1、单元素养评价(二)(第二章)(60分钟100分)(70分)一、选择题(共20小题,每小题2分,共40分)1.在噬菌体侵染细菌的实验中,指导子代噬菌体蛋白质外壳合成的是()A.噬菌体的RNAB.噬菌体的DNAC.细菌的DNAD.细菌的RNA【解析】选B。噬菌体侵染细菌后,在自身遗传物质的指导下,利用细菌的原料、场所和能量来合成噬菌体的蛋白质外壳,B正确;噬菌体的遗传物质是DNA,不是RNA,A错误;细菌的DNA、RNA不能指导子代噬菌体蛋白质外壳合成,C、D错误。2.下列关于噬菌体侵染细菌实验的相关叙述中,不正确的是()A.该实验证明了子代噬菌体的各种性状是通过DNA遗传的B.为确认蛋白质外壳是
2、否注入细菌体内,可用35S标记噬菌体C.若用32P对噬菌体双链DNA标记,再转入普通培养基中让其连续复制n次,则含32P的DNA应占子代DNA总数的1/2nD.侵染过程的“合成”阶段,噬菌体以自身的DNA作为模板,而原料、ATP、酶、场所等条件均由细菌提供【解析】选C。在噬菌体的亲子代之间,只有DNA有连续性,子代噬菌体的各种性状是通过DNA遗传的,DNA是噬菌体的遗传物质,A正确;噬菌体侵染细菌时,只有DNA进入细菌,而蛋白质外壳则留在外面,用35S标记蛋白质,32P标记DNA,通过放射性的分布差别来判断,B正确;由于DNA分子的复制是半保留复制,所以用32P对噬菌体双链DNA标记,再转入培
3、养有细菌的普通培养基中让其连续复制n次,则含31P的DNA占子代DNA总数的比例为1,而含32P的DNA只有2个,应占子代DNA总数的2/2n,C错误;侵染过程的“合成”阶段,噬菌体以自身的DNA作为模板,而原料(核糖核苷酸和氨基酸)、ATP、酶、场所(核糖体)等条件均由细菌提供,D正确。3.(2019浙江学考真题)假设T2噬菌体的DNA含1 000个碱基对,其中胞嘧啶占全部碱基的30%。一个32P标记的T2噬菌体侵染细菌,释放出50个子代噬菌体。下列叙述正确的是()A.子代噬菌体中最多有2个32P标记的噬菌体B.噬菌体增殖过程所需的原料、模板、酶等全部由细菌提供C.用含32P的培养基可直接培
4、养出32P标记的T2噬菌体D.产生这些子代噬菌体共消耗了9 800个胸腺嘧啶脱氧核苷酸【解析】选A。根据题干信息分析,由于DNA复制是半保留复制,因此子代噬菌体中最多有2个32P标记的噬菌体,A正确;噬菌体增殖过程所需的模板是由噬菌体自身提供的,B错误;T2噬菌体是专门营寄生生活的病毒,必须用它的宿主大肠杆菌,而不能用含32P的培养基来直接培养,C错误;由题干知C=30%,根据碱基互补配对原则可求得T=20%,又已知该噬菌体共含有1 000个碱基对,可得出T=2 00020%=400,进而求得产生这些子代噬菌体共消耗了400(50-1)=19 600个胸腺嘧啶脱氧核苷酸,D错误。4.1952年
5、,赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记技术,进行了噬菌体侵染细菌的实验。如图表示其中的部分实验过程,相关叙述错误的是()A.35S标记的是噬菌体的蛋白质B.放射性主要分布在上清液中C.合成子代噬菌体的原料来自大肠杆菌D.图示实验证明DNA是遗传物质【解析】选D。S是蛋白质的特征元素,P是DNA的特征元素,所以35S标记的是噬菌体的蛋白质,A正确;由于蛋白质外壳不进入噬菌体,离心后分布在上清液中,所以放射性主要分布在上清液中,B正确;噬菌体侵染细菌时,合成子代噬菌体的原料均由大肠杆菌提供,C正确;图示实验没有用32P标记噬菌体的DNA,因而不能证明DNA是遗传物质,D错误。5.如图表示在人体细胞核中
6、进行的某一生命过程,下列说法正确的是()A.该过程共涉及5种核苷酸B.在不同组织细胞中该过程的产物序列相同C.该过程需要解旋酶和DNA聚合酶D.该过程涉及碱基互补配对和ATP的消耗【解析】选D。由题图可知,产物链中含有碱基U,模板链为DNA,因此该过程为转录。图中DNA的“A”“T”“C”“G”表示脱氧核糖核苷酸,而RNA的原料中的“U”“A”“C”“G”表示核糖核苷酸,因此共有8种核苷酸,故A项错误;不同的组织细胞经过细胞分化,基因选择性表达合成的mRNA区别较大,序列不相同,故B项错误;转录过程以RNA聚合酶为催化物,不需要解旋酶和DNA聚合酶的参与,后两种酶主要参与DNA复制过程,故C项
7、错误;转录过程严格遵循AU、TA和CG的碱基互补配对原则,而合成物质的过程都需要能量的消耗,转录过程主要以ATP供应能量,故D项正确。6.已知某双链DNA分子中,G与C之和占全部碱基总数的34%,其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%,则在它的互补链中,T和C分别占该链碱基总数的()A.32%和18%B.34%和18%C.16%和34%D.34%和16%【解析】选D。已知某DNA分子中,G与C之和占全部碱基总数的34%,则C=G=17%,A=T=50%-17%=33%其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%,即T1=32%、C1=18%,根据碱基互补配对原则,双链DN
8、A分子中,T=(T1+T2)2,计算可得T2=34%,同理,C2=16%。7.真核细胞某生理过程如图所示,下列叙述正确的是()A.酶1是DNA聚合酶,酶2是解旋酶B.a链与d链的碱基序列相同C.该图表示遗传信息的传递方向是DNARNAD.c链和d链中G+C所占比例相等,该比值越大DNA热稳定性越高【解析】选D。图中酶1表示解旋酶,酶2表示DNA聚合酶,A错误;DNA分子中两条链是反向平行盘旋成双螺旋结构的,根据碱基互补配对原则,a链和d链均为子链,碱基可进行互补配对,B错误;DNA复制过程,遗传信息的传递方向是DNADNA,C错误;c链和d链中的碱基是互补配对的,两条链中A=T、G=C,并且G
9、=C之间是以三个氢键连接的,提高了DNA分子的热稳定性,D正确。8.正常情况下,DNA分子在细胞内复制时,双螺旋解开后会产生一段单链区,DNA结合蛋白(SSB)能很快地与单链结合,防止解旋的单链重新配对,而使DNA呈伸展状态,SSB在复制过程中可以重复利用,下列有关推理合理的是()A.SSB是一种解开DNA双螺旋的解旋酶B.SSB与单链的结合将不利于DNA复制C.SSB与DNA单链既可结合也可分开D.SSB与单链的结合遵循碱基互补配对原则【解析】选C。根据题干中“双螺旋解开后会产生一段单链区,DNA结合蛋白(SSB)能很快地与单链结合”,说明SSB不是一种解开DNA双螺旋的解旋酶,A错误;根据
10、题干信息可推测,SSB与单链的结合将利于DNA复制,B错误;根据题干信息可推测,SSB与DNA单链既可结合也可分开,C正确;根据题干信息可推测,SSB是一种DNA结合蛋白,故与单链的结合不遵循碱基互补配对原则,D错误。9.miRNA能与相关基因的mRNA互补,形成局部双链。在细胞中miRNA可以干扰的生理过程是()A.转录B.逆转录C.翻译D.DNA复制【解析】选C。miRNA能与mRNA互补,形成局部双链,而mRNA是翻译的模板,这样没有模板,就无法翻译,C正确。10.下列关于双链DNA的结构和复制的叙述,正确的是()A.DNA分子中磷酸、碱基、脱氧核糖交替排列构成基本骨架B.DNA分子中碱
11、基间的氢键使DNA分子具有较强的特异性C.DNA分子复制时,解旋酶与DNA聚合酶不能同时发挥作用D.噬菌体遗传物质DNA的复制所需要的原料全部由宿主细胞提供【解析】选D。DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替排列构成基本骨架,A错误;DNA分子中碱基间的氢键使DNA分子具有较强的稳定性,B错误;DNA分子复制是边解旋边复制的过程,因此解旋酶与DNA聚合酶能同时发挥作用,C错误;噬菌体是病毒,其侵染细菌时只有DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成,而合成子代所需要的原料全部由宿主细胞提供,D正确。11.与遗传信息传递有关的酶有多种,下列说法错误的是()A.DNA复制过程中,氢键的形成需要DNA聚合
12、酶的作用B.细胞内DNA分子的解旋不一定都需要解旋酶参与C.转录和翻译过程需要不同种类的酶参与D.RNA聚合酶可在细胞核中发挥作用【解析】选A。DNA复制过程中,氢键的形成不需要DNA聚合酶的作用,A错误;加热、RNA聚合酶和解旋酶都可以使DNA分子解旋,B正确;转录和翻译过程需要不同种类的酶参与,C正确;在真核细胞的细胞核中可进行转录过程,因此,RNA聚合酶可在细胞核中发挥作用,D正确。12.下列有关细胞分化的叙述错误的是()基因成熟红细胞浆细胞胰岛B细胞细胞呼吸酶基因+核糖体RNA基因+血红蛋白基因+-抗体基因-+-胰岛素基因-+ “+”表示基因开放表达,“-”表示基因关闭不表达A.细胞呼
13、吸酶基因和核糖体RNA基因在细胞中均表达B.胰岛B细胞中不存在血红蛋白基因和抗体基因C.可利用基因探针检测细胞中相关基因是否转录D.上述三种细胞的差异是基因选择性表达的结果【解析】选B。根据表格可知,细胞呼吸酶基因和核糖体RNA基因在细胞中均表达,A正确;胰岛B细胞中存在血红蛋白基因和抗体基因,只是这两种基因在胰岛B细胞中不表达,B错误;可利用基因探针检测细胞中相关基因是否转录,原理是碱基互补配对,C正确;上述三种细胞的差异是基因选择性表达的结果,D正确。13.真核细胞中的细胞周期蛋白A可促进DNA的复制。细胞中某种特异性siRNA(一种双链RNA)可以导致细胞周期蛋白A的模板mRNA降解。下
14、列分析错误的是()A.siRNA和DNA一样也存在碱基对B.siRNA通过影响翻译过程而影响细胞周期蛋白A的合成C.细胞周期蛋白A的合成先于DNA的复制D.siRNA降解mRNA应在mRNA与核糖体结合之后【解析】选D。这种特异性siRNA是一种双链RNA,因此也存在碱基对,A正确;此种siRNA会导致细胞周期蛋白A的mRNA降解,说明siRNA通过影响翻译过程而影响细胞周期蛋白A的合成,B正确;细胞周期蛋白A可促进DNA的复制,说明细胞周期蛋白A的合成先于DNA的复制,C正确;siRNA可以导致细胞周期蛋白A的模板mRNA降解,说明siRNA降解mRNA应在mRNA与核糖体结合之前,D错误。
15、14.如图是某基因控制蛋白质合成的示意图,有关叙述正确的是()A.过程正处于解旋状态,形成这种状态需要RNA解旋酶B.过程形成的产物都能够直接承担细胞的生命活动C.过程碱基互补配对时发生差错,形成的多肽可能不发生改变D.合成大量抗体主要是通过过程形成大量mRNA完成【解析】选C。过程为转录过程,需要RNA聚合酶;过程是翻译,形成的产物是多肽,还要加工形成一定的空间结构才能承担细胞的生命活动;一个氨基酸可以有几种不同的密码子,转录时由于差错导致的密码子改变可能不会改变氨基酸;一条mRNA可结合多个核糖体翻译成多条相同的肽链,而不是形成大量mRNA。15.囊性纤维病是一种常见的遗传病,研究表明,在
16、大约70%的患者中,编码CFTR蛋白(一种跨膜蛋白)的基因模板链上缺失AAA或AAG三个碱基,导致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸,进而影响了CFTR蛋白的结构,使CFTR蛋白转运氯离子的功能异常,该病目前还没有有效的治疗措施。下列相关分析错误的是()A.编码苯丙氨酸的密码子为AAA或AAGB.氨基酸的排列顺序影响蛋白质的空间结构C.基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状D.基因治疗将是囊性纤维病合理有效的治疗方法【解析】选A。编码CFTR蛋白的基因模板链上缺失AAA或AAG三个碱基,导致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸,说明编码苯丙氨酸的密码子为UUU或UUC,A错误;编码
17、CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基,导致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸,进而影响了CFTR蛋白的结构,可见氨基酸的排列顺序影响蛋白质的空间结构,B正确;囊性纤维病患者体内CFTR结构异常,说明基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,C正确;基因治疗是将正常基因导入患者的细胞内让其表达产生正常的蛋白质,达到治疗的目的,D正确。16.艾滋病病毒(HIV)侵染人体细胞会形成双链DNA分子,并整合到宿主细胞的染色体DNA中,以它为模板合成mRNA和子代单链RNA,mRNA做模板合成病毒蛋白。据此分析下列叙述不正确的是()A.合成RNA-DNA和双链DNA分别需要逆转录酶、DNA聚合酶等多
18、种酶B.以RNA为模板合成生物大分子的过程包括翻译和逆转录C.以mRNA为模板合成的蛋白质只有病毒蛋白质外壳D.HIV的突变频率较高,其原因是RNA单链结构不稳定【解析】选C。合成RNA-DNA的过程为逆转录过程,需要逆转录酶的催化;合成双链DNA需要DNA聚合酶的催化,A正确;HIV侵染细胞后,以RNA为模板合成生物大分子的过程包括翻译和逆转录,B正确;以mRNA为模板合成的蛋白质包括病毒蛋白质外壳和逆转录酶等,C错误;HIV的突变频率较高,其原因是RNA单链结构不稳定,D正确。17.图为T4噬菌体感染大肠杆菌后,大肠杆菌内放射性RNA与T4噬菌体DNA及大肠杆菌DNA的杂交结果。下列叙述错
19、误的是()A.可在培养基中加入3H-尿嘧啶用以标记RNAB.参与分子杂交的放射性RNA为相应DNA的转录产物C.第0 min时,与DNA杂交的RNA来自T4噬菌体及大肠杆菌的转录D.随着感染时间增加,噬菌体DNA的转录增加,大肠杆菌基因活动受到抑制【解析】选C。尿嘧啶是RNA特有的碱基,可以用3H-尿嘧啶标记RNA,A正确;RNA能与DNA杂交,那RNA一定为相应DNA的转录产物,B正确;在第0 min时,大肠杆菌还没有感染T4噬菌体,所以在大肠杆菌体内不存在T4噬菌体的DNA,其也就不会转录,C错误;从图中可以看出,随着感染时间增加和T4噬菌体DNA杂交的放射性RNA所占百分比越来越高,说明
20、噬菌体DNA的转录增加,而和大肠杆菌DNA杂交的放射性RNA所占百分比越来越低,说明其转录受到抑制,D正确。18.微小核糖核酸(miRNA),是科学家在真核生物中发现的一类内源性的具有调控功能的非编码RNA,不同的miRNA在个体发育的不同阶段产生,且miRNA能通过与靶mRNA结合或引起靶mRNA的降解进而影响基因的表达。下列有关miRNA的叙述错误的是()A.miRNA的产生与细胞的分化无关B.miRNA在真核细胞中不能编码蛋白质C.miRNA通过碱基互补配对识别靶mRNAD.miRNA可影响基因表达过程的翻译阶段【解析】选A。根据题干信息不同的miRNA在个体发育的不同阶段产生可知,mi
21、RNA的产生与细胞的分化有关,A错误;miRNA是一类非编码RNA,因此其在真核细胞中不能编码蛋白质,B正确;miRNA通过碱基互补配对识别靶mRNA,C正确;miRNA能与靶mRNA结合或引起靶mRNA的降解,而mRNA是翻译的模板,因此miRNA可影响基因表达过程的翻译阶段,D正确。19.牵牛花的颜色可随液泡中的酸碱度不同而发生变化,如液泡中的花青素在碱性时显蓝色,中性时显紫色,酸性时显红色,生理机制如图。则下列说法中正确的是()A.可以通过用无水乙醇提取花青素,体外模拟不同pH环境验证花色变化的机理B.图中a、b的过程是同时进行的,也能够发生在原核细胞中C.牵牛花在清晨时开蓝花,中午转为
22、紫色,下午则可能为红花D.蛋白R是一种载体蛋白,说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状【解析】选D。花青素为水溶性色素,不可以用无水乙醇提取花青素,A错误;a表示转录,b表示翻译,在真核细胞中它们不是同时进行的,B错误;清晨,牵牛花经历了一个晚上,由于没有光,所以不能进行光合作用,只进行呼吸作用,氧化分解有机物,产生大量的二氧化碳,所以清晨的牵牛花含二氧化碳较多,二氧化碳溶于水呈酸性,故牵牛花中的花青素显红色,C错误;蛋白R是一种载体蛋白,说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状,D正确。20.研究人员在酵母细胞中移除了一个叫做Rlil的蛋白(能够将完成蛋白质合成功能的核糖体分开,促
23、进核糖体大小亚基的回收)后,停留在mRNA终止密码子位置的核糖体数目增加,这些核糖体并不会跨越密码子合成出一个更长的蛋白质产物,而是会先释放常规编码的蛋白质,再在终止密码子附近位置重新开始翻译过程,如图所示。下列相关叙述正确的是()A.正常情况下,核糖体的大小亚基在终止密码子处分开B.正常情况下,核糖体的移动方向为从B端移动到A端C.移除Rlil蛋白后,一条mRNA可翻译出一条更长的多肽链D.一条mRNA上结合的多个核糖体共同合成一条多肽链【解析】选A。正常情况下,在终止密码子处翻译结束,核糖体的大小亚基也在此处分开,A正确;据题意可知,移除Rlil的蛋白后,核糖体并不会跨越密码子合成出一个更
24、长的蛋白质产物,而是会先释放常规编码的蛋白质,再在终止密码子附近位置重新开始翻译过程,因此不移除Rlil的蛋白,即正常情况下,肽链会跨过密码子继续延长,即图中B端的核糖体上合成的肽链长于A端的核糖体上合成的肽链,故核糖体的移动方向为从A端移动到B端,且移除Rlil蛋白后,一条mRNA不可翻译出一条更长的多肽链,B、C错误;一条mRNA上结合多个核糖体,同时合成多条多肽链,D错误。二、非选择题(共3小题,共30分)21.(8分)将蚕豆幼苗放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷(即3H-T,胸腺嘧啶脱氧核苷酸的组成成分)的培养基中培养一段时间,让3H掺入DNA中,从而使染色体带有放射性,培养过程如图甲。
25、随后,将幼苗转到含有秋水仙素(可持续发挥作用且不会导致细胞死亡)的普通培养基(1H-T)中培养一段时间,图乙是跟踪检测根尖细胞部分染色体某时期变化图。请据图回答有关问题:(1)完成图甲的培养过程,核DNA至少经过_次复制。若某核DNA含有900个胸腺嘧啶脱氧核苷酸,则复制3次需要_个腺嘌呤脱氧核苷酸。(2)在细胞分裂过程中,图乙的B过程发生的时期是_;此过程产生的两条染色体中,含3H的DNA单链占全部单链的比值为_。(3)图乙中_(填“A”或“B”)阶段发生DNA的半保留复制,出现相应实验结果的原因是_。【解析】(1)根据题意,有丝分裂过程中DNA分子进行半保留复制,第一次有丝分裂结束后,每个
26、双链DNA分子的两条链,其中一条链含有3H(有放射性),另一条链不含3H(无放射性);第二次有丝分裂过程中,DNA分子复制后,一个DNA分子的两条链是含有3H(有放射性)和不含3H(无放射性),另一个DNA分子的两条链都是含有3H(有放射性),所以完成图甲的培养过程,核DNA至少经过2次复制。根据题意可知,在DNA分子中A=T,若某核DNA含有900个胸腺嘧啶脱氧核苷酸,则复制3次需要(23-1)900=6 300个。(2)在细胞分裂过程中,图乙的B过程为着丝点分裂,发生的时期是有丝分裂后期;此过程产生的两条染色体中,无放射性的不含3H,有放射性的一条链含有3H,另一条链不含3H,所以含3H的
27、DNA单链占全部单链的比值为1/4。(3)图乙中开始时染色体中的DNA含有一条3H-T链和一条1H-T链,A过程进行半保留复制,使所形成的两条单体中,一条有放射性,一条无放射性,所以A阶段发生DNA的半保留复制。答案:(1)26 300(2)有丝分裂后期1/4(3)A开始时染色体中的DNA含有一条3H-T链和一条1H-T链,A过程进行半保留复制,使所形成的两条单体中,一条有放射性,一条无放射性22.(10分)如图是miRNA在细胞中产生及发挥调控功能的过程,回答下列问题:(1)miRNA基因的基本组成单位是_,过程需要_酶。与双链DNA复制相比较,过程特有的碱基互补配对形式是_。(2)RISC
28、中的miRNA能与靶mRNA碱基配对,若两者之间完全配对,则_;若两者之间只有部分区域发生了匹配,则_。由此可见miRNA是生物基因表达的一类_(填“正”或“负”)调控因子。(3)miRNA编码基因广泛存在于动物、植物、病毒甚至单细胞生物中。目前有研究表明,人巨细胞病毒(HCMV)含有的miRNA基因,有利于它在宿主细胞中较长时间的潜伏。据此推测,HCMV编码的miRNA的作用可能有_(填数字序号)。限制病毒自身基因的表达监控和操纵宿主细胞中的生化环境便于免疫细胞识别、监控和清除【解析】(1)基因的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸;是转录过程,该过程需要RNA聚合酶催化。DNA复制过程中碱基互补配
29、对方式为AT、CG,转录过程中的碱基互补配对方式为AU、TA、CG,因此与双链DNA复制相比较,过程特有的碱基互补配对形式是AU。(2)RISC中的miRNA能与靶mRNA碱基配对,若两者之间完全配对,则靶mRNA会发生降解;若两者之间只有部分区域发生了匹配,则削弱核糖体在靶mRNA链上蛋白质的合成效率,抑制翻译过程。由此可见miRNA是生物基因表达的一类负调控因子。(3)人巨细胞病毒(HCMV)含有的miRNA基因,有利于它在宿主细胞中较长时间的潜伏。据此推测,HCMV编码的miRNA的作用可能是限制病毒自身基因的表达,可能是监控和操纵宿主细胞中的生化环境,也可能是不便于免疫细胞识别、监控和
30、清除。故选:。答案:(1)脱氧核糖核苷酸RNA聚合A-U(2)靶mRNA会发生降解削弱核糖体在靶mRNA链上蛋白质的合成效率,抑制翻译过程负(3)23.(12分)铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白,铁蛋白合成的调节与游离的Fe3+、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列,能与铁调节蛋白发生特异性结合,阻遏铁蛋白的合成。当Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合,沿mRNA移动,遇到起始密码后开始翻译(如图所示)。回答下列问题:(1)图中甘氨酸的密码子是_,铁蛋白基因中决定的模板链碱
31、基序列为_。(2)Fe3+浓度低时,铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了_,从而抑制了翻译的起始;Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,铁蛋白mRNA能够翻译。这种调节机制既可以避免_对细胞的毒性影响,又可以减少_。(3)若铁蛋白由n个氨基酸组成,指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n,主要原因是_。(4)若要改造铁蛋白分子,将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG),可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现,即由_。【解析】(1)据图可知,携带的tRNA是最左边已经离开核糖体的那个,上面的反密码子是甘氨酸的反密码子(tR
32、NA上)CCA,根据碱基互补配对原则,甘氨酸的密码子是GGU。据图可知,铁蛋白基因中决定的mRNA链碱基序列为GGUGACUGG,根据碱基互补配对原则,其模板链碱基序列为CCACTGACC,另外一条链GGTGACTGG。(2)Fe3+浓度低时,铁调节蛋白与铁应答元件结合,核糖体不能与铁蛋白mRNA一端结合,不能沿mRNA移动,从而抑制了翻译的开始;Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,铁蛋白mRNA能够翻译。这种调节机制既可以避免Fe3+对细胞的毒性影响(铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白),又可以减少细胞内物质和能量的浪费。(3)指导铁蛋白合成的mRNA
33、的碱基序列上存在不能决定氨基酸的密码子(铁应答元件、终止密码等),故合成的铁蛋白mRNA的碱基数远大于3n。(4)色氨酸的密码子为UGG,亮氨酸的密码子有UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG,其中与色氨酸的密码子相差最小的是UUG,即可由UGG变为UUG,故DNA模板链上的碱基变化是由CA。答案:(1)GGUCCACTGACC(2)核糖体在mRNA上的结合与移动Fe3+细胞内物质和能量的浪费(3)mRNA两端存在不翻译的碱基序列(铁应答元件与终止密码不翻译)(4)C-GA-T(G-CT-A)(30分)24.(5分)基因在转录形成mRNA时,有时会形成难以分离的DNARNA杂交区段,称
34、为R环结构,这种结构会影响DNA复制、转录和基因的稳定性。以下说法正确的是()A.细胞DNA复制和转录的场所在细胞核中B.mRNA难以从DNA上分离可能是这种DNA片段的模板链与mRNA之间形成的氢键比例较高C.是否出现R环结构可作为是否发生转录的判断依据D.DNARNA杂交区段最多存在5种核苷酸【解析】选B。细胞DNA复制和转录的场所主要在细胞核中,线粒体和叶绿体中也可发生,A错误;mRNA难以从DNA上分离可能是这种DNA片段的模板链与mRNA之间形成的氢键比例较高,即GC碱基对形成比例较多有关,B正确;正常基因转录时也会形成DNARNA杂交区段,因此,是否出现R环结构不能作为是否发生转录
35、的判断依据,C错误;DNARNA杂交区段最多存在8种核苷酸,因为DNA中最多可存在4种脱氧核苷酸,RNA中最多可存在4种核糖核苷酸,D错误。25.(5分)近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列,可人为选择DNA上的目标位点进行切割(如图)。下列相关叙述错误的是()A.Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成B.向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则C.向导RNA可在逆转录酶催化下合成D.若链剪切位点附近序列为TCCAGAAT
36、C则相应的识别序列为UCCAGAAUC【解析】选C。核糖体是蛋白质的合成场所,故Cas9蛋白质由相应基因指导在核糖体中合成,A正确;向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则,B正确;向导RNA可通过转录形成,逆转录酶以RNA为模板合成DNA,C错误;由于链与识别序列的互补链序列相同,故两链碱基相同,只是其中T与U互换,D正确。26.(5分)磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)是某油料作物细胞中的一种中间代谢产物,在两对独立遗传的基因(A和a、B和b)的控制下,可转化为油脂或蛋白质。某科研小组通过RNA干扰的方式获得了产油率更高的品种,基本原理如图所示。下列说法正确的是()A.产油率高植株和产蛋白高植株的基因
37、型分别为AAbb、aaBBB.图示中过程与过程所需要的嘧啶碱基数量一定相同C.该研究通过抑制基因B表达过程中的翻译阶段来提高产油率D.图示表明基因是通过控制蛋白质和脂质的合成来控制性状的【解析】选C。根据图示,产油率高植株和产蛋白高植株的基因型分别为AAbb、Aabb和aaBB、aaBb,A错误;图示中过程与过程分别以链1和链2为模板进行转录,所以需要的嘧啶碱基数量不一定相同,B错误;由分析可知,该过程提高产油率是通过RNA干扰酶b的合成而提高产油率,C正确;图示表明基因是通过控制酶的合成,控制生物的代谢,进而控制性状的,D错误。27.(15分)心肌细胞不能增殖,ARC基因在心肌细胞中特异性表
38、达,抑制其细胞凋亡,以维持正常数量。细胞中某些基因转录形成的前体RNA加工过程中会产生许多小RNA,如miR-223(链状)、HRCR(环状)。HRCR可以吸附miR-223等,以达到清除它们的目的(如图)。当心肌细胞缺血、缺氧时,某些基因过度表达会产生过多的miR-223,导致心肌细胞凋亡,最终引起心力衰竭。请回答:(1)过程的原料是_,催化该过程的酶是_。过程的场所是_。(2)若某HRCR中含有n个碱基,则其中有_个磷酸二酯键。链状小RNA越短越容易被HRCR吸附,这是因为其碱基数目少,特异性_,更容易与HRCR结合。与ARC基因相比,核酸杂交分子1中特有的碱基对是_。(3)缺血、缺氧时,
39、某些基因过度表达产生过多的miR-223,会导致过程因_的缺失而受阻,最终导致心力衰竭。(4)科研人员认为,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物,其依据是 _。【解析】根据题意和图示分析可知:图中表示转录形成mRNA、表示翻译过程,其中mRNA可与miR-223结合形成核酸杂交分子1,miR-223可与HRCR结合形成核酸杂交分子2。(1)过程形成mRNA,称为转录,催化该过程的酶是RNA聚合酶,原料是核糖核苷酸,过程表示翻译,翻译过程的场所是核糖体。(2)HRCR为单链环状RNA分子,其中所含磷酸二酯键数目与氢键数目相同,因此若某HRCR中含有n个碱基,则其中有n个磷酸二酯键。链状小RNA越
40、短越容易被HRCR吸附,这是因为其碱基数目少,特异性弱,更容易与HRCR结合。与ARC基因(碱基配对方式为AT、CG)相比,核酸杂交分子1 (碱基配对方式为AU、TA、CG )中特有的碱基对是AU。(3)缺血、缺氧时,某些基因过度表达产生过多的miR-223,miR-223与mRNA结合形成核酸杂交分子1,导致过程因模板的缺失而受阻,最终导致心力衰竭。(4)科研人员认为,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物,其依据是HRCR与miR-223碱基互补配对,导致ARC基因的表达增加,抑制心肌细胞的凋亡。答案:(1)核糖核苷酸 RNA聚合酶核糖体(2)n弱AU(3)模板(4)HRCR与miR-223碱基互补配对,导致ARC基因的表达增加,抑制心肌细胞的凋亡
