2020江苏高考生物二轮讲义：1专题六　遗传的分子基础

专题六　遗传的分子基础

　1.人类对遗传物质的探索过程(B)　2.DNA分子结构的主要特点(B)　3.基因和遗传信息的关系(B)

4．DNA分子的复制(B)　5.遗传信息的转录和翻译(B)　6.基因与性状的关系(B)

►[疏漏诊断]

1．DNA结构与复制的正误判断

(1)赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料，通过同位素示踪技术区分蛋白质与DNA，证明了DNA是遗传物质(√)

(2)分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体(×)

(3)32P、35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验分别说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质(×)

(4)沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数(×)

(5)DNA复制需要消耗能量、需要解旋酶(√)

(6)真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期(×)

2．基因表达的正误判断

(7)转录和翻译都是以mRNA为模板合成生物大分子的过程(×)

(8)每种tRNA只转运一种氨基酸(√)

(9)真核细胞的转录和翻译都以脱氧核苷酸为原料(×)

(10)tRNA上的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息(×)

(11)每种氨基酸仅由一种密码子编码(×)

(12)DNA复制就是基因表达的过程(×)

►[长句冲关]

1．概述性知识

(1)肺炎双球菌转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。

(2)DNA分子复制的时期是细胞有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。

(3)DNA分子复制的意义是通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。

(4)一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，其意义是少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。

2．程序性诱问

(5)将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带标记。

(6)已知某亲代DNA中含某碱基m个。试分析：“复制n次”和“第n次复制”消耗的该碱基数分别是：m·(2n－1)；m·2n－1。

(7)地球上几乎所有的生物体都共用一套密码子，根据这一事实，你能想到：共用一套密码子为一种生物的基因在另一种生物体内表达奠定了基础；生物是由同一祖先进化来的。

(8)遗传密码子具有简并性，你认为这对生物的生存有何意义？试分析：有利于保持蛋白质(或生物性状)的稳定性。

热考命题1　探索生物的遗传物质[学生用书P36]

1．(2019·高考江苏卷，T3)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质，下列关于该实验的叙述正确的是(　　)

A．实验中可用15N代替32P标记DNA

B．噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的

C．噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌

D．实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA

解析：选C。蛋白质和DNA都含有N，所以不能用15N代替32P标记DNA，A错误；噬菌体外壳蛋白是由噬菌体体内控制噬菌体外壳蛋白合成的相关基因编码的，B错误；DNA的复制方式为半保留复制，噬菌体侵染大肠杆菌后，会利用大肠杆菌体内的物质来合成噬菌体DNA，C正确；该实验证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。

2．(2017·高考江苏卷，T2)下列关于探索DNA是遗传物质的实验，叙述正确的是(　　)

A．格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状

B．艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡

C．赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中

D．赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记

解析：选C。格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”，能将R型细菌转化为S型细菌，但格里菲思并没有证明“转化因子”是什么，A项错误；艾弗里实验证明了DNA是遗传物质，并没有证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡，B项错误；由于噬菌体没有细胞结构，所以离心后，有细胞结构的大肠杆菌在试管底部，而噬菌体及噬菌体的蛋白质外壳留在上清液中，C项正确；赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体只有少部分带有32P标记，因为噬菌体在进行DNA复制的时候，模板是亲代噬菌体中带有32P标记的DNA分子，而原料是大肠杆菌中没有带32P标记的脱氧核苷酸，D项错误。

3．(2016·高考江苏卷，T1)下列关于探索DNA是遗传物质实验的叙述，正确的是(　　)

A．格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果

B．格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质

C．赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的

D．赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质　

解析：选D。格里菲思实验中，加热杀死的S型细菌的DNA使肺炎双球菌由R型转化为S型，是基因重组的结果，A项错误；格里菲思实验只能说明加热杀死的S型细菌中存在某种“转化因子”，并没有证明DNA是肺炎双球菌的遗传物质，B项错误；噬菌体是一种病毒，需寄生在宿主细胞内，不能用32P直接标记噬菌体，而应先用32P标记的培养基培养细菌，再用含32P标记的细菌培养噬菌体使其带上放射性标记，C项错误；赫尔希和蔡斯实验将DNA和蛋白质分开单独研究，证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA，D项正确。

本部分常以选择题形式考查，涉及肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的过程、实验设计思路、实验结论分析。

1．肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验遵循相同的实验设计原则——对照原则

设计思路：都是设法将DNA与其他物质分开，单独地、直接地去观察各自的作用。

(1)肺炎双球菌体外转化实验中的相互对照

S型细菌＋R型细菌

(2)噬菌体侵染细菌实验中的相互对照

2．分析噬菌体侵染细菌实验中的放射性

(1)32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌

(2)35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌

3．“遗传物质”探索的4种方法

一、考查生命观念

1．1944年，艾弗里及其同事通过细菌转化实验，得出DNA是遗传物质的结论；1952年，赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染细菌实验，证明了DNA是遗传物质。下列相关叙述正确的是(　　)

A．都以大肠杆菌为实验生物

B．都采用了放射性同位素标记法

C．实验利用的原理都是基因突变

D．关键实验思路都是设法把DNA与蛋白质分开

解析：选D。艾弗里及其同事做转化实验所用的实验生物是肺炎双球菌；赫尔希和蔡斯做噬菌体侵染细菌实验所用的实验生物是大肠杆菌和T2噬菌体，A错误。噬菌体侵染细菌实验利用了放射性同位素标记法，而肺炎双球菌体外转化实验没有利用放射性同位素标记法，B错误。细菌转化实验利用了基因重组的原理，噬菌体侵染细菌实验没有利用基因突变的原理，C错误。两个实验的关键实验思路都是设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地观察它们的作用，D正确。

2．(多选)T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程为用同位素标记T2噬菌体→T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌→搅拌→离心→检测上清液和沉淀物中的放射性，下列说法正确的是(　　)

A．标记T2噬菌体需要两次培养过程，可以说明病毒的生命活动离不开细胞

B．T2噬菌体侵染的是未标记的大肠杆菌，为保证侵染的效果可以延长保温的时间

C．离心的目的是让T2噬菌体和大肠杆菌分离

D．用32P标记的一组实验中，放射性主要分布在沉淀物中

解析：选AD。病毒没有细胞结构，不能自主代谢，生命活动必须依赖活细胞，因此需要先用被标记的培养基培养大肠杆菌，再用被标记的大肠杆菌培养T2噬菌体，才能得到被标记的T2噬菌体，A正确。T2噬菌体侵染细菌的实验中，保温时间不宜过长，否则会导致大肠杆菌裂解，释放出组装好的子代噬菌体，B错误。离心的目的是让质量较轻的T2噬菌体颗粒分布于上清液中，而沉淀物中留下被感染的大肠杆菌，C错误。由于32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体的DNA又是注入大肠杆菌细胞内的，所以用32P标记的一组实验中，放射性主要分布在沉淀物中，D正确。

二、考查科学探究

3．已知烟草花叶病毒有多种株系。研究人员利用烟草和烟草花叶病毒S株系与HR株系做了如下6组实验，下列有关说法错误的是(　　)

①S株系蛋白质＋烟草→烟草未感病；

②S株系RNA＋烟草→烟草出现Ⅰ型病斑；

③HR株系蛋白质＋烟草→烟草未感病；

④HR株系RNA＋烟草→烟草出现Ⅱ型病斑；

⑤S株系蛋白质和HR株系RNA的重组病毒＋烟草→？

⑥HR株系蛋白质和S株系RNA的重组病毒＋烟草→？

A．上述实验运用了相互对照的方法

B．第⑤组的预期实验结果是烟草出现Ⅱ型病斑

C．可从第⑥组烟草细胞中提取到烟草花叶病毒S株系

D．该实验不能证明蛋白质是不是遗传物质，也不能证明DNA是遗传物质

解析：选D。分析该实验可知，实验采用了相互对照的方法，A正确；第⑤组重组病毒的遗传物质是HR株系的RNA，因此，预期实验结果是烟草出现Ⅱ型病斑，B正确；第⑥组重组病毒的遗传物质是S株系的RNA，第⑥组重组病毒侵染烟草，RNA作为遗传物质，利用烟草的物质合成子代病毒S株系，因此能从烟草细胞中提取到烟草花叶病毒S株系，C正确；通过几组实验的对比分析，只能证明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是其遗传物质，D错误。

热考命题2　遗传信息的传递与表达[学生用书P37]

1．(多选)(2017·高考江苏卷，T23)在体外用14C标记半胱氨酸­tRNA复合物中的半胱氨酸(Cys)，得到*Cys­tRNACys，再用无机催化剂镍将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸(Ala)，得到*Ala­tRNACys(见下图，tRNA不变)。如果该*Ala­tRNACys参与翻译过程，那么下列说法正确的是(　　)

A．在一个mRNA分子上可以同时合成多条被14C标记的多肽链

B．反密码子与密码子的配对由tRNA上结合的氨基酸决定

C．新合成的肽链中，原来Cys的位置会被替换为14C标记的Ala

D．新合成的肽链中，原来Ala的位置会被替换为14C标记的Cys

解析：选AC。一个mRNA分子上可结合多个核糖体，同时合成多条多肽链，A项正确；tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配对是由二者的碱基序列决定的，B项错误；由于半胱氨酸在镍的催化作用下还原成丙氨酸，但tRNA未变，所以该*Ala­tRNACys参与翻译时，新合成的肽链中原来Cys的位置会被替换为14C标记的Ala，但原来Ala的位置不会被替换，C项正确，D项错误。

2．(2018·高考江苏卷，T27)长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基，具有多种调控功能的一类RNA分子。下图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下列问题：

(1)细胞核内各种RNA的合成都以____________为原料，催化该反应的酶是____________。

(2)转录产生的RNA中，提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是____________，此过程中还需要的RNA有____________。

(3)lncRNA前体加工成熟后，有的与核内____________(图示①)中的DNA结合，有的能穿过____________(图示②)与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合，发挥相应的调控作用。

(4)研究发现，人体感染细菌时，造血干细胞核内产生的一种lncRNA，通过与相应DNA片段结合，调控造血干细胞的____________，增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。该调控过程的主要生理意义是____________。

解析：(1)合成RNA的原料是四种游离的核糖核苷酸，RNA合成过程需要RNA聚合酶的催化。(2)多肽链的合成过程中以mRNA(信使RNA)为模板，tRNA运输相应的氨基酸，在核糖体(主要成分是rRNA和蛋白质)上完成。(3)据图分析，lncRNA前体加工成熟后，有的与核内染色质中的DNA结合，有的能穿过核孔进入细胞质中。(4)血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞都来源于造血干细胞，故可推出lncRNA与相应DNA片段结合可调控造血干细胞的分化，血液中的这些吞噬细胞都参与免疫过程，所以该调控过程可以增强人体的免疫抵御能力。

答案：(1)四种核糖核苷酸　RNA聚合酶

(2)mRNA(信使RNA)　tRNA和rRNA(转运RNA和核糖体RNA)

(3)染色质　核孔

(4)分化　增强人体的免疫抵御能力

3．(2015·高考江苏卷，T33)荧光原位杂交可用荧光标记的特异DNA片段为探针，与染色体上对应的DNA片段结合，从而将特定的基因在染色体上定位。请回答下列问题：

图1

图2

(1)DNA荧光探针的制备过程如图1所示，DNA酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的________键从而产生切口，随后在DNA聚合酶Ⅰ作用下，以荧光标记的________为原料，合成荧光标记的DNA 探针。

(2)图2表示探针与待测基因结合的原理。先将探针与染色体共同煮沸，使DNA双链中________键断裂，形成单链。随后在降温复性过程中，探针的碱基按照____________________原则，与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子。图中两条姐妹染色单体中最多可有________条荧光标记的DNA片段。

(3)A、B、C分别代表不同来源的一个染色体组，已知AA和BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记。若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交，则其F1有丝分裂中期的细胞中可观察到________个荧光点；在减数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到________个荧光点。

解析：(1)从图中可以看出，DNA酶Ⅰ可将DNA切割成若干片段，故其作用类似于限制酶，即可以使脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。DNA探针的本质是荧光标记的DNA片段，其基本单位是脱氧核苷酸。

(2)由图可知，高温可以使双链DNA分子中的氢键断裂形成DNA单链，DNA探针的单链与染色体中特定基因的DNA单链重新形成杂交的双链DNA分子，此时互补的双链的碱基间应遵循碱基互补配对原则，而一条染色体的两条染色单体上共有两个双链DNA分子，氢键断裂后可形成4条DNA单链，所以与探针杂交后最多有4个荧光点。

(3)甲、乙杂交所得的F1的染色体组为AABC，假设染色体组A、B中可被荧光标记的染色体均用a表示，则在有丝分裂中期细胞中有3个a，故可观察到6个荧光点；在减数第一次分裂后期，AA中的染色体可平均分配，但是B、C中的染色体因不能联会而随机分配，形成的两个子细胞中分别含有1个a和2个a，所以可分别观察到2个和4个荧光点。

答案：(1)磷酸二酯　脱氧核苷酸

(2)氢　碱基互补配对　4

(3)6　2和4

本考点主要集中在DNA的结构、DNA复制的过程及特点、转录和翻译的过程等，有时会结合新信息、新情境或相关图解考查，难度适中。

1．巧用“五、四、三、二、一”记牢DNA的结构

2．建立模型比较复制、转录和翻译过程

3．快速确认原核细胞与真核细胞中的基因表达

4．理解遗传信息的传递过程

5．基因控制性状的途径

一、考查生命观念

1．下列关于DNA复制、转录和翻译的叙述，正确的是(　　)

A．DNA复制、转录和翻译过程中，碱基互补配对的方式均相同

B．DNA聚合酶和RNA聚合酶都具有催化作用，结合位点都在DNA上

C．DNA复制和转录只能发生在特定细胞中，翻译在所有细胞中均能发生

D．密码子的简并性有利于维持生物性状的相对稳定并提高转录速度

解析：选B。DNA复制、转录和翻译过程中，碱基互补配对的方式不完全相同，如在DNA复制过程中不存在A与U配对，A错误。DNA聚合酶在DNA复制过程中发挥作用，RNA聚合酶在基因转录过程中起作用，二者的结合位点都在DNA上，B正确。DNA的复制发生在有分裂能力的细胞中，转录和翻译在大部分细胞中均能发生，C错误。密码子的简并性有利于维持生物性状的相对稳定并提高翻译速度，D错误。

2．(多选)(2019·南通高三联考)下图表示中心法则，下列有关叙述正确的是(　　)

A．过程①～⑦都会在人体的遗传信息传递时发生

B．人体细胞内的过程③主要发生在细胞核中，产物有mRNA、rRNA和tRNA

C．过程③存在A—U、C—G、T—A三种碱基配对方式

D．过程⑤有半保留复制的特点，过程⑥发生在核糖体上

解析：选BC。在正常人体细胞中不会发生逆转录、RNA复制过程，A错误；人体细胞内的过程③为转录，主要发生在细胞核中，产物有mRNA、rRNA和tRNA，B正确；过程③为转录，即DNA转录为RNA，存在A—U、C—G、T—A三种碱基配对方式，C正确；由于RNA一般为单链，过程⑤RNA的复制没有半保留复制的特点，DNA的复制有半保留复制的特点，过程⑥翻译发生在核糖体上，D错误。

3．下图为DNA复制可能的两种方式，甲组实验用15N(无半衰期)标记细菌的DNA后，将细菌放在只含14N的培养基中繁殖一代，提取子代细菌的DNA进行离心分析；乙组实验用甲组培养的子代细菌放在只含14N的培养基中繁殖一代，提取子代细菌的DNA进行离心分析。下列有关甲、乙两组实验结果与结论的分析，正确的是(　　)

A．只分析甲组离心管中条带的数量与位置可确定复制方式

B．只分析甲组离心管中放射性分布的位置可确定复制方式

C．只分析乙组离心管中条带的数量可确定复制方式

D．只分析乙组离心管中放射性分布的位置可确定复制方式

解析：选A。甲组中DNA都用15N标记，在离心管中处于重带，在含14N的培养液中繁殖一代，若DNA复制方式为半保留复制，合成的DNA的两条链的标记情况为15N14N，在离心管中全处于中带，若是全保留复制，合成的DNA的两条链的标记情况为15N15N、14N14N，且数量相同，在离心管中的位置分别为重带、轻带，宽度相同，A正确；乙组实验无论是半保留还是全保留复制，离心管中的条带都是两条，C错误；15N无放射性，无法通过观察放射性分布的位置来判断复制方式，B、D错误。

二、考查科学思维

4．下图为HIV侵染人体T细胞后遗传信息的传递过程简图，图中甲、乙、丙表示生理过程。下列叙述错误的是(　　)

A．HIV侵入人体后T细胞数量先增加后下降

B．HIV中存在与甲、乙、丙过程有关的酶

C．甲、乙、丙过程均遵循碱基互补配对原则

D．HIV和T细胞共用一套遗传密码

解析：选B。HIV最初侵入人体时，T细胞的数量增加，免疫系统可以摧毁大多数病毒，而HIV主要攻击T细胞，随着HIV浓度增加，T细胞数量逐渐减少，A正确；由题图可知，甲、乙、丙分别表示逆转录、转录、翻译过程，这三个过程均遵循碱基互补配对原则，而病毒没有细胞结构，必须寄生在活细胞内，利用细胞内的物质，以自己的单链RNA为模板，按照碱基互补配对原则，在逆转录酶的作用下合成cDNA，整合到宿主细胞DNA中，在宿主细胞内相关酶的作用下随宿主细胞的DNA一起进行复制、转录和翻译，B错误，C正确；地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码，D正确。

三、考查科学探究

5．(多选)(2019·江苏重点中学高三联考)果蝇的“生物钟”同时受某些细胞中X染色体上的Per基因和2号染色体上的Tim基因调控。研究发现，夜间Per蛋白积累，而过多的Per蛋白与Tim蛋白结合能进入细胞核抑制Per基因的活性，使白天Per蛋白水平降低，实现昼夜节律。下列分析正确的是(　　)

A．“生物钟”的形成过程存在反馈调节

B．“生物钟”的形成与基因的选择性表达有关

C．Tim基因表达障碍时，Per蛋白会发生持续性积累

D．Per基因和Tim基因遵循基因的自由组合定律，表达时互不干扰

解析：选ABC。“果蝇的‘生物钟’同时受某些细胞中X染色体上的Per基因和2号染色体上的Tim基因调控”，由此可知，Per蛋白、Tim蛋白在部分细胞中表达，体现了基因的选择性表达，过多的Per蛋白反过来抑制Per基因的活性，说明存在反馈调节。Tim基因表达障碍时，反馈抑制受阻，Per蛋白积累，故A、B、C正确。反馈抑制也表明相关基因表达有干扰，故D错误。

6．下图表示证明DNA进行半保留复制的实验过程。若将图中含15NH4Cl的培养液更换成含14NH4Cl的培养液，将含14NH4Cl的培养液更换成含15NH4Cl的培养液，重复上述实验，对应得到离心结果Ⅰ′、Ⅱ′、Ⅲ′，则离心结果应为(　　)

A．Ⅰ′与Ⅰ相同

B．Ⅱ′与Ⅱ相同

C．Ⅲ′与Ⅲ相同

D．没有相同的

解析：选B。分析下图可知，B选项正确。

信息给予类

[学生用书P137(单独成册)]

1．(2017·高考全国卷Ⅱ)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

解析：选C。T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌中，不能寄生在肺炎双球菌中，A项错误；T2噬菌体的mRNA和蛋白质的合成只能发生在其宿主细胞中，不能发生于病毒颗粒中，B项错误；T2噬菌体的核酸是DNA，DNA的元素组成为C、H、O、N、P，培养基中的32P经宿主(大肠杆菌)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(HIV)的核酸是RNA，T2噬菌体的核酸是DNA，且二者的增殖过程不同，D项错误。

2．(2019·高考天津卷)用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，注入真核细胞，可用于研究(　　)

A．DNA复制的场所　　　 B．mRNA与核糖体的结合

C．分泌蛋白的运输  D．细胞膜脂质的流动

解析：选A。脱氧核苷酸是合成DNA的原料，用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，然后注入真核细胞，可用于研究DNA复制的场所，A项符合题意。

3．(2019·高考全国卷Ⅰ)用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是(　　)

①同位素标记的tRNA　②蛋白质合成所需的酶　③同位素标记的苯丙氨酸　④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸

⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液

A．①②④  B．②③④

C．③④⑤  D．①③⑤

解析：选C。蛋白质合成需要mRNA(模板)、游离的氨基酸、核糖体、tRNA以及相关酶等。人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸可作为合成多肽链的模板；要获得同位素标记的多肽链，需要使用同位素标记的氨基酸；除去了DNA和mRNA的细胞裂解液中含有核糖体、tRNA以及相关酶等，所以C选项符合题意。

4．(2018·高考海南卷)现有DNA分子的两条单链均只含有14N(表示为14N14N)的大肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖两代，再转到含有14N的培养基中繁殖一代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是(　　)

A．有15N14N和14N14N两种，其比例为1∶3

B．有15N15N和14N14N两种，其比例为1∶1

C．有15N15N和14N14N两种，其比例为3∶1

D．有15N14N和14N14N两种，其比例为3∶1

解析：选D。大肠杆菌为原核细胞，其拟核是一个DNA分子，大肠杆菌繁殖一代，即该DNA分子复制一代。14N14N的DNA分子在15N的培养基中复制一代的结果全为15N14N，复制两代的结果为1/215N15N、1/215N14N。再转到含有14N的培养基中繁殖一代的结果为3/415N14N、1/414N14N，D正确。

5．(2017·高考全国卷Ⅲ)下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是(　　)

A．tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来

B．同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生

C．细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生

D．转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补

解析：选C。真核细胞的各种RNA都是通过DNA的不同片段转录产生的，A正确；由于转录产生不同RNA时的DNA片段不同，因此同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生，B正确；真核细胞细胞质中叶绿体、线粒体中的DNA可以转录形成RNA，C错误；转录的过程遵循碱基互补配对原则，因此产生的RNA链与模板链的相应区域碱基互补，D正确。

6．下列关于探索遗传物质本质的三个实验的叙述，正确的是(　　)

A．用烟草花叶病毒的RNA感染烟草，烟草细胞中会产生子代病毒

B．格里菲思实验中，死亡小鼠体内都可分离得到R型菌和S型菌

C．S型菌与R型菌的结构不同的根本原因是mRNA有差异

D．用32P标记的噬菌体去侵染35S标记的细菌，释放的子代噬菌体均含32P和35S

解析：选A。烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，用烟草花叶病毒的RNA感染烟草，烟草细胞中会产生子代病毒，A项正确；格里菲思实验中，从R型活菌和加热后杀死的S型菌混合后注射的死亡小鼠体内可分离得到R型菌和S型菌，但从注射活的S型菌的死亡小鼠体内只能分离得到S型菌，B项错误；S型菌与R型菌的结构不同的根本原因是其DNA中碱基序列有差异，C项错误；用32P标记的噬菌体去侵染35S标记的细菌，释放的子代噬菌体中全部含35S，少部分含有32P，D项错误。

7．(2019·高考海南卷)下列关于蛋白质合成的叙述错误的是(　　)

A．蛋白质合成通常从起始密码子开始到终止密码子结束

B．携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点

C．携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合

D．最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA在肽键形成时脱掉氨基酸

解析：选C。蛋白质合成中，翻译的模板是mRNA，从起始密码子开始到终止密码子结束，A正确；核糖体同时占据两个密码子位点，携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点，通过反密码子与密码子进行互补配对，B正确，C错误；最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA在肽键形成时脱掉氨基酸，继续运输其他氨基酸，D正确。

8．下图为核酸中的5种碱基的分子结构示意图。结合所学知识，分析以下说法不正确的是(　　)

A．基因A突变成a后所含的嘌呤碱基数仍等于嘧啶碱基数　

B．转录与翻译过程中发生的碱基配对方式不完全相同

C．DNA中嘌呤与嘧啶配对有利于其形成平行的双链结构

D．用15N标记含100个碱基对的DNA，其分子量将增大200

解析：选D。基因突变是基因中碱基对的增添、缺失或替换，无论哪种情况，DNA分子中的嘌呤碱基数都等于嘧啶碱基数，A正确；转录过程中碱基配对方式是A—U、T—A、C—G、G—C，翻译过程中碱基配对方式是A—U、U—A、C—G、G—C，B正确；DNA分子中嘌呤和嘧啶配对有利于形成平行的双链结构，C正确；一个碱基中不只含有一个N原子，而是2个或多个N原子，因此用15N对DNA中的100个碱基对进行标记后，其相对分子质量不只增加200，D错误。

9．下图是DNA分子复制的部分示意图，甲、乙表示与DNA复制关系密切的两种酶，1、2表示DNA单链。下列判断正确的是(　　)

A．甲是DNA解旋酶，作用的对象是碱基对之间的氢键

B．DNA复制时先解旋，待解旋完毕后再进行复制

C．图中1链和2链的碱基序列相同

D．DNA复制的原料为四种游离的核糖核苷酸

解析：选C。与DNA复制关系密切的两种酶是DNA解旋酶和DNA聚合酶。从题图中看出，在甲的作用下，形成了1链，在乙的作用下，DNA双螺旋结构解开，故可以推出甲是DNA聚合酶，乙是DNA解旋酶，A错误。DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程，B错误。由题图可知，1链是以与2链互补的母链为模板合成的子链，故1链和2链的碱基序列相同，C正确。DNA复制的原料是四种游离的脱氧核糖核苷酸，D错误。

10．(多选)(2019·扬州高三调研)miRNA是一种小分子RNA。某miRNA能抑制W基因控制的蛋白质(W蛋白)的合成。某真核细胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图如下。

下列叙述正确的是(　　)

A．miRNA基因转录时，RNA聚合酶与该基因的起始密码相结合

B．W基因转录形成的mRNA在细胞核内加工后，进入细胞质用于翻译

C．miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则，即A与T、C与G配对

D．miRNA抑制W蛋白的合成是通过单链结构的miRNA 与蛋白质结合形成的miRNA蛋白质复合物直接与W基因mRNA结合所致

解析：选BD。miRNA基因转录时，RNA聚合酶与该基因首端的启动子相结合，A错误；真核细胞内W基因转录形成的mRNA在细胞核内加工后，进入细胞质用于翻译，B正确；miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则，即A与U、C与G配对，C错误；miRNA抑制W蛋白的合成，是通过单链结构的miRNA与蛋白质结合形成的miRNA蛋白质复合物直接与W基因mRNA结合所致，D正确。

11．(多选)(2019·江苏淮阴四校联考)hok基因位于大肠杆菌的R1质粒上，编码产生一种毒蛋白，会导致自身细胞裂解死亡，sok基因也在R1上，转录产生的sok mRNA能与hok mRNA结合，这两种mRNA结合形成的产物能被酶降解，从而阻止细胞死亡。下列叙述合理的是(　　)

A．sok mRNA和hok mRNA碱基序列不同

B．当sok mRNA存在时，hok基因不会转录

C．不含R1质粒的大肠杆菌可被自身的这种毒蛋白杀死

D．当sok mRNA不存在时，大肠杆菌可能裂解死亡

解析：选AD。sok mRNA能与hok mRNA结合，说明这两种mRNA的碱基序列互补，A正确；当sok mRNA存在时，hok 基因仍能转录，只是转录形成的hok mRNA会与sok mRNA结合，B错误；毒蛋白是由hok 基因控制合成的，而hok基因位于大肠杆菌的R1质粒上，因此一个不含R1质粒的大肠杆菌不会被这种毒蛋白杀死，C错误；根据题干信息“转录产生的sok mRNA能与hok mRNA结合”可知，当sok mRNA不存在时，hok mRNA才能翻译合成毒蛋白，进而导致大肠杆菌死亡，D正确。

12．(多选)将胰岛素基因用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。下列叙述正确的是(　　)

A．小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸

B．连续分裂n次后，子细胞中32P标记的细胞占1/2n＋1

C．该基因转录时遗传信息通过模板链传递给mRNA

D．该基因翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等

解析：选ACD。小鼠乳腺细胞中含有DNA和RNA两种核酸，DNA中含有4种碱基(A、T、C、G)和4种脱氧核苷酸，RNA中含有4种碱基(A、C、G、U)和4种核糖核苷酸，核酸包括脱氧核糖核酸和核糖核酸，所以小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸，A正确；根据DNA半保留复制的特点，一条染色体上整合有单个目的基因(用32P标记)的某个细胞，连续进行n次有丝分裂，形成2n个子细胞，其中含有32P标记的子细胞有两个，因此，子细胞中32P标记的细胞占1/2n－1，B错误；该基因转录时，遗传信息通过模板链传递给mRNA，C正确；一种氨基酸可能对应有多种密码子(密码子的简并性)，对应多种tRNA，D正确。

13．在研究DNA复制机制的过程中，为验证DNA分子的半保留复制方式，研究者用蚕豆根尖进行实验，主要步骤如下：

步骤①：将蚕豆根尖置于含放射性3H标记胸腺嘧啶的培养液中，培养大约一个细胞周期的时间。

步骤②：取出根尖，洗净后转移至不含放射性物质的培养液中，继续培养大约两个细胞周期的时间。

分别在第一个、第二个和第三个细胞周期取样，通过放射自显影技术检测有丝分裂中期细胞染色体上的放射性分布。

(1)本实验最主要的研究方法称为________________________________________________________________________。

实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的________区，步骤①的目的是标记细胞中的________分子。

(2)若第一个细胞周期的检测结果是每条染色体的姐妹染色单体都具有放射性，如图A所示。第二个细胞周期的放射性检测结果符合图中的________(选填字母)，且第三个细胞周期的放射性检测结果符合图中的________(选填字母)，说明DNA分子的复制方式为半保留复制。

解析：(1)根据步骤①中 “将蚕豆根尖置于含放射性3H标记胸腺嘧啶的培养液中，培养大约一个细胞周期的时间”，可以确定本实验最主要的研究方法是放射性同位素示踪法。用蚕豆根尖进行实验时，DNA复制发生在具有细胞周期的细胞的分裂间期，因此该实验所用的细胞材料最可能取自蚕豆根尖的分生区，胸腺嘧啶是合成DNA的原料之一，因此步骤①的目的是标记细胞中的DNA分子。(2)图A中每条染色体的姐妹染色单体均含有放射性，图B中每条染色体的姐妹染色单体中只有一条含有放射性，图C中每条染色体的姐妹染色单体均不含放射性。DNA分子的复制方式为半保留复制，第一个细胞周期DNA复制后每个DNA分子中只有一条链含有放射性，第二个细胞周期每个DNA分子复制后形成两个DNA分子，一个DNA分子含有放射性，另一个DNA分子不含放射性，则放射性检测结果是每条染色体含有两条染色单体，其中一条单体含有放射性，另一条单体不含放射性，符合题图中B；同理可知，第三个细胞周期的放射性检测结果是有一半染色体不含放射性，另一半染色体的姐妹染色单体中，有一条单体含有放射性，另一条单体不含放射性，符合题图中B和C。

答案：(1)放射性同位素示踪法　分生　DNA

(2)B　B和C

14．核基因P53是细胞的“基因组卫士”。当人体细胞DNA受损时，P53基因被激活，通过下图所示相关途径最终修复或清除受损DNA，从而保持细胞基因组的完整性。请回答下列问题：

(1)若DNA损伤为DNA双链断裂，则被破坏的化学键是________，修复该断裂DNA需要的酶是________。

(2)图中过程①发生的场所主要是________，完成过程②需要的原料是________。

(3)P53基因控制合成的P53蛋白通过过程②合成lncRNA，进而影响过程①，这一调节机制属于________，其意义是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)当DNA分子受损时，P53蛋白既可启动修复酶基因的表达，也能启动P21基因的表达。启动P21基因表达的意义是________________________________________________________________________。

解析：据图可知，DNA损伤后，激活了P53基因，通过表达产生P53蛋白，P53蛋白可以启动修复酶基因的表达，产生修复酶系统，进一步对DNA进行修复；同时P53蛋白也可以启动P21基因表达，阻止受损的DNA的复制。(1)若DNA损伤为DNA双链断裂，则被破坏的化学键是磷酸二酯键，修复断裂的DNA片段，即让DNA片段连接在一起需要的酶是DNA连接酶。(2)①是基因的表达过程，包括转录与翻译两个阶段，其中转录发生的场所主要是细胞核，翻译的场所是核糖体，过程②是转录，需要的原料是4种游离的核糖核苷酸。(3)P53基因控制合成的P53蛋白通过过程②合成lncRNA，进而影响过程①，这一调节机制属于正反馈调节，其意义是有利于在短时间内合成大量的P53蛋白，以加快损伤DNA的修复并阻止DNA的复制。(4)当DNA分子受损时，P53蛋白既可启动修复酶基因的表达，也能启动P21基因的表达。启动P21基因表达的意义是阻止受损DNA的复制，阻断错误遗传信息的传递。

答案：(1)磷酸二酯键　DNA连接酶　(2)细胞核和核糖体　4种核糖核苷酸　(3)正反馈调节　有利于在短时间内合成大量的P53蛋白，以加快损伤DNA的修复并阻止DNA的复制　(4)阻止受损DNA的复制，阻断错误遗传信息的传递

15．下图为细胞中遗传信息流动模式图。回答下列问题：

(1)DNA指导合成rRNA、tRNA和mRNA的过程称为________，②为某时刻mRNA参与的过程示意图，这对蛋白质合成的重要意义是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)核糖体形成与细胞核中的________结构有关，有人认为核糖体也是一种酶，则这种酶催化形成的化学键是________。

(3)tRNA在蛋白质合成中起着重要作用，其三叶草形状结构的一端是__________________________________，另一端含有反密码子，反密码子是指____________________________________________________________。

解析：(1)DNA指导合成RNA的过程称为转录。②为多聚核糖体合成蛋白质的过程，该过程中一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时合成多条多肽链，其意义为少量的mRNA可以在短时间内合成大量的蛋白质。(2)核仁与核糖体及rRNA的形成有关。氨基酸在核糖体中脱水缩合形成多肽，该过程中有肽键生成，若认为核糖体也是一种酶，则其催化形成的化学键是肽键。(3)tRNA一端有氨基酸的结合位点，能携带氨基酸，另一端含有反密码子，反密码子是tRNA上特殊的三个碱基，能够与密码子互补配对。

答案：(1)转录　少量mRNA可以迅速合成大量蛋白质

(2)核仁　肽键

(3)氨基酸结合位点(或携带氨基酸的部分)　tRNA上能与密码子互补配对的三个相邻碱基