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考案七第六单元基因的本质与表达一、选择题(每题2分,共40分)1.(2022·福建百校联考)赫尔希和蔡斯用35S标记蛋白质,用32P标记DNA,研究T2噬菌体遗传信息的传递。两位科学家的部分研究过程如图所示。下列关于该实验的叙述,合理的是(
)DA.侵染大肠杆菌前先用含32P和35S的普通培养基直接培养T2噬菌体B.该实验可以证明DNA是主要的遗传物质,而蛋白质不是遗传物质C.35S标记T2噬菌体的实验组离心后,放射性主要集中在沉淀物中D.32P标记T2噬菌体的实验组培养时间过长,会导致上清液的放射性增强解析:
噬菌体为病毒,没有细胞结构,不能独立代谢,因此不能用普通培养基直接培养,A错误;该实验可证明DNA是噬菌体的遗传物质,不能说明DNA是主要的遗传物质,B错误;由于亲代噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌,因此35S标记T2噬菌体的实验组离心后,放射性主要集中在上清液中,C错误;32P标记T2噬菌体的实验组培养时间过长,会导致大肠杆菌裂解,子代噬菌体释放,因此上清液的放射性增强,D正确。2.(2022·山东淄博市高三模拟)根据S型肺炎链球菌荚膜多糖的差异,将S型菌分为SⅠ、SⅡ、SⅢ……等类型。不同类型的S型菌发生基因突变后失去荚膜,成为相应类型的R型菌(RⅠ、RⅡ、RⅢ……)。S型菌的荚膜能阻止外源DNA进入细胞,R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌。将加热杀死的甲菌破碎后,获得提取物→对提取物进行不同酶处理→加入到乙菌培养基中培养→检测子代细菌(丙)的类型。下列实验思路与结果预期,能说明细菌发生转化而未发生基因突变的一组是(
)A.甲:RⅡ,乙:SⅢ,丙:SⅢ、RⅡB.甲:SⅢ,乙:RⅡ,丙:SⅢ、RⅡC.甲:SⅢ,乙:RⅡ,丙:RⅢ、RⅡD.甲:SⅢ,乙:RⅢ,丙:SⅢ、RⅢB解析:
根据题意分析,RⅡ的DNA不能进入SⅢ中,不会导致SⅢ突变为RⅡ,A不符合题意;SⅢ的DNA经过处理后,可被RⅡ吸收,将部分RⅡ转化为SⅢ,没有发生基因突变,不能转化为SⅡ,RⅡ也不能转化为SⅡ,B符合题意;SⅢ的DNA经过处理后,可被RⅡ吸收,将部分RⅡ转化为SⅢ,但不会获得RⅢ,C不符合题意;SⅢ的DNA经过处理后,可被RⅢ吸收,将部分RⅢ转化为SⅢ,但不能体现有没有发生基因突变的过程,D不符合题意。3.(2022·河北省沧州市联考)如图表示早期科学家对DNA复制方式的几种推测。据图不能作出的推断是(
)A.若为全保留复制,则子代DNA中,只有一个含有亲代DNA链B.若为半保留复制,则子代DNA中,只有两个含有亲代DNA链C.若为弥散复制,则子代DNA的每条链都可能含有亲代链的片段D.若为弥散复制,则需要先解旋后复制,否则就是边解旋边复制解析:
从题图中的信息中无法判断DNA复制过程中,解旋与复制的时间关系,D项符合题意。D4.(2022·山东淄博市高三模拟)大多数真核生物的DNA在复制时会出现多个复制泡,每个复制泡的两端有2个复制叉,复制叉的延伸方向如图所示。已知复制时DNA聚合酶只能沿模板链的3′→5′方向移动,下列说法错误的是(
)A.图中DNA的复制为双向半保留复制B.多起点复制加快了DNA的复制速度C.复制泡3的DNA复制早于复制泡1D.子链的延伸方向与复制叉的推进方向相同D解析:
由图复制泡的走向可知,DNA复制时以每条链为模板,沿模板链的3′→5′方向移动,图中DNA的复制为多起点不连续双向半保留复制,A正确;多起点复制加快了DNA的复制速度,B正确;根据复制泡的大小可以看出,复制泡3的DNA复制早于复制泡1,C正确;DNA聚合酶只能沿模板链的3′→5′方向移动,两条子链的延伸方向相反,其中一条子链与复制叉的推进方向相反,D错误。5.(2022·福建百校联考)猴痘病毒是一种双链DNA病毒,其化学组成成分中约有90%是蛋白质。下列有关叙述错误的是(
)A.猴痘病毒的DNA中,磷酸与核糖交替连接排列在外侧B.猴痘病毒的某些蛋白质可作为抗原C.猴痘病毒的DNA中,嘌呤数量和嘧啶数量相等D.猴痘病毒的基因是具有遗传效应的DNA片段A解析:DNA是由磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧的,A错误;猴痘病毒的某些蛋白质可作为抗原,能激发机体产生特异性免疫过程,B正确;双链DNA分子中,遵循A-T、G-C的配对原则,故猴痘病毒的DNA中,嘌呤数量和嘧啶数量相等,C正确;基因是有遗传效应的核酸片段,猴痘病毒的基因是具有遗传效应的DNA片段,D正确。6.(2022·广东省汕头市一模)DNA双螺旋模型的建立,开启了分子生物学时代,使遗传的研究深入到分子层次,下列不是DNA双螺旋模型建立的依据是(
)A.威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱B.DNA分子中碱基排列顺序可能蕴含着遗传信息C.腺嘌呤的量总是等于胸腺密啶的量,鸟嘌呤的量总是等于胞密啶的量D.DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链B解析:DNA双螺旋模型建立过程中,沃森和克里克主要以威尔金斯和他的同事富兰克林提供的DNA衍射图谱为基础,推算出DNA呈螺旋结构,A不符合题意;DNA分子中碱基排列顺序可能蕴含着遗传信息,并不是DNA双螺旋模型建立的依据,B符合题意;DNA双螺旋模型建立过程中,沃森和克里克从查哥夫那里得知了一条重要信息:在DNA中,腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量,鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量,C不符合题意;DNA双螺旋模型建立过程中,当时科学界已经认识到DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链,这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C4种碱基,但是,人们并不清楚这4种脱氧核苷酸如何构成DNA,D不符合题意。7.(2023·河北省保定市易县中学高一月考)已知某DNA分子中,G与C之和占全部碱基总数的38%,其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32%和17%,则在它的互补链中,T和C分别占该链碱基总数的(
)A.32%和17% B.30%和21%C.18%和31% D.17%和32%B解析:
已知某DNA分子中,G与C之和占全部碱基总数的38%,则C=G=19%,A=T=50%-19%=31%;其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32%和17%,即T1=32%、C1=17%,根据碱基互补配对原则,双链DNA分子中,T=(T1+T2)÷2,计算可得T2=30%,同理,C2=21%。8.某DNA片段中共有碱基对2000个,若碱基A的数量为600个,则下列相关叙述正确的是(
)A.两条DNA单链中的碱基排列顺序呈现相反的关系,且平行排列B.鸟嘌呤的数量为1400个,该段DNA分子中的氢键数为4000个C.该DNA片段中一条链中的五碳糖、嘌呤和磷酸数量与互补链相等D.若该DNA片段复制3次,则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9800个D解析:DNA分子的两条单链中的碱基互补配对,但排列顺序不是相反关系,脱氧核糖的排列顺序是相反关系,A错误;鸟嘌呤的数量为1400个,A—T对有2个氢键,G—C对含3个氢键,所以这段DNA分子中氢键的数量为600×2+1400×3=5400个,B错误;嘌呤包括腺嘌呤和鸟嘌呤,DNA分子中一条链中的五碳糖、磷酸的数量与互补链是相等的,但嘌呤(腺嘌呤、鸟嘌呤)数量与互补链不一定相等,C错误;若该DNA分子复制3次,形成8个DNA分子,则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(23-1)×1400=9800个,D正确。9.生物体内的DNA常与蛋白质结合,以DNA-蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是(
)A.真核细胞染色体和染色质中都存在DNA-蛋白质复合物B.真核细胞的核中有DNA-蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶D.若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA聚合酶B解析:
真、原核细胞DNA复制时,与DNA结合的蛋白质可能是解旋酶和DNA聚合酶,故真核细胞的染色体、染色质和原核细胞的拟核中均可能含有DNA-蛋白质复合物,A正确,B错误;若复合物中的某蛋白质参与DNA复制,则该蛋白质可能是解旋酶或DNA聚合酶,C正确;RNA聚合酶催化转录过程,若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA聚合酶,D正确。10.(2022·福建百校联考)工业快速发展过程中,废水、废气和废渣的排放导致土壤和水体被重金属污染。当植物受到重金属胁迫后,可通过甲基化改变相关调控机制,将受到的毒害降低,从而有利于植物的生长与繁殖。科研人员对在不含镉和镉含量不同的土壤中正常生长的三种高等植物细胞内的DNA甲基化程度进行了观察和统计,结果如图所示。下列有关叙述错误的是(
)AA.三种植物的DNA甲基化程度都与镉污染程度呈正相关B.不同植物的细胞中的DNA甲基化均不会改变基因的碱基序列C.DNA甲基化能调控相关基因的表达而使生物的性状发生改变D.DNA甲基化可能是植物在不良环境中的一种自我保护机制解析:
据图可知,萝卜的DNA甲基化程度与镉污染程度呈正相关,即镉浓度越高,甲基化程度越高,而三叶草却表现为负相关,水稻没有表现出明显的正相关,A错误;DNA甲基化程度会影响基因的表达情况,但不会改变基因的碱基序列,B正确;DNA甲基化通过影响基因的转录过程实现了对相关基因表达的调控,进而使生物的性状发生改变,并且这种改变可遗传下去,C正确;DNA甲基化可能是植物在不良环境中的一种自我保护机制,这应该是长期适应环境的结果,D正确。11.(2022·广东省汕头市一模)科学家推测在生命早期存在一个RNA世界,在RNA世界中没有蛋白质和DNA。下列有关RNA世界推测,错误的是(
)A.在RNA世界中RNA可作为遗传物质B.在RNA世界中RNA可作为催化剂C.当今细胞中的RNA可以运输氨基酸D.当今细胞中的DNA可以通过核孔进出细胞核D解析:
某些病毒,比如HIV病毒遗传物质是RNA,因此RNA可作为遗传物质,A正确;酶的化学本质绝大多数是蛋白质,少数是RNA,酶具有催化作用,因此RNA可作为催化剂,B正确;RNA中的tRNA具有运输氨基酸的功能,C正确;细胞中的某些RNA和蛋白质可以通过核孔进出细胞核,DNA不能进出细胞核,D错误。12.(2022·海南中部六市县高考模拟)基因编辑技术可以通过在基因特定位置加入或减少部分碱基序列,实现对基因的定点编辑。对罗非鱼Sox30基因进行编辑后,导致精子尾部卷曲、弯折和变短等畸形,精子活力降低,最终导致雄鱼的育性降低,罗非鱼细胞内可能发生改变的是(
)A.基因的结构与功能 B.遗传物质的类型C.DNA复制的方式 D.遗传信息的流动方向A解析:
根据题干信息分析,基因编辑技术可以通过在基因特定位置加入或减少部分碱基序列,实现对基因的定点编辑,说明该技术可能改变了罗非鱼细胞内基因的结构与功能,A正确;罗非鱼细胞内的遗传物质的类型不变,仍然是DNA,B错误;罗非鱼细胞内的DNA复制的方式不变,C错误;罗非鱼细胞内遗传信息的流动方向不变,D错误。13.关于基因表达和中心法则的叙述,错误的是(
)A.密码子的简并对保证翻译的速度有积极意义B.翻译时进入核糖体的第一个氨基酸是甲硫氨酸或缬氨酸C.翻译得到的肽链是生命活动的主要承担者D.在某些病毒的增殖过程中存在RNA复制或逆转录过程C解析:
从氨基酸使用频率来考虑,当某种氨基酸使用频率高时,几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度,A正确;翻译时第一个被读取的是起始密码子,编码的是甲硫氨酸或缬氨酸,B正确;蛋白质是生命活动的主要承担者,翻译得到的肽链必须经过加工、修饰后才能形成具有一定空间结构的蛋白质,C错误;在某些RNA病毒中存在RNA复制酶或逆转录酶,其增殖过程中就会发生RNA复制或逆转录过程,D正确。14.(2022·山东菏泽市高三一模)如图为细胞缺乏氨基酸时,负载tRNA和空载tRNA调控基因表达的相关过程。下列叙述错误的是(
)CA.图示若干核糖体中,核糖体a距起始密码子最远B.空载tRNA增多将导致相应mRNA减少,从而避免细胞物质和能量的浪费C.图中①②可同时进行,从而提高基因表达的效率D.当细胞中缺乏氨基酸时,图中空载tRNA通过两条途径抑制基因表达解析:
由图中肽链长短可知,翻译的方向是由右向左,因此起始密码子在mRNA的右侧,故起始密码子与a核糖体距离最远,A正确;由图中信息可知,空载tRNA可抑制相应基因的转录,因此空载tRNA增多将导致相应mRNA减少,从而避免细胞物质和能量的浪费,B正确;由于细胞核核膜的作用,使①和②两个过程不能同时进行,C错误;当细胞缺乏氨基酸时,空载tRNA通过激活蛋白激酶抑制mRNA翻译,也可以抑制相应基因的转录,因此当细胞中缺乏氨基酸时,图中空载tRNA通过两条途径抑制基因表达,D正确。15.人类白化病和苯丙酮尿症是由代谢异常引起的疾病,如图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图能得出的结论是(
)①基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状②基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状③一个性状可以由多个基因控制④一个基因只能控制一种性状A.①② B.①③
C.②③ D.①④C解析:
分析题图可知,本图显示的是基因通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物的性状,①错误,②正确;分析题图可知,黑色素的形成是由基因1和基因2共同控制的,多巴胺是由基因1和基因4共同控制的,由此可以推出一个性状可由多个基因控制,③正确;分析题图可知,基因1发生突变,会影响黑色素和多巴胺的合成,同时使苯丙酮酸的含量增加,由此可以推出,一个基因可以控制多种性状,④错误。16.(2023·安徽蒙城第一中学高三阶段练习)某T2噬菌体含m个碱基对,其中腺嘌呤所占比例为a。某科研小组分别用32P、35S标记该T2噬菌体,让其侵染未标记大肠杆菌。下列有关叙述错误的是(
)A.若离心时间过长,则35S标记组中沉淀物放射性增强B.若沉淀物中分离到100个子代噬菌体,则只有2个含32PC.该T2噬菌体DNA分子含有(3-2a)m个氢键D.该T2噬菌体繁殖3次,消耗7m(1-2a)个鸟嘌呤脱氧核苷酸A解析:
噬菌体侵染大肠杆菌时,蛋白质外壳不进入大肠杆菌,离心后进入上清液,若离心时间过长,35S标记组中沉淀物放射性不会增强,A错误;根据DNA的半保留复制方式可知,若沉淀物中分离到100个子代噬菌体,则只有2个含32P,B正确;该噬菌体含有m个碱基对,即有2m个碱基,腺嘌呤所占比例为a,A=T=2am,A+T=4am,G+C=2m-4am,G=C=m-2am,G与C之间含有三个氢键,A与T之间含有两个氢键,该T2噬菌体DNA分子含有2×2am+3×(m-2am)=(3-2a)m个,C正确;该噬菌体DNA含鸟嘌呤脱氧核苷酸个数为m-2ma,繁殖三次,DNA复制三次,得到8个DNA分子,相当于合成7个新的DNA分子,消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸个数为7m(1-2a),D正确。17.(2023·重庆一中高三阶段练习)“RNA世界”假说认为先有RNA,后有DNA和蛋白质,也就是在生命进化的过程中,曾有一个RNA独领风骚的RNA世界,后来含有蛋白质和DNA的世界在此基础上发展起来。下列事实中不支持该假说的是(
)A.原始核糖体是一种只有2个RNA分子构成的结构B.蛋白质合成的直接模板是mRNA,转运氨基酸的工具是tRNAC.细胞中先合成核糖核苷酸,再将核糖核苷酸转变成脱氧核苷酸D.模拟地球早期地球化学实验发现脱氧核苷酸与核糖核苷酸可来自相同原料和条件D解析:
核糖体是由RNA和蛋白质构成,假说认为先有RNA,后有DNA和蛋白质,所以RNA构成了原始核糖体,A支持该假说的;蛋白质合成过程中离不开RNA的作用,既RNA出现在蛋白质之前,所以B支持该假说;核糖核苷酸是RNA基本单位,脱氧核苷酸是DNA基本单位,所以细胞中先合成核糖核苷酸,再将核糖核苷酸转变成脱氧核苷酸,C支持该假说;只说了核糖核苷酸,脱氧核苷酸的来源和条件相同,并不能表明DNA和RNA哪个先出现,所以D不支持假说。18.(2022·山东青岛高三期中)DNA分子中的胞嘧啶结合一个甲基基团的过程称为DNA甲基化,被甲基化修饰的基因不能表达。已知鼠的灰色(A)与褐色(a)是一对相对性状,下图表示部分被甲基化的DNA片段及遗传印记对小鼠等位基因表达和传递的影响。下列说法正确的是(
)CA.甲基化后的DNA在复制时,碱基配对的方式会发生改变B.基因印记均在亲代细胞有丝分裂过程中建立C.DNA甲基化后可能干扰了RNA聚合酶的识别和结合D.子代小鼠的表型及比例为灰色
褐色=3
1解析:
甲基化后的DNA在复制时,碱基配对的方式不会发生改变,A错误;据图知:印记基因的印记均是在配子中建立的,即减数分裂过程中,而不是有丝分裂过程中,B错误;据题干信息“DNA分子中的胞嘧啶结合一个甲基基团的过程称为DNA甲基化,被甲基化修饰的基因不能表达”,可知:DNA甲基化可能是DNA的某些区域如启动子添加甲基基团,故阻碍RNA聚合酶与启动子的结合从而调控基因的表达,C正确;雄鼠产生的A雄配子、a雄配子中的A基因、a基因均被甲基化,都不能表达;雌鼠产生的A雌配子、a雌配子中的A基因、a基因均未被甲基化,都能表达,因此该雌鼠与雄鼠杂交,子代小鼠的表现型比例为灰色
褐色=1
1,D错误。19.核糖体RNA(rRNA)通过转录形成,与核糖体蛋白组装成核糖体前体,进一步成熟,成为翻译的场所。翻译时rRNA参与催化肽键的连接。下列相关叙述错误的是(
)A.rRNA的合成需要核DNA作模板B.原核生物中也有合成rRNA的基因C.mRNA上结合多个核糖体可缩短一条肽链的合成时间D.rRNA可降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能C解析:rRNA是以DNA的一条链为模板转录形成的,因此rRNA的合成需要DNA作模板;原核生物也有核糖体,也需要rRNA,所以原核生物中也有合成rRNA的基因;每个核糖体上都可以合成一条肽链,多个核糖体分别完成多条肽链的翻译;rRNA参与催化肽键的连接,可见其具有催化功能,即可降低氨基酸之间脱水缩合所需的活化能。20.(2023·湖北武汉市武钢三中高三阶段练习)新冠病毒依赖核糖体“移码”的特殊机制来提高病毒蛋白表达水平。核糖体“移码”是指病毒RNA翻译过程中核糖体会向前或向后滑动一两个核苷酸,导致病毒可以利用一条RNA为模板翻译产生两种蛋白质。下列有关该现象叙述不正确的是(
)A.核糖体“移码”可扩展病毒所携带遗传信息的利用率B.若“移码”发生在正常人体细胞中,则可能导致其性状改变C.核糖体“移码”会导致RNA上起始密码子位置发生改变D.新冠病毒的“移码”的机制,不会导致基因突变C解析:
根据题意,核糖体“移码”导致病毒可以利用一条RNA为模板翻译产生两种蛋白质,故核糖体“移码”可扩展病毒所携带遗传信息的利用率,A正确;基因可以通过两种方式控制生物体的性状,若“移码”发生在正常人体细胞中,会导致细胞合成新的蛋白质,则可能导致其性状改变,B正确;核糖体“移码”只是影响翻译过程中碱基序列的读取,不会改变RNA上起始密码子的位置,C错误;新冠病毒的“移码”的机制不会改变基因的碱基序列,所以不会导致基因突变,D正确。二、非选择题(共60分)21.(11分)(2022·福建百校联考)某种感染动物细胞的病毒M主要由核酸和蛋白质组成。为探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA,某研究小组展开了相关实验,如表所示。回答下列问题:组别处理方式实验结果A病毒M+活鸡胚培养基分离得到大量的病毒MB病毒M+DNA水解酶+活鸡胚培养基
C
(1)该实验运用了______(填“加法”或“减法”)原理。(2)C组的处理方式是____________________________________。(3)若鉴定结果表明病毒M是DNA病毒,则B组和C组的实验结果分别是_______________________、_________________________。减法病毒M+RNA水解酶+活鸡胚培养基不能分离得到病毒M分离得到大量的病毒M(4)若鉴定结果表明病毒M是单链RNA病毒,通过自我复制产生遗传物质,则让病毒M的遗传物质进行复制,至少经过
___次复制才能得到病毒M的遗传物质,原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。RNA复制时遵循碱基互补配对原则,单链RNA第1次复制后得到的RNA的碱基序列与亲代RNA的互补,经过第2次复制后得到的RNA的碱基序列与亲代RNA的相同2解析:(1)该实验的目的是“探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA”,实验的自变量是使用的酶的种类,DNA酶能催化DNA水解,RNA酶能催化RNA水解,所依据的生物学原理是酶具有专一性,实验中通过加入的水解酶使核酸分解,因此,该实验运用的是减法原理。(2)根据实验设计的单一变量原则可推测,C组的处理方式是病毒M+RNA水解酶+活鸡胚培养基。(3)若鉴定结果表明病毒M是DNA病毒,则B组由于DNA被水解,其分离结果中没有病毒M的出现,而C组中由于RNA水解酶不能将DNA水解掉,因而实验分离的结果中会得到大量的病毒M。(4)鉴定结果表明病毒M是单链RNA病毒,通过自我复制产生遗传物质,由于该病毒的遗传物质是单链RNA,则病毒M的遗传物质进行复制,至少经过2次复制才能得到病毒M的遗传物质,这是因为RNA复制时遵循碱基互补配对原则,单链RNA第1次复制后得到的RNA的碱基序列与亲代RNA的互补,经过第2次复制后得到的RNA的碱基序列与亲代RNA的相同。22.(12分)(2023·辽宁省大连市滨城高中联盟)光敏色素在调节植物叶绿体的发育中发挥重要作用。如图为光敏色素调节相关蛋白质合成的过程示意图,图中序号①~④代表生理过程,请分析回答:(1)图中活性调节蛋白通过______进入细胞核,其作用是促进rbeS基因和cab基因的______(填“复制”“转录”或“翻译”)过程。(2)据图分析,rbeS基因是通过__________________来控制植物的性状的,由此可推测细胞核有控制______________的功能;由图中信息分析推测可知,叶绿体中至少有___种RNA。核孔转录控制酶的合成(细胞)代谢3(3)图中需要以氨基酸作为原料的是______(填序号)过程,过程②中一个mRNA分子上相继结合多个核糖体,其意义是_______________________________________________________________。(4)由图可知,叶绿体的发育受_________和__________________中遗传物质的控制。②④少量的mRNA就可以迅速合成出大量的蛋白质(或“提高了翻译的效率”)细胞核细胞质(或“叶绿体”)解析:(1)分析图示,活性调节蛋白(大分子)经核孔进入细胞核与DNA分子的相应部位结合后,启动了rbeS基因和cab基因的①转录过程,从而合成了相应的mRNA。(2)据图可知,rbeS基因是通过控制酶的合成来控制植物的性状的,由此可推测细胞核有控制代谢的功能;叶绿体可以进行翻译过程,故含有3种RNA,分别为mRNA、tRNA和rRNA。(3)氨基酸是合成蛋白质的原料,图中需要以氨基酸作为原料的是翻译过程,即②和④;过程②中一个mRNA分子上相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链,其意义是少量的mRNA就可以迅速合成出大量的蛋白质(或“提高了翻译的效率”)。(4)由图可知,叶绿体的发育受细胞核和细胞质(或“叶绿体”)中遗传物质的控制。23.(13分)(2022·河北省沧州市联考)R环结构包含2条DNA链、1条RNA链,即转录形成的mRNA分子与模板链结合难以分离,形成RNA—DNA杂交体,另一条游离的DNA链是非模板链。下图是R环结构及其对DNA复制、基因表达、基因稳定性等的影响。据图回答下列问题:(1)图示DNA不可能存在于真核细胞的_________中,原因是__________________________________________________________________________________________________。(2)能使DNA双链解旋的酶是图中的_______________,能催化磷酸二酯键形成的酶是图中的_______________。(3)图中过程①的特点有__________________________。细胞核真核细胞核基因的转录、翻译先后在细胞核、细胞质中进行,而图示过程是边转录边翻译,发生在细胞质中酶B和酶C酶A和酶C边解旋边复制、半保留复制(4)科研团队发现了蛋白质X和Y,蛋白质X与识别、降解R环结构的机制有关。细胞内存在降解R环结构机制的意义是__________________________________________________________________________。降解R环结构,有利于维护基因组稳定性(或有利于基因表达的正常进行)(合理即可)解析:(1)图示过程是边转录边翻译,而真核细胞的核基因在细胞核内转录,然后在细胞质中翻译,因此图示DNA不可能存在于真核细胞的细胞核中。(2)题图中,酶B表示解旋酶,在DNA复制时催化DNA双链解旋,酶C表示RNA聚合酶,在转录时催化DNA双链解旋;酶A表示DNA聚合酶,在DNA复制时催化磷酸二酯键的形成,酶C表示RNA聚合酶,在转录时催化磷酸二酯键的形成。(3)图示过程①的特点有边解旋边复制、半保留复制。(4)细胞内存在降解R环结构机制降解R环结构,有利于维护基因组稳定性。24.(12分)2019年诺贝尔生理学或医学奖授予在低氧感应方面做出贡献的科学家。研究发现,合成促红细胞生成素(EPO)的细胞持续表达低氧诱导因子(HIF-1α)。在氧气供应正常时,HIF-1α合成后很快被降解;在氧气供应不足时,HIF-1α不被降解,细胞内积累的HIF-1α可促进EPO的合成,使红细胞增多以适应低氧环境,相关机理如下图所示。此外,该研究可为癌症等诸多疾病的治疗提供新思路。(1)如果氧气供应不足,HIF-1α进入细胞核,与其他因子(ARNT)一起与EPO基因上游的调控序列结合,增强该基因的____________________,使EPO合成和分泌增加。EPO刺激骨髓造血干细胞,使其_______________,生成大量红细胞,从而提高氧气的运输能力。表达水平(转录)增殖和分化(2)正常条件下,氧气通过____________的方式进入细胞,细胞内的HIF-1α在脯氨酰羟化酶的作用下被羟基化,最终被降解。如果将细胞中的脯氨酰羟化酶基因敲除,EPO基因的表达水平会______(填“升高”或“降低”),其原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________。自由扩散升高该基因被敲除后,缺少脯氨酰羟化酶,HIF-1α不能被降解,其进入细胞核与ARNT一起与EPO基因上游的调控序列结合,增强EPO基因的表达(3)一些实体肿瘤(如肝癌)中的毛细血管生成滞后,限制了肿瘤的快速发展。研究发现,血管内皮生长因子能促进血管内皮细胞增殖和毛细血管的生
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