高二生物下学期暑假训练5遗传的分子基础含解析

遗传的分子基础

【2019全国II卷】在真核细胞的内质网和细胞核中能够合成的物质分别是（）

A．脂质、RNA     B．氨基酸、蛋白质    C．RNA、DNA    D．DNA、蛋白质

1．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3H标记的细菌

一段时间后搅拌和离心，以上4个实验检测到放射性的主要部位是（   ）

A．沉淀、上清液、沉淀和上清液、上清液 B．沉淀、上清液、沉淀、沉淀和上清液

C．上清液、沉淀、沉淀和上清液、沉淀 D．上清液、沉淀、沉淀和上清液、沉淀和上清液

2．下列有关双链DNA及其复制的叙述，正确的是（）

A．DNA中的每个脱氧核糖都与两个磷酸相连

B．DNA的双螺旋结构使DNA分子具有较强的稳定性

C．某一段若含有60个腺嘌呤，就一定会同时含有60个胞嘧啶

D．DNA分子复制合成的两条子链中碱基序列相同

3．某被15N标记的1个T2噬菌体（第一代）侵染未标记的大肠杆菌后，共释放出n个子代噬菌体，整个过程中共消耗a个腺嘌呤。下列叙述正确的是（）

A．子代噬菌体中含15N的个体所占比例为1/2n－1

B．可用含15N的培养液直接培养出第一代噬菌体

C．噬菌体DNA复制过程需要的模板、酶、ATP和原料都来自大肠杆菌

D．第一代噬菌体的DNA中含有a/(n－1)个胸腺嘧啶

4．在有关DNA分子的研究中常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A-Pα～Pβ～Pγ或dA-Pα～Pβ～Pγ)。下列说法错误的是（）

A．一分子dATP由三分子磷酸、一分子核糖和一分子腺嘌呤组成

B．细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的

C．用32P标记dATP的α位磷酸基团，利用其合成DNA，可将32P标记到新合成的DNA分子上

D．用32P标记细胞中染色体的DNA，一次有丝分裂后子细胞中所有染色体都有放射性

5．下列关于真核细胞中转录的叙述，正确的是（   ）

A．转录产生的mRNA碱基序列与非模板链相同

B．细胞内所有的RNA都在细胞核内合成

C．转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列

D．一个DNA分子只能转录产生一种RNA分子

6．某二倍体的基因A可编码一条含63个氨基酸的肽链，在紫外线照射下，该基因内部插入了三个连续的碱基对，突变成基因a。下列相关叙述错误的是（   ）

A．A基因转录而来的mRNA上至少有64个密码子

B．A基因突变成a后，不一定会改变生物的性状

C．基因A突变成基因a时，基因的热稳定性升高

D．突变前后编码的两条肽链，最多有2个氨基酸不同

7．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（）

A．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过程使用的酶是反转录酶

D．S基因中存在不能翻译成多肽链的片段

8．关于基因及其表达的叙述，正确的是（   ）

A．基因由两条遗传信息相同的核糖核苷酸链组成

B．基因的遗传信息储存在4种碱基对的随机排列中

C．转录时游离的核糖核苷酸定向移动到模板链相应位置

D．遗传密码的简并性在一定程度上加快了翻译的速度

9．科学家把等量的小白鼠败血症病毒(一种RNA病毒)颗粒加入到甲、乙两支试管中，其中甲试管中含有带放射性标记的脱氧核糖核苷三磷酸缓冲溶液，乙试管中含有带放射性标记的核糖核苷三磷酸缓冲溶液。一段时间后，甲试管中能检测到含有放射性的核酸，乙试管中不能检测到含有放射性的核酸。下列叙述错误的是（   ）

A．甲试管中不能检测到子代病毒

B．乙试管中无放射性核酸的合成是因为缺少能量

C．该病毒颗粒中含有与DNA合成有关的酶

D．加入RNA酶，甲试管中放射性核酸会明显减少

10．如图为某生物某基因的表达图解。其中①处为RNA聚合酶，②处为核糖体。下列相关叙述正确的是（   ）

①转录的产物RNA不需要经过加工就可以直接作为翻译的模板

②转录出的RNA链的嘌呤所占比例与对应基因中嘌呤所占比例相等

③该基因的多个部位可以同时启动转录和翻译过程，从而提高表达效率

④RNA聚合酶可解开DNA的双螺旋结构，转录过程中不需解旋酶的参与

A．①④B．③④C．②③D．①②

11．请回答下列与DNA分子的结构和复制有关的问题：

（1）DNA分子复制的时间是______________________________________，一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基靠______________________________连接。

（2）在DNA分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表A和G，用另一种长度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型粗细________，原因是____________________。

（3）DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基（P）变成了尿嘧啶，该DNA连续复制两次，得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C—G，推测“P”可能是_____________。

（4）7­乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶（C）配对而与胸腺嘧啶（T）配对。某DNA分子中腺嘌呤（A）占碱基总数的30%，其中的鸟嘌呤（G）全部被7­乙基化，该DNA分子正常复制产生两个DNA分子，其中一个DNA分子中胸腺嘧啶（T）占碱基总数的45%，另一个DNA分子中鸟嘌呤（G）所占比例为________。

（5）请你在下面框图中画出某亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物模式图。

12．阅读下列关于“遗传信息表达”的相关资料，请回答：

资料一：20世纪60年代，科学家对“遗传信息如何从DNA传递到蛋白质”这一问题展开了广泛而深入的研究。1961年，南非生物学家布伦纳、法国生物学家雅各布和美国遗传学家梅瑟生经过实验发现，用噬菌体侵染细菌，在培养基中添加含C标记的尿嘧啶，培养一段时间后，裂解细菌离心并分离出RNA与核糖体，分离出的RNA含有C标记。他们把分离得到的RNA分子分别与细菌的DNA和噬菌体的DNA杂交，发现RNA可与噬菌体的DNA形成DNA-RNA双链杂交分子，不能与细菌的DNA结合。

资料二：随着分子遗传学的发展，“DNA甲基化影响基因表达”的研究越来越受到关注。某种小鼠体内的A基因能控制蛋白X的合成，a基因不能控制蛋白X的合成。蛋白X是小鼠正常发育必需的一种蛋白质，缺乏时小鼠表现为个体较小（侏儒鼠）。A基因的表达受到A基因上游一段DNA序列（P序列）调控。P序列甲基化（胞嘧啶上添加—CH3）后，A基因不能表达；P序列非甲基化时，A基因正常表达，如图。A基因的P序列在精子中是非甲基化的，传给子代后能正常表达，在卵细胞中是甲基化的，传给子代后不能表达。

（1）资料一实验中，选择尿嘧啶作为标记物的原因是_________，合成含C标记的RNA分子的模板是_____________，新合成的含C标记的RNA通常和核糖体结合在一起，开始进行____________过程。

（2）资料一中实验结果表明，DNA到蛋白质之间的遗传信息传递途径是__________（用文字和箭头表示）。

（3）由资料二可知，DNA甲基化会改变基因的表达，导致基因控制的性状发生改变。这种现象__________（“属于”或“不属于”）基因突变，理由是_____________。

（4）某基因型为Aa的小鼠是侏儒鼠，产生该侏儒鼠的原因是__________。若纯合侏儒雌鼠与纯合正常雄鼠杂交得F1，F1雌雄个体间随机交配，则F2的表现型及比例为__________________。

【答案】

1．A

【解析】

1．内质网可以合成脂质，细胞核中可以发生转录合成RNA，A正确；蛋白质的合成场所是核糖体，B错误；内质网中不能合成RNA，细胞核中可以合成DNA和RNA，C错误；内质网中不能合成DNA，蛋白质的合成场所是核糖体，D错误。

【答案】

1．C

2．B

3．D

4．A

5．C

6．D

7．D

8．D

9．B

10．A

11．（1）有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期　　—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—　

（2）相同　　嘌呤必定与嘧啶互补配对　

（3）胞嘧啶或鸟嘌呤

（4）20%

（5）如图

12．（1）尿嘧啶是RNA分子特有的碱基      噬菌体的DNA     翻译   

（2）DNA→RNA→蛋白质   

（3）不属于      DNA甲基化不改变基因的碱基序列   

（4）A基因来自卵细胞，P序列甲基化，A基因不能表达     正常鼠∶侏儒鼠=1∶1

【解析】

1．①35S标记噬菌体的蛋白质外壳，因此用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌，蛋白质外壳没有进入细菌，所以离心后主要在上清液中检测到放射性；②用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，35S将出现在新的噬菌体，存在于细菌体内，所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性；③15N标记的是噬菌体的DNA和蛋白质外壳，而用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌时，蛋白质外壳离心到上清液中，而噬菌体的DNA和细菌离心到沉淀物中，因此放射性存在的部位是沉淀和上清液；④32P标记噬菌体的DNA，侵染后进入子代噬菌内；用3H标记细菌，子代噬菌体的蛋白质外壳和DNA含有3H，子代噬菌体（未释放出的）和细菌均离心到沉淀物中，所以放射性主要存在部位是沉淀。故选C。

2．DNA中的大多数脱氧核糖都与两个磷酸相连，只有两个脱氧核糖只与一个磷酸相连，A错误；DNA分子具有较强的稳定性的原因有：双螺旋结构、磷酸与脱氧核糖交替连接形成的基本骨架、碱基互补配对原则等，B正确；数量DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶配对，如果某一段若含有60个腺嘌呤，就一定会同时含有60个胸腺嘧啶，而胞嘧啶的数量无法判断，C错误；DNA分子复制合成的两条子链中碱基序列互补，D错误。

3．根据题意，1个噬菌体中含1个DNA，则被15N标记的有两条链，在释放n个子代是噬菌体中共有n个DNA，其中含有15N标记的DNA有2个，据此分析。子代噬菌体中含15N的个体所占比例为2/n，A错误；噬菌体是病毒，不能直接用含15N的培养液直接培养，B错误；噬菌体DNA复制过程需要的模板是噬菌体本身的DNA，C错误；根据题意，产生n个子代噬菌体共消耗了a个腺嘌呤，则每个DNA分子中腺嘌呤的个数为a/(n-1)，而DNA分子中腺嘌呤数量等于胸腺嘧啶数量，故第一代噬菌体的DNA中含有a/(n-1)个胸腺嘧啶，D正确。

4．一分子dATP由三分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子腺嘌呤组成，A错误；细胞中绝大多数需要能量的生命活动，都是由ATP直接提供能量的，B正确；dA—Pα～Pβ～Pγ（d表示脱氧）脱去Pβ和Pγ这两个磷酸基团后，余下的结构为腺嘌呤脱氧核苷酸，是DNA的基本组成单位之一，若用32P标记dATP的α位磷酸基团，利用其合成DNA，可将32P标记到新合成的DNA分子上，C正确；用32P标记细胞中染色体的DNA，依据DNA分子的半保留复制可知，在有丝分裂的间期DNA完成复制后，每条染色体含有的2个DNA分子分别位于组成该染色体的2条姐妹染色单体上，而且每个双链DNA分子的两条链中只有一条链含有被32P标记，在分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为2条子染色体，分别移向细胞两极，进而在分裂末期分别进入2个子细胞中，因此一次有丝分裂后子细胞中所有染色体都有放射性，D正确。

5．转录产生的mRNA与模板链是碱基互补的，但并不代表与非模板链的碱基顺序相同，因为所含有的碱基不同，DNA中特有碱基T，RNA中相应的位置换成了U，A错误；真核细胞中由于线粒体和叶绿体是半自主性的细胞器，所以也可以发生转录，B错误；转录时需要RNA聚合酶识别基因中的转录开始序列，即启动子才会开始转录，C正确；一个DNA分子中含有许多个基因，可以转录出多种RNA分子，D错误；故选C。

6．63个氨基酸对应63个密码子，另外还应有一个终止密码子，即至少有64个密码子，A正确；在基因A纯合、A对a完全显性的情况下，一个A基因突变成a基因，不会改变生物的性状，B正确；突变后，基因内部插入了三个碱基对，增加了氢键数量，基因的热稳定性提高，C正确；若基因内部插入了三个连续的碱基对，致使mRNA上的终止密码子提前出现，则突变点后的氨基酸序列都消失，突变前后编码的肽链可能差异显著，D错误。故选D。

7．由图可以直接看出异常mRNA出现是对前体RNA剪切出现异常造成的，不是基因突变的结果，A错误；图示②为对前体RNA剪切的过程，不需要反转录酶，BC错误；S基因转录形成的RNA前体需经过剪切才能指导蛋白质合成，说明S基因中存在不能翻译多肽的序列，D正确。

8．基因的本质是DNA片段，是由脱氧核糖核苷酸链组成的，A错误；基因是4种碱基对按照特定的顺序排列的，B错误；基因转录时，游离的核糖核苷酸随机的与DNA模板链上的碱基碰撞，当两者互补时，结合形成mRNA，C错误；由于密码子的简并性，一种氨基酸可以由几种tRNA来转运，因此在一定程度上保证了翻译的速度，D正确。故选D。

9．甲试管中没有转录合成RNA和翻译合成蛋白质的条件，因此不能检测到子代病毒，A正确；该病毒为逆转录病毒，乙试管中无放射性核酸是因为缺少原料，B错误；甲试管中有DNA产生，所以该病毒颗粒含有与DNA合成有关的酶(逆转录酶)，C正确；加入RNA酶，病毒模板减少，故甲试管中放射性核酸明显减少，D正确。故选B。

10．①由图可知，转录还未完成翻译就已开始，①正确；②DNA双链中嘌呤和嘧啶相等，各占50%，但转录是以DNA的一条链为模板进行的，故转录出的RNA链中嘌呤比例不一定等于50%，②错误；③该基因只能从特定部位（启动子）启动转录过程，③错误；④转录过程的解旋不需解旋酶的参与，RNA聚合酶可解开DNA的双螺旋结构，④正确。A正确，BCD错误。故选A。

11．（1）DNA分子复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。一条脱氧核苷酸链上相邻的碱基靠“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接。（4）据DNA分子中的A占30%，可知T占30%，C占20%，G占20%。当其中的G全部被7­乙基化后，新复制的两个DNA分子中G的比例不变，仍为20%。（5）DNA复制为半保留复制，因此在第二次复制形成的4个DNA分子中，其中2个DNA分子是亲本链和第二次复制子链形成的，另2个DNA分子是第一次复制子链和第二次复制子链形成的。

12．（1）资料一中的实验探究遗传信息的表达，而尿嘧啶是RNA分子特有的碱基，因此选择尿嘧啶作为标记物。由材料信息可知，分离出的含C标记的RNA可与噬菌体的DNA形成DNA-RNA双链杂交分子，不能与细菌的DNA结合，则合成含C标记的RNA分子的模板为噬菌体的DNA的一条链，新合成的含C标记的RNA通常和核糖体结合在一起，进行翻译过程。（2）由资料一的实验过程可知，DNA通过转录生成RNA，RNA再在核糖体上通过翻译过程合成蛋白质，则DNA到蛋白质之间的遗传信息传递途径是：DNA→RNA→蛋白质。（3）DNA甲基化只是在胞嘧啶上添加—CH3，并未改变基因的碱基数目和排列顺序，因此不属于基因突变。（4）由资料二可知，A基因的P序列在精子中是非甲基化的，传给子代后能正常表达，在卵细胞中是甲基化的，传给子代后不能表达，若基因型为Aa的小鼠是侏儒鼠，则其A基因来自卵细胞，P序列甲基化，A基因不能表达，小鼠因缺乏蛋白X而表现为个体较小。由以上分析可知，纯合侏儒雌鼠基因型应为aa，纯合正常雄鼠基因型为AA，二者杂交得F1基因型为Aa，设雌鼠卵细胞中P序列甲基化的A基因表示为A−，F1雌雄个体间随机交配可表示为A−a×Aa，F2的基因型及比例为AA−（正常鼠）∶Aa（正常鼠）∶A−a（侏儒鼠）∶aa（侏儒鼠）＝1∶1∶1∶1，因此F2的表现型及比例为正常鼠∶侏儒鼠=1∶1。