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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
【答案】D
【分析】分析题意可知，S型菌根据荚膜多糖的不同，分为不同类型，无论哪种类型，
只要发生基因突变，就会失去荚膜成为相应类型的R型菌。且S型菌的荚膜会阻止外
源DNA进入细胞，而R型菌则可突变为S型菌。
【详解】A、分析实验思路可知，将甲菌处理后加入乙菌的培养基中培养，看能否得
到相应类型的丙细菌，根据题意分析可知，S型菌的荚膜能阻止外源DNA进入细胞，
甲RⅡ的DNA不能进入乙SⅢ中，不会导致乙SⅢ转化为丙RⅡ，A错误；
B、甲SⅢ的DNA经过处理后，可被乙RⅢ吸收，将部分RⅢ转化为SⅢ，不能确定
RⅢ的出现，是因为SⅢ发生突变还是转化，B错误；
C、甲SⅢ的DNA经过处理后，可被乙RⅡ吸收，将部分乙RⅡ转化为丙SⅢ，不会出
现SⅡ，C错误；
D、甲SⅢ的DNA经过处理后，可被乙RⅡ吸收，将部分RⅡ转化为SⅢ，RⅡ的出现
不是因为突变，D正确。
故选D。
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
【答案】B
【分析】 1、噬菌体侵染细菌的过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控
制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放。
2、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆
菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液
和沉淀物中的放射性物质。
【详解】A、沉淀物是大肠杆菌，放射性主要在沉淀物中，且子代噬菌体中检测到
32P，说明进入大肠杆菌的是DNA，但没有对照实验，不能说明噬菌体的蛋白质不进
入大肠杆菌，A错误；
B、标记噬菌体：在分别含有放射性同位素35S或放射性同位素32P培养基中培养大肠
杆菌；再用上述大肠杆菌培养噬菌体，得到DNA含有32P标记或蛋白质含有35S标记
的噬菌体。题干中噬菌体感染的大肠杆菌是不带32P标记的大肠杆菌，B正确；
C、若在上清液中检测到少量放射性，则可能是保温时间过长，细菌裂解，释放出带放
射性的子代噬菌体，C错误；
D、新噬菌体中只有部分含32P，是由于DNA进行半保留复制，只有保留亲代噬菌体
DNA链的子代噬菌体含有32P，D错误。
故选B。
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
【答案】D
【分析】T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌内的病毒，由DNA和蛋白质构成。在
寄生的过程中，它会把自身的遗传物质注入到大肠杆菌内，并利用大肠杆菌内的物质
合成新的噬菌体，进行大量增殖。为了确定它注入到大肠杆菌内的是它的蛋白质还是
DNA（即哪个是它的遗传物质），科学家采用放射性同位素标记的方法进行了相关实
验。
【详解】A、大肠杆菌成分用18O标记，子代噬菌体的蛋白质外壳的原料完全来自大
肠杆菌，故子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素是18O，A正确；
B、14C能标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，由于DNA的半保留复制，子代部分噬菌
体含有亲代DNA的一条链，所以子代噬菌体的DNA中不一定含有14C，B正确；
C、噬菌体DNA在细菌体内复制了三次，子代噬菌体是以亲代噬菌体的DNA做模板
链，大肠杆菌提供脱氧核苷酸为原料，合成子代噬菌体的，所以每一个子代噬菌体都
含32P；35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，不会进入大肠杆菌体内，故子代噬菌体中
都不含35S，C正确；
D、14C既能标记噬菌体的DNA，也能标记噬菌体的蛋白质外壳，所以经过一段时间
培养后离心，检测到放射性在上清液和沉淀物中都有，D错误。
故选D。
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
【答案】D
【分析】分析题图信息可知：用TMV的蛋白质外壳、HRV的RNA和TMV的蛋白质
外壳与HRV的RNA组成的重组病毒感染烟叶，用TMV的蛋白质外壳感染的烟叶没有
出现病斑，其他两组烟叶上出现的病斑是HRV的病斑，结果说明TMV的蛋白质外壳
没有侵染作用，HRV的RNA和TMV的蛋白质外壳与HRV的RNA组成的重组病毒有
感染作用。
【详解】A、a过程中烟叶没有出现病斑，表示用TMV蛋白质外壳感染烟叶，TMV的
蛋白质外壳没有侵染作用，A正确；
B、b过程中烟叶出现病斑，表示用HRV的RNA单独接种烟叶，其有侵染作用，B正
确；
C、c、d过程表示用TMV外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”接种烟叶出现病斑，
并能从中分离出车前草病毒，说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为感染车前
草病毒症状，C正确；
D、该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，不能证明蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质，D错误。
故选D。
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
【答案】D
【分析】DNA的复制方式为半保留复制；DNA复制发生在有丝分裂间期和减数第一
次分裂前的间期。
【详解】A、分析题意，该精原细胞被32P充分标记后，由于DNA分子的半保留复制，
经过一次有丝分裂后，每条染色体的DNA都有一条链被标记，再让其进行减数分裂，
经过半保留复制，复制后减数第一次分裂中期的细胞形成的DNA分子中，每条染色体
都含有32P标记（每条染色体的一条单体），A正确；
B、减数第一次分裂后期的细胞形成的DNA分子中，每条染色体都含有32P标记（每
条染色体的一条单体），B正确；
C、在减数第一次分裂后期，由于同源染色体分离，分到两个次级精母细胞中的染色体
数目减半，但都有一条单体含有标记，故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，C正确；
D、由于减数第二次分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开并随机移向两极，因
此减少分裂完成后，每个细胞中含有32P的染色体数为0-3条，D错误。
故选D。
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）【答案】A
【分析】1、减数分裂过程：（1）减数第一次分裂间期：染色体的复制。（2）减数第
一次分裂：①前期：联会，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换；②中期：同源
染色体成对的排列在赤道板上；③后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；
④末期：细胞质分裂。（3）减数第二次分裂过程：①前期：核膜、核仁逐渐解体消失，
出现纺锤体和染色体；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期：着丝点（粒）
分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、
纺锤体和染色体消失。
2、有丝分裂不同时期的特点：（1）间期：进行DNA的复制和有关蛋白质的合成；
（2）前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；（3）中期：染色体形
态固定、数目清晰；（4）后期：着丝点（粒）分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，
并均匀地移向两极；（5）末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
3、DNA分子复制方式为半保留复制。
【详解】A、DNA 分子中每条链的5’端的磷酸只链接一个脱氧核糖，A错误；
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，由于被标记的染色体随机移向两极，所以细胞分裂后
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，B正确；
C、某DNA分子含有m对碱基，其中G含有n个，则A=m-n个，该DNA分子复制3
次，则需要消耗的游离的腺嘌呤脱氧核苷酸（23-1）×（m-n）个，C正确；
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，则DNA分
子有2n个，则被标记的DNA分子只有一个，所以含15N标记的DNA：不含15N标记
的DNA=1：（2n-1），D正确。
故选A。
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
【答案】C
【分析】碱基互补配对原则的规律：
（1）在双链DNA分子中，互补碱基两两相等，A=T，C=G，A+G=C+T，即嘌呤碱基
总数等于嘧啶碱基总数；
（2）DNA分子的一条单链中（A+T）与（G+C）的比值等于其互补链和整个DNA分
子中该种比例的比值；
（3）DNA分子一条链中（A+G）与（T+C）的比值与互补链中的该种碱基的比值互
为倒数，在整个双链中该比值等于1。
【详解】A、某双链DNA分子中，C+G=46%，则A+T=A1+T1=A2+T2=54%，已知该
DNA分子中的一条链中A1占28%，则这条链中T1占该链全部碱基的26%，根据碱基
互补配对原则，T1=A2，即另一条链中A2占该链的比例为26%，A正确；
B、某DNA分子共有m个碱基，其中含胞嘧啶n个，即C=n个，根据碱基互补配对原
则，G=C=n个，则A=T=（m−2n）/2个，DNA分子复制的方式是半保留复制，所以该
DNA分子复制2次，需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为（22-1）×（m−2n）/2=(3m
—6n)/2个，B正确；
C、胰岛素由2条肽链、51个氨基酸构成，胰岛素基因至少含有51×6=306个碱基，C
错误；
D、根据DNA分子的半保留复制特点，将某精原细胞的DNA分子用15N标记后置于
含14N的培养基中培养，经过一次有丝分裂后，形成的2个子细胞中的DNA分子都含
有一条14N的单链和一条15N的单链，再分裂一次，DNA分子复制形成的2个DNA
分子中一个是N14-N14，一个是N15-N14，两个DNA分子进入两个细胞中是随机的，
若含有15N的DNA都移到同一个细胞中，此时细胞中含有8条被15N标记的染色体，
第三次分裂时，进行半保留复制，故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，D正确。
故选C。
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
【答案】A
【分析】图1是紫外线照射下，DNA形成胸腺嘧啶二聚体的过程，图2是DNA修复
过程，左侧是利用光解酶将胸腺嘧啶二聚体解开，而右侧是利用内切酶将胸腺嘧啶二
聚体剪切掉，并利用碱基互补配对修复正确。
【详解】A、已知大肠杆菌细胞存在的两种DNA修复过程，其中光会刺激光解酶的合
成量增加，进行DNA光修复，所以在黑暗时比在可见光下更容易出现变异类型，A正
确；
B、内切酶是一种能催化多核苷酸链断裂的酶，只对脱氧核苷酸内一定碱基序列中某一
位点发生作用，并将相应位置切开，由图可知看出，内切酶切割的不是胸腺嘧啶二聚体直接连接的磷酸二酯键，而是切走了一个片段，B错误；
C、大肠杆菌的DNA修复机制使其基因不容易发生基因突变，但该修复能力是有限的，
因此大肠杆菌经紫外线照射后仍可能会发生基因突变，C错误；
D、DNA复制为半保留复制，复制3次后形成8个DNA分子，据图可知，若该DNA
分子未被修复，则复制3次后突变DNA占总数的一半，D错误。
故选A。
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
【答案】C
【分析】1、易位：一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。如果两条非
同源染色体互相交换染色体片段，叫做相互易位。相互易位的两个染色体片段可以是
等长的，也可以是不等长的。
2、交叉互换：四分体中的非姐妹染色单体之间常发生缠绕，并交换一部分片段。
3、易位与交叉互换的比较： ①易位属于染色体结构变异，能在显微镜下看到，发生
在非同源染色体之间；交叉互换并未改变染色体形态、大小及基因数目，所以不是染
色体结构变异，属于基因重组，在显微镜下看不到，它发生在同源染色体的非姐妹染
色单体之间。②交叉互换是同源染色体上非姐妹染色单体之间等位基因的互换；相互
易位是一对非同源染色体的非姐妹染色单体之间的片段互换，交换的是非等位基因。
③易位能发生于有丝分裂和减数分裂；交叉互换只能发生在减数分裂过程中。④从定
义可以看出，易位与交叉互换在本质上是相同的，都是染色体的断裂与重接。
【详解】A、由题可知，BCR-ABL融合基因的表达会使造血干细胞出现增殖失控，原
癌基因ABL的表达不会导致造血干细胞增殖失控，A错误；
B、由题可知，造血干细胞中9号染色体上原癌基因ABL所在片段易位至22号染色体
上BCR基因所在区域，使得ABL与BCR融合，该变异属于染色体结构变异，而不是
基因重组，B错误；
C、DNA的双螺旋结构和复制中的碱基互补配对原则保证了BCR-ABL融合基因的遗
传信息可精确传给子代细胞，C正确；
D、转录时只能以DNA双链中的一条链为模板，故BCR-ABL融合基因在转录时只有一条模板链，D错误。
故选C。
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
【答案】C
【分析】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LkrmRNA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。该实验的自变量为是否注入X基因，因变量
是对蔗糖的反应。
【详解】A、生命活动的正常进行和生物种群的繁衍都离不开信息传递，因此蜜蜂采
蜜、植物开花均离不开信息传递的作用，A正确；
B、该实验的自变量为是否注入X基因，对照组1应该是不做处理的蜜蜂，对照组2转
入了编码无关RNA的基因（实验的目的是排除导入无关RNA的影响），则实验组应为转入X基因的蜜蜂，B正确；
C、由于对照组1不做处理，则其中的Lkr基因应该正常表达，而对照组2导入了无关
的RNA，则其体内的Lkr基因也应该能正常表达，因此对照组1和2对蔗糖的敏感程
度几乎无差异，而实验组中有些蜜蜂个体对蔗糖的敏感程度却有所下降，据此可推测，
Lkr基因正常表达能提高蜜蜂对蔗糖的敏感程度，Lkr基因缺陷型蜜蜂对糖的敏感性会
下降，C错误；
D、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。热带地区常年开
花，花粉充足，因此处于热带地区的蜜蜂体内Lkr基因表达量高，对糖敏感，倾向于
采集花粉为食，D正确。
故选C。
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
【答案】B
【分析】由题意知，将DNA模板和RNA聚合酶混合一段时间后加入原料，其中鸟嘌
呤核糖核苷酸用32P标记，模板是DNA，酶是RNA聚合酶，标记的原料是核糖核苷
酸，因此是模拟转录过程，由题图曲线可知，加入肝素之前，产物中的放射性增加，
加入肝素后，产物中的放射性不变，说明肝素与RNA聚合酶结合后，不能进行转录过程，一段时间后，一组加入蛋白S，一组不加蛋白S，加入蛋白S的一组产物中放射性
增加，不加蛋白S的产物中的放射性不变，说明蛋白S能解除肝素对转录过程的抑制
作用。
【详解】A、基因是有遗传效应的DNA片段，DNA模板上可能具有多个基因，因此可
能有多个位点同时被RNA聚合酶识别并结合，同时合成多种RNA，A正确；
B、一组加入蛋白S，一组不加蛋白S，加入蛋白S的一组产物中放射性增加，不加蛋
白S的产物中的放射性不变，说明蛋白S能解除肝素对转录过程的抑制作用，B错误；
C、由图可知，加入肝素后，转录停止，产物中的放射性不变，由此可推断，肝素可能
改变了 RNA 聚合酶的空间结构，C正确；
D、按照实验设计的单一变量原则，不加蛋白S的一组（对照组）应该加入肝素和等量
不含蛋白 S 的缓冲液，D正确。
故选B。
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
【答案】C
【分析】根据题意分析可知：不同的基因共用了相同的序列，这样就增大了遗传信息
储存的容量。基因突变就是指DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变，基因突变后控
制合成的蛋白质的分子量可能不变、可能减少、也可能增加。
【详解】A、一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体 ，提高翻译效率，A正确；
B、同一个核糖体可以与不同的mRNA结合，合成不同种类的蛋白质 ，B正确；
C、根据题干信息trpE突变后，其邻近的trpD产量比下游的trpB、A产量要低得多，可知密码子重叠的翻译机制不能保证任意两个基因等量表达，C错误；
D、重叠基因可以使包含更多的遗传信息，“trpE翻译终止时核糖体立即处在起始环境
中”可知重叠基因对基因表达的调控属于转录后调控，D正确。
故选C。
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
【答案】A
【分析】1、转录：以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。2、真核生物基因转录
出的初始RNA，经不同方式的剪切可被加工成翻译不同蛋白质的mRNA。3、一个
mRNA可结合多个核糖体，同时合成多条肽链。一种tRNA只能转运一种氨基酸， 特
定的tRNA分子与特定的氨基酸相连，是靠一类活化酶的催化来完成的，这些活化酶
叫作"氨酰tRNA合成酶"。
【详解】A、分析图示可知，过程①表示转录，过程②表示翻译。转录（即进行过程
①）时，DNA双链解开，RNA聚合酶识别并结合启动子，驱动基因转录，移动到终止
子时停止转录，A错误；
B、一种tRNA只能转运一种氨基酸， 特定的tRNA分子与特定的氨基酸相连，是靠
一类活化酶的催化来完成的，这些活化酶叫作"氨酰tRNA合成酶"。翻译（即进行过程
②）时，tRNA的3＇端（——OH）与被转运的氨基酸结合，B正确；
C、题图基因表达的调控属于转录后水平的调控，C正确；D、图中降钙素基因可以控制合成降钙素和CGRP，即相同基因的表达产物不同，这有
助于蛋白质多样性的形成，D正确。
故选A。
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
【答案】D
【分析】1、RNA是在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成的，这一过程称为转录。
当细胞开始合成某种蛋白质时，编码这个蛋白质的一段DNA双链将解开，双链的碱基
得以暴露，细胞中游离的核糖核苷酸与供转录用的DNA的一条链的碱基互补配对，在
RNA聚合酶的作用下，依次连接，形成一个mRNA分子。
2、mRNA合成以后，就通过核孔进入细胞质中。游离在细胞质中的各种氨基酸，就以
mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫做翻译。
【详解】A、图（A）中根据正在转录的RNA聚合酶的位置可知，RNA聚合酶在鸟嘌
呤基因的上游，则RNA聚合酶的移动方向是从左往右，A错误；
B、图（B）中鸟嘌呤并没有与核开关形成化学键，所以并不是与核开关通过磷酸二酯
键结合，B错误；
C、终止子终止转录，但是终止子并不被转录，所以图（B）中mRNA的转录终止区不
是由终止子转录而来的，C错误；D、图中鸟嘌呤充裕的时候就终止鸟嘌呤基因的合成，说明鸟嘌呤合成基因表达的调
节属于负反馈调节，D正确。
故选D。
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
【答案】C
【详解】A、由于⑤是肽键，若甲图代表的过程与⑤形成有关，则A是酶，属于蛋白
质，因而A代表的物质是通过乙图过程合成的，A正确；
B、乙图中的①②③分别是mRNA、核糖体和tRNA，而丙图中的①②③分别是磷酸、
脱氧核糖和碱基；乙图和丁图中的④含义也不同，分别是多肽和R基，B正确；
C、丙图中的虚线表示碱基对形成的氢键，在乙图的③tRNA中也会出现，C错误；
D、蛋白质中含有S，若用35S标记丁图的大肠杆菌的蛋白质，用无放射性噬菌体侵染
大肠杆菌，由于噬菌体合成子代的蛋白质外壳和核酸所用原料都来自宿主细胞，被侵
入的细菌用35S标记，在下层沉淀物中应该很强的放射性，D正确。
故选C
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
【答案】AD
【分析】切下的DNA片段插入CRISPR位点，相当于基因重组，CRISPR位点转录产
生的crRNA将另一种核酸内切酶（如Cas9）准确带到入侵者DNA处，依赖于crRNA
与入侵者DNA的碱基互补配对。
【详解】A、Cas2切下1个DNA片段的过程中，需要切割DNA片段的两侧，而DNA
是双链结构，共破坏4个磷酸二酯键，A错误；
B、切下的 DNA片段插入CRISPR位点，相当于基因重组，会随着细菌DNA 的复制
而复制，B正确；
C、由图可知：当细菌再次遭遇同种噬菌体时，由CRISPR位点转录产生的crRNA便
会将另一种核酸内切酶准确带到入侵者DNA处，涉及RNA与DNA的结合，与
mRNA与DNA模板链的结合的机理类似，利用的是碱基互补配对的原则，C正确；
D、对比两图可知，crRNA是由切下的噬菌体DNA片段插入CRISPR位点后转录形成
的，其模板链最初来源于噬菌体 DNA，但其翻译产物不是Cas9，Cas9是由细菌基因
组中Cas9基因转录翻译形成的，D错误。
故选AD。
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
【答案】ACD
【分析】分析题图：图1为DNA的半保留复制过程，显示复制方向、起点缺口等；
图2自变量有时间、离试管口的距离，因变量是放射性的强度。
【详解】A、有标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基中，标记的脱氧核苷酸被
大肠杆菌吸收，为噬菌体DNA复制提供原料，所以最终子代噬菌体全部有放射性分布，
A正确；
B、DNA酶断裂DNA的磷酸二酯键，故通过加热破坏了DNA分子中的氢键，起到的
作用跟DNA酶不同，B错误；
C、图2中，与60秒结果相比，120秒结果中短链片段减少的原因是短链片段连接形成
长片段，C正确；
D、该实验结果为冈崎假说提供的有力证据是在实验时间内，细胞中均能检测到较多
的短链片段，D正确。
故选ACD。
【点睛】
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
【答案】AD
【分析】1、若为半保留复制，将DNA被15N标记的大肠杆菌移到14N培养基中培养，
新合成的子链均含14N。所以，第一代的DNA分子一条链含15N，一条链含14N。热
变性后，密度梯度离心后出现2条带；未进行热变性处理，密度梯度离心后出现1条
带。
2、若为全保留复制，将DNA被15N标记的大肠杆菌移到14N培养基中培养，新合成
的子链均含14N。所以，第一代DNA分子，1个DNA分子是两条链都含14N，1个
DNA分子是两条链都含15N。热变性后，密度梯度离心后出现2个条带。未进行热变
性处理，密度梯度离心后出现2条带。
【详解】A、DNA分子中碱基对之间以氢键相连，热变性处理导致DNA分子中碱基对
之间的氢键发生断裂，A错误；
B、F1DNA全为杂合链，若将未进行热变性处理的F1DNA进行密度梯度离心，则离
心管中只出现一个条带，B正确；
C、如果为全保留复制，则双链的F1DNA中，一个DNA分子的两条链都14N，另一
个DNA分子的两条链都15N，无论是否热变性，密度梯度离心结果均有2个条带。若
不进行热变性处理的情况下双链的F1DNA密度梯度离心结果只有一个条带，则可以排除“全保留复制”，C正确；
D、图b与图a中两个峰的位置相同，说明F1DNA中既有14N又有15N，但不能排除
“全保留复制”（因为全保留复制的情况下，也会出现与图a相同的两个峰）， 故本
研究中的两个实验不能够证明DNA分子是半保留复制，D错误。
故选AD。
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
【答案】AB
【分析】DNA指导蛋白质合成包括转录和翻译，转录是以DNA为模板合成RNA的过
程；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程。
【详解】A、色球蓝细菌的遗传物质是DNA，其基因的化学本质是有遗传效应的DNA
片段，无论CTCTT重复多少次，基因中嘧啶所占比例始终是50%，A正确；
B、该基因从3'端的第四个碱基开始编码，重复序列增加两次后，第11个氨基酸对应
的密码子可能突变为终止密码子，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，B正确；
C、重复序列增加一次引起的变异是基因突变，在光学显微镜下无法观察，但其引起的
性状改变却可能观察到，C错误；
D、若缺失的是重复序列内部前三个连续的碱基，则基因表达产物只是减少了一个氨
基酸，若缺失的是中间三个连续碱基或后三个连续碱基，则基因表达产物除减少一个
氨基酸外，还可能有一个氨基酸的种类发生改变，D错误。
故选AB。
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
【答案】BD
【分析】转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以 DNA 分子的一条链为模板，在 RNA
聚合酶的作用下消耗能量，合成 RNA 。翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生
的 mRNA 为模板，在酶的作用下，消耗能量产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形
成具有特定功能的蛋白质。
【详解】A、据图分析，启动子位于结构基因左侧， RNA 聚合酶应从左向右移动，
而转录时 RNA 聚合酶移动的方向为子链5'→3'，可知 mRNA 的左侧为5'端，右侧为3'端，图示 a 链左侧为5'端，3链左侧为3'端， mRNA 应与模板链方向相反，故结构
基因转录时以β链为模板，A正确；
B、根据图示，①为转录，②为翻译。①过程发生的碱基配对方式为 A - U 、 C - G
、 T - A 、 G - C ，②过程发生的碱基配对方式为 U - A 、 C - G 、 A - U 、 G - C
，②过程有的氨基酸可被多种 tRNA 转运，并不是都可被多种tRNA转运，B错误；
C、由图可知，若调节基因的碱基被甲基化修饰，阻遏蛋白不能与操纵基因结合，进而
不能阻断结构基因的转录，可能会导致结构基因持续表达，造成大肠杆菌物质和能量
的浪费，C正确；
D、据图可知，乳糖能够调节大肠杆菌中基因的选择性表达，该过程没有发生细胞的
结构等的变化，不属于细胞分化，D错误。
故选BD。
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关
2
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 2
A．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 。
【答案】(1) DNA，RNA d→e→b→f→c→a
(2) 区分DNA和蛋白质分子 ④① 上清液中具有较强的放射性
(3)B
(4)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的
蛋白质外壳
(5) 使噬菌体和大肠杆菌分离 低 部分噬菌体未侵染进入细菌 增高
【分析】噬菌体的结构：蛋白质外壳（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、
P）；噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌
混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和
沉淀物中的放射性物质。实验结论：DNA是遗传物质。
【详解】（1）T2噬菌体的遗传物质是DNA，烟草花叶病毒的遗传物质是RNA；图中
a为子代噬菌体，b表示合成，c表示释放，d表示吸附，e表示注入，f表示组装，噬
菌体侵染的顺序可表示为d→e→b→f→c→a。（2）T2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区分
DNA和蛋白质分子，实验中分别用35S或32P标记噬菌体的蛋白质和DNA，DNA分
子中的磷元素在磷酸中，而蛋白质的S元素在R基中，因此标记的部位依次是图中的
④和①中；以32P标记组为例，搅拌离心应发生在图中过程c→f之间，即子代噬菌体
未释放之前，如果在过程f之后搅拌离心，则细菌会裂解，释放出子代噬菌体，则带
有放射性的子代噬菌体会在离心过程中进入上清液中，导致上清液具有较强的放射性，
即导致的异常现象为上清液中具有较强的放射性。
（3）AC、甲组是用35S标记的噬菌体侵染细菌的过程，则35S标记的是噬菌体的蛋
白质外壳，噬菌体在侵染细菌时，蛋白质外壳没有进入细菌内，经过搅拌离心后，蛋
白质外壳分布在上清液中，且放射性强度与保温时间长短没有关系，对应于曲线④，
AC错误；
BD、乙组用32P标记的噬菌体侵染细菌，而32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体在侵
染细菌时，只有DNA进入细菌内，经过搅拌离心后，存在于大肠杆菌内的子代噬菌体
DNA分布在沉淀物中，但随着保温时间过长，子代噬菌体从大肠杆菌内增殖后释放出
来，经离心后分布于上清液中，这会使上清液的放射性升高，沉淀物中放射性含量降
低，即随着保温时间的延长，亲代噬菌体的DNA逐渐进入大肠杆菌内导致上清液的放
射性下降，而后随着培养时间持续延长，子代噬菌体释放出来导致上清液放射性上升，
因此，乙组中上清液的放射性表现为先降低而后上升，对应于曲线②，B正确，D错
误。
故B。
（4）32P标记的是噬菌体的DNA，在理论上，噬菌体将含32P的DNA全部注入大肠
杆菌内，并随大肠杆菌在离心后进入沉淀物中，因此，上清液中由于不含DNA，而只
含噬菌体蛋白质外壳而表现为上清液放射性应该为0。
（5）用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，一段时间后，用搅拌器搅拌，然后离心
得到上清液和沉淀物，实验过程中搅拌的目的是使噬菌体和大肠细菌分离；从图中看
出，搅拌时间大于2min，此时上清液中的35S放射性表现较高，否则上清液中的放射
性较低。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，此时上清液中仍有少量
32P的放射性，应该是由于部分噬菌体未侵染进入细菌通过离心进入到上清液中的缘
故；如果时间过长，被侵染的细菌破裂，会释放出带有放射性标记的子代噬菌体，通
过离心过程进入上清液中，导致上清液中32P的放射性增高。图中显示“被侵染细菌”的存活率曲线的意义是作为对照，此时的存活率保持在100%，说明细菌没有裂解，
因此可以说明图中上清液中32P的放射性仍达到30%的原因是部分噬菌体未侵染进入
细菌导致的，若此时细菌的存活率明显低于100%，则图中上清液中32P的放射性仍达
到30%的原因可能是由于子代噬菌体释放出来进入上清液的缘故。
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 。
【答案】(1)A/腺嘌呤
(2) Q R
(3) 将Ce酶基因和Er基因连接 饲喂口服药T
(4)大多数B细胞没有被BrdU标记
【分析】DNA分子的复制时间：有丝分裂和减数分裂间期；条件：模板（DNA的双
链）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和DNA聚合酶等）、原料（游离的脱氧核
苷酸）；过程：边解旋边复制；结果：一条DNA复制出两条DNA；特点：半保留复
制。
【详解】（1）分析题意可知，EdU和BrdU都是胸腺嘧啶（T）类似物，根据碱基互
补配对的原则可知，掺入DNA的EdU和BrdU均能与A（腺嘌呤）互补配对，并可以
被分别检测。
（2）DNA分子复制时会发生模板链与子链的碱基互补配对，据题可知，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，则EdU会与A结
合，导致子链出现放射性，随后每隔一定时间向一组培养孔加入BrdU，则BrdU也会
与A结合，使放射性增强，最终实现双标记，随复制完成达到峰值，故结合题图可知，
图中反映DNA复制所需时长的是从Q点到R点。
（3）分析题意，要制备IK小鼠，需要用诱导型基因敲除小鼠，而饲喂诱导物后小鼠
的L基因才会被敲除，结合所给实验材料及药物可知，制备小鼠IK的技术路线为：将
Ce酶基因和Er基因连接（Ce酶可作用于x，导致两个x间的DNA片段丢失）→连接
到表达载体→转入小鼠Lx→筛选目标小鼠→饲喂口服药T（诱导Er蛋白进入细胞核）
→获得小鼠IK。（4）据题可知，变胖过程中增加的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），由于但途径I的细胞周期时长（t1）是途径Ⅱ
细胞周期时长（t2）的三倍以上，若先用EdU饲喂小鼠IK，各种细胞DNA复制所需
时间基本相同，t2时间已经经过一个细胞周期，所有的细胞应都含有EdU标记，实验
假设是变胖过程中增加的B细胞大多数来源于自身分裂，即来源于途径I，该过程已经
复制的B细胞直接分裂，不会再有DNA复制过程，故t2时间后用BrdU饲喂则不起作
用，即大多数B细胞没有被BrdU标记。
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
。
【答案】(1) 右侧 B和C 2m个 2nm个
(2) 5’端 CTTAAG P基因编码链对就起始密码子的部分ATG被拆开了，
A与前面的两个碱基对应一个密码子，TG与后面一个碱基对应一个密码子，导致翻译
中密码子全错位。
(3) ②③④⑤ 药物A加强了UBC与P蛋白的结合 ②④组或③⑤组
该序列缺失后，P蛋白与UBC之间将无法结合【分析】引物时一小段短单链核苷酸，能与DNA母链的一段碱基序列互补配对。
DNA聚合酶延伸时，可将脱氧核苷酸加到引物的3，端，限制酶识别序列加载引物的
5，端可保护目的基因。
【详解】（1）β链为P基因转录的模板链，并且P基因的启动子在左侧，终止子在右
侧，因此子链合成的方向是从左侧到右侧，即为从5’端到3’端，子链与模板链（β
链）反向互补，因此模板链（β链）左侧为3’端，α链与β链也是反向互补，因此α链
的左侧为5’端，α链的3’端在右侧。根据α链与β链的方向，设计的一对引物分别与α
链和β链方向互补，AB两种引物从右到左侧为5’端到3’端，CD两种引物从左侧到右
侧为5’端到3’端，子链的合成方向从5’端到3’端，目的是扩增P基因，因此选择BC
这一对引物。假设用AD这对引物对1个供体DNA进行PCR，第一次PCR得到的两个
DNA分子是α链与A引物延伸形成的1个DNA分子，β链与D引物延伸得到的一个
DNA分子，共需要2个引物；第二次PCR：第一次得到的两个DNA分子解旋，A和
D引物分别以α链和β链为模板进行扩增，结束后得到与第一次PCR一样的两个DNA
分子，两轮PCR共需要4个引物；这样循环往复，AD这对引物对1个供体DNA进行
PCR，n轮复制之后，理论上最终得到的DNA个数是2个，共消耗引物2n个；因此最
初有m个供体DNA，n轮复制之后，理论上最终得到的DNA个数是2m个，消耗的引
物个数是2mn个。
（2）如果在扩增得到目的基因的两侧需添加限制酶序列时，在设计引物时需在引物的
5’端加限制酶识别序列，由图乙可知P基因左侧时EcoRI的识别序列，并且EcoRI的
识别序列从5’端到3’端为GAATTC，因此按3’→5’填写碱基顺序为CTTAAG。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，但P基
因对应的氨基酸序列与P不同，说明P基因翻译时出错。由图可看出，在转录出的
mRNA中，限制酶识别序列对应的最后两个碱基与P基因对应的第一个碱基构成一个
密码子，导致读码框改变，翻译中密码子全错位，翻译出的氨基酸序列改变。可通过
在EcoRI识别序列前后增加碱基，使其碱基数目加上FLAG的碱基数目为3的倍数，
这样能保证P基因转录出的mRNA上的读码框不改变，能够正常翻译。
（3）要想存在与FLAG抗体介质结合的物质，必须在该组存在FLAG，因此图丁的
①②③④⑤，其中②③④⑤均加入了FLAG。②③的区别在于③中添加了药物A，②
组添加UBC和FLAG-P，出现杂交带；③组添加UBC、药物A和FLAG-P，杂交带更
加明显，说明药物A的作用是促进UBC与FLAG-P的结合。由②④组或③⑤组的差异
在于②③组使用FLAG-P，出现杂交带；④⑤组使用FLAG-PΔ，不出现杂交带，据此
推测PΔ中缺失的特定序列是与UBC结合的关键序列，该序列缺失后，P蛋白与UBC之间将无法结合。
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 。
【答案】 22% CAC 排除干扰 UUU是苯丙氨酸的密码子
DNA单 ACGTGAACTTGCGTACGA（或碱基顺序倒过来） 4 4
TG 最下方 18 5：4：5：4 AACGTAGGGTTACCCTGA
【分析】图二表示翻译过程，其中α链为mRNA，α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基
总数的54%，α链及其模版链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占26%、30%，则α链中G
占26%，所以U占28%，则其模板链中C占26%、G占30%，A占28%，T占16%。
密码子是信使RNA上决定氨基酸的3个相邻的碱基，根据模板链可推知相应氨基酸的
密码子，相互对比即可确定特定氨基酸的密码子组成。Ⅱ题中题干信息给出了对DNA
单链进行分析的思路，在DNA单链末端的磷酸基团被标记，用特定的方法选择性的从
A碱基处断裂，会出现4种被标记片段且长度不同，因此，当将它们放入凝胶介质中
进行电泳时，由于片段分子大小的差异而使之分离，带标记的片段自动显示所在位置。
【详解】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
版链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占26%、30%，其模板链中C占26%、G占30%，A
占28%，T占16%，因此与α对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为（28%
+16%）/2=22%。
（2）由题意可知，以…ACACACACAC…为mRNA时，合成苏氨酸或组氨酸的多聚
体，则可推测苏氨酸、组氨酸的密码子是ACA或CAC；以…CAACAACAACAA…为
mRNA时，合成谷氨酰胺、天冬酰胺或苏氨酸的三种多聚体，所以三者的密码子可能为CAA、AAC、ACA，对照两者可知，重复的密码子ACA即为苏氨酸的密码子，组
氨酸的密码子为CAC。
（3）①DNA和信使RNA的存在会对实验造成干扰，因此实验中去除DNA和信使
RNA的目的是排除干扰。
②根据题干中“加入人工合成的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”，因此本实验说明了UUU是苯丙氨酸的密码子。
Ⅱ.（1）据图可知，被分析的材料应属于一条DNA单链，根据图中碱基序列，可推知
另一条互补链的碱基序列是：ACGTGAACTTGCGTACGA。
（2）根据题图可知，该单链中的碱基G有4个，所以若从G处断裂会产生4种被标记
的片段，因此在电泳带上会显示4处位置；在距离磷酸基团的第二个碱基处就会断裂，
形成的片段为TG，故在泳动方向最先端的片段应是TG序列段；该片段比图中①处的
TGCA片段还短，所以在电泳时运动速率比①快，在泳动方向上应位于①的下方。
(3)据电泳图显示，该单链中的核苷酸中有4个T、5个A、5个G、4个C，共组成18
个核苷酸，其A∶T∶G∶C＝5：4：5：4，据图推测其碱基序列为：
AACGTAGGGTTACCCTGA。
【点睛】本题是信息题，解题的关键是要求学生能够从题干中提取关键有效信息，并
能根据已知信息进行推测和分析，同时能够举一反三，需要学生具有较强的理解和分
析能力。
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： 。
【答案】(1) 细胞核 消耗
(2)亲核蛋白通过NLS与核输入因子结合，通过核孔复合物进入细胞核，亲核蛋白与核
输入因子脱离
(3) 用放射性同位素标记该亲核蛋白，将经过标记的该亲核蛋白整体、单独的头部、
单独的尾部分别注入三组受体细胞的细胞质中，一段时间后检测受体细胞中细胞核的
放射性。 注入亲核蛋白整体和单独尾部的受体细胞中细胞核有放射性，而注入单
独头部的受体细胞中细胞核没有放射性。
【分析】据图分析，亲核蛋白上的信号序列（NLS）与核输入因子结合通过核孔复合
物进入细胞核，此过程由GTP提供能量。
【详解】（1）据图可知，亲核蛋白是在细胞核内发挥作用的一类蛋白质，其输入过程
由需要GTP水解释放的能量。
（2）亲核蛋白进入细胞核的过程是亲核蛋白通过NLS与核输入因子结合，通过核孔复合物进入细胞核，亲核蛋白与核输入因子脱离。
（3）由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。故自变
量为放射性同位素标记的亲核蛋白的部位，观察指标为细胞核中是否有放射性。故实
验思路如下：用放射性同位素标记该亲核蛋白，将经过标记的该亲核蛋白整体、单独
的头部、单独的尾部分别注入三组受体细胞的细胞质中，一段时间后检测受体细胞中
细胞核的放射性。预测结果：注入亲核蛋白整体和单独尾部的受体细胞中细胞核有放
射性，而注入单独头部的受体细胞中细胞核没有放射性。
【点睛】本题考查细胞核结构和亲核蛋白的相关知识，理解蛋白质的合成场所和亲核
蛋白发挥作用的部位是解答本题的关键。
