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专题10遗传的分子基础高考生物(山东省选考专用)A组山东省卷、课标Ⅰ卷题组五年高考1.(2019课标全国Ⅰ,2,6分)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tRNA②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.①②④B.②③④C.③④⑤D.①③⑤答案C体外合成同位素标记的多肽链需以标记的氨基酸(同位素标记的苯丙氨酸等)为原料,以RNA(人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸)为模板,除去了DNA和mRNA的细胞裂解液既可防止DNA和mRNA对体外多肽链合成过程的干扰,又可提供翻译过程所需的核糖体、tRNA、酶等。故选C。素养解读本题以基因表达的相关知识为载体,考查运用所学知识,对某些生物学问题作出合理判断的能力;试题通过对体外合成多肽链所需材料的判断,体现了对生命观念素养中结构与功能观要素的考查。知能拓展遗传密码(1)遗传密码:mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基。(2)遗传密码种类:共有64个,其中AUG和GUG是起始密码,UAA、UAG、UGA是终止密码,不编码氨基酸。(3)遗传密码特点:简并性(即多个遗传密码可决定一种氨基酸)和通用性(即在原核生物和真核生物中,同一遗传密码决定相同的氨基酸)。2.(2015课标全国Ⅰ,5,6分)人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPc),该蛋白无致病性。PrPc的空间结构改变后成为PrPsc(朊粒),就具有了致病性。PrPsc可以诱导更多的PrPc转变为PrPsc,实现朊粒的增殖,可以引起疯牛病。据此判断,下列叙述正确的是 ()A.朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中B.朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同C.蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化D.PrPc转变为PrPsc的过程属于遗传信息的翻译过程答案C根据题干信息知,朊粒为蛋白质,不可能整合到宿主的基因组中,A错误;由题干可知,朊粒的增殖是通过诱导更多的PrPc的空间结构改变实现的,而肺炎双球菌的增殖方式为二分裂,B错误;蛋白质功能发生变化的一个重要原因是空间结构发生改变,C正确;遗传信息的翻译过程是指在核糖体上以mRNA为模板合成蛋白质的过程,而PrPc转变为PrPsc的过程是空间结构的改变,不符合上述特点,D错误。素养解读本题通过疯牛病的病因分析考查科学思维中的演绎与推理能力。易错提醒PrPc的本质是蛋白质,不是DNA。3.(2016课标全国Ⅰ,29,10分)在有关DNA分子的研究中,常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα~Pβ~Pγ或dA—Pα~Pβ~Pγ)。回答下列问题:(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上,同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上,那么带有32P的磷酸基团应在ATP的(填“α”“β”或“γ”)位上。(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料,将32P标记到新合成的DNA分子上,则带有32P的磷酸基团应在dATP的(填“α”“β”或“γ”)位上。(3)将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记,并使其感染大肠杆菌,在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放,则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n,原因是。答案(1)γ(2)α(3)一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后,标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中,因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记解析(1)由题意知,该酶可催化ATP水解产生ADP,此过程中断裂的应是远离“A”的那个高能磷酸键,从而使ATP中γ位上的磷酸基团脱离,此磷酸基团可在该酶的作用下转移到DNA末端上。(2)脱氧核苷酸中的磷酸应对应于dATP的α位上的磷酸基团,若用dATP作为DNA生物合成的原料,则dATP需脱去β位和γ位上的磷酸基团形成脱氧核苷酸,所以参与DNA分子组成的脱氧核苷酸中只有α位上的磷酸基团。(3)1个该种噬菌体含有1个双链DNA分子,用DNA分子被32P标记的噬菌体感染大肠杆菌,由于DNA分子复制为半保留复制,即亲代DNA分子的两条链在复制中保留下来,且分别进入不同的DNA分子中,所以理论上不管增殖多少代,子代噬菌体中只有2个噬菌体含有32P。素养解读本题通过ATP与DNA之间的转化和某种噬菌体侵染大肠杆菌的相关计算考查科学思维中的演绎与推理能力。评分细则(3)出现半保留复制或半保留复制含义(相应描述半保留复制过程)的给4分;再答出“标记的两条单链只能分配到两个噬菌体中”则可得6分。评析本题以同位素标记在实验研究中的应用为背景,综合考查ATP和脱氧核苷酸的结构以及DNA半保留复制的特点,难度适中;理清题干信息、明确题意是解题的关键。B组课标卷、其他自主命题省(区、市)卷题组考点1人类对遗传物质的探索历程1.(2019江苏单科,3,2分)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DNAB.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本题通过T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,考查考生对实验原理的理解和对实验结果的分析能力;试题通过T2噬菌体侵染细菌的实验分析,体现了对科学探究素养中的技术评价与结果分析要素的考查。本实验巧妙地运用32P标记DNA,将DNA与蛋白质区分开,单独直接观察DNA的遗传作用,DNA和蛋白质中都含有N,故不可用15N代替32P标记DNA,A错误;子代T2噬菌体的外壳蛋白是由T2噬菌体DNA控制合成的,B错误;T2噬菌体DNA的合成所需要的原料由大肠杆菌提供,C正确;该实验证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA,D错误。方法技巧T2噬菌体侵染细菌实验的误差分析(1)32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌(2)35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌2.(2018课标全国Ⅲ,1,6分)下列研究工作中由我国科学家完成的是 ()A.以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验B.用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验C.证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验D.首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成答案D本题主要考查生物科学史的相关知识。奥地利的孟德尔以豌豆为材料发现了性状遗传规律,A错误;美国的卡尔文用14C标记的14CO2,供小球藻进行光合作用,然后追踪检测其放射性,最终探明了CO2中的碳在光合作用暗反应中的转移途径,B错误;美国的艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质,C错误;世界上第一个人工合成的蛋白质——具有生物活性的结晶牛胰岛素,是由我国科学家完成的,D正确。思维发散科学研究方法孟德尔用假说—演绎法发现了性状遗传规律;卡尔文用同位素标记法研究光合作用的暗反应过程;艾弗里设法将DNA、蛋白质和多糖等物质分开,单独地、直接地去观察它们的作用。3.(2017课标全国Ⅱ,2,6分)在证明DNA是遗传物质的过程中,T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述,正确的是 ()A.T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖B.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质C.培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中D.人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同答案C本题主要考查病毒的相关知识及T2噬菌体侵染细菌的过程。T2噬菌体专一性地侵染大肠杆菌,而不能侵染肺炎双球菌,A错误;T2噬菌体营寄生生活,在宿主活细胞中进行遗传物质DNA的复制,合成mRNA和蛋白质,以实现增殖,B错误;用含有32P的培养基培养大肠杆菌,大肠杆菌被32P标记,T2噬菌体寄生在被标记的大肠杆菌中,利用宿主的32P合成T2噬菌体的核酸,C正确;人体免疫缺陷病毒即HIV,其核酸为RNA,增殖时发生逆转录过程,T2噬菌体的核酸为DNA,D错误。知识归纳(1)病毒无细胞结构,主要由蛋白质和核酸组成。(2)只能用活细胞培养病毒。(3)病毒只含有一种核酸,DNA或RNA。4.(2017江苏单科,2,2分)下列关于探索DNA是遗传物质的实验,叙述正确的是 ()A.格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状B.艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡C.赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中D.赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记答案C本题重点考查人类对遗传物质探索过程中的经典实验。格里菲思实验只是证明了转化因子的存在,没有证明转化因子是DNA,A错误;艾弗里实验证明了转化因子是DNA,从S型肺炎双球菌中提取的DNA使R型细菌转化为S型细菌而导致小鼠死亡,B错误;赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌出现在沉淀中,对沉淀后的细菌继续培养,待其裂解后得到的T2噬菌体并不都带有32P标记,故C正确、D错误。易错警示由于32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌过程中最终得到的子代T2噬菌数量较多,且新合成的DNA单链不存在32P,故只有部分T2噬菌体具有放射性。5.(2016江苏单科,1,2分)下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述,正确的是 ()A.格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果B.格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质C.赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的D.赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质答案D格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果,A项错误;格里菲思实验证明了S型肺炎双球菌中含有转化因子,艾弗里实验证明了DNA是遗传物质,B项错误;赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是利用大肠杆菌中含32P的脱氧核苷酸标记的,该实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质,C项错误,D项正确。易错警示解答此题切记T2噬菌体属于病毒,无细胞结构,不能独立进行新陈代谢,只能寄生在活细胞中,不能直接用普通培养基培养。考点2DNA的结构与复制1.(2019天津理综,1,6分)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本题借助DNA复制,考查考生理解所学知识点并作出合理判断的能力;试题通过比较分析的方法体现了生命观念素养中的结构与功能观。胸腺嘧啶是脱氧核苷酸的特有组成成分之一,脱氧核苷酸是DNA复制的原料,故用3H标记的胸腺嘧啶合成脱氧核苷酸,注入真核细胞后可以用于研究DNA复制的场所,A正确。易错警示脱氧核糖≠脱氧核苷酸≠脱氧核糖核酸:脱氧核糖是一种五碳糖,脱氧核苷酸是脱氧核糖核酸的基本组成单位,脱氧核糖核酸即DNA分子。2.(2017海南单科,24,2分)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答案D双链DNA分子中碱基A=T,G=C,故任何双链DNA分子中(A+C)/(G+T)相同,均等于1,但不同DNA分子的(A+T)/(G+C)可能不同,A错误,D正确;A、T之间有两个氢键,G、C之间有三个氢键,G+C所占比例越大,DNA分子的稳定性越高,B错误;单链DNA分子中(A+T)/(G+C)与(A+C)/(G+T)两个值也可能相同,C错误。3.(2016课标全国Ⅱ,2,6分)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间,使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质,下列相关叙述错误的是 ()A.随后细胞中的DNA复制发生障碍B.随后细