内容正文:
专题07 遗传的分子基础
3大高频考点
1. 基因的本质
2. 基因的表达
3. 表观遗传
考点1 基因的本质
1.(25-26高三上·内蒙古巴彦淖尔临河·巴彦淖尔一中·期中)(多选)单分子荧光测序技术的原理是:将待测DNA片段固定到一个磁珠上,将磁珠包被在单个油水混合小滴(乳滴)中,在该乳滴里进行独立的DNA复制,放置在四个单独的试剂瓶里的四种脱氧核苷三磷酸(dNTP)依照T、A、C、G的顺序依次进入该乳滴,如果发生碱基配对,就会释放一个焦磷酸盐(PPi),一个PPi经过一系列酶促反应后发出一次荧光。下列说法错误的是( )
A.测序过程中dNTP不能为反应提供能量
B.当T进入时发出荧光,说明此位置模板链上为A碱基
C.将四种脱氧核苷三磷酸同时加入可以提高测序的效率
D.ATP为细胞生命活动供能时通常也产生焦磷酸
2.(25-26高三上·辽宁营口·期中)科学家比较现代人与黑猩猩的遗传物质发现,两者高度相似。这种遗传物质是DNA,比较的主要依据是( )
A.碱基组成 B.DNA空间结构
C.五碳糖种类 D.碱基序列
3.(25-26高三上·辽宁实验中学·期中)(多选)在遗传物质的探索历程中,科学家们通过一系列经典实验逐步揭示了遗传物质的本质。下列有关叙述错误的是( )
A.格里菲思实验中肺炎链球菌R型转化为S型是基因重组的结果
B.艾弗里的体外转化实验表明DNA是使R型细菌产生稳定变化的物质
C.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验证明了细菌与噬菌体的遗传物质都是DNA
D.经过DNA酶处理的烟草花叶病毒的遗传物质不能使烟草患病
4.(25-26高三上·辽宁锦州·期中)经许多科学家及团队不断努力,人们逐渐了解了遗传物质的本质。下列叙述错误的是( )
A.赫尔希和蔡斯的实验,证明 DNA 是主要的遗传物质
B.孟德尔研究遗传规律时,用到假说-演绎法和归纳法
C.艾弗里等利用肺炎链球菌进行实验,检测指标是观察培养基上菌落的特征
D.沃森和克里克依据查哥夫提供的信息,推出 DNA 中遵循碱基互补配对原则
5.(25-26高三上·辽宁锦州·期中)基孔肯雅热是由基孔肯雅病毒引起,经伊蚊传播,以发热、皮疹及关节疼痛为主要特征的急性传染病。基孔肯雅病毒是一种正链 RNA 病毒,70%乙醇、脂溶剂、过氧乙酸等消毒剂及紫外照射均可使病毒失去感染性。下列说法正确的是( )
A.基孔肯雅热病毒可以在关节滑液中增殖
B.基孔肯雅热病毒和伊蚊都属于生命系统的个体层次
C.基孔肯雅热病毒的遗传物质彻底水解产物是 4 种核糖核苷酸
D.脂溶剂可使基孔肯雅热病毒的脂质膜溶解,从而使包膜蛋白游离,进而不能与细胞膜受体结合而失去感染性
6.(25-26高三上·吉林延边第二中学·期中)大肠杆菌在环境适宜的条件下,每20分钟就能分裂一次。科学家运用DNA紫外光吸收光;谱的方法对其DNA复制方式进行研究,具体操作为:将DNA双链均被15N标记的大肠杆菌放入普通培养基中培养20分钟,提取大肠杆菌DNA并进行密度梯度离心,再测定溶液的紫外光吸收光谱(如甲图所示);若培养时间为40分钟,则所得结果可能对应乙图中部分曲线。下列相关叙述正确的是( )
A.DNA是大肠杆菌的主要遗传物质,条件适宜时每20分钟即可复制一次
B.大肠杆菌拟核的DNA分子中,并非每个脱氧核糖都连接两个磷酸基团
C.若DNA通过半保留方式复制,则40分钟后所得结果对应乙图中的e、f
D.与40分钟相比,400分钟后得到的f区的峰值增大
7.(25-26高三上·辽宁实验中学·期中)下列关于双链DNA分子结构的叙述,正确的是( )
A.若一条链的G+C占47%,则另一条链的A+T也占47%
B.DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个含氮碱基
C.DNA双链被32P标记后,复制n次,子代DNA中有标记的占1/2n
D.一个含有m个腺嘌呤的DNA分子第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸2n-1×m个
8.(25-26高三上·辽宁葫芦岛市县协作校·期中)科研人员从某细胞中提取出一个核酸分子,经过检测,该分子中鸟嘌呤(G)的数量与胞嘧啶(C)的数量不相等。据此分析,下列叙述正确的是( )
A.该核酸分子彻底水解的产物中有两种是不含氮的
B.该核酸分子一定取自该生物体细胞的细胞质
C.该核酸分子一定是个单链DNA分子
D.该核酸分子中碱基G的数量比C多
9.(25-26高三上·黑龙江牡丹江市第二高级中学·期中)某同学欲构建含有7个碱基对的DNA结构模型,要求该DNA片段含有四种碱基,下列说法正确的是( )
A.用磷酸与核糖交替连接形成基本骨架
B.同一条链上的碱基通过氢键连接成碱基对
C.从蕴含的遗传信息角度看,该同学构建的DNA片段有47种
D.鸟嘌呤和胞嘧啶的含量越高,所需的氢键连接物越多
10.(25-26高三上·辽宁大连育明高级中学·期中)下列有关生物科学史的研究过程的叙述中,正确的是( )
A.丹尼利和戴维森发现细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力
B.辛格和尼科尔森通过对细胞膜的成分分析,提出了细胞膜的流动镶嵌模型
C.查戈夫证明了DNA分子中嘌呤等于嘧啶,从而提出嘌呤和嘧啶间的配对关系
D.梅塞尔森和斯塔尔运用放射性同位素标记法和密度梯度离心法证明了DNA的复制是以半保留的方式进行的
11.(25-26高三上·辽宁大连育明高级中学·期中)某双链DNA分子含有1 000个碱基对,其中A的含量为30%,α链中G的含量为30%,下列与该DNA分子有关的叙述,正确的是( )
A.该DNA分子中含有的氢键数为1200个
B.该DNA分子的两条单链中(A+C)/(T+G)的值一定相等
C.该DNA分子的α链中碱基A所占的比例在0~60%范围内
D.由于碱基互补配对,DNA分子中C与G的和一定占50%
12.(25-26高三上·黑龙江哈尔滨六中·期中)(多选)如图为DNA分子片段结构示意图。下列关于DNA分子的结构与特点的叙述,正确的是( )
A.图中a链的碱基序列是5′—AGCT—3′
B.每个脱氧核糖上连接有1个或2个磷酸基团
C.含胞嘧啶15%的双链DNA比含腺嘌呤17%的双链DNA耐热性低
D.若一条单链中A和T共占1/4,则DNA分子中G占1/8
13.(25-26高三上·黑龙江哈尔滨六中·期中)关于“探究核酸是遗传物质”的经典实验的叙述,错误的是( )
A.肺炎链球菌体内转化实验中,加热致死的S型菌能引起R型菌产生稳定且可遗传的变化
B.肺炎链球菌体外转化实验中,在S型菌的细胞提取物中加入DNA酶,细胞提取物会失去转化活性
C.噬菌体侵染细菌的实验中,若搅拌不充分,35S标记的噬菌体实验组中沉淀物放射性明显增强
D.肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是主要的遗传物质
14.(25-26高三上·黑龙江哈尔滨市第三中学校·期中)研究发现,T2噬菌体依靠其尾部吸附细菌,若吸附不稳定,通过搅拌可使吸附在菌体上的噬菌体脱落。科学家分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌,通过离心除去未吸附的噬菌体后,将菌体放在搅拌器中搅拌,每隔1min取样,检测放射性比例,结果如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.T2噬菌体吸附细菌的不稳定可体现在未搅拌时存在脱落的噬菌体
B.两种同位素在搅拌后的百分数的差异与标记元素存在的位置有关
C.增加实验中受侵染的细菌数量,细胞外32P的百分数变化明显增大
D.若受侵染的细菌部分裂解,则细胞外32P的百分数可能会增大
15.(25-26高三上·辽宁大连第24中学·期中)大部分嗜热链球菌对噬菌体侵染敏感而导致死亡,但也有少量幸存。研究发现,幸存细菌中存在一种特殊的DNA序列,由重复序列(◆)和间隔序列(□)交替排列组成,间隔序列中部分DNA片段来自噬菌体(如图甲)。科学家用两种噬菌体(P1和P2)侵染野生型嗜热链球菌。进而根据图乙的结果作出假设:“间隔序列中噬菌体DNA片段与嗜热链球菌对噬菌体的抗性有关”。下列叙述错误的是( )
A.噬菌体和嗜热链球菌的遗传物质都是DNA,来自不同生物的DNA片段可以拼接
B.实验室需先在培养基中培养链球菌,然后再在嗜热链球菌上接种噬菌体继续培养
C.嗜热链球菌获得来自P1、P2共有的S3序列后,对P1和P2敏感性均降低
D.为验证假设,只能通过去除S序列,探究其是否影响嗜热链球菌对噬菌体敏感性
16.(25-26高三上·辽宁大连第24中学·期中)DNA折纸术是近年来提出并发展的一种全新的DNA组装方法。首先,借助纳米仪绘制所需的图案,然后将DNA长链与设计好的短链放入特定的碱性溶液中加热,DNA长链会与多条短链自动结合,形成预先设计的图案,部分过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.长链与短链的结合遵循碱基互补配对原则
B.形成预设图案的长短链间形成了磷酸二酯键
C.每条短链DNA分子含有1个游离的磷酸基团
D.自动结合区的碱基比例是(A+G)/(C+T)=1
17.(25-26高三上·辽宁大连第24中学·期中)下列关于证明DNA是主要的遗传物质的实验中,叙述正确的是( )
A.肺炎链球菌活体转化实验证明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
B.噬菌体侵染实验中,离心的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
C.肺炎链球菌离体转化实验中,自变量控制采用的是“加法原理”
D.用TMVA的RNA和TMVB的蛋白重建病毒,感染细胞中仅检测到A病毒,说明RNA是TMVA的遗传物质
18.(25-26高三上·辽宁沈阳法库郊联体·期中)某病毒是一种单链DNA病毒。已知该病毒的单链DNA上含有2500个碱基,其中(A+T):(C+G)=2:3。该病毒进入宿主细胞后,会在DNA聚合酶的催化下以单链DNA为模板,合成互补链(记为a过程),形成一个双链DNA中间体,a过程消耗腺嘌呤600个;再以互补链为模板,在DNA聚合酶的催化下合成子代病毒的单链DNA(记为b过程)。下列叙述错误的是( )
A.经a过程形成的双链DNA中间体上的(A+C):(T+G)=1
B.互补链上胸腺嘧啶脱氧核苷酸占4/25
C.a与b过程消耗的嘌呤碱基数量一共是1250个
D.a过程所需C的数量与b过程所需G的数量相同
19.(25-26高三上·黑龙江哈尔滨九中·期中)关于DNA分子的结构与复制的叙述中,正确的是( )
A.1个含有m个腺嘌呤的DNA分子,第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为(2n-1)×m个
B.DNA双链被32P标记后,复制n次,子代DNA中含有32P标记的DNA所占比例为(1/2)n
C.双链DNA分子中G+C占碱基总数的M%,那么每条DNA单链中G+C都占该链碱基总数的M%
D.细胞内DNA双链均被32P标记后在不含32P的环境中进行连续2次有丝分裂,每个子细胞的染色体均有一半有标记
20.(25-26高三上·吉林延边第二中学·期中)科研工作者做噬菌体侵染细菌的实验时,分别用同位素32P、35S、18O和14C对噬菌体以及大肠杆菌成分做了如下标记。以下说法不正确的是( )
第一组
第二组
第三组
噬菌体成分
用35S标记
未标记
用14C标记
大肠杆菌成分
用32P标记
用18O标记
未标记
A.第二组实验中,子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素是18O
B.第三组实验中,子代噬菌体的DNA中不一定含有14C
C.第一组实验中,噬菌体DNA在细菌体内复制了三次,释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的100%、0
D.第三组实验经过一段时间培养后离心,检测到放射性主要出现在沉淀物中
21.(25-26高三上·黑龙江哈尔滨市第三中学校·期中)DNA在细胞生命过程中会发生多种类型的损伤。如损伤较大,修复因子Mfd识别、结合滞留的RNA聚合酶,“招募”多种修复因子、DNA聚合酶等进行修复(如图所示)。已知被修复完成后的DNA分子共1000个碱基对,其中A为300个。下列叙述错误的是( )
A.图示的转录过程是沿着模板链的3′端到5′端进行的
B.图示的DNA聚合酶催化DNA损伤链的修复,方向是从m到n
C.修复完成后的一个DNA分子复制三次共需要胞嘧啶4900个
D.该DNA分子的两条链反向平行,且有两个游离的磷酸基团
22.(25-26高三上·辽宁营口·期中)DNA复制时,在引物的作用下合成两条子链(滞后链和前导链),过程如图所示。回答下列问题:
(1)④的名称是_____,细胞中含有⑤的化合物还有______(答出2点)。人体细胞中,DNA复制的场所是_____。
(2)酶甲是______。DNA复制时,前导链和滞后链的延伸方向均为_____。
(3)与前导链相比,滞后链合成的特点是_____,形成的冈崎片段需要_____的催化才能连接成完整的DNA子链。
(4)DNA复制后会产出两个完全相同的DNA分子,其保障机制是________。
考点2 基因的表达
1.(25-26高三上·内蒙古赤峰·期中)下列有关遗传的物质或细胞基础的叙述正确的是( )
A.所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码
B.金霉素抑制tRNA与mRNA的结合,该作用直接影响翻译过程
C.1个精原细胞减数分裂产生4种精子,则一定发生了染色体变异
D.多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链
2.(25-26高三上·内蒙古包头九中·期中)下列有关tRNA与密码子的叙述,正确的是
A.决定一种氨基酸的密码子只有一种 B.tRNA可作为蛋白质翻译的模板
C.tRNA的反密码子直接与氨基酸结合 D.tRNA上结合氨基酸的位点在反密码子外
3.(25-26高三上·内蒙古包头九中·期中)(多选)磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)是某油料作物细胞中的一种中间代谢产物,在两对独立遗传的基因(A/a、B/b)的控制下,可转化为油脂或蛋白质。某科研小组通过RNA干扰的方式获得了产油率更高的品种,基本原理如图所示。下列说法中正确的是( )
A.由图可知,基因B转录的链1、2的碱基序列相同
B.产油率更高品种的获得可通过RNA干扰抑制基因B的翻译过程来实现
C.非RNA干扰下,产油率高和产蛋白率高的纯合植株基因型分别为AAbb、aaBB
D.基因可通过控制酶的合成影响PEP的转化进而提高产油率
4.(25-26高三上·内蒙古巴彦淖尔临河·巴彦淖尔一中·期中)下列生理过程的组合中,所用原料相同的是
①DNA分子的复制 ②RNA的复制 ③转录 ④逆转录 ⑤翻译
A.①与③、②与④ B.②与⑤、①与④ C.①与④、②与③ D.②与④、①与⑤
5.(25-26高三上·辽宁沈阳法库郊联体·期中)(多选)下图表示某原核细胞的翻译起始复合物,其中核糖体的16SrRNA能与mRNA上的AGGAGGU序列互补配对,以确保核糖体专一性识别和结合mRNA。下列叙述错误的是( )
A.核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点
B.与mRNA的AGGAGGU配对的16SrRNA的碱基组成反密码子
C.一种密码子在真核细胞与原核细胞中对应的氨基酸一定相同
D.该细胞不同的mRNA的P端都有一段相同的碱基序列
6.(25-26高三上·黑龙江牡丹江市第一高级中学·期中)(多选)下图是人体胰岛B细胞中胰岛素基因控制合成胰岛素的示意图,下列说法正确的是( )
A.①过程以DNA的任意一条链为模板
B.在②过程中,核糖体沿着mRNA移动的方向是从右向左
C.该核糖体上合成的肽链还需要经过内质网、高尔基体的进一步加工
D.该细胞中遗传信息的流动情况是
7.(25-26高三上·黑龙江哈尔滨九中·期中)基因转录和翻译是生命体中相当重要的生化过程之一。它们控制着生命体中蛋白质的合成,而蛋白质则是细胞中多种高级生物学功能的基础。下图为基因转录、翻译的示意图,下列相关描述中正确的是( )
A.图示可表示原核细胞的转录、翻译过程,有4条多肽链正在合成
B.图中多个核糖体共同完成一条多肽链的合成
C.图中转录方向是从左向右
D.图中的RNA聚合酶既能解开DNA双链,又能催化核糖核苷酸的连接
8.(25-26高三上·辽宁锦州·期中)如图是原核生物的某基因编码区部分碱基序列。1、2、3……编号表示核苷酸序号,α、β表示核苷酸链。基因在体内指导合成肽链的部分氨基酸序列为:甲酰甲硫氨酸—组氨酸—脯氨酸—赖氨酸……α下列叙述正确的是( )
A.α链为编码链,且α链左侧为5'端
B.该基因在转录时RNA聚合酶从左往右移动
C.肽链的氨基酸序列会因核内mRNA加工的不同发生改变
D.10号碱基对T//A突变为A//T,比突变为C//G对肽链影响小
9.(25-26高三上·吉林延边第二中学·期中)(多选)大肠杆菌利用乳糖的性状受R、Z、Y等基因调控:无乳糖时,R基因表达的R蛋白能够抑制乳糖代谢酶基因(Z、Y基因等)转录,大肠杆菌无法利用乳糖;有乳糖时,乳糖结合R蛋白使其构象改变,Z、Y基因可正常表达出乳糖代谢酶,大肠杆菌能利用乳糖。根据上述信息,下列叙述正确的是( )
A.无乳糖时,R蛋白抑制Z、Y基因转录可以说明基因表达产物参与基因的表达调控
B.乳糖通过改变R蛋白构象解除其抑制作用,表明环境因素可通过影响蛋白质的结构和功能来调控基因表达,进而影响生物体的性状
C.若R基因发生突变导致无法合成R蛋白,即使无乳糖,大肠杆菌也能合成乳糖代谢酶
D.大肠杆菌通过R基因直接控制乳糖代谢酶的合成来控制乳糖的水解过程,进而控制利用乳糖的相关性状
10.(25-26高三上·吉林延边第二中学·期中)在生殖系细胞和干细胞等细胞中存在端粒酶,能够将变短的DNA末端重新加长,下图是端粒酶作用及端粒合成示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.端粒与端粒酶的化学成分相同
B.只在生殖系细胞和干细胞等少数细胞存在端粒酶基因
C.由图可知端粒酶的功能类似RNA聚合酶
D.修复端粒的过程中存在氢键的形成和断裂
11.(25-26高三上·辽宁营口·期中)(多选)已知终止密码子为UGA、UAA和UAG。图中①为大肠杆菌的一段mRNA序列,②~④为该mRNA序列发生碱基缺失的不同情况(“_”表示缺失一个碱基)。下列相关叙述正确的是( )
A.起始密码子和终止密码子均不能翻译出氨基酸
B.①编码的氨基酸有6个
C.②编码的氨基酸的种类与③的不完全相同
D.④编码的氨基酸排列顺序与①的差距最大
12.(25-26高三上·辽宁实验中学·期中)M和N是同一条染色体上两个基因的部分序列,其转录方向如图所示。下列叙述正确的是( )
A.基因M和N在表达时边转录边翻译
B.基因M和N转录的模板链分别是b链和a链
C.若基因M突变后导致蛋白质失活,细胞癌变,则M可能是原癌基因
D.M和N转录产物的碱基序列分别为5'-UGUAGA-3'和5'-AGCUGU-3'
13.(25-26高三上·辽宁葫芦岛市县协作校·期中)(多选)蛋白质分选是依靠蛋白质自身信号序列,从蛋白质合成部位转运到发挥功能部位的过程,可分为两条途径:翻译后转运途径和共翻译转运途径。过程如图所示,下列相关叙述错误的是( )
A.线粒体中的蛋白质都是由细胞质基质中的游离的核糖体合成的
B.细胞骨架由蛋白质和脂质组成,其合成和转运属于翻译后转运途径
C.核糖体与内质网膜的结合依赖于信号序列的引导
D.RNA聚合酶的合成和转运属于共翻译转运途径
14.(25-26高三上·黑龙江牡丹江市第二高级中学·期中)果蝇体细胞中遗传信息的传递方向如图,①~③表示生理过程。下列叙述错误的是( )
A.过程①进行时,游离的脱氧核苷酸先与母链形成氢键,再与相邻核苷酸形成磷酸二酯键
B.遗传信息的表达可用图中②③表示
C.过程②进行的场所是细胞核,催化该过程的酶是DNA聚合酶
D.a、b为mRNA的两端,核糖体在mRNA上的移动方向是a→b
15.(25-26高三上·黑龙江牡丹江市第二高级中学·期中)(多选)科学家绘制了中心法则的过程,如图所示,下列有关叙述错误的是( )
A.中心法则描述了生物界遗传信息的传递过程
B.①是以脱氧核糖核苷酸为原料的转录过程
C.碱基互补配对保证了遗传信息传递的准确性
D.证明过程③方式的实验采用了放射性同位素标记法
16.(25-26高三上·辽宁大连育明高级中学·期中)不同核酸类型的病毒完成遗传信息传递的具体方式不同。下图为某“双链±RNA病毒”基因表达示意图。这类病毒携带有RNA复制酶,在该酶的作用下,-RNA作为模板复制出新的+RNA.合成的+RNA既可以翻译出病毒的蛋白质,又可以作为模板合成-RNA,最终形成“±RNA”。已知逆转录病毒的核酸为“+RNA”。下列说法正确的是( )
A.合成病毒蛋白的原料来源于宿主,酶来源于病毒本身
B.与DNA的复制不同,±RNA的双链可能都是新合成的
C.该病毒与逆转录病毒基因表达时都存在A-T、A-U的配对
D.逆转录病毒与该病毒繁殖时均有+RNA到-RNA的过程
17.(25-26高三上·黑龙江绥化·期中)RNA类药物主要分为寡核苷酸药物(包括反义RNA、小干扰RNA等,二者均可与mRNA互补配对)和信使RNA药物等。下列说法不正确的是( )
A.反义RNA与mRNA互补配对,将阻碍遗传信息的翻译过程
B.胞内小干扰RNA和反义RNA合成过程中,不需解旋酶参与
C.信使RNA药物可通过改变DNA的碱基序列,治疗遗传病
D.RNA药物进入人体后,可能引发机体产生相应免疫反应
18.(25-26高三上·黑龙江哈尔滨市第三中学校·期中)下图1表示DNA复制过程,I、Ⅱ表示相关的酶,图2表示合成酶I的部分过程,下列叙述正确的是( )
A.酶I和酶Ⅱ都作用于磷酸二酯键
B.Gly对应的反密码子为5'-CCU-3′
C.图2中涉及3种RNA,均由DNA转录得到
D.图2中②物质内含氢键,所以为双链结构
19.(25-26高三上·黑龙江哈尔滨市第三中学校·期中)(多选)“RNA干扰”是由双链RNA诱发的高效特异性降解mRNA而导致基因沉默的现象。双链RNA(dsRNA)被Dicer酶切割成短的siRNA,然后siRNA被解链成RNA单链并组装到沉默复合体(RISC)中与细胞内特异性mRNA结合,从而导致mRNA的降解(如图)。下列有关叙述错误的是( )
A.在细胞中除了dsRNA外,其余的RNA中都不含氢键
B.Dicer酶无法识别单链RNA,其作用部位是磷酸二酯键
C.RISC中的siRNA单链与mRNA的结合只存在G-C、A-U的配对方式
D.mRNA的降解,将导致细胞无法通过转录过程产生相关蛋白质
20.(25-26高三上·内蒙古包头·期中)马德隆畸形是由S基因控制的显性遗传病,基因位于X、Y染色体的同源区段。正常人和患者的S基因(编码序列)测序结果如下图。下列叙述正确的是( )
A.该病遗传方式与抗维生素D佝偻病相同
B.图示序列与S基因转录时的模板链互补
C.患者S基因mRNA的第75个密码子变为终止密码子
D.对母方产生的极体进行基因检测就能确定胎儿是否患病
21.(25-26高三上·辽宁沈阳法库郊联体·期中)双向启动子可以双向启动上下游的基因的转录。如图为某双向启动子及其上下游的两个基因。下列说法正确的是( )
A.基因N转录出的mRNA的序列为5'-AUGCGCAAUGAA…3'
B.双向启动子是RNA聚合酶和解旋酶识别与结合的位点
C.基因M转录出的mRNA延伸的方向为3'→5'
D.基因M和基因N的转录都是以①链为模板
22.(25-26高三上·黑龙江牡丹江市第一高级中学·期中)(多选)细菌中一个正在转录的RNA在3'端可自发形成一种茎环结构,导致RNA聚合酶出现停顿,并进一步终止转录。茎环结构的后面是一串连续的碱基U,容易与模板链分离,有利于转录产物的释放,如下图所示。下列说法正确的是( )
A.图中RNA聚合酶移动方向为从左向右
B.图中转录泡中的基因片段可能存在一段连续的A-T碱基对
C.转录终止的原因是遇到了茎环结构后面的终止密码子
D.转录产物易与模板分离的原因可能是连续的碱基U与DNA模板链之间形成的氢键较少
23.(25-26高三上·辽宁营口·期中)ρ因子是大肠杆菌细胞内的一种蛋白质,它能沿着RNA链追踪RNA聚合酶并与RNA聚合酶结合,促使其构象发生改变而脱落,同时它还能催化DNA-RNA杂合链分离。下列有关分析正确的是( )
A.ρ因子合成后要经过内质网和高尔基体的加工
B.ρ因子通过阻止RNA聚合酶前进来抑制翻译
C.在大肠杆菌中,转录和翻译过程几乎可同时进行
D.ρ因子会促使RNA聚合酶在终止密码子处脱离
24.(25-26高三上·辽宁大连育明高级中学·期中)家鸽是常用的实验动物,在生理学实验中,常用来观察迷路与姿势反射的关系。研究发现,家鸽视网膜中的两种基因分别编码蛋白质甲、蛋白质乙,这两种蛋白质可以形成含铁的杆状多聚体,该多聚体能识别外界磁场并自动顺应磁场方向排列。下列叙述正确的是( )
A.编码蛋白质甲和蛋白质乙的基因只存在于家鸽的视网膜细胞中
B.一种基因控制一种性状,基因和性状之间是简单的一一对应的关系
C.该多聚体的形成过程表明基因通过控制酶的合成间接控制生物体性状
D.为验证这两种基因的作用,可敲除相应基因并测定该多聚体含量及家鸽定向能力
25.(25-26高三上·黑龙江大庆实验中学·期中)细菌只有在某种底物存在时才产生相应的酶,这种效应称为诱导作用。大肠杆菌的乳糖代谢需要β-半乳糖苷酶,当培养基中没有乳糖,细胞内β-半乳糖苷酶含量极低,当加入乳糖后,大肠杆菌开始高效表达β-半乳糖苷酶,相关机制如下图所示。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.阻遏物基因与结构基因位于同一条染色体上
B.乳糖是二糖,大肠杆菌不能直接吸收乳糖
C.阻遏物的存在阻止了结构基因的翻译
D.据图可知结构基因转录形成的mRNA中存在着不止一个起始密码子
26.(25-26高三上·吉林延边第二中学·期中)操纵元是原核细胞基因表达调控的一种组织形式,它由启动子、结构基因(编码蛋白基因)、终止子等部分组成。如图表示大肠杆菌细胞中核糖体蛋白(RP)合成及调控过程,图中①②表示相关生理过程,mRNA上的RBS是核糖体结合位点。回答下列问题:
(1)mRNA中______构成其基本骨架。过程①所需的原料是_____;过程②中多个核糖体与mRNA相继结合沿mRNA从______(填“3'→5'”或“5'→3'”)移动。
(2)图示表明,当细胞中缺乏rRNA分子时,核糖体蛋白RP1能与mRNA分子上的RBS位点结合,从而导致mRNA___________,进而终止核糖体蛋白质的合成。这种调节机制的意义是______(写出1点)。
(3)从细胞结构分析,与真核细胞相比,原核细胞基因表达过程的特点是______。真核生物转录的前体RNA往往含有无效的核苷酸片段,需要经相关酶切除后再与核糖体结合,否则会形成异常的mRNA。若该种异常mRNA直接用于翻译合成了蛋白质,则该蛋白质的氨基酸数目_____(填“一定”或“不一定”)比正常蛋白质的多,理由是_______。
27.(25-26高三上·辽宁大连育明高级中学·期中)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miRNA-1(能与SPZ1 mRNA靶向结合并使SPZ1 mRNA降解)靶向结合来调控SPZ1 基因的表达,进而加速肿瘤细胞生长转移,其作用机理如图所示,其中“(━)”表示抑制。回答下列问题:
(1)SPZ1 mRNA的合成需______的催化,SPZ1 mRNA被彻底水解的产物是______。
(2)除SPZ1 mRNA外,翻译出SPZ1蛋白还需要的RNA有______。
(3)在过程②中,一个SPZ1 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______。
(4)据图分析,胃癌细胞LncRNA-a能够加速肿瘤细胞生长转移的原因是______。
28.(25-26高三上·黑龙江哈尔滨市第三中学校·期中)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。人体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种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)。过程②出现多聚核糖体的意义是_______。
(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)经研究发现,真核生物的基因与原核生物相比在编码区存在一段特殊的序列称为“内含子”,内含子会正常转录进入RNA,但真核生物具有相关的酶能够将该RNA剪切并连接为成熟mRNA,成熟mRNA中不含有内含子所对应的序列,由成熟mRNA逆转录得到的DNA称为cDNA,具以上信息,判断下列叙述正确的有______。
A.在真核生物中,某基因与其对应cDNA的碱基序列没有区别
B.在真核生物中,某基因与其对应cDNA的基因表达产物没有区别
C.由mRNA逆转录得到cDNA过程与翻译过程相比,其特有的碱基互补配对方式为A-T
D.若想利用大肠杆菌生产HRCR,可以直接将基因HRCR转入到大肠杆菌的基因组中
29.(25-26高三上·辽宁锦州·期中)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经过加工过程中会产生许多非编码RNA,如miR-223(链状),HRCR(环状)。结合下图回答问题:
(1)在心肌细胞的细胞核中,DNA与蛋白质结合形成______。由于_______而导致DNA在心肌细胞中不能再复制;由于________的存在,实现了基因的转录和翻译在时空上的分隔。
(2)启动过程①时,_______酶需识别并与基因上的启动子结合。过程②最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序________(填“相同”,“不同”)。
(3)心肌缺血、缺氧而导致的心力衰竭与基因miR-223过度表达有关,据图分析其中的机理:______。
(4)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_____(填“越短”,“越长”),特异性越差,越容易与HRCR结合。
(5)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____。
30.(25-26高三上·黑龙江大庆实验中学·期中)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非编码RNA,如miR-223(链状)、HRCR(环状)。结合下图回答问题:
(1)启动过程①时,_________酶需识别并与基因上的_________结合。进行过程②的具体场所是_________,该过程最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序_________(填“相同”或“不同”)。
(2)当心肌缺血、缺氧时,会引起基因miR-223过度表达,所产生的miR-223可与ARC的mRNA特定序列通过_________原则结合,形成核酸杂交分子1,使过程②因缺少_________而被抑制,ARC蛋白无法合成。
(3)HRCR可以吸附miR-223等链状的miRNA,以达到清除它们的目的。与基因ARC相比,核酸杂交分子2中特有的碱基对是_________。HRCR_________(促进/抑制)心肌细胞凋亡。
(4)根据所学的知识及题中信息,判断下列关于RNA功能的说法,正确的是_________(填写字母序号)。
a.有的RNA可作为遗传物质
b.有的RNA是构成某些细胞器的成分
c.有的RNA具有催化功能
d.有的RNA可调控基因表达
e.有的RNA可运输氨基酸
31.(25-26高三上·内蒙古包头·期中)图1中①~⑧表示胰岛B细胞中前胰岛素原合成并转运到内质网(ER)的过程,信号肽是能启动蛋白质转运的一段多肽,信号肽与SRP特异性结合后可使翻译暂停。图2为前胰岛素原加工成胰岛素的过程。回答下列问题:
(1)前胰岛素原是从______(填“游离的核糖体”、“ER上的核糖体”或“ER”)开始合成的,该细胞器的形成与细胞核中的______(填结构名称)有关。
(2)mRNA上起始密码子对应的氨基酸是______,但前胰岛素原的第一个氨基酸不是这种氨基酸,据图推测产生此结果的原因可能是______。
(3)图1所示SRP与SRP受体结合,使多肽分子进入内质网腔内。在SRP循环中,GTP分解形成GDP和Pi,并提供______。
(4)前胰岛素原在______(填细胞器名称)中形成二硫键(-S-S-)后,由囊泡包裹,会沿着
______到达高尔基体,进一步加工成胰岛素分泌到细胞外。而人体细胞中可溶性蛋白的信号肽可避开SRP的识别,从而可以进入______(写出2个)等双层膜的细胞结构中。
考点3 表观遗传
1.(25-26高三上·辽宁沈阳法库郊联体·期中)(多选)蜜蜂是自然界中社会化程度很高的物种。雌蜂由受精卵发育而来,在一个蜂群中由于食物的差异,其中少部分发育为可育的蜂王,大部分发育为不育的工蜂;雄蜂(n=16)由未受精的卵细胞直接发育而来,它可通过“假减数分裂”形成精细胞,如下图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.雄蜂的精原细胞在“假减数分裂”过程可形成8个四分体
B.雄蜂与蜂王的减数分裂Ⅱ过程染色体的行为变化相同
C.蜂王与工蜂在形态、结构、生理和行为的差异与表观遗传有关
D.蜂王为二倍体,雄蜂为单倍体,但两者之间不存在生殖隔离
2.(25-26高三上·黑龙江牡丹江市第一高级中学·期中)研究人员发现母鼠缺铁可导致 XY 小鼠胚胎发生由雄性向雌性的性别逆转。进一步研究其发生机制发现:
①Fe²⁺是激活组蛋白去甲基化酶(KDM3A)活性所必需的因子;
②KDM3A 能特异性去除与 Sry 基因(Y 染色体性别决定基因)启动子区域结合的组蛋白特定位点甲基化修饰;
③缺铁使 KDM3A 活性降低,导致 Sry 基因的组蛋白甲基化修饰积累,抑制其表达,阻断睾丸发育路径。
结合上述信息及高中生物学知识,下列叙述正确的是( )
A.组蛋白甲基化修饰积累会改变 Sry 基因的碱基序列,使其无法转录
B.Fe²⁺通过激活 KDM3A 基因的表达来间接调控 Sry 基因的转录
C.KDM3A 催化组蛋白去甲基化时,Fe²⁺作为反应底物被消耗
D.该实验支持环境因素可通过影响表观遗传修饰改变生物性状
3.(25-26高三上·吉林延边第二中学·期中)mRNA发生甲基化会导致mRNA降解,蛋白Y能识别甲基化修饰的mRNA,从而调节基因表达,机制如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.甲基化mRNA是甲基化DNA的转录产物
B.mRNA甲基化修饰会抑制RNA聚合酶与mRNA结合
C.蛋白Y会去除甲基化碱基并改变mRNA的序列
D.蛋白Y作用于甲基化的mRNA能提高翻译水平
4.(25-26高三上·辽宁实验中学·期中)我国科学家揭示了水稻北移种植过程中的耐寒性适应机制:低温胁迫降低了甲基转移酶的表达,导致ACT1(阿拉伯半乳糖基因)启动子DNA甲基化程度降低,促进Dof1(一种转录因子)与ACT1的启动子结合,从而激活ACT1表达,赋予水稻耐寒性。下列说法正确的是( )
A.基因ACT1的启动子DNA甲基化,导致基因的碱基序列发生变化
B.水稻耐寒性适应过程中,ACT1的基因频率逐渐升高
C.与东北稻相比,推测华南稻的ACT1甲基化程度更高
D.若敲除编码Dof1的基因,则会导致水稻的耐寒性增强
5.(25-26高三上·黑龙江大庆实验中学·期中)tRNA的甲基化修饰发生在转录之后,受甲基化酶和去甲基化酶的调控。甲基化程度过低,会降低神经发育关键基因的翻译效率。甲基化程度过高,会提高结直肠癌细胞中C基因的翻译效率,C基因能促进细胞从间期进入分裂期。下列叙述错误的是( )
A.tRNA发生甲基化不会改变其碱基序列
B.去甲基化酶活性增强,会抑制神经发育关键基因的转录
C.甲基化酶的活性增强,会缩短结直肠癌细胞的细胞周期
D.tRNA甲基化程度的动态平衡属于生命活动中分子水平的稳态
6.(25-26高三上·内蒙古兴安盟名校联盟·期中)GhDMT7基因可调控DNA甲基化的动态水平。诱导GhDMT7基因沉默可显著提高棉花的耐盐性,表现为淀粉和蔗糖水解相关基因的甲基化水平降低、渗透调节物质积累、细胞膜的稳定性提高等。下列说法错误的是( )
A.与基因重组相比,表观遗传能使植物在当代快速适应环境的变化
B.淀粉和蔗糖水解相关基因的甲基化可能集中在基因启动子区
C.GhDMT7功能缺失突变体会表现出更强的耐盐性,过表达株系则对盐胁迫更敏感
D.与对照组相比,耐盐棉花植株体内的可溶性糖含量、膜脂过氧化产物水平较高
7.(25-26高三上·辽宁沈阳法库郊联体·期中)某种XY型的二倍体动物,其控制毛色的等位基因E、e只位于X染色体上,仅E表达时为黑色,仅e表达时为灰色,二者均不表达时为白色。受表观遗传的影响,E、e来自父本时才表达。某雄性与杂合子雌性个体为亲本杂交,获得4只基因型互不相同的F1.则亲本与F1组成的群体中,黑色个体所占比例可能有( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
8.(25-26高三上·辽宁营口·期中)(多选)某种生物体内,存在两个基因G1和G2,它们分别编码两种关键酶E1和E2。基因G1和G2的转录过程均受同一转录因子TF的调控。现发现一个突变体生物,其体内E1和E2酶的活性均显著降低,研究发现,该突变体生物中G1和G2基因的转录水平并未明显下降,但G2基因的mRNA含量远低于正常水平,而G1基因的mRNA含量则接近正常。下列相关推测错误的是( )
A.突变体生物中G1和G2基因均发生了甲基化
B.突变体生物中G2基因的mRNA降解速率可能会加快
C.突变体生物中编码转录因子TF的基因发生了突变
D.突变体生物中G1和G2基因的编码区一定发生了突变
9.(25-26高三上·黑龙江哈尔滨市第三中学校·期中)(多选)科学家利用3日龄意大利蜜蜂的雌性幼虫做实验,实验处理和结果如下表所示。随后测定6日龄幼虫头部细胞内发育关键基因dynactinp62的甲基化水平,实验组为63%、对照组为79%,且最终实验组中72%的幼虫发育成蜂王,对照组中77%的幼虫发育成工蜂,另23%的幼虫具有蜂王特征但卵巢发育不完全。下列叙述错误的是( )
实验分组
实验处理
检测指标
24h
48h
72h
实验组
注射适量DNA甲基化
转移酶3siRNA
(DNMT3siRNA)
DNMT3mRNA相对含量
28.299
15.386
5.669
DNMT3活性/(mmol·min-1)
0.264
0.113
0.024
对照组
注射等量生理盐水
DNMT3mRNA相对含量
35.336
33.299
30.157
DNMT3活性/(mmol·min-1)
0.398
0.378
0.357
A.甲基化可能导致甲基与dynactinp62中的起始密码子结合而影响基因的表达
B.实验表明甲基化水平的高低与幼虫发育成蜂王的概率呈正相关
C.DNMT3siRNA有利于提高DNMT3基因的表达水平
D.高活性的DNMT3可能有利于提高dynactinp62基因的甲基化水平
10.(25-26高三上·黑龙江哈尔滨九中·期中)BDNF(脑源性神经营养因子)是小鼠大脑中表达最为广泛的一种神经营养因子,也广泛分布于人类中枢神经系统中,其主要作用是影响神经可塑性和认知功能。众多研究表明,抑郁症与BDNF基因甲基化水平及外周血中BDNFmRNA含量变化等有关。以下图1为DNA甲基化机理图,图2为BDNF基因表达及调控过程。
(1)DNMT3是一种DNA甲基化转移酶,结合图1和已有知识,DNA甲基化可能阻碍________与启动子结合,抑制转录的进行。
(2)图2中过程③以_______为原料,若该过程某tRNA上的反密码子序列为5'-GAA-3',则其识别的密码子序列为5'-_______-3'。
(3)抑郁症小鼠与正常鼠相比,图2中②过程________(填“减弱”或“不变”或“增强”),若①过程反应强度不变,则在抑郁症小鼠体内BDNF的含量将_______(填“减少”或“不变”或“增加”)。
(4)若某抑郁症小鼠细胞中一个DNA分子的一条链上多个胞嘧啶发生甲基化后,均脱氨基生成了胸腺嘧啶,则该DNA分子经过n次复制后,所产生的子代DNA分子中异常的DNA占比为_______。与正常DNA分子相比,异常DNA的稳定性稍________(填“低”或“高”)。
(5)miRNA-195是miRNA的一种,miRNA是小鼠细胞中具有调控功能的非编码RNA,在个体发育的不同阶段产生不同的miRNA。下列叙述正确的是_______。
A.miRNA通过碱基互补配对识别mRNA
B.miRNA能特异性地影响基因的表达
C.不同miRNA的碱基排列顺序不同
D.miRNA的产生与细胞的分化无关
试卷第1页,共3页
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专题07 遗传的分子基础
考点1 基因的本质
1.【答案】ACD
2.【答案】D
3.【答案】CD
4.【答案】A
5.【答案】D
6.【答案】C
7.【答案】D
8.【答案】A
9.【答案】D
10.【答案】A
11.【答案】C
12.【答案】ABC
13.【答案】D
14.【答案】C
15.【答案】D
16.【答案】B
17.【答案】D
18.【答案】C
19.【答案】C
20.【答案】D
21.【答案】B
22.【答案】(1)胞嘧啶脱氧核苷酸 RNA、ATP 细胞核、线粒体
(2)解旋酶 5'端→3'端
(3)不连续复制 DNA连接酶
(4)DNA的双螺旋结构为复制提供了精确的模板,通过碱基互补配对原则,保证了复制能准确进行
考点2 基因的表达
1.【答案】B
2.【答案】D
3.【答案】BCD
4.【答案】C
5.【答案】BC
6.【答案】BC
7.【答案】D
8.【答案】B
9.【答案】ABC
10.【答案】D
11.【答案】BC
12.【答案】D
13.【答案】ABD
14.【答案】C
15.【答案】BD
16.【答案】B
17.【答案】C
18.【答案】C
19.【答案】AD
20.【答案】C
21.【答案】A
22.【答案】ABD
23.【答案】C
24.【答案】D
25.【答案】D
26.【答案】(1)核糖和磷酸交替连接 核糖核苷酸 5′→3′
(2)不能与核糖体结合 避免细胞内物质和能量的浪费(防止合成多余的核糖体蛋白)
(3)转录和翻译同时进行(或边转录边翻译) 不一定 无效的核苷酸片段中可能含有终止密码子,使翻译提前终止
27.【答案】(1)RNA 聚合酶 磷酸、核糖、含氮碱基( A、U、G、C)
(2)rRNA、tRNA
(3)少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质
(4)LncRNA-a与SPZ1 mRNA竞争性结合miRNA-1,使得SPZ1 mRNA不被降解(或减少降解),从而更多地翻译出SPZ1蛋白,抑制胃癌细胞的凋亡
28.【答案】(1)RNA聚合 A 少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质
(2)碱基互补配对 核酸杂交分子1
(3)越短
(4)BC
29.【答案】(1)染色质/染色体 心肌细胞不再增殖 核膜
(2)RNA聚合 相同
(3)基因miR-223过度表达,产生的miR-223与ARC的mRNA结合,翻译过程被抑制,使ARC无法合成,导致心力衰竭
(4)越短
(5)HRCR通过与miR-223互补配对,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
30.【答案】(1)RNA聚合 启动子 核糖体 相同
(2)碱基互补配对 模板
(3)A-U 抑制
(4)abcde
31.【答案】(1)游离的核糖体 核仁
(2)甲硫氨酸 ER的信号肽水解酶切去带有甲硫氨酸的信号肽
(3)能量
(4)内质网(ER) 细胞骨架 细胞核、线粒体
考点3 表观遗传
1.【答案】BCD
2.【答案】D
3.【答案】D
4.【答案】C
5.【答案】B
6.【答案】D
7.【答案】C
8.【答案】ACD
9.【答案】ABC
10.【答案】(1)RNA聚合酶
(2)氨基酸 UUC
(3)增强 减少
(4)1/2 低
(5)ABC
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专题07 遗传的分子基础
3大高频考点
1. 基因的本质
2. 基因的表达
3. 表观遗传
考点1 基因的本质
1.(25-26高三上·内蒙古巴彦淖尔临河·巴彦淖尔一中·期中)(多选)单分子荧光测序技术的原理是:将待测DNA片段固定到一个磁珠上,将磁珠包被在单个油水混合小滴(乳滴)中,在该乳滴里进行独立的DNA复制,放置在四个单独的试剂瓶里的四种脱氧核苷三磷酸(dNTP)依照T、A、C、G的顺序依次进入该乳滴,如果发生碱基配对,就会释放一个焦磷酸盐(PPi),一个PPi经过一系列酶促反应后发出一次荧光。下列说法错误的是( )
A.测序过程中dNTP不能为反应提供能量
B.当T进入时发出荧光,说明此位置模板链上为A碱基
C.将四种脱氧核苷三磷酸同时加入可以提高测序的效率
D.ATP为细胞生命活动供能时通常也产生焦磷酸
【答案】ACD
【解析】DNA分子的复制时间:有丝分裂和减数分裂间期;条件:模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸);过程:边解旋边复制;结果:一条DNA复制出两条DNA;特点:半保留复制。
A、测序过程反应中的能量来自dNTP水解放出的能量,A错误;
B、分析题意,如果发生碱基配对,就会释放一个焦磷酸盐(PPi),根据A-T、G-C的碱基互补配对原则可知,当T进入时发出荧光,说明此位置模板链上为A碱基,B正确;
C、由题意“放置在四个单独的试剂瓶里的四种脱氧核苷三磷酸依照T、A、C、G的顺序依次进入该乳滴”可知,需要将四种脱氧核苷三磷酸依次加入,同时加入会同时产生荧光,无法鉴定碱基种类,降低效率,C错误;
D、ATP为细胞生命活动供能时通常是水解为ADP和磷酸,不产生焦磷酸,D错误。
故选ACD。
2.(25-26高三上·辽宁营口·期中)科学家比较现代人与黑猩猩的遗传物质发现,两者高度相似。这种遗传物质是DNA,比较的主要依据是( )
A.碱基组成 B.DNA空间结构
C.五碳糖种类 D.碱基序列
【答案】D
【解析】A、碱基组成指DNA中四种碱基的比例,所有生物DNA的碱基组成均遵循A=T、C=G的规律,但不同物种的碱基组成可能相近,无法反映遗传物质的特异性,A错误;
B、DNA的空间结构均为双螺旋结构,所有真核生物(包括人类和黑猩猩)的DNA空间结构一致,无法作为比较依据,B错误;
C、五碳糖种类在DNA中均为脱氧核糖,所有生物的DNA均含有脱氧核糖,无法体现物种差异,C错误;
D、碱基序列是DNA中碱基的排列顺序,不同物种的遗传信息差异由碱基序列决定,比较碱基序列的相似度可直接反映遗传物质的相似性,D正确;
故选D。
3.(25-26高三上·辽宁实验中学·期中)(多选)在遗传物质的探索历程中,科学家们通过一系列经典实验逐步揭示了遗传物质的本质。下列有关叙述错误的是( )
A.格里菲思实验中肺炎链球菌R型转化为S型是基因重组的结果
B.艾弗里的体外转化实验表明DNA是使R型细菌产生稳定变化的物质
C.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验证明了细菌与噬菌体的遗传物质都是DNA
D.经过DNA酶处理的烟草花叶病毒的遗传物质不能使烟草患病
【答案】CD
【解析】A、格里菲思实验中,R型肺炎链球菌转化为S型,是S型菌的DNA进入R型菌并整合到其基因组中,属于基因重组(广义的原核生物基因重组),A正确;
B、艾弗里的体外转化实验通过分离S型菌的DNA、蛋白质等成分,证明DNA是使R型细菌产生稳定变化的物质,B正确;
C、赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验,仅证明噬菌体的遗传物质是DNA,并未证明细菌的遗传物质(细菌的遗传物质本为DNA,但该实验不涉及细菌遗传物质的验证),C错误;
D、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,DNA酶只能水解DNA,对RNA无作用。因此经过DNA酶处理后,其RNA仍能使烟草患病,D错误。
故选CD。
4.(25-26高三上·辽宁锦州·期中)经许多科学家及团队不断努力,人们逐渐了解了遗传物质的本质。下列叙述错误的是( )
A.赫尔希和蔡斯的实验,证明 DNA 是主要的遗传物质
B.孟德尔研究遗传规律时,用到假说-演绎法和归纳法
C.艾弗里等利用肺炎链球菌进行实验,检测指标是观察培养基上菌落的特征
D.沃森和克里克依据查哥夫提供的信息,推出 DNA 中遵循碱基互补配对原则
【答案】A
【解析】A、赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染实验证明DNA是遗传物质,但DNA是主要的遗传物质这一结论是基于多数生物的遗传物质是DNA,而该实验仅证明DNA是噬菌体的遗传物质,A错误;
B、孟德尔通过假说-演绎法(如测交实验设计)和归纳法(统计性状分离比)研究遗传规律,B正确;
C、艾弗里实验中,通过观察培养基上菌落的特征(光滑型或粗糙型)判断R型菌是否转化为S型菌,C正确;
D、沃森和克里克根据查哥夫法则(A=T、G=C),推导出DNA中碱基互补配对原则,D正确。
故选A。
5.(25-26高三上·辽宁锦州·期中)基孔肯雅热是由基孔肯雅病毒引起,经伊蚊传播,以发热、皮疹及关节疼痛为主要特征的急性传染病。基孔肯雅病毒是一种正链 RNA 病毒,70%乙醇、脂溶剂、过氧乙酸等消毒剂及紫外照射均可使病毒失去感染性。下列说法正确的是( )
A.基孔肯雅热病毒可以在关节滑液中增殖
B.基孔肯雅热病毒和伊蚊都属于生命系统的个体层次
C.基孔肯雅热病毒的遗传物质彻底水解产物是 4 种核糖核苷酸
D.脂溶剂可使基孔肯雅热病毒的脂质膜溶解,从而使包膜蛋白游离,进而不能与细胞膜受体结合而失去感染性
【答案】D
【解析】A、病毒必须寄生在活细胞中才能增殖,关节滑液属于组织液,A错误;
B、生命系统结构层次最小是细胞,病毒没有细胞结构,不属于生命系统的结构层次,B错误;
C、RNA初步水解的产物才是4种核糖核苷酸,彻底水解后产生四种含氮碱基、磷酸、核糖,C错误;
D、该病毒具有包膜结构,包膜的主要成分是脂质等,脂溶剂可以溶解病毒的包膜,蛋白镶嵌或贯穿于膜上,脂溶剂处理该病毒颗粒使得包膜溶解,包膜上的蛋白质游离,进而使膜蛋白与细胞膜受体不能结合,使病毒不能进入细胞内,D正确。
故选D。
6.(25-26高三上·吉林延边第二中学·期中)大肠杆菌在环境适宜的条件下,每20分钟就能分裂一次。科学家运用DNA紫外光吸收光;谱的方法对其DNA复制方式进行研究,具体操作为:将DNA双链均被15N标记的大肠杆菌放入普通培养基中培养20分钟,提取大肠杆菌DNA并进行密度梯度离心,再测定溶液的紫外光吸收光谱(如甲图所示);若培养时间为40分钟,则所得结果可能对应乙图中部分曲线。下列相关叙述正确的是( )
A.DNA是大肠杆菌的主要遗传物质,条件适宜时每20分钟即可复制一次
B.大肠杆菌拟核的DNA分子中,并非每个脱氧核糖都连接两个磷酸基团
C.若DNA通过半保留方式复制,则40分钟后所得结果对应乙图中的e、f
D.与40分钟相比,400分钟后得到的f区的峰值增大
【答案】C
【解析】A、大肠杆菌的遗传物质只有DNA,所以DNA是大肠杆菌的遗传物质,A错误;
B、大肠杆菌拟核的DNA分子为环状,因此每个脱氧核糖都连接两个磷酸基团,B错误;
C、若大肠杆菌DNA通过半保留方式复制,培养20分钟(1代):所有DNA 为 “15N-14N”(中带),对应甲图的峰值。 培养40分钟(2代):一半DNA为 “15N-14N”(中带,对应乙图的f),一半为 “14N-14N”(轻带,对应乙图的e),与乙图曲线一致,C正确;
D、400 分钟后,大肠杆菌分裂次数为400÷20=20次。按半保留复制,轻带(“14N-14N”)的 DNA 分子数会指数级增加,400分钟后轻带的峰值会增大,中带的峰值会不变,即e区的峰值增大,f区的峰值不变,D错误。
故选C。
7.(25-26高三上·辽宁实验中学·期中)下列关于双链DNA分子结构的叙述,正确的是( )
A.若一条链的G+C占47%,则另一条链的A+T也占47%
B.DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个含氮碱基
C.DNA双链被32P标记后,复制n次,子代DNA中有标记的占1/2n
D.一个含有m个腺嘌呤的DNA分子第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸2n-1×m个
【答案】D
【解析】DNA分子结构的主要特点:DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构;DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架,内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则(A-T、C-G)。
A、根据碱基互补配对原则(A与T配对,G与C配对),如果一条链中G+C占47%,则该链的A+T占53%,由于互补配对,另一条链的A+T比例应等于该链的A+T比例,即53%,A错误;
B、在DNA分子中,一个脱氧核糖一般连接一个含氮碱基和两个磷酸,两端上的只连一个磷酸,B错误;
C、由于DNA分子半保留复制,故DNA双链被32P标记后,复制n次,子代DNA中有标记的占2/2n,C错误;
D、含有m个腺嘌呤的DNA分子第n次复制,增加了2n-2n-1=2n-1个DNA,每个DNA分子需要m个腺嘌呤脱氧核苷酸,那么2n-1个DNA分子就需要2n-1×m个腺嘌呤脱氧核苷酸,D正确。
故选D。
8.(25-26高三上·辽宁葫芦岛市县协作校·期中)科研人员从某细胞中提取出一个核酸分子,经过检测,该分子中鸟嘌呤(G)的数量与胞嘧啶(C)的数量不相等。据此分析,下列叙述正确的是( )
A.该核酸分子彻底水解的产物中有两种是不含氮的
B.该核酸分子一定取自该生物体细胞的细胞质
C.该核酸分子一定是个单链DNA分子
D.该核酸分子中碱基G的数量比C多
【答案】A
【解析】A、核酸彻底水解产物包括磷酸、五碳糖(脱氧核糖或核糖)和含氮碱基。磷酸和五碳糖均不含氮,因此无论该核酸是DNA还是RNA,水解产物中不含氮的均为两种(磷酸和五碳糖),A正确;
B、若该核酸为RNA,可能来自细胞质(如mRNA、rRNA),也可能来自细胞核;若为单链DNA,可能来自细胞质中的线粒体或叶绿体,但并非“一定”取自细胞质(如某些病毒的单链DNA不属于细胞结构),B错误;
C、该核酸也可能是RNA(如tRNA含G≠C),因此“一定为单链DNA”的结论不成立,C错误;
D、题干仅说明G≠C,但未明确G>C或G<C,因此无法确定G的数量一定比C多,D错误。
故选A。
9.(25-26高三上·黑龙江牡丹江市第二高级中学·期中)某同学欲构建含有7个碱基对的DNA结构模型,要求该DNA片段含有四种碱基,下列说法正确的是( )
A.用磷酸与核糖交替连接形成基本骨架
B.同一条链上的碱基通过氢键连接成碱基对
C.从蕴含的遗传信息角度看,该同学构建的DNA片段有47种
D.鸟嘌呤和胞嘧啶的含量越高,所需的氢键连接物越多
【答案】D
【解析】A、DNA的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接构成,而非核糖,核糖属于RNA的成分,A错误;
B、DNA 中,两条链之间的碱基通过氢键连接成碱基对,同一条链上的碱基通过脱氧核糖 - 磷酸 - 脱氧核糖连接,B错误;
C、若DNA片段含有四种碱基,则每个碱基对必须包含A-T和C-G的组合。由于互补配对原则,单链的碱基序列实际由7个位置独立决定,但需满足至少包含A、T、C、G四种碱基。因此,可能的序列数为总排列数(4⁷)减去仅含两种或三种碱基的情况,而非直接等于4⁷,C错误;
D、C-G碱基对含3个氢键,A-T含2个氢键。鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)含量越高,氢键总数越多,D正确。
故选D。
10.(25-26高三上·辽宁大连育明高级中学·期中)下列有关生物科学史的研究过程的叙述中,正确的是( )
A.丹尼利和戴维森发现细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力
B.辛格和尼科尔森通过对细胞膜的成分分析,提出了细胞膜的流动镶嵌模型
C.查戈夫证明了DNA分子中嘌呤等于嘧啶,从而提出嘌呤和嘧啶间的配对关系
D.梅塞尔森和斯塔尔运用放射性同位素标记法和密度梯度离心法证明了DNA的复制是以半保留的方式进行的
【答案】A
【解析】A、丹尼利和戴维森通过实验发现细胞膜的表面张力低于油-水界面,推测细胞膜中除脂质外可能含有蛋白质,A正确;
B、结合某些科学家的人-鼠细胞融合实验以及新的观察和实验证据的基础上,辛格和尼科尔森提出了细胞膜的流动镶嵌模型,B错误;
C、查戈夫通过实验得出DNA中嘌呤数等于嘧啶数(A=T、G=C),但未提出碱基配对关系,该结论由沃森和克里克提出,C错误;
D、梅塞尔森和斯塔尔使用15N(稳定同位素)标记DNA,结合密度梯度离心法证明半保留复制,D错误。
故选A。
11.(25-26高三上·辽宁大连育明高级中学·期中)某双链DNA分子含有1 000个碱基对,其中A的含量为30%,α链中G的含量为30%,下列与该DNA分子有关的叙述,正确的是( )
A.该DNA分子中含有的氢键数为1200个
B.该DNA分子的两条单链中(A+C)/(T+G)的值一定相等
C.该DNA分子的α链中碱基A所占的比例在0~60%范围内
D.由于碱基互补配对,DNA分子中C与G的和一定占50%
【答案】C
【解析】A、DNA中A-T对含2个氢键,C-G对含3个氢键。某双链DNA分子含有1 000个碱基对,已知A占30%,则A-T对有600对,C-G对有400对,氢键总数=600×2+400×3=2400,A错误;
B、两条单链的(A+C)/(T+G)互为倒数,因互补链中A+C=T+G,故该比值不一定相等,B错误;
C、某双链DNA分子含有1 000个碱基对,其中A的含量为30%,且A分布在两条链上;当另一链A最多(60%)时,α链A=0%;当另一链A最少(0%)时,α链A=60%,故α链A的比例范围为0~60%,C正确;
D、某双链DNA分子含有1 000个碱基对,其中A的含量为30%,则T也占30%,即整个DNA中A+T=60%,则C+G=40%,D错误。
故选C。
12.(25-26高三上·黑龙江哈尔滨六中·期中)(多选)如图为DNA分子片段结构示意图。下列关于DNA分子的结构与特点的叙述,正确的是( )
A.图中a链的碱基序列是5′—AGCT—3′
B.每个脱氧核糖上连接有1个或2个磷酸基团
C.含胞嘧啶15%的双链DNA比含腺嘌呤17%的双链DNA耐热性低
D.若一条单链中A和T共占1/4,则DNA分子中G占1/8
【答案】ABC
【解析】A、DNA的一条单链具有两个末端,一端有一个游离的磷酸基团,这一端称作5′端,另一端有一个羟基(-OH),称作3′端,因此图中a链的碱基序列是5′—AGCT—3′,A正确;
B、大多数脱氧核糖连接两个磷酸基团,每条链只有末端的一个脱氧核糖连接一个磷酸,即每个脱氧核糖上连接有1个或2个磷酸基团,B正确;
C、在双链DNA分子中,A与T之间有2个氢键,G与C之间有3个氢键,含胞嘧啶15%的双链DNA含有的氢键比含腺嘌呤17%的双链DNA含有的氢键少,因此含胞嘧啶15%的双链DNA比含腺嘌呤17%的双链DNA耐热性低,C正确;
D、依据碱基互补配对原则可推知:若一条单链中A和T共占1/4,则整个DNA分子A和T也共占1/4,C=G=(1-1/4)÷2=3/8,D错误。
故选ABC。
13.(25-26高三上·黑龙江哈尔滨六中·期中)关于“探究核酸是遗传物质”的经典实验的叙述,错误的是( )
A.肺炎链球菌体内转化实验中,加热致死的S型菌能引起R型菌产生稳定且可遗传的变化
B.肺炎链球菌体外转化实验中,在S型菌的细胞提取物中加入DNA酶,细胞提取物会失去转化活性
C.噬菌体侵染细菌的实验中,若搅拌不充分,35S标记的噬菌体实验组中沉淀物放射性明显增强
D.肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是主要的遗传物质
【答案】D
【解析】A、肺炎链球菌体内转化实验中,加热致死的S型菌能引起R型菌产生稳定且可遗传的变化,即发生了基因重组,A正确;
B、肺炎链球菌体外转化实验中,DNA是遗传物质,而DNA酶能将DNA水解,所以在S型菌的细胞提取物中加入DNA酶,细胞提取物会失去转化活性,B正确;
C、噬菌体侵染细菌的实验中,若搅拌不充分,部分被标记的噬菌体的蛋白质外壳会留在细菌表面,使得35S标记的噬菌体实验组中沉淀物放射性明显增强,C正确;
D、肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质,而不是“DNA是主要的遗传物质”,D错误。
故选D。
14.(25-26高三上·黑龙江哈尔滨市第三中学校·期中)研究发现,T2噬菌体依靠其尾部吸附细菌,若吸附不稳定,通过搅拌可使吸附在菌体上的噬菌体脱落。科学家分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌,通过离心除去未吸附的噬菌体后,将菌体放在搅拌器中搅拌,每隔1min取样,检测放射性比例,结果如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.T2噬菌体吸附细菌的不稳定可体现在未搅拌时存在脱落的噬菌体
B.两种同位素在搅拌后的百分数的差异与标记元素存在的位置有关
C.增加实验中受侵染的细菌数量,细胞外32P的百分数变化明显增大
D.若受侵染的细菌部分裂解,则细胞外32P的百分数可能会增大
【答案】C
【解析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
A、吸附不稳定的噬菌体在未搅拌时也可能自然脱落,符合题干描述,A正确;
B、35S标记蛋白质外壳(位于细胞外),32P标记DNA(注入细胞内),搅拌后两者的分布差异直接由标记位置决定,B正确;
C、增加受侵染的细菌数量会减少未被吸附的噬菌体(离心已去除未吸附个体),细胞外的32P主要来自未注入的噬菌体,其比例不会显著变化,甚至可能降低,C错误;
D、若受侵染的细菌裂解,子代噬菌体(含32P标记的DNA)释放到细胞外,会导致细胞外32P的放射性比例升高,D正确。
故选C。
15.(25-26高三上·辽宁大连第24中学·期中)大部分嗜热链球菌对噬菌体侵染敏感而导致死亡,但也有少量幸存。研究发现,幸存细菌中存在一种特殊的DNA序列,由重复序列(◆)和间隔序列(□)交替排列组成,间隔序列中部分DNA片段来自噬菌体(如图甲)。科学家用两种噬菌体(P1和P2)侵染野生型嗜热链球菌。进而根据图乙的结果作出假设:“间隔序列中噬菌体DNA片段与嗜热链球菌对噬菌体的抗性有关”。下列叙述错误的是( )
A.噬菌体和嗜热链球菌的遗传物质都是DNA,来自不同生物的DNA片段可以拼接
B.实验室需先在培养基中培养链球菌,然后再在嗜热链球菌上接种噬菌体继续培养
C.嗜热链球菌获得来自P1、P2共有的S3序列后,对P1和P2敏感性均降低
D.为验证假设,只能通过去除S序列,探究其是否影响嗜热链球菌对噬菌体敏感性
【答案】D
【解析】A、噬菌体的遗传物质是DNA,嗜热链球菌的遗传物质也是DNA。基因工程的原理就是不同生物的DNA片段可以拼接(即DNA分子的通用性),A正确;
B、噬菌体是病毒,必须寄生在活细胞(嗜热链球菌)中才能增殖。因此实验室需先培养嗜热链球菌,再接种噬菌体继续培养,B正确;
C、从图乙可知,含S3(P1和P2共有序列)的菌株,对P1和P2侵染的敏感性均低。这说明嗜热链球菌获得S3序列后,对两种噬菌体的抗性均增强(敏感性降低),C正确;
D、验证 “间隔序列中噬菌体DNA片段(S序列)与嗜热链球菌对噬菌体的抗性有关”,不止 “去除S序列” 一种方法。还可以通过增加S序列,观察嗜热链球菌对噬菌体的敏感性变化(若抗性增强,也能支持假设),D错误。
故选D。
16.(25-26高三上·辽宁大连第24中学·期中)DNA折纸术是近年来提出并发展的一种全新的DNA组装方法。首先,借助纳米仪绘制所需的图案,然后将DNA长链与设计好的短链放入特定的碱性溶液中加热,DNA长链会与多条短链自动结合,形成预先设计的图案,部分过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.长链与短链的结合遵循碱基互补配对原则
B.形成预设图案的长短链间形成了磷酸二酯键
C.每条短链DNA分子含有1个游离的磷酸基团
D.自动结合区的碱基比例是(A+G)/(C+T)=1
【答案】B
【解析】A、DNA长链与短链的结合遵循碱基互补配对原则(A-T、C-G),A正确;
B、长链与短链之间通过氢键结合(碱基互补配对形成氢键),而非磷酸二酯键(磷酸二酯键是连接脱氧核苷酸的化学键),B错误;
C、每条DNA短链为单链结构,只有1个游离的磷酸基团(DNA双链的每条链各有一个游离磷酸基团),C正确;
D、自动结合区的DNA遵循碱基互补配对,即A=T、C=G,因此(A+G)/(C+T)=1,D正确。
故选B。
17.(25-26高三上·辽宁大连第24中学·期中)下列关于证明DNA是主要的遗传物质的实验中,叙述正确的是( )
A.肺炎链球菌活体转化实验证明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
B.噬菌体侵染实验中,离心的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
C.肺炎链球菌离体转化实验中,自变量控制采用的是“加法原理”
D.用TMVA的RNA和TMVB的蛋白重建病毒,感染细胞中仅检测到A病毒,说明RNA是TMVA的遗传物质
【答案】D
【解析】A、肺炎链球菌活体转化实验(格里菲思实验)仅发现“转化因子”的存在,未明确DNA是遗传物质,A错误;
B、噬菌体侵染实验中,搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,离心目的是使上清液中析出质量较轻的噬菌体颗粒,沉淀物中留下被感染的大肠杆菌,B错误;
C、肺炎链球菌离体转化实验通过酶解法分别去除RNA、蛋白质等成分(减法原理)来确定DNA的作用,而非“加法原理”,C错误;
D、TMVA重建实验中,病毒类型由RNA决定,感染后仅产生A病毒,直接证明RNA是TMVA的遗传物质,D正确。
故选D。
18.(25-26高三上·辽宁沈阳法库郊联体·期中)某病毒是一种单链DNA病毒。已知该病毒的单链DNA上含有2500个碱基,其中(A+T):(C+G)=2:3。该病毒进入宿主细胞后,会在DNA聚合酶的催化下以单链DNA为模板,合成互补链(记为a过程),形成一个双链DNA中间体,a过程消耗腺嘌呤600个;再以互补链为模板,在DNA聚合酶的催化下合成子代病毒的单链DNA(记为b过程)。下列叙述错误的是( )
A.经a过程形成的双链DNA中间体上的(A+C):(T+G)=1
B.互补链上胸腺嘧啶脱氧核苷酸占4/25
C.a与b过程消耗的嘌呤碱基数量一共是1250个
D.a过程所需C的数量与b过程所需G的数量相同
【答案】C
【解析】A、双链DNA中,碱基严格互补配对(A=T,C=G),因此 (A+C):(T+G)=1(因为 A+C=T+G),A正确;
B、a过程以病毒单链DNA(记为 “原链”)为模板,合成互补链。根据碱基互补配对,原链的A与互补链的T配对。若a过程消耗腺嘌呤(A)600个,则原链中T的数量为600,又因为原链中(A+T):(C+G)=2:3,总碱基2500,则原链中A=400。因此互补链中T的比例为 400/2500=4/25,B正确;
C、a过程合成互补链(2500个碱基),b过程以互补链为模板合成病毒单链DNA(2500个碱基)。根据碱基互补配对,a过程消耗的嘌呤数(互补链的A+G)与b过程消耗的嘌呤数(原链的A+G)之和,等于原单链DNA的总碱基数(A+T+C+G=2500),C错误;
D、a过程中,互补链的C与原链的G配对,因此a过程所需C的数量等于原链的G数量;b过程中,新合成单链的G与互补链的C配对,互补链的C数量等于原链的G数量,因此b过程所需G的数量也等于原链的G数量。故a过程所需C的数量与b过程所需G的数量相同,D正确。
故选C。
19.(25-26高三上·黑龙江哈尔滨九中·期中)关于DNA分子的结构与复制的叙述中,正确的是( )
A.1个含有m个腺嘌呤的DNA分子,第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为(2n-1)×m个
B.DNA双链被32P标记后,复制n次,子代DNA中含有32P标记的DNA所占比例为(1/2)n
C.双链DNA分子中G+C占碱基总数的M%,那么每条DNA单链中G+C都占该链碱基总数的M%
D.细胞内DNA双链均被32P标记后在不含32P的环境中进行连续2次有丝分裂,每个子细胞的染色体均有一半有标记
【答案】C
【解析】DNA复制是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。DNA复制时间:有丝分裂和减数分裂前的间期;DNA复制条件:模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸);DNA复制过程:边解旋边复制;DNA复制特点:半保留复制。
A、含有m个腺嘌呤的DNA分子第n次复制,增加了2n-1个DNA,每个DNA需要m个腺嘌呤脱氧核苷酸,那么2n-1个DNA分子就需要2n-1×m个腺嘌呤脱氧核苷酸,A错误;
B、DNA分子的双链被32P标记,由于DNA复制为半保留复制,故复制n次后,形成的2n个DNA分子中,只有2个DNA单链被32P标记,故子代DNA中含有32P标记的DNA所占比例为2÷2n,即1/2(n-1),B错误;
C、由于DNA分子两条链上的碱基数量关系是G1=C2、C1=G2,双链DNA分子中G+C=G1+G2+C2+C1=2(G1+C1)=2(G2+C2),故双链DNA分子中,G+C的比值与每一条链上的该比值相等,因此在一个双链DNA分子中,G+C占碱基总数的M%,该DNA分子的每条链中G+C都占该单链碱基总数的M%,C正确;
D、细胞内全部DNA被32P标记后,在不含32P的环境中进行连续有丝分裂,由于DNA复制为半保留复制,故第一次有丝分裂形成的子细胞的每条染色体都含有32P,但每条染色体上的DNA分子一条链含有32P,一条链不含32P,第二次有丝分裂间期复制后,每条染色体上只有1条染色单体含有32P标记,由于着丝粒断裂后姐妹染色体随机分向两极,故进行第二次有丝分裂形成的子细胞的染色体标记情况无法确定,D错误。
故选C。
20.(25-26高三上·吉林延边第二中学·期中)科研工作者做噬菌体侵染细菌的实验时,分别用同位素32P、35S、18O和14C对噬菌体以及大肠杆菌成分做了如下标记。以下说法不正确的是( )
第一组
第二组
第三组
噬菌体成分
用35S标记
未标记
用14C标记
大肠杆菌成分
用32P标记
用18O标记
未标记
A.第二组实验中,子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素是18O
B.第三组实验中,子代噬菌体的DNA中不一定含有14C
C.第一组实验中,噬菌体DNA在细菌体内复制了三次,释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的100%、0
D.第三组实验经过一段时间培养后离心,检测到放射性主要出现在沉淀物中
【答案】D
【解析】T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌内的病毒,由DNA和蛋白质构成。在寄生的过程中,它会把自身的遗传物质注入到大肠杆菌内,并利用大肠杆菌内的物质合成新的噬菌体,进行大量增殖。为了确定它注入到大肠杆菌内的是它的蛋白质还是DNA(即哪个是它的遗传物质),科学家采用放射性同位素标记的方法进行了相关实验。
A、大肠杆菌成分用18O标记,子代噬菌体的蛋白质外壳的原料完全来自大肠杆菌,故子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素是18O,A正确;
B、14C能标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA,由于DNA的半保留复制,子代部分噬菌体含有亲代DNA的一条链,所以子代噬菌体的DNA中不一定含有14C,B正确;
C、噬菌体DNA在细菌体内复制了三次,子代噬菌体是以亲代噬菌体的DNA做模板链,大肠杆菌提供脱氧核苷酸为原料,合成子代噬菌体的,所以每一个子代噬菌体都含32P;35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,不会进入大肠杆菌体内,故子代噬菌体中都不含35S,C正确;
D、14C既能标记噬菌体的DNA,也能标记噬菌体的蛋白质外壳,所以经过一段时间培养后离心,检测到放射性在上清液和沉淀物中都有,D错误。
故选D。
21.(25-26高三上·黑龙江哈尔滨市第三中学校·期中)DNA在细胞生命过程中会发生多种类型的损伤。如损伤较大,修复因子Mfd识别、结合滞留的RNA聚合酶,“招募”多种修复因子、DNA聚合酶等进行修复(如图所示)。已知被修复完成后的DNA分子共1000个碱基对,其中A为300个。下列叙述错误的是( )
A.图示的转录过程是沿着模板链的3′端到5′端进行的
B.图示的DNA聚合酶催化DNA损伤链的修复,方向是从m到n
C.修复完成后的一个DNA分子复制三次共需要胞嘧啶4900个
D.该DNA分子的两条链反向平行,且有两个游离的磷酸基团
【答案】B
【解析】A、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,图中的转录过程是沿着模板链的3'端到5'端进行的,A正确;
B、由mRNA的合成方向可知上侧为模板链,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,B错误;
C、根据碱基互补配对原则A=T、G=C,总碱基对数=1000,总碱基数=2000。已知A=300,则T=300,A+T=600;因此G+C=2000-600=1400,故C=G=700个。DNA复制为半保留复制,复制n次后总DNA分子数=2ⁿ,新合成的DNA分子数=2ⁿ-1。复制3次后,新合成DNA分子数=2³-1=7个,每个DNA需C=700个,总需求=7×700=4900个,C正确;
D、DNA分子为双螺旋结构,两条脱氧核苷酸链反向平行;每条链的5′端有1个游离磷酸基团,因此双链DNA共2个游离磷酸基团,D正确。
故选B。
22.(25-26高三上·辽宁营口·期中)DNA复制时,在引物的作用下合成两条子链(滞后链和前导链),过程如图所示。回答下列问题:
(1)④的名称是_____,细胞中含有⑤的化合物还有______(答出2点)。人体细胞中,DNA复制的场所是_____。
(2)酶甲是______。DNA复制时,前导链和滞后链的延伸方向均为_____。
(3)与前导链相比,滞后链合成的特点是_____,形成的冈崎片段需要_____的催化才能连接成完整的DNA子链。
(4)DNA复制后会产出两个完全相同的DNA分子,其保障机制是________。
【答案】(1)胞嘧啶脱氧核苷酸 RNA、ATP 细胞核、线粒体
(2)解旋酶 5'端→3'端
(3)不连续复制 DNA连接酶
(4)DNA的双螺旋结构为复制提供了精确的模板,通过碱基互补配对原则,保证了复制能准确进行
【解析】DNA分子复制的过程: ①解旋:在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开。②合成子链:以解开的每一条母链为模板,以游离的四种脱氧核苷酸为原料,遵循碱基互补配对原则(A-T、C-G),在有关酶的作用下,各自合成与母链互补的子链。 ③形成子代DNA:每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构,从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。
(1)分析题图可知,根据碱基互补配对原则,碱基①为C(胞嘧啶),则④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸。碱基⑤是A(腺嘌呤),细胞中含腺嘌呤的化合物还有RNA、ATP。人体细胞中,DNA存在于细胞核和线粒体中,DNA复制的场所是细胞核、线粒体。
(2)分析题图,甲酶将DNA双链解开,为解旋酶。DNA复制时,子链的延伸方向都是5'端→3'端。
(3)分析题图可知,与前导链相比,滞后链合成的特点是不连续复制,形成的冈崎片段需要DNA连接酶的催化才能连接成完整的DNA子链。
(4)DNA的双螺旋结构为复制提供了精确的模板,通过碱基互补配对原则,保证了复制能准确进行,因此DNA复制后会产出两个完全相同的DNA分子。
考点2 基因的表达
1.(25-26高三上·内蒙古赤峰·期中)下列有关遗传的物质或细胞基础的叙述正确的是( )
A.所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码
B.金霉素抑制tRNA与mRNA的结合,该作用直接影响翻译过程
C.1个精原细胞减数分裂产生4种精子,则一定发生了染色体变异
D.多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链
【答案】B
【解析】基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录的条件:模板(DNA的一条链)、原料(核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量;翻译过程的条件:模板(mRNA)、原料(氨基酸)、酶、tRNA和能量。
A、DNA不能直接编码出蛋白质,RNA复制病毒的基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由RNA编码,A错误;
B、翻译过程需要tRNA转运氨基酸,故金霉素抑制tRNA与mRNA的结合,直接影响翻译过程,B正确;
C、1个精原细胞减数分裂产生4种精子,也可能发生了交叉互换即发生了基因重组,C错误;
D、每个核糖体合成一条多肽链,故多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成多条多肽链,D错误。
故选B。
2.(25-26高三上·内蒙古包头九中·期中)下列有关tRNA与密码子的叙述,正确的是
A.决定一种氨基酸的密码子只有一种 B.tRNA可作为蛋白质翻译的模板
C.tRNA的反密码子直接与氨基酸结合 D.tRNA上结合氨基酸的位点在反密码子外
【答案】D
【解析】遗传信息位于DNA上,能控制蛋白质的合成;密码子位于mRNA,能编码氨基酸(终止密码子除外);反密码子位于tRNA上,能识别密码子并转运相应的氨基酸。
A、一种氨基酸的密码子有多种或一种,A错误;
B、mRNA是翻译蛋白质的直接模板,B错误;
C、tRNA的反密码子直接与mRNA结合,C错误;
D、反密码子与mRNA上的密码子互补配对,tRNA上结合氨基酸的位点在反密码子外,D正确。
故选D。
【点睛】本题考查遗传信息的转录和翻译,要求考生掌握密码子和tRNA的相关知识,能结合所学的知识准确判断各选项。
3.(25-26高三上·内蒙古包头九中·期中)(多选)磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)是某油料作物细胞中的一种中间代谢产物,在两对独立遗传的基因(A/a、B/b)的控制下,可转化为油脂或蛋白质。某科研小组通过RNA干扰的方式获得了产油率更高的品种,基本原理如图所示。下列说法中正确的是( )
A.由图可知,基因B转录的链1、2的碱基序列相同
B.产油率更高品种的获得可通过RNA干扰抑制基因B的翻译过程来实现
C.非RNA干扰下,产油率高和产蛋白率高的纯合植株基因型分别为AAbb、aaBB
D.基因可通过控制酶的合成影响PEP的转化进而提高产油率
【答案】BCD
【解析】A、由图可知,基因B转录的链1、2形成双链,说明两链的碱基互补,而不是相同,A错误;
B、基因B转录后,形成双链mRNA,使翻译的模板链mRNA不能与核糖体结合,从而抑制翻译过程减少酶b的量,使PEP形成油脂,提高产油率,B正确;
C、由图看出,非RNA干扰下,产油率高和产蛋白率高的纯合植株基因型分别为AAbb、aaBB,C正确;
D、图示表明基因是通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制生物的性状(影响PEP的转化进而提高产油率),D正确。
故选BCD。
4.(25-26高三上·内蒙古巴彦淖尔临河·巴彦淖尔一中·期中)下列生理过程的组合中,所用原料相同的是
①DNA分子的复制 ②RNA的复制 ③转录 ④逆转录 ⑤翻译
A.①与③、②与④ B.②与⑤、①与④ C.①与④、②与③ D.②与④、①与⑤
【答案】C
【解析】①DNA分子的复制和④逆转录的产物都是DNA,所用原料都是游离的脱氧核苷酸;②RNA的复制和③转录的产物都是RNA,所用原料都是游离的核糖核苷酸;⑤翻译的产物是蛋白质,所用原料是游离的氨基酸。综上分析,C正确,A、B、D均错误。
【点睛】
5.(25-26高三上·辽宁沈阳法库郊联体·期中)(多选)下图表示某原核细胞的翻译起始复合物,其中核糖体的16SrRNA能与mRNA上的AGGAGGU序列互补配对,以确保核糖体专一性识别和结合mRNA。下列叙述错误的是( )
A.核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点
B.与mRNA的AGGAGGU配对的16SrRNA的碱基组成反密码子
C.一种密码子在真核细胞与原核细胞中对应的氨基酸一定相同
D.该细胞不同的mRNA的P端都有一段相同的碱基序列
【答案】BC
【解析】A、核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点,A正确;
B、反密码子是tRNA上能与mRNA上密码子互补配对的三个相邻碱基,而16SrRNA是核糖体RNA,不是tRNA,其与mRNA上AGGAGGU配对的碱基序列不是反密码子,B错误;
C、 密码子具有通用性,但也存在极少数特殊情况,一种密码子在真核细胞与原核细胞中对应的氨基酸不一定完全相同,C错误;
D、因为核糖体的16SrRNA能与mRNA上的AGGAGGU序列互补配对,以确保核糖体专一性识别和结合mRNA,所以该细胞不同的mRNA的P端(5’端)都应该有一段能与16SrRNA互补配对的相同的碱基序列(如AGGAGGU),D正确。
故选BC。
6.(25-26高三上·黑龙江牡丹江市第一高级中学·期中)(多选)下图是人体胰岛B细胞中胰岛素基因控制合成胰岛素的示意图,下列说法正确的是( )
A.①过程以DNA的任意一条链为模板
B.在②过程中,核糖体沿着mRNA移动的方向是从右向左
C.该核糖体上合成的肽链还需要经过内质网、高尔基体的进一步加工
D.该细胞中遗传信息的流动情况是
【答案】BC
【解析】A、转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,①过程胰岛素基因转录时仅以其中一条链为模板,另一条非模板链的碱基序列不参与转录,转录的模板链是固定的,不能任意选择,A错误;
B、②过程表示翻译,核糖体移动方向可通过 “肽链长度” 判断,图中显示右侧核糖体结合的肽链较短(刚开始合成),左侧核糖体结合的肽链较长(合成更久),说明核糖体是从右向左移动,B正确;
C、胰岛素属于分泌蛋白,其合成与加工路径为:胰岛B细胞中,胰岛素的肽链先在游离核糖体上起始合成,随后信号肽引导核糖体附着到内质网上(形成附着核糖体),继续合成肽链;肽链进入内质网后进行初步加工(如折叠、糖基化),再通过囊泡运输到高尔基体进行进一步加工(如剪切、修饰),最终形成成熟的胰岛素并分泌到细胞外,该肽链必须经过内质网和高尔基体的加工才能具备功能,C正确;
D、胰岛B细胞属于高度分化的细胞,不具备分裂能力,因此该细胞中遗传信息的流动不包括DNA复制,D错误。
故选BC。
7.(25-26高三上·黑龙江哈尔滨九中·期中)基因转录和翻译是生命体中相当重要的生化过程之一。它们控制着生命体中蛋白质的合成,而蛋白质则是细胞中多种高级生物学功能的基础。下图为基因转录、翻译的示意图,下列相关描述中正确的是( )
A.图示可表示原核细胞的转录、翻译过程,有4条多肽链正在合成
B.图中多个核糖体共同完成一条多肽链的合成
C.图中转录方向是从左向右
D.图中的RNA聚合酶既能解开DNA双链,又能催化核糖核苷酸的连接
【答案】D
【解析】A、图中有4条mRNA结合多个核糖体,正在合成多条多肽链,A错误;
B、每个核糖体都能完成一条多肽链的翻译,因此多个核糖体可以完成多条多肽链的翻译,B错误;
C、根据图中RNA聚合酶的位置以及mRNA上核糖体的移动方向(核糖体上合成的多肽链越长,说明其在mRNA上移动的距离越远,即越早与mRNA结合开始翻译),可以判断转录方向是从右向左,C错误;
D、图中的RNA聚合酶能催化核糖核苷酸连接形成RNA,同时在转录过程中能解开DNA双链,D正确。
故选D。
8.(25-26高三上·辽宁锦州·期中)如图是原核生物的某基因编码区部分碱基序列。1、2、3……编号表示核苷酸序号,α、β表示核苷酸链。基因在体内指导合成肽链的部分氨基酸序列为:甲酰甲硫氨酸—组氨酸—脯氨酸—赖氨酸……α下列叙述正确的是( )
A.α链为编码链,且α链左侧为5'端
B.该基因在转录时RNA聚合酶从左往右移动
C.肽链的氨基酸序列会因核内mRNA加工的不同发生改变
D.10号碱基对T//A突变为A//T,比突变为C//G对肽链影响小
【答案】B
【解析】A、分析题意可知,5'-AUG-3'是起始密码子,密码子位于mRNA上,与DNA的模板链碱基互补配对,对应在模板链上的碱基为5'-CAT-3',而编码链的碱基为5'-ATG-3',则可知α链为模板链,且α链左侧为3’端,A错误;
B、转录时子链的延伸方向是5'→3',α链为编码链,且α链左侧为3’端,该基因在转录时RNA聚合酶从左往右移动,B正确;
C、原核生物基因转录形成的mRNA不需要加工,C错误;
D、10号碱基对T//A突变为A//T,则对应的密码子由AAG变为UAG,氨基酸由赖氨酸变为终止密码子,而10号碱基对T//A突变为突变为C//G,对应密码子由AAG变为GAG,变为谷氨酸,后者影响可能较小,D错误。
故选B。
9.(25-26高三上·吉林延边第二中学·期中)(多选)大肠杆菌利用乳糖的性状受R、Z、Y等基因调控:无乳糖时,R基因表达的R蛋白能够抑制乳糖代谢酶基因(Z、Y基因等)转录,大肠杆菌无法利用乳糖;有乳糖时,乳糖结合R蛋白使其构象改变,Z、Y基因可正常表达出乳糖代谢酶,大肠杆菌能利用乳糖。根据上述信息,下列叙述正确的是( )
A.无乳糖时,R蛋白抑制Z、Y基因转录可以说明基因表达产物参与基因的表达调控
B.乳糖通过改变R蛋白构象解除其抑制作用,表明环境因素可通过影响蛋白质的结构和功能来调控基因表达,进而影响生物体的性状
C.若R基因发生突变导致无法合成R蛋白,即使无乳糖,大肠杆菌也能合成乳糖代谢酶
D.大肠杆菌通过R基因直接控制乳糖代谢酶的合成来控制乳糖的水解过程,进而控制利用乳糖的相关性状
【答案】ABC
【解析】基因与性状的关系:(1)基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状,细胞内的基因表达与否以及表达水平的高低都是受到调控的;(2)基因与性状的关系并不是简单的一一对应关系:①一个性状可以受多个基因的影响;②一个基因也可以影响多个性状;③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。
A、据题干信息可知,无乳糖时,R基因表达的R 蛋白抑制Z、Y 基因转录,说明基因表达产物(R蛋白)参与调控其他基因(Z、Y)的表达,A正确;
B、据题干信息可知,乳糖可与R蛋白结合,使其构象发生改变,从而解除其对Z、Y 基因转录的抑制作用,正常表达出乳糖代谢酶,使大肠杆菌能利用乳糖,说明环境因素(乳糖)通过影响蛋白质的结构与功能来调控基因表达,进而影响性状,B正确;
C、若 R 基因突变不能合成 R 蛋白,则无乳糖时也不会合成R蛋白,不会抑制Z、Y 基因的转录,故能合成乳糖代谢酶,C正确;
D、据题干信息可知,R基因对乳糖代谢酶的合成起调节作用,Z、Y基因直接控制乳糖代谢酶的合成,D错误。
故选ABC。
10.(25-26高三上·吉林延边第二中学·期中)在生殖系细胞和干细胞等细胞中存在端粒酶,能够将变短的DNA末端重新加长,下图是端粒酶作用及端粒合成示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.端粒与端粒酶的化学成分相同
B.只在生殖系细胞和干细胞等少数细胞存在端粒酶基因
C.由图可知端粒酶的功能类似RNA聚合酶
D.修复端粒的过程中存在氢键的形成和断裂
【答案】D
【解析】A、端粒位于染色体的两端,故其化学成分是DNA和蛋白质,而端粒酶是由RNA和蛋白质组成的,A错误;
B、生殖系细胞和干细胞以外的细胞也存在端粒酶基因,但是端粒酶基因只在生殖系细胞和干细胞中选择性表达,B错误;
C、分析题图信息可知,端粒酶能结合到端粒上,以RNA为模板合成DNA的一条链,即端粒酶可以催化逆转录的进行,由此可知端粒酶的功能类似逆转录酶,C错误;
D、修复端粒的过程中,RNA模板会与合成的DNA形成氢键,端粒酶移位时RNA与DNA分离,氢键断裂,D正确。
故选D。
11.(25-26高三上·辽宁营口·期中)(多选)已知终止密码子为UGA、UAA和UAG。图中①为大肠杆菌的一段mRNA序列,②~④为该mRNA序列发生碱基缺失的不同情况(“_”表示缺失一个碱基)。下列相关叙述正确的是( )
A.起始密码子和终止密码子均不能翻译出氨基酸
B.①编码的氨基酸有6个
C.②编码的氨基酸的种类与③的不完全相同
D.④编码的氨基酸排列顺序与①的差距最大
【答案】BC
【解析】A、起始密码子(AUG)能编码氨基酸(原核生物中编码甲酰甲硫氨酸,真核生物中编码甲硫氨酸),终止密码子(UGA、UAA、UAG)不能编码氨基酸,A错误;
B、①的mRNA序列为:AUG|ACA|GAC|UGC|CGA|AUA|UAA。 其中,AUG是起始密码子,编码氨基酸,UAA是终止密码子,不编码氨基酸。 编码氨基酸的密码子有AUG、ACA、GAC、UGC、CGA、AUA,共6个,B正确;
C、②和③均为碱基缺失,但缺失的位置和数量不同,导致后续密码子的移位出现差异,导致②编码的氨基酸的种类与③的不完全相同,C正确;
D、④缺失了3个碱基(“---”),即缺失了一个完整的密码子长度,因此后面的密码子阅读框不变,只是少了一个氨基酸,而②、③是移码突变,会导致后面所有氨基酸的序列都发生改变。因此,④与①的氨基酸排列顺序差距不是最大的,D错误。
故选BC。
12.(25-26高三上·辽宁实验中学·期中)M和N是同一条染色体上两个基因的部分序列,其转录方向如图所示。下列叙述正确的是( )
A.基因M和N在表达时边转录边翻译
B.基因M和N转录的模板链分别是b链和a链
C.若基因M突变后导致蛋白质失活,细胞癌变,则M可能是原癌基因
D.M和N转录产物的碱基序列分别为5'-UGUAGA-3'和5'-AGCUGU-3'
【答案】D
【解析】A、原核生物基因表达时是边转录边翻译,真核生物基因转录在细胞核中进行,翻译在细胞质中进行,二者不同步,已知M和N是同一条染色体上两个基因的部分序列,说明该生物是真核生物,转录翻译不同步,A错误;
B、转录时,RNA聚合酶沿着模板链的3′→5′方向移动,RNA的合成方向是5′→3′。对于基因M,转录方向是从右到左,所以模板链是a链;对于基因N,转录方向是从左到右,所以模板链是b链,B错误;
C、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;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,所以M基因可能是抑癌基因,C错误;
D、已知基因M转录的模板链是a链,N转录的模板链是b链,根据碱基互补配对原则可知,M和N转录产物的碱基序列分别为5'-UGUAGA-3'和5'-AGCUGU-3',D正确。
故选D。
13.(25-26高三上·辽宁葫芦岛市县协作校·期中)(多选)蛋白质分选是依靠蛋白质自身信号序列,从蛋白质合成部位转运到发挥功能部位的过程,可分为两条途径:翻译后转运途径和共翻译转运途径。过程如图所示,下列相关叙述错误的是( )
A.线粒体中的蛋白质都是由细胞质基质中的游离的核糖体合成的
B.细胞骨架由蛋白质和脂质组成,其合成和转运属于翻译后转运途径
C.核糖体与内质网膜的结合依赖于信号序列的引导
D.RNA聚合酶的合成和转运属于共翻译转运途径
【答案】ABD
【解析】A、线粒体为半自主性细胞器,其中的蛋白质一部分由自身内的核糖体合成,并非都是由细胞质基质中的游离核糖体合成的,A错误;
B、细胞骨架由蛋白质纤维组成,不是由蛋白质和脂质组成,其合成和转运属于翻译后转运途径,B错误;
C、据图可知首先核糖体上合成定向信号序列,然后定向信号序列与内质网结合识别,引导核糖体与内质网结合,即核糖体与内质网膜的结合依赖于信号序列的引导,C正确;
D、RNA聚合酶在细胞质中的核糖体上合成,然后通过核孔进入细胞核发挥作用,属于翻译后转运途径,而不是共翻译转运途径,D错误。
故选ABD。
14.(25-26高三上·黑龙江牡丹江市第二高级中学·期中)果蝇体细胞中遗传信息的传递方向如图,①~③表示生理过程。下列叙述错误的是( )
A.过程①进行时,游离的脱氧核苷酸先与母链形成氢键,再与相邻核苷酸形成磷酸二酯键
B.遗传信息的表达可用图中②③表示
C.过程②进行的场所是细胞核,催化该过程的酶是DNA聚合酶
D.a、b为mRNA的两端,核糖体在mRNA上的移动方向是a→b
【答案】C
【解析】A、过程①为DNA复制,是以DNA分子的两条链为模板合成子代DNA的过程,游离的脱氧核苷酸先与母链通过氢键配对(碱基互补配对),然后DNA聚合酶催化形成磷酸二酯键,连接相邻核苷酸,A正确;
B、过程②为转录,过程③为翻译,遗传信息的表达包括转录(②)和翻译(③),B正确;
C、过程②为转录,是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,RNA聚合酶催化核糖核苷酸形成磷酸二酯键,C错误;
D、核糖体沿mRNA移动,读取密码子,合成多肽链,右侧多肽链更长,据此可判断核糖体移动方向为a→b,D正确。
故选C。
15.(25-26高三上·黑龙江牡丹江市第二高级中学·期中)(多选)科学家绘制了中心法则的过程,如图所示,下列有关叙述错误的是( )
A.中心法则描述了生物界遗传信息的传递过程
B.①是以脱氧核糖核苷酸为原料的转录过程
C.碱基互补配对保证了遗传信息传递的准确性
D.证明过程③方式的实验采用了放射性同位素标记法
【答案】BD
【解析】A、中心法则描述了生物界遗传信息的传递过程,涵盖了从DNA到DNA、DNA到RNA再到蛋白质等遗传信息传递的多种情况,A正确;
B、①是以核糖核苷酸为原料的转录过程,而不是脱氧核糖核苷酸,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,B错误;
C、在遗传信息传递过程中,碱基互补配对原则保证了遗传信息传递的准确性,使得遗传信息能够准确地从一种物质传递到另一种物质,C正确;
D、证明③(DNA复制)方式的实验(梅塞尔森和斯塔尔的实验)采用了同位素标记法(15N标记,15N是稳定性同位素,不具有放射性),D错误。
故选BD。
16.(25-26高三上·辽宁大连育明高级中学·期中)不同核酸类型的病毒完成遗传信息传递的具体方式不同。下图为某“双链±RNA病毒”基因表达示意图。这类病毒携带有RNA复制酶,在该酶的作用下,-RNA作为模板复制出新的+RNA.合成的+RNA既可以翻译出病毒的蛋白质,又可以作为模板合成-RNA,最终形成“±RNA”。已知逆转录病毒的核酸为“+RNA”。下列说法正确的是( )
A.合成病毒蛋白的原料来源于宿主,酶来源于病毒本身
B.与DNA的复制不同,±RNA的双链可能都是新合成的
C.该病毒与逆转录病毒基因表达时都存在A-T、A-U的配对
D.逆转录病毒与该病毒繁殖时均有+RNA到-RNA的过程
【答案】B
【解析】分析题意可知,该病毒遗传信息流动过程,即(±)RNA经复制得到+RNA,+RNA复制后得到±RNA,经复制后的±RNA与经mRNA翻译后得到的蛋白质组成成为子代病毒,据此分析作答。
A、病毒无细胞结构,该病毒是双链±RNA病毒,合成病毒所需的原料都来源于宿主,有部分酶来自于宿主,A错误;
B、DNA分子是半保留复制,即新合成的DNA中都有一条链来自母链,据图可知,与DNA的复制不同,±RNA的双链可能都是新合成的,B正确;
C、该病毒的基因表达主要发生在RNA与RNA、RNA与蛋白质之间,不存在A-T的配对关系,逆转录病毒存在RNA→DNA、DNA→RNA、RNA→蛋白质之间的关系,存在A-T、A-U的配对,C错误;
D、逆转录病毒不存在+RNA到-RNA的过程,D错误。
故选B。
17.(25-26高三上·黑龙江绥化·期中)RNA类药物主要分为寡核苷酸药物(包括反义RNA、小干扰RNA等,二者均可与mRNA互补配对)和信使RNA药物等。下列说法不正确的是( )
A.反义RNA与mRNA互补配对,将阻碍遗传信息的翻译过程
B.胞内小干扰RNA和反义RNA合成过程中,不需解旋酶参与
C.信使RNA药物可通过改变DNA的碱基序列,治疗遗传病
D.RNA药物进入人体后,可能引发机体产生相应免疫反应
【答案】C
【解析】基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程主要在细胞核中进行,需要RNA聚合酶参与;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在核糖体上,需要以氨基酸为原料,还需要酶、能量和tRNA。
A、反义RNA通过与mRNA互补配对,阻止核糖体结合或移动,从而阻碍翻译过程,A正确;
B、RNA的合成由RNA聚合酶催化,DNA双链的解开由该酶完成,无需解旋酶,B正确;
C、信使RNA药物仅提供翻译模板,指导蛋白质合成,无法改变DNA的碱基序列,C错误;
D、外源RNA可能被免疫系统识别为抗原,引发体液或细胞免疫反应,D正确。
故选C。
18.(25-26高三上·黑龙江哈尔滨市第三中学校·期中)下图1表示DNA复制过程,I、Ⅱ表示相关的酶,图2表示合成酶I的部分过程,下列叙述正确的是( )
A.酶I和酶Ⅱ都作用于磷酸二酯键
B.Gly对应的反密码子为5'-CCU-3′
C.图2中涉及3种RNA,均由DNA转录得到
D.图2中②物质内含氢键,所以为双链结构
【答案】C
【解析】A、图 1 中,酶Ⅰ是解旋酶,作用是断裂氢键(使 DNA 双链解开);酶Ⅱ是DNA 聚合酶,作用于磷酸二酯键(合成新的 DNA 子链),因此酶Ⅰ作用于氢键,酶Ⅱ作用于磷酸二酯键,A错误;
B、翻译时,tRNA的反密码子与mRNA的密码子反向互补配对。图2中,Gly对应的密码子是mRNA上的5'-GGA-3',因此tRNA上的反密码子应为3'-CCU-5'(反密码子方向为3'→5'),B错误;
C、图2中涉及3种RNA:翻译的模板mRNA,转运氨基酸的tRNA,构成核糖体的rRNA;RNA均由 DNA转录得到,C正确;
D、图2中②tRNA内含氢键,但tRNA是单链结构,D错误。
故选C。
19.(25-26高三上·黑龙江哈尔滨市第三中学校·期中)(多选)“RNA干扰”是由双链RNA诱发的高效特异性降解mRNA而导致基因沉默的现象。双链RNA(dsRNA)被Dicer酶切割成短的siRNA,然后siRNA被解链成RNA单链并组装到沉默复合体(RISC)中与细胞内特异性mRNA结合,从而导致mRNA的降解(如图)。下列有关叙述错误的是( )
A.在细胞中除了dsRNA外,其余的RNA中都不含氢键
B.Dicer酶无法识别单链RNA,其作用部位是磷酸二酯键
C.RISC中的siRNA单链与mRNA的结合只存在G-C、A-U的配对方式
D.mRNA的降解,将导致细胞无法通过转录过程产生相关蛋白质
【答案】AD
【解析】A、由图可知,dsRNA是双链结构,碱基对之间含有氢键,此外转运氨基酸tRNA呈“三叶草”状,内部也含有碱基对之间形成的氢键,A错误;
B、分析题意可知,Dicer 酶只识别双链 RNA,并在磷酸二酯键处切割,B正确;
C、siRNA 单链与 mRNA 都是RNA,两者之间通过 A-U、G-C 原则配对,C正确;
D、mRNA是翻译的模板,mRNA的降解,将导致细胞无法通过翻译过程产生相关蛋白质,D错误。
故选AD。
20.(25-26高三上·内蒙古包头·期中)马德隆畸形是由S基因控制的显性遗传病,基因位于X、Y染色体的同源区段。正常人和患者的S基因(编码序列)测序结果如下图。下列叙述正确的是( )
A.该病遗传方式与抗维生素D佝偻病相同
B.图示序列与S基因转录时的模板链互补
C.患者S基因mRNA的第75个密码子变为终止密码子
D.对母方产生的极体进行基因检测就能确定胎儿是否患病
【答案】C
【解析】男性的体细胞中含有两个异型的性染色体,用X和Y表示,位于性染色体上的基因,在遗传上总是和性别相关联,这种现象叫做伴性遗传;正常个体,若含致病基因,则该遗传病为隐性遗传病,若都不含致病基因,则该遗传病为显性遗传病;致病基因位于常染色体上的遗传病,在自然人群中,男女的患病概率相同。
A、抗维生素D佝偻病为伴X染色体显性遗传病,基因只位于X染色体上,而本题中马德隆畸形基因位于X、Y染色体的同源区段,两者遗传方式不同,A错误;
B、DNA转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA,mRNA上的碱基序列与DNA模板链互补,图中3’端在左侧,前三个碱基对应密码子为AUG,可推断图示序列为S基因转录时的模板链,B错误;
C、3个相邻碱基为一个密码子,从起始密码子开始数,患者S基因mRNA从起始密码子开始数到第75个密码子(从第1位碱基开始数,222÷3 = 74,再往后3个碱基是第75个密码子)的三个碱基是UAG,为终止密码子,C正确;
D、母方产生的极体不参与受精作用,且根据母方产生极体推测出的卵细胞不含有致病基因,但不清楚精子的基因型,也不能判断出后代的患病情况,因此对母方产生的极体进行基因检测不能确定胎儿是否患病,D错误。
故选C。
21.(25-26高三上·辽宁沈阳法库郊联体·期中)双向启动子可以双向启动上下游的基因的转录。如图为某双向启动子及其上下游的两个基因。下列说法正确的是( )
A.基因N转录出的mRNA的序列为5'-AUGCGCAAUGAA…3'
B.双向启动子是RNA聚合酶和解旋酶识别与结合的位点
C.基因M转录出的mRNA延伸的方向为3'→5'
D.基因M和基因N的转录都是以①链为模板
【答案】A
【解析】A、基因 N 的模板链是②链(根据转录时碱基互补配对,从双向启动子向基因 N 方向延伸)。②链中基因 N 对应的模板序列是TACGCGTTACTT,转录时遵循A-U、T-A、C-G、G-C的配对原则,且 mRNA 的延伸方向是5'→3',因此转录出的 mRNA 序列为5'-AUGCGCAAUGAA…3',A正确;
B、启动子是RNA 聚合酶识别与结合的位点,转录过程中 RNA 聚合酶本身具有解旋功能(不需要额外解旋酶),因此双向启动子不是解旋酶的识别结合位点,B错误;
C、mRNA 的延伸方向是5'→3',这是转录的基本方向(RNA 聚合酶沿模板链3'→5'移动,合成的 mRNA 沿5'→3'延伸),因此基因 M 转录出的 mRNA 延伸方向也是5'→3',C错误;
D、基因 M 的模板链是①链(从双向启动子向基因 M 方向延伸),基因 N 的模板链是②链(从双向启动子向基因 N 方向延伸),二者模板链不同,D错误。
故选A。
22.(25-26高三上·黑龙江牡丹江市第一高级中学·期中)(多选)细菌中一个正在转录的RNA在3'端可自发形成一种茎环结构,导致RNA聚合酶出现停顿,并进一步终止转录。茎环结构的后面是一串连续的碱基U,容易与模板链分离,有利于转录产物的释放,如下图所示。下列说法正确的是( )
A.图中RNA聚合酶移动方向为从左向右
B.图中转录泡中的基因片段可能存在一段连续的A-T碱基对
C.转录终止的原因是遇到了茎环结构后面的终止密码子
D.转录产物易与模板分离的原因可能是连续的碱基U与DNA模板链之间形成的氢键较少
【答案】ABD
【解析】转录:以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。该过程需要RNA聚合酶,其能解开DNA双链,并催化核糖核苷酸聚合形成RNA。图中展示了转录从起始到终止的过程。
A、转录过程中,RNA链的合成方向是5'→3'(新核苷酸不断添加到3'端)。 题干图中,左侧mRNA已形成茎环结构(3'端),右侧mRNA仍在延伸(5'端方向),说明RNA聚合酶需向右侧移动以延长RNA链。因此,RNA聚合酶沿DNA模板链从左(模板链3'端)向右(模板链5'端)移动,A正确;
B、题干提到茎环结构后面是连续的碱基U,RNA的U对应DNA模板链的A(A-U配对);DNA双链中,模板链的连续A与编码链的连续T形成A-T碱基对(DNA中不存在U); 转录泡是DNA解旋后正在转录的区域,该区域内模板链的连续A与编码链的连续T确实形成连续的A-T配对,B正确;
C、终止密码子(如UAA、UAG、UGA)存在于mRNA中,是翻译终止的信号,与转录终止无关;题干中转录终止的原因是茎环结构导致RNA聚合酶停顿,加上连续U与模板链A的弱氢键作用(非终止密码子作用),C错误;
D、RNA的连续U与DNA模板链的连续A配对,形成A-U碱基对(每对含2个氢键);相比G-C配对(3个氢键),A-U配对的氢键数量少,相互作用弱,导致RNA链易与模板链分离,D正确。
故选ABD。
23.(25-26高三上·辽宁营口·期中)ρ因子是大肠杆菌细胞内的一种蛋白质,它能沿着RNA链追踪RNA聚合酶并与RNA聚合酶结合,促使其构象发生改变而脱落,同时它还能催化DNA-RNA杂合链分离。下列有关分析正确的是( )
A.ρ因子合成后要经过内质网和高尔基体的加工
B.ρ因子通过阻止RNA聚合酶前进来抑制翻译
C.在大肠杆菌中,转录和翻译过程几乎可同时进行
D.ρ因子会促使RNA聚合酶在终止密码子处脱离
【答案】C
【解析】A、大肠杆菌为原核生物,无内质网和高尔基体,其蛋白质合成后无需这些细胞器加工,A错误;
B、ρ因子通过使RNA聚合酶脱落终止转录,而翻译由核糖体完成,与RNA聚合酶无关,B错误;
C、原核生物无核膜,转录未完成时mRNA即可结合核糖体进行翻译,两者几乎同时进行,C正确;
D、终止密码子为翻译终止信号,而ρ因子作用于转录终止子区域,促使RNA聚合酶脱离DNA,D错误。
故选C。
24.(25-26高三上·辽宁大连育明高级中学·期中)家鸽是常用的实验动物,在生理学实验中,常用来观察迷路与姿势反射的关系。研究发现,家鸽视网膜中的两种基因分别编码蛋白质甲、蛋白质乙,这两种蛋白质可以形成含铁的杆状多聚体,该多聚体能识别外界磁场并自动顺应磁场方向排列。下列叙述正确的是( )
A.编码蛋白质甲和蛋白质乙的基因只存在于家鸽的视网膜细胞中
B.一种基因控制一种性状,基因和性状之间是简单的一一对应的关系
C.该多聚体的形成过程表明基因通过控制酶的合成间接控制生物体性状
D.为验证这两种基因的作用,可敲除相应基因并测定该多聚体含量及家鸽定向能力
【答案】D
【解析】A、编码蛋白质的基因存在于所有体细胞中(因体细胞由受精卵分裂分化而来),仅在视网膜细胞中表达,A错误;
B、基因与性状并非简单一一对应,存在多因一效或一因多效,B错误;
C、多聚体为结构蛋白,基因通过直接控制蛋白质结构来影响性状,而非通过酶间接控制,C错误;
D、敲除基因后检测多聚体含量及家鸽定向能力,可验证基因功能,符合实验验证逻辑,D正确。
故选D。
25.(25-26高三上·黑龙江大庆实验中学·期中)细菌只有在某种底物存在时才产生相应的酶,这种效应称为诱导作用。大肠杆菌的乳糖代谢需要β-半乳糖苷酶,当培养基中没有乳糖,细胞内β-半乳糖苷酶含量极低,当加入乳糖后,大肠杆菌开始高效表达β-半乳糖苷酶,相关机制如下图所示。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.阻遏物基因与结构基因位于同一条染色体上
B.乳糖是二糖,大肠杆菌不能直接吸收乳糖
C.阻遏物的存在阻止了结构基因的翻译
D.据图可知结构基因转录形成的mRNA中存在着不止一个起始密码子
【答案】D
【解析】A、大肠杆菌是原核生物,没有染色体,A错误;
B、据图可知,培养基中的乳糖能够进入细胞与阻遏物结合,说明大肠杆菌能直接吸收乳糖,B错误;
C、乳糖存在时,会与阻遏蛋白结合,使其不能与操纵基因(即图中“阻遏物”作用位点)结合,从而放行RNA聚合酶对结构基因的转录,故阻遏蛋白阻断的是转录而非翻译,C错误;
D、图中结构基因转录形成的mRNA能翻译出β-半乳糖苷酶、透性酶、转乙酰基酶三种不同的蛋白质,说明该mRNA上存在不止一个起始密码子(每个蛋白质的翻译都需要起始密码子启动),D正确。
故选D。
26.(25-26高三上·吉林延边第二中学·期中)操纵元是原核细胞基因表达调控的一种组织形式,它由启动子、结构基因(编码蛋白基因)、终止子等部分组成。如图表示大肠杆菌细胞中核糖体蛋白(RP)合成及调控过程,图中①②表示相关生理过程,mRNA上的RBS是核糖体结合位点。回答下列问题:
(1)mRNA中______构成其基本骨架。过程①所需的原料是_____;过程②中多个核糖体与mRNA相继结合沿mRNA从______(填“3'→5'”或“5'→3'”)移动。
(2)图示表明,当细胞中缺乏rRNA分子时,核糖体蛋白RP1能与mRNA分子上的RBS位点结合,从而导致mRNA___________,进而终止核糖体蛋白质的合成。这种调节机制的意义是______(写出1点)。
(3)从细胞结构分析,与真核细胞相比,原核细胞基因表达过程的特点是______。真核生物转录的前体RNA往往含有无效的核苷酸片段,需要经相关酶切除后再与核糖体结合,否则会形成异常的mRNA。若该种异常mRNA直接用于翻译合成了蛋白质,则该蛋白质的氨基酸数目_____(填“一定”或“不一定”)比正常蛋白质的多,理由是_______。
【答案】(1)核糖和磷酸交替连接 核糖核苷酸 5′→3′
(2)不能与核糖体结合 避免细胞内物质和能量的浪费(防止合成多余的核糖体蛋白)
(3)转录和翻译同时进行(或边转录边翻译) 不一定 无效的核苷酸片段中可能含有终止密码子,使翻译提前终止
【解析】分析题图:图示表示某原核细胞中组成核糖体的蛋白质的合成及调控过程。图中①为转录过程,其场所是拟核;②为翻译过程,发生在核糖体上。
(1)mRNA的基本骨架由核糖和磷酸交替连接构成。 过程①为转录,所需原料是核糖核苷酸。过程②为翻译,多个核糖体沿 mRNA 从5′→3′移动(翻译从 mRNA 的5′端起始)。
(2)当细胞缺乏 rRNA 时,RP1与mRNA的RBS位点结合,导致mRNA不能与核糖体结合,终止核糖体蛋白的合成。这种调节机制的意义是避免细胞内物质和能量的浪费(防止合成多余的核糖体蛋白)。
(3)原核细胞无核膜,基因表达的特点是转录和翻译同时进行(边转录边翻译)。异常mRNA合成的蛋白质氨基酸数目不一定比正常的多。理由是无效的核苷酸片段中可能含有终止密码子,使翻译提前终止,导致氨基酸数目更少;也可能无终止密码子,数目不变或更多,因此不一定。
27.(25-26高三上·辽宁大连育明高级中学·期中)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miRNA-1(能与SPZ1 mRNA靶向结合并使SPZ1 mRNA降解)靶向结合来调控SPZ1 基因的表达,进而加速肿瘤细胞生长转移,其作用机理如图所示,其中“(━)”表示抑制。回答下列问题:
(1)SPZ1 mRNA的合成需______的催化,SPZ1 mRNA被彻底水解的产物是______。
(2)除SPZ1 mRNA外,翻译出SPZ1蛋白还需要的RNA有______。
(3)在过程②中,一个SPZ1 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______。
(4)据图分析,胃癌细胞LncRNA-a能够加速肿瘤细胞生长转移的原因是______。
【答案】(1)RNA 聚合酶 磷酸、核糖、含氮碱基( A、U、G、C)
(2)rRNA、tRNA
(3)少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质
(4)LncRNA-a与SPZ1 mRNA竞争性结合miRNA-1,使得SPZ1 mRNA不被降解(或减少降解),从而更多地翻译出SPZ1蛋白,抑制胃癌细胞的凋亡
【解析】由图可知,SPZ1 基因表达的蛋白质会抑制细胞凋亡,miRNA-1与SPZ1基因的转录产物结合,抑制SPZ1基因的翻译过程。LncRNA-a也可以与miRNA-1结合。
(1)SPZ1 mRNA的合成是转录过程,转录需要RNA聚合酶催化,该酶能识别DNA模板链的启动子,将核糖核苷酸聚合形成RNA。RNA的基本单位是核糖核苷酸,每个核糖核苷酸由磷酸、核糖、含氮碱基组成。mRNA 含有的含氮碱基为 A、U、G、C,因此彻底水解产物为磷酸、核糖、四种含氮碱基(A、U、G、C )。
(2)翻译过程需要三种RNA协同作用:SPZ1 mRNA作为模板,携带遗传信息;rRNA是核糖体的组成成分,核糖体是翻译的场所;tRNA能识别mRNA上的密码子,并转运相应的氨基酸。因此,除SPZ1 mRNA 外,还需要 rRNA和tRNA。
(3)一个mRNA分子结合多个核糖体,同时合成多条相同肽链,可在短时间内利用少量mRNA合成大量蛋白质,显著提高翻译的效率,满足细胞对特定蛋白质的大量需求。
(4)由图可知,miRNA-1的作用是靶向结合SPZ1 mRNA并使其降解,从而抑制SPZ1蛋白的合成。 LncRNA-a与miRNA-1靶向结合,形成竞争关系,导致miRNA-1无法与SPZ1 mRNA结合。 这使得SPZ1 mRNA避免被降解,能正常翻译产生更多SPZ1蛋白,而SPZ1蛋白会抑制胃癌细胞凋亡,最终加速肿瘤细胞的生长和转移。
28.(25-26高三上·黑龙江哈尔滨市第三中学校·期中)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。人体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种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)。过程②出现多聚核糖体的意义是_______。
(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)经研究发现,真核生物的基因与原核生物相比在编码区存在一段特殊的序列称为“内含子”,内含子会正常转录进入RNA,但真核生物具有相关的酶能够将该RNA剪切并连接为成熟mRNA,成熟mRNA中不含有内含子所对应的序列,由成熟mRNA逆转录得到的DNA称为cDNA,具以上信息,判断下列叙述正确的有______。
A.在真核生物中,某基因与其对应cDNA的碱基序列没有区别
B.在真核生物中,某基因与其对应cDNA的基因表达产物没有区别
C.由mRNA逆转录得到cDNA过程与翻译过程相比,其特有的碱基互补配对方式为A-T
D.若想利用大肠杆菌生产HRCR,可以直接将基因HRCR转入到大肠杆菌的基因组中
【答案】(1)RNA聚合 A 少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质
(2)碱基互补配对 核酸杂交分子1
(3)越短
(4)BC
【解析】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。
(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)。多聚核糖体(多个核糖体同时翻译一条 mRNA)的意义是少量的mRNA可迅速合成大量蛋白质,提高翻译效率。
(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)A、真核生物基因有内含子而cDNA 不含内含子,A错误;
B、在真核生物中,基因中虽有内含子也不表达,与其对应cDNA的基因表达产物没有区别,B正确;
C、由mRNA逆转录得到cDNA过程碱基配对方式是A-T、U-A、C-G、 G-C,翻译过程碱基配对方式是A-U、U-A、C-G、 G-C,特有的碱基互补配对方式为A-T,C正确;
D、真核基因若直接转入大肠杆菌无法正常剪接,需先制备不含内含子的 cDNA 才能表达,D错误。
故选BC。
29.(25-26高三上·辽宁锦州·期中)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经过加工过程中会产生许多非编码RNA,如miR-223(链状),HRCR(环状)。结合下图回答问题:
(1)在心肌细胞的细胞核中,DNA与蛋白质结合形成______。由于_______而导致DNA在心肌细胞中不能再复制;由于________的存在,实现了基因的转录和翻译在时空上的分隔。
(2)启动过程①时,_______酶需识别并与基因上的启动子结合。过程②最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序________(填“相同”,“不同”)。
(3)心肌缺血、缺氧而导致的心力衰竭与基因miR-223过度表达有关,据图分析其中的机理:______。
(4)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_____(填“越短”,“越长”),特异性越差,越容易与HRCR结合。
(5)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)染色质/染色体 心肌细胞不再增殖 核膜
(2)RNA聚合 相同
(3)基因miR-223过度表达,产生的miR-223与ARC的mRNA结合,翻译过程被抑制,使ARC无法合成,导致心力衰竭
(4)越短
(5)HRCR通过与miR-223互补配对,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
【解析】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。
(1)在真核细胞的细胞核中,DNA 与蛋白质结合形成染色质(或染色体),这是细胞核中遗传物质的主要存在形式。 DNA复制发生在细胞分裂的间期,而心肌细胞是高度分化的细胞,不再增殖,因此 DNA 在心肌细胞中不能再复制。核膜将细胞核与细胞质分隔开,实现了基因的转录(主要在细胞核)和翻译(在细胞质的核糖体)在时空上的分隔。
(2)过程①是转录,启动转录时,RNA 聚合酶需识别并与基因上的启动子结合,从而启动转录过程。 过程②是翻译,T₁、T₂、T₃三条多肽链都是以同一条 mRNA 为模板合成的,模板相同,因此最终合成的氨基酸顺序相同。
(3)从图中可知,基因 miR-223 过度表达会产生 miR-223,miR-223 会与 ARC 的 mRNA 结合,从而抑制 ARC 的 mRNA 翻译过程,导致 ARC 蛋白无法合成。而 ARC 蛋白是凋亡抑制因子,其缺失会使心肌细胞凋亡增加,最终导致心力衰竭。
(4)链状的 miRNA越短,其碱基数量少,特异性越差,就越容易与 HRCR 结合(因为结合的特异性依赖于碱基互补配对的长度和序列,越短的链容错性高,更容易结合)。
(5)HRCR 是环状的非编码 RNA,它可以与 miR-223 互补配对,从而吸附并清除 miR-223,减少 miR-223 对 ARC mRNA 的抑制作用,使 ARC 基因的表达增加,ARC 蛋白合成增多,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。
30.(25-26高三上·黑龙江大庆实验中学·期中)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非编码RNA,如miR-223(链状)、HRCR(环状)。结合下图回答问题:
(1)启动过程①时,_________酶需识别并与基因上的_________结合。进行过程②的具体场所是_________,该过程最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序_________(填“相同”或“不同”)。
(2)当心肌缺血、缺氧时,会引起基因miR-223过度表达,所产生的miR-223可与ARC的mRNA特定序列通过_________原则结合,形成核酸杂交分子1,使过程②因缺少_________而被抑制,ARC蛋白无法合成。
(3)HRCR可以吸附miR-223等链状的miRNA,以达到清除它们的目的。与基因ARC相比,核酸杂交分子2中特有的碱基对是_________。HRCR_________(促进/抑制)心肌细胞凋亡。
(4)根据所学的知识及题中信息,判断下列关于RNA功能的说法,正确的是_________(填写字母序号)。
a.有的RNA可作为遗传物质
b.有的RNA是构成某些细胞器的成分
c.有的RNA具有催化功能
d.有的RNA可调控基因表达
e.有的RNA可运输氨基酸
【答案】(1)RNA聚合 启动子 核糖体 相同
(2)碱基互补配对 模板
(3)A-U 抑制
(4)abcde
【解析】分析图可知,图中①为转录过程,②为翻译过程,其中由基因转录得到的mRNA可与miR-223结合形成核酸杂交分子1,miR- 223可与HRCR结合形成核酸杂交分子2
(1)图中①为转录过程,转录时RNA聚合酶需识别并与基因上的启动部位结合;②为翻译过程,场所是细胞质中的核糖体;分析图可知,控制合成的三条多肽链是同一个模板mRNA,所以最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序相同。
(2)当心肌缺血、缺氧时,会引起基因miR-223过度表达,表达产物miR-223可与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,导致过程②即翻译过程因模板的缺少而受阻,ARC蛋白无法合成,最终导致心力衰竭。
(3)核酸杂交分子2是RNA和RNA之间形成杂交分子,所以与ARC基因相比,核酸杂交分子2中特有的碱基对是A-U。分析图可知,HRCR与miR-223碱基互补配对后,可以清除miR-223,使ARC基因的表达增加,抑制心肌细胞的凋亡。
(4)RNA是核酸的一种,其功能有多种:a、有的RNA可作为遗传物质,如HIV病毒,a正确;b、有的RNA是构成某些细胞器的成分,如核糖体是由rRNA和蛋白质组成,b正确;c、有的酶化学本质是RNA,故有些RNA具有催化功能,c正确;d、分析图可知,miR-223可以和mRNA结合,从而调控基因表达,d正确;e、有的RNA可运输氨基酸,如tRNA, e正确。故选abcde。
31.(25-26高三上·内蒙古包头·期中)图1中①~⑧表示胰岛B细胞中前胰岛素原合成并转运到内质网(ER)的过程,信号肽是能启动蛋白质转运的一段多肽,信号肽与SRP特异性结合后可使翻译暂停。图2为前胰岛素原加工成胰岛素的过程。回答下列问题:
(1)前胰岛素原是从______(填“游离的核糖体”、“ER上的核糖体”或“ER”)开始合成的,该细胞器的形成与细胞核中的______(填结构名称)有关。
(2)mRNA上起始密码子对应的氨基酸是______,但前胰岛素原的第一个氨基酸不是这种氨基酸,据图推测产生此结果的原因可能是______。
(3)图1所示SRP与SRP受体结合,使多肽分子进入内质网腔内。在SRP循环中,GTP分解形成GDP和Pi,并提供______。
(4)前胰岛素原在______(填细胞器名称)中形成二硫键(-S-S-)后,由囊泡包裹,会沿着
______到达高尔基体,进一步加工成胰岛素分泌到细胞外。而人体细胞中可溶性蛋白的信号肽可避开SRP的识别,从而可以进入______(写出2个)等双层膜的细胞结构中。
【答案】(1)游离的核糖体 核仁
(2)甲硫氨酸 ER的信号肽水解酶切去带有甲硫氨酸的信号肽
(3)能量
(4)内质网(ER) 细胞骨架 细胞核、线粒体
【解析】分泌蛋白最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质。内质网可以出芽,也就是鼓出由膜形成的囊泡,包裹着要运输的蛋白质,离开内质网,到达高尔基体,与高尔基体膜融合,囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工,然后形成包裹着蛋白质的囊泡。囊泡移动到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工和运输的过程中,需要消耗能量,这些能量的供给来自线粒体。
(1)多肽都是从游离的核糖体开始合成的,核糖体形成与核仁有关。
(2)据题图1分析可知,mRNA 上起始密码子是AUG对应的氨基酸是甲硫氨酸,但前胰岛素原的第一个氨基酸不是这种氨基酸。据题图2分析可知,产生此结果的原因可能是在多肽链加工时切去了甲硫氨酸所在的序列(ER 的信号肽水解酶切去带有甲硫氨酸的信号肽)。
(3)在SRP 循环中,鸟苷三磷酸(GTP)分解成GDP 和 Pi ,并提供能量。
(4)由题意可知,“前胰岛素原合成并转运到内质网”、“在 ER 中形成的胰岛素原”,故前胰岛素原在内质网中形成二硫键(‐S‐S‐)后,由囊泡包裹,会沿着细胞骨架到达高尔基体,进一步加工成胰岛素分泌到细胞外。可溶性蛋白的信号肽可避开 SRP 的识别,不进入内质网,可以进入细胞核、线粒体等双层膜的结构中。
考点3 表观遗传
1.(25-26高三上·辽宁沈阳法库郊联体·期中)(多选)蜜蜂是自然界中社会化程度很高的物种。雌蜂由受精卵发育而来,在一个蜂群中由于食物的差异,其中少部分发育为可育的蜂王,大部分发育为不育的工蜂;雄蜂(n=16)由未受精的卵细胞直接发育而来,它可通过“假减数分裂”形成精细胞,如下图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.雄蜂的精原细胞在“假减数分裂”过程可形成8个四分体
B.雄蜂与蜂王的减数分裂Ⅱ过程染色体的行为变化相同
C.蜂王与工蜂在形态、结构、生理和行为的差异与表观遗传有关
D.蜂王为二倍体,雄蜂为单倍体,但两者之间不存在生殖隔离
【答案】BCD
【解析】由题图信息可知,雄蜂是由未受精的卵细胞发育而来的,因此它的体细胞都只含有一个染色体组。但雄蜂精原细胞在减数分裂时,第一次分裂时出现了单极纺锤体,这样在第一次分裂后期染色体均移向一极,保留有完整的细胞核,另一极无染色体,最后形成的两个子细胞的情况就是:一个无核的细胞质芽体,一个含有完整的细胞核的子细胞。
A、由于雄蜂只含有1个染色体组,故雄蜂的初级精母细胞中不存在同源染色体,减数分裂Ⅰ前期不会形成四分体,A错误;
B、雄蜂进行假的减数分裂,得到n=16的次级精母细胞和n=0的次级精母细胞,n=16的次级精母细胞与蜂王的减数分裂Ⅰ过程产生的子细胞染色体数目及形态形态,因此雄蜂与蜂王的减数分裂Ⅱ过程染色体的行为变化相同,B正确;
C、在一个蜂群中由于食物的差异,其中少部分发育为可育的蜂王,大部分发育为不育的工蜂,蜂王与工蜂在形态、结构、生理和行为的差异与表观遗传有关,C正确;
D、蜂王属于雌性二倍体生物且可育,雄蜂由未受精的卵细胞直接发育而来,属于单倍体生物,其经“假减数分裂”后可产生精细胞(n=16),是可育的,因此蜂王与雄蜂之间不存在生殖隔离,D正确。
故选BCD。
2.(25-26高三上·黑龙江牡丹江市第一高级中学·期中)研究人员发现母鼠缺铁可导致 XY 小鼠胚胎发生由雄性向雌性的性别逆转。进一步研究其发生机制发现:
①Fe²⁺是激活组蛋白去甲基化酶(KDM3A)活性所必需的因子;
②KDM3A 能特异性去除与 Sry 基因(Y 染色体性别决定基因)启动子区域结合的组蛋白特定位点甲基化修饰;
③缺铁使 KDM3A 活性降低,导致 Sry 基因的组蛋白甲基化修饰积累,抑制其表达,阻断睾丸发育路径。
结合上述信息及高中生物学知识,下列叙述正确的是( )
A.组蛋白甲基化修饰积累会改变 Sry 基因的碱基序列,使其无法转录
B.Fe²⁺通过激活 KDM3A 基因的表达来间接调控 Sry 基因的转录
C.KDM3A 催化组蛋白去甲基化时,Fe²⁺作为反应底物被消耗
D.该实验支持环境因素可通过影响表观遗传修饰改变生物性状
【答案】D
【解析】A、根据题意分析,Sry基因的组蛋白甲基化修饰积累,抑制其表达,属于表观遗传,不会改变基因的碱基序列,A错误;
B、根据题意分析,Fe²⁺是激活组蛋白去甲基化酶(KDM3A)活性所必需的因子,并非激活KDM3A基因的表达,B错误;
C、Fe²⁺是激活组蛋白去甲基化酶(KDM3A)活性所必需的因子,Fe²⁺并非是KDM3A 催化组蛋白去甲基化时的反应底物,C错误;
D、由题干可知,性别发育受Sry基因等遗传因素影响,且Sry基因的组蛋白甲基化修饰会导致其表达被抑制,同时Fe2+(环境相关因素,属于环境因子范畴)缺乏会导致性逆转,这说明环境因素可通过影响表观遗传修饰改变生物性状,D正确。
故选D。
3.(25-26高三上·吉林延边第二中学·期中)mRNA发生甲基化会导致mRNA降解,蛋白Y能识别甲基化修饰的mRNA,从而调节基因表达,机制如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.甲基化mRNA是甲基化DNA的转录产物
B.mRNA甲基化修饰会抑制RNA聚合酶与mRNA结合
C.蛋白Y会去除甲基化碱基并改变mRNA的序列
D.蛋白Y作用于甲基化的mRNA能提高翻译水平
【答案】D
【解析】A、由图可知,DNA转录出mRNA,然后mRNA再进行甲基化修饰,并非DNA甲基化后转录出甲基化mRNA,A错误;
B、RNA聚合酶是与DNA结合启动转录过程,而不是与mRNA结合,mRNA甲基化修饰会导致mRNA降解,影响的是翻译过程,不是抑制RNA聚合酶与mRNA结合,B错误;
C、从图中可知,蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA,抑制其降解,使其表达生成肽链,并没有去除甲基化碱基并改变mRNA的序列,C错误;
D、甲基化的mRNA会降解,蛋白Y作用于甲基化的mRNA,抑制其降解,从而能提高翻译水平,D正确。
故选D。
4.(25-26高三上·辽宁实验中学·期中)我国科学家揭示了水稻北移种植过程中的耐寒性适应机制:低温胁迫降低了甲基转移酶的表达,导致ACT1(阿拉伯半乳糖基因)启动子DNA甲基化程度降低,促进Dof1(一种转录因子)与ACT1的启动子结合,从而激活ACT1表达,赋予水稻耐寒性。下列说法正确的是( )
A.基因ACT1的启动子DNA甲基化,导致基因的碱基序列发生变化
B.水稻耐寒性适应过程中,ACT1的基因频率逐渐升高
C.与东北稻相比,推测华南稻的ACT1甲基化程度更高
D.若敲除编码Dof1的基因,则会导致水稻的耐寒性增强
【答案】C
【解析】A、DNA甲基化属于表观遗传修饰,仅影响基因的表达水平,不会改变DNA的碱基序列,A错误;
B、题干中耐寒性适应机制是表观遗传调控(甲基化程度变化),基因的碱基序列并未改变,基因频率升高需通过自然选择对等位基因的筛选,而此处未体现,B错误;
C、低温胁迫降低甲基化,促进ACT1表达以增强耐寒性。华南稻未经历低温胁迫,推测其ACT1启动子甲基化程度高于东北稻,从而抑制ACT1表达,C正确;
D、Dof1是激活ACT1表达的转录因子,敲除Dof1基因会导致ACT1无法表达,耐寒性减弱而非增强,D错误。
故选C。
5.(25-26高三上·黑龙江大庆实验中学·期中)tRNA的甲基化修饰发生在转录之后,受甲基化酶和去甲基化酶的调控。甲基化程度过低,会降低神经发育关键基因的翻译效率。甲基化程度过高,会提高结直肠癌细胞中C基因的翻译效率,C基因能促进细胞从间期进入分裂期。下列叙述错误的是( )
A.tRNA发生甲基化不会改变其碱基序列
B.去甲基化酶活性增强,会抑制神经发育关键基因的转录
C.甲基化酶的活性增强,会缩短结直肠癌细胞的细胞周期
D.tRNA甲基化程度的动态平衡属于生命活动中分子水平的稳态
【答案】B
【解析】A、tRNA的甲基化修饰是对其进行化学修饰(添加甲基基团),并非改变其碱基序列,所以tRNA发生甲基化不会改变其碱基序列,A正确;
B、已知甲基化程度过低会降低神经发育关键基因的翻译效率,而去甲基化酶活性增强会使tRNA甲基化程度降低。但这里影响的是神经发育关键基因的翻译效率,并非转录,所以去甲基化酶活性增强不会抑制神经发育关键基因的转录,B错误;
C、甲基化酶活性增强,会提高结直肠癌细胞中C基因的翻译效率。C基因能促进细胞从间期进入分裂期,这会加快细胞分裂进程,从而缩短结直肠癌细胞的细胞周期,C正确;
D、tRNA甲基化程度受甲基化酶和去甲基化酶调控,保持动态平衡,这属于生命活动中分子水平(tRNA是分子)的稳态,D正确。
故选B。
6.(25-26高三上·内蒙古兴安盟名校联盟·期中)GhDMT7基因可调控DNA甲基化的动态水平。诱导GhDMT7基因沉默可显著提高棉花的耐盐性,表现为淀粉和蔗糖水解相关基因的甲基化水平降低、渗透调节物质积累、细胞膜的稳定性提高等。下列说法错误的是( )
A.与基因重组相比,表观遗传能使植物在当代快速适应环境的变化
B.淀粉和蔗糖水解相关基因的甲基化可能集中在基因启动子区
C.GhDMT7功能缺失突变体会表现出更强的耐盐性,过表达株系则对盐胁迫更敏感
D.与对照组相比,耐盐棉花植株体内的可溶性糖含量、膜脂过氧化产物水平较高
【答案】D
【解析】A、表观遗传(如DNA甲基化)不改变DNA序列,但可快速调控基因表达,使植物在当代适应环境变化;基因重组则通过遗传物质重组产生变异,需多代积累,A表述正确,A不符合题意;
B、DNA甲基化通常发生在基因启动子区,以抑制转录;淀粉和蔗糖水解相关基因甲基化水平降低,暗示其启动子区甲基化减少,促进基因表达,利于渗透调节物质积累,B表述正确,B不符合题意;
C、GhDMT7基因沉默(功能缺失)提高耐盐性,故突变体耐盐性增强;过表达GhDMT7会增加甲基化,抑制耐盐相关基因表达,导致对盐胁迫更敏感,C表述正确,C不符合题意;
D、耐盐植株渗透调节物质(如可溶性糖)积累,故可溶性糖含量较高;但细胞膜稳定性提高,表明膜脂过氧化程度降低,其产物(如丙二醛)水平应较低,而非较高,D表述错误,D符合题意。
故选D。
7.(25-26高三上·辽宁沈阳法库郊联体·期中)某种XY型的二倍体动物,其控制毛色的等位基因E、e只位于X染色体上,仅E表达时为黑色,仅e表达时为灰色,二者均不表达时为白色。受表观遗传的影响,E、e来自父本时才表达。某雄性与杂合子雌性个体为亲本杂交,获得4只基因型互不相同的F1.则亲本与F1组成的群体中,黑色个体所占比例可能有( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
【答案】C
【解析】E、e只位于X染色体上,则该雄性基因型可能是XEY或XeY,杂合子雌性基因型为XEXe,若该雄性基因型为XEY,F1的基因型为XEXE、XEXe、XEY、XeY,E、e来自父本时才表达,F1中2只雌性都有父亲的E基因都是黑色,F1中2只雄性的X染色体都是来自母本,E、e都不表达,都是白色,父本XEY的E基因来自于其母亲,因此E不表达,该父本呈现白色,当母本XEXe的e基因来自于其父亲时,e基因表达,表现为灰色,当母本E基因来自于其父亲时,E基因表达,表现为黑色,因此母本表现型可能为灰色或黑色,因此,在亲本杂交组合为XEY和XEXe的情况下,在亲本与F1组成的群体中,黑色个体所占比例为1/2或1/3;若该雄性基因型为XeY,F1的基因型为XeXe、XEXe、XEY、XeY,E、e来自父本时才表达,因此XeXe、XEXe都是灰色,XEY、XeY的X染色体都是来自母本,E、e都不表达,都是白色,由上面的分析可知,父本为白色,母本为黑色或灰色,因此,在亲本杂交组合为XeY和XEXe的情况下,在亲本与F1组成的群体中,黑色个体所占比例为1/6或0,综上所述,亲本与F1组成的群体中,黑色个体所占比例可能为1、1/6、1/3、1/2,共4种,C正确,ABD错误。
故选C。
8.(25-26高三上·辽宁营口·期中)(多选)某种生物体内,存在两个基因G1和G2,它们分别编码两种关键酶E1和E2。基因G1和G2的转录过程均受同一转录因子TF的调控。现发现一个突变体生物,其体内E1和E2酶的活性均显著降低,研究发现,该突变体生物中G1和G2基因的转录水平并未明显下降,但G2基因的mRNA含量远低于正常水平,而G1基因的mRNA含量则接近正常。下列相关推测错误的是( )
A.突变体生物中G1和G2基因均发生了甲基化
B.突变体生物中G2基因的mRNA降解速率可能会加快
C.突变体生物中编码转录因子TF的基因发生了突变
D.突变体生物中G1和G2基因的编码区一定发生了突变
【答案】ACD
【解析】A、基因甲基化通常抑制转录,但题干指出G1和G2的转录水平未明显下降,因此G1 和 G2 基因没有发生甲基化,A错误;
B、G2的mRNA含量低但转录正常,可能是其mRNA降解速率加快导致积累减少,B正确;
C、若转录因子TF突变,G1和G2的转录应同时受影响,但题干中转录水平未下降,C错误;
D、编码区突变可能导致酶结构异常,但G1的mRNA含量正常且E1活性低可能由翻译或翻译后修饰问题引起,且G2的mRNA减少可能由非编码区突变(如UTR影响稳定性)导致,D错误。
故选ACD。
9.(25-26高三上·黑龙江哈尔滨市第三中学校·期中)(多选)科学家利用3日龄意大利蜜蜂的雌性幼虫做实验,实验处理和结果如下表所示。随后测定6日龄幼虫头部细胞内发育关键基因dynactinp62的甲基化水平,实验组为63%、对照组为79%,且最终实验组中72%的幼虫发育成蜂王,对照组中77%的幼虫发育成工蜂,另23%的幼虫具有蜂王特征但卵巢发育不完全。下列叙述错误的是( )
实验分组
实验处理
检测指标
24h
48h
72h
实验组
注射适量DNA甲基化
转移酶3siRNA
(DNMT3siRNA)
DNMT3mRNA相对含量
28.299
15.386
5.669
DNMT3活性/(mmol·min-1)
0.264
0.113
0.024
对照组
注射等量生理盐水
DNMT3mRNA相对含量
35.336
33.299
30.157
DNMT3活性/(mmol·min-1)
0.398
0.378
0.357
A.甲基化可能导致甲基与dynactinp62中的起始密码子结合而影响基因的表达
B.实验表明甲基化水平的高低与幼虫发育成蜂王的概率呈正相关
C.DNMT3siRNA有利于提高DNMT3基因的表达水平
D.高活性的DNMT3可能有利于提高dynactinp62基因的甲基化水平
【答案】ABC
【解析】A、甲基化通常发生在DNA的启动子区域,通过影响RNA聚合酶的结合来抑制转录,而非直接与mRNA的起始密码子结合。起始密码子属于翻译阶段,A错误;
B、实验组甲基化水平(63%)低于对照组(79%),但蜂王发育比例(72%)显著高于对照组(23%的幼虫具有蜂王特征但卵巢发育不完全),表明甲基化水平与蜂王概率呈负相关,而非正相关,B错误;
C、从实验数据可以看出,与对照组相比,实验组注射适量DNA甲基化转移酶3siRNA后,DNMT3mRNA相对含量和DNMT3活性逐渐降低,说明DNMT3siRNA不利于提高DNMT3基因的表达水平,C错误;
D、根据题意,测定6日龄幼虫头部细胞内发育关键基因dynactinp62的甲基化水平,实验组为63%、对照组为79%,说明实验组DNMT3活性降低,而dynactinp62甲基化水平也降低,对照组反之,由此可见高活性的DNMT3有利于提高dynactinp62基因的甲基化水平,D正确。
故选ABC。
10.(25-26高三上·黑龙江哈尔滨九中·期中)BDNF(脑源性神经营养因子)是小鼠大脑中表达最为广泛的一种神经营养因子,也广泛分布于人类中枢神经系统中,其主要作用是影响神经可塑性和认知功能。众多研究表明,抑郁症与BDNF基因甲基化水平及外周血中BDNFmRNA含量变化等有关。以下图1为DNA甲基化机理图,图2为BDNF基因表达及调控过程。
(1)DNMT3是一种DNA甲基化转移酶,结合图1和已有知识,DNA甲基化可能阻碍________与启动子结合,抑制转录的进行。
(2)图2中过程③以_______为原料,若该过程某tRNA上的反密码子序列为5'-GAA-3',则其识别的密码子序列为5'-_______-3'。
(3)抑郁症小鼠与正常鼠相比,图2中②过程________(填“减弱”或“不变”或“增强”),若①过程反应强度不变,则在抑郁症小鼠体内BDNF的含量将_______(填“减少”或“不变”或“增加”)。
(4)若某抑郁症小鼠细胞中一个DNA分子的一条链上多个胞嘧啶发生甲基化后,均脱氨基生成了胸腺嘧啶,则该DNA分子经过n次复制后,所产生的子代DNA分子中异常的DNA占比为_______。与正常DNA分子相比,异常DNA的稳定性稍________(填“低”或“高”)。
(5)miRNA-195是miRNA的一种,miRNA是小鼠细胞中具有调控功能的非编码RNA,在个体发育的不同阶段产生不同的miRNA。下列叙述正确的是_______。
A.miRNA通过碱基互补配对识别mRNA
B.miRNA能特异性地影响基因的表达
C.不同miRNA的碱基排列顺序不同
D.miRNA的产生与细胞的分化无关
【答案】(1)RNA聚合酶
(2)氨基酸 UUC
(3)增强 减少
(4)1/2 低
(5)ABC
【解析】1、表观遗传:指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化。
2、DNA的甲基化:生物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。
(1)DNA甲基化可能阻碍RNA聚合酶与启动子结合,抑制转录的进行,进而影响了基因的表达,导致了表型的改变。
(2)图2中过程③为翻译过程,该过程发生在核糖体上,是以mRNA为模板,以氨基酸为原料合成多肽链的过程。tRNA作为工具,携带着氨基酸在核糖体上完成脱水缩合,tRNA的反密码子环上的反密码子与mRNA碱基互补配对,若tRNA的反密码子序列为5'-GAA-3',则密码子序列为5'-UUC-3'。
(3)图中显示,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,影响翻译过程。题中显示,“BDNF是小鼠大脑中表达最为广泛的一种神经营养因子,其主要作用是影响神经可塑性和认知功能,据此可推测,抑郁症小鼠与正常鼠相比,图2中②过程“增强”,若①过程反应强度不变,则BDNF的含量将“减少”,进而影响了BDNF的合成,影响了神经系统的功能。
(4)若抑郁症小鼠细胞中一个DNA分子的一条链上多个胞嘧啶发生甲基化后,又发生脱氨基生成了胸腺嘧啶,该变化发生在DNA分子的一条链中,则由发生改变的单链经过复制产生的子代DNA分子均发生异常,而由正常的单链为模板复制产生的子代DNA分子均正常,据此可推测该DNA分子经过n次复制后,所产生的子代DNA分子中异常的DNA占比为1/2。与正常DNA分子相比,异常DNA的稳定性变低,因为异常DNA分子中由原来的C-G碱基对变成了A-T碱基对,且A-T碱基对中氢键的数目少,稳定性降低。
(5)A、miRNA通过碱基互补配对识别靶mRNA,进而导致靶mRNA的降解,A正确;
B、从题干可知,“该物质与沉默复合物结合后,可导致细胞中与之互补的mRNA降解,靶mRNA降解后,该基因无法完成表达,B正确;
C、在个体发育的不同阶段产生不同的miRNA,不同miRNA的碱基排列顺序不同,C正确;
D、miRNA在个体发育的不同阶段产生不同的 miRNA是基因选择性表达的结果,与细胞的分化有关,D错误。
故选ABC。
试卷第1页,共3页
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