专题04 遗传的分子基础
【2020年】
1.（2020·新课标Ⅲ）关于真核生物的遗传信息及其传递的叙述，错误的是（ ） A. 遗传信息可以从DNA流向RNA，也可以从RNA流向蛋白质 B. 细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽 C. 细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等 D. 染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的 RNA分子 【答案】B
【解析】遗传信息的表达过程包括DNA转录成mRNA，mRNA进行翻译合成蛋白质，A正确；以DNA的一条单链为模板可以转录出mRNA、tRNA、rRNA等，mRNA可以编码多肽，而tRNA的功能是转运氨基酸，rRNA是构成核糖体的组成物质，B错误；基因是有遗传效应的DNA片段，而DNA分子上还含有不具遗传效应的片段，因此DNA分子的碱基总数大于所有基因的碱基数之和，C正确；染色体DNA分子上含有多个基因，由于基因的选择性表达，一条单链可以转录出不同的RNA分子，D正确。故选B。
2.（2020·新课标Ⅲ）细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤（I），含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时，存在如图所示的配对方式（Gly表示甘氨酸）。下列说法错误的是（ ）
A. 一种反密码子可以识别不同的密码子 B. 密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合
C. tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成 D. mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变 【答案】C
【解析】分析图示可知，含有CCI反密码子的tRNA转运甘氨酸，而反密码子CCI能与mRNA上的三种密码子（GGU、GGC、GGA）互补配对，即I与U、C、A均能配对。由图示分析可知，I与U、C、A均能配对，因此含I的反密码子可以识别多种不同的密码子，A正确；密码子与反密码子的配对遵循碱基互补配对原则，碱基对之间通过氢键结合，B正确；由图示可知，tRNA分子由单链RNA经过折叠后形成三叶草的叶形，C错误；由于密码子的简并性，mRNA中碱基的改变不一定造成所编码氨基酸的改变，从图示三种密码子均编码甘氨酸也可以看出，D正确。故选C。 3.（2020·山东卷）棉花纤维由纤维细胞形成。蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞后逐渐积累，在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成。研究人员用普通棉花品系培育了SUT表达水平高的品系F，检测两品系植株开花后纤维细胞中的蔗糖含量，结果如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 纤维素的基本组成单位是葡萄糖和果糖
B. 曲线甲表示品系F纤维细胞中的蔗糖含量
C. 15~18 天曲线乙下降的主要原因是蔗糖被水解后参与纤维素的合成 D. 提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期延后
【答案】BC
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【解析】根据题意分析题图，甲乙曲线蔗糖含量都是先上升是因为蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞后积累，随后蔗糖含量下降是因为在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成造成的。品系F中的SUT表达水平提高，对蔗糖的运输增加，而甲曲线蔗糖含量的最高值大于乙且上升的时间早于乙，所以曲线甲应为品系F纤维细胞中的蔗糖含量。纤维素的基本组成单位是葡萄糖，A错误；品系F中的SUT表达水平提高，对蔗糖的运输增加，分析曲线可知，甲曲线蔗糖含量的最高值大于乙且上升的时间早于乙，所以曲线甲应为品系F纤维细胞中的蔗糖含量，B正确；由题干信息“蔗糖在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成”可知，15-18天曲线乙下降的主要原因是蔗糖被水解后参与纤维素的合成，C正确；甲曲线蔗糖含量下降的时间早于乙曲线，故提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期提前，D错误。故选BC。
4.（2020·天津卷）对于基因如何指导蛋白质合成，克里克认为要实现碱基序列向氨基酸序列的转换，一定存在一种既能识别碱基序列，又能运载特定氨基酸的分子。该种分子后来被发现是（ ） A. DNA B. mRNA C. tRNA D. rRNA 【答案】C
【解析】细胞内的核酸包括DNA和RNA，RNA包括rRNA、tRNA和mRNA。DNA是细胞的遗传物质，主要在细胞核中，不能运载氨基酸，A错误；mRNA以DNA分子一条链为模板合成，将DNA的遗传信息转运至细胞质中，不能运载氨基酸，B错误；tRNA上的反密码子可以和mRNA上的密码子配对，tRNA也能携带氨基酸，C正确；rRNA是组成核糖体的结构，不能运载氨基酸，D错误。故选C。
5.（2020·天津卷）完整的核糖体由大、小两个亚基组成。下图为真核细胞核糖体大、小亚基的合成、装配及运输过程示意图，相关叙述正确的是（ ）
A. 上图所示过程可发生在有丝分裂中期 B. 细胞的遗传信息主要储存于rDNA中 C. 核仁是合成rRNA和核糖体蛋白的场所 D. 核糖体亚基在细胞核中装配完成后由核孔运出 【答案】D
【解析】图中显示出了核糖体的合成过程，位于核仁中的rDNA经过转录形成了rRNA前体物质，核糖体蛋白从核孔进入细胞核后，和rRNA前体结合，一部分生成了核糖体小亚基，另一部分和核仁外DNA转录形成的5S rRNA结合生成核糖体大亚基，都从核孔进入细胞质。有丝分裂中核膜、核仁已经在前期解体，该过程不可能发生在有丝分裂中期，A错误；rDNA上的信息主要与核糖体合成有关，不是细胞的遗传信息的主要储存载体，B错误；从图中看出核仁是合成rRNA的场所，而核糖体蛋白的合成场所在核糖体，C错误；从图中看出，细胞核装配好核糖体亚基后从核孔中运出，D正确。故选D。
6.（2020·浙江卷）HIV侵染辅助性T细胞后，可复制出子代HIV继续侵染，导致人体免疫功能削弱。下列叙述错误的是（ ）
A. HIV通过识别并结合辅助性T细胞表面的相应受体，进入细胞 B. DNA分子整合到辅助性T细胞的DNA过程会形成磷酸二酯键 C. HIV侵染辅助性T细胞后形成DNA分子过程需要逆转录酶参与
D. 在辅助性T细胞内，以RNA为模板分别直接指导合成DNA、RNA和蛋白质 【答案】D
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【解析】HIV是RNA病毒，由RNA和蛋白质组成，寄生生活。它吸附辅助性T细胞，注入RNA，单链RNA逆转录形成DNA，DNA进入细胞核，转录形成信使RNA，翻译形成蛋白质，组装形成HIVHIV能够特异性攻击辅助性T细胞。，说明辅助性T细胞表面有HIV特异性识别并结合的受体，②蛋白质合成所需的酶 ③同位素标记的苯丙氨酸 ④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸 A正确；DNA分子整合到辅助性T细胞的DNA分子的过程中会有磷酸二酯键的断裂和形成，B正确；HIV是RNA病毒，需要逆转录过程形成DNA，所以需要逆转录酶，C正确；在辅助性T细胞内，HIV的单链RNA逆转录形成双链DNA，双链DNA进入细胞核，转录形成信使RNA，翻译形成蛋白质，D错误。故选D。
7.（2020·江苏卷）某膜蛋白基因在其编码区的5′端含有重复序列CTCTT CTCTT CTCTT，下列叙述正确的是（ ）
A. CTCTT重复次数改变不会引起基因突变
B. CTCTT重复次数增加提高了该基因中嘧啶碱基的比例 C. 若CTCTT重复6次，则重复序列之后编码的氨基酸序列不变 D. CTCTT重复次数越多，该基因编码的蛋白质相对分子质量越大 【答案】C
【解析】重复序列位于膜蛋白基因编码区，CTCTT重复次数的改变即基因中碱基数目的改变，会引起基因突变，A错误；基因中嘧啶碱基的比例＝嘌呤碱基的比例＝50%，CTCTT重复次数的改变不会影响该比例，B错误；CTCTT重复6次，即增加30个碱基对，由于基因中碱基对数目与所编码氨基酸数目的比例关系为3∶1，则正好增加了10个氨基酸，重复序列后编码的氨基酸序列不变，C正确；重复序列过多可能影响该基因的表达，编码的蛋白质相对分子质量不一定变大，D错误；故选C。 【2019年】
1．（2019全国卷Ⅰ·2）用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是 ①同位素标记的tRNA
⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液 A．①②④ B．②③④ C．③④⑤ D．①③⑤ 【答案】C
【解析】分析题干信息可知，合成多肽链的过程即翻译过程。翻译过程以mRNA为模板（mRNA上的密码子决定了氨基酸的种类），以氨基酸为原料，产物是多肽链，场所是核糖体。翻译的原料是氨基酸，要想让多肽链带上放射性标记，应该用同位素标记的氨基酸（苯丙氨酸）作为原料，而不是同位素标记的tRNA，①错误、③正确；合成蛋白质需要模板，由题知苯丙氨酸的密码子是UUU，因此可以用人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸作模板，同时要除去细胞中原有核酸的干扰，④、⑤正确；除去了DNA和mRNA的细胞裂解液模拟了细胞中的真实环境，其中含有核糖体、催化多肽链合成的酶等，因此不需要再加入蛋白质合成所需的酶，故②错误。综上所述，ABD不符合题意，C符合题意。故选C。
2．（2019天津卷·1）用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，注入真核细胞，可用于研究 A．DNA复制的场所
B．mRNA与核糖体的结合 C．分泌蛋白的运输
D．细胞膜脂质的流动 【答案】A
【解析】DNA复制需要DNA模板、原料脱氧核苷酸、能量ATP和DNA聚合酶，A正确；mRNA
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与核糖体的结合，开始翻译mRNA上的密码子，需要tRNA运输氨基酸，不需要脱氧核苷酸，B错误；分泌蛋白的需要内质网的加工，形成囊泡运到高尔基体，加工、分类和包装，形成分泌小泡，运到细胞膜，胞吐出去，与脱氧核苷酸无关，C错误；细胞膜脂质的流动与物质跨膜运输有关，无需脱氧核苷酸，D错误。因此，本题答案选A。
3．（2019江苏卷·3）赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质，下列关于该实验的叙述正确的是
A．实验中可用15N代替32P标记DNA B．噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的 C．噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌 D．实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA 【答案】C
【解析】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；结论：DNA是遗传物质。N是蛋白质和DNA共有的元素，若用15N代替32P标记噬菌体的DNA，则其蛋白质也会被标记，A错误；噬菌体的蛋白质外壳是由噬菌体的DNA在大肠杆菌体内编码的，B错误；噬菌体的DNA合成的模板来自于噬菌体自身的DNA，而原料来自于大肠杆菌，C正确；该实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。
4．（2019浙江4月选考·20）为研究R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，进行了肺炎双球菌体外转化实验，其基本过程如图所示：
下列叙述正确的是
A．甲组培养皿中只有S型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性 B．乙组培养皿中有R型及S型菌落，推测转化物质是蛋白质 C．丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNA D．该实验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA 【答案】C
【解析】艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验中，将S型菌的DNA、蛋白质和荚膜等物质分离开，与R型菌混合培养，观察S型菌各个成分所起的作用。最后再S型菌的DNA与R型菌混合的培养基中发现了新的S型菌，证明了DNA是遗传物质。甲组中培养一段 时间后可发现有极少的R型菌转化成了S型菌，因此甲组培养皿中不仅有S型菌落也有R型菌落，A选项错误；乙组培养皿中加入了蛋白质酶，故在乙组的转化中已经排除了蛋白质的干扰，应当推测转化物质是DNA，B选项错误；丙组培养皿中加入了DNA酶，DNA被水解后R型菌便不发生转化，故可推测是DNA参与了R型菌的转化，C选项正确；该实验只能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA，无法证明还有其他的物质也可做遗传物质，D选项错误。
5．（2019浙江4月选考·22）下列关于遗传信息表达过程的叙述，正确的是 A．一个DNA分子转录一次，可形成一个或多个合成多肽链的模板 B．转录过程中，RNA聚合酶没有解开DNA双螺旋结构的功能 C．多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链 D．编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的脱氧核苷酸组成 【答案】A
【解析】遗传信息的表达主要包括复制、转录和翻译，基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程，以DNA分子的一条链作为模板合成RNA，在真核细胞中主要在发生细胞核中。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，场所为核糖体。一个DNA分子转录一次，形成的mRNA需要进行剪切加工，可能合成一条或多条模板链，A选项正确；转录过程中，RNA聚合酶兼具解旋功能故
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不需要DNA解旋酶参与转录，B选项错误；在转录过程中，mRNA上可附着多个核糖体进行翻译，得到数条相同的mRNA，而不是共同合成一条多肽链，C选项错误；mRNA由核糖核苷酸构成，不具有脱氧核苷酸，D选项错误。
6．（2019浙江4月选考·24）二倍体动物某个精原细胞形成精细胞过程中，依次形成四个不同时期的细胞，其染色体组数和同源染色体对数如图所示：
C选项错误；丙形成丁的过程中，为减数第二次分裂，已经不存在同源染色体，是由于细胞分裂成两个而导致的染色体组数减半，D选项错误。
7．（2019浙江4月选考·25）在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色，发现含半标记DNA（一条链被标记）的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA（两条链均被标记）的染色单体荧光被抑制（无明亮荧光）。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是 A．1/2的染色体荧光被抑制
B．1/4的染色单体发出明亮荧光 C．全部DNA分子被BrdU标记 D．3/4的DNA单链被BrdU标记
下列叙述正确的是
A．甲形成乙过程中，DNA复制前需合成rRNA和蛋白质 B．乙形成丙过程中，同源染色体分离，着丝粒不分裂 C．丙细胞中，性染色体只有一条X染色体或Y染色体 D．丙形成丁过程中，同源染色体分离导致染色体组数减半 【答案】A
【解析】根据题图分析可知，精原细胞形成精细胞的过程中，S期、减数第一次分裂的前、中、后期均满足甲乙两图中表示的2组染色体组和2N对同源染色体对数；图丙表示减数第二次分裂后期着丝粒断裂后，同源染色体消失，染色体组数暂时加倍的细胞；图丁则表示减数第二次分裂末期形成精细胞后，细胞中的染色体组数和同源染色体对数。DNA复制前需要合成rRNA参与氨基酸的运输，需要合成一些蛋白质，如DNA复制需要的酶等，A选项正确；乙形成丙过程中，同源染色体B选项错误；消失则必然伴随着丝粒的分裂，丙图表示图丙表示减数第二次分裂后期着丝粒断裂后，同源染色体消失，染色体组数暂时加倍的细胞，则性染色体应该是两条X染色体或两条Y染色体，
【答案】D
【解析】DNA的复制方式为半保留复制。根据题意分析，复制到第三个细胞周期的中期时，共有4个细胞，以第一代细胞中的某一条染色体为参照，含半标记DNA的染色单体共有2条，含全标记DNA的染色单体共有6条。根据题意可知，在第三个细胞周期中期时，含半标记DNA的染色单体分别在两个细胞中，故有两个细胞的两条染色单体荧光全被抑制，有两个细胞中的一条染色单体发出明亮荧光，一条染色单体荧光被抑制，故A、B选项正确；一个DNA分子中有两条脱氧核苷酸链，由于DNA为半保留复制，故不含BrdU标记的两条脱氧核苷酸链分别位于两个DNA分子中，新复制得到的脱氧核苷酸链必然含BrdU标记，故所有DNA分子都被BrdU标记，C选项正确；以第一代细胞中的某一条染色体为参照，在第三个细胞周期中期时一共有16条DNA单链，含BrdU标记的有14条，故有的DNA单链被BrdU标记，D选项错误。
8．（2019·天津市联考）反义RNA是指与mRNA或其他RNA互补的小分子RNA，当其与特定基因的mRNA互补结合时，可阻断该基因的mRNA的表达。研究发现抑癌基因的一个邻近基因能指导合成反义RNA，其作用机理如图。下列有关叙述错误的是
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五年高中生物试题分类汇编专题04 遗传的分子基础
