2020高考生物二轮复习专题四生物的遗传第6讲遗传的分子基础作业解析版

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第6讲 遗传的分子基础 一、选择题 ‎1．在人类对遗传物质的探索过程中，肺炎双球菌的体外转化实验和噬菌体侵染细菌的实验最为经典，下列有关两个实验的叙述，不正确的是(　　)‎ A．两实验的成功完成，都离不开细菌培养技术的支持 B．两实验设计思路都是设法将DNA与其他物质分开，单独地、直接地研究它们各自不同的遗传功能 C．肺炎双球菌体外转化实验证明了“转化因子”的存在 D．噬菌体侵染细菌的实验中，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒 解析　两个实验中都有细菌的培养过程，都应用了细菌培养技术，所以两实验的成功完成，都离不开细菌培养技术的支持，A项正确；两实验设计思路都是设法将DNA与其他物质分开，单独地、直接地研究它们各自不同的遗传功能，B项正确；肺炎双球菌体内转化实验证明了“转化因子”的存在，肺炎双球菌体外转化实验证明了DNA是遗传物质，C项错误；噬菌体侵染细菌的实验中，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，D项正确。‎ 答案　C ‎2．(2019·永州三模)赫尔希和蔡斯所做的T2噬菌体侵染大肠杆菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。下列与该实验有关的叙述正确的是(　　)‎ A．实验过程中需要做标记和未做标记的大肠杆菌 B．实验过程中用35S、32P同时标记噬菌体，可证明噬菌体的遗传物质不是蛋白质 C．T2噬菌体也可以在人体细胞中复制和增殖 D．T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质 解析　实验过程中需要用35S、32P标记的大肠杆菌对噬菌体做标记，还需要将已标记的噬菌体侵染未做标记的大肠杆菌，A项正确；实验过程中用35S、32P分别标记噬菌体，才可证明噬菌体的遗传物质是DNA，但不能证明噬菌体的遗传物质不是蛋白质，B项错误；T2噬菌体只能侵染大肠杆菌，不能侵染人体细胞，所以T2噬菌体不可以在人体细胞中复制和增殖，C项错误；病毒没有细胞结构，不能独立生活，营寄生生活，所以在T2噬菌体病毒颗粒内不可以合成mRNA和蛋白质，需要借助宿主细胞来合成mRNA和蛋白质，D项错误。‎ 答案　A ‎3．(2019·浙江选考)下列关于遗传信息表达过程的叙述，正确的是(　　)‎ A．一个DNA分子转录一次，可形成一个或多个合成多肽链的模板 B．转录过程中，RNA聚合酶没有解开DNA双螺旋结构的功能 C．多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链 D．编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的脱氧核苷酸组成 解析　一个DNA分子含有多个基因，其转录一次，‎ 10‎ 可形成一个或多个合成多肽链的模板(mRNA)，A项正确；转录过程中，RNA聚合酶具有解开DNA双螺旋结构的功能，B项错误；多个核糖体可结合在一个mRNA分子上分别合成多条相同的多肽链，C项错误；编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的碱基组成，mRNA上没有脱氧核苷酸，D项错误。‎ 答案　A ‎4．(2019·威海模拟)研究发现，当某些基因转录形成mRNA时，mRNA常与模板链形成稳定的杂交体，杂交体会与DNA的非模板链构成R环结构。下列相关叙述正确的是(　　)‎ A．杂交体中的A—T碱基对越多，稳定性越高 B．R环结构中最多存在5种核苷酸 C．R环结构会影响DNA的复制 D．R环结构中DNA的非模板链可以进行转录因而不会影响该基因的表达 解析　A—T之间有2个氢键，C—G之间有3个氢键，因此杂交体中的C—G碱基对越多，稳定性越高，A项错误；R环结构中最多存在8种核苷酸(4种脱氧核苷酸＋4种核糖核苷酸)，B项错误；R环结构中，DNA的非模板链与杂交体结合影响DNA的复制，C项正确；R环结构中DNA的非模板链不可以进行转录，D项错误。‎ 答案　C ‎5．(2019·黄州区校级模拟)科学家发现了DNA分子中有一种i－Motif结构(同一条DNA链上的胞嘧啶彼此结合)，该结构多出现在原癌基因的启动子(RNA聚合酶识别和结合的部位)区域和端粒中。下列关于i－Motif结构的叙述错误的是(　　)‎ A．对细胞正常生理功能有影响 B．可作为抗癌药物设计的靶点 C．A和T、C和G的含量均相同 D．可能与基因选择性表达有关系 解析　i－Motif结构多出现在原癌基因的启动子(RNA聚合酶识别和结合的部位)区域和端粒中，因此对细胞正常生理功能有影响，A项正确；该结构多出现在原癌基因的启动子部位，故可作为抗癌药物设计的靶点，B项正确；该结构由同一条DNA链上的胞嘧啶彼此结合形成，只含有DNA的一条链的部分序列，因此无法判断各种碱基的数量关系，C项错误；该结构常位于启动子(启动子是RNA聚合酶识别和结合位点)部位，会影响基因的转录，因此可能与基因选择性表达有关系，D项正确。‎ 答案　C ‎6．(2019·汕头三模)如图为蛋白质的合成过程，有关叙述正确的是(　　)‎ 10‎ A．若抗生素可干扰核糖体的形成，则可以影响过程②‎ B．①②③过程中都存在碱基互补配对 C．DNA与RNA的化学组成相同 D．③过程的进行需要经过内质网与高尔基体的加工 解析　若抗生素可干扰核糖体的形成，则影响翻译过程，即②过程，A项正确；③过程是多肽链经过盘曲折叠形成的具有一定空间结构的蛋白质，该过程中不存在碱基互补配对，B项错误；DNA与RNA在化学组成上五碳糖不同(前者是脱氧核糖，后者是核糖)和碱基种类不同(前者是A、C、G、T，后者是A、C、G、U)，C项错误；分泌蛋白在核糖体合成，需要通过内质网与高尔基体的加工与运输，而胞内蛋白一般不需要，D项错误。‎ 答案　A ‎7．下列有关甲、乙、丙三个与DNA分子相关图形的说法，不正确的是(　　)‎ A．图甲DNA放在含15N培养液中复制2代，子代含15N的DNA单链占总链的，图中(A＋T)∶(G＋C)可体现DNA分子的特异性 B．图乙中有8种核苷酸，它可以表示转录过程 C．图丙所示的生理过程为转录和翻译，在蓝藻细胞中可同时进行 D．形成图丙③的过程可发生在拟核中，‎ 10‎ 人的神经细胞能进行图乙所示生理过程的结构只有细胞核 解析　图甲中DNA放在含15N培养液中复制2代，根据DNA半保留复制特点，子代中只有一条链含有14N，因此含15N的DNA单链占总链的1－＝；不同DNA分子中A＋T与C＋G的比值不同，因此图甲中(A＋T)∶(G＋C)可体现DNA分子的特异性，A项正确。转录是以DNA分子一条链为模板合成RNA分子的过程，DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，而RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，所以图乙中有8种核苷酸(4种脱氧核苷酸＋4种核糖核苷酸)，它可以表示转录过程，B项正确。图丙中所示的生理过程为转录和翻译，在原核细胞(如蓝藻细胞)中，这两个过程可同时进行，C项正确。图丙③为mRNA，在转录过程中形成的，可发生在拟核中；图乙为转录过程，在人的神经细胞中，转录主要发生在细胞核中，此外转录在线粒体中也可发生，D项错误。‎ 答案　D ‎8．(2019·石家庄二模)“无细胞蛋白质合成系统”是利用细胞提取物，人工添加所需原料和能源物质的体外蛋白质合成系统。下列叙述错误的是(　　)‎ A．细胞提取物可以给该系统提供酶和适宜的酸碱度等条件 B．该系统的蛋白质合成过程需要遵循碱基互补配对原则 C．该系统需要以外源DNA或mRNA为模板，添加脱氧核苷酸等原料 D．该系统可以在短时间内大量合成某种蛋白质 解析　细胞提取物可以给该系统提供酶和适宜的酸碱度等条件，A项正确；该系统的蛋白质合成过程(转录、翻译)需要遵循碱基互补配对原则，B项正确；该系统需要以自身的DNA或mRNA为模板，人工添加所需原料和能源物质，添加的原料不含脱氧核苷酸，C项错误；该系统可以在短时间内大量合成某种蛋白质，D项正确。‎ 答案　C ‎9．(2019·天津一模)如图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程。下列相关叙述不正确的是(　　)‎ A．图中①过程在人体细胞内主要发生在细胞核中 B．图中③过程一条mRNA链上可同时结合多个核糖体，从而翻译出多条不同的肽链 C．图中②④过程需要的原料和酶均不同 D．根尖分生区细胞可发生①②③过程 10‎ 解析　①为DNA分子复制过程，在人体细胞中主要发生在细胞核中，A项正确；③翻译过程中mRNA可结合多个核糖体翻译出多条相同的肽链，B项错误；②是转录过程，该过程需要的原料是核糖核苷酸，需要的酶是RNA聚合酶，而④是逆转录过程，该过程需要的原料是脱氧核苷酸，需要的酶是逆转录酶，C项正确；根尖分生区细胞能进行有丝分裂，可发生DNA的复制和有关蛋白质的合成(包括转录和翻译两个过程)，因此根尖分生区细胞可发生①②③过程，D项正确。‎ 答案　B ‎10．(2019·龙岩模拟)科研人员将感染了烟草花叶病毒的烟草叶片的提取液分成甲、乙、丙、丁四组，甲组不做处理，乙组加入蛋白酶，丙组加入RNA酶，丁组加入DNA酶。然后分别接种到正常烟草叶片上一段时间，观察并记录烟叶上病斑的数量。下列结果正确的是(　　)‎ 解析　烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。四组实验中，甲不做处理，作为空白对照；乙组加入蛋白酶，蛋白酶水解蛋白质，由于蛋白质不是遗传物质，因此，乙组病斑数目与甲组对照组相同；丙组加入RNA酶，RNA酶水解RNA，由于RNA是遗传物质，因此丙组病斑数量明显低于甲组对照组；丁组加入DNA酶，烟草花叶病毒不含DNA，因此丁组病斑数与甲组对照组相同。‎ 答案　B ‎11．(2019·浙江模拟)1958年，科学家设计了DNA复制的同位素示踪实验，实验的培养条件与方法是：(1)在含15N的培养基中培养若干代，使DNA均被15N标记，离心结果如图甲；(2)转至14N的培养基中培养，每20 min繁殖一代；(3)取出每代大肠杆菌的DNA样本，离心。如图的乙、丙、丁是某学生画的结果示意图。下列有关推论，正确的是(　　)‎ 10‎ A．出现丁的结果需要60 min B．乙是转入14N培养基中繁殖一代的结果 C．转入14N的培养基中繁殖三代后含有14N的DNA占 D．图丙的结果出现后，将此时的DNA热变性后离心分析可得出半保留复制的结论 解析　根据DNA半保留复制特点可知，转入14N的培养基中复制二代后所得DNA分子中，有一半DNA分子只含14N，另一半DNA分子的一条链含15N，另一条链含14N，离心后分布在轻带和中带上，即图丁所示结果，即出现丁的结果至少需要复制两次，而大肠杆菌每20 min复制一次，因此出现丁的结果至少需要40 min，A项错误；根据DNA半保留复制特点可知，转入14N的培养基中复制一代后所得DNA分子都是一条链含15N，另一条链含14N，离心后都分布在中带上，即图丙所示结果，B项错误；转入14N的培养基中繁殖三代后，所有的DNA都含14N，C项错误；图丙是转入14N的培养基中复制一代后所得DNA分子，且都是一条链含15N，另一条链含14N，因此将此时的DNA热变性后离心分析再结合图丙可得出DNA半保留复制的结论，D项正确。‎ 答案　D ‎12．(2019·洛阳一模)将某植物(2N＝4)的一个根尖细胞放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中完成一个细胞周期，然后将子代细胞转入不含放射性标记的培养基中继续培养一个细胞周期。下列有关说法错误的是(　　)‎ A．分裂结束具有放射性的子细胞最少有0个 B．分裂结束具有放射性的子细胞最多有4个 C．分裂产生的子细胞中带有标记的染色体最少为0条 D．分裂产生的子细胞中带有标记的染色体最多为4条 解析　第二次分裂后期姐妹染色单体分开时，被标记的染色体是随机分配移向两极的，所以第二次分裂得到的子细胞被标记的个数是2或3或4，A项错误、B项正确；分裂产生的子细胞中带有标记的染色体最少为0条，C项正确；分裂产生的子细胞中带有标记的染色体最多为所有染色体都带有标记，即4条，D项正确。‎ 答案　A 10‎ 二、非选择题 ‎13．(2019·泉州二模)生物的遗传信息蕴藏在核酸的碱基排列顺序之中。请回答下列问题：‎ ‎(1)理论上含n个碱基对的DNA具有4n种随机排列序列，这些序列________(填“能”或“不能”)皆在生物体内检测到。‎ ‎(2)T2噬菌体侵染大肠杆菌后，其遗传信息传递过程需利用的酶有________________________________________________________________________(答出三种即可)。‎ 确保遗传信息准确传递的原因有_____________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)遗传信息传递过程中也会出现差错，其在进化中的意义是________________________________________________________________________。‎ 两种生物的DNA分子进行杂交可形成杂合双链区，若形成杂合双链区的部位越多，从进化上说明这两种生物的亲缘关系越近，原因是________________________________________________________________________。‎ 解析　(1)理论上含n个碱基对的DNA具有4n种随机排列序列，但具体到某个体，其体内的DNA序列是一定(唯一)的，故这些序列不能皆在生物体内检测到。(2)T2噬菌体侵染大肠杆菌后，其遗传信息传递过程包括DNA分子的复制、转录和翻译过程，故需要的酶有解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶。确保遗传信息准确传递的原因有DNA具有独特的双螺旋结构，传递过程遵循碱基互补配对原则。(3)遗传信息传递过程中也会由于内外因素的影响出现差错，其在进化中具有产生可遗传变异，为生物进化提供原材料等意义。两种生物DNA分子进行杂交可形成杂合双链区，杂合双链区域越多说明碱基序列相同部分越多，遗传信息越接近，亲缘关系越接近。‎ 答案　(1)不能 ‎(2)解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶　DNA具有独特的双螺旋结构，传递过程遵循碱基互补配对原则 ‎(3)产生可遗传变异，为生物进化提供原材料　杂合双链区域越多，说明碱基序列相同部分越多，遗传信息越接近，亲缘关系越接近(或亲缘关系越近的生物DNA碱基序列进化过程中发生的变化越小)‎ ‎14．(2019·德阳模拟)1981年，中国科学家王德宝等用化学和酶促合成相结合的方法首次合成了酵母丙氨酸tRNA(用tRNAAla表示)。回答下列问题：‎ ‎(1)在生物体内，DNA分子上的tRNA基因经过________生成tRNA前体；在人工合成tRNAAla的过程中，需将合成的tRNA的部分片段进行________，才能折叠成“三叶草形”的tRNA分子。‎ ‎(2)tRNAAla的生物活性是指在翻译过程中既能携带丙氨酸，‎ 10‎ 又能________________________________________________________________________。‎ 某些其他tRNA也能携带丙氨酸，原因是________________________‎ ‎______________________。‎ ‎(3)为了测定人工合成的tRNAAla是否具有生物活性，科学工作者先将3H标记的丙氨酸与tRNAAla结合为“3H－丙氨酸—tRNAAla”，将其与普通氨基酸一起加入蛋白质的生物合成体系中，若________________________________________________________________________，‎ 则表明人工合成的tRNAAla具有生物活性。‎ ‎(4)在体外用14C标记“半胱氨酸—tRNACys”复合物中的半胱氨酸，得到“14C－半胱氨酸—tRNACys”，再用无机催化剂将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸，得到“14C－丙氨酸—tRNACys”，如果该“14C－丙氨酸—tRNACys”参与翻译过程，则新合成的肽链中会发生什么变化？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。‎ 解析　(1)RNA是以DNA的一条链为模板转录形成的，在tRNA的结构中有一部分结构进行碱基互补配对，折叠形成三叶草结构。(2)丙氨酸tRNA的作用是既能携带丙氨酸，又能识别mRNA上丙氨酸的密码子。密码子具有简并性，丙氨酸有不同的密码子，因此某些其他tRNA也能携带丙氨酸。(3)通过同位素标记法追踪同位素的路径可以判断人工合成的tRNAAla是否具有生物活性，若经3H标记的丙氨酸与tRNAAla结合为“3H－丙氨酸—tRNAAla”，将其与普通氨基酸一起加入蛋白质的生物合成体系中，如果在新合成的多肽链中含有放射性，则说明人工合成的tRNAAla具有生物活性。(4)tRNA上的半胱氨酸还原成丙氨酸，但此tRNA上的反密码子不变，因此识别的mRNA的密码子不变，则用该“14C－丙氨酸—tRNACys”参与翻译过程，则新合成的肽链中原来半胱氨酸的位置会被替换为14C标记的丙氨酸。‎ 答案　(1)转录　碱基互补配对 ‎(2)识别mRNA上丙氨酸的密码子　丙氨酸有不同的密码子(或密码子具有简并性)‎ ‎(3)在新合成的多肽链中含有放射性 ‎(4)肽链中原来半胱氨酸的位置会被替换为14C标记的丙氨酸 ‎15．(2019·安徽二模)图甲表示某细胞中遗传信息传递的部分过程，图乙为图甲中结构的放大图。请据图回答下列问题：‎ 10‎ ‎(1)图甲中的RNA聚合酶是在________(填“真核细胞”或“原核细胞”)的核糖体上合成的。‎ ‎(2)图甲所示过程中新形成的化学键有____________________。图乙中各物质或结构含有糖类的有________(用图中字母回答)。图乙所示过程与图甲②的形成过程中碱基互补配对方式相同的是________________。‎ ‎(3)将该细胞DNA分子(不考虑细胞质DNA分子)的2条链用32P进行标记，并使其在不含有32P的培养基中培养一段时间，得到n个细胞，则其中含有32P标记DNA的细胞所占比例为，原因是_____________‎ ‎___________________________________________________________________________________________________________________________________。‎ 解析　(1)图甲中转录和翻译过程同时进行，发生在原核细胞中，因此该图中的RNA聚合酶是在原核细胞的核糖体上合成的。(2)图甲转录过程中新形成的化学键是磷酸二酯键和氢键(tRNA中含有氢键)，翻译过程中新形成的化学键是肽键。图乙中A为肽链，其中不含糖类，B为tRNA，C为mRNA，D为核糖体(其中含有rRNA)，故B、C、D中都含有核糖。图乙所示为翻译过程，该过程的碱基配对方式为A—U、U—A、C—G、G—C，而图甲②的形成过程(转录)中碱基互补配对方式为A—U、T—A、C—G、G—C，因此两者碱基互补配对方式相同的是A—U、C—G、G—C。(3)将该细胞DNA分子(不考虑细胞质DNA分子)的两条链用32P进行标记，并使其在不含有32P的培养基中培养一段时间，得到n个细胞，则其中含有32P标记DNA的细胞所占比例为，原因是原核细胞拟核中含有1个DNA分子，1个DNA分子复制后，标记的2条单链只能分配到2个细胞中，因此在得到的n个细胞中只有2个细胞带有标记。‎ 答案　(1)原核细胞 ‎(2)磷酸二酯键、肽键、氢键　BCD　A—U、G—C、C—G ‎(3)原核细胞拟核中含有1个DNA分子，1个DNA分子经半保留复制后，标记的2条单链只能分配到2个细胞中，因此在得到的n个细胞中只有2个细胞带有标记 10‎ 10‎