高考生物二轮复习4.1遗传的物质基础

专题四遗传、变异和进化
第1讲遗传的物质基础
素能演练提升(七)SUNENG YANLIAN TISHENG
掌握核心,赢在课堂
(内容:遗传的物质基础分值:100分时间:45分钟)
一、选择题(每小题5分,共60分)
1.(2014·江苏高考,20)关于基因控制蛋白质合成的过程,下列叙述正确的是()
A.一个含n个碱基的DNA分子,转录的mRNA分子的碱基数是n/2个
B.细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板,提高转录效率
C.DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上
D.在细胞周期中,mRNA的种类和含量均不断发生变化
解析:本题考查DNA复制、转录相关知识。

在DNA分子中存在着不能编码氨基酸的序列,因此DNA和mRNA的碱基数量比往往大于2∶1,故A项错误。

DNA转录时,以其中一条链为模板,故B项错误。

DNA聚合酶参与DNA的复制,RNA聚合酶参与DNA的转录,其结合位点都在DNA上,故C项错误。

在细胞周期中,不同时期合成不同蛋白质,故mRNA的种类不同,在分裂期,由于染色体高度螺旋化,不能继续转录,mRNA的数量较细胞分裂间期少,故D项正确。

答案:D
2.下图为一段DNA分子的平面结构,下列相关叙述正确的是()
A.该片段由6个脱氧核苷酸构成
B.噬菌体侵染细菌实验中,32P和35S分别标记了①和②
C.根据碱基互补配对原则可以推知,甲链中嘌呤的量等于嘧啶的量
D.以甲链为模板合成的物质与乙链不一定相同
解析:由图示可知,该片段含有6个碱基对,因此含有12个脱氧核苷酸;噬菌体侵染细菌实验中,32P和35S分别标记DNA和蛋白质;根据碱基互补配对原则可以推知,双链DNA中嘌呤的量等于嘧啶的量;若以甲链为模板进行转录,得到RNA,则与乙链不同,若以甲链为模板进行复制,得到的子链与乙链相同。

答案:D
3.不含15N的洋葱根尖分生组织细胞在以15N为唯一氮源的培养基中完成一次分裂,产生的子细胞放入不含
15N的培养基中继续培养至下一次分裂的后期,此时细胞中()
A.每条染色体上DNA分子的两条链都含15N
B.每条染色体上DNA分子都只有一条链含15N
C.着丝点分开后形成的两条染色体中只有一条含15N
D.着丝点分开后形成的两条染色体都含15N
解析:本题通过同位素标记研究DNA分子半保留复制的特点。

不含15N的洋葱根尖分生组织细胞在以15N为唯一氮源的培养基中完成一次分裂,获得的DNA都有一条链含有15N,再放入不含15N的培养基中进行第二次复制,由一个DNA分子复制而来的两个DNA分子中,一个没有15N标记,另一个含有一条15N链,因此到分裂后期着丝点分开后形成的两条染色体中只有一条含15N。

答案:C
4.以下关于基因表达的叙述,错误的是()
A.若某DNA片段一条链中A+T占38%,则其互补链转录出的mRNA中C+G占62%
B.真核细胞中DNA转录只在细胞核中进行
C.翻译过程合成的多肽链上氨基酸数目少于mRNA上密码子数目
D.HIV的遗传信息表达也有转录过程
解析:若某DNA片段一条链中A+T占38%,则C+G占62%,其互补链转录出的mRNA中C+G占62%,A项对;真核细胞中DNA转录主要在细胞核中进行,线粒体和叶绿体中含有少量DNA ,也可进行转录和翻译过程,B项错;由于终止密码子不代表任何氨基酸,因此翻译过程合成的多肽链上氨基酸数目少于mRNA上密码子数目,C 项对;HIV遗传信息表达要通过逆转录、转录和翻译过程,D项对。

答案:B
5.(2014·海南生物,24)在其他条件具备情况下,在试管中加入物质X和物质Z,可得到相应产物Y。

下列叙述正确的是()
A.若X是DNA,Y是RNA,则Z是逆转录酶
B.若X是DNA,Y是mRNA,则Z是脱氧核苷
C.若X是RNA,Y是DNA,则Z是限制性内切酶
D.若X是mRNA,Y是在核糖体上合成的大分子,则Z是氨基酸
解析:由题意知:X(模板)+Z(原料或酶)→Y(产物)。

以DNA为模板合成RNA的过程为转录,需要的酶和原料分别为RNA聚合酶和核糖核苷酸,A、B错误;以RNA为模板合成DNA的过程为逆转录,需要的酶是逆转录酶,C 错误;在核糖体上以mRNA为模板合成蛋白质的过程为翻译,需要的原料是氨基酸,D正确。

答案:D
6.真核细胞编码蛋白质的起始密码子是AUG,决定的氨基酸为甲硫氨酸。

下图中①②③分别是与起始密码子有关的碱基对序列。

下列叙述正确的是()
①②③
A.真核细胞每个基因中只含有一组①
B.图②所示碱基配对方式发生在转录过程中
C.含有②中UAC的tRNA只转运甲硫氨酸
D.③中存在5种核苷酸
解析:起始密码子同时又编码氨基酸,一个基因控制合成的蛋白质中可能含有多个甲硫氨酸,因此真核细胞每个基因中可能含有多组①序列,A项错;②中U—A、A—U可能发生在tRNA的反密码子和密码子配对的翻译过程,在转录中发生A—U、T—A,B项错;②中tRNA上的UAC是反密码子,对应的密码子是AUG,tRNA具有专一性,该tRNA只能转运甲硫氨酸,C项对;③中含有A—U、T—A碱基配对,说明是转录过程,其中含有6种核苷酸,D项错。

答案:C
7.许多天然生物大分子或生物结构为螺旋状,下列与生物螺旋结构相关的叙述,不正确的是()
A.破坏某蛋白质的螺旋结构,其功能丧失,但仍能与双缩脲试剂发生紫色反应
B.螺旋藻细胞质内的遗传物质含有A、G、C、U四种碱基
C.染色体的高度螺旋会导致其基因转录受阻而难以表达
D.DNA双螺旋结构中,磷酸、脱氧核糖、碱基三者数目相等
解析:蛋白质、多肽均可与双缩脲试剂发生紫色反应,A项对;螺旋藻细胞质内的遗传物质是DNA,含有A、G、C、T四种碱基,B项错;染色体的高度螺旋影响解旋过程,导致其基因转录受阻而难以表达,C项对;每一个脱氧核苷酸分子由一分子的磷酸、一分子的脱氧核糖和一分子的碱基构成,D项对。

答案:B
8.20世纪50年代初,查哥夫对多种生物DNA做了碱基定量分析,发现(A+T)/(C+G)的比值如下表。

结合所学知识,你认为能得出的结论是()
DNA来源大肠杆菌小麦鼠猪肝猪胸腺猪脾
(A+T)/(C+G) 1.01 1.21 1.21 1.43 1.43 1.43
A.猪的DNA结构比大肠杆菌DNA结构更稳定一些
B.小麦和鼠的DNA所携带的遗传信息相同
C.小麦DNA中(A+T)的数量是鼠DNA中(C+G)数量的1.21倍
D.同一生物不同组织细胞中的DNA碱基组成相同
解析:大肠杆菌DNA中(A+T)/(C+G)的比值小于猪的,说明大肠杆菌DNA所含(C—G)碱基对的比例较高,而(C—G)碱基对含三个氢键,稳定性高于猪的,故A错;虽然小麦和鼠的(A+T)/(C+G)比值相同,但不能代表二者的碱基序列相同,故B错;C选项的说法可用一个例子说明,a/b=2,c/d=2,并不能说明a/d也等于2,故C错;同一生物的不同组织细胞中所含DNA的碱基序列是相同的,因此DNA碱基组成也相同,故D对。

答案:D
9.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.DNA RNA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
解析:题图所示为转录和翻译过程,在RNA聚合酶的作用下,DNA双螺旋解开;在DNA RNA杂交区域A应和U配对;mRNA翻译过程中可同时在一条mRNA上合成多条肽链,图中显示有两条;真核细胞的转录过程是在细胞核中,而翻译过程是在细胞质中的核糖体上,而该图是mRNA还没有转录结束,翻译过程就开始进行,说明该图是原核细胞的转录和翻译过程。

答案:A
10.下列有关科学家实验研究的叙述,错误的是()
实验材料实验过程实验结果与结论
A R型和S型肺
炎双球菌
将R型活菌与S型菌的DNA、DNA
水解酶混合培养
只生长R型菌,说明DNA被水解后,就失去遗传效应
B 噬菌体和大肠
杆菌
用含35S标记的噬菌体去感染普通的
大肠杆菌,短时间保温
离心获得的上清液中的放射性很高,说明DNA是遗传
物质
C 烟草花叶病毒
和烟草
用从烟草花叶病毒中分离出的RNA
侵染烟草
烟草感染出现病斑,说明烟草花叶病毒的RNA可能是
遗传物质
D 大肠杆菌将DNA已被15N标记的大肠杆菌培
养在普通(14N)培养基中
经三次分裂后,含15N的DNA占DNA总数的1/4,说明
DNA分子的复制方式是半保留复制
解析:噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,还应有一组用含32P标记的噬菌体去感染普通的大肠杆菌,离心获得的沉淀物中的放射性高,两组对照,才能说明DNA是遗传物质。

答案:B
11.下图表示基因的作用与性状的表现之间的关系。

下列相关的叙述,正确的是()
A.①过程与DNA复制的共同点是以DNA单链为模板,在DNA聚合酶的作用下进行
B.③过程直接需要的物质或结构有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖体、酶、ATP
C.人的镰刀型红细胞贫血症是通过蛋白质间接表现,苯丙酮尿症是通过蛋白质直接表现
D.HIV和大肠杆菌的T2噬菌体都可以在人体细胞内进行①③这两个基本过程
解析:①过程是转录,是以DNA单链为模板,在RNA聚合酶的作用下进行的,A项错;③是翻译过程,是以mRNA 为模板,以tRNA为运载工具,在核糖体上完成的,B项对;镰刀型红细胞贫血症是突变基因直接控制异常血红蛋白的合成所导致的,苯丙酮尿症是通过控制有关酶的合成间接控制的,C项错;T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌细胞内的病毒,D项错。

答案:B
12.某研究小组发现染色体上抑癌基因邻近的基因能指导合成反义RNA,反义RNA可以与抑癌基因转录形成的mRNA形成杂交分子,从而阻断抑癌基因的表达,使细胞易于癌变,据图分析,不正确的叙述是()
A.过程Ⅰ称为转录,在细胞核中进行
B.与完成过程Ⅱ直接有关的核酸,只有mRNA
C.与邻近基因或抑癌基因相比,杂交分子中特有的碱基对是A—U
D.细胞中若出现了杂交分子,则抑癌基因沉默,此时过程Ⅱ被抑制
解析:与完成过程Ⅱ直接有关的核酸,有mRNA、rRNA和tRNA;过程Ⅰ称为转录,抑癌基因在细胞核中,故过程Ⅰ在细胞核中进行;杂交分子是RNA分子,故特有的碱基对是A—U;抑癌基因沉默,Ⅱ表达过程受抑制。

答案:B
二、非选择题(共40分)
13.(16分)microRNA(miRNA)是存在于动植物体内的大约由22个核苷酸组成的短RNA分子,其虽然在细胞内不参与蛋白质的编码,但作为基因调控因子发挥作用,却影响了从发育到生理机能再到应激反应的大部分生物学过程。

最近美国加州大学的一个遗传研究小组以拟南芥为研究对象,发现了miRNA对靶基因的抑制位置。

下图为发生在拟南芥植株体内的相应变化,请回答下列问题。

(1)图甲中主要在细胞核中进行的过程是(填序号)。

(2)图乙对应图甲中的过程(填序号),参与该过程的RNA分子主要是、。

RNA适于用作DNA 的信使,原因是。

(3)由miRNA的功能可推测,其调控基因表达的方式可能是使mRNA水解,导致其;或者不影响靶RNA的稳定性,但可阻止它们翻译成蛋白质,即发挥翻译抑制作用。

(4)图丙所示的DNA若部分碱基发生了变化,但其编码的氨基酸可能不变,其原因是。

(5)若在体外研究miRNA的功能,需先提取拟南芥的DNA,图丙所示为拟南芥的部分DNA,若对其进行体外扩增(PCR)共得到128个相同的DNA片段,则至少要向试管中加入个鸟嘌呤脱氧核苷酸。

解析:(1)①指DNA的复制,②③指DNA转录成RNA的过程,④表示翻译,复制和转录主要发生在细胞核。

(2)图乙是翻译过程,对应图甲中的④;参与该过程的RNA主要是mRNA和tRNA;RNA可以作为DNA的信使是因为其能携带遗传信息,且能穿过核孔进入细胞质。

(3)microRNA(miRNA)在细胞内不参与蛋白质的编码,但作为基因调控因子发挥作用,其调控基因表达的方式可能是使mRNA水解,导致翻译过程不能进行;或者不影响靶RNA的稳定性,但可阻止翻译过程,即发挥翻译抑制作用。

(4)由于密码子的简并性,所以即使DNA的部分碱基发生了变化,其编码的氨基酸也可能不变。

(5)对DNA进行体外扩增得到128个DNA片段,其中127个新形成的DNA分子需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸为原料,每个DNA分子含有3个鸟嘌呤脱氧核苷酸,因此共需要381个该分子。

答案:(每空2分)(1)①②③
(2)④mRNA tRNA能携带遗传信息,且能穿过核孔进入细胞质
(3)翻译过程不能进行
(4)一个氨基酸可能对应多个密码子(或密码子的简并性)
(5)381
14.(10分)图1表示某DNA片段遗传信息的传递过程,①~⑤表示物质或结构,a、b、c表示生理过程。

图2是囊性纤维病的病因图解,请据图回答以下问题:(可能用到的密码子:AUG—甲硫氨酸、GCU—丙氨酸、AAG—赖氨酸、UUC—苯丙氨酸、UCU—丝氨酸、UAC—酪氨酸)
图1
图2
(1)图1中,完成遗传信息表达的是(填字母)过程,a过程所需的酶有。

(2)图1中含有核糖的是(填数字);由②指导合成的多肽链中氨基酸序列
是。

(3)若把图1中的①所示的DNA片段放在含15N的培养液中复制3代,子代中含14N的DNA片段所占比例为,该DNA片段第三次复制时需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为。

(4)若在图1中的AUG后插入3个核苷酸,合成的多肽链中,除在甲硫氨酸后多一个氨基酸外,其余氨基酸序列并没有变化,由此证明。

(5)如图2所示,导致CFTR蛋白质结构异常的根本原因是。

通过图解可以看出基因能通过
控制生物体的性状。

解析:(1)图1中a、b、c分别为DNA复制、转录和翻译,DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶。

(2)RNA和核糖体中含有核糖。

根据题中给出的密码子,可直接写出氨基酸序列。

(3)由于亲代DNA中只有一条链含有14N,故在含15N的培养液中复制3次产生的8个DNA片段中只有1个含14N。

②mRNA中的碱基A和U的总和为7,推知亲代DNA片段中T的数量为7,该DNA片段第三次复制时需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为7×4=28。

(4)由题意可直接读出一个密码子由3个碱基(核糖核苷酸)组成。

(5)由图2可知,导致CFTR蛋白质结构异常的根本原因是相应基因缺失了3个碱基,这也是患囊性纤维病的根本原因。

答案:(除注明外,每空1分)(1)b和c解旋酶和DNA聚合酶
(2)②③⑤甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸(2分)
(3)1/828
(4)一个密码子由3个碱基(核糖核苷酸)组成
(5)CFIR基因缺失了3个碱基控制蛋白质的结构
15.(14分)蚕豆体细胞染色体数目2N=12,科学家用3H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:
Ⅰ.将蚕豆幼苗培养在含有3H的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基上,培养一段时间后,观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。

Ⅱ.当DNA分子双链都被3H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,观察细胞分裂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分裂方式是;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)实验Ⅰ中,在根尖细胞进行第一次分裂时,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。

实验Ⅱ中,若观察到一个细胞具有24条染色体,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)蚕豆根尖细胞为体细胞,其分裂方式为有丝分裂;秋水仙素使细胞内染色体加倍的原理是体细胞在有丝分裂过程中,染色体完成了复制,纺锤体的形成受到破坏,以致染色体不能被拉向两极,于是形成了染色体数目加倍的细胞。

(2)由于DNA的复制为半保留复制,第一次分裂完成时,每个DNA分子中都有一条链被3H标记,每一条染色体上有2条染色单体被3H标记。

当DNA分子双链都被3H标记后,再将根移到含有秋水仙素的非放射性培养基中,观察到一个细胞具有24条染色体,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2次,该细胞含有4个染色体组。

(3)上述实验证明DNA分子的复制是半保留复制。

答案:(每空2分)(1)有丝分裂抑制纺锤体的形成
(2)212 4
(3)半保留复制。