专题10 遗传的分子基础

.专题10遗传的分子基础考点1遗传物质的探索过程1.(2013新课标卷)在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是( C )德尔的豌豆杂交实验摩尔根的果蝇杂交实验肺炎双球菌转化实验T2噬菌体侵染大肠杆菌实验DNA的X光衍射实验A BC D解析：孟德尔的豌豆杂交实验证明了遗传的基本规律，摩尔根的果蝇杂交实验证明基因在染色体上，肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传物质，T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明DNA是遗传物质，DNA的X光衍射实验为DNA空间结构的构建提供依据。2.(2013无锡模拟)S型肺炎双球菌菌株是人类肺炎和小鼠败血症的病原体，而R型菌株却无致病性。下列有关叙述正确的是( A )AS型细菌再次进入人体后可刺激记忆B细胞中某些基因的表达BS型细菌与R型细菌致病性的差异是细胞分化的结果C肺炎双球菌利用人体细胞的核糖体合成蛋白质D高温处理过的S型细菌蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应解析：机体受抗原刺激产生的记忆细胞可识别再次进入机体的抗原并产生免疫反应；S型细菌与R型细菌基因的差异是导致二者性状差异的原因；肺炎双球菌利用自己细胞的核糖体合成蛋白质；肽键与双缩脲试剂反应生成紫色络合物，高温破坏的是蛋白质的空间结构，而肽键未被水解，故高温处理过的蛋白质仍可与双缩脲试剂发生紫色反应。3.(2011广东卷)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( C )实验组号接种菌型加入S型菌物质培养皿长菌情况R蛋白质R型R荚膜多糖R型RDNAR型、S型RDNA(经DNA酶处理)R型A.不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子B说明S型菌的荚膜多糖有酶活性C和说明S型菌的DNA是转化因子D说明DNA是主要的遗传物质解析：、组加入S型菌的蛋白质或荚膜多糖，都只长出R型菌，说明蛋白质和荚膜多糖不是转化因子。组加入S型菌的DNA，结果既有R型菌又有S型菌，说明DNA可以使R型菌转化为S型菌；组加入的DNA酶能将DNA水解成脱氧核糖核苷酸，结果只长出R型菌，说明DNA的水解产物不能使R型菌转化为S型菌，、组对比说明了只有DNA才能使R型菌发生转化。4.(2011江苏卷)关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是( C )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D32P、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5.赫尔希和蔡斯通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括4个步骤：培养噬菌体(侵染细菌)35S和32P标记噬菌体放射性检测离心分离。实验步骤的先后顺序为( C )A BC D解析：本实验包括4个步骤：第一步获得35S和32P标记的噬菌体；第二步再培养噬菌体(侵染细菌)；第三步离心分离培养液；第四步进行放射性检测。6.(2010海南卷)某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA，重新组合为“杂合”噬菌体，然后分别感染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现型作出预测，见表。其中预测正确的是( B )“杂合”噬菌体的组成实验预期结果预期结果序号子代表现型甲的DNA乙的蛋白质1与甲种一致2与乙种一致乙的DNA甲的蛋白质3与甲种一致4与乙种一致A.1、3 B1、4C2、3 D2、4解析：噬菌体是一类病毒，它的外壳由蛋白质构成，内有DNA。噬菌体侵染大肠杆菌时只将DNA注入大肠杆菌细胞内，而蛋白质外壳留在外面。噬菌体的DNA进入大肠杆菌后，以大肠杆菌内部的氨基酸为原料，通过大肠杆菌的核糖体合成噬菌体的蛋白质。因此，重新组合的“杂合”噬菌体的DNA来自于哪种噬菌体，后代的表现型就与哪种噬菌体一致。7.赫尔希和蔡斯分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，下列被标记的部位组合正确的是( A )CNH2HCOOHA BC D解析：35S标记在氨基酸的R基上，32P标记在核苷酸的磷酸基团上。8.用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，经过一段时间的保温、搅拌、离心后发现放射性主要分布在上清液中，沉淀物的放射性很低，对于沉淀物中含有少量的放射性的正确解释是( A )A经搅拌与离心后还是有少量含有35S的T2噬菌体吸附在大肠杆菌上B离心速度太快，较重的T2噬菌体有部分留在沉淀物中CT2噬菌体的DNA分子上含有少量的35SD少量含有放射性35S的蛋白质进入大肠杆菌内解析：沉淀物中含有少量的放射性，是由于还有少量含35S的T2噬菌体吸附在大肠杆菌上，没有分离下来。彻底离心时，不会有T2噬菌体留在沉淀物中；由于T2噬菌体进入大肠杆菌的是DNA而不是蛋白质外壳，所以新产生的T2噬菌体的DNA分子上不会有35S，也不会有含35S的蛋白质进入大肠杆菌内。9.科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离出a、b两个不同品系，它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验(见下表)中，不可能出现的结果是( C )实验编号实验过程实验结果病斑类型病斑中分离出的病毒类型a型TMV感染植物a型a型b型TMV感染植物b型b型组合病毒(a型TMV的蛋白质b型TMV的RNA)感染植物b型a型组合病毒(b型TMV的蛋白质a型TMV的RNA)感染植物a型a型A.实验 B实验C实验 D实验解析：烟草花叶病毒的遗传物质为RNA，a型TMV的蛋白质b型TMV的RNA形成的组合病毒感染植物后，其病斑类型与分离出的病毒均为b型。病毒包括DNA病毒和RNA病毒两类，分别以DNA和RNA作遗传物质；结构简单，包括了外部的蛋白质外壳和内部的核酸两部分；不能单独生存，必须寄生在活细胞内；在侵入活细胞时，蛋白质外壳留在外面，核酸进入，子代个体的性状由核酸决定。 10.现有两组实验数据：(1)测得豌豆中DNA有84%在染色体上，14%在叶绿体上，2%在线粒体上；(2)进一步测得豌豆染色体的组成是：DNA占36.5%，RNA占9.6%，蛋白质占48.9%。这些实验数据表明( B )A染色体是DNA的唯一载体B染色体主要由核酸和蛋白质组成CDNA能传递遗传信息D蛋白质是遗传物质解析：从题中所列数据可知，染色体、叶绿体、线粒体都是DNA的载体，染色体主要由核酸和蛋白质组成。 11.(2013长春模拟)科研人员将提取出的“疯牛病”病毒用DNA水解酶和RNA水解酶分别进行处理后，发现该病毒仍具有侵染能力，但用蛋白酶处理后，病毒就会失去侵染能力，该现象说明( B )A“疯牛病”病毒由蛋白质和核酸构成B“疯牛病”病毒的遗传物质应该是蛋白质C“疯牛病”病毒对核酸水解酶具有抵抗力D“疯牛病”病毒不含蛋白质，只含核酸解析：用DNA水解酶、RNA水解酶处理后仍具有侵染能力，说明其遗传物质不是DNA或RNA；用蛋白酶处理后，病毒失去侵染能力，说明起遗传作用的是蛋白质。 12.(2013肇庆模拟)回答下列与噬菌体侵染细菌实验有关的问题：.1952年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验，下面是实验的部分步骤：(1)写出以上实验的部分操作步骤：第一步：用35S标记噬菌体的蛋白质外壳。第二步：把35S标记的噬菌体与细菌混合。(2)以上实验结果说明：T2噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌体内。(3)若要大量制备用35S标记的噬菌体，需先用含35S的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体去感染被35S标记的大肠杆菌。.在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，用32P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：在离心后的上清液中，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，采用的实验方法是同位素标记法(同位素示踪法)。(2)在理论上，上清液放射性应该为0，其原因是理论上讲，噬菌体已将含32P的DNA全部注入大肠杆菌内，上清液中只含噬菌体蛋白质外壳。(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：a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，经离心后分布于上清液中。b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，将是(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，使上清液出现放射性。(4)噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质。(5)上述实验中，不能(填“能”或“不能”)用15N来标记噬菌体的DNA，理由是在DNA和蛋白质中都含有N元素。解析：.沉淀物中放射性很低，上清液中放射性很高，说明是用35S标记的噬菌体的蛋白质外壳。噬菌体的繁殖必须在大肠杆菌内进行，要获得用35S标记的噬菌体，需要先用含35S的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体去感染被35S标记的大肠杆菌，才可以得到被35S标记的噬菌体。.(1)噬菌体侵染细菌实验中，采用的实验方法是同位素标记法。(2)在DNA中含有P元素，蛋白质中没有，故32P只能进入噬菌体的DNA中。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。(4)噬菌体侵染细菌实验表明，在噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA，证明了DNA是噬菌体的遗传物质。(5)N元素在DNA和蛋白质中都含有，因此不能用15N标记DNA。 13.(2013杭州模考)已知菠菜的干叶病是干叶病毒导致的，但不清楚干叶病毒的核酸类型，请设计实验进行探究。实验材料：苯酚的水溶液(可以将病毒的蛋白质外壳和核酸分离)、健康生长的菠菜植株、干叶病毒样本、DNA水解酶、其他必需器材。(1)实验步骤：选取两株生长状况相似的菠菜植株，编号为a、b。用苯酚的水溶液处理干叶病毒样本，并设法将其蛋白质和核酸分离，以获得其核酸。在适当条件下，用DNA水解酶处理干叶病毒样本的部分核酸。一段时间后，用处理过的核酸稀释液喷洒植株a，用未处理过的核酸稀释液喷洒植株b。再过一段时间后，观察两株菠菜的生长情况。(2)实验结果及结论：若植株a、b都出现干叶病，则病毒的核酸是RNA；若仅植株b出现干叶病，则病毒的核酸是DNA。解析：本题实验目的为“探究干叶病毒的核酸种类”，实验原理为：干叶病毒导致菠菜得干叶病；若干叶病毒的核酸为DNA，则用DNA水解酶处理干叶病毒核酸，DNA被水解，实验组(用DNA水解酶处理)不出现干叶病；对照组(没有处理)出现干叶病，若干叶病毒的核酸为RNA，则对照组和实验组都表现出干叶病。考点2DNA分子的结构和复制1.(2011上海卷)某双链DNA分子含有400个碱基，其中一条链上ATGC1234。下列表述错误的是( B )A该DNA分子的一个碱基改变，不一定会引起子代性状的改变B该DNA分子连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个C该DNA分子中4种碱基的比例为ATGC3377D该DNA分子中的碱基排列方式共有4200种解析：本题考查DNA分子的结构特点。改变一个碱基，由于密码子的简并性，氨基酸也可能不变，因而性状不变。某双链DNA分子含有400个碱基，其中一条链上ATGC1234，则这条链上AT3/10，所以在双链DNA分子中AT3/10，因此此DNA分子中AT为3/10400120，而AT，所以A和T各有60个，因此连续复制两次，需要游离的腺嘌呤核苷酸为(221)60180。2.(2010上海卷)细胞内某一DNA片段中有30%的碱基为A，则该片段中( C )AG的含量为30% BU的含量为30%C嘌呤含量为50% D嘧啶含量为40%解析：在DNA双链间只有AT和GC碱基对，故AT30%，GC20%，AG50%，TC50%。3.(2013无锡模拟)下面对DNA结构的叙述中，不正确的一项是( C )ADNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧B双链DNA分子中的嘌呤碱基与嘧啶碱基总数相等CDNA分子中只有4种碱基，所以实际上只能构成44种DNADDNA分子中碱基之间一一对应配对的关系是碱基互补配对原则解析：在DNA分子中，AT，GC，脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在DNA外侧，共同构成DNA分子的基本支架。DNA分子多样性取决于碱基种类、数量及排列顺序。4.(2013长沙模拟)在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，则下列有关叙述不正确的是( D )A脱氧核苷酸数磷酸数碱基总数mB碱基之间的氢键数为C一条链中AT的数量为nDG的数量为mn解析：A项的等量关系容易判断；对于B项，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：2n3；C项中因AT的总量为2n，故一条链中的AT的数量应为n；D项中计算G的数量有误，应为n。5.(2011上海卷)在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在( A )A两条DNA母链之间BDNA子链与其互补的母链之间C两条DNA子链之间DDNA子链与其非互补母链之间解析：DNA复制时，第一步要解旋，解开两条扭成螺旋的双链，所以解旋酶的作用是打开两条母链之间的氢键。6.(2011江苏卷)下列物质合成时，需要模板的是( B )A磷脂和蛋白质BDNA和酶C性激素和胰岛素D神经递质和受体解析：蛋白质合成时以mRNA为模板，DNA合成时以DNA的两条链为模板，酶(蛋白质或RNA)合成时需要以mRNA或DNA的一条链作为模板，脂质和神经递质的合成不需要模板，B正确。7.(2011海南卷)关于核酸生物合成的叙述，错误的是( D )ADNA的复制需要消耗能量BRNA分子可作为DNA合成的模板C真核生物的大部分核酸在细胞核中合成D真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期解析：DNA的复制需要消耗能量，可以以RNA分子为模板通过逆转录合成DNA分子，真核生物的大部分核酸在细胞核中合成，少数核酸在某些细胞器(如叶绿体、线粒体)中合成，真核细胞染色体DNA复制发生在有丝分裂间期，故D错误。8.蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是( B )A每条染色体的两条单体都被标记B每条染色体中都只有一条单体被标记C只有半数的染色体中一条单体被标记D每条染色体的两条单体都不被标记解析：由于DNA分子的复制方式为半保留复制，在有放射性标记的培养基中完成一个细胞周期后，每个DNA分子中有一条链含放射性。继续在无放射性的培养基中培养时，由于DNA的半保留复制，所以子代DNA分子一半含放射性，一半不含放射性。每条染色单体含一个DNA分子，所以一半的染色单体含放射性。9.(2012山东卷)假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是( C )A该过程至少需要3105个鸟嘌呤脱氧核苷酸B噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等C含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为149D该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变解析：本题考查噬菌体侵染细菌的实验、DNA的结构、复制及其与生物性状的关系。由5000个碱基对组成的双链DNA中，腺嘌呤占全部碱基的20%，则鸟嘌呤G占30%，即一个这样的DNA中，AT2000个，GC3000个，则100个子代噬菌体的DNA中共含有鸟嘌呤3105个。由1个噬菌体增殖到100个噬菌体的过程中，需要鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为31053000个，故选项A错误。噬菌体侵染细菌并增殖过程中，DNA复制、转录所需的模板为噬菌体DNA，复制、转录和翻译所需要的原料脱氧核苷酸、核糖核苷酸、核糖体、氨基酸以及酶等皆来自宿主细胞(细菌)，故选项B错误。DNA进行半保留复制，1个双链都含32P的DNA复制后，子代中含有32P的DNA(一条链含32P，一条链含31P的DNA)共有2个，只含有31P的DNA共有98个，二者的比例为298即149，故选项C正确。由于DNA上有非基因序列，基因中有非编码序列以及密码子具有简并性等原因，DNA发生突变并不意味着性状一定会发生改变，选项D错误。 10.(2013宁夏模拟)有100个碱基对的某DNA分子片段，内含60个胞嘧啶脱氧核苷酸，若连续复制n次，则在第n次复制时需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸多少个( C )A40n1 B40nC402n1 D402n解析：该DNA分子中共有100个碱基对即200个碱基，其中有C 60个，则T为40个，在第n次复制时需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸402n1个。 11.基因芯片的测序原理是DNA分子杂交测序方法，即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法。先在一块芯片表面固定序列已知的核苷酸的探针；当溶液中带有荧光标记的靶核酸序列与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时，通过确定荧光强度最强的探针位置，获得一组序列完全互补的探针序列。据此可重组出靶核酸的序列TATGCAATCTAG(过程见图1)。若靶核酸序列与八核苷酸的探针杂交后，荧光强度最强的探针位置如图2所示，溶液中靶序列为( A )AAGCCTAGCTGAA BTCGGATCGACTTCATCGACTT DTAGCTGAA解析：由图1所示方法可知，图2基因芯片上显示荧光的位置排序为TCGGATCG，CGGATCGA，GGATCGAC，GATCGACT，ATCGACTT，进而推出互补序列为TCGGATCGACTT，则靶序列为AGCCTAGCTGAA。 12.(2010北京卷)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。组别1组2组3组4组培养液中唯一氮源14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl繁殖代数多代多代一代两代培养产物ABB的子代B的子代操作提取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)请分析并回答：(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过多代培养，且培养液中的15NH4Cl是唯一氮源。(2)综合分析本实验的DNA离心结果，第3组结果对得到的结论起到了关键作用，但需把它与第1组和第2组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是半保留复制。(3)分析讨论：若子代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于B，据此可判断DNA分子的复制方式不是半保留复制。若将子代DNA双链分开后再离心，其结果不能(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。若在同等条件下将子代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置没有变化，放射性强度发生变化的是轻带。若某次实验的结果中，子代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成的DNA单链中的N尚有少部分为15N。解析：本题考查DNA的半保留复制及学生推理能力。若在同等条件下将子代继续培养，子n代DNA的情况是有2个15N/14N DNA，其余全都是14N/14N DNA，所以子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置没有变化，放射性强度发生变化的是轻带。 13.(2012云浮模拟)DNA指纹技术正发挥着越来越重要的作用，在亲子鉴定、侦察罪犯等方面是目前最为可靠的鉴定技术。请思考回答下列有关DNA指纹技术的问题：(1)DNA亲子鉴定中，DNA探针必不可少，DNA探针实际是一种已知碱基顺序的DNA片段。请问：DNA探针寻找基因所用的原理是：碱基互补配对原则。(2)用DNA做亲子鉴定时，小孩的条码会一半与其生母相吻合，另一半与其生父相吻合，其原因是孩子的每一对同源染色体必定一条来自母亲，一条来自父亲。(3)如图为通过提取某小孩和其母亲以及待测定的三位男性的DNA，进行DNA指纹鉴定，部分结果如图所示。则该小孩的真正生物学父亲是B。 (4)现在已知除了同卵双生双胞胎外，每个人的DNA是独一无二的，就好像指纹一样，这说明了：DNA分子具有多样性和特异性。(5)为什么用DNA做亲子鉴定，而不用RNA?因为基因在DNA上，而不在RNA上，且DNA具有特异性。(6)为了确保实验的准确性，需要克隆出较多的DNA样品，若一个只含31P的DNA分子用32P标记的脱氧核苷酸为原料连续复制3次后，含32P的单链占全部单链的7/8。(7)DNA指纹技术也可应用于尸体的辨认工作中，瓦斯爆炸案中数十名尸体的辨认就是借助于DNA指纹技术。下表所示为分别从尸体和死者生前的生活用品中提取的三条相同染色体同一区段DNA单链的碱基序列，根据碱基配对情况判断。A、B、C三组DNA中不是同一人的是C。A组B组C组尸体中的DNA碱基序列ACTGACGGTTGGCTTATCGAGCAATCGTGC家属提供的DNA碱基序列TGACTGCCAACCGAATAGCACGGTAAGACG为什么从尸体细胞与死者家属提供的死者生前的生活用品中分别提取的DNA可以完全互补配对？人体所有细胞均由一个受精卵有丝分裂产生，细胞核中均含有相同的遗传物质(或DNA)。解析：本题考查DNA分子中碱基排列顺序的多样性和特异性的应用。特定的DNA具有特定的碱基排列顺序，相同的DNA双链解开后，能够互补配对。由于小孩的同源染色体中必定是一条来自其生母，另一条来自其生父，所以孩子的条码一半与其生母吻合，一半与其生父吻合。复制3次产生DNA分子238个，总链数8216条，其中含32P的有16214条，故含32P的单链数占总链数的比例为14/167/8。若是同一个人的DNA则应该是所有对应的碱基均能互补配对。同一个人的所有细胞均由一个受精卵经有丝分裂产生，细胞核中的DNA完全相同。 14.在正常情况下，细胞内完全可以自主合成组成核酸的核糖和脱氧核糖，某种细胞系由于发生基因突变而不能自主合成核糖和脱氧核糖，必须从培养基中摄取。为了验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸，现提供如下实验材料，请你完成实验方案：(1)实验目的：验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸。(2)实验材料：突变细胞系、基本培养基、12C核糖核苷酸、14C核糖核苷酸、12C脱氧核苷酸、14C脱氧核苷酸、放射性探测显微仪等。(3)实验原理：DNA主要分布在细胞核内，其基本组成单位是脱氧核苷酸；RNA主要分布在细胞质内，其基本组成单位是核糖核苷酸。(4)实验步骤：第一步：编号。取基本培养基两个，编号为甲、乙。第二步：设置对比实验。在培养基甲中加入适量的12C核糖核苷酸和14C脱氧核苷酸；在培养基乙中加入等量的14C核糖核苷酸和12C脱氧核苷酸。第三步：接种。在甲、乙培养基中分别接种等量的突变细胞系细胞，放到相同的适宜环境中培养一段时间，让细胞增殖。第四步：观察。分别取出培养基甲、乙中的细胞，用放射性探测显微仪探测观察细胞核和细胞质的放射性强弱。(5)预期结果：培养基甲中细胞的放射性部位主要在细胞核；培养基乙中细胞的放射性部位主要在细胞质(注：两组预期结果可颠倒，与步骤相符即可)；(6)实验结论：DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸。解析：首先应明确实验目的：验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸。再通过题干所给信息及相应分析可整理出以下实验设计思路：因突变细胞系不能自主合成核糖和脱氧核糖，所以用它进行验证实验，可避免细胞本身合成的原料对实验结果的影响；该实验分成两组，为了保证细胞需要，两组实验组都要提供脱氧核苷酸和核糖核苷酸。根据实验设计的对照原则，该实验的自变量是给突变细胞提供的原料不同，一组是14C脱氧核苷酸和12C核糖核苷酸，另一组是12C脱氧核苷酸和14C核糖核苷酸，然后培养突变细胞，观察细胞核和细胞质的放射性即可。 15.DNA复制方式，可以通过设想来进行预测，可能的情况是全保留复制、半保留复制、分散复制。(1)根据图中的示例对三种复制作出可能的假设：如果是全保留复制，则一个DNA分子形成两个DNA分子，其中一个是亲代的，而另一个是新形成的；如果是半保留复制，则新形成的两个DNA分子，各有一条链来自亲代DNA，另一条链是新形成的；如果是分散复制，则新形成的DNA分子中每条链中一些片段是母链的，另一些片段是子链的。(2)请同学们设计实验来证明DNA的复制方式。实验步骤：a在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14NDNA(对照)。b在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15NDNA(亲代)。c将亲代含15N的大肠杆菌转移到含14N的培养基中，再连续繁殖两代(和)，用密度梯度离心方法分离。结果预测：如果与对照(14N/14N)相比，子代能分辨出两条DNA带，分别是一条轻密度带(14N/14N)和一条重密度带(15N/15N)，则可以排除半保留复制和分散复制，同时肯定是全保留复制。如果子代只有一条杂种密度带，则可以排除全保留复制，但不能确定是半保留复制还是分散复制。如果子代只有一条杂种密度带，再继续做子代DNA密度鉴定。若子代可以分出杂种密度带和轻密度带，则可以排除分散复制，同时肯定是半保留复制。如果子代不能分出杂种、轻密度两条带，则排除半保留复制；同时肯定是分散复制。请用图例表示最可能的实验结果。解析： (1)如果DNA分子复制方式是全保留复制，则由一个DNA分子复制一次形成的两个子代DNA分子中，有一个DNA分子的两条链全是亲代的，另一个DNA分子的两条链全是新形成的；如果是半保留复制，则新形成的两个子代DNA分子中，分别有一条链来自亲代，而另一条链是新形成的；如果是分散复制，则新形成的两个DNA分子均是每条链既有母链片段，又有新合成的片段。(2)根据实验步骤，亲代DNA的两条链被15N标记，让它在含14N的培养基中连续繁殖两代(和)，若子代的两个DNA分子能分辨出一条轻密度带(14N/14N)和一条重密度带(15N/15N)，即一半DNA的两条链全是亲代的，另一半DNA的两条链全是新形成的，则为全保留复制，可以排除半保留复制和分散复制；若子代的两个DNA分子只有杂种密度带，即每个DNA分子中亲代链和新合成的子链都有，则可以排除全保留复制，但不能肯定是半保留复制还是分散复制；继续做子代DNA密度鉴定，若有1/2杂种密度带和1/2轻密度带，就可以排除分散复制，而肯定是半保留复制；若不能分出杂种、轻密度带，则肯定是分散复制而排除半保留复制。考点3基因指导蛋白质的合成1.(2013新课标卷)关于蛋白质合成的叙述，正确的是( D )A一种tRNA可以携带多种氨基酸BDNA聚合酶是在细胞核内合成的C反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基D线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成解析：本题主要涉及的知识点是化合物的本质及合成、基因控制蛋白质合成过程中有关概念及特点，旨在考查考生对蛋白质合成过程中相关知识点的识记及初步分析问题的能力。一种tRNA上只有一种反密码子，只能识别并携带一种氨基酸，A错误；DNA聚合酶是蛋白质，应该在细胞质中核糖体上合成，B错误；反密码子位于tRNA上的3个碱基构成的，C错误；线粒体中有合成蛋白质所需的DNA、RNA、核糖体以及相关的酶，也能控制某些蛋白质的合成，是半自主性的细胞器，D正确。2.下图是DNA和RNA组成的结构示意图，下列有关说法正确的是( D )A人体所有细胞都含有5种碱基和8种核苷酸B硝化细菌的遗传物质由5种碱基构成C蓝藻的线粒体中也有上述两种核酸DDNA彻底水解得到的产物有脱氧核糖，而没有核糖解析：人体成熟的红细胞中没有DNA。硝化细菌的遗传物质为DNA，由4种碱基组成(A、T、G、C)。蓝藻属于原核生物，体内没有线粒体。3.(2013山东模拟)下列是大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是(不考虑终止密码子)( B )ATG GGC CTG CTG AGAG TTC TAA147 1013100103106A第6位的C被替换为TB第9位与第10位之间插入1个TC第100、101、102位被替换为TTTD第103至105位被替换为1个T解析：B项第9位与第10位之间插入1个T，后面的序列全部改变。A、C两项个别氨基酸改变。D项103位之前多肽的氨基酸序列不变，之后多肽的氨基酸序列受影响。4.(2011安徽卷)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( D )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CDNA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：甲图以DNA两条单链为模板，而乙以一条链为模板，且产物是一条链，确定甲图描述的是DNA复制，乙图描述的是DNA转录。D项一个细胞周期DNA只复制一次，但要进行大量的蛋白质合成，所以转录多次发生。5.(2011上海卷)右图表示两基因转录的mRNA分子数在同一细胞内随时间变化的规律。若两种mRNA自形成至翻译结束的时间相等，两基因首次表达的产物共存至少需要(不考虑蛋白质降解)( B )A4 h B6 hC8 h D12 h解析：分析曲线可知，若不考虑先表达的蛋白质的降解，在6 h时，两基因首次表达的产物开始共存。6.(2011上海卷)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( D )A原核生物的tRNA合成无需基因指导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：由于原核生物细胞中没有核膜，所以转录和翻译可同时进行；而真核生物有核膜，转录在细胞核中进行，转录出mRNA后从核孔进入细胞质，在核糖体上进行蛋白质的翻译过程，有时间和空间上的分隔。7.(2010天津卷)根据下表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是( C )DNA双链TGmRNAtRNA反密码子A氨基酸苏氨酸A.TGU BUGACACU DUCU解析：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称作1个密码子。据表，mRNA的密码子和tRNA上的反密码子互补配对，可推知mRNA的密码子最后的碱基为U；DNA的一条链上为TG，另一条链上为AC，若DNA转录时的模板链为TG链，则mRNA的密码子为ACU，若DNA转录时的模板链为AC链，则mRNA的密码子为UGU。8.(2011江苏卷)关于转录和翻译的叙述，错误的是( C )A转录时以核糖核苷酸为原料B转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列CmRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质D不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性解析：转录是指以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程，所以所需的原料为核糖核苷酸，所需的酶是RNA聚合酶；转录时，RNA聚合酶能够识别基因编码区上游的非编码区中的RNA聚合酶结合位点并与之特异性结合，激活DNA的转录功能；翻译过程中核糖体首先结合到mRNA上并沿着mRNA向前移动，翻译出多肽链；一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称作密码子的简并性，其对生物体生存的意义在于减少因基因突变所引起的性状上的改变。9.下列关于遗传信息和遗传密码在核酸中的位置和碱基构成的叙述中，正确的是( D )A遗传信息位于mRNA上，遗传密码位于DNA上，碱基构成相同B遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA、tRNA或rRNA上，碱基构成相同C遗传信息和遗传密码都位于DNA上，碱基构成相同D遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA上，碱基构成不同解析：遗传信息是DNA分子上脱氧核苷酸的排列顺序，遗传密码位于mRNA上，其碱基构成不同。 10.(2013浙江卷)图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)细胞中过程发生的主要场所是细胞核。(2)已知过程的链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%，则与链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为26%。(3)由于基因中一个碱基对发生替换，而导致过程合成的肽链中第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T/A替换为C/G(A/T替换为G/C)。(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、而不能发生过程的细胞是浆细胞和效应T细胞。(5)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程时启用的起始点(在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中选择)，其原因是不完全相同不同组织细胞中基因进行选择性表达。解析：本题考查的是遗传的物质基础和生物变异的知识，涉及DNA复制、转录和翻译等过程。(1)图表示的过程依次是DNA的复制、转录和翻译。转录的场所主要在细胞核中。(2)RNA中GU54%、CA46%，则其DNA模板链中C(29%)A54%、G(19%)T46%，计算得DNA一条链中AT52%，故双链中AT52%，AT26%。(3)该基因突变是由于一个碱基对的改变引起的，故异亮氨酸的密码子中第2个碱基U变为了碱基C成为苏氨酸的密码子，相应的则是基因中T/A替换为了C/G(或A/T替换为了G/C)。(4)人体成熟的红细胞中无细胞核，复制、转录和翻译过程都不能发生，高度分化的细胞即浆细胞和效应T细胞中能进行转录和翻译，但不能进行DNA的复制。(5)1个DNA分子中含许多个基因，不同组织细胞因基因的选择性表达，故进行转录过程时启用的起始点不完全相同。 11.(2013天津卷)肠道病毒EV71为单股正链(RNA)病毒，是引起手足口病的主要病原体之一。下面为该病毒在宿主细胞肠道内增殖的示意图。据图回答下列问题：(1)图中物质M的合成场所是宿主细胞的核糖体。催化、过程的物质N是RNA复制酶(或RNA聚合酶或依赖于RNA的RNA聚合酶)。(2)假定病毒基因组RNA含有7500个碱基，其中A和U占碱基总数的40%。病毒基因组RNA为模板合成一条子代RNA的过程共需要碱基G和C9000个。(3)图中RNA有三方面的功能分别是翻译的模板；复制的模板；病毒的重要组成成分。(4)EV71病毒感染机体后，引发的特异性免疫有体液免疫和细胞免疫。(5)病毒衣壳由VP1、VP2、VP3和VP4四种蛋白组成，其中VP1、VP2、VP3裸露于病毒表面，而VP4包埋在衣壳内侧并与RNA连接，另外VP1不受胃液中胃酸的破坏。若通过基因工程生产疫苗，四种蛋白中不宜作为抗原制成疫苗的是VP4，更适宜作为抗原制成口服疫苗的是VP1。解析：本题综合考查基因的表达、免疫调节、DNA分子结构及相关计算等知识点。(1)图中的M物质是一条多肽链，由于EV71病毒没有细胞器，其合成的场所是宿主细胞的核糖体；、过程是以RNA为模板合成RNA的过程需要的是RNA复制酶(或RNA聚合酶或依赖于RNA的RNA聚合酶)。(2)病毒是由RNA合成RNA的过程：需要先以RNA为模板合成RNA，再以RNA为模板合成RNA，也就是合成了一条完整的双链RNA，在这条双链RNA中AU，GC，根据题目中的条件，在病毒RNA中(假设用第1条链来表示)(A1U1)40%，而互补链RNA中(假设用第2条链来表示)(A2U2)(A1U1)40%，所以两条互补链中AU占双链RNA碱基数的比例是AU40%，则GC60%，所以病毒基因组RNA为模板合成一条子代RNA的过程共需要碱基G和C碱基数是7500260%9000。(3)由图中可以看出RNA的功能是作为翻译的模板翻译出新的蛋白质；也作为复制的模板形成新的RNA；还是病毒的组成成分之一。(4)EV71病毒感染机体后进入内环中首先会引发体液免疫产生抗体；病毒进入宿主细胞后，会引发细胞免疫。(5)由于VP4包埋在衣壳内侧不适合作为抗原制成疫苗；由于VP1不受胃液中胃酸的破坏，口服后不会改变其性质，所以更适合制成口服疫苗。 12.(2013揭阳模拟)下图为一组模拟实验，假设实验能正常进行且五支试管中都有产物生成，请回答：(1)A、D试管中的产物是DNA，但A试管模拟的是DNA复制过程，D试管模拟的是逆转录过程。(2)B、C试管中的产物是RNA，但B试管模拟是转录，C试管模拟的是RNA复制。(3)假如B试管中加入的DNA含有306个碱基，那么产物最多含有153个碱基，有51个密码子。(4)E过程称翻译，在细胞中进行的场所是核糖体，图中的原料为氨基酸，工具是转运RNA，产物是多肽(蛋白质)。(5)生物遗传信息传递的全过程可用下图表示：请将此图解中ae过程与上图AE各试管所模拟的内容对应起来：a对应A，b对应B，c对应D，d对应C，e对应E。此图解中在生物体内常发生的过程是a、b、e，极少发生的是d、c，人体内不能发生d、c过程。图解中的c过程必须有逆转录酶参与，烟草花叶病毒、噬菌体、艾滋病病毒中可进行c过程的是艾滋病病毒。(6)美国科学家把人的胰岛素基因通过基因工程拼接到大肠杆菌的DNA分子中，通过大肠杆菌发酵生产胰岛素，这说明：胰岛素的生物合成受基因控制。不同生物间基因“移植”成活，并能指导胰岛素的合成，这说明这些生物共用一套密码子；从进化的角度看：这些生物具有共同的祖先，彼此间存在一定的亲缘关系。DNA分子中，“拼接”上某个基因或“剪切”去掉某个基因，并不影响DNA分子中各基因的功能，这说明基因是遗传的基本结构单位和功能单位。解析：依据各试管加入的物质及原料可推断模拟的过程。依据加入DNA中的碱基数可推断各产物中碱基数或密码子数。所有生物的遗传密码是通用的，DNA的结构也基本相同，这是转基因成功的分子基础，也是生物间有亲缘关系的分子生物学证据。考点4基因、遗传信息及性状的关系1.(2010上海卷)1983年科学家证实，引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒(HIV)是一种逆转录病毒。下列能正确表示HIV感染人体过程的“遗传信息流”示意图是( D )解析：HIV是以RNA为遗传物质的病毒，能控制宿主细胞合成逆转录酶，以RNA为模板逆转录成DNA，该DNA又和人体细胞核内的DNA整合在一起，整合后的DNA分子在人体细胞内又可以复制，还可以转录出RNA，以RNA为模板翻译成病毒的蛋白质。该DNA转录而来的RNA可作为HIV的遗传物质。该病毒无法控制宿主细胞合成RNA复制酶，故HIV的RNA不能复制，所以A、B、C错误。2.下列有关生物体内基因与酶关系的叙述，正确的是( C )A绝大多数酶是基因转录的重要产物B酶和基因都是细胞内染色体的组成成分C基因控制生物的性状有些是通过控制酶的合成来控制相应代谢过程实现的D只要含有某种酶的基因，细胞中就有相应的酶解析： 本题主要考查基因控制蛋白质的合成的相关知识。绝大多数酶是蛋白质，它们是基因转录后再翻译的重要产物；染色体的组成成分主要是DNA和蛋白质；细胞中的基因是选择性地表达，而不是全部表达。3.下列关于基因、蛋白质、性状之间关系的叙述中，不正确的是( A )A每一个性状都只受一个基因控制B蛋白质的结构改变能导致生物体的性状改变C蛋白质的合成是受基因控制的D基因可通过控制酶的合成来控制生物体的性状解析：有的性状是受多个基因控制的，如人的身高。4.(2012徐州模拟)下列关于中心法则的叙述中，错误的是( D )选项模板原料产物过程ADNA脱氧核苷酸DNADNA复制BDNA核糖核苷酸RNA转录CRNA核糖核苷酸RNARNA复制DRNA核糖核苷酸DNA逆转录解析：逆转录是以RNA为模板、脱氧核苷酸为原料合成DNA的过程。该过程仅发生于某些RNA病毒在宿主细胞的增殖过程中。5.(2012长沙模拟)下图为某真菌体内精氨酸的合成途径示意图，从图中不能得出的结论是( D )基因基因基因基因 酶酶酶酶 N乙酰鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸精氨酰琥珀酸精氨酸A精氨酸的合成由多对基因共同控制B基因可通过控制酶的合成来控制代谢C若基因不表达，则会影响鸟氨酸的产生D若基因发生突变，则基因和肯定不能表达解析：非等位基因之间在传递与表达上是相互独立的，一个基因的突变并不影响其他基因的表达。6.下图为生物体内遗传信息的传递与表达过程。据图回答：(1)比较图一与图二，所需要的条件除模板有所不同之外，酶和原料也不同。(2)与图一中A链相比，C链特有的化学组成是核糖和尿嘧啶。(3)图三所示的是遗传信息传递的规律，被命名为中心法则。图三中可在人体正常细胞内发生的过程有(填序号)。(4)图四中Bt为控制晶体蛋白合成的基因，将Bt基因导入棉花细胞时，为避免基因转移影响其他植物，一般会将该基因转入到棉花细胞的细胞质中，d过程对应于图三中过程(填序号)。活化的毒性物质应是一种多肽分子。7.正常小鼠体内常染色体上的B基因编码胱硫醚裂解酶(G酶)，体液中的H2S主要由G酶催化产生。为了研究G酶的功能，需要选育基因型为BB的小鼠。通过将小鼠一条常染色体上的B基因去除，培育出一只基因型为BB的雄性小鼠(B表示具有B基因，B表示去除了B基因，B和B不是显隐性关系)。请回答：(1)B基因控制G酶的合成，其中翻译过程在细胞质的核糖体上进行，通过tRNA上的反密码子与mRNA上的碱基识别，将氨基酸转移到肽链上。酶的催化作用具有高效性，胱硫醚在G酶的催化下生成H2S的速率加快，这是因为酶能降低化学反应的活化能。(2)下图表示不同基因型小鼠血浆中G酶浓度和H2S浓度的关系。BB个体的血浆中没有G酶而仍有少量H2S产生，这是因为血浆中的H2S不仅仅由G酶催化生成。通过比较基因型BB和BB个体的血浆中G酶浓度与H2S浓度之间的关系，可得出的结论是基因可通过控制G酶的合成来控制H2S浓度。解析：(1)B基因控制G酶的合成，其中翻译过程在核糖体上进行，通过tRNA上的反密码子与mRNA上的碱基识别，将氨基酸转移到核糖体上。酶的催作用具有高效性，是因为酶能降低化学反应的活化能。(2)本图表示不同基因型小鼠血浆中G酶浓度和H2S浓度的关系。BB个体的血浆中没有G酶而仍有少量H2S产生，这是因为血浆中的H2S不仅仅由G酶催化生成。通过比较基因型BB和BB个体的血浆中G酶浓度与H2S浓度之间的关系，可得出的结论是基因可通过控制G酶的合成来控制H2S浓度。8.(2013苏州模拟)下面为基因与性状的关系示意图，据图回答：(1)通过过程合成mRNA，在遗传学上称为转录，其主要场所是细胞核。(2)过程称为翻译，参与该过程必需的细胞器和物质分别是核糖体、mRNA、氨基酸、tRNA、酶、ATP等。(3)基因对性状的控制是通过控制蛋白质的合成实现的。白化症是由于缺乏合成黑色素的酶所致，这属于基因对性状的间接(直接/间接)控制。解析：基因对性状的控制包括直接控制和间接控制。直接控制是指基因通过控制蛋白质的结构从而