2024高考生物增分集訓練3遺傳物質的分子基礎及應用含解析

PAGEPAGE7集訓3遺傳物質的分子基礎及應用1．今年有3位科學家因為對生物鐘的探討成果獲得諾貝爾獎，他們發(fā)覺period基因所表達的PER蛋白濃度會隨著晝夜交替，呈現(xiàn)與地球自轉一樣的規(guī)律性的24小時周期改變。其次個被發(fā)覺的限制生物鐘的基因“timeless”負責編碼TIM蛋白；TIM蛋白的功能是結合PER蛋白，把它們帶進細胞核內(nèi)調(diào)整period基因的表達。(1)從材料中推想，TIM蛋白與PER蛋白共同調(diào)整period基因表達過程中的________________環(huán)節(jié)。(2)在果蠅的細胞內(nèi)，當PER基因指導合成的PER蛋白過多時，會抑制PER基因的表達，導致PER蛋白的合成減緩、甚至停止；而假如細胞中的PER蛋白較少，其合成速度就會加快。這一調(diào)整機制是____________調(diào)整。(3)以上信息表明，基因與基因、基因與________、基因與環(huán)境之間存在著困難的相互作用，這種相互作用形成了一個錯綜困難的網(wǎng)絡，精細地調(diào)整著生物的性狀。(4)含羞草的葉子在白天張開，在夜晚閉合，欲探究含羞草這一生物節(jié)律現(xiàn)象是否受到環(huán)境因素光照周期改變的影響，請寫出試驗設計思路。________________________________________________________。解析(1)依據(jù)題干中“TIM蛋白的功能是結合PER蛋白，把它們帶進細胞核內(nèi)調(diào)整period基因的表達”所以二者應是調(diào)整period基因表達過程中的轉錄環(huán)節(jié)；(2)依據(jù)“當PER基因指導合成的PER蛋白過多時，會抑制PER基因的表達，導致PER蛋白的合成減緩、甚至停止；而假如細胞中的PER蛋白較少，其合成速度就會加快”這一信息說明這一調(diào)整機制是負反饋調(diào)整；(3)依據(jù)題干中period基因表達PER蛋白、基因“timeless”編碼TIM蛋白、TIM蛋白結合PER蛋白，進入細胞核內(nèi)調(diào)整period基因的表達可以表明基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著困難的相互作用，這種相互作用形成了一個錯綜困難的網(wǎng)絡，精細地調(diào)整著生物的性狀；(4)本試驗要“探究含羞草的葉子在白天張開，在夜晚閉合現(xiàn)象是否受到環(huán)境因素光照周期改變的影響”這一問題，設計的關鍵是比照試驗的設計，試驗組在自然光照周期下進行，比照組要在黑暗或持續(xù)光照環(huán)境下進行，通過對比達到探究的目的。答案(1)轉錄(2)(負)反饋(3)基因產(chǎn)物(4)取若干長勢相同的含羞草盆栽平均分成兩組，一組置于若干個自然光照周期下，一組置于黑暗(或持續(xù)光照環(huán)境)中相同時間，視察兩組含羞草葉子的開閉狀況。或：取若干長勢相同的含羞草盆栽，視察其在若干個自然光照周期下葉子的開閉規(guī)律，然后置于黑暗(或持續(xù)光照環(huán)境)中相同時間，視察其葉子開閉狀況。2．(2024·江蘇卷)長鏈非編碼RNA(lncRNA)是長度大于200個堿基，具有多種調(diào)控功能的一類RNA分子。如圖表示細胞中l(wèi)ncRNA的產(chǎn)生及發(fā)揮調(diào)控功能的幾種方式，請回答下列問題：(1)細胞核內(nèi)各種RNA的合成都以______________為原料，催化該反應的酶是____________________________________________。(2)轉錄產(chǎn)生的RNA中，供應信息指導氨基酸分子合成多肽鏈的是______________，此過程中還須要的RNA有_____________________。(3)lncRNA前體加工成熟后，有的與核內(nèi)__________(圖示①)中的DNA結合，有的能穿過__________(圖示②)與細胞質中的蛋白質或RNA分子結合，發(fā)揮相應的調(diào)控作用。(4)探討發(fā)覺，人體感染細菌時，造血干細胞核內(nèi)產(chǎn)生的一種lncRNA，通過與相應DNA片段結合，調(diào)控造血干細胞的__________，增加血液中單核細胞、中性粒細胞等吞噬細胞的數(shù)量。該調(diào)控過程的主要生理意義是____________________________________________________________。解析(1)合成RNA的原料是四種游離的核糖核苷酸，RNA合成過程須要RNA聚合酶的催化。(2)多肽鏈的合成過程中以mRNA(信使RNA)為模板，tRNA運輸相應的氨基酸，在核糖體(主要成分是rRNA和蛋白質)上完成。(3)據(jù)圖分析，lncRNA前體加工成熟后，有的與核內(nèi)染色質中的DNA結合，有的能穿過核孔進入細胞質中。(4)血液中單核細胞、中性粒細胞等吞噬細胞都來源于造血干細胞，故可推出lncRNA與相應DNA片段結合可調(diào)控造血干細胞的分化，血液中的這些吞噬細胞都參加免疫過程，所以該調(diào)控過程可以增加人體的免疫抵擋實力。答案(1)四種核糖核苷酸RNA聚合酶(2)mRNA(信使RNA)tRNA和rRNA(轉運RNA和核糖體RNA)(3)染色質核孔(4)分化增加人體的免疫抵擋實力3．科學探討表明，在細胞周期中，染色體的兩條姐妹染色單體之間可能發(fā)生部分交換。某同學為了能夠在顯微鏡下視察到有絲分裂染色單體部分交換這一現(xiàn)象，搜集獲得如下資料并綻開了探討：A．將細胞置于含有BrdU的某種培育基中培育，細胞能不斷增殖。當DNA復制時，BrdU可替代胸腺嘧啶脫氧核苷酸摻入到DNA的子鏈中。B．由于摻入BrdU的狀況不同，經(jīng)特別染色后，著色的深淺也不同；在染色單體中，若DNA只有一條單鏈摻有BrdU，則著色深；若DNA的兩條單鏈都摻有BrdU，使DNA雙鏈螺旋程度降低，則著色淺。C．將處于不同細胞周期的中期細胞進行常規(guī)制片，經(jīng)特別染色后，在顯微鏡下可視察每條染色體的姐妹染色單體的著色狀況。依據(jù)上述資料回答問題：(1)若視察到置于含有BrdU的該種培育基中培育的細胞中全部染色體上的兩條姐妹染色單體著色深，則該細胞正處于有絲分裂第________個細胞周期的中期。(2)顯微鏡下有絲分裂其次個細胞周期的中期細胞可視察到___________________________________________________________。(3)若要視察有絲分裂中姐妹染色單體是否發(fā)生交換，應選擇第幾個細胞周期進行視察？請描述發(fā)生交換時視察到的現(xiàn)象。_____________________________________________________。解析(1)若細胞中的全部染色體上的兩條姐妹染色單體著色深，說明在染色單體中的DNA都只有一條單鏈摻有BrdU，所以該細胞正處于第一個細胞周期的中期。(2)若細胞正處于其次個細胞周期的中期，則細胞內(nèi)的全部染色體中，一條染色單體的DNA分子只有一條單鏈含有BrdU，另一條染色單體的DNA分子的兩條單鏈都含有BrdU。因此顯微鏡下可視察到有絲分裂其次個細胞周期的中期細胞中的全部染色體上的兩條姐妹染色單體一條著色深、一條著色淺。(3)由于在第一個細胞周期的中期，細胞中全部染色體上的兩條姐妹染色單體著色深，無法辨別出染色體的兩條姐妹染色單體之間是否發(fā)生部分交換。其次個細胞周期的中期的細胞中全部染色體上的兩條姐妹染色單體一條著色深、一條著色淺。因此若要視察有絲分裂中姐妹染色單體是否發(fā)生交換，應選擇處于其次個細胞周期中期的細胞進行視察。假如在顯微鏡下視察到染色體上著色深的染色單體中含有著色淺的染色單體片段，著色淺的染色單體中含有著色深的染色單體片段，則說明染色體的兩條姐妹染色單體之間可能發(fā)生部分交換。答案(1)一(2)細胞中的全部染色體上的兩條姐妹染色單體一條著色深，一條著色淺(3)二染色體上著色深的染色單體中含有著色淺的染色單體片段，著色淺的染色單體中含有著色深的染色單體片段4．圖①～③分別表示人體細胞中發(fā)生的3種生物大分子的合成過程。請回答下列問題：(1)過程①發(fā)生的主要時期是_____________和___________________。(2)過程②發(fā)生的場所是__________，消耗的有機物是___________，α鏈形成后通過________進入到細胞質中與核糖體結合。(3)已知過程②的α鏈中鳥嘌呤與尿嘧啶之和占堿基總數(shù)的54%，α鏈及其模板鏈對應區(qū)段的堿基中鳥嘌呤分別占30%、20%，則與α鏈對應的DNA區(qū)段中腺嘌呤所占的堿基比例為_____________________________。(4)圖中y是某種tRNA，它由______________(“三個”或“多個”)核糖核苷酸組成。其中CAA稱為________________，一種y可以轉運________種氨基酸。解析(1)過程①表示DNA的復制，發(fā)生在有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。(2)過程②表示轉錄，發(fā)生的主要場所是細胞核，線粒體中也能發(fā)生轉錄，轉錄的原料是4種游離的核糖核苷酸，須要消耗能量，合成的RNA通過核孔進入到細胞質中。(3)α鏈為mRNA，已知mRNA中G＋U＝54%，其中G＝30%，則U＝24%，模板鏈中C＝mRNA中的G＝30%，A＝mRNA中U＝24%，已知模板鏈中G＝20%，則模板鏈中T＝1－30%－24%－20%＝26%，即模板鏈中A＋T占該鏈堿基的50%，依據(jù)堿基互補配對原則，雙鏈中A＋T占雙鏈堿基的比例也是50%，所以A＝T＝25%。(4)tRNA是由多個核糖核苷酸組成，其上的三個堿基稱為一個反密碼子。一種tRNA只能轉運一種氨基酸。答案(1)有絲分裂的間期減數(shù)第一次分裂前的間期(2)細胞核、線粒體ATP、核糖核苷酸核孔(3)25%(4)多個反密碼子一5．miRNA是真核細胞中一類不編碼蛋白質的短序列RNA，其主要功能是調(diào)控其他基因的表達，在細胞分化、凋亡、個體發(fā)育和疾病發(fā)生等方面起著重要作用。探討發(fā)覺，Bcl2是一個抗凋亡基因，其編碼的蛋白質有抑制細胞凋亡的作用，該基因的表達受MIR15a基因限制合成的miRNA調(diào)控，如圖所示。請分析回答下列問題：(1)A過程是__________，須要______________的催化。(2)B過程中能與①發(fā)生堿基互補配對的是________，物質②是指________________。(3)據(jù)圖分析可知，miRNA調(diào)控Bcl2基因表達的機理是________________________________________________________________________。(4)若MIR15a基因缺失，則細胞發(fā)生癌變的可能性____________(填“上升”“不變”或“下降”)，理由是_______________________________________________________________________________________________。解析(1)A過程是轉錄，須要RNA聚合酶的催化。(2)B過程表示翻譯，①mRNA與tRNA(反密碼子)發(fā)生堿基互補配對；物質②表示翻譯形成的多肽鏈。(3)MIR15a基因限制合成的miRNA，可與Bcl2基因轉錄生成的mRNA發(fā)生堿基互補配對形成雙鏈，阻斷翻譯過程。(4)若MIR15a基因缺失，則細胞發(fā)生癌變的可能性上升，理由是MIR15a基因缺失，無法合成miRNA，無法調(diào)控Bcl2基因的表達，使Bcl2基因表達產(chǎn)物增加，抑制細胞凋亡，細胞癌變的可能性增加。答案(1)轉錄RNA聚合酶(2)tRNA(或反密碼子)多肽(或多肽鏈)(3)miRNA能與Bcl2基因轉錄生成的mRNA發(fā)生堿基互補配對，形成雙鏈，阻斷翻譯過程(4)上升MIR15a基因缺失，無法合成miRNA，無法調(diào)控Bcl2基因的表達，使Bcl2基因表達產(chǎn)物增加，抑制細胞凋亡，細胞癌變的可能性增加6．下圖甲、乙表示兩種不同類型的生物基因的表達過程，回答下列問題：(1)圖甲表示________(填“原核”或“真核”)細胞中基因的表達過程，在DNA－RNA雜交區(qū)域中DNA中的堿基A應與RNA中的堿基________配對。(2)圖甲所示細胞由于________________________，所以轉錄、翻譯同時發(fā)生在同一空間內(nèi)，參加翻譯的RNA分子有______________________。(3)圖乙所示細胞的基因轉錄形成的mRNA須要通過__________才能進入細胞質。翻譯時一條mRNA可以結合多個核糖體，一般來說每個核糖體合成的多肽長度__________(填“相同”或“不同”)，每個核糖體完成翻譯所需的時間__________(填“相同”或“不同”)。圖乙中核糖體移動的方向是________(填“a→b”或“b→a”)。(4)圖甲、乙兩種生物共有的細胞器是______________________________；圖中所示的遺傳信息的流淌方向都是________________________。解析(1)由圖可知，圖甲中轉錄、翻譯過程發(fā)生在同一場所內(nèi)，可表示原核細胞內(nèi)的基因表達過程。在DNA—RNA雜交區(qū)域中，DNA鏈上的堿基A與RNA鏈上堿基U配對。(2)原核細胞由于沒有核膜圍成的細胞核，所以基因的表達可以在同一空間內(nèi)進行。翻譯時須要mRNA、tRNA、rRNA三種RNA的參加。(3)真核細胞內(nèi)的基因在細胞核中轉錄形成mRNA，需通過核孔進入細胞質進行翻譯。多個核糖體以同一條mRNA鏈進行翻譯時，每個核糖體翻譯所需的時間相同，合成的多肽也相同。由a→b核糖體上的肽鏈越來越長，說明核糖體由a→b運動。(4)真核、原核生物唯一共有的細胞器是核糖體，圖中表示基因的表達，遺傳信息的流淌方向都是DNA→mRNA→蛋白質。答案(1)原核U(2)沒有核膜包被的細胞核mRNA、tRNA、rRNA(3)核孔相同相同a→b(4)核糖體DNA→mRNA→蛋白質7．蛋白質折疊是將肽鏈折疊形成特別的形態(tài)，使蛋白質呈現(xiàn)出特定功能的過程，不正確折疊的蛋白質會對細胞產(chǎn)生破壞性的影響。細胞擁有一套完整的折疊助手“工廠”，這種折疊助手就是分子伴侶，圖甲是觸發(fā)因子(TF)的分子伴侶的工作過程。探討表明，在合成的起始階段，核糖體可以預防多肽鏈進行折疊纏繞；在翻譯的過程中，觸發(fā)因子(TF)可以結合至核糖體和延長的多肽鏈上，保證延長中的多肽鏈不要過早折疊以保證蛋白質折疊的高效性。請回答下列問題：(1)蛋白質折疊的主要目的是使蛋白質具有肯定的________________，從而呈現(xiàn)出特定功能。(2)由圖甲可知，觸發(fā)因子(TF)在抑制初生多肽鏈過早折疊的功能上與核糖體是________(填“協(xié)同”或“拮抗”)作用。(3)圖乙所示過程主要發(fā)生在哪類細胞中？________________，理由是__________________________________________________________。(4)基因H、N編碼各自蛋白質前3個氨基酸的DNA序列如圖丙所示，起始密碼子均為AUG。若基因H的箭頭所指堿基對G—C突變?yōu)锳—T，其對應密碼子的改變是__________________________。(5)下列有關說法正確的有________(多選)。A．圖丙中基因H所發(fā)生的改變屬于基因突變B．DNA片段中G—C堿基對含量高，則熱穩(wěn)定性高C．DNA