高考生物二轮复习大题提升练：专题七 遗传的分子基础

2021届高考生物二轮复习大题提升练：专题七遗传的分子基础1.1952年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记法，完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验，实验包括4个步骤：①培养噬菌体，②35S和32P分别标记噬菌体，③放射性检测，④离心分离。

（1）该实验步骤的正确顺序是_____________。

(填序号)
（2）下图中锥形瓶内的培养液是用来培养_____________的，其内的营养成分中________(填“含有”或“不含有”)32P。

（3）如果让放射性同位素主要分布在图中离心管的上清液中，则获得该实验中的噬菌体的培养方法是________。

A．用含35S的培养基直接培养噬菌体
B．用含32P培养基直接培养噬菌体
C．用含35S的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体
D．用含32P的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体
（4）用被32P标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，发现上清液中有放射性物质存在，这些放射性物质的来源可能是
__________________________________________________________________________。

（5）连续培养噬菌体n代，则含亲代噬菌体DNA的个体应占总数的________。

2.如图是某链状DNA分子的局部结构示意图，请据图回答下列问题。

（1）写出下列图中序号所代表结构的中文名称：
①，④，
⑦，⑧，⑨。

（2）图中DNA片段中有对碱基对，该DNA分子应有
个游离的磷酸基团。

（3）如果将无标记的细胞培养在含15N标记的脱氧核苷酸的培养液中，则图中所示的（填图中序号）中可测到15N。

若细胞在该培养液中分裂四次，该DNA分子也复制四次，则得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例
为。

（4）若该DNA分子共有a个碱基，其中腺嘌呤有m个，则该DNA分子复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为个。

3.下图中①～⑧表示蛋白质合成并转运到内质网的过程，信号肽是能启动蛋白质转运的一段多肽，SRP是信号肽识别粒子，它与信号肽结合后，再与内质网膜上的SRP受体结合，使得多肽分子进入内质网腔(ER腔)内。

请据图回答：
(1) 连接信号肽基本单位的化学键是________。

已知控制信号肽的基因是含有100个碱基的某DNA片段，该DNA片段中碱基间的氢键共有130个，则该DNA片段中共有腺嘌呤
________个，C和G共有________对。

(2) 图中所涉及的过程在基因表达中称为________，完成这一生理过程除需要图中所示物质或结构外，还需要____________________(至少两点)。

(3) 由图示可知，在核糖体中合成的多肽链经内质网加工后其长度________(填“变长”“不变”或“变短”)。

(4) 若图中所示多肽是抗体的组分，在内质网腔中经初步加工的具有一定空间结构的多肽转运出细胞的途径是____________________________(用文字和箭头表示)。

(5) 若该信号肽基因中有一段碱基序列为AATCGTACTTTA，则以该链为模板转录出的mRNA控制合成肽链的氨基酸顺序为____________(用标号表示)。

(密码子：①AUU—天冬氨酸、②ACU—苏氨酸、③CGU—精氨酸、④GCA—丙氨酸、⑤UUA—亮氨酸、⑥UGA—终止密码子)
4.如图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①②③分别表示_____ , , ；(选填“能”或“不能”)发生在同一个场所中．在人体细胞中，发生上述三个过程的主要场所分别是___ _,_ _ , 。

(2)参与③过程的RNA有______。

A.tRNA
B.rRNA
C.mRNA
D.上三项都有
(3)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%，与α链对应的DNA区段共有500个碱基对，则该DNA 分子复制第3次时需要___ ___个腺嘌呤脱氧核苷酸。

(4)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位氨基酸由甘氨酸(密码子有GGU、GGC、GGA、GGG)变成缬氨酸(密码子有GUU、GUC、GUA、GUG)，则该基因的这个碱基对替换情况是______。

(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
__ 。

5.如图是DNA复制的有关图示,A→B→C表示大肠杆菌的DNA复制。

D→G表示哺乳动物的DNA复制。

图中黑点表示复制起始点。

(1)DNA解旋酶能使双链DNA解开，但解旋过程需要细胞提
供。

(2)真核细胞中DNA复制的场所是；在复制完成后,分开的时期为。

(3)若A中含48502个碱基对，而子链延伸速度是105个碱基对/min，则此DNA分子复制完成约需30s ，而实际上只需约16 s。

根据A→C图分析，是因为。

(4)哺乳动物的DNA分子展开可达2 m之长，若按A→C的方式复制,复制完成至少需要8 h，而实际上约需要6 h左右。

据D→G图分析，是因为。

(5)A→G均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制是
的。

(6)C与A相同，G与D相同，C、G能被如此准确地复制出来，是因
为。

6.mtDNA是存在于人类细胞线粒体中双链闭合环状的DNA分子，具有自我复制、转录和控制合成蛋白质的功能。

mtDNA的类型具有明显的种族特异性。

现用两种限制性核酸内切酶M和N切割某人的mtDNA(限制酶M和N的识别序列和切割位点如甲图所示），然后通过凝胶电泳分离DNA片段（通电状态下，不同长度的DNA 片段在琼脂中的移动距离不同从而被分离)，后得到下表所示结果。

凝胶电泳结果（lkb=1000对碱基）(数字表示该片段的
存在以及数量）
DNA长度/kb 酶M 酶N 酶M+酶N
1.0 1 1
2.0 1
3.0 1
4.0 1
5.0 1
6.0 1
7.0 1
9.0 1
10.0 1
（1）该mtDNA的长度为kb。

在该DNA分子中，M酶与N酶的切割位点分别有个。

（2）M酶与N酶切出的能相互粘连的末端能在酶的作用下相互连接，请将连接后的结果表示出来：。

连接后的序列是否可以用M 酶、N酶进行切割？请简述理由。

图乙为真核细胞的某基因的结构图以及限制酶M和N的切割位点。

(3)现将该基因作为目的基因，若采用直接从供体细胞中分离，具体方法
是。

这个方法虽操作方便，但切割下的基因中含有不能指导蛋白质合成的区域。

因此，目前往往采用逆转录的人工合成的方法，其基本步骤是。

(4)已知Ⅱ区的碱基数是2000个，其中阴影区域碱基数是800个，空白区域中G和C 的总数共有400个，则由该区转录的mRNA中A和U总数是个。

答案以及解析
1.答案：(1)②①④③(2)大肠杆菌不含有(3)C (4)有未注入DNA的噬菌体；离心时间过长，子代噬菌体得以释放，经离心后到达上清液中(5)1/2n－1
解析：（1）噬菌体是病毒，是在活细胞中营寄生生活的生物，不能直接在培养基上培养．所以要先培养细菌，使细菌被标记，用噬菌体侵染被标记的细菌，再用被标记的噬菌体侵染未标记的细菌，保温、离心处理，检测放射性，因此顺序为②①④③．
（2）如果标记噬菌体，则先标记细菌，图中锥形瓶内的培养液是用来培养大肠杆菌的；根据图示：上清液测得放射性，说明标记的是S元素，培养液的营养成分中能否含有32P．（3）标记噬菌体的方法是：分别用含35S和含32P的培养基培养细菌，再用此细菌培养出带相应标记的噬菌体．根据图示：上清液测得放射性，说明标记的是S元素．
AB、噬菌体只能寄生在活细胞内，不能单独用普通培养基培养，AB错误．
CD、根据分析可知：标记的是S元素，所以C对、D错．
（4）用被32P标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，发现上清液中有放射性物质存在，这些放射性物质的来源可能是有未注入DNA的噬菌体或者离心时间过长，子代噬菌体得以释放，经离心后到达上清液中．
（5）DNA复制是半保留复制，合成子代噬菌体需利用细菌提供的原料，所以子代的噬菌体DNA组成是只有两个DNA分子含有新代DNA分子的各一条链，同时含有32P 和31P的是2个，n代后DNA分子总数为2n，含亲代噬菌体DNA的个体应占总数的2÷2n=21-n．
2.答案：（1）胞嘧啶；氢键；脱氧核糖；胸腺嘧啶脱氧核苷酸；一条脱氧核苷酸链的片段（2）4；2
（3）①②③⑥⑧⑨；1︰8
（4）15·（a/2-m）
解析：（1）根据碱基互补配对原则可知，①是胞嘧啶，②是腺嘌呤，③是鸟嘌呤，④氢键，⑤是磷酸基团，⑥是胸腺嘧啶，⑦是脱氧核糖，⑧是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，⑨是一条脱氧核苷酸链的片段。

（2）图中DNA分子片段中含有4个碱基对，每个链状DNA分子含有2个游离的磷酸基团。

（3）一个DNA分子复制4次，可产生16个子代DNA分子，由于DNA复制为半保留复制，
故含14N的DNA分子共有2个，所有的DNA都含有15N，所以子代DNA分子中含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例为1︰8。

（4）该DNA分子中腺嘌呤有m个，则胞嘧啶有（a/2-m）个，故复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的个数为（24-1）×（a/2-m）=15·（a/2-m）。

3.答案：(1) 肽键(—CO—NH—)2030
(2) 翻译tRNA、氨基酸、能量(ATP)等
(3) 变短
(4) (囊泡)→高尔基体(→囊泡)→细胞膜
(5) ⑤—④
解析：（1）信号肽是一种多肽，其基本组成单位是氨基酸，连接信号肽的基本单位的化学键是肽键（-CO-NH-）。

假设控制信号肽的基因含有X个“A-T”碱基对，每对碱基含有2个氢键，Y个“G-C”碱基对，每对碱基含有3个氢键，由题意可知：①X+Y=50，②2X+3Y=130，解得：X=20，Y=30。

（2）图示表示以mRNA为模板合成多肽的过程，涉及基因表达过程中的翻译；完成翻译过程除需要图中所示物质或结构外，还需要tRNA、氨基酸、能量（ATP）等。

（3）核糖体上合成的多肽，通过信号肽进入内质网，经过内质网的加工，剪切等修饰，故在核糖体中合成的多肽链经内质网出来后其长度变短。

（4）抗体属于分泌蛋白，在内质网腔中初步加工后，还需要经过囊泡运输到高尔基体进一步加工成成熟的蛋白质，成熟的蛋白质通过囊泡运输到细胞膜处，以胞吐的方式运输到细胞外发挥功能，故多肽转运出细胞的途径是：囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜。

（5）由碱基互补配对原则可知，若该信号肽基因中有一段碱基序列为AAT CGT ACT TTA，则以该链为模板转录出的mRNA上的密码子为：UUA GCA UGA AAU，故其控制合成肽链的氨基酸顺序为：⑤UUA-亮氨酸、④GCA-丙氨酸。

4.答案：(1)DNA的复制、转录、翻译;能;细胞核、细胞核、细胞质
(2)D
(3)1820
(4)G//C替换成T//A(或C//G替换成A//T)
(5)不完全相同;不同组织细胞中基因进行选择性表达
解析：（2）③过程是翻译过程，需要mRNA为模板、tRNA为工具，在核糖体（由rRNA 和蛋白质组成）中进行．
（3）α链是mRNA，其中G占29%，U占25%，则其模板链中C占29%、A占25%，再者模板链中G占19%，则T占27%，则α链对应的DNA区段中A占（25%+27%）÷2=26%．因此该DNA分子中A为500×2×26%=260个．连续三次复制后产生的子代DNA分子中相应区段增加了260×（23-1）=1820个．
（4）甘氨酸对应的密码子与缬氨酸对应的密码子中一个不同碱基是第2个碱基，由G变为U，则模板基因中碱基替换情况是G∥C替换成T∥A．
（5）由于基因的选择性表达，人体不同细胞中相同DNA转录的起始点不完全相同．
5.答案：（1）能量（ATP）
（2）细胞核、线粒体和叶绿体；有丝分裂后期、减数第二次分裂后期
（3）复制是双向进行的
（4）DNA是从多个起点同时进行复制的
（5）边解旋边复制
（6）DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板；DNA分子的碱基互补配对原则保证了DNA分子复制准确无误地完成
解析：（1）解旋过程中需要断开氢键，消耗ATP。

（2）真核细胞中DNA主要存在于细胞核中，此外线粒体、叶绿体中也存在少量DNA。

（3）据图A→C可知，DNA分子的复制向两个方向同时进行，因而复制时间缩短了。

（4）据图D→G可知，在一个较长的DNA分子上，复制起点有很多，正是由于DNA从多个起始点一起复制，所以需要的时间才较短。

6.答案：(1)16；3、2 (2)DNA连接酶否，连接后的序列不是M酶和N酶所能识别的特定的碱基序列（3)选用限制酶N来切割；从表达该基因的细胞中分离出mRNA，在逆转录酶的作用下，形成单链DNA，再经过复制形成双链DNA (4)400
解析：（1)由于mtDNA为环状DNA，用酶M得到3个片段，则有3个切点；用酶N得到2个片段，则有2个切点，长度分别为7和9kb，则该mtDNA的长度为16kb。

（2)M酶和N酶切割能得到相同的黏性末端，可以用DNA连接酶催化连接。

连接后，没有了两种酶的识别序列，因此两种酶不能再切割了。

（3)从供体细胞中获得目的基因最常用的方法是利用限制酶切割。

但这样得到的基因中含有不能指导蛋白质合成的片段，因此常用逆转录的人工合成法。

其过程是先得到相应的mRNA，再用逆转录酶催化得到相应的DNA。

（4)Ⅱ区的碱基数减去阴影部分的碱基数得到空白区的碱基数为1200个，该区段能指导蛋白质合成，
其中C和G占400个，则A和T点800个，每条链有400个，因此转录得到的RNA中A 和U为400个。