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2023届高考生物二轮复习专题提升练专题5遗传的分子基础、变异与进化作业含答案
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这是一份2023届高考生物二轮复习专题提升练专题5遗传的分子基础、变异与进化作业含答案，共11页。试卷主要包含了单项选择题，不定项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
专题5 遗传的分子基础、变异与进化
一、单项选择题
1.(2022山东淄博一模)根据S型肺炎链球菌荚膜多糖的差异,将S型菌分为SⅠ、SⅡ、SⅢ等类型。不同类型的S型菌发生基因突变后失去荚膜,成为相应类型的R型菌(RⅠ、RⅡ、RⅢ……)。S型菌的荚膜能阻止外源DNA进入细胞,R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌。将加热杀死的甲菌破碎后,获得提取物→对提取物进行不同酶处理→加入到乙菌培养基中培养→检测子代细菌(丙)的类型。下列实验思路与结果预期,能说明细菌发生转化而未发生基因突变的一组是( )
A.甲:RⅡ,乙:SⅢ,丙:SⅢ、RⅡ
B.甲:SⅢ,乙:RⅡ,丙:SⅡ、RⅡ
C.甲:SⅢ,乙:RⅡ,丙:RⅢ、RⅡ
D.甲:SⅢ,乙:RⅢ,丙:SⅢ、RⅢ
2.(2022山东济南三模)微卫星分子标记,又被称为短串联重复序列或简单重复序列,是广泛分布于真核生物核基因组中的简单重复非编码序列,由2~6个核苷酸组成的串联重复片段构成,例如:
DNA单链序列①“TTTAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCA…”;
DNA单链序列②“AAAGACTGACTGACTGACTGACTGACTGACT…”。
由于重复单位的重复次数在个体间呈高度变异性并且数量丰富,因此是普遍使用的DNA分子标记。
下列叙述正确的是( )
A.DNA单链序列①②的重复序列分别为“AGCA”和“GACT”
B.微卫星分子标记的基因不遵循孟德尔遗传定律
C.微卫星分子标记可用于亲子鉴定和刑侦领域
D.由于重复单位的重复次数不同,微卫星分子标记编码的蛋白质在不同个体之间差异很大
3.(2022湖南雅礼十六校第二次联考)细菌sRNA(小RNA)通常在特定环境下形成,可与相应mRNA结合来调节mRNA的作用,从而使细菌适应变化的环境。下列说法正确的是( )
A.sRNA的形成需要逆转录酶的参与
B.sRNA和相应mRNA的碱基序列完全相同
C.sRNA与mRNA的五碳糖种类不同,碱基种类相同
D.适应特定环境的细菌,其DNA可能并没发生改变
4.(2022河北邯郸一模)科研人员用14C标记的半胱氨酸与tRNA结合生成14C-半胱氨酸-tRNA,经镍催化后生成14C-丙氨酸-tRNA,再把14C-丙氨酸-tRNA加进含有血红蛋白mRNA的蛋白质合成系统中,结果发现14C-丙氨酸-tRNA插入了通常由14C-半胱氨酸-tRNA占据的位置上。下列说法错误的是( )
A.一种tRNA可能携带不同种类的氨基酸,但只能识别特定的密码子
B.该实验的蛋白质合成系统中有tRNA、多种游离的氨基酸等物质
C.血红蛋白中的半胱氨酸被丙氨酸替代后,可能会改变蛋白质的功能
D.该实验说明某些氨基酸与模板mRNA特异性识别后会引导tRNA与模板mRNA结合
5.(2022山东聊城二模)基因启动子内由碱基序列GGCGGG组成的GC框是一个转录调节区,GC框中的胞嘧啶易被甲基化而影响基因的表达。Tet3基因的表达产物Tet3蛋白具有解除DNA甲基化的功能。小鼠胚胎发育过程中各期细胞DNA甲基化水平如图所示。下列说法错误的是( )
A.GC框发生甲基化不影响遗传信息的传递
B.第3次卵裂时Tet3基因表达能力显著增强
C.双亲染色体DNA去甲基化不是同步进行的
D.原肠胚DNA甲基化水平升高有利于细胞分化
6.(2022新疆模拟)短串联重复序列广泛存在于人的基因组中,由2~50个首尾相连的重复单位串联而成,其重复单位为1~6个核苷酸。短串联重复序列能发生遗传信息的传递。研究发现,熊蜂控制X蛋白合成的Smr基因中也存在重复序列CAG。下列相关叙述错误的是( )
A.人不同个体中,位于Y染色体上的某些重复序列可能有特异性
B.若CAG重复序列增加1次,则重复序列之后编码的氨基酸序列发生变化
C.若CAG重复次数增加,不会改变Smr基因中嘌呤碱基的比例
D.CAG重复序列增多会改变Smr基因的结构,引起Smr基因发生突变
7.(2022山东卷)液泡膜蛋白TOM2A的合成过程与分泌蛋白相同,该蛋白影响烟草花叶病毒(TMV)核酸复制酶的活性。与易感病烟草品种相比,烟草品种TI203中TOM2A的编码序列缺失2个碱基对,被TMV侵染后,易感病烟草品种有感病症状,TI203无感病症状。下列说法错误的是( )
A.TOM2A的合成需要游离核糖体
B.TI203中TOM2A基因表达的蛋白与易感病烟草品种中的不同
C.TMV核酸复制酶可催化TMV核糖核酸的合成
D.TMV侵染后,TI203中的TMV数量比易感病烟草品种中的多
8.(2022天津一模)突变型果蝇2号和3号染色体上分别带有隐性基因bw(褐眼)和e(黑檀体),野生型对应的基因用bw+和e+表示。如图甲果蝇是染色体正常的褐眼黑檀体果蝇,乙果蝇是2、3号染色体发生相互易位的野生型易位纯合子果蝇,甲果蝇与乙果蝇进行杂交获得F1野生型易位杂合子果蝇,在遗传时染色体片段缺失或重复的配子不能存活。下列相关叙述不正确的是( )
A.乙果蝇发生的变异属于染色体变异
B.甲、乙果蝇产生的配子均能存活
C.F1测交后代中野生型和褐眼黑檀体比例为1∶1
D.F1中雌雄果蝇相互交配,子代有4种表型
9.(2022浙江卷)由欧洲传入北美的耧斗菜已进化出数十个物种。分布于低海拔潮湿地区的甲物种和高海拔干燥地区的乙物种的花结构和开花期均有显著差异。下列叙述错误的是( )
A.甲、乙两种耧斗菜的全部基因构成了一个基因库
B.生长环境的不同有利于耧斗菜进化出不同的物种
C.甲、乙两种耧斗菜花结构的显著差异是自然选择的结果
D.若将甲、乙两种耧斗菜种植在一起,也不易发生基因交流
二、不定项选择题
10.(2022河北唐山一模)关于合成DNA的原料——脱氧核苷酸的来源,科学家曾提出三种假说:①细胞内自主合成、②从培养基中摄取、③二者都有。为验证三种假说,设计如下实验:将大肠杆菌在15N标记的脱氧核苷酸培养基中培养一代的时间,然后利用密度梯度离心分离提取的DNA,记录离心后试管中DNA的位置。图1~3表示DNA在离心管中的可能位置。下列叙述正确的是( )
A.若支持观点①,则实验结果为图3
B.若支持观点②,则实验结果为图2
C.若支持观点③,则实验结果为图1
D.大肠杆菌的DNA复制遵循半保留复制原则
11.(2022河北保定模拟)果蝇的“生物钟”受某些细胞中X染色体上的PER基因和2号染色体上的TIM基因调控。研究发现,夜间PER蛋白积累,而过多的PER蛋白与TIM蛋白结合能入核抑制基因的活性,使白天PER蛋白水平降低,实现昼夜节律。下列分析错误的是( )
A.PER基因和TIM基因遗传时相对独立,互不干扰
B.PER基因和TIM基因表达正常时,PER蛋白会发生持续性积累
C.“生物钟”的形成过程存在正反馈调节
D.“生物钟”的形成与基因的选择性表达有关
12.(2022河北邯郸一模)果蝇的红眼(A)对白眼(a)为显性,且A、a基因位于X染色体上。A基因存在位置效应,某杂合红眼果蝇的A基因转移到4号常染色体上的异染色质区后,由于异染色质结构的高度螺旋,某些细胞中的A基因不能正常表达,在眼睛中表现出红、白两色细胞镶嵌的现象,称之为花斑型眼。如图表示花斑型眼果蝇的基因所在染色体上的位置。下列说法正确的是( )
A.A基因转移到4号染色体的异染色质区属于易位
B.花斑型眼果蝇的初级卵母细胞中,A基因和a基因所在的染色体片段不能发生互换
C.转移到4号异染色质区的基因由于翻译受阻而不能正常表达
D.4号染色体上的A基因距离异染色质区远可能容易表达
三、非选择题
13.(2022福建模拟)蜜蜂是一种传粉昆虫,它的舌管(吻)较长,适于采集不同花的花蜜,且周身长有绒毛,便于黏附花粉,这是长期进化的结果。
(1)我国现有的东方蜜蜂由7个独立种群组成。研究发现,每个种群中都存在白细胞激肽受体基因(Lkr),该基因与蜜蜂对糖的敏感度有关。为研究Lkr在蜜蜂适应环境中的作用,研究人员将X基因转入蜜蜂体内,该基因的转录产物能与Lkr mRNA结合,从而干扰Lkr mRNA的翻译,检测不同处理下蜜蜂对蔗糖发生反应的最低浓度的差异,结果如图所示。回答下列问题。
①已知该实验中对照组2转入了编码无关RNA的基因,对照组1和实验组应进行的操作分别是 、 。对照组1和2与实验组在Lkr基因表达上的差异是 。由结果可知,Lkr基因的作用是 。
②对糖敏感的蜜蜂倾向于采集花粉为食,反之则倾向于采蜜为食。温带地区植物开花呈现明显的季节性,而热带地区常年开花,花粉充足。请用直方图表示温带和热带地区蜜蜂种群Lkr基因相对表达量的差异。
(2)我国7个东方蜜蜂种群生活在不同地区,存在 ,各种群受到不同的气候、植物开花期等因素的 作用,导致其 形成明显的差异。如果这种差异继续增大,以至出现 ,它们便会发展成不同的物种。
14.(2022河北唐山一模)某闭花受粉植物,花的颜色受一对等位基因(A、a)控制,色素是否形成受另一对等位基因(B、b)控制,无色素时为白花。已知基因B或b所在的染色体上有一条带有致死基因(该致死基因导致受精卵致死),染色体某一片段缺失的个体正常存活。现用一株紫花(作父本)和一株红花(作母本)杂交,F1中紫花∶白花≈2∶1,且F1中出现了一株红花植株。请回答下列问题。
(1)由杂交实验可知,花色中 性状是显性,父本、母本的基因型依次为 。
(2)从上述杂交实验中可以判断致死基因是 (填“显”或“隐”)性基因,该致死基因与基因 (填“B”或“b”)位于同一条染色体上。
(3)让上述实验获得的F1中的紫花植株自交。
若子代表型及比例为 ,则基因A、a与基因B、b位于两对同源染色体上;若子代表型及比例为 ,则基因A、a与基因B、b位于一对同源染色体上(不考虑互换)。
(4)为探明F1中红花植株产生的机理,用3种不同颜色的荧光对基因A、a和致死基因进行标记,每个基因都会出现一个亮点。在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细胞着色情况:
①若该红花植株出现是由环境因素导致的,则一个细胞中可能出现3种颜色6个亮点或 。
②若该红花植株出现是由某一个基因突变导致的,则一个细胞中出现 。
③若该红花植株出现是由某条染色体结构缺失导致的,则一个细胞中出现 。
专题提升练5
1.D 解析:根据题意可知,RⅡ的DNA不能进入SⅢ中,不会使SⅢ转化为RⅡ,A项不符合题意;SⅢ的DNA经过处理后,可被RⅡ吸收,将部分RⅡ转化为SⅢ,不能转化为SⅡ,B、C两项不符合题意;SⅢ的DNA经过处理后,可被RⅢ吸收,将部分RⅢ转化为SⅢ,D项符合题意。
2.C 解析:DNA单链序列①②的重复序列分别为“AGC”和“GACT”,A项错误;微卫星分子标记的基因存在于真核生物核基因组,其遗传遵循孟德尔遗传定律,B项错误;由于重复单位的重复次数在个体间呈高度变异性,因此微卫星分子标记可用于亲子鉴定和刑侦领域,C项正确;微卫星分子标记属于非编码序列,不编码蛋白质,D项错误。
3.D 解析:sRNA的形成需要RNA聚合酶的参与,A项错误;sRNA通常在特定环境下形成,可与相应mRNA结合,说明二者碱基互补配对,B项错误;sRNA与mRNA都是RNA,所以五碳糖都是核糖,C项错误;适应特定环境的细菌是通过sRNA与相应mRNA结合来调节mRNA的作用,其DNA可能并没有改变,D项正确。
4.D 解析:由题干可知,一种tRNA可能携带不同种类的氨基酸,但只能识别特定的密码子,A项正确;蛋白质合成需要通过翻译完成,因此在蛋白质合成系统中有tRNA、多种游离的氨基酸等物质,B项正确;血红蛋白中的半胱氨酸被丙氨酸替代后,蛋白质结构发生改变,蛋白质的功能可能会改变,C项正确;该实验证明与模板mRNA特异性识别的是tRNA而不是氨基酸,D项错误。
5.B 解析:GC框是一个转录调节区,影响基因的表达过程,而遗传信息的传递是指DNA的复制过程,GC框发生甲基化不影响遗传信息的传递,A项正确;Tet3基因的表达产物Tet3蛋白具有解除DNA甲基化的功能,第3次卵裂时会形成8细胞,由图可知,此时DNA甲基化水平最低,是Tet3基因表达能力最强的时期,但不是Tet3基因表达能力显著增强时期,B项错误;由题图可知,受精卵中双亲染色体DNA去甲基化不是同步进行的,C项正确;细胞分化的实质是基因的选择性表达,原肠胚DNA甲基化水平升高有利于细胞分化,D项正确。
6.B 解析:DNA分子具有特异性,不同DNA分子由于碱基对的排列顺序存在差异,因此每个DNA分子的碱基对都有特定的排列顺序。这种特定的排列顺序包含特定的遗传信息,从而使DNA分子具有特异性。因此,人不同个体中,位于Y染色体上的某些重复序列可能有特异性,A项正确;若CAG重复序列增加1次,由于真核生物基因包括内含子和外显子,重复序列可能出现在内含子,所转录的mRNA被剪切掉,氨基酸序列不发生改变,B项错误;DNA分子是双链结构,双链中嘧啶碱基和嘌呤碱基的数量是一样的,因此CAG重复次数增加,不会改变Smr基因中嘌呤碱基的比例,C项正确;基因突变是指碱基的增添、缺失或替换,故CAG重复序列增多会改变Smr基因的结构,引起基因突变,D项正确。
7.D 解析:由题干可知,液泡膜蛋白TOM2A的合成过程与分泌蛋白相同,都是在游离的核糖体中合成的,A项正确。烟草品种TI203中TOM2A的编码序列缺失2个碱基对,被TMV侵染后,易感病烟草品种有感病症状,TI203无感病症状,说明两品种烟草细胞中TOM2A基因表达的蛋白不同,B项正确。TMV核酸复制酶属于依赖RNA的RNA聚合酶,可催化TMV核糖核酸的合成,C项正确。TMV侵染后,TI203无感病症状,说明其体内存在杀死TMV的物质或结构,故细胞中TMV数量比易感病烟草品种中的少,D项错误。
8.D 解析:乙果蝇发生的变异是非同源染色体之间的互换,属于染色体结构变异中的易位,A项正确;由题意可知,在遗传时染色体片段缺失或重复的配子不能存活,甲、乙果蝇均没有缺失或重复,所以产生的配子均能存活,B项正确;按照自由组合定律,F1应产生4种配子,且bw+e+∶bw+e∶bwe+∶bwe=1∶1∶1∶1,隐性纯合果蝇产生bwe一种配子,由于在遗传时染色体片段缺失或重复的配子不能存活,bw+e、bwe+重复不能存活,成活的测交后代个体只有野生型与褐眼黑檀体两个亲本表型,分离比为1∶1,C项正确;F1产生2种存活配子,且bw+e+∶bwe=1∶1,雌雄果蝇相互交配,子代有2种表型,D项错误。
9.A 解析:基因库是一个生物种群的全部等位基因的总和,甲、乙两种耧斗菜属于两个种群,A项错误;生物变异是不定向的,自然选择决定生物进化的方向,生长环境的不同有利于耧斗菜进化出不同的物种,B项正确;适应是自然选择的结果,甲、乙两种耧斗菜都适应各自的生活环境,二者花的结构存在显著差异是自然选择的结果,C项正确;甲、乙两种耧斗菜属于两个物种,存在生殖隔离,D项正确。
10.AD 解析:将大肠杆菌在15N标记的脱氧核苷酸培养基中培养一代的时间,然后利用密度梯度离心分离提取的DNA,若合成DNA的原料是细胞内自主合成,则合成的DNA没有15N标记,离心后DNA均为14N,位于顶部,对应图3;若合成DNA的原料是从培养基中摄取,则得到的子代DNA分子一条链是15N,一条链是14N,离心后位于中部,对应图1;若合成DNA的原料既可以是细胞内自主合成,也可以从培养基中摄取,则合成的DNA的两条链既有14N、14N的情况,也有14N、15N的情况,离心后位于中部和顶部之间,对应图2,A项正确,B、C两项错误;无论原核生物还是真核生物,DNA复制的方式都是半保留复制,即DNA分子解旋形成两条模板链,模板链复制形成子链,然后两条模板链分别与新合成的子链组成子代DNA分子,D项正确。
11.BC 解析:依据题干信息可知,PER基因和TIM基因是位于非同源染色体上的基因,遗传时相对独立,互不干扰,A项正确;TIM基因表达障碍时,就不能使过多的PER蛋白与TIM蛋白结合进入核抑制基因的活性,PER蛋白会发生持续性积累,B项错误;昼夜节律的变化与PER基因的表达有关,也与细胞内PER蛋白和TIM蛋白二者结合后的负反馈调节有关,C项错误;“生物钟”的形成与X染色体上的PER基因和2号染色体上的TIM基因的选择性表达有关,D项正确。
12.AD 解析:A基因存在位置效应,某杂合红眼果蝇X染色体上的A基因转移到4号染色体的异染色质区,非同源染色体之间交换片段,属于易位,A项正确;花斑型眼果蝇的初级卵母细胞中,能发生类似十字形的特殊联会,故A基因和a基因所在的染色体片段仍能发生互换,B项错误;转移到4号异染色质区的基因由于异染色质结构的高度螺旋,DNA无法解旋,不能正常转录而不能正常表达,C项错误;由于异染色质结构的高度螺旋影响基因转录,4号染色体上的A基因距离异染色质区远可能容易表达,D项正确。
13.答案:(1)不做处理的同种蜜蜂 转入X基因的同种蜜蜂
对照组1和2 Lkr基因表达量正常,而实验组该基因的表达量较小 Lkr基因正常表达能提高蜜蜂对蔗糖的敏感程度
(2)不同变异(突变和基因重组) 选择 基因库 生殖隔离
解析:(1)为研究Lkr在蜜蜂适应环境中的作用,研究人员将X基因转入蜜蜂体内,该基因的转录产物能与LkrmRNA结合,从而干扰LkrmRNA的翻译,检测不同处理下蜜蜂对蔗糖发生反应的最低浓度的差异。该实验的自变量为是否注入X基因,因变量是对蔗糖的反应。①实验要遵循单一变量原则、等量对照原则,要排除无关变量干扰,已知该实验中对照组2转入了编码无关RNA的基因(目的是排除导入无关RNA的影响),则对照组1应该是不做处理的蜜蜂,实验组应为转入X基因的蜜蜂。由于对照组1不做处理,则其中的Lkr基因应该正常表达,而对照组2导入了无关的RNA,则其体内的Lkr基因也应该能正常表达,因此对照组1和2对蔗糖的敏感程度几乎无差异,而实验组中有些蜜蜂个体对蔗糖的敏感程度却有所下降,据此可推测,Lkr基因正常表达能提高蜜蜂对蔗糖的敏感程度。②对糖敏感的蜜蜂倾向于采集花粉为食,反之则倾向于采蜜为食。温带地区植物开花呈现明显的季节性,说明温带地区花粉相对于热带地区来讲,花粉不足;采集花粉的蜜蜂对糖的敏感性较强,则相应的蜜蜂体内与蔗糖敏感性相关的基因表达量应该较高。据此可推测,热带地区常年开花,花粉充足,因此处于热带地区的蜜蜂体内的Lkr基因表达量高,而处于温带地区的蜜蜂由于所处的环境中花粉较少,因而体内该基因的表达量较低。(2)我国7个东方蜜蜂种群生活在不同地区,存在不同变异(突变和基因重组),各种群受到不同的气候、植物开花期等因素的选择作用,导致这些不同的蜜蜂种群基因库之间形成明显的差异。如果这种差异继续增大,以至它们之间无法进行基因交流,进而出现生殖隔离,它们便会发展成不同的物种。
14.答案:(1)紫花 AABb、aaBb (2)隐 B (3)紫花∶红花∶白花=3∶1∶2 紫花∶白花=2∶1 (4)2种颜色4个亮点
2种颜色6个亮点 2种颜色4个亮点
解析:(1)由于紫花和红花杂交,F1中紫花∶白花≈2∶1,所以紫花为显性性状,亲本基因型是A_B_(紫花)和aaB_(红花),后代出现了bb的白花,几乎没有红花aaB_,因此说明亲代基因型是父本AABb和母本aaBb。(2)由于AABb和aaBb杂交,后代紫花AaB_∶白花Aabb≈2∶1,已知基因B或b所在的染色体上有一条带有致死基因,但存在AaBb的个体,因此该致死基因为隐性基因,同时杂交的后代缺少BB的个体,因此可以推测,该基因与B基因位于一条染色体上。(3)F1紫花植株的基因型是AaBb,如果基因A、a与基因B、b位于两对同源染色体上,则遵循自由组合定律,考虑BB致死,用棋盘法表示杂交结果:
配子
1AA
2Aa
1aa
1BB
致死
2Bb
6紫花
2红花
1bb
4白花
所以后代中紫花∶红花∶白花=3∶1∶2。如果基因A、a与基因B、b位于一对同源染色体上,则有可能是A和b、a和B分别位于一条染色体上,还有可能是A和B、a和b分别位于一条染色体上,如果是前者,则后代中AAbb∶AaBb∶aaBB(致死)=1∶2∶1,所以紫花∶白花=2∶1,如果是后者,则后代中AABB(致死)∶AaBb∶aabb=1∶2∶1,所以紫花∶白花=2∶1。(4)该杂交父本的基因型是AABb,母本的基因型是aaBb,子代基因型为AaBb或Aabb,现出现了一株红花;在四分体时期,每条染色体含有2条姐妹染色单体,所以基因完成了复制。如果该红花植株出现是由环境因素导致的,则基因型没有改变,因此是AaBb(3种颜色6个亮点)或Aabb(2种颜色4个亮点);如果该红花植株出现是由某一个基因突变导致的,则肯定是AaBb突变为aaBb,表现为2种颜色6个亮点;如果该红花植株出现是由某条染色体结构缺失导致的,则是AaBb中含A基因的染色体缺少,因此基因型是aBb,表现为2种颜色4个亮点。
专题5 遗传的分子基础、变异与进化
一、单项选择题
1.(2022山东淄博一模)根据S型肺炎链球菌荚膜多糖的差异,将S型菌分为SⅠ、SⅡ、SⅢ等类型。不同类型的S型菌发生基因突变后失去荚膜,成为相应类型的R型菌(RⅠ、RⅡ、RⅢ……)。S型菌的荚膜能阻止外源DNA进入细胞,R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌。将加热杀死的甲菌破碎后,获得提取物→对提取物进行不同酶处理→加入到乙菌培养基中培养→检测子代细菌(丙)的类型。下列实验思路与结果预期,能说明细菌发生转化而未发生基因突变的一组是( )
A.甲:RⅡ,乙:SⅢ,丙:SⅢ、RⅡ
B.甲:SⅢ,乙:RⅡ,丙:SⅡ、RⅡ
C.甲:SⅢ,乙:RⅡ,丙:RⅢ、RⅡ
D.甲:SⅢ,乙:RⅢ,丙:SⅢ、RⅢ
2.(2022山东济南三模)微卫星分子标记,又被称为短串联重复序列或简单重复序列,是广泛分布于真核生物核基因组中的简单重复非编码序列,由2~6个核苷酸组成的串联重复片段构成,例如:
DNA单链序列①“TTTAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCA…”;
DNA单链序列②“AAAGACTGACTGACTGACTGACTGACTGACT…”。
由于重复单位的重复次数在个体间呈高度变异性并且数量丰富,因此是普遍使用的DNA分子标记。
下列叙述正确的是( )
A.DNA单链序列①②的重复序列分别为“AGCA”和“GACT”
B.微卫星分子标记的基因不遵循孟德尔遗传定律
C.微卫星分子标记可用于亲子鉴定和刑侦领域
D.由于重复单位的重复次数不同,微卫星分子标记编码的蛋白质在不同个体之间差异很大
3.(2022湖南雅礼十六校第二次联考)细菌sRNA(小RNA)通常在特定环境下形成,可与相应mRNA结合来调节mRNA的作用,从而使细菌适应变化的环境。下列说法正确的是( )
A.sRNA的形成需要逆转录酶的参与
B.sRNA和相应mRNA的碱基序列完全相同
C.sRNA与mRNA的五碳糖种类不同,碱基种类相同
D.适应特定环境的细菌,其DNA可能并没发生改变
4.(2022河北邯郸一模)科研人员用14C标记的半胱氨酸与tRNA结合生成14C-半胱氨酸-tRNA,经镍催化后生成14C-丙氨酸-tRNA,再把14C-丙氨酸-tRNA加进含有血红蛋白mRNA的蛋白质合成系统中,结果发现14C-丙氨酸-tRNA插入了通常由14C-半胱氨酸-tRNA占据的位置上。下列说法错误的是( )
A.一种tRNA可能携带不同种类的氨基酸,但只能识别特定的密码子
B.该实验的蛋白质合成系统中有tRNA、多种游离的氨基酸等物质
C.血红蛋白中的半胱氨酸被丙氨酸替代后,可能会改变蛋白质的功能
D.该实验说明某些氨基酸与模板mRNA特异性识别后会引导tRNA与模板mRNA结合
5.(2022山东聊城二模)基因启动子内由碱基序列GGCGGG组成的GC框是一个转录调节区,GC框中的胞嘧啶易被甲基化而影响基因的表达。Tet3基因的表达产物Tet3蛋白具有解除DNA甲基化的功能。小鼠胚胎发育过程中各期细胞DNA甲基化水平如图所示。下列说法错误的是( )
A.GC框发生甲基化不影响遗传信息的传递
B.第3次卵裂时Tet3基因表达能力显著增强
C.双亲染色体DNA去甲基化不是同步进行的
D.原肠胚DNA甲基化水平升高有利于细胞分化
6.(2022新疆模拟)短串联重复序列广泛存在于人的基因组中,由2~50个首尾相连的重复单位串联而成,其重复单位为1~6个核苷酸。短串联重复序列能发生遗传信息的传递。研究发现,熊蜂控制X蛋白合成的Smr基因中也存在重复序列CAG。下列相关叙述错误的是( )
A.人不同个体中,位于Y染色体上的某些重复序列可能有特异性
B.若CAG重复序列增加1次,则重复序列之后编码的氨基酸序列发生变化
C.若CAG重复次数增加,不会改变Smr基因中嘌呤碱基的比例
D.CAG重复序列增多会改变Smr基因的结构,引起Smr基因发生突变
7.(2022山东卷)液泡膜蛋白TOM2A的合成过程与分泌蛋白相同,该蛋白影响烟草花叶病毒(TMV)核酸复制酶的活性。与易感病烟草品种相比,烟草品种TI203中TOM2A的编码序列缺失2个碱基对,被TMV侵染后,易感病烟草品种有感病症状,TI203无感病症状。下列说法错误的是( )
A.TOM2A的合成需要游离核糖体
B.TI203中TOM2A基因表达的蛋白与易感病烟草品种中的不同
C.TMV核酸复制酶可催化TMV核糖核酸的合成
D.TMV侵染后,TI203中的TMV数量比易感病烟草品种中的多
8.(2022天津一模)突变型果蝇2号和3号染色体上分别带有隐性基因bw(褐眼)和e(黑檀体),野生型对应的基因用bw+和e+表示。如图甲果蝇是染色体正常的褐眼黑檀体果蝇,乙果蝇是2、3号染色体发生相互易位的野生型易位纯合子果蝇,甲果蝇与乙果蝇进行杂交获得F1野生型易位杂合子果蝇,在遗传时染色体片段缺失或重复的配子不能存活。下列相关叙述不正确的是( )
A.乙果蝇发生的变异属于染色体变异
B.甲、乙果蝇产生的配子均能存活
C.F1测交后代中野生型和褐眼黑檀体比例为1∶1
D.F1中雌雄果蝇相互交配,子代有4种表型
9.(2022浙江卷)由欧洲传入北美的耧斗菜已进化出数十个物种。分布于低海拔潮湿地区的甲物种和高海拔干燥地区的乙物种的花结构和开花期均有显著差异。下列叙述错误的是( )
A.甲、乙两种耧斗菜的全部基因构成了一个基因库
B.生长环境的不同有利于耧斗菜进化出不同的物种
C.甲、乙两种耧斗菜花结构的显著差异是自然选择的结果
D.若将甲、乙两种耧斗菜种植在一起,也不易发生基因交流
二、不定项选择题
10.(2022河北唐山一模)关于合成DNA的原料——脱氧核苷酸的来源,科学家曾提出三种假说:①细胞内自主合成、②从培养基中摄取、③二者都有。为验证三种假说,设计如下实验:将大肠杆菌在15N标记的脱氧核苷酸培养基中培养一代的时间,然后利用密度梯度离心分离提取的DNA,记录离心后试管中DNA的位置。图1~3表示DNA在离心管中的可能位置。下列叙述正确的是( )
A.若支持观点①,则实验结果为图3
B.若支持观点②,则实验结果为图2
C.若支持观点③,则实验结果为图1
D.大肠杆菌的DNA复制遵循半保留复制原则
11.(2022河北保定模拟)果蝇的“生物钟”受某些细胞中X染色体上的PER基因和2号染色体上的TIM基因调控。研究发现,夜间PER蛋白积累,而过多的PER蛋白与TIM蛋白结合能入核抑制基因的活性,使白天PER蛋白水平降低,实现昼夜节律。下列分析错误的是( )
A.PER基因和TIM基因遗传时相对独立,互不干扰
B.PER基因和TIM基因表达正常时,PER蛋白会发生持续性积累
C.“生物钟”的形成过程存在正反馈调节
D.“生物钟”的形成与基因的选择性表达有关
12.(2022河北邯郸一模)果蝇的红眼(A)对白眼(a)为显性,且A、a基因位于X染色体上。A基因存在位置效应,某杂合红眼果蝇的A基因转移到4号常染色体上的异染色质区后,由于异染色质结构的高度螺旋,某些细胞中的A基因不能正常表达,在眼睛中表现出红、白两色细胞镶嵌的现象,称之为花斑型眼。如图表示花斑型眼果蝇的基因所在染色体上的位置。下列说法正确的是( )
A.A基因转移到4号染色体的异染色质区属于易位
B.花斑型眼果蝇的初级卵母细胞中,A基因和a基因所在的染色体片段不能发生互换
C.转移到4号异染色质区的基因由于翻译受阻而不能正常表达
D.4号染色体上的A基因距离异染色质区远可能容易表达
三、非选择题
13.(2022福建模拟)蜜蜂是一种传粉昆虫,它的舌管(吻)较长,适于采集不同花的花蜜,且周身长有绒毛,便于黏附花粉,这是长期进化的结果。
(1)我国现有的东方蜜蜂由7个独立种群组成。研究发现,每个种群中都存在白细胞激肽受体基因(Lkr),该基因与蜜蜂对糖的敏感度有关。为研究Lkr在蜜蜂适应环境中的作用,研究人员将X基因转入蜜蜂体内,该基因的转录产物能与Lkr mRNA结合,从而干扰Lkr mRNA的翻译,检测不同处理下蜜蜂对蔗糖发生反应的最低浓度的差异,结果如图所示。回答下列问题。
①已知该实验中对照组2转入了编码无关RNA的基因,对照组1和实验组应进行的操作分别是 、 。对照组1和2与实验组在Lkr基因表达上的差异是 。由结果可知,Lkr基因的作用是 。
②对糖敏感的蜜蜂倾向于采集花粉为食,反之则倾向于采蜜为食。温带地区植物开花呈现明显的季节性,而热带地区常年开花,花粉充足。请用直方图表示温带和热带地区蜜蜂种群Lkr基因相对表达量的差异。
(2)我国7个东方蜜蜂种群生活在不同地区,存在 ,各种群受到不同的气候、植物开花期等因素的 作用,导致其 形成明显的差异。如果这种差异继续增大,以至出现 ,它们便会发展成不同的物种。
14.(2022河北唐山一模)某闭花受粉植物,花的颜色受一对等位基因(A、a)控制,色素是否形成受另一对等位基因(B、b)控制,无色素时为白花。已知基因B或b所在的染色体上有一条带有致死基因(该致死基因导致受精卵致死),染色体某一片段缺失的个体正常存活。现用一株紫花(作父本)和一株红花(作母本)杂交,F1中紫花∶白花≈2∶1,且F1中出现了一株红花植株。请回答下列问题。
(1)由杂交实验可知,花色中 性状是显性,父本、母本的基因型依次为 。
(2)从上述杂交实验中可以判断致死基因是 (填“显”或“隐”)性基因,该致死基因与基因 (填“B”或“b”)位于同一条染色体上。
(3)让上述实验获得的F1中的紫花植株自交。
若子代表型及比例为 ,则基因A、a与基因B、b位于两对同源染色体上;若子代表型及比例为 ,则基因A、a与基因B、b位于一对同源染色体上(不考虑互换)。
(4)为探明F1中红花植株产生的机理,用3种不同颜色的荧光对基因A、a和致死基因进行标记,每个基因都会出现一个亮点。在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细胞着色情况:
①若该红花植株出现是由环境因素导致的,则一个细胞中可能出现3种颜色6个亮点或 。
②若该红花植株出现是由某一个基因突变导致的,则一个细胞中出现 。
③若该红花植株出现是由某条染色体结构缺失导致的,则一个细胞中出现 。
专题提升练5
1.D 解析:根据题意可知,RⅡ的DNA不能进入SⅢ中,不会使SⅢ转化为RⅡ,A项不符合题意;SⅢ的DNA经过处理后,可被RⅡ吸收,将部分RⅡ转化为SⅢ,不能转化为SⅡ,B、C两项不符合题意;SⅢ的DNA经过处理后,可被RⅢ吸收,将部分RⅢ转化为SⅢ,D项符合题意。
2.C 解析:DNA单链序列①②的重复序列分别为“AGC”和“GACT”,A项错误;微卫星分子标记的基因存在于真核生物核基因组,其遗传遵循孟德尔遗传定律,B项错误;由于重复单位的重复次数在个体间呈高度变异性,因此微卫星分子标记可用于亲子鉴定和刑侦领域,C项正确;微卫星分子标记属于非编码序列,不编码蛋白质,D项错误。
3.D 解析:sRNA的形成需要RNA聚合酶的参与,A项错误;sRNA通常在特定环境下形成,可与相应mRNA结合,说明二者碱基互补配对,B项错误;sRNA与mRNA都是RNA,所以五碳糖都是核糖,C项错误;适应特定环境的细菌是通过sRNA与相应mRNA结合来调节mRNA的作用,其DNA可能并没有改变,D项正确。
4.D 解析:由题干可知,一种tRNA可能携带不同种类的氨基酸,但只能识别特定的密码子,A项正确;蛋白质合成需要通过翻译完成,因此在蛋白质合成系统中有tRNA、多种游离的氨基酸等物质,B项正确;血红蛋白中的半胱氨酸被丙氨酸替代后,蛋白质结构发生改变,蛋白质的功能可能会改变,C项正确;该实验证明与模板mRNA特异性识别的是tRNA而不是氨基酸,D项错误。
5.B 解析:GC框是一个转录调节区,影响基因的表达过程,而遗传信息的传递是指DNA的复制过程,GC框发生甲基化不影响遗传信息的传递,A项正确;Tet3基因的表达产物Tet3蛋白具有解除DNA甲基化的功能,第3次卵裂时会形成8细胞,由图可知,此时DNA甲基化水平最低,是Tet3基因表达能力最强的时期,但不是Tet3基因表达能力显著增强时期,B项错误;由题图可知,受精卵中双亲染色体DNA去甲基化不是同步进行的,C项正确;细胞分化的实质是基因的选择性表达,原肠胚DNA甲基化水平升高有利于细胞分化,D项正确。
6.B 解析:DNA分子具有特异性,不同DNA分子由于碱基对的排列顺序存在差异,因此每个DNA分子的碱基对都有特定的排列顺序。这种特定的排列顺序包含特定的遗传信息,从而使DNA分子具有特异性。因此,人不同个体中,位于Y染色体上的某些重复序列可能有特异性,A项正确;若CAG重复序列增加1次,由于真核生物基因包括内含子和外显子,重复序列可能出现在内含子,所转录的mRNA被剪切掉,氨基酸序列不发生改变,B项错误;DNA分子是双链结构,双链中嘧啶碱基和嘌呤碱基的数量是一样的,因此CAG重复次数增加,不会改变Smr基因中嘌呤碱基的比例,C项正确;基因突变是指碱基的增添、缺失或替换,故CAG重复序列增多会改变Smr基因的结构,引起基因突变,D项正确。
7.D 解析:由题干可知,液泡膜蛋白TOM2A的合成过程与分泌蛋白相同,都是在游离的核糖体中合成的,A项正确。烟草品种TI203中TOM2A的编码序列缺失2个碱基对,被TMV侵染后,易感病烟草品种有感病症状,TI203无感病症状,说明两品种烟草细胞中TOM2A基因表达的蛋白不同,B项正确。TMV核酸复制酶属于依赖RNA的RNA聚合酶,可催化TMV核糖核酸的合成,C项正确。TMV侵染后,TI203无感病症状,说明其体内存在杀死TMV的物质或结构,故细胞中TMV数量比易感病烟草品种中的少,D项错误。
8.D 解析:乙果蝇发生的变异是非同源染色体之间的互换,属于染色体结构变异中的易位,A项正确;由题意可知,在遗传时染色体片段缺失或重复的配子不能存活,甲、乙果蝇均没有缺失或重复,所以产生的配子均能存活,B项正确;按照自由组合定律,F1应产生4种配子,且bw+e+∶bw+e∶bwe+∶bwe=1∶1∶1∶1,隐性纯合果蝇产生bwe一种配子,由于在遗传时染色体片段缺失或重复的配子不能存活,bw+e、bwe+重复不能存活,成活的测交后代个体只有野生型与褐眼黑檀体两个亲本表型,分离比为1∶1,C项正确;F1产生2种存活配子,且bw+e+∶bwe=1∶1,雌雄果蝇相互交配,子代有2种表型,D项错误。
9.A 解析:基因库是一个生物种群的全部等位基因的总和,甲、乙两种耧斗菜属于两个种群,A项错误;生物变异是不定向的,自然选择决定生物进化的方向,生长环境的不同有利于耧斗菜进化出不同的物种,B项正确;适应是自然选择的结果,甲、乙两种耧斗菜都适应各自的生活环境,二者花的结构存在显著差异是自然选择的结果,C项正确;甲、乙两种耧斗菜属于两个物种,存在生殖隔离,D项正确。
10.AD 解析:将大肠杆菌在15N标记的脱氧核苷酸培养基中培养一代的时间,然后利用密度梯度离心分离提取的DNA,若合成DNA的原料是细胞内自主合成,则合成的DNA没有15N标记,离心后DNA均为14N,位于顶部,对应图3;若合成DNA的原料是从培养基中摄取,则得到的子代DNA分子一条链是15N,一条链是14N,离心后位于中部,对应图1;若合成DNA的原料既可以是细胞内自主合成,也可以从培养基中摄取,则合成的DNA的两条链既有14N、14N的情况,也有14N、15N的情况,离心后位于中部和顶部之间,对应图2,A项正确,B、C两项错误;无论原核生物还是真核生物,DNA复制的方式都是半保留复制,即DNA分子解旋形成两条模板链,模板链复制形成子链,然后两条模板链分别与新合成的子链组成子代DNA分子,D项正确。
11.BC 解析:依据题干信息可知,PER基因和TIM基因是位于非同源染色体上的基因,遗传时相对独立,互不干扰,A项正确;TIM基因表达障碍时,就不能使过多的PER蛋白与TIM蛋白结合进入核抑制基因的活性,PER蛋白会发生持续性积累,B项错误;昼夜节律的变化与PER基因的表达有关,也与细胞内PER蛋白和TIM蛋白二者结合后的负反馈调节有关,C项错误;“生物钟”的形成与X染色体上的PER基因和2号染色体上的TIM基因的选择性表达有关,D项正确。
12.AD 解析:A基因存在位置效应,某杂合红眼果蝇X染色体上的A基因转移到4号染色体的异染色质区,非同源染色体之间交换片段,属于易位,A项正确;花斑型眼果蝇的初级卵母细胞中,能发生类似十字形的特殊联会,故A基因和a基因所在的染色体片段仍能发生互换,B项错误;转移到4号异染色质区的基因由于异染色质结构的高度螺旋,DNA无法解旋,不能正常转录而不能正常表达,C项错误;由于异染色质结构的高度螺旋影响基因转录,4号染色体上的A基因距离异染色质区远可能容易表达,D项正确。
13.答案:(1)不做处理的同种蜜蜂 转入X基因的同种蜜蜂
对照组1和2 Lkr基因表达量正常,而实验组该基因的表达量较小 Lkr基因正常表达能提高蜜蜂对蔗糖的敏感程度
(2)不同变异(突变和基因重组) 选择 基因库 生殖隔离
解析:(1)为研究Lkr在蜜蜂适应环境中的作用,研究人员将X基因转入蜜蜂体内,该基因的转录产物能与LkrmRNA结合,从而干扰LkrmRNA的翻译,检测不同处理下蜜蜂对蔗糖发生反应的最低浓度的差异。该实验的自变量为是否注入X基因,因变量是对蔗糖的反应。①实验要遵循单一变量原则、等量对照原则,要排除无关变量干扰,已知该实验中对照组2转入了编码无关RNA的基因(目的是排除导入无关RNA的影响),则对照组1应该是不做处理的蜜蜂,实验组应为转入X基因的蜜蜂。由于对照组1不做处理,则其中的Lkr基因应该正常表达,而对照组2导入了无关的RNA,则其体内的Lkr基因也应该能正常表达,因此对照组1和2对蔗糖的敏感程度几乎无差异,而实验组中有些蜜蜂个体对蔗糖的敏感程度却有所下降,据此可推测,Lkr基因正常表达能提高蜜蜂对蔗糖的敏感程度。②对糖敏感的蜜蜂倾向于采集花粉为食,反之则倾向于采蜜为食。温带地区植物开花呈现明显的季节性,说明温带地区花粉相对于热带地区来讲,花粉不足;采集花粉的蜜蜂对糖的敏感性较强,则相应的蜜蜂体内与蔗糖敏感性相关的基因表达量应该较高。据此可推测,热带地区常年开花,花粉充足,因此处于热带地区的蜜蜂体内的Lkr基因表达量高,而处于温带地区的蜜蜂由于所处的环境中花粉较少,因而体内该基因的表达量较低。(2)我国7个东方蜜蜂种群生活在不同地区,存在不同变异(突变和基因重组),各种群受到不同的气候、植物开花期等因素的选择作用,导致这些不同的蜜蜂种群基因库之间形成明显的差异。如果这种差异继续增大,以至它们之间无法进行基因交流,进而出现生殖隔离,它们便会发展成不同的物种。
14.答案:(1)紫花 AABb、aaBb (2)隐 B (3)紫花∶红花∶白花=3∶1∶2 紫花∶白花=2∶1 (4)2种颜色4个亮点
2种颜色6个亮点 2种颜色4个亮点
解析:(1)由于紫花和红花杂交,F1中紫花∶白花≈2∶1,所以紫花为显性性状,亲本基因型是A_B_(紫花)和aaB_(红花),后代出现了bb的白花,几乎没有红花aaB_,因此说明亲代基因型是父本AABb和母本aaBb。(2)由于AABb和aaBb杂交,后代紫花AaB_∶白花Aabb≈2∶1,已知基因B或b所在的染色体上有一条带有致死基因,但存在AaBb的个体,因此该致死基因为隐性基因,同时杂交的后代缺少BB的个体,因此可以推测,该基因与B基因位于一条染色体上。(3)F1紫花植株的基因型是AaBb,如果基因A、a与基因B、b位于两对同源染色体上,则遵循自由组合定律,考虑BB致死,用棋盘法表示杂交结果:
配子
1AA
2Aa
1aa
1BB
致死
2Bb
6紫花
2红花
1bb
4白花
所以后代中紫花∶红花∶白花=3∶1∶2。如果基因A、a与基因B、b位于一对同源染色体上,则有可能是A和b、a和B分别位于一条染色体上,还有可能是A和B、a和b分别位于一条染色体上,如果是前者,则后代中AAbb∶AaBb∶aaBB(致死)=1∶2∶1,所以紫花∶白花=2∶1,如果是后者,则后代中AABB(致死)∶AaBb∶aabb=1∶2∶1,所以紫花∶白花=2∶1。(4)该杂交父本的基因型是AABb,母本的基因型是aaBb,子代基因型为AaBb或Aabb,现出现了一株红花;在四分体时期,每条染色体含有2条姐妹染色单体,所以基因完成了复制。如果该红花植株出现是由环境因素导致的,则基因型没有改变,因此是AaBb(3种颜色6个亮点)或Aabb(2种颜色4个亮点);如果该红花植株出现是由某一个基因突变导致的,则肯定是AaBb突变为aaBb,表现为2种颜色6个亮点;如果该红花植株出现是由某条染色体结构缺失导致的,则是AaBb中含A基因的染色体缺少,因此基因型是aBb,表现为2种颜色4个亮点。
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