统考版2024高考生物二轮专题复习整合训练7遗传的分子基础

整合训练(七)遗传的分子基础全员必做题1.[2023·云南模拟]比较赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验和艾弗里及其同事的肺炎双球菌转化实验。下列相关的叙述错误的是()A．艾弗里及其同事的实验证明了DNA是遗传物质B．赫尔希和蔡斯的实验中没有用到细菌培养技术C.T2噬菌体与肺炎双球菌遗传物质的核酸种类相同D．两个实验的思路均是将DNA和其他物质分开然后单独研究2．[2023·福建厦门一中校考三模]重叠基因具有独立性但共同使用部分核苷酸序列。X174噬菌体的单链环状DNA共有5387个核苷酸，其编码的11种蛋白质的总分子量为262000(氨基酸的平均分子量约为110)。下列有关分析错误的是()A．X174噬菌体DNA中存在重叠基因B．X174噬菌体DNA中没有不转录的碱基序列C．合成X174噬菌体蛋白的过程所需的ATP都来自细胞质基质D．X174噬菌体单链环状DNA中4种碱基的数目可能各不相等3．[2023·吉林统考模拟]在进行T2噬菌体侵染细菌实验时，用含14C标记的尿嘧啶培养基培养细菌，待细菌裂解后，分离出含有14C的RNA。实验人员把该RNA分别与细菌的DNA和噬菌体的DNA杂交，发现RNA可与噬菌体的DNA形成稳定的DNA—RNA双链杂交分子，但不能与细菌的DNA形成杂交分子。下列叙述不正确的是()A．用含14C的胸腺嘧啶代替尿嘧啶进行实验，结果完全相同B．含14C标记的RNA的模板是噬菌体的DNA分子C．获得14C噬菌体，需先用含14C的培养基培养细菌，再用噬菌体侵染细菌D．据结果推测，被噬菌体侵染的细菌体内合成的是噬菌体的蛋白质4．[2023·山东泰安市二模]如图为某染色体上的基因内部和周围DNA片段，长度为8千碱基对(单位：kb)。人为划分a～g七个区间，转录生成的RNA中d区间所对应的区域会被加工切除。下列说法错误的是()A．在a、d、g中发生的碱基对改变不一定影响蛋白质产物B．转录一次需要消耗6300个游离的核糖核苷酸C．核糖体会从b移动到c，读取c、d、e区间的密码子D．该基因的转录发生在细胞核，翻译发生在细胞质5．[2023·山东烟台二中5月模拟]研究者开发了由远红光调控细胞基因表达的系统。该系统中的BphS可响应远红光，诱导FGTA4表达，FGTA4可与dCas9结合，dCas9与gRNA结合(BphS、FGTA4和dCas9均为蛋白质)。通过设计gRNA的序列，可以实现gRNA与目标基因的特异性结合，在该系统中，gRNA将FGTA4带到目标基因所在位置，FGTA4可促进该基因表达。将上述系统导入诱导性多能干细胞(iPS细胞)中，在远红光照射下促进神经转录因子NEU－ROG2表达，诱导iPS细胞分化为神经细胞。下列说法错误的是()A．gRNA的序列应与编码BphS的基因序列互补配对B．FGTA4影响RNA聚合酶与NEU－ROG2基因启动子的结合C．正常情况下，iPS细胞分化为功能性神经细胞的过程中未发生DNA序列的改变D．可通过改变gRNA的靶向基因将iPS细胞诱导为其他所需细胞6．[2023·沈阳质监]动物体自身基因组产生piRNA的过程及piRNA与特定mRNA结合抑制特定基因表达的过程属于“RNA干扰”。对此种“RNA干扰”的相关叙述，错误的是()A.此种“RNA干扰”的碱基配对方式为A与U配对、C与G配对和T与A配对B．此种“RNA干扰”阻止了翻译过程的进行C．此种“RNA干扰”过程需要mRNA、tRNA和piRNA的参与D．利用“RNA干扰”的原理可为疾病的治疗开辟新途径7．[2023·广西统考一模]某科学工作者曾重复做了“肺炎双球菌转化实验”及“噬菌体侵染细菌的实验”。请回答下列有关问题：Ⅰ、“肺炎双球菌转化实验”的步骤及结果如下：(1)本实验中的对照组是____________。(2)加热杀死的S型细菌中的DNA仍有活性的原因可能是____________________。Ⅱ、“噬菌体侵染细菌的实验”中他分别用同位素32P、35S、18O和14C对噬菌体以及大肠杆菌成分做了如下标记：组别第一组第二组第三组噬菌体成分用35S标记未标记用14C标记大肠杆菌成分用32P标记用18O标记未标记(3)“噬菌体侵染细菌的实验”与艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验在设计思路上的共同点是________________________________________________________。(4)第三组实验经过一段时间培养后离心，检测到放射性的主要分布部位是________。一般地说，第三组实验中，子代噬菌体的DNA中________(填“一定含有”“一定不含有”或“不一定含有”)14C。(5)获得被35S标记的噬菌体的方法是____________________________________________________________。8．[2023·吉林调研]抗菌药物是治疗感染性疾病的药物。下面是几种抗菌药物的抗菌机理，请结合中心法则图解，回答相关问题：抗菌药物抗菌机理青霉素抑制细菌细胞壁的合成环丙沙星抑制细菌DNA解旋酶的活性红霉素能与细菌细胞中的核糖体结合利福平抑制结核杆菌RNA聚合酶的活性(1)研究者治疗某感染性疾病时，尝试用某种药剂抑制图中a过程，结合题表分析，建议使用的药剂是________________。(2)红霉素会抑制图中的________过程。(3)新冠肺炎的治疗________(填“可以”或“不可以”)使用青霉素，理由是____________________________________________。(4)很多结核类疾病的治疗会使用利福平，请说明其具体杀菌机制：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)很多人生病时，觉得去医院很麻烦，直接使用抗生素，这可能会使________菌存活下来，滥用抗生素已成为世界性问题。重点选做题9．[2023·高州市二模]真核细胞基因的转录会产生RNA的初级转录本(pre－mRNA)，必须经过一系列加工才能成为成熟RNA(mRNA)。如图甲、乙分别为某真核基因(图中的实线为基因)分别与pre－mRNA、mRNA杂交的结果。下列相关叙述错误的是()A．两图的杂交带中都可能含有5种含氮碱基B．真核细胞基因中存在不编码氨基酸的序列C.图甲和图乙所示过程发生的碱基配对方式完全相同D．若pre－mRNA和mRNA杂交可能出现类似图乙所示的杂交带10．[2023·重庆市高三第一次联合检测]下列有关遗传信息表达过程的叙述，错误的是()A．转录过程和DNA分子复制过程遵循相同的碱基互补配对原则B．转录过程中，RNA聚合酶有解开DNA双螺旋结构的功能C．多个核糖体可结合在一个mRNA上先后合成多条相同的多肽链D．反密码子由tRNA上3个相邻的碱基组成11．[2023·新乡一模]miRNA是真核细胞中一类有调控功能的非编码RNA，它能识别并结合到靶mRNA上，指导沉默复合体降解靶mRNA或者抑制靶mRNA的功能。下列分析错误的是()A．在细胞内转录合成miRNA的过程中需要RNA聚合酶的催化B．相同的碱基序列是miRNA识别并结合到靶mRNA上的基础C．沉默复合体可能存在于细胞质基质中，可能含有RNA酶D．miRNA通过影响核糖体读取密码子来抑制靶mRNA的功能12．[2023·武汉市高中二月调研考试]合成生物学家“创造”了一组可以识别并以非重叠方式解码四联体密码子(如UAGA)的tRNA，称为qtRNA，并在细菌细胞内成功实现了蛋白质片段的翻译。据称，四联体密码子可以额外编码非标准氨基酸，如带化学修饰的氨基酸。下列叙述错误的是()A．tRNA与qtRNA均为单链结构，内部不存在碱基互补配对B．不考虑终止密码子，理论上四联体密码子可以编码256种氨基酸C．对于同一mRNA片段，采用tRNA与qtRNA翻译得到的肽链不同D．四联体密码系统可以应用于生产含复杂化学修饰的蛋白质13．[2023·南京市高三第二次模拟考试]β－地中海贫血症患者的β－珠蛋白(血红蛋白的组成部分)合成受阻，原因是血红蛋白β链第39位氨基酸的编码序列发生了改变，由正常基因A突变成致病基因a(如图所示，AUG，UAG分别为起始密码子和终止密码子)。下列相关叙述错误的是()A.①与②过程中碱基互补配对的方式不完全相同B．异常mRNA翻译产生的异常β－珠蛋白由38个氨基酸组成C．突变基因a中的氢键数量和脱氧核苷酸数量都发生了改变D．该病可以通过基因治疗或移植造血干细胞进行治疗14.[2023·福州市3月高中质量检测]关于DNA复制过程中两条子链是如何延伸的，有科学家提出半不连续复制模型，其中延伸方向与解链方向相反的短片段子链将由DNA连接酶连接。以下不是该模型确立所依据的证据是()A．阻断DNA连接酶的活性，正在增殖的大肠杆菌中会出现短片段子链的积累B．将正在增殖的大肠杆菌与放射性同位素3H标记的胸苷混合，较短时间即可出现具有放射性的短片段子链C．将正在增殖的大肠杆菌与放射性同位素3H标记的胸苷混合，较长时间后测定，长片段子链的比例会增加D．将15N培养的大肠杆菌移到14N培养基中，提取DNA进行密度梯度离心，子一代DNA出现在中带位置15．[2023·湖北省十一校高三联考]DNA分子复制可以在细胞内进行，也可以通过PCR技术合成，比较两种方式说法错误的是()A．两个复制过程都要求有模板、原料、酶和能量等条件B．Taq酶功能相当于解旋酶和DNA聚合酶功能之和C．细胞内复制是边解旋边复制，PCR技术合成是先解旋后复制D．复制过程都遵循半保留复制原则16．[2023·辽宁省大连市第二十四中学、大连市第八中学联考]动物细胞的线粒体DNA分子上有两个复制起始区OH和OL。该DNA复制时，OH首先被启动，以L链为模板合成M链，当M链合成约2/3时，OL启动，以H链为模板合成N链，最终合成两个环状双螺旋DNA分子，该过程如图所示。下列叙述正确的是()A．复制启动时OH区和OL区首先结合的酶是DNA聚合酶B．合成M链和N链时方向相反是因为起始区解旋方向不同C．复制完成后M链中的嘌呤数与N链中的嘌呤数一定相同D．线粒体环状DNA分子中每个脱氧核糖都与两个磷酸相连17.[2023·湖南师大附中高三月考]“DNA酶”(DNAzymes)往往由几十个脱氧核苷酸组成，两端的序列经过设计作为“结合臂”。在关键因子金属镁的辅助下，DNAzymes能与RNA链上的特定位置相匹配，中间的固定序列则作为“催化核心”切割RNA分子(如图)，切割下来的RNA片段在细胞中被迅速降解。科学家们设想将其用于精确破坏细胞中不需要的RNA分子，具有治疗疾病的巨大潜力。下列有关说法正确的是()A．上述“DNA酶”(DNAzymes)的化学本质为RNAB．若将DNAzymes用于破坏癌细胞增殖所需的RNA，①②应与健康细胞mRNA序列相同C．目标RNA被DNAzymes切割后，最终降解产物包括磷酸、脱氧核糖和含氮碱基D．若细胞内存在与镁更有亲和力的其他物质，则细胞内DNAzymes作用效果可能不佳18．[2023·天津河西统考二模]依据真核细胞中DNA主要位于细胞核内，而蛋白质合成在核糖体上这一事实，科学家推测真核细胞存在某种“信使”分子，能将遗传信息从细胞核携带到细胞质中。为确定遗传信息从DNA传递给蛋白质的中间载体(信使)，科学家们做了如下研究。(1)对于“信使”有两种不同假说。假说一：核糖体RNA可能就是信息的载体；假说二：另有一种RNA(称为mRNA)作为遗传信息传递的信使。若假说一成立，则细胞内应该有许多__________(填“相同”或“不同”)的核糖体。若假说二成立，则细胞内的mRNA应该与细胞内原有的__________结合，并指导蛋白质合成。(2)研究发现噬菌体侵染细菌后，细菌的蛋白质合成立即停止，转而合成噬菌体的蛋白质，在此过程中，细菌细胞内合成了新的噬菌体的RNA。为确定新合成的噬菌体RNA是否为“信使”，科学家们进一步实验。①用15NH4Cl和14C­葡萄糖作为培养基中的氮源和碳源来培养细菌，经过若干代培养后，获得具有“重”核糖体的“重”细菌。②将这些“重”细菌转移到含14NH4Cl和12C­葡萄糖的培养基上培养，用噬菌体侵染这些细菌，该培养基中加入32P标记的______________为作为原料，以标记所有新合成的噬菌体RNA。③将上述被侵染后裂解的细菌进行密度梯度离心，结果如下图所示。由图可知，大肠杆菌被侵染后________(填“合成”或“未合成”)新的核糖体，这一结果否定假说一。32P标记仅出现在离心管的底部，说明新合成的噬菌体RNA与________(填“新”或“重”)核糖体相结合，为假说二提供了证据。整合训练(七)1．解析：艾弗里及其同事的实验证明了DNA是转化因子，也证明了蛋白质、多糖不是转化因子，A正确；赫尔希和蔡斯的实验过程是：标记噬菌体→噬菌体与细菌混合培养→搅拌、离心→检测放射性，说明实验中用到了细菌培养技术，B错误；T2噬菌体与肺炎双球菌遗传物质的核酸种类相同，都是DNA，C正确；两个实验的关键都是设法将DNA和蛋白质等物质分开，然后单独观察它们的作用，D正确。答案：B2．解析：11种蛋白质的总分子量为262000，氨基酸的平均分子量约为110，说明蛋白质中共有约2382个氨基酸，需要DNA中的核苷酸大约7146个，而X174噬菌体的单链环状DNA共有5387个核苷酸，说明存在重叠基因，A正确；基因中存在启动子和终止子，故可能含有不转录的碱基序列，B错误；合成X174噬菌体蛋白的过程所需的ATP都来自宿主细胞，噬菌体的宿主细胞是细菌，细菌的ATP产生于细胞质基质，C正确；X174噬菌体的DNA是单链环状，4种碱基的数目可能各不相等，D正确。答案：B3．解析：用含14C的胸腺嘧啶，提取RNA时，其中没有胸腺嘧啶，所以没有标记，实验失败，A错误；噬菌体的DNA分子能与RNA形成稳定的DNA—RNA双链杂交分子，因此含14C标记的RNA的模板是噬菌体的DNA分子，B正确；噬菌体是病毒，得先培养细菌，再标记病毒，C正确；被噬菌体侵染的细菌体内合成的是噬菌体的蛋白质，是以噬菌体的DNA为模板控制合成的，D正确。答案：A4．解析：在a、d、g中发生的碱基对改变不影响转录形成的成熟的mRNA的碱基序列，因此不影响蛋白质产物，A正确；由图示可知，转录形成的mRNA的长度为7.5－1.2＝6.3kb，即转录一次需要消耗6300个游离核糖核苷酸，B正确；核糖体在mRNA上移动，不能直接认读基因上的碱基序列，C错误；该基因为染色体上的基因，是真核细胞的核基因，其转录发生在细胞核，翻译发生在细胞质，D正确。答案：C5．解析：由题干信息“通过设计gRNA的序列，可以实现gRNA与目标基因的特异性结合”可知，gRNA的序列应与目标基因序列互补配对，而不是与编码BphS的基因序列互补配对，A错误；由题干“通过设计gRNA的序列，可以实现gRNA与目标基因的特异性结合，在该系统中，gRNA将FGTA4带到目标基因所在位置，FGTA4可促进该基因表达”可推知，FGTA4影响RNA聚合酶与NEU－ROG2基因启动子的结合，B正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞分化过程中DNA一般不变，故正常情况下该过程中未发生DNA序列的改变，C正确；由题意可知，可通过改变gRNA的靶向基因，启动其他基因的表达，从而将iPS细胞诱导为其他所需细胞，D正确。答案：A6．解析：动物体自身基因组产生piRNA的过程及piRNA与特定mRNA结合抑制特定基因表达的过程属于“RNA干扰”。这种“RNA干扰”过程需要mRNA、piRNA参与，不需要tRNA参与，C错误。答案：C7．解析：(1)本实验为对照实验，1组、2组分别单独培养正常的R型细菌、S型细菌，它们都能正常繁殖，再将加热杀死的S型细菌单独培养则没有出现S型细菌，但将加热杀死的S型细菌与正常的R型细菌混合培养，则在培养基中既有R型细菌，又有S型细菌，1、2、3组与4组对照，从而得出推论：S型细菌中的某种物质(转化因子)能使R型细菌转化为S型细菌。故该实验中的对照组是1、2、3组。(2)DNA热稳定性较高(或者冷却后DNA可恢复双螺旋结构)，故加热杀死的S型细菌中的DNA仍有活性，仍能使R型细菌转化为S型细菌。(3)“噬菌体侵染细菌的实验”与艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验都设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用，这是两个实验的共同点。(4)第三组实验用14C标记噬菌体，噬菌体的蛋白质、核酸等均会被标记，其蛋白质位于上清液中，其核酸进入大肠杆菌位于沉淀物中，故经过一段时间培养后离心，检测到放射性的主要分布部位是沉淀物和上清液。在此实验中，子代噬菌体的DNA中不一定含有14C，因为大肠杆菌未被标记，而噬菌体的遗传物质利用大肠杆菌的核苷酸合成自身核酸(DNA)。(5)噬菌体为病毒，无细胞结构，若要获得被35S标记的噬菌体，必须先用含35S的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体侵染被35S标记的大肠杆菌。答案：(1)1、2、3组(2)DNA热稳定性较高(或者冷却后DNA可恢复双螺旋结构)(3)设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用(4)沉淀物和上清液不一定含有(5)用含35S的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体侵染被35S标记的大肠杆菌8．解析：分析题图可知，a为DNA的复制过程，b为转录过程，c为RNA的复制过程，d为翻译过程，e为逆转录过程。(1)环丙沙星能抑制细菌DNA解旋酶的活性，抑制DNA复制(a过程)。(2)红霉素能与细菌细胞中的核糖体结合，抑制翻译过程(d)。(3)青霉素可抑制细菌细胞壁的合成，而新型冠状病毒没有细胞结构，所以使用青霉素治疗新冠肺炎无效。(4)利福平能抑制结核杆菌RNA聚合酶的活性，而RNA聚合酶参与转录过程，故用利福平治疗结核类疾病的机制很可能是抑制了结核杆菌的转录过程，导致结核杆菌无法合成蛋白质。答案：(1)环丙沙星(2)d(3)不可以青霉素的抗菌机理是抑制细菌细胞壁的合成，而新型冠状病毒没有细胞结构，所以使用青霉素无效(4)抑制了结核杆菌的转录过程，导致其无法合成蛋白质(5)耐药(抗药)9．解析：图中DNA和mRNA杂交出现杂交带，都可能含有C、G、A、T、U这5种碱基，A正确；从成熟RNA(mRNA)与DNA杂交结果可以看出，含有未杂交区域，故可推出真核细胞基因中存在不编码氨基酸的序列，B正确；图甲和图乙所示过程发生的都是DNA单链上的碱基和RNA上的碱基之间的配对，碱基配对方式完全相同，C正确；pre－mRNA和mRNA之间碱基序列除了少一段外，其他碱基序列完全相同，两条链之间不能形成杂交带，D错误。答案：D10．解析：转录过程DNA分子中A与RNA中的U配对，DNA分子复制过程是A与T配对，A错误；转录过程中，RNA聚合酶既有解开DNA双螺旋结构的功能，又有催化RNA合成的功能，B正确；多个核糖体可结合在一个mRNA上先后合成多条相同的多肽链，C正确；反密码子由tRNA上3个相邻的碱基组成，翻译时可与mRNA上的密码子互补配对，D正确。答案：A11．解析：转录时以DNA为模板合成RNA的过程，需要RNA聚合酶的催化，A正确；miRNA识别并结合到靶mRNA上是由于miRNA和mRNA碱基互补，B错误；根据题干信息“沉默复合体降解靶mRNA或者抑制靶mRNA的功能”，可以推测沉默复合体可能存在于细胞质基质中，可能含有RNA酶将mRNA降解，C正确；miRNA和靶mRNA碱基互补配对，阻止核糖体和mRNA结合，影响核糖体读取密码子来抑制靶mRNA的功能，D正确。答案：B12．解析：tRNA为三叶草形结构，含有双链区段，该区段存在碱基互补配对，A错误；不考虑终止密码子，理论上四联体密码子可以编码44＝256种氨基酸，B正确；对于同一mRNA片段，三联体密码子对应的反密码子(位于tRNA上)与四联体密码子对应的反密码子(位于qtRNA上)转运的氨基酸不同，则翻译得到的肽链也不同，C正确；四联体密码系统可以额外编码非标准氨基酸，如带化学修饰的氨基酸，故可以应用于生产含复杂化学修饰的蛋白质，D正确。答案：A13．解析：①与②过程依次是转录和翻译，碱基互补配对的方式不完全相同，A正确；正常基因A突变成致病基因a，是发生了碱基对的替换，由C—G替换成了T—A，组成DNA的脱氧核糖核苷酸的数量不变，但是导致氢键减少，该碱基对的替换也造成对应的mRNA中终止密码子提前出现，因此翻译产生的异常β－珠蛋白由38个氨基酸组成，B正确，C错误；该病属于单基因遗传病，可以通过基因治疗或移植造血干细胞进行治疗，D正确。答案：C14．解析：“阻断DNA连接酶的活性，正在增殖的大肠杆菌中会出现短片段子链的积累”，说明短片段子链由DNA连接酶连接，A不符合题意；“将正在增殖的大肠杆菌与放射性同位素3H标记的胸苷混合，较短时间即可出现具有放射性的短片段子链”，说明DNA复制过程中有短片段子链的合成，B不符合题意；“将正在增殖的大肠杆菌与放射性同位素3H标记的胸苷混合，较长时间后测定，长片段子链的比例会增加”，说明DNA复制过程中有短片段子链的合成，并由短片段子链进一步合成长片段子链，C不符合题意；“将15N培养的大肠杆菌移到14N培养基中，提取DNA进行密度梯度离心，子一代DNA出现在中带位置”，支持半保留复制，但不能支持半不连续复制，D符合题意。答案：D15．解析：PCR技术和DNA分子的体内复制的区别是打开DNA双链的方式不同，体内复制需要解旋酶解旋，PCR技术依据热变性原理高温解旋，两个复制过程都要求有模板、原料、酶和能量等条件，A正确；PCR技术不需要解旋酶解旋，Taq酶是一种热稳定DNA聚合酶，B错误；细胞内DNA复制具有边解旋边复制的特点，而PCR技术是先在较高温度条件下打开双链(解旋)后进行扩增的，是先解旋后复制，C正确；细胞内DNA复制和PCR技术合成都是以一条DNA单链为模板合成子链DNA的过程