（北京专用）2020版高考生物一轮复习 精练9 强化联系、注重过程应对遗传分子基础问题

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(3)科研人员发现一种lac基因突变型大肠杆菌能产生β-半乳糖苷酶,但不能在以乳糖为碳源的培养基中生长。他们在野生型和突变型细菌培养基中添加放射性标记的乳糖,发现野生型菌在乳糖诱导后会摄取乳糖,而突变型菌几乎不能。据此推测乳糖还能够诱导野生型菌产生某种蛋白X,蛋白X的功能是 。 (4)由上述实验推测,当乳糖存在时, 酶与lac基因的启动子结合,诱导lac基因表达,从而诱导 的合成。这种机制使微生物在有底物存在时才合成相关酶,从而减少了细胞内 的浪费。

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答案全解全析

一、选择题

1.D 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面,因此该实验只能证明DNA是遗传物质,不能证明DNA是主要的遗传物质,A错误;噬菌体是病毒,没有细胞结构,不能在培养基上独立生存,不能用培养基直接培养噬菌体,B错误;P标记的是噬菌体的DNA,噬菌体在侵染细菌时,DNA进入细菌,离心后存在于沉淀物中,所以放射性主要分布在试管的沉淀物中,C错误;艾弗里提取的DNA不纯,含有少量的蛋白质,实验中没有完全排除蛋白质的作用,D正确。

2.D 通过E、F对照,能说明转化因子是DNA而不是蛋白质。F组加入了S型菌的DNA,可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌,而出现的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果。能导致小鼠死亡的是B、C、F组,D错误。 3.D 由于转录以DNA的编码区为模板,所以转录形成的mRNA分子的碱基数少于n/2,A错误;tRNA是翻译时运载氨基酸的工具,DNA分子的复制过程不需要tRNA,B错误;双链DNA分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖通过磷酸二酯键连接,C错误;DNA分子互补配对的两条链中碱基种类和序列不一定相同,D正确。

4.C 环状双链DNA分子的两条链的碱基是互补配对的,所以1链和2链均含1 000个碱基;该DNA分子只有一个复制起点;断开后的两条链分别作模板,边解旋边复制;该DNA分子含腺嘌呤300个,胸腺嘧啶也有300个,鸟嘌呤和胞嘧啶各700个,第三次复制新合成4个DNA,则第三次复制时共需鸟嘌呤700×4=2 800(个)。

5.B 以RNA为模板,翻译的产物为蛋白质。性激素属于脂质,tRNA是DNA转录形成的,神经递质和磷脂分子都不是蛋白质,其合成都不需要以RNA模板,胰岛素和细胞骨架的合成需要以RNA为模板。

6.B 基因控制蛋白质的合成过程包括转录和翻译,转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,会发生基因的空间结构改变,所需原料为四种核糖核苷酸,A、C项不符合题意;DNA分子的复制需要DNA聚合酶的催化,因此在基因控制蛋白质合成的过程中不需要DNA聚合酶,B项符合题意;翻译是以mRNA为模板,以tRNA为转运工具,将游离在细胞质中的各种氨基酸,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程,此过程需要能识别并转运氨基酸的tRNA,D项不符合题意。

7.B mRNA携带了决定氨基酸序列的遗传密码,A错误;转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列,B正确;转录和翻译两个过程分别以核糖核苷酸和氨基酸为原料,C错误;以“—GTAATG—”互补链转录mRNA,则此段mRNA的序列是—GUAAUG—,D错误。

8.D M在该二倍体植物细胞中数目最多时可有4个,A错误;在减数分裂过程中等位基因随同源染色体的分开而分离,B错误;起始密码子均为AUG,基因M转录时以b链为模板合成mRNA,基因R转录时以a链为模板合成mRNA,C错误;箭头处的碱基突变为T,则对应密码子变为AUC,D正确。

9.C HCV的遗传物质是RNA,所以HCV的基因是有遗传效应的RNA片段,A正确;大的多肽分子被切割成10个片段,说明切割了9次,即水解了9个肽键,需要9分子水,B正确;水解多肽的酶的化学本质是蛋白质,蛋白质在核糖体中合成,C错误;HCV的RNA分子复制的互补链的碱基排列顺序与遗传物质不同,不能直接作为其遗传物质,D正确。

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10.C 细胞分化的实质是基因的选择性表达,人体不同种类的细胞中,转录出的mRNA种类和数量不同,A正确。RNA的复制过程是RNA→互补的单链RNA→RNA,B正确。逆转录过程只有当RNA病毒进入宿主细胞后才能发生,C错误。真核细胞和原核细胞中都可以发生转录和翻译过程,D正确。

11.B 基因1和基因2在同一个细胞中存在,但不在同一细胞中表达;①过程为转录,需RNA聚合酶的催化作用,②过程为翻译,需tRNA的协助;④⑤过程的结果存在差异的直接原因是血红蛋白结构的不同;基因控制生物的性状有两种方式,一是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状,二是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,过程①②③只体现了第一种方式。

12.A 噬菌体侵染细菌后,利用宿主菌的原料合成子代噬菌体,如利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质,A正确;噬菌体以其自身的DNA为模板合成子代噬菌体的核酸,B错误;外壳留在宿主菌的外面,不能抑制宿主菌的蛋白质合成,噬菌体大量繁殖使细菌裂解死亡,C错误;宿主菌以二分裂方式进行增殖,而噬菌体不能分裂,D错误。

二、非选择题

13.答案 (1)DNA分子复制和有关蛋白质合成 有丝分裂后期和减数第二次分裂后期 (2)翻译 GUC —NH—CO— (3)细胞质基质 ①④⑤

解析 (1)图甲表示DNA分子复制、染色质与染色体的变化及转录过程,②是完成DNA分子复制和有关蛋白质合成的过程;过程③是着丝点分裂,姐妹染色单体分开,发生的时期是有丝分裂后期和减数第二次分裂后期。(2)图乙是以mRNA模板合成蛋白质的过程,表示遗传信息的翻译过程。密码子是mRNA上决定氨基酸的3个相邻的碱基,缬氨酸的密码子是GUC。连接氨基酸的化学键是肽键(—NH—CO—)。(3)翻译过程在细胞质基质中完成。题中所给的五种化合物中属于组成蛋白质的氨基酸的是①④⑤,它们能作为翻译过程的原料。

14.答案 (1)①二 ②转录 lac基因转录停止,lac mRNA很快被分解 合成后不会很快被分解 (2)不含放射性物质的 没有 (3)运输乳糖进入细胞

(4)RNA聚合 β-半乳糖苷酶和蛋白X 物质和能量

解析 (1)①细胞内的β-半乳糖苷酶可将乳糖分解为半乳糖和葡萄糖,说明乳糖由两分子单糖组成,因此乳糖为二糖。②据图可知,加入乳糖时,lac mRNA增多,说明lac基因启动转录形成了mRNA。去掉乳糖后,lac基因转录停止,lac mRNA在减少,说明lac mRNA被分解了。酶在反应前后化学性质保持不变,β-半乳糖苷酶含量在一定时间内维持稳定,原因是β-半乳糖苷酶合成后不会很快被分解。(2)亲代大肠杆菌用含S标记的氨基酸标记后,转移到不含放射性物质的培养基中培养,加入乳糖后,如果是细胞内已存在的酶前体转化为有活性的酶,则合成的β-半乳糖苷酶有放射性,如果是乳糖诱导合成的,因为培养液中没有放射性,则合成的β-半乳糖苷酶也没有放射性。(3)lac基因突变型大肠杆菌能产生β-半乳糖苷酶,但不能在以乳糖为碳源的培养基中生长,野生型菌在乳糖诱导

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后会摄取乳糖,而突变型菌几乎不能,说明突变型菌不能运输乳糖进入细胞,从而不能产生β-半乳糖苷酶。(4)培养基中葡萄糖和乳糖同时存在时,β-半乳糖苷酶基因不表达,葡萄糖耗尽时基因被诱导表达并产生蛋白,这种调节从进化角度而言既使大肠杆菌能很好地适应易变的环境,又可以减少物质和能量的浪费。