- 遗传信息的转录
- 共3328题
周期性共济失调是一种由常染色体上的基因(用A或a表示)控制的遗传病,致病基因导致细胞膜上正常钙离子通道蛋白结构异常,从而使正常钙离子通道的数量不足,造成细胞功能异常.该致病基因纯合会导致胚胎死亡.患者发病的分子机理如图所示.请回答:
(1)图中的过程①是______,此过程需要______作为原料.
(2)虽然正常基因和致病基因转录出的mRNA长度是一样的,但致病基因控制合成的异常多肽链较正常多肽链短,请根据图示推测其原因是______.
(3)图中所揭示的基因控制性状的方式是______.
(4)一个患周期性共济失调的女性与正常男性结婚生了一个既患该病,又患色盲的孩子,请回答(色盲基因用b表示):
①这对夫妇中,妻子的基因型是______.
②该孩子的性别是______.
③这对夫妇再生一个只患一种病的孩子的概率是______.
正确答案
解:(1)图中①表示转录,是DNA形成RNA的过程,此过程需要核糖核苷酸作为原料.
(2)正常基因和致病基因转录出的mRNA长度是一样的,但基因中碱基发生替换,使对应的密码子变为终止密码子,则致病基因控制合成的异常多肽链较正常多肽链短.
(3)图中表示基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状.
(4)通过题意可知,该病在纯合时致死,则不可能是隐性遗传病必为显性遗传病,另色盲属于伴X染色体上隐性遗传病,所以色盲患者一定是男性,因为父正常女正常,则妻子的基因型为AaXBXb,与aaXBY结婚,患周期性共济失调概率为,患色盲的概率为
,所以只患一种病的概率为
×
+
×
=
.
故答案为:
(1)转录 核糖核苷酸
(2)基因中碱基发生替换,使对应的密码子变为终止密码子
(3)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
(4)①AaXBXb ②男性 ③
解析
解:(1)图中①表示转录,是DNA形成RNA的过程,此过程需要核糖核苷酸作为原料.
(2)正常基因和致病基因转录出的mRNA长度是一样的,但基因中碱基发生替换,使对应的密码子变为终止密码子,则致病基因控制合成的异常多肽链较正常多肽链短.
(3)图中表示基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状.
(4)通过题意可知,该病在纯合时致死,则不可能是隐性遗传病必为显性遗传病,另色盲属于伴X染色体上隐性遗传病,所以色盲患者一定是男性,因为父正常女正常,则妻子的基因型为AaXBXb,与aaXBY结婚,患周期性共济失调概率为,患色盲的概率为
,所以只患一种病的概率为
×
+
×
=
.
故答案为:
(1)转录 核糖核苷酸
(2)基因中碱基发生替换,使对应的密码子变为终止密码子
(3)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
(4)①AaXBXb ②男性 ③
回答有关遗传信息表达的问题.
铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白,铁应答元件参与铁蛋白的合成,当铁应答元件与铁调节蛋白发生特异性结合时,会阻遏铁蛋白的合成.当游离的Fe3+浓度高时,铁调节蛋白与Fe3+结合而丧失与铁应答元件的结合能力,此时核糖体便能与铁蛋白mRNA一端结合,沿mRNA移动,遇到起始密码后开始翻译(如图所示).
(1)图中甘氨酸的密码子是______,铁蛋白基因中决定“”的基因片段碱基序列为______,图中核糖体相对mRNA移动方向为______.
(2)图中的铁应答元件的物质属性是______.
A.mRNA上的特异性序列 B.一种蛋白质 C.一种辅酶 D.一种tRNA
(3)Fe3+浓度高时,铁调节蛋白与Fe3+结合而丧失与铁应答元件的结合能力,铁蛋白mRNA能够翻译;Fe3+浓度低时,铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了______,从而抑制了______的起始.这种调节机制既可以避免______对细胞的毒性影响,又可以减少细胞内物质和能量的浪费,维持了内环境稳定,可看做是一种______调节.
(4)铁调节蛋白只能与铁应答元件结合,而不能与mRNA的其余部分结合,其决定性的因素是铁调节蛋白的______.
(5)现发现铁蛋白分子中的色氨酸变成了亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG),其实质是DNA模板链上的一个碱基发生了突变,突变的碱基是由______变为______.
正确答案
解:(1)据图可知,甘氨酸的反密码子(tRNA上)是CCA,根据碱基互补配对原则,甘氨酸的密码子是GGU.据图可知,铁蛋白基因中决定“…-甘-天-色-…”的mRNA链碱基序列为…GGUGACUGG…,mRNA是以DNA的一条链为模板转录而来的,所以根据碱基互补配对原则,其模板链碱基序列为…CCAGTCACC…,则基因上的碱基序列为CCAGTCACC∥GGTCAGTGG.根据多肽链的长度可知,核糖体相对mRNA移动方向为从左向右.
(2)由图可知铁应答原件在mRNA上,是mRNA上的特异性序列.
(3)Fe3+浓度高时,铁调节蛋白与Fe3+结合而丧失与铁应答元件的结合能力,铁蛋白mRNA能够翻译;Fe3+浓度低时,铁调节蛋白与铁应答元件结合,核糖体不能与铁蛋白mRNA的一端结合,不能沿mRNA移动,从而抑制了翻译的开始;这种调节机制既可以避免Fe3+对细胞的毒性影响(铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白),又可以减少细胞内物质和能量的浪费,维持了内环境稳定,可看做是一种反馈调节.
(3)铁调节蛋白具有特异性,只能与铁应答元件结合,而不能与mRNA的其余部分结合.
(5)色氨酸的密码子为UGG,亮氨酸的密码子有UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG,其中与色氨酸的密码子相差最小的是UUG,即可由UGG变为UUG,故DNA模板链上的碱基变化是由C→A.
故答案:(1)GGU CCAGTCACC∥GGTCAGTGG 从左向右
(2)A
(3)核糖体与铁蛋白mRNA的一端结合 翻译 Fe3+反馈
(4)特异性
(5)C→A
解析
解:(1)据图可知,甘氨酸的反密码子(tRNA上)是CCA,根据碱基互补配对原则,甘氨酸的密码子是GGU.据图可知,铁蛋白基因中决定“…-甘-天-色-…”的mRNA链碱基序列为…GGUGACUGG…,mRNA是以DNA的一条链为模板转录而来的,所以根据碱基互补配对原则,其模板链碱基序列为…CCAGTCACC…,则基因上的碱基序列为CCAGTCACC∥GGTCAGTGG.根据多肽链的长度可知,核糖体相对mRNA移动方向为从左向右.
(2)由图可知铁应答原件在mRNA上,是mRNA上的特异性序列.
(3)Fe3+浓度高时,铁调节蛋白与Fe3+结合而丧失与铁应答元件的结合能力,铁蛋白mRNA能够翻译;Fe3+浓度低时,铁调节蛋白与铁应答元件结合,核糖体不能与铁蛋白mRNA的一端结合,不能沿mRNA移动,从而抑制了翻译的开始;这种调节机制既可以避免Fe3+对细胞的毒性影响(铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白),又可以减少细胞内物质和能量的浪费,维持了内环境稳定,可看做是一种反馈调节.
(3)铁调节蛋白具有特异性,只能与铁应答元件结合,而不能与mRNA的其余部分结合.
(5)色氨酸的密码子为UGG,亮氨酸的密码子有UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG,其中与色氨酸的密码子相差最小的是UUG,即可由UGG变为UUG,故DNA模板链上的碱基变化是由C→A.
故答案:(1)GGU CCAGTCACC∥GGTCAGTGG 从左向右
(2)A
(3)核糖体与铁蛋白mRNA的一端结合 翻译 Fe3+反馈
(4)特异性
(5)C→A
如图为某种生物细胞中蛋白质合成示意图.请据图回答下列问题:
(1)图中结构[Ⅰ]是______;进行过程①时,需要在______的催化下,将四种游离的______依次连接.
(2)图中能特异性识别mRNA上密码子的分子是[______],其携带的氨基酸是______,这些氨基酸分子通过______反应连接形成多肽链,进而形成蛋白质.
(3)通常情况下,进行过程②时,一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,其意义是______.若用α-鹅膏蕈碱处理细胞后发现,细胞质基质中RNA含量显著减少,则推测α-鹅膏蕈碱抑制的过程是[______]______.
(4)若合成的蛋白质进入到线粒体基质中发挥催化作用,推测其功能可能是参与有氧呼吸的第______阶段,从上述过程可以看出基因对性状的控制方式是基因通过控制______,进而控制生物体的性状.
正确答案
解:(1)图中[I]表示核膜,过程①表示转录,条件是ATP、核糖核苷酸、酶等,需要在RNA聚合酶的催化下,将四种游离的核糖核苷酸依次连接.
(2)图中[Ⅱ]是tRNA,其上的反密码子UGA,推知携带的氨基酸的密码子是ACU,从表中可知,属于苏氨酸.氨基酸分子之间通过 (脱水)缩合反应连接形成多肽链,进而形成蛋白质.
(3)过程②是翻译,一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体合成多条肽链,即可以利用少量的mRNA分子迅速合成出大量的蛋白质.用α-鹅膏蕈碱处理细胞后发现,细胞质基质中RNA含量显著减少,说明α-鹅膏蕈碱抑制[①]遗传信息的转录.
(4)合成的蛋白质进入到线粒体基质中发挥催化作用,其功能可能是参与有氧呼吸的第二阶段,即基因通过控制酶(蛋白质)的合成来控制代谢(有氧呼吸)过程,进而控制生物体的性状.
故答案为:
(1)核膜 RNA聚合酶 核糖核苷酸
(2)ⅡtRNA 苏氨酸 (脱水)缩合
(3)少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质 ①遗传信息的转录
(4)二 酶的合成来控制代谢过程
解析
解:(1)图中[I]表示核膜,过程①表示转录,条件是ATP、核糖核苷酸、酶等,需要在RNA聚合酶的催化下,将四种游离的核糖核苷酸依次连接.
(2)图中[Ⅱ]是tRNA,其上的反密码子UGA,推知携带的氨基酸的密码子是ACU,从表中可知,属于苏氨酸.氨基酸分子之间通过 (脱水)缩合反应连接形成多肽链,进而形成蛋白质.
(3)过程②是翻译,一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体合成多条肽链,即可以利用少量的mRNA分子迅速合成出大量的蛋白质.用α-鹅膏蕈碱处理细胞后发现,细胞质基质中RNA含量显著减少,说明α-鹅膏蕈碱抑制[①]遗传信息的转录.
(4)合成的蛋白质进入到线粒体基质中发挥催化作用,其功能可能是参与有氧呼吸的第二阶段,即基因通过控制酶(蛋白质)的合成来控制代谢(有氧呼吸)过程,进而控制生物体的性状.
故答案为:
(1)核膜 RNA聚合酶 核糖核苷酸
(2)ⅡtRNA 苏氨酸 (脱水)缩合
(3)少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质 ①遗传信息的转录
(4)二 酶的合成来控制代谢过程
研究者以大肠杆菌为实验对象,运用同位素示踪技术及密度梯度离心等方法完成蛋白质合成过程的相关研究,实验过程及结果见下表.
(1)核糖体的主要成分是______和蛋白质,前者是以大肠杆菌的______ 分子为模板合成的;由第1组和第2组结果可知,核糖体位于重带主要是因为这两种成分含有______.
(2)以35S-氨基酸为原料合成蛋白质的过程称为______.若将第3组带有放射性标记的大肠杆菌移入无放射性标记的培养基中培养,核糖体的放射性会随时间延长而下降,且细胞其他部位出现放射性,由此推断,第3组结果中核糖体放射性下降的原因可能是______.
(3)若用T4噬菌体侵染第2组的大肠杆菌,然后放在第4组的实验条件下继续培养,请推测:
①短时间内,若T4噬菌体和大肠杆菌的蛋白质均是在第2组大肠杆菌原有的核糖体上合成,则表中A对应的核糖体位置应更多地集中在______(填“轻带”或“重带”).
②随着时间延长,离心后出现多条核糖体带,若位于重带的核糖体出现放射性,则说明14C-尿嘧啶会出现在______分子中;培养时间越长,该类分子与______(填“大肠杆菌”或“T4噬菌体”)的DNA单链形成杂交分子的比例越大.
(4)该系列实验的目的是研究______.
正确答案
解:(1)核糖体的主要成分是rRNA和蛋白质;rRNA是以DNA分子的一条链为模板转录形成的;由第1组(14NH4Cl、12C-葡萄糖)和第2组(15NH4Cl、13C-葡萄糖)结果可知,核糖体位于重带主要是因为这两种成分含有15N和13C.
(2)以35S-氨基酸为原料合成蛋白质的过程称为翻译.35S-氨基酸是合成蛋白质的原料,若将第3组带有放射性标记的大肠杆菌移入无放射性标记的培养基中培养,核糖体的放射性会随时间延长而下降,说明具有放射性的蛋白质能从核糖体和mRNA的复合物上脱离.
(3)①短时间内,若T4噬菌体和大肠杆菌的蛋白质均是在第2组大肠杆菌(15N、13C)原有的核糖体上合成,新合成的蛋白质含有15N和13C,因此表中A对应的核糖体应更多地集中在重带.
②14C-尿嘧啶是合成RNA分子的重要成分;该RNA分子是以噬菌体的DNA为模板转录形成的,因此培养时间越长,该类分子与T4噬菌体的DNA单链形成杂交分子的比例越大.
(4)根据题干信息“运用同位素示踪技术及密度梯度离心等方法完成蛋白质合成过程的相关研究”可知,该系列实验的目的是研究蛋白质合成的过程(或:翻译过程中核糖体和RNA的作用).
故答案为:
(1)rRNA DNA 15N和13C
(2)翻译 具有放射性的蛋白质(或:多肽)从核糖体和rRNA的复合物上脱离
(3)①重带 ②RNA(或:mRNA;mRNA和tRNA) T4噬菌体
(4)蛋白质合成的过程(或:翻译过程中核糖体和RNA的作用)
解析
解:(1)核糖体的主要成分是rRNA和蛋白质;rRNA是以DNA分子的一条链为模板转录形成的;由第1组(14NH4Cl、12C-葡萄糖)和第2组(15NH4Cl、13C-葡萄糖)结果可知,核糖体位于重带主要是因为这两种成分含有15N和13C.
(2)以35S-氨基酸为原料合成蛋白质的过程称为翻译.35S-氨基酸是合成蛋白质的原料,若将第3组带有放射性标记的大肠杆菌移入无放射性标记的培养基中培养,核糖体的放射性会随时间延长而下降,说明具有放射性的蛋白质能从核糖体和mRNA的复合物上脱离.
(3)①短时间内,若T4噬菌体和大肠杆菌的蛋白质均是在第2组大肠杆菌(15N、13C)原有的核糖体上合成,新合成的蛋白质含有15N和13C,因此表中A对应的核糖体应更多地集中在重带.
②14C-尿嘧啶是合成RNA分子的重要成分;该RNA分子是以噬菌体的DNA为模板转录形成的,因此培养时间越长,该类分子与T4噬菌体的DNA单链形成杂交分子的比例越大.
(4)根据题干信息“运用同位素示踪技术及密度梯度离心等方法完成蛋白质合成过程的相关研究”可知,该系列实验的目的是研究蛋白质合成的过程(或:翻译过程中核糖体和RNA的作用).
故答案为:
(1)rRNA DNA 15N和13C
(2)翻译 具有放射性的蛋白质(或:多肽)从核糖体和rRNA的复合物上脱离
(3)①重带 ②RNA(或:mRNA;mRNA和tRNA) T4噬菌体
(4)蛋白质合成的过程(或:翻译过程中核糖体和RNA的作用)
如图表示DNA分子的一部分和RNA分子的一个片段.据图回答:
(1)通常说的遗传密码存在于上述三链中的______链上.
(2)图中9指的是______,甲链和乙链解开需要的能量直接来自于能源物质______的分解释放,人体细胞中合成该物质的主要场所是______.
(3)丙链由细胞核到核糖体上要穿过______层生物膜.
正确答案
解:(1)密码子是mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基,可见遗传密码存在于上述三链中的丙链上.
(2)图中9为氢键;生命活动所需能量的直接来源是ATP;合成ATP的场所有线粒体、细胞质基质和叶绿体,在人体细胞中合成该物质的主要场所是线粒体.
(3)丙链是通过核孔从细胞核出来的,因此没有穿过生物膜.
故答案为:
(1)丙
(2)氢键 ATP 线粒体
(3)0
解析
解:(1)密码子是mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基,可见遗传密码存在于上述三链中的丙链上.
(2)图中9为氢键;生命活动所需能量的直接来源是ATP;合成ATP的场所有线粒体、细胞质基质和叶绿体,在人体细胞中合成该物质的主要场所是线粒体.
(3)丙链是通过核孔从细胞核出来的,因此没有穿过生物膜.
故答案为:
(1)丙
(2)氢键 ATP 线粒体
(3)0
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