第2章 遗传信息的复制与表达 B卷 能力提升单元测试2021-2022学年高一下学期生物北师大版必修2（含答案）

第2章 遗传信息的复制与表达 B卷 能力提升——2021-2022学年高一生物北师大版（2019）必修二单元测试AB卷
1.在氮源为14N或15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子分别为14N-DNA（相对分子质量为a）或15N-DNA（相对分子质量为b）。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，连续繁殖两代（Ⅰ和Ⅱ），用离心方法分离提取得到的大肠杆菌的DNA，结果如图所示。下列对此实验的叙述错误的是( )
A.Ⅰ代大肠杆菌DNA分子中一条链含14N，另一条链15N
B.Ⅱ代大肠杆菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/4
C.预计Ⅲ代大肠杆菌DNA分子的平均相对分子质量为（7a+b）/8
D.上述实验的结果能证明DNA的复制方式为半保留复制
2.生物学家为探究DNA复制方式，将15N标记的大肠杆菌放到只含14N的培养基中培养，通过CsCl密度梯度离心技术，分别将细胞分裂产生的第一代和第二代细胞中的14N-DNA及15N14N-DNA分离开来。该技术用紫外光源照射离心管，透过离心管在感光胶片上记录DNA带的位置就可以显示出离心管内不同密度的DNA带。下列有关DNA复制的说法，正确的是( )
A.根据第一代细胞只出现一条居中的DNA带，可以排除DNA的复制方式是全保留复制
B.因为15N具有放射性，所以感光胶片上可以记录DNA带的位置
C.DNA分子从一个起点复制，保证了复制能够准确进行
D.DNA分子的复制具有双向复制的特点，新合成的两条脱氧核苷酸链的延伸方向相反
3.DNA分子复制时，两条子链延伸的方式不完全相同，根据它们不同的性质，分别称为前导链和后随链，前导链是核苷酸持续地添加到子链上形成的，而在后随链的合成过程中，先形成一系列的片段，最后再连接起来形成后随链，过程如图所示，下列有关叙述错误的是( )
A.由图可知，DNA复制过程中，子链延伸的方向都是从母链3′→5′
B.DNA复制过程中后随链前后片段的连接需要DNA聚合酶
C.图示过程揭示了DNA复制的半保留复制和半不连续复制的特点
D.DNA复制过程中需要的酶均在细胞质基质中的核糖体上合成
4.如图所示DNA分子片段中一条链含15N，另一条链含14N。下列有关说法错误的是( )
A.DNA连接酶和DNA聚合酶都催化形成①处的化学键
B.解旋酶作用于③处，而②是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸
C.若该DNA分子中一条链上G+C=56%，则无法确定整个DNA分子中T的含量
D.把此DNA放在含15N的培养液中复制两代，子代中含15N的DNA占100%
5.下列关于DNA分子的结构与复制的叙述，正确的有( )
①一个含有m个腺嘌呤的DNA分子经n次复制需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸（2n-1）×m个
②在一个双链DNA分子中，G+C占碱基总数的M%，那么该DNA分子的每条链中G+C都占该单链碱基总数的M%
③细胞内全部DNA被32P标记后，在不含32P的环境中进行连续有丝分裂，第2次分裂产生的每个子细胞中染色体均有一半有32P标记
④DNA双链被32P标记后，在31P中培养基复制n次，子代DNA中有32P标记的占
A.0项 B.1项 C.2项 D.3项
6.尼伦伯格和马太破译了第一个遗传密码，他们利用除去了DNA和mRNA的细胞提取液、RNA多聚尿嘧啶核苷酸（UUUU……）和苯丙氨酸等物质，合成了多聚苯丙氨酸的肽链。反应体系中高浓度的Mg2+使肽链的合成不需要起始密码子，起始位点是随机的。下列分析错误的是( )
A.除去DNA和mRNA能避免其干扰翻译过程
B.起始密码子具有定位翻译起始位置的功能
C.在该反应体系中，编码苯丙氨酸的密码子是UUU
D.若含有AAACCC的多聚核糖核苷酸，则该序列只编码2种氨基酸
7.下列关于生物体内胰岛素基因表达过程的叙述，错误的是( )
A.转录和翻译分别在细胞核和细胞质中进行
B.与翻译相比，转录时特有的碱基配对方式是T—A
C.翻译过程需要DNA和多种RNA共同参与
D.胰岛素基因仅在胰岛B细胞中表达
8.研究发现，人类的常染色体中几乎每一对核苷酸都会发生转录现象。能稳定存在的转录产物中mRNA不超过2%，其余绝大部分为非编码RNA（ncRNA），目前关于ncRNA的分类，一种是依据其表达特点及功能将其划分为组成型ncRNA和调节型ncRNA；另一种是依据ncRNA分子大小划分为长链非编码RNA（lncRNA）和小分子非编码RNA（sncRNA）。在人体内，lncRNA在数量上占全部ncRNA转录的大部分。下列说法不合理的是( )
A.核DNA的转录产物既有mRNA也有ncRNA，可能还有别的产物
B.ncRNA可能是常染色体上DNA的无效应片段转录的产物
C.mRNA和ncRNA都有表达功能，但表达产物的结构和功能不同
D.常染色体中核酸的转录产物大部分是lncRNA，由此可见lncRNA是所有的RNA
9.研究发现，当细胞中缺乏氨基酸时，负载tRNA(携带氨基酸的tRNA)会转化为空载tRNA(没有携带氨基酸的tRNA)参与基因表达的调控。如图是缺乏氨基酸时，tRNA调控基因表达的相关过程。下列相关叙述错误的是( )
A.图中过程①表示转录，过程②表示翻译
B.终止密码子与a距离最近，d结合过的tRNA最多
C.细胞缺乏氨基酸时，空载tRNA既抑制转录也抑制翻译
D.细胞缺乏氨基酸时，该调控机制利于氨基酸的调配利用
10.miRNA是非编码RNA，与许多疾病的发生、发展密切相关。如图为miRNA的形成及其发挥作用抑制M蛋白（由M基因控制合成）的示意图。下列相关叙述合理的是( )
A.在miRNA基因与M基因的转录过程中，RNA聚合酶会催化形成磷酸二酯键
B.由于基因的选择性表达，部分细胞内出现miRNA控制合成的相关蛋白
C.M蛋白不能合成的原因是miRNA—蛋白质复合物影响了相关酶的活性
D.M基因转录形成的mRNA可以同时结合多个核糖体，在不受影响时，提高翻译效率
11.纯种黄色（HH）小鼠与纯种黑色（hh）小鼠杂交，子一代小鼠却表现出不同的毛色：介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。研究表明，H基因上有一段特殊的碱基序列，该序列有多个位点可发生甲基化修饰（如图所示）。当没有发生甲基化时，H可正常表达，小鼠为黄色。反之，H基因表达就受到抑制，且发生甲基化的位点越多，基因表达被抑制的效果越明显。结合上述信息，下列叙述错误的是( )
A.此实验表明基因型与表现型之间的关系，并不是简单的一一对应关系
B.甲基化修饰导致H基因的碱基对的排列顺序发生改变，产生了不同的等位基因
C.基因型是Hh的小鼠体毛的颜色随H基因发生甲基化的位点的增多而加深（黑）
D.纯种黄色体毛小鼠与纯种黑色小鼠杂交，正常情况下子一代小鼠的基因型都是Hh
12.DNA甲基化是指在转移酶的作用下，甲基基团转移到DNA某些碱基上，结果如下图，DNA甲基化会影响基因的表达，使生物的性状发生改变。下列相关叙述正确的是（　）
A.DNA甲基化导致生物性状发生改变的原因是DNA的碱基序列发生了改变
B.DNA甲基化可能导致DNA聚合酶不能结合到DNA双链上，引起转录异常
C.DNA甲基化转移酶催化甲基基团与碱基结合时表现出专一性
D.在DNA复制过程中，甲基化的碱基仍可与子链中互补碱基形成磷酸二酯键
13.如图是大肠杆菌细胞中DNA复制、转录和翻译过程的图解，下列分析错误的是( )
A.图中酶a代表DNA聚合酶，酶b代表RNA聚合酶
B.DNA和mRNA在细胞核中合成，多肽链在细胞质中合成
C.结构c与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点
D.图中最终形成的4条多肽链的氨基酸的排列顺序相同
14.核糖体RNA即rRNA，是三类RNA（tRNA、mRNA、rRNA）中相对分子质量最大的一类RNA，rRNA单独存在时不执行其功能，它可与多种蛋白质结合成核糖体，作为蛋白质生物合成的“装配机”。核糖体中催化肽键合成的是rRNA，蛋白质只是维持rRNA构象，起辅助作用。下列相关叙述错误的是( )
A.rRNA的合成需要以DNA的一条链为模板
B.合成肽链时，rRNA可降低氨基酸间脱水缩合所需要的活化能
C.在真核细胞中rRNA的合成与核仁有关
D.翻译时，rRNA上的碱基与tRNA上的碱基互补配对
15.下图表示真核细胞内基因表达过程中相关物质间的关系。下列叙述错误的是( )
A.物质 a 上含有决定氨基酸的密码子
B.组成物质 a、b、c、d 的基本单位共有 8 种
C.过程①的产物中有些具有生物催化作用
D.过程②的场所是核糖体，该过程中有水生成
16.如图为真核细胞中DNA分子复制图解，据图回答下列问题：
(1)该过程发生在 _____________、_____________期。
(2)图中示意的过程是DNA分子在_____________酶的作用下，把扭成螺旋的双链解开。
(3)图中2示意的是以母链为模板，按照______________原则进行子链合成，碱基通过_____________连接成碱基对。
(4)DNA复制的特点是：边解旋边复制、_____________。
(5)若该DNA分子共有a个碱基，其中腺嘌呤有m个，则该DNA分子复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为______个。
(6)如果将14N标记的细胞培养在含15N标记的脱氧核苷酸的培养液中，该细胞在培养液中分裂四次，该DNA分子也复制四次，则得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例为______。
17.研究表明，真核生物大多数mRNA存在甲基化现象，甲基化位点集中在mRNA的5’端，称5’帽子；3’端有一个含100～200个A的特殊结构，称为polyA尾。下图表示真核生物mRNA的polyA尾与5’端结合的环化模型。回答下列问题：
(1)图示过程所需的原料是___________，该过程的实质是__________ 。
(2)图中核糖体在mRNA上的移动方向是从mRNA的_____ 端开始，正常情况下，这些核糖体最终形成的肽链结构__________ (填“相同”或“不同”)·
(3)经测序发现真核生物基因的尾部没有T串序列，故判断mRNA中的polyA尾不是__________ 而来的，而是合成后在相应酶的作用下依次在其3'端添加__________ 形成的。
(4)图中提高翻译效率的机制主要有mRNA环化和__________ ，其中前者有利于终止密码靠近_______，利于完成翻译的核糖体再次翻译。
18.下图表示真核细胞内合成某种分泌蛋白过程中由DNA到蛋白质的信息流动过程，① ② ③ ④表示相关过程．请据图回答下列问题：
（1）①过程发生在______期，催化过程②的酶是______．
（2）已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC，某tRNA一端的三个碱基是UAC，该tRNA所携带的氨基酸是______．
（3）a、b为mRNA的两端，核糖体在mRNA上的移动方向是______．④过程进行的场所有______．
（4）一个mRNA上连接多个核糖体叫做多聚核糖体，多聚核糖体形成的意义是______．在原核细胞中分离的多聚核糖体常与DNA结合在一起，这说明______．
（5）如合成胰岛素，共含51个氨基酸，控制其合成的基因上至少含有脱氧核苷酸______个．
答案以及解析
1.答案：B
解析：Ⅰ代大肠杆菌DNA分子离心后都为中，说明Ⅰ代大肠杆菌DNA分子中一条链含14N，另一条链含15N，A正确。Ⅱ代大肠杆菌含15N的DNA分子有2个，占全部（4个）DNA分子的1/2，B错误。由于1个含有14N的DNA分子相对分子质量为a，则每条链的相对分子质量为a/2；1个含有15N的DNA分子的相对分子质量为b，则每条链的相对分子质量为b/2。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，连续繁殖三代，共得到8个DNA分子，这8个DNA分子共16条链，其中有2条链含14N，14条链含14N，因此总相对分子质量为b/2×2+a/2×14=b+7a，所以每个DNA分子的平均相对分子质量为（7a+b）/8，C正确。该实验的结果能证明DNA的复制方式为半保留复制，D正确。
2.答案：A
解析：本题考查DNA复制及相关实验。若DNA是全保留复制，第一代会有两条链都含15N标记的DNA和两条链都含14N标记的DNA，则会出现居下和居上的2条DNA带，因此根据第一代只出现一条居中的DNA带，可以排除DNA的复制方式是全保留复制，A正确；由题干信息可知，因为DNA能够强烈地吸收紫外线，用紫外光源照射离心管，可以透过离心管在感光胶片上记录DNA带的位置，如果是因为15N具有放射性，则仅含14N的DNA位置不会被记录，不符合实验设计的目的，B错误；DNA分子是多起点复制，保证了复制的快速完成，DNA分子的双螺旋结构和碱基互补配对原则保证了复制能够准确进行，C错误；DNA分子的复制具有双向复制的特点，新合成的两条脱氧核苷酸链的延伸方向均为5′端向3′端，方向相同，D错误。
3.答案：B
解析：由图可知，无论是前导链还是后随链，子链延伸的方向都是从母链3′→5′；由图可知，后随链是不连续的，而能将DNA片段连接的是DNA连接酶，DNA聚合酶不能连接DNA片段；由图可知，DNA复制时新产生的子代DNA一条链是新合成的，一条链是原来的，故是半保留复制，同时一条子链是连续的，一条子链是不连续的，故是半不连续复制；DNA复制需要的解旋酶、DNA聚合酶等都是蛋白质，且在细胞内起作用，故均在细胞质基质中的核糖体上合成。
4.答案：C
解析：本题考查DNA结构及复制的相关计算。DNA连接酶和DNA聚合酶催化形成①磷酸二酯键，A正确；题图为双链DNA分子，解旋酶作用于③氢键，②是构成DNA的基本单位，是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸，B正确；若该DNA分子中一条链上C+C=56%，依据碱基互补配对原则，另一条链上G+C=56%，整个DNA分子中G+C=56%，A+T=44%，A=T，则T占22%，C错误；把此DNA放在含15N的培养液中复制两代得到4个DNA分子，根据DNA的半保留复制的特点，其中有一个DNA分子的条链含有14N，另一条链含有15N，其他3个DNA分子只含15N，因此子代DNA分子均含15N。D正确。
5.答案：C
解析：本题考查DNA分子的结构与复制过程的相关计算。含有m个腺嘌呤的DNA分子经n次复制，其产生2n个DNA分子，其中有2个DNA分子中的一条链为母链，相当于新合成2n-1个DNA分子，每个需要m个腺嘌呤脱氧核苷酸，那么共需要（2n-1）×m个腺嘌呤脱氢核苷酸，①正确；在一个双链DNA分子中，G+C占碱基总数的M%，由于两条链中G+C的数目是相等的，那么该DNA分子的每条链中G+C占所在链碱基数的比例不变，②正确；细胞内全部DNA被32P标记后，在不含32P的环境中进行连续有丝分裂，第1次有丝分裂产生的子细胞中每条染色体上有一条DNA链有32P标记，在第2次有丝分裂后期，着丝点分开，此时细胞中有一半染色体有32P标记，形成的两条染色体随机移到两极，因此产生的每个子细胞中有32P标记的染色体数目不定，③错误；DNA双链被32P标记后，不管复制多少次，都只有2个DNA分子带有标记，所以复制n次，子代DNA中有标记的占，④错误。故选C。
6.答案：D
解析：本题通过模拟翻译的实验，考查获取信息的能力。除去DNA和mRNA能避免其干扰实验中的翻译过程，A正确；起始密码子的功能是定位翻译的起始位置，B正确；依题意，在该反应体系中，编码苯丙氨酸的密码子是UUU，C正确；高浓度的Mg2+使肽链的合成不需要起始密码子，起始位点是随机的，所以AAACCC序列形成的密码子可能是AAA、AAC、ACC、CCC，可编码4种氨基酸，D错误。
7.答案：C
解析：生物体内所有细胞都是受精卵通过有丝分裂形成，因此细胞核中的基因相同。即胰岛素基因在所有正常体细胞中都有，但是只在胰岛B细胞中表达，合成胰岛素。真核生物的转录主要在细胞核中进行，翻译在细胞质的核糖体中进行。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，不需要DNA参与。转录是以DNA的一条链为模板合成RNA（mRNA）的过程，翻译是mRNA与tRNA的碱基互补配对。转录中是A与U配对，T与A配对；翻译中是A与U配对，U与A配对。
8.答案：D
解析：本题主要考查遗传信息的转录和翻译。根据题干信息“能稳定存在的转录产物中mRNA不超过2%，其余绝大部分为非编码RNA（ncRNA）”可知，核DNA的转录产物中既有mRNA也有ncRNA，可能还有其他产物，A正确；ncRNA是非编码RNA，可能是由常染色体上DNA的无效应片段转录生成，B正确；mRNA和ncRNA都携带遗传信息。都具有表达功能，但表达产物的结构和功能不同，C正确；常染色体中核酸的转录产物大部分是lncRNA，故lncRNA并不是所有的RNA，D错误。
9.答案：B
解析：①为转录过程，②为翻译过程，A正确；根据肽链的长度可知，翻译的方向是从右向左，因此终止密码子与a距离最近，d结合过的tRNA最少，B错误；由图可知，细胞缺乏氨基酸时，空载tRNA既抑制转录也抑制翻译，C正确；细胞缺乏氨基酸时，该调控机制利于氨基酸的调配利用，D正确。
10.答案：A
解析：在miRNA基因与M基因的转录过程中，在RNA聚合酶作用下，核糖核苷酸之间发生脱水缩合形成磷酸二酯键，A正确。miRNA是非编码RNA，故细胞内不会出现miRNA控制合成的蛋白质，B错误。miRNA基因转录产生的miRNA经过初步加工，通过核孔进入细胞质，与蛋白质结合形成miRNA—蛋白质复合物，该复合物与M基因转录形成的miRNA结合从而阻碍翻译过程的进行，C错误。M基因转录形成的mRNA与多个核糖体的结合存在时间的先后，不是同时结合，在不受影响时，可提高翻译效率，D错误。
11.答案：B
解析：A项，此实验表明：基因型与表现型之间的关系并不是简单的一一对应关系，故A项正确；B项，由题可知，甲基化修饰没有导致H基因的碱基对的排列顺序发生改变，故B项错误；C项，由题可知，基因型是Hh的小鼠体毛的颜色随H基因发生甲基化的位点的增多表现型越弱，h基因越能表达而加深（黑），故C项正确；D项，纯种黄色体毛（HH）小鼠与纯种黑色（hh）小鼠杂交，正常情况下子一代小鼠的基因型都是Hh，故D项正确。综上所述，本题正确答案为B。
12.答案：C
解析：
13.答案：B
解析：A、由分析可知，图中酶代表DNA聚合，b代表RNA聚合酶，A正确；B.大肠杆菌细胞为原核细胞，无以核膜为界限的细胞核。B错误C.结构为核糖体，其与mRNA的结合部位会形成个RNA的结合位点，C正确D.因为翻译的模板mRNA相同，所以图中最终形成的4条多肽链的氨基酸的排列顺序相同，D正确。故选B。
14.答案：D
解析：rRNA是以DNA的一条链为模板转录形成的，A正确；rRNA能催化肽键的合成，可见其具有催化功能，即可降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能，B正确；真核细胞中，核仁与rRNA的合成及核糖体的形成有关，C正确；翻译时，mRNA的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，D错误。
15.答案：A
解析：A. 物质a为基因，而决定氨基酸的密码子位于mRNA上，A错误；
B. 物质abc为RNA，由四种核糖核苷酸组成，d为DNA，由四种脱氧核苷酸组成，因此共有8种核苷酸，B正确；
C. ①为转录过程，该过程中的产物是RNA，有些RNA具有生物催化作用，C正确；
D. ②为翻译过程，场所是核糖体，该过程中氨基酸脱水缩合会生成水，D正确。
16.答案：（1）有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间
（2）解旋
（3）碱基互补配对；氢键
（4）半保留复制
（5）15×(a/2-m)
（6）15 1：8
解析：(1)该过程表示真核细胞中的DNA复制，发生在有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的。
(2)图中1示意的过程是DNA分子的解旋，在细胞提供的能量的驱动下，DNA分子在解旋酶的作用下，把扭成螺旋的双链解开。
(3)图中2示意的是DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原测进行子链合成，碱基通过氢键连接成碱基对。
(4)DNA复制的特点是：边解旋边复制、半保留复制。
(5)由于DNA分子中A=T，G=C，因此A+C=T+G=50%，由题意知，A=m，因此DNA分子中C=a/2-m，DNA分子复制4次增加的DNA分子数是：24-1=15个，因此该DNA分子复制4次，需要游离的胞嘧啶为15×(a/2-m)个。
(6)由题意可知：1个两条链都含有14N的DNA分子，以15N标记的脱氧核苷酸为原料，经4次复制后，共产生24=16个子代DNA分子；依据DNA分子的半保留复制，在这16个DNA分子中，含14N的DNA分子数=2个，含15N的DNA分子数=16个，因此所得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子和含15N的DNA分子的比例为2：16=1：8。
17.答案：(1) 氨基酸 将mRNA的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列
(2) 5′ 相同
(3) 转录 腺嘌呤核糖核苷酸
(4)一个mRNA分子上结合多个核糖体(形成多聚核糖体) 起始密码
解析：
18.答案：（1）有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期 RNA聚合酶
（2）甲硫氨酸
（3）a→b 内质网和高尔基体
（4）短时间内能合成较多的肽链 原核细胞中的转录和翻译是同时同地点进行的
（5）306
解析：（1）①过程表示DNA复制，发生在有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期，②转录过程需要RNA聚合酶．
（2）已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC，某tRNA一端的三个碱基是UAC，则信使RNA的三个碱基是AUG，则tRNA所携带的是甲硫氨酸．
（3）a、b为mRNA的两端，核糖体在mRNA上的移动方向是a→b，判断依据是根据多肽链的长短，长的翻译在前．④蛋白质的加工过程，其进行的场所有内质网和高尔基体．
（4）一个mRNA上连接多个核糖体同时进行翻译，这样可以在短时间内合成较多的肽链．在原核细胞中分离的多聚核糖体常与DNA结合在一起，这说明原核细胞中的转录和翻译是同时同地点进行的．
（5）根据基因中的碱基数：mRNA中的碱基数：蛋白质中的氨基酸数=6：3：1．如合成胰岛素，共含51个氨基酸，控制其合成的基因上至少含有脱氧核苷酸为51×6=306个．
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