专题四遗传的分子基础专题突破练一、选择题1．T4噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌内放射性RNA与T4噬菌体DNA及大肠杆菌DNA的杂交结果如图所示。下列叙述正确的是( )A．在大肠杆菌的培养基中加入3H—胸腺嘧啶可以标记RNAB．与T4噬菌体DNA杂交的RNA是大肠杆菌DNA转录的C．随着侵染时间的增加，大肠杆菌的基因活动逐渐受到抑制D．第0min时，与DNA杂交的RNA来自T4噬菌体及细菌DNA的转录答案 C解析 胸腺嘧啶只参与DNA的合成，3H—胸腺嘧啶不能用于标记RNA，A项错误；与T4噬菌体DNA杂交的RNA是T4噬菌体DNA转录的，B项错误；随着侵染时间的增加，大肠杆菌内和大肠杆菌DNA杂交的放射性RNA比例下降，说明大肠杆菌的基因活动逐渐受到抑制，C项正确；在第0min时，大肠杆菌还没有感染T4噬菌体，其体内不存在T4噬菌体的DNA，因此与DNA杂交的RNA不可能来自T4噬菌体，D项错误。2．在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A－Pα～Pβ～Pγ或dA－Pα～Pβ～Pγ)。下列说法错误的是( )A．已知某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端，若要使已有DNA末端被32P标记上，则带有32P的磷酸基团应在ATP的γ位上B．若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的γ位上C．ATP中两个磷酸基团被水解掉后所得的物质是合成RNA分子的单体之一D．dATP中的两个高能磷酸键储存的能量基本相同，但稳定性不同答案 B9\n解析 ATP水解时，远离腺苷的高能磷酸键断裂，产生ADP和Pi，释放的能量用于生物体的生命活动，已知某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端，若用该酶把32P标记到DNA末端上，则带有32P的磷酸基团应在ATP的γ位上，A正确；dA—Pα～Pβ～Pγ(d表示脱氧)脱去Pβ和Pγ这两个磷酸基团后，余下的结构为腺嘌呤脱氧核苷酸，是DNA的基本组成单位之一，若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的α位上，B错误；ATP中两个磷酸基团被水解掉后所得的物质是腺嘌呤核糖核苷酸，是合成RNA分子的单体之一，C正确；dATP中的两个高能磷酸键储存的能量基本相同，但稳定性不同，远离“dA”的高能磷酸键更易水解，D正确。3．将胰岛素基因用32P标记后导入小鼠乳腺细胞，选取仅有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养。下列叙述错误的是( )A．小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸B．连续分裂n次后，子细胞中32P标记的细胞占1/2n＋1C．该基因转录时遗传信息通过模板链传递给mRNAD．该基因翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等答案 B解析 小鼠乳腺细胞中含有DNA和RNA两种核酸，DNA中含有4种碱基(A、T、C、G)和4种脱氧核苷酸，RNA中含有4种碱基(A、C、G、U)和4种核糖核苷酸，核酸包括脱氧核糖核酸和核糖核酸，所以小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸，A正确；根据DNA半保留复制的特点，一条染色体上整合有单个目的基因(用32P标记)的某个细胞，连续进行n次有丝分裂，形成2n个子细胞，其中含有32P标记的子细胞有两个，因此，子细胞中32P标记的细胞占1/2n－1，B错误；该基因转录时，遗传信息通过模板链传递给mRNA，C正确；一种氨基酸可能对应有多种密码子(密码子的简并性)，对应多种tRNA，D正确。4．下图表示染色体DNA在某些特殊情况下发生损伤后的修复过程，下列叙述错误的是( )A．酶Ⅰ和酶Ⅱ的作用不相同B．③过程会发生碱基互补配对C．③过程可能需要四种脱氧核苷酸D．该过程不可能发生在原核细胞中答案 A解析 根据题意分析可知，酶Ⅰ和酶Ⅱ的作用相同，都是破坏脱氧核苷酸单链内部的磷酸二酯键，A错误；③过程是以正常单链为模板补齐损伤部位，因此会发生碱基互补配对，B正确；③过程需要脱氧核苷酸作为原料，可能需要四种脱氧核苷酸，C正确；原核细胞中没有染色体，故该过程不可能发生在原核细胞中，D正确。9\n5．如图为真核细胞细胞核中某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)。下列相关叙述错误的是( )A．该基因1链中相邻碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接B．基因突变导致新基因中(A＋T)/(G＋C)的值减小，而(A＋G)/(T＋C)的值增大C．RNA聚合酶进入细胞核参与转录过程，能催化mRNA的形成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相同答案 B解析 基因1链中相邻碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，A正确；基因突变导致新基因中的值减少，但的值不变，仍为1，B错误；RNA聚合酶进入细胞核参加转录过程，能催化核糖核苷酸形成mRNA，C正确；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相同，D正确。6．下图表示某种病毒侵入人体细胞后发生的生化过程，下列相关叙述正确的是( )A．X酶存在于Rous肉瘤病毒和T2噬菌体中B．X酶可催化RNA分子水解和DNA链的合成C．图中核酸分子水解最多产生5种碱基和5种核苷酸D．图中所示过程所需的模板和原料均来自人体细胞答案 B解析 该图表示的是某种病毒侵入人体细胞后发生的生化过程，因此可以表示Rous肉瘤病毒，而T2噬菌体侵染的是细菌，且为DNA病毒，因此X酶不存在T2噬菌体中，A错误；据图分析可知，X酶可以催化三个过程，分别是RNA逆转录形成DNA、RNA链水解产生核糖核苷酸、DNA复制，B正确；图中核酸包括DNA和RNA，因此其水解最多可以产生5种碱基和8种核苷酸，C错误；图中所示过程所需的原料均来自人体细胞，而模板由病毒提供，D错误。7．如图是有关真核细胞中DNA分子的复制、基因表达的示意图，下列相关叙述错误的是( )9\nA．甲、乙过程主要发生在细胞核内，丙过程发生在核糖体上B．甲、乙两过程都需要DNA聚合酶、解旋酶的催化C．甲、乙、丙过程都遵循碱基互补配对原则D．甲、乙、丙过程所需原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸答案 B解析 甲、乙、丙分别为复制、转录与翻译，复制与转录主要发生在细胞核内，翻译发生在核糖体上，A正确。复制过程中需要DNA聚合酶、解旋酶的催化，而转录过程只需要RNA聚合酶的催化，B错误。DNA的复制、转录、翻译过程都遵循碱基互补配对原则，C正确。复制是合成子代DNA的过程，需要脱氧核苷酸为原料；转录是合成RNA的过程，需要核糖核苷酸为原料；翻译是合成蛋白质的过程，需要氨基酸为原料，D正确。8．下表所示为DNA分子模板链上的碱基序列最终翻译的氨基酸，如图为某tRNA的结构简图，下列分析错误的是( )GCA精氨酸CGT丙氨酸ACG半胱氨酸TGG苏氨酸A．图中的a为丙氨酸B．tRNA的特殊结构使其分子内碱基间也具有一定数量的氢键C．图中碱基U与相邻的G之间通过磷酸二酯键相连接D．上述图表中所示物质含有碱基共有5种，所含的核苷酸有8种答案 C解析 tRNA上的反密码子是CGU，根据碱基互补配对原则，其对应的密码子是GCA，转运的是丙氨酸，A正确；tRNA上存在局部双链结构，这使其分子内碱基间也具有一定数量的氢键，B正确；图中碱基U与相邻的G之间通过核糖—磷酸—核糖相连接，C错误；上述图表中所示物质含有碱基共有5种(A、C、G、T、U)，所含的核苷酸有8种(四种脱氧核苷酸＋四种核糖核苷酸)，D正确。9．下图表示中心法则，下列有关叙述正确的是( )A．过程①～⑦都会在人体的遗传信息传递时发生9\nB．人体细胞内的过程③主要发生在细胞核中，产物都是mRNAC．过程③存在A—U、C—G、T—A三种碱基配对方式D．过程⑤有半保留复制的特点，过程⑥发生在核糖体上答案 C解析 过程①为DNA的复制，⑦②为逆转录，③为转录，④⑤均为RNA的复制，⑥为翻译。在正常人体细胞中不会发生⑦②、④、⑤过程，A错误；人体细胞内的过程③为转录，主要发生在细胞核中，产物是mRNA、rRNA、tRNA，B错误；过程③为转录，即DNA转录为RNA，存在A—U、C—G、T—A三种碱基配对方式，C正确；由于RNA一般为单链，过程⑤RNA的复制没有半保留复制的特点，DNA的复制有半保留复制的特点，过程⑥翻译发生在核糖体上，D错误。10．白化病与镰刀型细胞贫血症是两种常见的人类单基因遗传病，发病机理如下图所示。下列有关说法正确的是( )A．①②分别表示转录、翻译，主要发生在细胞核中B．②过程中发生碱基互补配对，完成该过程需要64种tRNA的参与C．图中两基因对生物性状的控制方式相同D．调查白化病的发病率和遗传方式，选择调查对象的要求不完全相同答案 D解析 ①表示转录，主要发生在细胞核中，②表示翻译，发生在细胞质的核糖体中，A错误。②过程中发生碱基互补配对，完成该过程最多需要61种tRNA的参与，B错误。图中两基因对生物性状的控制方式不同：基因1是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；基因2是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，C错误。调查白化病的遗传方式需要对患者家系成员进行调查；而调查白化病的发病率，则需要在人群中随机抽样调查，二者选择调查对象的要求不完全相同，D正确。二、非选择题11．核基因P53是细胞的“基因组卫士”。当人体细胞DNA受损时，P53基因被激活，通过下图所示相关途径最终修复或清除受损DNA，从而保持细胞基因组的完整性。请回答下列问题：9\n(1)若DNA损伤为DNA双链断裂，则被破坏的化学键是____________，修复该断裂DNA需要的酶是________________________________________________。(2)图中过程①发生的场所是__________________，完成过程②需要的原料是__________________________。(3)P53基因控制合成的P53蛋白通过过程②合成lncRNA，进而影响过程①，这一调节机制属于________________________________________________________________________，其意义是_________________________________________________________。(4)当DNA分子受损时，P53蛋白既可启动修复酶基因的表达，也能启动P21基因的表达。启动P21基因表达的意义是____________________________________________。答案 (1)磷酸二酯键 DNA连接酶 (2)细胞核和核糖体 4种核糖核苷酸 (3)正反馈调节 有利于在短时间内合成大量的P53蛋白，以加快损伤DNA的修复并阻止DNA的复制 (4)阻止受损DNA的复制，阻断错误遗传信息的传递解析 据图可知，DNA损伤后，激活了P53基因，通过表达产生P53蛋白，P53蛋白可以启动修复酶基因的表达，产生修复酶系统，进一步对DNA进行修复；同时P53蛋白也可以启动P21基因表达，阻止受损的DNA的复制。(1)若DNA损伤为DNA双链断裂，则被破坏的化学键是磷酸二酯键，修复断裂的DNA片段，即让DNA片段连接在一起需要的酶是DNA连接酶。(2)①是基因的表达过程，包括转录与翻译两个阶段，其中转录发生的场所主要是细胞核，翻译的场所是核糖体，过程②是转录，需要的原料是四种游离的核糖核苷酸。(3)P53基因控制合成的P53蛋白通过过程②合成lncRNA，进而影响过程①，这一调节机制属于正反馈调节，其意义是有利于在短时间内合成大量的P53蛋白，以加快损伤DNA的修复并阻止DNA的复制。(4))当DNA分子受损时，P53蛋白既可启动修复酶基因的表达，也能启动P21基因的表达。启动P21基因表达的意义是阻止受损DNA的复制，阻断错误遗传信息的传递。12．研究发现，海胆卵细胞受精后的5小时内蛋白质合成量迅速增加，而放线菌素D溶液能抑制mRNA的合成。请完成下面的探究实验：实验目的：探究卵细胞受精后的5小时内合成蛋白质的模板(mRNA)的来源。实验材料：刚受精的卵细胞(若干)、放线菌素D溶液、生理盐水、卡氏瓶(若干)、二氧化碳恒温培养箱、细胞培养液等(蛋白质合成量的测定方法不作要求)。9\n(1)实验思路：①取等量的两组卡氏瓶，分别编号为A、B，往A、B组卡氏瓶中加入适量且等量的细胞培养液；②A组加入______________________________________________________，B组加入_____________________________________________________________；③________________________________________________________________________，每隔相同时间___________________________________________________________，并对实验所得数据进行处理分析。(2)设计一个表格用以记录实验数据。(3)结果预期及分析：①若A、B两组蛋白质合成量大致相等，则说明合成蛋白质的模板来源是________________________________________________________________________；②若A组比B组蛋白质合成量明显减少，则说明合成蛋白质的模板来源是___________________________________________；③若A组__________________________________________________________，而B组蛋白质合成量增加，则说明合成蛋白质的模板是DNA新转录合成的。答案 (1)②适量的放线菌素D溶液和适量刚受精的卵细胞 等量的生理盐水和等量的刚受精的卵细胞 ③在二氧化碳恒温培养箱中培养 对两组培养物(或受精的卵细胞)测定一次蛋白质的合成量 (2)探究卵细胞受精后5小时内蛋白质合成模板(mRNA)来源实验记录表组别A组B组123…平均123…平均蛋白质合成量(3)①受精卵中原本就存在的mRNA ②既有受精卵中原本就存在的mRNA，也有DNA新转录合成的mRNA③蛋白质合成量始终不变解析 (1)②不同组自变量的处理，本实验的目的是探究卵细胞受精后的5小时内合成蛋白质模板(mRNA)的来源，而放线菌素D水溶液能抑制mRNA的合成，因此A组加入适量的放线菌素D溶液和适量的刚受精的卵细胞，B组加入等量的生理盐水和刚受精的卵细胞。③动物细胞的培养应放入二氧化碳恒温培养箱中。实验中要对因变量进行观察、测量和记录，然后分析实验结果，即每间隔相同时间对两组培养物(或受精的卵细胞)测定一次蛋白质的含量，并对实验所得数据进行处理分析。(2)实验分两组，A组、B组，为了减少实验的误差，实验中蛋白质的检测需要多次，取平均值，实验记录表见答案。9\n(3)①如果合成蛋白质的模板原来就存在于受精的卵细胞中，则A、B两组蛋白质合成量大致相等；②如果合成蛋白质的模板来源既有受精的卵细胞中的mRNA，也有DNA新转录合成的mRNA，则A组比B组蛋白质合成量明显减少；③如果合成蛋白质的模板是DNA新转录合成的mRNA，则A组蛋白质合成量始终不变，而B组蛋白质合成量增加。13．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，BCL2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：请分析回答下列问题：(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BCL2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__________(填“上升”“不变”或“下降”)，理由是___________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)转录 RNA聚合酶(2)tRNA(反密码子) 多肽(链)(3)miRNA能与BCL2基因转录生成的mRNA发生碱基互补配对，形成双链RNA，阻断翻译过程(4)上升 MIR－15a基因缺失，无法合成miRNA，无法调控BCL2基因的表达，使BCL2基因表达产物增加，抑制细胞凋亡，细胞癌变的可能性上升解析 (1)A过程是转录，需要RNA聚合酶的催化。(2)B过程表示翻译，①信使RNA与tRNA(反密码子)发生碱基互补配对；物质②表示翻译形成的多肽(链)。9\n(3)据图分析可知，miRNA调控BCL2基因表达的机理是miRNA能与BCL2基因转录生成的mRNA发生碱基互补配对，形成双链RNA，阻断翻译过程。(4)若MIR—15a基因缺失，则细胞发生癌变的可能性上升，理由是MIR—15a基因缺失，无法合成miRNA，无法调控BCL2基因的表达，使BCL2基因表达产物增加，抑制细胞凋亡，细胞癌变的可能性上升。9
