高考生物热点(2020-2021年) (7)

考向1 基因的本质及复制

【研磨真题·提升审题力】

【答题要素?奠定考试力】

要素1.理解遗传物质的探究历程

(1)比较肺炎双球菌的体外(实验一)与体内(实验二)转化实验:

(2)巧判噬菌体的元素标记情况:

要素2.巧记DNA分子结构

要素3.图解DNA复制过程

要素4.辨明DNA分子结构及其复制的三个误区

(1)DNA分子并非均为双链结构,或者DNA分子中嘌呤并非一定等于嘧啶。也有部分DNA分子为单链结构,在此类DNA分子中嘌呤与嘧啶可能相等也可能不相等。

(2)DNA复制并非“只发生于”细胞核中。DNA分子复制的场所除细胞核外,还包括叶绿体、线粒体、原核细胞的拟核及质粒等场所。

(3)误认为DNA分子复制从头开始。DNA分子复制为半保留式复制,并且为多起点双向复制。

【考场练兵·检验考试力】

1.下列有关人类对遗传物质探索过程的叙述,正确的是( )

A.格里菲思的肺炎双球菌的体内转化实验证明加热杀死的S型细菌中存在DNA,能使R型细菌转化为S型细菌

B.艾弗里的肺炎双球菌的体外转化实验运用了物质提纯鉴定技术、同位素示踪技术等

C.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验过程是:标记噬菌体→被标记的噬菌体与细菌混合培养→搅拌、离心→检测放射性

D.艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明了蛋白质不

是遗传物质

2.下列关于DNA分子的结构和DNA分子复制的说法,不正确的是( )

A.DNA分子之所以能够进行准确复制是因为其具有规则的双螺旋结构和碱基互补配对原则

B.DNA分子复制过程中氢键的断裂和重新形成均需要消耗能量

C.已经分化成熟不再进行分裂的细胞核内一般不会进行DNA分子的复制

D.含有2n个碱基的双链DNA分子其碱基对的排列方式最多有4n种

3.如图为某DNA分子的部分平面结构图,下列关于该DNA分子片段的说法中正确的是( )

A.该DNA分子中每个脱氧核糖与1个磷酸相连接

B.③是连接DNA单链上2个核糖核苷酸的磷酸二酯键

C.若该DNA复制后不管得到多少个子代DNA分子,含母链的DNA分子只有2个

D.DNA分子的热稳定性只与DNA分子的长度有关,与碱基种类及比例无关

4.下列关于人体细胞内染色体、DNA和基因的叙述中,正确的是( )

A.染色体是细胞内DNA的唯一载体

B.同源染色体上基因的数目一定相等

C.倒位后的染色体与其同源染色体不能发生联会

D.基因是一个DNA分子片段,但是一个DNA分子片段不一定是基因

考向2 基因表达

【研磨真题·提升审题力】

【答题要素?奠定考试力】

要素1.遗传信息的转录

要素2.遗传信息的翻译

要素3.不同生物中心法则的表达式

生物种类举例遗传信息的传递过程

DNA病毒T2噬菌体

RNA病毒烟草花叶病毒

逆转录病毒艾滋病病毒

真核生物和

细胞生物

原核生物

要素4.基因控制性状的途径

(1)直接控制途径(用文字和箭头表示):

基因蛋白质的结构生物体的性状。

(2)间接控制途径(用文字和箭头表示):

基因酶的合成代谢过程生物体的性状。

【考场练兵·检验考试力】

1.如图表示大肠杆菌内遗传信息传递的各过程。下列说法正确的是( )

A.a、b过程只发生在大肠杆菌的拟核处

B.a、b、c过程均遵循的碱基互补配对原则完全相同

C.c过程主要以氨基酸为原料,需要3种RNA的参与

D.若b过程出现差错,蛋白质的功能一定会改变

2.如图为人体细胞中发生的几个重要的生理过程,下列叙述不正确的是( )

A.图中过程①产生的物质a长度远小于该DNA分子长度

B.图中过程②为翻译,合成的蛋白质结构和功能相同

C.若过程②合成的物质b经加工后形成具有m条多肽链的蛋白质,在形成该蛋白质时脱去了100个水分子,则该蛋白质中至少含有100+2m个氧原子

D.过程①、③发生在细胞核、线粒体、叶绿体中

3.如图为豌豆种子圆粒性状的产生机制,请据图判断下列叙述错误的是( )

A.自然状态下圆粒豌豆种子的一个细胞中一般含有两个淀粉分支酶基因R

B.从图中可以看出豌豆淀粉分支酶基因的表达量与其甜度呈正相关关系

C.当R中插入一小段DNA序列后,豌豆不能合成淀粉分支酶,而使蔗糖增多

D.此图解说明基因通过控制酶的合成来控制代谢途径进而控制生物体性状

4.下列有关基因表达的叙述中,正确的是( )

A.tRNA识别其转运的氨基酸是通过碱基互补配对实现的

B.真核生物细胞核内转录产生的mRNA需要穿过双层核膜才能到达细胞质进行翻译

C.人体不同组织细胞的相同DNA进行转录时启用的起始点不完全相同

D.所有的RNA分子都可以翻译成蛋白质

1.肺炎双球菌有多种类型,其中S型菌可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型;Ⅲ型荚膜最厚,致病力最强;S型菌在无血清的培养基中传代培养后,荚膜非常容易丢失而变为R型菌。下列有关R型菌和S型菌的说法正确的是( )

A.自然界中出现了多种类型的肺炎双球菌说明了基因突变的不定向性

B.厚荚膜基因(SⅢ)可突变成薄荚膜基因(SI),则SⅢ和SI互为等位基因

C.基因重组只能发生在真核生物有性生殖过程的配子形成过程中,因而格里菲思肺炎双球菌的转化实验中的“转化”实质是R型菌突变为S型菌

D.格里菲思的实验证实R型菌没有毒性,侵入小鼠后与小鼠形成共生关系

2.下列关于赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验的叙述,正确的是 ( )

A.子代噬菌体DNA复制时所需的原料、能量、模板、酶等条件均由大肠杆菌提供

B.该实验能证明DNA通过半保留方式进行复制

C.该实验能证明DNA控制蛋白质的合成

D.用35S标记的噬菌体侵染实验中释放的子代噬菌体均没有放射性,但用32P标记噬菌体侵染细菌释放出来的子代噬菌体大部分具有放射性

3.如图为tRNA的结构示意图,下列有关RNA的说法正确的是 ( )

A.图中b端是tRNA结合氨基酸的部位

B.tRNA与DNA一样,都含有氢键

C.图示tRNA识别的密码子是CUU

D.能够指导RNA形成的基因都能指导蛋白质的合成

4.(新高考预测:不定项选择)某精原细胞(2N=8)的DNA分子双链均用15N标记后置于含14N的培养基中培养,经过连续两次细胞分裂后,检测子细胞中的情况。下列推断正确的是( )

A.若进行有丝分裂,则含15N染色体的子细胞所占比例有三种可能性

B.若子细胞中的染色体都含15N,则细胞分裂过程中一定会发生基因重组

C.若子细胞中有的染色体不含15N,则细胞分裂过程中可能发生等位基因的分离

D.若进行减数分裂,则第二次分裂后期每个细胞中含14N的染色体有8条

5.研究人员将某实验动物的第5号染色体上的一段DNA敲除,结果发现培育出的实验动物甘油三酯极高,具有动脉硬化的倾向,并可以遗传给后代。下列有关叙述

错误的是( )

A.敲除的DNA片段中含有与甘油三酯代谢有关的基因

B.DNA片段敲除动物所产生的动脉硬化能够为生物的进化提供原始材料

C.控制甘油三酯合成的基因就位于第5号染色体上

D.利用DNA片段的敲除技术可以研究相关基因功能

6.2019年诺贝尔生理学或医学奖授予了三位科学家,他们发现了一种蛋白质-缺氧诱导因子(HIF)在细胞感知和适应氧气供应中的作用。研究发现,在正常的氧气条件下,细胞中几乎不含HIF。当氧含量下降时,HIF的含量会增加,HIF促进肾脏细胞中促红细胞生成素(EPO)基因的表达,促进红细胞的生成。下列有关分析,错误的是( )

A.促进贫血病人缺氧诱导因子基因的表达可缓解贫血症状

B.氧气浓度变化是影响缺氧诱导因子基因表达的关键因素

C.在肾脏细胞的细胞核内完成缺氧诱导因子基因的表达过程

D.降低癌症病人缺氧诱导因子的作用可使癌细胞缺氧死亡

7.(新高考预测:不定项选择)DNA的甲基化可抑制基因的表达,基因组总体甲基化水平低会导致一些在正常情况下受抑制的基因如原癌基因被激活,从而使细胞癌变。DNMTS酶催化甲基基团转移到胞嘧啶上使DNA甲基化。据此分析下列说法不正确的是( )

A.细胞癌变可能与原癌基因的甲基化水平较低有关

B.抑制DNMTS酶活性会降低细胞癌变的几率

C.DNA的甲基化会阻碍RNA聚合酶与基因上游的起始密码的结合,从而抑制基

因的转录

D.DNA的甲基化改变了基因内部脱氧核苷酸序列属于基因突变

8.在大肠杆菌培养过程中,科学家得到组氨酸缺陷型的大肠杆菌突变株(在缺失组氨酸的培养基中不能生存,缩写为His-),继续培养过程中该突变株可能发生功能恢复(缩写为His+)如图所示。(组氨酸的密码子:CAU、CAC;色氨酸的密码子:UGG;苏氨酸的密码子:ACC、ACU、ACA、ACG;终止密码子:UGA 、UAA、UAG)

(1)据图可知产生组氨酸所需的酶一定含有的氨基酸是________,从基因表达的角度分析,His-突变株中该酶不能合成但能产生一个多肽链比该酶多肽链更短的肽链,原因是________________________ 。

(2)His-在培养过程中可能发生功能恢复,说明基因突变具有_________________ ___特点。

(3)组氨酸缺陷型的大肠杆菌突变株的产生说明了基因通过________________ ____ 控制生物的性状。

(4)一个His+大肠杆菌在培养基上形成的菌落可以称为一个____________ 。

热点4 遗传的分子基础

考向1

【考场练兵·检验考试力】

1.C 格里菲思的转化实验只是证明了转化因子的存在但不确定是DNA,A错误;艾弗里的体外转化实验没有用到同位素示踪技术,B错误;噬菌体侵染实验需要先标记噬菌体,然后将标记的噬菌体与未被标记的细菌混合培养,进行搅拌、离心后检测放射性,C正确;艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验证明了蛋白质不是遗传物质,但赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验没有证明蛋白质不是遗传物质,D错误。

2.B DNA分子结构中碱基按照互补配对原则进行配对,这对DNA分子的准确复制具有重要作用,A项正确;DNA分子复制时,在解旋酶的作用下,氢键断裂,需要消耗能量,但是按照碱基互补配对原则合成子链后,子链与母链的互补碱基之间重新形成氢键时不耗能,B项错误;分化完成不再进行分裂的细胞核内一般不会出现DNA分子的复制,C项正确;含有2n个碱基的双链DNA分子其碱基对有n 对,其排列方式最多有4n种,D项正确。

3.C 图中①是脱氧核糖,②是磷酸,③是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸中连接磷酸和脱氧核糖的化学键;④是连接DNA单链上两个脱氧核糖核苷酸的化学键,⑤是碱基对间的氢键。DNA分子中多数脱氧核糖与2个磷酸相连接,构成DNA分子的骨架;由DNA的半保留式复制可知一个DNA分子复制后不管得到多少个子代DNA分子,含母链的DNA分子只有2个;A与T之间有2个氢键,G与C之间有3个氢键,G与C在DNA分子中所含的比例越高,其热稳定性越高。

4.D 细胞核内的DNA都存在于染色体上,但是线粒体中也含DNA,A错误; X、Y染色体上的基因数目不同,B错误;倒位后的染色体在减数分裂时可以与其同源染色体联会,C错误;基因是有遗传效应的DNA片段,D正确。

考向2

【考场练兵·检验考试力】

1.C 大肠杆菌为原核生物,a为DNA复制,b为转录,二者主要发生在拟核中;但是细胞质中也有小型环状DNA分子即质粒,也会发生复制和转录;c为翻译过程,a、b、c过程都遵循碱基互补配对原则,但是复制、转录和翻译的碱基互补配对原则不完全相同;c过程即翻译,以游离的氨基酸为原料合成蛋白质,该过程中需要mRNA作为模板,tRNA转运氨基酸,rRNA参与构成核糖体;密码子具有简并性,转录过程发生差错,产生的蛋白质可能不变。

2.D 转录是以基因为单位进行的,一个DNA分子上含有大量基因,因此转录产生的mRNA长度远小于对应的DNA分子长度,A正确;同一mRNA结合多个核糖体进行蛋白质合成时, 合成的蛋白质氨基酸序列相同,结构和功能相同,B正确;合成具有m条多肽链的蛋白质时脱去了100个水分子,说明该蛋白质有100个肽键,蛋白质中的氧原子存在于肽键(100个)、羧基端(2m个)和R基(可有可无)中,故该蛋白质中至少有100+2m个氧原子,C正确;人体中不存在叶绿体,D错误。

3.B 闭花传粉决定了豌豆在自然状态下多为纯种,因而每个细胞中含有两个相同的基因;从图中可以看出,豌豆淀粉分支酶基因的表达结果是使有甜味的蔗糖变为无甜味的淀粉,所以该基因的表达量与豌豆甜度呈负相关关系;当R中插入一小段DNA序列后,导致R基因的结构发生改变,豌豆不能合成淀粉分支酶而使蔗糖增多,影响了细胞代谢。

4.C tRNA的一端是反密码子,通过碱基互补配对原则与密码子配对,另一端是携带氨基酸的部位,不通过碱基互补配对来识别氨基酸,A错误;真核生物的细胞核内转录产生的DNA ,通过核孔到达细胞质,不进行跨膜运输,B错误;由于基因的选择性表达,人体不同组织细胞中合成的蛋白质不完全相同,所以相同的DNA 进行转录的起始点也不完全相同,C正确;mRNA可以作为翻译的直接模板,tRNA 是运输氨基酸的工具,rRNA是核糖体的重要组成成分之一,D错误。

【高考猜押竞技场】

1.A 自然界中出现了多种类型的肺炎双球菌是基因突变的结果,不同类型的肺炎双球菌性状的差异是其基因多样性的结果,基因的多样性是基因突变不定向性导致的,A正确。肺炎双球菌是细菌,没有染色体,没有等位基因,B错误。R型菌转化成S型菌原理是发生了基因重组,C错误。R型菌虽然没有毒性,但与小鼠也是寄生关系,而不是共生关系,D错误。

2.C 子代噬菌体DNA复制时所需的原料、能量、酶等条件均由大肠杆菌提供,但是模板由亲代噬菌体提供,A错误;该实验分别用35S或32P标记噬菌体,只能证明DNA是遗传物质,B错误;该实验中注入噬菌体的DNA能得到子代噬菌体的蛋白质,能证明DNA控制蛋白质的合成,C正确;35S标记噬菌体的蛋白质,侵染细菌后释放的子代噬菌体均没有放射性,32P标记噬菌体的DNA,根据DNA半保留复制原则,得到的子一代噬菌体中都具有放射性,但细菌裂解需要噬菌体繁殖多代,细菌裂解后释放的噬菌体大部分没有放射性,D错误。

3.B 图示tRNA的结构中,a端是-OH,是结合氨基酸的部位,b端是磷酸基团,A 错误。tRNA和DNA分子中都含有氢键,B正确。图示tRNA上的反密码子是AAG,因此对应的密码子是UUC,C错误。并非所有基因都能指导蛋白质的合成,如转录

形成的tRNA和rRNA的基因只能通过转录形成相应的RNA,不能继续翻译,D错误。

4.A、D 根据DNA的半保留复制特点及有丝分裂过程中染色体的变化规律可知,若进行有丝分裂,则某精原细胞产生的含15N染色体的子细胞所占比例可以是1/2或3/4或1,三种可能性,A正确;若子细胞中的染色体都含15N,则该细胞不一定进行减数分裂,在有丝分裂过程中不会发生基因重组,B错误;若子细胞中有的染色体不含15N,则该细胞一定进行有丝分裂,有丝分裂过程中不会发生等位基因的分离,C错误;如果进行减数分裂,染色体只经过一次复制,经过复制的染色体上的每条染色单体都含有14N,经过减数第一次分裂,染色体数目变为4条,到了减数第二次分裂后期,姐妹染色单体分开,变为染色体,导致染色体数目暂时加倍,因此减数第二次分裂后期每个细胞中含14N的染色体有8条,D正确。

5.C 将实验动物的第5号染色体上的一段DNA敲除,结果发现培育出的实验动物甘油三酯极高,具有动脉硬化的倾向,并可以遗传给后代,说明该变异是一种可遗传的变异,能为生物的进化提供原始材料,A、B正确;上述信息只能表明敲除的DNA片段与甘油三酯代谢有关,不能表明控制甘油三酯合成的基因就位于第5号染色体上,C错误;由题干信息可知,利用DNA片段的敲除技术可以研究相关基因功能,D正确。

6.C 当氧含量下降时,HIF的含量会增加,HIF促进肾脏细胞中促红细胞生成素(EPO)基因的表达,从而促进红细胞的生成,若促进贫血病人缺氧诱导因子基因的表达,可使红细胞数量增加,促进氧气的运输,可缓解贫血症状,A正确;在正常的氧气条件下,细胞中几乎不含HIF,当氧含量下降时,HIF的含量会增加,因此氧气浓度变化是影响缺氧诱导因子基因表达的关键因素,B正确;基因的表达过程包括转

录和翻译,翻译的场所是细胞质,C错误;癌细胞的生命活动需要氧气,抑制癌症病人缺氧诱导因子的作用,可使癌细胞缺氧死亡,D正确。

7.B、C、D 据分析可知,DNA甲基化可抑制基因的表达,而基因组总体甲基化水平低会导致原来受抑制的原癌基因被激活,故细胞癌变可能与原癌基因的高效表达有关,A正确;DNMTS酶催化DNA甲基化,而基因组总体甲基化水平低可能会导致癌变,抑制DNMTS酶活性会导致甲基化水平降低,故抑制DNMTS酶活性可能提高细胞癌变的几率,B错误;DNA的甲基化会导致基因表达的沉默,阻碍RNA聚合酶与基因上的启动子结合,起始密码在mRNA上,是翻译的调控因子,C 错误;DNA的甲基化并没有改变基因的脱氧核苷酸序列,不属于基因突变,D错误。

8.【解析】图中His+型大肠杆菌在缺失组氨酸的培养基中可以产生组氨酸所需要的酶是因为其转录的密码子为UGG,是色氨酸的密码子;His-突变株中该酶不能被合成的原因是His-突变后的基因碱基为ACT,转录后的密码子为UGA,而UGA 为终止密码,导致翻译提前终止。

(1)根据以上分析可知,突变前mRNA上的密码子UGG决定的是色氨酸,说明该酶一定含有的氨基酸是色氨酸;而突变后mRNA上的密码子变成了终止密码子UGA,说明控制该酶的基因发生突变,导致翻译提前终止。

(2)His-在培养过程中可能发生功能恢复,是因为突变后的基因又发生突变,又成为了正常基因,说明了基因突变的不定向性。

(3)由题图可知,组氨酸缺陷型大肠杆菌在缺失组氨酸的培养基中不能生存,是因为基因突变后缺少产生组氨酸所需的酶,说明基因可以通过控制酶的合成控制生物的性状。

(4)菌落是由一个细胞繁殖所形成的,一个His+大肠杆菌在培养基上形成的菌落可以称为一个种群。

答案:(1)色氨酸控制该酶的基因发生突变,导致翻译提前终止

(2)不定向性(3)控制酶的合成(4)种群