北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A版》
专题8 遗传的分子基础
专题检测 A组
一、单项选择题
1.如图为烟草花叶病毒对烟草叶片细胞的感染和重建实验示意图,下列相关叙述正确的是 ( )
A.该实验证明了病毒的遗传物质是RNA
B.烟草花叶病毒是只有RNA的原核生物
C.降解的目的是让烟草花叶病毒的蛋白质分解
D.烟草叶片出现病斑是病毒RNA进行了表达
答案 D 该实验证明了烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,不能证明其他病毒的遗传物质是RNA,A错误;病
毒无细胞结构,不属于原核生物,B错误;降解的目的是让烟草花叶病毒的蛋白质与RNA分离,便于不同病毒
的重建,C错误;烟草叶片出现病斑说明重建的病毒能够进行增殖,说明病毒RNA进行了表达,D正确。
名师点睛 病毒的遗传物质为DNA或RNA,该实验只能证明烟草花叶病毒的遗传物质为RNA。
2.(2020届北京海淀期中,17)下列关于DNA复制的叙述,不正确的是 ( )
A.以A、U、C、G四种游离碱基为原料
B.DNA聚合酶催化子链延伸
C.配对碱基间通过氢键相互连接
D.子代DNA一条链来自亲代
答案 A 在对学生DNA相关知识储备考查的同时,还考查了学生的辨认、比较和解读能力,加深了学生对
该部分知识的理解。
首先U为RNA中特有的碱基,其次DNA复制应该以四种脱氧核苷酸为原料,A选项错误。DNA聚合酶
催化子链延伸,B选项正确。配对碱基间通过氢键相互连接,C选项正确。DNA复制是半保留复制,所以子代
DNA中一条链来自亲代,D选项正确。
3.(2020北京三月适应性考试,6)大肠杆菌拟核DNA是环状DNA分子。将无放射性标记的大肠杆菌,置于含
3H标记的dTTP的培养液中培养,使新合成的DNA链中的脱氧胸苷均被3H标记。在第二次复制未完成时将
DNA复制阻断,结果如图所示。
下列对此实验的理解错误的是 ( )
A.DNA复制过程中,双链会局部解旋
B.Ⅰ所示的DNA链被3H标记
C.双链DNA复制仅以一条链作为模板
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D.DNA复制方式是半保留复制
答案 C 本题借助大肠杆菌的DNA复制,考查考生辨认、比较、解读的能力和推理、归因的应用能力,试
题要求考生能够根据题干和题图信息,结合所学知识点作出合理判断,体现了科学思维素养中演绎与推理要
素。结合题图, DNA分子复制过程中,双链会局部解旋,A正确;据题干信息可知,将无放射性标记的大肠杆菌
置于含3H标记的dTTP的培养液中培养,使新合成的DNA链中的脱氧胸苷均被3H标记,再结合题图可知,题
图实线代表初始的DNA母链,虚线表示合成的DNA子链,Ⅰ所示的DNA链是第二次复制时新合成的部分
DNA子链,B正确;双链DNA复制时以DNA分子的两条链分别作为模板,C错误;第一次DNA复制后产生的
子代DNA一条链来自母链(实线),一条链为新合成的子链(虚线),故可体现DNA的复制方式是半保留复制,D
正确。
知识拓展 关于dNTP
dNTP包括4种脱氧核苷三磷酸:dATP、dTTP、 dGTP和dCTP, 这四种脱氧核苷三磷酸是在DNA复
制过程中,用来合成DNA子链的原料。1分子dNTP由1分子碱基(A、T、C、G)、1分子脱氧核糖和3分子
磷酸基团组成,而1分子ATP(三磷酸腺苷)由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸基团组成。
4.(2018北京西城期末,10)中心法则揭示了遗传信息传递与表达的过程。结合题图分析,叙述错误的是 (
)
A.大肠杆菌b过程可发生在拟核区和细胞质中
B.HIV遗传信息的流向包括d、a、b、c路径
C.b、e过程的原料均为核糖核苷酸
D.c过程中不发生碱基互补配对
答案 图中a、b、c、 d、e分别为DNA复制、转录、翻译、逆转录、RNA复制,均会发生碱基互补配对,
D选项错误。HIV是RNA病毒,需要进行逆转录,故HIV遗传信息的流向包括d、a、b、c路径,B选项正确。
大肠杆菌b过程可发生在拟核区和细胞质中,A选项正确。b、e过程的结果都是合成RNA,所需原料均为核
糖核苷酸,C选项正确。
5.(2020届北京朝阳期中,9)下列关于DNA和RNA的叙述,正确的是 ( )
A.原核生物的拟核DNA常作为基因工程中使用的载体
B.真核细胞内DNA和RNA的合成都只在细胞核内完成
C.原核细胞和真核细胞中基因表达都需要DNA和RNA参与
D.肺炎双球菌转化实验证明了DNA和RNA都是遗传物质
答案 C 原核生物的细胞内有两种DNA,一种是位于拟核区的拟核DNA,是一种大型环状DNA分子,另一
种是位于拟核区域外的质粒DNA,是一种小型环状DNA分子。基因工程中通常使用质粒作为载体,除此之
外,动植物病毒、λ噬菌体的衍生物等也可作为载体,A错误。真核细胞的DNA主要分布在细胞核,RNA主要
分布在细胞质,两者在线粒体和叶绿体中也有少量存在,所以真核细胞内DNA和RNA的合成主要在细胞核
内完成,还有少量在线粒体和叶绿体中合成,B错误。原核细胞和真核细胞中基因表达过程都包括转录和翻
译过程,都需要DNA和RNA参与,C正确。肺炎双球菌的体内转化实验说明了S型菌内存在转化因子使R
型菌转化为S型菌,但转化因子具体是S型菌的哪一成分未知,肺炎双球菌的体外转化实验证明了该转化因
子为S型菌的DNA,即证明了DNA是遗传物质,D错误。
解题关键 明确细胞内核酸的种类,明确具有细胞结构的生物体的遗传物质都是DNA,凡是有DNA的场所
都可以发生转录过程。
6.(2020北京人大附中考试)如图所示DNA分子片段中一条链含15N,另一条链含14N。下列有关说法错误的
是 ( )
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A.DNA连接酶和DNA聚合酶都催化形成①
B.解旋酶作用于③,②是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸
C.若该DNA分子中一条链上G+C=56%,则无法确定整个DNA分子中T的含量
D.把此DNA放在含15N的培养液中复制两代,子代中含15N的DNA占100%
答案 C DNA连接酶和DNA聚合酶均作用于①(磷酸二酯键),A正确;解旋酶作用于③(氢键),②是构成
DNA的基本单位之一,是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸,B正确;若该DNA分子中一条链上G+C=56%,依据碱基
互补配对原则,另一条链上G+C=56%,整个DNA分子中,G+C=56%,A+T=44%,又因为A=T,则整个DNA分子
中T占22%,C错误;把此DNA放在含15N的培养液中复制两代得到4个DNA分子,根据DNA的半保留复制
特点可知,其中有一个DNA分子的一条链含有14N,另一条链含有15N,其他3个DNA分子只含15N,子代DNA
分子均含15N,D正确。
7.(2020天津河北线上测试)某DNA分子片段中共含有3 000个碱基,其中腺嘌呤占35%。现将该DNA分子
片段用15N同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次,将全部复制产物进行密度梯度离心,得到图
甲结果;如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心,则得到图乙结果。下列有关分析正确的是 ( )
A.X层与Y层中DNA相对分子质量比大于1∶3
B.Y层中含15N标记的鸟嘌呤有3 600个
C.第二次复制结束时,含14N的DNA分子占1/2
D.W层与Z层的核苷酸数之比是4∶1
分析题图可知,X层为2个含有14N和15N的DNA分子,Y层为6个只含15N的DNA分子,因此X层与Y层中
DNA相对分子质量比小于1∶3,A错误;Y层为6个只含15N的DNA分子,一个DNA分子含有鸟嘌呤为3
1-35%×2
000×( )=450(个),则Y层中含15N标记的鸟嘌呤共有450×6=2 700(个),B错误;DNA的复制方式
2
是半保留复制,第二次复制结束时,得到的4个DNA分子中有2个含有14N,因此含14N的DNA分子占1/2,C
正确;W层有14条核苷酸链,Z层有2条核苷酸链,W层与Z层的核苷酸数之比是7∶1,D错误。
易错警示 本题易错点是A选项,DNA分子复制了3次得到8个DNA分子,Y层有6个DNA分子只含15N,
故X层与Y层中DNA相对分子质量比小于1∶3。
8.(2018北京丰台一模,2)如图表示核糖体上合成蛋白质的过程。四环素抑制tRNA与细菌核糖体的A位点
结合,使蛋白质合成停止,从而阻断细菌的生长,常用于治疗一些由细菌引起的疾病。下列有关叙述正确的是
( )
A.核糖体的主要成分是蛋白质和mRNA
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B.四环素与A位点结合促进了新肽键的形成
C.图中从E位点离开的tRNA可转运甲硫氨酸
D.人体细胞与细菌细胞的核糖体没有差异
答案 C 核糖体的主要成分是蛋白质和rRNA,A错误;据“四环素抑制tRNA与细菌核糖体的A位点结合,
使蛋白质合成停止”可知,B错误;由四环素“常用于治疗一些由细菌引起的疾病”可知,人体细胞与细菌细
胞的核糖体存在差异,D错误;由图中信息可知,从E位点离开的tRNA曾经携带的氨基酸是M,根据图注可知
M是甲硫氨酸,C正确。
9.(2020北京顺义二模,7)新型冠状病毒具有很强的传染力,其遗传物质为“+RNA”,繁殖过程如图。与大肠
杆菌相比下列相关叙述正确的是 ( )
A.完成遗传物质的复制均需RNA聚合酶
B.遗传物质复制过程中所需的原料相同
C.蛋白质的合成均需要宿主细胞的核糖体
D.遗传物质复制均遵循碱基互补配对原则
答案 D 本题以新型冠状病毒和大肠杆菌的比较为载体,考查了新型冠状病毒和大肠杆菌遗传物质的复制、
蛋白质的合成等相关基础知识,体现了科学思维素养中归纳与概括、演绎与推理要素。新型冠状病毒的遗
传物质为RNA,是RNA病毒,属于无细胞结构生物,需在宿主细胞中才能繁殖;新型冠状病毒遗传物质的复制
需要RNA聚合酶的催化,所需原料是由宿主细胞提供的四种游离的核糖核苷酸;蛋白质合成需要在宿主细胞
的核糖体上完成。大肠杆菌属于原核生物,遗传物质为DNA,其复制需要解旋酶和DNA聚合酶,所需原料为
四种游离的脱氧核糖核苷酸;大肠杆菌属于细胞生物,在自身的核糖体上可完成蛋白质的合成。两者的遗传
物质复制时均遵循碱基互补配对原则,故A、B、C错误,D正确。
二、不定项选择题
10.(2020山东邹城期中)在T(T2,下同)噬菌体侵染细菌的实验中,随着培养时间的延长,培养基内T 噬菌体与
2 2
细菌的数量变化如图所示,下列相关叙述正确的是 ( )
A.T 噬菌体增殖所需的原料、酶、能量均来自细菌
2
B.在O~t 时间内,T 噬菌体还未侵入细菌体内
1 2
C.在t~t 时间内,T 噬菌体侵入细菌体内并增殖导致细菌大量死亡
1 2 2
D.在t~t 时间内,T 噬菌体因失去寄生场所而停止增殖
2 3 2
答案 ACD T(T2,下同)噬菌体属于病毒,必须在宿主细胞内才能代谢和增殖,模板是亲代T 噬菌体的DNA,
2 2
原料、酶和能量均由细菌提供,A正确;在O~t 时间内,T 噬菌体可能已侵入细菌体内,但还没有大量增殖,B错
1 2
误;在t~t 时间内,由于T 噬菌体侵入细菌体内并增殖,导致细菌大量死亡,C正确;在t~t 时间内,被侵染的细
1 2 2 2 3
菌已裂解死亡,T 噬菌体因失去寄生场所而停止增殖,D正确。
2
易错警示 分析题中曲线图,在O~t 时间内,无法确定T 噬菌体是否已侵入细菌体内,只是可能侵入细菌。
1 2
11.用15N标记含有100个碱基对的DNA分子片段,该DNA分子碱基间的氢键共有260个,在含l4N的培养基
中连续复制多次后共消耗游离的嘌呤类脱氧核苷酸1 500个,下列叙述正确的是 ( )
A.该DNA片段中共有腺嘌呤60个,复制多次后含有15N的DNA分子占7/8
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B.若一条链中(A+G)/(T+C)<1,则其互补链中该值大于1
C.若一条链中A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则其互补链中该比例为4∶3∶2∶1
D.该DNA分子经复制后产生了16个DNA分子
答案 BD 设A=T=X,则C=G=100-X,由于A和T之间有2个氢键,C和G之间有3个氢键,因此2X+3(100-
X)=260,解得X=40,即该DNA片段中共有腺嘌呤40个;该DNA分子中含有嘌呤类脱氧核苷酸100个,设该
DNA分子复制n次,可得(2n-1)×100=1 500,解得n=4,说明该DNA分子共复制4次,因此经复制后可产生
24=16个DNA分子;且根据DNA分子的半保留复制,复制多次后含有15N的DNA分子占2/24=1/8,A错误,D
正确。DNA两条链中(A+G)/(T+C)的值互为倒数,故一条链中该值小于1,则其互补链中该值大于1,B正确。
若一条链中A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则其互补链中该比例应为2∶1∶4∶3,C错误。
12.(2020湖南长沙四校模拟)(不定项选择)将蚕豆根尖分生区细胞先在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养
基中培养,使其完成一个细胞周期,并检测放射性;然后在含秋水仙素但不含放射性标记的培养基中培养一个
细胞周期后,进行第二次检测;最后在不含放射性标记的培养基中培养,使其完成一个细胞周期,在分裂中期进
行第三次检测,在培养结束后进行第四次检测。下列有关说法正确的是( )
A.第一次检测时,细胞中每条染色体的DNA均被标记
B.第二次检测时,细胞中都有一半的染色体带标记
1
C.第三次检测时,细胞中带标记的染色单体占
4
D.第四次检测时,含标记的细胞中都有一半的染色体带标记
答案 ABC DNA的复制方式是半保留复制,根尖分生区细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中
培养完成一个细胞周期,产生的两个子细胞中所有染色体都有一条DNA链被3H标记,A正确;在第二次培养
时,细胞中新合成的DNA链都不带标记,着丝点(粒)分裂使姐妹染色单体分离,其中有一半子染色体不带标记,
在秋水仙素的作用下,细胞中的染色体数目加倍,故第二次检测时,细胞中都有一半的染色体带标记,B正确;在
1 3
第三次检测时,细胞中新合成的DNA链都不带标记,中期时有 的染色单体带标记, 的染色单体不带标记,
4 4
C正确;由于分裂后期姐妹染色单体分开,新形成的子染色体随机移向细胞两极,因此培养结束后,最终产生的
子细胞中带标记的染色体数目不确定,D错误。
解题关键 分析题意并准确把握细胞分裂过程中DNA分子复制的特点与复制的原理是解题的关键。
三、非选择题
13.(2018北京海淀期末,27)为研究真核细胞成熟mRNA分子上第一位核苷酸的结构修饰对其结构稳定性的
影响,科研人员进行了探索。(14分)
(1)mRNA是 过程的模板,其结构修饰会影响它的半衰期。
(2)正常情况下,成熟mRNA分子5'端的修饰结构如图1所示。由图可知,成熟mRNA分子第一位核苷酸的全
称是 ,它被进行了碱基A甲基化(m6A)和核糖甲基化(A )以及5'端加 的修饰。
m
图1
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(3)研究者分别将有m7G、无m7G的mRNA导入细胞,检测到有m7G组的mRNA半衰期为无m7G组的2.3倍,
这说明 。
(4)为研究m6A和A 对结构稳定性的影响,研究者用特定的酶水解四种不同修饰的mRNA分子,检测游离的
m
m7GDP量,结果如图2。
图2
①本实验中,对照组是 组。
②由图1 分析,水解酶的作用部位是 号磷酸之间的化学键;图2结果表明, 修饰对mRNA结
构稳定性的作用最强。
答案 (1)翻译 (2)腺嘌呤核糖核苷酸 m7Gpp (3)m7G能延缓mRNA的降解 (4)①m7Gpppm6A
m
……
②Ⅱ和Ⅲ 仅m6A
解析 本题以mRNA的5'端帽子结构与mRNA稳定性的关系为载体,考查基因表达、RNA组成等基础知识
点,本题对通过实验分析考点比较侧重,考生需综合判断各组在实验中的作用,综合分析及推理,体现了对科学
思维中归纳与概括、科学探究中结果分析等素养要素的考查。(1)mRNA是翻译过程的模板。(2)根据图1
可知,图中下方“注”给出“……”为mRNA上第2位到第n位核苷酸,所以,图1为第一个核苷酸,图中右侧
A碱基与其所连接的核糖均甲基化,这个核苷酸的全称是腺嘌呤核糖核苷酸,而图1中左侧为额外添加的修
饰,由图可以得出,此修饰为m7Gpp。(3)由题干可知,有m7G组的mRNA半衰期为无m7G组的2.3倍,说明
m7G可以延长mRNA的半衰期,使mRNA稳定性更强,所以m7G能延缓mRNA的降解。(4)①由题干可知,实
验目的为研究m6A和A 对结构稳定性的影响,根据(2)可知,正常情况下,成熟mRNA分子的修饰包括m6A、
m
A 和5'端的m7Gpp,所以对照组为m7Gpppm6A ……。②由题可知,水解酶水解mRNA后能够检测到m7GDP,
m m
所以如图1,水解酶作用部位是Ⅱ、Ⅲ号磷酸之间的化学键;由图2可知,游离的m7GDP含量最少的组为对
mRNA结构稳定性的作用最强的,即图中m7Gpppm6A……组,所以仅被m6A修饰对mRNA结构稳定性的作用
最强。
14.(2019北京东城期末,33)为研究果蝇致死基因(Sxl基因)对小鼠的影响,研究人员通过基因工程培育出含Sxl
基因的多个品系杂合小鼠。
(1)为获得转基因小鼠,首先将目的基因通过 法导入多个不同的 中,培育形成多个不
同小鼠品系。科研人员发现除S品系转基因杂合小鼠表现为发育异常外,其他品系都表现正常,测定
,发现均无显著差异,因此推测S品系小鼠发育异常不是Sxl基因表达的蛋白质导致的。
(2)为研究S品系小鼠发育异常的原因,科研人员通过测序发现Sxl基因插入到小鼠细胞的5号染色体上(位置
关系如图1所示)。
图1
检测野生型小鼠和S品系小鼠细胞中P1基因和DCK基因的转录情况,结果如图2所示:
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图2
图2结果显示,与野生型小鼠相比,S品系小鼠中P1基因转录量 ,DCK基因转录量 。由此说明
。
(3)进一步研究发现P1基因转录出的RNA不能翻译出蛋白质。已知M-s基因和M-l基因表达的蛋白质对生
长发育起重要调节作用,为探究P1基因的作用机制,研究人员分别将P1基因、M-s基因和M-l基因导入不表
达这3个基因的小鼠细胞中。在导入后的16 h和32 h,分别检测M-s基因和M-l基因的mRNA,结果如图3
所示。在只导入M-s基因或M-l基因的情况下,只在 h检测到杂交带。实验结果说明P1基因转录出
的RNA的作用是 。
图3
(4)该系列实验说明,导入Sxl基因引起S品系小鼠发育异常的原因是 。
答案 (1)显微注射 受精卵 所有品系小鼠的Sxl基因表达量
(2)减少 不变 Sxl基因的插入抑制P1基因的转录
(3)16 抑制M-s基因和M-l基因转录出的mRNA的分解
(4)Sxl基因插入,使P1基因的转录被抑制,进而导致M-s基因和M-l基因转录出的mRNA的稳定性降低,致使
其翻译出的对生长发育起重要调节作用的蛋白质减少,小鼠发育异常。
解析 (1)据题可知,为获得转基因小鼠,基因工程受体细胞为小鼠受精卵,采用的方法是显微注射法。据推测
结果可知Sxl基因表达的蛋白质不是导致S品系小鼠与其他小鼠表现型存在差异的原因,因此要通过测定所
有品系小鼠的Sxl基因表达量为该推测提供依据。
(2)通过图2获取信息可知,与野生型相比,S品系P1基因转录条带浅,P1基因转录量低,DCK基因转录条带与
野生型差异不大,DCK基因转录量基本不变。Sxl基因插入是出现上述差异的原因,即Sxl基因的插入抑制P1
基因的转录。
(3)由图3可知,在只导入M-s基因或M-l基因的组中,只在16 h时有条带显示,即存在相应的M-s mRNA或
M-l mRNA,此时可检测到杂交带。在只导入M-s基因组中,对比其16 h和32 h结果,推测随时间延长M-s
mRNA降解消失。分析导入M-s基因和同时导入P1基因、M-s基因发现16 h时两组条带无显著差异,即
P1基因并不会对M-s mRNA的合成有影响,但32 h时同时导入P1基因、M-s基因组仍有条带,即M-s
mRNA并未降解消失,P1基因是形成该差异的原因。由“P1基因转录出的RNA不能翻译出蛋白质”可知
P1基因通过转录的RNA发挥作用,即P1基因转录出的RNA能抑制M-s基因转录出的mRNA的分解,同样
分析对比只导入M-l基因和同时导入P1基因、M-l基因两组可知P1基因转录出的RNA也能抑制M-l基因
转录出的 mRNA的分解。
(4)综合(1)、(2)、(3)中推论可知,P1基因的转录能抑制M-s基因和M-l基因转录出的mRNA的分解,Sxl基因
的插入抑制P1基因的转录从而使P1基因的这种作用减弱或丧失,即M-s基因和M-l基因转录出的mRNA
会迅速分解,从而使翻译出的蛋白质减少,据题目信息“已知M-s基因和M-l基因表达的蛋白质对生长发育
起重要调节作用”,可知该改变将影响生长发育。
能力解读 本题(1)考查辨认、解读的理解能力;(2)考查解读的理解能力和推理的应用能力;(3)、(4)考查解读
的理解能力和论证的思辨能力。
解题关键 正确解读题干中的文字信息,运用单一变量原则进行实验结果分析,并有效转化成规范表达是解
题关键。
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15.(2020江苏徐州一检)φ174噬菌体的遗传物质是单链DNA,感染宿主细胞后,先形成复制型的噬菌体双链
DNA分子(母链为正链,子链为负链),转录时以负链为模板合成mRNA。如图为φ174噬菌体的部分基因序列
(正链)及其所指导合成蛋白质的部分氨基酸序列(图中数字为氨基酸编号)。分析回答问题。
(1)基因D与E指导蛋白质合成过程中,mRNA上的终止密码子分别是 ,翻译形成的一条肽链中
分别含有 个肽键。
(2)基因E的负链DNA作为模板指导合成的mRNA中,鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的43%,mRNA及其
模板链对应区段的碱基中腺嘌呤分别占32%、22%。则与mRNA对应的复制型的双链DNA分子区段中腺
嘌呤所占的碱基比例为 。基因E的负链DNA作为模板指导合成的mRNA中,至少需要消耗
个游离的胞嘧啶核糖核苷酸。
(3)与宿主细胞的DNA复制相比,φ174噬菌体感染宿主细胞后形成复制型双链DNA分子过程的不同之处是
。
(4)φ174噬菌体单链DNA中一个碱基发生替换,导致基因D指导合成的肽链中第59位氨基酸由缬氨酸(密码
子为GUU、GUC、GUA和GUG)变成丙氨酸(密码子为GCU、GCC、GCA和GCG),则该基因中碱基替换
情况是 。
(5)一个DNA分子上不同基因之间可以相互重叠,这是长期 的结果,其主要的遗传学意义是
(写出一点即可)。
答案 (1)UAA、UGA 151、90 (2)27% 69 (3)模板、酶不同(合理即可) (4)T→C (5)自然选择(或进
化) 可以节约碱基,提高碱基利用的效率;有效地利用DNA遗传信息量;参与对基因表达的调控(写出一点即
可)
解析 (1)识图分析可知,基因D转录终止时正链的碱基为TAA,则根据碱基互补配对原则,负链上的对应碱基
为ATT,故mRNA上终止密码子为UAA,同理基因E转录终止时正链的碱基为TGA,负链对应碱基为
ACT,mRNA上终止密码子为UGA。基因D指导合成的肽链中共含有152个氨基酸,则肽键数为151个,基因
E指导合成的肽链中共含有91个氨基酸,则肽键数为90个。(2)已知mRNA及其模板链对应区段的碱基中
腺嘌呤分别占32%、22%,则对应的DNA区段中腺嘌呤占(32%+22%)÷2=27%。根据题意可知,mRNA中,鸟
嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的43%,即U+G=43%,则A+C=57%,由于mRNA中腺嘌呤占32%,则C占
mRNA中碱基的57%-32%=25%,而基因E中负链DNA碱基数为92×3=276,故基因E的负链DNA作为模板
指导合成的mRNA中,至少需要消耗游离的胞嘧啶核糖核苷酸25%×276=69(个)。(3)φ174噬菌体感染宿主细
胞后形成复制型双链DNA分子过程不同于宿主细胞的DNA复制之处为模板、酶不同。(4)该基因突变是
由φ174噬菌体单链DNA中一个碱基的替换引起的,故缬氨酸的密码子第2个碱基U变为了碱基C,成为丙
氨酸的密码子,相应的则是模板链(负链)中A替换成了G,根据碱基互补配对原则可推,基因(正链)中T替换成
了C。(5)一个DNA分子上不同基因之间可以相互重叠,这是长期自然选择(或进化)的结果,不仅可以节约碱
基、有效地利用DNA遗传信息量,还可以参与对基因表达的调控。
思维点拨 本题以φ174噬菌体感染宿主细胞的生命活动为背景考查DNA的复制、转录和翻译的知识点,
要求学生掌握DNA复制的过程及其条件和特点,能够利用碱基互补配对原则和常见的碱基比例进行DNA
复制和转录过程中的计算,识记转录和翻译的过程,把握密码子和氨基酸之间的关系,这是该题考查的重点。
专题检测 B组
1.(2020北京海淀期中,16)为研究R型肺炎双球菌转化为S型的转化因子是DNA还是蛋白质,研究者进行了
如图所示的转化实验。对本实验的分析,不正确的是 ( )
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A.本实验通过酶解去除单一成分进行研究
B.甲、乙组培养基中只有S型菌落出现
C.蛋白酶处理结果显示提取物仍有转化活性
D.本实验结果表明DNA使R型菌发生转化
答案 B 本实验通过酶解去除单一成分进行研究,采用减法原理,A选项正确。发生转化的细菌占少数,所
以甲、乙组培养基中有R型和少量S型菌落出现,B选项错误。乙组培养基中出现了S型菌,说明经过蛋白
酶处理后的提取物仍有转化活性,C选项正确。丙组DNA分解后,无S型菌,甲组和乙组有,所以本实验结果
表明DNA使R型菌发生转化,D选项正确。
2.(2020北京三月适应性考试,5)在噬菌体侵染白喉棒状杆菌并增殖的过程中,需要借助细胞器完成的步骤是
( )
A.噬菌体特异性吸附在细菌细胞上
B.噬菌体遗传物质整合到细菌DNA上
C.噬菌体DNA在细菌细胞中转录
D.噬菌体的蛋白质在细菌细胞中合成
答案 D 噬菌体为专性寄生于细菌细胞内的病毒,有严格的宿主特异性,其吸附过程是通过表面信息分子
与细菌表面的受体进行特异性识别并结合完成的,A不符合题意;细菌DNA存在于拟核和质粒中,噬菌体的遗
传物质整合到细菌DNA上无需细胞器,B不符合题意;噬菌体DNA在细菌细胞中转录的主要场所在拟核,C
不符合题意;噬菌体的蛋白质在细菌细胞中的合成场所是核糖体,核糖体是原核(细菌)细胞唯一的细胞器,D
符合题意。
3.下面是T(T2,全书同)噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图,有关叙述正确的是 ( )
2
A.被标记的T 噬菌体是直接接种在含有35S的培养基中获得的
2
B.培养时间过长会影响上清液中放射性物质的含量
C.培养时间过短会影响上清液中放射性物质的含量
D.搅拌不充分会影响上清液中放射性物质的含量
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答案 D T(T2,下同)噬菌体属于病毒,病毒必须寄生在活细胞中,不能用培养基直接培养,A错误;培养时间
2
的长短会影响32P标记的实验结果,不影响35S标记的实验结果,B、C错误;搅拌不充分会使T 噬菌体的蛋白
2
质外壳吸附在细菌表面,使沉淀物中有少量放射性,即搅拌不充分会使上清液中放射性物质的含量较正常值
低,D正确。
易错警示 T 噬菌体侵染细菌的实验中应注意的三个关键点:(1)含放射性标记的T 噬菌体不能用培养基直
2 2
接培养,因为病毒只能寄生在活细胞中,营专性寄生生活,所以应先培养细菌,再用细菌培养T 噬菌体。(2)不
2
能标记C、H、O、N,因为这些元素是蛋白质和DNA共有的,无法将DNA和蛋白质区分开。(3)35S(标记蛋白
质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一个T 噬菌体上,因为放射性检测时,只能检测到放射性物质存在部
2
位,不能确定是何种元素的放射性。
4.(2017浙江11月选考,20,2分)某真核生物DNA片段的结构示意图如图。下列叙述正确的是( )
A.①的形成需要DNA聚合酶催化
B.②表示腺嘌呤脱氧核苷
C.③的形成只能发生在细胞核
D.若α链中A+T占48%,则DNA分子中G占26%
答案 D ①氢键的形成不需要DNA聚合酶催化,A错误;②表示腺嘌呤,B错误;③磷酸二酯键的形成可发生
在细胞核或者线粒体和叶绿体中,C错误;若α链中A+T占48%,则DNA分子中G占26%,D正确。
5.(2020北京石景山一模,6)在进行DNA分子模型的搭建过程中,能体现DNA分子多样性的做法是 ( )
A.用不同形状的塑料片表示不同碱基
B.搭建多个随机选用碱基对的DNA分子
C.改变磷酸和糖之间的连接方式
D.遵循碱基互补配对原则
答案 B 本题以DNA分子模型的搭建为背景,考查DNA分子的结构及其多样性、碱基互补配对原则等知
识点,体现了生命观念素养中结构与功能观要素和科学思维素养中归纳与概括、模型与建模要素。DNA分
子中的碱基只有四种,DNA单链中磷酸和脱氧核糖的连接方式相同,碱基互补配对的方式有A—T、C—G,所
以都不能体现DNA分子的多样性;碱基对的数目和排列顺序导致了DNA分子的多样性,所以搭建DNA分子
模型时随机选用碱基对最能体现DNA分子的多样性,B正确。
6.(2019北京西城期末,7)M13丝状噬菌体的遗传物质是单链闭合的DNA,以下叙述正确的是 ( )
A.M13的DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数
B.M13的DNA复制过程涉及碱基互补配对
C.可用含35S的培养基培养M13以标记蛋白质
D.M13的核糖体是合成蛋白质外壳的场所
答案 B M13的DNA分子是单链,碱基没有发生互补配对,所以嘌呤数不一定等于嘧啶数,A错误;单链
DNA复制过程涉及碱基互补配对,B正确;噬菌体属于病毒,营寄生生活,因此需先用含35S的培养基培养细菌,
再用含35S的细菌培养噬菌体,以标记噬菌体的蛋白质,C错误;噬菌体无细胞结构,不含细胞器核糖体,D错误。
7.(2018北京西城期末,9)1958年,Meselson和Stahl用稳定同位素和氯化铯密度梯度离心方法研究大肠杆菌
DNA的复制。首先将大肠杆菌放入以 15NHCl为唯一氮源的培养液中培养多代,然后转入以 14NHCl 为唯
4 4
一氮源的培养液中培养。提取不同代数大肠杆菌的DNA,进行密度梯度离心,结果如图所示(0世代时,DNA
条带的平均密度是1.724,4.1世代时,较深的DNA条带平均密度是1.710)。下列分析错误的是( )
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A.该实验证明了DNA的复制是半保留复制
B.条带密度越来越小的原因是15N在逐渐衰变
C.1.0世代时,DNA条带的平均密度是1.717
D.4.1世代时,两个DNA条带的含量比值大于7∶1
答案 B 本题以DNA半保留复制的相关科学史为背景,利用相关数据考查学生对DNA复制方式、密度梯
度离心技术的理解和应用。15N不是放射性同位素,不存在放射性,不会逐渐衰变,B错误。
疑难突破 本题应结合DNA复制的简易过程图进行分析,这样可以降低难度。若大肠杆菌的DNA进行半
保留复制,则DNA复制过程与题干中图示对应如图,可见0世代仅出现重带,1.0世代仅出现中带,3.0世代出
现轻带和中带,符合半保留复制的特点。由于0世代时,DNA条带即重带的平均密度是1.724;4.1世代时,较深
的DNA条带即轻带的平均密度是1.710,因此1.0世代时,DNA条带即中带的平均密度为二者的平均值,为
1.717。而4.0世代的轻带和中带之比为7∶1,若继续复制,则轻带比例会继续升高,故4.1世代时,两个DNA条
带的含量比值大于7∶1。
8.(2020北京海淀二模,6)mRNA的碱基序列会控制其寿命(半衰期),不同mRNA的寿命各不相同。下列叙述
不正确的是( )
A.mRNA彻底水解产物为磷酸、脱氧核糖及碱基
B.mRNA的寿命与对应基因的碱基排列顺序有关
C.mRNA的寿命与翻译产生的蛋白质含量有关
D.mRNA的半衰期长短是调控基因表达的方式之一
答案 A 本题从结构与功能观的角度考查学生对中心法则相关知识点的掌握程度,同时还对学生的观察、
分析、推理等科学思维提出一定的挑战。mRNA的基本单位是核糖核苷酸,一分子核糖核苷酸由一分子磷
酸、一分子核糖和一分子含氮碱基组成,故mRNA初步水解为核糖核苷酸,彻底水解为磷酸、核糖和含氮碱
基,A错误;基因的表达包括转录和翻译两个过程,转录时,基因的模板链决定了mRNA的碱基序列,进而影响
其半衰期和翻译产生的蛋白质数量,B、C、D正确。
9.(2018北京海淀二模,2)许多基因的启动子内富含CG重复序列,若其中的部分胞嘧啶(C)被甲基化成为5-甲
基胞嘧啶,就会抑制基因的转录。下列与之相关的叙述中,正确的是 ( )
A.在一条单链上相邻的C和G之间通过氢键连接
B.胞嘧啶甲基化导致表达的蛋白质结构改变
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C.胞嘧啶甲基化会阻碍RNA聚合酶与启动子结合
D.基因的表达水平与基因的甲基化程度无关
答案 C DNA分子中,互补链中相邻碱基之间通过氢键相连,但单链中相邻碱基之间通过脱氧核糖—磷酸
—脱氧核糖相连,A错误;据题干可知,启动子处的C甲基化,可抑制RNA聚合酶与启动子识别并结合,从而抑
制基因的转录,但启动子为非编码序列,因此该基因控制合成的蛋白质空间结构不变,B、D错误,C正确。
10.(2020河北唐山月考)如图表示T(T2,下同)噬菌体侵染大肠杆菌实验的过程,图中亲代T 噬菌体已用32P标
2 2
记,A、C中的方框代表大肠杆菌,分别来自锥形瓶和试管。下列有关叙述错误的是 ( )
A.图中锥形瓶内的培养液要加入含32P的无机盐来培养大肠杆菌
B.图中A中少量T 噬菌体DNA未侵入细菌会导致沉淀物中的放射性强度偏低
2
C.若亲代T 噬菌体的DNA中含有腺嘌呤50个,则复制3次需要胸腺嘧啶350个
2
D.C中子代T 噬菌体蛋白质外壳的合成需要T 噬菌体的DNA和细菌的氨基酸参与
2 2
答案 A 图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的,实验中需用带32P标记的T(T2,下同)噬菌体侵染
2
未被标记的大肠杆菌,A错误;图中A中少量T 噬菌体DNA未侵入细菌,搅拌离心后会出现在上清液中,导致
2
上清液中的放射性强度偏高,而沉淀物中的放射性强度偏低,B正确;若亲代T 噬菌体的DNA中含有腺嘌呤
2
50个,则胸腺嘧啶也是50个,所以复制3次需要胸腺嘧啶的数目为50×(23-1)=350(个),C正确;子代T 噬菌体蛋
2
白质外壳的合成需要T 噬菌体的DNA作为模板,细菌的氨基酸作为原料,D正确。
2
11.(2020山东济南历城二中月考)某双链DNA分子碱基总数为k,其中α链A与T之和为m%。下列相关分
析错误的是 ( )
A.该DNA分子中嘌呤和嘧啶数目相等
B.该DNA分子中碱基、脱氧核糖和磷酸的数目相等
C.以α链互补链为模板转录出的RNA分子最多含腺嘌呤k/2×m%个
D.该DNA分子第三次复制需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数目为3.5k·(1-m%)个
答案 D 双链DNA分子中,A+G=T+C,嘌呤和嘧啶数目相等,A正确;一分子脱氧核苷酸是由一分子磷酸、
一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成的,因此双链DNA分子中碱基的数目、脱氧核糖的数目和磷酸的数
目是相等的,B正确;以α链互补链为模板转录出的RNA分子的A与T之和与该α链的A与T之和相等,已知
α链A与T之和为m%,A最多占m%(T为0),该双链DNA分子碱基总数为k,以α链互补链为模板转录出的
RNA分子最多含腺嘌呤k/2×m%个,C正确;已知α链A与T之和为m%,则α链C与G之和为(1-m%),该DNA
分子中胞嘧啶脱氧核苷酸数目为k/2×(1-m%),该DNA分子第三次复制需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数目为23-
1×k/2×(1-m%)=2k×(1-m%)个,D错误。
k
名师点睛 本题第三次复制是由22到23的增殖过程,故需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数目为(23-22) (1-
2
m%)=2k×(1-m%)个。
12.(2020天津一中月考)埃博拉出血热(EBHF)是由EBV(一种丝状单链RNA病毒)引起的,EBV与宿主细胞结
合后,将其核酸—蛋白复合体释放至细胞质,通过如图途径进行增殖。如直接将EBV的RNA注入人体细胞,
则不会引起EBHF。下列推断正确的是 ( )
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A.分别用32P和35S标记EBV的核酸和蛋白质不能证明谁是遗传物质
B.过程①所需的所有成分都由宿主细胞提供
C.过程①所需嘌呤数与过程③所需嘌呤数相同
D.参与过程②的RNA只有2种
答案 A 由题意知,由于EBV的蛋白质和RNA都进入宿主细胞,因此分别用32P和35S标记EBV的核酸和
蛋白质不能证明谁是遗传物质,A正确;过程①中的模板来自EBV,B错误;EBV的RNA是单链结构,①③过程
是以RNA为模板合成RNA的过程,按照碱基互补配对原则,①过程形成mRNA的嘌呤数=模板RNA中的嘧
啶数,③过程形成RNA的嘌呤数=mRNA的嘧啶数,因此过程①所需嘌呤数与过程③所需嘌呤数不一定相同,
C错误;②过程是翻译,该过程需要tRNA、mRNA、rRNA 3种RNA参与,D错误。
13.(2020北京海淀期中,18)氧气感应机制使细胞能够调节新陈代谢以适应低氧水平,细胞中低氧调节基因表
达调控的机理如图所示。下列相关分析,不正确的是 ( )
A.低氧调节基因转录受H蛋白和A蛋白复合物调控
B.氧含量正常时进入细胞核中的H蛋白量较少
C.V蛋白功能丧失会导致低氧调节基因表达降低
D.H蛋白的氧依赖性降解从分子水平调控了基因表达
答案 C 试题通过图解详细展示了氧气感应机制,体现了生命观念素养中的结构与功能观要素。正常氧时,
H蛋白羟基化后,与V蛋白结合,进而被降解;低氧时,H蛋白进入细胞核与A蛋白共同调节低氧调节基因的转
录,A选项正确。氧含量正常时,H蛋白被降解,进入细胞核中的H蛋白量较少,B选项正确。V蛋白功能丧失
会导致H蛋白无法被降解,进而H蛋白积累,进入细胞核的量增多,提高低氧调节基因表达,C选项错误。蛋白
质属于分子,H蛋白的氧依赖性降解从分子水平调控了基因表达,D选项正确。
二、不定项选择题
14.(2020山东滕州模拟)将一个没有放射性同位素32P标记的大肠杆菌(拟核DNA呈环状,共含有m个碱基,其
中有a个胸腺嘧啶)放在含有32P-胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间,检测到如图Ⅰ、Ⅱ两种类型
的DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)。下列有关该实验的结果预测与分析,不正确的是 ( )
A.DNA第二次复制产生的子代DNA有Ⅰ、Ⅱ两种类型,比例为1∶3
B.DNA复制后分配到两个子细胞时,其上的基因的遗传遵循基因分离定律
C.复制n次需要胞嘧啶的数目是(2n-1)(m-a)×0.5
D.复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链数目是2n+1-2
答案 DNA第二次复制产生的子代DNA共4个,有Ⅰ、Ⅱ两种类型,比例为1∶1,A错误;基因分离定律的实质
是减数分裂过程中,等位基因随着同源染色体的分开而分离,而大肠杆菌没有染色体,不进行减数分裂,其
DNA复制后分配到两个子细胞时,其上的基因的遗传不遵循基因分离定律,B错误;拟核DNA中共含有
m-2a m-2a
个胞嘧啶,复制n次需要胞嘧啶的数目是(2n-1) ,C错误;DNA分子是双链结构,一个不含放射
2 2
第13页共27页北京曲一线图书策划有限公司 2022版《5年高考3年模拟 A版》
性同位素32P标记的大肠杆菌拟核DNA共2条链,所以复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链数目是2n+1-
2,D正确。
15.当细胞中缺乏氨基酸时,负载tRNA(携带氨基酸的tRNA)会转化为空载tRNA(没有携带氨基酸的tRNA)参
与基因表达的调控。如图是缺乏氨基酸时,tRNA调控基因表达的相关过程。下列相关叙述正确的是 (
)
A.①过程所需的嘧啶数与嘌呤数相等
B.②过程中a核糖体结合过的tRNA最多
C.当细胞缺乏氨基酸时,空载tRNA只通过激活蛋白激酶抑制基因表达
D.终止密码子与d核糖体距离最远
答案 BD ①过程表示DNA转录合成mRNA的过程,单链mRNA中嘧啶数与嘌呤数一般不相等,A错误;②
过程表示翻译,a核糖体上合成的肽链最长,所以其结合过的tRNA最多,B正确;由题图可知,空载tRNA可通
过抑制基因的转录和激活蛋白激酶抑制翻译两个途径抑制基因表达,C错误;d核糖体上肽链最短,说明d核糖
体距离起始密码子最近,距离终止密码子最远,D正确。
16.下列有关放射性同位素示踪实验的叙述,正确的有 ( )
A.35S标记甲硫氨酸,附着在内质网上的核糖体与游离的核糖体都可能出现放射性
B.用35S标记的T 噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,经保温、搅拌、离心后,沉淀物中放射性高
2
C.小鼠吸入18O,则在其尿液中可以检测到H 18 O,呼出的CO 也可能含有C18O
2 2 2 2
D.光照下给水稻提供14CO,细胞内存在的14C转移途径为
14CO →14
C→(14CHO)
2 2 3 2
答案 AD 附着在内质网上的核糖体与游离的核糖体都可以以35S标记的甲硫氨酸为原料合成蛋白质,A正
确;35S标记T 噬菌体的蛋白质外壳,T 噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳未进入菌体,经搅拌、离心后进入上清
2 2
液中,故上清液中放射性高,B错误;小鼠吸入的18O,经有氧呼吸第三阶段生成H 18 O,H 18 O可随尿液排出,
2 2 2
也可参与有氧呼吸第二阶段产生C18O 而排出体外,但18O不具有放射性,与题干信息不符,C错误;14CO 与C
2 2 5
结合生成14C,14C 被还原后经过一系列变化可生成糖类(14CHO),D正确。
3 3 2
三、非选择题
17.(2020湖北沙市中学模拟)如表为T(T2,下同)噬菌体侵染大肠杆菌的实验,以证明DNA是遗传物质。请根
2
据实验,回答下列问题:
编号 实验过程和操作 结果
含①的T 噬菌体+大肠杆菌(短时间保温)→搅
A 2
拌、离心→检测放射性
A
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含②的T 噬菌体+大肠杆菌(短时间保温)→搅
B 2
拌、离心→检测放射性
B
(1)实验中,①处应为 (填“35S”或“32P”),②处应为 (填“35S”或“32P”)。
(2)实验中,搅拌的目的是 。若搅拌不充分,会导致A组的结果中出现
的现象。
(3)在B组实验中,保温时间和上清液放射性强度的关系为 。
答案 (1)35S 32P (2)使吸附在细菌上的T
2
(T2)噬菌体与细菌分离 沉淀物放射性较高 (3)②
解析 (1)35S标记的是T(T2,下同)噬菌体的蛋白质,32P标记的是T 噬菌体的DNA,根据表中实验结果可判断,
2 2
①处应为35S,②处应为32P。(2)实验中,搅拌的目的是使吸附在细菌上的T
2
噬菌体与细菌分离。若搅拌不充
分,没有将吸附在大肠杆菌外的35S标记的T 噬菌体外壳与其完全分离,A组的结果中会出现沉淀物放射性较
2
高的现象。(3)在B组实验中,保温时间过短,DNA未注入大肠杆菌,导致上清液放射性较高;保温时间过长,大
肠杆菌裂解释放出T 噬菌体,导致上清液放射性较高;保温时间正常时,则上清液放射性较低,保温时间和上清
2
液放射性强度的关系与②相符。
易错警示 分析题图,其中(3)问在B组实验中,保温时间和上清液放射性强度的关系是本题的难点,也是易错
点。
18.(2020天津河西高三总复习质量调查)下列是以玉米为材料的系列实验,请回答有关问题:
(1)已知染料TTC在氧化态时为无色,接受氢后为红色。将煮熟的玉米籽粒(A组)和未煮籽粒(B组)纵切后放
入TTC溶液,35 ℃保温一段时间后,取出后置于滤纸上观察胚的颜色。预期 组的胚为红色。取出
的胚一段时间后颜色会逐渐褪去,其原因是 。
(2)为探究DNA复制方式,用处于同步分裂的玉米分生区细胞(2N=20)进行实验:
步骤1:将细胞置于含放射性3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养1个周期时间。
步骤2:取出细胞冲洗后移至不含放射性物质的培养液中,继续培养2个周期时间。
步骤3:对每个培养周期的细胞进行取样,检测中期细胞的染色体放射性分布。图甲表示DNA可能存在的三
种复制模式,图乙表示中期染色体的放射性分布情况。
甲
乙
分析讨论:
①用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸在 酶的作用下,与其他脱氧核苷酸连接成子代DNA链。
②若第1个周期的中期染色体情况为图乙中的A,则该结果 (能、不能)确定复制方式为图甲中的
a。
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③若DNA复制符合图甲中的a模式,则可推测第2个周期产生的子细胞中含有放射性标记的染色体数目为
条。第3个周期的中期染色体情况为图乙中的 (选填字母)。
(3)为验证Mg2+是玉米生长的必需元素,某小组利用生长状况一致的玉米幼苗,设计出了如下两组实验:甲组培
养在全营养培养液中,乙组培养在缺Mg2+的培养液中,在相同且适宜的环境中培养并观察两组幼苗的长势。
①为进一步验证Mg2+一定是玉米生长必需的,还应增加的实验步骤是 。
②培养过程需要保持培养液中的氧气充足,其目的是 ,实验
结束后发现,某些必需无机盐离子的浓度比实验开始时高,产生这种现象的原因是
。
答案 (1)B 有氧呼吸速率减慢,TTC被氧化 (2)①DNA聚合 ②不能 ③0~20 B、C (3)①幼苗出现
缺镁症状后,补充镁元素 ②防止氧气不足影响幼苗的代谢,从而对实验结果产生影响 植物吸水量比吸收
无机盐离子的含量多
解析 (1)A组经过煮熟后细胞死亡,不进行细胞呼吸,而B组细胞呼吸产生还原氢,使B组的胚在TTC溶液中
变成红色。取出胚一段时间后,由于有氧呼吸速率减慢,TTC被氧化,红色逐渐褪去。(2)①DNA聚合酶可催化
脱氧核苷酸链与单个脱氧核苷酸连接,形成新的子链。②题图乙中的A的两条姐妹染色单体都含有放射性,
题图甲中的a和c的复制方式都会使第1个周期中期的每条染色体上的姐妹染色单体含有放射性,因此不能
确定复制方式为题图甲中的a。③题图甲中的a为半保留复制方式,第1个细胞周期形成的子细胞中的每条
染色体都含有放射性,接着在不含放射性物质的培养液中继续培养第2个周期,在第2个周期的中期,每条染
色体的姐妹染色单体有一条含有放射性,有丝分裂后期,着丝点(粒)分裂,姐妹染色单体随机移向细胞的两极,
因此形成的子细胞中含有放射性标记的染色体可能为0~20条。继续培养至第3个周期的中期,依据半保留
复制的特点,绝大多数的染色体没有放射性,只有少数染色体上的一条姐妹染色单体含有放射性,对应题图乙
中的B、C情况。(3)①按照对照原则,应再增加一组自身前后对照,即幼苗出现缺镁症状后,再补充镁元素,观
察缺镁症状是否恢复。②为了遵循单一变量的原则,培养过程中应保持氧气充足,防止氧气不足影响幼苗的
代谢,从而对实验结果产生影响。在培养过程中,植物吸水量比吸收无机盐离子的含量多,会导致培养液中某
些必需无机盐离子的浓度比实验开始时高。
名师点睛 DNA分子复制的特点、同位素标记法以及设计实验的思路是本题的主要考点。本题以玉米为
材料,考查了细胞呼吸、DNA分子的复制和无机盐的功能等相关知识,意在考查考生加强知识间内在联系的
能力,属于对理解层次的考查。
19.(2020北京西城一模,19)阅读以下材料回答问题。(15分)
染色体外DNA:癌基因的载体
人类DNA通常形成长而扭曲的双螺旋结构,其中大约30亿个碱基对组成了23对染色体,并奇迹般地挤
进每个平均直径只有6微米的细胞核中。在真核生物中,正常的DNA被紧紧包裹在蛋白质复合物中。为了
读取DNA的遗传指令,细胞依靠酶和复杂的“机械”来切割和移动碎片,一次只能读取一部分,就像是阅读
一个半开的卷轴。
过去,科学家们大多是依靠基因测序,来研究肿瘤细胞DNA里的癌基因。最近在《Nature》杂志上发表
的一篇新研究表明,在人类肿瘤细胞中发现大量如“甜甜圈”般的环状染色体外DNA(ecDNA,如图中黑色箭
头所指位置)。科学家们指出,ecDNA是一种特殊的环状结构,看起来有点像细菌里的质粒DNA。这类独立
于染色体存在的环状DNA在表达上并不怎么受限,很容易就能启动转录和翻译程序。在人类健康的细胞中
几乎看不到ecDNA的痕迹,而在将近一半的人类癌细胞中,都可以观察到它,且其上普遍带有癌基因。
ecDNA上的癌基因和染色体DNA上的癌基因都会被转录,从而推动癌症病情的发展。但由于两类癌基因所
在的位置不同,发挥的作用也无法等同。
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当癌细胞发生分裂时,这些ecDNA被随机分配到子细胞中。这导致某些子代癌细胞中可能有许多
ecDNA,细胞中的癌基因也就更多,这样的细胞也会更具危害;而另一些子代癌细胞中可能没有ecDNA。
癌细胞能够熟练地使用ecDNA,启动大量癌基因表达,帮助它们快速生长,并对环境快速作出反应,产生耐
药性。研究还发现,ecDNA改变了与癌症相关基因的表达方式,从而促进了癌细胞的侵袭性,并在肿瘤快速变
异和抵御威胁(如化疗、放疗和其他治疗)的能力中发挥了关键作用。相比起染色体上的癌基因,ecDNA上的
癌基因有更强的力量,推动癌症病情进一步发展。
(1)请写出构成DNA的4种基本结构单位的名称。
(2)真核细胞依靠酶来读取DNA上的遗传指令,此时需要的酶是 。(填写以下选项前字母)
a.解旋酶 b.DNA聚合酶
c.DNA连接酶 d.RNA聚合酶
(3)依据所学知识和本文信息,指出人类正常细胞和癌细胞内DNA的异同。
(4)根据文中信息,解释同一个肿瘤细胞群体中,不同细胞携带ecDNA的数量不同的原因。
(5)依据所学知识和本文信息,提出1种治疗癌症的可能的方法。
答案 (1)腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸、胞嘧啶脱氧核糖核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核糖核
苷酸。 (2)d (3)相同:与蛋白质结合构成细胞核内的染色体,还有少量DNA位于线粒体中(或细胞质)。不
同:肿瘤细胞中有位于染色体之外的环状DNA(如ecDNA)。 (4)因为肿瘤细胞分裂时,ecDNA是随机分配的,
所以同一个肿瘤细胞群体中,不同细胞携带ecDNA的数量不同。 (5)研发抑制ecDNA上癌基因的转录的
药物,研发能在细胞核内降解裸露DNA的物质。
解析 (1)DNA的基本结构单位:腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸、胞嘧啶脱氧核糖核苷酸、
胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸。(2) 由题中信息“在真核生物中,正常的DNA……就像是阅读一个半开的卷轴”
推测所谓的遗传指令指的是每个基因的碱基序列信息,而读取DNA上的遗传指令就是指基因转录的过程,综
上,真核细胞读取DNA上遗传指令需要的酶就是转录所需的酶,即RNA聚合酶。(3)依据所学知识 “动物细
胞的DNA主要分布在细胞核中,与蛋白质结合后以染色体的形式存在;少量分布在细胞质的线粒体中”和本
文第二段信息“最近在《Nature》杂志上发表的一篇新研究……且其上普遍带有癌基因”,对比可以得出,人
类正常细胞和癌细胞内DNA的异同。相同:与蛋白质结合构成细胞核内的染色体,还有少量DNA位于线粒
体中。不同:肿瘤细胞中有位于染色体之外的环状DNA(如ecDNA)。(4)根据文中第三段信息“当癌细胞发
生分裂时……子代癌细胞中可能没有ecDNA”可以得知同一个肿瘤细胞群体中,不同细胞携带ecDNA的数
量不同的原因:因为肿瘤细胞分裂时,ecDNA是随机分配的,所以同一个肿瘤细胞群体中,不同细胞携带
ecDNA的数量不同。(5)由本文第二段信息“ecDNA是一种特殊的环状结构……就能启动转录和翻译程
序”以及第四段信息“癌细胞能够熟练……产生耐药性”可知,ecDNA的存在及转录,可以启动大量癌基因
表达,是推动癌症病情发展的关键,再结合所学有关知识,可以“对症下药”,可研发抑制ecDNA上癌基因的
转录的药物,也可以研发能在细胞核内降解裸露DNA的物质,从而抑制癌症病情的发展。
专题检测C组
1.下列有关减数分裂与受精作用的叙述,正确的是( )
A.受精卵中的遗传物质一半来自父方,一半来自母方
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B.减数分裂与受精作用使亲子代的体细胞中染色体数目维持恒定
C.人类的次级精母细胞中含有0或1条Y染色体
D.受精作用实现了基因重组,从而导致有性生殖后代的多样性
答案 B 受精卵中的核遗传物质一半来自卵细胞,一半来自精子,而细胞质遗传物质几乎都来自卵细胞,A
错误;对于进行有性生殖的生物体来说,减数分裂和受精作用对于维持每种生物亲子代体细胞中染色体数目
的恒定很重要,B正确;减数第二次分裂后期,着丝点分裂,染色体数目加倍,因此人类的次级精母细胞中可含有
0或1或2条Y染色体,C错误;受精作用过程中不会发生基因重组,因为基因重组一般发生在减数分裂过程中,
D错误。
2.(2019北京丰台期末,9)如图是某哺乳动物个体细胞分裂不同时期的染色体数目曲线图和分裂图像,下列说
法正确的是( )
A.实验材料应选自该生物的精巢或卵巢
B.图3所示的细胞中存在同源染色体
C.与图1中EF段相对应的是图2和图3
D.图4所示细胞中含有4个染色体组
答案 D 图2为减数第一次分裂后期图像,此时细胞质进行了均等分裂,不是卵细胞形成的特点,所以实验
材料应选自精巢,A选项错误;图3是减数第二次分裂后期图像,该图中不含同源染色体,B选项错误;图1中EF
段对应减数第二次分裂后期和末期,与之对应的是图3,C选项错误;图4所示细胞中含有4个染色体组(每组
含1大、1小两条染色体),D选项正确。
思维点拨 此题以有丝分裂和减数分裂为载体,考查考生辨认、解读的理解能力。
3.(2018北京海淀期中,25)如图为某哺乳动物不同分裂时期的染色体及其上基因示意图。下列叙述不正确的
是 ( )
A.细胞①形成③的过程中发生了等位基因分离
B.细胞②中有四对同源染色体,四个染色体组
C.细胞④不是③的子细胞,④仅有一个染色体组
D.细胞④为次级精母细胞,不含同源染色体
答案 D 细胞①形成③的过程经过了减数第一次分裂,发生了同源染色体上等位基因的分离和非同源染色
体上非等位基因的自由组合,故A正确;细胞②为有丝分裂后期的细胞,着丝点分裂,染色体数目加倍,所以有
四对同源染色体,四个染色体组,故B正确;细胞④中存在姐妹染色单体,细胞③细胞质发生的是着丝点分裂,
故细胞④不是③的子细胞,故C正确;根据细胞③细胞质不均等分裂,判断该动物为雌性动物,故D错误。
4.(2019北京朝阳期末,5)一个基因型为AaXBY的精原细胞进行减数分裂,下列叙述不正确的是 ( )
A.减数第一次分裂中期、减数第二次分裂后期,细胞中的染色体组数相同
B.若产生的精子为AXB∶aXB∶AY∶aY=1∶1∶1∶1,则可能发生了交叉互换
C.若产生的精子为AXB∶aXB∶aY=1∶1∶2,则可能的原因是同源染色体未分离
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D.若细胞中无染色单体,基因组成为AAYY,则该细胞可能处于减数第二次分裂后期
答案 C 减数第一次分裂中期、减数第二次分裂后期,细胞中的染色体数都与体细胞的染色体数相等,染色
体组数也相同,A正确;正常情况下,一个精原细胞只能产生4个共两种精子,若产生的精子为4种且
AXB∶aXB∶AY∶aY=1∶1∶1∶1,则可能发生了交叉互换,B正确;若产生的精子为AXB∶aXB∶aY=1∶1∶2,则可能是某个A
基因突变为a基因,C错误;若细胞基因组成为AAYY,说明不含有同源染色体,同时该细胞中不含有染色单体,
则该细胞可能处于减数第二次分裂后期或末期,D正确。
5.下列是某哺乳动物细胞分裂的图像,有关分析正确的是 ( )
A.含有2对同源染色体的是甲、乙
B.对应丁图中DE段的可是甲图所在的时期
C.一般会发生基因重组的是乙、丙图的所在时期
D.该动物体细胞中的性染色体是XY
答案 B 依据细胞分裂后期染色体分布特点可知,甲图处于有丝分裂后期,含有4对同源染色体,乙图处于
减数第一次分裂后期,含有2对同源染色体,A错误;丁图DE段表示着丝点分裂后每条染色体含有一个DNA
分子,可对应甲图细胞所在的时期,B正确;通常基因重组发生在减数第一次分裂前期或后期,而丙图为减数第
二次分裂中期,不会发生基因重组,C错误;由乙图细胞质不均等分配可知该动物是雌性个体,因此其性染色体
可能为XX,D错误。
6.如图表示某动物一个精原细胞减数分裂过程中,染色体联会时发生错误的情况,A~D表示染色体上的基因,
下列分析错误的是 ( )
A.图示发生了同源染色体非姐妹染色单体的片段交换,变异类型属于基因重组
B.C1D2和D1C2与C、D的基因结构不同,可能成为C、D的等位基因
C.该细胞继续完成减数分裂,可以产生3种类型的精细胞
D.该细胞形成的精子中,可能无法观察到C1D2和D1C2编码的错误蛋白质
答案 A 本题主要考查减数分裂、染色体变异,进而考查学生对减数分裂的理解程度以及减数分裂与变异
之间的联系,此类题型需结合基础知识及题图综合分析。图中同源染色体发生交换的位置在非姐妹染色单
体的C与D基因中(非等位同源区段),交换后染色体结构发生改变,故此变异类型属于染色体结构变异,A错
误。异常交叉互换形成的C1D2和D1C2基因与C基因、D基因相比,虽然碱基排列顺序(基因结构之一)不
同,但依然处在同源染色体的相同位点上,若控制相对性状,则可能成为等位基因,B正确。经过同源染色体分
离、姐妹染色单体分离,最终形成四个子细胞,每个子细胞各具有图中的一条染色单体,因此精细胞有三种类
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型,C正确。根据基因的选择性表达,题中涉及的相关基因未必在精细胞中表达,故有可能无法观察到C1D2
和D1C2编码的错误蛋白质,D正确。
易错警示 要充分理解染色体结构变异中的易位和基因重组之间的区别。基因重组中的交叉互换发生在同
源染色体的非姐妹染色单体之间,且必须限定是等位同源区段的交叉互换(也可以理解为等长交换),而非同源
染色体之间的片段交换或移接可称为易位。
7.(2020北京平谷一模,7)下列关于遗传物质的叙述正确的是( )
A.T 噬菌体侵染大肠杆菌实验证明DNA是主要遗传物质
2
B.孟德尔的豌豆杂交实验证明遗传物质是DNA
C.原核生物的遗传物质是DNA或RNA
D.有些病毒的遗传物质是RNA
答案 D T 噬菌体侵染大肠杆菌实验证明DNA是遗传物质,但不能证明DNA是主要遗传物质,A错误;孟
2
德尔豌豆杂交实验利用假说—演绎法发现并证明了基因的分离定律和基因的自由组合定律,B错误;原核生
物的遗传物质是DNA,C错误;病毒按照遗传物质一般可分为DNA病毒和RNA病毒,D正确。
8.(2020湖南邵阳一模)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,因此该片段中DNA模
板链的互补链只能以单链状态存在。下列叙述中错误的是 ( )
A.从理论上讲R-loop结构中含有5种含氮碱基
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,易发生遗传信息改变
D.R-loop结构抑制基因的表达
答案 B 本题属于信息题,注意题干信息“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,因此该片段中DNA模板链的互补链只能以单链状态存在”。
R-loop结构是一种三链RNA-DNA杂合片段,DNA中有四种脱氧核糖核苷酸,RNA中有四种核糖核苷酸,所
以R-loop结构中有8种核苷酸,5种含氮碱基,A正确;R-loop结构中mRNA与DNA模板链碱基互补配对,和
DNA模板链的互补链碱基序列相似,只是U替代了T,B错误;R-loop结构中的DNA单链不稳定,易发生基因
突变,C正确;根据题干信息可推测R-loop结构既影响DNA复制,又影响基因的表达,D正确。
易错警示 分析题意,R-loop结构中,mRNA与DNA模板链形成稳定的杂合链,导致该片段基因的表达和复
制都受影响。
9.(2020北京海淀一模,6)真核细胞的DNA聚合酶和RNA聚合酶有很多相似之处。下列叙述正确的是 (
)
A.两者都只在细胞核内催化反应
B.两者都以脱氧核苷酸为底物
C.两者都以单链DNA为模板
D.两者都能催化氢键断裂反应
答案 C 本题以真核细胞的DNA聚合酶和RNA聚合酶为载体,考查了两种酶的作用、DNA复制、转录
过程等相关知识点,体现了对生命观念素养中结构与功能观要素和科学思维素养中归纳与概括要素的考查。
细胞的DNA聚合酶催化DNA的半保留复制过程,作用是以单链DNA为模板,将单个脱氧核糖核苷酸添加到
脱氧核苷酸链(子代DNA单链)上,并催化磷酸二酯键合成。RNA聚合酶用于转录过程(以DNA的一条链为
模板,利用四种核糖核苷酸,合成RNA),作用是①催化氢键断裂,解开部分DNA双链;②识别并结合位于DNA
上的启动子,启动转录;③将单个核糖核苷酸添加到核糖核苷酸链(RNA)上,催化磷酸二酯键合成。故B、D
错误,C正确。真核细胞DNA分子复制和转录主要发生在细胞核,其次在线粒体和叶绿体中也可发生,A错误。
10.(2020北京西城一模,9)某种噬菌体外壳蛋白基因突变使mRNA中部出现一个终止密码子,导致外壳蛋白
无法合成,噬菌体不能增殖。但这种噬菌体能在大肠杆菌C品系中顺利增殖,释放子代噬菌体。下列假设最
合理的是 ( )
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A.大肠杆菌C品系中某种突变型tRNA能识别并结合该终止密码子
B.大肠杆菌C品系中的某物质能定向诱发噬菌体DNA回复突变
C.大肠杆菌C品系中的核糖体能够跳过终止密码子继续向前移动
D.大肠杆菌C品系中存在该突变mRNA的互补RNA,辅助其翻译
答案 A 题述表明由外壳蛋白基因突变导致mRNA中部出现一个终止密码子的噬菌体能在大肠杆菌C品
系中顺利增殖,可知mRNA中部出现的终止密码子可以被识别并编码氨基酸,使翻译过程顺利进行,且该氨基
酸与原位置的氨基酸种类相同,而在翻译过程中,tRNA上的反密码子可以识别mRNA上的密码子,从而将携
带的氨基酸放入合适的位置,但终止密码子不存在与之对应的tRNA,因此题干中现象出现最可能的原因是大
肠杆菌C品系中某种tRNA发生突变,能识别并结合该终止密码子,从而使核糖体正常合成肽链,完成翻译过
程,A正确;基因突变具有低频性和不定向性,B错误;若核糖体跳过终止密码子继续向前移动,最终合成的蛋白
质相比正常蛋白质少一个氨基酸,不符合题意,且核糖体不会主动跳过终止密码子,C错误;若大肠杆菌C品系
中存在该突变mRNA的互补RNA,则互补RNA会与突变mRNA形成杂交分子,进而抑制mRNA与核糖体结
合,抑制翻译过程,无法形成蛋白质,与题意不符,D错误。
解题关键 根据题中所给关键信息:基因突变导致的终止密码子被识别了,再结合选项中的关键题眼:突变型
tRNA能识别并结合终止密码子、定向诱发突变、核糖体跳过、互补RNA,一一进行排除。
11.(2019北京朝阳期末,7)真核细胞中的miRNA是一类由内源基因编码的单链RNA分子,它能识别靶
mRNA并与之发生部分互补结合,从而调控基因的表达。据此分析,下列说法正确的是 ( )
A.真核细胞中所有miRNA的核苷酸序列都相同
B.miRNA中的碱基类型决定此RNA是单链结构
C.miRNA通过阻止靶基因的转录来调控基因表达
D.miRNA的调控作用可能会影响细胞分化的方向
答案 D 由题知miRNA是一类单链RNA分子,不同的miRNA核苷酸排列顺序一般不同,A错误;由于碱基
可以进行互补配对,有些RNA单链可以形成双链结构,因此碱基类型不是决定此RNA是单链结构的唯一原
因,B错误;由题知miRNA能识别靶mRNA并与之发生部分互补结合,该过程会影响翻译过程,从而影响基因
的表达,C错误;miRNA的调控作用可能对基因的选择性表达产生影响,即影响细胞分化的方向,D正确。
12.(2019北京西城期末,8)如图是tRNA的结构示意图,以下叙述错误的是 ( )
A.tRNA是相关基因表达的产物
B.tRNA分子一定含有氢键
C.tRNA分子一定含有磷酸二酯键
D.不同tRNA携带的氨基酸一定不同
答案 D tRNA是相关基因转录所得,是其表达的产物,A正确;tRNA内部有碱基互补配对的结构,含有氢键,
B正确; tRNA的基本组成单位是核糖核苷酸,核糖核苷酸之间靠磷酸二酯键进行连接,C正确;不同tRNA携
带的氨基酸可能相同,D错误。
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能力解读 本题A、B、C选项考查辨认、解读的理解能力;D选项考查推理的应用能力。
解题关键 本题重点考查tRNA的结构、特点以及基因的表达等相关知识,掌握tRNA的结构、种类及特点,
能结合所学的知识作出准确的判断是解题的关键。
二、不定项选择题
13.(2020山东济宁6月三模)如图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图。下列叙述不正确的是 (
)
A.cl(暗栗色眼基因)与w(白眼基因)属于等位基因
B.摩尔根用类比推理法证明了w只位于X染色体上
C.控制朱红眼性状的基因与控制辰砂眼性状的基因的遗传遵循自由组合定律
D.减数第二次分裂后期,基因cn、cl、v、w不可能岀现在细胞的同一极
答案 ABD 暗栗色眼基因cl位于常染色体上,白眼基因w位于X染色体上,两者属于非同源染色体上的非
等位基因,A错误;摩尔根用假说—演绎法证明w只位于X染色体上,B错误;控制朱红眼性状的基因与控制辰
砂眼性状的基因是非同源染色体上的非等位基因,二者的遗传遵循基因的自由组合定律,C正确;在减数第一
次分裂后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,则图中的常染色体和X染色体可能移向同一极,进入同
一个细胞中,当该细胞处于减数第二次分裂后期时,基因cn、cl、v、w出现在细胞的同一极,D错误。
14.(2020山东青岛三校月考)(不定项选择)HIV是逆转录病毒,其RNA在逆转录酶的作用下生成病毒
cDNA。AZT(叠氮胸苷)是碱基T的类似物,能取代T参与碱基配对,并且AZT是逆转录酶的底物,可阻断新病
毒的形成,但不是细胞中DNA聚合酶的合适底物。下列说法错误的是 ( )
A.AZT可作为治疗艾滋病的药物
B.AZT可与碱基A发生互补配对
C.AZT会抑制细胞中DNA的复制
D.AZT参与细胞中DNA的转录过程
答案 CD AZT可阻断新HIV的形成,因此可作为治疗艾滋病的药物,A正确;AZT是碱基T的类似物,能取
代T与碱基A配对,B正确;AZT不是细胞中DNA聚合酶的合适底物,因此,AZT不会抑制细胞中DNA的复
制,C错误;AZT是逆转录酶的底物,参与逆转录过程,而不参与细胞中DNA的转录过程,D错误。
15.如图是细胞内遗传信息的传递过程图解,其中1、2、3分别代表相关过程。据图分析,下列叙述错误的是
( )
A.1过程的原料有四种,2、3过程碱基互补配对方式相同
B.图中三种RNA在原核细胞和真核细胞内都存在
C.图中的多肽一定需要经过内质网加工才具有生物活性
D.不同的tRNA可能转运相同的氨基酸
答案 AC 分析可知,1过程为DNA的复制,需要的原料为四种脱氧核苷酸,2过程碱基互补配对方式为A—
U、T—A、C—G、G—C,3过程碱基互补配对方式为A—U、U—A、C—G、G—C,2、3过程碱基互补配
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对方式不完全相同,A错误;无论真核细胞还是原核细胞进行翻译的过程都需要图中三种RNA的参与,B正确;
原核细胞没有内质网,图中的翻译过程如果发生在原核细胞内,合成的多肽不需要经过内质网加工也具有生
物活性,C错误;一种tRNA只能转运一种氨基酸,根据密码子的简并性,一种氨基酸可以由一种或多种tRNA
转运,因此不同的tRNA可能转运相同的氨基酸,D正确。
16.(2020广东六校联盟第三次联考改编)由苯丙氨酸羟化酶基因突变引起的苯丙酮尿症是常染色体隐性遗传
病,我国部分地市对新生儿进行免费筛查并为患儿提供低苯丙氨酸奶粉。下列叙述正确的是 ( )
A.该病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率
B.患者体内缺乏苯丙氨酸羟化酶,导致不能生成苯丙氨酸而患病
C.通过染色体检查及系谱图分析,不能明确诊断携带者和新生儿患者
D.减少苯丙氨酸摄入可改善新生儿患者症状,说明环境能影响表现型
答案 CD 苯丙酮尿症是常染色体隐性遗传病,在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率的平方,A
错误;患者体内缺乏苯丙氨酸羟化酶,致使苯丙氨酸不能转变成酪氨酸,而只能转化成苯丙酮酸进而患苯丙酮
尿症,B错误;该病是单基因遗传病,不能通过染色体检查确定患者,C正确;减少苯丙氨酸摄入可改善新生儿患
者症状,说明环境能影响表现型,D正确。
三、非选择题
17.(2020江苏南京模拟)研究者对XY型性别决定的某一动物的组织切片进行显微观察,绘制甲、乙两个细胞
分裂示意图(仅示部分染色体,含性染色体),图中1~7为对应的染色体,F为1号染色体上的基因;图丙为减数分
裂过程的示意图,①~③表示有关过程。请回答下列问题:
(1)图甲处于 期,细胞内有 个染色体组;若1号染色体上有基因F,一般情况下2号和3
号染色体的相应位置上的基因分别是 。
(2)图乙是 细胞,图中表示性染色体的是 (填图中数字)。
(3)图丙中a、b两细胞相比,物质运输效率较高的是 。基因重组可以发生在 (填图中序号)过程中。
(4)若取哺乳动物卵巢组织进行显微观察,将无法看到和h同时期的细胞,其原因是
。
答案 (除注明外,每空1分)
(1)有丝分裂后 4 F、F或f (2)初级精母 5、6 (3)a ② (4)减数第二次分裂需要在输卵管中经受精
才能完成(2分)
解析 (1)图甲细胞含同源染色体,且着丝点分裂,处于有丝分裂后期,细胞内有4个染色体组;若1号染色体上
有基因F,一般情况下2号染色体相应位置上的基因也为F,3号染色体是2号染色体的同源染色体,其相应位
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置上的基因为F或f。(2)图乙细胞含有同源染色体,且同源染色体正在分离,处于减数第一次分裂后期,细胞
质均等分裂,为初级精母细胞;XY型性别决定的生物,雄性生物的两条性染色体不同,雌性生物的两条性染色
体相同,则图中表示性染色体的是5、6。(3)图丙为减数分裂过程的示意图,其中①表示减数第一次分裂前的
间期,②表示减数第一次分裂,③表示减数第二次分裂。a、b两细胞相比,a细胞较小,其相对表面积较大,物质
运输效率较高。减数分裂过程中,基因重组发生在减数第一次分裂前期和后期,因此可以发生在②过程中。
(4)由于雌性哺乳动物的减数第二次分裂需要在输卵管中经受精才能完成,因此取哺乳动物卵巢组织进行显
微观察,无法看到和h同时期的细胞。
18.(2018北京海淀期中,33)近些年,研究人员在细胞减数分裂研究中有一些新发现,如图1所示。(12分)
注:MⅠ表示减数第一次分裂,MⅡ表示减数第二次分裂。
图1
(1)图1中呈现了 细胞的产生过程(部分染色体未标出),细胞②被称为 ,此时同源染
色体的非姐妹染色单体之间常常发生 。
(2)与“常规”减数分裂相比,“逆反”减数分裂中染色体变化的特征是
。在“逆反”减数分裂中,若MⅡ中约23%的细胞出现了染色体不均分的情况,那么可以估算出约
%的配子异常。
(3)经过对大量样本的统计研究发现了染色体的分配规律,如图2所示。染色体的这种分配规律及其意义是
。
图2
答案 (1)卵 初级卵母细胞 交叉互换
(2)MⅠ姐妹染色体单体分开,MⅡ同源染色体分离 23
(3)参考表格,依据学生思考和解决该问题时的表现描述,确定相应水平并给予该水平的分数。水平一~水平三
由低到高,高一级水平的学生表现中涵盖低一级水平的学生表现,未达到水平一的学生,得0分。
水平划分 学生表现描述 得分
能准确获取图示信息,理性分析并准确归纳、概括出图示分配规律的特
水平一 点,但未能正确阐述其生物学意义。如“卵细胞获得重组染色体的概率 1分
高”、“进入卵细胞的染色体更多是发生过重组的一条”
能准确获取图示信息,理性分析并准确归纳、概括出图示分配规律的特
点,能结合遗传和变异的知识阐述图示分配规律的生物学意义。如“卵
水平二 3分
细胞获得重组染色体的概率高,后代具有更多变异性(具有更大的基因多
样性)”
水平三 能准确获取图示信息,理性分析并准确归纳、概括出图示分配规律的特 5分
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点,能结合遗传和变异的知识、运用进化与适应观,讨论图示分配规律的
生物学意义。如“卵细胞获得重组染色体的概率高,后代具有更多变异
性(具有更大的基因多样性),为进化提供了丰富的原材料(子代群体对环
境有更大的适应性,有利于进化)”
解析 (1)据图可知,该细胞在减数分裂过程中发生了细胞质的不均等分裂,所以图1中呈现了卵细胞的产生
过程。细胞②中已经发生了染色体复制,且含有同源染色体,所以为初级卵母细胞,此时同源染色体的非姐妹
染色单体之间常常发生交叉互换。(2)据图可知,“逆反”减数分裂中在减数第一次分裂时,发生了着丝点的
分裂,姐妹染色单体分开;减数第二次分裂时同源染色体分开。因为MⅡ中约23%的细胞出现了染色体不均
分的情况,而每个次级卵母细胞只能形成一个卵细胞,因此异常配子的概率约为23%。(3)由图2可知,重组染
色体R进入卵细胞的概率大于非重组染色体NR进入卵细胞的概率,即卵细胞获得重组染色体的概率高,这样
就使得后代具有更多变异性(具有更大的基因多样性),为进化提供了丰富的原材料,子代群体对环境有更大的
适应性,有利于进化。
解后反思 本题所呈现的减数分裂过程图像和教材中呈现的略有差异,因此给考生造成了认知上的困难。
纵观近几年的高考题及模拟题,非选择题都是以新材料、新背景来呈现所考查的内容,这就要求学生能够以
不变应万变,熟练掌握基础知识,并结合题干中给出的具体信息进行回答。如本题呈现的是减数分裂过程图,
要抓住的关键信息就是经过减数第一次分裂形成一个大的细胞和小的细胞,这就与基础知识相对接上了,即
能够发生细胞质不均等分裂的减数分裂应该为卵原细胞的减数分裂,再根据所学知识和题干中的信息进行
答题即可。
19.(2020届北京朝阳期中,17)心肌细胞不能增殖,基因ARC在心肌细胞中特异性表达,抑制其凋亡,以维持正
常数量。细胞中某些基因转录形成的前体RNA在加工过程中会产生许多非编码RNA,如miR-223(链状)、
HRCR(环状)。结合如图回答问题:
(1)启动过程①时, 酶需识别并与基因上的启动子结合。过程②的场所是 ,该过程最终合成
的T、T、T 三条多肽链的氨基酸顺序 (相同/不同)。
1 2 3
(2)当心肌缺血、缺氧时,基因miR-223过度表达,所产生的miR-223可与基因ARC的mRNA特定序列通过
原则结合形成核酸杂交分子1,使过程②因缺少 而被抑制,使ARC无法合成,最终导致心力衰竭。与
基因ARC相比,核酸杂交分子1中特有的碱基对是 。
(3)HRCR可以吸附miR-223等链状的miRNA,以达到清除它们的目的。链状的miRNA越短越容易与HRCR
结合,这是因为其碱基数目少,特异性 。
(4)根据所学的知识及题中信息,判断下列关于RNA功能的说法,正确的是 (填写字母序号)。
a.有的RNA可作为遗传物质
b.有的RNA是构成某些细胞器的成分
c.有的RNA具有催化功能
d.有的RNA可调控基因表达
e.有的RNA可运输氨基酸
f.有的RNA可作为翻译的直接模板
(5)科研人员认为,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物,据图分析其依据是 。
答案 (1)RNA聚合 核糖体 相同
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(2)碱基互补配对 模板 A—U
(3)弱
(4)a、b、c、d、e、f
(5)HRCR与miR-223碱基互补配对,清除miR-223,使ARC基因的表达增加,抑制心肌细胞的凋亡
解析 (1)①过程是以基因为模板合成RNA的过程,为转录。转录是在RNA聚合酶的作用下,通过优先识别
并结合基因上的启动子,以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。合成的mRNA在真核细胞内经过核孔
进入细胞质,在核糖体上以该mRNA为模板进行翻译合成肽链。在翻译过程中mRNA上会依次结合多个核
糖体,形成多聚核糖体,可在短时间内合成大量同种蛋白质(模板相同,即密码子排列顺序相同),提高翻译效率。
(2)基因ARC在心肌细胞中特异性表达生成凋亡抑制因子,进而抑制心肌细胞凋亡。当心肌缺血、缺氧时,基
因miR-223过度表达,从图中可以看出,基因miR-223转录形成的mRNA与基因ARC转录形成的mRNA通过
碱基互补配对形成双链的核酸杂交分子1,进而使得翻译过程中缺少模板,ARC无法合成,最终引起心力衰竭。
基因ARC是双链DNA分子,其内包含A—T、C—G两种碱基对,而核酸杂交分子1是两个RNA分子碱基互
补配对形成的,其内包括A—U、C—G碱基对。(3)核酸分子杂交过程中,核酸分子越短,特异性越弱,其碱基
互补配对形成完全双链的概率越大,检测时出现杂交带的概率越高;核酸分子越长,特异性越强,全部碱基互补
配对的概率越低,其形成完全双链的概率越小,出现杂交带的概率越低。(4)据基础知识,RNA分子的作用包括
作为遗传物质(某些病毒,如流感病毒、HIV、烟草花叶病毒等)、构成细胞器的组分(核糖体、线粒体、叶绿
体内均含有RNA)、催化(酶绝大多数是蛋白质,少数是RNA)、转运氨基酸(tRNA)、作为翻译模板(mRNA),
由题可知RNA分子也可调控基因的表达。(5)题干中(2)指明心力衰竭的病因:ARC无法合成,最终导致心力
衰竭。据图可知HRCR与miR-223碱基互补配对后,可对细胞中的miR-223进行清除,使其不能结合基因
ARC转录出的mRNA,细胞可正常合成ARC,抑制心肌细胞凋亡,从而减缓心力衰竭,因此HRCR有望成为减
缓心力衰竭的新药物。
20.(2017北京东城二模,30)表观遗传是指DNA序列不改变,而基因的表达发生可遗传的改变。DNA甲基化
是表观遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域,称为“CG岛”。
其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶,但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基
化酶(如图1所示),从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA,使其半甲基化;维持甲基化酶只作用于DNA的半
甲基化位点,使其全甲基化。
图1 图2
(1)由上述材料可知,DNA甲基化 (填“会”或“不会”)改变基因转录产物的碱基序列。
(2)由于图2中过程①的方式是 ,所以其产物都是 甲基化的,因此过程②必须经过
的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
(3)研究发现,启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合,从而抑制 。
(4)小鼠的A基因编码胰岛素生长因子-2(IGF-2),a基因无此功能(A、a位于常染色体上)。IGF-2是小鼠正常
发育必需的一种蛋白质,缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中,来自父本的A及其等位基因能够表达,来自母
本的则不能表达。检测发现,这对基因的启动子在精子中是非甲基化的,在卵细胞中则是甲基化的。
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若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交,则F 的表现型应为 。F 雌雄个体间随机交配,F 的表现型
1 1 2
及其比例应为 。结合F 配子中A及其等位基因启动子的甲基化状态,分析F 出现这
1 2
种比例的原因是 。
(5)5-氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测AZA可能的作用机制之一是:AZA在
过程中掺入DNA分子,导致与DNA结合的甲基化酶活性降低,从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的
机制是:AZA与“CG岛”中的 竞争甲基化酶,从而降低DNA的甲基化程度。
答案 (1)不会 (2)半保留复制 半 维持甲基化酶 (3)基因的表达 (4)全部正常 正常∶矮小=1∶1 卵细
胞中的A及其等位基因由于启动子甲基化而不表达,精子中的A及其等位基因由于启动子非甲基化而表达;
并且含A的精子∶含a的精子=1∶1 (5)DNA复制 胞嘧啶
解析 (1)根据题干中的信息,启动子上“CG岛”上的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶,但仍能
与鸟嘌呤互补配对,因此DNA甲基化不会改变基因转录产物的碱基序列。
(2)由图2可知,过程①是DNA的半保留复制,其产物都是半甲基化的。过程②必须经过维持甲基化酶的催化
才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
(3)启动子是一段特定的DNA序列,可与RNA聚合酶结合,启动基因的表达过程。启动子中“CG岛”的甲
基化会影响相关蛋白质与启动子的结合,从而抑制基因的表达。
(4)根据题干中的信息,由于A、a基因的启动子在精子中是非甲基化的,在卵细胞中则是甲基化的,因此纯合
矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交的遗传图解及结果如下:
F 中正常∶矮小=1∶1 ,原因是卵细胞中的A及其等位基因由于启动子甲基化而不表达,精子中的A及其等
2
位基因由于启动子非甲基化而表达;并且含A的精子∶含a的精子=1∶1。
(5)抓住本题干中的关键信息:AZA在某种过程中“掺入”DNA分子,只有DNA复制时,AZA才能“掺
入”DNA分子;另一个关键信息是AZA“竞争”甲基化酶,在本题中甲基化酶可使胞嘧啶发生甲基化,因此
AZA可与“CG岛”中的胞嘧啶竞争甲基化酶,从而降低DNA的甲基化程度。
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