专题(五)　遗传的分子基础（含解析）-2024年高考生物二轮复习强化练

这是一份专题(五)　遗传的分子基础（含解析）-2024年高考生物二轮复习强化练，共9页。试卷主要包含了细胞中氨基酸有两个来源，心肌细胞过量凋亡易引起心力衰竭等内容，欢迎下载使用。

A．能导致小鼠死亡的有a、d两组
B．d、e两组对比可说明转化因子是DNA而不是蛋白质
C．培养后的d组中所有的肺炎链球菌都具有致病性
D．d组产生的有致病性的肺炎链球菌能将该性状遗传给后代
2．如图为某同学制作的DNA双螺旋结构模型，下列相关叙述正确的是( )
A．一个细胞周期中，c处化学键可能多次断裂、生成
B．模型中d处小球代表磷酸，它和脱氧核糖交替连接构成DNA分子的基本骨架
C．DNA的两条链反向平行，故a链从左向右的碱基序列和b链从右向左的碱基序列相同
D．DNA分子上不具有遗传效应的片段一般不能遗传给下一代
3．(2023·江苏，6)翻译过程如图所示，其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I)，与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对。下列相关叙述正确的是( )
A．tRNA分子内部不发生碱基互补配对
B．反密码子为5′－CAU－3′的tRNA可转运多种氨基酸
C．mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA
D．碱基I与密码子中碱基配对的特点，有利于保持物种遗传的稳定性
4．如图是线粒体DNA(mtDNA)基因表达的相关过程，下列相关叙述正确的是( )
A．参与过程①的酶有DNA解旋酶和RNA聚合酶
B．过程②RNA酶P和RNA酶Z能识别特定的碱基序列
C．过程①的产物可为过程③提供模板、原料和工具
D．线粒体DNA中的基因遗传时遵循孟德尔遗传定律
5．(2023·盐城高三联考)细胞中氨基酸有两个来源：一是从细胞外摄取，二是细胞内利用氨基酸合成酶自己合成。当细胞缺乏氨基酸时，某种RNA无法结合氨基酸(空载)，空载的该种RNA与核糖体结合后引发RelA利用GDP和ATP合成ppGpp(如图甲)，ppGpp是细胞内的一种信号分子，可提高A类基因或降低B类基因的转录水平，也可直接影响翻译过程(如图乙)。下列叙述错误的是( )
A．翻译的模板是mRNA，缺乏氨基酸导致空载的RNA属于tRNA
B．可推测rRNA基因属于A类基因，氨基酸合成酶基因属于B类基因
C．图乙所示的翻译过程中，核糖体在mRNA上的移动方向为从右往左
D．ppGpp调节机制属于负反馈调节，能缓解氨基酸缺乏造成的影响
6．(多选)(2023·扬州高三调研)关于艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验，一些科学家认为“DNA可能只是在细胞表面起化学作用，形成荚膜，而不是起遗传作用”。同时代的生物学家哈赤基斯从S型肺炎链球菌中分离出了一种抗青霉素的突变型(抗—S，产生分解青霉素的酶)，提取它的DNA，将DNA与对青霉素敏感的R型细菌(非抗—R)共同培养。结果发现，某些非抗—R型细菌被转化为抗—S型细菌并能稳定遗传，从而否定了一些科学家的错误认识。关于哈赤基斯实验的叙述，正确的是( )
A．缺乏对照实验，所以不能支持艾弗里的结论
B．完美证明了DNA是主要的遗传物质
C．实验巧妙地选用了抗青霉素这一性状作为观察指标
D．证明细菌中一些与荚膜形成无关的性状也能发生转化
7．(多选)(2023·淮安高三模拟)心肌细胞过量凋亡易引起心力衰竭。如图为心肌细胞中凋亡基因ARC表达的相关调节过程，miR－223是一种非编码RNA，可与ARCmRNA杂交使其翻译受阻。下列相关叙述错误的是( )
A．过程①需要DNA聚合酶识别并结合启动子
B．过程②正在合成的肽链的氨基酸序列相同
C．基因miR－223过度表达，可能导致心力衰竭
D．若某RNA能与miR－223竞争性结合ARCmRNA，则有望成为减缓心力衰竭的新药物
8．(多选)(2023·徐州高三期末)DNA在复制过程中会发生错配，细胞能够根据“保存母链，修正子链”的原则，通过准确的错配修复系统识别新合成链中的错配碱基并加以校正，该系统中的甲基化酶能使母链在错配位点的两侧被甲基化，具体修复过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A．DNA母链的甲基化有利于子链的精准切割
B．蛋白复合物能识别错配位点并在错配位点切割子链
C．DNA错配修复过程主要发生在细胞分裂的分裂间期
D．DNA聚合酶从缺口处子链的5′端连接脱氧核苷酸即可完成修复
9．科学家以T4噬菌体和大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心法进行了DNA复制方式具体过程的探索实验。
(1)从结构上看(图1)，DNA两条链的方向________。DNA的半保留复制过程是边________边复制。DNA复制时，催化脱氧核苷酸添加到DNA子链上的酶是______________。该酶只能使新合成的DNA链从5′→3′端方向延伸，依据该酶催化DNA子链延伸的方向推断，图中的DNA复制模型________(填“是”或“不是”)完全正确。
(2)为探索DNA复制的具体过程，科学家做了如下实验。20 ℃条件下，用T4噬菌体侵染大肠杆菌，进入T4噬菌体DNA活跃复制期时，在培养基中添加含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷，培养不同时间后，阻断DNA复制，将DNA变性处理为单链后，离心分离不同长度的T4噬菌体的DNA片段，检测离心管不同位置的放射性强度，结果如图2所示(DNA片段越短，与离心管顶部距离越近)。
①根据上述实验结果推测，DNA复制形成互补子链时，存在先合成较短的DNA片段，之后较短的DNA片段________________的过程，依据是时间较短时(30 s内)，与离心管顶部距离较近的位置________________，随着时间的推移，____________。
②若抑制DNA片段连接的相关酶功能，再重复上述实验，则可能的实验结果是：随着时间的推移，与离心管顶部距离较近的区域____________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)如图3表示“证明DNA半保留复制”实验中的几种可能离心结果。
①将15N标记的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中增殖一代，如果DNA为全保留复制，则离心后试管中DNA的位置应如图3中试管________所示；如果DNA为半保留复制，则离心后试管中DNA的位置应如图3中试管________所示。
②在整个实验中出现了甲、乙、丙三条DNA带，证明了DNA为半保留复制，将15N标记的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中增殖三代，则15N标记的DNA分子占________%。
10．(2023·扬州高三统考)微小RNA(miRNA)是一类由内源基因编码的非编码单链小分子RNA，研究表明miRNA可导致基因“沉默”，是参与细胞表观遗传调控的重要分子。miRNA的产生和作用机制如图。请据图回答问题：
(1)过程①需要的原料是__________________，其产物能形成发夹结构(分子内双螺旋)是由于________________________。
(2)过程②大分子的miRNA前体通过核孔，是否依赖于核孔的选择透过性？________。过程③催化水解的化学键位于______________________________________________________(基团)之间。
(3)miRNA使相关基因“沉默”的主要机制是沉默复合体中的________能与靶基因mRNA发生碱基互补配对，进而阻止了基因表达中的______过程继续进行。
(4)科学家依据miRNA作用机制发明了双链RNA干扰技术，向3日龄意大利蜜蜂雌蜂幼虫体内分别注射DNA甲基化转移酶(DNMT)基因的miRNA，测定72 h内蜜蜂细胞中DNMT mRNA含量和DNMT活性，结果如表，分析回答相关问题：
①实验中“对照组”应注射________________。设计DNMT基因miRNA时，最好依据该基因的____________(填“启动子序列”“外显子序列”或“内含子序列”)。
②若已知“基因甲基化能抑制基因表达，导致雌蜂幼虫的生殖器官难以正常发育”，则本实验中两组雌蜂幼虫发育状态为_____________________________________________________。
专题(五) 遗传的分子基础
1．C [培养后的d组中少数的S型肺炎链球菌具有致病性，大部分的R型肺炎链球菌未发生转化，无致病性，C错误。]
2．A [模型中d处小球代表脱氧核糖，它和磷酸交替连接分布在DNA的外侧，构成DNA分子的基本骨架，B错误；DNA的两条链反向平行是指一条链是从3′→5′，另一条是从5′→3′，但a链从左向右的碱基序列和b链从右向左的碱基序列并不相同，C错误；DNA分子上不具有遗传效应的片段不是基因，无论是基因还是非基因片段，都可以通过减数分裂遗传给下一代，D错误。]
3．D [tRNA链存在空间折叠，局部双链之间通过碱基对相连，A错误；反密码子为5′－CAU－3′的tRNA只能与密码子3′－GUA－5′配对，只能携带一种氨基酸，B错误；mRNA中有终止密码子，核糖体读取到终止密码子时翻译结束，终止密码子没有相应的tRNA结合，C错误；由题意可知，在密码子第3位的碱基A、U或C可与反密码子第1位的I配对，这种配对方式增加了反密码子与密码子识别的灵活性，提高了容错率，有利于保持物种遗传的稳定性，D正确。]
4．B [过程①是转录过程，参与过程①的酶是RNA聚合酶，A错误；原始RNA经过程②中RNA酶P和RNA酶Z特定切割后，原始RNA变为前体mRNA、前体rRNA、前体tRNA，故RNA酶P和RNA酶Z能识别特定的碱基序列，前体mRNA可为过程③提供模板，前体rRNA经加工后可与蛋白质结合形成核糖体，为③提供场所，前体tRNA可作为③中搬运氨基酸的工具，但不能为③提供原料(氨基酸)，B正确，C错误；线粒体DNA中的基因的遗传属于细胞质遗传，孟德尔遗传定律只适用于有性生殖的真核生物的细胞核基因的遗传，D错误。]
5．B [翻译的模板是mRNA，能识别并结合氨基酸的RNA是tRNA，故缺乏氨基酸导致空载的RNA属于tRNA，A正确；细胞缺乏氨基酸时，空载的tRNA与核糖体结合后引发ppGpp含量增加，进而提高A类基因或降低B类基因的转录水平，或抑制翻译的过程，以缓解氨基酸缺乏造成的影响，属于负反馈调节，可推测A类基因属于促进产生氨基酸的基因，B类基因属于促进消耗氨基酸的基因，故rRNA基因属于B类基因，氨基酸合成酶基因属于A类基因，B错误，D正确；图乙所示左侧核糖体上的肽链长于右侧核糖体上的肽链，说明左侧的核糖体先进行翻译的过程，故核糖体的移动方向为从右往左，C正确。]
6．CD [将抗—S型细菌的DNA与对青霉素敏感的R型细菌(非抗—R)共同培养，非抗—R型细菌被转化为抗—S型细菌并能稳定遗传，说明DNA是肺炎链球菌的遗传物质，能支持艾弗里的结论，A错误；该实验与艾弗里实验都证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质，但没有证明DNA是主要的遗传物质，B错误。]
7．ABD [过程①是转录，需要RNA聚合酶识别并结合启动子，A错误；过程②是翻译，存在多聚核糖体，最终合成的肽链的氨基酸序列相同，B错误；基因miR－223过度表达产生的miR－223 RNA与ARCmRNA结合，从而抑制凋亡抑制因子的翻译过程，使凋亡抑制因子合成量降低，使心肌细胞过度凋亡，可能导致心力衰竭，C正确；若某RNA能与miR－223竞争性结合ARCmRNA，仍能抑制凋亡抑制因子的翻译过程，使心肌细胞过度凋亡，则不能减缓心力衰竭，D错误。]
8．BD [甲基化酶能使DNA母链在错配位点的两侧被甲基化，且DNA为半保留复制，所以能精准确定子链的错配位点，A正确；DNA复制主要发生在细胞分裂间期，所以DNA错配修复过程也主要发生在细胞分裂间期，C正确；DNA聚合酶从缺口处子链的3′端连接脱氧核苷酸，还需要DNA连接酶将两个片段连接上才能完成修复，D错误。]
9．(1)相反 解旋 DNA聚合酶 不是 (2)连接成DNA长链 放射性较强(或短片段DNA数量较多) 与离心管顶部距离较远的位置放射性较强(或长片段DNA 数量较多) 放射性一直较强(或短片段DNA的数量一直较多) (3)C B 25%
解析 (1)分析图1可知，DNA的两条模板链的方向分别是5′→3′端和3′→5′端，故两条链方向相反，DNA的半保留复制过程是边解旋边复制，DNA复制时，DNA聚合酶可催化脱氧核苷酸添加到DNA子链上；因此该酶只能使新合成的DNA链从5′端向3′端方向延伸，据图分析可知，子链有一条延伸方向是从3′→5′端，故图1中的DNA复制模型不是完全正确。(2)①据题干信息“DNA片段越短，与离心管顶部距离越近”可知，时间较短时(30 s内)，与离心管顶部距离较近的位置放射性较强(或短片段DNA数量较多)，随着时间推移，与离心管顶部距离较远的位置放射性较强(或长片段DNA 数量较多)，故可推测DNA复制时子链合成存在先合成较短的DNA片段，之后较短的 DNA片段连接成DNA长链的过程。②因DNA连接酶能连接不同的DNA片段，故若抑制DNA连接酶的功能，再重复以上实验，因DNA片段无法连接，故随着时间推移，与离心管顶部距离较近的区域放射性一直较强(或短片段DNA的数量一直较多)。(3)①将15N标记的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中增殖一代，如果DNA为全保留复制，即亲代DNA的两条链均含15N，且原料是14N，则经过复制后产生的DNA为只含有14N的DNA和只含15N的DNA，离心的结果如图C所示；若DNA复制为半保留复制，原料是14N，因此经过复制后产生的DNA均为一条链含有14N、一条链含有15N，离心的结果是分布于中带部位，如图3中试管B所示。②由图出现甲、乙、丙三条DNA带可知，DNA为半保留复制。将15N标记的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中增殖三代，则会形成23＝8(个)DNA，由于DNA为半保留复制，只有两条含有15N的亲代DNA链分别参与形成子代DNA分子，则只能有2个DNA分子含有15N，因此，15N标记的DNA分子占2/8＝25%。
10．(1)4种核糖核苷酸 RNA分子内碱基互补片段通过氢键结合 (2)是 磷酸与核糖 (3)miRNA 翻译
(4)等量生理盐水(或等量实验组使用的溶剂) 外显子序列 实验组雌蜂能正常发育，而对照组则不能正常发育
解析 (3)miRNA使相关基因“沉默”的主要机制是沉默复合体中的miRNA能与靶基因mRNA发生碱基互补配对，进而阻止了基因表达中的翻译过程继续进行。(4)实验中“对照组”应注射等量生理盐水(或等量实验组使用的溶剂)。设计DNMT基因miRNA时，最好依据该基因的外显子序列，因为启动子位于基因的非编码区，不会进行转录过程；而内含子序列经过转录后，mRNA前体经过剪切才能变成成熟的mRNA。若已知“基因甲基化能抑制基因表达，导致雌蜂幼虫的生殖器官难以正常发育”，则本实验中实验组注射了DNA甲基化转移酶(DNMT)基因的miRNA，会影响DNA甲基化转移酶(DNMT)基因的翻译过程，不能产生DNA甲基化转移酶，降低DNA甲基化程度，雌蜂就能够正常发育，而对照组则不能正常发育。
分组及检测指标
24 h
48 h
72 h
对照组
DNMT mRNA含量(相对)
35.3
33.3
30.2
DNMT活性(mml/min)
0.40
0.38
0.36
实验组
DNMT mRNA含量(相对)
28.3
15.4
5.7
DNMT活性(mml/min)
0.26
0.11
0.02