遗传的分子基础
一、选择题
1.(2024·浙江6月学考)1952年,Hershey和Chase用P和S标记的T2噬菌体完成了噬菌体侵染细菌实验。该实验用到的关键技术是( )
A.转基因技术
B.病毒的感染与重建技术 C.DNA的提取技术 D.放射性同位素示踪技术 答案:D
2.(2024·浙江11月选考)下列关于遗传物质的叙述,正确的是( ) A.烟草的遗传物质可被RNA酶水解 B.肺炎双球菌的遗传物质主要是DNA
C.劳氏肉瘤病毒的遗传物质可逆转录出单链DNA D.T2噬菌体的遗传物质可被水解成4种脱氧核糖核酸
解析:选C。烟草的遗传物质为DNA,故烟草的遗传物质不能被RNA酶水解,故A错误;肺炎双球菌的遗传物质是DNA,对于某种生物而言,遗传物质是确定的,不存在主要和次要的说法,故B错误。劳氏肉瘤病毒是逆转录病毒,遗传物质为单链的RNA,可逆转录出单链的DNA,故C正确;T2噬菌体的遗传物质为DNA,即脱氧核糖核酸,可被水解成4种脱氧核糖核苷酸,故D错误。
3.(2024·浙江6月学考)某班级分组制作DNA双螺旋结构模型时,采用了如下流程:制作脱氧核苷酸→制作脱氧核苷酸链→制作双链DNA→螺旋化。下列叙述错误的是( )
A.制作脱氧核苷酸时,将磷酸和碱基连在脱氧核糖的特定位置 B.制作脱氧核苷酸链时,相邻脱氧核苷酸的磷酸基团直接相连 C.制作双链DNA时,两条链之间的碱基A与T配对,G与C配对 D.各组DNA模型的碱基序列往往不同,反映了DNA分子的多样化 答案:B
4.下列关于生物体内遗传信息的传递与表达的叙述,正确的是( ) A.每种氨基酸至少有两个以上的遗传密码
B.遗传密码由DNA传递到RNA,再由RNA决定蛋白质 C.一个DNA分子通过转录可形成许多个不同的RNA分子
D.RNA聚合酶与DNA分子结合只能使一个基因的DNA片段的双螺旋解开 答案:C
5.(2024·浙江11月选考)下列关于洋葱根尖细胞遗传信息转录过程的叙述,正确的是( )
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A.一个DNA可转录出多个不同类型的RNA B.以完全解开螺旋的一条脱氧核苷酸链为模板 C.转录终止时成熟的RNA从模板链上脱离下来 D.可发生在该细胞的细胞核、线粒体和叶绿体中
解析:选A。转录不是沿着整条DNA长链进行,且转录的是一个或几个基因,故一个DNA分子可转录出多个不同类型的RNA,故A正确,B错误;洋葱根尖细胞为真核细胞,转录终止时,RNA从模板链上脱离下来,但要经过加工才能成为成熟的RNA,故C错误;洋葱根尖细胞中不含叶绿体,故D错误。
6.一个P标记的噬菌体侵染在P环境中培养的大肠杆菌,已知噬菌体DNA上有m个碱基对,其中胞嘧啶有n个,以下叙述不正确的是( )
A.大肠杆菌为噬菌体增殖提供原料和酶等 B.噬菌体DNA含有(2m+n)个氢键
C.该噬菌体繁殖四次,子代中只有14个含有P
D.噬菌体DNA第四次复制共需要8(m-n)个腺嘌呤脱氧核苷酸
解析:选C。噬菌体营寄生生活,大肠杆菌为噬菌体增殖提供原料、能量、酶和场所等,A正确;噬菌体中含有双链DNA,胞嘧啶有n个,鸟嘌呤有n个,腺嘌呤数目=胸腺嘧啶数目=
2m-2n=m-n(个),A与T之间有两个氢键,G与C之间有三个氢键,所以噬菌体DNA含有2
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的氢键数目=(m-n)×2+n×3=2m+n(个),B正确;DNA复制是半保留复制,该噬菌体繁殖四次,一共可形成16个噬菌体,其中子代中含有P的噬菌体有2个,含有P的噬菌体有16个,只含有P的噬菌体有14个,C错误;噬菌体DNA第四次复制共需要的腺嘌呤脱氧核苷酸数目=(m-n)×2
4-1
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=8(m-n)(个),D正确。
7.(2024·浙江6月学考)真核细胞中,某多肽链的合成示意图如下,其中①、②、③为核糖体上结合tRNA的3个位置,a、b均是由mRNA上3个相邻的核苷酸组成的结构。下列叙述正确的是( )
A.在该mRNA中a、b均为密码子 B.一个mRNA只能与一个核糖体结合 C.③位置供携带着氨基酸的tRNA进入核糖体
D.若b中的1个核苷酸发生替换,则其决定的氨基酸一定改变
解析:选C。由图可知,在该mRNA中b与反密码子结合,b为密码子,a虽然是由mRNA
上3个相邻的核苷酸组成,但a、b之间只有四个核糖核苷酸,构不成整数个密码子,因此a不是密码子;一个mRNA能与多个核糖体结合;③位置供携带着氨基酸的tRNA进入核糖体,随后核糖体向右移动;若b中的1个核苷酸发生替换,则其决定的氨基酸不一定改变。故C正确。
8.真核细胞内RNA的酶促合成过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.该过程不会发生在细胞质中 B.该过程两个RNA聚合酶反向移动 C.该DNA片段至少含有两个基因 D.该DNA片段的两条链均可作为模板链
解析:选A。分析题图可知,该过程为转录,可发生在细胞质的线粒体或叶绿体中,A错误;转录需要RNA聚合酶催化,根据题图可知,两个RNA聚合酶反向移动,B正确;不同的基因转录出不同的mRNA,图中两个mRNA的模板链不同,属于两个不同的基因,C正确;图中显示该DNA中两个不同的基因转录时所用的模板链不是同一条脱氧核苷酸链,D正确。
9.下图表示DNA分子的某一片段的平面图解,据图判断下列叙述正确的是( )
A.S为核糖
B.两条链为正向平行关系 C.两条链的A+T含量相等
D.DNA分子如果A+T含量高,则DNA分子的稳定性高
解析:选C。据题可知,此图是DNA的分子结构,所以S为脱氧核糖,A错误;从题图中只能得出DNA分子由两条链组成,但是无法判断方向,B错误;由于两条链中A与T是互相配对的,所以两条链的A+T含量相等,C正确;题图A与T之间有2个氢键,G与C之间有3个氢键,所以DNA分子如果G+C含量高,则其稳定性高,D错误。
10.若下图表示的是原核细胞中DNA的复制和转录过程,下列有关叙述正确的是( )
A.核仁与图中rRNA的合成以及核糖体的形成有关 B.中心法则中的遗传信息传递指的是B过程
C.每种tRNA能识别并转运一种氨基酸 D.图中A过程一定会发生基因突变
解析:选C。图示是原核细胞中DNA的复制和转录过程,原核细胞没有核仁,A项错误;中心法则中的遗传信息传递指的是A过程,B项错误;每种tRNA能识别并转运一种氨基酸,每种氨基酸可以由一种或多种tRNA转运,C项正确;图中A过程即DNA复制过程中不一定发生基因突变,D项错误。
11.研究发现,人类免疫缺陷病毒(HIV)携带的 RNA 在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。 依据中心法则(下图),下列相关叙述错误的是( )
A.合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过④②③环节 B.侵染细胞时,病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞 C.通过④形成的DNA 可以整合到宿主细胞的染色体DNA 上 D.科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病
解析:选B。A项,HIV的遗传物质是RNA,经④逆转录形成DNA整合到患者细胞的基因组中,再通过②转录和③翻译合成子代病毒的蛋白质外壳。B项,侵染细胞时,HIV的RNA连带蛋白质衣壳一并进入细胞内,进入细胞后衣壳解聚,释放RNA,同时逆转录酶开始催化RNA逆转录产生DNA。C项,经④逆转录形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上。D项,若抑制逆转录过程,则不能产生子代病毒的蛋白质和RNA,因此科研中可以研发抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病。
12.某种动物的眼色由两对独立遗传的等位基因(A、a和B、b)控制,具体控制关系如图。相关叙述正确的是( )
A.A基因正常表达时,以任一链为模板转录和翻译产生酶A B.B基因上可结合多个核糖体,以提高酶B的合成效率
C.该动物群体中无色眼的基因型只有1种,猩红色眼对应的基因型有4种
D.若一对无色眼亲本所形成的受精卵中基因a或b发生突变,发育成的子代为深红色眼 解析:选C。A基因正常表达时,先以基因中的模板链为模板转录出mRNA,再以mRNA为模板翻译产生酶A,A项错误;以B基因的一条链为模板、转录出的mRNA可结合多个核糖体,以提高酶B的合成效率,B项错误;分析图示可知:无色眼没有酶A和酶B,为无色底物,缺乏A基因和B基因,基因型只有aabb这1种,猩红色眼有A基因控制合成的酶A或B基因控
制合成的酶B,因此对应的基因型有4种,分别为AAbb、Aabb、aaBB、aaBb,C项正确;若一对无色眼亲本所形成的受精卵中基因a或b发生突变,则发育成的子代为猩红色眼,D项错误。
二、非选择题
13.在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,用P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,在理论上,上清液中不含放射性,下层沉淀物中具有很高的放射性;而实验的实际最终结果显示:在离心上层液体中,也具有一定的放射性,而下层的放射性强度比理论值略低。
(1)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,采用的实验方法是________________。 (2)在理论上,上清液放射性应该为0,其原因是:噬菌体已将含P的DNA全部注入大肠杆菌内,上清液中只含噬菌体的________________。
(3)由于实验数据和理论数据之间有较大的误差,由此对实验过程进行误差分析: ①在实验中,从噬菌体和大肠杆菌混合培养,到用离心机分离,这一段时间如果过长,会使上清液的放射性含量升高,其原因是:噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出来,经离心后________________。
②在实验中,如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内,将________(填“是”或“不是”)误差的来源,理由是:没有侵入大肠杆菌的噬菌体经离心后分布于上清液中,使上清液________________。
解析:(1)噬菌体侵染细菌实验中,采用的是同位素标记法。(2)DNA中含有P元素,蛋白质中没有,故P只能标记噬菌体的DNA。在侵染过程中,由于噬菌体的DNA全部注入大肠杆菌,离心后,上清液中是噬菌体蛋白质外壳,沉淀物中是被侵染的大肠杆菌,因此理论上上清液中没有放射性。(3)从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离,如果时间过长会使带有放射性的噬菌体从大肠杆菌中释放出来,使上清液带有放射性,如果部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内,也会使上清液带有放射性。
答案:(1)同位素标记法(同位素示踪法) (2)蛋白质外壳 (3)①分布在上清液中 ②是 出现放射性
14.如图为大肠杆菌的DNA分子结构示意图(片段)。请据图回答问题:
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(1)图中5的名称是________,4的名称是___________________________________ ________,________(填数字)结合在一起形成一个核苷酸。
(2)含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个。该DNA片段中共有腺嘌呤________个,C/G共________对。若该片段连续复制4次,共需要胞嘧啶脱氧核苷酸________个。