2025届高考生物一轮复习专题训练： 基因的本质

基因的本质 一、单选题 1.研究发现DNA聚合酶不能从头催化DNA的合成,DNA复制时需要RNA引物参与,复制完成后核糖核酸酶会水解引物,最后由酶X催化形成完整的DNA,过程如图所示。下列相关叙述正确的是( ) A.DNA聚合酶需要以DNA链为模板在子链的5'端催化脱氧核苷酸聚合 B.核糖核酸酶可将引物水解为4种核糖核苷酸,其与DNA聚合酶作用的化学键不同 C.酶X是DNA连接酶,可催化磷酸二酯键和氢键的合成 D.DNA复制时还需要解旋酶,该酶能沿着DNA模板移动 2.下图为某真核生物核DNA分子复制过程示意图,有关叙述正确的是( ) A.图中DNA分子复制过程需要解旋酶和RNA聚合酶 B.图示可体现DNA的复制是一个边解旋边复制的过程 C.解旋酶破坏的是相邻核苷酸之间的磷酸二酯键 D.图中3个复制起点同时开始DNA复制 3.某双链DNA分子共有含氮碱基1400个,其中一条单链上(A+T):(C+G)=2:5。问该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是( ) A.600个 B.400个 C.300个 D.1200个 4.如果用3H、15N、32P、35S标记噬菌体后,让其侵染未被标记的细菌,在产生的子代噬菌体的组成成分中,能够找到的同位素为( ) A.可在外壳中找到3H、15N和35S B.可在DNA中找到3H、15N和32P C.可在外壳中找到15N、35S D.可在DNA中找到15N、32P、35S 5.某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验,进行了以下4个实验: ①用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌 ②未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌 ③用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌 ④用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌 一段时间后离心,以上各实验检测到放射性的主要部位是( ) A.沉淀、沉淀、沉淀和上清液、上清液 B.上清液、上清液、沉淀和上清液、上清液 C.沉淀、上清液、沉淀、沉淀和上清液 D.沉淀、沉淀、沉淀和上清液、沉淀 6.短串联重复序列(STR)是DNA序列中核心序列为2~6个碱基的短串联重复结构。20世纪90年代初,STR基因座首次作为一种重要的遗传标记在人类亲子鉴定中被使用,不同人体内STR序列中A—T碱基对所占的比例各不相同,但均大于同—DNA分子中C—G碱基对所占的比例。下列相关叙述错误的是( ) A.D 解析:NA分子彻底水解,得到六种小分子物质 B.相对于其他同长度的DNA序列,STR片段结构稳定性更强 C.不同个体短串联重复次数可能不同,是人群中STR多样性的原因之一 D.若某一STR序列一条链中(A+C)为55%,则另一条链中(A+C)为45% 7.下列有关基因、DNA、染色体关系的叙述,正确的是( ) A.基因就是指具有遗传效应的DNA片段,在染色体上成对存在 B.对于真核生物而言,DNA位于染色体上,基因的载体就是染色体 C.DNA中碱基特定的排列顺序体现了DNA分子具有特异性 D.一条染色体只有一个DNA分子,一个DNA分子中有多个基因 8.党的十八大以来,我们高度重视科技创新工作,坚持把创新作为引领发展的第一动力。创新思想也在不断推动着生物学的发展,赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记法创新性地设计了噬菌体侵染细菌的实验,从而证明了DNA是遗传物质。下列相关叙述错误的是( ) A.噬菌体复制所需的原料均由大肠杆菌提供 B.离心后的试管中,沉淀部分只含有噬菌体的DNA C.培养时间不会影响 ⁵S标记的噬菌体侵染实验的实验结果 D.搅拌不充分不会影响 P标记的噬菌体侵染实验的实验结果. 9.若有一个控制有利性状的DNA分子片段为,要使其数量增加,可进行人工复制,复制时应给予的条件是( ) ①ATGTG或TACAC模板链②A、U、G、C碱基③A、T、C、G碱基 ④核糖⑤脱氧核糖⑥DNA聚合酶 ⑦细胞代谢提供能量⑧磷酸⑨DNA水解酶 A.①③④⑦⑧⑨ B.①②④⑥⑦⑧⑨ C.①②⑤⑥⑦⑨ D.①③⑤⑥⑦⑧ 10.在氮源分别为14N和15N 的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分别为 14N/14N DNA(拟核DNA相对分子质量为 a)和15N/15N DNA(拟核DNA相对分子质量为b)。将一个15N 标记的亲代大肠杆菌(15N/15NDNA)转移到含14N的培养基上,让其连续繁殖两代( 和 ),用某种离心方法分离得到的结果如下图所示。下列关于此实验的叙述,不正确的是( ) A. 代大肠杆菌DNA分子中一条链含14N,另一条链含15N B. 代大肠杆菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/4 C.预计 代大肠杆菌拟核DNA分子的平均相对分子质量为(7a+b)/8 D.上述实验结果证明DNA的复制方式为半保留复制 11.下图为烟草花叶病毒(TMV)对叶片细胞的感染和病毒重建实验示意图,相关叙述正确的是( ) A.可分别标记TMV的RNA和蛋白质探究其遗传物质 B.图中“B型后代”是由RNA B和蛋白A组成 C.该实验证明了烟草花叶病毒的遗传物质主要是RNA D.该实验观察指标是烟草叶片症状和子代病毒类型 12.科学研究发现,小鼠体内HMGIC基因与肥胖直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠,吃同样多的高脂肪食物。一段时间后,对照组小鼠变得十分肥胖,而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常,以下说法不正确的是( ) A.该研究可以说明基因具有遗传效应,但若去掉对照组,结论就会缺乏说服力 B.若不给两组小鼠饲喂高脂肪食物,肥胖症状可能一段时间表现不出来 C.若HMGIC基因是核基因,则其一定在染色体上,若其是质基因,一定在核糖体中 D.HMGIC基因具有一定的脱氧核苷酸数量,其特定的脱氧核苷酸序列蕴藏着遗传信息 13.下列关于双链DNA分子结构的叙述,正确的是( ) A.若一条链的G+C占47%,则另一条链的A+T也占47% B.双链DNA中T占比越高,DNA热变性温度越高 C.两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化 D.磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架 14.如图为细胞内DNA复制过程的示意图,下列叙述错误的是( ) A.DNA复制的方式是半保留复制方式 B.DNA复制是一个边解旋边复制的过程 C.新形成的两个子代DNA上的碱基数目相同 D.DNA聚合酶沿着模板链的5'端向3'端移动 15.肺炎链球菌S型与R型菌株,都对青霉素敏感。在多代培养的S型菌中分离出一种抗青霉素的S型(记为PenrS型)。现用PenrS型细菌和R型细菌进行如图所示的实验,下列关于各组实验结果的分析合理的是( ) A.组1中部分小鼠患败血症,注射青霉素治疗后均可康复 B.组2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.组3培养基中含有青霉素,可出现PenrS型菌落 D.组4培养基不会出现R型菌落和S型菌落 16.如图为DNA测序仪显示的某真核生物DNA片段一条链的碱基排列顺序图片,其中图1的碱基序列已经解读,其顺序是:GGTTATGCGT。下列分析不正确的是( ) A.根据图1,可推知图2的碱基序列为GATGCGTAAG B.真核生物的遗传信息蕴藏在DNA的4种碱基排列顺序之中 C.在刑侦领域,DNA能像指纹一样用来鉴定个人身份,是因为每个DNA分子都具有特定的碱基排列顺序 D.真核生物DNA的主要载体是染色体,一条染色体上含有一个或两个DNA分子 二、多选题 17.含有4种碱基的某双链DNA分子中,胞嘧啶有m个,占该DNA碱基的比例为n。下列相关叙述正确的是( ) A.该双链DNA分子中,腺嘌呤有m(1/2n-1)个 B.该双链DNA分子中,脱氧核糖有(m/n-2)个 C.该双链DNA分子中,氢键有m(1/n+1)个 D.n≤1/2,该双链DNA分子中,游离的磷酸基团为2个 18.DNA在生物的遗传和变异中发挥着重要的作用,真核细胞内存在着游离于染色体基因组外的环状DNA(eccDNA)。某eccDNA分子中含有1200个碱基对,其中一条链上C+G所占的比例为60%。下列叙述正确的是( ) A.DNA复制时,脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接到新合成子链的3'端 B.该eccDNA连续复制3次,会消耗3360个腺嘌呤脱氧核苷酸 C.细胞缺水和营养不足将影响DNA的碱基组成 D.DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过氢键连接 19.艾弗里和他的同事将加热致死的S型细菌破碎后,设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质,制成细胞提取物进行实验,最终证明DNA是肺炎链球菌的遗传物质。下列叙述正确的是( ) A.将细胞提取物加入有R型活细菌的培养基中,结果既有S型又有R型活细菌 B.向细胞提取物中加入蛋白酶进行处理,采用了自变量控制中的“加法原理” C.用RNA酶或酯酶处理后,细胞提取物仍然具有将R型细菌转化为S型细菌的活性 D.由艾弗里的实验可知,DNA水解后的产物无法发挥转化作用 20.研究表明,各种代谢因素通过操纵子comCDE调控肺炎链球菌转化。基因comC的表达产物为感受态刺激因子(CSP),基因comD的蛋白产物为CSP的受体,两者结合后可磷酸化comE蛋白,进而诱导comX基因表达产生具有活性的 因子,调控一系列与细菌转化相关的基因表达,使细菌形成感受态而发生转化。下列相关叙述正确的是( ) A.磷酸化comE蛋白与comX的编码区结合,促进 因子合成 B.用Ca2+处理肺炎链球菌,可以促进comCDE相关基因表达 C.用高浓度CSP处理comE基因缺失的肺炎链球菌,该菌可发生转化 D.用高浓度 因子处理comE基因缺失的肺炎链球菌,该菌可发生转化 21.在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为14N-DNA(对照);在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为15N-DNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,在连续繁殖两代( 和 ),用某种离心方法分离得到的结果如图1所示: 下列说法正确的是( ) A.由实验结果可推测第一代( )大肠杆菌DNA分子中一条链含14N,另一条链含15N B.将第一代( )大肠杆菌转移到含15N的培养基上繁殖一代,将所得到大肠杆菌的DNA用同样方法分离,则DNA分子可能出现在试管中图2的位置 C.若将15N-DNA(亲代)的大肠杆菌在14N培养基上连续复制3次,则所产生的子代DNA中含15N的链与全部子代DNA链的比例为1:8 D.若一个DNA分子的一条单链中A占32%,且(A+G)/(T+C)=1.5,则在其互补链中的该比值是3/2 三、判断题 22.G-C碱基对的比例越大,DNA分子的稳定性越高。( ) 23.对于真核生物来说,染色体是基因的唯一载体。( ) 24.基因携带遗传信息和遗传密码。( ) 参考答案 1.答案:D 解析:DNA聚合酶需要以DNA链为模板,使子链从5' 3'端延伸,在子链的3'端催化,A错误;核糖核酸酶和DNA聚合酶作用的化学键相同,都是磷酸二酯键,B错误;酶X是DNA连接酶,可连接DNA片段,催化磷酸二酯键合成,C错误;DNA复制时还需要解旋酶催化双链DNA解旋,解旋酶沿着DNA模板移动,边移动边催化DNA解旋,D正确。 2.答案:B 解析:A、图中DNA分子复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶,A错误:B、图中显示了DNA复制的过程为边解旋边复制,B正确;C、DNA分子复制过程中解旋酶破坏的是碱基之间的氢键,C错误;D、DNA复制过程中,复制速率是相同的,而图中3个复制起点处所形成的“复制泡”大小不同,因此说明3个复制起点不是同时开始复制的,D错误。故选B。 3.答案:A 解析:由于一条链两个互补碱基和之间的比,等于整个DNA分子的该比值,所以该DNA分子中A∶T∶G∶C=2∶2∶5∶5。又双链DNA分子共有含氮碱基1400个,所以A=T=1400 2/14=200个。复制1个DNA需要200个T,DNA连续复制两次产生3个新的DNA,因此共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是200 3=600,A项正确,B、C、D项错误。 4.答案:B 解析:噬菌体是DNA病毒,由蛋白质外壳和DNA组成。蛋白质和DNA都有C、H、O、N四种元素,蛋白质中含有S元素,DNA上有P元素。当用3H、15N、32P、35S标记噬菌体后,让其侵染细菌,因为侵染时只有DNA进入细菌体内,考虑DNA的半保留复制,可在DNA中找到3H、15N、32P。蛋白质不进入噬菌体,子代噬菌体蛋白质的合成利用细菌提供的原料,子代噬菌体中不会出现35S,ACD错误,B正确。故选B。 5.答案:D 解析:①用32p标记的噬菌体侵染未标记的细菌,32p标记噬菌体的DNA,将出现在新的噬菌体中,所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性; ②用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌,35S将出现在新的噬菌体中,所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性; ③用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌,由于15N标记噬菌体的DNA和蛋白质,蛋白质外壳出现在上清液中,15N标记的噬菌体DNA将出现在新的噬菌体中,所以离心后主要在沉淀物和上清液中检测到放射性; ④用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌,3H将出现在新的噬菌体中,所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性。 故选D。 6.答案:B 解析:DNA分子彻底水解,得到6种小分子物质,A正确;A—T碱基对含有两个氢键,C—G碱基对含有三个氢键,STR的A—T碱基对所占的比例较多,相对于其他同长度DNA,STR的稳定性可能较差,B错误;不同个体短串联重复次数可能不同,导致STR序列不同,体现出STR的多样性,C正确;STR序列一条链中(A+C)为55%,根据碱基互补配对原则,另一条链中(T+G)为55%,则(A+C)为45%,D正确。 7.答案:C 解析:有些病毒的遗传物质是RNA,对于这类病毒而言,基因就是具有遗传效应的RNA片段,故基因通常是指具有遗传效应的DNA片段,但是位于性染色体上的基因不一定成对存在,A错误;对于真核生物而言,DNA主要位于染色体上,有些位于线粒体、叶绿体中,故除染色体外,线粒体、叶绿体也是基因的载体,B错误;DNA中碱基特定的排列顺序体现了DNA分子具有特异性,C正确;一条染色体上有一个或两个DNA分子,一个DNA分子中有多个基因,D错误。 8.答案:B 解析:噬菌体是一种病毒,无细胞结构,复制所需原料均由宿主细胞大肠杆菌提供,A正确;离心后的试管中,沉淀部分还有大肠杆菌和其体内的子代噬菌体蛋白质,B错误;35S标记的噬菌体侵染实验中被标记的蛋白质外壳不会进入大肠杆菌,培养时间不会影响上清液的放射性强度,C正确;32P标记的噬菌体侵染实验中被标记的噬菌体的蛋白质外壳无放射性,搅拌的目的是使亲代噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌分离,故搅拌不充分对该实验放射性结果无影响,D正确。 9.答案:D 解析:①DNA分子复制时以两条链分别为模板,所以需要ATGTG和TACAC模板链,①正确; ②碱基U是RNA分子特有的,DNA分子没有,②错误; ③DNA分子含有A、T、C、G碱基,③正确; ④核糖是构成RNA分子的物质,④错误; ⑤脱氧核糖是构成脱氧核苷酸的物质,⑤正确; ⑥DNA聚合酶能催化合成脱氧核苷酸链,DNA复制是需要DNA聚合酶,⑥正确; ⑦细胞代谢能为DNA分子复制提供能量,⑦正确; ⑧磷酸是构成脱氧核苷酸的物质,⑧正确; ⑨DNA水解酶催化DNA分子水解,所以在DNA分子复制过程不需要,⑨错误。 故选D。 10.答案:B 解析:A、亲代的DNA为全重,其亲代细菌DNA分子2条链都是15N,在含14N的培养基上繁殖一代, 代细菌DNA分子中一条链是14N,另一条链是15N,A正确; B、根据半保留复制特点,亲代细菌DNA分子2条链都是15N, 代细菌含15N的DNA分子有2个,占全部4个DNA分子的1/2,B错误; C、由于1个含有14N的DNA分子,其相对分子质量为a,则每条链的相对分子质量为a/2;1个含有15N的DNA分子,其相对分子质量为b,则每条链相对分子质量为b/2;亲代细菌DNA分子2条链都是15N,将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,连续繁殖三代,得到子三代共8个DNA分子,这8个DNA分子共16条链,只有2条是含有15N的,14条是含有14N的,因此总相对分子质量为b/2 2+a/2 14=b+7a,所以每个DNA的平均相对分子质量为(7a+b)/8,C正确; D、由实验第一代的结果(DNA带为全中带)和第二代的结果(一半中带、一半轻带),证明了DNA复制方式为半保留复制,D正确。 故选B。 11.答案:D 解析:A、该实验没有标记TMV的蛋白质和RNA,采用了将两种病毒的蛋白质和RNA分别分离,并进行重组形成新的病毒,感染烟叶,A错误; B、图中B型后代的组成是RNA B和蛋白B,B错误; C、实验证明了烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,C错误; D、本实验用不同的烟草花叶病毒进行重组、感染烟叶,观察指标是烟草叶片症状和子代病毒类型,D正确。 故选D。 12.答案:C 解析:A、分析题干信息,同样摄食的情况下,具有HMIGIC基因的小鼠肥胖,具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重正常,这说明肥胖这一性状是由HMGIC基因决定的,即说明基因具有遗传效应,但若去掉对照组,结论就会缺乏说服力,A正确; B、摄入高脂肪食物是导致肥胖的外因,若若不给两组小鼠饲喂高脂肪食物,肥胖症状可能一段时间表现不出来,B正确; C、基因是具有遗传效应的DNA片段,而核糖体不含DNA,C错误; D、遗传信息指的是基因中特定的脱氧核苷酸排列顺序,D正确。 故选C。 13.答案:D 解析:A、互补的碱基在单链上所占的比例相等,若一条链的G+C占47%,则另一条链的G+C也占47%,A+T占1-47%=53%,A错误;B、双链DNA中GC碱基对占比越高,DNA热变性温度越高,B错误;C、DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键,C错误;D、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,D正确。故选D。 14.答案:D 解析:AB、DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制,新合成的DNA分子是一条含有母链,一条含有子链,AB正确;C、新形成的两个子代DNA上的碱基数目相同,且与亲代DNA分子相同,这保持亲子代遗传信息的稳定性,C正确;D、DNA聚合酶沿着模板链从3'端向5'端移动,新链的合成是由5'端到3’端的,D错误。故选D。 15.答案:D 解析:A、抗青霉素的S型(PenrS型)细菌的DNA是转化因子,在组1中将加热杀死的PenrS型细菌与活的R型活细菌混合注射到小鼠体内,部分活的R型细菌会转化为PenrS型细菌,部分小鼠会患败血症,注射青霉素治疗后,体内有抗青霉素的S型菌存在的小鼠不能康复,A错误;B、组2培养基为普通培养基,乙组中可观察到两种菌落,加青霉素后只有PenrS型菌的菌落能继续生长,B错误;C、丙组培养基中含有青霉素,R型菌不能生长,也不能发生转化,所以不会出现菌落,C错误;D、丁组中因为PenrS型菌的DNA被水解而无转化因子,且R型菌不抗青霉素,所以无菌落生长,D正确。故选D。 16.答案:A 解析:A、据分析可知,图2的碱基序列为GATGCGTTCG,A错误;B、真核生物的遗传物质是DNA,真核生物的遗传信息蕴藏在DNA的4种碱基排列顺序之中,B正确;C、DNA分子都具有特定的碱基排列顺序,构成了每个DNA分子的特异性,因此在刑侦领域,DNA能像指纹一样用来鉴定个人身份,是因为每个DNA分子都具有特定的碱基排列顺序,C正确;D、真核生物DNA的主要载体是染色体,一条染色体上含有一个(未复制)或两个DNA分子(已经复制),D正确。故选A。 17.答案:AC 解析:AB、胞嘧啶有m个,占该DNA碱基的比例为n,得出DNA分子碱基总数为m/n,脱氧核糖数也为m/n,A=T、C=G,腺嘌呤(A)=1/2(m/n-2m)=m(1/2n-1),A正确,B错误﹔C、胞嘧啶有m个,腺嘌呤为m(1/2n-1)个,氢键数=3m+2m(1/2n-1)=m(1/n+1),C正确;D、由于DNA分子含有4种碱基,胞嘧啶与腺嘌呤或胞嘧啶与胸腺嘧啶的和占比等于1/2,n不可能等于1/2,D错误。故选AC。 18.答案:ABD 解析:DNA复制时,子链的延伸方向是5'端 3'端,在DNA聚合酶的作用下,脱氧核苷酸连接到脱氧核苷酸链的3端。该eccDNA分子中含有1200个碱基对,其中一条链上C+G所占的比例为60%,由碱基互补配对原则可知,该eccDNA分子中C+G所占的比例为60%,A=T=1200 2 (1-60%) 2=480个,该eccDNA连续复制3次,会消耗(23-1) 480=3360个腺嘌呤脱氧核苷酸。细胞缺水和营养不足不会影响DNA的碱基组成。DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过氢键连接,C与G之间存在3个氢键,与T之间存在两个氢键。 19.答案:ACD 解析:活细胞提取物中含有DNA,将细胞提取物加入有R型活细菌的培养基中,培养基中既有S型又有R型活细菌。艾弗里的实验在自变量控制中采用了减法原理,即逐个去除活细胞提取物中的成分,如向细胞提取物中加入蛋白酶除去蛋白质,观察实验结果。DNA是肺炎链球菌的遗传物质,因此用RNA酶(分解RNA)或酯酶处理后,没有破坏DNA,细胞提取物中含有的DNA仍然具有将R型细菌转化为S型细菌的活性。实验中,加入DNA酶(破坏DNA)组,不能使R型菌转化为S型菌,说明DNA水解后的产物无法发挥转化作用。 20.答案:BD 解析:调控基因表达是在基因的调控区,而非编码区,故A错误;Ca2+可以诱导细菌转化,可以促comCDE相关基因表达,故B正确;高浓度CSP处理后,通过comE基因产生的 因子调控相关的基因表达,高浓度CSP处理comE基因缺失的细菌应无转化,但 因子可以,故C错误、D正确。 21.答案:ABC 解析:根据题意和图示分析可知:DNA的复制方式为半保留复制,由于15N与14N的原子量不同,形成的DNA的相对质量不同,DNA分子的两条链都是15N,DNA分子的相对质量最大,离心后分布在试管的下端,如果DNA分子的两条链含有14N,相对质量最轻,离心后分布在试管上端,如果DNA分子的条链是14N,另一条链是15N,相对分子质量介于二者之间,离心后分布在试管中部。 22.答案:√ 解析:DNA分子的两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。碱基互补配对遵循以下原则:A—T(两个氢键),G—C(三个氢键)。氢键越多,DNA分子越稳定。故说法正确。 23.答案: 解析:染色体是基因的主要载体,线粒体和叶绿体中也含有基因。题述错误。 24.答案: 学科网(北京)股份有限公司 $$