高考生物热点专练四 基因的本质与表达含答案解析.docx

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高考生物热点专练四基因的本质与表达含答案解析

热点04基因的本质与表达

（建议用时：

30分钟）

【命题趋势】

基因的本质与表达是遗传的分子基础，作为科研热点，在历年高考中也经常有与近期生物学前沿内容相联系的背景考题，但在高中阶段，教材只涉及一些已被广泛认可的基本观点，因此考题也不可能脱离教材所介绍的内容，“超纲”出题（容易出现科学性错误），所以学生们应在考题中认真回忆与教材介绍的结合点，在脑海中尽量还原原文。

【满分技巧】

1.注意审题，提取与教材所介绍的基本知识有关系的内容，忽略复杂的背景介绍。

2.回忆教材原文，掌握好基因指导蛋白质合成的基本过程，和研究基因的本质的实验操作。

【限时检测】

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

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

⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液

A．①②④

B．②③④

C．③④⑤

D．①③⑤

2．（2020武汉4月调研·6）HIV是逆转录病毒，其RNA在逆转录酶作用下生成病毒cDNA。

AZT（叠氮胸苷）是碱基T的类似物，能取代T参与碱基配对，并且AZT是逆转录酶的底物，可阻断新病毒的形成，但不是细胞中DNA聚合酶的合适底物。

下列说法错误的是

A．AZT可作为治疗艾滋病的药物

B．AZT可与碱基A发生互补配对

C．AZT不会抑制细胞中DNA的复制

D．AZT参与细胞中DNA的转录过程

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

4.（2020江苏省百校第三次大联考·9）下列关于核酸是遗传物质证据实验的叙述，正确的是

A.艾弗里转化得到的S型菌细胞中的基因大多数与R型菌细胞中的基因相同

B.格里菲斯用含S型菌DNA与R型菌混合培养，培养基上只出现一种菌落

C.赫尔希和蔡斯用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，获得了放射性子代噬菌体

D.上述三位科学家的实验研究结果能够证明DNA是全部生物的遗传物质

5．（2018全国Ⅰ卷·2）生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA—蛋白质复合物的形式存在。

下列相关叙述错误的是

A．真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物

B．真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有

C．若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶

D．若复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶

6．（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

7.（2020江苏省百校第三次大联考·12）生物兴趣小组以大肠杆菌为材料进行“DNA复制方式探究”实验，得到如图所示结果，a、b、c分别是大肠杆菌亲代和增殖1、2代分离、离心得到的相应条带位置。

相关叙述不正确的是

A.本研究运用了同位素标记和密度梯度离心法

B.a管是大肠杆菌在14NH4Cl培养液中增殖的结果

C.b管条带对应DNA分子的两条链中N元素不同

D.a、b管条带分布可以说明DNA复制具有半保留的特点

8．（2018浙江卷·25）miRNA是一种小分子RNA。

某miRNA能抑制W基因控制的蛋白质（W蛋白）的合成。

某真核细胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图如下。

下列叙述正确的是

A．miRNA基因转录时，RNA聚合酶与该基因的起始密码相结合

B．W基因转录形成的mRNA在细胞核内加工后，进入细胞质用于翻译

C．miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则，即A与T、C与G配对

D．miRNA抑制W蛋白的合成是通过双链结构的miRNA直接与W基因mRNA结合所致

9.（2019福建省检·30）1981年，我国科学工作者在世界上首次人工合成了酵母丙氨酸tRNA（用

表示）。

回答下列问题：

（1）tRNA在细胞中的合成是以为模板。

（2）在人工合成

的过程中，需将合成的tRNA片段连接，对部分片段进行，才能折叠成三叶草形tRNA分子。

（3）

的生物活性是指在翻译过程中既能携带丙氨酸，又能。

（4）在测定人工合成的

活性时，科学工作者先将3H-丙氨酸与

结合为3H-丙氨酸-

，然后加入蛋白质的生物合成体系中。

若在新合成的多肽链中含有，则表明人工合成的

具有生物活性。

还有其他不同的tRNA也能携带丙氨酸，原因是。

10．（2018江苏卷·27）长链非编码RNA（lncRNA）是长度大于200个碱基，具有多种调控功能的一类RNA分子。

下图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下列问题：

（1）细胞核内各种RNA的合成都以＿＿＿＿为原料，催化该反应的酶是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）转录产生的RNA中，提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是＿＿＿＿＿＿＿＿，此过程中还需要的RNA有＿＿＿＿＿＿。

（3）lncRNA前体加工成熟后，有的与核内＿＿＿＿＿＿（图示①）中的DNA结合，有的能穿过＿＿＿（图示②）与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合，发挥相应的调控作用。

（4）研究发现，人体感染细菌时，造血干细胞核内产生的一种lncRNA，通过与相应DNA片段结合，调控造血干细胞的＿＿＿＿＿＿，增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。

该调控过程的主要生理意义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

答案【限时检测】

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

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

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．（2020武汉4月调研·6）HIV是逆转录病毒，其RNA在逆转录酶作用下生成病毒cDNA。

AZT（叠氮胸苷）是碱基T的类似物，能取代T参与碱基配对，并且AZT是逆转录酶的底物，可阻断新病毒的形成，但不是细胞中DNA聚合酶的合适底物。

下列说法错误的是

A．AZT可作为治疗艾滋病的药物

B．AZT可与碱基A发生互补配对

C．AZT不会抑制细胞中DNA的复制

D．AZT参与细胞中DNA的转录过程

【答案】D

【解析】本题考查中心法则的相关知识，根据题干信息AZT可以阻断新病毒形成，推测AZT可以作为治疗艾滋病的药物，A正确；AZT是碱基T的类似物，能取代T与A配对，并且AZT是逆转录酶的第五，推测在逆转录酶的作用下，AZT可与碱基A发生互补配对，B正确；AZT不是细胞中DNA聚合酶的合适底物，因此AZT不会抑制细胞中DNA的复制，C正确；根据题干信息不能推断出ZAT能参加细胞中DNA的转录过程，D错误，为正选项。

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.（2020江苏省百校第三次大联考·9）下列关于核酸是遗传物质证据实验的叙述，正确的是

A.艾弗里转化得到的S型菌细胞中的基因大多数与R型菌细胞中的基因相同

B.格里菲斯用含S型菌DNA与R型菌混合培养，培养基上只出现一种菌落

C.赫尔希和蔡斯用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，获得了放射性子代噬菌体

D.上述三位科学家的实验研究结果能够证明DNA是全部生物的遗传物质

【答案】A

【解析】艾弗里转化得到的S型菌细胞中的基因大多数与R型菌细胞中的基因相同，A正确；格里菲斯用含S型菌DNA与R型菌混合培养，培养基上会出现R型和S型两种菌落，B错误；赫尔希和蔡斯用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，获得的子代噬菌少部分具有放射性，大部分没有放射性，C错误；上述三位科学家的实验研究结果只能够证明DNA是肺炎双球菌和噬菌体的遗传物质，不能证明其他生物的遗传物质也是DNA，D错误。

故选A。

5．（2018全国Ⅰ卷·2）生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA—蛋白质复合物的形式存在。

下列相关叙述错误的是

A．真核细胞染色体和染色质中都存在DNA—蛋白质复合物

B．真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有

C．若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶

D．若复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶

【答案】B

【解析】真核细胞的染色质和染色体是同一物质在不同时期的两种存在形式，主要是由DNA和蛋白质组成，都存在DNA-蛋白质复合物，A正确；真核细胞的核中含有染色体或染色质，存在DNA-蛋白质复合物，原核细胞的拟核中也可能存在DNA-蛋白质复合物，如拟核DNA进行复制或者转录的过程中都存在DNA与酶（成分为蛋白质）的结合，也能形成DNA-蛋白质复合物，B错误；DNA复制需要DNA聚合酶、解旋酶等，因此复合物中的某蛋白可能是DNA聚合酶，C正确；若复合物中正在进行RNA的合成,属于转录过程，转录需要RNA聚合酶等，因此复合物中的某蛋白可能是RNA聚合酶，D正确。

6．（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

【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。

7.（2020江苏省百校第三次大联考·12）生物兴趣小组以大肠杆菌为材料进行“DNA复制方式探究”实验，得到如图所示结果，a、b、c分别是大肠杆菌亲代和增殖1、2代分离、离心得到的相应条带位置。

相关叙述不正确的是

A.本研究运用了同位素标记和密度梯度离心法

B.a管是大肠杆菌在14NH4Cl培养液中增殖的结果

C.b管条带对应DNA分子的两条链中N元素不同

D.a、b管条带分布可以说明DNA复制具有半保留的特点

【答案】B

【解析】据图分析，图中a、b、c分别是大肠杆菌亲代和增殖1、2代分离、离心得到的相应条带位置，其DNA密度由大到小依次为a>b>c，由此推知：

a、b、c管中的DNA依次为：

双链均为15N标记、一条链为15N与另一条链为14N标记、双链都为14N标记，据此对各选项进行分析判断。

A、根据以上分析可知，该实验利用同位素标记法标记了亲本的DNA，并利用密度梯度离心法对子代DNA进行了分离，A正确；B、a管DNA分子的密度最大，说明其是大肠杆菌在15NH4Cl培养液中增殖的结果，B错误；C、b管密度处于a、c管之间，说明其DNA分子的两条链中N元素不同，一条是14N，一条是15N，C正确；D、b的密度比a小，说明DNA复制具有半保留的特点，D正确。

故选B。

8．（2018浙江卷·25）miRNA是一种小分子RNA。

某miRNA能抑制W基因控制的蛋白质（W蛋白）的合成。

某真核细胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图如下。

下列叙述正确的是

A．miRNA基因转录时，RNA聚合酶与该基因的起始密码相结合

B．W基因转录形成的mRNA在细胞核内加工后，进入细胞质用于翻译

C．miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则，即A与T、C与G配对

D．miRNA抑制W蛋白的合成是通过双链结构的miRNA直接与W基因mRNA结合所致

【答案】B

【解析】miRNA基因转录时，RNA聚合酶与该基因首端的启动子相结合，A错误；真核细胞内W基因转录形成的mRNA在细胞核内加工后，进入细胞质用于翻译，B正确；miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则，即A与U、C与G配对，C错误；miRNA抑制W蛋白的合成，是通过单链结构的miRNA与蛋白质结合形成的miRNA蛋白质复合物直接与W基因的mRNA结合所致，D错误。

9.（2019福建省检·30）1981年，我国科学工作者在世界上首次人工合成了酵母丙氨酸tRNA（用

表示）。

回答下列问题：

（1）tRNA在细胞中的合成是以为模板。

（2）在人工合成

的过程中，需将合成的tRNA片段连接，对部分片段进行，才能折叠成三叶草形tRNA分子。

（3）

的生物活性是指在翻译过程中既能携带丙氨酸，又能。

（4）在测定人工合成的

活性时，科学工作者先将3H-丙氨酸与

结合为3H-丙氨酸-

，然后加入蛋白质的生物合成体系中。

若在新合成的多肽链中含有，则表明人工合成的

具有生物活性。

还有其他不同的tRNA也能携带丙氨酸，原因是。

【答案】

（1）DNA的一条链

（2）碱基互补配对

（3）识别mRNA上丙氨酸的密码子

（4）放射性（或“3H”或“3H-丙氨酸”）

丙氨酸有不同的密码子（或“氨基酸的密码子具有简并性”）

【解析】

（1）tRNA是DNA转录的产物，因此tRNA是以DNA的一条链为模板合成的。

（2）人工合成得到的单链tRNA需要进行部分片段的碱基互补配对，进一步折叠形成三叶草形的空间结构才有生物活性。

（3）tRNA的生物活性指的是tRNA在翻译过程中所起的作用。

在翻译过程中，tRNA一端携带特定氨基酸，另一端的三个碱基与mRNA上的密码子碱基互补配对，根据mRNA上密码子的排列顺序，翻译得到具有一定氨基酸顺序的多肽链，因此

生物活性是指在翻译过程中既能携带丙氨酸，又能识别mRNA上丙氨酸的密码子。

（4）若在新合成的多肽链含有放射性，表明存在3H-丙氨酸，则说明

在翻译过程中既能携带丙氨酸，又能识别mRNA上丙氨酸的密码子。

组成生物蛋白质的氨基酸有20种，而决定氨基酸的密码子有61种，同一种氨基酸可能有不同的密码子，即密码子具有简并性，所以可以有不同的tRNA转运丙氨酸。

10．（2018江苏卷·27）长链非编码RNA（lncRNA）是长度大于200个碱基，具有多种调控功能的一类RNA分子。

下图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下列问题：

（1）细胞核内各种RNA的合成都以＿＿＿＿为原料，催化该反应的酶是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）转录产生的RNA中，提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是＿＿＿＿＿＿＿＿，此过程中还需要的RNA有＿＿＿＿＿＿。

（3）lncRNA前体加工成熟后，有的与核内＿＿＿＿＿＿（图示①）中的DNA结合，有的能穿过＿＿＿（图示②）与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合，发挥相应的调控作用。

（4）研究发现，人体感染细菌时，造血干细胞核内产生的一种lncRNA，通过与相应DNA片段结合，调控造血干细胞的＿＿＿＿＿＿，增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。

该调控过程的主要生理意义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

【答案】

（1）四种核糖核苷酸RNA聚合酶

（2）mRNA（信使RNA）tRNA和rRNA（转运RNA和核糖体RNA）

（3）染色质核孔

（4）分化增强人体的免疫抵御能力

【解析】

（1）细胞核中的RNA都是以DNA为模板转录形成的，该过程需要RNA聚合酶的催化，原料是四种核糖核苷酸。

（2）转录可以形成mRNA、tRNA和rRNA，其中mRNA是翻译的模板，可以提供信息指导氨基酸分子合成多肽链；tRNA在翻译中作为运输氨基酸的工具；rRNA是核糖体的组成成分。

（3）根据以上分析可知，lncRNA前体加工成熟后，可以与染色质上的DNA分子结合，也可以通过核孔与细胞质中的蛋白质和RNA结合。

（4）根据题意分析，人体感染细菌时，造血干细胞核内产生的一种lncRNA，通过与相应DNA片段结合后，血液中产生了单核细胞、中性粒细胞等多种吞噬细胞，说明其调控了造血干细胞的分化；吞噬细胞属于免疫细胞，因此该调控过程的主要生理意义是增强人体的免疫抵御能力。