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第六单元 遗传的分子基础
时间：75 分钟 分值：100 分
一、选择题（每题3 分，共45 分）
1．赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA 在侵染过程中的功能，侵染一段时间后，用搅拌器搅拌，
离心得到上清液和沉淀物，然后检测被侵染的细菌的存活率以及上清液的放射性，实验结果如图。下列叙
述错误的是（ ）
A．与肺炎链球菌相比，噬菌体结构更简单，便于进行化学分析
B．伴随搅拌时间延长，上清液中
35S 和
32Ｐ的放射性分别增加到80%和30%，可以说明DNA 进入细菌，
蛋白质没有进入细菌
C．仅有20%的
35S 处于沉淀物中，可以说明蛋白质没有进入细菌内
D．本实验证明噬菌体传递和复制遗传特性的过程中DNA 起重要作用
2．根据S 型肺炎链球菌荚膜多糖的差异，将其分为SⅠ、SⅡ、SⅢ……等类型，不同类型的S 型发生基因突
变后失去荚膜，成为相应类型的R 型（RⅠ、RⅡ、RⅢ）。S 型的荚膜能阻止外源DNA 进入细胞，R 型只可
回复突变为相应类型的S 型。为探究S 型菌的形成机制，科研人员将加热杀死的甲菌破碎后获得提取物，
将冷却后的提取物加入至乙菌培养液中混合均匀，再接种到平板上，经培养后检测子代细菌的类型。下列
相关叙述正确的是（ ）
A．该实验中的甲菌应为R 型菌，乙菌应为S 型菌
B．肺炎链球菌的拟核DNA 有2 个游离的磷酸基团
C．若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅢ，子代细菌为SⅢ和RⅢ，则能排除基因突变的可能
D．若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅡ，子代细菌为SⅢ和RⅡ，则能说明S 型菌是转化而来
3．某DNA 分子（
14N）片段中共含有3000 个碱基，其中腺嘌呤占35%。现将该DNA 分子片段用
15N 同位
素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3 次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到图甲结果；如
果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到图乙结果。下列有关分析正确的是（ ）
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A．X 层与Y 层中DNA 分子质量比大于1 3∶
B．X 层中含有的氢键数是Y 层的1/3 倍
C．Y 层中含
15N 标记的鸟嘌呤有3600 个
D．W 层与Z 层的核苷酸数之比是4 1∶
4．如图1 为富兰克林拍摄的DNA 衍射图谱，图2 为基于其研究结果建立的DNA 双螺旋结构模型简图。下
列关于双链DNA 结构的叙述，正确的是（ ）
A．DNA 中的核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架
B．根据DNA 衍射图谱，沃森和克里克推测DNA 呈螺旋结构
C．沃森和克里克最先发现腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量
D．双螺旋模型中由于碱基对的不同，不同区段DNA 分子的直径也不同
5．将人的1 个造血干细胞放入含
15N 培养基增殖一代后，转入含
14N 培养基继续增殖一代，共得到4 个子
细胞。相关叙述正确的是（ ）
A．沃森和克里克通过该实验证明了DNA 的半保留复制
B．通过观察细胞放射性强弱可判断DNA 在分裂中的变化规律
C．造血干细胞增殖一代后得到的2 个子细胞中的DNA 均含
15N
D．造血干细胞增殖两代后得到的4 个子细胞中的DNA 均含
15N
6．复制泡是DNA 进行同一起点双向复制时形成的。在复制启动时，尚未解开螺旋的亲代双链DNA 与新
合成的两条子代双链DNA 的交界处形成的Y 型结构，就称为复制叉。如图为DNA 复制时，形成的复制泡
和复制叉的示意图，其中a-h 代表相应位置。下列相关叙述错误的是（ ）
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A．根据子链的延伸方向，可以判断图中a 处是模板链的3’端
B．图中e 处子链的合成与f 处子链的合成用到酶的种类可能不同
C．DNA 复制主要发生在分裂间期，需要消耗能量
D．若某DNA 复制时形成了n 个复制泡，则该DNA 上应有2n 个复制叉
7．放射自显影技术可用于区分DNA 复制的方向，复制开始时，首先用低放射性的
3H 脱氧胸苷作原料进
行培养，一定时间后转移到含有高放射性的原料中进行培养，在放射自显影图像上观察比较放射性标记的
强度，结果如图甲和图乙。图丙和图丁分别表示不同DNA 复制过程模式图。下列叙述正确的是（ ）
A．图甲、图乙分别对应图丁、图丙代表的DNA 复制方式
B．该放射自显影结果可说明DNA 的复制方式为半保留复制
C．①②复制完成后，两条完整子链中A 与C 含量之和相等
D．④⑤是不连续复制，其模板链的3′端都指向解旋方向
8．（24-25 高一下·安徽阜阳·期末）羟胺是一种化学诱变剂，可使胞嘧啶转化为羟化胞嘧啶而与腺嘌呤配
对，导致该位点碱基对发生变化。某动物精原细胞中，一条染色体上的DNA 在复制前有1 个胞嘧啶碱基
发生羟化，转移到不含羟胺的培养液进行1 次有丝分裂后再减数分裂，产生8 个精子。不考虑其他变异，
下列叙述正确的是（ ）
A．经有丝分裂产生的2 个精原细胞，均含羟化胞嘧啶
B．产生的8 个精子中，最多有2 个精子含有羟化胞嘧啶
C．经有丝分裂产生的2 个精原细胞，DNA 序列均发生改变
D．产生的8 个精子中，最多有2 个精子DNA 序列发生改变
9．已知紫外线可诱导DNA 单链上相邻的T 之间相互结合形成胸腺嘧啶二聚体，阻碍碱基正常配对，从而
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导致复制错误。研究人员发现细菌中存在下图所示的修复机制，即切除异常单链的部分脱氧核苷酸序列并
重新合成DNA。下列叙述错误的是（ ）
A．紫外线诱导后，子代DNA 发生的变异属于基因突变
B．在①酶作用下形成缺口时需断裂4 个磷酸二酯键
C．②酶和③酶可能是DNA 聚合酶和DNA 连接酶
D．图示修复过程需要原料和能量，不需要引物
10．（25-26 高三上·安徽·阶段练习）放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾
病。一项新的研究表明，circRNA 可以通过miRNA 调控P 基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制见图。
miRNA 是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA 靶向结合并使其降解。circRNA 是细胞内一种闭合环
状RNA，可靶向结合miRNA 使其不能与mRNA 结合，从而提高mRNA 的翻译水平。下列分析错误的是
（ ）
A．前体mRNA 是通过RNA 聚合酶以DNA 的一条链为模板合成的，可被剪切成circRNA
B．circRNA 和mRNA 在细胞质中通过对miRNA 的竞争性结合，调节基因表达
C．miRNA 表达量升高可抑制细胞凋亡
D．可通过增大细胞内circRNA 的含量，抑制细胞凋亡，治疗放射性心脏损伤
11．mRNA 疫苗技术是将RNA 导入人体细胞，指导合成相应抗原蛋白，刺激免疫系统产生免疫反应，从
而使人体获得免疫力的预防接种技术。通常外源RNA 进入人体后，会被免疫细胞膜上Toll 样受体识别并
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引发炎症反应，导致外源mRNA 被降解，mRNA 疫苗技术通过对mRNA 碱基进行修饰可避免上述过程的
发生。下列说法错误的是（ ）
A．外源mRNA 引发炎症反应体现了细胞膜的信息传递功能
B．碱基修饰并未改变mRNA 携带的遗传信息
C．可利用脂质体将mRNA 疫苗送入人体细胞
D．mRNA 疫苗与传统疫苗的作用机理完全相同
12．操纵子是原核细胞中基因表达调控的一种结构。下图为大肠杆菌乳糖操纵子模型，其中lacZ、lacY、
lacA 为三种结构基因，在其上游有三个对结构基因起调控作用的核苷酸序列R、P、O，P 序列中含有RNA
聚合酶结合位点，阻遏蛋白与O 序列结合会抑制RNA 聚合酶与P 序列的结合。下列叙述错误的是
（ ）
A．P 序列中有能与RNA 聚合酶结合的启动子
B．①和②过程中的碱基互补配对方式不相同
C．该模型中的三种结构基因在染色体上呈线性排列
D．R 序列的表达产物与O 序列结合会抑制结构基因的表达
13．尼伦伯格和马太破译第一个遗传密码时采用了蛋白质的体外合成技术，相关实验过程如图所示，每个
试管中先加入了一种氨基酸，再加入特殊处理的细胞提取液以及人工合成的RNA 多聚尿嘧啶核苷酸。下
列相关叙述错误的是（ ）
A．加入的细胞提取液应去除DNA 和各种RNA，排除其原本控制合成的多肽对实验结果产生的干扰
B．每个试管内应加入多个同种氨基酸和多聚尿嘧啶核苷酸，分别作为翻译的原料和模板
C．若增设对照组，则对照组所有成分都与实验组的相同，但不加入多聚尿嘧啶核苷酸
D．若采用上述方法破译所有遗传密码子，则至少需要做上述类似实验64 次
14．天然人胰岛素易形成聚合体，起效慢。科学家通过将天然人胰岛素的第28 位脯氨酸与第29 位赖氨酸
的位置互换，研发出速效胰岛素类药物。下列说法错误的是（ ）
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A．天然胰岛素基因转录过程中作为模板的是a 链
B．天然胰岛素中第29 位氨基酸对应的反密码子为5'-CUU-3'
C．速效胰岛素基因表达需要mRNA、tRNA 及rRNA 的参与
D．速效胰岛素交换区对应的mRNA 碱基序列为5′-GCCGAA-3'
15．真核生物的DNA 中存在一种名为增强子的特殊片段。增强子与特定蛋白结合后可通过改变染色质结
构的方式激活基本启动子，驱动相应基因在特定组织中表达(图1)。研究者构建了由基本启动子和报告基因
组成的“增强子捕获载体”(图2)，并转入受精卵。捕获载体会随机插入基因组中，如果插入位点附近存在
有活性的增强子，则会激活报告基因的表达(图3)。下列相关说法错误的是（ ）
A．细胞分化的过程与增强子调控基因的表达有关
B．RNA 聚合酶结合增强子后起始基因的转录过程
C．由图可知一个增强子可以作用于多个基本启动子
D．检测到报告基因的表达并不能说明增强子一定具有组织特异性
二、非选择题题（共5 小题，共55 分）
16．（11 分，除标明外，每空1 分）（24-25 高一下·安徽合肥·期中）历代科学家对DNA 展开长期研究，
尝试探寻其与遗传物质之间的联系，其中赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验、沃森和克里克对DNA 结
构模型的构建，以及梅塞尔森和斯塔尔对DNA 复制方式的探究为后人了解DNA 的具体功能作出了巨大贡
献。以下是与实验相关的图像，请据图回答问题：
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(1)DNA 具有规则的双螺旋结构，其基本骨架由 构成。若某段DNA 单链的序列是：5'-
CAGTAAG-3'，那么它的互补链序列是 。
(2)在噬菌体侵染细菌的实验中，要获得DNA 被标记的T2噬菌体，其培养方法是 。实验中搅拌的目
的是 ，利用上述噬菌体进行实验，若搅拌不充分，上清液中的放射性 。（选填“较低”“不
变”或“较高”）
(3)科学家曾提出过全保留复制、半保留复制等假说，依据图2 实验过程，要否定全保留复制假说，实验结
果应该是 。
(4)有人认为，将子一代的DNA 分子用解旋酶处理后再离心，离心管出现1/2 为轻带，1/2 为重带，说明
DNA 复制是半保留复制。你是否认同并说明理由： 。
17．（11 分，除标明外，每空1 分）早期科学家推测遗传物质的复制方式可能是全保留复制、半保留复制
或分散复制，如图1 所示。回答下列相关问题：
(1)科学家通过实验证明DNA 是遗传物质并研究了DNA 分子的结构。艾弗里等将加热杀死的S 型细菌破碎
后，去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取液，将细胞提取液加入含有 的培养液中，
会出现 活细菌。
(2)沃森和克里克提出DNA 结构模型，该模型中一条链中相邻的碱基通过 相互连接。
(3)科学家利用大肠杆菌（每20min 繁殖一代）进行一系列实验，操作过程及结果如图2 所示。根据图2 的
结果可否定 假设，判断的理由是 。若要探究另外两种假设哪种成立，应将大肠杆
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菌放在含有
14NH4Cl 的培养液中培养到 min，测定其吸收光谱。若半保留复制假设成立，应出现
个峰值，峰值的位置是 。
18．（11 分，除标明外，每空1 分）胰岛素是人体内唯一降血糖的蛋白类激素，已知胰岛素合成基因
（INS 基因）位于11 号染色体上，如图I 是基因指导胰岛素合成的相关过程。图Ⅱ中的甘、天、色、丙表
示甘氨酸、天冬氨酸、色氨酸和丙氨酸，图Ⅲ为中心法则图解，a~e 为生理过程。请据图分析回答：
(1)INS 基因的基本骨架由 构成，DNA 甲基化转移酶（DNMT3）能将INS 基因的胞嘧啶甲基化，
DNA 甲基化修饰是表观遗传的机制之一，表观遗传是指 。
(2)图I 中核糖体移动的方向是向 （填“甲→乙”或“乙→甲”）。图Ⅱ所示的生理过程中决定丙
氨酸的密码子是5'- -3'。
(3)在正常动植物细胞内不存在图Ⅲ中的 过程（用图Ⅲ中字母回答）。图Ⅲ中与a 过程相比，过程
b 特有的碱基配对方式为 。
(4)在绿色植物根尖分生区细胞中进行图Ⅲ中a 过程的场所为 。科学家梅塞尔森和斯塔尔证明了
DNA 复制的方式为半保留复制。若某科研团队将
14N 标记的大肠杆菌转移到
15N 的培养液中增殖n 代，则
14N 标记的DNA 分子占 。
19．（11 分，除标明外，每空1 分）某些基因在启动子（启动子是与 RNA 聚合酶特异性结合和转录起始
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所需的一段DNA 序列）上存在富含二核苷酸“CG”的区域，称为“CG 岛”。其中的胞嘧啶在发生甲基化
后转变成5-甲基胞嘧啶，但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种 DNA 甲基化酶（如图 1 所示），
从头甲基化酶只作用于DNA 的非甲基化位点，使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA 的半甲基化位
点，使其全甲基化。
(1)由上述材料可知，DNA 甲基化 （选填“会”或“不会”）改变基因转录产物的碱基序列。
(2)由于图2 中过程①的方式是 ，所以其产物都是 （填“半”或“全”）甲基化的，因
此过程②必须经过 的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
(3)研究发现，启动子中“CG 岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合，从而抑制
。
(4)小鼠的A 基因编码胰岛素生长因子-2（IGF - 2），a 基因无此功能（A、a 基因位于常染色体上）。
IGF-2 是小鼠正常发育必需的一种蛋白质，缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中，来自父本的 A 基因及其
等位基因能够表达，来自母本的则不能表达。检测发现，这对基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵
细胞中则是甲基化的。
若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则 F1 的表型应为 。F1雌雄个体间随机交配，则F2的表型及比
例应为 。结合 F1配子中A 基因及其等位基因启动子的甲基化状态，分析 F2出现这种比例的原因 。
20．（11 分，每空1 分）下图1 为p53 基因表达过程示意图，其中a，b 表示相应的生理过程。图2 是过程
b 的局部放大示意图。请回答下列问题:
(1)研究发现p53 基因表达产物可以抑制细胞的异常增殖或促进细胞凋亡。据此推测，p53 基因是
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（填“原癌”或“抑癌”）基因。
(2)过程a 需要 酶催化，合成的mRNA 通过 （填细胞结构）运出细胞核。
(3)过程b 表示 ，该过程中一个mRNA 分子上可以相继结合多个核糖体的意义是 ；与过程
b 相比，过程a 特有的碱基配对方式是 。
(4)核糖体甲、乙中更早结合到mRNA 分子上的是 ，tRNA 的 （填“5'端”或“3'端”）携
带氨基酸进入核糖体。图1 中正在进入核糖体甲的氨基酸是 （部分密码子及对应氨基酸:GGC—甘
氨酸；CCG—脯氨酸；GCC—丙氨酸；CGG—精氨酸）。
(5)Dnmt1 是一种DNA 甲基化转移酶，可以调控p53 基因的表达。研究发现斑马鱼的肝脏在极度损伤后，
肝脏中的胆管上皮细胞可以再生成肝脏细胞，调控机制如下图3 所示。
p53
①
基因正常表达时，通过 （填“促进”或“抑制”）路径1 和2，进而抑制胆管上皮细胞的去
分化和肝前体细胞的再分化过程。
②肝脏极度受损后，Dnmtl 调控肝脏再生的机制是 。
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