- 遗传信息的翻译
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某研究小组发现染色体上抑癌基因邻近的基因能指导合成反义RNA,反义RNA可以与抑癌基因转录形成的mRNA形成杂交分子,从而阻断抑癌基因的表达,使细胞易于癌变,据图分析,不正确的叙述有 ( )
正确答案
解析
解:A、图中Ⅰ为转录过程,主要发生在细胞核中,A正确;
B、Ⅱ是翻译过程,与该过程直接有关的核酸有mRNA(翻译的模板)、tRNA(转运氨基酸)、rRNA(组成核糖体的重要成分,而核糖体是翻译的场所),B错误;
B、基因中碱基配对方式为A-T、C-G,而反义RNA与mRNA形成杂交分子时的碱基配对方式为A-U、C-G.可见,与邻近基因或抑癌基因相比,杂交分子中特有的碱基对是A-U,C正确;
D、如果细胞中出现了杂交分子,则会阻断抑癌基因的表达,使抑癌基因沉默,此时过程Ⅱ不能完成,D正确.
故选:B.
如图为原核细胞内某一区域的基因指导蛋白质合成的示意图.据图分析正确的是( )
正确答案
解析
解:A、①②两处都有大分子的生物合成,但原核生物的DNA是裸露的,并没有与有关蛋白质结合成染色体,A错误;
B、①处为转录过程,以DNA的一条链为模板合成信使RNA,所以有DNA-RNA杂合双链片段;而②处是按照信使RNA是核糖核苷酸的排列顺序,以密码子对应相应氨基酸合成肽链,故没有DNA-RNA杂合双链片段,B正确;
C、①处为转录过程,有RNA聚合酶而不是DNA聚合酶参与,C错误;
D、①处为转录过程,以DNA的一条链为模板合成信使RNA,该处碱基配对方式有T与A、A与U、G与C;②处是翻译过程,能发生碱基互补配对,配对方式均为A和U、G和C,D错误.
故选:B.
遗传信息的传递和表达受到多种物质的调控.铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白,铁蛋白合成的调节与游离的Fe3+、铁调节蛋白、铁应答元件等有关.铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列,能与铁调节蛋白发生特异性结合,阻遏铁蛋白的合成.当Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合,沿mRNA移动,遇到起始密码后开始翻译(如图1所示).回答下列问题:
(1)图中甘氨酸的密码子是______,铁蛋白基因中决定的模板链碱基序列为______.
(2)Fe3+浓度低时,铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了______,从而抑制了翻译的起始;Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,铁蛋白mRNA能够翻译.这种调节机制既可以避免______对细胞的毒性影响,又可以减少______.
(3)若铁蛋白由n个氨基酸组成.指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n,主要原因是______.
(4)若要改造铁蛋白分子,将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG),可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现,即由______.
(5)端粒是真核生物染色体末端的一种特殊结构,主要由特定的DNA序列与蛋白质构成,其主要生物学功能是保证染色体末端完整复制,使染色体结构保持稳定.当端粒酶存在时,在染色体末端才能合成端粒的DNA,以保持端粒长度.如图2为细胞分裂时,在有、无端粒酶情况下染色体结构变化的示意图.
①端粒酶是由RNA和蛋白质组成,能以自身的核酸为模板,在其蛋白组分的催化下,合成端粒DNA重复序列.从功能上看,端粒酶属于______酶.
②端粒酶的活性是保持绝大多数恶性肿瘤细胞继续生长必需的酶,故细胞癌变可能与端粒酶的活性有关.细胞癌变后,细胞膜上的______等减少,因而容易在体内分散和转移;膜表面会出现一些不同于正常细胞的蛋白质,这些蛋白质会成为______,引起机体的免疫应答,在应答中直接使癌细胞裂解的免疫细胞是______.
正确答案
解析
解:(1)据图可知,携带的tRNA是最左边已经离开核糖体的那个,上面的反密码子是甘氨酸的反密码子(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-色-天-…”的mRNA链碱基序列为…GGUGACUGG…,根据碱基互补配对原则,其模板链碱基序列为…CCACTGACC…,另外一条链…GGTGACTGG….
(2)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一端结合,不能沿mRNA移动,从而抑制了翻译的开始;Fe 3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,铁蛋白mRNA能够翻译.这种调节机制既可以避免Fe 3+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.
(3)指导铁蛋白合成的mRNA的碱基序列上存在不能决定氨基酸的密码子(铁应答元件、终止密码等),故合成的铁蛋白mRNA的碱基数远大于3n,在铁蛋白合成过程中最多可产生水分子=氨基酸的个数-肽链=n-1个.
(4)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.
(5)①端粒酶是由RNA和蛋白质组成,能以自身的核酸为模板,合成端粒DNA重复序列属于逆转录过程,则端粒酶属于逆转录酶.
②细胞癌变后,细胞膜上的糖蛋白等减少,因而容易在体内分散和转移;膜表面会出现一些不同于正常细胞的蛋白质,这些蛋白质会成为抗原,引起机体的免疫应答,致敏T细胞直接使癌细胞裂解.
故答案为:
(1)GGU CCACTGACC
(2)核糖体在mRNA上的结合与移动 细胞内物质和能量的浪费
(3)mRNA两端存在不翻译的碱基序列(铁应答元件与终止密码不翻译)
(4)C-G→A-T(G-C→T-A)
(5)①逆转录 ②糖蛋白 抗原 致敏T细胞
如图为人β-珠蛋白基因与其mRNA杂交的示意图,①-⑦表示基因的不同功能区.据图回答:
(1)上述分子杂交的原理是______;细胞中β-珠蛋白基因编码区不能翻译的序列是______(填写图中序号).
(2)细胞中β-珠蛋白基因开始转录时,能识别和结合①中调控序列的酶是______,其本质是______.
(3)若一个卵原细胞的一条染色体上,β-珠蛋白基因的编码区中一个A替换成T,则由该卵原细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率是______.
正确答案
解析
解:(1)β-珠蛋白基因与其mRNA杂交的原理是碱基互补配对原则;图中③和⑤不能与mRNA配对,属于编码区的内含子,它们是不能翻译的序列.
(2)图中①应为编码区上游的启动子,是RNA聚合酶识别和结合部位;RNA聚合酶的本质是蛋白质.
(3)若一个卵原细胞的一条染色体上的β-珠蛋白基因在复制时一条脱氧核苷酸链中一个A替换成T,则以这条脱氧核苷酸链为模板合成的子代DNA分子发生基因突变,而以另一条脱氧核苷酸链为模板合成的DNA分子正常,该正常DNA分子进入次级卵母细胞的概率是,再由次级卵母细胞进入卵细胞的概率也为
,所以由该卵原细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率是
.
故答案为:
(1)碱基互补配对 ③和⑤
(2)RNA聚合酶 蛋白质
(3)
如图为细胞中多聚核糖体合成某种蛋白质的示意图,则有关说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、图示表示翻译过程,所以模板是核糖核苷酸(mRNA),原料是20种游离的氨基酸,场所是核糖体,A正确;
B、图示表示翻译过程,是以同一条mRNA为模板,所以合成的②③④⑤肽链在结构上相同,B错误;
C、根据多肽链的长度可知,⑥核糖体在①mRNA上的移动方向是从右到左,C错误;
D、一个mRNA分子可以结合多个核糖体同时进行翻译过程,该过程细胞可以迅速合成出大量的蛋白质,D正确.
故选:AD.
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