6.遗传的分子基础 一、单项选择题1.(2021湖南长沙月考)DNA是主要的遗传物质,下列有关叙述错误的是( )A.真核生物的遗传物质是DNA,原核生物的遗传物质也是DNAB.真核生物细胞核遗传的遗传物质是DNA,细胞质遗传的遗传物质是RNAC.英国科学家格里菲思用不同类型的肺炎双球菌感染小鼠的实验,并未证明DNA是遗传物质D.病毒的遗传物质是DNA或RNA2.(2021四川泸州第一次诊断)某真核生物控制酶Ⅰ合成的基因发生了一个碱基对的替换后表达产物为X,下列有关叙述正确的是( )A.酶Ⅰ与产物X的相对分子质量相同B.酶Ⅰ与产物X均能催化同一化学反应C.碱基替换后的基因一定能遗传给下一代D.碱基替换后的基因中(A+C)/(T+G)不变3.右图中①~③分别为某生物细胞中DNA的复制与表达过程,下列描述错误的是( )A.图示细胞的核酸中嘌呤数目等于嘧啶数目B.①过程在根尖成熟区的细胞中不会发生C.②过程的模板链是DNA分子的特定片段D.③过程核糖体沿mRNA从右向左移动4.如图为核糖体形成示意图,下列叙述正确的是( )A.与b相比,a特有的组成成分是尿嘧啶和脱氧核糖B.过程①中RNA聚合酶与启动部位结合后沿整条链运行C.产生核糖体蛋白质和rRNA的过程都属于基因的表达D.核糖体蛋白质以扩散的方式通过核孔复合体5.下面关于4种遗传信息传递过程的叙述,正确的是( )
A.甲可表示记忆细胞中抗体合成过程中的遗传信息的传递方向B.乙可表示HIV在大肠杆菌细胞内繁殖时的遗传信息传递方向C.丙可表示T2噬菌体在肌肉细胞内繁殖时的遗传信息传递方向D.丁可表示烟草花叶病毒在烟草细胞内繁殖过程中的遗传信息传递方向6.(2021浙江温州模拟)某DNA片段指导蛋白质合成的过程如图所示,据图分析正确的是( )A.该图可表示真核细胞的细胞核中基因表达的过程B.该DNA片段中含有1个RNA聚合酶的识别结合部位C.①②过程的碱基互补配对方式均相同D.一个多肽A由多个核糖体共同参与合成7.下图为动物细胞中蛋白质的生物合成示意图,下列有关叙述错误的是( )A.该细胞中核糖体分布的场所有细胞质基质、线粒体等B.完成①过程需要的酶有解旋酶和DNA聚合酶,这些酶进入细胞核需要穿过0层磷脂分子C.图中所示生理过程的完成需要遵循碱基互补配对原则的有①②④⑥⑦⑧D.该细胞中能够指导形成RNA的基因都能进行基因表达的全过程8.(2021江西南昌模拟)在一个蜂群中,一直以蜂王浆为食的雌性幼虫发育成蜂王,而以花蜜为食的雌性幼虫发育成工蜂。研究表明,DNMT3基因表达的DNA甲基转移酶能使DNA分子的CpG岛上的胞嘧啶甲基化,从而导致基因转录失活。若向雌性幼虫注入一种小型RNA(SiRNA),会导致DNMT3基因不表达,能模拟蜂王浆的作用使雌性幼虫发育成蜂王。下列叙述错误的是( )A.推测蜂王浆的作用可能是抑制DNA甲基转移酶发挥作用B.DNA分子的CpG岛上的胞嘧啶被甲基化后会改变DNA分子的碱基序列C.推测SiRNA作用可能是与目标mRNA结合,导致其降解或翻译受阻D.DNA甲基化后可能阻止RNA聚合酶对DNA分子特定区域识别与结合
二、不定项选择题9.(2021湖南长沙月考)利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。各组肺炎双球菌先进行图示处理,再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法正确的是( )A.通过e、f组对照,能说明转化因子是DNA而不是蛋白质B.f组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌C.f组产生的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果D.能导致小鼠死亡的是a、b、c、d四组10.(2021湖南岳阳期末)下图为人体基因控制性状的过程,下列有关叙述正确的是( )A.过程①主要发生在细胞核中,过程②主要发生在细胞质中B.出现镰刀型红细胞的直接原因是其中血红蛋白的结构异常C.已知酪氨酸为人体非必需氨基酸,食物中缺乏酪氨酸会使皮肤变白D.由于基因的选择性表达,M1和M2不可能同时出现在同一个细胞中三、非选择题11.回答下列有关生物遗传物质的发现的相关问题。(1)早期人们认为蛋白质和核酸都可能作为遗传物质,请从构成蛋白质和核酸的角度,说出你的理由: 。 (2)HIV的遗传信息蕴藏在 的排列顺序中;RNA结构不稳定,容易受到环境影响而发生突变;RNA还能发生自身催化的水解反应,不易产生更长的多核苷酸链,携带的遗传信息量有限;所以,RNA作为遗传物质的功能逐渐被DNA代替,请写出两个DNA能替代RNA作为大多数生物的遗传物质的优点:① ;② 。 (3)艾弗里等人通过肺炎双球菌体外转化实验最终得出的结论是: 。 (4)与肺炎双球菌转化实验相比,噬菌体侵染细菌实验更具有说服力,请说出理由: 。 12.如图表示大肠杆菌细胞中组成核糖体的蛋白质(简称RP)的合成及调控过程。RP基因操纵元是控制核糖体蛋白质合成的DNA分子片段,RBS是核糖体结合位点。请回答下列问题。
(1)RP基因操纵元的基本组成单位是 ;①过程发生的场所是 。 (2)大肠杆菌核糖体主要由 等物质构成,核糖体沿着mRNA移动可合成的有关物质是 等(用图中所示物质表示)。 (3)大肠杆菌细胞中的RNA,其功能有 (多选)。 A.作为遗传物质B.携带遗传密码C.转运氨基酸D.构成核糖体(4)请写出生物界完善的中心法则: (用图解表示)。 13.大肠杆菌中直接编码乳糖代谢所需酶类的基因叫结构基因,包括基因lacZ、基因lacY、基因lacA,结构基因的上游有3个对结构基因起调控作用的核苷酸序列,其中操纵基因(O)对结构基因起着“开关”的作用,直接控制结构基因的表达,调节基因(R)能够调节操纵基因状态,从而对“开关”起着控制作用,如图1所示为科学家提出的一种基因表达调控假设。请据图回答下列问题。图1图2(1)研究发现,当大肠杆菌培养基中仅有葡萄糖而没有乳糖存在时,调节基因的表达产物阻遏蛋白会与操纵基因结合,阻碍RNA聚合酶与 结合,在 (填“转录”或“翻译”)水平上抑制结构基因的表达。 (2)在阻遏蛋白产生的过程中,②阶段除需mRNA提供信息指导外,还需要的RNA有 。 (3)当培养基中没有葡萄糖仅有乳糖时,大肠杆菌必须合成乳糖代谢酶,如图2表示了这一诱导过程。据图2可知,如果乳糖与 结合,使其 改变而不能与操纵基因O结合,则结构基因表达,会合成β-半乳糖苷酶,催化乳糖分解。乳糖被分解后又可导致结构基因 (填
“表达”或“不表达”),该调节机制为 调节。 参考答案6.遗传的分子基础1.B 解析细胞类生物(包括真核生物和原核生物)的遗传物质都是DNA,A项正确;真核生物细胞核的遗传物质和细胞质的遗传物质都是DNA,B项错误;格里菲思的体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌,C项正确;病毒只含有一种核酸,DNA或RNA,因此病毒遗传物质是DNA或RNA,D项正确。2.D 解析根据题意可知,酶Ⅰ与产物X可能为相同的蛋白质,也可能为不同的蛋白质,故相对分子质量可能相同,也可能不同,A项错误;若产物X的结构发生了改变,则酶Ⅰ与产物X不能催化同一化学反应,B项错误;碱基替换后的基因若是位于体细胞中,则一般不能遗传给下一代,C项错误;由于DNA中两条链上的碱基遵循碱基互补配对,所以DNA分子中A=T、G=C,即碱基替换后的基因中(A+C)/(T+G)不变,D项正确。3.A 解析细胞中的核酸有DNA和RNA,RNA一般为单链,嘌呤数不一定等于嘧啶数,A项错误;①过程为DNA复制,发生在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期,根尖成熟区细胞属于高度分化的细胞,不再分裂,B项正确;②过程为基因的转录,基因是有遗传效应的DNA片段,C项正确;③过程为翻译,核糖体沿着mRNA移动,根据肽链的长度可知,翻译的方向是从右向左,D项正确。4.C 解析a为DNA,b为mRNA,与b相比,a特有的组成成分是胸腺嘧啶和脱氧核糖,A项错误;基因是DNA上有遗传效应的DNA片段,过程①中RNA聚合酶与启动部位结合后沿基因的一条链运行,直到基因结束,B项错误;基因的表达包括转录和翻译,产生rRNA、mRNA、tRNA的过程为转录,以mRNA为模板合成蛋白质的过程为翻译,转录和翻译都属于基因表达,C项正确;核孔具有选择性,核糖体蛋白质不能通过自由扩散通过核孔复合体,D项错误。5.D 解析记忆细胞不能合成抗体,其可以分化成浆细胞,浆细胞才能合成抗体;乙可表示HIV在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向,但是HIV属于动物病毒,不在大肠杆菌细胞中繁殖;T2噬菌体属于细菌病毒,其宿主是大肠杆菌;烟草花叶病毒属于植物病毒,其遗传物质是RNA,丁可以表示其在烟草细胞内繁殖过程中的遗传信息传递方向。6.B 解析图中一条mRNA合成了三种不同的多肽链,因此该图不能表示真核细胞细胞核中基因的表达,A项错误;图中DNA片段转录形成了一条mRNA,说明该DNA片段含有1个RNA聚合酶的识别结合部位,B项正确;根据以上分析可知,图中①过程表示转录,②过程表示翻译,两者遵循的碱基互补配对方式不完全相同,C项错误;一个多肽A是由一个核糖体合成的,D项错误。7.D 解析核糖体分布的场所有细胞质基质、内质网,而图中显示线粒体中也有核糖体,A项正确;由图可知,①过程是DNA复制的过程,需要解旋酶和DNA聚合酶等的参与,这些酶都是蛋白质,是在细胞质中的核糖体上合成,然后通过核孔到达细胞
核的,不穿过磷脂分子,B项正确;图中的①核DNA复制、②转录、④翻译、⑥线粒体DNA复制、⑦线粒体中的转录和⑧线粒体中的翻译都需要遵循碱基互补配对的原则,C项正确;并非所有基因都能进行转录和翻译,如控制tRNA和rRNA的基因只能通过转录生成相应的RNA,而不能继续翻译,D项错误。8.B 解析结合分析可知,抑制DNA甲基转移酶发挥作用,幼蜂会发育成蜂王,与蜂王浆的作用相同,A项正确;DNA甲基化是指DNA序列上特定的碱基在DNA甲基转移酶的催化作用下添加上甲基,不改变DNA序列,不会改变遗传信息,B项错误;由题意可知,注入小型RNA(SiRNA)可以导致DNMT3基因不表达,推测SiRNA作用可能是与目标mRNA结合,导致其降解或翻译受阻,C项正确;DNA甲基化后,可能干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合,导致转录和翻译过程变化,使生物表现出不同的性状,D项正确。9.ABC 解析e组没有出现S型细菌,f组出现S型细菌,所以通过e、f组对照,能说明转化因子是DNA而不是蛋白质,A项正确;将S型细菌的DNA与R型细菌混合,S型细菌的DNA能将部分R型细菌转化成S型细菌,所以f组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌,B项正确;f组产生S型肺炎双球菌的原理是基因重组,属于可遗传的变异,能将此性状传递给后代,C项正确;能导致小鼠死亡的是b、c和f组,D项错误。10.ABD 解析①是转录过程,主要发生在细胞核中,②是翻译过程,主要发生在细胞质中的核糖体上,A项正确;镰刀型细胞贫血症形成的根本原因是基因突变(碱基对的替换),直接原因是其中血红蛋白的结构异常,B项正确;酪氨酸是人体非必需氨基酸,食物中缺乏酪氨酸时,人体内可以合成酪氨酸,因此皮肤不会变白,C项错误;由于基因的选择性表达,M1和M2不可能同时出现在同一个细胞中,但每个细胞均含有基因1和2,D项正确。11.答案(1)单体的排列顺序是构成其多样性的主要原因 (2)碱基(核糖核苷酸) 碱基数目多 复制的准确性高 (3)DNA是遗传物质,蛋白质等其他物质不是遗传物质 (4)用同位素标记法将蛋白质和DNA彻底分开,只有DNA进入细菌细胞解析(1)早期人们认为蛋白质和核酸是遗传物质。组成蛋白质的氨基酸有20种,而蛋白质是生物大分子,因此蛋白质多样性的原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序以及形成的多肽链的空间结构的千差万别导致了蛋白质结构的多样性,因此蛋白质能储存大量的遗传信息,且蛋白质是生物性状的主要表达者。组成核酸的核苷酸的种类虽然不多,但核酸中碱基的排列顺序多样导致了核酸的多样性,同样核酸也具有储存大量遗传信息的能力,即核酸和蛋白质的单体排列顺序决定了核酸和蛋白质的结构多样性。(2)HIV的遗传物质是RNA,因此其遗传信息蕴藏在碱基(核糖核苷酸)的排列顺序中;RNA结构不稳定,容易受到环境影响而发生突变;RNA还能发生自身催化的水解反应,不易产生更长的多核苷酸链,携带的遗传信息量有限;根据RNA作为遗传物质的局限性可推测,DNA能替代RNA作为大多数生物的遗传物质的优点是DNA分子量大,即其中含有的碱基数目多,因而储存的遗传信息多;DNA为双链结构,稳定性高,而且复制方式为半保留复制,复制的准确性高。(3)艾弗里等人通过将S型肺炎双球菌的物质分离出来然后单独地、直接地观察它们的作用之后,发现DNA才是使R型细菌发生稳定遗传变化的物质,即DNA是遗传物质,蛋白质等其他物质不是遗传物质。(4)与肺炎双球菌转化实验相比,噬菌体侵染细菌实验过程中DNA和蛋白质彻底分开,而且DNA纯度高,并用同位素标记法观察了DNA和蛋白质的转移过程,即只有DNA进入细菌细胞并发挥了遗传物质的作用。
12.答案(1)脱氧核苷酸 拟核 (2)核糖体蛋白质(RP)和rRNA(或蛋白质和rRNA或RP1、RP2、RP3和rRNA) RP1、RP2、RP3 (3)BCD(4)解析(1)RP基因操纵元是控制核糖体蛋白质合成的DNA分子片段,DNA的基本组成单位为脱氧核苷酸。图中①为转录过程,原核细胞中转录发生在拟核中。(2)核糖体主要由核糖体蛋白质(RP)和rRNA(或蛋白质和rRNA或RP1、RP2、RP3和rRNA)等物质构成。核糖体沿着mRNA移动可合成的物质是RP1、RP2、RP3。(3)大肠杆菌细胞中,mRNA可以传递遗传信息;tRNA可以识别密码子并转运相应的氨基酸;rRNA是组成核糖体的重要成分;细胞生物的遗传物质是DNA。(4)中心法则图解见答案。13.答案(1)启动子 转录 (2)rRNA、tRNA (3)阻遏蛋白 空间结构 不表达 (负)反馈解析(1)在基因转录过程中,RNA聚合酶识别并与基因上的启动子结合,驱动转录。(2)①阶段表示转录,②阶段表示翻译,翻译过程中需要模板mRNA,还需要tRNA作为运输工具,需要核糖体合成肽链,核糖体中含有rRNA。(3)分析题图可知,乳糖与阻遏蛋白结合后导致阻遏蛋白空间结构改变而不能与操纵基因O结合,则结构基因表达,可合成β-半乳糖苷酶,催化乳糖分解;而乳糖被分解后,阻遏蛋白则与操纵基因结合,导致结构基因不表达,该调节机制为负反馈调节。
