2025届高三生物二轮复习专练 　基因的本质与表达

专题五　基因的本质与表达 1～12题每题5分，共60分 1．(2024·天津河西区高三三模)“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验示意图如图所示。已知在以下实验条件中，该噬菌体在大肠杆菌中每20分钟复制一代，不考虑大肠杆菌裂解，下列叙述正确的是(　　) A．提取A组试管Ⅲ沉淀中的子代噬菌体DNA，仅少量DNA含有32P B．B组试管Ⅲ上清液中的放射性强度与接种后的培养时间成正比 C．离心前应充分搅拌使大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体 D．该实验证明了DNA是主要遗传物质 2．(2024·沧州高三三模)根据S型肺炎链球菌荚膜多糖的差异，将其分为SⅠ、SⅡ、SⅢ等类型，不同类型的S型细菌发生基因突变后失去荚膜，成为相应类型的R型细菌(RⅠ、RⅡ、RⅢ)，R型细菌也可回复突变为相应类型的S型细菌(SⅠ、SⅡ、SⅢ)。S型细菌的荚膜能阻止外源DNA进入细胞，为探究S型细菌的形成机制，科研人员将加热致死的甲菌破碎后获得提取物，冷却后加入乙菌培养液中混合均匀，再接种到平板上，经培养后检测子代细菌的类型。下列相关叙述正确的是(　　) A．肺炎链球菌的拟核DNA有2个游离的磷酸基团 B．若甲菌为RⅡ，乙菌为SⅢ，子代细菌可能为SⅢ和RⅡ，则能说明RⅡ是转化而来的 C．若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅡ，子代细菌为SⅢ和RⅡ，则能说明SⅢ是转化而来的 D．若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅢ，子代细菌为SⅢ和RⅢ，则能排除基因突变的可能 3．(2024·十堰高三模拟)DNA复制时，一条新子链可以进行连续复制，而另一条链只能先合成新链片段即冈崎片段(如图所示)。DNA聚合酶不能直接起始DNA新链或冈崎片段的合成，需先借助引物酶以DNA为模板合成RNA引物，DNA聚合酶再在引物的末端上聚合脱氧核苷酸。当DNA整条单链合成完毕或冈崎片段相连后，DNA聚合酶再把RNA引物水解掉，换上相应的DNA片段。下列说法错误的是(　　) A．引物酶属于RNA聚合酶 B．DNA复制时，一条新子链按5′→3′方向进行，而另一条链复制方向相反，按3′→5′方向进行 C．DNA聚合酶既能催化磷酸二酯键形成也能催化磷酸二酯键断裂 D．对DNA进行标记时，标记物应在胸腺嘧啶上 4．(2024·重庆八中高三检测)为了研究半保留复制的具体过程，以T4噬菌体和大肠杆菌为实验对象进行了实验探究：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酸继续培养。然后在5 s、10 s、30 s、60 s时阻断DNA复制，分离出DNA并通过加热使DNA全部解旋为单链，再进行离心，检测离心管不同位置的放射性强度，结果如图所示(DNA片段越短，与离心管顶部距离越近)。关于该实验，下列说法错误的是(　　) A．T4噬菌体以培养基中3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为原料合成DNA B．如果抑制DNA连接酶的活性，则会检测到靠近离心管顶部位置放射性增强 C．为了节省实验时间，DNA可不变性处理成单链直接离心 D．据图可知，30 s内大量合成短片段DNA并在30 s时出现短片段合成长片段 5．(2024·许昌高三三模)当细菌在慢生长(慢复制)时，其环状DNA从起点开始进行正常的双向复制。当进入快生长(快复制)时，细菌内DNA复制到一半以上时，在模板DNA和新合成的一半DNA这两段DNA的中间同时开始复制，与此同时，已经复制了一半以上的DNA继续完成复制过程。下列叙述错误的是(　　) A．细菌环状DNA分子中不含游离的磷酸基团 B．营养充足时，大肠杆菌可利用快生长模式快速增殖 C．细菌快生长时其拟核DNA上最多有4处正在发生解螺旋 D．细菌慢生长、快生长过程都会形成蛋白质—DNA复合体 6．(2024·秦皇岛高三三模)M13噬菌体是一种寄生于大肠杆菌的丝状噬菌体，其DNA为含有6 407个核苷酸的单链环状DNA。M13噬菌体增殖的部分过程如图所示，其中SSB是单链DNA结合蛋白。下列相关叙述正确的是(　　) A．M13噬菌体的遗传物质复制过程中不需要先合成引物来引导子链延伸 B．SSB的作用是防止解开的两条单链重新形成双链，利于DNA复制 C．过程⑥得到的单链环状DNA是过程②～⑤中新合成的DNA D．过程②～⑥需要断裂2个磷酸二酯键，合成6 407个磷酸二酯键 7．(2024·泉州高三质检)真核生物染色体末端的端粒是由非转录的短的重复片段(5′－GGGTTA－3′)及一些结合蛋白组成的。端粒DNA序列随细胞分裂次数增加而缩短，当短到一定程度时，端粒内侧的正常基因会受到损伤。端粒酶对端粒DNA序列的修复机制如图，下列相关叙述错误的是(　　) A．过程②属于逆转录 B．过程③需要DNA聚合酶的催化 C．端粒酶RNA中与DNA重复片段互补配对的序列是5′－CCCAAU－3′ D．与胰岛B细胞相比，肿瘤细胞中端粒酶的活性高 8．(2024·邢台高三二模)一个基因的转录产物在个体的不同组织细胞、发育阶段和生理状态下，通过不同的剪接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物，称为选择性剪接。如图为鼠降钙素基因在不同组织细胞中表达的过程。据图分析，下列叙述正确的是(　　) A．RNA聚合酶以基因一条链为模板转录合成多种前体RNA B．选择性剪接过程需要酶催化磷酸二酯键和氢键的断裂和形成 C．鼠降钙素基因表达形成不同的蛋白质，是因为对翻译的调控不同 D．不同组织细胞通过选择性剪接，可以满足机体对不同代谢活动的需要 9．(2024·辽阳高三预测)科学家用同位素标记法研究了T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程。图甲表示T2噬菌体某些基因表达的部分过程，图乙为图甲中④部分的放大。下列叙述错误的是(　　) A．图甲所示的RNA聚合酶是在大肠杆菌体内合成的 B．图乙各物质或结构中含有核糖的有tRNA、mRNA和核糖体 C．图甲中形成①②时存在T－A配对，形成③④时存在A－U配对 D．图乙中核糖体沿着mRNA移动的方向是由右向左 10．(2024·沈阳高三三模)单链RNA病毒有三种类型：正义RNA病毒可直接将RNA作为mRNA进行翻译，反义RNA病毒需先以自身RNA为模板合成出新的RNA再进行翻译，逆转录RNA病毒则需先逆转录出DNA再进行转录、翻译。下列叙述错误的是(　　) A．正义RNA病毒遗传信息流动过程中碱基配对方式为A―U、G―C B．反义RNA病毒遗传信息流动过程中需要逆转录酶 C．逆转录RNA病毒的遗传信息可由RNA流向DNA再流向RNA D．上述三种病毒的遗传物质彻底水解产物均含有核糖 11．(2024·锦州高三模拟)大肠杆菌一般将葡萄糖作为碳元素的来源，但是当生活的环境中没有葡萄糖而有乳糖时，大肠杆菌会合成半乳糖苷酶(催化乳糖水解)，保障大肠杆菌的正常生存。相关机制如图所示。下列说法错误的是(　　) A．若物质a中A占23%、U占25%，则对应的阻遏基因编码片段中A占24% B．RNA聚合酶通过与图中物质a结合后表达出的物质b的化学本质是蛋白质 C．无乳糖时，物质b与半乳糖苷酶合成基因相关序列结合来影响其转录过程 D．有乳糖时，半乳糖苷酶的基因由关闭状态变为工作状态，实现对乳糖的水解利用 12．(2024·双鸭山高三模拟)原核生物DNA的转录经常会出现提早终止现象，产生不完整的mRNA，并翻译形成很多无效的蛋白质。不完整的mRNA可能导致参与翻译的核糖体不能正常脱离并重新投入使用，从而极大地影响基因表达。针对这类问题，研究者设计了一套蛋白质翻译质量改善系统(ProQC)(如图所示)，通过开关序列与其互补序列的设计，使mRNA在完整时才能打开茎环结构并完成翻译。下列叙述正确的是(　　) A．原核生物的DNA转录时，需要RNA聚合酶识别起始密码子 B．核糖体不能从不完整的mRNA上正常脱离，是因为该mRNA缺少终止子 C．若与开关序列互补的序列出现突变，可能导致完整的mRNA不能正常翻译 D．通过ProQC的优化，不完整的mRNA依然会翻译产生少量无效的蛋白质 13．(18分)(2024·黑河高三预测)某种猫(2n＝38)的性别决定方式是XY型，基本花色只有黑色、红色、白色三种。其中黑色系是通过真黑素表现出来的，包括黑色、巧克力色、肉桂色等，分别由位于常染色体上的基因B、b、b′控制，且表达顺序为B>b>b′；当X染色体上存在R基因时，真黑素的合成会受到抑制，转而合成褐黑素表现为红色系；当体细胞中存在两条X染色体时，其中一条会随机失活，另一条X染色体上的基因表达。请回答下列问题： (1)若要对该种猫进行基因组测序，则需要测______条染色体。雄性猫的一个次级精母细胞中含有的X染色体数目可能为____________条。 (2)在遗传学中，黑色系中的黑色、巧克力色、肉桂色被称为__________，控制它们的基因遵循____________定律。 (3)巧克力色雄猫的基因型为________________。雌猫可以同时拥有黑红两色的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)研究发现，X染色体失活的分子机制如图。当某条X染色体失活中心上的Xist基因转录出Xist RNA后，该分子能起到____________________________________的作用，使该X染色体失活。Tsix基因是Xist基因的反义基因(其模板链位于Xist基因的非模板链上)，该基因转录得到的Tsix RNA通过与转录出的________结合，抑制Xist RNA包裹X染色体，就会阻止Xist RNA发挥作用，使表达该基因的X染色体保持活性。 14．(22分)(2024·连云港高三模拟)表观遗传通过调控基因表达进而影响性状。多种类型的肿瘤研究中发现表观遗传调控异常可导致肿瘤发生， 如DNA甲基化异常、组蛋白修饰异常和非编码RNA(如miRNA)调控异常等因素。据图分析回答下列问题： (1)组蛋白修饰乙酰化和去乙酰化是染色体结构调节的重要机制之一。组蛋白乙酰化通常使染色体结构松弛，有利于________________识别并结合在启动子部位，进行转录；而当________________的活性过高时，染色质处于紧密状态，从而______相关基因的表达。 (2)miRNA通过____________方式与靶向mRNA的序列结合，在________(填“转录前”“转录后”或“翻译后”)抑制基因的表达，减少蛋白质的合成。 (3)在研究肿瘤发生机制时发现，基因的________区域高甲基化可能导致__________的表达被抑制，或原癌基因和抑癌基因中发生多次______________________，都可引起肿瘤的发生。 (4)DNA甲基化通常发生在胞嘧啶的碳原子上，该过程________(填“会”或“不会”)改变生物体的遗传信息。研究DNA甲基化转移酶抑制剂，促进有关基因的表达，是癌症治疗药物开发的主要思路，生物药阿扎胞苷属于胞嘧啶类似物，可替代DNA复制过程中的胞嘧啶脱氧核苷酸，推测其可以治疗肿瘤的原因：____________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案精析 1．A　[由于DNA为半保留复制，亲代DNA被标记，原料没有被标记，子代中只有部分噬菌体被标记，故A组试管Ⅲ中有少量子代噬菌体含32P，A正确；B组用35S标记的是噬菌体的蛋白质，经搅拌和离心后放射性主要出现在上清液中，但上清液中的放射性强度与接种后的培养时间无关，B错误；离心前应充分搅拌使大肠杆菌与噬菌体分离，而不是使大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体，C错误；该实验证明了DNA是遗传物质，D错误。] 2．C　[肺炎链球菌的拟核DNA为环状DNA分子，有0个游离的磷酸基团，A错误；S型细菌的荚膜能阻止外源DNA进入细胞，RⅡ的DNA不能进入SⅢ中，不会导致SⅢ转化为RⅡ，B错误；若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅡ，RⅡ接受加热致死的SⅢ的DNA，经转化得到SⅢ，繁殖所得子代细菌为SⅢ和RⅡ，RⅡ经回复突变得到SⅡ，繁殖所得子代细菌只能是SⅡ和RⅡ，C正确；若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅢ，RⅢ经转化形成的S型细菌为SⅢ，RⅢ经回复突变形成的S型细菌也是SⅢ，繁殖后形成的子代细菌都为SⅢ和RⅢ，不能排除基因突变的可能，D错误。] 3．B　[引物酶以DNA为模板合成RNA引物，引物酶属于RNA聚合酶，A正确；DNA聚合酶只能在子链的3′端延伸DNA，DNA复制时，两条新子链都按5′→3′方向进行，B错误；引物酶以DNA为模板合成RNA引物，DNA聚合酶再在引物的3′—OH上聚合脱氧核苷酸，当DNA整条单链合成完毕或冈崎片段相连后，DNA聚合酶再把RNA引物去掉，故DNA聚合酶既能催化磷酸二酯键形成也能催化磷酸二酯键断裂，C正确。] 4．C　[T4噬菌体寄生于大肠杆菌，合成DNA的原料全部来自大肠杆菌，因此T4噬菌体以培养基中3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为原料合成DNA，A正确；如果抑制DNA连接酶的活性，DNA片段无法连接，故随着时间推移，短片段DNA 的数量一直较多，大部分放射性会出现在离心管顶部，B正确；DNA是双螺旋结构，不进行变性处理，则无论培养时间长短，离心分离后得到的DNA片段长度都是相同的，C错误；DNA片段越短，与离心管顶部距离越近，由图可知，30 s内与离心管顶部距离近的DNA片段较多，说明首先大量合成的是短片段DNA，同时在30 s时出现与离心管顶部距离较远的DNA分子，即出现短片段合成长片段，D正确。] 5．C　[拟核DNA单一复制起点双向复制时，两处正在发生解螺旋，新一轮DNA复制与前一轮重叠，在前一轮形成的两个DNA分子的复制起点进行复制，再形成4个解螺旋的部位，因此细菌快生长时其拟核DNA上最多有6处正在发生解螺旋，C错误；DNA的复制需要酶的参与，所以细菌慢生长、快生长过程都会形成蛋白质—DNA复合体，D正确。] 6．B　[过程①需要先合成引物来引导子链延伸，过程③不需要，A错误；过程⑥得到的单链环状DNA是原来的，过程②～⑤中新合成的DNA单链存在于复制型双链DNA中，C错误；该DNA为含有6 407个核苷酸的单链环状DNA，由图可知，过程②～⑥需要断裂2个磷酸二酯键，一共合成6 409个磷酸二酯键，D错误。] 7．C　[由题图可知，过程②是以RNA为模板合成DNA，因此属于逆转录，A正确；过程③为DNA聚合反应，故需要DNA聚合酶的催化，B正确；端粒的重复片段为5′－GGGTTA－3′，因此端粒酶RNA中与DNA重复片段互补配对的序列是5′－UAACCC－3′(反向平行)，C错误；端粒DNA序列随细胞分裂次数增加而缩短，当短到一定程度时，端粒内侧的正常基因会受到损伤，肿瘤细胞有无限增殖能力，因此可推测与胰岛B细胞相比，肿瘤细胞中端粒酶的活性高，D正确。] 8．D　[RNA聚合酶以基因一条链为模板转录合成一种前体RNA，A错误；通过不同的剪接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物，选择性剪接过程不需要氢键的断裂和形成，B错误；通过不同的剪接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物，即鼠降钙素基因表达形成不同的蛋白质，是选择性剪接的结果，是一种转录后调控机制不是对翻译调控不同引起的，C错误。] 9．D　[由图乙可知，核糖体沿着mRNA移动的方向是由左向右，D错误。] 10．B　[反义RNA病毒需先以自身RNA为模板合成出新的RNA再进行翻译，该过程不存在RNA→DNA的逆转录过程，不需要逆转录酶，B错误。] 11．B　[物质a是mRNA，若物质a中A占23%、U占25%，则基因模板链中T占23%、A占25%，非模板链中A占23%、T占25%，故对应阻遏基因的编码片段中A占(25%＋23%)/2＝24%，A正确；物质a是mRNA，是翻译的模板，而RNA聚合酶是在转录过程中起作用，其结合位点是DNA区域，B错误；无乳糖时，相关物质有活性，物质b与半乳糖苷酶合成基因相关序列结合来影响其转录过程，C正确；有乳糖时，基因的工作状态会发生改变，半乳糖苷酶的基因由关闭状态变为工作状态，实现对乳糖的水解利用，该过程能保障大肠杆菌的正常生存，D正确。] 12．C　[原核生物的DNA转录时，需要RNA聚合酶识别启动子，A错误；核糖体不能从不完整的mRNA上正常脱离，是因为该mRNA缺少终止密码子，B错误；若与开关序列互补的序列出现突变，可能导致开关序列不能正常发挥作用，从而导致完整的mRNA不能正常翻译，C正确；由图可知，通过ProQC的优化，不完整的mRNA不会翻译产生无效的蛋白质，D错误。] 13．(1)20　0或1或2　(2)相对性状　基因分离(或分离)　(3)bbXrY、bb′XrY　雌猫体内含有两条X染色体，且表现为随机失活　(4)包裹X染色体并吸引失活因子聚集　Xist RNA 14．(1)RNA聚合酶　组蛋白去乙酰化酶　抑制　(2)碱基互补配对　转录后　(3)启动子　抑癌基因　基因突变(或碱基替换、增添或缺失)　(4)不会　既能降低DNA接受甲基的能力，又可抑制DNA甲基化转移酶活性 学科网（北京）股份有限公司 $$