高考生物一轮复习专题训练：基因的本质和表达(含详细答案解析).pdf

1 高考生物一轮复习：基因的本质和表达（基础卷）一、选择题（共 25 小题，每题 2 分，共 50 分，在每小题的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）1下列关于艾弗里肺炎双球菌转化实验的叙述，正确的是()A本实验需要制备固体培养基BS 型菌的 DNA 不能使 R 型菌发生转化CR 型菌转化为 S型菌的实质是染色体变异D转化形成的 S 型菌后代仅一半是 S 型菌【答案】A【解析】艾弗里肺炎双球菌转化实验，需要固体培养基培养肺炎双球菌，A 正确；S 型菌的 DNA 是遗传物质，可以使R 型菌发生转化，B 错误；R 型菌转化为 S 型菌的实质是基因重组，C 错误；转化形成的S型菌后代依然是S型菌，D 错误。2下列关于“DNA 是遗传物质的直接证据”实验的叙述，错误的是（）A在“肺炎双球菌离体转化实验”中，S型菌的 DNA 纯度越高，转化效率越高B在“肺炎双球菌活体转化实验”中，S型菌的转化因子进入R 型菌体内，能引起R 型菌稳定的遗传变异C在“噬菌体侵染细菌的实验”32P标记噬菌体组中，搅拌时间长短不会对实验结果造成影响D以上三个实验设计的关键思路都是把DNA 和蛋白质分开研究【答案】D【解析】艾弗里在“肺炎双球菌离体转化实验”中，证明 DNA 不仅可以引起细菌转化，而且 S 型菌的纯度越高，转化效率就越高，A 正确；在“肺炎双球菌活体转化实验”中，S 型菌的转化因子进入 R 型菌体内，能引起 R 型菌稳定的遗传变异，属于基因重组，B 正确；在“噬菌体侵染细菌的实验”32P标记噬菌体组中，搅拌时间长短不会对实验结果造成影响，但保温时间过长或过短对实验结果有影响，C 正确；只有在“肺炎双球菌离体转化实验”中和在“噬菌体侵染细菌的实验”中，实验设计的关键思路都是把DNA 和蛋白质分开研究，D 错误。3下列关于噬菌体侵染细菌的实验的叙述，正确的是()A可以得到的结论是：DNA 是主要的遗传物质2 B用放射性同位素32P 标记的是噬菌体的蛋白质C在含有放射性同位素35S 培养基中培养噬菌体，即可得到35S 标记的噬菌体D短时间的保温是为了使噬菌体侵染大肠杆菌【答案】D【解析】噬菌体侵染实验说明DNA 是遗传物质，但不能说明DNA 是主要的遗传物质，A错误；35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，32P标记的噬菌体的DNA，B 错误；噬菌体是病毒，是营活细胞寄生生活的生物，不能直接在培养基上培养，C 错误；在噬菌体侵入大肠杆菌的实验中，短时间的保温的目的是使噬菌体完成侵染大肠杆菌的过程，D 正确。4赫尔希和蔡斯利用32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，短时间保温后用搅拌器搅拌，离心后发现放射性同位素主要分布在沉淀物中。下列叙述正确的是（）A可在含32P 的动物细胞培养液中培养并标记噬菌体B搅拌的目的是使噬菌体的蛋白质外壳与其DNA 分开C沉淀物的放射性高表明噬菌体的DNA已侵入大肠杆菌D大肠杆菌裂解后释放出的子代噬菌体大部分都具有放射性【答案】C【解析】噬菌体是病毒，必须寄生在细胞中才能增殖，所以要用含32P 的大肠杆菌培养并标记噬菌体，A 错误；搅拌的目的是使噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分开，B 错误；沉淀物的放射性高，表明噬菌体的DNA 已侵入大肠杆菌，C 正确；大肠杆菌裂解后释放出的子代噬菌体中，只有少部分具有放射性，D 错误。5用32P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌,经培养、搅拌、离心、检测,上清液的放射性占15%,沉淀物的放射性占85%。上清液带有放射性的原因可能是（）A搅拌不充分,吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离B噬菌体侵染大肠杆菌后,大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体C离心时间过长,上清液中析出较重的大肠杆菌D32P标记了噬菌体蛋白质外壳,离心后存在于上清液中【答案】B【解析】A 搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离，则上清液中应该没有放射性，A 错误；B P 是 DNA 的特征元素，用32P 标记噬菌体的 DNA，在侵染大肠杆菌时，能够进入到细菌体内但经培养、搅拌、离心、检测，上清液的放射性占15%，原因可能是时间偏长，3 噬菌体大量繁殖后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体，B 正确；C 不论离心时间多长，上清液中也不会析出较重的大肠杆菌，C 错误；D 是 DNA 的特征元素，32P标记噬菌体的 DNA，D 错误。6生物兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌实验，如下图。下列有关分析不正确的是（）A理论上，b 中不应具有放射性Bb 中含放射性的高低，与 过程中搅拌是否充分有关C若 b 中含有放射性，说明与噬菌体和大肠杆菌混合培养时间的长短有关D上述实验过程并不能证明DNA 是遗传物质【答案】C【解析】35S 标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳没有进入细菌，经过离心后分布在上清液中，因此理论上，b 中不应具有放射性，A 正确；搅拌的目的是使吸附在细菌细胞外的蛋白质外壳与细菌分离，若搅拌不充分，会导致b 沉淀物中放射性增强，因此b中放射性的高低，与搅拌是否充分有关，B 正确；b 中理论上不含放射性，这与噬菌体与大肠杆菌混合培养时间的长短无关，C 错误；上述实验过程只能证明噬菌体侵染细菌时蛋白质没有进入细菌，仅凭该实验还不能证明DNA 是遗传物质，D 正确。7下列有关核酸的描述正确的是：（）A一般情况下 RNA 比 DNA 结构更稳定BDNA可以碱基互补形成双链结构，而RNA之间不能进行碱基互补CtRNA 中没有碱基对的存在DDNA 在某些状态下可以是单链结构【答案】D【解析】一般情况下 DNA 呈现双链结构，而 RNA 呈现单链结构，因此 DNA 的结构比 RNA更稳定，A 错误；DNA 可以碱基互补形成双链结构，而RNA 一般为单链，但是tRNA 的部分区段也可以进行碱基互补形成氢键，B、C 错误；DNA 一般为双链结构，但是在某些高温状态下可以是单链结构，某些病毒的DNA 也是单链，D 正确。4 8某噬菌体的 DNA 为单链 DNA，四种碱基的比率是0.28 A、0.32 G、0.24 T、0.16 C。当它感染宿主细胞时，能形成杂合型双链DNA 分子（RF），则在 RF 中四种碱基 A、G、C、T的比率依次是（）A0.24、0.16、0.32、0.28 B0.26、0.24、0.24、0.26 C0.28、0.32、0.16、0.24 D0.24、0.26、0.26、0.24【答案】B【解析】已知某病毒的核酸为单链DNA（设为 1 链），四种碱基的比率是 0.28A1、0.32G1、0.24T1、0.16C1，则杂合型双链 DNA 分子中，另一条链中（设为 2 链），四种碱基的比率是0.24A2、0.16G2、0.28T2、0.32C2。根据碱基互补配对原则，A=（A1+A2）/2=0.26，同理，G=0.24、C=0.24、T=0.26。B 正确。9下列关于细胞内DNA 分子的叙述，正确的是（）。A含有 m 个碱基、n 个腺嘌呤的 DNA 分子片段中，共含有（m-n）个氢键B位于对同源染色体上的两个DNA分子的A+T/G+C肯定是相等的C生活在火山口附近的细菌中的DNA 分子中 A/T 碱基对的比例较低DDNA 分子通过半保留复制合成的两条新链的碱基完全相同【答案】C【解析】含有 m 个碱基、n 个腺嘌呤的 DNA 分子片段中，A=T=n 个，C=G=m/2-n 个，氢键的数目为：2n+3（m/2-n）=1.5m-n，A 错误；位于 对同源染色体上的两个DNA 分子碱基序列不一定相同，A+T/G+C 不一定相等，B 错误；生活在火山口附近的细菌比较耐热，氢键数目较多，故 DNA 分子中 A/T 碱基对的比例较低，C/G 碱基对比例较高，C 正确；DNA 分子通过半保留复制合成的两条新链的碱基不相同，二者是互补关系，D 错误。10“DNA指纹”在刑事侦破、亲子鉴定等方面作用巨大，这主要是根据DNA具有（）A特异性B多样性C稳定性D可变性【答案】A【解析】不同的 DNA 分子中脱氧核苷酸的排列顺序各不相同，即DNA 分子具有特异性，根据这一特性可辅助进行刑事侦破、亲子鉴定等。A 正确。11关于 DNA 复制的叙述错误的是()ADNA 的复制发生在分裂间期BDNA 的两条链都可以作为复制的模板CDNA 的复制都发生在细胞核中5 D半保留复制是指子代DNA 由一条母链和一条子链组成【答案】C【解析】DNA 分子复制主要发生在细胞分裂的间期，A 正确；DNA 复制方式为半保留复制，复制时亲代DNA的两条链均作为模板，B正确；DNA的复制主要发生在细胞核内，也可以发生在线粒体和叶绿体中，C 错误；DNA 复制方式为半保留复制，复制后的子代DNA 保留了亲代 DNA 的一条链，即子代DNA 由一条母链和一条子链组成，D 正确。12若生物体内 DNA 分子中（G+C）/（A+T）=a，（A+C）/（G+T）=b，则下列两个比值的叙述中不正确的是（）Aa值越大，双链 DNA 分子的稳定性越高BDNA 分子一条单链及其互补链中，a值相同C碱基序列不同的双链DNA 分子，b 值不同D经半保留复制得到的DNA 分子，b 值等于 1【答案】C【解析】G 与 C 之间三个氢键相连，A 与 T 之间两个氢键相连，a值越大，G+C 越大，双链 DNA 分子的稳定性越高，A 正确；DNA 分子中互补碱基之和的比值即（G+C）/（A+T）=a，则在每条单链中（G+C）/（A+T）=a，B 正确；DNA 分子中非互补碱基之和的比值等于1，（A+C）/（G+T）=b=1，碱基序列不同的双链DNA 分子，b 值相同，C 错误，D 正确。13一个被15N 标记的、含 500 个碱基对的 DNA 分子片段，其中一条链中T+A 占 40%。若将该 DNA 分子放在含14N 的培养基中连续复制3 次，下列相关叙述正确的是（）A该 DNA 分子的另一条链中T+A 占 60%B该 DNA 分子中含有 A 的数目为 400 个C该DNA分子第3次复制时需要消耗1200个G D经 3 次复制后，子代 DNA 中含14N 的单链占 1/8【答案】C【解析】DNA 分子片段的一条链中T+A 占一条链的 40，根据碱基互补配对原则，另一条链中 T+A 占另一条链也为 40，A 错误；DNA 分子片段的一条链中T+A 占 40，则 T+A 也占该 DNA 分子碱基总数的40，A=T=20，该 DNA 分子中含有 A 的数目为 500 2 20=200个，B 错误；据 B 中分析可知，G=C=30%，该 DNA 分子第 3 次复制时需要消耗500 2 30%22=1200个 G，C 正确；经 3 次复制后，子代 DNA 中单链共 16 条，其中含14N 的单链有 14 条，占总数的7/8，D 错误。6 14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()A解旋酶作用于、两处B该基因的一条核苷酸链中(C+G)/(A+T)为 32 C若处后的 T 变为 A，则该基因经 n 次复制后，发生改变的基因占1/4 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【答案】B【解析】解旋酶作用于氢键部位，A错误；由以上分析可知，该DNA分子中T%=A%=20%，C%=G%=30%，则该 DNA 分子中(C+G)/(A+T)为 32，根据碱基互补配对原则，该基因的一条脱氧核苷酸链中(C+G)/(A+T)为 32，B 正确；若处后 T 变为 A，由于另一条链没有发生突变，根据 DNA 半保留复制的特点，该基因经n 次复制后，发生改变的基因占1/2，C 错误；该基因在含14N 的培养液中复制 3 次后，根据 DNA 分子半保留复制特点，含14N 的 DNA 分子占 100%，D错误。15用15N 标记含有100 个碱基对的DNA 分子，其中有胞嘧啶30 个，该 DNA 分子在14N 的培养基中连续复制4 次。其结果可能是（）A该 DNA 分子中的脱氧核苷酸排列顺序最多有2100 种B含有14N 的DNA 分子占7/8 C消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸1120 个D含有15N 的 DNA 分子占 1/8【答案】D【解析】该 DNA 分子中的脱氧核苷酸排列顺序最多有41004 种，A 错误；由于 DNA 分子的复制是半保留复制，最终只有2 个子代 DNA 各含 1 条15N 链，1 条14N 链，其余 DNA 都含14N，故全部子代 DNA 都含14N，B 错误；含有 100 个碱基对 200 个碱基的 DNA 分子中，其中有胞嘧啶 30 个，解得 A=70 个，故复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸（24-1）70=1050个，C 错误；DNA 复制为半保留复制，不管复制几次，最终子代DNA 都保留亲代 DNA 的 2 条母链，故最终有2个子代DNA含15N，所以含有15N的DNA分子占1/8，D正确；综上所述，D正确。7 16将果蝇精原细胞（2N=8）的 DNA 分子用15N 标记后，置于含14N 的培养基中培养，经过连续两次分裂后，下列推断正确的是（）A若进行有丝分裂，则第二次分裂中期的细胞中有8 条染色单体含14N B若进行有丝分裂，则两次分裂结束后含15N的子细胞所占比例为1/2 C若进行减数分裂，则第二次分裂中期的细胞中有4 条染色单体含14N D若进行减数分裂，则两次分裂结束后所有子细胞的染色体均含有15N【答案】D【解析】如果进行有丝分裂，经过一次细胞分裂后，形成的2 个子细胞中的 DNA 分子都是15N-14N，再复制一次形成2 个 DNA 分子分别是15N-14N、14N-14N，中期时 DNA 存在于 2 条染色单体上，则第二次分裂中期含14N 的染色单体有 16 条，A 错误；若进行两次有丝分裂，第一次分裂得到的子细胞所有的染色体中DNA 都是15N-14N，第二次分裂中期时单体上的DNA 分子分别是15N-14N、14N-14N，得到的子细胞中一半有标记或全部有标记，B 错误；若进行减数分裂，第一次分裂中期的染色体组成都是15N-14N，则第二次分裂中期的细胞中有4条染色体、8条姐妹染色单体，每条单体都含14N，C 错误；如果进行减数分裂，形成的子细胞都有15N 染色体，D 正确。17下列关于 DNA 或基因的叙述中，错误的是（）A能使 R 型菌发生转化的物质是S 型菌的 DNA B基因是有遗传效应的DNA 片段C构成 DNA 的碱基数等于构成基因的碱基数D利用 DNA 的特异性可以确认罪犯【答案】C【解析】能使 R 型菌发生转化的物质是S 型菌的 DNA，A 正确；基因是有遗传效应的DNA片段，B正确；构成DNA的碱基数远远多于构成基因的碱基数，因为DNA上具有有遗传效应的DNA 片段才是基因，C 错误；利用 DNA 的特异性可以确认罪犯，D 正确。18下列关于基因的叙述，完全正确的一组是（）基因是控制生物性状的遗传物质的基本单位烟草花叶病毒的基因是有遗传效应的RNA 片段真核生物基因的载体包括线粒体、叶绿体和染色体生物的遗传信息是指基因中的碱基序列ABCD【答案】D 8【解析】基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位，正确；烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA，故其有遗传效应的片段是RNA 片段，正确；真核生物的基因主要位于染色体上，其次位于细胞质中（包括线粒体和叶绿体），正确；基因中脱氧核苷酸（碱基）排列顺序代表着遗传信息，正确。D正确。19下图显示了果蝇某一条染色体及部分基因所处位置，该图能表明（）A条染色体上有多个DNA B染色体上的绝大多数片段都是基因C深红眼基因和朱红眼基因互为等位基因D该染色体上的基因在果蝇的每个细胞中不一定都能表达。【答案】D【解析】一条染色体上含有1 个或 2 个 DNA，A 错误；由图可知，染色体上绝大多数片段不是基因，B 错误；图解显示，深红眼基因和朱红眼基因位于一条染色体上，它们不属于等位基因，C 错误；由于基因选择性表达，故该染色体上的基因在果蝇的每个细胞中不一定都能表达，D 正确。20给兔子喂养某种食物后，在其体内检测出了来自该食物的微小RNA，这种 RNA 不能编码蛋白质，但可与兔子的M 基因转录产生的 mRNA 结合，并抑制它的功能，最终引起兔子患病。下列说法错误的是（）A微小RNA与M基因的mRNA的基本单位都是核糖核酸B在翻译过程中的核糖体具有两个tRNA 的结合位点C微小 RNA 通过影响相关蛋白质的合成，引起兔子患病D微小 RNA 与 M 基因的 mRNA 结合时，不存在 A 与 T 配对【答案】A【解析】所有 RNA 的基本单位都是核糖核苷酸，A 错误；在翻译过程中，每一个核糖体具有两个 tRNA 的结合位点，B 正确；根据以上分析已知，微小RNA 通过影响翻译过程形成相关蛋白质，进而引起兔子患病，C 正确；微小 RNA 与 mRNA 中都不存在 T，因此微小 RNA 与 M基因的 mRNA 结合时，不存在 A 与 T 配对，D 正确。9 21下图所示为甲、乙两类细胞内遗传信息的传递过程，下列相关叙述正确的是（）A细胞甲可表示大肠杆菌细胞内遗传信息的传递过程B细胞甲中多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译C细胞乙中 和过程都有 T-A 碱基配对现象D细胞乙中核糖体从mRNA 的 3端向 5 端移动【答案】A【解析】细胞甲中转录与翻译过程同时进行，是原核生物，A 正确；细胞甲中多个核糖体同时与一条 mRNA 结合，可以在短时间内大量合成相同的多条多肽链，B 错误；细胞乙中 为DNA转录成RNA过程，为翻译过程，存在密码子与反密码子的配对，是RNA与RNA的配对，只有在转录中有 T-A 碱基配对现象，C 错误；一条 mRNA 可同时结合多个核糖体，核糖体上合成的肽链越短说明翻译用时越少，细胞乙中核糖体从mRNA 的 5端向 3 端移动，D 错误。22下图分别表示人体细胞中发生的3 种生物大分子的合成过程。下列说法正确的是ADNA 聚合酶和 RNA 聚合酶的结合位点分别在DNA 和 RNA 上B在浆细胞中 过程转录出的 链一定是合成抗体的mRNA C过程多个起始点同时进行可缩短DNA 复制时间D过程只发生在位于细胞质基质中的核糖体上【答案】C【解析】DNA 聚合酶和 RNA 聚合酶的结合位点在DNA 上，A 错误；在浆细胞中可以表达多个基因，过程转录出的链不一定是合成抗体的mRNA，B 错误；过程多个起始点同时10 进行可缩短 DNA 复制时间，提高复制效率，C 正确；过程可以发生在人体细胞位于细胞质基质和线粒体中的核糖体上，D 错误。23图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程。下列叙述错误的是（）A大脑中的神经细胞不能进行过程B通过 过程能合成 DNA 聚合酶C劳氏肉瘤病毒等逆转录病毒可进行过程D与过程 相比，过程 特有的碱基配对方式为T-A【答案】C【解析】大脑中的神经细胞是高度分化的细胞，不能进行分裂，即不能进行过程，A正确；DNA 聚合酶属于蛋白质，而蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程，B 正确；劳氏肉瘤病毒属于逆转录病毒，可进行过程，C 错误；与过程相比，过程特有的碱基配对方式为 T-A，D 正确。24图甲所示为基因表达过程，图乙为中心法则，表示生理过程下列叙述正确的是（）A图甲所示过程需要多种酶参与，是真核细胞的基因表达过程B图乙所示过程均需要核苷酸为原料C图甲所示过程为图乙中的 过程D图乙中涉及碱基A 与 U 之间配对的过程为【答案】D【解析】图甲中转录和翻译过程在同一时空进行，应该发生在原核细胞中，A错误；图乙所示过程中的 需要氨基酸为原料，B 错误；图甲表示转录和翻译过程，即图乙中的过程，11 C 错误；图乙中 为转录过程（碱基配对方式为A-U、T-A、C-G、G-C）、为翻译过程（碱基配对方式为 A-U、U-A、C-G、G-C）、为 RNA 复制过程（碱基配对方式为A-U、U-A、C-G、G-C）、为逆转录过程（碱基配对方式为A-T、U-A、C-G、G-C），可见这四个过程中都涉及碱基A与U的配对，D正确。25如图为豌豆种子圆粒性状的产生机制，请据图判断下列叙述错误的是（）A淀粉分支酶基因R 是豌豆种子细胞中具有遗传效应的DNA 片段Bb 过程能发生碱基互补配对的物质是碱基A 与 T，C 与 G C当淀粉分支酶基因（R）中插入一小段DNA序列后，豌豆不能合成淀粉分支酶，而使蔗糖增多。D此图解说明基因通过控制酶的合成来控制代谢途径进而控制生物体性状【答案】B【解析】淀粉分支酶基因 R 可以表达淀粉分支酶，故淀粉分支酶基因R 具有遗传效应的DNA 片段，A 正确；b 翻译能发生碱基互补配对的物质是碱基A 与 U，C 与 G，B 错误；当淀粉分支酶基因（R）中插入一小段 DNA 序列后，豌豆不能合成淀粉分支酶，蔗糖不能转化为淀粉，而使蔗糖增多，C 正确；该图说明淀粉分支酶基因R 可以通过表达淀粉分支酶，影响豌豆种子的形状，D 正确。二、非选择题（共4 小题，除特别说明外，每空2 分，共 50 分）26（14 分）完成关于基因的部分探索历程的填空。（1）摩尔根通过果蝇杂交实验证明了_。（2）在肺炎双球菌转化实验中,S型菌有 S、S、S等多种类型，R 型菌是由 S型突变产生。利用加热杀死的S与 R 型菌混合培养，出现了S型菌，有人认为 S型菌出现是由于R型菌突变产生，但该实验中出现的S 型菌全为 _ 型，否定了这种说法。（3）赫尔希和蔡斯为了证明噬菌体的遗传物质是DNA，用32P、35S分别标记噬菌体的_和_，通过搅拌离心后发现32P主要分布在 _（填“上清液”或“沉淀”）中。（4）沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，该模型用_的多样性来解释DNA 分子的多样性。进而科学家们发现基因的本质是_。12【答案】（1）基因在染色体上（2）S（3）DNA 蛋白质沉淀（4）碱基对的排列顺序具有遗传效应的DNA片段【解析】（1）摩尔根利用果蝇为实验材料、采用假说演绎法证明了基因在染色体上。（2）加热杀死的 S型细菌能让 R 型细菌转化成 S 型细菌，若是 S 型细菌是 R 型细菌基因突变产生的，则可以转化成多种S 型细菌，因为基因突变具有不一定向性，而结果出现的 S型细菌均为 S型，这就否定了基因突变的说法。（3）赫尔希和蔡斯为了证明噬菌体的遗传物质是DNA，用32P、35S分别标记噬菌体的DNA 和蛋白质，由于噬菌体在侵染细菌时只有DNA 进入了大肠杆菌内，而蛋白质外壳留在外面，搅拌是为了使吸附在细菌表面的噬菌体与细菌分离，而离心是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，故保温一段时间后通过搅拌离心发现32P主要分布在沉淀中。（4）沃森和克里克构建了DNA 双螺旋结构模型，该模型用碱基对排列顺序的多样性来解释DNA分子的多样性。进而科学家们发现基因的本质是具有遗传效应的DNA片段。27（14 分）PCR技术是利用 DNA 复制的原理，将某一DNA 分子片段在实验条件下，合成许多相同片段的一种方法。利用这种技术能快速而特异性的扩增任何要求的目的基因或DNA分子片段，“人类基因组计划”的研究中常用这种技术。请结合相关知识，回答有关此技术的一些问题：（1）PCR技术能将某一 DNA 分子扩增成许多相同的DNA 片段，原因是：DNA 分子的_ 结构为复制提供了精确的模板；DNA 复制时遵循的 _ 原则，保证了复制准确无误地进行。（2）在实验条件下，DNA 分子进行扩增，除了需要扩增的 DNA 片段外，还需要 _、_和_等条件。（3）某一 DNA 分子片段含有 80 对碱基，其中腺嘌呤有35 个，若让该 DNA 分子扩增三次（即复制三次）至少需要鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目是_ 个。（4）用32P 标记的一个 DNA 分子的两条链，让该DNA 分子在含31P 的培养液中连续扩增三次，所得 DNA 分子中含31P 的脱氧核苷酸链与含32P 脱氧核苷酸链数之比是 _。【答案】（1）双螺旋结构碱基互补配对（2）酶能量（ATP）原料（脱氧核苷酸）（3）315（4）7:1 13【解析】（1）DNA 分子复制时，以两条单链为母链，按照碱基互补配地原则合成新的子链，DNA 分子的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，碱基互补配对原则保证了复制准确无误地进行。（2）在实验条件下，DNA 分子进行扩增，利用高温使DNA 分子解旋，在热稳定性DNA聚合酶的作用下，以DNA单链为模板，按照碱基互补配对原则，把游离的脱氧核苷酸依次添加到已有的脱氧核苷酸子链上，该过程除了需要扩增的DNA 片段外，还需要热稳定性 DNA 聚合酶、能量（ATP）和原料（脱氧核苷酸）等条件。（3）DNA 分子中嘌呤和嘧啶的数目各占一半，一DNA 分子片段含有 80 对碱基，其中腺嘌呤有35 个，则含有鸟嘌呤8035=45个，该 DNA 分子扩增三次，得到 23=8 个 DNA 分子，根据 DNA 半保留复制的特点，这8 个 DNA 分子相当于 1 个亲代 DNA 和 7 个子代 DNA，所以至少需要鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目是45 7=315 个。（4）用32P标记的一个 DNA 分子的两条链，让该DNA 分子在含31P 的培养液中连续扩增三次，得到23=8个 DNA 分子，16 条 DNA 单链，根据 DNA 半保留复制的特点，所得DNA 分子中含31P的脱氧核苷酸链为 14 条，含32P 的脱氧核苷酸链为2 条，二者之比是 7:1。28（12分）1981年，中国科学家王德宝等用化学和酶促合成相结合的方法首次合成了酵母丙氨酸 tRNA（用 tRNAAla表示）。回答下列问题：（1）在生物体内，DNA 分子上的 tRNA 基因经过 _生成 tRNA 前体；在人工合成tRNAAla的过程中，需将合成的tRNA 的部分片段进行 _，才能折叠成“三叶草形”的 tRNA 分子。（2）tRNAAla的生物活性是指在翻译过程中既能携带丙氨酸，又能_。某些其它 tRNA 也能携带丙氨酸，原因是_。（3）为了测定人工合成的tRNAAla是否具有生物活性，科学工作者先将3H 标记的丙氨酸与 tRNAAla结合为“3H-丙氨酸-tRNAAla”，将其与普通氨基酸一起加入蛋白质的生物合成体系中。若_，则表明人工合成的tRNAAla具有生物活性。（4）在体外用14C 标记“半胱氨酸-tRNA”复合物中的半胱氨酸，得到“14C-半胱氨酸-tRNACys”，再用无机催化剂将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸，得到“14C-丙氨酸 tRNACys”，如果该“14C-丙氨酸-tRNACys”参与翻译过程，则新合成的肽链中会发生什么变化？_。【答案】（1）转录碱基互补配对（2）识别 mRNA 上丙氨酸的密码子丙氨酸有不同的密码子（或“氨基酸的密码子具有简并性”、“不同的 tRNA 可能具有相同的生物活性”）（3）在新合成的多肽链中含有放射性（4）肽链中原来半胱氨酸的位置会被替换为14C 标记的丙氨酸14【解析】（1）RNA 是以 DNA 的一条链为模板转录而成，在tRNA 的结构中有一部分结构进行碱基互补配对，然后折叠形成三叶草结构。（2）丙氨酸 tRNA 的作用是既能够携带丙氨酸，还能识别 mRNA 上的丙氨酸的密码子，然后把丙氨酸放在相应的位置。密码子具有简并性，丙氨酸有不同的密码子，因此某些其它tRNA也能携带丙氨酸。（3）通过同位素标记法追踪同位素的路径可以判断人工合成的tRNAAla是否具有生物活性，若经3H 标记的丙氨酸与 tRNAAla结合为“3H-丙氨酸-tRNAAla”，将其与普通氨基酸一起加入蛋白质的生物合成体系中。如果在新合成的多肽链中含有放射性，则说明人工合成的tRNAAla具有生物活性。（4）tRNA 上的半胱氨酸还原成丙氨酸，但此 tRNA 上的反密码子不变，因此识别的mRNA 的密码子不变，则用该“14C-丙氨酸-tRNACys”参与翻译过程，则新合成的肽链中原来半胱氨酸的位置会被替换为14C 标记的丙氨酸。29（10 分）下图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径。请根据图示回答下列问题：（1）缺乏酶 _会导致人患白化病。（2）尿黑酸在人体内积累会使人的尿液中含有尿黑酸，这种尿液暴露于氧气会变成黑色，这种症状称为尿黑酸症。缺乏酶_会使人患尿黑酸症。（3）导致苯丙酮尿症的直接原因是由于患者的体细胞中缺少酶_，致使体内的苯丙氨酸不能沿正常途径转变为酪氨酸，只能转变为苯丙酮酸。（4）从以上实例可以看出，基因通过控制_来控制 _，进而控制生物体的性状。【答案】（1）（2）（3）（4）酶的合成代谢过程【解析】（1）人体缺乏黑色素而患白化病，酪氨酸合成黑色素需要酶催化，故缺乏酶 会导致人患白化病。（2）由题图可知，酶 可将尿黑酸催化生成乙酰乙酸，若在其他条件均正常的情况下，直接缺少酶 会使尿黑酸在人体内积累，部分尿黑酸随尿液排出，使人患尿黑酸症。（3）由题图可知，苯丙氨酸转变为酪氨酸需要酶的催化，体细胞中缺少酶，会使体内的苯丙氨酸不能沿正常途径转变为酪氨酸，只能转变为苯丙酮酸；故导致苯丙酮尿症的直接原因是由于15 患者的体细胞中缺少酶。（4）以上实例均通过酶的催化作用来控制人体内的苯丙氨酸代谢过程，故可以看出，基因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。高考生物一轮复习：基因的本质和表达（提高卷）一、选择题（共 25 小题，每题 2 分，共 50 分，在每小题的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）1肺炎双球菌转化实验中，S型菌的部分 DNA 片段进入 R 型菌内，并整合到R 型菌的DNA 分子上，使 R 型菌转化为 S型菌。下列叙述正确的是（）A在进入 R 型菌的 DNA 片段上，有 RNA 聚合酶的结合位点BR 型菌转化成 S型菌的过程中，R 型菌发生了染色体变异CR 型菌转化成 S型菌前后的 DNA 中，嘌呤所占比例发生了改变DS型菌的翻译过程中，mRNA 上可同时结合多个核糖体共同合成一条肽链【答案】A【解析】基因是有遗传效应的DNA 片段，即一个 DNA 分子中有多个基因，每个基因都具有 RNA 聚合酶的结合位点，因此进入R 型菌的 DNA 片段上，可有多个RNA 聚合酶结合位点，A 正确；R 型菌转化成 S 型菌的过程中，R 型菌发生了基因重组，B 错误；R 型菌转化为 S 型菌后的 DNA 中，嘌呤碱基总比例不会改变，仍占50%，C 错误；S型菌转录的 mRNA 上，可由多个核糖体共同合成多条相同的肽链，而不是一条，D 错误。2下列关于探索 DNA 是遗传物质的实验，叙述正确的是（）A格里菲思实验证明了DNA 可以改变生物的遗传性状B艾弗里实验证明从S 型肺炎双球菌体内提取的DNA 可以使小鼠死亡C赫尔希和蔡斯的实验比艾弗里的实验更具有说服力D艾弗里、赫尔希和蔡斯的实验均能证明DNA 是主要的遗传物质【答案】C【解析】格里菲思的实验证实存在转化因子将无毒性的R 型活细菌转化为有毒性的S 型活细菌，但并没有说明 DNA 就是这种转化因子，A 错误；艾弗里实验证明 DNA 是使 R 型细菌产生16 稳定遗传变化的物质，该实验属于肺炎双球菌体外转化实验，并没有涉及肺炎双球菌对小鼠的作用，B 错误；赫尔希和蔡斯的实验用同位素标记法将DNA 与蛋白质区分开，而艾弗里是直接分离得到 DNA 和蛋白质，但 DNA 的纯度没有达到 100%，赫尔希和蔡斯的实验比艾弗里的实验更具有说服力，C正确；艾弗里的“R型菌S型菌”的实验证明了DNA是遗传物质（没有证明是主要遗传物质）。赫尔希和蔡斯的“噬菌体大肠杆菌”实验进一步证明了DNA 是遗传物质。后来人们才发现大部分生物的遗传物质为DNA，D 错误。3在研究 DNA 是遗传物质的过程中，噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列相关叙述，正确的是（）A噬菌体和大肠杆菌均为原核生物B噬菌体可以自主合成mRNA 和蛋白质C培养基中的32P 经宿主摄取后出现在噬菌体核酸中D艾滋病病毒与噬菌体的核酸类型和增殖过程相同【答案】C【解析】噬菌体属于病毒，大肠杆菌为原核生物，A 错误；病毒没有细胞结构，不能独立生活，所以噬菌体不能自主合成mRNA 和蛋白质，需要借助宿主细胞来合成mRNA 和蛋白质，B错误；宿主细胞能利用培养基中的32P，所以培养基中的32P经宿主摄取后出现在噬菌体核酸中，C 正确；人类艾滋病病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程不相同，前者是RNA 病毒，后者是DNA 病毒，D 错误。4用32P 标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，侵染一段时间后搅拌、离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中放射性32P 约占初始标记噬菌体放射性的30%。在实验时间内，被侵染细菌的存活率接近100%。下列相关叙述不正确的是（）A离心后大肠杆菌主要分布在沉淀物中B沉淀物的放射性来自噬菌体的DNA C上清液具有放射性的原因是保温时间过长D本结果尚不能说明噬菌体的遗传物质是DNA【答案】C【解析】由于大肠杆菌质量较大，离心后大肠杆菌主要分布在沉淀物中，A 正确；由于32P标记的是噬菌体 DNA，所以沉淀物的放射性主要来自噬菌体的DNA，B 正确。保温时间长会导致被侵染的大肠杆菌裂解死亡，子代噬菌体释放出来，上清液中放射性增加，但是题目给的信息是被侵染细菌的存活率接近100%，故此种情况没有发生，因此上清液中放射性的出现与保温时17 间长无关，应该是保温时间短，被标记噬菌体有一部分还未侵染大肠杆菌，导致上清液中出现放射性，C 错误。由于上清液具有较高的放射性，所以不能说明DNA 是噬菌体的遗传物质，D 正确。5在“噬菌体侵染细菌的实验”中，如果对35S标记的噬菌体甲组不进行搅拌、32P标记的噬菌体乙组保温时间过长，其结果是（）A上清液中，甲组出现较强放射性，乙组也会出现较强放射性B沉淀物中，甲组出现较强放射性，乙组也会出现较强放射性C甲组沉淀物中出现较强放射性，乙组上清液中也会出现较强放射性D甲组上清液中出现较强放射性，乙组沉淀物中也会出现较强放射性【答案】C【解析】在“噬菌体侵染细菌的实验”中，35S标记噬菌体的蛋白质外壳，32P 标记噬菌体的DNA。如果对35S 标记的噬菌体甲组不进行搅拌，那噬菌体的蛋白质外壳就不能从细菌表面脱落，离心后蛋白质外壳随细菌到沉淀物中，导致甲组沉淀物中出现较强放射性；如果对32P标记的噬菌体乙组保温时间过长，通过半复制保留产生的DNA 和蛋白质外壳组装形成的子代噬菌体就会从细菌中释放出来，离心到上清液中，从而使上清液中也会出现较强放射性。综上所述，C 正确。6为证明蛋白质和DNA 究竟哪一个是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验。下图中亲代噬菌体已用32P 标记，A、C 中的方框代表大肠杆菌。下列关于本实验及病毒、细菌的有关叙述正确的是（）A上图锥形瓶内要加入32P 标记的无机盐B若要达到实验目的，还要再设计一组用35S 标记噬菌体的实验C噬菌体的遗传不遵循基因的分离定律，而大肠杆菌的遗传遵循该定律D若本组实验的上清液中出现放射性，则证明DNA 不是遗传物质【答案】B【解析】亲代噬菌体已用32P 标记，培养大肠杆菌的培养液不应含有32P 标记的无机盐，A错误；单独图中一组实验能够证明DNA 是遗传物质，但是不能证明蛋白质不是遗传物质，因此还应设置一组用35S 标记噬菌体的实验，B 正确；基因分离定律适用于进行有性生殖的真核生物18 位于染色体上的基因的遗传，病毒和细菌的遗传均不遵循该定律，C 错误；如果保温时间过长，子代噬菌体会从大肠杆菌中释放出来，导致上清液中也会出现放射性，D 错误。7下图是一段 DNA 分子平面结构的示意图，下列叙述正确的是()A图中能表示脱氧核苷酸的是B该段 DNA 分子中含有 8 个氢键C每条链上相邻两个核苷酸之间通过磷酸二酯键连接D以该片段为模板复制一次需要8 个游离的核糖核苷酸【答案】C【解析】图中能表示脱氧核苷酸的是，A 错误；在每个 DNA 分子中，碱基对 A 与 T 之间有 2 个氢键，C 与 G 之间有 3 个氢键，在图示的该段DNA 分子中含有 4 个碱基对，至少含有8 个氢键，B 错误；每条链上相邻的两个核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，C 正确；以该片段为模板复制一次需要8 个游离的脱氧核苷