1、第6讲遗传的分子基础一、单项选择题1.(2019湖南岳阳质检)下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图,有关叙述正确的是()A.被标记的噬菌体是直接接种在含有35S的培养基中获得的B.培养时间过长会影响上清液中放射性物质的含量C.培养时间过短会影响上清液中放射性物质的含量D.搅拌不充分会影响上清液中放射性物质的含量答案D病毒必须寄生在活细胞中,不能用培养基直接培养,A错误;培养时间的长短会影响32P标记的实验结果,不影响35S标记的实验结果,因此B、C错误;搅拌不充分会使部分噬菌体的蛋白质外壳吸附在细菌表面,使沉淀物中有少量放射性,D正确。2.(2019山东日照阶段考试)科学家在人体快速分
2、裂的活细胞(如癌细胞)中发现了DNA的四螺旋结构。形成该结构的DNA单链中富含G,每4个G之间通过氢键等形成一个正方形的“G-4平面”,继而形成立体的“G-四联体螺旋结构”(如图)。下列叙述正确的是()该结构是沃森和克里克首次发现的该结构由一条脱氧核苷酸链形成用DNA解旋酶可打开该结构中的氢键该结构中(A+G)/(T+C)的值与DNA双螺旋中的值相等A.B.C.D.答案B材料不能体现“G-四联体螺旋结构”是沃森和克里克首次发现的,错误;由图中实线可知,该结构由一条脱氧核苷酸链形成,正确;DNA解旋酶能打开碱基对之间的氢键,因此用DNA解旋酶可打开该结构中的氢键,正确;DNA双螺旋中(A+G)/
3、(T+C)的值始终等于1,而该结构是DNA单链且富含G,故(A+G)/(T+C)的值不一定等于1,因此该结构中(A+G)/(T+C)的值与DNA双螺旋中的值不一定相等,错误,故选B。3.(2019四川成都模拟)BrdU能替代T与A配对而进入新合成的DNA链,植物根尖分生组织放在含有BrdU的培养基中分别培养到第一、第二个细胞周期的中期。下列有关说法中,不正确的是()A.1条染色体形成2条染色单体的同时,DNA也完成了复制B.1个DNA复制2次所产生的DNA分别位于4条染色单体上C.第一个细胞周期的中期,每条染色体均有1个DNA的2条脱氧核苷酸链都含BrdUD.第二个细胞周期的中期,每条染色体均
4、有1个DNA的1条脱氧核苷酸链含BrdU答案C1条染色体形成2条染色单体的同时,DNA也完成了复制,A正确;1个DNA复制2次所产生的DNA分别位于4条染色单体上,B正确;第一个细胞周期的中期,DNA分子只复制一次,根据DNA分子半保留复制特点,每条染色体均有1个DNA分子的1条脱氧核苷酸链含BrdU,C错误;第二个细胞周期的中期,DNA分子进行了2次半保留复制,每条染色体均有1个DNA的1条脱氧核苷酸链含BrdU,D正确。4.(2019湖南长沙模拟)如图中甲丙表示物质部分片段或链,其中完整的乙中含有500个碱基,、表示遗传信息的传递过程。下列说法正确的是()A.过程的模板链是甲的a链,在DN
5、A聚合酶的作用下合成乙B.若甲的a链中(G+T)/(A+C)=2/3,则其b链中(G+T)/(A+C)=2/3C.若乙中C占26%、G占32%,则甲中胸腺嘧啶的比例是21%D.此DNA片段连续复制两次,需要消耗的胞嘧啶脱氧核苷酸数量是700个答案C根据乙可知,过程的模板链是甲的a链,在RNA聚合酶的作用下合成乙,A错误;DNA分子双链之间碱基互补配对,即a链中A=b链中T,a链中C=b链中G,以此类推,若甲的a链中(G+T)/(A+C)=2/3,则其b链中(G+T)/(A+C)=3/2,B错误;若乙中C占26%、G占32%,则DNA分子中的模板链中的G占26%,C占32%,则DNA分子中G+C
6、=58%,A+T=42%,因此其中胸腺嘧啶的比例是21%,C正确;由于题干未给DNA中碱基比例,不知道DNA分子中胞嘧啶的数量,故无法计算此DNA片段连续复制两次,需要消耗的胞嘧啶脱氧核苷酸数量是多少,D错误。5.(2019广东揭阳二模)在全部遗传密码被破译之后,克里克提出一个假说,认为有的tRNA的反密码子第3位碱基与密码子第3位碱基之间的互补配对是不严格的。下列事实不能支持上述假说的是()A.细胞中的tRNA种类远少于61种B.某tRNA的反密码子第三位碱基是U,密码子与之配对的碱基是A或GC.UAA、UAG和UGA是终止密码子,细胞中没有能识别它们的tRNAD.某tRNA的反密码子第三位
7、碱基是次黄嘌呤,与C、U和A均可配对答案C细胞中的tRNA种类远少于61种,这支持题述假说,A正确;某tRNA的反密码子第三位碱基是U,密码子与之配对的碱基是A或G,这支持假说,B正确;终止密码子不编码氨基酸,因此没有识别它们的tRNA,这一事实不能支持假说,C错误;某tRNA的反密码子第三位碱基是次黄嘌呤,与C、U和A均可配对,这支持假说,D正确。6.(2019湖南长沙三模)2018年,我国科学家将酿酒酵母细胞的16条染色体重新设计并人工合成为1条染色体,这1条染色体就可执行16条染色体的功能。下列有关叙述错误的是()A.仅带有这条染色体的酵母细胞在自然环境中可能竞争不过野生酵母细胞B.合并
8、过程中,应用基因编辑技术敲除了16条染色体上的15个着丝粒C.可用这条染色体替换酵母细胞原有的染色体来研究染色体的功能D.仅带有这条染色体的酵母细胞中,该染色体只能转录出1条超长的mRNA答案D含有1条染色体的酵母细胞不能进行正常的减数分裂产生配子,故其无法进行有性生殖,因此其在自然环境中可能竞争不过野生酵母细胞,A正确;将16条染色体合并成1条染色体的过程中,应用基因编辑技术敲除16条染色体上的15个着丝粒,B正确;根据题意分析,这1条染色体由酵母细胞的16条染色体组成,可执行16条染色体的功能,因此可用这条染色体替换酵母细胞原有的染色体来研究染色体的功能,C正确;这条染色体含有很多个基因,
9、可以转录出多条mRNA,而不是1条超长的mRNA,D错误。7.(2019江西南昌二中考试)科研人员从肿瘤细胞中发现了蛋白S,为了研究其功能做了如下实验:将DNA模板和RNA聚合酶混合一段时间后加入原料,其中鸟嘌呤核糖核苷酸用32P标记,一起培育一段时间后加入肝素(可以与RNA聚合酶结合),然后加入蛋白S,结果如图所示。下列叙述不正确的是()A.对照组应加入不含蛋白S的缓冲液B.加入肝素后没有新的mRNA合成C.曲线反映的是模板DNA的复制过程D.蛋白S能解除肝素抑制转录的作用答案C根据对照实验的基本原则,无关变量应保持相同且适宜,实验组加入了蛋白S即含有蛋白S的缓冲液,对照组应加入不含有蛋白S
10、的缓冲液,A正确;据题意“将DNA模板和RNA聚合酶混合一段时间后加入原料,其中鸟嘌呤核糖核苷酸用32P标记”,结合题图,实验开始一段时间内(1分钟之前)产物放射性增加,说明曲线反映的是模板DNA的转录过程,加入肝素后,产物中含32P的放射性强度不再增加,说明肝素能抑制转录过程,因此没有新的mRNA的合成,B正确,C错误;据图可知,加入肝素一段时间后再加入蛋白S,产物放射性很高,未加入蛋白S的对照组中,产物放射性几乎不发生变化,说明蛋白S能解除肝素抑制转录的作用,D正确。8.(2019福建南平质检)下列关于基因对性状的控制作用的叙述,错误的是()A.白化病患者缺乏酪氨酸酶,体现了基因通过控制酶
11、的合成间接控制生物性状B.同一株水毛茛在空气和水中的叶形不同,体现了性状由基因决定,受环境影响C.原发性高血压与多对基因表达产物有关,体现了基因与基因共同作用控制性状D.抗生素阻止细菌内tRNA和mRNA的结合,体现了基因产物通过影响转录而影响性状答案D白化病患者由于缺乏酪氨酸酶影响了黑色素的合成,而导致性状发生改变,体现了基因通过控制酶的合成间接控制生物性状,A正确;同一株水毛茛的细胞内遗传物质相同,但是在空气和水中的叶形不同,体现了性状由基因决定,受环境影响,B正确;原发性高血压与多对基因表达产物有关,因此该性状体现了基因与基因共同作用控制性状,C正确;抗生素阻止细菌内tRNA和mRNA的
12、结合,从而会影响翻译的过程,D错误。二、不定项选择题9.某基因(14N)含有3 000个碱基,腺嘌呤占35%。若该DNA分子用15N同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次。将全部复制产物进行密度梯度离心,得到如图1所示结果;如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心,则得到如图2所示结果。下列有关分析错误的是()A.X层全部是仅含14N的基因B.W层中含15N标记的胞嘧啶3 150个C.X层中含有的氢键数是Y层的1/4D.W层与Z层的核苷酸数之比为14答案ACDDNA的复制方式为半保留复制,故复制3次,DNA总数是8个,其中含有14N的DNA为2个(每个DNA均为一条14N链,一条15N
13、链),其余6个均为15N的DNA(两条链均为15N)。因为14N/15N的DNA密度比15N/15N的DNA密度小,故X层应该为14N/15N的DNA,Y层为15N/15N的DNA,A错误;一个DNA中含有3 000个碱基,腺嘌呤占35%,那么胞嘧啶占15%,故胞嘧啶的碱基数为450个。复制3次一共得到8个DNA,这样需要的胞嘧啶数为4507=3 150个,B正确;复制得到的DNA所含有的碱基数都是相同的,那么氢键数也应该是相同的,X层有2个DNA,Y层有6个DNA,这样它们的氢键数之比即为DNA数之比,即X层中含有的氢键数Y层中含有的氢键数=13,X层中含有的氢键数是Y层的1/3,C错误;复
14、制后的8个DNA一共含有16条链,其中含有14N的链有2条(分布在Z层),含有15N的链有14条(分布在W层),因为该基因含有3 000个碱基,故每条链的核苷酸数为1 500个,这样Z层的核苷酸数为1 5002=3 000个,W层的核苷酸数为1 50014=21 000个,故W层与Z层的核苷酸数之比为71。10.研究发现,神经退行性疾病与神经元中形成的R-loop结构有关。R-loop结构是一种三链RNADNA杂合片段,由于新产生的mRNA与DNA模板链形成了稳定的杂合链,导致该片段中DNA模板链的互补链只能以单链状态存在。下列叙述错误的是()A.R-loop结构中的碱基与五碳糖通过氢键连接B
15、.R-loop结构中嘌呤碱基总数一定等于嘧啶碱基总数C.R-loop结构中的DNA单链也可转录形成mRNAD.R-loop结构的形成会影响遗传信息的转录和翻译答案ABCR-loop结构中的碱基与五碳糖不是通过氢键连接的,A错误;R-loop结构是一种三链RNADNA杂合片段,其中杂合链中的嘌呤碱基总数一定等于嘧啶碱基总数,但DNA模板链的互补链中嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数不一定相等,因此R-loop结构中嘌呤碱基总数不一定等于嘧啶碱基总数,B错误;R-loop结构中的DNA单链为模板链的互补链,不能转录形成mRNA,C错误;根据题干信息可知,R-loop结构的形成会影响遗传信息的转录和翻译,D
16、正确。11.如图是某双链DNA病毒在实验小鼠体内产生子代病毒的过程示意图。下列相关叙述错误的是()A.过程中核糖体沿着mRNA移动B.该病毒DNA复制的方式为半保留复制C.过程中碱基配对方式完全相同D.可以用培养大肠杆菌的培养基培养该病毒答案BCD过程为翻译,该过程中核糖体沿着模板mRNA移动,A正确。从题图中可以看出,该病毒DNA的合成过程是:先以病毒的DNA为模板转录成RNA,然后以RNA为模板通过逆转录过程形成DNA,B错误。根据题图中遗传信息的传递方向可知,图中过程中碱基配对方式不完全相同,C错误。由于病毒营寄生生活,所以不能用培养大肠杆菌的培养基培养该病毒,D错误。12.(2019湖
17、南长沙调研)HIV是逆转录病毒,科学家发现人体中的A3G蛋白具有抑制HIV增殖的能力,具体抑制流程如图所示。下列叙述正确的是()A.A3G双聚体蛋白阻止转录酶移动,病毒的增殖受阻B.A3G单体蛋白在扫描过程中会形成A3G双聚体蛋白C.流程1中HIV遗传物质可能发生TU的变化D.流程2中以核糖核苷酸为原料,合成单链RNA片段答案B依题意并分析图示可知:A3G双聚体蛋白阻止逆转录酶移动,导致病毒的增殖受阻,A错误;题图显示,A3G单体蛋白在扫描过程中会形成A3G双聚体蛋白,B正确;HIV的遗传物质是RNA,RNA中不可能出现T,C错误;流程2为逆转录过程,以脱氧核苷酸为原料,合成DNA单链,D错误
18、。三、非选择题13.(2019山东师大附中二模)1952年,赫尔希和蔡斯用同位素标记法研究了T2噬菌体的DNA和蛋白质在侵染大肠杆菌过程中的功能。图甲表示T2噬菌体某些基因表达的部分过程。图乙为图甲中“”部分的放大。请回答:(1)图甲中的RNA聚合酶是在(填“大肠杆菌”或“T2噬菌体”)的核糖体上合成的,分子通常(填“相同”或“不同”),分子结构(填“相同”或“不同”)。(2)图乙中各物质或结构含有核糖的有,图乙所示过程中,碱基互补配对方式与图甲中的形成过程(填“完全相同”“不完全相同”或“完全不同”)。(3)若用32P和35S共同标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,则子代T2噬菌体的标记
19、情况是。答案(1)大肠杆菌不同相同(2)mRNA、tRNA、核糖体不完全相同(3)有少数子代T2噬菌体被32P标记解析(1)不同基因转录出的mRNA()通常不同,以一条mRNA为模板合成的多肽()结构相同。(2)图乙表示翻译过程,其中含有核糖的有mRNA、tRNA、核糖体,转录和翻译过程中都有GC和AU配对,但前者具有TA配对,后者具有UA配对。(3)用32P(标记DNA)和35S(标记蛋白质)共同标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,由于T2噬菌体的蛋白质未进入大肠杆菌,所以子代T2噬菌体均不含有35S;由于DNA分子的半保留复制,只有少数子代T2噬菌体被32P标记。14.(2019山东济
20、南模拟)如图表示线粒体蛋白的定向转运过程。请据图回答问题:(1)线粒体外膜的主要成分是。光学显微镜下观察线粒体可用染液进行染色。(2)在连续分裂的细胞中,过程发生在期。所需的原料是,原料、ATP和酶等物质从细胞质进入细胞核。过程的场所是。(3)M蛋白经TOM复合体转运,最终结合到上,据此推断,M蛋白可能与有氧呼吸第阶段关系密切。(4)用某种抑制性药物处理细胞后,发现细胞质基质中的T蛋白明显增多,推测该药物最可能抑制了(填图中编号)过程。答案(1)磷脂和蛋白质健那绿(2)间核糖核苷酸RNA聚合核糖体(3)线粒体内膜三(4)解析分析题图,表示核DNA转录形成RNA的过程;表示RNA通过核孔进入细胞
21、质的过程;表示翻译形成T蛋白的过程;是T蛋白和线粒体外膜上的载体蛋白结合,形成TOM复合体的过程;表示在TOM复合体的协助下,M蛋白可进入线粒体内,并嵌合在线粒体内膜上的过程。(1)线粒体外膜属于一种生物膜,主要成分是蛋白质和磷脂;健那绿可将活细胞中的线粒体染色。(2)连续分裂的细胞进行的是有丝分裂,根据以上分析可知,过程表示转录,在连续分裂的细胞中发生在有丝分裂间期,需要的原料是核糖核苷酸,还需要RNA聚合酶的催化。过程是翻译,场所是核糖体。(3)根据以上分析可知,M蛋白最终结合到了线粒体内膜上,而线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,因此M蛋白可能与有氧呼吸第三阶段关系密切。(4)用某种抑制性药物处理细胞后,发现细胞质基质中的T蛋白明显增多,可能是TOM复合体的形成出现了问题,即该药物最可能抑制了过程。
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