内容正文:
专题五
[主干排查] 第1练
遗传的分子基础
真题演练
模拟预测
内容索引
1.(2022·湖南,2)T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,下列哪一项不会发生
A.新的噬菌体DNA合成
B.新的噬菌体蛋白质外壳合成
C.噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA
D.合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合
真题演练
PART ONE
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T2噬菌体侵染大肠杆菌后,其DNA会在大肠杆菌体内复制,合成新的噬菌体DNA,A正确;
T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,只有DNA进入大肠杆菌,T2噬菌体会用自身的DNA和大肠杆菌的氨基酸等来合成新的噬菌体蛋白质外壳,B正确;
噬菌体在大肠杆菌RNA聚合酶作用下转录出RNA,C错误;
合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合,合成蛋白质,D正确。
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2.(2021,辽宁,4)下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述,正确的是
A.子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端
B.子链的合成过程不需要引物参与
C.DNA每条链的5′端是羟基末端
D.DNA聚合酶的作用是打开DNA双链
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子链延伸时由5′→3′合成,故游离的脱氧核苷酸添加到3′端,A正确;
子链的合成过程需要引物参与,B错误;
DNA每条链的5′端是磷酸基团末端,3′端是羟基末端,C错误;
解旋酶的作用是打开DNA双链,D错误。
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3.(2023·山东,5)将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上,置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像,①和②表示新合成的单链,①的5′端指向解旋方向,丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象,但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则,下列说法错误的是
A.据图分析,①和②延伸时均存在暂停现象
B.甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等
C.丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等
D.②延伸方向为5′端至3′端,其模板链3′端指向解旋方向
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据图分析,甲时新合成的单链①比②短,乙时①
比②长,因此可以说明①和②延伸时均存在暂停
现象,A正确;
①和②两条链中碱基是互补的,甲时新合成的单
链①比②短,但②中多出的部分可能不含有A、T,因此①中A、T之和与②中A、T之和可能相等,B正确;
丙时,①②等长且互补,A、T之和相等,C正确;
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①和②两条单链由一个双链DNA分子复制而来,其中一条母链合成子链①时,①的5′端指向解旋方向,则另一条母链合成子链②时,②的延伸方向为5′端至3′端,其模板链5′端指向解旋方向,D错误。
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4.(不定项)(2023·辽宁,18)DNA在细胞生命过程中会发生多种类型的损伤。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聚合酶等进行修复(如图2)。
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下列叙述正确的是
A.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
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5′端到3′端进行的
D.图2所示的DNA聚合酶催化DNA损伤链的修复,方向是从n到m
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由图1可知,DNA的损伤发生在其中
一条DNA单链上,DNA的复制方式
为半保留复制,复制过程中分别以
两条DNA单链为模板,因此复制后
有半数子代DNA含该损伤导致的突
变基因,A正确;
由于密码子具有简并性,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,B正确;
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转录过程mRNA的合成方向是5′
端到3′端,是沿着模板链的3′
端到5′端进行的,C错误;
由图2中mRNA的合成方向可知,
上方DNA链的m端为3′端、n端
为5′端,已知DNA聚合酶可催化DNA链由5′端到3′端延伸,故DNA聚合酶催化DNA损伤链修复的方向是从n到m,D正确。
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5.(2024·山东,5)制备荧光标记的DNA探针时,需要模板、引物、DNA聚合酶等。在只含大肠杆菌DNA聚合酶、扩增缓冲液、H2O和4种脱氧核苷酸(dCTP、dTTP、dGTP和碱基被荧光
标记的dATP)的反应管①~④中,分别加
入如表所示的适量单链DNA。已知形成
的双链DNA区遵循碱基互补配对原则,
且在本实验的温度条件下不能产生小于
9个连续碱基对的双链DNA区。能得到
带有荧光标记的DNA探针的反应管有
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
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制备荧光标记的DNA探针时,需要模板、引物、DNA聚合酶等,①试管中的两种单链能错位配对
,但是配对后伸出来的游离的单链是3′末端,因缺乏模板,无法利用原料进行延伸,因此不能得到带有荧光标记的DNA探针,①不符合题意;
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③试管中的两种单链可以错位局部配对 ,配对后伸出来的游离单链是5′端,是可以彼此提供模板和引物,并且利用碱基被荧光标记的dATP进行延伸的,③符合题意;
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②和④试管加的都是1种单链DNA,试管中存在两种可能:一是这条单链的3′端回折与自身一部分碱基配对,从而作为引物和模板,即
,但是配对区只
有5个碱基对,即使经过延伸最终只有8个碱基对,与题中“本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区”这句话相矛盾;
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二是加入适量同种单链,2条相同单链之间可以反向互补配对成双链区。对于②试管,配对后: ,配对区大于9个碱基对,但因伸出来的模板链碱基是AGA,导致延伸时碱基被荧光标记的dATP无法掺入到子链合成中去,因此②不符合题意;
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对于④试管,配对后: ,配对区大于9个碱基对,且伸出来的模板链碱基是TTC,碱基被荧光标记的dATP必然可以掺入到子链合成中去,④符合题意。综上,故选D。
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6.(2021·山东,5)利用农杆菌转化法,将含有基因修饰系统的T-DNA插入水稻细胞M的某条染色体上,在该修饰系统的作用下,一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U,脱氨基过程在细胞M中只发生一次。将细胞M培育成植株N。下列说法错误的是
A.N的每一个细胞中都含有T-DNA
B.N自交,子一代中含T-DNA的植株占3/4
C.M经n(n≥1)次有丝分裂后,脱氨基位点为A-U的细胞占1/2n
D.M经3次有丝分裂后,含T-DNA且脱氨基位点为A-T的细胞占1/2
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N是由M细胞形成的,在形成过程中没有DNA的丢失,由于T-DNA 插入水稻细胞 M 的某条染色体上,所以M细胞含有T-DNA,因此N的每一个细胞中都含有 T-DNA,A正确;
N植株的一条染色体中含有T-DNA,可以记为+,因此N植株关于是否含有T-DNA的基因型记为+-,如果自交,则子代中相关的基因型为++∶+-∶--=1∶2∶1,有 3/4的植株含T-DNA,B正确;
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M中只有1个DNA分子上的单链上的一个C脱去氨基变为U,所以复制n次后,产生的子细胞有2n个,但脱氨基位点为A-U的细胞只有1个,所以这种细胞的比例为1/2n,C正确;
如果M 经 3 次有丝分裂后,形成的子细胞有8个,由于M细胞DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U,所以是G和U配对,所以复制三次后,有4个细胞脱氨基位点为C-G,3个细胞脱氨基位点为A-T,1个细胞脱氨基位点为U-A,因此含T-DNA且脱氨基位点为 A-T 的细胞占 3/8,D错误。
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7.(2022·山东,2)液泡膜蛋白TOM2A的合成过程与分泌蛋白相同,该蛋白影响烟草花叶病毒(TMV)核酸复制酶的活性。与易感病烟草品种相比,烟草品种TI203中TOM2A的编码序列缺失2个碱基对,被TMV侵染后,易感病烟草品种有感病症状,TI203无感病症状。下列说法错误的是
A.TOM2A的合成需要游离核糖体
B.TI203中TOM2A基因表达的蛋白与易感病烟草品种中的不同
C.TMV核酸复制酶可催化TMV核糖核酸的合成
D.TMV侵染后,TI203中的TMV数量比易感病烟草品种中的多
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由“液泡膜蛋白TOM2A的合成过程与分泌蛋白相同”可知,TOM2A最初是在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成的,A正确;
由题干信息可知,与易感病烟草相比,品种TI203中TOM2A的编码序列缺失2个碱基对,并且被TMV侵染后的表现不同,说明品种TI203发生了基因突变,所以两个品种TOM2A基因表达的蛋白不同,B正确;
烟草花叶病毒(TMV)的遗传物质是RNA,所以其核酸复制酶可催化TMV的RNA(核糖核酸)的合成,C正确;
TMV侵染后,TI203品种无感病症状,也就是叶片上没有出现花斑,推测TI203感染的TMV数量可能比易感病烟草品种中的少,D错误。
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8.(2023·湖南,12)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
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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;
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;
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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CsrB基因的转录能抑制细菌糖原合成,C错误;
由题图及C选项分析可知,若CsrA都结合到
CsrB上,则没有CsrA与glg mRNA结合,从而使glg mRNA不被降解而正常进行翻译,有利于细菌糖原的合成,D正确。
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9.(2022·湖南,14)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
√
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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;
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,其与rRNA分子结合,二者组装成核糖体,B正确;
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RNA和核糖体蛋白数量上的平衡,C正确;
大肠杆菌为原核生物,没有核膜,转录形成的mRNA在转录未结束时和核糖体结合,开始翻译过程,D错误。
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10.(2023·辽宁,8)CD163蛋白是PRRSV病毒感染家畜的受体。为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程,将红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因拼接在一起(如图),使其表达成一条多肽。该拼接过程的关键步骤是除去
A.CD163基因中编码起始密码子的序列
B.CD163基因中编码终止密码子的序列
C.RFP基因中编码起始密码子的序列
D.RFP基因中编码终止密码子的序列
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为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程,拼接在一起的红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因都必须进行转录和翻译,使其表达成一条多肽,因此拼接在一起的CD163基因转录形成的mRNA中不能出现终止密码子,否则在翻译时会提前终止,无法表达出既含CD163蛋白又含红色荧光蛋白的一整条多肽,因此该拼接过程的关键步骤是除去CD163基因中编码终止密码子的序列,B符合题意。
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11.(不定项)(2021·辽宁,17)脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的单链DNA分子。如图为10-23型脱氧核酶与靶RNA结合并进行定点切割的示意图。切割位点在一个未配对的嘌呤核苷酸(图中R所示)和一个配对的嘧啶核苷酸(图中Y所示)之间,图中字母均代表由相应碱基构成的核苷酸。下列有关叙述错误的是
A.脱氧核酶的作用过程受温度的影响
B.图中Y与两个R之间通过氢键相连
C.脱氧核酶与靶RNA之间的碱基配对方式有两种
D.利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的转录过程
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脱氧核酶的化学本质是DNA,
温度会影响脱氧核酶的结构,
从而影响脱氧核酶的作用,A
正确;
图中Y与同一条链上的R之间通过磷酸二酯键相连,B错误;
脱氧核酶本质是DNA,与靶RNA之间的碱基配对方式有A-U、T-A、C-G、G-C四种,C错误;
利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的翻译过程,D错误。
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12.(不定项)(2021·湖南,13)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
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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;
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,翻译的场所为细胞质中的核糖体,B正确;
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。
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模拟预测
PART TWO
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1.(2024·长沙高三一模)图1为加热致死的S型细菌与R型活细菌混合注射到小鼠体内后,两种细菌的含量变化。图2是用DNA测序仪测出的R型细菌的一个DNA分子片段上被标记一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序(TGCGTATTGG)。图3为S型细菌的一个DNA分子片段上被标记一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序。
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下列有关说法错误的是
A.图1中的实线代表R型细菌,虚线
代表S型细菌
B.CD段细菌含量增加的原因是S型细
菌增加,破坏了小鼠的免疫系统
C.R型细菌的此DNA双链片段含有1
个腺嘌呤
D.S型细菌的此DNA分子片段碱基排
列顺序为CCAGTGCGCC
√
根据图2测序结果可知,A有1个,T有4个,所以对应的双链DNA有5个腺嘌呤,C错误。
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2.(2024·怀化高三二模)复制叉是真核生物DNA复制过程中的基本结构,复制叉由“Y”字形DNA以及结合在该处的与DNA复制有关的蛋白质组成,如图所示。DNA甲基化会引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变。下列有关叙述正确的是
A.与DNA复制有关的蛋白质包括解旋酶
(B)和DNA聚合酶(A)等
B.a、b为新合成的子链,会相互结合形
成子代DNA
C.被甲基化修饰后,基因的碱基序列不发生改变
D.合成a、b子链的原料相同,即四种核糖核苷酸
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√
A是解旋酶,B是DNA聚合酶,A错误;
a、b为新合成的子链,子代DNA由子链
和对应的母链形成,B错误;
DNA的甲基化并不改变基因的碱基序列,
但影响基因的转录,进而影响生物的性状,C正确;
a、b为新合成的DNA链,合成a、b子链的原料相同,即四种脱氧核糖核苷酸,D错误。
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3.(2024·娄底高三期中)环状DNA通常以“滚环”的模式进行复制,复制时,1链首先被断开形成3′、5′端口,接着5′端与2链发生分离,随后DNA分子以2链为模板,通过滚动从1链的3′端开始延伸子链,同时还以分离出来的5′端单链为模板合成另一条子链,复制过程如图所示。
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下列有关分析正确的是
A.该过程是从两个起点同时开始
进行的
B.滚环复制时两条子链的合成都
是连续的
C.该复制过程只能发生在细胞核中,不需要引物的参与,复制的方向是
单向的
D.该复制方式符合半保留复制的特点
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由题意可知,该DNA分子的复制起始于断口处,由于只有一个断口处,故只有一个复制起点,A错误;
由题图可知,新合成的DNA的两条
子链中,一条子链的合成是连续的,另一条子链的合成是不连续的,B错误;
此DNA分子复制过程中由于只有一个复制起点,因而为单向复制,需要引物,因该DNA分子为双链环状DNA,故发生部位不可能为细胞核,C错误;
据图可知,该复制方式符合半保留复制的特点,D正确。
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4.(2024·济宁高三二模)研究发现DNA复制时一条子链连续形成,另一条子链先形成短片段后再借助DNA连接酶连接缺口。为验证上述现象,进行了如下实验:让T2噬菌体侵染大肠杆菌一段时间,然后将3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌培养液中,随后在培养的不同时刻,分离出T2噬菌体DNA,使其解旋成单链,加入试管中进行离心,并检测试管中各部位的放射性强度,结果如图。下列说法正确的是
A.大肠杆菌DNA复制时需要RNA聚合酶打开氢键
B.该实验需要的原料可以用15N标记的脱氧核苷酸代替
C.该实验结果也可以证明DNA的复制方式为半保留复制
D.若加入DNA连接酶抑制剂,则近试管口处放射性会增强
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大肠杆菌DNA复制时需要解旋酶打开碱基对之间的氢
键,A错误;
本实验的因变量是放射性的强度,15N是稳定性同位
素,没有放射性,B错误;
该实验对单链DNA进行离心,全保留复制与半保留复
制,离心结果都一样,所以该实验结果不能证明DNA
的复制方式为半保留复制,C错误;
若加入DNA连接酶抑制剂,DNA连接酶不能发挥作用,则不连续复制的那条链会产生大量短小的单链DNA片段,则近试管口处放射性会增强,D正确。
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5.(2024·丹东高三期末)重叠基因是指两个或两个以上的基因共用一段DNA序列,或是指一段DNA序列成为两个或两个以上基因的组成部分。下列叙述正确的是
A.高等生物中出现重叠基因的情况比病毒更多
B.重叠基因中的共同序列编码的氨基酸序列相同
C.重叠基因共同序列上发生的突变一定导致其功能改变
D.重叠基因能经济和有效地利用DNA遗传信息量
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重叠基因增大了遗传信息储存的容量,而病毒所含的核苷酸数比高等生物少得多,为了储存更多的遗传信息,重叠基因在病毒中就会较为普遍出现,所以病毒比高等生物中出现重叠基因的情况更多,A错误;
转录时的模板链不一定是同一条DNA单链,转录形成的密码子也不一定相同,因此重叠基因中的共同序列编码的氨基酸序列不一定相同,B错误;
由于密码子具有简并性,如果重叠基因共同序列上发生了突变,对应位置编码的氨基酸不一定发生改变,因此蛋白质不一定会发生改变,其功能不一定改变,C错误。
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6.(2024·鹤岗高三二模)某团队研究发现真核细胞中的基因表达分三步进行(如图)。其中的剪接体主要由蛋白质和小分子RNA组成。下列有关分析错误的是
A.剪接体彻底水解的产物有氨基
酸、核糖、磷酸、碱基
B.转录时,RNA聚合酶沿DNA模
板链的5′端→3′端方向移动
C.翻译时,核糖体在成熟信使RNA上的移动方向都是5′端→3′端
D.剪接体的剪接出现差错,编码的蛋白质结构通常会发生改变
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√
剪接体主要由蛋白质和小分子RNA组成,蛋白质彻底水解形成氨基酸,RNA彻底水解形成核糖、磷酸、碱基,A正确;
转录时RNA聚合酶沿DNA模板链
的3′端→5′端方向移动,RNA子链的延伸方向是5′端→3′端,B错误;
翻译时,核糖体在成熟信使RNA上的移动方向是5′端→3′端,C正确;
剪接体剪接位置出现差错,形成的mRNA与正常的mRNA一般不同,最终编码的蛋白质结构通常会发生改变,D正确。
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7.(2024·怀化高三三模)真核细胞的遗传信息在复制、转录或翻译过程中出现差错时,绝大部分能被细胞及时发现并进行处理。如图是细胞对剪切与拼接错误的异常mRNA进行纠错过程的示意图。下列相关叙述不正确的是
A.过程①需要解旋酶、RNA
聚合酶的催化
B.过程③需要mRNA、rRNA
和tRNA的参与
C.过程②表示剪切和拼接,该过程涉及磷酸二酯键的断裂和形成
D.细胞纠错有利于维持细胞正常的生理功能
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完成过程①(转录)所需的酶是RNA
聚合酶,该酶具有解旋功能,不需
要使用解旋酶,A错误;
过程③表示翻译,需要三种核糖核
酸,即mRNA(作为翻译的模板)、tRNA(运载氨基酸)、rRNA(组成核糖体的重要成分)的参与,B正确;
过程②表示前体mRNA的剪切和拼接,该过程涉及磷酸二酯键的断裂和形成,C正确;
细胞存在“纠错”机制的意义在于及时清除细胞内异常的分子,维持细胞正常生命活动,D正确。
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8.(2024·大连高三一模)图示为大肠杆菌乳糖操纵子的结构示意图。当环境中存在乳糖时,结构基因(lacZ、lacY、lacA)能够完成表达,合成的酶a、酶b、酶c可催化乳糖分解为葡萄
糖和半乳糖;当环境中不存在乳
糖时,结构基因不能表达,大肠
杆菌不能利用乳糖。科学家得到
了某大肠杆菌突变体,其无论环
境中是否有乳糖,lacZ、lacY、
lacA基因都不能表达。
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下列叙述正确的是
A.参与过程②的氨基酸都可被多
种tRNA转运
B.阻遏蛋白与操纵基因结合后,
可能会阻止RNA聚合酶与启动
子结合
C.三个结构基因转录出的mRNA上可能含有3个启动子和终止子
D.大肠杆菌突变体的形成一定与调节基因突变有关
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√
有些氨基酸只对应一种密码子,只
能被一种tRNA转运,A错误;
当阻遏蛋白与操纵基因结合后,它可
能会阻止RNA聚合酶与启动子结合,
从而阻止结构基因的转录,B正确;
mRNA分子上没有启动子和终止子,C错误;
突变体的形成可能与调节基因突变有关,但也可能与其他基因的突变有关,D错误。
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9.(2024·青岛高三二模)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不同。如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.6种血红蛋白基因属于奢侈基因,在人的配
子中均不表达
D.胎儿的红细胞中存在图示血红蛋白基因,但成年人的红细胞中不存在
√
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从图示可以看出,基因与性状之间并不都
是一一对应的关系,控制人的血红蛋白的
基因有6种,A正确;
等位基因是指在同源染色体上同一位置控制
相对性状的不同基因,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
的非等位基因,人的不同发育时期表达的血红蛋白基因不同,B正确;
6种血红蛋白基因只在红细胞中表达,属于奢侈基因,在人的配子中均不表达,C正确;
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人的成熟的红细胞中没有细胞核,故没有图示血红蛋白基因,但未成熟的红细胞中含有细胞核,有图示血红蛋白基因,D错误。
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10.(不定项)(2024·沈阳高三二模)肺炎链球菌分为S型细菌和R型细菌,加热致死的S型细菌会遗留下完整的各DNA片段,如图为肺炎链球菌转化实验的机理。下列叙述正确的是
A.S基因能与R型细菌DNA整合是
由于二者具有相似的结构
B.R型细菌转化为S型细菌的实质
是发生了染色体变异
C.推测S基因可能具有控制荚膜形成的作用
D.加热处理对氢键和磷酸二酯键均有破坏作用
√
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细菌没有细胞核,不存在染色体,R型细菌转化为S型细菌的实质是发生了基因重组,B错误。
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11.(不定项)(2024·株洲高三二模)miRNA是细胞内一种单链小分子RNA,可与P基因的mRNA特异性结合并使其降解。circRNA是细胞内一种单链闭合环状RNA,可特异性局部结合miRNA使其难以与mRNA结合,从而提高mRNA的翻译水平。研究表明,P基因表达的蛋白质增多可促进细胞凋亡。下列有关叙述错误的是
A.P基因的任意一条单链均可作为mRNA的转录模板
B.circRNA含有游离的磷酸基团和游离的碱基
C.circRNA和mRNA通过与miRNA的竞争性结合调节P基因的表达
D.细胞内circRNA含量的减少或miRNA含量升高都能促进细胞凋亡
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mRNA只能以P基因中特定的一条链为模板进行转录,A错误;
circRNA是一种单链闭合环状RNA,分子中不含游离的磷酸基团,B错误;
circRNA能与miRNA局部结合,mRNA也能与miRNA结合,可见circRNA和mRNA可通过与miRNA的竞争性结合调节P基因的表达,C正确;
细胞内circRNA含量减少,更多的miRNA与mRNA结合,或miRNA表达量升高,都会使P蛋白合成减少,从而不能促进细胞凋亡,D错误。
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12.(不定项)(2024·长沙高三三模)在细菌中,与多种代谢途径相关的基因表达受核糖开关的调控。核糖开关(如图)是一段具有复杂结构的RNA序列,可以调控基因的表达。在革兰氏阴性菌中,有些基因的mRNA上具有THF感受型核糖开关,其调节机制如图所示。据图分析,下列叙述正确的是
A.据图可知,Mg2+可以改变核糖开关的
空间结构
B.THF可以通过抑制相关基因的转录来
抑制基因的表达
C.核糖开关与tRNA均存在氢键
D.RBS的下游区域中存在终止子,是翻
译结束的位置
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据图可知,Mg2+与核糖开关结合
后,核糖开关由去折叠状态转为
折叠状态,其空间结构发生了变
化,A正确;
RBS区是核糖体结合的位点,与
翻译过程有关,故THF可以通过抑制相关基因的翻译来抑制基因的表达,与转录无关,B错误;
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观察题图可知,核糖开关存在双
链区域,tRNA的“三叶草”结构
中也存在双链区域,故两者均存
在氢键,C正确;
终止子是基因非编码区的特定序
列,RBS的下游区域中存在终止密码子,而不存在终止子,D错误。
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[主干排查] 第1练 遗传的分子基础 [分值:72分]
(每题3分,共36分)
1.(2022·湖南,2)T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,下列哪一项不会发生( )
A.新的噬菌体DNA合成
B.新的噬菌体蛋白质外壳合成
C.噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA
D.合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合
答案 C
解析 T2噬菌体侵染大肠杆菌后,其DNA会在大肠杆菌体内复制,合成新的噬菌体DNA,A正确;T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,只有DNA进入大肠杆菌,T2噬菌体会用自身的DNA和大肠杆菌的氨基酸等来合成新的噬菌体蛋白质外壳,B正确;噬菌体在大肠杆菌RNA聚合酶作用下转录出RNA,C错误;合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合,合成蛋白质,D正确。
2.(2021,辽宁,4)下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述,正确的是( )
A.子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端
B.子链的合成过程不需要引物参与
C.DNA每条链的5′端是羟基末端
D.DNA聚合酶的作用是打开DNA双链
答案 A
解析 子链延伸时由5′→3′合成,故游离的脱氧核苷酸添加到3′端,A正确;子链的合成过程需要引物参与,B错误;DNA每条链的5′端是磷酸基团末端,3′端是羟基末端,C错误;解旋酶的作用是打开DNA双链,D错误。
3.(2023·山东,5)将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上,置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像,①和②表示新合成的单链,①的5′端指向解旋方向,丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象,但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则,下列说法错误的是( )
A.据图分析,①和②延伸时均存在暂停现象
B.甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等
C.丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等
D.②延伸方向为5′端至3′端,其模板链3′端指向解旋方向
答案 D
解析 据图分析,甲时新合成的单链①比②短,乙时①比②长,因此可以说明①和②延伸时均存在暂停现象,A正确;①和②两条链中碱基是互补的,甲时新合成的单链①比②短,但②中多出的部分可能不含有A、T,因此①中A、T之和与②中A、T之和可能相等,B正确;丙时,①②等长且互补,A、T之和相等,C正确;①和②两条单链由一个双链DNA分子复制而来,其中一条母链合成子链①时,①的5′端指向解旋方向,则另一条母链合成子链②时,②的延伸方向为5′端至3′端,其模板链5′端指向解旋方向,D错误。
4.(不定项)(2023·辽宁,18)DNA在细胞生命过程中会发生多种类型的损伤。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聚合酶等进行修复(如图2)。下列叙述正确的是( )
A.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
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5′端到3′端进行的
D.图2所示的DNA聚合酶催化DNA损伤链的修复,方向是从n到m
答案 ABD
解析 由图1可知,DNA的损伤发生在其中一条DNA单链上,DNA的复制方式为半保留复制,复制过程中分别以两条DNA单链为模板,因此复制后有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因,A正确;由于密码子具有简并性,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,B正确;转录过程mRNA的合成方向是5′端到3′端,是沿着模板链的3′端到5′端进行的,C错误;由图2中mRNA的合成方向可知,上方DNA链的m端为3′端、n端为5′端,已知DNA聚合酶可催化DNA链由5′端到3′端延伸,故DNA聚合酶催化DNA损伤链修复的方向是从n到m,D正确。
5.(2024·山东,5)制备荧光标记的DNA探针时,需要模板、引物、DNA聚合酶等。在只含大肠杆菌DNA聚合酶、扩增缓冲液、H2O和4种脱氧核苷酸(dCTP、dTTP、dGTP和碱基被荧光标记的dATP)的反应管①~④中,分别加入如表所示的适量单链DNA。已知形成的双链DNA区遵循碱基互补配对原则,且在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区。能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有( )
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
答案 D
解析 制备荧光标记的DNA探针时,需要模板、引物、DNA聚合酶等,①试管中的两种单链能错位配对,但是配对后伸出来的游离的单链是3′末端,因缺乏模板,无法利用原料进行延伸,因此不能得到带有荧光标记的DNA探针,①不符合题意;③试管中的两种单链可以错位局部配对,配对后伸出来的游离单链是5′端,是可以彼此提供模板和引物,并且利用碱基被荧光标记的dATP进行延伸的,③符合题意;②和④试管加的都是1种单链DNA,试管中存在两种可能:一是这条单链的3′端回折与自身一部分碱基配对,从而作为引物和模板,即,但是配对区只有5个碱基对,即使经过延伸最终只有8个碱基对,与题中“本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区”这句话相矛盾;二是加入适量同种单链,2条相同单链之间可以反向互补配对成双链区。对于②试管,配对后:,配对区大于9个碱基对,但因伸出来的模板链碱基是AGA,导致延伸时碱基被荧光标记的dATP无法掺入到子链合成中去,因此②不符合题意;对于④试管,配对后:,配对区大于9个碱基对,且伸出来的模板链碱基是TTC,碱基被荧光标记的dATP必然可以掺入到子链合成中去,④符合题意。综上,故选D。
6.(2021·山东,5)利用农杆菌转化法,将含有基因修饰系统的T-DNA插入水稻细胞M的某条染色体上,在该修饰系统的作用下,一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U,脱氨基过程在细胞M中只发生一次。将细胞M培育成植株N。下列说法错误的是( )
A.N的每一个细胞中都含有T-DNA
B.N自交,子一代中含T-DNA的植株占3/4
C.M经n(n≥1)次有丝分裂后,脱氨基位点为A-U的细胞占1/2n
D.M经3次有丝分裂后,含T-DNA且脱氨基位点为A-T的细胞占1/2
答案 D
解析 N是由M细胞形成的,在形成过程中没有DNA的丢失,由于T-DNA 插入水稻细胞 M 的某条染色体上,所以M细胞含有T-DNA,因此N的每一个细胞中都含有 T-DNA,A正确;N植株的一条染色体中含有T-DNA,可以记为+,因此N植株关于是否含有T-DNA的基因型记为+-,如果自交,则子代中相关的基因型为++∶+-∶--=1∶2∶1,有 3/4的植株含T-DNA,B正确;M中只有1个DNA分子上的单链上的一个C脱去氨基变为U,所以复制n次后,产生的子细胞有2n个,但脱氨基位点为A-U的细胞只有1个,所以这种细胞的比例为1/2n,C正确;如果M 经 3 次有丝分裂后,形成的子细胞有8个,由于M细胞DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U,所以是G和U配对,所以复制三次后,有4个细胞脱氨基位点为C-G,3个细胞脱氨基位点为A-T,1个细胞脱氨基位点为U-A,因此含T-DNA且脱氨基位点为 A-T 的细胞占 3/8,D错误。
7.(2022·山东,2)液泡膜蛋白TOM2A的合成过程与分泌蛋白相同,该蛋白影响烟草花叶病毒(TMV)核酸复制酶的活性。与易感病烟草品种相比,烟草品种TI203中TOM2A的编码序列缺失2个碱基对,被TMV侵染后,易感病烟草品种有感病症状,TI203无感病症状。下列说法错误的是( )
A.TOM2A的合成需要游离核糖体
B.TI203中TOM2A基因表达的蛋白与易感病烟草品种中的不同
C.TMV核酸复制酶可催化TMV核糖核酸的合成
D.TMV侵染后,TI203中的TMV数量比易感病烟草品种中的多
答案 D
解析 由“液泡膜蛋白TOM2A的合成过程与分泌蛋白相同”可知,TOM2A最初是在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成的,A正确;由题干信息可知,与易感病烟草相比,品种TI203中TOM2A的编码序列缺失2个碱基对,并且被TMV侵染后的表现不同,说明品种TI203发生了基因突变,所以两个品种TOM2A基因表达的蛋白不同,B正确;烟草花叶病毒(TMV)的遗传物质是RNA,所以其核酸复制酶可催化TMV的RNA(核糖核酸)的合成,C正确;TMV侵染后,TI203品种无感病症状,也就是叶片上没有出现花斑,推测TI203感染的TMV数量可能比易感病烟草品种中的少,D错误。
8.(2023·湖南,12)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
答案 C
解析 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;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;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CsrB基因的转录能抑制细菌糖原合成,C错误;由题图及C选项分析可知,若CsrA都结合到CsrB上,则没有CsrA与glg mRNA结合,从而使glg mRNA不被降解而正常进行翻译,有利于细菌糖原的合成,D正确。
9.(2022·湖南,14)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
答案 D
解析 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;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,其与rRNA分子结合,二者组装成核糖体,B正确;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RNA和核糖体蛋白数量上的平衡,C正确;大肠杆菌为原核生物,没有核膜,转录形成的mRNA在转录未结束时和核糖体结合,开始翻译过程,D错误。
10.(2023·辽宁,8)CD163蛋白是PRRSV病毒感染家畜的受体。为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程,将红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因拼接在一起(如图),使其表达成一条多肽。该拼接过程的关键步骤是除去( )
A.CD163基因中编码起始密码子的序列
B.CD163基因中编码终止密码子的序列
C.RFP基因中编码起始密码子的序列
D.RFP基因中编码终止密码子的序列
答案 B
解析 为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程,拼接在一起的红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因都必须进行转录和翻译,使其表达成一条多肽,因此拼接在一起的CD163基因转录形成的mRNA中不能出现终止密码子,否则在翻译时会提前终止,无法表达出既含CD163蛋白又含红色荧光蛋白的一整条多肽,因此该拼接过程的关键步骤是除去CD163基因中编码终止密码子的序列,B符合题意。
11.(不定项)(2021·辽宁,17)脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的单链DNA分子。如图为10-23型脱氧核酶与靶RNA结合并进行定点切割的示意图。切割位点在一个未配对的嘌呤核苷酸(图中R所示)和一个配对的嘧啶核苷酸(图中Y所示)之间,图中字母均代表由相应碱基构成的核苷酸。下列有关叙述错误的是( )
A.脱氧核酶的作用过程受温度的影响
B.图中Y与两个R之间通过氢键相连
C.脱氧核酶与靶RNA之间的碱基配对方式有两种
D.利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的转录过程
答案 BCD
解析 脱氧核酶的化学本质是DNA,温度会影响脱氧核酶的结构,从而影响脱氧核酶的作用,A正确;图中Y与同一条链上的R之间通过磷酸二酯键相连,B错误;脱氧核酶本质是DNA,与靶RNA之间的碱基配对方式有A-U、T-A、C-G、G-C四种,C错误;利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的翻译过程,D错误。
12.(不定项)(2021·湖南,13)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
答案 ABC
解析 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;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,翻译的场所为细胞质中的核糖体,B正确;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。
(每题3分,共36分)
1.(2024·长沙高三一模)图1为加热致死的S型细菌与R型活细菌混合注射到小鼠体内后,两种细菌的含量变化。图2是用DNA测序仪测出的R型细菌的一个DNA分子片段上被标记一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序(TGCGTATTGG)。图3为S型细菌的一个DNA分子片段上被标记一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序。下列有关说法错误的是( )
A.图1中的实线代表R型细菌,虚线代表S型细菌
B.CD段细菌含量增加的原因是S型细菌增加,破坏了小鼠的免疫系统
C.R型细菌的此DNA双链片段含有1个腺嘌呤
D.S型细菌的此DNA分子片段碱基排列顺序为CCAGTGCGCC
答案 C
解析 根据图2测序结果可知,A有1个,T有4个,所以对应的双链DNA有5个腺嘌呤,C错误。
2.(2024·怀化高三二模)复制叉是真核生物DNA复制过程中的基本结构,复制叉由“Y”字形DNA以及结合在该处的与DNA复制有关的蛋白质组成,如图所示。DNA甲基化会引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变。下列有关叙述正确的是( )
A.与DNA复制有关的蛋白质包括解旋酶(B)和DNA聚合酶(A)等
B.a、b为新合成的子链,会相互结合形成子代DNA
C.被甲基化修饰后,基因的碱基序列不发生改变
D.合成a、b子链的原料相同,即四种核糖核苷酸
答案 C
解析 A是解旋酶,B是DNA聚合酶,A错误;a、b为新合成的子链,子代DNA由子链和对应的母链形成,B错误;DNA的甲基化并不改变基因的碱基序列,但影响基因的转录,进而影响生物的性状,C正确;a、b为新合成的DNA链,合成a、b子链的原料相同,即四种脱氧核糖核苷酸,D错误。
3.(2024·娄底高三期中)环状DNA通常以“滚环”的模式进行复制,复制时,1链首先被断开形成3′、5′端口,接着5′端与2链发生分离,随后DNA分子以2链为模板,通过滚动从1链的3′端开始延伸子链,同时还以分离出来的5′端单链为模板合成另一条子链,复制过程如图所示。下列有关分析正确的是( )
A.该过程是从两个起点同时开始进行的
B.滚环复制时两条子链的合成都是连续的
C.该复制过程只能发生在细胞核中,不需要引物的参与,复制的方向是单向的
D.该复制方式符合半保留复制的特点
答案 D
解析 由题意可知,该DNA分子的复制起始于断口处,由于只有一个断口处,故只有一个复制起点,A错误;由题图可知,新合成的DNA的两条子链中,一条子链的合成是连续的,另一条子链的合成是不连续的,B错误;此DNA分子复制过程中由于只有一个复制起点,因而为单向复制,需要引物,因该DNA分子为双链环状DNA,故发生部位不可能为细胞核,C错误;据图可知,该复制方式符合半保留复制的特点,D正确。
4.(2024·济宁高三二模)研究发现DNA复制时一条子链连续形成,另一条子链先形成短片段后再借助DNA连接酶连接缺口。为验证上述现象,进行了如下实验:让T2噬菌体侵染大肠杆菌一段时间,然后将3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌培养液中,随后在培养的不同时刻,分离出T2噬菌体DNA,使其解旋成单链,加入试管中进行离心,并检测试管中各部位的放射性强度,结果如图。下列说法正确的是( )
A.大肠杆菌DNA复制时需要RNA聚合酶打开氢键
B.该实验需要的原料可以用15N标记的脱氧核苷酸代替
C.该实验结果也可以证明DNA的复制方式为半保留复制
D.若加入DNA连接酶抑制剂,则近试管口处放射性会增强
答案 D
解析 大肠杆菌DNA复制时需要解旋酶打开碱基对之间的氢键,A错误;本实验的因变量是放射性的强度,15N是稳定性同位素,没有放射性,B错误;该实验对单链DNA进行离心,全保留复制与半保留复制,离心结果都一样,所以该实验结果不能证明DNA的复制方式为半保留复制,C错误;若加入DNA连接酶抑制剂,DNA连接酶不能发挥作用,则不连续复制的那条链会产生大量短小的单链DNA片段,则近试管口处放射性会增强,D正确。
5.(2024·丹东高三期末)重叠基因是指两个或两个以上的基因共用一段DNA序列,或是指一段DNA序列成为两个或两个以上基因的组成部分。下列叙述正确的是( )
A.高等生物中出现重叠基因的情况比病毒更多
B.重叠基因中的共同序列编码的氨基酸序列相同
C.重叠基因共同序列上发生的突变一定导致其功能改变
D.重叠基因能经济和有效地利用DNA遗传信息量
答案 D
解析 重叠基因增大了遗传信息储存的容量,而病毒所含的核苷酸数比高等生物少得多,为了储存更多的遗传信息,重叠基因在病毒中就会较为普遍出现,所以病毒比高等生物中出现重叠基因的情况更多,A错误;转录时的模板链不一定是同一条DNA单链,转录形成的密码子也不一定相同,因此重叠基因中的共同序列编码的氨基酸序列不一定相同,B错误;由于密码子具有简并性,如果重叠基因共同序列上发生了突变,对应位置编码的氨基酸不一定发生改变,因此蛋白质不一定会发生改变,其功能不一定改变,C错误。
6.(2024·鹤岗高三二模)某团队研究发现真核细胞中的基因表达分三步进行(如图)。其中的剪接体主要由蛋白质和小分子RNA组成。下列有关分析错误的是( )
A.剪接体彻底水解的产物有氨基酸、核糖、磷酸、碱基
B.转录时,RNA聚合酶沿DNA模板链的5′端→3′端方向移动
C.翻译时,核糖体在成熟信使RNA上的移动方向都是5′端→3′端
D.剪接体的剪接出现差错,编码的蛋白质结构通常会发生改变
答案 B
解析 剪接体主要由蛋白质和小分子RNA组成,蛋白质彻底水解形成氨基酸,RNA彻底水解形成核糖、磷酸、碱基,A正确;转录时RNA聚合酶沿DNA模板链的3′端→5′端方向移动,RNA子链的延伸方向是5′端→3′端,B错误;翻译时,核糖体在成熟信使RNA上的移动方向是5′端→3′端,C正确;剪接体剪接位置出现差错,形成的mRNA与正常的mRNA一般不同,最终编码的蛋白质结构通常会发生改变,D正确。
7.(2024·怀化高三三模)真核细胞的遗传信息在复制、转录或翻译过程中出现差错时,绝大部分能被细胞及时发现并进行处理。如图是细胞对剪切与拼接错误的异常mRNA进行纠错过程的示意图。下列相关叙述不正确的是( )
A.过程①需要解旋酶、RNA聚合酶的催化
B.过程③需要mRNA、rRNA和tRNA的参与
C.过程②表示剪切和拼接,该过程涉及磷酸二酯键的断裂和形成
D.细胞纠错有利于维持细胞正常的生理功能
答案 A
解析 完成过程①(转录)所需的酶是RNA聚合酶,该酶具有解旋功能,不需要使用解旋酶,A错误;过程③表示翻译,需要三种核糖核酸,即mRNA(作为翻译的模板)、tRNA(运载氨基酸)、rRNA(组成核糖体的重要成分)的参与,B正确;过程②表示前体mRNA的剪切和拼接,该过程涉及磷酸二酯键的断裂和形成,C正确;细胞存在“纠错”机制的意义在于及时清除细胞内异常的分子,维持细胞正常生命活动,D正确。
8.(2024·大连高三一模)图示为大肠杆菌乳糖操纵子的结构示意图。当环境中存在乳糖时,结构基因(lacZ、lacY、lacA)能够完成表达,合成的酶a、酶b、酶c可催化乳糖分解为葡萄糖和半乳糖;当环境中不存在乳糖时,结构基因不能表达,大肠杆菌不能利用乳糖。科学家得到了某大肠杆菌突变体,其无论环境中是否有乳糖,lacZ、lacY、lacA基因都不能表达。下列叙述正确的是( )
A.参与过程②的氨基酸都可被多种tRNA转运
B.阻遏蛋白与操纵基因结合后,可能会阻止RNA聚合酶与启动子结合
C.三个结构基因转录出的mRNA上可能含有3个启动子和终止子
D.大肠杆菌突变体的形成一定与调节基因突变有关
答案 B
解析 有些氨基酸只对应一种密码子,只能被一种tRNA转运,A错误;当阻遏蛋白与操纵基因结合后,它可能会阻止RNA聚合酶与启动子结合,从而阻止结构基因的转录,B正确;mRNA分子上没有启动子和终止子,C错误;突变体的形成可能与调节基因突变有关,但也可能与其他基因的突变有关,D错误。
9.(2024·青岛高三二模)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不同。如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.6种血红蛋白基因属于奢侈基因,在人的配子中均不表达
D.胎儿的红细胞中存在图示血红蛋白基因,但成年人的红细胞中不存在
答案 D
解析 从图示可以看出,基因与性状之间并不都是一一对应的关系,控制人的血红蛋白的基因有6种,A正确;等位基因是指在同源染色体上同一位置控制相对性状的不同基因,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的非等位基因,人的不同发育时期表达的血红蛋白基因不同,B正确;6种血红蛋白基因只在红细胞中表达,属于奢侈基因,在人的配子中均不表达,C正确;人的成熟的红细胞中没有细胞核,故没有图示血红蛋白基因,但未成熟的红细胞中含有细胞核,有图示血红蛋白基因,D错误。
10.(不定项)(2024·沈阳高三二模)肺炎链球菌分为S型细菌和R型细菌,加热致死的S型细菌会遗留下完整的各DNA片段,如图为肺炎链球菌转化实验的机理。下列叙述正确的是( )
A.S基因能与R型细菌DNA整合是由于二者具有相似的结构
B.R型细菌转化为S型细菌的实质是发生了染色体变异
C.推测S基因可能具有控制荚膜形成的作用
D.加热处理对氢键和磷酸二酯键均有破坏作用
答案 ACD
解析 细菌没有细胞核,不存在染色体,R型细菌转化为S型细菌的实质是发生了基因重组,B错误。
11.(不定项)(2024·株洲高三二模)miRNA是细胞内一种单链小分子RNA,可与P基因的mRNA特异性结合并使其降解。circRNA是细胞内一种单链闭合环状RNA,可特异性局部结合miRNA使其难以与mRNA结合,从而提高mRNA的翻译水平。研究表明,P基因表达的蛋白质增多可促进细胞凋亡。下列有关叙述错误的是( )
A.P基因的任意一条单链均可作为mRNA的转录模板
B.circRNA含有游离的磷酸基团和游离的碱基
C.circRNA和mRNA通过与miRNA的竞争性结合调节P基因的表达
D.细胞内circRNA含量的减少或miRNA含量升高都能促进细胞凋亡
答案 ABD
解析 mRNA只能以P基因中特定的一条链为模板进行转录,A错误;circRNA是一种单链闭合环状RNA,分子中不含游离的磷酸基团,B错误;circRNA能与miRNA局部结合,mRNA也能与miRNA结合,可见circRNA和mRNA可通过与miRNA的竞争性结合调节P基因的表达,C正确;细胞内circRNA含量减少,更多的miRNA与mRNA结合,或miRNA表达量升高,都会使P蛋白合成减少,从而不能促进细胞凋亡,D错误。
12.(不定项)(2024·长沙高三三模)在细菌中,与多种代谢途径相关的基因表达受核糖开关的调控。核糖开关(如图)是一段具有复杂结构的RNA序列,可以调控基因的表达。在革兰氏阴性菌中,有些基因的mRNA上具有THF感受型核糖开关,其调节机制如图所示。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.据图可知,Mg2+可以改变核糖开关的空间结构
B.THF可以通过抑制相关基因的转录来抑制基因的表达
C.核糖开关与tRNA均存在氢键
D.RBS的下游区域中存在终止子,是翻译结束的位置
答案 AC
解析 据图可知,Mg2+与核糖开关结合后,核糖开关由去折叠状态转为折叠状态,其空间结构发生了变化,A正确;RBS区是核糖体结合的位点,与翻译过程有关,故THF可以通过抑制相关基因的翻译来抑制基因的表达,与转录无关,B错误;观察题图可知,核糖开关存在双链区域,tRNA的“三叶草”结构中也存在双链区域,故两者均存在氢键,C正确;终止子是基因非编码区的特定序列,RBS的下游区域中存在终止密码子,而不存在终止子,D错误。
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