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专题强化练(五) 遗传的分子基础
1.(2025·北京二模)“DNA是主要的遗传物质”是经长期研究得出的结论。下列叙述错误的是( )
A.加热杀死的S型菌中存在某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质
B.DNA酶处理的S型菌细胞提取液不能使R型菌发生转化,实验运用了“减法原理”
C.用32P噬菌体侵染细菌,部分子代噬菌体含32P,可作为DNA是遗传物质的证据
D.用烟草花叶病毒感染烟草的实验证明RNA是烟草花叶病毒和烟草的遗传物质
答案:D
解析:A、在肺炎链球菌转化实验中,加热杀死的S型菌中存在某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质,这种物质后来被证明是DNA,A正确;B、DNA酶处理S型菌细胞提取液,将提取液中的DNA水解,不能使R型菌发生转化,该实验通过去除DNA来观察结果,运用了“减法原理”,B正确;C、用32P噬菌体侵染细菌,32P标记的是噬菌体的DNA,部分子代噬菌体含32P,说明亲代噬菌体的DNA传递到了子代噬菌体中,可作为DNA是遗传物质的证据,C正确;D、用烟草花叶病毒感染烟草的实验证明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,但烟草是细胞生物,其遗传物质是DNA,D错误。故选D。
2.(2025·吉林联考)下列有关格里菲思肺炎链球菌转化实验的叙述,正确的是( )
A.R型菌与加热杀死的S型菌共同注射到小鼠体内,最后只有S型菌
B.死亡的小鼠体内都可以分离出存活的S型菌和R型菌
C.R型菌转化为S型菌证明了DNA可在同种生物不同个体间转移
D.加热杀死的S型菌中的转化因子仍然保持转化活性
答案:D
解析:A、R型菌与加热杀死的S型菌共同注射到小鼠体内,最后可分离出S型菌和R型菌,A错误;B、若只注射加热杀死的S型菌,则死亡的小鼠体内不能分离出存活的S型菌,B错误;C、R型菌转化为S型菌证明了DNA可在不同生物个体间转移,C错误;D、加热杀死的S型菌中的转化因子仍然保持转化活性,能将R型菌转化为S型菌,D正确。故选D。
3.(2025·江苏南京二模)下图1表示大肠杆菌的DNA分子复制,图2表示哺乳动物的DNA分子复制。下列叙述正确的是( )
A.图1和图2中复制起点部位的A//T碱基对比例较高,易于解旋
B.图1和图2表示的过程都具有多起点、双向、边解旋边复制的特点
C.图1和图2复制过程中,形成的两条子链一条连续,一条不连续
D.图1中按照③②①的先后顺序合成子链,子链延伸方向为5′→3′
答案:A
解析:A、DNA分子中A/T碱基对之间是两个氢键,G/C碱基对之间是三个氢键。复制起点部位A/T碱基对比例较高时,氢键数量相对较少,易于解旋,A正确;B、图1中只有一个复制起点,不具有多起点特点;图2有多个复制起点,B错误;C、结合图示可知,每一条子链合成时都有连续的一部分,也有不连续的一部分,C错误;D、DNA分子复制时,子链延伸方向都是5′→3′,但图1中按照①②③的先后顺序合成子链,D错误。故选A。
4.某双链DNA分子由400个碱基组成,其中1条链上碱基的比例为A∶T∶C∶G=1∶2∶3∶4。若该DNA分子复制3次,下列有关叙述错误的是( )
A.该DNA分子另一条链上A∶T∶C∶G=2∶1∶4∶3
B.该双链DNA分子复制一次需要解开540个氢键
C.第3次复制比第2次复制多消耗120个腺嘌呤脱氧核苷酸
D.DNA双链中A+G的比例体现了DNA分子的特异性
答案:D
解析:A、DNA分子两条链上的碱基互补配对,一条链上A∶T∶C∶G=1∶2∶3∶4,则另一条链上(互补碱基之比相等)T∶A∶G∶C=1∶2∶3∶4,即另一条链上A∶T∶C∶G=2∶1∶4∶3,A正确;B、一条链上A∶T∶C∶G=1∶2∶3∶4,可得A+T占该链的30%,所以A+T占该双链DNA的30%,A=T=该双链DNA的15%,C=G=该双链DNA的35%,因此C=G=400×35%=140个,A=T=60个,故该DNA分子中C-G碱基对140个,A-T碱基对60个,每个C-G碱基对之间有3个氢键,每个A-T碱基对之间有2个氢键,因此总氢键数为140×3+60×2=540个,所以,该双链DNA分子复制一次需要解开540个氢键,B正确;C、一次复制完成后形成2个DNA分子,二次复制完成后形成22=4个DNA分子,三次复制完后形成23=8个DNA分子,则第2次复制形成4-2=2个DNA分子,第3次复制形成8-4=4个DNA分子,第3次复制比第2次复制多形成2个DNA分子,每个DNA分子含60个腺嘌呤,因此第3次复制比第2次复制多消耗2×60=120个腺嘌呤脱氧核苷酸,C正确;D、双链中(A+T)所占的比例代表双链DNA分子中A-T碱基对的含量,在一定程度上可体现DNA分子的特异性,同理(G+C)所占的比例也可在一定程度上反应DNA分子的特异性,而(A+G)在任何双链DNA分子中均占DNA分子碱基总数的一半,D错误。故选D。
5.(2025·沈阳二模)研究表明,某些单链环状RNA可以作为吸附microRNA的“海绵”,通过与microRNA特异性结合解除其对特定mRNA作用的抑制,这种机制被称为“microRNA海绵效应”。下列有关叙述正确的是( )
A.microRNA与tRNA、rRNA的相似处在于它们本身都不是翻译为蛋白质的模板
B.这些环状RNA是通过脱水缩合方式形成的特定环状结构,不再具有磷酸基团
C.这些环状RNA与microRNA的结合遵循碱基互补配对原则,配对方式与转录相同
D.这些环状RNA能够通过吸附microRNA,解除对相应基因转录过程的抑制作用
答案:A
解析:A、rRNA用来合成核糖体,tRNA用来转运氨基酸,本身不会被翻译成蛋白质,根据题意可知microRNA也不是翻译为蛋白质的模板,A正确;B、环状RNA通过脱水缩合的方式形成特定的环状结构,不再具有游离的磷酸基团,但含有磷酸基团,其主链是由核糖与磷酸基团交替连接形成的,B错误;C、环状RNA与microRNA结合遵循碱基互补配对原则,即A-U,G-C,转录过程遵循碱基互补配对原则,即A-U,G-C,T-A,配对方式不完全相同,C错误;D、这些环状RNA能够通过吸附microRNA,会解除其对特定mRNA作用的抑制,从而解除了对相应基因转翻译过程的抑制作用,D错误。故选A。
6.(2025·台州模拟)下图表示某真核生物基因的片段及其转录出的信使RNA。已知起始密码是AUG,部分氨基酸及对应密码子如下表,下列判断正确的是( )
亮氨酸
CUA、CUC、CUG、CUU、UUA、UUG
缬氨酸
GUA、GUC、GUG、GUU
甘氨酸
GGU、GGC、GGG、GGA
甲硫氨酸
AUG
A.合成mRNA的模板链可能是②
B.该DNA片段有10个密码子
C.以③为模板进行翻译时需要5种tRNA的参与
D.若该基因复制时发生差错,当图中a处所指由A变成G时,这种突变对该蛋白质无影响
答案:D
解析:A、根据碱基互补配对原则,与mRNA配对的是①链,合成mRNA的模板链是①,A错误;B、密码子位于mRNA上,B错误;C、以③为模板进行翻译时需要4种tRNA的参与,C错误;D、当上图a处所指由A变成G时,则密码子由CUU变成CUC,编码的氨基酸不变,都是亮氨酸,因此这种突变对该蛋白质的结构无影响,D正确。故选D。
7.(2025·重庆模拟)下图甲表示真核生物某生理过程,其中一条链具有“不连续合成”的特点;图乙表示真核生物基因的遗传信息从DNA转移到RNA上之后,对有效遗传信息进行“剪断”与重新“拼接”的过程。下列说法正确的是( )
A.图甲表示DNA复制,图中两条子链的合成方向都是由5′端延伸到3′端
B.图乙过程①需要DNA聚合酶的参与,过程②有磷酸二酯键的断裂和合成
C.图乙过程③表示在核糖体上进行的翻译过程,该过程需要两类RNA的参与
D.由正常mRNA逆转录形成的cDNA与S基因完全相同
答案:A
解析:A、图甲为DNA的复制,因为DNA聚合酶只能按照5′端往3′端的方向进行延伸合成新DNA链,所以两条子链的合成方向都是由5′端延伸到3′端,A正确;B、图乙过程①表示转录,需要RNA聚合酶参与,图乙过程②为RNA的加工,剪接体对有效遗传信息的“剪断”与重新“拼接”,有磷酸二酯键的断裂和合成,B错误;C、图乙过程③表示在核糖体上进行的翻译过程,该过程需要三类RNA的参与,C错误;D、S基因转录形成的mRNA经过了加工(剪接),因此正常mRNA逆转录形成的cDNA与S基因不完全相同,D错误。故选A。
8.(2025·宁波联考)如图为DNA、蛋白质与性状的关系示意图,有关说法正确的是( )
A.①过程与DNA复制的共同点是都以DNA单链为模板,在DNA聚合酶的作用下进行
B.②过程中需要多种tRNA,不同tRNA所转运的氨基酸一定不同
C.图中的DNA链和mRNA链长度相同
D.人的白化病是通过蛋白质间接表现的,囊性纤维化是通过蛋白质直接表现的
答案:D
解析:①是转录过程,转录以DNA的一条链为模板,DNA复制时,DNA的两条链分别为模板,DNA复制在DNA聚合酶的作用下进行,转录在RNA聚合酶的作用下进行,A错误。一种氨基酸可由一种或多种密码子编码,因此多种tRNA可能转运同一种氨基酸,B错误。DNA的基因上有非编码区,所以DNA链比mRNA链长度要长,C错误。白化病的病因是编码酪氨酸酶的基因异常,进而导致酪氨酸不能转变为黑色素,体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而间接控制生物性状;囊性纤维化体现了基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,D正确。故选B。
9.(2025·福州模拟)如图所示为人体内基因对性状的控制过程,下列叙述正确的是( )
A.①②或⑤⑥都表示基因的表达过程,但发生在不同细胞中
B.基因1和基因2的遗传一定遵循基因的自由组合定律
C.生物体中一个基因只能决定一种性状
D.⑤→⑥→⑦过程说明基因可通过控制酶的合成,直接控制生物体的性状
答案:A
解析:由题图可知,①和⑤表示转录,②和⑥表示翻译,基因的表达包括转录和翻译,而题图中血红蛋白的形成只发生在红细胞中,酪氨酸酶在红细胞中不存在,A正确;基因1和基因2的遗传不一定遵循基因的自由组合定律,因为不明确这两个基因是否位于一对同源染色体上,B错误;生物体中一个基因可能参与多种性状的控制,C错误;⑤→⑥→⑦过程说明基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,间接控制生物体的性状,D错误。故选A。
10.(2025·兰州一诊)原核生物的基因为连续基因,没有外显子、内含子之分。而大多数真核生物的基因为不连续基因,即基因的编码序列(外显子)被非编码序列(内含子)隔开。内含子可参与转录形成premRNA,在premRNA形成成熟mRNA时,内含子对应区段会被剪切掉。下列说法错误的是( )
A.premRNA合成时,RNA聚合酶会与基因中的启动子结合
B.向原核生物细胞内转移真核生物的基因时应使用其成熟mRNA的逆转录产物
C.若基因突变发生在内含子,则其对翻译产物一般无影响
D.翻译时,核糖体沿着成熟的mRNA从3′端向5′端移动
答案:D
解析:A、premRNA合成时,RNA聚合酶会与基因中的启动子结合,驱动转录,A正确;B、因为真核生物的基因存在内含子,而原核生物无相应的剪切机制,所以向原核生物细胞内转移真核生物的基因时,应使用真核生物的成熟mRNA的逆转录产物,B正确;C、内含子转录形成的RNA会被剪切掉,故若基因突变发生在内含子,则其对翻译产物一般无影响,C正确;D、翻译时,核糖体沿着成熟的mRNA从5′端向3′端移动,D错误。故选D。
11.(2025·威海模拟)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。下列相关叙述正确的是( )
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
答案:C
解析: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-223RNA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。故选C。
12.(不定项)(2025·连云港二模)“孔明系统”是我国科学家发现的一种细菌抗噬菌体的免疫信号通路。当噬菌体入侵时,其携带的脱氧核苷酸激酶(DNK)触发该系统而激活细菌免疫,导致噬菌体无法增殖。噬菌体也可分泌相关酶降解该系统的启动原料,使免疫信号无法传递。下列叙述正确的有( )
A.噬菌体增殖所需的原料和能量均来自宿主细菌
B.噬菌体与细菌之间入侵和反入侵是协同进化的结果
C.若细菌体内噬菌体DNA正常转录表明孔明系统已完全失效
D.该研究表明可通过改造噬菌体DNK基因开发新型抗生素
答案:ABD
解析:A、噬菌体为寄生在细菌中的病毒,病毒增殖所需的遗传物质(模板)来自于病毒自身,原料和能量均来自宿主细菌,分析题意可知部分酶也可由噬菌体自身携带,A正确;B、题干告知噬菌体入侵时会激活细菌免疫,抑制其增殖过程;而噬菌体也可降解该系统的启动原料使免疫信号无法传递。该表述体现了噬菌体与细菌之间在相互影响中不断发展和进化的关系,是协同进化的结果,B正确;C、题干告知“孔明系统”是一种细菌抗噬菌体的免疫信号通路,噬菌体可分泌相关酶降解该系统的启动原料,使免疫信号无法传递,从而导致孔明系统失效。而细菌体内噬菌体DNA转录仅属于其增殖过程中蛋白质合成的起始环节,即使该过程正常,噬菌体也可能因为DNA复制、翻译或组装等过程受阻而无法正常增殖,故不能仅根据噬菌体DNA转录过程正常而判断孔明系统已经完全失效,C错误;D、题干告知噬菌体携带的脱氧核苷酸激酶(DNK)可以触发细菌的免疫系统,若通过改造噬菌体DNK基因,导致其表达产物无法激活细菌免疫过程,就能增加噬菌体侵染大肠杆菌而致使其裂解死亡的几率。噬菌体具有高度特异性,能够精准识别并攻击特定种类的细菌,但对人体一般没有伤害,在普通抗生素耐药性问题日益严重的当下,噬菌体疗法成为极具潜力的替代方案,D正确。故选ABD。
13.(不定项)(2025·沈阳模拟)核糖开关是一段具有复杂结构的RNA序列,能感受环境因素的变化而改变自身的结构和功能,从而调控基因的表达。在枯草杆菌中,有些基因的mRNA上具有SAM感受型核糖开关,其调节机制如图所示。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.SAM可以抑制相关基因的翻译来调节代谢过程
B.RBS的下游区域中存在启动子,是翻译的起始位置
C.环境因素可影响某些基因的翻译过程
D.核糖开关分子内部存在碱基互补配对的区域
答案:ACD
解析:启动子位于基因的上游,是RNA聚合酶识别和结合的部位,而RBS为mRNA上的核糖体结合位点,不存在启动子,B错误;由题图可知,核糖开关存在双链区域,故核糖开关分子内部存在碱基互补配对的区域,D正确。故选ACD。
14.(不定项)(2025·长春二模)染色体上的端粒DNA由串联重复序列组成,同种生物的该序列相同。少数无端粒酶的肿瘤细胞可通过端粒延长替代机制(ALT)维持端粒长度(机制如图)。该过程可被重复数十次,导致序列信息从一个端粒传递到另一端粒上。下列相关叙述正确的是( )
A.进行ALT的肿瘤细胞,端粒酶基因甲基化程度可能较高
B.①链的延伸过程以②链作为模板,该延伸过程不需要引物
C.肿瘤细胞内参与ALT过程的酶有解旋酶、RNA聚合酶等
D.ALT机制实现了非同源染色体上的基因重组,增加了遗传的多样性
答案:AB
解析:A、端粒酶活性缺乏的肿瘤细胞可通过ALT机制维持端粒长度,端粒酶基因甲基化程度高会抑制端粒酶活性,所以进行ALT的肿瘤细胞中端粒酶基因甲基化程度可能较高,A正确;B、根据题意,第一条染色体端粒的末端①链结合到第二条染色体端粒的末端②链上并延伸,这个延伸过程以②链为模板,并且文中提到随后在RNA引物和DNA聚合酶的作用下,新延长的①链被转化成双链形式,说明延伸过程不需要引物,B正确;C、ALT过程涉及DNA单链的活动和延伸,需要解旋酶解开DNA双链。但此过程是DNA合成相关,需要的是DNA聚合酶,而RNA聚合酶是用于转录过程合成RNA,在ALT过程中不需要,C错误;D、基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因重新组合,主要包括减数分裂过程中的互换和非同源染色体自由组合。ALT机制只是端粒DNA序列信息的传递,并没有涉及不同基因的重新组合,不属于基因重组,也没有增加遗传多样性,D错误。故选AB。
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