专题06 遗传的分子基础
1．人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述错误的是( )
A．孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质
B．噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更有说服力
C．烟草花叶病毒感染烟草实验说明该病毒的遗传物质是RNA
D．DNA分子的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中
答案：A
2．下列关于基因指导蛋白质合成的叙述，正确的是( )
A．遗传信息从碱基序列到氨基酸序列不会损失
B．密码子中碱基的改变一定会导致氨基酸改变
C．DNA通过碱基互补配对决定mRNA的序列
D．每种tRNA可以识别并转运多种氨基酸
解析：由于基因中的启动子、终止子和内含子都不编码氨基酸，因此遗传信息在从碱基序列到氨基酸序列的传递过程中有所损失，A错误；由于密码子的简并性，因此密码子中碱基的改变不一定会导致氨基酸改变，B错误；转录过程中DNA通过碱基互补配对决定mRNA的序列，C正确；一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，D错误。
答案：C
3．科学家用放射性同位素32P和35S 标记一个噬菌体去侵染未标记的大肠杆菌，结果产生了n个子代噬菌体。下列有关分析错误的是( )
A．有2个子代噬菌体的DNA中含有32P
B．子代噬菌体的DNA分子中都含有31P
C．子代噬菌体的蛋白质分子中都含35S和32S
D．噬菌体增殖需要大肠杆菌提供原料、酶等
解析：DNA复制是半保留复制，且DNA分子是双链结构，所以只有2个子代噬菌体的DNA分子中含有32P，A正确；合成子代噬菌体DNA的原料由细菌提供，所以子代噬菌体的DNA分子中都含有31P，B正确；由于蛋白质外壳不进入细菌，且合成子代噬菌体蛋白质的原料由细菌提供，所以子代噬菌体的蛋白质分子中只含32S，C错误；噬菌体侵染时只有DNA分子进入细菌，所以增殖时需要大肠杆菌提供原料、酶等，D正确。
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答案：C
4．下列有关DNA分子的叙述，正确的是( )
A．一个含n个碱基的DNA分子，转录出的mRNA分子的碱基数量是n/2
B．DNA分子的复制过程中需要tRNA从细胞质转运脱氧核苷酸
C．双链DNA分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖通过氢键连接
D．DNA分子互补配对的两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
解析：由于DNA分子中含有非编码序列，因此一个含n个碱基的DNA分子，转录出的mRNA分子的碱基数量小于n/2，A错误；tRNA的功能是转运氨基酸，DNA分子的复制过程中不需要tRNA从细胞质转运脱氧核苷酸，B错误；双链DNA分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖通过磷酸二酯键连接，C错误；DNA分子互补配对的两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，D正确。
19.关于右图中遗传信息传递过程的叙述，正确的是( )
A．只有①③过程遵循碱基互补配对原则
B．人体正常细胞内发生的过程有①②③
C．①过程可能发生基因突变和基因重组
D．能自主进行②或④过程的生物一定不含DNA
20．如图为细胞膜上神经递质受体基因的复制和表达等过程。下列相关分析错误的是( )
A．①过程需要模板、原料、酶和能量四个条件
B．为方便起见，获得该基因转录的mRNA的最佳材料是口腔上皮细胞
C．图中①②③过程一定发生碱基互补配对
D．人的囊性纤维病体现了基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
解析：选B 由题意可知，图中基因为神经递质受体基因，神经递质是由神经细胞产生的，因而获得该基因转录的mRNA的最佳材料是神经细胞。
21．如图为某RNA病毒侵入宿主细胞后的增殖过程。下列说法错误的是( )
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A．①过程需要逆转录酶
B．①③过程所需原料相同
C．该病毒的RNA不能直接作为翻译的模板
D．①②③过程都遵循中心法则
22．按照图示1→2→3→4进行实验，本实验验证了朊病毒是蛋白质侵染因子，它是一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物，题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。
(1)本实验采用的方法是____________________________________________________。
(2)从理论上讲，离心后上清液中_______________________________________
(填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P，沉淀物中________(填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P，出现上述结果的原因是_____________________________________。
(3)如果添加试管5，从试管2中提取朊病毒后先加入试管5，同时添加35S标记的(NH4)SO4，连续培养一段时间后，再提取朊病毒加入试管3，培养适宜时间后离心，检测放射性应主要位于________中，少量位于________中，原因是____________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)一般病毒同朊病毒之间的最主要区别是：病毒侵入细胞是向宿主细胞提供________(物质)，利用宿主细胞的________________________________________________________________________
进行________________________________________________________________________。
解析：朊病毒不能独立生活，在活细胞内才能增殖，所以要标记朊病毒需先培养带标记的宿主细胞——牛脑组织细胞，再让朊病毒侵染带标记的牛脑组织细胞，完成对朊病毒的标记。因为朊病毒没有核酸，只有蛋白质，蛋白质中磷含量极低，所以试管2中提取的朊病毒几乎不含32P；用35
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S标记的朊病毒侵入牛脑组织细胞，少量朊病毒不能侵染成功，所以放射性物质主要位于沉淀物中，上清液中含少量放射性物质。朊病毒是一类非正常的病毒，它不含有通常病毒所含有的核酸，是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质，又称蛋白质侵染因子，这是它与其他病毒的不同之处。
答案：(1)同位素标记法 (2)几乎不能 几乎不能 朊病毒不含核酸只含蛋白质，蛋白质中磷含量极低，故试管2中提取的朊病毒几乎不含32P (3)沉淀物 上清液 经试管5中牛脑组织细胞培养出的朊病毒(蛋白质)被35S标记，提取后加入试管3中，35S随朊病毒侵入到牛脑组织细胞中，因此放射性物质主要位于沉淀物中。同时会有少量的朊病毒不能成功侵入牛脑组织细胞，离心后位于上清液中，因此上清液中含少量放射性物质 (4)核酸 核苷酸和氨基酸(原料) 自身核酸的复制和蛋白质的合成
23．图1为两种病毒(核酸不同)的物质组成；图2为某一卵原细胞及其细胞内一对同源染色体中的两个DNA分子，其放射性标记如图中所示。请据图回答：
(1)图1a中A、B共有的元素是____________，病毒e和病毒f体内的④总共有________种。
(2)图1中基因与d的关系可概括为基因指导蛋白质的合成，其核心过程包括________________，主要场所分别为________________________________。
(3)赫尔希和蔡斯用实验证明DNA是遗传物质时用了图1中哪种病毒？____________________。其实验设计思路是设法将DNA和蛋白质分开，单独、直接地观察它们各自的作用，为实现该设计思路，他们分别标记了图1A、B中的________(用图中数字表示)部位。
(4)若将图2细胞放在含有32P的培养液中，让其只进行减数分裂。假设该细胞内只有这两个DNA分子，且每个DNA分子均含有m个碱基，其中细胞内碱基T共占15%，则：
①该细胞在形成卵细胞过程中共需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数为__________。
②依照图2请在下面方框中画出该卵原细胞产生的卵细胞及其DNA放射性标记情况。
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答案：(1)C、H、O、N 5
(2)转录和翻译 细胞核和细胞质(核糖体)
(3)病毒e ②①
(4)①0.7m ②见图
24．如图a、b、c分别代表人类免疫缺陷病毒(HIV)增殖过程中的部分步骤。请据图回答：
(1)a过程表示__________，所需的原料是__________，c过程所需原料的结构简式表示为________________。
(2)若逆转录酶中有一段氨基酸序列为“—丝氨酸—谷氨酸—组氨酸—”，转运丝氨酸、谷氨酸和组氨酸的tRNA上的反密码子为AGA、CUU、GUG，则基因中决定该氨基酸序列的模板链碱基序列为______________。
(3)前病毒是指整合到宿主细胞染色体上的病毒DNA，它会随着宿主DNA的复制而复制，前病毒复制时需要的酶是____________________。若一个前病毒含有a个碱基对，则其第三次复制时，需要的嘌呤碱基数目是________个。
(4)新病毒离开细胞后主要侵染________细胞。若该类细胞被大量破坏，此时机体的体液免疫________(填“会”或“不会”)受到影响，理由是________________________________________
________________________________________________________________________。
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答案：(1)逆转录 4种脱氧核糖核苷酸
(2)—AGACTTGTG— (3)解旋酶、DNA聚合酶 4a
(4)T淋巴 会 T淋巴细胞分泌淋巴因子参与体液免疫
25．端粒是位于真核细胞染色体两端的保护结构(如图甲)，具有保持染色体的完整性和控制细胞分裂周期的作用，DNA分子每复制一次，端粒就缩短一点。端粒酶是一种使端粒复制或延长的酶，赋予细胞增殖的永生性，作用机理如图乙所示。
(1)端粒的物质组成是________________，其复制发生在____________________(填“有丝分裂”“减数分裂”或“有丝分裂和减数分裂”)过程。
(2)由图乙可知，端粒酶是一种________酶，在________(场所)中起作用。
(3)正常人体细胞中的________基因能阻止端粒酶基因的表达，细胞中通常检测不到端粒酶，但在有连续分裂能力的细胞中可以检测到端粒酶，下列属于该类细胞的是________(填序号)。
①造血干细胞 ②成纤维细胞 ③精原细胞 ④癌细胞 ⑤肝细胞
(4)根据题中信息并结合所学知识，说明基因通过控制________________________，进而控制生物体的性状。
(5)随着细胞分裂次数的增加，端粒会逐渐缩短，当端粒内侧的正常基因受到损伤时，会使细胞活动渐趋异常，可导致细胞衰老，衰老细胞的细胞膜的特点是___________________________________
________________________________________________________________________。
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答案：(1)DNA和蛋白质 有丝分裂和减数分裂
(2)逆转录 细胞核 (3)抑癌 ①③④ (4)酶的合成来控制代谢过程 (5)通透性改变，物质运输功能降低
26．光敏色素在植物个体发育的过程中能促进种子的萌发、调节幼苗的生长和叶绿体的发育等。如图为光敏色素调节相关蛋白质合成的过程，请分析回答有关问题：
(1)图中活性调节蛋白的作用是____________________________；若cab基因发生突变，则可能会影响光合作用的________阶段。
(2)需要氨基酸作为原料的过程是图中序号________。该过程的开始和终止分别与mRNA上的____________________有关。
(3)由图可知，遗传信息的转录过程发生在________________(填场所)，叶绿体的发育受__________________中的遗传物质控制。
(4)叶绿体中植物吸收红光的色素主要是________。叶绿体中的DNA复制需要DNA聚合酶的催化，若要探究该酶的合成是受细胞核基因还是细胞质基因控制，请你写出实验设计思路：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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答案：(1)促进rbcS基因和cab基因的转录 光反应
(2)②④ 起始密码子和终止密码子
(3)细胞核、叶绿体 细胞核和细胞质
(4)叶绿素(或叶绿素a和叶绿素b) 用药物抑制核基因的表达，检测叶绿体中是否有DNA聚合酶的合成
27．赫尔希和蔡斯研究T2噬菌体侵染细菌的实验：分别用35S和32P标记的噬菌体与大肠杆菌混合保温，一段时间后搅拌并离心，得到上清液和沉淀物并检测放射性。搅拌时间不同，上清液中的放射性强度不同，得表数据。
搅拌时间(min)
1
2
3
4
5
上清液35S百分比(%)
50
70
75
80
80
上清液32P百分比(%)
21
25
28
30
30
被侵染细菌成活率(%)
100
100
100
100
100
请分析回答下列问题：
(1)获得含有35S标记或32P标记的噬菌体的具体操作是______________________________________。实验时，用来与被标记的噬菌体混合的大肠杆菌________(填“带有”或“不带有”)放射性。
(2)实验过程中，搅拌的目的是____________________________。搅拌5 min，被侵染细菌的成活率为100%，而上清液中仍有32P放射性出现，说明___________________________________________
_____________________________________________________。
(3)若1个带有32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，大肠杆菌裂解后释放出100个子代噬菌体，其中带有32P标记的噬菌体有________个，出现该数目说明DNA的复制方式是____________。
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代噬菌体中，只有2个噬菌体带有32P标记。
答案：(1)在分别含有35S和32P的培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体即可获得 不带有 (2)使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 有一部分含有32P标记的噬菌体没有侵入细菌中，且被侵染的细菌没有裂解释放子代噬菌体 (3)2 半保留复制
28．miRNA是真核细胞中一类不编码蛋白质的短序列RNA，其主要功能是调控其他基因的表达，在细胞分化、凋亡、个体发育和疾病发生等方面起着重要作用。研究发现，BC12是一个抗凋亡基因，其编码的蛋白质有抑制细胞凋亡的作用。该基因的表达受MIR－15a基因控制合成的miRNA调控，如图所示。
请分析回答：
(1)A过程是______________，需要______________的催化。
(2)B过程中能与①发生碱基互补配对的是________________，物质②是指________________。
(3)据图分析可知，miRNA调控BC12基因表达的机理是
______________________________________________________。
(4)若MIR－15a基因缺失，则细胞发生癌变的可能性________(上升/不变/下降)，理由是________________________________________________________________________。
答案：(1)转录 RNA聚合酶 (2)tRNA/反密码子 多肽/多肽链 (3)miRNA能与BC12基因转录生成的mRNA发生碱基互补配对，形成双链，阻断翻译过程 (4)上升 MIR－15a基因缺失，无法合成miRNA，无法调控BC12基因的表达，使BC12基因表达产物增加，抑制细胞凋亡，细胞癌变的可能性增加
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29．正常神经细胞内的CBP蛋白能够促进DNA形成RNA。而H病是由神经细胞内的一个变异型基因引起的，该基因内CAG序列异常扩张重复(重复次数与发病程度、发病早晚呈正相关)，导致HT蛋白的形状发生改变，形成异常HT蛋白，后者通过“绑架”CBP蛋白来阻断神经细胞内信号的传导，从而导致特有的协调丧失和智能障碍。请回答下列问题：
(1)H病为________(填“显性”或“隐性”)遗传病。
(2)异常HT蛋白通过“绑架”CBP蛋白影响了______过程，进而阻断神经细胞内信号的传导，该过程需要________酶催化。在氨基酸序列上，异常HT蛋白相对于正常蛋白的最大特点是________________。
(3)蛋白质可通过相似的氨基酸序列相互识别。研究发现CBP也包含一段较短的多聚氨基酸序列，由此推测异常HT蛋白“绑架”CBP蛋白的机理是______________________________________
_____________________________________________________。
解析：(1)一个突变基因引起的遗传病应为显性遗传病。(2)CBP蛋白能促进DNA形成RNA，说明CBP蛋白促进的是转录过程，异常HT蛋白“绑架”CBP蛋白，影响的是转录过程，转录过程需要RNA聚合酶催化。编码HT蛋白的基因CAG序列扩张重复，因此异常HT蛋白中某氨基酸会出现多次重复。(3)由题目信息蛋白质可通过相似氨基酸序列相识别，因此推测HT蛋白和CBP蛋白具有相似的多聚氨基酸序列。
答案：(1)显性 (2)转录 RNA聚合 某一个氨基酸重复次数增加 (3)二者具有相似的多聚氨基酸序列，通过该序列相互识别而结合
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