高三生物复习教案专题四 第1讲 遗传的分子基础

高三生物复习教案专题四 第1讲 遗传的分子基础

专题四　遗传、变异和进化 第1讲　遗传的分子基础 直击考纲　1.核酸是遗传物质的证据(Ⅱ)。2.DNA的分子结构和特点(Ⅱ)。3.遗传信息的传递(Ⅱ)。4.遗传信息的表达(Ⅱ)。‎ ‎1． 完成有关探索遗传物质实验的问题 ‎(1)(2011·广东，2改编)埃弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。据表判断下列叙述：‎ 实验组号 接种菌型 加入S型菌物质 培养皿长菌情况 A R 蛋白质 R型 B R 荚膜多糖 R型 C R DNA R型、S型 D R DNA(DNA酶处理)‎ R型 ‎①A不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子 (　×　)‎ ‎②B说明S型菌的荚膜多糖有酶活性 (　×　)‎ ‎③C和D说明S型菌的DNA是转化因子 (　√　)‎ ‎④A～D说明DNA是主要的遗传物质 (　×　)‎ ‎(2)(2011·江苏，12、2013·海南，13、2012·上海，11和重庆，2改编)依据噬菌体侵染细菌的实验，判断下列相关叙述：‎ ‎①用32P对噬菌体的标记过程为用含32P的培养基先培养细菌，再用细菌培养噬菌体 ‎(　√　)‎ ‎②用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性的原因可能是搅拌不充分所致 (　√　)‎ ‎③用32P标记噬菌体的侵染实验中，若保温时间过长，会导致上清液中存在少量放射性 ‎(　√　)‎ ‎④T2噬菌体的核酸和蛋白质都含有硫元素，其寄生于酵母菌和大肠杆菌中 (　×　)‎ ‎⑤上述实验获得成功的原因之一是噬菌体只将其DNA注入大肠杆菌细胞中 (　√　)‎ ‎⑥利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质，以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌 体的核酸 (　×　)‎ ‎⑦噬菌体能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解 (　×　)‎ ‎2． 下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，判断下列相关叙述 ‎(1)DNA分子中磷酸与脱氧核糖交替连接构成基本骨架，DNA单链上相邻碱基以氢键连接 (2009·广东，24BD)(　×　)‎ ‎(2)双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数 (2010·江苏，1D)(　√　)‎ ‎(3)在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在两条DNA母链之间 ‎(2011·上海，‎16A)(　√　)‎ ‎(4)真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶且消耗能量 ‎(2009·江苏，‎12C和2011·海南，‎25A改编)(　√　)‎ ‎(5)真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期 (2011·海南，25D)(　×　)‎ ‎(6)图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的，并且边解旋边双向复制，从而提高复制速率 (2009·江苏，12改编)(　×　)‎ ‎3． 假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。判断下列叙述(2012·山东理综，5改编)‎ ‎(1)该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸 (　×　)‎ ‎(2)噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等 (　×　)‎ ‎(3)含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1∶49 (　√　)‎ ‎(4)该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变 (　×　)‎ ‎4． 判断下列有关基因表达的叙述 ‎(1)只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质 (2011·海南，‎16A)(　×　)‎ ‎(2)RNA分子可作为DNA合成的模板，DNA是蛋白质合成的直接模板 ‎(2011·海南，25B和2010·广东，‎4A)(　×　)‎ ‎(3)转录过程在细胞溶胶中进行，以核糖核苷酸为原料，不需解旋酶 ‎(2011·江苏，‎7A和2011·安徽，‎5C改编)(　×　)‎ ‎(4)不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性 (2011·江苏，7D)(　√　)‎ ‎(5)mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质 (2011·江苏，‎7C)(　×　)‎ ‎(6)DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则(2010·海南，12D)(　×　)‎ ‎(7)在细胞中，以RNA作为模板合成生物大分子的过程包括翻译和逆转录过程 ‎(2012·上海，7D改编)(　√　)‎ 重点一　聚焦探索遗传物质本质的经典实验 典例剖析1　下图甲是某兴趣小组利用两种肺炎双球菌进行相关的转化实验，各组肺炎双球菌先进行图示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内；图乙是该兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做的噬菌体侵染细菌的实验，请判断：‎ ‎(1)图甲中通过⑤⑥对照能说明转化因子是DNA而不是蛋白质 (　　)‎ ‎(2)⑥组可以分离出S和R型两种肺炎双球菌，产生的S型菌可能是基因重组的结果 ‎(　　)‎ ‎(3)能导致小鼠死亡的是①②③④四组 (　　)‎ ‎(4)④组为空白对照，实验结果是小鼠不死亡 (　　)‎ ‎(5)⑤组实验表明，加S型菌体的蛋白质后试管中长出的是有荚膜的菌体 (　　)‎ ‎(6)⑥组中产生的有毒性的S型菌体不能将该性状遗传给后代 (　　)‎ ‎(7)图乙中理论上b中不应具有放射性，若有放射性，则与过程⑧中的搅拌是否充分有关，而与培养时间的长短无关 (　　)‎ ‎(8)图乙实验过程并不能证明DNA是遗传物质 (　　)‎ ‎(9)图甲和图乙所示实验的设计思路相同，都是设法将DNA和其他成分(特别是蛋白质)分开，单独地直接观察它们各自的作用，只是分离方法有差异 (　　)‎ 答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×‎ ‎(7)√　(8)√　(9)√‎ 审答思考 ‎1． 肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌的实验 肺炎双球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌的实验 相同点 实验思路 设法将DNA与其他物质分开，单独研究它们各自的作用 实验原则 都遵循对照原则 实验结论 两实验都能证明DNA是遗传物质 不同点 处理方式 直接分离：分离S型菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养 同位素标记：分别标记DNA和蛋白质的特殊元素(32P和35S)‎ 实验结论 ‎①DNA是遗传物质 ‎②蛋白质等不是遗传物质 DNA是遗传物质，在亲代之间保持连续性 ‎2． 格里菲思的实验能否证明DNA是转化因子？⑥组中的S型菌体产生原因是什么？‎ 答案　不能，格里菲思的实验仅能证明转化因子的存在，而不能确定转化因子的物质成分；S型菌的DNA进入到R型菌中，并表达了S型菌的遗传性状。‎ ‎3． 图甲中不能导致小鼠死亡的是哪几组？为什么？‎ 答案　①④⑤。①组中S型菌的蛋白质和DNA经高温变性，尽管冷却后DNA可以恢复活性，但是已经没有了荚膜的保护，会被小鼠的免疫系统清除；④组中是没有毒性的R型菌体；⑤组中S型菌的蛋白质和R型菌混合，不能转化成有毒性的S型菌体。‎ ‎4． ⑥组中转化产生的有毒性的S型菌体与原来的R型菌体的遗传物质是否发生改变呢？‎ 答案　是。‎ ‎5． 在噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌和离心的目的是什么？‎ 答案　搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒。‎ ‎6． 35S标记了噬菌体的什么结构成分？正常情况下应该在图乙的什么中检测到放射性呢？‎ 答案　蛋白质外壳。上清液a中。‎ 变式拓展 ‎1． 噬菌体能用培养基直接培养吗？如何获得被35S标记的噬菌体呢？‎ 答案　不能，因为其没有细胞结构，专营细菌寄生，只能用细菌来培养；标记细菌(用含35S的培养基培养大肠杆菌)→标记噬菌体(用噬菌体侵染含35S的大肠杆菌)。‎ ‎2． 若要证明DNA是遗传物质，在图乙所示实验的基础上，如何补充设计实验？若在补充的实验中上清液出现放射性，则原因可能是什么？‎ 答案　设计一组用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验，经过图乙中过程⑦⑧观察上清液和沉淀物中的放射性；若在上清液中出现放射性，原因可能是：①保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，离心后分布于上清液中；②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放子代，离心后分布于上清液中。‎ ‎3． 细菌和噬菌体的遗传是否遵循遗传的基本规律，‎ 自然状态下可能出现可遗传变异的类型有哪些？‎ 答案　不遵循。基因突变。‎ ‎4． 上述实验能否说明DNA是主要的遗传物质呢？‎ 答案　不能。‎ 对位训练 ‎1． 图甲是肺炎双球菌的体内转化实验，图乙是噬菌体侵染细菌的实验。关于这两个实验的分析正确的是 (　　)‎ A．甲图中将R型活菌和S型死菌的混合物注射到小鼠体内，R型菌向S型菌发生了转化，转化的原理是基因重组 B．乙图中搅拌的目的是提供给大肠杆菌更多的氧气，离心的目的是促进大肠杆菌和噬菌体分离 C．用32P、35S标记的噬菌体，分别侵染未被标记的细菌，离心后放射性分别主要在上清液、沉淀物中 D．若用无放射性标记的噬菌体，侵染体内含35S标记的细菌，离心后放射性主要分布在上清液中 答案　A 解析　A选项正确，R型菌向S型菌转化的原因是S型菌的DNA进入到R型菌中，并表达了S型菌的遗传性状；B选项错误，搅拌的目的是使细菌外噬菌体和细菌分离，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体；C选项错误，分别用32P、35S标记的噬菌体，分别侵染未被标记的细菌，离心后放射性分别主要在沉淀物、上清液中；D选项错误，若用无放射性的噬菌体，侵染体内含35S标记的细菌，离心后放射性主要分布在沉淀物中。‎ ‎ 技能点拨 ‎1． 体内转化实验中细菌数量变化曲线——体内转化实验中，小鼠体 内S型、R型菌含量的变化情况如图所示。‎ ‎(1)ab段：将加热杀死的S型菌和活的R型菌混合后注射到小鼠体内，ab时间段内，小鼠体内还没形成大量的对抗R型菌的抗体，故该时间段内R型菌数量增多。‎ ‎(2)bc段：小鼠体内形成大量的对抗R型菌的抗体，致使R型菌数量减少。‎ ‎(3)cd段：c之前，已有少量R型菌转化为S型菌，S型菌能降低小鼠的免疫能力，造成R型菌大量繁殖，所以cd段R型菌数量增多。‎ ‎(4)S型菌来源：少量R型菌获得了S型菌的DNA，并转化为S型菌，故S型菌是从0开始的。‎ ‎2． 噬菌体侵染细菌问题的思路分析 重点二　透过图像辨清遗传信息的传递和表达过程 典例剖析2　下图表示某DNA片段的遗传信息的传递过程，①～⑦表示物质或结构，a、b、c表示生理过程，据图回答下列问题：‎ ‎(1)图中表示DNA复制的过程是________(填字母)，图中表示基因表达的过程是________(填字母)。‎ ‎(2)a、b过程需要的酶分别是______________、______________，a、b过程中碱基配对的不同点是__________________________________，c过程中结构③的移动方向为________(用箭头表示)。‎ ‎(3)若图中①所示为某个精原细胞中的一对同源染色体上的DNA(DNA两条链中N分别为15N和14N)，每个DNA分子中均由5 000个碱基对组成，其中的腺嘌呤都占20%，将该细胞放在含有14N培养基中连续进行两次有丝分裂，则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸________个，而形成的4个细胞中含有15N的细胞个数可能是________。‎ ‎(4)图中①同一条单链上G与C和两条单链之间的G与C的连接方式有什么区别：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)若在AUG后插入3个核苷酸，合成的多肽链中除在甲硫氨酸后多一个氨基酸外，其余氨基酸序列无变化。由此证明________________________。‎ ‎(6)若在③上有两种氨基酸的结构式分别为：，写出它们在③上发生的反应式：_________________________________________。‎ ‎(7)生物界中除了上述遗传信息流动过程外，还存在________________________等过程，请写出艾滋病病毒的遗传信息传递途径图解_____________________________。‎ ‎(8)镰刀形细胞贫血症体现了基因控制性状哪条途径？‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)a　bc　(2)解旋酶和DNA聚合酶　解旋酶和RNA聚合酶　a过程中A－T而b过程中A－U　→‎ ‎(3)1.8×104　1个或2个　(4)同一条单链上G与C是通过五碳糖—磷酸—五碳糖连接；两条单链之间的G与C的连接是通过氢键连接　(5)一个密码子由3个碱基组成 ‎(6)‎ ‎(7)RNA复制、逆转录 ‎(8)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 审答思考 ‎1． a、b、c分别为什么生理过程？各自发生的主要场所和碱基配对方式是什么呢？a、b过程的特点是什么？‎ 答案　a为DNA分子的复制，主要发生于细胞核中，碱基配对方式为A－T/T－A/G－C/C－G；特点是边解旋(完全解旋)边复制，半保留复制。‎ b过程为转录，其场所主要是细胞核，碱基配对方式为A－U/T－A/G－C/C－G；特点为边解旋(局部解旋)边转录。‎ c过程是翻译，场所为核糖体，碱基配对方式为A－U/U－A/G－C/C－G。‎ ‎2． 图中⑤所运载的物质⑦的密码子是什么？物质⑦是什么氨基酸？‎ 答案　UUC。苯丙氨酸。‎ ‎3． 精原细胞中的一对同源染色体上含有几个DNA分子？有丝分裂过程的主要特征是什么？‎ 答案　2个DNA；染色体复制后平均分配到两个子细胞中，没有同源染色体的分离。‎ ‎4． 完善如下DNA片段示意图，并在两条链中分别框出DNA的基本骨架和基本单位。‎ 答案　‎ ‎5． 完善下面有关中心法则的拓展图解。‎ 变式拓展 ‎1． 若图中④是参与胰岛素的组成，则其加工场所是哪里？‎ 答案　内质网和高尔基体。‎ ‎2． 若图中①所示为某个精原细胞中的一对同源染色体上的DNA(DNA两条链中N分别为15N和14N)，将该细胞放在含有14N培养基中完成减数分裂，则形成的精子中含有15N的精子个数有几个呢？‎ 答案　2个。‎ ‎3． 画出细胞生物中遗传信息传递过程图解。‎ 答案　‎ 对位训练 ‎2． 图甲所示为基因表达过程，图乙为中心法则，①～⑤表示生理过程。下列叙述正确的是 ‎(　　)‎ A．图甲所示过程需要多种酶参与，是染色体DNA上的基因表达过程 B．图乙所示过程均需要核苷酸为原料 C．图甲所示过程为图乙中的①②③过程 D．图乙中涉及碱基A与U之间配对的过程为②③④⑤‎ 答案　D 解析　图甲表示转录、翻译过程，需要多种酶的参与，但是此过程边转录边翻译为原核生物，不存在染色体。图乙以中心法则表示遗传信息的流动方向，过程①⑤所需的原料是脱氧核苷酸，过程③所需的原料是氨基酸；图甲对应图乙中的②③过程；图乙涉及碱基A与U配对的过程有②③④⑤，分别是转录、翻译、RNA复制、逆转录过程。‎ ‎ 技能点拨 有关DNA分子复制的计算技巧总结 ‎(1)半保留复制过程中标记DNA分子的计算和分离问题 ‎①被同位素标记的“重”DNA分子，在不含同位素的培养液中复制n次后，形成的DNA分子数为2n个。由于母链只有2条，所以含有母链的DNA分子数仅为2个，全为新链的DNA分子数为(2n－2)个，所有DNA分子均含新链，新链的条数为(2n＋1－2)条。‎ ‎②在离心分离时，DNA分子所处的位置：开始时位于“重带”，复制一次时位于“中带”，复制两次及以上时，位于“中带”和“轻带”。‎ ‎(2)DNA分子复制过程中的碱基数目计算(设某双链DNA分子中含某种碱基a个)‎ ‎①复制n次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为[a·(2n－1)]个。如图所示：‎ ‎②第n次复制需要含该碱基的脱氧核苷酸数为(a·2n－1)个。‎ 由图示可以看出，复制的结果是形成两个一样的DNA分子，所以一个DNA分子复制n次后，得到的DNA分子数为2n个(如图)，复制(n－1)次后得到的DNA分子数为2n－1个。第n次复制增加的DNA分子数为2n－2n－1＝2n－1(个)‎ ‎，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为(a·2n－1)个。‎ 网络小结 ‎1． (2013·海南卷，13)关于T2噬菌体的叙述，正确的是 (　　)‎ A．T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素 B．T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中 C．RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质 D．T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖 答案　D 解析　核酸中不含硫元素，故A错误。T2噬菌体不能寄生在酵母菌细胞中，故B错误。任何生物的遗传物质只能是DNA或RNA中的一种，T2噬菌体的遗传物质是DNA，故C错误。T2噬菌体作为病毒，只能利用宿主细胞的物质进行增殖，D正确。‎ ‎2． (2013·海南卷，12)甲(ATGG)是一段单链DNA片段，乙是该片段的转录产物，丙(A－P～P～P)是转录过程中的一种底物。下列叙述错误的是 (　　)‎ A．甲、乙、丙的组分中均有糖 B．甲、乙共由6种核苷酸组成 C．丙可作为细胞内的直接能源物质 D．乙的水解产物中含有丙 答案　D 解析　‎ 丙是ATP，其结构水解脱去两个磷酸基团后为腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位，但ATP不是乙的水解产物之一，所以选D项。A中甲含脱氧核糖，乙、丙含核糖。甲中含3种脱氧核苷酸，乙中含3种核糖核苷酸。‎ ‎3． (2013·浙江卷，3)某生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是 (　　)‎ A．在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开 B．DNA—RNA杂交区域中A应与T配对 C．mRNA翻译只能得到一条肽链 D．该过程发生在真核细胞中 答案　A 解析　图示过程为DNA的转录和翻译过程，RNA聚合酶具有解旋功能，在RNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开，同时开始mRNA的延伸，A项正确；DNA—RNA杂交区域中，DNA链上的碱基A与RNA链上的碱基U配对，B项错误；由图可知，多个核糖体结合在该mRNA上，该mRNA翻译能得到多条相同的肽链，C项错误；根据图示，转录和翻译同时进行，该过程发生在原核细胞中，D项错误。‎ ‎4． 下列与真核生物的基因相关的叙述，正确的是 (　　)‎ A．一对等位基因的结构组成差异可表现在碱基的种类、数量和排列顺序上 B．亲子代之间基因的传递都遵循孟德尔的遗传规律 C．DNA的片段就是基因，基因与DNA是局部与整体的关系 D．只有通过转录和翻译，基因才能实现对生物性状的控制 答案　D 解析　真核生物的每个基因都是由成千上万个脱氧核苷酸构成的，其中的碱基只有四种，即A、T、G、C，因此一对等位基因的结构组成差异不会表现在碱基的种类上，孟德尔的遗传规律只适用于细胞核的基因遗传，而不适用于细胞质中的基因遗传，并非任何一个DNA片段都是基因，只有具有遗传效应的DNA片段才是基因。‎ ‎5． (2013·江苏卷，32)图①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题：‎ ‎(1)细胞中过程②发生的主要场所是________。‎ ‎(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为________。‎ ‎(3)由于基因中一个碱基对发生替换，而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG)，则该基因的这个碱基对替换情况是____________________。‎ ‎(4)在人体内成熟红细胞、效应B细胞、记忆细胞、效应细胞毒性T细胞中，能发生过程②、③而不能发生过程①的细胞是____________________。‎ ‎(5)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点______________(在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中选择)，其原因是_______________________。‎ 答案　(1)细胞核　(2)26%　(3)T∥A替换为C∥G(A∥T替换为G∥C)　(4)效应B细胞和效应细胞毒性T细胞　(5)不完全相同　不同组织细胞中基因进行选择性表达 解析　(1)图①为DNA的复制，图②为转录，图③为翻译；(2)本小题的注意点是求算对应的DNA区段，而不是模板链，通过绘图，可求得模板链上碱基G占19%，C占29%，A占25%，T占27%，因此该区段DNA双链中A与T之和达52%，故A和T各占26%。(3)本小题注意是一对碱基的替换，通过密码子的对应关系可确定，密码子的变化是AUU→ACU或AUC→ACC或AUA→ACA，则模板链上对应的碱基变化是A→G，基因中碱基对的变化就是A∥T→G∥C。(4)过程①只发生于分裂的细胞中，而过程②③可发生在具有DNA的所有活细胞中，因此效应B细胞和效应细胞毒性T细胞不分裂，不发生过程①，可发生过程②③，成熟的红细胞无细胞核和细胞器，不能发生过程①②③，记忆细胞可发生过程①②③。(5)不同组织细胞发生细胞的分化，基因选择性表达，因此同一DNA中不同基因表达情况有差异，故转录的起点不完全相同。‎ 专题巩固卷 ‎1． 噬藻体是感染蓝细菌的DNA病毒。用32P标记的噬藻体感染蓝细菌，培养一段时间，经搅拌、离心后进行放射性检测。相关叙述正确的是 (　　)‎ A．32P标记的是噬藻体DNA中的胸腺嘧啶 B．搅拌的目的是使吸附在蓝细菌上的噬藻体与蓝细菌分离 C．离心后放射性同位素主要分布在试管的上清液中 D．此实验证明DNA是噬藻体的遗传物质 答案　B 解析　32P标记的是噬藻体DNA中的所有碱基；搅拌的目的是使吸附在蓝细菌表面上的噬藻体与蓝细菌分离；离心后放射性同位素主要分布在试管的沉淀物中；由于缺乏对照实验，故不能说明噬藻体的遗传物质是DNA。‎ ‎2． S型肺炎双球菌是人类肺炎和小鼠败血症的病原体，而R型肺炎双球菌却无致病性。下列有关叙述正确的是 (　　)‎ A．加热杀死的S型菌和R型菌混合使R型菌转化成S型菌的过程中发生了基因突变 B．由于遗传物质有差异，S型菌与R型菌的结构不同 C．将S型菌的DNA注射到小鼠体内，小鼠体内有S型菌产生，小鼠死亡 D．肺炎双球菌利用人体细胞的核糖体合成蛋白质 答案　B 解析　加热杀死的S型菌与R型菌混合使R型菌转化成S型菌的过程中发生了基因重组，A选项错误。S型菌与R型菌的结构不同的原因是两者的遗传物质有差异，B选项正确。将S型菌的DNA注射到小鼠体内不会产生S型菌，小鼠不会死亡，C选项错误。肺炎双球菌是原核生物，细胞内有核糖体，能合成蛋白质，D选项错误。‎ ‎3． 在噬菌体侵染细菌的实验中，随着培养时间的延长，培养基内噬菌体与细菌的数量变化如图所示，下列相关叙述不正确的是 (　　)‎ A．噬菌体增殖所需的原料、酶、能量均来自细菌 B．在0～t1时间内噬菌体还未侵入到细菌体内 C．在t1～t2时间内，由于噬菌体侵入细菌体内，导致细菌大量死亡 D．在t2～t3时间内噬菌体因失去寄生场所而停止增殖 答案　B 解析　选项A，噬菌体侵染细菌的过程为吸附→注入→合成→组装→释放，侵入时噬菌体只有DNA进入细菌体内，合成子代噬菌体需要的原料、酶、能量都由细菌提供。选项B，在t1时间内噬菌体和细菌的数量基本稳定，此时可能噬菌体还未侵入到细菌体内，也可能已经侵入到细菌体内还未释放子代噬菌体。选项C，t1～t2时间内细菌大量死亡是由于噬菌体的侵入。选项D，在t2～t3时间内细菌裂解死亡，噬菌体因失去寄生场所而停止增殖。‎ ‎4． 一个双链均被32P标记的DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是 (　　)‎ A．该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104‎ B．复制过程需要2.4×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 C．子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7‎ D．子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1∶3‎ 答案　B 解析　由题意可知，该DNA分子中，A＝T＝10 000×20%＝2 000(个)，C＝G＝10 000×30%＝3 000(个)，则含有的氢键数为2 000×2＋3 000×3＝1.3×104(个)；DNA复制3次形成8个DNA分子，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为3 000×7＝2.1×104(个)；子代DNA分子中含有32P的单链与含有31P的单链之比为1∶7；子代DNA分子中含有32P的分子数与只含有31P的分子数之比为2∶6＝1∶3。‎ ‎5． 下图为某DNA分子片段，假设该DNA分子中有碱基5 000对，A＋T占碱基总数的56%，若该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次，下列叙述正确的是 (　　)‎ A．第4次复制过程中需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸17 600个 B．子代DNA中含15N的DNA比例为1/8‎ C．④表示腺嘌呤，DNA聚合酶作用于①处 D．②处碱基对丢失，一定会导致转录出的mRNA改变，但不一定引起生物性状改变 答案　A 解析　复制时作用于③处的酶为解旋酶；该DNA分子中有碱基5 000对，总碱基数为10 000个，A＋T占碱基总数的56%，结合图可知G＋C占碱基总数的44%，则G＝C＝2 200，复制第4次，需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸2 200×8＝17 600个；④处指的是腺嘌呤脱氧核苷酸；结合图可知，子代中含15N的DNA分子应占DNA分子总数的。故选A。‎ ‎6． 如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递的两个过程，图丙为其中部分片段的放大示意图。以下分析正确的是 (　　)‎ A．图中酶1和酶2是同一种酶 B．图乙所示过程在高度分化的细胞中不会发生 C．图丙中b链可能是构成核糖体的成分 D．图丙是图甲的部分片段放大 答案　C 解析　由题图可知，图甲为DNA的复制过程，酶1为DNA聚合酶，图乙为转录过程，酶2为RNA聚合酶，图丙为转录过程，是图乙的部分片段放大，其中b链可能为rRNA，A、D错误，C正确。转录过程在高度分化的细胞中也可以发生，B错误。‎ ‎7． 下图表示细胞内遗传信息传递过程。在根尖的分生区和成熟区细胞的细胞核中(　　)‎ A．两者都只有①‎ B．前者有①、②、③，后者只有②和③‎ C．两者都只有①和②‎ D．前者只有①和②，后者只有②‎ 答案　D 解析　①过程是DNA的复制，②是转录，③是翻译。故选D。‎ ‎8． miRNA是一类在人体内广泛分布的内源性非编码RNA，长度为19～25个核苷酸，不同miRNA在个体发育的不同阶段产生。miRNA通过与靶mRNA结合或引起靶mRNA的降解，进而特异性地影响相应基因的表达。请根据材料判断，下列相关说法正确的是 ‎(　　)‎ A．miRNA指导合成的肽链最多含有8个氨基酸 B．miRNA在转录水平特异性地影响基因的表达过程 C．不同miRNA在个体发育的不同阶段产生，与细胞分化有关 D．不同miRNA的区别在于脱氧核苷酸的排列顺序不同 答案　C 解析　miRNA通过与靶mRNA特异性碱基的配对引起靶mRNA的降解或者翻译的抑制，从而影响基因进行转录后的表达调控。根据题意选C，不同miRNA在个体发育的不同阶段产生，与细胞分化有关。‎ ‎9． 下图为真核细胞内某基因(15N标记)结构示意图，该基因全部碱基中A占20%，下列说法正确的是 (　　)‎ A．若该基因中含有180个碱基，则转录产生的信使RNA中碱基U为36个，最终翻译成的蛋白质中最多含有氨基酸30种 B．该基因的一条核苷酸链中(C＋G)/(A＋T)为3∶2‎ C．DNA解旋酶只作用于①部位，限制性核酸内切酶只作用于②部位 D．将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA分子占1/8‎ 答案　B 解析　若该基因中含有180个碱基数，无法确定转录信使RNA的模板链中含有多少个A，因此无法确定信使RNA中的碱基U的个数，最终翻译成的蛋白质中最多含有氨基酸30个。由于该基因中碱基A占20%，则碱基T占20%，推出碱基C和G各占30%，该基因每条核苷酸链中(G＋C)/(A＋T)＝3∶2；限制性核酸内切酶作用于①部位，DNA解旋酶作用于②部位；15N标记的DNA分子在含14N的培养液中复制3次后，含15N的DNA分子占2/8，即1/4。‎ ‎10．如图为细胞核内某基因的转录过程，相关叙述正确的是 (　　)‎ A．链①与链②中五碳糖相同而碱基存在差异 B．RNA聚合酶④将向左移动使链②不断延伸 C．链②转移至细胞质需要核膜上载体的协助 D．链②进入细胞质后仍会发生碱基互补配对 答案　D 解析　根据图形信息可知，①为DNA单链，②为RNA链，前者含脱氧核糖，后者含核糖，前者除含有碱基A、C、G外，还含有碱基T，后者则含有碱基U；从图示分析，RNA聚合酶④将向右移动；②RNA链通过核孔进入细胞质；②RNA链进入细胞质中的核糖体内进行翻译过程，其与tRNA上的碱基可发生互补配对。‎ ‎11．ΦX174噬菌体的遗传物质是单链DNA，感染宿主细胞后，先形成复制型的双链DNA分子(母链为正链，子链为负链)。转录时，以负链为模板合成mRNA。下图表示ΦX174噬菌体的部分基因序列(正链)及其所指导合成蛋白质的部分氨基酸序列(图中数字为氨基酸编号)。下列说法错误的是 (　　)‎ A．基因重叠增大了遗传信息储存的容量 B．基因D、E重叠部分的碱基序列分别指导合成不同的氨基酸序列 C．基因E内部插入一个脱氧核苷酸会导致基因E和基因D 均发生基因突变 D．若基因J控制合成蛋白质的相对分子质量为a，则基因J突变后形成蛋白质的相对分子质量要小于a 答案　D 解析　由图中信息无法推断出基因J突变后所对应的信使RNA的长短变化，无法推断出氨基酸的多少，所以无法得知突变前后所控制合成的蛋白质的分子量的大小关系。‎ ‎12．下图表示真核细胞中某基因表达过程的一部分，下列分析正确的是 (　　)‎ A．图示mRNA中起始密码子位于RNA链上的左侧 B．mRNA上决定甘氨酸的密码子都是GGU C．图示过程中碱基的配对方式有A－U、C－G、A－T D．图示过程的正常进行需要ATP和RNA聚合酶 答案　A 解析　依据图示信息可知，核糖体的移动方向是由左向右，则mRNA中起始密码子位于RNA链上的左侧；密码子具有简并性，决定甘氨酸的密码子不一定都是GGU；图示过程为翻译，其碱基配对方式为A－U、C－G、U－A、G－C；图示过程不需要RNA聚合酶。‎ ‎13．已知反密码子的读取方向为“3′端→5′端”。分析图中的tRNA及四种氨基酸对应的全部密码子的表格，下列相关叙述正确的是 (　　)‎ 密码子 UGG GGU、GGA GGG、GGC ACU、ACA ‎ ACG、ACC CCU、CCA CCG、CCC 氨基酸 色氨酸 甘氨酸 苏氨酸 脯氨酸 A．图中所示的tRNA中含有氢键，其上的反密码子为GGU B．图中所示的tRNA在翻译过程中搬运的氨基酸是苏氨酸 C．从表中信息可知，密码子中的一个碱基被替换，对应的氨基酸都可能不变 D．在转录和翻译过程中，都需要搬运原料的工具 答案　B 解析　‎ 根据反密码子的读取方向可知，反密码子是从大数字向小数字方向读取的，即图中反密码子为UGG，则其对应的密码子为ACC，再根据表格信息可知，密码子ACC对应的氨基酸为苏氨酸，A错误、B正确；因色氨酸只有一种密码子，所以该密码子中任意一个碱基被替换，对应的氨基酸一定发生改变，C错误；转录过程中，游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA链上的碱基互补时，两者以氢键结合，所以转录过程中不需要搬运工具，D错误。‎ ‎14．如图是某细胞中复制、转录和翻译的过程图解，下列说法正确的是 (　　)‎ A．组成DNA和mRNA的化学元素种类不同 B．酶a和酶b的作用相同 C．结构c的形成与该细胞中的核仁密切相关 D．DNA中的碱基序列决定了多肽链中的氨基酸序列 答案　D 解析　DNA和RNA都是由C、H、O、N、P五种化学元素组成的，A项错误。酶具有专一性，酶a和酶b的作用不同，B项错误。该细胞中复制、转录和翻译能够同时在一个地方进行，说明该细胞是原核细胞，没有核仁，C项错误。DNA的碱基序列决定mRNA的碱基序列，最终决定多肽链中氨基酸的序列，D项正确。‎ ‎15．如图为人体胰岛素基因控制合成胰岛素的过程示意图。据图回答：‎ ‎(1)该图表示的过程发生在人体的________细胞中，饭后半小时后，上图所示过程会________(填“增强”或“减弱”)。‎ ‎(2)图中①表示的过程称为____________，催化该过程的酶是____________。②‎ 表示的物质是________。‎ ‎(3)图中天冬氨酸的密码子是________，胰岛素基因中决定“”的模板链的碱基序列为____________________。‎ ‎(4)已知胰岛素由两条多肽链共51个氨基酸组成，指导其合成的②的碱基数远大于153，主要原因是______________________________________。一个②上结合多个核糖体的意义是________________________________________。‎ 答案　(1)胰岛β　增强　(2)转录　RNA聚合酶 mRNA　(3)GAC　—CCACTGACC—　(4)mRNA上存在终止密码子等不翻译的序列　在短时间内生成大量的同种蛋白质(答案合理即可)‎ 解析　(1)胰岛素是由人的胰岛β细胞合成分泌的。饭后半小时血液中被消化产生或吸收的葡萄糖增多，此时胰岛素分泌增加。(2)图中①表示转录过程，需要RNA聚合酶的催化，转录形成的产物②是mRNA。(3)密码子在mRNA上，天冬氨酸的密码子是GAC，由mRNA上碱基序列可知胰岛素基因中决定“”的模板链的碱基序列是—CCACTGACC—。(4)51个氨基酸组成的胰岛素分子，指导其合成的mRNA中碱基数至少为153，实际却远大于153，因为mRNA上含有终止密码子等不翻译的序列。一个mRNA上结合多个核糖体能在短时间内合成大量的蛋白质，具有高效性。‎ ‎16．下图为人体某致病基因控制异常蛋白质合成的过程示意图。请回答：‎ ‎(1)图中过程①是________，此过程既需要______________作为原料，还需要能与基因启动子结合的________酶进行催化。‎ ‎(2)若图中异常多肽链中有一段氨基酸序列为“—丝氨酸—谷氨酸—”，携带丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、CUU，则物质a中模板链碱基序列为________。‎ ‎(3)图中所揭示的基因控制性状的方式是________________________________。‎ ‎(4)致病基因与正常基因是一对______________。若致病基因由正常基因的中间部分碱基替换而来，则两种基因所得b的长度是________(填“相同”或“不同”)的。在细胞中由少量b就可以短时间内合成大量的蛋白质，其主要原因是___________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)转录　核糖核苷酸　RNA聚合 ‎(2)—AGACTT—　(3)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状　(4)等位基因　相同　一个mRNA分子可结合多个核糖体，同时合成多条肽链 解析　(1)据图可以判断过程①是转录过程，过程②是翻译过程，物质a是DNA，物质b是RNA，转录过程既需要核糖核苷酸作为原料，还需要RNA聚合酶进行催化。(2)根据携带丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、CUU，可以推知丝氨酸和谷氨酸的密码子为UCU、GAA，进而可以推知物质a模板链对应碱基序列为—AGACTT—。(3)据图可以看出该异常蛋白质没有起催化作用，所以致病基因控制性状的方式是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。(4)致病基因与正常基因是一对等位基因。若致病基因由正常基因的中间部分碱基替换而来，基因中的碱基数量并未发生改变，所以两种基因的长度是相同的。在细胞中由少量b就可以在短时间内合成大量的蛋白质，从图中可以看出其主要原因是一个mRNA分子可结合多个核糖体，同时合成多条肽链。‎