【2024真题分类汇编】 09基因的本质（含解析）

09基因的本质
1.（2024·湖南卷）我国科学家成功用噬菌体治疗方法治愈了耐药性细菌引起的顽固性尿路感染。下列叙述错误的是（　　）
A. 运用噬菌体治疗时，噬菌体特异性侵染病原菌
B. 宿主菌经噬菌体侵染后，基因定向突变的几率变大
C. 噬菌体和细菌在自然界长期的生存斗争中协同进化
D. 噬菌体繁殖消耗宿主菌的核苷酸、氨基酸和能量等
2.（2024·6月浙江卷）下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是（ ）
A. 磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架
B 双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高
C. 两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化
D. 若一条链的G+C占47%，则另一条链的A+T也占47%
3．（2024·甘肃卷）科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验，下列叙述正确的是（ ）
A．肺炎链球菌体内转化实验中，加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性
B．肺炎链球菌体外转化实验中，利用自变量控制的“加法原理”，将“S型菌DNA+DNA酶”加入R型活菌的培养基中，结果证明DNA是转化因子
C．噬菌体侵染实验中，用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA，发现其DNA进入宿主细胞后，利用自身原料和酶完成自我复制
D．烟草花叶病毒实验中，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状
4.（2024·1月浙江卷）大肠杆菌在含有 H-脱氧核苷培养液中培养， H-脱氧核苷掺入到新合成的 DNA链中，经特殊方法显色，可观察到双链都掺入 H-脱氧核苷的 DNA区段显深色，仅单链掺入的显浅色，未掺入的不显色。掺入培养中，大肠杆菌拟核 DNA 第2 次复制时，局部示意图如图。DNA 双链区段①、②、③对应的显色情况可能是
A.深色、浅色、浅色
B.浅色、深色、浅色
C.浅色、浅色、深色
D.深色、浅色、深色
5.（2024·吉林卷）下图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是（ ）
A. 酶E的作用是催化DNA复制
B. 甲基是DNA半保留复制的原料之一
C. 环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素
D. DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型
6.（2024·湖北高考）编码某蛋白质的基因有两条链，一条是模板链（指导mRNA合成），其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5＇—ATG—3＇，则该序列所对应的反密码子是（ ）
A. 5＇—CAU—3＇
B. 5＇—UAC—3＇
C. 5＇—TAC—3＇
7.（2024·安徽高考）下图是甲与其他四种生物β-珠蛋白前 40个氨基酸的序列比对结果，字母代表氨基酸，“.”表示该位点上的氨基酸与甲的相同，相同位点氨基酸的差异是进化过程中β-珠蛋白基因发生突变的结果。下列叙述错误的是（ ）
A. 不同生物β-珠蛋白的基因序列差异可能比氨基酸序列差异更大
B. 位点上未发生改变的氨基酸对维持β-珠蛋白功能稳定可能更重要
C. 分子生物学证据与化石等证据结合能更准确判断物种间进化关系
D. 五种生物相互比较，甲与乙的氨基酸序列差异最大，亲缘关系最远
8.（2024·河北高考）下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是（ ）
A. DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链
B. 复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋
C. 复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开
D. DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端
9.（2024·河北高考）某病毒具有蛋白质外壳，其遗传物质的碱基含量如表所示，下列叙述正确的是（ ）
碱基种类 A C G T U
含量（％） 31.2 20.8 28.0 0 20.0
A. 该病毒复制合成的互补链中G＋C含量为51.2％
B. 病毒的遗传物质可能会引起宿主DNA变异
C. 病毒增殖需要的蛋白质在自身核糖体合成
D. 病毒基因的遗传符合分离定律
D. 5＇—AUG—3＇
参考答案
1.（2024·湖南卷）我国科学家成功用噬菌体治疗方法治愈了耐药性细菌引起的顽固性尿路感染。下列叙述错误的是（　　）
A. 运用噬菌体治疗时，噬菌体特异性侵染病原菌
B. 宿主菌经噬菌体侵染后，基因定向突变的几率变大
C. 噬菌体和细菌在自然界长期的生存斗争中协同进化
D. 噬菌体繁殖消耗宿主菌的核苷酸、氨基酸和能量等
【答案】B
【解析】
【分析】噬菌体是一种细菌病毒，噬菌体侵染细菌后，会利用宿主细胞核苷酸、氨基酸和能量等来维持自身的生命活动。
【选项解读】A、噬菌体是一种特异性侵染细菌的病毒，运用噬菌体治疗时，噬菌体特异性侵染病原菌。A正确
B、基因突变具有不定向性，它表现在一个基因可以向不同的方向突变，产生一个以上的等位基因。B错误
C、噬菌体和细菌在自然界长期的生存斗争中协同进化。C正确
D、噬菌体作为病毒，不具有细胞结构，因此它需要侵染细菌后利用宿主细胞的核苷酸、氨基酸和能量等来维持自身正常的生命活动。D正确
故选B。
2.下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是（ ）
A. 磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架
B 双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高
C. 两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化
D. 若一条链的G+C占47%，则另一条链的A+T也占47%
【答案】A
【解析】
【分析】DNA分子结构的主要特点：DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构；一条DNA链上相邻的两个核苷酸之间通过磷酸二脂键相连，DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则（A-T、C-G）。
【选项解读】A、DNA的外侧是由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对。A正确
B、双链DNA中AT碱基对之间有两个氢键，GC碱基对之间有三个氢键（较为稳定），所以CG碱基对占比越高，DNA热变性温度越高。B错误
C、DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键，氢键不需要催化形成，它在DNA聚合酶催化磷酸二脂键形成后自动形成氢键。C错误
D、互补的碱基在单链上所占的比例相等，若一条链的G+C占47%，则另一条链的G+C也占47%，A+T占1-47%=53%。D错误
故选A。
3．（2024·甘肃卷）科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验，下列叙述正确的是（ ）
A．肺炎链球菌体内转化实验中，加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性
B．肺炎链球菌体外转化实验中，利用自变量控制的“加法原理”，将“S型菌DNA+DNA酶”加入R型活菌的培养基中，结果证明DNA是转化因子
C．噬菌体侵染实验中，用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA，发现其DNA进入宿主细胞后，利用自身原料和酶完成自我复制
D．烟草花叶病毒实验中，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状
【答案】D
【解析】
【分析】肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲思体内转化实验证明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;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。
【选项解读】A、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验未单独研究每种物质的作用，在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性。A错误
B、在肺炎链球菌的体外转化实验中，利用自变量控制中的“减法原理”设置对照实验，通过观察只有某种物质存在或只有某种物质不存在时，R型菌的转化情况，最终证明了DNA是遗传物质，例如“S型菌DNA+DNA酶”组除去了DNA。B错误
C、噬菌体为DNA病毒，其DNA进入宿主细胞后，利用宿主细胞的原料和酶完成自我复制。C错误
D、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状，而蛋白质不能使烟草出现花叶病斑性状。D正确
故选D。
4.（2024·1月浙江卷）大肠杆菌在含有 H-脱氧核苷培养液中培养， H-脱氧核苷掺入到新合成的 DNA链中，经特殊方法显色，可观察到双链都掺入 H-脱氧核苷的 DNA区段显深色，仅单链掺入的显浅色，未掺入的不显色。掺入培养中，大肠杆菌拟核 DNA 第2 次复制时，局部示意图如图。DNA 双链区段①、②、③对应的显色情况可能是
A.深色、浅色、浅色
B.浅色、深色、浅色
C.浅色、浅色、深色
D.深色、浅色、深色
【答案】B
【解析】
【分析】DNA分子的半保留复制：以亲代DNA分子的两条链为模板，合成子代DNA的过程，结果使得到的每个子代DNA分子中都保留了亲代DNA中的一条单链。
大肠杆菌在含有3H-脱氧核苷培养液中培养DNA的复制方式为半保留复制,大肠杆菌拟核DNA第1次复制后产生的子代DNA中两条链有一条被3H-标记，另一条未被标记，大肠杆菌拟核DNA第2次复制时，以两条链中一条被3H标记，另一条未被标记的单链DNA分子为模板,复制后产生的两个DNA分子中有一条链被3H标记，另外三条未被标记。
在DNA分子中，两条链都含3H—深色；一条链含3H，一条链不含3H—浅色；两条链都不含3H—不显色。
结合题干显色情况,DNA双链区段①为浅色,②中两条链均含有3H显深色，③中一条链合有3H-条链不含3H显浅色。
【选项解读】A、依题意，图为大肠杆菌第二次复制，①中含有一条含3H 的DNA单链，呈现浅色。②中含有两条含有3H的DNA单链，呈现深色。③中含有一条含3H 的DNA单链，呈现浅色。所以①、②、③对应的显色情况是浅色、深色、浅色。A错误
B、①、②、③对应的显色情况是浅色、深色、浅色。B正确
C、①、②、③对应的显色情况是浅色、深色、浅色。C错误
D、①、②、③对应的显色情况是浅色、深色、浅色。D错误
故选B
5.（2024·吉林卷）下图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是（ ）
A. 酶E的作用是催化DNA复制
B. 甲基是DNA半保留复制的原料之一
C. 环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素
D. DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型
【答案】C
【解析】
【分析】DNA的甲基化是指在DNA某些区域中的碱基上结合了一个甲基基团，使甲基化位点的下游基因表达量变少，而且甲基化能保护相应的碱基，故不会发生碱基对的缺失、增加或减少。甲基化不同于基因突变，DNA甲基化后会控制基因表达，可能会造成性状改变，DNA甲基化后可以遗传给后代。
【选项解读】A、由图可知，酶E的作用是催化DNA甲基化。A错误
B、甲基不是DNA半保留复制的原料，DNA半保留复制的原料是四种脱氧核糖核苷酸。B错误
C、“研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大”，说明环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素。C正确
D、依图可知，DNA甲基化并不改变碱基序列，但是它会控制基因表达，进而影响生物个体表型。D错误
故选C。
6.（2024·湖北高考）编码某蛋白质的基因有两条链，一条是模板链（指导mRNA合成），其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5＇—ATG—3＇，则该序列所对应的反密码子是（ ）
A. 5＇—CAU—3＇
B. 5＇—UAC—3＇
C. 5＇—TAC—3＇
D. 5＇—AUG—3＇
【答案】A
【解析】
【分析】进行mRNA合成时以DNA中的一条链为模板，这条链被称为模板链，与模板链配对的为编码链，因此mRNA上的密码子与DNA编码链的碱基序列相近，只是mRNA上用U来代替T，据此答题。
【选项解读】A、依题意可知，若编码链的一段序列为5＇—ATG—3＇，则模板链的一段序列为3＇—TAC—5＇，那么mRNA上对应的碱基序列为5＇—AUG—3＇，mRNA上连续的三个碱基被称为密码子，它与tRNA上的反密码子互补。所以该序列所对应的反密码子是5＇—CAU—3＇。A正确
B、详解见A。B错误
C、反密码子上不含T，T被U替代。C错误
D、详解见A。D错误
故选A。
7.（2024·安徽高考）下图是甲与其他四种生物β-珠蛋白前 40个氨基酸的序列比对结果，字母代表氨基酸，“.”表示该位点上的氨基酸与甲的相同，相同位点氨基酸的差异是进化过程中β-珠蛋白基因发生突变的结果。下列叙述错误的是（ ）
A. 不同生物β-珠蛋白的基因序列差异可能比氨基酸序列差异更大
B. 位点上未发生改变的氨基酸对维持β-珠蛋白功能稳定可能更重要
C. 分子生物学证据与化石等证据结合能更准确判断物种间进化关系
D. 五种生物相互比较，甲与乙的氨基酸序列差异最大，亲缘关系最远
【答案】D
【解析】
【分析】生物进化的根本原因是遗传变异和自然选择，遗传变异是生物进化的原材料。生物进化除了免疫学证据、分子生物学证据外，还有化石记录、比较解剖学、比较胚胎学等方面的证据。（密码子具有简并性、普遍性、特殊性、连续性和通用性。）
【选项解读】A、密码子具有简并性，可推测不同物种的生物β-珠蛋白的基因序列差异可能比氨基酸序列差异更大。A正确
B、不同生物的β-珠蛋白某些位点上的氨基酸相同，可推测这些位点上未发生改变的氨基酸对维持β-珠蛋白功能稳定可能更重要。B正确
C、化石是研究生物进化的最直接证据，通过比对氨基酸序列等分子生物学证据与化石等证据结合能更准确判断物种间进化关系。C正确
D、相同位点氨基酸的差异数可反映生物的亲缘关系，五种生物相互比较，甲与乙的氨基酸序列差异数为11个，而乙和丙的氨基酸序列差异数为13个，明显乙丙的亲缘关系要比甲乙的亲缘关系要远，故甲乙的亲缘关系并非最远。D错误
故选D。
8.（2024·河北高考）下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是（ ）
A. DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链
B. 复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋
C. 复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开
D. DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端
【答案】D
【解析】
【分析】DNA分子复制的方式是半保留复制，且合成两条子链的方向是相反的；DNA在复制过程中，边解旋边进行半保留复制。由图可知，DNA解旋酶能使双链DNA解开，且需要消耗ATP。
【选项解读】A、DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，内部的碱基互补配对自发形成氢键。A错误
B、DNA的复制方向为3’- 5’,子链的延伸方向是5’-3’，解旋酶使得DNA双链从复制起点开始，以双向进行的方式解旋，这并不是从5′端到3′端的单向解旋。B错误
C、转录时不需要解旋酶，RNA聚合酶就能完成解旋。C错误
D、DNA复制时子链的延伸方向和转录时mRNA的延伸方向均为由5′端向3′端。D正确
故选D。
9.（2024·河北高考）某病毒具有蛋白质外壳，其遗传物质的碱基含量如表所示，下列叙述正确的是（ ）
碱基种类 A C G T U
含量（％） 31.2 20.8 28.0 0 20.0
A. 该病毒复制合成的互补链中G＋C含量为51.2％
B. 病毒的遗传物质可能会引起宿主DNA变异
C. 病毒增殖需要的蛋白质在自身核糖体合成
D. 病毒基因的遗传符合分离定律
【答案】B
【解析】
【分析】病毒是非细胞生物，其组成包括核酸和蛋白质外壳；病毒必需寄生在活细胞内才能完成正常的生命活动，其繁殖时将遗传物质注入到宿主细胞内部，利用宿主细胞内的核糖体和一些能量物质来合成自身。据表中数据可知，该病毒遗传物质中含有碱基U，不含碱基T，所以该病毒为RNA病毒。
【选项解读】A、由图表可知，该病毒遗传物质中不含碱基T，所以该病毒为RNA病毒，根据碱基互补配对原则可知，该病毒复制合成的互补链中G＋C含量与原RNA含量一致，为48.8％。A错误
B、逆转录病毒经逆转录得到的DNA可能整合到宿主细胞的DNA上，引起宿主DNA变异（例如，新冠病毒）。B正确
C、病毒无细胞结构，其增殖需要的蛋白质在宿主细胞的核糖体上合成。C错误
D、分离定律限定于有性生殖的真核生物，必需是进行有性生殖的真核生物的细胞核基因遗传才遵循基因的分离定律，病毒基因的遗传不符合分离定律。D错误
故选B。