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人教(2019)生物必修2(知識點+跟蹤檢測)第7講 基因的表達(含答案)

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人教(2019)生物必修2(知識點+跟蹤檢測)第7講 基因的表達(含答案)

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人教(2019)生物必修2(知識點+跟蹤檢測)
第7講 基因的表達
【課標(biāo)導(dǎo)航】
3.1.4 概述DNA分子上的遺傳信息通過RNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達的結(jié)果,生物的性狀主要通過蛋白質(zhì)表現(xiàn)
3.1.5 概述某些基因中堿基序列不變但表(現(xiàn))型改變的表觀遺傳現(xiàn)象
一、RNA的組成、結(jié)構(gòu)與種類
1.RNA的結(jié)構(gòu)與功能
2.RNA與DNA的比較
二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯
1.轉(zhuǎn)錄
2.翻譯
3.密碼子與反密碼子
密碼子 反密碼子
位置 mRNA tRNA
作用 直接決定蛋白質(zhì)中氨基酸的序列 識別密碼子,轉(zhuǎn)運氨基酸
特點 與DNA模板鏈上的堿基互補 與mRNA中密碼子的堿基互補
三、中心法則及基因與性狀的關(guān)系
[基礎(chǔ)微點練清]
1.判斷正誤
(1)DNA轉(zhuǎn)錄形成的mRNA,與母鏈堿基的組成、排列順序都是相同的[新人教版必修2 P69“概念檢測”T1(1)](×)
(2)一個密碼子只能對應(yīng)一種氨基酸,一種氨基酸必然有多個密碼子[新人教版必修2 P69“概念檢測”T1(2)](×)
(3)線粒體和葉綠體中遺傳信息的傳遞遵循中心法則(√)
(4)DNA病毒中沒有RNA,其遺傳信息的傳遞不遵循中心法則(×)
(5)原核生物的tRNA合成無需基因指導(dǎo)(×)
(6)線粒體中的DNA能控制某些蛋白質(zhì)的合成(√)
(7)HIV(逆轉(zhuǎn)錄病毒)感染人體過程的遺傳信息流動示意圖為(√)
(8)基因與性狀之間是一一對應(yīng)的關(guān)系(×)
2.(新人教版必修2 P69“概念檢測”T2)密碼子決定了蛋白質(zhì)的氨基酸種類以及翻譯的起始和終止。密碼子是指(  )
A.基因上3個相鄰的堿基   B.DNA上3個相鄰的堿基
C.tRNA上3個相鄰的堿基 D.mRNA上3個相鄰的堿基
解析:選D 密碼子指的是mRNA上決定一個氨基酸的3個相鄰的堿基。
3.下面的概念圖表示了基因表達過程中相關(guān)物質(zhì)間的關(guān)系。下列有關(guān)說法錯誤的是(  )
A.①、④分別表示基因、tRNA
B.②過程中的堿基配對方式有A—U、T—A、G—C、C—G
C.③過程需要tRNA將氨基酸運輸?shù)胶颂求w
D.可以根據(jù)蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序確定基因中堿基的唯一排列順序
解析:選D 由于密碼子具有簡并性,即一個氨基酸可能對應(yīng)多種密碼子,故根據(jù)蛋白質(zhì)中氨基酸序列所推測出的基因中脫氧核苷酸序列并不是唯一的。
4.如圖表示人體基因Y的表達過程,①~④表示過程。下列敘述正確的是(  )
A.①過程在分裂間期進行,需要解旋酶的催化作用
B.②過程在細(xì)胞質(zhì)中進行,需要RNA酶的催化作用
C.③過程在甲狀腺細(xì)胞中進行,需要核糖體參與
D.④過程在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體中進行,需要ATP參與
解析:選D 圖中①為轉(zhuǎn)錄,發(fā)生于分裂間期或不分裂的細(xì)胞中,需RNA聚合酶參與,不需解旋酶,A錯誤;②是RNA加工過程,主要在細(xì)胞核內(nèi)進行,需RNA酶催化,B錯誤;③為翻譯,由于最終合成的是促甲狀腺激素,故該過程在垂體細(xì)胞中進行,C錯誤。
5.如圖是真核生物信使RNA合成過程圖,請據(jù)圖判斷下列說法正確的是(  )
A.R所示正處于解旋狀態(tài),DNA雙鏈堿基得以暴露
B.圖中②是以4種脫氧核苷酸為原料合成的
C.如果圖中③表示酶分子,則它的名稱是DNA聚合酶
D.圖中的②合成后,通過跨膜運輸進入到細(xì)胞質(zhì)中
解析:選A 該過程為轉(zhuǎn)錄,圖中的①為雙鏈DNA,②為mRNA。圖中R正處于解旋狀態(tài),DNA雙鏈堿基得以暴露;mRNA是以4種核糖核苷酸為原料合成的;若圖中③表示酶分子,則其是RNA聚合酶;mRNA合成后,通過核孔進入細(xì)胞質(zhì)中,不進行跨膜運輸。
6.(新人教版必修2 P67“思考討論”T1)從密碼子表可以看出,像苯丙氨酸、亮氨酸這樣,絕大多數(shù)氨基酸都有幾個密碼子,這一現(xiàn)象稱作密碼子的簡并。你認(rèn)為密碼子的簡并對生物體的生存發(fā)展有什么意義?
提示:這是一道開放性問題,可以從增強密碼子容錯性的角度來解釋,當(dāng)密碼子中有一個堿基改變時,由于密碼子的簡并性,可能并不會改變其對應(yīng)的氨基酸;也可以從密碼子的使用頻率來考慮,當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時,幾種不同的密碼子都編碼同一種氨基酸可以保證翻譯的速度。
一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯
[試考題·查欠缺]
1.(全國卷Ⅲ)關(guān)于真核生物的遺傳信息及其傳遞的敘述,錯誤的是(  )
A.遺傳信息可以從DNA流向RNA,也可以從RNA流向蛋白質(zhì)
B.細(xì)胞中以DNA的一條單鏈為模板轉(zhuǎn)錄出的RNA均可編碼多肽
C.細(xì)胞中DNA分子的堿基總數(shù)與所有基因的堿基數(shù)之和不相等
D.染色體DNA分子中的一條單鏈可以轉(zhuǎn)錄出不同的RNA分子
解析:選B 在真核生物中,遺傳信息可以從DNA流向DNA,也可以從DNA流向RNA,還可以從RNA流向蛋白質(zhì),A正確;細(xì)胞中以DNA的一條單鏈為模板轉(zhuǎn)錄出的RNA包括mRNA、tRNA、rRNA等,其中tRNA、rRNA不能編碼多肽,B錯誤;基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,由于真核細(xì)胞中的DNA分子中還存在非基因片段,故真核細(xì)胞中DNA分子的堿基總數(shù)大于所有基因的堿基數(shù)之和,C正確;基因在染色體上呈線性排列,一個DNA分子上有許多個基因,轉(zhuǎn)錄是以基因為單位進行的,因此染色體DNA分子中的一條單鏈可以轉(zhuǎn)錄出不同的RNA分子,D正確。
2.(全國卷Ⅲ)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
解析:選C 根據(jù)題圖可知,反密碼CCI可與mRNA中的GGU、GGC、GGA互補配對,說明一種反密碼子可以識別不同的密碼子,A正確;密碼子與反密碼子的堿基互補配對,密碼子與反密碼子的堿基之間通過氫鍵結(jié)合,B正確;tRNA分子和mRNA分子都是單鏈結(jié)構(gòu),C錯誤;由于某些氨基酸可對應(yīng)多種密碼子,故mRNA中的堿基改變不一定造成所編碼氨基酸的改變,D正確。
3.(全國卷Ⅲ)下列關(guān)于真核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄的敘述,錯誤的是(  )
A.tRNA、rRNA和mRNA都從DNA轉(zhuǎn)錄而來
B.同一細(xì)胞中兩種RNA的合成有可能同時發(fā)生
C.細(xì)胞中的RNA合成過程不會在細(xì)胞核外發(fā)生
D.轉(zhuǎn)錄出的RNA鏈與模板鏈的相應(yīng)區(qū)域堿基互補
解析:選C 真核細(xì)胞的各種RNA都是通過DNA的不同片段轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的;由于轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生不同RNA時的DNA片段不同,因此同一細(xì)胞中兩種RNA的合成有可能同時發(fā)生;真核細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中葉綠體、線粒體中的DNA也可以轉(zhuǎn)錄形成RNA;轉(zhuǎn)錄的過程遵循堿基互補配對原則,因此產(chǎn)生的RNA鏈與模板鏈的相應(yīng)區(qū)域堿基互補。
[強知能·補欠缺]
1.基因表達的三個易錯點
(1)DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄并非只在細(xì)胞核中進行,線粒體、葉綠體中也進行復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。
(2)轉(zhuǎn)錄的基本單位是基因,并非整個DNA分子。DNA的兩條鏈都可作模板,但一次轉(zhuǎn)錄只以一條鏈的片段作模板。
(3)能進行轉(zhuǎn)錄和翻譯的細(xì)胞不一定能進行DNA復(fù)制,只有分裂的細(xì)胞才進行DNA復(fù)制。
2.辨析遺傳信息、密碼子與反密碼子
3.基因表達中堿基數(shù)量的推算方法
(1)DNA和mRNA對應(yīng)堿基及數(shù)量的計算
找準(zhǔn)DNA和mRNA之間對應(yīng)堿基及其比例關(guān)系,即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)基因控制蛋白質(zhì)合成中的相關(guān)計算
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=1/3mRNA堿基數(shù)目=1/6DNA(或基因)堿基數(shù)目。
[練題點·全過關(guān)]
1.大多數(shù)生物的翻譯起始密碼子為AUG或GUG。在如圖所示的某mRNA部分序列中,若下劃線“0”表示的是一個決定谷氨酸的密碼子,則該mRNA的起始密碼子可能是(  )
A.1           B.2
C.3 D.4
解析:選B 從核糖體移動方向分析,該起始密碼子應(yīng)在下劃線“0”的左側(cè),由下劃線“0”開始以3個堿基為單位往左推,得出“2”GUG為起始密碼子。
2.(2021年1月新高考8省聯(lián)考·河北卷)生物大分子之間的相互結(jié)合在生物體的生命活動中發(fā)揮重要作用。下列敘述正確的是(  )
A.蛋白質(zhì)與DNA結(jié)合后都能調(diào)控基因表達
B.RNA聚合酶與起始密碼子結(jié)合啟動轉(zhuǎn)錄的起始
C.RNA與蛋白質(zhì)的結(jié)合在細(xì)胞生物中普遍存在
D.DNA與RNA的結(jié)合可發(fā)生在HIV中
解析:選C DNA和DNA水解酶結(jié)合后無法調(diào)控基因表達,A錯誤;RNA聚合酶結(jié)合在啟動子上,從轉(zhuǎn)錄復(fù)合體組裝開始轉(zhuǎn)錄,B錯誤;RNA主要分為mRNA、tRNA和rRNA,rRNA與蛋白質(zhì)組成核糖體,在翻譯過程中mRNA、tRNA都與核糖體結(jié)合,所以RNA與蛋白質(zhì)的結(jié)合在細(xì)胞生物中普遍存在,C正確;HIV是人類免疫缺陷病毒,病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu),是異養(yǎng)生物,病毒只有寄生在其他生物的活細(xì)胞中利用宿主細(xì)胞內(nèi)的代謝系統(tǒng)和營養(yǎng)物質(zhì)才能進行生命活動,所以DNA與RNA的結(jié)合發(fā)生在宿主細(xì)胞中,D錯誤。
3.假設(shè)某一段mRNA上有60個堿基,其中A有15個,G有25個,那么轉(zhuǎn)錄該mRNA的DNA分子區(qū)段中,“C+T”的個數(shù)以及該mRNA翻譯成的蛋白質(zhì)所含氨基酸的個數(shù)分別是(不考慮終止密碼子)(  )
A.60、20          B.80、40
C.40、20 D.40、30
解析:選A 該mRNA上有60個堿基,則轉(zhuǎn)錄該mRNA的DNA分子區(qū)段中有120個堿基。根據(jù)堿基互補配對原則,在雙鏈DNA分子中,A=T、C=G,所以C+T占了全部堿基的一半;mRNA上相鄰的三個堿基編碼一個氨基酸,所以該mRNA翻譯成的蛋白質(zhì)所含氨基酸的個數(shù)=60/3=20(個)。
4.圖1、圖2表示遺傳信息在生物大分子間的傳遞規(guī)律,①②③④⑤⑥分別表示結(jié)構(gòu)或物質(zhì)。下列說法正確的是(  )
A.圖1、圖2所示的生理過程完全相同
B.圖1表示細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)基因的表達過程,圖2表示酵母菌細(xì)胞內(nèi)基因的表達過程
C.圖2信息反映多個核糖體完成一條肽鏈的合成,有利于提高蛋白質(zhì)的合成速率
D.圖1中⑥的移動方向是從右向左,②③④⑤表示正在合成的4條肽鏈
解析:選D 圖1中有核糖體和mRNA,表示翻譯過程,圖2中有核糖體,同時注明有RNA聚合酶,RNA聚合酶與DNA結(jié)合,所以圖2表示轉(zhuǎn)錄和翻譯兩過程同時進行,A錯誤;圖2表示邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯,代表了原核細(xì)胞(如細(xì)菌)中基因表達過程,圖1表示翻譯過程單獨進行,可以表示真核生物(如酵母菌)的翻譯過程,B錯誤;每個核糖體獨立合成一條完整的肽鏈,C錯誤;圖1中肽鏈右短左長,說明⑥(核糖體)從右側(cè)開始向左側(cè)移動,②③④⑤代表了4條肽鏈,D正確。
[方法技巧] 
“兩看法”判斷真核生物與原核生物基因表達過程圖
二、中心法則及基因與性狀的關(guān)系
[試考題·查欠缺]
1.(2020·天津等級考)對于基因如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成,克里克認(rèn)為要實現(xiàn)堿基序列向氨基酸序列的轉(zhuǎn)換,一定存在一種既能識別堿基序列,又能運載特定氨基酸的分子。該種分子后來被發(fā)現(xiàn)是(  )
A.DNA          B.mRNA
C.tRNA D.rRNA
解析:選C DNA通過轉(zhuǎn)錄和翻譯可合成蛋白質(zhì),但不能運載特定氨基酸分子;mRNA是蛋白質(zhì)合成的直接模板,不能運載特定氨基酸分子;tRNA主要是將其攜帶的氨基酸運送到核糖體上,通過反密碼子與mRNA上的密碼子識別,在mRNA指導(dǎo)下合成蛋白質(zhì);rRNA是組成核糖體的重要組成成分,不能運載特定氨基酸分子。
2.(2019·浙江選考)下列關(guān)于遺傳信息表達過程的敘述,正確的是(  )
A.一個DNA分子轉(zhuǎn)錄一次,可形成一個或多個合成多肽鏈的模板
B.轉(zhuǎn)錄過程中,RNA聚合酶沒有解開DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的功能
C.多個核糖體可結(jié)合在一個mRNA分子上共同合成一條多肽鏈
D.編碼氨基酸的密碼子由mRNA上3個相鄰的脫氧核苷酸組成
解析:選A 轉(zhuǎn)錄時,RNA聚合酶與DNA分子的某一啟動部位相結(jié)合,包括一個或者幾個基因的DNA片段的雙螺旋解開,以便形成相應(yīng)的RNA分子,說明一個DNA分子轉(zhuǎn)錄一次,可形成一個或多個合成多肽鏈的模板,A正確;RNA聚合酶可以使DNA雙螺旋解開,B錯誤;多個核糖體可結(jié)合在一個mRNA分子上合成多條多肽鏈,C錯誤;編碼氨基酸的密碼子由mRNA上3個相鄰的核糖核苷酸組成,D錯誤。
[強知能·補欠缺]
1.中心法則的內(nèi)容與各種生物的信息傳遞
(1)中心法則的內(nèi)容
(2)中心法則體現(xiàn)了DNA的兩大基本功能
①信息傳遞功能:Ⅰ過程體現(xiàn)了遺傳信息的傳遞功能,它是通過DNA復(fù)制完成的,發(fā)生于親代產(chǎn)生子代的生殖過程或細(xì)胞增殖過程中;Ⅳ過程表示以RNA作為遺傳物質(zhì)的生物親代與子代之間遺傳信息的傳遞功能。
②信息表達功能:Ⅱ(轉(zhuǎn)錄)、Ⅲ(翻譯)過程共同體現(xiàn)了遺傳信息的表達功能,發(fā)生在個體發(fā)育過程中;V過程表示了部分以RNA作為遺傳物質(zhì)的病毒的逆轉(zhuǎn)錄過程,是RNA中遺傳信息表達的首要步驟。此類生物專營寄生生活,必須在宿主細(xì)胞中完成其遺傳物質(zhì)的信息表達,所以需先通過逆轉(zhuǎn)錄過程形成DNA,整合在宿主DNA中,再進行Ⅱ、Ⅲ過程。
2.基因?qū)π誀畹目刂?br/>(1)控制途徑
(2)基因與生物性狀的關(guān)系
①生物體的一個性狀有時受多個基因的影響,如玉米細(xì)胞葉綠素的形成至少與50多個不同基因有關(guān)。
②一般而言,一個基因只決定一種性狀。
③環(huán)境因素會影響生物性狀,如人類身高不完全取決于基因,可受后天營養(yǎng)及鍛煉狀況影響。
[練題點·全過關(guān)]
1.某流感病毒是一種負(fù)鏈RNA病毒,侵染宿主細(xì)胞后會發(fā)生-RNA→+RNA→-RNA和-RNA→+RNA→蛋白質(zhì)的過程,再組裝成子代流感病毒?!埃璕NA”表示負(fù)鏈RNA,“+RNA”表示正鏈RNA。下列敘述錯誤的是(  )
A.該流感病毒的基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段
B.+RNA具有信使RNA的功能
C.該流感病毒由-RNA形成-RNA需在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制2次
D.入侵機體的流感病毒被清除后相關(guān)漿細(xì)胞數(shù)量減少
解析:選A 病毒只含有一種核酸,根據(jù)題干可知該流感病毒所含核酸為RNA,因此其基因是有遺傳效應(yīng)的RNA片段,A錯誤;根據(jù)“-RNA→+RNA→蛋白質(zhì)”的過程可
知,+RNA具有信使RNA的功能,B正確;該流感病毒由-RNA形成-RNA的過程為“-RNA→+RNA→-RNA”,可見-RNA形成-RNA需在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制2次,C正確;漿細(xì)胞能產(chǎn)生抗體,抗體可與抗原特異性結(jié)合,入侵機體的流感病毒(抗原)被清除后相關(guān)漿細(xì)胞數(shù)量減少,D正確。
2.某細(xì)胞內(nèi)相關(guān)的生理活動如圖所示,下列表述正確的是(  )
A.若該細(xì)胞為記憶B細(xì)胞,其細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)中均能發(fā)生a、b過程
B.細(xì)胞發(fā)生c過程時,mRNA沿著核糖體移動,參與的tRNA可能有61種
C.圖中蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能是由DNA中堿基的排列順序和環(huán)境條件共同決定的
D.分化的細(xì)胞中mRNA和蛋白質(zhì)一定不同
解析:選A 記憶B細(xì)胞能增殖、分化,其DNA分布在細(xì)胞核和線粒體中,因此其細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)中均能發(fā)生a、b過程,A正確;細(xì)胞發(fā)生c過程時,核糖體沿著mRNA移動,參與的tRNA可能有61種,B錯誤;圖中蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能是由DNA中堿基的排列順序決定的,C錯誤;分化的細(xì)胞中mRNA和蛋白質(zhì)不完全相同,D錯誤。
3.如圖表示中心法則,下列有關(guān)敘述正確的是(  )
A.過程①~⑦都會在人體的遺傳信息傳遞時發(fā)生
B.人體細(xì)胞內(nèi)的過程③主要發(fā)生在細(xì)胞核中,產(chǎn)物都是mRNA
C.過程③存在的堿基配對方式有A-U、C-G、T-A、G-C
D.過程⑤有半保留復(fù)制的特點,過程⑥發(fā)生在核糖體上
解析:選C?、冖堍茛卟粫谌梭w的遺傳信息傳遞時發(fā)生,A錯誤;人體細(xì)胞內(nèi)的③過程主要發(fā)生在細(xì)胞核中,產(chǎn)物是RNA,包括mRNA、tRNA和rRNA,B錯誤;過程③是轉(zhuǎn)錄過程,存在的堿基配對方式有A-U、T-A、C-G、G-C,C正確;過程⑤是RNA分子的復(fù)制,沒有半保留復(fù)制的特點,過程⑥是翻譯,發(fā)生在核糖體上,D錯誤。
一、科學(xué)思維——翻譯過程的三種模型圖分析
[思維建模]
翻譯過程的三種模型圖
[模型解讀]
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2個tRNA結(jié)合位點。
(3)翻譯起點:起始密碼子決定的是甲硫氨酸或纈氨酸。
(4)翻譯終點:識別到終止密碼子(不決定氨基酸)翻譯停止。
(5)翻譯進程: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a是mRNA,f是核糖體,b、c、d、e表示正在合成的4條多肽鏈,具體內(nèi)容分析如下:
(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)目的意義:少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。
(3)方向: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)往往還需要運送至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結(jié)構(gòu)中進一步加工。
(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,②③④⑤表示正在合成的4條mRNA,在核糖體上同時進行翻譯過程。
[特別提醒]
解答基因表達圖示類題應(yīng)明確一個關(guān)鍵點
分析此類問題要正確分清mRNA鏈和多肽鏈的關(guān)系。DNA模板鏈在RNA聚合酶的作用下產(chǎn)生的是mRNA,而在同一條mRNA鏈上結(jié)合的是多個核糖體,同時合成的是若干條多肽鏈?!?br/>[析題用模]
1.(2021·河南中原名校聯(lián)考)關(guān)于如圖所示生理過程的敘述,正確的是(  )
A.物質(zhì)1上的三個相鄰堿基叫密碼子
B.該過程需要mRNA、tRNA、rRNA參與
C.多個結(jié)構(gòu)1共同完成一條物質(zhì)2的合成
D.結(jié)構(gòu)1讀取到AUG時,物質(zhì)2合成終止
解析:選B 物質(zhì)1是mRNA,物質(zhì)2是多肽,結(jié)構(gòu)1是核糖體。mRNA上決定氨基酸的三個相鄰堿基是密碼子;每個核糖體獨立完成一條多肽鏈的合成;據(jù)多肽鏈長短可知,該多肽鏈從左向右合成,所以應(yīng)該是讀取到UAA時,肽鏈合成終止。
2.如圖為基因表達過程的示意圖,下列敘述正確的是(  )
A.①是DNA,其一條鏈可進入細(xì)胞質(zhì)作為轉(zhuǎn)錄的模板
B.②上有n個堿基,則新形成的肽鏈含有n-1個肽鍵
C.③是核糖體,翻譯過程中③將由3′向5′方向移動
D.④是tRNA,能識別mRNA上的密碼子
解析:選D 據(jù)圖可判斷①②③④依次代表DNA、mRNA、核糖體、tRNA,其中②mRNA是以①DNA的一條鏈為模板合成的,場所是細(xì)胞核,A錯誤;②mRNA上有n個堿基,則新形成的肽鏈最多含有的氨基酸數(shù)目為n/3,則肽鍵數(shù)最多為(n/3-1)個,B錯誤;③核糖體沿著mRNA由5′向3′方向移動,C錯誤;④tRNA上的反密碼子可以識別②mRNA上的密碼子,D正確。
3.(2021·福州九校聯(lián)考)如圖為某原核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄、翻譯的示意圖。據(jù)圖判斷,下列敘述正確的是(  )
A.圖中表示4條多肽鏈正在合成
B.一個基因在短時間內(nèi)可表達出多條完全相同的多肽鏈
C.核糖體的移動方向為從左向右
D.一個DNA只能轉(zhuǎn)錄一條RNA,但可表達出多條多肽鏈
解析:選B 圖中附有核糖體的4條鏈?zhǔn)寝D(zhuǎn)錄后形成的mRNA,而不是4條肽鏈,核糖體合成的才是肽鏈,A錯誤;結(jié)合在同一條mRNA上的多個核糖體稱為多聚核糖體,它們可先后合成相同的肽鏈,這樣一個基因在短時間內(nèi)可表達出多條完全相同的肽鏈,B正確;從題圖中無法看到每個核糖體上肽鏈的長度,所以無法判斷核糖體在mRNA上的移動方向,C錯誤;一個DNA能轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生多條RNA,一條RNA也可表達出多條多肽鏈,D錯誤。
二、科學(xué)思維——模擬中心法則各過程
[典例] 如圖為模擬中心法則信息傳遞過程的實驗研究裝置,據(jù)圖回答:
(1)若圖示為模擬某種病毒的信息流動過程,裝置加入的模板A為單鏈,其部分堿基序列為—GAACACGUC—,加入的原料B為脫氧核苷酸,則該過程所需的酶B為________,模擬的過程為________。
(2)若圖示為模擬人體淋巴細(xì)胞的信息流動過程,裝置加入的模板A為雙鏈,其部分堿基序列為—GAACATGTT—,加入的原料B為________,則該過程所需的酶B為RNA聚合酶,模擬的過程為________,該生理過程主要發(fā)生在該細(xì)胞的________中。
[解析] (1)由模板的部分堿基序列“—GAACACGUC—”中含有U且為單鏈可知,該病毒為RNA病毒,且可以用脫氧核苷酸為原料合成DNA,所以可確定該過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶的參與,模擬的過程為逆轉(zhuǎn)錄過程。(2)由“模板A為雙鏈”和“堿基序列為—GAACATGTT—”中含T等信息可知,模板A為雙鏈DNA分子,在RNA聚合酶的催化作用下可以合成RNA,利用的原料為核糖核苷酸,模擬的過程為轉(zhuǎn)錄,主要發(fā)生在該細(xì)胞的細(xì)胞核中。
[答案] (1)逆轉(zhuǎn)錄酶 逆轉(zhuǎn)錄 (2)核糖核苷酸 轉(zhuǎn)錄 細(xì)胞核
[思維建模]
“三看法”判斷中心法則各過程
[析題用模]
1.下列關(guān)于復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和逆轉(zhuǎn)錄的敘述,錯誤的是(  )
A.逆轉(zhuǎn)錄和DNA復(fù)制的產(chǎn)物都是DNA
B.轉(zhuǎn)錄需要RNA聚合酶,逆轉(zhuǎn)錄需要逆轉(zhuǎn)錄酶
C.轉(zhuǎn)錄和逆轉(zhuǎn)錄所需要的反應(yīng)物都是核糖核苷酸
D.細(xì)胞核中的DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄都以DNA為模板
解析:選C 轉(zhuǎn)錄需要的反應(yīng)物是核糖核苷酸,逆轉(zhuǎn)錄需要的反應(yīng)物是脫氧核苷酸。
2.下面是幾種抗菌藥物的抗菌機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a過程,利福平將會抑制b過程
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的作用
C.過程d涉及的氨基酸最多有20種、tRNA最多有64種
D.e過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶
解析:選C 由題干可知,環(huán)丙沙星會抑制細(xì)菌DNA解旋酶的活性,故可抑制細(xì)菌DNA的復(fù)制過程(a過程)。利福平會抑制RNA聚合酶的活性,故可抑制DNA的轉(zhuǎn)錄過程(b過程)。紅霉素能與核糖體結(jié)合以阻止其發(fā)揮作用,故可抑制細(xì)菌的翻譯過程(d過程)。青霉素抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成,其不影響遺傳信息的傳遞和表達過程。e過程是逆轉(zhuǎn)錄過程,需要逆轉(zhuǎn)錄酶。翻譯過程涉及的氨基酸最多有20種、tRNA最多有61種。
一、選擇題
1.下列關(guān)于轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程的說法中,錯誤的是(  )
A.均以核酸為直接的模板  B.均遵循堿基的互補配對
C.都需要運輸原料的工具 D.都需要能量和相應(yīng)的酶
解析:選C 翻譯需tRNA轉(zhuǎn)運氨基酸,轉(zhuǎn)錄時則不需轉(zhuǎn)運工具。
2.(2021·舟山模擬)下圖Ⅰ、Ⅱ表示某生物細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的某些生理過程,X表示某種酶。下列說法正確的是(  )
A.Ⅰ過程中的X表示DNA聚合酶
B.Ⅰ過程的原料是核糖核苷酸,Ⅱ過程的原料是氨基酸
C.tRNA參與過程Ⅱ,主要功能是傳遞遺傳信息
D.圖中核糖體移動的方向是從右到左
解析:選B Ⅰ過程中的X表示RNA聚合酶,A錯誤;轉(zhuǎn)錄(Ⅰ)過程的原料是核糖核苷酸,翻譯(Ⅱ)過程的原料是氨基酸,B正確;tRNA在翻譯過程中作為氨基酸轉(zhuǎn)運的“搬運工”,C錯誤;圖中翻譯過程中一條mRNA同時有三個核糖體與之結(jié)合,其中左側(cè)的肽鏈最短,所以核糖體移動的方向是從左到右,D錯誤。
3.將DNA雙鏈都被32P標(biāo)記的某一雄性動物細(xì)胞(染色體數(shù)為2N)置于不含32P的培養(yǎng)基中,該細(xì)胞經(jīng)過兩次連續(xù)分裂形成4個大小形態(tài)相同的子細(xì)胞。下列分析錯誤的是(  )
A.若子細(xì)胞的染色體數(shù)為N,則子細(xì)胞的DNA均含32P
B.若子細(xì)胞的染色體數(shù)為2N,則子細(xì)胞的DNA可能均含32P
C.若子細(xì)胞中的染色體都含32P,則細(xì)胞分裂過程中會發(fā)生基因重組
D.若子細(xì)胞中有的染色體不含32P,則這是同源染色體彼此分離的結(jié)果
解析:選D 若子細(xì)胞中染色體數(shù)為N,則其進行的是減數(shù)分裂,該過程中DNA分子進行了一次復(fù)制,根據(jù)DNA分子半保留復(fù)制特點,則子細(xì)胞的DNA均含32P,A正確;若子細(xì)胞的染色體數(shù)為2N,則其進行的是有絲分裂,在有絲分裂過程中,第一次分裂后子細(xì)胞中每條染色體上的DNA都有1條鏈被標(biāo)記,但第二次分裂后期半數(shù)DNA被標(biāo)記,隨著姐妹染色單體分開,被標(biāo)記的DNA隨機分配移向兩極,所以第二次分裂得到的子細(xì)胞被標(biāo)記的DNA數(shù)在0~2N之間,B正確;若子細(xì)胞中的染色體都含32P,則其進行的是減數(shù)分裂,在減數(shù)第一次分裂過程中會發(fā)生基因重組,C正確;若子細(xì)胞中的染色體都不含32P,則其進行的是有絲分裂,有絲分裂過程中不會發(fā)生同源染色體的分離,D錯誤。
4.(2019·全國卷Ⅰ)用體外實驗的方法可合成多肽鏈。已知苯丙氨酸的密碼子是UUU,若要在體外合成同位素標(biāo)記的多肽鏈,所需的材料組合是(  )
①同位素標(biāo)記的tRNA ②蛋白質(zhì)合成所需的酶?、弁凰貥?biāo)記的苯丙氨酸 ④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸?、莩チ薉NA和mRNA的細(xì)胞裂解液
A.①②④         B.②③④
C.③④⑤ D.①③⑤
解析:選C 在體外合成同位素標(biāo)記的多肽鏈,需要有翻譯合成該多肽鏈的模板——mRNA,人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸是合成mRNA所需要的原料;還需要有合成該多肽鏈的原料——同位素標(biāo)記的氨基酸(苯丙氨酸)。此外,合成該多肽鏈還需要核糖體、相關(guān)酶以及能量等,可由除去了DNA和mRNA的細(xì)胞裂解液提供。
5.如圖為人體細(xì)胞內(nèi)血紅蛋白合成的相關(guān)生理過程,下列分析錯誤的是(  )
A.若圖中核糖體上合成的肽鏈最長,則同時進行翻譯的其他核糖體都位于近b端
B.合成的多肽鏈經(jīng)剪切加工成血紅蛋白,該過程有水分子參與
C.紅細(xì)胞內(nèi)合成血紅蛋白而不合成胰島素是基因選擇性表達的結(jié)果
D.鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的紅細(xì)胞中也存在合成血紅蛋白的過程
解析:選A  據(jù)圖可知,右側(cè)的tRNA準(zhǔn)備進入核糖體,由此可知核糖體由左向右移動,若圖中核糖體上合成的肽鏈最長,則該核糖體是最先與mRNA結(jié)合的,同時進行翻譯的其他核糖體都位于近a端,A錯誤;合成的多肽鏈經(jīng)剪切加工成血紅蛋白,該過程需要水解部分肽鍵,有水分子參與,B正確;紅細(xì)胞最初含有人體的全部基因,合成血紅蛋白而不合成胰島素是基因選擇性表達的結(jié)果,C正確;鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的紅細(xì)胞中也存在合成血紅蛋白的過程,只是血紅蛋白中個別氨基酸改變,D正確。
6.下列關(guān)于細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)和核酸及其相互關(guān)系的敘述,正確的是(  )
A.控制合成不同蛋白質(zhì)的DNA分子堿基含量可能相同
B.同一人體的神經(jīng)細(xì)胞與骨骼肌細(xì)胞具有相同的DNA和RNA
C.蛋白質(zhì)功能多樣性的根本原因是控制其合成的mRNA具有多樣性
D.基因的兩條鏈可分別作模板進行轉(zhuǎn)錄,以提高蛋白質(zhì)合成的效率
解析:選A 同一人體的神經(jīng)細(xì)胞與骨骼肌細(xì)胞具有相同的DNA,但RNA不同,B錯誤;蛋白質(zhì)功能多樣性的根本原因是DNA具有多樣性,C錯誤;基因只能以一條鏈作模板進行轉(zhuǎn)錄,D錯誤。
7.(2021·麗江模擬)下列關(guān)于中心法則的敘述,一定正確的是(  )
A.肽鏈的合成一定以RNA為模板,以氨基酸為原料
B.酶的合成一定以RNA為模板,以氨基酸為原料
C.RNA的合成一定以DNA為模板,以核糖核苷酸為原料
D.DNA的合成一定以DNA為模板,以脫氧核苷酸為原料
解析:選A 肽鏈?zhǔn)且詍RNA為模板、氨基酸為原料,經(jīng)過翻譯過程形成的,A正確;大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),是以mRNA為模板、氨基酸為原料合成的,少數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA,是以DNA為模板、核糖核苷酸為原料合成的,B錯誤;RNA合成的原料一定是核糖核苷酸,而合成的模板可以是DNA或RNA,C錯誤;DNA合成的原料一定是脫氧核苷酸,而合成的模板可以是DNA或RNA,D錯誤。
8.(2021年1月新高考8省聯(lián)考·河北卷)DNA甲基化是指DNA中的某些堿基被添加甲基基團,此種變化
可影響基因的表達,對細(xì)胞分化具有調(diào)控作用?;騿幼訁^(qū)域被甲基化后,會抑制該基因的轉(zhuǎn)錄,如圖所示。研究發(fā)現(xiàn),多種類型的癌細(xì)胞中發(fā)生了抑癌基因的過量甲基化。下列敘述錯誤的是(  )
A.細(xì)胞的內(nèi)外環(huán)境因素均可引起DNA的甲基化
B.甲基化的啟動子區(qū)更易暴露轉(zhuǎn)錄模板鏈的堿基序列
C.抑癌基因過量甲基化后會導(dǎo)致細(xì)胞不正常增殖
D.某些DNA甲基化抑制劑可作為抗癌藥物研發(fā)的候選對象
解析:選B DNA甲基化是指DNA中的某些堿基被添加甲基基團,細(xì)胞的內(nèi)外環(huán)境因素均可引起DNA的甲基化,從而影響基因的表達,進而調(diào)控細(xì)胞分化,A正確;從圖中可以看出,基因包括啟動子、轉(zhuǎn)錄區(qū)域、終止子等部分,啟動子和轉(zhuǎn)錄區(qū)域為基因中不同的區(qū)段,基因啟動子區(qū)域被甲基化后,會抑制該基因的轉(zhuǎn)錄,因此甲基化的啟動子區(qū)不利于暴露轉(zhuǎn)錄模板鏈的堿基序列,B錯誤;抑癌基因主要阻止細(xì)胞不正常增殖,抑癌基因過量甲基化后,抑癌基因不能正常表達,會導(dǎo)致細(xì)胞不正常增殖,C正確;某些DNA甲基化抑制劑,可以抑制抑癌基因過量甲基化,阻止細(xì)胞癌變,可作為抗癌藥物研發(fā)的候選對象,D正確。
9.如圖所示為真核細(xì)胞中發(fā)生的某些相關(guān)生理和生化反應(yīng)過程,下列敘述錯誤的是(  )
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在形成細(xì)胞中的某種結(jié)構(gòu),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r 蛋白含量較多,r 蛋白就與b結(jié)合,阻礙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
解析:選D 據(jù)圖分析可知,a是核糖體,b是mRNA,c是DNA片段,A正確;過程②形成核糖體,核仁與核糖體的形成有關(guān),B正確;細(xì)胞中r 蛋白含量較多時,r 蛋白就與b即mRNA結(jié)合,阻礙mRNA與核糖體結(jié)合,從而抑制翻譯過程,這是一種反饋調(diào)節(jié)過程,C正確;c轉(zhuǎn)錄形成rRNA時需要RNA聚合酶的催化,D錯誤。
10.(2021·南平模擬)如圖所示為人體內(nèi)基因?qū)π誀畹目刂七^程,下列敘述正確的是(  )
A.①②或⑥⑦都表示基因的表達過程,但發(fā)生在不同細(xì)胞中
B.基因1和基因2的遺傳一定遵循基因的自由組合定律
C.生物體中一個基因只能決定一種性狀
D.⑦→⑥→⑤過程說明基因可通過控制酶的合成,直接控制生物的性狀
解析:選A 由圖分析可知,①和⑦表示轉(zhuǎn)錄,②和⑥表示翻譯,基因的表達包括轉(zhuǎn)錄和翻譯,而圖中的血紅蛋白的形成只發(fā)生在紅細(xì)胞中,酪氨酸酶在皮膚和眼睛等細(xì)胞中表達,A正確;基因1和基因2的遺傳不一定遵循基因的自由組合定律,因為不明確這兩個基因是否位于同一對同源染色體上,B錯誤;生物體中一個基因可以參與多種性狀的控制,C錯誤;⑦→⑥→⑤過程說明基因可通過控制酶的合成,間接控制生物的性狀,D錯誤。
11.對下列各圖分析不準(zhǔn)確的是(  )
A.甲圖中的①②③均遵循堿基互補配對原則
B.乙圖中核糖體在mRNA上移動方向為從右到左,所用原料是氨基酸
C.對于丙圖,人體內(nèi)的T細(xì)胞可以進行①②③⑤過程
D.丁圖中該段內(nèi)有6種核苷酸
解析:選C 甲圖中①②③過程分別為轉(zhuǎn)錄、翻譯和DNA復(fù)制過程,都遵循堿基互補配對原則,A正確;根據(jù)多肽鏈的長度可知,核糖體在mRNA上的移動方向是從右到左,所用原料是氨基酸,B正確;丙圖中①~⑤過程分別為DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、逆轉(zhuǎn)錄和RNA復(fù)制過程,T細(xì)胞可增殖分化成效應(yīng)T細(xì)胞和記憶細(xì)胞,可發(fā)生①②③過程,不能發(fā)生④⑤過程,C錯誤;丁圖為轉(zhuǎn)錄過程,其中的DNA鏈中含有3種核苷酸,RNA鏈中也含有3種核苷酸,共6種核苷酸,D正確。
12.下面是4種遺傳信息的流動過程,對應(yīng)的敘述正確的是(  )
A.甲可表示胰島細(xì)胞中胰島素合成過程中的遺傳信息的傳遞方向
B.能進行乙過程的生物也能進行丁過程
C.丙可表示DNA病毒(如T2噬菌體)在宿主細(xì)胞內(nèi)繁殖時的遺傳信息傳遞方向
D.丙、乙、丁三幅圖就已經(jīng)全面涵蓋了生物界遺傳信息傳遞的情況
解析:選C 胰島細(xì)胞內(nèi)胰島素合成過程中,遺傳信息的傳遞方向不包括DNA復(fù)制,A錯誤;逆轉(zhuǎn)錄病毒(HIV或某些致癌病毒)能進行乙過程,而煙草花葉病毒進行的是丁過程,B錯誤;生物界還有一種朊病毒,它的遺傳信息傳遞情況可能是蛋白質(zhì)流向蛋白質(zhì),D錯誤。
13.下列有關(guān)人體內(nèi)生理過程的描述,錯誤的是(  )
A.甲、乙、丙三個過程均有氫鍵的破壞也有氫鍵的形成
B.甲、乙、丙三個過程中只有一個過程能在胰島B細(xì)胞核內(nèi)進行
C.圖乙表示翻譯,通過多個核糖體的工作,細(xì)胞可在短時間內(nèi)合成多條肽鏈
D.圖甲表示DNA 的復(fù)制,通過增加復(fù)制起始點,細(xì)胞可在短時間內(nèi)復(fù)制出大量的DNA
解析:選D 甲為DNA復(fù)制過程,該過程涉及氫鍵的破壞和形成;乙為翻譯過程,存在氫鍵的破壞和形成;丙為轉(zhuǎn)錄形成RNA的過程,該過程存在DNA的解旋,也存在堿基之間互補配對形成氫鍵的過程,A正確。胰島B細(xì)胞沒有增殖能力,故沒有DNA復(fù)制過程,但可進行轉(zhuǎn)錄和翻譯,轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核內(nèi)完成,翻譯在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上完成,B正確。圖乙表示翻譯,通過多個核糖體的工作,細(xì)胞可在短時間內(nèi)合成多條肽鏈,C正確。圖甲表示DNA的復(fù)制,通過增加復(fù)制起始點,細(xì)胞可縮短DNA復(fù)制的時間而不是短時間內(nèi)復(fù)制出大量的DNA,D錯誤。
14.(2021·昆明模擬)某病毒的遺傳物質(zhì)是單鏈RNA(-RNA),宿主細(xì)胞內(nèi)病毒的增殖過程如下圖,-RNA和+RNA的堿基序列是互補的。下列敘述錯誤的是(  )
A.過程①所需的嘌呤數(shù)和過程③所需的嘧啶數(shù)相同
B.據(jù)圖推測,-RNA和+RNA均有RNA聚合酶的結(jié)合位點
C.過程②需要的tRNA、原料及場所都由宿主細(xì)胞提供
D.-RNA和+RNA均可與核糖體結(jié)合作為翻譯的模板
解析:選D 由于-RNA和+RNA的堿基序列是互補的,故過程①所需的嘌呤數(shù)和過程③所需的嘧啶數(shù)相同,A正確;-RNA和+RNA之間可以相互合成,故二者均有RNA聚合酶的結(jié)合位點,B正確;過程②是合成蛋白質(zhì)的過程,需要的tRNA、原料及場所都由宿主細(xì)胞提供,C正確;由圖示分析可知,只有+RNA可與核糖體結(jié)合作為翻譯的模板,D錯誤。
15.(2021·梧州模擬)下列關(guān)于基因、性狀以及兩者關(guān)系的敘述,正確的是(  )
A.基因能夠通過表達,實現(xiàn)遺傳信息在親代和子代之間的傳遞
B.基因在染色體上呈線性排列,基因的前端有起始密碼子,末端有終止密碼子
C.人的白化病是由于基因不正常而合成過多的酪氨酸酶,將黑色素轉(zhuǎn)變?yōu)槔野彼?,而表現(xiàn)出白化癥狀
D.人的鐮刀型細(xì)胞貧血癥是基因?qū)π誀畹闹苯涌刂?br/>解析:選D 基因能夠通過復(fù)制,實現(xiàn)遺傳信息在親代和子代之間的傳遞,A錯誤;基因在染色體上呈線性排列,基因的前端有啟動子,末端有終止子,B錯誤;人的白化病是由于控制酪氨酸酶的基因發(fā)生突變,導(dǎo)致酪氨酸酶缺乏,不能將酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏兀憩F(xiàn)出白化癥狀,C錯誤;鐮刀型細(xì)胞貧血癥產(chǎn)生的根本原因是控制合成血紅蛋白的基因的堿基對發(fā)生了替換而導(dǎo)致血紅蛋白結(jié)構(gòu)異常,因此人的鐮刀型細(xì)胞貧血癥是基因?qū)π誀畹闹苯涌刂?,D正確。
二、非選擇題
16.核基因編碼的蛋白質(zhì)能夠有條不紊地被運送到各自的目的地,關(guān)鍵是蛋白質(zhì)在合成時帶有分選信號,而目的地就是能夠識別分選信號的受體。分選信號取決于氨基酸序列中的信號序列,如圖所示。分析回答下列問題:
(1)線粒體所需的蛋白質(zhì)一部分來自過程⑥,另一部分是在______________指導(dǎo)下合成的。某些蛋白質(zhì)經(jīng)過程⑧進入細(xì)胞核需要通過________,這一過程具有________性。
(2)經(jīng)過程②進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的多肽,在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中折疊成為具有一定________的蛋白質(zhì),在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中未折疊或錯誤折疊的蛋白質(zhì),會在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中大量堆積,此時細(xì)胞通過改變基因表達減少新蛋白質(zhì)的合成,或增加識別并降解錯誤折疊蛋白質(zhì)的相關(guān)分子,進行細(xì)胞水平的________調(diào)節(jié)。
(3)送往不同結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)具有________,這是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)定向運輸所必需的,這種序列最終是由________決定的。各類成熟蛋白質(zhì)分別與不同的受體結(jié)合,說明受體具有________的特點。
解析:(1)線粒體是半自主性細(xì)胞器,自身含有基因,該基因也能表達形成蛋白質(zhì)。細(xì)胞質(zhì)中合成的某些蛋白質(zhì)(如DNA聚合酶、RNA聚合酶)通過核孔進入細(xì)胞核,核孔對物質(zhì)的運輸具有選擇性。(2)核糖體上合成的多肽進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進行折疊加工,從而形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中蛋白質(zhì)未折疊或錯誤折疊,反過來會減少新蛋白質(zhì)的合成,或增加識別并降解錯誤折疊蛋白質(zhì)的相關(guān)分子,這種調(diào)節(jié)屬于細(xì)胞水平的反饋調(diào)節(jié)。(3)根據(jù)題干中信息“分選信號取決于氨基酸序列中的信號序列”,可知送往不同結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)具有不同的信號序列,該信號序列是由細(xì)胞核基因最終決定的。各類成熟蛋白質(zhì)分別與不同的受體結(jié)合,說明受體具有專一性。
答案:(1)線粒體基因(DNA) 核孔 選擇 (2)空間結(jié)構(gòu) 反饋 (3)不同的信號序列 核基因 專一性
17.中國科學(xué)家屠呦呦獲2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎,她研制的抗瘧藥青蒿素挽救了數(shù)百萬人的生命。研究人員發(fā)現(xiàn)了青蒿細(xì)胞中青蒿素的合成途徑(實線方框所示)和酵母細(xì)胞產(chǎn)生合成青蒿酸的中間產(chǎn)物FPP的途徑(虛線方框所示)如圖。請據(jù)圖分析回答下列問題:
(1)過程①需要________識別DNA中特定的堿基序列,該過程在細(xì)胞的分裂期很難進行的原因是__________________________。
(2)在青蒿的不同組織細(xì)胞中,相同DNA轉(zhuǎn)錄起點不完全相同的原因是________________________。青蒿素的合成體現(xiàn)了基因控制性狀的方式是________________________________。
(3)研究表明,相關(guān)基因?qū)虢湍讣?xì)胞后雖能正常表達,但酵母菌合成的青蒿素卻很少,據(jù)圖分析原因可能是________________________。為提高酵母菌合成青蒿素的產(chǎn)量,請你提出科學(xué)的解決方案。______________________________________________________。
(4)若FPP合成酶基因中含4 300個堿基對,其中一條單鏈中A∶C∶T∶G=1∶2∶3∶4,則該基因連續(xù)復(fù)制3次至少需要________個游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸。
答案:(1)RNA聚合酶 染色質(zhì)高度螺旋化形成染色體,DNA難于解旋 (2)不同組織細(xì)胞中的基因選擇性表達 通過控制酶的合成來控制代謝過程,進而控制生物性狀 (3)酵母細(xì)胞中的大部分FPP用于合成了固醇 抑制ERG9酶的活性(或阻斷ERG9酶基因的表達)
(4)18 060

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