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第2章 遗传信息的复制与表达 单元测试
一、单选题
1．终止密码子有UAA、UAG、UGA，起始密码子有AUG、GUG，一段mRNA分子结构如下：－AACCGAUGAUCGU——（省略40个碱基，且省略处没有终止密码子）—AAUAGUUAAAGG－，该mRNA指导合成的1条肽链共有肽键多少个（ ）
A．16 B．17 C．18 D．19
2．同位素标记法是生物科学研究中常用的方法。下列叙述错误的是
A．用14C标记的CO2供给小球藻进行光合作用可证明碳的转化途径
B．将3H标记的亮氨酸注射到胰腺腺泡细胞中可证明生物膜间有联系
C．用14C或18O标记的噬菌体分别侵染细菌可证明DNA是遗传物质
D．将15N标记的细菌转移到14N的培养液中可证明DNA的复制方式
3．胰腺癌死亡率高达90%，近来发现胰腺癌患者血液中有一种含量较多的特殊物质——一种名为HSATⅡ的非编码RNA（即不编码蛋白质的RNA），这一特殊RNA可以作为胰腺癌的生物标记，用于胰腺癌的早期诊断。下列有关叙述正确的是（ ）
A．核膜上的核孔可以让蛋白质和此种特殊的RNA自由进出
B．这种特殊的非编码RNA彻底水解后可得到6种终产物
C．作为胰腺癌生物标记的RNA，其翻译成的蛋白质中可能含有20种氨基酸
D．这种特殊的非编码RNA在胰腺癌患者细胞的细胞质内合成
4．研究发现DNA复制需要多种蛋白质参与，其中Rep蛋白可以将DNA双链解旋，单链结合蛋白可以和解旋的DNA单链结合，并随着子链的延伸而与DNA单链分离。下列叙述正确的是 （ ）
A．Rep蛋白能使A与C、T与G之间的氢键断裂
B．低温处理DNA分子也可以使DNA双链解旋
C．DNA复制具有边解旋边复制和半保留复制的特点
D．单链结合蛋白与DNA单链结合不利于DNA新链的形成
5．下列说法错误的是（ ）
A．一种转运RNA只能转运一种氨基酸 B．tRNA上有氢键
C．能决定氨基酸的密码子有64种 D．一种氨基酸可能对应多种密码子
6．下列关于图示所示生理过程的叙述，不正确的是（　　）
A．物质1上决定一个氨基酸的三个相邻碱基叫作密码子
B．该过程可以加快物质2的合成，提高了效率
C．多个结构1共同完成一条物质2的合成
D．结构1读取到UAA时，物质2合成终止
7．如图是人体内某激素进行调节的示意图。下列叙述错误的是（　　）
A．图中的信号分子的受体在细胞膜上
B．该激素与相应受体结合后形成的复合体，穿过核孔并作用于核内DNA
C．该激素能影响遗传信息的转录过程，从而影响蛋白质的合成
D．细胞间的信息交流不都是通过此种方式进行的
8．真核细胞内 RNA 的酶促反应合成过程如下图所示。下列相关叙述中错误的是（ ）
A．该过程不会发生在细胞质中
B．该过程两个 RNA 聚合酶反向移动
C．该DNA片段至少含有两个基因
D．该DNA片段的两条链均可作为模板进行转录
9．狂犬病毒（RABV）是一种RNA病毒，可通过复制产生子代RNA．该病毒从宿主细胞中释放的过程与Ｐ蛋白、E酶以及一种长链非编码RNA（EDAL）有关，作用机理如图所示。下列分析正确的是（ ）
A．RABV增殖过程中遗传信息可以从RNA流向DNA
B．RABV合成子代RNA时的碱基配对方式与基因的转录一致
C．修饰后的E酶能通过抑制P蛋白的合成抑制子代RABV释放
D．促进EDAL合成的药物能有效降低RABV对细胞的损伤
10．下列关于遗传的分子基础的叙述，错误的是（ ）
A．基因通常是指有遗传效应的DNA片段
B．细胞中转录出的RNA均可编码多肽
C．绝大多数氨基酸都有几个密码子
D．遗传信息从RNA流向DNA的过程需要逆转录酶
11．如图为新型冠状病毒模式图，病毒外有包膜，这层包膜主要来源于宿主细胞膜，包膜还含有病毒自身的糖蛋白。其糖蛋白S可与人体细胞表面的ACE2蛋白结合，从而病毒识别并侵入宿主细胞。研究表明吸烟会引起肺部细胞ACE2的表达显著增加，下列说法错误的是（ ）
A．糖蛋白S可与人体细胞表面的ACE2蛋白结合体现了膜的信息交流功能
B．子代病毒的遗传性状由新冠病毒的RNA决定
C．病毒外层包膜的主要成分是蛋白质
D．抽烟的人更容易感染新冠病毒
12．下列相关蛋白质的叙述错误的是
A．氨基酸之间脱水缩合生成的水中，氧来自于羧基
B．在细胞质基质中负责转运氨基酸的载体是蛋白质
C．番茄的叶肉细胞中液泡膜与类囊体膜上的蛋白质不同
D．细胞内蛋白质发生水解时，通常需要另一种蛋白质的参与
二、多选题
13．如图表示苯丙氨酸的代谢途径，人体若缺乏相应的酶会患代谢性遗传病。一个正常基因控制一种酶的合成，图中①为苯丙酮尿症缺陷部位；②为尿黑酸症缺陷部位；③为白化病缺陷部位。下列分析正确的是（　　）
A．苯丙酮尿症患者应减少摄入高苯丙氨酸的食物
B．上述遗传病说明生物的一个基因只能控制一种性状
C．白化病患者体内的儿茶酚胺浓度可能偏高
D．上述遗传病说明基因可以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
14．研究人员将含14N-DNA 的大肠杆菌转移到15NH4Cl 培养液中，培养 24h后提取子代大肠杆菌的DNA，将DNA 热变性处理，形成单链。然后进行密度梯度离心，管中出现的两种条带分别对应图中的两个波峰，下列叙述中正确的是（ ）
A．大肠杆菌增殖一代所需时间为8小时
B．热变性处理，破坏了 DNA 分子的氢键
C．延长培养时间，两种条带对应的峰值均会增大
D．若DNA不经热变性处理，直接密度梯度离心，试管中也会出现两种条带
15．生物技术中常用到同位素示踪的方法，下列有关叙述正确的是（ ）
A．用32P标记的烟草花叶病毒侵染烟草叶片，可以证明烟草花叶病毒的遗传物质是DNA
B．用14C标记的CO2追踪光合作用中的碳原子，可以证明碳原子的转移途径是：CO2→C3→C5→（CH2O）
C．用15N标记含氮碱基研究DNA的复制过程，可以证明DNA的复制是半保留式复制
D．用18O分别标记H2O和CO2中的氧原子，可以证明光合作用释放的O2中的氧原子全部来自于水
16．1966年，日本科学家冈崎提出DNA半不连续复制假说：DNA复制时，一条子链是连续形成，另一条子链不连续即先形成短链片段（如图1所示）后再连接成长链片段。为验证假说，冈崎进行了如下实验：让T4噬菌体在20℃时侵染大肠杆菌70min后，将3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，在15s、30s、60s、120s时，分离T4噬菌体DNA并通过加热使DNA全部解旋，再进行密度梯度离心，以DNA单链片段分布位置确定片段大小，发现DNA单链片段越小离试管口距离越近。检测相应位置DNA单链片段的放射性，结果如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A．子代噬菌体DNA中检测到放射性的原因是标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，成为噬菌体DNA复制的原料
B．通过加热破坏了DNA分子中的氢键，起到的作用跟DNA酶类似
C．120s时结果中短链片段减少的原因是短链片段逐步连接成长链片段
D．实验中能检测到较多的短链片段为冈崎假说提供了有力证据
三、非选择题
17．下图所示为中心法则及其拓展的图解，请回答下列问题。
（1）赫尔希和蔡斯的实验中发生了上图中的 （填数字序号）过程。
（2）真核生物和原核生物的遗传信息分别储存在 （填物质）。
（3）由于基因中一个碱基对发生替换，而导致合成的肽链中一个异亮氨酸（密码子有AUU、AUC、AUA）变成了苏氨酸（密码子有ACU、ACC、ACA、ACG），则该基因的这个碱基对替换情况是 。
（4）提取某人未成熟红细胞的全部mRNA，并以此为模板在逆转录酶的催化下合成相应的单链DNA（L），再提取其胰岛A细胞中的全部mRNA与L配对，能完成互补配对的胰岛A细胞的mRNA包括编码 （选择对应的编号填写：①核糖体蛋白的mRNA；②胰高血糖素的mRNA；③有氧呼吸第一阶段酶的mRNA；④血红蛋白的mRNA）。
（5）生物的翻译起始密码子为AUG或GUG。在下图所示的某mRNA部分序列中，若下划线“0”表示的是一个决定谷氨酸的密码子，则该mRNA的起始密码子是 （填数字序号）。
18．转铁蛋白受体（TfR）参与细胞对Fe3+的吸收。下图是细胞中Fe3+含量对转铁蛋白受体mRNA稳定性的调节过程（图中铁反应元件是转铁蛋白受体mRNA上一段富含碱基A、U的序列）。当细胞中Fe3+浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3+而不能与铁反应元件结合，导致转铁蛋白受体mRNA易水解；反之，转铁蛋白受体mRNA难水解。请据下图回答下列问题：

(1)转铁蛋白基因片段的一条链序列是 5'-AGTCCG-3'，以该链为模板转录出的mRNA序列是5＇- -3＇，该过程需 酶的参与。
(2)据图可知，铁反应元件能形成茎环结构，形成茎环结构的原因是 ，这种茎环结构 （“能”或“不能”）影响转铁蛋白受体的氨基酸序列，理由是 。
(3)当细胞中Fe3+不足时，转铁蛋白受体mRNA将难被水解，其生理意义是 。
19．某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时，用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关结构或物质（如下表所示）。产生的n个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。
噬菌体 细菌
DNA或脱氧核糖核苷酸 32P标记 31P标记
蛋白质或氨基酸 35S标记 32S标记
(1)子代噬菌体的DNA应含有表中的 和 元素。
(2)子代噬菌体的蛋白质分子中，都没有 元素，由此说明 ；子代噬菌体蛋白质都含有 元素，这是因为 。
20．在生命传承中，DNA的合成和复制必须高度精确，才能最大程度地保证遗传性状的稳定性。
（一）在研究DNA复制机制中，研究者用大豆根尖进行了如下实验：
主要步骤如下：
步骤① 将蚕豆根尖置于含放射性3H标记胸腺嘧啶的培养液中，培养大约一个细胞周期的时间。 在第一个、第二个和第三个细胞周期取样，检测中期细胞染色体上的放射性分布。
步骤② 取出根尖，洗净后转移至不含放射性物质的培养液中，继续培养大约两个细胞周期的时间。
（1）步骤①，若DNA复制产物为 （填字母），说明复制方式是半保留复制。若第一个细胞周期检测到所有姐妹染色单体都具有放射性，则 （能、不能）确定假说成立。
（2）若第二个细胞周期的放射性检测结果符合图乙 （填字母），且第三个细胞周期检测结果符合 （填字母），则假说成立。正常蚕豆细胞有24条染色体，则第二个细胞周期的后期，被标记的染色体数为 ，第三个细胞周期的中期被标记的染色体数的范围是 。
（二）DNA聚合酶缺乏“从头合成”的能力，即不能从模板链的3′端从头合成新链。所以细胞内的DNA合成与PCR一样，也需要一段引物，不同的是细胞内的引物是一段单链RNA。DNA聚合酶只能从RNA引物的末端以5′→3′方向合成新链。新链合成后RNA引物随后被降解。由于DNA聚合酶的特点，DNA末端空缺处无法合成新链，所以DNA每复制一次，染色体便缩短一段，真核生物染色体末端的一段特殊序列称为“端粒”，对于维持染色体稳定具有重要作用。端粒长短和稳定性决定了细胞寿命，与个体衰老和细胞癌变密切相关。在部分细胞中存在一种含有RNA模板的端粒酶，可通过延伸模板链的3′端增加端粒的长度，过程如右下图：
根据题干信息，回答下列问题
（1）请简要描述端粒酶的作用过程： 。
（2）人类体细胞缺乏端粒酶活性，而生殖系统的性原细胞具有较高端粒酶活性，这种差异具有什么意义： 。
（3）癌细胞同样具有较高端粒酶活性，请根据题意提出抗击癌症的途径： 。
21．Ⅰ．棉花的纤维有白色的，也有紫色的；植株有抗虫的也有不抗虫的。为了鉴别有关性状的显隐关系，用紫色不抗虫植株分别与白色抗虫植株a、b进行杂交，结果如下表。（假定控制两对性状的基因独立遗传；颜色和抗虫与否的基因可分别用A、a和B、b表示），请回答：
组合序号 杂交组合类型 子代的表现型和植株数目
紫色不抗虫 白色不抗虫
甲 紫色不抗虫×白色抗虫 210 208
乙 紫色不抗虫×白色抗虫 0 280
(1)上述两对性状中， 、 是显性性状。组合甲亲本紫色不抗虫的基因型是 ；
(2)组合甲的子代208株白色不抗虫的个体中，纯合子有 株。
Ⅱ．草原牧场养了一群某种动物，在正常情况下，一匹该雌性动物一次只能生一匹子代。该群动物的体色有黑色、灰色和白色三种，如图所示，其体色的遗传受两对独立遗传的等位基因（A和a、B和b）控制。
请回答下列有关该种动物的问题。

(3)黑色个体的基因型可能有 种。
(4)若基因型AaBb的雌雄个体随机交配，则F1中可能出现的表现型及比例为 。
(5)由上图可以得出，基因可以通过 ，进而控制生物体的性状，某一性状也可以受多对基因的控制。
参考答案：
1．B
【分析】1、翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生的mRNA为模板，在酶的作用下，消耗能量产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。
2、密码子是mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基，共有64种，其中有3种是终止密码子，不编码氨基酸。
3、氨基酸数=肽键数+肽链数，肽键数=脱水数。
【详解】根据起始密码子AUG、GUG可以从第六个碱基AUG开始读起第一个密码子，AUC第二个密码子，GU加上中间省略40个，那就是省略了42/3=14个密码子，接着往下数AAU、AGU、UAA，UAA为终止密码子，而终止密码子没有决定氨基酸，所以一共有18个决定氨基酸的密码子，将来翻译后可到含18个氨基酸的肽链，肽链共有肽键数=18-1=17个。B正确。
故选B。
【点睛】
2．C
【分析】放射性同位素标记法在生物学中具有广泛的应用：
（1）用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，用32P标记噬菌体的DNA，分别侵染细菌，最终证明DNA是遗传物质；
（2）用3H标记氨基酸，探明分泌蛋白的合成与分泌过程；
（3）15N标记DNA分子，证明了DNA分子的复制方式是半保留复制；
（4）卡尔文用14C标记CO2，研究出碳原子在光合作用中的转移途径，即CO2→C3→有机物；
（5）鲁宾和卡门用18O标记水，证明光合作用所释放的氧气全部来自于水．
【详解】卡尔文用14C标记的CO2供应小球藻进行光合作用，探明了暗反应中碳的转移途径，即CO2→C3→有机物，A正确；科学家利用同位素标记法对分泌蛋白的合成和分泌进行了研究，发现3H标记的亮氨酸在细胞内出现的先后顺序分别是核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜外，B正确；科学家分别用同位素32P和35S标记的噬菌体，通过对照实验，证明了DNA才是真正的遗传物质，C错误；将15N标记的细菌转移到14N的培养液中，再采用离心方法，可证明DNA分子半保留复制方式，D正确。故选C。
3．B
【分析】核孔上的核孔复合体具有选择性，只有被核孔识别的蛋白质和相应的需要进入细胞核的物质结合，才能通过核孔进入细胞核。非编码RNA是在细胞核中合成的，转录时细胞核中只有染色质。RNA彻底水解后，可得到6种终产物。
【详解】A、 核膜上的核孔具有选择透过性，细胞质中合成的蛋白质可通过核孔进入细胞核，此种特殊的RNA可通过核孔进入细胞质，但不能自由进出，A错误；
B、RNA彻底水解后有6种产物，包括4种碱基、核糖和磷酸，B正确；
C、这种可作为胰腺癌生物标记的RNA属于非编码RNA，不能翻译形成蛋白质，C错误；
D、这种特殊的非编码RNA（HSATⅡ）是在细胞核中转录形成的，D错误；
故选B。
4．C
【分析】DNA的复制：
时间：有丝分裂间期和减数分裂间期。
模板：DNA双链；原料-细胞中游离的四种脱氧核苷酸；能量-ATP；多种酶。
过程：边解旋边复制，解旋与复制同步，多起点复制。
特点：半保留复制，新形成的DNA分子有一条链是母链。
【详解】A、因为Rep蛋白可以将DNA双链解旋，所以Rep蛋白应为解旋酶，即Rep蛋白可破坏A与T、C与G之间形成的氢键，A错误；
B、高温处理DNA分子能使DNA双链解旋，B错误；
C、由分析可知，DNA复制的特点是边解旋边复制、半保留复制，C正确；
D、单链结合蛋白与解旋的DNA单链结合，可防止单链之间重新螺旋化，对DNA新链的形成有利，D错误。
故选C。
5．C
【分析】1、tRNA：
①结构：单链，存在局部双链结构，含有氢键；
②种类：62种（2种终止密码子没有对应的tRNA）；
③特点：专一性，即一种tRNA只能携带一种氨基酸，但一种氨基酸可由一种或几种特定的tRNA来转运；
④作用：识别密码子并转运相应的氨基酸。
2、密码子：
①概念：密码子是mRNA上能编码一个氨基酸的3个相邻碱基；
②种类：64种，其中有2种终止密码子不编码氨基酸；
③特点：一种密码子只能编码一种氨基酸，但一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码，密码子具有简并性；密码子具有通用性，即自然界几乎所有的生物共用一套遗传密码。
【详解】A、tRNA具有专一性，一种转运RNA只能转运一种氨基酸，A正确；
B、tRNA具有三叶草结构，存在局部双链结构，含有氢键，B正确；
C、密码子共有64种，其中能决定氨基酸的密码子有62种，还有2种终止密码子不能决定氨基酸，C错误；
D、密码子具有简并性，因此一种氨基酸可能有多种对应的密码子，D正确。
故选C。
6．C
【分析】据图分析，图示为翻译过程，其中物质1是mRNA，是翻译的模板；结构1是核糖体，是翻译的场所；物质2是多肽，是翻译发的产物；AUG是起始密码，UAA是终止密码，说明翻译是沿着mRNA从左向右进行的。
【详解】A、物质1为mRNA，其上决定一个氨基酸的三个相邻碱基叫作一个密码子，A正确；
B、一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链，可加快物质2多肽的合成，提高了效率，B正确；
C、一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链（物质2），C错误；
D、从肽链的长度可知，翻译的方向是从左向右，最后在UAA（终止密码子）处停止翻译，D正确。
故选C。
7．A
【分析】由图可知，该激素能与相应受体结合后形成“激素-受体”的复合体， “激素-受体”的复合体从核孔进入细胞核，作用于DNA，从而转录出mRNA 并合成相应的多肽，可见，该复合体影响转录过程。
【详解】A、从图中看出，该信号分子的受体在细胞内，A错误；
BC、信号分子与受体蛋白结合后通过核孔进入细胞核，作用于DNA分子，启动转录，进而控制蛋白质的合成，BC正确；
D、细胞之间的信息传递方式还可以通过胞间连丝或细胞之间的直接接触传递信息，D正确。
故选A。
【点睛】本题综合考查了动物激素的调节和遗传信息的表达过程，关键是考生需要分析出图中信号传递的途径。
8．A
【分析】分析题中图像可知，图示为转录过程，主要发生在细胞核中，此外还会发生在线粒体和叶绿体中。转录以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。(转录以基因为单位进行)。转录过程中，RNA聚合酶与基因结合，DNA解旋，以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，形成mRNA。
【详解】A、真核细胞内RNA的酶促合成过程就是转录的过程，转录的场所有细胞核、细胞质中的线粒体和叶绿体，A项错误；
B、该过程的两个RNA聚合酶相向移动，形成两个不同的RNA，B项正确；
C、题图中的DNA正在转录出两个不同的RNA，说明该DNA片段至少含有2个基因，C项正确；
D、图中2个不同的RNA形成时的模板链是DNA片段中不同的链，说明该DNA片段的两条链均可作为模板链该，D项正确。
故选A。
9．D
【分析】狂犬病毒(RABV)是一种单股正链RNA (+RNA)病毒，其+RNA进入人体细胞后，既可以作为合成-RNA的模板也可以作为合成相关酶和蛋白质外壳的模板，所以狂犬病毒(RABV)遗传物质的是+RNA。
【详解】A、RABV是RNA复制病毒，增殖过程中遗传信息可以从RNA流向RNA，但不可以从RNA流向DNA，A错误；
B、RABV合成子代RNA时的碱基配对方式是A-U、G-C，基因的转录时的碱基配对方式是A-U、T-A、G-C，B错误；
C、经修饰后的E酶进入细胞核后可使P基因启动子甲基化，抑制P基因的转录，降低P蛋白的含量，促进子代RABV释放，C错误；
D、分析题图可知，促进EDAL合成的药物，会抑制E酶的修饰，从而抑制子代RABV释放，故能有效降低RABV对细胞的损伤，D正确。
故选D。
10．B
【分析】基因通常是有遗传效应的DNA片段，对RNA病毒而言，基因是有遗传效应的RNA片段。DNA能够储存足量的遗传信息，遗传信息蕴藏在四种碱基的排列顺序中，碱基排列顺序的千变万化构成了DNA的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性。
【详解】A、基因通常是指有遗传效应的DNA片段，A正确；
B、细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA包括mRNA、tRNA和rRNA，其中只有mRNA才能编码多肽，B错误；
C、绝大多数氨基酸都有几个密码子，密码子表现出简并性，C正确；
D、遗传信息从RNA流向DNA的过程属于逆转录，需要逆转录酶，D正确。
故选B。
11．C
【分析】病毒是一类个体微小，结构简单，只含单一核酸（DNA或RNA），必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞型微生物。新型冠状病毒（COVID-19）是一种单股正链RNA病毒，病毒外有包膜，这层包膜主要来源于宿主细胞膜，包膜还含有病毒自身的糖蛋白，其中糖蛋白S可与人体细胞表面的ACE2蛋白结合，从而使病毒识别并侵入宿主细胞。
【详解】A、糖蛋白S可与人体细胞表面的ACE2蛋白结合体现了膜的信息交流功能，A正确；
B、图示以+RNA为模板合成-RNA，以及以+RNA为模板翻译形成结构蛋白，所以体现了遗传信息传递过程的RNA复制和翻译过程。新冠病毒的遗传物质为RNA，故子代病毒的遗传性状由RNA决定，B正确；
C、由题意“病毒外有包膜，这层包膜主要来源于宿主细胞膜，包膜还含有病毒自身的糖蛋白”，可知病毒外包膜的主要成分是磷脂、蛋白质，C错误；
D、研究表明吸烟会引起肺部细胞ACE2的表达显著增加，由于新冠病毒的糖蛋白S可与人体细胞表面的ACE2蛋白结合，从而使病毒识别并侵入宿主细胞，因此，抽烟更容易感染新冠病毒，D正确。
故选C。
12．B
【详解】脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱出一分子水，脱去的水分子中的氧原子来自羧基，A正确；在细胞质基质中负责转运氨基酸的载体是tRNA，不是蛋白质，B错误；番茄的叶肉细胞中，液泡与类囊体的功能不同，因此液泡膜与类囊体膜上的蛋白质不同，C正确；细胞内蛋白质发生水解时，通常需要蛋白酶参与催化，而蛋白酶的化学本质是蛋白质，D正确。
13．ACD
【分析】1、基因控制生物性状的两种方式：一是通过控制酶的合成来控制代谢过程，间接控制生物体的性状；二是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
2、分析题图：图示表示人体内苯丙氨酸的代谢途径，其中酶①能将苯丙氨酸转化为酪氨酸，若酶①缺乏，苯丙酮酸积累过多会引起苯丙酮尿症；酶②能将尿黑酸转化为乙酰乙酸，缺乏酶②会使人患尿黑酸症；缺乏酶③会使人无法合成黑色素而患白化病。
【详解】A、苯丙酮尿症患者是因为酶①缺乏，苯丙氨酸大量转化为苯丙酮酸，故应减少摄入高苯丙氨酸的食物，A正确；
B、当①处代谢异常时，甲状腺激素和黑色素的代谢都会受到影响，说明一个基因可以控制一种或多种性状，B错误；
C、白化病患者因缺乏酶③不能合成黑色素，体内的多巴会转化为儿茶酚胺，故白化病患者体内儿茶酚胺浓度可能偏高，C正确；
D、上述遗传病的发病机理都是缺乏相应的酶引起的，说明基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状，D正确。
故选ACD。
14．ABD
【分析】分析题意：已知DNA的复制方式为半保留复制，将含14N-DNA的大肠杆菌转移到15NHC1培养液中，培养24h后提取子代大肠杆菌的DNA，将DNA热变性处理，形成单链。然后进行密度梯度离心，管中出现的两种条带分别为14N的链、15N的链，分析题图可知，两种链的比例为1：7，而母链（14N的链）始终有2条链，故新合成的链为14条，故子代DNA共有16条链，即有8个子代DNA，所以DNA复制了3次。
【详解】A、分析题图可知，两种链的比例为1：7，而母链（14N的链）始终有2条链，故新合成的链为14条，故子代DNA共有16条链，即有8个子代DNA，所以DNA复制了3次，大肠杆菌增殖了3次用时24小时，故增殖一代所需时间为8小时，A正确；
B、热变性处理，使DNA形成单链，说明破坏了DNA分子的氢键，B正确；
C、延长培养时间，14N的链对应的峰值均会减小，15N的链对应的峰值将会增大，C错误；
D、若DNA不经热变性处理，直接密度梯度离心，试管中也会出现中带（14N/15N）和重带（15N/15N）两种条带，D正确。
故选ABD。
15．CD
【分析】同位素示踪技术是利用放射性同位素或经富集的稀有稳定核素作为示踪剂，研究各种物理、化学、生物、环境和材料等领域中科学问题的技术。示踪剂是由示踪原子或分子组成的物质。
【详解】A、烟草花叶病毒是RNA病毒，其遗传物质是RNA，A错误；
B、用14C标记的二氧化碳追踪光合作用中的C原子，可以证明C原子的转移途径是：CO2→C3→（CH2O）→C5，B错误；
C、用15N标记含氮碱基研究DNA的复制过程，可以根据条带的位置不同证明DNA的复制是半保留式复制，C正确；
D、用18O分别标记H2O和CO2，则H18O和CO2培养植物形成的氧气含有放射性，H2O和C18O2形成的氧气没有放射性，说明光合作用释放的氧气全部来自水，D正确。
故选CD。
16．ACD
【分析】分析题图：图1为DNA的半保留复制过程，显示复制方向、起点缺口等；
图2自变量有时间、离试管口的距离，因变量是放射性的强度。
【详解】A、有标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料，所以最终子代噬菌体全部有放射性分布，A正确；
B、DNA酶断裂DNA的磷酸二酯键，故通过加热破坏了DNA分子中的氢键，起到的作用跟DNA酶不同，B错误；
C、图2中，与60秒结果相比，120秒结果中短链片段减少的原因是短链片段连接形成长片段，C正确；
D、该实验结果为冈崎假说提供的有力证据是在实验时间内，细胞中均能检测到较多的短链片段，D正确。
故选ACD。
【点睛】
17． ①②⑤ DNA、DNA T//A替换为C//G（A//T替换为G//C） ①③ 2
【分析】分析图：①DNA的复制，②转录，③逆转录，④RNA的复制，⑤翻译。
【详解】（1）赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染实验，证明了噬菌体可通过①DNA的复制使子代DNA获得和亲代一样的遗传物质，通过②转录和⑤翻译过程控制噬菌体蛋白质外壳的合成。
（2）真核生物和原核生物的遗传信息都是DNA，所以真核生物和原核生物的遗传信息都储存在DNA上。
（3）根据题意和提供的密码子，异亮氨酸变成苏氨酸是密码子的第二位被替换，即AUU→ACU或AUC→ACC或AUA→ ACA，即U→C，即基因的T//A替换为C//G（A//T替换为G//C）；
（4）人体的未成熟的红细胞中胰高血糖素基因不会转录，血红蛋白基因会转录，人未成熟红细胞和胰岛A细胞均含有核糖体，可以合成核糖体蛋白；含有有氧呼吸第一阶段的酶，可以进行呼吸作用的第一阶段。胰岛A细胞中血红蛋白基因不会转录。因此提取同一个人体的胰岛A细胞中的全部mRNA与L配对，能互补的胰岛A细胞的mRNA含有编码①核糖体蛋白的mRNA、③有氧呼吸第一阶段酶的mRNA。
（5）在图示的某mRNA部分序列中，核糖体移动方向即为密码子阅读方向，且三个碱基决定一个氨基酸。若下划线“0”表示的是一个决定谷氨酸的密码子，则从起始密码子开始（包括起始密码子），到“0”前碱基数应为3的整数倍，据此分析，该mRNA的起始密码子应是“2”处的GUG。
【点睛】本题结合中心法则及其拓展图解，考查DNA复制、遗传信息的转录和翻译等知识，要求考生识记DNA复制，掌握遗传信息转录和翻译的过程、场所、条件及产物等基础知识，能结合所学的知识准确答题。
18．(1) CGGACU RNA聚合
(2) 该片段含有丰富的碱基A和U，能够互补配对形成局部双链 不能 茎环结构位于（mRNA）终止密码之后
(3)指导合成更多的转铁蛋白受体（TfR），有利于吸收更多的Fe3+
【分析】结合题干分析图形，转铁蛋白受体mRNA经核糖体的翻译形成铁调节蛋白受体，铁调节蛋白受体既能运输Fe3+，又能与转铁蛋白受体mRNA上的铁反应原件结合。
当Fe3+浓度低时，一方面铁调节蛋白受体能够结合Fe3+，具有活性；
另一方面剩余的铁调节蛋白受体能与转铁蛋白受体mRNA上的铁反应元件结合，使转铁蛋白受体mRNA难以被水解，以便翻译出更多的铁调节蛋白受体。
当Fe3+浓度低时，铁调节蛋白受体由于结合Fe3+而不能与铁反应元件结合，导致转铁蛋白受体mRNA易被水解，进而无法指导合成更多的铁调节蛋白受体，使铁调节蛋白受体无活性。所以导致Fe3+过量时，会对细胞产生损伤。
【详解】（1）转录过程遵循的碱基互补配对原则：A-U配对，U-A配对，C-G配对，G-C配对，因此基因片段的一条链序列是 5'-AGTCCG-3'，以该链为模板转录出的mRNA序列是5'-CGGACU-3'，该过程需RNA聚合酶的参与。
（2）转铁蛋白受体mRNA中铁反应元件是转铁蛋白受体mRNA终止密码子后的茎环凸起，从图中可以看出茎环结构含有氢键，又富含A、U碱基，因此形成茎环结构的原因是“该片段含有丰富的碱基A和U，能够互补配对形成局部双链结构”。
因为这种茎环结构在转铁蛋白受体mRNA的终止密码子之后，所以不影响转铁蛋白受体mRNA翻译形成的TfR的氨基酸序列。
（3）根据分析，当细胞中Fe3+浓度低时，一方面铁调节蛋白受体能够结合Fe3+，具有调节活性；另一方面剩余的铁调节蛋白受体能与转铁蛋白受体mRNA上的铁反应元件结合，使转铁蛋白受体mRNA难以被水解，以便翻译出更多的铁调节蛋白受体。铁调节蛋白受体多了，有利于细胞从外界吸收更多的Fe3+，以满足生命活动的需要。
19．(1) 32P 31P
(2) 35S 噬菌体侵染细菌时蛋白质没有进入细菌细胞中 32S 子代噬菌体的蛋白质外壳是在细菌体内以32S标记的氨基酸为原料合成的
【分析】噬菌体侵染细菌实验中子代噬菌体元素来源的判断方法：T2噬菌体侵染细菌时，用放射性元素标记的物质不同，放射性在子代出现的情况也不同：（1）若用32P和35S标记T2噬菌体而宿主细胞未被标记，相当于间接地将核酸和蛋白质分开，只在部分子代T2噬菌体的核酸中有32P标记。（2）若用32P和35S标记宿主细胞而T2噬菌体未被标记，则在子代T2噬菌体的核酸和蛋白质外壳中均有标记元素。（3）若用C、H、O、N等标记T2噬菌体而宿主细胞未被标记，则只在部分子代T2噬菌体的核酸中有标记元素。（4）若用C、H、O、N等标记宿主细胞而T2噬菌体未被标记，则在子代T2噬菌体的核酸和蛋白质外壳中均可找到标记元素。
【详解】（1）噬菌体侵染细菌时只有其DNA进入大肠杆菌，而蛋白质外壳留在外面。然后在自身遗传物质的指导下用细菌的原料来合成自身的物质。DNA的复制是半保留复制，所以子代噬菌体中会含有32P和31P。
（2）由于亲代噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌内，子代噬菌体的蛋白质外壳都是在细菌内用32S标记的氨基酸为原料来合成的，因此子代噬菌体的蛋白质都没有35S，而都含有32S。
20． a 不能 B B和C 24 0-24 ①端粒酶的RNA模板与DNA3′单链末端互补配对；
②端粒酶以5′到3′方向合成新DNA链；
③端粒酶脱落，DNA聚合酶以RNA为引物从5′到3′方向延伸新链，使DNA恢复双链。 （2）人类体细胞缺乏端粒酶，使得体细胞不能无限增殖分裂，是生命体衰老的重要原因之一，对维持机体平衡有重要意义；性原细胞具有高活性端粒酶，使其端粒得到保护，使生殖细胞染色体的端粒不会随细胞分裂而缩短，保证了亲子代遗传的稳定性。
（注：解答本题应从两方面入手，“体细胞缺乏端粒酶”部分从衰老和凋亡的意义谈起；“性原细胞具有高活性端粒酶”从保证生殖细胞染色体长度谈起） 可从抑制癌细胞DNA复制、诱导凋亡、抑制端粒酶表达的角度阐释。
【分析】1、分析甲图：a表示半保留复制；b表示全保留复制；c表示混合复制。
2、分析乙图：A染色体的两条姐妹染色单体均含有放射性；B染色体的两条姐妹染色单体中只有一条含有放射性；C染色体的两条姐妹染色单体均不含放射性。
3、引物是一小段单链DNA或RNA，作为DNA复制的起始点，存在于自然中生物的DNA复制（RNA引物）和聚合酶链式反应（PCR）中人工合成的引物（通常为DNA引物）。之所以需要引物是因为在DNA合成中DNA聚合酶仅仅可以把新的核苷酸加到已有的DNA链上。
4、DNA聚合酶的移动方向即子链合成方向是从3'到5'端，这和脱氧核苷酸的基本结构有关，DNA的合成，不论体内或体外，都需要一段引物，原因是在DNA合成中DNA聚合酶仅仅可以把新的核苷酸加到已有的DNA链上。
【详解】一（1）依据“DNA半保留复制”假说推测，DNA分子复制形成的子代DNA分子种有一条链为亲代链，另一条链为新合成的子链，即图甲中的a；DNA分子复制方式可能为半保留复制（a）、全保留复制（b）或混合复制（c）；若第一个细胞周期的检测结果是每个染色体上的姐妹染色单体都具有放射性，则可能是半保留复制，也可能是混合复制，因此该结果不能确定假说成立。
（2）若假说成立，即DNA分子的复制方式为半保留复制，则第二个细胞周期的放射性检测结果是每条染色体含有两条染色单体，其中一条单体含有放射性，另一条单体不含放射性，即符合图乙中的B；第三个细胞周期的放射性检测结果是有一半染色体不含放射性，另一半染色体的姐妹染色单体中，有一条单体含有放射性，另一条单体不含放射性，即符合图中的B和C；正常蚕豆细胞有24条染色体，由于半保留复制，一半的染色单体还有放射性，则第二个细胞周期的后期，被标记的染色体数为24，由于第二次分裂后期有一半还有放射性，但是分裂后期染色体移向两级是随机的，则第三个细胞周期的中期被标记的染色体数的范围是0~24条。
二（1）端粒酶的作用过程：①端粒酶的RNA模板与DNA3′单链末端互补配对；
②端粒酶以5′到3′方向合成新DNA链；③端粒酶脱落，DNA聚合酶以RNA为引物从5′到3′方向延伸新链，使DNA恢复双链。
（2）人类体细胞缺乏端粒酶活性，而生殖系统的性原细胞具有较高端粒酶活性，人类体细胞缺乏端粒酶，使得体细胞不能无限增殖分裂，是生命体衰老的重要原因之一，对维持机体平衡有重要意义；性原细胞具有高活性端粒酶，使其端粒得到保护，使生殖细胞染色体的端粒不会随细胞分裂而缩短，保证了亲子代遗传的稳定性。
（3）由题意可知，癌细胞的无限增殖与端粒酶的活性有关，效应T细胞可以使癌细胞裂解死亡，因此抑制癌细胞中端粒酶的活性（或抑制细胞分裂）或免疫治疗（输入淋巴因子、DNA疫苗等）可以对于癌症进行有效治疗。
【点睛】端粒酶，在细胞中负责端粒的延长的一种酶，是基本的核蛋白逆转录酶，可将端粒DNA加至真核细胞染色体末端，把DNA复制损失的端粒填补起来，使端粒修复延长，可以让端粒不会因细胞分裂而有所损耗，使得细胞分裂的次数增加。
21．(1) 白色 不抗虫 aaBB
(2)0
(3)6
(4)黑色∶灰色∶白色＝12∶3∶1
(5)控制酶的合成来控制代谢过程
【分析】1、基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
2、基因对性状的控制途径：基因通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状，基因也可以控制酶的合成控制细胞代谢进而间接控制生物性状；基因与性状不是简单的线性关系，一个基因可以控制多个性状，一个性状也可以由多个基因控制。
【详解】（1）根据组合乙紫色不抗虫×白色抗虫的后代只有白色不抗虫个体，可知判断白色、不抗虫是显性性状。在组合甲中，紫色不抗虫的基因型为aaB_，白色抗虫的基因型为A_bb，后代紫色不抗虫：白色不抗虫=1：1，所以亲本紫色不抗虫的基因型aaBB和白色抗虫的基因型为Aabb。
（2）根据1中亲本的基因型，后代基因型是AaBb、aaBb，所以白色不抗虫的个体全部是杂合子。
（3）根据题图和分析可知，因A基因对B基因有抑制作用，故只要有A基因就为黑色，对应的基因型有AABB、AABb、AAbb、AaBB、AaBb、Aabb共6种基因型。
（4）黑色的基因型为A_ _ _，灰色的基因型为aaB_，白色的基因型为aabb。因此，基因型AaBb个体的表现型为黑色；AaBb个体随机交配，后代中黑色（3/4×1）：灰色（aaB_=1/4×3/4）：白色（aabb=1/4×1/4）=黑色：灰色：白色=12：3：1。
（5）基因通过控制酶的合成控制细胞代谢进而间接控制生物的性状，即一个性状也可以由多对等位基因控制。

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