高中生物人教版遗传与进化第3章基因的本质 优质课奖

阶段质量检测(三)基因的本质基因的表达(A卷学业水平达标)一、选择题(每小题3分，共42分)1．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解析：选B孟德尔发现遗传因子并证实了其遗传规律，但并没有证实其化学本质；沃森和克里克构建DNA双螺旋结构时利用前人的一个重要成果，就是嘌呤数等于嘧啶数；烟草花叶病毒感染烟草实验只能说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，并不能说明所有病毒的遗传物质都是RNA。2．关于DNA结构与功能的说法不正确的是()A．DNA分子中G与C这一碱基对含量较高，其结构稳定性相对较大B．碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性C．生物体所有DNA分子的转录和翻译是同时同场所进行的D．DNA分子结构相对稳定的重要原因之一是碱基互补配对形成了氢键解析：选C真核生物的转录是在细胞核中进行的，翻译是在细胞质中进行的。3．除色氨酸和甲硫氨酸外，其他18种氨基酸均由多种密码子编码(即密码子简并性)，如亮氨酸的密码子就有6种。相关叙述中，错误的是()A．从理论上分析，亮氨酸被利用的机会多于色氨酸B．密码子的简并性对生物体的生存发展有重要意义C．同一种密码子在不同细胞中可以决定不同的氨基酸D．决定亮氨酸的基因中被替换一个碱基对时，其决定的氨基酸可能不变解析：选C由于亮氨酸所对应的密码子的种类多，理论上分析，亮氨酸被利用的机会增多。密码子具有通用性，几乎所有生物共用一套密码子。4．(2023·江苏)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：选DDNA上可能有不具遗传效应的片段，且基因会选择性表达，所以mRNA分子的碱基数小于n/2个；转录是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的过程；DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都在DNA上；在细胞周期中，如分裂间期的G1期和G2期中，mRNA的种类和含量有所不同。5．将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中复制n次，则后代中含15N的单链占全部DNA单链的比例和含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例依次是()A．1/2n,1/2n B．1/2n,1/2n－1C．1/2n,1/2n＋1 D．1/2n－1,1/2n解析：选B将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中复制n次，可形成2n个DNA分子，2n＋1条单链，含15N的单链为2条，含15N的DNA分子为2个。故后代中含15N的单链占全部DNA单链的比例为2/2n＋1＝1/2n，含15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为2/2n＝1/2n－1。6．欲确定一份人血细胞样品是否属于小赵同学，下列选项中最可靠的判断依据是()A．血红蛋白的氨基酸序列B．血红蛋白的氨基酸种类C．染色体DNA的碱基序列D．转运RNA的核苷酸种类解析：选C不同个体中氨基酸种类、转运RNA的核苷酸种类以及正常血红蛋白的氨基酸序列都是相同的，但不同个体的DNA具有特异性。7．下列有关DNA和RNA的叙述，正确的是()A．生物的遗传信息只存在于DNA分子中B．真核生物的遗传物质是DNA，而原核生物的遗传物质是DNA或RNAC．原核生物的DNA上不存在密码子，密码子只存在于mRNA上D．在真核生物细胞内，既能以DNA为模板转录形成RNA，也能以RNA为模板逆转录形成DNA解析：选C有些病毒的遗传物质是RNA，其遗传信息存在于RNA中；凡是有细胞结构的生物，其遗传物质都是DNA，逆转录过程只存在于少数以RNA为遗传物质的病毒内。8．关于下图所示的过程，有关叙述正确的是()A．噬菌体进行①过程，需将噬菌体放在含有四种游离的脱氧核糖核苷酸的溶液中B．正常的真核生物细胞内可发生①②⑤过程C．③④⑥过程常见于RNA病毒侵入细胞时D．细胞中①④过程的发生都需要解旋酶的催化作用解析：选B噬菌体不能单独生活，必须寄生在其他细胞内，故不能单独培养噬菌体；①②⑤过程在正常的真核生物细胞内可发生；到目前为止，所有的生物体内还没有发现⑥过程；①过程需要解旋酶的催化，④过程不需要。9．DNA一条链的一段碱基排列顺序为“—CTCGAT—”，以其为模板转录形成mRNA，则此段mRNA决定的氨基酸序列由左至右为()密码子：CAU为组氨酸，CAG为谷氨酰胺，CUA、CUC为亮氨酸，GUC、GUA为缬氨酸(起始)，GAG为谷氨酸，GAU为天冬氨酸。A．—亮氨酸—天冬氨酸—B．—谷氨酸—亮氨酸—C．—谷氨酰胺—缬氨酸—D．—缬氨酸—组氨酸—解析：选B根据碱基互补配对原则，可推出该段mRNA的碱基排列顺序为“—GAGCUA—”，密码子GAG对应的氨基酸为谷氨酸，密码子CUA对应的氨基酸为亮氨酸。10．在肺炎双球菌的转化实验中(如下图)，在培养有R型细菌的1、2、3、4四支试管中，依次加入从S型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是()A．3和4 B．1、3和4C．2、3和4 D．1、2、3和4解析：选D2、3、4三支试管内只有R型细菌，因为没有S型活细菌的DNA，所以都不会发生转化。1号试管因为有S型活细菌的DNA，所以会使R型细菌发生转化，但是发生转化的R型细菌只是一部分，故试管内仍然有R型细菌存在。11．下面为人体中基因对性状控制过程示意图，相关叙述正确的是()A．过程①②都发生在细胞核中B．基因1和基因2控制生物性状的途径不相同C．M1和M2可同时出现在同一个细胞中D．老年人黑色素细胞中不含有M2解析：选B过程①为转录，主要在细胞核中进行，过程②为翻译，主要在细胞质中的核糖体上进行；基因1通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状，基因2通过控制酶的合成间接控制生物的性状；M1和M2体现了特定基因的选择性表达，一般不可能同时出现在同一个细胞中；老年人黑色素细胞中基因2仍转录，仍含有M2，只是酪氨酸酶的活性降低。12．真核细胞某生理过程如下图所示，下列叙述错误的是()A．酶1可使磷酸二酯键断裂，酶2可催化磷酸二酯键的形成B．a链和b链的方向相反，a链与c链的碱基序列相同C．该图表示DNA半保留复制过程，遗传信息传递方向是DNA→DNAD．c链和d链中G＋C所占比例相等，该比值越大DNA热稳定性越高解析：选A酶1是解旋酶，可使氢键断裂，酶2是DNA聚合酶，可催化磷酸二酯键的形成；该图表示DNA复制过程，其中b、c链是母链，a、d链是子链，a链和b链的方向相反，a链与c链的碱基序列相同；DNA序列中G—C碱基对间有三个氢键，G—C碱基对所占比例越大，DNA热稳定性越高。13．如下图所示为真核细胞中核基因遗传信息的传递和表达过程。下列相关叙述正确的是()A．①②过程中碱基配对情况相同B．②③过程发生的场所相同C．①②过程所需要的酶相同D．③过程中核糖体的移动方向是由左向右解析：选D①②过程中碱基配对方式不完全相同，②中存在着A—U，而①中存在的是A—T；②③过程分别发生在细胞核、核糖体上；①②过程中所需要的酶不完全相同，①中需要解旋酶和DNA聚合酶，②中需要解旋酶和RNA聚合酶；由肽链的长短可以判断出核糖体移动的方向是由左向右。14．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()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：选C基因中含有成百上千个脱氧核苷酸，A正确；基因是具有遗传效应的DNA片段，B正确；基因之间的区别主要是碱基对的排列顺序不同，C错误；基因之间的区别主要是碱基对的排列顺序不同，D正确。二、非选择题(共58分)15．(10分)下图甲、乙表示两种不同类型的生物基因的表达过程，回答下列问题：(1)图甲表示________(填“原核”或“真核”)细胞中基因的表达过程，在DNA—RNA杂交区域中DNA中碱基A应与RNA中的________配对。(2)图甲所示细胞由于____________________，所以转录、翻译同时发生在同一空间内，参与翻译的RNA分子有______________________。(3)图乙所示细胞的基因转录形成的mRNA需要通过________才能进入细胞质。(4)翻译时一条mRNA可以结合多个核糖体，一般来说每个核糖体合成的多肽长度________(填“相同”或“不同”)，每个核糖体完成翻译时的时间________(填“相同”或“不同”)。(5)图甲、乙两种生物共有的细胞器是______；图中所示的遗传信息的流动方向都是________________________________________________________________________。解析：(1)由图可知，图甲中转录、翻译过程发生在同一场所内，可表示原核细胞内的基因表达过程。在DNA—RNA杂交区域中，DNA链上的碱基A与RNA链上碱基U配对。(2)原核细胞由于没有核膜包被的细胞核，所以基因的表达可以在同一空间内进行。翻译时需要mRNA、tRNA、rRNA三种RNA的参与。(3)真核细胞内的基因在细胞核中转录形成mRNA，需通过核孔进入细胞质进行翻译。(4)多个核糖体以同一条mRNA链进行翻译时，每个核糖体翻译的时间相同，合成的多肽也相同。(5)真核、原核生物唯一共有的细胞器是核糖体，图中表示基因的表达，遗传信息的流动方向都是DNA→mRNA→蛋白质。答案：(1)原核碱基U(2)没有核膜包被的细胞核mRNA、tRNA、rRNA(3)核孔(4)相同相同(5)核糖体DNA→mRNA→蛋白质16．(10分)铁蛋白是细胞内储存多余Fe3＋的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的Fe3＋、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。当Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3＋而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合，沿mRNA移动，遇到起始密码后开始翻译(如下图所示)。回答下列问题：(1)图中甘氨酸的密码子是________，铁蛋白基因中决定“…—甘—天—色—…”的模板链碱基序列为______________________________。(2)Fe3＋浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了________________________，从而抑制了翻译的起始；Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3＋而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白mRNA能够翻译。这种调节机制既可以避免________对细胞的毒性影响，又可以减少________________________。(3)若铁蛋白由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是__________________________________________。(4)若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即由__________________。解析：转运甘氨酸的转运RNA末端的三个碱基为CCA，所以甘氨酸的密码子为GGU；模板链与信使RNA是互补的。…—甘—天—色—…对应的mRNA上碱基序列为…GGUGACUGG…，因此对应DNA模板链上的碱基序列为…CCACTGACC…；在Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白由于和Fe3＋结合而丧失了与铁应答元件结合的能力；Fe3＋不足时，最终影响了核糖体在mRNA上的结合与移动。由于mRNA起始密码子的前面和终止密码子及后面对应的碱基序列不能编码氨基酸，因此由n个氨基酸组成的铁蛋白，指导其合成的mRNA的碱基数目远大于3n；色氨酸对应的密码子为UGG，亮氨酸对应的密码子有UUG，其差别为G→U，对应模板链上的碱基为C→A。答案：(1)GGU…CCACTGACC…(2)核糖体在mRNA上的结合与移动Fe3＋细胞内物质和能量的浪费(3)mRNA两端存在不翻译的序列(4)C→A17．(10分)1952年赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能，请回答有关问题：(1)他们指出：“噬菌体在分子生物学的地位就相当于氢原子在玻尔量子力学模型中的地位”。这句话指出了噬菌体作为实验材料具有______________________的特点。(2)通过____________________________________________________________的方法分别获得被32P和35S标记的噬菌体，用标记的噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程中________________________变化。(3)侵染一段时间后，用搅拌机搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中的放射性，得到如下图所示的实验结果。搅拌的目的是____________________，所以搅拌时间少于1min时，上清液中的放射性________。实验结果表明当搅拌时间足够长时，上清液中的35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%，证明__________________________________。图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明____________________________，否则细胞外____________放射性会增高。(4)本实验证明病毒传递和复制遗传特性中________起着作用。解析：(1)以噬菌体作为实验材料，是因为其结构简单，只含有蛋白质和DNA。(2)噬菌体是病毒，离开活体细胞不能繁殖，所以要标记噬菌体，首先应用含32P和35S的培养基培养大肠杆菌，再让噬菌体侵染标记后的大肠杆菌，即可达到标记噬菌体的目的，进而追踪在侵染过程中蛋白质和DNA的位置变化。(3)噬菌体侵染大肠杆菌的时间要适宜，时间过长，子代噬菌体从大肠杆菌体内释放出来，会使细胞外32P含量增高。图中被侵染细菌的存活率始终保持在100%，说明细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来。细胞外的35S含量只有80%，原因是在搅拌时侵染细菌的噬菌体外壳没有全部分离；细胞外的32P含量有30%，原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌。(4)该实验证明DNA是噬菌体的遗传物质。答案：(1)结构简单，只含有蛋白质和DNA(核酸)(2)用含32P和35S的培养基分别培养大肠杆菌，再用噬菌体分别侵染被32P和35S标记的大肠杆菌DNA和蛋白质的位置(3)将吸附在细菌上的噬菌体和细菌分离较低DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来32P(4)DNA18．(10分)请结合下面艾滋病病毒侵染人体淋巴细胞及其繁殖过程的图解，回答下列问题：(1)图中3表示病毒正在侵染淋巴细胞，进入淋巴细胞内的是病毒的________。(2)图中4～5的过程在生物学上称为________，该过程必须在________酶参与下完成。(3)图中5是通过________进入淋巴细胞的细胞核中，并结合到淋巴细胞的DNA上。(4)图中6～7是形成病毒蛋白质的过程，该过程需要经过________和________两步。(5)图中6～8是形成病毒RNA的过程，其中6的腺嘌呤与8的________互补配对。(6)目前科学家研制出治疗艾滋病的药物是用来阻止4～5的进行，其原理是抑制________的活性。(7)由于1和9具有相同的结构和功能，说明HIV的RNA分子结构具有一定的________，并使其前后代保持一定的________。解析：(1)HIV为RNA病毒，因此侵入寄主细胞的为RNA。(2)4～5的过程是以病毒的RNA为模板，合成DNA的过程，因此为逆转录，要有逆转录酶的参与。(3)5为DNA，是大分子物质，通过核孔进入细胞核。(4)6和7是指整合到宿主细胞核上的病毒逆转录出的DNA表达的过程。(5)按照碱基互补配对原则，8(RNA)上，与腺嘌呤配对的是U(尿嘧啶)。(6)治疗艾滋病的药物用来阻止4～5过程中逆转录酶的活性，从而达到治疗艾滋病的目的。(7)1和9具有相同的结构和功能，说明RNA分子具有稳定性，其在保持遗传中的连续性上具有重要作用。答案：(1)RNA(2)逆转录逆转录(3)核孔(4)转录翻译(5)尿嘧啶(U)(6)逆转录酶(7)稳定性连续性19．(10分)下图表示某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。(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)请据图回答下列问题：(1)完成遗传信息表达的是________(填字母)过程；b过程所需的酶主要有______________。(2)图中含有核糖的是________(填数字)；由②指导合成的多肽链中氨基酸序列是________________________________________________________________________。(3)该DNA片段中胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为________个。(4)从化学成分角度分析，与③结构的化学组成最相似的是()A．乳酸杆菌 B．噬菌体C．染色体 D．流感病毒(5)苯丙酮尿症是由控制某种酶的基因异常而引起的，这说明基因和性状的关系是________________________________________________。解析：(1)遗传信息的表达包括转录和翻译两个过程，图中a、b、c分别为复制、转录、翻译，其中参与b过程的酶主要是RNA聚合酶。(2)图中含有核糖的是各种RNA，如mRNA、tRNA、rRNA，而rRNA存在于③核糖体上；从②上所含有的密码子的顺序来看，AUG对应甲硫氨酸，GCU对应丙氨酸，以此类推。(3)RNA片段中A＋U的数目为7个，所以对应模板DNA中A＋T为14个，所以T为7个。(4)③