2023届高考生物二轮复习遗传的分子基础作业含答案

遗传的分子基础

一、选择题

1．(2022·龙岩模拟)用32P或14C标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，经过短暂保温，再进行搅拌、离心后检测放射性物质的分布情况。下列相关分析错误的是(　　)

A．32P标记组，沉淀物中放射性明显高于上清液

B．14C标记组，沉淀物和上清液中放射性均较高

C．32P标记组，子代噬菌体中部分存在32P

D．14C标记组，14C存在于所有子代噬菌体中

解析　32P标记组只标记了DNA分子，故沉淀物中放射性明显高于上清液，A项正确；14C标记组同时标记了DNA和蛋白质，故沉淀物和上清液中放射性均较高，B项正确；32P标记组只标记了DNA分子，在噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，只有DNA分子进入大肠杆菌作为模板进行半保留复制，所以32P只存在于部分子代噬菌体的DNA中，C项正确；14C标记组同时标记了DNA和蛋白质，但由于侵染时只有噬菌体的DNA进入细菌内，且DNA进行半保留复制，故14C只存在于部分子代噬菌体的DNA中，D项错误。

答案　D

2．(2022·武汉模拟)细菌转化是指外源DNA被处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态的细菌摄取并且在细菌内部表达的过程。在肺炎链球菌转化实验中，S型细菌的DNA片段进入R型细菌内并整合到其基因组中，使R型细菌转化成S型细菌，其子代也是S型细菌。下列叙述正确的是(　　)

A．以上的转化实验证明了DNA是主要的遗传物质

B．R型细菌转化成S型细菌是一种不可遗传的变异

C．DNA纯度和受体菌的状态等因素均会影响细菌的转化率

D．体内转化实验可以通过观察菌落形态来判断是否发生转化

解析　题述的转化实验证明了DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质，A项错误；S型细菌的DNA片段进入R型细菌内并整合到其基因组中，故R型细菌转化成S型细菌属于基因重组，是一种可遗传的变异，同时DNA纯度、两种细菌的亲缘关系和受体菌的状态等因素均会影响细菌的转化率，B项错误、C项正确；体内转化实验不能通过观察菌落形态来判断是否发生转化，可以通过判断实验小鼠是否死亡来确定是否发生了转化，D项错误。

答案　C

3．(2022·韶关模拟)某病毒是一种单链RNA病毒，科学家已经确定其RNA碱基总数为n，基因数为m。下列说法正确的是(　　)

A．该病毒RNA中构成基因的碱基总数为n

B．该病毒RNA的碱基排列顺序有4n种

C．该病毒RNA分子上有两个游离的磷酸基团

D．该病毒RNA上相邻碱基通过核糖—磷酸—核糖相连

解析　该病毒RNA上含有有遗传效应的基因和无遗传效应的非基因片段，其RNA碱基总数为n，故该病毒RNA中构成基因的碱基总数小于n，A项错误；该病毒RNA的碱基排列顺序只有1种，具有特异性，B项错误；该病毒是一种单链RNA病毒，因此该病毒RNA分子上有一个游离的磷酸基团，C项错误；该病毒是RNA病毒，基本组成单位是核糖核苷酸，RNA上相邻碱基通过核糖—磷酸—核糖相连，D项正确。

答案　D

4．(2022·菏泽模拟)真核细胞中存在一种依赖于SURF复合蛋白发挥作用的质量监控机制，该蛋白能特异性识别并降解终止密码子提前的异常mRNA，下列叙述错误的是(　　)

A．真核细胞的mRNA均来自染色体DNA的转录

B．基因中碱基对的增添可能导致mRNA上终止密码子提前

C．SURF复合蛋白可以发挥类似RNA酶的作用

D．该机制能防止相对分子质量较小的异常蛋白质产生

解析　真核细胞的线粒体和叶绿体内的DNA也可以转录形成mRNA，A项错误；基因中碱基对的增添会导致基因中碱基序列的改变，转录形成的mRNA中终止密码子可能提前，B项正确；SURF复合蛋白能特异性识别并降解终止密码子提前的异常mRNA，说明SURF复合蛋白可以发挥类似于RNA酶的作用，使RNA水解，C项正确；终止密码子提前的异常mRNA会翻译形成小分子蛋白质，而SURF复合蛋白能特异性识别并降解含有提前终止密码子的异常mRNA，因此能防止相对分子质量较小的异常蛋白质的产生，D项正确。

答案　A

5．(2022·临汾模拟)成熟果实中ACC合成酶的活性明显提高，导致乙烯含量急剧上升。为了延长番茄储藏期，我国科学家利用基因工程技术成功将ACC合成酶反义基因导入番茄细胞内，培育出转基因植株X。ACC合成酶反义基因转录出的反义RNA可与ACC合成酶基因转录出的mRNA结合，从而影响乙烯的合成。下列相关叙述错误的是(　　)

A．植株X的果实细胞和根尖细胞中都有ACC合成酶基因

B．ACC合成酶反义基因通过影响翻译过程抑制ACC合成酶基因的表达

C．ACC合成酶基因的表达产物乙烯可促进果实成熟

D．植株X体内与乙烯含量有关的基因至少有2种

解析　植株X的果实细胞和根尖细胞中所含的基因是相同的，即都有ACC合成酶基因，A项正确；ACC合成酶反义基因转录出的反义RNA可与ACC合成酶基因转录出的mRNA结合，而mRNA是翻译的模板，故ACC合成酶反义基因通过影响翻译过程抑制ACC合成酶基因的表达，B项正确；ACC合成酶基因的表达产物是ACC合成酶，不是乙烯，C项错误；植株X体内的ACC合成酶基因、ACC合成酶反义基因与乙烯含量有关，故植株X体内与乙烯含量有关的基因至少有2种，D项正确。

答案　C

6．(2022·遂宁模拟)PBPs是参与细菌细胞壁生物合成的酶，其合成受细菌体内PBPs基因控制，青霉素与PBPs结合后会抑制细菌细胞壁的生物合成，进而引起细菌死亡。下列叙述正确的是(　　)

A．PBPs基因的基本组成单位是脱氧核糖核酸

B．PBPs基因的表达在细菌的宿主细胞内完成

C．PBPs基因每次转录前都需要进行半保留复制

D．PBPs基因突变可能使细菌对青霉素产生抗性

解析　基因的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，A项错误；PBPs是细菌体内的酶，PBPs基因的表达在细菌细胞内完成，B项错误；DNA复制的特点是半保留复制，不是每次转录前都需要进行DNA复制，C项错误；由题干可知，青霉素与PBPs结合后会引起细菌死亡，PBPs基因突变后可能表达不出PBPs，从而使细菌对青霉素产生抗性，D项正确。

答案　D

7.(2022·福州质量检测)关于DNA复制过程中两条子链是如何延伸的，有科学家提出半不连续复制模型，其中延伸方向与解链方向相反的短片段子链将由DNA连接酶连接。以下不是该模型确立所依据的证据是(　　)

A．阻断DNA连接酶的活性，正在增殖的大肠杆菌中会出现短片段子链的积累

B．将正在增殖的大肠杆菌与放射性同位素3H标记的胸苷混合，较短时间即可出现多个具有放射性的短片段子链

C．将正在增殖的大肠杆菌与放射性同位素3H标记的胸苷混合，较长时间后测定，长片段子链的比例会增加

D．将15N培养的大肠杆菌移到含14N的培养基中，提取DNA进行离心，子一代DNA出现在中带位置

解析　由题意可知，延伸方向与解链方向相反的短片段子链将由DNA连接酶连接，因此，若阻断DNA连接酶的活性，则会导致短片段无法连接，故正在增殖的大肠杆菌中会出现短片段子链的积累，该结果支持科学家提出的半不连续复制模型，A项不符合题意；将正在增殖的大肠杆菌与放射性同位素3H标记的胸苷混合，较短时间即可出现多个具有放射性的短片段子链，说明复制时可能先合成较短的DNA片段，该实验结果支持科学家提出的半不连续复制模型，B项不符合题意；将正在增殖的大肠杆菌与放射性同位素3H标记的胸苷混合，较长时间后测定，长片段子链的比例会增加，推测短片段连接成了长片段，该实验结果支持科学家提出的半不连续复制模型，C项不符合题意；将15N培养的大肠杆菌移到含14N的培养基中，提取DNA进行离心，子一代DNA出现在中带位置，该实验结果与科学家提出的半不连续复制模型无关，因为即使是连续复制也会出现题述的实验结果，D项符合题意。

答案　D

8．(2022·南京模拟)丙型肝炎病毒(HCV)是一种具有包膜的单链(＋)RNA病毒，该(＋)RNA能直接作为翻译的模板合成多种病毒蛋白。HCV感染肝细胞，导致肝脏发生炎症，严重时可能发展为肝癌。目前尚未研制出疫苗，最有效的治疗方案是将PSI－7977(一种核苷酸类似物)与干扰素、病毒唑联合治疗。下列相关叙述正确的是(　　)

A．HCV的(＋)RNA含该病毒的遗传信息和反密码子

B．HCV需要将其遗传物质整合到宿主细胞的染色体上以完成复制

C．HCV与肝细胞结构上的最大区别是无核膜包被的细胞核

D．PSI－7977的治疗机理可能是作为合成原料掺入RNA，引起合成终止

解析　根据题干信息“该(＋)RNA能直接作为翻译的模板合成多种病毒蛋白”可知，(＋)RNA相当于mRNA，其上含有密码子，A项错误；HCV的遗传物质是RNA，不能和宿主细胞的染色体整合，B项错误；HCV与肝细胞结构上的最大区别是没有细胞结构，C项错误；PSI－7977是一种核苷酸类似物，用PSI－7977进行治疗时，其机理可能是作为合成原料掺入RNA，引起合成终止，D项正确。

答案　D

9．表观遗传现象普遍存在于生物体生命活动过程中，下列有关表观遗传的叙述，不正确的是(　　)

A．柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达

B．基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关

C．表观遗传现象发生在减数分裂产生配子的过程中，能遗传给后代

D．构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达

解析　柳穿鱼Lcyc基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，A项正确；同卵双胞胎之间的基因型相同，因此他们之间的微小差异与表观遗传有关，B项正确；表观遗传现象并非只发生在减数分裂产生配子的过程中，它普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命过程中，C项错误；构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰，也会影响基因的表达，D项正确。

答案　C

10． (2022·河南安阳调研)RNA复制是以RNA作为模板合成RNA的过程，可以发生在新冠病毒等RNA病毒的生活史中。能进行RNA复制的单链RNA病毒分为正链RNA(＋RNA)病毒和负链RNA(－RNA)病毒。如图为正链RNA和负链RNA基因组的复制过程，相关说法正确的是(　　)

A．在＋RNA病毒感染宿主细胞后翻译生成的物质可能是以DNA为模板的RNA聚合酶

B．－RNA病毒的增殖过程需要逆转录酶的参与

C．合成－RNA和＋RNA以及蛋白质的原料和场所均由宿主细胞提供

D．＋RNA病毒复制产生一个＋RNA所消耗的嘌呤碱基总数和嘧啶碱基总数不相等

解析　在＋RNA病毒感染宿主细胞后，增殖时进行RNA的复制，需要的是以RNA为模板的RNA聚合酶，而以DNA为模板的RNA聚合酶催化的是转录过程，A项错误；－RNA病毒的增殖过程是在RNA之间进行的，未逆转录为DNA，不需要逆转录酶的参与，B项错误；病毒需寄生在活细胞内才能完成生命活动，因此合成－RNA和＋RNA以及蛋白质的原料和场所均由宿主细胞提供，C项正确；＋RNA病毒复制产生一个＋RNA，中间会形成－RNA，其与＋RNA是碱基互补配对关系，故所消耗的嘌呤碱基总数和嘧啶碱基总数相等，D项错误。

答案　C

二、非选择题

11．人体中的促红细胞生成素(EPO)是由肾皮质、肾小管周围间质细胞和肝脏分泌的一种激素样物质，能够促进红细胞生成。服用促红细胞生成素可以使患肾病贫血的病人增加血流比溶度(即增加血液中红细胞百分比)。EPO兴奋剂正是根据促红细胞生成素的原理人工合成，它能促进肌肉中氧气生成，从而使肌肉更有劲、工作时间更长。当机体缺氧时，低氧诱导因子(HIF)与促红细胞生成素(EPO)基因的低氧应答元件(非编码蛋白质序列)结合，使EPO基因表达加快，促进EPO的合成，过程如图所示，回答下列问题：

(1)HIF基因的本质是________________，其独特的双螺旋结构可为复制提供精确的模板。

(2)请用中心法则表示出肾皮质、肾小管周围间质细胞中遗传信息的传递方向：________________________________________。

(3)过程②中，除mRNA外，还需要的RNA有___________________。

(4)HIF在____________(填“转录”或“翻译”)水平调控EPO基因的表达。

(5)癌细胞因迅速增殖往往会造成肿瘤附近局部供氧不足，但可通过提高HIF蛋白的表达，刺激机体产生红细胞，为肿瘤提供更多氧气和养分。根据上述机制，请简述一种治疗癌症的措施：__________

______________________________________。

解析　(1)人的遗传物质是DNA，HIF基因是具有遗传效应的DNA片段。(2)肾皮质、肾小管周围间质细胞是高度分化的细胞，只能进行转录和翻译，图示见答案。(3)过程①表示转录，需要RNA聚合酶的催化；过程②表示翻译，该过程中mRNA作为翻译的模板，tRNA运输氨基酸，rRNA和蛋白质组成的核糖体是翻译的场所，因此过程②中除mRNA外，还需要rRNA、tRNA。(4)根据题干信息“当机体缺氧时，低氧诱导因子(HIF)与促红细胞生成素(EPO)基因的低氧应答元件(非编码蛋白质序列)结合，使EPO基因表达加快，促进EPO的合成”，说明HIF在转录水平调控EPO基因的表达，促进EPO的合成。(5)癌细胞因迅速增殖往往会造成肿瘤附近局部供氧不足，但可通过提高HIF蛋白的表达，刺激机体产生红细胞，为肿瘤提供更多氧气和养分。根据题述机制，可以通过抑制HIF基因的表达来达到治疗癌症的目的。

答案　(1)具有遗传效应的DNA片段

(2)DNAmRNA蛋白质

(3)rRNA、tRNA

(4)转录

(5)可以通过抑制HIF基因的表达来达到治疗癌症的目的(合理即可)

12．(2022·江苏扬州中学开学检测)R－loop是一种由RNA—DNA杂合链和单链DNA组成的特殊核酸结构，在原核和真核生物的基因组中分布广泛且普遍存在，在很多关键的生物学过程中发挥重要功能。科学家通过研究发现细胞内的某些蛋白可以识别R－loop结构，并促进一类特定物质——RNaseH的合成来降解R－loop结构，从而阻止了它们的积累和持久存在。RNaseH中主要包括RNaseH1和RNaseH2，具有特异性降解DNA—RNA杂交链中的RNA部分的能力。

(1)请根据材料写出R－loop结构中的碱基对：____________________

____。在高等动物细胞的核基因表达过程中，能产生R－loop的过程为________，该结构的存在使DNA分子的稳定性________(填“增大”“降低”或“保持不变”)。

(2)假定R－loop结构中DNA单链含有4 000个碱基，其中A和T占该链碱基总数的30%，则该R－loop结构中的碱基G和C共有________个。

(3)根据RNaseH1和RNaseH2的功能推测，它们最可能属于下列哪种物质：________(填字母)。

A．脱氧核糖核酸酶　　　B．核糖核酸酶

C．蛋白酶  D．端粒酶

(4)①研究发现，某患者神经元细胞中基因表达效率较正常的神经元细胞要低，这是因为R－loop结构的形成影响了遗传信息的________和________。

②R－loop结构中嘌呤碱基总数________________(填“等于”或“不一定等于”)嘧啶碱基总数，原因是________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________。

(5)2019年，科学家报道了GADD45A蛋白能够识别并结合细胞内的R－loop结构，作为R－loop结构的探测器，能够募集去甲基化酶TET1，从而介导CpG岛[DNA上富含CpG二核苷酸的一些区域称为CpG岛，CpG表示胞嘧啶(C)—磷酸(p)—鸟嘌呤(G)]的去甲基化，促进相关基因的转录，从而改变表型。已知表观遗传是指生物体基因的碱基序列不变，而基因表达与表型发生可遗传变化的现象。TET1作用于R－loop结构后引起的表型变化________(填“是”或“不是”)属于可遗传变异，请说明原因：___________________________

___________________________。近年来，研究发现肿瘤抑制基因TCF21的启动子区域(DNA上起始转录的位点)存在CpG岛的结构，且肿瘤细胞内的TCF21基因启动子区域的甲基化水平明显高于正常细胞。请结合题干材料分析，简要阐述R－loop结构对人体也有益处的理由：__________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________。

解析　(1)R－loop是一种由RNA—DNA杂合链和单链DNA组成的特殊核酸结构，推测R－loop结构中的碱基对有A—U、T—A、G—C、C—G。R－loop结构中的杂合链是由产生的RNA与DNA模板链形成的，因此该结构应该是转录形成RNA过程时形成的产物；该结构的存在使DNA单链分子不能与互补链碱基互补配对，故该结构的存在使DNA分子的稳定性降低。(2)R－loop结构包含两条DNA单链和一条mRNA单链，因此基本组成单位是脱氧核苷酸和核糖核苷酸。由于该结构中DNA单链含有4 000个碱基，其中A和T占该链碱基总数的30%，则C和G占该链碱基总数的70%，因此一条DNA单链上C和G的总和为2 800个，由于碱基的互补配对原则，另一条DNA单链和mRNA单链上也分别有C和G碱基2 800个，所以该结构中G和C共有2 800×3＝8 400个。(3)RNaseH1和RNaseH2可以降解DNA—RNA杂交链中的RNA部分，说明其最可能是核糖核酸酶，B项正确。(4)①根据题干信息“R－loop是一种由RNA—DNA杂合链和单链DNA组成的特殊核酸结构”，由于产生的RNA与DNA模板链形成了稳定的杂合链，导致该片段中DNA模板链的互补链只能以单链状态存在，R－loop结构的形成会影响遗传信息的转录和翻译。②R－loop结构是一种三链RNA—DNA杂合片段，其中双链DNA中的嘌呤碱基总数一定等于嘧啶碱基总数，但单链RNA中的嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数不一定相等，因此R－loop结构中嘌呤碱基总数不一定等于嘧啶碱基总数。(5)TET1作用于R－loop结构后引起的表型变化不属于可遗传变异，因为可遗传变异是由遗传物质改变引起，而去甲基化并未改变基因的碱基序列。当基因发生甲基化，其甲基化的区域会影响转录进而影响基因的表达，而GADD45A蛋白能够识别并结合细胞内的R－loop结构，募集去甲基化酶TET1，从而介导CpG岛的去甲基化，促进基因的转录，而肿瘤抑制基因TCF21的启动子区域存在CpG岛的结构，所以R－loop结构通过结合GADD45A蛋白并且募集去甲基化酶TET1，从而介导TCF21基因的启动子去甲基化，促进肿瘤抑制基因TCF21的表达，从而抑制肿瘤，故R－loop在这方面对人体有益处。

答案　(1)A—U、T—A、G—C、C—G　转录　降低

(2)8 400

(3)B

(4)①转录　翻译　②不一定等于　单链RNA中嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数不一定相等

(5)不是　可遗传变异是由遗传物质改变引起，去甲基化并未改变基因的碱基序列　R－loop结构通过结合GADD45A蛋白并且募集去甲基化酶TET1，从而介导TCF21基因的启动子去甲基化，促进肿瘤抑制基因TCF21的表达