内容正文:
和克里克从查哥夫那里得知了一条重要信息:在 DNA 中,
腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量,鸟嘌呤(G)的
量总是等于胞嘧啶(C)的量,C不符合题意;DNA 双螺旋模
型建立过程中,当时科学界已经认识到 DNA 是以4种脱氧
核苷酸为单位连接而成的长链,这4种脱氧核苷酸分别含有
A、T、G、C4种碱基,但是,人们并不清楚这4种脱氧核苷酸
是如何构成 DNA,D不符合题意.]
4.D [DNA分子中每一条链的一端有1个游离的磷酸基团,
因此该双链 DNA分子含有2个游离的磷酸基团,A 错误;
由题意分析可知,该 DNA 分子含有腺嘌呤脱氧核苷酸60
个,B错误;该双链 DNA 分子含有200对碱基,且比例已经
确定,因此其碱基排列方式小于4100种,C错误;该 DNA 分
子中 A=T=60个,C=G=140个,则 四 种 含 氮 碱 基 A∶
T∶G∶C=3∶3∶7∶7,D正确.]
5.C [人体细胞中的 DNA 主要分布在细胞核中,A 正确;不
同人的 DNA不同,DNA的碱基排列顺序不同,不同人 DNA
中所含遗传信息一般具有差异性,B正确;人体遗传物质是
DNA,DNA中含有4种脱氧核苷酸、4种含氮碱基(A、T、G、
C),C错误;DNA由两条脱氧核苷酸链构成,元素组成为 C、
H、O、N、P,D正确.]
6.A [DNA 分子复制以 DNA 的两条链分别为模板,A 错误;
DNA主要分布在细胞核中,所以复制主要在细胞核中完成,
B正确;DNA分子复制的过程是边解旋边复制,C正确;DNA分
子复制方式为半保留复制,D正确.]
7.A [DNA的复制方式为半保留复制,连续复制3次后,会
形成8个 DNA 分子,其中有6个 DNA 分子的两条脱氧核
苷酸链被14N标记,还有2个 DNA 分子的一条脱氧核苷酸
链被14N标记,另一条脱氧核苷酸链被15N 标记,子代中含
14N的 DNA占100%,A 错误;DNA 复制时,以解开的每一
段母链为模板,在 DNA聚合酶等酶的作用下,利用游离的4
种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,合成与母链
互补的子链,复制方式是半保留复制,BC正确;DNA 复制需
要解旋酶和 DNA聚合酶等多种酶的协同作用,同时需要消
耗 ATP,D正确.]
8.D [该过程的模板是亲代 DNA 的两条链,即①和②链,所
以①和②互补,A正确;因为①和③是新合成的子链,所以①
和③互补,B正确;因为②和④互补是新合成的子链,所以②
和④互补,C正确;因为①和②互补,①和③互补,所以②和
③不互补,D错误.]
9.A [基因通常是有遗传效应的 DNA片段,是行使遗传功能
的基本结构单位,A正确;根据基因的定义可知,基因的化学
本质是核酸,B错误;基因的基本 组 成 单 位 是 核 苷 酸,C 错
误;基因是遗传物质,无催化作用,D错误.]
综合提升
10.D [一个用15N 标记的 DNA 分子,在不含15N 的培养基中
经过n次 复 制 后,含 有15 N 的 DNA 有 2 个,不 含15N 的
DNA有2n-2个,又因为不含15N 的 DNA 分子总数与含
15N的 DNA分子总数之比为7∶1,所以解得n=4,即 DNA
复制了4次;由于 DNA分子含100个碱基对,其中腺嘌呤
40个,根据碱基互补配对原则(A=T,G=C),可知胞嘧啶
的个数是100-40=60个,复制4次,复制过程需要的游离
的胞嘧啶m=60×(24-1)=900个,D正确.]
11.BD [制作模型时,每条链的3′末端的脱氧核糖上都连接1
个磷酸基团和1个碱基,A 错误;制作模型时,腺嘌呤和胸
腺嘧啶之间用2个氢键连接物相连,B正确;制成的模型
中,磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧,构成基本骨架,
C错误;DNA 的两条链之间遵循碱基互补配对原则,即 A
=T、C=G,腺嘌呤与鸟嘌呤之和等于胞嘧啶和胸腺嘧啶
之和,30个 脱 氧 核 苷 酸 构 成 的 DNA 双 螺 旋 结 构 模 型 中
A+C=15,若腺嘌呤8个,则模型中有胞嘧啶7个,D正确.]
12.C [解旋酶作用于氢键,对应图中的③,DNA 聚合酶催化
形成①处的化学键磷酸二酯键,A 正确;该 DNA 分子为双
链 DNA分子,含有2个游离的磷酸基团,除此之外其余磷
酸基团均与2个脱氧核糖相连,B正确;若该 DNA 分子中
一条链上 G+C=56%,根据碱基互补配对原则,C=G=
28%,则 A=T=50%-28%=22%,C错误;该 DNA 分子
片段中一条链含15N,另一条链含14N,把此DNA放在含14N
的培养液中复制三代,得到8个 DNA 分子,根据 DNA 的
半保留复制特点,子代中含15N的 DNA占1/8,D正确.]
情景培优
解析:(1)脱氧核苷酸是 DNA 的基本组成单位,遗传信息就
储存在脱氧核苷酸的排列顺序中,脱氧核苷酸排列顺序多
种多样,因而能储存大量遗传信息;热变性处理导致 DNA
分子中碱基对之间的氢键发生断裂,形成两条 DNA单链.
(2)无论是 DNA 全保留复制还是半保留复制,经热变性后
都会在离心管中得到两条14N链和两条15N 链,即都会得到
两个条带,一个为14N 条带,另一个为15N 条带,无法区分复
制方式.
(3)将 DNA被15N标记的大肠杆菌移到14N 培养基中培养,
因合成 DNA 的原 料 中 含14N,所 以 新 合 成 的 DNA 链 均 含
14N.根据半保留复制的特点,第一代的2个DNA(F1DNA)
分子都应一条链含15N,一条链含14N.若为全保留复制,则
双链的F1DNA,1个 DNA分子是两条链都含14N,1个 DNA
分子 是 两 条 链 都 含15N,密 度 梯 度 离 心 结 果 有 2 个 条 带,
1个14N条带,1个15N条带,而本实验双链的 F1DNA 密度梯
度离心结果只有一个条带,排除“全保留复制”.故 DNA 的
复制方式是半保留复制.
(4)由题可知经实验二的相关处理后,离心管中出现的14N
条带与15N条带峰值的相对比值为7∶1,说明离心管中含14N
的链有14条,含15N的链有2条,则24h内得到了8个子代
DNA分子,说明大肠杆菌繁殖三代,故大肠杆菌的分裂周期
为8h.
答案:(1)4种脱氧核苷酸的排列顺序是千变万化的 氢键
(2)不能 因为无论是 DNA 全保留复制还是半保留复制,
经热变性处理变成单链后都能得到相同的实验结果
(3)半保留复制
(4)8
假期作业15
素能提升
1.B [DNA通常是双链结构,但也有单链 DNA,A 错误;双链
DNA分子中,根据碱基互补配对可知,A=T、G=C,则 A+G=
T+C,即嘌呤数等于嘧啶数,B正确;单链 RNA 分子可以含
有氢键,如tRNA呈三叶草型,含有氢键,C错误;RNA 通常
为单链结构,其中嘌呤数与嘧啶数不一定相等,但也有可能
相同,D错误.]
2.A [图示为以 DNA的一条链为模板合成 RNA 的过程,为
转录过程,转录主要发生在细胞核内,A 正确,B错误;据图
19
可知,图示碱基有 A、T、C、G、U 五种,C错误;DNA 中的 A
是腺嘌呤脱氧核糖核苷酸,RNA 中的 A 是腺嘌呤核糖核苷
酸,D错误.]
3.C [染色体主要由 DNA和蛋白质构成,对生物体的遗传变
异有重要作用,染色体变异为生物进化提供原材料,A正确;
核糖体由 RNA 和蛋白质组成,是蛋白质合成的场所,B正
确;中心体不含 RNA,C 错误;RNA 聚合酶有解旋作用,和
DNA上的特定序列结合驱动转录过程,D正确.]
4.B [一种氨基酸可由一种或多种tRNA 转运,组成这两种
蛋白质的氨基酸种类和数量相同,故参与这两种蛋白质合成
的tRNA种类可能相同,也可能不同,A 错误;蛋白质是以
mRNA为直接模板翻译形成的,所以组成这两种蛋白质的
各种氨基酸排列顺序不同的原因是 mRNA 碱基序列不同,
B正确;核糖体主要由rRNA和蛋白质组成,成分相同,C错
误;相同密码子所决定的氨基酸相同,D错误.]
5.C [基因的表达包括基因转录形成 RNA 以及 mRNA 被翻
译为蛋白质的过程,A 错误;基因的表达中转录主要发生在
细胞核内,翻译发生在细胞质中,B错误;转录时,以 DNA的
一条链为模板合成 RNA,翻译时以 mRNA为模板合成蛋白
质,C正确;一个密码子只决定一种氨基酸,但一种氨基酸可
能由几种tRNA转运,D错误.]
6.C [翻译的直接模板是 mRNA,而 mRNA 是以 DNA 的一
条链为 模 板 转 录 形 成 的,以 DNA 分 子 中 的 一 条 链 3′-
ACGTACATG-5′为模板转录形成的 mRNA 的碱基序列
为5′-UGCAUGUAC-3′,其中第一密码子(UGC)对应的
反密码子为 ACG,编码的氨基酸为b,第二个密码子(AUG)
对应的反密码子为 UAC,编码的氨基酸为c,第三个密码子
(UAC)对应的反密码子为 AUG,编码的氨基酸为a,所以
该蛋白质基本组成单位的排列可能是b-c-a,ABD 错误,
C正确.]
7.B [DNA 以一条链为模板,通过转录形成 mRNA,mRNA
中每三个相邻的碱基决定一个氨基酸,因此,DNA 中的碱基
数∶mRNA中的碱基数∶氨基酸数=6∶3∶1.所以控制
50个氨基酸构成的多肽合成的 mRNA 和转录 mRNA 的基
因中的碱基的最少个数分别是150和300.]
8.C [RNA主要在细胞核中合成,线粒体、叶绿体中也能合
成少 量 RNA,A 正 确;RNA 可 作 为 逆 转 录 的 模 板 生 成
DNA,B正确;mRNA 上三个相邻的碱基构成一个密码子,
终止密码子在 mRNA 上,C错误;RNA 除了翻译还有其他
功能,如少数病毒的遗传物质是 RNA,某些酶的化学本质是
RNA,因此还具有催化功能等,D正确.]
9.B [由图中信息可知,空载tRNA 可抑制相应基因的转录,
因此空载tRNA增多将导致相应 mRNA 减少,可以避免细
胞物质和能量的浪费,A 正确;过程②中多个核糖体同时合
成多条多肽链可以加快翻译的速度,提高翻译的效率,B错
误;由图中肽链长短可知,翻译的方向是由右向左,因此起始
密码子在 mRNA的右侧,故起始密码子与a核糖体距离最
远,而d距离起始密码子最近,C正确;tRNA 可以识别与转
运氨基酸,结合氨基酸的部位是3′端,D正确.]
综合提升
10.D [根据题意,RNA杀虫剂是一种基于 RNA 干扰技术的
杀虫剂,针对的对象是害虫,因此dsRNA 需要根据使用害
虫的 DNA 进行设计,A错误;dsRNA 进入害虫体内,转变
成 RISC,与害虫的特定的 mRNA结合,导致其基因表达被
抑制,B错误;dsRNA 需要根据使用害虫的 DNA 进行设
计,通过干扰害虫体内特定基因的表达来杀死害虫,具有高
度的靶向性,因此不能达到“一剂预防多种害虫”的效果,
C错误;RNA杀虫剂是一种基于 RNA干扰技术的杀虫剂,
RNA杀虫 剂 利 用 了 生 物 信 息,是 一 种 生 物 防 治 手 段,
D正确.]
11.AC [miRNA 能 与 mRNA 结 合,使 其 降 解,降 低 mRNA
的翻译水平,故 miRNA 会 影 响 P 基 因 的 翻 译 过 程,A 正
确;P基因 mRNA为单链,其上的嘌呤数与嘧啶数不一定
相等,B错误;图中circRNA 能够与 miRNA 结合,抑制其
与P基因 mRNA结合,从而促进 P蛋白形成,抑制细胞凋
亡,为了治疗该种心脏疾病,可以增大细胞内circRNA 的
含量,从而抑制细胞凋亡,C正确;P基因的 mRNA 上可同
时结合多个核糖体,因为模板相同,故可合成氨基酸序列相
同的蛋白质,D错误.]
12.B [DNA在转录形成多种 RNA 过程中遵循相同的碱基
互补配对原则,A错误;这种基因重叠结构使同一段 DNA
参与转录多种 mRNA,因此较小的基因组能够携带较多的
遗传信息,B正确;转录是以基因为单位,即使基因重叠的
部分发生突变,也不一定导致多种蛋白质结构发生变化,
C错误;同一段DNA最终形成多种蛋白质是因为转录形成
的 RNA不同,D错误.]
情景培优
解析:(1)据图可知,转录因子 KLF5进入细胞核后能特异性
识别基因的启动子,并与 RNA 聚合酶结合启动①②过程,
即相关基因的转录过程.
(2)基因表达指基因指导蛋白质合成的过程,包括转录和翻
译两个 过 程.在 翻 译 过 程 中,图 中 的 ⑤ 过 程 中,tRNA 和
mRNA之间遵循碱基互补配对原则,若tRNA的反密码子序
列为3′-GUC-5′,对应的mRNA的碱基为5′-CAG-3′,则其
对应基因中相应位置模板链序列为3′-GTC-5′.
(3)经研究发现,miRNA在细胞中通常与核酸酶等蛋白结合
成诱导沉默复合物(RISC-miRNA 复合物),复合物被活化
后与靶 RNA结合”,产生 RNA 干扰.结合图示可知,RNA
干扰的可能机制是 RISC-miRNA 复合物活化后,miRNA
与IGFL1的 mRNA互补,核酸酶使靶 mRNA 降解,从而抑
制翻译过程;结合图示可知,IGFL2-AS1 基因转录的 RNA
竞争性地与 miRNA结合,从而对⑦⑧有抑制作用,进而使
IGFL1的表达量提高.
(4)据图可知,IGFL1会促进乳腺癌细胞增殖,则所有可抑
制IGFL1产生的措施都是可行的思路,如设计药物抑制基
因IGFL2-AS1的表达,以减轻对⑦⑧过程的抑制作用,从
而减少IGFL1的表达量;也可以直接研发抑制IGFL1 基因
表达(转录、翻译)的药物;研制抑制转录因子 KLF5活性的
药物;研制降低炎症因子 TNF-α活性的药物等.
答案:(1)RNA聚合
(2)CTG
(3)RISC-miRNA 复 合 物 活 化 后,miRNA 与 IGFL1 的
mRNA互补,核酸酶使靶mRNA降解,从而抑制翻译过程
抑制 提高
(4)设计抑制IGFL2-AS1 基因表达(转录、翻译)的药物;
设计抑制IGFL1 基因表达(转录、翻译)的药物;或研制出抑
制转录因子 KLF5活性的药物;或研制出抑制(降低)炎症因
子 TNF-α活性的药物
29
假期作业15 基因指导蛋白质的合成
生命
观念
结构与功能观:结合DNA双螺旋结
构模型,阐明DNA分子转录、翻译等
过程.
科学
思维
建立模型:运用中心法则,阐明DNA分
子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质
合成过程.
1.RNA 有三种:信使 RNA(mRNA)、转 运
RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA).
2.转录的主要场所是细胞 核,条 件 是 模 板
(DNA的一条链)、原料(4种核糖核苷酸)、
酶(RNA聚合酶)和能量(ATP).
3.翻译的场所是核糖体,条件是模板(mRNA)、
“搬运工”(tRNA)、原料(21种氨基酸)、酶和能
量(ATP).
4.一种氨基酸对应一种或多种密码子,一种密
码子只对应一种氨基酸.
5.每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,一种
氨基酸可由一种或多种tRNA识别和转运.
6.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.生命是物
质、能量和信息的统一体.
◆[知识点1] 转录
1.关于DNA与RNA的叙述正确的是 ( )
A.DNA一定是双链
B.双链DNA中嘌呤数等于嘧啶数
C.单链RNA不含氢键
D.RNA中嘌呤数不可能等于嘧啶数
2.下列关于图的叙述,正确的是 ( )
A.图示过程主要发生在细胞核中
B.图示表示DNA复制过程
C.图中共有8种碱基
D.图中的A是同一种氨基酸
3.核酸和蛋白质是细胞内的两类生物大分子,
这两类生物大分子往往结合在一起形成核
酸-蛋白质复合体,从而发挥作用.下列叙
述错误的是 ( )
A.主要由DNA和蛋白质形成的染色体对
生物体的遗传变异有重要作用
B.由RNA和蛋白质组成的核糖体是蛋白
质合成的场所
C.由RNA和蛋白纤维组成的中心体对纺
锤体的形成有重要作用
D.RNA聚合酶和DNA上的特定序列结合
驱动转录过程
◆[知识点2] 翻译
4.同一生物体的两类细胞各产生一种分泌蛋
白,组成这两种蛋白质的氨基酸种类和数量
相同但排列顺序不同,其原因是参与这两种
蛋白质合成的 ( )
44
A.tRNA种类不同
B.mRNA碱基序列不同
C.核糖体成分不同
D.同一密码子所决定的氨基酸不同
5.生物的性状主要通过蛋白质来体现,下列关于
基因控制蛋白质合成的叙述,正确的是 ( )
A.基因表达指的就是以 mRNA为模板合
成蛋白质的过程
B.基因表达的过程发生在细胞核内
C.转录的模板是DNA的一条链,翻译的模
板是mRNA
D.一个密码子只决定一种氨基酸,一种氨
基酸只由一种tRNA转运
6.若细胞质中tRNA1(3′AUG5′)可转运氨基
酸a,tRNA2(3′ACG5′)可转运氨基酸b,
tRNA3(3′UAC5′)可转运氨基酸c.今以
DNA中一条链3′-ACGTACATG-5′为
模板,指导合成蛋白质.该蛋白质基本组成
单位的排列可能是 ( )
A.a-b-c B.c-b-a
C.b-c-a D.b-a-c
7.某一蛋白质分子共有50个氨基酸,则翻译
该蛋白质分子的模板mRNA及控制合成该
蛋白质分子的基因片段中至少含有碱基数
目分别是 ( )
A.50个、150个 B.150个300个
C.300个150个 D.150个、50个
8.关于RNA的叙述不正确的是 ( )
A.RNA不只在细胞核中合成
B.RNA可作DNA合成的模板
C.tRNA上含有终止密码子
D.RNA的功能不只是参与翻译
9.下图为细胞缺乏氨基酸时,负载tRNA和空
载tRNA调控基因表达的相关过程.下列
叙述错误的是 ( )
A.空载tRNA增多会抑制①转录过程,从
而导致相应mRNA减少
B.过程②中多个核糖体共同合成一条多肽
链,从而加快翻译的速度
C.a、b、c、d四个核糖体中,d距离起始密码
子最近
D.tRNA结合氨基酸的部位是3′端
10.RNA杀虫剂是一种基于 RNA干扰技术
的杀虫剂.RNA干扰技术是一种由双链
RNA引发的基因沉默现象,其中的一种机
制如下图.下列说法正确的是 ( )
注:Dcr2、R2D2、Ago2、RP为不同蛋白质.
A.dsRNA需要根据使用农作物的 DNA
进行设计
B.dsRNA和游离的核糖体结合开始多肽
链的合成
C.dsRNA杀虫剂可达到“一剂预防多种害
虫”的效果
D.RNA杀虫剂利用了生物信息,是一种
生物防治手段
11.(备选不定项)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,调控机制如图.下列叙述正确的是
( )
54
A.miRNA会影响P基因的翻译过程
B.P基因 mRNA上的嘌呤数与嘧啶数一
定相等
C.根据上述研究,可通过促进circRNA的
合成来治疗放射性心脏损伤
D.P基因的 mRNA上可同时结合多个核
糖体,合成氨基酸序列不同的蛋白质
12.在病毒 DNA、线粒体 DNA和质粒 DNA
中,常会出现同一段DNA.参与转录多种
mRNA的现象,这种现象叫基因重叠.下
列叙述正确的是 ( )
A.这段DNA在转录形成多种RNA过程
中遵循不同的碱基互补配对原则
B.这种基因重叠结构使较小的基因组能
够携带较多的遗传信息
C.若基因重叠的部分发生突变,一定会导
致多种蛋白质结构发生变化
D.同一段DNA最终形成多种蛋白质是基
因选择性表达的结果
基因表达过程的调节
最近我国科学家通过实验证实转录因子
KLF5(是一类蛋白质)能诱导乳腺癌细胞
IGFL2-AS1 和IGFL1 基因的转录.同
时,在炎症因子TNFα刺激下,KLF5和IGG
FL2-AS1可以共同诱导IGFL1 的表达,
促进乳腺癌细胞增殖,作用机制如图所示,
①-⑧代表相关生理过程.(miRNA是真
核生物中广泛存在的一种小分子RNA,可
调节其他基因的表达)
(1)据图可知,转录因子 KLF5进入细胞核
后能特异性识别基因的启动子,并与
酶结合启动①②过程.
(2)⑤过程中某tRNA的反密码子序列为
5′-CUG-3′,若严格遵循碱基互补配对原
则,则其对应基因中相应位置模板链序列为
5′- -3′.
(3)经研究发现,miRNA在细胞中通常与核
酸 酶 等 蛋 白 结 合 成 诱 导 沉 默 复 合 物
(RISC-miRNA复合物),复合物活化后与
靶RNA结合,产生RNA干扰.结合上图
分析,沉默复合体产生RNA干扰的可能机
制是
.
据此推测,IGFL2-AS1 基因转录的RNA
竞争性地与 miRNA 结合,从而对⑦⑧有
(填“促进”或“抑制”)作用,
(填“提高”或“降低”)IGFL1的表达量.
(4)请结合上述信息,为研发治疗乳腺癌新
药提供两种新思路:
.
童第周是我国著名的生物学家,在对生物
学的研究方面作出了杰出的贡献.早期他与
华裔科学家牛满江针对蝾螈(一种两栖动物)
和金鱼这两种不同纲的动物进行了试验.他
们从蝾螈内脏细胞中提取脱氧核糖核酸,注射
到金鱼受精卵内.结果,有大约百分之一的幼
小金鱼,也像小蝾螈一样,在嘴角后面长出了
棒状的平衡器.经过组织切片鉴定,小金鱼的
平衡器的内部结构和小蝾螈的平衡器一样.
以上试验表明核酸对于发育、遗传的诱导作
用,也能在更远缘的动物之间表现出来.
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