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专题五 遗传的分子基础、变异和进化
（时间：75分钟 满分：100分）
一、选择题（本题共20小题，每小题2分，共40分）
1．R-环技术是将某蛋白质的成熟mRNA与对应的基因加热变性后，降温使两者互补片段结合，进而研究
基因结构的一种技术。图是通过R-环技术对卵清蛋白基因检测的结果。下列有关说法不正确的是（ ）
A．图中a链表示脱氧核苷酸链，b链表示核糖核苷酸链
B．a链与b链之间互补片段遵循碱基互补配对原则
C．b链是以a链为模板合成的
D．据图分析，卵清蛋白基因中仅存在3个片段未转录
2．下丘脑SCN细胞中PER基因表达与昼夜节律有关，其表达产物的浓度呈周期性变化，图为相关过程。
下列说法正确的是（ ）
A．PER基因只存在于下丘脑SCN细胞中
B．过程①的原料为脱氧核苷酸，需要的酶是RNA聚合酶
C．过程②遵循的碱基互补配对原则是A-T、G-C、A-U
D．PER蛋白的周期性变化与过程③的反馈调节有关
3．如图1为人体内胰岛素基因控制合成胰岛素的示意图。图2为其中的第一步。下列分析正确的是
（ ）
A．图1胰岛素基因的本质是蛋白质，该基因表达产物只能注射不能口服B．图2转录过程所需的原料为脱氧核糖核苷酸
C．分析图1，核糖体在mRNA上的移动方向是“左 右”
D．图2所示②的中文名称是胞嘧啶脱氧核糖核苷酸
4．医学研究发现，神经退行性疾病与神经元中形成的R-loop结构有关。R-loop结构是一种三链RNA-
DNA杂合片段，由于新产生的mRNA与DNA模板链形成了稳定的杂合链，导致该片段中DNA模板链的
互补链只能以单链状态存在。下列叙述正确的是（ ）
A．理论上讲R-loop结构中含有5种核苷酸
B．R-loop结构中mRNA和DNA模板链的互补链碱基序列相同
C．R-loop结构中的DNA单链不稳定，易发生基因突变
D．R-loop结构只影响DNA复制不影响基因的表达
5．下图为抗青霉素细菌的产生过程， 表示死亡的个体，a、b 表示两个阶段。下列叙述正确的是
A．a 阶段使用青霉素后少部分细菌产生抗药性
B．经过 a→b 阶段的人工选择导致抗药细菌的比例增大
C．b 阶段的细菌相比较a 阶段发生了进化
D．a→b 阶段细菌发生相关基因的突变率明显提高
6．西藏是我国蝶类物种多样性最多的地区之一，目前已记录蝴蝶约占我国蝴蝶物种总数40%。日前，西
藏自治区高原生物研究所昆虫研究室团队，发现了在我国从未被记录过的蝴蝶—幻紫斑蝶亚种。下列相关
叙述正确的是（ ）
A．该亚种种群基因频率发生了定向改变
B．该发现增加了蝴蝶物种的多样性
C．该区域所有的蝶可以构成一个种群
D．对蝶类DNA测序，能提供蝶类生物进化的解剖学证据
7．人们在1.5亿年前的沉积物中发现了已灭绝的剑尾动物化石，对每个个体背甲的长/宽都进行了测量，这
一长/宽用S表示。图一表示p种群在1.5亿年前S值的分布。在1亿年前的沉积物中，在三个不同地点发
现了三个不同剑尾动物的群体，图二、三、四分别表示a、b、c3种动物群体中S值的分布情况。下列说法
错误的是（ ）A．在a、b、c三个群体中，最可能出现新物种的是c，理由是变异类型最多；可能出现适应环境的变
异类型而形成新物种
B．在发现该动物的三个地区中，环境最可能保持不变的是a，理由是群体性状与群体p最相似
C．S值的变化实质是反映了基因频率的变化，这种变化是自然选择的结果
D．要形成新的物种必须经过基因突变和基因重组、自然选择、隔离三个环节
8．诺贝尔生理学或医学奖获得者斯万特·帕博发现了丹尼索瓦人，并完成了尼安德特人基因组的测序。研
究团队还在山洞里发现了尼安德特人和丹尼索瓦人的直接杂交后代，通过对大量化石的测序，发现他们的
混血后代存活了下来，并将基因遗传给了下一代。该团队通过进一步分析比较现代人和已经灭绝的人类之
间的线粒体DNA差异，为探索人类的进化历史奠定了科学基础。下列说法正确的是（ ）
A．分子生物学证据是研究生物进化最直接、最重要的证据
B．线粒体DNA上的基因控制生物性状的遗传遵循孟德尔遗传规律
C．尼安德特人和丹尼索瓦人之间没有形成生殖隔离
D．古人类进化成现代人实质是种群基因型频率改变的过程
9．跳蝻腹节有绿条纹和黄条纹之分，某种群纯合绿条纹（AA）和黄条纹（aa）各占1/6，5年后它们的比
例均增加了一倍。相关叙述正确的是（ ）
A．5年内种群A、a基因频率发生了改变
B．这5年内该种群不可能发生进化
C．若使用农药会使该种群出现抗药性变异
D．若长期使用农药可改变该种群的基因库
10．利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。各组肺炎双球菌先进行图示处理，再培养一段时间后
注射到不同小鼠体内。下列说法错误的是（ ）
A．通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质B．能导致小鼠死亡的是A、B、C、F四组
C．F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌
D．F组中分离得到的S型菌的遗传信息与B组和D组中的菌均有差异
11．禽流感病毒属于单链RNA病毒，科学家发现该病毒的NS系列基因编码的蛋白质可以阻止HN 病毒
7 9
跨物种感染人类，NS系列基因突变能增加其感染人类的概率。科学家利用禽流感病毒NS 、NS 突变株对
1 2
实验动物进行感染实验，实验结果如下表所示。下列相关叙述正确的是（ ）
组
感染类型 结果
别
1 NS 突变株 感染概率增大
1
2 NS 突变株 感染概率增大
2
3 NS 突变株和NS 突变株混合 感染概率不变
1 2
A．与噬菌体相比，禽流感病毒不容易发生基因突变
B．NS 和NS 突变株的基因突变发生在相同碱基序列中
1 2
C．NS 与NS 基因突变前后嘌呤与嘧啶的碱基比值不同
1 2
D．NS 和NS 突变株混合感染概率不变与NS系列基因正常表达有关
1 2
12．野生甘蓝的一次变异导致某mRNA上一个编码氨基酸的密码子转变为终止密码子，导致植株形成大量
的生殖枝，经过人工选择成为花椰菜这个甘蓝亚种。下列相关叙述错误的是
A．花椰菜相应基因合成的mRNA比野生甘蓝的短
B．花椰菜的产生是由基因突变造成的
C．野生甘蓝和花椰菜之间可能不存在生殖隔离
D．突变后，mRNA编码的肽链的氨基酸数比野生甘蓝的少
13．果蝇的缺刻翅由染色体片段缺失引起，现用缺刻翅红眼雌蝇与正常翅白眼雄蝇杂交，子代表现及比例
为缺刻翅白眼雌蝇：正常翅红眼雌蝇：正常翅红眼雄蝇=1：1：1。关于该实验的分析错误的是（ ）
A．缺刻翅果蝇的缺失片段位于X染色体上
B．子代缺刻翅白眼雌蝇中缺失了红眼基因
C．染色体片段缺失可导致雄果蝇致死
D．杂合缺刻翅雌蝇与正常翅雄蝇杂交，子代缺刻翅果蝇约占1／2
14．若基因转录所合成的RNA链不能与模板分开，会形成R环（由一条RNA链与双链DNA中的一条链
杂交而组成的三链核酸结构）。下列有关说法错误的是A．R环的产生可能会影响DNA的复制
B．R环中未配对的DNA单链可以进行转录因而不会影响该基因的表达
C．杂合链中A—U/T碱基对的比例影响R环的稳定性
D．RNA链未被快速转运到细胞质中可导致R环形成
15．如图为人体囊性纤维病的产生机理示意图。据图分析，以下说法不正确的是（ ）
A．图中a表示DNA、b表示mRNA、c表示核糖体，过程①和②分别表示转录和翻译
B．图中异常蛋白质是钾离子转运蛋白
C．核糖体沿着mRNA向左移动并合成同种肽链
D．该图体现了基因通过控制蛋白质结构，直接控制生物的性状
16．下图为某种细菌中脲酶基因转录的mRNA部分序列。现有一细菌的脲酶由于基因突变而失活，突变后
基因转录的mRNA在图中箭头所示位置增加了70个核苷酸，使图示序列中出现终止密码（终止密码有
UAG、UGA和UAA）。下列有关说法错误的是（ ）
A．突变基因转录的mRNA中，终止密码为UGA
B．突变基因表达的蛋白含115个氨基酸
C．其线粒体的环状DNA分子中每个脱氧核糖都与两个磷酸相连
D．突变基因所在DNA复制时所需的酶有解旋酶、DNA聚合酶等
17．探究DNA分子复制过程实验中，通常是用15N标记的同位素示踪法。下列叙述正确的是（ ）A．用15NH C1培养若干代的大肠杆菌体内，其蛋白质和DNA分子含15N标记
4
B．整个实验过程中，每一次提取的细菌都是完成分裂一次的细菌
C．为保证实验效果，需将提取的细菌进行密度梯度超速离心和分析
D．15N标记的大肠杆菌在含14NH C1的培养基中进行一次有丝分裂，每个菌体均含15N和14N
4
18．在 DNA 复制时，5-溴尿嘧啶脱氧核苷（BrdU）可作为原料，与腺嘌呤配对，掺入新合成的子链。用
Giemsa 染料对复制后的染色体进行染色，DNA分子的双链都含有 BrdU 的染色单体呈浅蓝色，只有一条
链含有 BrdU 的染色单体呈深蓝色。现将植物根尖放在含有BrdU的培养液中培养，取根尖用 Giemsa 染
料染色后，观察分生区细胞分裂中期染色体的着色情况。下列推测错误的是（ ）
A．第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色
B．第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体着色都不同
C．第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体均为1/4
D．根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后，还能观察到深蓝色的染色单体
19．DNA复制时，一条新子链按5′→3′方向进行连续复制，而另1条链也按5′→3′方向合成新链片段一冈
崎片段（下图所示）。已知DNA聚合酶不能直接起始DNA新链或冈崎片段的合成，需先借助引物酶以
DNA为模板合成RNA引物，DNA聚合酶再在引物的3′一OH上聚合脱氧核苷酸。当DNA整条单链合成
完毕或冈崎片段相连后，DNA聚合酶再把RNA引物去掉，换上相应的DNA片段。下列相关说法正确的是
（ ）
A．引物酶属于RNA聚合酶，与DNA聚合酶一样能够催化氢键断裂
B．DNA的一条新子链按5′→3′方向进行连续复制时不需要RNA引物
C．DNA聚合酶既能催化磷酸二酯键形成也能催化磷酸二酯键断裂
D．RNA引物合成时与冈崎片段合成时的碱基互补配对原则相同
20．蛋白D是某种小鼠正常发育所必需，缺乏时表现为侏儒鼠。小鼠体内的 A基因能控制该蛋白的合成，
a基因则不能。A基因的表达受P 序列（一段 DNA 序列）的调控，如图所示。P序列在精子中是非甲基化，传给子代能正常表达；在卵细胞中是甲基化，传给子代不能正常表达。有关叙述错误的是（ ）
A．侏儒雌鼠与侏儒雄鼠交配，子代小鼠不一定是侏儒鼠
B．基因型为Aa 的侏儒鼠，A基因一定来自于母本
C．降低甲基化酶的活性，发育中的小鼠侏儒症状都能一定程度上缓解
D．A基因转录形成的mRNA通常会结合多个核糖体，产生氨基酸序列相同的多条肽链
二、非选择题（本题共5小题，共60分）
21．（14分）如图表示大肠杆菌细胞中组成核糖体的蛋白质（简称RP）的合成及调控过程。RP基因操纵
元是控制核糖体蛋白质合成的DNA分子片段，RBS是核糖体结合位。请回答下列问题：
（1）RP基因操纵元的基本组成单位是 ；①过程发生的场所是 。
（2）tRNA共有 种，其与所携带氨基酸的关系是 。
（3）大肠杆菌细胞中的RNA，其功能有 （多选）。
A．作为遗传物质 B．携带遗传密码 C．转运氨基酸 D．构成核糖体
（4）请写出生物界完善的中心法则： （用图解表示）。
（5）DNA分子的多样性与其空间结构 （填“有关”或“无关”），其多样性的原因是
。
（6）DNA分子能准确进行复制的原因是 。
22．（10分）某生物兴趣小组用模型模拟的T 噬菌体侵染细菌实验的过程如下图，据图回答下列问题：
2
（1）T 噬菌体是一种专门寄生在 体内的病毒，由于其结构简单只含有
2
适合选作为该实验的材料。（2）T 噬菌体的侵染实验与艾弗里的实验思路相同均为 ， 以32P标记组为例，保温适宜
2
时间后经搅拌离心放射性主要位于 。
（3） 请用字母和箭头表示出T 噬菌体侵染细菌的全过程 ，若a是全过程结束之后获得
2
的子代噬菌体，则其中含有放射性32P的噬菌体比例 （填“较低”或“较高”）。
（4）假设噬菌体含有3000个碱基对，其中腺嘌呤占20%，该噬菌体浸染后最终裂解释放出200个子代噬
菌体，该过程需宿主细胞提供 个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。
23．（13分）雌猫在胚胎发育早期，胚胎细胞中的1条X染色体会随机失活，形成巴氏小体，只有1条X
染色体保留活性。巴氏小体在减数分裂过程中重新激活。某种猫的毛色是由一对等位基因XO（黄色）和
XB（黑色）控制，由于X染色体的随机失活，基因型为XBXO的个体表型为黑黄相间（玳瑁猫）。
(1)基因型为XBXO的雌猫在发育早期，如果某胚胎细胞中携带XB基因的X染色体失活，则由该细胞通过
分裂和分化而形成的皮肤上会长出 色体毛；同理，如果某细胞中携带基XO因的X染色体失
活，则相应的皮肤上会长出 色体毛，因此呈现黑黄相间。
(2)黄色雌猫和黑色雄猫交配，正常情况下后代的表型有 。
(3)若上述黄色雌猫和黑色雄猫交配所生的后代中出现一只玳瑁雄猫，其形成原因是：在减数分裂Ⅰ的
期， ，然后该精子与正常的含XO基因的卵细胞结合。
(4)研究发现，X染色体失活的分子机制如图。当某条X染色体失活中心上的XIST基因转录出XistRNA后，
该分子能起到 的作用，使该X染色体失活。TSLX基因是XIST基因的反义基因（其模板链
位于XIST基因的非模板链上），该基因转录得到的TsixRNA通过 ，就会阻止XistRNA发
挥作用，使表达该基因的X染色体保持活性。
(5)人类同样具有上述X染色体失活的分子机制，科学家希望能将该机制应用于21三体综合征的治疗研究，
简述其研究设想： 。
24．（13分）回答下列有关生物进化与生物多样性的问题：
甲品系有同体色交配偏好第一期果蝇原品系喂养麦芽糖食物一组八代或更长时间后乙箱乙品系有同体色交
配偏好乙箱喂淀粉类食物一组甲箱甲箱。随着生命科学技术的不断发展，物种形成、生物多样性发展机制
的理论探索也在不断的发展与完善。如图1是科学家利用果蝇所做的进化实验，两组实验仅喂养食物不同，
其他环境条件一致。（1）第一期时，甲箱和乙箱中的全部果蝇属于 。
（2）经过八代或更长时间之后，甲箱果蝇体色变浅，乙箱果蝇体色变深．再混养时，果蝇的交配择偶出
现具有严重的同体色选择偏好，以此推断，甲、乙品系果蝇之间的差异可能体现的是 多样性，判断
的理由是 。
（3）经过八代或更长的时间后，两箱中的果蝇体色发生了很大的变化，请用现代综合进化理论解释这一
现象出现的原因：两箱分养造成 ，当两箱中果蝇发生变异后，由于 不同，导致 变化，形
成两个群体体色的很大差异。
（4）下表是甲、乙两箱中果蝇部分等位基因[A﹣a、T（T、T）﹣t、E﹣e]的显性基因频率统计的数据：
1 2
甲箱 乙箱
世代
果蝇
果蝇数 A T E A T E
1 数 2
第一
20 100% 0 64% 20 100% 0 65%
代
第四
350 89% 15% 64.8% 285 97% 8% 65.5%
代
第七
500 67% 52% 65.2% 420 96% 66% 65.8%
代
第十
560 61% 89% 65% 430 95% 93% 65%
代
甲、乙两箱果蝇的基因库较大的是 ，频率基本稳定的基因是 ，第十代时，甲箱中果蝇的该等位
基因杂合体出现的频率是 %。
（5）在某小岛上的一种啄木鸟，其喙长分布如图2甲，而其唯一的食物是一种生活在树干中的昆虫。这种
昆虫在树干中的深度分布如图2乙。有四位同学围绕“下一代鸟喙的可能长度如何”这一问题展开讨论，
四位同学的观点分别阐述如下，其中合理的是
A、下一代鸟的喙都比亲本长，因为较长的鸟喙是生存所必需的B、下一代鸟的喙都比亲本短，因为在树干浅处就很容易捕捉到昆虫
C、下一代鸟的喙不一定比亲本长，因为变异是随机的
D、下一代鸟的喙不一定比亲本长，仅一代的时间还不能进化成较长的喙
25．（10分）玉米是雌雄同株异花传粉的农作物。A、a是与结实有关的基因，B、b是与糯性有关的基因，
b控制糯性，两对基因独立遗传。现有甲、乙、丙三类玉米植株，基因型分别为AABB、AaBB、aabb，利
用这三类植株进行了四组实验，结实情况如表所示。回答下列问题。
组别 ① ② ③ ④
亲本 甲(♂)×乙(♀) 乙(♂)×甲(♀) 甲(♂)×丙(♀) 丙(♂)×甲(♀)
结实情
结实 结实 结实 不结实
况
(1)第④组杂交不结实是由于基因型为 的雌配子不能与另一种基因型的雄配子结合导致，这种现
象属于异交不亲和。
(2)为培育异交不亲和的糯性玉米新品种，研究者以甲、乙、丙三类玉米为材料进行了以下选育工作。
第一步： 杂交获得F。
1
第二步：丙与F 植株杂交得F；杂交时以 作为母本。
1 2
第三步：通过自交筛选出异交不亲和的糯性玉米新品种。
(3)异交不亲和性状在生产实践中的意义是 。
(4)雄性不育基因（m）对雄性可育基因（M）为隐性。研究人员获得了玉米新品系丁，其染色体和相关基
因位置如图1，丁发生的变异类型是 。丁在产生配子时，染色体正常分离且产生的雌配子活力均
正常。将丁作为母本与染色体正常的Mm植株杂交，得到了如图2所示的子代植株戊。戊在子代中所占的
比例为 。若戊与雄性不育的植株杂交，子代均表现为雄性不育，则其配子应满足 。
