二轮专题复习整合训练·高中生物(7)遗传的分子基础（含解析）

二轮专题复习整合训练·高中生物(七)
遗传的分子基础
?全员必做题
1．[2021·湖南省长沙市高三月考]下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述，正确的是(　　)
A．格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果
B．艾弗里实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质
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．烟草花叶病毒感染烟草实验证明了DNA是主要的遗传物质
2．[2021·湖南省常德市高三市级联合体联考]反义RNA是指与mRNA或其他RNA互补的小分子RNA，当其与特定基因的mRNA互补结合时，可阻断该基因的mRNA的表达。研究发现抑癌基因的一个邻近基因能指导合成反义RNA，其作用机理如图。下列有关叙述错误的是(　　)
A．将该反义RNA导入正常细胞，可能导致正常细胞癌变
B．反义RNA不能与DNA互补结合，故不能用其制作DNA探针
C．能够抑制该反义RNA形成的药物有助于预防癌症的发生
D．该反义RNA能与抑癌基因转录的mRNA的碱基序列互补
3．[2021·广东省茂名市高三第二次综合测试]酵母菌和大肠杆菌是生物研究的模式微生物。我国完成了酿酒酵母体内部分染色体的人工合成。对此有关叙述错误的是(　　)
A．这些模式微生物的遗传密码都是通用的
B．人工合成染色体增加了酵母菌的遗传多样性
C．酿酒酵母和大肠杆菌的遗传信息在细胞核中转录
D．人工酵母与天然酵母细胞中的染色体不完全相同
4．[2021·山西省吕梁市孝义高三月考]科研人员为研究肿瘤细胞中蛋白S的功能做了如下实验：将DNA模板和RNA聚合酶混合一段时间后加入原料，其中鸟嘌呤核糖核苷酸用32P标记，培育一段时间后，加入肝素(可以与RNA聚合酶结合)，然后再加入蛋白S，结果如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.RNA聚合酶能识别DNA模板上的启动子并与之结合
B．肝素与RNA聚合酶结合后能破坏RNA聚合酶的空间结构并使之失去活性
C．对照组应加入不含蛋白S的缓冲液，当加入肝素后基本没有新的mRNA合成
D．曲线反映的是DNA转录过程，蛋白S能解除肝素对转录的抑制作用
5．[2021·云南省昆明市高三仿真模拟]四环素可与核糖体结合抑制蛋白质的合成，从而抑制细菌的生长繁殖，是临床上常用的抗菌素，但长期使用四环素会使细菌产生抗性导致药效减弱。下列说法中错误的是(　　)
A．四环素可降低细菌基因的表达量
B．四环素可能阻止tRNA与mRNA上特定位点的结合
C．药效减弱可能是四环素诱导细菌产生了抗药性基因
D．抗药性基因表达的产物可能将四环素转运出细菌
6．[经典高考]在其他条件具备的情况下，在试管中加入物质X和物质Z，可得到相应产物Y。下列叙述正确的是(　　)
A．若X是DNA，Y是RNA，则Z是逆转录酶
B．若X是DNA，Y是mRNA，则Z是脱氧核苷酸
C．若X是RNA，Y是DNA，则Z是限制性内切酶
D．若X是mRNA，Y是在核糖体上合成的大分子，则Z是氨基酸
7．[2021·湖南省常德市高三市级重点高中联考]2019年诺贝尔生理学或医学奖颁给了细胞对氧气的感应和适应机制的研究。机体缺氧时，低氧诱导因子(HIF)与促红细胞生成素(EPO)基因的低氧应答元件(非编码蛋白质序列)结合，使EPO基因表达加快，促进EPO的合成，过程如下图所示。回答下列问题：
(1)完成过程①需____________________等物质从细胞质进入细胞核，②过程中，除mRNA外，还需要的RNA有____________。
(2)HIF在________(填“转录”或“翻译”)水平调控EPO基因的表达，HIF和EPO的空间结构不同的根本原因是____________________________。
(3)由于癌细胞迅速增殖会造成肿瘤附近局部供氧不足，因此癌细胞常常会________(填“提高”或“降低”)HIF蛋白的表达，刺激机体产生红细胞，为肿瘤提供更多氧气和养分。
(4)上述图示过程反应了________________之间存在着复杂的相互作用，共同调控生物体的生命活动。
8．油菜的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸[PEP，结构简式为CH2=== C(OH)—CO—O—PO3H2]运输到种子后有两条转化途径，如图所示。科研人员根据这一机制培育出的高油油菜，产油率由原来的35%提高到了 58%。请回答下列问题：
(1)PEP转化为蛋白质的过程中必须增加的元素是________，酶a和酶b在结构上的区别可能是构成它们的氨基酸的种类、数目、排列顺序以及________________________________________________________不同。
(2)基因B的模板链转录时，需要在________________酶的催化作用下使游离的核糖核苷酸形成mRNA。物质C与基因B相比，特有的碱基对是________________________________________________________________________。
(3)图中信息显示基因控制生物性状的途径是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
?重点选做题
9．[2021·河南省部分学校高三联考]科研人员通过化学方法合成了两种新碱基X和Y，X与Y可相互配对，它们与现有的已知碱基不能配对。将一对含X、Y碱基的脱氧核苷酸对插入大肠杆菌的DNA中，并使大肠杆菌能从外界获得这两种新核苷酸，结果发现，大肠杆菌的DNA仍可正常复制，只是速度稍慢一点。下列相关叙述正确的是(　　)
A．在大肠杆菌DNA中增加新的核苷酸对，属于人为进行的基因重组
B．一条链上X或Y与相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接
C．在大肠杆菌DNA的复制过程中，解旋酶与DNA聚合酶作用位点相同
D．新核苷酸X、Y的出现，将会导致密码子、氨基酸的数量和种类均增加
10．[2021·内蒙古包头市高三调研考试]新型冠状病毒感染的肺炎疫情发生以来，全国人民同舟共济、众志成城，打赢了一场没有硝烟的疫情阻击战，经研究，该病毒是一种单股正链RNA病毒，其在宿主细胞内的增殖过程如图所示。下列说法中正确的是(　　)
A.由图示可知，＋RNA 和－RNA上都含有决定氨基酸的密码子
B．过程②消耗的嘧啶核苷酸数等于过程④消耗的嘌呤核苷酸数
C．可利用抗生素类药物抑制新型冠状病毒在宿主细胞内的增殖
D．新型冠状病毒和HIV的增殖过程都需要RNA复制酶的作用
11．[经典高考]下列关于真核生物遗传物质和性状的叙述，正确的是(　　)
A．细胞中染色体的数目始终等于DNA的数目
B．有丝分裂有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定
C．细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和
D．生物体中，一个基因决定一种性状，一种性状由一个基因决定
12．[2021·甘肃省平凉市高三模拟]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，将精氨酸的密码子由原来CGG改变为酵母偏爱的AGA，由此发生的变化不包括(　　)
A．植酸酶基因的遗传信息发生改变
B．酵母中植酸酶mRNA序列改变
C．配对的反密码子变为UCU
D．植酸酶氨基酸序列改变
13．[2017·海南卷，24]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(　　)
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
14．[2017·海南卷，25]下列关于生物体内基因表达的叙述，正确的是(　　)
A．每种氨基酸都至少有两种相应的密码子
B．HIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板
C．真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程
D．一个基因的两条DNA链可转录出两条相同的RNA
15．[经典高考]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(　　)
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……
16．[重庆卷]结合下图分析，下列叙述错误的是(　　)
A．生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中
B．核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质
C．遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础
D．编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链
17．[江苏卷改编]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(　　)
A．在一个mRNA分子上不能同时合成多条被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Ala
D．新合成的肽链中，原来Ala的位置会被替换为14C标记的Cys
18．[2021·陕西省西安市高三一模]阿尔兹海默症，简称AD，亦称老年痴呆症。AD病人的特异性标志物之一是脑组织中出现的淀粉样斑块沉积，它是由淀粉样蛋白前体蛋白被γ－分泌酶切割后产生的Aβ多肽逐渐聚集形成的，一直以来，抑制γ－分泌酶的切割活性，减少淀粉样斑块沉积都是一个重要的治疗AD的策略，下列有关说法错误的是(　　)
A．药物研发中，可以将通过调节γ－分泌酶活性来治疗疾病作为一种研究思路
B．人体可以在细胞内合成γ－分泌酶，但在细胞外无法合成
C．γ－分泌酶在合成的过程中可以不需要RNA聚合酶的参与
D．γ－分泌酶只能识别并切割淀粉样蛋白前体蛋白不能切割Aβ多肽
19．[2021·宁夏银川市高三统考]长链非编码 RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基，具有多种调控功能的一类RNA分子。下图表示细胞中 lncRNA 的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下列问题：
(1)细胞核内各种RNA的合成都以______________为原料，催化该反应的酶是____________。
(2)转录产生的RNA中，提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是________，此过程中还需要的RNA有________________。
(3)lncRNA前体加工成熟后，有的能穿过________(图示②)与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合，发挥相应的调控作用。
(4)研究发现，人体感染细菌时，造血干细胞核内产生的一种 lncRNA，通过与相应 DNA片段结合，调控造血干细胞的分化，增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。该调控过程的主要生理意义是______________________________。
二轮专题复习整合训练·高中生物(七)答案详解
遗传的分子基础
1．解析：格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果，A错误；艾弗里实验证明了S型细菌中的转化因子是DNA，证明了DNA是引起R型菌发生稳定遗传变异的物质，因此得出了DNA是遗传物质的结论，B错误；噬菌体属于病毒，没有细胞结构，不能独立在培养基上生存，因此赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是通过侵染被标记的大肠杆菌实现的，C错误；烟草花叶病毒感染烟草实验证明了RNA是遗传物质，再结合此前实验的结论得出DNA是主要的遗传物质，D正确。
答案：D
2．解析：将该反义RNA导入正常细胞，可导致抑癌基因不能正常表达生成相应蛋白质，不能阻止细胞不正常分裂，因此可能导致正常细胞癌变，A正确；反义RNA能与DNA中一条单链互补配对，因此也可以用其制作DNA探针，B错误；由A可知，反义RNA的形成能导致正常细胞癌变，故能够抑制该反义RNA形成的药物有助于预防癌症的发生，C正确；由图可知，该反义RNA能与抑癌基因转录的mRNA的碱基序列互补形成杂交双链RNA，D正确。
答案：B
3．解析：酵母菌属于真核生物，大肠杆菌属于原核生物，所有生物的遗传密码都是通用的，A正确；染色体的主要成分是蛋白质和DNA，人工合成染色体增加了酵母菌的遗传多样性，B正确；酿酒酵母的遗传信息主要在细胞核中转录，其次是线粒体中转录，大肠杆菌无细胞核，在拟核中转录，C错误；我国完成了酿酒酵母体内部分染色体的人工合成，所以人工酵母与天然酵母细胞中的染色体不完全相同，D正确。
答案：C
4．解析：RNA聚合酶能识别DNA模板上特定的位点即启动子，并与之结合，催化RNA的合成，A正确；图中加入肝素后，RNA合成受阻，据此可推测肝素与RNA聚合酶结合抑制了转录过程，而加入蛋白S后，转录过程继续进行，据此可推测肝素能改变RNA聚合酶的空间结构，但不会使之失去活性，B错误；由于肝素能与RNA聚合酶结合，使RNA聚合酶不能与启动子结合，所以加入肝素后mRNA的合成受到抑制，因而没有新的mRNA合成，C正确；根据两曲线的比较可知，加入蛋白S的实验组产物中放射性明显增多，说明蛋白S能解除肝素对转录的抑制作用，D正确。
答案：B
5．解析：四环素与核糖体结合抑制蛋白质的合成即抑制了基因表达，因此四环素可降低细菌基因的表达量，A正确；翻译时，tRNA的反密码子与mRNA上的密码子能发生碱基互补配对，四环素与核糖体结合抑制蛋白质的合成，因此四环素可能阻止tRNA与mRNA上特定位点的结合，B正确；药效减弱是因为在四环素的选择下，抗四环素的耐药菌适应性更强，而耐药性差的菌被淘汰，使菌群中耐药菌的比例增高而导致药效减弱，C错误；抗药性基因的表达产物可能是转运四环素的物质，使细菌细胞内的四环素减少从而减少对细菌的伤害，D正确。
答案：C
6．解析：若X是DNA，Y是RNA，则Z是RNA聚合酶，A错误；若X是DNA，Y是mRNA，则Z是核糖核苷酸，B错误；若X是RNA，Y是DNA，则Z是逆转录酶，C错误；若X是mRNA，Y是在核糖体上合成的大分子，即蛋白质(或多肽)，则Z是氨基酸，D正确。
答案：D
7．解析：(1)过程①是转录的过程，需RNA聚合酶、核糖核苷酸、ATP等物质从细胞质进入细胞核，②过程是翻译的过程，除mRNA外，还需要核糖体协助携带氨基酸的tRNA与mRNA结合，核糖体是由rRNA和相应的蛋白质组成的。(2)由题文“低氧诱导因子(HIF)与促红细胞生成素(EPO)基因的低氧应答元件(非编码蛋白质序列)结合”可知，HIF在转录水平调控EPO基因的表达，HIF和EPO的空间结构不同的根本原因是控制蛋白质合成的基因不同即碱基序列不同。(3)由于癌细胞迅速增殖会造成肿瘤附近局部供氧不足，HIF为低氧诱导分子，因此癌细胞常常会提高HIF蛋白的表达，刺激机体产生红细胞，为肿瘤提供更多氧气和养分。(4)上述图示过程反应了HIF基因和EPO基因、基因(HIF、EPO)与低氧环境相互作用，即基因与基因、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，共同调控生物体的生命活动。
答案：(1)ATP、核糖核苷酸、酶　tRNA、rRNA　(2)转录　控制蛋白质合成的基因碱基序列不同　(3)提高　(4)基因与基因、基因与环境
8．解析：(1)依据题干“PEP，结构简式为CH2=== C(OH)—CO—O—PO3H2”可知，PEP含有C、H、O、P四种元素，蛋白质的基本元素是C、H、O、N，因此PEP 转化为蛋白质的过程中必须增加的元素是N；蛋白质有区别的原因有三种：①氨基酸的种类、数目；②氨基酸的排列顺序；③肽链盘曲、折叠方式以及形成的空间结构千差万别。(2)游离的核糖核苷酸形成 mRNA的过程是转录，转录的酶是RNA 聚合酶；物质 C是双链RNA，含有的碱基是A、U、C、G，基因 B是DNA，含有的碱基是A、T、C、G，因此物质 C特有的碱基对是A－U或U－A。(3)基因控制生物性状方式有两种：①基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；②基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。图示中基因A、基因B分别控制酶a、酶b的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，因此图中信息显示基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。
答案：(1)N　肽链盘曲、折叠方式以及形成的空间结构　(2)RNA聚合　A－U或U－A　(3)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状
9．解析：大肠杆菌DNA中增加新的核苷酸对，属于基因突变，A错误；在DNA分子中，一条链上相邻碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”相连，构成基本骨架，故在一条链上，X、Y与相邻碱基也是通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连接的，B正确；DNA复制过程中，解旋酶打开氢键，使DNA形成单链，DNA聚合酶催化磷酸二酯键的形成，将单个的脱氧核苷酸合成子链，故解旋酶与DNA聚合酶作用位点不同，C错误；新核苷酸X、Y的出现，会导致密码子种类和数量增加，但是由于密码子具有简并性，氨基酸的种类不一定增加，D错误。
答案：B
10．解析：由过程①和③可知，＋RNA能指导蛋白质的合成，而－RNA不能，因此可判断＋RNA上有决定氨基酸的密码子，而－RNA上没有，A错误；过程②和④都要遵循碱基互补配对原则，因此过程②消耗的嘧啶核苷酸的数量与过程④消耗的嘌呤核苷酸的数量相等，B正确；抗生素类药物主要作用于细菌，不能抑制病毒的增殖，C错误；HIV是逆转录病毒，增殖过程需要逆转录酶的作用，不需要RNA复制酶的作用，D错误。
答案：B
11．解析：正常情况下，一条染色体含一个DNA，在细胞分裂时，由于DNA复制，存在一条染色体含两个DNA的情况，A错误；体细胞有丝分裂生成的子细胞含有一套与母细胞相同的染色体和DNA，保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定，B正确；基因是有遗传效应的DNA片断，有的DNA片段不是基因，故细胞中DNA分子的碱基对数大于所有基因的碱基对数之和，C错误；生物体中，一个基因可能决定多种性状，一种性状也可能由多个基因决定，D错误。
答案：B
12．解析：由题干可知，控制合成植酸酶的基因被改造过了，因此植酸酶基因的遗传信息发生改变，A正确；由于控制合成植酸酶的基因被改造过后，植酸酶基因的遗传信息发生改变，因此转录出来的mRNA序列也就发生了改变，B正确；植酸酶基因被改造后，转录出的控制精氨酸的密码子由CGG改变为AGA，因此配对的反密码子就由GCC变为UCU，C正确；由于密码子具有简并性，因此控制合成的植酸酶的氨基酸序列并未改变，D错误。
答案：D
13．解析：由于双链DNA分子中碱基A数目等于T数目，G数目等于C数目，故(A＋C)/(G＋T)为恒值1，A错误；A和T碱基对含2个氢键，C和G碱基对含3个氢键，故(A＋T)/(G＋C)中，(G＋C)数目越多，氢键数越多，双链DNA分子的稳定性越高，B错误；(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值相等，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C错误；经半保留复制得到的DNA分子是双链DNA，(A＋C)/(G＋T)＝1，D正确。
答案：D
14．解析：一种氨基酸对应一种或多种密码子，A错误；HIV的遗传物质为RNA，可以逆转录生成DNA，B正确；真核生物基因表达的过程包括转录生成RNA和翻译合成蛋白质，C错误；一个基因的两条DNA链可转录出两条互补的RNA，但转录是以基因一条链为模板的，D错误。
答案：B
15．解析：基因控制蛋白质的合成，蛋白质的合成场所是核糖体；由图示可见，单链向导RNA中含有双链区，双链区遵循碱基配对原则；逆转录酶催化合成的产物不是RNA而是DNA；若α链剪切位点附近序列为……TCCAGAATC……则目标DNA中另一条链的碱基序列是……AGGTCTTAG……故向导RNA中的识别序列是……UCCAGAAUC……。
答案：C
16．解析：生物的遗传物质是DNA或RNA，则遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中，A正确；由于密码子的简并性，核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质，B正确；表现型通过蛋白质表现，故遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础，C正确；编码蛋白质的基因含两条单链，碱基序列互补，遗传信息不同，D错误。
答案：D
17．解析：多聚核糖体是指一条mRNA上同时结合多个核糖体，可同时合成多条被14C标记的多肽链，A错误；反密码子与密码子按碱基互补原则进行配对，与tRNA携带的氨基酸无关，B错误；由于该tRNA携带的氨基酸由Cys替换成Ala，则新合成的肽链中，原来Cys的位置会被替换成Ala，C正确；该tRNA本应运输Cys，则Ala的位置不会替换为Cys，D错误。
答案：C
18．解析：据题意可知，抑制γ－分泌酶的切割活性，减少淀粉样斑块沉积都是一个重要的治疗AD的策略，作为治疗疾病的一种研究思路，A正确；γ－分泌酶化学本质是蛋白质，在人体细胞内合成，无法在细胞外合成，B正确；γ－分泌酶在合成的过程属于转录和翻译，转录过程需要RNA聚合酶的参与，C错误；酶具有专一性，γ－分泌酶只能识别并切割淀粉样蛋白前体蛋白不能切割Aβ多肽，D正确。
答案：C
19．解析：(1)细胞核中的RNA都是以DNA为模板转录形成的，该过程需要RNA聚合酶的催化，原料是四种核糖核苷酸。(2)转录可以形成mRNA、tRNA和rRNA，其中mRNA是翻译的模板，可以提供信息指导氨基酸分子合成多肽链；tRNA在翻译中作为运输氨基酸的工具；rRNA是核糖体的组成成分。(3)根据以上分析可知，lncRNA前体加工成熟后，有的可以通过核孔与细胞质中的蛋白质和RNA结合。(4)根据题意分析，人体感染细菌时，造血干细胞核内产生的一种lncRNA，通过与相应DNA片段结合后，血液中产生了单核细胞、中性粒细胞等多种吞噬细胞，说明其调控了造血干细胞的分化；吞噬细胞属于免疫细胞，因此该调控过程的主要生理意义是增强人体的免疫抵御能力。
答案：(1)四种核糖核苷酸　RNA聚合酶　(2)mRNA(信使RNA)　tRNA和rRNA(转运RNA和核糖体RNA)　(3)核孔　(4)增强人体的免疫抵御能力