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遺傳的分子基礎 (建議用時：40分鐘) 1．下列關于肺炎雙球菌轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的敘述，正確的是(　　) A．都選用結構簡單的生物作為實驗材料，繁殖快、容易觀察實驗結果 B．格里菲思和艾弗里的肺炎雙球菌轉化實驗都是在小鼠體內進行的 C．兩個實驗都運用了同位素示蹤法 D．兩個實驗都證明了DNA是主要的遺傳物質 解析：選A。噬菌體是病毒，肺炎雙球菌為原核生物，它們結構簡單、繁殖快，容易觀察實驗結果。格里菲思的肺炎雙球菌轉化實驗是在小鼠體內進行的，而艾弗里的肺炎雙球菌轉化實驗是在體外進行的。只有噬菌體侵染細胞的實驗運用了同位素示蹤法。兩個實驗都證明了DNA是遺傳物質。 2．某研究性學習小組做了兩組實驗：甲組用3H、35S標記的T2噬菌體去侵染無放射性的大腸桿菌；乙組用無放射性的T2噬菌體去侵染用3H、35S標記的大腸桿菌。下列有關分析正確的是(　　) A．短時間保溫、攪拌、離心后，甲組上清液放射性很強而沉淀物幾乎無放射性 B．短時間保溫、攪拌、離心后，乙組上清液與沉淀物放射性都很強 C．甲組子代噬菌體的DNA分子中可檢測到3H、35S D．乙組子代噬菌體的蛋白質與DNA分子中都可檢測到3H 解析：選D。甲組用3H、35S標記的T2噬菌體去侵染無放射性的大腸桿菌時，由于T2噬菌體的蛋白質含3H、35S，其DNA含3H、不含35S，短時間保溫、攪拌、離心后，上清液因含有T2噬菌體的蛋白質外殼(含3H、35S)而放射性強，而沉淀物因含有T2噬菌體的DNA(含3H)也具有較強放射性。乙組用無放射性的T2噬菌體去侵染3H、35S標記的細菌，短時間保溫、攪拌、離心后，由于T2噬菌體的蛋白質外殼(不含3H和35S)沒有放射性，離心后的上清液應幾乎沒有放射性，但沉淀物因含3H、35S標記的大腸桿菌(含子代T2噬菌體)放射性很強。甲組子代T2噬菌體的DNA分子是以親代T2噬菌體的DNA分子為模板進行復制得到的，故可以檢測到3H，但不能檢測到35S(因親代噬菌體的蛋白質外殼不進入大腸桿菌)。乙組子代T2噬菌體利用來自用3H、35S標記的大腸桿菌的氨基酸(可能含有3H、35S)、脫氧核苷酸(可能含有3H，一般不含有35S)分別合成子代噬菌體的蛋白質、DNA分子，前者可檢測到3H、35S，后者可檢測到3H。 3．關于DNA分子結構的敘述，不正確的是(　　) A．每個DNA分子一般都含有四種脫氧核苷酸 B．DNA分子中的堿基、磷酸基團、脫氧核糖三者的數(shù)量是相等的 C．每個脫氧核糖上均連著一個磷酸基團和一個堿基 D．一段雙鏈DNA分子中，如果有40個腺嘌呤，就含有40個胸腺嘧啶 解析：選C。每個DNA分子中一般都含有胸腺嘧啶脫氧核苷酸、腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸，A正確；每個DNA分子中堿基數(shù)＝磷酸基團數(shù)＝脫氧核糖數(shù)，B正確；在DNA分子鏈中只有鏈末端的脫氧核糖連著一個磷酸基團，其余的脫氧核糖上均連著2個磷酸基團，C錯誤；在雙鏈DNA分子中A和T的數(shù)目相同，D正確。 4．如圖甲、乙表示真核生物遺傳信息傳遞的兩個過程，圖丙為其中部分片段的放大示意圖。以下分析正確的是(　　) A．圖中酶1和酶2是同一種酶 B．圖丙中b鏈可能是構成核糖體的成分 C．圖丙是圖甲的部分片段放大 D．圖乙所示過程在高度分化的細胞中不會發(fā)生 解析：選B。甲圖表示DNA的復制，乙圖表示轉錄過程，酶1為DNA聚合酶、酶2為RNA聚合酶，A錯誤；核糖體由蛋白質和RNA構成，B正確；圖丙應是圖乙的部分片段放大，C錯誤；一般情況下，活細胞中都存在乙圖所示過程，D錯誤。 5．具有x個堿基對的一個雙鏈DNA分子片段，含有y個嘧啶。下列敘述正確的是(　　) A．該分子片段即為一個基因 B．該分子片段中，堿基的比例y/x＝1 C．該DNA單鏈中相鄰的兩個堿基通過氫鍵連接 D．該分子片段完成n次復制需要(2x－y)2n個游離的嘌呤脫氧核苷酸 解析：選B?；蚴怯羞z傳效應的DNA片段，依題意無法判斷該雙鏈DNA分子片段是否有遺傳效應，A錯誤；依題意，在該雙鏈DNA分子片段中，A＋T＋C＋G＝2x，T＋C＝y(tǒng)，依據(jù)堿基互補配對原則，在該雙鏈DNA分子片段中，有A＝T、C＝G，所以解得x＝y(tǒng)，即在該分子片段中，堿基的比例y/x＝1，B正確；該DNA單鏈中，相鄰的兩個堿基通過“脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖”連接，C錯誤；依題意，該雙鏈DNA分子片段中，A＋T＋C＋G＝2x，T＋C＝y(tǒng)，解得A＋G＝2x－y，該分子片段完成n次復制需要游離的嘌呤脫氧核苷酸為(2n－1)(2x－y)個，D錯誤。 6．DNA分子經過誘變，某位點上的一個正常堿基(設為X)變成了尿嘧啶，該DNA連續(xù)復制兩次，得到的4個子代DNA分子相應位點上的堿基對分別為U—A、A—T、G—C、C—G，推測“X”可能是(　　) A．胸腺嘧啶　　　　　 B．胞嘧啶 C．腺嘌呤 D．胸腺嘧啶或腺嘌呤 解析：選B。DNA復制按照堿基互補配對原則進行，為半保留復制，尿嘧啶所在鏈連續(xù)復制兩次，相應位點上的堿基對分別為U－A、A－T，故X所在鏈連續(xù)復制兩次相應位點上的堿基對分別為G－C、C－G，故推測“X”可能是C，B正確；如果是胸腺嘧啶或腺嘌呤，則X所在鏈連續(xù)復制兩次相應位點上的堿基對分別為A—T、T－A，A、C、D錯誤。 7．將正常生長的玉米根尖細胞放在含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中，待其完成一個細胞周期后，再轉入不含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，讓其再完成一個細胞周期。此時獲得的子細胞內DNA分子不可能為(只考慮其中一對同源染色體上的DNA分子)(　　) A．② B．①② C．③ D．③④ 解析：選A。玉米根尖細胞進行有絲分裂，在含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)液中培養(yǎng)一個細胞周期，根據(jù)DNA半保留復制特點，則細胞中的每個DNA一條鏈含3H，另一條鏈不含。再轉入不含3H標記的培養(yǎng)液中再培養(yǎng)一個細胞周期，中期時一個著絲點連接的兩條姐妹染色單體中的DNA分子，其中一個全部不含3H，即為正常DNA，另一個一條鏈含3H，另一條鏈不含3H，而在有絲分裂后期，著絲點斷裂后，姐妹染色單體分離，隨機移向兩極，因此可以產生圖中的①③④。故選擇A選項。 8．如圖表示生物基因的表達過程，下列敘述與該圖相符的是(　　) A．圖1可發(fā)生在綠藻細胞中，圖2可發(fā)生在藍藻細胞中 B．DNA—RNA雜交區(qū)域中A應與T配對 C．圖1翻譯的結果得到了多條多肽鏈，圖2翻譯的結果只得到了一條多肽鏈 D．圖2中③的合成需要的酶與圖1中的RNA聚合酶完全一樣 解析：選C。圖1的轉錄和翻譯過程是同時進行的，只能發(fā)生在原核生物中，圖2是先轉錄再翻譯，應發(fā)生在真核生物中，綠藻為真核生物，而藍藻為原核生物；DNA—RNA雜交區(qū)域中A應該與U配對；酶具有專一性，不同種生物需要的聚合酶不同。 9．依據(jù)下圖中心法則，下列相關敘述正確的是(　　) A．基因突變只可能發(fā)生在①過程中 B．②③過程在藍藻中無法同時完成 C．④⑤過程不可能在真核細胞中完成 D．①～⑤過程均遵循堿基互補配對原則 解析：選D。①表示DNA復制過程，是基因發(fā)生突變的主要時期，但并不是唯一時期，A錯誤；②③表示轉錄和翻譯過程，由于藍藻細胞內無核膜，所以轉錄和翻譯過程可以同時完成，B錯誤；④⑤分別表示逆轉錄和RNA復制過程，當真核細胞感染某種RNA病毒后就可能發(fā)生這樣的過程，C錯誤；①～⑤過程都涉及信息的傳遞，所以都遵循堿基互補配對原則，D正確。 10．腸道病毒EV71為單股正鏈RNA(＋RNA)病毒，是引起手足口病的主要病原體之一，如圖為該病毒在宿主細胞內增殖的示意圖。下面說法不合理的是(　　) A．圖中＋RNA有三方面功能 B．物質M的合成場所是宿主細胞的核糖體 C．患兒痊愈后若再次感染該病毒，相應的記憶細胞會迅速產生抗體消滅病毒 D．假定腸道病毒基因＋RNA含有1 000個堿基，其中A和U占堿基總數(shù)的60%。以病毒基因＋RNA為模板合成一條子代＋RNA的過程共需要堿基G和C共800個 解析：選C。由圖可知＋RNA可以作為含遺傳物質的基因，還可以作為翻譯和轉錄的模板，故A正確；物質M是蛋白質類應是在宿主細胞的核糖體上合成的，故B正確；患兒痊愈后如果再次感染該病毒，相應的記憶細胞會迅速增殖分化為漿細胞產生抗體，不是記憶細胞產生抗體，故C錯誤；假定腸道病毒基因＋RNA含有1 000個堿基，其中A和U占堿基總數(shù)的60%，說明G和C占40%，有400個堿基。以病毒基因＋RNA為模板合成一條子代＋RNA的過程中需要先合成－RNA然后再合成＋RNA，根據(jù)堿基互補配對原則共需要堿基G和C共800個，故D正確。 11．如圖表示真核生物細胞中進行的一些生理活動。下列敘述正確的是(　　) A．①②過程發(fā)生在細胞分裂間期，③過程發(fā)生在有絲分裂后期 B．⑤過程表示遺傳信息的翻譯過程，圖中纈氨酸的密碼子是CAG C．遺傳物質進行②過程與進行④過程所需的酶和原料都不同 D．細胞核中只能進行①②③過程，線粒體中只能進行④⑤過程 解析：選C。圖中①表示染色體逐漸變成細長而盤曲的染色質絲的過程，可發(fā)生在有絲分裂末期和減數(shù)第二次分裂末期，②過程染色質復制后逐漸螺旋纏繞，縮短變粗，成為染色體，可發(fā)生在有絲分裂和減數(shù)第一次分裂間期，③過程表示著絲點分裂，姐妹染色單體分開，成為兩條子染色體的過程，可發(fā)生在有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期，故A項錯誤；圖中纈氨酸的密碼子應該是mRNA上相鄰的3個堿基GUC，CAG是tRNA上的反密碼子，故B項錯誤；遺傳物質進行②過程需要解旋酶和DNA聚合酶，原料是4種脫氧核苷酸，進行④過程需要RNA聚合酶，原料是4種核糖核苷酸，故C項正確；細胞核中也可進行④過程(轉錄)，且③過程進行時著絲點分裂是在細胞質中進行，線粒體中沒有染色體，只能進行④⑤過程(轉錄和翻譯)，故D項錯誤。 12．人類的X基因前段存在CGG重復序列?？茖W家對CGG重復次數(shù)、X基因表達和某遺傳病癥狀表現(xiàn)三者之間的關系進行調查研究，統(tǒng)計結果如下： 注：丙氨酸密碼子GCC CGG重復次數(shù)(n) n＜50 n≈150 n≈260 n≈500 X基因的mRNA (分子數(shù)/細胞) 50 50 50 50 X基因編碼的蛋白質(分子數(shù)/細胞) 1 000 400 120 0 癥狀表現(xiàn) 無癥狀 輕度 中度 重度 下列分析不合理的是(　　) A．CGG重復次數(shù)不影響X基因的轉錄，但影響蛋白質的合成 B．CGG重復次數(shù)與該遺傳病是否發(fā)病及癥狀表現(xiàn)有關 C．CGG重復次數(shù)可能影響mRNA與核糖體的結合 D．遺傳病癥狀的輕重與蛋白質中丙氨酸的多少有關 解析：選D。由表格可知，CGG重復次數(shù)不影響X基因的轉錄，產生的mRNA(分子數(shù)/細胞)都為50，CGG重復次數(shù)越多，X基因編碼的蛋白質(分子數(shù)/細胞)越少，癥狀越重，A、B項正確；CGG重復次數(shù)影響翻譯過程，可能是影響mRNA與核糖體結合，C項正確。 13．請回答下列問題。 (1)在利用噬菌體侵染細菌研究DNA和蛋白質的遺傳功能時，該實驗設計的關鍵思路是 _____________________________。 (2)DNA分子的雙螺旋結構為復制提供了__________，通過________________保證了復制的準確性，因而DNA分子能比較準確地在親子代間傳遞信息。 (3)為研究DNA的結構和功能，科學家做了如下實驗。 實驗一：取四支試管，都放入等量的四種脫氧核苷酸、等量的ATP和等量的DNA聚合酶，在各試管中分別放入等量的四種DNA分子，它們分別是枯草桿菌、大腸桿菌、小牛胸腺細胞、T2噬菌體的DNA。在適宜的溫度下培養(yǎng)一段時間，測定各試管中殘留的每一種脫氧核苷酸的含量。該實驗要探究的是______________________，若結果發(fā)現(xiàn)殘留的四種脫氧核苷酸的量不同，則說明________________。 實驗二：將大腸桿菌中提取的DNA分子加到具有足量的四種核糖核苷酸的另一支試管中，在適宜的溫度下培養(yǎng)，一段時間后測定產物的含量。該實驗模擬的是________過程。結果沒有檢測到產物，原因是________________________。 解析：(1)利用噬菌體侵染細菌研究DNA和蛋白質遺傳功能的關鍵是將DNA和蛋白質分開，單獨觀察它們的作用。(2)DNA分子的雙螺旋結構為DNA復制提供了精確的模板，而通過堿基互補配對又保證了復制的準確性。(3)在實驗一中，由于四支試管中加入的脫氧核苷酸、ATP及酶均相同，所以，可根據(jù)試管中最后剩余的脫氧核苷酸來確定四種生物DNA分子中脫氧核苷酸的數(shù)量及比例。在實驗二中，試管中加入核糖核苷酸、大腸桿菌中DNA模擬的是轉錄過程，但轉錄過程還需要RNA聚合酶及能量等，所以最后試管中沒有相關產物形成。 答案：(1)把DNA與蛋白質分開，單獨觀察它們的作用 (2)精確的模板　堿基互補配對 (3)四種生物的DNA分子中脫氧核苷酸的數(shù)量和比例　四種生物的DNA中脫氧核苷酸的數(shù)量和比例不同 轉錄　缺少轉錄時所需的酶與能量 14．如圖表示基因表達過程及該過程中各種成分的構成關系，其中1～8是與該過程相關的各種物質。請分析回答下列問題： (1)各種遺傳信息蘊藏在________(填序號)的特定單體排列順序中。 (2)遺傳信息的表達需要經過一系列物質間的信息傳遞過程，這種物質間信息傳遞的順序是________(填序號)。信息在物質間的傳遞之所以能保持其特異性不變，是因為在這一過程中存在著________和________兩種機制。 (3)8種物質中，屬于構成大分子有機物單體的是(序號和名稱)________。起催化作用的物質2是________。 (4)圖中含有核糖的物質有________ (填數(shù)字)，細胞中4物質有________種。 (5)若物質8發(fā)生了兩種情況：①起始部位插入一個堿基；②起始部位缺少了三個堿基。哪種情況對生物性狀的影響更大？________。為什么？______________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)生物體的遺傳信息蘊藏在DNA的脫氧核苷酸的排列順序中。(2)圖示遺傳信息的傳遞方向是：DNARNA蛋白質；信息在物質間的傳遞之所以能保持其特異性不變，是因為DNA轉錄出RNA的過程遵循堿基互補配對原則，而RNA翻譯出蛋白質的過程中tRNA對密碼子和氨基酸的特異性識別。(3)圖中的大分子有機物有1(DNA)，2(RNA聚合酶)，4、5、8(RNA)，6(蛋白質)，其中3(核糖核苷酸)是組成RNA的單體，7(氨基酸)是組成蛋白質的單體。DNA轉錄過程中起催化作用的酶是RNA聚合酶。(4)圖中含有核糖的物質有3(核糖核苷酸)、4(tRNA)、5(rRNA)、8(mRNA)，其中tRNA有61種。(5)由于mRNA上的三個相鄰的堿基構成一個密碼子，因此插入一個堿基可能造成所有密碼子及編碼的氨基酸發(fā)生變化，而缺少三個堿基的結果是缺少一個氨基酸，其他氨基酸的種類與順序不變。 答案：(1)1　(2)1、8、6　堿基互補配對原則　tRNA對密碼子和氨基酸的特異性識別 (3)3(核糖核苷酸)、7(氨基酸)　RNA聚合酶 (4)3、4、5、8　61 (5)①?、偾闆r可能造成所有密碼子及編碼的氨基酸發(fā)生變化，②情況只是缺少一個氨基酸，其他氨基酸的種類與順序不變