广西专用2020高考生物二轮复习专题能力训练7遗传的分子基础含解析

专题能力训练七　遗传的分子基础

一、判断题

1.加热杀死的S型细菌和R型活细菌混合注射到小鼠体内,一段时间后小鼠会死亡,从小鼠尸体中提取到的细菌全部是S型细菌。(　　)

2.格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上的实验没有证明哪一种物质是遗传物质。(　　)

3.在生命科学发展过程中,证明DNA是遗传物质的实验是肺炎双球菌体外转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌实验。(　　)

4.豌豆细胞内既有DNA,也有RNA,但只有DNA是豌豆的遗传物质。(　　)

5.噬菌体侵染细菌的实验中分别用32P和35S标记不同的噬菌体。(　　)

6.用35S标记的噬菌体侵染细菌后,上清液中放射性很高,沉淀物中放射性很低。(　　)

7.线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成。(　　)

8.DNA分子一条链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”间接相连。(　　)

9.含有G、C碱基对比较多的DNA分子对具有较高的热稳定性。(　　)

10.一个DNA分子复制n次,不含亲代链的子代DNA分子数为(2n-2)个。(　　)

11.真核生物的核基因必须在mRNA形成之后才能翻译蛋白质的合理解释,是真核生物的mRNA必须通过核孔进入细胞质后才能进行翻译。(　　)

12.噬菌体增殖过程中所需的氨基酸、核苷酸、酶、能量、核糖体全部来自细菌。(　　)

13.决定氨基酸的密码子有64种,反密码子位于tRNA上,tRNA也有64种。(　　)

14.真核细胞通过转录合成RNA,原核细胞和某些病毒通过逆转录合成DNA。(　　)

15.基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。(　　)

16.基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 (　　)

17.一个性状可以由多个基因控制。(　　)

18.细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板,提高转录效率。(　　)

19.将人的一个精原细胞的DNA用15N标记,然后放在含14N的培养基上培养,通过减数第一次分裂形成两个次级精母细胞,则一个次级精母细胞的染色体含15N,另一个次级精母细胞的染色体只含14N。(　　)

答案:1.×　2.√　3.√　4.√　5.√　6.√　7.√　8.√　9.√　10.√　11.√　12.√　13.×　14.×　15.√　16.√　17.√　18.×　19.×

二、选择题

1.(2019河北武邑中学期中)某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验,过程如下图所示。下列有关分析正确的是(　　)

A.理论上,b和c中不应具有放射性

B.实验中b含少量放射性与①过程中培养时间的长短有关

C.实验中c含有放射性与④过程中搅拌不充分有关

D.实验结果是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:实验1中,35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,所以离心后,理论上沉淀物b中不应具有放射性;实验2中,32P标记噬菌体的DNA,DNA进入大肠杆菌体内,分布在沉淀物d中,因此上清液c中不含有放射性,A项正确。搅拌的目的是将噬菌体的蛋白质外壳和大肠杆菌分开,若搅拌不充分,则会导致部分噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌上,并随大肠杆菌离心到沉淀物中,使沉淀物中含有放射性,B项错误。实验2中,由于噬菌体外壳没有放射性,因此搅拌不充分,上清液也不会含有放射性,c含有放射性的原因可能是侵染时间过长,大肠杆菌裂解,C项错误。实验结果是b、c中有少量的放射性,a、d中有大量的放射性,D项错误。

2.(2017全国Ⅱ理综)在证明DNA是遗传物质的过程中,T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述,正确的是(　　)

A.T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖

B.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质

C.培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中

D.人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同

答案:C

解析:T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,A项错误。T2噬菌体mRNA和蛋白质的合成都是在宿主细胞大肠杆菌中进行的,B项错误。T2噬菌体侵染大肠杆菌后,会利用大肠杆菌体内的物质合成自身的组成成分,用含有32P的培养基培养大肠杆菌,再用这种大肠杆菌培养T2噬菌体,能得到DNA含有32P标记的T2噬菌体,即培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中,C项正确。人类免疫缺陷病毒的遗传物质为RNA,T2噬菌体的遗传物质为DNA,它们的核酸类型和增殖过程不同,D项错误。

3.下图为双链DNA分子的片段,下列有关说法错误的是(　　)

A.1为鸟嘌呤脱氧核苷酸,是构成DNA的基本单位之一

B.2为氢键,该DNA分子片段中共含有8个氢键

C.复制时甲、乙两链均为模板链,转录时只能以其中一条链为模板

D.将未经15N标记的DNA放在15N标记的原料中复制2次,离心后离心管中只出现中带和重带

答案:A

解析:由图可知,1包括某一鸟嘌呤脱氧核苷酸中的脱氧核糖和鸟嘌呤以及另一个腺嘌呤脱氧核苷酸中的磷酸,所以1不是鸟嘌呤脱氧核苷酸,A项错误。2为氢键,A与T之间有2个氢键,G与C之间有3个氢键,因此该DNA分子片段中共含有8个氢键,B项正确。复制时,DNA的两条链均为模板链,转录时只能以其中一条链为模板,C项正确。由于DNA复制具有半保留复制的特点,一个未经15N标记的DNA分子在15N标记的原料中复制2次而形成的4个子代DNA分子中,有2个DNA分子两条链均被15N标记,2个DNA分子只有一条链被15N标记,因此离心管中只会出现中带和重带,D项正确。

4.H2O2能将鸟嘌呤(G)氧化损伤为8-氧-7-氢脱氧鸟嘌呤(8-oxodG),8-oxodG与A互补配对。若DNA片段()有两个G发生上述氧化损伤,则该片段复制两次形成的子代DNA中不可能出现的是(　　)

A.一半分子碱基序列保持不变

B.一半分子含有8-oxodG

C.全部分子G—C碱基对减少

D.全部分子A—T碱基对增多

答案:D

解析:DNA复制是半保留复制,由题意分析可知,如果是DNA一条链中的2个G发生损伤,形成的DNA分子中应有一半是正常的,一半是变化的,即一半分子碱基序列保持不变,一半分子变化后含有8-oxodG,A、B两项正确。因为G损伤后与A配对,如果是这2个G的损伤分别在2条链中,那么在复制形成的全部分子中,G—C碱基对含量都会减少,在复制形成的4个DNA分子中,最多有2个A—T碱基对增多,C项正确,D项错误。

5.某基因(14N)含有3 000个碱基,腺嘌呤占35%。若该DNA分子以15N同位素标记的4种游离脱氧核苷酸为原料复制3次,然后将全部复制产物进行密度梯度离心,得到如图1所示结果;如果向全部复制产物中加入解旋酶处理后再离心,则得到如图2所示结果。下列有关分析正确的是(　　)

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1/4

D.W层与Z层的核苷酸数之比为1∶4

答案:B

解析:DNA是半保留复制,故复制3次后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链),其余6个均为只含15N的DNA(两条链均为15N)。因为14N15N的DNA密度比15N15N的DNA密度小,故X层应该为14N15N的DNA,Y层为15N15N的DNA,A项错误。一个DNA中含有3000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,需要的胞嘧啶数为450×7=3150(个),B项正确。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=1∶3,故X层中含有的氢键数是Y层的1/3,C项错误。复制后的8个DNA一共含有16条链,其中含14N的链是2条(分布在Z层),含15N的链是14条(分布在W层),因为该基因含有 3000 个碱基,故每条链的核苷酸数为1500,这样Z层的核苷酸数为1500×2=3000(个),W层的核苷酸数为1500×14=21000(个),故W层与Z层的核苷酸数之比为7∶1,D项错误。

6.(2019湖北荆门四校六月模拟)研究发现,多数真核生物基因中编码蛋白质的序列被一些不编码蛋白质的序列隔开,这些不编码蛋白质的序列称为内含子。这类基因经转录、加工后形成的成熟mRNA中只含有编码蛋白质序列的信息。下列有关说法错误的是              (　　)

A.真核生物基因中,两条单链中(A+T)/(G+C)的比值相等

B.成熟mRNA中不含内含子对应的序列,说明内含子不会转录

C.基因中的模板链与其成熟mRNA杂交可以检测基因中是否存在内含子

D.真核生物基因中内含子部位发生碱基对的替换往往不会导致性状改变

答案:B

解析:真核生物的基因中,两条DNA单链中(A+T)/(G+C)的比值相等,且与双链DNA中(A+T)/(G+C)的比值相等,A项正确。成熟mRNA中不含非编码区和内含子对应的序列,是因为非编码区和内含子转录形成的序列被切除,B项错误。基因中的模板链与其成熟mRNA杂交,通过观察两者之间碱基是否完全配对可检测基因中是否存在内含子部分,C项正确。真核生物基因中的内含子部位发生碱基对的替换、增添、缺失等现象往往不会导致生物的性状改变,因为成熟mRNA中不含有基因的内含子对应的序列,D项正确。

7.反义RNA是指与mRNA或其他RNA互补的小分子RNA,其与特定基因的mRNA互补结合,可阻断该基因的表达。研究发现,抑癌基因的一个邻近基因能指导合成反义RNA,其作用机理如下图所示。下列有关叙述错误的是(　　)

A.将该反义RNA导入正常细胞,可能导致正常细胞癌变

B.反义RNA不能与DNA互补配对

C.能够抑制该反义RNA形成的药物有助于预防癌症的发生

D.该反义RNA的碱基序列与抑癌基因转录的mRNA的碱基序列互补

答案:B

解析:将该反义RNA导入正常细胞,可能导致抑癌基因不能正常表达,使其不能阻止细胞的不正常分裂,因此可能导致正常细胞癌变,而能够抑制该反义RNA形成的药物有助于预防癌症的发生,A、C两项正确。反义RNA能与DNA中一条单链互补配对,B项错误。由图可知,该反义RNA的碱基序列与抑癌基因转录的mRNA的碱基序列互补,形成杂交双链RNA,D项正确。

8.CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑,其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割,通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列,可人为选择DNA上的目标位点进行切割(见下图)。下列相关叙述错误的是(　　)

A.Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体上合成

B.向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则

C.向导RNA可在逆转录酶催化下合成

D.若α链剪切位点附近序列为……TCCAGAATC……,

则相应的识别序列为……UCCAGAAUC……

答案:C

解析:逆转录酶催化以RNA为模板合成DNA的过程,C项错误。

9.下图为人体内基因对性状的控制过程,下列叙述正确的是(　　)

A.基因1和基因2可出现在人体内的同一个细胞中

B.图中①过程需RNA聚合酶的催化,②过程需tRNA的催化

C.⑥⑦过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同

D.①②③过程表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状

答案:A

解析:人体的所有体细胞均来自受精卵的有丝分裂,因此,细胞核中的遗传信息相同,A项正确。①②过程分别为转录和翻译过程,需要相应的酶来催化,但tRNA不具有催化的作用,B项错误。⑥⑦过程的结果存在差异的根本原因是基因突变后,遗传物质发生变化,即DNA不同,C项错误。基因对性状的控制有两种途径:基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状,如①②③;基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,如④⑤⑥,D项错误。

三、非选择题

10.请利用所给的含有大肠杆菌生长所需各种营养成分的培养基(分别含32P标记的脱氧核苷酸和35S标记的氨基酸)、大肠杆菌菌液、T2噬菌体进行实验,证明DNA是遗传物质。实验过程如下。

步骤一,分别取等量含32P标记的脱氧核苷酸和含35S标记的氨基酸的培养基装入两个相同培养皿中,并分别编号为甲、乙;

步骤二,在两个培养皿中加入　　　　　　　　　　　　　,在适宜条件下培养一段时间; 

步骤三,放入　　　　　　　　　,培养一段时间,分别获得　　　　　和　　　　　标记的噬菌体; 

步骤四,用上述噬菌体分别侵染　　　　　　　的大肠杆菌,经短时间保温后,用搅拌器搅拌并放入离心管内离心; 

步骤五,检测放射性同位素存在的主要位置。

预测实验结果:

(1)在甲培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌,搅拌、离心后结果如　　　　　图; 

(2)在乙培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌,搅拌、离心后结果如　　　　　图。 

答案:等量的大肠杆菌菌液　等量的T2噬菌体　32P　35S　未被标记　(1)B　(2)A

解析:本实验首先应关注的是噬菌体为DNA病毒,营寄生生活,不能直接在培养皿中培养,所以需将大肠杆菌放入含放射性物质的培养基中培养,然后再通过噬菌体侵染含放射性的大肠杆菌,使噬菌体被放射性元素标记。由题干可知,甲培养皿中含用32P标记的脱氧核苷酸,乙培养皿中含用35S标记的氨基酸。因而通过上述过程,甲、乙培养皿中最终得到的噬菌体分别含有32P、35S。用上述噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌,然后搅拌、离心,依据噬菌体在侵染大肠杆菌的过程中只有DNA进入,而蛋白质外壳留在大肠杆菌外面的特点,在甲培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌,搅拌、离心后结果如B图,在乙培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌,搅拌、离心后结果如A图。

11.下图表示真核细胞内合成某种分泌蛋白过程中由DNA到蛋白质的信息流动过程,①②③④表示相关过程。请据图回答下列问题。

(1)①过程发生在　　　　　　　　　　　　　　期,催化②过程的酶是　　　　　　　　。 

(2)已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC,某tRNA一端的三个碱基是UAC,该tRNA所携带的氨基酸是　　　　　　　　。 

(3)a、b为mRNA的两端,核糖体在mRNA上的移动方向是　　　　　　　。④过程进行的场所有　　　　　　　　　　　　。 

(4)一个mRNA上连接多个核糖体叫作多聚核糖体,多聚核糖体形成的意义是　　　　　　　　　　。在原核细胞中分离的多聚核糖体常与DNA结合在一起,这说明　　　　　　　　　　。 

答案:(1)有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间　RNA聚合酶

(2)甲硫氨酸

(3)a→b　内质网和高尔基体

(4)短时间内能合成较多的肽链　原核细胞中的转录和翻译是同时同地进行的

解析:(1)据图分析可知:①过程是DNA的复制,在真核细胞中,发生在有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。②过程是转录过程,转录过程利用的酶是RNA聚合酶。(2)决定氨基酸的密码子在mRNA上,据tRNA上的反密码子UAC可推知密码子为AUG,AUG决定的氨基酸是甲硫氨酸。(3)据图可知:越接近b端的核糖体上翻译出的肽链越长,说明越接近b端的核糖体在mRNA上移动的距离越长,由此推出它们的移动方向为a→b。④是对蛋白质进行加工和运输的过程,相应的场所有内质网和高尔基体。(4)当一个mRNA上连接多个核糖体以后,可以同时合成多条相同的肽链,提高蛋白质的合成速率。在原核细胞中分离的多聚核糖体常与DNA结合在一起,说明在原核细胞中边转录边翻译,转录和翻译可同时同地进行。