2024高考生物增分集訓(xùn)練3遺傳物質(zhì)的分子基礎(chǔ)及應(yīng)用含解析

PAGEPAGE7集訓(xùn)3遺傳物質(zhì)的分子基礎(chǔ)及應(yīng)用1．今年有3位科學(xué)家因?yàn)閷?duì)生物鐘的探討成果獲得諾貝爾獎(jiǎng)，他們發(fā)覺(jué)period基因所表達(dá)的PER蛋白濃度會(huì)隨著晝夜交替，呈現(xiàn)與地球自轉(zhuǎn)一樣的規(guī)律性的24小時(shí)周期改變。其次個(gè)被發(fā)覺(jué)的限制生物鐘的基因“timeless”負(fù)責(zé)編碼TIM蛋白；TIM蛋白的功能是結(jié)合PER蛋白，把它們帶進(jìn)細(xì)胞核內(nèi)調(diào)整period基因的表達(dá)。(1)從材料中推想，TIM蛋白與PER蛋白共同調(diào)整period基因表達(dá)過(guò)程中的________________環(huán)節(jié)。(2)在果蠅的細(xì)胞內(nèi)，當(dāng)PER基因指導(dǎo)合成的PER蛋白過(guò)多時(shí)，會(huì)抑制PER基因的表達(dá)，導(dǎo)致PER蛋白的合成減緩、甚至停止；而假如細(xì)胞中的PER蛋白較少，其合成速度就會(huì)加快。這一調(diào)整機(jī)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(gè)錯(cuò)綜困難的網(wǎng)絡(luò)，精細(xì)地調(diào)整著生物的性狀。(4)含羞草的葉子在白天張開(kāi)，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(qǐng)寫(xiě)出試驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。________________________________________________________。解析(1)依據(jù)題干中“TIM蛋白的功能是結(jié)合PER蛋白，把它們帶進(jìn)細(xì)胞核內(nèi)調(diào)整period基因的表達(dá)”所以二者應(yīng)是調(diào)整period基因表達(dá)過(guò)程中的轉(zhuǎn)錄環(huán)節(jié)；(2)依據(jù)“當(dāng)PER基因指導(dǎo)合成的PER蛋白過(guò)多時(shí)，會(huì)抑制PER基因的表達(dá)，導(dǎo)致PER蛋白的合成減緩、甚至停止；而假如細(xì)胞中的PER蛋白較少，其合成速度就會(huì)加快”這一信息說(shuō)明這一調(diào)整機(jī)制是負(fù)反饋調(diào)整；(3)依據(jù)題干中period基因表達(dá)PER蛋白、基因“timeless”編碼TIM蛋白、TIM蛋白結(jié)合PER蛋白，進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)調(diào)整period基因的表達(dá)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(gè)錯(cuò)綜困難的網(wǎng)絡(luò)，精細(xì)地調(diào)整著生物的性狀；(4)本試驗(yàn)要“探究含羞草的葉子在白天張開(kāi)，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(wèn)題，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是比照試驗(yàn)的設(shè)計(jì)，試驗(yàn)組在自然光照周期下進(jìn)行，比照組要在黑暗或持續(xù)光照環(huán)境下進(jìn)行，通過(guò)對(duì)比達(dá)到探究的目的。答案(1)轉(zhuǎn)錄(2)(負(fù))反饋(3)基因產(chǎn)物(4)取若干長(zhǎng)勢(shì)相同的含羞草盆栽平均分成兩組，一組置于若干個(gè)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(shí)間，視察兩組含羞草葉子的開(kāi)閉狀況?；颍喝∪舾砷L(zhǎng)勢(shì)相同的含羞草盆栽，視察其在若干個(gè)自然光照周期下葉子的開(kāi)閉規(guī)律，然后置于黑暗(或持續(xù)光照環(huán)境)中相同時(shí)間，視察其葉子開(kāi)閉狀況。2．(2024·江蘇卷)長(zhǎng)鏈非編碼RNA(lncRNA)是長(zhǎng)度大于200個(gè)堿基，具有多種調(diào)控功能的一類(lèi)RNA分子。如圖表示細(xì)胞中l(wèi)ncRNA的產(chǎn)生及發(fā)揮調(diào)控功能的幾種方式，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)細(xì)胞核內(nèi)各種RNA的合成都以______________為原料，催化該反應(yīng)的酶是____________________________________________。(2)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA中，供應(yīng)信息指導(dǎo)氨基酸分子合成多肽鏈的是______________，此過(guò)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(jié)合，有的能穿過(guò)__________(圖示②)與細(xì)胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)或RNA分子結(jié)合，發(fā)揮相應(yīng)的調(diào)控作用。(4)探討發(fā)覺(jué)，人體感染細(xì)菌時(shí)，造血干細(xì)胞核內(nèi)產(chǎn)生的一種lncRNA，通過(guò)與相應(yīng)DNA片段結(jié)合，調(diào)控造血干細(xì)胞的__________，增加血液中單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等吞噬細(xì)胞的數(shù)量。該調(diào)控過(guò)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(guò)程須要RNA聚合酶的催化。(2)多肽鏈的合成過(guò)程中以mRNA(信使RNA)為模板，tRNA運(yùn)輸相應(yīng)的氨基酸，在核糖體(主要成分是rRNA和蛋白質(zhì))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(zhì)中的DNA結(jié)合，有的能穿過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中。(4)血液中單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等吞噬細(xì)胞都來(lái)源于造血干細(xì)胞，故可推出lncRNA與相應(yīng)DNA片段結(jié)合可調(diào)控造血干細(xì)胞的分化，血液中的這些吞噬細(xì)胞都參加免疫過(guò)程，所以該調(diào)控過(guò)程可以增加人體的免疫抵擋實(shí)力。答案(1)四種核糖核苷酸RNA聚合酶(2)mRNA(信使RNA)tRNA和rRNA(轉(zhuǎn)運(yùn)RNA和核糖體RNA)(3)染色質(zhì)核孔(4)分化增加人體的免疫抵擋實(shí)力3．科學(xué)探討表明，在細(xì)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(xué)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(kāi)了探討：A．將細(xì)胞置于含有BrdU的某種培育基中培育，細(xì)胞能不斷增殖。當(dāng)DNA復(fù)制時(shí)，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(xì)胞周期的中期細(xì)胞進(jìn)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(wèn)題：(1)若視察到置于含有BrdU的該種培育基中培育的細(xì)胞中全部染色體上的兩條姐妹染色單體著色深，則該細(xì)胞正處于有絲分裂第________個(gè)細(xì)胞周期的中期。(2)顯微鏡下有絲分裂其次個(gè)細(xì)胞周期的中期細(xì)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(yīng)選擇第幾個(gè)細(xì)胞周期進(jìn)行視察？請(qǐng)描述發(fā)生交換時(shí)視察到的現(xiàn)象。_____________________________________________________。解析(1)若細(xì)胞中的全部染色體上的兩條姐妹染色單體著色深，說(shuō)明在染色單體中的DNA都只有一條單鏈摻有BrdU，所以該細(xì)胞正處于第一個(gè)細(xì)胞周期的中期。(2)若細(xì)胞正處于其次個(gè)細(xì)胞周期的中期，則細(xì)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(gè)細(xì)胞周期的中期細(xì)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(gè)細(xì)胞周期的中期，細(xì)胞中全部染色體上的兩條姐妹染色單體著色深，無(wú)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(gè)細(xì)胞周期的中期的細(xì)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(yīng)選擇處于其次個(gè)細(xì)胞周期中期的細(xì)胞進(jìn)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(shuō)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(xì)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(xì)胞中發(fā)生的3種生物大分子的合成過(guò)程。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)過(guò)程①發(fā)生的主要時(shí)期是_____________和___________________。(2)過(guò)程②發(fā)生的場(chǎng)所是__________，消耗的有機(jī)物是___________，α鏈形成后通過(guò)________進(jìn)入到細(xì)胞質(zhì)中與核糖體結(jié)合。(3)已知過(guò)程②的α鏈中鳥(niǎo)嘌呤與尿嘧啶之和占?jí)A基總數(shù)的54%，α鏈及其模板鏈對(duì)應(yīng)區(qū)段的堿基中鳥(niǎo)嘌呤分別占30%、20%，則與α鏈對(duì)應(yīng)的DNA區(qū)段中腺嘌呤所占的堿基比例為_(kāi)____________________________。(4)圖中y是某種tRNA，它由______________(“三個(gè)”或“多個(gè)”)核糖核苷酸組成。其中CAA稱(chēng)為_(kāi)_______________，一種y可以轉(zhuǎn)運(yùn)________種氨基酸。解析(1)過(guò)程①表示DNA的復(fù)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(guò)程②表示轉(zhuǎn)錄，發(fā)生的主要場(chǎng)所是細(xì)胞核，線粒體中也能發(fā)生轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)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(guò)核孔進(jìn)入到細(xì)胞質(zhì)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(bǔ)配對(duì)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(gè)核糖核苷酸組成，其上的三個(gè)堿基稱(chēng)為一個(gè)反密碼子。一種tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)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(xì)胞核、線粒體ATP、核糖核苷酸核孔(3)25%(4)多個(gè)反密碼子一5．miRNA是真核細(xì)胞中一類(lèi)不編碼蛋白質(zhì)的短序列RNA，其主要功能是調(diào)控其他基因的表達(dá)，在細(xì)胞分化、凋亡、個(gè)體發(fā)育和疾病發(fā)生等方面起著重要作用。探討發(fā)覺(jué)，Bcl2是一個(gè)抗凋亡基因，其編碼的蛋白質(zhì)有抑制細(xì)胞凋亡的作用，該基因的表達(dá)受MIR15a基因限制合成的miRNA調(diào)控，如圖所示。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：(1)A過(guò)程是__________，須要______________的催化。(2)B過(guò)程中能與①發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)的是________，物質(zhì)②是指________________。(3)據(jù)圖分析可知，miRNA調(diào)控Bcl2基因表達(dá)的機(jī)理是________________________________________________________________________。(4)若MIR15a基因缺失，則細(xì)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(guò)程是轉(zhuǎn)錄，須要RNA聚合酶的催化。(2)B過(guò)程表示翻譯，①mRNA與tRNA(反密碼子)發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)；物質(zhì)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(zhuǎn)錄生成的mRNA發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)形成雙鏈，阻斷翻譯過(guò)程。(4)若MIR15a基因缺失，則細(xì)胞發(fā)生癌變的可能性上升，理由是MIR15a基因缺失，無(wú)法合成miRNA，無(wú)法調(diào)控Bcl2基因的表達(dá)，使Bcl2基因表達(dá)產(chǎn)物增加，抑制細(xì)胞凋亡，細(xì)胞癌變的可能性增加。答案(1)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)錄生成的mRNA發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)，形成雙鏈，阻斷翻譯過(guò)程(4)上升MIR15a基因缺失，無(wú)法合成miRNA，無(wú)法調(diào)控Bcl2基因的表達(dá)，使Bcl2基因表達(dá)產(chǎn)物增加，抑制細(xì)胞凋亡，細(xì)胞癌變的可能性增加6．下圖甲、乙表示兩種不同類(lèi)型的生物基因的表達(dá)過(guò)程，回答下列問(wèn)題：(1)圖甲表示________(填“原核”或“真核”)細(xì)胞中基因的表達(dá)過(guò)程，在DNA－RNA雜交區(qū)域中DNA中的堿基A應(yīng)與RNA中的堿基________配對(duì)。(2)圖甲所示細(xì)胞由于________________________，所以轉(zhuǎn)錄、翻譯同時(shí)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(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA須要通過(guò)__________才能進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。翻譯時(shí)一條mRNA可以結(jié)合多個(gè)核糖體，一般來(lái)說(shuō)每個(gè)核糖體合成的多肽長(zhǎng)度__________(填“相同”或“不同”)，每個(gè)核糖體完成翻譯所需的時(shí)間__________(填“相同”或“不同”)。圖乙中核糖體移動(dòng)的方向是________(填“a→b”或“b→a”)。(4)圖甲、乙兩種生物共有的細(xì)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(zhuǎn)錄、翻譯過(guò)程發(fā)生在同一場(chǎng)所內(nèi)，可表示原核細(xì)胞內(nèi)的基因表達(dá)過(guò)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(duì)。(2)原核細(xì)胞由于沒(méi)有核膜圍成的細(xì)胞核，所以基因的表達(dá)可以在同一空間內(nèi)進(jìn)行。翻譯時(shí)須要mRNA、tRNA、rRNA三種RNA的參加。(3)真核細(xì)胞內(nèi)的基因在細(xì)胞核中轉(zhuǎn)錄形成mRNA，需通過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行翻譯。多個(gè)核糖體以同一條mRNA鏈進(jìn)行翻譯時(shí)，每個(gè)核糖體翻譯所需的時(shí)間相同，合成的多肽也相同。由a→b核糖體上的肽鏈越來(lái)越長(zhǎng)，說(shuō)明核糖體由a→b運(yùn)動(dòng)。(4)真核、原核生物唯一共有的細(xì)胞器是核糖體，圖中表示基因的表達(dá)，遺傳信息的流淌方向都是DNA→mRNA→蛋白質(zhì)。答案(1)原核U(2)沒(méi)有核膜包被的細(xì)胞核mRNA、tRNA、rRNA(3)核孔相同相同a→b(4)核糖體DNA→mRNA→蛋白質(zhì)7．蛋白質(zhì)折疊是將肽鏈折疊形成特別的形態(tài)，使蛋白質(zhì)呈現(xiàn)出特定功能的過(guò)程，不正確折疊的蛋白質(zhì)會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生破壞性的影響。細(xì)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(guò)程。探討表明，在合成的起始階段，核糖體可以預(yù)防多肽鏈進(jìn)行折疊纏繞；在翻譯的過(guò)程中，觸發(fā)因子(TF)可以結(jié)合至核糖體和延長(zhǎng)的多肽鏈上，保證延長(zhǎng)中的多肽鏈不要過(guò)早折疊以保證蛋白質(zhì)折疊的高效性。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)蛋白質(zhì)折疊的主要目的是使蛋白質(zhì)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(guò)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(guò)程主要發(fā)生在哪類(lèi)細(xì)胞中？________________，理由是__________________________________________________________。(4)基因H、N編碼各自蛋白質(zhì)前3個(gè)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(duì)G—C突變?yōu)锳—T，其對(duì)應(yīng)密碼子的改變是__________________________。(5)下列有關(guān)說(shuō)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(duì)含量高，則熱穩(wěn)定性高C．DNA