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第六单元 遗传的分子基础
一、单选题
1．根据S型肺炎链球菌荚膜多糖的差异，将S型菌分为SⅠ、SⅡ、SⅢ……等类型。不
同类型的S型菌发生基因突变后失去荚膜，成为相应类型的R型菌（RⅠ、RⅡ、
RIⅢ……）。S型菌的荚膜能阻止外源DNA进入细胞，R型菌只可回复突变为相应类
型的S型菌。将加热杀死的甲菌破碎后，获得提取物→对提取物进行不同酶处理→加
入到乙菌培养基中培养→检测子代细菌（丙）的类型。下列实验思路与结果预期，能
说明细菌发生转化而未发生基因突变的一组是（ ）
A．甲∶RⅡ，乙∶SⅢ，丙∶SⅢ、RⅡ
B．甲∶SⅢ，乙∶RⅢ，丙∶SⅢ、RⅢ
C．甲∶SⅢ，乙∶RⅡ，丙∶SⅢ、SⅡ
D．甲∶SⅢ，乙∶RⅡ，丙∶SⅢ、RⅡ
2．赫尔希和蔡斯利用噬菌体证明DNA是遗传物质的实验中，用32P标记噬菌体的
DNA，实验过程如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．该组实验说明噬菌体进入大肠杆菌的物质只有DNA
B．完成该组实验需先后用到带32P标记和不带32P标记的大肠杆菌
C．若在上清液中检测到少量放射性，则可能是②过程搅拌不均匀
D．新噬菌体中只有部分含32P，说明只有部分噬菌体获得亲代的遗传信息
3．科研工作者做噬菌体侵染细菌的实验时，分别用同位素32P、35S、18O和14C对噬菌
体以及大肠杆菌成分做了如下标记。以下说法不正确的是（ ）
第一组 第二组 第三组
噬菌体成分 用35S标记 未标记 用14C标记
大肠杆菌成分 用32P标记 用18O标记 未标记
A．第二组实验中，子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素是18O
B．第三组实验中，子代噬菌体的DNA中不一定含有14C
C．第一组实验中，噬菌体DNA在细菌体内复制了三次，释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的100%、0
D．第三组实验经过一段时间培养后离心，检测到放射性主要出现在沉淀物中
4．烟草花叶病毒（TMV）和车前草病毒（HRV）都能感染烟叶，但二者致病的病斑
不同，如下图所示。下列说法中不正确的是（ ）
A．a过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，结果说明TMV的蛋白质外壳没有
感染作用
B．b过程表示用HRV的RNA单独感染烟叶，结果说明其具有感染作用
C．c、d过程表示用TMV的蛋白质外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”感染
烟叶，结果说明该“杂种病毒”有感染作用，表现病症为感染HRV症状，并能从
中分离出HRV
D．该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花叶病毒的
RNA不是遗传物质
5．某精原细胞（2N=6）中DNA被32P充分标记后，在不含32P的培养液中进行一次有
丝分裂后进行减数分裂共产生8个精细胞（不考虑染色体数目变异）。下列有关叙述
错误的是（ ）
A．减数第一次分裂中期，每个细胞中一定有6条染色体含有32P
B．减数第一次分裂后期，每个细胞中一定有6条染色体含有32P
C．减数第二次分裂中期，每个细胞中一定有3条染色体含有32P
D．减数分裂完成后，每个细胞中一定有3条染色体含有32P
6．下列相关说法不正确的是（ ）
A．DNA 分子中的每个磷酸基均连接着两个脱氧核糖和一个碱基
B．洋葱根尖细胞（2n=32）全部DNA分子双链经32P标记的（染色体数2N）置于
不含32P培养液中经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞中含有32P标记的子细胞
有2个、3个或4个
C．某DNA分子含有m对碱基，其中G含有n个，该DNA分子复制3次，其需要消耗的游离的腺嘌呤脱氧核苷酸7（m-n）个
D．某基因的一条链被15N标记在放在没有标记的环境中培养复制n次后含15N标记
的DNA：不含15N标记的DNA=1：（2n-1）
7．下列关于DNA的相关计算错误的是（ ）
A．某双链DNA中C+G=46%，已知该DNA分子中的一条链中A占28%，则另一
条链中A占该链全部碱基的26%
B．某DNA片段有m个碱基，其中胞嘧啶有n个，该片段复制2次，需要消耗游离
的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为(3m—6n)/2个
C．胰岛素由2条肽链、51个氨基酸构成，胰岛素的生物合成需要51种tRNA，控
制其合成的基因至少含有153个碱基
D．某精原细胞(2n=8)的基因型为AaXBY，其DNA双链均用15N标记后置于含14N
的培养基中培养，经过连续3次有丝分裂，在第三次分裂中期的细胞中含有15N的
染色单体最多为8条
8．大肠杆菌在紫外线照射下，其DNA会以很高的频率形成胸腺嘧啶二聚体。含有胸
腺嘧啶二聚体的DNA复制时，以变异链为模板形成的互补链相应区域会随意掺入几个
碱基，从而引起基因突变，如图1所示。图2为大肠杆菌细胞内存在的两种DNA修复
过程，可见光会刺激光解酶的合成量增加。下列叙述正确的是（ ）
A．紫外线照射后的大肠杆菌在黑暗时比在可见光下更容易出现变异类型
B．内切酶能切割与胸腺嘧啶二聚体直接连接的磷酸二酯键
C．DNA修复机制的存在杜绝了大肠杆菌产生突变体的可能性
D．若图1所示DNA的分子未被修复，则复制3次后得到的均为突变DNA
9．人体造血干细胞中9号染色体上原癌基因ABL所在的片段，转移至22号染色体上BCR基因所在的区域，形成一个新的BCR-ABL融合基因，该基因的表达使造血干细
胞出现增殖失控而导致慢性粒细胞白血病。下列叙述正确的是（ ）
A．原癌基因ABL的表达导致造血干细胞增殖失控
B．造血干细胞中发生基因重组引发ABL与BCR融合
C．BCR-ABL融合基因的遗传信息可精确传给分裂形成的子代细胞
D．BCR-ABL融合基因在转录时会有两条不同的模板链
10．研究发现：蜜蜂种群中都存在白细胞激肽受体基因(Lkr)，该基因与蜜蜂对糖的敏
感度有关。对糖敏感的蜜蜂倾向于采集花粉为食，反之则倾向于采蜜为食。温带地区
植物开花呈明显的季节性，而热带地区常年开花，花粉充足。为研究Lkr在蜜蜂适应
环境中的作用，研究人员将X基因转入蜜蜂体内，该基因的转录产物能与Lkr mRNA
结合，从而干扰Lkr mRNA的翻译，检测不同处理下蜜蜂对蔗糖发生反应的最低浓度
的差异，结果如下图所示（对照组1不作处理）。下列相关叙述错误的是（ ）
A．蜜蜂采蜜、植物开花均离不开信息传递的作用
B．对照组2和实验组的处理分别是转入无关RNA基因、转入X基因
C．据图可推测Lkr基因缺陷型蜜蜂对糖的敏感性会上升
D．可推测热带蜜蜂种群的Lkr基因表达程度比温带地区更高
11．科研人员从肿瘤细胞中发现了大量的蛋白S，为研究其功能做了如下实验：在反
应体系中适时加入DNA模板、RNA聚合酶、原料（其中鸟嘌呤核糖核苷酸用32P标
记）、肝素、蛋白S，结果如图所示。下列有关叙述错误的是（ ）A．DNA模板上可能有多个位点被RNA聚合酶识别并结合
B．蛋白S能解除肝素对DNA复制的抑制作用
C．肝素可能改变了RNA聚合酶的空间结构
D．对照组先后加人肝素和等量不含蛋白S的缓冲液
12．重叠基因是指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列
成为两个或两个以上基因的组成部分，用不同的阅读方式得到不同的蛋白质。Trp操纵
子由5个基因(trpE、D、C、B、A)组成，在正常情况下，操纵子中5个基因产物是等
量的，但trpE突变后，其邻近的trpD产量比下游的trpB、A产量要低得多。研究trpE
和trpD基因中核苷酸序列与翻译偶联的关系，发现trpE基因对应的终止密码子和trpD
基因对应的起始密码子重叠，共用一个核苷酸，trpE翻译终止时核糖体立即处在起始
环境中。下列叙述错误的是（ ）
A．一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体
B．同一个核糖体可以合成不同种类的蛋白质
C．密码子重叠的翻译机制能保证任意两个基因等量表达
D．重叠基因可以包含更多的遗传信息，重叠基因对基因表达的调控属于转录后调
控
13．选择性剪接是指一个基因的转录产物可通过不同的拼接方式形成不同的mRNA的
过程。如图表示鼠的降钙素基因的表达过程，下列叙述错误的是（ ）注|：CGRP表示降钙素基因相关肽；外显子是真核生物基因编码区中编码蛋白质的序
列。
A．当RNA聚合酶移动到终止密码子时，过程①停止
B．过程②中，被转运的氨基酸与tRNA的 端结合
C．题中鼠降钙素基因表达的调控属于转录后水平的调控
D．相同基因的表达产物不同，这有助于蛋白质多样性的形成
14．一些mRNA含有的核开关（即mRNA中的特定序列）能结合特定的小分子，从而
改变mRNA自身结构，进而调控基因的表达。下图是核开关参与的对鸟嘌呤合成过程
的调节，有关叙述正确的是（ ）
A．图（A）中RNA聚合酶的移动方向是从右往左
B．图（B）中鸟嘌呤与核开关通过磷酸二酯键结合
C．图（B）中mRNA的转录终止区由终止子转录而来
D．图中鸟嘌呤合成基因表达的调节属于负反馈调节
15．甲、乙两图分别代表细胞中某一生理过程，丙、丁两图分别代表与此有关物质的局部结构图，以下说法不正确的是（ ）
A．若甲图代表的过程与丁图⑤形成有关，则甲图过程在乙图中的结构完成
B．乙图和丙图中的①②③含义不同，乙图和丁图中的④含义也不同
C．丙图中的虚线，不会出现在乙图的③中
D．若用35S标记丁图的大肠杆菌相应物质，用无放射性噬菌体侵染离心后沉淀中
出现大量放射性
二、多选题
16．细菌抵御噬菌体的机理如下图所示∶当某些细菌第一次被特定的噬菌体感染后，
细菌 Cas2基因开始表达出 Cas2（一种限制酶），Cas2 会随机低效切断入侵的噬菌
体DNA，并将切下的 DNA片段插入 CRISPR位点。当再次遭到同种噬菌体入侵时，
细菌转录产生的crRNA便会将另一种限制酶（如 Cas9）准确带到入侵者 DNA处，并
将之切断。下列叙述错误的是（ ）
A．Cas2切下1个DNA片段的过程中，只需破坏2个磷酸二酯键
B．切下的 DNA片段插入CRISPR位点后，会随着细菌DNA 的复制而复制
C．Cas9借助 crRNA识别外来噬菌体身份最可能是依靠碱基互补配对来实现
D．上图中 crRNA的模板链最初来源于噬菌体 DNA，其翻译的产物是Cas9
17．1966年，日本科学家冈崎提出DNA半不连续复制假说：DNA复制时，一条子链
是连续形成，另一条子链不连续即先形成短链片段（如图1所示）后再连接成长链片
段。为验证假说，冈崎进行了如下实验：让T 噬菌体在20℃时侵染大肠杆菌70min后，
4将3H标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，在15s、30s、60s、120s时，分
离T 噬菌体DNA并通过加热使DNA全部解旋，再进行密度梯度离心，以DNA单链
4
片段分布位置确定片段大小，发现DNA单链片段越小离试管口距离越近。检测相应位
置DNA单链片段的放射性，结果如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A．子代噬菌体DNA中检测到放射性的原因是标记的脱氧核苷酸被大肠杆菌吸收，
成为噬菌体DNA复制的原料
B．通过加热破坏了DNA分子中的氢键，起到的作用跟DNA酶类似
C．120s时结果中短链片段减少的原因是短链片段逐步连接成长链片段
D．实验中能检测到较多的短链片段为冈崎假说提供了有力证据
18．科学家运用密度梯度离心等方法研究DNA复制的机制。
实验一：从含15N的大肠杆菌和含14N的大肠杆菌中分别提取亲代DNA，混合后放在
100℃条件下进行热变性处理，然后进行密度梯度离心，再测定离心管中混合的DNA
单链含量，结果如图a所示。
实验二：研究人员将含15N的大肠杆菌转移到14NH Cl培养液中，繁殖一代后提取子代
4
大肠杆菌的DNA（FDNA），将FDNA热变性处理后进行密度梯度离心，离心管中出
现的两个条带对应图b中的两个峰。下列有关叙述错误的是（ ）
A．热变性处理破坏DNA分子的磷酸二酯键使得单链分离，故图a中出现2个峰
B．若将未进行热变性处理的FIDNA进行密度梯度离心，则图b中会出现1个峰
C．本实验双链的FDNA密度梯度离心结果若只有一个条带，则可排除全保留复制
D．图b与图a中两个峰的位置相同，故本研究能够证明DNA分子是半保留复制
的
19．色球蓝细菌某种膜蛋白基因模板链的碱基序列为3'-AATTAC
CTCTTCTCTTCTCTT……ATT-5'，其中CTCTT 为基因中的重复序列，……处包含3n
个碱基。已知AUG和GUG是蛋白质翻译时的起始密码子，UAG、UGA和UAA是蛋
白质翻译时的终止密码子。下列相关叙述正确的是（ ）
A．无论碱基序列CTCTT重复多少次，基因中嘧啶所占比例始终不变
B．若重复序列增加两次，基因表达产物中的氨基酸总数不会少于10个
C．光学显微镜下一定观察不到重复序列增加一次产生的变异所引起的性状改变
D．某重复序列内部缺失任意3个连续碱基，基因表达产物仅有一个氨基酸的差异
20．大肠杆菌乳糖操纵子包括lacZ、lacY、lacA三个结构基因（编码参与乳糖代谢的
酶，其中酶a能够水解乳糖），以及操纵基因、启动子和调节基因。培养基中无乳糖
存在时，调节基因表达的阻遏蛋白和操纵基因结合，导致RNA聚合酶不能与启动子结
合，使结构基因无法转录；乳糖存在时，结构基因才能正常表达，调节过程如下图所
示。下列说法错误的是（ ）
A．结构基因转录时只能以β链为模板，表达出来的酶a会使结构基因的表达受到抑制
B．过程①的碱基配对方式与②不完全相同，参与②过程的氨基酸都可被多种tRNA转运
C．若调节基因的碱基被甲基化修饰，可能导致结构基因持续表达，造成大肠杆菌物质
和能量的浪费
D．据图可知，乳糖能够调节大肠杆菌中基因的选择性表达，该过程发生细胞的分化
三、综合题
21．某生物兴趣小组用模型模拟T 噬菌体侵染大肠杆菌实验的过程如图，据下图回答
2
下列问题。
(1)T 噬菌体与烟草花叶病毒的遗传物质分别是 。将上述a～f以正确的时间顺序排
2
列（a为子代噬菌体）： （用字母和箭头表示）
(2)在T 噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，利用放射性同位素标记技术的目的是
2
；该实验分别用35S或32P标记噬菌体的DNA和蛋白质，在下图中标记元素所在部位依
次是 。以32P标记组为例，搅拌离心应发生在图中c～f过程之间，如果在过程f之
后搅拌离心，可能出现的异常现象是 。
(3)下列曲线中，用来表示T 菌体侵染大肠杆菌实验中保温时间长短与放射性高低的
2
关系图，最合理的是（甲组为35S标记的T 噬菌体，乙组为32P标记的T 噬菌体）___。
2 2A．甲组-上清液-① B．乙组-上清液-②
C．甲组-沉淀物-③ D．乙组-沉淀物-④
(4)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，而下层的沉淀物放射性强度比
理论值略低。在理论上，上清液放射性应该为0，其原因是 。
(5)科学家在研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能时，检测上清液中的
放射性，得到如下图所示的实验结果。
实验中搅拌的目的 ，据图分析搅拌时间应至少大于2min，否
则上清液中的放射性较 （高或低），当搅拌时间足够长时，上清液中的35S和32P分
别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%，说明DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌，
但上清液中32P的放射性仍达到30%，其原因可能是 ，图中“被侵染细
菌”的存活率曲线的意义是作为对照，如果明显低于100%，则上清液放射性物质32P
的含量会 。
22．变胖过程中，胰岛B细胞会增加。增加的B细胞可能源于自身分裂（途径I），也
可能来自胰岛中干细胞的增殖、分化（途径Ⅱ）。科学家采用胸腺嘧啶类似物标记的
方法，研究了L基因缺失导致肥胖的模型小鼠IK中新增B细胞的来源。
(1)EdU和BrdU都是胸腺嘧啶类似物，能很快进入细胞并掺入正在复制的DNA中，掺
入DNA的EdU和BrdU均能与 互补配对，并可以被分别检测。未掺入的
EdU和BrdU短时间内即被降解。(2)将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中，各孔同时加入EdU，随
后每隔一定时间向一组培养孔加入BrdU，再培养十几分钟后收集该组孔内全部细胞，
检测双标记细胞占EdU标记细胞的百分比（如图）。图中反映DNA复制所需时长的
是从 点到 点。
(3)为研
究变胖过程中B细胞的增殖，需使用一批同时变胖的小鼠。为此，本实验使用诱导型
基因敲除小鼠，即饲喂诱导物后小鼠的L基因才会被敲除，形成小鼠IK。科学家利用
以下实验材料制备小鼠IK：
①纯合小鼠Lx：小鼠L基因两侧已插入特异DNA序列（x），但L的功能正常；
②Ce酶基因：源自噬菌体，其编码的酶进入细胞核后作用于x，导致两个x间的DNA
片段丢失；③Er基因：编码的Er蛋白位于细胞质，与Er蛋白相连的物质的定位由Er
蛋白决定；④口服药T：小分子化合物，可诱导Er蛋白进入细胞核。请完善制备小鼠
IK的技术路线： →连接到表达载体→转入小鼠Lx→筛选目标
小鼠→ →获得小鼠IK。
(4)各种细胞DNA复制所需时间基本相同，但途径I的细胞周期时长（t）是途径Ⅱ细
1
胞周期时长（t）的三倍以上。据此，科学家先用EdU饲喂小鼠IK，t 时间后换用
2 2
BrdU饲喂，再过t 时间后检测B细胞被标记的情况。研究表明，变胖过程中增加的B
2
细胞大多数来源于自身分裂，与之相应的检测结果应是 。
23．某种类型的白血病由蛋白P引发，蛋白UBC可使P被蛋白酶识别并降解，药物A
可通过影响这一过程对该病起到治疗作用。为探索药物A治疗该病的机理，需构建重组载体以获得融合蛋白FLAG-P和FLAG-P 。P 是缺失特定氨基酸序列的P，FLAG
是一种短肽，连接在P或P 的氨基端，使融△合蛋△白能与含有FLAG抗体的介质结合，
但不影响P或P 的功能。△
△
(1)α链的3’端在 （填写“左侧”或“右侧”），A、B、C、D四个短核苷酸
链，可作为PCR复制过程中的引物对的是 假设最初有m个供体DNA，若错
选了另一对做引物，在进行n轮复制之后，理论上最终得到的DNA个数是_________，
消耗的引物个数是 。
(2)PCR扩增得到的P基因（PCR时已在引物两端添加限制酶识别序列）经酶切连接插
入载体后，与编码FLAG的序列形成一个融合基因，如图乙所示，其中“ATGTGCA”
为P基因编码链起始序列，ATG对应其正常转录mRNA中的AUG（起始密码子）。
①根据图像可知PCR得到P基因时，与β链配对的引物 （填写“5’端”或
“3’端”）相连的限制酶序列是 （按3’→5’填写碱基顺序）。
②将该重组载体导入细胞后，融合基因转录出的mRNA序列正确，翻译出的融合蛋白
中FLAG的氨基酸序列正确，P基因对应的氨基酸序列与蛋白P不同，据图分析，不
同的原因是 。
(3)融合蛋白表达成功后，将FLAG-P、FLAG-P 、药物A和UBC按照图丙中的组合
方式分成5组。各组样品混匀后分别流经含FLA△G抗体的介质，分离出与介质结合的
物质并用UBC抗体检测，检测结果如图丁所示。已知FLAG-P和FLAG-P 不能降解
UBC。 △图丁的①②③④⑤，其中 （填写序号）存在与FLAG抗体介质结合的
物质。其中②③中的物质与FLAG抗体和UBC抗体均能结合，两者之间的差异说明
。通过 组，可以分析缺失序列△的作用，该序列缺失造成的影响是
。
24．回答下列关于遗传物质基础的有关问题：
Ⅰ.（1）若图二中α链的鸟嘌呤与尿嘌呤之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应
区段的碱基中鸟嘌呤分别占26%、30%，则与α对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基
比例为 。
（2）科学家人工合成的mRNA为模板进行细胞外蛋白质合成实验，若以…
ACACACACAC…为mRNA，则合成苏氨酸和组氨酸的多聚体；若以…
CAACAACAACAA…为mRNA，则合成谷氨酰胺、天冬酰胺或苏氨酸的三种多聚体，
据此推测组氨酸的密码子是 。
（3）在遗传密码的探索历程中，克里克发现由3个碱基决定一个氨基酸。之后，尼伦
伯格和马太采用了蛋白质体外合成技术，他们取四支试管，每支试管中分别加入一种
氨基酸(丝氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸和半胱氨酸)，再加入去除了DNA和信使RNA的
细胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸，结果加入苯丙氨酸的试管中出
现了由苯丙氨酸构成的肽链：
①实验中去除DNA和信使RNA的目的是 。②本实验的结论是 。
Ⅱ. 下图示意一种核酸分析方法，请据此分析回答有关问题：
(注:卡那霉素抗性基因(KanR为标记基因，菊花叶片对卡那霉素高度敏感)
（1）被分析的材料应属于一条 链。如果它存在另一条互补链，该互补链的碱
基序列是： 。
（2）如果选择性断开的位置是碱基G，那么随机出现的被标记片段应有 种，在
电泳带上被分离的显示位置应有 处，在泳动方向最先端的片段应是 序
列段，与图示泳动位置相比，在同样电泳条件下该片段应位于 的位置上。
（3）应用上述原理分析了某种未知序列核酸的一条单链，结果如下图所示。此结果说
明，该核酸的此单链含 个核苷酸，其A∶T∶G∶C＝ ，同时也可推
断出其碱基序列是 。
25．细胞内蛋白质合成后经过分选，定向输送到一个合适的部位才能行使各自的生物
学功能，称为蛋白质的靶向输送。靶向输送的蛋白质结构中存在分选序列，可引导蛋
白质转移到细胞的适当部位，这类序列称为信号序列。下图表示亲核蛋白的靶向输送
过程。(1)亲核蛋白是在 内发挥作用的一类蛋白质，其靶向输送过程 （填“消
耗”或“不消耗”）能量。
(2)请据图简要描述亲核蛋白进入细胞核的过程： 。
(3)某种亲核蛋白可分解为头部和尾部，有同学查阅资料得知该亲核蛋白整体或其单独
的尾部都可以进入细胞核，而单独的头部不能进入细胞核。若利用放射性同位素标记
的方法进行实验，来验证上述结论，请简要写出实验思路，并预测实验结果。
实验思路： 。
预测结果： 。
