1、专题突破练专题突破练 9 遗传的分子基础遗传的分子基础(基因的本质与表达基因的本质与表达) 一、单项选择题 1.(2020 山东淄博 4月一模)下图 AE 表示用 35S 标记的 T 2噬菌体侵染细菌的过程,有关叙述正确的 是( ) A.AE依次为吸附、注入、复制、组装和释放 B.C 时细菌内部分 DNA 分子具有放射性 C.D、E时分别搅拌离心,后者上清液中放射性增强 D.该实验证明 DNA是 T2噬菌体的主要遗传物质 2.(2020 山东滨州二模)新型冠状病毒(SARS-CoV-2)和埃博拉病毒(EBOV)是威胁人类健康的高致病 性 RNA病毒。两种病毒侵入宿主细胞后的增殖过程如下图所示。
2、下列说法错误的是( ) A.两种病毒的遗传物质均为单链 RNA,变异性较强 B.两种病毒均需至少复制两次才能获得子代病毒 RNA C.两种病毒首次 RNA复制所需的酶均在侵入宿主细胞后合成 D.SARS-CoV-2 的 RNA可直接作翻译模板,EBOV 的 RNA 需复制后才能作翻译模板 3.(2020 山东淄博 4月一模)基因在表达过程中如有异常 mRNA 就会被细胞分解,下图是 S基因的表 达过程,有关叙述正确的是( ) A.过程碱基互补配对原则相同 B.过程中 mRNA 可以同时结合多个核糖体 C.过程中生成的核苷酸可以继续用于 DNA 复制 D.S 基因中存在不能转录、翻译成多肽链的片
3、段 4.(2020 山东烟台 6月模拟)下图是某研究小组发现染色体上抑癌基因的邻近基因能指导合成反义 RNA,反义 RNA可以与抑癌基因转录形成的 mRNA形成杂交分子,从而阻断抑癌基因的表达,使细胞 易于癌变。下列相关叙述不正确的是( ) A.反义 RNA不能与 DNA 互补结合,不能用其制作 DNA 探针 B.若细胞中出现了杂交分子,则该细胞表达产物将减少 C.一个 DNA分子转录一次,可形成一个或多个合成多肽链的模板 D.若抑癌基因发生突变,该细胞不一定发生癌变 5.(2020 山东威海 4月一模)RNA 在生物的遗传和变异中发挥重要的作用。下列与 RNA相关的叙述, 正确的是 ( )
4、A.有细胞结构的生物遗传物质主要是 DNA,少数是 RNA B.mRNA可以沿着多个核糖体移动从而迅速合成大量蛋白质 C.tRNA上的反密码子共有 64 种 D.有细胞结构的生物参与翻译过程的多种 RNA均由 DNA 控制合成 6.(2020 山东枣庄、临沂 6月模拟)在一个蜂群中,少数幼虫一直取食蜂王浆才能发育成蜂王,大多数 幼虫以花粉和花蜜为食而发育成工蜂。DNMT3蛋白是 DNMT3基因表达的一种 DNA 甲基化转移 酶,能使 DNA 某些区域添加甲基基团(如图所示)。敲除 DNMT3 基因后,蜜蜂幼虫将直接发育成蜂王。 下列分析错误的是( ) A.蜂王浆可能通过抑制 DNMT3基因的表
5、达发挥作用 B.胞嘧啶甲基化会影响 DNA 复制,干扰 RNA聚合酶的结合 C.DNA甲基化后不会改变遗传信息,但会改变生物性状 D.敲除 DNMT3 基因与取食蜂王浆对幼虫发育有相同的效果 二、不定项选择题 7.(2020 山东潍坊 4 月一模)下图是细胞内遗传信息的传递过程图解,其中 1、2、3 分别代表相关过程。 据图分析,下列叙述错误的是( ) A.1 过程的原料有四种,2、3 过程碱基互补配对方式相同 B.图中三种 RNA在原核细胞和真核细胞内都存在 C.图中的多肽一定需要经过内质网加工才具有生物活性 D.不同的 tRNA 可能转运相同的氨基酸 8.(2020 山东济宁 3月一模)科
6、研人员测定某噬菌体单链 DNA的序列,得到其编码蛋白质的一些信息, 如下图所示。据此作出的分析,正确的是( ) A.终止密码子位于基因的末端,使翻译终止 B.图中结构能使有限的碱基携带更多的遗传信息 C.一个碱基对替换可能引起两种蛋白发生改变 D.缬氨酸(Val)至少有三种密码子,表明了密码子的简并性 9.(2020 山东烟台 4月一模)科学家研究发现人体生物钟机理(部分)如下图所示,下丘脑 SCN 细胞中, 基因表达产物 PER蛋白浓度呈周期性变化,周期为 24 h。下列分析正确的是( ) A.per 基因不只存在于下丘脑 SCN 细胞中 B.过程需要解旋酶和 RNA 聚合酶 C.过程的产物
7、不能直接作为过程的模板 D.图中的 mRNA 在核糖体上移动的方向是从右向左 三、非选择题 10.(2020 山东一模)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-1)。在氧气供应正常时,HIF-1 合 成后很快被降解;在氧气供应不足时,HIF-1 不被降解,细胞内积累的 HIF-1 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-1 进入细胞核,与其他因子(ARNT)一起与 EPO基因上游
8、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。 (2)正常条件下,氧气通过 的方式进入细胞,细胞内的 HIF-1 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 。 (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成。假设血管内皮生长因子的合成与 EPO合成的调 节途径类似,且途径有两个:途径相当于图中 HIF-1 的
9、降解过程,途径相当于 HIF-1 对 EPO合成 的调控过程。为了限制肿瘤快速生长,可以通过调节途径和途径来实现,进行调节的思路 是 。 参考答案 专题突破练 9 遗传的分子基础 (基因的本质与表达) 1.A 解析 据图分析,AE 依次为吸附、注入、复制、组装和释放,A项正确;35S 标记的 T2噬菌体的蛋白质外壳,细菌内 DNA分子合成的模板不含放射性,原料不具有放射性,则 子代噬菌体的 DNA不含放射性,B项错误;应该在 D时搅拌离心,上清液中放射性强,E时 培养时间过长,搅拌离心,子代噬菌体已经释放,但不影响上清液的放射性,即两者上清液 中放射性相同,C 项错误;实验不能证明 DNA是
10、T2噬菌体的遗传物质,因为缺乏用 32P 标 记噬菌体 DNA的对照实验,D项错误。 题图分析 图示表示噬菌体侵染细菌的过程:A是吸附;B是注入,只有噬菌体的 DNA注入 细菌;C 是合成,合成子代噬菌体的 DNA和蛋白质外壳;D是组装;E是释放,子代噬菌体与 亲代噬菌体相同。 2.C 解析 图中显示两种病毒的遗传物质均为单链 RNA,单链结构稳定性差,因此变异性 较强,A项正确;由图可以看出,两种病毒均需至少复制两次才能获得子代病毒 RNA,B项 正确;SARS-CoV-2的 RNA复制所需的酶是在宿主细胞内合成的,而 EBOV的 RNA复制 酶在侵入宿主细胞之前就已存在,C 项错误;图中显
11、示 SARS-CoV-2的 RNA可直接作翻 译模板,合成 RNA复制酶,而 EBOV的 RNA需复制后形成的 mRNA才能作翻译模板,D 项正确。 题图分析 新型冠状病毒的+RNA中带有 RNA复制酶基因,且在宿主细胞内可以直接作 为翻译的模板,合成 RNA复制酶,然后在 RNA 复制酶的催化下复制出-RNA,同时进一步 合成+RNA,并且-RNA 还能转录出多种病毒蛋白的 mRNA指导病毒蛋白的合成,然后与 +RNA组装成子代病毒;埃博拉病毒的+RNA利用自身的 RNA复制酶合成自身的+RNA, 同时,+RNA可以转录出多种病毒蛋白的 mRNA并指导相应蛋白的合成,然后蛋白质与 +RNA组
12、装成新的子代病毒。 3.D 解析 图中所示的为转录,其中碱基配对方式为 AU、TA、CG、GC,而 为翻译过程,其中碱基配对方式为 AU、UA、CG、GC,A项错误;表示 RNA前体形成 mRNA的过程,该过程中 RNA前体不会结合核糖体,过程中 mRNA可 以同时结合多个核糖体,B项错误;过程中生成的核苷酸为核糖核苷酸,而 DNA复制需 要的是脱氧核苷酸,C 项错误;根据图中过程可知,S 基因中存在不能转录、翻译成多肽 链的片段,D项正确。 题图分析 图示是 S 基因的表达过程,表示转录过程,表示 RNA前体形成 mRNA的 过程,表示正常 mRNA翻译形成正常蛋白质的过程,表示异常 mRN
13、A由于含有未 “剪尽”的片段,被细胞检测出并分解形成核苷酸的过程。 4.A 解析 反义 RNA能与 mRNA互补结合,说明能与 mRNA的 DNA模板链互补结合, 则反义 RNA也能与邻近基因中的模板链互补配对,可用反义 RNA制作 DNA 探针,A项 错误;若细胞中出现了杂交分子,则参与翻译过程的 mRNA会减少,生成的蛋白质会减 少,B项正确;一个 DNA 分子上有很多基因,转录一次得到一条 mRNA或多条 mRNA,C 项正确;癌变的内因是原癌基因和抑癌基因发生突变,且是多个基因累积的结果,所以若 抑癌基因发生突变,该细胞不一定发生癌变,D项正确。 5.D 解析 翻译的模板是 mRNA,
14、原料是氨基酸,产物是多肽,场所是核糖体。有细胞结 构的生物遗传物质是 DNA,A项错误;多个核糖体沿着一条 mRNA移动,迅速合成大量的 蛋白质,B项错误;tRNA 上的反密码子共有 61种,C 项错误;有细胞结构的生物参与翻译 过程的多种 RNA(mRNA、tRNA、rRNA)均由 DNA控制合成,D项正确。 6.B 解析 取食蜂王浆的幼虫和不含 DNMT3 的幼虫都会发育成蜂王,因此可推测蜂王 浆可能抑制 DNMT3基因的表达,A项正确;胞嘧啶甲基化影响了 DNA分子的结构,会影 响 DNA分子的复制,干扰 DNA聚合酶的作用而不是 RNA聚合酶的作用,B项错误;DNA 甲基化后并没有改变
15、基因的序列,但会影响基因的表达过程,因此会改变生物的性状,C 项正确;题干中敲出 DNMT3基因与取食蜂王浆都能令幼虫发育成蜂王,因此对于幼虫的 发育具有相同的作用,D 项正确。 审题技巧 DNMT3基因控制合成的 DNMT3 蛋白可以将 DNA甲基化,进而影响基因的复 制和表达,从而改变生物的性状,而不含 DNMT3 蛋白的幼虫直接就可以发育成蜂王。 7.AC 解析 1 过程为 DNA 的复制,需要的原料为四种脱氧核苷酸,2过程碱基互补配对 方式为 AU、TA、CG,3过程碱基互补配对方式为 AU、GC,二者不完全相 同,A项错误;无论真核细胞还是原核细胞,翻译过程都需要图中三种 RNA的参
16、与,B项正 确;原核细胞没有内质网,则其合成的多肽不需要经过内质网加工也具有生物活性,C 项 错误;一种 tRNA只能转运一种氨基酸,一种氨基酸可以由一种或多种 tRNA转运,因此不 同的 tRNA可能转运相同的氨基酸,D项正确。 8.BCD 解析 终止密码子位于 mRNA的末端,使翻译终止,A项错误;从图上获取的信息 可知,不同基因可以利用同一 RNA的不同碱基序列作为模板,B项正确;不同的碱基可以 参与不同的基因组成,故一个碱基对替换可能引起两种蛋白发生改变,C 项正确;单链 DNA上与缬氨酸(Val)对应的碱基序列有 GTT、GTG、GTA,则缬氨酸至少有三种密码 子,表明了密码子的简并
17、性,D项正确。 9.AC 解析 per 基因不只存在于下丘脑 SCN细胞中,其他细胞也有,但在下丘脑 SCN 细 胞中选择性表达,A项正确;过程为转录,仅需要 RNA聚合酶,B项错误;真核细胞过 程的产物一般需要进行加工处理才能生成成熟 mRNA,不能直接作为过程的模板,C 项 正确;翻译时核糖体沿 mRNA移动,D项错误。 10.答案 (1)转录(或表达) 增殖、分化 (2)自由扩散 升高 脯氨酰羟化酶基因被敲除,细胞因缺乏脯氨酰羟化酶,不能降 解 HIF-1,HIF-1的积累促进 EPO基因的表达 (3)促进途径、抑制途径 解析 (1)由题干“在氧气供应不足时细胞内积累的 HIF-1可促进
18、 EPO 的合成”可 知,HIF-1与 ARNT一起与 EPO基因上游的调控序列结合,增强该基因的表达,使其合成 和分泌增强。EPO(促红细胞生成素)能刺激骨髓造血干细胞,使其进行细胞分裂、细胞 分化,生成大量红细胞,从而提高氧气的运输能力。(2)正常情况下,氧气跨膜进入细胞的 运输方式为自由扩散;在氧气供应正常的情况时,细胞内的 HIF-1在脯氨酰羟化酶的作 用下被羟基化,最终被降解,但是如果细胞内的脯氨酰羟化酶基因被敲除,那么细胞中会 因为缺乏脯氨酰羟化酶而使得 HIF-1无法被降解,HIF-1与 ARNT 一起与 EPO基因上 游的调控序列结合,增强该基因的表达,使其合成和分泌增强,所以 EPO基因的表达水平 会因此而升高。(3)已知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成, 若血管内皮生长因子的合成与 EPO 合成途径相似,结合图解可知,途径会降低细胞中 血管内皮生长因子的含量,进而抑制毛细血管的生成,可限制肿瘤的快速生长,途径则 会增加细胞中血管内皮生长因子的含量,因此采用促进途径、抑制途径的方法,可抑 制血管内皮生长因子基因的表达,使血管内皮生长因子缺乏,从而抑制肿瘤中血管内皮细 胞增殖和毛细血管的生成,达到限制肿瘤快速生长的目的。
