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2023年高考生物二轮复习试题(全国通用)08遗传的分子学基础(Word版附解析)
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这是一份2023年高考生物二轮复习试题(全国通用)08遗传的分子学基础(Word版附解析),共47页。试卷主要包含了单选题,多选题,综合题等内容,欢迎下载使用。
解密08 遗传的分子学基础
A组 基础练
第I卷(选择题)
一、单选题(共0分)
1.(2021·云南·昭通市第一中学高二阶段练习)狂犬病是狂犬病毒所致的急性传染病,人兽共患,人多因被病兽咬伤而感染,死亡率极高。如图为狂犬病毒的增殖方式,下列说法正确的是( )
A.利用狂犬病毒的mRNA制备疫苗,可在内环境中翻译出抗原蛋白诱导机体产生特异性免疫应答
B.图中①②③④过程均遵循碱基互补配对且方式相同
C.+RNA中嘌呤与嘧啶的比值与-RNA中的相等
D.狂犬病毒增殖的过程与艾滋病病毒相同,遗传信息的传递过程均遵循中心法则
【答案】B
【分析】据图分析,狂犬病毒的遗传物质的(-RNA),在RNA聚合酶的作用下,-RNA转录出mRNA,翻译出病毒蛋白质,同时-RNA还能合成+RNA,继而合成子代的负链RNA,据此答题。
【详解】A、内环境是指由血浆、组织液和淋巴等组成的细胞外液,而翻译的场所是细胞质中的核糖体,A错误;
B、图中①②③④过程均遵循碱基互补配对,但配对方式相同,均为A-U、U-A、C-G、G-C,B正确;
C、图示由+RNA到﹣RNA的过程中,遵循碱基互补配对原则,即嘌呤与嘧啶配对,故+RNA中嘌呤与嘧啶的比值与-RNA中的不一定相等,C错误;
D、狂犬病毒与艾滋病病毒遗传信息的传递过程均遵循中心法则,但艾滋病病毒属于逆转录病毒,与狂犬病毒的增殖方式不同,D错误。
故选B。
2.(2022·新疆克拉玛依·高一阶段练习)一个用15N标记的DNA分子,在不含15N标记的培养液中经过n次复制后,后代中不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为( )
A.2n:2 B.(2n-2):2 C.2n:0 D.2n-1:2
【答案】B
【分析】根据题意分析:在不含15N标记的培养液中经过n次复制后,子代数应是2n,在子代中含15N的DNA分子只有2个,不含的是总数减去2。
【详解】DNA复制为半保留复制,1个DNA分子经过n次复制得到2n个DNA分子,其中有2个DNA分子含有15N,所以后代中不含15N的DNA为2n-2,故后代中不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为(2n-2):2。B正确。
故选B。
3.(2021·山西吕梁·高一阶段练习)下列对表观遗传的叙述,错误的是( )
A.柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达
B.这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代,使后代出现不同的表现型
C.基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关
D.构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达
【答案】B
【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Lcyc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合成Lcyc蛋白,从而抑制了基因的表达。
【详解】A、由分析可知,柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰,导致不能与RNA聚合酶结合,会抑制基因的表达,A正确;
B、DNA的甲基化的修饰可以通过减数分裂遗传给后代,使后代出现同样的表现型;B错误;
C、同卵双胞胎之间的基因型相同,因此他们之间表现型的微小差异可能与表观遗传有关, C正确;
D、构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰,可以产生激活或抑制基因转录的现象,从而影响基因的表达,D正确。
故选B。
4.(2022·浙江·高三专题练习)大肠杆菌质粒是基因工程的常用工具,其结构如图所示。下列叙述错误的是( )
A.①是胞嘧啶
B.该质粒由两条反向平行的长链盘旋而成
C.①②③结合在一起的结构不是脱氧核苷酸
D.每个脱氧核糖都与两个磷酸基团相连,形成质粒的基本骨架
【答案】A
【分析】1、基因工程是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
2、基因工程的工具:(1)限制酶:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。(2)DNA连接酶:连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。(3)运载体:常用的运载体:质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。
【详解】A、据图分析可知,①是鸟嘌呤G,A错误;
B、该质粒的化学本质是环状DNA,由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成,B正确;
C、③是磷酸,②是脱氧核糖,图中③磷酸与②脱氧核糖的3号碳相连,故①②③结合在一起的结构不是脱氧核苷酸,C正确;
D、质粒的化学本质是环状DNA,DNA的基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替排列,位于DNA的外侧,而且每个脱氧核糖都与相邻的两个磷酸基团相连,D正确。
5.(2019·江苏·高考真题)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质,下列关于该实验的叙述正确的是
A.实验中可用15N代替32P标记DNA
B.噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的
C.噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌
D.实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
【答案】C
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌→用搅拌器搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质分布情况。实验结论:DNA是遗传物质。
【详解】N是蛋白质和DNA共有的元素,若用15N代替32P标记噬菌体的DNA,则其蛋白质也会被标记,不能区分噬菌体的蛋白质和DNA,A错误;噬菌体的蛋白质外壳是由噬菌体的DNA做模板,利用大肠杆菌体内的原料编码合成,B错误;子代噬菌体DNA合成的模板来自于亲代噬菌体自身的DNA,而合成的原料来自于大肠杆菌,C正确;该实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA,D错误。
6.(2018·山东德州·高二期末)用32P标记豌豆体细胞的DNA分子双链,再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养,在第二次有丝分裂中期,每条染色体中被32P标记的脱氧核苷酸链条数为
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【详解】DNA分子是半保留复制,第一次细胞分裂后,子细胞内每条染色体上DNA分子的两条链都是一条含32P,一条不含32P;第二次有丝分裂间期完成时,只有一半的DNA分子被32P标记(一条链含有32P,另一条链不含32P);第二次有丝分裂中期时,染色单体没有分开,故全部染色体被标记,但每条染色体中被32P标记的只有1条脱氧核苷酸链。
故选A。
【点睛】本题有一定难度,首先要分析出第一次细胞分裂后,子细胞内DNA的两条脱氧核苷酸链含32P的情况,又要理解有丝分裂各时期的特点。
7.(2022·安徽合肥·二模)下列关于基因与性状关系的叙述,错误的是( )
A.基因一般是通过指导蛋白质的合成控制生物的性状
B.基因碱基序列的改变不一定会引起生物性状的改变
C.基因在染色体上位置的改变不会改变生物的性状
D.环境通过影响基因表达或蛋白质活性而影响性状
【答案】C
【分析】基因与性状不是简单的一一对应关系。一般情况下,一个基因控制一个性状,有时一个性状受多个基因的控制,一个基因也可能影响多个性状;基因与基因、基因与基因产物、基因与环境相互作用共同精细地调节着生物的性状,生物性状是基因与环境共同作用的结果。
【详解】A、性状是由基因控制合成的蛋白质直接体现,或者是基因通过控制酶的合成控制代谢过程间接控制的,A正确;
B、由于密码子的简并性等原因,基因碱基序列的改变不一定会引起生物性状的改变,B正确;
C、基因在染色体上位置的改变可能是由于染色体结构变异引起的,染色体变异会改变生物的性状,C错误;
D、生物的表现型是由基因和环境因素共同决定的,环境通过影响基因表达或蛋白质活性而影响性状,D正确。
故选C。
8.(2020·湖北·高一期末)下图代表两个核酸分子的一部分,已知丙链以乙链为模板合成。下列说法错误的是( )
A.肺炎双球菌丙链主要在细胞核中合成
B.合成丙链需要消耗ATP
C.密码子可能存在于丙链上
D.丙链可能是核糖体的组成成分
【答案】A
【分析】根据碱基的互补配对原则可知,乙链的碱基组成从上到下依次为-TGACTT-,丙链的碱基组成从上到下依次为-ACUGAA-。
【详解】A、肺炎双球菌无细胞核,A错误;
B、丙链即RNA的合成过程需要ATP提供能量,B正确;
C、丙为RNA,可能为mRNA,信使RNA上含有密码子,C正确;
D、丙可能是rRNA,可能参与核糖体的组成,D正确。
故选A。
【点睛】
9.(2021·广东·高二学业考试)胰岛素是由胰岛B细胞合成并分泌的蛋白质。下列叙述错误的是( )
A.肌肉细胞的细胞核中不含胰岛素基因
B.胰岛素mRNA的转录发生在细胞核中
C.胰岛素mRNA与tRNA的结合场所为核糖体
D.胰岛素和血红蛋白的翻译使用同一套密码子
【答案】A
【分析】基因的表达包括转录和翻译两个阶段,真核细胞的转录在细胞核完成,模板是DNA的一条链,原料是游离的核糖核苷酸,产物是RNA;翻译在核糖体上进行,原料是氨基酸,需要tRNA识别并转运氨基酸,翻译过程中一种氨基酸可以有一种或几种tRNA,但是一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
【详解】A、肌肉细胞和胰岛B细胞都是由受精卵经过有丝分裂、分化形成的,因此二者都含有胰岛素基因,A错误;
B、转录过程主要在细胞核中完成,因此,胰岛素mRNA的转录发生在细胞核中,B正确;
C、胰岛素mRNA与tRNA的结合发生在翻译过程中,而翻译的场所为核糖体,其中mRNA作为翻译的模版,tRNA是运输氨基酸的工具,C正确;
D、胰岛素和血红蛋白的翻译过程使用同一套密码子,体现了密码子的通用性,D正确。
故选A。
【点睛】
10.(2022·安徽·亳州二中高二期中)把含14N的大肠杆菌培养在氮源为15N的培养液中。完成一次细胞分裂后,再放回氮源为14N的环境中培养,DNA复制一次后,将大肠杆菌进行密度梯度离心,分离DNA,如果DNA是以半保留方式复制,则DNA组成分析应为( )
A.3/4轻氮型、1/4中间型 B.1/4轻氮型、3/4中间型
C.1/2中间型、1/2重氮型 D.1/2轻氮型、1/2中间型
【答案】D
【分析】含14N的DNA放在15N环境中复制一次,则形成的DNA一条链中含14N,另一条链中含15N,再返回原环境,一个中间型DNA复制两次,形成四个DNA,这四个DNA中有3个DNA的两条链均是14N ,1个DNA的一条链中含14N,另一条链中含15N。
【详解】将含14N的大肠杆菌转移到含15N的培养液中,完成一次细胞分裂后所形成的2个子代DNA分子都是中间型,再放回原环境中复制一次后,形成4个DNA分子,其中有2个DNA分子的一条链含15N,另一条链含14N;另外2个DNA分子两条链均含14N,所以子代DNA组成分析为1/2轻氮型、1/2中间型。ABC错误,D正确。
故选D。
【点睛】
11.(2021·江西省遂川中学高二阶段练习)埃博拉出血热(EBHF)是由EBV(一种丝状单链RNA病毒)引起的,EBV侵染宿主细胞后,将其核酸一蛋白复合体释放至细胞质,通过图示途径进行增殖。如直接将EBV的RNA注人人体细胞,则不会引起EBHF。下列推断正确的是 ()
A.过程②的场所是宿主细胞的核糖体
B.过程②合成两种物质时所需的氨基酸和tRNA的种类、数量完全相同
C.EBV增殖过程需细胞提供四种脱氧核苷酸和ATP
D.过程①所需嘌呤比例与过程③所需嘧啶比例不同
【答案】A
【分析】据图可知,EBV通过①③过程完成其遗传物质RNA的复制,①③遵循碱基互补配对原则。通过②过程指导病毒蛋白质的合成。
【详解】A.过程②为翻译,场所是宿主细胞的核糖体,A正确;
B.过程②翻译形成两种不同的蛋白质,因此所需的氨基酸和tRNA的种类、数量不一定相同,B错误;
C.EBV是一种丝状单链RNA病毒,其增殖过程需细胞提供四种核糖核苷酸和ATP,C错误;
D.根据碱基互补配对原则,EBV的RNA中嘧啶比例与mRNA中嘌呤比例相同,因此过程①所需嘌呤比例与过程③所需嘧啶比例相同,D错误;
因此,本题答案选A。
12.(2022·上海民办南模中学高二阶段练习)如图为原核细胞内某一基因指导蛋白质合成示意图,下列叙述错误的是( )
A.①②过程都有氢键的形成和断裂
B.多条RNA同时在合成,其碱基序列相同
C.真核细胞中,核基因指导蛋白质的合成过程跟上图一致
D.①处有DNA-RNA杂合双链片段形成,②处有三种RNA参与
【答案】C
【分析】根据题意和图示分析可知:原核细胞没有核膜,转录和翻译可同时进行,所以①处正在进行转录,故DNA主干上的分支应是RNA单链,②处正在进行翻译,故侧枝上的分支应是多肽链。
【详解】A、①过程为转录,DNA解旋过程中有氢键的断裂,DNA双螺旋重新形成又有氢键的形成,②过程为翻译,tRNA和mRNA之间反密码子和密码子之间碱基互补配对,形成氢键,tRNA从mRNA离开又有氢键的断裂,A正确;
B、转录形成的多条RNA都以该基因的一条链为模板,故RNA的碱基序列相同,B正确;
C、图示中该基因边转录边翻译,而真核细胞中核基因是先转录后翻译,故两者不一样,C错误;
D、转录过程中,以DNA为模板合成RNA,会形成DNA-RNA杂交区域,翻译过程中有tRNA、mRNA和rRNA参与,D正确。
故选C。
【点睛】本题考查原核细胞内基因指导蛋白质合成的相关知识,意在考查识图能力和理解所学知识要点,把握知识间内在联系,形成知识网络结构的能力;能运用所学知识,准确判断问题的能力。
13.(2022·辽宁·鞍山一中二模)枯草杆菌有噬菌体M敏感型菌株(S型)和噬菌体M不敏感型菌株(R型)两种类型,噬菌体M能特异性地侵染S型菌。实验小组用三组培养基分别培养S型菌株、R型菌株和混合培养S型+R型菌株,一段时间后,向三组培养基中接入噬菌体M,枯草杆菌的相对含量变化如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.S型菌能为噬菌体M的增殖提供模板、原料和相关的酶
B.混合培养后,R型菌能使S型菌转化为R型菌
C.混合培养过程中,S型菌诱导R型菌发生了定向突变
D.S型枯草杆菌细胞膜上含有能被噬菌体M识别的受体
【答案】D
【分析】1、病毒只由核酸和蛋白质构成,只能寄生于活细胞中,需要寄主细胞提供增殖所需的酶、原料和能量,自身的核酸提供模板。
2、图中R型细菌单独培养时,因为为M不敏感型,则噬菌体不能侵入R型细菌,R型细菌数量增加,S型细菌因被侵染而数量减少,混合培养两种细菌数量均减少,则可能R型细菌转化成了S型细菌。
【详解】A、噬菌体是病毒,由DNA和蛋白质构成,需要寄生于活细胞中才能生存,寄主为病毒提供原料、相关的酶和能量,模板由病毒提供,A错误;
B、混合培养后S菌和R菌数量均降低,且趋势和S型细菌相近,与R型细菌不同,说明S型菌没有转化成R型菌,B错误;
C、突变是不定向的,C错误;
D、噬菌体M能特异性地侵染S型菌,说明S型枯草杆菌细胞膜上含有能被噬菌体M识别的受体,D正确。
故选D。
14.(2021·山西·平遥县第二中学校高一)下列有关表观遗传的说法,不正确的是( )
A.表观遗传可以在个体间遗传 B.某些RNA可干扰基因的表达
C.染色体组蛋白的乙酰化能激活基因的转录 D.DNA的甲基化程度与基因的表达无关
【答案】D
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化。
【详解】A、表观遗传可以在个体间遗传,A正确;
B、某些RNA可使mRNA发生降解或者翻译阻滞,从而干扰基因的表达,B正确;
C、乙酰化修饰可以将组蛋白中的正电荷屏蔽掉,使组蛋白与带负电荷的DNA缠绕的力量减弱,激活基因的转录,C正确;
D、DNA的甲基化程度与基因的表达有关,D错误。
故选D。
15.(2020·全国·高考真题)新冠病毒(SARS-CoV-2)和肺炎双球菌均可引发肺炎,但二者的结构不同,新冠病毒是一种含有单链RNA的病毒。下列相关叙述正确的是( )
A.新冠病毒进入宿主细胞的跨膜运输方式属于被动运输
B.新冠病毒与肺炎双球菌均可利用自身的核糖体进行蛋白质合成
C.新冠病毒与肺炎双球菌二者遗传物质所含有的核苷酸是相同的
D.新冠病毒或肺炎双球菌的某些蛋白质可作为抗原引起机体免疫反应
【答案】D
【分析】新冠病毒是一种RNA病毒,不具细胞结构,主要由RNA和蛋白质构成;肺炎双球菌是一种细菌,属于原核生物。
【详解】A、新冠病毒进入宿主细胞的方式为胞吞,A错误;
B、新冠病毒不具细胞结构,不含核糖体等细胞器,利用宿主细胞的核糖体进行蛋白质的合成,B错误;
C、新冠病毒的遗传物质为RNA,肺炎双球菌的遗传物质为DNA,二者的核苷酸不同,C错误;
D、抗原是指能够引起机体产生特异性免疫反应的物质,病毒、细菌等病原体表面的蛋白质等物质都可以作为引起免疫反应的抗原,D正确。
故选D。
二、多选题(共0分)
16.(2022·江苏·北大附属宿迁实验学校高三开学考试)下列相关实验中涉及“分离”的相关说法正确的是( )
A.植物细胞质壁分离实验中,增加蔗糖浓度能加快原生质层与细胞壁的分离
B.电泳分离DNA分子实验中,能将不同分子量大小的DNA分离开
C.观察植物细胞有丝分裂实验中,可以观察到姐妹染色单体分离并移向两极
D.T2噬菌体侵染细菌实验中,搅拌能让噬菌体DNA与蛋白质分离
【答案】AB
【分析】1、叶绿体色素的提取和分离实验:①提取色素原理:色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水酒精等提取色素。②分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素。溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢。
2、把成熟的植物细胞放置在某些对细胞无毒害的物质溶液中,当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水分子就透过原生质层进入到外界溶液中,使原生质层和细胞壁都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,也就是逐渐发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,外界溶液中的水分子就通过原生质层进入到细胞液中,发生质壁分离的细胞的整个原生质层会慢慢地恢复成原来的状态,使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。
3、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【详解】A、植物细胞质壁分离实验中,细胞液与蔗糖的浓度差越大,细胞失水越多,则越容易发生质壁分离,所以增加蔗糖浓度能加快原生质层与细胞壁的分离,A正确;
B、电泳分离DNA分子实验中,不同分子量大小的DNA分离的速度不同,所以电泳分离DNA分子实验中,能将不同分子量大小的DNA分离开,B正确;
C、观察植物细胞有丝分裂实验中,细胞已经裂解死亡,所以不能观察到姐妹染色单体分离并移向两极,C错误;
D、T2噬菌体侵染细菌实验,离心的目的让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体蛋白质外壳,而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌,D错误。
故选AB。
17.(2022·安徽·亳州二中高一期末)下列与真核生物细胞中DNA的复制、转录和翻译有关的叙述,正确的是( )
A.真核细胞的每一个细胞都可以进行DNA复制、转录和翻译
B.用于转录的RNA聚合酶在细胞核内合成并执行功能
C.参与翻译过程的RNA内部可能存在碱基对
D.根据蛋白质的氨基酸序列推测出的mRNA序列可能不同
【答案】CD
【分析】1、中心法则:(1)遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;(2)遗传信息可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译,后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。
2、复制是以DNA双链为模板合成子代DNA的过程,转录是以DNA一条链为模板合成RNA的过程,翻译是在核糖体中以mRNA为模板,按照碱基互补配对原则,以tRNA为转运工具、以细胞质里游离的氨基酸为原料合成蛋白质的过程。
【详解】A、只有能分裂的真核细胞才能进行DNA的复制,一般来说,几乎所有的真核细胞都能进行转录和翻译过程,而哺乳动物成熟的红细胞不能进行DNA复制、转录和翻译过程,A错误;
B、用于转录的RNA聚合酶,本质是蛋白质,在核糖体中合成,主要在细胞核中执行功能,B错误;
C、参与翻译过程的tRNA内部存在碱基对,C正确;
D、根据蛋白质的氨基酸序列推测出的mRNA序列可能不同,因为一种氨基酸可对应多种密码子,D正确。
故选CD。
18.(2020·全国·高一课时练习)图1、图2表示两种生物基因表达的过程,图3表示中心法则及补充。下列相关叙述正确的是( )
A.图2属于原核生物的基因表达过程
B.图1中核糖体移动的方向是由右向左
C.图3中①过程可发生基因碱基序列的改变
D.图3各过程可在试管中模拟进行,除需要一定的物质和能量条件外,还需要适宜的温度和pH
【答案】ACD
【分析】据图分析,图1表示真核细胞的基因表达的过程,甲表示DNA,乙表示RNA,丙丁表示多肽链;图2表示原核细胞的基因表达的过程;图3表示中心法则的过程,其中①表示DNA的自我复制,②表示转录,⑤表示翻译,③表示逆转录,④表示RNA自我复制。
【详解】A、题图2中转录和翻译同时进行,是原核细胞中基因表达的过程,A正确;
B、根据题图1中正在合成的肽链的长度可知核糖体移动的方向是由左向右,B错误;
C、题图3中①过程表示DNA复制,此过程中可发生基因碱基序列的改变(基因突变),C正确;
D、题图3中各过程可在试管中模拟进行,都需要相关酶的催化,所以除需要一定的物质和能量条件外,还需要适宜的温度和pH,D正确。
故选ACD。
【点睛】本题以图解为载体,考查基因表达和中心法则的相关知识,意在考查学生理解真核细胞和原核细胞基因表达的过程,掌握中心法则的过程和条件,难度不大。
19.(2023·全国·高三专题练习)细胞中tmRNA和SmpB蛋白组成的一种核糖核酸蛋白质复合物(tmRNP),可参与翻译出错的多肽产物降解,SmpB蛋白对tmRNA的活性维持有重要作用。研究发现,当mRNA受损后,肽链不能从核糖体上脱离,tmRNA会主动占据已停止翻译的核糖体位点,该核糖体就转移到tmRNA上,沿着tmRNA继续翻译,直至翻译终止,这样出错的肽链上增加了一段降解酶作用的标签肽,从而使错误的蛋白质降解。下列叙述错误的是( )
A.tmRNP的组成基本单位有核糖核苷酸和氨基酸,其组成元素中含有C、H、O、N、P
B.若mRNA缺失终止密码子,则可能会导致以其为模板合成的肽链不能从核糖体上脱离
C.从tmRNA对出错肽链的作用分析,含标签肽的肽链一定会比正常mRNA翻译出的长
D.若向正在合成肽链的细胞施用SmpB蛋白活性抑制剂,则该细胞中肽链合成会被抑制
【答案】CD
【分析】1、蛋白质的组成元素为C、H、O、N,有的蛋白质可能还含有P、S,其基本单位为氨基酸。
2、RNA的组成元素为C、H、O、N、P,其基本单位为核糖核苷酸。
【详解】A、题干显示,tmRNP由 tmRNA和SmpB蛋白组成,RNA和蛋白质的基本单位分别是核糖核苷酸和氨基酸,RNA和蛋白质的组成元素分别为C、H、O、N、P和C、H、O、N、(有的蛋白质可能还含有P、S),则tmRNP组成元素中含有C、H、O、N、P ,A正确;
B、若mRNA缺失了终止密码子就变成了受损mRNA,则可能会导致以其为模板翻译的肽链因不能被终止而不能从核糖体上脱离,B正确;
C、题干显示,在tmRNA的作用下,原先翻译出错的肽链上会增加了一段降解酶作用的标签肽,但受损mRNA可能有多种情况,如mRNA终止密码子提前或延后或缺失,导致受损mRNA翻译链缩短或延长,则含标签肽的肽链不一定比正常mRNA翻译出的肽链长,C错误;
D、若向正在合成肽链的细胞施用SmpB蛋白活性抑制剂,SmpB蛋白活性被抑制,由于SmpB蛋白对tmRNA的活性维持有重要作用,tmRNA活性会受到影响,而tmRNA又参与的是错误肽链的降解标记过程,故SmpB蛋白活性抑制剂会影响该细胞中错误肽链降解过程,但该细胞正常肽链的合成不会因此受影响,D错误。
故选CD。
20.(2021·全国·高一单元测试)科学家研究癌细胞分裂过程时发现,在常见的染色体外会出现一些环状的DNA(染色体外的DNA),即ecDNA。ecDNA上没有着丝粒,所以它们往往是随机分配到复制后的细胞。这些从染色体上脱落下来的ecDNA上包含的基本是癌基因,ecDNA能够极大地增强癌细胞中基因的表达,让癌症的恶化程度增加。下列相关叙述正确的是( )
A.正常细胞中原癌基因和抑癌基因的表达不会导致细胞癌变
B.ecDNA可能存在于细胞核中,其遗传不遵循孟德尔遗传定律
C.抑制ecDNA的复制可能是治疗癌症的途径之一
D.ecDNA中的每个脱氧核糖与一个或两个磷酸基团相连
【答案】ABC
【分析】癌细胞是指受到致癌因子的作用,细胞中遗传物质发生变化,变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。细胞癌变的原因包括外因和内因,外因是各种致癌因子,内因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变。癌细胞的特征:能够无限增殖;形态结构发生显著改变;细胞表面发生变化,细胞膜的糖蛋白等物质减少。
【详解】A、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,因此正常细胞中原癌基因和抑癌基因的表达不会导致细胞癌变,A正确;
B、由题干信息可知,ecDNA为染色体外的环状DNA,则可能存在于细胞核中;而ecDNA上没有着丝粒,无法被纺锤丝牵引平均移向两极,故其遗传不遵循孟德尔遗传定律,B正确;
C、ecDNA能够极大地增强癌细胞中基因的表达,让癌症的恶化程度增加,故抑制ecDNA的复制可能是治疗癌症的途径之一,C正确;
D、由于ecDNA为环状,所以构成ecDNA的每个脱氧核糖,都与两个磷酸基团相连接,D错误。
故选ABC。
第II卷(非选择题)
三、综合题(共0分)
21.(2022·北京·高三专题练习)阅读下列短文,回答相关问题。
细胞感知氧气的分子机制
2019年诺贝尔生理学或医学奖授予了威廉·凯林、彼得·拉特克利夫以及格雷格·塞门扎三位科学家,他们的贡献在于阐明了人类和大多数动物细胞在分子水平上感知、适应不同氧气环境的基本原理,揭示了其中重要的信号机制。
人体缺氧时,会有超过300种基因被激活,或者加快红细胞生成、或者促进血管增生,从而加快氧气输送——这就是细胞的缺氧保护机制。科学家在研究地中海贫血症的过程中发现了“缺氧诱导因子”(HIF)。HIF由两种不同的DNA结合蛋白(HIF-la和ARNT)组成,其中对氧气敏感的是HIF-la,而ARNT稳定表达且不受氧调节,即HIF-la是机体感受氧气含量变化的关键。
当细胞处于正常氧条件时,在脯氨酰羟化酶的参与下,氧原子与HIF-la脯氨酸中的氢原子结合形成羟基。羟基化的HIF-la能与VHL蛋白结合,致使HIF-la被蛋白酶体降解。在缺氧的情况下,HIF-la羟基化不能发生,导致HIF-la无法被VHL蛋白识别,从而不被降解而在细胞内积聚,并进入细胞核与ARNT形成转录因子,激活缺氧调控基因。这一基因能进一步激活300多种基因的表达,促进氧气的供给与传输。
HIF控制着人体和大多数动物细胞对氧气变化的复杂又精确的反应,三位科学家一步步揭示了生物氧气感知通路。这不仅在基础科学上有其价值,还有望为某些疾病的治疗带来创新性的疗法。比如干扰HIF-la的降解能促进红细胞的生成治疗贫血,同时还可能促进新血管生成,治疗循环不良等。
请回答问题:
(1)下列人体细胞生命活动中,受氧气含量直接影响的是___。
A.细胞吸水 B.细胞分裂 C.葡萄糖分解成丙酮酸 D.兴奋的传导
(2) HIF的基本组成单位是____人体剧烈运动时,骨骼肌细胞中HIF的含量_______,这是因为____。
(3)细胞感知氧气的机制如下图所示。
①图中A、C分别代表___________、______________。
②VHL基因突变的患者常伴有多发性肿瘤,并发现肿瘤内有异常增生的血管。由此推测,多发性肿瘤患者体内HIF-Ia的含量比正常人__________。
③抑制VHL基因突变的患者的肿瘤生长,可以采取的治疗思路有___________。
【答案】 BD 氨基酸 上升 人体剧烈运动时,骨骼肌细胞内缺氧,HIF-1ɑ羟基化不能发生,导致HIF-1ɑ无法被VHL蛋白识别,HIF不被降解而在细胞内积聚 HIF-1ɑ VHL蛋白分子 高 加速HIF-1ɑ降解;阻断HIF-1ɑ进细胞核;抑制HIF-1ɑ与ARNT结合形成转录因子等
【分析】阅读材料可知:
1、人体缺氧时,会有超过300种基因被激活,或者加快红细胞生成、或者促进血管增生,从而加快氧气输送--这就是细胞的缺氧保护机制。
2、缺氧诱导因子HIF由两种不同的DNA结合蛋白(HIF-1ɑ和ARNT)组成,其中对氧气敏感的部分是HIF-1ɑ;而蛋白ARNT稳定表达且不受氧调节。所以,HIF-1α是机体感受氧气含量变化的关键。
3、细胞处于正常氧条件时,在脯氨酰羟化酶的参与下,氧原子与HIF-1ɑ脯氨酸中的氢原子结合形成羟基。羟基化的HIF-1ɑ能与VHL蛋白结合,最终被蛋白酶体降解。在缺氧的情况下,HIF-1ɑ羟基化不能发生,导致HIF-1α无法被VHL蛋白识别,从而不被降解而在细胞内积聚,并进入细胞核与ARNT形成转录因子,激活缺氧调控基因。这一基因能进一步激活300多种基因的表达,促进氧气的供给与传输。
4、研究生物氧气感知通路,这不仅在基础科学上有其价值,还有望为某些疾病的治疗带来创新性的疗法。比如干扰HIF-1ɑ的降解能促进红细胞的生成来治疗贫血,同时还可能促进新血管生成,治疗循环不良等。
【详解】(1)A、细胞吸水是被动运输,不消耗能量,与氧气含量无关,A错误;
B、细胞分裂,消耗能量,受氧气含量的影响,B正确;
C、葡萄糖分解成丙酮酸不受氧气含量的影响,C错误;
D、兴奋的传导,消耗能量,受氧气含量的影响,D正确。
故选BD。
(2)据题干信息可知,HIF是蛋白质,其基本组成单位是氨基酸。人体剧烈运动时,骨骼肌细胞内缺氧,HIF-1ɑ羟基化不能发生,导致HIF-1ɑ无法被VHL蛋白识别,HIF不被降解而在细胞内积聚,导致骨骼肌细胞中HIF的含量上升。
(3)①根据题干信息和图示氧气感知机制的分子通路,正常氧时,在脯氨酰羟化酶的参与下,氧原子与HIF-1α脯氨酸中的氢原子结合形成羟基。羟基化的HIF-1ɑ能与VHL蛋白结合,最终被蛋白酶体降解;缺氧时,HIF-1ɑ羟基化不能发生,导致HIF-1ɑ无法被VHL蛋白识别,从而不被降解而在细胞内积聚,并进入细胞核与ARNT形成转录因子,激活缺氧调控基因,故图示中的A是HIF-1ɑ,B是O2,C是VHL蛋白,D是ARNT。
②VHL蛋白是氧气感知机制的分子通路中一个重要分子,VHL基因突变的患者常伴有多发性肿瘤,并发现肿瘤内有异常增生的血管,可推测与正常人相比,患者体内HIF-1ɑ的含量高,因为肿瘤细胞代谢旺盛,耗氧较多,因此对氧气敏感的部分的HIF-1ɑ就高。
③要抑制此类患者的肿瘤生长,可以采取的治疗思路有:加速HIF-1ɑ降解、阻断HIF-1ɑ进核、抑制HIF-1ɑ作为转录因子的活性等。
【点睛】本题主要以材料信息为背景,综合考查细胞的缺氧保护机制,掌握基因的表达过程,考查学生对知识的识记理解能力和归纳能力,题目难度适中。
22.(2022·全国·高三专题练习)真核细胞合成某种分泌蛋白,其氨基一端有一段长度为30个氨基酸的疏水性序列,能被内质网上的受体识别,通过内质网膜进入囊腔中,接着合成的多肽链其余部分随之而入。在囊腔中经过一系列的加工(包括疏水性序列被切去)和高尔基体再加工,最后通过细胞膜向外排出。乙图为甲图中3的局部放大示意图。请回答问题:
(1)乙图所示过程中所需原料是______。
(2)蛋白质的合成包括______、______两个过程。编码疏水性序列的遗传密码位于甲图中mRNA的______(填数字)处。
(3)根据甲图判断,核糖体合成多肽链时在mRNA 上运动的方向是___(5′→3′/3′→5′),请写出所涉及的RNA种类名称:______。
(4)乙图中丙氨酸的密码子是______,若该蛋白质被分泌到细胞外时含有n个氨基酸,则控制该蛋白质合成的基因中的至少有______个碱基(不考虑终止密码)。
【答案】(1)(20种)氨基酸
(2) 转录 翻译 1
(3) 5'→3' mRNA、tRNA、rRNA
(4) GCA 6(n+30)
【分析】分析甲图:图甲表示分泌蛋白的合成过程,翻译形成的肽链的氨基一端有一段长度为30个氨基酸的疏水性序列,能被内质网上的受体识别,通过内质网膜进入囊腔中,接着合成的多肽链其余部分随之而入;
分析乙图:乙图表示翻译过程。
(1)
乙图为翻译过程,该过程所需的原料是20种氨基酸。
(2)
蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程。根据多肽链的长度可知,核糖体沿着mRNA移动的方向是从左向右,因此图甲中编码疏水性序列的遗传密码在mRNA的1区段。
(3)
根据甲图中多肽链的长度可知,核糖体沿着mRNA移动的方向是从左向右,根5′→3′;图中翻译过程涉及的RNA种类有mRNA(翻译的模板)、tRNA(识别密码子并转运相应的氨基酸)、rRNA(组成核糖体的成分)。
(4)
乙图中丙氨酸的反密码子(在tRNA上)是CGU,根据碱基互补配对原则,其密码子为GCA;DNA(或基因)中碱基数∶mRNA上碱基数∶氨基酸个数=6∶3∶1,疏水性序列的长度为30个氨基酸,其在囊腔中经过一系列的加工后被切去,若该蛋白质被分泌到细胞外时含有n个氨基酸,则控制该蛋白质合成的基因中的至少有6×(n+30)个碱基。
【点睛】本题结合图解,考查遗传信息的转录和翻译、蛋白质的合成--氨基酸脱水缩合等知识,要求考生识记遗传信息转录和翻译的过程、场所、条件及产物;能结合图中信息准确答题。
23.(2022·天津市武清区黄花店中学高三阶段练习)囊性纤维化和白化病都是与苯丙氨酸及其代谢有关的隐性遗传病,分别由7号染色体上的致病基因(a)和11号染色体上的致病基因(b)控制。下图是人体内苯丙氨酸与酪氨酸代谢的部分途径,分析并回答下列问题。
(1)编码CFTR蛋白的基因A缺失3个碱基变为a,这种变异属于____________,基因A与a的根本区别在于二者的_________________不同。
(2)与基因A控制合成的CFTR蛋白相比,基因a控制合成的异常CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸,其空间结构发生变化,运输氯离子的功能异常,导致囊性纤维化,这种基因控制性状的方式是________________________________________。
(3)基因B控制合成的酪氨酸酶,能够催化酪氨酸转变成黑色素,使人的头发和肤色正常,而基因b不表达酪氨酸酶,使人出现白化病,这说明基因可以通过控制__________的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的____________。
(4)控制囊性纤维化和白化病的基因在遗传中是否遵循自由组合定律?说说你的判断理由。_______________________________________________________。
【答案】 基因突变 脱氧核苷酸序列(或碱基序列、碱基排列顺序、碱基数量) 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 酶 性状 遵循。控制囊性纤维化和白化病的基因位于非同源染色体上
【解析】1、基因对性状的控制:基因通过转录和翻译过程控制蛋白质合成而控制生物性状,基因可以通过控制酶的合成控制细胞代谢进而间接控制生物性状,基因还可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。
2、基因突变是碱基对增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变。
【详解】(1)基因突变是碱基对增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变;编码CFTR蛋白的基因A缺失3个碱基变为a,这种变异属于基因突变,A基因和a基因最本质的区别是二者的碱基排列顺序不同。
(2)与基因A控制合成的CFTR蛋白相比,基因a控制合成的异常CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸,其空间结构发生变化,运输氯离子的功能异常,导致囊性纤维化,这种基因控制性状的方式是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
(3)基因B控制合成的酪氨酸酶,能够催化酪氨酸转变成黑色素,使人的头发和肤色正常,而基因b不表达酪氨酸酶,使人出现白化病,这说明基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。
(4)控制囊性纤维化和白化病的基因位于非同源染色体上,遵循基因的自由组合定律。
【点睛】本题考查学生理解基因突变、遗传信息的概念、基因与性状的关系及转录翻译过程的数量关系及人类遗传病的类型及判断方法,把握知识的内在联系,形成知识网络,利用相关知识结合题干信息进行推理、解答问题。
24.(2022·全国·高一课时练习)下图表示蛋白质的生物合成过程示意图。请据图回答下面的问题:
(1)生物体内合成蛋白质的场所是________。
(2)合成蛋白质的第一步是:在细胞核内合成的[ ]________进入细胞质与________结合,同时携带____________的运转RNA进入________位与起始密码子[ ]________互补配对。
(3)合成蛋白质的第二步是:与第二个密码子互补配对的转运RNA携带氨基酸进入__________位。
(4)合成蛋白质的第三步是:在转肽酶的催化作用下,________位的氨基酸转移到________位的________上。
(5)合成蛋白质的第四步是:核糖体沿mRNA分子从________端向________端移动________的距离,使_______位的“肽键—tRNA”进入________位。于是循环进行第________步,直至遇到________为止。
(6)在细胞质内合成蛋白质的过程非常迅速,37℃时大约每秒钟连接________个氨基酸。最初合成出来的肽链还需要经过________等加工、修饰过程才能形成具有特定_________________________的蛋白质分子。
(7)在蛋白质的合成过程中,由__________直接提供能量。
【答案】 核糖体 3 mRNA 核糖体 甲硫氨酸 P 4 AUG A P A tRNA (5)5′ 3′ 一个密码子(三个相邻碱基) A P 二、三、四 终止密码子 15 盘曲折叠 空间结构和功能 ATP
【分析】根据题意和图示分析可知:图示为蛋白质合成过程中的翻译过程,1为核糖体的大亚基、2为核糖体的小亚基、3是mRNA、4是起始密码子、5是反密码子、6为tRNA、7tRNA携带的氨基酸。
【详解】(1)蛋白质的合成场所为核糖体。
(2)翻译的第一步是在细胞核内合成的③mRNA进入细胞质与核糖体结合。信使RNA上的第一个密码子为起始密码子,其决定的氨基酸为甲硫氨酸,因此携带甲硫氨酸的转运RNA进入P位与起始密码子④AUG互补配对。
(3)合成蛋白质的第二步是与第二个密码子互补配对的转运RNA携带氨基酸进入A位。
(4)第三步是在合成蛋白质相关的酶作用下,P位的氨基酸通过肽键的形成而转移到A位的tRNA上。
(5)第四步是核糖体沿mRNA分子从5′端向3′端移动一个密码子的距离,使A位的“肽链―tRNA”进入P位,于是循环进行二、三、四步,直到遇到终止密码子为止。
(6)翻译产生的是蛋白质,需要的原料是氨基酸,在37℃时,细胞内合成肽链的速度约为每秒连接15个氨基酸。蛋白质最初是在核糖体中由氨基酸脱水缩合形成肽链,肽链还需进一步经过盘曲折叠等加工、修饰后,才能形成具有特定空间结构和功能的蛋白质。
(7)ATP水解为蛋白质的合成直接提供能量。
【点睛】本题着重考查了翻译的过程,考生能够识别图中各结构,并且识记翻译的具体过程即可解题。
25.(2021·全国·高一单元测试)如图为DNA分子的复制图解,请据图回答:
(1)该过程主要发生在细胞的________(部位)。正常进行所需的条件是__________________________等。
(2)图中A′链与________链相同,B′链与________链相同,因此该过程形成的两个DNA分子完全相同,每个子代DNA分子中均保留了其亲代DNA分子的一条单链,这种复制方式称为______________________。
(3)假如经过科学家的测定,A链上的一段(M)中的A∶T∶C∶G 为2∶1∶1∶3,能不能说明该科学家的测定是错误的?________,原因是____________________________。
(4)如果以A链的M为模板,复制出的A′链碱基比例应该是________________________。
(5)把15N标记的DNA分子放在没有标记的培养基上培养,复制三次后,标记的链占全部DNA单链的________。
【答案】 细胞核 酶、能量、模板、原料 B A 半保留复制 不能 在单链中不一定是A=T,G=C A∶T∶C∶G=1∶2∶3∶1 1/8
【分析】1、DNA分子复制时,以DNA的两条链分别为模板,合成两条新的子链,所以形成的每个DNA分子各含一条亲代DNA分子的母链和一条新形成的子链,为半保留复制。
2、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)。
【详解】(1)DNA分子复制的主要场所是细胞核,在线粒体、叶绿体中也存在着DNA分子的复制;正常进行DNA分子复制所需要的条件是模板(DNA两条链)、酶(解旋酶等)、原料(四种脱氧核苷酸)、能量等。
(2)DNA子链与模板链互补,与非模板链相同,因此图中A′链与A链互补,与B链相同,B′链与A链相同;DNA分子复制为半保留复制,在合成子链时遵循碱基互补配对原则,新合成的子链与另一条母链相同。
(3)在双链DNA分子中,A=T,G=C,但在单链DNA分子中A与T,G与C不一定相等,故不能说明该科学家的测定是错误的。
(4)A链上的一段(M)中的A∶T∶C∶G为2∶1∶1∶3,以A链的为模板,复制出的A′链相应碱基比例为A∶T∶C∶G=1∶2∶ 3∶1。。
(5)不论复制几次,含15N的DNA分子数和DNA单链数都是2,经三次复制后DNA分子数为8,DNA单链总数为16,因此标记的链占全部DNA单链的1/8。
【点睛】本题DNA分子复制和DNA分子结构的主要特点,意在考查学生的识记能力和判断能力,解题的关键是理解DNA分子复制的特点和碱基互补配对原则的计算。
解密08 遗传的分子学基础
B组 提高练
第I卷(选择题)
一、单选题
1.(2022·湖南师大附中高三阶段练习)新冠肺炎(COVID—2019)是一种高传染性疾病,严重时可致人死亡。该病的始作俑者是新型冠状病毒,它具有很强的传染力,其遗传物质为“+RNA”,繁殖过程如下图。新冠病毒与T2噬菌体比较,下列相关叙述正确的是( )
A.所有病毒在入侵宿主时,只有病毒的核酸进入宿主细胞
B.遗传物质复制过程中所需的原料相同,均为四种核糖核苷酸
C.蛋白质的合成和加工均需要宿主细胞的核糖体和内质网等结构
D.都在宿主细胞内才能完成遗传物质的复制,复制过程中需不同的聚合酶
【答案】D
【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质,所有已知的生命,都利用基因表达来合成生命的大分子。转录过程由RNA聚合酶(RNAP)进行,以DNA为模板,产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动,留下新合成的RNA链。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所在核糖体。
【详解】A、有些病毒进入宿主细胞,会将其中的酶带入宿主细胞,促进其遗传物质的合成,如艾滋病病毒会将逆转录酶带入细胞,A错误;
B、T2噬菌体是DNA病毒,遗传物质是DNA,原料是脱氧核苷酸,B错误;
C、T2噬菌体的宿主细胞是细菌,没有内质网,C错误;
D、病毒没有细胞结构,遗传物质的复制需要在宿主细胞内进行,复制过程中需不同的聚合酶,新冠病毒是RNA聚合酶,T2噬菌体是DNA聚合酶,D正确。
故选D。
2.(2022·湖南师大附中高三阶段练习)某细胞中有关物质的合成过程如图所示,①~⑤表示生理过程,Ⅰ、Ⅱ表示结构或物质,蛋白质1和蛋白质2均在线粒体中发挥作用。下列叙述错误的是( )
A.物质Ⅱ是DNA,其上的基因遗传不遵循孟德尔遗传定律
B.③过程中核糖体在mRNA上由右向左移动
C.线粒体的性状不是全部由其自身DNA控制的
D.③过程中tRNA与氨基酸结合需要通过碱基互补配对
【答案】D
【分析】分析题图:①表示DNA复制,②表示转录,③表示翻译,④表示线粒体内转录过程,⑤表示线粒体内翻译过程。Ⅰ表示核膜,Ⅱ表示线粒体内的环状DNA分子。
【详解】A、孟德尔遗传定律适用于细胞核基因的遗传,物质Ⅱ表示线粒体DNA,其上基因的遗传不遵循孟德尔遗传定律,A正确;
B、③表示翻译,是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,据图中肽链长短可知,核糖体在mRNA上由右向左移动,B正确;
C、线粒体的性状不是全部由其自身DNA控制的,主要受细胞核内的DNA控制,C正确;
D、③表示翻译,该过程中tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子碱基互补配对,与氨基酸不配对,D错误。
故选D。
3.(2022·陕西·周至县第四中学高三期中)某科学家用15N标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸,32P标记尿嘧啶核糖核苷酸研究细胞的分裂,已知相应的细胞周期为20h,两种核苷酸被利用的情况如下图。下列叙述中不正确的是( )
A.15N和32P的利用量可分别表示细胞中的DNA复制和转录的原料消耗量
B.15N主要用于蛋白质的合成,32P则主要作为DNA复制和转录的原料
C.间期细胞中的细胞核、核糖体、线粒体代谢活跃,7~12h可能发生基因突变
D.DNA复制速率最快的时间在10h左右,分裂期时间不足8h
【答案】B
【分析】分析曲线图:32P(碱基U)是合成RNA的成分,2~8阶段,细胞在大量利用32P,说明细胞正在大量合成RNA,处于有丝分裂间期(G1期);15N(碱基T)是合成DNA的成分,8~14阶段,细胞在大量利用15N,说明该阶段细胞正在大量合成DNA,处于有丝分裂间期(S期),此时DNA分子不稳定,容易发生基因突变。
【详解】A、15N利用量大,说明细胞中正在进行DNA复制,32P利用量大说明细胞正在大量合成RNA,所以15N和32P的利用量可分别表示细胞中的DNA复制和转录的原料消耗量,A正确;
B、15N标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸是合成DNA的原料,32P标记尿嘧啶核糖核苷酸是转录的原料,B错误;
C、间期细胞中主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,因此间期细胞中的细胞核、核糖体、线粒体代谢活跃,7~12小时DNA正在复制,此时DNA分子最不稳定,容易发生基因突变,C正确;
D、10h左右15N的利用量大,说明此时DNA复制速率最快,由于分裂间期约占细胞周期的95%,再结合图中横坐标可知,分裂期时间不足8小时,D正确。
故选B。
4.(浙江省9 1高中联盟2022-2023学年高三11月期中生物试题)下图表示三种调控基因表达的途径,下列叙述正确的是( )
A.图中属于表观遗传机制的途径是1、3
B.DNA甲基化后导致基因不表达的原因主要是RNA聚合酶失去了破坏氢键的作用
C.图中途径2通过影响酶的合成来间接影响生物性状
D.在神经细胞中,控制呼吸酶合成的基因与组蛋白的紧密程度低于肌蛋白基因
【答案】D
【分析】1、生物的性状由基因和环境共同决定的,基因型相同的个体表现型不一定相同,表现型相同的个体基因型也不一定相同。
2、基因控制生物的性状,基因对性状的控制途径:
①基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状;
②基因可以通过控制酶的合成控制细胞代谢进而间接控制生物的性状;基因与性状不是简单的线性关系,大多数情况下,一个基因控制一个性状,有的情况下,一个基因与多个性状有关,一个性状也可能由多个基因共同控制;基因与基因、基因与基因产物、基因与环境相互作用,精细地调节生物的性状。
3、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。
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。
分析图形:途径1是转录启动区域DNA甲基化,干扰转录,导致基因无法转录,途径2是利用RNA干扰,使mRNA被切割成片段,干扰翻译,导致mRNA无法翻译;途径3是由于组蛋白的修饰,从而导致相关基因无法表达或表达被促进。
【详解】A、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,1、2、3都在没有改变DNA序列的情况下改变了生物性状,属于表观遗传机制,A错误;
B、DNA甲基化后导致基因不表达的原因是RNA聚合酶无法与转录启动区域结合,导致无法转录,进而影响了基因的表达,B错误;
C、途径2是利用RNA干扰,使mRNA被切割成片段,干扰翻译,导致mRNA无法翻译,途径2也可能是通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状,C错误;
D、依据途径3推测,在神经细胞中,控制呼吸酶合成的基因与组蛋白的紧密程度低于肌蛋白基因,其主要原因是:在神经细胞中,呼吸酶合成基因表达而肌蛋白基因不表达,从而推出控制呼吸酶合成的基因与组蛋白的紧密程度低于肌蛋白基因,D正确。
故选D。
5.(2022·山东德州·高三期中)DNA的两条链均被32Р标记的卵原细胞(2n=8),在含31P的培养液中进行减数分裂,然后与DNA的两条链均被32P标记的精子受精,得到的受精卵在含31P的培养液中进行一次分裂。下列相关说法正确的是( )
A.减数分裂Ⅰ后期,移向细胞同一极的染色体中含32P的有2条
B.减数分裂Ⅱ后期,移向细胞同一极的染色体中含32P的有2条
C.受精卵第一次分裂后期,不含32P的染色体一定来自卵细胞
D.受精卵第一次分裂后期,移向细胞同一极并含32P的染色体最多有7条
【答案】C
【分析】DNA 复制条件: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)。 DNA 复制为半保留复制,以 DNA 的每条链为模板合成碱基互补的子链,DNA 聚合酶只能以 DNA 单链为模板合成其互补链。
【详解】A、DNA的两条链均被32Р标记的卵原细胞(2n=8),在含31P的培养液中进行减数分裂,DNA分子复制一次,每条DNA分子中均具有一条被32Р标记的脱氧核苷酸链、一条被31Р标记的脱氧核苷酸链,减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分离,移向同一极的染色体数目为4条,每条染色体都含有染色单体,都含有32P,故减数分裂Ⅰ后期,移向细胞同一极的染色体中含32P的有4条,A错误;
B、减数分裂Ⅱ后期,细胞中不含有同源染色体,但由于着丝粒分裂,染色单体消失,此时细胞中染色体数目暂时加倍为8条,此时,每个染色体含有一个DNA分子,每条DNA分子中均具有一条被32Р标记的脱氧核苷酸链、一条被31Р标记的脱氧核苷酸链,故移向细胞同一极的染色体中含32P的有4条,B错误;
C、最终形成的卵细胞含有4条染色体,每个染色体含有一个DNA分子,每条DNA分子中均具有一条被32Р标记的脱氧核苷酸链、一条被31Р标记的脱氧核苷酸链,与DNA的两条链均被32P标记的精子受精,精子染色体不含31P,受精卵中不含32P的染色体一定来自卵细胞,C正确;
D、受精卵进行有丝分裂,在第一次分裂后期,着丝粒分裂,来自精子的4条染色体形成的子染色体必然都含有32P,来自于卵细胞的4条染色体复制后分裂,若形成的4条含32P的染色体均移向同一极,则移向细胞同一极并含32P的染色体最多,故受精卵第一次分裂后期,移向细胞同一极并含32P的染色体最多有8条,D错误。
故选C。
6.(2022·福建泉州·高三阶段练习)大肠杆菌在紫外线照射下,其DNA会以很高的频率形成胸腺嘧啶二聚体。含有胸腺嘧啶二聚体的DNA复制时,以变异链为模板形成的互补链相应区域会随意掺入几个碱基,从而引起基因突变,如图1所示。图2为大肠杆菌细胞内存在的两种DNA修复过程,可见光会刺激光解酶的合成量增加。下列叙述正确的是( )
A.紫外线照射后的大肠杆菌在黑暗时比在可见光下更容易出现变异类型
B.内切酶能切割与胸腺嘧啶二聚体直接连接的磷酸二酯键
C.DNA修复机制的存在杜绝了大肠杆菌产生突变体的可能性
D.若图1所示DNA的分子未被修复,则复制3次后突变DNA占总数的一半
【答案】A
【分析】图1是紫外线照射下,DNA形成胸腺嘧啶二聚体的过程,图2是DNA修复过程,左侧是利用光解酶将胸腺嘧啶二聚体解开,而右侧是利用内切酶将胸腺嘧啶二聚体剪切掉,并利用碱基互补配对修复正确。
【详解】A、已知大肠杆菌细胞存在的两种DNA修复过程,其中光会刺激光解酶的合成量增加,进行DNA光修复,所以在黑暗时比在可见光下更容易出现变异类型,A正确;
B、内切酶是一种能催化多核苷酸链断裂的酶,只对脱氧核苷酸内一定碱基序列中某一位点发生作用,并将相应位置切开,由图可知看出,内切酶切割的不是胸腺嘧啶二聚体直接连接的磷酸二酯键,而是切走了一个片段,B错误;
C、大肠杆菌的DNA修复机制使其基因不容易发生基因突变,但该修复能力是有限的,因此大肠杆菌经紫外线照射后仍可能会发生基因突变,C错误;
D、DNA复制为半保留复制,复制3次后形成8个DNA分子,据图可知,若该DNA分子未被修复,则得到的两个子代DNA均异常,若以后每次复制都会出现胸腺嘧啶二聚体,且不被修复,则得到8个DNA均为突变体,D错误。
故选A。
7.(2022·天津市宝坻区第一中学高三期中)如图为某DNA分子的部分平面结构图,则下列说法正确的是( )
A.⑤是氢键,除使用解旋酶外,还有其他方法使⑤断裂
B.③是连接DNA单链上2个核糖核苷酸的磷酸二酯键
C.解旋后的DNA分子不具有规则的双螺旋结构,并失去复制功能
D.不同的双链DNA分子中(A+C)/(G+T)的值不同
【答案】A
【分析】DNA结构:①DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。②DNA分子外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的基本骨架。③DNA分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配对原则配对,并以氢键互相连接。DNA复制是需要解旋酶、DNA聚合酶等。
【详解】A、⑤是氢键,除使用解旋酶外,加热或RNA聚合酶也能使其断裂,A正确;
B、③是连接DNA单链上2个脱氧核糖核苷酸的磷酸二酯键,B错误;
C、解旋后的DNA分子不具有规则的双螺旋结构,仍具有复制功能,C错误;
D、由于双链DNA分子中的A=T、G=C,不同的双链DNA分子中(A+C)/(G+T)的值都是1,D错误。
故选A。
8.(2022·江苏常州·高三期中)间期染色质按其形态特征、活性状态和染色性能分为常染色质和异染色质,异染色质纤维折叠压缩程度高,处于聚缩状态。一些低等真核生物在发育早期的卵裂阶段,只有一个子细胞保留完整基因组而成为下一代的生殖细胞,其他的子细胞均将异染色质片断删除。下列叙述错误的是( )
A.被删除的异染色质上的基因对未被删除的基因表达没有影响
B.下一代生殖细胞在分裂间期依然存在着常染色质和异染色质
C.一些低等真核生物细胞含有与限制性内切核酸酶功能类似的物质
D.异染色质的紧密压缩导致其中基因完成复制和表达的难度大
【答案】A
【分析】异染色质分为结构异染色质和功能异染色质两种类型。结构异染色质是指各类细胞在整个细胞周期内处于凝集状态的染色质,多定位于着丝粒区、端粒区,含有大量高度重复顺序的脱氧核糖核酸。功能异染色质只在一定细胞类型或在生物一定发育阶段凝集,如雌性哺乳动物含一对X染色体,其中一条始终是常染色质,但另一条在胚胎发育的第16~18天变为凝集状态的异染色质,该条凝集的X染色体在间期形成染色深的颗粒,称为巴氏小体。一些低等真核生物在发育早期的卵裂阶段,只有一个子细胞保留完整基因组而成为下一代的生殖细胞,其他的子细胞均将异染色质片断删除。
【详解】A、异染色质被凝集或删除,其上携带的基因被沉默或被删除,如被删除的是显性基因,其等位的隐性基因就表达,A错误;
B、低等真核生物在发育早期的卵裂阶段,只有一个子细胞保留完整基因组而成为下一代的生殖细胞,下一代生殖细胞在分裂间期依然存在着常染色质和异染色质,B正确;
C、只有一个子细胞保留完整基因组而成为下一代的生殖细胞,其他的子细胞均将异染色质片断删除,异染色质删除的过程需要切除DNA片段,需要限制性内切核酸酶,C正确;
D、异染色质纤维折叠压缩程度高,处于聚缩状态,使得DNA复制和转录的难度增大,因为复制和转录时都需要解螺旋,D正确。
故选A。
【点睛】关键是理解异染色质聚缩,会影响基因的复制和表达,另外,需要理解,异染色质删除需要酶的参与。
9.(2022·山东·青岛二中高三期中)MPP-9是一种明胶酶,能促进肿瘤细胞的浸润、转移。科研人员通过人工合成与MPP-9基因互补的双链RNA,利用脂质体转入低分化胃腺癌细胞中,干扰细胞中MMP-9基因的表达,从而达到一定的疗效,部分图示如下。据图分析,下列说法正确的是( )
A.过程①需要的酶是解旋酶和RNA聚合酶,需要的原料是核糖核苷酸
B.过程②表示转录形成的mRNA通过核孔进入细胞质,该过程不需要消耗能量,穿过0层核膜
C.过程③表示单链RNA与mRNA互补配对,从而干扰了基因表达的翻译过程,最终使得细胞中MMP-9的含量减少
D.上述技术具有广泛的应用前景,如用于乙型肝炎的治疗时,可以先分析乙肝病毒基因中的碱基序列,据此通过人工合成双链DNA,注入被乙肝病毒感染的细胞,可抑制乙肝病毒的繁殖
【答案】C
【分析】中心法则是指细胞中遗传信息的传递规律,包括:DNA制、转录、翻译、RNA逆转录、RNA复制。基因表达包括转录和翻译,细胞中对基因表达的各阶段进行调控,可控制蛋白质的合成。
【详解】A、过程①需要的酶是RNA聚合酶,不需要解旋酶,A错误;
B、过程②表示转录形成的mRNA通过核孔进入细胞质,该过程需要消耗能量,B错误;
C、据图,过程③表示单链RNA与mRNA互补配对,从而干扰了基因表达的翻译过程,最终使得细胞中MMP-9的含量减少,C正确;
D、如用于乙型肝炎的治疗时,可以先分析乙肝病毒基因中的碱基序列,据此通过人工合成双链RNA,注入被病毒感染的细胞,抑制病毒的繁殖,D错误。
故选C。
10.(2022·福建·福州三中高三阶段练习)视网膜母细胞瘤(Rb)蛋白是一种被广泛研究的肿瘤抑制因子,该蛋白主要与 E2F类转录激活因子相互作用,抑制靶基因(参与细胞周期调控)的转录活性。研究发现,与 E2F 类转录激活因子相结合的 Rb 能进一步募集去乙酰化酶(HDAC),使这类基因的启动子区发生特异性的去乙酰化反应,导致该区段染色质浓缩,靶基因转录活性消失(下图 1)。有实验表明,DNA 甲基化能影响组蛋白的去乙酰化作用,从而使靶基因转录受影响(下图 2)。下列叙述错误的是( )
A.DNA 分子缠绕在组蛋白质上形成紧密结构对基因的复制有影响
B.DNA 甲基化和 Rb 蛋白对组蛋白去乙酰化的作用是相反的
C.染色质浓缩抑制 RNA 聚合酶结合在该基因启动子
D.乙酰化和 DNA 甲基化均未改变靶基因的碱基排序
【答案】B
【分析】原癌基因负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程,抑癌基因的作用是阻止细胞不正常的增殖,细胞发生癌变后具有无限增殖的能力。
【详解】A、基因的复制需要DNA解旋,DNA 分子缠绕在组蛋白质上形成紧密结构不利于DNA解旋, 对基因的复制有影响,A正确;
B、据图可知,DNA甲基化可去除Ac基因的作用,其最终效果和Rb蛋白对组蛋白去乙酰化的作用是相同的,B错误;
C、启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,用于驱动基因的转录,而转录是以DNA的一条链为模板进行的,染色质浓缩抑制RNA聚合酶结合在该基因启动子,进而影响转录过程,C正确;
D、DNA甲基化不改变碱基序列,组蛋白的乙酰化修饰使得DNA分子片段缠绕力量减弱,从而促进转录,没有改变基因的碱基序列,属于表观遗传,D正确。
故选B。
11.(2022·江苏常州·高三期中)小鼠7号常染色体上的Ig2基因和H19基因控制着胚胎大小及细胞生长,这两种基因不表达均会导致胚胎发育异常,其表达与控制区(ICR)能否结合增强子阻遏蛋白(CTCF)有关,调控机制如下图所示。相关叙述错误的是( )
A.甲基化不改变Ig2基因和H19基因的碱基序列
B.ICR与CTCF的结合调控母源Ig2基因的表达
C.含有图示两条染色体的雌雄鼠胚胎能正常发育
D.基因组只来自于父本或母本的胚胎能正常发育
【答案】D
【分析】生物的表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表现型发生可遗传变化的现象。这种现象的出现主要是基因中部分碱基发生了甲基化修饰的结果。
【详解】A、DNA甲基化没有改变基因的碱基序列,A正确;
B、从图中看出,如果ICR没有发生甲基化,则ICR和CTCF结合阻止增强子(E)和Ig2基因的表达,如果ICR发生了甲基化,则增强子就启动Ig2基因的表达,所以ICR与CTCF的结合调控母源Ig2基因的表达 ,B正确;
CD、正常胚胎,H19基因和Igf2基因正常表达,但是“单亲”胚胎,如果H19和Igf2两个基因均来自母本,H19基因就会过量表达,Igf2基因不表达或表达量低;而如果两个基因均来父本,H19基因表达量太低,Igf2基因过量表达,导致胚胎发育异常,所以不能正常发育,图示小鼠有来自母源和父源的基因组,能够正常发育,C正确,D错误。
故选D。
12.(2022·山西忻州·高三阶段练习)研究发现,抑癌基因p15、p16过度甲基化会导致细胞周期失常并最终引起骨髓增生异常综合征(MDS)。DNA甲基化需要甲基化转移酶的催化,地西他滨(治疗MDS的药物)能抑制DNA甲基转移酶活性。下列相关叙述错误的是( )
A.DNA甲基化不会改变相关基因的碱基序列,但其表型可遗传
B.抑癌基因p15、pl6甲基化后可能会阻碍RNA聚合酶与启动子结合
C.地西他滨通过促进甲基化的DNA发生去甲基化,以此来治疗MDS
D.基因中的不同位置发生甲基化可能会对基因表达造成不同的影响
【答案】C
【分析】某段基因中的碱基序列没有发生变化,但部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达,进而对表型产生了影响,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。生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫做表观遗传。
【详解】A、DNA甲基化不会改变相关基因中碱基的序列,但基因表达和表型会发生可遗传变化,A正确;
B、抑癌基因p15、p16甲基化后可能会阻碍RNA聚合酶与启动子的结合,B正确;
C、由题可知,地西他滨能抑制DNA甲基转移酶活性抑制甲基化,并非促进DNA去甲基化,C错误;
D、DNA甲基化在基因中发生的位置不同可能会对基因表达造成不同的影响,D正确。
故选C。
13.(2022·海南·嘉积中学高三阶段练习)下列关于DNA的相关计算错误的是( )
A.某双链DNA中C+G=46%,已知该DNA分子中的一条链中A占28%,则另一条链中A占该链全部碱基的26%
B.某DNA片段有m个碱基,其中胞嘧啶有n个,该片段复制2次,需要消耗游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为(3m—6n)/2个
C.胰岛素由2条肽链、51个氨基酸构成,胰岛素的生物合成需要51种tRNA,控制其合成的基因至少含有153个碱基
D.某精原细胞(2n=8)的基因型为AaXBY,其DNA双链均用15N标记后置于含14N的培养基中培养,经过连续3次有丝分裂,在第三次分裂中期的细胞中含有15N的染色单体最多为8条
【答案】C
【分析】碱基互补配对原则的规律:
(1)在双链DNA分子中,互补碱基两两相等,A=T,C=G,A+G=C+T,即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数;
(2)DNA分子的一条单链中(A+T)与(G+C)的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值;
(3)DNA分子一条链中(A+G)与(T+C)的比值与互补链中的该种碱基的比值互为倒数,在整个双链中该比值等于1。
【详解】A、某双链DNA分子中,C+G=46%,则A+T=A1+T1=A2+T2=54%,已知该DNA分子中的一条链中A1占28%,则这条链中T1占该链全部碱基的26%,根据碱基互补配对原则,T1=A2,即另一条链中A2占该链的比例为26%,A正确;
B、某DNA分子共有m个碱基,其中含胞嘧啶n个,即C=n个,根据碱基互补配对原则,G=C=n个,则A=T=(m−2n)/2个,DNA分子复制的方式是半保留复制,所以该DNA分子复制2次,需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为(22-1)×(m−2n)/2=(3m—6n)/2个,B正确;
C、胰岛素由2条肽链、51个氨基酸构成,胰岛素基因至少含有51×6=306个碱基,C错误;
D、根据DNA分子的半保留复制特点,将某精原细胞的DNA分子用15N标记后置于含14N的培养基中培养,经过一次有丝分裂后,形成的2个子细胞中的DNA分子都含有一条14N的单链和一条15N的单链,再分裂一次,DNA分子复制形成的2个DNA分子中一个是N14-N14,一个是N15-N14,两个DNA分子进入两个细胞中是随机的,若含有15N的DNA都移到同一个细胞中,此时细胞中含有8条被15N标记的染色体,第三次分裂时,进行半保留复制,故在第三次分裂中期的细胞中含有15N的染色单体最多为8条,D正确。
故选C。
14.(2022·辽宁·高三期中)复制泡是DNA进行同一起点双向复制时形成的。在复制启动时,尚未解开螺旋的亲代双链DNA同新合成的两条子代双链DNA的交界处形成的Y型结构,就称为复制叉。图1为真核细胞核DNA复制的电镜照片,其中泡状结构为复制泡,图2为DNA复制时,形成的复制泡和复制叉的示意图,其中a-h代表相应位置。下列相关叙述不正确的是( )
A.图1过程发生在分裂间期,以脱氧核苷酸为原料
B.图1显示真核生物有多个复制原点,可加快复制速率
C.根据子链的延伸方向,可以判断图2中a处是模板链的3端
D.若某DNA复制时形成了n个复制泡,则该DNA上应有2n个复制叉
【答案】C
【分析】1、DNA分子复制的过程:①解旋:在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开。②合成子链:以解开的每一条母链为模板, 以游离的四种脱氧核苷酸为原料,遵循碱基互补配对原则,在有关酶的作用下,各自合成与母链互补的子链。③形成子代DNA:每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构。从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。
2、DNA分子的复制方式是半保留复制。
【详解】A、DNA的复制就是发生在细胞分裂的间期, 以游离的四种脱氧核苷酸为原料,A正确;
B、图1为真核细胞核DNA复制,其中一个DNA分子有多个复制泡,可加快复制速率,B正确;
C、子链的延伸方向是从5’-3’端延伸,且与模板链的关系是反向平行,因此,根据子链的延伸方向,可以判断图中A处是模板链的5’端,C错误;
D 、一个复制泡有两个复制叉(复制泡的两端各一个),则若某DNA复制时形成n个复制泡,则应有2n个复制叉,D正确。
故选C。
15.(2022·全国·高三阶段练习)某品种玉米的种皮中有一种称为花青素的紫色素,而其他品种为无色。遗传学家将两个种皮都不含花青素的纯种玉米杂交,F1所有植株都产生了紫色的种子,F1植株随机传粉,所得F2植株中有56%能产生该色素,44%不能。下列相关分析错误的是( )
A.玉米种子的紫色与无色至少受两对等位基因控制
B.F2中两种表现型不同的植株杂交,所得子一代自交,子二代表现型比例为9∶7的概率约为
C.F2中产生花青素的植株随机传粉所得子代中有不能产生花青素
D.该实例体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制性状
【答案】C
【分析】1、所得F2植株中紫色∶无色=56%∶44%≈9∶7,属于9:3:3:1的变形。
2、基因控制生物体性状的途径:
(1)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状;
(2)基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
【详解】A、因为F2植株中紫色∶无色≈9∶7,所以玉米种子的紫色与无色至少是两对等位基因控制的遗传,A正确;
B、由题意可知,若2对等位基因为A/a、B/b,则紫色的基因型为A_B_,其他基因型为无色。F2中两种表现型不同的植株基因型为紫色A_B_共4种基因型,无色总共5种基因型,只有基因型为AABB(1/9)与无色的基因型为aabb(1/7)的植株杂交才会出现与题干描述相同的结果,概率是1/63,B正确;
C、F2中产生花青素的植株基因型共有4种,基因型及比例为AABB∶AABb∶AaBB∶AaBb=1∶2∶2∶4,随机传粉,把4种基因型的个体看成一个整体,共产生4种基因型的配子,基因型及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=4∶2∶2∶1,雌雄配子随机结合出现无色的概率为17/81,C错误;
D、该实例是基因控制和花青素合成有关的酶来完成对生物性状的控制的,D正确。
故选C。
二、多选题
16.(2022·江苏·徐州市第七中学高三阶段练习)滚环复制是某些环状DNA分子的一种复制方式,新合成的链可沿环状模板链滚动而延伸,其过程如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.此环状DNA分子的a链长于b链
B.核酸内切酶在起始点切开a链后增加1个游离的磷酸基团
C.复制在端开始以a链为引物向前延伸
D.滚环复制最终仅产生单链的子代DNA
【答案】BC
【分析】滚环式复制的一个特点是以一条环状单链DNA为模板,进行新的DNA环状分子合成。据图可知,该过程是双链DNA环状分子先在一条单链的复制起点上产生一个切口,然后以另一条单链为模板不断地合成新的单链,最后成为环状结构。
【详解】A、环状DNA分子的a链长度等于b链,A错误;
B、核酸内切酶在起始点切开a链后成为链状,增加1个游离的磷酸基团,B正确;
C、结合题图可知:亲代双链DNA的一条链在DNA复制起点处被切开,其5'端游离出来,DNA聚合酶便可以将脱氧核糖核苷酸聚合在3'-OH端,以3'-OH端为引物的DNA链不断地以另一条环状DNA链(模板链)为模板向前延伸,C正确;
D、DNA复制的结果是得到与亲代一样的DNA,故滚环复制的最终结果仍可得到环状DNA分子(可能由延伸得到的单链再经缠绕而成),D错误。
故选BC。
17.(2022·山东菏泽·高三期中)真核生物大多数mRNA存在甲基化现象,甲基化位点集中在5'端,称5'帽子,3'端含有一个100~200个A的特殊结构,成为poly-A-尾。如图表示真核生物mRNApoly-A-尾与5'端结合的环化模型。下列说法正确的是( )
A.图示过程中的碱基互补配对形式与转录过程完全相同
B.图示过程可以显著提高每条多肽链的合成速率
C.mRNApoly-A-尾与5'端结合的环化可增强mRNA结构的稳定性
D.图示核糖体上合成的肽链氨基酸序列完全相同
【答案】CD
【分析】分析题图:图示为真核生物mRNApoly-A-尾与5′端结合的环化模型,该图进行的是翻译过程,根据肽链的长度可知,翻译是从mRNA5′端开始的,核糖体的小亚基首先与携带甲硫氨酸的tRNA相结合,再开始后续过程。
【详解】A、转录过程中的碱基配对方式有A-U、T-A、G-C、C-G,而翻译过程中的碱基互补配对方式有A-U、U-A、G-C、C-G,二者不完全相同,A错误;
B、由于终止密码子靠近起始密码子,利于完成翻译的核糖体再次翻译,提高翻译的效率,但每条多肽链的合成速率不变,B错误;
C、mRNApoly-A-尾与5'端结合的环化可增强mRNA结构的稳定性,C正确;
D、正常情况下,在同一mRNA上移动的这些核糖体最终形成的肽链氨基酸序列完全相同,D正确。
故选CD。
18.(2022·辽宁省实验中学东戴河分校高三阶段练习)长期以来,关于DNA复制过程中是DNA聚合酶在移动还是DNA链在移动,一直存在争论:一种观点认为是DNA聚合酶沿着DNA链移动;另一种观点则认为是DNA链在移动,而DNA聚合酶相对稳定不动。科学家给枯草芽孢杆菌的DNA聚合酶标上绿色荧光,在不同条件下培养,观察荧光在细胞中的分布,发现绿色荧光只分布在细胞中固定的位点,位点个数如下表所示。下列说法正确的是( )
组别
营养物
含有下列荧光位点个数的细胞比例(%)
0
1
2
3
4
①
琥珀酸盐
24
56
19
0.08
<0.08
②
葡萄糖
3
43
41
9
3.6
③
葡萄糖+氨基酸
2
33
32
22
10
A.DNA复制过程需要脱氧核苷酸为原料,并消耗能量
B.DNA聚合酶只能以DNA单链为模板合成其互补链
C.上述实验结果中绿色荧光的分布情况支持第二种观点
D.根据结果可推测枯草芽孢杆菌的分裂速度:①<③<②
【答案】ABC
【分析】DNA 复制条件: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)。
【详解】A 、 DNA 的基本组成单位为脱氧核糖核苷酸,故 DNA 复制过程需要脱氧核苷酸为原料,并消耗能量, A 正确;
B 、 DNA 复制为半保留复制,以 DNA 的每条链为模板合成碱基互补的子链,所以 DNA 聚合酶只能以 DNA 单链为模板合成其互补链, B 正确;
C 、科学家给枯草芽孢杆菌的 DNA 聚合酶标上绿色荧光,在不同条件下培养,观察荧光在细胞中的分布,发现绿色荧光只分布在细胞中固定的位点,说明 DNA 复制时是 DNA 链在移动,而 DNA 聚合酶相对稳定不动, C 正确;
D、DNA 复制时需要 DNA 聚合酶的催化,含有荧光点的细胞比例越大,说明细胞分裂越旺盛,根据表格数据可推测,枯草芽孢杆菌的分裂速度:①
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