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11.4.7遗传的分子基础一、选择题1．(2018·广州模拟)用32P或35S标记T2噬菌体并分别与无标记的细菌混合培养，保温一定时间后经搅拌、离心得到上清液和沉淀物，并测量放射性。对此实验的叙述，不正确的是()A．实验目的是研究遗传物质是DNA还是蛋白质B．保温时间过长会使32P标记组上清液的放射性偏低C．搅拌不充分会使35S标记组沉淀物的放射性偏高D．实验所获得的子代噬菌体不含35S，而部分可含有32P答案：B2．下列有关DNA分子的叙述中，正确的是()A．图中连接鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)之间的化学键⑤是肽键B．A链、B链的方向相反，且含有2个游离的磷酸基团C．遗传信息是指图中①和②交替排列的顺序D．将图示DNA分子(含14N)置于15N培养液中复制3次后，含14N的DNA分子占1/8答案：B3.如图是细胞内某些重要物质的合成过程，该过程发生在()A．真核细胞内，并且DNA－RNA杂交区域中A应与T配对B．原核细胞内，RNA聚合酶促使核糖体在mRNA上移动以便合成肽链C．原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译D．真核细胞内，mRNA翻译只能得到一条肽链答案：C4．克里克研究发现在反密码子与密码子的配对中，前两对碱基严格遵循碱基互补配对原则，2第三对有一定自由度，配对情况如下表，下列叙述错误的是()反密码子第三个碱基UGAC密码子的第三个碱基A或GU或CUGA.与密码子ACG配对的反密码子有UGC和UGUB．决定氨基酸的密码子有61种，反密码子可能少于61种C．反密码子与密码子的配对严格遵循U与A配对，G与C配对D．决定氨基酸的密码子的一个碱基改变，反密码子和氨基酸不一定改变解析：分析题表可知，与密码子ACG配对的反密码子有UGC和UGU，A正确；这种配对使得反密码子可能少于61种，B正确、C错误；由于密码子与反密码子并不严格互补配对，因此可以减少因基因突变而导致的蛋白质结构改变，D正确。答案：C5．将牛催乳素基因用32P标记后导入小鼠乳腺细胞，选取仅有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养。下列叙述错误的是()A．小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸B．该基因转录时，遗传信息通过模板链传递给mRNAC．连续分裂n次后，子细胞中32P标记的细胞占1/2(n＋1)D．该基因翻译时所需的tRNA与氨基酸种类数不一定相等解析：小鼠乳腺细胞中核酸有DNA和RNA两种，含有A、G、C、T、U5种碱基，4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸共8种核苷酸，A正确；转录时只以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成mRNA，B正确；细胞分裂n次获得2n个子细胞，含32P的母链只有2条，因此只有2个子细胞含有32P，其所占比例是2/2n＝1/2(n－1)，C错误；某种氨基酸的密码子可能有多个，因此翻译时同一氨基酸可能由不同的tRNA来转运，D正确。答案：C6．B基因在人肝脏细胞中的表达产物是含100个氨基酸的B－100蛋白，而在小肠细胞中的表达产物是由前48个氨基酸构成的B－48蛋白。研究发现，小肠细胞中B基因转录出的mRNA靠近中间位置某一CAA密码子上的C被编辑成了U。以下判断错误的是()A．小肠细胞中编辑后的mRNA第49位密码子是终止密码B．B－100蛋白前48个氨基酸序列与B－48蛋白相同C．B－100蛋白和B－48蛋白的空间结构不同D．肝脏和小肠细胞中的B基因结构有差异解析：小肠细胞中B基因转录出的mRNA靠近中间位置某一CAA密码子上的C被编辑成了U，导致构成B－48蛋白，则第49位密码子是终止密码，A正确；B－100蛋白前48个氨基酸序列与B－48蛋白相同，B正确；B－100蛋白和B－48蛋白由于氨基酸数量不同，空间结构也不同，C正确；同一个体不同的体细胞都来源于同一个受精卵的有丝分裂，DNA都相同，所3以肝脏和小肠细胞中B基因结构没有差异，D错误。答案：D7．(2019·成都模拟)在生物体内，控制tRNA合成的基因经过转录生成tRNA前体，tRNA前体经过核糖核酸酶P的剪切加工才能成为成熟的tRNA。据此分析，核糖核酸酶P()A．能够催化tRNA基因的转录B．通过破坏氢键剪切前体RNAC．可能存在于细胞核或某些细胞器中D．可对双链DNA分子进行剪切和加工解析：核糖核酸酶P能对tRNA前体进行剪切加工，不能催化转录过程，催化转录过程的酶是RNA聚合酶，A错误；核糖核酸酶P能对tRNA前体进行剪切加工，其破坏的是磷酸二酯键，不是氢键，B错误；tRNA主要在细胞核中形成，此外线粒体和叶绿体中也能形成，因此对tRNA前体进行加工的核糖核酸酶P可能存在于细胞核或某些细胞器中，C正确；酶具有专一性，核糖核酸酶P不能对双链DNA分子进行剪切和加工，D错误。答案：C8．(2019·河南一模)弹状病毒为单股负链RNA(记作“－RNA”)病毒。除RNA外，弹状病毒还有RNA依赖性RNA聚合酶等蛋白质成分。如图是该病毒侵染宿主细胞并增殖的部分过程。下列相关叙述正确的是()A．该病毒遗传信息的传递方向可表示为RNA→DNA→RNA→蛋白质B．①过程的原料是宿主细胞提供的脱氧核苷酸C．该病毒仅有核糖体这一种细胞器能合成病毒蛋白D．弹状病毒侵入宿主细胞与宿主细胞膜上的特异性蛋白有关解析：该病毒遗传信息的传递方向可表示为－RNA→＋RNA→蛋白质，A错误；①过程的原料是宿主细胞提供的核糖核苷酸，B错误；病毒无细胞器等细胞结构，C错误；弹状病毒侵入宿主细胞与宿主细胞膜上的特异性蛋白有关，D正确。答案：D二、非选择题9．(2018·四川绵阳二模)如图为人体某致病基因控制异常蛋白质合成的过程示意图。请回答：4(1)图中过程①是________________，此过程既需要__________________作为原料，还需要能与基因启动子结合的________________酶进行催化。(2)若图中异常多肽链中有一段氨基酸序列为“…丝氨酸…谷氨酸…”，携带丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、CUU，则物质a中模板链碱基序列为__________。(3)图中所揭示的基因控制性状的方式是__________________________________________________________________________________________________。(4)致病基因与正常基因是一对____________。若致病基因由正常基因的中间部分碱基替换而来，则两种基因所得b的长度是__________的。在细胞中由少量b就可以短时间内合成大量的蛋白质，其主要原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)过程①是转录，需要核糖核苷酸作为原料，且需要RNA聚合酶的催化。(2)tRNA上的反密码子与mRNA中密码子互补配对，由tRNA上的反密码子可推出mRNA序列为—UCUGAA—，则对应DNA模板链的碱基序列为—AGACTT—。(3)题图中显示基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。(4)致病基因由正常基因突变产生，故致病基因与正常基因是一对等位基因。碱基发生替换后数目不变，故转录形成的mRNA的长度相同。一条mRNA可结合多个核糖体，同时合成多条多肽链。答案：(1)转录核糖核苷酸RNA聚合(2)—AGACTT—(3)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状(4)等位基因相同一个mRNA分子可结合多个核糖体，同时合成多条多肽链10．(2017·湖南师大附中测试)科学家通过一系列实验证明了DNA的半保留复制机制，此后科学家便开始了有关DNA复制起点数目、方向等方面的研究。回答下列问题：5(1)DNA分子呈___________________结构，DNA复制开始时首先必须解旋，从而在复制起点位置形成复制叉(如图1)。因此，研究中可以根据复制叉的数目推测______________。(2)将不含放射性的大肠杆菌(拟核DNA呈环状)放在含有3H－胸腺嘧啶的培养基中培养，进一步证明了DNA的半保留复制。根据图2的大肠杆菌亲代环状DNA示意图，用简图表示复制一次和复制两次后形成的DNA分子。(注：以“……”表示含放射性的脱氧核苷酸链)(3)有人探究DNA的复制从一复制起点开始以后是单向进行的还是双向进行的，将不含放射性的大肠杆菌DNA放在含有3H－胸腺嘧啶的培养基中培养，给以适当的条件，让其进行复制，得到图3所示结果，这一结果说明____________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)为了研究大肠杆菌DNA复制是单起点复制还是多起点复制，用第(2)小题的方法，观察到大肠杆菌DNA复制的过程如图4所示，这一结果说明大肠杆菌细胞中DNA复制是________起点复制的。解析：(1)因DNA复制开始时首先必须解旋，从而在复制起点位置形成复制叉，所以可以根据复制叉的数目推测复制起点的数目。(2)因为DNA为半保留复制，故复制一次所得的DNA分子中，1条链带放射性标记，1条不带。第二次复制所得的DNA分子中，一半DNA分子1条链带标记，另一半DNA分子全部带标记。(3)由题图3可以看出：该DNA分子有一个复制起点，复制为双向进行。(4)由题图4可知：该DNA分子有一个复制起点，即单起点复制。答案：(1)(规则的)双螺旋复制起点的数目(2)如图所示(3)DNA复制是双向进行的(4)单11．如图1表示某核DNA的片段及其转录出的mRNA，图2框中列举了几种相关氨基酸的密码子，请回答问题：6图1图2(1)若此DNA片段共进行5次复制，则第5次复制时需要胸腺嘧啶脱氧核苷酸________个。(2)③链是以图中的________链为模板，在________的催化作用下，由4种游离的____________依次连接形成的。(3)若基因模板链中决定一个氨基酸的三个碱基CAC突变成了CAT，则控制合成的蛋白质结构__________(填“发生”或“未发生”)改变，由表格推测原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)能特异性识别mRNA上密码子的分子是__________________________________________________________________，它所携带的小分子有机物通过________反应连接形成多肽链。解析：(1)题图DNA片段中含有7个胸腺嘧啶脱氧核苷酸，第5次复制时相当于新形成24＝16(个)DNA，所以第5次复制时，需要的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是16×7＝112(个)。(2)③链和①链互补，所以①链为模板链；合成RNA需要RNA聚合酶催化，原料是4种核糖核苷酸。(3)碱基CAC对应的密码子是GUG，CAT对应的密码子是GUA，GUG对应的氨基酸是缬氨酸，GUA对应的氨基酸也是缬氨酸，所以控制合成的蛋白质结构没有发生改变。(4)tRNA能特异性地识别mRNA上的密码子，氨基酸与氨基酸之间通过脱水缩合连接在一起。答案：(1)112(2)①RNA聚合酶核糖核苷酸(3)未发生突变后该基因仍然决定缬氨酸(或突变后该基因决定的氨基酸没有改变)(4)tRNA脱水缩合