课时作业(七) 遗传的分子基础
[全员必做题]
1．[2018·河南省南阳高三试题]对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述，不正确的是( )
A．孟德尔发现遗传因子并证实了遗传因子的传递规律和化学本质 B．T2噬菌体侵染大肠杆菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力 C．沃森和克里克在探究DNA结构时利用了物理模型构建的方法 D．烟草花叶病毒感染烟草实验说明该病毒的遗传物质是RNA 【解析】 孟德尔发现遗传因子并证实了遗传因子传递规律，但没有发现遗传因子的化学本质，A错误；噬菌体侵染细菌时只有DNA进入细菌，蛋白质外壳留在细菌外，这样DNA和蛋白质彻底分开，因此噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力，B正确；沃森和克里克在探究DNA结构时利用了物理模型构建的方法，C正确；烟草花叶病毒感染烟草实验说明该病毒的遗传物质是RNA，D正确。
【答案】 A
2．[2018·河南省新乡高三试题]下列有关生物遗传信息的叙述，错误的是( ) A．生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中
B．与翻译相比，遗传信息转录时特有的碱基配对方式是T—A C．分子水平上遗传信息的传递过程中均可能发生基因突变 D．遗传信息从RNA→蛋白质，实现了基因对生物体性状的控制
【解析】 生物的遗传物质是DNA或RNA，即遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中，A项正确；遗传信息转录时以DNA的一条链为模板合成mRNA，故有T—A的配对，而翻译时以mRNA为模板，其上碱基和tRNA上的碱基配对，所以没有T—A配对，B项正确；分子水平上遗传信息的传递有DNA、RNA的复制，转录和翻译等，而基因的突变一般发生在DNA复制过程中，C项错误；遗传信息从RNA→蛋白质表示翻译合成蛋白质的过程，而基因通过控制蛋白质的合成控制生物体的性状，因此该过程实现了基因对生物体性状的控制，D项正确。
【答案】 C
3．[2018·河北枣强中学高三试题]裂谷热是由裂谷热病毒(含有单链RNA)引起的，经蚊类媒介或接触传播的急性病毒性传染病。下列关于裂谷热病毒和蚊类的叙述，正确的是( )
A．蚊类的遗传物质与裂谷热病毒的遗传物质相比，特有的物质是胸腺嘧啶和核糖 B．蚊类的细胞能为裂谷热病毒的繁殖提供模板、原料和能量等 C．裂谷热病毒和蚊类的遗传物质在复制时所需要的酶有差异 D．裂谷热病毒和蚊类都能发生基因突变、基因重组和染色体变异
【解析】 蚊类的遗传物质是DNA，裂谷热病毒的遗传物质是RNA，DNA中特有的成分是胸腺嘧啶和脱氧核糖，A错误；蚊类的细胞能为裂谷热病毒的繁殖提供原料和能量等，模板来自裂谷热病毒，B错误；裂谷热病毒在复制时需要RNA聚合酶，而蚊类的遗传物质在复制时需要DNA聚合酶，所以二者有差异，C正确；裂谷热病毒不能发生基因重组和染色体变异，D错误。
【答案】 C
4．[2018·广东湛江二一模]nuc－1基因普遍存在于高等生物细胞中，该基因所编码的蛋白质能使DNA分解，进而导致细胞死亡。下列有关叙述，合理的是( )
A．nuc－1基因的表达可导致细胞凋亡
B．胚胎发育过程中所有的细胞的nuc－1基因均不表达 C．癌细胞分裂快，其内不可能存在nuc－1基因 D．nuc－1基因的一条链中A与T一定相等
【解析】 由题意知，nuc－1基因所编码的蛋白质能使DNA分解，进而导致细胞死亡，即细胞死亡是由nuc－1基因控制的，属于细胞凋亡，A正确；细胞凋亡发生在个体发育过程中，因此胚胎发育过程中，nuc－1基因会表达，B错误；细胞分化是基因选择性表达的结
果，遗传物质不变，癌细胞是畸形分化的细胞，癌细胞内含有nuc－1基因，只是该基因不表达，C错误；基因中两条链上的碱基A＝T，单链中A不一定与T相等，D错误。
【答案】 A
5．[2018·陕西省民族学院附中高三检测]如图1表示一个DNA分子的片段，图2表示基因与性状的关系。下列有关叙述最合理的是( )
A．若图1中b2为合成图2中X1的模板链，则X1的碱基序列与b1完全相同 B．镰刀型细胞贫血症和白化病发生的根本原因是图2中①过程发生差错 C．图2中①和②过程发生的场所分别是细胞核和核糖体
D．图2表示基因通过控制酶的合成来控制代谢活动，进而控制生物的性状
【解析】 若图1中b2为合成图2中X1的模板链，则X1的碱基序列与b1不同，X1是核糖核苷酸的碱基序列，b1是脱氧核糖核苷酸的碱基序列，A错误；镰刀型细胞贫血症和白化病发生的根本原因是图1中基因突变导致的，B错误；图2中①和②过程分别是转录和翻译，其发生的场所分别是细胞核和核糖体，C正确；图2中的①②⑤表示基因通过控制酶的合成来控制代谢活动，进而控制生物性状，图2中的①②④表示基因通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状，D错误。
【答案】 C
6．[经典高考卷]在其他条件具备的情况下，在试管中加入物质X和物质Z，可得到相应产物Y。下列叙述，正确的是( )
A．若X是DNA，Y是RNA，则Z是逆转录酶 B．若X是DNA，Y是mRNA，则Z是脱氧核苷酸 C．若X是RNA，Y是DNA，则Z是限制性内切酶
D．若X是mRNA，Y是在核糖体上合成的大分子，则Z是氨基酸
【解析】 若X是DNA，Y是RNA，则Z是RNA聚合酶，A错；若X是DNA，Y是mRNA，则Z是核糖核苷酸，B错；若X是RNA，Y是DNA，则Z是逆转录酶，C错；若X是mRNA，Y是核糖体上合成的大分子，即蛋白质(或多肽)，则Z是氨基酸，D正确。
【答案】 D
7．[2018·江苏三校高三联考生物试题]如图是基因指导蛋白质合成的过程示意图，数字代表相关物质或结构。请分析回答下列问题：
(1)从图中可以看出，在细胞核内以DNA为模板转录形成三种RNA，其中①是______________，②是________。
(2)当人体受到病原体入侵后，刺激人体有关细胞内的抗体基因转录形成①，①形成后通过________进入细胞质，在细胞质内控制合成抗体蛋白，____________________________
上携带的密码子通过与⑤上的________进行互补配对从而准确翻译，该翻译过程中除了图中所示的物质外，还需要______________(至少写两种)。
(3)若形成①的DNA区段有100个碱基对，则可控制合成的多肽链上最多含有氨基酸________个。(不考虑终止密码子)
(4)如果①上的碱基序列为AUUGCC，控制其合成的基因片段中的相应模板的碱基序列为________。
【解析】 (1)图中①是信使RNA(或mRNA)，②是核糖体RNA(或rRNA)。 (2)当人体受到病原体入侵后，刺激人体有关细胞内的抗体基因转录形成①mRNA，①mRNA形成后通过核孔进入细胞质，在细胞质内控制合成抗体蛋白，mRNA上携带的密码子通过与⑤tRNA上的反密码子进行碱基互补配对，从而准确翻译；翻译过程还需要酶的催化和ATP供能。
(3)若形成①的DNA区段有100个碱基对，根据DNA中的碱基数：mRNA中的碱基数：蛋白质中的氨基酸数＝：：1，可知控制合成的多肽链上最多含有氨基酸100÷3≈33个。
(4)如果①mRNA上的碱基序列为AUUGCC，根据碱基互补配对原则，控制其合成的基因片段中的相应模板的碱基序列为TAACGG。
【答案】 (1)mRNA 核糖体RNA(或rRNA) (2)核孔 mRNA 反密码子 ATP、酶 (3)33 (4)TAACGG
8．[2018·山东师范大学附属中学高三模拟]图①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题：
(1)过程①发生的主要时期是________和________。
(2)过程②发生的场所是________，消耗的有机物是________，α链形成后通过________进入到细胞质中与核糖体结合。
(3)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占30%、20%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为________。
(4)图中y是某种tRNA，它由________(三个或多个)核糖核苷酸组成。其中CAA称为________，一种y可以转运__________种氨基酸。若合成该蛋白质的基因含有600个碱基对，则该蛋白质最多由________种氨基酸组成。
【解析】 (1)过程①表示DNA的复制，发生在有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。(2)过程②表示转录，发生的主要场所是细胞核，线粒体中也能发生转录，转录的原料是4种游离的核糖核苷酸，需要消耗能量，合成的RNA通过核孔进入到细胞质中。(3)α链为mRNA，已知mRNA中G＋U＝54%，其中G＝30%，则U＝24%，模板链中C＝mRNA中的G＝30%，A＝mRNA中U＝24%，已知模板链中G＝20%，则模板链中T＝1－30%－24%－20%＝26%，即模板链中A＋T占该链碱基的50%，根据碱基互补配对原则，双链中A＋T占双链碱基的比例也是50%，所以A＝T＝25%。(4)tRNA是由多个核糖核苷酸组成，其上的三个碱基称为一个反密码子。一种tRNA只能转运一种氨基酸。翻译过程中，信使RNA中每3个碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸的数目是信使RNA碱基数目的1/3，是DNA(基因)中碱基数目的1/6，所以则该蛋白质最多由2×600/6＝200个氨基酸，但最多只有20种氨基酸组成。
【答案】 (1)有丝分裂的间期 减数第一次分裂前的间期 (2)细胞核、线粒体 ATP、核糖核苷酸 核孔 (3)25%
(4)多个 反密码子 一 20
[重点选做题]
1．[2018·贵州铜仁一中高三试题]2017年7月，科学家们揭开了关于染色质中DNA的世纪之谜，首次在人类活细胞的细胞核中实现了3D基因组成像。这项研究可能有助于改写DNA结构的教科书模型。下列关于DNA分子结构的叙述，错误的是( )
A．组成DNA的碱基排列在内侧，互补链间的碱基配对有一定的规律性 B．脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了DNA分子的多样性 C．双链DNA分子中，若一条链的：T＝：2，则另一条链的：A＝：1 D．沃森和克里克研究DNA分子结构时，运用了建构物理模型的方法
【解析】 组成DNA的碱基排列在内侧，两条互补链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律，A正确；不同的DNA分子含有的脱氧核苷酸的数目不同，而且脱氧核苷酸的排列顺序也存在差异，所以脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了DNA分子的多样性，B正确；依据碱基互补配对原则，双链DNA分子中，若一条链的：T＝：2，则另一条链的：A＝：2，C错误；沃森和克里克研究DNA分子结构时，运用了建构物理模型的方法，D正确。
【答案】 C
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2．[2018·湖北华中师范大学附中高三试题]研究人员将含N－DNA的大肠杆菌转移到15
NH4Cl培养液中，培养24 h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA热变性处理，即解开双螺旋，变成单链；然后进行密度梯度离心，管中出现的两种条带分别对应下图中的两个峰，则大肠杆菌的细胞周期为( )
A．4 h B．6 h C．8 h D．12 h
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【解析】 将含N－DNA的大肠杆菌转移到NH4Cl培养液中，培养24 h后提取子代大
1415
肠杆菌的DNA，DNA变性离心后，得到N－DNA占1/8，N－DNA占7/8，则子代DNA共8条，繁殖了3代，细胞周期为24/3＝8，C正确。
【答案】 C 3.
[2018·辽宁省盘锦市高级中学高三试题]右图为中心法则中部分遗传信息的流动方向示意图，有关说法，正确的是( )
A．过程1、2一般发生于RNA病毒的体内 B．过程1、3、5一般发生于肿瘤病毒的体内 C．过程2、3、4发生于具细胞结构的生物体内 D．过程1～5不可能同时发生于同一个细胞内
【解析】 过程1、2一般发生于被RNA病毒入侵的宿主体内，A错误；过程1、3、5
一般发生于细胞内，B错误；过程2、3、4发生于具细胞结构的生物体内，C正确；过程1～5可以同时发生于同一个细胞内，D错误。
【答案】 C
4．[经典高考卷]下列关于真核生物遗传物质和性状的叙述，正确的是( ) A．细胞中染色体的数目始终等于DNA的数目
B．有丝分裂有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定 C．细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和 D．生物体中，一个基因决定一种性状，一种性状由一个基因决定
【解析】 正常情况下，一条染色体含一个DNA，在细胞分裂时，由于DNA复制，一条染色体含两个DNA，A错。体细胞有丝分裂生成的子细胞含有一套与母细胞相同的染色体和DNA，保证亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定，B正确。基因是有遗传效应的DNA片断，有的DNA片段不是基因，故细胞中DNA分子的碱基对数大于所有基因的碱基对数之和，C错。生物体中，一个基因可能决定多种性状，一种性状也可能由多个基因决定，D错。
【答案】 B
5．[2017·海南卷，24]DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值的叙述，正确的是( )
A．碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同 B．前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高 C．当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链 D．经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1
【解析】 由于双链DNA碱基A数目等于T数目，G数目等于C数目，故(A＋C)/(G＋T)为恒值1，A错。A和T碱基对含2个氢键，C和G碱基对含3个氢键，故(A＋T)/(G＋C)中，(G＋C)数目越多，氢键数越多，双链DNA分子的稳定性越高，B错。(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值相等，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C错。经半保留复制得到的DNA分子是双链DNA，(A＋C)/(G＋T)＝1，D正确。
【答案】 D
6．[2017·海南卷，25]下列关于生物体内基因表达的叙述，正确的是( ) A．每种氨基酸都至少有两种相应的密码子 B．HIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板
C．真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程 D．一个基因的两条DNA链可转录出两条相同的RNA
【解析】 一种氨基酸由一种至多种密码子决定，A错。HIV的遗传物质为单链RNA，可以逆转录生成DNA，B正确。真核生物基因表达的过程包括转录生成RNA和翻译合成蛋白质，C错。一个基因的两条DNA链可转录出两条互补的RNA，但转录是以基因一条链为模板的，D错。
【答案】 B
7．[经典高考卷]近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割(见下图)。下列相关叙述，错误的是( )
A．Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成 B．向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则 C．向导RNA可在逆转录酶催化下合成
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