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专题04遗传的分子基础1．（2019全国卷Ⅰ·2）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【解析】分析题干信息可知，合成多肽链的过程即翻译过程。翻译过程以mRNA为模板（mRNA上的密码子决定了氨基酸的种类），以氨基酸为原料，产物是多肽链，场所是核糖体。翻译的原料是氨基酸，要想让多肽链带上放射性标记，应该用同位素标记的氨基酸（苯丙氨酸）作为原料，而不是同位素标记的tRNA，①错误、③正确；合成蛋白质需要模板，由题知苯丙氨酸的密码子是UUU，因此可以用人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸作模板，同时要除去细胞中原有核酸的干扰，④、⑤正确；除去了DNA和mRNA的细胞裂解液模拟了细胞中的真实环境，其中含有核糖体、催化多肽链合成的酶等，因此不需要再加入蛋白质合成所需的酶，故②错误。综上所述，ABD不符合题意，C符合题意。故选C。2．（2019天津卷·1）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【解析】DNA复制需要DNA模板、原料脱氧核苷酸、能量ATP和DNA聚合酶，A正确；mRNA与核糖体的结合，开始翻译mRNA上的密码子，需要tRNA运输氨基酸，不需要脱氧核苷酸，B错误；分泌蛋白的需要内质网的加工，形成囊泡运到高尔基体，加工、分类和包装，形成分泌小泡，运到细胞膜，胞吐出去，与脱氧核苷酸无关，C错误；细胞膜脂质的流动与物质跨膜运输有关，无需脱氧核苷酸，D错误。因此，本题答案选A。3．（2019江苏卷·3）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【解析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质；结论：DNA是遗传物质。N是蛋白质和DNA共有的元素，若用15N代替32P标记噬菌体的DNA，则其蛋白质也会被标记，A错误；噬菌体的蛋白质外壳是由噬菌体的DNA在大肠杆菌体内编码的，B错误；噬菌体的DNA合成的模板来自于噬菌体自身的DNA，而原料来自于大肠杆菌，C正确；该实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。4．（2019浙江4月选考·20）为研究R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，进行了肺炎双球菌体外转化实验，其基本过程如图所示：下列叙述正确的是A．甲组培养皿中只有S型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性B．乙组培养皿中有R型及S型菌落，推测转化物质是蛋白质C．丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNAD．该实验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA【答案】C【解析】艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验中，将S型菌的DNA、蛋白质和荚膜等物质分离开，与R型菌混合培养，观察S型菌各个成分所起的作用。最后再S型菌的DNA与R型菌混合的培养基中发现了新的S型菌，证明了DNA是遗传物质。甲组中培养一段时间后可发现有极少的R型菌转化成了S型菌，因此甲组培养皿中不仅有S型菌落也有R型菌落，A选项错误；乙组培养皿中加入了蛋白质酶，故在乙组的转化中已经排除了蛋白质的干扰，应当推测转化物质是DNA，B选项错误；丙组培养皿中加入了DNA酶，DNA被水解后R型菌便不发生转化，故可推测是DNA参与了R型菌的转化，C选项正确；该实验只能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA，无法证明还有其他的物质也可做遗传物质，D选项错误。5．（2019浙江4月选考·22）下列关于遗传信息表达过程的叙述，正确的是A．一个DNA分子转录一次，可形成一个或多个合成多肽链的模板B．转录过程中，RNA聚合酶没有解开DNA双螺旋结构的功能C．多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链D．编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的脱氧核苷酸组成【答案】A【解析】遗传信息的表达主要包括复制、转录和翻译，基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程，以DNA分子的一条链作为模板合成RNA，在真核细胞中主要在发生细胞核中。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，场所为核糖体。一个DNA分子转录一次，形成的mRNA需要进行剪切加工，可能合成一条或多条模板链，A选项正确；转录过程中，RNA聚合酶兼具解旋功能故不需要DNA解旋酶参与转录，B选项错误；在转录过程中，mRNA上可附着多个核糖体进行翻译，得到数条相同的mRNA，而不是共同合成一条多肽链，C选项错误；mRNA由核糖核苷酸构成，不具有脱氧核苷酸，D选项错误。6．（2019浙江4月选考·24）二倍体动物某个精原细胞形成精细胞过程中，依次形成四个不同时期的细胞，其染色体组数和同源染色体对数如图所示：下列叙述正确的是A．甲形成乙过程中，DNA复制前需合成rRNA和蛋白质B．乙形成丙过程中，同源染色体分离，着丝粒不分裂C．丙细胞中，性染色体只有一条X染色体或Y染色体D．丙形成丁过程中，同源染色体分离导致染色体组数减半【答案】A【解析】根据题图分析可知，精原细胞形成精细胞的过程中，S期、减数第一次分裂的前、中、后期均满足甲乙两图中表示的2组染色体组和2N对同源染色体对数；图丙表示减数第二次分裂后期着丝粒断裂后，同源染色体消失，染色体组数暂时加倍的细胞；图丁则表示减数第二次分裂末期形成精细胞后，细胞中的染色体组数和同源染色体对数。DNA复制前需要合成rRNA参与氨基酸的运输，需要合成一些蛋白质，如DNA复制需要的酶等，A选项正确；乙形成丙过程中，同源染色体消失则必然伴随着丝粒的分裂，B选项错误；丙图表示图丙表示减数第二次分裂后期着丝粒断裂后，同源染色体消失，染色体组数暂时加倍的细胞，则性染色体应该是两条X染色体或两条Y染色体，C选项错误；丙形成丁的过程中，为减数第二次分裂，已经不存在同源染色体，是由于细胞分裂成两个而导致的染色体组数减半，D选项错误。7．（2019浙江4月选考·25）在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色，发现含半标记DNA（一条链被标记）的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA（两条链均被标记）的染色单体荧光被抑制（无明亮荧光）。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是A．1/2的染色体荧光被抑制B．1/4的染色单体发出明亮荧光C．全部DNA分子被BrdU标记D．3/4的DNA单链被BrdU标记【答案】D【解析】DNA的复制方式为半保留复制。根据题意分析，复制到第三个细胞周期的中期时，共有4个细胞，以第一代细胞中的某一条染色体为参照，含半标记DNA的染色单体共有2条，含全标记DNA的染色单体共有6条。根据题意可知，在第三个细胞周期中期时，含半标记DNA的染色单体分别在两个细胞中，故有两个细胞的两条染色单体荧光全被抑制，有两个细胞中的一条染色单体发出明亮荧光，一条染色单体荧光被抑制，故A、B选项正确；一个DNA分子中有两条脱氧核苷酸链，由于DNA为半保留复制，故不含BrdU标记的两条脱氧核苷酸链分别位于两个DNA分子中，新复制得到的脱氧核苷酸链必然含BrdU标记，故所有DNA分子都被BrdU标记，C选项正确；以第一代细胞中的某一条染色体为参照，在第三个细胞周期中期时一共有16条DNA单链，含BrdU标记的有14条，故有的DNA单链被BrdU标记，D选项错误。8．（2019·天津市联考）反义RNA是指与mRNA或其他RNA互补的小分子RNA，当其与特定基因的mRNA互补结合时，可阻断该基因的mRNA的表达。研究发现抑癌基因的一个邻近基因能指导合成反义RNA，其作用机理如图。下列有关叙述错误的是A．将该反义RNA导入正常细胞，可能导致正常细胞癌变B．反义RNA不能与DNA互补结合，故不能用其制作DNA探针C．能够抑制该反义RNA形成的药物有助于预防癌症的发生D．该反义RNA能与抑癌基因转录的mRNA的碱基序列互补【答案】B【解析】分析题图：图示为反义RNA阻断基因表达的机理图，抑癌基因的一个邻近基因能指导合成反义RNA，该反义RNA能与抑癌基因表达产生的mRNA结合形成杂交RNA，进而阻断相应蛋白质的合成。将该反义RNA导入正常细胞，可导致抑癌基因不能正常表达生成相应蛋白质，不能阻止细胞不正常分裂，因此可能导致正常细胞癌变，A正确；反义RNA能与DNA中一条单链互补配对，因此也可以用其制作DNA探针，B错误；由A选项可知，反义RNA的形成能导致正常细胞癌变，故能够抑制该反义RNA形成的药物有助于预防癌症的发生，C正确；由图可知，该反义RNA能与抑癌基因转录的mRNA的碱基序列互补形成杂交双链RNA，D正确。9．（2019·湖南省衡阳市三模）“无细胞蛋白质合成系统”是以外源DNA或mRNA为模板，人工添加所需原料和能源物质以细胞提取物为条件合成蛋白质的体外基因表达系统。下列叙述正确的是A．人工添加的原料中应包含脱氧核苷酸B．该系统具备完成转录和翻译的能力C．为保证编码目标蛋白的数量应适当添加DNA酶D．该系统的蛋白质合成过程不遵循碱基互补配对【答案】B【解析】体外基因表达系统包含转录和翻译过程，而转录的过程需要核糖核苷酸为原料，翻译的过程需要氨基酸为原料，整个过程不需要脱氧核苷酸为原料，A错误；该系统能合成蛋白质，而蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程，因此其具备完成转录和翻译的能力，B正确；为保证编码目标蛋白的mRNA数量应适当添加RNA聚合酶，如果添加了DNA酶，则会导致模板DNA被水解而破坏，C错误；蛋白质合成过程，是信使RNA和转运RNA进行碱基互补配对，D错误。10．（2019·湖北省黄冈市模拟）某些情况下，细胞中携带丙氨酸的tRNA上反密码子中某个碱基改变，对丙氨酸的携带和转运不产生影响。下列说法正确的是A．tRNA的合成需要RNA复制酶的参与B．细胞分化的结果是造成tRNA的种类和数量发生改变C．碱基改变后该tRNA仍能正常携带丙氨酸，但合成的蛋白质的功能可能发生改变D．tRNA上结合氨基酸的位点在反密码子上【答案】C【解析】tRNA是通过转录形成的，需要RNA聚合酶的参与，A错误；细胞分化的结果是造成mRNA的种类和数量以及蛋白质的种类和数量发生改变，不同细胞中转运氨基酸的tRNA的种类是相同的，B错误；碱基改变后该tRNA能识别的密码子发生改变，虽然仍能正常携带丙氨酸，但合成的蛋白质的结构和功能可能发生改变，C正确；反密码子是位于tRNA上的与密码子互补的三个碱基，tRNA上结合氨基酸的位点在反密码子外，D错误。故选C。11．（2019·陕西省教学质量检测）基因在转录形成mRNA时，有时会形成难以分离的DNA—RNA杂交区段，称为R环结构，这种结构会影响DNA复制、转录和基因的稳定性。以下说法正确的是A．细胞DNA复制和转录的场所在细胞核中B．mRNA难以从DNA上分离可能是这种DNA片段的模板链与mRNA之间形成的氢键比例较高C．是否出现R环结构可作为是否发生复制的判断依据D．DNA—RNA杂交区段最多存在5种核苷酸【答案】B【解析】细胞DNA复制和转录的场所主要在细胞核中，线粒体和叶绿体中也可发生，A错误；mRNA难以从DNA上分离可能是这种DNA片段的模板链与mRNA之间形成的氢键比例较高，即G—C碱基对形成比例较多有关，B正确；正常基因转录时也会形成DNA—RNA杂交区段，因此，是否出现R环结构不可作为是否发生复制的判断依据，C错误；DN