【精品解析】高考生物五年真题汇编11——遗传的分子基础(1)

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名称 【精品解析】高考生物五年真题汇编11——遗传的分子基础(1)
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科目 生物学
更新时间 2022-06-21 21:29:17

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高考生物五年真题汇编11——遗传的分子基础(1)
一、单选题
1.(2022·浙江)“中心法则”反映了遗传信息的传递方向,其中某过程的示意图如下。
下列叙述正确的是(  )
A.催化该过程的酶为RNA聚合酶
B.a链上任意3个碱基组成一个密码子
C.b链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连
D.该过程中遗传信息从DNA向RNA传递
【答案】C
【知识点】中心法则及其发展
【解析】【解答】A、由图可知,该过程以RNA为模板合成DNA,是逆转录过程,需要逆转录酶的催化,A错误;
B、RNA上3个相邻的碱基决定一个氨基酸,称为一个密码子,B错误;
C、DNA分子中相邻的脱氧核苷酸通过磷酸二之间相连,C正确;
D、该过程中遗传信息从RNA向DNA传递,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、中心法则:(1)遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;(2)遗传信息可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。
2、DNA复制是以亲代DNA分子为模板,合成子代DNA的过程。
3、转录是在细胞核中以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。
4、翻译指游离在细胞质内的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
5、逆转录是在逆转录酶的作用下,以RNA为模板合成DNA的过程。
2.(2022·浙江)下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是(  )
A.需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌
B.搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来
C.离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌
D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
【答案】C
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、噬菌体侵染实验需用噬菌体分侵染别被35S或32P标记的大肠杆菌,A错误;
B、搅拌是为了使附着在大肠杆菌上的噬菌体外壳分离下来,B错误;
C、离心的目的是为了使大肠杆菌沉淀,C正确;
D、该实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA,D错误。
故答案为:C。
【分析】 1、噬菌体是一种病毒,病毒是比较特殊的一种生物,它只能寄生在活细胞中,利用宿主细胞的原料进行遗传物质的复制和蛋白质外壳的合成。
2、噬菌体侵染病毒实验:
(1)原理:要获得被35S或32P标记噬菌体,首先要获得35S或32P标记的大肠杆菌,即在含35S或32P的培养基上分别培养获得被35S或32P标记的大肠杆菌,然后在被35S或32P标记的大肠杆菌中培养获得被35S或32P标记的噬菌体。噬菌体侵染细菌的过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放。
(2)T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌(使吸附在大肠杆菌上的噬菌体外壳与细菌分离),然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
3、注意:
(1)保温时间不能过长,过长大肠杆菌细胞会裂解;保温时间不能过段,过短噬菌体侵染不充分;
(2)35S的噬菌体,放射性出现在上清液中,若沉淀物中出现沉淀可能是搅拌不充分,沉淀物中有少量蛋白质外壳;32P的噬菌体放射性出现在沉淀物中,若上清液中出现放射性,可能保温时间过长是大肠杆菌裂解,也可能是保温时间过短噬菌体侵染不充分。
3.(2022·浙江)某同学欲制作DNA双螺旋结构模型,已准备了足够的相关材料。下列叙述正确的是(  )
A.在制作脱氧核苷酸时,需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基
B.制作模型时,鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连
C.制成的模型中,腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌吟和胸腺嘧啶之和
D.制成的模型中,磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧
【答案】C
【知识点】DNA分子的结构
【解析】【解答】A、在制作脱氧核苷酸时,在DNA分子内部的磷酸上连接脱氧核糖和碱基,一端的磷酸只连接脱氧核糖,A错误;
B、制作模型时,鸟嘌呤与胞嘧啶之间用3个氢键连接物相连,B错误;
C、DNA分子双链遵循碱基互补配对原则,A与T配对,C与G配对,即在DNA分子中T=A,G=C,则T+G=A+C,腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌吟和胸腺嘧啶之和,C正确;
D、DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,D错误。
故答案为:C。
【分析】DNA的双螺旋结构:
(1)DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的;
(2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基在内侧;
(3)两条链上的碱基通过氢键连接起来,形成碱基对且遵循碱基互补配对原则即A-T,G-C,C-G,T-A。
4.(2022·广东)下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述,错误的是()
A.孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律
B.摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上
C.赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质
D.沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式
【答案】D
【知识点】人类对遗传物质的探究历程;噬菌体侵染细菌实验;DNA分子的结构;基因在染色体上的实验证据;孟德尔遗传实验-分离定律
【解析】【解答】A、孟德尔应用统计学方法对实验结果进行分析发现了遗传规律,A正确;
B、摩尔根根据果蝇眼色遗传与性别的相关联证明了基因在染色体上,B正确;
C、赫尔希和蔡斯通过用放射性同位素32P和放射性同位素35S标记T2噬菌体DNA和蛋白质的实验证明了DNA是遗传物质,C正确;
D、沃森和克里克根据各方面对DNA研究的信息和他们的研究分析,通过构建了DNA分子双螺旋结构模型得出碱基配对方式,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说演绎法,其基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论。①提出问题(在纯合亲本杂交和F1自交两组豌豆遗传实验基础上提出问题);②做出假设(生物的性状是由细胞中的遗传因子决定的;体细胞中的遗传因子成对存在;配子中的遗传因子成单存在;受精时雌雄配子随机结合);③演绎推理(如果这个假说是正确的,这样F1会产生两种数量相等的配子,这样测交后代应该会产生两种数量相等的类型);④实验验证(测交实验验证,结果确实产生了两种数量相等的类型);⑤得出结论(就是分离定律)。
2、萨顿用类比推理法于1903年研究蝗虫的减数分裂,提出假说“基因在染色体上";摩尔根利用假说-演绎法地1910年进行果蝇杂交实验,证明基因位于染色体上。
3、T2噬菌体侵染细菌的实验:
(1)研究者:1952年,赫尔希和蔡斯。
(2)实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌等。
(3)实验方法:放射性同位素标记法。
(4)实验思路:S是蛋白质的特有元素,DNA分子中含有P,蛋白质中几乎不含有,用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质,直接单独去观察它们的作用。
(5)实验过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放。
(6)实验结论:DNA是遗传物质。
4、20世纪50年代初,英国科学家威尔金斯等用X射线衍射技术对DNA结构潜心研究了3年,意识到DNA是一种螺旋结构,女物理学家弗兰克林在1951年底拍摄到一张十分清晰的DNA的X射线照片,当威尔金斯出示了弗兰克林在一年前拍下的DNA的X射线衍射照片后,沃森看出DNA的内部是一种螺旋形结构,沃森和克里克继续循着这个恩路深入探讨,根据各方面对DNA研究的信息和他们的研究分析,沃森和克里克得出一个共识:DNA是一种双链螺旋结构,并构建了DNA分子双螺旋结构模型。
5.(2022·广东)λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化(如图),该线性分子两端能够相连的主要原因是()
A.单链序列脱氧核苷酸数量相等 B.分子骨架同为脱氧核糖与磷酸
C.单链序列的碱基能够互补配对 D.自连环化后两条单链方向相同
【答案】C
【知识点】DNA分子的结构
【解析】【解答】线性DNA分子两端各有一段单链序列,且在侵入大肠杆菌后会自连环化,由于DNA双链的碱基是按照碱基互补配对的原则相连的,则两端单链序列可以通过碱基互补配对原则相互配对成功,C正确,A、B、D错误。
故答案为:C。
【分析】DNA的双螺旋结构:
(1)DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的;
(2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基在内侧;
(3)两条链上的碱基通过氢键连接起来,形成碱基对且遵循碱基互补配对原则即A-T,G-C,C-G,T-A。
6.(2022·浙江选考)S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.步骤①中,酶处理时间不宜过长,以免底物完全水解
B.步骤②中,甲或乙的加入量不影响实验结果
C.步骤④中,固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化
D.步骤⑤中,通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果
【答案】D
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】A、步骤①中,酶处理时间要充足将底物完全水解,A错误;
B、步骤②中,甲或乙的加入量属于无关变量,加入量应遵循等量原则,B错误;
C、步骤④中,液体培养基比固体培养基更有利于细菌转化,C错误;
D、步骤⑤中,通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果,D正确。
故答案为:D。
【分析】艾弗里证明DNA是遗传物质的实验(肺炎链球菌体外转化实验):
(1)研究者:1944年,美国科学家艾弗里等人。
(2)实验材料:S型和R型肺炎链球菌、细菌培养基等。
(3)实验设计思路:把DNA与其他物质分开,单独直接研究各自的遗传功能。
(4)实验过程:①将S型细菌的DNA与R型活细菌混合培养,其后代有R型细菌和S型细菌;②将S型细菌的多糖和蛋白质与R型活细菌混合培养,其后代都为R型细菌,没有发生转化现象;③DNA酶和S型活菌中提取的DNA与R型菌混合培养,培养一段时间以后,只有R型菌。
7.(2021·福建)下列关于遗传信息的叙述,错误的是(  )
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RNA
C.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
【答案】A
【知识点】中心法则及其发展;DNA分子的复制;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、亲代遗传信息的改变发生在生殖细胞的能遗传给子代,遗传信息的改变发生在体细胞的不能遗传给子代,A错误;
B、DNA中的遗传信息可以是由DNA复制来自DNA,也可以是由逆转录来自RNA,B正确;
C、遗传信息的传递包括DNA复制、转录和翻译过程,DNA复制、转录和翻译过程都遵循碱基互补配对原则,故遗传信息的传递遵循碱基互补配对原则,C正确;
D、每个特定的DNA分子中具有特定的碱基排列顺序,特定的排列顺序代表着遗传信息,这形成了个体遗传信息的特异性,根据该特性可以运用DNA分子指纹技术进行个体鉴定,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、中心法则:(1)遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;(2)遗传信息可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。
2、DNA分子的复制:
(1)场所:主要在细胞核,此外在线粒体和叶绿体中也能进行.
(2)时期:有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。
(3)特点:边解旋边复制;复制方式为半保留复制(4)条件:模板:亲代DNA分子的两条链;原料:游离的4种脱氧核苷酸;能量:ATP;酶:解旋酶、DNA聚合酶 。
(4)原则:碱基互补配对原则。A-T,G-C,C-G,T-A。
(5)准确复制的原因:DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板;通过碱基互补配对原则保证了复制准确地进行。1个DNA分子经过n次复制形成的DNA分子为2n个,含母链的DNA分子2个。
3、转录:以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,通过RNA聚合酶合成mRNA的过程。
(1)场所:细胞核(主要)、线粒体、叶绿体。
(2)模板:DNA分子一条链。
(3)原料:四种游离的核糖核苷酸。
(4)酶:RNA聚合酶。
(5)能量
(6)原则:碱基互补配对原则。A-U,G-C,C-G,T-A。
4、翻译:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(1)场所:细胞质中的核糖体。
(2)模板:mRNA。
(3)原料:21种游离的氨基酸。
(4)酶。
(5)能量.
(6)工具:tRNA。
(7)原则:碱基互补配对原则。A-U,G-C,C-G,U-A。
8.(2021·辽宁)下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述,正确的是(  )
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
【答案】A
【知识点】DNA分子的复制
【解析】【解答】A、DNA分子复制的方向为从5′端到3′端,子链延伸时游离的脱氧核苷酸会添加到3′端,A正确;
B、DNA复制时子链的合成需要引物,B错误;
C、DNA分子每条链的5′端是游离的磷酸,C错误;
D、解旋酶的作用是打开DNA双链,DNA聚合酶的作用是连接游离的脱氧核苷酸形成磷酸二酯键,D错误。
故答案为:A。
【分析】DNA分子的复制:
(1)场所:主要在细胞核,此外在线粒体和叶绿体中也能进行.
(2)时期:有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。
(3)特点:边解旋边复制;复制方式为半保留复制(4)条件:模板:亲代DNA分子的两条链;原料:游离的4种脱氧核苷酸;能量:ATP;酶:解旋酶、DNA聚合酶 。
(4)原则:碱基互补配对原则。A-T,G-C,C-G,T-A。
(5)准确复制的原因:DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板;通过碱基互补配对原则保证了复制准确地进行。
(6)1个DNA分子经过n次复制形成的DNA分子为2n个,含母链的DNA分子2个。
9.(2021·山东)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(  )
A.N 的每一个细胞中都含有 T-DNA
B.N 自交,子一代中含 T-DNA 的植株占 3/4
C.M 经 n(n≥1)次有丝分裂后,脱氨基位点为 A-U 的细胞占 1/2n
D.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
【答案】D
【知识点】DNA分子的复制
【解析】【解答】A、由题意可知,N是由M细胞形成的,在细胞增殖和分化过程中染色体不丢失,则N的每一个细胞中都含有T-DNA,A正确;
B、N是由M细胞形成的,N植株的一条染色体中含有T-DNA,如果自交,则子-代中相关的基因型有3/4的植株含T-DNA,B正确;
C、脱氨基在细胞中只发生一次,M中只有1个DNA分子上的单链上的一个C脱去氨基变为U,M复制n次后产生2n个细胞,脱氨基位点为A-U的细胞的只有1个比例为1/2n,C正确;
D、M经过3次有丝分裂,形成8个子细胞,而M细胞DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U,即G和U配对,8个细胞中有4个脱氨基位点为C-G,3个细胞脱氨基位点为A-T,1个细胞脱氯基位点为U-A,故含T-DNA且脱氨基位点为A-T的细胞占3/8,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、DNA分子的复制:
(1)场所:主要在细胞核,此外在线粒体和叶绿体中也能进行.
(2)时期:有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。
(3)特点:边解旋边复制;复制方式为半保留复制(4)条件:模板:亲代DNA分子的两条链;原料:游离的4种脱氧核苷酸;能量:ATP;酶:解旋酶、DNA聚合酶 。
(4)原则:碱基互补配对原则。A-T,G-C,C-G,T-A。
(5)准确复制的原因:DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板;通过碱基互补配对原则保证了复制准确地进行。
(6)1个DNA分子经过n次复制形成的DNA分子为2n个,含母链的DNA分子2个。
2、分析可知,M细胞含有T-DNA,细胞的脱氨基位点由C-G对变为U-G对,DNA的复制方式是半保留复制,碱基互补配对原则,A-T,G-C,C-G,T-A。
10.(2021·北京)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(  )
A.DNA复制后A约占32% B.DNA中C约占18%
C.DNA中(A+G)/(T+C)=1 D.RNA中U约占32%
【答案】D
【知识点】碱基互补配对原则;DNA分子的复制
【解析】【解答】A、DNA分子复制时遵循碱基配对原则,A-T、G-C,故DNA复制后的A约占32%,A正确;
B、酵母菌的DNA中A约占32%,A=T=32%,G=C=(1-2×32%)/2=18%,B正确;
C、DNA分子遵循碱基互补配对原则,A=T、G=C,即(A+G)/(T+C)=1,C正确;
D、RNA为单链结构,一般不遵循碱基互补配对原则,RNA中U不一定占32%,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、DNA的双螺旋结构:
(1)DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的;
(2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基在内侧;
(3)两条链上的碱基通过氢键连接起来,形成碱基对且遵循碱基互补配对原则即A-T,G-C,C-G,T-A,即A=T,G=C。
2、DNA分子的复制:
(1)场所:主要在细胞核,此外在线粒体和叶绿体中也能进行.
(2)时期:有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。
(3)特点:边解旋边复制;复制方式为半保留复制(4)条件:模板:亲代DNA分子的两条链;原料:游离的4种脱氧核苷酸;能量:ATP;酶:解旋酶、DNA聚合酶 。
(4)原则:碱基互补配对原则。A-T,G-C,C-G,T-A。
(5)准确复制的原因:DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板;通过碱基互补配对原则保证了复制准确地进行。
(6)1个DNA分子经过n次复制形成的DNA分子为2n个,含母链的DNA分子2个。
11.(2021·海南)孟德尔的豌豆杂交实验和摩尔根的果蝇杂交实验是遗传学的两个经典实验。下列有关这两个实验的叙述,错误的是(  )
A.均将基因和染色体行为进行类比推理,得出相关的遗传学定律
B.均采用统计学方法分析实验结果
C.对实验材料和相对性状的选择是实验成功的重要保证
D.均采用测交实验来验证假说
【答案】A
【知识点】基因在染色体上的实验证据;孟德尔遗传实验-分离定律
【解析】【解答】A、孟德尔和摩尔根都是采用假说演绎法得出相应的遗传学规律,萨顿将基因和染色体行为进行类比推理,得出相关的遗传学定律,A错误;
B、利用假说演绎法进行研究都需要利用统计学方法对实验结果进行分析,B正确;
C、二者的成功离不开正确的选用实验材料和选择相对性状,C正确;
D、假说演绎法的最后都需要通过测交的方法对假说进行验证,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说演绎法,其基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论。①提出问题(在纯合亲本杂交和F1自交两组豌豆遗传实验基础上提出问题);②做出假设(生物的性状是由细胞中的遗传因子决定的;体细胞中的遗传因子成对存在;配子中的遗传因子成单存在;受精时雌雄配子随机结合);③演绎推理(如果这个假说是正确的,这样F1会产生两种数量相等的配子,这样测交后代应该会产生两种数量相等的类型);④实验验证(测交实验验证,结果确实产生了两种数量相等的类型);⑤得出结论(就是分离定律)。
2、萨顿用类比推理法于1903年研究蝗虫的减数分裂,提出假说“基因在染色体上";摩尔根利用假说-演绎法地1910年进行果蝇杂交实验,证明基因位于染色体上。
3、孟德尔遗传实验成功的原因是:正确的选用实验材料;采用由单因子到多因子的研究方法;应用统计学方法对实验结果进行分析;科学设计了实验程序。
12.(2021·海南)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(  )
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
【答案】C
【知识点】遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、由图可知,图中mRNA由7个密码子组成,其中终止密码子不编码氨基酸,故①编码的氨基酸序列长度为6个氨基酸,A错误;
B、由图可知,②和③最终编码的氨基酸序列长度相同,都含有6个氨基酸,B错误;
C、由图可知,②缺失了一个碱基,缺失之后的氨基酸序列全部改变,③缺失两个碱基,缺失之后的氨基酸序列全部改变,④缺失三个碱基,正好缺失一个密码子,而前后氨基酸种类和顺序不变,故④编码的氨基酸排列顺序与①最接近,C正确;
D、密码子的简并性是指一种密码子只能编码一种氨基酸,但一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码,D错误。
故答案为:C。
【分析】密码子:(1)概念:密码子是mRNA上相邻的3个碱基;(2)种类:64种,其中有3种是终止密码子,不编码氨基酸;(3)特点:a、密码子的简并性,一种密码子只能编码一种氨基酸,但一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码;b、密码子具有通用性,即自然界所有的生物共用一套遗传密码。
13.(2021·海南)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(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【知识点】DNA分子的结构;DNA分子的复制
【解析】【解答】由题意可知,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,经过第一次DNA分子复制A-BU可转变为G-BU,经过第二次DNA分子复制G-BU可转变为G-C,B正确,A、C、D错误。
故答案为:B。
【分析】1、DNA的双螺旋结构:
(1)DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的;
(2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基在内侧;
(3)两条链上的碱基通过氢键连接起来,形成碱基对且遵循碱基互补配对原则即A-T,G-C,C-G,T-A。
2、DNA分子的复制:
(1)场所:主要在细胞核,此外在线粒体和叶绿体中也能进行.
(2)时期:有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。
(3)特点:边解旋边复制;复制方式为半保留复制(4)条件:模板:亲代DNA分子的两条链;原料:游离的4种脱氧核苷酸;能量:ATP;酶:解旋酶、DNA聚合酶 。
(4)原则:碱基互补配对原则,A-T,G-C,C-G,T-A。
(5)准确复制的原因:DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板;通过碱基互补配对原则保证了复制准确地进行。1个DNA分子经过n次复制形成的DNA分子为2n个,含母链的DNA分子2个。
14.(2021·浙江)含有100个碱基对的—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(  )
A.240个 B.180个 C.114个 D.90个
【答案】B
【知识点】碱基互补配对原则;DNA分子的复制
【解析】【解答】—个DNA分子片段,一条链的A+T占40%,则两条链中A+T也占40%,A=T=20%,A+C=50%,则C=30%,该DNA片段含有100个碱基对,C=200乘以30%=60个, 连续复制2次,需要从环境中新合成22-1个DNA,需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为60乘以3=180个。
故答案为:B。
【分析】①DNA分子双链中:任意两个不互补碱基和为总碱基数的50%,即 A+C =T+G= A+G= T+C=50%。
②若某DNA分子中含碱基T为a,则连续复制n次,所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为:a·(2n-1)。
15.(2021·浙江)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.+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
【答案】A
【知识点】中心法则及其发展;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A.+RNA可以直接作为合成病毒蛋白的模板,所以其复制出的子代RNA和+RNA一样,都具有mRNA的功能,A说法正确;
B.病毒以+RNA为遗传物质,RNA为单链,不属于半保留复制,B说法错误;
C. 过程①②属于RNA复制,需要RNA复制酶,③④属于翻译,均不需要RNA 聚合酶的催化,C说法错误;
D.病毒无细胞结构,不存在核糖体,D说法错误。
故答案为:A。
【分析】中心法则如图示:
16.(2021·浙江)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(  )
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1/4
D.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
【答案】C
【知识点】细胞有丝分裂不同时期的特点;DNA分子的复制
【解析】【解答】A.DNA为半保留复制, 第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都为一条链含有BrdU的染色单体,呈深蓝色,A说法正确;
B.第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体,一条为一条链含有BrdU的染色单体,一条为双链都含有BrdU的染色单体,两条染色单体的着色不同,B说法正确;
C. 第二个周期的细胞分裂后期,每条染色体上含有的两条染色体不同的染色单体,移向两极时组合情况不同,第三个细胞周期中的细胞中染色单体着色不同的染色体不是1/4,C说法错误;
D. 只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝色,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,D说法正确。
故答案为:C。
【分析】解决此题,可用图示法,始终牢记DNA半保留复制的特点,结合题中颜色,在染色体复制时,存在含有两条染色体单体的一条染色体的时期。
17.(2021·河北)关于基因表达的叙述,正确的是(  )
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
【答案】C
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A.以RNA为遗传物质的病毒,其RNA可以作为编码蛋白质的直接模板,A说法错误;
B.终止密码子位于mRNA上,不能与RNA聚合酶结合,B说法错误;
C.翻译过程中,mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子之间通过碱基互补配对相互识别保证了遗传信息传递的准确性,C说法正确;
D.终止密码子不存在反密码子,不与tRNA配对,故tRNA不能读取mRNA上全部碱基序列信息,D说法错误。
故答案为:C。
【分析】 RNA聚合酶与DNA上的一段序列启动子结合,开启转录过程,读取到DNA上的另一段序列终止子,转录结束。启动子不等于起始密码子,终止子不等于终止密码子。
18.(2021·广东)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(  )
A.DNA复制 B.转录 C.翻译 D.逆转录
【答案】C
【知识点】遗传信息的翻译
【解析】【解答】由题意可知,金霉素可抑制tRNA与mRNA的结合,使tRNA(可以携带合成蛋白质的原料氨基酸)不能和mRNA进行碱基互补配对,因此直接影响翻译的过程,C正确,A、B、D错误。
故答案为:C。
【分析】DNA复制、转录和翻译的比较:
比较项目 复制 转录 翻译
场 所 细胞核 细胞核 细胞质
模 板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA
酶 解旋酶,DNA聚合酶等 解旋酶,RNA聚合酶等 多种酶
能 量 ATP ATP ATP
原 料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 氨基酸
产 物 子代DNA mRNA 多肽链
碱基配对 A-T T-A
G-C C-G A-U T-A
G-C C-G A-U U-A
G-C C-G
19.(2021·广东)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(  )
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
【答案】B
【知识点】人类对遗传物质的探究历程;DNA分子的结构
【解析】【解答】①公元1952年,赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验,证明了DNA是遗传物质,这与构建DNA双螺旋结构模型没有关系,①错误;
②沃森和克里克根据富兰克林、威尔金斯提供的DNA分子X射线衍射图谱,进行实验,推算出DNA分子呈螺旋结构,②正确;
③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等,沃森和克里克由此推出碱基的配对方式,进而用实验证明出DNA由两条脱氧核苷酸链组成,③正确;
④在DNA双螺旋结构模型之后,沃森和克里克提出DNA半保留复制机制,④错误。
叙述中,①④错误,②③正确,故答案为:B。
【分析】DNA双基因螺旋结构模型构建 :
1、1951年威尔金斯展示了DNA的X射线的衍射图谱,并且获得相关其数据
2、沃森和克里克提出DNA螺旋结构的初步构想。
3、1952年查哥夫指出:腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量(A=T),鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量(G=C).
4、1953年沃森和克里克发表论文《核酸的分子结构模型-脱氧核糖核酸的一个结构模型》
20.(2021·全国乙卷)在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中,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(  )
A.与R型菌相比,S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B.S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成
C.加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
D.将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合,可以得到S型菌
【答案】D
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】A、与R型菌相比,S型菌多了荚膜和多糖,S型肺炎双球菌使小鼠患败血病死亡,R型肺炎双球菌使无毒性。所以毒性物质可能与荚膜和多糖有关,A正确;
B、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,而加热能使S菌蛋白质变性失活,推测S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成,B正确;
C、加热杀死可以破坏蛋白质的空间结构,使其功能发生改变,DNA空间结构不被破坏,所以功能不受影响,C正确;
D、将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合,无法得到S型菌,因为S型菌的DNA的结构已经被破坏,D错误;
故答案为:D。
【分析】 1、肺炎双球菌的类型及特点
特点
类型 菌落 荚膜 毒性
S型 光滑 有 有
R型 粗糙 无 无
2、格里菲思的体内转化实验:
结论:加热杀死的S型细菌中,含有某种促成R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”。
3、肺炎双球菌转化实验的3个误区
(1)加热杀死的S型细菌中的蛋白质和DNA并没有永久丧失了活性,加热杀死S型细菌的过程中,其蛋白质变性失活,但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性。
(2)在转化过程中并不是所有的R型细菌均转化成S型细菌,而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌。
(3)转化的实质并不是基因发生突变,而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中,即实现了基因重组。
21.(2021·浙江)现建立“动物精原细胞(2n=4)有丝分裂和减数分裂过程”模型。1个精原细胞(假定DNA中的P元素都为32P,其它分子不含32P)在不含32P的培养液中正常培养,分裂为2个子细胞,其中1个子细胞发育为细胞①。细胞①和②的染色体组成如图所示,H(h)、R(r)是其中的两对基因,细胞②和③处于相同的分裂时期。下列叙述正确的是(  )
A.细胞①形成过程中没有发生基因重组
B.细胞②中最多有两条染色体含有32P
C.细胞②和细胞③中含有32P的染色体数相等
D.细胞④~⑦中含32P的核DNA分子数可能分别是2、1、1、1
【答案】D
【知识点】减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化;减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化;DNA分子的复制
【解析】【解答】A、图中细胞①处于减数第一次分裂前期,分析细胞①中基因组成可知,发生了交叉互换,即发生了基因重组,A错误;
B、根据DNA分子半保留复制,1个精原细胞(DNA中的P元素都为32P),在不含32P的培养液中正常培养,经过一次有丝分裂产生的子细胞中每条染色体中的DNA分子一条链含32P和另一链不含32P。该子细胞经过减数第一次分裂前的间期复制,形成的细胞①中每条染色体,只有一条单体的DNA分子一条链含有含32P(共4条染色单体含有32P),细胞①形成细胞②会发生同源染色体分离,正常情况下,细胞②有两条染色体含有32P(分布在非同源染色体上,),但根据图可知,H所在的染色体发生过交叉互换,很有可能H和h所在染色体都含有32P,因此细胞②中最多有3条染色体含有32P,B错误;
C、根据B项分析可知,正常情况下,细胞②和③中各有两条染色体含有32P(分布在非同源染色体上),但由于细胞①中发生了H和h的互换,而发生互换的染色单体上不确定是否含有32P,故细胞②和细胞③中含有32P的染色体数可能相等也可能不相等,C错误;
D、如果细胞②的H和R所在染色体含有32P,且细胞②中h所在染色体含有32P,则r在染色体不含有32P,因此形成的细胞④含有32P的核DNA分子数为2个,形成的细胞⑤含有32P的核DNA分子数为1个,由于细胞③的基因型为Hhrr(h为互换的片段),h所在的染色体与其中一个r所在染色体含有32P(H和另一个r所在染色体不含32P),如果含有32P的2条染色体不在同一极,则形成的细胞⑥和⑦都含32P的核DNA分子数为1个,D正确。
故答案为:D。
【分析】图中细胞①中同源染色体发生联会,细胞处于减数第一次分裂前期;细胞②不含同源染色体,且着丝点已经分裂,染色体分布在两极,细胞②处于减数第二次分裂后期;细胞②和③处于相同的分裂时期,细胞③处于减数第二次分裂后期;细胞④~⑦都是精细胞;细胞①发生了交叉互换和基因突变。
22.(2021·浙江)下列关于遗传学发展史上4个经典实验的叙述,正确的是(  )
A.孟德尔的单因子杂交实验证明了遗传因子位于染色体上
B.摩尔根的果蝇伴性遗传实验证明了基因自由组合定律
C.T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是大肠杆菌的遗传物质
D.肺炎双球菌离体转化实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质
【答案】D
【知识点】肺炎链球菌转化实验;噬菌体侵染细菌实验;基因在染色体上的实验证据;孟德尔遗传实验-分离定律
【解析】【解答】A、孟德尔的单因子杂交实验没有证明遗传因子位于染色体上,当时人们还没有认识染色体,A错误;
B、摩尔根的果蝇伴性遗传实验只研究了一对等位基因,不能证明基因自由组合定律,B错误;
C、T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质,C错误;
D、肺炎双球菌离体转化实验证明了DNA是转化因子,即DNA是肺炎双球菌的遗传物质,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、肺炎双球菌转化实验包括活体细菌转化实验和离体细菌转化实验,其中活体细菌转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌;离体细菌转化实验证明DNA是遗传物质。2、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:标记噬菌体→标记的噬菌体与大肠杆菌混合培养→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。该实验证明DNA是遗传物质。3、萨顿提出基因在染色体上的假说,摩尔根通过果蝇伴性遗传实验证明了基因位于染色体上。
23.(2021·浙江)下图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某些氨基酸的部分密码子(5'→3')是:丝氨酸UCU;亮氨酸UUA、CUA;异亮氨酸AUC、AUU;精氨酸AGA。下列叙述正确的是(  )
A.图中①为亮氨酸
B.图中结构②从右向左移动
C.该过程中没有氢键的形成和断裂
D.该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中
【答案】B
【知识点】遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、已知密码子的方向为5'→3',由图示可知,携带①的tRNA上的反密码子为UAA,与其互补配对的mRNA上的密码子为AUU,因此氨基酸①为异亮氨酸,A错误;
B、由图示可知,tRNA的移动方向是由左向右,则结构②核糖体移动并读取密码子的方向为从右向左,B正确;
C、互补配对的碱基之间通过氢键连接,图示过程中,tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对时有氢键的形成,tRNA离开核糖体时有氢键的断裂,C错误;
D、细胞核内不存在核糖体,细胞核基质中不会发生图示的翻译过程,D错误。
故答案为:B。
【分析】分析图示可知,图示表示遗传信息表达中的翻译过程,①表示氨基酸,②表示核糖体,图中携带氨基酸的tRNA从左侧移向核糖体,空载tRNA从右侧离开核糖体,据此分析。
24.(2020·海南)下列关于人胃蛋白酶基因在细胞中表达的叙述,正确的是(  )
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
【答案】B
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、转录是以DNA(基因)的一条链为模板的,A错误;
B、转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA分子的过程,会形成DNA-RNA杂合双链区,B正确;
C、RNA聚合酶结合启动子启动转录过程,C错误;
D、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错误。
故答案为:B。
【分析】胃蛋白酶基因存在于所有细胞中,胃蛋白酶基因在胃细胞中选择性表达,其通过转录和翻译控制胃蛋白酶的合成;转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA分子的过程,主要发生在细胞核中,以核糖核苷酸为原料;翻译是以mRNA为模板,以氨基酸为原料模板合成蛋白质的过程,发生在核糖体上。
25.(2020·浙江选考)下列关于“肺炎双球菌转化实验”的叙述,正确的是(  )
A.活体转化实验中,R型菌转化成的S型菌不能稳定遗传
B.活体转化实验中,S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌
C.离体转化实验中,蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传
D.离体转化实验中,经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌
【答案】D
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】A、
活体转化实验中,小鼠体内有大量 S型菌,说明R型菌转化成的S型菌能稳定遗传,A错误;
B、活体转化实验中,无法说明是哪种物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌,B错误;
C、离体转化实验中,只有S型菌的DNA才能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传,C错误;
D、离体转化实验中,经DNA酶处理的S型菌提取物,其DNA被水解,故不能使R型菌转化成 S型菌,D正确。
故答案为:D。
【分析】活体转化实验是以R型和S型菌株作为实验材料进行遗传物质的实验,将活的、无毒的R型(无荚膜,菌落粗糙型)肺炎双球菌或加热杀死的有毒的S型肺炎双球菌注入小白鼠体内,结果小白鼠安然无恙;将活的、有毒的S型(有荚膜,菌落光滑型)肺炎双球菌或将大量经加热杀死的有毒的S型肺炎双球菌和少量无毒、活的R型肺炎双球菌混合后分别注射到小白鼠体内,结果小白鼠患病死亡,并从小白鼠体内分离出活的S型菌。格里菲斯称这一现象为转化作用,实验表明,S型死菌体内有一种物质能引起R型活菌转化产生S型菌。离体转化实验是艾弗里等人从S型活菌体内提取DNA,RNA,蛋白质和荚膜多糖,将它们分别和R型活菌混合培养,结果只有S型菌DNA和R型活菌的混合培养的培养基中既有R型菌,也有S型菌,这就是是一部分R型菌转化产生有毒的、有荚膜的S型菌所致,并且它们的后代都是有毒、有荚膜的。
26.(2020·浙江选考)某DNA片段的结构如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.①表示胞嘧啶 B.②表示腺嘌呤
C.③表示葡萄糖 D.④表示氢键
【答案】D
【知识点】DNA分子的结构
【解析】【解答】A、分析图示可知,A(腺嘌呤)与①配对,根据碱基互补配对原则,则①为T(胸腺嘧啶),A错误;
B、②与G(鸟嘌呤)配对,则②为C(胞嘧啶),B错误;
C、DNA分子中所含的糖③为脱氧核糖,C错误;
D、DNA两条链中配对的碱基通过④氢键相连,D正确。
故答案为:D。
【分析】题图是DNA的结构图,DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸,含有A、T、C、G四种碱基;DNA由两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构,每条链上的一个核苷酸以脱氧核糖与另一个核苷酸上的磷酸基团结合,形成主链的基本骨架,并排列在主链外侧,碱基位于主链内侧;DNA一条链上的核苷酸碱基与另一条链上的核苷酸碱基按碱基互补配对原则进行配对,由氢键连接。
27.(2020·天津)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(  )
A.DNA B.mRNA C.tRNA D.rRNA
【答案】C
【知识点】蛋白质工程;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、DNA是细胞的遗传物质,主要在细胞核中,不能运载氨基酸,A错误;
B、mRNA以DNA分子一条链为模板合成,将DNA的遗传信息转运至细胞质中,不能运载氨基酸,B错误;
C、tRNA上的反密码子可以和mRNA上的密码子配对,tRNA也能携带氨基酸,C正确;
D、rRNA是组成核糖体的结构,不能运载氨基酸,D错误。
故答案为:C。
【分析】转运RNA(tRNA):识别并转运氨基酸的工具。
结构:含有几十个至上百个核糖核苷酸(碱基),单链,存在局部双链结构,含有氢键。
种类:61种(3种终止密码子没有对应的tRNA)
特点:一种tRNA只能转运一种氨基酸,但一种氨基酸可以由一种或多种tRNA转运。
二、多选题
28.(2021·辽宁)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(  )
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
【答案】B,C,D
【知识点】酶的相关综合;DNA分子的结构;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、温度会影响DNA结构,脱氧核酶的作用过程受温度的影响,A正确;
B、由图可知,Y和R在同一条RNA单链上由磷酸二酯键相连,B错误;
C、脱氧核酶是DNA,DNA和RNA之间的碱基配对方式为A-U,G-C,C-G,T-A,C错误;
D、脱氧核酶切割的是RNA,抑制的是翻译过程,D错误。
故答案为:BCD。
【分析】1、酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
2、DNA复制、转录和翻译的比较:
比较项目 复制 转录 翻译
场 所 细胞核 细胞核 细胞质
模 板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA
酶 解旋酶,DNA聚合酶等 解旋酶,RNA聚合酶等 多种酶
能 量 ATP ATP ATP
原 料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 氨基酸
产 物 子代DNA mRNA 多肽链
碱基配对 A-T T-A
G-C C-G A-U T-A
G-C C-G A-U U-A
G-C C-G
29.(2021·湖南)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(  )
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B
B.真校生物核基因表达的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
【答案】A,B,C
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、基因的表达包括转录和翻译两个过程,图中过程①是转录,过程②是翻译,基因A转录的mRNA数和mRNA翻译的蛋白质分子数明显比基因B多,则基因A的表达效率高于基因B,A符合题意;
B、在真核细胞中核基因的转录发生的场所为细胞核,翻译是以mRNA为模板翻译出具有氨基酸排列顺序的多肽链,翻译的场所发生在细胞质中的核糖体,B符合题意;
C、人的mRNA,rRNA,tRNA都是以DNA中的一条链为模板转录而来的,C符合题意;
D、反密码子位于tRNA上,rRNA是构成核糖体的成分,不含有反密码子,D不符合题意。
故答案为:ABC
【分析】1.转录:RNA是以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则合成的,这一过程称为转录。
2.翻译:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质,这一过程叫作翻译。
3.密码子:mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。
反密码子:与mRNA中的密码子互补配对的tRNA一端的3个碱基。
30.(2021·河北)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(  )
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
【答案】B,C,D
【知识点】癌症的预防与治疗;DNA分子的复制;遗传信息的转录
【解析】【解答】A.羟基脲阻止脱氧核糖核苷酸的合成,可影响肿瘤细胞中DNA复制过程,不影响转录过程,A说法错误;
B.DNA复制和转录均需要DNA模板,放线菌素D通过抑制DNA的模板功能,可抑制DNA复制和转录,B说法正确;
C.DNA聚合酶催化脱氧核苷酸的脱水缩合形成子链,阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性而影响DNA复制过程,使子链无法正常延伸,C说法正确;
D.将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术即可以抑制肿瘤细胞的增殖,又可以减弱它们对正常细胞的不利影响,D说法正确。
故答案为:BCD。
【分析】DNA复制、转录和翻译的比较:
比较项目 复制 转录 翻译
场 所 细胞核 细胞核 细胞质
模 板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA
酶 解旋酶,DNA聚合酶等 解旋酶,RNA聚合酶等 多种酶
能 量 ATP ATP ATP
原 料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 氨基酸
产 物 子代DNA mRNA 多肽链
碱基配对 A-T T-A
G-C C-G A-U T-A
G-C C-G A-U U-A
G-C C-G
三、综合题
31.(2021·江苏)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,阻击病毒扩大。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。
(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。
(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;维持培养液的酸碱度
(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
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译;体液免疫;免疫学的应用
【解析】【解答】(1)有RNA蛋白质,是蛋白质翻译的过程,故填:翻译;
(2)在RNA聚合酶的作用下,形成 (-)RNA,在这个过程中,是按照碱基互补配对的原则进行的;细胞内合成蛋白质的场所是核糖体,通过对图1的观察可分为游离核糖体和粗面内质网上的核糖体,故填:碱基互补配对;游离核糖体和粗面内质网上的核糖体 。
(3)由(1)可知, 新冠病毒通过S蛋白与细胞表面的ACE2受体结合后才能释放遗传物质进入细胞,因此想要让新冠病毒扩大增殖,首先让新冠病毒能与细胞结合,因此需要培养细胞表面的ACE2受体的细胞;动物细胞的培养过程中,CO2的主要作用是维持培养液的pH,故填:ACE2受体 ; 维持培养液的酸碱度 。
(4)从这个题的题干可以知道细胞中存在一种物质可以将RNA水解,可以推出RNA酶,故填:RNA酶。
(5)第一次接种疫苗就相当于病毒入侵机体, 机体产生特异性免疫,B细胞接受到刺激后,分裂,分化成浆细胞,浆细胞能抗原,并产生特异性的抗体;当病毒二次入侵是,就启动了二次免疫,二次免疫首先有记忆细胞来分裂增殖成浆细胞,短时间产生大量的抗体。故填: 浆 ;新冠病毒S蛋白; 记忆 。
(6)二次免疫的意义就是:短时间内产生更多跟有效的抗体,同时产生更多记忆细胞。故填: 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 。
【分析】(1)病毒无细胞结构,组成成分是蛋白质和核酸,营寄生生活,只有依赖活细胞才能生活。
(2)病毒的侵染细胞的过程: 一吸附、二注入、三合成,组装、释放、再侵染。 新冠病毒是RNA病毒,利用自身蛋白与宿主细胞表面的受体特异性结合,将遗传物质注入到宿主细胞,在宿主细胞中利用宿主细胞内的原料,按照碱基互补配对的原则进行RNA自我复制。然后利用宿主细胞的原料合成自身需要的蛋白质,再进一步的组装成新个体的病毒,新的病毒释放到宿主细胞外,在继续侵染新的宿主细胞,重复此过程。
(3) 疫苗一般是灭活的病原体,接种疫苗可以刺激机体产生特定的抗体和记忆细胞,增强机体免疫功能,预防传染病的发生。
(4)人体特异性免疫的过程如下:
32.(2021·江苏)以下两对基因与果蝇眼色有关。眼色色素产生必需有显性基因A,aa时眼色白色;B存在时眼色为紫色,bb时眼色为红色。2个纯系果蝇杂交结果如下图,请据图回答下问题。
(1)果蝇是遗传学研究的经典实验材料,摩尔根等利用一个特殊眼色基因突变体开展研究,把基因传递模式与染色体在减数分裂中的分配行为联系起来,证明了   。
(2)A基因位于   染色体上,B基因位于   染色体上。若要进一步验证这个推论,可在2个纯系中选用表现型为   的果蝇个体进行杂交。
(3)上图F1中紫眼雌果蝇的基因型为   ,F2中紫眼雌果蝇的基因型有   种.
(4)若亲代雌果蝇在减数分裂时偶尔发生X染色体不分离而产生异常卵,这种不分离可能发生的时期有   ,该异常卵与正常精子受精后,可能产生的合子主要类型有   .
(5)若F2中果蝇单对杂交实验中出现了一对果蝇的杂交后代雌雄比例为2:1,由此推测该对果蝇的   性个体可能携带隐性致死基因;若继续对其后代进行杂交,后代雌雄比为   时,可进一步验证这个假设。
【答案】(1)基因位于染色体上
(2)常;X;红眼雌性和白眼雄性
(3)AaXBXb;4
(4)减数第一次分裂后期或减数第二次分裂后期;AaXBXBXb、AaXbO、AaXBXBY、AaYO。
(5)雌;4:3
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;伴性遗传;基因在染色体上的实验证据
【解析】【解答】分析题意:由F2红眼性状只在雄果蝇出现可知,红眼性状与性别有关,说明B/b基因位于X染色体上。F2雌雄果蝇均出现白眼和紫眼,说明A/a基因位于常染色体上,两对基因自由组合。据题意:眼色色素产生必需有显性基因A,aa时眼色白色;B存在时眼色为紫色,bb时眼色为红色。则P纯系白眼雌×红眼雄(AAXbY),F1全为紫眼(A-XBX-、A-XBY),说明P纯系白眼雌为aaXBXB。由此可知,F1为AaXBXb(紫眼雌)、AaXBY(紫眼雄)。
(1)摩尔根用控制果蝇红眼、白眼的基因只位于 X 染色体上→基因位于染色体上,故填:基因位于染色体上,故填 :基因位于染色体上 。
(2)从F2的比例可以看出是9:3:3:1的变式,说明两对基因不都位于常染色体上,以及F2中只有红眼♂说明b位于X染色体上,结合题干中P代都是纯系果蝇,可以推出的A位于常染色体,B位于X染色体上,则P代的基因型为:
P:♀ aaXBXB
P:♂ AAXbY
F代的基因型为:
F♀ AaXBXb
F1:♂ AaXBY
可以通过 :红眼雌性(AAXbXb)和白眼雄性 (aaXBY),得到的后代雄性全部红眼来验证。
故填:常 ; X ; 红眼雌性和白眼雄性
(3)有(2)可知道F1的基因型,F2中紫眼雌果蝇的基因型为:AAXBXb 、AAXBXB 、 AaXBXB 、 AaXBXb。故填: AaXBXb ;4。
(4)①雌性果蝇减数分裂中X染色体不分离可能包括X染色体同源染色体不分离,或X姐妹染色单体不分离两种情况。
②当出现X姐妹染色单体不分离,则可能出现的异常的卵的配子型为:aXBXB,aO,正确精子的基因型为:AXb ,AY,产生的合子的基因型为:AaXBXBXb、AaXbO、AaXBXBY、。
③当出现X染色体同源染色体不分离现象,出现的卵细胞的类型有:aXBXB,ao,这种情况下与正确的精子结合后产生合子基因型为:AaXBXBXb,AaXbO,AaXBXBY,AaYO
故填: 减数第一次分裂后期或减数第二次分裂后期 ; AaXBXBXb、AaXbO、AaXBXBY、AaYO。
(5)①正常的一对果蝇的杂交后代雌雄比例为2:2,现在题干中的雌雄比例为2:1,说明雄性个体有死亡的,雄性个体的X染色体是来自亲本的雌性,说明雌性个体中有隐性致死基因。
②雌性个体中有隐性致死基因, 则F2雌性的基因型为XDXd,F2雄性的基因型为XDY,则产生的后代F3的基因型有,雌性:1/2XDXD、1/2XDXd、雄性:XDY、XdY(致死),此时雌性:雄性=2:1;若假说成立,继续对其后代F3进行杂交,后代为:3XDXD、1XDXd、3XDY、1XdY(致死),所以,雌雄比为4:3。
故填: 雌 ;4:3。
【分析】 1、基因分离定律的实质是:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2、基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
3、伴性遗传是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制,这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传方式就称为伴性遗传。伴性遗传属于特殊的分离定律。
33.(2021·北京)新冠病毒(SARS-CoV-2)引起的疫情仍在一些国家和地区肆虐,接种疫苗是控制全球疫情的最有效手段。新冠病毒疫苗有多种,其中我国科学家已研发出的腺病毒载体重组新冠病毒疫苗(重组疫苗)是一种基因工程疫苗,其基本制备步骤是:将新冠病毒的S基因连接到位于载体上的腺病毒基因组DNA中,重组载体经扩增后转入特定动物细胞,进而获得重组腺病毒并制成疫苗。
(1)新冠病毒是RNA病毒,一般先通过   得到cDNA,经   获取S基因,酶切后再连接到载体。
(2)重组疫苗中的S基因应编码________。
A.病毒与细胞识别的蛋白 B.与病毒核酸结合的蛋白
C.催化病毒核酸复制的酶 D.帮助病毒组装的蛋白
(3)为保证安全性,制备重组疫苗时删除了腺病毒的某些基因,使其在人体中无法增殖,但重组疫苗仍然可以诱发人体产生针对新冠病毒的特异性免疫应答。该疫苗发挥作用的过程是:接种疫苗→   →   →诱发特异性免疫反应。
(4)重组疫苗只需注射一针即可完成接种。数周后,接种者体内仍然能检测到重组腺病毒DNA,但其DNA不会整合到人的基因组中。请由此推测只需注射一针即可起到免疫保护作用的原因   。
【答案】(1)逆转录/反转录;PCR扩增
(2)A
(3)(重组腺病毒)进入细胞;表达抗原
(4)重组腺病毒DNA在人体细胞中持续表达抗原,反复刺激机体免疫系统。
【知识点】中心法则及其发展;免疫学的应用
【解析】【解答】(1)新冠病毒是RNA病毒,需要通过逆转录得到与其对应的cDNA,以cDNA为模板通过PCR扩增技术扩增出目的基因——S基因。
故答案为: 逆转录/反转录 ; PCR扩增 。
(2)重组疫苗中的S基因来自新冠病毒,重组疫苗需要被人体细胞识别,故S基因需编码病毒与细胞都能识别的蛋白,A正确,BCD错误。
故选A。
故答案为: A 。
(3)重组疫苗属于抗原,重组腺病毒进入人体细胞,引发机体产生特异性免疫——细胞免疫和体液免疫,故该过程是:接种疫苗一(重组腺病毒)进入细胞一表达抗原一诱发特异性免疫反应。
故答案为: (重组腺病毒)进入细胞 ; 表达抗原 。
(4)接种疫苗数周后,接种者体内仍然能检测到重组腺病毒DNA,病毒DNA会持续表达S蛋白,刺激人体产生特异性免疫应答。
故答案为: 重组腺病毒DNA在人体细胞中持续表达抗原,反复刺激机体免疫系统。
【分析】1、新冠病毒需要在宿主细胞中进行增殖,所需要的原料和能量来自于人体(宿主)细胞;该病毒的基因组是指病毒体内以核苷酸序列形式存储的遗传信息。以新型冠状病毒的RNA分子为模板,经逆(反)转录过程形成DNA。
2、疫苗类型:(1)灭活的微生物;(2)分离的微生物成分或其他产物;(3)减毒微生物;(4)重组腺病毒疫苗。疫苗使机体产生相应的抗体和记忆细胞(主要是得到记忆细胞),使人在不发病的情况下产生抗体,获得免疫力。重组腺病毒疫苗必须具备的条件:能够将新冠病毒抗原基因(目的基因)带入到受体细胞;在受体细胞中表达出抗原蛋白;不会导致疾病发生。
3、免疫预防:方法注射抗原,引起人体的免疫反应,在体内产生抗体和记忆细胞,进而获得了对该抗原的抵抗能力。因为记忆细胞能存活时间长,所以人可以保持较长时间的免疫力。
34.(2021·浙江)利用转基因技术,将抗除草剂基因转入纯合不抗除草剂水稻(2n)(甲),获得转基因植株若干。从转基因后代中选育出纯合矮秆抗除草剂水稻(乙)和纯合高秆抗除草剂水稻(丙)。用甲、乙、丙进行杂交,F2结果如下表。转基因过程中,可发生基因突变,外源基因可插入到不同的染色体上。高秆(矮秆)基因和抗除草剂基因独立遗传,高秆和矮秆由等位基因 A(a)控制。有抗除草剂基因用B+表示、无抗除草剂基因用 B-表示
杂交组合 F2的表现形式及数量(株)
矮秆抗除草剂 矮秆不抗除草剂 高秆抗除草剂 高秆不抗除草剂
甲×乙 513 167 0 0
甲×丙 109 37 313 104
乙×丙 178 12 537 36
回答下列问题:
(1)矮秆对高秆为   性状,甲×乙得到的F1产生   种配子。
(2)为了分析抗除草剂基因在水稻乙、丙叶片中的表达情况,分别提取乙、丙叶片中的RNA并分离出   ,逆转录后进行PCR扩增。为了除去提取 RNA中出现的DNA污染,可采用的方法是   。
(3)乙×丙的 F2中,形成抗除草剂与不抗除草剂表现型比例的原因是   。
(4)甲与丙杂交得到F1,F1再与甲杂交,利用获得的材料进行后续育种。写出F1与甲杂交的遗传图解。
【答案】(1)隐性;2
(2)mRNA;用 DNA 酶处理提取的 RNA
(3)乙和丙的抗除草剂基因位于非同源染色体上,乙和丙上抗除草剂基因的遗传遵循自由组合定律
(4)
【知识点】DNA分子的结构;基因的自由组合规律的实质及应用;RNA分子的组成和种类
【解析】【解答】(1)甲与乙(纯合矮杆)杂交组合F2没有高杆,其他组合F2高杆:矮杆=3:1,所以矮杆为隐性性状。F1产生两种配子。
故答案为:隐性;2。
(2) 抗除草剂基因在水稻乙、丙叶片中的表达情况,可通过mRNA的情况得到反映,所以可分别提取乙、丙叶片中的RNA并分离出mRNA,逆转录后DNA进行PCR扩增。纯化RNA中出现的DNA污染,可加入DNA酶,将其中的DNA进行降解。
故答案为:mRNA;用 DNA 酶处理提取的 RNA。
(3) 转基因过程中,外源基因可插入到不同的染色体上,乙和丙的抗除草剂基因位于非同源染色体上,乙和丙上抗除草剂基因的遗传遵循自由组合定律。
故答案为:乙和丙的抗除草剂基因位于非同源染色体上,乙和丙上抗除草剂基因的遗传遵循自由组合定律。
(4) 甲(aaB-B-)与丙(AAB+B+)杂交得到F1(AaB+B-),F1再与甲(aaB-B-)杂交的遗传图解如下。
故答案为:
【分析】①显性性状和隐性性状判断:一对相同性状亲本杂交 → 子代分离比为3:1 →分离比为3的为显性性状。
②自由组合定律:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不相干的,在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
35.(2021·广东)果蝇众多的突变品系为研究基因与性状的关系提供了重要的材料。摩尔根等人选育出M-5品系并创立了基于该品系的突变检测技术,可通过观察F1和F2代的性状及比例,检测出未知基因突变的类型(如显/隐性、是否致死等),确定该突变基因与可见性状的关系及其所在的染色体。回答下列问题:
(1)果蝇的棒眼(B)对圆眼(b)为显性、红眼(R)对杏红眼(r)为显性,控制这2对相对性状的基因均位于X染色体上,其遗传总是和性别相关联,这种现象称为   。
(2)如图示基于M-5品系的突变检测技术路线,在F1代中挑出1只雌蝇,与1只M-5雄蝇交配,若得到的F2代没有野生型雄蝇。雌蝇数目是雄蝇的两倍,F2代中雌蝇的两种表现型分别是棒眼杏红眼和   ,此结果说明诱变产生了伴X染色体   基因突变。该突变的基因保存在表现型为   果蝇的细胞内。
(3)上述突变基因可能对应图中的突变   (从突变①、②、③中选一项),分析其原因可能是   ,使胚胎死亡。
密码子序号 1…4…19 20…540 密码子表(部分):
正常核苷酸序列 AUG…AAC…ACU
UUA…UAG AUG:甲硫氨酸,起始密码子
  突变①↓
 
突变后核苷酸序列 AUG…AAC…ACC
UUA…UAG AAC:天冬酰胺
正常核苷酸序列 AUG…AAC…ACU
UUA…UAG ACU、ACC:苏氨酸
  突变②↓
 
突变后核苷酸序列 AUG…AAA…ACU
UUA…UAG UUA:亮氨酸
正常核苷酸序列 AUG…AAC…ACU
UUA…UAG AAA:赖氨酸
  突变③↓ UAG、UGA:终止密码子
突变后核苷酸序列 AUG…AAC…ACU
UGA…UAG …表示省略的、没有变化的碱基
(4)图所示的突变检测技术,具有的①优点是除能检测上述基因突变外,还能检测出果蝇   基因突变;②缺点是不能检测出果蝇   基因突变。(①、②选答1项,且仅答1点即可)
【答案】(1)伴性遗传
(2)棒眼红眼;隐性完全致死;雌
(3)③;突变为终止密码子,蛋白质停止表达
(4)X染色体上的可见(或X染色体上的显性);常染色体(或常染色体显性或常染色体隐性)
【知识点】伴性遗传;基因突变的特点及意义;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)伴性遗传现象可以理解为由于位于性染色体上的基因,在遗传过程中通常和性别相关联的现象。
(2)由分析可知,F2雌蝇(含有两条X染色体,一条来自父方,一条来自母方)基因型为:XBrXBr、XBrXbR,因此F2代中雌蝇的两种表现型应该是棒眼杏红眼和棒眼红眼;然而由于F2代没有野生型雄蝇,雌蝇数目是雄蝇的两倍,此结果说明诱变产生了伴X染色体隐性完全致死基因突变,该突变的基因保存在表现型为雌果蝇的杂合子细胞内。
(3)突变①19号密码子ACU→ACC,突变前后翻译的氨基酸都是苏氨酸,蛋白质未发生改变;突变②4号密码子AAC→AAA,由天冬酰胺变为赖氨酸,蛋白质仅替换一个氨基酸;突变③20号密码子UUA→UGA,由亮氨酸突变为终止翻译,翻译产生的多肽如果不剪切,含有500多个氨基酸。因此上述突变基因可能对应图中的突变③,多肽链明显变短,使胚胎死亡。
(4)染色体上的基因有显性和隐性基因之分。图所示的突变检测技术①优点是除能检测上述伴X染色体隐性完全致死基因突变外,还能检测出果蝇X染色体上的可见基因突变,即X染色体上的显性基因突变以及隐性基因突变;该技术检测的结果需要通过性别进行区分,不能检测出果蝇常染色体上的基因突变,包括常染色体上隐性基因突变和显性基因突变。
【分析】(1)由基于M-5品系的突变检测技术路线可知:
(2)密码子
①密码子:mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基又称为1个密码子.
②特点:专一性
简并性:一种氨基酸对应多个密码子
通用性:生物界公用一套密码子
注: 关于密码子的要点:
①密码子共有64种,终止密码有3种,决定氨基酸的密码子有61种。
②除色氨酸外,其余氨基酸都不止一种密码子。
③AUG既可是起始密码,又能决定甲硫氨酸。
④“一种密码子只能决定一种氨基酸,反之,一种氨基酸可以有一种或多种密码子(密码子的简并性)”。
⑤地球上的所有生物全部共用这套密码子。
36.(2020·北京)枯草芽孢杆菌可分泌纤维素酶。研究者筛选到一株降解纤维素能力较强的枯草芽孢杆菌菌株(B菌),从中克隆得到了一种纤维素酶(C1酶)基因。将获得的C1酶基因与高效表达载体(HT质粒)连接,再导入B菌,以期获得降解纤维素能力更强的工程菌。
(1)纤维素属于   糖,因此经过一系列酶催化最终可降解成单糖,该单糖是   。
(2)对克隆到的C1酶基因测序,与数据库中的C1酶基因编码序列相比有两个碱基对不同,但两者编码出的蛋白的氨基酸序列相同,这是因为   。
(3)C1酶基因以B链为转录模板链,转录时mRNA自身的延伸方向为5'→3'。为了使C1酶基因按照正确的方向与已被酶切的HT质粒连接,克隆C1酶基因时在其两端添加了Sma
I和BamH I的酶切位点。该基因内部没有这两种酶切位点。图1中酶切位点1和2所对应的酶分别是   。
(4)将纤维素含量为20%的培养基分为三组,一组接种工程菌,对照组1不进行处理,对照组2进行相应处理。在相同条件下培养96小时,检测培养基中纤维素的含量。结果(图2)说明工程菌降解纤维素的能力最强。对照组2的处理应为   。
(5)预期该工程菌在处理废弃物以保护环境方面可能的应用   。(举一例)
【答案】(1)多;葡萄糖
(2)密码子具有简并性,发生碱基的改变仍然编码同一种氨基酸
(3)BamHI、SmaI(顺序不能调换)
(4)向培养基中接种纤维素酶(C1酶)
(5)降解秸秆,减少秸秆燃烧带来的空气污染
【知识点】糖类的种类及其分布和功能;基因工程的应用;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)纤维素是葡萄糖聚合形成的多糖,所以经过酶的催化作用,最终降解为葡萄糖。(2)由于密码子具有简并性,所以即使克隆到的C1酶基因测序,与数据库中的C1酶基因编码序列相比有两个碱基对不同,仍然可以编码相同的氨基酸。(3)根据题干信息“以B链为转录模板链,转录时mRNA自身的延伸方向为5'→3'”,所以B链的方向是从3'→5',根据质粒上启动子的方向,所以B链3'应该用BamH I进行切割,而其5'端应该用SmaI进行切割。(4)本实验的目的是证明工程菌降解纤维素的能力最强,所以对照组1不作处理,组3是添加工程菌,组2的处理是用直接用纤维素酶进行分解纤维素,即向培养基中接种纤维素酶(C1酶)。(5)该工程菌可以高效降解纤维素,所以可以降解秸秆,减少秸秆燃烧带来的空气污染。
【分析】基因表达载体的组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因(1)启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质;(2)终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端;(3)标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。图2中对照组2也可以将纤维素进行分解,但其分解能力较弱。
37.(2020·天津)Ⅰ型糖尿病是因免疫系统将自身胰岛素作为抗原识别而引起的自身免疫病。小肠黏膜长期少量吸收胰岛素抗原,能诱导免疫系统识别该抗原后应答减弱,从而缓解症状。科研人员利用Ⅰ型糖尿病模型小鼠进行动物实验,使乳酸菌在小鼠肠道内持续产生人胰岛素抗原,为此构建重组表达载体,技术路线如下。
据图回答:
(1)为使人胰岛素在乳酸菌中高效表达,需改造其编码序列。下图是改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列。据图分析,转录形成的mRNA中,该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有   个。
(2)在人胰岛素A、B肽链编码序列间引入一段短肽编码序列,确保等比例表达A、B肽链。下列有关分析正确的是________。
A.引入短肽编码序列不能含终止子序列
B.引入短肽编码序列不能含终止密码子编码序列
C.引入短肽不能改变A链氨基酸序列
D.引入短肽不能改变原人胰岛素抗原性
(3)在重组表达载体中,SacⅠ和XbaⅠ限制酶仅有图示的酶切位点。用这两种酶充分酶切重组表达载体,可形成   种DNA片段。
(4)检测转化的乳酸菌发现,信号肽-重组人胰岛素分布在细胞壁上。由此推测,信号肽的合成和运输所经历的细胞结构依次是   。
(5)用转化的乳酸菌饲喂Ⅰ型糖尿病模型小鼠一段时间后,小鼠体内出现人胰岛素抗原,能够特异性识别它的免疫细胞有________。
A.B细胞 B.T细胞 C.吞噬细胞 D.浆细胞
【答案】(1)6
(2)A;B;C;D
(3)3
(4)核糖体、细胞质基质、细胞膜、细胞壁
(5)A;B
【知识点】遗传信息的翻译;基因工程的操作程序(详细);免疫系统的结构与功能
【解析】【解答】(1)从图示可知,改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列有7个核苷酸发生了替换,则其转录形成的mRNA中,也会有7个核苷酸发生改变,一个密码子由mRNA上三个连续的碱基组成,由此可知,该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有6个。(2)要确保等比例表达A、B肽链,则需A、B肽链一起合成,即启动子和终止子在人胰岛素A、B链编码序列两端,在其中间加入一段短肽编码序列后,序列中间不能出现终止子,所转录得到的mRNA中间也不能出现终止密码子,同时不能改变肽链的氨基酸序列和它的功能,综上,答案选ABCD。(3)在重组表达载体中,SacⅠ和XbaⅠ限制酶切位点分别有2个和1个,当将重组表达载体用SacⅠ和XbaⅠ限制酶充分酶切后,会形成3个缺口,得到3种不同的DNA片段。(4)乳酸菌属于原核细胞,其细胞壁上的信号肽在核糖体上合成后,到细胞质基质中加工,再将其运输到细胞膜上,进而转移到细胞壁。(5)人胰岛素抗原能引起小鼠的特异性免疫,在特异性免疫过程中,B细胞和T细胞能特异性识别抗原,而吞噬细胞能识别抗原,但不是特异性识别,浆细胞不能识别抗原。
【分析】本题以自身免疫病和Ⅰ型糖尿病为背景,考查了基因工程的相关知识,乳酸菌是原核细菌,要表达人体的人胰岛素抗原,必须通过基因工程技术才能实现。图示中将人胰岛素编码序列进行了改造,再与一小段短肽编码序列结合形成重组人胰岛素编码序列,进而构成重组表达载体。
四、实验探究题
38.(2021·湖北)疟疾是一种由疟原虫引起的疾病。疟原虫为单细胞生物可在按蚊和人两类宿主中繁殖。我国科学家发现了治疗疟疾的青蒿素。随着青蒿素类药物广泛应用逐渐出现了对青蒿素具有抗药性的疟原虫。
为了研究疟原虫对青蒿素的抗药性机制,将一种青蒿素敏感(S型)的疟原虫品种分成两组:一组逐渐增加青蒿素的浓度,连续培养若干代,获得具有抗药性(R型)的甲群体,另一组为乙群体(对照组)。对甲和乙两群体进行基因组测序,发现在甲群体中发生的9个碱基突变在乙群体中均未发生,这些突变发生在9个基因的编码序列上,其中7个基因编码的氨基酸序列发生了改变。
为确定7个突变基因与青蒿素抗药性的关联性,现从不同病身上获取若干疟原虫样本,检测疟原虫对青蒿素的抗药性(与存活率正相关)并测序,以S型疟原虫为对照,与对照的基因序列相同的设为野生型“+”,不同的设为突变型“-”。部分样本的结果如表。
疟原虫 存活率(%) 基因1 基因2 基因3 基因4 基因5 基因6 基因7
对照 0.04 + + + + + + +
1 0.2 + + + + + + -
2 3.8 + + + - + + -
3 5.8 + + + - - + -
4 23. 1 + + + + - - -
5 27.2 + + + + - - -
6 27.3 + + + - + - -
7 28.9 + + + - - - -
8 31.3 + + + + - - -
9 58.0 + + + - + - -
回答下列问题:
(1)连续培养后疟原虫获得抗药性的原因是   ,碱基突变但氨基酸序列不发生改变的原因是   。
(2)7个基因中与抗药性关联度最高的是   ,判断的依据是   。
(3)若青蒿素抗药性关联度最高的基因突变是导致疟原虫抗青蒿素的直接原因,利用现代分子生物学手段,将该突变基因恢复为野生型,而不改变基因组中其他碱基序。经这种基因改造后的疟原虫对青蒿素的抗药性表现为   。
(4)根据生物学知识提出一条防控疟疾的合理化建议:   。
【答案】(1)通过基因突变可产生抗青蒿素的个体,连续培养过程中,在青蒿素的定向选择作用下,疟原虫种群中抗青蒿素的相关基因的频率升高,抗药性个体数增多;密码子具有简并性
(2)基因6;与对照组相比,在有突变基因6和7的4~9组中,疟原虫的存活率都大幅提高,但在有突变基因7的1、2、3组中,疟原虫的存活率提高的幅度不大
(3)S型(对青蒿素敏感)
(4)做好按蚊的防治工作
【知识点】基因突变的特点及意义;现代生物进化理论的主要内容;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)青蒿素“抗药性”的产生是疟原虫基因突变导致的,基因突变产生新基因表现新,连续培养过程中,在青蒿素对基因突变产生的新基因进行定向选择,可以导致疟原虫种群中抗药性基因的频率增大,抗药性个体数增多;由于密码子具有简并性,虽然碱基发生改变但氨基酸序列可能也不发生改变。
故答案为: 通过基因突变可产生抗青蒿素的个体,连续培养过程中,在青蒿素的定向选择作用下,疟原虫种群中抗青蒿素的相关基因的频率升高,抗药性个体数增多 ; 密码子具有简并性 。
(2)由表可知,对照的基因序列设为野生型"+”,不同的设为突变型”-”,与对照组相比,在有突变基因6和7的第4~9组实验中,疟原虫的存活率都大幅提高,但在只有有突变基因7的1、2、3组实验中,疟原虫的存活率提高的幅度不大,故7个基因中与抗药性关联度最高的是基因6。
故答案为: 基因6 ; 与对照组相比,在有突变基因6和7的4~9组中,疟原虫的存活率都大幅提高,但在有突变基因7的1、2、3组中,疟原虫的存活率提高的幅度不大 。
(3)由表可知,7个基因中与抗药性关联度最高的是基因6, 若青蒿素抗药性关联度最高的基因突变是导致疟原虫抗青蒿素的直接原因,利用现代分子生物学手段,将该突变基因恢复为野生型,而不改变基因组中其他碱基序。经这种基因改造后的疟原虫对青蒿素的抗药性表现为S型(对青满素敏感)。
故答案为: S型(对青蒿素敏感) 。
(4)由题意可知,疟原虫为单细胞生物并且可在按蚊和人两类宿主中繁殖,则做好按蚁的防治工作,可减少疟原虫。
故答案为: 做好按蚊的防治工作 。
【分析】1、突变和基因重组产生进化的原材料:
(1)可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异,其中染色体变异和基因突变统称为突变;
(2)基因突变产生新的等位基因,这就可能使种群的基因频率发生变化;
(3)突变的频率虽然很低,但一个种群往往由许多个体组成,而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因,所以在种群中每一代都会产生大量的突变;
(4)生物的变异是否有利取决于它们的生存环境,同样的变异在不同的生存环境中可能有利,也可能有害;
(5)突变是不定向的,基因重组是随机的,只为进化提供原材料,而不能决定生物进化的方向。
2、自然选择决定生物进化的方向:
(1)变异是不定向的,自然选择是定向的;
(2)自然选择的直接对象是生物的表现型,间接对象是相关的基因型,根本对象是与变异性状相对的基因;
(3)自然选择的实质:种群的基因频率发生定向改变;
(4)自然选择的方向:适应自然环境;
(5)变异是普遍存在的,环境仅是一个选择因素,变异在先、选择在后。
3、密码子是mRNA上相邻的3个碱基;种类:64种,其中有3种是终止密码子,不编码氨基酸;特点:(1)密码子的简并性,一种密码子只能编码一种氨基酸,但一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码;(2)密码子具有通用性,即自然界所有的生物共用一套遗传密码。
4、基因突变:
(1)概念:指基因中碱基对的增添、缺失或替换。
(2)时间:基因突变可以发生在发育的任何时期,通常发生在DNA复制时期,即细胞分裂间期,包括有丝分裂间期和减数分裂间期。
(3)基因突变的类型:自发突变和人工诱变。
(4)基因突变的特点:①基因突变具有普遍性:生物界中普遍存在;②低频性:自然情况下突变频率很低(10-5-10-8);③随机性:个体发育的任何时期和部位;④不定向性:突变是不定向的;⑤多害少利性:多数对生物有害。
(5)基因突变是点突变,在光学显微镜下观察不到,在染色体变异在显微镜下可以观察到。
(6)基因突变的意义:基因突变是新基因产生的途径;基因突变能为生物进化提供原材料;基因突变是生物变异的根本来源。
39.(2021·辽宁)水稻为二倍体雌雄同株植物,花为两性花。现有四个水稻浅绿叶突变体W、X、Y、Z,这些突变体的浅绿叶性状均为单基因隐性突变(显性基因突变为隐性基因)导致。回答下列问题:
(1)进行水稻杂交实验时,应首先除去   未成熟花的全部   ,并套上纸袋。若将W与野生型纯合绿叶水稻杂交,F1自交,F2的表现型及比例为   。
(2)为判断这四个突变体所含的浅绿叶基因之间的位置关系,育种人员进行了杂交实验,杂交组合及F1叶色见下表。
实验分组 母本 父本 F1叶色
第1组 W X 浅绿
第2组 W Y 绿
第3组 W Z 绿
第4组 X Y 绿
第5组 X Z 绿
第6组 Y Z 绿
实验结果表明,W的浅绿叶基因与突变体   的浅绿叶基因属于非等位基因。为进一步判断X、Y、Z的浅绿叶基因是否在同一对染色体上,育种人员将第4、5、6三组实验的F1自交,观察并统计F2的表现型及比例。不考虑基因突变、染色体变异和互换,预测如下两种情况将出现的结果:
①若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上,结果为   。
②若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对染色体上,Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上,结果为   。
(3)叶绿素a加氧酶的功能是催化叶绿素a转化为叶绿素b。研究发现,突变体W的叶绿素a加氧酶基因OsCAO1某位点发生碱基对的替换,造成mRNA上对应位点碱基发生改变,导致翻译出的肽链变短。据此推测,与正常基因转录出的mRNA相比,突变基因转录出的mRNA中可能发生的变化是   。
【答案】(1)母本;雄蕊;绿叶:浅绿叶=3:1
(2)Y、Z;三组均为绿叶:浅绿叶=1:1;第4组绿叶:浅绿叶=1:1;第5组和第6组绿叶:浅绿叶=9:7
(3)终止密码提前出现
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)水稻为二倍体雌雄同株植物,花为两性花, 进行水稻杂交实验时, 应先除去母本未成熟花的全部雄蕊,并套袋,防止外来花粉干扰。若将浅绿叶W(隐性纯合)与野生型纯合绿叶水稻杂交,F1为杂合子,F1自交后代F2的表现型及比例为绿叶:浅绿叶=3:1。
故答案为: 母本 ; 雄蕊 ; 绿叶:浅绿叶=3:1 。
(2) 四个水稻浅绿叶突变体W、X、Y、Z均为单基因隐性突变形成的浅绿叶突变体,由表可知,第1组W、X杂交,F1为浅绿叶,则W和X为相同隐性基因控制;第2组W、Y杂交,第3组W、Z杂交,F1均表现绿叶,则W的浅绿叶基因与Y、Z不是同一基因,即非等位基因,当任何一对隐性基因纯合时就表现为浅绿叶。
①若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上,设X的浅绿叶基因为a,Y的浅绿叶基因为b,Z的浅绿叶基因为c,即X基因型为aaBBCC,Y基因型为AAbbCC,Z的基因型为AABBcc,则第4组为X(aaBBCC)xY(AAbbCC),F1基因型为AaBbCC,F1产生的配子为aBC、AbC,自交产生F2基因型及比例aaBBCC(浅绿叶):AAbbCC(浅绿叶):AaBbCC(绿叶)=1:1:2,则绿叶:浅绿叶=1:1;同理可得第5组、第6组的结果也是绿叶:浅绿叶=1:1。
②若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对染色体上,Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上,则第4组为X(aaBBCC)xY(AAbbCC),F1基因型为AaBbCC,F1产生的配子为aBC、AbC,自交产生F2基因型及比例aaBBCC(浅绿叶):AAbbCC(浅绿叶):AaBbCC(绿叶)=1:1:2,则绿叶:浅绿叶=1:1;第5组:X(aaBBCC)×Z(AABBcc),F1基因型为AaBBCc,F1产生配子及比例为,ABC:aBc:ABc:aBC=1:1:1:1,即AB、aB和C、c可以进行自由组合,F1自交后代F2表型及比例为9:3:3:1,而任高考生物五年真题汇编11——遗传的分子基础(1)
一、单选题
1.(2022·浙江)“中心法则”反映了遗传信息的传递方向,其中某过程的示意图如下。
下列叙述正确的是(  )
A.催化该过程的酶为RNA聚合酶
B.a链上任意3个碱基组成一个密码子
C.b链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连
D.该过程中遗传信息从DNA向RNA传递
2.(2022·浙江)下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是(  )
A.需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌
B.搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来
C.离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌
D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
3.(2022·浙江)某同学欲制作DNA双螺旋结构模型,已准备了足够的相关材料。下列叙述正确的是(  )
A.在制作脱氧核苷酸时,需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基
B.制作模型时,鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连
C.制成的模型中,腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌吟和胸腺嘧啶之和
D.制成的模型中,磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧
4.(2022·广东)下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述,错误的是()
A.孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律
B.摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上
C.赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质
D.沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式
5.(2022·广东)λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化(如图),该线性分子两端能够相连的主要原因是()
A.单链序列脱氧核苷酸数量相等 B.分子骨架同为脱氧核糖与磷酸
C.单链序列的碱基能够互补配对 D.自连环化后两条单链方向相同
6.(2022·浙江选考)S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.步骤①中,酶处理时间不宜过长,以免底物完全水解
B.步骤②中,甲或乙的加入量不影响实验结果
C.步骤④中,固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化
D.步骤⑤中,通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果
7.(2021·福建)下列关于遗传信息的叙述,错误的是(  )
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RNA
C.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
8.(2021·辽宁)下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述,正确的是(  )
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
9.(2021·山东)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(  )
A.N 的每一个细胞中都含有 T-DNA
B.N 自交,子一代中含 T-DNA 的植株占 3/4
C.M 经 n(n≥1)次有丝分裂后,脱氨基位点为 A-U 的细胞占 1/2n
D.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
10.(2021·北京)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(  )
A.DNA复制后A约占32% B.DNA中C约占18%
C.DNA中(A+G)/(T+C)=1 D.RNA中U约占32%
11.(2021·海南)孟德尔的豌豆杂交实验和摩尔根的果蝇杂交实验是遗传学的两个经典实验。下列有关这两个实验的叙述,错误的是(  )
A.均将基因和染色体行为进行类比推理,得出相关的遗传学定律
B.均采用统计学方法分析实验结果
C.对实验材料和相对性状的选择是实验成功的重要保证
D.均采用测交实验来验证假说
12.(2021·海南)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(  )
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
13.(2021·海南)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(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
14.(2021·浙江)含有100个碱基对的—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(  )
A.240个 B.180个 C.114个 D.90个
15.(2021·浙江)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.+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
16.(2021·浙江)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(  )
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1/4
D.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
17.(2021·河北)关于基因表达的叙述,正确的是(  )
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
18.(2021·广东)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(  )
A.DNA复制 B.转录 C.翻译 D.逆转录
19.(2021·广东)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(  )
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
20.(2021·全国乙卷)在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中,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(  )
A.与R型菌相比,S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B.S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成
C.加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
D.将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合,可以得到S型菌
21.(2021·浙江)现建立“动物精原细胞(2n=4)有丝分裂和减数分裂过程”模型。1个精原细胞(假定DNA中的P元素都为32P,其它分子不含32P)在不含32P的培养液中正常培养,分裂为2个子细胞,其中1个子细胞发育为细胞①。细胞①和②的染色体组成如图所示,H(h)、R(r)是其中的两对基因,细胞②和③处于相同的分裂时期。下列叙述正确的是(  )
A.细胞①形成过程中没有发生基因重组
B.细胞②中最多有两条染色体含有32P
C.细胞②和细胞③中含有32P的染色体数相等
D.细胞④~⑦中含32P的核DNA分子数可能分别是2、1、1、1
22.(2021·浙江)下列关于遗传学发展史上4个经典实验的叙述,正确的是(  )
A.孟德尔的单因子杂交实验证明了遗传因子位于染色体上
B.摩尔根的果蝇伴性遗传实验证明了基因自由组合定律
C.T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是大肠杆菌的遗传物质
D.肺炎双球菌离体转化实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质
23.(2021·浙江)下图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某些氨基酸的部分密码子(5'→3')是:丝氨酸UCU;亮氨酸UUA、CUA;异亮氨酸AUC、AUU;精氨酸AGA。下列叙述正确的是(  )
A.图中①为亮氨酸
B.图中结构②从右向左移动
C.该过程中没有氢键的形成和断裂
D.该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中
24.(2020·海南)下列关于人胃蛋白酶基因在细胞中表达的叙述,正确的是(  )
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
25.(2020·浙江选考)下列关于“肺炎双球菌转化实验”的叙述,正确的是(  )
A.活体转化实验中,R型菌转化成的S型菌不能稳定遗传
B.活体转化实验中,S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌
C.离体转化实验中,蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传
D.离体转化实验中,经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌
26.(2020·浙江选考)某DNA片段的结构如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.①表示胞嘧啶 B.②表示腺嘌呤
C.③表示葡萄糖 D.④表示氢键
27.(2020·天津)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(  )
A.DNA B.mRNA C.tRNA D.rRNA
二、多选题
28.(2021·辽宁)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(  )
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
29.(2021·湖南)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(  )
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B
B.真校生物核基因表达的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
30.(2021·河北)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(  )
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
三、综合题
31.(2021·江苏)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,阻击病毒扩大。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。
(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。
(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   。
32.(2021·江苏)以下两对基因与果蝇眼色有关。眼色色素产生必需有显性基因A,aa时眼色白色;B存在时眼色为紫色,bb时眼色为红色。2个纯系果蝇杂交结果如下图,请据图回答下问题。
(1)果蝇是遗传学研究的经典实验材料,摩尔根等利用一个特殊眼色基因突变体开展研究,把基因传递模式与染色体在减数分裂中的分配行为联系起来,证明了   。
(2)A基因位于   染色体上,B基因位于   染色体上。若要进一步验证这个推论,可在2个纯系中选用表现型为   的果蝇个体进行杂交。
(3)上图F1中紫眼雌果蝇的基因型为   ,F2中紫眼雌果蝇的基因型有   种.
(4)若亲代雌果蝇在减数分裂时偶尔发生X染色体不分离而产生异常卵,这种不分离可能发生的时期有   ,该异常卵与正常精子受精后,可能产生的合子主要类型有   .
(5)若F2中果蝇单对杂交实验中出现了一对果蝇的杂交后代雌雄比例为2:1,由此推测该对果蝇的   性个体可能携带隐性致死基因;若继续对其后代进行杂交,后代雌雄比为   时,可进一步验证这个假设。
33.(2021·北京)新冠病毒(SARS-CoV-2)引起的疫情仍在一些国家和地区肆虐,接种疫苗是控制全球疫情的最有效手段。新冠病毒疫苗有多种,其中我国科学家已研发出的腺病毒载体重组新冠病毒疫苗(重组疫苗)是一种基因工程疫苗,其基本制备步骤是:将新冠病毒的S基因连接到位于载体上的腺病毒基因组DNA中,重组载体经扩增后转入特定动物细胞,进而获得重组腺病毒并制成疫苗。
(1)新冠病毒是RNA病毒,一般先通过   得到cDNA,经   获取S基因,酶切后再连接到载体。
(2)重组疫苗中的S基因应编码________。
A.病毒与细胞识别的蛋白 B.与病毒核酸结合的蛋白
C.催化病毒核酸复制的酶 D.帮助病毒组装的蛋白
(3)为保证安全性,制备重组疫苗时删除了腺病毒的某些基因,使其在人体中无法增殖,但重组疫苗仍然可以诱发人体产生针对新冠病毒的特异性免疫应答。该疫苗发挥作用的过程是:接种疫苗→   →   →诱发特异性免疫反应。
(4)重组疫苗只需注射一针即可完成接种。数周后,接种者体内仍然能检测到重组腺病毒DNA,但其DNA不会整合到人的基因组中。请由此推测只需注射一针即可起到免疫保护作用的原因   。
34.(2021·浙江)利用转基因技术,将抗除草剂基因转入纯合不抗除草剂水稻(2n)(甲),获得转基因植株若干。从转基因后代中选育出纯合矮秆抗除草剂水稻(乙)和纯合高秆抗除草剂水稻(丙)。用甲、乙、丙进行杂交,F2结果如下表。转基因过程中,可发生基因突变,外源基因可插入到不同的染色体上。高秆(矮秆)基因和抗除草剂基因独立遗传,高秆和矮秆由等位基因 A(a)控制。有抗除草剂基因用B+表示、无抗除草剂基因用 B-表示
杂交组合 F2的表现形式及数量(株)
矮秆抗除草剂 矮秆不抗除草剂 高秆抗除草剂 高秆不抗除草剂
甲×乙 513 167 0 0
甲×丙 109 37 313 104
乙×丙 178 12 537 36
回答下列问题:
(1)矮秆对高秆为   性状,甲×乙得到的F1产生   种配子。
(2)为了分析抗除草剂基因在水稻乙、丙叶片中的表达情况,分别提取乙、丙叶片中的RNA并分离出   ,逆转录后进行PCR扩增。为了除去提取 RNA中出现的DNA污染,可采用的方法是   。
(3)乙×丙的 F2中,形成抗除草剂与不抗除草剂表现型比例的原因是   。
(4)甲与丙杂交得到F1,F1再与甲杂交,利用获得的材料进行后续育种。写出F1与甲杂交的遗传图解。
35.(2021·广东)果蝇众多的突变品系为研究基因与性状的关系提供了重要的材料。摩尔根等人选育出M-5品系并创立了基于该品系的突变检测技术,可通过观察F1和F2代的性状及比例,检测出未知基因突变的类型(如显/隐性、是否致死等),确定该突变基因与可见性状的关系及其所在的染色体。回答下列问题:
(1)果蝇的棒眼(B)对圆眼(b)为显性、红眼(R)对杏红眼(r)为显性,控制这2对相对性状的基因均位于X染色体上,其遗传总是和性别相关联,这种现象称为   。
(2)如图示基于M-5品系的突变检测技术路线,在F1代中挑出1只雌蝇,与1只M-5雄蝇交配,若得到的F2代没有野生型雄蝇。雌蝇数目是雄蝇的两倍,F2代中雌蝇的两种表现型分别是棒眼杏红眼和   ,此结果说明诱变产生了伴X染色体   基因突变。该突变的基因保存在表现型为   果蝇的细胞内。
(3)上述突变基因可能对应图中的突变   (从突变①、②、③中选一项),分析其原因可能是   ,使胚胎死亡。
密码子序号 1…4…19 20…540 密码子表(部分):
正常核苷酸序列 AUG…AAC…ACU
UUA…UAG AUG:甲硫氨酸,起始密码子
  突变①↓
 
突变后核苷酸序列 AUG…AAC…ACC
UUA…UAG AAC:天冬酰胺
正常核苷酸序列 AUG…AAC…ACU
UUA…UAG ACU、ACC:苏氨酸
  突变②↓
 
突变后核苷酸序列 AUG…AAA…ACU
UUA…UAG UUA:亮氨酸
正常核苷酸序列 AUG…AAC…ACU
UUA…UAG AAA:赖氨酸
  突变③↓ UAG、UGA:终止密码子
突变后核苷酸序列 AUG…AAC…ACU
UGA…UAG …表示省略的、没有变化的碱基
(4)图所示的突变检测技术,具有的①优点是除能检测上述基因突变外,还能检测出果蝇   基因突变;②缺点是不能检测出果蝇   基因突变。(①、②选答1项,且仅答1点即可)
36.(2020·北京)枯草芽孢杆菌可分泌纤维素酶。研究者筛选到一株降解纤维素能力较强的枯草芽孢杆菌菌株(B菌),从中克隆得到了一种纤维素酶(C1酶)基因。将获得的C1酶基因与高效表达载体(HT质粒)连接,再导入B菌,以期获得降解纤维素能力更强的工程菌。
(1)纤维素属于   糖,因此经过一系列酶催化最终可降解成单糖,该单糖是   。
(2)对克隆到的C1酶基因测序,与数据库中的C1酶基因编码序列相比有两个碱基对不同,但两者编码出的蛋白的氨基酸序列相同,这是因为   。
(3)C1酶基因以B链为转录模板链,转录时mRNA自身的延伸方向为5'→3'。为了使C1酶基因按照正确的方向与已被酶切的HT质粒连接,克隆C1酶基因时在其两端添加了Sma
I和BamH I的酶切位点。该基因内部没有这两种酶切位点。图1中酶切位点1和2所对应的酶分别是   。
(4)将纤维素含量为20%的培养基分为三组,一组接种工程菌,对照组1不进行处理,对照组2进行相应处理。在相同条件下培养96小时,检测培养基中纤维素的含量。结果(图2)说明工程菌降解纤维素的能力最强。对照组2的处理应为   。
(5)预期该工程菌在处理废弃物以保护环境方面可能的应用   。(举一例)
37.(2020·天津)Ⅰ型糖尿病是因免疫系统将自身胰岛素作为抗原识别而引起的自身免疫病。小肠黏膜长期少量吸收胰岛素抗原,能诱导免疫系统识别该抗原后应答减弱,从而缓解症状。科研人员利用Ⅰ型糖尿病模型小鼠进行动物实验,使乳酸菌在小鼠肠道内持续产生人胰岛素抗原,为此构建重组表达载体,技术路线如下。
据图回答:
(1)为使人胰岛素在乳酸菌中高效表达,需改造其编码序列。下图是改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列。据图分析,转录形成的mRNA中,该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有   个。
(2)在人胰岛素A、B肽链编码序列间引入一段短肽编码序列,确保等比例表达A、B肽链。下列有关分析正确的是________。
A.引入短肽编码序列不能含终止子序列
B.引入短肽编码序列不能含终止密码子编码序列
C.引入短肽不能改变A链氨基酸序列
D.引入短肽不能改变原人胰岛素抗原性
(3)在重组表达载体中,SacⅠ和XbaⅠ限制酶仅有图示的酶切位点。用这两种酶充分酶切重组表达载体,可形成   种DNA片段。
(4)检测转化的乳酸菌发现,信号肽-重组人胰岛素分布在细胞壁上。由此推测,信号肽的合成和运输所经历的细胞结构依次是   。
(5)用转化的乳酸菌饲喂Ⅰ型糖尿病模型小鼠一段时间后,小鼠体内出现人胰岛素抗原,能够特异性识别它的免疫细胞有________。
A.B细胞 B.T细胞 C.吞噬细胞 D.浆细胞
四、实验探究题
38.(2021·湖北)疟疾是一种由疟原虫引起的疾病。疟原虫为单细胞生物可在按蚊和人两类宿主中繁殖。我国科学家发现了治疗疟疾的青蒿素。随着青蒿素类药物广泛应用逐渐出现了对青蒿素具有抗药性的疟原虫。
为了研究疟原虫对青蒿素的抗药性机制,将一种青蒿素敏感(S型)的疟原虫品种分成两组:一组逐渐增加青蒿素的浓度,连续培养若干代,获得具有抗药性(R型)的甲群体,另一组为乙群体(对照组)。对甲和乙两群体进行基因组测序,发现在甲群体中发生的9个碱基突变在乙群体中均未发生,这些突变发生在9个基因的编码序列上,其中7个基因编码的氨基酸序列发生了改变。
为确定7个突变基因与青蒿素抗药性的关联性,现从不同病身上获取若干疟原虫样本,检测疟原虫对青蒿素的抗药性(与存活率正相关)并测序,以S型疟原虫为对照,与对照的基因序列相同的设为野生型“+”,不同的设为突变型“-”。部分样本的结果如表。
疟原虫 存活率(%) 基因1 基因2 基因3 基因4 基因5 基因6 基因7
对照 0.04 + + + + + + +
1 0.2 + + + + + + -
2 3.8 + + + - + + -
3 5.8 + + + - - + -
4 23. 1 + + + + - - -
5 27.2 + + + + - - -
6 27.3 + + + - + - -
7 28.9 + + + - - - -
8 31.3 + + + + - - -
9 58.0 + + + - + - -
回答下列问题:
(1)连续培养后疟原虫获得抗药性的原因是   ,碱基突变但氨基酸序列不发生改变的原因是   。
(2)7个基因中与抗药性关联度最高的是   ,判断的依据是   。
(3)若青蒿素抗药性关联度最高的基因突变是导致疟原虫抗青蒿素的直接原因,利用现代分子生物学手段,将该突变基因恢复为野生型,而不改变基因组中其他碱基序。经这种基因改造后的疟原虫对青蒿素的抗药性表现为   。
(4)根据生物学知识提出一条防控疟疾的合理化建议:   。
39.(2021·辽宁)水稻为二倍体雌雄同株植物,花为两性花。现有四个水稻浅绿叶突变体W、X、Y、Z,这些突变体的浅绿叶性状均为单基因隐性突变(显性基因突变为隐性基因)导致。回答下列问题:
(1)进行水稻杂交实验时,应首先除去   未成熟花的全部   ,并套上纸袋。若将W与野生型纯合绿叶水稻杂交,F1自交,F2的表现型及比例为   。
(2)为判断这四个突变体所含的浅绿叶基因之间的位置关系,育种人员进行了杂交实验,杂交组合及F1叶色见下表。
实验分组 母本 父本 F1叶色
第1组 W X 浅绿
第2组 W Y 绿
第3组 W Z 绿
第4组 X Y 绿
第5组 X Z 绿
第6组 Y Z 绿
实验结果表明,W的浅绿叶基因与突变体   的浅绿叶基因属于非等位基因。为进一步判断X、Y、Z的浅绿叶基因是否在同一对染色体上,育种人员将第4、5、6三组实验的F1自交,观察并统计F2的表现型及比例。不考虑基因突变、染色体变异和互换,预测如下两种情况将出现的结果:
①若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上,结果为   。
②若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对染色体上,Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上,结果为   。
(3)叶绿素a加氧酶的功能是催化叶绿素a转化为叶绿素b。研究发现,突变体W的叶绿素a加氧酶基因OsCAO1某位点发生碱基对的替换,造成mRNA上对应位点碱基发生改变,导致翻译出的肽链变短。据此推测,与正常基因转录出的mRNA相比,突变基因转录出的mRNA中可能发生的变化是   。
40.(2021·全国甲)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   。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】中心法则及其发展
【解析】【解答】A、由图可知,该过程以RNA为模板合成DNA,是逆转录过程,需要逆转录酶的催化,A错误;
B、RNA上3个相邻的碱基决定一个氨基酸,称为一个密码子,B错误;
C、DNA分子中相邻的脱氧核苷酸通过磷酸二之间相连,C正确;
D、该过程中遗传信息从RNA向DNA传递,D错误。
故答案为:C。
【分析】1、中心法则:(1)遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;(2)遗传信息可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。
2、DNA复制是以亲代DNA分子为模板,合成子代DNA的过程。
3、转录是在细胞核中以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。
4、翻译指游离在细胞质内的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
5、逆转录是在逆转录酶的作用下,以RNA为模板合成DNA的过程。
2.【答案】C
【知识点】噬菌体侵染细菌实验
【解析】【解答】A、噬菌体侵染实验需用噬菌体分侵染别被35S或32P标记的大肠杆菌,A错误;
B、搅拌是为了使附着在大肠杆菌上的噬菌体外壳分离下来,B错误;
C、离心的目的是为了使大肠杆菌沉淀,C正确;
D、该实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA,D错误。
故答案为:C。
【分析】 1、噬菌体是一种病毒,病毒是比较特殊的一种生物,它只能寄生在活细胞中,利用宿主细胞的原料进行遗传物质的复制和蛋白质外壳的合成。
2、噬菌体侵染病毒实验:
(1)原理:要获得被35S或32P标记噬菌体,首先要获得35S或32P标记的大肠杆菌,即在含35S或32P的培养基上分别培养获得被35S或32P标记的大肠杆菌,然后在被35S或32P标记的大肠杆菌中培养获得被35S或32P标记的噬菌体。噬菌体侵染细菌的过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放。
(2)T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌(使吸附在大肠杆菌上的噬菌体外壳与细菌分离),然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
3、注意:
(1)保温时间不能过长,过长大肠杆菌细胞会裂解;保温时间不能过段,过短噬菌体侵染不充分;
(2)35S的噬菌体,放射性出现在上清液中,若沉淀物中出现沉淀可能是搅拌不充分,沉淀物中有少量蛋白质外壳;32P的噬菌体放射性出现在沉淀物中,若上清液中出现放射性,可能保温时间过长是大肠杆菌裂解,也可能是保温时间过短噬菌体侵染不充分。
3.【答案】C
【知识点】DNA分子的结构
【解析】【解答】A、在制作脱氧核苷酸时,在DNA分子内部的磷酸上连接脱氧核糖和碱基,一端的磷酸只连接脱氧核糖,A错误;
B、制作模型时,鸟嘌呤与胞嘧啶之间用3个氢键连接物相连,B错误;
C、DNA分子双链遵循碱基互补配对原则,A与T配对,C与G配对,即在DNA分子中T=A,G=C,则T+G=A+C,腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌吟和胸腺嘧啶之和,C正确;
D、DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,D错误。
故答案为:C。
【分析】DNA的双螺旋结构:
(1)DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的;
(2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基在内侧;
(3)两条链上的碱基通过氢键连接起来,形成碱基对且遵循碱基互补配对原则即A-T,G-C,C-G,T-A。
4.【答案】D
【知识点】人类对遗传物质的探究历程;噬菌体侵染细菌实验;DNA分子的结构;基因在染色体上的实验证据;孟德尔遗传实验-分离定律
【解析】【解答】A、孟德尔应用统计学方法对实验结果进行分析发现了遗传规律,A正确;
B、摩尔根根据果蝇眼色遗传与性别的相关联证明了基因在染色体上,B正确;
C、赫尔希和蔡斯通过用放射性同位素32P和放射性同位素35S标记T2噬菌体DNA和蛋白质的实验证明了DNA是遗传物质,C正确;
D、沃森和克里克根据各方面对DNA研究的信息和他们的研究分析,通过构建了DNA分子双螺旋结构模型得出碱基配对方式,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说演绎法,其基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论。①提出问题(在纯合亲本杂交和F1自交两组豌豆遗传实验基础上提出问题);②做出假设(生物的性状是由细胞中的遗传因子决定的;体细胞中的遗传因子成对存在;配子中的遗传因子成单存在;受精时雌雄配子随机结合);③演绎推理(如果这个假说是正确的,这样F1会产生两种数量相等的配子,这样测交后代应该会产生两种数量相等的类型);④实验验证(测交实验验证,结果确实产生了两种数量相等的类型);⑤得出结论(就是分离定律)。
2、萨顿用类比推理法于1903年研究蝗虫的减数分裂,提出假说“基因在染色体上";摩尔根利用假说-演绎法地1910年进行果蝇杂交实验,证明基因位于染色体上。
3、T2噬菌体侵染细菌的实验:
(1)研究者:1952年,赫尔希和蔡斯。
(2)实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌等。
(3)实验方法:放射性同位素标记法。
(4)实验思路:S是蛋白质的特有元素,DNA分子中含有P,蛋白质中几乎不含有,用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质,直接单独去观察它们的作用。
(5)实验过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放。
(6)实验结论:DNA是遗传物质。
4、20世纪50年代初,英国科学家威尔金斯等用X射线衍射技术对DNA结构潜心研究了3年,意识到DNA是一种螺旋结构,女物理学家弗兰克林在1951年底拍摄到一张十分清晰的DNA的X射线照片,当威尔金斯出示了弗兰克林在一年前拍下的DNA的X射线衍射照片后,沃森看出DNA的内部是一种螺旋形结构,沃森和克里克继续循着这个恩路深入探讨,根据各方面对DNA研究的信息和他们的研究分析,沃森和克里克得出一个共识:DNA是一种双链螺旋结构,并构建了DNA分子双螺旋结构模型。
5.【答案】C
【知识点】DNA分子的结构
【解析】【解答】线性DNA分子两端各有一段单链序列,且在侵入大肠杆菌后会自连环化,由于DNA双链的碱基是按照碱基互补配对的原则相连的,则两端单链序列可以通过碱基互补配对原则相互配对成功,C正确,A、B、D错误。
故答案为:C。
【分析】DNA的双螺旋结构:
(1)DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的;
(2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基在内侧;
(3)两条链上的碱基通过氢键连接起来,形成碱基对且遵循碱基互补配对原则即A-T,G-C,C-G,T-A。
6.【答案】D
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】A、步骤①中,酶处理时间要充足将底物完全水解,A错误;
B、步骤②中,甲或乙的加入量属于无关变量,加入量应遵循等量原则,B错误;
C、步骤④中,液体培养基比固体培养基更有利于细菌转化,C错误;
D、步骤⑤中,通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果,D正确。
故答案为:D。
【分析】艾弗里证明DNA是遗传物质的实验(肺炎链球菌体外转化实验):
(1)研究者:1944年,美国科学家艾弗里等人。
(2)实验材料:S型和R型肺炎链球菌、细菌培养基等。
(3)实验设计思路:把DNA与其他物质分开,单独直接研究各自的遗传功能。
(4)实验过程:①将S型细菌的DNA与R型活细菌混合培养,其后代有R型细菌和S型细菌;②将S型细菌的多糖和蛋白质与R型活细菌混合培养,其后代都为R型细菌,没有发生转化现象;③DNA酶和S型活菌中提取的DNA与R型菌混合培养,培养一段时间以后,只有R型菌。
7.【答案】A
【知识点】中心法则及其发展;DNA分子的复制;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、亲代遗传信息的改变发生在生殖细胞的能遗传给子代,遗传信息的改变发生在体细胞的不能遗传给子代,A错误;
B、DNA中的遗传信息可以是由DNA复制来自DNA,也可以是由逆转录来自RNA,B正确;
C、遗传信息的传递包括DNA复制、转录和翻译过程,DNA复制、转录和翻译过程都遵循碱基互补配对原则,故遗传信息的传递遵循碱基互补配对原则,C正确;
D、每个特定的DNA分子中具有特定的碱基排列顺序,特定的排列顺序代表着遗传信息,这形成了个体遗传信息的特异性,根据该特性可以运用DNA分子指纹技术进行个体鉴定,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、中心法则:(1)遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;(2)遗传信息可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。
2、DNA分子的复制:
(1)场所:主要在细胞核,此外在线粒体和叶绿体中也能进行.
(2)时期:有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。
(3)特点:边解旋边复制;复制方式为半保留复制(4)条件:模板:亲代DNA分子的两条链;原料:游离的4种脱氧核苷酸;能量:ATP;酶:解旋酶、DNA聚合酶 。
(4)原则:碱基互补配对原则。A-T,G-C,C-G,T-A。
(5)准确复制的原因:DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板;通过碱基互补配对原则保证了复制准确地进行。1个DNA分子经过n次复制形成的DNA分子为2n个,含母链的DNA分子2个。
3、转录:以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,通过RNA聚合酶合成mRNA的过程。
(1)场所:细胞核(主要)、线粒体、叶绿体。
(2)模板:DNA分子一条链。
(3)原料:四种游离的核糖核苷酸。
(4)酶:RNA聚合酶。
(5)能量
(6)原则:碱基互补配对原则。A-U,G-C,C-G,T-A。
4、翻译:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(1)场所:细胞质中的核糖体。
(2)模板:mRNA。
(3)原料:21种游离的氨基酸。
(4)酶。
(5)能量.
(6)工具:tRNA。
(7)原则:碱基互补配对原则。A-U,G-C,C-G,U-A。
8.【答案】A
【知识点】DNA分子的复制
【解析】【解答】A、DNA分子复制的方向为从5′端到3′端,子链延伸时游离的脱氧核苷酸会添加到3′端,A正确;
B、DNA复制时子链的合成需要引物,B错误;
C、DNA分子每条链的5′端是游离的磷酸,C错误;
D、解旋酶的作用是打开DNA双链,DNA聚合酶的作用是连接游离的脱氧核苷酸形成磷酸二酯键,D错误。
故答案为:A。
【分析】DNA分子的复制:
(1)场所:主要在细胞核,此外在线粒体和叶绿体中也能进行.
(2)时期:有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。
(3)特点:边解旋边复制;复制方式为半保留复制(4)条件:模板:亲代DNA分子的两条链;原料:游离的4种脱氧核苷酸;能量:ATP;酶:解旋酶、DNA聚合酶 。
(4)原则:碱基互补配对原则。A-T,G-C,C-G,T-A。
(5)准确复制的原因:DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板;通过碱基互补配对原则保证了复制准确地进行。
(6)1个DNA分子经过n次复制形成的DNA分子为2n个,含母链的DNA分子2个。
9.【答案】D
【知识点】DNA分子的复制
【解析】【解答】A、由题意可知,N是由M细胞形成的,在细胞增殖和分化过程中染色体不丢失,则N的每一个细胞中都含有T-DNA,A正确;
B、N是由M细胞形成的,N植株的一条染色体中含有T-DNA,如果自交,则子-代中相关的基因型有3/4的植株含T-DNA,B正确;
C、脱氨基在细胞中只发生一次,M中只有1个DNA分子上的单链上的一个C脱去氨基变为U,M复制n次后产生2n个细胞,脱氨基位点为A-U的细胞的只有1个比例为1/2n,C正确;
D、M经过3次有丝分裂,形成8个子细胞,而M细胞DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U,即G和U配对,8个细胞中有4个脱氨基位点为C-G,3个细胞脱氨基位点为A-T,1个细胞脱氯基位点为U-A,故含T-DNA且脱氨基位点为A-T的细胞占3/8,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、DNA分子的复制:
(1)场所:主要在细胞核,此外在线粒体和叶绿体中也能进行.
(2)时期:有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。
(3)特点:边解旋边复制;复制方式为半保留复制(4)条件:模板:亲代DNA分子的两条链;原料:游离的4种脱氧核苷酸;能量:ATP;酶:解旋酶、DNA聚合酶 。
(4)原则:碱基互补配对原则。A-T,G-C,C-G,T-A。
(5)准确复制的原因:DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板;通过碱基互补配对原则保证了复制准确地进行。
(6)1个DNA分子经过n次复制形成的DNA分子为2n个,含母链的DNA分子2个。
2、分析可知,M细胞含有T-DNA,细胞的脱氨基位点由C-G对变为U-G对,DNA的复制方式是半保留复制,碱基互补配对原则,A-T,G-C,C-G,T-A。
10.【答案】D
【知识点】碱基互补配对原则;DNA分子的复制
【解析】【解答】A、DNA分子复制时遵循碱基配对原则,A-T、G-C,故DNA复制后的A约占32%,A正确;
B、酵母菌的DNA中A约占32%,A=T=32%,G=C=(1-2×32%)/2=18%,B正确;
C、DNA分子遵循碱基互补配对原则,A=T、G=C,即(A+G)/(T+C)=1,C正确;
D、RNA为单链结构,一般不遵循碱基互补配对原则,RNA中U不一定占32%,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、DNA的双螺旋结构:
(1)DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的;
(2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基在内侧;
(3)两条链上的碱基通过氢键连接起来,形成碱基对且遵循碱基互补配对原则即A-T,G-C,C-G,T-A,即A=T,G=C。
2、DNA分子的复制:
(1)场所:主要在细胞核,此外在线粒体和叶绿体中也能进行.
(2)时期:有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。
(3)特点:边解旋边复制;复制方式为半保留复制(4)条件:模板:亲代DNA分子的两条链;原料:游离的4种脱氧核苷酸;能量:ATP;酶:解旋酶、DNA聚合酶 。
(4)原则:碱基互补配对原则。A-T,G-C,C-G,T-A。
(5)准确复制的原因:DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板;通过碱基互补配对原则保证了复制准确地进行。
(6)1个DNA分子经过n次复制形成的DNA分子为2n个,含母链的DNA分子2个。
11.【答案】A
【知识点】基因在染色体上的实验证据;孟德尔遗传实验-分离定律
【解析】【解答】A、孟德尔和摩尔根都是采用假说演绎法得出相应的遗传学规律,萨顿将基因和染色体行为进行类比推理,得出相关的遗传学定律,A错误;
B、利用假说演绎法进行研究都需要利用统计学方法对实验结果进行分析,B正确;
C、二者的成功离不开正确的选用实验材料和选择相对性状,C正确;
D、假说演绎法的最后都需要通过测交的方法对假说进行验证,D正确。
故答案为:A。
【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说演绎法,其基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论。①提出问题(在纯合亲本杂交和F1自交两组豌豆遗传实验基础上提出问题);②做出假设(生物的性状是由细胞中的遗传因子决定的;体细胞中的遗传因子成对存在;配子中的遗传因子成单存在;受精时雌雄配子随机结合);③演绎推理(如果这个假说是正确的,这样F1会产生两种数量相等的配子,这样测交后代应该会产生两种数量相等的类型);④实验验证(测交实验验证,结果确实产生了两种数量相等的类型);⑤得出结论(就是分离定律)。
2、萨顿用类比推理法于1903年研究蝗虫的减数分裂,提出假说“基因在染色体上";摩尔根利用假说-演绎法地1910年进行果蝇杂交实验,证明基因位于染色体上。
3、孟德尔遗传实验成功的原因是:正确的选用实验材料;采用由单因子到多因子的研究方法;应用统计学方法对实验结果进行分析;科学设计了实验程序。
12.【答案】C
【知识点】遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、由图可知,图中mRNA由7个密码子组成,其中终止密码子不编码氨基酸,故①编码的氨基酸序列长度为6个氨基酸,A错误;
B、由图可知,②和③最终编码的氨基酸序列长度相同,都含有6个氨基酸,B错误;
C、由图可知,②缺失了一个碱基,缺失之后的氨基酸序列全部改变,③缺失两个碱基,缺失之后的氨基酸序列全部改变,④缺失三个碱基,正好缺失一个密码子,而前后氨基酸种类和顺序不变,故④编码的氨基酸排列顺序与①最接近,C正确;
D、密码子的简并性是指一种密码子只能编码一种氨基酸,但一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码,D错误。
故答案为:C。
【分析】密码子:(1)概念:密码子是mRNA上相邻的3个碱基;(2)种类:64种,其中有3种是终止密码子,不编码氨基酸;(3)特点:a、密码子的简并性,一种密码子只能编码一种氨基酸,但一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码;b、密码子具有通用性,即自然界所有的生物共用一套遗传密码。
13.【答案】B
【知识点】DNA分子的结构;DNA分子的复制
【解析】【解答】由题意可知,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,经过第一次DNA分子复制A-BU可转变为G-BU,经过第二次DNA分子复制G-BU可转变为G-C,B正确,A、C、D错误。
故答案为:B。
【分析】1、DNA的双螺旋结构:
(1)DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的;
(2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基在内侧;
(3)两条链上的碱基通过氢键连接起来,形成碱基对且遵循碱基互补配对原则即A-T,G-C,C-G,T-A。
2、DNA分子的复制:
(1)场所:主要在细胞核,此外在线粒体和叶绿体中也能进行.
(2)时期:有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。
(3)特点:边解旋边复制;复制方式为半保留复制(4)条件:模板:亲代DNA分子的两条链;原料:游离的4种脱氧核苷酸;能量:ATP;酶:解旋酶、DNA聚合酶 。
(4)原则:碱基互补配对原则,A-T,G-C,C-G,T-A。
(5)准确复制的原因:DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板;通过碱基互补配对原则保证了复制准确地进行。1个DNA分子经过n次复制形成的DNA分子为2n个,含母链的DNA分子2个。
14.【答案】B
【知识点】碱基互补配对原则;DNA分子的复制
【解析】【解答】—个DNA分子片段,一条链的A+T占40%,则两条链中A+T也占40%,A=T=20%,A+C=50%,则C=30%,该DNA片段含有100个碱基对,C=200乘以30%=60个, 连续复制2次,需要从环境中新合成22-1个DNA,需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为60乘以3=180个。
故答案为:B。
【分析】①DNA分子双链中:任意两个不互补碱基和为总碱基数的50%,即 A+C =T+G= A+G= T+C=50%。
②若某DNA分子中含碱基T为a,则连续复制n次,所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为:a·(2n-1)。
15.【答案】A
【知识点】中心法则及其发展;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A.+RNA可以直接作为合成病毒蛋白的模板,所以其复制出的子代RNA和+RNA一样,都具有mRNA的功能,A说法正确;
B.病毒以+RNA为遗传物质,RNA为单链,不属于半保留复制,B说法错误;
C. 过程①②属于RNA复制,需要RNA复制酶,③④属于翻译,均不需要RNA 聚合酶的催化,C说法错误;
D.病毒无细胞结构,不存在核糖体,D说法错误。
故答案为:A。
【分析】中心法则如图示:
16.【答案】C
【知识点】细胞有丝分裂不同时期的特点;DNA分子的复制
【解析】【解答】A.DNA为半保留复制, 第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都为一条链含有BrdU的染色单体,呈深蓝色,A说法正确;
B.第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体,一条为一条链含有BrdU的染色单体,一条为双链都含有BrdU的染色单体,两条染色单体的着色不同,B说法正确;
C. 第二个周期的细胞分裂后期,每条染色体上含有的两条染色体不同的染色单体,移向两极时组合情况不同,第三个细胞周期中的细胞中染色单体着色不同的染色体不是1/4,C说法错误;
D. 只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝色,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,D说法正确。
故答案为:C。
【分析】解决此题,可用图示法,始终牢记DNA半保留复制的特点,结合题中颜色,在染色体复制时,存在含有两条染色体单体的一条染色体的时期。
17.【答案】C
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A.以RNA为遗传物质的病毒,其RNA可以作为编码蛋白质的直接模板,A说法错误;
B.终止密码子位于mRNA上,不能与RNA聚合酶结合,B说法错误;
C.翻译过程中,mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子之间通过碱基互补配对相互识别保证了遗传信息传递的准确性,C说法正确;
D.终止密码子不存在反密码子,不与tRNA配对,故tRNA不能读取mRNA上全部碱基序列信息,D说法错误。
故答案为:C。
【分析】 RNA聚合酶与DNA上的一段序列启动子结合,开启转录过程,读取到DNA上的另一段序列终止子,转录结束。启动子不等于起始密码子,终止子不等于终止密码子。
18.【答案】C
【知识点】遗传信息的翻译
【解析】【解答】由题意可知,金霉素可抑制tRNA与mRNA的结合,使tRNA(可以携带合成蛋白质的原料氨基酸)不能和mRNA进行碱基互补配对,因此直接影响翻译的过程,C正确,A、B、D错误。
故答案为:C。
【分析】DNA复制、转录和翻译的比较:
比较项目 复制 转录 翻译
场 所 细胞核 细胞核 细胞质
模 板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA
酶 解旋酶,DNA聚合酶等 解旋酶,RNA聚合酶等 多种酶
能 量 ATP ATP ATP
原 料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 氨基酸
产 物 子代DNA mRNA 多肽链
碱基配对 A-T T-A
G-C C-G A-U T-A
G-C C-G A-U U-A
G-C C-G
19.【答案】B
【知识点】人类对遗传物质的探究历程;DNA分子的结构
【解析】【解答】①公元1952年,赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验,证明了DNA是遗传物质,这与构建DNA双螺旋结构模型没有关系,①错误;
②沃森和克里克根据富兰克林、威尔金斯提供的DNA分子X射线衍射图谱,进行实验,推算出DNA分子呈螺旋结构,②正确;
③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等,沃森和克里克由此推出碱基的配对方式,进而用实验证明出DNA由两条脱氧核苷酸链组成,③正确;
④在DNA双螺旋结构模型之后,沃森和克里克提出DNA半保留复制机制,④错误。
叙述中,①④错误,②③正确,故答案为:B。
【分析】DNA双基因螺旋结构模型构建 :
1、1951年威尔金斯展示了DNA的X射线的衍射图谱,并且获得相关其数据
2、沃森和克里克提出DNA螺旋结构的初步构想。
3、1952年查哥夫指出:腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量(A=T),鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量(G=C).
4、1953年沃森和克里克发表论文《核酸的分子结构模型-脱氧核糖核酸的一个结构模型》
20.【答案】D
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】A、与R型菌相比,S型菌多了荚膜和多糖,S型肺炎双球菌使小鼠患败血病死亡,R型肺炎双球菌使无毒性。所以毒性物质可能与荚膜和多糖有关,A正确;
B、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,而加热能使S菌蛋白质变性失活,推测S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成,B正确;
C、加热杀死可以破坏蛋白质的空间结构,使其功能发生改变,DNA空间结构不被破坏,所以功能不受影响,C正确;
D、将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合,无法得到S型菌,因为S型菌的DNA的结构已经被破坏,D错误;
故答案为:D。
【分析】 1、肺炎双球菌的类型及特点
特点
类型 菌落 荚膜 毒性
S型 光滑 有 有
R型 粗糙 无 无
2、格里菲思的体内转化实验:
结论:加热杀死的S型细菌中,含有某种促成R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”。
3、肺炎双球菌转化实验的3个误区
(1)加热杀死的S型细菌中的蛋白质和DNA并没有永久丧失了活性,加热杀死S型细菌的过程中,其蛋白质变性失活,但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性。
(2)在转化过程中并不是所有的R型细菌均转化成S型细菌,而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌。
(3)转化的实质并不是基因发生突变,而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中,即实现了基因重组。
21.【答案】D
【知识点】减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化;减数分裂过程中染色体和DNA的规律性变化;DNA分子的复制
【解析】【解答】A、图中细胞①处于减数第一次分裂前期,分析细胞①中基因组成可知,发生了交叉互换,即发生了基因重组,A错误;
B、根据DNA分子半保留复制,1个精原细胞(DNA中的P元素都为32P),在不含32P的培养液中正常培养,经过一次有丝分裂产生的子细胞中每条染色体中的DNA分子一条链含32P和另一链不含32P。该子细胞经过减数第一次分裂前的间期复制,形成的细胞①中每条染色体,只有一条单体的DNA分子一条链含有含32P(共4条染色单体含有32P),细胞①形成细胞②会发生同源染色体分离,正常情况下,细胞②有两条染色体含有32P(分布在非同源染色体上,),但根据图可知,H所在的染色体发生过交叉互换,很有可能H和h所在染色体都含有32P,因此细胞②中最多有3条染色体含有32P,B错误;
C、根据B项分析可知,正常情况下,细胞②和③中各有两条染色体含有32P(分布在非同源染色体上),但由于细胞①中发生了H和h的互换,而发生互换的染色单体上不确定是否含有32P,故细胞②和细胞③中含有32P的染色体数可能相等也可能不相等,C错误;
D、如果细胞②的H和R所在染色体含有32P,且细胞②中h所在染色体含有32P,则r在染色体不含有32P,因此形成的细胞④含有32P的核DNA分子数为2个,形成的细胞⑤含有32P的核DNA分子数为1个,由于细胞③的基因型为Hhrr(h为互换的片段),h所在的染色体与其中一个r所在染色体含有32P(H和另一个r所在染色体不含32P),如果含有32P的2条染色体不在同一极,则形成的细胞⑥和⑦都含32P的核DNA分子数为1个,D正确。
故答案为:D。
【分析】图中细胞①中同源染色体发生联会,细胞处于减数第一次分裂前期;细胞②不含同源染色体,且着丝点已经分裂,染色体分布在两极,细胞②处于减数第二次分裂后期;细胞②和③处于相同的分裂时期,细胞③处于减数第二次分裂后期;细胞④~⑦都是精细胞;细胞①发生了交叉互换和基因突变。
22.【答案】D
【知识点】肺炎链球菌转化实验;噬菌体侵染细菌实验;基因在染色体上的实验证据;孟德尔遗传实验-分离定律
【解析】【解答】A、孟德尔的单因子杂交实验没有证明遗传因子位于染色体上,当时人们还没有认识染色体,A错误;
B、摩尔根的果蝇伴性遗传实验只研究了一对等位基因,不能证明基因自由组合定律,B错误;
C、T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质,C错误;
D、肺炎双球菌离体转化实验证明了DNA是转化因子,即DNA是肺炎双球菌的遗传物质,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、肺炎双球菌转化实验包括活体细菌转化实验和离体细菌转化实验,其中活体细菌转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌;离体细菌转化实验证明DNA是遗传物质。2、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:标记噬菌体→标记的噬菌体与大肠杆菌混合培养→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。该实验证明DNA是遗传物质。3、萨顿提出基因在染色体上的假说,摩尔根通过果蝇伴性遗传实验证明了基因位于染色体上。
23.【答案】B
【知识点】遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、已知密码子的方向为5'→3',由图示可知,携带①的tRNA上的反密码子为UAA,与其互补配对的mRNA上的密码子为AUU,因此氨基酸①为异亮氨酸,A错误;
B、由图示可知,tRNA的移动方向是由左向右,则结构②核糖体移动并读取密码子的方向为从右向左,B正确;
C、互补配对的碱基之间通过氢键连接,图示过程中,tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对时有氢键的形成,tRNA离开核糖体时有氢键的断裂,C错误;
D、细胞核内不存在核糖体,细胞核基质中不会发生图示的翻译过程,D错误。
故答案为:B。
【分析】分析图示可知,图示表示遗传信息表达中的翻译过程,①表示氨基酸,②表示核糖体,图中携带氨基酸的tRNA从左侧移向核糖体,空载tRNA从右侧离开核糖体,据此分析。
24.【答案】B
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、转录是以DNA(基因)的一条链为模板的,A错误;
B、转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA分子的过程,会形成DNA-RNA杂合双链区,B正确;
C、RNA聚合酶结合启动子启动转录过程,C错误;
D、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错误。
故答案为:B。
【分析】胃蛋白酶基因存在于所有细胞中,胃蛋白酶基因在胃细胞中选择性表达,其通过转录和翻译控制胃蛋白酶的合成;转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA分子的过程,主要发生在细胞核中,以核糖核苷酸为原料;翻译是以mRNA为模板,以氨基酸为原料模板合成蛋白质的过程,发生在核糖体上。
25.【答案】D
【知识点】肺炎链球菌转化实验
【解析】【解答】A、
活体转化实验中,小鼠体内有大量 S型菌,说明R型菌转化成的S型菌能稳定遗传,A错误;
B、活体转化实验中,无法说明是哪种物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌,B错误;
C、离体转化实验中,只有S型菌的DNA才能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传,C错误;
D、离体转化实验中,经DNA酶处理的S型菌提取物,其DNA被水解,故不能使R型菌转化成 S型菌,D正确。
故答案为:D。
【分析】活体转化实验是以R型和S型菌株作为实验材料进行遗传物质的实验,将活的、无毒的R型(无荚膜,菌落粗糙型)肺炎双球菌或加热杀死的有毒的S型肺炎双球菌注入小白鼠体内,结果小白鼠安然无恙;将活的、有毒的S型(有荚膜,菌落光滑型)肺炎双球菌或将大量经加热杀死的有毒的S型肺炎双球菌和少量无毒、活的R型肺炎双球菌混合后分别注射到小白鼠体内,结果小白鼠患病死亡,并从小白鼠体内分离出活的S型菌。格里菲斯称这一现象为转化作用,实验表明,S型死菌体内有一种物质能引起R型活菌转化产生S型菌。离体转化实验是艾弗里等人从S型活菌体内提取DNA,RNA,蛋白质和荚膜多糖,将它们分别和R型活菌混合培养,结果只有S型菌DNA和R型活菌的混合培养的培养基中既有R型菌,也有S型菌,这就是是一部分R型菌转化产生有毒的、有荚膜的S型菌所致,并且它们的后代都是有毒、有荚膜的。
26.【答案】D
【知识点】DNA分子的结构
【解析】【解答】A、分析图示可知,A(腺嘌呤)与①配对,根据碱基互补配对原则,则①为T(胸腺嘧啶),A错误;
B、②与G(鸟嘌呤)配对,则②为C(胞嘧啶),B错误;
C、DNA分子中所含的糖③为脱氧核糖,C错误;
D、DNA两条链中配对的碱基通过④氢键相连,D正确。
故答案为:D。
【分析】题图是DNA的结构图,DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸,含有A、T、C、G四种碱基;DNA由两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构,每条链上的一个核苷酸以脱氧核糖与另一个核苷酸上的磷酸基团结合,形成主链的基本骨架,并排列在主链外侧,碱基位于主链内侧;DNA一条链上的核苷酸碱基与另一条链上的核苷酸碱基按碱基互补配对原则进行配对,由氢键连接。
27.【答案】C
【知识点】蛋白质工程;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、DNA是细胞的遗传物质,主要在细胞核中,不能运载氨基酸,A错误;
B、mRNA以DNA分子一条链为模板合成,将DNA的遗传信息转运至细胞质中,不能运载氨基酸,B错误;
C、tRNA上的反密码子可以和mRNA上的密码子配对,tRNA也能携带氨基酸,C正确;
D、rRNA是组成核糖体的结构,不能运载氨基酸,D错误。
故答案为:C。
【分析】转运RNA(tRNA):识别并转运氨基酸的工具。
结构:含有几十个至上百个核糖核苷酸(碱基),单链,存在局部双链结构,含有氢键。
种类:61种(3种终止密码子没有对应的tRNA)
特点:一种tRNA只能转运一种氨基酸,但一种氨基酸可以由一种或多种tRNA转运。
28.【答案】B,C,D
【知识点】酶的相关综合;DNA分子的结构;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、温度会影响DNA结构,脱氧核酶的作用过程受温度的影响,A正确;
B、由图可知,Y和R在同一条RNA单链上由磷酸二酯键相连,B错误;
C、脱氧核酶是DNA,DNA和RNA之间的碱基配对方式为A-U,G-C,C-G,T-A,C错误;
D、脱氧核酶切割的是RNA,抑制的是翻译过程,D错误。
故答案为:BCD。
【分析】1、酶
(1)酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
(2)酶催化作用的实质:降低化学反应的活化能,在反应前后本身性质不会发生改变。
(3)酶的特性:①高效性:酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性:每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性最高;温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低。
(4)酶的变性:过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活;低温使酶活性明显下降,但在适宜温度下其活性可以恢复。
2、DNA复制、转录和翻译的比较:
比较项目 复制 转录 翻译
场 所 细胞核 细胞核 细胞质
模 板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA
酶 解旋酶,DNA聚合酶等 解旋酶,RNA聚合酶等 多种酶
能 量 ATP ATP ATP
原 料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 氨基酸
产 物 子代DNA mRNA 多肽链
碱基配对 A-T T-A
G-C C-G A-U T-A
G-C C-G A-U U-A
G-C C-G
29.【答案】A,B,C
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、基因的表达包括转录和翻译两个过程,图中过程①是转录,过程②是翻译,基因A转录的mRNA数和mRNA翻译的蛋白质分子数明显比基因B多,则基因A的表达效率高于基因B,A符合题意;
B、在真核细胞中核基因的转录发生的场所为细胞核,翻译是以mRNA为模板翻译出具有氨基酸排列顺序的多肽链,翻译的场所发生在细胞质中的核糖体,B符合题意;
C、人的mRNA,rRNA,tRNA都是以DNA中的一条链为模板转录而来的,C符合题意;
D、反密码子位于tRNA上,rRNA是构成核糖体的成分,不含有反密码子,D不符合题意。
故答案为:ABC
【分析】1.转录:RNA是以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则合成的,这一过程称为转录。
2.翻译:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质,这一过程叫作翻译。
3.密码子:mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。
反密码子:与mRNA中的密码子互补配对的tRNA一端的3个碱基。
30.【答案】B,C,D
【知识点】癌症的预防与治疗;DNA分子的复制;遗传信息的转录
【解析】【解答】A.羟基脲阻止脱氧核糖核苷酸的合成,可影响肿瘤细胞中DNA复制过程,不影响转录过程,A说法错误;
B.DNA复制和转录均需要DNA模板,放线菌素D通过抑制DNA的模板功能,可抑制DNA复制和转录,B说法正确;
C.DNA聚合酶催化脱氧核苷酸的脱水缩合形成子链,阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性而影响DNA复制过程,使子链无法正常延伸,C说法正确;
D.将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术即可以抑制肿瘤细胞的增殖,又可以减弱它们对正常细胞的不利影响,D说法正确。
故答案为:BCD。
【分析】DNA复制、转录和翻译的比较:
比较项目 复制 转录 翻译
场 所 细胞核 细胞核 细胞质
模 板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA
酶 解旋酶,DNA聚合酶等 解旋酶,RNA聚合酶等 多种酶
能 量 ATP ATP ATP
原 料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 氨基酸
产 物 子代DNA mRNA 多肽链
碱基配对 A-T T-A
G-C C-G A-U T-A
G-C C-G A-U U-A
G-C C-G
31.【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;维持培养液的酸碱度
(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
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译;体液免疫;免疫学的应用
【解析】【解答】(1)有RNA蛋白质,是蛋白质翻译的过程,故填:翻译;
(2)在RNA聚合酶的作用下,形成 (-)RNA,在这个过程中,是按照碱基互补配对的原则进行的;细胞内合成蛋白质的场所是核糖体,通过对图1的观察可分为游离核糖体和粗面内质网上的核糖体,故填:碱基互补配对;游离核糖体和粗面内质网上的核糖体 。
(3)由(1)可知, 新冠病毒通过S蛋白与细胞表面的ACE2受体结合后才能释放遗传物质进入细胞,因此想要让新冠病毒扩大增殖,首先让新冠病毒能与细胞结合,因此需要培养细胞表面的ACE2受体的细胞;动物细胞的培养过程中,CO2的主要作用是维持培养液的pH,故填:ACE2受体 ; 维持培养液的酸碱度 。
(4)从这个题的题干可以知道细胞中存在一种物质可以将RNA水解,可以推出RNA酶,故填:RNA酶。
(5)第一次接种疫苗就相当于病毒入侵机体, 机体产生特异性免疫,B细胞接受到刺激后,分裂,分化成浆细胞,浆细胞能抗原,并产生特异性的抗体;当病毒二次入侵是,就启动了二次免疫,二次免疫首先有记忆细胞来分裂增殖成浆细胞,短时间产生大量的抗体。故填: 浆 ;新冠病毒S蛋白; 记忆 。
(6)二次免疫的意义就是:短时间内产生更多跟有效的抗体,同时产生更多记忆细胞。故填: 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 。
【分析】(1)病毒无细胞结构,组成成分是蛋白质和核酸,营寄生生活,只有依赖活细胞才能生活。
(2)病毒的侵染细胞的过程: 一吸附、二注入、三合成,组装、释放、再侵染。 新冠病毒是RNA病毒,利用自身蛋白与宿主细胞表面的受体特异性结合,将遗传物质注入到宿主细胞,在宿主细胞中利用宿主细胞内的原料,按照碱基互补配对的原则进行RNA自我复制。然后利用宿主细胞的原料合成自身需要的蛋白质,再进一步的组装成新个体的病毒,新的病毒释放到宿主细胞外,在继续侵染新的宿主细胞,重复此过程。
(3) 疫苗一般是灭活的病原体,接种疫苗可以刺激机体产生特定的抗体和记忆细胞,增强机体免疫功能,预防传染病的发生。
(4)人体特异性免疫的过程如下:
32.【答案】(1)基因位于染色体上
(2)常;X;红眼雌性和白眼雄性
(3)AaXBXb;4
(4)减数第一次分裂后期或减数第二次分裂后期;AaXBXBXb、AaXbO、AaXBXBY、AaYO。
(5)雌;4:3
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;伴性遗传;基因在染色体上的实验证据
【解析】【解答】分析题意:由F2红眼性状只在雄果蝇出现可知,红眼性状与性别有关,说明B/b基因位于X染色体上。F2雌雄果蝇均出现白眼和紫眼,说明A/a基因位于常染色体上,两对基因自由组合。据题意:眼色色素产生必需有显性基因A,aa时眼色白色;B存在时眼色为紫色,bb时眼色为红色。则P纯系白眼雌×红眼雄(AAXbY),F1全为紫眼(A-XBX-、A-XBY),说明P纯系白眼雌为aaXBXB。由此可知,F1为AaXBXb(紫眼雌)、AaXBY(紫眼雄)。
(1)摩尔根用控制果蝇红眼、白眼的基因只位于 X 染色体上→基因位于染色体上,故填:基因位于染色体上,故填 :基因位于染色体上 。
(2)从F2的比例可以看出是9:3:3:1的变式,说明两对基因不都位于常染色体上,以及F2中只有红眼♂说明b位于X染色体上,结合题干中P代都是纯系果蝇,可以推出的A位于常染色体,B位于X染色体上,则P代的基因型为:
P:♀ aaXBXB
P:♂ AAXbY
F代的基因型为:
F♀ AaXBXb
F1:♂ AaXBY
可以通过 :红眼雌性(AAXbXb)和白眼雄性 (aaXBY),得到的后代雄性全部红眼来验证。
故填:常 ; X ; 红眼雌性和白眼雄性
(3)有(2)可知道F1的基因型,F2中紫眼雌果蝇的基因型为:AAXBXb 、AAXBXB 、 AaXBXB 、 AaXBXb。故填: AaXBXb ;4。
(4)①雌性果蝇减数分裂中X染色体不分离可能包括X染色体同源染色体不分离,或X姐妹染色单体不分离两种情况。
②当出现X姐妹染色单体不分离,则可能出现的异常的卵的配子型为:aXBXB,aO,正确精子的基因型为:AXb ,AY,产生的合子的基因型为:AaXBXBXb、AaXbO、AaXBXBY、。
③当出现X染色体同源染色体不分离现象,出现的卵细胞的类型有:aXBXB,ao,这种情况下与正确的精子结合后产生合子基因型为:AaXBXBXb,AaXbO,AaXBXBY,AaYO
故填: 减数第一次分裂后期或减数第二次分裂后期 ; AaXBXBXb、AaXbO、AaXBXBY、AaYO。
(5)①正常的一对果蝇的杂交后代雌雄比例为2:2,现在题干中的雌雄比例为2:1,说明雄性个体有死亡的,雄性个体的X染色体是来自亲本的雌性,说明雌性个体中有隐性致死基因。
②雌性个体中有隐性致死基因, 则F2雌性的基因型为XDXd,F2雄性的基因型为XDY,则产生的后代F3的基因型有,雌性:1/2XDXD、1/2XDXd、雄性:XDY、XdY(致死),此时雌性:雄性=2:1;若假说成立,继续对其后代F3进行杂交,后代为:3XDXD、1XDXd、3XDY、1XdY(致死),所以,雌雄比为4:3。
故填: 雌 ;4:3。
【分析】 1、基因分离定律的实质是:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
2、基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
3、伴性遗传是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制,这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传方式就称为伴性遗传。伴性遗传属于特殊的分离定律。
33.【答案】(1)逆转录/反转录;PCR扩增
(2)A
(3)(重组腺病毒)进入细胞;表达抗原
(4)重组腺病毒DNA在人体细胞中持续表达抗原,反复刺激机体免疫系统。
【知识点】中心法则及其发展;免疫学的应用
【解析】【解答】(1)新冠病毒是RNA病毒,需要通过逆转录得到与其对应的cDNA,以cDNA为模板通过PCR扩增技术扩增出目的基因——S基因。
故答案为: 逆转录/反转录 ; PCR扩增 。
(2)重组疫苗中的S基因来自新冠病毒,重组疫苗需要被人体细胞识别,故S基因需编码病毒与细胞都能识别的蛋白,A正确,BCD错误。
故选A。
故答案为: A 。
(3)重组疫苗属于抗原,重组腺病毒进入人体细胞,引发机体产生特异性免疫——细胞免疫和体液免疫,故该过程是:接种疫苗一(重组腺病毒)进入细胞一表达抗原一诱发特异性免疫反应。
故答案为: (重组腺病毒)进入细胞 ; 表达抗原 。
(4)接种疫苗数周后,接种者体内仍然能检测到重组腺病毒DNA,病毒DNA会持续表达S蛋白,刺激人体产生特异性免疫应答。
故答案为: 重组腺病毒DNA在人体细胞中持续表达抗原,反复刺激机体免疫系统。
【分析】1、新冠病毒需要在宿主细胞中进行增殖,所需要的原料和能量来自于人体(宿主)细胞;该病毒的基因组是指病毒体内以核苷酸序列形式存储的遗传信息。以新型冠状病毒的RNA分子为模板,经逆(反)转录过程形成DNA。
2、疫苗类型:(1)灭活的微生物;(2)分离的微生物成分或其他产物;(3)减毒微生物;(4)重组腺病毒疫苗。疫苗使机体产生相应的抗体和记忆细胞(主要是得到记忆细胞),使人在不发病的情况下产生抗体,获得免疫力。重组腺病毒疫苗必须具备的条件:能够将新冠病毒抗原基因(目的基因)带入到受体细胞;在受体细胞中表达出抗原蛋白;不会导致疾病发生。
3、免疫预防:方法注射抗原,引起人体的免疫反应,在体内产生抗体和记忆细胞,进而获得了对该抗原的抵抗能力。因为记忆细胞能存活时间长,所以人可以保持较长时间的免疫力。
34.【答案】(1)隐性;2
(2)mRNA;用 DNA 酶处理提取的 RNA
(3)乙和丙的抗除草剂基因位于非同源染色体上,乙和丙上抗除草剂基因的遗传遵循自由组合定律
(4)
【知识点】DNA分子的结构;基因的自由组合规律的实质及应用;RNA分子的组成和种类
【解析】【解答】(1)甲与乙(纯合矮杆)杂交组合F2没有高杆,其他组合F2高杆:矮杆=3:1,所以矮杆为隐性性状。F1产生两种配子。
故答案为:隐性;2。
(2) 抗除草剂基因在水稻乙、丙叶片中的表达情况,可通过mRNA的情况得到反映,所以可分别提取乙、丙叶片中的RNA并分离出mRNA,逆转录后DNA进行PCR扩增。纯化RNA中出现的DNA污染,可加入DNA酶,将其中的DNA进行降解。
故答案为:mRNA;用 DNA 酶处理提取的 RNA。
(3) 转基因过程中,外源基因可插入到不同的染色体上,乙和丙的抗除草剂基因位于非同源染色体上,乙和丙上抗除草剂基因的遗传遵循自由组合定律。
故答案为:乙和丙的抗除草剂基因位于非同源染色体上,乙和丙上抗除草剂基因的遗传遵循自由组合定律。
(4) 甲(aaB-B-)与丙(AAB+B+)杂交得到F1(AaB+B-),F1再与甲(aaB-B-)杂交的遗传图解如下。
故答案为:
【分析】①显性性状和隐性性状判断:一对相同性状亲本杂交 → 子代分离比为3:1 →分离比为3的为显性性状。
②自由组合定律:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不相干的,在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
35.【答案】(1)伴性遗传
(2)棒眼红眼;隐性完全致死;雌
(3)③;突变为终止密码子,蛋白质停止表达
(4)X染色体上的可见(或X染色体上的显性);常染色体(或常染色体显性或常染色体隐性)
【知识点】伴性遗传;基因突变的特点及意义;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)伴性遗传现象可以理解为由于位于性染色体上的基因,在遗传过程中通常和性别相关联的现象。
(2)由分析可知,F2雌蝇(含有两条X染色体,一条来自父方,一条来自母方)基因型为:XBrXBr、XBrXbR,因此F2代中雌蝇的两种表现型应该是棒眼杏红眼和棒眼红眼;然而由于F2代没有野生型雄蝇,雌蝇数目是雄蝇的两倍,此结果说明诱变产生了伴X染色体隐性完全致死基因突变,该突变的基因保存在表现型为雌果蝇的杂合子细胞内。
(3)突变①19号密码子ACU→ACC,突变前后翻译的氨基酸都是苏氨酸,蛋白质未发生改变;突变②4号密码子AAC→AAA,由天冬酰胺变为赖氨酸,蛋白质仅替换一个氨基酸;突变③20号密码子UUA→UGA,由亮氨酸突变为终止翻译,翻译产生的多肽如果不剪切,含有500多个氨基酸。因此上述突变基因可能对应图中的突变③,多肽链明显变短,使胚胎死亡。
(4)染色体上的基因有显性和隐性基因之分。图所示的突变检测技术①优点是除能检测上述伴X染色体隐性完全致死基因突变外,还能检测出果蝇X染色体上的可见基因突变,即X染色体上的显性基因突变以及隐性基因突变;该技术检测的结果需要通过性别进行区分,不能检测出果蝇常染色体上的基因突变,包括常染色体上隐性基因突变和显性基因突变。
【分析】(1)由基于M-5品系的突变检测技术路线可知:
(2)密码子
①密码子:mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基又称为1个密码子.
②特点:专一性
简并性:一种氨基酸对应多个密码子
通用性:生物界公用一套密码子
注: 关于密码子的要点:
①密码子共有64种,终止密码有3种,决定氨基酸的密码子有61种。
②除色氨酸外,其余氨基酸都不止一种密码子。
③AUG既可是起始密码,又能决定甲硫氨酸。
④“一种密码子只能决定一种氨基酸,反之,一种氨基酸可以有一种或多种密码子(密码子的简并性)”。
⑤地球上的所有生物全部共用这套密码子。
36.【答案】(1)多;葡萄糖
(2)密码子具有简并性,发生碱基的改变仍然编码同一种氨基酸
(3)BamHI、SmaI(顺序不能调换)
(4)向培养基中接种纤维素酶(C1酶)
(5)降解秸秆,减少秸秆燃烧带来的空气污染
【知识点】糖类的种类及其分布和功能;基因工程的应用;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)纤维素是葡萄糖聚合形成的多糖,所以经过酶的催化作用,最终降解为葡萄糖。(2)由于密码子具有简并性,所以即使克隆到的C1酶基因测序,与数据库中的C1酶基因编码序列相比有两个碱基对不同,仍然可以编码相同的氨基酸。(3)根据题干信息“以B链为转录模板链,转录时mRNA自身的延伸方向为5'→3'”,所以B链的方向是从3'→5',根据质粒上启动子的方向,所以B链3'应该用BamH I进行切割,而其5'端应该用SmaI进行切割。(4)本实验的目的是证明工程菌降解纤维素的能力最强,所以对照组1不作处理,组3是添加工程菌,组2的处理是用直接用纤维素酶进行分解纤维素,即向培养基中接种纤维素酶(C1酶)。(5)该工程菌可以高效降解纤维素,所以可以降解秸秆,减少秸秆燃烧带来的空气污染。
【分析】基因表达载体的组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因(1)启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质;(2)终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端;(3)标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。图2中对照组2也可以将纤维素进行分解,但其分解能力较弱。
37.【答案】(1)6
(2)A;B;C;D
(3)3
(4)核糖体、细胞质基质、细胞膜、细胞壁
(5)A;B
【知识点】遗传信息的翻译;基因工程的操作程序(详细);免疫系统的结构与功能
【解析】【解答】(1)从图示可知,改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列有7个核苷酸发生了替换,则其转录形成的mRNA中,也会有7个核苷酸发生改变,一个密码子由mRNA上三个连续的碱基组成,由此可知,该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有6个。(2)要确保等比例表达A、B肽链,则需A、B肽链一起合成,即启动子和终止子在人胰岛素A、B链编码序列两端,在其中间加入一段短肽编码序列后,序列中间不能出现终止子,所转录得到的mRNA中间也不能出现终止密码子,同时不能改变肽链的氨基酸序列和它的功能,综上,答案选ABCD。(3)在重组表达载体中,SacⅠ和XbaⅠ限制酶切位点分别有2个和1个,当将重组表达载体用SacⅠ和XbaⅠ限制酶充分酶切后,会形成3个缺口,得到3种不同的DNA片段。(4)乳酸菌属于原核细胞,其细胞壁上的信号肽在核糖体上合成后,到细胞质基质中加工,再将其运输到细胞膜上,进而转移到细胞壁。(5)人胰岛素抗原能引起小鼠的特异性免疫,在特异性免疫过程中,B细胞和T细胞能特异性识别抗原,而吞噬细胞能识别抗原,但不是特异性识别,浆细胞不能识别抗原。
【分析】本题以自身免疫病和Ⅰ型糖尿病为背景,考查了基因工程的相关知识,乳酸菌是原核细菌,要表达人体的人胰岛素抗原,必须通过基因工程技术才能实现。图示中将人胰岛素编码序列进行了改造,再与一小段短肽编码序列结合形成重组人胰岛素编码序列,进而构成重组表达载体。
38.【答案】(1)通过基因突变可产生抗青蒿素的个体,连续培养过程中,在青蒿素的定向选择作用下,疟原虫种群中抗青蒿素的相关基因的频率升高,抗药性个体数增多;密码子具有简并性
(2)基因6;与对照组相比,在有突变基因6和7的4~9组中,疟原虫的存活率都大幅提高,但在有突变基因7的1、2、3组中,疟原虫的存活率提高的幅度不大
(3)S型(对青蒿素敏感)
(4)做好按蚊的防治工作
【知识点】基因突变的特点及意义;现代生物进化理论的主要内容;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)青蒿素“抗药性”的产生是疟原虫基因突变导致的,基因突变产生新基因表现新,连续培养过程中,在青蒿素对基因突变产生的新基因进行定向选择,可以导致疟原虫种群中抗药性基因的频率增大,抗药性个体数增多;由于密码子具有简并性,虽然碱基发生改变但氨基酸序列可能也不发生改变。
故答案为: 通过基因突变可产生抗青蒿素的个体,连续培养过程中,在青蒿素的定向选择作用下,疟原虫种群中抗青蒿素的相关基因的频率升高,抗药性个体数增多 ; 密码子具有简并性 。
(2)由表可知,对照的基因序列设为野生型"+”,不同的设为突变型”-”,与对照组相比,在有突变基因6和7的第4~9组实验中,疟原虫的存活率都大幅提高,但在只有有突变基因7的1、2、3组实验中,疟原虫的存活率提高的幅度不大,故7个基因中与抗药性关联度最高的是基因6。
故答案为: 基因6 ; 与对照组相比,在有突变基因6和7的4~9组中,疟原虫的存活率都大幅提高,但在有突变基因7的1、2、3组中,疟原虫的存活率提高的幅度不大 。
(3)由表可知,7个基因中与抗药性关联度最高的是基因6, 若青蒿素抗药性关联度最高的基因突变是导致疟原虫抗青蒿素的直接原因,利用现代分子生物学手段,将该突变基因恢复为野生型,而不改变基因组中其他碱基序。经这种基因改造后的疟原虫对青蒿素的抗药性表现为S型(对青满素敏感)。
故答案为: S型(对青蒿素敏感) 。
(4)由题意可知,疟原虫为单细胞生物并且可在按蚊和人两类宿主中繁殖,则做好按蚁的防治工作,可减少疟原虫。
故答案为: 做好按蚊的防治工作 。
【分析】1、突变和基因重组产生进化的原材料:
(1)可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异,其中染色体变异和基因突变统称为突变;
(2)基因突变产生新的等位基因,这就可能使种群的基因频率发生变化;
(3)突变的频率虽然很低,但一个种群往往由许多个体组成,而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因,所以在种群中每一代都会产生大量的突变;
(4)生物的变异是否有利取决于它们的生存环境,同样的变异在不同的生存环境中可能有利,也可能有害;
(5)突变是不定向的,基因重组是随机的,只为进化提供原材料,而不能决定生物进化的方向。
2、自然选择决定生物进化的方向:
(1)变异是不定向的,自然选择是定向的;
(2)自然选择的直接对象是生物的表现型,间接对象是相关的基因型,根本对象是与变异性状相对的基因;
(3)自然选择的实质:种群的基因频率发生定向改变;
(4)自然选择的方向:适应自然环境;
(5)变异是普遍存在的,环境仅是一个选择因素,变异在先、选择在后。
3、密码子是mRNA上相邻的3个碱基;种类:64种,其中有3种是终止密码子,不编码氨基酸;特点:(1)密码子的简并性,一种密码子只能编码一种氨基酸,但一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码;(2)密码子具有通用性,即自然界所有的生物共用一套遗传密码。
4、基因突变:
(1)概念:指基因中碱基对的增添、缺失或替换。
(2)时间:基因突变可以发生在发育的任何时期,通常发生在DNA复制时期,即细胞分裂间期,包括有丝分裂间期和减数分裂间期。
(3)基因突变的类型:自发突变和人工诱变。
(4)基因突变的特点:①基因突变具有普遍性:生物界中普遍存在;②低频性:自然情况下突变频率很低(10-5-10-8);③随机性:个体发育的任何时期和部位;④不定向性:突变是不定向的;⑤多害少利性:多数对生物有害。
(5)基因突变是点突变,在光学显微镜下观察不到,在染色体变异在显微镜下可以观察到。
(6)基因突变的意义:基因突变是新基因产生的途径;基因突变能为生物进化提供原材料;基因突变是生物变异的根本来源。
39.【答案】(1)母本;雄蕊;绿叶:浅绿叶=3:1
(2)Y、Z;三组均为绿叶:浅绿叶=1:1;第4组绿叶:浅绿叶=1:1;第5组和第6组绿叶:浅绿叶=9:7
(3)终止密码提前出现
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】(1)水稻为二倍体雌雄同株植物,花为两性花, 进行水稻杂交实验时, 应先除去母本未成熟花的全部雄蕊,并套袋,防止外来花粉干扰。若将浅绿叶W(隐性纯合)与野生型纯合绿叶水稻杂交,F1为杂合子,F1自交后代F2的表现型及比例为绿叶:浅绿叶=3:1。
故答案为: 母本 ; 雄蕊 ; 绿叶:浅绿叶=3:1 。
(2) 四个水稻浅绿叶突变体W、X、Y、Z均为单基因隐性突变形成的浅绿叶突变体,由表可知,第1组W、X杂交,
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