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专题五 遗传的分子基础、变异和进化
(考试时间：75分钟 试卷满分：100分)
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题(本题共20个小题，每小题2分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合
题目要求的)
1．下列关于探究DNA是主要的遗传物质实验的叙述，正确的是（ ）
A．肺炎链球菌体内转化实验中，S型细菌的荚膜使R型细菌产生了荚膜
B．肺炎链球菌体外转化实验中，利用“加法原理”通过加入DNA酶、蛋白酶等来控制自变量
C．噬菌体侵染细菌的实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
D．烟草花叶病毒感染烟草实验说明RNA也可作为遗传物质
【答案】D
【解析】肺炎链球菌体内转化实验中，S型细菌中控制荚膜形成的DNA片段进入R型细菌，并与R型细菌的
DNA重组，使R型细菌产生了荚膜，A错误；肺炎链球菌体外转化实验中，利用“减法原理”通过加入DNA
酶、蛋白酶等除去DNA、蛋白质等来控制自变量，B错误；噬菌体侵染细菌的实验证明了噬菌体的遗传物质
是DNA，C错误；烟草花叶病毒由RNA和蛋白质组成，烟草花叶病毒感染烟草实验说明RNA也可作为遗传物
质，D正确。
2．活动小组为制作DNA双螺旋结构模型，选取实验材料代表相应的基团或化学键，材料的种类和数量如表
所示。下列叙述正确的是（ ）
碱基
材料种类 脱氧核糖 磷酸基团 代表化学键的小棒
A T C G
1 2
数量（个） 45 45 足量 10 15
5 5
A．制成的双螺旋模型最多能含25个碱基对
B．制成的双螺旋模型最多能含44个碱基
C．制成的双螺旋模型最多能有422种碱基排列方式
D．该DNA片段中任意一个脱氧核糖均与两个磷酸相连
【答案】B
【解析】依据表格数据可知，该模型可以形成10个A-T碱基对，15个G-C碱基对，这样共需要50个磷酸
基团和50个脱氧核糖。但表格只提供45个磷酸基团和45个脱氧核糖，因此该模型只能利用这45个磷酸基团和45个脱氧核糖，最多形成含44个碱基、22个碱基对的双螺旋模型模型，A错误，B正确；由于碱基
对的种类和数量是固定的，因此制成的双螺旋模型小于422种碱基排列方式，C错误；该DNA每条脱氧核苷
酸单链中3′端脱氧核糖只与1个磷酸相连，D错误。
3．DNA的两条链是互补的。下图为DNA半保留复制示意图，①～④表示DNA单链。下列说法错误的是（
）
A．①和②互补 B．①和③互补
C．②和④互补 D．②和③互补
【答案】D
【解析】该过程的模板是亲代DNA的两条链，即①和②链，所以①和②互补，A正确；因为①和③是新合
成的子链，所以①和③互补，B正确；因为②和④互补是新合成的子链，所以②和④互补，C正确；因为①
和②互补，①和③互补，所以②和③不互补，D错误。
4．噬菌体φX174的遗传物质是单链环状DNA分子（含有a个腺嘌呤），其复制过程如图所示，最终延伸
出的长链可切割产生多个拷贝的环化正链。某兴趣小组利用一个被15N标记的噬菌体φX174侵染宿主细胞
进行实验，下列叙述正确的是（ ）
A．噬菌体φX174的遗传物质复制时，所需的原料尿嘧啶核苷酸来自宿主细胞
B．滚动复制n次后提取DNA进行离心，离心后试管中中带占2/2n
C．若该正链进行图示复制最终产生8条正链DNA，则共消耗游离的腺嘌呤7a个
D．若噬菌体φX174的正链中嘌呤所占的比例为b，则负链中嘧啶所占比例也为b
【答案】D
【解析】尿嘧啶核苷酸是合成RNA的原料，而噬菌体φX174的遗传物质是DNA，复制时不需要尿嘧啶核苷
酸，A错误；噬菌体φX174的遗传物质是单链环状DNA分子，该单链被15N标记，如果复制n次，共产生2n
条DNA单链，而被标记的只有一条单链，所以离心后试管中中带占1/2n，B错误；单链环状DNA分子上含
有A、T、G、C四种碱基，由于不知道该单链DNA分子上T的数目，因此合成负链需要的A的数目未知，所以共消耗的腺嘌呤数目不确定，C错误；若病毒DNA中嘌呤的比例为b，根据碱基互补配对原则，互补链中
嘧啶占的比例也为b，D正确。
5．可用DNA指纹技术进行亲子鉴定，首先用限制酶将待测样品的DNA切成许多片段，再通过电泳将这些片
段按大小分开，形成DNA指纹图。如图为①②号孩子及一对夫妇的DNA指纹图谱，下列说法正确的是（
）
A．相同条带的DNA中碱基的排列顺序完全相同
B．限制酶破坏DNA中的氢键把DNA切成小片段
C．①号孩子可能与这对夫妇有亲缘关系
D．②号孩子不可能与该父亲有亲缘关系
【答案】C
【解析】在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关，在电泳凝胶中处于
相同位置的条带的DNA的分子大小相同，但是碱基的排列顺序不一定完全相同，A错误；限制酶破坏DNA
中的磷酸二酯键，把DNA切成小片段，B错误；①号孩子的电泳条带中第1个条带与母亲相同，第2个条带
与父亲相同，其他没有条带的区域也可能在母亲或父亲中找到，因此该孩子可能与这对夫妇有亲缘关系，
C正确；
②号孩子的部分条带与该父亲相同，可能与其有亲缘关系，D错误。
6．下列有关基因和染色体的叙述，错误的是（ ）
A．一条染色体上有多个基因，基因在染色体上呈线性排列
B．非同源染色体自由组合，使所有非等位基因自由组合
C．减数分裂形成配子过程中，等位基因随同源染色体分开而分离
D．基因通常是有遗传效应的DNA片段，染色体是基因的主要载体
【答案】B
【解析】基因在染色体上，且一条染色体含有多个基因，基因在染色体上呈线性排列，A正确；同源染色
体上和非同源染色体上都含有非等位基因，非同源染色体自由组合时，只能使非同源染色体上的非等位基
因发生自由组合，而同源染色体上的非等位基因不会自由组合，B错误；等位基因位于同源染色体上，因
此同源染色体分离的同时，等位基因也随之分离，C正确；基因是有遗传效应的DNA片段，染色体是DNA的主要载体，由DNA和蛋白质组成的，故染色体也是基因的主要载体，D正确。
7．真核细胞中，转录的初始产物多数无生物活性，需进行剪接等加工处理后才有生物活性。下列叙述错
误的是（ ）
A．转录是指以DNA的一条链为模板合成RNA的过程
B．转录时，RNA聚合酶使DNA解旋的过程需要消耗能量
C．核糖核苷酸在RNA聚合酶的作用下与模板上的碱基互补配对
D．转录后初始产物的加工过程一定发生了磷酸二酯键的断裂
【答案】C
【解析】转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以DNA分子的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下消耗能
量，合成RNA，A正确；转录时，RNA聚合酶使DNA解旋的过程需要ATP提供能量，B正确；转录过程中，
核糖核苷酸与模板上的碱基互补配对不需要RNA聚合酶的作用，C错误；真核细胞中，转录的初始产物多
数无生物活性，需进行剪接等加工处理后才有生物活性，因此可知转录后初始产物的加工过程一定发生了
磷酸二酯键的断裂，D正确。
8．人表皮生长因子受体-2（HER2）是一种跨膜蛋白受体，激活后能启动一系列细胞内的信号转导通路。
肺癌细胞过量表达HER2。某抗体类药物能结合肺癌细胞的HER2，阻断受体功能，引起肺癌细胞凋亡。下列
叙述正确的是（ ）
A．HER2基因发生甲基化会诱发细胞癌变
B．HER2基因表达量下降会引起细胞凋亡有关基因的表达
C．该抗体类药物靶向杀伤肺癌细胞，也会影响正常细胞的功能
D．细胞凋亡有利于维持内部环境的稳定，会引起炎症反应
【答案】B
【解析】HER2基因发生甲基化会引起HER2合成减少，而肺癌细胞过量表达HER2，所以HER2基因发生甲基
化不利于细胞癌变，A错误；某抗体类药物能结合肺癌细胞的HER2，阻断受体功能，引起肺癌细胞凋亡，
说明HER2基因表达量下降会引起细胞凋亡，此时与细胞凋亡有关的其他基因表达增强，B正确；抗体与抗
原的结合具有特异性，抗体类药物能与肺癌细胞的HER2特异性结合，靶向杀伤肺癌细胞，不影响正常细胞
的功能，C错误；细胞凋亡有利于维持内部环境的稳定，不会引起炎症反应，D错误。
9．基因M发生基因突变导致了某种遗传病。下图为某患者及其父母基因M相关序列的检测结果（同源染色
体上的两个基因M均做检测，每个基因M序列仅列出一条链，其他未显示序列均正常）。父亲具有①突变
位点，母亲具有②突变位点，但均未患病；患者具有①和②突变位点。下列说法错误的是（ ）A．该遗传病为单基因隐性遗传病
B．该实例表明基因突变具有不定向性
C．该患者患病的原因是其父母在产生配子的过程中发生了基因重组
D．患者同源染色体的①和②位点间发生互换，可产生出正常的配子
【答案】C
【解析】父亲具有①突变位点，母亲具有②突变位点，但均未患病，而患者同时具有①和②突变位点才患
病，这符合隐性遗传病的特点，即隐性纯合子患病，杂合子不患病，A正确；从图中可以看出，基因M发
生了不同位点的突变，产生了不同的结果，这表明基因突变具有不定向性，B正确；基因重组是指在生物
体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合，而这里是基因突变导致的遗传病，与基因重
组无关，C错误；患者同源染色体的①和②位点间发生互换，就有可能使突变位点①和突变位点②出现在
同一条染色体上，另一条染色体上没有突变位点，从而产生出正常的配子，D正确。
10．研究显示，多个基因与肿瘤的发生和发展密切相关，下图表示结肠癌发展过程中部分基因的变化。下
列说法错误的是（ ）
A．正常结肠上皮细胞中也有原癌基因和抑癌基因，但不表达
B．APC、p53基因发生突变，导致表达的蛋白质活性减弱或失去活性
C．正常结肠上皮细胞变成可转移癌细胞是细胞内基因突变累加效应的结果
D．敲除肿瘤细胞中的nm23转移抑制基因可能会提高癌细胞的转移能力
【答案】A
【解析】正常结肠上皮细胞中也有原癌基因和抑癌基因，二者表达情况在正常范围之内，A错误；原癌基
因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变，APC、p53基因属于抑癌基因，APC、p53基因发生突变，导致表达的蛋白质活
性减弱或失去活性，B正确；基因突变是基因累加的结果，正常结肠上皮细胞变成可转移癌细胞是细胞内
基因突变累加效应的结果，C正确；癌变细胞的黏着性降低，易于分散和转移，结合图示可知，敲除肿瘤
细胞中的nm23转移抑制基因可能会提高癌细胞的转移能力，D正确。
11．多花报春（AA）和轮花报春（BB）均是二倍体植物，其中A、B分别代表这两个远缘物种的1个染色体
组，每个染色体组均含9条染色体。将两种报春进行杂交可培育异源四倍体植物丘园报春（AABB），培育
过程如图所示。下列分析错误的是（ ）
A．培育丘园报春主要利用了染色体数目变异的原理
B．F 植株的细胞进行减数分裂时，染色体联会与分离紊乱
1
C．用秋水仙素溶液处理F 植株的种子，可获得丘园报春植株
1
D．处于有丝分裂后期的丘园报春细胞的一极有36条染色体
【答案】C
【解析】多花报春和轮花报春杂交获得F 植株，F 植株经过染色体加倍获得丘园报春，育种方式为多倍体
1 1
育种，原理是染色体数目变异，A正确；F 植株为异源二倍体，含有两个染色体组，但不存在同源染色体，
1
进行减数分裂时，会出现染色体联会与分离紊乱，B正确；F 植株是高度不育的，几乎不能产生可育的配
1
子，因此F 植株不存在种子，C错误；丘园报春为四倍体，含有36条染色体，在有丝分裂的后期，着丝粒
1
分裂，姐妹染色单体分离，细胞的一极有36条染色体，D正确。
12．蜜蜂中雌蜂由受精卵发育而来，雌蜂幼虫进食花蜜、花粉后发育为工蜂，进食蜂王浆后发育为蜂王，
而雄蜂由未受精的卵细胞发育而来。研究发现，降低DNA甲基化水平可以使进食花蜜、花粉的雌蜂幼虫发
育为蜂王。下列叙述错误的是（ ）
A．与雌蜂相比，未受精的卵细胞直接发育成雄蜂属于染色体变异
B．雌蜂幼虫进食花蜜、花粉或蜂王浆不会改变基因的碱基序列
C．蜂王体内DNA甲基化程度大于工蜂D．雌蜂幼虫发育成工蜂或蜂王是基因表达发生变化的结果
【答案】C
【解析】与雌蜂相比，未受精的卵细胞直接发育成的雄蜂，细胞中的染色体数目减半，属于染色体数目变
异，A正确；幼虫进食花蜜、花粉或蜂王浆不会改变其基因的碱基序列，B正确；降低DNA甲基化水平可以
使进食花蜜、花粉的幼虫发育为蜂王，因此蜂王体内DNA甲基化水平低，C错误；幼虫发育成工蜂或蜂王
过程中，碱基序列没有改变而性状发生改变，属于表观遗传，是基因表达发生变化的结果，D正确。
13．河北省古生物化石资源丰富，科研人员近期已修复完成两具1.3亿多年前的植食性恐龙化石，为研究
生物进化提供了重要证据。下列叙述正确的是（ ）
A．化石是保存在地层中的古代动植物的遗体、遗物或生活痕迹等
B．与恐龙相比，鱼类的化石出现在更古老的地层中
C．细胞和分子水平的证据是研究进化的最微观、最直接的证据
D．在植食性恐龙有性生殖过程中，基因重组会改变基因频率，为进化提供了原材料
【答案】B
【解析】化石是保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等，包括动物、植物及微生物等，A错
误；
生物进化的顺序之一是由水生到陆生，与恐龙相比，鱼类的化石出现在更古老的地层中，B正确；研究进
化的最直接的证据是化石，C错误；有性生殖过程中，基因重组不能改变基因频率，D错误。
14．新几内亚的园丁鸟有搭建和装饰求偶亭的行为，下列叙述错误的是（ ）
A．搭建和装饰求偶亭的求偶行为是一种适应性行为
B．亭的“豪华”程度是雌鸟对雄鸟长期选择的结果
C．亭的装饰和雄鸟的炫耀行为都是求偶成功的重要因素
D．搭建、装饰求偶亭等行为都是无需后天学习的本能行为
【答案】D
【解析】适应是生物特有的一种现象。生命的结构及功能、行为、生活方式 使该生物适合在一定环境条
件下生存和延续，称为适应，搭建和装饰求偶亭的求偶行为是一种适应性行为，A正确；题干信息：雄鸟
用树枝搭成“婚房”，以小枝铺成林荫小道，挑选羽毛、石子或花朵装饰“花园”；雌鸟经过时，成年雄
鸟发出吱吱的鸣声，并以喙衔起不同的独特物品展示求偶，亭的“豪华”程度是雌鸟对雄鸟长期选择的结
果，B正确；亭的装饰和雄鸟的炫耀行为分别属于物理信息和行为信息，亭的装饰程度和雄鸟的炫耀行为
都会引起雌鸟的选择，亭的装饰和雄鸟的炫耀行为都是求偶成功的重要因素，C正确；搭建、装饰求偶亭
等行为都是需后天学习的本能行为，D错误。
15．某种鱼体内的LDH-B是与细胞呼吸有关的基因，其等位基因LDH-Bb出现的比例随温度和纬度变化规律如图所示。下列分析正确的是（ ）
A．该鱼种群中全部个体所含有的全部LDH-B及其等位基因构成该种群的基因库
B．LDH-Bb表达的蛋白质可能促进细胞在低温下对氧气的利用
C．低温环境下LDH-Bb基因比例高是LDH-B定向突变的结果
D．在纬度为30°对应的温度环境中，该鱼被淘汰
【答案】B
【解析】基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因，所以该鱼种群中全部个体所含有的全部LDH-
B及其等位基因不能构成该种群的基因库，A错误；题干信息知，基因LDH-Bb与细胞呼吸有关，题图可知，
冷水环境（高纬度）中LDH-Bb出现比例很高，故LDH-Bb基因表达的蛋白质可能促进细胞在低温下对氧气的
利用，B正确；突变是不定向的，低温环境下LDH-Bb基因比例之所以高是由于低温对LDH-Bb基因进行定向
选择的结果，C错误；在纬度为30°对应的温度环境中，LDH-Bb基因出现的比例为0，但并不代表着该鱼
被淘汰，D错误。
16．进化过程中，一地区某种蛾的部分个体发生了一些改变，可在感受到蝙蝠的超声波时，运用复杂的飞
行模式，逃脱危险。变化后的蛾与无该变化的蛾交配后，产生的受精卵不能发育。下列叙述正确的是（
）
A．该地区蛾的全部基因构成一个基因库
B．蝙蝠捕食导致了蛾种群基因发生定向突变
C．该种蛾产生的可遗传变异是其产生适应性的必要条件
D．突变和基因重组、自然选择和隔离是物种形成的三个必要条件
【答案】C
【解析】一个种群中全部个体含有的全部基因构成一个基因库，该地区蛾包括多种蛾，即多个种群，A错
误；
蝙蝠捕食属于自然选择条件，自然选择使种群的基因频率发生定向的改变，所以蝙蝠捕食可以导致蛾种群基因发生定向改变，但不是定向突变，因为突变具有不定向性，B错误；该种蛾产生的可遗传变异是是生
物进化的原材料，是其产生适应性的必要条件，C正确；突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过
程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成，但不是物种形成的三
个必要条件，D错误。
17．科研人员探究遗传物质的两个经典实验是肺炎链球菌的转化实验和T2噬菌体侵染细菌的实验，下列关
于实验材料、过程以及结果的分析正确的是（ ）
A．上述两种实验材料均为寄生生物，都具有独立的物质和能量供应系统
B．肺炎链球菌的体内、体外转化实验均是通过“减法原理”控制实验变量
C．实验不用放射性15N标记T2噬菌体的原因是其蛋白质和DNA中均含有N
D．32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌时若保温时间短，则上清液的放射性增加
【答案】D
【解析】两种实验材料分别是肺炎链球菌和噬菌体，但噬菌体没有细胞结构，不具有独立的能量供应系统，
A错误；肺炎链球菌的体内转化实验采用加法原理，分别给小鼠注射不同类型的肺炎链球菌，并观察其存
活情况，体外转化实验则通过“减法原理”控制实验变量，B错误；实验不用15N标记噬菌体的原因是蛋白
质和核酸均含有N，但15N无放射性，C错误；32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌时若保温时间短，会有部
分噬菌体没有侵染大肠杆菌，在搅拌离心后会存在于上清液导致上清液的放射性增加，D正确。
18．神经营养因子（BDNF）是一种蛋白质，能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育。若BDNF基因表
达受阻，则会导致某种疾病的发生。如图为BDNF基因的表达及调控过程，下列说法错误的是（ ）
A．甲过程中，RNA聚合酶可以催化磷酸二酯键的形成
B．乙过程中，mRNA的A端为5'端
C．与过程乙相比，甲过程中特有的碱基配对方式是T-A
D．miRNA-195是通过抑制翻译过程来调控BDNF基因的表达
【答案】B
【解析】甲过程由BDNF基因指导RNA的合成，为转录过程，该过程需要RNA聚合酶的催化，RNA聚合酶可
催化形成磷酸二酯键，A正确；翻译时，核糖体沿着mRNA从5'端往3'端方向延伸，根据肽链的长短可知，翻译的方向是从右往左，故图中mRNA的A端是3'端，B错误；过程乙是翻译过程，配对关系是A-U、U-A、
G-C、C-G，过程甲是转录，配对关系是A-U、T-A、G-C、C-G，与过程乙相比，该过程中特有的碱基配对方
式是T-A，C正确；由图示可知，miRNA-195与BDNF基因转录形成的mRNA形成局部双链结构，从而使BDNF
基因转录的mRNA无法与核糖体结合，进而影响蛋白质的合成，D正确。
19．在三倍体无子西瓜的制作过程中，需用一定浓度的秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗。下列相关叙述正确
的是（ ）
A．秋水仙素作用于有丝分裂后期，使西瓜细胞中染色体数目加倍
B．处理后得到的西瓜植株中，细胞的染色体组数可能为2、4、8
C．得到的四倍体西瓜植株进行自交，其子代肯定不出现性状分离
D．二倍体西瓜与四倍体西瓜属于同一物种，两者之间无生殖隔离
【答案】B
【解析】秋水仙素通过抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，使染色体数目加倍，A错误；经过秋水仙素处理
后得到的西瓜植株中，细胞的染色体组数可能为2、4、8，2个染色体组的出现可能是未成功加倍的细胞，
4个染色体组是成功加倍的细胞或者为处于有丝分裂后期的正常体细胞，含有8个染色体组的细胞是经过
秋水仙素处理后成功加倍的细胞继续分裂处于有丝分裂后期的状态，B正确；得到的四倍体西瓜植株进行
自交，其子代也可能出现性状分离，如加倍后的四倍体植株的基因型为AAaa，其自交的结果会发生性状分
离，C错误；四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交形成的三倍体植物，由于联会紊乱，很难形成可育的种子，说
明四倍体西瓜与二倍体西瓜间存在生殖隔离，D错误。
20．图1表示图2中甲种病遗传病Ⅰ 、Ⅰ 和Ⅱ 的相关基因电泳图谱，图2表示某家族中两种遗传病的患
1 2 3
病情况，已知甲病在人群中的发病率为1/100，下列相关叙述错误的是（ ）
A．甲病为常染色体隐性遗传病，乙病不是显性遗传病
B．Ⅱ 与Ⅱ 甲病相关基因型一致的概率为100%
2 3
C．若Ⅲ 不携带乙病的致病基因，Ⅳ 染色体组成为XXY，则Ⅲ 在减数分裂Ⅱ后期出错
4 3 3D．若Ⅱ 与不患甲病的女子婚配，子代患甲病的概率是3/22
3
【答案】D
【解析】图2中III 患甲病，双亲不患甲病，说明甲病为隐性病。又根据甲家族的电泳图谱儿子II 有两
2 3
种基因即杂合子，若为伴X遗传，男性不会出现杂合子，故甲病为常染色体隐性遗传病，III 与III 均不
3 4
患乙病，但后代患乙病，故乙病不是显性遗传病，A正确；甲病为常染色体隐性遗传，则患病母亲I 为隐
1
性纯合子，父亲I 为显性纯合子，则后代II 与II 甲病相关基因型一致的概率为100%，B正确；若III 不
2 2 3 4
携带乙病的致病基因，则乙病为伴X染色体隐性遗传，IV 染色体组成为XXY，因其生病，则基因型为
3
XbXbY，其父母为XBXb和XBY，其生病原因为母亲III 在减数第二次分裂后期含Xb的姐妹染色单体未分离，C
3
正确；设控制甲病的基因为A/a，已知甲病在人群中的发病率为1/100，即aa频率为1/100，a频率为
1/10，A频率为9/10，Aa频率为2×1/10×9/10=18/100，AA频率为9/10×9/10=81/100，因此不患甲病的
女子基因型为2/11Aa、9/11AA，II 基因型为Aa，因此后代患甲病的概率是2/11×1/4=1/22，D错误。
3
第II卷(非选择题 共60分)
二、填空题(本题共5小题，共60分)
21．（14分）真核生物的tRNA主要在细胞核中合成，氨基酸经活化后可与相对应的tRNA结合形成氨酰
tRNA(每种氨基酸对应一种氨酰tRNA合成酶)，如图1所示。回答下列问题。
(1)合成tRNA时，需要以DNA的一条链为模板，在 酶的催化下，不断向子链的
(填“3'”或“5'”)端聚合游离的核糖核苷酸。
(2)结合氨基酸的部位是tRNA的 (填“3’”或“5’”)端。由图1推测,氨酰tRNA合成酶的作用
有 (多选，填序号)。
①识别密码子
②识别tRNA
③识别氨基酸
④催化形成氨基酸与氨基酸之间的化学键
⑤催化形成氨基酸与tRNA之间的化学键
(3)密码子在与反密码子之间进行碱基配对时，前两对碱基严格遵守标准的碱基配对规则，第三对碱基(密码子3'位碱基和反密码子5'位碱基)具有一定的自由度，规则如下表。现有一物种编码异亮氨酸的密码子
有AUU、AUC、AUA，则其细胞质中最少需要携带异亮氨酸的tRNA种类数为 种。
反密码子5'位碱基 A C G U I(稀有碱基——次黄嘌呤)
密码子3’位碱基 U G U或C A或C A、U或C
(4)翻译时，氨酰tRNA与核糖体结合情况如图2所示，据图2可知，核糖体移动的方向是
(填“从左向右”或“从右向左”)，理由是 。
【答案】(1) RNA聚合酶 3'
(2) 3' ②③⑤
(3)1
(4) 从左向右 翻译时1号位点携带着肽链的 tRNA 会将肽链输送给2号位上的tRNA
【解析】（1）合成tRNA（转录）时，以DNA 的一条链为模板，在RNA聚合酶的催化下，不断向子链的
3'端聚合游离的核糖核苷酸。
（2）翻译时，氨基酸携带在 tRNA的3'端。每种氨基酸对应一种氨酰tRNA合成酶，说明氨酰tRNA合成酶
的作用是识别氨基酸、识别tRNA。氨基酸经活化后可与相对应的tRNA结合形成氨酰tRNA，说明氨酰tRNA
合成酶能将氨基酸转移到 tRNA上，催化形成氨基酸与tRNA之间的化学键。②③⑤正确，故选②③⑤。
（3）据表可知，由于密码子的A、U、C都可以和次黄嘌呤配对，故tRNA只需要UAI一种即可满足要求。
（4）翻译时，1号位点携带着肽链的 tRNA 会将肽链输送给2号位上的tRNA，故核糖体移动的方向是从左
向右。
22．（14分）在DNA复制的过程中，氧化损伤、杂交错配等多种因素干扰会导致DNA序列发生改变，但细
胞中存在一些纠错机制。回答下列问题：
(1)DNA复制过程中的常见错误包括碱基替换、插入和缺失等，主要发生时期在 。某个碱基对的改变不
会引起最终基因表达产物发生变化的原因可能是：① ；② 。
(2)生物体进化出了一种DNA聚合酶校对子（本质上仍为DNA聚合酶），具有延伸和修复DNA链的双重功能，
可以识别错误的碱基配对并将其移除，再用正确的碱基进行替换修复。下图中能正确表示此过程的是图
（填“甲”或“乙”），校读去除错误配对的核苷酸需要破坏 （填化学键名称）。这种校对和修复机制的生物学意义为 。
(3)研究发现，线粒体中的一个基因突变速率大约是一个核基因突变速率的6~17倍，下列解释中可能成立
的是 。
①线粒体中的DNA是裸露的、无蛋白质保护
②线粒体内的基因不决定生物体的性状和功能
③线粒体内进行氧化反应容易产生大量自由基
④线粒体内的基因突变无法为进化提供原材料
⑤线粒体内DNA聚合酶的校读修读能力较差
【答案】(1) 间期 密码子存在简并性，某个碱基对的改变导致形成的密码子与未改变之前形成
的密码子对应的是同一氨基酸 碱基对的改变发生在基因的非编码区或内含子区域，转录形成的mRNA
中碱基序列没有改变
(2)乙 磷酸二酯键 可保证DNA复制的准确性，减少基因突变的发生，维持遗传信息的稳定性
(3)①③⑤
【解析】（1）DNA复制发生的时间是细胞分裂的间期，DNA复制过程中的常见错误包括碱基替换、插入和
缺失等，因此主要发生在细胞分裂的间期。若突变后转录形成的mRNA上的密码子与突变前转录形成的
mRNA上的密码子编码的氨基酸相同，即密码子的简并性，可使某个碱基对的改变不会引起最终基因表达产
物发生变化，或者发生改变的碱基对存在基因的非编码区或内含子区域，会导致形成的成熟mRNA碱基序列
不变，也不会导致基因表达产物发生变化。
（2）由图甲可知，图中的校对去除错误是把一段核苷酸链中5’端错误的碱基去除并连接上正确的碱基，
而图乙中的校对去除错误是把一段核苷酸链中3’端错误的碱基去除并连接上正确的碱基（dNTP），由于
DNA子链延伸的方向是由5’→3’端，因此乙种方式可及时将DNA复制过程中错误连接的碱基校正并替换
为正确的碱基（dNTP），并能沿3’端继续延伸子链，根据DNA聚合酶校对子（本质上仍为DNA聚合酶），具有延伸和修复DNA链的双重功能，可以识别错误的碱基配对并将其移除，再用正确的碱基进行替换修复，
可知图乙可表示上述过程；不同核苷酸之间通过磷酸二酯键相连，因此校读去除错误配对的核苷酸需要破
坏磷酸二酯键。这种校对和修复机制可保证DNA复制的准确性，减少基因突变的发生，维持遗传信息的稳
定性。
（3）①线粒体中的DNA是裸露的、无蛋白质保护，容易受到损伤，导致突变率增加，①正确；
②基因是控制生物性状的基本单位，因此线粒体内的基因也能决定生物体的性状和功能，②错误；
③线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，氧化反应会产生自由基，自由基会损伤DNA，导致突变率增加，
③正确；
④生物的性状受核基因和质基因共同控制，线粒体内的基因突变也能导致性状发生改变，也能为进化提供
原材料，④错误；
⑤线粒体内DNA聚合酶的校读修读能力较差，容易导致复制错误，增加突变率，⑤正确。
综上分析，①③⑤正确。
23．（14分）茄子是自花传粉植株，其花的单生和簇生分别由等位基因R和r控制，已知R和r位于10号
染色体上，在茄子种群中发现了一棵突变体植株，正常植株和突变体植株的相关染色体和基因如下图所示，
不含R或r的受精卵不能发育。回答下列问题：
(1)与正常植株相比，突变体植株发生的可遗传变异为 ，请设计一个最简便的杂交实验(不考
虑互换的发生)区分某植株甲是正常植株还是突变体植株。
实验方案： 。
结果预测：①若 ，则植株甲是正常植株；②若 ，则植株甲是突变体植株。
(2)现茄子种群中出现一棵表型为花单生的杂合三体植株(10号常染色体有三条)，减数分裂时该染色体的
任意两条移向细胞一极，剩下的一条移向细胞另一极。欲测定花型基因是否在10号染色体上，将该个体与
多棵花簇生茄子植株(未发生染色体变异)杂交。
①若后代花单生与花簇生的比值为 ，则该花型基因 (填“在”或“不在”)10号染
色体上；②若后代花单生与花簇生的比值为1：1，则该花型基因 (填“是”“不是”或“不一定”)在
10号染色体上。
【答案】(1) 染色体结构变异(易位) 实验方案：让植株甲自交，观察子代表型及比例 结果
预测：子代植株花单生∶花簇生=3∶1 子代植株花单生：花簇生=4∶1
(2) 5∶1 在 不一定
【解析】（1）由图可知，突变体植株中1号染色体与10号染色体部分片段发生互换，因此，突变体植株
发生了染色体结构变异（易位）。
正常植株中R与r位于一对同源染色体上，而突变体植株中R与r位于非同源染色体上，要区分植株甲是
正常植株还是突变体植株，可让植株甲自交，观察子代表型及比例。若植株甲是正常植株，自交产生的子
代基因型以及比例为RR∶Rr∶rr=1∶2∶1，故子代植株花单生∶花簇生=3∶1。若植株甲是突变体植株，
植株甲产生的雌雄配子以及比例为R0∶Rr∶0r∶00=1∶1∶1∶1（0表示不含R或r基因），不含R或r的
受精卵不能发育，故植株甲自交产生的子代中花单生∶花簇生=（1/4×1+1/4×1+1/4×2/4+1/4×2/4）∶
（1/4×1/4+1/4×1/4+1/4×1/4）=12/16∶3/16=4∶1。
（2） 为确定花型基因是否在10号染色体上，将该个体与多棵花簇生茄子植株杂交，如果控制花型的基因
在10号染色体上，则花单生杂合三体植株的基因型为RRr或Rrr。若该花单生三体植株的基因型为RRr，
则其产生的配子及其比例为RR∶r∶Rr∶R=1∶1∶2∶2，将该个体与多棵花簇生茄子植株（rr）个体杂交，
后代花单生（R_）与花簇生（rr）的比值为5∶1；
若该花单生三体植株的基因型为Rrr，则其产生的配子及其比例为R∶rr∶Rr∶r=1∶1∶2∶2，将该个体与
多棵花簇生茄子植株（rr）个体杂交，后代花单生（R_）与花簇生（rr）的比值为1∶1。如果控制花型的
基因不在10号染色体上，则花单生的杂合三体植株的基因型为Rr，该三体植株产生的配子及其比例为
R∶r=1∶1，将该个体与多棵花簇生茄子植株（rr）个体杂交，后代花单生（Rr）与花簇生（rr）的比值
为1∶1。综上分析，若后代花单生与花簇生的比值为5∶1，则该花型基因在10号染色体上；若后代花单
生与花簇生的比值为1∶1,则该花型基因不一定在10号染色体上。
24．（8分）1952年，赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记的新技术，完成了著名的噬菌体侵染细菌的实
验。请回答有关问题。
(1)赫尔希和蔡斯用不同的放射性同位素分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，而不是标记在同一种噬菌体上，
这其中蕴涵的设计思路是： 。
(2)若要大量制备用35S标记的噬菌体，需先用含35S的培养基培养 ，再用噬菌体去侵染 。
(3)请将下图中T 噬菌体侵染细菌过程的标号进行排序 →a。
2(4)T 噬菌体的遗传物质复制发生在上图中 （用字母和箭头表示）过程之间，子代T 噬菌体的外壳是
2 2
在细菌的细胞中合成的。噬菌体侵染细菌之后，合成新的噬菌体蛋白质外壳需要 。
A．细菌的DNA及其氨基酸
B．噬菌体的DNA及其氨基酸
C．噬菌体的DNA和细菌的氨基酸
D．细菌的DNA及噬菌体的氨基酸
(5)以35S标记组为例，如果 ，可能造成的结果是上清液和沉淀物的放射性强度差异不显著。
(6)T 噬菌体与细菌保温时间长短与放射性高低的关系图可能如下，下列关联中最合理的是_____（注：甲
2
组为35S标记的T 噬菌体，乙组为32P标记的T 噬菌体）。
2 2
A．甲组—上清液—① B．乙组—上清液—②
C．甲组—沉淀物—③ D．乙组—沉淀物—④
【答案】(1)分离DNA和蛋白质，单独观察其作用
(2) 大肠杆菌 含35S的大肠杆菌
(3)(a→)d→e→b→f→c
(4) e→b C
(5)搅拌不充分（合理即可）
(6)B
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌
体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【解析】（1）在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，采用的方法是同位素标记法，即用32P和35S分
别标记噬菌体的DNA和蛋白质，其目的是分离DNA和蛋白质，单独观察其作用。
（2）由于噬菌体是病毒，无细胞结构，不能在培养基中独立生存，是专一性侵染大肠杆菌的病毒，因此
为了获得含35S的噬菌体，应先将大肠杆菌在含35S的培养基上培养，再用噬菌体去侵染该大肠杆菌。
（3） 图中a为噬菌体或者子代噬菌体，b表示合成，c表示释放，d表示吸附，e表示注入，f表示组装，因此正确的顺序为(a→)d→e→b→f→c→a。
（4） T2噬菌体的遗传物质是DNA，其复制发生在图中e→b过程之间；噬菌体外壳是蛋白质，核糖体是蛋
白质的合成车间，T2噬菌体没有细胞结构，子代T2噬菌体的外壳是在细菌的核糖体上合成的；噬菌体侵
染细菌的过程中，只有DNA进入细菌，所以指导蛋白质合成的DNA来自噬菌体，核糖体、氨基酸和酶，由
细菌提供，故选C。
（5）35S标记的噬菌体是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体在侵染细菌时，蛋白质外壳没有进入细菌内，经过
搅拌离心后，蛋白质外壳分布在上清液中。若搅拌不充分，会导致部分蛋白质外壳没有与细菌分开，随着
细菌离心到沉淀物中，导致上清液和沉淀物都出现较强的放射性。
（6） 甲组用35S标记的噬菌体侵染细菌，而35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体在侵染细菌时，蛋
白质外壳没有进入细菌内，经过搅拌离心后，蛋白质外壳分布在上清液中，且放射性强度与保温时间长短
没有关系，对应于曲线④；乙组用32P标记的噬菌体侵染细菌，而32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体在侵
染细菌时，只有DNA进入细菌内，经过搅拌离心后，DNA随着细菌分布在沉淀物中。保温时间过长，噬菌
体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液中，这会使上清液的放射性含量升高，沉淀物中
放射性含量降低，对应于曲线②，B正确，ACD错误。
25．（10分）桦尺蛾的体色有黑色和灰白色，它们夜间活动，白天栖息在树干上。鸟类更易于在白天发现
体色与环境差异较大的个体，并捕食它们。科研人员对某地区桦尺蛾体色的变化进行研究。请回答问题：
(1)桦尺蛾体色的差异来源于 ，为进化提供了原材料。
(2)对该地A、B、C三个区域桦尺蛾进行调查，结果如图1。鸟类的捕食对不同体色的桦尺蛾起定向的
作用，推测1975年以后 色桦尺蛾的存活率更高。
(3)为验证上述推测，在与A、B、C环境相似的另一区域投放了等量的黑色和灰白色桦尺蛾，一段时间后统
计不同体色桦尺蛾的存活率，结果如图2。若曲线Ⅰ为 色桦尺蛾的存活率，则说明上述推测正确。
(4)不同体色桦尺蛾比例的变化，是由于种群中决定 发生定向改变。
【答案】(1)基因突变
(2) （自然）选择 灰白(3)灰白
(4)体色的基因频率
【解析】（1）基因突变可产生新基因，为生物进化提供了原材料，因此桦尺蛾体色的差异来源于基因突
变。
（2）据图可知，不同区域的桦尺蛾黑色类型比例不同，其中鸟类的捕食相当于自然选择作用，可对不同
体色的桦尺蛾起定向的选择作用；据图可知，1975年以后黑色类型的桦尺蛾比例逐渐降低，故推测1975
年以后灰白色桦尺蛾的存活率更高。
（3）若上述推测正确，在与A、B、C环境相似的另一区域投放等量的黑色和灰白色桦尺蛾，则黑色桦尺蛾
的存活率应较低，对应曲线Ⅱ，则曲线I为灰白色桦尺蛾。
（4）不同体色桦尺蛾比例的变化，实质是由于种群的基因频率发生定向改变。
