内容正文:
专题04 基因的表达
5大高频考点概览
考点01 基因的表达
考点02 基因表达过程中的相关计算
考点03 中心法则
考点04 基因、蛋白质与性状的关系
考点05 表观遗传
地 城
考点01
基因的表达
1.(24-25高一下·江苏南京南京师范大学附属扬子中学·期末)下面为DNA转录过程中的片段,下列说法中,正确的有( )
①图中共有5种碱基
②图中共有5种核苷酸
③图中共有6种核苷酸
④图中的A均代表同一种核苷酸
A.①②③ B.①②④ C.①③ D.②④
2.(24-25高一下·江西九江第一中学·期末)细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I),含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时,存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是( )
A.一种tRNA分子可以携带不同的氨基酸,其反密码子可以识别不同的密码子
B.密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合
C.tRNA分子由一条链组成,其分子内部存在氢键
D.mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
3.(24-25高一下·河南南阳淅川县第一高级中学·期末)如图表示遗传信息在生物大分子间的传递规律,以下有关说法正确的是( )
A.图1、图2所示的生理过程完全相同
B.图1表示细菌细胞内基因的表达过程,图2表示酵母菌细胞内核基因的表达过程
C.图2信息反映多个核糖体完成一条多肽链的合成,有利于提高蛋白质的合成效率
D.图1所示过程的方向是自右向左,②、③、④、⑤表示正在合成的多肽链
4.(24-25高一下·河南南阳淅川县第一高级中学·期末)基因指导蛋白质的合成过程是一个极其复杂的过程,下列叙述错误的是( )
A.RNA是单链,可以穿过核孔,从细胞核到达细胞质
B.mRNA与DNA都是由四种核苷酸组成,都能携带遗传信息
C.基因解开后形成的两条链均可作为模板进行转录,加快转录的速率
D.tRNA一端可携带氨基酸,另一端的反密码子能够识别mRNA上的碱基序列
5.(24-25高一下·四川宜宾普通高中·期末)miRNA是一类具有调控功能的非编码RNA,成熟的miRNA由较长的初级转录物经过一系列核酸酶的剪切加工而成,随后组装进RNA诱导的沉默复合体,通过碱基互补配对的方式识别靶mRNA,最终阻遏靶mRNA发挥作用,如图所示,数字表示相应过程。下列叙述正确的是( )
A.过程①②④分别主要发生在细胞核、细胞质、细胞质
B.过程①②④中有氢键的形成,也有氢键的断裂
C.图中②过程中tRNA中的密码子决定其携带的氨基酸的种类
D.miRNA可以与靶mRNA特异性结合,促进其翻译过程
6.(24-25高一下·河南郑州中牟县·期末)正常情况下,UGA是终止密码子,科学家发现,在特殊情况下,UGA可以编码硒代半胱氨酸。下列叙述错误的是( )
A.蛋白质合成中,mRNA上密码子与tRNA上反密码子配对
B.密码子的简并性对生物体的生存发展具有重要意义
C.当核糖体遇上终止密码子可导致多肽链合成的终止和肽链的释放
D.编码硒代半胱氨酸的密码子是UGA,其反密码子是5'ACU3′
7.(24-25高一下·福建福州福清·期末)下列转录和翻译过程中说法错误的是( )
A.转录时,mRNA链的延伸方向为5'→3'
B.转录时,解旋酶解开DNA双链
C.翻译过程需要mRNA和tRNA同时参与
D.翻译得到的直接产物是多肽链
8.(24-25高一下·安徽芜湖·期末)如图为基因表达过程的示意图,下列叙述错误的是( )
A.肺炎链球菌的基因表达过程和此图有显著差异
B.①是DNA,其一条链可作为转录的模板合成②
C.③是核糖体,翻译过程中③将由3'端向5'端方向移动
D.④是tRNA,一端能结合氨基酸,另一端的反密码子能识别mRNA上的密码子
9.(24-25高一下·广西柳州·期末)tRNA分子中含有较多的稀有碱基,如双氢尿嘧啶(DHU)、次黄嘌呤(I)和甲基化的嘌呤(如mG、mA)等。这些稀有碱基均是转录后修饰而成的,占tRNA中所有碱基的10%~20%。如图表示一个转运甘氨酸(Gly)的tRNA与mRNA上特定位点结合的示意图。下列相关叙述错误的是( )
A.该tRNA含有氢键,其结合甘氨酸的一端是tRNA的3'端
B.反密码子5'-ACC-3'也能与密码子5'-GGU-3'互补配对
C.一种tRNA只能识别一种密码子
D.若某tRNA上有90个碱基,则所含稀有碱基约9~18个
10.(24-25高一下·浙江宁波九校·期末)下图为人体细胞中三种RNA的示意图,有关说法正确的是( )
A.基因可以是有遗传效应的①片段
B.三种RNA必定都参与了蛋白质的合成
C.①上三个相邻的碱基叫做一个密码子
D.DNA上的遗传信息通过②指导蛋白质的合成
11.(24-25高一下·湖北武汉五校联合体·期末)精氨酸有6种密码子,当核糖体读取其中的密码子CGG、CGA或AGG时,识别这些密码子的tRNA会与物质X结合,从而启动mRNA降解。下列叙述错误的是( )
A.核糖体沿mRNA移动的方向是3'→5'
B.物质X可能具有催化磷酸二酯键断裂的作用
C.识别密码子CGG的tRNA含有的反密码子为5'-CCG-3'
D.阻断物质X与tRNA结合会增强含密码子CGA的mRNA稳定性
12.(24-25高一下·山东日照·期末)G和H分别是果蝇X染色体上的朱红眼基因和深红眼基因的部分序列,其转录方向如图所示。G和H序列对应的转录产物分别为( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
13.(24-25高一下·江苏宿迁泗阳县·期末)下图为某基因部分碱基序列,其指导合成肽链的氨基酸序列为:甲硫氨酸-组氨酸-脯氨酸-赖氨酸……下列叙述正确的是( )
A.解旋酶和RNA聚合酶均可使该基因解旋
B.①链是转录的模板链,其左侧是5'端,右侧是3'端
C.若在①链5~6号碱基间插入一个碱基G,合成的肽链变长
D.碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链一定不同
14.(24-25高一下·安徽合肥庐江县·期末)美国的三位科学家,他们发现果蝇的昼夜节律与PER蛋白浓度的变化有关。下图表示PER蛋白作用的部分过程,有关叙述错误的是( )
A.PER蛋白可反馈抑制per基因的转录
B.PER蛋白与TIM蛋白结合后穿过核孔进入细胞核
C.permRNA的合成过程发生在细胞核内
D.多个核糖体结合在一个permRNA分子上共同完成一条肽链的合成
15.(24-25高一下·安徽合肥庐江县·期末)遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成。以下关于该过程的叙述,正确的是( )
A.转录时,基因的两条链都可作为模板合成RNA
B.翻译过程中,一种tRNA可以携带多种氨基酸
C.密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的核苷酸
D.转录和翻译都发生在细胞核中
16.(24-25高一·四川成都郫都区·期末)核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时,多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体(如图所示)。下列叙述错误的是( )
A.图1所示,少量mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质
B.图1所示结构可以缩短合成一条肽链所需的时间
C.图2中tRNA所携带的氨基酸为精氨酸
D.图2中tRNA有1个游离的磷酸基团
17.(24-25高一下·辽宁丹东·期末)大肠杆菌的RNA聚合酶由σ亚基与核心酶两部分构成。转录时,mRNA的第2个核苷酸连接上以后,σ亚基从RNA聚合酶上脱落,核心酶继续留在模板上。电镜下观察到大肠杆菌基因表达过程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.大肠杆菌的转录过程未结束便开始了翻译过程
B.大肠杆菌的转录以DNA的一条链为模板,主要在细胞核中进行
C.σ亚基不参与转录过程,核心酶的移动方向是沿着mRNA的3'→5'
D.一种tRNA可以转运多种氨基酸,体现了密码子的简并
18.(24-25高一下·四处眉山仁寿一中南校区·期末)核糖体由大、小两个亚基组成,其上有A、P、E三个位点。A位点是新进入的tRNA结合位点,P位点是肽链延伸过程中的tRNA结合位点,E位点是空载的tRNA释放位点。相关叙述正确的是( )
A.tRNA分子由于存在碱基互补配对,其上的嘌呤数等于嘧啶数
B.图中P位点结合的tRNA上的反密码子是5'-GUC-3'
C.每个tRNA经过的位点顺序是A位点→P位点→E位点
D.反密码子与终止密码子的碱基互补配对使得肽链的延伸终止
19.(24-25高一下·四川绵阳外国语学校·期末)如图所示为细胞中遗传信息的传递和表达过程,相关叙述正确的是( )
A.①②两个过程中所需要的酶不完全相同
B.②③过程发生的场所不可能相同
C.①②③三个过程中碱基配对情况不完全相同
D.③过程中不同核糖体合成的是同一种肽链,核糖体的移动方向是由右向左
20.(24-25高一下·河南鹤壁·期末)科学家将蛛丝蛋白的DNA导入家蚕的受精卵,成功使家蚕表达出蛛丝蛋白。下列相关叙述错误的是( )
A.蛛丝蛋白基因的mRNA需通过核孔进入细胞质后才能与核糖体结合
B.翻译过程中,核糖体沿mRNA从其3'端向5'端移动,并合成肽链
C.题述过程能够成功的前提之一是几乎所有的生物体都共用一套遗传密码
D.蛛丝蛋白基因转录时,RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA
21.(24-25高一下·江西九江第一中学·期末)尼伦伯格和马太利用蛋白质体外合成技术进行相关实验,即在每个试管中分别加入一种氨基酸,再加入经过处理的细胞提取液,以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸,结果加入苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链,破译了第一个遗传密码。下列有关叙述不正确的是( )
A.加入的细胞提取液需要提前去除全部DNA和RNA
B.本实验的自变量是试管中加入氨基酸的种类,各组试管之间相互对照
C.实验结果说明了UUU是苯丙氨酸的唯一密码子
D.哺乳动物成熟红细胞提取液经同样处理后也可以完成上述实验过程
22.(24-25高一下·吉林吉林第一中学·期末)利用转基因技术反向导入目的基因可抑制目的基因的表达。下图为反向导入的目的基因的作用过程。下列叙述错误的是( )
A.过程①和过程②中目的基因以同一条链为模板进行转录
B.过程①和过程②都以脱氧核苷酸为原料
C.mRNA1和mRNA2中(A+U)占全部碱基的比例是相同的
D.反向导入的目的基因能抑制目的基因的转录过程
23.(24-25高一下·辽宁沈阳·期末)在已知3个碱基编码一个氨基酸的前提下,有科学家利用蛋白质的体外合成技术,完成了如下图所示实验。下列分析或推测正确的是( )
A.除去DNA和mRNA的细胞提取液至少提供了tRNA、ATP、核糖体
B.除去DNA和mRNA的目的是排除原细胞中DNA和mRNA的干扰
C.加入的多聚尿嘧啶核苷酸相当于mRNA,密码子UUU决定半胱氨酸
D.人工制成的CUCUCUCU…可形成3种氨基酸构成的多肽链
24.(24-25高一下·湖南长沙湖南师大附中·期末)如图为真核细胞中遗传信息的传递和表达过程,相关叙述不正确的是( )
A.①②过程所需要的酶不同
B.③中核糖体的移动方向是由右向左
C.①②过程中碱基配对情况相同
D.②③过程发生的场所相同
25.(24-25高一下·湖南长沙湖南师大附中·期末)如图表示翻译过程示意图。(终止密码子为UAA、UGA、UAG)下列相关叙述,不正确的是( )
A.氨基酸W将与H连接
B.编码图中氨基酸W的密码子是ACC
C.图示过程中存在氢键的形成与断裂
D.图示翻译结束后的产物是十肽
26.(24-25高一下·山东滨州·期末)某基因部分碱基序列及相关密码子表如下图所示,其指导合成肽链的氨基酸序列为甲硫氨酸—组氨酸—脯氨酸—赖氨酸……。下列说法正确的是( )
氨基酸
甲硫氨酸
组氨酸
脯氨酸
赖氨酸
丝氨酸
密码子
AUG(起始密码子)
CAU; CAC
CCU
AAG
UCC
UAA(终止密码子)
A.若①链的1号碱基缺失,则合成的肽链不变
B.若①链的1号碱基前插入一个碱基,则合成的肽链不变
C.若①链6号碱基A突变为G,则肽链的氨基酸序列不变
D.若①链7~8号碱基间插入一个碱基T,则合成的肽链变短
27.(24-25高一下·黑龙江大庆萨尔图区大庆东风中学·期末)图甲和图乙是在人体某细胞的细胞核中发生的两个过程,下列相关判断正确的是( )
A.该细胞可能是胚胎干细胞,不可能是口腔上皮细胞
B.酶3作用的化学键名称包含酶1和酶2作用的化学键
C.图甲过程形成产物的长度与图乙形成的大致相同
D.基因1与基因2转录的模板链可能不在DNA的一条单链上
28.(24-25高一下·吉林长春朝阳区长春外国语学校·期末)M和N是同一染色体上两个基因的部分序列,其转录方向如图所示。表中对M和N转录产物的碱基序列分析正确的是( )
A.M的转录产物为5'-UCUACA-3'
B.M的转录产物为5'-UGUAGA-3'
C.N的转录产物为5'-AGCUGU-3'
D.N的转录产物为5'-ACAGCU-3'
29.(24-25高一下·河北邢台·期末)2024年诺贝尔生理学或医学奖被授予了两位科学家,以表彰他们发现了微小核糖核酸(miRNA)及其在基因调控中的作用。miRNA的合成及其介导的基因调控机制如图所示。下列叙述正确的是( )
A.RNA聚合酶在①过程中可以催化氢键的断裂和RNA链的合成
B.Dicer酶具有类似解旋酶的作用,但它作用的底物是两条RNA链
C.miRNA构成RISC可促进靶基因mRNA的翻译或抑制靶基因mRNA降解
D.miRNA与原癌基因mRNA特异性结合,可能有利于癌症的治疗
30.(24-25高一下·内蒙古乌兰察布集宁区乌兰察布集宁区第二中学·期末)下图是细胞内蛋白质合成过程中的遗传信息流动图解,①②③表示相关过程。下列有关说法错误的是( )
A.过程③表示多个核糖体共同合成一条多肽
B.过程①只发生在有丝分裂和减数分裂前的间期
C.过程①②③可以发生在线粒体中
D.核DNA的过程②和过程③可发生在细胞周期的分裂期
31.(24-25高一下·江苏南京江宁区南京临江高级中学·期末)研究表明,在转录因子C-Myc的激活下,胃癌细胞内会大量合成某种长链非编码RNA(用LncRNA-a表示),LncRNA-a通过与某单链小分子RNA(miRNA-1,能与mRNA靶向结合并使其降解)靶向结合来调控SPZ1基因的表达,进而加速肿瘤生长转移,其作用机理如图。下列叙述错误的是( )
A.LncRNA-a与SPZ1mRNA通过对miRNA-1的竞争性结合,影响SPZ1基因的表达
B.LncRNA-a基因被激活后,在相关酶作用下,以它的两条链为模板大量合成LncRNA-a
C.细胞内LncRNA-a基因过量表达时会减缓患者胃癌肿瘤的生长及转移
D.抑制miRNA-1的合成或增加SPZ1基因的表达量均可作为治疗胃癌的新思路
32.(24-25高一下·吉林长春东北师范大学附属中学·期末)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于模板掺入mRNA(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(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m到n
33.(24-25高一下·四川宜宾第一中学校·期末)如图表示原核细胞拟核区域发生的三个生理过程(①~③),若过程②形成的mRNA不易与模板链脱离,会导致R环结构的形成,进而影响DNA的复制、转录和基因的稳定性。回答下列问题:
(1)如图中酶B和酶C分别为___________,过程②的原料是___________,根据酶C的移动方向推测,该过程模板链的5′端位于___________(填“左侧”或“右侧”)。
(2)研究发现R环通常出现在富含碱基G的片段,据此推测R环形成的原因是___________。
(3)与图中过程②③相比,真核生物中发生的过程②③的不同点是___________(答出一点即可)。
(4)部分密码子如表所示:
密码子
AUG
GCA
GAA、GAG
GAC
UGC
氨基酸
起始(甲硫氨酸)
丙氨酸
谷氨酸
天冬氨酸
半胱氨酸
若一条mRNA的碱基序列为3′-CGUGAGCAGGUAACG-5′,那么以该mRNA为模板翻译出的肽链的氨基酸序列为___________。
34.(24-25高一下·安徽宣城·期末)图甲表示真核细胞中某前体蛋白的合成过程,①~③表示生理过程。微小RNA(miRNA)是一类由内源基因编码的非编码单链小分子RNA,研究表明miRNA可导致基因“沉默”,是参与细胞表观遗传调控的重要分子。图乙表示miRNA的产生和作用机制。请据图回答问题。
(1)图甲中②表示______过程,过程③的原料是______。与过程③相比,过程②特有的碱基配对方式是________。
(2)图甲过程③中核糖体在mRNA上的移动方向为______(填“从左到右”或“从右到左”);过程③中不同核糖体合成的蛋白质中氨基酸序列______(填“相同”或“不同”)。
(3)如果图甲RNA中尿嘧啶和腺嘌呤之和占46%,则可得出与其对应的DNA片段中胞嘧啶占______。
(4)图乙中miRNA使相关基因“沉默”的主要机制是沉默复合体中的miRNA能与______发生碱基互补配对,进而阻止了基因表达的_______过程继续进行。图乙靶基因发生miRNA调控时,靶基因转录的mRNA水平和翻译的蛋白质水平的变化分别是______、______(填“升高”或“不变”或“降低”)。
35.(24-25高一下·四川泸州三校联盟·期末)心肌细胞不能增殖,基因ARC在心肌细胞中特异性表达,抑制其凋亡,以维持正常数量。细胞中某些基因转录形成的前体RNA在加工过程中会产生许多非编码RNA,如miR-223(链状)、HRCR(环状)。请结合下图回答问题:
(1)启动过程①时,________酶需识别并结合基因上的一段序列,使双链DNA解开。过程②中核糖体移动的方向是________(选填字母:A:从左到右;B:从右到左)。
(2)当心肌缺血、缺氧时,基因miR-223过度表达,所产生的miR-223可与基因ARC的mRNA特定序列通过________原则结合形成________,使过程②因缺少模板而被抑制,使ARC无法合成,最终导致心力衰竭。
(3)HRCR可以吸附miR-223等链状的miRNA,以达到清除它们的目的。链状的miRNA长度________(选填“越短”或“越长”),特异性越差,越容易与HRCR结合。
(4)科研人员认为,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物,据图分析其依据是________。
36.(24-25高一下·内蒙古呼和浩特和林格尔县民族中学·期末)如图为某生物体内与基因表达过程有关的示意图。据图回答下列问题。图甲中原DNA分子有a和d两条链,A、B代表物质,Ⅰ和Ⅱ均是DNA复制过程中所需要的酶,将图甲中某一片段放大后如图甲中图所示。请分析回答下列问题:
(1)图甲中,Ⅰ和Ⅱ均是DNA复制过程中所需要的酶,其中Ⅱ能催化磷酸二酯键形成,则Ⅱ是__________酶。在绿色植物根尖分生区细胞中进行图乙过程的场所有________。
(2)图甲的图所示结构中,其基本骨架由________(用图中序号表示)交替连接构成,④的名称是_______。它复制的方式是__________ ,两条链 __________ ,盘旋成双螺旋结构。
(3)图乙中B可作为翻译的模板,其代表的物质为________,基本单位是________,B中决定一个氨基酸的相邻的3个碱基称为________。
(4)若一分子的A中含有300个碱基对,则转录形成的B中最多含有________个碱基。由B翻译成的蛋白质最多含有________种氨基酸(不考虑终止密码子)。
(5)图丙中核糖体移动方向是________(用图中字母及箭头表示),图中的三个核糖体合成的肽链是否相同?________(填“是”或“否”)。
37.(24-25高一下·福建莆田莆田第一中学·期末)铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白,铁蛋白合成的调节与游离的Fe3+、铁调节蛋白、铁应答元件等有关,铁应答元件能与铁调节蛋白发生特异性结合,阻遏铁蛋白的合成。当Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,如图所示。请回答相关问题。
(1)图中一个铁蛋白mRNA上同时结合2个核糖体,核糖体的移动方向应是______(填“从左到右”或“从右到左”),其中a为mRNA的______端(填“5”或“3””),最终合成的两条肽链结构______(填“相同”或“不相同”)。
(2)据图推测该甘氨酸的密码子是______(要标明方向)。若指导铁蛋白合成的mRNA碱基数为N,则铁蛋白由______个氨基酸组成(考虑不编码氨基酸的终止密码子)。(填“等于3N”或“大于 3N”或“等于 N/3”或“小于 N/3”)
(3)若一个铁蛋白基因一条链上的一个碱基A变成C,则该基因经过n次复制后,产生的基因中发生差错的占______。
(4)据图分析Fe3+浓度低时,铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了______,从而抑制了______过程,阻遏铁蛋白合成。Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,铁蛋白的表达量______(填“升高”或“不变”或“下降”),储存细胞内多余的Fe3+。
38.(24-25高一下·四川宜宾普通高中·期末)在动画电影《哪吒2》里,申公豹父子三人的故事情节扣人心弦,引人共鸣,且从外貌设定上有很多相似的地方。现在,抛开奇幻设定,从生物学的视角剖析,下图表示在三者的细胞内进行的基因控制蛋白质合成的过程,据图回答问题:
(1)图甲中物质①是__________,与DNA复制相比,转录中特有的碱基互补配对方式是__________。
(2)图甲中参与翻译过程的RNA有哪些?__________,核糖体的移动方向为__________(由左向右/由右向左);一条mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,其意义是__________。
(3)图乙中tRNA与mRNA结合的特异性结构是前端的__________,该tRNA携带的氨基酸为__________。(密码子及其对应氨基酸:5'AGC3'—丝氨酸;5'UCG3'—丝氨酸;5'GCU3'—丙氨酸;5'CGA3'—精氨酸)
39.(24-25高一下·辽宁丹东·期末)miRNA是一类非编码RNA分子,其调控基因表达的过程可分为生成与作用两个阶段。首先,miRNA基因转录形成初级前体(pri-miRNA),随后在酶1的作用下形成次级前体(pre-miRNA)。pre-miRNA被转运至细胞质,经酶2切割生成成熟miRNA。成熟miRNA与AGO蛋白结合形成miRNA-蛋白质复合物(RISC)。RISC通过与靶基因mRNA互补配对抑制基因的表达,模式图如下。回答下列问题:
(1)与DNA相比,miRNA彻底水解后特有的化学成分有______,次级前体(pre-miRNA)通过______(结构)转运至细胞质,被加工为成熟miRNA后,______(会/不会)立即与P基因mRNA结合,原因是______。
(2)因为AGO蛋白具有特定的______,才能与成熟miRNA结合形成复合体。复合体通过抑制P基因的______(填文字)过程来抑制基因的表达。①、②、③过程中,碱基互补配对方式相同的是______。
(3)翻译时,核糖体沿着P基因mRNA的移动方向为______,核糖体与mRNA的结合部位形成______个tRNA的结合位点。
(4)miRNA除了抑制基因表达,也能促进基因表达,例如,细胞核中的miRNA-373能够与E-钙黏蛋白基因的启动区域序列互补并促进mRNA的转录,这个过程中体现了______之间的相互作用,从而调控生物体性状的形成。
40.(24-25高一下·河南创新发展联盟·期末)真核细胞内与基因有关的生命活动如图所示,①②③为相关过程。已知密码子ACC对应苏氨酸,CCA对应脯氨酸。回答下列问题:
(1)需要消耗脱氧核糖核苷酸的是_______(填“过程①”或“过程②”),图中tRNA携带的是_______(填“苏氨酸”或“脯氨酸”)。
(2)已知图中核糖体为不同时期的同一个核糖体,则核糖体的移动方向是_______(填“a端→b端”或“b端→a端”),判断依据是_______。
(3)已知某基因发生了突变,转录的mRNA长度不变,但编码的肽链长度变短,原因最可能是_______。tRNA在读取密码子时,某个碱基配对出现了差错,但翻译出的多肽链没有发生改变,原因是_______。
41.(24-25高一下·河北枣强中学·期末)科学家研究两种抗生素对大肠杆菌的抑制机制,进行了以下实验:将大肠杆菌分为三组,A组加入抗生素X(抑制解旋酶),B组加入抗生素Y(抑制RNA聚合酶),C组为对照组。通过实时监测发现,在A组加入抗生素后10分钟,DNA复制速率从1 000核苷酸/秒降至0,细胞停止分裂;在B组加入抗生素后5分钟,mRNA合成量下降为0,20分钟后蛋白质合成完全停止;对照组在相同条件下正常生长,DNA复制速率稳定在1 000核苷酸/秒,mRNA和蛋白质合成持续进行。如图为大肠杆菌细胞内遗传信息传递的部分过程示意图。回答下列问题:
(1)抗生素X可抑制图中过程_________(填序号),该过程中需要的酶是________,该过程发生的场所主要在________。
(2)若图中乙链某段的序列为5'-ATGCCG-3',则物质a对应区段序列为________(用5'→3'表示)。实验中B组蛋白质合成停止的时间滞后于mRNA合成停止的时间,其可能原因是________。
(3)若图示大肠杆菌细胞内遗传信息传递的过程中,由于基因中一个碱基对发生替换,而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG),则该基因这个碱基对的替换情况是________(碱基对由“A//T”表示)。
(4)科学家分析认为抗生素Y除了能阻断大肠杆菌的转录过程,可能还阻断大肠杆菌tRNA的功能,科学家设计了如下实验对该假设进行探究,请完善实验过程。
①实验基本思路:设置甲、乙两组实验,进行体外模拟大肠杆菌的翻译过程。甲组加入不经抗生素Y处理的各种tRNA,乙组加入________,置于相同且适宜的条件下培养一段时间后,检测两组实验中蛋白质的生成量。
②实验结果及结论:若________,则抗生素Y不能阻断大肠杆菌tRNA的功能;若________,则抗生素Y能阻断大肠杆菌tRNA的功能。
42.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨香坊区哈尔滨第六中学校·期末)豌豆种子的圆粒与皱粒是一对相对性状。由等位基因R、r控制,当R基因插入一段外源DNA片段时,就成为r基因。下图是豌豆圆粒和皱粒种子形成的机制(甘、丙等表示甘氨酸、丙氨酸等),据下图回答:
(1)基因R、r的根本区别是_________,这一基因通过控制__________从而控制生物体的性状。
(2)图中a过程称为_________,催化该过程的酶是__________。放大后的图中③的名称是________,其转录的方向是__________(填“从左到右”或“从右到左”)。
(3)图中b过程中核糖体的移动方向是__________(填“从左到右”或“从右到左”),由放大后的图可知,决定色氨酸的密码子是_________,基因中决定“~甘~天~色~”肽链的模板链的碱基序列为3'-________-5'。
(4)mRNA中(A+U)/(G+C)=0.2,则合成它的DNA双链中(A+T)/(G+C)=______。
43.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨道里区哈尔滨第一中学校·期末)下图表示某微生物遗传信息传递和表达的过程。回答下列问题:
(1)该微生物可能是_______(填“酵母菌”或“乳酸菌”)。
(2)DNA复制产生的子代DNA分子中,一条链为母链,另一条是新合成的子链,这种复制方式为______复制。若子代DNA分子的母链中(A+G)(C+T)=0.2,则子链中(A+G)/(C+T)=______。
(3)遗传信息的传递和表达需要多种酶的参与,其中酶2是______酶,该酶催化合成的化学键的名称是_____。翻译过程中,核糖体的移动方向是_______(填“a→b”或“b→a”)。一个mRNA上同时有多个核糖体进行翻译,其意义是______。
(4)核糖体认读决定氨基酸种类的密码,选择对应的氨基酸,由对应的_______来转运。下列密码子(5'→3')和对应的氨基酸如下:GGC甘氨酸、CGG精氨酸、CCG脯氨酸、GCC丙氨酸。根据提供的密码子推测图中氨基酸1是______。
44.(24-25高一下·河北唐山·期末)下图表示人体骨骼肌细胞内发生的某生理过程,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表相关物质。
回答下列问题:
(1)该图表示基因表达过程中的________。
(2)图中Ⅰ是________,Ⅲ是________,氨基酸Ⅱ是________(部分密码子及对应的氨基酸:CGA—精氨酸、GCU—丙氨酸、AGC—丝氨酸、UCG—半胱氨酸)。
(3)提取某人未成熟红细胞的全部mRNA,并以此为模板在逆转录酶的催化下合成相应的单链DNA(L),再提取同一个人的胰岛B细胞中的全部mRNA与L配对。能与L互补的mRNA包括编码________。
①核糖体蛋白的mRNA
②胰岛素的mRNA
③有氧呼吸第一阶段酶的mRNA
④血红蛋白的mRNA
1.(24-25高一下·河南郑州·期末)大肠杆菌某DNA片段转录出来的mRNA分子中,4种碱基数量占比为15%A、20%G、25%U、40%C,则该DNA片段中的碱基构成是( )地 城
考点02
基因表达过程中的相关计算
A.20%A、30%G、20%T、30%C
B.25%A、40%G、15%T、20%C
C.15%A、20%G、25%T、40%C
D.30%A、20%G、30%T、20%C
2.(24-25高一下·青岛黄岛区·期末)DNA 甲基化需要DNA甲基化转移酶(Dnmt)的催化。下图表示Dnmt基因内部碱基与表达过程的对应关系,其中起始密码子对应序列位于c 区段内,终止密码子位于e区段内。已知该基因转录的 mRNA中与d区间相对应的序列会被切除,变为成熟的 mRNA,图中数字以千碱基对(kb)为单位。下列说法正确的是( )
A.RNA 聚合酶结合位点是起始密码子对应位点
B.通过基因测序可推断Dnmt基因是否发生甲基化
C.Dnmt基因所在染色体的组蛋白甲基化,不会影响其表达
D.考虑终止密码子,Dnmt是由 299个氨基酸脱水缩合形成
3.(24-25高一下·吉林长春十一高中·期末)下图为大肠杆菌某段双链DNA的部分单链,Met、Ser等表示基因表达后相应位置的氨基酸,其对应数字表示氨基酸的排序,碱基上的数字表示碱基的排序,起始密码为AUG,终止密码为UAG、UAA。下列分析不正确的是( )
A.由图可知,有的氨基酸可由多个密码子编码
B.基因E表达出的肽链中含有128个氨基酸
C.基因D和E均以该DNA单链的互补链为模板进行转录
D.基因重叠可使有限的DNA储存更多的遗传信息
4.(24-25高一下·黑龙江龙东十校联盟·期末)某mRNA的碱基序列为3′-AUGAGAUCUC(省略19个碱基)CAGUAGCUAA-5′(省略的碱基中不含起始密码子和终止密码子)。已知AUG、GUG为起始密码子,UAA、UGA、UAG为终止密码子,以此mRNA翻译合成的肽链所含氨基酸的数目为( )
A.7个 B.8个 C.9个 D.10个
5.(24-25高一下·云南德宏州·期末)回答下列有关遗传信息传递和表达的问题:下图甲表示某DNA片段遗传信息的传递过程,a、b、c表示生理过程,①-⑥表示物质或结构,图乙⑦-⑪表示物质。
(1)图甲a过程的特点是__________。(答出一点即可)若图甲①中共有500个碱基对,其中腺嘌呤占20%,则a过程连续进行2次,共需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸__________个。
(2)图甲中b过程称为__________,所需的酶为__________;
(3)图甲中c过程需要的RNA有rRNA、mRNA、__________(填数字序号)。色氨酸的密码子是__________
(4)若图甲中多肽③由40个氨基酸脱水缩合而成,则②中至少含有__________个碱基。
(5)图乙一个分子⑦上可以相继结合多个核糖体,这样的生物学意义是__________;图乙核糖体的移动方向为__________(填“右→左”或“左→右”),图中⑧⑨⑩⑪在图甲c过程完成后结构__________(填“相同”或“不相同”)。
6.(24-25高一下·湖南衡阳衡阳县·期末)精神分裂症与脑源性神经营养因子(BDNF)有关,BDNF是由两条肽链构成,能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育。若BDNF基因表达受阻,则会导致精神分裂症的发生。下图1为BDNF基因的表达及调控过程。请回答下列问题:
(1)图1中,甲过程需要的关键酶是________。若mRNA以图中DNA片段整条链为模板进行转录,测定发现mRNA中C占27%,G占25%,则DNA片段中T所占的比例为________________。
(2)图1乙过程中用到的工具tRNA的功能是___________,若反密码子序列为5'-GCU-3',则密码子的序列为____________。
(3)由题可知,miRNA-195基因抑制了BDNF基因表达的______阶段。请根据题意提出一种治疗精神分裂症的思路:_________________。
(4)图2所示的是真核生物中普遍存在的mRNA “可变剪接”现象,图中①~⑥为某基因编码氨基酸的不同序列。下列对该现象的相关叙述正确的是_______(填序号)。
a.mRNA前体通过可变剪接产生不同的mRNA后再继续表达
b.该现象有利于增加氨基酸的多样性
c.该现象使得一个基因可以编码不同的蛋白产物
d.“可变剪接”依赖于mRNA前体断开的磷酸二酯键位置不同
e.该现象可以使同一组织在不同发育阶段表达出不同蛋白质
7.(24-25高一下·山东枣庄·期末)基因对生命活动的控制过程是复杂而精巧的。下图为生物体中可能发生的相关生理过程示意图(字母表示相关物质,数字表示相关过程)。
(1)a与b的基本单位在组成上的区别是_____(回答两点)。
(2)若a中含有1000个碱基,其中含腺嘌呤200个,则a第五次复制,需要胞嘧啶脱氧核苷酸_____个。
(3)若b中A+U的比例占40%,其通过④产生a,则_____(填“能”或“不能”)确定a中A和T的比例,原因是_____。
(4)中心法则包括图中_____(填数字)过程。完成②过程时,参与的RNA包括_____。
8.(24-25高一下·黑龙江鸡西鸡冠区·期末)如图是大肠杆菌利用培养基中葡萄糖和乳糖的情况,β-半乳糖苷酶是大肠杆菌利用乳糖的关键酶。回答下列问题:
(1)T时刻大肠杆菌才开始利用乳糖,说明培养基中同时含有葡萄糖和乳糖时,大肠杆菌优先利用_______。利用乳糖前,大肠杆菌细胞就已经开始合成β-半乳糖苷酶,β-半乳糖苷酶合成时,需要mRNA、______、tRNA三种RNA的参与,tRNA在β-半乳糖苷酶合成时的作用是______。若指导合成β-半乳糖苷酶的mRNA分子中U:A:C:G=1:2:3:4,则β-半乳糖苷酶基因中对应片段各碱基的比例为______。
(2)β-半乳糖苷酶合成时的翻译过程中,一个mRNA上可结合多个核糖体,形成多聚核糖体。核糖体在mRNA上的移动方向是_____(填“3′→5'”或“5′→3'”),终止密码子的作用是_____,多聚核糖体中每个核糖体上合成的肽链结构最终_____(填“相同”或“不同”)。形成多聚核糖体对细胞的意义是______。
9.(24-25高一下·北京海淀区清华附中·期末)脑源性神经营养因子(BDNF)是由两条肽链构成,能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育。若BDNF基因表达受阻,则会导致精神分裂症的发生。如图为BDNF基因的表达及调控过程:
(1)甲过程以__________为原料,需要__________酶的催化。若mRNA以图中DNA片段整条链为模板进行转录,测定发现mRNA中C占27.4%,G占22.8%,则DNA片段中T所占的比例为__________。乙过程发生的场所在__________上
(2)图2中tRNA的功能是__________,该tRNA上的氨基酸为__________。(AGC:丝氨酸;UCG:丝氨酸;GCU:丙氨酸;CGA:精氨酸。)
(3)由图1可知,miRNA - 195基因调控BDNF基因表达的机理是_________,从而使BDNF基因表达的mRNA无法与核糖体结合。精神分裂症患者与正常人相比,丙过程______(减弱/不变/增强)。
10.(24-25高一下·辽宁县域重点高中·期末)遗传组成相似的雌性蜜蜂幼虫,若一直以蜂王浆为食将发育成蜂后,若以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。研究表明,蜂王浆导致幼虫DNA甲基化的减少,进而发育为蜂后。DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶,能使p62基因(与卵巢发育相关)启动子部位添加甲基基团,部分胞嘧啶加上活化的甲基被修饰为5´-甲基胞嘧啶,DNMT3蛋白的合成和作用过程如下图所示。回答下列问题:
(1)DNMT3基因的表达包括过程①和②,其中过程②称为______,物质a是______,其所携带的氨基酸是______(部分密码子及其对应的氨基酸:GGC—甘氨酸;CCG—脯氨酸;GCC—丙氨酸;CGG—精氨酸)。
(2)与DNMT3基因启动子部位结合的酶是______,若以β链为模板合成mRNA,则该酶在β链上的移动方向为______(填“左→右”“右→左”或“不确定”)。若DNMT3基因中,G占碱基总数的38%,其中一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的5%,则DNMT3基因中另一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的比例为______。
(3)DNMT3基因转录出的mRNA中(A+C)/(U+G)的值______(填“一定”或“不一定”)为1,原因是______。核糖体与成熟的mRNA结合,遇到mRNA中的______便开始过程②,最终得到有活性的DNMT3蛋白。
(4)蜂王浆中某些物质是决定蜜蜂幼虫发育成为蜂后的关键因素,请推测蜂王浆中的这些物质可能______(填“促进”或“抑制”)DNMT3蛋白活性,p62基因对蜜蜂幼虫卵巢发育起______(填“促进”或“抑制”)作用。p62基因甲基化与p62基因发生突变后都可能改变蜜蜂幼虫的性状,两种变异的主要区别是______。
11.(24-25高一下·四川广安·期末)正常成年人心肌细胞不能增殖,基因ARC在心肌细胞中特异性表达,抑制其凋亡以维持正常数量。细胞中某些基因转录形成的前体RNA经过加工过程会产生许多小RNA,如miR-223(链状)、HRCR(环状)等影响心肌细胞的数量。当心肌缺血、缺氧时,会引起miR-223基因过度表达,使凋亡抑制因子无法合成,最终导致心力衰竭。
(1)ARC基因和另两种基因的______不同使得3种基因具有特异性。过程①(转录)需要的原料是______,与基因ARC相比,过程①中特有的碱基配对方式是______。
(2)过程②(翻译)中,最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序______(填“相同”或“不同”)。若过程②合成的一条肽链共199个肽键,控制翻译该蛋白质分子的mRNA中A和U占35%,在不考虑终止密码子情况下,则控制转录该mRNA的基因中,C和G至少共有______个。
(3)若ARC基因中模板链的部分碱基序列为3'-TACAGAGAAG-5',则凋亡抑制因子中对应的部分氨基酸序列为______(已知密码子(5'→3')和对应的氨基酸如下:CUU-亮氨酸、CCU-丙氨酸、AAG-赖氨酸、UUC-苯丙氨酸、AUG-甲硫氨酸、UCU-丝氨酸、UAC-酪氨酸)。如果ARC基因突变,导致编码正常的凋亡抑制因子多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换,但未引起凋亡抑制因子中氨基酸序列的改变,其原因可能是______。
(4)科研人员认为,HRCR有望开发成为减缓心力衰竭的新药物,据图分析其依据是______。
12.(24-25高一下·河北承德·期末)如表是某真核生物中某基因控制合成含74个氨基酸的肽链的过程,“…”代表省略的核苷酸或氨基酸序列。已知该基因中含有胸腺嘧啶脱氧核苷酸150个。请回答下列问题:
序号
31
32
33
247
248
249
250
251
252
253
254
255
...
基因
α链
A
T
G
...
T
C
T
A
G
C
T
A
G
...
β链
T
A
C
...
A
G
A
T
C
G
A
T
C
...
mRNA
...
A
U
G
…
U
C
U
A
G
C
U
A
G
...
肽链
甲硫氨酸
丝氨酸
丝氨酸
?
(1)该基因进行复制时,以DNA分子中的________(填“一”或“两”)条链为模板,合成子代DNA;第3次复制时需腺嘌呤脱氧核苷酸_________个。
(2)据表分析,该基因转录的模板链是_________链,催化该过程的酶是________,mRNA分子的延伸方向是_________。
(3)表中"?"所对应的密码子表示_________。在该基因翻译的过程中,起始密码子是________。绝大多数氨基酸像丝氨酸一样有几个密码子,该现象称为密码子的________。
(4)根据表格分析,mRNA上的碱基数与其指导合成的蛋白质中的氨基酸数不是恰好3:1的关系,而是大于3:1,其原因是________(答出2点)。表格中体现的遗传信息传递过程是________(用文字、字母和箭头表示)。
1.(24-25高一下·甘肃定西通渭县第三中学·期末)如图为中心法则图解,相关说法错误的是( )地 城
考点03
中心法则
A.揭示了遗传信息传递的一般规律
B.虚线表示原核生物遗传信息的流向
C.图中所示过程均涉及碱基互补配对
D.生命是物质、信息和能量的统一体
2.(24-25高一下·江苏扬州江都区·期末)如图所示,中心法则揭示了遗传信息的传递方向。下列相关叙述正确的是( )
A.人体正常细胞能进行过程①~⑥
B.①②③过程均可在植物细胞核中进行
C.过程②和⑤所需的原料和酶都一样
D.图中所示过程均遵循碱基互补配对原则
3.(24-25高一下·江西九江第一中学·期末)丙肝病毒(HCV)是一种正链RNA(+RNA)病毒,主要侵染肝细胞,引发肝炎,其增殖过程如图所示。核苷酸类似物PSI797能够抑制HCV的增殖。下列说法错误的是( )
A.图示过程①②③中所涉及的碱基配对的方式相同
B.HCV的“+RNA”中含有编码氨基酸的密码子
C.过程①消耗的嘧啶核苷酸数和过程②消耗的嘧啶核苷酸数相等
D.核苷酸类似物PSI797可能通过抑制①或②达到治疗丙肝的目的
4.(24-25高一下·吉林吉林第一中学·期末)下列关于图甲、乙、丙的说法,正确的是( )
甲
乙
丙
A.图甲所示过程相当于图丙的⑥过程,需要解旋酶的催化
B.图乙为翻译,该过程涉及三种RNA的参与,图中物质②的右侧为3’端
C.图丙中⑦⑧所需原料相同
D.图丙中所有生理过程均有碱基互补配对,且⑤⑥的配对方式相同
5.(24-25高一下·陕西西安西咸新区·期末)作为生物学的核心规律之一,中心法则反映了遗传信息的传递和表达规律。在如图所示的中心法则中虚线表示少数生物遗传信息的流向。下列有关说法错误的是( )
A.除部分病毒外,生物的遗传物质都是DNA
B.过程①保持了亲代和子代之间遗传信息的连续性
C.过程②和⑤所需要的原料相同
D.大肠杆菌细胞正常生命活动中可以进行①②③④⑤过程
6.(24-25高一下·辽宁沈阳·期末)艾滋病是一种危害极大的传染病,由艾滋病病毒引起。艾滋病病毒的遗传信息传递过程如图所示,①~⑤表示生理过程。下列叙述错误的是( )
A.过程①所需的酶是逆转录酶,过程②由艾滋病病毒提供原料
B.过程③表示DNA复制,进行过程④的场所是细胞核
C.过程④产生的mRNA可作为翻译的模板
D.过程⑤表示翻译过程,该过程需要3种RNA参与
7.(24-25高一下·安徽芜湖·期末)如图所示为中心法则,下列相关叙述正确的是( )
A.虚线表示目前不太确定的遗传信息的流动方向
B.遗传信息流动过程中,DNA、RNA、蛋白质均是遗传信息的载体
C.c过程产生的蛋白质中的氨基酸排列顺序由rRNA决定
D.图中a、b、c、d、e过程均遵循碱基互补配对
8.(24-25高一下·河北雄安新区雄安十校·期末)如图为中心法则示意图,下列相关叙述错误的是( )
A.HIV侵染细胞后可通过⑤→①→②→③过程来合成蛋白质
B.原核细胞和真核细胞中都可以发生过程①②③
C.与过程①相比,过程③中特有的碱基互补配对方式是A—U、U—A
D.②过程产生的三种RNA都可以携带遗传信息参与③过程
9.(24-25高一下·江苏宿迁泗阳县·期末)丙型肝炎是由病毒HCV感染肝细胞所致,侵染过程如下图所示。丙肝治疗药“索磷布韦”能被HCV的RNA聚合酶识别,并掺入到新合成的RNA链中,阻断RNA链的延长。下列叙述正确的是( )
A.NS5B是一种逆转录酶
B.索磷布韦可能是一种脱氧核糖核苷酸类似物
C.+RNA与-RNA均可以作为HCV的遗传物质
D.该病毒增殖时,遗传信息的流动方向为+RNA→-RNA→+RNA、+RNA→蛋白质
10.(24-25高一下·安徽黄山·期末)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;随着研究的不断深入,科学家对中心法则作出了补充,如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.能完成过程①的生物不一定都有细胞核
B.图中过程①②③④⑤都需要遵循碱基互补配对原则
C.过程③为逆转录,能进行RNA自我复制的病毒不能完成该过程
D.所有真核细胞和原核细胞内都能完成过程①②⑤
11.(24-25高一下·河南三门峡·期末)下图为中心法则示意图。下列关于中心法则、基因与性状的叙述正确的是( )
A.病毒的遗传信息都会沿着④或⑤流动
B.除了③过程外,其他4个过程所需原料相同
C.生物体中,一个基因决定一种性状,一种性状由一个基因决定
D.同一植株不同部位的叶子形态不同,但是其基因一般相同
12.(24-25高一下·河北枣强中学·期末)下列有关中心法则的叙述,正确的是( )
A.HIV病毒可在病毒内自主合成逆转录酶
B.正常人体细胞中的RNA来源于过程②和③
C.②与③过程相比,特有的碱基配对方式是T-A
D.神经细胞中发生的遗传信息的传递过程有①②③
13.(24-25高一下·云南红河州、文山州·期末)中心法则揭示了遗传信息传递的规律,下列相关叙述错误的是( )
A.过程①与过程③所需的模板、原料和酶相同
B.过程⑤所需要的RNA不一定由过程②合成
C.遵循碱基互补配对原则的过程有①②③④⑤
D.过程⑤中可有多个核糖体同时合成多条肽链
14.(24-25高一下·山西临汾部分学校·期末)不同的抗生素常通过作用于微生物遗传信息传递的不同环节从而发挥抗菌作用,不同抗生素的主要机理如下:
甲硝唑:与DNA结合并破坏其结构,如引起DNA链断裂。
利福平:与RNA聚合酶的β亚基结合,抑制其发挥功能。
四环素:阻止携带氨基酸的tRNA进入核糖体中。
克拉霉素:与核糖体结合,阻断肽链的延伸通道。
下列相关说法正确的是( )
A.甲硝唑仅通过影响①过程而发挥抑菌作用
B.利福平主要通过影响④过程而发挥抑菌作用
C.四环素主要通过影响②过程而发挥抑菌作用
D.克拉霉素主要通过影响③过程而发挥抑菌作用
15.(24-25高一下·河北唐山·期末)甲型流感病毒(IAV)是单链RNA病毒,进入人体细胞后遗传信息的传递过程如下图。下列叙述正确的是( )
A.IAV的基因是有遗传效应的DNA片段
B.IAV的增殖过程中会发生A-T碱基配对
C.催化①②过程的酶可作为药物研发靶点
D.③过程发生在甲型流感病毒的核糖体上
16.(24-25高一下·江西南昌青山湖区江西科技学院附属中学·期末)下图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程,有关叙述错误的是( )
A.真核细胞核基因的②③过程能同时发生
B.参与③过程的RNA有3种,此过程中同一种氨基酸可以由一种或多种tRNA来转运
C.能发生A-U和U-A碱基互补配对的过程只有④
D.HIV侵入宿主细胞后,能够进行的过程有⑤①②③
17.(24-25高一下·吉林“BEST合作体”·期末)关于图甲、乙、丙的说法,正确的是( )
A.图甲所示过程相当于图丙的⑥过程,在真核细胞中,该过程主要发生于细胞核中
B.若图甲的①中A占23%、U占25%,则对应DNA片段中A占48%
C.图乙所示过程相当于图丙的⑨过程,所需原料是氨基酸
D.正常情况下,人的神经细胞中不会发生的仅是图丙中的⑦⑧过程
18.(24-25高一下·河北廊坊等2地·期末)如图表示麻疹病毒、新型冠状病毒、艾滋病病毒的增殖过程。下列叙述错误的是( )
A.麻疹病毒的RNA复制和相关蛋白质合成过程中碱基配对方式不完全相同
B.新型冠状病毒的RNA分子进行两次复制才能得到与亲代相同的RNA
C.艾滋病病毒只要RNA分子进入细胞就可以利用寄主细胞内的物质进行增殖
D.三种病毒的增殖过程体现了生命是物质、能量和信息的统一体
19.(24-25高一下·江苏部分高中·期末)克里克提出中心法则后,科学家对中心法则作出了补充(如图),下列有关叙述错误的有( )
A.烟草花叶病毒的遗传信息的流向包括了②④⑤
B.克里克破译了过程①中的第一个密码子
C.证明过程③方式的实验采用了放射性同位素标记法
D.过程②的进行需要逆转录酶的参与
20.(24-25高一下·江苏南京·期末)防御相关逆转录酶(DRT)系统在细菌抵抗噬菌体侵染方面发挥着重要作用,科研人员最新解析了肺炎克雷伯菌的DRT2系统抵御T5噬菌体侵染的机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A.图示遗传信息的传递过程,均沿模板链的3´端→5´端
B.抑制细菌生长会影响噬菌体从细菌中获取氨基酸、核苷酸和能量等
C.②和④均涉及转录和翻译过程
D.图示过程包含了中心法则的所有内容
21.(24-25高一下·湖南长沙长郡中学·期末)抗菌药物是治疗感染性疾病的药物,表中是几种抗菌药物的抗菌机理,请结合中心法则的图解,回答相关问题。
抗菌药物
抗菌机理
青霉素
抑制细菌细胞壁的合成
环丙沙星
抑制细菌DNA解旋酶的活性
红霉素
能与细菌细胞中的核糖体结合
利福平
抑制结核分枝杆菌的RNA聚合酶的活性
(1)研究者尝试通过抑制图中a过程治疗用眼卫生不良引起的感染性疾病,建议使用的药物是_______。
(2)红霉素会抑制图中的_____(填字母)过程,该过程需要的运输工具是______。
(3)对病毒感染的治疗_____(填“可以”或“不可以”)使用青霉素,理由是_______。
(4)很多结核类疾病的治疗会使用利福平,请说明其可能的杀菌机制:_______。
22.(24-25高一下·辽宁鞍山·期末)下图表示原核细胞中遗传信息传递的部分过程。请据图回答问题:
(1)转录过程中,以_______(填“①”“②”“③”或“④”)为模板,在_______酶催化作用下由_______种游离的核糖核苷酸依次连接形成RNA。
(2)能特异性识别密码子的物质是_______。
(3)图中涉及的遗传信息传递方向为_______(以流程图的形式表示)。
(4)为保证遗传信息传递的准确性,遗传信息的读取必须按mRNA的5’→3'的方向。某DNA片段碱基序列如下图所示,以b链为模板链合成肽链的序列为:________。
(可能用到的密码子:精氨酸—CGA;丝氨酸—AGC、UCG;丙氨酸—GCU;甲硫氨酸(起始)—AUG;终止密码—UAA、UAG)
23.(24-25高一下·内蒙古锡林郭勒盟第二中学·期末)R环结构包含2条DNA链、1条RNA链,即转录形成的mRNA分子与模板链结合难以分离,形成RNA-DNA杂交体
(1)图甲过程可能发生于以下哪些部位______。
a.神经细胞的细胞核中 b.骨髓造血干细胞的细胞核中 c.大肠杆菌的拟核中
(2)图甲过程③中,核糖体移动方向为______(“从左到右”或“从右到左”),和过程①相比,过程③特有的碱基配对方式为______;若过程③合成的蛋白质由60个氨基酸构成,则控制合成该蛋白质的基因至少含______个碱基对。
(3)图甲中的过程①、②、③分别对应图乙中的过程______(用图乙中字母表示)。
(4)过程③的所示结构的意义是:______。
(5)图甲中酶A、酶B、酶C分别是_________、_________、______。
24.(24-25高一下·湖南长沙一中·期末)新冠病毒包膜表面的S-刺突糖蛋白被宿主细胞表面的受体识别,然后病毒包膜与宿主细胞膜融合,病毒核衣壳蛋白和核酸一起进入宿主细胞,完成感染过程。新冠病毒是一种单股正链(+RNA)病毒,以+RNA为模板翻译出RNA复制酶,该酶可以使病毒的核酸在宿主细胞内大量复制,形成全长的—RNA和大小不等的—RNA,再以—RNA为模板合成大量的+RNA。
(1)该病毒侵入宿主细胞后,最先进行______(填“复制”“转录”或“翻译”)过程。
(2)写出上述新冠病毒增殖过程中遗传信息的传递途径(标明+RNA或—RNA以及发生的过程):________、________。
(3)用35S标记的新冠病毒侵染未被标记的宿主细胞,假设宿主细胞没有裂解,且所有病毒都已侵染,那么最后检测到________(填“沉淀物”“上清液”或“沉淀物和上清液”)存在放射性。
(4)阿兹夫定是针对新冠病毒的一种特效药,其能特异性作用于RNA复制酶,阻断病毒RNA的复制。HIV同样是RNA病毒,阿兹夫定_______(填“可以”或“不可以”)用于艾滋病治疗,并说明原因:________________。
25.(24-25高一下·福建福州福清·期末)如图是遗传信息在生物大分子间传递的示意图。图中字母表示物质,编号表示过程。
(1)图中结构X是__________,可被碱性染料醋酸洋红或龙胆紫染成深色。
(2)真核生物中过程②发生的主要场所是__________,需要的原料是__________。
(3)过程④的名称是__________。
(4)如果过程①中出现差错,导致A分子上某基因的一个碱基对被替换,但产生的C没有发生改变,其原因可能是__________。
A.多种氨基酸可以由一种密码子编码
B.不同的密码子可能决定同一种氨基酸
C.过程①②⑤所需要的酶没有发生变化
D.A序列的改变不可能影响C的序列
(5)请写出植物成熟的叶肉细胞的遗传信息的传递过程:__________。
26.(24-25高一下·山西吕梁·期末)自然界形形色色的生物体内遗传信息的流动遵循中心法则。请据图回答下列问题:
(1)人体细胞中a过程发生的场所是______。
(2)b表示的过程是______该过程所需的酶是______,与______(填字母)过程所需原料相同。
(3)人体造血干细胞和神经细胞均会出现的遗传信息流动有______(填字母)。
(4)在遗传信息的流动过程中,DNA、RNA是信息的载体,蛋白质是信息表达的产物,而______为信息的流动提供能量,可见生命是物质、能量和信息的统一体。
27.(24-25高一下·江苏盐城·期末)病毒a、病毒b、病毒c是三种不同的RNA病毒,它们在细胞内的增殖过程分别如下图1、图2、图3所示。
(1)图1形成病毒过程中,+RNA的作用有_______和_______。
(2)若图1中病毒a的+RNA中有7000个碱基,其中有1000个A和2000个U,若以该+RNA为模板合成一条子代+RNA共消耗胞嘧啶核糖核苷酸_______个。
(3)若由于图2病毒b的-RNA中一个碱基发生替换,而导致合成的肽链中第6位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG),则该-RNA碱基的替换情况是_______。RNA病毒易发生变异的原因是______。
(4)图3中①和②过程所需的酶分别是_______、______。
(5)图3①②③过程中需要tRNA参与的是______;与③过程相比①过程特有的碱基互补配对方式是_______。
(6)图3中核酸完全水解,共产生_______种产物。
28.(24-25高一下·河南天立教育·期末)基因指导蛋白质合成的过程较为复杂,有关信息如图。图Ⅱ中的甘、天、色、丙表示甘氨酸、天冬氨酸、色氨酸和丙氨酸;图Ⅲ为中心法则图解,a~e为生理过程。请据图分析回答:
(1)图Ⅰ中表示的过程发生于__________(填“原核细胞”或“真核细胞”)。图中有两个核糖体参与,当图示的过程完全完成后,两个核糖体上合成的物质__________(填“相同”或“不同”)。
(2)图Ⅱ所示的过程是__________,该过程发生的方向是__________(填“从左到右”或“从右向左”)。
(3)正常人体细胞中,主要发生于细胞核中的过程是图Ⅲ所示的__________(填字母,下同),当人体细胞感染了艾滋病病毒后才会发生的过程是__________。
(4)图Ⅲ中的a过程所需的酶是__________,e过程所需的原料是__________。
1.(24-25高一下·黑龙江鸡西鸡冠区·期末)某对夫妇正常,生出一患遗传病女儿。家系基因检测报告表明,患儿常染色体上一个TUBB3基因三个碱基对缺失,为新生显性突变,该基因与先天性眼外肌纤维化3A型相关,也与大脑皮质发育不良伴他脑畸形相关。下列叙述错误的是( )地 城
考点04
基因、蛋白质与性状的关系
A.该患儿的致病基因遗传自父亲和母亲
B.基因中碱基对缺失、替换或增添,均属于基因突变
C.基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系
D.若患儿成人后生子,建议进行遗传咨询和产前诊断对遗传病进行检测和预防
2.(24-25高一下·山西阳泉·期末)牵牛花的颜色主要由花青素决定。下图为花青素的合成与颜色变化途径示意图,相关分析正确的是( )
A.牵牛花颜色是由基因和环境共同决定的
B.牵牛花颜色与基因的关系是一一对应的
C.图中体现基因通过控制蛋白质的结构直接控制性状
D.若基因①不表达,则基因②和基因③也都不能表达
3.(24-25高一下·吉林吉林第一中学·期末)白化病和黑尿病都是由酶缺陷引起的人类遗传病,白化病患者不能将酪氨酸合成黑色素,黑尿病患者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸,排出的尿液因含有尿黑酸,遇空气后氧化变黑,相关物质的代谢途径如下图所示。下列分析错误的是( )
A.白化病患者的酶B存在缺陷,黑尿病患者的酶D存在缺陷
B.若酶A基因不表达,则酶B基因也不表达
C.该实例说明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
D.该实例说明基因与性状并非简单的一一对应关系
4.(24-25高一下·安徽六安裕安区六安独山中学·期末)基因通过表达进而控制性状,基因表达与性状的关系如图所示。下列关于细胞中基因、蛋白质和性状的关系的叙述,错误的是( )
A.囊性纤维病的形成原因可以用图中的①→②→③来解释
B.蛋白质都是在基因控制下合成的,所有基因的表达过程都一定包含图中的①和②
C.基因控制性状不都是通过控制蛋白质的结构来体现的
D.细胞中的基因控制蛋白质合成的过程需要通过信使RNA来传递信息
5.(24-25高一下·山东枣庄·期末)下图为某正常基因序列的各种变化过程,下列说法正确的是( )
注:相关氨基酸及密码子His代表组氨酸(CAU、CAC)、Glu代表谷氨酸(GAA、GAG)、Val代表缬氨酸(GUU、GUC、GUA、GUG)。
A.图示基因的单链应该为非模板链
B.组氨酸→组氨酸的变化中氨基酸未发生改变,不属于基因突变
C.图示均为碱基的替换,若发生碱基的增添或缺失对性状的影响一定更大
D.根据mRNA中的碱基序列可以准确推测蛋白质中的氨基酸序列,反过来则不行
6.(24-25高一下·贵州安顺·期末)血橙被誉为“橙中贵族”,因其果肉富含花色苷,颜色像血一样鲜红而得名,花色苷合成途径及调节机制如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.血橙果肉的颜色是基因与环境相互作用、精细调控的结果
B.基因可通过控制酶的合成间接控制血橙果肉的颜色
C.光照不同的地区种植同品种的血橙,果肉的“血量”可能存在差异
D.当遇极寒天气时,为避免血橙冻伤通常提前采摘,但不影响果肉的“血量”
7.(24-25高一下·福建福州福清·期末)某植物的花色受常染色体上基因A和基因B的控制,控制过程如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.图中的基因A与基因B互为等位基因
B.图示表明了基因在染色体上呈线性排列
C.基因A、B的本质区别是碱基序列不同
D.基因可通过控制酶的合成控制生物性状
8.(24-25高一下·河北唐山·期末)穆勒在果蝇中发现了雌雄个体间某些基因剂量(数量)不同,但表达水平相似的现象,并命名为“剂量补偿”,进一步研究发现这一现象与基因Sxl的表达有关,原理如下图所示。下列说法正确的是( )
A.雌雄果蝇X染色体数量不同,X染色体上相关基因的表达总量也不同
B.Sxl基因参与的“剂量补偿”的原理与基因的选择性表达有关
C.Sxl基因通过促进msl-2的合成从而促进X染色体上基因的表达
D.推测XXY果蝇的两条X染色体的转录水平均高于正常雄果蝇
9.(24-25高一下·山东枣庄·期末)人群中有多种遗传病是由苯丙氨酸的代谢缺陷所致。人体内苯丙氨酸的代谢途径如下图所示。下列相关说法错误的是( )
A.酶①、酶②的缺乏都会导致白化病
B.缺乏酶③会导致尿黑酸积累,引起尿黑酸症
C.减少患儿苯丙氨酸的摄入,有利于改善苯丙酮尿症
D.该图反映了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制性状
10.(24-25高一下·安徽合肥第一中学·期末)兔的毛色黑色(W)与白色(w)是一对相对性状,与性别无关。如图所示两项交配中,亲代兔E、F、P、Q均为纯合子,子代兔在不同环境下成长,其毛色如图所示,下列叙述错误的是( )
A.兔G和H的基因型相同
B.兔G与兔R交配得到子代,若子代在30℃环境下成长,其毛色最可能是全为白色
C.兔G与兔R交配得到子代,若子代在-15℃环境下成长,其毛色最可能全为黑色
D.由图可知,表现型是基因和环境因素共同作用的结果
11.(24-25高一下·河北雄安新区·期末)下列关于基因、蛋白质与性状的关系,叙述正确的是( )
A.人类白化症状体现了基因通过控制酶的合成直接控制生物体的性状
B.皱粒豌豆种子中编码淀粉分支酶的基因被打乱,最终使得其淀粉含量低
C.基因与性状呈线性关系,即一种性状由一个基因控制
D.亲代和子代基因型相同,表型一定相同
12.(24-25高一下·湖南长沙雅礼中学·期末)牵牛花的颜色主要是由花青素决定的,如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图。从图中不能得出的是( )
A.花的颜色不完全由基因决定,环境也有着重要影响
B.基因是有遗传效应的DNA片段,在染色体上呈线性排列
C.基因可以通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制花的颜色
D.若基因①不表达,则基因②和基因③的表达与否对花的颜色没有影响
13.(24-25高一下·江西宜春袁州区江西宜春中学·期末)人体内苯丙氨酸的代谢途径如下图所示,其中尿黑酸在尿液内积累过多会得尿黑酸症。下列有关叙述,错误的是( )
A.此图体现了基因对性状的间接控制
B.酶③的缺乏会使人得尿黑酸症
C.酶⑤的缺乏会使人患白化病
D.酶②的缺乏会使人患苯丙酮尿症
14.(24-25高一下·江西宜春部分重点中学·期末)某水果的甜与不甜与其果糖含量有关。该水果细胞中果糖的合成过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.图示过程体现了基因可通过控制酶的合成来控制生物体的性状
B.若该水果细胞中CDPK27基因不表达,则其SUS3基因也不表达
C.促进该水果细胞中CDPK27基因表达会使蔗糖转化为果糖和葡萄糖的速率降低
D.该水果细胞中果糖的合成过程说明生物的性状可由多个基因控制
15.(24-25高一下·甘肃白银部分学校·期末)若“X→Y”表示由X一定能得出Y结论,则下列选项符合这种关系且说法正确的是( )
选项
X
Y
A
大肠杆菌的一个DNA分子上分布着4.4×103个基因
基因通常是有遗传效应的DNA片段
B
同一株水毛茛,裸露在空气中的叶和浸在水中的叶表现出了两种不同的形态
性状的改变由基因改变造成
C
将水母的绿色荧光蛋白基因转入小鼠体内,能使后者像水母一样发光
生物之间可以共用一套密码子
D
人的身高是由多个基因决定的
基因与性状都是一一对应的关系
A.A B.B C.C D.D
16.(24-25高一下·河北枣强中学·期末)如图为人体内基因对性状的控制过程,下列叙述错误的是( )
A.基因 1 和基因 2 一般能出现在人体内的同一个细胞中
B.老年人头发变白的原因是基因 1 结构异常导致不能合成酪氨酸酶
C.镰状细胞贫血致病的根本原因是血红蛋白异常
D.过程①②③是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,体现了基因对性状的间接控制过程
17.(24-25高一下·河北廊坊·期末)通过研究已经证明,生物体的性状是由基因控制的,人的白化病症状是由编码酪氨酸酶的基因异常引起的,如图为该基因对白化病性状控制过程的示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.图中①过程合成的RNA通过核孔进入细胞质基质中
B.基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制白化病性状
C.酪氨酸酶通过③使酪氨酸形成黑色素的过程中存在mRNA与tRNA的结合
D.若相关基因发生突变,阻止了酪氨酸酶的合成,则黑色素的合成增多
18.(24-25高一下·吉林长春朝阳区长春外国语学校·期末)下图表示人体内部分基因对性状的控制过程。相关叙述正确的是( )
A.基因1和基因2存在于人体的所有细胞中且都表达
B.图中X1与X2的不同之处在于其核糖核苷酸的排列顺序
C.②和⑤过程产物不同的根本原因是其基因的碱基序列不同
D.图示过程表明基因能通过控制酶的合成控制代谢过程进而控制生物体的性状
19.(24-25高一下·辽宁丹东·期末)某种蛇体色的遗传如下图所示,当两种色素都没有时表现为白色,选纯合的黑蛇与纯合的橘红蛇作为亲本进行杂交,下列有关叙述错误的是( )
A.亲本黑蛇和橘红蛇的基因型分别为BBtt、bbTT
B.让F1花纹蛇与杂合的橘红蛇交配,其后代出现白蛇的概率为1/16
C.让F1花纹蛇相互交配,后代花纹蛇中纯合子的比例为1/9
D.若后代只出现黑蛇,则亲本杂交组合有2种
20.(24-25高一下·吉林“BEST合作体”·期末)某种大肠杆菌在有无色氨酸的条件下都能生存,该种大肠杆菌体内的色氨酸操纵子能控制色氨酸的合成,色氨酸操纵子由启动基因、操纵基因和结构基因构成。图1、2分别表示培养基中无色氨酸和有色氨酸时大肠杆菌体内色氨酸操纵子的表达情况。下列叙述错误的是( )
注:P为启动基因;O为操纵基因;结构基因(trpE、trpD、trpC、trpB、trpA)为编码色氨酸合成酶的有关基因;阻遏蛋白单独存在时没有活性。
A.该调节机制体现了微生物在利用环境资源和适应生存环境方面的灵活性
B.色氨酸阻止阻遏蛋白与操纵基因结合,从而导致色氨酸合成酶基因无法转录
C.该实例体现的基因对生物性状的控制途径与囊性纤维化对应的途径相同
D.该调节机制反映了基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用
21.(24-25高一下·广西柳州·期末)研究发现,微小RNA(miRNA)能影响癌症发生。其中miR-101可通过调控EZH2基因影响细胞行为。EZH2基因的产物是一种能修饰染色体的酶。下图对比了正常组织和肿瘤组织中miR-101的作用差异。下列叙述或推测正确的是( )
A.正常组织中EZH2基因完全无法表达
B.肿瘤组织中EZH2基因的表达量比正常组织低
C.EZH2酶活性过高可能导致细胞癌变
D.抑癌基因表达越多,细胞越容易癌变
22.(24-25高一下·湖南邵阳新邵县·期末)籼型和粳型水稻开花时间存在明显差异,籼稻品种开花时间普遍早于粳稻。如图为籼稻和粳稻品种开花调控的具体过程。下列相关叙述正确的是( )
A.启动子区域碱基的差异可能会导致基因的表达水平出现差异,进而影响生物的性状表现
B.细胞能在转录和翻译水平上调控基因的表达,图中粳稻OsMYB基因的转录效率高于籼稻
C.OsMYB蛋白可能与OsJAR1基因的启动子结合促进其转录,提高OsJAR1蛋白的含量进而促进植物开花
D.此实例说明基因与性状的关系不都是简单的一一对应关系
23.(24-25高一下·湖南衡阳衡南县第一中学·期末)最新研究发现白癜风致病根源与人体血清中的酪氨酸酶活性减小或丧失有关。当编码酪氨酸酶的基因中某些碱基改变时,表达产物将变为酶A。如表显示酶A与酪氨酸酶相比,可能出现的四种情况,下列说法正确的是( )
比较指标
①
②
③
④
患者白癜风面积
30%
20%
10%
5%
酶A氨基酸数目/酪氨酸酶氨基酸数目
1.1
1
1
0.9
A.②③中碱基的改变,可能是碱基对的替换造成的
B.①可能导致控制酪氨酸酶合成的mRNA中的终止密码子延后出现
C.④中碱基的改变可能导致染色体变异
D.该实例说明基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
24.(24-25高一下·广东华南师范大学附属中学·期末)甘蓝型油菜(下文简称“油菜”)为异源四倍体(AABB,体细胞染色体数是38),是由白菜二倍体(AA,体细胞染色体数是20)和甘蓝二倍体(BB,体细胞染色体数是18)在杂交后经过自然加倍形成的。油菜味道甘美,营养丰富,但容易被线虫侵染造成减产,而萝卜二倍体(CC,体细胞染色体数是18)具有抗线虫病基因。科研人员以萝卜和油菜为亲本杂交,通过如图所示途径获得抗线虫病油菜。
注:图中每个大写英文字母表示一个染色体组;形成配子时,无法配对的染色体随机分配。
(1)F1在自然状态下不可育,说明油菜与萝卜之间存在_________。F1不可育的原因是:F1没有_________,不能进行正常的减数分裂,无法产生可育配子。②过程的操作是对F1的幼苗用_________处理。
(2)据图分析,个体R1染色体组成为_________(填字母)。个体R1与油菜AABB杂交,得到的个体R2植株的染色体数目范围为_________。
(3)个体R系在与油菜AABB不断回交的过程中,易发生染色体变异,利用这一特性,个体Rn植株中出现了染色体数为38但也表现抗线虫病的特性,最可能的原因是_________。
(4)RNA介导的基因沉默即RNA干扰(RNAi)是表观遗传学中的研究热点。某科研小组想通过人工诱导,利用RNA干扰提高油菜植株的产油率,基本原理如下图所示,基因A、a和B、b独立遗传。
根据操作原理,图中的①~⑤过程中_________(填数字编号)将会被抑制。为达到提高油菜植株产油率的目的,也可以采用人工诱导基因突变的方法。这一方法的主要不足是_________。
25.(24-25高一下·江西九江第一中学·期末)油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径,如图甲所示,其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成.我国陈锦清教授根据这一机制培育出高产油油菜,产油率由原来的34%提高到58%.
(1)过程②发生的场所是_________,过程③所需的酶是___________。基因A和基因B控制合成的酶不同,其根本原因是____________________。图示过程中,存在碱基互补配对的有______________________(填序号)。
(2)基因B的a链是自然转录链,陈教授及助手通过过程④诱导b链转录,形成双链mRNA,提高油菜出油率,该方法提高油菜产油量的原理是____________________________________。
(3)该过程体现了基因控制生物性状的方式为________________________。
26.(24-25高一下·辽宁凌源·期末)图1为皱粒豌豆的形成机制,图2中①~③为淀粉分支酶基因遗传信息传递和表达的示意图。请回答下列问题:
(1)图1中皱粒豌豆的形成过程可体现出基因与性状的关系是_________。
(2)图2中淀粉分支酶基因的表达过程包括________(填序号)。图2中①过程除了图示所需的酶外,还需要________酶。图2中涉及氢键的断裂与形成过程的包括________(填序号)。图2中③过程中________上的反密码子与mRNA上的密码子结合,将氨基酸转移到已形成的肽链上。
(3)图2中①、②过程形成的子链的延伸方向均为________(填5'→3'或3′→5)。图2中②、③过程涉及的碱基配对方式________(相同、不相同、不完全相同)。
(4)图2③中d运载的氨基酸是________(相关密码子:丝氨酸UCG、AGC;丙氨酸GCU;精氨酸CGA)。
27.(24-25高一下·贵州六盘水·期末)油菜是我国南方一种常见且可观赏的油料作物。浙江省农科院陈锦清教授培育出高产油菜,产油率由原来的35%提高到58%,油菜细胞中有一中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP),其转运到种子后有两条代谢途径(如下图所示)。据图回答问题:
(1)图中基因A与基因B在结构上的根本区别是______。
(2)图中基因A指导合成的酶a是提高油菜产油率的关键酶,说明基因表达产物与性状的关系是______。
(3)据图可知,油菜含油量提高的原因是物质C(双链RNA)的形成,抑制了______(填“酶a”或“酶b”)合成中的______(填“转录”或“翻译”或“转录和翻译”)过程。根据图中油脂生成途径还可采取______措施提高油菜的含油量。
28.(24-25高一下·江苏镇江丹阳·期末)科学家研究发现,正常供氧时细胞内的一种蛋白质类低氧诱导因子(HIF)会被水解。在氧气供应不足时HIF会积累,并与促红细胞生成素(EPO)基因的低氧应答元件(非编码蛋白质序列)结合,使促红细胞生成素(EPO)基因表达加快,促进EPO的合成,过程如图2所示。请回答下列问题。
(1)图1表示的是图2中的_______(填序号)过程,图1中核糖体的移动方向是_______(选填“从左向右”或“从右向左”),核糖体甲和核糖体乙最终合成的产物_______(选填“相同”或“不同”),图1中不同种类的②所携带的物质种类_______(选填“相同”、“可能相同”或“不同”)。
(2)图2中的③过程需要_______酶,④过程中一个mRNA可以与多个核糖体结合的意义是_______。
(3)据图分析,HIF可通过_______(填结构)进入细胞核,在________水平调控EPO基因的表达。
(4)在肿瘤微环境中通常缺氧,上述机制_________(选填“有利于”或“不利于”)癌细胞大量增殖。
(5)慢性肾功能衰竭患者常因EPO产生不足而出现严重贫血,研究人员正在探索一种PHD抑制剂对贫血患者的治疗作用。请结合图2中信息,分析PHD抑制剂治疗贫血的作用机理可能是_______。
29.(24-25高一下·山东日照·期末)色氨酸操纵子是大肠杆菌中调控色氨酸合成代谢的功能单位,具体机制如下图所示,其中①~④为相应的生理过程。阻遏蛋白激活后会抑制操纵基因(能控制邻近单个基因或基因群的转录)的功能。
(1)参与过程①的酶是______。与过程②相比,过程①特有的碱基互补配对方式是______。
(2)过程②的开始和终止分别与mRNA上的______有关。分析过程③④可以得出,基因可以通过从而控制色氨酸的______合成。
(3)研究发现,当图中的调节基因发生突变时,其编码的mRNA长度不变,但过程②产生的阻遏蛋白肽链会明显缩短,分析其原因是______。
(4)结合上述信息,请简要阐释环境中色氨酸含量过多会抑制大肠杆菌合成色氨酸的原因:______。
地 城
考点05
表观遗传
1.(24-25高一下·甘肃兰州大学附属中学(兰州第三十三中学)·期末)黄鳝肉质鲜美,营养丰富,深受人们欢迎。但由于捕捞过量和水质污染,其自然资源已日益下降,黄鳝人工繁育迫在眉睫,为此科学家们开展了研究。黄鳝具有性逆转现象,即卵巢先发育,第一次性成熟时为雌性,产卵后卵巢开始萎缩,精巢开始发育,进入雌雄间体状态,直到最终转化为雄性。最新研究发现,DNA甲基化在黄鳝性腺发育过程关键期发挥重要调控作用。下列叙述正确的是( )
A.转录启动区域甲基化后可能导致DNA聚合酶无法与其识别并结合
B.基因甲基化后,导致其表达的蛋白质结构发生变化
C.基因中特定位点被甲基化引起的基因突变可遗传给后代
D.可通过改变关键基因的甲基化状态提高某一性别黄鳝的产量
2.(24-25高一下·河南创新发展联盟·期末)研究发现,若小鼠长期摄入高脂肪食物,其脂肪酶基因的部分碱基会发生甲基化修饰,导致该基因表达水平下降,脂肪酶合成减少,最终引起小鼠出现肥胖症状。下列有关叙述错误的是( )
A.甲基化不会使小鼠的遗传信息发生改变
B.推测甲基化可能影响了DNA聚合酶和脂肪酶基因的结合
C.发生上述甲基化的小鼠的子代也可能出现肥胖症状
D.由题意可知,生物性状受基因和环境的共同作用
3.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨香坊区哈尔滨第六中学校·期末)表观遗传有多种调控机制,组蛋白乙酰化是其中一种。组蛋白乙酰化可促进基因转录,而去乙酰化则抑制基因转录。组蛋白去乙酰化酶(HDAC)不仅可调控组蛋白乙酰化过程,还可参与多种生命活动。某科研小组通过比较海参共附生菌核青霉三种菌株的分生孢子产量(104/cm2)、次级代谢产物含量(mg/cm2)等变化,揭示了HDAC基因在海参共附生菌核青霉生长发育中的调控作用,部分结果如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.组蛋白的去乙酰化影响基因表达,但并不改变基因的碱基序列,属于可遗传变异
B.图甲中菌株3的去乙酰化程度最高,控制分生孢子产量的基因的表达受到的抑制最强
C.图乙中菌株2的HDAC含量最低,促进次级代谢产物合成的相关基因可能过量表达
D.实验表明,海参共附生菌枝青霉中控制相关性状的基因的表达情况受HDAC基因的直接影响
4.(24-25高一下·黑龙江鸡西鸡冠区·期末)细胞中控制PeG蛋白合成的基因发生突变,会使染色质结构变得松散,促细胞分裂蛋白基因过量表达,导致细胞增殖失控形成肿瘤。下列叙述错误的是( )
A.推测PcG蛋白对染色质的收缩起重要作用
B.PcG蛋白能抑制促细胞分裂蛋白基因表达
C.肿瘤细胞中PcG蛋白基因的碱基序列可能发生了改变
D.染色质结构变得松散不利于促细胞分裂蛋白基因的转录
5.(24-25高一下·吉林吉林永吉实验高级中学等校·期末)Schaaf-Yang综合征是一种罕见的单基因显性遗传病,由MAGEL2基因突变引起。若致病基因来自父亲,则子代患病;但若致病基因来自母亲,则致病基因会由于发生甲基化修饰而不表达,子代不患病。下列叙述错误的是( )
A.因甲基化修饰导致基因不表达的现象属于表观遗传
B.虽然某人是该病的患者,但其父母的表型可能均正常
C.某正常个体一定不会是MAGEL2致病基因的携带者
D.通过基因检测等手段能有效降低该病患儿出生的概率
6.(24-25高一下·福建漳州·期末)表观遗传现象普遍存在于生物体生长、发育和衰老的过程中,下列叙述错误的是( )
A.表观遗传不是基因的脱氧核苷酸序列发生变化造成的
B.DNA甲基化使基因的转录过程受到抑制,影响细胞的分化
C.表观遗传现象遵循基因分离定律和基因自由组合定律
D.构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰会影响基因的表达
7.(24-25高一下·贵州安顺·期末)研究发现,喂食高脂饮食的肥胖小鼠可通过生殖细胞相关基因甲基化或精子富集miRNA(能与mRNA结合的一种单链RNA分子),将脂质积累信息传递给后代并导致肥胖。下列叙述错误的是( )
A.基因甲基化后其碱基序列改变导致表型发生变化
B.精子富集miRNA会使翻译过程因缺乏模板而受阻
C.基因甲基化后其转录过程受阻从而影响基因的表达
D.该研究为预防肥胖和开发治疗肥胖的新药物提供了思路
8.(24-25高一下·安徽合肥第一中学·期末)基因表达过程中存在着复杂的调控机制。下列有关基因表达与性状的关系叙述错误的是( )
A.不同生物细胞的形态、结构和功能往往不同,其根本原因 DNA 不同
B.人的身高是由多个基因决定的,同时后天的营养和体育锻炼对身高也有影响
C.吸烟可能会导致人体细胞DNA甲基化水平升高,但不会影响染色体上组蛋白
D.小鼠Aγ基因的部分碱基发生甲基化修饰,抑制基因的表达,进而对表型产生影响
9.(24-25高一下·湖南邵阳新邵县·期末)遗传印记是同一基因由于亲代的性别不同传递给子代时其表达可能不相同,从而引起不同的效应,产生不同表型的现象,DNA甲基化是遗传印记重要的方式之一。如图为遗传印记对转基因鼠的IGF2基因(存在有功能型A和无功能型a两种基因)的表达和传递影响的示意图,被甲基化的基因不能表达。下列叙述错误的是( )
A.亲代雌鼠与雄鼠杂交,子代小鼠的表型及比例为生长正常鼠∶生长缺陷鼠=3∶1
B.配子中印记重建会发生去甲基化
C.雌配子中印记重建后,A基因碱基序列未改变
D.据图可以断定亲代雌鼠的A基因来自它的父方
10.(24-25高一下·广西河池·期末)表观遗传现象对个体发育过程的影响至关重要,DNA的甲基化、染色体蛋白的乙酰化等表观遗传现象都会影响基因的表达。下列说法错误的是( )
A.甲基化、乙酰化都会受到环境因素的影响
B.DNA的甲基化不会改变DNA转录过程的碱基互补配对方式
C.染色体蛋白的乙酰化可能会改变RNA聚合酶与基因的结合能力
D.甲基化与乙酰化不改变DNA序列,所以无法遗传给后代
11.(24-25高一下·江苏淮安·期末)春化作用是指一些植物需经历持续低温才能开花,图示低温诱导植物开花部分机制。下列相关叙述正确的是( )
A.低温改变了 FLC 基因碱基序列从而促进开花
B.敲除 FLC 基因可促进植物开花
C.春化作用推迟植物开花,不利于植物适应环境
D.图示染色质修饰也是大肠杆菌表观遗传调控的一种机制
12.(24-25高一下·福建厦门·期末)蜜蜂雌性幼虫孵化后前3天均以蜂王浆为食,若3天后持续食用蜂王浆的幼虫将发育为蜂王,改食花蜜的幼虫则发育为工蜂。研究发现,Dnmt3基因的表达产物能促进DNA甲基化,蜂王浆可抑制该基因的表达。下列叙述正确的是( )
A.蜂王和工蜂的基因碱基序列存在显著差异
B.蜂王浆通过诱导基因突变使幼虫发育为蜂王
C.工蜂的DNA甲基化程度高于蜂王,导致部分基因表达受抑制
D.Dnmt3基因受抑制会降低幼虫DNA甲基化水平,使其发育为工蜂
13.(24-25高一下·广东茂名普通高中·期末)花两侧对称的野生型柳穿鱼与花辐射对称的突变型杂交,F1全部是野生型,F2突变型比例远低于1/4。研究发现决定柳穿鱼花两种结构的Lcyc基因的编码区碱基序列相同,但突变型柳穿鱼的Lcyc基因在特定位点发生了甲基化。下列叙述正确的是( )
A.花表型变化的根本原因是基因突变
B.Lcyc基因遗传不遵循基因分离定律
C.F2中突变型占比与基因甲基化程度相关
D.突变型形成与甲基化影响翻译过程相关
14.(24-25高一下·河北枣强中学·期末)表观遗传有 DNA 甲基化、染色体失活、非编码核糖核酸(RNA)调控等形式。表观遗传的异常修饰,可影响细胞的发育、转化、凋亡,可促进肿瘤发展。启动子是 RNA 聚合酶结合的部位,驱动基因转录出 mRNA。下列叙述正确的是( )
A.DNA 甲基化会改变 DNA 的碱基序列,具有可遗传性
B.DNA 甲基化修饰通常发生在脱氧核苷酸的磷酸基团上
C.启动子区的甲基化通过影响基因的转录,从而影响基因的表达
D.表观遗传现象只发生在生殖细胞中,体细胞不会出现
15.(24-25高一下·甘肃白银部分学校·期末)在性腺形成前,温度对某类鱼的性别分化影响较大,cyp19ala基因的表达产物可将雄激素转化为雌激素。雄性性腺中的cyp19ala基因甲基化水平是雌性性腺中的两倍,并且温度较高会诱导雌性幼鱼的cyp19ala基因甲基化水平升高,抑制其表达。下列叙述错误的是( )
A.在水温较高的条件下,雌鱼的比例大于雄鱼的比例
B.cyp19a1a基因甲基化不会改变其碱基序列
C.外界因素可以通过影响基因的甲基化水平来改变生物性状
D.性腺中的基因发生甲基化后可能通过配子遗传给下一代
16.(24-25高一下·广东梅州·期末)有氧运动能改变骨骼肌细胞中的DNA甲基化水平,引发骨骼肌结构和代谢的变化,从而改善肥胖、延缓衰老。下列叙述正确的是( )
A.DNA甲基化能改变骨骼肌细胞中基因的碱基序列以影响表达
B.DNA的甲基化不属于基因突变也不可遗传给后代
C.DNA甲基化程度可能影响代谢相关酶基因的转录情况
D.DNA的甲基化会改变DNA复制时碱基互补配对的方式
17.(24-25高一下·云南昭通云南师范大学附属镇雄中学·期末)柳穿鱼是一种园林花卉,其花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关,若该基因部分碱基发生了甲基化修饰,会对其表型产生影响。下列叙述正确的是( )
A.DNA甲基化引起的表型变化不可遗传
B.DNA甲基化改变了Lcyc基因碱基序列
C.DNA甲基化改变了Lcyc基因复制方式
D.DNA甲基化抑制了Lcyc基因的表达
18.(24-25高一下·江苏徐州·期末)蜜蜂幼虫取食蜂王浆发育成蜂王,取食花粉或花蜜则发育成工蜂。DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶,其作用机理如下图所示。敲除DNMT3基因后,蜜蜂幼虫发育成蜂王。下列相关叙述正确的是( )
A.蜂王浆可能通过抑制DNMT3蛋白活性促使蜜蜂幼虫发育为蜂王
B.DNA分子的甲基化修饰主要发生在脱氧核苷酸的磷酸基团上
C.表观遗传不改变基因的碱基序列,由此引发的性状改变不会遗传给后代
D.以基因的β链为模板,虚线框转录出的mRNA为3'-CUUGCCAGC-5'
19.(24-25高一下·山东日照·期末)研究发现,许多基因的上游富含CG重复序列,若其中的部分胞嘧啶(C)被甲基化成为5-甲基胞嘧啶,从而导致某些基因表达受抑制,如图所示。下列说法正确的是( )
A.胞嘧啶甲基化会改变DNA复制过程中碱基互补配对的方式
B.DNA的甲基化不改变基因的碱基序列,不能产生可遗传变异
C.胞嘧啶甲基化可能会阻碍DNA聚合酶与DNA结合,影响基因的转录
D.基因组成相同的同卵双胞胎表型的轻微差异可能与胞嘧啶甲基化有关
20.(24-25高一下·河北沧州·期末)小鼠毛色由基因A(黄色)和a(黑色)决定。A基因上游的特定序列可发生甲基化,且随甲基化程度的增加,基因型为Aa的小鼠毛色会出现黄色→斑驳色→假刺鼠色→黑色的变化。将不同表型的Aa与aa小鼠进行正反交实验,统计子代中基因型为Aa的小鼠毛色表型及百分比,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.Aa的表型差异是因为A基因上游特定碱基序列的甲基化程度不同
B.A基因上游的特定碱基序列甲基化,会抑制A基因的表达
C.三组正交实验中子代基因型为Aa的毛色比例无显著差异,说明后代表型与父本A基因甲基化程度关系不大
D.三组反交实验中,母本基因型为Aa的表型无法稳定遗传,证实碱基序列甲基化的现象不可遗传
21.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨第三中学校·期末)甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA,引起基因表达效应改变,如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.甲基化通过抑制翻译过程调控基因表达
B.图中甲基化的碱基位于脱氧核糖核苷酸链上
C.蛋白Y可结合甲基化的mRNA并抑制表达
D.若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应
22.(24-25高一下·辽宁鞍山·期末)鼠的灰色(A)对褐色(a)是一对相对性状,被甲基化修饰的基因不能表达。下列相关说法错误的是( )
A.DNA甲基化多数发生在碱基鸟嘌呤上
B.基因印记在亲代减数分裂过程中建立
C.亲代雄鼠中的A基因来自其母方
D.子代小鼠表现为灰色:褐色=3:1
23.(24-25高一下·江西南昌·期末)科研人员在研究一种植物时发现,其DNA中的胞嘧啶若发生甲基化,在某些情况下会自发脱氨基变成胸腺嘧啶。这种变化可能影响基因的表达和植物的性状。下列叙述正确的有( )
A.发生甲基化不会影响该基因的转录
B.胞嘧啶的甲基化能够提高该位点的突变频率
C.若植物体内负责DNA甲基化的酶活性发生改变,可能会影响基因表达
D.胞嘧啶甲基化后变为胸腺嘧啶一旦发生就会永久性改变植物的遗传信息
24.(24-25高一下·河北邯郸多校期末联考·期末)黄鳝具有性逆转现象,即卵巢先发育,第一次性成熟时为雌性,产卵后卵巢开始萎缩,精巢开始发育,进入雌雄同体状态,直到最终转化为雄性。研究发现,性逆转现象与多种因素相关。对仔鳝注射雄激素可以使性逆转提前,对产卵后的雌鳝注射雌激素可以使性逆转推迟;在生殖季节,单纯的雌性群体会由于缺少雄鳝而引起其中的一部分雌鳝提前变为雄性。DNA甲基化在黄鳝性腺发育过程关键期发挥重要调控作用。下列说法正确的是( )
A.黄鳝的性别只由性染色体决定
B.可通过改变关键基因的甲基化状态提高某一性别黄鳝的产量
C.性逆转现象使种群性别比例适宜,更有利于黄鳝保持基因多样性
D.性逆转现象是黄鳝在短时间内为适应环境而产生的定向变异
25.(24-25高一下·湖南永州·期末)DNA甲基化修饰是一种重要的表观遗传机制,细胞增殖时在甲基转移酶的催化下,DNA的胞嘧啶被选择性地添加甲基,从而抑制基因的转录过程。肿瘤细胞中常常存在异常的DNA高甲基化现象。下列叙述正确的是( )
A.DNA甲基化不会导致基因碱基序列的改变
B.DNA甲基化不遵循孟德尔遗传定律,不会遗传给后代
C.DNA甲基化可能会影响细胞分化
D.使用甲基转移酶抑制剂可以降低DNA甲基化的水平,可在肿瘤治疗领域有一定应用
26.(24-25高一下·江苏南通·期末)VDAC1是线粒体外膜上的一种转运蛋白。研究发现,高血糖会导致VDAC1基因过量表达,机制如下图。相关叙述错误的是( )
A.VDAC1可能是转运葡萄糖进入线粒体的一种蛋白
B.VDAC1基因过量表达可能是染色体结构松散引起
C.组蛋白的乙酰化改变了VDAC1基因的遗传信息
D.原核细胞中也存在相同的表观遗传调控机制
27.(24-25高一下·河北邢台·期末)在性腺形成前,温度对某类鱼的性别分化影响较大,cyp19ala基因的表达产物可将雄激素转化为雌激素。雄性性腺中的cyp19ala基因甲基化水平是雌性性腺中的两倍,并且温度较高会诱导雌性幼鱼的cyp19ala基因甲基化水平升高,抑制其表达。下列叙述错误的是( )
A.在水温较高的条件下,雌鱼的比例大于雄鱼的比例
B. cyp19ala基因甲基化会改变其碱基序列进而抑制其转录
C.外界因素可以通过影响基因的甲基化水平来改变生物性状
D.性腺中的基因发生甲基化后可能通过配子遗传给下一代
28.(24-25高一下·河北廊坊等2地·期末)春化作用是指某些植物需要经过低温诱导才能开花的现象,这与FRI蛋白和FLC基因有关。温暖条件下,FRI蛋白与FLC基因结合后发生多种修饰,共同作用促使FLC基因表达,进而抑制植物开花;低温条件下,FRI蛋白不与FLC基因结合,导致组蛋白上的多种修饰发生改变,共同抑制FLC基因表达,进而促进植物开花。下列说法错误的是( )
A.低温条件下,可通过抑制FLC基因转录出mRNA,从而促进该植物开花
B.低温条件下,FRI蛋白凝聚成团,抑制FLC基因组蛋白的乙酰化从而促进开花
C.温暖条件下,FRI蛋白使FLC基因组蛋白发生甲基化,促进FLC基因的表达
D.抑制FLC基因组蛋白发生乙酰化和泛素化,即可达到春化作用效果
29.(24-25高一下·吉林吉林第一中学·期末)DNA甲基化是DNA化学修饰的一种形式,能影响表型,也能遗传给子代。在蜂群中,雌蜂幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王,而以花粉和花蜜为食的幼蜂将发育成工蜂。研究发现,DNMT3蛋白是核基因DNMT3表达的一种DNA甲基化转移酶,能使DNA某些区域添加甲基基团。回答下列问题:
(1)蜜蜂细胞中DNMT3基因发生图1中①过程的场所是_______,过程②需要的原料是______,运载该物质进入核糖体的工具是_______。
(2)由图2可知发生甲基化后______(填“会”或“不会”)改变基因的碱基序列。图3表示DNA甲基化对该基因表达的影响,由图3可知DNA甲基化会影响RNA聚合酶与基因中的启动子的识别,从而直接影响了______的合成。
(3)研究发现蜂王的基因组甲基化程度低于工蜂。为验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素,现利用多只生理状况相同的雌蜂幼虫、DNMT3siRNA(提示:注射DNMT3siRNA能使DNMT3基因表达沉默)进行实验,一段时间后,观察并记录幼蜂发育情况(发育为工蜂还是蜂王),请完成下表。
组别
处理方式
饲养方式
培养条件
预期结果
A组
不做处理
②_____
相同且适宜
③_____
B组
①_____
饲喂花粉和花蜜
④_____
30.(24-25高一下·山东滨州·期末)组蛋白乙酰化及去乙酰化均会影响基因的表达,如图1所示。V基因对拟南芥种子萌发过程中的耐盐性具有负调控作用,A基因通过调控V基因的表达进而影响耐盐性。为探究A基因对该过程的调控机制,科研人员对野生型及A基因低表达突变株的组蛋白乙酰化水平进行检测,结果如图2。
(1)组蛋白乙酰化导致生物性状出现可遗传变化的现象属于_______,从这个实例可以看出基因与性状不是一一对应关系,依据是_____。
(2)据图1分析,组蛋白去乙酰化会引起染色体结构变________(填“紧密”或者“松弛”)。而组蛋白乙酰化有利于______酶识别并与DNA结合,进而促进转录过程。
(3)据图2分析,A基因的表达产物为_______(填“组蛋白乙酰化酶”或“组蛋白去乙酰化酶”),能_______乙酰化水平,从而_______V基因的表达,进而正向调控拟南芥种子萌发过程中耐盐性。
31.(24-25高一下·湖南耒阳第一中学等多校联考·期末)基因组印记指的是因亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象,DNA甲基化是基因组印记的方式之一。小鼠体内的基因A(野生型)和基因a(突变型)若受到印记的影响,则不能表达。现有两只野生型小鼠,均为杂合子,基因a甲基化,在亲本整个生命历程中印记不变,在产生生殖细胞的过程中,印记重建的过程如图所示。回答下列问题:
(1)基因 a 甲基化是否属于基因突变? ________,理由是________。
(2)甲基化直接影响了基因的 ________过程,在亲代细胞中能检测到以下几种物质中的________(填序号)。
①基因 a ②基因 a 的 mRNA ③基因 a 表达的蛋白质
(3)据图分析,雌性个体在产生配子时基因________,而雄性个体产生配子时,基因________。(两空选填“甲基化”或“去甲基化”)
(4)亲代雌鼠和雄鼠随机交配,产生的 F1中突变型小鼠的基因型可能是________,所占比例为________。
32.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨香坊区哈尔滨德强高级中学·期末)在蜂群中,雌蜂幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王,而以花粉和花蜜为食的幼蜂将发育成工蜂。研究发现,DNMT3蛋白是核基因表达的一种DNA甲基化转移酶,能使DNA某些区域添加甲基基团,如图所示。回答下列问题:
(1)基因经过过程①(虚线框中碱基序列)合成的RNA的碱基序列为CUUGCCAGC,过程①发生的场所是__________。相比过程②,过程①特有的碱基配对方式是________。在细胞内,少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质,原因是__________。
(2)DNA甲基化若发生在基因转录的启动子序列上,则会影响RNA聚合酶与该序列的识别与
结合,进而抑制基因的表达。据图可知,DNA甲基化______(填“会”或“不会”)改变基因的碱基序列。
(3)已知注射DNMT3 siRNA(小干扰RNA)能使DNMT3基因表达沉默,蜂王的基因组甲基化程度低于工蜂的,请设计实验验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素。实验思路:取多只生理状况相似的雌蜂幼虫,均分为A、B两组,A组不作处理,B组___________,其他条件相同且适宜,用花粉和花蜜饲喂一段时间后,观察并记录幼蜂发育情况(幼虫发育成工蜂还是蜂王)。实验预期结果:____组幼虫发育成蜂王,另一组幼虫发育成工蜂。
33.(24-25高一下·山东东营·期末)遗传组成相似的雌性蜜蜂幼虫,若一直以蜂王浆为食将发育成蜂后(蜂王),若以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。蜜蜂细胞中的DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶,能使DNA某些区域添加甲基基团,DNMT3基因表达的部分过程如下图所示。回答下列问题。
注:AUG(起始密码子):甲硫氨酸;CAU、CAC:组氨酸;UUA、UUG:亮氨酸;CCU、CCC:脯氨酸;AGA:精氨酸;AAC:天冬酰胺;CAA:谷氨酰胺;GGG:甘氨酸;UCU:丝氨酸;GUU:缬氨酸。
(1)若DNMT3蛋白中起始氨基酸序列为甲硫氨酸-组氨酸-…,则图示DNMT3基因的一条链_____(填“是”或“不是”)①过程的模板链,写出①过程产物的9个碱基5’_______3’。
(2)若图示DNMT3基因的一条链中6号碱基A替换为G,则其控制合成的蛋白质中氨基酸序列_______(填“改变”或“不变”),原因是_____。假设某种生物的氨基酸只有14种,其DNA和RNA的碱基组成分别只有A、T及A、U,则该生物的一个密码子至少由______个碱基组成。
(3)②过程中tRNA的作用是________,据虚线框中mRNA上的部分碱基序列,按照核糖体移动方向写出此肽链的部分氨基酸序列为_______(写3个氨基酸)。
(4)DNMT3蛋白使DNA甲基化后阻止了某些基因的表达,推测蜂王浆能______(填“促进”或“抑制”)DNMT3蛋白活性,从而解除甲基化对基因表达的影响。
34.(24-25高一下·浙江杭州联谊学校·期末)表观遗传通过调控基因表达进而影响性状。多种类型的肿瘤研究中发现,表观遗传调控发生异常,如DNA甲基化异常、组蛋白修饰异常和非编码RNA(如miRNA)调控异常等,可导致肿瘤发生。
据图分析回答下列问题:
(1)肿瘤发生机制多种多样,可能是原癌基因和抑癌基因发生了多次___________所致,也可能是___________(填“原癌”或“抑癌”)基因被高度甲基化,抑制其表达所致。癌细胞因___________而呈现容易扩散转移的特征。
(2)组蛋白的乙酰化和去乙酰化是染色体结构调节的重要机制之一。正常情况下,组蛋白乙酰化通常使染色体结构松弛,有利于___________识别并结合在抑癌基因的___________部位,开启该基因的转录。
(3)miRNA与靶向mRNA序列的结合遵循___________原则,在___________(填“转录前”、“转录后”或“翻译后”)抑制基因的表达,减少蛋白质的合成。
(4)生物药阿扎胞苷是一种新型抗癌药,它是胞嘧啶类似物,能在DNA复制时替代胞嘧啶脱氧核苷酸。DNA甲基化一般发生在胞嘧啶的碳原子上,据此推测该药物治疗肿瘤的机制是___________。
35.(24-25高一下·陕西榆林·期末)研究发现,家鸽视网膜中隐花色素蛋白基因(Cry)和光解酶同源蛋白基因(PHR)的表达产物是形成含铁杆状多聚体的关键,这种多聚体能识别外界磁场并自动顺应磁场方向排列,帮助家鸽完成导航。请结合基因结构与表达的相关知识,回答下列问题:
(1)Cry和PHR基因表达相应蛋白质时,遗传信息的流动过程为______(用文字和箭头表示)。科学家发现,部分家鸽因PHR基因启动子区域甲基化程度升高,从而抑制其与RNA聚合酶结合,导致PHR基因______水平降低;此外,家鸽视网膜细胞中miRNA-122可与Cry基因的mRNA互补结合,导致基因表达受阻,该调控机制属于______(填“转录前”“转录后”或“翻译后”)水平的调控。
(2)PHR基因中有一段模板链碱基序列为5′-CGATTACGTTAACAT-3′,则其转录形成的mRNA序列为5′-______-3′;若以该mRNA为模板,则其编码的氨基酸序列为______(部分密码子及对应氨基酸:AUG-甲硫氨酸;ACG-苏氨酸;UUA-亮氨酸;UCG-丝氨酸;UAA-终止密码子)。
(3)为探究Cry和PHR基因表达对含铁杆状多聚体形成的影响,科研人员进行如下实验:
实验组别
处理方式
含铁杆状多聚体含量
①
正常表达Cry和PHR基因
+++
②
敲除Cry基因
-
③
敲除PHR基因
-
实验结果表明,Cry和PHR基因表达对含铁杆状多聚体形成的影响是______;②③组家鸽的行为可能发生的变化是______。
36.(24-25高一下·湖北襄阳·期末)DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子(RNA聚合酶识别并结合的部位)上存在富含双核苷酸“CG”的区域,称为“CG岛”。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶(如图1所示),从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA,使其半甲基化;维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点,使其全甲基化。
(1)由上述材料可知,DNA甲基化________(选填“会”或“不会”)改变基因转录产物的碱基序列。
(2)由图2可知,过程①的方式是________,必须经过过程②________的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
(3)研究发现,启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合,从而抑制________。
(4)小鼠的A基因编码胰岛素生长因子-2(IGF-2),a基因无此功能(A、a位于常染色体上)。IGF-2是小鼠正常发育必须的一种蛋白质,缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中,来自父本的A及其等位基因能够表达,来自母本的则不能表达。检测发现,这对基因的启动子在精子中是非甲基化的,在卵细胞中则是甲基化的。若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交,则F1的表现型应为________。F1雌雄个体间随机交配,则F2的表现型及其比例应为________。结合F1配子中A及其等位基因启动子的甲基化状态,分析F2出现这种比例的原因是________。
37.在一个蜂群中,少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王,而大多数幼虫以花粉和花蜜为食则发育成工蜂。DNA甲基化是DNA化学修饰的一种形式,能影响表型,也能遗传给子代。研究发现,Dnmt3蛋白是核基因Dnmt3表达的一种DNA甲基转移酶,能使DNA某些区域添加甲基基团。敲除Dnmt3基因后,蜜蜂幼虫将发育成蜂王,这与取食蜂王浆有相同的效果。回答下列问题:
(1)蜜蜂细胞中Dnmt3基因发生图1中①过程为______,场所是______;过程②需要的原料是______。
(2)图3表示DNA甲基化对该基因表达的影响,由图可知发生甲基化的区域为______酶的结合位点,直接影响了______的合成。这种不改变靶基因序列而对其表达进行调控的现象属于______遗传。
(3)蜂王产生可能的原因是:蜂王浆中的物质______(填“促进”或“抑制”)幼虫Dnmt3基因的表达,使幼虫卵巢发育相关基因的甲基化水平______(填“提高”或“降低”),从而______(填“促进”或“抑制”)卵巢发育相关基因的表达。
试卷第1页,共3页
3 / 3
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
专题04 基因的表达
5大高频考点概览
考点01 基因的表达
考点02 基因表达过程中的相关计算
考点03 中心法则
考点04 基因、蛋白质与性状的关系
考点05 表观遗传
地 城
考点01
基因的表达
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
A
D
C
B
D
B
C
C
B
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
A
D
A
D
C
B
A
C
C
B
题号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
答案
ACD
ABD
AB
BCD
BD
BCD
ABD
BC
ABD
ABD
题号
31
32
答案
BC
AB
33.(1) 解旋酶、RNA聚合酶 核糖核苷酸 右侧
(2)该片段富含G,因此氢键数量较多,mRNA不易与模板链脱离
(3)先转录后翻译
(4)甲硫氨酸-天冬氨酸-谷氨酸-半胱氨酸
34.(1) 转录 氨基酸 T—A
(2) 从右到左 相同
(3)27%
(4) 靶基因mRNA 翻译 不变 降低
35.(1) RNA聚合 A
(2) 碱基互补配对 核酸杂交分子1
(3)越短
(4)HRCR通过与miR-223互补配对结合,吸附并清除miR-223,使ARC基因的表达增加进而抑制心肌细胞的死亡
36.(1) DNA聚合 线粒体和细胞核
(2) ②和③ 胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 半保留复制 反向平行
(3) mRNA 核糖核苷酸 一个密码子
(4) 300 21
(5) a→b 是
37.(1) 从左到右 5' 相同
(2) 5'-GGU-3' 小于 N/3
(3)50%/1/2
(4) 核糖体与铁蛋白mRNA一端结合 翻译 升高
38.(1) RNA 聚合酶 A - U
(2) mRNA、tRNA、rRNA 由左向右 少量的 mRNA 可以迅速合成出大量的蛋白质,提高翻译的效率
(3) 反密码子 精氨酸
39.(1) 核糖和U 核孔 不会 成熟的miRNA要先与AGO蛋白结合形成miRNA-蛋白质复合物(RISC)
(2) 空间结构 翻译 A-U、C-G、G-C
(3) 从左向右 2
(4)基因
40.(1) 过程① 苏氨酸
(2) a端→b端 随着翻译的进行,核糖体中合成的肽链长度变长(或者由a端→b端,肽链的长度变长;b段的肽链长度长于a端的)
(3) 该基因发生了碱基对的替换,导致终止密码子提前出现 密码子的简并(或不同密码子对应的氨基酸相同)
41.(1) ① 解旋酶、DNA聚合酶 拟核
(2) 5′-AUGCCG-3' 已合成的mRNA仍可继续翻译
(3)A//T替换为G//C
(4) 等量经过抗生素Y处理后的各种tRNA 甲、乙两组中蛋白质的生成量相等 乙组蛋白质的生成量少于甲组蛋白质的生成量
42.(1) 碱基排列顺序不同 酶的合成控制代谢过程
(2) 转录 RNA聚合酶 胞嘧啶核糖核苷酸 从右到左
(3) 从左到右 UGG 3´﹣CCACTGACC﹣5´
(4)0.2
43.(1)乳酸菌
(2) 半保留复制 5
(3) RNA聚合 磷酸二酯键 a→b 少量的mRNA分子就可以迅速合 成大量的蛋白质
(4) tRNA 丙氨酸
44.(1)翻译
(2) tRNA/转运RNA mRNA/信使RNA 丙氨酸
(3)①③
地 城
考点02
基因表达过程中的相关计算
题号
1
2
3
4
答案
A
D
B
C
5.(1) 半保留复制 900
(2) 转录 RNA聚合酶
(3) ⑤ UGG
(4)240
(5) 少量mRNA可迅速合成大量蛋白质,提高翻译效率 右→左 相同
6.(1) RNA 聚合酶 24%
(2) 识别密码子并转运氨基酸(必须答到关键词“识别”、“转运”) 5′-AGC-3′(或3′-CGA-5′)
(3) 翻译 促进 BDNF 基因的翻译或抑制 miRNA-195 基因的转录
(4)acde
7.(1)a含有脱氧核糖,b含有核糖;a特有胸腺嘧啶,b特有尿嘧啶
(2)4800
(3) 能 因为碱基互补配对原则,RNA中A和U的比例与逆转录得到的DNA每条链中A和T的比例是相同的
(4) ①②④ mRNA、tRNA、rRNA
8.(1) 葡萄糖 rRNA 将氨基酸转运至核糖体处,参与翻译过程 T:A:C:G=3:3:7:7
(2) 5′→3′ 终止翻译过程 相同 少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质
9.(1) 四种核糖核苷酸 RNA聚合 24.9% 核糖体
(2) 识别并转运氨基酸 丝氨酸
(3) miRNA-195与BDNF基因表达的mRNA形成局部双链结构 增强
10.(1) 翻译 tRNA 精氨酸
(2) RNA聚合酶 左→右 7%
(3) 不一定 mRNA是单链结构,四种碱基的数目没有规律(或双链中互补碱基数相等,单链中A+C的含量不一定等于U+G的含量) 起始密码子
(4) 抑制 促进 p62基因甲基化并不改变碱基的排列顺序,p62基因突变会改变碱基的排列顺序
11.(1) 碱基排列顺序(和数量) 四种核糖核苷酸 A-U
(2) 相同 780
(3) 甲硫氨酸-丝氨酸-丙氨酸 密码子具有简并性
(4)HRCR与miR-223碱基互补配对,抑制miR-223与ARC的mRNA结合,使得基因ARC的表达增加,凋亡抑制因子增多,抑制心肌细胞的凋亡
12.(1) 二 600
(2) β RNA聚合酶 从5'往3'
(3) 终止密码子 AUG 简并
(4) mRNA在转录出来以后还需要进行剪切,才进行翻译;此外,终止密码子不对应相应的氨基酸 DNA→mRNA→蛋白质
地 城
考点03
中心法则
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
D
C
B
D
A
D
D
D
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
D
C
A
D
C
AC
AC
AC
ABC
AD
21.(1)环丙沙星
(2) d tRNA
(3) 不可以 青霉素抑制细菌细胞壁的合成,而病毒没有细胞结构
(4)利福平很可能抑制了结核分枝杆菌的转录过程,导致其无法合成蛋白质,从而起到了抑菌的效果
22.(1) ③ RNA聚合 4
(2)tRNA
(3)DNARNA蛋白质
(4)甲硫氨酸-精氨酸-丝氨酸
23.(1)c
(2) 从右到左 A-U、U-A 180
(3)a、b、c
(4)少量的mRNA迅速合成大量的蛋白质
(5) DNA聚合酶 解旋酶 RNA聚合酶
24.(1)翻译
(2) +RNA-RNA+RNA +RNA蛋白质
(3)沉淀物
(4) 不可以 阿兹夫定能特异性作用于RNA复制酶,但HIV是逆转录病毒,其繁殖过程不会涉及RNA复制过程
25.(1)染色体
(2) 细胞核 核糖核苷酸
(3)逆转录
(4)B
(5)DNA→RNA→蛋白质(或转录和翻译)
26.(1)细胞核(主要)、线粒体
(2) 转录 RNA聚合酶 d
(3)b、c
(4)ATP
27.(1) 参与病毒的组成(或作为病毒的遗传物质、作为RNA复制的模板) 作为翻译衣壳蛋白的模板(两空答案不分先后)
(2)4000
(3) A→G RNA是单链,不稳定
(4) 逆转录酶 RNA聚合酶
(5) ③ A-T(T-A)
(6)8/八
28.(1) 原核细胞 相同
(2) 翻译 从左向右
(3) a、b c
(4) 解旋酶、DNA聚合酶 氨基酸
地 城
考点04
基因、蛋白质与性状的关系
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
A
B
B
D
D
A
B
A
C
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
B
B
D
B
C
BC
AB
BCD
BD
BC
题号
21
22
23
答案
AC
ACD
AB
24.(1) 生殖隔离 同源染色体 秋水仙素
(2) AABBC 38-47
(3)C中抗线虫病基因易位到油菜染色体上
(4) ②③ 基因突变具有不定向性,育种效率低
25.(1) 核糖体 解旋酶、DNA聚合酶 基因中的碱基(脱氧核苷酸)序列不同 ①②③④
(2)诱导形成的单链RNA,与基因B的mRNA形成双链,使该mRNA不能翻译形成酶b(不能与核糖体结合翻译形成酶b),而细胞能正常合成酶a,因此植物体内的PEP更多通过酶a催化转化形成油脂,从而生成的油脂比例高
(3)控制酶的合成,控制代谢过程进而控制生物体的性状
26.(1)基因通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制生物的性状
(2) ②③ DNA 聚合 ①②③ tRNA
(3) 5′→3′ 不完全相同
(4)丙氨酸
27.(1)脱氧核苷酸的排列顺序
(2)基因可以通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制生物体的性状
(3) 酶b 翻译 抑制基因B的转录
28.(1) ④ 从左向右 相同 可能相同
(2) RNA聚合酶 能够较短的时间内合成大量的蛋白质
(3) 核孔 转录
(4)有利于
(5)通过抑制PHD活性抑制HIF的降解,细胞内较高水平的HIF促进EPO基因的表达
29.(1) RNA聚合酶 T-A
(2) 起始密码子和终止密码子 控制酶的合成来控制代谢过程
(3)调节基因突变导致终止密码子提前出现,翻译提前终止
(4)色氨酸与阻遏蛋白结合使其激活,激活的阻遏蛋白抑制操纵基因功能,阻止色氨酸合成相关基因的转录
地 城
考点05
表观遗传
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
D
D
C
C
A
C
A
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
B
C
C
C
A
C
D
A
D
ABC
题号
21
22
23
24
25
26
27
28
答案
BC
AD
BC
BC
ACD
ACD
AB
BD
29.(1) 细胞核 氨基酸 tRNA
(2) 不会 mRNA
(3) 饲喂花粉和花蜜 发育为工蜂 注射适量的DNMT3siRNA 发育为蜂王
30.(1) 表观遗传 拟南芥的耐盐性受(A、V基因)两个基因的调控(要答出具体性状和基因数量)
(2) 紧密 RNA聚合酶
(3) 组蛋白去乙酰化酶 降低 抑制
31.(1) 否 基因a甲基化后,其碱基序列没有发生改变
(2) 转录 ①
(3) 去甲基化 甲基化
(4) Aa、aa 1/2
32.(1) 细胞核 T-A 一个 mRNA 分子上可以结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成
(2)不会
(3) 注射DNMT3 siRNA B
33.(1) 是 AUGCAUCCU
(2) 不变 密码子具有简并性,CAU、CAC均为组氨酸的密码子 4
(3) 识别并转运氨基酸 脯氨酸-精氨酸-天冬酰胺
(4)抑制
34.(1) 基因突变 抑癌 黏连蛋白减少
(2) RNA聚合酶 启动子
(3) 碱基互补配对 转录后
(4)使DNA不容易发生甲基化
35.(1) DNARNA蛋白质 转录 转录后
(2) AUGUUAACGUAAUCG 甲硫氨酸-亮氨酸-苏氨酸
(3) Cry和PHR基因同时表达才能形成含铁杆状多聚体 在飞行中迷失方向或不能识别外界磁场或无法完成导航
36.(1)不会
(2) 半保留复制 维持甲基化酶
(3)基因的转录
(4) 全部正常 正常∶矮小=1∶1 卵细胞中的A及其等位基因由于启动子甲基化而不表达,精子中的A及其等位基因由于启动子非甲基化而表达;并且含A的精子∶含a的精子=1∶1
37.(1) 转录 细胞核 氨基酸
(2) RNA聚合 RNA 表观
(3) 抑制 降低 促进
试卷第1页,共3页
3 / 3
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
专题04 基因的表达
5大高频考点概览
考点01 基因的表达
考点02 基因表达过程中的相关计算
考点03 中心法则
考点04 基因、蛋白质与性状的关系
考点05 表观遗传
地 城
考点01
基因的表达
1.(24-25高一下·江苏南京南京师范大学附属扬子中学·期末)下面为DNA转录过程中的片段,下列说法中,正确的有( )
①图中共有5种碱基
②图中共有5种核苷酸
③图中共有6种核苷酸
④图中的A均代表同一种核苷酸
A.①②③ B.①②④ C.①③ D.②④
【答案】C
【详解】①、观察转录片段,其中含有的碱基为 A (腺嘌呤)、 T (胸腺嘧啶)、 C (胞嘧啶)、 G (鸟嘌呤)、 U (尿嘧啶),所以共有 5 种碱基,①正确;
②③、图中 DNA 链上有 3 种脱氧核苷酸(分别含 C 、 T 、 A ),RNA 链上有 3 种核糖核苷酸(分别含 G 、 A 、 U ),共 6 种核苷酸,而不是 5 种,②错误,③正确;
④、图中 DNA 链上的 A 代表腺嘌呤脱氧核苷酸,RNA 链上的 A 代表腺嘌呤核糖核苷酸,不是同一种核苷酸,④错误。
故选C。
2.(24-25高一下·江西九江第一中学·期末)细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I),含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时,存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是( )
A.一种tRNA分子可以携带不同的氨基酸,其反密码子可以识别不同的密码子
B.密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合
C.tRNA分子由一条链组成,其分子内部存在氢键
D.mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
【答案】A
【详解】A、一种tRNA分子只能携带一种氨基酸,虽然有些tRNA的反密码子含次黄嘌呤(I),能识别不同密码子,但携带的氨基酸是固定的,A错误;
B、密码子与反密码子的碱基之间通过氢键互补配对结合,B正确;
C、tRNA分子由一条RNA链组成,其分子内部存在局部双链结构,有氢键,C正确;
D、由于密码子的简并性,mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变,D正确。
故选A。
3.(24-25高一下·河南南阳淅川县第一高级中学·期末)如图表示遗传信息在生物大分子间的传递规律,以下有关说法正确的是( )
A.图1、图2所示的生理过程完全相同
B.图1表示细菌细胞内基因的表达过程,图2表示酵母菌细胞内核基因的表达过程
C.图2信息反映多个核糖体完成一条多肽链的合成,有利于提高蛋白质的合成效率
D.图1所示过程的方向是自右向左,②、③、④、⑤表示正在合成的多肽链
【答案】D
【详解】A、图1表示翻译过程,图2表示转录和翻译过程,A错误;
B、图1表示翻译过程,不能表示细菌细胞内基因的表达,细菌内转录和翻译同时进行;图2表示转录和翻译,不能发生在酵母菌细胞内核基因的表达,细胞核内只进行转录,B错误;
C、图2信息反映多个核糖体完成多条相同多肽链的合成,有利于提高蛋白质的合成效率,C错误;
D、图1中①是mRNA,⑥是核糖体,②③④⑤表示正在合成的4条多肽链,翻译的方向是自右向左,D正确。
故选D。
4.(24-25高一下·河南南阳淅川县第一高级中学·期末)基因指导蛋白质的合成过程是一个极其复杂的过程,下列叙述错误的是( )
A.RNA是单链,可以穿过核孔,从细胞核到达细胞质
B.mRNA与DNA都是由四种核苷酸组成,都能携带遗传信息
C.基因解开后形成的两条链均可作为模板进行转录,加快转录的速率
D.tRNA一端可携带氨基酸,另一端的反密码子能够识别mRNA上的碱基序列
【答案】C
【详解】A、RNA(如mRNA)为单链结构,在细胞核中合成后通过核孔进入细胞质参与翻译,A正确;
B、mRNA由4种核糖核苷酸组成,DNA由4种脱氧核苷酸组成,两者均能储存遗传信息(如mRNA直接传递遗传信息),B正确;
C、转录时仅以DNA的一条链为模板,另一条链无法作为模板,C错误;
D、tRNA一端通过3'端结合氨基酸,另一端通过反密码子与mRNA的密码子碱基互补配对,将相应的氨基酸定位,D正确。
故选C。
5.(24-25高一下·四川宜宾普通高中·期末)miRNA是一类具有调控功能的非编码RNA,成熟的miRNA由较长的初级转录物经过一系列核酸酶的剪切加工而成,随后组装进RNA诱导的沉默复合体,通过碱基互补配对的方式识别靶mRNA,最终阻遏靶mRNA发挥作用,如图所示,数字表示相应过程。下列叙述正确的是( )
A.过程①②④分别主要发生在细胞核、细胞质、细胞质
B.过程①②④中有氢键的形成,也有氢键的断裂
C.图中②过程中tRNA中的密码子决定其携带的氨基酸的种类
D.miRNA可以与靶mRNA特异性结合,促进其翻译过程
【答案】B
【详解】AB、过程①为转录,主要发生在细胞核;过程②为翻译,发生在细胞质;过程④为DNA复制,主要发生在细胞核。转录、翻译、DNA复制过程中都有氢键的形成,也有氢键的断裂,A错误,B正确;
C、图中②过程所示的翻译中,mRNA上的密码子通过与tRNA上的反密码子配对,决定了tRNA携带的氨基酸的种类,C错误;
D、由图可知,miRNA 与靶mRNA结合,导致靶mRNA 不能作为翻译的模板,抑制翻译过程,D错误。
故选B。
6.(24-25高一下·河南郑州中牟县·期末)正常情况下,UGA是终止密码子,科学家发现,在特殊情况下,UGA可以编码硒代半胱氨酸。下列叙述错误的是( )
A.蛋白质合成中,mRNA上密码子与tRNA上反密码子配对
B.密码子的简并性对生物体的生存发展具有重要意义
C.当核糖体遇上终止密码子可导致多肽链合成的终止和肽链的释放
D.编码硒代半胱氨酸的密码子是UGA,其反密码子是5'ACU3′
【答案】D
【详解】A、在翻译过程中,mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子通过碱基互补配对结合,确保氨基酸正确连接,A正确;
B、密码子的简并性(多个密码子编码同一氨基酸)可减少基因突变的影响,对生物生存发展有重要意义,B正确;
C、一般终止密码子无对应tRNA,由释放因子识别,导致翻译终止并释放肽链,C正确;
D、密码子UGA(5'→3')的互补反密码子应为3'ACU5',但tRNA的反密码子书写方向为5'→3',因此正确反密码子应为5'UCA3',D错误。
故选D。
7.(24-25高一下·福建福州福清·期末)下列转录和翻译过程中说法错误的是( )
A.转录时,mRNA链的延伸方向为5'→3'
B.转录时,解旋酶解开DNA双链
C.翻译过程需要mRNA和tRNA同时参与
D.翻译得到的直接产物是多肽链
【答案】B
【分析】基因的表达包括转录和翻译两个阶段,转录的主要场所是细胞核,翻译的场所是核糖体。
【详解】A、转录时,RNA聚合酶沿DNA模板链的5'→3'方向移动,合成的mRNA链延伸方向为5'→3',A正确;
B、转录时,RNA聚合酶兼具解开DNA双链的功能,无需单独的解旋酶参与,B错误;
C、翻译过程中,mRNA提供密码子模板,tRNA负责转运氨基酸,二者缺一不可,C正确;
D、翻译的直接产物是未加工的多肽链,需经修饰才形成成熟蛋白质,D正确。
故选B。
8.(24-25高一下·安徽芜湖·期末)如图为基因表达过程的示意图,下列叙述错误的是( )
A.肺炎链球菌的基因表达过程和此图有显著差异
B.①是DNA,其一条链可作为转录的模板合成②
C.③是核糖体,翻译过程中③将由3'端向5'端方向移动
D.④是tRNA,一端能结合氨基酸,另一端的反密码子能识别mRNA上的密码子
【答案】C
【分析】据图分析①是DNA,②为mRNA,③是核糖体,④是tRNA。
【详解】A、肺炎链球菌为原核生物,边转录边翻译,而图示是真核生物基因表达过程,先转录后翻译,A正确;
B、①是DNA,能作为②mRNA转录模板的是双链中的一条,B正确;
C、③是核糖体,由图可知,肽链最上端的氨基酸是第一个被tRNA转运来的氨基酸,后续氨基酸依次脱水缩合形成肽链,tRNA离开方向为3'→5',所以核糖体移动方向为5'→3',C错误;
D、④是tRNA,能转运氨基酸,识别mRNA上的密码子,tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子进行碱基互补配对,D正确。
故选C。
9.(24-25高一下·广西柳州·期末)tRNA分子中含有较多的稀有碱基,如双氢尿嘧啶(DHU)、次黄嘌呤(I)和甲基化的嘌呤(如mG、mA)等。这些稀有碱基均是转录后修饰而成的,占tRNA中所有碱基的10%~20%。如图表示一个转运甘氨酸(Gly)的tRNA与mRNA上特定位点结合的示意图。下列相关叙述错误的是( )
A.该tRNA含有氢键,其结合甘氨酸的一端是tRNA的3'端
B.反密码子5'-ACC-3'也能与密码子5'-GGU-3'互补配对
C.一种tRNA只能识别一种密码子
D.若某tRNA上有90个碱基,则所含稀有碱基约9~18个
【答案】C
【详解】A、该tRNA呈三叶草状,双链区含有氢键,其结合甘氨酸的一端是tRNA的3'端,A正确;
B、mRNA链与tRNA链形成的互补区域是反向平行的,所以反密码子5′-ACC-3′也能与密码子5′-GGU-3′互补配对,B正确;
C、由图示分析可知,I与U、C、A均能配对,因此一种tRNA可识别多种密码子,C错误;
D、由于这些稀有碱基占tRNA中所有碱基的10%~20%,所以有90个碱基的tRNA上,稀有碱基约9~18个,D正确。
故选C。
10.(24-25高一下·浙江宁波九校·期末)下图为人体细胞中三种RNA的示意图,有关说法正确的是( )
A.基因可以是有遗传效应的①片段
B.三种RNA必定都参与了蛋白质的合成
C.①上三个相邻的碱基叫做一个密码子
D.DNA上的遗传信息通过②指导蛋白质的合成
【答案】B
【详解】A、基因通常是具有遗传效应的DNA片段,也可以是RNA片段,但不是①mRNA,A错误;
B、三种RNA(mRNA、tRNA、rRNA)均参与蛋白质合成:mRNA作为翻译的模板,tRNA负责转运氨基酸,rRNA是核糖体的组成成分(核糖体是翻译的场所),B正确;
C、密码子是mRNA上决定1个氨基酸的三个相邻碱基,C错误;
D、DNA上的遗传信息通过①mRNA指导蛋白质合成(翻译过程),D错误。
故选B。
11.(24-25高一下·湖北武汉五校联合体·期末)精氨酸有6种密码子,当核糖体读取其中的密码子CGG、CGA或AGG时,识别这些密码子的tRNA会与物质X结合,从而启动mRNA降解。下列叙述错误的是( )
A.核糖体沿mRNA移动的方向是3'→5'
B.物质X可能具有催化磷酸二酯键断裂的作用
C.识别密码子CGG的tRNA含有的反密码子为5'-CCG-3'
D.阻断物质X与tRNA结合会增强含密码子CGA的mRNA稳定性
【答案】A
【详解】A、核糖体沿mRNA移动的方向是5'→3',A错误;
B、物质X启动mRNA降解需断裂磷酸二酯键,推测X可能为RNA酶,具有催化作用,B正确;
C、密码子CGG(5'→3')的反密码子应为GCC(3'→5'),C正确;
D、若阻断X与tRNA结合,含CGA的mRNA无法被降解,稳定性增强,D正确。
故选A。
12.(24-25高一下·山东日照·期末)G和H分别是果蝇X染色体上的朱红眼基因和深红眼基因的部分序列,其转录方向如图所示。G和H序列对应的转录产物分别为( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】D
【详解】基因转录是以DNA的一条链为模板,合成RNA的过程,其中模板链的方向为3'→5',子链的合成方向为5'→3',分析题图基因的转录方向可知,H基因以下面的链为模板,G基因以上面的链为模板,故G基因转录产物为5'-UGUAGA-3',H基因转录产物为5'-AGCUGU-3',②④正确,ABC错误,D正确。
故选D。
13.(24-25高一下·江苏宿迁泗阳县·期末)下图为某基因部分碱基序列,其指导合成肽链的氨基酸序列为:甲硫氨酸-组氨酸-脯氨酸-赖氨酸……下列叙述正确的是( )
A.解旋酶和RNA聚合酶均可使该基因解旋
B.①链是转录的模板链,其左侧是5'端,右侧是3'端
C.若在①链5~6号碱基间插入一个碱基G,合成的肽链变长
D.碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链一定不同
【答案】A
【详解】A、解旋酶和RNA聚合酶都具有解旋作用,均可使该基因解旋,A正确;
B、转录是以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则合成RNA的过程,由于起始密码子是AUG,故①链是转录的模板链,转录时模板链读取的方向是3'→5',即左侧是3'端,右侧是5'端,B错误;
C、若在①链1号碱基前插入一个碱基G,在起始密码子之前加了一个碱基,不影响起始密码子和终止密码子之间的序列,故合成的肽链不变,C错误;
D、由于mRNA是翻译模板,但由于密码子的简并性,故碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同,D错误。
故选A。
14.(24-25高一下·安徽合肥庐江县·期末)美国的三位科学家,他们发现果蝇的昼夜节律与PER蛋白浓度的变化有关。下图表示PER蛋白作用的部分过程,有关叙述错误的是( )
A.PER蛋白可反馈抑制per基因的转录
B.PER蛋白与TIM蛋白结合后穿过核孔进入细胞核
C.permRNA的合成过程发生在细胞核内
D.多个核糖体结合在一个permRNA分子上共同完成一条肽链的合成
【答案】D
【详解】A、据图分析可知,PER蛋白与TIM结合后,进入细胞核,反馈抑制per基因的转录,A正确;
B、由图可知,PER蛋白与TIM蛋白结合后穿过核孔进入细胞核,B正确;
C、由图可知,permRNA在细胞核内合成后,通过核孔转移到细胞质中与核糖体结合,C正确;
D、据图可知,在合成蛋白质时,多个核糖体可以相继结合到permRNA分子上,形成多聚核糖体,这样可以同时进行多条相同肽链的合成,提高蛋白质的翻译效率,D错误。
故选D。
15.(24-25高一下·安徽合肥庐江县·期末)遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成。以下关于该过程的叙述,正确的是( )
A.转录时,基因的两条链都可作为模板合成RNA
B.翻译过程中,一种tRNA可以携带多种氨基酸
C.密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的核苷酸
D.转录和翻译都发生在细胞核中
【答案】C
【详解】A、转录时,RNA聚合酶只能以DNA的一条链为模板合成RNA,基因的两条链不能同时作为模板,A错误;
B、翻译过程中,每种tRNA通过反密码子与mRNA上的密码子配对,且一种tRNA只能携带一种特定的氨基酸,B错误;
C、密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基,C正确;
D、转录主要发生在细胞核,而翻译发生在细胞质的核糖体中,D错误。
故选C。
16.(24-25高一·四川成都郫都区·期末)核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时,多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体(如图所示)。下列叙述错误的是( )
A.图1所示,少量mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质
B.图1所示结构可以缩短合成一条肽链所需的时间
C.图2中tRNA所携带的氨基酸为精氨酸
D.图2中tRNA有1个游离的磷酸基团
【答案】B
【详解】A、图1代表一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,少量mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质,A正确;
B、图1代表一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,提高了蛋白质合成的效率,但并没有缩短合成一条肽链所需的时间,B错误;
C、图2中tRNA上的反密码子为GCU,对应的密码子为CGA,所以其携带的氨基酸为精氨酸,C正确;
D、图2中tRNA是单链,有1个游离的磷酸基团,D正确。
故选B。
17.(24-25高一下·辽宁丹东·期末)大肠杆菌的RNA聚合酶由σ亚基与核心酶两部分构成。转录时,mRNA的第2个核苷酸连接上以后,σ亚基从RNA聚合酶上脱落,核心酶继续留在模板上。电镜下观察到大肠杆菌基因表达过程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.大肠杆菌的转录过程未结束便开始了翻译过程
B.大肠杆菌的转录以DNA的一条链为模板,主要在细胞核中进行
C.σ亚基不参与转录过程,核心酶的移动方向是沿着mRNA的3'→5'
D.一种tRNA可以转运多种氨基酸,体现了密码子的简并
【答案】A
【详解】A、观察可知,大肠杆菌的转录还未结束,核糖体就已经结合在mRNA上开始翻译过程了,这体现了原核生物转录和翻译的同时性,A正确;
B、大肠杆菌是原核生物,没有细胞核,其转录以DNA的一条链为模板,在拟核中进行,B错误;
C、由题干可知,转录开始时σ亚基与核心酶共同组成RNA聚合酶参与转录,当mRNA的第一个核苷酸连接上以后,σ亚基才从RNA聚合酶上脱落,核心酶的移动方向是沿着DNA模板链的3'→5',而不是沿着mRNA的3'→5',C错误;
D、一种tRNA只能转运一种氨基酸,密码子的简并性是指一种氨基酸可以由一种或几种密码子编码,D错误。
故选A。
18.(24-25高一下·四处眉山仁寿一中南校区·期末)核糖体由大、小两个亚基组成,其上有A、P、E三个位点。A位点是新进入的tRNA结合位点,P位点是肽链延伸过程中的tRNA结合位点,E位点是空载的tRNA释放位点。相关叙述正确的是( )
A.tRNA分子由于存在碱基互补配对,其上的嘌呤数等于嘧啶数
B.图中P位点结合的tRNA上的反密码子是5'-GUC-3'
C.每个tRNA经过的位点顺序是A位点→P位点→E位点
D.反密码子与终止密码子的碱基互补配对使得肽链的延伸终止
【答案】C
【详解】A、tRNA为单链结构,其上的嘌呤数不一定等于嘧啶数,tRNA为三叶草形,部分区域存在碱基互补配对,A错误;
B、根据题意A位点是新进入的tRNA结合位点,P位点是肽链延伸过程中的tRNA结合位点,E位点是空载的tRNA释放位点,可知核糖体移动的方向是由左向右,故P位点的密码子为5'-CAG-3',则反密码子为5'-CUG-3',B错误;
C、由B项分析可知,核糖体移动的方向是由左向右,因此每个tRNA经过的位点顺序是A位点→P位点→E位点,C正确;
D、终止密码子一般不对应氨基酸,故tRNA上一般没有反密码子与终止密码子对应,D错误。
故选C。
19.(24-25高一下·四川绵阳外国语学校·期末)如图所示为细胞中遗传信息的传递和表达过程,相关叙述正确的是( )
A.①②两个过程中所需要的酶不完全相同
B.②③过程发生的场所不可能相同
C.①②③三个过程中碱基配对情况不完全相同
D.③过程中不同核糖体合成的是同一种肽链,核糖体的移动方向是由右向左
【答案】C
【详解】A、①是DNA的复制,②是转录,DNA的复制需要解旋酶和DNA聚合酶,转录需要RNA聚合酶,①②两个过程中所需要的酶完全不同,A错误;
B、原核生物没有以核膜为界限的细胞核,因此转录和翻译都在细胞质,B错误;
C、①是DNA的复制,②是转录,③是翻译,DNA复制过程中碱基配对为:A-T、C-G、G-C、T-A,转录过程中碱基配对为A-U、C-G、G-C、T-A,翻译过程中碱基配对为A-U、C-G、G-C、U-A,三个过程中碱基配对情况不完全相同,C正确;
D、③过程中由于翻译的模板mRNA相同,故不同核糖体合成的是同一种蛋白质,根据图中肽链的长短可知,核糖体的移动方向是由左向右,D错误。
故选C。
20.(24-25高一下·河南鹤壁·期末)科学家将蛛丝蛋白的DNA导入家蚕的受精卵,成功使家蚕表达出蛛丝蛋白。下列相关叙述错误的是( )
A.蛛丝蛋白基因的mRNA需通过核孔进入细胞质后才能与核糖体结合
B.翻译过程中,核糖体沿mRNA从其3'端向5'端移动,并合成肽链
C.题述过程能够成功的前提之一是几乎所有的生物体都共用一套遗传密码
D.蛛丝蛋白基因转录时,RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA
【答案】B
【详解】A、蛛丝蛋白基因转录形成的 mRNA 在细胞核内合成,需通过核孔进入细胞质,才能与核糖体结合进行翻译,A正确;
B、翻译时,核糖体沿 mRNA 是从5’端向3’端移动来合成肽链,并非3’端向5’端,B错误;
C、由于几乎所有生物体共用一套遗传密码,所以蛛丝蛋白基因能在家蚕细胞中表达,C正确;
D、转录过程中,RNA 聚合酶以 DNA 的一条链为模板,按照碱基互补配对原则合成 RNA,D正确。
故选B。
21.(24-25高一下·江西九江第一中学·期末)尼伦伯格和马太利用蛋白质体外合成技术进行相关实验,即在每个试管中分别加入一种氨基酸,再加入经过处理的细胞提取液,以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸,结果加入苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链,破译了第一个遗传密码。下列有关叙述不正确的是( )
A.加入的细胞提取液需要提前去除全部DNA和RNA
B.本实验的自变量是试管中加入氨基酸的种类,各组试管之间相互对照
C.实验结果说明了UUU是苯丙氨酸的唯一密码子
D.哺乳动物成熟红细胞提取液经同样处理后也可以完成上述实验过程
【答案】ACD
【详解】A、细胞提取液需要去除DNA,但不需要去除全部RNA,因为翻译过程需要tRNA等RNA参与,A错误;
B、每个试管中加入一种氨基酸,各个试管都是实验组,对照原则为相互对照,实验自变量是各个试管中加入氨基酸的种类,B正确;
C、由于只有加入苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链,证明了UUU是苯丙氨酸的密码子,但是实验结果只能说明UUU是苯丙氨酸的密码子,但不能说明是唯一的密码子,C错误;
D、哺乳动物成熟红细胞没有核糖体,利用其细胞提取液无法完成蛋白质体外合成,D错误。
故选ACD。
22.(24-25高一下·吉林吉林第一中学·期末)利用转基因技术反向导入目的基因可抑制目的基因的表达。下图为反向导入的目的基因的作用过程。下列叙述错误的是( )
A.过程①和过程②中目的基因以同一条链为模板进行转录
B.过程①和过程②都以脱氧核苷酸为原料
C.mRNA1和mRNA2中(A+U)占全部碱基的比例是相同的
D.反向导入的目的基因能抑制目的基因的转录过程
【答案】ABD
【详解】A、根据图解可知,两条mRNA能够互补配对,说明两条mRNA是由DNA分子不同的链转录而来的,A错误;
B、过程①②表示转录,转录过程利用的原料为核糖核苷酸,B错误;
C、两条mRNA是由同一个DNA分子不同的链转录而来,而在DNA分子中遵循碱基互补配对原则,两条链上的A+T的比值是相等的,因此两条mRNA上的A+U占全部碱基的比例也是相同的,C正确;
D、图中显示,反向导入的基因没有抑制目的基因的转录过程,而是抑制翻译过程,D错误。
故选ABD。
23.(24-25高一下·辽宁沈阳·期末)在已知3个碱基编码一个氨基酸的前提下,有科学家利用蛋白质的体外合成技术,完成了如下图所示实验。下列分析或推测正确的是( )
A.除去DNA和mRNA的细胞提取液至少提供了tRNA、ATP、核糖体
B.除去DNA和mRNA的目的是排除原细胞中DNA和mRNA的干扰
C.加入的多聚尿嘧啶核苷酸相当于mRNA,密码子UUU决定半胱氨酸
D.人工制成的CUCUCUCU…可形成3种氨基酸构成的多肽链
【答案】AB
【详解】A、各试管中加入的多聚尿嘧啶核苷酸为翻译的模板,各试管加入的不同氨基酸为翻译的原料,翻译还需要tRNA、ATP、酶和核糖体的参与,所以除去DNA和mRNA的细胞提取液至少提供了tRNA、ATP和核糖体,A正确;
B、除去DNA和mRNA的目的是排除原细胞中DNA再转录成mRNA、以及已经合成的mRNA对实验结果的干扰,B正确;
C、加入的多聚尿嘧啶核苷酸相当于mRNA,密码子UUU决定苯丙氨酸,C错误;
D、根据密码子是一个三联体可知,人工制成的CUCUCUCU…在阅读时,只能有两种情况:CUC和UCU,故该核苷酸链最多可形成2种氨基酸构成的多肽链,D错误。
故选AB。
24.(24-25高一下·湖南长沙湖南师大附中·期末)如图为真核细胞中遗传信息的传递和表达过程,相关叙述不正确的是( )
A.①②过程所需要的酶不同
B.③中核糖体的移动方向是由右向左
C.①②过程中碱基配对情况相同
D.②③过程发生的场所相同
【答案】BCD
【详解】A、①过程需要解旋酶和DNA聚合酶,②过程需要RNA聚合酶,A正确;
B、结合核糖体上的多肽链的长短可知,右边的更长,左边的更短,③中核糖体的移动方向是由左向右,B错误;
C、①为DNA复制,存在A-T、T-A、G-C、C—G配对,②为转录,存在A-U、T-A、G-C、C—G配对,两者不完全相同,C错误;
D、②转录主要发生在细胞核中,③翻译发生在细胞质(核糖体)中,D错误。
故选BCD。
25.(24-25高一下·湖南长沙湖南师大附中·期末)如图表示翻译过程示意图。(终止密码子为UAA、UGA、UAG)下列相关叙述,不正确的是( )
A.氨基酸W将与H连接
B.编码图中氨基酸W的密码子是ACC
C.图示过程中存在氢键的形成与断裂
D.图示翻译结束后的产物是十肽
【答案】BD
【详解】A、由图可知,图中三个tRNA(从左往右)携带的氨基酸依次是M(甲硫氨酸)、H、W,第一个tRNA上携带的M已经与H脱水缩合形成了二肽,氨基酸W将与氨基酸H通过肽键连接,A正确;
B、携带氨基酸W的tRNA上的反密码子为ACC,故mRNA上编码氨基酸W的密码子为UGG,B错误;
C、图中密码子和反密码子通过氢键连接,tRNA离开核糖体又伴随着氢键的断裂,C正确;
D、图中mRNA分子共有10个密码子,最后一个UAA为终止密码子,不编码氨基酸,故图示翻译结束后的产物是由9个氨基酸合成的九肽,D错误。
故选BD。
26.(24-25高一下·山东滨州·期末)某基因部分碱基序列及相关密码子表如下图所示,其指导合成肽链的氨基酸序列为甲硫氨酸—组氨酸—脯氨酸—赖氨酸……。下列说法正确的是( )
氨基酸
甲硫氨酸
组氨酸
脯氨酸
赖氨酸
丝氨酸
密码子
AUG(起始密码子)
CAU; CAC
CCU
AAG
UCC
UAA(终止密码子)
A.若①链的1号碱基缺失,则合成的肽链不变
B.若①链的1号碱基前插入一个碱基,则合成的肽链不变
C.若①链6号碱基A突变为G,则肽链的氨基酸序列不变
D.若①链7~8号碱基间插入一个碱基T,则合成的肽链变短
【答案】BCD
【详解】A、若①链的1号碱基缺失,转录的模板链发生改变,转录形成的mRNA的碱基序列改变,合成的肽链会发生改变,A错误;
B、若①链的1号碱基前插入一个碱基,则①链转录出mRNA的5’端起始密码子AUG前增加了一个碱基,但翻译仍然从起始密码子AUG开始,故合成的肽链不变,B正确;
C、若①链6号碱基A突变为G,转录形成的mRNA上对应位置的密码子由CAU变为CGU,CAU和CGU对应的氨基酸都是组氨酸,所以肽链的氨基酸序列不变,C正确;
D、若①链7 - 8号碱基间插入一个碱基T,转录形成的mRNA碱基序列改变,会使终止密码子UAA提前出现,所以合成的肽链变短,D正确。
故选BCD。
27.(24-25高一下·黑龙江大庆萨尔图区大庆东风中学·期末)图甲和图乙是在人体某细胞的细胞核中发生的两个过程,下列相关判断正确的是( )
A.该细胞可能是胚胎干细胞,不可能是口腔上皮细胞
B.酶3作用的化学键名称包含酶1和酶2作用的化学键
C.图甲过程形成产物的长度与图乙形成的大致相同
D.基因1与基因2转录的模板链可能不在DNA的一条单链上
【答案】ABD
【详解】A、甲图表示DNA分子复制过程,乙图表示基因的转录过程,口腔上皮细胞为高度分化的细胞,不能增殖,DNA也不进行复制,因此该细胞可能是胚胎干细胞,不可能是口腔上皮细胞,A正确;
B、酶1、酶2和酶3分别为解旋酶、DNA聚合酶和RNA聚合酶,解旋酶作用于氢键,DNA聚合酶作用于磷酸二酯键,RNA聚合酶能催化氢键断裂,催化磷酸二酯键形成,故酶3作用的化学键名称包含酶1和酶2作用的化学键,B正确;
C、DNA复制的结果是产生与亲本DNA相同的DNA,转录是以DNA分子上的某个基因为单位,得到的产物是基因对应的RNA,基因通常是有遗传效应的DNA片段,故同一个DNA复制得到的DNA长度要比该DNA上基因转录得到的RNA长,C错误;
D、一个DNA分子上有多个基因,不同基因的模板链可能不同,D正确。
故选ABD。
28.(24-25高一下·吉林长春朝阳区长春外国语学校·期末)M和N是同一染色体上两个基因的部分序列,其转录方向如图所示。表中对M和N转录产物的碱基序列分析正确的是( )
A.M的转录产物为5'-UCUACA-3'
B.M的转录产物为5'-UGUAGA-3'
C.N的转录产物为5'-AGCUGU-3'
D.N的转录产物为5'-ACAGCU-3'
【答案】BC
【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质,所有已知的生命,都利用基因表达来合成生命的大分子。转录过程由RNA聚合酶(进行,以DNA为模板,产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动,留下新合成的RNA链。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所在核糖体。
【详解】基因转录是以DNA的一条链为模板,合成RNA的过程,其中模板链的方向为3'--5',分析题图基因的转录方向可知,M基因以上面的链为模板,N基因以下面的链为模板,故M基因转录产物为5'-UGUAGA-3',N基因转录产物为5'-AGCUGU-3',AD错误,BC正确。
故选BC。
29.(24-25高一下·河北邢台·期末)2024年诺贝尔生理学或医学奖被授予了两位科学家,以表彰他们发现了微小核糖核酸(miRNA)及其在基因调控中的作用。miRNA的合成及其介导的基因调控机制如图所示。下列叙述正确的是( )
A.RNA聚合酶在①过程中可以催化氢键的断裂和RNA链的合成
B.Dicer酶具有类似解旋酶的作用,但它作用的底物是两条RNA链
C.miRNA构成RISC可促进靶基因mRNA的翻译或抑制靶基因mRNA降解
D.miRNA与原癌基因mRNA特异性结合,可能有利于癌症的治疗
【答案】ABD
【详解】A、过程①为转录过程,RNA聚合酶参与该过程,RNA聚合酶可催化氢键的断裂,同时还能催化RNA链的合成,A正确;
B、细胞质基质中的Dicer酶可催化miRNA-miRNA*双链分子解旋成miRNA和miRNA*,B正确;
C、据图判断,RISC与靶基因mRNA结合后可抑制靶基因mRNA翻译或促进靶基因mRNA降解,C错误;
D、miRNA与原癌基因mRNA特异性结合,会抑制其翻译或使其降解,使原癌基因不能正常表达,这可能有利于癌症的治疗,D正确。
故选ABD。
30.(24-25高一下·内蒙古乌兰察布集宁区乌兰察布集宁区第二中学·期末)下图是细胞内蛋白质合成过程中的遗传信息流动图解,①②③表示相关过程。下列有关说法错误的是( )
A.过程③表示多个核糖体共同合成一条多肽
B.过程①只发生在有丝分裂和减数分裂前的间期
C.过程①②③可以发生在线粒体中
D.核DNA的过程②和过程③可发生在细胞周期的分裂期
【答案】ABD
【分析】图示为真核细胞蛋白质合成过程中的遗传信息流动图解,其中①表示DNA复制过程,②表示转录过程,③表示翻译过程(多个核糖体共同合成多条相同的肽链)。①为DNA复制过程,在无丝分裂时也会发生。线粒体中含有少量的DNA,能发生①DNA复制过程和②转录过程,同时线粒体中还有核糖体,也能进行③翻译过程。
【详解】A 、观察可知,③过程中多个核糖体结合在同一条 mRNA 上,是各自合成多条相同的多肽,而不是共同合成一条多肽,A 错误;
B、①过程为 DNA 复制,不仅发生在有丝分裂和减数分裂前的间期,像无丝分裂、细菌的二分裂等过程中也会发生 DNA 复制,B 错误;
C、线粒体中含有少量的 DNA,具备进行①DNA 复制、②转录过程的物质基础,同时线粒体中存在核糖体,能够进行③翻译过程,C 正确;
D、在细胞分裂时,染色质会高度螺旋化形成染色体,②转录过程需要解旋等条件,在分裂期染色体状态不利于转录,所以②转录过程只能发生在分裂间期,不能发生在分裂期,D 错误。
故选ABD。
31.(24-25高一下·江苏南京江宁区南京临江高级中学·期末)研究表明,在转录因子C-Myc的激活下,胃癌细胞内会大量合成某种长链非编码RNA(用LncRNA-a表示),LncRNA-a通过与某单链小分子RNA(miRNA-1,能与mRNA靶向结合并使其降解)靶向结合来调控SPZ1基因的表达,进而加速肿瘤生长转移,其作用机理如图。下列叙述错误的是( )
A.LncRNA-a与SPZ1mRNA通过对miRNA-1的竞争性结合,影响SPZ1基因的表达
B.LncRNA-a基因被激活后,在相关酶作用下,以它的两条链为模板大量合成LncRNA-a
C.细胞内LncRNA-a基因过量表达时会减缓患者胃癌肿瘤的生长及转移
D.抑制miRNA-1的合成或增加SPZ1基因的表达量均可作为治疗胃癌的新思路
【答案】BC
【详解】A、LncRNA-a与 SPZ1mRNA 都能结合miRNA - 1,通过竞争性结合影响SPZ1基因表达,A正确;
B、LncRNA-a是长链非编码 RNA,转录以DNA一条链为模板,不是两条链,B错误;
C、LncRNA-a过量表达会加速肿瘤生长转移,不是减缓,C错误;
D、抑制miRNA-1合成(减少对 SPZ1mRNA 降解 )或增加 SPZ1 基因表达量(促进细胞凋亡 ),可治疗胃癌,D正确。
故选BC。
32.(24-25高一下·吉林长春东北师范大学附属中学·期末)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于模板掺入mRNA(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(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m到n
【答案】AB
【分析】由题意可知,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,所转录出的mRNA较正常的mRNA插入了一个碱基A,导致其指导合成的蛋白质氨基酸序列一定改变,而损伤较大,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,即修复因子Mfd识别在前,滞留的RNA聚合酶,多种修复因子、DNA聚合酶等修复在后。
【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,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,因为密码子存在简并性,mRNA掺入腺嘌呤脱氧核苷酸之后,不同的密码子可能决定相同的氨基酸,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错误;
D、由mRNA的合成方向可知,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AB。
33.(24-25高一下·四川宜宾第一中学校·期末)如图表示原核细胞拟核区域发生的三个生理过程(①~③),若过程②形成的mRNA不易与模板链脱离,会导致R环结构的形成,进而影响DNA的复制、转录和基因的稳定性。回答下列问题:
(1)如图中酶B和酶C分别为___________,过程②的原料是___________,根据酶C的移动方向推测,该过程模板链的5′端位于___________(填“左侧”或“右侧”)。
(2)研究发现R环通常出现在富含碱基G的片段,据此推测R环形成的原因是___________。
(3)与图中过程②③相比,真核生物中发生的过程②③的不同点是___________(答出一点即可)。
(4)部分密码子如表所示:
密码子
AUG
GCA
GAA、GAG
GAC
UGC
氨基酸
起始(甲硫氨酸)
丙氨酸
谷氨酸
天冬氨酸
半胱氨酸
若一条mRNA的碱基序列为3′-CGUGAGCAGGUAACG-5′,那么以该mRNA为模板翻译出的肽链的氨基酸序列为___________。
【答案】(1) 解旋酶、RNA聚合酶 核糖核苷酸 右侧
(2)该片段富含G,因此氢键数量较多,mRNA不易与模板链脱离
(3)先转录后翻译
(4)甲硫氨酸-天冬氨酸-谷氨酸-半胱氨酸
【详解】(1)过程①表示DNA复制,酶A为DNA聚合酶,催化子链的合成,酶B为解旋酶,破坏氢键,达到解旋的目的。 过程②是转录,是以DNA的一条链为模板,合成RNA的过程,原料是核糖核苷酸,酶C为RNA聚合酶。根据酶C(RNA聚合酶)的移动方向推测,转录的方向为左到右,是从模板链的3'端→5'端,因此该过程模板链的5'端位于右侧。
(2)C与G之间有3个氢键,A与T之间有2个氢键,由于该片段富含G,因此氢键数量较多,mRNA不易与模板链脱离,因此R环通常出现在富含G的片段。
(3)过程②为转录,过程③为翻译,图示为原核生物,边转录边翻译,真核生物的不同点是先转录后翻译。
(4)翻译时核糖体移动方向是从mRNA的5'端→3'端,从起始密码子开始翻译,据密码子表,翻译出来的氨基酸序列为甲硫氨酸-天冬氨酸-谷氨酸-半胱氨酸。
34.(24-25高一下·安徽宣城·期末)图甲表示真核细胞中某前体蛋白的合成过程,①~③表示生理过程。微小RNA(miRNA)是一类由内源基因编码的非编码单链小分子RNA,研究表明miRNA可导致基因“沉默”,是参与细胞表观遗传调控的重要分子。图乙表示miRNA的产生和作用机制。请据图回答问题。
(1)图甲中②表示______过程,过程③的原料是______。与过程③相比,过程②特有的碱基配对方式是________。
(2)图甲过程③中核糖体在mRNA上的移动方向为______(填“从左到右”或“从右到左”);过程③中不同核糖体合成的蛋白质中氨基酸序列______(填“相同”或“不同”)。
(3)如果图甲RNA中尿嘧啶和腺嘌呤之和占46%,则可得出与其对应的DNA片段中胞嘧啶占______。
(4)图乙中miRNA使相关基因“沉默”的主要机制是沉默复合体中的miRNA能与______发生碱基互补配对,进而阻止了基因表达的_______过程继续进行。图乙靶基因发生miRNA调控时,靶基因转录的mRNA水平和翻译的蛋白质水平的变化分别是______、______(填“升高”或“不变”或“降低”)。
【答案】(1) 转录 氨基酸 T—A
(2) 从右到左 相同
(3)27%
(4) 靶基因mRNA 翻译 不变 降低
【分析】在图乙中,④为在细胞核内进行的转录过程,其产物发夹结构的RNA被加工成miRNA前体。⑤表示miRNA前体被转运出细胞核到达细胞质。⑥表示miRNA前体被Dicer酶剪切成为成熟miRNA。成熟miRNA随即被整合进RNA沉默复合体,参与有关生理过程的调控。
【详解】(1)转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,因此图甲中属于转录过程的是②。
③表示翻译过程,原料是氨基酸。转录过程发生的碱基配对方式为A—U、T—A、G—C、C—G,翻译时发生的碱基配对方式为A—U、U—A、G—C、C—G,因此过程②特有的碱基配对方式是T—A。
(2)过程③是翻译,左边的核糖体上的肽链最长,右边核糖体上的肽链最短,因此图甲过程③中核糖体在mRNA上的移动方向为从右到左。过程③中不同核糖体结合的是同一条mRNA,因此翻译出的蛋白质中的氨基酸序列相同。
(3)图甲的mRNA上的尿嘧啶U和腺嘌呤A之和占46%,则其中C+G=1-46%=54%,根据碱基互补配对原则可知,对应的DNA中C+G=54%,故其中C占27%。
(4)根据图乙的信息可知:沉默复合体中的miRNA能与靶基因mRNA发生碱基互补配对,进而阻止了基因表达的翻译过程继续进行(缺少翻译的模板mRNA)。这个基因沉默过程只影响翻译不影响转录,只影响翻译过程,因此图乙靶基因发生miRNA调控时,靶基因转录的mRNA水平不变,翻译的蛋白质水平降低。
35.(24-25高一下·四川泸州三校联盟·期末)心肌细胞不能增殖,基因ARC在心肌细胞中特异性表达,抑制其凋亡,以维持正常数量。细胞中某些基因转录形成的前体RNA在加工过程中会产生许多非编码RNA,如miR-223(链状)、HRCR(环状)。请结合下图回答问题:
(1)启动过程①时,________酶需识别并结合基因上的一段序列,使双链DNA解开。过程②中核糖体移动的方向是________(选填字母:A:从左到右;B:从右到左)。
(2)当心肌缺血、缺氧时,基因miR-223过度表达,所产生的miR-223可与基因ARC的mRNA特定序列通过________原则结合形成________,使过程②因缺少模板而被抑制,使ARC无法合成,最终导致心力衰竭。
(3)HRCR可以吸附miR-223等链状的miRNA,以达到清除它们的目的。链状的miRNA长度________(选填“越短”或“越长”),特异性越差,越容易与HRCR结合。
(4)科研人员认为,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物,据图分析其依据是________。
【答案】(1) RNA聚合 A
(2) 碱基互补配对 核酸杂交分子1
(3)越短
(4)HRCR通过与miR-223互补配对结合,吸附并清除miR-223,使ARC基因的表达增加进而抑制心肌细胞的死亡
【分析】题图分析:①过程是转录过程,以一条DNA链为模板,合成mRNA;②过程是翻译过程,以单链mRNA为模板,合成蛋白质。其中mRNA可与miR-223结合形成核酸杂交分子1,进而减少了凋亡抑制因子的合成过程,促进细胞凋亡,而miR-223可与HRCR结合形成核酸杂交分子2,进而使凋亡抑制因子合成正常,细胞凋亡过程被抑制。
【详解】(1)过程①是转录,启动转录时,RNA聚合酶需识别并结合基因上的启动子序列,使双链DNA解开。过程②是翻译,根据正在合成的多肽链的长度,长的多肽链先合成,所以核糖体移动的方向是从左到右(A)。
(2)当心肌缺血、缺氧时,基因miR-223过度表达,所产生的miR-223可与基因ARC的mRNA特定序列通过碱基互补配对原则结合形成核酸杂交分子1,使翻译过程(过程②)因缺少模板而被抑制,使ARC无法合成,最终导致心力衰竭。
(3)HRCR可以吸附miR-223等链状的miRNA,以达到清除它们的目的。链状的miRNA越短,特异性越差,越容易通过碱基互补配对原则与HRCR结合,因而越容易被吸附,因而可以缓解心力衰竭。
(4)结合图示可以看出,HRCR通过与miR-223互补配对,吸附并清除miR-223,进而解除了miR-223对基因ARC表达的抑制作用,使细胞中凋亡抑制因子正常表达,即ARC基因的表达增加,进而抑制心肌细胞的死亡,因此,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物。
36.(24-25高一下·内蒙古呼和浩特和林格尔县民族中学·期末)如图为某生物体内与基因表达过程有关的示意图。据图回答下列问题。图甲中原DNA分子有a和d两条链,A、B代表物质,Ⅰ和Ⅱ均是DNA复制过程中所需要的酶,将图甲中某一片段放大后如图甲中图所示。请分析回答下列问题:
(1)图甲中,Ⅰ和Ⅱ均是DNA复制过程中所需要的酶,其中Ⅱ能催化磷酸二酯键形成,则Ⅱ是__________酶。在绿色植物根尖分生区细胞中进行图乙过程的场所有________。
(2)图甲的图所示结构中,其基本骨架由________(用图中序号表示)交替连接构成,④的名称是_______。它复制的方式是__________ ,两条链 __________ ,盘旋成双螺旋结构。
(3)图乙中B可作为翻译的模板,其代表的物质为________,基本单位是________,B中决定一个氨基酸的相邻的3个碱基称为________。
(4)若一分子的A中含有300个碱基对,则转录形成的B中最多含有________个碱基。由B翻译成的蛋白质最多含有________种氨基酸(不考虑终止密码子)。
(5)图丙中核糖体移动方向是________(用图中字母及箭头表示),图中的三个核糖体合成的肽链是否相同?________(填“是”或“否”)。
【答案】(1) DNA聚合 线粒体和细胞核
(2) ②和③ 胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 半保留复制 反向平行
(3) mRNA 核糖核苷酸 一个密码子
(4) 300 21
(5) a→b 是
【分析】据图分析:甲是复制,乙是转录,丙是翻译。Ⅰ是解旋酶,Ⅱ是DNA聚合酶。①是胸腺嘧啶,②是脱氧核糖,③是磷酸,④则是胸腺嘧啶脱氧核苷酸,⑤腺嘌呤。
【详解】(1)图甲中,Ⅰ是解旋酶,在DNA复制过程中,Ⅱ能催化磷酸二酯键形成,Ⅱ是DNA聚合酶。 图乙表示转录过程,在绿色植物根尖分生区细胞中,没有叶绿体,转录的场所是细胞核和线粒体。
(2)图甲的图所示结构为DNA片段,其基本骨架由③磷酸和②脱氧核糖交替连接构成。④的名称是胸腺嘧啶脱氧核苷酸。DNA复制的方式是半保留复制。两条链反向平行,盘旋成双螺旋结构。
(3)图乙中B可作为翻译的模板,B代表的物质为mRNA(信使RNA),其基本单位是核糖核苷酸。 mRNA中决定一个氨基酸的相邻的3个碱基称为密码子。
(4)若一分子的A(DNA)中含有300个碱基对,由于转录是以DNA的一条链为模板,所以转录形成的B(mRNA)中最多含有300个碱基。组成蛋白质的氨基酸约有21种,所以由B翻译成的蛋白质最多含有21种氨基酸。
(5) 根据图丙中肽链的长短可知,核糖体移动方向是a→b。 因为模板mRNA相同,所以图中的三个核糖体合成的肽链是相同的。
37.(24-25高一下·福建莆田莆田第一中学·期末)铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白,铁蛋白合成的调节与游离的Fe3+、铁调节蛋白、铁应答元件等有关,铁应答元件能与铁调节蛋白发生特异性结合,阻遏铁蛋白的合成。当Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,如图所示。请回答相关问题。
(1)图中一个铁蛋白mRNA上同时结合2个核糖体,核糖体的移动方向应是______(填“从左到右”或“从右到左”),其中a为mRNA的______端(填“5”或“3””),最终合成的两条肽链结构______(填“相同”或“不相同”)。
(2)据图推测该甘氨酸的密码子是______(要标明方向)。若指导铁蛋白合成的mRNA碱基数为N,则铁蛋白由______个氨基酸组成(考虑不编码氨基酸的终止密码子)。(填“等于3N”或“大于 3N”或“等于 N/3”或“小于 N/3”)
(3)若一个铁蛋白基因一条链上的一个碱基A变成C,则该基因经过n次复制后,产生的基因中发生差错的占______。
(4)据图分析Fe3+浓度低时,铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了______,从而抑制了______过程,阻遏铁蛋白合成。Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,铁蛋白的表达量______(填“升高”或“不变”或“下降”),储存细胞内多余的Fe3+。
【答案】(1) 从左到右 5' 相同
(2) 5'-GGU-3' 小于 N/3
(3)50%/1/2
(4) 核糖体与铁蛋白mRNA一端结合 翻译 升高
【分析】题意分析:Fe3+浓度较低时,铁调节蛋白与铁应答元件结合,阻止铁蛋白的合成;Fe3+浓度较高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,铁蛋白可以合成。
【详解】(1)由图可知,一个铁蛋白mRNA上同时结合2个核糖体,左侧的核糖体合成的肽链短,右侧的核糖体合成的肽链长,同时右侧核糖体的翻译过程中,左侧tRNA运输氨基酸结束,右侧tRNA运氨基酸过来,因此翻译的方向是从左到右,即核糖体移动方向应是从左到右。翻译时是沿着模板链5'→3'方向进行,故a为mRNA的3'端,由于模板相同,2个核糖体上最终合成的两条肽链结构相同。
(2)据图可知,甘氨酸的反密码子是CCA,则其密码子为GGU,由于翻译时是沿着模板链5'→3'方向进行,故甘氨酸密码子序列为5'-GGU-3'。若指导铁蛋白合成的mRNA碱基数为N,由于其中含有终止密码,则铁蛋白最多由N/3个氨基酸组成,即铁蛋白含有的氨基酸数目小于1/3N。
(3)若1个铁蛋白基因在进行复制时,一条链上的一个碱基A变成C,即一个DNA分子中,一条链正常、一条链异常,则该基因经过n次复制后,产生的基因中一半正常一半异常,即发生差错的占1/2。
(4)根据题中信息可知,Fe3+浓度低时,铁调节蛋白与铁应答元件结合,核糖体不能与铁蛋白mRNA一端结合,不能沿mRNA移动,从而抑制了翻译的过程,阻遏铁蛋白合成。Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,铁蛋白mRNA能够翻译,铁蛋白的表达量升高,储存细胞内多余的Fe3+。
38.(24-25高一下·四川宜宾普通高中·期末)在动画电影《哪吒2》里,申公豹父子三人的故事情节扣人心弦,引人共鸣,且从外貌设定上有很多相似的地方。现在,抛开奇幻设定,从生物学的视角剖析,下图表示在三者的细胞内进行的基因控制蛋白质合成的过程,据图回答问题:
(1)图甲中物质①是__________,与DNA复制相比,转录中特有的碱基互补配对方式是__________。
(2)图甲中参与翻译过程的RNA有哪些?__________,核糖体的移动方向为__________(由左向右/由右向左);一条mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,其意义是__________。
(3)图乙中tRNA与mRNA结合的特异性结构是前端的__________,该tRNA携带的氨基酸为__________。(密码子及其对应氨基酸:5'AGC3'—丝氨酸;5'UCG3'—丝氨酸;5'GCU3'—丙氨酸;5'CGA3'—精氨酸)
【答案】(1) RNA 聚合酶 A - U
(2) mRNA、tRNA、rRNA 由左向右 少量的 mRNA 可以迅速合成出大量的蛋白质,提高翻译的效率
(3) 反密码子 精氨酸
【分析】转录过程由RNA聚合酶进行,以DNA为模板,产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动,留下新合成的RNA链。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所在核糖体。
【详解】(1)图甲中物质①是 RNA聚合酶,它在转录过程中催化核糖核苷酸聚合形成 RNA。 DNA 复制时碱基互补配对方式有 A - T、T - A、C - G、G - C,转录时碱基互补配对方式有 A - U、T - A、C - G、G - C,所以与 DNA 复制相比,转录中特有的碱基互补配对方式是 A - U。
(2)图甲中参与翻译过程的 RNA 有mRNA(作为翻译的模板)、tRNA(转运氨基酸)、rRNA(构成核糖体的成分)。 根据图中 tRNA 进出核糖体的方向以及肽链的延伸方向,可以判断核糖体的移动方向为由左向右。 一条 mRNA 分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,其意义是少量的 mRNA 可以迅速合成出大量的蛋白质,提高翻译的效率。
(3) 图乙中 tRNA与mRNA 结合的特异性结构是前端的反密码子。 图乙中tRNA 上的反密码子是 3' - GCU - 5',根据碱基互补配对原则,其对应的 mRNA 上的密码子是 5' - CGA - 3',由题中所给密码子及其对应氨基酸可知,该密码子对应的氨基酸为精氨酸。
39.(24-25高一下·辽宁丹东·期末)miRNA是一类非编码RNA分子,其调控基因表达的过程可分为生成与作用两个阶段。首先,miRNA基因转录形成初级前体(pri-miRNA),随后在酶1的作用下形成次级前体(pre-miRNA)。pre-miRNA被转运至细胞质,经酶2切割生成成熟miRNA。成熟miRNA与AGO蛋白结合形成miRNA-蛋白质复合物(RISC)。RISC通过与靶基因mRNA互补配对抑制基因的表达,模式图如下。回答下列问题:
(1)与DNA相比,miRNA彻底水解后特有的化学成分有______,次级前体(pre-miRNA)通过______(结构)转运至细胞质,被加工为成熟miRNA后,______(会/不会)立即与P基因mRNA结合,原因是______。
(2)因为AGO蛋白具有特定的______,才能与成熟miRNA结合形成复合体。复合体通过抑制P基因的______(填文字)过程来抑制基因的表达。①、②、③过程中,碱基互补配对方式相同的是______。
(3)翻译时,核糖体沿着P基因mRNA的移动方向为______,核糖体与mRNA的结合部位形成______个tRNA的结合位点。
(4)miRNA除了抑制基因表达,也能促进基因表达,例如,细胞核中的miRNA-373能够与E-钙黏蛋白基因的启动区域序列互补并促进mRNA的转录,这个过程中体现了______之间的相互作用,从而调控生物体性状的形成。
【答案】(1) 核糖和U 核孔 不会 成熟的miRNA要先与AGO蛋白结合形成miRNA-蛋白质复合物(RISC)
(2) 空间结构 翻译 A-U、C-G、G-C
(3) 从左向右 2
(4)基因
【分析】由图可知,miRNA转录的产物可以与AGO蛋白结合,形成复合物,该复合物可以与P基因的转录产物结合,阻止P基因的翻译过程。
【详解】(1)DNA彻底水解的产物有脱氧核糖、磷酸、A、T、C、G,RNA彻底水解的产物有核糖、磷酸、A、U、C、G,miRNA彻底水解后特有的化学成分有核糖和U。RNA通过核孔运输到细胞质,成熟的miRNA要先与AGO蛋白结合形成miRNA-蛋白质复合物(RISC),RISC才能与P基因的mRNA结合,故成熟miRNA不会立即与P基因mRNA结合。
(2)结构与功能相适应,因为AGO蛋白具有特定的空间结构,才能与成熟miRNA结合形成复合体。该复合物可以与P基因的转录产物结合,阻止P基因的翻译过程。①表示转录过程,碱基配对方式有A-U、T-A、C-G、G-C,②表示对RNA的加工过程,其中存在的碱基配对方式有A-U、U-A、C-G、G-C,③表示翻译,碱基配对方式有A-U、U-A、C-G、G-C,①②③中,相同的碱基配对方式有A-U、C-G、G-C。
(3)复合体结合在mRNA的右侧,而核糖体也可以与mRNA结合,说明核糖体沿mRNA的移动方向是从左向右,核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点。
(4)上述实例说明一种基因的转录产物可以促进或抑制另一种基因的表达过程,说明基因之间存在相互作用,从而调控生物性状的形成。
40.(24-25高一下·河南创新发展联盟·期末)真核细胞内与基因有关的生命活动如图所示,①②③为相关过程。已知密码子ACC对应苏氨酸,CCA对应脯氨酸。回答下列问题:
(1)需要消耗脱氧核糖核苷酸的是_______(填“过程①”或“过程②”),图中tRNA携带的是_______(填“苏氨酸”或“脯氨酸”)。
(2)已知图中核糖体为不同时期的同一个核糖体,则核糖体的移动方向是_______(填“a端→b端”或“b端→a端”),判断依据是_______。
(3)已知某基因发生了突变,转录的mRNA长度不变,但编码的肽链长度变短,原因最可能是_______。tRNA在读取密码子时,某个碱基配对出现了差错,但翻译出的多肽链没有发生改变,原因是_______。
【答案】(1) 过程① 苏氨酸
(2) a端→b端 随着翻译的进行,核糖体中合成的肽链长度变长(或者由a端→b端,肽链的长度变长;b段的肽链长度长于a端的)
(3) 该基因发生了碱基对的替换,导致终止密码子提前出现 密码子的简并(或不同密码子对应的氨基酸相同)
【分析】基因的表达是指基因通过mRNA指导蛋白质的合成,包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。转录是以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,在细胞核内合成mRNA的过程。翻译是以mRNA为模板,按照密码子和氨基酸之间的对应关系,在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
【详解】(1)过程①为DNA的复制,需要消耗脱氧核糖核苷酸,过程②是转录,需要利用的原料是核糖核苷酸。图中tRNA上携带的反密码子为UGG,对应的密码子是ACC,对应苏氨酸。
(2)随着翻译的进行,核糖体中合成的肽链长度变长,b端的肽链长度长于a端的,因此图中核糖体的移动方向是从a端→b端。
(3)某基因发生了突变,转录的mRNA长度不变,推测该基因发生了碱基对的替换;但编码的肽链长度变短,说明终止密码子提前出现。tRNA在读取密码子时,某个碱基出现了错误,翻译出的多肽链不一定发生改变,理由是密码子的简并性,即不同密码子对应的氨基酸相同。
41.(24-25高一下·河北枣强中学·期末)科学家研究两种抗生素对大肠杆菌的抑制机制,进行了以下实验:将大肠杆菌分为三组,A组加入抗生素X(抑制解旋酶),B组加入抗生素Y(抑制RNA聚合酶),C组为对照组。通过实时监测发现,在A组加入抗生素后10分钟,DNA复制速率从1 000核苷酸/秒降至0,细胞停止分裂;在B组加入抗生素后5分钟,mRNA合成量下降为0,20分钟后蛋白质合成完全停止;对照组在相同条件下正常生长,DNA复制速率稳定在1 000核苷酸/秒,mRNA和蛋白质合成持续进行。如图为大肠杆菌细胞内遗传信息传递的部分过程示意图。回答下列问题:
(1)抗生素X可抑制图中过程_________(填序号),该过程中需要的酶是________,该过程发生的场所主要在________。
(2)若图中乙链某段的序列为5'-ATGCCG-3',则物质a对应区段序列为________(用5'→3'表示)。实验中B组蛋白质合成停止的时间滞后于mRNA合成停止的时间,其可能原因是________。
(3)若图示大肠杆菌细胞内遗传信息传递的过程中,由于基因中一个碱基对发生替换,而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG),则该基因这个碱基对的替换情况是________(碱基对由“A//T”表示)。
(4)科学家分析认为抗生素Y除了能阻断大肠杆菌的转录过程,可能还阻断大肠杆菌tRNA的功能,科学家设计了如下实验对该假设进行探究,请完善实验过程。
①实验基本思路:设置甲、乙两组实验,进行体外模拟大肠杆菌的翻译过程。甲组加入不经抗生素Y处理的各种tRNA,乙组加入________,置于相同且适宜的条件下培养一段时间后,检测两组实验中蛋白质的生成量。
②实验结果及结论:若________,则抗生素Y不能阻断大肠杆菌tRNA的功能;若________,则抗生素Y能阻断大肠杆菌tRNA的功能。
【答案】(1) ① 解旋酶、DNA聚合酶 拟核
(2) 5′-AUGCCG-3' 已合成的mRNA仍可继续翻译
(3)A//T替换为G//C
(4) 等量经过抗生素Y处理后的各种tRNA 甲、乙两组中蛋白质的生成量相等 乙组蛋白质的生成量少于甲组蛋白质的生成量
【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。 DNA通过复制,将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞,从而保持了遗传信息的连续性。
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、mRNA合成以后,通过核孔进入细胞质中。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】(1)过程①表示DNA复制,DNA复制需要解旋酶解开双链、需要DNA聚合酶将游离的脱氧核糖核苷酸连接到已有的DNA链上,而抗生素X抑制解旋酶,所以加入后过程①被抑制,原核生物DNA复制的场所主要是在拟核。
(2) 由图可看出,②是以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则合成RNA的过程,属于转录,物质a为mRNA,甲链为转录的模板链,乙链某段的序列为5′-ATGCCG-3′,则甲链对应区段的序列为5′-CGGCAT—3',则mRNA上对应区段的序列为5′-AUGCCG-3'。当在抗生素Y作用下转录停止后,由于大肠杆菌细胞已经有原来合成的mRNA,这部分mRNA仍能在核糖体上进行翻译,所以蛋白质合成滞后。
(3)由于基因中一个碱基对发生替换,而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG),可得出基因突变后密码子中间的一个碱基U变成了碱基C,因此,该基因这个碱基对的替换情况是A//T替换为G//C。
(4) ①翻译过程中需要tRNA转运氨基酸,探究抗生素Y能否阻断大肠杆菌的tRNA功能的实验中,自变量是抗生素Y的有无,因变量是蛋白质的生成量,设置甲、乙两组实验,进行体外模拟大肠杆菌的翻译过程,甲组加入不经抗素Y处理的各种tRNA,乙组加入等量经过抗生素Y处理后的各种tRNA,其余条件相同且适宜,最后检测两组实验中蛋白质的生成量。②若甲、乙两组中蛋白质的生成量相等,则抗生素Y不能阻断大肠杆菌tRNA的功能;若乙组蛋白质的生成量少于甲组蛋白质的生成量,则抗生素Y能阻断大肠杆菌tRNA的功能。
42.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨香坊区哈尔滨第六中学校·期末)豌豆种子的圆粒与皱粒是一对相对性状。由等位基因R、r控制,当R基因插入一段外源DNA片段时,就成为r基因。下图是豌豆圆粒和皱粒种子形成的机制(甘、丙等表示甘氨酸、丙氨酸等),据下图回答:
(1)基因R、r的根本区别是_________,这一基因通过控制__________从而控制生物体的性状。
(2)图中a过程称为_________,催化该过程的酶是__________。放大后的图中③的名称是________,其转录的方向是__________(填“从左到右”或“从右到左”)。
(3)图中b过程中核糖体的移动方向是__________(填“从左到右”或“从右到左”),由放大后的图可知,决定色氨酸的密码子是_________,基因中决定“~甘~天~色~”肽链的模板链的碱基序列为3'-________-5'。
(4)mRNA中(A+U)/(G+C)=0.2,则合成它的DNA双链中(A+T)/(G+C)=______。
【答案】(1) 碱基排列顺序不同 酶的合成控制代谢过程
(2) 转录 RNA聚合酶 胞嘧啶核糖核苷酸 从右到左
(3) 从左到右 UGG 3´﹣CCACTGACC﹣5´
(4)0.2
【分析】题图分析:a过程表示转录过程,是通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。b过程表示翻译过程,是以mRNA为模板翻译多肽链的过程。
【详解】(1)基因R、r的关系是等位基因,位于同源染色体的相同位置,控制同一性状的不同表现形式的基因,两者的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同;据图分析基因通过控制淀粉分支酶的合成来控制蔗糖转化为淀粉进而控制豌豆的圆皱,所以这一基因通过控制酶的合成控制代谢过程从而间接控制生物体的性状。
(2)a过程表示转录过程,是通过RNA聚合酶结合到DNA的启动子部位开始,并以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程;图中③位于mRNA链上,图中③的中文名称是胞嘧啶核糖核苷酸;RNA越右边越早合成,因此,其转录的方向是从右到左。
(3) 过程b为翻译,其中部分区域的放大显示,空载tRNA位于左侧,负载tRNA位于右侧,因而推测图示翻译方向为从左向右;密码子位于mRNA上,由放大后的图可知,决定色氨酸的密码子是UGG;根据tRNA与mRNA的碱基互补配对原则可知“-甘-天-色-”的密码子为5´﹣GGUGACUGG﹣3´,再根据mRNA与DNA碱基互补配对原则可知“-甘-天-色-”的模板链的碱基序列为3´﹣CCACTGACC﹣5´。
(4)已知mRNA中(A+U)/(G+C) =0.2,根据碱基互补配对原则,DNA 模板链中(A+T)/(G+C) =0.2,故合成它的DNA 双链中(A+T)/(G+C) =0.2;
43.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨道里区哈尔滨第一中学校·期末)下图表示某微生物遗传信息传递和表达的过程。回答下列问题:
(1)该微生物可能是_______(填“酵母菌”或“乳酸菌”)。
(2)DNA复制产生的子代DNA分子中,一条链为母链,另一条是新合成的子链,这种复制方式为______复制。若子代DNA分子的母链中(A+G)(C+T)=0.2,则子链中(A+G)/(C+T)=______。
(3)遗传信息的传递和表达需要多种酶的参与,其中酶2是______酶,该酶催化合成的化学键的名称是_____。翻译过程中,核糖体的移动方向是_______(填“a→b”或“b→a”)。一个mRNA上同时有多个核糖体进行翻译,其意义是______。
(4)核糖体认读决定氨基酸种类的密码,选择对应的氨基酸,由对应的_______来转运。下列密码子(5'→3')和对应的氨基酸如下:GGC甘氨酸、CGG精氨酸、CCG脯氨酸、GCC丙氨酸。根据提供的密码子推测图中氨基酸1是______。
【答案】(1)乳酸菌
(2) 半保留复制 5
(3) RNA聚合 磷酸二酯键 a→b 少量的mRNA分子就可以迅速合 成大量的蛋白质
(4) tRNA 丙氨酸
【分析】基因指导蛋白质合成包括转录和翻译,转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程,该过程主要发生在细胞核中;翻译是指以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在细胞质中的核糖体上。
【详解】(1)图示为基因表达的过程,图中转录和翻译同时进行,这是原核生物的特征,而酵母菌是真核生物,因此,图示过程只能发生在乳酸菌(原核生物)中。
(2)DNA复制产生的子代DNA分子中,一条链为母链,另一条是新合成的子链,即每个子代DNA中保留了亲代DNA的一条链,这种复制方式为半保留复制。若子代DNA分子的母链中(A+G)/(C+T)=0.2,则子链中(A+G)/(C+T)=1/0.2=5,即该比值在互补的两个子链中互为倒数。
(3)遗传信息的传递和表达需要多种酶的参与,其中酶2催化转录过程,为RNA聚合酶,该酶催化合成的化学键的名称是磷酸二酯键。翻译过程中,根据图示肽链的长短可以判断,核糖体的移动方向是a→b。一个mRNA上同时有多个核糖体进行翻译,可同时翻译多条肽链,少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。
(4)核糖体认读决定氨基酸种类的密码,选择对应的氨基酸,由对应的tRNA(或转运RNA)来转运,即该过程中,tRNA(或转运RNA)是氨基酸的运载工具,反密码子的认读是3'→5',故氨基酸1对应的tRNA上的反密码子是CGG,密码子和反密码子互补配对,因此对应的密码子是GCC,所以氨基酸1为丙氨酸。
44.(24-25高一下·河北唐山·期末)下图表示人体骨骼肌细胞内发生的某生理过程,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表相关物质。
回答下列问题:
(1)该图表示基因表达过程中的________。
(2)图中Ⅰ是________,Ⅲ是________,氨基酸Ⅱ是________(部分密码子及对应的氨基酸:CGA—精氨酸、GCU—丙氨酸、AGC—丝氨酸、UCG—半胱氨酸)。
(3)提取某人未成熟红细胞的全部mRNA,并以此为模板在逆转录酶的催化下合成相应的单链DNA(L),再提取同一个人的胰岛B细胞中的全部mRNA与L配对。能与L互补的mRNA包括编码________。
①核糖体蛋白的mRNA
②胰岛素的mRNA
③有氧呼吸第一阶段酶的mRNA
④血红蛋白的mRNA
【答案】(1)翻译
(2) tRNA/转运RNA mRNA/信使RNA 丙氨酸
(3)①③
【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,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】(1)该图为以RNA为模板合成多肽链的过程,故该图表示基因表达过程中的翻译 。
(2)图中Ⅰ呈三叶草结构,能携带氨基酸并识别mRNA上的密码子,是tRNA(转运RNA)。Ⅲ是翻译的模板RNA(信使 RNA)。mRNA 上对应的密码子是GCU,因此氨基酸Ⅱ是丙氨酸 。
(3)未成熟红细胞和胰岛B细胞都由受精卵分化而来,基因选择性表达使它们的mRNA有差异,但也有共性(维持细胞基本生命活动的基因会表达)。未成熟红细胞中,血红蛋白基因表达(有血红蛋白的mRNA),但胰岛B细胞中血红蛋白基因不表达;而核糖体蛋白基因、有氧呼吸第一阶段酶的基因,在两种细胞中都表达,所以它们的mRNA在两种细胞中都有。胰岛B细胞中,胰岛素基因表达(有胰岛素的mRNA),但未成熟红细胞中胰岛素基因不表达。L是未成熟红细胞mRNA逆转录的单链DNA,能与L互补的胰岛B细胞的mRNA,是两种细胞都有的mRNA,即编码①核糖体蛋白的mRNA、③有氧呼吸第一阶段酶的mRNA。
地 城
考点02
基因表达过程中的相关计算
1.(24-25高一下·河南郑州·期末)大肠杆菌某DNA片段转录出来的mRNA分子中,4种碱基数量占比为15%A、20%G、25%U、40%C,则该DNA片段中的碱基构成是( )
A.20%A、30%G、20%T、30%C
B.25%A、40%G、15%T、20%C
C.15%A、20%G、25%T、40%C
D.30%A、20%G、30%T、20%C
【答案】A
【详解】由题意知,在该mRNA中,A+U=40%,则DNA分子中模板链中A+T=40%,则在整个DNA分子中A+T=40%,又知双链DNA中A=T,所以该DNA片段中,A=T=20%。,则G=C=30%,A正确,BCD错误。
故选A。
2.(24-25高一下·青岛黄岛区·期末)DNA 甲基化需要DNA甲基化转移酶(Dnmt)的催化。下图表示Dnmt基因内部碱基与表达过程的对应关系,其中起始密码子对应序列位于c 区段内,终止密码子位于e区段内。已知该基因转录的 mRNA中与d区间相对应的序列会被切除,变为成熟的 mRNA,图中数字以千碱基对(kb)为单位。下列说法正确的是( )
A.RNA 聚合酶结合位点是起始密码子对应位点
B.通过基因测序可推断Dnmt基因是否发生甲基化
C.Dnmt基因所在染色体的组蛋白甲基化,不会影响其表达
D.考虑终止密码子,Dnmt是由 299个氨基酸脱水缩合形成
【答案】D
【分析】甲基化是指在DNA某些区域的碱基上结合一个甲基基团,故不会发生碱基对的缺失、增加或减少,甲基化不同于基因突变;DNA甲基化后会抑制基因表达,可能会造成性状改变,DNA甲基化后可以遗传给后代。
【详解】A、RNA聚合酶识别和结合的位点是DNA的启动子,位于基因首端的一段特殊的碱基序列,在起始密码子对应位点之前,A错误;
B、Dnmt基因(DNA)发生甲基化不会改变碱基排序,故不能通过基因测序来判定是否甲基化,B错误;
C、组蛋白甲基化,是表观遗传修饰的一种,可影响基因表达,C错误;
D、据题干信息可知,由该基因参与控制合成Dnmt中的碱基数目为2.0-1.7+5.8-5.2=0.9kb,根据基因中碱基的数目∶由该基因转录出的mRNA中碱基的数目∶控制合成的多肽链中氨基酸的数目=6∶3∶1可计算出,该基因控制合成的蛋白质中氨基酸数目(考虑终止密码子)为,900÷3-1=299个,D正确。
故选D。
3.(24-25高一下·吉林长春十一高中·期末)下图为大肠杆菌某段双链DNA的部分单链,Met、Ser等表示基因表达后相应位置的氨基酸,其对应数字表示氨基酸的排序,碱基上的数字表示碱基的排序,起始密码为AUG,终止密码为UAG、UAA。下列分析不正确的是( )
A.由图可知,有的氨基酸可由多个密码子编码
B.基因E表达出的肽链中含有128个氨基酸
C.基因D和E均以该DNA单链的互补链为模板进行转录
D.基因重叠可使有限的DNA储存更多的遗传信息
【答案】B
【详解】A、由图可知,有的氨基酸(如Val、GLu)可以对应多个密码子,A正确;
B、E基因的终止密码子的2个碱基在182号位的氨基酸上,起始密码子的第一个碱基是第164号位,E基因的单链碱基数是182×3-2-163=381,mRNA上每三个相邻碱基碱基是一个密码子决定一个氨基酸,终止密码子不决定氨基酸,mRNA是单链和E基因的单链碱基数相等,基因E表达出的肽链中含有氨基酸数为381/3=127,B错误;
C、已知起始密码为AUG,图示基因D和E起始碱基都是ATG,其模板链相应的碱基为TAC,所以基因D和E均以该DNA单链的互补链为模板进行转录,C正确;
D、基因重叠可使有限的DNA储存更多的遗传信息,提高了基因存储遗传信息的能力,D正确。
故选B。
4.(24-25高一下·黑龙江龙东十校联盟·期末)某mRNA的碱基序列为3′-AUGAGAUCUC(省略19个碱基)CAGUAGCUAA-5′(省略的碱基中不含起始密码子和终止密码子)。已知AUG、GUG为起始密码子,UAA、UGA、UAG为终止密码子,以此mRNA翻译合成的肽链所含氨基酸的数目为( )
A.7个 B.8个 C.9个 D.10个
【答案】C
【分析】翻译从起始密码子开始,到终止密码子结束,每个密码子由3个碱基组成,终止密码子不编码氨基酸。需计算从起始到终止之间的密码子数目,再减去终止密码子对应的1个。
【详解】某mRNA的碱基序列为3′-AUGAGAUCUC(省略19个碱基)CAGUAGCUAA-5′,翻译的方向是从mRNA的5'到3'端,起始密码子AUG位于序列开头,对应第一个氨基酸,终止密码子UAG出现在序列中段,翻译至此停止,从AUG到UAG之前的总碱基数(不包含终止密码子)为3+2+19+3=27个,编码氨基酸的密码子为27÷3=9个,以此mRNA翻译合成的肽链所含氨基酸的数目为9个。
综上所述,ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
5.(24-25高一下·云南德宏州·期末)回答下列有关遗传信息传递和表达的问题:下图甲表示某DNA片段遗传信息的传递过程,a、b、c表示生理过程,①-⑥表示物质或结构,图乙⑦-⑪表示物质。
(1)图甲a过程的特点是__________。(答出一点即可)若图甲①中共有500个碱基对,其中腺嘌呤占20%,则a过程连续进行2次,共需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸__________个。
(2)图甲中b过程称为__________,所需的酶为__________;
(3)图甲中c过程需要的RNA有rRNA、mRNA、__________(填数字序号)。色氨酸的密码子是__________
(4)若图甲中多肽③由40个氨基酸脱水缩合而成,则②中至少含有__________个碱基。
(5)图乙一个分子⑦上可以相继结合多个核糖体,这样的生物学意义是__________;图乙核糖体的移动方向为__________(填“右→左”或“左→右”),图中⑧⑨⑩⑪在图甲c过程完成后结构__________(填“相同”或“不相同”)。
【答案】(1) 半保留复制 900
(2) 转录 RNA聚合酶
(3) ⑤ UGG
(4)240
(5) 少量mRNA可迅速合成大量蛋白质,提高翻译效率 右→左 相同
【分析】分析图甲:①是DNA,a表示DNA的自我复制过程,需要解旋酶和DNA聚合酶;②是DNA, b表示转录过程;④是核糖体,③是多肽链,⑤是tRNA,⑥是mRNA,c表示翻译过程。
分析题图乙:图示表示细胞中多聚核糖体合成蛋白质的过程,其中⑦是mRNA,⑧⑨⑩⑪都是脱水缩合形成的多肽链。
【详解】(1)据图可知,①是DNA,a表示DNA的自我复制过程,其特点是半保留复制、边解旋边复制、多起点双向复制。若图甲①中共有500个碱基对,其中腺嘌呤占20%,根据两个不互补配对的碱基占所有碱基的一半,A+G=50%,因此鸟嘌呤占50%-20%=30%,则一个DNA分子中鸟嘌呤有500×2×30%=300个,则a过程连续进行2次,共需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸为(22-1)×300=900个。
(2)图甲中b过程表示转录过程,转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,所需的酶有RNA聚合酶。
(3)图甲中c表示翻译过程,该过程需要的RNA是⑥mRNA(作为翻译的模板)、⑤tRNA(运载氨基酸)、rRNA(组成核糖体的重要成分)。根据c中运输游离氨基酸tRNA的位置,可知翻译的方向由左向右移动,且mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸,这三个碱基称为密码子,因此决定色氨酸的密码子是UGG。
(4)若图甲中多肽③由40个氨基酸脱水缩合而成,mRNA上的碱基个数有40×3=120个,基因含有双链,且基因中存在不翻译氨基酸的序列,故②中至少含有120×2=240个碱基。
(5)图乙所示翻译过程,模板是⑦mRNA,一个分子⑦上可以相继结合多个核糖体,这样可利用少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质,提高翻译的效率。根据⑧⑨⑩⑪肽链的长度分析可知,核糖体的移动方向是从右到左。由于模板mRNA相同,因此图中⑧⑨⑩⑪在图甲c过程完成后结构相同。
6.(24-25高一下·湖南衡阳衡阳县·期末)精神分裂症与脑源性神经营养因子(BDNF)有关,BDNF是由两条肽链构成,能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育。若BDNF基因表达受阻,则会导致精神分裂症的发生。下图1为BDNF基因的表达及调控过程。请回答下列问题:
(1)图1中,甲过程需要的关键酶是________。若mRNA以图中DNA片段整条链为模板进行转录,测定发现mRNA中C占27%,G占25%,则DNA片段中T所占的比例为________________。
(2)图1乙过程中用到的工具tRNA的功能是___________,若反密码子序列为5'-GCU-3',则密码子的序列为____________。
(3)由题可知,miRNA-195基因抑制了BDNF基因表达的______阶段。请根据题意提出一种治疗精神分裂症的思路:_________________。
(4)图2所示的是真核生物中普遍存在的mRNA “可变剪接”现象,图中①~⑥为某基因编码氨基酸的不同序列。下列对该现象的相关叙述正确的是_______(填序号)。
a.mRNA前体通过可变剪接产生不同的mRNA后再继续表达
b.该现象有利于增加氨基酸的多样性
c.该现象使得一个基因可以编码不同的蛋白产物
d.“可变剪接”依赖于mRNA前体断开的磷酸二酯键位置不同
e.该现象可以使同一组织在不同发育阶段表达出不同蛋白质
【答案】(1) RNA 聚合酶 24%
(2) 识别密码子并转运氨基酸(必须答到关键词“识别”、“转运”) 5′-AGC-3′(或3′-CGA-5′)
(3) 翻译 促进 BDNF 基因的翻译或抑制 miRNA-195 基因的转录
(4)acde
【分析】基因的表达包括转录和翻译两个过程。转录是在细胞核内,以DNA一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程。 翻译是在核糖体中以mRNA为模板,按照碱基互补配对原则,以tRNA为转运工具、以细胞质里游离的氨基酸为原料合成蛋白质的过程。
【详解】(1)甲过程由BDNF基因指导RNA的合成,为转录过程,该过程需要RNA聚合酶的催化。mRNA是由DNA模板链转录形成的,mRNA中C占27%,G占25%,根据碱基互补配对原则,DNA模板链中C+G为25%+27%=52%,整个DNA分子中C+G也是52%,那么DNA分子中A+T为1-52%=48%,DNA分子中A=T,因此DNA片段中T所占的比例为48%÷2=24%。
(2)tRNA主要作用是在细胞翻译过程中起到识别密码子和转运氨基酸的功能。mRNA上的密码子与tRA上的反密码子能碱基互补配对,若反密码子序列为5'-GCU-3',根据碱基互补配对可知,则密码子的序列为3′-CGA-5′。
(3)由图1可知:miRNA-195基因转录出的miRNA-95与BDNF基因转录出的mRNA能够发生部分的碱基互补配对,因而阻止了相应的mRNA的翻译过程,即miRNA-195基因抑制了BDNF基因表达的翻译过程。若BDNF基因表达受阻,则会导致精神分裂症的发生,此提出一种治疗精神分裂症的思路:促进 BDNF 基因的翻译或抑制 miRNA-195 基因的转录。
(4)根据图示可知:
a、mRNA前体通过可变剪接产生不同的mRNA后再继续表达,这一过程可以产生多种蛋白质产物,a正确;
b、该现象有利于增加蛋白质的多样性,而非氨基酸的多样性,b错误;
c、“可变剪接”可以使得一个基因编码不同的蛋白产物,c正确;
d、“可变剪接”可以使得一个基因编码不同的蛋白产物,依赖于内含子的切除使mRNA前体断开的磷酸二酯键位置不同,d正确;
e、“可变剪接”现象可以使同一组织在不同发育阶段表达出不同的蛋白质,e正确。
故选acde。
7.(24-25高一下·山东枣庄·期末)基因对生命活动的控制过程是复杂而精巧的。下图为生物体中可能发生的相关生理过程示意图(字母表示相关物质,数字表示相关过程)。
(1)a与b的基本单位在组成上的区别是_____(回答两点)。
(2)若a中含有1000个碱基,其中含腺嘌呤200个,则a第五次复制,需要胞嘧啶脱氧核苷酸_____个。
(3)若b中A+U的比例占40%,其通过④产生a,则_____(填“能”或“不能”)确定a中A和T的比例,原因是_____。
(4)中心法则包括图中_____(填数字)过程。完成②过程时,参与的RNA包括_____。
【答案】(1)a含有脱氧核糖,b含有核糖;a特有胸腺嘧啶,b特有尿嘧啶
(2)4800
(3) 能 因为碱基互补配对原则,RNA中A和U的比例与逆转录得到的DNA每条链中A和T的比例是相同的
(4) ①②④ mRNA、tRNA、rRNA
【分析】分析题图,①为转录,②为翻译,③为多肽链盘曲折叠成蛋白质,④为逆转录。
【详解】(1)如图所示,图中a和b分别代表DNA和RNA,DNA的基本单位是脱氧核苷酸,RNA的基本单位是核糖核苷酸,故a与b的基本单位在组成上的区别是a含有脱氧核糖,b含有核糖;a特有胸腺嘧啶,b特有尿嘧啶。
(2)a是DNA,双链结构,碱基数为1000,根据碱基互补配对,A=T,G=C,腺嘌呤(A)总数为200,则T也为200。C+G=1000- (A+T) =1000-400 = 600,因此C=G=300。DNA复制是半保留复制,第n次复制需要的新合成的DNA分子数为2n-2n-1=2n−1。第五次复制需要的新合成的DNA分子数为 24=16。每个DNA分子含胞嘧啶(C)300个,因此需要胞嘧啶脱氧核苷酸:16×300=4800。
(3)若b中A+U的比例占40%,其通过④产生a,则能确定a中A和T的比例,原因是因为碱基互补配对原则,RNA中A和U的比例与逆转录得到的DNA每条链中A和T的比例是相同的。
(4)①为转录,②为翻译,③为多肽链盘曲折叠成蛋白质,④为逆转录,中心法则包括图中①②④。②为翻译,参与的RNA包括mRNA、tRNA、rRNA。
8.(24-25高一下·黑龙江鸡西鸡冠区·期末)如图是大肠杆菌利用培养基中葡萄糖和乳糖的情况,β-半乳糖苷酶是大肠杆菌利用乳糖的关键酶。回答下列问题:
(1)T时刻大肠杆菌才开始利用乳糖,说明培养基中同时含有葡萄糖和乳糖时,大肠杆菌优先利用_______。利用乳糖前,大肠杆菌细胞就已经开始合成β-半乳糖苷酶,β-半乳糖苷酶合成时,需要mRNA、______、tRNA三种RNA的参与,tRNA在β-半乳糖苷酶合成时的作用是______。若指导合成β-半乳糖苷酶的mRNA分子中U:A:C:G=1:2:3:4,则β-半乳糖苷酶基因中对应片段各碱基的比例为______。
(2)β-半乳糖苷酶合成时的翻译过程中,一个mRNA上可结合多个核糖体,形成多聚核糖体。核糖体在mRNA上的移动方向是_____(填“3′→5'”或“5′→3'”),终止密码子的作用是_____,多聚核糖体中每个核糖体上合成的肽链结构最终_____(填“相同”或“不同”)。形成多聚核糖体对细胞的意义是______。
【答案】(1) 葡萄糖 rRNA 将氨基酸转运至核糖体处,参与翻译过程 T:A:C:G=3:3:7:7
(2) 5′→3′ 终止翻译过程 相同 少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质
【分析】翻译是指以mRNA(信使RNA)为模板,在核糖体上合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程,是基因表达的第二步(第一步是转录)。 在翻译过程中,tRNA(转运RNA)作为氨基酸的运载工具,通过其反密码子与mRNA上的密码子互补配对,将特定的氨基酸转运到核糖体上,按照mRNA上的遗传信息(密码子序列)依次连接,最终形成具有特定功能的蛋白质。 这一过程需要多种物质参与,包括mRNA(模板)、tRNA(转运氨基酸)、核糖体(翻译的场所)、氨基酸(原料)以及能量和相关酶等。
【详解】(1)由图可知,在T时刻之前大肠杆菌主要利用葡萄糖,T时刻才开始利用乳糖,所以培养基中同时含有葡萄糖和乳糖时,大肠杆菌优先利用葡萄糖。 蛋白质合成(翻译过程)需要mRNA(作为模板)、rRNA(参与构成核糖体,核糖体是翻译的场所)、tRNA(转运氨基酸)三种RNA的参与,所以此处应填rRNA。tRNA在翻译过程中的作用是识别密码子并转运相应的氨基酸。 已知mRNA分子中U:A:C:G = 1:2:3:4,根据碱基互补配对原则,DNA模板链中A:T:G:C = 1:2:3:4,非模板链中T:A:C:G = 1:2:3:4,所以β - 半乳糖苷酶基因中对应片段各碱基的比例为A:T:C:G=(1 + 2):(2+1):(3 + 4):(4 + 3)=3:3:7:7。
(2)在翻译过程中,核糖体在mRNA上的移动方向是5′→3′,根据多肽链的延伸方向可以判断(从起始密码子向终止密码子方向)。 终止密码子的作用是终止翻译过程,即终止肽链的合成,使核糖体从mRNA上脱离。多聚核糖体中每个核糖体都以同一个mRNA为模板进行翻译,所以每个核糖体上合成的肽链结构最终相同。形成多聚核糖体对细胞的意义是少量的mRNA就可以迅速合成大量的蛋白质,提高翻译的效率。
9.(24-25高一下·北京海淀区清华附中·期末)脑源性神经营养因子(BDNF)是由两条肽链构成,能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育。若BDNF基因表达受阻,则会导致精神分裂症的发生。如图为BDNF基因的表达及调控过程:
(1)甲过程以__________为原料,需要__________酶的催化。若mRNA以图中DNA片段整条链为模板进行转录,测定发现mRNA中C占27.4%,G占22.8%,则DNA片段中T所占的比例为__________。乙过程发生的场所在__________上
(2)图2中tRNA的功能是__________,该tRNA上的氨基酸为__________。(AGC:丝氨酸;UCG:丝氨酸;GCU:丙氨酸;CGA:精氨酸。)
(3)由图1可知,miRNA - 195基因调控BDNF基因表达的机理是_________,从而使BDNF基因表达的mRNA无法与核糖体结合。精神分裂症患者与正常人相比,丙过程______(减弱/不变/增强)。
【答案】(1) 四种核糖核苷酸 RNA聚合 24.9% 核糖体
(2) 识别并转运氨基酸 丝氨酸
(3) miRNA-195与BDNF基因表达的mRNA形成局部双链结构 增强
【分析】基因的表达包括转录和翻译两个过程。转录是在细胞核内,以DNA一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程。 翻译是在核糖体中以mRNA为模板,按照碱基互补配对原则,以tRNA为转运工具、以细胞质里游离的氨基酸为原料合成蛋白质的过程。
【详解】(1) 甲过程是由BDNF基因指导RNA的合成,为转录过程,该过程需要RNA聚合酶的催化,该过程的产物是mRNA,因此该转录的原料是四种核糖核苷酸,若mRNA以图中DNA片段整条链为模板进行转录,测定发现mRNA中C占27.4%,G占22.8%,显然mRNA中C+G的含量为50.2%,该比例在mRNA中和与之互补的DNA的两条链中是恒等的 ,即DNA中C+G的含量也为50.2%,则 DNA分子中A+T=1-50.2%=49.8%,又因为在DNA分子中A和T的数量是相等,因此,该DNA片段中T所占的比例为49.8%÷2=24.9%。乙过程以mRNA为模板,正在合成多肽链,表示翻译过程,该过程的场所是核糖体。
(2) tRNA主要作用是在细胞翻译过程中起到识别密码子和转运氨基酸的功能。图2中tRNA上的反密码子的读取方向是由右向左(3'→5'),即为UCG,则其对应的密码子为AGC,根据密码子表可知,该密码子决定的氨基酸是丝氨酸,因此其所携带的氨基酸为丝氨酸。
(3)图中显示,miRNA-195基因转录出的miRNA-195与BDNF基因转录出的mRNA能够发生部分的碱基互补配对,因而阻止了相应的mRNA的翻译过程,即miRNA-195基因调控BDNF基因表达的机理是miRNA-195与BDNF基因表达的mRNA形成局部双链结构,从而使BDNF基因表达的mRNA无法与核糖体结合导致的。若BDNF基因表达受阻,则会导致精神分裂症的发病,因此,精神分裂症患者与正常人相比,丙过程增强。
10.(24-25高一下·辽宁县域重点高中·期末)遗传组成相似的雌性蜜蜂幼虫,若一直以蜂王浆为食将发育成蜂后,若以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。研究表明,蜂王浆导致幼虫DNA甲基化的减少,进而发育为蜂后。DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶,能使p62基因(与卵巢发育相关)启动子部位添加甲基基团,部分胞嘧啶加上活化的甲基被修饰为5´-甲基胞嘧啶,DNMT3蛋白的合成和作用过程如下图所示。回答下列问题:
(1)DNMT3基因的表达包括过程①和②,其中过程②称为______,物质a是______,其所携带的氨基酸是______(部分密码子及其对应的氨基酸:GGC—甘氨酸;CCG—脯氨酸;GCC—丙氨酸;CGG—精氨酸)。
(2)与DNMT3基因启动子部位结合的酶是______,若以β链为模板合成mRNA,则该酶在β链上的移动方向为______(填“左→右”“右→左”或“不确定”)。若DNMT3基因中,G占碱基总数的38%,其中一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的5%,则DNMT3基因中另一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的比例为______。
(3)DNMT3基因转录出的mRNA中(A+C)/(U+G)的值______(填“一定”或“不一定”)为1,原因是______。核糖体与成熟的mRNA结合,遇到mRNA中的______便开始过程②,最终得到有活性的DNMT3蛋白。
(4)蜂王浆中某些物质是决定蜜蜂幼虫发育成为蜂后的关键因素,请推测蜂王浆中的这些物质可能______(填“促进”或“抑制”)DNMT3蛋白活性,p62基因对蜜蜂幼虫卵巢发育起______(填“促进”或“抑制”)作用。p62基因甲基化与p62基因发生突变后都可能改变蜜蜂幼虫的性状,两种变异的主要区别是______。
【答案】(1) 翻译 tRNA 精氨酸
(2) RNA聚合酶 左→右 7%
(3) 不一定 mRNA是单链结构,四种碱基的数目没有规律(或双链中互补碱基数相等,单链中A+C的含量不一定等于U+G的含量) 起始密码子
(4) 抑制 促进 p62基因甲基化并不改变碱基的排列顺序,p62基因突变会改变碱基的排列顺序
【分析】DNA甲基化是指DNA序列上特定的碱基在DNA甲基转移酶的催化作用下添加.上甲基,虽然不改变DNA序列,但是导致相关基因转录沉默。DNA甲基化在细胞中普遍存在,对维持细胞的生长及代谢等是必需的。如果某DNA片段被甲基化,那么包含该片段的基因功能就会被抑制。DNA的甲基化是由DNA甲基化转移酶来控制的,如果让蜜蜂幼虫细胞中的这种酶失去作用,蜜蜂幼虫就会发育成蜂王,和喂它蜂王浆的效果是一样的。
【详解】(1)过程①表示转录,过程②是以RNA为模板合成蛋白质的过程,表示翻译,其中物质a是tRNA,具有转运氨基酸的作用。a上的反密码子为GCC,对应的密码子为CGG,对应的氨基酸为精氨酸。
(2)启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点,用于驱动基因的转录,即与DNMT3基因启动子部位结合的酶是RNA聚合酶,若以β链为模板,则该酶在β链上的移动方向为3´→5´(左→右),因为子链的延伸方向是若5´→3´。若DNMT3基因中,G占碱基总数的38%,则T占碱基总数的12%,其中一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的5%,那么另一条链中的T占该DNA分子全部碱基总数的比例为12%-5%=7%。
(3)mRNA是单链结构,四种碱基的数目没有规律(或双链中互补碱基数相等,单链中A+C的含量不一定等于U+G的含量),因此DNMT3基因转录出的mRNA中(A+C)/(U+G)的值不一定是1。当核糖体遇到mRNA中的起始密码子便开始翻译,最终得到有活性的DNMT3蛋白。
(4)DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶,能使p62基因启动子部位添加甲基基团,蜂王浆导致幼虫DNA甲基化的减少,因此蜂王浆中某些物质可能抑制DNMT3蛋白活性;蜂王浆导致幼虫p62基因甲基化减少,进而发育为蜂后,说明p62基因对蜜蜂幼虫卵巢发育起促进作用。p62基因甲基化与p62基因发生突变都可能改变蜜蜂幼虫的性状,二者的主要区别是p62基因甲基化属于表观遗传,并不改变碱基的排列顺序,p62基因突变会改变碱基的排列顺序。
11.(24-25高一下·四川广安·期末)正常成年人心肌细胞不能增殖,基因ARC在心肌细胞中特异性表达,抑制其凋亡以维持正常数量。细胞中某些基因转录形成的前体RNA经过加工过程会产生许多小RNA,如miR-223(链状)、HRCR(环状)等影响心肌细胞的数量。当心肌缺血、缺氧时,会引起miR-223基因过度表达,使凋亡抑制因子无法合成,最终导致心力衰竭。
(1)ARC基因和另两种基因的______不同使得3种基因具有特异性。过程①(转录)需要的原料是______,与基因ARC相比,过程①中特有的碱基配对方式是______。
(2)过程②(翻译)中,最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序______(填“相同”或“不同”)。若过程②合成的一条肽链共199个肽键,控制翻译该蛋白质分子的mRNA中A和U占35%,在不考虑终止密码子情况下,则控制转录该mRNA的基因中,C和G至少共有______个。
(3)若ARC基因中模板链的部分碱基序列为3'-TACAGAGAAG-5',则凋亡抑制因子中对应的部分氨基酸序列为______(已知密码子(5'→3')和对应的氨基酸如下:CUU-亮氨酸、CCU-丙氨酸、AAG-赖氨酸、UUC-苯丙氨酸、AUG-甲硫氨酸、UCU-丝氨酸、UAC-酪氨酸)。如果ARC基因突变,导致编码正常的凋亡抑制因子多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换,但未引起凋亡抑制因子中氨基酸序列的改变,其原因可能是______。
(4)科研人员认为,HRCR有望开发成为减缓心力衰竭的新药物,据图分析其依据是______。
【答案】(1) 碱基排列顺序(和数量) 四种核糖核苷酸 A-U
(2) 相同 780
(3) 甲硫氨酸-丝氨酸-丙氨酸 密码子具有简并性
(4)HRCR与miR-223碱基互补配对,抑制miR-223与ARC的mRNA结合,使得基因ARC的表达增加,凋亡抑制因子增多,抑制心肌细胞的凋亡
【分析】转录是指以DNA的一条链为模板,在RNA聚合酶的催化作用下,按照碱基互补配对原则(A-U、T-A、C-G、G-C)合成RNA的过程。 该过程主要发生在真核细胞的细胞核中(原核细胞的拟核区),产物包括mRNA(信使RNA)、tRNA(转运RNA)和rRNA(核糖体RNA)等。 翻译是指以mRNA为模板,在核糖体上,tRNA携带相应的氨基酸,按照mRNA上密码子的排列顺序,合成具有一定氨基酸序列的多肽链(蛋白质)的过程。
【详解】(1)基因的特异性是由基因的碱基排列顺序(数量)决定的,所以ARC基因和另两种基因的碱基排列顺序不同使得3种基因具有特异性。转录是合成RNA的过程,需要的原料是四种核糖核苷酸。基因ARC是DNA,转录时DNA中的碱基T与RNA中的碱基A配对,DNA中的碱基A与RNA中的碱基U配对,与基因ARC(DNA - DNA)相比,转录(DNA - RNA)中特有的碱基配对方式是A - U。
(2)过程②翻译是以同一条mRNA为模板,所以最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序相同。 一条肽链共199个肽键,则氨基酸数为199 + 1=200个,对应的mRNA上的碱基至少为200×3 = 600个。已知mRNA中A和U占35%,则C和G占1 - 35%=65%,mRNA中C和G的数量为600×65% = 390个。根据碱基互补配对原则,控制转录该mRNA的基因中,C和G至少共有390×2=780个。
(3)ARC基因中模板链的部分碱基序列为3'-TACAGAGAAG - 5',根据碱基互补配对原则,转录形成的mRNA的碱基序列为5'-AUGUCUCUUC - 3',对应的氨基酸序列为甲硫氨酸 - 丝氨酸 - 苯丙氨酸。由于密码子具有简并性,即一种氨基酸可能由多种密码子编码,所以ARC基因突变,导致编码正常的凋亡抑制因子多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换,但未引起凋亡抑制因子中氨基酸序列的改变。
(4)由图可知:HRCR与miR-223碱基互补配对,抑制miR-223与ARC的mRNA结合,使得基因ARC的表达增加,凋亡抑制因子增多,抑制心肌细胞的凋亡。所以HRCR有望开发成为减缓心力衰竭的新药物。
12.(24-25高一下·河北承德·期末)如表是某真核生物中某基因控制合成含74个氨基酸的肽链的过程,“…”代表省略的核苷酸或氨基酸序列。已知该基因中含有胸腺嘧啶脱氧核苷酸150个。请回答下列问题:
序号
31
32
33
247
248
249
250
251
252
253
254
255
...
基因
α链
A
T
G
...
T
C
T
A
G
C
T
A
G
...
β链
T
A
C
...
A
G
A
T
C
G
A
T
C
...
mRNA
...
A
U
G
…
U
C
U
A
G
C
U
A
G
...
肽链
甲硫氨酸
丝氨酸
丝氨酸
?
(1)该基因进行复制时,以DNA分子中的________(填“一”或“两”)条链为模板,合成子代DNA;第3次复制时需腺嘌呤脱氧核苷酸_________个。
(2)据表分析,该基因转录的模板链是_________链,催化该过程的酶是________,mRNA分子的延伸方向是_________。
(3)表中"?"所对应的密码子表示_________。在该基因翻译的过程中,起始密码子是________。绝大多数氨基酸像丝氨酸一样有几个密码子,该现象称为密码子的________。
(4)根据表格分析,mRNA上的碱基数与其指导合成的蛋白质中的氨基酸数不是恰好3:1的关系,而是大于3:1,其原因是________(答出2点)。表格中体现的遗传信息传递过程是________(用文字、字母和箭头表示)。
【答案】(1) 二 600
(2) β RNA聚合酶 从5'往3'
(3) 终止密码子 AUG 简并
(4) mRNA在转录出来以后还需要进行剪切,才进行翻译;此外,终止密码子不对应相应的氨基酸 DNA→mRNA→蛋白质
【分析】基因通常是有遗传效应的DNA片段,是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位,DNA和基因的基本组成单位都是脱氧核苷酸。基因在染色体上,且一条染色体含有多个基因,基因在染色体上呈线性排列。
【详解】(1)该基因进行复制时,以DNA分子中的二条链为模板, 由题意可知,该基因片段中含150个胸腺嘧啶脱氧核苷酸,因此互补的腺嘌呤为150个,第3次复制增加4个DNA分子,需要150 × 4= 600个腺嘌呤脱氧核苷酸。
(2)起始密码子为AUG,与表中基因片段β链上的碱基TAC互补,因此表中的基因片段在转录时以β链为模板合成mRNA。催化该过程的酶是RNA聚合酶,mRNA分子的延伸方向是从5'往3'。
(3)起始密码子为AUG,根据碱基互补配对原则,表中“?”所对应的密码子表示为终止密码子,绝大多数氨基酸像丝氨酸一样有几个密码子,该现象称为密码子的简并。
(4)根据表格分析,mRNA上的碱基数与其指导合成的蛋白质中的氨基酸数不是恰好3:1的关系,而是大于3:1,其原因是mRNA在转录出来以后还需要进行剪切,才进行翻译;此外,终止密码子不对应相应的氨基酸。表格中体现的遗传信息传递过程是DNA→mRNA→蛋白质。
地 城
考点03
中心法则
1.(24-25高一下·甘肃定西通渭县第三中学·期末)如图为中心法则图解,相关说法错误的是( )
A.揭示了遗传信息传递的一般规律
B.虚线表示原核生物遗传信息的流向
C.图中所示过程均涉及碱基互补配对
D.生命是物质、信息和能量的统一体
【答案】B
【详解】A、图中的内容是中心法则,揭示了遗传信息传递的一般规律,A正确;
B、虚线表示RNA复制和逆转录的过程,是RNA病毒在宿主细胞内的遗传信息的流向,B错误;
C、DNA复制、转录、翻译、RNA复制和逆转录过程中,均涉及碱基互补配对,C正确;
D、DNA和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,可见,生命是物质、能量和信息的统一体,D正确。
故选B。
2.(24-25高一下·江苏扬州江都区·期末)如图所示,中心法则揭示了遗传信息的传递方向。下列相关叙述正确的是( )
A.人体正常细胞能进行过程①~⑥
B.①②③过程均可在植物细胞核中进行
C.过程②和⑤所需的原料和酶都一样
D.图中所示过程均遵循碱基互补配对原则
【答案】D
【详解】A、过程①为DNA复制,过程②为转录,过程③为翻译,过程④为逆转录,过程⑤为RNA复制,过程⑥为翻译。 人体正常细胞能进行过程①DNA复制、②转录和③翻译,但④逆转录和⑤RNA复制一般发生在被病毒侵染的细胞中,正常人体细胞不能进行,A错误;
B、①为DNA的复制,②为转录,③为翻译,DNA复制、转录主要发生在细胞核中,翻译的场所为细胞质中的核糖体,B错误;
C、过程②转录所需的原料是核糖核苷酸,酶是RNA聚合酶;过程⑤RNA复制所需的原料也是核糖核苷酸,但酶是RNA复制酶,二者所需的酶不一样,C错误;
D、图中所示的①DNA复制、②转录、③翻译、④逆转录、⑤RNA复制过程都遵循碱基互补配对原则,通过碱基互补配对来保证遗传信息传递的准确性,D正确。
故选D。
3.(24-25高一下·江西九江第一中学·期末)丙肝病毒(HCV)是一种正链RNA(+RNA)病毒,主要侵染肝细胞,引发肝炎,其增殖过程如图所示。核苷酸类似物PSI797能够抑制HCV的增殖。下列说法错误的是( )
A.图示过程①②③中所涉及的碱基配对的方式相同
B.HCV的“+RNA”中含有编码氨基酸的密码子
C.过程①消耗的嘧啶核苷酸数和过程②消耗的嘧啶核苷酸数相等
D.核苷酸类似物PSI797可能通过抑制①或②达到治疗丙肝的目的
【答案】C
【详解】A、过程①(+RNA→-RNA)和②(-RNA→+RNA)均为RNA复制,碱基配对方式均为A-U、U-A、C-G、G-C,过程③(+RNA→蛋白质)涉及mRNA与tRNA的配对,碱基配对方式也为A-U、U-A、C-G、G-C,A正确;
B、HCV的“+RNA”可直接作为mRNA翻译蛋白质,因此含有编码氨基酸的密码子,B正确;
C、过程①是+RNA→-RNA,过程②是从-RNA→+RNA,+RNA和-RNA是互补的,过程①消耗的嘧啶核苷酸数与+RNA中的嘌呤互补,和过程②消耗的嘌呤核苷酸数(与-RNA中的嘧啶互补)相等,C错误;
D、核苷酸类似物PSI797可能通过抑制①或②从而抑制HCV增殖,从而达到治疗丙肝的目的,D正确。
故选C。
4.(24-25高一下·吉林吉林第一中学·期末)下列关于图甲、乙、丙的说法,正确的是( )
甲
乙
丙
A.图甲所示过程相当于图丙的⑥过程,需要解旋酶的催化
B.图乙为翻译,该过程涉及三种RNA的参与,图中物质②的右侧为3’端
C.图丙中⑦⑧所需原料相同
D.图丙中所有生理过程均有碱基互补配对,且⑤⑥的配对方式相同
【答案】B
【详解】A、图甲所示过程为转录,图丙的⑥过程也为转录,转录不需要解旋酶的催化,需要RNA聚合酶,A错误;
B、图乙所示过程为翻译,涉及三种RNA(mRNA作为模板,rRNA核糖体的组成成分之一,tRNA转运氨基酸)的参与,结合核糖体(③)上多肽链(④)的长短可知,翻译的方向从左到右,而翻译的方向为mRNA的5’→3’,因此②(mRNA)的右侧为3’端,B正确;
C、⑦为逆转录,所需原料为脱氧核苷酸,⑧为RNA复制,所需原料为核糖核苷酸,C错误;
D、图丙中所有生理过程(⑤为DNA复制,⑥为转录,⑦为逆转录,⑧为RNA复制,⑨为翻译)均有碱基互补配对,⑤(DNA复制)中存在的配对方式为A-T、T-A、G-C、C-G,⑥(转录)中存在的配对方式为A-U、T-A、G-C、C-G,配对的方式不完全相同,D错误。
故选B。
5.(24-25高一下·陕西西安西咸新区·期末)作为生物学的核心规律之一,中心法则反映了遗传信息的传递和表达规律。在如图所示的中心法则中虚线表示少数生物遗传信息的流向。下列有关说法错误的是( )
A.除部分病毒外,生物的遗传物质都是DNA
B.过程①保持了亲代和子代之间遗传信息的连续性
C.过程②和⑤所需要的原料相同
D.大肠杆菌细胞正常生命活动中可以进行①②③④⑤过程
【答案】D
【分析】中心法则:遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;遗传信息可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。
【详解】
A、除部分病毒外,生物的遗传物质都是DNA,A正确;
B、过程①为DNA复制,保持了亲代和子代之间遗传信息的连续性,B正确;
C、过程②(转录合成mRNA)和⑤(RNA的复制)所需要的模板和酶都不相同,但原料均为核糖核苷酸,C正确;
D、大肠杆菌细胞正常生命活动中可以进行①DNA复制、②转录、③翻译过程,不进行④逆转录和⑤RNA复制过程,D错误。
故选D。
6.(24-25高一下·辽宁沈阳·期末)艾滋病是一种危害极大的传染病,由艾滋病病毒引起。艾滋病病毒的遗传信息传递过程如图所示,①~⑤表示生理过程。下列叙述错误的是( )
A.过程①所需的酶是逆转录酶,过程②由艾滋病病毒提供原料
B.过程③表示DNA复制,进行过程④的场所是细胞核
C.过程④产生的mRNA可作为翻译的模板
D.过程⑤表示翻译过程,该过程需要3种RNA参与
【答案】A
【详解】A、艾滋病病毒为逆转录病毒,其遗传物质是单链 RNA,图中①过程为逆转录,该过程所需的酶是逆转录酶,②过程可看作DNA复制,且发生在宿主细胞中,即该过程的原料由宿主细胞提供,A错误;
B、过程③表示DNA复制,过程④表示转录,进行过程④的场所是细胞核,B正确;
C、过程④产生的mRNA可作为翻译的模板,翻译以mRNA作为模板合成多肽链,C正确;
D、过程⑤表示翻译过程,该过程需要3种RNA参与,mRNA作模板,tRNA搬运氨基酸,rRNA组成核糖体的成分,D正确。
故选A。
7.(24-25高一下·安徽芜湖·期末)如图所示为中心法则,下列相关叙述正确的是( )
A.虚线表示目前不太确定的遗传信息的流动方向
B.遗传信息流动过程中,DNA、RNA、蛋白质均是遗传信息的载体
C.c过程产生的蛋白质中的氨基酸排列顺序由rRNA决定
D.图中a、b、c、d、e过程均遵循碱基互补配对
【答案】D
【分析】中心法则包括DNA分子的复制、转录和翻译等过程,此外还包括RNA的复制和逆转录过程。
【详解】A、虚线(逆转录和RNA分子复制)表示少数生物(病毒)的遗传信息的流向,A错误;
B、DNA和RNA是遗传信息的载体,蛋白质不是,B错误;
C、c过程产生的蛋白质中的氨基酸排列顺序由mRNA决定,C错误;
D、DNA分子的复制、转录和翻译、RNA的复制和逆转录过程均遵循碱基互补配对,D正确。
故选D。
8.(24-25高一下·河北雄安新区雄安十校·期末)如图为中心法则示意图,下列相关叙述错误的是( )
A.HIV侵染细胞后可通过⑤→①→②→③过程来合成蛋白质
B.原核细胞和真核细胞中都可以发生过程①②③
C.与过程①相比,过程③中特有的碱基互补配对方式是A—U、U—A
D.②过程产生的三种RNA都可以携带遗传信息参与③过程
【答案】D
【详解】A、HIV属于逆转录病毒,先逆转录形成DNA,再复制形成DNA,并转录、翻译合成蛋白质,因此其遗传信息传递与表达的途径为⑤→①→②→③,A正确;
B、原核细胞和真核细胞都能发生DNA的复制(①),转录(②)和翻译(③),B正确;
C、与过程①(DNA复制)的碱基互补配对方式有A-T、G-C,③翻译中特有的碱基配对方式分别是“A-U”和“U-A”,C正确;
D、②过程产生三种RNA的功能不同,mRNA可携带遗传信息,tRNA和rRNA不携带遗传信息,D错误。
故选D。
9.(24-25高一下·江苏宿迁泗阳县·期末)丙型肝炎是由病毒HCV感染肝细胞所致,侵染过程如下图所示。丙肝治疗药“索磷布韦”能被HCV的RNA聚合酶识别,并掺入到新合成的RNA链中,阻断RNA链的延长。下列叙述正确的是( )
A.NS5B是一种逆转录酶
B.索磷布韦可能是一种脱氧核糖核苷酸类似物
C.+RNA与-RNA均可以作为HCV的遗传物质
D.该病毒增殖时,遗传信息的流动方向为+RNA→-RNA→+RNA、+RNA→蛋白质
【答案】D
【详解】A、由图可知,NS5B催化①②过程,①②过程表示RNA复制,因此NS5B是一种RNA聚合酶,A错误;
B、索磷布韦能被HCV的RNA聚合酶识别,并掺入到新合成的RNA链中,推测其可能是一种核糖核苷酸类似物,B错误;
C、由图可知,HCV的遗传物质是+RNA,−RNA-是与+RNA碱基互补配对的,不能作为遗传物质,C错误;
D、由图可知,该病毒增殖时,遗传信息的流动方向为+RNA→-RNA→+RNA、+RNA→蛋白质,D正确。
故选D。
10.(24-25高一下·安徽黄山·期末)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;随着研究的不断深入,科学家对中心法则作出了补充,如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.能完成过程①的生物不一定都有细胞核
B.图中过程①②③④⑤都需要遵循碱基互补配对原则
C.过程③为逆转录,能进行RNA自我复制的病毒不能完成该过程
D.所有真核细胞和原核细胞内都能完成过程①②⑤
【答案】D
【详解】A、真核生物才有细胞核,过程①是DNA的复制,以DNA为遗传物质的生物有真核生物、原核生物、DNA病毒,都能完成过程①,并不是有细胞核的生物才能进行,A正确;
B、图中过程①②③④⑤这些过程的进行,都需要遵循碱基互补配对原则,B正确;
C、过程③为逆转录,是逆转录病毒以自身RNA为模板合成DNA的过程,RNA复制病毒可以进行RNA复制,但不进行逆转录,C正确;
D、①为DNA复制,②为转录,⑤为翻译,不是所有的真核细胞和原核细胞内都能完成过程①②⑤,如哺乳动物成熟红细胞,不含细胞核和细胞器,无法进行①②⑤过程;成熟植物细胞失去增殖能力,不进行①,D错误。
故选D。
11.(24-25高一下·河南三门峡·期末)下图为中心法则示意图。下列关于中心法则、基因与性状的叙述正确的是( )
A.病毒的遗传信息都会沿着④或⑤流动
B.除了③过程外,其他4个过程所需原料相同
C.生物体中,一个基因决定一种性状,一种性状由一个基因决定
D.同一植株不同部位的叶子形态不同,但是其基因一般相同
【答案】D
【详解】A、图中的①~⑤表示的过程分别是DNA的复制、转录、翻译、逆转录和RNA的复制,只有部分病毒(RNA病毒)的遗传信息可以沿着④或⑤流动,A错误;
B、③是翻译过程,该过程的原料是氨基酸,而①和④的原料是脱氧核苷酸,②和⑤的原料是核糖核苷酸,B错误;
C、生物体中,基因与性状的关系不是简单的一一对应关系,一个性状可以受多个基因的影响,一个基因也可以影响多个性状,生物体的性状也不完全是由基因决定的,环境对性状也有着重要影响,C错误;
D、同一植株不同部位的叶子形态不同,这可能是受环境作用的影响,在不考虑基因突变的情况下,同一植株不同部位的细胞源于同一个受精卵的分裂分化,所以基因一般相同,D正确。
故选D。
12.(24-25高一下·河北枣强中学·期末)下列有关中心法则的叙述,正确的是( )
A.HIV病毒可在病毒内自主合成逆转录酶
B.正常人体细胞中的RNA来源于过程②和③
C.②与③过程相比,特有的碱基配对方式是T-A
D.神经细胞中发生的遗传信息的传递过程有①②③
【答案】C
【详解】A、病毒没有细胞结构,不能独立进行生命活动,必须寄生在活细胞中,因此HIV病毒不能在病毒内自主合成逆转录酶,需在宿主细胞合成,A错误;
B、正常人体细胞中的 RNA 来源于过程②即转录,B错误;
C、图中②表示转录过程,其碱基互补配对方式为A-U、T-A、C-G、G-C,③表示翻译过程,其碱基互补配对方式为A-U、U-A、C-G、G-C,因此,与③相比②过程特有的碱基配对方式是T-A,C正确;
D、神经细胞是高度分化的细胞,不再进行细胞分裂,因此细胞中核DNA不再进行DNA复制,能进行转录和翻译,即图中②③过程,D错误。
故选C。
13.(24-25高一下·云南红河州、文山州·期末)中心法则揭示了遗传信息传递的规律,下列相关叙述错误的是( )
A.过程①与过程③所需的模板、原料和酶相同
B.过程⑤所需要的RNA不一定由过程②合成
C.遵循碱基互补配对原则的过程有①②③④⑤
D.过程⑤中可有多个核糖体同时合成多条肽链
【答案】A
【分析】题图分析:①是DNA复制,②是转录,③是逆转录,④是RNA复制,⑤是翻译。
【详解】A、过程①为DNA复制,过程③为逆转录过程,二者的产物均为DNA,因此这两个过程需要的原料是相同的,但所需的模板和酶不同,A错误;
B、过程⑤为翻译,该过程所需要的RNA不一定由过程②转录合成,也可由过程④合成,B正确;
C、①是DNA复制,②是转录,③是逆转录,④是RNA复制,⑤是翻译,以上过程中均涉及碱基互补配对原则,C正确;
D、⑤是翻译,发生在核糖体上,该过程可有多个核糖体同时合成多条肽链,进而提高了蛋白质合成的效率,D正确。
故选A。
14.(24-25高一下·山西临汾部分学校·期末)不同的抗生素常通过作用于微生物遗传信息传递的不同环节从而发挥抗菌作用,不同抗生素的主要机理如下:
甲硝唑:与DNA结合并破坏其结构,如引起DNA链断裂。
利福平:与RNA聚合酶的β亚基结合,抑制其发挥功能。
四环素:阻止携带氨基酸的tRNA进入核糖体中。
克拉霉素:与核糖体结合,阻断肽链的延伸通道。
下列相关说法正确的是( )
A.甲硝唑仅通过影响①过程而发挥抑菌作用
B.利福平主要通过影响④过程而发挥抑菌作用
C.四环素主要通过影响②过程而发挥抑菌作用
D.克拉霉素主要通过影响③过程而发挥抑菌作用
【答案】D
【分析】图中①是DNA复制过程,②是转录过程,③是翻译过程,④是RNA复制过程,⑤是逆转录过程。
【详解】A、DNA复制和转录都是以DNA为模板,甲硝唑能与DNA结合并破坏其结构,所以可通过影响①(DNA复制)、②(转录)过程发挥作用,A错误;
B、RNA聚合酶参与转录过程,利福平可以与RNA聚合酶的β亚基结合,主要通过影响②(转录)过程而发挥抑菌作用,B错误;
C、核糖体参与翻译过程,四环素阻止携带氨基酸的tRNA进入核糖体中,克拉霉素与核糖体结合,阻断肽链的延伸通道,四环素和克拉霉素主要通过影响③(翻译)过程而发挥抑菌作用,C错误;
D、克拉霉素能与核糖体结合,阻断肽链的延伸通道,主要通过影响③(翻译)过程而发挥抑菌作用,D正确。
故选D。
15.(24-25高一下·河北唐山·期末)甲型流感病毒(IAV)是单链RNA病毒,进入人体细胞后遗传信息的传递过程如下图。下列叙述正确的是( )
A.IAV的基因是有遗传效应的DNA片段
B.IAV的增殖过程中会发生A-T碱基配对
C.催化①②过程的酶可作为药物研发靶点
D.③过程发生在甲型流感病毒的核糖体上
【答案】C
【详解】A、甲型流感病毒(IAV)是单链RNA病毒,基因是有遗传效应的RNA片段,A错误;
B、IAV的增殖过程中涉及RNA复制和翻译过程,会发生A-U碱基配对,B错误;
C、①②为RNA复制过程,需要相应的酶催化,若利用催化①②过程的酶作为药物研发靶点,则可以抑制病毒的增殖,C正确;
D、病毒无细胞结构,没有核糖体,D错误。
故选C。
16.(24-25高一下·江西南昌青山湖区江西科技学院附属中学·期末)下图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程,有关叙述错误的是( )
A.真核细胞核基因的②③过程能同时发生
B.参与③过程的RNA有3种,此过程中同一种氨基酸可以由一种或多种tRNA来转运
C.能发生A-U和U-A碱基互补配对的过程只有④
D.HIV侵入宿主细胞后,能够进行的过程有⑤①②③
【答案】AC
【详解】A、②是遗传信息的转录过程,③是翻译过程,真核细胞的核基因②③过程不能同时发生,先在细胞核进行②转录,然后再在细胞质中进行③翻译,A错误;
B、③是翻译过程,参与翻译过程的RNA有tRNA、rRNA和mRNA共三种,由于一种氨基酸可能有一种或几种密码子,所以在③过程中同一种氨基酸可以由一种或多种tRNA来转运,B正确;
C、转录、翻译、RNA复制过程都能发生A-U配对,翻译过程、RNA复制过程、逆转录过程可发生U-A配对,所以图中能发生A-U和U-A碱基互补配对的过程有③翻译、④RNA复制,C错误;
D、HIV属于逆转录病毒,在宿主细胞中遗传信息流动的过程有⑤逆转录、①DNA复制、②转录和③翻译,D正确。
故选AC。
17.(24-25高一下·吉林“BEST合作体”·期末)关于图甲、乙、丙的说法,正确的是( )
A.图甲所示过程相当于图丙的⑥过程,在真核细胞中,该过程主要发生于细胞核中
B.若图甲的①中A占23%、U占25%,则对应DNA片段中A占48%
C.图乙所示过程相当于图丙的⑨过程,所需原料是氨基酸
D.正常情况下,人的神经细胞中不会发生的仅是图丙中的⑦⑧过程
【答案】AC
【详解】A、图甲表示转录,遗传信息从DNA流向RNA,相当于图丙中的⑥过程,在真核细胞中,转录主要发生在细胞核中,A正确;
B、若图甲的①mRNA中A占23%、U占25%,则对应DNA片段单链中A+T占23%+25%=48%,则DNA片段(双链)中A+T也占48%,双链中A=T,因此,DNA片段中A占24%,B错误;
C、图乙所示过程为翻译,对应图丙⑨过程,翻译是以mRNA为模板合成蛋白质(多肽)的过程,所需原料是氨基酸,C正确;
D、人的神经细胞属于高度分化的细胞,正常情况下,人的神经细胞中不会发生⑤DNA复制以及⑦⑧过程,D错误。
故选AC。
18.(24-25高一下·河北廊坊等2地·期末)如图表示麻疹病毒、新型冠状病毒、艾滋病病毒的增殖过程。下列叙述错误的是( )
A.麻疹病毒的RNA复制和相关蛋白质合成过程中碱基配对方式不完全相同
B.新型冠状病毒的RNA分子进行两次复制才能得到与亲代相同的RNA
C.艾滋病病毒只要RNA分子进入细胞就可以利用寄主细胞内的物质进行增殖
D.三种病毒的增殖过程体现了生命是物质、能量和信息的统一体
【答案】AC
【详解】A、由图可知,麻疹病毒是RNA复制病毒,RNA合成时“病毒RNA”和“互补RNA”发生碱基配对,蛋白质合成时“互补RNA”作为信使RNA和tRNA发生碱基配对,两过程都是RNA和RNA进行碱基配对,碱基配对方式都是A-U,U-A,G-C,C-G,A错误;
B、麻疹病毒和新型冠状病毒都是进行两次复制才能得到子代的“病毒RNA”,第一次复制“病毒RNA”→“互补RNA”,第二次复制“互补RNA”→“病毒RNA”,B正确;
C、据图可知,艾滋病病毒只有当“病毒RNA”和逆转录酶同时进入宿主细胞才可增殖,C错误;
D、三种病毒的增殖过程均涉及复制、翻译、组装、成熟等过程,体现了生命是物质、能量和信息的统一体,D正确。
故选AC。
19.(24-25高一下·江苏部分高中·期末)克里克提出中心法则后,科学家对中心法则作出了补充(如图),下列有关叙述错误的有( )
A.烟草花叶病毒的遗传信息的流向包括了②④⑤
B.克里克破译了过程①中的第一个密码子
C.证明过程③方式的实验采用了放射性同位素标记法
D.过程②的进行需要逆转录酶的参与
【答案】ABC
【分析】中心法则描述了遗传信息在生物体内的传递规律。DNA 可以通过复制将遗传信息传递给子代 DNA,也可以通过转录将遗传信息传递给 RNA,RNA 再通过翻译形成蛋白质。
题图分析,图中①表示转录过程,②表示逆转录过程,③表示DNA复制过程,④表示RNA复制,⑤表示翻译过程。
【详解】A、图中①表示转录,②表示逆转录,③表示DNA复制,④表示RNA复制,⑤表示翻译。烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,其遗传信息的流向包括了④、⑤,A错误;
B、尼伦伯格破译了过程⑤中的第一个密码子,即编码苯丙氨酸的UUU,B错误;
C、证明过程③方式(DNA半保留复制)的实验采用的同位素是15N,15N是稳定同位素,没有放射性,C错误;
D、过程②是逆转录过程,需要逆转录酶的催化,D正确。
故选ABC。
20.(24-25高一下·江苏南京·期末)防御相关逆转录酶(DRT)系统在细菌抵抗噬菌体侵染方面发挥着重要作用,科研人员最新解析了肺炎克雷伯菌的DRT2系统抵御T5噬菌体侵染的机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A.图示遗传信息的传递过程,均沿模板链的3´端→5´端
B.抑制细菌生长会影响噬菌体从细菌中获取氨基酸、核苷酸和能量等
C.②和④均涉及转录和翻译过程
D.图示过程包含了中心法则的所有内容
【答案】AD
【分析】中心法则:(1)遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;(2)遗传信息可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。
【详解】A、②和④均包括转录和翻译过程,翻译过程中,翻译的方向是从mRNA的5'端→3'端,A错误;
B、噬菌体是一种病毒,细菌寄生在细菌中,增殖过程中会从细菌中获取相应的氨基酸、核苷酸、能量等,B正确;
C、②和④均包括转录和翻译过程,C正确;
D、①为转录过程,②为转录和翻译过程,③为以DNA一条链为模板合成互补DNA链过程,④为转录和翻译过程,⑤为Neo蛋白发挥作用,未包含中心法则的所有内容,还缺少RNA的自我复制,D错误。
故选AD。
21.(24-25高一下·湖南长沙长郡中学·期末)抗菌药物是治疗感染性疾病的药物,表中是几种抗菌药物的抗菌机理,请结合中心法则的图解,回答相关问题。
抗菌药物
抗菌机理
青霉素
抑制细菌细胞壁的合成
环丙沙星
抑制细菌DNA解旋酶的活性
红霉素
能与细菌细胞中的核糖体结合
利福平
抑制结核分枝杆菌的RNA聚合酶的活性
(1)研究者尝试通过抑制图中a过程治疗用眼卫生不良引起的感染性疾病,建议使用的药物是_______。
(2)红霉素会抑制图中的_____(填字母)过程,该过程需要的运输工具是______。
(3)对病毒感染的治疗_____(填“可以”或“不可以”)使用青霉素,理由是_______。
(4)很多结核类疾病的治疗会使用利福平,请说明其可能的杀菌机制:_______。
【答案】(1)环丙沙星
(2) d tRNA
(3) 不可以 青霉素抑制细菌细胞壁的合成,而病毒没有细胞结构
(4)利福平很可能抑制了结核分枝杆菌的转录过程,导致其无法合成蛋白质,从而起到了抑菌的效果
【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质,所有已知的生命,都利用基因表达来合成生命的大分子。转录过程由RNA聚合酶(RNAP)进行,以DNA为模板,产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动,留下新合成的RNA链。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所在核糖体。
【详解】(1)图中a过程是DNA的复制,抑制该过程建议使用的药物是环丙沙星,因为该药可以抑制细菌DNA解旋酶的活性,从而抑制DNA的复制。
(2)红霉素能与细菌细胞中的核糖体结合,而核糖体是翻译的场所,所以红霉素会抑制图中的d(翻译)过程,翻译过程中tRNA作为运输氨基酸的工具。
(3)治疗流感不可以使用青霉素,理由是青霉素可抑制细菌细胞壁的合成,对细菌感染有治疗作用,而流感是由病毒感染引起的,病毒没有细胞结构,所以使用青霉素无效。
(4)利福平能抑制结核分枝杆菌的RNA聚合酶活性,RNA聚合酶是转录时需要的酶,故使用利福平能抑制结核分枝杆菌的转录过程,从而抑制基因的表达使其无法合成蛋白质,进而起到抑菌的效果。
22.(24-25高一下·辽宁鞍山·期末)下图表示原核细胞中遗传信息传递的部分过程。请据图回答问题:
(1)转录过程中,以_______(填“①”“②”“③”或“④”)为模板,在_______酶催化作用下由_______种游离的核糖核苷酸依次连接形成RNA。
(2)能特异性识别密码子的物质是_______。
(3)图中涉及的遗传信息传递方向为_______(以流程图的形式表示)。
(4)为保证遗传信息传递的准确性,遗传信息的读取必须按mRNA的5’→3'的方向。某DNA片段碱基序列如下图所示,以b链为模板链合成肽链的序列为:________。
(可能用到的密码子:精氨酸—CGA;丝氨酸—AGC、UCG;丙氨酸—GCU;甲硫氨酸(起始)—AUG;终止密码—UAA、UAG)
【答案】(1) ③ RNA聚合 4
(2)tRNA
(3)DNARNA蛋白质
(4)甲硫氨酸-精氨酸-丝氨酸
【分析】转录的条件:模板(DNA的一条链)、原料(4种游离的核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)、能量(ATP);翻译的条件:模板(mRNA),原料(21种氨基酸)、能量(ATP)、搬运工(tRNA)、多种酶的催化等。
【详解】(1)据图判断,③为基因的模板链,以③链为模板在② RNA 聚合酶催化作用下合成 RNA 的过程为转录,原料是4种游离的核糖核苷酸。
(2)能特异性识别密码子的物质是 tRNA ,tRNA 上反密码子与 mRNA 上密码子进行碱基互补配对,在翻译过程中, tRNA 可转运氨基酸到相应位置与氨基酸脱水缩合形成肽链。
(3)图中涉及的遗传信息传递方向为:DNARNA蛋白质。
(4)以b链为模板链转录的mRNA序列为5’—AUGCGAUCGUAG—3’,甲硫氨酸(起始)-AUG;精氨酸-CGA;丝氨酸-AGC、UCG;终止密码-UAA、UAG,所以合成的肽链的序列为甲硫氨酸-精氨酸-丝氨酸。
23.(24-25高一下·内蒙古锡林郭勒盟第二中学·期末)R环结构包含2条DNA链、1条RNA链,即转录形成的mRNA分子与模板链结合难以分离,形成RNA-DNA杂交体
(1)图甲过程可能发生于以下哪些部位______。
a.神经细胞的细胞核中 b.骨髓造血干细胞的细胞核中 c.大肠杆菌的拟核中
(2)图甲过程③中,核糖体移动方向为______(“从左到右”或“从右到左”),和过程①相比,过程③特有的碱基配对方式为______;若过程③合成的蛋白质由60个氨基酸构成,则控制合成该蛋白质的基因至少含______个碱基对。
(3)图甲中的过程①、②、③分别对应图乙中的过程______(用图乙中字母表示)。
(4)过程③的所示结构的意义是:______。
(5)图甲中酶A、酶B、酶C分别是_________、_________、______。
【答案】(1)c
(2) 从右到左 A-U、U-A 180
(3)a、b、c
(4)少量的mRNA迅速合成大量的蛋白质
(5) DNA聚合酶 解旋酶 RNA聚合酶
【分析】分析题图可知,图甲左侧形成两个子代DNA分子,完成DNA复制,右侧显示的是基因的表达,且转录和翻译同时进行,图中酶A表示DNA聚合酶,酶B表示解旋酶;酶C表示RNA聚合酶;过程①是DNA复制,过程②是转录,过程③是翻译;图乙中a表示DNA复制,b表示转录,c表示翻译,d表示RNA复制,e表示逆转录。
【详解】(1)a.神经细胞是高度分化的细胞,不能进行细胞分裂,即细胞内DNA不复制,a错误;
b.骨髓造血干细胞属于真核细胞,细胞核内先转录,然后在细胞质内发生翻译,不是同时发生的,图甲显示的转录和翻译是边转录边翻译,b错误;
c.大肠杆菌是原核细胞,可以进行DNA复制,也能发生转录和翻译过程,且转录和翻译可以同时进行,c正确。
故选c。
(2)图甲中核糖体的移动方向为从右向左,判断依据是多肽链的长短,长的翻译在前,短的翻译在后。过程①是DNA的复制,碱基的配对方式是A-T、T-A、G-C,C-G。过程③是翻译,碱基配对是G-C、C-G、A-U、U-A,可见过程③特有的碱基配对方式为A-U、U-A。基因表达过程中,蛋白质中氨基酸的数目=参加转运的tRNA数目=1/3mRNA的碱基数目=1/6基因中的碱基数。若③过程合成的蛋白质由60个氨基酸构成,则控制合成该蛋白质的基因至少含60×3=180个碱基对。
(3) 图乙中 a是DNA复制,b是转录,c是翻译,d是RNA复制,e是逆转录,图甲中①、②、③分别DNA复制、转录、翻译,因而分别对应图乙中的a、b、c。
(4)过程③是翻译,有多个核糖体结合在同一个mRNA上,其意义是利用少量的mRNA迅速合成大量的蛋白质,提高了蛋白质合成的效率。
(5) 图甲中①是DNA复制,酶A、酶B分别是DNA聚合酶、解旋酶。过程②是转录,酶C是RNA聚合酶。
24.(24-25高一下·湖南长沙一中·期末)新冠病毒包膜表面的S-刺突糖蛋白被宿主细胞表面的受体识别,然后病毒包膜与宿主细胞膜融合,病毒核衣壳蛋白和核酸一起进入宿主细胞,完成感染过程。新冠病毒是一种单股正链(+RNA)病毒,以+RNA为模板翻译出RNA复制酶,该酶可以使病毒的核酸在宿主细胞内大量复制,形成全长的—RNA和大小不等的—RNA,再以—RNA为模板合成大量的+RNA。
(1)该病毒侵入宿主细胞后,最先进行______(填“复制”“转录”或“翻译”)过程。
(2)写出上述新冠病毒增殖过程中遗传信息的传递途径(标明+RNA或—RNA以及发生的过程):________、________。
(3)用35S标记的新冠病毒侵染未被标记的宿主细胞,假设宿主细胞没有裂解,且所有病毒都已侵染,那么最后检测到________(填“沉淀物”“上清液”或“沉淀物和上清液”)存在放射性。
(4)阿兹夫定是针对新冠病毒的一种特效药,其能特异性作用于RNA复制酶,阻断病毒RNA的复制。HIV同样是RNA病毒,阿兹夫定_______(填“可以”或“不可以”)用于艾滋病治疗,并说明原因:________________。
【答案】(1)翻译
(2) +RNA-RNA+RNA +RNA蛋白质
(3)沉淀物
(4) 不可以 阿兹夫定能特异性作用于RNA复制酶,但HIV是逆转录病毒,其繁殖过程不会涉及RNA复制过程
【分析】新冠病毒是一种单股正链(+RNA)病毒,以+RNA为模板翻译出RNA复制酶,该酶可以使病毒的核酸(+RNA)在宿主细胞内大量复制,形成全长的-RNA和大小不等的-RNA,再以-RNA为模板合成大量的+RNA。
【详解】(1)新冠病毒是一种单股正链(+RNA)病毒,由题图可知,该病毒侵入宿主细胞后,最先以+RNA为模板翻译出RNA复制酶。
(2)新冠病毒增殖过程中(包括遗传物质的复制和以+RNA为模板进行的蛋白质的合成),因此遗传信息的传递途径有+RNA-RNA+RNA,+RNA蛋白质。
(3)由于新型冠状病毒侵染宿主细胞时,病毒核衣壳蛋白和核酸通过胞吞作用一起进入宿主细胞,所以仅沉淀物中含放射性。
(4)阿兹夫定能特异性作用于RNA复制酶,但HIV是逆转录病毒,其繁殖过程不会涉及RNA复制过程,阿兹夫定不可以用于艾滋病治疗。
25.(24-25高一下·福建福州福清·期末)如图是遗传信息在生物大分子间传递的示意图。图中字母表示物质,编号表示过程。
(1)图中结构X是__________,可被碱性染料醋酸洋红或龙胆紫染成深色。
(2)真核生物中过程②发生的主要场所是__________,需要的原料是__________。
(3)过程④的名称是__________。
(4)如果过程①中出现差错,导致A分子上某基因的一个碱基对被替换,但产生的C没有发生改变,其原因可能是__________。
A.多种氨基酸可以由一种密码子编码
B.不同的密码子可能决定同一种氨基酸
C.过程①②⑤所需要的酶没有发生变化
D.A序列的改变不可能影响C的序列
(5)请写出植物成熟的叶肉细胞的遗传信息的传递过程:__________。
【答案】(1)染色体
(2) 细胞核 核糖核苷酸
(3)逆转录
(4)B
(5)DNA→RNA→蛋白质(或转录和翻译)
【分析】1、据图分析,图示表示遗传信息在生物大分子间的传递规律,其中结构X是染色体,其组成成分为DNA和蛋白质;A是DNA分子,具有双螺旋结构;B是mRNA分子,为单链结构;C是蛋白质分子;①表示DNA的复制过程;②表示转录过程;③表示RNA复制过程;④表示逆转录过程;⑤表示翻译过程。
2、细胞核内的染色体易被碱性染料(如甲紫溶液、醋酸洋红液)染色。
【详解】(1)图示表示遗传信息在生物大分子间的传递规律,图中结构X为染色体,其可被碱性染料甲紫溶液或醋酸洋红溶液染成深色。
(2)图中②表示转录过程,发生的主要场所是细胞核,需要的原料是核糖核苷酸。
(3)④表示逆转录过程。
(4)A、一种密码子只能编码一种氨基酸或不编码氨基酸,A错误;
B、A是DNA分子,具有双螺旋结构;B是mRNA分子,为单链结构;C是蛋白质分子;①表示DNA的复制过程,若该过程出现了差错,导致A(DNA)分子上某基因的一个碱基对被替换,则转录形成的密码子也发生了改变,但由于不同的密码子可以决定同一种氨基酸,即密码子具有简并性,因此产生的C(蛋白质)可能没有改变,B正确;
C、①表示DNA的复制过程;②表示转录过程;⑤表示翻译过程;在过程①②⑤所需要的酶并没有发生改变,与过程①出现差错无关,C错误;
D、A(DNA)序列的改变会导致形成的mRNA上的密码子发生改变,进而可能导致C(蛋白质)的氨基酸序列发生改变,D错误。
故选B。
(5)植物成熟的叶肉细胞的遗传信息的传递过程为:DNA→RNA→蛋白质(或转录和翻译)。
26.(24-25高一下·山西吕梁·期末)自然界形形色色的生物体内遗传信息的流动遵循中心法则。请据图回答下列问题:
(1)人体细胞中a过程发生的场所是______。
(2)b表示的过程是______该过程所需的酶是______,与______(填字母)过程所需原料相同。
(3)人体造血干细胞和神经细胞均会出现的遗传信息流动有______(填字母)。
(4)在遗传信息的流动过程中,DNA、RNA是信息的载体,蛋白质是信息表达的产物,而______为信息的流动提供能量,可见生命是物质、能量和信息的统一体。
【答案】(1)细胞核(主要)、线粒体
(2) 转录 RNA聚合酶 d
(3)b、c
(4)ATP
【分析】图解分析:图中a表示DNA自我复制,b表示转录,c表示翻译,d表示RNA自我复制,e表示逆转录。
【详解】(1)图中a表示DNA自我复制,在人体细胞中主要发生在细胞核中,此外线粒体中也会发生。
(2)b表示转录,该过程需要RNA聚合酶的催化,该过程所需的原料是核糖核苷酸,产物是RNA,该过程与d过程的产物相同,都是RNA。
(3)人体造血干细胞具有增殖能力,因而细胞中会发生DNA复制、转录和翻译过程,而神经细胞为高度分化的细胞,不再具有分裂能力,因此该细胞中发生的生理过程为转录和翻译,可见,人体造血干细胞和神经细胞均会出现的遗传信息流动有b、c。
(4)在遗传信息的流动过程中,DNA、RNA是信息的载体,蛋白质是信息表达的产物,而ATP为信息的流动提供能量,可见,生命是物质、能量和信息的统一体。
27.(24-25高一下·江苏盐城·期末)病毒a、病毒b、病毒c是三种不同的RNA病毒,它们在细胞内的增殖过程分别如下图1、图2、图3所示。
(1)图1形成病毒过程中,+RNA的作用有_______和_______。
(2)若图1中病毒a的+RNA中有7000个碱基,其中有1000个A和2000个U,若以该+RNA为模板合成一条子代+RNA共消耗胞嘧啶核糖核苷酸_______个。
(3)若由于图2病毒b的-RNA中一个碱基发生替换,而导致合成的肽链中第6位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG),则该-RNA碱基的替换情况是_______。RNA病毒易发生变异的原因是______。
(4)图3中①和②过程所需的酶分别是_______、______。
(5)图3①②③过程中需要tRNA参与的是______;与③过程相比①过程特有的碱基互补配对方式是_______。
(6)图3中核酸完全水解,共产生_______种产物。
【答案】(1) 参与病毒的组成(或作为病毒的遗传物质、作为RNA复制的模板) 作为翻译衣壳蛋白的模板(两空答案不分先后)
(2)4000
(3) A→G RNA是单链,不稳定
(4) 逆转录酶 RNA聚合酶
(5) ③ A-T(T-A)
(6)8/八
【分析】中心法则包括DNA复制、转录、翻译、逆转录、RNA复制。图1和图2是RNA复制型病毒,图3是逆转录型病毒。
【详解】(1)图1形成病毒过程中,+RNA的作用:作为病毒的遗传物质;直接作为翻译病毒专一衣壳蛋白的模板。
(2)若图1中病毒a的+RNA中有7000个碱基,其中有1000个A和2000个U,则C和G共有4000个,若以该+RNA为模板合成一条子代+RNA,需要先以该+RNA为模板合成一条-RNA(消耗的C的数量与+RNA中的G相等),再以-RNA为模板合成一条+RNA(消耗的C的数量与+RNA中的C相等),因此,共消耗胞嘧啶核糖核苷酸4000个。
(3)氨基酸由+RNA上的密码子决定。图2病毒b的-RNA中只有一个碱基发生替换,导致合成的肽链中第6位氨基酸由异亮氨酸变成苏氨酸,由异亮氨酸和苏氨酸的密码子可知,+RNA的碱基的替换情况为U→C,因此,该-RNA碱基的替换情况是A→G。RNA病毒易发生变异的原因是:RNA是单链,不稳定。
(4)图3中①过程表示逆转录,需要逆转录酶;②过程表示转录,需要RNA聚合酶。
(5)图3中①过程表示逆转录,②过程表示转录,③过程表示翻译。tRNA在翻译过程中转运氨基酸,因此,图3①②③过程中需要tRNA参与的是③。①过程是以RNA为模板合成DNA(U=A,A=T,C=G),③过程是mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子进行碱基互补配对(A=U,C=G),与③过程相比,①过程特有的碱基互补配对方式为A-T。
(6)图3中核酸包括DNA和RNA,其彻底水解后,会形成磷酸、核糖、脱氧核糖、A、T、C、G、U共8种产物。
28.(24-25高一下·河南天立教育·期末)基因指导蛋白质合成的过程较为复杂,有关信息如图。图Ⅱ中的甘、天、色、丙表示甘氨酸、天冬氨酸、色氨酸和丙氨酸;图Ⅲ为中心法则图解,a~e为生理过程。请据图分析回答:
(1)图Ⅰ中表示的过程发生于__________(填“原核细胞”或“真核细胞”)。图中有两个核糖体参与,当图示的过程完全完成后,两个核糖体上合成的物质__________(填“相同”或“不同”)。
(2)图Ⅱ所示的过程是__________,该过程发生的方向是__________(填“从左到右”或“从右向左”)。
(3)正常人体细胞中,主要发生于细胞核中的过程是图Ⅲ所示的__________(填字母,下同),当人体细胞感染了艾滋病病毒后才会发生的过程是__________。
(4)图Ⅲ中的a过程所需的酶是__________,e过程所需的原料是__________。
【答案】(1) 原核细胞 相同
(2) 翻译 从左向右
(3) a、b c
(4) 解旋酶、DNA聚合酶 氨基酸
【分析】题图分析:图Ⅰ中既有转录也有翻译,转录和翻译同时发生,推测可能发生在原核生物体内;图Ⅱ表示翻译过程,a表示多肽,b表示核糖体,c表示tRNA,d表示mRNA;图Ⅲ表示中心法则,a表示DNA复制,b表示转录,c表示逆转录,d表示RNA复制,e表示翻译。
【详解】(1)图Ⅰ中既有转录也有翻译,所以表示的是基因表达过程,因为该图中的转录和翻译可以同时发生,所以图示的过程发生于原核细胞中;由于两个核糖体所用的模板相同,所以当完成翻译过程后,产生的蛋白质(或多肽)种类相同。
(2)根据图Ⅱ所示过程发生的场所可以判断该过程为翻译,根据tRNA的移动方向(右边c搬运氨基酸进来)以及肽链的向左延伸可知,核糖体体沿mRNA移动的方向是从左向右,即翻译的方向是从左向右,该过程的场所是核糖体b,模板是mRNA,产物是多肽a
(3)图Ⅲ表示中心法则,a表示DNA复制,b表示转录,c表示逆转录,d表示RNA复制,e表示翻译。DNA的复制a和转录b主要发生于细胞核中;HIV病毒属于逆转录病毒,当人体细胞感染了HIV后,会发生逆转录过程c。
(4)图Ⅲ中的a过程表示DNA复制,需要解旋酶和DNA聚合酶;e过程表示翻译,该过程需要的原料是氨基酸。
地 城
考点04
基因、蛋白质与性状的关系
1.(24-25高一下·黑龙江鸡西鸡冠区·期末)某对夫妇正常,生出一患遗传病女儿。家系基因检测报告表明,患儿常染色体上一个TUBB3基因三个碱基对缺失,为新生显性突变,该基因与先天性眼外肌纤维化3A型相关,也与大脑皮质发育不良伴他脑畸形相关。下列叙述错误的是( )
A.该患儿的致病基因遗传自父亲和母亲
B.基因中碱基对缺失、替换或增添,均属于基因突变
C.基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系
D.若患儿成人后生子,建议进行遗传咨询和产前诊断对遗传病进行检测和预防
【答案】A
【详解】A、题干中“新生显性突变”表明该致病基因是患儿自身新发生的,并非遗传自父亲和母亲,A错误;
B、基因突变是指DNA分子中碱基对的缺失、替换或增添,这些都属于基因突变的范畴,B正确;
C、 TUBB3基因与先天性眼外肌纤维化3A型及大脑皮质发育不良伴他脑畸形两种疾病相关,体现了基因的多效性(一因多效),说明基因与性状并非简单一一对应,C正确;
D、患儿携带显性致病基因,其后代有遗传风险,进行遗传咨询和产前诊断是预防遗传病的有效手段,符合高中生物遗传病预防知识,D正确。
故选A。
2.(24-25高一下·山西阳泉·期末)牵牛花的颜色主要由花青素决定。下图为花青素的合成与颜色变化途径示意图,相关分析正确的是( )
A.牵牛花颜色是由基因和环境共同决定的
B.牵牛花颜色与基因的关系是一一对应的
C.图中体现基因通过控制蛋白质的结构直接控制性状
D.若基因①不表达,则基因②和基因③也都不能表达
【答案】A
【详解】A、从图中可知,花青素的合成受基因①②③控制,同时花青素在酸性条件下显红色,在碱性条件下显蓝色,这表明牵牛花颜色不仅受基因控制,还受环境(pH 值)影响,是由基因和环境共同决定的,A 正确;
B、由图可见,牵牛花的颜色由基因①②③等多个基因共同控制,并非一一对应关系,B 错误;
C、图中基因①②③是通过控制酶 1、酶 2、酶 3 的合成来控制花青素的合成代谢过程,从而间接控制生物性状,而不是通过控制蛋白质的结构直接控制性状,C 错误;
D、基因①②③的表达具有相对独立性,基因①不表达,不影响基因②和基因③自身的表达调控,基因②和基因③仍可能表达,D 错误。
故选A。
3.(24-25高一下·吉林吉林第一中学·期末)白化病和黑尿病都是由酶缺陷引起的人类遗传病,白化病患者不能将酪氨酸合成黑色素,黑尿病患者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸,排出的尿液因含有尿黑酸,遇空气后氧化变黑,相关物质的代谢途径如下图所示。下列分析错误的是( )
A.白化病患者的酶B存在缺陷,黑尿病患者的酶D存在缺陷
B.若酶A基因不表达,则酶B基因也不表达
C.该实例说明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
D.该实例说明基因与性状并非简单的一一对应关系
【答案】B
【详解】A、白化病患者不能将酪氨酸合成黑色素,说明酶B存在缺陷,黑尿病患者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸,说明酶D存在缺陷,A正确;
B、酶A基因与酶B基因的表达之间没有相应的关系,B错误;
C、该实例说明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,间接控制生物体的性状,C正确;
D、该实例说明基因与性状并非简单的一一对应关系,可能是多个基因控制一个性状,D正确。
故选B。
4.(24-25高一下·安徽六安裕安区六安独山中学·期末)基因通过表达进而控制性状,基因表达与性状的关系如图所示。下列关于细胞中基因、蛋白质和性状的关系的叙述,错误的是( )
A.囊性纤维病的形成原因可以用图中的①→②→③来解释
B.蛋白质都是在基因控制下合成的,所有基因的表达过程都一定包含图中的①和②
C.基因控制性状不都是通过控制蛋白质的结构来体现的
D.细胞中的基因控制蛋白质合成的过程需要通过信使RNA来传递信息
【答案】B
【详解】A、囊性纤维病的形成原因是蛋白质的结构发生异常,可以用图中的①→②→③来解释,A正确;
B、细胞内蛋白质是在基因控制下合成的,但并非所有的基因都控制蛋白质的合成,有的基因表达产物为功能性RNA(如tRNA对应的基因只负责转录出tRNA,该基因不编码蛋白质),则其表达过程为图中的①(转录),不包含图中的②(翻译),B错误;
C、基因控制性状的途径有两条:一是控制蛋白质的结构来直接控制性状(如图中的③),一是通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物体的性状(如图中的④),因此基因控制性状不都是通过控制蛋白质的结构来体现的,C正确;
D、细胞中的基因在控制蛋白质合成过程中需先转录出mRNA并由mRNA传递信息,D正确。
故选B。
5.(24-25高一下·山东枣庄·期末)下图为某正常基因序列的各种变化过程,下列说法正确的是( )
注:相关氨基酸及密码子His代表组氨酸(CAU、CAC)、Glu代表谷氨酸(GAA、GAG)、Val代表缬氨酸(GUU、GUC、GUA、GUG)。
A.图示基因的单链应该为非模板链
B.组氨酸→组氨酸的变化中氨基酸未发生改变,不属于基因突变
C.图示均为碱基的替换,若发生碱基的增添或缺失对性状的影响一定更大
D.根据mRNA中的碱基序列可以准确推测蛋白质中的氨基酸序列,反过来则不行
【答案】D
【详解】A、图中所示的那条3′→5′的链其实是基因的模板链,A错误;
B、图中碱基对替换后编码的氨基酸虽未发生变化,仍属于基因突变,B错误;
C、碱基的增添或缺失一般会造成较大影响,但并非一定“更大”,如若增添或缺失三联体,也可能只增(或缺)少一个氨基酸,对性状影响未必大,C错误;
D、由mRNA 的碱基序列可以惟一确定其对应的氨基酸序列,但由于“同一种氨基酸可由多个密码子编码”,反过来根据氨基酸序列无法准确推知原先的碱基序列,D正确。
故选D。
6.(24-25高一下·贵州安顺·期末)血橙被誉为“橙中贵族”,因其果肉富含花色苷,颜色像血一样鲜红而得名,花色苷合成途径及调节机制如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.血橙果肉的颜色是基因与环境相互作用、精细调控的结果
B.基因可通过控制酶的合成间接控制血橙果肉的颜色
C.光照不同的地区种植同品种的血橙,果肉的“血量”可能存在差异
D.当遇极寒天气时,为避免血橙冻伤通常提前采摘,但不影响果肉的“血量”
【答案】D
【详解】A、由图可知,血橙果肉的颜色是Ruby基因与环境(低温、光照)相互作用、精细调控的结果,A正确;
B、基因可通过控制酶的合成间接控制血橙果肉的颜色,关键酶催化花色苷前体转化为花色苷,B正确;
C、由于光照会影响Ruby基因的表达,不同的地区种植同品种的血橙,果肉的“血量”可能存在差异,C正确;
D、当遇极寒天气时,为避免血橙冻伤通常提前采摘,会影响Ruby基因的表达,从而影响果肉的“血量”,D错误。
故选D。
7.(24-25高一下·福建福州福清·期末)某植物的花色受常染色体上基因A和基因B的控制,控制过程如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.图中的基因A与基因B互为等位基因
B.图示表明了基因在染色体上呈线性排列
C.基因A、B的本质区别是碱基序列不同
D.基因可通过控制酶的合成控制生物性状
【答案】A
【详解】A、图中的基因A与基因B在同一染色体上,互为非等位基因,A错误;
B、基因A与基因B在一条染色体上,可表明基因在染色体上呈线性排列,B正确;
C、基因A、B的本质区别是碱基序列不同,因而它们是不同的基因,其中蕴含不同的遗传信息,C正确;
D、结合图示可知,基因可通过控制酶的合成控制代谢过程,进而间接控制生物的性状,D正确。
故选A。
8.(24-25高一下·河北唐山·期末)穆勒在果蝇中发现了雌雄个体间某些基因剂量(数量)不同,但表达水平相似的现象,并命名为“剂量补偿”,进一步研究发现这一现象与基因Sxl的表达有关,原理如下图所示。下列说法正确的是( )
A.雌雄果蝇X染色体数量不同,X染色体上相关基因的表达总量也不同
B.Sxl基因参与的“剂量补偿”的原理与基因的选择性表达有关
C.Sxl基因通过促进msl-2的合成从而促进X染色体上基因的表达
D.推测XXY果蝇的两条X染色体的转录水平均高于正常雄果蝇
【答案】B
【详解】A、雌性个体有两条X染色体,但其X染色体基础水平转录,雄性个体有1条X染色体,但其染色体高水平转录,据此推测,雌雄个体X染色体数量不同,但X染色体上相关基因的表达量可能相同,A错误;
B、“剂量补偿”是两性个体间某些基因剂量(数量)不同,但表达水平相似的现象,结合图示可知,该现象与Sxl基因的表达有关,是基因选择性表达的结果,B正确;
C、据图可知,雌性个体中Sxl基因表达后抑制msl-2的表达,进而使mle、msl-1和msl-3蛋白质复合体没有活性,从而使X染色体基础水平转录,C错误;
D、由于雌性和雄性细胞里X染色体的基因表达产物在量上是相近的,由图分析是X染色体转录水平不同,所以XX个体中每条X染色体可能只是XY个体中X染色体的转录速率的50%,D错误。
故选B。
9.(24-25高一下·山东枣庄·期末)人群中有多种遗传病是由苯丙氨酸的代谢缺陷所致。人体内苯丙氨酸的代谢途径如下图所示。下列相关说法错误的是( )
A.酶①、酶②的缺乏都会导致白化病
B.缺乏酶③会导致尿黑酸积累,引起尿黑酸症
C.减少患儿苯丙氨酸的摄入,有利于改善苯丙酮尿症
D.该图反映了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制性状
【答案】A
【详解】A、白化病的直接原因是黑色素合成受阻,而黑色素由苯丙氨酸在酶①催化下合成酪氨酸,酪氨酸在酶⑤催化下合成,若酶①缺乏,黑色素无法合成,直接导致白化病;酶②不参与黑色素合成,酶②的缺乏不会导致白化病,A错误;
B、酶③催化尿黑酸合成乙酰乙酸,缺乏酶③会导致尿黑酸积累,引起尿黑酸症,B正确;
C、苯丙酮酸积累引起苯丙酮尿症,苯丙酮酸由苯丙氨酸经酶⑥催化合成,减少患儿苯丙氨酸的摄入,有利于改善苯丙酮尿症,C正确;
D、从图中可以看出,基因通过控制酶的合成影响生物性状,基因异常会导致物质代谢紊乱,从而导致人患遗传病,D正确。
故选A。
10.(24-25高一下·安徽合肥第一中学·期末)兔的毛色黑色(W)与白色(w)是一对相对性状,与性别无关。如图所示两项交配中,亲代兔E、F、P、Q均为纯合子,子代兔在不同环境下成长,其毛色如图所示,下列叙述错误的是( )
A.兔G和H的基因型相同
B.兔G与兔R交配得到子代,若子代在30℃环境下成长,其毛色最可能是全为白色
C.兔G与兔R交配得到子代,若子代在-15℃环境下成长,其毛色最可能全为黑色
D.由图可知,表现型是基因和环境因素共同作用的结果
【答案】C
【分析】分析题图:动物E和动物F的基因型分别为WW、ww,所以动物G和动物H的基因型均为Ww,该基因型的子代在-15℃环境中成长表现为黑色,在30℃环境中成长表现为白色;动物P和动物Q的基因型分别为ww、ww,所以动物R和动物S的基因型均为ww,该基因型的子代在-15℃和30℃环境中成长均表现为白色。
【详解】A、动物E(WW)与动物F(ww)交配所得子代的基因型为Ww,因此动物G和H的基因型相同,A正确;
B、动物G(Ww)与动物R(ww)交配所得子代的基因型为Ww和ww,若子代在30℃环境中成长,则毛色最可能全为白色,B正确;
C、动物G(Ww)与动物R(ww)交配所得子代的基因型为Ww和ww,若子代在-15℃环境中成长,则Ww表现型为黑色,ww表现型为白色,比例是1:1,C错误;
D、从图中可以看出,动物的表现型由基因和环境因素共同作用的结果,D正确。
故选C。
11.(24-25高一下·河北雄安新区·期末)下列关于基因、蛋白质与性状的关系,叙述正确的是( )
A.人类白化症状体现了基因通过控制酶的合成直接控制生物体的性状
B.皱粒豌豆种子中编码淀粉分支酶的基因被打乱,最终使得其淀粉含量低
C.基因与性状呈线性关系,即一种性状由一个基因控制
D.亲代和子代基因型相同,表型一定相同
【答案】B
【详解】A、人类白化症状是由于酪氨酸酶无法合成,导致黑色素形成受阻,属于基因通过控制酶的合成来间接影响代谢过程,从而控制性状,而非直接控制,A错误;
B、皱粒豌豆因编码淀粉分支酶的基因异常,导致该酶失活,淀粉合成受阻,细胞内淀粉含量低而蔗糖积累,最终种子失水皱缩,B正确;
C、基因与性状的关系并非简单线性对应,一种性状可能由多个基因共同调控(如身高),一个基因也可能影响多个性状(如基因的多效性),C错误;
D、表型由基因型和环境共同决定。例如,相同基因型的个体在不同环境中可能表现不同(如光照影响植物叶色),D错误。
故选B。
12.(24-25高一下·湖南长沙雅礼中学·期末)牵牛花的颜色主要是由花青素决定的,如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图。从图中不能得出的是( )
A.花的颜色不完全由基因决定,环境也有着重要影响
B.基因是有遗传效应的DNA片段,在染色体上呈线性排列
C.基因可以通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制花的颜色
D.若基因①不表达,则基因②和基因③的表达与否对花的颜色没有影响
【答案】B
【分析】基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体性状;基因通过控制蛋白质结构进而直接控制生物体的性状。
【详解】A、花色受基因的控制,也受环境的影响,A正确;
B、从图中不能看出基因在染色体的排列情况,B错误;
C、基因通过控制相关酶的合成来控制花色,说明基因可以通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制花的颜色,C正确;
D、若基因①不表达,不能合成辅酶,则基因②和基因③的表达与否对花的颜色没有影响,D正确。
故选B。
13.(24-25高一下·江西宜春袁州区江西宜春中学·期末)人体内苯丙氨酸的代谢途径如下图所示,其中尿黑酸在尿液内积累过多会得尿黑酸症。下列有关叙述,错误的是( )
A.此图体现了基因对性状的间接控制
B.酶③的缺乏会使人得尿黑酸症
C.酶⑤的缺乏会使人患白化病
D.酶②的缺乏会使人患苯丙酮尿症
【答案】D
【详解】A、图中体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物的性状,是一种间接控制方式,A正确;
B、缺乏酶③会使尿黑酸积累,使人出现尿黑酸症,B正确;
C、酶⑤能将酪氨酸转化为黑色素,所以酶⑤的缺乏会使人患白化病,C正确;
D、酶①的缺乏会导致苯丙氨酸及苯丙酮酸蓄积,导致人患苯丙酮尿症,D错误。
故选D。
14.(24-25高一下·江西宜春部分重点中学·期末)某水果的甜与不甜与其果糖含量有关。该水果细胞中果糖的合成过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.图示过程体现了基因可通过控制酶的合成来控制生物体的性状
B.若该水果细胞中CDPK27基因不表达,则其SUS3基因也不表达
C.促进该水果细胞中CDPK27基因表达会使蔗糖转化为果糖和葡萄糖的速率降低
D.该水果细胞中果糖的合成过程说明生物的性状可由多个基因控制
【答案】B
【分析】1、基因与性状不是简单的一一对应关系,一般情况下,一个基因控制一个性状,有时一个性状受多个基因的控制,一个基因也可能影响多个性状;基因与基因、基因与基因产物、基因与环境相互作用共同精细地调节者生物的性状,生物性状是基因与环境共同作用的结果。
2、基因对性状的控制途径:①基因可以控制酶的合成控制细胞代谢,进而间接控制生物的性状;②基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。
【详解】A、图示过程体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢进而间接控制生物体的性状,A正确;
B、细胞中CDPK27基因表达和SUS3基因的表达是独立的,二者之间的表达没有必然的联系,B错误;
C、促进该水果细胞中CDPK27基因的表达可以促进SUS3酶的降解,因此会使蔗糖转化为果糖和葡萄糖的速率降低,C正确;
D、该水果细胞中果糖的合成过程说明生物的性状可由多个基因控制,即基因与性状之间不是简单的一一对应关系,D正确。
故选B。
15.(24-25高一下·甘肃白银部分学校·期末)若“X→Y”表示由X一定能得出Y结论,则下列选项符合这种关系且说法正确的是( )
选项
X
Y
A
大肠杆菌的一个DNA分子上分布着4.4×103个基因
基因通常是有遗传效应的DNA片段
B
同一株水毛茛,裸露在空气中的叶和浸在水中的叶表现出了两种不同的形态
性状的改变由基因改变造成
C
将水母的绿色荧光蛋白基因转入小鼠体内,能使后者像水母一样发光
生物之间可以共用一套密码子
D
人的身高是由多个基因决定的
基因与性状都是一一对应的关系
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A、大肠杆菌的一个DNA分子含有多个基因,说明基因是DNA上的片段,但Y是基因的普遍定义,X作为实例不能必然推导出Y的结论,属于正确但推导逻辑不成立,A错误;
B、水毛茛叶的形态差异由环境引起,未涉及基因改变,Y的结论错误,B错误;
C、水母基因在小鼠中成功表达,说明不同生物共用同一套密码子,Y正确且X可推导出Y,C正确;
D、身高由多基因控制,说明性状与基因并非一一对应,Y的结论与X矛盾,D错误。
故选C。
16.(24-25高一下·河北枣强中学·期末)如图为人体内基因对性状的控制过程,下列叙述错误的是( )
A.基因 1 和基因 2 一般能出现在人体内的同一个细胞中
B.老年人头发变白的原因是基因 1 结构异常导致不能合成酪氨酸酶
C.镰状细胞贫血致病的根本原因是血红蛋白异常
D.过程①②③是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,体现了基因对性状的间接控制过程
【答案】BC
【详解】A、人体所有的体细胞都是由同一个受精卵通过有丝分裂形成的,含有相同的基因,因此基因1和基因2一般能出现在人体内的同一个细胞中,A正确;
B、老年人头发变白的原因是酪氨酸酶活性降低,黑色素的合成减少,不是基因结构异常导致酪氨酸酶缺乏引起的,B错误;
C、结合图示可知,镰镰状细胞贫血致病的直接原因是血红蛋白异常,进而导致红细胞功能异常,因而患病,其根本原因是基因突变,C错误;
D、图中①②③是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,体现了基因对性状的间接控制过程,即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,D正确。
故选BC。
17.(24-25高一下·河北廊坊·期末)通过研究已经证明,生物体的性状是由基因控制的,人的白化病症状是由编码酪氨酸酶的基因异常引起的,如图为该基因对白化病性状控制过程的示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.图中①过程合成的RNA通过核孔进入细胞质基质中
B.基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制白化病性状
C.酪氨酸酶通过③使酪氨酸形成黑色素的过程中存在mRNA与tRNA的结合
D.若相关基因发生突变,阻止了酪氨酸酶的合成,则黑色素的合成增多
【答案】AB
【详解】A、①过程是转录,该过程合成的 RNA 通过核孔进入细胞质基质中,A 正确;
B、图中基因通过控制酪氨酸酶的合成来控制酪氨酸转变为黑色素,使人表现出白化症状,表明基因可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,B 正确;
C、酪氨酸酶通过③催化酪氨酸转变为黑色素只是物质的转化,并未涉及翻译过程,不存在mRNA与tRNA的结合,C 错误;
D、酪氨酸酶可以催化酪氨酸转变为黑色素,若基因发生突变,阻止了酪氨酸酶的合成,则黑色素的合成将会减少,D 错误。
故选AB。
18.(24-25高一下·吉林长春朝阳区长春外国语学校·期末)下图表示人体内部分基因对性状的控制过程。相关叙述正确的是( )
A.基因1和基因2存在于人体的所有细胞中且都表达
B.图中X1与X2的不同之处在于其核糖核苷酸的排列顺序
C.②和⑤过程产物不同的根本原因是其基因的碱基序列不同
D.图示过程表明基因能通过控制酶的合成控制代谢过程进而控制生物体的性状
【答案】BCD
【分析】由图可知,①④表示转录,②⑤表示翻译,X表示mRNA。
【详解】A、人体所有体细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂和细胞分化形成的,所以基因1和基因2存在于人体的几乎所有细胞中,但由于基因的选择性表达,基因1和2只在某些细胞中表达,A错误;
B、图中X1与X2是不同的 mRNA,mRNA是由DNA转录形成的,其不同之处在于核糖核苷酸的排列顺序,B正确;
C、②和⑤过程的产物分别是不同的蛋白质,蛋白质是由基因控制合成的,产物不同的根本原因是基因的碱基序列不同,C正确;
D、①②③过程中基因通过控制酪氨酸酶的合成来影响黑色素的形成,这表明基因能通过控制酶的合成间接控制生物体的性状,D正确。
故选BCD。
19.(24-25高一下·辽宁丹东·期末)某种蛇体色的遗传如下图所示,当两种色素都没有时表现为白色,选纯合的黑蛇与纯合的橘红蛇作为亲本进行杂交,下列有关叙述错误的是( )
A.亲本黑蛇和橘红蛇的基因型分别为BBtt、bbTT
B.让F1花纹蛇与杂合的橘红蛇交配,其后代出现白蛇的概率为1/16
C.让F1花纹蛇相互交配,后代花纹蛇中纯合子的比例为1/9
D.若后代只出现黑蛇,则亲本杂交组合有2种
【答案】BD
【详解】A、根据题意,黑色基因型为B_tt、橘红色基因型为bbT_,并且亲本均为纯合体,因此黑蛇和橘红蛇的基因型分别为BBtt、bbTT,A正确;
B、让F1花纹蛇(BbTt)与杂合的橘红蛇(bbTt)交配,后代白蛇(bbtt)的概率是1/2×1/4=1/8,B错误;
C、F1为花纹蛇(BbTt),F1相互交配,后代花纹蛇的基因型是B_T_,即BbTt×BbTt=(Bb×Bb)(Tt×Tt)=(3/4)×(3/4)B_T_=“9/16”B_T_,其中纯合子1/4×1/4=1/16,因此后代花纹蛇中纯合子的比例为1/9,C正确;
D、若后代只出现黑蛇B_tt,则亲本为BBtt×bbtt或BBtt×BBtt或BBtt×Bbtt,杂交组合有3种,D错误。
故选BD。
20.(24-25高一下·吉林“BEST合作体”·期末)某种大肠杆菌在有无色氨酸的条件下都能生存,该种大肠杆菌体内的色氨酸操纵子能控制色氨酸的合成,色氨酸操纵子由启动基因、操纵基因和结构基因构成。图1、2分别表示培养基中无色氨酸和有色氨酸时大肠杆菌体内色氨酸操纵子的表达情况。下列叙述错误的是( )
注:P为启动基因;O为操纵基因;结构基因(trpE、trpD、trpC、trpB、trpA)为编码色氨酸合成酶的有关基因;阻遏蛋白单独存在时没有活性。
A.该调节机制体现了微生物在利用环境资源和适应生存环境方面的灵活性
B.色氨酸阻止阻遏蛋白与操纵基因结合,从而导致色氨酸合成酶基因无法转录
C.该实例体现的基因对生物性状的控制途径与囊性纤维化对应的途径相同
D.该调节机制反映了基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用
【答案】BC
【详解】A、图1,当培养液中没有色氨酸时,阻遏蛋白不能阻止RNA聚合酶与启动子区域结合,色氨酸合成酶能被合成;图2,当培养液中有色氨酸时,阻遏蛋白与色氨酸结合,该复合物与基因中的某一区域结合,从而导致色氨酸合成酶不能合成。该调节机制体现了微生物在利用环境资源和适应生存环境方面的灵活性,A正确;
B、当培养液中有色氨酸时,阻遏蛋白与色氨酸结合,该复合物与基因中的某一区域结合,从而导致色氨酸合成酶不能合成,B错误;
C、色氨酸的合成需要色氨酸合成酶的催化,所以色氨酸的合成体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状,囊性纤维病体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,二者的途径不同,C错误;
D、阻遏蛋白基因的表达产物阻遏蛋白可以与与色氨酸结合,该复合物与基因中的某一区域结合,从而导致色氨酸合成酶不能合成,该调节机制反映了基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用,D正确。
故选BC。
21.(24-25高一下·广西柳州·期末)研究发现,微小RNA(miRNA)能影响癌症发生。其中miR-101可通过调控EZH2基因影响细胞行为。EZH2基因的产物是一种能修饰染色体的酶。下图对比了正常组织和肿瘤组织中miR-101的作用差异。下列叙述或推测正确的是( )
A.正常组织中EZH2基因完全无法表达
B.肿瘤组织中EZH2基因的表达量比正常组织低
C.EZH2酶活性过高可能导致细胞癌变
D.抑癌基因表达越多,细胞越容易癌变
【答案】AC
【详解】A、据图所示,正常组织中正常表达的miR-101可与EZH2基因转录产生的mRNA结合,抑制其翻译,正常组织中EZH2基因转录正常,翻译过程异常,A正确;
B、正常组织中的EZH2表达量大大减少,而肿瘤组织细胞中miR-101表达量大大减少,抑制EZH2基因表达作用减弱,使EZH2表达量大大增加,即肿瘤组织中EZH2基因的表达量比正常组织高,B错误;
C、EZH2是一种组蛋白甲基转移酶,促进组蛋白甲基化,从而使抑癌基因和促分化基因异常沉默,引起细胞癌变,EZH2酶活性过高可能导致细胞癌变,C正确;
D、抑癌基因表达越多,细胞越不易癌变,D错误。
故选AC。
22.(24-25高一下·湖南邵阳新邵县·期末)籼型和粳型水稻开花时间存在明显差异,籼稻品种开花时间普遍早于粳稻。如图为籼稻和粳稻品种开花调控的具体过程。下列相关叙述正确的是( )
A.启动子区域碱基的差异可能会导致基因的表达水平出现差异,进而影响生物的性状表现
B.细胞能在转录和翻译水平上调控基因的表达,图中粳稻OsMYB基因的转录效率高于籼稻
C.OsMYB蛋白可能与OsJAR1基因的启动子结合促进其转录,提高OsJAR1蛋白的含量进而促进植物开花
D.此实例说明基因与性状的关系不都是简单的一一对应关系
【答案】ACD
【详解】A、启动子是RNA聚合酶结合位点,其碱基差异会影响基因表达水平,进而影响性状,A正确;
B、图中粳稻mRNA和OsMYB蛋白少,说明OsMYB基因转录效率低,即粳稻OsMYB基因转录效率低于籼稻,B错误;
C、籼稻中OsMYB蛋白作用后,OsJAR1蛋白多,推测OsMYB蛋白可结合OsJAR1基因启动子促进转录,增加蛋白含量促进开花,C正确;
D、水稻开花受多基因调控,说明基因与性状不都是简单一一对应,D正确。
故选ACD。
23.(24-25高一下·湖南衡阳衡南县第一中学·期末)最新研究发现白癜风致病根源与人体血清中的酪氨酸酶活性减小或丧失有关。当编码酪氨酸酶的基因中某些碱基改变时,表达产物将变为酶A。如表显示酶A与酪氨酸酶相比,可能出现的四种情况,下列说法正确的是( )
比较指标
①
②
③
④
患者白癜风面积
30%
20%
10%
5%
酶A氨基酸数目/酪氨酸酶氨基酸数目
1.1
1
1
0.9
A.②③中碱基的改变,可能是碱基对的替换造成的
B.①可能导致控制酪氨酸酶合成的mRNA中的终止密码子延后出现
C.④中碱基的改变可能导致染色体变异
D.该实例说明基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
【答案】AB
【分析】基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变。基因突变后转录形成的mRNA的碱基序列发生改变,导致翻译形成的蛋白质中的氨基酸序列改变,进而使生物性状发生改变。碱基对替换往往引起mRNA上的一个密码子变化,碱基对的增添或缺失往往引起多个密码子的变化。
【详解】A、碱基对替换一般只会改变个别氨基酸,或不改变(密码子简并性 ),不会使氨基酸数目改变。②③中酶 A 与酪氨酸酶氨基酸数目相同,有可能是碱基对替换造成的,A正确;
B、①中酶 A 氨基酸数目多于酪氨酸酶,若终止密码子延后出现,会使翻译出的肽链变长,氨基酸数目增加,所以①可能是编码酪氨酸酶的 mRNA 中终止密码子延后出现导致的,B正确;
C、④中酶 A 氨基酸数目减少,是编码酪氨酸酶的基因发生碱基改变(属于基因突变 ),不是染色体变异,因为染色体变异是染色体结构或数目改变,C错误;
D、该实例中基因是通过控制酶(酪氨酸酶)的合成来影响代谢过程,进而控制生物性状(白癜风患病情况 ),属于间接控制,不是直接控制蛋白质结构,D错误。
故选AB。
24.(24-25高一下·广东华南师范大学附属中学·期末)甘蓝型油菜(下文简称“油菜”)为异源四倍体(AABB,体细胞染色体数是38),是由白菜二倍体(AA,体细胞染色体数是20)和甘蓝二倍体(BB,体细胞染色体数是18)在杂交后经过自然加倍形成的。油菜味道甘美,营养丰富,但容易被线虫侵染造成减产,而萝卜二倍体(CC,体细胞染色体数是18)具有抗线虫病基因。科研人员以萝卜和油菜为亲本杂交,通过如图所示途径获得抗线虫病油菜。
注:图中每个大写英文字母表示一个染色体组;形成配子时,无法配对的染色体随机分配。
(1)F1在自然状态下不可育,说明油菜与萝卜之间存在_________。F1不可育的原因是:F1没有_________,不能进行正常的减数分裂,无法产生可育配子。②过程的操作是对F1的幼苗用_________处理。
(2)据图分析,个体R1染色体组成为_________(填字母)。个体R1与油菜AABB杂交,得到的个体R2植株的染色体数目范围为_________。
(3)个体R系在与油菜AABB不断回交的过程中,易发生染色体变异,利用这一特性,个体Rn植株中出现了染色体数为38但也表现抗线虫病的特性,最可能的原因是_________。
(4)RNA介导的基因沉默即RNA干扰(RNAi)是表观遗传学中的研究热点。某科研小组想通过人工诱导,利用RNA干扰提高油菜植株的产油率,基本原理如下图所示,基因A、a和B、b独立遗传。
根据操作原理,图中的①~⑤过程中_________(填数字编号)将会被抑制。为达到提高油菜植株产油率的目的,也可以采用人工诱导基因突变的方法。这一方法的主要不足是_________。
【答案】(1) 生殖隔离 同源染色体 秋水仙素
(2) AABBC 38-47
(3)C中抗线虫病基因易位到油菜染色体上
(4) ②③ 基因突变具有不定向性,育种效率低
【分析】异源多倍体的形成是通过不同物种的杂交和染色体加倍。染色体组是指细胞中的一组非同源染色体,它们在形态和功能上各不相同,但包含了控制生物生长发育、遗传和变异的全套遗传信息。
【详解】(1)油菜与萝卜属于不同的物种,存在生殖隔离。F1不可育的原因是细胞内无同源染色体,减数分裂时染色体联会紊乱,无法形成正常的配子。 ②过程的目的是抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍,应加秋水仙素。
(2)异源多倍体AABBCC形成的配子为ABC与亲本油菜AABB形成的配子为AB杂交(回交),获得个体R1,染色体组组成为AABBC。由于方框中每个大写英文字母表示一个染色体组,由萝卜基因型为CC,2n=18,得C代表的一个染色体组含有9条染色体,同理A和B代表的染色体组中染色体数之和为19,故基因型为AABBC的个体R1在形成配子时,C代表的染色体组中的染色体随机分配到配子中,故配子中含有的染色体数目最少为19条,最多为28条;与油菜形成的含有19条染色体的AB配子结合后,得到的R2植株中的染色体数目为38~47;
(3)若染色体数为38的后代植株也具有抗线虫病的特性,则可能原因是抗线虫病基因易位到油菜染色体上。
(4)据图分析可知,要提高油菜产油量,必须让PEP更多的转化为油脂,这样就必须抑制酶b的合成,促进酶a的合成。所以应该要抑制②③过程,使更多的产物转化为油脂。
采用人工诱导基因突变的方法属于诱变育种,不足的是基因突变具有不定向性,育种效率低。
25.(24-25高一下·江西九江第一中学·期末)油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径,如图甲所示,其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成.我国陈锦清教授根据这一机制培育出高产油油菜,产油率由原来的34%提高到58%.
(1)过程②发生的场所是_________,过程③所需的酶是___________。基因A和基因B控制合成的酶不同,其根本原因是____________________。图示过程中,存在碱基互补配对的有______________________(填序号)。
(2)基因B的a链是自然转录链,陈教授及助手通过过程④诱导b链转录,形成双链mRNA,提高油菜出油率,该方法提高油菜产油量的原理是____________________________________。
(3)该过程体现了基因控制生物性状的方式为________________________。
【答案】(1) 核糖体 解旋酶、DNA聚合酶 基因中的碱基(脱氧核苷酸)序列不同 ①②③④
(2)诱导形成的单链RNA,与基因B的mRNA形成双链,使该mRNA不能翻译形成酶b(不能与核糖体结合翻译形成酶b),而细胞能正常合成酶a,因此植物体内的PEP更多通过酶a催化转化形成油脂,从而生成的油脂比例高
(3)控制酶的合成,控制代谢过程进而控制生物体的性状
【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;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】(1)过程②是翻译过程,翻译发生在核糖体上,过程③是DNA复制过程,DNA复制所需的酶是解旋酶和DNA聚合酶。基因A和基因B控制合成的酶不同,其根本原因是基因中的碱基(脱氧核苷酸)序列不同,因为基因的碱基序列决定了mRNA的碱基序列,进而决定了蛋白质(酶)中氨基酸的序列。图示过程中,①是转录(DNA与RNA碱基互补配对)、③是DNA复制(DNA与DNA碱基互补配对)、④是诱导转录(DNA与RNA碱基互补配对)、②是翻译(mRNA与tRNA碱基互补配对),所以存在碱基互补配对的有①②③④。
(2)基因B的a链自然转录形成的mRNA可指导酶b的合成,而诱导形成的单链RNA,与基因B的mRNA形成双链,使该mRNA不能翻译形成酶b(不能与核糖体结合翻译形成酶b),而细胞能正常合成酶a,因此植物体内的PEP更多通过酶a催化转化形成油脂,从而生成的油脂比例高。
(3)该过程中基因通过控制酶a和酶b的合成来控制PEP的代谢途径,进而控制油菜的产油量,体现了基因可以通过控制酶的合成,控制代谢过程进而控制生物体的性状。
26.(24-25高一下·辽宁凌源·期末)图1为皱粒豌豆的形成机制,图2中①~③为淀粉分支酶基因遗传信息传递和表达的示意图。请回答下列问题:
(1)图1中皱粒豌豆的形成过程可体现出基因与性状的关系是_________。
(2)图2中淀粉分支酶基因的表达过程包括________(填序号)。图2中①过程除了图示所需的酶外,还需要________酶。图2中涉及氢键的断裂与形成过程的包括________(填序号)。图2中③过程中________上的反密码子与mRNA上的密码子结合,将氨基酸转移到已形成的肽链上。
(3)图2中①、②过程形成的子链的延伸方向均为________(填5'→3'或3′→5)。图2中②、③过程涉及的碱基配对方式________(相同、不相同、不完全相同)。
(4)图2③中d运载的氨基酸是________(相关密码子:丝氨酸UCG、AGC;丙氨酸GCU;精氨酸CGA)。
【答案】(1)基因通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制生物的性状
(2) ②③ DNA 聚合 ①②③ tRNA
(3) 5′→3′ 不完全相同
(4)丙氨酸
【分析】基因对性状的控制方式包括:基因通过控制蛋白质的结构来直接控制性状;基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢,进而控制生物体的性状。
【详解】(1)从图 1 可知,编码淀粉分支酶的基因被插入的 DNA 序列打乱,导致淀粉分支酶异常,进而使淀粉合成受影响,最终形成皱粒豌豆。这体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。
(2)基因的表达过程包括转录和翻译,图 2 中②为转录,③为翻译,所以淀粉分支酶基因的表达过程包括②③。 图 2 中①过程为 DNA 复制,除了图示的解旋酶外,还需要 DNA 聚合酶来催化脱氧核苷酸合成子链。 ①DNA 复制过程中解旋时氢键断裂,子链与模板链形成氢键;②转录过程中解旋时氢键断裂,mRNA 与模板链形成氢键;③翻译过程中 tRNA 上的反密码子与 mRNA 上的密码子通过氢键结合,所以涉及氢键的断裂与形成过程的包括①②③。 图 2 中③翻译过程中,tRNA 上的反密码子与 mRNA 上的密码子结合,将氨基酸转移到已形成的肽链上。
(3)DNA 复制和转录过程中形成的子链的延伸方向均为 5'→3',所以图 2 中①、②过程形成的子链的延伸方向均为 5'→3'。 图 2 中②转录过程的碱基配对方式为 A - U、T - A、C - G、G - C,③翻译过程的碱基配对方式为 A - U、U - A、C - G、G - C,所以②、③过程涉及的碱基配对方式不完全相同。
(4)图 2③中 d 对应的反密码子为 CGA,根据碱基互补配对原则,其对应的密码子为 GCU,已知相关密码子中 GCU 对应丙氨酸,所以 d 运载的氨基酸是丙氨酸。
27.(24-25高一下·贵州六盘水·期末)油菜是我国南方一种常见且可观赏的油料作物。浙江省农科院陈锦清教授培育出高产油菜,产油率由原来的35%提高到58%,油菜细胞中有一中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP),其转运到种子后有两条代谢途径(如下图所示)。据图回答问题:
(1)图中基因A与基因B在结构上的根本区别是______。
(2)图中基因A指导合成的酶a是提高油菜产油率的关键酶,说明基因表达产物与性状的关系是______。
(3)据图可知,油菜含油量提高的原因是物质C(双链RNA)的形成,抑制了______(填“酶a”或“酶b”)合成中的______(填“转录”或“翻译”或“转录和翻译”)过程。根据图中油脂生成途径还可采取______措施提高油菜的含油量。
【答案】(1)脱氧核苷酸的排列顺序
(2)基因可以通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制生物体的性状
(3) 酶b 翻译 抑制基因B的转录
【分析】由图可知,PEP可以转化为油脂或蛋白质,基因B的非模板链转录的产物可以与模板链转录出的mRNA结合,阻止基因B的翻译过程,导致酶b不能合成,PEP更多的转化为油脂。
【详解】(1)基因A与基因B最根本的区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同。
(2)基因A指导合成的酶a可以催化PEP转化形成油脂,说明基因可以通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制生物体的性状。
(3)物质C的合成,抑制了酶b的翻译过程,导致酶b不能合成,PEP在酶a的作用下转化形成油脂,提高了油脂的产量。另外,还可以通过对基因B进行修饰,抑制基因B的转录,减少酶b的合成,来提高油菜的含油量。
28.(24-25高一下·江苏镇江丹阳·期末)科学家研究发现,正常供氧时细胞内的一种蛋白质类低氧诱导因子(HIF)会被水解。在氧气供应不足时HIF会积累,并与促红细胞生成素(EPO)基因的低氧应答元件(非编码蛋白质序列)结合,使促红细胞生成素(EPO)基因表达加快,促进EPO的合成,过程如图2所示。请回答下列问题。
(1)图1表示的是图2中的_______(填序号)过程,图1中核糖体的移动方向是_______(选填“从左向右”或“从右向左”),核糖体甲和核糖体乙最终合成的产物_______(选填“相同”或“不同”),图1中不同种类的②所携带的物质种类_______(选填“相同”、“可能相同”或“不同”)。
(2)图2中的③过程需要_______酶,④过程中一个mRNA可以与多个核糖体结合的意义是_______。
(3)据图分析,HIF可通过_______(填结构)进入细胞核,在________水平调控EPO基因的表达。
(4)在肿瘤微环境中通常缺氧,上述机制_________(选填“有利于”或“不利于”)癌细胞大量增殖。
(5)慢性肾功能衰竭患者常因EPO产生不足而出现严重贫血,研究人员正在探索一种PHD抑制剂对贫血患者的治疗作用。请结合图2中信息,分析PHD抑制剂治疗贫血的作用机理可能是_______。
【答案】(1) ④ 从左向右 相同 可能相同
(2) RNA聚合酶 能够较短的时间内合成大量的蛋白质
(3) 核孔 转录
(4)有利于
(5)通过抑制PHD活性抑制HIF的降解,细胞内较高水平的HIF促进EPO基因的表达
【分析】基因的表达是指基因通过mRNA指导蛋白质的合成,包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。转录是以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,在细胞核内合成mRNA的过程。翻译是以mRNA为模板,按照密码子和氨基酸之间的对应关系,在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
【详解】(1)分析图1,以mRNA为模板,利用氨基酸为原料合成蛋白质的翻译过程,对应图2中④翻译;根据图1中肽链和游离的氨基酸的位置可知,核糖体的移动方向是从左向右。翻译的模板是mRNA,以相同的模板翻译得到的多肽氨基酸顺序相同,故通常状况下,核糖体甲和乙合成的物质种类相同;一种tRNA只能携带一种氨基酸,但一种氨基酸可由一种或几种特定的tRNA来转运,所以图1中②tRNA不同时,其携带的氨基酸种类可能相同。
(2)图2中的③过程是转录,转录是在RNA聚合酶的作用下,④过程中一个mRNA可以与多个核糖体结合的意义是能够较短的时间内合成大量的蛋白质。
(3)根据题干信息,“当机体缺氧时,低氧诱导因子(HIF)与促红细胞生成素(EPO)基因的低氧应答元件(非编码蛋白质序列)结合,使EPO基因表达加快,促进EPO的合成”,说明HIF通过核孔结构进入细胞核,在转录水平调控EPO基因的表达。
(4)据图可知,HIF蛋白通过核孔进入细胞核内,在肿瘤微环境中通常缺氧,通过神经系统调节呼吸频率和增加红细胞的数量来适应,有利于癌细胞大量增殖。
(5)由图可知,低氧诱导因子(HIF)可调节基因的表达生成促红细胞生成素,而HIF可被脯氨酰羟化酶(PHD)催化后被蛋白酶降解,因此PHD抑制剂治疗贫血的作用机理:通过抑制PHD活性抑制HIF的降解,细胞内较高水平的HIF促进EPO基因的表达。
29.(24-25高一下·山东日照·期末)色氨酸操纵子是大肠杆菌中调控色氨酸合成代谢的功能单位,具体机制如下图所示,其中①~④为相应的生理过程。阻遏蛋白激活后会抑制操纵基因(能控制邻近单个基因或基因群的转录)的功能。
(1)参与过程①的酶是______。与过程②相比,过程①特有的碱基互补配对方式是______。
(2)过程②的开始和终止分别与mRNA上的______有关。分析过程③④可以得出,基因可以通过从而控制色氨酸的______合成。
(3)研究发现,当图中的调节基因发生突变时,其编码的mRNA长度不变,但过程②产生的阻遏蛋白肽链会明显缩短,分析其原因是______。
(4)结合上述信息,请简要阐释环境中色氨酸含量过多会抑制大肠杆菌合成色氨酸的原因:______。
【答案】(1) RNA聚合酶 T-A
(2) 起始密码子和终止密码子 控制酶的合成来控制代谢过程
(3)调节基因突变导致终止密码子提前出现,翻译提前终止
(4)色氨酸与阻遏蛋白结合使其激活,激活的阻遏蛋白抑制操纵基因功能,阻止色氨酸合成相关基因的转录
【分析】分析题图:过程①③是转录过程,转录是以DNA的一条链为模板,在RNA聚合酶的催化下,按照碱基互补配对原则(A-U、T-A、C-G、G-C)合成RNA的过程。过程②④翻译,翻译是 以mRNA为模板,在核糖体上,tRNA携带氨基酸按照密码子与反密码子的互补配对关系,合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程。转录是遗传信息从DNA传递到RNA的过程,翻译是遗传信息从RNA传递到蛋白质的过程,两者共同完成基因的表达。
【详解】(1)过程①是转录过程,参与转录的酶是RNA聚合酶,过程①转录是DNA与RNA碱基互补配对,碱基配对方式有A - U、T - A、C - G、G - C;过程②翻译是mRNA与tRNA碱基互补配对,碱基配对方式有A - U、U - A、C - G、G - C。所以与过程②相比,过程①特有的碱基互补配对方式是T - A。
(2) 过程②是翻译过程,翻译的开始与mRNA上的起始密码子有关,终止与mRNA上的终止密码子有关。密码子是指mRNA(信使RNA)上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。 分析过程③④可知,基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制色氨酸的合成。
(3) 调节基因突变后,编码的mRNA长度不变,但阻遏蛋白肽链明显缩短,原因可能是基因突变导致mRNA上的终止密码子提前出现,使得翻译提前终止。
(4) 环境中色氨酸含量过多时,色氨酸会与阻遏蛋白结合使其激活,激活后的阻遏蛋白会抑制操纵基因的功能,进而抑制色氨酸合成相关基因的转录,使大肠杆菌合成色氨酸的过程受到抑制。
地 城
考点05
表观遗传
1.(24-25高一下·甘肃兰州大学附属中学(兰州第三十三中学)·期末)黄鳝肉质鲜美,营养丰富,深受人们欢迎。但由于捕捞过量和水质污染,其自然资源已日益下降,黄鳝人工繁育迫在眉睫,为此科学家们开展了研究。黄鳝具有性逆转现象,即卵巢先发育,第一次性成熟时为雌性,产卵后卵巢开始萎缩,精巢开始发育,进入雌雄间体状态,直到最终转化为雄性。最新研究发现,DNA甲基化在黄鳝性腺发育过程关键期发挥重要调控作用。下列叙述正确的是( )
A.转录启动区域甲基化后可能导致DNA聚合酶无法与其识别并结合
B.基因甲基化后,导致其表达的蛋白质结构发生变化
C.基因中特定位点被甲基化引起的基因突变可遗传给后代
D.可通过改变关键基因的甲基化状态提高某一性别黄鳝的产量
【答案】D
【详解】A、转录启动区域甲基化主要影响RNA聚合酶的结合,进而抑制转录的进行,A错误;
B、基因甲基化通过抑制转录来降低基因表达水平,从而减少蛋白质的合成量,但不会改变基因的碱基序列,因此不会导致蛋白质结构发生变化,B错误;
C、基因特定位点甲基化属于表观遗传变异,不涉及DNA序列的改变,因此不是基因突变,C错误;
D、题干指出DNA甲基化调控黄鳝性逆转过程(如性腺发育的关键期),因此通过人工干预关键基因(如性腺发育相关基因)的甲基化状态,可以定向促进雌性或雄性的发育,从而提高某一性别黄鳝的产量,D正确。
故选D。
2.(24-25高一下·河南创新发展联盟·期末)研究发现,若小鼠长期摄入高脂肪食物,其脂肪酶基因的部分碱基会发生甲基化修饰,导致该基因表达水平下降,脂肪酶合成减少,最终引起小鼠出现肥胖症状。下列有关叙述错误的是( )
A.甲基化不会使小鼠的遗传信息发生改变
B.推测甲基化可能影响了DNA聚合酶和脂肪酶基因的结合
C.发生上述甲基化的小鼠的子代也可能出现肥胖症状
D.由题意可知,生物性状受基因和环境的共同作用
【答案】B
【分析】基因的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达,进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代,使后代出现同样的表型。像这样,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,叫作表观遗传。
【详解】A、甲基化属于表观遗传修饰,未改变DNA碱基序列,遗传信息未变,A正确;
B、DNA聚合酶参与DNA复制,而甲基化主要影响RNA聚合酶与启动子结合,抑制转录,B错误;
C、表观遗传修饰可能通过生殖细胞遗传给子代,导致子代出现相同性状,C正确;
D、题干中高脂饮食(环境)与基因甲基化(遗传因素)共同导致肥胖,体现性状由基因和环境共同作用,D正确;
故选B。
3.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨香坊区哈尔滨第六中学校·期末)表观遗传有多种调控机制,组蛋白乙酰化是其中一种。组蛋白乙酰化可促进基因转录,而去乙酰化则抑制基因转录。组蛋白去乙酰化酶(HDAC)不仅可调控组蛋白乙酰化过程,还可参与多种生命活动。某科研小组通过比较海参共附生菌核青霉三种菌株的分生孢子产量(104/cm2)、次级代谢产物含量(mg/cm2)等变化,揭示了HDAC基因在海参共附生菌核青霉生长发育中的调控作用,部分结果如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.组蛋白的去乙酰化影响基因表达,但并不改变基因的碱基序列,属于可遗传变异
B.图甲中菌株3的去乙酰化程度最高,控制分生孢子产量的基因的表达受到的抑制最强
C.图乙中菌株2的HDAC含量最低,促进次级代谢产物合成的相关基因可能过量表达
D.实验表明,海参共附生菌枝青霉中控制相关性状的基因的表达情况受HDAC基因的直接影响
【答案】D
【详解】A、组蛋白乙酰化会影响相关基因表达,但并不改变基因的碱基序列,属于可遗传变异,这种现象是表观遗传,A正确;
B、图甲中菌株3的分生孢子产量最低,推测其原因是HDAC基因过量表达的菌株3中组蛋白的去乙酰化程度最高,染色体上控制分生孢子产量的基因的表达受到的抑制程度也最强,B正确;
C、图乙中菌株2为敲除HDAC基因菌株,其组蛋白的乙酰化程度最高,促进菌丝中次级代谢产物合成的相关基因可能过量表达,C正确;
D、本实验研究的是HDAC基因的表达程度影响组蛋白去乙酰化程度,进而影响相关基因的表达,D错误。
故选D。
4.(24-25高一下·黑龙江鸡西鸡冠区·期末)细胞中控制PeG蛋白合成的基因发生突变,会使染色质结构变得松散,促细胞分裂蛋白基因过量表达,导致细胞增殖失控形成肿瘤。下列叙述错误的是( )
A.推测PcG蛋白对染色质的收缩起重要作用
B.PcG蛋白能抑制促细胞分裂蛋白基因表达
C.肿瘤细胞中PcG蛋白基因的碱基序列可能发生了改变
D.染色质结构变得松散不利于促细胞分裂蛋白基因的转录
【答案】D
【详解】A、PcG蛋白基因突变导致染色质结构松散,说明正常情况下PcG蛋白可能通过维持染色质紧密结构抑制基因表达,A正确;
B、题干指出PcG蛋白基因突变后促细胞分裂蛋白基因过量表达,表明PcG蛋白具有抑制该基因表达的作用,B正确;
C、细胞中控制PcG蛋白的基因发生突变,会导致细胞增殖失控形成肿瘤,则肿瘤细胞中PcG蛋白基因的碱基序列可能发了改变,C正确;
D、染色质结构松散时,DNA更易解旋,有利于RNA聚合酶结合启动转录,因此该状态会促进促细胞分裂蛋白基因的转录,D错误。
故选D。
5.(24-25高一下·吉林吉林永吉实验高级中学等校·期末)Schaaf-Yang综合征是一种罕见的单基因显性遗传病,由MAGEL2基因突变引起。若致病基因来自父亲,则子代患病;但若致病基因来自母亲,则致病基因会由于发生甲基化修饰而不表达,子代不患病。下列叙述错误的是( )
A.因甲基化修饰导致基因不表达的现象属于表观遗传
B.虽然某人是该病的患者,但其父母的表型可能均正常
C.某正常个体一定不会是MAGEL2致病基因的携带者
D.通过基因检测等手段能有效降低该病患儿出生的概率
【答案】C
【分析】Schaaf-Yang综合征为单基因显性遗传病,致病基因的父源或母源来源决定是否表达。
【详解】A、甲基化修饰导致基因不表达属于表观遗传,未改变DNA序列但影响基因表达,A正确;
B、若患者致病基因来自父亲,而父亲自身携带的致病基因可能为母源(被甲基化未表达),因此父亲表型可能正常;母亲若未携带致病基因,则父母表型均可能正常,B正确;
C、正常个体可能携带来自母源的致病基因(因母源基因甲基化不表达),因此可以是携带者,C错误;
D、基因检测可识别致病基因,帮助判断子代患病风险,从而降低患儿出生概率,D正确。
故选C。
6.(24-25高一下·福建漳州·期末)表观遗传现象普遍存在于生物体生长、发育和衰老的过程中,下列叙述错误的是( )
A.表观遗传不是基因的脱氧核苷酸序列发生变化造成的
B.DNA甲基化使基因的转录过程受到抑制,影响细胞的分化
C.表观遗传现象遵循基因分离定律和基因自由组合定律
D.构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰会影响基因的表达
【答案】C
【详解】A、表观遗传是指DNA的基因序列不发生变化,但基因表达却发生了可遗传的改变。因此表观遗传不是基因的脱氧核苷酸序列发生变化造成的,A正确;
B、细胞分化是基因选择性表达的结果,DNA甲基化使基因的转录过程受到抑制,从而影响细胞分化,B正确;
C、表观遗传更多地与环境有关,在遗传过程中不遵循基因分离定律和基因自由组合定律,C错误;
D、组蛋白的甲基化或乙酰化修饰会改变染色质结构,进而调控基因表达,属于表观遗传机制,D正确。
故选C。
7.(24-25高一下·贵州安顺·期末)研究发现,喂食高脂饮食的肥胖小鼠可通过生殖细胞相关基因甲基化或精子富集miRNA(能与mRNA结合的一种单链RNA分子),将脂质积累信息传递给后代并导致肥胖。下列叙述错误的是( )
A.基因甲基化后其碱基序列改变导致表型发生变化
B.精子富集miRNA会使翻译过程因缺乏模板而受阻
C.基因甲基化后其转录过程受阻从而影响基因的表达
D.该研究为预防肥胖和开发治疗肥胖的新药物提供了思路
【答案】A
【详解】A、DNA甲基化是在不改变DNA碱基序列的情况下,对某些区域的DNA进行化学修饰,这种修饰可以影响基因的表达,A错误;
B、miRNA是一种单链RNA分子,参与转录后调控,可与mRNA结合,使翻译过程因缺乏模板而受阻,B正确;
C、基因甲基化这种修饰会影响RNA聚合酶与基因的结合等,进而使转录过程受阻,基因的表达包括转录和翻译,转录受阻就会影响基因的表达,C正确;
D、该研究揭示了高脂饮食导致肥胖并传递给后代的一种机制,基于此机制可以为预防肥胖和开发治疗肥胖的新药物提供思路,比如针对基因甲基化或miRNA相关途径进行干预等,D正确。
故选A。
8.(24-25高一下·安徽合肥第一中学·期末)基因表达过程中存在着复杂的调控机制。下列有关基因表达与性状的关系叙述错误的是( )
A.不同生物细胞的形态、结构和功能往往不同,其根本原因 DNA 不同
B.人的身高是由多个基因决定的,同时后天的营养和体育锻炼对身高也有影响
C.吸烟可能会导致人体细胞DNA甲基化水平升高,但不会影响染色体上组蛋白
D.小鼠Aγ基因的部分碱基发生甲基化修饰,抑制基因的表达,进而对表型产生影响
【答案】C
【分析】基因对性状的控制:基因通过控制酶的合成控制代谢,进而间接控制生物性状。如白化病、豌豆的粒形;基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状。如囊性纤维病、镰状细胞贫血症。
【详解】A、不同生物的细胞形态、结构和功能差异的根本原因是遗传物质(DNA)的不同,这属于物种间差异的本质,A正确;
B、身高由多对等位基因共同控制(多基因遗传),同时受后天环境因素(如营养、锻炼)影响,体现性状的“基因与环境共同作用”,B正确;
C、吸烟可能引起DNA甲基化水平升高(表观遗传),而组蛋白的乙酰化或甲基化修饰同样属于表观遗传调控机制,吸烟可能通过影响组蛋白修饰改变基因表达,C错误;
D、DNA甲基化(如基因启动子区域甲基化)会阻碍RNA聚合酶结合,抑制基因转录,导致表型变化,D正确。
故选C。
9.(24-25高一下·湖南邵阳新邵县·期末)遗传印记是同一基因由于亲代的性别不同传递给子代时其表达可能不相同,从而引起不同的效应,产生不同表型的现象,DNA甲基化是遗传印记重要的方式之一。如图为遗传印记对转基因鼠的IGF2基因(存在有功能型A和无功能型a两种基因)的表达和传递影响的示意图,被甲基化的基因不能表达。下列叙述错误的是( )
A.亲代雌鼠与雄鼠杂交,子代小鼠的表型及比例为生长正常鼠∶生长缺陷鼠=3∶1
B.配子中印记重建会发生去甲基化
C.雌配子中印记重建后,A基因碱基序列未改变
D.据图可以断定亲代雌鼠的A基因来自它的父方
【答案】A
【详解】A、亲代雌鼠基因型为Aa,产生配子为甲基化A':甲基化a'=1:1,雄鼠基因型为Aa,产生的配子为未甲基化A:未甲基化a=1:1,由于被甲基化的基因不能表达,所以子代小鼠基因型及比例为AA'(生长正常鼠):Aa'(生长正常鼠):A'a(生长缺陷鼠):aa'(生长缺陷鼠)=1:1:1:1,即子代小鼠的表型及比例为生长正常鼠:生长缺陷鼠= 1:1,A错误;
B、由图可知雄配子中印记重建是将等位基因A、a全部去甲基化,故配子中印记重建会发生去甲基化,B正确;
C、遗传印记是对基因进行甲基化,影响其表达,碱基序列并没有改变,故雌配子中印记重建后, A 基因碱基序列仍旧保持不变,C正确;
D、由图中配子形成过程中印记发生的机制可知,父本形成配子时,去除印记,母本形成配子时,重建印记,而雌鼠中的A基因未甲基化,因此来自于父本,所以亲代雌鼠的A基因来自它的父方,D正确。
故选A。
10.(24-25高一下·广西河池·期末)表观遗传现象对个体发育过程的影响至关重要,DNA的甲基化、染色体蛋白的乙酰化等表观遗传现象都会影响基因的表达。下列说法错误的是( )
A.甲基化、乙酰化都会受到环境因素的影响
B.DNA的甲基化不会改变DNA转录过程的碱基互补配对方式
C.染色体蛋白的乙酰化可能会改变RNA聚合酶与基因的结合能力
D.甲基化与乙酰化不改变DNA序列,所以无法遗传给后代
【答案】D
【详解】A、表观遗传修饰可受环境因素(如营养、毒素等)调控,A正确;
B、DNA甲基化通过改变DNA的空间结构影响转录,但转录时仍遵循碱基互补配对原则,B正确;
C、组蛋白乙酰化使染色质结构松散,促进RNA聚合酶与基因启动子结合,从而调控基因表达,C正确;
D、表观遗传修饰虽不改变DNA序列,但可传递给后代,D错误。
故选D。
11.(24-25高一下·江苏淮安·期末)春化作用是指一些植物需经历持续低温才能开花,图示低温诱导植物开花部分机制。下列相关叙述正确的是( )
A.低温改变了 FLC 基因碱基序列从而促进开花
B.敲除 FLC 基因可促进植物开花
C.春化作用推迟植物开花,不利于植物适应环境
D.图示染色质修饰也是大肠杆菌表观遗传调控的一种机制
【答案】B
【详解】A、据图可知,低温使FLC基因甲基化,促进开花,不会改变基因的碱基序列,A错误;
B、基因的甲基化修饰,会抑制基因的表达,据图低温使FLC基因甲基化,促进开花,由此可推知,敲除 FLC 基因,和基因的甲基化修饰的结果类似,均使基因的表达处于抑制状态或不表达状态,所以可促进植物开花,B正确;
C、春化作用推迟植物开花,利于植物适应环境,避免出现在冬季来临前开花而无法结实的现象,C错误;
D、大肠杆菌是原核生物,没有染色体,D错误。
故选B。
12.(24-25高一下·福建厦门·期末)蜜蜂雌性幼虫孵化后前3天均以蜂王浆为食,若3天后持续食用蜂王浆的幼虫将发育为蜂王,改食花蜜的幼虫则发育为工蜂。研究发现,Dnmt3基因的表达产物能促进DNA甲基化,蜂王浆可抑制该基因的表达。下列叙述正确的是( )
A.蜂王和工蜂的基因碱基序列存在显著差异
B.蜂王浆通过诱导基因突变使幼虫发育为蜂王
C.工蜂的DNA甲基化程度高于蜂王,导致部分基因表达受抑制
D.Dnmt3基因受抑制会降低幼虫DNA甲基化水平,使其发育为工蜂
【答案】C
【详解】A、蜂王和工蜂由同一受精卵发育而来,基因碱基序列相同,差异源于表观遗传,A错误;
B、蜂王浆通过抑制Dnmt3基因表达影响DNA甲基化,未改变基因序列,不属于基因突变,B错误;
C、工蜂因未持续食用蜂王浆,Dnmt3基因正常表达,DNA甲基化程度高,抑制部分基因(如与生殖发育相关的基因)表达,C正确;
D、Dnmt3基因被抑制会减少DNA甲基化,幼虫应发育为蜂王,而非工蜂,D错误。
故选C。
13.(24-25高一下·广东茂名普通高中·期末)花两侧对称的野生型柳穿鱼与花辐射对称的突变型杂交,F1全部是野生型,F2突变型比例远低于1/4。研究发现决定柳穿鱼花两种结构的Lcyc基因的编码区碱基序列相同,但突变型柳穿鱼的Lcyc基因在特定位点发生了甲基化。下列叙述正确的是( )
A.花表型变化的根本原因是基因突变
B.Lcyc基因遗传不遵循基因分离定律
C.F2中突变型占比与基因甲基化程度相关
D.突变型形成与甲基化影响翻译过程相关
【答案】C
【详解】A、花表型变化的根本原因是Lcyc基因的甲基化,属于表观遗传修饰,而非基因突变,A错误;
B、F1 全为野生型(显性),说明野生型对突变型为显性,Lcyc 基因的遗传应遵循基因分离定律。F2突变型比例低,是甲基化影响基因表达导致的,而非不遵循分离定律,B错误;
C、F2中突变型比例低可能与甲基化程度相关,甲基化程度高的基因更易抑制表达,导致突变型表型,但甲基化在配子形成时可能被部分去除,C正确;
D、甲基化通过抑制RNA聚合酶与启动子结合,影响转录过程,而非直接作用于翻译,D错误。
故选C。
14.(24-25高一下·河北枣强中学·期末)表观遗传有 DNA 甲基化、染色体失活、非编码核糖核酸(RNA)调控等形式。表观遗传的异常修饰,可影响细胞的发育、转化、凋亡,可促进肿瘤发展。启动子是 RNA 聚合酶结合的部位,驱动基因转录出 mRNA。下列叙述正确的是( )
A.DNA 甲基化会改变 DNA 的碱基序列,具有可遗传性
B.DNA 甲基化修饰通常发生在脱氧核苷酸的磷酸基团上
C.启动子区的甲基化通过影响基因的转录,从而影响基因的表达
D.表观遗传现象只发生在生殖细胞中,体细胞不会出现
【答案】C
【详解】A、DNA甲基化不会改变DNA的碱基序列,而是通过添加甲基基团影响基因表达,且这种修饰可遗传,A错误;
B、DNA甲基化修饰发生在碱基上,而非脱氧核苷酸的磷酸基团,B错误;
C、启动子是RNA聚合酶结合并启动转录的关键区域,若启动子区甲基化,会阻碍RNA聚合酶的结合,抑制转录过程,从而影响基因表达,C正确;
D、表观遗传现象可发生在生殖细胞和体细胞中,例如体细胞分化、肿瘤形成均可能涉及表观遗传异常,D错误。
故选C。
15.(24-25高一下·甘肃白银部分学校·期末)在性腺形成前,温度对某类鱼的性别分化影响较大,cyp19ala基因的表达产物可将雄激素转化为雌激素。雄性性腺中的cyp19ala基因甲基化水平是雌性性腺中的两倍,并且温度较高会诱导雌性幼鱼的cyp19ala基因甲基化水平升高,抑制其表达。下列叙述错误的是( )
A.在水温较高的条件下,雌鱼的比例大于雄鱼的比例
B.cyp19a1a基因甲基化不会改变其碱基序列
C.外界因素可以通过影响基因的甲基化水平来改变生物性状
D.性腺中的基因发生甲基化后可能通过配子遗传给下一代
【答案】A
【分析】表观遗传是指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。
【详解】A、高温导致雌性幼鱼的cyp19ala基因甲基化水平升高,抑制其表达,使雄激素转化为雌激素减少,雌激素水平下降,雄性特征增强,因此雌鱼比例应减少,雄鱼比例增加,A错误;
B、DNA甲基化属于表观遗传修饰,仅影响基因表达,不改变碱基序列,B正确;
C、题干明确温度通过改变基因甲基化水平影响基因表达,进而改变性状(如性别分化),C正确;
D、性腺中的生殖细胞若发生甲基化修饰,可能通过配子将甲基化状态传递给子代,D正确。
故选A。
16.(24-25高一下·广东梅州·期末)有氧运动能改变骨骼肌细胞中的DNA甲基化水平,引发骨骼肌结构和代谢的变化,从而改善肥胖、延缓衰老。下列叙述正确的是( )
A.DNA甲基化能改变骨骼肌细胞中基因的碱基序列以影响表达
B.DNA的甲基化不属于基因突变也不可遗传给后代
C.DNA甲基化程度可能影响代谢相关酶基因的转录情况
D.DNA的甲基化会改变DNA复制时碱基互补配对的方式
【答案】C
【详解】A、DNA甲基化通过添加甲基基团改变基因表达,但不会改变碱基序列,A错误;
B、DNA甲基化属于表观遗传,不属于基因突变,但可以遗传给后代,B错误;
C、酶参与细胞代谢过程,DNA甲基化程度可能影响代谢相关酶基因的转录情况,C正确;
D、DNA复制遵循碱基互补配对原则(A-T、C-G),甲基化不改变配对方式,仅影响基因的表达,D错误。
故选C。
17.(24-25高一下·云南昭通云南师范大学附属镇雄中学·期末)柳穿鱼是一种园林花卉,其花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关,若该基因部分碱基发生了甲基化修饰,会对其表型产生影响。下列叙述正确的是( )
A.DNA甲基化引起的表型变化不可遗传
B.DNA甲基化改变了Lcyc基因碱基序列
C.DNA甲基化改变了Lcyc基因复制方式
D.DNA甲基化抑制了Lcyc基因的表达
【答案】D
【详解】A、DNA甲基化属于表观遗传修饰,这种变化不改变DNA序列但可以遗传给后代,因此引起的表型变化是可遗传的,A错误;
B、DNA甲基化是基因碱基的化学修饰(如添加甲基),并未改变碱基的排列顺序,B错误;
C、DNA甲基化不影响基因的半保留复制方式,复制方式未发生改变,C错误;
D、DNA甲基化会阻碍RNA聚合酶与启动子结合,抑制基因的转录,从而抑制Lcyc基因的表达,D正确。
故选D。
18.(24-25高一下·江苏徐州·期末)蜜蜂幼虫取食蜂王浆发育成蜂王,取食花粉或花蜜则发育成工蜂。DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶,其作用机理如下图所示。敲除DNMT3基因后,蜜蜂幼虫发育成蜂王。下列相关叙述正确的是( )
A.蜂王浆可能通过抑制DNMT3蛋白活性促使蜜蜂幼虫发育为蜂王
B.DNA分子的甲基化修饰主要发生在脱氧核苷酸的磷酸基团上
C.表观遗传不改变基因的碱基序列,由此引发的性状改变不会遗传给后代
D.以基因的β链为模板,虚线框转录出的mRNA为3'-CUUGCCAGC-5'
【答案】A
【详解】A、DNMT3基因表达产生DNMT3蛋白,敲除DNMT3基因后,幼虫发育成蜂王,说明该蛋白对蜂王形成是不利的。蜂王浆使幼虫发育成蜂王,说明蜂王浆与该蛋白作用相反,所以蜂王浆可能通过抑制DNMT3蛋白活性,减少 DNA 甲基化,A正确;
B、从图中 DNA 甲基化修饰的位置看,甲基化是发生在脱氧核苷酸的碱基C上,B错误;
C、表观遗传虽不改变基因的碱基序列,但 DNA 甲基化等表观遗传修饰可通过生殖细胞传递给后代,C错误;
D、RNA 聚合酶的移动方向是5′−3′,同时也是子链的合成方向,以基因的β链为模板,根据碱基互补配对原则(A-U 、T-A 、G-C 、C-G),虚线框的β链序列转录出的 mRNA 序列应为 5'-CUUGCCAGC-3',D错误。
故选A。
19.(24-25高一下·山东日照·期末)研究发现,许多基因的上游富含CG重复序列,若其中的部分胞嘧啶(C)被甲基化成为5-甲基胞嘧啶,从而导致某些基因表达受抑制,如图所示。下列说法正确的是( )
A.胞嘧啶甲基化会改变DNA复制过程中碱基互补配对的方式
B.DNA的甲基化不改变基因的碱基序列,不能产生可遗传变异
C.胞嘧啶甲基化可能会阻碍DNA聚合酶与DNA结合,影响基因的转录
D.基因组成相同的同卵双胞胎表型的轻微差异可能与胞嘧啶甲基化有关
【答案】D
【详解】A、DNA复制过程中碱基互补配对的方式是固定的,即A(腺嘌呤)与T(胸腺嘧啶)配对,G(鸟嘌呤)与C(胞嘧啶)配对。胞嘧啶甲基化只是在胞嘧啶上添加了甲基基团,并没有改变DNA复制过程中碱基互补配对的方式,A错误;
B、DNA的甲基化虽然不改变基因的碱基序列,但它可以影响基因的表达,并且这种甲基化状态可以在细胞分裂过程中被保留和传递,属于表观遗传变异,是可遗传变异的一种,B错误;
C、胞嘧啶甲基化可能会导致RNA聚合酶与DNA结合受阻,进而影响基因的转录过程,而不是DNA聚合酶。DNA聚合酶主要用于DNA复制过程,催化脱氧核苷酸聚合形成DNA链,C错误;
D、同卵双胞胎由同一个受精卵发育而来,基因组成相同。他们表型的轻微差异可能是由于在个体发育过程中,某些基因发生了胞嘧啶甲基化,导致基因表达情况不同,从而使表型出现差异,D正确。
故选D。
20.(24-25高一下·河北沧州·期末)小鼠毛色由基因A(黄色)和a(黑色)决定。A基因上游的特定序列可发生甲基化,且随甲基化程度的增加,基因型为Aa的小鼠毛色会出现黄色→斑驳色→假刺鼠色→黑色的变化。将不同表型的Aa与aa小鼠进行正反交实验,统计子代中基因型为Aa的小鼠毛色表型及百分比,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.Aa的表型差异是因为A基因上游特定碱基序列的甲基化程度不同
B.A基因上游的特定碱基序列甲基化,会抑制A基因的表达
C.三组正交实验中子代基因型为Aa的毛色比例无显著差异,说明后代表型与父本A基因甲基化程度关系不大
D.三组反交实验中,母本基因型为Aa的表型无法稳定遗传,证实碱基序列甲基化的现象不可遗传
【答案】ABC
【分析】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。
【详解】A、根据题干信息 “随甲基化程度的增加,基因型为Aa的小鼠毛色会出现黄色→斑驳色→假刺鼠色→黑色的变化”,可知Aa的表型差异是因为A基因上游特定碱基序列的甲基化程度不同,A正确;
B、因为甲基化程度影响毛色,且A基因控制黄色,随着甲基化程度增加黄色变弱甚至变为黑色,所以可推测A基因上游的特定碱基序列甲基化,会抑制A基因的表达,B正确;
C、从三组正交实验结果看,子代基因型为Aa的毛色比例无显著差异,这表明后代表型与父本A基因甲基化程度关系不大,C正确;
D、三组反交实验中,母本基因型为Aa的表型无法稳定遗传,不能证实碱基序列甲基化的现象不可遗传,有可能是甲基化程度在遗传过程中发生了变化等其他原因,而不是说明甲基化现象本身不可遗传,D错误。
故选ABC。
21.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨第三中学校·期末)甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA,引起基因表达效应改变,如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.甲基化通过抑制翻译过程调控基因表达
B.图中甲基化的碱基位于脱氧核糖核苷酸链上
C.蛋白Y可结合甲基化的mRNA并抑制表达
D.若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应
【答案】BC
【详解】A、观察可知,甲基化是发生在 mRNA 上,通过是影响 mRNA 的翻译或稳定性来调控基因表达,A 正确;
B、由图可知甲基化发生在 mRNA 上,mRNA 是核糖核苷酸链,不是脱氧核糖核苷酸链,B 错误;
C、从图中可以甲基化的 mRNA 会降解,而蛋白 Y与甲基化的 mRNA结合后可以表达,说明蛋白Y结合甲基化的mRNA并促进表达,C 错误;
D、表观遗传可以由某些碱基的甲基化或蛋白质乙酰化引起,若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应,D 正确。
故选BC。
22.(24-25高一下·辽宁鞍山·期末)鼠的灰色(A)对褐色(a)是一对相对性状,被甲基化修饰的基因不能表达。下列相关说法错误的是( )
A.DNA甲基化多数发生在碱基鸟嘌呤上
B.基因印记在亲代减数分裂过程中建立
C.亲代雄鼠中的A基因来自其母方
D.子代小鼠表现为灰色:褐色=3:1
【答案】AD
【分析】分析题图:雄配子中印记重建是:将等位基因A甲基化;雌配子中印记重建是:将等位基因a去甲基化。
【详解】A、DNA甲基化多数发生在碱基胞嘧啶上,A错误;
B、由于是在雌配子和雄配子中印记重建,即均在亲代细胞减数分裂过程中建立,B正确;
C、由图中配子形成过程中印记发生的机制可知,在雌鼠形成配子时为去甲基化,在雄鼠形成配子时印记重建为甲基化,可以断定亲代雄鼠的A基因来自它的母方,C正确;
D、雌鼠产生的雌配子A、a基因均未被甲基化,而雄鼠产生的雄配子中A、a基因都不能表达,子代小鼠的表型及比例为灰色:褐色=1:1,D错误。
故选AD。
23.(24-25高一下·江西南昌·期末)科研人员在研究一种植物时发现,其DNA中的胞嘧啶若发生甲基化,在某些情况下会自发脱氨基变成胸腺嘧啶。这种变化可能影响基因的表达和植物的性状。下列叙述正确的有( )
A.发生甲基化不会影响该基因的转录
B.胞嘧啶的甲基化能够提高该位点的突变频率
C.若植物体内负责DNA甲基化的酶活性发生改变,可能会影响基因表达
D.胞嘧啶甲基化后变为胸腺嘧啶一旦发生就会永久性改变植物的遗传信息
【答案】BC
【分析】DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶的作用下,将甲基基团转移到DNA某些区域的碱基上,使碱基不能与DNA聚合酶结合,从而影响转录过程。
【详解】A、基因的转录需要RNA聚合酶识别启动子区域,而DNA甲基化通常发生在启动子区,阻碍RNA聚合酶的结合,从而抑制转录,因此甲基化会影响转录,A错误;
B、胞嘧啶甲基化后更易自发脱氨基变为胸腺嘧啶,导致C→T的点突变,提高了该位点的突变频率,B正确;
C、DNA甲基化酶的活性改变会影响甲基化水平,而甲基化状态直接关联基因的表达调控,因此可能影响基因表达,C正确;
D、胞嘧啶甲基化后脱氨基变为胸腺嘧啶属于基因突变,基因可以发生回复突变,D错误。
故选BC。
24.(24-25高一下·河北邯郸多校期末联考·期末)黄鳝具有性逆转现象,即卵巢先发育,第一次性成熟时为雌性,产卵后卵巢开始萎缩,精巢开始发育,进入雌雄同体状态,直到最终转化为雄性。研究发现,性逆转现象与多种因素相关。对仔鳝注射雄激素可以使性逆转提前,对产卵后的雌鳝注射雌激素可以使性逆转推迟;在生殖季节,单纯的雌性群体会由于缺少雄鳝而引起其中的一部分雌鳝提前变为雄性。DNA甲基化在黄鳝性腺发育过程关键期发挥重要调控作用。下列说法正确的是( )
A.黄鳝的性别只由性染色体决定
B.可通过改变关键基因的甲基化状态提高某一性别黄鳝的产量
C.性逆转现象使种群性别比例适宜,更有利于黄鳝保持基因多样性
D.性逆转现象是黄鳝在短时间内为适应环境而产生的定向变异
【答案】BC
【分析】表观遗传特点:①不改变基因的碱基排列顺序;②可以遗传给后代;③容易受环境影响。甲基化不影响基因DNA复制,但影响该基因的表达。
【详解】A、根据题干信息黄鳝的性别与多种因素有关,A错误;
B、根据题意“DNA甲基化在黄鳝性腺发育过程关键期发挥重要调控作用”可知,可以通过改变关键基因的甲基化状态提高某一性别黄鳝的产量,B正确;
C、性逆转现象使黄鳝种群的性别比例适宜,维持种群较高的出生率,更有利于黄鳝保持基因多样性,C正确;
D、变异是不定向的,自然选择才具有方向性,D错误。
故选BC。
25.(24-25高一下·湖南永州·期末)DNA甲基化修饰是一种重要的表观遗传机制,细胞增殖时在甲基转移酶的催化下,DNA的胞嘧啶被选择性地添加甲基,从而抑制基因的转录过程。肿瘤细胞中常常存在异常的DNA高甲基化现象。下列叙述正确的是( )
A.DNA甲基化不会导致基因碱基序列的改变
B.DNA甲基化不遵循孟德尔遗传定律,不会遗传给后代
C.DNA甲基化可能会影响细胞分化
D.使用甲基转移酶抑制剂可以降低DNA甲基化的水平,可在肿瘤治疗领域有一定应用
【答案】ACD
【详解】A、DNA的胞嘧啶被选择性地添加甲基,导致DNA甲基化,这不会导致基因碱基序列的改变,A正确;
B、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,叫作表观遗传。DNA甲基化修饰是一种重要的表观遗传机制,DNA甲基化不遵循孟德尔遗传定律,但会遗传给后代,B错误;
C、细胞分化的实质是基因的选择性表达,而DNA甲基化会抑制基因的转录过程,导致mRNA合成受阻,即会影响基因表达,因此DNA甲基化可能会影响细胞分化,C正确;
D、细胞增殖时在甲基转移酶的催化下,DNA的胞嘧啶被选择性地添加甲基,导致DNA甲基化,肿瘤细胞中常常存在异常的DNA高甲基化现象,使用甲基转移酶抑制剂可以降低DNA甲基化的水平,可在肿瘤治疗领域有一定应用,D正确。
故选ACD。
26.(24-25高一下·江苏南通·期末)VDAC1是线粒体外膜上的一种转运蛋白。研究发现,高血糖会导致VDAC1基因过量表达,机制如下图。相关叙述错误的是( )
A.VDAC1可能是转运葡萄糖进入线粒体的一种蛋白
B.VDAC1基因过量表达可能是染色体结构松散引起
C.组蛋白的乙酰化改变了VDAC1基因的遗传信息
D.原核细胞中也存在相同的表观遗传调控机制
【答案】ACD
【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,叫作表观遗传。
【详解】A、葡萄糖不能进入线粒体,A错误;
B、由图可知,高血糖的作用下,组蛋白发生乙酰化,导致染色体结构松散,VDAC1基因过量表达,B正确;
C、组蛋白的乙酰化不改变VDAC1基因的遗传信息,C错误;
D、原核生物不存在染色体,不存在图中组蛋白的乙酰化的调控机制,D错误。
故选ACD。
27.(24-25高一下·河北邢台·期末)在性腺形成前,温度对某类鱼的性别分化影响较大,cyp19ala基因的表达产物可将雄激素转化为雌激素。雄性性腺中的cyp19ala基因甲基化水平是雌性性腺中的两倍,并且温度较高会诱导雌性幼鱼的cyp19ala基因甲基化水平升高,抑制其表达。下列叙述错误的是( )
A.在水温较高的条件下,雌鱼的比例大于雄鱼的比例
B. cyp19ala基因甲基化会改变其碱基序列进而抑制其转录
C.外界因素可以通过影响基因的甲基化水平来改变生物性状
D.性腺中的基因发生甲基化后可能通过配子遗传给下一代
【答案】AB
【详解】A、cyc19ala基因的表达产物可将雄激素转化为雌激素,温度较高会诱导雌性幼鱼的cyc19ala基因甲基化水平升高,抑制其表达,使雌激素的合成减少,故在水温较高的条件下,雌鱼的比例可能小于雄鱼的比例,A错误;
B、基因甲基化不会改变其碱基序列,B错误;
C、据题干信息可知,温度(外界因素)影响cyp19ala基因的甲基化水平,进而影响性别分化(生物性状),C正确;
D、性腺中含有原始生殖细胞,若原始生殖细胞的基因发生甲基化,通过减数分裂形成的配子可以传递给下一代,D正确。
故选AB。
28.(24-25高一下·河北廊坊等2地·期末)春化作用是指某些植物需要经过低温诱导才能开花的现象,这与FRI蛋白和FLC基因有关。温暖条件下,FRI蛋白与FLC基因结合后发生多种修饰,共同作用促使FLC基因表达,进而抑制植物开花;低温条件下,FRI蛋白不与FLC基因结合,导致组蛋白上的多种修饰发生改变,共同抑制FLC基因表达,进而促进植物开花。下列说法错误的是( )
A.低温条件下,可通过抑制FLC基因转录出mRNA,从而促进该植物开花
B.低温条件下,FRI蛋白凝聚成团,抑制FLC基因组蛋白的乙酰化从而促进开花
C.温暖条件下,FRI蛋白使FLC基因组蛋白发生甲基化,促进FLC基因的表达
D.抑制FLC基因组蛋白发生乙酰化和泛素化,即可达到春化作用效果
【答案】BD
【分析】分析题意和题图:温暖条件下,FRI蛋白与FLC基因结合,组蛋白的乙酰化、泛素化,FLC基因表达,抑制植物开花。低温条件下,FRI蛋白在细胞内凝聚成团不与FLC基因结合,组蛋白去乙酰化、去泛素化,组蛋白甲基化修饰位点发生改变,抑制FLC基因表达,从而解除对植物开花的抑制。
【详解】A、低温条件下,FLC基因转录受抑制(无mRNA产生),解除开花抑制,促进开花,A正确;
B、由题意可知,低温条件下,FRI蛋白聚集成团,FRI蛋白不与FLC基因结合,导致组蛋白上的多种修饰发生改变,共同抑制FLC基因表达,进而促进植物开花,B错误;
C、温暖条件下,FRI蛋白与FLC基因结合,使组蛋白发生修饰(如乙酰化、泛素化等 ),促进FLC基因表达,C正确;
D、春化作用(低温诱导开花 )需要抑制FLC基因表达,而组蛋白乙酰化和泛素化在温暖条件下是促进FLC基因表达的(图中温暖条件下有这些修饰且FLC表达 )。若抑制组蛋白乙酰化和泛素化,无法模拟低温下 “抑制FLC表达” 的效果,不能达到春化作用,D错误。
故选BD。
29.(24-25高一下·吉林吉林第一中学·期末)DNA甲基化是DNA化学修饰的一种形式,能影响表型,也能遗传给子代。在蜂群中,雌蜂幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王,而以花粉和花蜜为食的幼蜂将发育成工蜂。研究发现,DNMT3蛋白是核基因DNMT3表达的一种DNA甲基化转移酶,能使DNA某些区域添加甲基基团。回答下列问题:
(1)蜜蜂细胞中DNMT3基因发生图1中①过程的场所是_______,过程②需要的原料是______,运载该物质进入核糖体的工具是_______。
(2)由图2可知发生甲基化后______(填“会”或“不会”)改变基因的碱基序列。图3表示DNA甲基化对该基因表达的影响,由图3可知DNA甲基化会影响RNA聚合酶与基因中的启动子的识别,从而直接影响了______的合成。
(3)研究发现蜂王的基因组甲基化程度低于工蜂。为验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素,现利用多只生理状况相同的雌蜂幼虫、DNMT3siRNA(提示:注射DNMT3siRNA能使DNMT3基因表达沉默)进行实验,一段时间后,观察并记录幼蜂发育情况(发育为工蜂还是蜂王),请完成下表。
组别
处理方式
饲养方式
培养条件
预期结果
A组
不做处理
②_____
相同且适宜
③_____
B组
①_____
饲喂花粉和花蜜
④_____
【答案】(1) 细胞核 氨基酸 tRNA
(2) 不会 mRNA
(3) 饲喂花粉和花蜜 发育为工蜂 注射适量的DNMT3siRNA 发育为蜂王
【分析】据图分析:过程①是转录过程,过程②为翻译过程。表观遗传指的是生物体基因的碱基序列不发生改变,但基因的表达和表型发生可遗传变化的现象。
【详解】(1)过程①是转录过程,其中DNMT3基因是核基因,因此过程①发生在细胞核内,过程②为翻译过程,发生在核糖体中,需要的原料为氨基酸,运载该物质进入核糖体的工具是tRNA。
(2)分析图2可知,基因甲基化不改变基因的碱基序列,但会影响转录,从而影响基因的表达。图3显示基因的甲基化区域发生在启动子,从而影响RNA聚合酶与启动子的结合,抑制转录过程,直接影响了mRNA的形成。
(3)根据题干可知,DNMT3siRNA能使DNMT3基因表达沉默,基因的甲基化程度降低,雌蜂幼虫发育成蜂王。实验的自变量为有无DNMT3sRNA,因变量是幼蜂的发育类别。据此取多只生理状况相同的雌蜂幼虫,均分为A、B两组,A组不作处理,B组注射适量的DNMT3siRNA,其他条件相同且适宜,均用花粉和花密饲喂一段时间后,观察并记录幼蜂发育情况。如果A组发育成工蜂,B组发育成蜂王,则能验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素。
30.(24-25高一下·山东滨州·期末)组蛋白乙酰化及去乙酰化均会影响基因的表达,如图1所示。V基因对拟南芥种子萌发过程中的耐盐性具有负调控作用,A基因通过调控V基因的表达进而影响耐盐性。为探究A基因对该过程的调控机制,科研人员对野生型及A基因低表达突变株的组蛋白乙酰化水平进行检测,结果如图2。
(1)组蛋白乙酰化导致生物性状出现可遗传变化的现象属于_______,从这个实例可以看出基因与性状不是一一对应关系,依据是_____。
(2)据图1分析,组蛋白去乙酰化会引起染色体结构变________(填“紧密”或者“松弛”)。而组蛋白乙酰化有利于______酶识别并与DNA结合,进而促进转录过程。
(3)据图2分析,A基因的表达产物为_______(填“组蛋白乙酰化酶”或“组蛋白去乙酰化酶”),能_______乙酰化水平,从而_______V基因的表达,进而正向调控拟南芥种子萌发过程中耐盐性。
【答案】(1) 表观遗传 拟南芥的耐盐性受(A、V基因)两个基因的调控(要答出具体性状和基因数量)
(2) 紧密 RNA聚合酶
(3) 组蛋白去乙酰化酶 降低 抑制
【分析】表观遗传指的是生物体基因的碱基序列不变,但基因的表达和表型发生可遗传变化的现象。基因与性状不是一一对应关系。
【详解】(1)组蛋白乙酰化导致生物性状出现可遗传变化,这种不涉及DNA序列改变但影响基因表达的现象属于表观遗传。从题干可知,A基因通过调控V基因的表达进而影响耐盐性,说明拟南芥的耐盐性受(A、V基因)两个基因的调控,并非一个基因决定一种性状,所以基因与性状不是一一对应关系。
(2)观察图1,组蛋白去乙酰化后,染色质的结构变得更加紧密。因为去乙酰化使得组蛋白与DNA结合更紧密,导致染色体结构紧密。转录过程需要RNA聚合酶识别并结合到DNA上,组蛋白乙酰化后,染色体结构变得松弛,有利于RNA聚合酶识别并与DNA结合,从而促进转录过程。
(3)分析图2,A基因低表达突变株的组蛋白乙酰化水平比野生型高,说明A基因的表达产物会降低组蛋白乙酰化水平,而组蛋白去乙酰化酶能降低组蛋白乙酰化水平,所以A基因的表达产物为组蛋白去乙酰化酶。由前面分析可知,A基因的表达产物(组蛋白去乙酰化酶)能降低乙酰化水平。因为V基因对拟南芥种子萌发过程中的耐盐性具有负调控作用,A基因通过调控V基因表达影响耐盐性,且A基因降低组蛋白乙酰化水平后能正向调控耐盐性,所以A基因降低乙酰化水平会抑制V基因的表达。
31.(24-25高一下·湖南耒阳第一中学等多校联考·期末)基因组印记指的是因亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象,DNA甲基化是基因组印记的方式之一。小鼠体内的基因A(野生型)和基因a(突变型)若受到印记的影响,则不能表达。现有两只野生型小鼠,均为杂合子,基因a甲基化,在亲本整个生命历程中印记不变,在产生生殖细胞的过程中,印记重建的过程如图所示。回答下列问题:
(1)基因 a 甲基化是否属于基因突变? ________,理由是________。
(2)甲基化直接影响了基因的 ________过程,在亲代细胞中能检测到以下几种物质中的________(填序号)。
①基因 a ②基因 a 的 mRNA ③基因 a 表达的蛋白质
(3)据图分析,雌性个体在产生配子时基因________,而雄性个体产生配子时,基因________。(两空选填“甲基化”或“去甲基化”)
(4)亲代雌鼠和雄鼠随机交配,产生的 F1中突变型小鼠的基因型可能是________,所占比例为________。
【答案】(1) 否 基因a甲基化后,其碱基序列没有发生改变
(2) 转录 ①
(3) 去甲基化 甲基化
(4) Aa、aa 1/2
【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,叫作表观遗传;DNA甲基化,构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰都会影响基因的表达。
【详解】(1)基因a甲基化后,其碱基序列没有发生改变,因此基因a甲基化不是基因突变。
(2)基因a甲基化直接影响了基因的转录过程,因此在亲代细胞中能检测到基因a,不能检测到基因a的mRNA和基因a表达的蛋白质
(3)图中信息表明雌性小鼠产生配子时a基因去甲基化,雄性小鼠产生配子时A基因甲基化。
(4)雌鼠(Aa)产生的A∶a = 1∶1,两种雌配子均能正常表达。雄鼠(Aa)产生的A−∶a− = 1∶1,两种雄配子均不能表达(甲基化抑制表达,用A−、a−表示)。亲代雌鼠(Aa)和雄鼠(Aa)随机交配,产生的F1为AA−(野生型)∶Aa−(野生型)∶A−a(突变型)∶aa−(突变型) = 1∶1∶1∶1,即突变型小鼠所占比例为1/2,因为基因甲基化并不改变基因所以突变型基因型为Aa、aa。
32.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨香坊区哈尔滨德强高级中学·期末)在蜂群中,雌蜂幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王,而以花粉和花蜜为食的幼蜂将发育成工蜂。研究发现,DNMT3蛋白是核基因表达的一种DNA甲基化转移酶,能使DNA某些区域添加甲基基团,如图所示。回答下列问题:
(1)基因经过过程①(虚线框中碱基序列)合成的RNA的碱基序列为CUUGCCAGC,过程①发生的场所是__________。相比过程②,过程①特有的碱基配对方式是________。在细胞内,少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质,原因是__________。
(2)DNA甲基化若发生在基因转录的启动子序列上,则会影响RNA聚合酶与该序列的识别与
结合,进而抑制基因的表达。据图可知,DNA甲基化______(填“会”或“不会”)改变基因的碱基序列。
(3)已知注射DNMT3 siRNA(小干扰RNA)能使DNMT3基因表达沉默,蜂王的基因组甲基化程度低于工蜂的,请设计实验验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素。实验思路:取多只生理状况相似的雌蜂幼虫,均分为A、B两组,A组不作处理,B组___________,其他条件相同且适宜,用花粉和花蜜饲喂一段时间后,观察并记录幼蜂发育情况(幼虫发育成工蜂还是蜂王)。实验预期结果:____组幼虫发育成蜂王,另一组幼虫发育成工蜂。
【答案】(1) 细胞核 T-A 一个 mRNA 分子上可以结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成
(2)不会
(3) 注射DNMT3 siRNA B
【分析】DNA甲基化是指DNA序列上特定的碱基在DNA甲基转移酶的催化作用下添加上甲基,虽然不改变DNA序列,但是导致相关基因转录沉默。DNA甲基化在细胞中普遍存在,对维持细胞的生长及代谢等是必需的。如果某DNA片段被甲基化,那么包含该片段的基因功能就会被抑制。
【详解】(1)过程①是转录过程,主要发生在细胞核中,根据碱基互补配对原则,DNMT3基因经过程①(虚线框中碱基序列)合成的RNA的碱基序列为CUUGCCAGC,则转录过程是以基因的阝链为模板进行的;过程②为翻译过程(碱基配对方式有A-U、U-A、G-C、C-G),相比转录过程(碱基配对方式有A-U、T-A、G-C、C-G),转录过程中特有的碱基配对方式是T-A。在细胞内,翻译是一个快速而高效的过程,通常一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链,并且最终的产物相同,因此,少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质。
(2)DNA甲基化若发生在基因转录的启动子序列上,则会影响RNA聚合酶与该序列的识别与结合,进而抑制基因的表达。结合图示可知,基因甲基化不改变基因的碱基序列,但会影响转录,从而影响基因的表达。
(3)本实验的目的是验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素,因此实验的自变量为是否注射适量的DNMT3siRNA,进而引起甲基化水平的改变,因变量是雌蜂幼虫发育的结果,题意显示,DNMT3siRNA(小干扰RNA)能使DNMT3基因表达沉默,即抑制DNMT3基因表达,进而降低基因的甲基化水平,据此设计实验如下:取多只生理状况相同的雌蜂幼虫,均分为A、B两组;A组不作处理,B组注射适量的DNMT3siRNA,其他条件相同且适宜;用花粉和花蜜饲喂一段时间后,观察并记录幼蜂发育情况。如果A组发育成工蜂,B组发育成蜂王,则能验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素。
33.(24-25高一下·山东东营·期末)遗传组成相似的雌性蜜蜂幼虫,若一直以蜂王浆为食将发育成蜂后(蜂王),若以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。蜜蜂细胞中的DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶,能使DNA某些区域添加甲基基团,DNMT3基因表达的部分过程如下图所示。回答下列问题。
注:AUG(起始密码子):甲硫氨酸;CAU、CAC:组氨酸;UUA、UUG:亮氨酸;CCU、CCC:脯氨酸;AGA:精氨酸;AAC:天冬酰胺;CAA:谷氨酰胺;GGG:甘氨酸;UCU:丝氨酸;GUU:缬氨酸。
(1)若DNMT3蛋白中起始氨基酸序列为甲硫氨酸-组氨酸-…,则图示DNMT3基因的一条链_____(填“是”或“不是”)①过程的模板链,写出①过程产物的9个碱基5’_______3’。
(2)若图示DNMT3基因的一条链中6号碱基A替换为G,则其控制合成的蛋白质中氨基酸序列_______(填“改变”或“不变”),原因是_____。假设某种生物的氨基酸只有14种,其DNA和RNA的碱基组成分别只有A、T及A、U,则该生物的一个密码子至少由______个碱基组成。
(3)②过程中tRNA的作用是________,据虚线框中mRNA上的部分碱基序列,按照核糖体移动方向写出此肽链的部分氨基酸序列为_______(写3个氨基酸)。
(4)DNMT3蛋白使DNA甲基化后阻止了某些基因的表达,推测蜂王浆能______(填“促进”或“抑制”)DNMT3蛋白活性,从而解除甲基化对基因表达的影响。
【答案】(1) 是 AUGCAUCCU
(2) 不变 密码子具有简并性,CAU、CAC均为组氨酸的密码子 4
(3) 识别并转运氨基酸 脯氨酸-精氨酸-天冬酰胺
(4)抑制
【分析】DNA甲基化为DNA化学修饰的一种形式,能够在不改变DNA序列的前提下,改变遗传表现。大量研究表明,DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变,从而控制基因表达。
【详解】(1)起始氨基酸为甲硫氨酸(AUG ),对应 DNA 模板链 TAC,图中 DNA 链含 TAC,故①是模板链;转录产物(RNA )为 AUGCAUCCU(9 个碱基 )。
(2)DNA 链中 6 号碱基 A→G,对应密码子由 CAU→CAC(均编码组氨酸 ),故①不变;若氨基酸 14 种,碱基 4 种(DNA:A、T;RNA:A、U ),密码子至少需 4 个碱基(23=8 不够,24=16够 ),所以需要4 个碱基。
(3)tRNA 作用是识$