精做07 遺傳的分子基礎(chǔ)（新高考專用）（解析版）

精做07遺傳的分子基礎(chǔ)1．科學(xué)家艾弗里用肺炎雙球菌來探究遺傳物質(zhì)的問題。實(shí)驗(yàn)的材料；S型細(xì)菌，R型細(xì)菌、DNA水解酶、培養(yǎng)基，培養(yǎng)皿等。艾弗里等人先做了以下三組實(shí)驗(yàn)：①S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)+R型活細(xì)菌→R型菌落②S型細(xì)菌莢膜中的多糖+R型活細(xì)菌→R型菌落③S型細(xì)菌的DNA+R型活細(xì)菌→R型菌落+S型菌落（1）艾弗里等人發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)步驟并不嚴(yán)密，于是又做了第四組實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)按照①②③中的表達(dá)格式，寫出第四組實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)果：④______________________。（2）上述實(shí)驗(yàn)可以得出的結(jié)論是___________________。（3）該實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路是____________________。（4）肺炎雙球菌具有的細(xì)胞器是___________；其控制性狀的物質(zhì)是___________，R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，其變異原理是___________?！敬鸢浮縎型細(xì)菌的DNA+DNA水解酶+R型活細(xì)菌→R型菌落DNA是遺傳物質(zhì)把DNA和蛋白質(zhì)、多糖分開，單獨(dú)地直接地觀察DNA的作用核糖體DNA基因重組【解析】（1）為了實(shí)驗(yàn)更加嚴(yán)謹(jǐn)，艾弗里等人又做了第四組實(shí)驗(yàn)，即S型細(xì)菌的DNA+DNA水解酶+R型活細(xì)菌→R型菌落。（2）艾弗里等人的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)，即使R型菌發(fā)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)是DNA。（3）艾弗里實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路是設(shè)法把DNA和蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)分開，單獨(dú)地、直接地觀察它們的作用，進(jìn)而得出相應(yīng)的結(jié)論。（4）肺炎雙球菌屬于原核生物，其細(xì)胞中只有核糖體一種細(xì)胞器；肺炎雙球菌含有DNA和RNA兩種核酸，其遺傳物質(zhì)是DNA，即肺炎雙球菌體內(nèi)控制性狀的物質(zhì)是DNA，R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的變異原理是基因重組，即S型菌的相關(guān)DNA進(jìn)入R型菌內(nèi)造成了細(xì)菌轉(zhuǎn)化的發(fā)生。2．回答下列有關(guān)生物遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)的相關(guān)問題：（1）早期人們認(rèn)為蛋白質(zhì)和核酸都可能作為遺傳物質(zhì)，請(qǐng)從構(gòu)成蛋白質(zhì)和核酸的角度，說出你的理由：_____________________。（2）艾滋病毒的遺傳信息蘊(yùn)藏在_____________的排列順序中；RNA結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易受到環(huán)境影響而發(fā)生突變；RNA還能發(fā)生自身催化的水解反應(yīng)，不易產(chǎn)生更長的多核苷酸鏈，攜帶的遺傳信息量有限；所以，RNA作為遺傳物質(zhì)的功能逐漸被DNA代替，請(qǐng)寫出兩個(gè)DNA能替代RNA作為大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)：①_____________________；②_____________________。（3）艾弗里通過肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)最終得出的結(jié)論是：_____________________。（4）與肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)相比，噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)更具有說服力，請(qǐng)說出理由：_____________________?！敬鸢浮繂误w的排列順序是構(gòu)成其多樣性主要原因堿基（核糖核苷酸）堿基數(shù)目多復(fù)制的準(zhǔn)確性高DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)用同位素標(biāo)記法將蛋白質(zhì)和DNA徹底分開，只有DNA進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞【解析】（1）科學(xué)家認(rèn)為蛋白質(zhì)和核酸是遺傳物質(zhì)，組成蛋白質(zhì)的氨基酸有20種，而蛋白質(zhì)是生物大分子，因此蛋白質(zhì)多樣性的原因是組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序以及形成的多肽鏈的空間結(jié)構(gòu)的千差萬別導(dǎo)致了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性，因此蛋白質(zhì)能儲(chǔ)存遺傳大量的遺傳信息，且蛋白質(zhì)是生物性狀的主要表達(dá)者，組成核酸的核苷酸的種類雖然不多，但核酸中堿基的排列順序多樣導(dǎo)致了核酸的多樣性，同樣核酸也具有儲(chǔ)存大量遺傳信息的能力，即核酸和蛋白質(zhì)的單體排列順序決定了核酸和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性。（2）艾滋病毒的的遺傳物質(zhì)是RNA，因此其遺傳信息蘊(yùn)藏在堿基（核糖核苷酸）的排列順序中；RNA結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易受到環(huán)境影響而發(fā)生突變；RNA還能發(fā)生自身催化的水解反應(yīng)，不易產(chǎn)生更長的多核苷酸鏈，攜帶的遺傳信息量有限；根據(jù)RNA作為遺傳物質(zhì)局限性可推測(cè)DNA能替代RNA作為大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)是DNA分子量大，即其中含有的堿基數(shù)目多，因而儲(chǔ)存的遺傳信息多；DNA為雙鏈結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性高，而且復(fù)制方式為半保留復(fù)制，復(fù)制的準(zhǔn)確性高。（3）艾弗里通過將S型肺炎雙球菌的物質(zhì)分離出來然后單獨(dú)的、直接的觀察它們的作用之后，發(fā)現(xiàn)DNA才是使R型細(xì)菌發(fā)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，即DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。（4）與肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)相比，噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)過程中DNA和蛋白質(zhì)徹底分開，而且DNA純度高，并用同位素標(biāo)記法觀察了DNA和蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)移過程，即只有DNA進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞并發(fā)揮了遺傳物質(zhì)的作用。3．2019年12月以來，席卷全球的2019新型冠狀病毒（2019-nCoV）（其核酸為單鏈正股的RNA）對(duì)全世界人民的健康和經(jīng)濟(jì)造成了嚴(yán)重的災(zāi)難。人感染了2019-nCoV病毒后常見體征有發(fā)熱、咳嗽氣促和呼吸困難等。在較嚴(yán)重病例中，感染可導(dǎo)致肺炎、嚴(yán)重急性呼吸綜合征、腎衰竭甚至死亡。請(qǐng)回答相關(guān)問題：（1）病毒的結(jié)構(gòu)較簡單，一般是由內(nèi)部核酸和外殼蛋白質(zhì)組成，要驗(yàn)證其遺傳物質(zhì)究竟是內(nèi)部核酸還是外殼蛋白質(zhì)，常將病毒與____________共同培養(yǎng)，并用____________分別標(biāo)記內(nèi)部核酸和外殼蛋白質(zhì)。（2）2019年12月開始席卷全球的新型冠狀病毒很快就被科學(xué)家找出了它的核酸序列，但是相應(yīng)的疫苗一直很難誕生，因?yàn)樗倪z傳物質(zhì)為____________，變異速度很快；但科學(xué)家馬上發(fā)現(xiàn)75%的酒精是可以殺死它的，于是有人設(shè)想，病人可以喝近75度的高度酒，如悶倒驢衡水老白干來達(dá)到治療效果，你認(rèn)為____________（填“是”或“否”）可行，為什么？________________________（3）研究發(fā)現(xiàn)蝙蝠是2019-nCoV、SARS、埃博拉病毒等天然的宿主，請(qǐng)思考為什么2019-nCoV等病毒會(huì)對(duì)人類造成如此嚴(yán)重的后果，蝙蝠卻能與其共生，原因是_______________________。進(jìn)化過程中，人類免疫系統(tǒng)的功能已足夠強(qiáng)大，但還是不能有效地抵抗這些病毒，原因是____________________。【答案】活細(xì)胞32P和35SRNA否因?yàn)榫七M(jìn)入的是胃部，而冠狀病毒寄生在肺部細(xì)胞，因而達(dá)不到消毒的效果①蝙蝠中免疫能力低下的在自然選擇過程中已經(jīng)被淘汰，留下的個(gè)體是經(jīng)過自然選擇之后性狀更加優(yōu)良的個(gè)體；②病毒中毒性極強(qiáng)的個(gè)體已經(jīng)隨宿主的死亡而失去了繁殖下一代的機(jī)會(huì)，相應(yīng)的基因也逐漸被淘汰，而毒性弱、繁殖力強(qiáng)的病毒在與蝙蝠長期共同進(jìn)化的過程中存留了下來（任答一點(diǎn)即可）人類免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力是有一定限度的【解析】（1）根據(jù)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)可知，要驗(yàn)證其遺傳物質(zhì)究竟是內(nèi)部核酸還是外殼蛋白質(zhì)，常將病毒與活細(xì)胞共同培養(yǎng)，并用32P和35S分別標(biāo)記內(nèi)部核酸和外殼蛋白質(zhì)。（2）由題可知，新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)為RNA。病人喝近75度的高度酒不可行，無法達(dá)到治療效果，因?yàn)榫七M(jìn)入的是胃部，而冠狀病毒寄生在肺部細(xì)胞，因而達(dá)不到消毒的效果。（3）蝙蝠卻能與2019-nCoV等病毒共生，是因?yàn)轵鹬忻庖吣芰Φ拖碌脑谧匀贿x擇過程中已經(jīng)被淘汰，留下的個(gè)體是經(jīng)過自然選擇之后性狀更加優(yōu)良的個(gè)體；病毒中毒性極強(qiáng)的個(gè)體已經(jīng)隨宿主的死亡而失去了繁殖下一代的機(jī)會(huì)，相應(yīng)的基因也逐漸被淘汰，而毒性弱、繁殖力強(qiáng)的病毒在與蝙蝠長期共同進(jìn)化的過程中存留了下來。因人類免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力是有一定限度，故人類免疫系統(tǒng)不能有效地抵抗這些病毒。4．科學(xué)工作者關(guān)于DNA復(fù)制曾提出過三種假說：半保留復(fù)制、全保留復(fù)制和彌散復(fù)制，三種假說的復(fù)制過程如圖1所示。他們對(duì)這三種假說進(jìn)行了演繹推理，并根據(jù)推理過程進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示?；卮鹣铝袉栴}：（1）科學(xué)工作者提出假說并演繹推理后，選用某種大腸桿菌作為實(shí)驗(yàn)材料，進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)研究，最終確定了DNA的復(fù)制方式，這樣的研究方法稱為_______。他們選用大腸桿菌作為實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)：一是其易培養(yǎng)，繁殖速度快，安全性高；二是_______，有利于分離提純DNA。（2）科學(xué)工作者根據(jù)DNA復(fù)制的三種假說進(jìn)行演繹推理，將含15N標(biāo)記的DNA的大腸桿菌，接種到含14N的培養(yǎng)基中繁殖一代，提取DNA后進(jìn)行________，若是全保留復(fù)制方式，則離心管中將出現(xiàn)________帶，而實(shí)際結(jié)果是只有一條中帶，由此可以說明DNA的復(fù)制方式是________。（3）為了進(jìn)一步確定DNA的復(fù)制方式，需要讓子一代的大腸桿菌在含14N的培養(yǎng)基中再繁殖一代，當(dāng)離心管中出現(xiàn)________帶時(shí)，可確定是半保留復(fù)制。或者可以將子一代DNA分子進(jìn)行_______處理后再離心，當(dāng)離心管中出現(xiàn)_______帶時(shí)，則為半保留復(fù)制方式?！敬鸢浮考僬f--演繹法其只有一個(gè)擬核DNA，并且不形成染色體（答出DNA不與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色體即可）密度梯度離心一輕一重兩條半保留復(fù)制或彌散復(fù)制一中一輕兩條熱變性（或解旋、加熱）一輕一重兩條【解析】（1）科學(xué)工作者提出假說并演繹推理后，選用某種大腸桿菌作為實(shí)驗(yàn)材料，進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)研究，最終確定了DNA的復(fù)制方式，這樣的研究方法稱為假說--演繹法。由于大腸桿菌是單細(xì)胞、原核生物，選用它作為實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)：一是其易培養(yǎng)，繁殖速度快，安全性高；二是其只有一個(gè)擬核DNA，并且不形成染色體或DNA不與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色體，有利于分離提純DNA。（2）將含15N的大腸桿菌轉(zhuǎn)移到14N的培養(yǎng)基中，若是全保留復(fù)制方式，繁殖一代，得到子代DNA中全為15N和全為14N，提取DNA后進(jìn)行密度梯度離心，若是全保留復(fù)制方式，則離心管中將出現(xiàn)一輕一重兩條，而實(shí)際結(jié)果是只有一條中帶，由此可以說明DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制或彌散復(fù)制。（3）為了進(jìn)一步確定DNA的復(fù)制方式，需要讓子一代的大腸桿菌在含14N的培養(yǎng)基中再繁殖一代，進(jìn)行密度梯度離心，如果離心后DNA分子在離心管中出現(xiàn)一中一輕兩條（即1/2在中帶，1/2在輕帶）帶時(shí)，可確定是半保留復(fù)制。或者可以將子一代DNA分子（一條鏈?zhǔn)?5N，另一條鏈?zhǔn)?4N）進(jìn)行熱變性（或解旋、加熱）處理后形成單鏈DNA，再離心，當(dāng)離心管中出現(xiàn)一輕一重兩條帶時(shí)，則為半保留復(fù)制方式。5．人類囊性纖維病是由位于第7號(hào)染色體上的CFTR基因（用B表示）突變導(dǎo)致的一種遺傳病。患者由于第7號(hào)染色體上編碼CFTR（一種跨膜蛋白）的基因缺失3個(gè)堿基對(duì)，使CTFR結(jié)構(gòu)改變，轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子異常，支氣管黏液增多，導(dǎo)致綠膿桿菌增殖并分泌大量外毒素，造成肺組織損傷?；卮鹣铝袉栴}：（1）上述情況說明基因與性狀的關(guān)系是_____。正常情況下，人體細(xì)胞CFTR基因轉(zhuǎn)錄出的少量mRNA在短時(shí)間內(nèi)就可以合成出大量的CFTR蛋白，其主要原因是_______。（2）研究發(fā)現(xiàn)CFTR致病基因的mRNA片段長度為6129個(gè)堿基，該基因控制合成的成熟蛋。白質(zhì)只有1480個(gè)氨基酸。對(duì)此現(xiàn)象作出的解釋是_________。（3）某家庭的表現(xiàn)型調(diào)查結(jié)果顯示：父親正常、母親正常、女兒患病、兒子患病。①該病的遺傳方式為______________。②某地區(qū)正常人群中有的人攜帶有該致病基因，若該家庭兒子與該地區(qū)正常女性婚配，生育患病女兒的概率是___________?！敬鸢浮炕蛲ㄟ^控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物的性狀翻譯時(shí)一個(gè)mRNA上可以結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成在mRNA上，起始密碼子之前和終止密碼子之后存在大量不翻譯的序列①常染色體隱性遺傳?、凇窘馕觥浚?）基因結(jié)構(gòu)改變，性狀即改變，上述情況說明基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物的性狀。翻譯時(shí)一個(gè)mRNA上可以結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成，因此轉(zhuǎn)錄出的少量mRNA在短時(shí)間內(nèi)就可以合成出大量的CFTR蛋白。（2）在mRNA上，起始密碼子之前和終止密碼子之后存在大量不翻譯的序列，mRNA上三個(gè)連續(xù)的核糖核苷酸（密碼子）決定一個(gè)氨基酸，因此mRNA片段長度為6129個(gè)堿基，該基因控制合成的成熟蛋白質(zhì)只有1480個(gè)氨基酸。（3）雙親正常，女兒患病，因此該病為隱性遺傳病，且基因位于常染色體上，該病的遺傳方式為常染色體隱性遺傳病。若該家庭兒子（aa）與該地區(qū)正常女性（Aa的概率為1/100）婚配，生育患病女兒的概率是1/2×1/100×1/2=1/400。6．下表是細(xì)胞生物遺傳信息傳遞規(guī)律的相關(guān)知識(shí)梳理，請(qǐng)完善下表內(nèi)容。過程（1）__________轉(zhuǎn)錄（2）__________主要場所細(xì)胞核（3）__________核糖體酶解旋酶、DNA聚合酶等（4）__________核糖體上的活性中心（催化）模板（5）__________DNA（基因）的一條鏈（6）__________根據(jù)基因表達(dá)過程分析，細(xì)胞顯著提高蛋白質(zhì)合成速率的機(jī)制（7）_____________________________（寫出2點(diǎn)即可）【答案】DNA復(fù)制翻譯細(xì)胞核RNA聚合酶DNA的兩條鏈mRNA一個(gè)基因轉(zhuǎn)錄形成多條相同mRNA；一個(gè)mRNA上相繼結(jié)合多個(gè)核糖體【解析】(1)第一縱欄的酶為解旋酶、DNA聚合酶等，故此欄表示DNA復(fù)制的過程。(2)第三縱欄所示的過程場所是核糖體，故該過程表示翻譯。(3)第二縱欄為轉(zhuǎn)錄過程，轉(zhuǎn)錄的主要場所是細(xì)胞核。(4)第二縱欄為轉(zhuǎn)錄過程，所需的酶是RNA聚合酶。(5)第一縱欄表示DNA復(fù)制，DNA復(fù)制的模板為DNA的兩條鏈。(6)第三縱欄表示翻譯，翻譯的模板為mRNA。(7)根據(jù)基因表達(dá)過程分析，一個(gè)基因轉(zhuǎn)錄形成多條相同mRNA；一個(gè)mRNA上相繼結(jié)合多個(gè)核糖體同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成，從而顯著提高了蛋白質(zhì)合成速率。7．Crick于1966年提出密碼子的擺動(dòng)理論認(rèn)為，密碼子在與反密碼子之間進(jìn)行堿基配對(duì)時(shí)，前兩對(duì)堿基嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)的堿基配對(duì)規(guī)則，第三對(duì)堿基（密碼子3′位堿基和反密碼子5′位堿基，也稱為擺動(dòng)位置）具有一定的自由度，但并非任何堿基之間都可以配對(duì)，其規(guī)則如下表：反密碼子（5-端）第1位堿基密碼子（3-端）第3位堿基AUCGGU或CUA或CI（稀有堿基--次黃嘌呤）A、U或C

（1）如圖甲，tRNA的_____________端攜帶氨基酸?，F(xiàn)有一物種編碼甘氨酸的密碼子有GGU、GGC、GGA、GGG，依據(jù)擺動(dòng)論則要滿足翻譯需求，其細(xì)胞質(zhì)中最少需要攜帶甘氨酸的tRNA種類數(shù)為___________種。密碼子搖擺配的意義是__________________________根據(jù)該學(xué)說，細(xì)胞中的tRNA是否為61種?__________（填是/否）（2）圖乙中物質(zhì)1、2的基本單位分別是_____________，圖示左右兩端中，____________端表示結(jié)構(gòu)1開始讀取密碼子合成物質(zhì)2。結(jié)構(gòu)1與物質(zhì)1結(jié)合部位會(huì)形成____________個(gè)tRNA結(jié)合位點(diǎn)。圖示生理過程意義是__________________________?？股匾志且?yàn)橛械哪芨蓴_結(jié)構(gòu)1形成，有的能阻止tRNA與物質(zhì)1結(jié)合，根據(jù)以上事實(shí)說明這些抗生素治療疾病的道理：__________________________?！敬鸢浮?’端2降低了由于第3個(gè)堿基發(fā)生突變?cè)斐傻恼`差，或者使得在翻譯的過程中，tRNA和mRNA更容易分離，或加快翻譯速度，或有利于保持遺傳的穩(wěn)定，或者適應(yīng)于環(huán)境都可否核糖核苷酸、氨基酸右2加快翻譯的速率（或可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)）核糖體、tRNA與mRNA的結(jié)合都是蛋白質(zhì)合成不可缺少的，因此抗生素干擾細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成【解析】（1）如圖：tRNA的3’端攜帶氨基酸。依據(jù)擺動(dòng)論則要滿足翻譯需求，由于密碼子的A、U、C都可以和次黃嘌呤配對(duì)，而G能和C配對(duì)，所以tRNA只需要CCI和CCC，其細(xì)胞質(zhì)中最少需要攜帶甘氨酸的tRNA種類數(shù)為2種。密碼子搖擺配的意義是降低了由于第3個(gè)堿基發(fā)生突變?cè)斐傻恼`差，或者使得在翻譯的過程中，tRNA和mRNA更容易分離，或加快翻譯速度，或有利于保持遺傳的穩(wěn)定，或者適應(yīng)于環(huán)境。根據(jù)該學(xué)說，決定氨基酸的密碼子有61種，則與其對(duì)應(yīng)的反密碼子應(yīng)有61種，但由于第三對(duì)有一定自由度，一個(gè)tRNA可以對(duì)應(yīng)多個(gè)密碼子，因此反密碼子可能少于61種，即細(xì)胞中的tRNA不是61種。（2）圖乙中物質(zhì)1、2分別是mRNA和蛋白質(zhì)，基本單位分別是核糖核苷酸、氨基酸。根據(jù)肽鏈的長短可知，右端表示結(jié)構(gòu)1開始讀取密碼子合成物質(zhì)2。結(jié)構(gòu)1與物質(zhì)1結(jié)合部位會(huì)形成2個(gè)tRNA結(jié)合位點(diǎn)。圖示生理過程意義是加快翻譯的速率（或可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)）?？股刂委熂膊〉牡览恚汉颂求w、tRNA與mRNA的結(jié)合都是蛋白質(zhì)合成不可缺少的，因此抗生素干擾細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成。決定氨基酸的密碼子有61種，則與其對(duì)應(yīng)的反密碼子應(yīng)有61種，但由于第三對(duì)有一定自由度，一個(gè)tRNA可以對(duì)應(yīng)多個(gè)密碼子，因此反密碼子可能少于61種，根據(jù)擺動(dòng)假說可以推測(cè)A正確，BCD不能直接推出，BCD錯(cuò)誤．8．如圖所示，hok基因位于大腸桿菌的R1質(zhì)粒上，能編碼產(chǎn)生一種毒蛋白，會(huì)導(dǎo)致自身細(xì)胞裂解死亡。另外一個(gè)基因sok也在這個(gè)質(zhì)粒上，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的sokmRNA能與hokmRNA結(jié)合，這兩種mRNA結(jié)合形成的產(chǎn)物能被酶降解，從而阻止細(xì)胞死亡。請(qǐng)回答以下問題：（1）產(chǎn)生mRNA的過程是______________，需要RNA聚合酶的參與，該酶識(shí)別序列的基本組成單位是_____________。sokmRNA能與hokmRNA結(jié)合，說明二者堿基序列_____________，二者結(jié)合阻止了基因表達(dá)中的___________環(huán)節(jié)。在mRNA分子結(jié)構(gòu)中，相鄰的堿基G與C之間是通過___________連接而成。（2）當(dāng)sokmRNA存在時(shí)，hok基因_____________（是或否）可以轉(zhuǎn)錄，而當(dāng)sokmRNA不存在時(shí)，大腸桿菌細(xì)胞會(huì)裂解死亡的原因_______________________。（3）用15N標(biāo)記該大腸桿菌DNA分子，該大腸桿菌在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次，含有14N的DNA分子占全部DNA_________，含15N的鏈占全部鏈_______，大腸桿菌能產(chǎn)生的可遺傳變異是______________________?！敬鸢浮哭D(zhuǎn)錄脫氧核苷酸互補(bǔ)翻譯一核糖一磷酸基一核糖一是sokmRNA不存在時(shí)，hok基因表達(dá)產(chǎn)生毒蛋白，會(huì)導(dǎo)致自身細(xì)胞裂解死亡100%1/16基因突變【解析】【解析】(1)mRNA是以DNA的一條鏈為模板通過轉(zhuǎn)錄過程產(chǎn)生的，需要RNA聚合酶的參與。位于基因首端的啟動(dòng)子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，可驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，因此RNA聚合酶識(shí)別序列的基本組成單位是脫氧核苷酸。mRNA為單鏈結(jié)構(gòu)，是翻譯的直接模板。sokmRNA能與hokmRNA結(jié)合，說明二者堿基序列互補(bǔ)，二者結(jié)合阻止了基因表達(dá)中的翻譯環(huán)節(jié)。在mRNA分子結(jié)構(gòu)中，相鄰的堿基G與C之間是通過“─核糖一磷酸基一核糖一”連接而成。(2)依題意并分析圖示可知：當(dāng)sokmRNA存在時(shí)，hok基因是可以轉(zhuǎn)錄的。當(dāng)sokmRNA不存在時(shí)，hok基因表達(dá)產(chǎn)生的毒蛋白，會(huì)導(dǎo)致自身細(xì)胞裂解死亡，這正是sokmRNA不存在時(shí)，大腸桿菌細(xì)胞會(huì)裂解死亡的原因。(3)用15N標(biāo)記該大腸桿菌DNA分子，該大腸桿菌在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次，共產(chǎn)生24＝16個(gè)DNA分子，這16個(gè)DNA分子共有32條鏈，其中有2個(gè)DNA分子的1條鏈含有15N、另1條鏈含有14N，其余的14個(gè)DNA分子的2條鏈都含有14N，因此含有14N的DNA分子占全部DNA分子總數(shù)的100%，含15N的鏈占全部鏈的1/16。大腸桿菌為單細(xì)胞的原核生物，沒有染色體，不能進(jìn)行有性生殖，所以能產(chǎn)生的可遺傳變異是基因突變。9．完成關(guān)于基因的部分探索歷程的填空。（1）孟德爾發(fā)現(xiàn)了遺傳因子，摩爾根通過果蠅雜交實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)證明了_____________________上。（2）在肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，S型菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多種類型，R型菌是由SⅡ型突變產(chǎn)生。利用加熱殺死的SⅢ與R型菌混合培養(yǎng)，出現(xiàn)了S型菌，有人認(rèn)為S型菌出現(xiàn)是由于R型菌突變產(chǎn)生，但該實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的S型菌全為_________型，否定了這種說法。（3）沃森和克里克構(gòu)建了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，該模型用_________________的多樣性來解釋DNA分子的多樣性。進(jìn)而科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)基因是___________________的片段。（4）以下是基因控制生物體性狀的實(shí)例。乙醇進(jìn)入人體后的代謝途徑如下圖。①以上實(shí)例體現(xiàn)了基因通過控制_______________________，進(jìn)而控制生物體的性狀。②有些人喝了一點(diǎn)酒就臉紅，我們稱為“紅臉人”。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)“紅臉人”體內(nèi)只有ADH。則“紅臉人”的基因型有________種，飲酒后會(huì)因血液中乙醛含量相對(duì)較高，毛細(xì)血管擴(kuò)張而引起臉紅。【答案】染色體SⅢ堿基對(duì)排列順序DNA上具有遺傳效應(yīng)酶的合成來控制代謝過程4【解析】（1）摩爾根利用果蠅為遺傳學(xué)材料，證明了基因位于染色體上。（2）加熱殺死的SⅢ型細(xì)菌能讓R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，若是S型細(xì)菌是R型細(xì)菌基因突變產(chǎn)生的，則可以轉(zhuǎn)化成多種S型細(xì)菌，因?yàn)榛蛲蛔兙哂胁灰欢ㄏ蛐?，而結(jié)果出現(xiàn)的S型細(xì)菌均為SⅢ型，這就否定基因突變的說法。（3）DNA分子的多樣性取決于脫氧核苷酸（堿基）的排列順序；基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。（4）基因?qū)π誀畹目刂朴袃煞N：基因通過控制蛋白質(zhì)的合成直接控制生物性狀；基因通過控制酶的合成控制代謝過程，進(jìn)而控制生物性狀。而上圖表示基因通過控制酶的合成控制代謝過程，進(jìn)而控制生物性狀。據(jù)圖可知，紅臉人只有ADH，說明其體內(nèi)含有A基因沒有bb基因，即基因型有：AABB、AABb、AaBB、AaBb四種。10．下圖①～③分別表示人體細(xì)胞中發(fā)生的3種生物大分子的合成過程。請(qǐng)回答下列問題：（1）細(xì)胞中過程①發(fā)生的場所是________。（2）已知過程②的α鏈中鳥嘌呤與尿嘧啶之和占?jí)A基總數(shù)的54%，α鏈及其模板鏈對(duì)應(yīng)區(qū)段的堿基中鳥嘌呤分別占29%、19%，則與α鏈對(duì)應(yīng)的DNA區(qū)段中腺嘌呤所占的堿基比例為________。（3）由于基因中一個(gè)堿基對(duì)發(fā)生替換，而導(dǎo)致過程③合成的肽鏈中第8位氨基酸由異亮氨酸(密碼子有AUU、AUC、AUA)變成蘇氨酸(密碼子有ACU、ACC、ACA、ACG)，則該基因的這個(gè)堿基對(duì)替換情況是_______________________。（4）在人體內(nèi)成熟紅細(xì)胞、心肌細(xì)胞、精原細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞中，能發(fā)生過程②、③而不能發(fā)生過程①的細(xì)胞是___________________________。（5）人體不同組織細(xì)胞的相同DNA進(jìn)行過程②時(shí)啟用的起始點(diǎn)_____________(在“都相同”“都不同”“不完全相同”中選擇)，其原因是__________________________?！敬鸢浮考?xì)胞核、線粒體26%T∥A替換為C∥G（A∥T替換為G∥C）心肌細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞不完全相同不同組織細(xì)胞中基因進(jìn)行選擇性表達(dá)【解析】（1）②為DNA分子復(fù)制過程，主要發(fā)生在細(xì)胞核中，人體線粒體中也可發(fā)生。（2）α鏈?zhǔn)莔RNA，其中G占29%，則U占54%-29%=25%，則其模板鏈中C占29%、A占25%，已知模板鏈上G占19%，故模板鏈上T占27%，因（A+T）占模板鏈的百分比等于雙鏈DNA中（A+T）占整個(gè)DNA分子的百分比，故α鏈對(duì)應(yīng)的DNA雙鏈區(qū)段中，A+T=25%+27%=52%，故A=T=26%。（3）若由于基因中一個(gè)堿基對(duì)發(fā)生替換，而導(dǎo)致合成的肽鏈中第8位氨基酸由異亮氨酸（密碼子有AUU、AUC、AUA）變成蘇氨酸（密碼子有ACU、ACC、ACA、ACG），即密碼子上堿基U替換成堿基C，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)可知該基因的這個(gè)堿基對(duì)替換情況是T//A替換為C//G（A//T替換為G//C）。（4）上述細(xì)胞中人體內(nèi)成熟紅細(xì)胞無細(xì)胞核及眾多的細(xì)胞器，不能進(jìn)行DNA的復(fù)制和基因的表達(dá)，心肌細(xì)胞可進(jìn)行基因的表達(dá)，精原細(xì)胞可進(jìn)行DNA的復(fù)制和基因的表達(dá)，神經(jīng)細(xì)胞屬于高度分化的細(xì)胞，只進(jìn)行基因的表達(dá)不進(jìn)行DNA的復(fù)制，故能發(fā)生過程②轉(zhuǎn)錄、③翻譯，而不能發(fā)生過程①DNA復(fù)制的細(xì)胞是心肌細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞。（5）人體不同組織細(xì)胞含有相同的DNA，但由于基因的選擇性表達(dá)，所以轉(zhuǎn)錄時(shí)起始點(diǎn)不完全相同。11．肽核酸（PNA)是人工合成的，用類多肽骨架取代糖--磷酸主鏈的DNA類似物。PNA可以通過堿基互補(bǔ)配對(duì)的方式識(shí)別并結(jié)合DNA或RNA，形成更穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu)。PNA由于其自身的特點(diǎn)可以對(duì)DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯等進(jìn)行有針對(duì)的調(diào)控，從而廣泛用于遺傳病檢測(cè)的分子雜交、抗癌等的研究和應(yīng)用。請(qǐng)分析回答：（1）PNA與RNA能形成雜合雙鏈結(jié)構(gòu)，與雙鏈DNA分子相比，其特有的堿基配對(duì)形式是______。（2）DNA與RNA相比，除了空間結(jié)構(gòu)有較大區(qū)別外，兩者的徹底水解產(chǎn)物主要區(qū)別是______。（3）PNA被用于抗癌，主要途徑是在癌細(xì)胞中PNA可與特定核苷酸序列結(jié)合，從而調(diào)控突變基因的______過程，以達(dá)到基因水平上治療癌癥的目的。PNA與DNA或RNA形成穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu)主要原因是PNA不易被細(xì)胞降解，其理由很可能是_______?！敬鸢浮緼-UDNA含脫氧核糖和堿基T，RNA含核糖和堿基U復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及翻譯細(xì)胞內(nèi)缺乏能夠降解PNA的酶【解析】試題分析：理清核酸的化學(xué)組成、DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯等相關(guān)知識(shí)是正確解答此題的前提。據(jù)此，從題意中獲取有效信息，諸如“PNA是人工合成的DNA類似物、通過堿基互補(bǔ)配對(duì)的方式識(shí)別并結(jié)合DNA或RNA”等，以此為解題的切入點(diǎn)，進(jìn)而對(duì)各問題情境進(jìn)行分析解答。(1)雙鏈DNA的堿基配對(duì)形式是A-T、C-G，PNA與RNA形成的雜合雙鏈結(jié)構(gòu)的堿基配對(duì)形式是A-U、A-T、C-G，所以PNA與RNA形成的雜合雙鏈結(jié)構(gòu)特有的堿基配對(duì)形式是A-U。(2)組成DNA的化學(xué)成分為磷酸、脫氧核糖與A、C、G、T四種堿基，組成RNA的化學(xué)成分為磷酸、核糖與A、C、G、U四種堿基，所以DNA與RNA相比，兩者的徹底水解產(chǎn)物主要區(qū)別是DNA含脫氧核糖和堿基T，RNA含核糖和堿基U。(3)癌細(xì)胞中PNA可與特定核苷酸序列結(jié)合，從而調(diào)控突變基因的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及翻譯過程，從而在基因水平上治療癌癥。PNA不易被細(xì)胞降解，其理由是PNA是人工合成的DNA類似物，細(xì)胞內(nèi)缺乏能夠降解PNA的酶。12．2020年1月12日，世界衛(wèi)生組織正式將造成武漢肺炎疫情的新型冠狀病毒命名為2019-nCoV（簡稱新冠病毒），新冠病毒能特異性地識(shí)別肺部細(xì)胞膜上的ACE2受體，感染肺部細(xì)胞，對(duì)人類健康造成很大危害。（1）病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，由_____________和_____________組成，營_____________生活。（2）一種新病毒出現(xiàn)后需要確定該病毒的類型，研究表明，新冠病毒是一種RNA病毒，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一結(jié)論。要求:簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路和實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論。（實(shí)驗(yàn)材料:體外培養(yǎng)的肺部細(xì)胞、新冠病毒、RNA水解酶等。）①實(shí)驗(yàn)思路:_______________________________________。②實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論:_______________________________________。【答案】核酸蛋白質(zhì)寄生實(shí)驗(yàn)思路：將體外培養(yǎng)的肺部細(xì)胞均分為A、B兩組，新冠病毒均分為C、D兩組；C用適量的RNA水解酶處理，D組不做處理；一定時(shí)間后，將C、D分別加入A、B混合均勻；在相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后，觀察各組細(xì)胞的感染情況。結(jié)果及結(jié)論：A組細(xì)胞未被感染，B組細(xì)胞被感染，證明新冠病毒是RNA病毒。【解析】（1）病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，由核酸和蛋白質(zhì)組成，營寄生生活。（2）①新冠病毒是一種RNA病毒，其遺傳物質(zhì)是RNA，若用RNA水解酶處理其RNA，病毒將不能增殖，所以實(shí)驗(yàn)思路為：將體外培養(yǎng)的肺部細(xì)胞均分為A、B兩組，新冠病毒均分為C、D兩組；C用適量的RNA水解酶處理，D組不做處理；一定時(shí)間后，將C、D分別加入A、B混合均勻；在相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后，觀察各組細(xì)胞的感染情況。②結(jié)果及結(jié)論：A組細(xì)胞未被感染，B組細(xì)胞被感染，證明新冠病毒是RNA病毒。13．2020年席卷世界的新型冠狀病毒肺炎，導(dǎo)致數(shù)千萬人染病，數(shù)十萬人死亡。引起這種疾病的罪魁禍?zhǔn)资切滦凸跔畈《荆⊿ARS－CoV－2），常見的病毒是RNA病毒，那么新型冠狀病毒遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA？下面是科研小組為探究新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)將其補(bǔ)充完整。（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篲____________________。（2）材料用具：顯微注射器，新型冠狀病毒的核酸提取液，鼠胚胎干細(xì)胞，DNA水解酶和RNA水解酶等。（3）實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：把新型冠狀病毒的核酸提取液分成相同的A、B、C三組，______________________。第二步：取等量的鼠胚胎干細(xì)胞分成三組，用__________________技術(shù)分別把A．B、C三組處理過的核酸提取物注射到三組鼠胚胎干細(xì)胞中。第三步：將三組鼠胚胎干細(xì)胞放在相同且適宜的環(huán)境中培養(yǎng)一段時(shí)間，然后從培養(yǎng)好的鼠胚胎干細(xì)胞中抽取樣品，檢測(cè)是否有新型冠狀病毒產(chǎn)生。（4）請(qǐng)預(yù)測(cè)結(jié)果及結(jié)論：①_________________________________；②若B、C兩組出現(xiàn)新型冠狀病毒，A組沒有出現(xiàn)，則該新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是DNA；③若A、B、C三組均出現(xiàn)新型冠狀病毒，則新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)既不是DNA也不是RNA?！敬鸢浮刻骄啃滦凸跔畈《镜倪z傳物質(zhì)是DNA還是RNA分別用等量的相同濃度的DNA水解酶、RNA水解酶處理A、B兩組核酸提取液，C組不做處理顯微注射若A、C兩組出現(xiàn)新型冠狀病毒，B組沒有出現(xiàn)，則新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是RNA【解析】（1）由題意知，該實(shí)驗(yàn)的目的是探究新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA。（3）實(shí)驗(yàn)的自變量是是否含有DNA或RNA，因變量是是否出現(xiàn)新型冠狀病毒，其他屬于無關(guān)變量，按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的對(duì)照原則和單一變量原則，實(shí)驗(yàn)步驟如下：第一步：把新型冠狀病毒核酸提取液分成相同的A、B、C三組，分別用等量的相同濃度的DNA水解酶、RNA水解酶處理A、B兩組核酸提取液，C組不做處理；第二步：取等量的鼠胚胎干細(xì)胞分成三組，用顯微注射技術(shù)分別把A、B、C三組處理過的核酸提取物注射到三組鼠胚胎干細(xì)胞中；第三步：將三組鼠胚胎干細(xì)胞放在相同且適宜的環(huán)境中培養(yǎng)一段時(shí)間，然后從培養(yǎng)好的鼠胚胎干細(xì)胞中抽取樣品，檢測(cè)是否有新型冠狀病毒產(chǎn)生。（4）預(yù)測(cè)結(jié)果及結(jié)論：①AC兩組出現(xiàn)新型冠狀病毒，B組沒有出現(xiàn)，則新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是RNA；②B、C兩組出現(xiàn)新型冠狀病毒，A組沒有出現(xiàn)，則新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是DNA；若A、B、C三組出現(xiàn)新型冠狀病毒，則新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)既不是DNA也不是RNA。14．酶的化學(xué)成分大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，也有極少數(shù)由蛋白質(zhì)和RNA共同構(gòu)成的，存在于染色體端粒上的端粒酶在癌細(xì)胞中很活躍，從而賦予癌細(xì)胞復(fù)制的永生性，研究端粒酶的性質(zhì)和成分顯得很重要，請(qǐng)利用放射性同位素標(biāo)記的方法，以體外培養(yǎng)的癌細(xì)胞等為材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以確定端粒酶的化學(xué)成分。（1）實(shí)驗(yàn)思路：甲組：________________,培養(yǎng)一段時(shí)間后，在癌細(xì)胞的染色體端粒上獲取端粒酶，并監(jiān)測(cè)其放射性。乙組：________________,培養(yǎng)相同的一段時(shí)間后，在癌細(xì)胞的染色體端粒上獲取端粒酶，并監(jiān)測(cè)其放射性。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論：①若________________，則端粒酶由蛋白質(zhì)組成。②若________________，則端粒酶由RNA組成。③若________________，則端粒酶由蛋白質(zhì)和RNA組成