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考点9 遗传信息的表达
一、选择题
1.(2018•新课标全国卷Ⅰ•T1)关于蛋白质生物合成的叙述,正确的是 ( )
A.一种tRNA可以携带多种氨基酸
B.DNA聚合酶是在细胞核内合成的
C.反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基
D.线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成
【解题指南】解题时应注意以下两点:
(1)密码子具有简并性,一种氨基酸可由多种tRNA携带,但一种tRNA只能携带一种氨基酸。
(2)细胞核、细胞质中的DNA都可以控制蛋白质的合成,从而控制生物的性状。
选D。本题以蛋白质的生物合成为命题线索,综合考查转录、翻译和细胞质遗传等知识。一种tRNA只能携带一种氨基酸,A项错误;DNA聚合酶是蛋白质,在细胞质中的核糖体上合成,B项错误;反密码子位于tRNA上,C项错误;线粒体是半自主性细胞器,能控制某些蛋白质的合成,D项正确。
2.(2018·海南高考·T22)某二倍体植物染色体上的基因B2是由其等位基因B1突变而来的,如不考虑染色体变异,下列叙述错误的是 ( )
A.该突变可能是碱基对替换或碱基对插入造成的
B.基因B1和B2编码的蛋白质可以相同,也可以不同
C.基因B1和B2指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码
D.基因B1和B2可同时存在于同一个体细胞中或同一个配子中
【解题指南】解答本题时需关注以下三点:
(1)基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失。
(2)一种氨基酸可对应一种或多种密码子。
(3)形成配子时,等位基因分离,进入不同的配子中,随配子遗传给后代。
选D。本题考查基因突变、中心法则以及减数分裂相关知识。A项,基因突变包括碱基对的替换、增添和缺失,故正确。B项,一种氨基酸可能有几个密码子,所以可能出现不同的密码子决定同一种氨基酸的情况,故正确。C项,地球上几乎所有的生物体都共用同一套遗传密码,故正确。D项,B1和B2为等位基因,在体细胞中基因是成对存在的,生物体在形成生殖细胞时,成对的基因彼此分离,分别进入不同的配子中,所以配子中只能含有每对基因中的一个,故错误。
3.(2018·浙江高考·T3)某生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是 ( )
A.在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开
B.DNA-RNA杂交区域中A应与T配对
C.mRNA翻译只能得到一条肽链
D.该过程发生在真核细胞中
【解题指南】解答本题需注意以下几点:
(1)DNA的转录和翻译过程:转录是形成mRNA的过程,翻译是指以mRNA为模板形成蛋白质的过程。
(2)碱基的配对原则:DNA-RNA杂交区域中A与U配对。
(3)真核细胞和原核细胞在基因表达上的不同:真核细胞中转录和翻译不能同时进行,而在原核细胞中,由于没有细胞核,所以转录和翻译可以同时进行。
选A。本题综合考查基因表达相关过程和学生的识图能力,涉及RNA聚合酶的作用、杂交区域碱基配对情况、多聚核糖体、真核细胞和原核细胞基因表达时间和空间上的异同等内容。A项中,图示过程为DNA的转录和翻译过程,通过图示可知:在RNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开,同时开始mRNA的延伸,故正确;B项中,DNA-RNA杂交区域中,DNA链上的碱基A与RNA链上的碱基U配对,故错误;C项中,由图可知,多个核糖体结合在该mRNA上,该mRNA翻译能得到多条相同的肽链,故错误;D项中,根据图示,转录和翻译同时进行,该过程发生在原核细胞中,故错误。
二、非选择题
4.(9分)(2018·江苏高考·T32)图①~③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题:
(1)细胞中过程②发生的主要场所是 。
(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%,α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%,则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为 。
(3)由于基因中一个碱基对发生替换,而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG),则该基因的这个碱基对替换情况是 。
(4)在人体内成熟红细胞、浆细胞、记忆细胞、效应T细胞中,能发生过程②③而不能发生过程①的细胞是 。
(5)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点 (在“都相同”“都不同”“不完全相同”中选择),其原因是 。
【解题指南】解答本题,需要注意以下两点:
(1)明确DNA复制以两条链为模板,转录以一条链为模板。
(2)明确发生碱基对替换时,最可能是一个碱基对替换,两个碱基对同时替换的几率较小。
本题考查DNA分子结构、基因的表达。
(1)过程①以DNA两条链为模板,是DNA复制过程,过程②以DNA一条链为模板,是转录过程。
(2)如图:
据图分析,与α链对应的DNA区段中腺嘌呤(A)所占的碱基比例为(27%+25%)/2=26%。
(3)密码子最可能的变化是一个碱基发生改变:AUU→ACU、AUC→ACC、AUA→ACA,对应的DNA碱基对的变化为T//A替换为C//G或A//T替换为G//C。
(4)没有分裂能力的细胞不进行DNA复制,成熟红细胞、浆细胞、效应T细胞三者都不进行DNA复制。人体内成熟红细胞中没有细胞核,不能进行转录和翻译过程,而浆细胞和效应T细胞能进行转录和翻译过程。
(5)②是转录过程,不同细胞基因选择性表达,转录的基因不完全相同。
答案:(1)细胞核 (2)26% (3)T//A替换为C//G(A//T替换为G//C)
(4)浆细胞和效应T细胞
(5)不完全相同 不同组织细胞中基因进行选择性表达
知识点9 遗传信息的表达
1.(2018·海南高考·T21)下列是某同学关于真核生物基因的叙述:
①携带遗传信息 ②能转运氨基酸 ③能与核糖体结合 ④能转录产生RNA ⑤每三个相邻的碱基组成一个反密码子
⑥可能发生碱基对的增添、缺失或替换
其中正确的是 ( )
A.①③⑤ B.①④⑥ C.②③⑥ D.②④⑤
【解题指南】(1)题干关键词:“真核生物基因”。
(2)关键知识:DNA分子的复制、转录,基因突变。
选B。本题主要考查基因的相关知识。基因是指有遗传效应的DNA片段。①DNA能携带遗传信息;②转运氨基酸的是tRNA,不是DNA;③能与核糖体结合的是mRNA,不是DNA;④能转录产生RNA的是DNA;⑤反密码子是tRNA上的3个碱基;⑥碱基对的增添、缺失或替换为基因突变。根据以上分析,故B项正确。
2.(2018·海南高考·T24)在其他条件具备的情况下,在试管中加入物质X和物质Z,可得到相应产物Y。下列叙述正确的是 ( )
A.若X是DNA,Y是RNA,则Z是逆转录酶
B.若X是DNA,Y是mRNA,则Z是脱氧核苷
C.若X是RNA,Y是DNA,则Z是限制性内切酶
D.若X是mRNA,Y是在核糖体上合成的大分子,则Z是氨基酸
【解题指南】(1)关键知识:DNA复制、转录和翻译。
(2)隐含知识:中心法则的内容。
选D。本题主要考查中心法则的相关知识。A项中,若X是DNA,Y是RNA,则Z是RNA聚合酶,故A项错。B项中,若X是DNA,Y是mRNA,则Z是核糖核苷酸,故B项错。C项中,若X是RNA,Y是DNA,则Z是逆转录酶,故C项错。D项中,若X是mRNA,Y是在核糖体上合成的大分子即蛋白质,则Z是氨基酸,故D项正确。
3.(2018·新课标全国卷Ⅱ·T5)关于核酸的叙述,错误的是 ( )
A.细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与
B.植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制
C.双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的
D.用甲基绿和吡罗红染色可观察DNA和RNA在细胞中的分布
【解题指南】(1)题干关键词:“转录”“DNA的复制”“一条链上的磷酸和核糖”。
(2)关键知识:基因的表达,DNA的结构与复制、观察DNA和RNA在细胞中的分布实验。
选C。本题主要考查基因的表达、DNA的结构与复制、观察DNA和RNA在细胞中的分布实验。A项中,转录即是合成mRNA的过程,必须有RNA聚合酶的参与,正确。B项中,线粒体和叶绿体是半自主性细胞器,均可发生DNA的复制,正确。C项中,DNA分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖之间是通过磷酸二酯键连接的,错误。D项中,甲基绿使DNA呈现绿色,而吡罗红使RNA呈现红色,用甲基绿和吡罗红的混合染色剂将细胞染色,可同时显示DNA和RNA在细胞中的分布,正确。
4.(2018·四川高考·T3)将牛催乳素基因用32P标记后导入小鼠乳腺细胞,选取仅有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养。下列叙述错误的是 ( )
A.小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸
B.该基因转录时,遗传信息通过模板链传递给mRNA
C.连续分裂n次后,子细胞中32P标记的细胞占1/2n+1
D.该基因翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等
【解题指南】(1)题干关键词:“32P标记”“仅有一条染色体上整合有单个目的基因”。
(2)关键知识:核酸的碱基和五碳糖种类、转录的模板链、密码子的简并性、DNA半保留复制。
选C。本题考查核酸的种类及组成、基因的表达、有丝分裂及DNA复制。A项中,细胞中核酸有DNA和RNA两种,含有A、G、C、T、U 5种碱基,4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸共8种核苷酸,故A项正确;B项中,转录时只以DNA的一条链为模板链,按照碱基互补配对原则合成mRNA,故B项正确;C项中,细胞分裂n次获得2n个子细胞,含32P的母链只有两条,因此只能有两个子细胞含有32P,其所占比例是1/2n-1,故C项错误;D项中,某种氨基酸的密码子可以有多个,因此翻译时同一氨基酸可能由不同tRNA来转运,故D项正确。
5.(2018·安徽高考·T3)分别用β-珠蛋白基因、卵清蛋白基因和丙酮酸激酶(与细胞呼吸相关的酶)基因的片段为探针,与鸡的成红细胞、输卵管细胞和胰岛细胞中提取的总RNA进行分子杂交,结果见下表(注:“+”表示阳性,“-”表示阴性)。下列叙述不正确的是 ( )
探针
细胞总RNA
β-珠蛋白
基因
卵清蛋
白基因
丙酮酸激
酶基因
成红细胞
+
-
+
输卵管细胞
-
+
+
胰岛细胞
-
-
+
A.在成红细胞中,β-珠蛋白基因处于活动状态,卵清蛋白基因处于关闭状态
B.输卵管细胞的基因组DNA中存在卵清蛋白基因,缺少β-珠蛋白基因
C.丙酮酸激酶基因的表达产物对维持鸡细胞的基本生命活动很重要
D.上述不同类型细胞的生理功能差异与基因的选择性表达有关
【解题指南】(1)关键知识:鸡的体细胞中都含有整套的鸡的遗传物质,在不同细胞中含蛋白质不同是由于细胞分化、选择性表达的结果。
(2)思维流程:探针基因片段与RNA进行分子杂交→阳性,说明存在相应的RNA→基因的选择性表达。
选B。本题考查细胞分化和基因的选择性表达的相关知识。根据题意可知,探针分别检测细胞中是否存在相应的RNA,若存在说明该基因得到了表达。根据表格信息可知,成红细胞中存在β-珠蛋白基因对应的RNA,而不存在卵清蛋白基因对应的RNA,说明细胞中β-珠蛋白基因实现了表达,而卵清蛋白基因处于关闭状态,A项正确;输卵管细胞的基因组DNA中含有个体的全部基因,B项错误;丙酮酸激酶的基因在鸡的各个细胞中都得到了表达,说明该基因对于维持鸡的生命活动很重要,C项正确;不同细胞生理功能不同的根本原因是细胞分化,即基因的选择性表达,D项正确。
6.(2018·江苏高考·T6)研究发现,人类免疫缺陷病毒(HIV)携带的RNA在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。依据中心法则(下图),下列相关叙述错误的是 ( )
A.合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过④②③环节
B.侵染细胞时,病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞
C.通过④形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上
D.科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病
【解题指南】(1)题干关键信息:人类免疫缺陷病毒(HIV)携带的RNA在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。
(2)图示信息:④是逆转录,②是转录,③是翻译。
(3)关键知识:人类免疫缺陷病毒(HIV)寄生在人的T淋巴细胞中。
选B。本题考查中心法则的信息传递。人类免疫缺陷病毒(HIV)主要攻击人体的T淋巴细胞,在侵染过程中HIV整体进入T淋巴细胞内,然后释放出RNA,故B选项是错误的。HIV属于逆转录病毒的一种,它的遗传物质RNA先经逆转录形成DNA,然后形成的DNA整合到患者细胞的基因组中,再通过病毒DNA的转录形成HIV的RNA,最后通过翻译,形成HIV的蛋白质,并组装成大量的子代HIV,由被感染的细胞裂解释放出来;根据题图中的中心法则可知病毒DNA是通过逆转录过程合成的,故可以研发抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病。故A、C、D选项均正确。
7.(2018·江苏高考·T20)关于基因控制蛋白质合成的过程,下列叙述正确的是
( )
A.一个含n个碱基的DNA分子,转录的mRNA分子的碱基数是n/2个
B.细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板,提高转录效率
C.DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上
D.在细胞周期中,mRNA的种类和含量均不断发生变化
【解题指南】(1)隐含信息:DNA分子由具有遗传效应的基因和无遗传效应的片段组成。
(2)关键知识:转录的概念和转录的特点。
选D。本题考查DNA复制、基因转录的相关知识。不具有遗传效应的DNA片段不发生转录,不会形成mRNA,所以mRNA分子的碱基数小于n/2个,故A错误;转录是指以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程,故B错误;RNA聚合酶的结合位点也在DNA上,故C错误;在细胞周期中,由于基因的选择性表达,mRNA的种类和含量均不断发生变化,故D正确。
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