高频考点05遗传的分子基础（原卷版）

高频考点05遗传的分子基础2021年2022年2023年考情分析1月6月1月6月1月6月核酸是遗传物质的证据2分2分2分亲代传递给子代的遗传信息主要储存在DNA分子上，DNA分子上的遗传信息通过转录与翻译控制生物性状，这是此部分考题的主要落脚点。本专题主要考查内容有DNA是主要的遗传物质、DNA的结构与复制、基因的表达三个考点。DNA的结构和复制4分2分基因的表达2分2分2分2分2分中心法则2分分值合计4分6分4分6分2分2分“DNA是主要的遗传物质”主要依托科学史上的经典实验考查科学家证明DNA是主要的遗传物质的思路与方法；“DNA的结构与复制”常结合细胞中DNA分子的结构特点和半保留复制方式进行考查；“基因的表达”重视对转录、翻译等的基本概念和生理过程的理解和应用。1．核酸是遗传物质的证据格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验的结论：已经加热致死的S型细菌中含有促使R型细菌转化为S型活细菌的“转化因子”；艾弗里等人的肺炎链球菌体外转化实验的设计思路：每个实验组特异性地去除了某种物质。该实验证明了DNA是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质。噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是噬菌体的遗传物质；烟草花叶病毒感染与重建实验证明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。2．DNA分子复制的5个常考点(1)复制时间(核DNA)：细胞分裂前的间期。(2)复制场所：主要在细胞核中。(3)复制条件：模板——双链DNA分子的两条链，原料——4种游离的脱氧核苷酸，酶——解旋酶和DNA聚合酶，能量。(4)复制特点：边解旋边复制，半保留复制。(5)复制意义：保持了遗传信息的连续性。3．基因与性状的关系①基因控制性状的途径途径一：基因eq\o(→,\s\up7(控制))蛋白质的结构eq\o(→,\s\up7(直接控制))生物体的性状。如囊性纤维化、镰状细胞贫血。途径二：基因eq\o(→,\s\up7(控制))酶的合成eq\o(→,\s\up7(控制))代谢过程eq\o(→,\s\up7(间接控制))生物体的性状。如豌豆的圆粒与皱粒、人类的白化病。②细胞分化同一生物个体内不同的细胞中，基因都是相同的，但mRNA却不完全相同，原因是基因的选择性表达。③表观遗传：生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命过程中。④基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。有的性状是由一对基因控制的，有的性状是由多对基因共同控制的(如人的身高)，有时单个基因可影响多种性状。⑤性状并非完全取决于基因。生物体的性状从根本上由基因决定，同时还受环境条件的影响，因此性状是基因和环境共同作用的结果，即表型＝基因型＋环境条件。⑥基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，所形成的复杂网络精细地调控着生物体的性状。题型01核酸是遗传物质的证据1.关于遗传物质DNA的经典实验,叙述错误的是()A.摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上B.孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”化学本质相同C.肺炎双(链)球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术D.双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径2.选用合适的实验材料对生物科学研究至关重要。下表对教材中相关研究的叙述,错误的是()选项实验材料生物学研究A小球藻卡尔文循环B肺炎链球菌DNA半保留复制C枪乌贼动作电位原理DT2噬菌体DNA是遗传物质3.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.①②B.②③C.③④D.①④4.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型菌题型02DNA分子的结构与复制1.将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上,置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像,①和②表示新合成的单链,①的5'端指向解旋方向,丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象,但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则,下列说法错误的是()A.据图分析,①和②延伸时均存在暂停现象B.甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等C.丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等D.②延伸方向为5'端至3'端,其模板链3'端指向解旋方向2.下列发现中,以DNA双螺旋结构模型为理论基础的是()A.遗传因子控制性状B.基因在染色体上C.DNA是遗传物质D.DNA半保留复制3.科学家曾提出DNA复制方式的三种假说:全保留复制、半保留复制和分散复制(图1)。对此假说,科学家以大肠杆菌为实验材料,进行了如下实验(图2):图1图2下列有关叙述正确的是()A.第一代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带,说明DNA复制方式一定是半保留复制B.第二代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带和1条轻带,说明DNA复制方式一定是全保留复制C.结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果,说明DNA复制方式一定是分散复制D.若DNA复制方式是半保留复制,继续培养至第三代,细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带4.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5.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)=1D.RNA中U约占32%6.利用农杆菌转化法,将含有基因修饰系统的TDNA插入水稻细胞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TDNAB.N自交,子一代中含TDNA的植株占3/4C.M经n(n≥1)次有丝分裂后,脱氨基位点为AU的细胞占1/2nD.M经3次有丝分裂后,含TDNA且脱氨基位点为AT的细胞占1/2题型03基因表达及其与性状的关系1.某植物的叶形与R基因的表达直接相关。现有该植物的植株甲和乙,二者R基因的序列相同。植株甲R基因未甲基化,能正常表达;植株乙R基因高度甲基化,不能表达。下列有关叙述正确的是()A.植株甲和乙的R基因的碱基种类不同B.植株甲和乙的R基因的序列相同,故叶形相同C.植株乙自交,子一代的R基因不会出现高度甲基化D.植株甲和乙杂交,子一代与植株乙的叶形不同2.噬菌体ФX174的遗传物质为单链环状DNA分子,部分序列如图。下列有关叙述正确的是()A.D基因包含456个碱基,编码152个氨基酸B.E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列,其互补DNA序列是5'GCGTAC3'C.噬菌体ФX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸D.E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠,且重叠序列编码的氨基酸序列相同3.细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glgmRNA分子,也可结合非编码RNA分子CsrB,如图所示。下列叙述错误的是()A.细菌glg基因转录时,RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录B.细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时,核糖体沿glgmRNA从5'端向3'端移动C.抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成D.CsrA蛋白都结合到CsrB上,有利于细菌糖原合成4.已知某种氨基酸(简称甲)是一种特殊氨基酸,迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是,这些古菌含有特异的能够转运甲的tRNA(表示为tRNA甲)和酶E。酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲(表示为甲tRNA甲),进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子,从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链,则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是()①ATP②甲③RNA聚合酶④古菌的核糖体⑤酶E的基因⑥tRNA甲的基因A.②⑤⑥B.①②⑤C.③④⑥D.②④⑤5.研究发现在野生型果蝇幼虫中降低lint基因表达,能影响另一基因inr的表达(如图),导致果蝇体型变小等异常。下列叙述错误的是()A.lint基因的表达对inr基因的表达有促进作用B.提高幼虫lint基因表达可能使其体型变大C.降低幼虫inr基因表达可能使其体型变大D.果蝇体型大小是多个基因共同作用的结果6.小鼠Avy基因控制黄色体毛,该基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制,使小鼠毛色发生可遗传的改变。有关叙述正确的是()A.Avy基因的碱基序列保持不变B.甲基化促进Avy基因的转录C.甲基化导致Avy基因编码的蛋白质结构改变D.甲基化修饰不可遗传7.(2022湖南,14,4分)大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强,二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时,核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是()A.一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链B.细胞中有足够的rRNA分子时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子C.核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了rRNA和核糖体蛋白数量上的平衡D.编码该核糖体蛋白的基因转录完成后,mRNA才能与核糖体结合进行翻译8.关于中心法则相关酶的叙述,错误的是()A.RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键B.DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成C.在解旋酶协助下,RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNAD.DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用【归纳总结】1．肺炎链球菌的转化实验(1)格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验的结论：已经加热致死的S型细菌中含有促使R型细菌转化为S型活细菌的“转化因子”。(2)艾弗里等人的肺炎链球菌体外转化实验的设计思路：每个实验组特异性地去除了某种物质。该实验证明了DNA是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质。2．噬菌体侵染细菌的实验(1)实验步骤：标记大肠杆菌→标记噬菌体→侵染未被标记的大肠杆菌→搅拌、离心→检测放射性。(2)搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。(3)离心的目的：让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。(4)实验结论：DNA是遗传物质。3．DNA分子的结构(1)基本组成元素：C、H、O、N、P。(2)DNA分子的结构特点①DNA由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成。②DNA分子中的磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。③两条链上的碱基通过氢键以碱基互补配对方式连接，A—T碱基对之间通过2个氢键连接，C—G碱基对之间通过3个氢键连接。(3)DNA分子的特点：多样性、特异性和稳定性。(4)DNA分子中有关碱基比例的计算①常用公式：在双链DNA分子中，A＝T，G＝C；A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝50%。②“单链中互补碱基之和”占该单链碱基数比例＝“双链中互补碱基之和”占该双链总碱基数比例。③某链不互补碱基之和的比值与其互补链的该比值互为倒数，如一条单链中(A＋G)/(C＋T)＝m，则其互补链中(A＋G)/(C＋T)＝1/m，而在整个双链DNA分子中该比值等于1。4．遗传信息的表达——转录和翻译(1)转录：以DNA的一条链为模板，通过碱基互补配对原则形成RNA的过程。①场所——细胞核(主要)。②模板——DNA的一条链。③酶——RNA聚合酶(不需要解旋酶)。④原料——4种核糖核苷酸。(2)翻译：在核糖体上以mRNA为模板，以tRNA为运载工具合成具有一定氨基酸顺序的多肽链的过程。①场所——核糖体。②模板——mRNA。③原料——细胞中游离的21种氨基酸。④运输工具——tRNA。1.(2022浙江6月选考,22,2分)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DNA2.(2021浙江1月选考,15,2分)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3.(2023浙江6月选考,16,2分)紫外线引发的DNA损伤,可通过“核苷酸切除修复(NER)”方式修复,机制如图所示。着色性干皮症(XP)患者的NER酶系统存在缺陷,受阳光照射后,皮肤出现炎症等症状。患者幼年发病,20岁后开始发展成皮肤癌。下列叙述错误的是()A.修复过程需要限制酶和DNA聚合酶B.填补缺口时,新链合成以5'到3'的方向进行C.DNA有害损伤发生后,在细胞增殖后进行修复,对细胞最有利D.随年龄增长,XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因,可用突变累积解释4.(2022浙江6月选考,13,2分)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呤和胸腺嘧啶之和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5.(2021浙江6月选考,14,2分)含有100个碱基对的一个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6.(2023浙江6月选考,4,2分)叠氮脱氧胸苷(AZT)可与逆转录酶结合并抑制其功能。下列过程可直接被AZT阻断的是()A.复制B.转录C.翻译D.逆转录7.(2023浙江1月选考,15,2分)核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时,多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体(如图所示)。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译,移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是()A.图示翻译过程中,各核糖体从mRNA的3'端向5'端移动B.该过程中,mRNA上的密码子与tRNA上的