高中生物高考专题07 DNA的结构、复制及基因表达-2020年高考真题和模拟题生物分项汇编（教师版含解析）

专题07  DNA的结构、复制及基因表达

1．(2020年全国统一高考生物试卷(新课标Ⅲ·1))关于真核生物的遗传信息及其传递的叙述，错误的是(    )

A．遗传信息可以从DNA流向RNA，也可以从RNA流向蛋白质

B．细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽

C．细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等

D．染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的 RNA分子

【答案】B

【解析】

【分析】

真核生物的正常细胞中遗传信息的传递和表达过程包括DNA的复制、转录和翻译过程。DNA分子上分布着多个基因，基因是有遗传效应的DNA片段。

【详解】

A、遗传信息的表达过程包括DNA转录成mRNA，mRNA进行翻译合成蛋白质，A正确；

B、以DNA的一条单链为模板可以转录出mRNA、tRNA、rRNA等，mRNA可以编码多肽，而tRNA的功能是转运氨基酸，rRNA是构成核糖体的组成物质，B错误；

C、基因是有遗传效应的DNA片段，而DNA分子上还含有不具遗传效应的片段，因此DNA分子的碱基总数大于所有基因的碱基数之和，C正确；

D、染色体DNA分子上含有多个基因，由于基因的选择性表达，一条单链可以转录出不同的RNA分子，D正确。

故选B。

2．(2020年全国统一高考生物试卷(新课标Ⅲ)·3)细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I)，含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时，存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是(    )

A．一种反密码子可以识别不同的密码子

B．密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合

C．tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成

D．mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变

【答案】C

【解析】

【分析】

分析图示可知，含有CCI反密码子的tRNA转运甘氨酸，而反密码子CCI能与mRNA上的三种密码子(GGU、GGC、GGA)互补配对，即I与U、C、A均能配对。

【详解】

A、由图示分析可知，I与U、C、A均能配对，因此含I的反密码子可以识别多种不同的密码子，A正确；

B、密码子与反密码子的配对遵循碱基互补配对原则，碱基对之间通过氢键结合，B正确；

C、由图示可知，tRNA分子由单链RNA经过折叠后形成三叶草的叶形，C错误；

D、由于密码子的简并性，mRNA中碱基的改变不一定造成所编码氨基酸的改变，从图示三种密码子均编码甘氨酸也可以看出，D正确。

故选C。

3．(2020年山东省高考生物试卷(新高考)·16)棉花纤维由纤维细胞形成。蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞后逐渐积累，在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成。研究人员用普通棉花品系培育了SUT表达水平高的品系F，检测两品系植株开花后纤维细胞中的蔗糖含量，结果如图所示。下列说法正确的是(    )

A．纤维素的基本组成单位是葡萄糖和果糖

B．曲线甲表示品系F纤维细胞中的蔗糖含量

C．15~18 天曲线乙下降的主要原因是蔗糖被水解后参与纤维素的合成

D．提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期延后

【答案】BC

【解析】

【分析】

根据题意分析题图，甲乙曲线蔗糖含量都是先上升是因为蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞后积累，随后蔗糖含量下降是因为在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成造成的。品系F中的SUT表达水平提高，对蔗糖的运输增加，而甲曲线蔗糖含量的最高值大于乙且上升的时间早于乙，所以曲线甲应为品系F纤维细胞中的蔗糖含量。

【详解】

A.纤维素的基本组成单位是葡萄糖，A错误；
B.品系F中的SUT表达水平提高，对蔗糖的运输增加，分析曲线可知，甲曲线蔗糖含量的最高值大于乙且上升的时间早于乙，所以曲线甲应为品系F纤维细胞中的蔗糖含量，B正确；
C.由题干信息“蔗糖在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成”可知，15-18天曲线乙下降的主要原因是蔗糖被水解后参与纤维素的合成，C正确；
D.甲曲线蔗糖含量下降的时间早于乙曲线，故提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期提前，D错误。
故选BC。

【点睛】

解答本题的关键是准确理解题意，根据题意判断出甲曲线代表品系F。

4．(2020年天津高考生物试卷·3)对于基因如何指导蛋白质合成，克里克认为要实现碱基序列向氨基酸序列的转换，一定存在一种既能识别碱基序列，又能运载特定氨基酸的分子。该种分子后来被发现是(    )

A．DNA

B．mRNA

C．tRNA

D．rRNA

【答案】C

【解析】

【分析】

细胞内的核酸包括DNA和RNA，RNA包括rRNA、tRNA和mRNA。

【详解】

A、DNA是细胞的遗传物质，主要在细胞核中，不能运载氨基酸，A错误；

B、mRNA以DNA分子一条链为模板合成，将DNA的遗传信息转运至细胞质中，不能运载氨基酸，B错误；

C、tRNA上的反密码子可以和mRNA上的密码子配对，tRNA也能携带氨基酸，C正确；

D、rRNA是组成核糖体的结构，不能运载氨基酸，D错误。

故选C。

【点睛】

解答本题的关键是抓住题干中“这种分子可以运载氨基酸”进行作答。

5．(2020年浙江省高考生物试卷(7月选考)·12)下列关于“肺炎双球菌转化实验”的叙述，正确的是(    )

A．活体转化实验中，R型菌转化成的S型菌不能稳定遗传

B．活体转化实验中，S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌

C．离体转化实验中，蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传

D．离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌

【答案】D

【解析】

【分析】

活体转化实验是以R型和S型菌株作为实验材料进行遗传物质的实验，将活的、无毒的R型(无荚膜，菌落粗糙型)肺炎双球菌或加热杀死的有毒的S型肺炎双球菌注入小白鼠体内，结果小白鼠安然无恙；将活的、有毒的S型(有荚膜，菌落光滑型)肺炎双球菌或将大量经加热杀死的有毒的S型肺炎双球菌和少量无毒、活的R型肺炎双球菌混合后分别注射到小白鼠体内，结果小白鼠患病死亡，并从小白鼠体内分离出活的S型菌。格里菲斯称这一现象为转化作用，实验表明，S型死菌体内有一种物质能引起R型活菌转化产生S型菌。离体转化实验是艾弗里等人从S型活菌体内提取DNA、RNA、蛋白质和荚膜多糖，将它们分别和R型活菌混合培养，结果只有S型菌DNA和R型活菌的混合培养的培养基中既有R型菌，也有S型菌，这就是是一部分R型菌转化产生有毒的、有荚膜的S型菌所致，并且它们的后代都是有毒、有荚膜的。

【详解】

A、 活体转化实验中，小鼠体内有大量 S型菌，说明R型菌转化成的S型菌能稳定遗传，A错误；

B、活体转化实验中，无法说明是哪种物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌，B错误；

C、离体转化实验中，只有S型菌的DNA才能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传，C错误；

D、离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物，其DNA被水解，故不能使R型菌转化成 S型菌，D正确。

故选D。

6．(2020年全国统一高考生物试卷(新课标Ⅱ)·7)大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后，可形成小肽(短的肽链)。回答下列问题：

(1)在大豆细胞中，以mRNA为模板合成蛋白质时，除mRNA外还需要其他种类的核酸分子参与，它们是______________、______________。

(2)大豆细胞中大多数mRNA和RNA聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞质这两个部位来说，作为mRNA合成部位的是____________，作为mRNA执行功能部位的是______________；作为RNA聚合酶合成部位的是______________，作为RNA聚合酶执行功能部位的是______________。

(3)部分氨基酸的密码子如表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG，则该小肽的氨基酸序列是______________。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，则此时编码小肽的RNA序列为______________。

【答案】(1)rRNA    tRNA   

(2)细胞核    细胞质    细胞质    细胞核   

(3)酪氨酸-谷氨酸-组氨酸-色氨酸    UAUGAGCACUGG   

【解析】

【分析】

翻译：

1、概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。

2、场所：核糖体。

3、条件：①模板：mRNA； ②原料：氨基酸； ③酶； ④能量；⑤tRNA

4、结果：形成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。

【详解】

(1)翻译过程中除了需要mRNA外，还需要的核酸分子组成核糖体的rRNA和运输氨基酸的tRNA。

(2)就细胞核和细胞质这两个部位来说，mRNA是在细胞核内以DNA的一条链为模板合成的，合成后需进入细胞质翻译出相应的蛋白质。RNA聚合酶的化学本质是蛋白质，在细胞质中合成后，进入细胞核用于合成RNA。

(3)根据该小肽的编码序列和对应的部分密码子表可知，该小肽的氨基酸序列是：酪氨酸-谷氨酸-组氨酸-色氨酸。由于谷氨酸、酪氨酸、组氨酸对应的密码子各有两种，故可知对应的DNA序列有3处碱基发生替换后，氨基酸序列不变，则形成的编码序列为UAUGAGCACUGG。

【点睛】

本题考查蛋白质合成的相关知识，要求考生能够识记蛋白质的合成过程以及密码子的相关知识，结合实例准确答题。

7．(2020届安徽省皖江名校联盟高三5月联考)新型冠状病毒是一种致病性很强的RNA病毒，下列有关叙述错误的是(    )

A．注射抗生素不能明显地抑制该病毒的增殖过程

B．该病毒在感染人体呼吸道时需要与受体相结合

C．感染的患者治疗康复后血清中含有对应的抗体

D．感染者处于潜伏期时该病毒RNA难以进行复制

【答案】D

【解析】

【分析】

1、生物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。

2、特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫，其具体过程如下：

【详解】

A、抗生素可以抑制细菌的增殖，对病毒没有预防和治疗的效果，A正确；

B、新型冠状病毒在感染人体呼吸道时，需要与呼吸道黏膜上的特异性受体相结合，B正确；

C、感染的患者会激发自身的特异性免疫反应，所以治疗康复后血清中含有对应的抗体，C正确；

D、感染者处于潜伏期时，该病毒RNA在人体细胞也在不断增殖，进行病毒的RNA复制，D错误。

故选D。

8．(2020届河北省衡水中学全国高三第二次联考)下列关于基因表达的说法，正确的是(    )

A．胰岛素基因的表达实际上就是胰岛素基因指导胰岛素合成的过程

B．通过RNA干扰技术抑制胰岛素基因的表达可降低糖尿病的发病率

C．胰岛素和胰高血糖素的功能存在差异的根本原因是基因的选择性表达

D．一条mRNA上结合多个核糖体同时翻译可以提高每条多肽链的合成速度

【答案】A

【解析】

【分析】

本题考查基因表达的相关知识。基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程，转录是在细胞核中，以DNA分子的一条链为模板合成RNA，翻译是在核糖体中，以mRNA为模板合成蛋白质的过程。

【详解】

A、基因表达的实质就是基因指导蛋白质合成的过程，A正确；

B、抑制胰岛素基因的表达，胰岛素分泌减少，会提高糖尿病的发病率，B错误；

C、胰岛素和胰高血糖素功能不同的根本原因在于控制它们合成的基因是不同的，C错误；

D、一条mRNA上结合多个核糖体可以同时合成多条相同的多肽链，提高翻译的效率，但不能提高每条多肽链的合成速度，D错误；

故选A。

9．(四川省成都市双流中学2019-2020学年高三2月月考)如图为人体中基因对性状控制过程示意图，据图分析可以得出

A．①过程需要DNA单链作模板，葡萄糖作为能源物质为其直接供能

B．过程①②者主要发生在细胞核中，且遵循的碱基互补配对方式相同

C．镰刀型细胞贫血症是基因重组的结果

D．基因1是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状

【答案】D

【解析】

【分析】

分析题图：图示为人体基因对性状控制过程示意图，其中①表示转录过程，主要在细胞核中进行；M1、M2是转录形成的mRNA，可作为翻译的模板；②是翻译过程，在细胞质的核糖体上合成；据此分析。

【详解】

A. ①过程是转录，需要以DNA的一条链作模板，为其直接供能的物质是ATP，A错误；

B. 过程①主要在细胞核中进行，但过程②在核糖体上进行，①中配对方式有：A-U、T-A、G-C和C-G；②是翻译过程，A和U配对、G和C配对，B错误；

C. 镰刀型细胞贫血症是基因突变的结果，C错误；

D. 据图显示基因1发生突变，会导致镰刀型细胞贫血症，可知基因1是通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状，D正确。

10．(河北省石家庄2020高三下学期模拟)有人将大肠杆菌的 DNA 聚合酶、4 种脱氧核苷三磷酸 dNTP(即 dN-Pα～Pβ～Pγ，其中 Pγ用 P 标记)、微量的 T2 噬菌体 DNA 混合液在有 Mg2+存在的条件下于 37℃静置 30min，检测是否能合成 DNA 分子以及放射性。下列关于该实验的叙述，正确的是(    )

A．无 DNA 合成，原 DNA 中无放射性，因为实验装置中未提供能量

B．有 DNA 合成，新 DNA 中无放射性，新 DNA 碱基序列与 T2 噬菌体的 DNA 相同

C．有 DNA 合成，新 DNA 中有放射性，新 DNA 碱基序列与 T2 噬菌体的 DNA 相同

D．有 DNA 合成，新 DNA 中有放射性，新 DNA 碱基序列与大肠杆菌的 DNA 相同

【答案】B

【解析】

【分析】

DNA复制需要的基本条件：模板：解旋后的两条DNA单链；原料：四种脱氧核苷酸；能量：ATP；酶：解旋酶、DNA聚合酶等。

【详解】

A、dNTP要作为DNA复制的原料则需要脱去Pβ和Pγ两个磷酸基团，该过程中可为DNA复制提供能量，A错误；

BCD、由于T2噬菌体的DNA可作为模板，有原料、酶和能量，所以有DNA合成，且新合成DNA的碱基序列与T2噬菌体相同，又因Pγ用 P 标记，用作原料时已被脱去，故合成的DNA无放射性，B正确，C、D错误。
故选B。

【点睛】

解答此题要求考生识记DNA分子复制的过程、条件及产物等基础知识，能结合所学的知识准确答题。

11．(山东省青岛市3校2019-2020学年高三3月月考)HIV 是逆转录病毒，其 RNA 在逆转录酶作用下生成病毒 cDNA。AZT(叠氮胸苷)是碱基 T 的类似物， 能取代 T 参与碱基配对，并且 AZT 是逆转录酶的底物，可阻断新病毒的形成，但不是细胞中 DNA 聚 合酶的合适底物。下列说法错误的是(    )

A．组成逆转录酶的单体为氨基酸

B．AZT 可与碱基 A 发生互补配对

C．AZT 不会抑制细胞中 DNA 的复制

D．AZT 同样可抑制烟草花叶病毒的逆转录

【答案】D

【解析】

【分析】

1、中心法则：(1)遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；(2)遗传信息可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。

2、紧扣题干信息“AZT(叠氮胸苷)是碱基T的类似物，能取代T参与碱基配对，并且AZT是逆转录酶的底物，可阻断新病毒的形成，但不是细胞中DNA聚合酶的合适底物”答题。

【详解】

A、逆转录酶的本质是蛋白质，所以其基本组成单位是氨基酸，A正确；

B、AZT能取代T参与碱基配对，所以可以推测AZT可以与A(腺嘌呤)配对，B正确；

C、AZT不是细胞中DNA聚合酶的合适底物，因此不会抑制细胞中DNA的复制，C正确；

D、烟草花叶病毒不进行逆转录过程，进行的是RNA复制的过程，D错误。

故选D。

【点睛】

本题考查中心法则及其发展，要求考生识记中心法则的主要内容及后人对其进行的补充和完善，能结合题中信息准确答题。

12. (安徽省五校2020届高三联考)DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异。当两种生物的DNA分子的单链貝有互补的碱基序列吋，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有补碱基序列的部位，仍然是两条单链(如右图)。下列叙述错误的是(    )

A.杂合双链区存在A和T、G和C配对的现象

B.DNA分子杂交游离区的形成是因为该区域碱基的种类不同

C.形成杂合双链区的部位越多，说明两种生物的亲缘关系越近

D.若把甲中a2和b1两条单链结合在一起，也会出现乙中游离单链和杂合双链的现象

【答案】B

【解析】当两种生物的DNA分子的单链具有补的碱基序列时，互补的碱基序列就会结合在起，形成杂合双链区，碱基A与碱基T配对，碱基G与碱基C配对，A选项正确；DNA杂交游离区的形成，是因为对应的碱基不互补造成的，而不是因为碱基的种类不同造成的，该区域的碱基种类一般相同，B选项错误；形成的杂合双链区的部位越多，DNA碱基序列的一致性越高，说明在生物进化过程中，DNA碱基序列发生的变化越小，因此亲缘关系越近，C选项正确；a1与a2互补，b1与b2互补，据图乙可知，在杂合双链区，a1与b2对应的碱基互补，在游离单链区a1与b2对应的碱基不互补，则a2和b1同样会出现图乙所示的现象，D选项正确。

13．(浙江省之江教育联盟2019-2020学年高三第一次联考)下图为基因的作用与性状的表现流程示意图。正确的选项是(　　)

A．①过程是转录，它以DNA的两条链为模板、四种核苷酸为原料合成mRNA

B．②过程中只需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可完成

C．人的镰刀型细胞贫血症是基因通过控制蛋白质的结构而直接控制性状

D．某段DNA上发生了基因突变，则形成的mRNA、蛋白质一定会改变

【答案】C

【解析】

【分析】

分析题图：图示为基因的作用与性状的表现流程示意图，其中①表示转录过程，②表示翻译过程。基因对性状的控制方式：基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢，进而间接控制生物的性状，如白化病、豌豆的粒形；基因通过控制蛋白质分子结构来直接控制性状，如镰刀形细胞贫血症、囊性纤维病。

【详解】

A、①是转录过程，它以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成mRNA，A错误；
B、②是翻译过程，除了需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP外，还需要tRNA，B错误；
C、人的镰刀型细胞贫血症是基因通过控制蛋白质而直接控制性状，C正确；
D、由于密码子的简并性等原因，某段DNA上发生了基因突变，其控制合成的蛋白质不一定会改变，D错误。
故选：C。

14. (江西省2020届高三第二次大联考)用无机催化剂镍可将半胱氨酸—tRNA复合物上的半胱氨酸还原成丙氨酸，若用还原后的丙氨酸—tRNA复合物参与翻译过程。下列叙述正确的是

A. 新合成的蛋白质的功能不会发生改变

B. 还原后的复合物上含有与半胱氨酸相对应的反密码子

C. 一个核糖体可以同时结合3个以上的该复合物

D. 反密码子与密码子的配对方式由tRNA上结合的氨基酸决定

【答案】B 

【解析】本题主要考查翻译的相关知识，考查学生的理解能力和获取信息的能力。还原后的丙氨酸—tRNA复合物参与合成的蛋白质的半胱氨酸被丙氨酸替代，功能可能会发生变化，A项错误。该tRNA复合物上本来运输半胱氨酸，所以含有与半胱氨酸相对应的反密码子，B项正确。一个核糖体最多可以同时结合2个tRNA，C项错误。反密码子与密码子按碱基互补原则进行配对，与tRNA携带的氨基酸无关，D项错误。

15．(2020安徽省皖江联盟高三12月联考)DNA的复制、转录和翻译共有的特点是

A．只能在完整的细胞中进行 

B．可发生于任一生物体内

C．需要模板、原料和能量 

D．主要在细胞核或拟核中进行

【答案】C

【解析】

【分析】

DNA复制是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程；转录是在细胞核内，以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA 的过程；翻译是在细胞质中，以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。

【详解】

A、给予适宜的条件，DNA的复制、转录和翻译都可以发生在细胞外的反应体系中，A错误；

B、病毒没有细胞结构，其体内不能进行任何一个生理过程，B错误；

C、DNA的复制、转录和翻译的模板分别是DNA的两条链、DNA的其中一条链、mRNA；原料分别是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸；均需要能量作为动力，C正确；

D、翻译发生在细胞质的核糖体中，D错误。

故选C。

16．(2020河南省郑州市高三一模)在其他条件具备情况下，在试管中加入物质 X 和物质 Z，可得到相应产物Y。下列叙述错误的是

A．若 X 是 RNA，Y 是 DNA，则 Z 是逆转录酶

B．若 X 是 DNA，Y 是 mRNA，则 Z 是脱氧核苷酸

C．若 X 是 RNA，Y 是 RNA，则 Z 是 RNA 复制酶

D．若 X 是 mRNA，Y 是在核糖体上合成的大分子，则 Z 是氨基酸

【答案】B

【解析】

【分析】

中心法则：(1)遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；(2)遗传信息可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。

【详解】

A、若X是RNA，Y是 DNA，则试管中进行的是逆转录过程，Z是逆转录酶，A正确；

B、若X是DNA，Y是mRNA，则试管中进行的是转录，物质Z是核糖核苷酸，B错误；

C、若X是RNA，Y是RNA，则试管中进行的是RNA复制，Z是RNA复制酶，C正确。

D、若X是mRNA，Y是在核糖体上合成的大分子，则试管中进行的是翻译过程，Z是氨基酸，D正确。

故选B。