2023广东版生物高考第二轮复习--专题10 遗传的分子基础.docx
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1、2023广东版生物高考第二轮复习A组简单情境1.正链RNA病毒的增殖(2022湖南隆回二中4月模拟考,5)新型冠状病毒是正链RNA病毒,该正链进入 宿主细胞后,可以直接作为mRNA链指导蛋白质的合成,也可以通过RNA聚合酶作用,生成双链,之后双 链解旋,再以负链(新合成的RNA链)为模板,在RNA聚合酶作用下,生成双链后再解旋,生成新的正链。下列有关叙述错误的是()A.新型冠状病毒的蛋白质外壳是在宿主细胞的核糖体上合成的B.新型冠状病毒的遗传物质复制时涉及两次碱基互补配对C.核糖体可以直接与新型冠状病毒的RNA结合生成蛋白质D.新型冠状病毒的繁殖过程涉及中心法则的全部内容答案D新型冠状病毒无细
2、胞结构,营寄生生活,其蛋白质外壳在宿主细胞的核糖体上合成,A正确;新 型冠状病毒的遗传物质复制时先以正链为模板合成负链,然后以负链为模板合成正链,涉及两次碱基互 补配对,B正确;正链RNA病毒可以直接作为mRNA链指导蛋白质的合成.故核糖体可以直接与新型冠状 病毒的RNA结合生成蛋白质,C正确:新型冠状病毒的繁殖过程未涉及逆转录、转录、DNA复制过程,未涉及中心法则的全部内容,D错误。2.肽链合成的特殊形式(2022高中学业水平选择性考试冲刺试卷六,9)非核糖体肽合成酶(NRPSs)是蛋白 质复合体,由多个模块构成,每一个模块特异性识别一种氨基酸。NRPSs以模块的特定序列为模板催化合 成肽链
3、很多微生物能利用NRPSs合成多种短的活性肽。相关叙述错误的是()A.NRPSs合成多肽不需tRNA参与B.NRPSs合成多肽的模板是mRNAC.细胞中有多种不同模块序列的NRPSsD.具有NRPSs的微生物细胞中含有核糖体答案B由题干可知,NRPSs含多个模块,每一个模块特异性识别一种氨基酸,其以模块的特定序列为 模板催化合成肽链,因此NRPSs合成肽链不需要tRNA,A正确:由题干可知,NRPSs的模板是它本身,B错 误;由题可知很多微生物能利用NRPSs合成多种短的活性肽,所以也就有多种NRPSs,C正确:具有NRPSs的微生物可以利用NRPSs合成活性肽,但不代表NRPSs可以替代核糖
4、体.除极少部分细胞和病毒外.其余细胞都有核糖体,D正确。3.单链DNA病毒的增殖(2022湖南新高考教学教研联盟二联,14)某噬菌体的遗传物质是单链DNA,感染 宿主细胞时,先形成复制型的双链DNA分子(其中母链称为正链DNA,子链称为负链DNA),转录时以负 链DNA作为模板合成mRNA。如图为该噬菌体的部分DNA序列(正链),D基因和E基因存在部分序列 重叠现象,所编码的氨基酸用三个字母缩写表示(如Met表示甲硫氨酸)。下列有关说法正确的是()E基,起始E基因终止1238990Met Vai ArgLys Glu,19175 I I I I而石5|ill,I-A-T-G-A-C-T-OA-
5、A-G-T-T-T二A-T-O4T-Aj-GC:T-G-WA-A-OC-A-OT-G-A二T-G-T-A-A-“dMet Ser GinVai Tyr Gly Thr LeuGlu ClyVaiMel1235960616263149150151152I)基因起始D基艮终止A.基因E内部插入一个脱氧核昔酸会导致基因D、E均发生基因突变B.D基因和E基因重叠部分编码的氨基酸相同C.D基因和E基因的表达过程在该噬菌体内完成D.D基因和E基因终止密码子分别为TAA、TGA答案A分析题意可知,基因E内部插入一个脱氧核甘酸后,D、E基因的碱基序列均会改变,均发生基 因突变,A正确:D、E基因重叠部分,由于
6、编码氨基酸的碱基读取起始位点不一致,密码子不同,因此编码 的氨基酸不一样,B错误;噬菌体无细胞结构,不能独立代谢.其基因的表达过程在宿主细胞内完成,C错误:密码子存在于信使RNA上,不含有碱基T,D错误。复杂情境4.DNA半不连续复制假说(2022湖南师大附中一模,7)1966年,科学家提出了DNA半不连续复制假说:DNA复制形成互补子链时,一条子链连续形成,另一条子链不连续,即先形成短片段后再进行连接(如图IK为验证假说,进行如下实验:用明标记T4噬菌体,在培养噬菌体的不同时刻,分离出噬菌体DNA并加热使其变性,再进行密度梯度离心,以DNA单链片段分布位置确定片段大小,并检测相应位置DNA单
7、链片段的放射性,结果如图2。下列相关叙述错误的是()A.与60 s相比,120 s结果中短链片段减少的原因是短链片段连接形成长片段B.DNA的半不连续复制保证了DNA的两条链能够同时作为模板进行复制C.该实验可用32P标记的脱氧核苜酸代替H标记的脱氧核甘酸标记DNAD.若以DNA连接缺陷的T4噬菌体为材料,则图2中的曲线峰值将右移答案D图2中,与60 s相比,120 s时有些短链片段连接成长链片段,所以短链片段减少了,A正确:DNA的半不连续复制.使得一条子链连续形成.另一条子链不连续,即先形成短片段后再进行连接,保证了DNA的两条链能够同时作为模板进行复制,B正确严P和3H都具有放射性,脱氧
8、核甘酸中含有P和H,故该实验可用32P标记的脱氧核甘酸代替3H标记的脱氧核甘酸标记DNA.C正确;DNA连接缺陷的T4噬菌体内复制形成的短链片段无法连接,故图2中的曲线峰值将向左移,D错误。复杂陌生情境5.组蛋白乙酰化与去乙酰化(2022百校大联考新高考标准卷13)(不定项)已知组蛋白乙酰化与去乙放射性强度酰化 分别是由HAT(组蛋白乙酰转移酶)和HDAC(去乙酰化转移酶)催化的.组蛋白的乙酰化促进转录,而去乙 酰化则抑制转录。染色质上的组蛋白被乙酰化后成为活性染色质、去乙酰化后成为非活性染色质.如图。下列相关推测不合理的是()HAT复合物HDAC复.物辅助激活心yE P辅助抑制辑圈覃沽激活因
9、子抑制因子因。活性染色质 非活性染色质A.染色质中的组蛋白乙酰化与去乙酰化不属于可逆反应B.HDAC复合物使组蛋白去乙酰化伴随着对基因转录的抑制C.激活因子、抑制因子可能改变了组蛋白的空间结构D.活性染色质更便于DNA聚合酶与DNA的结合答案D催化染色质中的组蛋白乙酰化与去乙酰化的酶不同,反应条件不同,故不是可逆反应,A正确;HDAC复合物催化组蛋白去乙酰化,而去乙酰化抑制转录,B正确:激活因子、抑制因子分别使组蛋白 乙酰化与去乙酰化,可能改变了组蛋白的空间结构,C正确:在HAT复合物作用下染色质具有转录活性,更便于RNA聚合酶与DNA的结合,D错误。6.表观遗传的三种调控途径(2022高中学
10、业水平选择性考试冲刺试卷五.14)(不定项)表观遗传是基因的DNA序列没有发生改变的情况下,基因功能发生了可遗传的变化,并最终导致了表型的变化。如图表示 三种调控基因表达的途径,且这三种调控途径都直接影响生物的性状,并可遗传给下 T 弋。下列叙述正确 的是()染色体组蛋白DN颐j12)途径3DNA甲基化RNA干扰组蛋白修饰转录启动区切窃广双链R、A域未甲基化 5“SiRNA.一1形成复合体衣0 i转录启动夕界叩甲基化i0-豆片:士-1r部工与mRNA结合.*,*小表达总:一mRNA就切割成片段A.途径1、2、3都在没有改变DNA序列的情况下改变了生物性状B.途径1和途径2都是通过干扰遗传信息的
11、翻译调控基因表达C.依据途径3推测,在神经细胞中控制呼吸酶合成的基因与组蛋白的紧密程度低于肌蛋白基因D.若基因中碱基发生替换,一定导致其控制合成的蛋白质功能发生改变答案AC据图分析可知,途径1是转录启动区域DNA甲基化,导致基因无法转录;途径2是利用RNA干扰,使mRNA被切割成片段,导致mRNA无法翻译:途径3通过改变组蛋白与DNA结合的紧密程度,从而促进或关闭相关基因的表达。因此,途径1、2、3都在没有改变DNA序列的情况下改变了生物性 状,A正确,B错误.在神经细胞中.呼吸酶合成基因表达,而肌蛋白基因不表达,从而推测控制呼吸酶合成 的基因与组蛋白的紧密程度低于肌蛋白基因,C正确。密码子具
12、有简并性,基因中碱基发生替换,不一定导 致其控制合成的蛋白质功能发生改变,D错误.B组简单情境1.基因沉默(2022北京东城一模,7)研究人员在线虫细胞中发现了一种只由21个核昔酸组成的RNA,命名为Iin4oIin4本身不能指导蛋白质的合成,但是可以结合在M基因转录出的mRNA上,抑制M蛋白的合成。下列相关说法正确的是()组蛋白与DNA结合的紧密程度发生改变,从而促进或关闭相关基因的表达A.lin4中碱基的数量关系满足A+G=C+UB.lin4与M基因的mRNA存在碱基互补的序列C.lin4通过抑制M基因的转录过程,进而抑制M蛋白的合成D.若Iin4的基因发生突变,则细胞中M蛋白的含量将会下
13、降答案B根据题干信息可知,lin4是一种只由21个核苜酸组成的RNA,碱基的数量关系不一定满足A+G=C+U,A错误;Iin4与M基因转录出的mRNA存在碱基互补的序列,可以与其结合,通过抑制M基 因的翻译过程抑制M蛋白的合成,B正确,C错误;若Iin4的基因发生突变,则不能与M基因转录出的mRNA结合,对M蛋白合成的抑制作用减弱恪田胞中M蛋白的含量将会上升,D错误。易混突破只有在双链DNA或RNA分子中,碱基的数量关系才满足瞟吟总数=嘴陡总数即A+G=C+T或A+G=C+U,在单链DNA或RNA分子中,不一定满足瞟吟总数=嚏咤总数.2.表观遗传(2022北京朝阳一模,7)蜜蜂的幼虫取食蜂王浆
14、发育成蜂王,取食花粉和花蜜则发育成工蜂。DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶,能使DNA某些区域甲基化(如图)。敲除DNMT3基因后,蜜 蜂幼虫将发育成蜂王,与取食蜂王浆有相同效果。下列有关叙述错误的是()部分被甲基化的DNA片段A.胞哪咤和5-甲基胞喀碇在DNA分子中均可与鸟瞟吟配对B.DNA甲基化的本质是基因突变,从而导致性状发生改变C.蜂王浆可能会使蜜蜂细胞中DNMT3基因的表达水平下降D.DNA甲基化可能干扰了RNA聚合酶结合DNA相关区域 答案B由题图可以看出,胞喀碇和5-甲基胞嚏咤(添加了甲基的胞嚓咤)在DNA分子中均可与鸟瞟 吟配对,A正确;由题干和题图可推知,DNA甲基化是指
15、在DNA甲基化转移酶(DNMT3蛋白)的作用下,胞嚏咤5号碳位会结合一个甲基基团,该过程并没有改变碱基序列,没有发生基因突变,B错误;敲除DNMT3基因后,蜜蜂幼虫将发育成蜂王,与取食蜂王浆有相同效果,说明蜂王浆可能会使蜜蜂细胞中DNMT3基因的表达水平下降,C正确;DNA甲基化可能干扰了RNA聚合酶结合DNA相关区域(如启动 子序列),使基因的表达有差异,从而导致性状发生改变,D正确。知识拓展DNA甲基化为DNA化学修饰的一种形式,是指在DNA甲基化转移酶的作用下,可在胞I咤5号碳位上共价结合一个甲基基团。能够在不改变DNA序列的前提下,改变遗传表现。大量研究表 明,DNA甲基化能引起染色质
16、结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式改变,从 而影响基因表达。除了DNA甲基化,构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的 表达。陌生情境3.组蛋白乙酰化和转录因子对生物生命活动的调控(2022北京东城一模,20)冷驯化指植物经过不致死 低温短时间处理后,可以获得更强的抗冷能力。为阐明植物对低温响应的分子机制,科研工作者利用拟南 芥展开了相关研究.在冷驯化过程中,植物感受低温信号后会启动相关冷响应基因(COR基因)的表达以提高冷冻耐受性。CBF蛋白可以结合在COR基因的启动子上,调控COR基因的 过程。研究结果显示,CBF蛋白过表达可导致冷冻耐受性增强,而C
17、BF基因缺失突变体表现为对冷冻敏感,以上信息表明CBF蛋 白.(2)染色体主要由 和组蛋白组成组蛋白乙酰化使染色质区域结构变得松散,有利于相关蛋白与某些基因的启动子结合,增强基因的表达水平。组蛋白去乙酰化酶(D)可以去除乙酰基团。已有实验证实,S蛋白能够直接与D相互作用。检测野生型、S缺失突变体和D缺失突变体植株在低温下的生长状 况(如表),实验结果表明S蛋白和D分别能够 植株的冷冻耐受性。野生型22+-4+-6-8+-10 S缺失突变体+D缺失突变体+注:+的数量表示植株中绿叶的数量(3)科研人员对0 C处理后的野生型和三种突变体植株进行了检测,结果如图。此结果支持S蛋白与D在同一通路,且S
18、蛋白通过影响D的作用提高了COR基因启动子区域乙酰化水平这一推测,做出此判断的理由是(4)为进一步研究S蛋白对D的具体作用,科研人员检测了施加蛋白质合成抑制剂条件下野生型和S缺失突变体植株中D的含量,实验结果如下图。突变体突变体双突变体.32.32 J J O O().Q().Q X X*WM2PW麓7-CE妈弱3凶牛而伍EWV0.2野生型S缺失突变体不加入蛋白加入蛋白降不加入蛋白加入蛋白降降解抑制剂解抑制剂 降解抑制剂解抑制剂0七处-理时间015015015015组蛋白 A.一一 请综合上述实验结果阐述CBF蛋白、D和S蛋白调控拟南芥冷冻耐受的分子机制。答案(1)转录通过促进COR基因转录来
19、增强拟南芥的冷冻耐受性(2)DNA提高、降低(3)3组 乙酰化水平低于1组,说明S蛋白可提高COR基因启动子区域组蛋白乙酰化水平;4组与2组的乙酰化 水平无显著差异,说明在D缺失时有无S蛋白对乙酰化水平无显著影响,由此可推知S蛋白需要通过影 响D的作用提高COR基因启动子区域组蛋白乙酰化水平(4)在冷处理条件下,S蛋白促进D的降解,导致COR基因启动子区域乙酰化水平上升,该区域的染色质松散,CBF蛋白更容易结合COR基因的启 动子,促进COR基因表达,增强拟南芥的冷冻耐受性。解析(l)CBF蛋白结合在COR基因的启动子(一段可与RNA聚合酶结合的DNA序列,可启动下游基 因转录)上,调控COR
20、基因的转录。由题干信息可知,低温信号上COR基因表达上冷冻耐受性;CBF蛋白幽COR基因转录;CBF蛋白过表达上 冷冻耐受性;CBF缺失突变体冷冻敏感,故CBF蛋白 可通过促进COR基因转录来增强拟南芥的冷冻耐受性。(2)染色体主要由DNA和组蛋白组成。植株中 绿叶数量越多,冷冻耐受性越强,由表可知,冷冻耐受性:D缺失突变体野生型S缺失突变体,表明S蛋白 和D分别能够提高、降低植株的冷冻耐受性.(3)题干中的推测可分为两点:S蛋白与D在同一通路 且S蛋白通过影响D发挥作用;S蛋白可提高COR基因启动子区域乙酰化水平(S-D一乙酰化水平)。由题图可知,3组乙酰化水平低于1组,成立,4组与2组的乙
21、酰化水平无显著差异,成立。(4)根据电 泳结果以及(3)中的结论可知,在冷处理条件下,S蛋白促进D的降解,使COR基因启动子区域乙酰化水平 提高,导致该区域的染色质松散,CBF蛋白更容易结合COR基因的启动子,促进COR基因表达,增强拟南 芥的冷冻耐受性。解题技巧 画流程图解决分子机制/信号通路类问题本题:CBF蛋白结合COR基因启动子上COR基因转录上冷冻耐受性本题(2):D*组蛋白乙酰化一染色质区域结构松散一CBF蛋白结合COR基因启动子一COR基 因表达上冷冻耐受性?一本题(3):S蛋白一*D*组蛋白乙酰化水平本题(4):S蛋白一二组蛋白乙酰化水平(S蛋白对D的抑制作用是通过促进D降解实
22、现的)最后,综合(1)(4)信息,可得出CBF蛋白、D和S蛋白调控拟南芥冷冻耐受性的分子机制。复杂情境4.密码子的简并性及物种对密码子的偏好(2022北京东城一模,12)为提高转基因抗虫棉的抗性,我国科 学家通过基因改造,采用了植物偏好的密码子,大大提高了棉花细胞中抗虫蛋白的表达量,如将天冬氨酸 的密码子GAU改为了GAC。此过程发生的变化有()A.抗虫蛋白的空间结构发生改变B.抗虫基因转录的mRNA含量增加C.抗虫基因的核苗酸序列发生改变D.棉花细胞染色体的结构发生改变答案C科学家通过基因改造提高棉花细胞抗虫蛋白表达量时,将天冬氨酸的密码子GAU改为了GAC,则其对应模板链中的CTA转变为C
23、TG,碱基对发生了替换,抗虫基因的核苗酸序列发生改变,C正 确;GAU和GAC均为天冬氨酸的密码子,因此抗虫蛋白的氨基酸序列未发生改变,空间结构也未发生改 变,A错误;采用植物偏好的密码子后,抗虫基因转录出的mRNA在植物细胞内更容易翻译出抗虫蛋白,但其含量不一定增加,B错误;本题中碱基对的替换不会导致染色体结构发生改变,D错误。5.新冠病毒(RNA病毒)(2022北京丰台一模,6)新冠病毒的遗传物质RNA表达后,经剪切加工才能形成 功能蛋白。抗新冠病毒药物M是一种核苜类似物,能在新冠病毒复制时掺入新合成的RNA中,抑制病毒 增殖。相关叙述不正确的是()A.阻止蛋白酶的剪切加工能保证功能蛋白的
24、完整性B.新冠病毒进入人体后引起体液免疫和细胞免疫C.新冠病毒RNA的复制和表达均发生在宿主细胞中D.感染病毒的中晚期患者使用药物M治疗效果可能不佳答案A新冠病毒的RNA表达后,经剪切加工才能形成功能蛋白,若阻止蛋白酶的剪切加工,则无法保 证功能蛋白的完整性,A错误;新冠病毒进入人体后引起体液免疫(新冠病毒表面的抗原刺激机体产生抗 体,抗体和病毒特异性结合,阻止病毒进一步侵染宿主细胞)和细胞免疫(新冠病毒侵染宿主细胞后,被细胞毒性T细胞识别并裂解,使病毒暴露出来,抗体可与之结合,或被其他细胞吞噬掉),B正确;新冠病毒没有 独立的代谢系统,RNA的复制和表达均发生在宿主细胞中,C正确;根据题干信
25、息可知,抗新冠病毒药物M能在新冠病毒复制时掺入新合成的RNA中,从而抑制病毒增殖,感染病毒的中晚期患者体内的病毒含量 已经很高,使用药物M治疗效果可能不佳,D正确。C组简单情境1.噬菌体侵染(2022苏、锡、常、镇调研一,13)研究发现.细菌被T4噬菌体(DNA病毒)侵染后,自身蛋白 质合成停止,转而合成噬菌体的蛋白质,在此过程中细菌内合成了新的噬菌体RNA。为探究细菌核糖体 是否是噬菌体蛋白质合成的场所,研究者进行了如图所示的实验。下列有关叙述错误的是()培/(多核糖收具有“重”核糖体的“重”细菌含有NH4cl和 气-葡萄糖的培养基转移含有NH/Zl、葡萄糖 和32P-尿嚅咤核糖,核甘酸的培
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