第四章测评B
(时间:30分钟,满分:100分)
一、选择题(共12小题,每小题5分,共60分)
1.下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述,正确的是( )
A.格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果
B.格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质
C.赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的
D.赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质
解析:格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果,A项错误。格里菲思实验仅仅说明存在“转化因子”,没有证明DNA是肺炎双球菌的遗传物质,B项错误。赫尔希和蔡斯实验是先用含32P的培养基培养大肠杆菌,再用T2噬菌体去侵染被标记的大肠杆菌,所以T2噬菌体的DNA不是用32P直接标记的,C项错误。赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质,D项正确。
答案:D
2.(2017全国高考理综Ⅱ)在证明DNA是遗传物质的过程中,T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述,正确的是( )
A.T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖
B.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质
C.培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中
D.人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同
解析:T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,A项错误。T2噬菌体mRNA和蛋白质的合成都是在宿主细胞大肠杆菌中进行的,B项错误。T2噬菌体侵染大肠杆菌后,会利用大肠杆菌体内的物质合成自身的组成成分,用含有32P的培养基培养大肠杆菌,再用这种大肠杆菌培养T2噬菌体,能得到DNA含有32P标记的T2噬菌体,即培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中, C项正确。人类免疫缺陷病毒的遗传物质为RNA, T2噬菌体的遗传物质为DNA,它们的核酸类型和增殖过程不同,D项错误。
答案:C
3.(2017全国高考理综Ⅲ)下列关于真核细胞中转录的叙述,错误的是( )
A.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来
B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生
C.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
解析:此题解题的切入点是真核细胞的结构和基因的转录。tRNA、rRNA和mRNA都是通过不同DNA片段的转录产生的,A项正确。真核细胞中,不同RNA的模板是不同的DNA片段,同一细胞中不同的DNA可以同时转录,同时合成不同的RNA,B项正确。真核细胞中DNA主要分布在细胞核中,还有少量DNA分布在线粒体和叶绿体中,细胞核、线粒体和叶绿体中的DNA都可以进行转录,从而合成RNA,故C项错误。转录过程中,遵循碱基互补配对原则,因此转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补,D项正确。
答案:C
4.(2017江苏高考)(多选)在体外用14C 标记半胱氨酸-tRNA 复合物中的半胱氨酸(Cys),得到*Cys-tRNACys,再用无机催化剂镍将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸(Ala),得到*Ala-tRNACys(见下图,tRNA 不变)。如果该*Ala-tRNACys参与翻译过程,那么下列说法正确的是( )
A.在一个mRNA 分子上可以同时合成多条被14C 标记的多肽链
B.反密码子与密码子的配对由tRNA 上结合的氨基酸决定
C.新合成的肽链中,原来Cys 的位置会被替换为14C 标记的Ala
D.新合成的肽链中,原来Ala 的位置会被替换为14C标记的Cys
解析:一条mRNA链可同时结合多个核糖体,合成多条相同的多肽链,A项正确。反密码子与密码子的配对由tRNA上的三个相邻的碱基决定,B项错误。由于半胱氨酸-tRNA复合物中的半胱氨酸(Cys)被还原成丙氨酸(Ala),所以,新合成的肽链中,原来Cys的位置会被替换为14C标记的Ala,C项正确,D项错误。
答案:AC
5.结合下图分析,下列叙述错误的是( )
A.生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中
B.核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质
C.遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础
D.编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链
解析:本题主要考查基因的结构和表达,解题的切入点是依据基因的结构本质和表达原理对选项逐一分析。DNA和RNA都可以是遗传物质,遗传信息储存在它们的核苷酸序列中,A项正确。由于密码子的简并性等原因,核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质,B项正确。基因可通过指导蛋白质的合成控制生物性状,因此遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础,C项正确。编码蛋白质时,只有基因的特定的一条链(有意义链)作为模板链,基因由两条互补的单链组成,两条单链的碱基排列顺序不同,所以编码蛋白质的基因含有遗传信息不同的两条单链,D项错误。对基因的结构、本质和功能模糊是导致本题出错的重要原因。
答案:D
6.Qβ噬菌体的遗传物质(Qβ RNA)是一条单链RNA。当噬菌体侵染大肠杆菌后,Qβ RNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如图所示),然后利用该复制酶复制Qβ RNA。下列叙述正确的是( )
A.Qβ RNA的复制需经历一个逆转录过程
B.Qβ RNA的复制需经历形成双链RNA的过程
C.一条Qβ RNA模板只能翻译出一条肽链
D.Qβ RNA复制后,复制酶基因才能进行表达
解析:本题考查RNA复制过程,以及基因的表达过程相关知识。Qβ噬菌体含有的RNA,是正链RNA,它可以充当mRNA,直接进行翻译,合成出蛋白质。其复制过程是先合成负链RNA,再以负链RNA为模板合成正链RNA,故A项错误,B项正确。由图可知,一条Qβ RNA模板可以合成三种蛋白质,故C项错误。由图可知,Qβ RNA可以直接翻译合成RNA复制酶,说明复制酶基因在Qβ RNA复制前已经表达成功,故D项错误。
答案:B
7.枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表。
枯草杆菌 核糖体S12蛋白第55-58位的氨基酸序列 链霉素与核糖体的结合 在含链霉素培养基中的存活率(%)
野生型 ...-P-K-K-P-... 能 0
突变型 ...-P-R-K-P-... 不能 100
注 P:脯氨酸;K:赖氨酸;R:精氨酸
下列叙述正确的是( )
A.S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性
B.链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能
C.突变型的产生是由于碱基对的缺失所致
D.链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变
解析:本题考查基因突变及基因的表达。从表中可以看出野生型和突变型枯草杆菌的S12蛋白中第56位氨基酸不同,最终导致突变型能在含链霉素的培养基上存活,所以S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性,A项正确。核糖体是进行翻译的场所,所以链霉素通过与核糖体结合抑制枯草杆菌的翻译功能,B项错误。因为野生型和突变型的S12蛋白中第55、57、58位氨基酸都相同,所以突变型的产生最可能是由碱基对的替换所致,C项错误。由题干信息不能推断链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变,D项错误。
答案:A
8.经X射线照射的紫花香豌豆品种,其后代中出现了几株开白花植株,下列叙述错误的是( )
A.白花植株的出现是对环境主动适应的结果,有利于香豌豆的生存
B.X射线不仅可引起基因突变,也会引起染色体变异
C.通过杂交实验,可以确定是显性突变还是隐性突变
D.观察白花植株自交后代的性状,可确定是否是可遗传变异
解析:本题考查生物变异相关内容。由题意知:白花的出现是因为X射线照射导致了基因突变。基因突变所产生的性状对生物体的生存一般是有害的,A项错误。X射线既可引起基因突变,又能引起染色体变异,B项正确。若要确定该突变的显、隐性,需做杂交实验,C项正确。白花植株自交,观察后代的表现型,可确定该变异是否可遗传,D项正确。
答案:A
9.甲、乙为两种果蝇(2n),下图为这两种果蝇的各一个染色体组,下列叙述正确的是( )
A.甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常
B.甲发生染色体交叉互换形成了乙
C.甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同
D.图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料
解析:本题考查染色体变异及进化的相关内容。由图看出图甲性染色体为端粒染色体,属于正常情况,而图乙的性染色体发生了染色体结构变异中的倒位变异。甲、乙杂交产生的F1在减数分裂过程中,有两条性染色体不能联会,不能正常进行减数分裂,A项错误。图甲到图乙的变化属于染色体变异,B项错误。由于倒位,甲、乙1号染色体上的基因顺序不同,C项错误。染色体变异属于可遗传变异,可为进化提供原材料,D项正确。
答案:D
10.关于等位基因B和b发生突变的叙述,错误的是 ( )
A.等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因
B.X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率
C.基因B中的碱基对G-C被碱基对A-T替换可导致基因突变
D.在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变
解析:本题考查基因突变的本质和特点等知识。基因突变具有不定向性,等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因,A项正确。X射线属于物理诱变因子,可以引起基因B和基因b的突变,B项错误。碱基对的替换、增添和缺失都可导致基因突变,C项、D项都正确。
答案:B
11.右图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图,下列叙述正确的是( )
A.图中结构含有核糖体RNA
B.甲硫氨酸处于图中?的位置
C.密码子位于tRNA的环状结构上
D.mRNA上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的种类
解析:本题考查翻译过程相关内容。图中mRNA与核糖体结合,核糖体的成分是蛋白质和rRNA,A项正确。甲硫氨酸为起始氨基酸,则?应为相邻氨基酸,B项错误。密码子是指位于mRNA上决定一种氨基酸的三个相邻碱基,C项错误。mRNA上碱基改变,即密码子改变,由于密码子的简并性,其决定的氨基酸种类不一定改变,D项错误。
答案:A
12.下图是先天聋哑遗传病的某家系图,Ⅱ-2的致病基因位于1对染色体,Ⅱ-3和Ⅱ-6的致病基因位于另1对染色体,这2对基因均可单独致病。Ⅱ-2不含Ⅱ-3的致病基因,Ⅱ-3不含Ⅱ-2的致病基因。不考虑基因突变。下列叙述正确的是( )
A.Ⅱ-3和Ⅱ-6所患的是伴X染色体隐性遗传病
B.若Ⅱ-2所患的是伴X染色体隐性遗传病,Ⅲ-2不患病的原因是无来自父亲的致病基因
C.若Ⅱ-2所患的是常染色体隐性遗传病,Ⅲ-2 与某相同基因型的人婚配,则子女患先天聋哑的概率为1/4
D.若Ⅱ-2与Ⅱ-3生育了1个先天聋哑女孩,该女孩的1条X染色体长臂缺失,则该X染色体来自母亲
解析:根据图分析判断:“无中生有为隐性遗传病,女患者的父子都患病为伴X隐性遗传病”,又因为Ⅱ-3为患病女性,但其父亲Ⅰ-3和儿子Ⅲ-1 都正常,则Ⅱ-3和Ⅱ-6所患先天聋哑遗传病为常染色体隐性遗传病,A项错误。若Ⅱ-2所患的是伴X染色体隐性遗传病, Ⅲ-2不患病的原因是母亲没有传递给她致病基因,但父亲的致病基因随着性染色体X传了下来,B项错误。根据题干“Ⅱ-2不含Ⅱ-3的致病基因,Ⅱ-3不含Ⅱ-2的致病基因”(Ⅱ-2的致病基因用a表示,Ⅱ-3的致病基因用b表示),若Ⅱ-2所患的是常染色体隐性遗传病,则Ⅱ-2的基因型为aaBB,Ⅱ-3的基因型为AAbb,则Ⅲ-2的基因型为AaBb,与某相同基因型的人婚配,则子女患先天聋哑的基因型为A_bb、aaB_、aabb,概率为3/16+3/16+1/16=7/16,C项错误。因Ⅱ-3不含Ⅱ-2的致病基因,所以若Ⅱ-2 与Ⅱ-3生育了 1个先天聋哑女孩,且因1条X染色体长臂缺失而患病,则该女孩的致病基因只能来自Ⅱ-2, 且Ⅱ-2 所患的是伴X染色体隐性遗传病,父亲传给其一条含致病基因的X染色体,母亲传给其一条无致病基因的X染色体,该女孩患病是因为来自母亲的1条X染色体长臂因缺失无法表达,从而只表现来自父方的致病基因而患病,D项正确。
答案:D
二、非选择题(共40分)
13.(12分)基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。回答下列问题。
(1)基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数目不同,前者所涉及的数目比后者 。
(2)在染色体数目变异中,既可发生以染色体组为单位的变异,也可发生以 为单位的变异。?
(3)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变),也可由隐性基因突变为显性基因(显性突变)。若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变,且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体,则最早在子 代中能观察到该显性突变的性状;最早在子 代中能观察到该隐性突变的性状;最早在子 代中能分离得到显性突变纯合体;最早在子 代中能分离得到隐性突变纯合体。?
解析:本题考查基因突变、染色体变异和基因的分离定律。
(1)基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换,发生在基因内部,是个别碱基或部分碱基的变化,所涉及的碱基数目往往比较少;染色体变异往往会改变基因的数目和排列顺序,所涉及的碱基数目比较多。
(2)染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异,染色体数目变异又包括个别染色体数目的变异和以染色体组的形式发生的变异。
(3)发生显性突变时,子一代个体(Aa)由于具有了显性基因A,可直接表现突变性状,其自交后,在子二代会获得AA、Aa两种显性个体,但无法确定哪一个为纯合体,只有让两种显性个体再分别自交,自交后代不发生性状分离的个体才是显性突变纯合体。发生隐性突变时,子一代个体虽然具有了隐性基因a,但由于基因A的作用,子一代不能表现隐性性状,子一代自交得到的子二代中的aa个体才可表现隐性突变性状,具有该突变性状的个体即为隐性突变纯合体。所以,最早在子一代中能观察到该显性突变的性状;最早在子二代中能观察到该隐性突变的性状;最早在子三代中能分离得到显性突变纯合体(AA);最早在子二代中能分离得到隐性突变纯合体(aa)。
答案:(1)少
(2)染色体
(3)一 二 三 二
14.(14分)若某研究小组用普通绵羊通过转基因技术获得了转基因绵羊甲和乙各1头,具体见下表。
绵 羊 性别 转入的基因 基因整合位置 表现型
普通绵羊 ♀、♂ - - 白色粗毛
绵羊甲 ♂ 1个A+ 1号常染色体 黑色粗毛
绵羊乙 ♂ 1个B+ 5号常染色体 白色细毛
注:普通绵羊不含A+、B+基因,基因型用A-A-B-B-表示。
请回答下列问题。
(1)A+基因转录时,在 的催化下,将游离核苷酸通过 键聚合成RNA分子。翻译时,核糖体移动到mRNA的 ,多肽合成结束。?
(2)为选育黑色细毛的绵羊,以绵羊甲、绵羊乙和普通绵羊为亲本杂交获得F1,选择F1中表现型为 的绵羊和 的绵羊杂交获得F2。用遗传图解表示由F1杂交获得F2的过程。?
(3)为获得稳定遗传的黑色细毛绵羊,从F2中选出合适的1对个体杂交得到F3,再从F3中选出2头黑色细毛绵羊(丙、丁)并分析A+和B+基因的表达产物,结果如下图所示。不考虑其他基因对A+和B+基因表达产物量的影响,推测绵羊丙的基因型是 ,理论上绵羊丁在F3中占的比例是 。?
解析:(1)基因转录时,在RNA聚合酶的催化下,将游离的四种核糖核苷酸通过磷酸二酯键连接合成RNA分子。翻译时,由于终止密码子不决定氨基酸,故核糖体移动到mRNA的终止密码子处时,多肽合成结束。
(2)由题意知,黑毛和细毛为显性。绵羊甲和普通绵羊为亲本杂交,子代有黑色粗毛和白色粗毛两种,绵羊乙和普通绵羊杂交,子代有白色细毛和白色粗毛两种,选择F1中表现型为黑色粗毛的绵羊和白色细毛的绵羊杂交获得F2。
(3)从F2中选出合适的1对黑色细毛个体杂交得到F3,根据 A+和B+基因的表达产物的情况,判断丙的基因型为A+A+B+B-。F2中选出合适的黑色细毛个体为双杂合体,各自产生A+B+配子的概率为1/4,故子代中丁A+A+B+B+所占比例为1/16。
答案:(1)RNA聚合酶 磷酸二酯 终止密码子
(2)黑色粗毛 白色细毛
(3)A+A+B+B- 1/16
15.(14分)(2017全国高考理综Ⅰ)根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常,一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。
假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路,(2)预期实验结果及结论即可。(要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
解析:此题解题的切入点是DNA与RNA的区别。DNA与RNA在结构上的区别体现在碱基的种类、五碳糖的种类以及空间结构的不同。本题应通过测定新病毒所含碱基的种类确定其类型。DNA特有的碱基为胸腺嘧啶,RNA特有的碱基为尿嘧啶,故应分别用含有放射性标记尿嘧啶和胸腺嘧啶的培养基培养宿主细胞,之后接种新病毒,培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。根据收集到的病毒的放射性可知其所含碱基的种类(T或U),进而判断出其类型。
答案:(1)思路
甲组:将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
乙组:将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
(2)结果及结论
若甲组收集的病毒有放射性,乙组无,即为RNA病毒;反之为DNA病毒。
1
第一节 探索遗传物质的过程
课后篇巩固探究
一、选择题
1.格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验证实了( )
①DNA是遗传物质 ②RNA是遗传物质 ③DNA 是主要的遗传物质 ④蛋白质和多糖不是遗传物质 ⑤S型细菌的性状是由DNA决定的 ⑥在转化过程中,S型细菌的DNA可能进入了R型细菌的体内
A.①④⑤⑥ B.②④⑤⑥
C.②③⑤⑥ D.③④⑤⑥
解析:肺炎双球菌的转化实验证实了DNA是遗传物质,蛋白质和多糖不是遗传物质;R型细菌向S型细菌转化的内因是S型细菌的DNA进入了R型细菌的体内,并成功表达了某些性状。
答案:A
2.肺炎双球菌转化实验中,对培养有R型细菌的A、B、C、D四支试管分别进行如下处理,下列叙述错误的是( )
A.需对S型细菌中的物质进行提取、分离和鉴定
B.配制的培养基应只适合S型细菌生长和繁殖
C.S型细菌中能使R型细菌转变的成分是DNA
D.有S型细菌生长的试管是A试管
解析:配制的培养基应适合S型细菌和R型细菌的生长和繁殖。
答案:B
3.下列关于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S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
解析:T2噬菌体由蛋白质和DNA构成,其中蛋白质中含有S元素,而核酸不含S元素;T2噬菌体是细菌病毒,T2噬菌体的寄主细胞是细菌,而酵母菌是真菌;T2噬菌体是DNA病毒,不含RNA,其遗传物质是DNA;T2噬菌体可以自身的遗传物质DNA为模板,利用寄主细胞内的物质为原料进行大量增殖。
答案:D
4.1952年赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记技术,进行了“噬菌体侵染细菌的实验”。下列相关叙述正确的是 ( )
A.用32P和35S分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA
B.用35S标记T2噬菌体,侵染、离心后35S主要存在于沉淀物中
C.合成子代噬菌体的蛋白质所需原料和能量均由细菌提供
D.该实验证明了DNA是主要的遗传物质
解析:用32P和35S分别标记T2噬菌体的DNA和蛋白质;用35S标记T2噬菌体,侵染、离心后,35S主要存在于上清液中;该实验只能证明DNA是该病毒的遗传物质。
答案:C
5.艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验,都能证明DNA是遗传物质,以下为这两个实验用到的研究方法:①设法让DNA与蛋白质分开,研究各自的作用;②同位素示踪法。下列有关叙述正确的是( )
A.两者都运用了①和②
B.前者运用了①,后者运用了②
C.前者只运用了②,后者运用了①和②
D.前者只运用了①,后者运用了①和②
解析:艾弗里的肺炎双球菌转化实验是设法把DNA与蛋白质分开,研究各自的作用。而赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验也是把DNA与蛋白质分开,研究各自的作用,在此基础上,还运用了同位素示踪法。
答案:D
6.下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是 ( )
A.分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体
B.分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,进行长时间的保温培养
C.用35S标记噬菌体的侵染实验中,沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致
D.32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质
解析:噬菌体侵染细菌时,首先分别用含有35S 和32P的培养基培养大肠杆菌,然后再让噬菌体分别去侵染带35S和32P的大肠杆菌,这样就得到了蛋白质含有35S和DNA含有32P标记的噬菌体,再让带标记的噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌,进行短时间的保温培养,该实验证明了DNA是遗传物质。
答案:C
7.下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图,下列对该实验的有关叙述,正确的是( )
A.该实验所使用的被标记的噬菌体是接种在含有35S的培养基中获得的
B.该实验选用噬菌体作实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和DNA
C.实验中采用搅拌和离心等手段是为了把DNA和蛋白质分开再分别检测其放射性
D.在新形成的噬菌体中没有检测到35S,说明噬菌体的遗传物质是DNA而不是蛋白质
解析:噬菌体是病毒,是营寄生生活的生物,不能直接在培养基上培养。该实验中搅拌是为了使细菌外吸附着的噬菌体外壳与细菌分离。离心是一种分离混合物的方法,在该实验中,被感染的细菌(含有子代噬菌体的细菌)在下层的沉淀物中,噬菌体外壳的质量较小,在上层的上清液中。噬菌体的蛋白质外壳没有进入到细菌细胞内,因此不能说明蛋白质不是遗传物质。
答案:B
8.(2017江苏高考)下列关于探索DNA 是遗传物质的实验,叙述正确的是( )
A.格里菲思实验证明DNA 可以改变生物体的遗传性状
B.艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA 可以使小鼠死亡
C.赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中
D.赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P 标记
解析:此题考查人类对遗传物质探索过程的经典实验。格里菲思实验证明加热杀死的S型菌内存在一种转化因子,能使活的R型菌转化为活的S型菌,并没有提到DNA,A项错误。艾弗里的体外转化实验,证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可促进R型菌转化为S型菌,未涉及小鼠,B项错误。赫尔希和蔡斯实验中,离心后细菌比噬菌体外壳比重大,所以细菌主要存在于沉淀中,C项正确。赫尔希和蔡斯实验中,用32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,32P标记的噬菌体DNA在大肠杆菌内进行半保留复制,细菌裂解后得到的噬菌体部分含32P标记,D项错误。
答案:C
9.甲、乙为两种不同的病毒,经病毒重建形成“杂种病毒”丙,用丙病毒侵染植物细胞,在植物细胞内产生的新一代病毒可表示为( )
解析:重组病毒丙的遗传物质来自乙病毒,丙病毒子代的性状取决于遗传物质,故子代病毒性状同乙病毒。
答案:D
10.下列有关遗传物质的叙述,正确的是( )
A.DNA是所有生物的遗传物质
B.真核细胞内的DNA是遗传物质,原核细胞内的RNA是遗传物质
C.人体细胞核内的遗传物质是DNA,而细胞质内的遗传物质是RNA
D.病毒的遗传物质是DNA或RNA
解析:除朊病毒和RNA病毒以外,其他生物的遗传物质都是DNA,A、B两项错误;人体细胞核和细胞质内的遗传物质都是DNA,C项错误;病毒的遗传物质为DNA或RNA,D项正确。
答案:D
11.在“DNA的粗提取和鉴定”实验中,发现DNA提取量不足。下列有关原因分析不正确的是( )
A.经蒸馏水处理的红细胞用玻璃棒搅拌的时间过短
B.用NaCl进行溶解,NaCl溶液浓度未达到 2 mol/L
C.DNA再溶解时,玻璃棒搅拌方向是单向的
D.用玻璃棒搅拌时力量过猛
解析:经蒸馏水处理的红细胞用玻璃棒搅拌的时间过短,DNA没有充分释放;用NaCl进行盐析,NaCl溶液浓度未达到2 mol/L,滤液中的DNA溶解过少;用玻璃棒搅拌时力量过猛,DNA断裂。
答案:C
12.下列关于“DNA的粗提取和鉴定”实验的叙述,正确的是( )
A.洗涤剂能瓦解细胞膜并增加DNA 在NaCl 溶液中的溶解度
B.溶有DNA的NaCl溶液加入二苯胺试剂后变蓝
C.常温下菜花匀浆中有些酶类会影响DNA 的提取
D.用玻璃棒缓慢搅拌滤液会导致DNA 获得量减少
解析:DNA在NaCl溶液中的溶解度与洗涤剂无关;溶有DNA的NaCl溶液加入二苯胺试剂沸水浴后呈蓝色;细胞中可能含有分解DNA的酶,从而影响到DNA的提取;DNA可以吸附在玻璃棒上,缓慢搅拌可以增加DNA的提取量。
答案:C
13.艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验,结果如下表。从表可知( )
实验组号 接种菌型 加入S型菌物质 培养皿长菌情况
① R 蛋白质 R型
② R 荚膜多糖 R型
③ R DNA R型、S型
④ R DNA(经DNA酶处理) R型
A.①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子
B.②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性
C.③和④说明S型菌的DNA是转化因子
D.①~④说明DNA是主要的遗传物质
解析:①中R型菌中加入S型菌的蛋白质,培养皿中没有S型菌生长,证明蛋白质不是转化因子;②中加入S型菌的荚膜多糖,培养皿中没有S型菌生长,证明荚膜多糖不是转化因子;③中加入DNA,培养皿中长出了S型菌,证明DNA是转化因子;④中加入经DNA酶处理的DNA,DNA酶分解DNA,培养皿中无S型菌生长,进一步证明DNA是转化因子。①~④说明DNA是遗传物质,但不能说明其是主要的遗传物质。
答案:C
二、非选择题
14.如下图所示,烟草花叶病毒(TMV)与车前草病毒(HRV)的结构如图中A、B,侵染作物叶片的症状如图中C、D。完成下列问题。
(1)用E去侵染叶片F时,在叶片F上所患病的症状与 相同。?
(2)F上的病毒,所需的氨基酸、酶和ATP均来自 。?
(3)子代病毒的各项特性都是由 决定的。?
(4)本实验证明? 。?
答案:(1)D (2)F的细胞 (3)E(或B)的RNA (4)RNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
15.下图是肺炎双球菌转化实验的一部分图解,请据图回答下列问题。
(1)该实验是 所做的肺炎球菌转化的实验图解。?
(2)该实验是在 实验的基础上进行的,其目的是证明 的化学本质。?
(3)在对R型细菌进行培养之前,必须首先进行的工作是? 。?
(4)依据上面图解的实验,可以作出 的假设。?
(5)为验证上面的假设,他们设计了下面的实验:
该实验中加入DNA酶的目的是? ,他们观察到的实验现象是 。?
(6)通过上面两步实验,仍然不能说明 ,为此他们设计了下面的实验:?
他们观察到的实验现象是 ,该实验能够说明 ? 。?
解析:(1)由实验图解可看出,在R型细菌的培养基中加入R型细菌和S型细菌的DNA。这是艾弗里及其同事所做的肺炎双球菌转化实验的部分图解。(2)该实验是在格里菲思实验的基础上为进一步证明遗传物质的化学本质而设计的。(3)该实验是分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质后分别加入R型细菌培养基中。(4)可以作出DNA是遗传物质的假设。(5)为了验证该假设,他们又将能够水解DNA的DNA酶与S型细菌DNA混合后加入培养基中,结果是培养基中只长R型细菌。(6)要进一步证明DNA是遗传物质,而蛋白质、多糖等不是遗传物质,还需将蛋白质、多糖等分别加入培养基中,观察实验结果。
答案:(1)艾弗里及其同事
(2)格里菲思肺炎双球菌转化 遗传物质
(3)分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质
(4)DNA是遗传物质
(5)分解从S型细菌中提取的DNA 培养基中只长R型细菌
(6)蛋白质、多糖等不是遗传物质 培养基中只长R型细菌 蛋白质、多糖不是遗传物质
16.请利用所给的含有大肠杆菌生长所需各种营养成分的培养基(分别含32P标记的核苷酸和35S 标记的氨基酸)、大肠杆菌菌液、T2噬菌体进行实验,证明DNA是遗传物质。
(1)实验过程:
①分别取等量含32P标记核苷酸和含35S标记氨基酸的培养基装入两个相同培养皿中,并分别编号为甲、乙;
②在两个培养皿中接入 ,在适宜条件下培养一段时间;?
③放入 ,培养一段时间,分别获得 和 标记的噬菌体;?
④用上述噬菌体分别侵染 的大肠杆菌,经短时间保温后,用搅拌器搅拌、放入离心管内离心;?
⑤检测放射性同位素存在的主要位置。
(2)预测实验结果:
①在甲培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌,搅拌、离心后结果如 图;?
②在乙培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌,搅拌、离心后结果如 图。?
解析:本实验首先应关注的是噬菌体为DNA病毒,寄生,不能直接在培养皿中培养,所以需将大肠杆菌放入含放射性的培养基中培养,然后再通过噬菌体侵染含放射性的大肠杆菌,而使噬菌体获得放射性。由题干可知,甲培养皿含有32P 标记的核苷酸,乙培养皿中含有35S标记的氨基酸。所以,甲、乙培养皿中得到的噬菌体分别含有32P、35S。用已被标记的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌,然后搅拌、离心,依据噬菌体在侵染大肠杆菌过程只有DNA进入,蛋白质外壳不进入的特点,甲培养皿中含32P 的噬菌体使大肠杆菌含放射性,实验结果应为B;乙培养皿中含35S的噬菌体的蛋白质外壳留在大肠杆菌外,实验结果应为A。
答案:(1)等量的大肠杆菌菌液 T2噬菌体 32P 35S
未被标记
(2)B A
1
第二节 DNA分子的结构和复制
课后篇巩固探究
一、选择题
1.下图为DNA分子结构示意图,下列对该图的叙述,正确的是( )
a.②和③相间排列,构成了DNA分子的基本骨架
b.④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸
c.⑨是氢键,其形成遵循碱基互补配对原则
d.DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息
A.b、c、d B.c、d
C.a、b、c D.b、c
解析:DNA分子是双螺旋结构,①磷酸与②脱氧核糖交替排列在外侧,构成了DNA分子的基本骨架,a错误;④中的②③与②下方的磷酸基团组成胞嘧啶脱氧核苷酸,b错误;DNA两条链的碱基互补配对,配对碱基之间通过氢键相连,c正确;DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息,d正确。
答案:B
2.在一个双链DNA分子中,碱基总数为m,腺嘌呤碱基数为n,则下列有关叙述正确的是( )
①脱氧核苷酸数=磷酸数=碱基总数=m ②碱基之间的氢键数为 ③一条链中A+T的数量为n ④G的数量为m-n
A.①②③ B.②③④
C.③④ D.①②③④
解析:①的等量关系容易判断;对于②,需知G与C之间形成3个氢键,A与T之间形成2个氢键,故氢键数为2n+3×;③因A+T的总量为2n,故一条链中的A+T的数量应为n;④中G的数量应为-n。
答案:A
3.制作DNA分子的双螺旋结构模型时,会发现制成的DNA分子的平面结构很像一架“梯子”,那么组成这架“梯子”的“扶手”、“扶手”与“扶手”之间的“阶梯”、连接“阶梯”的化学键、遵循的原则依次是( )
①磷酸和脱氧核酸 ②氢键 ③碱基对 ④碱基互补配对
A.①②③④ B.①③②④
C.③①②④ D.①②④③
解析:从制作DNA双螺旋结构模型的实验中可以看出,位于最外面的“梯子”的“扶手”是磷酸和脱氧核糖;而“扶手”与“扶手”之间的“阶梯”是碱基对;连接“阶梯”的化学键是氢键,也就是说碱基和碱基之间是通过氢键相连接的;遵循的原则是碱基互补配对原则。
答案:B
4.假设含有一对同源染色体的一个精原细胞的DNA分子用15N标记,并供给14N的原料,该细胞进行减数分裂产生的4个精子中,含有15N标记的DNA的精子所占比例为( )
A.0 B.25%
C.50% D.100%
解析:精原细胞减数分裂形成精子的过程中DNA只复制一次,而DNA复制是半保留复制,精原细胞的DNA分子用15N标记,并供给14N的原料,复制结果是每个DNA分子都有一条链是被15N 标记,一条链被14N标记,所以形成的精子中含有15N标记的DNA的精子所占比例为100%。
答案:D
5.已知某DNA分子含有500个碱基对,其中一条链上A∶C∶T∶G=1∶2∶3∶4。该DNA分子连续复制数次后,消耗周围环境中含G的脱氧核苷酸4 500个,则该DNA分子已经复制了( )
A.3次 B.4次
C.5次 D.6次
解析:其中一条链上A∶C∶T∶G=1∶2∶3∶4,根据碱基互补配对的原则,另外一条链上A∶C∶T∶G=3∶4∶1∶2,而DNA共含有500个碱基对(1 000个碱基),所以整个DNA分子中G的个数是300个,消耗周围环境中4 500个G,总共形成的DNA分子数=(4 500+300)/300=16个,是由1个DNA复制4次形成的。
答案:B
6.把培养在含轻氮(14N)环境中的一细菌,转移到含重氮(15N)环境中,培养相当于复制一次的时间,然后放回原环境中培养相当于连续复制两次的时间后,细菌DNA组成分析表明( )
A.3/4轻氮型、1/4中间型
B.1/4轻氮型、3/4中间型
C.1/2轻氮型、1/2中间型
D.3/4重氮型、1/4中间型
答案:A
7.用一个32P标记的噬菌体侵染细菌,若该细菌解体后释放出32个大小、形状一样的噬菌体,则其中含有32P的噬菌体( )
A.0个 B.2个
C.30个 D.32个
解析:标记了一个噬菌体,等于标记了2条DNA链,由于DNA为半保留复制,原噬菌体的2条链分别进入2个噬菌体内,以后不管复制多少次,最终都只有2个噬菌体被标记。
答案:B
8.有关真核细胞DNA分子的复制,下列叙述正确的是 ( )
A.复制过程中先是全部解旋,再半保留复制
B.复制过程中不需要消耗ATP
C.DNA聚合酶催化两个游离的脱氧核苷酸之间的连接
D.复制后产生的2个子代DNA分子共含有4个游离的磷酸基团
解析:双链DNA的复制特点是“边解旋边复制、半保留复制”等,故A项错误;复制过程需要“原料、酶、能量、模板、适宜的温度和pH等”,故B项错误;DNA聚合酶是催化游离的脱氧核苷酸与一段脱氧核苷酸链间形成磷酸二酯键,故C项错误;DNA的双链是反向平行排列的,每条链上都有一个游离的磷酸基团未与另一个脱氧核苷酸形成磷酸二酯键,从而使得每个双链DNA分子上都有2个游离的磷酸基团,故DNA复制产生的2个子代DNA分子共含有4个游离的磷酸基团,因而D项正确。
答案:D
9.下列有关DNA多样性的叙述,正确的是( )
A.DNA多样性的原因是DNA分子空间结构千变万化
B.含有200个碱基的DNA分子,碱基对的排列方式有4200种
C.DNA分子的多样性和特异性是生物多样性和特异性的基础
D.DNA分子多样性是指一个DNA分子上有许多个基因
解析:DNA分子的多样性指DNA分子中碱基排列顺序千变万化,A、D错误;含200个碱基的DNA分子,碱基对的排列方式有4100种。
答案:C
10.某DNA分子含有2m个碱基,其中腺嘌呤有a个。下列关于DNA复制所需游离胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述,正确的是( )
①复制一次需要(m-a)个 ②在第二次复制时需要3(m-a)个 ③在第n次复制时需要2n-1(m-a)个 ④复制n次需要2n(m-a)个
A.①② B.①③
C.②④ D.①②③
解析:由题意可知,C=(2m-2a)/2=m-a。所以复制一次需要C的量为(m-a),复制n次需要C的总量为(2n-1)(m-a),因为DNA复制是半保留复制,所以每次复制新形成的子链与上代的亲本链数量是相等的,即第n次复制需要C的量为2n-1(m-a)。也可以用n次复制需要的总量减去(n-1)次复制需要的总量,即(2n-1)(m-a)-(2n-1-1)(m-a)=2n-1(m-a)。
答案:B
二、非选择题
11.根据下图所示DNA分子结构模式图完成问题。
(1)写出图中①⑤⑥⑦的名称。
① ,⑤ ,⑥ ,⑦ 。?
(2)从主链上看,两条单链 平行;从碱基关系看,两条单链遵循 原则。?
(3) 和 相间排列,构成了DNA分子的基本骨架。?
(4)图中共有 种碱基, 种脱氧核苷酸。?
(5)DNA分子的空间结构是 结构。?
(6)遗传信息储存在DNA的 中。?
答案:(1)胞嘧啶 脱氧核糖 磷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸
(2)反向 碱基互补配对
(3)脱氧核糖 磷酸
(4)4 4
(5)规则双螺旋
(6)碱基排列顺序
12.下图是DNA复制图解,请据图回答问题。
(1)DNA复制的时期是? 。?
(2)DNA准确复制的结构基础是 和 。?
(3)一个有15N标记的DNA分子,放在没有标记的环境中培养,复制三次后标记的DNA分子占DNA分子总数的 ,标记的链占全部DNA单链的 。?
(4)由(3)题可见,DNA分子复制又称为 复制。?
(5)图中A和B均是DNA分子复制过程中所需要的酶,其中B能将单个的脱氧核苷酸连接到脱氧核苷酸链上,从而形成子链,则B是 酶。A是 酶,其作用是 。?
(6)图中过程在植物根尖分生组织细胞中进行的场所有 ,进行的时期为 。?
答案:(1)有丝分裂间期和减数第一次分裂间期
(2)独特的双螺旋结构 碱基互补配对
(3)1/4 1/8
(4)半保留
(5)DNA聚合 解旋 断裂氢键使DNA解旋
(6)细胞核、线粒体 有丝分裂间期
13.含有32P或31P的磷酸,两者化学性质几乎相同,都可参与DNA分子的组成,但含32P的磷酸的相对分子质量比含31P的磷酸的相对分子质量大。现将某哺乳动物的细胞放在含有31P标记的磷酸的培养基中,连续培养数代后得到G0代细胞。然后将G0代细胞移至含32P的培养基中培养,经过第1、2次细胞分裂后,分别得到G1、G2代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取DNA,经密度梯度离心后得到的结果如下图所示。由于DNA的相对分子质量不同,因此在离心管内的分布不同。若①②③分别表示轻、中、重三种DNA的位置。请回答下列问题。
(1)G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的 、 、 。?
(2)G2代①②③三条带中的DNA分子数的比例是 。?
(3)图中①②两条带中的DNA分子所含的同位素分别是:① ;② 。?
(4)上述实验结果证明DNA的复制方式为 。?
解析:首先应理解轻、中、重三种DNA的含义:由两条都含31P的脱氧核苷酸链组成的是轻DNA;由一条含31P的脱氧核苷酸链与一条含32P的脱氧核苷酸链组成的是中DNA;由两条含32P的脱氧核苷酸链组成的是重DNA。根据DNA半保留复制的特点,G0代细胞中的DNA全部是轻DNA;G1代是以G0代细胞的DNA为模板,以含32P的脱氧核苷酸为原料形成的两个DNA分子,全部为中DNA;G2代是以G1代细胞的DNA为模板,以含32P的脱氧核苷酸为原料形成的四个DNA分子,其中有两个DNA分子的母链都含31P,子链都含32P,为中DNA,另两个DNA分子的母链、子链都含32P,是重DNA。
答案:(1)A B D
(2)0∶1∶1
(3)31P 31P和32P
(4)半保留复制
1
第三节 基因控制蛋白质的合成
课后篇巩固探究
一、选择题
1.从下列物质的结构层次看,由简单到复杂的顺序是( )
A.脱氧核糖核苷酸→基因→染色体→DNA
B.脱氧核糖核苷酸→基因→DNA→染色体
C.基因→脱氧核糖核苷酸→染色体→DNA
D.基因→DNA→脱氧核糖核苷酸→染色体
解析:染色体的主要成分之一是DNA,1个DNA上有许多的基因,1个基因中含成百上千个脱氧核糖核苷酸。
答案:B
2.下列关于右图的说法,正确的是( )
A.图示过程主要发生在细胞核中
B.图示DNA复制过程
C.图中共有8种碱基
D.图中的A是同一种核苷酸
解析:图中一条链是DNA链,一条链是RNA链,所以发生的是转录过程,共有5种碱基,DNA链和RNA链中的碱基相同,但五碳糖不同,所以核苷酸的种类不同,转录主要发生在细胞核中。
答案:A
3.下表中丝氨酸的遗传密码是( )
DNA G
G
信使RNA C
转运RNA A
丝氨酸
A.ACG B.UCG
C.AGC D.UGC
答案:B
4.下图为基因控制蛋白质合成的某个过程,下列叙述错误的是( )
A.图中d是核糖体,e是 mRNA
B.该图表示蛋白质合成中的转录过程
C.a是氨基酸脱水缩合形成的
D.c转运的氨基酸所对应的密码子是GCU
解析:由图分析,此图表示的是蛋白质合成中的翻译过程,即以mRNA为模板合成多肽链的过程。
答案:B
5.若某mRNA中的尿嘧啶为200个,占全部碱基的10%。正常情况下转录该mRNA的DNA片段中的腺嘌呤与鸟嘌呤数之和是( )
A.500个 B.1 000个 C.2 000个 D.4 000个
解析:某mRNA中的尿嘧啶为200个,占全部碱基的10%,可以计算出mRNA总共拥有的碱基是2 000个,则转录该mRNA的DNA中总共有碱基4 000个,根据碱基互补配对,推导出腺嘌呤与鸟嘌呤数之和占整个DNA碱基数的一半,共2 000个。
答案:C
6.已知一个蛋白质分子由2条肽链组成,连接构成蛋白质分子的氨基酸的肽键共有198个,翻译成这个蛋白质分子的mRNA中A和G共200个,则转录成mRNA 的DNA分子中,最少应有C和T的个数为( )
A.400 B.200 C.600 D.800
解析:DNA控制蛋白质合成中,DNA碱基数量与氨基酸数量之间的关系可表示为m=6a(m是DNA碱基数量,a是氨基酸数量)。由题意知,合成的蛋白质中氨基酸的数量a=198+2=200个,则DNA碱基数m=6a=6×200=1 200个。在DNA分子中A=T,G=C,所以,A+G=T+C,所以T+C有1 200×1/2=600个。
答案:C
7.下图表示中心法则及其补充的内容,有关说法正确的是 ( )
A.①②③表示转录、复制、翻译
B.人体的所有细胞都具有①②③过程
C.在洋葱根尖分生区细胞中只有①过程
D.①②③④⑤过程均有碱基互补配对现象
解析:根据中心法则图分析,①②③表示复制、转录、翻译,人体内有些细胞不能再分裂,所以无①过程,由于蛋白质是生命活动的体现者,活细胞基本都有转录②和翻译③过程;洋葱根尖细胞能继续分裂,所以有①过程,但也有转录②和翻译③过程。
答案:D
8.在豌豆粒中,由于控制合成淀粉分支酶的基因中插入外来的DNA片段而不能合成淀粉分支酶,使得豌豆粒不能合成淀粉而变得皱缩。此事实说明了( )
A.基因是生物体性状的载体
B.基因能直接控制生物体的性状
C.基因可以通过控制酶的合成来控制生物体的性状
D.基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物体的性状
解析:由于控制合成淀粉分支酶的基因插入外来DNA片段,引起基因异常不能合成淀粉分支酶,进而影响了淀粉的合成,导致吸水能力弱而皱缩,说明基因可通过控制酶的合成来控制生物体的性状。
答案:C
9.下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断,下列描述正确的是( )
A.从图中可以看出,翻译的模板是转录的产物
B.从图中可以看出,转录和翻译都需要RNA聚合酶
C.从图中可以看出,同一种翻译模板在不同的核糖体上合成的多肽不同
D.从图中可以看出,转录和翻译需要的原料相同
解析:从图中可以看出,DNA的模板链(转录的模板)在RNA聚合酶的作用下,产生的物质(RNA)与核糖体结合,所以说翻译的模板是转录的产物。
答案:A
10.如下图所示,红色面包霉(一种真菌)通过一系列酶将原料合成为它所需要的氨基酸。请据图分析,以下叙述正确的是( )
A.若基因a被破坏,则向培养基中加入鸟氨酸,面包霉仍能存活
B.若基因b被破坏,则向培养基中加入鸟氨酸,面包霉仍能存活
C.若基因b不存在,则瓜氨酸仍可以由鸟氨酸合成
D.基因c不能控制酶c的合成
解析:从图示可知,基因a、b、c分别控制酶a、b、c的合成,进而控制三个连续的化学反应。基因a被破坏,原料→鸟氨酸的途径被切断,若不加入鸟氨酸,则后面的氨基酸无法合成,则面包霉不能存活;同理若基因b被破坏或不存在,鸟氨酸不能转化为瓜氨酸,则向培养基中加入瓜氨酸,面包霉才可存活。
答案:A
11.下列关于人类基因组计划的叙述,合理的是( )
A.该计划的实施将有助于人类对自身疾病的诊治和预防
B.该计划是人类从细胞水平研究自身遗传物质的系统工程
C.该计划的目的是测定人类一个染色体组中全部DNA 序列
D.该计划的实施不可能产生种族歧视、侵犯个人隐私等负面影响
解析:人类基因组计划的主要目的是对人类的24条染色体上的DNA进行测序,该计划的实施将有助于人类对自身疾病的诊治和预防;该计划属于分子水平的研究;该计划测定的染色体为24条,而一个染色体组中的染色体为23条;由于该计划最终将会测定出不同种族、不同个体的DNA上的碱基序列,所以可能会导致种族歧视、侵犯个人隐私等问题的发生。
答案:A
12.下图为细胞内某生理过程的示意图,图中甲表示甲硫氨酸,丙表示丙氨酸,有关该生理过程的说法错误的是( )
A.图中①在③上读取信息的方向是从左到右
B.该生理过程是翻译,所需的原料是氨基酸
C.甲硫氨酸对应的密码子是AUG,丙氨酸对应的密码子是GCT
D.③中尿嘧啶和腺嘌呤的和占42%,转录形成③的DNA分子片段中胞嘧啶占29%
解析:题图过程是①核糖体在③mRNA上从左到右进行的翻译过程,所需的原料是氨基酸,A、B两项正确;密码子在mRNA上,图示甲硫氨酸和丙氨酸的密码子分别为AUG、GCU,C项错误;③中尿嘧啶和腺嘌呤的和占42%,则对应的DNA中腺嘌呤和胸腺嘧啶的和占42%,则对应的DNA分子中胞嘧啶占(100%-42%)/2=29%,D项正确。
答案:C
二、非选择题
13.下图表示真核细胞内遗传信息表达的过程,根据所学的生物学知识回答下列问题。
甲
乙
(1)乙中方框内所示结构是 的一部分,它主要在 中合成,其基本组成单位是 ,可以用乙方框中数字 表示。?
(2)甲中以④为模板合成⑤的过程称为 ,进行的场所是[ ] ,所需要的原料是 。⑥沿④移动的方向是 ,⑥与④结合部位会形成 个②的结合位点。?
(3)从化学组成角度分析,与甲中⑥的化学组成最相似的是( )
A.乳酸杆菌
B.T2噬菌体
C.染色体
D.烟草花叶病毒
(4)若甲中①中有1 000个碱基对,则由它所控制形成的mRNA中含有的密码子个数和合成的蛋白质中氨基酸种类不超过( )
A.166和55 B.166和20
C.333和111 D.333和20
(5)图甲中①与④在成分上的区别是? 。?
解析:图甲为遗传信息的表达过程,包括转录和翻译两个步骤,其中,①②③④⑤⑥分别是DNA、tRNA、氨基酸、mRNA、肽链、核糖体;根据碱基的构成判断,乙中方框内所示结构是RNA的一部分,其基本组成单位是核糖核苷酸;核糖体的组成成分是RNA和蛋白质,与RNA病毒的组成成分相似;DNA中碱基对的数目和mRNA中碱基的个数及相应蛋白质中氨基酸的个数的比例为3∶3∶1,氨基酸的种类最多有20种;图中④与①在成分上的区别是④含核糖和尿嘧啶。
答案:(1)RNA 细胞核 核糖核苷酸 1、2、7
(2)翻译 ⑥ 核糖体 氨基酸 从左向右 2
(3)D
(4)D
(5)①含脱氧核糖和胸腺嘧啶,④含核糖和尿嘧啶
14.下图是中心法则示意图,各个字母代表不同的过程。请据图回答下列问题。
(1)a、b、c、d所表示的四个过程分别是 、 、 和 。?
(2)需要tRNA和核糖体同时参与的过程是 (用图中的字母回答)。?
(3)a过程发生在真核细胞分裂的 期。?
(4)在真核细胞中,a和b两个过程发生的主要场所是 。?
(5)能特异性识别信使RNA上密码子的是 ,其所携带的分子是 。?
(6)若用含有15N的培养基培养细菌,那么培养一段时间后,15N将会出现在图中的 (物质)中。?
(7)写出HIV(逆转录病毒)的遗传信息传递和表达的过程: 。?
答案:(1)DNA复制 转录 翻译 逆转录
(2)c
(3)间
(4)细胞核
(5)tRNA 氨基酸
(6)DNA、RNA、蛋白质
(7)
15.油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径,如图甲所示,其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。科学家根据这一机制培育出高产油菜,产油率由原来的34%提高到58%。
(1)据图甲分析,你认为提高油菜产油量的基本思路是 。?
(2)图乙表示基因B,α链是转录链,科学家通过诱导使β链也能转录,从而形成双链mRNA。
①控制酶b合成的基因的基本单位是 。?
②控制酶a与酶b合成的基因在结构上的本质区别是 。?
③转录出的双链mRNA与图乙基因在化学组成上的区别是 。?
④为什么基因B经诱导后转录出双链mRNA 就能提高产油量? 。?
解析:(1)据图甲分析,要提高油菜产油量需让更多的PEP转化为油脂,这样就必须抑制酶b合成,促进酶a合成。(2)①控制酶b合成的基因的基本单位是脱氧核苷酸。②控制酶a和酶b合成的基因在结构上的本质区别是碱基对的数量及排列顺序不同,碱基种类是一样的。③RNA 与DNA的区别:RNA含U,DNA含T;RNA含核糖,DNA含脱氧核糖。④基因B经诱导后形成的双链mRNA不能翻译(不能与核糖体结合)合成酶b,而细胞能正常合成酶a。
答案:(1)抑制酶b合成,促进酶a合成
(2)①脱氧核苷酸 ②碱基对的数量及排列顺序不同 ③mRNA中不含T含U,五碳糖为核糖 ④双链mRNA不能翻译(不能与核糖体结合)合成酶b,而细胞能正常合成酶a,故生成的油脂量提高
1
第四节 基因突变和基因重组
课后篇巩固探究
一、选择题
1.下列关于基因突变的叙述,错误的是( )
A.基因突变一般发生在DNA复制过程中
B.基因突变具有发生频率低、不定向性和随机性的特征
C.基因突变能产生新的基因,一定能改变生物的表现型
D.基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换等
解析:基因突变能产生新的基因,但由于密码子的简并性(一种氨基酸可能有多种密码子)、突变的部位可能位于非编码区等原因,所以性状不一定会改变。
答案:C
2.基因A与a1、a2、a3的关系如右图,该图不能说明的是( )
A.基因突变是不定向的
B.等位基因的出现是基因突变的结果
C.正常基因与致病基因可以通过突变而转化
D.这些基因的转化遵循自由组合定律
解析:该题图示表示了基因的突变及等位基因之间的转化关系。由图可知,基因A可突变为a1或a2或a3,说明基因突变是不定向的,同时也可说明等位基因的出现是基因突变的结果。基因的自由组合定律是减数分裂产生配子时遵循的规律,基因突变不遵循这一规律。
答案:D
3.如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对,不可能的后果是( )
A.没有蛋白质产物
B.翻译为蛋白质时在缺失位置终止
C.所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸
D.翻译的蛋白质中,缺失部位以后的氨基酸序列发生变化
解析:题干中“基因的中部缺失”这一信息非常关键,根据这一信息可判断出基因会有蛋白质产物,但可能造成翻译在缺失位置终止或缺失部位后的氨基酸序列发生变化。
答案:A
4.小麦抗锈病基因R和不抗锈病基因r是一对等位基因,下列有关叙述正确的是( )
A.基因R和基因r的分离发生在减数第二次分裂中
B.基因R和基因r位于一对同源染色体的不同位置上
C.自然条件下根尖细胞中突变形成的基因r能遗传给后代
D.基因R和基因r的本质区别是核苷酸序列不同
解析:基因突变是DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换,而引起的基因结构的改变,所以基因R和基因r的本质区别是核苷酸序列不同。
答案:D
5.有性生殖生物的后代的性状差异主要来自于基因重组,下列过程中哪些可以发生基因重组?( )
亲代: AaBb × AaBb
配子: AB Ab aB ab AB Ab aB ab
子代: A_B_ A_bb aaB_ aabb
A.①② B.①③ C.②③ D.③
解析:基因重组发生在减数分裂过程中,①②为减数分裂过程,③为受精作用过程。
答案:A
6.下列关于基因重组的说法,不正确的是( )
A.基因重组是形成生物多样性的重要原因之一
B.基因重组能够产生多种表现型
C.基因重组可以发生在酵母菌进行出芽生殖时
D.一对同源染色体的非姐妹染色单体上的基因可以发生重组
解析:基因重组可导致出现新的基因型,进而出现新性状,它发生在有性生殖过程中,而出芽生殖为无性生殖。同源染色体上的非姐妹染色单体可发生交叉互换,引起基因重组。
答案:C
7.下列配子的产生不是由基因重组引起的是( )
A.基因组成为的个体产生了Ab和aB的配子
B.基因组成为的个体产生了Ab和aB的配子
C.基因组成为的个体产生了ab和AB的配子
D.基因组成为的个体产生了ABC和abc的配子
解析:基因重组有两种类型:一是四分体时期同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换;二是减数第一次分裂后期非同源染色体上的非等位基因的自由组合。A项是基因突变,B项是交叉互换,C、D项是非同源染色体上的非等位基因自由组合。
答案:A
8.某二倍体植物染色体上的基因B2是由其等位基因B1突变而来的,如不考虑染色体变异,下列叙述错误的是 ( )
A.该突变可能是碱基对替换或碱基对插入造成的
B.基因B1和B2编码的蛋白质可以相同,也可以不同
C.基因B1和B2指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码
D.基因B1和B2可同时存在于同一个体细胞中或同一个配子中
解析:基因突变是基因中碱基对的增添、缺失或替换导致的基因结构的改变,A项正确;基因突变若是由碱基对的替换造成的,可能替换后mRNA 上的密码子与替换前mRNA 上的密码子决定的氨基酸相同,突变前后基因决定的蛋白质相同,B项正确;遗传密码子具有通用性,C项正确;二倍体生物的配子中只有一个染色体组,不存在同源染色体,也不存在等位基因,D项错误。
答案:D
9.下图是某二倍体(AABb)动物的几个细胞分裂示意图。下列据图判断错误的是( )
A.甲细胞表明该动物发生了基因突变
B.乙细胞表明该动物在减数第一次分裂前的间期发生了基因突变
C.丙细胞表明该动物在减数第一次分裂时发生了交叉互换
D.甲、乙、丙所产生的变异均可遗传给后代
解析:据题干中甲、乙、丙是同一个二倍体动物的几个细胞分裂示意图分析可知:甲细胞处于有丝分裂后期,染色体上基因A与a不同,是基因突变的结果;乙细胞处于减数第二次分裂后期,其染色体上基因A与a不同,没有同源染色体交叉互换的特征,只能是基因突变的结果;丙细胞也处于减数第二次分裂后期,基因B与b所在的染色体在着丝点分裂前互为姐妹染色单体,则染色体上基因B与b不同是交叉互换造成的;甲细胞分裂产生体细胞或性原细胞,若为体细胞产生的变异一般不能遗传给后代。
答案:D
10.下图中a、b、c、d表示人的生殖周期中不同的生理过程。下列说法正确的是( )
A.只有a、b过程能发生基因突变
B.基因重组主要是通过c和d来实现的
C.b和a的主要差异之一是同源染色体的联会
D.d和b的主要差异之一是姐妹染色单体的分离
解析:a过程表示有丝分裂,b过程表示减数分裂,c过程表示受精作用,d过程表示个体发育过程(细胞分裂和分化)。基因突变可发生在个体发育的任何时期,但主要集中在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。基因重组发生在减数分裂过程中。减数分裂和有丝分裂的主要差异在于减数分裂过程中发生同源染色体的联会、分离及其同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换。
答案:C
11.右图为高等动物的细胞分裂示意图。图中不可能反映的是( )
A.发生了基因突变
B.发生了染色单体互换
C.该细胞为次级卵母细胞
D.该细胞为次级精母细胞
解析:题中所给图因无同源染色体,故为减数第二次分裂的后期图,又因为细胞质均等分裂,故此细胞为次级精母细胞或第一极体。姐妹染色单体形成的两条染色体上的基因若不相同,有两种原因,一是基因突变,二是染色单体的交叉互换。
答案:C
12.在基因工程的操作过程中,获得重组质粒不需要 ( )
①DNA连接酶 ②同一种限制性核酸内切酶 ③RNA 聚合酶 ④具有标记基因的质粒 ⑤目的基因 ⑥四种脱氧核苷酸
A.③⑥ B.②④
C.①⑤ D.①②④
解析:在基因工程的操作过程中,需要用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因与运载体,并用DNA连接酶将二者连接起来,所选择的质粒必须具有标记基因,以便于进行目的基因的检测。
答案:A
二、非选择题
13.图甲表示果蝇某正常基因片段控制合成多肽的过程。a~d 表示4种基因突变:a丢失T—A;b由T—A变为C—G;c由T—A变为G—C;d由G—C变为A—T。假设4种突变都单独发生。图乙表示基因型为AaBbDd的个体细胞分裂某时期的图像。图丙表示细胞分裂过程中mRNA的含量(虚线)和每条染色体所含DNA分子数目的变化(实线)。请回答下列问题。[可能用到的密码子:天冬氨酸(GAC、GAU),甘氨酸(GGU、GGG、GGC、GGA),甲硫氨酸(AUG),终止密码子(UAG、UAA、UGA)]
(1)图甲中过程①所需的酶主要是 。?
(2)a突变后合成的多肽链中氨基酸的顺序是 ,在a突变点附近再丢失 个碱基对对氨基酸序列的影响最小。?
(3)图中 突变对性状无影响,其意义是 。?
(4)导致图乙中染色体上B、b不同的原因属于 。(填变异种类)?
(5)基因突变一般发生于图丙中 阶段,而基因重组发生于 阶段。(填图中罗马数字)?
解析:(1)图甲中过程①为转录,是以DNA的一条链为模板形成mRNA的过程,所需的酶主要是RNA聚合酶。(2)在题干提供的密码子中没有与a突变后第二个密码子UAU对应的,但从已知的正常情况下翻译的多肽可知,它编码酪氨酸。为了不破坏其他密码子的完整性,再丢失2个碱基对对氨基酸序列的影响是最小的。(3)b突变后密码子为GAC,仍编码天冬氨酸,对性状无影响。(4)图乙细胞处于减数第二次分裂后期,分开前姐妹染色单体上相同位置上的基因不同,可能是复制时发生了基因突变,也可能是减数第一次分裂四分体时期发生了交叉互换。(5)基因突变发生于DNA复制时,而基因重组发生于减数第一次分裂过程中。
答案:(1)RNA聚合酶
(2)天冬氨酸—酪氨酸—甘氨酸—甲硫氨酸 2
(3)b 有利于维持生物遗传性状的相对稳定
(4)基因突变或基因重组
(5)Ⅱ Ⅳ
14.中国青年科学家成功地把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子上,使烟草获得了抗病毒的能力,试分析回答下列问题。
(1)抗病毒烟草的培育应用了 技术。?
(2)在培育过程中,所用的基因“剪刀”是 ,基因的“针线”是 ,基因的“运载工具”是 。?
(3)烟草具有抗病毒能力,说明烟草体内产生了 。?
(4)烟草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因,但并不影响该基因的表达,从基因功能角度考虑,说明 。?
解析:(1)基因工程能定向改变生物的特定性状。(2)基因工程中有三大工具:限制酶、DNA连接酶和运载体。(3)烟草具有了相应性状,说明目的基因已经表达,产生了相应蛋白质。(4)基因不会因位置发生变化而丧失功能,说明它是遗传物质的基本单位。
答案:(1)基因工程
(2)限制性核酸内切酶 DNA连接酶 运载体
(3)抗病毒干扰素
(4)基因是遗传物质的基本单位
1
第五节 关注人类遗传病
课后篇巩固探究
一、选择题
1.下列有关遗传病的叙述,正确的是( )
A.子代患病,至少双亲之一携带致病基因
B.21三体综合征为染色体结构变异引起的疾病
C.基因或染色体异常引起的疾病
D.先天性疾病就是遗传病
解析:遗传病可能是基因异常也可能是染色体异常引起的;21三体综合征为染色体数目变异而引起的疾病;先天性疾病一般是指婴儿出生时就已经表现出来的疾病,而遗传病是遗传物质发生改变而引起的疾病。
答案:C
2.下列为某一遗传病的家系图,已知Ⅰ-1为携带者。可以准确判断的是( )
A.该病为常染色体隐性遗传
B.Ⅱ-4是携带者
C.Ⅱ-6是携带者的概率为1/2
D.Ⅲ-8是正常纯合子的概率为1/2
解析:本题遗传系谱中,只能根据Ⅱ-3、Ⅱ-4和Ⅲ-9判断为隐性遗传,但无法确定其具体的遗传方式,不管是常染色体遗传还是X染色体遗传,因Ⅲ-9患病,Ⅱ-4必是携带者。无法判断是常染色体遗传还是伴性遗传,也就无法推断Ⅱ-6是否是携带者和Ⅲ-8是正常纯合子的概率。
答案:B
3.优生,就是让每个家庭生育健康的孩子。下列措施与优生无关的是( )
A.适龄结婚,适龄生育
B.遵守婚姻法,不近亲结婚
C.进行遗传咨询,做好婚前检查
D.产前诊断,以确定胎儿性别
解析:优生就是让每一个家庭都生育出健康的孩子,而不是确定胎儿性别。
答案:D
4.对下图所示的遗传病进行分析,则一定携带致病基因的一组是( )
A.3号、5号、13号、15号
B.3号、5号、11号、14号
C.2号、3号、13号、14号
D.2号、5号、9号、10号
答案:B
5.确定胎儿是否患有某种遗传病或先天性疾病,可采取的检测手段有( )
①B超检查 ②羊水检查 ③孕妇血细胞检查 ④绒毛细胞检查
A.①②③ B.②③④
C.①②③④ D.①③
解析:产前诊断又叫出生前诊断,是指医生在胎儿出生前,用专门的检测手段对孕妇进行检查,以便确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病,常用的检测手段有:羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查和绒毛细胞检查、基因诊断等。其优点是在妊娠早期就可以将有严重遗传病和严重畸形的胎儿及时检查出来,避免这种胎儿出生,因此,产前诊断已成为优生的重要措施之一。
答案:C
6.下图是人类某些遗传病的系谱图,不涉及基因突变的情况下,下列根据图谱做出的判断中,错误的是( )
A.图谱②肯定是显性遗传病
B.图谱①一定是常染色体隐性遗传病
C.图谱③一定不是细胞质遗传病
D.图谱④一定是X染色体隐性遗传病
解析:图谱①中父母双方正常、女儿有病,说明是隐性遗传病,而且控制病症的基因在常染色体上,因为若在X染色体上,“女病父必病”。图谱②父母双方有病,儿子正常,说明是显性遗传病。图谱③与②相反,为隐性遗传病,但不能判断致病基因在什么染色体上,更不可能是细胞质遗传,因为细胞质遗传具有母系遗传的特征,而儿子没有遗传母亲的性状。图谱④中母亲和儿子都有病,不能判断是显性遗传还是隐性遗传,因此不能进行进一步的分析。
答案:D
7.科研工作者对某种常见病进行调查,得到如下结果:①同一地区发病率因环境因素的巨大变化而出现明显变化 ②同卵双胞胎的发病情况高度一致 ③在某些种族中发病率高 ④不表现明显的孟德尔遗传方式 ⑤发病有家族聚集现象 ⑥迁徙人群与原住地人群的发病率存在差别
由此推断该病最可能是( )
A.只由遗传物质改变引起的遗传病
B.只由环境因素引起的一种常见病
C.单基因和环境共同导致的遗传病
D.多基因和环境共同导致的遗传病
解析:由调查结果可知,此病可遗传、受环境影响比较大、具有家族聚集现象、不表现孟德尔的遗传方式,结合多基因遗传病的特点可以判断,此遗传病是由多基因和环境共同导致的遗传病。
答案:D
8.(2017江苏高考)下列关于人类遗传病的叙述,正确的是 ( )
A.遗传病是指基因结构改变而引发的疾病
B.具有先天性和家族性特点的疾病都是遗传病
C.杂合子筛查对预防各类遗传病具有重要意义
D.遗传病再发风险率估算需要确定遗传病类型
解析:本题考查人类遗传病的类型、监测和预防。人类遗传病是指遗传物质发生改变而引发的疾病,主要可以分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病三大类,A项错误。具有先天性和家族性特点的疾病不一定是遗传病,B项错误。杂合子筛查对预防隐性遗传病具有重要意义,防止杂合子双亲将同一种隐性致病基因同时传给子代,C项错误。遗传病再发风险率估算需要先确定遗传病类型,然后确定婚配双方的基因型,再计算后代的发病率,D项正确。
答案:D
9.某病是一种单基因控制的遗传病,某同学对一个女性患者的其他家系成员的情况进行调查后,记录如下(表格中“+”代表患病,“-”代表正常):
祖父 祖母 姑姑 外祖父 外祖母 舅舅 父亲 母亲 弟弟
+ - - + - - + + -
下列叙述错误的是( )
A.分析上表可知该病属于常染色体显性遗传病
B.调查该病的发病率可在自然人群中随机取样调查计算
C.该患病女性的父母再生一个孩子正常的概率为1/4
D.这个家系中所有患者基因型相同的概率为4/9
解析:分析该家系成员的患病情况,可综合分析出该病为常染色体显性遗传病,祖父、外祖父、父亲和母亲均为杂合子,而该患病女性是杂合子的概率为2/3,所以所有患者基因型相同的概率为2/3×1=2/3。
答案:D
10.货币状掌跖角化病是一种遗传病,患者脚掌部发病一般从幼儿学会走路时开始,随年龄增长患处损伤逐步加重;手掌发病多见于手工劳动者。下图为某家族中该病的遗传系谱,有关叙述不正确的是( )
A.由家系图判断此病最可能属于常染色体显性遗传病
B.Ⅳ代中患者与正常人婚配生女儿可避免此病的遗传
C.家系调查与群体调查相结合可推断此病的遗传特点
D.此病的症状表现是基因与环境因素共同作用的结果
解析:父亲正常,母亲患病,女儿患病,可以排除X染色体隐性遗传;父亲患病,母亲正常,女儿正常,可以排除X染色体显性遗传;再根据世代连续的发病特点,可以确定此遗传病最可能是常染色体显性遗传病,A项正确。常染色体显性遗传病,Ⅳ代中患者(杂合子)与正常人婚配,后代不论男女发病概率均为1/2,生女儿无法避免此病的遗传,B项错误。家系调查可以分析遗传病的遗传方式,群体调查可以调查发病率,两种调查方法结合可以推断此病的遗传特点,C项正确。环境会影响基因的表达,所以任何表现型都是基因与环境因素共同作用的结果,D项正确。
答案:B
11.对某先天性无汗症患者的家族进行遗传学调查后,得到了整个家族的遗传系谱图(见下图)。据此做出的判断正确的是( )
A.此家族中最初的致病基因是来自Ⅰ-2的基因突变
B.对这一家族的调查可知该病在人群中的发病率
C.此病最可能是由X染色体上的隐性基因控制的
D.Ⅲ-1、Ⅲ-2生育一表现正常的男孩的概率是1/3
解析:由系谱图可知,Ⅰ-1携带致病基因,此家族中最初的致病基因是来自Ⅰ-1。对该家族的调查可获得该遗传病的遗传特点,从而确定遗传方式,而不能获得该病在人群中的发病率。因该病患病者全为男性,且具有“有中生无”的特点,因此最可能是X染色体上的隐性基因控制的遗传病。因其遗传方式最可能是伴X染色体隐性遗传,Ⅳ-1患病,故Ⅲ-2的基因型为XAXa,Ⅲ-1的基因型为XAY,故他们生育一个正常男孩的概率是1/4。
答案:C
二、非选择题
12.造成人类遗传病的原因有多种。在不考虑基因突变的情况下,回答下列问题。
(1)21三体综合征一般是由于第21号染色体 异常造成的。A和a是位于第21号染色体上的一对等位基因,某患者及其父、母的基因型依次为Aaa、AA和aa,据此可推断,该患者染色体异常是其 的原始生殖细胞减数分裂异常造成的。?
(2)猫叫综合征是第5号同源染色体中的1条发生部分缺失造成的遗传病。某对表现型正常的夫妇(丈夫的基因型为BB,妻子的基因型为bb)生出了一个患有猫叫综合征的孩子,若这个孩子表现出基因b的性状,则其发生部分缺失的染色体来自于 (填“父亲”或“母亲”)。?
(3)原发性高血压属于 基因遗传病,这类遗传病容易受环境因素影响,在人群中发病率较高。?
(4)就血友病和镰刀型细胞贫血症来说,如果父母表现型均正常,则女儿有可能患 ,不可能患 。这两种病的遗传方式都属于单基因 遗传。?
解析:(1)21三体综合征是由21号染色体多一条导致的,属于染色体数目变异。由患者及父母双方的基因组成可判断,该患者染色体异常是其母亲产生生殖细胞时减数分裂异常造成的。(2)据题意分析可知,患有猫叫综合征的患儿表现b控制的性状,在不考虑基因突变的前提下,可能是父亲的精子中5号染色体缺失了带有B基因的一段导致的。(3)原发性高血压属于多基因遗传病,此类疾病在人群中发病率较高,往往受到环境的影响。(4)这两种病都属于单基因遗传病,血友病是伴X染色体隐性遗传病,父亲没有血友病,不能生出患该病的女儿;镰刀型细胞贫血症是常染色体隐性遗传病,不患该病的父母可能生出患有该病的女儿。
答案:(1)数目 母亲
(2)父亲
(3)多
(4)镰刀型细胞贫血症 血友病 隐性
13.人类遗传病调查中发现两个家系都有甲遗传病(基因为H、h)和乙遗传病(基因为T、t)患者,系谱图如下。以往研究表明在正常人群中Hh基因型频率为10-4。请回答下列问题(所有概率用分数表示)。
(1)甲病的遗传方式为 ,乙病最可能的遗传方式为 。?
(2)若Ⅰ-3无乙病致病基因,请继续以下分析。
①Ⅰ-2的基因型为 ;Ⅱ-5的基因型为 。?
②如果Ⅱ-5与Ⅱ-6结婚,则所生男孩同时患两种遗传病的概率为 。?
③如果Ⅱ-7与Ⅱ-8再生育一个女儿,则女儿患甲病的概率为 。?
④如果Ⅱ-5与h基因携带者结婚并生育一个表现型正常的儿子,则儿子携带h基因的概率为 。?
解析:(1)由Ⅰ-1、Ⅰ-2正常,Ⅱ-1、Ⅱ-2分别患乙病和甲病可知,甲病和乙病都属于隐性遗传病。由Ⅰ-1正常、Ⅱ-2患甲病可知,甲病是常染色体隐性遗传病;由该两个家系中乙病患者都是男性,并且不具有世代连续性(可否定伴Y遗传)可以看出,该隐性遗传病具有隔代遗传、男性患者多于女性患者的特点,所以该病是伴X隐性遗传病的可能性大。(2)①由Ⅱ-2患甲病(基因型为hh)以及Ⅰ-2正常,可推知Ⅰ-2的有关基因型为Hh;由Ⅱ-1患乙病(基因型为XtY)以及Ⅰ-2 正常,可推知Ⅰ-2的有关基因型为XTXt,所以Ⅰ-2的基因型是HhXTXt。根据Ⅱ-2的基因型以及Ⅰ-1的表现型可推知Ⅰ-1的基因型是HhXTY,再结合Ⅰ-2的基因型(HhXTXt)以及Ⅱ-5 的表现型可推知Ⅱ-5的基因型是HHXTY或HhXTY。② Ⅱ-9患两种病,基因型为hhXtY,由此可推出Ⅰ-3和Ⅰ-4的基因型分别是HhXTY和HhXTXt,进一步推出Ⅱ-6的基因型为Hh的概率为2/3,基因型为XTXt的概率为1/2,Ⅱ-5与Ⅱ-6结婚,所生男孩患甲病的概率为2/3×2/3×1/4=1/9;所生男孩患乙病的概率为1/2×1/2=1/4;所以他们所生男孩同时患两种遗传病的概率为1/9×1/4=1/36。③根据Ⅰ-3和Ⅰ-4的基因型可推知Ⅱ-7的基因型为Hh的概率为2/3,并且已知正常人群中Hh的基因型频率为10-4,所以Ⅱ-7与Ⅱ-8再生育一个女儿患甲病的概率为1/4×2/3×10-4=1/60 000。④Ⅱ-5基因型为1/3HH、2/3Hh,与一个h基因携带者(基因型为Hh)结婚,生育的儿子的基因型为1/3HH、1/2Hh、1/6hh。所以正常儿子携带h基因(基因型为Hh)的概率为1/2/(1/2+1/3)=3/5。
答案:(1)常染色体隐性遗传 伴X染色体隐性遗传
(2)①HhXTXt HHXTY 或HhXTY ②1/36
③1/60 000 ④3/5
14.遗传病是威胁人类健康的一个重要因素。某校生物学习小组开展对当地几种遗传病的调查,请根据调查结果分析回答下列问题。
(1)遗传性乳光牙是一种单基因遗传病,小组同学对一个乳光牙女性患者的家庭成员情况进行调查后,记录如下:
祖父 祖母 外祖父 外祖母 父亲 母亲 姐姐 弟弟 女性患者
√ √ √ √ √
注:表格中打“√”的为乳光牙患者。
①根据上表绘制遗传系谱图。(用A、a表示等位基因)
②该病的遗传方式是 ,该女性患者的基因型是 。若她与一个正常男性结婚后,生下一个正常男孩的概率为 。?
③同学们进一步查阅相关资料得知,遗传性乳光牙是由于正常基因第45位决定谷氨酰胺的一对碱基发生改变,引起该基因编码的蛋白质合成终止而导致的。已知谷氨酰胺的密码子(CAA、CAG),终止密码子(UAA、UAG、UGA),那么,该病基因发生突变的情况是 。与正常基因控制合成的蛋白质相比,乳光牙致病基因控制合成的蛋白质相对分子质量 (填“增加”或“减少”),进而使该蛋白质的功能丧失。?
(2)21三体综合征是一种染色体异常遗传病,调查中发现随母亲生育年龄的增加,生出21三体综合征患儿的概率增大。经咨询了解到,医院常用21号染色体上的短串联重复序列STR(一段核苷酸序列)作为遗传标记(可理解为等位基因)对该病进行快速的诊断。
①若用“+”表示有该遗传标记,“-”表示无该遗传标记,现诊断出一个21三体综合征患儿,该遗传标记的基因型是“++-”,其父亲的基因型是“+-”,母亲的基因型是“--”,那么这名患者21三体形成的原因是 。?
②根据上述材料分析,为有效预防该遗传病的发生,可采取的主要措施是 。?
解析:(1)由一对患病夫妇可以生出正常儿女,可以看出该病为常染色体显性遗传,且双亲基因型都为Aa,患病女儿的基因型为AA(1/3)或Aa(2/3),该女患者与正常男性(aa)婚配,生出正常男孩的概率为2/3×1/2×1/2=1/6。对照谷氨酰胺密码子和终止密码子可知,G—C突变成A—T,新合成的蛋白质也由于氨基酸的减少,相对分子质量减少。(2)父亲该遗传标记的基因型是“+-”,母亲该遗传标记的基因型是“--”,21三体综合征患者的基因型是“++-”,这说明患者是由异常的精子“++”和正常的卵子“-”结合的受精卵发育来的。异常精子“++”是减数第二次分裂后期“++”染色体没有移向两极造成的。
答案:(1)①如下图
②常染色体显性遗传 AA或Aa 1/6 ③G—C突变成A—T 减少
(2)①父亲的21号染色体在减数第二次分裂中没有分别移向两极 ②适龄生育和产前胎儿细胞的染色体分析
15.(2017全国高考理综Ⅱ)人血友病是伴X隐性遗传病。现有一对非血友病的夫妇生出了两个非双胞胎女儿。大女儿与一个非血友病的男子结婚并生出了一个患血友病的男孩。小女儿与一个非血友病的男子结婚,并已怀孕。回答下列问题。
(1)用“◇”表示尚未出生的孩子,请画出该家系的系谱图,以表示该家系成员血友病的患病情况。
(2)小女儿生出患血友病男孩的概率为 ;假如这两个女儿基因型相同,小女儿生出血友病基因携带者女孩的概率为 。?
(3)已知一个群体中,血友病的基因频率和基因型频率保持不变,且男性群体和女性群体的该致病基因频率相等。假设男性群体中血友病患者的比例为1%,则该男性群体中血友病致病基因频率为 ;在女性群体中携带者的比例为 。?
解析:(2)设控制血友病的相关基因为A、a,大女儿(XAX-)与一个非血友病的男子(XAY)结婚并生了一个患血友病的男孩(XaY),则大女儿的基因型为XAXa,由大女儿的基因型可推出该夫妇的基因型为XA、XAY,则小女儿的基因型为 1/2XAXA、1/2XAXa。小女儿与非血友病的男子(XAY)结婚,生出患血友病男孩的概率为1/2×1/4=1/8。假如两个女儿的基因型相同,则小女儿的基因型为XAXa,其生出血友病基因携带者女儿的概率为1/4。(3)血友病是伴X隐性遗传病,男性只要含有一个致病基因就表现为患病,所以在男性群体中,血友病的致病基因频率与血友病基因型频率相同。由题意可知,男性群体中血友病患者的比例为1%,即血友病基因型频率为1%,则该男性群体中血友病致病基因频率为0.01。由题意知,男性群体和女性群体中致病基因频率相等,则女性群体中血友病致病基因频率为0.01,非致病基因的基因频率为0.99,所以,女性群体中携带者的基因型频率为2×0.01×0.99×100%=1.98%,即女性群体中携带者的比例为1.98%。
答案:(1)
(2)1/8 1/4
(3)0.01 1.98%
1
第四章测评A
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(共25小题,每小题2分,共50分)
1.探索遗传物质的过程是漫长的,直到20世纪初期,人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括( )
A.不同生物的蛋白质在结构上存在差异
B.蛋白质与生物的性状密切相关
C.蛋白质比DNA具有更高的热稳定性,并且能够自我复制
D.蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以储存大量遗传信息
解析:A、B、D三项均是人们认为蛋白质是生物体的遗传物质的理由。C项中蛋白质能够自我复制的说法本身就是错误的。
答案:C
2.在“噬菌体侵染细菌”的实验中,操作及结果正确的是( )
A.噬菌体侵染细菌后,含35S的放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中
B.噬菌体侵染细菌后,含32P的放射性同位素主要分布在离心管的上清液中
C.用含35S的培养基直接培养含35S的噬菌体
D.用含35S的培养基培养细菌,再用此细菌培养噬菌体
解析: 35S 标记的是噬菌体的蛋白质,32P标记的是噬菌体的DNA。噬菌体侵染细菌后,含35S的放射性同位素主要分布在离心管的上清液中,含32P的放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中。噬菌体为病毒,营寄生生活,不能直接在普通培养基中培养,而要通过活细胞来培养。
答案:D
3.下列有关生物体遗传物质的叙述,正确的是( )
A.豌豆的遗传物质主要是DNA
B.酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上
C.T2噬菌体的遗传物质含有S元素
D.HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸
解析:豌豆的遗传物质是DNA;酵母菌是真核生物,遗传物质主要分布在染色体上,线粒体中也有少量;T2噬菌体的遗传物质是DNA,无S元素;HIV的遗传物质是RNA,其水解产生4种核糖核苷酸。
答案:B
4.病毒的核酸有的是双链DNA,有的是单链DNA,还有的是单链RNA或双链RNA。现发现一种新病毒,要确定其核酸属于哪一种类型,应该( )
A.分析碱基类型,确定碱基比例
B.分析蛋白质的氨基酸组成,分析核糖类型
C.分析碱基类型,分析核糖类型
D.分析蛋白质的氨基酸组成,分析碱基类型
解析:DNA的碱基组成是A、T、G、C,RNA的碱基组成是A、U、G、C;含有T的一定是DNA,含有U的一定是RNA;双链DNA的碱基A=T,G=C;双链RNA的碱基A=U,G=C;不同的核酸其碱基类型和比例不同。
答案:A
5.某双链DNA分子中含有200个碱基,其中一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则该DNA分子( )
A.四种含氮碱基A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7
B.共含有200个氢键
C.碱基排列方式共有4100种
D.含有4个游离的磷酸基团
解析:该DNA分子的一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则另一条链上A∶T∶G∶C=2∶1∶4∶3,整个DNA分子中A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7,A项正确;该DNA分子中含30×2+70×3=270(个)氢键,B项错误;由题意知该DNA分子含有100个碱基对,在不考虑每种碱基比例关系的情况下,可能的排列方式共有4100种,但因碱基数量比例已确定,故排列方式肯定少于4100种,C项错误;一个DNA分子由两条脱氧核苷酸链组成,含有2个游离的磷酸基团,D项错误。
答案:A
6.下列关于DNA分子复制过程的叙述,正确的是( )
A.DNA分子复制时在全部解旋之后才开始碱基配对
B.解旋后以一条链为模板合成两条新的子链
C.在复制过程中需要的条件有模板、酶、原料和能量等
D.在解旋酶的作用下DNA分解成脱氧核苷酸
解析:DNA分子复制时以两条链为模板,并且是边解旋边复制。在解旋酶的作用下DNA解旋成为两条单链。
答案:C
7.用15N标记含有100个碱基对的DNA分子,其中有胞嘧啶60个,该DNA分子在14N的培养基中连续复制4次。其结果不可能是( )
A.含有15N的DNA分子占1/8
B.含有14N的DNA分子占7/8
C.共需要腺嘌呤脱氧核苷酸600个
D.共产生16个DNA分子
解析: 15N 标记的DNA分子在14N的培养基上复制4次后,产生16个DNA分子,其中含15N的DNA分子为2个,占1/8,含14N的DNA分子为16个,占DNA总数的比例为1,该DNA分子复制4次共需要腺嘌呤脱氧核苷酸(24-1)×40=600(个)。
答案:B
8.在利用基因工程将目的基因导入受体细胞并成功表达的过程中,与“基因”的生理活动无关的酶是( )
A.RNA聚合酶 B.DNA聚合酶
C.DNA连接酶 D.逆转录酶
解析:将目的基因与运载体结合要使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶,而目的基因与运载体组成的重组DNA分子在受体细胞内复制并表达,会用到DNA聚合酶、RNA聚合酶等,但不会用到逆转录酶。
答案:D
9.诱变育种与杂交育种的不同之处是( )
①能大幅度改良某些性状 ②能形成新基因 ③能形成新基因型 ④一般对个体生存有利
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
解析:诱变育种能大幅度改良生物的性状,提高了突变频率,该育种方式的原理是基因突变,基因突变的结果是能产生新基因。
答案:A
10.甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程,下列叙述正确的是( )
甲
乙
A.甲、乙所示过程通过半保留方式进行,合成的产物是双链核酸分子
B.甲所示过程在细胞核内进行,乙在细胞质基质中进行
C.DNA分子解旋时,甲所示过程不需要解旋酶,乙需要解旋酶
D.一个细胞周期中,甲所示过程在每个起点只起始一次,乙可起始多次
解析:甲过程为DNA分子的复制过程,在一个细胞周期中,DNA分子只复制一次,所以甲所示过程在每个起点只起始一次。乙过程为DNA分子转录形成mRNA分子的过程,在一个细胞周期中,可进行大量的蛋白质的合成过程,所以DNA分子转录形成mRNA的过程可起始多次。
答案:D
11.组氨酸的密码子是CAU,则在DNA分子中不转录此密码子的链上,相应的碱基顺序是( )
A.GTA B.GUA C.CAU D.CAT
解析:由组氨酸的密码子CAU可知DNA模板链上转录出此密码子的碱基顺序为GTA,与之互补的DNA非模板链上的碱基为CAT。
答案:D
12.在其他条件都具备的情况下,在试管中加入物质X和物质Z,可得到相应产物Y。下列叙述正确的是( )
A.若X是DNA,Y是RNA,则Z是逆转录酶
B.若X是DNA,Y是mRNA,则Z是脱氧核苷酸
C.若X是RNA,Y是DNA,则Z是RNA聚合酶
D.若X是mRNA,Y是在核糖体上合成的大分子,则Z是氨基酸
解析:若X是DNA,Y是RNA,则Z是RNA聚合酶,A项错误;若X是DNA,Y是mRNA,则Z是核糖核苷酸,B项错误;若X是RNA,Y是DNA,则Z是逆转录酶,C项错误;若X是mRNA,Y是在核糖体上合成的大分子,即蛋白质,则Z是氨基酸,D项正确。
答案:D
13.DNA通过复制传递遗传信息,通过转录和翻译表达遗传信息,下列关于复制、转录和翻译的说法,正确的是( )
A.三个过程所需酶的种类相同
B.三个过程发生的场所都是细胞质
C.三个过程都要通过碱基互补配对来完成
D.复制和转录的模板相同,而与翻译的模板不同
解析:复制需要解旋酶和DNA聚合酶,而转录需要RNA聚合酶;复制和转录的主要场所是细胞核,而翻译在核糖体上进行;复制时以DNA的两条链为模板,而转录只以DNA的一条链为模板,翻译的模板为mRNA。
答案:C
14.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.图甲所示为染色体DNA上的基因表达过程,需要多种酶参与
B.红霉素影响核糖体在mRNA上的移动,故影响基因的转录过程
C.图甲所示过程对应图乙中的①②③过程
D.图乙中涉及碱基互补配对的过程为①②③④⑤
解析:图甲所示的基因的转录、翻译是同时进行的,为原核生物基因的表达,A项错误;红霉素影响核糖体在mRNA上的移动,即影响基因的翻译过程,B项错误;图甲所示过程对应图乙中的②③过程,C项错误;图乙中涉及碱基互补配对的过程为①②③④⑤,D项正确。
答案:D
15.下图为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图,下列相关叙述正确的是( )
A.一种物质的合成只受一个基因的控制
B.基因可通过控制酶的合成来控制代谢
C.若基因②不表达,则基因③和④也不表达
D.若基因③不存在,则瓜氨酸仍可合成精氨酸琥珀酸
解析:基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制生物的性状。由题图可知,精氨酸的合成需要酶①②③④的参与,而它们分别受基因①②③④的控制。基因具有一定的独立性,基因②不表达时,基因③④仍可表达,只是无法合成精氨酸。若基因③不存在,则酶③不能合成,使瓜氨酸→精氨酸琥珀酸的过程不能进行。
答案:B
16.下列有关基因突变的说法,不正确的是( )
A.基因突变一般发生在DNA复制过程中
B.基因突变在生物界是普遍存在的
C.基因突变是随机发生的、不定向的
D.基因突变在自然条件下发生的频率是很高的
解析:基因突变的频率在自然条件下很低。
答案:D
17.太空育种是指利用太空综合因素如强辐射、微重力等,诱导由宇宙飞船携带的种子发生变异,然后进行培育的一种育种方法。下列说法正确的是( )
A.太空育种产生的突变总是有益的
B.太空育种产生的性状是定向的
C.太空育种培育的植物是地球上原本不存在的
D.太空育种与其他诱变方法在本质上是一样的
解析:太空育种过程中,强辐射、微重力导致种子发生基因突变,所以与其他诱变方法在本质上一致。
答案:D
18.原核生物某基因原有213对碱基,经过突变其碱基数变为210对(未涉及终止密码子改变),它指导合成的蛋白质分子与原蛋白质相比,差异可能为( )
A.少一个氨基酸,其余氨基酸顺序不变
B.少一个氨基酸,其余氨基酸顺序改变
C.氨基酸数目不变,但顺序改变
D.A、B都有可能
解析:该基因突变后少了三个碱基对,则其转录的mRNA 上少了三个碱基。若少的三个碱基正好编码一个氨基酸,则它指导合成的蛋白质分子比原蛋白质少一个氨基酸,其余氨基酸顺序不变;若减少的三个碱基正好对应着两个密码子中的碱基,则在减少一个氨基酸数目的基础上,还可能会改变一种氨基酸的种类,从而引起氨基酸顺序改变;若减少的不是三个连续的碱基,则对氨基酸种类和顺序的影响将更大。
答案:D
19.图①②③④分别表示不同的变异类型,其中图③中的基因2由基因1变异而来。下列有关说法正确的是 ( )
A.图①②都表示易位,发生在减数分裂的四分体时期
B.图③的变异属于染色体结构变异中的缺失
C.图④的变异属于染色体结构变异中的缺失或重复
D.图示的4种变异能够遗传的是①③
解析:图①表示交叉互换,发生在减数分裂的四分体时期,属于基因重组,图②表示易位,A项错误;图③的变异属于基因突变中的碱基对的缺失,B项错误;图④中,若染色体3正常,则染色体4发生了染色体结构变异中的缺失,若染色体4正常,则染色体3发生了染色体结构变异中的重复,C项正确;图示的4种变异原因都是遗传物质的改变,都能够遗传,D项错误。
答案:C
20.原核生物的mRNA通常在转录完成之前便可启动蛋白质的翻译,但真核生物的核基因必须在mRNA形成之后才能翻译蛋白质,针对这一差异的合理解释是( )
A.原核生物的tRNA合成无须基因指导
B.真核生物tRNA呈三叶草结构
C.真核生物的核糖体可进入细胞核
D.原核生物的核糖体可以靠近DNA
解析:原核细胞无核膜,核糖体能靠近DNA,也就是能靠近未转录完的RNA。
答案:D
21.根据下列有关图解,分析有关说法正确的是( )
A.图甲中发生基因重组的是过程③
B.图甲、乙的变化只会出现在减数分裂过程中
C.图乙的变化属于基因重组
D.图中各个过程均可以发生基因突变
解析:基因重组发生在有性生殖过程中,包括非同源染色体上非等位基因的自由组合和同源染色体非姐妹染色单体间的交叉互换,过程③中不可能发生基因重组;图乙属于染色体结构变异中的易位,也可以发生在有丝分裂过程中;基因突变的发生具有随机性,可以发生在生物个体发育的任何时期。
答案:D
22.丈夫患下列哪种病,妻子(不含致病基因)在怀孕后进行产前诊断时有必要鉴定胎儿性别?( )
A.白化病 B.21三体综合征
C.血友病 D.抗维生素D佝偻病
解析:抗维生素D佝偻病是由X染色体上的显性基因控制的遗传病,男患者的女儿都患病,所以需鉴定胎儿性别。
答案:D
23.下列关于基因重组的说法,不正确的是( )
A.生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组
B.减数分裂四分体时期,同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换可导致基因重组
C.减数分裂过程中,非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组
D.一般情况下,水稻花药内可发生基因重组,根尖细胞内则不能
解析:基因重组是在生物体有性生殖中,控制不同性状的基因重新组合的过程,A项正确。基因重组发生在减数分裂过程中,减Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换和减Ⅰ后期非同源染色体上的非等位基因自由组合都会导致基因重组,B项错误,C项正确。一般情况下,水稻花药内进行减数分裂,可发生基因重组,根尖分生区细胞进行有丝分裂,不发生基因重组,D项正确。
答案:B
24.测定某mRNA分子中尿嘧啶有28%,腺嘌呤有18%,以这个mRNA反转录合成的DNA分子中,鸟嘌呤和胸腺嘧啶的比例分别是( )
A.18%、28% B.27%、23%
C.23%、18% D.28%、27%
解析:设信使RNA链为1链,以其为模板反转录形成的DNA的一条链为2链,另一条链为3链,据题意可知U1+A1=28%+18%=46%,则根据碱基互补配对原则可知,A2+T2=T3+A3=46%,在整个DNA分子中,A=T,因此,T的比例为23%,则G=C=(1-46%)/2=27%。
答案:B
25.下列关于人类基因组计划的叙述,不正确的是( )
A.人类基因组计划的目的是测定人类基因组的全部DNA序列
B.人类基因组计划测定的是24条染色体上DNA的碱基序列
C.人类基因组计划的测序工作已顺利完成,意味着人类已彻底了解自己的基因
D.人类基因组计划的实施有利于人类疾病的诊治和预防
答案:C
二、非选择题(共50分)
26.(8分)1952年,赫尔希和蔡斯利用同位素标记法,完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验,实验包括4步:①培养噬菌体;②用35S和32P分别标记噬菌体;③放射性检测;④离心分离。
(1)该实验步骤的正确顺序是( )
A.①②④③ B.④②①③
C.②①④③ D.②①③④
(2)下图中锥形瓶内的培养液是用来培养 ,其内的营养成分中能否含有32P? 。?
(3)如果让放射性同位素主要分布在图中离心管的上清液中,则获得该实验中的噬菌体的培养方法是( )
A.用含35S的培养基直接培养噬菌体
B.用含32P的培养基直接培养噬菌体
C.用含35S的培养基培养细菌,再用此细菌培养噬菌体
D.用含32P的培养基培养细菌,再用此细菌培养噬菌体
(4)用被32P标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌,离心后,发现上清液中有放射性,这些放射性的来源可能是 。?
解析:(1)赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验首先是要标记噬菌体,排除A、B项;培养后应该先搅拌离心再检测放射性,排除D项。(2)锥形瓶中的培养液是培养大肠杆菌的,再用标记的噬菌体去侵染未标记的大肠杆菌,故培养液的成分中不能含有放射性。(3)若放射性主要集中在上清液中,则亲代噬菌体的蛋白质带有35S,应该是用含35S的培养基培养细菌,再用此细菌培养噬菌体使噬菌体带有放射性35S。(4)32P标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌,放射性应主要集中在沉淀物中,上清液中有放射性的原因可能有两个:一是培养时间太短,一些标记了的噬菌体还未来得及侵入大肠杆菌内;二是培养时间太长,增殖产生的含32P标记的子代噬菌体从细菌中裂解释放出来了。
答案:(1)C
(2)大肠杆菌 不能
(3)C
(4)没有侵入大肠杆菌的噬菌体或侵入大肠杆菌的噬菌体经增殖后释放出的子代噬菌体
27.(8分)科学家以大肠杆菌为实验对象,运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验,实验内容及结果见下表。请分析并回答下列问题。
组 别 1组 2组 3组 4组
培养液中唯一氮源 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl
繁殖代数 多代 ? 一代 两代
培养产物 A B B的子Ⅰ代 B的子Ⅱ代
操 作 提取DNA并离心
离心结果 仅为轻带(14N/14N) 仅为重带(15N/15N) 仅为中带(15N/14N) 1/2轻带(14N/14N) 1/2中带(15N/14N)
(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B,必须经过 代培养,且培养液中的 是唯一氮源。?
(2)综合分析本实验的DNA离心结果,第 组结果对得到结论起到了关键作用,但需把它与第 组和第 组的结果进行比较,才能说明DNA分子的复制方式是 。?
(3)分析讨论
①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带,则“重带”DNA来自于 ,据此可判断DNA分子的复制方式不是 复制。?
②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心,其结果 (填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。?
③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养,子n代DNA离心的结果是:密度带的数量和位置 ,放射性强度发生变化的是 带。?
解析:(1)DNA是半保留复制,若要DNA中的N全部为15N,须在15N培养基中多代培养。
(2)第3组中双链为15N的DNA(B)在14N原料中复制1次,子代DNA中一条链为14N,一条链为15N,说明DNA为半保留复制。
(3)子Ⅰ代DNA离心后仅为中带,说明DNA复制方式为半保留复制,否则不能说明。若将子Ⅰ代DNA双链分开后离心,会出现轻带和重带,不能判断DNA的复制方式。若将子Ⅱ代继续培养,得到的子代DNA仍是14N/15N、14N/14N,密度带的数量和位置不变,双链都是14N的DNA分子(14N/14N)增多,14N/15N DNA分子数不变。
答案:(1)多 15NH4Cl
(2)3 1 2 半保留复制
(3)①B 半保留 ②不能 ③没有变化 轻
28.(10分)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、浆细胞、记忆细胞、效应T细胞中,能发生过程②③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 。?
解析:(1)图中过程②为转录,主要发生在细胞核中。(2)α链中G和U占α链的54%,G在α链中占29%,则DNA模板链中A占比例与U在α链占比例相同,为54%-29%=25%;DNA模板链中C+A占54%,G占19%,则T占27%,另一条DNA链中A占27%,因此可求出α链对应的DNA区段中A所占比例为(25%+27%)/2=26%。(3)若一个碱基对发生突变,则密码子可能发生的改变是AUU→ACU或AUC→ACC或AUA→ACA,即mRNA中U→C,则基因中碱基对A∥T被G∥C替换。(4)人体成熟红细胞没有细胞核及众多细胞器,过程①②③均不能发生;记忆细胞受刺激后可增殖、分化,过程①②③均可发生;浆细胞和效应T细胞不能增殖,不能发生过程①,但能通过过程②③合成生命活动所需蛋白质,如浆细胞产生抗体。(5)人体不同组织细胞的形成是基因选择性表达的结果,其表达的基因不完全相同,故转录(过程②)起始点不完全相同。
答案:(1)细胞核
(2)26%
(3)T∥A替换为C∥G(A∥T替换为G∥C)
(4)浆细胞和效应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
29.(12分)以下表示几种不同的育种方法,请据此回答下列问题。
A.
DNA DNA RNA 氨基酸
B.普通小麦AABBDD×黑麦RR→不育杂种ABDR小黑麦AABBDDRR
C.高秆抗锈病DDTT×矮秆易染锈病ddtt→F1F2→能稳定遗传的矮秆抗锈病新品种
D.高秆抗锈病DDTT×矮秆易染锈病ddtt→F1配子幼苗能稳定遗传的矮秆抗锈病品种
(1)在A方法中,由物种P突变为物种P',在蛋白质合成时,②处的氨基酸由 变成了 (缬氨酸GUC;谷氨酰胺CAG;天冬氨酸GAC)。?
(2)B表示的育种方法叫 ,该方法最常用的做法是在过程①中 。?
(3)C表示的育种方法是 ,若要从F2中选出符合生产要求的新品种,最简便的方法是 。?
(4)D育种方法中,过程②常用的方法是 。其与C育种方法相比,突出的优点是 。?
解析:A方法为诱变育种,原理是基因突变。B方法为多倍体育种,其原理为染色体变异。C方法为杂交育种,选出所需类型后需连续多次自交,直至不出现性状分离才能达到要求。D方法为单倍体育种,常采用花药离体培养的方法,获得单倍体幼苗,该育种方法最大的优点是可以明显缩短育种年限。
答案:(1)天冬氨酸 缬氨酸
(2)多倍体育种 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
(3)杂交育种 从F1中选择矮秆抗锈病类型连续自交,直至不出现性状分离
(4)花药离体培养 能明显缩短育种年限
30.(12分)下图甲表示人类镰刀型细胞贫血症的症因,下图乙是一个家族中该病的遗传系谱图(控制基因为B、b),请根据图完成问题。(已知谷氨酸的密码子是GAA,GAG)
甲
乙
(1)图中①②表示的遗传信息传递过程分别是、 。①过程发生的时间是 ,场所主要是 。?
(2)α链碱基组成是 ,β链碱基组成是 。?
(3)镰刀型细胞贫血症的致病基因位于 染色体上,属于 性遗传病。?
(4)Ⅱ-6的基因型是 ,Ⅱ-6和Ⅱ-7再生一个患病男孩的概率是 ,要保证Ⅱ-9婚配后子代不患此病,从理论上说其配偶的基因型必须为 。?
(5)若正常基因片段中的CTT突变成CTC,由此控制的生物性状 (填“会”或“不会”)发生改变。理由是 ?? 。?
解析:基因通过复制来传递遗传信息,通过转录和翻译来表达遗传信息,在DNA复制的过程中碱基对发生增添、缺失或替换就可能导致基因突变,有丝分裂间期、减数第一次分裂间期都有DNA的复制。根据碱基互补配对原则不难得出α链和β链的碱基组成。由Ⅰ-3、Ⅰ-4、Ⅱ-9的表现型可以得出该病属于常染色体上隐性遗传病。正常基因片段中的CTT突变成CTC,mRNA上密码子编码的氨基酸不变,所以生物的性状不变。
答案:(1)复制 转录 有丝分裂间期、减数第一次分裂间期 细胞核
(2)CAT GUA
(3)常 隐
(4)Bb 1/8 BB
(5)不会 当基因中的CTT突变成CTC时,转录出的mRNA上的密码子由GAA变成GAG,但由于GAG编码的氨基酸也为谷氨酸,所以生物的性状不变
1
