2025导与练生物高考一轮复习人教版第六单元　基因的本质与表达含答案

2025导与练生物高考一轮复习(人教版）第六单元基因的本质与表达第21讲DNA是主要的遗传物质基础巩固练1.(2024·湖南衡阳模拟)艾弗里等通过肺炎链球菌的转化实验,证明了DNA可以在同种生物不同的个体之间转移。下列相关叙述正确的是(D)A.肺炎链球菌的染色质主要成分是DNA和蛋白质B.肺炎链球菌提取液经DNA聚合酶处理后会失去转化作用C.加热杀死的R型细菌的提取液能使S型细菌发生转化作用D.转化的DNA片段能够控制酶的合成进而控制肺炎链球菌性状解析:肺炎链球菌属于原核生物,不具有染色质;起转化作用的是DNA,肺炎链球菌提取液经DNA酶处理后DNA被水解,会失去转化作用;加热杀死的S型细菌的提取液能使R型细菌发生转化作用;S型细菌含有荚膜,R型细菌无荚膜,说明转化的DNA片段能够控制酶的合成进而控制肺炎链球菌荚膜的形成,从而控制肺炎链球菌的性状。2.(2023·湖南株洲模拟)1928年格里菲思和1944年艾弗里分别进行了肺炎链球菌的体内和体外转化实验,1952年赫尔希和蔡斯开展了噬菌体侵染细菌的实验,并进一步观察了子代噬菌体的放射性标记情况。经过了近30年多位科学家的努力,证明了DNA就是遗传物质。下列有关说法正确的是(D)A.肺炎链球菌体内和体外转化实验都用到了自变量控制中的“减法原理”B.噬菌体侵染细菌实验中用到的细菌也是肺炎链球菌C.格里菲思体内转化实验证明了R型菌转化成S型菌是因为S型菌的DNAD.赫尔希和蔡斯的实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质解析:格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验,用到了“加法原理”,艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中,体现了“减法原理”;噬菌体侵染细菌实验中用到的细菌是大肠杆菌;格里菲思体内转化实验证明了R型菌转化成S型菌是因为S型菌有转化因子,没有证明转化因子是DNA。3.下列有关核酸与遗传物质关系的叙述,不正确的是(C)A.DNA是绝大多数生物的遗传物质B.有些生物的遗传物质是RNAC.在真核生物中,DNA和RNA都是遗传物质,其中DNA是主要的遗传物质D.核酸是所有生物的遗传物质(朊病毒除外),其中DNA是主要的遗传物质解析:有细胞结构的生物的遗传物质是DNA,DNA病毒的遗传物质是DNA,因此说DNA是绝大多数生物的遗传物质;RNA病毒的遗传物质是RNA;真核生物的遗传物质是DNA,RNA不是遗传物质;朊病毒只含有蛋白质成分,核酸是其他病毒和细胞生物的遗传物质,大多数生物的遗传物质为DNA,所以DNA是主要的遗传物质。4.(2024·辽宁丹东模拟)生物将遗传物质传递给其他细胞而非其子代的过程称为基因水平转移,例如农杆菌可通过感染植物细胞实现基因向植物基因组的转化。肺炎链球菌有S型和R型两种类型,野生型的S型细菌可以在基本培养基上生长,S型细菌发生基因突变产生的氨基酸依赖型菌株A、B需要在基本培养基上分别补充不同氨基酸才能生长。科学工作者将菌株A和菌株B混合后,涂布于基本培养基上,结果如图所示。下列叙述正确的是(D)A.有多糖类荚膜的R型细菌可抵御吞噬细胞的吞噬而表现出致病性B.S型细菌和R型细菌的结构不同是基因选择性表达的结果C.野生型的S型细菌突变为A、B菌株是同一基因突变的结果D.菌株A和菌株B混合后可能因基因水平转移而发生了基因重组解析:有多糖类荚膜可抵御吞噬细胞的吞噬而表现出致病性的是S型细菌;S型细菌和R型细菌的结构不同是基因不同的结果;将菌株A和菌株B混合后,涂布于基本培养基上,有菌落产生,说明野生型的S型细菌突变为菌株A、B是不同的基因突变的结果。5.(2024·河北石家庄模拟)赫尔希和蔡斯的“噬菌体侵染细菌的实验”证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质,下图表示部分实验过程。下列相关叙述错误的是(A)A.放射性主要出现在沉淀中,该组实验证明噬菌体的遗传物质是DNAB.该实验产生的子代噬菌体中仅少部分DNA的一条链被32P标记C.噬菌体侵染细菌的实验成功的原因之一是噬菌体只将DNA注入大肠杆菌细胞中D.该实验中,噬菌体以自身DNA为模板在大肠杆菌内完成DNA复制解析:该组实验用32P标记了噬菌体,所以放射性主要出现在沉淀中,但缺少对照组,所以该组实验不能证明噬菌体的遗传物质是DNA。6.(2024·北京朝阳区模拟)为了研究噬菌体侵染细菌的过程,研究者分别用32P和35S标记的噬菌体侵染未被放射性标记的细菌。在短时间保温后进行离心(未搅拌),测定上清液中的放射性,结果如下。下列相关说法错误的是(D)细菌处理噬菌体处理上清液中的放射性比例/%加入DNA酶未加入DNA酶不处理35S21不处理32P87侵染前加热杀死35S1511侵染前加热杀死32P7613注:DNA酶与噬菌体同时加入;离心后长链DNA出现在沉淀中、短链DNA出现在上清液中。A.32P和35S分别标记了噬菌体的DNA和蛋白质B.细菌被杀死后会促进噬菌体DNA被DNA酶降解C.DNA被降解后产生的片段离心后会出现在上清液中D.从实验结果中可知噬菌体的蛋白质没有进入细菌解析:DNA含有P,蛋白质含有S,则32P和35S分别标记了噬菌体的DNA和蛋白质;32P处理噬菌体组,侵染前加热杀死细菌,与不处理组相比加入DNA酶后,上清液中的放射性比例上升,说明DNA被降解后产生的片段离心后会出现在上清液中,细菌被杀死后会促进噬菌体DNA被DNA酶降解;本实验不能判断噬菌体的蛋白质有没有进入细菌。7.(2023·江西宜春模拟)现有新发现的一种感染A细菌的病毒B,科研人员设计了如图所示两种方法来探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA。一段时间后检测甲、乙两组子代病毒B的放射性和丙、丁两组子代病毒B的产生情况。下列相关说法正确的是(C)A.同位素标记法中,若换用3H标记上述两种核苷酸不能实现实验目的B.酶解法中,向丙、丁两组分别加入DNA酶和RNA酶应用了加法原理C.若甲组产生的子代病毒B无放射性而乙组有,则说明该病毒的遗传物质是RNAD.若丙组能产生子代病毒B而丁组不能产生,则说明该病毒的遗传物质是DNA解析:同位素标记法中,若换用3H标记题述两种核苷酸,仍能通过检测甲、乙两组子代病毒的放射性判断出病毒B的遗传物质是DNA还是RNA,能实现实验目的;酶解法中,向丙、丁两组分别加入DNA酶和RNA酶应用了减法原理;若甲组产生的子代病毒B无放射性而乙组有,说明子代病毒中含有32P标记的尿嘧啶,说明该病毒的遗传物质是RNA;若丙组能产生子代病毒B而丁组不能产生,说明RNA被RNA酶水解后病毒无法增殖产生子代,所以该病毒的遗传物质是RNA。8.(2024·河北衡水模拟)烟草花叶病毒(TMV)是一种单链RNA病毒,具有S和HR等多种株系。科研人员分别提取了S株系和HR株系的RNA和蛋白质,进行了如表所示的重组实验。下列相关叙述合理的是(C)重组实验过程子代病毒的类型第一组:SRNA+HR蛋白质→感染烟草S株系第二组:HRRNA+S蛋白质→感染烟草HR株系A.可以通过培养基上不同的菌落特征鉴别TMV的不同株系B.将TMV的遗传物质与二苯胺沸水浴加热,溶液会变成蓝色C.根据实验结果可推测,TMV的RNA控制其蛋白质的合成D.该病毒在增殖时,催化其RNA合成的酶由宿主细胞的基因控制合成解析:病毒专营活细胞寄生,不能用培养基培养;DNA与二苯胺沸水浴加热,溶液才会变成蓝色;根据实验结果可推测,TMV的遗传物质是RNA,能控制其蛋白质的合成;该病毒在增殖时,催化其RNA合成的酶由病毒RNA的基因控制合成。9.(2024·河北衡水模拟)赫尔希和蔡斯研究了T2噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能。用标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,一段时间后,用搅拌器搅拌,然后离心得到上清液和沉淀物,并检测上清液中的放射性,得到如图所示的实验结果。请回答下列问题。(1)要获得DNA被标记的T2噬菌体,其培养方法是

。

(2)实验中搅拌的目的是,用35S标记噬菌体的蛋白质时,搅拌时间应大于min,否则上清液中的放射性会比较。

(3)上清液中32P的放射性仍达到30%,其原因可能是。图中被侵染细菌的存活率曲线的意义是作为对照,如果存活率明显低于100%,则上清液中放射性物质32P的含量会,原因是。

(4)上述实验中不用14C来标记T2噬菌体的DNA或蛋白质,原因是。

解析:(1)T2噬菌体是病毒,病毒是非细胞结构生物,只有寄生在活细胞中才能繁殖,所以要获得DNA被标记的T2噬菌体,其培养方法是先用含32P的培养基培养大肠杆菌,再用T2噬菌体侵染被32P标记的大肠杆菌。(2)用标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌。一段时间后,用搅拌器搅拌,然后离心得到上清液和沉淀物。搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,便于离心分层,用35S标记噬菌体的蛋白质时,搅拌时间应大于2min,否则上清液中的放射性会比较低。(3)上清液中仍有少量32P的放射性,主要原因是部分噬菌体未侵染细菌。如果时间过长,被侵染的细菌裂解,释放出子代噬菌体,导致被侵染细菌的存活率明显低于100%,则上清液中放射性物质32P的含量会增加。(4)因为DNA和蛋白质中均含有C,故不用14C来标记T2噬菌体的DNA或蛋白质。答案:(1)先用含32P的培养基培养大肠杆菌,再用T2噬菌体侵染被32P标记的大肠杆菌(2)使吸附在细菌表面的噬菌体和细菌分离2低(3)部分噬菌体未侵染细菌增加大肠杆菌裂解,子代噬菌体释放到上清液中(4)DNA和蛋白质中均含有C综合提升练10.(多选)关于艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验,一些科学家认为“DNA可能只是在细胞表面起化学作用,形成荚膜,而不是起遗传作用”。同时代的生物学家从S型肺炎链球菌中分离出了一种抗青霉素的突变型(抗S,产生分解青霉素的酶),提取它的DNA,将DNA与对青霉素敏感的R型细菌(非抗R)共同培养。结果发现,某些非抗R型细菌被转化为抗S型细菌并能稳定遗传,从而否定了一些科学家的错误认识。关于该实验的叙述,正确的是(CD)A.缺乏对照实验,所以不能支持艾弗里的结论B.完美证明了DNA是主要的遗传物质C.实验巧妙地选用了抗青霉素这一性状作为观察指标D.证明细菌中一些与荚膜形成无关的性状也能发生转化解析:将DNA与对青霉素敏感的R型细菌(非抗R)共同培养,某些非抗R型细菌被转化为抗S型细菌并能稳定遗传,说明DNA是肺炎链球菌的遗传物质,能支持艾弗里的结论;该实验与艾弗里实验都证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质,但不是证明DNA是主要的遗传物质;根据题干信息,实验选用了抗青霉素这一性状作为观察指标,从而可以判断非抗R型是否发生了转化;青霉素抗性与荚膜形成无关,证明细菌中一些与荚膜形成无关的性状也能发生转化。11.(多选)细菌转化是指某一受体细菌通过直接吸收来自另一供体细菌的一些含有特定基因的DNA片段,从而获得供体细菌的相应遗传性状的现象,如肺炎链球菌转化实验。S型肺炎链球菌有荚膜,菌落光滑,可致病,对青霉素敏感。在多代培养的S型细菌中分离出了两种突变型:R型,无荚膜,菌落粗糙,不致病;另一种是抗青霉素的S型(记为PenrS型)。现用PenrS型菌和R型菌进行下列实验,下面分析错误的是(ABC)A.甲组中部分小鼠患败血症,注射青霉素治疗后均可康复B.乙组中仅观察到一种菌落C.丙组培养基中会出现R型和S型两种菌落D.丁组培养基中无菌落生长解析:甲组中部分R型菌被转化为PenrS型菌,PenrS型菌可使小鼠患败血症且对青霉素具有抗性,故注射青霉素治疗后不可康复;PenrS型菌的DNA只能使部分R型菌转化为PenrS型菌,所以乙组中可观察到R型菌和PenrS型菌两种菌落;R型菌对青霉素敏感,故在丙组含青霉素的培养基上不会出现R型和S型菌落;丁组中PenrS型菌的DNA被DNA酶水解,所以无S型菌落出现,又由于培养基含有青霉素,所以R型菌落也不能生长。12.(多选)(2023·河北保定模拟)遗传转化是指游离的DNA分子(细胞DNA)被细菌的细胞摄取,并在细菌细胞内表达的过程。肺炎链球菌转化实验的实质如图所示(S基因是控制荚膜形成的基因)。下列有关叙述错误的是(ACD)A.由R型细菌转化成的S型细菌的遗传物质与原S型细菌相同B.由R型细菌转化成S型细菌的实质是基因重组C.将S型细菌的S基因用32P标记,转化而来的S型细菌在普通培养基上培养多代后,得到的子代S型细菌的S基因均能检测到32PD.T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程也是一种遗传转化过程解析:由R型细菌转化成S型细菌的过程中,仅S型细菌的部分基因进入R型细菌,故转化成的S型细菌的遗传物质与原S型细菌不完全相同;由于DNA复制为半保留复制,将S型细菌的S基因用32P标记,转化而来的S型细菌在普通培养基(31P)上培养多代后,得到的子代S型细菌只有少数含有32P,故S基因不一定能检测到32P;遗传转化是指游离的DNA分子被细菌的细胞摄取,并在细菌细胞内表达的过程,T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程不是遗传转化过程。13.朊病毒是一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物。按照图示1→2→3→4进行实验,验证朊病毒侵染因子是蛋白质,题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。(1)本实验采用的研究方法是。

(2)从理论上讲,经1→2→3→4实验离心后上清液中(填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P,沉淀物中(填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P,出现上述结果的原因是

。

(3)如果添加试管5,从试管2中提取朊病毒后先加入试管5,同时添加35S标记的(NH4)235SO4,连续培养一段时间后,再提取朊病毒加入试管3,培养适宜时间后离心,检测放射性应主要位于中,少量位于

。

解析:(3)朊病毒的蛋白质中含有S,如果添加试管5,从试管2中提取朊病毒后先加入试管5,同时添加35S标记的(NH4)235SO时间后,朊病毒的蛋白质中含有35S;再提取朊病毒加入试管3,培养适宜时间后离心,由于朊病毒的蛋白质是侵染因子,被35S标记的朊病毒(蛋白质),大部分进入牛脑组织细胞中,因此检测放射性应主要位于沉淀物中;同时会有少量的朊病毒可能没侵入牛脑组织细胞,因此上清液中含有少量的放射性。答案:(1)放射性同位素标记法(2)几乎不能几乎不能朊病毒不含核酸只含蛋白质,蛋白质中磷含量极低,故试管2中提取的朊病毒几乎不含32P(3)沉淀物上清液被35S标记的朊病毒(蛋白质),大部分进入牛脑组织细胞中,只有少量的朊病毒可能没侵入牛脑组织细胞第22讲DNA的结构、复制与基因的本质基础巩固练1.(2023·山东临沂模拟)某同学利用塑料片、曲别针、扭扭棒、牙签、橡皮泥、铁丝等材料制作DNA双螺旋结构模型,以加深对DNA结构特点的认识和理解。下列操作或分析错误的是(A)A.一条链上相邻的两个碱基通过氢键连接在一起B.制成的模型上下粗细相同,是因为A—T碱基对与G—C碱基对的形状和直径相同C.在构建的相同长度DNA分子中,碱基G和C的数量越多化学结构越稳定D.观察所构建模型中只连接一个五碳糖的磷酸基团位置,可看出DNA两条链方向相反解析:一条链上相邻的两个碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接在一起。2.(2024·辽宁沈阳模拟)细菌基因组通常为环状DNA分子,其复制时从复制起始点开始进行双向复制,两个复制叉沿着相反方向前进,最终产生两个环状DNA。下列叙述错误的是(A)A.细菌环状DNA分子中存在两个游离的磷酸基团B.细菌DNA复制过程通常发生在拟核区域C.细菌环状DNA复制时子链沿5'→3'方向延伸D.细菌环状DNA分子复制过程中遵循碱基互补配对原则解析:细菌环状DNA分子中不存在游离的磷酸基团。3.(2023·河北沧州三模)将DNA双链均被15N标记的大肠杆菌放在以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养,连续分裂4次。下列相关叙述不合理的是(A)A.可通过检测有无放射性及其强弱的方法判断子代DNA是否被标记B.根据子一代的结果即可区分DNA的复制方式为半保留复制还是全保留复制C.DNA复制需要解旋酶、DNA聚合酶等多种酶参与D.分裂4次形成的脱氧核苷酸链中有1/16不含14N解析:15N没有放射性,本实验根据14N和15N具有不同密度,利用密度梯度离心的方法区分不同的DNA;大肠杆菌繁殖一代,若为半保留复制,将得到两个均含15N的子一代DNA,若为全保留复制,将得到1个含15N和一个不含15N的子一代DNA,通过密度梯度离心即可区分;DNA复制时需要解旋酶(催化DNA双链打开)、DNA聚合酶(催化单个的脱氧核苷酸连接到正在形成的子代DNA上)等多种酶的参与;1个DNA分子复制4次形成16个DNA分子,共32条脱氧核苷酸链,其中有2条不含14N,占1/16。4.已知某DNA分子中,G与C之和占全部碱基总数的35.8%,其中一条子链(α链)中T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%,则在α链的互补链(β链)中,T和C分别占(β链)碱基总数的(B)A.32.9%和17.1% B.31.3%和18.7%C.18.7%和31.3% D.17.1%和32.9%解析:由于整个DNA分子中G+C=35.8%,则每条链中G+C=35.8%,A+T=64.2%;由于α链中T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%,由此可以求出α链中G=18.7%、A=31.3%,则其互补链β链中T和C分别占该链碱基总数的31.3%和18.7%。5.(2024·河北石家庄模拟)细胞中DNA分子复制时,在解旋酶的作用下DNA双链解开,DNA单链结合蛋白与解旋后的DNA单链结合,使单链呈伸展状态而有利于复制。如图是原核生物大肠杆菌细胞中DNA复制过程的DNA单链结合蛋白示意图,下列有关分析错误的是(B)A.在真核细胞中,DNA复制可发生在细胞分裂前的间期B.DNA是边解旋边复制,两条子链的合成都是连续的C.酶①和酶②都是在大肠杆菌的核糖体上合成的D.DNA单链结合蛋白能防止解旋的DNA单链重新配对解析:DNA分子的两条链是反向平行的,从题图可以看出,在复制的过程中,其中一条子链的合成是不连续的。6.(2024·河南驻马店模拟)如图是某DNA分子复制过程示意图,下列相关分析错误的是(D)A.DNA的双链分别作模板,并与子链结合成子DNAB.DNA聚合酶紧跟着解旋酶,体现了边解旋边复制的特点C.复制原点的两侧都在进行复制,体现了双向复制的特点D.同一DNA分子上有多个复制泡,说明复制是多起点同时进行的解析:由图可看出,此段DNA分子有三个复制泡,三个复制泡复制的DNA片段的长度不同,因此复制的起始时间不同。7.(2024·贵州毕节模拟)图1是用DNA测序仪测出的一个DNA分子片段中一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序(TGCGTATTGG),请回答下列问题。(1)据图1推测,此双链DNA片段中鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是个。(2)根据图1脱氧核苷酸链碱基排列顺序,分析图2显示的脱氧核苷酸链碱基序列为(从上往下排序)。

(3)图1与图2对应的双链DNA片段中A/G的比值分别为。

(4)一个含1000个碱基对的双链DNA分子中鸟嘌呤脱氧核苷酸占20%,该DNA分子连续复制三次,则第三次复制时需消耗游离腺嘌呤脱氧核苷酸个。

解析:(1)图1中显示的一条链上鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是4个,胞嘧啶脱氧核苷酸的数量是1个,根据碱基互补配对原则,互补链上还有1个鸟嘌呤脱氧核苷酸,即总共有5个鸟嘌呤脱氧核苷酸。(2)看清楚各列所示的碱基种类是读脱氧核苷酸链碱基序列的关键,由图1分析可知,图2碱基序列为CCAGTGCGCC。(3)在双链DNA分子中,因为碱基互补配对,A=T、C=G,图1中的DNA片段的一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序为TGCGTATTGG,可计算出此DNA片段中的A/G=(1+4)/(4+1)=1;图2中的DNA片段中一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序为CCAGTGCGCC,可计算出此DNA片段中A/G=(1+1)/(3+5)=2/8=1/4。(4)一个DNA分子由1000对碱基组成,G占碱基总数的20%,则C占碱基总数的20%,则A=T=30%,A=1000×2×30%=600,该DNA分子复制3次,则第三次复制时需消耗游离腺嘌呤脱氧核苷酸600×(23-22)=2400(个)。答案:(1)5(2)CCAGTGCGCC(3)1、1/4(4)2400综合提升练8.(多选)(2023·湖南常德模拟)将染色体上全部DNA分子双链经32P标记的雄性哺乳动物细胞(染色体数为20)置于不含32P的培养基中培养。下列推断中,正确的是(CD)A.若减数分裂结束,则产生的子细胞中有5对同源染色体,每条都含31PB.若进行一次有丝分裂结束,则产生的子细胞中含20条染色体,其中10条含32PC.若进行减数分裂,则减Ⅱ后期细胞中可能含2条Y染色体且都含32PD.若进行一次有丝分裂,则分裂中期的细胞共有40个核DNA分子且都含32P解析:DNA复制的特点是半保留复制,复制一次,则子代DNA都是其中一条链含32P,另一条链不含32P,若减数分裂结束,则产生的子细胞中无同源染色体,有10条不成对的染色体,每条都含32P;若完成一次有丝分裂,则产生的子细胞中含20条染色体,每一条都含32P;若进行减数分裂,则减Ⅱ后期细胞中含2条Y染色体或2条X染色体,且都含32P;若进行一次有丝分裂,DNA复制一次,在分裂中期细胞的染色体上共有40个核DNA分子,且每个核DNA分子都含32P。9.(多选)(2024·湖南衡阳月考)将一个不含放射性的大肠杆菌(其拟核DNA呈环状,共含有m个碱基,其中有a个胸腺嘧啶)放在含32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间,检测到如图Ⅰ、Ⅱ两种类型的DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)。下列叙述正确的是(BCD)A.大肠杆菌的DNA复制为半保留复制,其上基因的遗传遵循孟德尔遗传规律B.该拟核DNA分子中每个脱氧核糖都与2分子磷酸基团相连C.第三次复制产生的子代DNA中Ⅰ、Ⅱ两种类型的比例为1∶3D.复制n次需要胞嘧啶脱氧核苷酸的数目是(2n-1)[(m-2a)/2]解析:大肠杆菌属于原核生物,不能进行减数分裂,细胞内的基因不遵循孟德尔遗传规律;该拟核DNA分子为环状结构,每个脱氧核糖都与2分子磷酸基团相连;DNA复制为半保留复制,形成的子代DNA含有一条亲代链和一条新形成的子代链,所以DNA第三次复制产生的8个子代DNA分子中,2个为Ⅰ类型,6个为Ⅱ类型,比例为1∶3;拟核DNA中共含有m个碱基,其中有a个胸腺嘧啶,则A=T=a,G=C=(m-2a)/2,复制n次需要胞嘧啶脱氧核苷酸的数目是(2n-1)[(m-2a)/2]。10.(多选)(2023·湖南长沙模拟)DNA中发生复制的独立单位称为复制子,原核生物的复制子通常是环状的,这样DNA形成无游离末端的闭环。下图为复制过程的不同阶段,下列叙述正确的是(CD)A.这是一种全保留复制B.这是一种多起点的双向复制C.这种DNA在复制时不会出现真核生物染色体复制时端粒缩短的问题D.这种复制过程完成后会产生两条相链接的DNA,需要特定的酶来分开它们解析:DNA的复制为半保留复制;由图可知,题述复制方式为单起点双向复制;端粒是染色体末端的一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体,该生物为原核生物,无染色体,所以这种DNA在复制时不会出现真核生物染色体复制时端粒缩短的问题;由图可知,复制后复制子DNA链接在一起,所以需要特定的酶将其分开。11.(2023·河北秦皇岛期末)科学家为了探究DNA复制方式,先用含有15NH4Cl的原料来培养大肠杆菌若干代作为亲本,再将亲本大肠杆菌转移到含14NH4Cl原料中培养,收集不同时期的大肠杆菌并提取DNA,再将提取的DNA进行离心,记录离心后试管中DNA的位置。请分析回答下列问题。(1)用含有15NH4Cl的原料来培养大肠杆菌若干代作为亲本,培养若干代的目的是

。

(2)有科学家认为DNA的复制是全保留复制,复制形成的两条子链结合在一起,两条模板链重新结合在一起。若是全保留复制,则实验结果是子一代的DNA位置是。

(3)科学家进行实验,得到的实验结果是子一代的DNA位置全在中带,子二代的DNA位置一半在中带,一半在轻带。这个结果否定了全保留复制,你对此的解释是

。

(4)有人认为,将子一代的DNA分子用解旋酶处理后再离心,就能直接判断DNA的复制方式,如果1/2为轻带,1/2为重带,则一定为半保留复制。你认为这种说法是否正确,并说出你的理由。

。

解析:(1)用含有15NH4Cl的原料培养大肠杆菌若干代后使实验用的大肠杆菌的DNA都被15N标记。(2)若为全保留复制,亲代DNA为15N/15NDNA,子一代DNA为15N/15NDNA、14N/14NDNA,一半在重带,一半在轻带。(3)DNA半保留复制,子一代DNA为15N/14NDNA,子二代DNA一半为15N/14NDNA,一半为14N/14NDNA。(4)无论是全保留复制还是半保留复制,子一代用解旋酶处理后都有一半的单链含15N,一半的单链含14N,离心后都是1/2为重带,1/2为轻带,不能确定复制方式。答案:(1)保证用于实验的大肠杆菌的DNA上都含有15N(2)一半在重带,一半在轻带(3)DNA的复制是半保留复制,子一代DNA为15N/14NDNA,子二代DNA一半为15N/14NDNA,一半为14N/14NDNA(4)不正确,因为无论是全保留复制还是半保留复制,子一代用解旋酶处理后都有一半的单链含15N,一半的单链含14N,离心后都是1/2为重带,1/2为轻带第23讲基因的表达基础巩固练1.下列关于遗传信息的叙述,错误的是(A)A.亲代遗传信息的改变都能遗传给子代B.流向DNA的遗传信息来自DNA或RNAC.遗传信息的传递过程遵循碱基互补配对原则D.DNA指纹技术运用了个体遗传信息的特异性解析:亲代遗传信息的改变不一定都能遗传给子代,如基因突变若发生在亲代的体细胞,则突变一般不能遗传给子代。2.(2024·山东淄博模拟)在细菌mRNA的起始密码子(AUG)之前,与起始密码子间隔约7个碱基处,有一段碱基为5′AGGAGG3′的SD序列,该序列与核糖体RNA上的相应碱基(反SD序列)配对后,开始招募核糖体并将起始密码子定位在核糖体的P位。下列说法错误的是(B)A.核糖体在mRNA上的定位依赖于SD序列B.核糖体上存在5′UCCUCC3′的RNA序列C.核糖体的P位是第一个携带氨基酸的tRNA进入的位置D.SD序列发生碱基插入突变后可能导致无翻译产物解析:SD序列是5′AGGAGG3′,该序列与核糖体上的反SD序列配对,据此可推知核糖体RNA上存在3′UCCUCC5′的RNA序列;P位是起始密码子的定位点,故是第一个携带氨基酸的tRNA进入的位置;SD序列发生碱基插入突变后可能无法与反SD序列配对,进而导致起始密码子无法在核糖体上定位,导致无翻译产物。3.(2023·山东德州二模)m6A是真核生物RNA中的一种表观遗传修饰方式,近日,我国科学家阐明了m6A修饰在鱼类先天免疫过程中的分子调控机制。NOD1是鱼类体内一种重要的免疫受体,去甲基化酶FTO可以“擦除”NOD1mRNA的m6A修饰,进而避免m6A识别蛋白对NOD1mRNA的识别和降解。下列相关说法正确的是(D)A.DNA甲基化、RNA甲基化等表观遗传遵循孟德尔遗传规律B.m6A修饰未改变基因的碱基序列,因此这种修饰不能遗传给后代C.m6A修饰能够影响mRNA的稳定性,进而影响NOD1基因的转录D.抑制去甲基化酶FTO的活性会导致鱼的免疫能力和抗病能力下降解析:表观遗传不遵循孟德尔遗传规律;m6A修饰是一种表观遗传修饰方式,并未改变基因的碱基序列,但这种修饰可以遗传给后代;m6A修饰能够影响mRNA的稳定性,mRNA作为翻译的模板,进而影响NOD1基因的翻译过程;抑制去甲基化酶FTO的活性导致NOD1mRNA被识别和降解,NOD1蛋白含量减少,鱼的免疫能力和抗病能力下降。4.(2023·河北衡水期中)如图所示为人体内基因对性状的控制过程,下列叙述正确的是(A)A.①②和⑦⑥都表示基因的表达过程,但发生在不同细胞中B.由题中信息判断基因1和基因2的遗传一定遵循自由组合定律C.生物体中一个基因只能决定一种性状D.⑦→⑥→⑤过程说明基因可通过控制酶的合成,直接控制生物体的性状解析:由图可知,①和⑦表示转录,②和⑥表示翻译,基因的表达包括转录和翻译,图中的血红蛋白的形成只发生在红细胞中,酪氨酸酶在皮肤和眼睛等组织细胞中表达;仅由题中信息不能确定基因1和基因2的遗传是否遵循自由组合定律,因为仅由题中信息不能确定这两个基因是否位于两对同源染色体上;生物体中一个基因可以参与控制多种性状;⑦→⑥→⑤过程说明基因可通过控制酶的合成,间接控制生物体的性状。5.(2024·河北沧州模拟)如图是人体细胞内某基因的表达过程示意图,前体mRNA在细胞核内剪切、拼接后参与翻译过程,下列有关叙述正确的是(C)A.转录过程需要解旋酶和RNA聚合酶催化B.前体mRNA的剪切过程需要限制性内切核酸酶C.基因中存在不编码蛋白质的核苷酸序列D.多肽链1和2的空间结构不同是由于发生了基因突变解析:转录需要RNA聚合酶的催化,RNA聚合酶能够解旋,故不需要解旋酶;限制性内切核酸酶的底物是DNA;由图可知,基因经转录合成前体mRNA,前体mRNA经剪切、拼接后去除部分核糖核苷酸,最终形成两种不同的成熟mRNA,进而翻译出多肽链1和2,因此基因中存在不编码蛋白质的核苷酸序列;多肽链1和2的空间结构不同是由前体mRNA剪切、拼接形成不同的mRNA导致的,而非基因突变。6.(2024·河北保定模拟)诺如病毒是一种能够在全球范围内引起人和多种动物发生急性肠胃炎,导致严重腹泻的人畜共患病病原体。诺如病毒为无包膜、单股正链RNA(+RNA)病毒,其遗传信息传递过程如图。下列说法正确的是(D)A.诺如病毒的基因会整合到人细胞的染色体上B.过程①中核糖体和tRNA在mRNA上的移动方向完全相同C.过程①与过程②③在原料种类和碱基互补配对方式上都存在差异D.诺如病毒感染的个体细胞外液渗透压可能发生改变解析:由题意可知,诺如病毒的基因是有遗传效应的RNA片段,且其不会发生逆转录,故诺如病毒的基因不会整合到人细胞的染色体上;图中①为翻译,该过程中tRNA不会在mRNA上移动,根据肽链的长度可以判断核糖体在mRNA上的移动方向为a到b;图中过程①与过程②③都是RNA与RNA间发生碱基互补配对,过程①的原料为氨基酸,过程②③的原料为4种核糖核苷酸,碱基互补配对方式均为A-U、U-A、G-C、C-G,在碱基互补配对方式上不存在差异;诺如病毒感染的个体可能会出现腹泻,进而引起细胞外液的渗透压发生改变。7.(2023·辽宁沈阳模拟)核糖开关是一段具有复杂结构的RNA序列,能感受环境因素的变化而改变自身的结构和功能,从而调控基因的表达。在枯草芽孢杆菌中,有些基因的mRNA上具有SAM感受型核糖开关,其调节机制如图所示。据图分析,下列叙述错误的是(B)A.SAM可以抑制相关基因的翻译来调节代谢过程B.RBS的下游区域中存在启动子,是翻译的起始位置C.环境因素可影响某些基因的翻译过程D.核糖开关分子内部存在碱基互补配对的区域解析:SAM是mRNA上的感受型核糖开关,RBS是核糖体结合的位点,与翻译过程有关,故SAM可以抑制相关基因的翻译来调节代谢过程;启动子是DNA中RNA聚合酶识别和结合的区域,而RBS为mRNA上的核糖体结合位点,其下游不存在启动子;由题干信息可知,环境因素变化可以改变核糖开关的结构和功能,从而影响基因的翻译过程;由图可知核糖开关存在双链区域,故核糖开关分子内部存在碱基互补配对的区域。8.(2023·安徽亳州模拟)雌性哺乳动物体细胞核中,两条X染色体中的任意一条上的大部分片段会异固缩,异固缩片段上的基因不能表达,这条染色体称为巴氏小体。巴氏小体现象可能与该条X染色体上广泛甲基化有关。巴氏小体可以实现两性间在性染色体上基因表达的剂量补偿,即让雌雄个体性染色体上保证相等或近乎相等的有效基因表达剂量。下列与之相关的叙述错误的是(B)A.甲基化的DNA仍能完成复制过程B.巴氏小体上与Y染色体同源部分比非同源部分的异固缩化程度更高C.巴氏小体现象会导致人类女性群体中色盲实际发病率高于理论发病率D.细胞分化可能与细胞中某些基因甲基化有关解析:染色体异固缩只会使基因无法表达,不影响DNA的复制过程;根据两性间在性染色体上基因表达的剂量补偿,巴氏小体与Y染色体上同源部分应该能够表达,而巴氏小体与Y染色体上非同源部分无法表达,染色体异固缩会使基因不能表达,说明无法表达的基因位于染色体上异固缩程度高的片段,因此,巴氏小体与Y染色体上同源部分,异固缩程度相比非同源部分更低;色盲是伴X染色体隐性遗传病,巴氏小体现象让女性一条X染色体失活,因此如果一个女性携带色盲基因和正常基因,而且带有正常基因的X染色体异固缩,从而会表现出色盲性状,但是在理论上这一基因型不会发病,因此巴氏小体现象会使色盲实际发病率高于理论发病率;(细胞分化是由基因选择性表达引起的,题干中巴氏小体现象可能与X染色体基因甲基化有关,说明细胞分化可能与基因甲基化有关)。9.(2024·河北唐山模拟)施一公院士团队因“剪接体的结构与分子机理研究”荣获2020年度陈嘉庚生命科学奖。该团队研究发现真核细胞中的基因表达分三步进行,如图所示。剪接体主要由蛋白质和小分子的核RNA组成。回答下列问题。(1)剪接现象的发现仍然是传统中心法则的内容,剪接体的形成与基因(填“有关”或“无关”)。剪接体彻底水解的产物有

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(2)过程①转录时,RNA聚合酶在模板DNA链上的移动方向为。若某动物基因的非编码区的碱基位点发生甲基化,使过程①无法完成,从而导致的结果是生物的发生改变。该动物的一条染色体上某一基因发生突变后,转录出的mRNA长度不变,而肽链变长。经测定发现某基因的第985位碱基对由T/A变成了C/G,导致正常基因转录形成的mRNA上的相应密码子发生改变,可能的变化情况是(用下表序号和箭头表示)。

可能用到的密码子a.AGU(丝氨酸)b.UGC(半胱氨酸)c.CGU(精氨酸)d.UGG(色氨酸)e.UAG(终止密码子)f.UAA(终止密码子)(3)过程③中一条mRNA链可结合多个核糖体,意义是。

若最终编码的蛋白质结构发生了改变,不考虑变异,则可能的原因是。

解析:(1)剪接体主要由蛋白质和小分子的核RNA组成,蛋白质的合成需要基因的调控,RNA的合成是通过转录过程完成的,可见剪接体的形成与基因有关。由剪接体的成分可知,其彻底水解的产物有氨基酸、核糖、磷酸和四种碱基(A、U、G、C)。(2)过程①转录时,RNA聚合酶在模板DNA链上的移动方向为3′→5′,这样RNA延伸的方向为5′→3′。若某动物基因的非编码区的碱基位点发生甲基化,使过程①无法完成,进而无法合成相应的蛋白质,导致生物的性状发生改变。该动物的一条染色体上某一基因发生突变后,转录出的mRNA长度不变,肽链变长,说明基因突变导致该基因转录出的mRNA中的终止密码子延后出现。经测定发现某基因的第985位碱基对由T/A变成了C/G,导致正常基因转录形成的mRNA上的相应密码子发生改变,可能的变化情况是由原来mRNA上的e.UAG→d.UGG,即由原来的终止密码子变成了色氨酸的密码子,使肽链继续延伸。(3)过程③中一条mRNA链可结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,从而使少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质,即提高了蛋白质合成的效率。若最终编码的蛋白质结构发生了改变,不考虑变异,可能的原因是剪接体剪接位置出现差错,形成的mRNA与正常的mRNA不一样,最终编码的蛋白质结构有可能发生改变。答案:(1)有关氨基酸、核糖、磷酸和碱基(A、U、G、C)(2)3′→5′性状e→d(3)少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质剪接体剪接位置出现差错,形成的mRNA与正常的mRNA不一样,最终编码的蛋白质结构有可能发生改变综合提升练10.(多选)(2024·山东济南模拟)心肌细胞过量凋亡易引起心力衰竭。下图为心肌细胞中基因ARC表达的相关调节过程,miR223是一种非编码RNA。相关叙述错误的是(AD)A.过程①需DNA聚合酶识别并结合启动子B.过程②正在合成的肽链的氨基酸序列相同C.基因miR223过度表达,可能导致心力衰竭D.若某RNA能与miR223竞争性结合ARCmRNA,则有望成为减缓心力衰竭的新药物解析:过程①是转录,需RNA聚合酶识别并结合启动子;过程②是翻译,存在多个核糖体,最终合成的肽链的氨基酸序列相同;基因miR223过度表达产生miR223与ARCmRNA结合,从而抑制凋亡抑制因子的翻译过程,使凋亡抑制因子合成量降低,使心肌细胞过度凋亡,可能导致心力衰竭;若某RNA能与miR223竞争性结合ARCmRNA,仍能抑制凋亡抑制因子的表达,使心肌细胞过度凋亡,不能减缓心力衰竭。11.(多选)(2023·河北唐山二模)图1为某生物基因的表达情况,a、b代表同一种酶。图2表示该基因启动子碱基序列发生甲基化修饰。下列说法错误的是(AD)A.图1可表示人体细胞核基因的表达过程,a、b为RNA聚合酶B.核糖体的移动方向为由下到上,核糖体内碱基配对规律是A与U配对、G与C配对C.启动子