内容正文:
专题05遗传的分子基础
考点概览
考点01遗传物质的探索
考点02 DNA的结构和复制
考点03基因的表达
遗传物质的探索考点01
1、(2025·四川绵阳·二模)生物学是一门实验和实证的科学。实验教学中重视求证方法的学习显得尤为重要。下列关于证据获取方法的叙述,正确的是( )
A.用含3H-U的细菌培养病毒并检测放射性可确定病毒类型
B.通过显微镜观察组织研磨液证明动植物是由细胞构成的
C.摘除垂体,小狗停止生长证明垂体合成和分泌生长激素
D.敲除基因X,Y的合成停止证明基因Ⅹ的表达产物是Y
2、(2025·四川达州·二模)最新研究发现,噬菌体在宿主细胞中装配子代噬菌体时,其外壳会偶然错误包装宿主细菌的部分DNA片段。释放出的子代噬菌体再侵染其他细菌时,所携带的原细菌DNA片段可能与后者发生基因重组。科学家将含P22噬菌体的鼠伤寒沙门氏菌株A(酪氨酸合成缺陷型)、菌株B(色氨酸合成缺陷型)分别加入U形管的两臂,中部用滤膜(允许DNA、酶和病毒通过,细菌不能通过)隔开。一段时间后,将右侧的B菌液涂布在不含色氨酸的基本培养基上,长出了菌落。下列叙述错误的是( )
A.培养液中加入DNA酶,说明A菌DNA未直接进入B菌
B.A菌的部分DNA片段借助P22噬菌体重组到了B菌中
C.将P22噬菌体换为T2噬菌体,也能得到相同实验结果
D.用32P标记A菌DNA,可判断B菌是否重组了A菌DNA
3、(2025·四川广安·二模)科学方法是人们在认识和改造世界中遵循或运用的、符合科学一般原则的各种途径和手段。下列生物学研究中,科学方法运用错误的是( )
A.施莱登运用不完全归纳法提出植物体都是由细胞构成的
B.细胞膜结构模型的探索过程运用了提出假说这一科学方法
C.艾弗里的肺炎链球菌转化实验运用了自变量控制中的“减法原理”
D.探索光合作用释放的氧气中氧元素来源运用了放射性同位素标记法
4、(2025·四川达州渠县中学·二模)某实验小组模拟“T2噬菌体侵染细菌实验”,如图所示。据此分析,实验操作正确的情况下,上清液和沉淀物的放射性分布是( )
A.上清液放射性很高,沉淀物放射性很低
B.上清液放射性很低,沉淀物放射性很高
C.上清液和沉淀物放射性都很高
D.上清液和沉淀物放射性都很低
DNA的结构和复制考点02
1、(2025·四川德阳·二模)下列关于真核细胞遗传信息传递的叙述,错误的是( )
A.DNA复制时,游离的脱氧核苷酸添加到子链的3′端
B.DNA复制时,子链的脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接
C.转录时,RNA聚合酶使DNA双链由5′端向3′端解旋
D.翻译时,核糖体从mRNA的5′端向3′端读取密码子
2、(2025·四川成都石室中学·二模)实验中材料和试剂的选择、实验操作和结果分析等都直接关系到实验的成功与否。下列叙述正确的是( )
A.用高倍显微镜观察细胞质流动的实验中,光照和温度不会影响实验
B.蛋白质鉴定实验中,双缩脲试剂A液和B液需混合后加入组织样液
C.观察细胞有丝分裂实验中按解离、漂洗、染色、制片顺序制作装片
D.证明DNA半保留复制的实验中,利用了同位素15N的放射性
基因的表达考点03
1、(2025·四川绵阳·二模)真核细胞的细胞周期受多种物质的调节,其中CDK2-cyclinE(E蛋白)能促进细胞从G1期进入S期。如果细胞中的DNA受损,会发生下图所示的调节过程,图中序号表示过程,字母代码表示物质。下列叙述错误的是( )
A.过程①中RNA聚合酶有解旋的作用
B.调节过程②可改变p21蛋白的表达量
C.E蛋白失活,细胞周期中分裂期的细胞比例下降
D.正常情况下p53蛋白有活性,细胞周期正常运转
2、(2025·四川绵阳·二模)小鼠基因Avy是由基因A甲基化而来,A和Avy基因表达能合成黄色色素,a基因表达能合成黑色色素。为研究基因的甲基化遗传,某研究员以不同甲基化程度的Avya与aa进行了杂交,子代(除aa外)个体数n及各表型所占比例如下图。下列分析错误的是( )
A.Avy甲基化程度有个体差异,甲基化会抑制基因的转录
B.自变量是Avya作父本或作母本,因变量是子代表型
C.甲基化程度不同的父本,子代性状没有显著的差异
D.Avy甲基化影响个体性状,而且可通过母本遗传给后代
3、(2025·四川绵阳·二模)大肠杆菌可以通过乳糖操纵子(结构如下图所示)的调控实现优先利用环境中的葡萄糖,再利用乳糖。研究表明,当大肠杆菌利用葡萄糖分解供能时,识别启动子(P)的RNA聚合酶的转录活性下降;当环境中无葡萄糖可供利用时,该RNA聚合酶的转录活性增强。另外,阻遏蛋白能与操纵序列(O)结合,阻止结构基因转录,而乳糖可以解除阻遏,进而利用乳糖。下列有关叙述错误的是( )
A.乳糖通过解除阻遏而诱导Z、Y、A酶的合成
B.有乳糖、无葡萄糖时,Z、Y、A酶合成量最高
C.有葡萄糖存在时,大肠杆菌不能利用乳糖
D.结构基因共用启动子,有利于细菌适应环境
4、(2025·四川南充·二模)世界上最大的细菌—华丽硫珠菌,能够利用红树林水域底部硫化氢等物质氧化释放的能量生长至2厘米。下列叙述错误的是( )
A.华丽硫珠菌和蓝细菌都以ATP作为直接能源物质
B.华丽硫珠菌和大肠杆菌在翻译时共用一套密码子
C.华丽硫珠菌和硝化细菌都是各自生态系统中的基石
D.华丽硫珠菌进行分裂时着丝粒会在后期一分为二
5、(2025·四川南充·二模)酿酒酵母细胞中的复合物WTO结构受损时,会导致转录过程中新生RNA与模板DNA链结合从而排挤原来的非模板链,由非模板链和RNA-DNA杂交体共同组成的局部三链结构称为R环。下列叙述正确的是( )
A.RNA聚合酶能催化氢键的断开和形成
B.R环中含有2种五碳糖和5种核苷酸
C.RNA-DNA杂交体中碱基T的比例较原DNA片段高
D.复合物WTO可在细胞增殖过程中防止R环的形成
6、(2025·四川南充·二模)OsALS基因编码的乙酰乳酸合酶(ALS)是植物生长发育过程中的关键酶。ALS抑制剂类除草剂能与ALS结合,抑制ALS的活性从而达到除草目的。研究人员用甲基磺酸乙酯处理水稻,获得了4种抗性不同的抗ALS抑制剂类除草剂的水稻。下列叙述错误的是( )
A.ALS抑制剂类除草剂的作用机制是与ALS竞争结合位点
B.甲基磺酸乙酯可能诱导OsALS基因发生了多个位点的突变
C.4种水稻的抗性差异可能是由ALS结构多样化导致的
D.用除草剂除草时,轮换使用不同类型的除草剂效果更佳
7、(2025·四川达州·二模)哺乳动物的线粒体基因组(mtDNA)包含37个基因,其中13个基因能转录出mRNA并在线粒体的核糖体上翻译为13种蛋白质,这13种蛋白质参与线粒体内膜上呼吸链的形成。下列推测不合理的是( )
A.参与呼吸链形成的13种蛋白质与有氧呼吸第三阶段有关
B.RNA聚合酶与mtDNA中的启动子特异性结合,进而启动转录
C.由上图可推测,线粒体内、外膜上有类似“核孔”的结构
D.若a端为3’端,则b端为5’端,核糖体移动方向为a→b
8、(2025·四川雅安·二模)mRNA疫苗和微小RNA(microRNA)的研究成果分别获得了2023和2024年诺贝尔生理学或医学奖。下列关于RNA的说法,正确的是( )
A.microRNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸
B.所有生物的RNA均来源于DNA转录产生
C.mRNA合成时沿3'—5'方向延伸
D.DNA甲基化可能导致细胞中mRNA种类减少
9、(2025·四川雅安·二模)腹泻是肠道感染引发的急性胃肠炎的主要症状。研究发现,感染轮状病毒的新生小鼠体内IFN-λ(一种干扰素)分泌增加,持续诱发水样腹泻。IFN入信号通过下调氯离子/碳酸氢盐交换体(DRA)的表达,减少肠道水分吸收。下列叙述错误的是( )
A.IFN-λ是由轮状病毒基因在新生小鼠细胞中表达产生
B.IFN-λ与特异性受体结合后将信息传递进细胞
C.减少IFN-λ受体的基因表达量可能减轻小鼠腹泻症状
D.DRA能同时运输Cl-和,说明其结构中存在两种离子结合位点
10、(2025·四川广安·二模)如图为人类胚胎发育到第6周和第12周时两种珠蛋白基因的表达情况。下列叙述正确的是( )
A.DNA甲基化不会改变生物的基因型和表型
B.胚胎发育的过程中,DNA甲基化是可逆的
C.胚胎发育的不同阶段,基因表达情况是完全不同的
D.启动子甲基化可能导致DNA聚合酶不能识别和结合
11、(2025·四川成都·二模)WTAP是一类甲基转移酶,能将甲基转移到BMI1基因转录形成的mRNA上,影响BMI1基因的表达,从而增强人胶质瘤细胞的异常增殖。研究人员检测了人正常脑神经胶质细胞(HEB)和人胶质瘤细胞系(U251)中BMI1蛋白的相对量,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.BMI1基因控制细胞的正常生长和增殖,是原癌基因
B.WTAP不改变BMI1基因的碱基序列,但会影响表型
C.WTAP能促进mRNA的甲基化来抑制BMI1基因的表达
D.WTAP的含量可作为人胶质瘤患者发病情况的检测指标
12、(2025·四川成都石室中学·二模)如图表示在某细胞内发生的一系列生物大分子的合成过程,其中甲、乙、丙、丁分别表示生物大分子,丁是细胞内的储能物质,b、c、d表示组成对应大分子的单体,下列叙述错误的是( )
A.真核细胞中甲指导合成乙和乙指导合成丙的过程可在同一场所中同时进行
B.甲、乙、丙、丁都具有一定的空间结构,一般情况下这些空间结构都具有多样性
C.丁在植物细胞内和在动物细胞内分别代表不同物质,但它们的单体均相同
D.乙、丙、丁的合成均发生脱水缩合,它们分解成b、c、d的过程都消耗水
13、(2025·四川达州渠县中学·二模)我国科学家从野生玉米中成功克隆出玉米的THP9基因,该基因可通过编码天冬酰胺合成酶4(ASN4)促进玉米高效利用氮素。下列叙述错误的是( )
A.THP9基因编码ASN4需要经过转录和翻译两个过程
B.THP9的mRNA可通过核孔运输实现核质间的信息交流
C.ASN4中氨基酸的排列顺序由tRNA上的反密码子决定
D.成功克隆THP9有助于提高玉米籽粒蛋白含量的遗传改良
14、(2025·四川达州渠县中学·二模)血橙被誉为“橙中贵族”,因果肉富含花色苷,颜色像血一样鲜红而得名。当遇极寒天气时,为避免血橙冻伤通常提前采摘,此时果肉花色苷含量极少而“血量”不足。血橙中花色苷合成和调节途径如图。
注:T序列和G序列是Ruby基因启动子上的两段序列
下列分析不合理的是( )
A.血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的
B.低温引起T序列改变及去甲基化进而使血橙“血量”增多
C.同一植株不同血橙果肉的“血量”不同可能与光照有关
D.若提前采摘,可将果实置于低温环境激活Ruby基因表达
15、(2025·四川达州渠县中学·二模)真核细胞的细胞周期受多种物质的调节,其中CDK2-cyclinE(E蛋白)能促进细胞从G1期进入S期。如果细胞中的DNA受损,会发生下图所示的调节过程,图中序号表示过程,字母代码表示物质。下列叙述错误的是( )
A.过程①中RNA聚合酶有解旋的作用
B.调节过程②可改变p21蛋白的表达量
C.E蛋白失活,细胞周期中分裂期的细胞比例下降
D.正常情况下p53蛋白有活性,细胞周期正常运转
16、(2025·四川邛崃市第一中学·二模)囊性纤维病(单基因遗传病)的发病机制是由于基因模板链中缺失了三个相邻碱基,即AAA或AAG三个碱基。从而使CFTR载体蛋白第508位缺少苯丙氨酸,导致肺部功能异常,引发呼吸道疾病。下列叙述错误的是( )
A.控制该载体蛋白合成的基因存在于所有细胞
B.推测苯丙氨酸的密码子为AAA或AAG
C.该变异属于基因突变
D.该病体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状
17、(2025·四川邛崃市第一中学·二模)大肠杆菌可以通过乳糖操纵子(结构如下图所示)的调控实现优先利用环境中的葡萄糖,再利用乳糖。研究表明,当大肠杆菌利用葡萄糖分解供能时,识别启动子(P)的RNA聚合酶的转录活性下降;当环境中无葡萄糖可供利用时,该RNA聚合酶的转录活性增强。另外,阻遏蛋白能与操纵序列(O)结合,阻止结构基因转录,而乳糖可以解除阻遏,进而利用乳糖。下列有关叙述错误的是( )
A.乳糖通过解除阻遏而诱导Z、Y、A酶的合成
B.有乳糖、无葡萄糖时,Z、Y、A酶合成量最高
C.有葡萄糖存在时,大肠杆菌不能利用乳糖
D.结构基因共用启动子,有利于细菌适应环境
18、(四川省宜宾市第三中学·二模)已知某野生型植物叶绿体内有两个特殊基因:16SrRNA 基因和 psaA 基因。前者表达的产物能参与核糖体装配,也能与链霉素发生不可逆结合;后者的表达量与叶绿素合成量呈正相关。科研人员利用同一批生长发育情况相同的该野生型植物进行分组实验:对一组植物的 16SrRNA基因随机突变,获得甲植株;对另一组植物的 psaA 基因甲基化修饰,获得乙植株。其他色素的合成不受上述操作影响,下列有关叙述错误的是( )
A.甲植株同一细胞不同叶绿体中,16SrRNA 基因表达情况可能不同
B.甲植株的叶片上可能会出现大小不等的黄斑
C.乙植株的叶片上可能会出现深浅不等的绿斑
D.链霉素可能会影响野生型植物叶绿体内的转录
19、(四川省宜宾市第三中学·二模)心肌细胞中存在许多非编码RNA(如miR-223、HRCR),基因ARC可在该细胞中特异性表达,它们共同参与调控细胞凋亡,相关过程如图,①②③④表示生理过程,下列有关叙述错误的是( )
A.过程②③④遵循的碱基互补配对原则完全相同
B.过程④的发生,不利于基因ARC的表达,促进心肌细胞的凋亡
C.基因ARC、miR-223、HRCR所含的游离磷酸基团数量分别为2、1、0
D.过程①中DNA会与某种蛋白质结合,过程②中核糖体向右移动
20、(四川省乐山第一中学 二模)microRNA及其在基因调控作用方面的研究获得了2024年诺贝尔生理学或医学奖。研究表明,miR-140(一种microRNA)通过与K9基因转录的mRNA分子结合诱发肾癌,这为肾癌的治疗提供了新思路。下列叙述错误的是( )
A.K9基因突变可能引起细胞癌变
B.K9蛋白能调控细胞生长和增殖
C.miR-140阻碍了K9基因的转录
D.microRNA的基因编辑可用于肾癌的研究
21、(四川省乐山第一中学 二模)与低氧适应有关的继发性红细胞增多症,是由缺氧诱导因子(HIF-1α)在缺氧状态下,通过调控促红细胞生长因子(EPO)基因的表达,而造成红细胞数目增加的现象,相关机制如图,其中甲~丁表示相关生理过程。下列叙述正确的是( )
A.EPO基因携带的遗传信息由核糖核苷酸的数目及排列顺序决定
B.羟基化修饰的HIF-1α在蛋白酶体中降解的过程需要消耗水分子
C.甲过程和乙过程均涉及碱基互补配对原则,且碱基配对方式相同
D.造血干细胞进行丁过程产生的子细胞的遗传物质发生改变
22、(2025·四川广安·二模)我国栽种水稻历史悠久,矮秆品种的研究和推广是水稻育种的一次跨越式突破。矮秆水稻具有抗倒伏、产量高、便于管理及适应性强等优点,水稻中发现的矮化基因多达百个,应用最广的是位于第1号染色体上的半矮秆基因sdl基因,该基因由SD1基因突变而来。
(1)研究表明,SD1基因通过参与赤霉素的生物合成控制水稻的株高。请从基因控制性状的角度解释矮秆水稻产生的机理 。
(2)育种工作者通过人工诱变的方法获得了一株SDI基因突变的矮秆水稻1,将这株矮秆水稻1与野生型高秆水稻进行杂交,后代中偶然出现了一株矮秆水稻,请就此现象作出两种合理的解释 。
(3)现有另一株单基因隐性突变体矮秆水稻2,为进一步探究突变体1和突变体2是否由同一基因突变导致,请写出实验设计思路 。
①若 ,说明两突变基因是同一基因突变产生的等位基因。
②若 ,说明两突变基因是同源染色体上的非等位基因(不考虑互换)。
③若 ,说明两突变基因是非同源染色体上的非等位基因。
(4)在水稻生产中,除草剂的使用有效提高了水稻产量。为培育抗除草剂水稻新品种,科研工作者利用基因工程的技术手段将抗除草剂基因导入纯合不抗除草剂的水稻(2n)中,外源基因可插入到不同染色体上,并从中选育出纯合矮秆抗除草剂水稻3和纯合高秆抗除草剂水稻4。将水稻3和水稻4进行杂交,F1自交,统计F2的表型及数量:矮秆抗除草剂178株,矮秆不抗除草剂12株,高秆抗除草剂537株,高秆不抗除草剂36株。F2中形成该表型数量的原因是 。
23、(2025·四川雅安·二模)强直性肌营养不良(DM)是一种罕见的遗传病,临床症状常包括肌强直、肌无力和肌萎缩等,患者往往同时伴有多系统受累的并发症。DM分为1型(DM1)和2型(DM2),DM1主要发病机制是DMPK基因的CTG重复片段异常扩增(致病范围为>50次),引起毒性mRNA异常聚集,导致剪切因子水平异常,出现基因剪接错误,进而导致临床症状。回答下列问题:
(1)编码某种激酶蛋白的DMPK基因主要在肌肉和神经系统中表达,DM1主要发病机制体现了基因表达产物与性状的关系是 。
(2)研究表明DM1是一种常染色体显性遗传病,上图中II-5出现该病症的原因最可能是 。II-5和II-6想再生育一个不患DM1的孩子,可采取的方法有 。
(3)遗传早现是指某种遗传病在连续世代中,发现其症状一代比一代严重,而发病时间一代早于一代的现象。经临床检查,II-5的CTG重复次数约100次,Ⅲ-1重复次数约900次,且II-1比II-5发病时间更早、症状更严重。试分析DM1出现遗传早现最可能的原因是 。
(4)研究发现DMPK基因(A/a)位于19号染色体上,另一人类遗传病(甲病)致病基因(B/b)位于X染色体上,且该病在女性群体中发病率为1/2500,下图为研究者对该家系部分个体两种病相关基因的电泳图,图中条带 代表甲病基因,Ⅱ-5基因型为 ,II-5和II-6再生一健康小孩(两病皆不患)的概率为 。
24、(2025·四川邛崃市第一中学·二模))某自花传粉植物的籽粒圆粒(A)和皱粒(a)是一对相对性状,植株抗病(B)和感病(b)是另一对相对性状。其中基因型AA和BB的植株纯合致死。请回答下列问题:
(1)皱粒的形成是因为淀粉分支酶基因异常,最终导致淀粉含量 ,这表明基因可以通过控制 进而控制生物体的性状。
(2)研究发现圆粒抗病的杂合子具有产量高、抗性强的优势,当两对基因的位置关系为图中的 (填序号)时,自交后代均为杂合子。此时A/a和B/b两对等位基因 (填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律。
(3)该种植物的另一相对性状高茎(D)对矮茎(d)为显性,有人提出可用矮茎植株作母本和高茎作父本进行杂交,判断D、d是否位于X染色体上,你认为 (填“有”或“没有”)必要,原因是 。
试卷第1页,共3页
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专题05遗传的分子基础
考点概览
考点01遗传物质的探索
考点02 DNA的结构和复制
考点03基因的表达
遗传物质的探索考点01
1、(2025·四川绵阳·二模)生物学是一门实验和实证的科学。实验教学中重视求证方法的学习显得尤为重要。下列关于证据获取方法的叙述,正确的是( )
A.用含3H-U的细菌培养病毒并检测放射性可确定病毒类型
B.通过显微镜观察组织研磨液证明动植物是由细胞构成的
C.摘除垂体,小狗停止生长证明垂体合成和分泌生长激素
D.敲除基因X,Y的合成停止证明基因Ⅹ的表达产物是Y
【答案】A
【知识点】细胞学说及其建立过程、噬菌体侵染细菌的实验、激素分泌的分级调节
【分析】1、病毒没有细胞结构,不能独立生存,只有寄生在活细胞中才能进行生命活动。
2、细胞学说主要由德国科学家施莱登和施旺建立,后来魏尔肖对细胞学说进行了补充。
3、生长激素是由垂体分泌的,有调节人体生长发育的作用。
4、基因的表达包括转录和翻译两个过程。
【详解】A、病毒没有细胞结构,不能独立生存,只有寄生在活细胞中才能进行生命活动。而尿嘧啶是RNA特有的碱基,因此用含3H-U的细菌培养病毒并检测放射性能确定病毒类型是DNA病毒还是RNA病毒,A正确;
B、细胞学说认为一切动植物都是由细胞构成的,通过显微镜观察组织研磨液不能证明动植物是由细胞构成的,B错误;
C、摘除垂体,小狗停止生长不能证明垂体合成和分泌生长激素,还需要对照实验,C错误;
D、敲除基因X,Y的合成停止不能证明基因X的表达产物是Y,可能是基因X对Y的合成具有调控作用,D错误。
故选A。
2、(2025·四川达州·二模)最新研究发现,噬菌体在宿主细胞中装配子代噬菌体时,其外壳会偶然错误包装宿主细菌的部分DNA片段。释放出的子代噬菌体再侵染其他细菌时,所携带的原细菌DNA片段可能与后者发生基因重组。科学家将含P22噬菌体的鼠伤寒沙门氏菌株A(酪氨酸合成缺陷型)、菌株B(色氨酸合成缺陷型)分别加入U形管的两臂,中部用滤膜(允许DNA、酶和病毒通过,细菌不能通过)隔开。一段时间后,将右侧的B菌液涂布在不含色氨酸的基本培养基上,长出了菌落。下列叙述错误的是( )
A.培养液中加入DNA酶,说明A菌DNA未直接进入B菌
B.A菌的部分DNA片段借助P22噬菌体重组到了B菌中
C.将P22噬菌体换为T2噬菌体,也能得到相同实验结果
D.用32P标记A菌DNA,可判断B菌是否重组了A菌DNA
【答案】C
【知识点】肺炎链球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌的实验
【分析】营养缺陷型A、B菌株均不能在基本培养基上生长,而将其置于U形管的两侧,且A菌株含有P22噬菌体,最后结果右侧菌株可以在基本培养基上生存,说明噬菌体携带了A菌种的DNA片段和B菌株发生了重组。
【详解】A、DNA酶会水解DNA,因此培养液中加入DNA酶,说明A菌DNA未直接进入B菌,A正确;
B、A菌为酪氨酸营养缺陷型,B菌为色氨酸营养缺陷型,若含P22噬菌体的鼠伤寒沙门氏菌A的噬菌体携带其DNA片段,通过滤片并侵染了B菌株,从而完成了B菌的基因重组,右侧的菌液涂布在基本培养基上,长出了菌落,则验证细菌发生了重组,B正确;
C、T2噬菌体是只能寄生于大肠杆菌体内,因此如果采用T2噬菌体代替P22噬菌体进行实验,则T2噬菌体不能携带伤寒沙门氏菌的DNA完成重组,基本培养基上不会出现菌落,C错误;
D、用32P标记A菌DNA,若B菌出现放射性,则可以判断B菌重组了A菌DNA,D正确。
故选C。
3、(2025·四川广安·二模)科学方法是人们在认识和改造世界中遵循或运用的、符合科学一般原则的各种途径和手段。下列生物学研究中,科学方法运用错误的是( )
A.施莱登运用不完全归纳法提出植物体都是由细胞构成的
B.细胞膜结构模型的探索过程运用了提出假说这一科学方法
C.艾弗里的肺炎链球菌转化实验运用了自变量控制中的“减法原理”
D.探索光合作用释放的氧气中氧元素来源运用了放射性同位素标记法
【答案】D
【知识点】细胞学说及其建立过程、细胞膜的成分、光合作用原理实验、肺炎链球菌的转化实验
【分析】同位素是指原子序数(质子数)相同而质量数(中子数)不同的元素称为同位素,可分为稳定性同位素和放射性同位素。稳定性同位素是天然存在的技术手段检测不到放射性的一类同位素。放射性同位素可用于追踪物质运行和变化的规律,例如噬菌体侵染细菌的实验。
【详解】A、施莱登运用不完全归纳法提出植物体都是由细胞构成的,A正确;
B、细胞膜结构模型的探索过程运用了提出假说这一科学方法,B正确;
C、艾弗里的肺炎链球菌的体外转化实验中,运用了自变量控制中的“减法原理”,C正确;
D、18O不具有放射性,探索光合作用释放的氧气中氧元素来源运用了同位素标记法,D错误。
故选D。
4、(2025·四川达州渠县中学·二模)某实验小组模拟“T2噬菌体侵染细菌实验”,如图所示。据此分析,实验操作正确的情况下,上清液和沉淀物的放射性分布是( )
A.上清液放射性很高,沉淀物放射性很低
B.上清液放射性很低,沉淀物放射性很高
C.上清液和沉淀物放射性都很高
D.上清液和沉淀物放射性都很低
【答案】B
【知识点】噬菌体侵染细菌的实验
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→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。
【详解】32P标记噬菌体的DNA,因DNA是遗传物质,将含32P的DNA全部注入到大肠杆菌中,而蛋白质外壳留在外面,大肠杆菌中的T2噬菌体由于利用大肠杆菌中的原料合成蛋白质,在大肠杆菌培养液中含有35S,所以子代噬菌体的蛋白质外壳含35S,因此在离心时,含有32P标记的噬菌体的大肠杆菌沉在底部,含35S的子代噬菌体的大肠杆菌也沉在底部,而蛋白质外壳留在上清液中,因此上清液放射性很低,沉淀物放射性很高,ACD错误,B正确。
故选B。
DNA的结构和复制考点02
1、(2025·四川德阳·二模)下列关于真核细胞遗传信息传递的叙述,错误的是( )
A.DNA复制时,游离的脱氧核苷酸添加到子链的3′端
B.DNA复制时,子链的脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接
C.转录时,RNA聚合酶使DNA双链由5′端向3′端解旋
D.翻译时,核糖体从mRNA的5′端向3′端读取密码子
【答案】C
【知识点】DNA分子的复制过程、特点及意义、遗传信息的转录、遗传信息的翻译
【分析】DNA分子复制的过程:①解旋:在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开。②合成子链:以解开的每一条母链为模板,以游离的四种脱氧核苷酸为原料,遵循碱基互补配对原则,在有关酶的作用下,各自合成与母链互补的子链。③形成子代DNA:每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构,从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。
【详解】A、DNA复制时,由于DNA聚合酶只能将游离的脱氧核苷酸添加到新合成子链的3′端,所以游离的脱氧核苷酸添加到子链的3'端,A正确;
B、DNA复制时,子链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接形成新的DNA链,B正确;
C、转录时,RNA聚合酶使DNA的模板链由3′端向5′端解旋,非模板链由5′端向3′端解旋,C错误;
D、翻译时,核糖体从mRNA的5′端向3′端读取密码子,D正确。
故选C。
2、(2025·四川成都石室中学·二模)实验中材料和试剂的选择、实验操作和结果分析等都直接关系到实验的成功与否。下列叙述正确的是( )
A.用高倍显微镜观察细胞质流动的实验中,光照和温度不会影响实验
B.蛋白质鉴定实验中,双缩脲试剂A液和B液需混合后加入组织样液
C.观察细胞有丝分裂实验中按解离、漂洗、染色、制片顺序制作装片
D.证明DNA半保留复制的实验中,利用了同位素15N的放射性
【答案】C
【知识点】检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质、有丝分裂实验、探究DNA的复制过程、观察叶绿体和细胞质的流动实验
【分析】在生物实验中,一般显色反应的实验选材的原则为无色或浅色。斐林试剂在使用时,需要将氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液混合后使用,并且需要现配现用;而双缩脲试剂要先加入A液摇匀后,再加入B液。
【详解】A、用高倍显微镜观察细胞质流动的实验中,光照和温度会影响实验,A错误;
B、蛋白质鉴定实验中,先加入双缩脲试剂A液然后再加入B液,B错误;
C、观察细胞有丝分裂实验中按解离、漂洗、染色、制片顺序制作装片,C正确;
D、15N是稳定同位素,不具有放射性,D错误。
故选C。
基因的表达考点03
1、(2025·四川绵阳·二模)真核细胞的细胞周期受多种物质的调节,其中CDK2-cyclinE(E蛋白)能促进细胞从G1期进入S期。如果细胞中的DNA受损,会发生下图所示的调节过程,图中序号表示过程,字母代码表示物质。下列叙述错误的是( )
A.过程①中RNA聚合酶有解旋的作用
B.调节过程②可改变p21蛋白的表达量
C.E蛋白失活,细胞周期中分裂期的细胞比例下降
D.正常情况下p53蛋白有活性,细胞周期正常运转
【答案】D
【知识点】细胞增殖的方式及细胞周期、遗传信息的转录、遗传信息的翻译
【分析】据图分析,①表示转录,②表示翻译;当DNA正常时,p53蛋白被降解,而当DNA损伤时,p53蛋白被活化,并促进p21基因转录;p21蛋白与CDK2-cyclinE结合,使其失活,进而使细胞周期停在G1期,不进入S期。
【详解】A、过程①为转录,其中RNA聚合酶有解旋的作用,A正确;
B、据图可知,②为mRNA翻译形成p21蛋白的过程,因此调节过程②可改变p21蛋白的表达量,B正确;
C、根据题意可知,CDK2-cyclinE(E蛋白)能促进细胞从G1期进入S期,因此E蛋白失活,细胞进入S期受阻,从而导致不能进入分裂期,因此细胞周期中分裂期的细胞比例下降,C正确;
D、据图可知,当DNA损伤时,p53蛋白被活化,进而导致E蛋白失活,细胞进入S期受阻,因此正常情况下p53蛋白没有活性,细胞周期才能正常运转,D错误。
故选D。
2、(2025·四川绵阳·二模)小鼠基因Avy是由基因A甲基化而来,A和Avy基因表达能合成黄色色素,a基因表达能合成黑色色素。为研究基因的甲基化遗传,某研究员以不同甲基化程度的Avya与aa进行了杂交,子代(除aa外)个体数n及各表型所占比例如下图。下列分析错误的是( )
A.Avy甲基化程度有个体差异,甲基化会抑制基因的转录
B.自变量是Avya作父本或作母本,因变量是子代表型
C.甲基化程度不同的父本,子代性状没有显著的差异
D.Avy甲基化影响个体性状,而且可通过母本遗传给后代
【答案】B
【知识点】基因、蛋白质与性状的关系、表观遗传
【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、从图中可以看出,即使亲本都是Avya,子代中黄色和黑色的比例也有所不同,说明Avy甲基化程度有个体差异。由于Avy和A基因能合成黄色色素而出现黑色个体,可以推测甲基化会抑制基因的转录,导致基因不能正常表达合成黄色色素,A正确;
B、实验中改变的因素Avya是作为父本还是母本,观察的子代的表型及比例,所以说自变量Avya是作为父本或母本,因变量是子代表型及比例,B错误;
C、对比图中不同杂交组合,可以发现甲基化程度不同的母本杂交子代中性状有显著差异,而甲基化程度不同的父本子代性状没有有显著差异,C正确;
D、从图中可以看出,当Avya作为母本时,子代的表型及其比例与Avya作为父本时不同,说明Avy甲基化影响个体性状,而且可以通过母本遗传给后代,D正确。
故选B。
3、(2025·四川绵阳·二模)大肠杆菌可以通过乳糖操纵子(结构如下图所示)的调控实现优先利用环境中的葡萄糖,再利用乳糖。研究表明,当大肠杆菌利用葡萄糖分解供能时,识别启动子(P)的RNA聚合酶的转录活性下降;当环境中无葡萄糖可供利用时,该RNA聚合酶的转录活性增强。另外,阻遏蛋白能与操纵序列(O)结合,阻止结构基因转录,而乳糖可以解除阻遏,进而利用乳糖。下列有关叙述错误的是( )
A.乳糖通过解除阻遏而诱导Z、Y、A酶的合成
B.有乳糖、无葡萄糖时,Z、Y、A酶合成量最高
C.有葡萄糖存在时,大肠杆菌不能利用乳糖
D.结构基因共用启动子,有利于细菌适应环境
【答案】C
【知识点】基因表达的调控过程、遗传信息的转录、遗传信息的翻译
【分析】1、转录过程中,需要以DNA的一条链为模板合成mRNA;翻译过程中,需要以mRNA为模板,tRNA运送氨基酸,从而合成多肽链,多肽链经盘曲折叠变成具有一定空间结构的蛋白质;
2、分析题图:调节基因的表达产物阻遏蛋白会与操纵基因结合,阻碍RNA聚合酶催化结构基因的转录,在转录水平上抑制结构基因的表达。如果乳糖与阻遏蛋白结合,使阻遏蛋白不能与操纵基因结合,则操纵基因和结构基因表达。
【详解】A、由题意可知,阻遏蛋白能与操纵序列(O)结合,阻止结构基因转录,而乳糖可以解除阻遏,进而诱导Z、Y、A酶的合成,使细胞能吸收利用乳糖,A正确;
B、当有乳糖时,阻遏蛋白不能与操纵序列结合,结构基因可以转录;又因为无葡萄糖时,识别启动子(P)的RNA聚合酶的转录活性增强,所以此时Z、Y、A酶合成量最高,B正确;
C、当大肠杆菌利用葡萄糖分解供能时,识别启动子的RNA聚合酶转录活性下降,但未完全失活,仍旧有部分RNA聚合酶能够识别启动子,经转录、翻译获得吸收利用乳糖所需的酶。所以当葡萄糖和乳糖同时存在时,既可以利用葡萄糖,也可以少量利用乳糖,C错误:
D、结构基因共用启动子,使得细菌可以通过对启动子的调控来统一管理结构基因的表达,有利于细菌适应环境,D正确。
故选C。
4、(2025·四川南充·二模)世界上最大的细菌—华丽硫珠菌,能够利用红树林水域底部硫化氢等物质氧化释放的能量生长至2厘米。下列叙述错误的是( )
A.华丽硫珠菌和蓝细菌都以ATP作为直接能源物质
B.华丽硫珠菌和大肠杆菌在翻译时共用一套密码子
C.华丽硫珠菌和硝化细菌都是各自生态系统中的基石
D.华丽硫珠菌进行分裂时着丝粒会在后期一分为二
【答案】D
【知识点】生态系统的组成成分、遗传信息的翻译、ATP的功能及利用、真核细胞与原核细胞
【分析】原核细胞和真核细胞的主要区别在于它们是否具有成形的细胞核。真核细胞具有成形的细胞核,这意味着它们有核膜包裹的细胞核;而原核细胞则没有成形的细胞核,也就是说,它们的遗传物质裸露在细胞质中,没有核膜的保护。 此外,真核细胞和原核细胞在细胞器的种类和数量上也存在差异。真核细胞具有更为复杂的细胞器,如线粒体、叶绿体、高尔基体等,这些细胞器在细胞的代谢和物质运输等方面发挥着重要作用;而原核细胞则只有核糖体这一种细胞器,其代谢和物质运输过程相对简单。
【详解】A、ATP(腺苷三磷酸)是所有细胞生物的直接能源物质,华丽硫珠菌和蓝细菌都属于细胞生物,所以它们都以 ATP 作为直接能源物质,A正确;
B、密码子具有通用性,几乎所有生物在翻译时共用一套密码子,华丽硫珠菌和大肠杆菌都属于细菌,在翻译时共用一套密码子,B正确 ;
C、硝化细菌能进行化能合成作用,是自养生物,在生态系统中属于生产者,生产者是生态系统的基石;华丽硫珠菌能够利用红树林水域底部硫化氢等物质氧化释放的能量生长,说明它也能进行化能合成作用,属于自养生物,也是生态系统中的生产者,是生态系统的基石,C正确;
D、华丽硫珠菌属于细菌,细菌进行的是二分裂,没有染色体,不存在着丝粒,所以不会出现着丝粒在后期一分为二的现象,D错误。
故选D。
5、(2025·四川南充·二模)酿酒酵母细胞中的复合物WTO结构受损时,会导致转录过程中新生RNA与模板DNA链结合从而排挤原来的非模板链,由非模板链和RNA-DNA杂交体共同组成的局部三链结构称为R环。下列叙述正确的是( )
A.RNA聚合酶能催化氢键的断开和形成
B.R环中含有2种五碳糖和5种核苷酸
C.RNA-DNA杂交体中碱基T的比例较原DNA片段高
D.复合物WTO可在细胞增殖过程中防止R环的形成
【答案】D
【知识点】遗传信息的转录
【分析】1、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。
2、转录的主要场所:细胞核。
3、转录的条件:模板:DNA分子的一条链;转录的原料:四种核糖核苷酸(“U”代替“T”与“A”配对,不含“T”);与转录有关的酶:RNA聚合酶;能量:ATP。
4、转录的产物:mRNA、tRNA、rRNA。
【详解】A、RNA聚合酶具有解旋功能,故可以催化DNA双链间氢键的断裂,RNA聚合酶还能催化RNA的合成,促进核糖核苷酸之间磷酸二酯键的形成,但其不能催化氢键的形成,A错误;
B、R 环由非模板链和 RNA - DNA 杂交体组成,RNA 中含核糖,DNA 中含脱氧核糖,共 2 种五碳糖;RNA 中有 4 种核糖核苷酸,DNA 中有 4 种脱氧核苷酸,共 8 种核苷酸,B错误;
C、RNA-DNA杂交体中,只有DNA链含碱基 T,与RNA-DNA杂交体相比,其碱基 T 的比例降低,C错误;
D、复合物 WTO 结构受损时会导致 R 环形成,所以复合物 WTO 可在细胞增殖过程中防止 R 环的形成,D 正确。
故选D。
6、(2025·四川南充·二模)OsALS基因编码的乙酰乳酸合酶(ALS)是植物生长发育过程中的关键酶。ALS抑制剂类除草剂能与ALS结合,抑制ALS的活性从而达到除草目的。研究人员用甲基磺酸乙酯处理水稻,获得了4种抗性不同的抗ALS抑制剂类除草剂的水稻。下列叙述错误的是( )
A.ALS抑制剂类除草剂的作用机制是与ALS竞争结合位点
B.甲基磺酸乙酯可能诱导OsALS基因发生了多个位点的突变
C.4种水稻的抗性差异可能是由ALS结构多样化导致的
D.用除草剂除草时,轮换使用不同类型的除草剂效果更佳
【答案】A
【知识点】酶的特性、遗传信息的翻译、基因突变、其他植物激素的产生、分布和功能
【分析】1、酶的特性:酶具有高效性。这意味着酶能够显著加速化学反应的速率,使得生物体内的各种生化反应能够迅速进行;酶具有专一性。也就是说,每一种酶只能催化一种或一类特定的化学反应,而不会对其他化学反应产生影响。这种专一性保证了生物体内各种生化反应的精确性和有序性;酶的作用条件相对温和。酶在常温、常压和生理pH值条件下即可发挥催化作用,这使得生物体内的生化反应能够在温和的条件下进行,避免了高温、高压或极端pH值对生物体的伤害;
2、影响酶促反应速率的因素主要有pH和温度。在最适pH和温度下,酶的活性最高,催化效率也最高。当pH值或温度偏离最适值时,酶的活性会降低,从而影响酶促反应的速率。
【详解】A 、题干仅表明 ALS 抑制剂类除草剂能与 ALS 结合抑制其活性,但并没有提及作用机制是与 ALS 竞争结合位点,有可能是通过改变 ALS 的空间结构等其他方式来抑制其活性,A错误;
B、研究人员用甲基磺酸乙酯处理水稻后获得了 4 种抗性不同的抗 ALS 抑制剂类除草剂的水稻,说明甲基磺酸乙酯作为诱变剂,可能诱导 OsALS 基因发生了多个位点的突变,从而产生了不同抗性的水稻,B正确;
C、4 种水稻抗性不同,而 OsALS 基因编码的 ALS 是关键酶,所以抗性差异可能是由于基因突变导致ALS结构多样化,进而使 ALS 对抑制剂类除草剂的敏感性不同,C正确;
D、长期使用同一种除草剂容易使杂草产生抗药性,轮换使用不同类型的除草剂可以降低杂草对单一除草剂产生抗性的概率,除草效果更佳,D正确。
故选A。
7、(2025·四川达州·二模)哺乳动物的线粒体基因组(mtDNA)包含37个基因,其中13个基因能转录出mRNA并在线粒体的核糖体上翻译为13种蛋白质,这13种蛋白质参与线粒体内膜上呼吸链的形成。下列推测不合理的是( )
A.参与呼吸链形成的13种蛋白质与有氧呼吸第三阶段有关
B.RNA聚合酶与mtDNA中的启动子特异性结合,进而启动转录
C.由上图可推测,线粒体内、外膜上有类似“核孔”的结构
D.若a端为3’端,则b端为5’端,核糖体移动方向为a→b
【答案】D
【知识点】细胞核的结构、有氧呼吸过程、遗传信息的转录、遗传信息的翻译
【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。
【详解】A、有氧呼吸的第三阶段是线粒体内膜,结合题意可知,这13种蛋白质参与线粒体内膜上呼吸链的形成,故参与呼吸链形成的13种蛋白质与有氧呼吸第三阶段有关,A正确;
B、启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点,mtDNA的转录需要RNA聚合酶与启动子结合,启动mRNA的转录,B正确;
C、核孔是大分子物质进出细胞核的通道,线粒体内外膜上存在蛋白质转运通道,允许蛋白质和RNA的进出,类似于核孔的功能,C正确;
D、在翻译过程中,核糖体是从mRNA的5’端向3’端移动的,若a端是3’端,b端是5’端,那么核糖体的移动方向应该是b→a,D错误。
故选D。
8、(2025·四川雅安·二模)mRNA疫苗和微小RNA(microRNA)的研究成果分别获得了2023和2024年诺贝尔生理学或医学奖。下列关于RNA的说法,正确的是( )
A.microRNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸
B.所有生物的RNA均来源于DNA转录产生
C.mRNA合成时沿3'—5'方向延伸
D.DNA甲基化可能导致细胞中mRNA种类减少
【答案】D
【知识点】遗传信息的转录、核酸的元素组成及基本单位、表观遗传
【分析】1、RNA分子的组成:一个核糖核苷酸分子由磷酸,核糖和碱基构成,RNA的碱基主要有4种,即A腺嘌呤,G鸟嘌呤,C胞嘧啶,U尿嘧啶,其中,U(尿嘧啶)取代了DNA中的T胸腺嘧啶而成为RNA的特征碱基。
2、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、microRNA 是核糖核酸,其基本单位是核糖核苷酸,而脱氧核糖核苷酸是 DNA 的基本单位,A错误;
B、部分病毒的遗传物质是 RNA,这类病毒的 RNA 不是由 DNA 转录产生,而是通过 RNA 复制等方式合成,B错误;
C、mRNA 合成时,RNA 聚合酶沿 DNA 模板链的3'—5'方向移动,mRNA 沿5'—3'方向延伸,C错误;
D、DNA 甲基化可能会抑制基因的表达,使得某些基因不能转录形成相应的 mRNA,从而导致细胞中 mRNA 种类减少,D正确。
故选D。
9、(2025·四川雅安·二模)腹泻是肠道感染引发的急性胃肠炎的主要症状。研究发现,感染轮状病毒的新生小鼠体内IFN-λ(一种干扰素)分泌增加,持续诱发水样腹泻。IFN入信号通过下调氯离子/碳酸氢盐交换体(DRA)的表达,减少肠道水分吸收。下列叙述错误的是( )
A.IFN-λ是由轮状病毒基因在新生小鼠细胞中表达产生
B.IFN-λ与特异性受体结合后将信息传递进细胞
C.减少IFN-λ受体的基因表达量可能减轻小鼠腹泻症状
D.DRA能同时运输Cl-和,说明其结构中存在两种离子结合位点
【答案】A
【知识点】物质跨膜运输的其他实例、遗传信息的转录、遗传信息的翻译
【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。
【详解】A、干扰素(如IFN-λ)是宿主细胞在病毒入侵时主动分泌的免疫分子,用于抵抗病毒感染。轮状病毒自身基因无法直接表达宿主的干扰素,A错误;
B、干扰素作为信号分子,需与靶细胞表面的特异性受体结合,触发细胞内信号传递,B正确;
C、减少IFN-λ受体的表达会减弱其信号通路,从而减少DRA表达的下调,增强肠道水分吸收,缓解腹泻,C正确;
D、DRA作为离子交换体,需通过不同结合位点分别运输Cl⁻和HCO₃⁻,说明其结构中存在两种离子结合位点,D正确。
故选A。
10、(2025·四川广安·二模)如图为人类胚胎发育到第6周和第12周时两种珠蛋白基因的表达情况。下列叙述正确的是( )
A.DNA甲基化不会改变生物的基因型和表型
B.胚胎发育的过程中,DNA甲基化是可逆的
C.胚胎发育的不同阶段,基因表达情况是完全不同的
D.启动子甲基化可能导致DNA聚合酶不能识别和结合
【答案】B
【知识点】基因表达载体的构建、表观遗传
【分析】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,叫做表观遗传。
【详解】A、DNA甲基化不会改变生物的基因型,但会改变生物的表型,A错误;
B、据图可知,在胚胎发育的过程中,DNA的甲基化是可逆的,B正确;
C、胚胎发育的不同阶段,基因的表达情况不完全相同,C错误;
D、启动子的作用是启动转录,启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,所以启动子甲基化可能导致RNA聚合酶不能识别和结合,D错误。
故选B。
11、(2025·四川成都·二模)WTAP是一类甲基转移酶,能将甲基转移到BMI1基因转录形成的mRNA上,影响BMI1基因的表达,从而增强人胶质瘤细胞的异常增殖。研究人员检测了人正常脑神经胶质细胞(HEB)和人胶质瘤细胞系(U251)中BMI1蛋白的相对量,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.BMI1基因控制细胞的正常生长和增殖,是原癌基因
B.WTAP不改变BMI1基因的碱基序列,但会影响表型
C.WTAP能促进mRNA的甲基化来抑制BMI1基因的表达
D.WTAP的含量可作为人胶质瘤患者发病情况的检测指标
【答案】C
【知识点】表观遗传、遗传信息的翻译、遗传信息的转录、细胞癌变的原因及防治
【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、原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程;抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。 由题干可知,WTAP能影响BMI1基因的表达,从而增强人胶质瘤细胞的异常增殖,说明BMI1基因在正常情况下控制细胞的正常生长和增殖,当其功能异常时会导致细胞异常增殖,所以BMI1基因是原癌基因,A正确;
B、WTAP是一类甲基转移酶,它能将甲基转移到BMI1基因转录形成的mRNA上,并没有改变BMI1基因的碱基序列。 但由于mRNA甲基化影响了BMI1基因的表达,进而影响了细胞的表现型(如增强人胶质瘤细胞的异常增殖),所以WTAP不改变BMI1基因的碱基序列,但会影响表型,B正确;
C、从图中可以看出,U251(人胶质瘤细胞系)中BMI1蛋白的相对量明显高于HEB(人正常脑神经胶质细胞),而U251细胞中WTAP含量可能较高(因为WTAP能增强人胶质瘤细胞的异常增殖,推测其含量高会促进BMI1基因表达)。 这说明WTAP是通过促进mRNA的甲基化来增强BMI1基因的表达,而不是抑制其表达,C错误;
D、因为WTAP能增强人胶质瘤细胞的异常增殖,所以WTAP的含量与人胶质瘤的发生发展相关。 那么WTAP的含量可作为人胶质瘤患者发病情况的检测指标,D正确。
故选C。
12、(2025·四川成都石室中学·二模)如图表示在某细胞内发生的一系列生物大分子的合成过程,其中甲、乙、丙、丁分别表示生物大分子,丁是细胞内的储能物质,b、c、d表示组成对应大分子的单体,下列叙述错误的是( )
A.真核细胞中甲指导合成乙和乙指导合成丙的过程可在同一场所中同时进行
B.甲、乙、丙、丁都具有一定的空间结构,一般情况下这些空间结构都具有多样性
C.丁在植物细胞内和在动物细胞内分别代表不同物质,但它们的单体均相同
D.乙、丙、丁的合成均发生脱水缩合,它们分解成b、c、d的过程都消耗水
【答案】B
【知识点】蛋白质的结构及多样性、遗传信息的转录、遗传信息的翻译、糖类的种类及分布
【分析】题图分析:丁是多糖,丙能催化多糖的形成,说明丙的化学本质是蛋白质c是氨基酸,乙能指导蛋白质的合成,说明乙是mRNA,其基本组成单位b是核糖核苷酸,甲能指导乙的合成,说明甲是DNA。
【详解】A、据图分析:丁是细胞内的储能物质,则丁是多糖,乙能指导蛋白质的合成,说明乙是mRNA,甲能指导乙的合成,说明甲是DNA,真核细胞中线粒体、叶绿体中可以同时发生甲指导合成乙,乙指导合成丙的过程,A正确;
B、一般情况下,DNA典型空间结构是双螺旋结构,不具多样性,RNA、蛋白质和多糖的空间结构具有多样性,B错误;
C、丁是细胞中的储能物质,在植物细胞内主要是淀粉,在动物细胞内是多糖,但它们的单体都是葡萄糖,C正确;
D、RNA的合成属于脱水缩合反应,形成磷酸二酯键,蛋白质的合成则是通过氨基酸的脱水缩合反应,形成肽键连接形成肽链,多糖的合成同样需要脱水缩合。这些生物大分子分解为单体的过程需要消耗水进行水解,D正确。
故选B。
13、(2025·四川达州渠县中学·二模)我国科学家从野生玉米中成功克隆出玉米的THP9基因,该基因可通过编码天冬酰胺合成酶4(ASN4)促进玉米高效利用氮素。下列叙述错误的是( )
A.THP9基因编码ASN4需要经过转录和翻译两个过程
B.THP9的mRNA可通过核孔运输实现核质间的信息交流
C.ASN4中氨基酸的排列顺序由tRNA上的反密码子决定
D.成功克隆THP9有助于提高玉米籽粒蛋白含量的遗传改良
【答案】C
【知识点】遗传信息的转录、遗传信息的翻译
【分析】根据题意分析:THP9基因可通过编码天冬酰胺合成酶4(ASN4)促进玉米高效利用氮素,该过程涉及转录和翻译。
【详解】A、THP9基因编码ASN4,即基因指导蛋白质的合成,需要经过转录和翻译两个过程,A正确;
B、mRNA可通过核孔从细胞核进入细胞质,实现核质间的信息交流,B正确;
C、ASN4中氨基酸的排列顺序由mRNA上的密码子决定,C错误;
D、THP9基因可通过编码天冬酰胺合成酶4促进玉米高效利用氮素,氮是蛋白质的组成元素,因此成功克隆THP9有助于提高玉米籽粒蛋白含量的遗传改良,D正确。
故选C。
14、(2025·四川达州渠县中学·二模)血橙被誉为“橙中贵族”,因果肉富含花色苷,颜色像血一样鲜红而得名。当遇极寒天气时,为避免血橙冻伤通常提前采摘,此时果肉花色苷含量极少而“血量”不足。血橙中花色苷合成和调节途径如图。
注:T序列和G序列是Ruby基因启动子上的两段序列
下列分析不合理的是( )
A.血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的
B.低温引起T序列改变及去甲基化进而使血橙“血量”增多
C.同一植株不同血橙果肉的“血量”不同可能与光照有关
D.若提前采摘,可将果实置于低温环境激活Ruby基因表达
【答案】B
【知识点】遗传信息的转录、遗传信息的翻译、基因、蛋白质与性状的关系、表观遗传
【分析】基因与性状的关系为:一是基因通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物的性状,二是基因通过控制蛋白质合成,直接控制生物的性状。
【详解】A、由图可知,基因通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物的性状,所以血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的,A正确;
B、由图可知,低温引起T序列去甲基化进而使血橙“血量”增多,T序列未改变,B错误;
C、由图可知,光照会促进HY5蛋白与G序列结合,激活Ruby基因,促进合成关键酶,使花色苷前体转为花色苷,增加“血量”,所以同一植株不同血橙果肉的“血量”不同可能与光照有关,C正确;
D、由图可知,低温引起T序列去甲基化激活Ruby基因,所以若提前采摘,可将果实置于低温环境激活Ruby基因表达,D正确。
故选B。
15、(2025·四川达州渠县中学·二模)真核细胞的细胞周期受多种物质的调节,其中CDK2-cyclinE(E蛋白)能促进细胞从G1期进入S期。如果细胞中的DNA受损,会发生下图所示的调节过程,图中序号表示过程,字母代码表示物质。下列叙述错误的是( )
A.过程①中RNA聚合酶有解旋的作用
B.调节过程②可改变p21蛋白的表达量
C.E蛋白失活,细胞周期中分裂期的细胞比例下降
D.正常情况下p53蛋白有活性,细胞周期正常运转
【答案】D
【知识点】细胞增殖的方式及细胞周期、遗传信息的转录、遗传信息的翻译
【分析】据图分析,①表示转录,②表示翻译;当DNA正常时,p53蛋白被降解,而当DNA损伤时,p53蛋白被活化,并促进p21基因转录;p21蛋白与CDK2-cyclinE结合,使其失活,进而使细胞周期停在G1期,不进入S期。
【详解】A、过程①为转录,其中RNA聚合酶有解旋的作用,A正确;
B、据图可知,②为mRNA翻译形成p21蛋白的过程,因此调节过程②可改变p21蛋白的表达量,B正确;
C、根据题意可知,CDK2-cyclinE(E蛋白)能促进细胞从G1期进入S期,因此E蛋白失活,细胞进入S期受阻,从而导致不能进入分裂期,因此细胞周期中分裂期的细胞比例下降,C正确;
D、据图可知,当DNA损伤时,p53蛋白被活化,进而导致E蛋白失活,细胞进入S期受阻,因此正常情况下p53蛋白没有活性,细胞周期才能正常运转,D错误。
故选D。
16、(2025·四川邛崃市第一中学·二模)囊性纤维病(单基因遗传病)的发病机制是由于基因模板链中缺失了三个相邻碱基,即AAA或AAG三个碱基。从而使CFTR载体蛋白第508位缺少苯丙氨酸,导致肺部功能异常,引发呼吸道疾病。下列叙述错误的是( )
A.控制该载体蛋白合成的基因存在于所有细胞
B.推测苯丙氨酸的密码子为AAA或AAG
C.该变异属于基因突变
D.该病体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状
【答案】B
【知识点】遗传信息的翻译、基因、蛋白质与性状的关系、基因突变
【分析】基因表达产物与性状的关系: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。除上述方式以外,基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
【详解】A、患者体内编码CFTR蛋白的基因存在于所有的体细胞中,但只在肺泡壁细胞中表达,A正确;
B、由于基因模板链上缺失AAA或AAG三个碱基,导致缺少苯丙氨酸,所以编码苯丙氨酸的密码子为UUU或UUC,B错误;
C、由题意可知,该变异是基因中缺失三个相邻碱基造成基因结构的改变,属于基因突变,C正确;
D、CFTR载体蛋白相关基因发生突变后表达出的载体蛋白空间结构发生改变,无法发挥功能,该病体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状,D正确。
故选B。
17、(2025·四川邛崃市第一中学·二模)大肠杆菌可以通过乳糖操纵子(结构如下图所示)的调控实现优先利用环境中的葡萄糖,再利用乳糖。研究表明,当大肠杆菌利用葡萄糖分解供能时,识别启动子(P)的RNA聚合酶的转录活性下降;当环境中无葡萄糖可供利用时,该RNA聚合酶的转录活性增强。另外,阻遏蛋白能与操纵序列(O)结合,阻止结构基因转录,而乳糖可以解除阻遏,进而利用乳糖。下列有关叙述错误的是( )
A.乳糖通过解除阻遏而诱导Z、Y、A酶的合成
B.有乳糖、无葡萄糖时,Z、Y、A酶合成量最高
C.有葡萄糖存在时,大肠杆菌不能利用乳糖
D.结构基因共用启动子,有利于细菌适应环境
【答案】C
【知识点】遗传信息的转录、遗传信息的翻译、基因表达的调控过程
【分析】1、转录过程中,需要以DNA的一条链为模板合成mRNA;翻译过程中,需要以mRNA为模板,tRNA运送氨基酸,从而合成多肽链,多肽链经盘曲折叠变成具有一定空间结构的蛋白质;
2、分析题图:调节基因的表达产物阻遏蛋白会与操纵基因结合,阻碍RNA聚合酶催化结构基因的转录,在转录水平上抑制结构基因的表达。如果乳糖与阻遏蛋白结合,使阻遏蛋白不能与操纵基因结合,则操纵基因和结构基因表达。
【详解】A、由题意可知,阻遏蛋白能与操纵序列(O)结合,阻止结构基因转录,而乳糖可以解除阻遏,进而诱导Z、Y、A酶的合成,使细胞能吸收利用乳糖,A正确;
B、当有乳糖时,阻遏蛋白不能与操纵序列结合,结构基因可以转录;又因为无葡萄糖时,识别启动子(P)的RNA聚合酶的转录活性增强,所以此时Z、Y、A酶合成量最高,B正确;
C、当大肠杆菌利用葡萄糖分解供能时,识别启动子的RNA聚合酶转录活性下降,但未完全失活,仍旧有部分RNA聚合酶能够识别启动子,经转录、翻译获得吸收利用乳糖所需的酶。所以当葡萄糖和乳糖同时存在时,既可以利用葡萄糖,也可以少量利用乳糖,C错误:
D、结构基因共用启动子,使得细菌可以通过对启动子的调控来统一管理结构基因的表达,有利于细菌适应环境,D正确。
故选C。
18、(四川省宜宾市第三中学·二模)已知某野生型植物叶绿体内有两个特殊基因:16SrRNA 基因和 psaA 基因。前者表达的产物能参与核糖体装配,也能与链霉素发生不可逆结合;后者的表达量与叶绿素合成量呈正相关。科研人员利用同一批生长发育情况相同的该野生型植物进行分组实验:对一组植物的 16SrRNA基因随机突变,获得甲植株;对另一组植物的 psaA 基因甲基化修饰,获得乙植株。其他色素的合成不受上述操作影响,下列有关叙述错误的是( )
A.甲植株同一细胞不同叶绿体中,16SrRNA 基因表达情况可能不同
B.甲植株的叶片上可能会出现大小不等的黄斑
C.乙植株的叶片上可能会出现深浅不等的绿斑
D.链霉素可能会影响野生型植物叶绿体内的转录
【答案】D
【知识点】遗传信息的转录、遗传信息的翻译、基因突变、表观遗传
【分析】基因突变是基因结构的改变,包括碱基对的增添、缺失或替换。基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期。基因突变的特点是低频性、普遍性、随机性、不定向性。
【详解】A、基因突变具有不定向性,因此甲植株同一叶肉细胞的不同叶绿体中16SrRNA基因表达的结果会有差异,甚至不表达,A正确;
B、分析题意可知,甲植物某些叶肉细胞中16SrRNA基因突变后,可能会转录出功能异常的rRNA,最终装配为叶绿体中功能异常的核糖体,导致叶绿体中控制叶绿素合成的相关蛋白无法正常表达,无叶绿素生成,叶片上出现大小不等的黄斑,B正确;
C、植物乙中psaA基因的表达量与叶绿素合成量呈正相关,对psaA基因进行甲基化修饰后,可能会影响psaA基因的表达量进而影响叶绿素合成量,叶片上出现深浅不等的绿斑,C正确;
D、16SrRNA基因的表达产物是16SrRNA,参与核糖体装配过程,若与链霉素发生不可逆结合,则应影响翻译过程而不是转录过程,D错误。
故选D。
19、(四川省宜宾市第三中学·二模)心肌细胞中存在许多非编码RNA(如miR-223、HRCR),基因ARC可在该细胞中特异性表达,它们共同参与调控细胞凋亡,相关过程如图,①②③④表示生理过程,下列有关叙述错误的是( )
A.过程②③④遵循的碱基互补配对原则完全相同
B.过程④的发生,不利于基因ARC的表达,促进心肌细胞的凋亡
C.基因ARC、miR-223、HRCR所含的游离磷酸基团数量分别为2、1、0
D.过程①中DNA会与某种蛋白质结合,过程②中核糖体向右移动
【答案】B
【知识点】DNA分子的复制过程、特点及意义、遗传信息的转录、遗传信息的翻译、细胞凋亡
【分析】启动子是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。基因的表达是指遗传信息转录和翻译形成蛋白质的过程。转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程需要核糖核苷酸作为原料。
【详解】A、过程②为翻译,存在mRNA与tRNA之间的碱基互补配对,过程③存在 miR-223 与mRNA之间的碱基互补配对,过程④存在 HRCR与 mRNA之间的碱基互补配对,所以遵循的碱基互补配对原则应完全相同(即A—U、C—G),A正确;
B、HRCR吸附miR-223,使miR-223与基因ARC转录的 mRNA结合减少,有利于过程②进行,即应导致基因 ARC 的表达增多,抑制心肌细胞的凋亡,B错误;
C、基因 ARC 为双链 DNA、miR-223为单链 RNA、HRCR 为环状单链 RNA,所以三者所含的游离磷酸基团数量应分别为2、1、0,C正确;
D、过程①为转录,转录时DNA可以与RNA 聚合酶识别结合,可以形成暂时的 DNA—蛋白质复合体。过程②为翻译,从图中 mRNA上结合的核糖体上已合成的多肽链长度来看,T1最短,T3最长,所以核糖体应向右移动,D正确。
故选B。
20、(四川省乐山第一中学 二模)microRNA及其在基因调控作用方面的研究获得了2024年诺贝尔生理学或医学奖。研究表明,miR-140(一种microRNA)通过与K9基因转录的mRNA分子结合诱发肾癌,这为肾癌的治疗提供了新思路。下列叙述错误的是( )
A.K9基因突变可能引起细胞癌变
B.K9蛋白能调控细胞生长和增殖
C.miR-140阻碍了K9基因的转录
D.microRNA的基因编辑可用于肾癌的研究
【答案】C
【知识点】细胞癌变的原因及防治、遗传信息的转录、基因突变、基因工程在农牧业、制药及环境等方面的应用
【分析】人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相关的基因:原癌基因和抑癌基因。一般来说,原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的,这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变,相反,抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡,这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性,也可能引起细胞癌变。
【详解】A、miR-140(一种microRNA)通过与K9基因转录的mRNA分子结合诱发肾癌,说明K9基因与癌变相关,K9基因突变可能引起细胞癌变,A正确;
B、miR-140(一种microRNA)通过与K9基因转录的mRNA分子结合诱发肾癌,说明K9蛋白能调控细胞生长和增殖,引起细胞分裂异常,B正确;
C、miR-140通过与K9基因转录的mRNA分子结合阻碍了K9基因的翻译,C错误;
D、microRNA的基因编辑可用于肾癌机理及治疗的研究,D正确。
故选C。
21、(四川省乐山第一中学 二模)与低氧适应有关的继发性红细胞增多症,是由缺氧诱导因子(HIF-1α)在缺氧状态下,通过调控促红细胞生长因子(EPO)基因的表达,而造成红细胞数目增加的现象,相关机制如图,其中甲~丁表示相关生理过程。下列叙述正确的是( )
A.EPO基因携带的遗传信息由核糖核苷酸的数目及排列顺序决定
B.羟基化修饰的HIF-1α在蛋白酶体中降解的过程需要消耗水分子
C.甲过程和乙过程均涉及碱基互补配对原则,且碱基配对方式相同
D.造血干细胞进行丁过程产生的子细胞的遗传物质发生改变
【答案】B
【知识点】有丝分裂的特征和意义、染色体、DNA、基因和核苷酸之间的关系、遗传信息的转录、遗传信息的翻译
【分析】分析题图可知:在缺氧状态下,缺氧诱导因子(HIF-1a)通过调控促红细胞生长因子(EPO)基因的表达而造成红细胞数目增加,图中的甲、乙、丙、丁分别表示转录、翻译、细胞分化、细胞增殖(有丝分裂)。在正常氧状态下,HIF-1a经羟基化修饰后被降解。
【详解】A、基因通常是DNA上有遗传效应的片段,DNA的组成单位是脱氧核糖核苷酸,故EPO基因携带的遗传信息由脱氧核糖核苷酸的数目及排列顺序决定的,A错误;
B、大分子物质的水解需要消耗水,因此羟基化修饰的HIF-1α在蛋白酶体中降解的过程需要消耗水分子,B正确;
C、甲过程为转录,乙过程为翻译,均涉及碱基互补配对原则,转录中存在的碱基互补配对方式为A-U、T-A、G-C、C-G,转录中存在的碱基互补配对方式为A-U、U-A、G-C、C-G,故两者的碱基配对方式不完全相同,C错误;
D、丁为有丝分裂,遗传物质不发生变化,D错误。
故选B。
22、(2025·四川广安·二模)我国栽种水稻历史悠久,矮秆品种的研究和推广是水稻育种的一次跨越式突破。矮秆水稻具有抗倒伏、产量高、便于管理及适应性强等优点,水稻中发现的矮化基因多达百个,应用最广的是位于第1号染色体上的半矮秆基因sdl基因,该基因由SD1基因突变而来。
(1)研究表明,SD1基因通过参与赤霉素的生物合成控制水稻的株高。请从基因控制性状的角度解释矮秆水稻产生的机理 。
(2)育种工作者通过人工诱变的方法获得了一株SDI基因突变的矮秆水稻1,将这株矮秆水稻1与野生型高秆水稻进行杂交,后代中偶然出现了一株矮秆水稻,请就此现象作出两种合理的解释 。
(3)现有另一株单基因隐性突变体矮秆水稻2,为进一步探究突变体1和突变体2是否由同一基因突变导致,请写出实验设计思路 。
①若 ,说明两突变基因是同一基因突变产生的等位基因。
②若 ,说明两突变基因是同源染色体上的非等位基因(不考虑互换)。
③若 ,说明两突变基因是非同源染色体上的非等位基因。
(4)在水稻生产中,除草剂的使用有效提高了水稻产量。为培育抗除草剂水稻新品种,科研工作者利用基因工程的技术手段将抗除草剂基因导入纯合不抗除草剂的水稻(2n)中,外源基因可插入到不同染色体上,并从中选育出纯合矮秆抗除草剂水稻3和纯合高秆抗除草剂水稻4。将水稻3和水稻4进行杂交,F1自交,统计F2的表型及数量:矮秆抗除草剂178株,矮秆不抗除草剂12株,高秆抗除草剂537株,高秆不抗除草剂36株。F2中形成该表型数量的原因是 。
【答案】(1)SD1基因编码催化赤霉素合成的酶,当基因发生突变时,酶的活性(酶量)降低,使赤霉素的含量降低,导致株高变矮
(2)高秆水稻产生配子时发生了隐性突变;高秆水稻产生配子时含显性高秆基因的染色体片段丢失;高秆水稻产生配子时含显性高秆基因的染色体丢失
(3) 将突变体1和2进行杂交,F1自交,统计F1和F2的表型及比例 F1全为矮秆,F2全为矮秆 F1全为高秆,F2高秆:矮秆=1:1 F1全为高秆,F2高秆:矮秆=9:7
(4)高(矮)秆基因和抗除草剂基因独立遗传,水稻3和水稻4上的抗除草剂基因位于非同源染色体上
【知识点】基因自由组合定律的实质和应用、基因连锁与交换定律、基因、蛋白质与性状的关系、基因突变
【分析】自由组合定律:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
【详解】(1)基因对性状的控制有两种方式,一是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状;二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。因为SD1基因通过参与赤霉素的生物合成控制水稻的株高,赤霉素生物合成是一个代谢过程,所以矮秆水稻产生的机理是:SD1基因发生突变,导致其参与合成赤霉素相关的酶的结构改变或活性降低,使得赤霉素合成量降低,从而影响水稻株高,表现为矮秆。
(2)将矮秆水稻1与野生型高秆水稻杂交,后代中偶然出现矮秆水稻,可能原因如下:第一种解释:基因突变具有低频性和不定向性,有可能在杂交过程中,野生型高秆水稻的SD1基因再次发生突变,突变为矮秆基因,导致后代出现矮秆水稻。第二种解释:在减数分裂形成配子过程中,矮秆水稻1的矮秆基因所在染色体发生了染色体片段缺失,在杂交后代中,若该缺失染色体与携带正常矮秆基因的染色体组合,就可能出现矮秆性状(因为缺失部分基因后,隐性性状可能得以表达)。
(3)实验设计思路为:将突变体1和突变体2进行杂交,观察并统计F1和F2的表型及比例。若F1全为矮秆,F2中也全为矮杆,说明两突变基因是同一基因突变产生的复等位基因。因为同一基因突变产生的复等位基因,杂交后F1为隐性杂合子,表现为矮秆,F1自交后代还是矮杆。若F1全为高秆,F2中矮秆:高秆=1:1,说明两突变基因是同源染色体上的非等位基因(不考虑互换)。当两突变基因是同源染色体上的非等位基因时,F1基因型相当于双杂合但基因连锁,F1产生两种配子,自交后代会出现矮秆:高秆=1:1的比例。若F1全为高秆,F2中矮秆:高秆=9:7,说明两突变基因是非同源染色体上的非等位基因。非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律,F1为双杂合子,自交后代F2会出现9:3:3:1的变形,即矮秆:高秆=9:7。
(4)将水稻3(纯合矮秆抗除草剂)和水稻4(纯合高秆抗除草剂)进行杂交,F1自交,F2中矮秆抗除草剂:矮秆不抗除草剂:高秆抗除草剂:高秆不抗除草剂= 178:12:537:36≈15:1:45:3 = (3:1)×(15:1),说明控制矮秆与高秆、抗除草剂与不抗除草剂这两对相对性状的基因位于非同源染色体上,遵循自由组合定律,具体到每对相对性状,矮杆:高杆=3:1,抗病:不抗病=15:1,由此还可以得出水稻3和水稻4上的抗除草剂基因位于非同源染色体上。
23、(2025·四川雅安·二模)强直性肌营养不良(DM)是一种罕见的遗传病,临床症状常包括肌强直、肌无力和肌萎缩等,患者往往同时伴有多系统受累的并发症。DM分为1型(DM1)和2型(DM2),DM1主要发病机制是DMPK基因的CTG重复片段异常扩增(致病范围为>50次),引起毒性mRNA异常聚集,导致剪切因子水平异常,出现基因剪接错误,进而导致临床症状。回答下列问题:
(1)编码某种激酶蛋白的DMPK基因主要在肌肉和神经系统中表达,DM1主要发病机制体现了基因表达产物与性状的关系是 。
(2)研究表明DM1是一种常染色体显性遗传病,上图中II-5出现该病症的原因最可能是 。II-5和II-6想再生育一个不患DM1的孩子,可采取的方法有 。
(3)遗传早现是指某种遗传病在连续世代中,发现其症状一代比一代严重,而发病时间一代早于一代的现象。经临床检查,II-5的CTG重复次数约100次,Ⅲ-1重复次数约900次,且II-1比II-5发病时间更早、症状更严重。试分析DM1出现遗传早现最可能的原因是 。
(4)研究发现DMPK基因(A/a)位于19号染色体上,另一人类遗传病(甲病)致病基因(B/b)位于X染色体上,且该病在女性群体中发病率为1/2500,下图为研究者对该家系部分个体两种病相关基因的电泳图,图中条带 代表甲病基因,Ⅱ-5基因型为 ,II-5和II-6再生一健康小孩(两病皆不患)的概率为 。
【答案】(1)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物的性状
(2) 基因突变 进行基因检测,确定胎儿是否携带致病基因或筛选父亲不携带该病致病基因的精子,进行体外受精
(3)DM1发病年龄和症状严重程度与CTG重复扩增次数有关,CTG重复扩增次数越多,发病年龄越早,症状越严重
(4) ③ AaXBY 101/204
【知识点】人类遗传病的类型及实例、基因、蛋白质与性状的关系、遗传系谱图中遗传方式的判定及应用、伴性遗传的遗传规律及应用
【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。
【详解】(1)DM1 的发病机制是 DMPK 基因的 CTG 重复片段异常扩增,导致毒性 mRNA 聚集,剪切因子水平异常,最终引发基因剪接错误。这里的剪切因子属于调控基因表达的酶类分子,其异常通过影响 RNA 剪接这一代谢过程,间接导致性状改变。因此,体现了 “基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物性状” 的关系。
(2)DM1 为常染色体显性遗传病,若父母(I-1、I-2)均正常(基因型为 aa),而子代 II-5 患病(基因型为 Aa),最可能是生殖细胞形成过程中发生了显性基因突变(a→A)。 方法:由于 DM1 是显性遗传病,若 II-5(Aa)与 II-6(假设为 aa,因未患病)生育,理论上子代有 50% 概率携带 A 基因。为避免患病胎儿,可通过产前基因检测(如羊水穿刺、绒毛取样)确定胎儿是否携带致病基因;或采用辅助生殖技术(如试管婴儿),筛选父亲(II-5)不携带 A 基因的精子(含 a 基因)与母亲卵子结合,降低患病风险。
(3)遗传早现表现为后代症状比亲代更严重且发病更早。DM1 中,CTG 重复次数与病情直接相关(题干提到 II-5 重复约 100 次,Ⅲ-1 约 900 次,且 II-1 症状更严重)。推测在生殖细胞形成或胚胎发育过程中,CTG 重复序列发生不稳定扩增,导致子代重复次数显著增加,进而使发病年龄提前、症状加剧。这是典型的 “动态突变” 特征,重复序列越长,毒性 mRNA 聚集越多,对基因剪接的干扰越强。
(4)研究发现DMPK基因(A/a)位于19号染色体上,从系谱图可知甲病存在性别差异。I - 1、I - 2 表现正常,基因型为aa,II - 5 患DM,则II - 5基因型为Aa,根据电泳图,则条带②或④为a,条带①为A,则患甲病条带为③,根据电泳图,I - 1基因型为aaXBY,I - 2基因型为aaXBXb,II-5 的基因型: DM1 为常染色体显性,II-5 患病,基因型为 Aa; 甲病不患,基因型为 XBY; 综上,II-5 基因型为 AaXBY。
甲病为 X 染色体隐性遗传病(女性发病率 1/2500,符合隐性病低发特点),致病基因为Xb。 正常男性(如 I-1)基因型为 XBY,电泳图中仅含一条带(条带 2),对应 XB; 女性携带者(如 II-6)基因型为 XBXb,应含两条带(XB和 Xb)。II-5(Aa)× II-6(aa)→ 子代不患病(aa)概率为 1/2。 甲病方面: 女性群体中 Xb频率 q=1/50(因 XbXb=1/2500,q=√(1/2500)=1/50),XB频率 p=49/50。 II-6 为正常女性,基因型为 XBXB的概率 = p²/(p²+2pq)=49/51,XBXb的概率 = 2pq/(p²+2pq)=2/51。 若 II-6 为 XBXB,子代甲病不患概率为 1;若为 XBXb,子代患甲病(XbY)概率为 1/4(仅儿子可能患病,概率 1/2×1/2=1/4)。 甲病不患总概率 = 49/51×1 + 2/51×(1-1/4)= (49×4 + 2×3)/(51×4)=202/204=101/102。 综合概率:1/2(不患 DM1)×101/102(不患甲病)= 101/204。
24、(2025·四川邛崃市第一中学·二模))某自花传粉植物的籽粒圆粒(A)和皱粒(a)是一对相对性状,植株抗病(B)和感病(b)是另一对相对性状。其中基因型AA和BB的植株纯合致死。请回答下列问题:
(1)皱粒的形成是因为淀粉分支酶基因异常,最终导致淀粉含量 ,这表明基因可以通过控制 进而控制生物体的性状。
(2)研究发现圆粒抗病的杂合子具有产量高、抗性强的优势,当两对基因的位置关系为图中的 (填序号)时,自交后代均为杂合子。此时A/a和B/b两对等位基因 (填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律。
(3)该种植物的另一相对性状高茎(D)对矮茎(d)为显性,有人提出可用矮茎植株作母本和高茎作父本进行杂交,判断D、d是否位于X染色体上,你认为 (填“有”或“没有”)必要,原因是 。
【答案】(1) 降低 酶的合成来控制代谢过程
(2) ① 不遵循
(3) 没有 自花传粉的植物没有性染色体
【知识点】孟德尔一对相对性状的杂交实验、基因自由组合定律的实质和应用、基因、蛋白质与性状的关系、基因连锁与交换定律
【分析】基因控制生物性状的方式:
1、基因是通过控制蛋白质的合成来控制性状。比如血红蛋白,基因控制血红蛋白的合成直接控制一系列性状。
2、基因是通过控制酶的合成进而控制代谢过程来控制性状。
【详解】(1)淀粉分支酶基因异常,导致淀粉分支酶活性大大降低,进而使得淀粉含量降低,淀粉在细胞中具有保留水分的作用,当豌豆成熟时,淀粉含量低的种子表现为皱粒,这表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。
(2)分析题图可知:图①个体会产生Ab和aB这两种配子,自交后产生的子代基因型为AAbb(致死)、aaBB(致死)、AaBb;图②个体会产生AB和ab这两种配子,自交后产生的子代基因型为AABB(致死)、aabb、AaBb;图③个体会产生AB、ab、Ab、aB这四种配子,自交后产生的子代基因型为AABB(致死)、AaBB(致死)、AABb(致死)、AaBb、AAbb(致死)、Aabb、aaBB(致死)、aaBb、aabb,故当两对基因的位置关系为图中的①时,自交后代均为杂合子;由于A与b位于一条染色体上,a与B位于一条染色上,此时A/a和B/b两对等位基因不遵循自由组合定律(非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律)。
(3)豌豆花为两性花,自花传粉,豌豆植株雌雄同株,无性染色体,故没有必要用矮茎植株作母本和高茎作父本进行杂交,判断D、d是否位于X染色体上。
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