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五年2018-2022高考生物真题按知识点分类汇编41-遗传信息的翻译(含解析)
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这是一份五年2018-2022高考生物真题按知识点分类汇编41-遗传信息的翻译(含解析),共31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。
五年2018-2022高考生物真题按知识点分类汇编41-遗传信息的翻译(含解析)
一、单选题
1.(2022·全国·高考真题)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现,经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述,错误的是( )
A.有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP
B.线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程
C.线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与
D.线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成
2.(2022·湖南·高考真题)大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强,二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时,核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是( )
A.一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链
B.细胞中有足够的rRNA分子时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子
C.核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡
D.编码该核糖体蛋白的基因转录完成后,mRNA才能与核糖体结合进行翻译
3.(2022·浙江·高考真题)“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
4.(2022·浙江·统考高考真题)羊瘙痒病是感染性蛋白粒子PrPSc引起的。某些羊体内存在蛋白质PrPc,但不发病。当羊感染了PrPSc后,PrPSc将PrPc不断地转变为PrPSc,导致PrPSc积累,从而发病。把患瘙痒病的羊组织匀浆接种到小鼠后,小鼠也会发病。下列分析合理的是( )
A.动物体内的PrPSc可全部被蛋白酶水解
B.患病羊体内存在指导PrPSc合成的基因
C.产物PrPSc对PrPc转变为PrPSc具有反馈抑制作用
D.给PrPc基因敲除小鼠接种PrPSc,小鼠不会发病
5.(2022·辽宁·统考高考真题)水通道蛋白(AQP)是一类细胞膜通道蛋白。检测人睡液腺正常组织和水肿组织中3种AQP基因mRNA含量,发现AQP1和AQP3基因mRNA含量无变化,而水肿组织AQP5基因mRNA含量是正常组织的2.5倍。下列叙述正确的是( )
A.人唾液腺正常组织细胞中AQP蛋白的氨基酸序列相同
B.AQP蛋白与水分子可逆结合,转运水进出细胞不需要消耗ATP
C.检测结果表明,只有AQP5蛋白参与人唾液腺水肿的形成
D.正常组织与水肿组织的水转运速率不同,与AQP蛋白的数量有关
6.(2021·广东·统考高考真题)金霉素(一种抗生素)可抑制tRNA与mRNA的结合,该作用直接影响的过程是( )
A.DNA复制 B.转录 C.翻译 D.逆转录
7.(2021·浙江·统考高考真题)下图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某些氨基酸的部分密码子(5'→3')是:丝氨酸UCU;亮氨酸UUA、CUA;异亮氨酸AUC、AUU;精氨酸AGA。下列叙述正确的是( )
A.图中①为亮氨酸
B.图中结构②从右向左移动
C.该过程中没有氢键的形成和断裂
D.该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中
8.(2021·海南·高考真题)研究发现,人体内某种酶的主要作用是切割、分解细胞膜上的“废物蛋白”。下列有关叙述错误的是( )
A.该酶的空间结构由氨基酸的种类决定
B.该酶的合成需要mRNA、tRNA和rRNA参与
C.“废物蛋白”被该酶切割过程中发生肽键断裂
D.“废物蛋白”分解产生的氨基酸可被重新利用
9.(2021·北京·统考高考真题)下图是马铃薯细胞局部的电镜照片,1~4均为细胞核的结构,对其描述错误的是( )
A.1是转录和翻译的场所 B.2是核与质之间物质运输的通道
C.3是核与质的界膜 D.4是与核糖体形成有关的场所
10.(2021·福建·统考高考真题)水稻等作物在即将成熟时,若经历持续的干热之后又遇大雨天气,穗上的种子就容易解除休眠而萌发。脱落酸有促进种子休眠的作用,同等条件下,种子对脱落酸越敏感,越容易休眠。研究发现,XM基因表达的蛋白发生变化会影响种子对脱落酸的敏感性。XM基因上不同位置的突变影响其蛋白表达的情况和产生的种子休眠效应如下图所示。
下列分析错误的是( )
A.位点1突变会使种子对脱落酸的敏感性降低
B.位点2突变可以是碱基对发生替换造成的
C.可判断位点3突变使XM基因的转录过程提前终止
D.位点4突变的植株较少发生雨后穗上发芽的现象
11.(2021·重庆·高考真题)科学家建立了一个蛋白质体外合成体系(含有人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸、除去了DNA和mRNA的细胞提取液)。在盛有该合成体系的四支试管中分别加入苯丙氨酸、丝氨酸、络氨酸和半胱氨酸后,发现只有加入苯丙氨酸的试管中出现了多肽链。下列叙述错误的是( )
A.合成体系中多聚尿嘧啶核苷酸为翻译的模板
B.合成体系中的细胞提取液含有核糖体
C.反密码子为UUU的tRNA可携带苯丙氨酸
D.试管中出现的多肽链为多聚苯丙氨酸
12.(2020·全国·统考高考真题)细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I),含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时,存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是( )
A.一种反密码子可以识别不同的密码子
B.密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合
C.tRNA分子由两条链组成,mRNA分子由单链组成
D.mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
13.(2020·天津·统考高考真题)对于基因如何指导蛋白质合成,克里克认为要实现碱基序列向氨基酸序列的转换,一定存在一种既能识别碱基序列,又能运载特定氨基酸的分子。该种分子后来被发现是( )
A.DNA
B.mRNA
C.tRNA
D.rRNA
14.(2020·海南·统考高考真题)下列关于人胃蛋白酶基因在细胞中表达的叙述,正确的是( )
A.转录时基因的两条链可同时作为模板
B.转录时会形成DNA-RNA杂合双链区
C.RNA聚合酶结合起始密码子启动翻译过程
D.翻译产生的新生多肽链具有胃蛋白酶的生物学活性
15.(2019·全国·统考高考真题)用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是UUU,若要在体外合成同位素标记的多肽链,所需的材料组合是
①同位素标记的tRNA
②蛋白质合成所需的酶
③同位素标记的苯丙氨酸
④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸
⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液
A.①②④
B.②③④
C.③④⑤
D.①③⑤
16.(2019·浙江·统考高考真题)下列关于遗传信息表达过程的叙述,正确的是
A.一个DNA分子转录一次,可形成一个或多个合成多肽链的模板
B.转录过程中,RNA聚合酶没有解开DNA双螺旋结构的功能
C.多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链
D.编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的脱氧核苷酸组成
17.(2019·天津·统考高考真题)用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸,注入真核细胞,可用于研究
A.DNA复制的场所 B.mRNA与核糖体的结合
C.分泌蛋白的运输 D.细胞膜脂质的流动
18.(2019·海南·统考高考真题)下列与蛋白质、核酸相关的叙述,错误的是( )
A.一个核糖体上可以同时合成多条多肽链
B.一个蛋白质分子可以含有多个金属离子
C.一个mRNA分子可以结合多个核糖体
D.一个DNA分子可以转录产生多个RNA分子
19.(2019·海南·统考高考真题)某种抗生素可以阻止tRNA与mRNA结合,从而抑制细菌生长。据此判断。这种抗生素可直接影响细菌的( )
A.多糖合成
B.RNA合成
C.DNA复制
D.蛋白质合成
20.(2018·浙江·统考高考真题)miRNA 是一种小分子 RNA,某 miRNA 能抑制 W 基因控制的蛋白质(W 蛋白)的合成。某真核细胞内形成该 miRNA 及其发挥作用的过程示意图如下,下列叙述正确的是( )
A.miRNA 基因转录时,RNA 聚合酶与该基因的起始密码子相结合
B.W 基因转录形成的 mRNA 在细胞核内加工后,进入细胞质用于翻译
C.miRNA 与 W 基因 mRNA 结合遵循碱基互补配对原则,即 A 与 T、C 与 G 配对
D.miRNA 抑制 W 蛋白的合成是通过双链结构的 miRNA 直接与 W 基因的 mRNA 结合所致
21.(2019·海南·统考高考真题)下列关于蛋白质合成的叙述错误的是( )
A.蛋白质合成通常从起始密码子开始到终止密码子结束
B.携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点
C.携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合
D.最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA在肽键形成时脱掉氨基酸
二、多选题
22.(2021·湖南·统考高考真题)细胞内不同基因的表达效率存在差异,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达,图中基因A的表达效率高于基因B
B.真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中
C.人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物
D.②过程中,rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子
23.(2021·辽宁·统考高考真题)脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的单链DNA分子。下图为10-23型脱氧核酶与靶RNA结合并进行定点切割的示意图。切割位点在一个未配对的嘌呤核苷酸(图中R所示)和一个配对的嘧啶核苷酸(图中Y所示)之间,图中字母均代表由相应碱基构成的核苷酸。下列有关叙述错误的是( )
A.脱氧核酶的作用过程受温度的影响
B.图中Y与两个R之间通过氢键相连
C.脱氧核酶与靶RNA之间的碱基配对方式有两种
D.利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的转录过程
三、综合题
24.(2022·湖南·高考真题)中国是传统的水稻种植大国,有一半以上人口以稻米为主食。在培育水稻优良品种的过程中,发现某野生型水稻叶片绿色由基因C控制。回答下列问题:
(1)突变型1叶片为黄色,由基因C突变为C1所致,基因C1纯合幼苗期致死。突变型1连续自交3代,F3成年植株中黄色叶植株占______。
(2)测序结果表明,突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变,由5'-GAGAG-3'变为5'-GACAG-3',导致第______位氨基酸突变为______,从基因控制性状的角度解释突变体叶片变黄的机理_____________________________________。(部分密码子及对应氨基酸:GAG谷氨酸;AGA精氨酸;GAC天冬氨酸;ACA苏氨酸;CAG谷氨酰胺)
(3)由C突变为C1产生了一个限制酶酶切位点。从突变型1叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段,用限制酶处理后进行电泳(电泳条带表示特定长度的DNA片段),其结果为图中___(填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(4)突变型2叶片为黄色,由基因C的另一突变基因C2所致。用突变型2与突变型1杂交,子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。能否确定C2是显性突变还是隐性突变?______(填“能”或“否”),用文字说明理由_____________________________________。
25.(2022·山东·高考真题)某种类型的白血病由蛋白P引发,蛋白UBC可使P被蛋白酶识别并降解,药物A可通过影响这一过程对该病起到治疗作用。为探索药物A治疗该病的机理,需构建重组载体以获得融合蛋白FLAG-P和FLAG-P△。P△是缺失特定氨基酸序列的P,FLAG是一种短肽,连接在P或P△的氨基端,使融合蛋白能与含有FLAG抗体的介质结合,但不影响P或P△的功能。
(1)为构建重组载体,需先设计引物,通过PCR特异性扩增P基因。用于扩增P基因的引物需满足的条件是_______、为使PCR产物能被限制酶切割,需在引物上添加相应的限制酶识别序列,该限制酶识别序列应添加在引物的______(填“3'端”或“5'端”)。
(2)PCR扩增得到的P基因经酶切连接插入载体后,与编码FLAG的序列形成一个融合基因,如图甲所示,其中“ATGTGCA”为P基因编码链起始序列。将该重组载体导入细胞后,融合基因转录出的mRNA序列正确,翻译出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正确,但P基因对应的氨基酸序列与P不同。据图甲分析,出现该问题的原因是______。修改扩增P基因时使用的带有EcoRⅠ识别序列的引物来解决该问题,具体修改方案是______。
(3)融合蛋白表达成功后,将FLAG-P、FLAG-P△、药物A和UBC按照图乙中的组合方式分成5组。各组样品混匀后分别流经含FLAG抗体的介质,分离出与介质结合的物质并用UBC抗体检测,检测结果如图丙所示。已知FLAG-P和FLAG-P△不能降解UBC,由①②③组结果的差异推测,药物A的作用是______;由②④组或③⑤组的差异推测,P△中缺失的特定序列的作用是______。
(4)根据以上结果推测,药物A治疗该病的机理是______。
26.(2022·江苏·统考高考真题)科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防,图中①~④示意4种RNA药物的作用机制。请回答下列问题。
(1)细胞核内RNA转录合成以___________为模板,需要___________的催化。前体mRNA需加工为成熟的mRNA,才能转运到细胞质中发挥作用,说明___________对大分子物质的转运具有选择性。
(2)机制①:有些杜兴氏肌营养不良症患者DMD蛋白基因的51外显子片段中发生___________,提前产生终止密码子,从而不能合成DMD蛋白。为治疗该疾病,将反义RNA药物导入细胞核,使其与51外显子转录产物结合形成___________,DMD前体mRNA剪接时,异常区段被剔除,从而合成有功能的小DMD蛋白,减轻症状。
(3)机制②:有些高胆固醇血症患者的PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解,血液中胆固醇含量偏高。转入与PCSK9mRNA特异性结合的siRNA,导致PCSK9mRNA被剪断,从而抑制细胞内的___________合成,治疗高胆固醇血症。
(4)机制③:mRNA药物进入患者细胞内可表达正常的功能蛋白,替代变异蛋白发挥治疗作用。通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒,目的是___________。
(5)机制④:编码新冠病毒S蛋白的mRNA疫苗,进入人体细胞,在内质网上的核糖体中合成S蛋白,经过___________修饰加工后输送出细胞,可作为___________诱导人体产生特异性免疫反应。
(6)接种了两次新型冠状病毒灭活疫苗后,若第三次加强接种改为重组新型冠状病毒疫苗,根据人体特异性免疫反应机制分析,进一步提高免疫力的原因有: ______________________。
27.(2022·重庆·统考高考真题)科学家用基因编辑技术由野生型番茄(HH)获得突变体番茄(hh),发现突变体中DML2基因的表达发生改变,进而影响乙烯合成相关基因ACS2等的表达及果实中乙烯含量(如图I、II),导致番茄果实成熟期改变。请回答以下问题:
(1)图I中,基因h是由基因H编码区第146位碱基后插入一个C(虚线框所示)后突变产生,致使h蛋白比H蛋白少93个氨基酸,其原因是________。基因h转录形成的mRNA上第49个密码子为________。另有研究发现,基因H发生另一突变后,其转录形成的mRNA上有一密码子发生改变,但翻译的多肽链氨基酸序列和数量不变,原因是________。
(2)图II中,t1~t2时段,突变体番茄中DML2基因转录的mRNA相对量低于野生型,推测在该时间段,H蛋白对DML2基因的作用是________。突变体番茄果实成熟期改变的可能机制为:H突变为h后,由于DML2基因的作用,果实中ACS2基因________,导致果实成熟期________(填“提前”或“延迟”)。
(3)番茄果肉红色(R)对黄色(r)为显性。现用基因型为RrHH和Rrhh的番茄杂交,获得果肉为红色、成熟期为突变体性状的纯合体番茄,请写出杂交选育过程(用基因型表示)。
28.(2021·江苏·高考真题)根据新冠病毒致病机制及人体免疫反应特征研制新冠疫苗,广泛接种疫苗可以快速建立免疫屏障,阻击病毒扩大。图1为新冠病毒入侵细胞后的增殖示意图,图2为人体免疫应答产生抗体的一般规律示意图。请据图回答下列问题。
(1)图1中,新冠病毒通过S蛋白与细胞表面的ACE2受体结合,侵入细胞释放出病毒的(+)RNA,在宿主细胞中经____________合成病毒的RNA聚合酶。
(2)在RNA聚合酶的作用下,病毒利用宿主细胞中的原料,按照__________原则合成(-)RNA。随后大量合成新的(+)RNA。再以这些RNA为模板,分别在____________大量合成病毒的N蛋白和S、M、E蛋白。
(3)制备病毒灭活疫苗时,先大量培养表达___________的细胞,再接入新冠病毒扩大培养,灭活处理后制备疫苗。细胞培养时需通入CO2,其作用是______________。
(4)制备S蛋白的mRNA疫苗时,体外制备的mRNA常用脂质分子包裹后才用于接种。原因一是人体血液和组织中广泛存在__________,极易将裸露的mRNA水解,二是外源mRNA分子不易进入人体细胞产生抗原。
(5)第一次接种疫苗后,人体内识别到S蛋白的B细胞,经过增殖和分化,形成的________细胞可合成并分泌特异性识别__________的IgM和IgG抗体(见图2),形成的______细胞等再次接触到S蛋白时,发挥免疫保护作用。
(6)有些疫苗需要进行第二次接种,据图2分析进行二次接种的意义是________。
29.(2021·辽宁·统考高考真题)水稻为二倍体雌雄同株植物,花为两性花。现有四个水稻浅绿叶突变体W、X、Y、Z,这些突变体的浅绿叶性状均为单基因隐性突变(显性基因突变为隐性基因)导致。回答下列问题:
(1)进行水稻杂交实验时,应首先除去__________未成熟花的全部__________,并套上纸袋。若将W与野生型纯合绿叶水稻杂交,F1自交,F2的表现型及比例为__________。
(2)为判断这四个突变体所含的浅绿叶基因之间的位置关系,育种人员进行了杂交实验,杂交组合及F1叶色见下表。
实验分组
母本
父本
F1叶色
第1组
W
X
浅绿
第2组
W
Y
绿
第3组
W
Z
绿
第4组
X
Y
绿
第5组
X
Z
绿
第6组
Y
Z
绿
实验结果表明,W的浅绿叶基因与突变体__________的浅绿叶基因属于非等位基因。为进一步判断X、Y、Z的浅绿叶基因是否在同一对染色体上,育种人员将第4、5、6三组实验的F1自交,观察并统计F2的表现型及比例。不考虑基因突变、染色体变异和互换,预测如下两种情况将出现的结果:
①若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上,结果为__________。
②若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对染色体上,Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上,结果为__________。
(3)叶绿素a加氧酶的功能是催化叶绿素a转化为叶绿素b。研究发现,突变体W的叶绿素a加氧酶基因OsCAO1某位点发生碱基对的替换,造成mRNA上对应位点碱基发生改变,导致翻译出的肽链变短。据此推测,与正常基因转录出的mRNA相比,突变基因转录出的mRNA中可能发生的变化是__________。
30.(2020·全国·统考高考真题)大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后,可形成小肽(短的肽链)。回答下列问题:
(1)在大豆细胞中,以mRNA为模板合成蛋白质时,除mRNA外还需要其他种类的核酸分子参与,它们是______________、______________。
(2)大豆细胞中大多数mRNA和RNA聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞质这两个部位来说,作为mRNA合成部位的是____________,作为mRNA执行功能部位的是______________;作为RNA聚合酶合成部位的是______________,作为RNA聚合酶执行功能部位的是______________。
(3)部分氨基酸的密码子如表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG,则该小肽的氨基酸序列是______________。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换,但小肽的氨基酸序列不变,则此时编码小肽的RNA序列为______________。
氨基酸
密码子
色氨酸
UGG
谷氨酸
GAAGAG
酪氨酸
UACUAU
组氨酸
CAUCAC
31.(2019·江苏·统考高考真题)叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核DNA编码的小亚基共同组装而成,其合成过程及部分相关代谢途径如下图所示。请回答下列问题:
(1)合成酶R时,细胞核DNA编码小亚基的遗传信息__________到RNA上,RNA进入细胞质基质后指导多肽链合成;在叶绿体中,参与大亚基肽链合成的RNA中,种类最多的是__________。
(2)进行光合作用时,组装完成的酶R需ATP参与激活,光能转化为ATP中的化学能是在_________上(填场所)完成的。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物(C3-Ⅰ),C3-I还原为三碳糖(C3-Ⅱ),这一步骤需要__________作为还原剂。在叶绿体中C3-Ⅱ除了进一步合成淀粉外,还必须合成化合物X以维持卡尔文循环,X为__________。
(3)作为光合作用的重要成分,X在叶绿体中的浓度受多种因素调控,下列环境条件和物质代谢过程,与X浓度相关的有__________(填序号)。
①外界环境的CO2浓度
②叶绿体接受的光照强度
③受磷酸根离子浓度调节的C3-Ⅱ输出速度
④酶R催化X与O2结合产生C2化合物的强度
(4)光合作用旺盛时,很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中,假如以大量可溶性糖的形式存在,则可能导致叶绿体__________。
32.(2018·江苏·统考高考真题)长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基,具有多种调控功能的一类RNA分子。下图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式,请回答下列问题:
(1)细胞核内各种RNA的合成都以____为原料,催化该反应的酶是_________。
(2)转录产生的RNA中,提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是________,此过程中还需要的RNA有______。
(3)lncRNA前体加工成熟后,有的与核内______(图示①)中的DNA结合,有的能穿过___(图示②)与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合,发挥相应的调控作用。
(4)研究发现,人体感染细菌时,造血干细胞核内产生的一种lncRNA,通过与相应DNA片段结合,调控造血干细胞的______,增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。该调控过程的主要生理意义是_________。
参考答案:
1.C
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
【详解】A、有氧呼吸的第一阶段场所是细胞质基质,第二、三阶段在线粒体,三个阶段均可产生ATP,故有氧呼吸时细胞质基质和线粒体都可产生ATP,A正确;
B、线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,该阶段氧气和[H]反应生成水,该过程需要酶的催化,B正确;
C、丙酮酸分解为CO2和[H]是有氧呼吸第二阶段,场所是线粒体基质,该过程需要水的参与,不需要氧气的参与,C错误;
D、线粒体是半自主性细胞器,其中含有少量DNA,可以通过转录和翻译控制蛋白质的合成,D正确。
故选C。
2.D
【分析】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。
【详解】A、一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链,以提高翻译效率,A正确;
B、细胞中有足够的rRNA分子时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子,与rRNA分子结合,二者组装成核糖体,B正确;
C、当细胞中缺乏足够的rRNA分子时,核糖体蛋白只能结合到自身mRNA分子上,导致蛋白质合成停止,核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了rRNA和核糖体蛋白数量上的平衡,C正确;
D、大肠杆菌为原核生物,没有核膜,转录形成的mRNA在转录未结束时即和核糖体结合,开始翻译过程,D错误。
故选D。
3.C
【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。
4.D
【分析】基因敲除是用含有一定已知序列的DNA片段与受体细胞基因组中序列相同或相近的基因发生同源重组,整合至受体细胞基因组中并得到表达的一种外源DNA导入技术。它是针对某个序列已知但功能未知的序列,改变生物的遗传基因,令特定的基因功能丧失作用,从而使部分功能被屏蔽,并可进一步对生物体造成影响,进而推测出该基因的生物学功能。
【详解】A、由题干可知PrPSc可将PrPc不断地转变为PrPSc,导致PrPSc在羊体内积累,说明PrPSc不会被蛋白酶水解,A错误;
B、患病羊体内不存在指导PrPSc合成的基因,但存在指导蛋白质PrPc合成的基因,PrPc合成后,PrPSc将PrPc不断地转变为PrPSc,导致PrPSc积累,从而使羊发病,B错误;
C、由题干可知当羊感染了PrPSc后,PrPSc将PrPc不断地转变为PrPSc,导致PrPSc积累,从而使羊发病,说明产物PrPSc对PrPc转变为PrPSc不具有反馈抑制作用,C错误;
D、小鼠的PrPc基因敲除后,不会表达产生蛋白质PrPc,因此小鼠接种PrPSc后,不会出现PrPc转变为PrPSc,也就不会导致PrPSc积累,因此小鼠不会发病,D正确。
故选D。
5.D
【分析】转运蛋白包括通道蛋白和载体蛋白。通道蛋白参与的只是被动运输(易化扩散),在运输过程中并不与被运输的分子或离子相结合,也不会移动,并且是从高浓度向低浓度运输,所以运输时不消耗能量。载体蛋白参与的有主动转运和易化扩散,在运输过程中与相应的分子特异性结合(具有类似于酶和底物结合的饱和效应),自身的构型会发生变化,并且会移动。通道蛋白转运速率与物质浓度成比例,且比载体蛋白介导的转运速度更快。
【详解】A、AQP基因有3种,AQP蛋白应该也有3种,故人唾液腺正常组织细胞中AQP蛋白的氨基酸序列不相同,A错误;
B、AQP蛋白一类细胞膜水通道蛋白,故不能与水分子结合,B错误;
C、根据信息:AQP1和AQP3基因mRNA含量无变化,而水肿组织AQP5基因mRNA含量是正常组织的2.5倍,可知AQP5基因mRNA含量在水肿组织和正常组织有差异,但不能说明只有AQP5蛋白参与人唾液腺水肿的形成,C错误;
D、AQP5基因mRNA含量在水肿组织和正常组织有差异,故形成的AQP蛋白的数量有差异,导致正常组织与水肿组织的水转运速率不同,D正确。
故选D。
6.C
【分析】1、转录是指以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程。
2、翻译是指以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。
3、DNA复制是指以亲代DNA为模板,按照碱基互补配对原则,合成子代DNA的过程。
4、逆转录是指以RNA为模板,按照碱基互补配对原则,合成DNA的过程。
【详解】分析题意可知,金霉素可抑制tRNA与mRNA的结合,使tRNA不能携带氨基酸进入核糖体,从而直接影响翻译的过程,C正确。
故选C。
7.B
【分析】分析图示可知,图示表示遗传信息表达中的翻译过程,①表示氨基酸,②表示核糖体,图中携带氨基酸的tRNA从左侧移向核糖体,空载tRNA从右侧离开核糖体,据此分析。
【详解】A、已知密码子的方向为5'→3',由图示可知,携带①的tRNA上的反密码子为UAA,与其互补配对的mRNA上的密码子为AUU,因此氨基酸①为异亮氨酸,A错误;
B、由图示可知,tRNA的移动方向是由左向右,则结构②核糖体移动并读取密码子的方向为从右向左,B正确;
C、互补配对的碱基之间通过氢键连接,图示过程中,tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对时有氢键的形成,tRNA离开核糖体时有氢键的断裂,C错误;
D、细胞核内不存在核糖体,细胞核基质中不会发生图示的翻译过程,D错误。
故选B。
8.A
【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,大多数为蛋白质。
【详解】A、根据题意可知:该酶的化学本质为蛋白质,蛋白质空间结构具有多样性的原因是氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构不同造成的,A错误;
B、根据题意可知:该酶的化学本质为蛋白质,合成蛋白质要经过转录和翻译过程,mRNA、tRNA和rRNA都参与了翻译过程,因此该酶的合成需要mRNA、tRNA和rRNA参与,B正确;
C、“废物蛋白”被该酶切割的过程中会发生分解,肽键断裂,C正确;
D、氨基酸是蛋白质的基本单位,因此“废物蛋白”分解产生的氨基酸可被重新利用,D正确。
故选A。
9.A
【分析】据图分析,1~4均为细胞核的结构,则1是染色质,2是核孔,3是核膜,4是核仁,据此分析作答。
【详解】A、1是染色质,细胞核是DNA复制和转录的主要场所,翻译的场所是核糖体,A错误;
B、2是核孔,核孔是核与质之间物质运输的通道,具有选择透过性,B正确;
C、3是核膜,是核与质的界膜,为细胞核提供了一个相对稳定的环境,C正确;
D、4是核仁,真核细胞中核仁与核糖体的形成有关,D正确。
故选A。
10.C
【分析】1、在植物的生长发育过程和适应环境变化的过程中,各种激素并不是孤立地起作用,而是多种激素相互作用共同调节的;生长素既能促进生长也能抑制生长,既能促进发芽也能抑制发芽,既能防止落花落果也能疏花疏果;赤霉素的主要作用是促进细胞伸长,从而引起植物的增高,促进种子的萌发和果实的发育;脱落酸的主要作用是抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落;乙烯的主要作用是促进果实成熟;细胞分裂素的主要作用是促进细胞分裂。
2、分析图表可知,XM蛋白可使种子对脱落酸的敏感性增强。
【详解】A、种子正常休眠,主要由脱落酸起作用,而位点1突变则无XM蛋白产生,休眠减少,可推测脱落酸作用减弱,即敏感性降低,A正确;
B、比较表中位点2突变和无突变表达的蛋白质图示,蛋白质长度相同,只是中间有一小段氨基酸序列不同,可推测该突变可能是碱基对发生替换造成的,B正确;
C、比较表中位点3突变和无突变表达的蛋白质图示,蛋白质长度变短,可推测模板mRNA上的终止密码提前,翻译提前终止,C错误;
D、位点4突变是XM蛋白的表达倍增,使得种子对脱落酸的敏感性增强,雨后穗上的种子不易解除休眠而萌发,D正确。
故选C。
11.C
【分析】1.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。
2.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、翻译过程以氨基酸为原料,以转录过程产生的mRNA为模板,所以在人工合成体系中多聚尿嘧啶核苷酸为翻译的模板,A正确;
B、翻译需要核糖体的参与,所以人工合成体系中的细胞提取液含有核糖体,才能开始翻译过程,B正确;
C、该实验不能证明苯丙氨酸的反密码子是UUU,题目中并未描述关于密码子与反密码子的信息,C错误;
D、加入苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链,因此,该实验说明在多聚尿嘧啶序列编码指导下合成了苯丙氨酸组成的肽链,D正确。
故选C。
12.C
【分析】分析图示可知,含有CCI反密码子的tRNA转运甘氨酸,而反密码子CCI能与mRNA上的三种密码子(GGU、GGC、GGA)互补配对,即I与U、C、A均能配对。
【详解】A、由图示分析可知,I与U、C、A均能配对,因此含I的反密码子可以识别多种不同的密码子,A正确;
B、密码子与反密码子的配对遵循碱基互补配对原则,碱基对之间通过氢键结合,B正确;
C、由图示可知,tRNA分子由单链RNA经过折叠后形成三叶草的叶形,C错误;
D、由于密码子的简并性,mRNA中碱基的改变不一定造成所编码氨基酸的改变,从图示三种密码子均编码甘氨酸也可以看出,D正确。
故选C。
13.C
【分析】细胞内的核酸包括DNA和RNA,RNA包括rRNA、tRNA和mRNA。
【详解】A、DNA是细胞的遗传物质,主要在细胞核中,不能运载氨基酸,A错误;
B、mRNA以DNA分子一条链为模板合成,将DNA的遗传信息转运至细胞质中,不能运载氨基酸,B错误;
C、tRNA上的反密码子可以和mRNA上的密码子配对,tRNA也能携带氨基酸,C正确;
D、rRNA是组成核糖体的结构,不能运载氨基酸,D错误。
故选C。
【点睛】解答本题的关键是抓住题干中“这种分子可以运载氨基酸”进行作答。
14.B
【分析】胃蛋白酶基因存在于所有细胞中,胃蛋白酶基因在胃细胞中选择性表达,其通过转录和翻译控制胃蛋白酶的合成;转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA分子的过程,主要发生在细胞核中,以核糖核苷酸为原料;翻译是以mRNA为模板,以氨基酸为原料模板合成蛋白质的过程,发生在核糖体上。
【详解】A、转录是以DNA(基因)的一条链为模板的,A错误;
B、转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA分子的过程,会形成DNA-RNA杂合双链区,B正确;
C、RNA聚合酶结合启动子启动转录过程,C错误;
D、翻译产生的新生多肽链还需要经过加工才能成为具有生物学活性的胃蛋白酶,D错误。
故选B。
15.C
【分析】分析题干信息可知,合成多肽链的过程即翻译过程。翻译过程以mRNA为模板(mRNA上的密码子决定了氨基酸的种类),以游离的氨基酸为原料,以tRNA作为转运氨基酸的运载体,以核糖体为合成车间,在有关酶、能量(ATP供能)及其他适宜条件(温度、pH)作用下合成多肽链。
【详解】翻译的原料是氨基酸,要想让多肽链带上放射性标记,应该用同位素标记的氨基酸(苯丙氨酸)作为原料,而tRNA作为转运氨基酸的运载体不需要进行标记,①错误、③正确;合成蛋白质需要模板,由题知苯丙氨酸的密码子是UUU,因此可以用人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸作模板,同时要除去细胞中原有DNA和mRNA的干扰,④、⑤正确;除去了DNA和mRNA的细胞裂解液模拟了细胞中的真实环境,其中含有核糖体、tRNA、催化多肽链合成的酶等,因此不需要再加入蛋白质合成所需的酶,故②错误。综上所述,ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
16.A
【分析】遗传信息的表达主要包括复制、转录和翻译,基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程,以DNA分子的一条链作为模板合成RNA,在真核细胞中主要在发生细胞核中。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所为核糖体。
【详解】一个DNA分子转录一次,形成的mRNA需要进行剪切加工,可能合成一条或多条模板链,A选项正确;转录过程中,RNA聚合酶兼具解旋功能故不需要DNA解旋酶参与转录,B选项错误;在转录过程中,mRNA上可附着多个核糖体进行翻译,得到数条相同的mRNA,而不是共同合成一条多肽链,C选项错误;mRNA由核糖核苷酸构成,不具有脱氧核苷酸,D选项错误。
17.A
【分析】本题利用同位素标记法对DNA的复制、蛋白质的合成和运输及细胞膜的结构和功能等有关知识进行综合考查。DNA复制需要脱氧核苷酸作为原料;mRNA与核糖体结合,翻译形成蛋白质;分泌蛋白的运输需要内质网和高尔基体形成囊泡运输;细胞膜脂质的流动与物质跨膜运输有关。
【详解】胸腺嘧啶为DNA特有的碱基,将其标记后合成的脱氧核苷酸是DNA复制的原材料,故可利用其研究DNA复制的场所,A正确;mRNA的基本单位是核糖核苷酸,故用标记的脱氧核苷酸不能研究 mRNA与核糖体的结合,B错误;分泌蛋白的需要内质网的加工,形成囊泡运到高尔基体,加工、分类和包装,形成分泌小泡,通过细胞膜胞吐运出,与脱氧核苷酸无关,C错误;细胞膜中的脂质不含脱氧核苷酸,其流动与脱氧核苷酸无关,D错误。因此,本题答案选A。
【点睛】解答本题关键要熟悉细胞中不同的生理活动的具体过程,来判断是否需要脱氧核苷酸作为原料。
18.A
【分析】蛋白质的基本单位是氨基酸,组成蛋白质的氨基酸中心碳原子上至少连有一个氨基和一个羧基,不同氨基酸的区别在于R基不同。
基因控制蛋白质的合成,包括转录和翻译两个阶段。转录是以DNA的一条链为模板,利用四种游离的核糖核苷酸,在RNA聚合酶的作用下合成RNA的过程。翻译的模板是mRNA,原料是氨基酸,产物为蛋白质。
【详解】一个核糖体上一次只能合成一条多肽链,A错误;一个蛋白质分子可以含有多个金属离子,如一个血红蛋白含有四个铁离子,B正确;一个mRNA分子可以结合多个核糖体,合成多条多肽链,C正确;一个DNA分子上含有多个基因,不同基因可以转录产生多个RNA分子,D正确。故选A。
19.D
【分析】转录以DNA的一条链为模板合成RNA。
翻译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。
【详解】多糖合成不需要经过tRNA与mRNA结合,A不符合题意;RNA合成可以通过转录或RNA复制的方式,均不需要tRNA与mRNA结合,B不符合题意;DNA复制需要经过DNA与相关酶结合,不需要经过tRNA与mRNA结合,C不符合题意;翻译过程需要经过tRNA与mRNA结合,故该抗生素可能通过作用于翻译过程影响蛋白质合成,D符合题意。故选D。
20.B
【分析】本题以“某真核细胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图”为情境,考查学生对遗传信息的转录和翻译等相关知识的识记和理解能力。解决此类问题需要学生熟记并理解相关的基础知识,系统、全面地构建知识网络,据此从图示中提取信息准确判断各选项。本题的易错点在于因混合了密码子与启动子的内涵而导致对A选项的误判:密码子位于mRNA上,起始密码为翻译的起始点;启动子位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录出mRNA。
【详解】A、miRNA基因转录时,RNA聚合酶与该基因首端的启动子相结合,A错误;
B、真核细胞内W基因转录形成的mRNA在细胞核内加工后,进入细胞质用于翻译,B正确;
C、miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则,即A与U、C与G配对,C错误;
D、miRNA抑制W蛋白的合成,是通过单链结构的miRNA与蛋白质结合形成的miRNA蛋白质复合物直接与W基因的mRNA结合所致,D错误。
故选B。
21.C
【分析】翻译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。场所为核糖体。
【详解】蛋白质合成中,翻译的模板是mRNA,从起始密码子开始到终止密码子结束,A正确;核糖体同时占据两个密码子位点,携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点,通过反密码子与密码子进行互补配对,B正确、C错误;最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA在肽键形成时脱掉氨基酸,继续运输其他氨基酸,D正确。故选C。
22.ABC
【分析】基因的表达的产物是蛋白质,包括转录和翻译两个过程,图中①为转录过程,②为翻译过程。
【详解】A、基因的表达包括转录和翻译两个过程,图中基因A表达的蛋白质分子数量明显多于基因B表达的蛋白质分子,说明基因A表达的效率高于基因B,A正确;
B、核基因的转录是以DNA的一条链为模板转录出RNA的过程,发生的场所为细胞核,翻译是以mRNA为模板翻译出具有氨基酸排列顺序的多肽链,翻译的场所发生在细胞质中的核糖体,B正确;
C、三种RNA(mRNA、rRNA、tRNA)都是以DNA中的一条链为模板转录而来的,C正确;
D、反密码子位于tRNA上,rRNA是构成核糖体的成分,不含有反密码子,D错误。
故选ABC。
【点睛】
23.BCD
【分析】基因控制蛋白质的合成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mRNA的过程,主要在细胞核中进行;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,发生在核糖体上。
【详解】A、脱氧核酶的本质是DNA,温度会影响脱氧核酶的结构,从而影响脱氧核酶的作用,A正确;
B、图示可知,图中Y与两个R之间通过磷酸二酯键相连,B错误;
C、脱氧核酶本质是DNA,与靶RNA之间的碱基配对方式有A-U、T-A、C-G、G-C四种,C错误;
D、利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的翻译过程,D错误。
故选BCD。
【点睛】
24.(1)2/9
(2) 243 谷氨酰胺 基因突变影响与色素形成有关酶的合成,导致叶片变黄
(3)Ⅲ
(4) 能 若C2是隐性突变,则突变型2为纯合子,则子代CC2表现为绿色,C1C2表现为黄色,子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若突变型2为显性突变,突变型2(C2C)与突变型1(CC1)杂交,子代表型及比例应为黄∶绿=3∶1,与题意不符
【分析】(1)基因突变具有低频性,一般同一位点的两个基因同时发生基因突变的概率较低;
(2)mRNA中三个相邻碱基决定一个氨基酸,称为一个密码子。
【详解】(1)突变型1叶片为黄色,由基因C突变为C1所致,基因C1纯合幼苗期致死,说明突变型1应为杂合子,C1对C为显性,突变型1自交1代,子一代中基因型为1/3CC、2/3CC1,子二代中3/5CC、2/5CC1,F3成年植株中黄色叶植株占2/9。
(2)突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变,由5'-GAGAG-3'变为5'-GACAG-3',突变位点前对应氨基酸数为726/3=242,则会导致第243位氨基酸由谷氨酸突变为谷氨酰胺。叶片变黄是叶绿体中色素含量变化的结果,而色素不是蛋白质,从基因控制性状的角度推测,基因突变影响与色素形成有关酶的合成,导致叶片变黄。
(3)突变型1应为杂合子,由C突变为C1产生了一个限制酶酶切位点。Ⅰ应为C酶切、电泳结果,II应为C1酶切、电泳结果,从突变型1叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段,用限制酶处理后进行电泳,其结果为图中Ⅲ。
(4)用突变型2(C2_)与突变型1(CC1)杂交,子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若C2是隐性突变,则突变型2为纯合子,则子代CC2表现为绿色,C1C2表现为黄色,子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若突变型2为显性突变,突变型2(C2C)与突变型1(CC1)杂交,子代表型及比例应为黄∶绿=3∶1,与题意不符。故C2是隐性突变。
25.(1) 能与P基因母链的一段碱基序列互补配对、短单链核酸
5'端
(2) P基因编码链的第一个碱基与EcoRⅠ识别序列的最后两个碱基编码一个氨基酸,导致mRNA的密码子被错位读取。
在引物中的EcoRⅠ识别序列3'端添加1个碱基
(3) 增强FLAG-P与UBC的结合 参与P与UBC的结合
(4)药物A通过增强P与UBC结合促进P降解。
【分析】PCR过程:①变性:当温度上升到90℃以上时,双链DNA解旋为单链;②温度下降到50℃左右时,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合;③延伸:当温度上升到72℃左右时,溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下,根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
(1)
引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单链核苷酸,因此设计扩增P基因的引物,需要两种引物分别与两条模板链3'端的碱基序列互补。DNA聚合酶延伸时,是将脱氧核苷酸加到引物的3'端,为了不破坏目的基因,该限制酶识别序列应添加在引物的5'端。
(2)
融合基因转录出的mRNA序列正确,翻译出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正确,但P基因对应的氨基酸序列与P不同,说明P基因翻译时出错。由图可看出,在转录出的mRNA中,限制酶识别序列对应的最后两个碱基与P基因对应的第一个碱基构成一个密码子,导致读码框改变,翻译出的氨基酸序列改变,可通过在EcoRⅠ识别序列3'端添加1个碱基,使其碱基数目加上FLAG的碱基数目为3的倍数,这样能保证P基因转录出的mRNA上的读码框不改变,能够正常翻译。
(3)
①组仅添加UBC,处理后,用UBC抗体检测,不出现杂交带;②组添加UBC和FLAG-P,出现杂交带;③组添加UBC、药物A和FLAG-P,杂交带更加明显,说明药物A的作用是促进UBC与FLAG-P的结合。由②④组或③⑤组的差异在于②③组使用FLAG-P,出现杂交带;④⑤组使用FLAG-P△,不出现杂交带,据此推测P△中缺失的特定序列是与UBC结合的关键序列。
(4)
根据(3)的分析推测,药物A促进UBC与FLAG-P的结合,从而促进蛋白P被蛋白酶识别并降解,达到治疗的目的。
【点睛】本题难点在于分析翻译出错的原因,需要结合翻译相关知识对图进行仔细分析方可得出结论。
26.(1) DNA的一条链 RNA聚合酶 核孔
(2) 基因突变 双链RNA
(3)PCSK9蛋白
(4)利于mRNA药物进入组织细胞
(5) 内质网和高尔基体 抗原
(6)可激发机体的二次免疫过程,能产生更多的抗体和记忆细胞
【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。
【详解】(1)转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程需要RNA聚合酶的催化;mRNA需要加工为成熟mRNA后才能被转移到细胞质中发挥作用,该过程是通过核孔进行的,说明核孔对大分子物质的转运具有选择性。
(2)若DMD蛋白基因的51外显子片段中发生基因突变,即发生碱基对的增添、替换或缺失,可能导致mRNA上的碱基发生改变,终止密码提前出现,从而不能合成DMD蛋白而引发杜兴氏肌营养不良;治疗该疾病,将反义RNA药物导入细胞核,使其与51外显子转录产物结合形成双链RNA,DMD前体mRNA剪接时,异常区段被剔除,从而合成有功能的小DMD蛋白,减轻症状。
(3)高胆固醇是由于胆固醇含量过高引起的,转入与PCSK9mRNA特异性结合的siRNA,导致PCSK9mRNA不能发挥作用,即不能作为模板翻译出PCSK9蛋白,密度脂蛋白的内吞受体降解减慢,从而使胆固醇含量正常。
(4)通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒,脂质体与细胞膜的基本结构类似,利于mRNA药物进入组织细胞。
(5)新冠病毒的S蛋白属于膜上的蛋白,膜上的蛋白质在核糖体合成后,还需要经过内质网和高尔基体的修饰加工后输送出细胞;疫苗相当于抗原,可诱导人体产生特异性免疫反应。
(6)接种了两次新型冠状病毒灭活疫苗后,若第三次加强接种改为重组新型冠状病毒疫苗,由于该疫苗可激发机体的二次免疫过程,能产生更多的抗体和记忆细胞,故可以进一步提高免疫力。
27.(1) 翻译的过程中提前遇见终止密码子 GCC 密码子具有简并性
(2) 促进DML2基因的转录过程 促进DML2基因的转录过程 延迟
(3)将RrHH×Rrhh的番茄杂交,获得基因型为RRHh、RrHh、rrHh的F1代,然后让红果(RRHh、RrHh)分别自交,基因型RRHh自交,获得RRhh得到RRH_,从中选出RRhh,红果且成熟期晚的就是RRhh。
【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聚合酶催化,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】(1)由图I可知:基因h是由基因H编码区第146位碱基后插入一个C后突变产生,插入一个C后导致基因h后的碱基排列顺序发生改变,即终止密码子的位置提前,导致翻译过程提前终止,所以致使h蛋白比H蛋白少93个氨基酸;密码子是由位于mRNA上的3个相邻的碱基决定的,基因h是由基因H编码区第146位碱基后插入一个C后突变产生,插入一个C后就变成了147位的碱基,所以基因h转录形成的mRNA上第49个密码子为GCC;由于密码子具有简并性,当基因H发生另一突变后,其转录形成的mRNA上有一密码子发生改变,但翻译的多肽链氨基酸序列和数量不变。
(2)由图II可知:t1~t2时段,野生型番茄(HH)中有H蛋白,促进DML2基因转录的mRNA相对量高,突变体(hh)番茄中没有H蛋白,DML2基因转录的mRNA相对量低,说明H蛋白促进DML2基因的转录过程;H突变为h后,突变体(hh)ACS2基因中mRNA相对量下降,所以推测由于DML2基因的作用,导致果实中ACS2基因的含量下降,导致果实成熟期延迟。
(3)现用基因型为RrHH和Rrhh的番茄杂交,获得果肉为红色、成熟期为突变体性状的纯合体番茄,可将RrHH×Rrhh的番茄杂交,获得基因型为RRHh、RrHh、rrHh的F1代,让RRHh、RrHh分别自交,基因型RRHh自交,获得RRHh得到RRH_,从中选出RRhh,红果且成熟期晚的就是RRhh。
28.(1)翻译
(2) 碱基互补配对 游离核糖体和粗面内质网上的核糖体
(3) ACE2受体 维持培养液的酸碱度
(4)RNA酶
(5) 浆 新冠病毒S蛋白 记忆
(6)激发再次应答在人体内产生更多维持时间更长的抗体,并储备更多的记忆细胞
【分析】由图可知,新冠病毒通过S蛋白与细胞表面的ACE2受体结合,侵入细胞释放出病毒的(+)RNA,在宿主细胞中经翻译合成病毒的RNA聚合酶,参与宿主细胞内合成病毒的RNA。
【详解】(1)结合分析可知,新冠病毒侵入细胞后释放出病毒的(+)RNA,在宿主细胞中经翻译合成病毒的RNA聚合酶。
(2)在RNA聚合酶的作用下,病毒利用宿主细胞中的原料,按照碱基互补配对原则合成(-)RNA;随后再通过复制合成大量新的(+)RNA,再以这些RNA为模板,分别在游离核糖体和粗面内质网上的核糖体大量合成病毒的N蛋白和S、M、E蛋白。
(3)病毒表面的蛋白质可作为抗原激发机体的特异性免疫过程,制备新冠病毒灭活疫苗时,先大量培养能够表达ACE2受体的细胞,再接入新冠病毒扩大培养,经灭活处理后制备疫苗;动物细胞培养时常需通入CO2,其目的是维持培养液的酸碱度。
(4)由于人体血液和组织中广泛存在RNA酶极易将裸露的mRNA水解,另外外源mRNA分子不易进入人体细胞产生抗原,因此,制备S蛋白的mRNA疫苗时,体外制备的mRNA常用脂质分子包裹后才用于接种。
(5)第一次接种疫苗后,刺激B细胞增殖和分化,形成的浆细胞可合成并分泌特异性识别新冠病毒S蛋白的IgM和IgG抗体,并产生记忆细胞;当再次接触到S蛋白时,记忆细胞增殖分化,产生大量浆细胞,分泌大量抗体,发挥免疫保护作用。
(6)进行二次接种的意义:激发再次应答在人体内产生更多维持时间更长的抗体,并储备更多的记忆细胞。
【点睛】本题结合COVID-19病毒在宿主细胞内增殖的过程图,考查遗传信息的转录和翻译、碱基互补配对原则的应用及免疫的预防等知识,首先要求考生识记遗传信息转录和翻译过程,能准确判断图中各过程及各物质的名称,掌握特异性免疫过程,免疫预防等方面知识。
29.(1) 母本
雄蕊
绿叶:浅绿叶=3:1
(2) Y、Z 三组均为绿叶:浅绿叶=1:1 第4组绿叶:浅绿叶=1:1;第5组和第6组绿叶:浅绿叶=9:7
(3)终止密码提前出现
【分析】基因自由组合定律的实质:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】(1)水稻为雌雄同株两性花,利用水稻进行杂交时,应先除去母本未成熟花的全部雄蕊(防止自花受粉),并套袋,防止外来花粉干扰。若将浅绿叶W(隐性纯合)与野生型纯合绿叶水稻杂交,F1为杂合子,自交后代F2的表现型及比例为绿叶:浅绿叶=3:1。
(2)分析表格:W、X、Y、Z均为单基因隐性突变形成的浅绿叶突变体,第1组W、X杂交,F1仍为浅绿叶,说明W和X为相同隐性基因控制;第2组W、Y杂交,第3组W、Z杂交,F1均表现绿叶,说明W的浅绿叶基因与Y、Z不是同一基因,即属于非等位基因。设W(X)的浅绿叶基因为a,Y的浅绿叶基因为b,Z的浅绿叶基因为c,当任何一对隐性基因纯合时就表现为浅绿叶。
①若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上,则第4组为X(aaBBCC)×Y(AAbbCC),F1基因型为AaBbCC,F1产生的配子为aBC、AbC,自交后代F2为1aaBBCC(浅绿叶)、1AAbbCC(浅绿叶)、2AaBbCC(绿叶),即绿叶:浅绿叶=1:1;同理第5组和第6组的结果也是绿叶:浅绿叶=1:1。
②若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对染色体上,Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上,则第4组为X(aaBBCC)×Y(AAbbCC),结果与上一小问X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上时相同,即绿叶:浅绿叶=1:1;第5组为X(aaBBCC)×Z(AABBcc),F1基因型为AaBBCc,F1产生配子时,A、a和C、c可以进行自由组合,产生4种配子,自交后代F2符合9:3:3:1,由于何一对隐性基因纯合时就表现为浅绿叶,则F2的表现型为绿叶:浅绿叶=9:7;第6组为Y(AAbbCC)×Z(AABBcc),F1基因型为AABbCc,F1产生配子时,B、b和C、c可以进行自由组合,F2结果与第5组相同,即绿叶:浅绿叶=9:7。
(3)分析题意可知,OsCAO1基因某位点发生碱基对的替换,造成mRNA上对应位点碱基发生改变,有可能使终止密码提前出现,导致翻译出的肽链变短。
【点睛】本题结合可遗传变异,考查基因的分离定律和基因的自由组合定律的相关知识,解题本题关键是根据杂交实验的表格获取到基因类型和所在位置,再结合所学知识解决问题。
30. rRNA tRNA 细胞核 细胞质 细胞质 细胞核 酪氨酸-谷氨酸-组氨酸-色氨酸 UAUGAGCACUGG
【分析】翻译:
1、概念: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。
2、场所:核糖体。
3、条件:①模板:mRNA; ②原料:氨基酸; ③酶; ④能量;⑤tRNA
4、结果:形成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。
【详解】(1)翻译过程中除了需要mRNA外,还需要的核酸分子有组成核糖体的rRNA和运输氨基酸的tRNA。
(2)就细胞核和细胞质这两个部位来说,mRNA是在细胞核内以DNA的一条链为模板合成的,合成后需进入细胞质翻译出相应的蛋白质。RNA聚合酶的化学本质是蛋白质,在细胞质中合成后,进入细胞核用于合成RNA。
(3)根据该小肽的编码序列和对应的部分密码子表可知,该小肽的氨基酸序列是:酪氨酸-谷氨酸-组氨酸-色氨酸。由于谷氨酸、酪氨酸、组氨酸对应的密码子各有两种,故可知对应的DNA序列有3处碱基发生替换后,氨基酸序列不变,则形成的编码序列为UAUGAGCACUGG。
【点睛】本题考查蛋白质合成的相关知识,要求考生能够识记蛋白质的合成过程以及密码子的相关知识,结合实例准确答题。
31. 转录 tRNA 类囊体 [H] C5(五碳化合物) ①②③④ 吸水涨破
【分析】分析图示:细胞核中的DNA通过转录形成RNA,RNA通过核孔出细胞核,进入细胞质,在核糖体上进行翻译形成小亚基。
叶绿体中的DNA通过转录形成RNA,在叶绿体中的核糖体上进行翻译形成大亚基。大亚基和小亚基组合形成酶R,催化二氧化碳的固定形成C3。
【详解】(1)通过分析可知,细胞核DNA编码小亚基的遗传信息转录到RNA上,RNA通过核孔进入细胞质中,在核糖体上翻译形成小亚基。叶绿体编码大亚基DNA的遗传信息转录到RNA上后,通过翻译过程指导大亚基合成;在翻译过程中,需要一种mRNA为模板,参与运载氨基酸的tRNA最多有61种,故需要RNA种类最多的是tRNA。
(2)光合作用过程中合成ATP是在叶绿体的类囊体薄膜上完成。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物(C3-I),C3-I 还原为三碳糖(C3-II),需要[H]作为还原剂。C3的还原的产物除了C3-Ⅱ外,还有C5,因此X为C5(五碳化合物)。
(3)①外界环境的CO2浓度,直接影响二氧化碳的固定,间接影响C3的还原,进而影响C5的浓度,故①符合题意;②叶绿体接受的光照强度,直接影响光反应产生的[H]和ATP,间接影响C3的还原,进而影响C5的浓度,故②符合题意;③磷酸根离子浓度,直接影响ATP的合成,间接影响C3的还原以及C3-II输出速度,进而影响C5的浓度,故③符合题意;④酶R催化X与02结合产生C2化合物的强弱,直接影响酶R催化二氧化碳的固定,间接影响C3的还原,进而影响C5的浓度,故④符合题意;故选①②③④。
(4)光合作用合成的糖类,如以大量可溶性糖的形式存在,则可能使叶绿体内溶液的浓度升高,渗透压增大,进而导致叶绿体吸水涨破。
【点睛】本题结合图示主要考查光合作用和基因的表达相关知识,强化学生对相关知识的理解与运用。
32. 四种核糖核苷酸 RNA聚合酶 mRNA(信使RNA) tRNA和rRNA(转运RNA和核糖体RNA) 染色质 核孔 分化 增强人体的免疫抵御能力
【分析】据图分析,图中①表示染色质,主要由DNA和蛋白质组成;②表示核孔,是大分子进出细胞核的通道,具有选择性。DNA通过转录形成RNA,mRNA为模板通过翻译形成蛋白质,图中lncRNA是DNA通过转录形成的,其可以与染色质上的DNA分子结合,也可以通过核孔与细胞质中的蛋白质和RNA结合。
【详解】(1)细胞核中的RNA都是以DNA为模板转录形成的,该过程需要RNA聚合酶的催化,原料是四种核糖核苷酸。
(2)转录可以形成mRNA、tRNA和rRNA,其中mRNA是翻译的模板,可以提供信息指导氨基酸分子合成多肽链;tRNA在翻译中作为运输氨基酸的工具;rRNA是核糖体的组成成分。
(3)根据以上分析可知,lncRNA前体加工成熟后,可以与染色质上的DNA分子结合,也可以通过核孔与细胞质中的蛋白质和RNA结合。
(4)根据题意分析,人体感染细菌时,造血干细胞核内产生的一种lncRNA,通过与相应DNA片段结合后,血液中产生了单核细胞、中性粒细胞等多种吞噬细胞,说明其调控了造血干细胞的分化;吞噬细胞属于免疫细胞,因此该调控过程的主要生理意义是增强人体的免疫抵御能力。
【点睛】解答本题的关键是掌握转录和翻译的概念和过程,根据图形判断图中两个数字代表的物质或结构名称以及lncRNA形成后发挥作用的机理。
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