专题九 遗传的分子基础考点一 人类对遗传物质的探索历程1.(2022·江苏卷，4)下列关于研究材料、方法及结论的叙述，错误的是( )A.孟德尔以豌豆为研究材料，采用人工杂交的方法，发现了基因分离与自由组合定律B.摩尔根等人以果蝇为研究材料，通过统计后代雌雄个体眼色性状分离比，认同了基因位于染色体上的理论C.赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料，通过同位素示踪技术区分蛋白质与DNA，证明了DNA是遗传物质D.沃森和克里克以DNA大分子为研究材料，采用X射线衍射的方法，破译了全部密码子解析 本题主要考查教材中科学研究的研究材料、方法及结论，意在考查识记、理解与运用能力。难度适中。A项对，孟德尔采用豌豆进行杂交实验，成功地揭示了遗传的两条基本规律；B项正确，摩尔根等用果蝇杂交实验证实了基因在染色体上；C项正确，赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验表明DNA是遗传物质；D项错，沃森和克里克构建了DNA双螺旋模型。答案 D2.(2022·江苏卷，4)下列叙述与生物学史实相符的是( )A.孟德尔用山柳菊为实验材料，验证了基因的分离及自由组合规律B.范·海尔蒙特基于柳枝扦插实验，认为植物生长的养料来自土壤、水和空气C.富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也作出了巨大的贡献D.赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA的半保留复制解析 孟德尔用豌豆作为实验材料，总结出了基因的分离和自由组合规律，通过测交实验验证了两大规律，A错误。范·海尔蒙特基于柳枝扦插实验，认为植物生长的养料来自水，B错误。富兰克林和威尔金斯提供了DNA的X射线衍射图谱，对DNA双螺旋结构模型的建立做出了贡献，C正确。赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA是遗传物质，D错误。答案 C3.(2022·新课标卷Ⅱ，5)在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是( )12\n①孟德尔的豌豆杂交实验 ②摩尔根的果蝇杂交实验 ③肺炎双球菌转化实验 ④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验⑤DNA的X光衍射实验A.①②B.②③C.③④D.④⑤解析 本题考查了教材中的基本实验，意在考查考生对教材实验的识记能力和理解能力。孟德尔通过豌豆杂交实验发现了基因的分离定律和自由组合定律。摩尔根通过果蝇杂交实验说明了基因位于染色体上。DNA的X光衍射实验为DNA双螺旋结构的发现提供了重要依据。肺炎双球菌转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌实验均证明了DNA是遗传物质，C正确。答案 C4.(2022·海南卷，13)关于T2噬菌体的叙述，正确的是( )A.T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素B.T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中C.RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质D.T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖解析 本题考查了T2噬菌体的结构、增殖，意在考查考生对知识的理解能力和分析能力。核酸中不含硫元素，A错误；病毒的寄生具有专一性，噬菌体寄生在细菌中，不能寄生在真菌中，B错误；T2噬菌体的遗传物质是DNA，C错误。答案 D5.(2022·江苏卷，2)人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述正确的是( )A.孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质B.噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力C.沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数D.烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA解析 本题考查人类对遗传物质本质的探索历程，意在考查考生对所学知识的理解、辨别能力。孟德尔发现了遗传因子并证实了其传递规律，但并没有证实其化学本质；因噬菌体侵染细菌实验通过同位素标记的方法将DNA和蛋白质彻底分离开来，故其比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力；沃森和克里克构建DNA双螺旋结构时利用了前人的一个重要成果，12\n那就是嘌呤数等于嘧啶数；烟草花叶病毒感染烟草实验只能说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，并不能说明所有病毒的遗传物质都是RNA。答案 B6.(2022·广东卷，2)艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。从表可知( )实验组号接种菌型加入S型菌物质培养皿长菌情况①R蛋白质R型②R荚膜多糖R型③RDNAR型、S型④RDNA(经DNA酶处理)R型A.①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子B.②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性C.③和④说明S型菌的DNA是转化因子D.①～④说明DNA是主要的遗传物质解析 本题考查“肺炎双球菌的体外转化实验”，意在考查考生分析问题的能力、获取信息的能力和实验探究的能力。由①②③④组实验相比较可知DNA是S型细菌的转化因子，蛋白质、荚膜多糖以及DNA的水解产物都不是S型细菌的转化因子，故A错误、C正确；从表中不能得出B项的结论，故B错误；表中信息不能说明DNA是主要的遗传物质，故D错误。答案 C7.(2022·江苏卷，12)关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是( )A.分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体B.分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌进行长时间的保温培养C.用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致D.32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质解析 本题考查人类对遗传物质本质的探索过程中噬菌体侵染细菌的实验，意在考查考生对该实验的方法、步骤及结果的分析理解能力。噬菌体营寄生生活，不能用培养基直接培养；保温时间不能过长，若保温时间太长，则可能有含32P的子代噬菌体被释放出来，离心后存在于上清液中，导致在上清液中也能检测到放射性；35S标记的是噬菌体的蛋白质，理论上应存在于上清液中12\n，但也有可能因搅拌不充分，部分噬菌体的蛋白质外壳仍吸附在细菌表面，离心后存在于沉淀物中；32P、35S标记的噬菌体侵染细菌的实验可说明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质。答案 C考点二 DNA的结构与复制1.(2022·安徽卷，4)Qβ噬菌体的遗传物质(QβRNA)是一条单链RNA，当噬菌体侵染大肠杆菌后，QβRNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如图所示)，然后利用该复制酶复制QβRNA。下列叙述正确的是( )A.QβRNA的复制需经历一个逆转录的过程B.QβRNA的复制需经历形成双链RNA的过程C.一条QβRNA模板只能翻译出一条肽链D.QβRNA复制后，复制酶基因才能进行表达解析 本题考查基因的复制和表达的相关知识，考查识记和理解能力。难度较大。QβRNA的复制不需要经历逆转录过程，是由单链复制成双链，再形成一条与原来的单链相同的子代RNA，所以A错误，B正确；由图可以看出一条QβRNA模板翻译出的肽链不止一条，可翻译出多条多肽链，C错误；由题意可知：QβRNA复制酶基因的表达在QβRNA的复制之前，有了QβRNA复制酶，QβRNA的复制才能进行，D错误。答案 B2.(2022·上海卷，15)在DNA分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表A和G，用另一长度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型( )A.粗细相同，因为嘌呤环必定与嘧啶环互补B.粗细相同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸相似C.粗细不同，因为嘌呤环不一定与嘧啶环互补D.粗细不同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸不同解析 DNA分子由两条反向平行的长链盘旋成规则的双螺旋结构，两条单链之间由嘌呤和嘧啶组成的碱基对相连，遵循互补配对原则。由此可知：DNA分子双螺旋模型粗细相同，且由嘌呤环和嘧啶环构成的碱基对的空间尺寸相似。A项符合题意。12\n答案 A3.(2022·江苏卷，25)羟胺可使胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶，导致DNA复制时发生错配(如图)。若一个DNA片段的两个胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶，下列相关叙述正确的是(多选)( )A.该片段复制后的子代DNA分子上的碱基序列都发生改变B.该片段复制后的子代DNA分子中G－C碱基对与总碱基对的比下降C.这种变化一定会引起编码的蛋白质结构改变D.在细胞核与细胞质中均可发生如图所示的错配解析 根据DNA半保留复制的特点，若发生转变的两个胞嘧啶在DNA片段的同一条链上，有的子代DNA发生碱基序列改变，有不发生改变，A错误；图示可见，胞嘧啶转化为羟化胞嘧啶后不再与鸟嘌呤配对，而是与腺嘌呤配对，复制后的子代DNA分子中G－C碱基对在总碱基中所占的比例下降，B正确；碱基对的替换为基因突变，由于密码子的简并性等原因，不一定引起编码的蛋白质结构改变，C错误；细胞核与细胞质中都含DNA，复制过程中都可能发生图示的错配，D正确。答案 BD4.(2022·广东卷，2)1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于( )①证明DNA是主要的遗传物质 ②确定DNA是染色体的组成成分 ③发现DNA如何储存遗传信息 ④为DNA复制机制的阐明奠定基础A.①③B.②③C.②④D.③④解析 本题考查DNA的结构和复制的相关知识，意在考查考生的总结归纳能力与知识应用能力。DNA分子双螺旋结构模型中，碱基排列在内侧，碱基对的排列顺序代表遗传信息，③正确；DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制，DNA分子双螺旋结构模型为DNA复制机制的阐明奠定了基础，④正确。答案 D5.(2022·山东卷，5)假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是( )12\nA.该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸B.噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等C.含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1∶49D.该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变解析 本题主要考查DNA复制的有关知识，意在考查考生的理解、分析能力。该DNA分子中鸟嘌呤个数为5000×2×(50%－20%)＝3000(个)，产生100个子代噬菌体至少需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数为3×103×99＝2.97×105(个)，A错误；噬菌体以自身的DNA分子作为模板进行增殖，B错误；子代噬菌体中含32P的有2个，只含31P的有98个，其比例为1∶49，C正确；DNA分子发生突变，改变后的密码子所对应的氨基酸可能不变，其性状可能不发生改变，D错误。答案 C6.(2022·福建卷，5)双脱氧核苷酸常用于DNA测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与DNA的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA合成时，在DNA聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的序列为GTACATACATG的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸。则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有( )A.2种B.3种C.4种D.5种解析 本题考查DNA复制的相关内容，意在考查考生获取信息的能力。分析题干可知，题中所给的单链模板中含有4个“A”，每个“A”均可能与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对，因单链模板上的“A”与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对时子链延伸终止，故单链模板上的“A”与胸腺嘧啶双脱氧核苷酸配对时可能会产生4种不同长度的子链；若单链模板上的“A”只与脱氧核苷酸结合，则以该单链为模板合成出的子链只有1种。综上所述，以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有5种。答案 D7.(2022·安徽卷，5)甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是( )A.甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子12\nB.甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行C.DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D.一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次解析 本题考查DNA的复制和转录，意在考查考生的理解能力和获取信息的能力。图甲表示DNA分子的复制过程，图乙表示转录过程，转录的产物是单链的RNA分子，故A错误；甲、乙所示过程主要在细胞核中进行，故B错误；甲所示过程需要解旋酶，故C错误；在一个细胞周期中，核DNA分子只复制一次，而转录可以进行多次，故D正确。答案 D8.(2022·江苏卷，32)图①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题：(1)细胞中过程②发生的主要场所是________。(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为________。(3)由于基因中一个碱基对发生替换，而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG)，则该基因的这个碱基对替换情况是________。(4)在人体内成熟红细胞、浆细胞、记忆细胞、效应T细胞中，能发生过程②、③而不能发生过程①的细胞是________。(5)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点________(在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中选择)，其原因是_______________________。解析 本题主要考查DNA分子的复制、转录和翻译的相关知识，意在考查考生的理解能力和识图能力。(1)过程②是以DNA一条链为模板合成RNA的过程，即转录，其主要场所是细胞核。(2)α链中G＋U＝54%，G＝29%，则U＝25%，故其模板链对应区段中C＝29%，A＝25%；又因为其模板链对应区段中G＝19%，12\n则T＝1－54%－19%＝27%。故非模板链对应区段中，A＝27%，则整个DNA区段中A＝(27%＋25%)/2＝26%。(3)根据异亮氨酸和苏氨酸的密码子可知，异亮氨酸变为苏氨酸很可能是T－A替换为C—G(A—T替换为G—C)造成的。(4)能够增殖的细胞可以发生DNA复制，不能增殖的细胞不能够进行DNA复制，只有浆细胞和效应T细胞不能发生DNA复制，但能够发生基因的表达。(5)由于不同组织细胞中基因进行选择性表达，故DNA进行转录时启用的起始点不完全相同。答案 (1)细胞核 (2)26% (3)T－A替换为C－G(A－T替换为G－C) (4)浆细胞和效应T细胞 (5)不完全相同 不同组织细胞中基因进行选择性表达考点三 基因的表达1.(2022·重庆卷，5)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解析 本题考查中心法测的相关知识，考查理解能力。难度适中。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 D2.(2022·课标卷Ⅰ，5)人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPc)，该蛋白无致病性。PrPc的空间结构改变后成为PrPsc(朊粒)，就具有了致病性。PrPsc可以诱导更多的PrPc转变为PrPsc，实现朊粒的增殖，可以引起疯牛病。据此判断，下列叙述正确的是( )A.朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中B.朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同C.蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化D.PrPc转变为PrPsc的过程属于遗传信息的翻译过程解析 本题考查遗传知识，考查记忆、理解和分析能力，12\n难度适中。根据题干可知朊粒是一种蛋白质，蛋白质是不能整合到基因组中的，A错误；肺炎双球菌是原核生物，通过二分裂的方式进行增殖，朊粒的增殖不是二分裂，故B错误；朊粒是PrPc因空间结构改变形成的，两者一个具有致病性，一个不具有致病性，故C正确；遗传信息的翻译过程是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，PrPc转变为PrPBC属于蛋白质空间结构改变所致，并不是翻译过程，D错误。答案 C3.(2022·海南卷，20)关于密码子和反密码子的叙述，正确的是( )A.密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上B.密码子位于tRNA上，反密码子位于mRNA上C.密码子位于rRNA上，反密码子位于tRNA上D.密码子位于rRNA上，反密码子位于mRNA上解析 本题考查密码子与反密码子的位置知识，考查知识的识记，难度小。mRNA上3个相邻的碱基决定一个氨基酸，每3个相邻的的碱基又称作1个密码子，所以密码子位于mRNA上，每个tRNA上都有3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，因而叫做反密码子，正确答案选A。答案 A4.(2022·江苏卷，12)下图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图，下列叙述正确的是( )A.图中结构含有核糖体RNAB.甲硫氨酸处于图中ⓐ的位置C.密码子位于tRNA的环状结构上D.mRNA上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的种类解析 本题主要考查翻译相关知识，意在考查分析题图获取信息能力、理解能力。难度适中。A项对，图中结构包括核糖体、mRNA、tRNA，核糖体由rRNA和蛋白质构成；B项，a是起始甲硫氨酸后相邻位置的氨基酸；C项，tRNA的环状结构上有反密码子；D项，由于密码子的简并性，mRNA上碱基改变，肽链中氨基酸的种类不一定改变。12\n答案 A5.(2022·课标卷Ⅱ，2)端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。下列叙述正确的是( )A.大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒B.端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶C.正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNAD.正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长解析 本题通过考查有关端粒的知识，考查知识的记忆及信息获取与分析能力，难度适中。依据端粒学说，端粒酶存在于染色体的两端，大肠杆菌无染色体，A错误，C正确；依据端粒酶以自身RNA为模板合成端粒DNA判定端粒酶应该是逆转录酶而非RNA聚合酶，B错误；正常细胞的端粒DNA序列在每次分裂后会缩短一截，D错误。答案 C6.(2022·江苏卷，20)关于基因控制蛋白质合成的过程，下列叙述正确的是( )A.一个含n个碱基的DNA分子，转录的mRNA分子的碱基数是n/2个B.细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板，提高转录效率C.DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上D.在细胞周期中，mRNA的种类和含量均不断发生变化解析 不具遗传效应的DNA片段不转录，不会形成mRNA，因此mRNA分子的碱基数小于n/2个，A错误；转录是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA，B错误；DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都在DNA上，C错误；在细胞周期中，基因选择性表达，mRNA的种类和数量均不断发生变化，D正确。答案 D7.(2022·天津卷，7)肠道病毒EV71为单股正链RNA(＋RNA)病毒，是引起手足口病的主要病原体之一。如图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。据图回答下列问题。12\n(1)图中物质M的合成场所是________________。催化①、②过程的物质N是________________。(2)假定病毒基因组＋RNA含有7500个碱基，其中A和U占碱基总数的40%。以病毒基因组＋RNA为模板合成一条子代＋RNA的过程共需要碱基G和C________个。(3)图中＋RNA有三方面功能，分别是_________________________________。(4)EV71病毒感染机体后，引发的特异性免疫有__________________________。(5)病毒衣壳由VP1、VP2、VP3和VP4四种蛋白组成，其中VP1、VP2、VP3裸露于病毒表面，而VP4包埋在衣壳内侧并与RNA连接，另外VP1不受胃液中胃酸的破坏。若通过基因工程生产疫苗，四种蛋白中不宜作为抗原制成疫苗的是________，更适宜作为抗原制成口服疫苗的是________。解析 本题考查病毒的结构、碱基对的计算、免疫等知识，意在考查考生获取信息、分析推理的能力。(1)根据图形信息，物质M为翻译的产物，病毒翻译的场所为宿主细胞的核糖体。①和②过程的产物都是RNA，则催化该过程的酶是RNA复制酶或者RNA聚合酶。(2)图形中－RNA是以病毒基因组＋RNA为模板复制产生的，因此①过程需G和C的数量为7500×(1－40%)＝4500(个)，而子代＋RNA是以－RNA为模板复制产生的，则②过程中需G和C的数量为4500个，因此合成一条子代＋RNA的过程需要G和C9000个。(3)根据图形信息，＋RNA可以作为复制的模板，复制产生—RNA，还可以作为翻译的模板合成蛋白质，同时还是病毒的遗传物质。(4)病毒为胞内寄生，因此病毒入侵机体引发的特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫。(5)裸露于病毒表面的蛋白质比较容易被免疫细胞识别，而VP4包埋在衣壳内部不容易被免疫细胞发现，因此VP4不宜作为抗原制成疫苗。VP1不受胃酸破坏，更适合作为抗原制成口服疫苗。答案 (1)宿主细胞的核糖体 RNA复制酶(或RNA聚合酶或依赖于RNA的RNA聚合酶) (2)9000 (3)翻译的模板、复制的模板、病毒的重要组成成分 (4)体液免疫和细胞免疫 (5)VP4 VPl12\n考点扫描命题规律备考指南1.人类对遗传物质的探索历程(五年八考)2.DNA的结构与复制(五年八考)3.基因的表达(五年八考)1.肺类双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的过程、结果。2.不同生物的遗传物质。3.DNA分子的结构分析。4.DNA分子复制的过程、方式及相关计算。5.转录、翻译的过程比较。6.基因对性状的控制。1.对照法比较肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验。2.模型辅助法深刻理解DNA分子的结构与中心法则。3.表格比较法理解DNA复制、转录和翻译的异同。12
