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1第6讲遗传的分子基础一、选择题1．(2020·高三山西四市联考)下列关于遗传物质探索历程的叙述，错误的是()A．若被32P标记组的上清液有放射性，则原因可能是培养时间太短B．将S型菌的DNA与R型活菌混合培养，培养基中会出现S型菌C．实验过程中需要将蛋白质与DNA分开研究，以观察两者的遗传效应D．肺炎双球菌体外转化实验比噬菌体侵染细菌实验更具说服力解析：D[若32P标记组的上清液有放射性，原因可能是培养时间太短，DNA还未全部注入大肠杆菌就被离心到上清液中去了；也可能是培养时间太长，大肠杆菌裂解使含放射性的噬菌体释放到上清液中，A正确。将S型菌的DNA与R型活菌混合培养，培养基中有R型和S型菌出现，B正确。探究遗传物质实验的关键是将蛋白质与DNA分开，单独地、直接地研究它们的作用，C正确。因为利用噬菌体能将DNA和蛋白质完全分开，所以噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力，D错误。]2．(2019·高三江西联考)某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行了以下4个实验：①用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌；②用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；③用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌；④用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌，适宜时间后搅拌和离心。以上4个实验检测到标记元素的主要部位是()A．上清液、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液B．沉淀物、上清液、沉淀物和上清液、上清液C．沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液D．上清液、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物解析：D[用35S标记的噬菌体浸染未标记的细菌，蛋白质外壳没有进入细菌，故标记元素主要分布在上清液中。用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，搅拌、离心后35S还在细菌中，故标记元素主要在沉淀物中。用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌，由于核酸和蛋白质都含氮，故上清液和沉淀物中都有标记元素。用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌，2由于DNA被注入到细菌中，适宜时间后搅拌和离心，标记元素主要在沉淀物中。]3．经检测得知，一双链DNA分子中鸟嘌呤的数目为x，其占碱基总数量的比例是y，以下推断正确的是()A．与鸟嘌呤互补的碱基比例是1－yB．该DNA分子的嘌呤和嘧啶的比例是x/yC．该DNA分子的碱基之间的氢键数是x(1＋2/y)D．与鸟嘌呤不互补的碱基数目是x(1－2y)/y解析：D[由题意可知，G、C所占碱基总数量的比例都为y，数量都为x；A、T所占比例都为1/2－y，数量都为(x/y－2x)/2＝(x/2y)－x。与鸟嘌呤(G)互补的碱基(C)占碱基总数量的比例是y；该DNA分子的嘌呤和嘧啶的比例是1。G、C之间有三个氢键，A、T之间有两个氢键，该DNA分子的碱基之间的氢键数是3x＋2(x/2y－x)＝x＋x/y。A、T与鸟嘌呤不互补，其数目为x(1－2y)/y。]4．(2019·高三衡水联考)下列关于DNA分子结构与复制的说法，错误的是()A．DNA复制时，需解旋酶将部分DNA双链解开，但不需要消耗ATPB．减数第一次分裂的四分体时期发生交叉互换可引发DNA分子结构的改变C．DNA聚合酶催化游离的脱氧核苷酸与DNA链上的脱氧核苷酸相连接D．把中链DNA(15N/14N)放在含15N的培养液中复制两代，子代中含14N的DNA占25%解析：A[DNA复制时，解旋酶能使部分DNA双链解开，碱基对之间通过氢键相连，需要消耗ATP，A错误；染色体由DNA和蛋白质组成，若染色体发生交叉交换，则染色体上的DNA也发生交换，DNA上的基因或脱氧核苷酸都可能发生改变，即DNA的结构可能发生改变，B正确；DNA聚合酶催化游离的脱氧核苷酸与DNA链上的脱氧核苷酸连接，C正确；由于DNA分子片段中只有一条链含14N，所以把该DNA放在含15N的培养液中复制两代，得到4个DNA分子中只有1个DNA含有14N，故子代中含14N的DNA占25%，D正确。]5．如图表示某细胞中遗传信息的传递，据图分析，下列相关叙述正确的是()A．图中酶a代表DNA聚合酶，酶b代表RNA聚合酶B．图中mRNA在细胞核中合成，多肽链在细胞质中合成3C．转录形成mRNA时，游离的核糖核苷酸有序地与DNA链上的碱基相撞D．结构c与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点解析：D[题图中酶a代表解旋酶，酶b代表RNA聚合酶，A错误；图中转录和翻译可同时进行，由此可判断该遗传信息传递过程不可能是细胞核中遗传信息的传递过程，B错误；转录形成mRNA时，游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基相撞，只有能够进行碱基互补配对的核糖核苷酸才能按次序进行连接，C错误；结构c为核糖体，其与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点，D正确。]6．近几年来寨卡病毒严重威胁着人类的健康。寨卡病毒是一种虫媒病毒，属于单股正链RNA病毒，其RNA含有m个核苷酸，该类病毒的增殖过程如图所示。据图分析，下列有关叙述错误的是()A．以＋RNA为模板合成一条子代＋RNA过程中需要消耗宿主细胞的核糖核苷酸数为2mB．图中①②过程所需的酶应是寨卡病毒的遗传物质控制合成的C．该病毒的遗传物质在复制和翻译过程中遵循的碱基配对方式不同D．该病毒的遗传物质中含有起始密码子和终止密码子解析：C[结合图中＋RNA→－RNA→＋RNA可知，以＋RNA为模板合成一条子代＋RNA过程中共消耗的核糖核苷酸数为2m，A正确。该病毒的遗传物质复制时是RNA→RNA，而细胞中是DNA→DNA，故需要的酶应是以自身的遗传物质为模板合成的，B正确。该病毒的遗传物质是RNA，复制过程和翻译过程中发生的都是RNA之间的配对，配对方式相同，C错误。该病毒的＋RNA能作为mRNA翻译出蛋白质，而mRNA上有密码子，因此该病毒的遗传物质中含有起始密码子和终止密码子，D正确。]7．取小鼠睾丸中的一个精原细胞，在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中培养至完成一个细胞周期，然后在不含标记的培养基中继续完成减数分裂过程，并测得该精原细胞中H基因含300个核苷酸对，其中碱基A占全部碱基的20%。下列有关叙述正确的是()A．该精原细胞完成一个细胞周期后，每个子细胞中都是半数DNA含有3H标记4B．减数分裂过程中，初级精母细胞中有半数染色单体含有3H标记C．上述精原细胞培养结果中，只有半数精细胞中含有3H标记的染色体D．若仅考虑H基因，则在上述细胞培养过程中需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸720个解析：B[DNA复制是半保留复制，将一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中培养至完成一个细胞周期，此时每个子细胞中的DNA都有一条链含有3H标记，A错误；精原细胞经过减数第一次分裂前的间期形成初级精母细胞，在间期时DNA复制1次，故在不含标记的培养基中，初级精母细胞中每条染色体的2条染色单体中只有1条含有3H标记，B正确；次级精母细胞中姐妹染色单体分开后随机移向细胞两极，故不一定是半数精细胞中含有3H标记的染色体，也可能是全部的精细胞中都含有3H标记的染色体，C错误；DNA分子中，A＋C占碱基总数的50%，若A占20%，则C占30%，即该基因含有的胞嘧啶数为300×2×30%＝180(个)，此过程中该基因复制两次可以得到的DNA分子为22＝4(个)，故共需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为180×(4－1)＝540(个)，D错误。]8．(2020·高三厦门双十中学检测)从唾液腺细胞中提取全部mRNA，以此为模板合成相应的单链DNA(T—cDNA)，利用该T—cDNA与来自同一个体浆细胞中的全部mRNA(J—mRNA)进行分子杂交。下列有关叙述正确的是()A．T—cDNA分子中嘌呤碱基与嘧啶碱基数目相等B．唾液腺细胞中的RNA与T—cDNA都能进行分子杂交C．唾液腺细胞不能分泌抗体是因为缺乏编码抗体的相关基因D．能与T—cDNA互补的J—mRNA中含有编码呼吸酶的mRNA解析：D[T—cDNA分子是单链的，因此其分子中的嘌呤碱基与嘧啶碱基数目不一定相等，A错误；T—cDNA是以从唾液腺细胞中提取全部mRNA为模板合成的，而唾液腺细胞中还有rRNA、tRNA，因此唾液腺细胞中的RNA与T—cDNA并不能都进行分子杂交，B错误；唾液腺细胞不能分泌抗体是因为编码抗体的相关基因没有表达，C错误；由于所有细胞中呼吸酶基因都表达，因此能与T—cDNA互补的J—mRNA中含有编码呼吸酶的mRNA，D正确。]9．基因在表达过程中如有异常mRNA会被细胞分解，如图是s基因的表达过程，则下列有关叙述正确的是()5A．异常mRNA的出现是基因突变的结果B．图中所示的①为转录，②为翻译过程C．图中②过程使用的酶是逆转录酶D．s基因中存在不能翻译成多肽链的片段解析：D[异常mRNA的出现是因为含有未“剪尽”的片段，A错误；图中所示的①为转录，③为翻译过程，B错误；图中②过程表示RNA前体形成mRNA的过程，而逆转录酶用于RNA形成DNA的过程，C错误；据图可知，s基因中存在不能翻译成多肽链的片段，D正确。]10．图1所示为某种生物细胞内进行的部分生理活动，图2表示中心法则，图中字母代表具体过程。请结合所学知识分析，下列叙述正确的是()A．能发生图1所示过程的一定是原核细胞，其转录和翻译过程可同时进行B．酶甲和酶乙催化形成磷酸二酯键，而酶丙则催化磷酸二酯键的水解C．对比图2中过程c和d，二者的产物不同，但涉及的碱基配对方式完全相同D．两图体现了基因的复制和表达功能，图1体现了图2中a、b、c和e四个生理过程解析：C[除在原核细胞中转录和翻译过程可同时进行外，在真核细胞的线粒体或叶绿体中，转录和翻译过程也可同时进行，A错误。酶甲、酶乙和酶丙分别是DNA聚合酶、RNA聚合酶和解旋酶，其中解旋酶作用于氢键，B错误。过程c代表翻译过程，产物是多肽或蛋白质，过程d代表RNA复制，产物是RNA，二者均涉及RNA与RNA配对，因此，其碱基配对方式相同，均包括U－A、A－U、G－C、C－G，C正确。图1体现了图2中a(DNA复制)、b(转录)和c(翻译)三个生理过程，未体现d和e过程，D错误。]二、非选择题11．某科研机构发现了一新型病毒，并对该病毒的遗传物质进行进一步研究。请思考并回答下列相关问题：(1)据研究人员介绍，该病毒的遗传物质比HIV的遗传物质更加稳定。据此可初步推测，该病毒的遗传物质是__________，理由是6____________________________________________。(2)通过化学分析的方法对该病毒的遗传物质种类进行研究，分析其五碳糖或碱基种类均可作出判断，如果________________________，则为DNA，如果_________________________，则为RNA。(3)也可以用同位素标记技术研究其遗传物质种类，将宿主细胞在含有被放射性标记的核苷酸的培养基中培养，再用该病毒感染宿主细胞，一段时间后搜集病毒并检测其放射性。培养基中的各种核苷酸是否都需要标记？__________，理由是___________________________。解析：DNA和RNA不同之处如表所示：五碳糖碱基结构稳定性DNA脱氧核糖T一般为双链稳定RNA核糖U一般为单链不稳定(1)DNA双链中配对碱基之间通过氢键连接，且一般呈规则的双螺旋结构，而RNA一般为单链，碱基不配对，结构不稳定，容易发生突变。(2)此小题要求分析“五碳糖和碱基”，对病毒遗传物质的种类进行判断，结合表中信息不难看出含脱氧核糖或T的为DNA，含核糖或U的为RNA。(3)进一步通过实验设计验证推测，需要注意病毒是寄生在宿主细胞中的，所以要先标记宿主细胞；依据表中信息可以看出不需要标记全部核苷酸，只需要标记T或U即可。答案：(1)DNA通常DNA是双链而RNA是单链，DNA结构比RNA更稳定，不易发生变异(2)五碳糖是脱氧核糖或含碱基T五碳糖是核糖或含碱基U(3)不需要如果对各种核苷酸都进行标记，则该病毒的核酸无论是DNA还是RNA，在病毒中均能检测到放射性12．DNA指纹技术正发挥着越