高中生物高考解密10 遗传的分子基础（分层训练）（解析版）

这是一份高中生物高考解密10 遗传的分子基础（分层训练）（解析版），共27页。试卷主要包含了探究遗传物质本质的经典实验，DNA是主要的遗传物质，DNA的结构，DNA的复制，DNA的复制、转录和翻译，中心法则及基因与性状的关系等内容，欢迎下载使用。
解密10 遗传的分子基础
A组 考点专练
考向一 探究遗传物质本质的经典实验
1．（2021·礼泉县第一中学高三其他模拟）下图甲是加热杀死的S型细菌与R型活菌混合后注射到小鼠体内两种细菌的含量变化；图乙是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列有关叙述错误的是

A．图甲中，后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化并增殖而来的
B．图甲中，AB对应时间段内，小鼠体内还没有形成大量抗R型细菌的抗体
C．图乙经离心的试管中，沉淀物中新形成的子代噬菌体具有放射性
D．图乙若用32P标记亲代噬菌体，则子代噬菌体中只有少部分具有放射性
【答案】C
【分析】
根据题意和图示分析可知：甲图中AB段由于细菌刚进入小鼠体内，小鼠还没有产生相应的抗体，所以R型细菌会增多，该实验中部分R型菌转化成了S型菌，然后大量增殖。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。因为乙图中的实验如果搅拌过程不充分，则很多噬菌体会附着在细菌表面，经过离心后会进入沉淀物中，使得沉淀物中的放射性增强。
【详解】
由于是将杀死的S型细菌与R型活菌混合注射到小鼠体内，所以甲图中最初的S型细菌是由R型细菌转化来的，但之后产生的S型细菌有的是由转化形成的S型细菌增殖而来，A正确；小鼠产生抗体需要经过体液免疫过程，要一定的时间，所以甲图中AB时间段内，小鼠体内还没形成大量的免疫R型细菌的抗体，导致R型细菌数目增多，B正确；乙图中噬菌体被标记的成分是蛋白质，蛋白质不能进入细菌，所以新形成的子代噬菌体完全没有放射性，C错误；由于DNA分子的半保留复制，所以用32P标记亲代噬菌体，裂解后子代噬菌体中少部分具有放射性，D正确。
2．（2020·江西赣州市·）细菌转化是指某一受体细菌通过直接吸收来自另一供体细菌的一些含有特定基因的DNA片段，从而获得供体细菌的相应遗传性状的现象，如肺炎双球菌转化实验。S型肺炎双球菌有荚膜，菌落光滑，可致病，对青霉素敏感。在多代培养的S型菌中分离出了两种突变型：R型，无荚膜，菌落粗糙，不致病；抗青霉素的S型（记为PenrS型）。现用PenrS型菌和R型菌进行下列实验，对其结果的分析最合理的是

A．甲组中部分小鼠患败血症，注射青霉素治疗后均可康复
B．乙组中可观察到两种菌落，加青霉素后仍有两种菌落继续生长
C．丙组培养基中含有青霉素，所以生长的菌落是PenrS型菌
D．丁组中因为DNA被水解而无转化因子，所以无菌落生长
【答案】D
【解析】
甲实验中能转化形成抗青霉素的S型细菌，所以部分小鼠患败血症，注射青霉素治疗不能恢复健康，A错误；乙实验中R型菌能转化形成抗青霉素的S型细菌，因此可观察到两种菌落，但是由于R型菌不抗青霉素，加青霉素后只有一种菌落（S型菌）继续生长，B错误；由于R型菌在含有青霉素的培养基中不能生长，所以不能转化出PenrS型细菌，C错误；丁组中因为DNA被水解而无转化因子，所以没有PenrS型细菌的生长，且丁组中加入了青霉素，R型菌也不能生长，故丁组中无菌落生长，D正确。
3．（2020·江苏南京市·高一期末）下列有关证明DNA是遗传物质的经典实验的说法正确的是
A．格里菲思的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术
B．分别用含有放射性同位素标记的35S和32P的培养基培养噬菌体来对其进行标记
C．噬菌体能利用宿主菌的DNA为模板合成子代噬菌体的核酸
D．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
【答案】D
【解析】【分析】由题意可知：该题考查肺炎双球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌的实验的知识。选项描述涉及艾弗里的体外转化实验过程、噬菌体侵染细菌的实验原理和过程以及对实验现象的分析。
【详解】艾弗里的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术，A错误；分别用含有放射性同位素标记的35S和32P的培养基培养大肠杆菌，以获得分别含35S、32P的大肠杆菌，再用分别含35S、32P的大肠杆菌培养噬菌体来对其进行标记，B错误；噬菌体能利用自身的DNA为模板，以宿主菌细胞中的脱氧核苷酸为原料来合成子代噬菌体的核酸，C错误；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细胞中，用35S标记的噬菌体侵染实验中，沉淀物存在少量放射性的原因可能是搅拌不充分，有少量含35S 的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中所致，D正确。
4．（2020·黑龙江双鸭山市·双鸭山一中高三月考）下列利用同位素标记法不能达到相应研究目的的是
A．研究分泌蛋白的合成和分泌过程时，用3H标记氨基酸
B．研究光合作用暗反应过程中碳的转移途径时，用14C标记CO2
C．研究噬菌体的遗传物质时，分别用35S和32P标记蛋白质和DNA
D．研究遗传信息的转录和翻译过程时，用3H标记胸腺嘧啶
【答案】D
【分析】
放射性同位素标记法在生物学中具有广泛的应用： 
（1）用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，用32P标记噬菌体的DNA，分别侵染细菌，最终证明DNA是遗传物质；
（2）用3H标记氨基酸，探明分泌蛋白的合成与分泌过程；
（3）15N标记DNA分子，证明了DNA分子的复制方式是半保留复制；
（4）卡尔文用14C标记CO2，研究出碳原子在光合作用中的转移途径，即CO2→C3→有机物；
（5）鲁宾和卡门用18O标记水，证明光合作用所释放的氧气全部来自于水。
【详解】
A、用3H标记氨基酸，放射性会依次出现在核糖体、内质网、囊泡、高尔基体、囊泡、细胞膜，因此可以探明分泌蛋白的合成与分泌过程，正确；
B、卡尔文用14C标记CO2，研究出碳原子在光合作用暗反应中的转移途径，即CO2→C3→有机物，正确；
C、用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，用32P标记噬菌体的DNA，分别侵染细菌，最终证明DNA是遗传物质，正确；
D、DNA中的特有碱基是胸腺嘧啶，RNA中的特有碱基是尿嘧啶，用3H标记胸腺嘧啶，可以探究DNA的复制方法，不能研究遗传信息的转录和翻译过程，错误；
故选D。
5．（2020·邵东市第一中学高二月考）下列关于病毒和细菌的说法正确的是
A．T2噬菌体的遗传物质主要是DNA
B．硝化细菌中不存在既有蛋白质又有核酸的结构
C．大肠杆菌拟核环状DNA上含有控制所有性状的基因
D．肺炎双球菌中由G、C、T、U组成的核苷酸有6种
【答案】D
【分析】
细胞生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。细胞生物均含核糖体，核糖体是由RNA和蛋白质构成的。
【详解】
T2噬菌体只含DNA，遗传物质是DNA，A错误；硝化细菌为原核生物，含有核糖体，核糖体是由RNA和蛋白质构成的，B错误；大肠杆菌的遗传物质主要分布在拟核，另外在细胞质的质粒中也有，故大肠杆菌拟核环状DNA上含有控制大多数性状的基因，C错误；肺炎双球菌为原核生物，既含有DNA又含有RNA，DNA的碱基组成为A、T、G、C，RNA的碱基组成为A、U、G、C，DNA中含有的五碳糖是脱氧核糖，RNA中含有的五碳糖是核糖，故由G、C可分别组成两种核苷酸，而T、U则均只能组成一种核苷酸，所以由G、C、T、U组成的核苷酸有6种，D正确。
故选D。

考向二 DNA是主要的遗传物质
6．（2019·江西南昌市·南昌十中高一月考）一切生物的遗传物质是(　　)
A．DNA B．核酸 C．RNA D．蛋白质
【答案】B
【分析】
细胞生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。
【详解】
大多数生物的遗传物质是DNA，少数生物的遗传物质是RNA。DNA和RNA均属于核酸。综上所述，ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
7．（2019·四川成都市·成都七中高三一模）有关细胞中遗传物质的叙述，正确的是（ ）
A．真核生物的遗传物质都是 DNA，部分原核生物的遗传物质是 RNA
B．转录和翻译过程都存在碱基 T 与碱基 A 的配对
C．遗传信息在从碱基序列到氨基酸序列的传递过程中没有损失
D．在基因控制蛋白质合成的过程中，不会发生 DNA 酶的催化
【答案】D
【解析】
【分析】
1、细胞结构生物包括真核生物和原核生物，遗传物质为DNA。非细胞生物（病毒）的遗传物质为DNA或RNA。
2、DNA复制过程中，碱基T与碱基A配对，碱基A与碱基T的配对。遗传信息的转录过程中，碱基T与碱基A配对，碱基A与碱基U的配对。遗传信息的转录过程中，碱基U与碱基A配对，碱基A与碱基U的配对。
【详解】
真核生物、原核生物和大部分病毒的遗传物质都是 DNA，少部分病毒的遗传物质是RNA，A错误；转录过程存在碱基 T 与碱基 A 的配对，翻译过程存在碱基U 与碱基 A 的配对，B错误；由于有些碱基序列并不编码氨基酸，例如终止密码。因此，遗传信息在从碱基序列到氨基酸序列的传递过程中有损失，C错误；DNA酶能够催化DNA水解。在基因控制蛋白质合成的过程中，需要DNA聚合酶的催化作用，不会发生 DNA 酶的催化，D正确。故选D。
8．（2019·毕节市实验高级中学高一期中）下列有关生物遗传物质的叙述，不正确的是
A．病毒的遗传物质是DNA或RNA
B．只含有RNA的生物，遗传物质是RNA
C．既有DNA又有RNA的生物，其遗传物质是DNA或RNA
D．细胞生物的遗传物质都是DNA
【答案】C
【解析】
【分析】
真核细胞和原核细胞均含有DNA和RNA两种核酸，其中DNA为遗传物质，RNA一般作为遗传信息表达的媒介或工具。病毒只含有一种核酸。
【详解】
A、病毒只含有1种核酸，含有DNA的病毒其遗传物质是DNA，含有RNA的病毒其遗传物质是RNA，A项正确；
B、只含有RNA 一种核酸的生物，其遗传物质一定是RNA，B项正确；
C、既有DNA又有RNA的生物，其遗传物质是DNA，C项错误；
D、所有细胞生物都含有DNA和RNA，其遗传物质是DNA，D项正确。
故选C。
9．（2020·湖南长沙市·长郡中学高二期中）DNA是主要的遗传物质是指
A．一种生物的遗传物质主要是DNA
B．大多数生物的遗传物质是DNA
C．DNA大部分在染色体上
D．染色体在遗传上起主要作用
【答案】B
【分析】
具有细胞结构的生物同时含有DNA和RNA，但均以DNA为遗传物质。部分病毒以RNA为遗传物质。
【详解】
真核细胞和原核细胞内既含有DNA也含有RNA，但遗传物质是DNA。DNA病毒也以DNA作为遗传物质，只有少数含RNA的病毒以RNA为遗传物质，由于绝大多数的生物的遗传物质是DNA，因此DNA是主要的遗传物质。选B。

考向三 DNA的结构
10．（2020·七台河市第一中学高一期末）在探究核酸是遗传物质的科学历程中，有如下重要实验：噬菌体侵染细菌试验、肺炎双球菌转化实验、烟草花叶病毒感染和重建试验。下列叙述正确的是
A．用35S标记的T2噬菌体感染不具放射性的细菌，少量子代噬菌体会含有35S
B．加热杀死的S型菌和活的R型菌混合注入小鼠体内，不会引起小鼠败血症
C．S型菌的DNA经DNA酶处理后，不能使活的R型菌转化成S型菌
D．用烟草花叶病毒的RNA感染烟草，烟草中不会有子代病毒
【答案】C
【解析】
用35S标记的是T2噬菌体的蛋白质外壳，T2噬菌体侵染细菌时，其蛋白质外壳留在细菌细胞外，因此用35S标记的T2噬菌体感染不具放射性的细菌，子代噬菌体不会含有35S， A错误；加热杀死的S型菌和活的R型菌混合注入小鼠体内，会有部分活的R型菌转化为S型菌，活的S型菌有毒，会引起小鼠败血症，B错误；S型菌的DNA经DNA酶处理后，S型菌的DNA被DNA酶催化水解，不能使活的R型菌转化成S型菌，C正确；烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，用烟草花叶病毒的RNA感染烟草，烟草中会有子代病毒，D错误。
11．（2020·赤峰二中高二月考）分析一个DNA分子时，发现30%的脱氧核苷酸含有腺嘌呤，由此可知该分子中一条链上鸟嘌呤含量的最大值可占此链碱基总数的(  )
A．20％ B．30％ C．40％ D．70％
【答案】C
【分析】
在双链DNA分子中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则（腺嘌呤与胸腺嘧啶配对、鸟嘌呤与胞嘧啶配对），且互补配对的碱基两两相等，即A=T，C=G，则A+G=C+T，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。
【详解】
在一个DNA分子中，有30%的脱氧核苷酸含有腺嘌呤，即A=30%。根据碱基互补配对原则，T=A=30%，则C=G=50%-30%=20%。该DNA分子中鸟嘌呤所占的比例为20%，则该分子中一条链上鸟嘌呤占此链碱基总数的比例为：0～40%，所以该分子中一条链上鸟嘌呤含量的最大值可占此链碱基总数的40%，综上分析，C正确，ABD错误。
故选C。
12．（2020·黑龙江双鸭山市·双鸭山一中高二开学考试）用15N标记了两条链含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制3次。下列有关说法中不正确的是
A．该DNA分子含有的氢键数目是260个
B．该DNA分子复制3次共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸160个
C．子代DNA分子中含15N的单链与含14N的单链之比为1∶7
D．子代DNA分子中含15N的DNA分子与含14N的DNA分子之比为1∶4
【答案】B
【分析】
据题文和选项的描述可知：该题考查学生对DNA分子结构的主要特点及其复制的相关知识的识记和理解能力，以及计算能力。理解碱基互补配对原则和半保留复制的内涵是解答此题的关键。
【详解】
已知用15N标记的双链DNA分子共有A＋T＋G＋C＝200个碱基，其中C＝60个碱基。依据碱基互补配对原则可推知，在该DNA分子中，C＝G＝60个，A＝T＝40个。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，因此该DNA分子含有的氢键数目是3×60＋2×40＝260个，A正确；若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制3次，则共需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数＝(23－1)×40＝280个，B错误；该DNA分子在含14N的培养基中连续复制3次，共产生23＝8个DNA分子，依据DNA分子的半保留复制原则，在这8个DNA分子中，有2个DNA分子的一条链含15N、另一条链含14N，有6个DNA分子的两条链均含14N，因此子代DNA分子中含15N的单链与含14N的单链之比为2∶14＝1∶7，含15N的DNA分子与含14N的DNA分子之比为2∶8＝1∶4，C、D正确。
13．（2016·上海静安区·高三二模）如图为某个基因的部分片段，关于该结构的叙述，正确的是

A．①所圈定的部位是腺嘌呤 B．DNA连接酶作用于②处
C．限制酶作用于③处 D．解旋酶作用于④处
【答案】B
【解析】
①所圈定的部位是腺嘌呤脱氧核苷酸，A项错误；限制酶和DNA连接酶作用于两个脱氧核苷酸之间的化学键②处，B项正确，C项错误；解旋酶作用于碱基对之间的氢键③处，D项错误。
14．（2020·安徽六安市·六安一中高一月考）核酸可通过脱水形成多聚核苷酸，与多肽一样，脱水后一个核苷酸的磷酸基团与下一个单体的糖相连，形成了一个重复出现的糖一磷酸主链（如图），下列叙述正确的是（ ）

A．核苷酸的组成元素只有C、H、O、N
B．图中所示为核糖核苷酸长链
C．糖一磷酸主链中一个磷酸基团大多和两个五碳糖相连
D．图中有4种核糖核苷酸
【答案】C
【分析】
DNA分子结构的主要特点：DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构；DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则（A-T、C-G）。
【详解】
A、该图所示化合物的组成元素含有C、H、O、N、P，A错误；
B、由图中碱基T可知，该链为脱氧核苷酸长链，B错误；
C、图中的一个磷酸基团一般与两个五碳糖相连，末端游离的磷酸基团与一个五碳糖相连，C正确；
D、图中有4种脱氧核苷酸，D错误。
故选C。
15．（2018·全国专题练习）现已知基因M含有碱基共N个，腺嘌呤n个，具有类似如图的平面结构，下列说法正确的是 （ ）

A．基因M共有4个游离的磷酸基，1.5N－n个氢键
B．如图a可以代表基因M ，基因M的等位基因m可以用b表示；a链含有A的比例最多为2n/N
C．基因M的双螺旋结构中，脱氧核糖和磷脂交替排列在外侧，构成基本骨架
D．基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等
【答案】D
【分析】
①DNA分子结构的主要特点是：DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构；DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则（A-T、C-G）。②碱基对A-T之间有2个氢键，C-G之间有3个氢键。③基因是有遗传效应的DNA片段。基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失而引起的基因结构的改变。
【详解】
A、基因M的每一条链有1个游离的磷酸基，因此基因M含有2个游离的磷酸基，由题意可知：基因M共含有A＋T＋G＋C＝N个碱基，其中A（腺嘌呤）＝T＝n个，则C＝G＝（N-2n）/2个，由于A-T之间有2个氢键，C-G之间有3个氢键，因此该基因中含有氢键数目为2n＋3×（N-2n）/2＝1.5N－n个，A错误；
B、基因是由两条脱氧核苷酸链组成的，图中a和b共同组成基因M，因此基因M的等位基因m不能用b表示，当基因M中含有的A都在a链上时，a链含有A的比例最多，此种情况下A占a链的比例为n÷(N/2) ＝2n/ N， B错误，
C、基因M的双螺旋结构中，脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架，C错误；
D、等位基因是通过基因突变产生的，而基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失和替换，因此基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等，D正确。
故选D。

考向六 DNA的复制
16．（2020·江苏扬州市·扬州中学高三月考）羟胺可使胞嘧啶转化为羟化胞嘧啶而与腺嘌呤配对，假如一个精原细胞在进行DNA复制时，一个DNA分子的两个胞嘧啶碱基发生羟化，不可能出现的现象是
A．减数分裂产生的四个精子中，两个精子的DNA序列改变，两个没有改变
B．产生的初级精母细胞中可能有四条姐妹染色单体含有羟化胞嘧啶
C．DNA序列发生改变的精子与正常卵细胞结合并发育成具有突变性状的个体
D．DNA序列发生改变的精子与正常卵细胞结合发育成的个体没有该性状的改变
【答案】B
【分析】
1、DNA的复制方式为半保留复制。
2、基因突变不一定会引起生物性状的改变，原因有：①体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定出现该基因；②若亲代DNA某碱基对发生改变而产生隐性基因，隐性基因传给子代，子代为杂合子，则隐性性状不会表现出来；③不同密码子可以表达相同的氨基酸；④性状是基因和环境共同作用的结果，有时基因改变，但性状不一定表现。
【详解】
一个精原细胞在进行DNA复制时，若一个DNA分子的每条链上的一个胞嘧啶碱基发生羟化，依据半保留复制和减数分裂过程，初级精母细胞的一对同源染色体上的四个DNA分子中，会有两个DNA序列改变，所以减数分裂产生的4个精子中，两个精子的DNA序列改变，两个没有改变，A正确；B错误；由于基因突变不一定引起生物性状的改变，所以DNA序列发生改变的精子和卵细胞结合可能发育成具有突变性状的个体（即出现新的性状），也可能发育成没有突变性的个体，CD正确；故选B。
17．（2020·重庆市第七中学校高二期中）下列相关实验表述正确的是
A．在低温诱导染色体加倍实验中，两次使用95%的酒精的实验目的相同
B．证明DNA的半保留复制实验用到了同位素标记法和假说一演绎的研究方法
C．酒精在“低温诱导染色体数目加倍实验”和“观察DNA、RNA在细胞中的分布实验”中的作用相同
D．杂合子高茎豌豆在自然状态下随机交配,子代基因频率和基因型频率均不会改变
【答案】B
【分析】
由选项的描述可知：该题考查学生对“低温诱导染色体数目加倍”和“观察DNA、RNA在细胞中的分布”的实验、对DNA分子复制的推测和DNA半保留复制的实验证据、基因频率和基因型频率的计算等相关知识的识记和理解能力。
【详解】
在“低温诱导染色体数目加倍的实验”中，第一次使用95%的酒精的目的是冲洗掉根尖上残留的卡诺氏液，第二次使用95%的酒精的目的是与盐酸按1：1的比例混合对细胞进行解离，而在“观察DNA、RNA在细胞中的分布实验”中，酒精作为酒精灯的燃烧剂，用于烘干载玻片，以固定并迅速杀死细胞，防止细胞死亡时某些水解酶（或溶酶体）对核酸的破坏，A、C错误；证明DNA的半保留复制实验，是在沃森和克里克假说（DNA的半保留复制）的基础上，通过演绎推理，以大肠杆菌为实验材料，采用同位素示踪技术和离心处理，根据试管中DNA的分布位置确定复制方式，最终通过实验得以验证，充分体现了假说—演绎法，B正确；豌豆是自花传粉、闭花受粉的植物，杂合子高茎豌豆在自然状态下随机交配，也就是进行自交，假设高茎豌豆的基因型为Dd，依据“1个等位基因的频率＝它的纯合子的频率＋1/2杂合子的频率”可知，D的基因频率＝d的基因频率＝1/2，自交子一代的基因型频率为1/4DD、1/2Dd、1/4dd，子一代的D的基因频率＝d的基因频率＝1/2，可见，子代基因频率不变，但基因型频率会改变， D错误。
18．（2020·江西南昌市·南昌二中高二期中）用15N标记含有100个碱基对的DNA分子片段，该DNA分子碱基间的氢键共有260个，在含l4N的培养基中连续复制多次后共消耗游离的嘌呤类脱氧核苷酸1 500个，下列叙述正确的是 （）
A．该DNA片段中共有腺嘌呤60个，复制多次后含有14N的DNA分子占7/8
B．若一条链中（A+G）／（T+C）