专题06 遗传的分子基础-【好题汇编】3年(2022-2024)高考1年模拟生物真题分类汇编(广东专用)
2024-07-18
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2份
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36页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 遗传的分子基础 |
| 使用场景 | 高考复习-真题 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 8.46 MB |
| 发布时间 | 2024-07-18 |
| 更新时间 | 2024-07-18 |
| 作者 | online#study |
| 品牌系列 | 好题汇编·高考真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2024-07-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/46394008.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题06 遗传的分子基础
考点
三年考情(2022-2024)
命题趋势
考点 1
基因的结构与功能
2022·广东
从近三年广东省高考试题来看,基因的结构与功能主要依托科学史上的经典实验考查思路与方法以及对DNA分子的结构特点和半保留复制方式进行考查;基因的表达重视对转录、翻译等的基本概念和生理过程的理解和应用,结合科学研究的情境实例分析与实验探究、相关图示进行命题。
考点 2
基因的表达的调控
2024·广东
2023·广东
2022·广东
考点1 基因的结构与功能
(2022·广东)1.λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化(如图),该线性分子两端能够相连的主要原因是( )
A.单链序列脱氧核苷酸数量相等
B.分子骨架同为脱氧核糖与磷酸
C.单链序列的碱基能够互补配对
D.自连环化后两条单链方向相同
(2022·广东)2.下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述,错误的是( )
A.孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律
B.摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上
C.赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质
D.沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式
考点2 基因的表达的调控
(2024·广东)3.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
(2023·广东)4.科学理论随人类认知的深入会不断被修正和补充,下列叙述错误的是( )
A.新细胞产生方式的发现是对细胞学说的修正
B.自然选择学说的提出是对共同由来学说的修正
C.RNA逆转录现象的发现是对中心法则的补充
D.具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充
(2022·广东)5.拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构,功能是协助mRNA转移。与野生型相比,推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中,有更多mRNA分布于( )
A.细胞核 B.细胞质 C.高尔基体 D.细胞膜
(2024·广东)6.驹形杆菌可合成细菌纤维素(BC)并将其分泌到胞外组装成膜。作为一种性能优异的生物材料,BC膜应用广泛。研究者设计了酪氨酸酶(可催化酪氨酸形成黑色素)的光控表达载体,将其转入驹形杆菌后构建出一株能合成BC膜并可实现光控染色的工程菌株,为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路(图一)。
回答下列问题:
(1)研究者优化了培养基的______________________(答两点)等营养条件,并控制环境条件,大规模培养工程菌株后可在气液界面处获得BC菌膜(菌体和 BC膜的复合物)。
(2)研究者利用T7 噬菌体来源的RNA聚合酶(T7RNAP)及蓝光光敏蛋白标签,构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体(光控原理见图二a,载体的部分结构见图二b)。构建载体时,选用了通用型启动子 PBAD(被工程菌 RNA 聚合酶识别)和特异型启动子PT7(仅被T7RNAP识别)。为实现蓝光控制染色,启动子①②及③依次为_____________________ ,理由是_____________________________。
(3)光控表达载体携带大观霉素(抗生素)抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素,其作用为 ___________________________________________________(答两点)。
(4)根据预设的图案用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间,随后将其转至染色池处理,发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色,其原因是_________________________。
(5)有企业希望生产其他颜色图案的BC膜。按照上述菌株的构建模式提出一个简单思路_________________ 。
(2023·广东)7.放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明,circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡,调控机制见图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA,可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA,可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合,从而提高mRNA的翻译水平。
回答下列问题:
(1)放射刺激心肌细胞产生的_____________________会攻击生物膜的磷脂分子,导致放射性心肌损伤。
(2)前体mRNA是通过___________________酶以DNA的一条链为模板合成的,可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对 ____________________的竞争性结合,调节基因表达。
(3)据图分析,miRNA表达量升高可影响细胞凋亡,其可能的原因是________________________。
(4)根据以上信息,除了减少miRNA的表达之外,试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路________________。
考点1 基因的结构与功能
1.(2024·广东惠州·模拟预测)重叠基因在病毒和原核生物中较为普遍出现。所谓重叠基因就是指两个或两个以上的基因共用一段DNA序列。以下推理错误的是( )
A.一般而言一种生物的重叠基因越多,它的适应性就越小,在进化中就趋于保守
B.重叠基因的共同序列上发生的突变会导致所有重叠基因的功能改变
C.重叠基因有利于用较少的碱基数量决定较多的基因产物
D.重叠基因有利于减少DNA复制过程所需的时间和能量
2.(2024高三下·广东广州·阶段练习)下列关于DNA实验的技术、方法或原理,不恰当的是( )
实验
技术\方法
原理
A
肺炎链球菌体外转化实验
排除法
减法原理
B
证明DNA进行半保留复制
同位素标记法
同位素的示踪
C
DNA的鉴定
比色
显色反应
D
PCR产物电泳鉴定
琼脂糖凝胶电泳
物质的溶解度
A.A B.B C.C D.D
3.(2024·广东茂名·一模)沃森和克里克根据碱基特异性配对方式预测 DNA半保留复制机制。下列研究成果中,最能够为半保留复制提供依据的是( )
A.摩尔根用不同眼色果蝇的杂交实验证明基因在染色体上
B.格里菲斯用肺炎链球菌转化实验证明了转化因子的存在
C.富兰克林等用X 射线衍射技术获得高质量的DNA 衍射图谱
D.查哥夫用纸层析等方法发现DNA 中嘌呤含量等于嘧啶含量
4.(2024·广东·一模)人体内某些病变细胞消耗葡萄糖的量远高于正常细胞。将用放射性同位素标记的葡萄糖分子(在细胞内不易被代谢)注入到体内,利用设备就能对病灶进行探测分析。下列实验的检测思路与其相似的是( )
①卡尔文研究光合作用中的碳循环
②艾弗里的体外肺炎链球菌转化实验
③赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验
A.①② B.②③
C.①③ D.①②③
5.(2024·广东惠州·模拟预测)噬菌体展示技术是将编码多肽的外源DNA片段插入到编码噬菌体外壳蛋白的基因序列中,使外源蛋白或多肽与噬菌体的外壳蛋白融合表达并展示在噬菌体表面的技术。以下对噬菌体展示技术分析正确的是( )
A.噬菌体展示技术的遗传学原理是基因重组
B.酵母菌可以作为噬菌体展示技术的宿主细胞
C.合成噬菌体表面融合蛋白的原料来自噬菌体本身
D.噬菌体展示技术的成功体现了细胞具有统一性
6.(2024·广东广州·二模)少数嗜热链球菌DNA中存在一种特殊的DNA序列,由重复序列(◆)和间隔序列(□)交替排列组成,间隔序列中部分DNA片段来自噬菌体,如图所示。科学家用两种噬菌体(P1和P2)侵染野生型嗜热链球菌,研究其对噬菌体侵染的敏感性,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.间隔序列与重复序列的结构基本相同,均为双螺旋结构
B.噬菌体的遗传物质为DNA,其培养基中需加入脱氧核苷酸
C.间隔序列中来自噬菌体的部分DNA片段与嗜热链球菌对噬菌体的抗性有关
D.嗜热链球菌中来自噬菌体的DNA片段可以复制后遗传给子代
7.(2024·广东揭阳·二模)下列关于遗传物质DNA的经典实验的叙述,错误的是( )
A.摩尔根用测交实验验证了白眼基因位于X染色体上
B.格里菲思通过杂交实验提出了“转化因子”的假说
C.赫尔希和蔡斯通过对比实验证明了DNA是遗传物质
D.碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径
8.(2024·广东·一模)中国国家版本馆是国家版本资源总库,也是中华文化种子基因库,设有广州分馆(文沁阁)等三个地方分馆。下列有关基因的叙述,正确的是( )
A.基因是有遗传效应的染色体片段
B.基因中碱基A与G的数量相同
C.基因的选择性表达导致细胞分化
D.基因的甲基化不会遗传给后代
9.(2024·广东·三模)在遗传物质的探究过程中,科学家共同推动了科学的发展。下列叙述错误的是( )
A.格里菲斯的重要贡献是提出了转化因子的概念
B.艾弗里的肺炎双球菌的转化实验使用了减法原理控制自变量
C.肺炎链球菌和噬菌体作为实验材料具有细胞结构简单的优点
D.DNA双螺旋结构的提出为基因工程的兴起奠定了基础
考点2 基因的表达的调控
10.(2024·广东梅州·模拟预测)成年人的血红蛋白由两条α肽链和两条β肽链构成。每条16号染色体上有两个能独立控制α肽链合成的基因,每条11号染色体上有一个控制β肽链合成的基因。地中海贫血症是由于患者α基因突变导致α肽链多31个氨基酸残基。当患者细胞内异常α肽链和正常α肽链同时存在时,可随机与β肽链结合形成血红蛋白,有异常α肽链参与构成的血红蛋白功能异常。相关基因型和表现型的关系如下表(每个正常的α基因记作“+”,突变后的α基因记作“-”)。不考虑基因突变,下列说法错误的是 ( )
类型
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
基因型
++++
++--
+---
----
表现型
正常
轻度贫血
中度贫血
重度贫血(患儿早亡)
A.Ⅱ型地中海贫血症患者正常血红蛋白含量高于Ⅲ型患者
B.上述实例体现了基因通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状
C.一对轻度贫血夫妇婚后所生的子女中,表现为轻度贫血的概率为2/3
D.上述控制异常α肽链合成的mRNA中,终止密码子会延后出现
11.(2024·广东东莞·模拟预测)中心法则揭示了生物遗传信息传递的一般规律,如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.生物体的遗传信息储存在DNA或 RNA的碱基序列中
B.DNA复制、转录分别需要DNA聚合酶、RNA聚合酶的参与
C.遗传信息的复制、转录、翻译及逆转录过程都需要模板
D.所有密码子都能翻译氨基酸
12.(2024·广东·模拟预测)DNA在细胞生命过程中会发生多种类型的碱基损伤。如损伤较小,RNA聚合酶经过损伤位点时,腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA(如图1);如损伤较大,修复因子Mfd识别、结合滞留的RNA 聚合酶,“招募”多种修复因子、DNA聚合酶等进行切除及修复(如图2)。下列叙述错误的是( )
A.图1所示的DNA经复制后可能有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因
B.图1所示转录产生的mRNA指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不变
C.图2所示的转录过程是沿着模板链的3'→5'方向进行的
D.图2所示DNA聚合酶催化 DNA损伤链修复的方向是从m到n
13.(2024·广东·模拟预测)如图,细菌中一个正在转录的RNA在3'-端可自发形成一种茎环结构,导致RNA聚合酶出现停顿并进一步终止转录。茎环结构的后面是一串连续的碱基U,容易与模板链分离,有利于转录产物的释放。下列说法正确的是( )
A.图中转录泡中的基因片段可能存在一段连续的A—T碱基对
B.图中的RNA聚合酶的移动方向是从右到左
C.图中转录结束后,mRNA将通过核孔进入细胞质指导蛋白质的合成
D.转录产物释放的原因是遇到了茎环结构后面的终止密码子
14.(2024·广东佛山·三模)雌性哺乳动物细胞的两条X染色体,其中一条随机发生失活,因此仅随机表达来自父本或母本的基因,这些被抑制未能表达的基因称为印记基因,这种现象也属于表观遗传。下列说法正确的是( )
A.印记基因的化学本质是DNA或RNA片段
B.印记基因在X染色体上呈线性排列
C.X染色体随机失活的现象是偶然出现且不可遗传的
D.印记基因发生基因突变一定会改变生物的性状
15.(2024·广东梅州·二模)植物从营养生长向生殖生长的转变对于植物的生长发育至关重要。某研究发现拟南芥中的FT基因与SOC1基因相互作用并且表达量达到一定水平时才能促进开花,另一基因FLZ13会抑制拟南芥的开花,其分子抑制机制如下图所示(图中→表示促进,⊥表示抑制)。下列叙述错误的是( )
A.FLZ13基因与FLC基因相互作用来抑制FT基因和SOC1基因的表达从而抑制开花
B.FLZ13还可以与ABIS协同激活FLC基因的表达延迟开花
C.敲除FLZ13基因可能使开花延迟
D.植物开花基因的表达可能还会受到环境的影响
16.(2024·广东梅州·模拟预测)细胞中有两种DNA甲基化酶,从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA,使其上一个胞嘧啶结合甲基基团,出现半甲基化;维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点,使其全甲基化,相关过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.两种甲基化酶使DNA发生不同程度的甲基化,这种变化不能遗传给后代
B.基因的部分碱基序列发生了甲基化,其控制的性状可能发生改变
C.甲基化程度不同会影响DNA的复制,但不会影响转录
D.不同甲基化酶的作用下,基因的碱基序列改变程度不同
17.(2024·广东茂名·三模)胃癌是一种严重威胁人类健康的恶性肿瘤。为研究E—cadherin基因(与肿瘤转移相关)启动子甲基化状况在胃癌发生、发展中的改变及作用,研究人员对早期胃癌和进展期胃癌中,E—cadherin基因启动子甲基化状况进行了检测,甲基化特异性PCR检测结果如图所示。下列相关判断错误的是( )
A.胃癌的发生与包括E—cadherin基因在内的多个基因碱基序列改变有关
B.E—cadherin基因的启动子发生甲基化后可能影响RNA聚合酶与之结合
C.早期胃癌和进展期胃癌中,E—cadherin基因的启动子均存在甲基化修饰
D.进展期胃癌中E—cadherin基因表达产物的减少可能加速癌细胞的转移
18.(2024·广东·三模)传统研究认为,某些免疫细胞与病原体接触后获得的免疫才具有免疫记忆,呈现二次免疫“既快又强”的特点,而先天免疫不具有免疫记忆。最新的研究发现,吞噬细胞接受刺激后也能发生功能改变,使得先天免疫也能产生免疫记忆,这一现象被称为“训练免疫”,机制如下图。据图推断合理的是( )
A.“训练免疫”不依赖T、B细胞,是属于机体“第二道防线”的免疫记忆
B.内源性抗原诱导的“训练免疫”可导致自身免疫病患者的症状得到缓解
C.图中吞噬细胞发生的表观遗传修饰属于可遗传的变异,可传递给子代
D.二次刺激后,吞噬细胞产生了更多的细胞因子与抗原发生特异性结合
19.(2024·广东湛江·三模)拟南芥DNA甲基化修饰可对盐胁迫做出应答,产生较稳定的表型改变来应对高盐环境变化。当后代未受到胁迫时部分植株能延续这种改变,并通过减数分裂进行遗传,该现象称为“胁迫跨代记忆”。下列分析正确的是( )
A.“胁迫跨代记忆”会导致基因突变
B.高盐环境下拟南芥通过DNA甲基化改变表型
C.若长期不受盐胁迫,已甲基化拟南芥的后代均可DNA去甲基化
D.可通过逆境锻炼激发表观遗传修饰培育新物种
20.(2024·广东汕头·一模)乙肝病毒(HBV)感染可导致乙型肝炎、肝纤维化、肝癌等疾病。HBV在宿主细胞内可通过circRNA(一种环状单链RNA)调控病毒的复制,相关机制如图所示。对于宿主细胞而言,下列不能作为靶点抑制HBV增殖的是( )
A.激活线粒体自噬受体
B.促进Smc5/6蛋白复合体合成
C.增加X蛋白的表达量
D.RNA靶向抑制circRNA翻译
21.(2024·广东茂名·一模)中心法则描述的是生物从蓝图落实到建筑的过程,如图为中心法则模式图,下列叙述正确的是( )
A.①均在细胞核内进行
B.②表明遗传信息可以从 DNA 流向 RNA
C.③以核糖核苷酸为原料
D.④遵循A-T,C-G的碱基互补配对原则
22.(2024·广东珠海·三模)生活在青藏高原的生物为了适应当地生存环境,除突变基因决定外,环境和基因相互作用同样发挥作用,此外部分基因启动子的甲基化可能抑制其表达。缺氧诱导因子(HIF)包括a、β两种蛋白质,HIF信号通路被认为是高原缺氧适应的关键调控机制,这一机制参与调控一系列与红细胞生成、血管新生、代谢调节等相关基因的表达。调节过程如图所示,最终激活下游基因转录。
(1)据图分析,缺氧环境PHD的活性较_______________ ,HIF-α稳定性 ________________(不变/升高/下降)。研究者发现,从平原进入青藏高原生活较长时间后,人体氧供应能力明显增强。据图分析,原因是 _________________________。
(2)HIF信号通路的活性和稳定性也受到表观遗传的影响,有助于协调机体更好适应缺氧环境。结合图分析,藏牦牛的HIF-α基因启动子甲基化水平可能更______________________,促红细胞生成素(EPO)的mRNA水平更______________________。
(3)研究发现,表观遗传学调节机制存在DNA甲基化修饰机制和染色体组蛋白修饰机制等。科学家为了定点改变相关基因的表达,以提高动物对缺氧环境适应能力,对上述HIF信号通路中某基因进行了靶向甲基化和去甲基化修饰。还需进一步研究__________________________(答出一点即可)。
23.(2024·广东·三模)空间转录组技术旨在对细胞的基因表达进行定量测量,同时提供细胞在组织空间的具体位置信息。该技术设计了一种标签TIVA-tag(包括一段尿嘧啶序列和蛋白质),该标签进入活细胞后与mRNA的腺嘌呤序列尾(真核细胞mRNA均具有)结合得到产物TIVA-tag-mRNA,回收并纯化该产物之后,将mRNA洗脱下来用于转录组分析。回答下列问题:
(1)细胞中基因转录成mRNA需要________________(酶)参与催化,与翻译相比,转录中特有的碱基配对方式是 _________________ 。
(2)TIVA-tag与ATP含有的五碳糖 _______________(填“相同”或“不同”)。上述过程没有涉及到磷酸二酯键的形成和断裂,判断依据是 ______________ 。
(3)空间转录组技术可获得特定活细胞中全部编码蛋白质的基因表达信息,原因是 ________ 。肿瘤的异质性是指肿瘤在生长过程中,经多次分裂导致细胞出现基因、生物学方面的改变,导致肿瘤的生长速度、对药物的敏感性等方面存在差异。空间转录组技术能够直接观测到___________________ ,因此非常适用于肿瘤组织的异质性研究。
24.(2024·广东汕头·二模)吸烟是肺癌、心脑血管疾病的重要诱因。研究表明,吸烟会改变相关基因表达调控。AhR是一种转录因子,当与烟草中的有毒物质多环芳烃(PAH)结合后被激活,引发后续相关基因表达,对生物起到一定的保护作用,调控机制如图a所示。
回答下列问题:
(1)CYP1A1基因在表达过程中,游离在细胞质中的氨基酸通过 _____________运送到合成蛋白质的“生产线”。
(2)当AhR被激活后与ARNT形成复合体,通过促进相关基因表达合成 _______________ ,将有毒物质代谢成中间体BPDE,进而去毒化并转移出细胞。
(3)AhRR蛋白可与AhR竞争性结合ARNT,研究发现,吸烟会改变AhRR基因的甲基化水平(见图b),AhRR基因的碱基序列通常____________(填“会”或“不会”)因此发生改变。长期吸烟的人患肺癌的概率较高,其致病机理是_____________,抑制AhR发挥调控功能,进而抑制对外来毒物的氧化代谢,导致肺癌。
(4)根据以上信息,若机体吸入过多PAH,请提出相应的解毒思路:___________________________ 。
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专题06 遗传的分子基础
考点
三年考情(2022-2024)
命题趋势
考点 1
基因的结构与功能
2022·广东
从近三年广东省高考试题来看,基因的结构与功能主要依托科学史上的经典实验考查思路与方法以及对DNA分子的结构特点和半保留复制方式进行考查;基因的表达重视对转录、翻译等的基本概念和生理过程的理解和应用,结合科学研究的情境实例分析与实验探究、相关图示进行命题。
考点 2
基因表达的调控
2024·广东
2023·广东
2022·广东
考点1 基因的结构与功能
(2022·广东)1.λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化(如图),该线性分子两端能够相连的主要原因是( )
A.单链序列脱氧核苷酸数量相等
B.分子骨架同为脱氧核糖与磷酸
C.单链序列的碱基能够互补配对
D.自连环化后两条单链方向相同
【答案】C
【分析】双链DNA的两条单链方向相反,脱氧核糖与磷酸交替连接构成DNA分子的基本骨架,两条单链之间的碱基互补配对。
【详解】AB、单链序列脱氧核苷酸数量相等、分子骨架同为脱氧核糖与磷酸交替连接,不能决定该线性DNA分子两端能够相连,AB错误;
C、据图可知,单链序列的碱基能够互补配对,决定该线性DNA分子两端能够相连,C正确;
D、DNA的两条链是反向的,因此自连环化后两条单链方向相反,D错误。
故选C。
(2022·广东)2.下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述,错误的是( )
A.孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律
B.摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上
C.赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质
D.沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式
【答案】D
【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说—演绎法,其基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证(测交实验) →得出结论。
2、 萨顿运用类比推理的方法提出基因在染色体的假说,摩尔根运用假说—演绎法证明基因在染色体上。
3、赫尔希和蔡斯进行了T2噬菌体侵染细菌的实验,实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质,证明了DNA是遗传物质。
4、沃森和克里克用建构物理模型的方法研究DNA的结构。
【详解】A、孟德尔用统计学方法分析杂合子自交子代的表现型及比例,发现了遗传规律,A正确;
B、摩尔根等基于果蝇眼色与性别的关联,证明了基因在染色体上,B正确;
C、赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记T2噬菌体DNA和蛋白质,通过对比两组实验结果,证明了DNA是遗传物质,C正确;
D、沃森和克里克用DNA衍射图谱得出了DNA的螺旋结构,D错误。
故选D。
考点2 基因的表达的调控
(2024·广东)3.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
【答案】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。
(2023·广东)4.科学理论随人类认知的深入会不断被修正和补充,下列叙述错误的是( )
A.新细胞产生方式的发现是对细胞学说的修正
B.自然选择学说的提出是对共同由来学说的修正
C.RNA逆转录现象的发现是对中心法则的补充
D.具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充
【答案】B
【分析】细胞学说是由德植物学家施莱登和动物学家施旺提出的,其内容为:(1)细胞是一个有机体,一切动植物都是由细胞发育而来,并由细胞和细胞的产物所构成;(2)细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用;(3)新细胞可以从老细胞中产生。
【详解】A、细胞学说主要由施莱登和施旺建立,魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”是对细胞学说的修正和补充,A正确;
B、共同由来学说指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的;自然选择学说揭示了生物进化的机制,揭示了适应的形成和物种形成的原因。共同由来学说为自然选择学说提供了基础,B错误;
C、中心法则最初的内容是遗传信息可以从DNA流向DNA,也可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,随着研究的不断深入,科学家发现一些RNA病毒的遗传信息可以从RNA流向RNA(RNA的复制)以及从RNA流向DNA(逆转录),对中心法则进行了补充,C正确;
D、最早是美国科学家萨姆纳证明了酶是蛋白质,在20世纪80年代,美国科学家切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有催化功能,这一发现对酶化学本质的认识进行了补充,D正确。
故选B。
(2022·广东)5.拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构,功能是协助mRNA转移。与野生型相比,推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中,有更多mRNA分布于( )
A.细胞核 B.细胞质 C.高尔基体 D.细胞膜
【答案】A
【分析】在细胞核中,以DNA的一条链为模板,转录得到的mRNA会从核孔出去,与细胞质的核糖体结合,继续进行翻译过程。
【详解】分析题意,野生型的拟南芥HPR1蛋白是位于核孔协助mRNA转移的,mRNA是转录的产物,翻译的模板,故可推测其转移方向是从细胞核内通过核孔到细胞核外,因此该蛋白功能缺失的突变型细胞,不能协助mRNA转移,mRNA会聚集在细胞核中,A正确。
故选A。
(2024·广东)6.驹形杆菌可合成细菌纤维素(BC)并将其分泌到胞外组装成膜。作为一种性能优异的生物材料,BC膜应用广泛。研究者设计了酪氨酸酶(可催化酪氨酸形成黑色素)的光控表达载体,将其转入驹形杆菌后构建出一株能合成BC膜并可实现光控染色的工程菌株,为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路(图一)。
回答下列问题:
(1)研究者优化了培养基的______________________(答两点)等营养条件,并控制环境条件,大规模培养工程菌株后可在气液界面处获得BC菌膜(菌体和 BC膜的复合物)。
(2)研究者利用T7 噬菌体来源的RNA聚合酶(T7RNAP)及蓝光光敏蛋白标签,构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体(光控原理见图二a,载体的部分结构见图二b)。构建载体时,选用了通用型启动子 PBAD(被工程菌 RNA 聚合酶识别)和特异型启动子PT7(仅被T7RNAP识别)。为实现蓝光控制染色,启动子①②及③依次为_____________________ ,理由是_____________________________。
(3)光控表达载体携带大观霉素(抗生素)抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素,其作用为 ___________________________________________________(答两点)。
(4)根据预设的图案用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间,随后将其转至染色池处理,发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色,其原因是_________________________。
(5)有企业希望生产其他颜色图案的BC膜。按照上述菌株的构建模式提出一个简单思路_________________ 。
【答案】(1)碳源、氮源
(2) PT7、PBAD 和PBAD 基因2和3正常表达无活性产物,被蓝光激活后再启动基因1表达
(3)抑制杂菌;去除丢失质粒的菌株
(4)该处细胞中T7RNAP激活,酪氨酸酶表达并合成黑色素
(5)将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶(或将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白)
【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取。(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。(4)目的基因的检测与鉴定。
【详解】(1)培养基的营养物质包括水、无机盐、碳源、氮源等,研究者培养工程菌,需要优化培养基的碳源、氮源等营养条件,并控制环境条件。
(2)题图二a分析可知,蓝光照射下,T7RNAP N端-nMag与T7RNAP C端结合,导致无活性的T7RNAP变成有活性的T7RNAP,结合图一,蓝光处理后,RNA聚合酶(T7RNAP)识别启动子①使基因1转录获得相应的mRNA,再以其为模板通过翻译过程获得酪氨酸酶,酪氨酸酶从而催化染色液中酪氨酸形成黑色素,可见基因2和3正常表达无活性产物,被蓝光激活后再启动基因1表达,综合上述分析可知,为实现蓝光控制染色,启动子①②及③依次为PT7、PBAD 和PBAD。
(3)光控表达载体携带大观霉素(抗生素)抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素,抗生素具有抑制杂菌;去除丢失质粒的菌株的作用。
(4)由小问2分析可知,细胞中T7RNAP激活,酪氨酸酶表达并合成黑色素,故用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间,随后将其转至染色池处理,发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色。
(5)由小问2分析可知,题干信息的设计思路最终BC膜被染成黑色,希望生产其他颜色图案的BC膜,则需要将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶(或将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白)。
(2023·广东)7.放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明,circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡,调控机制见图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA,可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA,可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合,从而提高mRNA的翻译水平。
回答下列问题:
(1)放射刺激心肌细胞产生的_____________________会攻击生物膜的磷脂分子,导致放射性心肌损伤。
(2)前体mRNA是通过___________________酶以DNA的一条链为模板合成的,可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对 ____________________的竞争性结合,调节基因表达。
(3)据图分析,miRNA表达量升高可影响细胞凋亡,其可能的原因是________________________。
(4)根据以上信息,除了减少miRNA的表达之外,试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路________________。
【答案】(1)自由基
(2) RNA聚合 miRNA
(3)P蛋白能抑制细胞凋亡,miRNA表达量升高,与P基因的mRNA结合并将其降解的概率上升,导致合成的P蛋白减少,无法抑制细胞凋亡
(4)可通过增大细胞内circRNA的含量,靶向结合miRNA使其不能与P基因的mRNA结合,从而提高P基因的表达量,抑制细胞凋亡
【分析】结合题意分析题图可知,miRNA能与mRNA结合,使其降解,降低mRNA的翻译水平。当miRNA与circRNA结合时,就不能与mRNA结合,从而提高mRNA的翻译水平。
【详解】(1)放射刺激心肌细胞,可产生大量自由基,攻击生物膜的磷脂分子,导致放射性心肌损伤。
(2)RNA聚合酶能催化转录过程,以DNA的一条链为模板,通过碱基互补配对原则合成前体mRNA。由图可知,miRNA既能与mRNA结合,降低mRNA的翻译水平,又能与circRNA结合,提高mRNA的翻译水平,故circRNA和mRNA在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合,调节基因表达。
(3)P蛋白能抑制细胞凋亡,当miRNA表达量升高时,大量的miRNA与P基因的mRNA结合,并将P基因的mRNA降解,导致合成的P蛋白减少,无法抑制细胞凋亡。
(4)根据以上信息,除了减少miRNA的表达之外,还能通过增大细胞内circRNA的含量,靶向结合miRNA,使其不能与P基因的mRNA结合,从而提高P基因的表达量,抑制细胞凋亡。
考点1 基因的结构与功能
1.(2024·广东惠州·模拟预测)重叠基因在病毒和原核生物中较为普遍出现。所谓重叠基因就是指两个或两个以上的基因共用一段DNA序列。以下推理错误的是( )
A.一般而言一种生物的重叠基因越多,它的适应性就越小,在进化中就趋于保守
B.重叠基因的共同序列上发生的突变会导致所有重叠基因的功能改变
C.重叠基因有利于用较少的碱基数量决定较多的基因产物
D.重叠基因有利于减少DNA复制过程所需的时间和能量
【答案】B
【分析】不同的基因共用了相同的序列,这样就增大了遗传信息储存的容量。基因突变就是指DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变,基因突变后控制合成的蛋白质的分子量可能不变、可能减少、也可能增加。
【详解】A、一般而言一种生物的重叠基因越多,则碱基对的改变会影响多个基因的功能,则基因突变会使它的适应性就越小,在进化中就趋于保守,A正确;
B、重叠基因的共同序列上发生的突变,但是密码子具有简并性则不一定导致重叠基因的功能改变,B错误;
C、重叠基因使基因组的碱基数量减少,有利于用较少的碱基数量决定较多的基因产物,C正确;
D、重叠基因的生物基因组碱基数量较少,有利于减少DNA复制过程所需的时间和能量,D正确。
故选B。
2.(2024高三下·广东广州·阶段练习)下列关于DNA实验的技术、方法或原理,不恰当的是( )
实验
技术\方法
原理
A
肺炎链球菌体外转化实验
排除法
减法原理
B
证明DNA进行半保留复制
同位素标记法
同位素的示踪
C
DNA的鉴定
比色
显色反应
D
PCR产物电泳鉴定
琼脂糖凝胶电泳
物质的溶解度
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【分析】1、沃森和克里克以富兰克林和威尔金斯提供的DNA衍射图谱的有关数据为基础,推算出DNA双螺旋结构,运用物理模型构建法建立了DNA分子的双螺旋结构模型。
2、科学家先用含15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌,让大肠杆菌繁殖若代,这时大肠杆菌(亲代)的DNA几乎都是15N标记的。然后,将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中。在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA,再将提取的DNA进行离心,记录离心后试管中DNA的位置,从而证实了DNA的复制是以半保留的方式进行的。
【详解】A、在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验,每个实验组特异性地去除了一种物质,从而鉴定出DNA是遗传物质,运用了“减法原理”,A正确;
B、证明DNA进行半保留复制实验中,科学家利用同位素标记技术和密度离心技术揭示了DNA半保留复制的奥秘,B正确;
C、DNA与二苯胺试剂在沸水浴条件下变蓝色,DNA的鉴定可通过显色反应进行比色说明,C正确;
D、PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定:在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关,凝胶中的DNA分子通过染色,可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来,D错误。
故选D。
3.(2024·广东茂名·一模)沃森和克里克根据碱基特异性配对方式预测 DNA半保留复制机制。下列研究成果中,最能够为半保留复制提供依据的是( )
A.摩尔根用不同眼色果蝇的杂交实验证明基因在染色体上
B.格里菲斯用肺炎链球菌转化实验证明了转化因子的存在
C.富兰克林等用X 射线衍射技术获得高质量的DNA 衍射图谱
D.查哥夫用纸层析等方法发现DNA 中嘌呤含量等于嘧啶含量
【答案】D
【分析】查哥夫发现的DNA中嘌呤含量等于嘧啶含量、富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱能为DNA双螺旋结构模型提供重要依据,沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制是在DNA双螺旋结构之后,不能为此提供依据。
【详解】AB、“摩尔根证明基因在染色体上”和“格里菲斯的肺炎链球菌转化”,这两个结论并不能说明是半保留复制,所以不能作为DNA半保留复制的依据,AB错误;
C、DNA衍射图能够为DNA是双螺旋结构提供依据,不能作为DNA半保留复制的依据,C错误;
D、查哥夫用纸层析等方法分析嘌呤和嘧啶含量,发现两者相等,这为碱基特异性配对方式提供了依据,也为DNA半保留复制提供了依据,D正确。
故选D。
4.(2024·广东·一模)人体内某些病变细胞消耗葡萄糖的量远高于正常细胞。将用放射性同位素标记的葡萄糖分子(在细胞内不易被代谢)注入到体内,利用设备就能对病灶进行探测分析。下列实验的检测思路与其相似的是( )
①卡尔文研究光合作用中的碳循环
②艾弗里的体外肺炎链球菌转化实验
③赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验
A.①② B.②③
C.①③ D.①②③
【答案】C
【分析】用放射性同位素取代化合物分子中的一种或几种原子而使它能被识别并可用作示踪剂的化合物,它与未标记的相应化合物具有相同的化学及生物学性质,不同的只是它带有放射性,因而可利用放射性探测技术来追踪。
【详解】①美国科学家卡尔文用经过14C 标记的CO2,供小球藻进行光合作用,然后追踪放射性14C 的去向,研究光合作用中的碳循环,使用了放射性同位素标记法,①正确;
②与常态比较,人为去除某种影响因素的称为“减法原理”,“肺炎链球菌体外转化实验”控制自变量用到了每个实验组特异性地减少提取物种类的“减法原理”,未使用放射性同位素标记法,②错误;
③赫尔希和蔡斯T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验需分别对噬菌体的蛋白质和DNA进行同位素标记,使用了放射性同位素标记法,③正确。
ABD错误,C正确。
故选C。
5.(2024·广东惠州·模拟预测)噬菌体展示技术是将编码多肽的外源DNA片段插入到编码噬菌体外壳蛋白的基因序列中,使外源蛋白或多肽与噬菌体的外壳蛋白融合表达并展示在噬菌体表面的技术。以下对噬菌体展示技术分析正确的是( )
A.噬菌体展示技术的遗传学原理是基因重组
B.酵母菌可以作为噬菌体展示技术的宿主细胞
C.合成噬菌体表面融合蛋白的原料来自噬菌体本身
D.噬菌体展示技术的成功体现了细胞具有统一性
【答案】A
【分析】1、T2 噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒, 它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的,头部含有 DNA。T2噬菌体侵染大肠杆菌后,就会在自身 遗传物质的作用下,利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分,进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后,大肠杆菌裂解,释放出大量的噬菌体。
【详解】A、T2噬菌体展示技术是将编码外源蛋白的DNA序列插入到T2噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置,其遗传学原理是基因重组,A正确;
B、噬菌体专一性的寄生在大肠杆菌细胞内,大肠杆菌可以作为噬菌体展示技术的宿主细胞,B错误;
C、合成噬菌体表面融合蛋白的原料来自与宿主细胞(大肠杆菌),C错误;
D、噬菌体展示技术是将编码多肽的外源DNA片段插入到编码噬菌体外壳蛋白的基因序列中,使外源蛋白或多肽与噬菌体的外壳蛋白融合表达并展示在噬菌体表面的技术。噬菌体是病毒,无细胞结构,噬菌体展示技术的成功不能体现了细胞具有统一性,D错误。
故选A。
6.(2024·广东广州·二模)少数嗜热链球菌DNA中存在一种特殊的DNA序列,由重复序列(◆)和间隔序列(□)交替排列组成,间隔序列中部分DNA片段来自噬菌体,如图所示。科学家用两种噬菌体(P1和P2)侵染野生型嗜热链球菌,研究其对噬菌体侵染的敏感性,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.间隔序列与重复序列的结构基本相同,均为双螺旋结构
B.噬菌体的遗传物质为DNA,其培养基中需加入脱氧核苷酸
C.间隔序列中来自噬菌体的部分DNA片段与嗜热链球菌对噬菌体的抗性有关
D.嗜热链球菌中来自噬菌体的DNA片段可以复制后遗传给子代
【答案】B
【分析】赫尔希和蔡斯在做噬菌体侵染细菌的过程中,利用了同位素标记法,用32P和35S分别标记的噬菌体的DNA和蛋白质。噬菌体在细菌内繁殖的过程为:吸附→注入→合成→组装→释放。DNA的基本组成单位都是4种脱氧核苷酸,都遵循碱基互补配对原则,双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。
【详解】A、不同生物的基因可以拼接,是因为DNA的基本组成单位都是4种脱氧核苷酸,双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构,都遵循碱基互补配对原则,A正确;
B、噬菌体的遗传物质为DNA,但其不具有独立的代谢能力,其培养基中需加入活细胞,B错误;
C、据图可知,若嗜热链球菌获得来自P1的S序列,则其对P1侵染的敏感性低;若嗜热链球菌获得来自P2的S序列,则其对P2侵染的敏感性低;若嗜热链球菌获得来自P1和P2共有的S序列,则其对P1和P2侵染的敏感性均低,说明间隔序列中来自噬菌体的部分DNA片段与嗜热链球菌对噬菌体的抗性有关,C正确;
D、嗜热链球菌中来自噬菌体的DNA片段可以利用原料和酶复制后遗传给子代,D正确。
故选B。
7.(2024·广东揭阳·二模)下列关于遗传物质DNA的经典实验的叙述,错误的是( )
A.摩尔根用测交实验验证了白眼基因位于X染色体上
B.格里菲思通过杂交实验提出了“转化因子”的假说
C.赫尔希和蔡斯通过对比实验证明了DNA是遗传物质
D.碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径
【答案】B
【分析】1、肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。
2、沃森和克里克用建构物理模型的方法研究DNA的结构,摩尔根运用假说演绎法证明基因在染色体上。
【详解】A、摩尔根提出控制果蝇白眼性状的基因只位于X染色体上的假说,并通过测交实验验证了果蝇白眼基因位于X染色体上,A正确;
B、格里菲思通过肺炎链球菌转化实验,证明S型细菌中存在某种转化因子,能将R型细菌转化为S型细菌,B错误;
C、赫尔希和蔡斯分别用32p和35S标记T2噬菌体DNA和蛋白质,通过对比两组实验结果,证明了DNA是遗传物质,C正确;
D、DNA双螺旋结构中A与T、G与C互补配对,碱基之间距离是相同的,使DNA分子具有稳定的直径,D正确。
故选B。
8.(2024·广东·一模)中国国家版本馆是国家版本资源总库,也是中华文化种子基因库,设有广州分馆(文沁阁)等三个地方分馆。下列有关基因的叙述,正确的是( )
A.基因是有遗传效应的染色体片段
B.基因中碱基A与G的数量相同
C.基因的选择性表达导致细胞分化
D.基因的甲基化不会遗传给后代
【答案】C
【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、基因是有遗传效应的核酸(通常是DNA)片段,有些病毒基因是RNA片段,A错误;
B、对于细胞生物而言,基因中碱基A=T、G=C,B错误;
C、细胞分化的实质是基因的选择性表达,即基因的选择性表达导致细胞分化,C正确;
D、基因的甲基化是表观遗传的一种,表观遗传属于可遗传变异,能够遗传给后代,D错误。
故选C。
9.(2024·广东·三模)在遗传物质的探究过程中,科学家共同推动了科学的发展。下列叙述错误的是( )
A.格里菲斯的重要贡献是提出了转化因子的概念
B.艾弗里的肺炎双球菌的转化实验使用了减法原理控制自变量
C.肺炎链球菌和噬菌体作为实验材料具有细胞结构简单的优点
D.DNA双螺旋结构的提出为基因工程的兴起奠定了基础
【答案】C
【分析】肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。
【详解】A、格里菲思的肺炎链球菌转化实验证实已加热致死的S型细菌中存在某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的转化因子,A正确;
B、艾弗里的肺炎双球菌的转化实验使用了减法原理控制自变量,B正确;
C、噬菌体为病毒,不具有细胞结构,C错误;
D、DNA双螺旋结构的提出为基因工程的兴起奠定了基础,D正确。
故选C。
考点2 基因的表达的调控
10.(2024·广东梅州·模拟预测)成年人的血红蛋白由两条α肽链和两条β肽链构成。每条16号染色体上有两个能独立控制α肽链合成的基因,每条11号染色体上有一个控制β肽链合成的基因。地中海贫血症是由于患者α基因突变导致α肽链多31个氨基酸残基。当患者细胞内异常α肽链和正常α肽链同时存在时,可随机与β肽链结合形成血红蛋白,有异常α肽链参与构成的血红蛋白功能异常。相关基因型和表现型的关系如下表(每个正常的α基因记作“+”,突变后的α基因记作“-”)。不考虑基因突变,下列说法错误的是 ( )
类型
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
基因型
++++
++--
+---
----
表现型
正常
轻度贫血
中度贫血
重度贫血(患儿早亡)
A.Ⅱ型地中海贫血症患者正常血红蛋白含量高于Ⅲ型患者
B.上述实例体现了基因通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状
C.一对轻度贫血夫妇婚后所生的子女中,表现为轻度贫血的概率为2/3
D.上述控制异常α肽链合成的mRNA中,终止密码子会延后出现
【答案】C
【分析】分析表格相关基因型和表现型的关系可知,表现型与突交后的a基因的数量有关,突变后的a基因的数量越多,患病程度越重。
【详解】A、Ⅱ型的基因型为++--,Ⅲ型为+---,所以Ⅱ型正常血红蛋白含量高于Ⅲ型患者,A正确;
B、上述实例体现了基因通过控制血红蛋白的结构来控制生物性状,B正确;
C、轻度贫血夫妇的染色体都为++--,异常基因都在同一条染色体上,子代患中度贫血概率为1/2,C错误;
D、根据题干信息分析,患者(a基因突变导致肽链多了31个氨基酸残基,可能是控制异常a肽链合成的mRNA发生了终止密码延后,导致肽链延长,D正确。
故选C。
11.(2024·广东东莞·模拟预测)中心法则揭示了生物遗传信息传递的一般规律,如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.生物体的遗传信息储存在DNA或 RNA的碱基序列中
B.DNA复制、转录分别需要DNA聚合酶、RNA聚合酶的参与
C.遗传信息的复制、转录、翻译及逆转录过程都需要模板
D.所有密码子都能翻译氨基酸
【答案】D
【分析】科学家克里克首先预见了遗传信息传递的一般规律,并于1957年提出了中心法则:遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;也可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。随着研究的不断深入,科学家对中心法则作出了补充:少数生物(如一些RNA病毒)的遗传信息可以从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA,即RNA的复制和逆转录。
【详解】A、绝大多数生物的遗传物质是DNA,少数生物的遗传物质是RNA,生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中,A正确;
B、参与DNA复制的酶有解旋酶、DNA聚合酶等,转录是在RNA聚合酶的参与完成的,B正确;
C、遗传信息的复制是指DNA或RNA的复制,DNA复制是以亲代DNA的两条链分别为模板合成子代DNA的过程,RNA复制是以RNA为模板合成RNA的过程,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,逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程。可见,遗传信息的复制、转录、翻译及逆转录过程都需要模板,C正确;
D、翻译过程中,终止密码子一般不编码氨基酸,因而导致翻译过程终止,D错误。
故选D。
12.(2024·广东·模拟预测)DNA在细胞生命过程中会发生多种类型的碱基损伤。如损伤较小,RNA聚合酶经过损伤位点时,腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA(如图1);如损伤较大,修复因子Mfd识别、结合滞留的RNA 聚合酶,“招募”多种修复因子、DNA聚合酶等进行切除及修复(如图2)。下列叙述错误的是( )
A.图1所示的DNA经复制后可能有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因
B.图1所示转录产生的mRNA指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不变
C.图2所示的转录过程是沿着模板链的3'→5'方向进行的
D.图2所示DNA聚合酶催化 DNA损伤链修复的方向是从m到n
【答案】D
【分析】1、DNA复制是一个边解旋边复制的过程,需要模板、原料、能量和酶等基本条件。DNA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,保证了复制能够准确地进行。
2、RNA是在细胞核中,通过RNA 聚合酶以DNA的一条链为模板合成的,这一过程叫作转录。
3、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,这一过程叫作翻译。
【详解】A、根据半保留复制可知,图1所示的DNA经复制后有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因,A正确;
B、由题意可知,图1所示为损伤较小时的转录情况,RNA聚合酶经过损伤位点时,腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA。若该DNA是由于少了一个碱基而发生损伤,则转录时掺入腺嘌呤核糖核苷酸后的mRNA与正常的mRNA相比,碱基数相同,且由于密码子有简并性,其指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不会发生变,B正确;
C、转录时mRNA是由5'端到3'端进行的,模板链是由3'端到5'端进行的,C正确;
D、由mRNA的合成方向可知,图2中上侧为模板链,m是3'端,n是5'端,切除后DNA聚合酶会以下侧链为模板,根据DNA聚合酶合成子链方向可知,修复是从n向m进行,D错误。
故选D。
13.(2024·广东·模拟预测)如图,细菌中一个正在转录的RNA在3'-端可自发形成一种茎环结构,导致RNA聚合酶出现停顿并进一步终止转录。茎环结构的后面是一串连续的碱基U,容易与模板链分离,有利于转录产物的释放。下列说法正确的是( )
A.图中转录泡中的基因片段可能存在一段连续的A—T碱基对
B.图中的RNA聚合酶的移动方向是从右到左
C.图中转录结束后,mRNA将通过核孔进入细胞质指导蛋白质的合成
D.转录产物释放的原因是遇到了茎环结构后面的终止密码子
【答案】A
【分析】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;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。
【详解】A、mRNA中茎环结构后面是一串连续的碱基U,根据碱基互补配对原则,基因中存在一段连续的A-T碱基对,A正确;
B、RNA的3′端可自发形成一种茎环结构,说明mRNA左端为5′端,RNA聚合酶的移动方向是从mRNA的5′端向3′端移动,即从左至右,B错误;
C、细菌无核膜,mRNA不会通过核孔进入细胞质指导蛋白质的合成,而是边转录边翻译,C错误;
D、茎环结构的后面是一串连续的碱基U,连续的碱基U与DNA模板链连续的碱基A之间形成碱基对,A-U之间形成2个碱基对,氢键较少,容易与模板链分离,且终止密码子为翻译终点,D错误。
故选A。
14.(2024·广东佛山·三模)雌性哺乳动物细胞的两条X染色体,其中一条随机发生失活,因此仅随机表达来自父本或母本的基因,这些被抑制未能表达的基因称为印记基因,这种现象也属于表观遗传。下列说法正确的是( )
A.印记基因的化学本质是DNA或RNA片段
B.印记基因在X染色体上呈线性排列
C.X染色体随机失活的现象是偶然出现且不可遗传的
D.印记基因发生基因突变一定会改变生物的性状
【答案】B
【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、分析题意,雌性哺乳动物细胞的两条X染色体,其中一条随机发生失活,抑制未能表达的基因称为印记基因,印记基因的化学本质是DNA,A错误;
B、染色体是印记基因的载体,印记基因在X染色体上呈线性排列,B正确;
C、X染色体随机失活的现象是表观遗传,表观遗传属于可遗传变异,C错误;
D、印记基因属于表观遗传,表观遗传DNA序列不发生变化,不属于基因突变,通常会引起生物性状改变,D错误。
故选B。
15.(2024·广东梅州·二模)植物从营养生长向生殖生长的转变对于植物的生长发育至关重要。某研究发现拟南芥中的FT基因与SOC1基因相互作用并且表达量达到一定水平时才能促进开花,另一基因FLZ13会抑制拟南芥的开花,其分子抑制机制如下图所示(图中→表示促进,⊥表示抑制)。下列叙述错误的是( )
A.FLZ13基因与FLC基因相互作用来抑制FT基因和SOC1基因的表达从而抑制开花
B.FLZ13还可以与ABIS协同激活FLC基因的表达延迟开花
C.敲除FLZ13基因可能使开花延迟
D.植物开花基因的表达可能还会受到环境的影响
【答案】C
【分析】题意分析,拟南芥中的FT基因与SOC1基因相互作用并且表达量达到一定水平时才能促进开花,而FLZ13基因FLZ13基因和ABI5基因以及FLC基因协同抑制FT基因和SOC1基因的表达,进而实现了对拟南芥开花的抑制。
【详解】A、结合图示可知,FLZ13基因与FLC基因相互作用来抑制FT基因和SOC1基因的表达,而FT基因与SOC1基因相互作用并且表达量达到一定水平时才能促进开花,因而可知LZ13基因与FLC基因抑制开花,A正确;
B、结合图示可知FLZ13还可以与ABI5协同激活FLC基因的表达,而FLC基因会抑制FT基因与SOC1基因的作用,进而延迟开花,B正确;
C、结合图示可知,FLZ13基因和ABI5基因以及FLC基因协同抑制FT基因和SOC1基因的表达,进而实现了对开花的抑制,据此可推测,若敲除FLZ13基因可能使开花提前,C错误;
D、基因表达会受到环境的影响,据此推测植物开花基因的表达可能还会受到环境的影响,D正确。
故选C。
16.(2024·广东梅州·模拟预测)细胞中有两种DNA甲基化酶,从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA,使其上一个胞嘧啶结合甲基基团,出现半甲基化;维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点,使其全甲基化,相关过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.两种甲基化酶使DNA发生不同程度的甲基化,这种变化不能遗传给后代
B.基因的部分碱基序列发生了甲基化,其控制的性状可能发生改变
C.甲基化程度不同会影响DNA的复制,但不会影响转录
D.不同甲基化酶的作用下,基因的碱基序列改变程度不同
【答案】B
【分析】表观遗传指的是生物体基因的碱基序列不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。表观遗传发生在: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。影响表观遗传的因素有:DNA的甲基化、染色体组蛋白的甲基化、乙酰化等。
【详解】A、DNA甲基化属于表观遗传,能遗传给后代,A错误;
B、基因的部分碱基序列发生了甲基化,影响了基因的表达,因此控制的性状会发生改变,B正确;
C、转录是以DNA的一条链为模板进行的,所以DNA甲基化程度不同,会影响转录过程,C错误;
D、DNA甲基化不会导致碱基序列发生改变,D错误。
故选B。
17.(2024·广东茂名·三模)胃癌是一种严重威胁人类健康的恶性肿瘤。为研究E—cadherin基因(与肿瘤转移相关)启动子甲基化状况在胃癌发生、发展中的改变及作用,研究人员对早期胃癌和进展期胃癌中,E—cadherin基因启动子甲基化状况进行了检测,甲基化特异性PCR检测结果如图所示。下列相关判断错误的是( )
A.胃癌的发生与包括E—cadherin基因在内的多个基因碱基序列改变有关
B.E—cadherin基因的启动子发生甲基化后可能影响RNA聚合酶与之结合
C.早期胃癌和进展期胃癌中,E—cadherin基因的启动子均存在甲基化修饰
D.进展期胃癌中E—cadherin基因表达产物的减少可能加速癌细胞的转移
【答案】A
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化(如甲基化),但基因表达却发生了可遗传的改变。
【详解】A、根据题意,只能判断胃癌的发生可能与E-cadherin基因启动子的甲基化修饰有关,无E-cadherin基因的碱基序列改变能导致胃癌发生的相关信息,A错误;
B、E-cadherin基因的启动子发生甲基化后,会影响DNA的转录,所以可能影响RNA聚合酶与之结合,B正确;
C、由图可知,与正常对照组相比,早期胃癌和进展期胃癌中,甲基化特异性PCR检测结果不同,说明早期胃癌和进展期胃癌中,E-cadherin基因的启动子均存在甲基化修饰,C正确;
D、由题干信息可知,E-cadherin基因与肿瘤转移相关,进展期胃癌中E-cadherin基因表达产物的减少可能加速癌细胞的转移,D正确。
故选A。
18.(2024·广东·三模)传统研究认为,某些免疫细胞与病原体接触后获得的免疫才具有免疫记忆,呈现二次免疫“既快又强”的特点,而先天免疫不具有免疫记忆。最新的研究发现,吞噬细胞接受刺激后也能发生功能改变,使得先天免疫也能产生免疫记忆,这一现象被称为“训练免疫”,机制如下图。据图推断合理的是( )
A.“训练免疫”不依赖T、B细胞,是属于机体“第二道防线”的免疫记忆
B.内源性抗原诱导的“训练免疫”可导致自身免疫病患者的症状得到缓解
C.图中吞噬细胞发生的表观遗传修饰属于可遗传的变异,可传递给子代
D.二次刺激后,吞噬细胞产生了更多的细胞因子与抗原发生特异性结合
【答案】A
【分析】人体免疫系统的三道防线:①第一道:皮肤、黏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、免疫活性物质共同组成的免疫系统。
【详解】A、“训练免疫”是在吞噬细胞受刺激后功能发生改变后使先天性免疫产生免疫记忆,因此不依赖T、B细胞,属于“第二道防线”的非特异性记忆,A正确;
B、内源性抗原诱导“训练免疫”后,使得初次即产生免疫记忆,自身抗原被异常识别,因此可能导致自身免疫病加剧,B错误;
C、表观遗传可遗传,故图中吞噬细胞发生的表观遗传修饰属于可遗传的变异,但可遗传变异不一定能通过有性生殖传递给后代,比如体细胞发生的可遗传变异就不能通过有性生殖传递给后代,C错误;
D、细胞因子不与抗原发生特异性结合,抗体才与抗原发生特异性结合,D错误。
故选A。
19.(2024·广东湛江·三模)拟南芥DNA甲基化修饰可对盐胁迫做出应答,产生较稳定的表型改变来应对高盐环境变化。当后代未受到胁迫时部分植株能延续这种改变,并通过减数分裂进行遗传,该现象称为“胁迫跨代记忆”。下列分析正确的是( )
A.“胁迫跨代记忆”会导致基因突变
B.高盐环境下拟南芥通过DNA甲基化改变表型
C.若长期不受盐胁迫,已甲基化拟南芥的后代均可DNA去甲基化
D.可通过逆境锻炼激发表观遗传修饰培育新物种
【答案】B
【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、“胁迫跨代记忆”与DNA甲基化修饰有关,DNA甲基化属于表观遗传,表观遗传不会改变基因,A错误;
B、拟南芥DNA甲基化修饰可对盐胁迫做出应答,产生较稳定的表型改变来应对高盐环境变化,高盐属于胁迫环境,推测高盐环境下拟南芥通过DNA甲基化改变表型,B正确;
C、当后代未受到胁迫时部分植株能延续这种改变,并通过减数分裂进行遗传,说明若长期不受盐胁迫,拟南芥后代也不会均DNA去甲基化,C错误;
D、在逆境下,拟南芥DNA甲基化修饰可对逆境做出应答,产生较稳定的表型改变,因此可通过逆境锻炼激发表观遗传修饰培育新品种,D错误。
故选B。
20.(2024·广东汕头·一模)乙肝病毒(HBV)感染可导致乙型肝炎、肝纤维化、肝癌等疾病。HBV在宿主细胞内可通过circRNA(一种环状单链RNA)调控病毒的复制,相关机制如图所示。对于宿主细胞而言,下列不能作为靶点抑制HBV增殖的是( )
A.激活线粒体自噬受体
B.促进Smc5/6蛋白复合体合成
C.增加X蛋白的表达量
D.RNA靶向抑制circRNA翻译
【答案】C
【分析】分析图示,HBV基因组编码circRNA,circRNA与线粒体自噬受体结合后,可以抑制细胞的自噬,circRNA编码X蛋白,破坏Smc5/6蛋白复合体,促进HBV的增殖。
【详解】A、激活线粒体自噬受体,可以促进细胞自噬,使得病毒不能增殖,不符合题意,A错误;
B、破坏Smc5/6蛋白复合体,才会促进增殖,因此促进Smc5/6蛋白复合体合成,会抑制病毒的增殖,不符合题意,B错误;
C、增加X蛋白的表达量,会破坏Smc5/6蛋白复合体,进而促进增殖,符合题意,C正确;
D、RNA靶向抑制circRNA翻译,则可能导致图中后续都无法进行,可以抑制病毒的增殖,不符合题意,D错误。
故选C。
21.(2024·广东茂名·一模)中心法则描述的是生物从蓝图落实到建筑的过程,如图为中心法则模式图,下列叙述正确的是( )
A.①均在细胞核内进行
B.②表明遗传信息可以从 DNA 流向 RNA
C.③以核糖核苷酸为原料
D.④遵循A-T,C-G的碱基互补配对原则
【答案】B
【分析】分析题图,①表示复制、②表示转录,③表示逆转录,④表示翻译。
【详解】A、①DNA复制主要发生在细胞核中,也可以发生在线粒体和叶绿体中,A错误;
B、②转录的遗传信息是从DNA流向RNA,B正确;
C、③逆转录是以RNA为模板和DNA的过程,故逆转录的原料是脱氧核糖核苷酸,C错误;
D、④翻译是以RNA为模板合成蛋白质的过程,该过程遵循A-U,C-G的碱基互补配对原则,D错误。
故选B。
22.(2024·广东珠海·三模)生活在青藏高原的生物为了适应当地生存环境,除突变基因决定外,环境和基因相互作用同样发挥作用,此外部分基因启动子的甲基化可能抑制其表达。缺氧诱导因子(HIF)包括a、β两种蛋白质,HIF信号通路被认为是高原缺氧适应的关键调控机制,这一机制参与调控一系列与红细胞生成、血管新生、代谢调节等相关基因的表达。调节过程如图所示,最终激活下游基因转录。
(1)据图分析,缺氧环境PHD的活性较_______________ ,HIF-α稳定性 ________________(不变/升高/下降)。研究者发现,从平原进入青藏高原生活较长时间后,人体氧供应能力明显增强。据图分析,原因是 _________________________。
(2)HIF信号通路的活性和稳定性也受到表观遗传的影响,有助于协调机体更好适应缺氧环境。结合图分析,藏牦牛的HIF-α基因启动子甲基化水平可能更______________________,促红细胞生成素(EPO)的mRNA水平更______________________。
(3)研究发现,表观遗传学调节机制存在DNA甲基化修饰机制和染色体组蛋白修饰机制等。科学家为了定点改变相关基因的表达,以提高动物对缺氧环境适应能力,对上述HIF信号通路中某基因进行了靶向甲基化和去甲基化修饰。还需进一步研究__________________________(答出一点即可)。
【答案】(1) 低 升高 在缺氧条件下,HIF-a蛋白与HIF-β蛋白结合,进入细胞核内,与ARNT结合激活HRE(低氧反应元件基因),这一机制参与调控一系列与红细胞生成、血管新生、代谢调节等相关基因的表达
(2) 低 高
(3)此项操作是否会对该动物的表型产生影响、子代出现相似表型的程度和概率
【分析】由图可知,在常氧条件下,经过PHD的催化,HIF-a蛋白发生羟基化,使得VHL蛋白能够与之识别并结合,从而导致HIF-la蛋白降解。缺氧条件下,HIF-a蛋白与HIF-β蛋白结合,进入细胞核内,与ARNT结合激活HRE(低氧反应元件基因)。
【详解】(1)在常氧条件下,经过PHD的催化,HIF-a蛋白发生羟基化,使得VHL蛋白能够与之识别并结合,从而导致HIF-la蛋白降解。在缺氧条件下PHD的活性较低,HIF-α稳定性升高。在缺氧条件下,HIF-a蛋白与HIF-β蛋白结合,进入细胞核内,与ARNT结合激活HRE(低氧反应元件基因),这一机制参与调控一系列与红细胞生成、血管新生、代谢调节等相关基因的表达,从而导致人体氧供应能力明显增强。
(2)藏牦牛长期生活在低氧环境中,其HIF-α基因启动子甲基化水平可能更低,表达出更多的HIF-a蛋白,HIF-a蛋白与HIF-β蛋白结合,进入细胞核内,与ARNT结合激活HRE(低氧反应元件基因),使得促红细胞生成素(EPO)的mRNA的含量增多,促进EPO的合成,最终导致红细胞增多以适应低氧环境。
(3)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、染色体组蛋白修饰。科学家为了定点改变相关基因的表达,以提高动物对缺氧环境适应能力,对上述HIF信号通路中某基因进行了靶向甲基化和去甲基化修饰,还需进一步研究此项操作是否会对该动物的表型产生影响、子代出现相似表型的程度和概率。
23.(2024·广东·三模)空间转录组技术旨在对细胞的基因表达进行定量测量,同时提供细胞在组织空间的具体位置信息。该技术设计了一种标签TIVA-tag(包括一段尿嘧啶序列和蛋白质),该标签进入活细胞后与mRNA的腺嘌呤序列尾(真核细胞mRNA均具有)结合得到产物TIVA-tag-mRNA,回收并纯化该产物之后,将mRNA洗脱下来用于转录组分析。回答下列问题:
(1)细胞中基因转录成mRNA需要________________(酶)参与催化,与翻译相比,转录中特有的碱基配对方式是 _________________ 。
(2)TIVA-tag与ATP含有的五碳糖 _______________(填“相同”或“不同”)。上述过程没有涉及到磷酸二酯键的形成和断裂,判断依据是 ______________ 。
(3)空间转录组技术可获得特定活细胞中全部编码蛋白质的基因表达信息,原因是 ________ 。肿瘤的异质性是指肿瘤在生长过程中,经多次分裂导致细胞出现基因、生物学方面的改变,导致肿瘤的生长速度、对药物的敏感性等方面存在差异。空间转录组技术能够直接观测到___________________ ,因此非常适用于肿瘤组织的异质性研究。
【答案】(1) RNA聚合酶 T-A
(2) 相同 TIVA-tag与mRNA的腺嘌呤序列尾结合形成的是氢键,洗脱断裂的也是氢键,不涉及磷酸二酯键的形成和断裂
(3) 可测定特定活细胞在某一功能状态下转录出来的所有mRNA 不同组织区域基因表达的情况
【分析】基因的表达:①转录:以DNA为模板,通过碱基互补配对原则,在RNA聚合酶的作用下合成mRNA;②翻译:以mRNA为模板,在核糖体的参与和酶的催化作用下,合成多肽链。
【详解】(1)转录需要RNA聚合酶参与催化。翻译过程中的碱基互补配对原则为A-U、G-C,而转录涉及的碱基互补配对原则是A-U、G-C、T-A。
(2)TIVA-tag与ATP都含有核糖。TIVA-tag与mRNA的腺嘌呤序列尾结合形成的是氢键,洗脱断裂的也是氢键,不涉及磷酸二酯键的形成和断裂。
(3)空间转录组技术可测定特定细胞在某一功能状态下转录出来的所有mRNA,即可获得特定活细胞中全部编码蛋白质的基因表达信息。异质性是恶性肿瘤的主要特征之一,与癌症的发生发展、转移侵袭以及预后治疗等密切相关。空间转录组技术能够直接观测到不同组织区域基因表达的异质性情况,因此非常适用于肿瘤组织的异质性研究。
24.(2024·广东汕头·二模)吸烟是肺癌、心脑血管疾病的重要诱因。研究表明,吸烟会改变相关基因表达调控。AhR是一种转录因子,当与烟草中的有毒物质多环芳烃(PAH)结合后被激活,引发后续相关基因表达,对生物起到一定的保护作用,调控机制如图a所示。
回答下列问题:
(1)CYP1A1基因在表达过程中,游离在细胞质中的氨基酸通过 _____________运送到合成蛋白质的“生产线”。
(2)当AhR被激活后与ARNT形成复合体,通过促进相关基因表达合成 _______________ ,将有毒物质代谢成中间体BPDE,进而去毒化并转移出细胞。
(3)AhRR蛋白可与AhR竞争性结合ARNT,研究发现,吸烟会改变AhRR基因的甲基化水平(见图b),AhRR基因的碱基序列通常____________(填“会”或“不会”)因此发生改变。长期吸烟的人患肺癌的概率较高,其致病机理是_____________,抑制AhR发挥调控功能,进而抑制对外来毒物的氧化代谢,导致肺癌。
(4)根据以上信息,若机体吸入过多PAH,请提出相应的解毒思路:___________________________ 。
【答案】(1)tRNA
(2)CYP1A1
(3) 不会 长期吸烟会降低AhRR基因甲基化水平,促进AhRR基因的表达(或答“合成更多AhRR蛋白”),与AhR竞争结合ARNT
(4)增大AhR蛋白含量/促进CYP1A1基因表达/抑制AhRR基因的表达/提高AhRR基因的甲基化/减少AhRR的含量。
【分析】1、AhR(本质为蛋白质)是一种转录因子,无活性时位于细胞质基质,当与有毒化学物质结合后,会被激活进入细胞核,调控相关基因转录,使机体对外来毒物的氧化代谢增强,对生物起到一定的保护作用;
2、DNA甲基化是表观遗传的一种类型,表观遗传是指生物体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。基因的甲基化会导致相关基因的转录活性下降,因此会降低基因的转录水平,因此mRNA检测可判断AHRR基因的甲基化程度。
【详解】(1)蛋白质的合成场所是核糖体,原料是氨基酸,通过tRNA将细胞质中的氨基酸运送到合成蛋白质的“生产线”(核糖体);
(2)由图可知,当AhR被激活后与ARNT形成复合体,通过促进相关基因表达合成CYP1A1,将有毒物质代谢成中间体BPDE,进而去毒化并转移出细胞;
(3)DNA甲基化是表观遗传的一种类型,表观遗传是指生物体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。因此吸烟会改变AhRR基因的甲基化水平,但AhRR基因的碱基序列通常不会因此发生改变;长期吸烟的人患肺癌的概率较高,其致病机理是长期吸烟会降低AhRR基因甲基化水平,促进AhRR基因的表达(或答“合成更多AhRR蛋白”),与AhR竞争结合ARNT,抑制AhR发挥调控功能,进而抑制对外来毒物的氧化代谢,导致肺癌;
(4)根据题意,若机体吸入过多PAH,可通过增大AhR蛋白含量或促进CYP1A1基因表达或抑制AhRR基因的表达或提高AhRR基因的甲基化或减少AhRR的含量等来解毒
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