专题训练10—2 遗传的分子基础(2)一、选择题【必考集训】1.(2022浙江杭州周边重点中学联考)下列说法正确的是( )A.信使RNA上存在反密码子B.人类细胞中RNA可以逆转录为DNAC.细胞中的信使RNA是翻译的模板D.基因是一段有遗传功能的DNA分子2.(2022浙江温州期末)如图是DNA转录过程中的一个片段,其中核苷酸的种类有( )A.4种B.5种C.6种D.8种3.(2022温州选考模拟)在原核细胞的拟核中,DNA与周围核糖体直接接触,可通过甲物质传递信息,由核糖体合成乙物质。下列关于甲物质、乙物质合成过程的叙述,错误的是( )A.均消耗ATPB.均属于基因表达过程C.碱基互补配对方式不同D.催化形成的化学键相同4.下图表示真核细胞中基因指导蛋白质合成过程中相关物质间的关系,下列叙述正确的是( )A.物质a表示基因,其均以染色体为载体B.物质b的密码子决定其携带氨基酸的种类C.过程①表示转录,该过程发生在核糖体D.过程②表示翻译,该过程中能产生水,并消耗能量5.在一个双链DNA分子中,碱基总数为P个,其中腺嘌呤碱基数为Q个。下列有关叙述错误的是( )A.一条链中A+T的数量为Q个B.DNA分子中G的数量为(P-2Q)/2个C.脱氧核苷酸数=磷酸基团数=碱基总数=P个D.第n次复制需腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为Q×(2n-1)个6.(2022浙江十校联盟模拟)下图表示人体细胞核中某生理过程,下列相关叙述错误的是( )A.①能催化磷酸二酯键的形成B.②与③之间有氢键连接C.③离开②后就是翻译的模板D.④处将会发生螺旋化7.真核细胞中DNA复制如下图所示,下列表述错误的是( )5\nA.多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成B.每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代C.复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化D.DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则8.(2022浙江台州选考模拟)将15N标记的大肠杆菌(其DNA经密度梯度离心后如图甲),转至以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养,每20min繁殖一代,收集并提取DNA,进行密度梯度离心,右图为离心结果模拟图。已知大肠杆菌DNA中胞嘧啶个数为X。下列有关叙述正确的是( )A.繁殖过程中所需的嘌呤数等于嘧啶数B.乙是转入14N培养基中复制一代的结果C.出现丙结果至少需要40minD.出现丁结果至少需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为4X9.结合下图分析,下列叙述错误的是( )A.生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中B.编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链C.遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础D.核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质【加试提升】10.将洋葱根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期,然后在不含放射性标记的培养基中继续完成一个细胞周期。下列叙述正确的是( )A.第一个细胞周期中,细胞内放射性迅速升高的时期是分裂前期B.第一个细胞周期结束后,每个子细胞中都有一半的染色体被标记C.第二个细胞周期的分裂中期,每条染色体中仅有一条单体被标记D.完成两个细胞周期后,每个子细胞中含3H标记的染色体数目相同11.某二倍体植物的花色受独立遗传且完全显性的三对基因(用D与I与i、R与r表示)控制。研究发现,体细胞中r基因数多于R时,R基因的表达减弱而形成粉红花突变体。基因控制花色色素合成的途径、粉红花突变体体细胞中基因与染色体的组成(其他基因数量与染色体均正常)如图甲、图乙所示;r的mRNA与R的mRNA末端比较如图丙所示,下列判断不准确的是( )R的mRNA:——ACGUACGAUAGUGGCUGA5\nr的mRNA:——ACGUAGGAUAGUGGCUGA丙A.正常情况下,图甲中红花植株的基因型有iiDDRR、iiDDRr、iiDdRR和iiDdRr四种B.图乙中的突变体①②③的花色相同,说明花色素的合成量与体细胞内R、r的位置有关C.图丙中r的mRNA与R的mRNA的末端比较,发现其末端序列存在差异(若起始密码子位置相同,UAG与UGA为终止密码子),则二者编码的氨基酸在数量上相差4个D.基因型为iiDdr的突变体自交所形成的部分受精卵不能发育,其根本原因是缺少发育成完整个体的部分基因二、非选择题12.下图表示细胞内遗传信息表达的过程,根据所学的生物学知识回答下列问题。可能用到的密码子:酪氨酸(UAC) 甲硫氨酸(AUG) 天冬氨酸(GAU) 缬氨酸(GUA)(1)图1中⑥上正在进行的是 过程,所需要原料的结构通式可表示为 。该过程的合成方向是 (填“从左到右”或“从右到左”)。 (2)由图1可知,④在进行该过程之前需要加工,其加工场所是 。 (3)图1中②上携带的氨基酸为 。 (4)图2为多聚核糖体合成蛋白质的示意图,最终合成的肽链②③④⑤的结构相同吗? 。图2中多个核糖体结合在同一条mRNA上提高了合成 的速度。 13.瘦素是动物脂肪细胞分泌的一种蛋白质激素,机体脂肪储存量越大,瘦素分泌越多。下丘脑的某些细胞接收到瘦素信号后,机体能通过复杂的神经内分泌网络调节摄食行为,从而调控体重。请回答下列有关问题。(1)A基因可编码瘦素蛋白,转录时,首先与A基因启动部位结合的酶是 。A基因刚转录出来的RNA全长有4500个碱基,而翻译成的瘦素蛋白是由107个氨基酸组成,说明 。翻译时,一个核糖体从起始密码子到达终止密码子约需4s,实际上合成100个瘦素蛋白分子所需的时间约为1min,其原因是 。若A基因中编码第105位精氨酸的CCT突变成ACT,翻译就此终止,由此推断,mRNA上的 为终止密码子。 (2)现有一只因A基因发生突变而患肥胖症的小鼠,A基因突变前的部分序列(含起始密码信息)如下图所示。(注:起始密码子为AUG,终止密码子为UAA,UAG或UGA)如图所示的基因片段在转录时,以 链为模板合成mRNA;若“↑”所指碱基对缺失,该基因控制合成的肽链最多含 个氨基酸。 5\n专题训练10—2 遗传的分子基础(2)1.C 解析 反密码子位于tRNA上,mRNA上存在密码子,A项错误;逆转录过程只能发生在被某些病毒侵染的细胞中,B项错误;细胞中的信使RNA是翻译的模板,C项正确;基因是有遗传效应的核酸片段,D项错误。2.C 解析 由于构成DNA分子的五碳糖为脱氧核糖,所以在—G—T—T—A—片段中,共有3种脱氧核糖核苷酸;构成RNA分子的五碳糖为核糖,所以在—C—A—A—U—片段中,共有3种核糖核苷酸。因此,图示片段中共有6种核苷酸。3.D 解析 甲为mRNA,乙为蛋白质,甲、乙两种物质的合成过程均需要消耗能量,A项正确;甲物质合成过程为转录,乙物质的合成过程为翻译,基因表达包括遗传信息的转录和翻译两个阶段,B项正确;转录过程中存在T和A配对,翻译过程中没有,C项正确;转录过程催化形成的化学键为磷酸二酯键,翻译过程催化形成的化学键为肽键,D项错误。4.D 解析 物质a表示基因,其载体主要是染色体,还有少量基因存在于线粒体和叶绿体中,A项错误;物质b是tRNA,而密码子在mRNA上,B项错误;过程①表示转录,该过程主要在细胞核中进行,C项错误;过程②表示翻译,即将氨基酸脱水缩合形成蛋白质,该过程中能产生水,并消耗能量,D项正确。5.D 解析 一条链中A+T的数量是该DNA中A+T数量的一半,即Q个,A项正确;DNA分子中G的数量=(P-2Q)/2个,B项正确;一分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成,因此脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基总数=P个,C项正确;第n次复制需腺嘌呤脱氧核苷酸2n-1×Q个,D项错误。6.C 解析 ①为RNA聚合酶,能催化磷酸二酯键的形成,A项正确;②模板链与③RNA之间有氢键连接,B项正确;③RNA离开②模板链后可能成为tRNA或rRNA,也可能经加工成为翻译的模板,C项错误;转录结束后,解开的DNA将恢复双螺旋结构,因此④处将会发生螺旋化,D项正确。7.C 解析 多起点双向复制,能保证DNA复制在短时间内完成,A项正确;DNA复制以亲代DNA分子的两条链分别为模板,通过碱基互补配对原则合成子链DNA,所以每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代,B项正确;复制过程中氢键的破坏需要解旋酶的催化,C项错误;DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则,即A与T配对、G与C配对,D项正确。8.A 解析 DNA中嘌呤数等于嘧啶数,故繁殖过程中所需的嘌呤数等于嘧啶数,A项正确;转入以14NH4Cl为唯一氮源的培养基中复制一代的结果是产生2个DNA,且均为一条链为14N,另一条链为15N,对应图丙,B项错误;据B项分析可知,出现丙结果至少需要20min,C项错误;转入以14NH4Cl为唯一氮源的培养基中复制二代的结果是产生4个DNA,其中15N标记的只有2个DNA(一条链为14N,另一条链为15N),其余的2个DNA均为14N标记,对应图丁,出现丁结果至少需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为3X,D项错误。9.B 解析 大多数生物的遗传物质是DNA,少数生物的遗传物质是RNA,因此生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中,A项正确;编码蛋白质的基因的两条链互补,因此所含遗传信息不同,B项错误;基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状,因此遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础,C项正确;由于密码子的简并性,核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质,D项正确。10.C 解析 第一个细胞周期中,细胞内放射性迅速升高是由于DNA分子复制,发生在细胞分裂的间期,A项错误;第一个细胞周期后,每个DNA分子都含有放射性,因此每个子细胞中的染色体都含有放射性,B项错误;第二个细胞周期中,间期染色体复制,一条染色体上的两个染色单体上的DNA分子中只有一个DNA分子含有放射性,因此细胞周期的分裂中期,每条染色体中仅有一条单体被标记,C项正确;完成两个细胞周期后,形成的子细胞中含有放射性的染色体数目不同,每个细胞中的含有放射性的染色体最少是0,最多是全部都含有放射性,D项错误。11.B 解析 正常情况下,图1中红花植株的基因型有iiDDRR、iiDdRR、iiDDRr和iiDdRd共4种,A项正确;根据题意和图乙分析可知,由于突变体①②③中都含有3个r基因,表现的花色相同,这说明花色素的合成量与体细胞内基因R与r的数量有关,B项错误;对R与r基因的mRNA末端进行研究,发现其末端序列存在差异,图3中的第6个碱基在R的mRNA上为C,而在r的mRNA上为G;又因为UAG为终止密码子,说明在r的mRNA中提前出现终止密码子,导致二者编码的氨基酸在数量上相差4个,C项正确;基因型为iiDdr的突变体自交所形成的部分受精卵不能发育,其根本原因是缺少发育成完整个体的部分基因,D项正确。5\n12.(1)翻译 从左到右 (2)细胞核 (3)甲硫氨酸 (4)相同 蛋白质解析 (1)图1中⑥上正在进行的是翻译过程,原料是氨基酸,结构通式:,该过程的合成方向是从左到右。(2)由图1可知,④(信使RNA)的加工场所是细胞核。(3)图1中②是转运RNA,反密码子是UAC,密码子是AUG,携带的氨基酸为甲硫氨酸。(4)图2最终合成的肽链②③④⑤的结构相同,因为它们是以同一个mRNA为模板翻译形成的。图2中多个核糖体结合在同一条mRNA上提高了合成蛋白质的速度。13.(1)RNA聚合酶 转录出来的RNA需要加工才能翻译 一条mRNA上有多个核糖体同时翻译 UGA(2)乙 5解析 (1)RNA聚合酶参与催化转录过程,启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位;B基因刚转录出来的RNA全长有4500个碱基,而翻译成的瘦素蛋白仅由167个氨基酸组成,说明刚转录出来的RNA需要加工成熟才能作为翻译的模板。翻译时,一个核糖体从起始密码子到达终止密码子约需4s,实际上合成100个瘦素蛋白分子所需的时间约为1min,其原因是一条mRNA可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,这样可以提高蛋白质的合成效率。转录在细胞核内,以DNA一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程,转录时与DNA模板链上ACT互补配对的是mRNA上的UGA,因此UGA为终止密码子。(2)由题意知,起始密码子是AUG,模板链对应的碱基序列是TAC,“TAC”在乙链上,因此转录是以乙链为模板进行的;若“↑”所指碱基对缺失,则转录形成的mRNA链上的碱基序列是GCGGCGAUGGGAAUCUCAAUGUGACACUG,其中AUG是起始密码子,UGA是终止密码子,因此该基因控制合成的肽链含5个氨基酸。5
