摘要:
**基本信息**
广东多地高一下期末试题汇编,聚焦基因突变和细胞癌变两大高频考点,融合屠呦呦青蒿素研究、亨廷顿病机理等科学案例,注重基础概念与综合应用能力考查。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|18道|基因突变类型/特点(如红色面包霉营养缺陷型)、细胞癌变基因调控(如原癌基因MYC)|以X射线诱变、染色体缺失等情境考查概念辨析|
|非选择题|10道(含3道实验题)|基因突变实例分析(如水稻叶色突变)、细胞癌变分子机制(如miRNA调控)|结合青蒿素培育、Rb1抗癌实验等设计综合探究题,衔接高考真题命题趋势|
内容正文:
专题11 基因突变
2大高频考点概览
考点01 基因突变
考点02 细胞癌变
地 城
考点01
基因突变
一、单选题
1.D
2.C
3.D
4.D
5.D
6.D
7.B
8.C
二、解答题
9.(1) 秋水仙素 高度不育 可遗传
(2)基因突变
(3) YYrr yyRR
(4) 新基因 基因重组
10.(1) A→C→E→D→B→F E 同源染色体分离,非同源染色体自由组合
(2) 不一定 有丝分裂或减数
(3) 基因突变 减数分裂Ⅱ后期含有A、a的姐妹染色体单体分开后移向了同一极,与含B的染色体进入同一个精子
11.(1) 4 茎秆粗壮,叶片、果实和种子比较大,青蒿素等营养物质增加
(2) 秋水仙素处理、低温诱导 相同
(3) 三 不能 三倍体植株减数分裂时同源染色体联会紊乱,几乎不能产生正常可育配子
(4)基因突变
12.(1) 物理、化学 秋水仙素
(2)辐射剂量
(3) 需要处理大量的种子 基因突变具有低频性和不定向性
(4)纯合子
13.(1) 16 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
(2) 倒位(或染色体结构变异或染色体变异) 不属于 黑檀体果蝇已与灰体果蝇形成生殖隔离,不是同一物种,种群是同一物种的一类生物
(3) 953 转录形成的RNA为核糖体提供结合位点,能引导核糖体结合到E蛋白mRNA的起始位点
14.(1) 不会 简并
(2) 随机 变短
(3) 单倍体 抑制纺锤体形成,导致染色体不能移向细胞两极,引起染色体数目加倍
15.(1) 基因突变 株系A和B
(2) 株系A m 100%
(3)1:1
地 城
考点02
细胞癌变
一、单选题
1.D
2.D
3.C
4.B
5.A
6.D
7.C
8.D
9.D
10.C
二、解答题
11.(1)原癌
(2) 低于 碱基互补配对区域(结合区域) circ_0055625与miR-1225-3p有碱基互补配对的区域,两者可以结合,从而导致miR-1225-3p无法与相应mRNA结合而调控相关蛋白质的表达发生癌变
(3)增加miR-1225-3p的表达量
12.(1) RNA聚合 miRNA与mRNA的部分碱基序列互补
(2) tRNA 不变
(3)miRNA通过与靶基因mRNA发生碱基互补形成双链,从而阻止了核糖体在靶基因mRNA上的移动,使翻译过程终止
(4)某些miRNA可与突变的原癌基因或突变的抑癌基因转录出的mRNA特异性结合,抑制其翻译
三、实验题
13.(1) 抑癌 随着Bax蛋白含量增加,肝癌细胞凋亡率上升,说明Bax蛋白具有促进细胞凋亡的作用
(2) 抑制 miR-34a通过与Bcl-2mRNA结合成双链结构,阻碍核糖体与Bcl-2mRNA结合,抑制翻译过程(通过与Bcl-2mRNA结合成双链结构,促进Bcl-2mRNA的降解,抑制翻译过程)
(3)将相同生理状态的正常肝细胞分为两组,分别培养在普通培养液与添加Rb1的普通培养液中,在同样条件下培养24h后,检测并对比两组肝细胞的凋亡率。或将相同生理状态的正常肝细胞分为三组,分别培养在普通培养液、添加低浓度Rb1的普通培养液和添加高浓度Rb1的普通培养液中,在同样条件下培养24h后,检测并对比三组细胞的凋亡率
14.(1) RNA聚合酶 核糖核苷酸
(2) DNA→RNA→蛋白质 密码子具有简并性;突变发生在非编码区
(3)RISC与lin-14mRNA结合,抑制其翻译
(4) 原癌 乳腺细胞株系(不加miRNA) 碱基序列无同源性(或碱基数目相同,顺序不同)
15.(1) 核糖核苷酸 U - A 左
(2) 转录 抑制细胞异常增殖
(3)沉默复合体与靶基因 mRNA 结合,促进靶基因 mRNA 降解,抑制其翻译过程,减少胃癌细胞增殖、迁移相关蛋白合成,从而抑制胃癌细胞增殖和迁移 。
试卷第1页,共3页
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专题11 基因突变
2大高频考点概览
考点01 基因突变
考点02 细胞癌变
地 城
考点01
基因突变
一、单选题
1.(24-25高一下·广东深圳高级中学·期末)下列关于基因突变和基因重组的描述正确的是( )
A.均可发生在有丝分裂和减数分裂
B.均属于可遗传变异,一定遗传给下一代
C.均是生物变异的根本来源
D.均能产生新的基因型
【答案】D
【详解】A、基因突变可发生在有丝分裂(体细胞)和减数分裂(生殖细胞)的间期,而基因重组仅发生在减数第一次分裂(同源染色体分离和非同源染色体自由组合),有丝分裂中一般不会发生基因重组,A错误;
B、基因突变若发生在体细胞中,无法通过有性生殖遗传给下一代;基因重组发生在生殖细胞形成时,可能遗传给下一代,B错误;
C、基因突变是生物变异的根本来源(产生新基因),基因重组是生物变异的重要来源(产生新基因型),C错误;
D、基因突变通过产生新等位基因改变基因型(如A→a),基因重组通过重新组合产生新基因型,两者均能产生新基因型,D正确。
故选D。
2.(24-25高一下·广东佛山·期末)野生型红色面包霉可以利用基本培养基中的成分按一定顺序合成氨基酸。科学家利用X射线诱导红色面包霉发生基因突变,导致红色面包霉因不能合成相应的氨基酸而无法在基本培养基上生长。下表为甲、乙、丙三种营养缺陷型菌株在不同培养基中的生长情况。下列叙述错误的是( )
类型
基本培养基
添加精氨酸的基本培养基
添加瓜氨酸的基本培养基
添加鸟氨酸的基本培养基
突变型甲
不生长
正常生长
不生长
不生长
突变型乙
正常生长
正常生长
不生长
突变型丙
正常生长
正常生长
正常生长
注:三种氨基酸能分泌到细胞外。
A.甲、乙、丙的产生体现了基因突变具有不定向性
B.3种氨基酸的合成顺序为鸟氨酸→瓜氨酸→精氨酸
C.据表推测,乙的鸟氨酸合成酶基因发生了突变
D.甲与丙在基本培养基中进行混合培养,两者可正常生长
【答案】C
【详解】A、甲、乙、丙的产生是不同基因突变的结果,体现了基因突变的不定向性,A正确;
B、根据突变型在不同培养基中的生长情况,突变型甲在添加精氨酸的基本培养基中能正常生长,在添加瓜氨酸和鸟氨酸的基本培养基中不能生长,说明甲不能合成精氨酸,突变型乙在添加精氨酸和瓜氨酸的基本培养基中能正常生长,在添加鸟氨酸的基本培养基中不能生长,说明乙不能合成瓜氨酸;突变型丙在添加精氨酸、瓜氨酸和鸟氨酸的基本培养基中都能正常生长,说明丙不能合成鸟氨酸,由此可推断三种氨基酸的合成顺序为鸟氨酸→瓜氨酸→精氨酸,B正确;
C、突变型乙在添加精氨酸和瓜氨酸的基本培养基中能正常生长,在添加鸟氨酸的基本培养基中不能生长,说明乙不能合成瓜氨酸,可能是瓜氨酸合成酶基因发生了突变,而不是鸟氨酸合成酶基因,C错误;
D、甲不能合成精氨酸,丙不能合成鸟氨酸,将甲与丙在基本培养基中进行混合培养,甲可以利用丙分泌到细胞外的鸟氨酸合成瓜氨酸和精氨酸,丙可以利用甲分泌到细胞外的精氨酸,所以两者可正常生长,D正确。
故选C。
3.(24-25高一下·广东湛江部分学校·期末)豌豆果荚的绿色由位于染色体上的叶绿素合酶基因控制。若叶绿素合酶基因与上游相邻基因间缺失了部分碱基对,干扰叶绿素合酶基因的正常表达,从而无法正常合成叶绿素,则果荚表现为黄色。下列说法错误的是( )
A.果荚的绿色与黄色为一对相对性状
B.叶绿素合酶基因存在等位基因
C.豌豆果荚的颜色的遗传遵循分离定律
D.黄色果荚出现的原因是叶绿素合酶基因发生了突变
【答案】D
【分析】分离定律:在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。
【详解】A、果荚的绿色与黄色是同种生物、同一性状的不同表现形式,属于一对相对性状,A正确;
B、豌豆果荚的绿色由位于染色体上的叶绿素合酶基因控制。叶绿素合酶基因因与上游相邻基因间缺失了部分碱基对导致表达受阻,形成突变型基因,与正常基因互为等位基因,B正确;
C、果荚颜色由一对等位基因控制,其遗传遵循分离定律,C正确;
D、黄色果荚是因基因间调控序列缺失导致叶绿素合酶基因无法表达,而非该基因本身发生突变,D错误。
故选D。
4.(24-25高一下·广东广州三校(广附、广铁、广外)·期末)中国是传统的水稻种植大国,有一半以上人口以水稻为食。在培育水稻优良品种的过程中,发现某野生型水稻叶片绿色由基因C控制。某突变型叶片为黄色,由基因C 突变为C1所致,基因C1纯合幼苗期致死。对该突变基因转录产物进行测序,测序结果表明其产物编码序列第727位碱基改变,由5'-GAGAG-3'变为:5´-GACAG-3´(部分密码子及对应氨基酸:GAG 谷氨酸;AGA 精氨酸;GAC 天冬氨酸;ACA 苏氨酸;CAG谷氨酰胺)。下列说法正确的是( )
A.基因C突变为 C₁的过程发生了碱基对增添
B.基因C1编码的蛋白质中第242位氨基酸突变为谷氨酰胺
C.RNA聚合酶与基因C的起始密码子结合,启动转录过程
D.突变体水稻为杂合子,其自交后代会出现性状分离现象
【答案】D
【分析】基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换,这会导致基因结构的改变,进而产生新基因。
【详解】A、基因转录产物编码序列由5'-GAGAG-3'变为5´-GACAG-3´,仅一个碱基由G→C,属于碱基对的替换,而非增添,A错误;
B、密码子是 mRNA 上 3 个相邻碱基,决定 1 个氨基酸。基因突变前第 1-726位碱基对应前242个氨基酸,第 727-729 位“GAG”对应一个密码子,决定第243个氨基酸为谷氨酸;基因突变后,第727位碱基由G→C,第 727-729 位对应密码子变为“CAG”,对应第243个氨基酸为谷氨酰胺,B错误;
C、RNA聚合酶结合启动子启动转录,起始密码子位于mRNA上用于翻译,C错误;
D、突变体为杂合子(CC₁),自交后代基因型为CC(绿色)、CC₁(黄色)、C₁C₁(致死),存活个体中绿色与黄色比例为1:2,出现性状分离,D正确。
故选D。
5.(24-25高一下·广东深圳高级中学·期末)下图基因I和基因Ⅱ表示某细胞中一条染色体上相邻的2个基因,2个基因之间为间隔序列,下列说法正确的是( )
A.图中基因I和基因Ⅱ不可能控制该生物的同一性状
B.在四分体时期,图中基因I和基因Ⅱ可发生基因重组
C.图中的基因I也可以是有遗传效应的RNA片段
D.图中间隔序列的碱基对替换不属于基因突变
【答案】D
【详解】A、基因与性状不是简单的一一对应关系,基因I和基因Ⅱ可能控制该生物的同一性状,A错误;
B、基因重组发生在同源染色体的非姐妹染色单体互换(四分体时期)或非同源染色体自由组合,基因I和基因Ⅱ在同一条染色体上,四分体时期不会发生基因重组,B错误;
C、图中的基因I是有遗传效应的DNA片段,不是RNA片段,C错误;
D、基因突变是指DNA分子中发生碱基的增添、缺失或替换,而引起的基因碱基序列的改变,间隔序列不是基因,其碱基对替换不属于基因突变,D正确。
故选D。
6.(24-25高一下·广东广州五校联考·期末)研究发现,X染色体上的 TLR7基因编码序列发生某个碱基对的替换后,其编码的TLR7蛋白会更加活跃且更容易与鸟苷结合,使得免疫细胞将健康组织识别为外来组织或受损组织并对其发起攻击的可能性增大,从而患病。下列有关叙述错误的是( )
A.TLR7基因某个碱基对替换后,基因中的(A+C)/(G+T)值不发生改变
B.TLR7 基因某个碱基对替换后,TLR7 蛋白的长度可能不发生改变
C.TLR7 基因某个碱基对替换后,基因的结构和遗传信息均发生改变
D.携带TLR7 突变基因的男性其突变基因可能来自他的祖母或外祖母
【答案】D
【详解】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。
【分析】A、基因中碱基对替换属于点突变,替换后互补链的碱基相应改变,但双链中(A+C)/(G+T)的比值始终等于1(因A与T、C与G互补),故该比值不变,A正确;
B、碱基对替换可能导致同义突变(密码子改变但氨基酸不变)或错义突变(氨基酸改变),但蛋白质长度可能不变;若为无义突变则长度缩短,故B正确;
C、基因突变指碱基序列改变,必然导致基因结构和遗传信息改变,C正确;
D、男性X染色体只能来自母亲,母亲的X染色体可能来自外祖父或外祖母,而祖母的X染色体只能传给父亲(儿子),无法传给孙子。因此男性突变基因不可能来自祖母,D错误;
故选D。
7.(24-25高一下·广东东莞·期末)某二倍体植物(2n=20)的红花和白花由5号常染色体上的一对等位基因(D、d)控制。正常情况下纯合红花植株A与白花植株杂交,子代均为红花。育种工作者用X射线照射红花植株B后,使其与白花植株杂交,发现子代有红花植株932株,白花植株1株(植株C),关于白花植株C形成的原因,提出了以下三种假设,有关叙述错误的是( )
假设一:X射线照射红花植株B导致其发生了基因突变。
假设二:X射线照射红花植株B导致其5号染色体断裂,含有基因D的片段缺失。
假设三:X射线照射红花植株B导致其5号染色体丢失一条。
注:若两条同源染色体缺失相同的片段则个体死亡;MI表示减数分裂I
A.若假设一成立,则突变可能发生在植株B的生殖细胞
B.若假设二成立,植株C与A杂交得F1后自交,F2中白花占1/8
C.通过镜检植株C染色体数目可判断假设三是否成立
D.用荧光染料标记D、d,MI时植株B有4个荧光点则假设二不成立
【答案】B
【详解】A、若假设一成立(基因突变),B的生殖细胞可能发生D→d的隐性突变,产生含d的配子,与白花产生的配子d结合,形成基因型为dd的白花植株C,A正确;
B、若假设二成立,B的5号染色体缺失D基因(基因型为D〇),与白花(dd)杂交,C的基因型为〇d。C与A(DD)杂交,F1的基因型及比例为为D〇:Dd=1:1,F1自交,Dd自交子代基因型及比例为DD:Dd:dd=1:2:1,D〇自交子代基因型及比例为DD:D〇:〇〇=1:2:1,其中基因型为〇〇的个体死亡,故F2中白花(dd)占1/7,B错误;
C、假设三为B丢失一条5号染色体,通过镜检可直接判断,C正确;
D、若MI时B的细胞有4个荧光点,说明两条5号染色体均未发生D或d基因的缺失,则假设二不成立,D正确。
故选B。
8.(24-25高一下·广东东莞·期末)亨廷顿病是由于HD基因中编码Ht蛋白的序列中的三个核苷酸(CAG)发生多次重复,引起异常Ht蛋白积累所导致的(如图甲),且异常Ht蛋白中谷氨酰胺的含量会增加(谷氨酰胺的密码子:CAA、CAG)。染色体组蛋白的乙酰化过程如图乙,异常Ht蛋白的积累能抑制该过程,从而引起细胞凋亡。下列叙述正确的是( )
A.亨廷顿病的成因是发生了染色体片段重复
B.在HD基因表达时,以图中的a链为模板链
C.异常Htt蛋白会抑制相关基因的转录过程
D.组蛋白乙酰化不会影响下一代遗传物质的表达
【答案】C
【详解】A、亨廷顿病是 HD 基因内部 CAG 重复(基因突变 ),非染色体片段重复,A错误;
B、谷氨酰胺的密码子:CAA、CAG,mRNA的碱基序列与编码链相似,a链为编码链,b链为模板链,B错误;
C、异常 Htt 抑制组蛋白乙酰化酶,使组蛋白乙酰化不足,抑制基因转录,C正确;
D、组蛋白乙酰化属表观遗传,可影响后代遗传物质表达,D错误。
故选C。
二、解答题
9.(24-25高一下·广东潮州潮安区·期末)中国女科学家屠呦呦因从青蒿中分离出青蒿素并应用于疟疾治疗获得了2015年诺贝尔生理学或医学奖。已知野生型青蒿为二倍体,茎秆中白色(Y)对紫色(y)为显性,叶片中稀裂叶(R)对分裂叶(r)为显性,这两对性状独立遗传。分析回答问题:
(1)二倍体野生型青蒿的种子或幼苗用________处理后获得的个体,再与野生型青蒿杂交得到三倍体植株,该三倍体青蒿_________(填“可育”或“高度不育”),这种三倍体青蒿形成过程中发生的变异属于_____(填“可遗传”或“不可遗传”)的变异。
(2)用X射线照射分裂叶青蒿以后,r基因中一小段碱基序列发生变化,使分裂叶转变为稀裂叶,这种变异属于可遗传变异中的________。
(3)现用白秆分裂叶植株与紫秆稀裂叶植株杂交,F1均表现为白秆稀裂叶,则亲本的基因型分别为________、________。
(4)基因突变产生的_________,通过有性生殖过程中的________,可以形成多种多样的基因型,从而使青蒿种群中出现多种多样可遗传的变异类型。
【答案】(1) 秋水仙素 高度不育 可遗传
(2)基因突变
(3) YYrr yyRR
(4) 新基因 基因重组
【分析】可遗传的变异有三种来源:基因突变、染色体变异和基因重组:
(1)基因突变是基因结构的改变,包括碱基对的增添、缺失或替换,基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期,基因突变的特点是低频性、普遍性、随机性、不定向性。
(2)基因重组的方式有同源染色体上非姐妹单体之间的互换和非同源染色体上非等位基因之间的自由组合,另外,外源基因的导入也会引起基因重组。
(3)染色体变异是指染色体结构和数目的改变,染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。染色体数目变异可以分为两类:一类是细胞内个别染色体的增加或减少,另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
【详解】(1) 秋水仙素可以抑制纺锤体的形成,使得染色体数目加倍,二倍体野生型青蒿的种子或幼苗用秋水仙素处理后获得的个体为四倍体,该四倍体再与野生型青蒿杂交可得到得到三倍体植株。三倍体青蒿在减数分裂的过程中,因同源染色体联会紊乱,不能产生可育的配子,因此高度不育。这种三倍体青蒿形成过程中发生的变异属于可遗传变异中的染色体数目变异。
(2)在用X射线照射后,r基因中一小段碱基序列发生变化,这种变异属于可遗传变异中的基因突变。
(3) 根据题干,茎秆中白色(Y)对紫色(y)为显性,叶片中稀裂叶(R)对分裂叶(r)为显性,这两对性状独立遗传。白秆分裂叶(Y_rr)植株与紫秆稀裂叶(yyR_)植株杂交,F1均表现为白秆稀裂叶,说明双亲均为纯合子,所以亲本的基因型为YYrr和yyRR。
(4)基因突变产生的新基因,通过有性生殖过程中的基因重组,可以形成多种多样的基因型,从而使青蒿种群中出现多种多样可遗传的变异类型。
10.(24-25高一下·广东清远·期末)图甲是某二倍体(体细胞中染色体数目为2n=20)雄性动物的细胞分裂图像;图乙表示该动物细胞分裂过程中物质或结构数量变化曲线的部分区段,图丙为该动物(基因型为AABb,仅显示部分染色体)减数分裂过程中的一个细胞,其中一条染色体的基因未标出。据图回答下列问题:
(1)按照减数分裂过程分析,图甲中各细胞出现的先后顺序是_____(用字母和箭头表示)。孟德尔遗传规律实质发生于图甲中_____(填图中字母)所处时期,该时期细胞染色体的主要行为变化是_____。
(2)图乙中,若纵坐标是染色体数且a=20,则图中b时期的细胞内_____(填“一定”或“不一定”)有同源染色体,若纵坐标是核DNA数且a=40,则该曲线可表示_____分裂。
(3)图丙细胞发生的变异是_____。若该细胞产生的配子类型及比例是AaB:Ab:B=1:2:1,则原因是分裂过程中_____。
【答案】(1) A→C→E→D→B→F E 同源染色体分离,非同源染色体自由组合
(2) 不一定 有丝分裂或减数
(3) 基因突变 减数分裂Ⅱ后期含有A、a的姐妹染色体单体分开后移向了同一极,与含B的染色体进入同一个精子
【分析】减数分裂各时期的特征:
①减数分裂前的间期:完成DNA复制和有关蛋白质的合成,细胞适度生长,DNA数目加倍,染色体数目不变。
②减数第一次分裂:前期,同源染色体两两配对,形成四分体;中期,同源染色体成对的排列在赤道板两侧;后期,同源染色体彼此分离(非同源染色体自由组合),移向细胞两极;末期,细胞分裂为两个子细胞,染色体数目是体细胞数目的一半。
③减数第二次分裂:前期,没有同源染色体,染色体散乱分布;中期,没有同源染色体,着丝粒排列在赤道板上;后期,没有同源染色体,着丝粒分裂,两条子染色体移向细胞两极;末期,细胞分裂为两个子细胞,子细胞染色体数目是体细胞染色体数目的一半。
【详解】(1)图甲中A处于减数分裂I前期,B处于减数分裂II后期,C处于减数分裂I中期,D处于减数分裂II中期,E处于减数分裂I后期,F处于减数分裂II末期,图甲中各细胞出现的先后顺序是A→C→E→D→B→F。孟德尔遗传规律实质发生于减数分裂I后期,即细胞E所处时期,该时期细胞染色体的主要行为变化是同源染色体分离,非同源染色体自由组合。
(2)该动物体细胞染色体数为20,b可以表示减数第一次分裂,也可以表示减数第二次分裂后期和末期,因此,图中b时期的细胞内不一定有同源染色体。无论是进行减数分裂还是有丝分裂,核DNA数都有可能为40,因此,若纵坐标是核DNA数且a=40,则该曲线可表示有丝分裂或减数分裂。
(3)图丙为二倍体生物减数分裂过程中的一个细胞,该个体的基因型为AABb,细胞中有a基因,说明a出现所发生的变异是基因突变;若该细胞产生的配子类型是AaB:Ab:B=1:2:1,说明减数分裂Ⅱ后期含有A、a的姐妹染色体单体分开后移向了同一极,与含B的染色体进入同一个精子。
11.(24-25高一下·广东湛江部分学校·期末)我国科研团队从青蒿中提取出了对抗疟原虫的青蒿素,使青蒿素类药物成为当下治疗疾病最有效的药物之一。野生青蒿为二倍体(2n=18),为了更有效地获得青蒿素,科学家们利用野生青蒿人工培育出四倍体青蒿。回答下列问题:
(1)四倍体青蒿体细胞中具有_______个染色体组。与二倍体相比,四倍体青蒿的主要形态结构或生理特点有_______(答出2点)。
(2)实验室中常采用_______(答出2种)的方法处理二倍体青蒿的萌发的种子或幼苗,经培育后得到四倍体植株,这两种方法使染色体倍增的原理_______(填“相同”或“不同”)。
(3)若让四倍体青蒿与二倍体青蒿杂交,则获得的子代为_______倍体,一般情况下,该子代植株_______(填“能”或“不能”)通过自交产生后代,原因是_______。
(4)随着青蒿素的广泛使用,部分地区的疟原虫出现耐药性基因,该基因的产生是_______(填变异类型)的结果。
【答案】(1) 4 茎秆粗壮,叶片、果实和种子比较大,青蒿素等营养物质增加
(2) 秋水仙素处理、低温诱导 相同
(3) 三 不能 三倍体植株减数分裂时同源染色体联会紊乱,几乎不能产生正常可育配子
(4)基因突变
【分析】染色体变异是指染色体结构和数目的改变。染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型。染色体数目变异可以分为两类:一类是细胞内个别染色体的增加或减少,另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。
【详解】(1)四倍体青蒿体由受精卵发育而来,细胞中具有四个染色体组,与二倍体相比,四倍体青蒿具有茎秆粗壮,叶片、果实和种子比较大,青蒿素等营养物质增加等特点。
(2)用低温或秋水仙素处理二倍体萌发的种子或幼苗,是目前最常用且最有效的人工诱导四倍体的方法。这两种方法使染色体倍增的原理相同,当秋水仙素或低温作用于正在分裂的细胞时,能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞的两极,从而引起细胞内染色体数目加倍。
(3)四倍体产生的配子含两个染色体组,二倍体产生的配子含一个染色体组,让四倍体青蒿与二倍体青蒿杂交,获得的子代含三个染色体组,为三倍体。一般情况下,三倍体植株减数分裂时同源染色体联会紊乱,几乎不能产生正常可育配子,故该三倍体植株不能自交产生后代。
(4)青蒿素这种抗药性属于新的性状,与抗药性基因的产生有关,这种新基因的产生是基因突变的结果,因为只有基因突变才能产生新的基因。
12.(24-25高一·广东惠州·期末)油茶是我国特有的木本食用油料树种,为了快速获得油茶优异种质材料,诱变育种技术已取得了一定成果。
(1)诱变育种常用______因素处理生物,提高突变率;诱发油茶染色体数目变异可使用______试剂。
(2)研究发现60Co-γ射线在低剂量辐射不易引发遗传突变,高剂量则可能导致染色体异常,降低存活率。因此可以通过调节______来平衡诱变效果与生物体存活率。
(3)与杂交育种相比,用60Co-γ射线处理油茶种子这种育种方法的缺点有______(写出一种情况即可),原因是____________。
(4)研究发现选择种子为诱变起始材料存在自然杂合的情况,可能难以区分变异来源,因此可考虑______作为油茶诱变改良的材料。
【答案】(1) 物理、化学 秋水仙素
(2)辐射剂量
(3) 需要处理大量的种子 基因突变具有低频性和不定向性
(4)纯合子
【分析】诱变育种原理:基因突变,方法:用物理因素(如X射线、γ射线、紫外线、激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙脂等)来处理生物,使其在细胞分裂间期DNA复制时发生差错,从而引起基因突变,举例:太空育种、青霉素高产菌株的获得。
【详解】(1)诱变育种常用物理因素(如X射线等)或化学因素(如亚硝酸等)处理生物,提高突变率。 诱发染色体数目变异可使用秋水仙素试剂,秋水仙素能抑制纺锤体的形成,从而使染色体数目加倍。
(2)由于60Co-γ射线低剂量辐射不易引发遗传突变,高剂量可能导致染色体异常、降低存活率,因此可以通过调节60Co-γ射线的剂量来平衡诱变效果与生物体存活率。
(3)用60Co-γ射线处理油茶种子这种育种方法为诱变育种,与杂交育种相比,这种育种方法的缺点是需要处理大量的种子,其原因是基因突变具有低频性和不定向性。
(4)由于种子存在自然杂合情况难以区分变异来源,而纯合子的变异来源相对容易判断,所以可考虑纯合子作为油茶诱变改良的材料。
13.(24-25高一下·广东肇庆·期末)果蝇(2n=8)是遗传学常用的动物实验材料。野生型果蝇的体色为灰体,在某灰体果蝇种群中发现有2只雄果蝇的体色分别是黑檀体和黑条体,科学家对果蝇的体色进行相关研究。回答下列问题:
(1)黑檀体雄果蝇体细胞的染色体显微照片如图1,该细胞中染色单体的数量是_____,其中的一个染色体组由________(用图中序号和字母表示)组成。
(2)让黑檀体雄果蝇与和灰体雌果蝇杂交,获得的F1代初级精母细胞中Ⅲ号染色体的行为如图2,由此判断黑檀体果蝇的变异类型为________。若F1代不能产生生殖细胞,则黑檀体雄果蝇________(填“属于”或“不属于”)灰体果蝇种群,原因是_______。
(3)灰体基因和黑条体基因的测序结果如图3,说明黑条体基因是灰体基因缺失_______个碱基对而形成的。继续研究发现,灰体基因能正常编码E蛋白,黑条体果蝇体内能检测到E蛋白mRNA,却检测不到E蛋白。请推测缺失片段的作用可能是_______。
【答案】(1) 16 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
(2) 倒位(或染色体结构变异或染色体变异) 不属于 黑檀体果蝇已与灰体果蝇形成生殖隔离,不是同一物种,种群是同一物种的一类生物
(3) 953 转录形成的RNA为核糖体提供结合位点,能引导核糖体结合到E蛋白mRNA的起始位点
【分析】二倍体生物产生的一个配子中的全部染色体称为一个染色体组。一个染色体组中含有该种生物生长发育的全套遗传信息。
【详解】(1)黑檀体雄果蝇体细胞的染色体显微照片中显示,此时该细胞含有8条染色体,且都有染色单体,因此染色单体数量为16条,染色体组由所有非同源的常染色体+一条性染色体组成,因此其中的一个染色体组是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y。
(2)由图2可知,同源染色体正在配对,但是部分基因翻转过来,这是染色体结构变异中的倒位。F1不能产生生殖细胞,说明黑檀体果蝇和灰体果蝇不能进行基因交流,不能产生可育后代,因此两者之间已经存在生殖隔离,属于两个不同的物种,种群是同一物种的一类生物。
(3)由图3可知,黑条体基因是灰体基因缺失283+747-77=953个碱基对形成的。研究发现,灰体基因能正常编码E蛋白,黑条体果蝇体内能检测到E蛋白mRNA,却检测不到E蛋白,因此推测缺失片段的作用可能是转录形成的RNA为核糖体提供结合位点,能引导核糖体结合到E蛋白mRNA的起始位点,没有这一段序列就无法进行翻译。
14.(24-25高一下·广东深圳高级中学·期末)某种水稻的易倒伏和抗倒伏分别由A和a决定;抗病和感病分别由B和b决定,两对等位基因独立遗传。某种易倒伏抗病水稻的基因型为AaBb,下图是该水稻中基因A的编码链部分碱基序列,其指导合成的氨基酸序列为:甲硫氨酸-组氨酸-脯氨酸-赖氨酸……。
注:部分氨基酸密码子:甲硫氨酸(AUG,起始密码子);组氨酸(CAU,CAC);脯氨酸(CCU);赖氨酸(AAG);终止密码子(UAA,UAG,UGA)
(1)当核糖体读取的密码子是UAA时,__________(填“会”或“不会”)有tRNA携带氨基酸进入核糖体。碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链可能相同,体现了密码子的_________性。
(2)在A基因的9号碱基对之前的任意位置插入一个任意碱基对后即转变为a基因,该过程主要体现了基因突变的___________性。相比A基因,a基因指导合成的肽链将__________(填“变长”或“变短”或“不变”)。
(3)若通过_________育种的方法处理该水稻,可比杂交育种更快得到纯合抗倒伏抗病水稻。该方法中用到了秋水仙素,其作用机理是__________。
【答案】(1) 不会 简并
(2) 随机 变短
(3) 单倍体 抑制纺锤体形成,导致染色体不能移向细胞两极,引起染色体数目加倍
【分析】1、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。
2、杂交育种原理:基因重组(通过基因分离、自由组合或连锁交换,分离出优良性状或使各种优良性状集中在一起)。
3、单倍体育种原理:染色体变异,方法与优点:花药离体培养获得单倍体植株,再人工诱导染色体数目加倍,优点 明显缩短育种年限,原因是纯合体自交后代不发生性状分离。
【详解】(1)终止密码子不编码氨基酸,当核糖体读取到终止密码子时,翻译过程终止,已知终止密码子有UAA、UAG、UGA,所以当核糖体读取的密码子是UAA时,不会有tRNA携带氨基酸进入核糖体。碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链可能相同,这说明一种氨基酸可能由多种密码子编码,体现了密码子的简并性。
(2)在A基因的9号碱基对之前的任意位置插入一个任意碱基对后即转变为a基因,基因中碱基对的增添属于基因突变,这种在基因的不同位置插入碱基对都能导致基因结构的改变,体现了基因突变的随机性。由图可知,A基因的编码链部分序列为5’-ATGCATCCTAAG-3’,则其转录出来的mRNA链部分序列为5’-AUGCAUCCUAAG-3’,若在A基因的9号碱基对之前的任意位置插入一个任意碱基对后即转变为a基因,则会导致终止密码子5’-UAA-3’提前出现,故a基因指导合成的肽链将变短。
(3)杂交育种需要连续自交多代才能获得纯合子,育种周期较长。单倍体育种可以先通过花药离体培养获得单倍体植株,再用秋水仙素处理单倍体幼苗,使其染色体数目加倍,从而获得纯合子,能明显缩短育种年限。已知易倒伏和抗倒伏分别由A和a决定,抗病和感病分别由B和b决定,要得到纯合抗倒伏抗病水稻(aaBB),若通过单倍体育种的方法处理该水稻(AaBb),可比杂交育种更快得到纯合抗倒伏抗病水稻。秋水仙素能抑制纺锤体的形成,导致染色体不分离,从而使染色体数目加倍。在单倍体育种中,用秋水仙素处理单倍体幼苗,可使单倍体植株的染色体数目恢复到正常二倍体的水平,从而获得可育的纯合子。所以秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体形成,导致染色体不能移向细胞两极,引起染色体数目加倍。
15.(24-25高一下·广东汕尾·期末)水稻是雌雄同株作物。科学家利用基因编辑技术敲除控制水稻核雄性可育(产生花粉)的关键基因M,获得雄性不育系A(mm);科学家再把M与基因P(使花粉失活)、R(红色荧光蛋白基因)紧密连锁构建的融合基因(MPR),转化雄性不育水稻,获得了转基因雄性可育系B,如图所示。回答下列问题:
(1)科学家利用基因编辑技术使基因M缺失一小段碱基序列、达到敲除基因M的目的,这种变异方式是______。上述株系中可以正常产生雌配子的是_______。
(2)株系A与株系B杂交,作为母本的是_______,株系B可产生基因组成为______(填“m”或“m-MPR”)的可育雄配子,子代不育系的比例为_______
(3)株系B自交得到有荧光和无荧光种子的比例为_______。
【答案】(1) 基因突变 株系A和B
(2) 株系A m 100%
(3)1:1
【分析】基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失而引起基因结构的改变。
【详解】(1)敲除控制水稻核雄性可育关键基因M,使基因M缺失一小段碱基序列,获得雄性不育系A,这属于基因突变,该植株雌性是可育的,再通过转基因方式将MPR导入植株A获得雄性可育株系B,同样B植株雌性依然是可育的,故株系A和B都可以正常产生雌配子。
(2)株系A是雄性不育系,所以只能作为母本,只能产生m雌配子,雄性可育株系B,由于P基因是让花粉失活的,所以带有P的花粉无法存活,株系B的m雄配子是可育的,杂交子代基因型都是mm,所以子代不育系的此例是100%。
(3)株系B自交可以产生可育雄配子基因型是m,雌配子基因型是m和m-MPR,后代含有R是有荧光的,所以后代有荧光和无荧光的比例为1:1。
地 城
考点02
细胞癌变
一、单选题
1.(24-25高一下·广东肇庆·期末)强辐射通过损伤DNA导致细胞癌变。研究发现水熊虫合成的损伤抑制蛋白(Dsup)可与染色体的核小体特异性结合,促进受损DNA分子的修复。下列推测正确的是( )
A.DNA受损伤的后果是碱基配对不遵守碱基互补配对原则
B.细胞癌变的原因是强辐射诱发原癌基因的形成和表达
C.Dsup能参与修复因强辐射而受损的线粒体DNA
D.水熊虫的DNA损伤修复机制为预防肿瘤提供策略
【答案】D
【详解】由原核细胞构成的生物叫原核生物,由真核细胞构成的生物叫真核生物;原核细胞与真核细胞相比,最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核,没有核膜、核仁和染色体,原核细胞只有核糖体一种细胞器,但原核生物含有细胞膜、细胞质等结构,也含有核酸和蛋白质等物质。
【分析】A、DNA损伤可能导致复制错误,但碱基配对原则本身未被破坏,而是损伤可能引起突变,A错误;
B、原癌基因是细胞固有基因,强辐射导致其突变或过量表达,而非“形成”,B错误;
C、Dsup结合染色体核小体(细胞核内),而线粒体DNA位于细胞质,无法被Dsup修复,C错误;
D、Dsup修复DNA损伤可减少癌变风险,其机制可为肿瘤预防提供参考,D正确。
故选D。
2.(24-25高一下·广东深圳高级中学·期末)研究发现乳酸可以作为组蛋白(染色体成分)的修饰底物,乳酸化的组蛋白能引起染色体松散以促进Y基因的表达,进而促进眼部黑色素瘤细胞的增殖。相关叙述正确的是( )
A.组蛋白乳酸化修饰的过程只发生在细胞质基质
B.Y基因是抑癌基因,其过表达能促进肿瘤细胞增殖
C.组蛋白乳酸化改变了Y基因中碱基的排列顺序
D.眼部黑色素瘤细胞无氧呼吸加快可能有利于其增殖
【答案】D
【详解】A、题意显示,乳酸可以作为组蛋白(染色体成分)的修饰底物,乳酸化的组蛋白能引起染色体松散以促进Y基因的表达,说明组蛋白乳酸化发生在染色体(细胞核内),A错误;
B、Y基因促进细胞增殖,应为原癌基因而非抑癌基因,抑癌基因抑制增殖,B错误;
C、组蛋白修饰属于表观遗传,仅改变基因表达水平,不改变碱基序列,C错误;
D、无氧呼吸加快导致乳酸积累,可能通过组蛋白乳酸化促进Y基因表达,从而利于增殖,D正确。
故选D。
3.(24-25高一下·广东韶关·期末)北京大学乔杰团队对克氏综合征(XXY)男性不育的遗传学原因的研究入选2024年度“中国科学十大进展”。该研究发现,克氏综合征男性生殖细胞中额外的X染色体未发生失活,导致X染色体基因表达失衡,迫使细胞滞留于幼稚状态。这一现象主要影响了哪项过程( )
A.有丝分裂 B.减数分裂
C.细胞分化 D.细胞癌变
【答案】C
【分析】细胞分化是多细胞生物个体发育的核心过程之一,指同一来源的细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。它使得细胞从“全能”状态逐渐特化,形成不同组织、器官,最终构建完整的生物体。
【详解】A、有丝分裂主要涉及体细胞增殖,与细胞“滞留幼稚状态”无直接关联,A错误;
B、减数分裂是生殖细胞形成配子的分裂方式,题干未指向分裂过程异常,B错误;
C、细胞分化是从幼稚到成熟的过程,若分化受影响,细胞会滞留于幼稚状态,与题干 “基因表达失衡,细胞滞留幼稚” 一致,C正确;
D、细胞癌变表现为异常增殖,题干无癌变相关特征描述,D错误。
故选C。
4.(24-25高一下·广东韶关·期末)WRN蛋白是一种DNA解旋酶,在DNA复制、修复过程中发挥作用。研究发现在结直肠癌细胞中,敲除WRN基因或耗尽WRN蛋白后,癌细胞死亡。下列叙述错误的是( )
A.WRN蛋白在细胞质合成后通过核孔转移到细胞核中发挥作用
B.WRW基因通过控制WRN蛋白的结构直接控制DNA复制
C.敲除结直肠癌细胞WRN基因后,结直肠癌细胞停留在间期
D.WRN基因或WRN蛋白可能成为研发抗癌药物的新方向
【答案】B
【分析】由题意可知,WRN蛋白是DNA解旋酶,基因通过控制酶的合成影响代谢过程(DNA 复制),属于间接控制生物性状。
【详解】A、蛋白质在细胞质核糖体合成,通过核孔进入细胞核发挥作用(如参与核内DNA复制),A正确;
B、WRN蛋白是DNA解旋酶,基因通过控制酶的合成影响代谢过程(DNA 复制),属于间接控制生物性状,B错误;
C、敲除WRN基因,缺乏解旋酶,DNA复制受阻,细胞停留在间期无法分裂,最终死亡,C正确;
D、敲除WRN基因或耗尽蛋白可致癌细胞死亡,提示其可能成为抗癌药物研发方向,D正确。
故选B。
5.(24-25高一下·广东湛江部分学校·期末)细胞核中的MYC基因过表达后,细胞的增殖失去了控制。下列叙述正确的是( )
A.推测MYC基因属于原癌基因
B.MYC基因过表达后,细胞表面糖蛋白增多
C.该细胞的遗传信息发生了改变
D.MYC基因的表达产物不是细胞正常生命活动所需要的
【答案】A
【详解】A、MYC基因过表达导致细胞增殖失控,说明其可能属于原癌基因,原癌基因在正常细胞中调控细胞周期,突变后(过表达)会引发癌变,A正确;
B、癌细胞的特征之一是细胞膜表面糖蛋白减少,导致细胞间黏着性下降,B错误;
C、MYC基因过表达,只是基因的转录和翻译的水平提高了,C错误;
D、原癌基因的正常表达产物是细胞增殖所必需的(如调控蛋白),过表达产物虽异常,但并非细胞不需要,D错误。
故选A。
6.(24-25高一下·广东韶关·期末)中外科学家经多年合作研究,发现circDNMT1(一种RNA分子)通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌。下列关于p53蛋白功能的推测,合理的是( )
A.促进细胞增殖 B.抑制细胞分化
C.能催化RNA降解 D.调节细胞周期
【答案】D
【分析】原癌基因和抑癌基因是细胞内对细胞增殖、分化和凋亡起着关键调控作用的两类基因,它们的异常与癌症的发生发展密切相关。
【详解】A、原癌基因负责调节细胞周期、促进细胞增殖,而非抑癌基因,A错误;
B、抑癌基因功能与抑制细胞分化无关,无依据支持此推测,B错误;
C、题干未提及p53蛋白有催化RNA降解的功能,且不符合抑癌基因蛋白的常见作用,C错误;
D、抑癌基因通过阻止细胞不正常增殖发挥作用,而细胞增殖与细胞周期调节密切相关,p53作为抑癌基因表达的蛋白,调节细胞周期是合理推测,D正确。
故选D。
7.(24-25高一下·广东广州三校(广附、广铁、广外)·期末)为研究人原癌基因Myc和Ras的功能,科学家构建了三组转基因小鼠(Myc、Ras及Myc+Ras,基因均大量表达),发现这些小鼠随时间进程体内会出现肿瘤(如图)。下列叙述错误的是( )
A.原癌基因的作用是维持细胞正常增殖
B.小鼠的肿瘤是因为原癌基因表达过多所导致的
C.两种基因在人体细胞内编码功能异常的蛋白质
D.两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应
【答案】C
【分析】人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因:原癌基因和抑癌基因。致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变,导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。
【详解】A、原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程。抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖,A正确;
B、原癌基因的正常表达对于细胞正常的生长和分裂是必须的,原癌基因表达过多可导致肿瘤形成,B正确;
C、两种基因均为原癌基因,原癌基因Myc和Ras在人体细胞内编码功能正常的蛋白质,C错误;
D、据图分析,同时转入Myc和Ras的小鼠中,肿瘤小鼠比例大于只转入Myc或Ras的小鼠,说明两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应,D正确。
故选C。
8.(24-25高一下·广东揭阳·期末)CDKN2A基因参与调控细胞周期。研究发现,垂体细胞内的CDKN2A基因高度甲基化会导致其表达失活,从而诱发垂体瘤。下列说法错误的是( )
A.CDKN2A基因发生高度甲基化不会改变基因的碱基序列
B.CDKN2A基因表达失活可诱发垂体瘤,推测其属于抑癌基因
C.垂体瘤细胞会无限增殖
D.促进细胞凋亡的相关基因过量表达也可能导致垂体瘤的出现
【答案】D
【分析】表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,但发生DNA甲基化、组蛋白修饰等,基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
【详解】A.基因的高度甲基化属于表观遗传修饰,不会改变基因的碱基序列,仅影响其表达,A正确;
B.抑癌基因的作用是抑制细胞异常增殖,若CDKN2A基因失活导致垂体瘤,说明其属于抑癌基因,B正确;
C.CDKN2A基因失活属于癌变机制,因此垂体瘤细胞在此情境下会无限增殖,C正确;
D.促进细胞凋亡的基因过量表达会加速异常细胞死亡,抑制肿瘤形成,而非诱发垂体瘤,D错误;
故选D。
9.(24-25高一下·广东深圳高级中学·期末)下列能够采用光学显微镜进行观察和检测的是( )
A.观察细胞膜上的糖蛋白含量变化
B.观察X染色体红绿色盲相关基因
C.观察线粒体内部结构,初步检测线粒体疾病
D.观察红细胞形态,初步检测镰状细胞贫血症
【答案】D
【分析】“镰刀型细胞贫血症”是血红蛋白基因发生突变,属于单基因遗传病,可借助显微镜观察红细胞的形态变化确定。
【详解】A、细胞膜上的糖蛋白属于分子水平的结构,光学显微镜无法直接观察其含量变化,需借助电子显微镜或标记技术,A错误;
B、X染色体上的红绿色盲相关基因属于DNA分子片段,其结构远小于光学显微镜的分辨极限,无法直接观察,B错误;
C、线粒体在光学显微镜下仅能观察到其整体形态,内部结构(如嵴)需电子显微镜才能分辨,因此无法通过光学显微镜观察线粒体内部结构来检测疾病,C错误;
D、镰状细胞贫血症的红细胞呈镰刀形,这种形态变化可通过光学显微镜直接观察,D正确。
故选D。
10.(24-25高一下·广东肇庆·期末)细胞的生命历程往往包括分裂、分化、衰老和死亡几个阶段。下列相关叙述正确的是( )
A.有丝分裂的过程能保证细胞中的遗传物质均能平均分配
B.所有以细胞为组成单位的生物都存在细胞分化的现象
C.细胞衰老时会出现细胞核体积变大、染色质收缩的现象
D.细胞凋亡和癌变都由基因控制且不利于个体的正常发育
【答案】C
【分析】1、细胞凋亡是由基因决定的细胞编程序死亡的过程。细胞凋亡是生物体正常的生命历程,对生物体是有利的,而且细胞凋亡贯穿于整个生命历程。
2、衰老细胞的特征:(1)细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小,但细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深;(2)细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低;(3)细胞色素随着细胞衰老逐渐累积;(4)有些酶的活性降低;(5)呼吸速度减慢,新陈代谢减慢。
3、细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变,其中原癌基因负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的过程,抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖 。
【详解】A、有丝分裂过程中,细胞核内的遗传物质平均分配,但细胞质中的遗传物质(如线粒体DNA)分配不均,A错误;
B、原核生物(如细菌)由细胞构成,但它们是单细胞生物,不存在细胞分化现象,B错误;
C、细胞衰老时,细胞核体积增大、染色质固缩,C正确;
D、细胞凋亡由基因控制,对个体发育有利(如胚胎期指间细胞凋亡形成手指),而癌变由基因突变导致,不利于个体,D错误。
故选C。
二、解答题
11.(24-25高一下·广东汕尾·期末)胃癌是威胁生命安全的消化道恶性肿瘤之一。有研究表明:环状RNA(circRNA)可以通过吸附微小RNA(miRNA,可以与相关mRNA结合)而参与蛋白质翻译等多种生物学过程,从而参与肿瘤发生和发展过程。研究人员对胃癌组织中的circ_0055625(一种circRNA)、miR-1225-3p(一种miRNA)进行研究,探讨胃癌形成及转移的机制。回答下列问题:
(1)胃癌的发生与DNA上相关基因的表达有关,_____基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,可能引起癌变。
(2)研究人员对circ_0055625、miR-1225-3p在胃癌形成及转移的相关机制进行研究。①首先对这两种物质的相关性进行分析,结果如图1。检测到胃癌组织中circ_0055625的表达量高于癌旁正常组织,miR-1225-3p表达量________癌旁正常组织。
②研究人员对野生型circ_0055625(WT-circ_0055625)和miR-1225-3p进行序列检测,同时构建了突变型circ_0055625(MUT-circ_0055625),检测结果如图2。根据结果显示,circ_0055625与miR-1225-3p存在________,从而使两者表现出相关性。
③研究人员用miR-1225-3p分别作用于WT-circ_0055625和MUT-cire_0055625,检测相关酶活性,miR-NC表示阴性对照。在图3中画出MUT-cire_0055625的结果______。
④阐述circ_0055625与miR-1225-3p参与胃癌调控的大致机制是______。
(3)根据以上信息,试提出一个治疗胃癌的新思路:______。
【答案】(1)原癌
(2) 低于 碱基互补配对区域(结合区域) circ_0055625与miR-1225-3p有碱基互补配对的区域,两者可以结合,从而导致miR-1225-3p无法与相应mRNA结合而调控相关蛋白质的表达发生癌变
(3)增加miR-1225-3p的表达量
【分析】人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相关的基因:原癌基因和抑癌基因。一般来说,原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的,这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变。相反,抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡,这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性,也可能引起细胞癌变。
【详解】(1)根据原癌基因的作用,原癌基因主要是细胞正常的生长和增殖所必需的,一旦突变或者表达过量会导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变。
(2)①从图中可以看出,circ_0055625的表达量与miR-1225-3p表达量表现出负相关,所以miR-1225-3p表达量低于癌旁正常组织。
②根据图中信息,circ_0055625与miR-1225-3p有一段碱基互补配对的区域,会通过碱基互补配对结合进行调控。
③MUT-circ_0055625是WT-circ_0055625的突变体,碱基互补配对区域已经突变,无法与miR-1225-3p结合,所以最后相关酶活性与WT-circ_0055625组的阴性对照一样: 。
④circ_0055625与miR-1225-3p有碱基互补配对的区域,两者可以结合,从而导致miR-1225-3p无法与相应mRNA结合而调控相关蛋白质的表达发生癌变。
(3)miR-1225-3p与circ_0055625表现出负相关,而且circ_0055625在癌细胞中表达量增加,说明circ_0055625与细胞癌变具有相关性,可以提高miR-1225-3p表达量来治疗。
12.(24-25高一下·广东韶关·期末)miRNA是细胞内产生的一种短链RNA,可与编码蛋白的mRNA特异性结合,实现基因表达的精准调控,作用机理如图所示。
回答下列问题:
(1)miRNA的合成过程需要________酶,miRNA其能与mRNA特异性结合的原因是________。
(2)miRNA与编码蛋白的mRNA结合后,干扰________识别密码子,该过程生物体内基因的碱基序列________(“改变”或“不变”)。
(3)据图推测,miRNA实现基因表达的调控的原理是________。
(4)研究发现某些miRNA可以调控肿瘤的生长、转移,从而治疗癌症。请从癌症发生的根本原因角度分析miRNA的作用机理。_________。
【答案】(1) RNA聚合 miRNA与mRNA的部分碱基序列互补
(2) tRNA 不变
(3)miRNA通过与靶基因mRNA发生碱基互补形成双链,从而阻止了核糖体在靶基因mRNA上的移动,使翻译过程终止
(4)某些miRNA可与突变的原癌基因或突变的抑癌基因转录出的mRNA特异性结合,抑制其翻译
【分析】mRNA是翻译形成蛋白质的直接模板,miRNA是细胞内产生的一种短链RNA,可与编码蛋白的mRNA特异性结合,从而阻止mRNA的翻译过程。
【详解】(1)miRNA是通过转录形成的,转录需要RNA聚合酶的参与。据图可知,由于miRNA与mRNA的部分碱基序列互补,因此miRNA能与某些mRNA特异性结合。
(2)miRNA与编码蛋白的mRNA结合后,可干扰tRNA通过反密码子识别mRNA中的密码子,从而影响翻译,该过程没有影响基因的碱基序列,故基因的碱基序列不变。
(3)由图可知,miRNA通过与靶基因mRNA发生碱基互补形成双链,从而阻止了核糖体在靶基因mRNA上的移动,使翻译过程终止,因此可实现对基因表达的调控。
(4)细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变,某些miRNA可以调控肿瘤的生长、转移,从而治疗癌症,推测是因为某些miRNA可与突变的原癌基因或突变的抑癌基因转录出的mRNA特异性结合,抑制mRNA翻译,从而抑制了肿瘤细胞的生长、转移。
三、实验题
13.(24-25高一下·广东佛山·期末)人参皂苷Rb1(以下简称Rb1)是人参中的一种重要成分,对人体具有多种药理作用。为探究Rb1对肝脏癌细胞的作用,科研人员将肝癌细胞置于不同条件下进行培养,24h后检测三组细胞的凋亡率、凋亡调节蛋白和相关RNA的含量,结果如下表所示。
组别
细胞凋亡率
Bax蛋白
Bcl-2蛋白
miR-34a
普通培养液
+
+
+++
+
普通培养液+低浓度Rb1
++
++
++
++
普通培养液+高浓度Rb1
+++
+++
+
+++
注:“+”的数量表示相对值的多少。
回答下列问题:
(1)由实验结果推测,控制Bax蛋白合成的基因属于________(填“原癌”或“抑癌”)基因,依据是________。
(2)miR-34a是一种能与Bcl-2mRNA碱基互补配对的微小RNA,其对Bcl-2蛋白的合成具有_______(填“促进”或“抑制”)作用,推测其作用机理是_______。
(3)基于上述结果,有人提出可用Rb1研发治疗肝癌的新药物。但也有人认为还需探究Rb1是否会促进正常细胞的凋亡,请设计实验对这一问题进行探究,写出实验思路:_______。
【答案】(1) 抑癌 随着Bax蛋白含量增加,肝癌细胞凋亡率上升,说明Bax蛋白具有促进细胞凋亡的作用
(2) 抑制 miR-34a通过与Bcl-2mRNA结合成双链结构,阻碍核糖体与Bcl-2mRNA结合,抑制翻译过程(通过与Bcl-2mRNA结合成双链结构,促进Bcl-2mRNA的降解,抑制翻译过程)
(3)将相同生理状态的正常肝细胞分为两组,分别培养在普通培养液与添加Rb1的普通培养液中,在同样条件下培养24h后,检测并对比两组肝细胞的凋亡率。或将相同生理状态的正常肝细胞分为三组,分别培养在普通培养液、添加低浓度Rb1的普通培养液和添加高浓度Rb1的普通培养液中,在同样条件下培养24h后,检测并对比三组细胞的凋亡率
【分析】细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变,其中原癌基因负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的过程,抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
【详解】(1)据表格信息可知,随着Bax蛋白含量增加,肝癌细胞凋亡率上升,即细胞凋亡率与Bax蛋白的表达量呈现正相关,说明Bax蛋白促进细胞的凋亡,与抑癌基因的功能相似,故推测控制Bax蛋白合成的基因属于抑癌基因。
(2)据题干信息可知,miR-34a与Bcl-2mRNA碱基互补配对结合成双链结构,阻碍核糖体与Bcl-2mRNA结合,阻止Bcl-2蛋白的翻译过程,故对Bcl-2蛋白的合成具有抑制作用。
(3)探究Rb1是否会促进正常细胞的凋亡,实验的自变量是Rb1的有无,因变量是正常细胞的凋亡率,故实验思路如下:将相同生理状态的正常肝细胞分为两组,分别培养在普通培养液与添加Rb1的普通培养液中,在同样条件下培养24h后,检测并对比两组肝细胞的凋亡率。或将相同生理状态的正常肝细胞分为三组,分别培养在普通培养液、添加低浓度Rb1的普通培养液和添加高浓度Rb1的普通培养液中,在同样条件下培养24h后,检测并对比三组细胞的凋亡率。
14.(24-25高一下·广东广州天河区·期末)2024年诺贝尔生理学或医学奖授予两位研究微小RNA(miRNA)的科学家。miRNA是一类非编码单链小分子RNA,可以调控基因的表达。下图表示线虫中微小RNA(miRNA)调控lin-14基因表达的机制。请回答下列问题:
(1)过程①需要的关键酶是_________,过程②中需要的原料是_________。
(2)请用文字和箭头写出图中涉及到的遗传信息的传递过程_________。如果过程①中出现差错,导致产物中一个碱基被替换,但是生物对应的性状没有发生改变,其原因可能有_________(答2点)。
(3)RISC是由miRNA和蛋白质组装而成,能特异性调节lin-14基因的表达,据图分析机制是_________。
(4)乳腺细胞中的Her-2/neu蛋白过度表达会导致细胞的不正常分裂从而容易引发癌症。科学家为探究miRNA能否特异性干扰Her-2/neu基因的过度表达。实验处理如下:
甲组:乳腺细胞株系+无关miRNA;
乙组:乳腺细胞株系+与Her-2/neu基因的mRNA互补的miRNA;
丙组:…………
①Her-2/neu基因可能是细胞中与癌变有关的_________基因
②丙组的设计是:_________
从RNA的结构多样性角度推测,甲组中“无关miRNA”的序列最佳设计应为:与乙组miRNA相比,_________。
【答案】(1) RNA聚合酶 核糖核苷酸
(2) DNA→RNA→蛋白质 密码子具有简并性;突变发生在非编码区
(3)RISC与lin-14mRNA结合,抑制其翻译
(4) 原癌 乳腺细胞株系(不加miRNA) 碱基序列无同源性(或碱基数目相同,顺序不同)
【分析】遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;也可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。
【详解】(1)由图可知,过程①为转录,转录需要的关键酶为RNA聚合酶,转录的产物为RNA,转录需要的原料是(4种)核糖核苷酸。
(2)图中①过程为转录,②过程为翻译,遗传信息的传递过程为DNA→RNA→蛋白质。由于密码子具有简并性,不同的密码子可能编码同一氨基酸,因此如果过程①中出现差错,导致产物中一个碱基被替换,但是生物对应的性状没有发生改变。或者是碱基替换发生在基因中不编码氨基酸的非编码区,也不会导致翻译的蛋白质发生变化,因此性状也不会改变。
(3)据图可知,RISC与lin-14mRNA结合,抑制核糖体在mRNA上的移动,从而抑制了翻译过程。
(4)①乳腺细胞中的Her-2/neu蛋白过度表达会导致细胞的不正常分裂从而容易引发癌症,而原癌基因过量表达会导致癌症产生,因此Her-2/neu基因可能是细胞中与癌变有关的原癌基因。
②实验目的是探究miRNA能否特异性干扰Her-2/neu基因的过度表达,因此实验的自变量为miRNA的类型,根据甲组和乙组的处理,可知丙组应为空白对照组,即丙组为乳腺细胞株系。实验的自变量为miRNA的种类,为了排除miRNA碱基数量的影响,故甲组无关miRNA”的序列最佳设计为:与乙组miRNA相比,碱基数目相同,顺序不同,即碱基序列无同源性。
15.(24-25高一下·广东东莞·期末)胃癌是全球第四大常见恶性肿瘤。DNMT1蛋白是一种DNA甲基转移酶,研究表明,胃癌与DNMT1基因过度表达有关。miR-185(一种不编码蛋白质的短序列RNA)可以调控相关基因的表达,在胃癌细胞中的表达显著低于正常胃上皮细胞,miR-185含量增加能够抑制胃癌细胞的增殖和迁移。相关调控机制如下图。
(1)过程①所需的原料是_______,与①过程相比,②过程特有的碱基互补配对方式是______。②过程中的mRNA的5'端在________(填“左”或“右”)端。
(2)据图分析,胃癌可能是由于抑癌基因的甲基化阻断了基因的_______过程,导致抑癌基因不能表达相应蛋白质,进而不能______,从而引起细胞癌变。
(3)miR-185含量增加,与核酸酶结合形成沉默复合体增多,进而调控靶基因表达,据图分析沉默复合体抑制胃癌细胞的增殖和迁移的机制是:______。
【答案】(1) 核糖核苷酸 U - A 左
(2) 转录 抑制细胞异常增殖
(3)沉默复合体与靶基因 mRNA 结合,促进靶基因 mRNA 降解,抑制其翻译过程,减少胃癌细胞增殖、迁移相关蛋白合成,从而抑制胃癌细胞增殖和迁移 。
【分析】转录原料是核糖核苷酸,核糖体结合 mRNA 的 5' 端起始翻译
【详解】(1)① 过程①(转录 )原料是核糖核苷酸;② 过程②(翻译 )特有碱基配对是 U - A(转录无 U−A,有 T−A );③ 核糖体结合 mRNA 的 5' 端起始翻译,图中核糖体在左侧,故 mRNA 5' 端在左 。
(2)抑癌基因甲基化后,无法与 RNA 聚合酶结合,阻断 转录 过程;抑癌基因不能表达,无法 抑制细胞异常增殖,导致癌变 。
(3)miR - 185 增加,沉默复合体增多,结合靶基因 mRNA,促进 mRNA 降解,靶基因翻译受抑,胃癌细胞增殖、迁移相关蛋白合成减少,抑制胃癌细胞增殖和迁移 。
试卷第1页,共3页
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专题11 基因突变
2大高频考点概览
考点01 基因突变
考点02 细胞癌变
地 城
考点01
基因突变
一、单选题
1.(24-25高一下·广东深圳高级中学·期末)下列关于基因突变和基因重组的描述正确的是( )
A.均可发生在有丝分裂和减数分裂
B.均属于可遗传变异,一定遗传给下一代
C.均是生物变异的根本来源
D.均能产生新的基因型
2.(24-25高一下·广东佛山·期末)野生型红色面包霉可以利用基本培养基中的成分按一定顺序合成氨基酸。科学家利用X射线诱导红色面包霉发生基因突变,导致红色面包霉因不能合成相应的氨基酸而无法在基本培养基上生长。下表为甲、乙、丙三种营养缺陷型菌株在不同培养基中的生长情况。下列叙述错误的是( )
类型
基本培养基
添加精氨酸的基本培养基
添加瓜氨酸的基本培养基
添加鸟氨酸的基本培养基
突变型甲
不生长
正常生长
不生长
不生长
突变型乙
正常生长
正常生长
不生长
突变型丙
正常生长
正常生长
正常生长
注:三种氨基酸能分泌到细胞外。
A.甲、乙、丙的产生体现了基因突变具有不定向性
B.3种氨基酸的合成顺序为鸟氨酸→瓜氨酸→精氨酸
C.据表推测,乙的鸟氨酸合成酶基因发生了突变
D.甲与丙在基本培养基中进行混合培养,两者可正常生长
3.(24-25高一下·广东湛江部分学校·期末)豌豆果荚的绿色由位于染色体上的叶绿素合酶基因控制。若叶绿素合酶基因与上游相邻基因间缺失了部分碱基对,干扰叶绿素合酶基因的正常表达,从而无法正常合成叶绿素,则果荚表现为黄色。下列说法错误的是( )
A.果荚的绿色与黄色为一对相对性状
B.叶绿素合酶基因存在等位基因
C.豌豆果荚的颜色的遗传遵循分离定律
D.黄色果荚出现的原因是叶绿素合酶基因发生了突变
4.(24-25高一下·广东广州三校(广附、广铁、广外)·期末)中国是传统的水稻种植大国,有一半以上人口以水稻为食。在培育水稻优良品种的过程中,发现某野生型水稻叶片绿色由基因C控制。某突变型叶片为黄色,由基因C 突变为C1所致,基因C1纯合幼苗期致死。对该突变基因转录产物进行测序,测序结果表明其产物编码序列第727位碱基改变,由5'-GAGAG-3'变为:5´-GACAG-3´(部分密码子及对应氨基酸:GAG 谷氨酸;AGA 精氨酸;GAC 天冬氨酸;ACA 苏氨酸;CAG谷氨酰胺)。下列说法正确的是( )
A.基因C突变为 C₁的过程发生了碱基对增添
B.基因C1编码的蛋白质中第242位氨基酸突变为谷氨酰胺
C.RNA聚合酶与基因C的起始密码子结合,启动转录过程
D.突变体水稻为杂合子,其自交后代会出现性状分离现象
5.(24-25高一下·广东深圳高级中学·期末)下图基因I和基因Ⅱ表示某细胞中一条染色体上相邻的2个基因,2个基因之间为间隔序列,下列说法正确的是( )
A.图中基因I和基因Ⅱ不可能控制该生物的同一性状
B.在四分体时期,图中基因I和基因Ⅱ可发生基因重组
C.图中的基因I也可以是有遗传效应的RNA片段
D.图中间隔序列的碱基对替换不属于基因突变
6.(24-25高一下·广东广州五校联考·期末)研究发现,X染色体上的 TLR7基因编码序列发生某个碱基对的替换后,其编码的TLR7蛋白会更加活跃且更容易与鸟苷结合,使得免疫细胞将健康组织识别为外来组织或受损组织并对其发起攻击的可能性增大,从而患病。下列有关叙述错误的是( )
A.TLR7基因某个碱基对替换后,基因中的(A+C)/(G+T)值不发生改变
B.TLR7 基因某个碱基对替换后,TLR7 蛋白的长度可能不发生改变
C.TLR7 基因某个碱基对替换后,基因的结构和遗传信息均发生改变
D.携带TLR7 突变基因的男性其突变基因可能来自他的祖母或外祖母
7.(24-25高一下·广东东莞·期末)某二倍体植物(2n=20)的红花和白花由5号常染色体上的一对等位基因(D、d)控制。正常情况下纯合红花植株A与白花植株杂交,子代均为红花。育种工作者用X射线照射红花植株B后,使其与白花植株杂交,发现子代有红花植株932株,白花植株1株(植株C),关于白花植株C形成的原因,提出了以下三种假设,有关叙述错误的是( )
假设一:X射线照射红花植株B导致其发生了基因突变。
假设二:X射线照射红花植株B导致其5号染色体断裂,含有基因D的片段缺失。
假设三:X射线照射红花植株B导致其5号染色体丢失一条。
注:若两条同源染色体缺失相同的片段则个体死亡;MI表示减数分裂I
A.若假设一成立,则突变可能发生在植株B的生殖细胞
B.若假设二成立,植株C与A杂交得F1后自交,F2中白花占1/8
C.通过镜检植株C染色体数目可判断假设三是否成立
D.用荧光染料标记D、d,MI时植株B有4个荧光点则假设二不成立
8.(24-25高一下·广东东莞·期末)亨廷顿病是由于HD基因中编码Ht蛋白的序列中的三个核苷酸(CAG)发生多次重复,引起异常Ht蛋白积累所导致的(如图甲),且异常Ht蛋白中谷氨酰胺的含量会增加(谷氨酰胺的密码子:CAA、CAG)。染色体组蛋白的乙酰化过程如图乙,异常Ht蛋白的积累能抑制该过程,从而引起细胞凋亡。下列叙述正确的是( )
A.亨廷顿病的成因是发生了染色体片段重复
B.在HD基因表达时,以图中的a链为模板链
C.异常Htt蛋白会抑制相关基因的转录过程
D.组蛋白乙酰化不会影响下一代遗传物质的表达
二、解答题
9.(24-25高一下·广东潮州潮安区·期末)中国女科学家屠呦呦因从青蒿中分离出青蒿素并应用于疟疾治疗获得了2015年诺贝尔生理学或医学奖。已知野生型青蒿为二倍体,茎秆中白色(Y)对紫色(y)为显性,叶片中稀裂叶(R)对分裂叶(r)为显性,这两对性状独立遗传。分析回答问题:
(1)二倍体野生型青蒿的种子或幼苗用________处理后获得的个体,再与野生型青蒿杂交得到三倍体植株,该三倍体青蒿_________(填“可育”或“高度不育”),这种三倍体青蒿形成过程中发生的变异属于_____(填“可遗传”或“不可遗传”)的变异。
(2)用X射线照射分裂叶青蒿以后,r基因中一小段碱基序列发生变化,使分裂叶转变为稀裂叶,这种变异属于可遗传变异中的________。
(3)现用白秆分裂叶植株与紫秆稀裂叶植株杂交,F1均表现为白秆稀裂叶,则亲本的基因型分别为________、________。
(4)基因突变产生的_________,通过有性生殖过程中的________,可以形成多种多样的基因型,从而使青蒿种群中出现多种多样可遗传的变异类型。
10.(24-25高一下·广东清远·期末)图甲是某二倍体(体细胞中染色体数目为2n=20)雄性动物的细胞分裂图像;图乙表示该动物细胞分裂过程中物质或结构数量变化曲线的部分区段,图丙为该动物(基因型为AABb,仅显示部分染色体)减数分裂过程中的一个细胞,其中一条染色体的基因未标出。据图回答下列问题:
(1)按照减数分裂过程分析,图甲中各细胞出现的先后顺序是_____(用字母和箭头表示)。孟德尔遗传规律实质发生于图甲中_____(填图中字母)所处时期,该时期细胞染色体的主要行为变化是_____。
(2)图乙中,若纵坐标是染色体数且a=20,则图中b时期的细胞内_____(填“一定”或“不一定”)有同源染色体,若纵坐标是核DNA数且a=40,则该曲线可表示_____分裂。
(3)图丙细胞发生的变异是_____。若该细胞产生的配子类型及比例是AaB:Ab:B=1:2:1,则原因是分裂过程中_____。
11.(24-25高一下·广东湛江部分学校·期末)我国科研团队从青蒿中提取出了对抗疟原虫的青蒿素,使青蒿素类药物成为当下治疗疾病最有效的药物之一。野生青蒿为二倍体(2n=18),为了更有效地获得青蒿素,科学家们利用野生青蒿人工培育出四倍体青蒿。回答下列问题:
(1)四倍体青蒿体细胞中具有_______个染色体组。与二倍体相比,四倍体青蒿的主要形态结构或生理特点有_______(答出2点)。
(2)实验室中常采用_______(答出2种)的方法处理二倍体青蒿的萌发的种子或幼苗,经培育后得到四倍体植株,这两种方法使染色体倍增的原理_______(填“相同”或“不同”)。
(3)若让四倍体青蒿与二倍体青蒿杂交,则获得的子代为_______倍体,一般情况下,该子代植株_______(填“能”或“不能”)通过自交产生后代,原因是_______。
(4)随着青蒿素的广泛使用,部分地区的疟原虫出现耐药性基因,该基因的产生是_______(填变异类型)的结果。
12.(24-25高一·广东惠州·期末)油茶是我国特有的木本食用油料树种,为了快速获得油茶优异种质材料,诱变育种技术已取得了一定成果。
(1)诱变育种常用______因素处理生物,提高突变率;诱发油茶染色体数目变异可使用______试剂。
(2)研究发现60Co-γ射线在低剂量辐射不易引发遗传突变,高剂量则可能导致染色体异常,降低存活率。因此可以通过调节______来平衡诱变效果与生物体存活率。
(3)与杂交育种相比,用60Co-γ射线处理油茶种子这种育种方法的缺点有______(写出一种情况即可),原因是____________。
(4)研究发现选择种子为诱变起始材料存在自然杂合的情况,可能难以区分变异来源,因此可考虑______作为油茶诱变改良的材料。
13.(24-25高一下·广东肇庆·期末)果蝇(2n=8)是遗传学常用的动物实验材料。野生型果蝇的体色为灰体,在某灰体果蝇种群中发现有2只雄果蝇的体色分别是黑檀体和黑条体,科学家对果蝇的体色进行相关研究。回答下列问题:
(1)黑檀体雄果蝇体细胞的染色体显微照片如图1,该细胞中染色单体的数量是_____,其中的一个染色体组由________(用图中序号和字母表示)组成。
(2)让黑檀体雄果蝇与和灰体雌果蝇杂交,获得的F1代初级精母细胞中Ⅲ号染色体的行为如图2,由此判断黑檀体果蝇的变异类型为________。若F1代不能产生生殖细胞,则黑檀体雄果蝇________(填“属于”或“不属于”)灰体果蝇种群,原因是_______。
(3)灰体基因和黑条体基因的测序结果如图3,说明黑条体基因是灰体基因缺失_______个碱基对而形成的。继续研究发现,灰体基因能正常编码E蛋白,黑条体果蝇体内能检测到E蛋白mRNA,却检测不到E蛋白。请推测缺失片段的作用可能是_______。
14.(24-25高一下·广东深圳高级中学·期末)某种水稻的易倒伏和抗倒伏分别由A和a决定;抗病和感病分别由B和b决定,两对等位基因独立遗传。某种易倒伏抗病水稻的基因型为AaBb,下图是该水稻中基因A的编码链部分碱基序列,其指导合成的氨基酸序列为:甲硫氨酸-组氨酸-脯氨酸-赖氨酸……。
注:部分氨基酸密码子:甲硫氨酸(AUG,起始密码子);组氨酸(CAU,CAC);脯氨酸(CCU);赖氨酸(AAG);终止密码子(UAA,UAG,UGA)
(1)当核糖体读取的密码子是UAA时,__________(填“会”或“不会”)有tRNA携带氨基酸进入核糖体。碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链可能相同,体现了密码子的_________性。
(2)在A基因的9号碱基对之前的任意位置插入一个任意碱基对后即转变为a基因,该过程主要体现了基因突变的___________性。相比A基因,a基因指导合成的肽链将__________(填“变长”或“变短”或“不变”)。
(3)若通过_________育种的方法处理该水稻,可比杂交育种更快得到纯合抗倒伏抗病水稻。该方法中用到了秋水仙素,其作用机理是__________。
15.(24-25高一下·广东汕尾·期末)水稻是雌雄同株作物。科学家利用基因编辑技术敲除控制水稻核雄性可育(产生花粉)的关键基因M,获得雄性不育系A(mm);科学家再把M与基因P(使花粉失活)、R(红色荧光蛋白基因)紧密连锁构建的融合基因(MPR),转化雄性不育水稻,获得了转基因雄性可育系B,如图所示。回答下列问题:
(1)科学家利用基因编辑技术使基因M缺失一小段碱基序列、达到敲除基因M的目的,这种变异方式是______。上述株系中可以正常产生雌配子的是_______。
(2)株系A与株系B杂交,作为母本的是_______,株系B可产生基因组成为______(填“m”或“m-MPR”)的可育雄配子,子代不育系的比例为_______
(3)株系B自交得到有荧光和无荧光种子的比例为_______。
地 城
考点02
细胞癌变
一、单选题
1.(24-25高一下·广东肇庆·期末)强辐射通过损伤DNA导致细胞癌变。研究发现水熊虫合成的损伤抑制蛋白(Dsup)可与染色体的核小体特异性结合,促进受损DNA分子的修复。下列推测正确的是( )
A.DNA受损伤的后果是碱基配对不遵守碱基互补配对原则
B.细胞癌变的原因是强辐射诱发原癌基因的形成和表达
C.Dsup能参与修复因强辐射而受损的线粒体DNA
D.水熊虫的DNA损伤修复机制为预防肿瘤提供策略
2.(24-25高一下·广东深圳高级中学·期末)研究发现乳酸可以作为组蛋白(染色体成分)的修饰底物,乳酸化的组蛋白能引起染色体松散以促进Y基因的表达,进而促进眼部黑色素瘤细胞的增殖。相关叙述正确的是( )
A.组蛋白乳酸化修饰的过程只发生在细胞质基质
B.Y基因是抑癌基因,其过表达能促进肿瘤细胞增殖
C.组蛋白乳酸化改变了Y基因中碱基的排列顺序
D.眼部黑色素瘤细胞无氧呼吸加快可能有利于其增殖
3.(24-25高一下·广东韶关·期末)北京大学乔杰团队对克氏综合征(XXY)男性不育的遗传学原因的研究入选2024年度“中国科学十大进展”。该研究发现,克氏综合征男性生殖细胞中额外的X染色体未发生失活,导致X染色体基因表达失衡,迫使细胞滞留于幼稚状态。这一现象主要影响了哪项过程( )
A.有丝分裂 B.减数分裂
C.细胞分化 D.细胞癌变
4.(24-25高一下·广东韶关·期末)WRN蛋白是一种DNA解旋酶,在DNA复制、修复过程中发挥作用。研究发现在结直肠癌细胞中,敲除WRN基因或耗尽WRN蛋白后,癌细胞死亡。下列叙述错误的是( )
A.WRN蛋白在细胞质合成后通过核孔转移到细胞核中发挥作用
B.WRW基因通过控制WRN蛋白的结构直接控制DNA复制
C.敲除结直肠癌细胞WRN基因后,结直肠癌细胞停留在间期
D.WRN基因或WRN蛋白可能成为研发抗癌药物的新方向
5.(24-25高一下·广东湛江部分学校·期末)细胞核中的MYC基因过表达后,细胞的增殖失去了控制。下列叙述正确的是( )
A.推测MYC基因属于原癌基因
B.MYC基因过表达后,细胞表面糖蛋白增多
C.该细胞的遗传信息发生了改变
D.MYC基因的表达产物不是细胞正常生命活动所需要的
6.(24-25高一下·广东韶关·期末)中外科学家经多年合作研究,发现circDNMT1(一种RNA分子)通过与抑癌基因p53表达的蛋白结合诱发乳腺癌。下列关于p53蛋白功能的推测,合理的是( )
A.促进细胞增殖 B.抑制细胞分化
C.能催化RNA降解 D.调节细胞周期
7.(24-25高一下·广东广州三校(广附、广铁、广外)·期末)为研究人原癌基因Myc和Ras的功能,科学家构建了三组转基因小鼠(Myc、Ras及Myc+Ras,基因均大量表达),发现这些小鼠随时间进程体内会出现肿瘤(如图)。下列叙述错误的是( )
A.原癌基因的作用是维持细胞正常增殖
B.小鼠的肿瘤是因为原癌基因表达过多所导致的
C.两种基因在人体细胞内编码功能异常的蛋白质
D.两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应
8.(24-25高一下·广东揭阳·期末)CDKN2A基因参与调控细胞周期。研究发现,垂体细胞内的CDKN2A基因高度甲基化会导致其表达失活,从而诱发垂体瘤。下列说法错误的是( )
A.CDKN2A基因发生高度甲基化不会改变基因的碱基序列
B.CDKN2A基因表达失活可诱发垂体瘤,推测其属于抑癌基因
C.垂体瘤细胞会无限增殖
D.促进细胞凋亡的相关基因过量表达也可能导致垂体瘤的出现
9.(24-25高一下·广东深圳高级中学·期末)下列能够采用光学显微镜进行观察和检测的是( )
A.观察细胞膜上的糖蛋白含量变化
B.观察X染色体红绿色盲相关基因
C.观察线粒体内部结构,初步检测线粒体疾病
D.观察红细胞形态,初步检测镰状细胞贫血症
10.(24-25高一下·广东肇庆·期末)细胞的生命历程往往包括分裂、分化、衰老和死亡几个阶段。下列相关叙述正确的是( )
A.有丝分裂的过程能保证细胞中的遗传物质均能平均分配
B.所有以细胞为组成单位的生物都存在细胞分化的现象
C.细胞衰老时会出现细胞核体积变大、染色质收缩的现象
D.细胞凋亡和癌变都由基因控制且不利于个体的正常发育
二、解答题
11.(24-25高一下·广东汕尾·期末)胃癌是威胁生命安全的消化道恶性肿瘤之一。有研究表明:环状RNA(circRNA)可以通过吸附微小RNA(miRNA,可以与相关mRNA结合)而参与蛋白质翻译等多种生物学过程,从而参与肿瘤发生和发展过程。研究人员对胃癌组织中的circ_0055625(一种circRNA)、miR-1225-3p(一种miRNA)进行研究,探讨胃癌形成及转移的机制。回答下列问题:
(1)胃癌的发生与DNA上相关基因的表达有关,_____基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,可能引起癌变。
(2)研究人员对circ_0055625、miR-1225-3p在胃癌形成及转移的相关机制进行研究。①首先对这两种物质的相关性进行分析,结果如图1。检测到胃癌组织中circ_0055625的表达量高于癌旁正常组织,miR-1225-3p表达量________癌旁正常组织。
②研究人员对野生型circ_0055625(WT-circ_0055625)和miR-1225-3p进行序列检测,同时构建了突变型circ_0055625(MUT-circ_0055625),检测结果如图2。根据结果显示,circ_0055625与miR-1225-3p存在________,从而使两者表现出相关性。
③研究人员用miR-1225-3p分别作用于WT-circ_0055625和MUT-cire_0055625,检测相关酶活性,miR-NC表示阴性对照。在图3中画出MUT-cire_0055625的结果______。
④阐述circ_0055625与miR-1225-3p参与胃癌调控的大致机制是______。
(3)根据以上信息,试提出一个治疗胃癌的新思路:______。
12.(24-25高一下·广东韶关·期末)miRNA是细胞内产生的一种短链RNA,可与编码蛋白的mRNA特异性结合,实现基因表达的精准调控,作用机理如图所示。
回答下列问题:
(1)miRNA的合成过程需要________酶,miRNA其能与mRNA特异性结合的原因是________。
(2)miRNA与编码蛋白的mRNA结合后,干扰________识别密码子,该过程生物体内基因的碱基序列________(“改变”或“不变”)。
(3)据图推测,miRNA实现基因表达的调控的原理是________。
(4)研究发现某些miRNA可以调控肿瘤的生长、转移,从而治疗癌症。请从癌症发生的根本原因角度分析miRNA的作用机理。_________。
三、实验题
13.(24-25高一下·广东佛山·期末)人参皂苷Rb1(以下简称Rb1)是人参中的一种重要成分,对人体具有多种药理作用。为探究Rb1对肝脏癌细胞的作用,科研人员将肝癌细胞置于不同条件下进行培养,24h后检测三组细胞的凋亡率、凋亡调节蛋白和相关RNA的含量,结果如下表所示。
组别
细胞凋亡率
Bax蛋白
Bcl-2蛋白
miR-34a
普通培养液
+
+
+++
+
普通培养液+低浓度Rb1
++
++
++
++
普通培养液+高浓度Rb1
+++
+++
+
+++
注:“+”的数量表示相对值的多少。
回答下列问题:
(1)由实验结果推测,控制Bax蛋白合成的基因属于________(填“原癌”或“抑癌”)基因,依据是________。
(2)miR-34a是一种能与Bcl-2mRNA碱基互补配对的微小RNA,其对Bcl-2蛋白的合成具有_______(填“促进”或“抑制”)作用,推测其作用机理是_______。
(3)基于上述结果,有人提出可用Rb1研发治疗肝癌的新药物。但也有人认为还需探究Rb1是否会促进正常细胞的凋亡,请设计实验对这一问题进行探究,写出实验思路:_______。
14.(24-25高一下·广东广州天河区·期末)2024年诺贝尔生理学或医学奖授予两位研究微小RNA(miRNA)的科学家。miRNA是一类非编码单链小分子RNA,可以调控基因的表达。下图表示线虫中微小RNA(miRNA)调控lin-14基因表达的机制。请回答下列问题:
(1)过程①需要的关键酶是_________,过程②中需要的原料是_________。
(2)请用文字和箭头写出图中涉及到的遗传信息的传递过程_________。如果过程①中出现差错,导致产物中一个碱基被替换,但是生物对应的性状没有发生改变,其原因可能有_________(答2点)。
(3)RISC是由miRNA和蛋白质组装而成,能特异性调节lin-14基因的表达,据图分析机制是_________。
(4)乳腺细胞中的Her-2/neu蛋白过度表达会导致细胞的不正常分裂从而容易引发癌症。科学家为探究miRNA能否特异性干扰Her-2/neu基因的过度表达。实验处理如下:
甲组:乳腺细胞株系+无关miRNA;
乙组:乳腺细胞株系+与Her-2/neu基因的mRNA互补的miRNA;
丙组:…………
①Her-2/neu基因可能是细胞中与癌变有关的_________基因
②丙组的设计是:_________
从RNA的结构多样性角度推测,甲组中“无关miRNA”的序列最佳设计应为:与乙组miRNA相比,_________。
15.(24-25高一下·广东东莞·期末)胃癌是全球第四大常见恶性肿瘤。DNMT1蛋白是一种DNA甲基转移酶,研究表明,胃癌与DNMT1基因过度表达有关。miR-185(一种不编码蛋白质的短序列RNA)可以调控相关基因的表达,在胃癌细胞中的表达显著低于正常胃上皮细胞,miR-185含量增加能够抑制胃癌细胞的增殖和迁移。相关调控机制如下图。
(1)过程①所需的原料是_______,与①过程相比,②过程特有的碱基互补配对方式是______。②过程中的mRNA的5'端在________(填“左”或“右”)端。
(2)据图分析,胃癌可能是由于抑癌基因的甲基化阻断了基因的_______过程,导致抑癌基因不能表达相应蛋白质,进而不能______,从而引起细胞癌变。
(3)miR-185含量增加,与核酸酶结合形成沉默复合体增多,进而调控靶基因表达,据图分析沉默复合体抑制胃癌细胞的增殖和迁移的机制是:______。
试卷第1页,共3页
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