2024版高考生物一轮复习教材基础练第六章遗传的分子基础第3节基因的表达及其与性状的关系教学课件

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知识点45　基因指导蛋白质的合成
1 合成一条含1 000个氨基酸的多肽链,需要转运RNA的个数、信使RNA上的碱基个数和双链DNA上的碱基对数至少依次是(不考虑终止密码子)A.1 000、3 000和6 000B.1 000、3 000和3 000C.300、300和3 000D.1 000、3 000和1 500
1.B　含1 000个氨基酸的多肽链,需要1 000个转运RNA来运输氨基酸;信使RNA上每3个碱基决定一个氨基酸,因此需要信使RNA上碱基个数为3 000(不考虑终止密码子);DNA为双链,需要碱基对数至少为3 000,B符合题意。
2 遗传信息的翻译是指游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。下列叙述错误的是A.遗传信息可以从DNA流向RNA,也可以从RNA流向蛋白质B.细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽C.RNA有传递遗传信息、催化和运输等功能D.mRNA上的GCA在人细胞中和在小麦细胞中决定的是同一种氨基酸
2.B　根据中心法则可知,DNA可以经过转录形成RNA,即遗传信息从DNA流向了RNA,RNA可以作为模板合成蛋白质,即遗传信息从RNA流向了蛋白质,A正确。转录形成的RNA包括mRNA、tRNA和rRNA,其中mRNA能编码多肽(蛋白质),tRNA和rRNA不能编码多肽(蛋白质),B错误。mRNA能作为模板合成蛋白质,具有传递遗传信息的功能;某些RNA是酶,具有催化功能;tRNA能转运氨基酸,具有运输功能,C正确。几乎所有生物共用一套遗传密码子,mRNA上的GCA在人细胞中和在小麦细胞中决定的是同一种氨基酸(丙氨酸),D正确。
3 图中的a、b、c、d分别代表人体内的四种大分子,其中b上有密码子,下列有关说法错误的是A.分子c的种类约有62种,只含三个碱基,分子量比b小得多B.b、c、d的合成离不开大分子a,这四种大分子的主要合成场所相同C.b、c、d三种大分子能同时存在于同一细胞器中D.a、b彻底水解后得到的产物不完全相同
3.A　图中a具有双螺旋结构,且含碱基T,应为DNA;b上有密码子,应为mRNA;c具有三叶草结构,应为tRNA分子;d为核糖体的组成部分,应为rRNA。c是tRNA,tRNA上有三个碱基与mRNA上的密码子进行碱基互补配对,并不是只含有3个碱基,A错误。b、c、d依次为mRNA、tRNA、rRNA,均是以a(DNA)为模板转录形成的,这四种大分子的主要合成场所均是细胞核,B正确。线粒体和叶绿体是半自主细胞器,能翻译形成部分蛋白质,同时含有b、c、d三种RNA,C正确。DNA和RNA彻底水解的产物中相同的有磷酸、腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶,不同的有核糖、脱氧核糖、胸腺嘧啶、尿嘧啶,D正确。
(1)DNA与RNA的结构比较:DNA一般为双链,RNA一般为单链,但RNA在部分区段可能出现双链结构,故其碱基之间可通过氢键相连接。(2)三类RNA的比较
4 如图为某tRNA与mRNA发生碱基互补配对的示意图。下列说法错误的是A.tRNA和mRNA均为单链RNA分子B.tRNA与氨基酸结合的部位是—OH端C.图中tRNA能识别并转运多种氨基酸D.密码子与反密码子的碱基之间通过氢键连接
4.C　细胞的tRNA和mRNA都是通过转录产生的,都是单链RNA分子,A正确;所有tRNA 3'末端都有—OH结构,tRNA所转运的氨基酸与该—OH端结合,B正确;一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,C错误;密码子与反密码子的碱基之间通过氢键连接,D正确。
5 真核生物体内肽链的合成过程如图所示,下列叙述正确的是A.图中mRNA沿核糖体从左向右移动B.图示过程需要RNA聚合酶的催化C.图示过程中没有氢键的形成和断裂D.图示过程需要tRNA转运氨基酸
5.D　根据肽链的长度可知,核糖体沿着mRNA从左向右移动,A错误。该过程是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,属于翻译过程,翻译过程不需要RNA聚合酶的催化,B错误。当tRNA携带氨基酸到核糖体时,tRNA上的反密码子会与mRNA上的密码子进行碱基互补配对,形成氢键;tRNA离开核糖体时,tRNA的反密码子与mRNA上的密码子相互分离,二者之间的氢键断裂,C错误、D正确。
(1)正确分清mRNA和肽链的关系
(2)核糖体移动方向的判断
6 图1、图2分别表示遗传信息传递过程中的两个生理过程。下列相关叙述错误的是A.图1、图2所示过程是基因表达过程中的两个重要环节B.图2表示转录,是以DNA片段的一条链为模板合成RNA的过程C.图1表示DNA的复制,是以亲代DNA的两条链为模板合成子代DNA的过程D.图1和图2过程所需的原料不同,但两种原料彻底水解后相同的产物有4种
6.A　图1表示DNA复制过程,图2是转录过程,而基因的表达包括转录和翻译,A错误;图2表示转录,转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,B正确;图1表示DNA的复制,是以亲代DNA的两条链为模板合成子代DNA的过程,得到的两个子代DNA与亲代相同,C正确;DNA复制的原料是脱氧核糖核苷酸,转录的原料是核糖核苷酸,两种原料彻底水解后产物中有4种(磷酸、腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶)相同,D正确。
(1)转录并不是转录整个DNA,只是转录DNA中有遗传效应的片段(基因)。不同种类的细胞,由于基因的选择性表达,转录出的mRNA的种类和数量不同。(2)完成正常使命的RNA易迅速降解,保证生命活动的有序进行。(3)转录的产物不只是mRNA, 还有tRNA和rRNA等。(4)转录的模板:同一DNA分子中,转录的模板链不是固定的一条。也就是说,可能某个基因的转录以DNA的一条链为模板,另一个基因的转录以同一个DNA的另一条链为模板。
7 如图为遗传信息传递和表达的途径,如表为几种抗菌药物的抗菌机制,结合图表分析错误的是A.环丙沙星与红霉素分别抑制①和③过程B.新型冠状病毒存在③和④过程,但必须在宿主细胞中进行C.环丙沙星影响细菌有丝分裂过程中DNA的复制,进而抑制细菌的增殖D.利福平影响细菌内的②过程,可能使mRNA、tRNA和rRNA无法合成
7.C　分析图、表可知,①表示DNA复制,②表示转录,③表示翻译,④表示RNA复制,⑤表示逆转录,环丙沙星能抑制细菌的DNA复制(①过程),红霉素能与核糖体结合,抑制肽链的延伸,因此会抑制细菌的翻译(③过程),A正确。新型冠状病毒属于RNA病毒,能进行RNA复制(④过程)和翻译(③过程),但必须在宿主细胞中进行,B正确。细菌属于原核生物,不能进行有丝分裂,C错误。RNA聚合酶参与转录过程,利福平能抑制细菌RNA聚合酶的活性,进而抑制细菌内的转录(②过程),可能使mRNA、tRNA 和rRNA 无法合成,D正确。
8 (多选)遗传密码的破译是生物学发展史上一个伟大的里程碑。1966年,霍拉纳以人工合成的ACACAC……[简写为(AC)n,以下同]作为体外翻译模板,得到了苏氨酸和组氨酸的多聚体(实验一);以(CAA)n作为模板进行多次实验,获得三种情况,分别是谷氨酰胺、天冬酰胺、苏氨酸的多聚体(实验二),由此得出了苏氨酸的密码子。以下说法正确的是A.体外合成蛋白质时也需要AUG作为起始密码子B.生物界共用一套密码子体现了生命的共同起源C.实验二中的多聚体由3种氨基酸交替连接组成D.综合实验一、二可以得出组氨酸的密码子为CAC
8.BD　结合题意可知,体外合成蛋白质时不需要AUG作为起始密码子,A错误。生物界共用一套密码子体现了生命的共同起源,B正确。实验二中以(CAA)n作为模板,其内的密码子可能有CAA、AAC、ACA三种,因此其合成的多聚体应由谷氨酰胺、天冬酰胺和苏氨酸中的一种连接组成,C错误。实验一说明,组氨酸的密码子可能为ACA或CAC,实验二说明,组氨酸的密码子不是CAA、AAC、ACA,综合实验一和实验二可知,组氨酸的密码子是CAC,D正确。
知识点46　基因表达与性状的关系
1 同一株水毛茛,裸露在空气中的叶和浸在水中的叶,表现出了两种不同的形态:在水中的叶片细小狭长呈丝状;在空气中的叶片扁平宽广呈盘状。下列相关说法不正确的是A.两种形态的叶中细胞的基因组成通常相同B.这两种叶形态的差异可能是由环境因素引起的C.盘状叶是显性性状,丝状叶是隐性性状D.叶片叶肉细胞和表皮细胞形态、结构和功能不同,根本原因是基因的选择性表达
1.C　同一生物体中,不同部位的体细胞内基因组成通常相同,这两种叶形态的差异可能是由环境因素引起的,A、B正确。盘状叶和丝状叶的基因组成相同,没有显隐性关系,C错误。叶片叶肉细胞和表皮细胞形态、结构和功能不同,根本原因是基因的选择性表达,D正确。
2 同一个体的不同细胞在形态、结构和功能上有稳定性的差异,可能与奢侈基因(只在某类细胞中特异性表达的基因)的表达有关,如红细胞中决定血红蛋白合成的基因就属于奢侈基因,该基因控制合成的血红蛋白影响着红细胞的形态和功能。下列关于奢侈基因的叙述正确的是A.只存在于特定的组织细胞中B.是维持细胞基本生命活动所必需的基因C.其表达强度会受到细胞的严格调控D.核糖体蛋白基因和胰岛素基因均为奢侈基因
2.C　同一个体的不同细胞含有的基因相同,只是不同细胞表达的基因不完全相同,A错误。所有细胞中都表达的基因指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的,B错误。奢侈基因的表达强度需要受细胞的严格调控,C正确。核糖体蛋白基因不属于奢侈基因,胰岛素基因属于奢侈基因,D错误。
解答细胞分化类题目时,要注意的三个关键点:(1)细胞分化的标志①分子水平:合成了某种细胞特有的蛋白质,如唾液淀粉酶、胰岛素等。②细胞水平:形成了不同种类的细胞。(2)分化细胞表达的基因①管家基因:所有细胞均表达的一类基因,其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的,如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等。②奢侈基因:不同类型细胞特异性表达的一类基因,其表达产物赋予不同细胞特异性的生理功能,如血红蛋白基因、胰岛素基因等。(3)细胞分化的“变”与“不变”①“变”:蛋白质的种类,细胞的形态、结构和生理功能等。②“不变”:遗传物质等。
3 据图判断下列有关基因与性状关系的叙述,错误的是A.由基因产物呈现的性状①、②、③、④可知同一个基因会影响多种性状B.若性状⑥为对应基因表达出的异常血红蛋白参与组成的镰刀状红细胞,则说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状C.该图可表明基因与性状并非简单的一一对应关系D.若性状⑦表示果蝇的红眼性状,性状⑧表示果蝇的朱红眼性状,则控制性状⑦、⑧的基因是一对等位基因
3.D 由基因产物呈现的性状①、②、③、④可知同一个基因会影响多种性状,A正确。若性状⑥为对应基因表达出的异常血红蛋白参与组成的镰刀状红细胞,则说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,B正确。分析可知,同一基因会影响多种性状,多个基因也能控制同一性状,即基因与性状并非简单的一一对应关系,C正确。等位基因位于同源染色体上同一位置,由图可知控制性状⑦、⑧的基因不是等位基因,D错误。
4 研究表明,柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。A、B两株柳穿鱼体内Lcyc基因的碱基序列完全相同,花明显不同。在开花时,植株A的Lcyc基因表达,植株B的Lcyc基因由于被高度甲基化(Lcyc基因有多个碱基连接了甲基)而不能表达。将植株A、B作为亲本进行杂交,F1的花与植株A相似,F1自交获得的F2中绝大部分植株的花与植株A相似,少部分植株的花与植株B相似。下列叙述错误的是A.细胞中基因表达与否以及表达水平的高低会影响生物体的性状B.植株B的Lcyc基因不能表达的原因是甲基化阻碍了DNA聚合酶发挥作用C.Lcyc基因的高度甲基化可遗传给后代D.同卵双胞胎间的微小差异可能与柳穿鱼花形态结构的差异原因相同
4.B　基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状,细胞中基因表达与否以及表达水平的高低均会影响生物体的性状,A正确。植株B的Lcyc基因不能表达的原因可能是甲基化阻碍了转录的进行,而DNA聚合酶参与的是DNA复制,不参与基因表达,B错误。将植株A、B作为亲本进行杂交,F1中既有被甲基化的基因又有未被甲基化的基因,而F1的花与植株A相似,据此可以判断Lcyc基因的高度甲基化可遗传给后代,C正确。同卵双胞胎的遗传物质相同,二者的微小差异可能是基因表达情况不同,这与柳穿鱼花形态结构的差异原因可能相同,D正确。
5 在一个蜂群中,少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王,而大多数幼虫以花粉和花蜜为食,则发育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基转移酶,能使DNA某些区域添加甲基基团(如图所示)。敲除DNMT3基因后,蜜蜂幼虫将发育成蜂王,这与取食蜂王浆有相同的效果。下列有关叙述错误的是A.DNA甲基化本质上是一种基因突变,从而导致性状改变B.蜜蜂幼虫以蜂王浆为食,导致DNMT3基因被甲基化C.蜂王浆可能会使蜂王细胞中DNMT3基因的表达水平下降D.DNA甲基化可能干扰了RNA聚合酶对DNA相关区域的作用
5.A　DNA甲基化没有改变基因的结构,不属于基因突变,A错误。易错辨析：表观遗传与可遗传变异的区别两者的本质区别在于遗传信息有没有改变。可遗传变异是由遗传信息的变化引起的生物性状的改变,而表观遗传是在遗传信息没有改变的情况下发生的可遗传的性状改变。
6 遗传学家曾做过这样的实验:25 ℃是果蝇幼虫正常的培养温度,将刚孵化的残翅果蝇幼虫放在31 ℃的环境中培养,得到了一些翅长接近正常的果蝇成虫,这些翅长接近正常的果蝇在25 ℃的环境下产生的后代仍然是残翅果蝇。分析以上实验内容, 下列说法错误的是A.31 ℃培养残翅果蝇幼虫得到翅长接近正常的成虫,可能与温度影响了有关酶的活性有关B.将刚孵化的残翅果蝇幼虫放在25 ℃的环境中培养,成虫将仍是残翅C.该实验中残翅果蝇幼虫变成翅长接近正常的成虫的现象属于表观遗传D.果蝇的翅型这一性状是基因和环境共同作用的结果
6.C　温度是影响酶活性的重要因素之一,据此可推测,31 ℃培养残翅果蝇幼虫得到翅长接近正常的成虫,可能是温度影响了有关酶的活性造成的,A正确。25 ℃是果蝇幼虫正常的培养温度,将刚孵化的残翅果蝇幼虫放在25 ℃的环境中培养,成虫将仍是残翅,B正确。题述实验中,31 ℃培养残翅果蝇幼虫得到翅长接近正常的成虫,这些翅长接近正常的果蝇在25 ℃的环境下产生的后代仍然是残翅果蝇,说明该表型不可遗传,该现象不属于表观遗传,C错误。题述实验表明,果蝇的翅型这一性状不仅由基因决定,同时也受环境的影响,D正确。
7 在人群中,有多种遗传病是由苯丙氨酸的代谢缺陷所致。例如苯丙酮尿症表现为苯丙氨酸的代谢产物之一——苯丙酮酸积累,并从尿中大量排出,而苯丙酮酸在脑中积累可阻碍脑的发育,造成智力低下。人体内苯丙氨酸的代谢途径如图所示,下列相关分析错误的是A.酪氨酸属于人体内的非必需氨基酸B.缺乏酶③时,婴儿使用过的尿布会留有黑色污迹(尿黑酸)C.缺乏酶⑤可导致病人又“白”(白化病)又“痴”,缺乏酶①可导致病人只“白”不“痴”D.适当降低奶粉中苯丙氨酸的含量,可减弱苯丙酮酸对患儿神经系统的损害