專題能力訓練七遺傳的分子基礎一、判斷題1.加熱殺死的S型細菌和R型活細菌混合注射到小鼠體內,一段時間后小鼠會死亡,從小鼠尸體中提取到的細菌全部是S型細菌。()2.格里菲思用肺炎雙球菌在小鼠身上的實驗沒有證明哪一種物質是遺傳物質。()3.在生命科學發展過程中,證明DNA是遺傳物質的實驗是肺炎雙球菌體外轉化實驗和T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗。()4.豌豆細胞內既有DNA,也有RNA,但只有DNA是豌豆的遺傳物質。()5.噬菌體侵染細菌的實驗中分別用32P和35S標記不同的噬菌體。()6.用35S標記的噬菌體侵染細菌后,上清液中放射性很高,沉淀物中放射性很低。()7.線粒體中的DNA能控制某些蛋白質的合成。()8.DNA分子一條鏈上相鄰的兩個堿基通過“脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖”間接相連。()9.含有G、C堿基對比較多的DNA分子對具有較高的熱穩定性。()10.一個DNA分子復制n次,不含親代鏈的子代DNA分子數為(2n-2)個。()11.真核生物的核基因必須在mRNA形成之后才能翻譯蛋白質的合理解釋,是真核生物的mRNA必須通過核孔進入細胞質后才能進行翻譯。()12.噬菌體增殖過程中所需的氨基酸、核苷酸、酶、能量、核糖體全部來自細菌。()13.決定氨基酸的密碼子有64種,反密碼子位于tRNA上,tRNA也有64種。()14.真核細胞通過轉錄合成RNA,原核細胞和某些病毒通過逆轉錄合成DNA。()15.基因可通過控制酶的合成來控制代謝過程,進而控制生物體的性狀。()16.基因可通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。()17.一個性狀可以由多個基因控制。()18.細菌的一個基因轉錄時兩條DNA鏈可同時作為模板,提高轉錄效率。()19.將人的一個精原細胞的DNA用15N標記,然后放在含14N的培養基上培養,通過減數第一次分裂形成兩個次級精母細胞,則一個次級精母細胞的染色體含15N,另一個次級精母細胞的染色體只含14N。()答案:1.×2.√3.√4.√5.√6.√7.√8.√9.√10.√11.√12.√13.×14.×15.√16.√17.√18.×19.×二、選擇題1.(2019河北武邑中學期中)某校生物研究性學習小組模擬赫爾希和蔡斯做了噬菌體侵染細菌的實驗,過程如下圖所示。下列有關分析正確的是()A.理論上,b和c中不應具有放射性B.實驗中b含少量放射性與①過程中培養時間的長短有關C.實驗中c含有放射性與④過程中攪拌不充分有關D.實驗結果是a、d中有少量的放射性,b、c中有大量的放射性答案:A解析:實驗1中,35S標記的是噬菌體的蛋白質外殼,所以離心后,理論上沉淀物b中不應具有放射性;實驗2中,32P標記噬菌體的DNA,DNA進入大腸桿菌體內,分布在沉淀物d中,因此上清液c中不含有放射性,A項正確。攪拌的目的是將噬菌體的蛋白質外殼和大腸桿菌分開,若攪拌不充分,則會導致部分噬菌體蛋白質外殼吸附在大腸桿菌上,并隨大腸桿菌離心到沉淀物中,使沉淀物中含有放射性,B項錯誤。實驗2中,由于噬菌體外殼沒有放射性,因此攪拌不充分,上清液也不會含有放射性,c含有放射性的原因可能是侵染時間過長,大腸桿菌裂解,C項錯誤。實驗結果是b、c中有少量的放射性,a、d中有大量的放射性,D項錯誤。2.(2017全國Ⅱ理綜)在證明DNA是遺傳物質的過程中,T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗發揮了重要作用。下列與該噬菌體相關的敘述,正確的是()A.T2噬菌體也可以在肺炎雙球菌中復制和增殖B.T2噬菌體病毒顆粒內可以合成mRNA和蛋白質C.培養基中的32P經宿主攝取后可出現在T2噬菌體的核酸中D.人類免疫缺陷病毒與T2噬菌體的核酸類型和增殖過程相同答案:C解析:T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內的病毒,A項錯誤。T2噬菌體mRNA和蛋白質的合成都是在宿主細胞大腸桿菌中進行的,B項錯誤。T2噬菌體侵染大腸桿菌后,會利用大腸桿菌體內的物質合成自身的組成成分,用含有32P的培養基培養大腸桿菌,再用這種大腸桿菌培養T2噬菌體,能得到DNA含有32P標記的T2噬菌體,即培養基中的32P經宿主攝取后可出現在T2噬菌體的核酸中,C項正確。人類免疫缺陷病毒的遺傳物質為RNA,T2噬菌體的遺傳物質為DNA,它們的核酸類型和增殖過程不同,D項錯誤。3.下圖為雙鏈DNA分子的片段,下列有關說法錯誤的是()A.1為鳥嘌呤脫氧核苷酸,是構成DNA的基本單位之一B.2為氫鍵,該DNA分子片段中共含有8個氫鍵C.復制時甲、乙兩鏈均為模板鏈,轉錄時只能以其中一條鏈為模板D.將未經15N標記的DNA放在15N標記的原料中復制2次,離心后離心管中只出現中帶和重帶答案:A解析:由圖可知,1包括某一鳥嘌呤脫氧核苷酸中的脫氧核糖和鳥嘌呤以及另一個腺嘌呤脫氧核苷酸中的磷酸,所以1不是鳥嘌呤脫氧核苷酸,A項錯誤。2為氫鍵,A與T之間有2個氫鍵,G與C之間有3個氫鍵,因此該DNA分子片段中共含有8個氫鍵,B項正確。復制時,DNA的兩條鏈均為模板鏈,轉錄時只能以其中一條鏈為模板,C項正確。由于DNA復制具有半保留復制的特點,一個未經15N標記的DNA分子在15N標記的原料中復制2次而形成的4個子代DNA分子中,有2個DNA分子兩條鏈均被15N標記,2個DNA分子只有一條鏈被15N標記,因此離心管中只會出現中帶和重帶,D項正確。4.H2O2能將鳥嘌呤(G)氧化損傷為8-氧-7-氫脫氧鳥嘌呤(8-oxodG),8-oxodG與A互補配對。若DNA片段(—TCTCGAA.一半分子堿基序列保持不變B.一半分子含有8-oxodGC.全部分子G—C堿基對減少D.全部分子A—T堿基對增多答案:D解析:DNA復制是半保留復制,由題意分析可知,如果是DNA一條鏈中的2個G發生損傷,形成的DNA分子中應有一半是正常的,一半是變化的,即一半分子堿基序列保持不變,一半分子變化后含有8-oxodG,A、B兩項正確。因為G損傷后與A配對,如果是這2個G的損傷分別在2條鏈中,那么在復制形成的全部分子中,G—C堿基對含量都會減少,在復制形成的4個DNA分子中,最多有2個A—T堿基對增多,C項正確,D項錯誤。5.某基因(14N)含有3000個堿基,腺嘌呤占35%。若該DNA分子以15N同位素標記的4種游離脫氧核苷酸為原料復制3次,然后將全部復制產物進行密度梯度離心,得到如圖1所示結果;如果向全部復制產物中加入解旋酶處理后再離心,則得到如圖2所示結果。下列有關分析正確的是()A.X層全部是僅含14N的基因B.W層中含15N標記的胞嘧啶3150個C.X層中含有的氫鍵數是Y層的1/4D.W層與Z層的核苷酸數之比為1∶4答案:B解析:DNA是半保留復制,故復制3次后DNA總數是8個,其中含有14N的DNA為2個(每個DNA均為一條14N鏈,一條15N鏈),其余6個均為只含15N的DNA(兩條鏈均為15N)。因為14N15N的DNA密度比15N15N的DNA密度小,故X層應該為14N15N的DNA,Y層為15N15N的DNA,A項錯誤。一個DNA中含有3000個堿基,腺嘌呤占35%,那么胞嘧啶占15%,故胞嘧啶的堿基數為450個。復制3次一共得到8個DNA,需要的胞嘧啶數為450×7=3150(個),B項正確。復制得到的DNA所含有的堿基數都是相同的,那么氫鍵數也應該是相同的,X層有2個DNA,Y層有6個DNA,這樣它們的氫鍵數之比即為DNA數之比,即X層中含有的氫鍵數∶Y層中含有的氫鍵數=1∶3,故X層中含有的氫鍵數是Y層的1/3,C項錯誤。復制后的8個DNA一共含有16條鏈,其中含14N的鏈是2條(分布在Z層),含15N的鏈是14條(分布在W層),因為該基因含有3000個堿基,故每條鏈的核苷酸數為1500,這樣Z層的核苷酸數為1500×2=3000(個),W層的核苷酸數為1500×14=21000(個),故W層與Z層的核苷酸數之比為7∶1,D項錯誤。6.(2019湖北荊門四校六月模擬)研究發現,多數真核生物基因中編碼蛋白質的序列被一些不編碼蛋白質的序列隔開,這些不編碼蛋白質的序列稱為內含子。這類基因經轉錄、加工后形成的成熟mRNA中只含有編碼蛋白質序列的信息。下列有關說法錯誤的是()A.真核生物基因中,兩條單鏈中(A+T)/(G+C)的比值相等B.成熟mRNA中不含內含子對應的序列,說明內含子不會轉錄C.基因中的模板鏈與其成熟mRNA雜交可以檢測基因中是否存在內含子D.真核生物基因中內含子部位發生堿基對的替換往往不會導致性狀改變答案:B解析:真核生物的基因中,兩條DNA單鏈中(A+T)/(G+C)的比值相等,且與雙鏈DNA中(A+T)/(G+C)的比值相等,A項正確。成熟mRNA中不含非編碼區和內含子對應的序列,是因為非編碼區和內含子轉錄形成的序列被切除,B項錯誤。基因中的模板鏈與其成熟mRNA雜交,通過觀察兩者之間堿基是否完全配對可檢測基因中是否存在內含子部分,C項正確。真核生物基因中的內含子部位發生堿基對的替換、增添、缺失等現象往往不會導致生物的性狀改變,因為成熟mRNA中不含有基因的內含子對應的序列,D項正確。7.反義RNA是指與mRNA或其他RNA互補的小分子RNA,其與特定基因的mRNA互補結合,可阻斷該基因的表達。研究發現,抑癌基因的一個鄰近基因能指導合成反義RNA,其作用機理如下圖所示。下列有關敘述錯誤的是()A.將該反義RNA導入正常細胞,可能導致正常細胞癌變B.反義RNA不能與DNA互補配對C.能夠抑制該反義RNA形成的藥物有助于預防癌癥的發生D.該反義RNA的堿基序列與抑癌基因轉錄的mRNA的堿基序列互補答案:B解析:將該反義RNA導入正常細胞,可能導致抑癌基因不能正常表達,使其不能阻止細胞的不正常分裂,因此可能導致正常細胞癌變,而能夠抑制該反義RNA形成的藥物有助于預防癌癥的發生,A、C兩項正確。反義RNA能與DNA中一條單鏈互補配對,B項錯誤。由圖可知,該反義RNA的堿基序列與抑癌基因轉錄的mRNA的堿基序列互補,形成雜交雙鏈RNA,D項正確。8.CRISPR/Cas9基因編輯技術可簡單、準確地進行基因定點編輯,其原理是由一條單鏈向導RNA引導核酸內切酶Cas9到一個特定的基因位點進行切割,通過設計向導RNA中20個堿基的識別序列,可人為選擇DNA上的目標位點進行切割(見下圖)。下列相關敘述錯誤的是()A.Cas9蛋白由相應基因指導在核糖體上合成B.向導RNA中的雙鏈區遵循堿基配對原則C.向導RNA可在逆轉錄酶催化下合成D.若α鏈剪切位點附近序列為……TCCAGAATC……,則相應的識別序列為……UCCAGAAUC……答案:C解析:逆轉錄酶催化以RNA為模板合成DNA的過程,C項錯誤。9.下圖為人體內基因對性狀的控制過程,下列敘述正確的是()A.基因1和基因2可出現在人體內的同一個細胞中B.圖中①過程需RNA聚合酶的催化,②過程需tRNA的催化C.⑥⑦過程的結果存在差異的根本原因是血紅蛋白結構的不同D.①②③過程表明基因通過控制酶的合成來控制生物體的所有性狀答案:A解析:人體的所有體細胞均來自受精卵的有絲分裂,因此,細胞核中的遺傳信息相同,A項正確。①②過程分別為轉錄和翻譯過程,需要相應的酶來催化,但tRNA不具有催化的作用,B項錯誤。⑥⑦過程的結果存在差異的根本原因是基因突變后,遺傳物質發生變化,即DNA不同,C項錯誤。基因對性狀的控制有兩種途徑:基因通過控制酶的合成來控制代謝過程,進而控制生物體的性狀,如①②③;基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀,如④⑤⑥,D項錯誤。三、非選擇題10.請利用所給的含有大腸桿菌生長所需各種營養成分的培養基(分別含32P標記的脫氧核苷酸和35S標記的氨基酸)、大腸桿菌菌液、T2噬菌體進行實驗,證明DNA是遺傳物質。實驗過程如下。步驟一,分別取等量含32P標記的脫氧核苷酸和含35S標記的氨基酸的培養基裝入兩個相同培養皿中,并分別編號為甲、乙;步驟二,在兩個培養皿中加入,在適宜條件下培養一段時間;

步驟三,放入,培養一段時間,分別獲得和標記的噬菌體;

步驟四,用上述噬菌體分別侵染的大腸桿菌,經短時間保溫后,用攪拌器攪拌并放入離心管內離心;

步驟五,檢測放射性同位素存在的主要位置。預測實驗結果:(1)在甲培養皿中獲得的噬菌體侵染大腸桿菌,攪拌、離心后結果如圖;

(2)在乙培養皿中獲得的噬菌體侵染大腸桿菌,攪拌、離心后結果如圖。

答案:等量的大腸桿菌菌液等量的T2噬菌體32P35S未被標記(1)B(2)A解析:本實驗首先應關注的是噬菌體為DNA病毒,營寄生生活,不能直接在培養皿中培養,所以需將大腸桿菌放入含放射性物質的培養基中培養,然后再通過噬菌體侵染含放射性的大腸桿菌,使噬菌體被放射性元素標記。由題干可知,甲培養皿中含用32P標記的脫氧核苷酸,乙培養皿中含用35S標記的氨基酸。因而通過上述過程,甲、乙培養皿中最終得到的噬菌體分別含有32P、35S。用上述噬菌體分別侵染未被標記的大腸桿菌,然后攪拌、離心,依據噬菌體在侵染大腸桿菌的過程中只有DNA進入,而蛋白質外殼留在大腸桿菌外面的特點,在甲培養皿中獲得的噬菌體侵染大腸桿菌,攪拌、離心后結果如B圖,在乙培養皿中獲得的噬菌體侵染大腸桿菌,攪拌、離心后結果如A圖。11.下圖表示真核細胞內合成某種分泌蛋白過程中由DNA到蛋白質的信息流動過程,①②③④表示相關過程。請據圖回答下列問題。(1)①過程發生在期,催化②過程的酶是。

(2)已知甲硫