将大肠杆菌的核糖体用15N标记,并使该细菌被噬菌体侵染,然后把大肠杆菌移入含有32P和35S的培养基中培养,请回答:
(1)由实验得知,一旦噬菌体侵染细菌,细菌细胞内会迅速合成一种RNA,这种RNA含有32P,而且其碱基能反映出噬菌体DNA的碱基比例,而不是大肠杆菌DNA的碱基比例,此实验表明:32P标记的RNA来自于_______________________________。
(2)一部分32P标记的RNA和稍后会合成的带35S 的蛋白质均与15N标记的核糖体连在一起,这种连接关系表明__________________________________________________________________。
(3)35S标记的蛋白质中的氨基酸来自_____________,可用于______________________。
(4)整个实验能够证明:_____________________________________________________。
1952年,赫尔希和蔡斯用同位素标记法研究了T2噬菌体的DNA和蛋白质在侵染大肠杆菌过程中的功能。下图甲表示T2噬菌体某些基因表达的部分过程,图乙为图甲中“○”部分的放大。请回答:
(1)图甲中的RNA聚合酶是在__________的核糖体上合成的,分子①②通常__________(填“相同”或“不同”),分子③④__________(填“相同”或“不同”)。
(2)图甲所示过程中新形成的化学键有________________。
(3)图乙中各物质或结构含有核糖的有________________,图乙所示过程中,碱基互补配对方式与图甲中①的形成过程__________(填“完全相同”或“不完全相同”或“完全不同”)。
(4)若用32P和35S共同标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,则子代噬菌体的标记情况是________________。
下列说法正确的是
A.病毒的遗传物质彻底分解产物有6种,而原核生物的遗传物质彻底分解产物有8种
B.基因重组能发生于减数分裂产生配子过程和雌雄配子随机结合的过程中
C.想验证某病毒遗传物质,用同位素标记的U的宿主细胞培养来设计实验,观察子代病毒的放射性即可
D.神经递质种类较多,既可以是有机物,也可以是无机物
下列人体内有关生理过程的描述,错误的是
A.甲、乙、丙三个过程均有氢键的破坏也有氢键的形成
B.甲、乙、丙三个过程中只有一个过程能在胰岛β 细胞核内进行
C.图乙表示翻译,通过多个核糖体的工作,细胞可在短时间内合成多条肽链
D.图甲表示DNA 的复制,通过增加复制起始点,细胞可在短时间内复制出大量的DNA
请回答下列关于遗传物质的问题:
(1)萨顿提出基因在染色体上,他得出这一推论的依据是____。
(2)在证明哪类物质是遗传物质的过程中,艾弗里和赫尔希等人的实验共同的、最关键的实验设计思路是____;他们选用了细菌或病毒为实验材料,这些实验材料的优点是____。
(3)就整个生物界来看,由于____,所以DNA是主要的遗传物质;作为遗传物质应具备的条件是____(至少写出两点)。
(4)正常情况下,在洋葱根尖分生区和成熟区细胞的细胞核中都能够发生的遗传信息的传递过程是____。(用文字和箭头表示)
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,实验过程及结果见表.
组别 | 1组 | 2组 | 3组 | 4组 | |
培养条件 | 培养液中氮源(无放射性) | 14NH4Cl | 15NH4Cl | 15NH4Cl | 14NH4Cl |
培养液中碳源(无放射性) | 12C﹣葡萄糖 | 13C﹣葡萄糖 | 13C﹣葡萄糖 | 12C﹣葡萄糖 | |
添加的放射性标记物 | 无 | 无 | 35S﹣氨基酸 | 14C﹣尿嘧啶 | |
操作和检测 | 操作核糖体放射性检测 | 无 | 无 | 有放射性 | 有放射性 |
用温和的方法破碎细菌,然后使用密度梯度离心 | |||||
离心后核糖体位置 | 轻带 | 重带 | ∥ | A |
(1)核糖体的主要成分是________和蛋白质,二者的装配场所是________;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________,这是因为合成的蛋白质会从核糖体上脱离.
(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________(“大肠杆菌”或“T4噬菌体”)的DNA单链形成杂交分子的比例越大.
下列有关科学史的叙述,正确的是( )
A.施莱登和施旺提出“一切动植物都由细胞和细胞产物所构成”,并总结出“细胞通过分裂产生新细胞”
B.赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质,其中搅拌、离心的目的是把大肠杆菌的DNA和蛋白质分离
C.1931年,科学家首先从高等植物中分离出吲哚乙酸 D.1957年,克里克提出了中心法则
近来的科学研究发现,小鼠体内HMIGIC基因与肥胖直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠,吃同样多的高脂肪食物,一段时间后,对照组小鼠变得十分肥胖,而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常,说明( )
A. 基因在DNA上 B. 基因在染色体上 C. DNA具有遗传效应 D. 基因具有遗传效应
图①~③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题:
(1)科学家证明细胞中过程①时,运用了同位素示踪技术和______________技术;②发生的主要场所是________。③发生时,产物除了多肽链还有________。1957年,克里克将________________命名为中心法则,之后随着科学的进步,科学家不断补充和完善中心法则。请写出根尖成熟区细胞遵循的中心法则的内容____________________________________________。
(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%,α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%,则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为________。
(3) 人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点________(填“都相同”、“都不同”或“不完全相同”)。
(4)图乙中各物质或结构含有核糖的有________________,图乙所示过程中,碱基互补配对方式与图甲中①的形成过程__________(填“完全相同”或“不完全相同”或“完全不同”)。
图为真核细胞细胞核中某基因的结构及变化示意图(基因突变仅涉及图中1对碱基的改变)。下列有关叙述错误的是( )
A.RNA聚合酶进入细胞核参加转录过程,能催化mRNA的形成
B.该基因1链中的每个磷酸基团都与两个脱氧核糖相连接
C.基因突变导致新基因中(A+T)/(G+C)的值减小,而(A+G)/(T+C)的值不变
D.基因复制过程中1链和2链均为模板,复制后形成的两个基因中遗传信息一般相同
大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后,可形成小肽(短的肽链)。回答下列问题:
(1)在大豆细胞中,以mRNA为模板合成蛋白质时,除mRNA外还需要其他种类的核酸分子参与,它们是______________、______________。
(2)大豆细胞中大多数mRNA和RNA聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞质这两个部位来说,作为mRNA合成部位的是____________,作为mRNA执行功能部位的是______________;作为RNA聚合酶合成部位的是______________,作为RNA聚合酶执行功能部位的是______________。
(3)部分氨基酸的密码子如表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG,则该小肽的氨基酸序列是______________。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换,但小肽的氨基酸序列不变,则此时编码小肽的RNA序列为______________。
氨基酸 | 密码子 |
色氨酸 | UGG |
谷氨酸 | GAA GAG |
酪氨酸 | UAC UAU |
组氨酸 | CAU CAC |
柳穿鱼是一种园林花卉,其花的形态结构与 Lcyc 基因的表达直接相关。现有两株花的形态结构不同的柳穿鱼植株 A 和 B,它们体内 Lcyc 基因的序列相同,只是植株 A 的Lcyc 基因在开花时表达,植株 B 的 Lcyc 基因由于有多个碱基连接了甲基基团(即DNA 甲基化修饰)而不表达。植株 A 与植株 B 杂交,F1 的花与植株 A 的相似,F1 自交产生的 F2 中绝大部分植株的花与植株 A 的相似,少部分植株的花与植株 B 的相似。下列相关说法错误的是
A.植株 B 的 Lcyc 基因不表达的原因可能是发生了基因突变
B.Lcyc 基因的 DNA 甲基化修饰可能阻碍了基因的转录过程
C.Lcyc 基因的 DNA 甲基化修饰会遗传给后代
D.上述事例说明基因能通过控制蛋白质的合成直接控制生物性状
科学家把等量的小白鼠败血症病毒(一种 RNA 病毒)颗粒加入甲乙两支试管,其中甲试管中含有带放射性标记的脱氧核糖核苷三磷酸缓冲溶液,乙试管中含有带放射性标记的核糖核苷三磷酸缓冲溶液。一段时间后,甲试管中能检测到含有放射性的核酸,乙试管中不能检测到含有放射性的核酸。下列叙述错误的是
A.甲、乙试管中都不能检测到子代病毒
B.该病毒颗粒中含有与 DNA 合成有关的酶
C.乙试管中无放射性核酸的合成是因为缺少 RNA 酶
D.加入 RNA 酶,甲试管中放射性核酸明显减少
(2019·安徽宣城二调)图甲为某种细胞内的基因表达过程,图乙中①~⑤表示生理过程。下列叙述错误的是( )
A.图甲所示过程对应图乙中的②③
B.图甲过程所需的能量由细胞质基质、线粒体提供
C.图乙中③过程中存在2种碱基互补配对方式
D.图乙中①过程不会发生在人体神经元的细胞核中
黄色小鼠(AA)与黑色小鼠(aa)杂交,产生的F1(Aa)不同个体出现了不同体色。研究表明,不同体色的小鼠A基因的碱基序列相同,但A基因上二核苷酸(CpG)胞嘧啶有不同程度的甲基化(如图)现象出现,甲基化不影响基因DNA复制。有关分析正确的是( )
A.F1个体体色的差异与A基因甲基化程度有关
B.甲基化可能影响RNA聚合酶与该基因的结合
C.碱基甲基化影响碱基互补配对过程
D.甲基化是引起基因突变的常见方式
miRNA是含有茎环结构的miRNA前体经过加工之后的一类非编码的小RNA分子(18~25个核苷酸)。下图是某真核细胞中miRNA抑制X基因表达的示意图,下列叙述正确的是( )
A. miRNA基因中含有36~50个核苷酸
B. ①过程需要解旋酶和RNA聚合酶
C. miRNA前体中不含有氢键
D. miRNA抑制X基因表达的转录过程
将所有DNA链均被3H标记的洋葱(2n=16)幼根转到普通培养基中培养一段时间,剪取根尖,制片并检测染色体的放射性。下列相关叙述正确的是( )
A. 在普通培养基中培养后的根尖伸长区细胞一定没有放射性
B. 根尖分生区的一个细胞中含有放射性的染色体最多有32条
C. 增殖两次后形成的某个子细胞中,放射性染色体的数量可为0
D. 进行到第一次分裂中期的细胞,每条染色体中都只有一条单体有放射性
TATA框是多数真核生物基因启动子中的一段DNA序列,位于转录起始点上游,其碱基序列为TATAATAAT。在转录mRNA前,先由转录因子TFII-D蛋白和TATA框结合,形成稳定的复合物,然后由RNA聚合酶依据模板链进行转录。下列相关叙述正确的是( )
A. TATA框的DNA片段中共含有2种脱氧核苷酸和8个氢键
B. TATA框经RNA聚合酶催化转录形成的片段中含有起始密码子
C. 转录开始时,TFII-D蛋白首先与TATA框结合打开碱基对之间的氢键
D. RNA聚合酶催化形成磷酸二酯键将游离的核糖核苷酸依次连接成mRNA
RNA在生物的遗传和变异中发挥重要的作用。下列与RNA相关的叙述正确的是( )
A. 有细胞结构的生物遗传物质主要是DNA,少数是RNA
B. mRNA可以沿着多个核糖体移动从而迅速合成大量蛋白质
C. tRNA上的反密码子共有64种
D. 有细胞结构的生物参与翻译过程的多种RNA均由DNA控制合成
基因与环境的“共舞”
生物体的细胞中有一本生命之书—基因组。人的生命源于一个受精卵,初始的全能或多能细胞中的DNA,在转录因子的协同作用下被激活或抑制,让细胞走向不同的“命运”,最终在细胞中表达“一套特定组合”的基因。
生命处于不断变化的环境中,亿万年的进化让生命之书中蕴藏了应对环境变化的强大潜力。细胞中基因的表达始于染色质的解螺旋,各种转录因子结合到DNA上,启动表达。研究发现,这些过程中都存在着调控,这种调控不改变DNA序列,但会对基因进行修饰,从而引起基因表达的变化及表型改变,并且有的改变是可遗传的,即表观遗传。例如DNA上结合一个甲基基团(甲基化),能引起染色质结构、DNA构象的改变,从而改变基因表达。表观遗传提供了基因何时、何处、合成何种RNA及蛋白的指令,从而更精确地控制着基因
表达。
表观遗传是个体适应外界环境的机制,在环境变化时,生物可以通过重编程消除原有的表观遗传标记,产生适应新环境的表观遗传标记,这样既适应了环境变化,也避免了DNA反复突变造成的染色体不稳定与遗传信息紊乱。
表观遗传与人的发育和疾病密不可分。胚胎发育早期,建立与子宫内环境相适应的表观遗传修饰是胚胎发育过程的核心任务。母体的饮食、供氧、感染、吸烟等与后代的高血压、II型糖尿病等疾病密切相关。表观遗传改变增加了患有特定疾病的风险,但人体可在相当程度上忍受这些改变而不发病,经历十几年或者几十年的持续压力,表观修饰的弹性被耗尽,细胞或者组织再也无法正常行使功能,从而产生疾病。
现代进化理论认为生物进化是种群基因频率的改变,现代分子遗传学则认为基因型决定生物个体的表型。然而,表观遗传学的研究表明,遗传并不是那么简单,表观遗传对遗传观的冲击,也使进化观的讨论更加复杂。
生命本质上是物质、能量和信息的统一体,基因与环境的“共舞”,才会奏响生命与环境相适应、协同进化的美妙“乐章”。
(1)全能或多能细胞走向不同“命运”的过程称为 ,依据本文,这一过程是 的结果。
(2)遗传学家提出中心法则,概括了自然界生物的遗传信息传递过程。请在方框内绘出已概括的中心法则图。
(3)基因突变和基因重组不属于表观遗传,其原因是基因突变和基因重组 发生了改变。
(4)人们用“病来如山倒”形容疾病的发生比较突然。请结合文中内容,用30字内的一句话,作为反驳这种观点的内容: 。
(5)在进化上,有一种观点叫做“获得性遗传”,认为“获得的变异可遗传给后代”。从基因与环境关系角度,这种观点是否有科学依据?请结合本文阐述理由: 。