人教版 (2019)必修2《遺傳與進化》第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成優(yōu)秀當(dāng)堂檢測題-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

?4.1 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

目標導(dǎo)航

教學(xué)目標
課程標準
目標解讀
概述DNA分子的遺傳信息通過RNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。
1. 概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。
2. 計算DNA堿基數(shù)目、RNA堿基數(shù)目與氨基酸數(shù)目之間的對應(yīng)關(guān)系。
3. 闡明中心法則的具體內(nèi)容，認同科學(xué)是不斷發(fā)展的。
4. 基于地球上幾乎所有的生物都共用一套遺傳密碼的事實，認同當(dāng)今生物可能有著共同的起源。
教學(xué)重點
1. 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。
2. 中心法則的具體內(nèi)容。
教學(xué)難點
遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。

知識精講

知識點01 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄與翻譯

1.理解基因表達的概念
基因轉(zhuǎn)錄形成RNA產(chǎn)物（轉(zhuǎn)錄）以及mRNA被翻譯為蛋白質(zhì)產(chǎn)物（翻譯）的過程都稱為基因表達。
2.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄

3.遺傳信息的翻譯
真核細胞中mRNA合成后必須經(jīng)加工成為成熟mRNA后才能離開細胞核，參與翻譯過程。
（1）密碼子和反密碼子

①密碼子存在于mRNA上，為相鄰3個堿基組成，共有64種。決定氨基酸的密碼子有61種；
特點：一種密碼子只能決定1種氨基酸；
一種氨基酸可以由多種密碼子來決定。稱做簡并；
終止密碼子有3種，即：UAA、UAG、UGA，不決定氨基酸；（正常情況下，UGA是終止密碼子；在特殊情況下， UGA編碼硒代半胱氨酸。）
起始密碼子有2種，即：AUG、GUG，決定具體氨基酸。AUG決定甲硫氨酸、GUG決定纈基酸；（在原核生物中，GUG編碼甲硫氨酸）
通用性：對于所有生物都是通用的。
②反密碼子，有61種，存在于tRNA上，能夠特異性識別密碼子，將所攜帶的氨基酸放在指定位置。
作用：一種反密碼子只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸。
特點：每種氨基酸可由1種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運。
一種tRNA只能轉(zhuǎn)運1種氨基酸。
堿基互補配對原則：A-U G-C C-G U-A

（2）遺傳信息的翻譯：RNA→蛋白質(zhì)

①該過程起始于起始密碼子，終止于終止密碼子。
②該過程進行的堿基配對是A－U、G－C。
③核糖體在mRNA上以一個密碼子(3個堿基)位置為單位移動。
④該過程需要條件有：模板mRNA、原料氨基酸、運載工具tRNA、場所核糖體，以及相關(guān)的酶和能量等。

（3）關(guān)于一個mRNA結(jié)合多個核糖體，同時合成多條肽鏈圖示的幾個問題說明

意義：細胞通過少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)。
注：(1)核糖體在mRNA上移動的方向：從左向右(據(jù)上圖)，判斷依據(jù)是根據(jù)多肽鏈的長短，長的翻譯在前。
(2)蛋白質(zhì)合成的結(jié)果：合成的僅是多肽鏈，要形成蛋白質(zhì)還需要運送至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結(jié)構(gòu)中進一步加工。
(3)圖示中4個核糖體合成的4條多肽鏈因為模板mRNA相同，所以合成了4條相同的多肽鏈，而不是4個核糖體共同完成一條肽鏈的合成，也不是合成出4條不同的肽鏈。

知識點02 蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目與mRNA、DNA中堿基數(shù)目的關(guān)系
(1)DNA(基因)、mRNA上堿基數(shù)目與氨基酸數(shù)目之間的關(guān)系

可見，蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目＝1/3 mRNA堿基數(shù)目＝1/6 DNA(或基因)堿基數(shù)目。
(2)蛋白質(zhì)合成中的“最多”和“最少”
因為DNA(基因)、mRNA上有一些堿基不編碼氨基酸(如mRNA上的終止密碼子等)，所以實際上編碼n個氨基酸，mRNA上所需的堿基數(shù)目大于3n，基因上堿基數(shù)目大于6n，故一般題干中求氨基酸數(shù)有“最多”、求堿基數(shù)有“至少”等字樣。在回答有關(guān)問題時，也應(yīng)加上“最多”或“至少”等字。
如：mRNA上有n個堿基，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生它的基因中至少有2n個堿基，該mRNA指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)中最多有n/3個氨基酸。
(3)基因中堿基與蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量之間的計算
若基因中有n個堿基，氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，合成含m條多肽的蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量＝·a－18(－m)；若改為n個堿基對，則公式為·a－18(－m)。

知識點03 中心法則
中心法則：反映遺傳信息的傳遞規(guī)律

可見，在遺傳信息的流動過程中，DNA和RNA是信息的載體，蛋白質(zhì)是信息的表達產(chǎn)物，ATP為信息的流動提供能量。生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體。

能力拓展

考點01 DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的區(qū)別
1．DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的區(qū)別
（1）區(qū)別
項目
復(fù)制
轉(zhuǎn)錄
翻譯
作用
傳遞遺傳信息
表達遺傳信息
時間
細胞分裂的間期
個體生長發(fā)育的整個過程
場所
主要在細胞核
主要在細胞核
細胞質(zhì)的核糖體
模板
DNA的兩條單鏈
DNA分子片段的一條鏈
mRNA
原料
4種脫氧核苷酸
4種核糖核苷酸
20種氨基酸
能量
都需要ATP
酶
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
多種酶
產(chǎn)物
2個雙鏈DNA
一個單鏈RNA
多肽鏈(或蛋白質(zhì))
產(chǎn)物去向
傳遞到2個子細胞或子代
通過核孔進入細胞質(zhì)
組成細胞結(jié)構(gòu)蛋白或功能蛋白
特點
邊解旋邊復(fù)制，半保留復(fù)制
邊解旋邊轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄后DNA恢復(fù)原狀　
翻譯結(jié)束后，mRNA被降解成單體
堿基配對
A－T，T－A，C－G，G－C
A－U，T－A，C－G，G－C
A－U，U－A，C－G，G－C
（2）聯(lián)系

2.理解遺傳信息、DNA、mRNA等重要概念間的關(guān)系

3．遺傳信息、密碼子和反密碼子的比較

遺傳信息
密碼子
反密碼子
存在位置
DNA
mRNA
tRNA
含義
脫氧核苷酸(堿基對)的排列順序
mRNA上決定一個氨基酸的3個相鄰的堿基
與密碼子互補的三個堿基
生理作用
直接決定mRNA中堿基排列順序，間接決定氨基酸的排列順序
直接決定氨基酸的排列順序
識別密碼子
聯(lián)系

①基因中的遺傳信息是脫氧核苷酸的排列順序，通過轉(zhuǎn)錄使遺傳信息傳遞到mRNA的核糖核苷酸的排列順序上；
②mRNA的密碼子及其順序直接控制蛋白質(zhì)分子中氨基酸的排列順序，反密碼子則起到翻譯的作用
4.啟動子、終止子與起始密碼子、終止密碼子的比較
①啟動子與起始密碼：
啟動子是指基因結(jié)構(gòu)中位于編碼區(qū)上游的脫氧核苷酸序列，啟動子中有RNA聚合酶結(jié)合位點，能夠準確的識別轉(zhuǎn)錄的起始點并啟動轉(zhuǎn)錄，有調(diào)控遺傳信息表達的作用。啟動子不止三個堿基對。
起始密碼是指mRNA上的三個相鄰的含氮堿基AUG、GUG，tRNA能夠特異性識別它并開始搬運氨基酸，表明翻譯開始。
②終止子與終止密碼子：
終止子位于DNA上，是非編碼區(qū)的脫氧核苷酸序列，它特殊的堿基排列順序能夠阻礙RNA聚合酶的移動，并使其從DNA模板鏈上脫離下來，從而使轉(zhuǎn)錄結(jié)束。
終止密碼子位于mRNA上，共有三種：UAA、UAG、UGA。這三種密碼子不是決定氨基酸的“無義密碼”，而是表明肽鏈已經(jīng)翻譯完成。
【典例1】在遺傳信息的傳遞過程中，一般不可能發(fā)生的是（）
A. 轉(zhuǎn)錄和翻譯過程分別是在細胞核、細胞質(zhì)中完成的
B. DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中都遵循堿基互補配對原則
C. DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的原料分別是脫氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸
D. DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄都是以DNA的一條鏈為模板進行的

考點02 中心法則
（1）剖析中心法則
1）利用流程圖分類剖析中心法則
①細胞生物及噬菌體等DNA病毒的中心法則為：

②煙草花葉病毒等大部分RNA病毒的中心法則為：

③HIV等逆轉(zhuǎn)錄病毒的中心法則為：

（2）利用圖示分類剖析中心法則

①圖示中1、8為轉(zhuǎn)錄過程；2、5、9為翻譯過程；3、10為DNA復(fù)制過程；4、6為RNA復(fù)制過程；7為逆轉(zhuǎn)錄過程。
②若甲、乙、丙為病毒，則甲為DNA病毒，如噬菌體；乙為RNA病毒，如煙草花葉病毒；丙為逆轉(zhuǎn)錄病毒，如HIV。
（3）中心法則五個過程的比較
過程
模板
原料
堿基互補
產(chǎn)物
實例
DNA復(fù)制
DNA→DNA
DNA的兩條鏈
A、 T、C、G四種
脫氧核苷酸
A—T T—A
C—G G—C
DNA
絕大多數(shù)生物
DNA轉(zhuǎn)錄
DNA→RNA
DNA的一條鏈
A、 U、C、G四種
核糖核苷酸
A—UT—A C—G G—C
RNA
絕大多數(shù)生物
翻譯
RNA→多肽
mRNA
20種氨基酸
A—U U—A
C—GG—C
多肽
所有生物(病毒依賴宿主細胞)
RNA復(fù)制
RNA→RNA
RNA
A、 U、C、G四種
核糖核苷酸
A—U U—A
C—G G—C
RNA
以RNA為遺傳物質(zhì)的生物
RNA逆轉(zhuǎn)錄RNA→DNA
RNA
A、 T、C、G四種
脫氧核苷酸
A—T U—A
C—G G—C
DNA
某些致癌病毒、HIV等
【典例1】如圖表示有關(guān)遺傳信息傳遞的模擬實驗。下列敘述錯誤的是（　?。?br />
A. 若X是RNA，Y是DNA，則試管內(nèi)可進行逆轉(zhuǎn)錄過程
B. 若X含CTTGTACAA，Y含有U，則試管內(nèi)可進行RNA的復(fù)制過程
C. 若X與Y都是DNA，則試管內(nèi)可進行DNA復(fù)制過程
D. 若X是mRNA，Y是蛋白質(zhì)，則試管內(nèi)可進行翻譯過程

分層提分

題組A 基礎(chǔ)過關(guān)練
一、單項選擇題
1. 下列關(guān)于中心法則的敘述，正確的是（）
A. 轉(zhuǎn)錄發(fā)生于細胞核，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為 mRNA
B. DNA 聚合酶和 RNA 聚合酶的結(jié)合位點分別在 DNA 和 RNA 上
C. 基因控制蛋白質(zhì)合成過程中，需要的原料有核糖核苷酸和氨基酸
D. 密碼子的簡并性有利于維持生物性狀的相對穩(wěn)定和提高轉(zhuǎn)錄的速度
2. 下列有關(guān)生物體內(nèi)基因表達過程的敘述，錯誤的是（）
A. HIV的基因表達過程涉及逆轉(zhuǎn)錄酶和RNA聚合酶
B. mRNA的密碼子序列直接控制蛋白質(zhì)分子中氨基酸的排列順序
C. 轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程均涉及堿基互補配對
D. 密碼子具有簡并性，一種tRNA可攜帶多種氨基酸
3. 下圖表示T2噬菌體侵染大腸桿菌后某些基因表達的部分過程。有關(guān)分析錯誤的是（）

A. 分子①②通常不同，分子③④合成結(jié)束時通常相同
B. 圖中RNA聚合酶的合成發(fā)生在大腸桿菌的核糖體上
C. 分子①③合成過程中遵循的堿基互補配對方式相同
D. 圖示過程形成的化學(xué)鍵有氫鍵、磷酸二酯鍵、肽鍵
4. 如圖表示真核細胞中核基因遺傳信息的傳遞和表達過程，下列敘述正確的是（　?。?br />
A. 甲、乙兩圖所示生理過程都需要解旋酶和DNA聚合酶
B. 甲、乙兩圖所示生理過程中，所需模板完全相同
C. 乙、丙兩圖表示的是核基因遺傳信息的表達過程
D. 甲、乙、丙三圖所示生理過程中，堿基配對情況相同
5. 下圖表示某RNA病毒侵人宿主細胞后的增殖過程。下列說法正確的是（）
A. ①過程產(chǎn)生的子鏈與模板鏈的堿基排列順序一樣
B. ①②③過程中堿基配對的方式是不完全相同的
C. 該病毒的RNA不能直接作為翻譯的模板
D. ②過程在該病毒的核糖體中進行
6. 如圖為遺傳信息的表達示意圖,下列敘述錯誤的是（）
???????
A. 核糖體甲和乙合成的多肽鏈相同
B. 核糖體甲和乙沿①“從左向右”移動
C. ②所攜帶的氨基酸的密碼子是UUA
D. ①的形成需要RNA聚合酶識別DNA分子中特定堿基序列
7. 已知某轉(zhuǎn)運RNA（tRNA）一端的3個堿基順序是GAU，它運載的是亮氨酸（亮氨酸的密碼子是UUA、UUG、CUU、CUA、CUC、CUG），那么決定此亮氨酸的密碼子是由DNA模板鏈上的哪個堿基序列轉(zhuǎn)錄而來的（）
A. GAT B. GAU C. CUA D. CAT
8. 遺傳信息、遺傳密碼子、基因分別是指（）
①肽鏈上氨基酸的排列順序????? ??②DNA上脫氧核苷酸的排列順序
③DNA上決定氨基酸的三個相鄰的堿基???? ④信使RNA上決定氨基酸的三個相鄰的堿基
⑤轉(zhuǎn)運RNA上一端的三個堿基????? ????⑥有遺傳效應(yīng)的DNA片段
A. ①③⑤ B. ②④⑥ C. ①②⑤ D. ③④⑤
9. 下圖為tRNA的結(jié)構(gòu)示意圖，下列有關(guān)tRNA的說法中，正確的是（）

A. tRNA由DNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生 B. tRNA不含氫鍵
C. tRNA中只含有構(gòu)成反密碼子的三個堿基 D. 生物體中的tRNA共有64種
10. 下圖表示“探究三聯(lián)體密碼子確定所對應(yīng)的氨基酸”的實驗。在4支試管內(nèi)各加入一種氨基酸和一種人工合成的尿嘧啶核苷酸，下列說法正確的是（）

A. 需向試管中加入除去DNA和mRNA的細胞提取液
B. 試管中必須含有RNA聚合酶、tRNA、ATP、核糖體等
C. 分析實驗結(jié)果，明確了密碼子UUU可以決定絲氨酸
D. 人工制成的CUCUCUCU－…可形成3種氨基酸構(gòu)成的多肽鏈
二、填空題
11. 圖1為艾滋病病毒(HIV)侵染人體淋巴細胞及其繁殖過程的示意圖。請據(jù)圖分析并回答(HIV是一種球形病毒,有蛋白質(zhì)組成的外殼)：

(1)圖中3表示病毒正在侵染淋巴細胞,進入淋巴細胞內(nèi)的是病毒的______。?
(2)圖中4～5的過程稱為__________,該過程必須在__________酶的參與下完成。?
(3)圖中6～7是形成病毒蛋白質(zhì)的過程,該過程需要經(jīng)過________和_________兩步。?
(4)圖2表示基因控制病毒蛋白質(zhì)合成的過程,在DNA雙鏈中________(填圖中編號)鏈為轉(zhuǎn)錄鏈,遺傳密碼存在于________(填圖中編號)上。從標出的堿基符號來看，圖2所示的核酸片段共包含了_______種核苷酸。
12. 圖甲表示真核生物細胞中染色體（DNA）在細胞核中進行的一些生理活動，圖乙表示細胞質(zhì)中進行的某重要生理活動。請據(jù)圖回答下列問題：

（1）參與圖甲①過程中DNA復(fù)制的酶主要有_______________________。若在圖甲①的培養(yǎng)液中加入3H標記的胸腺嘧啶進行培養(yǎng)，則a、b中帶有3H標記的是_______（填“a”或“b”或“a和b”）。
（2）圖甲②所示的過程為遺傳信息的__________過程。在有絲分裂期不能發(fā)生過程②，原因是____________________________________。
（3）圖乙中，由圖可知賴氨酸的密碼子是__。研究發(fā)現(xiàn)，密碼子UGA通常作為蛋白質(zhì)合成的終止密碼子，但當(dāng)mRNA鏈UGA密碼子后面出現(xiàn)一段特殊序列時，UGA便成為硒代半胱氨酸（Sec）的密碼子，使Sec摻入到多肽鏈中去；某些古細菌以及包括哺乳動物在內(nèi)的動物體中的Sec也都是由密碼子UGA編碼，這為達爾文的___________學(xué)說提供了證據(jù)。
（4）在遺傳信息流動過程中，DNA、RNA是遺傳信息的載體，_________是信息的表達產(chǎn)物，ATP為信息的流動提供__________，可見，生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體。
13. 中心法則反映了生物體內(nèi)遺傳信息的傳遞過程，請結(jié)合圖示回答問題：

（1）圖1中，遺傳信息傳遞過程中能發(fā)生堿基U-A配對的過程有_____________（填序號），若在人體的效應(yīng)T細胞中，能發(fā)生的過程有____________（填序號）。
（2）已知某基因經(jīng)②③過程產(chǎn)生的蛋白質(zhì)中部分氨基酸序列為“-甘氨酸-亮氨酸-谷氨酸-半胱氨酸-纈氨酸-”，根據(jù)此序列及密碼子表，能否推測出該基因的堿基排列序列？_______________。說明理由___________________________________________。
（3）研究發(fā)現(xiàn)HIV病毒結(jié)構(gòu)中存在逆轉(zhuǎn)錄酶，請推測其感染T細胞后，會發(fā)生圖1中的___________過程（填數(shù)字序號）。
（4）如圖2所示，乙肝病毒感染肝細胞后，一般很難根除。請據(jù)圖提出一種副作用盡可能小的治療方案：_____________________________。

題組B 能力提升練
一、單項選擇題
1. T細胞內(nèi)HIV的遺傳物質(zhì)RNA不能直接翻譯成蛋白質(zhì)；結(jié)核桿菌可以邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯出蛋白質(zhì)；酵母菌的mRNA從核孔出來之后才能翻譯成蛋白質(zhì)。下列有關(guān)上述材料的敘述，錯誤的是（）
A. 不同生物的mRNA的基本組成單位相同
B. 細菌中蛋白質(zhì)的合成可以在擬核區(qū)進行
C. 以上三種生物的遺傳信息的傳遞遵循的中心法則各不相同
D. 堿基序列相同的DNA分子控制合成的蛋白質(zhì)可能不同
2. 蜱傳腦炎病毒(TBEV)又名森林腦炎病毒,其基因組為單股正鏈RNA(+RNA),可經(jīng)蜱蟲叮咬傳播至宿主細胞,其增殖過程如圖所示。下列相關(guān)敘述不合理的是（）
???????
A. TBEV的遺傳信息和密碼子均位于+RNA中
B. 在RNA聚合酶的作用下,TBEV利用自身的原料合成+RNA
C. 過程遵循的堿基互補配對方式是相同的
D. TBEV與HIV雖然均為RNA病毒,但是二者遺傳信息的傳遞途徑是不同的
3. 丙肝病毒(HCV)是一種+RNA病毒，即以注入宿主細胞的病毒RNA為模板直接翻譯出蛋白質(zhì)。用于治療丙肝的新藥索非布韋是一種尿嘧啶類似物，能夠抑制依賴RNA的RNA聚合酶(NS5B)合成病毒RNA。根據(jù)以上材料，下列說法不正確的是（）
A. 人體中含有能識別HCV的受體蛋白基因并在肝細胞中可以表達
B. 若HCV的+RNA含有m個胞嘧啶，則獲得子代病毒的RNA至少需要m個鳥嘌呤
C. NS5B可能無法區(qū)分參與到病毒RNA合成過程中的索非布韋與尿嘧啶
D. 病毒RNA在宿主細胞中能合成自身的蛋白質(zhì)依賴于密碼子的通用性
4. 下列敘述錯誤的有幾項（）
①赫爾希和蔡斯的實驗表明：T2噬菌體的DNA是遺傳物質(zhì)
②人、噬菌體、煙草花葉病毒及根瘤菌中構(gòu)成遺傳物質(zhì)的核苷酸分別有8、4、4、8種
③mRNA上所含有的密碼子均能在tRNA上找到相對應(yīng)的反密碼子
④葉綠體和線粒體中可完成中心法則的部分過程
⑤赫爾希和蔡斯實驗中T2噬菌體的DNA是用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)一段時間帶上標記的
⑥核苷酸序列不同的基因可能表達出相同的蛋白質(zhì)
A. 兩項 B. 三項 C. 四項 D. 五項
5. 同義密碼子（編碼相同氨基酸的密碼子）的使用頻率在物種間和物種內(nèi)均不同，稱為密碼子使用偏好性。有研究表明，在酵母菌基因表達過程中，48%的精氨酸由密碼子AGA確定，而其余五種編碼精氨酸的同義密碼子（CGU、CGC、CGA、CGG、AGG）則以較低的大致相等的頻率被使用。下列有關(guān)說法正確的是（）
A. 酵母菌基因中的磷酸和脫氧核糖形成的序列蘊藏著遺傳信息
B. 由精氨酸密碼子使用偏好性推測，密碼子偏好性可能會影響翻譯的效率
C. 遺傳信息可以從基因流向密碼子，也可以從密碼子流向反密碼子
D. 所有氨基酸都存在多個同義密碼子，有利于減少有害突變
6. 科學(xué)家從蝙蝠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)一種單鏈RNA病毒（非逆轉(zhuǎn)錄病毒），該病毒的遺傳物質(zhì)可直接作為合成蛋白質(zhì)的模板，進一步研究發(fā)現(xiàn)該病毒的囊膜是其離開蝙蝠的細胞時“順走”的一部分細胞膜。下列推理或敘述不合理的是（）
A. 該病毒增殖時產(chǎn)生的RNA都可作為該病毒的遺傳物質(zhì)
B. 該病毒的囊膜的主要功能可能是幫助病毒進入宿主細胞
C. 該病毒的遺傳物質(zhì)上有能與tRNA發(fā)生堿基互補配對的密碼子
D. 該病毒的RNA中應(yīng)該有控制RNA復(fù)制酶合成的堿基序列
7. 丙肝病毒(HCV)是一種+RNA病毒，即以注入宿主細胞的病毒RNA為模板直接翻譯出蛋白質(zhì)。用于治療丙肝的新藥索非布韋是一種尿嘧啶類似物，能夠抑制依賴RNA的RNA聚合酶(NS5B)合成病毒RNA。根據(jù)以上材料，下列說法不正確的是（）
A. 人體中含有能識別HCV的受體蛋白基因并在肝細胞中可以表達
B. 若HCV的+RNA含有m個胞嘧啶，則獲得子代病毒內(nèi)的RNA過程中至少需要m個鳥嘌呤
C. NS5B可能無法區(qū)分參與到病毒RNA合成過程中的索非布韋與尿嘧啶
D. 病毒RNA在宿主細胞中能合成自身的蛋白質(zhì)依賴于密碼子的通用性
8. 肉瘤病毒逆轉(zhuǎn)錄出雙鏈DNA分子，整合到宿主細胞的染色體DNA中，成為原病毒DNA，通過宿主細胞的有絲分裂，把原病毒DNA傳遞給子細胞。同時，也合成病毒的RNA和相關(guān)蛋白以組裝成新的肉瘤病毒。下列說法錯誤的是（）
A. 肉瘤病毒RNA的合成不會發(fā)生在有絲分裂的分裂期
B. 原病毒DNA可控制蛋白質(zhì)合成說明其具有起始密碼子和終止密碼子
C. 宿主細胞和病毒的蛋白質(zhì)合成過程都需要3種RNA參與
D. 病毒RNA和相關(guān)蛋白質(zhì)合成過程中堿基配對方式不完全相同
9. 近年誕生的具有劃時代意義的CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)可簡單、準確地進行基因定點編輯。其原理是由一條單鏈向?qū)NA引導(dǎo)核酸內(nèi)切酶Cas9到一個特定的基因位點進行切割。通過設(shè)計向?qū)NA中20個堿基的識別序列，可人為選擇DNA上的目標位點進行切割（見圖）。錯誤的是( )
A. Cas9蛋白由相應(yīng)基因指導(dǎo)在核糖體中合成
B. 向?qū)NA中的雙鏈區(qū)遵循堿基配對原則
C. 向?qū)NA可在逆轉(zhuǎn)錄酶催化下合成
D. 若α鏈剪切點附近序列為……TCCACAATC……，則相應(yīng)的識別序列為……UCCACAAUC……
二、填空題
10. 廣西、廣東地區(qū)高發(fā)的β-地中海貧血癥屬于常染色體遺傳病。研究發(fā)現(xiàn)，由于正常基因A突變成致病基因a，患者的β-珠蛋白（血紅蛋白的組成部分）合成受阻（見圖甲，AUG、UAG分別為起始密碼子和終止密碼子）。請據(jù)圖分析并回答下列問題。

（1）圖甲中過程①所需的酶是______，過程②在細胞質(zhì)的______內(nèi)進行。導(dǎo)致過程①與過程②在時間和場所上不連續(xù)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是______的存在。
（2）分析圖甲可知，由正?；駻突變成致病基因a，只是改變了DNA模板鏈上的一個堿基的______而導(dǎo)致的，即由______。
（3）若異常mRNA進行翻譯產(chǎn)生了異常β-珠蛋白，則該異常β-珠蛋白比正常珠蛋白分子量要______。
（4）事實上，基因型aa患者體內(nèi)并沒有發(fā)現(xiàn)上述異常蛋白，這是因為細胞里出現(xiàn)的異常mRNA被SURF復(fù)合物識別并發(fā)生了降解（見圖乙）。

除SURF復(fù)合物外，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了具有類似作用的其他復(fù)合物，他們被統(tǒng)稱為“mRNA監(jiān)視系統(tǒng)”。這種“mRNA監(jiān)視系統(tǒng)”既可以阻止______（填過程）產(chǎn)生一些具有潛在危害的蛋白質(zhì)的表達，從而保護自身機體，又可以減少______。
11. 請回答下列有關(guān)遺傳信息傳遞的問題:
(1) 為研究某病毒的致病過程,某實驗小組在實驗室做了如下圖所示的模擬實驗。

①病毒中分離得到物質(zhì)A。已知物質(zhì)A是單鏈的生物大分子,其部分堿基序列為—GAACAUGUU—。將物質(zhì)A加入試管甲中,反應(yīng)后得到產(chǎn)物X。經(jīng)測定,產(chǎn)物X的部分堿基序列是—CTTGTACAA—,則試管甲中模擬的是____過程。?
②將提純的產(chǎn)物X加入試管乙,反應(yīng)后得到產(chǎn)物Y。產(chǎn)物Y是能與核糖體結(jié)合的單鏈大分子,則產(chǎn)物Y是____,試管乙中模擬的是____過程。?
(2) 若該病毒感染了小鼠上皮細胞,則組成子代病毒外殼的化合物的原料來自________,而決定該化合物合成的遺傳信息來自________。
12. 2015年11月16日，北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的謝燦課題組在《Nature Material》雜志上發(fā)表了生物感磁研究領(lǐng)域的一項突破性成果。謝燦課題組提出了一個基于蛋白質(zhì)的生物指南針模型（biocompass model）。該模型認為，家鴿視網(wǎng)膜細胞中的鐵結(jié)合蛋白作為磁感應(yīng)受體（MagR），MagR通過線性多聚化組裝，與感光蛋白（Cry）形成一個棒狀蛋白質(zhì)復(fù)合物（Magnetosensor），Magnetosensor就像一個小磁棒一樣有南北極，從而實現(xiàn)“光磁耦合”（圖1、圖2）。編碼MagR的基因為M，編碼Cry的基因為C。M和C基因在家鴿的視網(wǎng)膜細胞中共同表達。請回答：

? ? ? ? ? ?圖1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖2
(1) 在視網(wǎng)膜細胞的細胞核中，M基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，mRNA通過核孔進入細胞質(zhì)，在核糖體上翻譯出蛋白質(zhì)。
（1）M基因的mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基叫做密碼子。密碼子的特點有哪些？它們的含義分別是什么？（答出2點即可）
①____________：_______________________________________________________________；
②____________：_______________________________________________________________。
（2）家鴿的視網(wǎng)膜細胞中某些tRNA的反密碼子中含有稀有堿基次黃嘌呤（I）。含有I的反密碼子在與mRNA中的密碼子互補配對時，存在如圖3所示的配對方式（Gly表示甘氨酸）。圖3中配對方式的意義是________________________________________________________________。

圖3
（3）下列有關(guān)MagR合成的敘述，正確的有___________（填序號）。
①MagR合成通常從起始密碼子開始到終止密碼子結(jié)束
②攜帶肽鏈的tRNA會先后占據(jù)核糖體的兩個tRNA結(jié)合位點
③攜帶氨基酸的tRNA都與核糖體的同一個tRNA結(jié)合位點結(jié)合
④最先進入核糖體的攜帶氨基酸的tRNA在肽鍵形成時脫掉氨基酸
(2) 家鴿的鐵結(jié)合蛋白是細胞內(nèi)儲存多余Fe3＋的蛋白，鐵結(jié)合蛋白合成的調(diào)節(jié)與游離Fe3＋、鐵調(diào)節(jié)蛋白、鐵應(yīng)答元件等有關(guān)。鐵應(yīng)答元件是位于鐵結(jié)合蛋白mRNA起始密碼上游的特異性序列，能與鐵調(diào)節(jié)蛋白發(fā)生特異性結(jié)合，阻遏鐵結(jié)合蛋白合成。Fe3＋濃度高時，鐵調(diào)節(jié)蛋白與Fe3＋結(jié)合，喪失與鐵應(yīng)答元件的結(jié)合能力，核糖體能與鐵結(jié)合蛋白mRNA一端結(jié)合，沿mRNA移動，遇到起始密碼后開始翻譯（下圖）。

（1）據(jù)圖分析可知，家鴿細胞中Fe3＋濃度低時，鐵結(jié)合蛋白合成的調(diào)節(jié)過程為______________________________________________________。
（2）鐵結(jié)合蛋白合成調(diào)節(jié)機制的意義有_____________________________（答出2點即可）。
(3) 如果家鴿的M、C基因失去功能：
（1）請從分子和個體水平推測家鴿可能發(fā)生的變化。
（2）請設(shè)計實驗驗證你的推測，要求寫出實驗思路。
(4) 謝燦課題組近期研究表明，家鴿C基因指導(dǎo)合成的Cry使家鴿具有感受光刺激的“導(dǎo)航”功能；M基因指導(dǎo)合成的MagR通過與Cry形成Magnetosensor，使家鴿具有感受磁刺激的“導(dǎo)航”功能?，F(xiàn)有純合的可感受光、磁刺激的雌、雄家鴿，隱性純合雌、雄家鴿。請設(shè)計雜交實驗，確定M和C基因與染色體的位置關(guān)系?，F(xiàn)已經(jīng)確定M和C基因均不在W染色體和線粒體DNA上，要求寫出：
①雜交實驗方案；
②預(yù)期實驗結(jié)果及結(jié)論。

題組C 培優(yōu)拔尖練
一、單項選擇題
1. 秋水仙素的結(jié)構(gòu)與核酸中的堿基相似，可滲入到基因中去；秋水仙素還能插入到DNA的堿基對之間，導(dǎo)致DNA不能與RNA聚合酶結(jié)合。據(jù)此推測，秋水仙素作用于細胞后不會引發(fā)的結(jié)果是（　　）
A. DNA分子在復(fù)制時堿基對錯誤導(dǎo)致基因突變
B. 轉(zhuǎn)錄受阻導(dǎo)致基因中的遺傳信息不能流向RNA
C. DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)局部解旋導(dǎo)致穩(wěn)定性降低
D. 轉(zhuǎn)運RNA錯誤識別氨基酸導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變
2. 下列關(guān)于遺傳信息的傳遞和表達的敘述，正確的是（? ? ）
A. 遺傳密碼由DNA傳遞到RNA，再由RNA決定蛋白質(zhì)
B. 多肽合成結(jié)束，核糖體脫離mRNA并迅速降解為RNA和蛋白質(zhì)
C. DNA一條鏈上的G變成A，復(fù)制n次后有1/2的DNA發(fā)生了突變
D. 發(fā)生基因突變的DNA復(fù)制后，子代DNA中嘌呤核苷酸的比例改變
3. 某DNA上的M基因編碼含65個氨基酸的一條肽鏈。?該基因發(fā)生缺失突變，使mRNA減少了一個AUA堿基序列，表達的肽鏈含64個氨基酸。以下說法正確的是（　?。?br /> A. 在突變基因表達時，翻譯過程最多涉及到62種密碼子
B. M基因突變后，參與基因復(fù)制的嘌呤核苷酸比例會上升
C. 突變前后編碼的兩條多肽鏈中，最多有1個氨基酸不同
D. 與原M基因相比，突變后的M基因熱穩(wěn)定性有所下降
4. 水稻核基因hw（t）表達的蛋白參與光合作用，該基因發(fā)生了單堿基替換，導(dǎo)致表達的蛋白減少251個氨基酸。已知突變使mRNA發(fā)生改變的堿基在圖所示區(qū)域內(nèi)（終止密碼：UAA、UAG或UGA）下列說法正確的是（　?。?br />
A. hw（t）基因編碼的蛋白通過被動運輸進入葉綠體
B. 堿基替換只可能發(fā)生在第257號核苷酸位置
C. 突變后參與基因轉(zhuǎn)錄的嘌呤核苷酸比例降低
D. 突變前基因表達的蛋白共含有336個氨基酸
5. 禽流感病毒的遺傳物質(zhì)是單鏈RNA，病毒表面覆蓋有兩種不同的纖突，纖突具有抗原特性。纖突中的一種是紅細胞凝集素（HA），現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)十幾種，另一種是神經(jīng)氨酸酶（NTA），至少有9種，它們都是蛋白質(zhì)。禽流感有H5N1、H7N9、H9N2等多種類型，下列說法不正確的是（　?。?br /> A. HA及NTA出現(xiàn)多種類型是單鏈RNA發(fā)生改變的結(jié)果
B. H5N1、H7N9、H9N2等多種類型的出現(xiàn)與染色體變異無關(guān)
C. H7N9亞型禽流感病毒侵染人體后，可在人體內(nèi)環(huán)境中繁殖
D. 禽流感病毒和其他生物共用一套遺傳密碼
6. 如圖表示生物體內(nèi)遺傳信息的傳遞和表達的過程，有關(guān)敘述正確的是

A. 圖一可以表示基因控制酶合成過程，每一種酶的合成均需3種RNA參與
B. 圖一所示過程在細胞核、線粒體和葉綠體中均可進行
C. 圖二④⑤過程均可發(fā)生在某些病毒體內(nèi)
D. 圖二②過程所用酶是RNA聚合酶，其結(jié)合位點位于DNA上
7. 圖1為生物體內(nèi)某生理過程示意圖，圖2為生物體遺傳信息傳遞示意圖。下列敘述正確的是（　?。?br />
A. 共有兩種RNA參與圖1所示過程
B. 噬菌體和酵母菌均可發(fā)生圖1所示過程
C. 人體細胞中不可能發(fā)生圖2中⑤過程
D. 圖2中①②③④⑤過程均發(fā)生堿基互補配對
8. 近年誕生的具有劃時代意義的CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)可簡單、準確地進行基因定點編輯。其原理是由一條單鏈向?qū)NA引導(dǎo)核酸內(nèi)切酶Cas9到一個特定的基因位點進行切割。通過設(shè)計向?qū)NA中20個堿基的識別序列，可人為選擇DNA上的目標位點進行切割（見下圖）。下列相關(guān)敘述錯誤的是（? ? ）。

A. ?Cas9蛋白由相應(yīng)基因指導(dǎo)在核糖體中合成
B. 向?qū)NA中的雙鏈區(qū)遵循堿基配對原則
C. ?向?qū)NA可在逆轉(zhuǎn)錄酶催化下合成
D. 若α鏈剪切點附近序列為……TCCAGAATC……
則相應(yīng)的識別序列為……UCCAGAAUC……
9. 基因α在人體細胞中可表達出蛋白質(zhì)α。有生物學(xué)家從人的DNA中分離出基因α，并通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)將其轉(zhuǎn)入細菌。經(jīng)培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)該細菌產(chǎn)生了一新的蛋白質(zhì)X，進一步分析表明︰蛋白質(zhì)X是基因α在細菌中表達的產(chǎn)物。

據(jù)圖分析，下列敘述中最可能與事實相符的是（???）
A. 基因α在人體細胞和細菌細胞中轉(zhuǎn)錄形成RNA時堿基互補配對方式不同
B. 人體細胞和細菌中決定相同氨基酸的密碼子不同
C. 人體細胞和細菌中合成蛋白質(zhì)的場所不同
D. 人體細胞和細菌中作為翻譯模板的RNA堿基序列不同
二、填空題
10. 亞麻是一種油料經(jīng)濟作物，其種子中含有人體必需的不飽和脂肪酸——亞油酸和亞麻酸。兩種不飽和脂肪酸在種子中的代謝途徑如圖所示。

（1）脂肪酸是脂類物質(zhì)，它們是構(gòu)成細胞膜中 ?????? 的重要組成物質(zhì)。
（2）科學(xué)家期望通過基因工程手段進一步提高種子中亞麻酸的含量。將基因FAD2、FAD3導(dǎo)入亞麻中獲得轉(zhuǎn)基因植株，收獲轉(zhuǎn)基因植株種子，測定其相應(yīng)脂肪酸含量，結(jié)果如圖1，該結(jié)果顯示 ?????? ，凈含量變化值是與 ?????? 相比獲得的數(shù)據(jù)。
（3）研究發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)上述結(jié)果的原因主要與外源FAD2基因的轉(zhuǎn)入有關(guān)。為探究該影響機制，科研人員對FAD2基因的表達水平進行了研究，實驗結(jié)果如圖2。
進一步研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株中存在圖3所示的調(diào)控FAD2基因表達的過程。催化①過程轉(zhuǎn)錄的酶是 ?????? ；②過程由RDR6酶催化，①和②的不同是 ?????? ，出現(xiàn)圖1結(jié)果的原因是 ?????? 。
（4）為驗證RDR6酶是否參與了圖1現(xiàn)象的發(fā)生，請選用以下植株，及FAD2基因表達載體進行實驗，并寫出預(yù)期結(jié)果。
植株：野生型擬南芥，RDR6突變體，F(xiàn)AD2突變體。
實驗設(shè)計思路 ?????? 。
預(yù)期結(jié)果 ?????? 。
11. 注意缺陷多動障礙（ADHD）是臨床上常見的一種神經(jīng)發(fā)育障礙性疾病，主要表現(xiàn)為與年齡不相符的注意力不集中、多動、沖動。推測cntnap2基因與ADHD相關(guān)，研究人員嘗試通過降低斑馬魚中該基因的表達建立ADHD動物模型。
（1）cntnap2基因在 ______ 中進行轉(zhuǎn)錄時， ______ 酶與基因中的啟動子結(jié)合催化形成RNA前體。隨后RNA前體中內(nèi)含子對應(yīng)部分被切掉，外顯子對應(yīng)部分拼接起來，形成成熟mRNA。
（2）為降低cntnap2基因的表達，研究人員將嗎啉反義寡核苷酸導(dǎo)入斑馬魚的受精卵中，嗎啉反義寡核苷酸是一種RNA剪接抑制劑，針對它的具體作用，科研人員提出以下假說：
假說1：導(dǎo)致RNA前體上內(nèi)含子1的對應(yīng)序列不能被剪切下去
假說2：導(dǎo)致RNA前體上內(nèi)含子1和外顯子2的對應(yīng)序列同時被剪切下去

為了驗證上述假說，分別從受精后3天的實驗組和對照組斑馬魚的腦中提取 ______ ，逆轉(zhuǎn)錄形成cDNA。若假說1成立，使用如圖所示引物2和引物4進行PCR后電泳的結(jié)果為 ______ （從下列選項中選擇）。
A.實驗組有目的條帶
B.實驗組無目的條帶
C.對照組有目的條帶
D.對照組無目的條帶
若要證明假說2成立，還需要選擇上圖所示引物 ______ 進行PCR。
（3）用上述方法獲得的實驗組斑馬魚的運動距離和速度都大于對照組。科研人員向?qū)嶒灲M斑馬魚的培養(yǎng)液中加入托莫西?。ㄒ环N常用于治療ADHD的臨床藥物），若 ______ 則證明利用嗎啉反義寡核苷酸獲得了ADHD斑馬魚模型。

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