【生物】遗传与进化第3、4章章末综合检测-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

第3、4章章末综合检测一、选择题:本题共16小题,共40分。第1～12小题,每小题2分;第13～16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。1.下列关于遗传规律以及遗传物质的相关科学研究史的叙述中,正确的是(A)A.沃森和克里克构建的DNA分子双螺旋结构模型属于物理模型B.萨顿通过实验证明了基因与染色体之间存在着平行关系C.格里菲思通过肺炎链球菌体内转化实验,证明了DNA是遗传物质D.一对相对性状杂交实验中,孟德尔对分离现象提出假说“等位基因随着同源染色体的分离而分离”解析:沃森和克里克构建的DNA分子双螺旋结构模型属于物理模型;萨顿利用类比推理法提出基因与染色体之间存在着平行关系,摩尔根通过实验证明了基因在染色体上;格里菲思通过肺炎链球菌体内转化实验,证明加热致死的S型细菌中存在某种转化因子,能将R型活细菌转化为S型活细菌,没有证明DNA是遗传物质;孟德尔所在的年代还没有“基因”一词,也不知道基因位于染色体上。2.如图为DNA片段结构示意图,下列关于DNA的结构与特点的叙述,正确的是(C)A.②和③相连排列构成了DNA的基本骨架B.图中①②③构成了一分子胞嘧啶脱氧核苷酸C.若一条单链的序列是5′—AGCTT—3′,则其互补链的序列是5′—AAGCT—3′D.每个脱氧核糖均与两个磷酸基团相连解析:①磷酸和②脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架;①②③不能表示一个完整的脱氧核苷酸,②③以及下面的一个磷酸构成一个完整的脱氧核苷酸;若一条单链的序列是5′—AGCTT—3′,则其互补链的序列是5′—AAGCT—3′;大多数脱氧核糖连接两个磷酸基团,每条链只有3′端的脱氧核糖连接一个磷酸。3.某小组在进行DNA模型搭建时,依次取用代表碱基A、T、C、G的纸片10、12、11、13个,其他材料足量。该小组搭建的DNA模型中,最多含有碱基对(B)A.10个 B.21个 C.22个 D.46个解析:代表碱基A、T、C、G的纸片10、12、11、13个,根据碱基互补配对原则,可组成A—T碱基对10个,C—G碱基对11个,则搭建的双链DNA模型最长为10+11=21(个)碱基对。4.如图为某生物DNA复制方式的模式图,图中“→”表示子链的复制方向。下列叙述错误的是(D)A.由图可知,DNA分子复制为多起点双向复制B.复制过程中需要解旋酶和DNA聚合酶的参与C.根据复制环的大小可判断复制开始时间的早晚D.复制过程中可能存在碱基A与U配对的情况解析:DNA中没有U,复制过程中A只会和T配对。5.中心法则概括了自然界生物的遗传信息的流动途径,如图所示。下列相关说法正确的是(A)A.克里克提出的中心法则的要点内容只包括图中的①②③过程B.图中③④过程均有碱基互补配对,但配对方式不完全相同C.图中①和⑤过程中用到的酶分别是DNA聚合酶和RNA聚合酶D.人体胚胎干细胞和心肌细胞的细胞核中均存在图中①②③过程解析:1957年,克里克提出的中心法则内容只包括图中的①②③,④⑤两个过程是后来对中心法则的补充;③翻译过程中发生的是mRNA和tRNA之间的碱基互补配对,④RNA自我复制过程中是RNA和RNA之间的碱基互补配对,两个过程的配对方式(A—U、C—G、U—A、G—C)完全相同;图中①过程是DNA复制,用到的酶是解旋酶、DNA聚合酶,图中⑤过程是逆转录,用到的酶是逆转录酶;心肌细胞属于高度分化的细胞,不会进行①DNA复制过程。6.某研究性学习小组以细菌为实验对象,运用同位素示踪技术及密度梯度离心法对DNA是半保留复制还是全保留复制进行了探究(已知培养用的细菌大约每20min分裂一次,产生子代,实验结果见相关图示)。下列叙述错误的是(D)A.前三组实验中,实验三的结果对结论的得到起到了关键性作用B.对前三组实验的结果进行比较,能说明DNA的复制方式C.实验四中若离心后DNA有1/4位于轻带位置、3/4位于重带位置,则是全保留复制D.若将实验三得到的DNA双链分开再离心,其结果能判断DNA的复制方式解析:实验一和实验二起对照作用,实验三的结果对结论的得出起到了关键性作用,但需将其与实验一和实验二的结果进行比较,才能说明DNA分子的复制方式;若为全保留复制,则实验三的DNA有1/2位于轻带位置,1/2位于重带位置,若为半保留复制,则实验三的DNA全部位于中带位置,因此对前三组实验的结果进行比较,能说明DNA分子的复制方式;实验四培养40min,细菌分裂了两次,若DNA进行全保留复制,则只含14N的DNA位于轻带位置,占1/4,只含15N的DNA位于重带位置,占3/4;将实验三得到的DNA双链分开,无论是半保留复制,还是全保留复制,均只能得到14N和15N标记的两种单链,离心后结果相同,故不能据此判断DNA的复制方式。7.科学家将水母的绿色荧光蛋白基因(5170个碱基对)转入小鼠体内,结果小鼠在紫外线照射下也能发出绿色荧光。下列说法正确的是(C)A.基因都是有遗传效应的DNA片段B.该基因中碱基对的排列方式有45170种C.基因是生物体控制性状遗传的基本功能单位D.基因的多样性主要体现在碱基种类的多样性上解析:基因是具有遗传效应的DNA片段或RNA片段(某些病毒的遗传物质是RNA);基因的特定的排列顺序,构成了每一个DNA分子的特异性,因此,该基因中碱基对的排列方式只是45170种中的一种;基因的多样性主要体现在碱基排列顺序的多样性上,而碱基种类一般都相同(为4种)。8.如图所示DNA分子片段中一条链含15N,另一条链含14N。下列叙述错误的是(C)A.DNA聚合酶作用于形成①处的化学键,解旋酶作用于③处B.②是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸C.若该DNA分子中一条链上G+C=56%,则无法确定整个DNA分子中T的含量D.把此DNA放在含15N的培养液中复制两代,子代中含15N的DNA占100%解析:若该DNA分子中一条链上G+C=56%,整个DNA分子中G+C=56%,根据碱基互补配对原则,C=G=28%,则A=T=50%-28%=22%;把此DNA放在含15N的培养液中复制两代得到4个DNA分子,根据DNA的半保留复制特点,子代DNA分子均含15N。9.为研究转化因子是DNA还是蛋白质,进行了肺炎链球菌体外转化实验,其基本过程如图所示。下列叙述不正确的是(B)A.若甲组培养皿中出现S型菌落,推测S型菌的提取物中含有转化因子B.若乙组培养皿中有R型及S型菌落,推测转化因子很可能是蛋白质C.若丙组培养皿中只有R型菌落,推测提取物失去了转化活性D.该实验对自变量的控制利用了“减法原理”解析:甲组培养皿中有R型和S型菌落,说明发生了细菌的转化,由此可推测S型菌的提取物中存在转化因子;乙组实验中蛋白酶可将提取物中的蛋白质水解,若乙组培养皿中有R型及S型菌落,推测转化因子不是蛋白质;丙组实验中的DNA酶可将提取物中的DNA水解,若丙组培养皿中只有R型菌落,推测转化因子是DNA,DNA酶使其失去了作用;该实验中特异性地除去了一种物质,从而鉴定出DNA是遗传物质,其自变量的处理方法遵循“减法原理”。10.牵牛花的颜色主要是由花青素决定的,如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图。从图中不能得出的是(D)A.牵牛花的颜色由多个基因共同控制B.基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状C.生物体的性状由基因决定,也受环境影响D.若基因①不表达,则基因②和基因③也不表达解析:基因具有独立性,基因①是否表达不影响基因②③的表达。11.编码一种蛋白质分子的一个mRNA称为单顺反子,细菌的一个mRNA分子可同时编码多种不同的蛋白质。下列关于细菌中蛋白质合成过程的叙述,错误的是(B)A.每个单顺反子都含有起始密码子和终止密码子B.细菌的一个mRNA共用同一个起始密码子,不属于单顺反子C.蛋白质合成过程中,一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸D.细菌合成mRNA和蛋白质的过程均以核苷酸单链作为模板解析:分析题意可知,编码一种蛋白质分子的一个mRNA称为单顺反子,细菌一个mRNA分子可同时编码多种不同的蛋白质,故不属于单顺反子,据题意无法得出细菌的一个mRNA共用一个起始密码子。12.ACC合成酶是植物体内乙烯合成的限速酶,下表是以番茄ACC合成酶基因为探针,研究番茄果实不同成熟阶段及不同组织中该基因的表达情况。下列分析正确的是(B)果实成熟的不同阶段叶片雌蕊雄蕊根绿果变红桃红橙红亮红红透-++++++++++++++--+-(注:“-”表示该基因不表达,“+”表示该基因表达,“+”的数目越多表示表达水平越高。)A.该实验的直接检测对象是ACC合成酶在不同组织细胞中的含量B.橙红和亮红的果实细胞中该基因转录产物可能相对较多C.绿果、雌蕊、叶片和根中无该基因及其表达产物,体现了基因的选择性表达D.果实中该基因表达水平高于叶片,说明前者的分化程度高于后者解析:该实验是以番茄ACC合成酶基因为探针,研究番茄果实不同成熟阶段及不同组织中该基因的表达情况。直接检测对象是ACC合成酶基因转录形成的mRNA的含量;橙红和亮红的果实细胞中该基因表达水平高,转录产物可能相对较多;绿果、雌蕊、叶片和根中含有ACC合成酶基因;果实和叶片细胞均属于高度分化的细胞,该基因表达水平高低不能说明分化程度的高低。13.进行噬菌体侵染细菌实验时,分别让被32Р或35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌,假设亲代噬菌体的遗传物质在细菌体内均连续复制了4次,并参与组装形成了子代噬菌体,对培养液进行充分搅拌并离心,获得上清液和沉淀物。下列关于该实验的叙述,正确的是(C)A.用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌,在子代噬菌体中也有35S标记B.噬菌体侵染细菌的两组实验中保温时间过短或过长均会导致上清液放射性升高C.两组中含有32P或35S的子代噬菌体分别占子代噬菌体总数的1/8或0D.可用15N标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌探究蛋白质是否是遗传物质解析:用35S标记的噬菌体是标记噬菌体的蛋白质,该类噬菌体侵染未标记的细菌,由于蛋白质外壳未进入细菌内,故在子代噬菌体中没有35S标记;噬菌体侵染细菌的两组实验中,只有32P标记组会因保温时间过短(噬菌体没有充分侵染)或过长(子代噬菌体释放出来)而导致上清液放射性升高;设亲代噬菌体数目为n,亲代噬菌体的遗传物质在细菌体内连续复制4次,会形成n·24=16n(个)子代噬菌体,含放射性的噬菌体有2n个,故含有32P的子代噬菌体占子代噬菌体总数的2n/16n=1/8,35S标记的是亲代噬菌体的蛋白质外壳,不能进入细菌,故含35S的子代噬菌体为0;由于DNA和蛋白质都含有N元素,且15N不具有放射性,故用15N标记的噬菌体无法区分两者。14.动物细胞的线粒体DNA分子通常呈环状双链,即H链和L链。H链上有两个复制起始区,一个用于H链合成(简称OH),一个用于L链合成(简称OL)。该DNA复制时,OH首先被启动,以L链为模板合成H′链,当H′链合成约2/3时,OL启动,以H链为模板合成L′链,最终合成两个环状双螺旋DNA分子,整个过程如图所示,下列相关叙述正确的是(C)A.该复制方式不符合半保留复制的特点B.H′链全部合成时,L′链只合成了2/3C.子链中新形成的磷酸二酯键数目与脱氧核苷酸数目相同D.若该线粒体DNA在含15N的培养基中复制3次,不含15N的DNA只有两个解析:该DNA分子的复制符合半保留复制的特点,形成的DNA含有一条母链;根据题意,H′链合成约2/3时,OL启动合成新的L′链,所以当H′链全部合成时,L′链只合成了约1/3;由于线粒体DNA分子呈环状双链,故子链中新形成的磷酸二酯键数目与脱氧核苷酸数目相同;DNA连续复制3次,最终形成8个环状DNA分子,而不含15N的两条链分布在2个DNA中,因此子代DNA都含15N。15.如图表示某基因表达的部分过程,其中①～⑤表示物质或结构。下列相关叙述错误的是(C)A.物质②是以DNA的一条链为模板合成的,通过核孔到达细胞质B.由图可知核糖体沿着mRNA由右向左移动合成多肽链C.若物质②中某个碱基发生改变,物质④中的氨基酸一定发生改变D.若图中④含100个氨基酸,则②中至少含300个碱基解析:①为双链的DNA,②为mRNA,mRNA是以DNA的一条链为模板合成的,通过核孔到达细胞质;tRNA携带氨基酸从左边进入,空载tRNA从右边出去,可知核糖体向左边移动,因此图示过程中核糖体移动的方向是从右向左;由于一种氨基酸可能对应多种密码子,所以若物质②mRNA中某个碱基发生改变,翻译形成的物质④多肽链可能不变;在翻译时,位于mRNA上的三个相邻的碱基构成1个密码子,决定1个氨基酸,若图中④肽链中含100个氨基酸,则②mRNA中至少含100×3=300(个)碱基。16.PER基因通过调控代谢途径参与糖脂代谢。其作用机理是PER基因的表达产物促进组蛋白去乙酰化酶基因表达,组蛋白去乙酰化酶可使DNA链缠绕更加紧密,导致脂肪合成基因关闭。运动训练及饮食可以改变PER基因的相对表达水平。下列说法不正确的是(C)A.PER基因的表达抑制了脂肪合成基因的转录B.组蛋白去乙酰化酶可能与染色体形态构建有关C.低脂饮食或高强度运动可能抑制PER基因的表达D.PER基因关闭可能导致脂肪在肝细胞内堆积引起脂肪肝解析:PER基因的表达产物通过调控组蛋白去乙酰化酶基因的表达,可以使DNA链缠绕更加紧密,不利于基因转录;组蛋白去乙酰化酶可以使DNA链缠绕更加紧密,染色体形成过程中DNA链缠绕也会紧密,故组蛋白去乙酰化酶可能与染色体形态构建有关;低脂饮食或高强度运动时机体脂肪含量低,推测低脂饮食或高强度运动可能促进PER基因的表达,从而使脂肪合成基因关闭,合成的脂肪少;PER基因关闭,脂肪合成基因表达,脂肪合成增多,可能会导致脂肪在肝细胞中堆积引起脂肪肝。二、非选择题:本题共5小题,共60分。17.(12分)某兴趣小组用模型模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的过程如图,据图回答下列问题。(1)T2噬菌体与烟草花叶病毒的遗传物质分别是。将上述a～f以正确的时间顺序排列(a为子代噬菌体):(用字母和箭头表示)。(2)在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,利用放射性同位素标记技术的目的是。以32P标记组为例,搅拌、离心应发生在图中e～f过程之间,如果在过程f之后搅拌、离心,可能出现的异常现象是。

(3)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,在理论上上清液中不含放射性,下层沉淀物中具有很高的放射性,而实验的实际最终结果显示:在离心后的上清液中,也具有一定的放射性,而下层的沉淀物放射性强度比理论值略低。①在理论上,上清液放射性应该为0,其原因是

。②噬菌体侵染细菌实验证明了。③上述实验中,(填“能”或“不能”)用3H来标记噬菌体的DNA,理由是

。解析:(1)T2噬菌体是DNA病毒,其遗传物质是DNA,烟草花叶病毒是RNA病毒,其遗传物质是RNA。图中a为子代噬菌体,b表示合成,c表示释放,d表示吸附,e表示注入,f表示组装,因此正确的顺序为d→e→b→f→c→a。(2)T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,利用放射性同位素标记技术的目的是区分DNA和蛋白质分子,用32P标记DNA,35S标记蛋白质。以32P标记组为例,搅拌、离心应发生在图中e→f过程之间,如果在过程f(组装)之后搅拌、离心,细菌会裂解,释放出子代T2噬菌体,所以可能发生的异常现象是上清液中具有较强的放射性。(3)①由于32P标记的是噬菌体的DNA,将含32P的DNA全部注入大肠杆菌中,而蛋白质外壳留在外面,因此在离心时,含有32P的大肠杆菌沉在底部,而蛋白质外壳留在上清液中,因此在理论上,上清液放射性应该为0。②噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质。③由于DNA和蛋白质中均有H,所以不能用3H来标记噬菌体的DNA。答案:(除标注外,每空1分,共12分)(1)DNA、RNAd→e→b→f→c→a(2分)(2)区分DNA和蛋白质分子(2分)上清液中具有较强的放射性(3)理论上讲,噬菌体已将含32P的DNA全部注入大肠杆菌中,上清液中只含噬菌体的蛋白质外壳(2分)DNA是遗传物质不能在DNA和蛋白质中都含有H(2分)18.(10分)图1中DNA分子有a和d两条链,Ⅰ和Ⅱ均是DNA分子复制过程中所需要的酶,将图1中某一片段放大后如图2所示。请分析回答下列问题。(1)从图1可看出DNA复制的方式是,Ⅰ是酶,Ⅱ是酶。(2)图2中,DNA分子的基本骨架由(填序号)交替连接而成,该DNA片段中含有个游离的磷酸基团。(3)图2中④名称是。一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基A和T之间通过连接。(4)该过程发生的时间为

。(5)DNA分子复制时,在有关酶的作用下,以母链为模板,以游离的为原料,按照碱基互补配对原则,合成与母链互补的子链。(6)若亲代DNA分子中A+T占60%,则子代DNA分子某一条单链中A+T占。解析:(1)从图1可看出DNA复制的方式是半保留复制,Ⅰ是解旋酶,Ⅱ是DNA聚合酶。(2)图2中,DNA分子的基本骨架由②脱氧核糖与③磷酸交替连接而成,该DNA片段中含有2个游离的磷酸基团。(3)图2中④名称是胸腺嘧啶脱氧核苷酸,一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基A和T之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接。(4)DNA复制发生的时间为有丝分裂前的间期或减数分裂前的间期(或细胞分裂前的间期)。(5)DNA分子复制时,在有关酶的作用下,以母链为模板,以游离的脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,合成与母链互补的子链。(6)若亲代DNA分子中A+T占60%,则子代DNA分子某一条单链中A+T也占60%。答案:(每空1分,共10分)(1)半保留复制解旋DNA聚合(2)②③2(3)胸腺嘧啶脱氧核苷酸—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—(4)有丝分裂前的间期或减数分裂前的间期(或细胞分裂前的间期)(5)脱氧核苷酸(6)60%19.(13分)图甲是胰岛素基因控制合成胰岛素的示意图,图乙是图甲中过程②的局部放大。请据图回答下列问题。(1)图甲中过程①发生的场所是,过程②所需的原料是。将两条链均被15N标记的DNA放入含14N的环境中复制3次,子代DNA中含15N的比例为。(2)图甲中核糖体在mRNA上的移动方向是(填“从左向右”或“从右向左”),该mRNA上相继结合了3个核糖体,这3个核糖体上最终合成的三条肽链结构是否相同,作出判断并说明理由

。(3)胰岛素基因片段一条链的序列是5′—GATATATTC—3′,以该链为模板转录出的mRNA序列是5′——3′,图乙中苏氨酸的密码子是。

(4)某人欲通过从肝脏细胞中提取mRNA然后再逆转录获取人的胰岛素基因,可总是不成功,试分析原因

。(5)基因组成相同的同卵双胞胎具有的微小差异与表观遗传有关,表观遗传带来的性状改变(填“能”或“不能”)遗传给后代。解析:(1)据题图分析可知,图甲中过程①为胰岛素基因的转录,是以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程,其原料是核糖核苷酸,场所在细胞核;过程②为翻译,是以mRNA为模板合成多肽链的过程,原料是氨基酸;将双链被15N标记的DNA放入含14N的环境中复制3次,形成8个DNA分子,子代DNA中含15N的DNA有2个,所占比例为1/4。(2)图甲中,从左到右的三个核糖体上,多肽链越来越长,说明核糖体在mRNA上的移动方向是从左向右;由于这三个核糖体翻译所用的mRNA模板相同,所以这3个核糖体上最终合成的三条肽链结构相同。(3)mRNA的合成方向是由5′端到3′端,胰岛素基因片段一条链的序列是5′—GATATATTC—3′,以该链为模板转录出的mRNA序列是5′—GAAUAUAUC—3′;携带苏氨酸的tRNA上反密码子是UGA,所以苏氨酸的密码子是ACU。(4)细胞分化过程中基因是选择性表达的,胰岛素基因不在肝脏细胞中表达,在肝脏细胞中不存在胰岛素基因的mRNA,所以逆转录获取人的胰岛素基因是不成功的。(5)表观遗传是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,因此表观遗传带来的性状改变能遗传给后代。答案:(除标注外,每空1分,共13分)(1)细胞核氨基酸1/4(2分)(2)从左向右(2分)相同,因为三个核糖体翻译所用的mRNA模板相同(2分)(3)GAAUAUAUCACU(4)胰岛素基因不在肝脏细胞中表达,所以不存在胰岛素基因的mRNA(2分)(5)能20.(15分)人体中的促红细胞生成素(EPO)是由肾皮质、肾小管周围间质细胞和肝脏分泌的一种激素样物质,能够促进红细胞生成。服用促红细胞生成素可以使患肾病贫血的病人增加血流比溶度(即增加血液中红细胞百分比)。EPO兴奋剂正是根据促红细胞生成素的原理人工合成的,它能促进肌肉中氧气生成,从而使肌肉更有力量、工作时间更长。当机体缺氧时,低氧诱导因子(HIF)与促红细胞生成素(EPO)基因的低氧应答元件(非编码蛋白质序列)结合,使EPO基因表达加快,促进EPO的合成,过程如图所示。回答下列问题。(1)HIF基因的本质是,其能准确复制的原因是

。(2)请用中心法则表示出肾皮质、肾小管周围间质细胞中遗传信息的传递方向:

。(3)过程①所需的酶是,过程②中需要的RNA有。(4)HIF在(填“转录”或“翻译”)过程调控EPO基因的表达,促进EPO的合成,此外,细胞还可以通过

来加快EPO合成的速度。(5)癌细胞因迅速增殖往往会造成肿瘤附近局部供氧不足,但可通过提高HIF的表达,刺激机体产生红细胞,为肿瘤提供更多的氧气和养分。根据上述机制,请简述一种治疗癌症的措施:

。解析:(1)HIF基因是具有遗传效应的DNA片段。由于基因(DNA)独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板,通过碱基互补配对保证了复制能够准确地进行,因此HIF基因能准确复制。(2)肾皮质、肾小管周围间质细胞是高度分化的细胞,只能进行转录和翻译,则肾皮质、肾小管周围间质细胞中遗传信息的传递方向如图DNAmRNA蛋白质。(3)过程①表示转录,需要RNA聚合酶的催化;过程②表示翻译,该过程中mRNA作为翻译的模板,tRNA运输氨基酸,rRNA和蛋白质组成核糖体,是翻译的场所。(4)根据题干信息,“当机体缺氧时,低氧诱导因子(HIF)与促红细胞生成素(EPO)基因的低氧应答元件(非编码蛋白质序列)结合,使EPO基因表达加快,促进EPO的合成”,说明HIF在转录过程调控EPO基因的表达,促进EPO的合成;核糖体是细胞内蛋白质的合成“车间”,细胞还可以通过增加核糖体数量,提高翻译效率来加快EPO合成的速度。(5)癌细胞因