内容正文:
猜押05 遗传的分子基础
猜押考点
3年真题
考情分析
押题依据
遗传的分子基础
2023.1,15
2023.6,4
2024.1,10
2025.1,13
遗传的分子基础主要以三部分内容为主,模块一核酸是遗传物质的证据主要以实验考查为主,考查实验过程、实验结果分析等;模块二DNA的分子结构和复制以整体进行考查;模块三基因的表达主要考查转录和翻译过程中的相关知识。
根据历年真题分析,模块一以经典实验为情境进行考查,考查对于实验设计、实验过程、实验结果的分析与讨论;模块二以半保留复制的实验为主线,结合基础知识进行考查;模块三以转录和翻译的真实情境为题干,考查对于题干的分析、应用以及基础知识的掌握。
题型1 核酸是遗传物质的证据
1.(2025·浙江衢州·模拟预测)科学家通过系列实验证明了DNA是主要的遗传物质。下列叙述正确的是( )
A.活体肺炎链球菌转化实验推测R型菌中存在某种“转化因子”
B.离体肺炎链球菌转化实验证实DNA 是使R型菌发生转化的物质
C.T2噬菌体侵染细菌实验证明DNA 是T2 噬菌体的主要遗传物质
D.烟草花叶病毒的感染与重建实验证明RNA是烟草的遗传物质
2.(2024·浙江台州·一模)噬菌体侵染细菌实验中需用噬菌体与大肠杆菌混合,使其侵染大肠杆菌,通过追踪物质的去向,进一步明确其遗传物质。下列关于该操作过程及结果分析,错误的是( )
A.将噬菌体与32P标记的大肠杆菌混合培养,目的是使噬菌体被32P标记
B.将噬菌体与大肠杆菌培养后离心,目的是沉淀培养液中的噬菌体
C.32P标记的噬菌体侵染后搅拌离心,上清液放射性较强可能是侵染时间过短
D.35S标记的噬菌体侵染后搅拌离心,沉淀物放射性较强可能是搅拌不充分
3.(2024·浙江湖州·模拟预测)研究人员用肺炎链球菌进行如下两组实验,对应结果1和结果2。下列叙述正确的是( )
A.①处理为将S型菌置于蒸馏水中吸水涨破
B.结果1中大部分为S型菌,少部分为R型菌
C.该实验证明肺炎链球菌的遗传物质主要是DNA
D.结果2中固体培养基上全部是粗糙型菌落
4.(2024·浙江绍兴·二模)将用荧光染料标记某种成分的T2噬菌体与大肠杆菌混合培养,定时取样、搅拌、离心,并检测沉淀物中的荧光强度,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.上述实验可证明蛋白质不是噬菌体的遗传物质
B.实验中被荧光染料标记的T2噬菌体成分是DNA
C.搅拌是否充分会影响ab段的荧光强度
D.bc段荧光强度下降是大肠杆菌细胞破裂所致
5.(2025·浙江·模拟预测)在探索DNA是遗传物质的过程中,赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验发挥了重要作用。下列叙述正确的是( )
A.实验开始要先用含35S或32P标记的培养基培养T2噬菌体
B.用32P标记的T2噬菌体侵染细菌的实验中,是否搅拌不影响放射性的分布
C.T2噬菌体增殖时所需的模板、原料和能量均由大肠杆菌提供
D.实验中若用15N代替32P进行标记可以得到相同的实验结果
题型2 DNA的分子结构和复制
1.(2025·浙江嘉兴·三模)若某二倍体高等动物(2n=4)的基因型为AABb,1个原始生殖细胞(DNA被32P全部标记)在不含32P的培养液中培养一段时间,分裂过程中形成的其中1个细胞如图所示,图示细胞有2个核DNA含有32P。该原始生殖细胞形成图示细胞的过程中经历的胞质分裂次数至少是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.(2025·浙江·模拟预测)EdU/BrdU(二者都是胸腺嘧啶类似物)双掺入法是测定细胞周期的常用方法。EdU和BrdU能很快进入细胞并掺入正在复制的DNA中,并可以被分别检测,未掺入的EdU和BrdU短时间内即被降解。将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中,各孔同时加入EdU,随后每隔一定时间向一组培养孔加入BrdU,在培养适当时间后收集该组孔内全部细胞,检测双标记细胞占EdU标记细胞的百分比,结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.每个细胞均含有EdU标记
B.EdU标记的细胞一定都能再次被BrdU标记
C.据图分析,该细胞的S期时长大约为2QR
D.据图分析,该细胞的细胞周期时长大约为OR
3.(2024·浙江·模拟预测)一对非同源染色体用32P标记的精原细胞(染色体数目为2N)置于不含32P的培养液中培养,某个精原细胞进行两次胞质分裂,分裂过程中不同时期的4个细胞染色体数和核DNA数如图所示。不考虑染色体变异的情况,下列叙述错误的是( )
A.a细胞可能有2条染色单体含32P
B.b细胞可能有1条染色体含32P
C.c细胞可能有3条DNA单链含32P
D.d细胞可能有2个DNA分子含32P
4.(2024·浙江·模拟预测)某果蝇(2n=8)的一个精原细胞的核DNA的两条链均带有32P标记,在不含32P的培养液中培养,依次选取甲、乙、丙、丁四个不同时期的细胞观察,结果如图。不考虑染色体结构变异,下列叙述正确的是( )
A.甲细胞可能处于前期I,正在发生同源染色体联会
B.形成乙细胞至少经历2次DNA复制和1次着丝粒分裂
C.丙细胞中不含同源染色体,也不含姐妹染色单体
D.若丁细胞与正常卵细胞受精,产生的后代染色体数目异常
5.(2024·浙江湖州·一模)将一个用15N标记的果蝇精原细胞(2n=8)置于含14N的培养液中,分裂形成两个子细胞,其中一个子细胞继续分裂一次,得到的细胞如图所示(仅考虑图示变异),下列叙述正确的是( )
A.该细胞的形成发生了两次着丝粒的分裂
B.该细胞含有两套遗传信息和两个染色体组
C.若发生的是交叉互换,该细胞中15N标记的核DNA有4或5条
D.若发生的是基因突变,该细胞和同时产生的另一细胞中15N标记的核DNA数不同
题型3 基因的表达
1.(2025·浙江绍兴·二模)下图表示翻译过程,E位点、P位点、A位点是核糖体内部的三个tRNA结合位点,tRNA可以反复使用。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.核糖体的移动方向是从a端向b端移动
B.E位点遇到终止密码子时翻译立即停止
C.P位点存在A—T、U—A和G—C配对
D.tRNA与氨基酸的结合发生在A位点
2.(24-25高三下·浙江·模拟)脑源性神经营养因子(BDNF)由两条多肽链组成,能够促进和维持中枢神经系统的正常发育,BDNF基因表达受阻可能会导致精神分裂。下图为BDNF基因的表达及调控过程示意图,下列叙述错误的是( )
A.甲过程需要RNA聚合酶的催化
B.乙过程中的两个核糖体分别合成BDNF的两条多肽链
C.丙过程氢键的形成不需要酶的催化
D.图中的A代表mRNA,B代表多肽链
3.(2024·浙江·二模)多种肿瘤细胞存在过量表达的CDC7激酶,该激酶对启动DNA复制具有重要作用。研究发现,XL413药物可与CDC7激酶结合并起到抑制其活性的效果。下列叙述正确的是( )
A.DNA复制时,脱氧核苷酸通过氢键连接成子链
B.XL413药物可以抑制肿瘤细胞的增殖,使其停留在分裂期
C.DNA复制过程中子链的延伸方向为5'端向3'端
D.CDC7激酶具有促进解旋酶和DNA启动部位结合的作用
4.(2024·浙江绍兴·模拟预测)端粒是染色体两端一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体,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。端粒酶以其携带的RNA为模板(含短重复序列5'-UAACCC-3')使端粒DNA序列延伸,作用机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A.端粒酶向右移动完成G链的延伸为逆转录过程
B.以延伸的G链为模板形成C链需要DNA聚合酶的催化
C.端粒酶延伸端粒DNA的短重复序列为3'-GGGTTA-5'
D.与正常细胞相比肿瘤细胞中端粒酶的活性比较高
5.(2024·浙江绍兴·一模)嘌呤霉素是一种氨基核苷类物质,可随机进入核糖体相应位点,其氨基端连接到延伸中的肽链上,使肽链末端成为嘌呤霉素残基,不能再连接氨基酸而终止翻译。某研究小组在大肠杆菌培养液中加入足量嘌呤霉素探究其作用效果。下列关于嘌呤霉素的叙述正确的是( )
A.能认读mRNA上的终止密码
B.能与肽链的羧基端缩合形成氢键
C.能使一条mRNA翻译得到多条不同的肽链
D.能通过对基因转录过程的干扰起作用
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猜押05 遗传的分子基础
猜押考点
3年真题
考情分析
押题依据
遗传的分子基础
2023.1,15
2023.6,4
2024.1,10
2025.1,13
遗传的分子基础主要以三部分内容为主,模块一核酸是遗传物质的证据主要以实验考查为主,考查实验过程、实验结果分析等;模块二DNA的分子结构和复制以整体进行考查;模块三基因的表达主要考查转录和翻译过程中的相关知识。
根据历年真题分析,模块一以经典实验为情境进行考查,考查对于实验设计、实验过程、实验结果的分析与讨论;模块二以半保留复制的实验为主线,结合基础知识进行考查;模块三以转录和翻译的真实情境为题干,考查对于题干的分析、应用以及基础知识的掌握。
题型1 核酸是遗传物质的证据
1.(2025·浙江衢州·模拟预测)科学家通过系列实验证明了DNA是主要的遗传物质。下列叙述正确的是( )
A.活体肺炎链球菌转化实验推测R型菌中存在某种“转化因子”
B.离体肺炎链球菌转化实验证实DNA 是使R型菌发生转化的物质
C.T2噬菌体侵染细菌实验证明DNA 是T2 噬菌体的主要遗传物质
D.烟草花叶病毒的感染与重建实验证明RNA是烟草的遗传物质
【答案】B
【分析】在活体肺炎链球菌转化实验中,将加热杀死的S型菌与R型菌混合后注射到小鼠体内,小鼠死亡,且从死亡小鼠体内分离出了S型菌。由此推测S型菌中存在某种“转化因子
【详解】A、在活体肺炎链球菌转化实验中,将加热杀死的S型菌与R型菌混合后注射到小鼠体内,小鼠死亡,且从死亡小鼠体内分离出了S型菌。由此推测S型菌中存在某种“转化因子”,能将R型菌转化为S型菌,而不是R型菌中存在“转化因子”,A错误;
B、离体肺炎链球菌转化实验中,艾弗里及其同事将S型菌的各种成分分离提纯后,分别与R型菌混合培养。结果发现,只有加入S型菌DNA的实验组,R型菌才能转化为S型菌,并且如果用DNA酶处理DNA,使其水解,就不能使R型菌发生转化。这一实验证实了DNA是使R型菌发生转化的物质,B正确;
C、T2噬菌体侵染细菌实验中,赫尔希和蔡斯分别用放射性同位素35S和32P标记噬菌体的蛋白质和DNA,然后分别侵染未被标记的大肠杆菌。实验结果表明,子代噬菌体中只有含 32 P标记的DNA,而没有含35S标记的蛋白质,从而证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质,而不是主要遗传物质,C错误;
D、烟草花叶病毒的感染与重建实验中,科学家将烟草花叶病毒的RNA和蛋白质分离后,分别感染烟草,发现只有RNA能使烟草感染病毒,且用RNA和蛋白质重建的病毒,也只有含RNA的病毒能感染烟草并产生子代病毒。该实验证明了RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,而不是烟草的遗传物质,D错误。
故选B。
2.(2024·浙江台州·一模)噬菌体侵染细菌实验中需用噬菌体与大肠杆菌混合,使其侵染大肠杆菌,通过追踪物质的去向,进一步明确其遗传物质。下列关于该操作过程及结果分析,错误的是( )
A.将噬菌体与32P标记的大肠杆菌混合培养,目的是使噬菌体被32P标记
B.将噬菌体与大肠杆菌培养后离心,目的是沉淀培养液中的噬菌体
C.32P标记的噬菌体侵染后搅拌离心,上清液放射性较强可能是侵染时间过短
D.35S标记的噬菌体侵染后搅拌离心,沉淀物放射性较强可能是搅拌不充分
【答案】B
【分析】1、噬菌体是DNA病毒,由DNA和蛋白质组成,其没有细胞结构,不能再培养基中独立生存。
2、噬菌体侵染细菌的过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放。
3、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。该实验的结论:DNA是遗传物质。
【详解】A、噬菌体是DNA病毒,由DNA和蛋白质组成,其没有细胞结构,不能再培养基中独立生存,所以要使噬菌体被32P标记,需将噬菌体与32P标记的大肠杆菌混合培养,A正确;
B、噬菌体侵染细菌时,DNA分子进入到细菌的细胞中,蛋白质外壳留在外面,因为噬菌体较轻,搅拌离心后,细菌主要集中在沉淀物中,噬菌体及其蛋白质外壳存在于上清液中,B错误;
C、用32P标记的噬菌体侵染细菌,离心后上清液出现放射性的原因可能是:保温时间过短,有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内,经离心后分布于上清液中,或保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代,经离心后分布于上清液,C正确;
D、用35S标记的噬菌体侵染细菌,若沉淀物中存在少量放射性,其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,D正确。
故选B。
3.(2024·浙江湖州·模拟预测)研究人员用肺炎链球菌进行如下两组实验,对应结果1和结果2。下列叙述正确的是( )
A.①处理为将S型菌置于蒸馏水中吸水涨破
B.结果1中大部分为S型菌,少部分为R型菌
C.该实验证明肺炎链球菌的遗传物质主要是DNA
D.结果2中固体培养基上全部是粗糙型菌落
【答案】D
【分析】肺炎链球菌转化实验:包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲思体内转化实验证明S型菌中存在某种转化因子,能将S型菌转化为R型菌;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。
【详解】A、肺炎链球菌细胞外有细胞壁,置于蒸馏水中不会吸水涨破,A错误;
B、结果1中R型菌会发生转化,然而转化率低,大部分为R型菌,少部分为S型菌,B错误;
C、该实验证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA,C错误;
D、结果2是提取液加入DNA酶处理后与R型菌混合,故不能发生转化,固体培养基上长出的应全为粗糙型菌落,D正确。
故选D。
4.(2024·浙江绍兴·二模)将用荧光染料标记某种成分的T2噬菌体与大肠杆菌混合培养,定时取样、搅拌、离心,并检测沉淀物中的荧光强度,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.上述实验可证明蛋白质不是噬菌体的遗传物质
B.实验中被荧光染料标记的T2噬菌体成分是DNA
C.搅拌是否充分会影响ab段的荧光强度
D.bc段荧光强度下降是大肠杆菌细胞破裂所致
【答案】A
【分析】噬菌体侵染细菌的过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放。
【详解】AB、根据图示可知,随着培养时间的延长,沉淀物中的荧光强度先增加后减少,说明标记的是进入噬菌体的DNA,随着保温时间的延长,进入大肠杆菌的DNA逐渐增加,但保温时间过长,会导致子代噬菌体被释放后随着离心分离到上清液中,因此实验中被荧光染料标记的T2噬菌体成分是DNA,通过该实验不能证明蛋白质不是噬菌体的遗传物质,A错误,B正确;
C、搅拌不充分,有少量未侵染的噬菌体会吸附在大肠杆菌上并随着进入沉淀物中,使ab段的荧光强度增加,C正确;
D、bc段荧光强度下降是大肠杆菌细胞破裂,子代噬菌体被释放并通过离心分布到了上清液中所致,D正确。
故选A。
5.(2025·浙江·模拟预测)在探索DNA是遗传物质的过程中,赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验发挥了重要作用。下列叙述正确的是( )
A.实验开始要先用含35S或32P标记的培养基培养T2噬菌体
B.用32P标记的T2噬菌体侵染细菌的实验中,是否搅拌不影响放射性的分布
C.T2噬菌体增殖时所需的模板、原料和能量均由大肠杆菌提供
D.实验中若用15N代替32P进行标记可以得到相同的实验结果
【答案】B
【分析】赫尔希和蔡斯在做噬菌体侵染细菌的过程中,利用了同位素标记法,用32P和35S分别标记的噬菌体的DNA和蛋白质。噬菌体在细菌内繁殖的过程为:吸附→注入→合成→组装→释放。
【详解】A、噬菌体是病毒,只有寄生在细胞中才能增殖,实验开始要先用含35S或32P的培养基培养大肠杆菌,再用含35S或32P标记的大肠杆菌培养T2噬菌体,以获得含35S或32P标记的T2噬菌体,A错误;
B、用含32P标记的T2噬菌体侵染细菌的实验中,保温适当时间后,32P标记的DNA进入大肠杆菌,搅拌使吸附在大肠杆菌表面的T2噬菌体外壳脱离,无论是否搅拌,离心后32P均主要分布在沉淀物中,B正确;
C、T2噬菌体增殖时所需的模板由自身提供,原料和能量均由大肠杆菌提供,C错误;
D、蛋白质和DNA都含有N,且15N无放射性,用15N代替32P标记DNA不能得到相同的实验结果,D错误。
故选B。
题型2 DNA的分子结构和复制
1.(2025·浙江嘉兴·三模)若某二倍体高等动物(2n=4)的基因型为AABb,1个原始生殖细胞(DNA被32P全部标记)在不含32P的培养液中培养一段时间,分裂过程中形成的其中1个细胞如图所示,图示细胞有2个核DNA含有32P。该原始生殖细胞形成图示细胞的过程中经历的胞质分裂次数至少是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】DNA 半保留复制特点:DNA分子的复制为半保留复制,即新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链。
【详解】已知该二倍体高等动物2n=4,基因型为AABb,图示细胞中无同源染色体,且染色体散乱分布,可判断该细胞处于减数第二次分裂前期。原始生殖细胞(DNA被32P全部标记)在不含32P的培养液中培养。第一次有丝分裂过程中,DNA复制一次,由于DNA半保留复制,每个DNA分子都由一条含32P的母链和一条不含32P的子链组成,此时细胞中所有DNA都含有32P。有丝分裂结束后,形成的子细胞中每个DNA 分子依然是一条链含32P,一条链不含32P;若进行减数分裂,在减数第一次分裂前的间期,DNA又复制一次,此时每条染色体含有两条染色单体,一条染色单体上的DNA分子是一条链含32P,一条链不含32P;另一条染色单体上的DNA分子两条链都不含32P。减数第一次分裂结束后,同源染色体分离,形成的两个子细胞中,每个细胞中的染色体上的DNA情况依然是一条染色单体上的DNA分子是一条链含32P,一条链不含32P;另一条染色单体上的 DNA 分子两条链都不含32P,当减数第二次分裂前期出现图示细胞有2个核DNA含有32P时,从原始生殖细胞开始,先进行一次有丝分裂(胞质分裂1次),再进行减数第一次分裂(胞质分裂1次),至少经历了2次胞质分裂,B正确,ACD错误。
故选B。
2.(2025·浙江·模拟预测)EdU/BrdU(二者都是胸腺嘧啶类似物)双掺入法是测定细胞周期的常用方法。EdU和BrdU能很快进入细胞并掺入正在复制的DNA中,并可以被分别检测,未掺入的EdU和BrdU短时间内即被降解。将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中,各孔同时加入EdU,随后每隔一定时间向一组培养孔加入BrdU,在培养适当时间后收集该组孔内全部细胞,检测双标记细胞占EdU标记细胞的百分比,结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.每个细胞均含有EdU标记
B.EdU标记的细胞一定都能再次被BrdU标记
C.据图分析,该细胞的S期时长大约为2QR
D.据图分析,该细胞的细胞周期时长大约为OR
【答案】D
【分析】DNA分子的复制时间:有丝分裂和减数分裂间期;条件:模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸);过程:边解旋边复制;结果:一条DNA复制出两条DNA;特点:半保留复制。
【详解】A、加入EdU后,只有进行DNA复制,即处于S期的细胞才能掺入EdU标记,A错误;
B、EdU和BrdU均在DNA复制时才能掺入,若加入BrdU时,EdU标记的细胞不位于S期,则不能掺入,由图也可知,10组实验中掺入双标记的细胞没有达到100%,B错误;
C、Q时比例从0开始升高,进度最快的双标记细胞刚好进入S期,R时双标记细胞为100%,此时进度最快的双标记细胞刚好离开S期,进度最慢的双标记细胞刚好进入S期,故S期时长约为QR,C错误;
D、理论上O时进度最快的标记细胞刚好离开S期,R时该细胞第二次刚好离开S期,故该细胞的细胞周期时长大约为OR,D正确。
故选D。
3.(2024·浙江·模拟预测)一对非同源染色体用32P标记的精原细胞(染色体数目为2N)置于不含32P的培养液中培养,某个精原细胞进行两次胞质分裂,分裂过程中不同时期的4个细胞染色体数和核DNA数如图所示。不考虑染色体变异的情况,下列叙述错误的是( )
A.a细胞可能有2条染色单体含32P
B.b细胞可能有1条染色体含32P
C.c细胞可能有3条DNA单链含32P
D.d细胞可能有2个DNA分子含32P
【答案】D
【分析】图示中d时期的细胞中染色体数为4N,为有丝分裂后期,a时期细胞中染色体数为N,核DNA数为2N,该细胞可能处于减数第二次分裂前期和中期,题干信息“某个精原细胞进行两次胞质分裂”,说明该精原细胞经过一次有丝分裂和减数第一次分裂。
【详解】A、某个精原细胞进行两次胞质分裂,图示中d时期的细胞中染色体数为4N,为有丝分裂后期,a时期细胞中染色体数为N,核DNA数为2N,该细胞可能处于减数第二次分裂前期和中期,说明该精原细胞先进行了一次有丝分裂,再进行了减数分裂,最初的精原细胞的一对非同源染色体用32P标记,经过一次有丝分裂后,产生的两个精原细胞均有一对非同源染色体为32P标记,且每条染色体上只有一条链为32P标记。该细胞继续进行减数分裂,完成复制后,初级精母细胞中有两条染色单体为32P标记,且位于非同源染色体上,减数第一次分裂非同源染色体自由组合,形成的a细胞可能含有0或1或2条染色单体含32P,A正确;
B、b细胞含有2N条染色体,2N个核DNA分子,可能处于有丝分裂末期,也可能处于减数第二次分裂后期,若处于有丝分裂末期,则有2条染色体含32P,若处于减数第二次分裂后期,则可能有0或1或2条染色体含32P,B正确;
C、c细胞含有2N条染色体,4N个核DNA分子,可能处于有丝分裂前期、中期,也可能处于减数第一次分裂各时期,若处于有丝分裂前期、中期,则有4条DNA单链含32P,若处于减数第一次分裂,正常情况下有2条DNA单链含32P,若在减数第一次分裂前期发生了交叉互换,则可能有3条DNA单链含32P,C正确;
D、d细胞染色体数为4N,为有丝分裂后期,DNA半保留复制,此时有4个DNA分子含32P,D错误。
故选D。
4.(2024·浙江·模拟预测)某果蝇(2n=8)的一个精原细胞的核DNA的两条链均带有32P标记,在不含32P的培养液中培养,依次选取甲、乙、丙、丁四个不同时期的细胞观察,结果如图。不考虑染色体结构变异,下列叙述正确的是( )
A.甲细胞可能处于前期I,正在发生同源染色体联会
B.形成乙细胞至少经历2次DNA复制和1次着丝粒分裂
C.丙细胞中不含同源染色体,也不含姐妹染色单体
D.若丁细胞与正常卵细胞受精,产生的后代染色体数目异常
【答案】B
【分析】在减数分裂前,每个精原细胞的染色体复制一次,而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次,最后形成四个精细胞。这两次分裂分别叫作减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ。
【详解】A、DNA的复制是半保留复制,果蝇(2n=8)的一个精原细胞的核DNA的两条链均带有32P标记,在不含32P的培养液中培养,甲细胞中32P标记的染色体:32P标记的核DNA=8:16,则甲细胞可能处于减数第一次分裂(前、中、后、末)、有丝分裂前期和中期,所以甲细胞不一定正在发生同源染色体联会,A错误;
B、乙细胞中32P标记的染色体数为8,32P标记的核DNA数为9,甲、乙、丙、丁是四个不同时期的细胞,不考虑染色体结构变异,推测先发生了一次有丝分裂,减数分裂Ⅰ发生了同源染色体中非姐妹染色单体的互换,形成细胞乙过程至少经历了2次DNA复制和1次着丝粒分裂,B正确;
C、丙细胞中32P标记的染色体数为4,可能处于减数第二次前期和中期,不含同源染色体,但含姐妹染色单体,C错误;
D、若丁细胞(被32P标记的染色体数目为3,而不是染色体数目为3)与正常卵细胞(染色体数目为4)受精,产生的后代染色体数目正常,D错误。
故选B。
5.(2024·浙江湖州·一模)将一个用15N标记的果蝇精原细胞(2n=8)置于含14N的培养液中,分裂形成两个子细胞,其中一个子细胞继续分裂一次,得到的细胞如图所示(仅考虑图示变异),下列叙述正确的是( )
A.该细胞的形成发生了两次着丝粒的分裂
B.该细胞含有两套遗传信息和两个染色体组
C.若发生的是交叉互换,该细胞中15N标记的核DNA有4或5条
D.若发生的是基因突变,该细胞和同时产生的另一细胞中15N标记的核DNA数不同
【答案】C
【分析】根据DNA分子的半保留复制特点,将某精原细胞的DNA分子用15N标记后置于含14N的培养基中培养。如果进行有丝分裂,经过一次细胞分裂后,形成的2个子细胞中的DNA分子都含有一条14N的单链和一条15N的单链。
【详解】A、将一个用15N标记的果蝇精原细胞(2n=8)置于含14N的培养液中,分裂形成两个子细胞,经过了一次有丝分裂,则着丝粒分裂了一次,如图的细胞没有同源染色体,说明发生了一次减数第一次分裂,此过程没有发生着丝粒的分裂,A错误;
B、如图的细胞没有同源染色体,每条染色体上有两个姐妹染色单体,则该细胞含有两套遗传信息,但是只有一个染色体组,B错误;
C、将一个用15N标记的果蝇精原细胞(2n=8)置于含14N的培养液中,分裂形成两个子细胞,其中一个子细胞继续分裂一次,得到的细胞如图所示,则进行了一次有丝分裂和减数第一次分裂,则DNA进行了两次复制,根据半保留复制的特点,此细胞中的每条染色体上其中一个染色单体被15N标记,另外的一个染色单体没有被15N标记,若发生了交叉互换,如果是发生在被标记的非姐妹染色单体之间或者是都没有被标记的染色单体之间,则该细胞中15N标记的核DNA有4条,若是被标记的一个染色单体和另一个没有被标记的一个染色单体之间发生了交叉互换,则导致原来没有标记的染色单体被15N标记,导致该细胞中15N标记的核DNA有5条,C正确;
D、若发生的是基因突变,则不影响DNA的被标记的情况,所以被标记的该细胞和同时产生的另一细胞中15N标记的核DNA数相同,D错误。
故选C。
题型3 基因的表达
1.(2025·浙江绍兴·二模)下图表示翻译过程,E位点、P位点、A位点是核糖体内部的三个tRNA结合位点,tRNA可以反复使用。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.核糖体的移动方向是从a端向b端移动
B.E位点遇到终止密码子时翻译立即停止
C.P位点存在A—T、U—A和G—C配对
D.tRNA与氨基酸的结合发生在A位点
【答案】A
【分析】基因控制蛋白质合成包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,而翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程。
【详解】A、在翻译过程中,核糖体沿着mRNA移动,tRNA携带氨基酸依次进入A位,然后从P位离开。从图中可以看到,tRNA从右侧的A位进入,从左侧的E位离开,这意味着核糖体是从mRNA的a端向b端移动的,A正确;
B、终止密码子没有对应的tRNA,当核糖体的A位遇到终止密码子时,翻译才会停止,而不是E位遇到终止密码子翻译就停止,B错误;
C、P位是与携带肽链的tRNA结合的位点,tRNA与mRNA之间遵循碱基互补配对原则,即A - U、U - A、G - C、C - G配对,不存在A - T配对,因为mRNA和tRNA中没有碱基T,C错误;
D、tRNA与氨基酸的结合发生在细胞质基质中,而不是在核糖体的A位。在翻译过程中,携带氨基酸的tRNA进入核糖体的A位,参与肽链的合成,D错误。
故选A。
2.(24-25高三下·浙江·模拟)脑源性神经营养因子(BDNF)由两条多肽链组成,能够促进和维持中枢神经系统的正常发育,BDNF基因表达受阻可能会导致精神分裂。下图为BDNF基因的表达及调控过程示意图,下列叙述错误的是( )
A.甲过程需要RNA聚合酶的催化
B.乙过程中的两个核糖体分别合成BDNF的两条多肽链
C.丙过程氢键的形成不需要酶的催化
D.图中的A代表mRNA,B代表多肽链
【答案】B
【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质,所有已知的生命,都利用基因表达来合成生命的大分子。转录过程由RNA聚合酶催化进行,以DNA为模板,产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动,留下新合成的RNA链。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所在核糖体
【详解】A、甲过程为转录,需要RNA聚合酶的催化,其作用是识别并结合模板DNA上的启动子序列,并以BDNF基因的一条链为模板催化转录合成RNA,A正确;
B、乙过程中的两个核糖体合成的多肽链是相同的,B错误;
C、丙是miRNA与BDNF基因转录出来的RNA进行碱基互补配对,该过程中碱基配对自动形成氢键,不需要酶催化,C正确;
D、图中乙表示翻译,A是翻译模板mRNA,B表示翻译出来的多肽链,D正确。
故选B。
3.(2024·浙江·二模)多种肿瘤细胞存在过量表达的CDC7激酶,该激酶对启动DNA复制具有重要作用。研究发现,XL413药物可与CDC7激酶结合并起到抑制其活性的效果。下列叙述正确的是( )
A.DNA复制时,脱氧核苷酸通过氢键连接成子链
B.XL413药物可以抑制肿瘤细胞的增殖,使其停留在分裂期
C.DNA复制过程中子链的延伸方向为5'端向3'端
D.CDC7激酶具有促进解旋酶和DNA启动部位结合的作用
【答案】C
【分析】DNA分子复制的方式是半保留复制,且合成两条子链的方向是相反的;DNA在复制过程中,边解旋边进行半保留复制。由图可知,DNA解旋酶能使双链DNA解开,且需要消耗ATP。
【详解】A、DNA复制时,以DNA的两条链分别作为模板,脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链,A错误;
B、CDC7激酶对启动DNA复制具有重要作用,而XL413药物可与CDC7激酶结合并起到抑制其活性的效果,即抑制DNA复制,DNA复制发生在分裂间期,因此XL413药物可以抑制肿瘤细胞的增殖,使其停留在分裂间期,B错误;
C、DNA复制过程中子链和母链互补配对,子链的延伸方向为5'端向3'端,C正确;
D、CDC7激酶对启动DNA复制具有重要作用,而DNA启动部位是与RNA聚合酶结合的,启动转录的过程,D错误。
故选C。
4.(2024·浙江绍兴·模拟预测)端粒是染色体两端一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体,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。端粒酶以其携带的RNA为模板(含短重复序列5'-UAACCC-3')使端粒DNA序列延伸,作用机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A.端粒酶向右移动完成G链的延伸为逆转录过程
B.以延伸的G链为模板形成C链需要DNA聚合酶的催化
C.端粒酶延伸端粒DNA的短重复序列为3'-GGGTTA-5'
D.与正常细胞相比肿瘤细胞中端粒酶的活性比较高
【答案】C
【分析】分析题干信息:“端粒是染色体两端特殊的DNA序列,其长度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,导致细胞衰老。端粒酶以其携带的RNA为模板(含短重复序列5'-UAACCC-3')使端粒DNA序列延伸”,说明细胞能够保持分裂的原因是端粒酶保持活性。
【详解】A、由图可知,为了修补端粒内侧的受到损伤的DNA,端粒酶向右移动以自身所含短重复序列5'-UAACCC-3'为模板,完成G链的延伸为逆转录过程,A正确;
B、 在DNA复制过程中,新的DNA链是以已有的DNA链为模板,在DNA聚合酶的催化下合成的。根据图示,当G链延伸完成后,它就可以作为模板来合成C链。这个过程需要DNA聚合酶的催化,B正确;
C、DNA分子中特有的碱基是T,RNA中特有碱基是U,由于模板含短重复序列5'-UAACCC-3',根据碱基互补配对原则,端粒酶延伸端粒DNA的短重复序列为5'-GGGTTA-3',C错误;
D、肿瘤细胞有较高的细胞增殖活性,故推测肿瘤细胞中的端粒酶活性可能较高,能防止染色体末端端粒的缩短,D正确。
故选C。
5.(2024·浙江绍兴·一模)嘌呤霉素是一种氨基核苷类物质,可随机进入核糖体相应位点,其氨基端连接到延伸中的肽链上,使肽链末端成为嘌呤霉素残基,不能再连接氨基酸而终止翻译。某研究小组在大肠杆菌培养液中加入足量嘌呤霉素探究其作用效果。下列关于嘌呤霉素的叙述正确的是( )
A.能认读mRNA上的终止密码
B.能与肽链的羧基端缩合形成氢键
C.能使一条mRNA翻译得到多条不同的肽链
D.能通过对基因转录过程的干扰起作用
【答案】C
【分析】由题意可知,嘌呤霉素可通过氨基末端与肽链的羧基端缩合形成肽键;因其随机进入核糖体干扰翻译,所以一条mRNA翻译可得到多条不同的肽链。
【详解】A、嘌呤霉素通过使肽链末端成为嘌呤霉素残基,不能再连接氨基酸而终止翻译,不是识别mRNA上的 终止密码子来终止翻译,A 错误;
B、嘌呤霉素含有氨基端,能与延伸中的肽链的羧基端缩合形成肽键,B错误;
C、嘌呤霉可随机进入核糖体相应位点,导致翻译停止,所以能使一条mRNA翻译得到多条不同的肽链,C正确;
D、嘌呤霉素是一种氨基核苷类物质,嘌呤霉素可通过干扰基因的翻译过程进而干扰表达,使细菌不能正常增殖而达到抑菌的作用,D错误。
故选C。
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