高考生物二轮复习限时集训：第6讲 遗传的分子基础（解析版）
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| 名称 | 高考生物二轮复习限时集训：第6讲 遗传的分子基础（解析版） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 149.1KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-05-13 15:16:35 | ||
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文档简介
高考生物二轮复习限时集训
第6讲 遗传的分子基础
1.肺炎双球菌转化实验中,S型菌的部分DNA片段进入R型菌内并整合到R型菌的DNA分子上,使这种R型菌转化为能合成荚膜多糖的S型菌。下列相关叙述正确的是 ( C )
A.R型菌转化为S型菌后的DNA中,嘌呤碱基总比例会改变
B.整合到R型菌内的DNA分子片段,表达产物都是荚膜多糖
C.进入R型菌的DNA片段上,可能有多个RNA聚合酶结合位点
D.肺炎双球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质
[解析] R型细菌和S型细菌的DNA都是双链结构,其中碱基的配对遵循碱基互补配对原则,因此R型菌转化为S型菌后的DNA中,嘌呤碱基总比例不会改变,依然是占50%,A错误;荚膜多糖不属于蛋白质,整合到R型菌内的DNA分子片段,表达产物是蛋白质,B错误;基因是有遗传效应的DNA片段,即一个DNA分子中有多个基因,每个基因都具有RNA聚合酶的结合位点,因此进入R型菌的DNA片段上,可能有多个RNA聚合酶结合位点,C正确;肺炎双球菌的体外转化实验证明了DNA是遗传物质,D错误。
2.将1个T2噬菌体DNA的两条链用32P进行标记,使其侵染不具放射性的大肠杆菌,得到n个子代T2噬菌体,下列说法正确的是 ( A )
A.含32P标记的T2噬菌体所占的比例是2/n
B.T2噬菌体与大肠杆菌DNA的碱基种类不同
C.合成噬菌体蛋白质外壳的过程共有2种RNA参与
D.合成噬菌体蛋白质外壳的模板和原料都由大肠杆菌提供
[解析] 分析题意可知,含32P标记的子代T2噬菌体所占的比例是2/n,A正确;T2噬菌体和大肠杆菌DNA的碱基种类相同,都是A、G、C、T,B错误;合成噬菌体蛋白质外壳的过程共有3种RNA参与,分别是mRNA、tRNA、rRNA,C错误;噬菌体侵染细菌的过程中,只有DNA进入大肠杆菌,所以合成子代噬菌体的蛋白质外壳的原料是由大肠杆菌提供,但其模板由噬菌体提供,D错误。
3.下列关于真核细胞内 DNA 复制和转录过程的叙述,正确的是 ( D )
A.新合成的核苷酸链均与相应的模板链方向相同
B.都可边解旋边聚合,氢键的断裂和形成均不需要酶催化
C.都存在遗传信息的传递,且都能将遗传信息从细胞核传递到细胞质
D.都建立在核苷酸与模板链随机碰撞的基础上,当二者能碱基互补时形成氢键
[解析] DNA复制和转录时新合成的核苷酸链方向与模板链方向相反,A错误;DNA复制和转录都是边解旋边聚合,氢键的断裂分别需要解旋酶和RNA聚合酶的催化,B错误;DNA的复制将遗传信息从DNA传递到DNA,DNA分子仍留在细胞核中,C错误;DNA复制和转录时,游离的核苷酸随机地与模板链碰撞,当二者能碱基互补时,则形成氢键,D正确。
4.下列有关DNA、基因、RNA、蛋白质的说法,错误的是 ( B )
A.反向平行的DNA两条链所含有的碱基序列不相同
B.基因指导蛋白质合成的过程只需要两种RNA参与
C.同一DNA中不同基因转录的模板链并不都在同一条单链上
D.DNA中含有氢键,RNA中可能含有氢键
[解析] DNA两条链之间遵循碱基互补配对原则,两条链反向平行,则两条链含有的碱基的排列顺序不同,A正确;基因指导蛋白质合成的过程需要mRNA、rRNA和tRNA三种RNA的参与,B错误;一个DNA分子上有很多个基因,一个DNA分子上的不同基因转录时,模板链可在同一条DNA单链上,也可不在同一条单链,C正确;DNA的两条链之间通过氢键相连,RNA中可能含有氢键如tRNA,D正确。
5.生活中,手机的人脸识别解锁、购物时的刷脸支付等都运用了人脸识别技术,给我们的生活带来了极大的便利。下列说法错误的是 ( C )
A.人脸识别技术是通过识别人面部多个性状实现的
B.人体中相关基因的碱基排列顺序,决定了人脸特征的多样性
C.面部特征都是相关基因通过控制酶的合成来实现的
D.DNA的多样性和特异性是人脸多样性和特异性的物质基础,决定人脸识别技术的可行性
[解析] 根据题意可知,人脸识别技术是通过识别人面部多个性状实现的,A正确;人体中相关基因的碱基排列顺序代表了遗传信息,这些多样的排列顺序,决定了人脸特征的多样性,B正确;基因通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物的性状,这是基因间接控制性状的方式,另外基因还可通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状,因此人体的面部特征不都是相关基因通过控制酶的合成来实现的,C错误;DNA的多样性和特异性是人脸多样性和特异性的物质基础,为人脸识别技术提供了理论基础,决定人脸识别技术的可行性,D正确。
6.下列关于中心法则的叙述,正确的是 ( B )
A.同一细胞中两种不同RNA的合成不能同时发生
B.HIV可在T淋巴细胞中发生逆转录过程
C.细胞进行基因表达时,都是转录结束后才进行翻译
D.转录产生的mRNA上的碱基序列都能编码氨基酸
[解析] 一个细胞的DNA分子中含有很多个基因,DNA分子发生转录时,这些基因可能都发生转录并合成不同的RNA,因此同一细胞中两种不同RNA的合成能同时发生,A错误;HIV为逆转录病毒,且主要侵染T淋巴细胞,因此可在T淋巴细胞中发生逆转录过程,B正确;原核细胞进行基因表达时,转录和翻译可同时进行,C错误;转录产生的mRNA上的碱基序列不都能编码氨基酸,如终止密码子不编码氨基酸,D错误。
7.图Z6-1表示真核细胞中三种生命活动,相关叙述错误的是 ( D )
图Z6-1
A.①②③过程都有碱基互补配对
B.①②③过程都属于吸能反应
C.②过程需要三类RNA参与
D.③过程没有氢键的暂时形成与破坏
[解析] 据图分析,①表示DNA分子复制,②表示翻译,③表示转录,三个过程都有碱基互补配对,A正确;DNA复制、转录和翻译都需要消耗能量,都属于吸能反应,B正确;翻译需要mRNA作为模板,tRNA作为运输氨基酸的工具,rRNA参与构成的核糖体作为场所,C正确;转录过程有氢键的暂时形成与破坏,D错误。
8.14N和15N是氮元素的两种稳定同位素,含15N的DNA比含14N的DNA密度大。为探究DNA复制的方式,科学家先用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌,繁殖若干代得到的大肠杆菌,其DNA几乎都被15N 标记;再将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中培养。收集不同时期的大肠杆菌,提取DNA并进行离心处理,离心后试管中DNA的位置如图Z6-2所示。下列推测不合理的是 ( A )
图Z6-2
A.子代DNA的两条链可能都含有15N
B.1号带中的氮元素都是14N
C.实验结果证明DNA复制方式为半保留复制
D.3号带的DNA为亲代大肠杆菌的 DNA
[解析] 由于DNA分子的复制方式为半保留复制,培养液中含有14NH4Cl,所以子代DNA的两条链不可能都含有15N,A错误;1号带中的氮元素都是14N,相对分子质量最轻,离心后分布在试管上部,B正确;2号带位于试管中部,说明DNA分子的一条链含14N,另一条链含15N,证明了DNA复制方式为半保留复制,C正确;3号带分布在试管的下部,说明DNA分子的两条链都含15N,为亲代大肠杆菌的DNA,D正确。
9.甲、乙两图分别代表人体细胞核内的两个生理过程,下列叙述错误的是 ( C )
图Z6-3
A.甲过程产物的相对分子质量往往比乙过程产物的相对分子质量大
B.甲过程以DNA两条链同时作模板,乙过程以DNA的一条链作模板
C.几乎每个细胞都要进行甲过程,只有部分细胞进行乙过程
D.在同一个细胞中,甲图中的每个起点最多启动一次,乙图中的起点可以多次启动
[解析] 甲为DNA的复制,以DNA两条链为模板,乙为转录,以DNA的一条链为模板,DNA复制形成的子代DNA为两条链,而转录的产物是单链RNA,故甲过程产物的相对分子质量往往比乙过程产物的相对分子质量大,A、B正确;几乎每个细胞都要进行乙过程合成蛋白质,只有部分细胞进行甲过程,C错误;一个细胞周期中,DNA只复制一次,同种蛋白质可多次合成,故甲图中的每个起点只启动一次,乙图中的起点可启动多次,D正确。
10.下列对甲、乙两个与DNA分子有关的图的说法,不正确的是 ( D )
图Z6-4
A.将甲图DNA放在含15N培养液中复制1代,子代含15N 的DNA单链占总链的3/4
B.甲图②处的碱基对缺失可能导致基因突变,解旋酶作用于③部位
C.乙图中所示的生理过程为转录和翻译
D.能发生乙图中合成⑤过程的结构有细胞核、叶绿体、线粒体
[解析] DNA复制方式为半保留复制,将甲图DNA放在含15N培养液中复制1代,共形成2个DNA分子、4条单链,子代含15N的DNA单链占总链的3/4,A正确;甲图②处的碱基对缺失会使得碱基排列顺序发生改变,可能导致基因突变,解旋酶作用于③氢键部位,B正确;乙图中所示的生理过程为转录和翻译,C正确;⑤为翻译得到的肽链,细胞核中不能合成肽链,D错误。
11.当某些基因转录形成的mRNA分子难与模板链分离时,会形成RNA-DNA杂交体,这时非模板链、RNA-DNA杂交体共同构成R环结构。图Z6-5是原核细胞DNA复制及转录相关过程的示意图。下列分析错误的是 ( B )
图Z6-5
A.R环中的嘌呤数不一定等于嘧啶数
B.酶A和酶C只作用于磷酸二酯键
C.R环中存在A—U、T—A碱基互补配对
D.图示体现了DNA半保留复制的特点
[解析] 据图可知,R环中有三条链,其中的嘌呤数不一定等于嘧啶数,A正确;酶A是DNA聚合酶,酶C是RNA聚合酶,前者只作用于磷酸二酯键,后者除作用于磷酸二酯键外,还能作用于氢键,B错误;R环中有RNA与DNA链的配对,因此存在A—U、T—A碱基互补配对,C正确;图示复制过程中子链的合成分别是以解开的两条DNA单链为模板完成的,体现了DNA半保留复制的特点,D正确。
12.科学家研究发现,TATA box是多数真核生物基因的一段DNA序列,位于基因转录起始点上游,其碱基序列为TATAATAAT。RNA聚合酶与TATA box牢固结合之后才能开始转录。下列相关叙述正确的是 ( C )
A.TATA box上可能含有起始密码子
B.TATA box被彻底水解后共得到3种小分子
C.该研究为人们主动“关闭”某个异常基因提供了思路
D.RNA聚合酶与TATA box结合后才催化脱氧核糖核苷酸链的形成
[解析] 起始密码子位于mRNA上,而TATA box是一段DNA序列,A错误;据题意可知,TATA box是一段DNA序列,且只含有A和T两种碱基,其彻底水解后产生腺嘌呤、胸腺嘧啶、脱氧核糖、磷酸4种小分子,B错误;改变TATA box的序列可影响RNA聚合酶的结合,进而影响基因的表达,C正确;RNA聚合酶是催化核糖核苷酸链形成的,D错误。
13.图Z6-6为一真核细胞的某一个核基因的结构及变化示意图(基因突变仅涉及图中1对碱基改变)。下列有关叙述正确的是 ( D )
图Z6-6
A.基因复制与基因转录所需的场所、原料不同
B.该基因所在的DNA分子中每个磷酸基团都与两个脱氧核糖相连
C.基因突变导致新基因中(A+T)/(G+C)的值和(A+G)/(T+C)的值都减小
D.基因复制过程中1链和2链均为模板,复制后形成的两个基因中遗传信息一般相同
[解析] 题图基因为核基因,该基因复制所需原料为脱氧核苷酸,转录所需原料为核糖核苷酸,两者所需原料不同,但场所相同,均发生在细胞核中,A错误;该基因所在的DNA分子中,大多数磷酸基团都与两个脱氧核糖相连,但每条链一端的一个磷酸基团连接一个脱氧核糖,B错误;图示基因中的碱基对A—T被G—C替换,导致新基因中(A+T)/(G+C)的值减小,依据碱基互补配对原则可推知,新基因中(A+G)/(T+C)的值不变,C错误;基因复制过程中1链和2链均为模板,因碱基互补配对保证了复制能够准确地进行,所以复制后形成的两个基因中遗传信息一般相同,D正确。
14.1952年,赫尔希和蔡斯用同位素标记法研究了T2噬菌体的DNA和蛋白质在侵染大肠杆菌过程中的功能。图甲表示T2噬菌体某些基因表达的部分过程,图乙为图甲中④部分的放大。请回答:
图Z6-7
(1)图甲所示过程中新形成的化学键有 磷酸二酯键、肽键、氢键 。
(2)图乙中各物质或结构含有核糖的有 mRNA、tRNA、核糖体 ,图乙所示过程中,碱基互补配对方式与图甲中①的形成过程 不完全相同 (填“完全相同”“不完全相同”或“完全不同”)。
(3)若用32P和35S共同标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,则子代噬菌体的蛋白质标记情况是 没有标记 。
(4)大肠杆菌细胞中的RNA,其功能有 ACD 。
A.传递遗传信息 B.作为遗传物质
C.转运氨基酸 D.构成核糖体
(5)用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,保温一段时间后搅拌、离心得到上清液和沉淀物并检测其放射性强弱,若保温时间过长则出现的现象是 上清液放射性增强 ,原因是 保温时间过长部分被侵染的大肠杆菌裂解,释放出大量的子代噬菌体,部分含有32P的子代噬菌体进入上清液 。
[解析] (1)图甲所示过程包括转录和翻译两个阶段,其中转录过程中有磷酸二酯键和氢键的形成,翻译过程中有肽键形成。(2)图乙为翻译过程,该图中包含核糖体(由蛋白质和rRNA组成)、mRNA、和tRNA,RNA
中含有核糖;图甲①通过转录形成,该过程碱基配对方式是A—U、T—A、C—G、G—C,而图乙为翻译过程,其碱基配对方式是A—U、U—A、C—G、G—C,因此这两个过程中的碱基互补配对的方式不完全相同。(3)用32P和35S共同标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,子代噬菌体的蛋白质是利用未被标记的大肠杆菌提供的氨基酸合成的,所以没有被标记。(4)大肠杆菌的遗传物质是DNA,大肠杆菌细胞内RNA的功能有传递遗传信息(mRNA)、识别并转运氨基酸(tRNA)、参与核糖体的构成(rRNA)。(5)用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,若保温时间过长则上清液放射性增强,原因是保温时间过长,部分被侵染的大肠杆菌裂解,释放出大量的子代噬菌体,部分含有32P的子代噬菌体进入上清液。所以在实验过程中要保持大肠杆菌细胞的活性,不能裂解。
15.科学家从果蝇基因组中分离出控制生物昼夜节律(即生物钟)的基因(PER基因),其表达产物PER在清晨会被降解,若积累又会抑制PER基因的表达。PER基因的表达与关闭机制如图Z6-8所示,回答下列问题:
图Z6-8
(1)PER基因表达的产物是PER蛋白,控制该蛋白质合成的直接模板是 mRNA 。
(2)PER基因转录与PER基因复制有哪些不同 模板不同,酶不同,原料不同等 (答出2点即可)。
(3)PER蛋白的合成存在 负 (填“正”或“负”)反馈调节机制。
(4)根据图示信息推断,人在夜间犯困很可能是因为 夜间PER蛋白在细胞核中积累,抑制了PER基因的表达 ;而在清晨醒来很可能是因为 清晨PER蛋白降解,PER基因表达,在细胞质中合成了PER蛋白 。
(5)除图示遗传信息的流向外,完善的中心法则中还有哪些流向 DNA→DNA、RNA→DNA、RNA→RNA 。
[解析] (1)蛋白质的合成过程属于翻译过程,翻译过程利用的模板是mRNA。(2)PER基因转录以DNA的一条链为模板,利用RNA聚合酶和游离的核糖核苷酸转录出mRNA;PER基因复制以DNA的两条链为模板,利用解旋酶、DNA聚合酶和游离的脱氧核苷酸复制出DNA。所以PER基因转录与PER基因复制在模板、酶、原料等方面不同。(3)在PER蛋白的合成过程中,PER蛋白积累会抑制PER基因的表达过程,体现了负反馈调节机制。(4)由题图分析可知,PER基因是控制生物昼夜节律的基因,在夜间PER蛋白在细胞核积累到一定量后会抑制PER基因的表达,导致PER蛋白无法合成,故人在夜间容易犯困。PER蛋白清晨降解,PER基因表达能够合成PER蛋白,故人从睡眠状态进入清醒状态。(5)除图示外,中心法则还包括逆转录RNA→DNA、RNA复制RNA→RNA、DNA复制DNA→DNA。
第6讲 遗传的分子基础
1.肺炎双球菌转化实验中,S型菌的部分DNA片段进入R型菌内并整合到R型菌的DNA分子上,使这种R型菌转化为能合成荚膜多糖的S型菌。下列相关叙述正确的是 ( C )
A.R型菌转化为S型菌后的DNA中,嘌呤碱基总比例会改变
B.整合到R型菌内的DNA分子片段,表达产物都是荚膜多糖
C.进入R型菌的DNA片段上,可能有多个RNA聚合酶结合位点
D.肺炎双球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质
[解析] R型细菌和S型细菌的DNA都是双链结构,其中碱基的配对遵循碱基互补配对原则,因此R型菌转化为S型菌后的DNA中,嘌呤碱基总比例不会改变,依然是占50%,A错误;荚膜多糖不属于蛋白质,整合到R型菌内的DNA分子片段,表达产物是蛋白质,B错误;基因是有遗传效应的DNA片段,即一个DNA分子中有多个基因,每个基因都具有RNA聚合酶的结合位点,因此进入R型菌的DNA片段上,可能有多个RNA聚合酶结合位点,C正确;肺炎双球菌的体外转化实验证明了DNA是遗传物质,D错误。
2.将1个T2噬菌体DNA的两条链用32P进行标记,使其侵染不具放射性的大肠杆菌,得到n个子代T2噬菌体,下列说法正确的是 ( A )
A.含32P标记的T2噬菌体所占的比例是2/n
B.T2噬菌体与大肠杆菌DNA的碱基种类不同
C.合成噬菌体蛋白质外壳的过程共有2种RNA参与
D.合成噬菌体蛋白质外壳的模板和原料都由大肠杆菌提供
[解析] 分析题意可知,含32P标记的子代T2噬菌体所占的比例是2/n,A正确;T2噬菌体和大肠杆菌DNA的碱基种类相同,都是A、G、C、T,B错误;合成噬菌体蛋白质外壳的过程共有3种RNA参与,分别是mRNA、tRNA、rRNA,C错误;噬菌体侵染细菌的过程中,只有DNA进入大肠杆菌,所以合成子代噬菌体的蛋白质外壳的原料是由大肠杆菌提供,但其模板由噬菌体提供,D错误。
3.下列关于真核细胞内 DNA 复制和转录过程的叙述,正确的是 ( D )
A.新合成的核苷酸链均与相应的模板链方向相同
B.都可边解旋边聚合,氢键的断裂和形成均不需要酶催化
C.都存在遗传信息的传递,且都能将遗传信息从细胞核传递到细胞质
D.都建立在核苷酸与模板链随机碰撞的基础上,当二者能碱基互补时形成氢键
[解析] DNA复制和转录时新合成的核苷酸链方向与模板链方向相反,A错误;DNA复制和转录都是边解旋边聚合,氢键的断裂分别需要解旋酶和RNA聚合酶的催化,B错误;DNA的复制将遗传信息从DNA传递到DNA,DNA分子仍留在细胞核中,C错误;DNA复制和转录时,游离的核苷酸随机地与模板链碰撞,当二者能碱基互补时,则形成氢键,D正确。
4.下列有关DNA、基因、RNA、蛋白质的说法,错误的是 ( B )
A.反向平行的DNA两条链所含有的碱基序列不相同
B.基因指导蛋白质合成的过程只需要两种RNA参与
C.同一DNA中不同基因转录的模板链并不都在同一条单链上
D.DNA中含有氢键,RNA中可能含有氢键
[解析] DNA两条链之间遵循碱基互补配对原则,两条链反向平行,则两条链含有的碱基的排列顺序不同,A正确;基因指导蛋白质合成的过程需要mRNA、rRNA和tRNA三种RNA的参与,B错误;一个DNA分子上有很多个基因,一个DNA分子上的不同基因转录时,模板链可在同一条DNA单链上,也可不在同一条单链,C正确;DNA的两条链之间通过氢键相连,RNA中可能含有氢键如tRNA,D正确。
5.生活中,手机的人脸识别解锁、购物时的刷脸支付等都运用了人脸识别技术,给我们的生活带来了极大的便利。下列说法错误的是 ( C )
A.人脸识别技术是通过识别人面部多个性状实现的
B.人体中相关基因的碱基排列顺序,决定了人脸特征的多样性
C.面部特征都是相关基因通过控制酶的合成来实现的
D.DNA的多样性和特异性是人脸多样性和特异性的物质基础,决定人脸识别技术的可行性
[解析] 根据题意可知,人脸识别技术是通过识别人面部多个性状实现的,A正确;人体中相关基因的碱基排列顺序代表了遗传信息,这些多样的排列顺序,决定了人脸特征的多样性,B正确;基因通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物的性状,这是基因间接控制性状的方式,另外基因还可通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状,因此人体的面部特征不都是相关基因通过控制酶的合成来实现的,C错误;DNA的多样性和特异性是人脸多样性和特异性的物质基础,为人脸识别技术提供了理论基础,决定人脸识别技术的可行性,D正确。
6.下列关于中心法则的叙述,正确的是 ( B )
A.同一细胞中两种不同RNA的合成不能同时发生
B.HIV可在T淋巴细胞中发生逆转录过程
C.细胞进行基因表达时,都是转录结束后才进行翻译
D.转录产生的mRNA上的碱基序列都能编码氨基酸
[解析] 一个细胞的DNA分子中含有很多个基因,DNA分子发生转录时,这些基因可能都发生转录并合成不同的RNA,因此同一细胞中两种不同RNA的合成能同时发生,A错误;HIV为逆转录病毒,且主要侵染T淋巴细胞,因此可在T淋巴细胞中发生逆转录过程,B正确;原核细胞进行基因表达时,转录和翻译可同时进行,C错误;转录产生的mRNA上的碱基序列不都能编码氨基酸,如终止密码子不编码氨基酸,D错误。
7.图Z6-1表示真核细胞中三种生命活动,相关叙述错误的是 ( D )
图Z6-1
A.①②③过程都有碱基互补配对
B.①②③过程都属于吸能反应
C.②过程需要三类RNA参与
D.③过程没有氢键的暂时形成与破坏
[解析] 据图分析,①表示DNA分子复制,②表示翻译,③表示转录,三个过程都有碱基互补配对,A正确;DNA复制、转录和翻译都需要消耗能量,都属于吸能反应,B正确;翻译需要mRNA作为模板,tRNA作为运输氨基酸的工具,rRNA参与构成的核糖体作为场所,C正确;转录过程有氢键的暂时形成与破坏,D错误。
8.14N和15N是氮元素的两种稳定同位素,含15N的DNA比含14N的DNA密度大。为探究DNA复制的方式,科学家先用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌,繁殖若干代得到的大肠杆菌,其DNA几乎都被15N 标记;再将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中培养。收集不同时期的大肠杆菌,提取DNA并进行离心处理,离心后试管中DNA的位置如图Z6-2所示。下列推测不合理的是 ( A )
图Z6-2
A.子代DNA的两条链可能都含有15N
B.1号带中的氮元素都是14N
C.实验结果证明DNA复制方式为半保留复制
D.3号带的DNA为亲代大肠杆菌的 DNA
[解析] 由于DNA分子的复制方式为半保留复制,培养液中含有14NH4Cl,所以子代DNA的两条链不可能都含有15N,A错误;1号带中的氮元素都是14N,相对分子质量最轻,离心后分布在试管上部,B正确;2号带位于试管中部,说明DNA分子的一条链含14N,另一条链含15N,证明了DNA复制方式为半保留复制,C正确;3号带分布在试管的下部,说明DNA分子的两条链都含15N,为亲代大肠杆菌的DNA,D正确。
9.甲、乙两图分别代表人体细胞核内的两个生理过程,下列叙述错误的是 ( C )
图Z6-3
A.甲过程产物的相对分子质量往往比乙过程产物的相对分子质量大
B.甲过程以DNA两条链同时作模板,乙过程以DNA的一条链作模板
C.几乎每个细胞都要进行甲过程,只有部分细胞进行乙过程
D.在同一个细胞中,甲图中的每个起点最多启动一次,乙图中的起点可以多次启动
[解析] 甲为DNA的复制,以DNA两条链为模板,乙为转录,以DNA的一条链为模板,DNA复制形成的子代DNA为两条链,而转录的产物是单链RNA,故甲过程产物的相对分子质量往往比乙过程产物的相对分子质量大,A、B正确;几乎每个细胞都要进行乙过程合成蛋白质,只有部分细胞进行甲过程,C错误;一个细胞周期中,DNA只复制一次,同种蛋白质可多次合成,故甲图中的每个起点只启动一次,乙图中的起点可启动多次,D正确。
10.下列对甲、乙两个与DNA分子有关的图的说法,不正确的是 ( D )
图Z6-4
A.将甲图DNA放在含15N培养液中复制1代,子代含15N 的DNA单链占总链的3/4
B.甲图②处的碱基对缺失可能导致基因突变,解旋酶作用于③部位
C.乙图中所示的生理过程为转录和翻译
D.能发生乙图中合成⑤过程的结构有细胞核、叶绿体、线粒体
[解析] DNA复制方式为半保留复制,将甲图DNA放在含15N培养液中复制1代,共形成2个DNA分子、4条单链,子代含15N的DNA单链占总链的3/4,A正确;甲图②处的碱基对缺失会使得碱基排列顺序发生改变,可能导致基因突变,解旋酶作用于③氢键部位,B正确;乙图中所示的生理过程为转录和翻译,C正确;⑤为翻译得到的肽链,细胞核中不能合成肽链,D错误。
11.当某些基因转录形成的mRNA分子难与模板链分离时,会形成RNA-DNA杂交体,这时非模板链、RNA-DNA杂交体共同构成R环结构。图Z6-5是原核细胞DNA复制及转录相关过程的示意图。下列分析错误的是 ( B )
图Z6-5
A.R环中的嘌呤数不一定等于嘧啶数
B.酶A和酶C只作用于磷酸二酯键
C.R环中存在A—U、T—A碱基互补配对
D.图示体现了DNA半保留复制的特点
[解析] 据图可知,R环中有三条链,其中的嘌呤数不一定等于嘧啶数,A正确;酶A是DNA聚合酶,酶C是RNA聚合酶,前者只作用于磷酸二酯键,后者除作用于磷酸二酯键外,还能作用于氢键,B错误;R环中有RNA与DNA链的配对,因此存在A—U、T—A碱基互补配对,C正确;图示复制过程中子链的合成分别是以解开的两条DNA单链为模板完成的,体现了DNA半保留复制的特点,D正确。
12.科学家研究发现,TATA box是多数真核生物基因的一段DNA序列,位于基因转录起始点上游,其碱基序列为TATAATAAT。RNA聚合酶与TATA box牢固结合之后才能开始转录。下列相关叙述正确的是 ( C )
A.TATA box上可能含有起始密码子
B.TATA box被彻底水解后共得到3种小分子
C.该研究为人们主动“关闭”某个异常基因提供了思路
D.RNA聚合酶与TATA box结合后才催化脱氧核糖核苷酸链的形成
[解析] 起始密码子位于mRNA上,而TATA box是一段DNA序列,A错误;据题意可知,TATA box是一段DNA序列,且只含有A和T两种碱基,其彻底水解后产生腺嘌呤、胸腺嘧啶、脱氧核糖、磷酸4种小分子,B错误;改变TATA box的序列可影响RNA聚合酶的结合,进而影响基因的表达,C正确;RNA聚合酶是催化核糖核苷酸链形成的,D错误。
13.图Z6-6为一真核细胞的某一个核基因的结构及变化示意图(基因突变仅涉及图中1对碱基改变)。下列有关叙述正确的是 ( D )
图Z6-6
A.基因复制与基因转录所需的场所、原料不同
B.该基因所在的DNA分子中每个磷酸基团都与两个脱氧核糖相连
C.基因突变导致新基因中(A+T)/(G+C)的值和(A+G)/(T+C)的值都减小
D.基因复制过程中1链和2链均为模板,复制后形成的两个基因中遗传信息一般相同
[解析] 题图基因为核基因,该基因复制所需原料为脱氧核苷酸,转录所需原料为核糖核苷酸,两者所需原料不同,但场所相同,均发生在细胞核中,A错误;该基因所在的DNA分子中,大多数磷酸基团都与两个脱氧核糖相连,但每条链一端的一个磷酸基团连接一个脱氧核糖,B错误;图示基因中的碱基对A—T被G—C替换,导致新基因中(A+T)/(G+C)的值减小,依据碱基互补配对原则可推知,新基因中(A+G)/(T+C)的值不变,C错误;基因复制过程中1链和2链均为模板,因碱基互补配对保证了复制能够准确地进行,所以复制后形成的两个基因中遗传信息一般相同,D正确。
14.1952年,赫尔希和蔡斯用同位素标记法研究了T2噬菌体的DNA和蛋白质在侵染大肠杆菌过程中的功能。图甲表示T2噬菌体某些基因表达的部分过程,图乙为图甲中④部分的放大。请回答:
图Z6-7
(1)图甲所示过程中新形成的化学键有 磷酸二酯键、肽键、氢键 。
(2)图乙中各物质或结构含有核糖的有 mRNA、tRNA、核糖体 ,图乙所示过程中,碱基互补配对方式与图甲中①的形成过程 不完全相同 (填“完全相同”“不完全相同”或“完全不同”)。
(3)若用32P和35S共同标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,则子代噬菌体的蛋白质标记情况是 没有标记 。
(4)大肠杆菌细胞中的RNA,其功能有 ACD 。
A.传递遗传信息 B.作为遗传物质
C.转运氨基酸 D.构成核糖体
(5)用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,保温一段时间后搅拌、离心得到上清液和沉淀物并检测其放射性强弱,若保温时间过长则出现的现象是 上清液放射性增强 ,原因是 保温时间过长部分被侵染的大肠杆菌裂解,释放出大量的子代噬菌体,部分含有32P的子代噬菌体进入上清液 。
[解析] (1)图甲所示过程包括转录和翻译两个阶段,其中转录过程中有磷酸二酯键和氢键的形成,翻译过程中有肽键形成。(2)图乙为翻译过程,该图中包含核糖体(由蛋白质和rRNA组成)、mRNA、和tRNA,RNA
中含有核糖;图甲①通过转录形成,该过程碱基配对方式是A—U、T—A、C—G、G—C,而图乙为翻译过程,其碱基配对方式是A—U、U—A、C—G、G—C,因此这两个过程中的碱基互补配对的方式不完全相同。(3)用32P和35S共同标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,子代噬菌体的蛋白质是利用未被标记的大肠杆菌提供的氨基酸合成的,所以没有被标记。(4)大肠杆菌的遗传物质是DNA,大肠杆菌细胞内RNA的功能有传递遗传信息(mRNA)、识别并转运氨基酸(tRNA)、参与核糖体的构成(rRNA)。(5)用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,若保温时间过长则上清液放射性增强,原因是保温时间过长,部分被侵染的大肠杆菌裂解,释放出大量的子代噬菌体,部分含有32P的子代噬菌体进入上清液。所以在实验过程中要保持大肠杆菌细胞的活性,不能裂解。
15.科学家从果蝇基因组中分离出控制生物昼夜节律(即生物钟)的基因(PER基因),其表达产物PER在清晨会被降解,若积累又会抑制PER基因的表达。PER基因的表达与关闭机制如图Z6-8所示,回答下列问题:
图Z6-8
(1)PER基因表达的产物是PER蛋白,控制该蛋白质合成的直接模板是 mRNA 。
(2)PER基因转录与PER基因复制有哪些不同 模板不同,酶不同,原料不同等 (答出2点即可)。
(3)PER蛋白的合成存在 负 (填“正”或“负”)反馈调节机制。
(4)根据图示信息推断,人在夜间犯困很可能是因为 夜间PER蛋白在细胞核中积累,抑制了PER基因的表达 ;而在清晨醒来很可能是因为 清晨PER蛋白降解,PER基因表达,在细胞质中合成了PER蛋白 。
(5)除图示遗传信息的流向外,完善的中心法则中还有哪些流向 DNA→DNA、RNA→DNA、RNA→RNA 。
[解析] (1)蛋白质的合成过程属于翻译过程,翻译过程利用的模板是mRNA。(2)PER基因转录以DNA的一条链为模板,利用RNA聚合酶和游离的核糖核苷酸转录出mRNA;PER基因复制以DNA的两条链为模板,利用解旋酶、DNA聚合酶和游离的脱氧核苷酸复制出DNA。所以PER基因转录与PER基因复制在模板、酶、原料等方面不同。(3)在PER蛋白的合成过程中,PER蛋白积累会抑制PER基因的表达过程,体现了负反馈调节机制。(4)由题图分析可知,PER基因是控制生物昼夜节律的基因,在夜间PER蛋白在细胞核积累到一定量后会抑制PER基因的表达,导致PER蛋白无法合成,故人在夜间容易犯困。PER蛋白清晨降解,PER基因表达能够合成PER蛋白,故人从睡眠状态进入清醒状态。(5)除图示外,中心法则还包括逆转录RNA→DNA、RNA复制RNA→RNA、DNA复制DNA→DNA。
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