1.通過掌握遺傳信息的傳遞過程,能夠從分子水平闡述生命的延續(xù)性,從而理解生命的延續(xù)和發(fā)展規(guī)律。
2.通過掌握遺傳信息傳遞過程中堿基數(shù)目、氨基酸數(shù)目等數(shù)量關(guān)系,提升分析與計算能力。
3.能夠利用現(xiàn)有材料設(shè)計實驗方案,證明假設(shè)是否正確。
4.通過掌握某藥物的作用機(jī)理及有關(guān)中心法則的內(nèi)容,形成關(guān)注社會、關(guān)注人類健康的理念。
考點(diǎn)一 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成
1.RNA的結(jié)構(gòu)與功能
2.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄
(1)場所:主要是細(xì)胞核,在葉綠體、線粒體中也能發(fā)生轉(zhuǎn)錄過程。
(2)條件
(3)過程
(4)產(chǎn)物:信使RNA、核糖體RNA、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA.
3.遺傳信息的翻譯
(1)場所或裝配機(jī)器:核糖體。
(2)條件
(3)過程
(4)產(chǎn)物:多肽→,盤曲折疊蛋白質(zhì)。
4.中心法則
(1)提出者:克里克。
(2)補(bǔ)充后的內(nèi)容圖解:
①DNA的復(fù)制;②轉(zhuǎn)錄;③翻譯;④RNA的復(fù)制;⑤RNA逆轉(zhuǎn)錄。
(3)生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體。
在遺傳信息的流動過程中,DNA、RNA是信息的載體,蛋白質(zhì)是信息的表達(dá)產(chǎn)物,而ATP為信息的流動提供能量。
典型例題1 圍繞轉(zhuǎn)錄和翻譯過程考查生命觀念及科學(xué)思維
1.細(xì)胞內(nèi)有些tRNA分子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(bǔ)配對時,存在如圖所示的配對方式(Gly表示甘氨酸)。下列說法錯誤的是( )
A.一種反密碼子可以識別不同的密碼子
B.密碼子與反密碼子的堿基之間通過氫鍵結(jié)合
C.tRNA分子由兩條鏈組成,mRNA分子由單鏈組成
D.mRNA中的堿基改變不一定造成所編碼氨基酸的改變
2.miRNA是含有莖環(huán)結(jié)構(gòu)的miRNA前體經(jīng)過加工之后的一類非編碼的小RNA分子(18~25個核苷酸)。如圖是某真核細(xì)胞中miRNA抑制X基因表達(dá)的示意圖,下列敘述正確的是( )

A.miRNA基因中多于36~50個核苷酸
B.過程①需要解旋酶和RNA聚合酶
C.miRNA前體中不含有氫鍵
D.miRNA抑制X基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄過程
典型例題2 以中心法則為依托考查社會責(zé)任與科學(xué)探究
3.下面是幾種抗菌藥物的抗菌機(jī)理以及中心法則的圖解。
①青霉素:抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成 ②環(huán)丙沙星:抑制細(xì)菌DNA解旋酶的活性 ③紅霉素:能與細(xì)菌細(xì)胞中的核糖體結(jié)合以阻止其發(fā)揮作用 ④利福平:抑制RNA聚合酶的活性。以下有關(guān)說法錯誤的是( )
A.環(huán)丙沙星會抑制過程a,利福平將會抑制過程b
B.除青霉素外,其他抗菌藥物均具有抑制遺傳信息傳遞和表達(dá)的作用
C.過程d涉及的氨基酸最多有21種、tRNA最多有64種
D.過程e需要逆轉(zhuǎn)錄酶
4.科學(xué)家把等量的小白鼠敗血癥病毒(一種 RNA 病毒)顆粒加入甲乙兩支試管,其中甲試管中含有帶放射性標(biāo)記的脫氧核糖核苷三磷酸緩沖溶液,乙試管中含有帶放射性標(biāo)記的核糖核苷三磷酸緩沖溶液。一段時間后,甲試管中能檢測到含有放射性的核酸,乙試管中不能檢測到含有放射性的核酸。下列敘述錯誤的是
A.甲、乙試管中都不能檢測到子代病毒
B.該病毒顆粒中含有與 DNA 合成有關(guān)的酶
C.乙試管中無放射性核酸的合成是因為缺少 RNA 酶
D.加入 RNA 酶,甲試管中放射性核酸明顯減少
[技法提煉] 三個方面巧判中心法則五過程
(1)從模板分析
①如果模板是DNA,生理過程可能是DNA復(fù)制或DNA轉(zhuǎn)錄。
②如果模板是RNA,生理過程可能是RNA復(fù)制或RNA逆轉(zhuǎn)錄或翻譯。
(2)從原料分析
①如果原料為脫氧核苷酸,產(chǎn)物一定是DNA,生理過程可能是DNA復(fù)制或逆轉(zhuǎn)錄。
②如果原料為核糖核苷酸,產(chǎn)物一定是RNA,生理過程可能是DNA轉(zhuǎn)錄或RNA復(fù)制。
③如果原料為氨基酸,產(chǎn)物一定是蛋白質(zhì)(或多肽),生理過程是翻譯。
(3)從產(chǎn)物分析
①如果產(chǎn)物為DNA,生理過程可能是DNA復(fù)制或RNA逆轉(zhuǎn)錄。
②如果產(chǎn)物為RNA,生理過程可能是RNA復(fù)制或DNA轉(zhuǎn)錄。
③如果產(chǎn)物是蛋白質(zhì)(或多肽),生理過程是翻譯。
典型例題3 圍繞基因表達(dá)考查科學(xué)探究和社會責(zé)任
5.科研人員從腫瘤細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了蛋白S,為了研究其功能做了如下實驗:將DNA模板和RNA聚合酶混合一段時間后加入原料,其中鳥嘌呤核糖核苷酸用32P標(biāo)記,一起溫育一段時間后加入肝素(可以與RNA聚合酶結(jié)合),然后再加入蛋白S,結(jié)果如下圖所示。下列敘述不正確的是( )
A.對照組應(yīng)加入不含蛋白S的緩沖液
B.曲線反映的是模板DNA的復(fù)制過程
C.加入肝素后沒有新的mRNA合成
D.蛋白S能解除肝素抑制翻譯的作用
6.以下是有關(guān)基因表達(dá)的實驗探索,請根據(jù)實驗分析以下問題。
實驗一:用RNA酶分解細(xì)胞中的RNA,蛋白質(zhì)的合成停止,再加入酵母RNA,蛋白質(zhì)合成有所恢復(fù)。
實驗二:用紅綠色染料分別標(biāo)記DNA和新合成的RNA,發(fā)現(xiàn)綠色總是先出現(xiàn)在紅色存在的部位。
實驗三:SP8噬菌體實驗:從宿主細(xì)胞中分離出SP8的RNA,分別與噬菌體的2條DNA單鏈混合,發(fā)現(xiàn)只有一條DNA單鏈可與RNA形成雜交分子,如圖所示實驗四:α-鵝膏蕈堿實驗:α-鵝膏蕈堿是一種可抑制RNA聚合酶活性的物質(zhì),且隨著α-鵝膏蕈堿濃度和處理時間的增加,轉(zhuǎn)錄進(jìn)程逐漸被抑制。
請分析以上實驗:
(1)實驗一說明蛋白質(zhì)的合成可能與 有關(guān)。
(2)實驗二得出的結(jié)論是 。
(3)實驗三中雜交分子形成的原理是 ,由此可知RNA合成的模板是 。利用分子雜交技術(shù)可鑒定物種親緣關(guān)系遠(yuǎn)近,原因是 。
(4)實驗四說明了轉(zhuǎn)錄過程所需的酶是 。已知酵母菌的核基因和線粒體中的質(zhì)基因均能編碼蛋白質(zhì)的合成,如用α-鵝膏蕈堿處理細(xì)胞后發(fā)現(xiàn),細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中RNA含量顯著減少,那么推測α-鵝膏蕈堿抑制的是 (填“核基因”或“質(zhì)基因”)的轉(zhuǎn)錄過程。
(5)四環(huán)素、鏈霉素等抗生素能抑制細(xì)菌的生長,它們有的能干擾細(xì)菌核糖體的形成,有的能阻止tRNA和mRNA的結(jié)合,請據(jù)以上事實說明這些抗生素可用于一些疾病治療的道理: 。
比較記憶復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯
2.中心法則與基因表達(dá)關(guān)系
3.基因表達(dá)中相關(guān)計算
(1)DNA模板鏈中A+T(或C+G)與mRNA中A+U(或C+G)相等,則(A+T)總%=(A+U)mRNA%。
(2)DNA(基因)、mRNA上堿基數(shù)目與氨基酸數(shù)目之間的關(guān)系,如圖所示:
可見,蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目=1/3 mRNA堿基數(shù)目=1/6DNA(或基因)堿基數(shù)目。
翻譯過程的三種模型圖
[典型圖示]
[問題設(shè)計]
1.圖甲模型分析
(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別為tRNA、核糖體、mRNA、多肽鏈。
(2)一個核糖體與mRNA的結(jié)合部位形成個tRNA結(jié)合位點(diǎn)。
(3)翻譯起點(diǎn):起始密碼子決定的是甲硫氨酸或纈氨酸。
(4)翻譯終點(diǎn):識別到終止密碼子(不決定氨基酸)翻譯停止。
(5)翻譯進(jìn)程:核糖體沿著mRNA移動,mRNA不移動。
2.圖乙模型分析
圖乙表示真核細(xì)胞的翻譯過程,其中①是mRNA,⑥是核糖體,②、③、④、⑤表示正在合成的4條多肽鏈,具體分析如下:
(1)數(shù)量關(guān)系:一個mRNA可同時結(jié)合多個核糖體,形成多聚核糖體。
(2)意義:少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)。
(3)方向:核糖體的移動方向為從右向左,判斷依據(jù)是多肽鏈的長短,長的翻譯在前。
(4)結(jié)果:合成的僅是多肽鏈,要形成蛋白質(zhì)往往還需要運(yùn)送至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結(jié)構(gòu)中進(jìn)一步加工。
(5)形成的多條肽鏈氨基酸序列相同的原因:有相同的模板mRNA.
3.圖丙模型分析
圖丙表示原核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程,圖中①是DNA模板鏈,②、③、④、⑤表示正在合成的4條mRNA,在核糖體上同時進(jìn)行翻譯過程。
考點(diǎn)二 基因表達(dá)與性狀的關(guān)系
1.基因控制性狀的途徑
(1)直接控制途徑
(2)間接控制途徑
(完善實例分析如下)
①白化病致病機(jī)理圖解
②豌豆的圓粒和皺粒的形成機(jī)理圖解
2.基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化
(1)細(xì)胞分化的本質(zhì):基因的選擇性表達(dá)。
(2)表達(dá)的基因的類型
①在所有細(xì)胞中都能表達(dá)的基因,指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)是維持細(xì)胞基本生命活動所必需的,如核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因。
②只在某類細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因,如卵清蛋白基因、胰島素基因。
(3)基因選擇性表達(dá)的原因:與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)。
3.表觀遺傳
(1)概念:生物體基因的堿基序列保持不變,但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。
(2)實例:柳穿魚Lcyc基因和小鼠Avy基因的堿基序列沒有變化,但部分堿基發(fā)生了甲基化修飾,抑制了基因的表達(dá),進(jìn)而對表型產(chǎn)生影響。這種DNA甲基化修飾可以遺傳給后代,使后代出現(xiàn)同樣的表型。
(3)基因與性狀的關(guān)系
基因與性狀的關(guān)系并不都是簡單的一一對應(yīng)的關(guān)系。
①一個性狀可以受到多個基因的影響。
②一個基因也可以影響多個性狀。
③生物體的性狀也不完全是由基因決定的,環(huán)境對性狀也有著重要影響。
1.基因?qū)π誀羁刂频膬煞N途徑
2.基因與性狀的關(guān)系
(1)基因與性狀的關(guān)系
(2)基因控制性狀還受到環(huán)境的影響,生物性狀是基因型和環(huán)境條件共同作用的結(jié)果。

(3)基因與基因、基因與基因表達(dá)產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的相互作用,這種相互作用形成了一個錯綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò),精細(xì)地調(diào)控著生物體的性狀。
3.表觀遺傳
(1)表觀遺傳的原因:組蛋白乙酰化、甲基化和DNA甲基化。
(2)表觀遺傳的特點(diǎn):
①可遺傳:基因表達(dá)和表型可以遺傳給后代。
②不變性:基因的堿基序列保持不變。
③可逆性:DNA的甲基化修飾可以發(fā)生可逆性變化,即可以被修飾的DNA可以發(fā)生去甲基化。
(3)理解表觀遺傳注意三個問題:
①表觀遺傳不遵循孟德爾遺傳規(guī)律;
②表觀遺傳可以通過有絲分裂和減數(shù)分裂傳遞被修飾的基因;
③表觀遺傳一般是影響到基因的轉(zhuǎn)錄過程,進(jìn)而影響蛋白質(zhì)的合成。
4.細(xì)胞分化本質(zhì)
注:灰色代表表達(dá)的基因,即處于活動狀態(tài);白色代表不表達(dá)的基因,即處于關(guān)閉狀態(tài)
(1)分化前和分化后形成的各種細(xì)胞中DNA(基因)不變。
(2)表達(dá)的基因有兩類:所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因(如ATP合成酶基因、核糖體蛋白基因);只在某類細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因(如胰島素基因、血紅蛋白基因)。
(3)分化形成的各種細(xì)胞中mRNA和蛋白質(zhì)不完全相同。
5.表觀遺傳的分子機(jī)制
(1)DNA的甲基化
基因中的堿基序列沒有變化,但部分堿基發(fā)生了甲基化修飾,抑制了基因的表達(dá),進(jìn)而影響表型。
(2)構(gòu)成染色體的組蛋白的乙?;揎?br>真核生物細(xì)胞核中的DNA與一些蛋白質(zhì)結(jié)合在一起,帶負(fù)電荷的DNA“纏繞”在帶正電荷的蛋白質(zhì)(如組蛋白)上,使細(xì)長的DNA卷成緊密的結(jié)構(gòu)。組蛋白的正電荷一旦減少,其與DNA的結(jié)合就會減弱,這部分的DNA就會“松開”,激活相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。
(3)RNA干擾
RNA干擾是正常生物體內(nèi)抑制特定基因表達(dá)的一種現(xiàn)象。當(dāng)細(xì)胞中導(dǎo)入或內(nèi)源產(chǎn)生與某個特定mRNA同源的雙鏈RNA時,該mRNA發(fā)生降解或者翻譯阻滯,導(dǎo)致基因表達(dá)沉默。這種現(xiàn)象發(fā)生在轉(zhuǎn)錄后水平,又稱為轉(zhuǎn)錄后基因沉默,是表觀遺傳的重要機(jī)制之一。
6.理清基因與性狀關(guān)系
7.關(guān)于基因表達(dá)的敘述,正確的是( )
A.所有生物基因表達(dá)過程中用到的RNA和蛋白質(zhì)均由DNA編碼
B.DNA雙鏈解開,RNA聚合酶起始轉(zhuǎn)錄、移動到終止密碼子時停止轉(zhuǎn)錄
C.翻譯過程中,核酸之間的相互識別保證了遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性
D.多肽鏈的合成過程中,tRNA讀取mRNA上全部堿基序列信息
8.大腸桿菌核糖體蛋白與rRNA分子親和力較強(qiáng),二者組裝成核糖體。當(dāng)細(xì)胞中缺乏足夠的rRNA分子時,核糖體蛋白可通過結(jié)合到自身mRNA分子上的核糖體結(jié)合位點(diǎn)而產(chǎn)生翻譯抑制。下列敘述錯誤的是( )
A.一個核糖體蛋白的mRNA分子上可相繼結(jié)合多個核糖體,同時合成多條肽鏈
B.細(xì)胞中有足夠的rRNA分子時,核糖體蛋白通常不會結(jié)合自身mRNA分子
C.核糖體蛋白對自身mRNA翻譯的抑制維持了RNA和核糖體蛋白數(shù)量上的平衡
D.編碼該核糖體蛋白的基因轉(zhuǎn)錄完成后,mRNA才能與核糖體結(jié)合進(jìn)行翻譯
9.細(xì)胞內(nèi)不同基因的表達(dá)效率存在差異,如圖所示。下列敘述正確的是( )
A.細(xì)胞能在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平上調(diào)控基因表達(dá),圖中基因A的表達(dá)效率高于基因B
B.真核生物核基因表達(dá)的①和②過程分別發(fā)生在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中
C.人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物
D.②過程中,rRNA中含有與mRNA上密碼子互補(bǔ)配對的反密碼子
10.許多抗腫瘤藥物通過干擾DNA合成及功能抑制腫瘤細(xì)胞增殖。下表為三種抗腫瘤藥物的主要作用機(jī)理。下列敘述正確的是( )
A.羥基脲處理后,腫瘤細(xì)胞中DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程都出現(xiàn)原料匱乏
B.放線菌素D處理后,腫瘤細(xì)胞中DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程都受到抑制
C.阿糖胞苷處理后,腫瘤細(xì)胞DNA復(fù)制過程中子鏈無法正常延伸
D.將三種藥物精準(zhǔn)導(dǎo)入腫瘤細(xì)胞的技術(shù)可減弱它們對正常細(xì)胞的不利影響
11.研究發(fā)現(xiàn),線粒體內(nèi)的部分代謝產(chǎn)物可參與調(diào)控核內(nèi)基因的表達(dá),進(jìn)而調(diào)控細(xì)胞的功能。下圖為T細(xì)胞中發(fā)生上述情況的示意圖,請據(jù)圖回答下列問題:
(1)丙酮酸進(jìn)入線粒體后先經(jīng)氧化脫羧形成乙酰輔酶A,再徹底分解成 和[H]。[H]經(jīng)一系列復(fù)雜反應(yīng)與 結(jié)合,產(chǎn)生水和大量的能量,同時產(chǎn)生自由基。
(2)線粒體中產(chǎn)生的乙酰輔酶A可以進(jìn)入細(xì)胞核,使染色質(zhì)中與 結(jié)合的蛋白質(zhì)乙?;?,激活干擾素基因的轉(zhuǎn)錄。
(3)線粒體內(nèi)產(chǎn)生的自由基穿過線粒體膜到 中,激活NFAT等調(diào)控轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)分子,激活的NFAT可穿過 進(jìn)入細(xì)胞核,促進(jìn)白細(xì)胞介素基因的轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄后形成的 分子與核糖體結(jié)合,經(jīng) 過程合成白細(xì)胞介素。
(4)T細(xì)胞內(nèi)乙酰輔酶A和自由基調(diào)控核內(nèi)基因的表達(dá),其意義是 。
一、選擇題:每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求。
12.四氯化碳中毒時,會使得肝細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的多聚核糖體解聚及脫落,導(dǎo)致肝細(xì)胞功能損傷。下圖表示粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上蛋白質(zhì)合成、加工和轉(zhuǎn)運(yùn)的過程,下列敘述正確的是( )
A.一個mRNA上相繼結(jié)合多個核糖體有利于縮短每條肽鏈合成所需的時間
B.圖中mRNA在核糖體上移動的方向是從左往右
C.圖示過程均可在大腸桿菌細(xì)胞中進(jìn)行
D.四氯化碳中毒會導(dǎo)致蛋白質(zhì)無法進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加工
13.終止密碼子為UGA、UAA和UAG。下圖中①為大腸桿菌的一段mRNA序列,②~④為該mRNA序列發(fā)生堿基缺失的不同情況(“-”表示一個堿基缺失)。下列敘述錯誤的是( )
A.起始密碼子決定相應(yīng)的氨基酸,①編碼的直肽鏈含有5個肽鍵
B.②編碼的氨基酸數(shù)多于①編碼的氨基酸數(shù),但②編碼的蛋白質(zhì)可能功能缺失
C.與①相比,②~④中,④編碼的氨基酸排列順序變化最小
D.一般來說,缺失三個堿基對對蛋白質(zhì)的氨基酸序列的影響最小
14.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),由正?;駻突變成致病基因a,患者的β珠蛋白(血紅蛋白的組成部分)合成受阻,原因如圖所示(AUG、UAG分別為起始和終止密碼子)。以下敘述不正確的是( )
A.β地中海貧血癥是β珠蛋白第39位氨基酸的編碼序列發(fā)生了基因突變所致
B.該病體現(xiàn)了基因通過控制蛋白質(zhì)的合成間接控制生物體的性狀
C.若異常mRNA進(jìn)行翻譯產(chǎn)生了異常β珠蛋白,與正常β珠蛋白相比,則該異常蛋白肽鏈更短
D.正?;駻發(fā)生了堿基對的替換,改變了DNA堿基對內(nèi)的氫鍵數(shù),突變成β地中海貧血癥基因a
15.圖表示三種RNA,下列相關(guān)敘述錯誤的是( )
A.乙中的RNA分布于核糖體上
B.甲是翻譯的模板
C.三種RNA中都不含有氫鍵
D.密碼子和反密碼子分別位于甲和丙上
16.DNA甲基化是指在DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶的作用下,胞嘧啶的第5位碳原子上結(jié)合一個甲基基團(tuán),但胞嘧啶仍能與鳥嘌呤互補(bǔ)配對,Tet3基因控制合成的Tet3蛋白具有解除DNA甲基化的功能。小鼠胚胎發(fā)育過程中的各期細(xì)胞甲基化水平如右圖。下列說法正確的是( )
A.DNA甲基化改變了DNA分子中嘌呤的比例
B.DNA甲基化不改變生物的基因型和表現(xiàn)型
C.前3次卵裂時,第3次卵裂的子細(xì)胞甲基化水平最低
D.與囊胚期相比,原腸胚期細(xì)胞內(nèi)Tet3基因表達(dá)增強(qiáng)
17.研究者探討了大鼠骨髓間質(zhì)干細(xì)胞分化為肝細(xì)胞的過程中轉(zhuǎn)錄因子4(Oct4)啟動子甲基化的調(diào)控機(jī)制,檢測誘導(dǎo)培養(yǎng)過程中白蛋白(ALB)和Oct4基因的mRNA表達(dá)水平,以及Oct4基因啟動子甲基化水平,結(jié)果如下圖所示,下列敘述錯誤的是( )
A.骨髓間質(zhì)干細(xì)胞分化為肝細(xì)胞體現(xiàn)了基因的選擇性表達(dá)
B.分化形成的肝細(xì)胞中白蛋白含量較高
C.Oct4基因表達(dá)產(chǎn)物可促進(jìn)ALB基因的轉(zhuǎn)錄
D.未分化的細(xì)胞則表現(xiàn)出低水平的甲基化修飾
二、選擇題:每小題給出的四個選項中有一個或多個符合題目要求。
18.在人群中,有多種遺傳病是由苯丙氨酸的代謝缺陷所致的。人體內(nèi)苯丙氨酸的代謝途徑如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是( )
A.缺乏酶⑤會導(dǎo)致人患白化病,缺乏酶③會導(dǎo)致人患尿黑酸癥
B.苯丙酮尿癥患者可通過攝取不含苯丙氨酸的食物來緩解癥狀
C.由圖推測基因可通過控制酶的合成來控制代謝過程,進(jìn)而控制生物體的性狀
D.苯丙氨酸通過酶①催化形成酪氨酸的過程中存在mRNA與tRNA的結(jié)合
19.人的血紅蛋白由4條肽鏈組成,控制人的血紅蛋白的基因分別位于11號、16號染色體上,但在人的不同發(fā)育時期血紅蛋白分子的組成是不相同的。下圖表示人的不同時期表達(dá)的血紅蛋白基因及血紅蛋白組成,據(jù)圖判斷下列分析錯誤的是( )
A.基因與性狀之間并不都是一一對應(yīng)的線性關(guān)系,血紅蛋白受多個基因控制
B.圖中的多種血紅蛋白基因之間均為非等位基因,其表達(dá)有時間順序
C.人的配子內(nèi)包含圖中的全部6種基因,但這6種基因在配子中均不表達(dá)
D.胎兒的紅細(xì)胞中存在圖中所示的任何基因,但成年人的紅細(xì)胞中不存在
20.下圖所示為真核細(xì)胞中發(fā)生的某些相關(guān)生理和生化反應(yīng)過程。相關(guān)敘述正確的是( )
A.結(jié)構(gòu)a是核糖體,物質(zhì)b是mRNA,過程①是翻譯過程
B.過程②正在形成細(xì)胞中的核糖體,這一過程與細(xì)胞核中的核仁密切相關(guān)
C.如果細(xì)胞中的r-蛋白含量較多,r-蛋白就與b結(jié)合,阻止b與a結(jié)合
D.c是基因,是指導(dǎo)rRNA合成的直接模板,需要DNA聚合酶參與催化
21.下圖表示人體卵清蛋白基因的表達(dá)過程,圖中的陰影部分表示編碼氨基酸的 DNA 片段, 數(shù)字為對應(yīng)片段的堿基對數(shù)。
下列敘述正確的是( )
A.轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核中進(jìn)行,轉(zhuǎn)錄初級產(chǎn)物 hnRNA 含有 3850 個堿基
B.卵清蛋白基因中編碼氨基酸序列的堿基比例大于50%
C.對 hnRNA 中 A ~ G 轉(zhuǎn)錄的片段進(jìn)行剪切,改變了基因中的堿基序列
D.將 mRNA 逆轉(zhuǎn)錄得到的堿基序列與卵清蛋白基因的堿基序列不同
三、非選擇題
22.鐵是組成細(xì)胞的重要元素,但細(xì)胞內(nèi)過量的Fe3+會誘發(fā)自由基反應(yīng),對細(xì)胞產(chǎn)生損傷。轉(zhuǎn)鐵蛋白受體(TR)參與細(xì)胞對Fe3+的吸收。下圖是細(xì)胞中Fe3+含量對轉(zhuǎn)鐵蛋白受體 mRNA(TfR-mRNA)穩(wěn)定性的調(diào)節(jié)過程(圖中鐵反應(yīng)元件是TfR-mRNA上一段富含堿基 A、U的序列),當(dāng)細(xì)胞中Fe3+濃度高時,鐵調(diào)節(jié)蛋白由于結(jié)合Fe3+而不能與鐵反應(yīng)元件結(jié)合,導(dǎo)致TfR-mRNA易水解,反之,TfR-mRNA難水解?;卮鹣铝袉栴}:
(1)人體肝臟細(xì)胞中TR-mRNA 是由TfR 基因經(jīng) (過程)合成的,這一過程需要 (酶)催化。
(2)圖中結(jié)構(gòu)a在mRNA上的移動方向是(3’→5’或5’→3’),一個mRNA分子上同時結(jié)合多個結(jié)構(gòu)a,其生理意義是
(3)據(jù)圖可知,TR-mRNA中鐵反應(yīng)元件能形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)的原因是 。這種莖環(huán)結(jié)構(gòu) (能或不能)影響TfR的氨基酸序列,理由是 。
(4)若 TfR基因中某堿基對發(fā)生缺失,導(dǎo)致合成的肽鏈變短,其原因是 。
(5)據(jù)圖可知,當(dāng)細(xì)胞中Fe3+不足時,TFR-mRNA將 ,其生理意義是 。
23.圖①~③分別表示人體細(xì)胞中發(fā)生的3種生物大分子的合成過程。請回答下列問題:
(1)科學(xué)家證明細(xì)胞中過程①時,運(yùn)用了同位素示蹤技術(shù)和 技術(shù);②發(fā)生的場所有 。③發(fā)生時,產(chǎn)物除了多肽鏈還有 。1957年,克里克將 命名為中心法則,之后隨著科學(xué)的進(jìn)步,科學(xué)家不斷補(bǔ)充和完善中心法則。請寫出根尖成熟區(qū)細(xì)胞遵循的中心法則的內(nèi)容: 。
(2)已知過程②的α鏈中鳥嘌呤與尿嘧啶之和占堿基總數(shù)的54%,α鏈及其模板鏈對應(yīng)區(qū)段的堿基中鳥嘌呤分別占29%、19%,則與α鏈對應(yīng)的DNA區(qū)段中腺嘌呤所占的堿基比例為 。
(3)由于基因中一個堿基對發(fā)生替換,而導(dǎo)致過程③合成的肽鏈中第8位氨基酸由異亮氨酸(密碼子有AUU、AUC、AUA)變成蘇氨酸(密碼子有ACU、ACC、ACA、ACG),則該基因的這個堿基對替換情況是 。
(4)人體不同組織細(xì)胞的相同DNA進(jìn)行過程②時啟用的起始點(diǎn) (填“都相同”、“都不同”或“不完全相同”)。
24.下圖表示某細(xì)胞中蛋白質(zhì)1和蛋白質(zhì)2(這兩種蛋白質(zhì)是維持線粒體功能所必需的)的合成途徑,①~⑤表示生理過程,Ⅰ表示核膜,Ⅱ是線粒體DNA?;卮鹣铝袉栴}:

(1)圖中過程 (用序號表示)為轉(zhuǎn)錄過程,該過程所需的酶是 ,該酶的作用是 。
(2)與轉(zhuǎn)錄過程相比,過程①的不同點(diǎn)有 (答出2點(diǎn))。
(3)過程③代表 過程,其中核糖體移動的方向是 (填“從左到右”或“從右到左”),過程③中一個mRNA上通常相繼結(jié)合多個核糖體,其意義是 。
(4)有學(xué)者認(rèn)為線粒體屬于半自主性細(xì)胞器,據(jù)圖分析,其依據(jù)是 。
25.從克里克的中心法則,到RNA的干擾機(jī)制,科學(xué)家們不斷探索遺傳信息的流動的機(jī)制,根據(jù)資料回答問題:
(1)安德魯?法爾和克雷格?梅洛發(fā)現(xiàn)了RNA干擾現(xiàn)象(RNAi),他們認(rèn)為:雙鏈RNA一旦進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)就會被一個稱為Dicer的特定的酶切割成21~23個核苷酸長的小分子干涉RNA(SiRNA)。Dicer能特異識別雙鏈RNA,以ATP依賴方式切割由外源導(dǎo)入或者由轉(zhuǎn)基因、病毒感染等各種方式引入的雙鏈RNA,切割產(chǎn)生的SiRNA片段與一系列酶結(jié)合組成誘導(dǎo)沉默復(fù)合體(RISC)。激活的RISC通過堿基配對結(jié)合到與SiRNA同源的mRNA上,并切割該mRNA,造成蛋白質(zhì)無法合成(如圖所示)。
①克里克提出中心法則指出的遺傳信息傳遞路徑包括(請用箭頭和文字表示) ,后來RNA病毒和逆轉(zhuǎn)錄病毒中又發(fā)現(xiàn)了 、 傳遞路徑。根據(jù)RNAi機(jī)理,RNAi能使相關(guān)基因“沉默”,其實質(zhì)是遺傳信息傳遞中的 過程受阻。
②通過Dicer切割形成的SiRNA使基因“沉默”的條件是SiRNA上有 的堿基序列。
(2)下圖為四種病毒侵染人體相應(yīng)細(xì)胞后的增殖過程:
①過程需要的原料是 ,催化過程②的酶是 。
②乙肝病毒感染肝細(xì)胞后,一般很難根除,原因是 。治療乙肝時,通過藥物抑制過程③比抑制過程④的副作用小,這是因為 。
③脊髓灰質(zhì)炎病毒的+RNA除了參與病毒組成外,還具有的功能有 。
④逆轉(zhuǎn)錄酶在過程⑤⑥中發(fā)揮重要作用,由此可判斷逆轉(zhuǎn)錄酶的作用有 (填數(shù)字序號)。
A.催化DNA鏈的形成 B.催化RNA單鏈的形成 C.切割DNA分子
26.圖甲、乙為真核細(xì)胞中蛋白質(zhì)合成過程示意圖。請回答下列問題:
(1)圖甲中過程①發(fā)生的場所主要是 。這一致病基因通過控制 直接控制生物體的性狀。過程②中核糖體移動的方向是 (填字母:A.從左到右 B.從右到左)。
(2)若圖甲中異常多肽鏈中有一段氨基酸序列為“—脯氨酸—苯丙氨酸—”,攜帶脯氨酸和苯丙氨酸的tRNA上的反密碼子分別為GGU、AAG,則物質(zhì)a中模板鏈的堿基序列為 。圖乙過程最終合成的T1、T2、T3三條多肽鏈中氨基酸的順序 (填“相同”或“不相同”),判斷的理由是 。
(3)某種實驗小鼠的毛色受一對等位基因Avy和a的控制,Avy為顯性基因,表現(xiàn)為黃色體毛,a為隱性基因,表現(xiàn)為黑色體毛。將純種黃色體毛的小鼠與純種黑色體毛的小鼠雜交,子一代小鼠的基因型是Avya,預(yù)期的表型是 ,實際卻表現(xiàn)出介于黃色和黑色之間的一系列毛色類型。原因是決定Avy基因表達(dá)水平的一段堿基序列,具有多個可發(fā)生DNA甲基化修飾的位點(diǎn)。位點(diǎn)的甲基化程度越高,基因Avy的表達(dá)受到的抑制越明顯,小鼠的體毛顏色就會趨向 。DNA甲基化常發(fā)生于DNA的CG序列密集區(qū),發(fā)生甲基化后,這段DNA就可以和甲基化DNA結(jié)合蛋白相結(jié)合。推測甲基化程度影響基因表達(dá)的機(jī)制是 。
27.表觀遺傳是指DNA序列不改變,而基因的表達(dá)發(fā)生可遺傳的改變。DNA甲基化是表觀遺傳中最常見的現(xiàn)象之一。某些基因在啟動子上存在富含雙核苷酸“CG”的區(qū)域,稱為“CG島”。其中的胞嘧啶在發(fā)生甲基化后轉(zhuǎn)變成5-甲基胞嘧啶但仍能與鳥嘌呤互補(bǔ)配對。細(xì)胞中存在兩種DNA甲基化酶(如圖1所示),從頭甲基化酶只作用于非甲基化的DNA,使其半甲基化;維持甲基化酶只作用于DNA的非甲基化位點(diǎn),使其全甲基化。
(1)由于圖2中過程①的方式是半保留復(fù)制,所以其產(chǎn)物都是 (半/全)甲基化的,因此過程②必須經(jīng)過 的催化才能獲得與親代分子相同的甲基化狀態(tài)。
(2)研究發(fā)現(xiàn),啟動子中“CG島”的甲基化會影響相關(guān)蛋白質(zhì)與啟動子的結(jié)合,從而抑制 。
(3)小鼠的A基因編碼胰島素生長因子-2 (IGF-2), a基因無此功能(A、a位于常染色體上)。IGF-2 是小鼠正常發(fā)育必需的一種蛋白質(zhì),缺乏時小鼠個體矮小。在小鼠胚胎中,來自父本的A及其等位基因能夠表達(dá),來自母本的則不能表達(dá)。檢測發(fā)現(xiàn),這對基因的啟動子在精子中是非甲基化的,在卵細(xì)胞中則是甲基化的。若純合矮小雌鼠與純合正常雄鼠雜交,則F1的表現(xiàn)型應(yīng)為 。F1雌雄個體間隨機(jī)交配,則F2的表現(xiàn)型及其比例應(yīng)為 = 。

遺傳信息的傳遞
遺傳信息的表達(dá)
復(fù)制
轉(zhuǎn)錄
翻譯
場所
主要是細(xì)胞核
主要是細(xì)胞核
細(xì)胞質(zhì)
模板
親代DNA的兩條鏈
DNA的一條鏈
mRNA
原料
4種游離的脫氧核苷酸
4種游離的核糖核苷酸
21種氨基酸
模板去向
子代DNA分子中
DNA鏈重新聚合
降解成核糖核苷酸
產(chǎn)物
完全相同的兩個DNA分子
RNA
蛋白質(zhì)(多肽)
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
特點(diǎn)
①半保留復(fù)制;②邊解旋邊復(fù)制
邊解旋邊轉(zhuǎn)錄
一條mRNA上可相繼結(jié)合多個核糖體,同時合成多條肽鏈
信息傳遞
DNA→DNA
DNA→RNA
mRNA→蛋白質(zhì)
藥物名稱
作用機(jī)理
羥基脲
阻止脫氧核糖核苷酸的合成
放線菌素D
抑制DNA的模板功能
阿糖胞苷
抑制DNA聚合酶活性
《第21講 基因的表達(dá)、基因與性狀的關(guān)系》參考答案:
1.C
【分析】分析圖示可知,含有CCI反密碼子的tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)甘氨酸,而反密碼子CCI能與mRNA上的三種密碼子(GGU、GGC、GGA)互補(bǔ)配對,即I與U、C、A均能配對。
【詳解】A、由圖示分析可知,I與U、C、A均能配對,因此含I的反密碼子可以識別多種不同的密碼子,A正確;
B、密碼子與反密碼子的配對遵循堿基互補(bǔ)配對原則,堿基對之間通過氫鍵結(jié)合,B正確;
C、由圖示可知,tRNA分子由單鏈RNA經(jīng)過折疊后形成三葉草的葉形,C錯誤;
D、由于密碼子的簡并性,mRNA中堿基的改變不一定造成所編碼氨基酸的改變,從圖示三種密碼子均編碼甘氨酸也可以看出,D正確。
故選C。
2.A
【分析】題圖分析:圖中①表示轉(zhuǎn)錄過程,該過程發(fā)生在細(xì)胞核中,需要RNA聚合酶;②過程顯示miRNA蛋白復(fù)合物轉(zhuǎn)移到了X基因的mRNA上,進(jìn)而抑制了X基因的翻譯過程。
【詳解】A、miRNA是含有莖環(huán)結(jié)構(gòu)的miRNA前體經(jīng)過加工之后的一類非編碼的小RNA分子(18~25個核苷酸), RNA為單鏈結(jié)構(gòu),DNA為雙鏈結(jié)構(gòu),但由于miRNA是加工之后形成的,同時基因中有調(diào)控序列,所以miRNA基因中多于36~50個核苷酸,A正確;
B、過程①為轉(zhuǎn)錄過程,需要RNA聚合酶的催化作用,不需要解旋酶,B錯誤;
C、分析題意可知,miRNA前體含有莖環(huán)結(jié)構(gòu),含有氫鍵,C錯誤;
D、翻譯是以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)的過程,miRNA蛋白復(fù)合物與X基因的mRNA結(jié)合,抑制X基因表達(dá)的翻譯過程,D錯誤。
故選A。
3.C
【分析】分析題圖可知,a為DNA復(fù)制的過程、b為轉(zhuǎn)錄、c為RNA自我復(fù)制、d為翻譯、e為逆轉(zhuǎn)錄的過程,據(jù)此分析解答問題。
【詳解】A、a過程表示DNA的復(fù)制,其需要的酶有DNA解旋酶和DNA聚合酶,環(huán)丙沙星抑制細(xì)胞DNA解旋酶的活性,即可抑制a過程;b過程表示DNA的轉(zhuǎn)錄,需要RNA聚合酶,利福平抑制RNA聚合酶的活性即可抑制b過程,A正確;
B、青霉素抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成,與遺傳信息傳遞和表達(dá)無作用。而其他抗菌藥物分別抑制DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程,均具有抑制遺傳信息傳遞和表達(dá)的作用,B正確;
C、過程d表示翻譯過程,涉及的氨基酸最多有21種,密碼子有64種,但是有3種終止密碼子不編碼氨基酸,所以攜帶氨基酸的tRNA最多有61種,C錯誤;
D、e過程表示由單鏈的RNA得到雙鏈DNA分子,屬于逆轉(zhuǎn)錄過程,需要逆轉(zhuǎn)錄酶,D正確。
故選C。
4.C
【分析】根據(jù)題意分析可知,甲試管中加入了RNA病毒的顆粒和含有帶放射性標(biāo)記的脫氧核糖核苷三磷酸緩沖溶液,一段時間后,甲試管中能檢測到含有放射性的核酸,說明甲試管中發(fā)生了逆轉(zhuǎn)錄構(gòu)成,以RNA為模板合成了DNA,說明該病毒為逆轉(zhuǎn)錄病毒;而乙試管中加入了RNA病毒的顆粒和帶放射性標(biāo)記的核糖核苷三磷酸緩沖溶液,一段時間后,乙試管中不能檢測到含有放射性的核酸,說明乙試管中不能發(fā)生核酸的合成過程,因為缺少合成DNA的原料脫氧核糖核苷酸。
【詳解】根據(jù)以上分析可知,甲試管中發(fā)生了逆轉(zhuǎn)錄,但是甲試管中不能合成RNA和蛋白質(zhì),故甲試管中沒有沒有子代病毒,乙試管中只有病毒RNA存在,也不能合成蛋白質(zhì),因此乙試管中也沒有子代病毒,A正確;根據(jù)以上分析可知,甲試管中完成了DNA的合成,因此加入的病毒顆粒中含有逆轉(zhuǎn)錄酶,B正確;乙試管中無放射性核酸的合成是因為缺少合成DNA的原料脫氧核糖核苷酸,C錯誤;加入RNA酶,病毒模板減少,故甲試管中放射性核酸明顯減少,D正確。
5.BD
【分析】基因表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程,其中轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程,需要RNA聚合酶參與;翻譯是以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)的過程,該過程發(fā)生在核糖體上,需要以氨基酸為原料,還需要酶、能量和tRNA。
【詳解】A、該實驗的自變量為S蛋白的有無,根據(jù)對照實驗的基本原則,無關(guān)變量應(yīng)保持相同且適宜,實驗組加入了蛋白質(zhì)S,即含有蛋白質(zhì)S的緩沖液,對照組應(yīng)加入不含有蛋白質(zhì)S的緩沖液,A正確;
BC、據(jù)題意“將DNA模板和RNA聚合酶混合一段時間后加入原料,其中鳥嘌呤核糖核苷酸用32P標(biāo)記”,結(jié)合題圖開始一段時間內(nèi)(1分鐘之前)產(chǎn)物放射性增加,說明曲線反映的是模板DNA的轉(zhuǎn)錄過程,加入肝素后,產(chǎn)物中含32P的放射性強(qiáng)度不再增加,說明肝素能抑制轉(zhuǎn)錄過程,因此沒有新的mRNA的合成,B錯誤,C正確;
D、據(jù)圖可知,加入肝素一段時間后再加入蛋白質(zhì)S,產(chǎn)物放射性很高,而未加入蛋白質(zhì)S,產(chǎn)物放射性幾乎不發(fā)生變化,說明蛋白質(zhì)S能解除肝素抑制轉(zhuǎn)錄(而非翻譯過程)的作用,D錯誤。
故選BD。
6. mRNA(或RNA或酵母RNA) RNA合成(轉(zhuǎn)錄)場所在細(xì)胞核內(nèi)(RNA合成(轉(zhuǎn)錄)場所在DNA附近) 堿基互補(bǔ)配對原則 b鏈 形成的雜合雙鏈區(qū)的部位越多,DNA堿基序列的一致性越高,說明物種之間關(guān)系越近 RNA聚合酶 核基因 抗生素通過干擾細(xì)菌核糖體的形成,或阻止tRNA和mRNA的結(jié)合,來干擾細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成,抑制細(xì)菌的生長,因此可用于因細(xì)菌感染而引起的疾病
【分析】基因表達(dá)是指將來自基因的遺傳信息合成功能性基因產(chǎn)物的過程,基因表達(dá)產(chǎn)物通常是蛋白質(zhì)?;虮磉_(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯。轉(zhuǎn)錄過程由RNA聚合酶進(jìn)行,以DNA為模板,產(chǎn)物為RNA。RNA聚合酶沿著一段DNA移動,留下新合成的RNA鏈。翻譯過程是以信使RNA(mRNA)為模板,指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)的過程。每個mRNA攜帶由遺傳密碼編碼的蛋白質(zhì)合成信息即三聯(lián)體。mRNA的每個核苷酸三聯(lián)體稱為密碼子,并且對應(yīng)于與轉(zhuǎn)運(yùn)RNA中的反密碼子三聯(lián)體互補(bǔ)的結(jié)合位點(diǎn)。
【詳解】(1)RNA分解,蛋白質(zhì)合成停止,RNA合成,蛋白質(zhì)合成恢復(fù),實驗一說明蛋白質(zhì)的合成可能與mRNA(或RNA或酵母RNA)有關(guān)。
(2)RNA總是出現(xiàn)在DNA附近,說明RNA合成(轉(zhuǎn)錄)場所在細(xì)胞核內(nèi)(RNA合成(轉(zhuǎn)錄)場所在DNA附近)
(3)實驗三中雜交分子形成的原理是堿基互補(bǔ)配對原則(A-U,G-C,T-A,C-G)。DNA單鏈可與RNA形成雜交分子是b鏈,與RNA堿基互補(bǔ)配對,因此RNA合成的模板是b鏈。形成的雜合雙鏈區(qū)的部位越多,DNA堿基序列的一致性越高,說明在生物進(jìn)化過程中,DNA堿基序列發(fā)生的變化越小,說明物種之間關(guān)系越近。
(4)加入抑制RNA聚合酶的物質(zhì),轉(zhuǎn)錄進(jìn)程逐漸被抑制,說明轉(zhuǎn)錄過程需要RNA聚合酶。用α—鵝膏蕈堿處理細(xì)胞后發(fā)現(xiàn),細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中RNA含量顯著減少,說明α—鵝膏蕈堿抑制的是核基因的轉(zhuǎn)錄,核內(nèi)形成的mRNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的RNA含量才顯著減少。
(5)核糖體、tRNA和mRNA的結(jié)合都是蛋白質(zhì)合成所不可缺少的??股赝ㄟ^干擾細(xì)菌核糖體的形成,或阻止tRNA和mRNA的結(jié)合,來干擾細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成,抑制細(xì)菌的生長,因此可用于因細(xì)菌感染而引起的疾病。
【點(diǎn)睛】本題考查基因表達(dá)的概念及過程,學(xué)會處理文字、圖形信息是解答本題的關(guān)鍵。
7.C
【分析】翻譯過程以氨基酸為原料,以轉(zhuǎn)錄過程產(chǎn)生的mRNA為模板,在酶的作用下,消耗能量產(chǎn)生多肽鏈。多肽鏈經(jīng)過折疊加工后形成具有特定功能的蛋白質(zhì)。
【詳解】A、RNA病毒的蛋白質(zhì)由病毒的遺傳物質(zhì)RNA編碼合成,A錯誤;
B、DNA雙鏈解開,RNA聚合酶與啟動子結(jié)合進(jìn)行轉(zhuǎn)錄,移動到終止子時停止轉(zhuǎn)錄,B錯誤;
C、翻譯過程中,核酸之間通過堿基互補(bǔ)配對相互識別保證了遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性,C正確;
D、沒有相應(yīng)的反密碼子與mRNA上的終止密碼子配對,故tRNA不能讀取mRNA上全部堿基序列信息,D錯誤。
故選C。
【點(diǎn)睛】
8.D
【分析】基因表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程,其中轉(zhuǎn)錄的條件:模板(DNA的一條鏈)、原料(核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量;翻譯過程的條件:模板(mRNA)、原料(氨基酸)、酶、tRNA和能量。
【詳解】A、一個核糖體蛋白的mRNA分子上可相繼結(jié)合多個核糖體,同時合成多條肽鏈,以提高翻譯效率,A正確;
B、細(xì)胞中有足夠的rRNA分子時,核糖體蛋白通常不會結(jié)合自身mRNA分子,與rRNA分子結(jié)合,二者組裝成核糖體,B正確;
C、當(dāng)細(xì)胞中缺乏足夠的rRNA分子時,核糖體蛋白只能結(jié)合到自身mRNA分子上,導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成停止,核糖體蛋白對自身mRNA翻譯的抑制維持了rRNA和核糖體蛋白數(shù)量上的平衡,C正確;
D、大腸桿菌為原核生物,沒有核膜,轉(zhuǎn)錄形成的mRNA在轉(zhuǎn)錄未結(jié)束時即和核糖體結(jié)合,開始翻譯過程,D錯誤。
故選D。
9.ABC
【分析】基因的表達(dá)的產(chǎn)物是蛋白質(zhì),包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程,圖中①為轉(zhuǎn)錄過程,②為翻譯過程。
【詳解】A、基因的表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程,圖中基因A表達(dá)的蛋白質(zhì)分子數(shù)量明顯多于基因B表達(dá)的蛋白質(zhì)分子,說明基因A表達(dá)的效率高于基因B,A正確;
B、核基因的轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄出RNA的過程,發(fā)生的場所為細(xì)胞核,翻譯是以mRNA為模板翻譯出具有氨基酸排列順序的多肽鏈,翻譯的場所發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體,B正確;
C、三種RNA(mRNA、rRNA、tRNA)都是以DNA中的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄而來的,C正確;
D、反密碼子位于tRNA上,rRNA是構(gòu)成核糖體的成分,不含有反密碼子,D錯誤。
故選ABC。
【點(diǎn)睛】
10.BCD
【分析】根據(jù)表格中信息可知,羥基脲阻止脫氧核糖核苷酸的合成,從而影響DNA復(fù)制過程中原料的供應(yīng);放線菌素D通過抑制DNA的模板功能,可以影響DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄,因為DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄均需要DNA模板;阿糖胞苷通過抑制DNA聚合酶活性而影響DNA復(fù)制過程。
【詳解】A、據(jù)分析可知,羥基脲阻止脫氧核糖核苷酸的合成,從而影響腫瘤細(xì)胞中DNA復(fù)制過程,而轉(zhuǎn)錄過程需要的原料是核糖核苷酸,不會受到羥基脲的影響,A錯誤;
B、據(jù)分析可知,放線菌素D通過抑制DNA的模板功能,可以抑制DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄,因為DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄均需要DNA模板,B正確;
C、阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性而影響DNA復(fù)制過程,DNA聚合酶活性受抑制后,會使腫瘤細(xì)胞DNA復(fù)制過程中子鏈無法正常延伸,C正確;
D、將三種藥物精準(zhǔn)導(dǎo)入腫瘤細(xì)胞的技術(shù)可以抑制腫瘤細(xì)胞的增殖,由于三種藥物是精準(zhǔn)導(dǎo)入腫瘤細(xì)胞,因此,可以減弱它們對正常細(xì)胞的不利影響,D正確;
故選BCD。
【點(diǎn)睛】
11. CO2 O2 DNA 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 核孔 mRNA 翻譯 提高機(jī)體的免疫能力
【分析】有氧呼吸的第一階段的葡萄糖酵解產(chǎn)生丙酮酸和[H],同時釋放少量能量,發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中;第二階段是丙酮酸與水反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳和[H],同時釋放少量能量,發(fā)生在線粒體基質(zhì)中;第三階段是[H]與氧氣生成水,釋放大量能量的過程,發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上。據(jù)圖分析可知,乙酰輔酶A進(jìn)入三羧酸循環(huán)后,代謝產(chǎn)生[H],[H]參與有氧呼吸第三階段,與O2結(jié)合形成H2O,同時產(chǎn)生了大量自由基,自由基激活NFAT等分子,進(jìn)入細(xì)胞核的NFAT和乙酰輔酶A在乙?;复呋掳l(fā)生乙酰化反應(yīng),參與調(diào)控核內(nèi)基因的表達(dá),進(jìn)而調(diào)控合成干擾素、白細(xì)胞介素等。
【詳解】(1)根據(jù)題意,丙酮酸進(jìn)入線粒體后先經(jīng)氧化脫羧形成乙酰輔酶A,再徹底分解產(chǎn)生CO2和[H],[H]參與有氧呼吸第三階段,與O2結(jié)合,形成H2O。
(2)據(jù)圖可知,乙酰輔酶A進(jìn)入細(xì)胞核中,在乙?;复呋掳l(fā)生乙?;磻?yīng),根據(jù)題意,該過程是乙酰輔酶A使染色質(zhì)中與DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)發(fā)生乙酰化反應(yīng),進(jìn)而激活了相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。
(3)據(jù)圖可知,線粒體內(nèi)產(chǎn)生的自由基穿過線粒體膜到達(dá)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,激活了NFAT等蛋白質(zhì)分子,激活的NFATNFAT等蛋白質(zhì)分子要穿過核孔才能進(jìn)入細(xì)胞核,促進(jìn)白細(xì)胞介素基因的轉(zhuǎn)錄。相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄形成mRNA,mRNA與核糖體結(jié)合后,經(jīng)翻譯產(chǎn)生白細(xì)胞介素。
(4)據(jù)圖可知,T細(xì)胞內(nèi)乙酰輔酶A和自由基可調(diào)控核內(nèi)基因的表達(dá),合成干擾素、白細(xì)胞介素等,其對提高機(jī)體的免疫能力具有重要意義。
【點(diǎn)睛】本題結(jié)合圖解,綜合考察了有氧呼吸過程、基因的表達(dá)、物質(zhì)的運(yùn)輸?shù)葍?nèi)容,要求考生能結(jié)合所學(xué)內(nèi)容,正確分析題圖,并能在新的情景中正確運(yùn)用所學(xué)知識,意在考查考生獲取信息并利用信息分析問題的能力。
12.D
【分析】轉(zhuǎn)錄是在細(xì)胞核內(nèi),以DNA一條鏈為模板,按照堿基互補(bǔ)配對原則,合成RNA的過程。 翻譯是在核糖體中以mRNA為模板,按照堿基互補(bǔ)配對原則,以tRNA為轉(zhuǎn)運(yùn)工具、以細(xì)胞質(zhì)里游離的氨基酸為原料合成蛋白質(zhì)的過程。
【詳解】A、一個mRNA上結(jié)合多個核糖體同時進(jìn)行多條肽鏈的合成,可提高翻譯的效率,但不能縮短每條肽鏈合成的時間,A錯誤;
B、根據(jù)肽鏈的長度變化可知:核糖體在mRNA上移動方向為由左往右,不是“mRNA在核糖體上移動”,B錯誤;
C、圖示過程不都可以在大腸桿菌細(xì)胞中進(jìn)行,因為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是真核細(xì)胞具有的結(jié)構(gòu),原核細(xì)胞不具有該結(jié)構(gòu),C錯誤;
D、四氯化碳中毒時,會使得肝細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的多聚核糖體解聚及脫落,導(dǎo)致蛋白質(zhì)無法進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加工,D正確。
故選D。
13.D
【分析】mRNA合成以后,通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中。游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸,就以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì),這一過程叫作翻譯。mRNA上3個相鄰的堿基決定1個氨基酸,每3個這樣的堿基叫作1個密碼子。
【詳解】A、起始密碼子決定相應(yīng)的氨基酸,終止密碼子沒有相應(yīng)的氨基酸,由題圖可知,①編碼的直肽鏈有6個氨基酸,共有5個肽鍵,A正確;
B、由于缺失堿基,②沒有出現(xiàn)終止密碼子,②編碼的氨基酸數(shù)多于①編碼的氨基酸數(shù),多肽鏈可能功能缺失,B正確;
C、①為大腸桿菌的一段mRNA序列,據(jù)題圖可知②為該mRNA序列發(fā)生1個堿基缺失,則缺失部位以后的密碼子均發(fā)生改變;③為該mRNA序列發(fā)生2個堿基缺失,則缺失部位以后的密碼子也均發(fā)生改變;④為該mRNA序列發(fā)生3個連續(xù)堿基缺失,則缺失1個密碼子,缺失部位之后的密碼子序列不變,所以②~④中,④編碼的氨基酸排列順序變化最小,C正確;
D、缺失三個堿基時,若堿基不是連續(xù)缺失的,對蛋白質(zhì)的氨基酸序列影響可能很大,D錯誤。
故選D。
14.B
【分析】分析圖解可知,過程①表示遺傳信息的轉(zhuǎn)錄,過程②表示翻譯。圖中可以看出,基因突變后,密碼子變成了終止密碼子,因此會導(dǎo)致合成的肽鏈縮短。
【詳解】AD、β地中海貧血癥是正?;駻發(fā)生了堿基對的替換,即由 G→A,G/C堿基對3個氫鍵,A/T堿基對含兩個氫鍵,改變了DNA堿基對內(nèi)的氫鍵數(shù),突變成β-地中海貧血癥基因a,導(dǎo)致β珠蛋白第39位氨基酸的編碼序列發(fā)生了基因突變,AD正確;
B、該病體現(xiàn)了基因通過控制蛋白質(zhì)的合成直接控制生物體的性狀,B錯誤;
C、圖中看出,替換后的部位轉(zhuǎn)錄形成的密碼子為UAG,該密碼子為終止密碼子,因此若異常mRNA進(jìn)行翻譯產(chǎn)生了異常β-珠蛋白,則該異常β-珠蛋白與正常β-珠蛋白相比,則該異常蛋白肽鏈更短,C正確。
故選B。
15.C
【分析】1、據(jù)圖分析可知,轉(zhuǎn)錄過程可以產(chǎn)生tRNA、rRNA、mRNA三種RNA,甲是mRNA,乙是rRNA,丙是三葉草型的tRNA,是核糖體的成分之一。
2、RNA分子的種類及功能:(1)mRNA:信使RNA;功能:蛋白質(zhì)合成的直接模板;(2)tRNA:轉(zhuǎn)運(yùn)RNA;功能:mRNA上堿基序列(即遺傳密碼子)的識別者和氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)者;(3)rRNA:核糖體RNA;功能:核糖體的組成成分,蛋白質(zhì)的合成場所。
【詳解】A、核糖體是由rRNA和蛋白質(zhì)組成,乙是tRNA,故乙中的RNA分布于核糖體上,A正確;
B、甲是mRNA(信使RNA),是翻譯的模板,即蛋白質(zhì)合成的直接模板,B正確;
C、tRNA存在局部雙鏈,含有氫鍵,C錯誤;
D、甲是mRNA,丙是tRNA,密碼子位于mRNA上,反密碼子位于tRNA上,故密碼子和反密碼子分別位于甲和丙上,D正確。
故選C。
【點(diǎn)睛】
16.C
【分析】表觀遺傳是指DNA序列不發(fā)生變化,但基因的表達(dá)卻發(fā)生了可遺傳的改變,即基因型未發(fā)生變化而表現(xiàn)型卻發(fā)生了改變,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能與RNA聚合酶結(jié)合,故無法進(jìn)行轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mRNA,也就無法進(jìn)行翻譯,最終無法合成相應(yīng)蛋白,從而抑制了基因的表達(dá)。
【詳解】A、DNA甲基化是指在DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶的作用下,胞嘧啶的第5位碳原子上結(jié)合一個甲基基團(tuán),但胞嘧啶仍能與鳥嘌呤互補(bǔ)配對,不會改變了DNA分子中嘌呤的比例,A錯誤;
B、DNA的甲基化并不改變基因的堿基序列,但由于影響了基因表達(dá)的過程,所以可導(dǎo)致生物性狀改變,但未改變生物基因型,B錯誤;
C、卵裂屬于有絲分裂,第3次卵裂能形成8個細(xì)胞,據(jù)圖可知,8細(xì)胞甲基化水平最低,C正確;
D、與囊胚期相比,原腸胚期細(xì)胞內(nèi)DNA甲基化水平較高,Tet3基因控制合成的Tet3蛋白具有解除DNA甲基化的功能,因此推測原腸胚期細(xì)胞內(nèi)Tet3基因表達(dá)較弱,D錯誤。
故選C。
17.C
【分析】分析圖1,在大鼠骨髓間質(zhì)干細(xì)胞分化為肝細(xì)胞的過程中,ALB的mRNA高度表達(dá),Oct4基因的mRNA基本不表達(dá)。
分析圖2,在一定時間內(nèi),隨時間的增加,Oct4基因的位點(diǎn)1和位點(diǎn)2的甲基化頻率都顯著升高。
【詳解】A、細(xì)胞分化體現(xiàn)了基因的選擇性表達(dá),A正確;
B、由圖1可知,大鼠骨髓間質(zhì)干細(xì)胞分化為肝細(xì)胞的過程中,ALB的mRNA高度表達(dá),所以分化形成的肝細(xì)胞中白蛋白含量較高,B正確;
C、根據(jù)圖1實驗結(jié)果可以看出Oct4基因表達(dá)產(chǎn)物下降,ALB基因的表達(dá)量才上升,即Oct4基因表達(dá)產(chǎn)物與ALB基因的轉(zhuǎn)錄負(fù)相關(guān),C錯誤;
D、由題干可知,在分化過程中Oct4甲基化頻率升高,故可推測未分化的細(xì)胞則表現(xiàn)出低水平的甲基化修飾,D正確。
故選C。
18.ABC
【分析】基因可以通過控制酶的合成來控制代謝過程,進(jìn)而控制生物體的性狀(間接控制)。
【詳解】A、結(jié)合題圖:酪氨酸在酶⑤的催化下會生成黑色素,若缺乏酶⑤,人體細(xì)胞不能正常合成黑色素,會導(dǎo)致人患白化?。荒蚝谒嵩诿涪?的催化下會分解成乙酰乙酸,進(jìn)一步代謝出去,若缺乏酶③,會導(dǎo)致尿黑酸無法正常分解,會導(dǎo)致人患尿黑酸癥,A正確;
B、苯丙酮尿癥是由于人體內(nèi)苯丙氨酸代謝途徑中的酶缺陷,導(dǎo)致苯丙氨酸(人體必需的一種氨基酸)代謝異常,使苯丙氨酸不能轉(zhuǎn)變成酪氨酸,導(dǎo)致苯丙氨酸及其代謝產(chǎn)物,從尿中大量排出,是一種先天性遺傳代謝性疾病,據(jù)題圖:苯丙氨酸不能正常轉(zhuǎn)變成酪氨酸, 而在酶⑥的催化下生成苯丙酮酸,從尿中大量排出,故苯丙酮尿癥患者可通過攝取不含苯丙氨酸的食物來緩解癥狀,減少苯丙酮酸的產(chǎn)生,B正確;
C、題圖中苯丙氨酸可以通過一系列相應(yīng)酶轉(zhuǎn)化成相關(guān)物質(zhì)從而表現(xiàn)出相應(yīng)性狀,即基因可通過控制酶的合成來控制代謝過程,進(jìn)而控制生物體的性狀,C正確;
D、苯丙氨酸通過酶①催化形成酪氨酸只是物質(zhì)的轉(zhuǎn)化,并未涉及將其翻譯成蛋白質(zhì),故苯丙氨酸通過酶①催化形成酪氨酸的過程中不存在mRNA與tRNA(翻譯)的結(jié)合,D錯誤。
故選ABC。
19.D
【分析】1、分析題圖,表示人的不同時期表達(dá)的血紅蛋白基因及血紅蛋白組成。從圖中可以看出,控制人的血紅蛋白的基因有6種,分別位于11號、16號染色體上,但在人的不同發(fā)育時期血紅蛋白分子的組成是不相同的。
2、等位基因是指在同源染色體上同一位置上控制相對性狀的基因。
【詳解】A、從圖示可以看出,基因與性狀之間并不都是一一對應(yīng)的線性關(guān)系,控制人的血紅蛋白的基因有6種,A正確;
B、等位基因是指在同源染色體上同一位置控制相對性狀的基因,血紅蛋白基因是位于同一染色體的不同位置或者非同源染色體上,人的不同發(fā)育時期表達(dá)的血紅蛋白基因不同,B正確;
C、配子中含有該個體的全部基因,人的配子內(nèi)包含11號和16號染色體,因此包含圖中的全部6種基因,但是血紅蛋白基因只在紅細(xì)胞中表達(dá),C正確;
D、人的成熟的紅細(xì)胞中沒有細(xì)胞核,沒有圖中所示的任何基因;未成熟的紅細(xì)胞中含有細(xì)胞核,有圖中所示的任何基因,D錯誤。
故選D。
20.ABC
【分析】分析題圖:a代表的結(jié)構(gòu)是核糖體,b代表的分子是RNA,c代表DNA,過程①表示翻譯產(chǎn)生r蛋白,②表示r蛋白和轉(zhuǎn)錄來的rRNA組裝成核糖體。
【詳解】A、看圖可知:結(jié)構(gòu)a是核糖體,物質(zhì)b是mRNA,過程①是翻譯產(chǎn)生r蛋白過程,A正確;
B、過程②是r蛋白和轉(zhuǎn)錄來的rRNA組裝成核糖體的過程,核仁和核糖體的形成有關(guān),B正確;
C、看圖可知:r-蛋白可與b結(jié)合,這樣阻礙b與a結(jié)合,影響翻譯過程,C正確;
D、c是基因,是指導(dǎo)rRNA合成的直接模板,轉(zhuǎn)錄需要RNA聚合酶參與催化,D錯誤。
故選ABC。
21.D
【分析】題圖分析:圖示過程表示卵清蛋白基因的表達(dá)過程,其中卵清蛋白基因轉(zhuǎn)錄后的產(chǎn)物需要經(jīng)過首尾修飾、剪接、拼接而后形成成熟的mRNA,然后才能翻譯出卵清蛋白。
【詳解】A、結(jié)合圖示可知,轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核中進(jìn)行,轉(zhuǎn)錄初級產(chǎn)物 hnRNA 含有7700個堿基,A錯誤;
B、卵清蛋白基因中編碼氨基酸序列的堿基比例為(47+185+51+129+118+143+156+1043)÷7700=24.3%,B錯誤;
C、對 hnRNA 中 A ~ G ,即內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄的片段進(jìn)行剪切,改變mRNA中的堿基序列,沒有改變基因中的堿基序列,C錯誤;
D、 mRNA 中的堿基序列由于剪切了A~G轉(zhuǎn)錄出的片段,因此,該mRNA逆轉(zhuǎn)錄得到的堿基序列與卵清蛋白基因的堿基序列不同,D正確。
故選D。
22. 轉(zhuǎn)錄 RNA聚合酶 少量mRNA可以迅速合成大量蛋白質(zhì) 該片段含有豐富的堿基A和U(或“能夠互補(bǔ)配對形成局部雙螺旋結(jié)構(gòu)”) 不能 這些結(jié)構(gòu)位于mRNA終止密碼之后 基因突變導(dǎo)致mRNA上終止密碼提前出現(xiàn) 難被水解指導(dǎo)合成更多轉(zhuǎn)鐵蛋白受體 有利于細(xì)胞從外界吸收更多的Fe3+,以滿足生命活動的需要
【分析】結(jié)合題干分析圖形,TfR-mRNA經(jīng)核糖體的翻譯形成鐵調(diào)節(jié)蛋白受體,鐵調(diào)節(jié)蛋白受體既能運(yùn)輸Fe3+,又能與TfR-mRNA上的鐵反應(yīng)原件結(jié)合。鐵反應(yīng)原件是一段因富含A、U能夠自我堿基配對而形成的莖環(huán)結(jié)構(gòu),能與鐵調(diào)節(jié)蛋白受體結(jié)合。當(dāng)Fe3+濃度低時,一方面鐵調(diào)節(jié)蛋白受體能夠結(jié)合Fe3+,具有活性;另一方面剩余的鐵調(diào)節(jié)蛋白受體能與TfR-mRNA上的鐵反應(yīng)元件結(jié)合,使TfR-mRNA難以被水解,以便翻譯出更多的鐵調(diào)節(jié)蛋白受體。當(dāng)Fe3+濃度低時,鐵調(diào)節(jié)蛋白受體由于結(jié)合Fe3+而不能與鐵反應(yīng)元件結(jié)合,導(dǎo)致TfR-mRNA易被水解,進(jìn)而無法指導(dǎo)合成更多的鐵調(diào)節(jié)蛋白受體,使鐵調(diào)節(jié)蛋白受體無活性。所以導(dǎo)致Fe3+過量時,會對細(xì)胞產(chǎn)生損傷。
【詳解】(1)根據(jù)中心法則,DNA轉(zhuǎn)錄形成RNA,轉(zhuǎn)錄需要以DNA的一條鏈為模板,通過RNA聚合酶催化合成RNA。
(2)a是核糖體,一個mRNA上同時結(jié)合多個核糖體的現(xiàn)象稱為多聚核糖體現(xiàn)象。這種若干核糖體串聯(lián)在一個mRNA分子上的多肽鏈合成方式,大大增加了翻譯效率。
(3)TR-mRNA中鐵反應(yīng)元件是TR-mRNA終止密碼子后的莖環(huán)凸起,從圖中可以看出莖環(huán)結(jié)構(gòu)含有氫鍵,又富含A、U堿基,因此形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)的原因是“該片段含有豐富的堿基A和U,能夠互補(bǔ)配對形成局部雙鏈結(jié)構(gòu)”。因為這種莖環(huán)結(jié)構(gòu)在TR-mRNA的終止密碼子之后,所以不影響TR-mRNA翻譯形成的TfR的氨基酸序列。
(4)基因內(nèi)部堿基對的增添、缺失或替換可能導(dǎo)致mRNA上終止密碼子提前出現(xiàn),進(jìn)而使翻譯形成的肽鏈變短。
(5)根據(jù)分析,當(dāng)細(xì)胞中Fe3+濃度低時,一方面鐵調(diào)節(jié)蛋白能夠結(jié)合Fe3+,無活性;另一方面剩余的鐵調(diào)節(jié)蛋白能與TfR-mRNA上的鐵反應(yīng)元件結(jié)合,使TfR-mRNA難以被水解,以便翻譯出更多的轉(zhuǎn)鐵蛋白受體。轉(zhuǎn)鐵蛋白受體多了,有利于細(xì)胞從外界吸收更多的Fe3+,以滿足生命活動的需要。
【點(diǎn)睛】通過識圖,結(jié)合題干信息,理清鐵調(diào)節(jié)蛋白的調(diào)節(jié)機(jī)理是解題的關(guān)鍵。利用分子遺傳學(xué)的相關(guān)知識答題,注意理解分子水平層次上的調(diào)節(jié)機(jī)理。
23. 密度梯度離心 細(xì)胞核、線粒體 水 遺傳信息傳遞的一般規(guī)律 DNA→RNA→蛋白質(zhì) 26% T∥A替換為C∥G(A∥T替換為G∥C) 不完全相同
【分析】①為DNA復(fù)制,②為轉(zhuǎn)錄,轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程,③為翻譯,是以mRNA為模板合成多肽鏈的過程。
【詳解】(1)探究DNA復(fù)制過程中,運(yùn)用了同位素示蹤技術(shù)和密度梯度離心,觀察的是條帶的位置和粗細(xì)。②為轉(zhuǎn)錄,發(fā)生的場所有細(xì)胞核、線粒體。③為翻譯,是氨基酸脫水縮合形成的,產(chǎn)物除了多肽鏈還有水??死锟藢⑦z傳信息傳遞的一般規(guī)律命名為中心法則,根尖成熟區(qū)細(xì)胞不能分裂,不能進(jìn)行DNA復(fù)制,遵循的中心法則的內(nèi)容:DNA→RNA→蛋白質(zhì)。
(2)α鏈中鳥嘌呤與尿嘧啶之和占堿基總數(shù)的54%、鳥嘌呤占29%,因此U占54%-29%=25%,對應(yīng)的模板鏈中A占25%,模板鏈對應(yīng)區(qū)段的G占19%,因此α鏈中A占1-54%-19%=27%,α鏈對應(yīng)的編碼鏈中A占27%。因此DNA中A占所有堿基的比例為1/2(25%+27%)=26%。
(3)異亮氨酸(密碼子有AUU、AUC、AUA)變成蘇氨酸(密碼子有ACU、ACC、ACA、ACG),只因一個堿基對發(fā)生替換,因此發(fā)生替換的是T∥A替換為C∥G(A∥T替換為G∥C)。
(4)人體不同組織細(xì)胞的相同DNA上含有相同的基因,但不是所有細(xì)胞所有基因都表達(dá),因此進(jìn)行過程②時啟用的起始點(diǎn)不完全相同。
【點(diǎn)睛】本題主要考查遺傳信息的傳遞及表達(dá),要求學(xué)生具有一定的分析推理及計算能力。
24.(1) ②④ RNA聚合酶 與編碼蛋白質(zhì)的一段DNA結(jié)合并使DNA雙鏈解開,還可以將游離的核糖核苷酸依次連接,形成RNA分子
(2)分別以DNA的兩條鏈為模板;需要解旋酶和DNA聚合酶(參與的酶不同);需要的原料不同;堿基配對的方式不完全相同;合成的產(chǎn)物不同
(3) 翻譯 從右到左 少量mRNA迅速合成大量蛋白質(zhì),提高蛋白質(zhì)的合成效率
(4)線粒體可以合成自身正常生理活動所需的部分蛋白質(zhì)
【分析】該圖表示某細(xì)胞中蛋白質(zhì)1和蛋白質(zhì)2合成途徑的示意圖,其中①為DNA的復(fù)制過程,②為轉(zhuǎn)錄過程,③為翻譯過程,④為轉(zhuǎn)錄過程,⑤為翻譯過程。Ⅰ為核膜,Ⅱ為環(huán)狀DNA分子。
【詳解】(1)轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板,在RNA聚合酶的作用下合成RNA的過程,圖1中過程②和④表示轉(zhuǎn)錄,轉(zhuǎn)錄過程所需的酶是RNA聚合酶。RNA聚合酶能與編碼蛋白質(zhì)的一段DNA結(jié)合并使DNA雙鏈解開,還可以將游離的核糖核苷酸依次連接,形成RNA分子。
(2)其中①為DNA的復(fù)制過程,DNA復(fù)制的模板為DNA的兩條鏈,原料為4種脫氧核苷酸,酶包括解旋酶和DNA聚合酶;轉(zhuǎn)錄的模板為DNA的一條鏈,原料為4種核糖核苷酸,利用的酶為RNA聚合酶,因此,DNA的復(fù)制與轉(zhuǎn)錄過程相比,不同點(diǎn)有DNA復(fù)制是以DNA的兩條鏈為模板;需要解旋酶和DNA聚合酶(參與的酶不同);需要的原料不同;堿基配對的方式不完全相同;合成的產(chǎn)物不同。
(3)翻譯是指以mRNA為模板,合成具有一定氨基酸排列順序的蛋白質(zhì)的過程,③為翻譯過程,根據(jù)圖中三條多肽鏈的長度可知,圖中核糖體移動的方向是從右到左,翻譯過程中一個mRNA上通常相繼結(jié)合多個核糖體,少量mRNA迅速合成大量蛋白質(zhì),提高蛋白質(zhì)的合成效率。
(4)線粒體可以合成自身正常生理活動所需的部分蛋白質(zhì),故有學(xué)者認(rèn)為線粒體屬于半自主性細(xì)胞器。
25. RNA的自我復(fù)制 逆轉(zhuǎn)錄 翻譯 與mRNA互補(bǔ)配對 脫氧核糖核苷酸 RNA聚合酶 乙肝病毒的DNA會整合到人體細(xì)胞的DNA中,難以清除 過程③是乙肝病毒增殖過程中的特有過程,而過程④在人體蛋白質(zhì)合成過程中都存在 翻譯和復(fù)制的模板 AC
【分析】分析RNAi機(jī)理圖:Dicer酶能特異識別雙鏈RNA,切割產(chǎn)生的干涉RNA(SiRNA)與一系列酶結(jié)合組成誘導(dǎo)沉默復(fù)合體(RISC);RlSC通過堿基配對把復(fù)合體結(jié)合到與干涉RNA同源的mRNA上,并切割該mRNA,造成蛋白質(zhì)無法合成。根據(jù)四種病毒侵染人體相應(yīng)細(xì)胞后的增殖過程圖示,其中①表示DNA復(fù)制,②表示轉(zhuǎn)錄,③表逆轉(zhuǎn)錄,④表示翻譯,⑤表示逆轉(zhuǎn)錄,⑥表示病毒逆轉(zhuǎn)錄的DNA整合于人體DNA中。
【詳解】(1)①克里克提出中心法則指出的遺傳信息傳遞路徑包括:,后來RNA病毒和逆轉(zhuǎn)錄病毒中又發(fā)現(xiàn)了RNA的自我復(fù)制、逆轉(zhuǎn)錄傳遞路徑。根據(jù)圖示,RlSC通過堿基配對結(jié)合到與干涉RNA同源的mRNA上,并切割該mRNA,而mRNA是翻譯的模板,因此RNA干擾的實質(zhì)是使遺傳信息傳遞中的翻譯過程受阻。
②分析可知,激活的RISC通過堿基配對結(jié)合到與SiRNA同源的mRNA上,并切割該mRNA,造成蛋白質(zhì)無法合成,因此通過Dicer切割形成的SiRNA使基因“沉默”的條件是SiRNA上有與mRNA互補(bǔ)配對的堿基序列。
(2)①過程表示DNA復(fù)制,需要的原料是脫氧核糖核苷酸,過程②是轉(zhuǎn)錄過程,需要的酶是RNA聚合酶。
②根據(jù)圖示可知,乙肝病毒的DNA分子在侵入細(xì)胞之后,會整合到人體細(xì)胞的核DNA分子中,隨著肝細(xì)胞的DNA分子進(jìn)行復(fù)制和轉(zhuǎn)錄,可以源源不斷地產(chǎn)生病毒RNA和蛋白質(zhì)分子,因此很難根除。過程③即逆轉(zhuǎn)錄過程是乙肝病毒增殖過程中的特有過程,而過程④即翻譯過程在人體蛋白質(zhì)合成過程中都存在,因此通過藥物抑制③比抑制④的副作用小。
③脊髓灰質(zhì)炎病毒的+RNA除了參與病毒組成外,從脊髓灰質(zhì)炎病毒的繁殖過程圖解中可以看出,病毒的+RNA侵入細(xì)胞中之后,可以翻譯產(chǎn)生RNA復(fù)制酶,又可以作為模板進(jìn)行RNA的復(fù)制。
④根據(jù)題意,逆轉(zhuǎn)錄酶不僅在逆轉(zhuǎn)錄過程中催化形成DNA,還能幫助逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的DNA分子整合到人體細(xì)胞核DNA分子中,因此,它能將人體DNA進(jìn)行切割,以便于病毒DNA插入到人體DNA分子中,故符合題意的有AC。
【點(diǎn)睛】本題結(jié)合圖解,考查中心法則的相關(guān)知識,要求學(xué)生識記中心法則的主要內(nèi)容及其發(fā)展,能準(zhǔn)確判斷圖中各過程,并結(jié)合圖中信息準(zhǔn)確判斷。
26. 細(xì)胞核 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) A GGTAAG 相同 翻譯過程的模板相同,生成的多肽氨基酸序列相同 黃色體毛 黑色 甲基化DNA結(jié)合蛋白與RNA聚合酶競爭結(jié)合位點(diǎn),導(dǎo)致發(fā)生甲基化的DNA(基因)轉(zhuǎn)錄過程受到抑制,進(jìn)而無法完成表達(dá)過程,影響 了相關(guān)性狀的表達(dá)。
【分析】分析題圖:圖示為人體某致病基因控制異常蛋白質(zhì)合成的過程示意圖,其中①表示轉(zhuǎn)錄過程;②表示翻譯過程;a表示DNA分子,b表示mRNA分子。圖乙表示正在合成肽鏈,根據(jù)核糖體上肽鏈的長短可知,核糖體移動的方向是由左向右。
【詳解】(1)圖中合成b的過程①為轉(zhuǎn)錄過程,場所主要是細(xì)胞核,這一致病基因控制形成的蛋白質(zhì)是細(xì)胞膜上的異常蛋白質(zhì),說明基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。根據(jù)圖乙核糖體上肽鏈的長短可知,核糖體移動的方向是由左向右,即A正確,B錯誤。
(2)若圖中異常多肽鏈中有一段氨基酸序列為“-脯氨酸一苯丙氨酸-”,攜帶脯氨酸和苯丙氨酸的tRNA上的反密碼子分別為GGU、AAG,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可知,密碼子分別為CCA、UUC,則物質(zhì)a中模板鏈堿基序列為-GGTAAG-。圖乙過程中不同核糖體結(jié)合了同一個mRNA,因為翻譯過程的模板相同,故生成的多肽氨基酸序列相同,所以最終合成的T1、T2、T3三條多肽鏈中氨基酸的順序相同。
(3)Avy為顯性基因,表現(xiàn)為黃色體毛,a為隱性基因,表現(xiàn)為黑色體毛。將純種黃色體毛的小鼠與純種黑色體毛的小鼠雜交,子一代小鼠的基因型是Avya,預(yù)期的表型為顯性性狀黃色體毛,實際卻表現(xiàn)出介于黃色和黑色之間的一系列毛色類型。原因是決定Avy基因表達(dá)水平的一段堿基序列,具有多個可發(fā)生DNA甲基化修飾的位點(diǎn)。位點(diǎn)的甲基化程度越高,基因Avy的表達(dá)受到的抑制越明顯,小鼠的體毛顏色就會趨向黑色。DNA甲基化常發(fā)生于DNA的CG序列密集區(qū),發(fā)生甲基化后,這段DNA就可以和甲基化DNA結(jié)合蛋白相結(jié)合。據(jù)此可推測甲基化程度影響基因表達(dá)的機(jī)制是甲基化DNA結(jié)合蛋白與RNA聚合酶競爭結(jié)合位點(diǎn),導(dǎo)致發(fā)生甲基化的DNA(基因)轉(zhuǎn)錄過程受到抑制,進(jìn)而無法完成表達(dá)過程,影響 了相關(guān)性狀的表達(dá)。
【點(diǎn)睛】本題結(jié)合人體某致病基因控制異常蛋白質(zhì)合成的過程示意圖,考查遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的知識以及甲基化的相關(guān)內(nèi)容,考生識記遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的具體過程,理解甲基化的原理,能準(zhǔn)確判斷圖中各過程及物質(zhì)的名稱是解題的關(guān)鍵。
27. 半 維持甲基化酶 基因的表達(dá) 全部正常 正常∶矮小 1∶1
【解析】根據(jù)題意分析可知:由于表現(xiàn)遺傳是指DNA序列不改變,而基因的表達(dá)發(fā)生可遺傳的改變,說明其基因沒有發(fā)生突變;根據(jù)題干信息,應(yīng)用基因分離定律分析胚胎中基因的表達(dá)情況,推測后代的表現(xiàn)型;根據(jù)圖示分析DNA復(fù)制的半保留特點(diǎn)和DNA甲基化形成過程。
【詳解】(1)圖 2 中過程①的模板鏈都含甲基,過程①的方式是半保留復(fù)制,而復(fù)制后都只含一個甲基,所以其產(chǎn)物都是半甲基化的。因此過程②必須經(jīng)過維持甲基化酶的催化才能獲得與親代分子相同的甲基化狀態(tài)。
(2)由于 RNA 聚合酶與啟動子結(jié)合,催化基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。研究發(fā)現(xiàn),啟動子中“CG 島”的甲基化會影響相關(guān)蛋白質(zhì)(RNA 聚合酶)與啟動子的結(jié)合,不能合成mRNA,從而抑制基因的表達(dá)。
(3)由于在小鼠胚胎中,來自父本的 A 及其等位基因能夠表達(dá),來自母本的A則不能表達(dá)。所以純合矮小雌鼠(aa)與純合正常雄鼠(AA)雜交,則 F1 的表現(xiàn)型應(yīng)為全部正常(Aa)。由于卵細(xì)胞中的 A 及其等位基因由于啟動子甲基化而不表達(dá),精子中的 A 及其等位基因由于啟動子非甲基化而表達(dá);并且含 A 的精子∶含 a 的精子=1∶1,所以 F1 雌雄個體間隨機(jī)交配,后代中的基因型為AA(表現(xiàn)為正常):Aa:Aa:aa(矮?。?1∶1∶1∶1,由于后代中Aa基因型的個體中的A基因有些來自于父親,有些來自于母親,因此Aa基因型個體一半表現(xiàn)為正常,一半表現(xiàn)為矮小,因此F2 的表現(xiàn)型及其比例應(yīng)為正?!冒。?∶1。
【點(diǎn)睛】本題結(jié)合圖解,考查DNA的復(fù)制、基因分離定律的實質(zhì)及應(yīng)用、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯,要求考生識記DNA分子復(fù)制方式;識記遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的條件等及知識,掌握基因分離定律的實質(zhì),能結(jié)合圖中和題中信息準(zhǔn)確答題,屬于考綱理解層次的考查。

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