17.生物体内的核酸常与蛋白质结合,以核酸—蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述正确的是 ( )
A.真核生物细胞质中有核酸—蛋白质复合物,原核生物细胞质中没有
B.真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有
C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶
D.若复合物中正在进行RNA合成,则该复合物中可能含有RNA聚合酶
18.正常情况下,内质网膜上的PERK与Bip结合后处于失活状态。但当内质网腔内出现异常蛋白时,Bip便与PERK分离使PERK恢复活性,最终引发细胞凋亡,其机理如图所示。下列分析正确的是 ( )
注:Bax基因、BCL-2基因为细胞凋亡相关基因,(+)表示促进,(-)表示抑制
A.与PERK相比,Bip更容易与异常蛋白结合
B.异常蛋白出现后会从转录和翻译水平影响细胞凋亡
C.BCL-2基因与Bax基因的表达产物都可以促使细胞凋亡
D.通过药物提高PERK活性可以促进细胞凋亡
19.科学家发现RNA聚合酶如果运行过快,会与DNA聚合酶“撞车”,从而使DNA折断,引发细胞癌变。研究发现,一种特殊酶类RECQL5可以吸附到RNA聚合酶上减缓其运行速度,扮演“刹车”的角色,从而抑制癌症发生。下列分析不正确的是 ( )
A.DNA聚合酶和RNA聚合酶均可以与DNA链结合分别催化不同过程
B.“撞车”引发的DNA折断可能损伤DNA链上与细胞周期相关的基因
C.RECQL5可以与RNA聚合酶结合进而减慢细胞内蛋白质合成的速率
D.RECQL5导致RNA聚合酶与mRNA结合受阻使基因不能正常表达
20.孟德尔曾经研究过豌豆的圆粒和皱粒这一相对性状,并用遗传因子的假设作出了精彩的解释。现从基因控制蛋白质合成的角度阐释豌豆种子圆粒性状的产生机制,如图所示。据图分析正确的是 ( )
A.a过程形成的三种主要产物可同时出现在核糖体中
B.完成b过程的条件包括mRNA、核糖核苷酸、核糖体、能量
C.皱粒豌豆细胞内淀粉含量低,蔗糖含量高,味道更甜美
D.图示说明基因可通过控制酶的合成间接控制生物体的性状
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21.(共10分)如图表示细胞内遗传信息表达的过程。根据所学的生物学知识回答:
图1
图2
(1)图2中方框内所示结构是 的一部分,它主要在 中合成,其基本组成单位是 ,可以用图2方框中数字 表示。
(2)图1中以④为模板合成⑤物质的过程称为 ,进行的场所是 ,所需要的原料是 。
(3)若该多肽合成到图1示UCU决定的氨基酸后就终止合成,则导致合成结束的终止密码子是 。
(4)从化学成分角度分析,与图1中⑥结构的化学组成最相似的是 。
A.乳酸杆菌 B.噬菌体
C.染色体 D.流感病毒
(5)若图1的①所示的分子中有1 000个碱基对,则由它所控制形成的信使RNA中含有的密码子个数和合成的蛋白质中氨基酸种类最多不超过 。
A.166和55 B.166和21 C.333和111 D.333和21
22.(共11分)一般情况下,心肌细胞不能增殖,基因ARC在心肌细胞中特异性表达,能抑制其凋亡,以维持正常数量。细胞中另一些基因通过转录形成前体RNA,再经过加工会产生许多非编码RNA,如miR-223(链状),HRCR(环状)。结合图示回答问题:
(1)启动过程①时, 酶需识别并与基因前端的一段碱基序列结合。进行过程②的场所是 ,该过程最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序 (填“相同”或“不同”),翻译的方向是 (填“从左到右”或“从右到左”)。
(2)当心肌缺血、缺氧时,会引起基因miR-223过度表达,所产生的miR-223可与mRNA特定序列通过 原则结合,形成核酸杂交分子1,使凋亡抑制因子无法合成,最终导致心力衰竭。与基因ARC相比,核酸杂交分子1中特有的碱基对是 。
(3)根据题意,RNA除了可为蛋白质的合成提供模板外,还具有 功能(写出一种即可)。 易错
(4)科研人员认为,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物,原因是 。
23.(共11分)中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。请回答下列问题。
(1)a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是 、 、 和 。
(2)需要tRNA和核糖体同时参与的过程是 (用图中的字母回答)。
(3)a过程发生在真核细胞分裂前的 期。
(4)在真核细胞中,a和b两个过程发生的主要场所是 。
(5)能特异性识别信使RNA上密码子的分子是 ,后者所携带的分子是 。
(6)RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有(用类似本题图中的形式表述):
① ;
② 。
24.(共10分)DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶(DNMT)的作用下将甲基(—CH3)选择性地添加在DNA上的过程,是一种基本的表观遗传学修饰。在不改变DNA序列的前提下控制基因的表达,在多个生物学过程中发挥重要作用。DNA异常甲基化与肿瘤的发生、发展、细胞癌变有着密切的联系。回答下列问题:
(1)在DNMT的催化下,DNA中的C—G中的胞嘧啶被选择性地添加甲基,形成5-甲基胞嘧啶,5-甲基胞嘧啶脱氨基生成胸腺嘧啶,与正常DNA分子相比,变化后的DNA的稳定性 (填“低”或“高”)。若一个DNA分子中的一个C—G中的胞嘧啶甲基化后,又发生脱氨基生成了胸腺嘧啶,则该DNA分子经过N次复制后,所产生的子代DNA分子中正常的DNA占 。
(2)大多数脊椎动物基因组DNA都有少量的甲基化胞嘧啶,且甲基化位点可随DNA的复制而遗传,这是因为DNA复制后, 可将新合成的未甲基化的位点进行甲基化,从而控制基因的正常表达。
(3)如图表示控制DNMT的基因内部和周围的DNA片段情况。图中数字表示千碱基对(单位:kb),已知该基因转录的直接产物mRNA中与d区间对应的区域会被加工切除,而成为成熟的mRNA。图中起始密码子对应位点 (填“是”或“不是”)RNA聚合酶结合的位点,由该基因控制合成的DNMT是由 个氨基酸脱水缩合形成的。
25.(共13分)2017年,三位科学家因发现生物昼夜节律的分子机制而获得诺贝尔奖。请回答问题:
(1)1984年,科学家首次成功分离了节律基因(PER)。PER基因控制合成PER蛋白的过程称为基因的 。该过程在细胞的细胞核中,以该基因的一条链为模板,以四种 为原料转录出mRNA,进而在核糖体上 出PER蛋白。
(2)CLK-CYC复合物能激活PER基因转录,PER蛋白与TIM蛋白结合后才能进入细胞核。白天PER蛋白在细胞质中降解,晚上PER蛋白在细胞核中积累,周期约为24小时,表现出昼夜节律,其分子调节机制如图所示。
①白天,在光下被激活的CRY蛋白与TIM蛋白结合,引起TIM蛋白降解,PER蛋白与DBT蛋白结合后被降解,导致 ,PER蛋白进入细胞核受阻。
②夜晚,TIM蛋白与PER蛋白结合后,经 进入细胞核,使核内的PER蛋白含量升高,同时 PER基因转录。
(3)生物节律与人类健康息息相关,节律紊乱会引发一系列健康问题。上述研究对于我们健康文明的生活方式有哪些启示? 。
答案全解全析
本章达标检测
1.A
2.C
3.B
4.A
5.C
6.A
7.C
8.C
9.C
10.B
11.B
12.C
13.D
14.C
15.D
16.C
17.CD
18.ABD
19.D
20.ACD
1.A 在翻译过程中mRNA中的碱基序列决定了蛋白质的氨基酸序列,A正确;密码子具有简并性,一种氨基酸可以由一种或多种密码子决定,B错误;密码子有64种,但终止密码子不编码氨基酸,故不与反密码子相对应,C、D错误。
2.C 从场所上看,DNA分子的复制、转录都能发生在细胞核中,但翻译发生在核糖体中,A错误;从时期上看,都能发生在细胞分裂前的间期,但翻译在细胞分裂期也能发生,B错误;从条件上看,DNA分子的复制、转录和翻译都需要模板、原料、酶和能量,C正确;从原则上看,DNA分子的复制、转录和翻译都遵循碱基互补配对原则,由于DNA中特有的碱基是T,RNA中特有的碱基是U,所以碱基互补配对时不完全相同,D错误。
3.B 据图分析可知:图示过程为以DNA分子的一条链为模板合成RNA的过程,是转录过程。真核细胞的线粒体中也可发生转录过程,A正确;细胞核内形成的①RNA通过核孔进入细胞质,该过程不穿膜,B错误;转录是RNA合成的主要方式,C正确;①RNA的基本组成单位为4种核糖核苷酸,D正确。
4.A tRNA的主要作用是运输氨基酸,①错误;每种氨基酸有一种或多种tRNA与之对应,②错误;根据题图可知,tRNA虽然是单链,但也有碱基互补配对形成的氢键,③正确;mRNA上密码子的一个碱基发生替换,则其编码的氨基酸不一定改变,④错误;在原核细胞和完整的真核细胞内都有tRNA,参与翻译过程,⑤正确;细胞内合成tRNA的主要场所是细胞核,核糖体是蛋白质合成的场所,⑥错误。
5.C DNA复制以DNA为模板,转录以DNA为模板,翻译过程以mRNA为模板,它们都遵循碱基互补配对原则,A正确;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;DNA复制是以DNA两条链为模板,转录是以DNA一条链为模板,C错误;DNA复制产生DNA,转录产生RNA,翻译过程产生蛋白质,需要的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸,D正确。
6.A 线粒体是有氧呼吸的主要场所,②过程为核基因的转录过程,以②过程形成的mRNA为模板翻译成的前体蛋白进入线粒体发挥作用,因此用某药物抑制②过程,可能会影响线粒体的功能,导致该细胞的有氧呼吸可能受影响,A正确;物质Ⅱ为环状的线粒体DNA,其上具有的基因为细胞质基因,细胞质基因的传递不遵循孟德尔定律,B错误;③过程表示翻译,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,且先结合的核糖体中合成的肽链最长,据此可知:③过程核糖体在mRNA上由右向左移动,C错误;③⑤均为翻译过程,由于翻译的模板mRNA不同,因此所用密码子的种类和数量不一定相同,D错误。
7.C 图示表示人体唾液腺细胞中的某生理过程,其中①为DNA分子;②为mRNA;③为RNA聚合酶;④为tRNA,能识别密码子并转运相应的氨基酸;⑤为多肽链;⑥为mRNA,是翻译的模板,A正确。若②中A+U占36%,根据碱基互补配对原则,①中A+T占36%,则C+G占64%,G占32%,B正确。图中的⑤为多肽链,还不具有生物活性,需经过一系列步骤,盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子,C错误。密码子是mRNA上编码一个氨基酸的3个相邻的碱基,因此图中④携带的氨基酸密码子为UCA,D正确。
8.C 根据“这些变形的DNA构象对细胞中蛋白质识别其同源DNA序列并发挥其调节功能,具有重要意义”可知,i-Motif的形成对细胞发挥其正常功能可能至关重要,A正确;DNA被“读取”是指转录,即以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,B正确;由题干可知,在i-Motif中,同一条DNA链上的胞嘧啶(C)彼此结合,C错误;由题干可知,i-Motif也倾向于出现在细胞“启动子区域”,该区域控制基因的开启及关闭,则i-Motif可能有助于开启或关闭基因,D正确。
9.C 图中转录和翻译同时进行,说明发生在原核细胞中,过程Ⅰ转录和过程Ⅱ翻译均在细胞质内进行,A正确;根据题干X、Y分别表示两种功能不同的酶,由图可知,Y表示RNA聚合酶,X酶行使解旋功能,可推知该生物内RNA聚合酶不具备解旋功能,B正确;转录是以DNA为模板合成RNA的过程,因此参与转录过程的碱基有5种(A、T、C、G、U),核苷酸有8种(4种脱氧核苷酸、4种核糖核苷酸),C错误;过程Ⅰ为转录,a为DNA分子,a处的碱基配对为T—A、G—C,b处发生转录,因此b处的碱基配对可能有:T—A、U—A、G—C,D正确。
10.B 单链QβRNA的复制过程:先以该RNA为模板合成一条互补RNA,再以互补RNA为模板合成子代QβRNA,故此过程中不需要逆转录,但可形成双链RNA,A错误,B正确;由题图可知,一条QβRNA模板可翻译出多条肽链,C错误;RNA复制酶基因表达形成RNA复制酶之后,在RNA复制酶的作用下RNA才能进行复制,D错误。
11.B 肾脏细胞与小肠细胞中的apo-B基因的碱基序列相同,转录产生的mRNA应具有相同的长度,A正确;脱氨酶在小肠细胞中使apo-B的mRNA序列改变,使终止密码子提前,其基因的碱基序列并没有改变,B错误;根据题干信息,人体的apo-B基因在不同细胞中控制合成了不同的蛋白质,C正确;根据apo-B基因在小肠细胞中控制合成的蛋白质的原因可知,mRNA中CAA编码某种特定的氨基酸,UAA不编码氨基酸,D正确。
12.C 一分子mRNA上5'端有一个游离的磷酸基团,其他磷酸基团均与两个核糖相连,A正确;细菌属于原核细胞,没有核膜包围的细胞核,则mRNA合成的过程中,核糖体就可以与之结合并开始翻译过程,是边转录边翻译,B正确;多个核糖体在mRNA上移动合成多条相同的肽链,这样可以提高翻译效率,C错误;据图分析,一个mRNA有多个起始密码子,所以一个mRNA可翻译成多种蛋白质,D正确。
13.D 由题图知,性状①、②、③、④由同一种基因产物呈现,说明同一个基因会影响多种性状,A正确;若⑥表达出的血红蛋白使“红细胞呈镰刀状”,可说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,B正确;由题图可知,基因与性状并非简单的线性关系,C正确;⑦⑧基因在同一条染色体上,因此不可能是一对等位基因,D错误。
14.C 据题图可得,产油率高植株和产蛋白高植株的基因型分别为A_bb、aaB_,A错误。图示中过程①与过程②的模板分别是基因B中的链1、链2,所需要的嘧啶碱基数量不一定相同,B错误。诱导基因B的链1转录形成的RNA可与链2正常转录得到的mRNA形成双链,从而抑制翻译过程减少酶b的量,PEP在酶a的催化下形成油脂,提高了作物的产油率,C正确。图示表明基因是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,D错误。
15.D 根据题干信息:能稳定存在的转录产物中信使RNA不超过2%,其余绝大部分为非编码RNA(ncRNA)可知,核DNA的转录产物既有信使RNA也有ncRNA,可能还有别的产物,A不符合题意;ncRNA为非编码RNA,其可能是常染色体上DNA的无效应片段转录的产物,B不符合题意;信使RNA和ncRNA都有表达功能,但表达产物的结构和功能不同,C不符合题意;根据题干信息可知,RNA分为信使RNA和非编码RNA(ncRNA)等,ncRNA包括lncRNA和小分子非编码RNA,D符合题意。
16.C 某物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间,使DNA双链不能打开,说明该物质会阻碍DNA分子的解旋,因此会阻碍DNA分子的复制、转录和抑制细胞增殖,A、B、D三项均正确;因DNA分子的复制发生在间期,所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期,C项错误。
17.CD 真核生物细胞质中有核酸—蛋白质复合物,原核生物细胞质中也有,如真核细胞和原核细胞都有DNA复制、转录和翻译过程,这些过程含有核酸—蛋白质复合物,A错误;真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中也有,例如DNA的复制和转录,B错误;DNA复制过程需要DNA聚合酶,若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶,C正确;RNA聚合酶能催化合成RNA,若复合物中正在进行RNA合成,则该复合物中可能含有RNA聚合酶,D正确。
18.ABD 由题干及图示信息可知当内质网腔内出现异常蛋白时,Bip便与PERK分离并与异常蛋白结合,因此Bip更容易与异常蛋白结合,A正确;由图示信息可知异常蛋白出现后,PERK恢复活性,会从转录和翻译水平影响细胞凋亡,B正确;由图示信息可知,Bax基因会促进细胞的凋亡,BCL-2基因会抑制细胞的凋亡,C错误;由题干信息可知,PERK恢复活性后可引发细胞凋亡,所以提高PERK活性可以促进细胞凋亡,D正确。
19.D DNA聚合酶可以与DNA结合催化DNA复制过程,RNA聚合酶可以与DNA结合催化转录过程,A正确;“撞车”引发的DNA折断可能损伤DNA链上与细胞周期相关的基因,导致细胞分裂失控而无限增殖,B正确;基因表达包括转录和翻译两个阶段,RNA聚合酶可以催化转录过程,RECQL5可以与RNA聚合酶结合,进而减慢细胞内蛋白质合成的速率,C正确;RNA聚合酶与DNA结合,不与mRNA结合,D错误。
20.ACD 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。根据分析可知,图中a表示转录过程,该过程的三种主要产物是mRNA、rRNA、tRNA,翻译过程中,mRNA为模板,tRNA转运氨基酸,而rRNA是核糖体的重要组成成分,故它们可同时出现在核糖体中,A正确;b表示翻译过程,不需要核糖核苷酸,B错误;由图可知,皱粒豌豆蔗糖含量高,淀粉含量低,味道更甜美,C正确;题图说明基因能够通过控制酶的合成,从而间接控制生物体的性状,D正确。
21.答案 (每空1分)(1)RNA 细胞核 核糖核苷酸 1、2和7 (2)翻译 核糖体 氨基酸 (3)UAA (4)D (5)D
解析 (1)图2中方框内所示结构含有的碱基U是RNA特有的碱基,因此方框内所示结构是RNA的一部分。RNA主要在细胞核中经过转录过程合成。RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,而一分子核糖核苷酸是由一分子磷酸、一分子含氮碱基和一分子核糖组成的,所以可以用图2方框中的1、2和7表示。(2)图1中④是mRNA,⑤是肽链,因此以④为模板合成⑤物质的过程称为翻译。翻译进行的场所是核糖体,所需要的原料是氨基酸。(3)若该多肽合成到图1示UCU决定的氨基酸后就终止合成,说明UCU之后的密码子为终止密码子,从图1中④所示的mRNA的碱基序列可推知:该终止密码子是UAA。(4)图1中⑥结构为核糖体,主要由RNA和蛋白质组成。乳酸杆菌的化学组成包括水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质和核酸等,A错误;噬菌体由DNA和蛋白质外壳组成,B错误;染色体主要由DNA和蛋白质组成,C错误;流感病毒由RNA和蛋白质组成,D正确。(5)若图1中①所示的DNA分子中有1 000个碱基对,则由它所控制形成的信使RNA中含有1 000个碱基。mRNA中决定1个氨基酸的3个相邻的碱基构成1个密码子,所以密码子的个数最多为1 000÷3≈333。在不考虑终止密码子等的情况下,1个密码子决定1个氨基酸,因此所合成的蛋白质中氨基酸个数最多为333,但氨基酸的种类最多为21种。综上分析,A、B、C均错误,D正确。
22.答案 (除标注外,每空1分)(1)RNA聚合 核糖体 相同 从左到右 (2)碱基互补配对 A—U (3)形成核酸杂交分子,调控基因的表达(2分) (4)HRCR可与miR-223碱基互补配对,从而清除miR-223,使基因ARC的表达增加,抑制心肌细胞的凋亡(3分)
解析 分析题图:图中①为转录过程,②为翻译过程,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)①是转录过程,催化该过程的酶是RNA聚合酶,启动过程①时,RNA聚合酶需识别并与基因前端的一段碱基序列结合。②是翻译过程,其场所是核糖体,由于控制合成三条多肽链的模板是同一个mRNA,所以最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序相同。根据肽链长短推测,翻译的方向应该为从左到右。(2)当心肌缺血、缺氧时,miR-223基因过度表达产生过多的miR-223,miR-223与mRNA特定序列通过碱基互补配对原则结合形成核酸杂交分子1,导致凋亡抑制因子合成受阻,最终导致心力衰竭。与基因ARC相比,核酸杂交分子1中特有的碱基对是A—U。(3)根据题意,RNA除了可为蛋白质的合成提供模板外,还具有形成核酸杂交分子,调控基因的表达的功能。(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可与miR-223碱基互补配对,从而清除miR-223,使基因ARC的表达增加,抑制心肌细胞的凋亡。
易错提醒
RNA是核酸的一种,其功能有多种,有的RNA可作为某些病毒的遗传物质,如HIV;有的RNA是构成某些细胞器的成分,如核糖体;有的RNA具有催化功能;有的RNA可调控基因表达;有的RNA可运输氨基酸,如转运RNA;有的RNA可作为翻译的模板,如mRNA。
23.答案 (每空1分)(1)DNA复制 转录 翻译 逆转录 (2)c (3)间(S) (4)细胞核 (5)tRNA(转运RNA) 氨基酸
(6)①
②
解析 (1)图中a表示以DNA为模板合成DNA的复制过程,b表示以DNA为模板合成RNA的转录过程,c表示以mRNA为模板合成蛋白质的翻译过程,d表示以RNA为模板合成DNA的逆转录过程。(2)翻译过程在核糖体上进行,需要tRNA搬运特定的氨基酸,并通过反密码子与mRNA中的密码子相识别。(3)DNA复制发生在真核细胞分裂前的间期的S期。(4)在真核细胞中,DNA复制和转录过程主要发生在细胞核中。(5)tRNA携带特定的氨基酸,并通过反密码子特异性识别信使RNA上的密码子。(6)大多数RNA病毒的遗传信息传递和表达包括RNA复制和翻译过程,逆转录病毒的遗传信息传递和表达包括逆转录、DNA复制、转录、翻译过程。
24.答案 (每空2分)(1)低 1/2 (2)DNA甲基转移酶(DNMT) (3)不是 299
解析 (1)根据题中信息分析可知,题述变化过程中“C”变为“T”,与正常DNA分子相比,变化后的DNA不能正常配对,稳定性降低。变化后的DNA分子的一条链是正常的,另一条链中的C变为T,复制时以正常链为模板所得到的子代DNA均正常,而以异常链为模板所得到的子代DNA均异常,由此得出题述DNA经过N次复制后,所产生的子代DNA分子中正常的DNA占1/2。(2)根据题干信息可知,DNA甲基转移酶可以使DNA甲基化。(3)RNA聚合酶能够识别转录起点对应的DNA位点并与之结合,不与起始密码子对应的位点结合。翻译时由起始密码子对应位点开始,到终止密码子对应位点结束,除去d段,共有(2.0-1.7)+(5.8-5.2)=0.9(kb),由于mRNA上3个相邻的碱基决定一个氨基酸,且终止密码子不编码氨基酸,故得出该酶由900÷3-1=299(个)氨基酸脱水缩合而成。
25.答案 (除标注外,每空2分)(1)表达 核糖核苷酸 翻译 (2)①PER蛋白与TIM蛋白结合产物减少 ②核孔 抑制 (3)规律作息,保持良好生活习惯等(1分)
解析 (1)基因控制蛋白质合成的过程称为基因的表达,故PER基因控制合成PER蛋白的过程称为基因的表达。基因的表达过程包括转录和翻译两步,前者主要发生在细胞核中,而后者发生在细胞质基质中的核糖体上,据此分析,该过程在细胞的细胞核中,以该基因的一条链为模板,以四种核糖核苷酸为原料转录出mRNA,进而在核糖体上翻译出PER蛋白。(2)根据题目信息可知,白天PER蛋白在细胞质中降解,晚上PER蛋白在细胞核中积累,据此作答:①结合图示可知,白天,在光下被激活的CRY蛋白与TIM蛋白结合,引起TIM蛋白降解,PER蛋白与DBT蛋白结合后被降解,故PER蛋白与TIM蛋白结合产物减少,PER蛋白进入细胞核受阻。②核孔主要是大分子物质出入细胞核的通道,故可推测,夜晚,TIM蛋白与PER蛋白结合后,是经核孔进入细胞核的,使核内的PER蛋白含量升高,同时抑制PER基因转录。(3)如果生活不规律,就会引发由节律紊乱导致的一系列健康问题。因此为了身体的健康,我们需要规律作息,保持良好生活习惯。
本章达标检测
(满分:100分;时间:75分钟)
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.下列关于遗传信息的翻译的叙述中正确的是 ( )
A.通过翻译将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列
B.生物体内合成蛋白质时,一种氨基酸只能由一种密码子决定
C.密码子有64种,每个密码子都与一个反密码子相对应
D.生物体内合成蛋白质时,一种密码子一定能决定一种氨基酸
2.下列关于真核细胞中DNA分子的复制、转录和翻译的比较,正确的是 ( )
A.从场所上看,都能发生在细胞核中
B.从时期上看,都只能发生在细胞分裂前的间期
C.从条件上看,都需要模板、原料、酶和能量
D.从原则上看,都遵循相同的碱基互补配对原则
3.如图为真核细胞细胞核中某代谢过程示意图,下列说法错误的是 ( )
A.此过程在线粒体中也可发生
B.①需穿过两层生物膜才能与细胞质中的核糖体结合
C.该过程是生物合成RNA的主要方式
D.①是以4种核糖核苷酸为原料合成的
4.如图为tRNA的结构示意图,有关叙述正确的有 ( )
①tRNA的主要作用是合成氨基酸
②每种氨基酸都只有一种tRNA与之对应
③tRNA虽然是单链,但也有碱基互补配对形成的氢键
④mRNA上密码子的一个碱基发生替换,则其编码的氨基酸一定改变
⑤在原核细胞和完整的真核细胞内都有tRNA
⑥合成tRNA的结构是核糖体
A.两项 B.三项 C.四项 D.五项
5.下列有关遗传信息传递过程的叙述,错误的是 ( )
A.DNA的复制、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复制和转录都是以DNA的一条链为模板,翻译则以mRNA为模板
D.DNA复制、转录及翻译的原料依次是脱氧核糖核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸
6.某细胞中有关物质合成如图,①~⑤表示生理过程,Ⅰ、Ⅱ表示结构或物质。据图分析正确的是 ( )
A.用某药物抑制②过程,该细胞的有氧呼吸可能受影响
B.物质Ⅱ上也具有基因,此处基因的传递遵循孟德尔定律
C.图中③过程核糖体在mRNA上由左向右移动
D.③⑤为同一生理过程,所用密码子的种类和数量相同
7.如图表示人体唾液腺细胞中的某生理过程,下列有关说法错误的是 ( )
A.图中的③是RNA聚合酶
B.若②中A+U占36%,则①对应片段中G占32%
C.图中的⑤可能对淀粉水解起催化作用
D.图中④携带的氨基酸密码子为UCA
8.据报道,科学家在人体活细胞内确认了一种新的DNA结构:i-Motif(如图)。在i-Motif结构中,同一条DNA链上的胞嘧啶(C)彼此结合。研究表明,大多数情况下,i-Motif形成在细胞生命周期的晚期,即DNA被积极“读取”时。i-Motif也倾向于出现在细胞“启动子区域”,该区域控制基因的开启及关闭。这些变形的DNA构象对细胞中蛋白质识别其同源DNA序列并发挥其调节功能,具有重要意义。下列有关说法错误的是 ( )
A.i-Motif结构的形成对细胞发挥其正常功能可能至关重要
B.DNA被“读取”指转录,是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程
C.在DNA分子双螺旋区域和i-Motif中,碱基都按A—T或G—C配对
D.i-Motif可能有助于开启或关闭基因
9.如图表示某生物细胞内发生的一系列生理变化,X、Y分别表示两种功能不同的酶,请据图分析,下面有关叙述不正确的是 ( )
A.过程Ⅰ和过程Ⅱ进行的场所均在细胞质
B.可推测该生物内RNA聚合酶不具备解旋功能
C.参与Ⅰ过程的碱基有4种、核苷酸有4种
D.a处的碱基配对为A—T、C—G,b处的碱基配对可能有:T—A、A—U、C—G
10.Qβ噬菌体的遗传物质(QβRNA)是一条单链RNA。当噬菌体侵染大肠杆菌后,QβRNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如图所示),然后利用该复制酶复制QβRNA。下列叙述正确的是 ( )
A.QβRNA的复制需经历一个逆转录过程
B.QβRNA的复制需经历形成双链RNA的过程
C.一条QβRNA模板只能翻译出一条肽链
D.QβRNA复制后,RNA复制酶基因才能进行表达
11.人的载脂蛋白apo-B基因在肝、肾细胞中控制合成的蛋白质含有4 563个氨基酸,但在小肠细胞中控制合成的蛋白质仅有2 153个氨基酸,原因是小肠细胞中的脱氨酶将apo-B的mRNA上控制第2 154个氨基酸的密码子CAA转变成了UAA。下列相关叙述错误的是 ( )
A.肾脏细胞与小肠细胞中apo-B基因的转录产物长度相同
B.脱氨酶导致小肠细胞中apo-B基因的碱基序列发生改变
C.人的某些基因在不同细胞中可编码合成不同的蛋白质
D.mRNA中CAA编码某种特定的氨基酸,UAA不编码氨基酸
12.如图为某细菌mRNA与对应的翻译产物示意图,相关叙述错误的是 ( )
A.一分子mRNA有一个游离磷酸基团,其他磷酸基团均与两个核糖相连
B.在该mRNA合成的过程中,核糖体就可以与之结合并开始翻译过程
C.多个核糖体在mRNA上的移动合成一条肽链,提高翻译效率
D.一个mRNA有多个起始密码子,所以一个mRNA可翻译成多种蛋白质
13.读图判断下列有关基因与性状关系的叙述,错误的是 ( )
A.由基因产物呈现的性状①、②、③、④可知同一个基因会影响多种性状
B.若⑥表达出的血红蛋白使“红细胞呈镰刀状”,可说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
C.上述图示可表明基因与性状并非简单的线性关系
D.若⑦基因控制果蝇的红眼性状,⑧基因控制果蝇的朱红眼性状,⑦⑧是一对等位基因
14.磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)是某油料作物细胞中的一种中间代谢产物,在两对独立遗传的基因(A和a、B和b)的控制下,可转化为油脂或蛋白质。某科研小组通过RNA干扰的方式获得了产油率更高的品种,基本原理如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.产油率高植株和产蛋白高植株的基因型分别为AAbb、aaBB
B.图示中过程①与过程②所需要的嘧啶碱基数量一定相同
C.该研究通过抑制基因B表达过程中的翻译阶段来提高产油率
D.图示表明基因是通过控制蛋白质和脂质的合成来控制性状的
15.研究发现,人类的常染色体中几乎每一对核苷酸都会发生转录现象。能稳定存在的转录产物中信使RNA不超过2%,其余绝大部分为非编码RNA(ncRNA),目前关于ncRNA的分类一种是依据其表达特点及功能,将其划分为组成型ncRNA和调节型ncRNA;另一种是依据ncRNA分子大小划分为lncRNA和小分子非编码RNA。在人体内,lncRNA在数量上占全部ncRNA的大部分。根据以上资料分析,下列说法不合理的是 ( )
A.核DNA的转录产物既有信使RNA也有ncRNA,可能还有别的产物
B.ncRNA可能是常染色体上DNA的无效应片段转录的产物
C.信使RNA和ncRNA都有表达功能,但表达产物的结构和功能不同
D.常染色体中核苷酸的转录产物大部分是lncRNA,由此可见lncRNA是所有的RNA
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.某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间,使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质,下列相关叙述错误的是 ( )
A.随后细胞中的DNA复制发生障碍
B.随后细胞中的转录发生障碍
C.该物质可将细胞周期阻断在分裂中期
D.可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用
17.生物体内的核酸常与蛋白质结合,以核酸—蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述正确的是 ( )
A.真核生物细胞质中有核酸—蛋白质复合物,原核生物细胞质中没有
B.真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有
C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶
D.若复合物中正在进行RNA合成,则该复合物中可能含有RNA聚合酶
18.正常情况下,内质网膜上的PERK与Bip结合后处于失活状态。但当内质网腔内出现异常蛋白时,Bip便与PERK分离使PERK恢复活性,最终引发细胞凋亡,其机理如图所示。下列分析正确的是 ( )
注:Bax基因、BCL-2基因为细胞凋亡相关基因,(+)表示促进,(-)表示抑制
A.与PERK相比,Bip更容易与异常蛋白结合
B.异常蛋白出现后会从转录和翻译水平影响细胞凋亡
C.BCL-2基因与Bax基因的表达产物都可以促使细胞凋亡
D.通过药物提高PERK活性可以促进细胞凋亡
19.科学家发现RNA聚合酶如果运行过快,会与DNA聚合酶“撞车”,从而使DNA折断,引发细胞癌变。研究发现,一种特殊酶类RECQL5可以吸附到RNA聚合酶上减缓其运行速度,扮演“刹车”的角色,从而抑制癌症发生。下列分析不正确的是 ( )
A.DNA聚合酶和RNA聚合酶均可以与DNA链结合分别催化不同过程
B.“撞车”引发的DNA折断可能损伤DNA链上与细胞周期相关的基因
C.RECQL5可以与RNA聚合酶结合进而减慢细胞内蛋白质合成的速率
D.RECQL5导致RNA聚合酶与mRNA结合受阻使基因不能正常表达
20.孟德尔曾经研究过豌豆的圆粒和皱粒这一相对性状,并用遗传因子的假设作出了精彩的解释。现从基因控制蛋白质合成的角度阐释豌豆种子圆粒性状的产生机制,如图所示。据图分析正确的是 ( )
A.a过程形成的三种主要产物可同时出现在核糖体中
B.完成b过程的条件包括mRNA、核糖核苷酸、核糖体、能量
C.皱粒豌豆细胞内淀粉含量低,蔗糖含量高,味道更甜美
D.图示说明基因可通过控制酶的合成间接控制生物体的性状
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21.(共10分)如图表示细胞内遗传信息表达的过程。根据所学的生物学知识回答:
图1
图2
(1)图2中方框内所示结构是 的一部分,它主要在 中合成,其基本组成单位是 ,可以用图2方框中数字 表示。
(2)图1中以④为模板合成⑤物质的过程称为 ,进行的场所是 ,所需要的原料是 。
(3)若该多肽合成到图1示UCU决定的氨基酸后就终止合成,则导致合成结束的终止密码子是 。
(4)从化学成分角度分析,与图1中⑥结构的化学组成最相似的是 。
A.乳酸杆菌 B.噬菌体
C.染色体 D.流感病毒
(5)若图1的①所示的分子中有1 000个碱基对,则由它所控制形成的信使RNA中含有的密码子个数和合成的蛋白质中氨基酸种类最多不超过 。
A.166和55 B.166和21 C.333和111 D.333和21
22.(共11分)一般情况下,心肌细胞不能增殖,基因ARC在心肌细胞中特异性表达,能抑制其凋亡,以维持正常数量。细胞中另一些基因通过转录形成前体RNA,再经过加工会产生许多非编码RNA,如miR-223(链状),HRCR(环状)。结合图示回答问题:
(1)启动过程①时, 酶需识别并与基因前端的一段碱基序列结合。进行过程②的场所是 ,该过程最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序 (填“相同”或“不同”),翻译的方向是 (填“从左到右”或“从右到左”)。
(2)当心肌缺血、缺氧时,会引起基因miR-223过度表达,所产生的miR-223可与mRNA特定序列通过 原则结合,形成核酸杂交分子1,使凋亡抑制因子无法合成,最终导致心力衰竭。与基因ARC相比,核酸杂交分子1中特有的碱基对是 。
(3)根据题意,RNA除了可为蛋白质的合成提供模板外,还具有 功能(写出一种即可)。 易错
(4)科研人员认为,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物,原因是 。
23.(共11分)中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。请回答下列问题。
(1)a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是 、 、 和 。
(2)需要tRNA和核糖体同时参与的过程是 (用图中的字母回答)。
(3)a过程发生在真核细胞分裂前的 期。
(4)在真核细胞中,a和b两个过程发生的主要场所是 。
(5)能特异性识别信使RNA上密码子的分子是 ,后者所携带的分子是 。
(6)RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有(用类似本题图中的形式表述):
① ;
② 。
24.(共10分)DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶(DNMT)的作用下将甲基(—CH3)选择性地添加在DNA上的过程,是一种基本的表观遗传学修饰。在不改变DNA序列的前提下控制基因的表达,在多个生物学过程中发挥重要作用。DNA异常甲基化与肿瘤的发生、发展、细胞癌变有着密切的联系。回答下列问题:
(1)在DNMT的催化下,DNA中的C—G中的胞嘧啶被选择性地添加甲基,形成5-甲基胞嘧啶,5-甲基胞嘧啶脱氨基生成胸腺嘧啶,与正常DNA分子相比,变化后的DNA的稳定性 (填“低”或“高”)。若一个DNA分子中的一个C—G中的胞嘧啶甲基化后,又发生脱氨基生成了胸腺嘧啶,则该DNA分子经过N次复制后,所产生的子代DNA分子中正常的DNA占 。
(2)大多数脊椎动物基因组DNA都有少量的甲基化胞嘧啶,且甲基化位点可随DNA的复制而遗传,这是因为DNA复制后, 可将新合成的未甲基化的位点进行甲基化,从而控制基因的正常表达。
(3)如图表示控制DNMT的基因内部和周围的DNA片段情况。图中数字表示千碱基对(单位:kb),已知该基因转录的直接产物mRNA中与d区间对应的区域会被加工切除,而成为成熟的mRNA。图中起始密码子对应位点 (填“是”或“不是”)RNA聚合酶结合的位点,由该基因控制合成的DNMT是由 个氨基酸脱水缩合形成的。
25.(共13分)2017年,三位科学家因发现生物昼夜节律的分子机制而获得诺贝尔奖。请回答问题:
(1)1984年,科学家首次成功分离了节律基因(PER)。PER基因控制合成PER蛋白的过程称为基因的 。该过程在细胞的细胞核中,以该基因的一条链为模板,以四种 为原料转录出mRNA,进而在核糖体上 出PER蛋白。
(2)CLK-CYC复合物能激活PER基因转录,PER蛋白与TIM蛋白结合后才能进入细胞核。白天PER蛋白在细胞质中降解,晚上PER蛋白在细胞核中积累,周期约为24小时,表现出昼夜节律,其分子调节机制如图所示。
①白天,在光下被激活的CRY蛋白与TIM蛋白结合,引起TIM蛋白降解,PER蛋白与DBT蛋白结合后被降解,导致 ,PER蛋白进入细胞核受阻。
②夜晚,TIM蛋白与PER蛋白结合后,经 进入细胞核,使核内的PER蛋白含量升高,同时 PER基因转录。
(3)生物节律与人类健康息息相关,节律紊乱会引发一系列健康问题。上述研究对于我们健康文明的生活方式有哪些启示? 。
答案全解全析
本章达标检测
1.A
2.C
3.B
4.A
5.C
6.A
7.C
8.C
9.C
10.B
11.B
12.C
13.D
14.C
15.D
16.C
17.CD
18.ABD
19.D
20.ACD
1.A 在翻译过程中mRNA中的碱基序列决定了蛋白质的氨基酸序列,A正确;密码子具有简并性,一种氨基酸可以由一种或多种密码子决定,B错误;密码子有64种,但终止密码子不编码氨基酸,故不与反密码子相对应,C、D错误。
2.C 从场所上看,DNA分子的复制、转录都能发生在细胞核中,但翻译发生在核糖体中,A错误;从时期上看,都能发生在细胞分裂前的间期,但翻译在细胞分裂期也能发生,B错误;从条件上看,DNA分子的复制、转录和翻译都需要模板、原料、酶和能量,C正确;从原则上看,DNA分子的复制、转录和翻译都遵循碱基互补配对原则,由于DNA中特有的碱基是T,RNA中特有的碱基是U,所以碱基互补配对时不完全相同,D错误。
3.B 据图分析可知:图示过程为以DNA分子的一条链为模板合成RNA的过程,是转录过程。真核细胞的线粒体中也可发生转录过程,A正确;细胞核内形成的①RNA通过核孔进入细胞质,该过程不穿膜,B错误;转录是RNA合成的主要方式,C正确;①RNA的基本组成单位为4种核糖核苷酸,D正确。
4.A tRNA的主要作用是运输氨基酸,①错误;每种氨基酸有一种或多种tRNA与之对应,②错误;根据题图可知,tRNA虽然是单链,但也有碱基互补配对形成的氢键,③正确;mRNA上密码子的一个碱基发生替换,则其编码的氨基酸不一定改变,④错误;在原核细胞和完整的真核细胞内都有tRNA,参与翻译过程,⑤正确;细胞内合成tRNA的主要场所是细胞核,核糖体是蛋白质合成的场所,⑥错误。
5.C DNA复制以DNA为模板,转录以DNA为模板,翻译过程以mRNA为模板,它们都遵循碱基互补配对原则,A正确;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;DNA复制是以DNA两条链为模板,转录是以DNA一条链为模板,C错误;DNA复制产生DNA,转录产生RNA,翻译过程产生蛋白质,需要的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸,D正确。
6.A 线粒体是有氧呼吸的主要场所,②过程为核基因的转录过程,以②过程形成的mRNA为模板翻译成的前体蛋白进入线粒体发挥作用,因此用某药物抑制②过程,可能会影响线粒体的功能,导致该细胞的有氧呼吸可能受影响,A正确;物质Ⅱ为环状的线粒体DNA,其上具有的基因为细胞质基因,细胞质基因的传递不遵循孟德尔定律,B错误;③过程表示翻译,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,且先结合的核糖体中合成的肽链最长,据此可知:③过程核糖体在mRNA上由右向左移动,C错误;③⑤均为翻译过程,由于翻译的模板mRNA不同,因此所用密码子的种类和数量不一定相同,D错误。
7.C 图示表示人体唾液腺细胞中的某生理过程,其中①为DNA分子;②为mRNA;③为RNA聚合酶;④为tRNA,能识别密码子并转运相应的氨基酸;⑤为多肽链;⑥为mRNA,是翻译的模板,A正确。若②中A+U占36%,根据碱基互补配对原则,①中A+T占36%,则C+G占64%,G占32%,B正确。图中的⑤为多肽链,还不具有生物活性,需经过一系列步骤,盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子,C错误。密码子是mRNA上编码一个氨基酸的3个相邻的碱基,因此图中④携带的氨基酸密码子为UCA,D正确。
8.C 根据“这些变形的DNA构象对细胞中蛋白质识别其同源DNA序列并发挥其调节功能,具有重要意义”可知,i-Motif的形成对细胞发挥其正常功能可能至关重要,A正确;DNA被“读取”是指转录,即以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,B正确;由题干可知,在i-Motif中,同一条DNA链上的胞嘧啶(C)彼此结合,C错误;由题干可知,i-Motif也倾向于出现在细胞“启动子区域”,该区域控制基因的开启及关闭,则i-Motif可能有助于开启或关闭基因,D正确。
9.C 图中转录和翻译同时进行,说明发生在原核细胞中,过程Ⅰ转录和过程Ⅱ翻译均在细胞质内进行,A正确;根据题干X、Y分别表示两种功能不同的酶,由图可知,Y表示RNA聚合酶,X酶行使解旋功能,可推知该生物内RNA聚合酶不具备解旋功能,B正确;转录是以DNA为模板合成RNA的过程,因此参与转录过程的碱基有5种(A、T、C、G、U),核苷酸有8种(4种脱氧核苷酸、4种核糖核苷酸),C错误;过程Ⅰ为转录,a为DNA分子,a处的碱基配对为T—A、G—C,b处发生转录,因此b处的碱基配对可能有:T—A、U—A、G—C,D正确。
10.B 单链QβRNA的复制过程:先以该RNA为模板合成一条互补RNA,再以互补RNA为模板合成子代QβRNA,故此过程中不需要逆转录,但可形成双链RNA,A错误,B正确;由题图可知,一条QβRNA模板可翻译出多条肽链,C错误;RNA复制酶基因表达形成RNA复制酶之后,在RNA复制酶的作用下RNA才能进行复制,D错误。
11.B 肾脏细胞与小肠细胞中的apo-B基因的碱基序列相同,转录产生的mRNA应具有相同的长度,A正确;脱氨酶在小肠细胞中使apo-B的mRNA序列改变,使终止密码子提前,其基因的碱基序列并没有改变,B错误;根据题干信息,人体的apo-B基因在不同细胞中控制合成了不同的蛋白质,C正确;根据apo-B基因在小肠细胞中控制合成的蛋白质的原因可知,mRNA中CAA编码某种特定的氨基酸,UAA不编码氨基酸,D正确。
12.C 一分子mRNA上5'端有一个游离的磷酸基团,其他磷酸基团均与两个核糖相连,A正确;细菌属于原核细胞,没有核膜包围的细胞核,则mRNA合成的过程中,核糖体就可以与之结合并开始翻译过程,是边转录边翻译,B正确;多个核糖体在mRNA上移动合成多条相同的肽链,这样可以提高翻译效率,C错误;据图分析,一个mRNA有多个起始密码子,所以一个mRNA可翻译成多种蛋白质,D正确。
13.D 由题图知,性状①、②、③、④由同一种基因产物呈现,说明同一个基因会影响多种性状,A正确;若⑥表达出的血红蛋白使“红细胞呈镰刀状”,可说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,B正确;由题图可知,基因与性状并非简单的线性关系,C正确;⑦⑧基因在同一条染色体上,因此不可能是一对等位基因,D错误。
14.C 据题图可得,产油率高植株和产蛋白高植株的基因型分别为A_bb、aaB_,A错误。图示中过程①与过程②的模板分别是基因B中的链1、链2,所需要的嘧啶碱基数量不一定相同,B错误。诱导基因B的链1转录形成的RNA可与链2正常转录得到的mRNA形成双链,从而抑制翻译过程减少酶b的量,PEP在酶a的催化下形成油脂,提高了作物的产油率,C正确。图示表明基因是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,D错误。
15.D 根据题干信息:能稳定存在的转录产物中信使RNA不超过2%,其余绝大部分为非编码RNA(ncRNA)可知,核DNA的转录产物既有信使RNA也有ncRNA,可能还有别的产物,A不符合题意;ncRNA为非编码RNA,其可能是常染色体上DNA的无效应片段转录的产物,B不符合题意;信使RNA和ncRNA都有表达功能,但表达产物的结构和功能不同,C不符合题意;根据题干信息可知,RNA分为信使RNA和非编码RNA(ncRNA)等,ncRNA包括lncRNA和小分子非编码RNA,D符合题意。
16.C 某物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间,使DNA双链不能打开,说明该物质会阻碍DNA分子的解旋,因此会阻碍DNA分子的复制、转录和抑制细胞增殖,A、B、D三项均正确;因DNA分子的复制发生在间期,所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期,C项错误。
17.CD 真核生物细胞质中有核酸—蛋白质复合物,原核生物细胞质中也有,如真核细胞和原核细胞都有DNA复制、转录和翻译过程,这些过程含有核酸—蛋白质复合物,A错误;真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中也有,例如DNA的复制和转录,B错误;DNA复制过程需要DNA聚合酶,若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶,C正确;RNA聚合酶能催化合成RNA,若复合物中正在进行RNA合成,则该复合物中可能含有RNA聚合酶,D正确。
18.ABD 由题干及图示信息可知当内质网腔内出现异常蛋白时,Bip便与PERK分离并与异常蛋白结合,因此Bip更容易与异常蛋白结合,A正确;由图示信息可知异常蛋白出现后,PERK恢复活性,会从转录和翻译水平影响细胞凋亡,B正确;由图示信息可知,Bax基因会促进细胞的凋亡,BCL-2基因会抑制细胞的凋亡,C错误;由题干信息可知,PERK恢复活性后可引发细胞凋亡,所以提高PERK活性可以促进细胞凋亡,D正确。
19.D DNA聚合酶可以与DNA结合催化DNA复制过程,RNA聚合酶可以与DNA结合催化转录过程,A正确;“撞车”引发的DNA折断可能损伤DNA链上与细胞周期相关的基因,导致细胞分裂失控而无限增殖,B正确;基因表达包括转录和翻译两个阶段,RNA聚合酶可以催化转录过程,RECQL5可以与RNA聚合酶结合,进而减慢细胞内蛋白质合成的速率,C正确;RNA聚合酶与DNA结合,不与mRNA结合,D错误。
20.ACD 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。根据分析可知,图中a表示转录过程,该过程的三种主要产物是mRNA、rRNA、tRNA,翻译过程中,mRNA为模板,tRNA转运氨基酸,而rRNA是核糖体的重要组成成分,故它们可同时出现在核糖体中,A正确;b表示翻译过程,不需要核糖核苷酸,B错误;由图可知,皱粒豌豆蔗糖含量高,淀粉含量低,味道更甜美,C正确;题图说明基因能够通过控制酶的合成,从而间接控制生物体的性状,D正确。
21.答案 (每空1分)(1)RNA 细胞核 核糖核苷酸 1、2和7 (2)翻译 核糖体 氨基酸 (3)UAA (4)D (5)D
解析 (1)图2中方框内所示结构含有的碱基U是RNA特有的碱基,因此方框内所示结构是RNA的一部分。RNA主要在细胞核中经过转录过程合成。RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,而一分子核糖核苷酸是由一分子磷酸、一分子含氮碱基和一分子核糖组成的,所以可以用图2方框中的1、2和7表示。(2)图1中④是mRNA,⑤是肽链,因此以④为模板合成⑤物质的过程称为翻译。翻译进行的场所是核糖体,所需要的原料是氨基酸。(3)若该多肽合成到图1示UCU决定的氨基酸后就终止合成,说明UCU之后的密码子为终止密码子,从图1中④所示的mRNA的碱基序列可推知:该终止密码子是UAA。(4)图1中⑥结构为核糖体,主要由RNA和蛋白质组成。乳酸杆菌的化学组成包括水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质和核酸等,A错误;噬菌体由DNA和蛋白质外壳组成,B错误;染色体主要由DNA和蛋白质组成,C错误;流感病毒由RNA和蛋白质组成,D正确。(5)若图1中①所示的DNA分子中有1 000个碱基对,则由它所控制形成的信使RNA中含有1 000个碱基。mRNA中决定1个氨基酸的3个相邻的碱基构成1个密码子,所以密码子的个数最多为1 000÷3≈333。在不考虑终止密码子等的情况下,1个密码子决定1个氨基酸,因此所合成的蛋白质中氨基酸个数最多为333,但氨基酸的种类最多为21种。综上分析,A、B、C均错误,D正确。
22.答案 (除标注外,每空1分)(1)RNA聚合 核糖体 相同 从左到右 (2)碱基互补配对 A—U (3)形成核酸杂交分子,调控基因的表达(2分) (4)HRCR可与miR-223碱基互补配对,从而清除miR-223,使基因ARC的表达增加,抑制心肌细胞的凋亡(3分)
解析 分析题图:图中①为转录过程,②为翻译过程,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)①是转录过程,催化该过程的酶是RNA聚合酶,启动过程①时,RNA聚合酶需识别并与基因前端的一段碱基序列结合。②是翻译过程,其场所是核糖体,由于控制合成三条多肽链的模板是同一个mRNA,所以最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序相同。根据肽链长短推测,翻译的方向应该为从左到右。(2)当心肌缺血、缺氧时,miR-223基因过度表达产生过多的miR-223,miR-223与mRNA特定序列通过碱基互补配对原则结合形成核酸杂交分子1,导致凋亡抑制因子合成受阻,最终导致心力衰竭。与基因ARC相比,核酸杂交分子1中特有的碱基对是A—U。(3)根据题意,RNA除了可为蛋白质的合成提供模板外,还具有形成核酸杂交分子,调控基因的表达的功能。(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可与miR-223碱基互补配对,从而清除miR-223,使基因ARC的表达增加,抑制心肌细胞的凋亡。
易错提醒
RNA是核酸的一种,其功能有多种,有的RNA可作为某些病毒的遗传物质,如HIV;有的RNA是构成某些细胞器的成分,如核糖体;有的RNA具有催化功能;有的RNA可调控基因表达;有的RNA可运输氨基酸,如转运RNA;有的RNA可作为翻译的模板,如mRNA。
23.答案 (每空1分)(1)DNA复制 转录 翻译 逆转录 (2)c (3)间(S) (4)细胞核 (5)tRNA(转运RNA) 氨基酸
(6)①
②
解析 (1)图中a表示以DNA为模板合成DNA的复制过程,b表示以DNA为模板合成RNA的转录过程,c表示以mRNA为模板合成蛋白质的翻译过程,d表示以RNA为模板合成DNA的逆转录过程。(2)翻译过程在核糖体上进行,需要tRNA搬运特定的氨基酸,并通过反密码子与mRNA中的密码子相识别。(3)DNA复制发生在真核细胞分裂前的间期的S期。(4)在真核细胞中,DNA复制和转录过程主要发生在细胞核中。(5)tRNA携带特定的氨基酸,并通过反密码子特异性识别信使RNA上的密码子。(6)大多数RNA病毒的遗传信息传递和表达包括RNA复制和翻译过程,逆转录病毒的遗传信息传递和表达包括逆转录、DNA复制、转录、翻译过程。
24.答案 (每空2分)(1)低 1/2 (2)DNA甲基转移酶(DNMT) (3)不是 299
解析 (1)根据题中信息分析可知,题述变化过程中“C”变为“T”,与正常DNA分子相比,变化后的DNA不能正常配对,稳定性降低。变化后的DNA分子的一条链是正常的,另一条链中的C变为T,复制时以正常链为模板所得到的子代DNA均正常,而以异常链为模板所得到的子代DNA均异常,由此得出题述DNA经过N次复制后,所产生的子代DNA分子中正常的DNA占1/2。(2)根据题干信息可知,DNA甲基转移酶可以使DNA甲基化。(3)RNA聚合酶能够识别转录起点对应的DNA位点并与之结合,不与起始密码子对应的位点结合。翻译时由起始密码子对应位点开始,到终止密码子对应位点结束,除去d段,共有(2.0-1.7)+(5.8-5.2)=0.9(kb),由于mRNA上3个相邻的碱基决定一个氨基酸,且终止密码子不编码氨基酸,故得出该酶由900÷3-1=299(个)氨基酸脱水缩合而成。
25.答案 (除标注外,每空2分)(1)表达 核糖核苷酸 翻译 (2)①PER蛋白与TIM蛋白结合产物减少 ②核孔 抑制 (3)规律作息,保持良好生活习惯等(1分)
解析 (1)基因控制蛋白质合成的过程称为基因的表达,故PER基因控制合成PER蛋白的过程称为基因的表达。基因的表达过程包括转录和翻译两步,前者主要发生在细胞核中,而后者发生在细胞质基质中的核糖体上,据此分析,该过程在细胞的细胞核中,以该基因的一条链为模板,以四种核糖核苷酸为原料转录出mRNA,进而在核糖体上翻译出PER蛋白。(2)根据题目信息可知,白天PER蛋白在细胞质中降解,晚上PER蛋白在细胞核中积累,据此作答:①结合图示可知,白天,在光下被激活的CRY蛋白与TIM蛋白结合,引起TIM蛋白降解,PER蛋白与DBT蛋白结合后被降解,故PER蛋白与TIM蛋白结合产物减少,PER蛋白进入细胞核受阻。②核孔主要是大分子物质出入细胞核的通道,故可推测,夜晚,TIM蛋白与PER蛋白结合后,是经核孔进入细胞核的,使核内的PER蛋白含量升高,同时抑制PER基因转录。(3)如果生活不规律,就会引发由节律紊乱导致的一系列健康问题。因此为了身体的健康,我们需要规律作息,保持良好生活习惯。
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