高中 | 第3节 细胞核的结构和功能 题目答案及解析

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必修一 分子与细胞

第三章 细胞的基本结构

第3节 细胞核的结构和功能

如图是遗传信息在生物大分子间传递的示意图。图中字母表示物质,编号表示过程。

  

图中结构$\rm X$                 ,可被碱性染料                 染成深色。

[["染色体","醋酸洋红、龙胆紫"]]

图中$\rm X$$\rm DNA$和蛋白质组成,是染色体,可以被碱性染料如醋酸洋红、龙胆紫染成深色。

真核生物中过程②发生的主要场所是                ,需要的原料是                                                                

[["

细胞核;$\\rm 4$种核糖核苷三磷酸

"]]

图中过程②是转录,发生的主要场所是细胞核,以$\rm DNA$的一条链为模板合成$\rm RNA$,原料是$\rm 4$种核糖核苷三磷酸。

$\rm A$的编码链序列为$\rm 5'-GGACTGATT-3'$,则 $\rm B$的序列为$\rm (\qquad)$

["

$\\rm 5' -CCUGACUAA-3'$

","

$\\rm 5' -AAUCAGUCC-3'$

","

$\\rm 5' -UUAGUCAGG-3'$

","

$\\rm 5'-GGACUGAUUG-3'$

"]
[["D"]]

转录时形成的$\rm B$(即$\rm mRNA$)与$\rm DNA$的模板链上的碱基序列互补($\rm RNA$中的$\rm U$$\rm DNA$$\rm A$互补),且$\rm RNA$链的方向与$\rm DNA$模板链的方向相反,因此若$\rm A$的编码链(与模板链互补)序列为$\rm 5'-GGACTGATT-3'$,则$\rm B$的序列与编码链相似,只是$\rm U$取代了$\rm T$的位置,为$\rm 5' -GGACUGAUUG-3'$,即$\rm D$正确,$\rm ABC$错误。

故选:$\rm D$

过程④的名称是                ,会发生过程④的生物有                                                                $\rm ($举一例$\rm )$

[["

逆转录;艾滋病病毒$\\rm /HIV$

"]]

过程④是由$\rm RNA$单链形成$\rm DNA$链,为逆转录过程,发生在$\rm RNA$逆转录病毒的宿主细胞内,如艾滋病病毒感染辅助性$\rm T$细胞后可发生逆转录过程。

真核生物的$\rm DNA$分子和由其转录出的某一成熟$\rm mRNA$的长度相比,后者长度往往明显短于前者,可能的原因有$\rm (\qquad)$

①转录的模板不是整个 $\rm DNA$分子

②基因的启动子和终止子不转录

③基因中内含子转录出的 $\rm RNA$前体相关片段会被剪切

④肽链在加工过程中可能会剪切掉部分氨基酸

⑤起始密码子和终止密码子不是由基因转录出的

["

①②③

","

②③④

","

①②④

","

①③⑤

"]
[["A"]]

①②③转录是以基因的一条链为模板进行转录,而基因是$\rm DNA$上有遗传效应的片段,因此转录的模板不是整个$\rm DNA$分子,导致形成的$\rm RNA$$\rm DNA$短。基因结构包括编码区和非编码区,转录时只转录编码区的遗传信息,因此位于非编码区的启动子和终止子遗传信息不能转录到$\rm RNA$中,导致形成的$\rm RNA$$\rm DNA$短;编码区又分为外显子和内含子,其中内含子转录的遗传信息不能编码氨基酸,因此形成的$\rm RNA$还要将内含子转录的部分剪切掉,因此形成的成熟$\rm RNA$要比$\rm DNA$短,①②③正确。

故选:$\rm A$

烟草中的尼古丁是主要的有害物质。研究发现吸烟还可能会导致后代患多动症$\rm ($也称“轻微脑功能障碍综合征”$\rm )$的概率上升。为研究相关分子机制,科学家们利用小鼠开展了下列研究。科研人员对实验组小鼠进行尼古丁处理后,检测与多动症密切相关的蛋白分子$\rm Wnt4$$\rm F$₀和$\rm F$₁代小鼠相关组织细胞中的表达水平,结果见图$\rm 1$。蛋白分子 $\rm Wnt4$的表达通常会被一种$\rm RNA$分子$\rm (microRNA-15b)$调控, 科研人员对$\rm F$₀和$\rm F$₁代小鼠细胞中的$\rm microRNA-15b$分子的表达水平进行了分析,实验结果见图$\rm 2$

  

$\rm 1$结果为科研人员对实验组小鼠进行尼古丁处理后检测多动症密切相关的蛋白分子 $\rm Wnt4$$\rm F$₀和$\rm F$₁代小鼠相关组织细胞中的表达水平$\rm ($*代表与对照组有显著差异,*的数量越多,差异越显著$\rm )$,此结果说明                                                                

[["

尼古丁对$\\rm F_{0}$$\\rm F_{1}$代小鼠不同的组织细胞中$\\rm Wnt4$的表达影响不同,对$\\rm F_{0}-$脑组织的$\\rm Wnt4$表达起抑制作用,但无显著差异;对$\\rm F_{0}-$精子中的$\\rm Wnt4$表达有显著促进作用,对$\\rm F_{1}-$脑组织的$\\rm Wnt4$表达促进效果最显著

"]]

分析柱形图,该实验的自变量为有无尼古丁处理及不同小鼠的不同组织细胞,因变量是$\rm Wnt4$的表达水平,由实验结果可知,尼古丁对$\rm F_{0}$$\rm F_{1}$代小鼠不同的组织细胞中$\rm Wnt4$的表达影响不同,对$\rm F_0-$脑组织的$\rm Wnt4$表达起抑制作用,但无显著差异;对$\rm F_{0}-$精子中的$\rm Wnt4$表达有显著促进作用,对$\rm F_{1}-$脑组织的$\rm Wnt4$表达促进效果更显著。

$\rm microRNA-15b$基因进一步分析发现,尼古丁导致了$\rm F_0$代小鼠睾丸中$\rm microRNA-15b$基因启动子区域的高甲基化,且这种甲基化修饰可以传递到$\rm F_1$代,并在$\rm F_1$代脑组织中造成$\rm microRNA-15b$的异常表达。

结合图$\rm 1$、图$\rm 2$分析可知, $\rm microRNA-15b$                $\rm ($促进$\rm /$抑制$\rm )$ $\rm Wnt4$蛋白的表达。请综合上述图$\rm 1$、图$\rm 2$研究结果及题干信息,分析吸烟可能会导致$\rm F_1$代患多动症的概率上升的分子机制:                                                                

[["

抑制;吸烟可能使生殖器官中的$\\rm microRNA-15b$基因启动子区域的高甲基化,且这种甲基化修饰可以传递到$\\rm F_{1}$代,并在$\\rm F_{1}$代脑组织中造成$\\rm microRNA-15b$的表达量下降,对$\\rm Wnt4$蛋白的表达的抑制作用减弱,导致$\\rm F_{1}-$脑组织细胞的$\\rm Wnt4$表达显著增高,患多动症概率上升。

"]]

结合题干信息及图$\rm 2$和图$\rm 3$,对比相同组织的对照组和尼古丁处理组可知,对照组的$\rm microRNA-15b$相对表达水平高时,蛋白分子$\rm Wnt4$的表达量低,尼古丁处理组的$\rm microRNA-15b$相对表达水平低时,蛋白分子$\rm Wnt4$的表达量显著增大,故$\rm microRNA-15b$会抑制$\rm Wnt4$蛋白的表达。

吸烟可能使生殖器官中的$\rm microRNA-15b$基因启动子区域的高甲基化,且这种甲基化修饰可以传递到$\rm F_{1}$代,并在$\rm F1$代脑组织中造成$\rm microRNA-15b$的表达量下降,对$\rm Wnt4$蛋白的表达的抑制作用减弱,导致$\rm F_{1}-$脑组织细胞的$\rm Wnt4$表达显著增高,患多动症概率上升。

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