1、第四单元遗传的细胞基础和分子基础一、选择题(每小题6分,共72分)1.关于“观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片”实验,下列操作及表述错误的是()A.在低倍镜下观察固定装片,识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞B.因观察材料较少,性母细胞较小,显微镜视野应适当调亮C.换用高倍镜时,从侧面观察,防止物镜与装片碰擦D.用高倍镜观察染色体的结构时,用细准焦螺旋调节焦距2.精原细胞能进行有丝分裂增加自身数量,又能进行减数分裂形成生殖细胞,下列有关某动物精原细胞分裂的叙述,错误的是()A.减数分裂时同源染色体的非姐妹染色单体会发生交叉互换,可以增加精子遗传组成的多样性 B.减数分裂时非同源染色体自由组合,
2、有利于保持子代遗传信息的多样性C.有丝分裂后期精原细胞中存在同源染色体,但不会发生同源染色体分离D.处于有丝分裂中期和减数第二次分裂后期的细胞中染色体数目、核DNA分子数目都不同3.如表所示为人体的一个精原细胞发生从甲到丁的连续生理过程中,细胞内染色体组数的变化及各阶段的相关描述,下列有关描述错误的是()生理过程甲乙丙丁细胞中染色体组数21211 22 4 2?相关描述性激素的作用细胞膜功能体现遗传信息不变功能趋向专门化A.甲过程中若发生交叉互换,则可能产生4个基因组成不同的生殖细胞B.乙过程中可以发生等位基因的分离C.丙过程刚结束时细胞的物质运输效率提高D.丁过程中细胞内的mRNA种类在变化
3、4.某科研小组对蝗虫精巢切片进行显微观察,测定不同细胞中的染色体数目和核DNA数目(如图所示)。下列分析正确的是()A.细胞c和细胞g都可能发生了染色单体分离B.细胞d、e、f中都可能发生联会C.细胞g和细胞b中都含有同源染色体D.细胞a可能是精细胞或卵细胞5.如图为细胞分裂的几种模式图及其每条染色体上DNA含量在分裂过程中的变化。下列叙述正确的是()A.甲图细胞处于减数第二次分裂的中期,每条染色体上DNA含量对应丁图的DE段B.乙图细胞处于有丝分裂中期,丙图细胞可能是甲图细胞分裂产生的子细胞C.丙图细胞可能是雌配子,减数第一次分裂染色体数目的减半发生在丁图的CD段D.丙图可能是某二倍体生物的
4、体细胞中的染色体组成或某三体生物的体细胞中的染色体组成6.对哺乳动物性腺某一细胞的一对同源染色体上未经复制的DNA进行放射性同位素标记,然后在普通培养基上经正常的细胞分裂后产生4个子细胞。下列叙述正确的是()A.若4个子细胞都带有放射性,则进行的一定是减数分裂B.若1个子细胞不带有放射性,则进行的一定是有丝分裂C.若进行有丝分裂,则中期带有放射性的同源染色体分别排列在赤道板位置两侧D.若进行减数分裂,则减数第一次分裂后期移向细胞一极的一个染色体组中有2条染色体带有放射性7.肺炎双球菌转化实验中,S型菌的DNA片段进入R型菌内并整合到R型菌的DNA分子上,使这种R型菌转化为能合成荚膜多糖的S型菌
5、。下列叙述正确的是()A.R型菌转化成S型菌的过程中,R型菌发生了染色体变异B.R型菌的DNA片段上,可能有多个RNA聚合酶结合位点C.R型菌转化成S型菌后的DNA中,嘌呤所占比例发生了改变D.该实验体现了基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状8.对这五种生物进行分析比较,结果如表所示。其中最可能表示肺炎双球菌和T2噬菌体的分别是()项目细胞壁无无有有无所含核酸种类DNADNA或RNADNA和RNADNA和RNADNA和RNA遗传规律不遵循不遵循遵循不遵循遵循A.和 B.和 C.和 D.和9.如图为某DNA分子片段,假设该DNA分子中有碱基5 000对,A+T占碱基总数的34%,若该D
6、NA分子在含14N的培养基中连续复制2次,下列叙述正确的是()A.复制时作用于处的酶为DNA聚合酶B.复制2次需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸9 900个C.处指的是腺嘌呤核糖核苷酸D.子代中含15N的DNA分子占1/210.中科院陈雁研究组研究阐明了糖原代谢关键蛋白PPP1R3G在维持葡萄糖稳态中的作用,调节机理如图所示:用实验小鼠进行相关实验时发现:饥饿时肝细胞中PPP1R3G蛋白基因的表达水平提高,使糖原合成酶(GS)的活性提高,从而能够在进食后的短时间内,快速合成肝糖原,导致血糖水平快速降低;进食后该基因表达水平则降低。下列说法正确的是()A.PPP1R3G蛋白基因的表达过程是在细胞质中完成的
7、B.题图说明糖原合成酶直接参与了细胞代谢过程C.推测PPP1R3G基因的表达受进食和饥饿周期调控D.该研究完全推翻了胰岛素降低血糖的调节机制11.利用基因工程的方法能够高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。1978年,科学家将人体内能够产生胰岛素的基因用32P标记后与大肠杆菌的DNA分子重组,筛选到含胰岛素基因的大肠杆菌并成功表达。下列相关叙述正确的是()A.胰岛素基因在大肠杆菌体内转录时,遗传信息通过模板链传递给mRNAB.胰岛素基因在大肠杆菌体内表达时,RNA聚合酶的结合位点在RNA上C.含胰岛素基因的大肠杆菌连续分裂n次后,子代细胞中32P标记的细胞占1/2n+1D.若胰岛素基因含n个
8、碱基,则转录产生的mRNA分子的碱基数是n/212.人类免疫缺陷病毒(HIV)的RNA在人体细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板,该病毒在宿主细胞内增殖的过程如图所示。据图分析,下列叙述正确的是()A.过程所需嘧啶的比例与过程所需嘌呤的比例是相同的B.过程和过程都是从同一条链上的相同起点开始的C.过程中氨基酸的排列顺序是由tRNA的种类决定的D.过程和过程需要的酶是病毒RNA通过过程合成的二、非选择题(共18分)13.9分研究发现,神经退行性疾病与神经元中形成的R-loop结构有关。R-loop 结构是一种三链RNA-DNA杂合片段,由于新产生的mRNA与DNA模板链形成了稳定的杂合链,导致该片
9、段中DNA模板链的互补链只能以单链状态存在。请回答下列问题:(1)R-loop结构的基本组成单位是 。与tRNA相比,R-loop结构特有的碱基配对方式为 。(2)R-loop结构中嘌呤碱基总数(填“等于”或“不一定等于”)嘧啶碱基总数,原因是。假定R-loop结构中的mRNA含有3 500个碱基,其中A和U占碱基总数的40%,则该结构中的碱基G和C共有个。(3)研究发现,患者神经元中基因表达效率较正常的神经元中基因表达效率低,原因是。14.9分细胞中核基因的表达过程严格并且准确,若偶尔出现差错,也会有一定的补救措施,如图一所示;图二表示基因控制合成多肽的过程,其中ad表示4种基因突变。a为丢
10、失T/A,b为由T/A变为C/G,c为由T/A变为G/C,d为由G/C变为A/T(假设4种突变都单独发生)。请回答下列有关问题。图一图二可能用到的密码子:天冬氨酸(GAC),甘氨酸(GGU、GGG),甲硫氨酸(AUG),终止密码(UAG)。(1)图一中异常mRNA的出现是出现异常造成的。(2)若图一中细胞检测失误,导致异常mRNA翻译成了蛋白质,表达出的异常蛋白质使生物体性状改变了,判断这种变异是不是可遗传变异,并简要说明理由: 。(3)若图二中按照a方式突变,则合成多肽链时所用的tRNA(用反密码子表示)依次是;图二所示突变中,(填ad)突变对生物体产生的影响最小,其意义是 。(4)图二中的
11、甲和乙过程分别相当于图一中和(填图一中的序号)。1.B在低倍镜下观察蝗虫精母细胞的减数分裂固定装片,根据染色体的特点识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞,A正确;由于观察减数分裂装片时要换用高倍镜进行观察,所以应将视野适当调亮,与观察材料较少无关,B错误;高倍镜镜头较长,换用时应从侧面观察,防止物镜与装片碰擦,C正确;使用高倍镜观察染色体结构时,需要用细准焦螺旋进行调焦,D正确。2.D减数分裂时同源染色体的非姐妹染色单体会发生交叉互换而导致基因重组,可以增加精子遗传组成的多样性,A正确;减数分裂时非同源染色体自由组合导致基因重组,增加了子代遗传信息的多样性,B正确;有丝分裂后期精原细胞中存在
12、同源染色体,但不发生同源染色体分离,同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期,C正确;处于有丝分裂中期和减数第二次分裂后期的细胞中染色体数目相同,处于有丝分裂中期的细胞中核DNA分子数目是处于减数第二次分裂后期的细胞中的两倍,D错误。3.B甲过程在雄性激素的作用下细胞内染色体组数减半,说明细胞进行了减数分裂,该过程若发生交叉互换,则可能会产生4个基因组成不同的生殖细胞,A正确;乙过程发生了细胞内染色体组数的加倍,表示受精作用过程,不会发生等位基因的分离,B错误;丙过程细胞内染色体组数先加倍后恢复,表示有丝分裂过程,分裂刚结束时,细胞体积小,相对表面积大,物质运输效率提高,C正确;丁过程细胞功能趋
13、向专门化,说明发生了细胞分化,细胞分化的实质是基因的选择性表达,不同细胞内的mRNA种类出现差异,D正确。4.A解答本题的关键在于对柱形图的转换,并根据染色体与核DNA数目变化判断各细胞所处时期。细胞c中核DNA数目和染色体数目分别为2N、2N,该细胞可能处于减数第二次分裂后期或末期;细胞g中核DNA数目为4N,染色体数目为4N,说明该细胞处于有丝分裂后期或末期,因此,细胞c和细胞g都可能发生了染色单体分离,A正确。细胞d、e中的核DNA数目介于2N与4N之间且染色体数目都为2N,说明细胞d、e处于有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期;细胞f中核DNA数目和染色体数目分别为4N、2N,则该细胞
14、可能处于有丝分裂前期、中期或减数第一次分裂,而联会发生在减数第一次分裂前期,B错误。细胞b中核DNA数目和染色体数目分别为2N、N,可确定该细胞处于减数第二次分裂前期或中期,由于在减数第一次分裂过程中同源染色体发生分离,所以该细胞中无同源染色体;结合上述分析可知,细胞g处于有丝分裂后期或末期,存在同源染色体,C错误。细胞a中的核DNA数目和染色体数目分别为N、N,则该细胞可能是精细胞或卵细胞或第二极体,由于题干中明确“蝗虫精巢切片”,故该细胞不可能为卵细胞或第二极体,D错误。5.B甲图细胞中无同源染色体,且染色体的着丝点排列在赤道板位置上,则该细胞处于减数第二次分裂中期,每条染色体上有2个DN
15、A分子,对应丁图的BC段,A错误;乙图细胞中有同源染色体,且染色体的着丝点排列在赤道板位置上,则该细胞处于有丝分裂中期,甲图细胞经过分裂后,产生的子细胞中含有3条染色体,根据染色体组成可推测丙图细胞可能是甲图细胞分裂产生的子细胞,B正确;丙图细胞中有3条染色体,可判断其可能是雌配子也可能是雄配子,减数第一次分裂染色体数目的减半可发生在丁图的BC段,CD段发生的是着丝点分裂,可对应减数第二次分裂后期,C错误;二倍体生物体细胞中的染色体组为2个,而丙图细胞中只有1个染色体组,三体指某一对同源染色体多了一条,如21三体综合征,丙图表示一个染色体组中的染色体组成,无同源染色体,D错误。6.B由于DNA
16、分子是半保留复制,经过1次有丝分裂,形成的子细胞均含放射性标记,每个细胞中有2条染色体含放射性标记,这2条染色体上各有一个DNA分子,且DNA分子的一条链含放射性标记,另一条链不含放射性标记。在第2次有丝分裂结束后,该过程中DNA分子共复制2次。根据DNA分子半保留复制的特点,当细胞处于第2次有丝分裂后期时,着丝点分裂,姐妹染色单体分开,含有放射性标记的2条染色体随机进入2个子细胞,所以经过连续2次有丝分裂后产生的4个子细胞中,含放射性标记的子细胞可能有2个、3个或4个。在减数分裂过程中,DNA分子复制一次,细胞连续分裂2次,形成的4个子细胞都含有放射性标记。若4个子细胞都带有放射性,则可能进
17、行的是减数分裂,也可能进行的是有丝分裂,A错误。若1个子细胞不带有放射性,说明DNA分子进行了2次半保留复制,则进行的一定是有丝分裂,B正确。同源染色体分别排列在赤道板位置两侧可发生在减数第一次分裂中期,不可能发生在有丝分裂过程中,C错误。若进行减数分裂,减数第一次分裂后期同源染色体分离,因此移向细胞一极的一个染色体组中有1条染色体带有放射性,D错误。7.B肺炎双球菌是原核细胞,其不含染色体,因此R型菌转化成S型菌的过程中,R型菌发生了基因重组而不是染色体变异,A错误;基因是有遗传效应的DNA片段,即一个DNA分子中可能有多个基因,每个基因都具有RNA聚合酶的结合位点,因此,R型菌的DNA片段
18、上可能有多个RNA聚合酶结合位点,B正确;R型菌和S型菌的DNA都是双链结构,根据碱基互补配对原则,双链DNA分子中嘌呤碱基与嘧啶碱基所占比例相等,各占50%,即R型菌转化为S型菌后的DNA中,嘌呤碱基所占比例不变,仍然占50%,C错误;荚膜多糖不属于蛋白质,所以该实验不能体现基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,D错误。8.D肺炎双球菌是细菌,属于原核生物,含有细胞壁和核酸(DNA和RNA),但不能进行有性生殖,因此其遗传信息的遗传不遵循遗传规律,对应于表中的;T2噬菌体是DNA病毒,没有细胞结构,因此不含细胞壁,含有核酸(DNA),但不能进行有性生殖,因此其遗传信息的遗传也不遵循遗
19、传规律,对应于表中的,故D正确。9.B图中处为氢键,DNA复制时,打开氢键需要解旋酶的作用,A错误。据题干信息,DNA分子中(A+T)占碱基总数的34%,则(C+G)占66%,其中C占33%,整个DNA分子中有5 000对碱基,则整个DNA分子中有3 300个C,DNA复制2次需要的胞嘧啶脱氧核苷酸数为33 300=9 900(个),B正确。图中的表示腺嘌呤脱氧核苷酸,C错误。图中亲代DNA分子中只有一条链含15N,因此复制2次产生4个DNA分子,含有15N的DNA分子只有1个,占1/4,D错误。10.C基因的表达包括转录与翻译两个阶段,转录主要在细胞核内完成,翻译则在细胞质中完成,A错误;据
20、图可知,糖原合成酶在此过程中起到重要作用,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,它只是对细胞的代谢起催化作用,而没有直接参与细胞代谢过程,B错误;据题意“饥饿时肝细胞中PPP1R3G蛋白基因的表达水平提高,使糖原合成酶(GS)的活性提高,从而能够在进食后的短时间内,快速合成肝糖原”“进食后该基因表达水平则降低”可知,PPP1R3G基因的表达受进食和饥饿周期调控,C正确;据题意可知,在血糖调节过程中,除了激素起调节作用外,糖原合成酶也起到重要的作用,因此该研究是对胰岛素降低血糖的调节机制的一个重要补充,而不是推翻,D错误。11.A基因转录时,遗传信息通过模板链传递给mRNA,A正确;RNA聚合酶
21、的结合位点在DNA上,B错误;大肠杆菌连续分裂n次后,细胞总数为2n,而被标记的2条亲代DNA链由于半保留复制传递给了2个子代DNA分子,即2个细胞被标记,因此32P标记的细胞占2/2n=1/2n-1,C错误;基因中有不编码蛋白质的序列,所以转录出的mRNA分子的碱基数少于n/2,D错误。12.A由图示可知,人类免疫缺陷病毒(RNA病毒)侵染细胞后,经逆转录形成单链DNA,单链DNA经过复制形成双链DNA分子,并整合到宿主细胞的染色体DNA中,并以该双链DNA为模板合成mRNA和子代单链RNA,再以mRNA为模板合成病毒蛋白质。过程为以病毒RNA为模板合成单链DNA,过程为以双链DNA为模板合
22、成病毒RNA,故过程所需的嘧啶比例与过程所需的嘌呤比例相等,A正确。过程转录出的是mRNA,含有控制合成蛋白质的遗传信息,而过程转录出的病毒RNA含有HIV完整的遗传信息,二者转录的起点不同,B错误。过程中氨基酸的排列顺序是由mRNA上的密码子决定的,C错误。过程所需的逆转录酶来自病毒,病毒增殖过程中需要的DNA聚合酶、RNA聚合酶等由宿主提供,不是病毒基因在宿主细胞内表达的产物,D错误。13.(除标明外,每空1分)(1)核苷酸AT(或TA)(2)不一定等于DNA模板链的互补链中嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数不一定相等(2分)6 300(2分)(3)R-loop结构的形成影响了遗传信息的转录和翻译
23、(2分,答案合理即可)【解析】(1)根据题意可知,R-loop结构是一种三链RNA-DNA杂合片段,RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸,故R-loop结构的基本组成单位为核苷酸。tRNA分子中碱基配对方式有CG(或GC)、AU(或UA);R-loop结构中碱基配对方式有CG(或GC)、AU(或UA)、AT(或TA)。(2)R-loop结构是一种三链RNA-DNA杂合片段,其中mRNA与DNA模板链形成的杂合链中嘌呤碱基总数一定等于嘧啶碱基总数,但DNA模板链的互补链只能以单链形式存在,其中的嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数不一定相等,因此R-loop结构中嘌呤碱基总数
24、不一定等于嘧啶碱基总数。R-loop结构中的mRNA含有3 500个碱基,因碱基A和U占碱基总数的40%,则mRNA中碱基G和C占60%,即G+C=2 100(个)。由于新产生的mRNA与DNA模板链中的碱基互补,故DNA模板链中碱基G和C之和也为2 100个,又由DNA双链间碱基关系可知,DNA模板链的互补链中碱基G和C之和也为2 100个,则该结构中的碱基G和C共有6 300个。(3)由于新产生的mRNA与DNA模板链形成了稳定的杂合链,mRNA无法通过核孔进入细胞质,这一异常现象既影响了转录过程,也影响了翻译过程,故患者神经元中基因表达效率较正常的神经元中基因表达效率低。14.(除标明外
25、,每空1分)(1)对RNA前体剪切(2分)(2)不是,其遗传物质没有发生改变(合理即可,2分)(3)CUG-AUA-CCA-UACb有利于维持生物遗传性状的相对稳定(4)【解析】(1)分析题图可知,图一中异常mRNA的出现是由于过程异常,即对RNA前体剪切出现异常。(2)变异分为可遗传变异和不遗传变异,前者是遗传物质发生改变,后者是遗传物质没有改变。由题意可知,异常蛋白质虽然使生物体性状改变了,但其遗传物质没有改变,所以属于不遗传变异。(3)a方式突变后mRNA的碱基序列变为GACUAUGGUAUG,即密码子为GAC-UAU-GGU-AUG,其对应的反密码子依次是CUG-AUA-CCA-UAC;b方式突变后图二第一个密码子变为GAC,仍与天冬氨酸相对应,该突变没有改变多肽链中氨基酸的种类和排列顺序,对生物体产生的影响最小,这有利于维持生物遗传性状的相对稳定。(4)图二中甲为转录过程,对应图一中的,乙为翻译过程,对应图一中的。