专题09-遗传的分子学基础

专题九遗传的分子学基础考点2013~2017年2018年2019年2020年2021年2022年合计全国地方全国地方全国地方全国地方全国地方全国地方全国地方卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷卷29.DNA是主要的遗传物质3301030210004930.DNA分子的结构07000000040001131.DNA分子的复制2001020006002932.基因的表达4151223331800113133.基因的本质及其对性状的控制17010000000018命题分析与备考建议(1)命题热度:本专题相对其他各专题考查较火(),十年中地方卷出现过68道题,全国卷出现过18道题,总计出现过86道题,平均每年会出现7~8道,不可谓不火!相对于知识的内容和密度而言,本专题高考命题的高频点是“基因的表达”。(2)考查方向:一是考查人类发现遗传物质的探索实验,二是考查DNA分子的结构特点,三是考查DNA分子的复制过程,四是考查基因的表达及其对性状的控制。(3)考情前瞻:一是考查发现遗传物质实验的设计思路、设计技巧,二是考查DNA分子的结构、复制及碱基计算,三是考查基因与脱氧核苷酸、DNA、染色体、遗传信息、生物性状之间的关系等。考点29DNA是主要的遗传物质1.(2021·全国乙,5,6分,难度★★)在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中,无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验,结合现有生物学知识所做的下列推测中,不合理的是(D)A.与R型细菌相比,S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关B.S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞指导蛋白质的合成C.加热杀死S型细菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响D.将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合,可以得到S型细菌解析此题解题的切入点是格里菲思的肺炎链球菌转化实验。结合现有生物学知识分析格里菲思实验。R型细菌的菌体没有多糖类的荚膜,在培养基上形成的菌落表面粗糙,是无毒性的;S型细菌的菌体有多糖类的荚膜,在培养基上形成的菌落表面光滑,可以使人患肺炎或使小鼠患败血症,是有毒性的,A项正确;无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,从小鼠体内可以分离出有毒性的S型活细菌,是因为高温并没有影响S型细菌DNA的功能,被加热杀死的S型细菌的遗传物质DNA进入了R型活细菌体内并指导蛋白质的合成,进而从小鼠体内可以分离出有毒性的S型活细菌,B、C两项正确;DNA酶可以水解S型细菌的DNA使其失去功能,因此将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合,无法得到S型细菌,D项错误。2.(2020·江苏,20,2分,难度★★)同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。在生物科学史中,下列科学研究未采用同位素标记法的是(D)A.卡尔文(M.Calvin)等探明CO2中的碳在光合作用中的转化途径B.赫尔希(A.D.Hershey)等利用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质C.梅塞尔森(M.Meselson)等证明DNA进行半保留复制D.温特(F.W.Went)证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质解析本题考查同位素标记法的应用。卡尔文用14C标记CO2中的C元素,探明了C元素的转移途径,A项不符合题意;蔡斯和赫尔希用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质,证明了DNA是遗传物质,B项不符合题意;梅赛尔森先用含15N的NH4Cl培养液培养大肠杆菌,再将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中通过分析DNA条带的位置,证明了DNA的复制方式是半保留复制,C项不符合题意。温特将切下的燕麦胚芽鞘尖端置于琼脂块上,然后取下,将经过处理的琼脂块置于去掉尖端的胚芽鞘一侧,胚芽鞘弯曲生长,未利用同位素标记法,D项符合题意。3.(2020·浙江,12,2分,难度★★)下列关于“肺炎链球菌转化实验”的叙述,正确的是(D)A.活体转化实验中,R型细菌转化成的S型细菌不能稳定遗传B.活体转化实验中,S型细菌的荚膜物质使R型细菌转化成有荚膜的S型细菌C.离体转化实验中,蛋白质也能使部分R型细菌转化成S型细菌且可实现稳定遗传D.离体转化实验中,经DNA酶处理的S型细菌提取物不能使R型细菌转化成S型细菌解析本题的切入点是肺炎链球菌粗糙型(R)转化成光滑型(S)。活体转化实验中,S型细菌的DNA和R型细菌的DNA重组,R型细菌转化成的S型细菌能稳定遗传,A项错误;S型细菌的DNA使无荚膜的R型细菌转化为有荚膜的S型细菌,B、C两项错误;离体转化实验中,S型细菌的提取物中只有DNA才能使R型细菌转化为S型细菌,经DNA酶处理的S型细菌的提取物中的DNA被分解为脱氧核苷酸,脱氧核苷酸不能使R型细菌转化为S型细菌,D项正确。4.(2019·海南,21,2分,难度★★)下列实验及结果中,能作为直接证据说明“核糖核酸是遗传物质”的是(B)A.红花植株与白花植株杂交,F1为红花,F2中红花∶白花=3∶1B.病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲C.加热杀死的S型肺炎链球菌与R型活细菌混合培养后可分离出S型活细菌D.用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白,在子代噬菌体中检测不到放射性解析红花植株与白花植株杂交,F1为红花,F2中红花∶白花=3∶1,属于性状分离现象,不能说明RNA是遗传物质,A项错误;病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲,说明病毒甲的RNA是遗传物质,B项正确;加热杀死的S型肺炎链球菌与R型活细菌混合培养后可分离出S型活细菌,只能说明加热杀死的S型细菌中存在转化因子,不能说明RNA是遗传物质,C项错误;用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白,在子代噬菌体中检测不到放射性,说明蛋白质未进入大肠杆菌,不能证明RNA是遗传物质,D项错误。5.(2019·浙江,20,2分,难度★★)为研究R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌的转化物质是DNA还是蛋白质,进行了肺炎链球菌体外转化实验,其基本过程如图所示:下列叙述正确的是(C)A.甲组培养皿中只有S型菌落,推测加热不会破坏转化物质的活性B.乙组培养皿中有R型及S型菌落,推测转化物质是蛋白质C.丙组培养皿中只有R型菌落,推测转化物质是DNAD.该实验能证明肺炎链球菌的主要遗传物质是DNA解析将S型细菌的提取物加热后添加到含R型细菌的培养液中,会使部分R型细菌发生转化,因此甲组培养皿中应有R型细菌和S型细菌,A项错误;乙组提取物中加蛋白酶后,提取物中的蛋白质会被分解,乙组培养皿中有S型菌落,则可推测转化物质不是蛋白质,B项错误;丙组S型细菌的提取物中加DNA酶,DNA会被分解,不能获得S型菌落,可推测转化物质是DNA,C项正确;该实验能证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA,D项错误。6.(2019·江苏,3,2分,难度★★)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质。下列关于该实验的叙述,正确的是(C)A.实验中可用15N代替32P标记DNAB.噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌自主合成的C.噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌D.实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA解析N是蛋白质和DNA共有的元素,若用15N代替32P标记噬菌体的DNA,则其蛋白质也会被标记,不能区分噬菌体的蛋白质和DNA,A项错误;噬菌体的蛋白质外壳是以噬菌体的DNA为模板,利用大肠杆菌体内的原料合成的,B项错误;子代噬菌体DNA合成的模板来自亲代噬菌体自身的DNA,而合成的原料来自大肠杆菌,C项正确;该实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA,D项错误。7.(2018·浙江,23,2分,难度★★)下列关于“核酸是遗传物质的证据”的相关实验的叙述,正确的是(D)A.噬菌体侵染细菌实验中,用32P标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性B.肺炎链球菌活体细菌转化实验中,R型肺炎链球菌转化为S型细菌是基因突变的结果C.肺炎链球菌离体细菌转化实验中,S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌,说明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质D.烟草花叶病毒感染和重建实验中用TMVA的RNA和TMVB的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后,可检测到A型病毒,说明RNA是TMVA的遗传物质解析肺炎链球菌活体细菌转化实验中,R型肺炎链球菌转化为S型细菌是基因重组的结果,B项错误;肺炎链球菌离体细菌转化实验中,S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌,只能说明DNA是遗传物质,不能说明蛋白质不是遗传物质,C项错误。8.(2017·全国2,2,6分,难度★)在证明DNA是遗传物质的过程中,T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述,正确的是(C)A.T2噬菌体也可以在肺炎链球菌中复制和增殖B.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质C.培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中D.人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同解析T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,A项错误。T2噬菌体mRNA和蛋白质的合成都是在宿主细胞大肠杆菌中进行的,B项错误。T2噬菌体侵染大肠杆菌后,会利用大肠杆菌体内的物质合成自身的组成成分,用含有32P的培养基培养大肠杆菌,再用这种大肠杆菌培养T2噬菌体,能得到DNA含有32P标记的T2噬菌体,即培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中,C项正确。人类免疫缺陷病毒的遗传物质为RNA,T2噬菌体的遗传物质为DNA,它们的核酸类型和增殖过程不同,D项错误。9.(2017·江苏,2,2分,难度★)下列关于探索DNA是遗传物质的实验,叙述正确的是(C)A.格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状B.艾弗里实验证明从S型肺炎链球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡C.赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中D.赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记解析格里菲思实验证明加热杀死的S型细菌内存在一种转化因子,能使活的R型细菌转化为活的S型细菌,并没有提到DNA,A项错误;艾弗里的体外转化实验,证明使R型细菌转化为S型细菌的转化因子是DNA,B项错误;赫尔希和蔡斯实验中,离心后细菌比噬菌体外壳比重大,所以细菌主要存在于沉淀中,C项正确;赫尔希和蔡斯实验中,用32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,32P标记的噬菌体DNA在大肠杆菌内进行半保留复制,细菌裂解后得到的噬菌体部分含32P标记,D项错误。10.(2016·江苏,1,2分,难度★)下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述,正确的是(D)A.格里菲思实验中肺炎链球菌R型转化为S型是基因突变的结果B.格里菲思实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质C.赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的D.赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质解析格里菲思实验中肺炎链球菌R型转化为S型是基因重组的结果,A项错误;格里菲思实验仅仅说明存在“转化因子”,没有证明DNA是肺炎链球菌的遗传物质,B项错误。赫尔希和蔡斯实验是先用含32P的培养基培养大肠杆菌,再用T2噬菌体去侵染这种大肠杆菌,所以T2噬菌体的DNA不是用32P直接标记的,C项错误;赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质,D项正确。11.(2015·江苏,4,2分,难度★)下列关于研究材料、方法及结论的叙述,错误的是(D)A.孟德尔以豌豆为研究材料,采用人工杂交的方法,发现了基因分离与自由组合定律B.摩尔根等人以果蝇为研究材料,通过统计后代雌雄个体眼色性状分离比,认同了基因位于染色体上的理论C.赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料,通过同位素示踪技术区分蛋白质与DNA,证明了DNA是遗传物质D.沃森和克里克以DNA大分子为研究材料,采用X射线衍射的方法,破译了全部密码子解析沃森和克里克以DNA大分子为研究材料,发现了DNA双螺旋结构,而不是破译遗传密码子,D项错误。12.(2014·全国2,5,6分,难度★)在生命科学发展过程中,证明DNA是遗传物质的实验是(C)①孟德尔的豌豆杂交实验②摩尔根的果蝇杂交实验③肺炎链球菌转化实验④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验⑤DNA的X光衍射实验A.①② B.②③ C.③④ D.④⑤解析肺炎链球菌的体外转化实验,证明了DNA是遗传物质,思路是把DNA及其他物质分开,单独观察它们的作用;T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验思路与肺炎链球菌的体外转化实验相同,也是单独观察DNA和蛋白质的作用,证明了遗传物质是DNA。13.(2017·全国1,29,10分,难度★★)根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常,一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换,请利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路,(2)预期实验结果及结论即可。(要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组)答案(1)思路甲组:将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组:将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。(2)结果及结论若甲组收集的病毒有放射性,乙组无,即为RNA病毒;反之为DNA病毒。解析此题解题的切入点是DNA与RNA的区别。DNA与RNA在结构上的区别体现在碱基的种类、五碳糖的种类以及空间结构的不同。本题应通过测定新病毒所含碱基的种类确定其类型。DNA特有的碱基为胸腺嘧啶,RNA特有的碱基为尿嘧啶,故应分别用含有放射性标记尿嘧啶和胸腺嘧啶的培养基培养宿主细胞,之后接种新病毒,培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。根据收集到的病毒的放射性可知其所含碱基的种类(T或U),进而判断出其类型。考点30DNA分子的结构1.(2021·北京,4,2分,难度★)酵母菌的DNA中碱基A约占32%,关于酵母菌核酸的叙述错误的是(D)A.DNA复制后A约占32%B.DNA中C约占18%C.DNA中(A+G)/(T+C)=1D.RNA中U约占32%解析本题考查DNA分子结构、DNA的复制。DNA复制以亲代DNA为模板,遵循碱基互补配对原则,所以复制后碱基A仍约占32%,A项正确;酵母菌的DNA中碱基A约占32%,则碱基C约占50%-32%=18%,B项正确;DNA中碱基A与碱基T配对,碱基G与碱基C配对,所以A+GT+C=1,C项正确;RNA是以DNA分子的一条链为模板转录而来的,由于无法确定DNA分子一条链中碱基A所占比例,所以不能确定RNA中碱基2.(2021·山东,4,2分,难度★★)我国考古学家利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”,成功将极其微量的古人类DNA从提取自土壤沉积物中的多种生物的DNA中识别并分离出来,用于研究人类起源及进化。下列说法正确的是(C)A.“引子”的彻底水解产物有两种B.设计“引子”的DNA序列信息只能来自核DNAC.设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列D.土壤沉积物中的古人类双链DNA可直接与“引子”结合从而被识别解析本题的切入点是DNA分子杂交。由题干可知,“引子”是根据现代人的DNA序列设计合成的一段DNA,其彻底水解产物有磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基,共6种产物,A项错误;人类的细胞核与线粒体中都含有DNA,因此设计“引子”的DNA序列信息还可以来自线粒体DNA,B项错误;由题干中“利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的‘引子’”,说明设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列,C项正确;土壤沉积物中的古人类双链DNA必须解旋为单链后才能与“引子”进行碱基互补配对,从而被识别,D项错误。3.(2021·福建,3,2分,难度★)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本题考查中心法则。亲代遗传信息的改变不一定都能遗传给子代,如体细胞的基因突变一般不遗传给后代,A项错误;流向DNA的遗传信息来自DNA(复制)或RNA(逆转录),B项正确;遗传信息的传递过程遵循碱基互补配对原则,C项正确;每个DNA分子都有特定的碱基序列,具有特异性,DNA指纹技术能用此来鉴定个人身份,D项正确。4.(2021·广东,5,2分,难度★★★)DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中,为该模型构建提供主要依据的是(B)①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制A.①② B.②③ C.③④ D.①④解析本题的切入点是DNA双螺旋结构模型构建的科学史。赫尔希和蔡斯证明了DNA是遗传物质,才引起人们对DNA结构的探索。富兰克林等拍摄的DNA衍射图谱以及查哥夫发现的DNA中嘌呤含量等于嘧啶含量,为DNA双螺旋结构模型的构建提供了实验依据。DNA半保留复制则是沃森和克里克在DNA双螺旋结构模型构建之后提出的,故②③符合题意。5.(2017·海南,24,2分,难度★★)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A+T)/(G+C)与(A+C)/(G+T)两个比值的叙述,正确的是(D)A.碱基序列不同的双链DNA分子,后一比值不同B.前一个比值越大,双链DNA分子的稳定性越高C.当两个比值相同时,可判断这个DNA分子是双链D.经半保留复制得到的DNA分子,后一比值等于1解析根据碱基互补配对原则,A=T,C=G,所以(A+C)=(G+T),两者比值恒为1,A项错误,D项正确。双链DNA分子的稳定性与C、G碱基对的含量有关,C与G之间有3个氢键,A与T之间有2个氢键,所以C、G碱基对的含量越高,DNA分子的稳定性越高,B项错误。题干中两个比值,前者因DNA分子的不同而不同,体现DNA分子的特异性,后者恒为1,C项错误。运用“归纳法”计算DNA分子中碱基数量及比例规律1:互补的两种碱基数量相等,即A=T,C=G。规律2:一条链中互补的两种碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和,即A1+T1=A2+T2,G1+C1=G2+C2(1、2分别代表DNA分子的两条链,下同)。规律3:一条链中互补的两种碱基数量之和占该单链碱基数的比例等于DNA分子两条链中这两种碱基数量之和占总碱基数的比例,即A1+T1A1+T1+G规律4:不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同,即(A+T)/(C+G)的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。考点31DNA分子的复制1.(2021·山东,5,2分,难度★★)利用农杆菌转化法,将含有基因修饰系统的T-DNA插入到水稻细胞M的某条染色体上,在该修饰系统的作用下,一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U,脱氨基过程在细胞M中只发生一次。将细胞M培育成植株N。下列说法错误的是(D)A.N的每一个细胞中都含有T-DNAB.N自交,子一代中含T-DNA的植株占3/4C.M经n(n≥1)次有丝分裂后,脱氨基位点为A-U的细胞占1/2nD.M经3次有丝分裂后,含T-DNA且脱氨基位点为A-T的细胞占1/2解析本题考查DNA的半保留复制。M细胞中含有T-DNA,N是由M细胞经有丝分裂与细胞分化发育成的,因此N的每一个细胞中都含有T-DNA,A项正确;T-DNA插入细胞M一对同源染色体中的一条染色体上,植株N的基因型可写为TO(T为含T-DNA,O为不含),N自交产生的子一代1TT、2TO、1OO中含T-DNA的植株占3/4,B项正确;在基因修饰系统的作用下,一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变成U,该DNA首次复制后脱氨基位点碱基组成出现A—U(后续复制时为A—T),因脱氨基过程只发生一次,n次有丝分裂形成的2n个细胞中只有一个细胞中的一条DNA脱氨基位点为A—U,即占1/2n,C项正确;M经3次有丝分裂后,形成的子细胞有8个,均含T—DNA,其中有4个细胞脱氨基位点为C—G,3个细胞脱氨基位点为A—T,1个细胞脱氨基位点为U—A,因此含T—DNA且脱氨基位点为A—T的细胞占3/8,D项错误。2.(2021·海南,6,2分,难度★★)已知5—溴尿嘧啶(BU)可与碱基A或G配对。大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A—T转变为A—BU,要使该位点由A—BU转变为G—C,则该位点所在的DNA至少需要复制的次数是(B)A.1 B.2 C.3 D.4解析本题考查DNA分子的结构以及复制。5—BU可以与A配对,又可以和G配对,由于大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A—T转变为A—BU,所以复制一次会得到G—5—BU,复制第二次时会得到G—C,所以至少需要经过2次复制后,才能实现该位点由A—BU转变为G—C,B项正确。DNA双螺旋结构的热考点(1)(2)(3)3.(2021·辽宁,4,2分,难度★)下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述,正确的是(A)A.子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3'端B.子链的合成过程不需要引物参与C.DNA每条链的5'端是羟基末端D.DNA聚合酶的作用是打开DNA双链解析本题考查DNA分子的复制。子链延伸时按5'→3'方向合成,故游离的脱氧核苷酸添加到3'端,A项正确;子链的合成过程需要引物参与,B项错误;DNA每条链的5'端是磷酸基团末端,3'端是羟基末端,C项错误;解旋酶的作用是打开DNA双链,D项错误。4.(2021·浙江,14,2分,难度★★)含有100个碱基对的一个DNA分子片段,其中一条链的A+T占40%,它的互补链中G与T分别占22%和18%,如果连续复制2次,则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为(B)A.240个 B.180个 C.114个 D.90个解析本题考查DNA分子复制过程中碱基数目计算。由题目信息知,该DNA分子共有100个碱基对,即有200个碱基,其中一条链的A+T占40%,则该双链DNA分子中A+T也占40%,故双链DNA分子中G+C=60%,又因为双链DNA分子中G=C,可算出每个DNA分子中含有的C为60个;该DNA分子复制两次,共得到4个DNA,新合成了3个DNA,故需要的游离胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数目是60×3=180,B项符合题意。5.(2021·浙江,22,2分,难度★★)在DNA复制时,5-溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)可作为原料,与腺嘌呤配对,掺入新合成的子链。用Giemsa染料对复制后的染色体进行染色,DNA分子的双链都含有BrdU的染色单体呈浅蓝色,只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝色。现将植物根尖放在含有BrdU的培养液中培养,取根尖用Giemsa染料染色后,观察分生区细胞分裂中期染色体的着色情况。下列推测错误的是(C)A.第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色B.第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体着色都不同C.第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体均为1/4D.根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后,还能观察到深蓝色的染色单体解析本题考查根尖细胞有丝分裂过程中染色体和染色单体数量变化的规律以及DNA分子复制的特点和结果。根尖细胞中最初的DNA分子两条链均无BrdU,放入含有BrdU的培养液中培养,细胞会连续进行有丝分裂,新合成的DNA分子中会含有BrdU,用Giemsa染料染色后,若DNA分子的两条链都含有BrdU,被染成浅蓝色,若DNA分子中一条链含有BrdU,一条链不含有BrdU,被染成深蓝色。根据DNA分子复制是半保留复制的特点,以其中的一条染色体为例,细胞进行第一次有丝分裂,在分裂间期染色体复制,一条染色体含有两条染色单体,故第一次细胞有丝分裂的中期,每条染色体的两个单体中,均是一条链含有BrdU,被染成深蓝色,A项正确;细胞进行第二次有丝分裂,在分裂间期,以第一次细胞有丝分裂获得的两条染色体(每条染色体均是一条染色单体含有BrdU,另一条染色单体不含有BrdU)为例,染色体复制,故第二次分裂的中期,一条染色体的两个染色单体中,一个单体的DNA分子一条链含有BrdU,一条链不含有BrdU(深蓝色),另一条染色体的两个染色单体的DNA分子两条链都含有BrdU(浅蓝色),B项正确;细胞进行第三次细胞有丝分裂,在分裂间期,以第二次细胞分裂获得的4条染色体为例,染色体复制,故第三次分裂的中期,有4条染色体,其中2条染色体的每条染色体的两个单体中,一个单体的DNA分子一条链含有BrdU,一条链不含有BrdU(深蓝色),另一个单体的DNA分子两条链都含有BrdU(浅蓝色);另2条染色体的两个单体DNA分子两条链都含有BrdU(浅蓝色),故着色不同的染色体占1/2,C项错误;不论根尖细胞分裂多少次,总有部分DNA分子的一条链(最初的模板链)不含BrdU,而呈深蓝色,D项正确。有关DNA分子复制过程中标记问题,最好结合画图来解决。如本题,BrdU可替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸掺入到DNA复制时的子链中,将根尖细胞置于含BrdU的培养液上培养,染色情况如图所示:无BrdU的DNA不显色,故亲代DNA无色;DNA复制一次,只有一条单链掺有BrdU,则显深蓝色;两条链都掺入BrdU,显浅蓝色。结合这样的简图答题既准确又迅速。6.(2021·河北,16,3分,难度★★★★)(多选)许多抗肿瘤药物通过干扰DNA合成及功能抑制肿瘤细胞增殖。下表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述正确的是(BCD)药物名称作用机理羟基脲阻止脱氧核糖核苷酸的合成放线菌素D抑制DNA的模板功能阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性A.羟基脲处理后,肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都出现原料匮乏B.放线菌素D处理后,肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都受到抑制C.阿糖胞苷处理后,肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸D.将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响解析本题考查DNA的复制和转录过程等。转录的原料是核糖核苷酸,A项错误;抑制DNA的模板功能,DNA复制和转录过程都受到抑制,B项正确;抑制DNA聚合酶活性,DNA复制时子链无法正常延伸,C项正确;将三种药物精准导入肿瘤细胞可减弱它们对正常细胞的伤害,D项正确。7.(2019·天津,1,6分,难度★)用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸,注入真核细胞,可用于研究(A)A.DNA复制的场所 B.mRNA与核糖体的结合C.分泌蛋白的运输 D.细胞膜脂质的流动解析DNA复制需要DNA模板、原料脱氧核苷酸、能量ATP和DNA聚合酶,A项正确;mRNA与核糖体的结合,开始翻译mRNA上的密码子,需要tRNA运输氨基酸,不需要脱氧核苷酸,B项错误;分泌蛋白需要内质网初步加工,经囊泡运到高尔基体,经加工、分类和包装,形成分泌小泡,运到细胞膜,经胞吐分泌到细胞外,与脱氧核苷酸无关,C项错误;细胞膜脂质的流动与脱氧核苷酸无关,D项错误。8.(2019·浙江,25,2分,难度★★★★)在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时,BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中,形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色,发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光,含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中,培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是(D)A.1/2的染色体荧光被抑制B.1/4的染色单体发出明亮荧光C.全部DNA分子被BrdU标记D.3/4的DNA单链被BrdU标记解析根据题意可知,在第三个细胞周期中期时,含半标记DNA的染色单体分别在两个细胞中,故有两个细胞的两条染色单体荧光全被抑制,有两个细胞中的一条染色单体发出明亮荧光,一条染色单体荧光被抑制,故A、B项正确;一个DNA分子中有两条脱氧核苷酸链,由于DNA为半保留复制,故不含BrdU标记的两条脱氧核苷酸链分别位于两个DNA分子中,新复制得到的脱氧核苷酸链必然含BrdU标记,故所有DNA分子都被BrdU标记,C项正确;以第一代细胞中的某一条染色体为参照,在第三个细胞周期中期时一共有16条DNA单链,含BrdU标记的有14条,故有7/8的DNA单链被BrdU标记,D项错误。“图解法”突破细胞分裂过程中染色体放射性追踪问题已知某细胞中的4对同源染色体全部被3H标记,将其移入不含放射性的培养基上培养,试分析有丝分裂和减数分裂各期细胞中染色体标记情况。(说明:“*”代表含放射性的染色体、染色单体或DNA链)(1)若进行连续的两次有丝分裂(以一条染色体为例分析)说明:第二次有丝分裂后期着丝粒分裂后的两条子染色体,其中一条染色体含3H,故后期时含3H的染色体占一半,但两条子染色体移向哪一极是随机的,所以第二次分裂形成的4个子细胞中每个细胞含有3H的染色体数目不确定(0~8),含有3H的子细胞数目也不确定(2~4)。(2)若进行减数分裂(以一对同源染色体为例分析):通过上面两种分裂方式的比较可知,关键是DNA分子复制的次数,还要注意区分图中画的“线”表示的是染色体还是DNA。9.(2018·浙江,22,2分,难度★★★)某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动,结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl,a、b、c表示离心管编号,条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是(B)A.本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术B.a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的C.b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是15N-14N-DNAD.实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制的解析a管中只有重带,表明该管中的大肠杆菌是在含15NH4Cl的培养液中培养的,B项错误。10.(2016·全国2,2,6分,难度★)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间,使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质,下列相关叙述错误的是(C)A.随后细胞中的DNA复制发生障碍B.随后细胞中的RNA转录发生障碍C.该物质可将细胞周期阻断在分裂中期D.可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用解析DNA复制在间期进行,所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期,C项错误。11.(2016·全国1,29,10分,难度★★)在有关DNA分子的研究中,常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A-Pα~Pβ~Pγ或dA-Pα~Pβ~Pγ)。回答下列问题。(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上,同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上,那么带有32P的磷酸基团应在ATP的(填“α”“β”或“γ”)位上。

(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料,将32P标记到新合成的DNA分子上,则带有32P的磷酸基团应在dATP的(填“α”“β”或“γ”)位上。

(3)将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记,并使其感染大肠杆菌,在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放,则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n,原因是

。

答案(1)γ(2)α(3)一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后,标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中,因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记解析本题考查ATP的水解过程及DNA分子的半保留复制。(1)ATP水解时,远离腺苷的高能磷酸键断裂提供能量。ATP水解变为ADP时,要把其中的32P标记到DNA末端上,那么带有32P的磷酸基团应在ATP的γ位上。(2)若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料,dATP要断裂两个高能磷酸键才变为脱氧核苷酸。所以要将32P标记到新合成的DNA分子上,则带有32P的磷酸基团应在dATP的α位上。(3)DNA分子的复制方式为半保留复制。一个噬菌体DNA分子用32P标记后,在不含32P的大肠杆菌中培养,不管复制多少代,复制形成的n个DNA分子中只有两个DNA分子含32P,所以含有32P的噬菌体所占比例为2/n。考点32基因的表达1.(2021·海南,15,2分,难度★★)终止密码子为UGA、UAA和UAG。图中①为大肠杆菌的一段mRNA序列,②~④为该mRNA序列发生碱基缺失的不同情况(“-”表示一个碱基缺失)。下列有关叙述正确的是(C)A.①编码的氨基酸序列长度为7个氨基酸B.②和③编码的氨基酸序列长度不同C.②~④中,④编码的氨基酸排列顺序与①最接近D.密码子有简并性,一个密码子可编码多种氨基酸解析本题考查遗传信息的转录和翻译。图中①为大肠杆菌的一段mRNA序列,由于UGA为终止密码子,不编码氨基酸,因此①编码的氨基酸序列长度为6个氨基酸,A项错误;②和③编码的氨基酸序列长度相同,都是6个氨基酸,B项错误;②③编码的氨基酸序列从第二个开始都发生改变,④编码的氨基酸序列除了少了第二个氨基酸,之后的序列都与①相同,因此,④编码的氨基酸排列顺序与①最接近,C项正确;密码子有简并性,一个密码子只能编码一种氨基酸,但一种氨基酸可由一种或多种密码子编码,D项错误。2.(2021·辽宁,17,3分,难度★★)(多选)脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的单链DNA分子。下图为10-23型脱氧核酶与靶RNA结合并进行定点切割的示意图。切割位点在一个未配对的嘌呤核苷酸(图中R所示)和一个配对的嘧啶核苷酸(图中Y所示)之间,图中字母均代表由相应碱基构成的核苷酸。下列有关叙述错误的是(BCD)A.脱氧核酶的作用过程受温度的影响B.图中Y与两个R之间通过氢键相连C.脱氧核酶与靶RNA之间的碱基配对方式有两种D.利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的转录过程解析本题考查遗传信息的转录和翻译、酶的特性。脱氧核酶的作用过程受温度的影响,A项正确;图中Y与同一条链上的R之间通过磷酸二酯键相连,B项错误;脱氧核酶是单链DNA分子,与靶RNA之间的碱基配对方式有A—U、T—A、C—G3种,C项错误;mRNA是翻译的模板,利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的翻译过程,D项错误。3.(2021·浙江,19,2分,难度★★)某单链RNA病毒的遗传物质是正链RNA(+RNA),该病毒感染宿主后,合成相应物质的过程如图所示,其中①~④代表相应的过程。下列叙述正确的是(A)A.+RNA复制出的子代RNA具有mRNA的功能B.病毒蛋白基因以半保留复制的方式传递给子代C.过程①②③的进行需RNA聚合酶的催化D.过程④在该病毒的核糖体中进行解析本题考查能准确判定题图展示的四个生理过程。从题图分析可知,①是以+RNA为模板,合成-RNA,②是以-RNA为模板合成+RNA,③和④过程都是翻译过程,分别合成了RNA聚合酶和病毒蛋白。+RNA复制出的仍是+RNA,复制出的+RNA可以控制合成RNA聚合酶,具有mRNA的功能,A项正确;病毒蛋白基因是单链RNA,通过RNA复制的方式传给子代,而不是以半保留复制的方式进行传递,B项错误;③是翻译过程,不需要RNA聚合酶的催化,C项错误;病毒没有细胞结构,无核糖体,其蛋白质是在宿主细胞的核糖体中合成的,D项错误。4.(2021·湖南,13,4分,难度★★★)(多选)细胞内不同基因的表达效率存在差异,如图所示。下列叙述正确的是(ABC)A.细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达,图中基因A的表达效率高于基因BB.真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中C.人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物D.②过程中,rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子解析本题考查基因的转录和翻译的相关知识。由图可知,基因A多次转录和翻译,基因B只发生一次转录和翻译,可体现细胞在转录和翻译水平上调控基因表达,且基因A的表达效率高于基因B,A项正确;图中①和②分别是转录和翻译,真核生物中核基因的表达场所分别为细胞核和细胞质中的核糖体,B项正确;人体中以DNA为模板进行转录的产物为mRNA、rRNA和tRNA,C项正确;翻译过程中,tRNA上存在与mRNA上密码子互补配对的反密码子,D项错误。5.(2021·广东,7,2分,难度★★★)金霉素(一种抗生素)可抑制tRNA与mRNA的结合,该作用直接影响的过程是(C)A.DNA复制 B.转录 C.翻译 D.逆转录解析本题考查基因表达(转录和翻译)的过程。tRNA上的反密码子和mRNA上的密码子通过碱基互补配对结合,从而将tRNA携带的氨基酸运输到相应的位置,即翻译过程。因此,金霉素抑制tRNA与mRNA的结合,直接影响了翻译过程。6.(2021·河北,8,2分,难度★★★)关于基因表达的叙述,正确的是(C)A.所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码B.DNA双链解开,RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录C.翻译过程中,核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性D.多肽链的合成过程中,tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息解析本题考查转录和翻译的过程。RNA病毒的基因表达用到的RNA和蛋白质由RNA编码,A项错误;转录时,RNA聚合酶移动到终止子时停止转录,B项错误;翻译过程中,tRNA和mRNA相互识别保证了遗传信息传递的准确性,C项正确;tRNA从起始密码子开始读取,起始密码子之前的片段不进行翻译,D项错误。7.(2020·全国3,1,6分,难度★★)关于真核生物的遗传信息及其传递的叙述,错误的是(B)A.遗传信息可以从DNA流向RNA,也可以从RNA流向蛋白质B.细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽C.细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等D.染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子解析本题考查中心法则。遗传信息的流动包括DNA复制(从DNA流向DNA)、转录(从DNA流向RNA)和翻译(从RNA流向蛋白质),以及逆转录(从RNA流向DNA)和RNA复制(从RNA流向RNA),A项正确。细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA可能是mRNA、rRNA或tRNA,只有mRNA能编码多肽,B项错误。基因是有遗传效应的DNA片段,DNA分子中还有非基因片段,所以细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等,C项正确。染色体DNA分子中含有许多个基因,转录通常以基因为单位进行,因此DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子,D项正确。8.(2020·全国3,3,6分,难度★★)细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I)。含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时,存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是(C)A.一种反密码子可以识别不同的密码子B.密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合C.tRNA分子由两条链组成,mRNA分子由单链组成D.mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变解析本题考查准确获取图中信息。由图可知,含有I的反密码子可识别图中三个mRNA上的三种密码子,A项正确。密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合,B项正确。tRNA分子是由一条RNA链经过折叠形成的,C项错误。由图中信息可知,三个mRNA上的密码子不同,但它们所决定的氨基酸相同,这样一种氨基酸对应几个密码子的现象称作密码子的简并,由此可推断mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变,D项正确。9.(2020·海南,14,3分,难度★★★)下列关于人胃蛋白酶基因在细胞中表达的叙述,正确的是(B)A.转录时基因的两条链可同时作为模板B.转录时会形成DNA-RNA杂合双链区C.RNA聚合酶结合起始密码子启动翻译过程D.翻译产生的新生多肽链具有胃蛋白酶的生物学活性解析转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程,主要发生在细胞核中,以核糖核苷酸为原料,A项错误;转录过程中会形成DNA—RNA杂合双链区,因为RNA合成的模板是DNA的一条链,B项正确;RNA聚合酶结合启动子启动转录过程,C项错误;翻译是以mRNA为模板,以氨基酸为原料合成蛋白质的过程,发生在核糖体上,翻译产生的新生多肽链还需要经过加工才能成为具有生物学活性的胃蛋白酶,D项错误。10.(2020·天津,3,4分,难度★★)对于基因如何指导蛋白质合成,克里克认为要实现碱基序列向氨基酸序列的转换,一定存在一种既能识别碱基序列,又能运载特定氨基酸的分子。该种分子后来被发现是(C)A.DNA B.mRNA C.tRNA D.rRNA解析本题考查基因表达过程中RNA的功能。基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的,DNA是转录的模板,控制蛋白质的合成,不能转运氨基酸,A项错误;mRNA是翻译的模板,B项错误;在翻译过程中,tRNA识别并转运氨基酸,C项正确;rRNA是组成核糖体的成分,D项错误。11.(2020·江苏,9,2分,难度★★)某膜蛋白基因在其编码区的5'端含有重复序列CTCTTCTCTTCTCTT,下列叙述正确的是(C)A.CTCTT重复次数改变不会引起基因突变B.CTCTT重复次数增加提高了该基因中嘧啶碱基的比例C.若CTCTT重复6次,则重复序列之后编码的氨基酸序列不变D.CTCTT重复次数越多,该基因编码的蛋白质相对分子质量越大解析本题考查基因表达过程中的翻译过程。重复序列CTCTT重复次数改变,导致遗传信息发生改变,会引起基因突变,A项错误;基因中嘧啶与嘌呤碱基互补配对,嘧啶碱基一定占碱基总数的一半,B项错误;重复序列CTCTT重复6次,说明mRNA上比重复3次增加了15个碱基,即5个密码,故翻译时,不影响后面的氨基酸序列,C项正确;CTCTT重复次数增多,其编码的蛋白质所含的氨基酸数量改变,若终止密码子提前出现,则该基因编码的蛋白质的相对分子质量减小,D项错误。基因表达过程中的最值计算因为mRNA中有终止密码子,所以实际上DNA的碱基数要大于6n,mRNA中的碱基数要大于3n,因此在分析时常常有“至少”或“最多”字样。常见的相关计算式有:①氨基酸数=参与翻译的密码子数=1/3mRNA中的碱基数=1/6DNA中的碱基数;②缩合时脱下的水分子数=肽键数=氨基酸数-肽链条数。12.(2019·全国1,2,6分,难度★★★)用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是UUU,若要在体外合成同位素标记的多肽链,所需的材料组合是(C)①同位素标记的tRNA②蛋白质合成所需的酶③同位素标记的苯丙氨酸④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液A.①②④ B.②③④ C.③④⑤ D.①③⑤解析翻译的原料是氨基酸,要想让多肽链带上放射性标记,应该用同位素标记的氨基酸(苯丙氨酸)作为原料,而tRNA作为转运氨基酸的运载体不需要进行标记,①错误、③正确;合成蛋白质需要模板,由题知苯丙氨酸的密码子是UUU,因此可以用人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸作模板,同时要除去细胞中原有DNA和mRNA的干扰,④、⑤正确;除去了DNA和mRNA的细胞裂解液模拟了细胞中的真实环境,其中含有核糖体、tRNA、催化多肽链合成的酶等,因此不需要再加入蛋白质合成所需的酶,故②错误。综上所述,ABD三项不符合题意,C项符合题意。13.(2019·全国3,2,6分,难度★)下列与真核生物细胞核有关的叙述,错误的是(B)A.细胞中的染色质存在于细胞核中 B.细胞核是遗传信息转录和翻译的场所C.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心 D.细胞核内遗传物质的合成需要能量解析本题考查细胞核的结构与发生在细胞核内的生理过程。细胞中的染色质存在于细胞核中,A项正确;真核细胞中,遗传信息的转录主要发生在细胞核中,翻译发生在细胞质中的核糖体上,B项错误;细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心,C项正确;细胞核内的遗传物质为DNA,DNA的合成需要消耗ATP,D项正确。14.(2019·海南,4,2分,难度★)某种抗生素可以阻止tRNA与mRNA结合,从而抑制细菌生长。据此判断,这种抗生素可直接影响细菌的(D)A.多糖合成 B.RNA合成C.DNA复制 D.蛋白质合成解析翻译过程需要经过tRNA与mRNA结合,故该抗生素可能通过作用于翻译过程影响蛋白质合成。15.(2019·海南,20,2分,难度★★)下列关于蛋白质合成的叙述,错误的是(C)A.蛋白质合成通常从起始密码子开始到终止密码子结束B.携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点C.携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合D.最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA在肽键形成时脱掉氨基酸解析蛋白质合成中,翻译的模板是mRNA,从起始密码子开始到终止密码子结束,A项正确;核糖体同时占据两个密码子位点,携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点,通过反密码子与密码子进行互补配对,B项正确,C项错误;最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA在肽键形成时脱掉氨基酸,继续运输其他氨基酸,D项正确。16.(2019·浙江,22,2分,难度★★)下列关于遗传信息表达过程的叙述,正确的是(A)A.一个DNA分子转录一次,可形成一个或多个合成多肽链的模板B.转录过程中,RNA聚合酶没有解开DNA双螺旋结构的功能C.多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链D.编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的脱氧核苷酸组成解析一个DNA上有多个基因,因此一个DNA分子转录一次,可形成一个或多个mRNA,A项正确;RNA聚合酶催化转录过程,既能解开DNA双螺旋结构又能催化合成RNA,B项错误;结合在一个mRNA分子上每一个核糖体都独立合成一条多肽链,C项错误;编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的核糖核苷酸组成,D项错误。17.(2018·全国1,2,6分,难度★★)生物体内的DNA常与蛋白质结合,以DNA—蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是(B)A.真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物B.真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶D.若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA聚合酶解析在DNA复制过程中,DNA聚合酶与DNA的每一条链都要结合成DNA-蛋白质复合物,真核细胞和原核细胞中都存在DNA的复制过程,所以在原核细胞中也会存在DNA-蛋白质复合物,B项错误。18.(2018·浙江,25,2分,难度★★★)miRNA是一种小分子RNA,某miRNA能抑制W基因控制的蛋白质(W蛋白)的合成。某真核细胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图如下。下列叙述正确的是(B)A.miRNA基因转录时,RNA聚合酶与该基因的起始密码相结合B.W基因转录形成的mRNA在细胞核内加工后,进入细胞质用于翻译C.miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则,即A与T、C与G配对D.miRNA抑制W蛋白的合成是通过双链结构的miRNA直接与W基因的mRNA结合所致解析转录时RNA聚合酶与该基因的某一启动部位(启动子)相结合,起始密码在mRNA上,A项错误;转录的场所在细胞核,翻译的场所在细胞质,B项正确;miRNA与W基因mRNA结合发生在RNA之间,遵循碱基互补配对原则,为A与U、C与G,C项错误;miRNA蛋白质复合物中miRNA为单链,该单链与W基因mRNA结合,D项错误。19.(2017·全国3,1,6分,难度★)下列关于真核细胞中转录的叙述,错误的是(C)A.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生C.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补解析真核细胞中DNA主要分布在细胞核中,还有少量DNA分布在线粒体和叶绿体中,细胞核、线粒体和叶绿体中的DNA都可以进行转录,从而合成RNA,C项错误。20.(2017·江苏,23,3分,难度★★★)(多选)在体外用14C标记半胱氨酸-tRNA复合物中的半胱氨酸(Cys),得到*Cys-tRNACys,再用无机催化剂镍将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸(Ala),得到*Ala-tRNACys(见下图,tRNA不变)。如果该*Ala-tRNACys参与翻译过程,那么下列说法正确的是(AC)A.在一个mRNA分子上可以同时合成多条被14C标记的多肽链B.反密码子与密码子的配对由tRNA上结合的氨基酸决定C.新合成的肽链中,原来Cys的位置会被替换为14C标记的AlaD.新合成的肽链中,原来Ala的位置会被替换为14C标记的Cys解析一条mRNA链可同时结合多个核糖体,合成多条相同的多肽链,A项正确;反密码子与密码子的配对由tRNA上的三个相邻的碱基决定,B项错误;由于半胱氨酸-tRNA复合物中的半胱氨酸(Cys)被还原成丙氨酸(Ala),所以,新合成的肽链中,原来Cys的位置会被替换为14C标记的Ala,C项正确,D项错误。21.(2016·海南,13,2分,难度★)某种RNA病毒在增殖过程中,其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主的基因组中。物质Y与脱氧核苷酸结构相似,可抑制该病毒的增殖,但不抑制宿主细胞的增殖,那么Y抑制该病毒增殖的机制是(C)A.抑制该病毒RNA的转录过程B.抑制该病毒蛋白质的翻译过程C.抑制该RNA病毒的反转录过程D.抑制该病毒RNA的自我复制过程解析RNA病毒的遗传物质需要经逆转录形成DNA,然后整合到真核宿主的基因组中,Y物质与脱氧核苷酸结构相似,应抑制该病毒的逆转录过程。22.(2016·海南,25,2分,难度★)依据中心法则,若原核生物中的DNA编码序列发生变化后,相应蛋白质的氨基酸序列不变,则该DNA序列的变化是(C)A.DNA分子发生断裂B.DNA分子发生多个碱基增添C.DNA分子发生碱基替换D.DNA分子发生多个碱基缺失解析原核生物中的DNA编码序列发生变化后,相应蛋白质的氨基酸序列不变,其原因可能是DNA分子发生碱基替换。碱基的增添或缺失均会导致多个氨基酸序列的改变。23.(2016·江苏,18,2分,难度★★★)近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列,可人为选择DNA上的目标位点进行切割(见下图)。下列相关叙述错误的是(C)A.Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成B.向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则C.向导RNA可在逆转录酶催化下合成D.若α链剪切位点附近序列为……TCCAGAATC……则相应的识别序列为……UCCAGAAUC……解析蛋白质是由相应基因指导在核糖体上合成的,A项正确。向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则,B项正确。逆转录酶催化以RNA为模板合成DNA的过程,C项错误。根据碱基互补配对原则,若α链剪切点附近序列为……TCCAGAATC……,则相应的识别序列为……UCCAGAAUC……,D项正确。24.(2016·江苏,22,3分,难度★)(多选)为在酵母中高效表达丝状真菌编码的植酸酶,通过基因改造,将原来的精氨酸密码子CGG改变为酵母偏爱的密码子AGA,由此发生的变化有(BCD)A.植酸酶氨基酸序列改变B.植酸酶mRNA序列改变C.编码植酸酶的DNA热稳定性降低D.配对的反密码子为UCU解析改变后的密码子仍然对应精氨酸,氨基酸的种类和序列没有改变,A项错误。由于密码子改变,植酸酶mRNA序列改变,B项正确。由于密码子改变后C(G)比例下降,DNA热稳定性降低,C项正确。反密码子与密码子互补配对,为UCU,D项正确。25.(2015·全国1,5,6分,难度★★)人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPC),该蛋白无致病性。PrPC的空间结构改变后成为PrPSC(朊粒),就具有了致病性。PrPSC可以诱导更多的PrPC转变为PrPSC,实现朊粒的增殖,可以引起疯牛病。据此判断,下列叙述正确的是(C)A.朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中B.朊粒的增殖方式与肺炎链球菌的增殖方式相同C.蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化D.PrPC转变为PrPSC的过程属于遗传信息的翻译过程解析朊粒的化学本质为蛋白质,与DNA的结构差异很大,侵入机体后不会整合到宿主的基因组中,A项错误;朊粒的形成是通过改变蛋白质的空间结构来实现的,而肺炎链球菌的增殖方式为二分裂,B项错误;由题意可知,PrPC的空间结构改变后由无致病性变为有致病性,说明蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生改变,C项正确;PrPC转变为PrPSC的过程是蛋白质空间结构改变的过程,不属于遗传信息的翻译过程,D项错误。26.(2015·全国2,2,6分,难度★★)端粒酶由RNA和蛋白质组成,该酶能结合到端粒上,以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。下列叙述正确的是(C)A.大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒B.端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶C.正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNAD.正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长解析端粒存在于真核生物染色体的两端,是由DNA片段及其相关的蛋白质所组成的复合体,A项错误、C项正确。由“端粒酶由RNA和蛋白质组成,该酶能结合到端粒上,以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链”可知,端粒酶中的蛋白质为逆转录酶,B项错误。正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变短,D项错误。27.(2015·海南,20,2分,难度★)下列关于密码子和反密码子的叙述,正确的是(A)A.密码子位于mRNA上,反密码子位于tRNA上B.密码子位于tRNA上,反密码子位于mRNA上C.密码子位于rRNA上,反密码子位于tRNA上D.密码子位于rRNA上,反密码子位于mRNA上解析密码子是指mRNA上决定氨基酸的3个相邻碱基,而反密码子是指tRNA上能与密码子进行碱基互补配对的三个相邻碱基,A项正确,B、C、D三项均错误。28.(2015·江苏,12,2分,难度★★)下图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图,下列叙述正确的是(A)A.图中结构含有核糖体RNAB.甲硫氨酸处于图中ⓐ的位置C.密码子位于tRNA的环状结构上D.mRNA上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的种类解析图中mRNA与核糖体结合,核糖体的成分是蛋白质和rRNA,A项正确;甲硫氨酸为起始氨基酸,则ⓐ应为相邻氨基酸,B项错误;密码子是指位于mRNA上决定一种氨基酸的三个相邻碱基,C项错误;由于密码子的简并性,mRNA上碱基改变,即密码子改变,其决定的氨基酸种类不一定改变,D项错误。29.(2013·全国1,1,6分,难度★)下列关于蛋白质生物合成的叙述,正确的是(D)A.一种tRNA可以携带多种氨基酸B.DNA聚合酶是在细胞核内合成的C.反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基D.线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成解析一种tRNA只能携带一种氨基酸,A项错误;DNA聚合酶是在细胞质中的核糖体上合成的,B项错误;反密码子位于tRNA上,C项错误;线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成,D项正确。30.(2021·全国甲,30,9分,难度★★★★)用一段由放射性同位素标记的DNA片段可以确定基因在染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位素32P标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP,dA-Pα~Pβ~Pγ)等材料制备了DNA片段甲(单链),对W基因在染色体上的位置进行了研究,实验流程的示意图如下。回答下列问题。(1)该研究人员在制备32P标记的DNA片段甲时,所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32P,原因是。

(2)该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品,在混合操作之前去除了样品中的RNA分子,去除RNA分子的目的是。

(3)为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合,需要通过某种处理使样品中的染色体DNA。

(4)该研究人员在完成上述实验的基础上,又对动物细胞内某基因的mRNA进行了检测,在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA,这种酶是。

答案(1)32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料,dATP要断开两个高能磷酸键,只有α位磷酸基团参与DNA的合成(2)防止混合操作之前,W基因转录的RNA对实验结果的影响(3)解旋(4)DNA酶解析本题考查组成DNA的基本单位(脱氧核苷酸)的组成及DNA解旋、转录等知识。(1)明确dATP去掉远离腺苷的两个磷酸基团后,是DNA的基本单位,这是解题的关键。合成DNA的原料是4种脱氧核苷酸,每个脱氧核苷酸都是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基组成的。用带有32P标记的dATP作为合成DNA的原料,将32P标记到新合成的DNA分子上,dATP要断开两个高能磷酸键,则带有32P的磷酸基团应在dATP的α位上。(2)混合之前,细胞中含有W基因通过转录生成的RNA,该RNA分子能与DNA片段甲形成杂交带,对实验结果造成干扰,所以混合操作之前应去除样品中的RNA分子。(3)为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合,需要通过某种处理使样品中的染色体DNA解旋为单链。(4)酶具有专一性,DNA酶能去除样品中的DNA,而对RNA无影响。31.(2021·北京,21,10分,难度★★★)近年来发现海藻糖-6-磷酸(T6P)是一种信号分子,在植物生长发育过程中起重要调节作用。研究者以豌豆为材料研究了T6P在种子发育过程中的作用。(1)豌豆叶肉细胞通过光合作用在中合成三碳糖,在细胞质基质中转化为蔗糖后运输到发育的种子中转化为淀粉贮存。

(2)细胞内T6P的合成与转化途径如下:底物T6P海藻糖将P酶基因与启动子U(启动与之连接的基因仅在种子中表达)连接,获得U-P基因,导入野生型豌豆中获得U-P纯合转基因植株,预期U-P植株种子中T6P含量比野生型植株,检测结果证实了预期,同时发现U-P植株种子中淀粉含量降低,表现为皱粒。用同样方法获得U-S纯合转基因植株,检测发现植株种子中淀粉含量增加。

(3)本实验使用的启动子U可以排除由于目的基因对种子发育产生的间接影响。

(4)在进一步探讨T6P对种子发育的调控机制时,发现U-P植株种子中一种生长素合成酶基因R的转录降低,U-S植株种子中R基因转录升高。已知R基因功能缺失突变体r的种子皱缩,淀粉含量下降。据此提出假说:T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累。请从①~⑤选择合适的基因与豌豆植株,进行转基因实验,为上述假说提供两个新的证据。写出相应组合并预期实验结果。①U-R基因②U-S基因③野生型植株④U-P植株⑤突变体r植株

答案(1)叶绿体基质(2)低(3)在其他器官(过量)表达(4)②⑤与突变体r植株相比,转基因植株种子的淀粉含量不变,仍皱缩①④与U-P植株相比,转基因植株种子淀粉含量增加,为圆粒②④与U-P植株相比,转基因植株种子R基因转录提高,淀粉含量增加,为圆粒(答出任意两条即可)解析本题考查光合作用和基因的表达。(1)豌豆叶肉细胞通过光合作用形成三碳糖是暗反应过程,该过程发生在叶绿体基质中。(2)P酶基因与启动子U结合后则可启动U基因表达,则P基因在种子中表达增高,P酶增多,T6P更多转化为海藻糖,故预期U-P植株种子中T6P含量比野生型植株低。(3)启动子U启动与之连接的基因仅在种子中表达,该过程可以排除由于目的基因在其他器官(过量)表达对种子发育产生的间接影响。(4)本实验的目的是验证T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累,且结合(2)可知,U-P植株种子中淀粉含量降低,表现为皱粒。用同样方法获得U-S纯合转基因植株,检测发现植株种子中淀粉含量增加,实验设计应遵循对照与单一变量原则,故可设计实验如下:②(U-S基因,S酶可以较高表达)⑤(R基因功能缺失突变体),与突变体r植株相比,转基因植株种子的淀粉含量不变,仍皱缩;①(U-R基因,R基因表达较高)④(U-P植株,P基因表达较高),与U-P植株相比,转基因植株种子淀粉含量增加,为圆粒;②(U-S基因,S酶可以较高表达)④(U-P植株,P基因表达较高),与U-P植株相比,转基因植株种子R基因转录提高,淀粉含量增加,为圆粒。32.(2021·江苏,22,12分,难度★★)根据新冠病毒致病机制及人体免疫反应特征研制新冠疫苗,广泛接种疫苗可以快速建立免疫屏障。图1为新冠病毒入侵细胞后的增殖示意图,图2为人体免疫应答产生抗体的一般规律示意图。请据图回答下列问题。图1(1)图1中,新冠病毒通过S蛋白与细胞表面的ACE2受体结合,侵入细胞释放出病毒的(+)RNA,在宿主细胞中经合成病毒的RNA聚合酶。

(2)在RNA聚合酶的作用下,病毒利用宿主细胞中的原料,按照原则合成(-)RNA。随后大量合成新的(+)RNA。再以这些RNA为模板,分别在大量合成病毒的N蛋白和S、M、E蛋白。

(3)制备病毒灭活疫苗时,先大量培养表达的细胞,再接入新冠病毒扩大培养,灭活处理后制备疫苗。细胞培养时需通入CO2,其作用是。

(4)制备S蛋白的mRNA疫苗时,体外制备的mRNA常用脂质分子包裹后才用于接种。原因一是人体血液和组织中广泛存在,极易将裸露的mRNA水解,二是外源mRNA分子不易进入人体细胞产生抗原。

(5)第一次接种疫苗后,人体内识别到S蛋白的B细胞,经过增殖和分化,形成的细胞可合成并分泌特异性识别的IgM和IgG抗体(见图2),形成的细胞等再次接触到S蛋白时,发挥免疫保护作用。

图2(6)有些疫苗需要进行第二次接种,据图2分析进行二次接种的意义是。

答案(1)翻译(2)碱基互补配对游离核糖体和粗面内质网上的核糖体(3)ACE2受体维持培养液的pH(4)RNA酶(5)浆新冠病毒S蛋白记忆(6)激发再次应答,在人体内产生更多、维持时间更长的抗体,并储备更多的记忆细胞解析本题考查遗传信息的转录和翻译、碱基互补配对原则的应用及免疫的预防等知识。(1)由图可知,新冠病毒通过S蛋白与细胞表面的ACE2受体结合,侵入细胞释放出病毒的(+)RNA,在宿主细胞中经翻译合成病毒的RNA聚合酶,参与宿主细胞内合成病毒的RNA。(2)在RNA聚合酶的作用下,病毒利用宿主细胞中的原料,按照碱基互补配对原则合成(-)RNA;随后再通过复制合成大量新的(+)RNA,再以这些RNA为模板,分别在游离核糖体和粗面内质网上的核糖体大量合成病毒的N蛋白和S、M、E蛋白。(3)病毒表面的蛋白质可作为抗原激发机体的特异性免疫过程,制备新冠病毒灭活疫苗时,先大量培养能够表达ACE2受体的细胞,再接入新冠病毒扩大培养,经灭活处理后制备疫苗;动物细胞培养时常需通入CO2,其目的是维持培养液的pH。(4)由于人体血液和组织中广泛存在RNA酶极易将裸露的mRNA水解,另外外源mRNA分子不易进入人体细胞产生抗原,制备S蛋白的mRNA疫苗时,体外制备的mRNA常用脂质分子包裹后才用于接种。(5)第一次接种疫苗后,刺激B细胞增殖和分化,形成浆细胞并产生记忆细胞;当再次接触到S蛋白时,记忆细胞增殖分化,产生大量浆细胞,分泌大量抗体,发挥免疫保护作用。(6)第二次接种的意义是激发再次应答,在人体内产生更多、维持时间更长的抗体,并储备更多的记忆细胞。33.(2020·全国2,29,10分,难度★★★)大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后,可形成小肽(短的肽链)。回答下列问题。(1)在大豆细胞中,以mRNA为模板合成蛋白质时,除mRNA外还需要其他种类的核酸分子参与,它们是。

(2)大豆细胞中大多数mRNA和RNA聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞质这两个部位来说,作为mRNA合成部位的是,作为mRNA执行功能部位的是;作为RNA聚合酶合成部位的是,作为RNA聚合酶执行功能部位的是。

(3)部分氨基酸的密码子如下表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACG