高考生物 热点专题训练5 遗传的分子基础

高考专题训练(五)　遗传的分子基础1．(2022·安徽)甲、乙两图表示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是(　　)A．甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子B．甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行C．DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D．一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次解析　图示显示：甲过程为DNA分子的复制过程。在一个细胞周期中，DNA分子只复制一次，所以甲所示过程在每个起点只起始一次；乙过程为DNA分子转录形成RNA分子的过程，在一个细胞周期中，可进行大量的蛋白质的合成过程，所以DNA分子转录形成信使RNA的过程可起始多次。答案　D2．(2022·天津)土壤农杆菌能将自身Ti质粒的T－DNA整合到植物染色体DNA上，诱发植物形成肿瘤。T－DNA中含有植物生长素合成酶基因(S)和细胞分裂素合成酶基因(R)，它们的表达与否能影响相应植物激素的含量，进而调节肿瘤组织的生长与分化。10\n据图分析，下列叙述错误的是(　　)A．当细胞分裂素与生长素的比值升高时，诱发肿瘤生芽B．清除肿瘤组织中的土壤农杆菌后，肿瘤不再生长与分化C．图中肿瘤组织可在不含细胞分裂素与生长素的培养基中生长D．基因通过控制酶的合成控制代谢，进而控制肿瘤组织生长与分化解析　因土壤农杆菌的T－DNA已经整合到植物DNA分子上，所以在清除土壤农杆菌后，肿瘤仍会生长与分化；图示显示，当S基因不表达R基因表达(细胞分裂素与生长素比值升高)时，可诱发肿瘤生芽；图中肿瘤细胞中DNA分子上有细胞分裂素基因和生长素基因，所以这个肿瘤在没有细胞分裂素和生长素的培养基上也能生长；R、S基因分别控制细胞分裂素合成酶和生长素合成酶，从而控制细胞分裂素和生长素的合成，所以体现了基因通过控制酶的合成从而控制肿瘤的生长与分化。答案　B3．(2022·南京模拟)下图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程，有关叙述错误的是(　　)A．在人体不同种类的细胞中，转录出的mRNA种类和数量均不同B．RNA能以“RNA―→互补的单链RNA―→RNA”方式完成复制C．逆转录过程发生在某些病毒体内，需要逆转录酶的参与D．转录和翻译过程既能发生在真核细胞中，也能发生在原核细胞中解析　本题以中心法则为命题点，考查转录和翻译、RNA的复制、逆转录过程等内容，渗透了对考生基础知识理解能力的考查。在人体不同种类的细胞中，由于基因的选择性表达，使转录出的mRNA种类、数量均不相同；逆转录是在逆转录酶的参与下，以RNA为模板，需要宿主细胞提供与DNA合成有关的ATP、原料等条件，故发生在宿主细胞内；原核细胞和真核细胞中有核糖体，故均能发生转录和翻译过程。答案　C4．(2022·天津)根据下表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是(　　)10\nA.TGU　　　　　　　　　B．UGAC．ACUD．UCU解析　本题借助氨基酸密码子的推断考查转录和翻译过程中的碱基互补配对关系，意在考查考生的逻辑推理能力。密码子为mRNA上决定氨基酸的三个相邻碱基，因此根据转录和翻译过程中的碱基配对关系，由DNA信息链上的碱基T、G可推知mRNA上相应位置上的碱基分别是A、C，由tRNA上反密码子最后一个碱基A可推知mRNA上相应位置上的碱基为U；因此苏氨酸的密码子为ACU。答案　C5．(2022·海南琼海一模)下列关于下图的说法，错误的是(　　)A．图中所示正在进行的过程是转录，进行该过程的主要部位是细胞核B．从化学结构上看，图中的2和5相同C．若已知a链上形成e链的功能段中碱基比例为：A:T:G:C＝1:2:3:4，则形成e链的碱基比是U:A:C:G＝1:2:3:4D．通过该过程，遗传信息由a传递到了e上，再由e传递到蛋白质上解析　图中2和5分别是碱基U、T，所以化学结构不一样。答案　B6．(2022·重庆)针对耐药菌日益增多的情况，利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究备受关注。下列有关噬菌体的叙述，正确的是(　　)10\nA．利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质B．以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸C．外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成，使该细菌死亡D．能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解解析　噬菌体是专一寄生在细菌细胞中的一类病毒。在侵染过程中，噬菌体自身的核酸注入宿主细胞中，蛋白质外壳留在宿主细胞外。核酸进入宿主细胞后，噬菌体以自身的核酸为模板合成子代噬菌体的核酸，B项错误。由于噬菌体在细菌内大量增殖造成细菌的裂解死亡，C项错误。噬菌体的增殖方式为复制增殖，而二分裂是原核生物的增殖方式，D项错误。以自身核酸为模板，以宿主菌的氨基酸为原料合成子代噬菌体的蛋白质，A项正确。答案　A7．(2022·银川一模)科学家在细胞中发现了一种新的线粒体因子——MTERF3，这一因子主要抑制线粒体DNA的表达，从而减少细胞能量的产生，此项成果将可能有助于糖尿病、心脏病和帕金森氏症等多种疾病的治疗。根据相关知识和以上资料，判断下列叙述错误的是(　　)A．线粒体DNA也含有可以转录、翻译的功能基因B．线粒体基因的遗传不符合孟德尔遗传定律C．线粒体因子MTERF3直接抑制细胞呼吸中酶的活性D．糖尿病、心脏病和帕金森氏症等疾病可能与线粒体功能受损相关解析　线粒体是一种半自主细胞器，含有DNA，能够完成转录、翻译等过程；进行减数分裂时线粒体基因是随机分配的，不遵循孟德尔遗传定律；线粒体因子MTERF3主要抑制线粒体DNA的表达，而不是直接抑制呼吸酶的活性；线粒体因子MTERF3可能有助于糖尿病、心脏病和帕金森氏症等多种疾病的治疗，说明这些疾病与线粒体的功能有关。答案　C8．(2022·北京东城区模拟)下图为人体内基因对性状的控制过程，分析可知(　　)A．基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中B．图中①过程需RNA聚合酶的催化，②过程需tRNA的协助10\nC．④⑤过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同D．过程①②③表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状解析　同一个体的体细胞内所含基因都相同，因为都是由受精卵有丝分裂产生的；④⑤过程的结果存在差异的根本原因是发生了基因突变，直接原因是血红蛋白合成异常；过程①②③表明基因通过控制酶的合成控制生物的代谢，进而来控制生物体的性状。答案　B9．(2022·山东)假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是(　　)A．该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸B．噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等C．含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为149D．该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变解析　DNA分子中含有的鸟嘌呤脱氧核苷酸(G)的数量是(5000×2－5000×2×20%×2)÷2＝3000，复制过程至少需要鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量为：3000×(100－1)＝2.97×105，A项错误；噬菌体增殖过程中的模板来自噬菌体本身，B项错误；经过多次复制后，含32P的子代噬菌体为2个，所以含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为2(100－2)＝149，C项正确；DNA突变后由于密码子的简并性等原因，其控制合成的蛋白质分子结构不一定发生变化，性状也不一定发生变化，D项错误。答案　C10．用15N标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基中连续繁殖四代，a、b、c为三种DNA分子：a只含15N，b同时含14N和15N，c只含14N，下列图中，这三种DNA分子的比例正确的是(　　)A．　　　　B．　　　　C．　　　　D．　解析　本题考查DNA分子的半保留复制和图表信息转换能力。亲代DNA分子的两条链都是含15N的，让其复制4代共产生16个DNA分子，其中两条链都含15N的DNA分子为0个，一条链含15N的DNA分子有2个，两条链都含有14N的DNA分子有14个，所以a:b:c＝0:2:14。答案　D10\n11．(2022·广州模拟)某双链DNA分子中含有200个碱基，一条链上A:T:G:C＝1:2:3:4，则该DNA分子(　　)A．含有4个游离的磷酸基B．连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸210个C．四种含氮碱基A:T:G:C＝3:3:7:7D．碱基排列方式共有4100种解析　A错误：一个双链DNA分子中含有2个游离的磷酸基。由一条链上A:T:G:C＝1:2:3:4，可计算得到该条链上100个碱基中含A、T、G、C依次是10、20、30、40，另一条链上含A、T、G、C则依次是20、10、40、30。B错误：该DNA中含腺嘌呤脱氧核苷酸数为10＋20＝30个，连续复制2次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数为(22－1)×30＝90个。C正确：四种含氮碱基的比例是A:T:G:C＝(10＋20):(20＋10):(30＋40):(40＋30)＝30:30:70:70＝3:3:7:7。D错误：在含200个碱基的DNA分子中，不考虑每种碱基比例关系的情况下，碱基排列方式共有4100种。但因碱基数量比例已确定，故碱基排列方式肯定少于4100种。答案　C12．(2022·安徽)图示细胞内某些重要物质的合成过程。该过程发生在(　　)A．真核细胞内，一个mRNA分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链B．原核细胞内，转录促使mRNA在核糖上移动以便合成肽链C．原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译D．真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译解析　据图可知，转录和翻译过程同时进行，由此判断该过程发生在原核细胞内，C项正确。真核细胞内转录完成后，初始转录的mRNA经加工修饰后通过核孔进入细胞质，与核糖体结合完成翻译过程，转录和翻译不能同时进行，A、D两项错误。转录是核糖体沿mRNA移动合成肽链的过程，B项错误。答案　C13．(2022·江苏)下列物质合成时，需要模板的是(　　)10\nA．磷脂和蛋白质B．DNA和酶C．性激素和胰岛素D．神经递质和受体解析　蛋白质合成时需要以mRNA为模板，DNA合成时需要以DNA的两条链分别作为模板，酶(蛋白质或RNA)合成时需要以mRNA或DNA的一条链作为模板，脂质和神经递质的合成不需要模板，故B项正确。答案　B14．(2022·苏北四市联考)下图表示真核细胞中遗传信息的传递过程，请据图回答下列问题。(1)科学家克里克提出的中心法则包括图中________所示的遗传信息的传递过程。A过程发生在________的间期，B过程需要的原料是__________________，图中需要解旋酶的过程有________。(2)基因突变一般发生在________过程中，它可以为生物进化提供________。(3)D过程表示tRNA运输氨基酸参与翻译，已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC，某tRNA上的反密码子是AUG，则该tRNA所携带的氨基酸是________。(4)图中a、b为mRNA的两端，核糖体在mRNA上的移动方向是________。图中的不同核糖体最终形成的肽链________(填“相同”或“不同”)。解析　克里克提出的中心法则包括DNA的复制、转录和翻译即图中A、B、C，DNA的复制发生在有丝分裂和减数分裂间期，在该过程中容易发生基因突变，它可以为生物进化提供原始原料；转录原料是游离的4种核糖核苷酸，解旋发生在DNA复制和转录过程中；tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补，所以当tRNA上的反密码子是AUG时，它所对应的氨基酸密码子是UAC，即氨基酸为酪氨酸；由图可知核糖体在mRNA上的移动方向是由a到b，由于模板相同所以图中的不同核糖体最终形成的肽链是相同的。10\n答案　(1)A、B、C　有丝分裂和减数分裂　游离的4种核糖核苷酸　A、B(2)A　原始材料(3)酪氨酸(4)由a到b　相同15．(2022·重庆)拟南芥是遗传学研究的模式植物，其突变体可用于验证相关基因的功能。野生型拟南芥的种皮为深褐色(TT)，某突变体的种皮为黄色(tt)，下图是利用该突变体验证油菜种皮颜色基因(Tn)功能的流程示意图。(1)与拟南芥t基因的mRNA相比，若油菜Tn基因的mRNA中UGA变为AGA，某末端序列成为“－AGCGCGACCAGACUCUAA”，则Tn比t多编码________个氨基酸(起始密码子位置相同，UGA、UAA为终止密码子)。(2)图中①应为________。若②不能在含抗生素Kan的培养基上生长，则原因是________。若③的种皮颜色为________，则说明油菜Tn基因与拟南芥T基因的功能相同。(3)假设该油菜Tn基因连接到拟南芥染色体并替换其中一个t基因，则③中进行减数分裂的细胞在联会时的基因型为________；同时③的叶片卷曲(叶片正常对叶片卷曲为显性，且与种皮性状独立遗传)，用它与种皮深褐色、叶片正常的双杂合体拟南芥杂交，其后代中所占比例最小的个体表现型为________；取③的茎尖培养成16棵植株，其性状通常________(填“不变”或“改变”)。(4)所得的转基因拟南芥与野生型拟南芥________(填“是”或“不是”)同一个物种。解析　(1)若油菜Tn基因的mRNA中的UGA变为AGA，其末端序列的终止密码子也由UGA顺延至UAA，从而多编码2个由AGA、CUC密码子决定的氨基酸。(2)解读题图可知，将油菜Tn基因(目的基因)与含有抗生素Kan抗性基因的质粒连接，形成重组质粒(重组DNA分子)①，将①导入农杆菌，再利用含有重组质粒的农杆菌感染拟南芥突变体，形成转基因拟南芥。其中含有重组质粒的农杆菌应能在含抗生素Kan的培养基上生长，如果不能生长，则应是重组质粒未导入农杆菌中，拟南芥突变体的种皮为黄色(tt)，当油菜Tn基因转入拟南芥突变体中，若③转基因拟南芥种皮的颜色为深褐色，则说明油菜Tn基因与拟南芥T基因的功能相同。(3)以一个油菜基因Tn替代拟南芥一个基因t，转基因拟南芥基因型为Tnt，Tn10\nt细胞进行减数分裂联会时，DNA已复制，基因型应为TnTntt。假设叶片正常与卷曲用A、a表示，叶片卷曲的转基因拟南芥的基因型为aaTnt，种皮深褐色、叶片正常的双杂合体拟南芥的基因型为AaTt，二者杂交，其中，aa×Aa→aa(卷曲):Aa(正常)＝1:1，Tnt×Tt→TnT(深褐色):Tnt(深褐色):Tt(深褐色):tt(黄色)＝1:1:1:1，故其后代中所占比例最小的个体表现型为黄色正常、黄色卷曲。茎尖细胞培养成植株，属无性繁殖，其性状通常不发生改变。(4)转基因拟南芥只转入了个别基因，其与野生型拟南芥不存在生殖隔离，因而是同一个物种。答案　(1)2(2)重组质粒(重组DNA分子)　重组质粒未导入　深褐色(3)TnTntt　黄色正常、黄色卷曲　不变(4)是16．(2022·山东烟台一模)油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径，如图甲所示，浙江农科院陈锦清教授根据这一机制培育出高产油油菜，产油率由原来的35%提高到58%。其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成，图乙是基因A或B表达的部分过程。请回答下列问题。(1)酶a与酶b结构上的区别是________。(2)图乙所示遗传信息的传递过程称为________；图中结构⑤的名称是________；氨基酸②的密码子是________；图中④形成后到达此场所是否穿过磷脂分子___________________________________(3)在基因B中，α链是转录链，陈教授及助手诱导β链也能转录，从而形成双链mRNA，提高了油脂产量，其原因是________________________________________________。解析　酶的本质是蛋白质，所以酶a与酶b结构上的区别是构成它们的氨基酸的种类、数目和排列顺序不同，其空间结构也不同。图乙所示遗传信息的传递过程称为翻译，图乙中①②③④⑤分别表示核糖体、氨基酸、肽链、mRNA、tRNA，mRNA属于大分子，mRNA在细胞核中形成后通过核孔进入细胞质。形成双链mRNA后，mRNA不能与核糖体结合，从而不能合成酶b；而细胞能正常合成酶a，故生成的油脂比例高。答案　(1)构成它们的氨基酸的种类、数目和排列顺序不同，其空间结构不同10\n(2)翻译　tRNA　UCU　否(3)形成双链后，mRNA不能与核糖体结合，从而不能合成酶b；而细胞能正常合成酶a，故生成的油脂比例高10