导学教程2017高考生物一轮复习 第6单元 遗传的物质基础（课件+试题）（打包7套）.zip

1第 3 讲 基因的表达[限时检测][满分 100 分；限时 45 分钟]一、选择题(每小题 6 分，共 60 分)1．(2015·南京三模)下列有关遗传信息传递的叙述，错误的是A．乳酸菌的遗传信息传递都发生在生物大分子间B．HIV 的遗传信息传递中只有 A—U 的配对，不存在 A—T 的配对C．DNA 复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则D．核基因转录形成的 mRNA 穿过核孔进入细胞质中进行翻译解析 乳酸菌的遗传信息传递过程为 DNA→DNA、DNA→RNA、RNA→蛋白质，DNA、RNA 和蛋白质都是大分子，A 正确；HIV 的遗传信息传递中存在逆转录过程，故存在 A—T 的配对，B 错误；核基因转录生成的 mRNA 是大分子，从核孔进入细胞质，D 正确。答案 B2．(2016·西城区模拟)下列关于遗传信息传递和表达的叙述中，正确的是①在细菌中 DNA 的复制只发生在拟核 ②不同组织细胞中可能有相同的基因进行表达 ③不同核糖体中可能翻译出相同的多肽 ④转运氨基酸的 tRNA 由三个核糖核苷酸组成 ⑤基因突变不一定导致所表达的蛋白质结构发生改变A．①②⑤ B．②③⑤C．③④⑤ D．②③④解析 细菌中的 DNA 复制发生在拟核与质粒，①错误；不同组织细胞中可能有相同的基因进行表达，如呼吸酶基因，②正确；一条 mRNA 上可结合多个核糖体，这些核糖体上翻译出的多肽是相同的，③正确；tRNA 是由多个核糖核苷酸组成的长链盘曲折叠形成的，其中的三个核糖核苷酸组成的反密码子识别 mRNA 上的密码子，④错误；基因突变不一定引起氨基酸的种类改变，不一定引起蛋白质结构改变，⑤正确。答案 B3．如图甲、乙、丙分别表示某真核细胞内与某一基因相关的三种生理过程，下列有关说法正确的是A．上述三种生理过程进行的场所互不相同B．核糖体在 f 链上移动的方向是 B 端→A 端C．一般情况下，甲图中 a、d 两条链上的碱基序列相同D．m、n 上氨基酸的序列会相同2解析 甲图表示 DNA 复制过程，乙图表示转录过程，丙图表示翻译过程。甲、乙过程可以同时发生于细胞核内。由于 n 链的长度大于 m 链，因此 n 链的合成早于 m 链，核糖体移动的方向是 A 端→B 端，不发生基因突变的情况下，甲图中 a、c 两条链上的碱基序列相同。a、d 两条链上的碱基互补。答案 D4．下列关于甲、乙、丙三个与 DNA 分子相关的图形的说法不正确的是A．将图甲 DNA 分子放在含 15N 的培养液中复制两代，子代含 15N 的 DNA 单链占总链数的 7/8B．图甲②处的碱基对缺失可导致基因突变，限制性核酸内切酶可作用于①部位，解旋酶可作用于③部位，图乙中有 8 种核苷酸C．图丙所示的生理过程为转录和翻译，在蓝藻细胞中可同时进行D．形成图丙③的过程可发生在拟核中，人的神经细胞能进行图乙所示生理过程的结构只有细胞核解析 有一条单链被 15N 标记的 DNA 分子在含 15N 的培养液中复制一代时，含 15N 标记的 DNA 单链占 DNA 总链数的 3/4，在含 15N 的培养液中复制两代时，含 15N 标记的 DNA 单链占 DNA 总链数的 7/8；蓝藻等原核细胞的转录与翻译过程可同时进行；人的神经细胞中能进行转录过程的结构有细胞核和线粒体。答案 D5．正常人的正常血红蛋白与镰刀型细胞贫血症患者的异常血红蛋白的部分氨基酸序列如下(除此外，其余序列相同)：……—亮氨酸－苏氨酸－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸 1－赖氨酸－…… 正常血红蛋白……—亮氨酸－苏氨酸－脯氨酸－缬氨酸－谷氨酸 2－赖氨酸－…… 异常血红蛋白其中谷氨酸的密码子是 GAA、GAG，缬氨酸的密码子是 GUU、GUC、GUA、GUG。编码正常血红蛋白的基因甲和异常血红蛋白的基因乙之间只相差一对碱基。由以上信息可以推知A．编码正常血红蛋白的基因的碱基排列顺序B．编码谷氨酸 1 和谷氨酸 2 的密码子可能不相同C．基因甲中转录链的碱基 T 被乙中的碱基 A 替换3D．杂合子能同时合成正常血红蛋白和异常血红蛋白解析 题干中只提供了谷氨酸和缬氨酸的密码子，因此不能推测编码正常血红蛋白的基因的碱基排列顺序，A 错误；题中提出基因甲和基因乙之间只相差一对碱基，即编码谷氨酸和缬氨酸的片段，因此编码谷氨酸 1 和谷氨酸 2 的密码子相同，B 错误；基因甲中转录链的碱基 T 被乙中的碱基 A 替换，使正常密码子 GAG 变为 GUG，或 GAA 变为 GUA，导致氨基酸种类改变，C 正确；杂合子只显现显性性状，即只能合成正常血红蛋白，不能合成异常血红蛋白，D 错误。答案 C6．(2016·安庆模拟)如图是两种细胞中主要遗传信息的表达过程。据图分析，下列叙述中不正确的是A．两种表达过程均主要由线粒体提供能量，由细胞质提供原料B．甲没有核膜围成的细胞核，所以转录翻译同时发生在同一空间内C．乙细胞的基因转录形成的 mRNA 需要通过核孔才能进入细胞质D．若合成某条肽链时脱去了 100 个水分子，则该肽链中至少含有 102 个氧原子解析 从图中可以看出，甲细胞是原核细胞，乙细胞是真核细胞，则甲细胞不含线粒体，故 A 错误；原核细胞的转录和翻译都发生在细胞质中，故 B 正确；乙细胞翻译的场所为细胞质中的核糖体，细胞核基因转录出来的 mRNA 必须通过核孔才能从细胞核出来，故 C 正确；若合成某肽链时脱去 100 个水分子，则该肽链含有 100个肽键，每个肽键中含有 1 个氧原子，再加上一端的羧基含有 2 个氧原子，该肽链至少含有 102 个氧原子，故D 正确。答案 A7．下图表示真核细胞细胞核内某种遗传信息流动过程，相关叙述正确的是4A．细胞分裂间期一定有该过程发生，衰老细胞中不再发生该过程B．图示能表示成熟的水稻叶肉细胞某基因的基因表达全过程C．图中的 4 代表核糖体，细胞中的 3 一般有 20 种D．细胞的分裂和分化过程中都一定会发生图示过程解析 本题考查了遗传信息的转录和翻译、细胞分裂和细胞分化等知识。分析题图：图示为真核细胞细胞核内某种遗传信息流动过程，及转录过程。图中 1 为 DNA；2 为转录形成的 mRNA，作为翻译的模板；3 为 DNA 模板链；4 是 RNA 聚合酶，能催化转录过程。细胞分裂间期能合成大量的蛋白质，因此一定有转录过程的发生，衰老细胞中也有蛋白质的合成，因此也有转录过程，A 错误；基因表达包括转录和翻译两个过程，而图示只有转录过程，B 错误；图中的 4 代表 RNA 聚合酶，C 错误；细胞分裂间期会合成大量的蛋白质，因此会发生图示转录过程，细胞分化的实质是基因的选择性表达，因此一定会发生图示转录过程，D 正确。答案 D8．(2015·合肥质检)图示为细胞内 DNA 分子上头尾衔接的三个基因组成的结构基因群。同时且共同转录成一个 mRNA，核糖体沿 mRNA 移动，直至合成完 mRNA 所编码的全部多肽。该过程A．在原核细胞内①过程还未结束即可进行②过程B．一个 mRNA 分子上结合多个核糖体合成的多条肽链都相同C．决定①②过程开始和终止的结构存在于 RNA 分子上D．①和②进行的碱基配对方式完全一致解析 本题考查 DNA 转录和翻译过程的相关知识，意在考查考生对所学知识的理解以及知识的综合运用能5力。图中①表示转录过程，②表示翻译过程，原核细胞中这两个过程可以同时进行，A 正确；图中 DNA 分子上有三个基因，故表达出的多肽链不止一种，B 错误；决定转录过程开始和终止的结构为启动子和终止子，位于DNA 分子上，C 错误；转录和翻译过程碱基配对方式并不完全相同，D 错误。答案 A9．下图表示遗传信息的复制和表达等过程，下列相关叙述中，错误的是A．可用光学显微镜检测①过程中是否发生碱基对的改变B．①②过程需要模板、原料、酶和能量等基本条件C．图中①②③过程均发生了碱基互补配对D．镰刀型细胞贫血症体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状解析 图中①②③所示的过程分别为 DNA 复制、转录与翻译。显微镜观察检测不到基因突变，A 错误。答案 A10．下列关于基因、蛋白质与性状的关系的描述中，正确的是A．皱粒豌豆种子中，编码淀粉分支酶的基因被打乱，不能合成淀粉分支酶，淀粉含量低而蔗糖含量高B．人类白化病症状是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状来实现的C．基因与性状的关系呈线性关系，即一种性状由一个基因控制D．囊性纤维病患者中，编码一个 CFTR 蛋白的基因缺失了 3 个碱基，这种变异属于染色体结构变异解析 皱粒豌豆是由于 DNA 中插入了一段外来 DNA 序列，打乱了母本细胞中编码淀粉分支酶基因的正常表达，导致淀粉合成减少，运输到种子细胞中的淀粉减少，豌豆种子因含水量减少而皱缩。人类白化病是基因通过控制酪氨酸酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物的性状；有些基因参与了多种性状的控制，有些性状由多种基因控制；编码 CFTR 蛋白的基因缺失了 3 个碱基导致的是基因分子结构的改变，该种变异属于基因突变。答案 A6二、非选择题(共 40 分)11．(13 分)如图为人体胰岛素基因控制合成胰岛素的过程示意图。据图回答：(1)该图表示的过程发生在人体的________________细胞中，饭后半小时后，上图所示过程会________________(填“增强”或“减弱”)。(2)图中①表示的过程称为________________，催化该过程的酶是________________。②表示的物质是________________。(3)图中天冬氨酸的密码子是________________，胰岛素基因中决定“……－ － － －……”的模○甘 ○天 ○色 板链的碱基序列为________________________________。(4)已知胰岛素由两条多肽链共 51 个氨基酸组成，指导其合成的②的碱基数远大于 153，主要原因是___________________________________________________________________________________________________________________。一个②上结合多个核糖体的意义是____________________________________________________________________________________________。解析 (1)胰岛素是由人的胰岛 B 细胞合成分泌的。饭后半小时血液中被消化产生或吸收的葡萄糖增多，此时胰岛素分泌增加。(2)图中①表示转录过程，需要 RNA 聚合酶的催化，转录形成的产物②是 mRNA。(3)密码子在 mRNA 上，天冬氨酸的密码子是 GAC，由 mRNA 上碱基序列可知胰岛素基因中决定“……－ － － ○甘 ○天 ○色 －……”的模板链的碱基序列是－CCACTGACC－。(4)51 个氨基酸组成的胰岛素分子，指导其合成的 mRNA 中碱7基数至少为 153，实际却远大于 153，因为 mRNA 上含有终止密码子等不翻译的序列。一个 mRNA 上结合多个核糖体能在短时间内合成大量的蛋白质，具有高效性。答案 (1)胰岛 B 增强(2)转录 RNA 聚合酶 mRNA(3)GAC －CCACTGACC－(4)mRNA 上存在终止密码子等不翻译的序列 在短时间内合成大量的同种蛋白质(答案合理即可)12．(13 分)(2016·潍坊检测)如图中甲～丁表示大分子物质或结构，①、②代表遗传信息的传递过程。请据图回答问题：(1)①过程需要的原料是________________________________；①过程与②过程碱基配对方式的区别是_________________________________________________________________________________________________________。(2)若乙中含 1 000 个碱基，其中 C 占 26%、G 占 32%，则甲中胸腺嘧啶的比例是________________，此 DNA片段经三次复制，在第三次复制过程中需消耗______________个胞嘧啶脱氧核苷酸。(3)少量的 mRNA 能在短时间内指导合成大量蛋白质的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________；②过程涉及的 RNA 有________________类。(4)在细胞分裂间期发生的遗传信息传递过程是_________________________ ________，在分裂期此图所示过程很难进行，原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)下列生物或结构中，与结构丁化学组成相近的是(多选)________。A．T 2噬菌体 B．烟草花叶病毒C．线粒体 D．HIV解析 (1)①②过程分别表示转录和翻译，前者发生 DNA 与 RNA 碱基配对，后者发生 mRNA 与 tRNA 碱基配对。(2)mRNA 中 C＋G＝58%，所以甲中 C＋G＝58%，T 占 21%，C＝1 000×2×29%＝580，该 DNA 第三次复制消耗胞嘧啶脱氧核苷酸数为 580×23－1 ＝2 320。(3)图中一个 mRNA 可与多个核糖体相继结合，同时合成多条肽链，从而8提高了翻译的效率，该过程中涉及 mRNA、tRNA、rRNA 三类 RNA。(4)分裂间期可进行 DNA 分子的复制、转录和翻译过程。(5)结构丁代表核糖体，由 RNA 和蛋白质组成，其化学组成与 RNA 病毒相似。答案 (1)核糖核苷酸 ①过程中 T 可与 A 配对(2)21% 2 320(3)一个 mRNA 可以与多个核糖体相继结合，同时进行多条肽链的合成 三(4) DNA 处于高度螺旋化的染色体中，无法解旋(5)BD13．(14 分)下图表示病毒侵入宿主体内的复制过程示意图，请回答：(1)病毒核酸进入宿主细胞后，此时用血清学方法和电镜检查无病毒颗粒，称为“隐蔽期” ，这是因为________________________________________________ ____________________________________________________________。(2)物质 D、H 分别可能是________________、__________________ ______________。(3)B、F 的区别是______________________________________________ __________________。过程 f 称为________________________________。(4)假如 A 为 RNA，经实验分析确定其碱基总数为 X，其中鸟嘌呤 G 的数量为 Y，你能否推断出构成 A 的几种碱基数量分别是多少，为什么？___________________________________________________________________________________________________________________________________。根据中心法则分析，RNA 病毒遗传信息的传递过程与人体不同的步骤可能有__________________________、_____________________________________。解析 (1)病毒核酸进入宿主细胞后，将利用宿主细胞的原料和场所形成子代病毒，在子代病毒未释放之前，无法用血清学方法和电镜检查到病毒颗粒，此为“隐蔽期” 。(2)分析图示可知，物质 D 为蛋白质，参与病毒核酸的复制(过程 g)，所以物质 D 可能是完成复制(过程 g)所需要的酶；物质 H 与病毒核酸组装成新的病毒，故9物质 H 可能是病毒的蛋白质外壳。(3)B 与相关酶的合成有关，F 与病毒的蛋白质外壳的形成有关，因此，B、F的区别是转录的信息不同。过程 f 称为装配。(4)假如 A 为 RNA，RNA 是单链结构，虽然经实验分析确定其碱基总数为 X，其中鸟嘌呤 G 的数量为 y，但仍不能推断出构成 A 的另外几种碱基数量分别是多少。依据中心法则可推知，RNA 病毒遗传信息的传递过程与人体不同的步骤可能有：RNA 的自我复制、逆转录。答案 (1)病毒进入宿主细胞后尚未形成完整的病毒体(2)完成复制(过程 g)所需要的酶 病毒的蛋白质外壳(3)转录的信息不同 装配(4)不能，因为 RNA 是单链，碱基数无法确定 RNA 的自我复制 逆转录1第 2讲 DNA 分子的结构和复制、基因是有遗传效应的 DNA片断[限时检测][满分 100分；限时 45分钟]一、选择题(每小题 6分，共 60分)1．关于 DNA分子结构与复制的叙述，正确的是A．DNA 分子中含有四种核糖核苷酸B．在双链 DNA分子中 A/T的值不等于 G/C的值C．DNA 复制不仅需要氨基酸做原料，还需要 ATP供能D．DNA 复制不仅发生在细胞核中，也发生于线粒体、叶绿体中解析 DNA 分子的基本单位是脱氧核糖核苷酸而不是核糖核苷酸；DNA 复制不需要氨基酸做原料，而是需要脱氧核糖核苷酸做原料。在双链 DNA分子中 A/T＝G/C＝1。答案 D2．下图为 DNA分子部分结构示意图，以下叙述正确的是A．DNA 的稳定性与⑤有关，生物体内 DNA解旋酶、RNA 聚合酶、DNA 聚合酶、逆转录酶等可以断开⑤B．④是一个胞嘧啶脱氧核苷酸C．DNA 连接酶可催化⑥或⑦键形成D．A 链、B 链的方向相反，骨架是磷酸和脱氧核糖解析 结构图中①②③分别表示磷酸、脱氧核糖、胞嘧啶。磷酸和脱氧核糖的相间排列构成了 DNA分子的基本骨架，A 链、B 链方向相反。图中①②③不是同一个脱氧核苷酸分子的组成成分，其中①是上面一个脱氧核苷酸的组成成分。⑤是氢键，生物体内的解旋酶和 RNA聚合酶可将其断开，但 RNA聚合酶和 DNA聚合酶及逆转录酶分别将核糖核苷酸、脱氧核苷酸、脱氧核苷酸连接成核苷酸链。答案 D3．(2016·武汉调研)如图为真核细胞内某基因(被 15N标记)的结构示意图，该基因全部碱基中 C占 30%，下列说法正确的是2A．解旋酶作用于①②两处B．该基因中(C＋G)/(A＋T)为 3∶2C．若①处后 T变为 A，则该基因控制的性状一定发生改变D．该基因在含 14N的培养液中复制 3次后，含 14N的 DNA分子占 3/4解析 DNA 解旋酶的作用是使 DNA双螺旋结构的氢键断裂，作用部位是题图中的②，A 错误；DNA 是规则的双螺旋结构，A 与 T配对，G 与 C配对，由题干可知该基因全部碱基中 C占 30%，因此 G占 30%，A 与 T各占20%，故该基因全部碱基中(C＋G)/(A＋T)为 3∶2，B 正确；①处后 T变为 A，发生了基因突变，基因突变不一定引起性状改变，C 错误；该基因在含 14N的培养液中复制 3次后，所有的 DNA分子都含 14N，D 错误。答案 B4．某基因( 14N)含有 3 000个碱基，腺嘌呤占 35%。若该 DNA分子以 15N同位素标记的游离脱氧核苷酸为原料复制 3次，再将全部复制产物置于试管内离心，进行密度分层，得到结果如图①；然后加入解旋酶再离心，得到结果如图②。则下列有关分析正确的是A．X 层中的基因只用 14N标记，Y 层中的基因只用 15N标记B．W 层中含 15N标记的胞嘧啶 3150个C．W 层与 Z层的核苷酸数之比为 1∶4D．X 层中含有的氢键数是 Y层的 3倍解析 X 层中的基因中含 14N标记和含 15N标记，Y 层中的基因只含 15N标记，A 错误；W 层中含 15N标记的胞嘧啶＝450×7＝3 150个，B 正确；W 层与 Z层的核苷酸数之比为(8×2－2)：2＝7：1，C 错误；X 层中的基因中含 14N标记和含 15N标记，共有 2个 DNA分子，而 Y层中的基因只含 15N标记，共有 6个 DNA分子，所以 Y层中含有的氢键数是 X层的 3倍，D 错误。答案 B5．(经典高考题)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3A．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B．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 考查真核生物的 DNA复制和转录。甲图以 DNA两条单链均为模板，而乙以一条链为模板，且产物是一条链，确定甲图表示 DNA复制，乙图表示转录。A 项转录不是半保留方式，产物是单链 RNA；B 项真核细胞的DNA复制可以发生在细胞核、线粒体及叶绿体中；C 项 DNA复制和转录均需要解旋酶；D 项一个细胞周期 DNA只复制一次，但要进行大量的蛋白质合成，所以转录多次发生。答案 D6．狗的大小差异非常大，科学家发现影响狗体型的基因有 IGF－1 基因和 S基因，IGF－1 基因能编码一种在青春期促进生长的激素；S 基因能抑制 IGF－1 基因的表达。据此推断，下列叙述正确的是A．根据上述信息，可以推知 IGF－1 基因和 S基因是非等位基因B．S 基因不可能是基因突变产生的C．大型品系的狗不能进行 IGF－1 的转录D．小型品系的狗体内一定有 S基因解析 由题意不能确定 IGF－l 和 S基因是否为等位基因，A 错误；等位基因是由于基因突变产生的，B 错误；IGF－l 基因能编码一种在青春期促进生长的激素，大型品系的狗进行 IGF－l 基因的转录，C 错误；IGF－l 基因能编码一种在青春期促进生长的激素；S 基因能抑制 IGF－1 基因的表达，小型品系的狗有 S基因，D正确。答案 D7．BrdU 能替代 T与 A配对，而渗入新合成的 DNA链中。当用姬姆萨染料染色时，不含 BrdU的链为深蓝色，含 BrdU的链为浅蓝色。现将植物根尖分生组织放在含有 BrdU的培养液中进行培养，图 a～c 依次表示加入BrdU后连续 3次细胞分裂中期，来自 1条染色体的各染色体的显色情况(黑色表示深蓝色，白色表示浅蓝色)。下列有关说法正确的是4A．1 个 DNA复制 3次所产生的 DNA分别位于 2条染色体上B．b 图每条染色体均有 1个 DNA的 2条脱氧核苷酸链都含 BrdUC．c 图中有 2条染色单体的所有脱氧核苷酸链都不含 BrdUD．若再进行分裂，第 4次分裂中期则只有 1条染色体出现深蓝色解析 根据 DNA分子半保留复制的基本原理，可知图 a中 1条染色体上的 2条染色单体都为深蓝色，其实，每条染色单体上的 DNA分子中都含有 1条母链(不含 BrdU，深蓝色)和 1条子链(含 BrdU，浅蓝色)，由于母链深蓝色掩盖了子链的浅蓝色，故整个 DNA分子即染色单体表现为深蓝色。以此类推，b、c 图中的深蓝色都是不含BrdU的母链颜色所致，另 1条子链含 BrdU，但浅蓝色被掩盖。只有当两条链上均含有 BrdU时，浅蓝色才能表现出来，如图 b、c 中的染色单体上的 DNA分子有一部分表现为浅蓝色。3 次复制产生了 8个 DNA分子，分别位于 4条或 8条染色体上，而不是 2条染色体。若再进行分裂，第 4次分裂中期则仍有 2条染色体出现深蓝色。答案 B8．(2015·衡阳联考)某 DNA分子有 500个碱基对，其中含有鸟嘌呤 300个，该 DNA进行连续复制，经测定最后一次复制消耗了周围环境中 3 200个腺嘌呤脱氧核苷酸，则该 DNA分子共复制了多少次A．3 次 B．4 次C．5 次 D．6 次解析 已知该 DNA分子有 500个碱基对，其中含有 300个鸟嘌呤，则 A与 T均为 200个；最后一次复制消耗了 3 200个 A，因此，最后一次复制净产生的 DNA分子为 3 200/200＝16(个)，则经过复制后，形成的 DNA分子总数为 32，因此，这个 DNA分子共进行了 5(25＝32)次复制。答案 C9．(2015·宿州模拟)如图为真核细胞 DNA复制过程模式图，下列分析错误的是A．酶①能使 DNA双链的配对碱基之间的氢键断开B．图中可体现出边解旋边复制及半保留复制的特点C．在复制完成后，甲、乙可在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期分开5D．若该 DNA分子中复制前有 1 000个碱基对，其中 A200个，则图示过程完成共需原料 C300个解析 酶①是解旋酶，能使 DNA双链的配对碱基之间的氢键断开；图中可体现出边解旋边复制及半保留复制的特点；在复制完成后，甲、乙两个 DNA分子可在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期随着丝点的分裂而分开；若该 DNA分子中复制前有 1 000个碱基对，其中 A有 200个，则 C有 800个，因此图示过程完成共需原料C800个。答案 D10．(2016·江淮联考)科学家们在研究成体干细胞的分裂时提出这样的假说：成体干细胞总是将含有相对古老的 DNA链(永生化链)的染色体分配给其中一个子代细胞，使其成为成体干细胞，同时将含有相对新的合成链染色体分配给另一个子代细胞，开始分化并最终衰老死亡(如图所示)。下列相关推测错误的是A．成体干细胞的细胞分裂方式为有丝分裂B．从图中看出成体干细胞分裂时 DNA进行半保留复制，染色体随机分配C．通过该方式可以减少成体干细胞积累 DNA复制过程中产生的碱基突变D．根据该假说可以推测生物体内的成体干细胞的数量保持相对稳定解析 成体干细胞的分裂是有丝分裂，染色体平均分配，而不是随机分配。答案 B二、非选择题(共 40分)11．(13 分)甲图中 DNA分子有 a和 d两条链，将甲图中某一片段放大后如乙图所示，结合所学知识回答下列问题：(1)从甲图可看出 DNA复制的方式是________________________________。6(2)甲图中，A 和 B均是 DNA分子复制过程中所需要的酶，其中 B能将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，从而形成子链：则 A是________________酶，B 是________________酶。(3)图甲过程在绿色植物叶肉细胞中进行的场所有________________________________________________。(4)乙图中，7 是________________________________。DNA 分子的基本骨架由________________交替连接而成；DNA 分子两条链上的碱基通过________________连接成碱基对，并且遵循________________原则。解析 (1)从甲图可看出 DNA复制的方式是半保留复制。(2)A 是解螺旋的解旋酶，B 是形成子代 DNA分子的DNA聚合酶。(3)绿色植物叶肉细胞中 DNA分子复制的场所有细胞核、线粒体、叶绿体。(4)乙图中，7 是胸腺嘧啶脱氧核苷酸。DNA 分子的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接而成；DNA 分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且遵循碱基互补配对原则。答案 (1)半保留复制(2)解旋 DNA 聚合(3)细胞核、线粒体、叶绿体(4)胸腺嘧啶脱氧核苷酸 脱氧核糖和磷酸 氢键 碱基互补配对12．(13 分)如图为 DNA复制的图解，请据图回答下列问题：(1)DNA复制发生在_________________________________ _______________________________。(2)②过程称为________________。(3)③中的子链是________________。(4)③过程必须遵循________________________________原则。(5)子代 DNA分子中只有一条链来自亲代 DNA分子，由此说明 DNA复制具有______________________________的特点。7(6)用 15N标记含有 100个碱基对的 DNA分子，其中有胞嘧啶 60个，若该 DNA分子在 14N的培养基中连续复制四次，则结果不可能是________。A．含有 15N的 DNA分子占 1/8B．含有 14N的 DNA分子占 7/8C．复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸 600个D．共产生 16个 DNA分子(7)具有 N个碱基对的一个 DNA分子片段中，含有 m个腺嘌呤脱氧核苷酸。①该片段完成 n次复制需要________________个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。②该片段完成第 n次复制需要________________个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸。A．(2 n－1)(N－m)B．2 n－1 (N－m)C．2 n－1 (N/2－m)D．2 n(N/2－m)解析 DNA 的复制方式为半保留复制，子代 DNA分子中有一条母链和一条与母链互补的子链。(6)由于 DNA的复制是半保留复制，经过四次复制形成的 16个 DNA分子中，有 2个 DNA分子的一条链上含有 15N，另一条链上含有 14N，其余 14个 DNA分子的两条链上全部含有 14N。该 DNA分子中含有胞嘧啶 60个，由此计算出含有鸟嘌呤 60个，腺嘌呤和胸腺嘧啶各有 40个，复制四次需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为 40×(16－1)＝600(个)，选项 A、C、D 正确，B 错误。(7)根据题意，该 DNA分子片段含有胞嘧啶脱氧核苷酸的个数为(2N－2m)/2＝N－m。①该片段完成 n次复制，共产生 DNA分子片段数为 2n个，新增 DNA分子片段(2 n－1)个。故其完成 n次复制需要的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(2 n－1)(N－m)个，选 A。②该片段完成第 n－1 次复制时共产生 DNA分子片段 2n－1 个，若再完成一次复制(也就是第 n次复制)，新增 DNA分子片段数为 2n－1 个，故其完成第 n次复制需要的游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为 2n－1 (N－m)个，选 B。答案 (1)有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期(2)解旋(3)Ⅱ、Ⅲ(4)碱基互补配对(5)半保留复制(6)B(7)①A ②B13．(14 分)(2016·莆田模拟)在氮源为 14N的培养基上生长的大肠杆菌，其 DNA分子均为 14N－DNA(对照)；在氮源为 15N的培养基上生长的大肠杆菌，其 DNA分子均为 15N－DNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含 14N的培养基上，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用某种离心方法分离得到的结果如下图所示：8请分析：(1)由实验结果可推测第一代(Ⅰ)细菌 DNA分子中一条链含____________________________________，另一条链含________________________________。(2)将第一代(Ⅰ)细菌转移到含 15N的培养基上繁殖一代，将所得到细菌的 DNA用同样方法分离，请参照甲图，将 DNA分子可能出现在试管中的位置在乙图中标出。(3)若将 15N－DNA(亲代)的大肠杆菌在 14N培养基上连续复制 3次，则所产生的子代 DNA中全含 15N(重 DNA)，一条链含 15N(中 DNA)及两条链均不含 15N(轻 DNA)的比例为________________，在这些子代 DNA中，含 15N的链与全部子代 DNA链的比例为________________________________。(4)若一个 DNA分子的一条单链中 A占 32%，且 ＝1.5，此比例在其互补链中的比值是A＋ GT＋ C________________________________；在整个 DNA分子中的比值是________________________________。以该单链为模板合成的子代 DNA分子中，A＋G 的总含量占________________。答案 (1) 14N 15N(2)如下图(3)0∶2∶6 2∶16(或 1∶8)(4)2/3 1 50%1第 1 讲 DNA 是主要的遗传物质[限时检测][满分 100 分；限时 45 分钟]一、选择题(每小题 6 分，共 60 分)1．人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列叙述错误的是A．孟德尔发现了遗传因子，但并未证实其化学本质B．沃森和克里克首先利用显微镜观察到 DNA 双螺旋结构C．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D．烟草花叶病毒感染烟草实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA解析 孟德尔发现并提出了“遗传因子”的概念，但由于受到当时科学水平的限制，他并没有证实其化学本质；沃森和克里克只是构建了 DNA 分子双螺旋结构模型，并没有利用显微镜观察到 DNA 双螺旋结构；噬菌体侵染细菌实验中将噬菌体的 DNA 和蛋白质完全分离开来，单独地观察噬菌体 DNA 的作用，因此，噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌转化实验更具说服力；烟草花叶病毒含有蛋白质和 RNA，该病毒感染烟草实验证明了烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA。答案 B2．下图表示格里菲思做的肺炎双球菌转化实验的部分实验过程，S 型菌有荚膜且具有毒性，能使人患肺炎或使小鼠患败血症，R 型菌无荚膜也无毒性。相关说法错误的是A．与 R 型菌混合前必须将 S 型菌慢慢冷却B．无毒的 R 型菌转化为有毒的 S 型菌属于基因重组C．该转化实验不能证明 DNA 是遗传物质D．S 型菌的 DNA 能抵抗机体的免疫系统，从而引发疾病解析 与 R 型菌混合前必须将 S 型菌慢慢冷却，以防止高温杀死 R 型菌；S 型菌的 DNA 进入 R 型菌，使 R型菌有毒性，实际上就是外源基因整合到受体 DNA 上并得以表达的过程，这属于基因重组；该转化实验不能证明 DNA 是遗传物质；由于 S 型菌有荚膜，进入吞噬细胞后，受荚膜的保护，能抵抗吞噬细胞的吞噬和消化，从而迅速增殖、扩散，引起机体发生疾病。答案 D3．乙肝被称为“中国第一病” ，随着科学的发展，人们对乙肝病毒的认识也更加深入，现已知乙肝病毒的DNA 由一条环状链和一条较短的半环链组成，侵染时先形成完整的环状，再把其中一条作为原始模板复制形成2新的病毒(具体过程如图)。则以下有关乙肝病毒增殖过程的描述错误的是A．形成完整环状 DNA 的场所是在病毒体内B．病毒的核酸和蛋白质外壳共同组成核衣壳C．⑦是逆转录形成 DNA 的过程D．乙肝病毒基因表达的过程包括过程④和⑤解析 读懂图及理解遗传信息的传递过程，是解题的关键。乙肝病毒增殖时，形成完整环状 DNA 的场所在宿主细胞内，A 错误；由图可知，乙肝病毒由外膜和核衣壳组成，核衣壳包括核酸和蛋白质外壳，B 正确；过程⑦是由 RNA 形成双链 DNA 的过程，即逆转录过程，C 正确；基因表达包括④转录和⑤翻译两个过程，D 正确。答案 A4．(2015·淮安调研)用 32P 和 35S 的培养基培养细菌，将一个未标记的噬菌体在此细菌中培养 9 小时，经检测共产生了 64 个子代噬菌体，下列叙述正确的是A． 32P 和 35S 只能分别标记细菌的 DNA 和蛋白质B．子代噬菌体的 DNA 和蛋白质一定具有放射性C．DNA 具有放射性的子代噬菌体占 1/32D．噬菌体繁殖一代的时间约为 1 小时解析 磷脂也可以被 32P 标记；子代噬菌体的 DNA 和蛋白质是利用细菌的原料合成的，故一定具有放射性；培养 9 小时产生了 64 个子代噬菌体，说明噬菌体繁殖了 6 代，故噬菌体繁殖一代的时间为 1.5 小时。答案 B5．下图 2 为用标记的 T2噬菌体侵染大肠杆菌(T 2噬菌体专性寄生在大肠杆菌细胞内)的实验，据图判断下列叙述正确的是3A．图 2 中用 35S、 32P 分别标记噬菌体的蛋白质、DNA，标记元素所在部位分别对应于图 1 中的⑤①B．锥形瓶中的培养液是用来培养 32P 标记的 T2噬菌体的，其营养成分中应含有 32PC．图 2 中的⑥⑦分别代表搅拌、离心过程，其中⑦的目的之一是让乙上清液中析出质量较轻的 T2噬菌体颗粒D．噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等解析 蛋白质、DNA 的特征元素分别为 S、P，图 1 中的①为磷酸基团，含有 P 元素，⑤为肽键，含 N 元素，④为 R 基团，可能含有 S 元素；锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，不能含有 32P，否则离心后沉淀物中的放射性无法确定；噬菌体是 DNA 病毒，其增殖过程中所需的原料、酶来自大肠杆菌，而 DNA 模板则由噬菌体自身提供。答案 C6．在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了 T2噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是A．该实验证明了 DNA 是主要的遗传物质B．分别用含有 32P 的 T2噬菌体和含有 35S 的 T2噬菌体进行侵染实验C．用含有充足有机物的完全培养基培养 T2噬菌体D．用 32P 标记 T2噬菌体的蛋白质，用 35S 标记 T2噬菌体的 DNA解析 噬菌体侵染细菌实验只证明了噬菌体的 DNA 是遗传物质；噬菌体侵染细菌实验分为两组，即分别用含有 32P 的噬菌体和含有 35S 的噬菌体侵染细菌；噬菌体是一种病毒，不能独立生活，因此，不能用培养基直接培养； 32P、 35S 分别标记噬菌体的 DNA 和蛋白质。答案 B7．(2016·温州联考)关于核酸是遗传物质的证据实验的叙述，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．可以用 3H 标记的尿嘧啶核糖核苷酸来研究 R 型肺炎双球菌中 DNA 的复制解析 培养噬菌体的培养基必须含有细菌；用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，保温的时间需适当，4不能过长，否则部分细菌会裂解死亡释放出噬菌体，影响实验结果；DNA 复制不需要尿嘧啶核糖核苷酸作原料。答案 C8．甲图所示是将杀死的 S 型细菌与 R 型活细菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化，乙图所示是1952 年赫尔希和蔡斯利用同位素标记技术完成的噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列相关叙述中，不正确的是A．甲图中 AB 对应时间段内，小鼠体内还没形成大量的免疫 R 型细菌的抗体B．甲图中的 S 型细菌是由 R 型细菌转化来的C．乙图中噬菌体被标记的成分是蛋白质，所以沉淀物中完全没有放射性D．乙图中如果噬菌体和细菌混合后不经过搅拌，则上清液中放射性减弱解析 从理论上讲，乙图中的放射性只会出现在上清液中，但在实际操作中沉淀物中也会出现部分放射性。答案 C9．(2015·南京联考)下列有关实验及实验结论的叙述中，错误的是选项 实验材料 实验过程 实验结果与结论A R 型和 S 型肺炎双球菌将 R 型活细菌与 S 型细菌的 DNA 和 DNA 水解酶混合培养只生长 R 型细菌，说明 DNA 被水解后失去了遗传效应B 噬菌体和大肠杆菌用 35S 标记的噬菌体去感染普通的大肠杆菌，短时间保温离心后获得的上清液中放射性很高，说明 DNA 是遗传物质C 烟草花叶病毒和烟草用从烟草花叶病毒中分离出的 RNA 侵染烟草烟草出现病斑，说明烟草花叶病毒的RNA 可能是遗传物质D 大肠杆菌将已用 15N 标记 DNA 的大肠杆菌培养在普通( 14N)培养基中经三次分裂后，含 15N 的 DNA 占 DNA总数的 1/4，说明 DNA 分子的复制方式是半保留复制解析 用 35S 标记噬菌体侵染大肠杆菌实验只能说明蛋白质不是遗传物质。5答案 B10．在肺炎双球菌的体内和体外转化实验中，R 型菌和 S 型菌的数量变化曲线依次为A．①② B．③②C．①④ D．③④解析 肺炎双球菌转化实验的实质是 R 型菌在 S 型菌 DNA 的作用下转化成 S 型菌，因此最初无 S 型菌，随着转化而逐渐形成。在体内转化时，由于小鼠免疫系统的作用，R 型菌会先下降而后上升，在体外转化时，两种菌均呈上升趋势。答案 B二、非选择题(共 40 分)11．(13 分)下图为课堂上某小组用模型模拟的噬菌体侵染细菌实验的过程。请回答：(1)正确的侵染过程是(用字母和箭头表示)________________________ ________________________。(2)DNA 复制发生在图中________________→________________过程之间，原料是________________________________，由________________提供。(3)以 32P 标记组为例，搅拌离心发生在图中________________→________________过程，如果在 f 之后搅拌离心，可能发生的不正常现象是_____________________________________________________ _____________________________________________________。(4)以 35S 标记组为例，如果搅拌不充分，可能造成的结果是________________________________________________。解析 (1)噬菌体侵染细菌的过程为吸附(d)→注入(e)→合成(b)→装配(f)→释放(c)。(2)图中可见注入后才发生 DNA 复制，至 b 时产生了许多子代噬菌体的 DNA。(3) 32P 标记的是核酸 DNA，搅拌离心必须在注入之后、新的噬菌体释放之前，以确保放射性只在沉淀物中。(4) 35S 标记的是蛋白质外壳，如果搅拌不充分，吸附在细菌上的蛋白质外壳将不与细菌分离，与细菌一起存在于沉淀物中，使沉淀物中出现放射性。6答案 (1)(a→)d→e→b→f→c→a(2)e b 4 种脱氧核糖核苷酸 细菌(3)e f 上清液中具有较强的放射性(4)上清液和沉淀物都出现较强的放射性12．(13 分)20 世纪 70 年代，科学家利用小鼠进行了一系列体内转化实验，如图 1 所示。感受态 R 型细菌与 S 型细菌之间的转化过程如图 2 所示，请回答下列有关问题：实验 1：R 型细菌＋小鼠→存活实验 2：S 型细菌＋小鼠→死亡→分离出 S 型细菌实验 3：S 型细菌＋加热＋小鼠→存活实验 4：S 型细菌＋加热＋R 型细菌＋小鼠→死亡图 1(1)青霉素是一种常用的广谱抗菌素，通过抑制细菌细胞壁的合成起杀菌作用，无青霉素抗性的细菌与青霉素接触，易死亡的原因最可能是_______________________________________________________________________。(2)在实验 4 死亡的小鼠中能够分离出________________型细菌。(3)除了用显微镜观察细菌有无荚膜或在固体培养基中培养，以观察菌落特征外，据图 1 可知，你还可以通过怎样的方法来区分 R 型和 S 型细菌？___________________________________________________________________。(4)图 2 中步骤________________是将 S 型细菌加热杀死的过程：S 型细菌的 DNA 双链片段与 A 细胞膜表面的相关 DNA 结合蛋白结合，其中一条链在________________酶的作用下分解，另一条链与感受态特异蛋白结合进入 R 型细菌细胞内：C 细胞经 DNA 复制和细胞分裂后，产生大量的 S 型细菌导致小鼠患败血症死亡，S 型细菌的致病性与紧贴在细胞壁外侧的___________________________ _____________________(一种结构)有关，细菌此结构的有无受________________________________控制。(5)科学家证实生物界基因表达的基本机制是相同的。性状的表达需经过________________和________________________________过程。解析 (1)依题意可知，青霉素通过抑制细菌细胞壁的合成起杀菌作用，用青霉素处理，无青霉素抗性的细菌所产生的子代细菌因缺乏细胞壁的保护，导致细胞吸水过多，引起细胞膜过度膨胀发生破裂而死亡。(2)在实7验 4 中，S 型细菌含有的转化因子能使部分 R 型细菌转化为 S 型细菌致使小鼠死亡，故在实验 4 中，死亡的小鼠中能够分离出 s 型细菌和 R 型细菌。(3)除了用显微镜观察细菌有无荚膜或在固体培养基中培养以观察菌落特征外，还可以用注射法，通过观察小鼠的生活情况来区分 R 型和 S 型细菌。(4)分析图 2 可知，步骤①是将 S 型细菌加热杀死的过程；DNA 水解酶能催化 DNA 水解；R 型细菌的外表面没有荚膜，没有致病性，而 S 型细菌的外表面有荚膜，有致病性，所以 S 型细菌的致病性与紧贴在细胞壁外侧的荚膜有关；基因控制生物的性状，所以细菌荚膜结构的有无，受基因(或 DNA)控制。(5)性状的表达过程即为基因指导蛋白质的合成过程，该过程包括转录和翻译两个阶段。答案 (1)细菌细胞吸水过多，细胞膜过度膨胀发生破裂(2)S 型和 R(3)用注射法，通过观察小鼠的生活情况来区分(4)① 核酸(或 DNA)水解 荚膜 DNA(或控制荚膜合成的基因)(5)转录 翻译13．(14 分)在研究生物遗传物质的过程中，人们做了很多的实验进行探究，包括著名的“肺炎双球菌转化实验” 。(1)某人曾重复了“肺炎双球菌转化实验” ，步骤如下。请分析以下实验并回答问题：A．将一部分 S 型细菌加热杀死；B．制备符合要求的培养基，并分为若干组，将菌种分别接种到各组培养基上；C．将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间，观察菌落生长情况。(如下图)①制备符合实验要求的培养基时，除加入适当比例的水和琼脂外，还必须加入一定量的无机盐、氮源、有机碳源、生长因子等，并调整 pH。②本实验中的对照组是________________。③本实验能得出的结论是 S 型细菌中的某种物质(转化因子)能使___________________________________________________________________________________________________________________________________________。④从你现有的知识分析， “R 型细菌变成 S 型细菌”这一变异属于________________，加热杀死的 S 型细菌中的 DNA 仍有活性的原因可能是________________________________________________________________。(2)艾弗里等人通过实验证实了在上述细菌转化过程中，起转化作用的是 DNA。请利用 DNA 酶(可降解 DNA)作试剂，选择适当的材料用具，设计实验方案，验证“促进 R 型细菌转化成 S 型细菌的物质是 DNA”，并预测实验结果，得出实验结论。①实验设计方案：8第一步：从 S 型细菌中提取 DNA。第二步：制备符合要求的培养基，均分为三份，编号为 A、B、C，分别作如下处理。编号 A B C处理 不加任何提取物 加入提取出的 S 型细菌的 DNA ________第三步：将________________分别接种到三组培养基上。第四步：将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间，观察菌落生长情况。②预测实验结果：___________________________________ _______________________________________________。③得出实验结论：DNA 分子可以使 R 型细菌转化为 S 型细菌，DNA 结构要保持________________才能完成此转化过程。解析 (1)通过对比可知，加热杀死的 S 型细菌与 R 型细菌混合在一起，可以产生活的 S 型细菌，说明 S 型细菌中有某种物质能使 R 型细菌转化为 S 型细菌。(2)①第二步中要形成对照，主要体现 S 型细菌的 DNA 能发生转化，而经过 DNA 酶使 DNA 水解无法发生转化。②只有加入 S 型细菌的 DNA，才能发生转化成 S 型活菌的过程，而经过 DNA 酶处理后的 S 型细菌的 DNA，因水解失去原有 DNA 的作用而无法发生转化。③通过对照可知，只加入 R 型细菌不会产生 S 型细菌，加入 S 型细菌的 DNA 才能发生转化产生 S 型细菌，而加入 S 型细菌 DNA 和 DNA酶后，不能产生 S 型细菌，从反面又证明使 R 型细菌转化为 S 型细菌的物质是 DNA。答案 (1)②1、2、3 组 ③R 型细菌转化为 S 型细菌 ④基因重组 DNA 热稳定性较高(2)①加入提取出的 S 型细菌 DNA 和 DNA 酶 R 型细菌 ②A、C 组中未出现 S 型细菌，只有 B 组培养基中出现 S 型细菌 ③完整