2015版高考生物考点分类汇编(近3年真题+模拟)专题9 遗传的分子基础

专题9 遗传的分子基础

考点二十四 人类对遗传物质的探索过程

高考试题

1.(2013年新课标全国理综Ⅱ,T1,6分,★☆☆)关于DNA和RNA的叙述,正确的是( ) A.DNA有氢键,RNA没有氢键 B.一种病毒同时含有DNA和RNA C.原核细胞中既有DNA,也有RNA

D.叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA

点睛:本题主要考查了DNA和RNA的结构和分布等相关的知识,意在考查考生对所学知识的识记能力和理解能力。

解析:DNA为双链结构,两条链上配对的碱基通过氢键相连,A与T之间形成两个氢键,C与G之间形成三个氢键。RNA一般为单链,但很多RNA也需要通过碱基互补配对形成一定的结构来行使特定的生物学功能,如tRNA通过一定方式折叠为三叶草结构,部分区域存在碱基互补配对,故A项错误。一种病毒的体内只含有一种核酸,DNA或RNA,没有同时含有DNA和RNA的病毒,故B项错误。作为细胞生物,其遗传物质均为DNA,但同时存在RNA,从而保证了基因表达的顺利进行,故C项正确。在线粒体和叶绿体中,既有DNA,也有RNA,而核糖体是由rRNA和蛋白质构成的,因此核糖体中,没有DNA,故D项错误。 答案:C

2.(2013年新课标全国理综Ⅱ,T5,6分,★☆☆)在生命科学发展过程中,证明DNA是遗传物质的实验是( )

①孟德尔的豌豆杂交实验 ②摩尔根的果蝇杂交实验 ③肺炎双球菌转化实验 ④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验 ⑤DNA的X光衍射实验 A.①② B.②③ C.③④ D.④⑤

点睛:本题考查了教材中的基本实验,主要涉及到DNA是遗传物质的验证的相关内容。意在考查考生对生命科学发展过程的识记能力和理解能力。

解析:肺炎双球菌的转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验是证明DNA是遗传物质的两大经典实验,故正确答案为C。孟德尔的豌豆杂交实验,通过假说—演绎法,发现了分离定律和自由组合定律,摩尔根的果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上,DNA的X光衍射实验为DNA双螺旋结构模型的构建提供了有力证据。 答案:C

3.(2012年江苏单科,T2,2分,★☆☆)人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程,下列有关叙述正确的是( )

A.孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质

B.噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力 C.沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数 D.烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA

点睛:本题以生物科学史为依托,考查人类对遗传物质本质的探索历程中一系列经典实验的内容及结论,是对识记能力和理解能力的考查。

解析:孟德尔发现了遗传因子并总结出了遗传规律,但没有证实遗传因子的化学本质,故A错。沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构中嘧啶数等于嘌呤数,故C错。烟草花叶病毒感染烟草实验只能证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,还有一些病毒(如噬菌体)的遗传物质是DNA,故D错。 答案:B

4.(2012年上海单科,T11,2分,★☆☆)赫尔希(A.Hershey)和蔡斯(M.Chase)于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体( )

1

A.侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞 B.只将其DNA注入大肠杆菌细胞中 C.DNA可用15N放射性同位素标记 D.蛋白质可用32P放射性同位素标记

点睛:本题考查噬菌体侵染细菌实验的原理及其成功的原因,是对理解能力和实验分析能力的考查。

解析:噬菌体侵染细菌过程中,只有DNA进入大肠杆菌细胞内,而蛋白质没有进入,保证了实验进行的单一变量原则,如果噬菌体的DNA和蛋白质都进入了大肠杆菌,则本实验无法得到

15

结论,B正确。噬菌体的DNA和蛋白质中都含N,如用 N标记,不能达到将DNA与蛋白质分开研究的目的,C错;噬菌体的蛋白质几乎不含P,D错。 答案:B

5.(2012年重庆理综,T2,6分,★☆☆)针对耐药菌日益增多的情况,利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究备受关注。下列有关噬菌体的叙述,正确的是( ) A.利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质 B.以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸 C.外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成,使该细菌死亡 D.能在宿主菌内以二方式增殖,使该细菌裂解

点睛:本题考查噬菌体的特点和增殖过程,是对识记能力和理解能力的考查。

解析:噬菌体侵入宿主细胞后,在亲代噬菌体DNA的指导下,以宿主菌细胞中的氨基酸和脱氧核糖核苷酸为原料合成子代噬菌体的蛋白质、DNA,故A正确、B错误。噬菌体不具有细胞结构,不能以二方式增殖,二是原核生物增殖的方式;噬菌体以复制方式进行增殖,在宿主菌体内合成噬菌体的DNA和蛋白质后,组装成子代噬菌体,子代噬菌体消耗细菌细胞内的物质后使细菌裂解、死亡,故C、D错误。 答案:A

6.(2011年广东理综,T2,4分,★☆☆)艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验,结果如下表。从表可知( ) 实验组号 接种菌型 加入S型菌物质 培养皿长菌情况 ① R 蛋白质 R型 ② R 荚膜多糖 R型 ③ R DNA R型、S型 ④ R DNA(经DNA酶处理) R型 A.①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子 B.②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性 C.③和④说明S型菌的DNA是转化因子 D.①～④说明DNA是主要的遗传物质

点睛:本题考查肺炎双球菌体外转化实验的结论及分析,是对理解能力和实验分析能力的考查。

解析:据①可知,蛋白质不能引起R型菌转化为S型菌,故蛋白质不是转化因子。酶的化学本质为蛋白质或RNA,多糖不具有酶活性。加入DNA的一组中转化出现了S型菌,而将DNA水解后则不能完成转化,③和④对照可说明DNA是转化因子。DNA是主要的遗传物质是对于整个生物界而言的,而非针对某一种生物,此实验只能证明DNA是肺炎双球菌的遗传物质。 答案:C

7.(2011年江苏单科,T12,2分,★☆☆)关于“噬菌体侵染细菌实验”的叙述,正确的是( )

3532

A.分别用含有放射性同位素S和放射性同位素P的培养基培养噬菌体

B.分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,进行长时间的保温培养

35

C.用S标记噬菌体的侵染实验中,沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致 D.32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质 点睛:本题考查噬菌体侵染细菌实验的过程、结果和误差分析,是对识记能力和实验分析能力的考查。

解析:噬菌体无细胞结构,不能生活,因此对噬菌体进行标记,应先分别在含有放射性同位素35S和32P的培养基中培养大肠杆菌,再用上述大肠杆菌培养噬菌体,A错误。在侵染过程中需经过短时间的保温,保温时间过长,有一部分子代噬菌体已从大肠杆菌中释放出来,离心

2

后分布在上清液中,导致实验误差,B错误。若搅拌不充分,含S的蛋白质外壳没有从大肠杆菌表面脱落,经离心后随大肠杆菌进入下层沉淀,使沉淀物中含有少量放射性,C正确。因为在侵染实验中蛋白质没有进入大肠杆菌,故不能说明蛋白质不是遗传物质,D错误。 答案:C

8.(2010年上海单科,T25,2分,★★☆)若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体侵染,裂解后释放的所有噬菌体( )

353235

A.一定有S,可能有P B.只有S

323532

C.一定有P,可能有S D.只有P

点睛:本题考查噬菌体侵染细菌实验的过程和DNA复制的特点,是对理解能力的考查。

3535

解析:S是噬菌体蛋白质外壳的组成成分,利用大肠杆菌内S的原料合成,因此所有子代噬菌体都含35S。32P是噬菌体DNA的组成成分,在大肠杆菌内利用31P的原料合成出的子代DNA有的含32P,有的含31P。 答案:A

模拟试题

1.(2013吉林质检)探究生物的遗传物质和遗传规律的漫长岁月中,众多学者做出卓越贡献,正确的是( )

A.萨顿运用假说—演绎法提出基因在染色体上

B.克里克最先预见了遗传信息传递的一般规律,并将其命名为中心法则 C.格里菲思的肺炎双球菌转化实验最早证实DNA是遗传物质

D.赫尔希等人用噬菌体侵染大肠杆菌的实验,使人们确信 DNA 是主要的遗传物质 解析:萨顿提出基因在染色体上的假说运用了类比推理法,A错误。格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验只是得出了“转化因子”存在的推论,并未证实“转化因子”是什么,最早证实DNA是遗传物质的是艾弗里的体外转化实验,C错误。DNA 是主要的遗传物质是对整个生物界而言的,D错误。 答案:B

2.(2013北京丰台区一模)关于格里菲思和艾弗里完成的肺炎双球菌转化实验,下列叙述错误的是( )

A.加热杀死的S型菌的DNA进入R型菌细胞内,使R型菌转化成S型菌

B.R型菌转化后出现荚膜,反对者认为可能是突变所致,不能说明DNA是遗传物质 C.艾弗里提取的DNA掺杂有非常少量的蛋白质,实验中没有完全排除蛋白质的作用 D.艾弗里无法使DNA与蛋白质完全分开,故该实验证明DNA是主要的遗传物质

解析:R型菌转化为S型菌是由于S型菌的DNA进入R型菌细胞内,发生了基因重组的结果,A正确。R型菌转化为S型菌,可能是突变的结果,这是反对者质疑艾弗里实验结论的原因之一,B正确。艾弗里实验中提取的DNA仍至少混有0.02%的蛋白质,没有完全排除蛋白质的作用,C正确。DNA 是主要的遗传物质是对整个生物界而言的,不能通过一个实验得出该结论,D错误。 答案:D

3.(2013湖南怀化模拟)为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质,赫尔希和蔡斯做了“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验。下图中亲代噬菌体已用P标记,A、C中的方框代表大肠杆菌。下列关于本实验及病毒、细菌的有关叙述正确的是( )

32

35

A.图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的,其内的营养成分中要加入P标记的无机盐

B.若要达到实验目的,还要再设计一组用S标记噬菌体的实验,两组相互对照,都是实验组 C.噬菌体的遗传不遵循基因分离定律,而大肠杆菌的遗传遵循基因分离定律

35

32

3

D.若本组实验B(上清液)中出现放射性,则不能证明DNA是遗传物质

32

解析:实验中所用亲代噬菌体已用P标记,应让其侵染未被标记的大肠杆菌,因此大肠杆菌培养液中不能含32P,A错误。本实验用32P和35S分别标记两组噬菌体,实验前这两组的实验结果都是未知的,因此两组都是实验组,形成相互对照,B正确。噬菌体和大肠杆菌的遗传都不遵循基因分离定律,只有真核生物核基因的遗传遵循分离定律,C错误。理论上,32P的放射性应出现在下层沉淀中,但实际实验中上清液也出现了很低的放射性,D错误。 答案:B

4.(2012安徽黄山第一次联考)下列有关生物体遗传物质的叙述,正确的是( ) A.酵母菌的遗传物质主要是DNA

B.大肠杆菌的遗传物质主要分布在染色体上 C.T2噬菌体的遗传物质是DNA和蛋白质 D.HIV的遗传物质水解产生4种核糖核苷酸

解析:任何一种生物的遗传物质都只能是某一种核酸,A错误。大肠杆菌是原核生物,无染色体结构,其遗传物质DNA主要分布在拟核,B错误。T2噬菌体含DNA和蛋白质两种成分,以DNA为遗传物质,C错误。HIV是RNA病毒,其遗传物质水解产生4种核糖核苷酸,D正确。 答案:D

5.(2011淮北一模)某生物兴趣小组模拟进行了肺炎双球菌的转化实验,测得其中一组小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况如图所示,据图分析不正确的是( )

A.本实验注射到小鼠体内的可能是加热杀死的S型菌和活R型菌混合物

B.图中虚线代表S型菌,实线代表R型菌

C.两种细菌都增加是因为S型菌降低了小鼠的免疫能力 D.实验结果可以证明转化因子的本质是DNA

解析:肺炎双球菌体内转化实验结果只能证明转化因子存在,不能证明什么物质是转化因子,D选项错误。 答案:D

考点二十五 DNA分子的结构和复制

高考试题

1.(2013年广东理综,T2,4分,★☆☆)1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型,其重要意义在于( )

①证明DNA是主要的遗传物质 ②确定DNA是染色体的组成成分 ③发现DNA如何储存遗传信息 ④为DNA复制机制的阐明奠定基础 A.①③ B.②③ C.②④ D.③④

点睛:本题考查DNA分子的结构和复制,人类对遗传物质的探索过程等知识,意在考查考生对所学知识进行迁移和分析的能力。

解析:Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型,意义在于认识DNA的结构,发现了DNA储存遗传信息的形式,同时为DNA复制机制的阐明奠定了基础。故③④正确。①中证明DNA是主要的遗传物质是根据有细胞结构的遗传物质是DNA,在没有细胞结构的病毒里面,有的是DNA,有的是RNA来证明。②中染色体组成,本题中无涉及,两位科学家只研究了DNA结构。 答案:D

2.(2012年福建理综,T5,6分,★★☆)双脱氧核苷酸常用于DNA测序,其结构与脱氧核苷酸相似,能参与DNA的合成,且遵循碱基互补配对原则。DNA合成时,在DNA聚合酶作用下,若连接上的是双脱氧核苷酸,子链延伸终止;若连接上的是脱氧核苷酸,子链延伸继续。在人工合成体系中,有适量的序列为GTACATACATG的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸。则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有( )

4

A.2种 B.3种 C.4种 D.5种

点睛:本题提供了一个新材料,角度新颖,主要是考查有关DNA分子复制和碱基互补配对原则的运用,是对获取和利用信息能力的考查。

解析:因为单链中有4个腺嘌呤脱氧核苷酸,所以就有4个位置可能结合上胸腺嘧啶双脱氧核苷酸,这4个位置DNA合成的终止会形成4种长度不同的DNA片段,再加上正常合成的DNA片段,所以就有了5种长度的子链。 答案:D

32

3.(2012年山东理综,T5,4分,★☆☆)假设一个双链均被P标记的噬菌体DNA由5 000个碱

31

基对组成,其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含P的大肠杆菌,共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是( ) A.该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸 B.噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等 C.含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1∶49 D.该DNA发生突变,其控制的性状即发生改变 点睛:本题考查噬菌体侵染细菌的过程、DNA的半保留复制方式及基因的突变等知识,是对理解能力和分析能力的考查。

解析:根据题干数据,一个DNA分子中有鸟嘌呤脱氧核苷酸3 000个,释放出100个子代噬菌体,因为有亲代的DNA在内,所以相当于重新合成了99个DNA,需要鸟嘌呤脱氧核苷酸3 000×99个,A错误;模板是噬菌体提供的,原料和酶则由细菌提供,B错误; 100个噬菌体中只

323231

有2个噬菌体有P(这2个噬菌体的DNA一条链含P,另一条链含P),另外98个只有31P,C正确;由于密码子的简并性等原因,DNA即使发生了突变,其控制的性状也不一定发生改变,D错误。 答案:C

4.(2011年海南单科,T25,2分,★☆☆)关于核酸生物合成的叙述,错误的是( ) A.DNA的复制需要消耗能量

B.RNA分子可作为DNA合成的模板

C.真核生物的大部分核酸在细胞核中合成

D.真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝前期

点睛:本题考查DNA复制的有关知识,是对识记能力的考查。

解析:逆转录发生时就是以RNA为模板合成DNA。细胞核是DNA复制和转录的主要场所。真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝间期和减数第一次前的间期。 答案:D

5.(2011年上海单科,T27,2分,★☆☆)某双链DNA分子含有400个碱基,其中一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4。下列表述错误的是( )

A.该DNA分子的一个碱基改变,不一定会引起子代性状的改变

B.该DNA分子连续复制两次,需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个 C.该DNA分子中4种碱基的比例为A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7 D.该DNA分子中的碱基排列方式共有4200种 点睛:本题考查基因突变与性状的关系、碱基互补配对原则及DNA结构多样性的原因,是对理解能力的考查。

解析:该DNA分子的一个碱基改变,不一定改变蛋白质的结构,因此不一定会引起子代性状的改变,A正确。DNA一条链中A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则另一条链中A∶T∶G∶C=2∶1∶4∶3,故DNA双链中A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7,C正确。据以上计算可知,一个DNA分子中有腺嘌

2

呤脱氧核苷酸60个,因此复制两次需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的个数为60×(2-1)=180个,B错误。该DNA分子中有200对碱基,因此碱基对排列方式共有4200种,D正确。 答案:B

6.(2010年山东理综,T7,4分,★★★)蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期,然后在不含放射性标记的培养基中继续至中期,其染色体的放射性标记分布情况是( )

A.每条染色体的两条单体都被标记

B.每条染色体中都只有一条单体被标记

5

C.只有半数的染色体中一条单体被标记 D.每条染色体的两条单体都不被标记

点睛:本题综合考查细胞有丝的过程和DNA复制的特点,是对理解能力和分析能力的考查。

解析:蚕豆的根尖细胞完成一个细胞周期后,根据DNA半保留复制的特点,形成的子细胞中染色体上的DNA都只有一条链具有放射性,另一条链不具有放射性,即每条染色体都具有放射性。当在不具有放射性标记的培养基中接着进行下一个细胞周期时,完成DNA复制后,有丝前期以及中期每条染色体都含有两条染色单体,每条染色单体含有一个DNA分子,这两个DNA分子一个具有放射性,一个没有放射性,即细胞中每条染色体含有的两条染色单体(两个DNA分子)都是一条染色单体(一个DNA分子)被标记,另一条染色单体(另一个DNA分子)不被标记。 答案:B

7.(2009年江苏单科,T12,2分,★★☆)下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图,有关叙述错误的是( )

A.图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的

B.图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的 C.真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶 D.真核生物的这种复制方式提高了复制速率

点睛:本题考查DNA复制的过程和特点,是对识图、分析和判断能力的考查。

解析:据图可知,DNA复制可从多个起点开始,但不同复制起点已复制的长度不同,说明各起点不是同时开始复制的,A错误。图示表明,DNA复制是从复制起点向两侧双向复制的,B正确。这种多起点、双向复制的特点提高了DNA复制的速度,D正确。 答案:A

8.(2013年江苏单科,T32,9分,★★☆)下图①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题:

(1)细胞中过程②发生的主要场所是 。

(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的%,α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%,则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为 。

(3) 由于基因中一个碱基对发生替换,而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG),则该基因的这个碱基对替换情况是 。

(4) 在人体内成熟红细胞、浆细胞、记忆细胞、效应T细胞中,能发生过程②、③而不能发生过程①的细胞是 。

(5)人体不同组织细胞的相同DNA 进行过程②时启用的起始点 (在

“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中选择),其原因是

。

6

点睛:本题主要考查DNA分子的结构和复制相关的知识,意在考查考生的识图能力与推理计算的能力。

解析:(1)过程①为DNA的复制,②为DNA的转录,③为翻译,转录的主要场所在细胞核。 (2)过程②α链中G+U=%,其模板链上C+A=%,α链上G占29%,故U占25%,其模板链上C占29%,A占25%,G占19%,故T占27%。另一条链上A占27%,故两条链即DNA区段中腺嘌呤占

=26%。

(3)根据异亮氨酸密码子和苏氨酸的密码子可知,异亮氨酸很可能是T—A替换为C—G。 (4)细胞在时发生DNA复制,浆细胞和效应T细胞不,但可发生转录和翻译过程。 (5)不同组织细胞由于基因的选择性表达,故DNA转录所启用的起始点不完全相同。

答案:(1)细胞核 (2)26% (3)T—A替换为C—G(A—T替换为G—C) (4)浆细胞和效应T细胞 (5)不完全相同 不同组织细胞中基因进行选择性表达

9.(2010年北京理综,T30,16分,★★★)科学家以大肠杆菌为实验对象,运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验,实验内容及结果见下表。 组别 1组 2组 3组 4组 培养液中 14151414NH4Cl NH4Cl NH4Cl NH4Cl 唯一氮源 繁殖代数 多代 多代 一代 两代 培养产物 A B B的子Ⅰ代 B的子Ⅱ代 操作 提取DNA并离心 1/2轻带 仅为轻带 仅为重带 仅为中带 (14N/14N) 离心结果 (14N/14N) (15N/15N) (15N/14N) 1/2中带 1514(N/N) 请分析并回答:

(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B,必须经过 代培养,且培养液中的 是唯一氮源。

(2)综合分析本实验的DNA离心结果,第 组结果对得到结论起到了关键作用,但需把它与第 组和第 组的结果进行比较,才能说明DNA分子的复制方式是 。 (3)分析讨论:

①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带,则“重带”DNA来自于 ,据此可判断DNA分子的复制方式不是 复制。

②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心,其结果 (选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。

③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养,子n代DNA离心的结果是:密度带的数量和位置 ,放射性强度发生变化的是 带。

④若某次实验的结果中,子Ⅰ代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽,可能的原因是新合成DNA单链中的N尚有少部分

为 。

点睛:本题结合实验考查DNA的半保留复制方式,是对理解能力和实验分析能力的考查。 解析:(1)根据表中的第2组实验结果可以看出,将大肠杆菌在15NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养多代,才可得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B。(2)要证明DNA的复制为半保留复制,需要证明后代DNA的两条链一条是原来的,另一条是新合成的,第3组的实验展示了将DNA被15N标记的大肠杆菌放在14N的培养液中培养,子Ⅰ代的DNA仅有15N/14N,再结合第

1414

1组和第2组的实验可以说明DNA的复制为半保留复制。(3)①“轻带”DNA为N/N DNA,“重带”DNA为15N/15N DNA,根据表中信息“重带”DNA来自B。出现该结果只能是后代DNA的两条链或全是原来的,或全是新合成的,说明DNA分子的复制方式不是半保留复制。②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心,则无法判断后代DNA的两条链的来源,不能判断DNA的复制方

7

式。③DNA是半保留复制,不管复制多少代,两条母链始终存在,所以在同等条件下将子Ⅱ代

14151414

继续培养,子n代DNA的情况为有两个为N/N DNA,其余全为N/N DNA,所以子n代DNA离心结果是:密度带的数量始终是一条中带、一条轻带,位置也没有变化,中带的放射性强度不变,轻带的放射性强度增加。④“中带”为15N/14N DNA,“中带”略宽,说明新合成的DNA单链中尚有少部分15N。

答案:(1)多 15N/15NH4Cl (2)3 1 2 半保留复制 (3)①B 半保留 ②不能 ③没有变化 轻 ④15N

模拟试题

1.(2013山东聊城七校联考)在一个双链DNA分子中,碱基总数为m,腺嘌呤碱基数为n,则下列有关叙述正确的是( )

①脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基总数=m ②碱基之间的氢键数为

③一条链中A+T的数量为n

④G的数量为m-n

A.①②③④ B.②③④ C.③④ D.①②③

解析:一分子脱氧核苷酸含一分子磷酸、一分子碱基,因此脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基总数,①正确。A+G=m/2,故G=m/2-n,④错误;A-T碱基对n个,G-C碱基对m/2-n个,因此氢键数为2n+3(m/2-n)=(3m-2n)/2,②正确。一条链中的A1+T1=A1+A2,即等于双链中A的个数,③正确。 答案:D

2.(2013广东珠海六校第二次联考)经过对某生物体内的核酸成分的化学分析得知,该生物核酸中,嘌呤占58%,嘧啶占42%,由此可以判断 ( ) A.此生物体内的核酸一定是DNA B.该生物一定不含DNA而含RNA

C.若此生物只含DNA,则一定是单链的 D.若此生物含DNA,则一定是双链的

解析:由题干数据可知,该生物体内嘌呤数≠嘧啶数,则该生物体内的核酸或者都为单链,或者既有双链也有单链,但肯定不会只含双链分子。 答案:C

1515

3.(2013济南质检)细菌在N培养基中繁殖数代后,使细菌DNA的含氮碱基皆含有N,然后再移入14N培养基中培养,抽取其子代的DNA经高速离心分离,下图①～⑤为可能的结果,下列叙述错误的是( )

A.第一次的子代DNA应为⑤ B.第二次的子代DNA应为① C.第三次的子代DNA应为③ D.亲代的DNA应为⑤

8

解析:亲代DNA的两条链都含有N,离心后应为⑤,D正确。放在N的培养基中培养,子一代

151415141414

中两条链为N、N,离心后应为②,A错误。子二代DNA中1/2为N、N,1/2为N、N,离心后应为①,B正确。子三代DNA中1/4为15N、14N,3/4为14N、14N,离心后应为③,C正确。 答案:A

4.(2012河南许昌一模)将某一经3H充分标记DNA的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含3

H的培养基中培养,经过连续两次细胞。下列有关说法正确的是( )

3

A.若进行有丝,则子细胞含H的染色体数一定为N

3

B.若进行减数,则子细胞含H的DNA分子数为N/2

3

C.若子细胞中有的染色体不含H,则原因是同源染色体彼此分离

3

D.若子细胞中染色体都含H,则细胞过程中可能发生基因重组

解析:若进行有丝,则DNA复制两次,经第一次有丝后,所有的DNA(染色体)都为3H1H;在第二次有丝中,姐妹染色单体上的两个DNA一个为3H1H,一个为1H1H,而姐妹染色单体分开后移向哪一极是随机的,因此子细胞中含3H的染色体数为0～2N之间,A错误。若进行减数

31

,则DNA只复制一次,每个DNA(每条染色体)都是HH,但配子中只得到N个DNA分子,因此子细胞含3H的DNA分子数为N,B错误。据上述分析,若子细胞中有的染色体不含3H,则是有丝的结果,有丝过程中不发生同源染色体分离,C错误;若子细胞中染色体都含3H,则是减数的结果,减数过程中可能发生基因重组,D正确。 答案:D

5.(2011安徽合肥八中一模)如图为真核细胞DNA复制过程模式图,相关分析不正确的是( )

15

14

A.酶①为DNA解旋酶,能使DNA双链解开;酶②为DNA聚合酶,可将游离的脱氧核苷酸结合在一起

B.图中可体现出边解螺旋边复制及半保留复制的特点

C.在复制完成后,甲、乙可在有丝后期、减数第二次后期分开

D.若该DNA分子有1 000个碱基对,其中A 200个,则图示过程共需C 300个

解析:在复制完成后,甲、乙位于一条染色体的两条姐妹染色单体上,可在有丝后期或减数第二次后期分开,C正确。若DNA分子中有1 000个碱基对,A=200,则T=200,A+T=400,那么G+C=1 600,又因为G=C,则每个DNA分子中含有C 800个;DNA复制是一种半保留复制,新形成的两个DNA分子中各有一条新链,相当于一个DNA分子,即需要消耗800个C,D错误。 答案:D

3

6.(2012福建福州质检)蚕豆体细胞染色体数目2N=12,科学家用H标记蚕豆根尖细胞的DNA,可以在染色体水平上研究真核生物的DNA复制方式。实验的基本过程如下:

3

Ⅰ.将蚕豆幼苗培养在含有H的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基上,培养一段时间后,观察细胞中期染色体的放射性情况。

3

Ⅱ.当DNA分子双链都被H标记后,再将根移到含有秋水仙素的非放射性培养基中,培养一段时间后,观察细胞中期染色体的放射性情况。 请回答相关问题:

(1)蚕豆根尖细胞进行的方式是 ;秋水仙素能使部分细胞的染色体数目加倍,其作用的机理是 。

(2)Ⅰ中,在根尖细胞进行第一次时,每一条染色体上带有放射性的染色单体有 条,每个DNA分子中,有 条链带有放射性。Ⅱ中,若观察到一个细胞具有24条染色体,

9

且二分之一的染色单体具有放射性,则表明该细胞的染色体在无放射性的培养基上复制 次,该细胞含有 个染色体组。

(3)上述实验表明,DNA分子的复制方式是 。

解析:(1)根尖细胞进行有丝,用秋水仙素处理细胞时会抑制纺锤体的形成,从而使分开的染色体不能移向两极形成两个子细胞,使细胞染色体数目加倍。(2)Ⅰ中,DNA在复制时用含3H的胸腺嘧啶脱氧核苷酸作原料,每个DNA分子中有1条链带有放射性,而每条染色体上两条染色单体都带有放射性;Ⅱ中,二分之一的染色单体具放射性,说明细胞染色体已复制2次,细胞中有24条染色体,说明处于有丝后期,此时该细胞中含有4个染色体组。(3)该实验表明DNA分子的复制方式是半保留复制。

答案:(1)有丝 抑制纺锤体的形成 (2)2 1 2 4 (3)半保留复制 考点二十六 基因指导蛋白质的合成

高考试题

1.(2013年新课标全国理综Ⅰ,T1,6分,★☆☆)关于蛋白质生物合成的叙述,正确的是( )

A.一种tRNA可以携带多种氨基酸 B.DNA聚合酶是在细胞核内合成的

C.反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基 D.线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成 点睛:本题考查了基因表达过程中tRNA的功能、反密码子的概念以及细胞质中基因表达的相关问题,意在考查考生对基因表达过程中的理解能力。

解析:每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,A错误;DNA聚合酶的化学本质是蛋白质,是在细胞质中的核糖体上合成的,B错误;反密码子是指位于tRNA上可以与mRNA上的密码子互相配对的3个相邻碱基,C错误;线粒体和叶绿体中的DNA,都能够进行半自主复制,并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成,D正确。 答案:D

2.(2013年浙江理综,T3,6分,★★☆)某生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是( )

A.在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开 B.DNARNA杂交区域中A应与T配对 C.mRNA翻译只能得到一条肽链

D.该过程发生在真核细胞中 点睛:本题主要考查真核细胞、原核细胞基因表达的区别,意在考查考生的识图能力、知识运用能力和分析推理能力。

解析:题图表示边转录边翻译的现象,当RNA聚合酶与DNA分子某一启动部位结合时,DNA片段的双螺旋解开,A项正确;DNARNA杂交区域中DNA上的A与RNA上的U配对,B项错误;一个mRNA分子可以同时结合多个核糖体,同时合成多条肽链,C项错误;在真核细胞中,转录主要在细胞核内进行,翻译在核糖体上进行,二者不能同时进行,D项错误。

答案:A 3. (2012年安徽理综,T5,6分,★★☆)如图表示细胞内某些重要物质的合成过程。该过程发生在( )

10

A.真核细胞内,一个mRNA分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链 B.原核细胞内,转录促使mRNA在核糖体上移动以便合成肽链 C.原核细胞内,转录还未结束便启动遗传信息的翻译

D.真核细胞内,转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译 点睛:本题考查基因表达的过程和真核细胞、原核细胞表达过程的区别,是对识图、析图能力的考查。

解析:原核细胞无细胞核,转录和翻译可在细胞质中同时进行,而真核细胞转录在细胞核内,翻译在细胞质中,两者是分开进行的。图示转录和翻译同时进行,故为原核细胞,A、D错;转录是形成mRNA的过程,故B错。 答案:C

4.(2012年新课标全国理综,T1,6分,★☆☆)同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白,组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同,但排列顺序不同。其原因是参与这两种蛋白质合成的( )

A.tRNA种类不同

B.mRNA碱基序列不同 C.核糖体成分不同

D.同一密码子所决定的氨基酸不同

点睛:本题综合考查转录、翻译等过程,是对理解能力的考查。

解析:基因控制蛋白质合成的过程包括转录和翻译,转录形成的mRNA是蛋白质合成的模板,同一物种的两类细胞合成的分泌蛋白中各种氨基酸含量相同,但排列顺序不同,说明基因控制合成的mRNA中碱基的排列顺序不同。 答案:B

5.(2011年海南单科,T15,2分,★☆☆)关于RNA的叙述,错误的是( ) A.少数RNA具有生物催化作用

B.真核细胞内mRNA和tRNA都是在细胞质中合成的 C.mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子 D.细胞中有多种tRNA,一种tRNA只能转运一种氨基酸

点睛:本题考查RNA的合成、种类和功能,是对识记能力和理解能力的考查。

解析:真核生物转录主要发生在细胞核中,即真核生物的RNA主要在细胞核中合成,故B错误。细胞中有多种tRNA,一种tRNA只能转运一种氨基酸,但一种氨基酸可能由多种tRNA转运,D正确。 答案:B

6.(2011年江苏单科,T1,2分,★★☆)下列物质合成时,需要模板的是( ) A.磷脂和蛋白质 B.DNA和酶 C.性激素和胰岛素 D.神经递质和受体 点睛:本题考查DNA的复制、转录和翻译及各种化合物的化学本质等知识,是对识记能力和理解能力的考查。

解析:核酸与蛋白质的合成都需要模板,而磷脂、性激素、神经递质都不是蛋白质或核酸,故其合成不需要模板。 答案:B

7.(2011年安徽理综,T5,6分,★★☆)甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程,下列叙述正确的是( )

11

A.甲、乙所示过程通过半保留方式进行,合成的产物是双链核酸分子

B.甲所示过程在细胞核内进行,乙在细胞质基质中进行

C.DNA分子解旋时,甲所示过程不需要解旋酶,乙需要解旋酶

D.一个细胞周期中,甲所示过程在每个起点只起始一次,乙可起始多次

点睛:本题以图解为载体,考查DNA复制和转录的过程、场所和特点等知识,是对比较、判断和识图、分析能力的考查。

解析:据图可知,甲所示过程为DNA复制,乙所示过程为转录。DNA复制为半保留复制,其产物是双链DNA分子;转录结束后DNA是全保留的,其产物为单链RNA,故A错误。DNA复制和转录的主要场所都是细胞核,且都需要解旋酶,故B、C错误。一个细胞周期中DNA只进行一次复制,而转录则可多次发生,故D正确。 答案:D

8.(2010年天津理综,T2,6分,★★☆)根据下表中的已知条件,判断苏氨酸的密码子是( ) DNA双链 T G mRNA tRNA反密码子 A 氨基酸 苏氨酸 A.TGU B.UGA C.ACU D.UCU

点睛:本题考查转录、翻译过程中碱基互补配对的有关知识,是对理解能力和分析能力的考查。

解析:mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸,每3个这样的碱基称作1个密码子。据表,mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子互补配对,可推知mRNA上的密码子最后的碱基为U;DNA的一条链为TG ,另一条链为AC ,若DNA转录时的模板链为TG 链,则mRNA的密码子为ACU,若DNA转录时的模板链为AC 链,则mRNA的密码子为UGU。因此据选项可知苏氨酸的密码子为ACU。 答案:C

9.(2009年海南单科,T12,2分,★☆☆)有关真核细胞DNA复制和转录这两种过程的叙述,错误的是( )

A.两种过程都可在细胞核中发生 B.两种过程都有酶参与反应

C.两种过程都以脱氧核糖核苷酸为原料 D.两种过程都以DNA为模板

点睛:本题考查转录和翻译的过程,是对比较、判断和分析能力的考查。

解析:DNA复制和转录都以DNA为模板,发生在DNA分布的场所,在真核细胞内有细胞核、线粒体和叶绿体,A、D正确。DNA复制以脱氧核糖核苷酸为原料,转录以核糖核苷酸为原料,C错误。 答案:C

模拟试题

12

1.(2013广东佛山质检)关于遗传信息及其传递过程,下列叙述正确的是( )

A.遗传信息只能储存于细胞核,通过复制传递给下一代 B.同一细胞在不同时期的转录产物可以不同

C.转录和翻译时的模板及碱基互补配对方式都相同

D.真核细胞与原核细胞共用一套密码子,说明真核生物由原核生物进化而来

解析:细胞生物中的遗传信息储存在DNA上,分布在细胞核、线粒体和叶绿体中,A错误。由于基因选择性表达,同一细胞在不同时期的转录产物可以不同,如细胞衰老后与凋亡有关的基因才开始表达,B正确。转录的模板是DNA,碱基配对方式有A-U、T-A和C-G;翻译的模板是mRNA,碱基配对方式有A-U和C-G,C错误。真核细胞与原核细胞共用一套密码子,据此只能说明两者有相同的祖先,但无法说明它们间的进化关系,D错误。 答案:B

2.(2013浙江宁波一模)如图为RNA的形成过程示意图,有关叙述错误的是( )

A.c是游离的核糖核苷酸 B.a是编码链,b是模板链

C.图中RNA聚合酶的移动方向是从左向右 D.转录完成后解开的双螺旋不再重新形成

解析:图示为转录过程,据已合成的RNA片段可判断,RNA聚合酶的移动方向是从左向右。转录完成后RNA是全保留的,D错误。 答案:D

3.(2011福建宁德质检)如图表示真核细胞中DNA的转录过程,有关叙述不正确的是( )

A.丙物质的合成与核仁有关

B.甲物质碱基序列改变属于基因突变

C.每种乙物质只能识别并转运一种氨基酸

D.甲、乙、丙三种物质都与蛋白质的合成有关

解析:图中甲、乙、丙依次为mRNA、tRNA和rRNA,三者在翻译过程中分别作为模板、搬运工和核糖体的组成成分,D正确。核仁与某种rRNA及核糖体的形成有关,A正确。每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,C正确。基因突变指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变,B错误。 答案:B

4.(2012福建漳州质检)关于转录和翻译的叙述,错误的是( ) A.识别并转运氨基酸的tRNA由3个核糖核苷酸组成 B.转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列 C.转录时以核糖核苷酸为原料

D.不同核糖体中可能翻译出相同的多肽

解析:转录是以DNA为模板合成RNA的过程,以核糖核苷酸为原料;tRNA是由多个核糖核苷酸构成的,其中一端能与mRNA互补配对的三个碱基叫反密码子;不同核糖体若与相同的mRNA结合可翻译出相同的多肽;RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列,从而启动和终止转录。 答案:A

13

5.(2013山东青岛期中)下面图1表示某核DNA的片段及其转录出的信使RNA,图2框中列举了几种相关氨基酸的密码子,请回答问题:

图1

图2

(1)若图1片段共进行5次复制,则第5次复制时需要胸腺嘧啶脱氧核苷酸 个。 (2)③链是以图中的 链为模板,在 的催化作用下,由4种游离的 依次连接形成的。

(3)如果基因模板链中决定一个氨基酸的三个碱基CAC突变成了CAT,则控制合成的蛋白质的结构 (发生或未发生)改变,由表格推测原因

是 。

(4)若基因控制的蛋白质中一个组氨酸被氨基酸X所取代,则氨基酸X为框中哪种氨基酸的可能性最大? ,基因模板链发生的改变是 。

(5)能特异性识别mRNA上密码子的分子是 ,它所携带的小分子有机物通过 反应连接形成多肽链。

(6)一个mRNA上连接多个核糖体叫做多聚核糖体,多聚核糖体形成的意义是 。

解析:(1)图1DNA片段中含有7个胸腺嘧啶脱氧核苷酸,第5次复制时增加了25-24=16个DNA,所以第5次复制时,需要的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数目是16×7=112(个)。(2)③链和①链互补,所以①链为模板链;合成RNA需要RNA聚合酶,原料是4种核糖核苷酸。(3)碱基CAC对应的密码子是GUG,CAT对应的密码子是GUA,GUG对应的氨基酸是缬氨酸,GUA对应的氨基酸也是缬氨酸,所以控制合成的蛋白质结构没有发生改变。(4)组氨酸的密码子是CAU和CAC,和精氨酸的密码子CGU和CGC最相似,所以模板链的T变为C。(5)转运RNA能特异地识别信使RNA上的密码子;氨基酸之间通过脱水缩合连接在一起。(6)多聚核糖体的意义是用一条mRNA为模板,能够相继合成多个相同蛋白质分子。 答案:(1)112

(2)① RNA聚合酶 核糖核苷酸

(3)未发生 突变后仍决定缬氨酸(或突变后决定的氨基酸仍没有改变) (4)精氨酸 T→C (5)tRNA 脱水缩合

(6)少量mRNA就可以迅速合成出大量的肽链(蛋白质),满足生命活动需要 考点二十七 基因的概念和功能

高考试题

1.(2011年海南单科,T11,2分,★★☆)野生型大肠杆菌能在基本培养基上生长,用射线照射野生型大肠杆菌得到一突变株,该突变株在基本培养基上培养时必须添加氨基酸甲后才能生长。对这一实验结果的解释,不合理的是( ) A.野生型大肠杆菌可以合成氨基酸甲

B.野生型大肠杆菌代谢可能不需要氨基酸甲

C.该突变株可能无法产生氨基酸甲合成所需的酶

14

D.该突变株中合成氨基酸甲所需酶的功能可能丧失

点睛:本题考查基因对性状的控制相关知识,是对获取和利用信息能力的考查。

解析:突变株必须在添加氨基酸甲的培养基上才能生长,表明氨基酸甲是大肠杆菌代谢所必需的,但野生型大肠杆菌可合成氨基酸甲,故A正确、B错误。突变株不能合成氨基酸甲可能是因为相关酶缺失或结构功能异常,故C、D正确。 答案:B

2.(2010年海南单科,T12,2分,★☆☆)下列关于遗传信息传递的叙述,错误的是( ) A.线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则 B.DNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的

C.DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序 D.DNA病毒中没有RNA,其遗传信息的传递不遵循中心法则

点睛:本题综合考查中心法则中的几个重要生理过程,是对理解能力的考查。 解析:线粒体和叶绿体中也有少量的DNA和RNA,其能够进行DNA 的复制、转录和翻译的过程,遵循中心法则,A正确。DNA能够通过转录将遗传信息传递给mRNA,进一步通过翻译完成蛋白质的合成,所以DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序,故B、C正确。DNA病毒中只有DNA,能在宿主细胞中进行DNA复制、转录、翻译,故其遗传信息的传递遵循中心法则,D错误。 答案:D

3.(2010年安徽理综,T3,6分,★☆☆)大肠杆菌可以直接利用葡萄糖,也可以通过合成β半乳糖苷酶将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖加以利用。将大肠杆菌培养在含葡萄糖和乳糖的培养基中,测定其细胞总数及细胞内β半乳糖苷酶的活性变化(如图)。据图分析,下列叙述合理的是( )

A.0～50 min,细胞内无β半乳糖苷酶基因 B.50～100 min,细胞内无分解葡萄糖的酶

C.培养基中葡萄糖和乳糖同时存在时,β半乳糖苷酶基因开始表达

D.培养基中葡萄糖缺乏时,β半乳糖苷酶基因开始表达

点睛:本题以曲线图和新材料为背景,考查基因对性状的控制及基因表达与环境的关系,是对获取和利用信息能力的考查。

解析:0～50 min,细胞内无β半乳糖苷酶,是因为相关基因未表达,而不是没有该基因,A错误。当葡萄糖和乳糖同时存在时,大肠杆菌只利用葡萄糖,等葡萄糖消耗完后才开始分解乳糖,β半乳糖苷酶基因才开始表达,C错误、D正确。50～100 min时由于无葡萄糖,β半乳糖苷酶开始合成,其作用是将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖,因此仍需要分解葡萄糖的酶,B错误。 答案:D

4.(2013年天津理综,T7,13分,★★☆)肠道病毒EV71为单股正链RNA(+RNA)病毒,是引起手足口病的主要病原体之一。如图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。

15

据图回答下列问题:

(1)图中物质M的合成场所是 。催化①、②过程的物质N是 。

(2)假定病毒基因组+RNA 含有7 500个碱基,其中A和U占碱基总数的40%。以病毒基因组+RNA 为模板合成一条子代+RNA的过程共需要碱基G和C 个。 (3)图中+RNA有三方面功能,分别

是 。 (4)EV71病毒感染机体后,引发的特异性免疫有 。

(5)病毒衣壳由VP1、VP2、VP3和VP4四种蛋白组成,其中VP1、VP2、VP3裸露于病毒表面,而VP4包埋在衣壳内侧并与RNA连接,另外VP1不受胃液中胃酸的破坏。若通过基因工程生产疫苗,四种蛋白中不宜作为抗原制成疫苗的是 ,更适宜作为抗原制成口服疫苗的是 。

点睛:本题以病毒的增殖图为背景,综合考查基因的表达、免疫调节、DNA分子结构计算的迁移,题目新颖,意在考查考生获取信息、分析推理、综合运用的能力。

解析:(1)图中的物质M是一条多肽链,由于EV71病毒没有细胞器,其合成的场所是宿主细胞的核糖体;①、②过程是以RNA为模板合成RNA的过程,需要的是RNA聚合酶。(2)需要先以+RNA为模板合成-RNA,再以-RNA为模板合成+RNA,也相当于合成了一条完整的双链RNA,在这条双链RNA中A=U,G=C,根据题目中的条件,在病毒+RNA中(假设用第1条链来表

示)(A1+U1)=40%,而互补链-RNA中(假设用第2条链来表示)(A2+U2)=(A1+U1)=40%,所以两条互补链中A+U占双链RNA碱基数的比例是A+U=40%,则G+C=60%,以病毒基因组+RNA为模板合成一条子代+RNA的过程共需要碱基G和C 7 500×2×60%=9 000(个)。(3)由图中可以看出+RNA的功能是作为翻译的模板翻译出新的蛋白质;也作为复制的模板形成新的+RNA;还是病毒的组成成分之一。(4)EV71病毒感染机体后进入内环境中首先会引发体液免疫产生抗体;病毒进入宿主细胞后,会引发细胞免疫。(5)由于VP4包埋在衣壳内侧不适合作为抗原制成疫苗;由于VP1不受胃液中胃酸的破坏,口服后不会改变其性质,所以更适合制成口服疫苗。 答案:(1)宿主细胞的核糖体 RNA复制酶(或RNA聚合酶或依赖于RNA的RNA聚合酶)

(2)9 000 (3)翻译的模板、复制的模板、病毒的重要组成成分 (4)体液免疫和细胞免疫 (5)VP4 VP1

模拟试题

1.(2013山师大附中质检)下列属于基因的是( )

A.控制抗体合成的DNA片段

B.组成DNA的4种脱氧核苷酸及其序列 C.组成染色体的主要化学成分

D.含有编码淀粉酶遗传信息的DNA分子

解析:基因是有遗传效应的DNA片段,而非任意的DNA序列,故A项属于基因而B项不属于基因;含有编码淀粉酶遗传信息的DNA分子中可能存在无遗传效应的片段,其中含有一个或多个基因,但不属于基因。 答案:A

2.(2013青岛调研)如图是果蝇染色体上的白眼基因示意图,下列叙述不正确的是( )

16

A.白眼基因片段中,含有成百上千个脱氧核糖核苷酸

B.S基因是有遗传效应的DNA片段

C.白眼基因与其他基因的区别是碱基的种类不同 D.白眼基因与红眼基因的区别是部分碱基对的不同

解析:白眼基因与其他基因的区别是碱基的排列顺序不同,而碱基的种类相同,C错误。基因突变是等位基因的根本来源,因此白眼基因与红眼基因的区别是碱基对的数目或排列顺序不同,D正确。 答案:C

3.(2012山东省实验中学一诊)如图为人体内基因对性状的控制过程,有关叙述错误的是( )

A.图中①②过程的场所分别是细胞核、核糖体

B.镰刀型细胞贫血症致病的直接原因是血红蛋白分子结构的改变 C.人体衰老引起白发的主要原因是图中的酪氨酸酶活性下降

D.该图反映了基因对性状的控制是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状

解析:图中①、②过程为转录和翻译,其场所分别是细胞核、核糖体,A正确。该图反映的基因对性状的控制既有通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,也有基因通过控制酶的合成控制代谢,进而间接控制生物的性状,D错误。 答案:D

4.(2011北京海淀区期末)如图为中心法则图解,有关分析正确的是( )

A.在乳酸菌中可以发生a、e过程 B.在叶绿体中可以发生b、c、d过程 C.c由起始密码子开始终止密码子结束 D.e和d过程需要的原料相同

解析:在乳酸菌中不发生RNA自我复制(e过程),A错误;叶绿体中不发生逆转录(d过程),B错误;e过程以核糖核苷酸为原料,d过程以脱氧核苷酸为原料,D错误。翻译过程以mRNA为模板,从起始密码子开始终止密码子结束,C正确。 答案:C

5.(2013北京东城区期末)黄曲霉毒素主要是由黄曲霉菌产生的可致癌毒素,其生物合成受多个基因控制,也受温度、pH等因素影响。下列选项正确的是( ) A.黄曲霉菌能否产生黄曲霉毒素属于相对性状 B.温度、pH等环境因素不会影响生物体的表现型 C.不能产生黄曲霉毒素的菌株的基因型都相同 D.黄曲霉毒素能够致癌属于生物的表现型

解析:黄曲霉菌能否产生黄曲霉毒素属于生物的表现型,是一对相对性状,A正确、D错误。据题干信息可知,温度、pH等环境因素会影响黄曲霉毒素的合成,B错误。黄曲霉毒素的产生受多个基因控制,且受环境影响,因此不能产生黄曲霉毒素的菌株基因型不一定都相同,C错误。 答案:A

综合训练

一、选择题

17

1.(2013北京朝阳区一模)下列关于遗传信息传递的说法,正确的是( ) A.乳酸菌的遗传信息传递都发生在生物大分子间 B.遗传信息的传递遵循分离定律和自由组合定律

C.HIV的遗传信息传递中只有A-U的配对,不存在A-T的配对 D.胰岛素基因的表达过程中,翻译由启动子开始,到终止子结束

解析:DNA中的遗传信息通过复制传递到DNA,通过转录和翻译传递到RNA和蛋白质,遗传信息传递都发生在生物大分子间,A正确。遗传信息的传递过程中遵循碱基互补配对原则,分离定律和自由组合定律是基因的传递规律,B错误。HIV是逆转录病毒,逆转录过程中存在A-T的配对,C错误。翻译由起始密码开始,到终止密码结束,而启动子与终止子则是转录起始与结束的信号,其本质是DNA。D错误。 答案:A

2.(2013辽宁铁岭六校第三次联考)如图表示基因型为AaBb(两对等位基因分别位于两对同源染色体上)的某哺乳动物产生生殖细胞的过程,错误的说法是( )

A.Ⅰ过程表示细胞进行有丝

B.细胞中染色体数目减少一半是通过Ⅱ过程实现的

C.一个A细胞经过减数形成的C细胞有4种基因型 D.该哺乳动物为雄性个体

解析:据图中细胞过程图可知,Ⅰ为有丝、Ⅱ为减数第一次、Ⅲ为减数第二次、Ⅳ为精子的变形过程,故A、D正确。细胞中染色体数目减半是同源染色体分离的结果,通过减数第一次(Ⅱ过程)实现,B正确。正常情况下(不考虑交叉互换和突变)一个精原细胞经过减数形成的4个精细胞有2种基因型,C错误。 答案:C

32

3.(2013湖南怀化一模)将含有 1 对同源染色体、其DNA 分子都已用P 标记的精原细胞,在只供给含31P 的原料中先进行一次有丝,产生的两个子细胞再各自进行减数。则

3132

最终所产生的8个精子中,含P和P标记的精子所占的比例分别是( ) A.50%、25% B.100%、25% C.100%、50% D.75%、25%

解析:1对同源染色体上的2个DNA分子经一次有丝和一次减数后复制了2次,形成了8个DNA分子,所有DNA都含31P;其中4个DNA分子含原来的链,带有32P。最终,8个DNA分子分别进入8个精子,因此含31P的精子有8个,含32P的精子有4个。 答案:C

4.(2013北京石景山一模)如图表示在人体细胞核中进行的某一生命过程,下列说法正确的是( )

A.该过程共涉及5种核苷酸

B.在不同组织细胞中该过程的产物相同 C.该过程需要解旋酶和DNA聚合酶

D.该过程涉及碱基互补配对和ATP的消耗

18

解析:图示过程的模板是DNA,原料中有U,故该过程为转录。转录过程中涉及4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸,A错误。在不同组织细胞中,由于基因的选择性表达,转录产物不完全相同,B错误。转录过程利用RNA聚合酶,C错误。 答案:D

5.(2013安徽江南十校联考)如图为真核细胞DNA复制过程的示意图,下列相关叙述错误的是 ( )

A.DNA分子复制的方式是半保留复制,复制时需要引物

B.DNA解旋酶能使双链DNA解开,但需要消耗ATP

C.子链延伸时,氢键和磷酸二酯键的形成都需要DNA聚合酶的催化 D.从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的

解析:据图可知DNA半保留复制需要引物,A正确。双链DNA解开氢键需要消耗能量,B正确。磷酸二酯键的形成需要DNA聚合酶的催化,氢键的形成不需此酶的催化作用,C错误。据图中箭头方向可知,两条子链的合成方向相反,D正确。 答案:C

6.(2012北京朝阳区一模)如图为基因的作用与性状的表现流程示意图。请根据图分析,下列叙述不正确的是( )

A.①过程是转录,它以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成各种RNA

B.③过程中只需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可完成 C.某段DNA上发生了基因突变,但形成的蛋白质不一定会改变

D.人的镰刀型细胞贫血症是基因对性状的直接控制,是使结构蛋白发生变化所致

解析:图中①过程是转录,②是tRNA,③过程是翻译。翻译过程需要mRNA(模板)、氨基酸(原料)、核糖体(场所)、tRNA(转运工具)、酶、ATP等条件,还需要适宜的温度、pH等,B错误。 答案:B

二、非选择题

7.(2013湖南怀化一模)细胞是生物体一项重要的生命活动,是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。根据下图回答相关问题:

19

(1)某植株体细胞正在进行如图甲,此细胞含有 个染色体组,该细胞的下一个时期的主要特点

是 。

(2)假设某高等雄性动物睾丸里的一个细胞如图乙,其基因A、a、B、b分布如图,一个这样的细胞产生基因组成为AB的精子概率是 。若产生基因组成为AaB的精子,其原因最可能是减数 (时期)染色体分配异常,此细胞发生的变异属于 变异。

(3)图戊中a～c柱表示染色体的是 。图丙是另一高等雌性动物体内的一个细胞,它的名称是 ,此图对应于图丁中的 段,对应于图戊中的 (Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)阶段。

(4)在光学显微镜下观察同处于末期的动物肠上皮细胞与洋葱根尖细胞,形态上最主要的区别是

。

解析:(1)甲细胞处于有丝中期,含2个染色体组。(2)AaB的精子中含有等位基因,是减数第一次同源染色体未正常分离的结果,此变异属于染色体(数目)变异。(3)细胞中一定有染色体,且染色体数与DNA数相等或为DNA数的一半,故a表示染色体。图丙细胞中无同源染色体和染色单体,为减数形成的子细胞,在雌性体内为卵细胞或极体,可用图丁中的DE段和图戊中Ⅳ表示。(4)动植物细胞末期的区别在于细胞质的方式不同。

答案:(1)2 染色体的着丝点,姐妹染色单体分开,成为两条染色体,在纺锤丝的牵引下,向细胞两极移动;染色体数目加倍

(2)1/4 第一次后期 染色体(数目) (3)a 卵细胞或极体 DE Ⅳ

(4)动物肠上皮细胞膜凹陷,细胞缢裂

8.(2013山东聊城七校联考)如图是基因控制蛋白质合成的两个主要步骤。请分析回答下列问题。

(1)图1中甲的名称为 ,乙与丁在结构上的不同点是 ,框内表示该过程进行方向的箭头是 。(填“→”或“ ←”)

(2)图2所示的生理过程是细胞中多聚核糖体合成多肽链的过程,此过程的模板是 (填物质名称)。②③④的最终结构是否相同? (填“是”或“否”)。 (3)从化学成分角度分析,以下与图2中结构⑤的化学组成最相似的是 。 A.大肠杆菌 B.噬菌体 C.染色体 D.烟草花叶病毒

解析:(1)图1为转录,甲为催化该过程的RNA聚合酶。乙为胞嘧啶脱氧核苷酸,丁为胞嘧啶核糖核苷酸,二者的区别在于五碳糖不同。由RNA聚合酶的位置可判断,转录方向为从右向左。

20

(2)图2所示为翻译,模板是mRNA;②③④以同一mRNA为模板,因此翻译出的多肽链相同。(3)结构⑤为核糖体,含RNA和蛋白质,与RNA病毒的成分最相似。 答案:(1)RNA聚合酶 乙含脱氧核糖,丁含核糖 ← (2)信使RNA(mRNA) 是 (3)D

9.(2013广东江门调研)如图为植物(2N=24)减数过程及基因对性状控制方式的示意图,请回答:

(1)图1为该植物(基因型为Aa)减数过程中 时期部分染色体的示意图,图中有 条染色体。如果1号染色单体上的基因为A,则2号中与1号A相对应的基因最可能是 。A与a基因分离发生在减数 。

(2)若该种植物基因型分别为AA(母本)与aa(父本)的两亲本进行杂交时,A基因所在的那一对同源染色体只在减数第一次时不分离,则母本产生的雌配子染色体数目最可能为 条。

(3)若该植物的花色受两对基因(自由组合)A/a、B/b控制,这两对基因与花色的关系如图2

所示,此外,a基因对于B基因的表达有抑制作用;由图2可知基因控制性状的方式是 。

现将基因型为AABB的个体与基因型为aabb的个体杂交得到F1,其表现型为 ,F1的自交后代中花色的表现型及比例

是 。 解析:(1)图1细胞中有四分体,为减数第一次前期。由图示可知,A、a基因所在染色体片段发生过交叉互换,因此1号上为A,则2号上最可能为a;这种情况下,1号和2号、3号和4号上的A、a基因在减数第二次后期分开,1号和4号、2号和3号上的A、a基因在减数第一次后期分开。(2)正常配子中染色体数目为12条,若减数第一次时一对同源染色体未分离,则有的配子中染色体多一条,有的配子中染色体少一条。(3)由图2和题干信息“a基因对于B基因的表达有抑制作用”可知,aa 为白色,AAB 为红色,AaB 和A bb为粉色。AABB个体与aabb的个体杂交得到F1基因型为AaBb,花为粉色;AaBb自交后代中aa (白)∶AAB (红)∶AaB 和A bb(粉)=4∶3∶9。

答案:(1)四分体 4 a 第一次后期和减数第二次后期 (2)13或11

(3)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状 粉色 白∶粉∶红=4∶9∶3

10.(2012河南郑州模拟)操纵元是原核细胞基因表达的一种组织形式,它由启动子、结构基因(编码蛋白基因)、终止子等部分组成。下图表示大肠杆菌细胞中核糖体蛋白(RP)合成及过程,图中①②表示相关生理过程,mRNA上的RBS是核糖体结合位点。请回答下列问题:

21

(1)启动子的基本组成单位是 ,终止子的功能是 。 (2)过程①进行的场所是 ,RP1中有一段氨基酸序列为“—丝氨酸—组氨酸—谷氨酸—”,转运丝氨酸、组氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、GUG、CUU,则基因1中决定该氨基酸序列的模板链碱基序列为 。

(3)图示表明,当细胞中缺乏rRNA分子时,核糖体蛋白RP1能与mRNA分子上的RBS位点结合,从而导致mRNA ,终止核糖体蛋白的合成。这种调节机制既保证细胞内rRNA与核糖体在数量上的平衡,又可以减少 。

(4)大豆中的一种成分——染料木黄酮因能抑制rRNA形成而成为抗癌药物的成分,试结合题中信息分析染料木黄酮抗癌的机理。

解析:(1)启动子是DNA的一段序列,其基本组成单位是脱氧核苷酸,终止子使RNA聚合酶与基因脱离,转录终止。(2)过程①是转录,原核细胞中转录的场所是细胞质。由反密码子的序列可以推出模板链碱基序列是—AGAGTGCTT—。(3)图示显示了核糖体合成中的方式——反馈调节,这种方式可以减少细胞内物质与能量的浪费。(4)木黄酮因能抑制rRNA形成,使核糖体不能形成,蛋白质合成受阻,细胞不能,抑制癌细胞的生长、增殖。 答案:(1)脱氧核苷酸 终止基因转录过程 (2)细胞质 —AGAGTGCTT—

(3)不能与核糖体结合 物质和能量的浪费

(4)该物质(染料木黄酮)可以抑制rRNA的形成,RP1与mRNA中RBS位点结合,终止核糖体蛋白的合成,进而减少细胞中核糖体的数量,降低蛋白质合成速率,抑制癌细胞的生长、增殖。

22