内容正文:
武汉六中2027届高三生物九月月考试卷
考试时间:2026.9.16
一、单选题(共40分,每题2分)
1. 下列关于DNA复制和转录的叙述,正确的是( )
A. DNA复制时,脱氧核苷酸通过氢键连接成子链
B. 复制时,解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋
C. 真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成
D. DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端
【答案】D
【解析】
【详解】A、DNA复制时,相邻脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链,氢键是两条链互补碱基之间的连接键,A错误;
B、解旋酶的作用是断裂氢键使DNA双链解开,DNA复制为双向解旋,并非仅沿5′端向3′端方向解旋,B错误;
C、真核细胞的线粒体和叶绿体中也含有少量DNA,也可进行DNA复制和转录合成RNA,并非都在细胞核内完成,C错误;
D、DNA聚合酶和RNA聚合酶都只能在核苷酸链的3'端连接新的单体,因此DNA复制的子链和转录的RNA链延伸方向均为5′端向3′端,D正确。
2. 治疗恶性黑色素瘤的药物DIC是一种嘌呤类生物合成的前体,能干扰嘌呤的合成。错误的是( )
A. 嘌呤是细胞合成核苷酸的原料
B. DIC可抑制细胞增殖使其停滞在细胞分裂间期
C. 细胞中蛋白质的合成不会受DIC的影响
D. 采用靶向输送DIC可降低对患者的副作用
【答案】C
【解析】
【详解】A、核苷酸的组成包含含氮碱基,嘌呤属于含氮碱基的一类,是细胞合成核苷酸的原料,A正确;
B、细胞分裂间期会进行DNA复制,DNA复制需要嘌呤作为原料,DIC干扰嘌呤合成会导致DNA复制无法正常完成,使细胞停滞在分裂间期,进而抑制细胞增殖,B正确;
C、蛋白质合成的转录过程需要合成RNA,RNA的组成中也包含嘌呤,DIC干扰嘌呤合成会影响RNA的合成,最终会影响蛋白质的合成,C错误;
D、靶向输送DIC可让药物特异性作用于癌细胞,减少对正常细胞的损伤,可降低对患者的副作用,D正确。
3. 非酒精性脂肪性肝病是以肝细胞的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝病。葡萄糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1在高尔基体膜上先后经S1和S2蛋白水解酶酶切后被激活,进而启动脂肪酸合成基因(核基因)的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG能够通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内,抑制S1蛋白水解酶的活性,调控机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原,糖原饱和后转向脂肪酸合成
B. 敲除F5蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪肝的发生率
C. 降低高尔基体内UDPG量或S2蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病
D. 激活后的R1通过核孔进入细胞核,启动脂肪酸合成基因的转录
【答案】C
【解析】
【分析】由题干信息可知,蛋白R1需要经过S1和S2蛋白水解酶酶切后才被激活,进而启动脂肪酸合成基因的转录,而糖原合成的中间代谢产物UDPG抑制S1蛋白水解酶的活性,据此可知糖原合成的中间代谢产物UDPG可抑制脂肪酸的合成。
【详解】A、由题干信息可知,糖原合成的中间代谢产物UDPG抑制S1蛋白水解酶的活性,蛋白R1需要经过S1和S2蛋白水解酶酶切后才被激活,进而启动脂肪酸合成基因的转录,据此可知糖原合成的中间代谢产物UDPG可抑制脂肪酸的合成,因此体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原,糖原饱和后转向脂肪酸合成,A正确;
B、由题干信息可知,中间代谢产物UDPG通过F5膜转运蛋白进入高尔基体内,抑制S1蛋白水解酶的活性,进而抑制脂肪酸的合成,因此敲除F5蛋白的编码基因有利于脂肪酸的合成,会增加非酒精性脂肪肝的发生率,B正确;
C、由题干信息可知,中间代谢产物UDPG进入高尔基体不利于脂肪酸的合成,降低高尔基体中UDPG量有利于脂肪酸的合成,从而会诱发非酒精性脂肪性肝病;蛋白R1经S1、S2蛋白水解酶酶切后被激活,进而启动脂肪酸合成基因的转录,S2蛋白失活不利于脂肪酸的合成,不会诱发非酒精性脂肪性肝病,C错误;
D、转录发生在细胞核中,因此R1可通过核孔进入细胞核,启动脂肪酸合成基因的转录,D正确。
故选C。
4. 关于基因控制蛋白质合成的过程,下列叙述正确的是( )
A. 一个含n个碱基的DNA分子,转录的mRNA分子的碱基数是n/2个
B. 细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板,提高转录效率
C. DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上
D. 在细胞周期中,mRNA的种类和含量可能在不断发生变化
【答案】D
【解析】
【详解】A、DNA分子中存在不转录的非编码序列(如无遗传效应的DNA片段、基因的非编码区等),并且一个DNA上含多个基因,转录的基因是有选择性的,并不一定一个DNA分子上的所有基因都同时转录,因此含n个碱基的DNA分子转录出的mRNA碱基数小于,A错误;
B、转录过程只能以DNA的一条链为模板,无法两条链同时作为模板,B错误;
C、DNA聚合酶催化DNA复制,RNA聚合酶催化转录,二者的结合位点都位于DNA上,C错误;
D、细胞周期不同阶段需要的蛋白质种类和含量存在差异,基因会发生选择性表达,因此mRNA的种类和含量可能不断发生变化,D正确。
5. 四环素(Tet)诱导表达系统是一种基于大肠杆菌的Tet抗性所建立的用于诱导基因表达的调控系统,分为激活型系统(Tet-on)和抑制型系统(Tet-off),下图为该系统的模式图。下列叙述错误的是( )
A. 四环素可以改变tTA和rtTA蛋白质的构象
B. rtTA蛋白与TRE结合开启下游基因的表达
C. 控制四环素的添加量会影响下游基因表达水平
D. Tet-on和Tet-off都能体现出对四环素的抗性
【答案】D
【解析】
【分析】转录过程以四种核糖核苷酸为原料,以DNA分子的一条链为模板,在RNA聚合酶的作用下消耗能量,合成RNA。
翻译过程以氨基酸为原料,以转录过程产生的mRNA为模板,在酶的作用下,消耗能量产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。
【详解】A、四环素与tTA和rtTA蛋白质结合使相应蛋白的构象改变从而使蛋白质可以与TRE结合或者脱落,A正确;
B、rtTA蛋白与TRE结合显示ON即开启下游基因表达,B正确;
C、通过四环素与tTA和rtTA蛋白质结合从而影响下游基因的表达,四环素的量就会影响下游基因的表达水平,比如四环素量比较少,有一部分tTA和rtTA蛋白结合了,有些没有结合,同样可以关闭或者开启下游基因表达,C正确;
D、下游基因都为四环素抗性基因,Tet-off是关闭下游基因表达,所以不具有四环素抗性,D错误。
故选D。
6. 在每个试管中分别加入一种氨基酸,再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液,以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸(如下图),结果只在加入苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。下列相关叙述正确的是( )
A. 只根据该研究就可证明编码苯丙氨酸的密码子只有一种且为UUU
B. 该研究证明了多聚尿嘧啶核苷酸是人体内广泛存在的遗传物质
C. 该研究证明了翻译是从一个固定的起点开始以非重叠的方式阅读
D. 加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液可以为翻译过程提供相关的酶、能量
【答案】D
【解析】
【分析】分析该实验:在每一个试管中加入一种氨基酸,再加入处理过的细胞提取液,以及人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸,结果在加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链,说明mRNA中的密码子UUU代表的是苯丙氨酸。
【详解】A、根据科学家之前的研究密码子是由3各碱基组成,以及本实验可证明编码苯丙氨酸的密码子是UUU,但不能证明只有这一种,因为该试管中只加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸,A错误;
B、人体内的遗传物质是DNA,该研究中的多聚尿嘧啶核苷酸(RNA链)不是人体内的遗传物质,B错误;
C、该研究是证明氨基酸与密码子之间的对应的关系,不能证明了翻译是从一个固定的起点开始以非重叠的方式阅读,C错误;
D、加入除去了DNA和RNA的细胞提取液可以为翻译过程提供相关的酶、能量、核糖体、tRNA等,加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸可以为翻译过程提供模板,D正确。
故选D。
7. 科学家在研究终止密码子时,向无细胞翻译系统中加入多聚体(UAG)n(即UAGUAG……UAGUAG),发现产生的蛋白质中只含有由AGU编码的丝氨酸和由GUA编码的缬氨酸,不含其他任何氨基酸,这说明遗传密码以非重叠方式阅读,密码子之间不存在分隔符。根据上述结果,下列有关说法正确的是( )
A. 无细胞翻译系统中应加入RNA聚合酶、氨基酸等物质
B. 核糖体都是在固定的位点与多聚体(UAG)n相结合的
C. 得到的蛋白质中丝氨酸和缬氨酸可同时存在于一条肽链上
D. 根据题中结果可以推测出UAG可能是一种终止密码子
【答案】D
【解析】
【分析】在真核细胞中,转录是以DNA分子的一条链为模板合成RNA,主要发生在细胞核中;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质,该过程发生在核糖体上。
【详解】A、RNA聚合酶参与转录过程,翻译过程不需要RNA聚合酶的参与,A错误;
B、核糖体在不同的位点与多聚体(UAG)n相结合,因此才会翻译出含有不同氨基酸的肽链,B错误;
C、由于密码子的阅读是连续的,因此一条肽链上只存在一种氨基酸,丝氨酸和缬氨酸不可能同时存在于一条肽链上,C错误;
D、根据结果可以推测,多聚体(UAG)n(即UAGUAG……UAGUAG)中有UAG、AGU和GUA三种阅读方式,而得到的蛋白质中不存在UAG对应的氨基酸,说明UAG可能是一种终止密码子,D正确。
故选D。
8. 核糖核酸酶P(简称RNase P)是第一个被发现的蛋白质以外具有催化活性的生物大分子。RNase P是一种核糖核酸—蛋白质复合物,能剪切tRNA分子中的多余序列。下列叙述正确的是( )
A. RNase P仅存在于真核细胞中
B. RNase P与DNA中的碱基种类相同
C. RNase P初步水解的产物为核糖核苷酸和氨基酸
D. RNase P能断开tRNA中碱基与核糖之间的化学键
【答案】C
【解析】
【分析】RNase P作为一种通用核酶,是具有酶活性的由特定蛋白与特定RNA形成的复合体,其基本单位包括氨基酸和核糖核苷酸,其水解RNA,主要破坏RNA的磷酸二酯键。 酶具有高效性、专一性和条件比较温和的特点。
【详解】A、根据题干信息分析可知,RNaseP是一种核糖核酸—蛋白质复合物,能剪切tRNA分子中的多余序列,原核细胞中也有翻译过程,也有tRNA,核糖核酸酶P在原核细胞中存在,A错误;
B、RNaseP是由核糖核酸(RNA)和蛋白质组成的。RNA中的碱基种类包括腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U),而DNA中的碱基种类则是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)。因此,RNaseP中的RNA部分与DNA的碱基种类不完全相同,B错误;
C、RNaseP是一种核糖核酸—蛋白质复合物,由核糖核酸和蛋白质组成。当它进行初步水解时,核糖核酸部分会被水解成核糖核苷酸,蛋白质部分会被水解成氨基酸,C正确;
D、根据题干信息,RNaseP能剪切tRNA分子中的多余序列。这意味着RNaseP能够断开tRNA分子中的某些化学键,但这些化学键是连接核糖核苷酸之间的磷酸二酯键,而不是碱基与核糖之间的化学键,D错误。
故选C。
9. 1986年,英国科学家钱伯斯发现了硒代半胱氨酸(非必需氨基酸),并提出硒代半胱氨酸由密码子UGA编码。最初,人们仅把UGA视为多肽合成的终止密码子,现在发现它在某些情况下也可以编码硒代半胱氨酸。下列叙述正确的是( )
A. 硒代半胱氨酸的出现使运载氨基酸的tRNA种类发生改变,tRNA的反密码子含有5’ACU 3’碱基序列
B. 正常情况下每个基因均含有终止密码子
C. 多肽链中若含有1个硒代半胱氨酸,则其mRNA模板中含有两个UGA序列
D. 反密码子与密码子的配对方式不由tRNA上结合的氨基酸决定
【答案】D
【解析】
【分析】mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸,每3个这样的碱基称做1个密码子,共有64种密码子,其中有3种终止密码子,UGA在正常情况下是终止密码子,但在特殊情况下,UGA可以编码硒代半胱氨酸。
【详解】A、硒代半胱氨酸的出现使运载氨基酸的tRNA种类发生改变,tRNA的反密码子含有3’ACU5’ 碱基序列,A错误;
B、密码子位于mRNA上,正常情况下每个基因转录出的mRNA均含有终止密码子,B错误;
C、翻译的直接模板为mRNA,多肽链中硒代半胱氨酸需要UGA序列,若该mRNA的终止密码子为UGA,则其直接模板中可能含有两个UGA序列,不是一定含有两个UGA序列,C错误;
D、反密码子与密码子按碱基互补配对原则进行配对,与tRNA上结合的氨基酸无关,D正确。
故选D。
10. 人肠道细胞中载脂蛋白B基因转录后,其mRNA上特定位置的碱基C在相关酶的作用下转变为碱基U,造成该位置相应的密码子变为终止密码子UAA,该终止密码子对应的DNA模板链序列为( )
A. 5'-TTG-3' B. 5'-ATT-3' C. 5'-GTT-3' D. 5'-TTA-3'
【答案】A
【解析】
【分析】转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸即为一个密码子。
【详解】分析题意:人肠道细胞中载脂蛋白B基因转录后,其mRNA上特定位置的碱基C在相关酶的作用下转变为碱基U,造成该位置相应的密码子变为终止密码子UAA,说明该终止密码子这里原来是5'-CAA3',那么其对应的DNA模板链序列为5'-TTG-3',BCD错误,A正确。
故选A。
11. 如图是某基因编码区部分碱基序列,在体内其指导合成肽链的氨基酸序列为:甲硫氨酸-组氨酸-脯氨酸-赖氨酸……下列叙述正确的是( )
注:AUG(起始密码子):甲硫氨酸 CAU、CAC:组氨酸 CCU:脯氨酸 AAG:赖氨酸 UCC:丝氨酸 UAA(终止密码子)
A. ①链是转录的模板链,其左侧是5'端,右侧是3'端
B. 若在①链5~6号碱基间插入一个碱基G,合成的肽链变长
C. 若在①链1号碱基前插入一个碱基G,合成的肽链不变
D. 碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同
【答案】C
【解析】
【分析】转录是以DNA的一条链为模板,合成RNA的过程。
【详解】A、转录是以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则合成RNA的过程,由于起始密码子是AUG,故①链是转录的模板链,转录时模板链读取的方向是3'→5',即左侧是3'端,右侧是5'端,A错误;
B、在①链5~6号碱基间插入一个碱基G,将会导致终止密码子提前出现,故合成的肽链变短,B错误;
C、若在①链1号碱基前插入一个碱基G,在起始密码子之前加了一个碱基,不影响起始密码子和终止密码子之间的序列,故合成的肽链不变,C正确;
D、由于mRNA是翻译模板,但由于密码子的简并性,故碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同,D错误。
故选C。
12. 真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶,它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外,在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是( )
种类
细胞内定位
转录产物
RNA聚合酶I
核仁
5. 8SrRNA、18SrRNA 、28SrRNA
RNA聚合酶II
核质
mRNA
RNA聚合酶Ⅲ
核质
tRNA、5SrRNA
注:各类rRNA均为核糖体的组成成分
A. 线粒体和叶绿体中都有DNA,两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶
B. 基因的 DNA 发生甲基化修饰,抑制RNA聚合酶的结合,可影响基因表达
C. RNA聚合酶I和Ⅲ的转录产物都有rRNA,两种酶识别的启动子序列相同
D. 编码 RNA 聚合酶I的基因在核内转录、细胞质中翻译,产物最终定位在核仁
【答案】C
【解析】
【分析】RNA聚合酶的作用是识别并结合特定的序列,启动基因的转录。
【详解】A、线粒体和叶绿体中都有DNA,二者均是半自助细胞器,其基因转录时使用各自的RNA聚合酶,A正确;
B、基因的 DNA 发生甲基化修饰,抑制RNA聚合酶的结合,从而影响基因的转录,可影响基因表达,B正确;
C、由表可知,RNA聚合酶I和Ⅲ的转录产物都有rRNA,但种类不同,说明两种酶识别的启动子序列不同,C错误;
D、RNA 聚合酶的本质是蛋白质,编码 RNA 聚合酶I在核仁中,该基因在核内转录、细胞质(核糖体)中翻译,产物最终定位在核仁发挥作用,D正确。
故选C。
13. 关于中心法则的相关叙述,错误的是( )
A. 核糖体沿mRNA移动的方向与转录时mRNA延伸的方向相同
B. DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成
C. 在解旋酶协助下,RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNA
D. DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用
【答案】C
【解析】
【详解】A、转录时mRNA沿5'→3'方向延伸,翻译时核糖体沿mRNA的5'端向3'端移动,二者方向相同,A正确;
B、DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的化学本质均为蛋白质,由核酸(DNA或RNA)编码,在核糖体上合成,B正确;
C、转录是通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA(包括mRNA、rRNA、tRNA)的过程。在转录过程中,RNA聚合酶自身具有解旋功能,不需要解旋酶协助,C错误;
D、酶的催化作用需要适宜的温度、pH等条件,只要条件适宜,DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用,D正确。
14. 基因编辑技术可以通过在特定位置加入或减少部分基因序列,实现对基因的定点编辑。对月季色素合成酶基因进行编辑后,其表达的酶氨基酸数量减少,月季细胞内可发生改变的是( )
A. 基因的结构与功能 B. 遗传物质的类型
C. DNA复制的方式 D. 遗传信息的流动方向
【答案】A
【解析】
【分析】基因是DNA上有遗传效应的片段。
DNA的复制方式为半保留复制,在遗传信息传递过程中遵循中心法则。
【详解】A、根据题干信息分析,对月季色素合成酶基因进行编辑后,其表达的酶氨基酸数量减少,说明该技术可能改变了月季细胞内基因的碱基序列,使终止密码子提前出现,从而改变了基因的结构与功能,A正确;
B、月季细胞内的遗传物质的类型不变,仍然是DNA,B错误;
C、月季细胞内的DNA复制的方式不变,仍为半保留复制,C错误;
D、月季细胞内遗传信息的流动方向不变,仍为DNARNA蛋白质,D错误。
故选A。
15. “中心法则”反映了遗传信息的传递方向,其中某过程的示意图如下。下列叙述正确的是( )
A. 催化该过程的酶为RNA聚合酶 B. a链上任意3个碱基组成一个密码子
C. b链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连 D. 该过程中遗传信息从DNA向RNA传递
【答案】C
【解析】
【分析】分析题图,该过程以RNA为模板合成DNA单链,为逆转录过程。
【详解】A、图示为逆转录过程,催化该过程的酶为逆转录酶,A错误;
B、a(RNA)链上能决定一个氨基酸的3个相邻碱基,组成一个密码子,B错误;
C、b为单链DNA,相邻的两个脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接,C正确;
D、该过程为逆转录,遗传信息从RNA向DNA传递,D错误。
故选C。
16. 酗酒危害人类健康。乙醇在人体内先转化为乙醛,在乙醛脱氢酶2(ALDH2)作用下再转化为乙酸,最终转化成CO2和水。头孢类药物能抑制ALDH2的活性。ALDH2基因某突变导致ALDH2活性下降或丧失。在高加索人群中该突变的基因频率不足5%,而东亚人群中高达30%。下列叙述错误的是( )
A. 相对于高加索人群,东亚人群饮酒后面临的风险更高
B. 患者在服用头孢类药物期间应避免摄入含酒精的药物或食物
C. ALDH2基因突变人群对酒精耐受性下降,表明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
D. 饮酒前口服ALDH2酶制剂可催化乙醛转化成乙酸,从而预防酒精中毒
【答案】D
【解析】
【详解】A、东亚人群ALDH2基因突变频率远高于高加索人群,该突变会导致ALDH2活性下降或丧失,饮酒后代谢产生的乙醛更易在体内积累危害健康,因此东亚人群饮酒后面临的风险更高,A正确;
B、头孢类药物会抑制ALDH2的活性,服药期间摄入酒精会导致乙醛无法正常代谢而积累引发中毒,因此应避免摄入含酒精的药物或食物,B正确;
C、ALDH2基因突变导致对应的酶活性改变,影响酒精代谢过程,最终改变人体对酒精的耐受性,体现了基因通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制生物体的性状,C正确;
D、ALDH2酶的本质是蛋白质,口服后会被消化道中的蛋白酶分解失活,无法发挥催化作用,因此不能通过口服该酶制剂预防酒精中毒,D错误。
17. 蛋白质的2-羟基异丁酰化(Khib)修饰与去修饰对植物抗病性具有重要调节作用。棉花M蛋白是去除Khib修饰的酶,大丽轮枝菌感染可以诱导易感棉M基因表达上调,而抗病棉无论感染与否,M基因一直低表达。H4是结合并稳定染色质DNA的组蛋白之一。M蛋白可降低H4的Khib修饰,导致DNA螺旋化程度提高,使转录相关酶更难与DNA结合、降低抗病相关基因(如水杨酸受体基因)的表达。P蛋白由核内P基因编码,经翻译后转移并定位于叶绿体中,参与捕光复合体Ⅱ的损伤修复。M蛋白可降低P蛋白的Khib修饰,从而削弱P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复功能,进而降低叶绿体产生活性氧的能力,导致易感棉抗病性下降。下列说法错误的是( )
A. P基因表达及其产物行使功能涉及细胞核、核糖体和叶绿体等
B. 为提高易感棉的抗病性,采取的措施是降低H4的Khib修饰
C. Khib修饰从基因表达和蛋白质功能两个层面影响棉花抗病性
D. 水杨酸受体和捕光复合体Ⅱ的Khib修饰可提高棉花抗病性
【答案】B
【解析】
【详解】A、P基因是核基因,转录过程发生在细胞核,翻译过程在核糖体进行,翻译产生的P蛋白需定位到叶绿体中行使修复功能,因此其表达及产物功能涉及细胞核、核糖体和叶绿体等结构,A正确;
B、根据题干信息,降低H4的Khib修饰会导致DNA螺旋化程度升高,转录相关酶难以结合DNA,使抗病相关基因表达量下降,反而会降低棉花抗病性,无法提高易感棉抗病性,B错误;
C、Khib修饰一方面通过影响组蛋白H4的修饰状态调控抗病基因的转录,属于基因表达层面的调控;另一方面通过影响P蛋白的功能影响叶绿体活性氧产生,属于蛋白质功能层面的调控,因此从两个层面影响棉花抗病性,C正确;
D、H4的Khib修饰水平高时,水杨酸受体基因表达量升高,利于抗病;P蛋白的Khib修饰水平高时,可正常修复捕光复合体Ⅱ,使叶绿体产生活性氧的能力增强,利于提高抗病性,因此相关Khib修饰可提高棉花抗病性,D正确。
18. 图示果蝇细胞中基因沉默蛋白(PcG)的缺失,引起染色质结构变化,导致细胞增殖失控形成肿瘤。下列相关叙述错误的是( )
A. PcG使组蛋白甲基化和染色质凝集,抑制了基因表达
B. 细胞增殖失控可由基因突变引起,也可由染色质结构变化引起
C. DNA和组蛋白的甲基化修饰都能影响细胞中基因的转录
D. 图示染色质结构变化也是原核细胞表观遗传调控的一种机制
【答案】D
【解析】
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译,最终无法合成相应蛋白,从而抑制了基因的表达。
【详解】A、PcG使组蛋白甲基化和染色质凝集,影响RNA聚合酶与DNA分子的结合,抑制了基因表达,A正确;
B、细胞增殖失控可由基因突变(如原癌基因和抑癌基因发生突变)引起;根据题意“基因沉默蛋白(PcG)的缺失,引起染色质结构变化,导致细胞增殖失控形成肿瘤”可知,也可由染色质结构变化引起,B正确;
C、DNA和组蛋白的甲基化修饰属于表观遗传,都能影响细胞中基因的转录,C正确;
D、原核细胞没有染色质,D错误。
故选D。
19. 2024年诺贝尔生理学或医学奖授予维克托·安布罗斯和加里·鲁夫昆,表彰他们发现微小核糖核酸(microRNA)及其在转录后基因调控中的作用。microRNA是一组由基因组编码的长度约20~23个核苷酸的非编码单链RNA,它能识别靶mRNA,引起靶mRNA的降解或抑制翻译过程,从而调控生物性状。下列说法正确的是( )
A. microRNA能与mRNA结合,前者上有反密码子,后者上有密码子
B. microRNA和靶mRNA通过磷酸二酯键结合形成局部双链
C. 真核细胞中,microRNA发挥作用的场所是细胞核
D. microRNA识别靶mRNA时采取与翻译相同的碱基配对方式
【答案】D
【解析】
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程主要在细胞核中进行,需要解旋酶和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等。
【详解】A、反密码子位于tRNA上,microRNA不属于tRNA,A错误;
B、microRNA和mRNA通过氢键结合形成局部双链,从而阻断蛋白编码基因表达中的翻译过程,B错误;
C、microRNA能识别靶mRNA,引起靶mRNA的降解或抑制翻译过程,故microRNA发挥作用的场所是细胞质基质,C错误;
D、microRNA识别靶mRNA时采取与翻译相同的碱基配对方式,即A-U、U-A、G-C、C-G,D正确。
故选D。
20. 遗传学家马勒发现了雌雄果蝇个体的某些基因剂量(数量)不同,但表达水平相等的现象,并将其命名为剂量补偿,进一步研究发现,这一现象与基因Sxl的表达有关,原理如图所示。下列相关叙述不正确的是( )
A. 剂量补偿有利于雌雄个体在基因表达水平上的平衡
B. 雄果蝇基因Sxl的表达量较多,引起msl-2合成较少
C. 与雄果蝇相比,雌果蝇1条染色体上的基因的表达量较低
D. 白眼基因Xb在白眼雌雄果蝇个体细胞中的总表达量相同
【答案】B
【解析】
【详解】A、题干明确说明剂量补偿是雌雄果蝇基因剂量不同但表达水平相等的现象,该现象有利于雌雄个体基因表达水平的平衡,A正确;
B、据图可知,雄果蝇性染色体组成为XY,会抑制Sxl基因的表达,因此雄果蝇Sxl表达量少,对msl-2的抑制作用弱,msl-2合成较多,B错误;
C、雌果蝇的两条X染色体均为基础水平转录,雄果蝇的单条X染色体为高水平转录,因此雌果蝇1条X染色体上的基因表达量低于雄果蝇的单条X染色体,C正确;
D、剂量补偿的作用是让雌雄个体X染色体上的基因总表达量相等,因此白眼基因在白眼雌雄果蝇个体细胞中的总表达量相同,D正确。
二、非选择题(共60分)
21. 真核生物的基本启动子位于基因5'端附近,没有组织特异性,本身不足以启动基因表达。增强子位于基因上游或下游,与基本启动子共同组成基因表达的调控序列。基因工程所用表达载体中的启动子,实际上包含增强子和基本启动子。很多增强子具有组织特异的活性,它们与特定蛋白结合后激活基本启动子,驱动相应基因在特定组织中表达(图A)。基于上述调控机理,研究者构建了由基本启动子和报告基因组成的“增强子捕获载体”(图B),并转入受精卵。捕获载体会随机插入基因组中,如果插入位点附近存在有活性的增强子,则会激活报告基因的表达(图C)。获得在某组织中特异表达报告基因的个体后,研究者分析确定载体的插入位点,进而找到附近相应的组织特异性表达的内源基因。
(1)在个体发育中,来源相同的细胞在形态、结构和功能上发生_________的过程称为细胞分化,分化是基因_________________的结果。
(2)对文中“增强子”的理解,错误的是________。
A. 增强子是含有特定碱基序列的DNA片段
B. 增强子、基本启动子和它们调控的基因位于同一条染色体上
C. 一个增强子只能作用于一个基本启动子
D. 很多增强子在不同组织中的活性不同
(3)研究者将增强子捕获技术应用于斑马鱼,观察到报告基因在某幼体的心脏中特异表达。鉴定出捕获载体的插入位点后,发现位点附近有两个基因G和H,为了确定这两个基因是否为心脏特异表达的基因,应检测____________________________________________。
(4)真核生物编码蛋白的序列只占基因组的很少部分,因而在绝大多数表达报告基因的个体中,增强子捕获载体的插入位点位于基因外部,不会造成基因突变。研究者对图B所示载体进行了改造,期望改造后的载体随机插入基因组后,在“捕获”增强子的同时,也造成该增强子所调控的基因发生突变,以研究基因功能。请画图表示改造后的载体,并标出各部分名称_________________。
【答案】(1) ①. 稳定性差异 ②. 选择性表达 (2)C
(3)基因G和基因H在心脏以及其他多种组织中的mRNA(或蛋白质)的表达情况
(4)
【解析】
【小问1详解】
在个体发育中,来源相同的细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程称为细胞分化,分化是基因选择性表达的结果。
【小问2详解】
A、根据题意,增强子位于基因上游或下游,与基本启动子共同组成基因表达的调控序列,因此增强子是基因上游或下游含有特定碱基序列的DNA 片段 ,A正确;
B、根据题意,真核生物的基本启动子位于基因5'端附近,增强子位于基因上游或下游,因此增强子、基本启动子和它们调控的基因位于同一条染色体上,B正确;
C、题图 C 中同一个内源增强子既可以激活报告基因的启动子,也可以激活内源基因的启动子,因此一个增强子不只能作用于一个基本启动子,C错误;
D、根据题意,“很多增强子具有组织特异的活性”因此可知不同组织中增强子活性不一样,D正确。
【小问3详解】
报告基因心脏特异表达,只能说明附近存在心脏特异性增强子。想要判断 G、H是不是心脏特异表达基因,就要检测这两个基因是不是只在心脏特异性转录翻译,因此可以检测基因G和基因H在心脏以及其他多种组织中的mRNA(或蛋白质)的表达情况。
【小问4详解】
增强子位于基因上游或下游,与基本启动子共同组成基因表达的调控序列。基因工程所用表达载体中的启动子,实际上包含增强子和基本启动子。增强子捕获载体的插入位点位于基因外部,不会造成基因突变。而当增强子捕获载体的插入位点位于基因内部,会引起造成该增强子所调控的基因发生突变,为研究某目的基因的功能,可将图B所示载体去掉基本启动子,则该载体插入基因内部后才会发挥作用,图如下:。
22. 心肌细胞因高度分化而不能增殖,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)。请结合下图回答问题:
(1)基因ARC与基因miR-223的本质区别是___________。过程①中,需要从细胞质进入细胞核的物质有___________(答出两种),会形成的化学键有___________。
(2)过程②中,模板的右侧是___________(3′或5′)端,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”),产物除了合成的多肽外还有___________。该过程除mRNA外,还需要tRNA的参与,其作用是___________。
(3)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特定序列结合,形成核酸杂交分子1,使过程②因缺少___________而被抑制,最终导致___________合成减少甚至无法合成。
(4)科研人员认为,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物,据图分析其依据是___________。
【答案】(1) ①. 碱基对的数目、排列顺序不同(或脱氧核苷酸的排列顺序不同) ②. RNA聚合酶、核糖核苷酸、ATP ③. 磷酸二酯键
(2) ①. 3' ②. 相同 ③. 水##H2O ④. 识别mRNA上的密码子并转运氨基酸
(3) ①. 模板(mRNA) ②. ARC蛋白(凋亡抑制因子)
(4)HRCR可竞争性结合miR-223,防止其与ARC基因转录出的mRNA结合,使ARC基因的表达增加,从而抑制心肌细胞的死亡
【解析】
【分析】题图分析:①过程是转录过程,以一条DNA链为模板,合成mRNA;②过程是翻译过程,以单链mRNA为模板,合成蛋白质。
【小问1详解】
不同基因的差异体现在碱基对的数目和排列顺序不同。过程①为转录,是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,这过程需要细胞质进入细胞核的物质有RNA聚合酶、核糖核苷酸、ATP,合成RNA的过程会形成磷酸二酯键。
【小问2详解】
翻译时,核糖体沿着mRNA从5'端往3'端方向延伸,根据肽链的长短可知,翻译的方向是从左往右,因此过程②中,模板的右侧是3′端。由于模板相同,因而过程②最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序“相同”,翻译形成的多肽链过程中还会产生水。翻译过程中,tRNA识别mRNA上的密码子并转运氨基酸。
【小问3详解】
当心肌缺血、缺氧时,基因miR-223过度表达,所产生的miR-223可与ARC的mRNA特定序列通过碱基互补配对原则结合形成核酸杂交分子1,进而抑制了基因ARC的表达,表现为使过程②因缺少模板(mRNA)而被抑制,从而ARC无法合成,最终无法抑制细胞凋亡,导致心力衰竭。
【小问4详解】
图中,HRCR通过与miR-223互补配对,吸附并清除miR-223,进而解除了miR-223对基因ARC表达的抑制作用,即细胞中凋亡抑制因子正常表达,即使ARC基因的表达增加进而抑制心肌细胞的死亡,因此,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物。
23. 瓢虫鞘翅上的斑点图案多样而复杂。早期的杂交试验发现,鞘翅的斑点图案由某条染色体上同一位点(H基因位点)的多个等位基因(h、HC、HS、HSP等)控制的。HC、HS、HSP等基因各自在鞘翅相应部位控制黑色素的生成,分别使鞘翅上形成独特的斑点图案;基因型为hh的个体不生成黑色素,鞘翅表现为全红。通过杂交试验研究,并不能确定H基因位点的具体位置、序列等情况。回答下列问题:
(1)两个体杂交,所得F1的表型与两个亲本均不同,如图所示。
F1的黑色凸形是基因型为______亲本的表型在F1中的表现,表明该亲本的黑色斑是______性状。若F1雌雄个体相互交配,F2表型的比例为_____。
(2)近期通过基因序列研究发现了P和G两个基因位点,推测其中之一就是H基因位点。为验证该推测,研究人员在翻译水平上分别阻止了P和G位点的基因表达,实验结果如表所示。结果表明,P位点就是控制黑色素生成的H基因位点,那么阻止P位点基因表达的实验结果对应表中哪两组?______,判断的依据是_____。此外,还可以在_____水平上阻止基因表达,以分析基因对表型的影响。
组1
组2
组3
组4
未阻止表达
阻止表达
(3)为进一步研究P位点基因的功能,进行了相关实验。两个大小相等的完整鞘翅P位点基因表达产生的mRNA总量,如图甲所示,说明P位点基因的表达可以促进鞘翅黑色素的生成,判断的理由是_____;黑底红点鞘翅面积相等的不同部位P位点基因表达产生的mRNA总量,如图乙所示,图中a、b、c部位mRNA总量的差异,说明P位点基因在鞘翅不同部位的表达决定_____。
(4)进一步研究发现,鞘翅上有产生黑色素的上层细胞,也有产生红色素的下层细胞,P位点基因只在产生黑色素的上层细胞内表达,促进黑色素的生成,并抑制下层细胞生成红色素。综合上述研究结果,下列对第(1)题中F1(HCHS)表型形成原因的分析,正确的有哪几项_____
A. F1鞘翅上,HC、HS选择性表达 B. F1鞘翅红色区域,HC、HS都不表达
C. F1鞘翅黑色凸形区域,HC、HS都表达 D. F1鞘翅上,HC、HS只在黑色区域表达
【答案】(1) ①. HCHC ②. 显性 ③. 1:2:1
(2) ①. 组3、组4 ②. 组3和组4表现为全红,组1和组2表型不变 ③. 转录
(3) ①. 黑底红点P位点基因表达产生的mRNA总量远远大于红底黑点 ②. 黑色斑点面积大小 (4)ABD
【解析】
【分析】【关键能力】
(1)信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
亲本为HCHC×HSHS
一对等位基因的遗传遵循基因的分离定律
F1应该为HCHS,结合亲本的表型可知,F1的黑色凸形是基因型为HCHC亲本的表型在F1中的表现,说明黑色斑是显性性状
基因对表型的影响
基因通过控制蛋白质的合成,进而影响生物体性状
可以在转录水平上阻止基因表达,以分析基因对表型的影响
(2)逻辑推理与论证:
【小问1详解】
由图分析,HCHC个体有黑色凸形,所以F1的黑色凸形是基因型为HCHC亲本的表型在F1中的表现,表明该亲本的黑色斑是显性性状。F1的基因型为HCHS,若F1雌雄个体相互交配,F2基因型及比例为HCHC:HCHS:HSHS=1:2:1,三种基因型对应的表型各不相同,所以表型比例为1:2:1。
【小问2详解】
为验证该推测,研究人员在翻译水平上分别阻止了P和G位点的基因表达,实验结果如表所示。结果表明,P位点就是控制黑色素生成的H基因位点,那么阻止P位点基因表达后实验结果应该是没有黑色素生成,对应3、4组。判断的依据是组3和组4相应位点基因表达被阻止后,黑色素无法形成,表现为全红;组1和组2相应基因位点表达被阻止后不影响黑色素生成,表型不变。此外,还可以在转录水平上阻止基因表达,以分析基因对表型的影响。
【小问3详解】
两个大小相等的完整鞘翅P位点基因表达产生的mRNA总量,如图甲所示,说明P位点基因的表达可以促进鞘翅黑色素的生成,判断的理由是黑底红点P位点基因表达产生的mRNA总量远远大于红底黑点;黑底红点鞘翅面积相等的不同部位P位点基因表达产生的mRNA总量,如图乙所示,图中a、b、c部位mRNA总量的差异,说明P位点基因在鞘翅不同部位的表达决定黑色斑点面积大小。
【小问4详解】
P位点基因只在产生黑色素的上层细胞内表达,促进黑色素的生成,并抑制下层细胞生成红色素,所以红色区域,HC、HS都不表达,HC、HS只在黑色区域表达,根据图(1)可知HC控制黑色凸形生成,HS控制大片黑色区域生成,所以F1鞘翅上,HC、HS选择性表达,黑色凸形区域,HC表达,ABD正确。
24. 玉米是我国栽培面积最大的农作物,籽粒大小是决定玉米产量的重要因素之一,研究籽粒的发育机制,对保障粮食安全有重要意义。
(1)研究者获得矮秆玉米突变株,该突变株与野生型杂交,F1表型与___________相同,说明矮秆是隐性性状。突变株基因型记作rr。
(2)观察发现,突变株所结籽粒变小。籽粒中的胚和胚乳经受精发育而成,籽粒大小主要取决于胚乳体积。研究发现,R基因编码DNA去甲基化酶,亲本的该酶在本株玉米所结籽粒的发育中发挥作用。突变株的R基因失活,导致所结籽粒胚乳中大量基因表达异常,籽粒变小。野生型及突变株分别自交,检测授粉后14天胚乳中DNA甲基化水平,预期实验结果为:野生型所结籽粒胚乳中DNA甲基化水平_______(填“高于”、“低于”或“等于”)突变株。
(3)已知Q基因在玉米胚乳中特异表达,为进一步探究R基因编码的DNA去甲基化酶对Q基因的调控作用,进行如下杂交实验,检测授粉后14天胚乳中Q基因的表达情况,结果如表1.
表1
组别
杂交组合
Q基因表达情况
1
RRQQ(♀)×RRqq(♂)
表达
2
RRqq(♀)×RRQQ(♂)
不表达
3
rrQQ(♀)×RRqq(♂)
不表达
4
RRqq(♀)×rrQQ(♂)
不表达
综合已有研究和表1结果,阐述R基因对胚乳中Q基因表达的调控机制_________________。
(4)实验中还发现另外一个籽粒变小的突变株甲,经证实,突变基因不是R或Q。将甲与野生型杂交,F1表型正常,F1配子的功能及受精卵活力均正常。利用F1进行下列杂交实验,统计正常籽粒与小籽粒的数量,结果如表2.
表2
组别
杂交组合
正常籽粒:小籽粒
5
F1(♂)×甲(♀)
3:1
6
F1(♀)×甲(♂)
1:1
已知玉米子代中,某些来自父本或母本的基因,即使是显性也无功能。
①根据这些信息,如何解释基因与表2中小籽粒性状的对应关系?请提出你的假设____________________________。
②若F1自交,所结籽粒中小籽粒:正常籽粒=____________,则支持上述假设。
【答案】(1)野生型 (2)低于
(3)母本R基因编码的DNA去甲基化酶只能降低母本Q基因的甲基化水平,使母本Q 基因在胚乳中表达,对父本的Q基因不起激活作用。父本R基因对Q基因不起激活 作用
(4) ①. 突变性状受两对独立遗传的基因控制,两对基因同时无活性才表现为小籽粒,其中一对等位基因在子代中,来自母本的不表达,来自父本的表达 ②. 正常籽粒:小籽粒=7:1
【解析】
【小问1详解】
若矮秆是隐性性状,矮秆玉米突变株与野生型杂交,子代表型与野生型相同。
【小问2详解】
野生型R基因正常,能编码DNA去甲基化酶,催化DNA去甲基化,所以野生型及突变株分别自交,野生型植株所结籽粒胚乳中DNA甲基化水平更低。
【小问3详解】
由组别2、4可知,母本中的R基因编码的DNA去甲基化酶无法为父本提供的Q基因去甲基化,由组别3可知父本中R基因编码的DNA去甲基化酶不能对母本上所结籽粒的胚乳中的Q基因发挥功能。结合前面的研究成果:亲本的该酶在本株玉米所结籽粒的发育中发挥作用,可得母本R基因编码的DNA去甲基化酶只能降低母本Q基因的甲基化水平,使母本Q 基因在胚乳中表达:对父本的Q基因不起激活作用。父本R基因对Q基因不起激活 作用。
【小问4详解】
①甲与野生型杂交得到的子代为正常个体,说明小籽粒为隐性性状。F1与甲杂交属于测交,F1作父本时,结果出现正常籽粒:小籽粒=3:1,推测该性状受到两对等位基因的控制,且只有不含显性基因的个体表现为小籽粒。F1作母本时,与甲杂交,后代正常籽粒:小籽粒=1:1,结合题目中“已知玉米子代中,某些来自父本或母本的基因,即使是显性也无功能”推测,母本产生配子时有一对等位基因是不发挥功能的。因此提出的假设为:籽粒变小受到两对等位基因的控制,任意一对等位基因中的显性基因正常发挥功能的个体表现为正常籽粒,没有显性基因或显性基因均无法正常发挥功能的个体表现为小籽粒,其中有一对等位基因的显性基因来自母本的时候无法发挥功能。
②F1自交,F1产生的精子中含显性基因正常发挥功能的配子:不含显性基因的配子=3:1,F1产生的卵细胞中含显性基因正常发挥功能的配子:不含显性基因的配子和含显性基因不发挥功能的配子=1:1,所以F1自交所结籽粒的表型及比例为正常籽粒:小籽粒=(1-1/4×1/2):(1/4×1/2)=7:1。
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武汉六中2027届高三生物九月月考试卷
考试时间:2026.9.16
一、单选题(共40分,每题2分)
1. 下列关于DNA复制和转录的叙述,正确的是( )
A. DNA复制时,脱氧核苷酸通过氢键连接成子链
B. 复制时,解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋
C. 真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成
D. DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端
2. 治疗恶性黑色素瘤的药物DIC是一种嘌呤类生物合成的前体,能干扰嘌呤的合成。错误的是( )
A. 嘌呤是细胞合成核苷酸的原料
B. DIC可抑制细胞增殖使其停滞在细胞分裂间期
C. 细胞中蛋白质的合成不会受DIC的影响
D. 采用靶向输送DIC可降低对患者的副作用
3. 非酒精性脂肪性肝病是以肝细胞的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝病。葡萄糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1在高尔基体膜上先后经S1和S2蛋白水解酶酶切后被激活,进而启动脂肪酸合成基因(核基因)的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG能够通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内,抑制S1蛋白水解酶的活性,调控机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原,糖原饱和后转向脂肪酸合成
B. 敲除F5蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪肝的发生率
C. 降低高尔基体内UDPG量或S2蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病
D. 激活后的R1通过核孔进入细胞核,启动脂肪酸合成基因的转录
4. 关于基因控制蛋白质合成的过程,下列叙述正确的是( )
A. 一个含n个碱基的DNA分子,转录的mRNA分子的碱基数是n/2个
B. 细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板,提高转录效率
C. DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上
D. 在细胞周期中,mRNA的种类和含量可能在不断发生变化
5. 四环素(Tet)诱导表达系统是一种基于大肠杆菌的Tet抗性所建立的用于诱导基因表达的调控系统,分为激活型系统(Tet-on)和抑制型系统(Tet-off),下图为该系统的模式图。下列叙述错误的是( )
A. 四环素可以改变tTA和rtTA蛋白质的构象
B. rtTA蛋白与TRE结合开启下游基因的表达
C. 控制四环素的添加量会影响下游基因表达水平
D. Tet-on和Tet-off都能体现出对四环素的抗性
6. 在每个试管中分别加入一种氨基酸,再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液,以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸(如下图),结果只在加入苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。下列相关叙述正确的是( )
A. 只根据该研究就可证明编码苯丙氨酸的密码子只有一种且为UUU
B. 该研究证明了多聚尿嘧啶核苷酸是人体内广泛存在的遗传物质
C. 该研究证明了翻译是从一个固定的起点开始以非重叠的方式阅读
D. 加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液可以为翻译过程提供相关的酶、能量
7. 科学家在研究终止密码子时,向无细胞翻译系统中加入多聚体(UAG)n(即UAGUAG……UAGUAG),发现产生的蛋白质中只含有由AGU编码的丝氨酸和由GUA编码的缬氨酸,不含其他任何氨基酸,这说明遗传密码以非重叠方式阅读,密码子之间不存在分隔符。根据上述结果,下列有关说法正确的是( )
A. 无细胞翻译系统中应加入RNA聚合酶、氨基酸等物质
B. 核糖体都是在固定的位点与多聚体(UAG)n相结合的
C. 得到的蛋白质中丝氨酸和缬氨酸可同时存在于一条肽链上
D. 根据题中结果可以推测出UAG可能是一种终止密码子
8. 核糖核酸酶P(简称RNase P)是第一个被发现的蛋白质以外具有催化活性的生物大分子。RNase P是一种核糖核酸—蛋白质复合物,能剪切tRNA分子中的多余序列。下列叙述正确的是( )
A. RNase P仅存在于真核细胞中
B. RNase P与DNA中的碱基种类相同
C. RNase P初步水解的产物为核糖核苷酸和氨基酸
D. RNase P能断开tRNA中碱基与核糖之间的化学键
9. 1986年,英国科学家钱伯斯发现了硒代半胱氨酸(非必需氨基酸),并提出硒代半胱氨酸由密码子UGA编码。最初,人们仅把UGA视为多肽合成的终止密码子,现在发现它在某些情况下也可以编码硒代半胱氨酸。下列叙述正确的是( )
A. 硒代半胱氨酸的出现使运载氨基酸的tRNA种类发生改变,tRNA的反密码子含有5’ACU 3’碱基序列
B. 正常情况下每个基因均含有终止密码子
C. 多肽链中若含有1个硒代半胱氨酸,则其mRNA模板中含有两个UGA序列
D. 反密码子与密码子的配对方式不由tRNA上结合的氨基酸决定
10. 人肠道细胞中载脂蛋白B基因转录后,其mRNA上特定位置的碱基C在相关酶的作用下转变为碱基U,造成该位置相应的密码子变为终止密码子UAA,该终止密码子对应的DNA模板链序列为( )
A. 5'-TTG-3' B. 5'-ATT-3' C. 5'-GTT-3' D. 5'-TTA-3'
11. 如图是某基因编码区部分碱基序列,在体内其指导合成肽链的氨基酸序列为:甲硫氨酸-组氨酸-脯氨酸-赖氨酸……下列叙述正确的是( )
注:AUG(起始密码子):甲硫氨酸 CAU、CAC:组氨酸 CCU:脯氨酸 AAG:赖氨酸 UCC:丝氨酸 UAA(终止密码子)
A. ①链是转录的模板链,其左侧是5'端,右侧是3'端
B. 若在①链5~6号碱基间插入一个碱基G,合成的肽链变长
C. 若在①链1号碱基前插入一个碱基G,合成的肽链不变
D. 碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同
12. 真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶,它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外,在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是( )
种类
细胞内定位
转录产物
RNA聚合酶I
核仁
5. 8SrRNA、18SrRNA 、28SrRNA
RNA聚合酶II
核质
mRNA
RNA聚合酶Ⅲ
核质
tRNA、5SrRNA
注:各类rRNA均为核糖体的组成成分
A. 线粒体和叶绿体中都有DNA,两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶
B. 基因的 DNA 发生甲基化修饰,抑制RNA聚合酶的结合,可影响基因表达
C. RNA聚合酶I和Ⅲ的转录产物都有rRNA,两种酶识别的启动子序列相同
D. 编码 RNA 聚合酶I的基因在核内转录、细胞质中翻译,产物最终定位在核仁
13. 关于中心法则的相关叙述,错误的是( )
A. 核糖体沿mRNA移动的方向与转录时mRNA延伸的方向相同
B. DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成
C. 在解旋酶协助下,RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNA
D. DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用
14. 基因编辑技术可以通过在特定位置加入或减少部分基因序列,实现对基因的定点编辑。对月季色素合成酶基因进行编辑后,其表达的酶氨基酸数量减少,月季细胞内可发生改变的是( )
A. 基因的结构与功能 B. 遗传物质的类型
C. DNA复制的方式 D. 遗传信息的流动方向
15. “中心法则”反映了遗传信息的传递方向,其中某过程的示意图如下。下列叙述正确的是( )
A. 催化该过程的酶为RNA聚合酶 B. a链上任意3个碱基组成一个密码子
C. b链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连 D. 该过程中遗传信息从DNA向RNA传递
16. 酗酒危害人类健康。乙醇在人体内先转化为乙醛,在乙醛脱氢酶2(ALDH2)作用下再转化为乙酸,最终转化成CO2和水。头孢类药物能抑制ALDH2的活性。ALDH2基因某突变导致ALDH2活性下降或丧失。在高加索人群中该突变的基因频率不足5%,而东亚人群中高达30%。下列叙述错误的是( )
A. 相对于高加索人群,东亚人群饮酒后面临的风险更高
B. 患者在服用头孢类药物期间应避免摄入含酒精的药物或食物
C. ALDH2基因突变人群对酒精耐受性下降,表明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
D. 饮酒前口服ALDH2酶制剂可催化乙醛转化成乙酸,从而预防酒精中毒
17. 蛋白质的2-羟基异丁酰化(Khib)修饰与去修饰对植物抗病性具有重要调节作用。棉花M蛋白是去除Khib修饰的酶,大丽轮枝菌感染可以诱导易感棉M基因表达上调,而抗病棉无论感染与否,M基因一直低表达。H4是结合并稳定染色质DNA的组蛋白之一。M蛋白可降低H4的Khib修饰,导致DNA螺旋化程度提高,使转录相关酶更难与DNA结合、降低抗病相关基因(如水杨酸受体基因)的表达。P蛋白由核内P基因编码,经翻译后转移并定位于叶绿体中,参与捕光复合体Ⅱ的损伤修复。M蛋白可降低P蛋白的Khib修饰,从而削弱P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复功能,进而降低叶绿体产生活性氧的能力,导致易感棉抗病性下降。下列说法错误的是( )
A. P基因表达及其产物行使功能涉及细胞核、核糖体和叶绿体等
B. 为提高易感棉的抗病性,采取的措施是降低H4的Khib修饰
C. Khib修饰从基因表达和蛋白质功能两个层面影响棉花抗病性
D. 水杨酸受体和捕光复合体Ⅱ的Khib修饰可提高棉花抗病性
18. 图示果蝇细胞中基因沉默蛋白(PcG)的缺失,引起染色质结构变化,导致细胞增殖失控形成肿瘤。下列相关叙述错误的是( )
A. PcG使组蛋白甲基化和染色质凝集,抑制了基因表达
B. 细胞增殖失控可由基因突变引起,也可由染色质结构变化引起
C. DNA和组蛋白的甲基化修饰都能影响细胞中基因的转录
D. 图示染色质结构变化也是原核细胞表观遗传调控的一种机制
19. 2024年诺贝尔生理学或医学奖授予维克托·安布罗斯和加里·鲁夫昆,表彰他们发现微小核糖核酸(microRNA)及其在转录后基因调控中的作用。microRNA是一组由基因组编码的长度约20~23个核苷酸的非编码单链RNA,它能识别靶mRNA,引起靶mRNA的降解或抑制翻译过程,从而调控生物性状。下列说法正确的是( )
A. microRNA能与mRNA结合,前者上有反密码子,后者上有密码子
B. microRNA和靶mRNA通过磷酸二酯键结合形成局部双链
C. 真核细胞中,microRNA发挥作用的场所是细胞核
D. microRNA识别靶mRNA时采取与翻译相同的碱基配对方式
20. 遗传学家马勒发现了雌雄果蝇个体的某些基因剂量(数量)不同,但表达水平相等的现象,并将其命名为剂量补偿,进一步研究发现,这一现象与基因Sxl的表达有关,原理如图所示。下列相关叙述不正确的是( )
A. 剂量补偿有利于雌雄个体在基因表达水平上的平衡
B. 雄果蝇基因Sxl的表达量较多,引起msl-2合成较少
C. 与雄果蝇相比,雌果蝇1条染色体上的基因的表达量较低
D. 白眼基因Xb在白眼雌雄果蝇个体细胞中的总表达量相同
二、非选择题(共60分)
21. 真核生物的基本启动子位于基因5'端附近,没有组织特异性,本身不足以启动基因表达。增强子位于基因上游或下游,与基本启动子共同组成基因表达的调控序列。基因工程所用表达载体中的启动子,实际上包含增强子和基本启动子。很多增强子具有组织特异的活性,它们与特定蛋白结合后激活基本启动子,驱动相应基因在特定组织中表达(图A)。基于上述调控机理,研究者构建了由基本启动子和报告基因组成的“增强子捕获载体”(图B),并转入受精卵。捕获载体会随机插入基因组中,如果插入位点附近存在有活性的增强子,则会激活报告基因的表达(图C)。获得在某组织中特异表达报告基因的个体后,研究者分析确定载体的插入位点,进而找到附近相应的组织特异性表达的内源基因。
(1)在个体发育中,来源相同的细胞在形态、结构和功能上发生_________的过程称为细胞分化,分化是基因_________________的结果。
(2)对文中“增强子”的理解,错误的是________。
A. 增强子是含有特定碱基序列的DNA片段
B. 增强子、基本启动子和它们调控的基因位于同一条染色体上
C. 一个增强子只能作用于一个基本启动子
D. 很多增强子在不同组织中的活性不同
(3)研究者将增强子捕获技术应用于斑马鱼,观察到报告基因在某幼体的心脏中特异表达。鉴定出捕获载体的插入位点后,发现位点附近有两个基因G和H,为了确定这两个基因是否为心脏特异表达的基因,应检测____________________________________________。
(4)真核生物编码蛋白的序列只占基因组的很少部分,因而在绝大多数表达报告基因的个体中,增强子捕获载体的插入位点位于基因外部,不会造成基因突变。研究者对图B所示载体进行了改造,期望改造后的载体随机插入基因组后,在“捕获”增强子的同时,也造成该增强子所调控的基因发生突变,以研究基因功能。请画图表示改造后的载体,并标出各部分名称_________________。
22. 心肌细胞因高度分化而不能增殖,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)。请结合下图回答问题:
(1)基因ARC与基因miR-223的本质区别是___________。过程①中,需要从细胞质进入细胞核的物质有___________(答出两种),会形成的化学键有___________。
(2)过程②中,模板的右侧是___________(3′或5′)端,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”),产物除了合成的多肽外还有___________。该过程除mRNA外,还需要tRNA的参与,其作用是___________。
(3)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特定序列结合,形成核酸杂交分子1,使过程②因缺少___________而被抑制,最终导致___________合成减少甚至无法合成。
(4)科研人员认为,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物,据图分析其依据是___________。
23. 瓢虫鞘翅上的斑点图案多样而复杂。早期的杂交试验发现,鞘翅的斑点图案由某条染色体上同一位点(H基因位点)的多个等位基因(h、HC、HS、HSP等)控制的。HC、HS、HSP等基因各自在鞘翅相应部位控制黑色素的生成,分别使鞘翅上形成独特的斑点图案;基因型为hh的个体不生成黑色素,鞘翅表现为全红。通过杂交试验研究,并不能确定H基因位点的具体位置、序列等情况。回答下列问题:
(1)两个体杂交,所得F1的表型与两个亲本均不同,如图所示。
F1的黑色凸形是基因型为______亲本的表型在F1中的表现,表明该亲本的黑色斑是______性状。若F1雌雄个体相互交配,F2表型的比例为_____。
(2)近期通过基因序列研究发现了P和G两个基因位点,推测其中之一就是H基因位点。为验证该推测,研究人员在翻译水平上分别阻止了P和G位点的基因表达,实验结果如表所示。结果表明,P位点就是控制黑色素生成的H基因位点,那么阻止P位点基因表达的实验结果对应表中哪两组?______,判断的依据是_____。此外,还可以在_____水平上阻止基因表达,以分析基因对表型的影响。
组1
组2
组3
组4
未阻止表达
阻止表达
(3)为进一步研究P位点基因的功能,进行了相关实验。两个大小相等的完整鞘翅P位点基因表达产生的mRNA总量,如图甲所示,说明P位点基因的表达可以促进鞘翅黑色素的生成,判断的理由是_____;黑底红点鞘翅面积相等的不同部位P位点基因表达产生的mRNA总量,如图乙所示,图中a、b、c部位mRNA总量的差异,说明P位点基因在鞘翅不同部位的表达决定_____。
(4)进一步研究发现,鞘翅上有产生黑色素的上层细胞,也有产生红色素的下层细胞,P位点基因只在产生黑色素的上层细胞内表达,促进黑色素的生成,并抑制下层细胞生成红色素。综合上述研究结果,下列对第(1)题中F1(HCHS)表型形成原因的分析,正确的有哪几项_____
A. F1鞘翅上,HC、HS选择性表达 B. F1鞘翅红色区域,HC、HS都不表达
C. F1鞘翅黑色凸形区域,HC、HS都表达 D. F1鞘翅上,HC、HS只在黑色区域表达
24. 玉米是我国栽培面积最大的农作物,籽粒大小是决定玉米产量的重要因素之一,研究籽粒的发育机制,对保障粮食安全有重要意义。
(1)研究者获得矮秆玉米突变株,该突变株与野生型杂交,F1表型与___________相同,说明矮秆是隐性性状。突变株基因型记作rr。
(2)观察发现,突变株所结籽粒变小。籽粒中的胚和胚乳经受精发育而成,籽粒大小主要取决于胚乳体积。研究发现,R基因编码DNA去甲基化酶,亲本的该酶在本株玉米所结籽粒的发育中发挥作用。突变株的R基因失活,导致所结籽粒胚乳中大量基因表达异常,籽粒变小。野生型及突变株分别自交,检测授粉后14天胚乳中DNA甲基化水平,预期实验结果为:野生型所结籽粒胚乳中DNA甲基化水平_______(填“高于”、“低于”或“等于”)突变株。
(3)已知Q基因在玉米胚乳中特异表达,为进一步探究R基因编码的DNA去甲基化酶对Q基因的调控作用,进行如下杂交实验,检测授粉后14天胚乳中Q基因的表达情况,结果如表1.
表1
组别
杂交组合
Q基因表达情况
1
RRQQ(♀)×RRqq(♂)
表达
2
RRqq(♀)×RRQQ(♂)
不表达
3
rrQQ(♀)×RRqq(♂)
不表达
4
RRqq(♀)×rrQQ(♂)
不表达
综合已有研究和表1结果,阐述R基因对胚乳中Q基因表达的调控机制_________________。
(4)实验中还发现另外一个籽粒变小的突变株甲,经证实,突变基因不是R或Q。将甲与野生型杂交,F1表型正常,F1配子的功能及受精卵活力均正常。利用F1进行下列杂交实验,统计正常籽粒与小籽粒的数量,结果如表2.
表2
组别
杂交组合
正常籽粒:小籽粒
5
F1(♂)×甲(♀)
3:1
6
F1(♀)×甲(♂)
1:1
已知玉米子代中,某些来自父本或母本的基因,即使是显性也无功能。
①根据这些信息,如何解释基因与表2中小籽粒性状的对应关系?请提出你的假设____________________________。
②若F1自交,所结籽粒中小籽粒:正常籽粒=____________,则支持上述假设。
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