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第四單元 遺傳變異與進化 專題一 遺傳的分子基礎(chǔ) （時間：40分鐘　滿分：60分） B級必測 1．（2016連云港模擬）關(guān)于肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗敘述，正確的是 A．R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌的原理是基因重組 B．噬菌體侵染細菌的實驗中，攪拌的目的是為細菌提供更多的氧氣 C．用32P標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細菌，離心后放射性主要在上清液 D．若用未標(biāo)記的噬菌體侵染35S標(biāo)記的細菌，離心后放射性主要在上清液 解析　S菌的DNA可以將R菌轉(zhuǎn)化成S菌，其原理是基因重組，A正確；噬菌體侵染細菌的實驗中，攪拌的目的是為了將細菌和噬菌體的蛋白質(zhì)外殼分離，B錯誤；用32P標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細菌，離心后放射性主要在沉淀物，C錯誤；若用未標(biāo)記的噬菌體侵染35S標(biāo)記的細菌，離心后放射性主要在沉淀物，D錯誤。 答案　A 2．（2016蘇錫常鎮(zhèn)二模）進行“噬菌體侵染細菌”實驗時，分別用放射性同位素32P和35S標(biāo)記的T2噬菌體去侵染未經(jīng)標(biāo)記的細菌。若親代噬菌體的遺傳物質(zhì)在細菌體內(nèi)復(fù)制了3次，并全部組裝形成子代噬菌體。下列有關(guān)該實驗的敘述中，正確的是（　?。? A．分別用含32P和35S的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體以標(biāo)記噬菌體 B．含有32P、35S的子代噬菌體分別占子代噬菌體總數(shù)的1/4和0 C．T2噬菌體遺傳信息傳遞的方向是RNA→DNA→RNA→蛋白質(zhì) D．該實驗證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì) 解析　噬菌體是病毒，必須依賴宿主細胞才能生存，不能用普通的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基培養(yǎng)，A錯誤；噬菌體在細菌細胞內(nèi)合成子代噬菌體蛋白質(zhì)外殼時，所用氨基酸來自細菌，故子代噬菌體不含35S，噬菌體DNA在細菌細胞內(nèi)完成復(fù)制時，以自身DNA為模板，利用細菌細胞提供的脫氧核苷酸為原料進行半保留復(fù)制，所以，復(fù)制3次后，子代噬菌體中含32P的個體占全部子代個體的比例為1/4，B正確；T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，遺傳信息傳遞的方向是DNA→RNA→蛋白質(zhì)，C錯誤；該實驗證明了DNA是T2噬菌體的遺傳物質(zhì)，而不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，D錯誤。 答案　B 3．（2016鹽城市期中調(diào)研）用15N標(biāo)記含有100個堿基對的DNA分子，其中有胞嘧啶60個，該DNA分子在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制四次。其結(jié)果不可能是（　?。? A．含有15N的DNA分子占1/8 B．含有14N的DNA分子占7/8 C．消耗游離的腺嘌呤脫氧核苷酸600個 D．產(chǎn)生了16個DNA分子 解析　DNA連續(xù)復(fù)制4次，形成16個DNA分子，其中有2個含15N，占全部子代DNA分子的1/8，A所有子代DNA分子都含14N，B錯誤；分析題意可知，親代DNA分子中含腺嘌呤脫氧核苷酸40個，復(fù)制共需40（24－1）＝600個腺嘌呤脫氧核苷酸，C正確；DNA連續(xù)復(fù)制4次，形成16個DNA分子，D正確。 答案　B 4．（2016常州期末）下列有關(guān)鏈狀DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制的相關(guān)敘述，正確的是（　　） A．DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)使DNA分子具有較強的特異性 B．DNA分子一條鏈中相鄰兩個堿基通過氫鍵相連接 C．DNA聚合酶催化兩個游離的脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵 D．復(fù)制后產(chǎn)生的兩個子代DNA分子共含有4個游離的磷酸基團 解析　堿基的特定的排列順序，構(gòu)成了每一個DNA分子的特異性，A錯誤；DNA分子一條鏈中相鄰兩個堿基通過脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖相連接，B錯誤；在DNA復(fù)制過程中，DNA聚合酶將游離的脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵連接到正在形成的子鏈上，從而使子鏈延長，C錯誤；每個DNA分子含有2個游離的磷酸基團，所以復(fù)制后產(chǎn)生的兩個子代DNA分子共含有4個游離的磷酸基團，D正確。 答案　D 5．（2016南通一模）下列關(guān)于基因、染色體、性狀之間的關(guān)系的敘述中，正確的是（　　） A．基因都位于染色體上，呈線性排列 B．基因都是通過控制酶的合成影響生物的性狀 C．染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的改變會引起生物性狀改變 D．性狀與基因之間存在一一對應(yīng)的關(guān)系 解析　基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，有質(zhì)基因和核基因之分，基因可以通過控制酶的合成間接控制性狀，也可以通過控制蛋白質(zhì)的合成直接控制性狀，基因和性狀之間不是簡單的一一對應(yīng)關(guān)系，一個基因可以控制一個或多個性狀，一個性狀也可以被一個或多個基因控制，但染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的改變會引起生物性狀改變。講評時應(yīng)注重不同概念之間的關(guān)系比較講解。 答案　C 6．（2016南京三模）某研究小組發(fā)現(xiàn)染色體上抑癌基因鄰近的基因能指導(dǎo)合成反義RNA，反義RNA可以與抑癌基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA形成雜交分子，從而阻斷抑癌基因的表達，使細胞易于癌變。下列敘述錯誤的是（　　） A．若細胞中出現(xiàn)圖示的雜交分子，則會因過程II被抑制而使抑癌基因保持沉默 B．過程I需RNA聚合酶催化，圖示兩個基因轉(zhuǎn)錄的模板鏈不一定為同一條鏈 C．過程II以氨基酸為原料，mRNA和tRNA與該過程直接有關(guān) D．抑癌基因模板鏈序列與如圖所示的鄰近基因模板鏈序列相同 解析　若細胞中出現(xiàn)圖示雜交分子，會導(dǎo)致抑癌基因轉(zhuǎn)錄得到的mRNA無法翻譯，從而使得抑癌基因無法正常表達，A正確；過程I表示轉(zhuǎn)錄，需要RNA聚合酶催化，同一DNA分子中，不同基因轉(zhuǎn)錄時的模板鏈可能不同，B正確；過程Ⅱ表示翻譯過程，該過程需要以氨基酸為原料，需要mRNA作模板，需要tRNA為搬運氨基酸的工具，C正確；不同基因模板鏈序列不同，D錯誤。 答案　D 7．（2016泰州中學(xué)質(zhì)檢）下圖表示科研人員探究“煙草花葉病毒（TMV）遺傳物質(zhì)”的實驗過程，由此可以判斷（多選）（　?。? A．水和苯酚的作用是分離病毒的蛋白質(zhì)和RNA B．TMV的蛋白質(zhì)不能進入煙草細胞中 C．侵入煙草細胞的RNA進行了逆轉(zhuǎn)錄過程 D．RNA是TMV的遺傳物質(zhì) 解析　由圖解可知，水和苯酚的作用是分離病毒的蛋白質(zhì)和RNA，A正確；圖示結(jié)果不能說明TMV的蛋白質(zhì)不能進入煙草細胞中，B錯誤；也不能說明侵入煙草細胞的RNA進行了逆轉(zhuǎn)錄過程，C錯誤；該實驗證實了RNA是TMV的遺傳物質(zhì)，D正確。 答案　AD 8.（2016揚州期中考）下列關(guān)于圖中①、②兩種分子的說法正確的是（多選）（　?。? A．遺傳信息位于①上，反密碼子位于②上 B．②為tRNA，一種氨基酸只能由一種tRNA識別 C．②是以①的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄而來的 D．②中有的區(qū)域有堿基配對，有的區(qū)域沒有 解析　遺傳信息是DNA分子中堿基的排列順序，反密碼子位于tRNA上，A正確；②為tRNA，一種氨基酸可以由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運，B錯誤；②為tRNA，是以①DNA的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄而來的，C正確；②為tRNA，呈三葉草型，有的區(qū)域有堿基配對，有的區(qū)域沒有，D正確。 答案　ACD 9．（2016鹽城三模）下圖為某真核生物X基因表達時出現(xiàn)的兩種情況。請分析并回答問題： （1）完成過程①需要的酶主要是　　　　。 （2）過程②中所用剪接體組成成分的合成場所是　　　　，對hnRNA進行剪接的場所是　　　??；剪接時，是對hnRNA中的　　　?。ㄌ罨瘜W(xué)鍵名稱）破壞。 （3）過程③中正常mRNA經(jīng)過核孔后的去向及作用是　　　　。 （4）若異常mRNA編碼合成了蛋白質(zhì)，則該蛋白質(zhì)氨基酸數(shù)目　　　　（一定/不一定）比正常蛋白質(zhì)的多，理由是　　　　。 解析?。?）過程①表示DNA轉(zhuǎn)錄得到RNA的過程，需要的酶主要是RNA聚合酶。 （2）分析題圖可知，剪接體由蛋白質(zhì)和RNA組成，兩種成分分別在核糖體和細胞核中合成。根據(jù)圖中“hnRNA完成剪接后可經(jīng)核孔進入細胞質(zhì)，可判斷，對hnRNA進行剪接的場所是細胞核。剪接是將hnRNA中的部分核苷酸序列切除并重新連接的過程，該過程作用的化學(xué)鍵為磷酸二酯鍵。 （3）成熟的mRNA經(jīng)核孔進入細胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合，作為翻譯的模板合成蛋白質(zhì)。 （4）若異常編碼也能合成蛋白質(zhì)，不一定導(dǎo)致所合成蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目比正常蛋白質(zhì)多，因為未剪盡的核苷酸片段可能會造成終止密碼子提前出現(xiàn)。 答案?。?）RNA聚合酶?。?）核糖體和細胞核　細胞核　磷酸二酯鍵　 （3）與核糖體結(jié)合，作為翻譯的模板合成蛋白質(zhì)?。?）不一定　未剪盡的核苷酸片段可能會造成終止密碼子提前出現(xiàn) 10．（2016南通一模）研究表明銅綠微囊藻經(jīng)過冬季低溫后才會在春末夏初大規(guī)模爆發(fā)。下圖是低溫誘導(dǎo)該藻快速繁殖的主要機理模型，當(dāng)調(diào)節(jié)蛋白與操縱基因結(jié)合時，啟動結(jié)構(gòu)基因的表達，導(dǎo)致該藻類快速繁殖；而伸長的調(diào)節(jié)蛋白可同時與激活基因和操縱基因結(jié)合，降低結(jié)構(gòu)基因的表達效率。據(jù)圖回答： （1）調(diào)節(jié)基因的基本組成單位是　　　　。與tRNA相比，調(diào)節(jié)基因特有的堿基配對方式有　　　　。 （2）結(jié)構(gòu)基因表達過程中，過程①需要　　　　酶；過程②除需要mRNA外，還需要　　　?。ㄖ辽賹?點）。 （3）夏季高溫時銅綠微囊藻細胞中調(diào)節(jié)蛋白激活酶會轉(zhuǎn)化為　　　　，后者催化調(diào)節(jié)蛋白原形成　　　　，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)基因表達效率降低，藻細胞中DNA合成酶含量　　　　，藻類繁殖減慢。 解析　（1）在tRNA存在部分堿基互補配對，即A－U、C－G，而在DNA分子中存在的堿基互補配對是A－T、C－G。 （2）基因表達過程包括轉(zhuǎn)錄和翻譯，基因轉(zhuǎn)錄需要RNA聚合酶催化（注意不需要解旋酶），翻譯是在細胞核糖體上以mRNA為模板，tRNA為工具，利用氨基酸合成多肽（蛋白質(zhì)）的過程。 （3）分析模型圖可知，夏季高溫會使激活基因控制合成的調(diào)節(jié)蛋白激酶轉(zhuǎn)變?yōu)椤白冃浴闭{(diào)節(jié)蛋白激酶，后者催化調(diào)節(jié)蛋白原形成伸長的調(diào)節(jié)蛋白，伸長的調(diào)節(jié)蛋白與激活基因和操縱基因同時結(jié)合，降低了結(jié)構(gòu)基因表達效率，使細胞中DNA合成酶系減少，藻細胞增殖減慢。 答案?。?）脫氧核苷酸　A—T（和T—A） （2）RNA聚合酶　核糖體、氨基酸、tRNA、ATP、酶等 （3）“變性”調(diào)節(jié)蛋白激活酶　伸長的調(diào)節(jié)蛋白　減少 A級自悟 11.（2016鹽城三模）右圖為噬菌體感染細菌后，細菌內(nèi)放射性RNA與噬菌體DNA及細菌DNA的雜交結(jié)果。下列有關(guān)敘述錯誤的是（　?。? A．可在培養(yǎng)基中加入3H－尿嘧啶用以標(biāo)記RNA B．參與分子雜交的放射性RNA為相應(yīng)DNA的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 C．第0min時，與DNA雜交的RNA來自噬菌體及細菌DNA的轉(zhuǎn)錄 D．隨著感染時間增加，噬菌體DNA的轉(zhuǎn)錄增加，細菌DNA轉(zhuǎn)錄受到抑制 解析　與DNA相比，RNA特有的成分之一是尿嘧啶，可以在培養(yǎng)基中加入3H一尿嘧啶標(biāo)記RNA，A正確；DNA轉(zhuǎn)錄得到的RNA與DNA模板鏈之間可以發(fā)生堿基互補配對，故參與分子雜交的放射性RNA為相應(yīng)DNA的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，B正確；分析題圖可知，第0 min時，與DNA雜交的RNA全部來自細菌DNA的轉(zhuǎn)錄，C錯誤；分析題圖可知，隨著感染時間增加，與噬菌體DNA雜交的放射性RNA越來越多，與細菌DNA雜交的放射性RNA越來越少，說明隨著感染時間增加，噬菌體DNA轉(zhuǎn)錄增加，細菌DNA轉(zhuǎn)錄受到抑制，D正確。 答案　C 12．（2016揚州高三期末）下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)與復(fù)制的說法，正確的是（　　） A．DNA分子的差異造成了肺炎雙球菌S型菌與R型菌致病性的差異 B．DNA分子中每個磷酸基團都連接2個脫氧核糖 C．減數(shù)分裂過程中發(fā)生交叉互換一般不會導(dǎo)致DNA分子結(jié)構(gòu)的改變 D．邊解旋邊復(fù)制是保證親代與子代DNA遺傳信息傳遞準確性的關(guān)鍵 解析　肺炎雙球菌S型菌有多糖莢膜，具有毒性，R型菌無莢膜，不具有致病性，根本原因是二者DNA分子中的遺傳信息不同造成的，所以DNA分子的差異造成了肺炎雙球菌S型菌與R型菌致病性的差異，A正確；DNA分子中大多數(shù)磷酸都連接2個脫氧核糖，位于兩條鏈的兩端的兩個游離的磷酸各連接一個脫氧核糖，B錯誤；減數(shù)分裂過程發(fā)生交叉互換，一般會導(dǎo)致其DNA分子結(jié)構(gòu)的改變，C錯誤；堿基互補配對原則保證復(fù)制能準確無誤地進行，D錯誤。 答案　A 13.（2016南通三模）某生物細胞中基因表達過程如圖所示，相關(guān)敘述錯誤的是（　　） A．該細胞可能為酵母菌細胞 B．RNA聚合酶能解開DNA雙螺旋 C．一個mRNA能同時指導(dǎo)多條肽鏈的合成 D．核糖體上能發(fā)生“U－A、A－U”的配對 解析　圖示為轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，且能同時進行可知，該細胞是原核細胞，不可能是屬于真核生物的酵母細胞，A錯誤。 答案　A 14．（2016南京、鹽城二模）科學(xué)家們在研究成體干細胞的分裂時提出這樣的假說：成體干細胞總是將含有相對古老的DNA鏈（永生化鏈）的染色體分配給其中一個子代細胞，使其成為成體干細胞，同時將含有相對新的合成鏈染色體分配給另一個子代細胞，使其開始分化并最終衰老死亡（如下圖所示）。下列相關(guān)敘述正確的是（多選）（　?。? A．成體干細胞的增殖方式為有絲分裂，保證了親子代細胞的遺傳穩(wěn)定性 B．從圖中看出成體干細胞分裂時DNA進行半保留復(fù)制，染色體隨機分配 C．通過該方式可以減少成體干細胞積累DNA復(fù)制過程中產(chǎn)生的基因突變 D．根據(jù)該假說可以推測生物體內(nèi)的成體干細胞的數(shù)量長期保持相對穩(wěn)定 解析　依題意可知，因分裂前后細胞中的染色體數(shù)目不變，所以成體干細胞的分裂方式為有絲分裂，保證了親子代細胞的遺傳穩(wěn)定性，A正確；從圖中可以看出DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制，但是染色體并不是隨機分配的，成體干細胞總是將永生化鏈分配給其中一個子代細胞，使之成為成體干細胞，B錯誤；由于子代的成體干細胞總含有永生化鏈，因此減少了積累基因突變的概率，C正確；從圖中可以看出成體干細胞的數(shù)量基本不變，D正確。 答案　ACD 15．（2016南通三模）研究表明，無論是真核生物還是原核生物細胞中，DNA復(fù)制的起始必須先合成一段長度約為10個核苷酸左右的RNA分子作為引物。下圖是驗證DNA復(fù)制需要RNA分子作為引物的實驗過程，M13噬菌體是一種單鏈環(huán)狀DNA病毒，侵入大腸桿菌后能復(fù)制形成雙鏈環(huán)狀DNA，利福平是一種RNA聚合酶抑制劑。請分析回答： （1）M13噬菌體的單鏈環(huán)狀DNA復(fù)制開始時，首先需要通過轉(zhuǎn)錄過程合成一小段RNA，轉(zhuǎn)錄過程需要的原料是　　　　。若M13噬菌體的單鏈環(huán)狀DNA中各種堿基的含量為：a%A，b%G，c%T和d%C，則雙鏈環(huán)狀DNA中，堿基A的含量為　　　　。 （2）與實驗一相比，實驗二無M13雙鏈環(huán)狀DNA的原因是　　　　，實驗三有M13雙鏈環(huán)狀DNA的原因是　　　　。 （3）生物體內(nèi)DNA復(fù)制過程中，子鏈延伸需要引物的原因是　　　　，子鏈片段在　　　　作用下連接起來。 （4）PCR技術(shù)通常需要長度為20～30個核苷酸的DNA片段作為引物，如果引物過短，則對擴增結(jié)果的影響是　　　　。 解析?。?）轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是RNA，需要的原料是核糖核苷酸。（2）由于雙鏈DNA的一條鏈中，A、T含量分別為a%、c%，即A＋T＝a%＋c%，則雙鏈DNA中A＝T＝。（3）實驗一與二比較，自變量是是否加入RNA聚合酶抑制劑——利福平，而實驗結(jié)果是加入利福平的實驗中沒有M13噬菌斑產(chǎn)生（即噬菌體不能繁殖），由此可以得到利福平抑制大腸桿菌細胞RNA聚合酶活性，使M13噬菌體DNA因缺乏引物而不能進行復(fù)制。比較實驗一與三，由于在加入利福平前大腸桿菌細胞中已經(jīng)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生了M13復(fù)制引物，這些引物在加入利福平后仍繼續(xù)發(fā)揮作用，能產(chǎn)生較少的M13噬菌斑。（4）由于DNA聚合酶只能催化將單個脫氧核苷酸逐個連接到核苷酸鏈片段上，因此，在DNA復(fù)制及PCR中均需要加入引物（RNA或DNA片段）。催化兩個DNA片段連接的酶是DNA連接酶。（5）在PCR中，引物不宜過長或過短，引物過長則會因引物鏈內(nèi)部堿基互補配對形成部分雙螺旋，使引物失去功能；引物過短，則特異性差，與模板結(jié)合部位多，使得獲得的非目的DNA種類增多，影響PCR效率。 答案?。?）核糖核苷酸?。╝%＋c%）/2 （2）利福平抑制了大腸桿菌細胞內(nèi)RNA聚合酶的活性，無法合成RNA作為復(fù)制的引物　加入利福平之前，大腸桿菌細胞內(nèi)已經(jīng)合成的RNA仍能作為復(fù)制的引物 （3）DNA聚合酶只能將單個脫氧核苷酸連續(xù)結(jié)合到已有的核酸片段上　DNA連接酶 （4）會擴增出更多的非目標(biāo)DNA分子