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第六单元
第20讲　DNA分子的结构、复制及基因
是有遗传效应的DNA片断
知能达标训练
真题演练
1．(2011·高考海南卷)关于核酸生物合成的叙述，错误的是
A．DNA的复制需要消耗能量
B．RNA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分子复制时，双链解旋成单链的过程需要ATP供能；在逆转录酶的作用下，某些生物可以以RNA为模板合成DNA；真核细胞中，DNA复制与DNA转录合成RNA的过程主要发生在细胞核中；真核细胞的染色体DNA的复制发生在细胞有丝分裂间期或减数分裂前的间期。
答案　D
2．(2011·上海单科)在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在
A．两条DNA母链之间 B．DNA子链与其互补的母链之间
C．两条DNA子链之间 D．DNA子链与其非互补母链之间
解析　在DNA复制时，首先是构成DNA的两条母链解旋，然后以分开的两条母链为模板，按照碱基互补配对原则合成子链。
答案　A
3．(2011·高考安徽卷)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
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
C．DNA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　由图可以看出，甲图所示为DNA分子的复制过程，其方式为半保留复制，产生两个相同的子代DNA分子；乙图所示为以DNA分子的一条链为模板，产生单链RNA的转录过程，故A项错误。DNA分子复制过程可发生在细胞核、叶绿体、线粒体中，转录过程主要发生在细胞核中，B项错误．在上述两个过程中，均需要解旋酶参与，故C项错误。在一个细胞周期中，DNA分子只复制一次，在整个细胞周期中每时每刻都需要多种酶的参与，多数酶的化学本质是蛋白质，因而转录、翻译过程贯穿于细胞周期的始终，因此乙图所示过程可起始多次，D项正确。
答案　D
4．(2010·上海)细胞内某一DNA片段中有30%的碱基为A，则该片段中
A．G的含量为30%　　　　　 B．U的含量为30%
C．嘌呤含量为50% D．嘧啶含量为40%
解析　本题考查碱基互补配对原则的应用，意在考查考生的推理计算能力。根据DNA双螺旋结构中A＝T、C＝G可知，嘌呤之和等于嘧啶之和，故C正确。其他碱基的含量分别为：T＝A＝30%、C＝G＝[1－(30%＋30%)]/2＝20%。
答案　C
5．(2010·山东理综)下列实例与基因的作用无关的是
A．细胞分裂素延迟植物衰老
B．极端低温导致细胞膜破裂
C．过量紫外线辐射导致皮肤癌
D．细菌感染导致B淋巴细胞形成效应B(浆)细胞
解析　本题考查基因的作用，意在考查考生对知识的迁移和运用能力。细胞分裂素是促进细胞分裂的物质，能维持蛋白质和核酸的合成，而蛋白质和核酸的合成与基因有关；极端低温导致细胞膜破裂的原因是细胞中的自由水形成冰，导致细胞体积增大，从而使细胞膜破裂，这与基因的作用无关；过量紫外线辐射导致皮肤细胞中的基因发生突变，从而引发皮肤癌，这也与基因的作用有关；细菌感染导致B淋巴细胞增殖和分化形成效应B(浆)细胞，而细胞分化是基因选择性表达的结果，也与基因的作用有关。
答案　B
6．(2010·北京理综)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 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl
繁殖代数 多代 多代 一代 两代
培养产物 A B B的子Ⅰ代 B的子Ⅱ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________代培养，且培养液中的________是唯一氮源。
(2)综合分析本实验的DNA离心结果，第________组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与第________组和第________组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是________。
(3)分析讨论：
①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自________，据此可判断DNA分子的复制方式不是________复制。
②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果________(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。
③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置______，放射性强度发生变化的是______带。
④若某次实验的结果中，子Ⅰ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DNA单链中的N尚有少部分为________。
解析　(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，并且培养液中15NH4Cl是唯一氮源。(2)从图表看，证明DNA分子的复制方式是半保留复制，第3组实验结果起到了关键作用，因为其离心后仅为中带(15N/14N)；还需与第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制。(3)①亲代DNA为15N/15N，原料为14N，离心的结果为“轻”(14N/14N)和“重”(15N/15N)，则“重带”DNA来自于亲代DNA，即B，这种复制方式没有发生母链与子链的重新组合，因而不是半保留复制。②判断DNA的复制方式主要是看子代DNA与亲代DNA的关系，实质是母链与子链是否发生重新组合，若将DNA双链分开离心，则不能判断DNA的复制方式。③在同等条件下，将子Ⅱ代继续培养(原料为14N)，密度带仍为两种，即轻带(14N/14N)和中带(15N/14N)，位置未发生变化，其中随着n的增加轻带的数量会逐渐增加，而中带不变，因而放射性强度发生变化的是轻带。④子I代DNA的“中带”(15N/14N)比以往实验结果略宽，说明该实验结果中的“中带”不完全是15N/14N，有可能新形成的子链(14N)中混有少量的15N。
答案　(1)多　15N/15NH4Cl　(2)3　1　2　半保留复制　(3)①B　半保留　②不能　③没有变化　轻　④15N
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．下列关于DNA分子结构的叙述中错误的是
A．每个双链DNA分子最多含有四种脱氧核苷酸
B．每个碱基分子上均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖
C．每个DNA分子中碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数
D．一段双链DNA分子中若含有40个胞嘧啶，就会同时含有40个鸟嘌呤
解析　每个脱氧核苷酸由一分子碱基，一分子磷酸和一分子脱氧核糖相连而成。连接关系是中间为脱氧核糖，其一端连接磷酸，另一端连接碱基。脱氧核苷酸相互连接时，是一个脱氧核苷酸的磷酸和另一个脱氧核苷酸的脱氧核糖相连接，碱基不参与连接但和互补链上的碱基通过氢键相连接。这样每一条链上的磷酸和上、下两个脱氧核糖相连接，同理，每个脱氧核糖也和两个磷酸相连接。
答案　B
2．由一对氢键连接的脱氧核苷酸，结构中有一个腺嘌呤，则它的其他组成是
A．三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶
B．二个磷酸、二个脱氧核糖和一个胞嘧啶
C．二个磷酸、二个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶
D．二个磷酸、二个脱氧核糖和一个尿嘧啶
解析　通过氢键与腺嘌呤脱氧核苷酸配对的是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，而每个脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子碱基构成的。
答案　C
3．(2012·浙江温州十校联考)图为DNA分子结构示意图，对该图的描述正确的是
A．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架
B．④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸
C．当DNA复制时，⑨的形成需要连接酶
D．DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息
解析　①和②相间排列，构成了DNA分子的基本骨架；④的结构并不是胞嘧啶 脱氧核苷酸，①是属于上一个脱氧核苷酸的磷酸，由②和③及下面的磷酸才可以构成胞嘧啶脱氧核苷酸；⑨的形成不需要连接酶。
答案　D
4．(2011·惠安模拟)在DNA双螺旋结构中，碱基之间的氢键的数量影响着它们的牢固性。现有四个DNA样品，请根据样品中碱基的含量判断，最有可能来自嗜热菌的是
A．含胸腺嘧啶32%的样品 B．含腺嘌呤17%的样品
C．含腺嘌呤30%的样品 D．含胞嘧啶15%的样品
解析　碱基G和C的比例越高，其结构越稳定，而B项中含腺嘌呤17%的样品中碱基G和C的比例最高，故其最可能来自嗜热菌。
答案　B
5．(2012·山东潍坊一模)非同源染色体上的DNA分子之间最可能相同的是
A．碱基序列 B．碱基数目
C．(A＋T)/(G＋C)的比值 D．碱基种类
解析　非同源染色体上的DNA分子大不相同，包括碱基序列、数目等，但种类有可能相同，即都含有四种碱基。
答案　D
6．下列关于DNA复制的叙述，正确的是
A．无丝分裂一般不发生DNA复制
B．DNA复制过程中可能会产生新的基因
C．一个DNA分子通过复制形成另一个新的DNA分子
D．DNA复制时需要解旋酶、限制酶、DNA聚合酶
解析　凡细胞分裂，都要进行DNA复制，否则难以保证遗传稳定性。DNA复制是典型的半保留复制，通过复制由1个DNA分子变为两个DNA分子，复制过程中需要解旋酶和DNA聚合酶，限制酶是基因工程中用于切割目的基因和载体的酶，DNA复制时在解旋过程中可能发生基因突变而产生新基因。细胞增殖过程中均要发生DNA复制。
答案　B
7．DNA分子复制时解旋酶作用于下列哪一结构
解析　DNA分子复制时，解旋酶的作用是使DNA碱基对间的氢键断开。在DNA中的碱基对有两种G－C，A－T。
答案　D
8．用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在14N的培养基中连续复制5次。下列有关判断正确的是
A．含有15N的DNA分子有两个
B．含有14N的DNA分子占15/16
C．复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸320个
D．复制结果共产生32个DNA分子，其中1/2含15N
解析　被15N标记的DNA分子，在含14N的培养基中连续复制5次后，共产生25＝32个DNA分子。被15N标记的DNA分子的两条链只能进入到2个DNA分子中，故含14N的DNA分子为25＝32个，所占比例为1。含有100个碱基对(200个碱基)的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，则有腺嘌呤(腺嘌呤脱氧核苷酸)＝40个，故复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸(25－1)×40＝1 240个。
答案　A
9．将大肠杆菌在含有15N标记的NH4Cl培养液中培养后，再转移到含有14N的普通培养液中培养，8小时后提取DNA进行分析，得出含15N的DNA占总DNA的比例为1/16，则大肠杆菌的分裂周期是
A．2小时 B．4小时
C．1.6小时 D．1小时
解析　由DNA分子半保留复制的特点，知子代中含15N的DNA应有2个，则由题干分析，8小时共有32个DNA分子，则DNA分子复制了5次，即大肠杆菌分裂了5次，则其分裂周期为8/5＝1.6小时。
答案　C
10．已知一个完全标记上15N的DNA分子含100个碱基对，其中腺嘌呤(A)有40个，经过n次复制后，不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1，需游离的胞嘧啶(C)为m个，则n、m分别是
A．3　900 B．3　420
C．4　420 D．4　900
解析　根据DNA分子的特点可知一个含100个碱基对的DNA分子，腺嘌呤(A)有40个，则T有40个、60个G和60个C。由于DNA分子的复制是半保留复制，则由不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1可知共复制了4次，产生了16个DNA分子。需要游离的C∶(16－1)×60＝900。
答案　D
11．(2012·苏、锡、常、镇四市一次调查)下列有关基因的叙述，正确的是
①原核生物的基因与真核生物的基因本质和结构都相同　②基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息　③种群中基因频率的改变不一定会导致新物种的形成　④DNA分子内部结构的改变都能引起基因突变
A．①② B．②③
C．②④ D．③④
解析　真核生物基因的结构在编码区有非编码序列即有内含子和外显子之分，原核生物的基因在编码区都是编码序列；DNA分子的非基因片段的改变不能引起基因突变。
答案　B
12．(2011·双鸭山模拟)下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是
A．在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸和一个碱基
B．基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因
C．一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的
D．染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子
解析　在DNA分子结构中一个脱氧核糖连接一个碱基，但磷酸则是多数连着两个，因为脱氧核苷酸是相连的，脱氧核糖与磷酸交替连接形成基本的骨架结构。只有DNA的两端存在两个脱氧核糖只连着一个磷酸的情况。
答案　A
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)如图为大肠杆菌的DNA分子结构示意图(片段)。请据图回答问题：
(1)图中1表示________，2表示________，1、2、3结合在一起的结构叫________。
其排列顺序中蕴藏着__________________________________________________。
(2)图中3有________种，中文名字分别是________。
(3)含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个。请回答：
①该DNA片段中共有腺嘌呤____________个，C和G共______________对。
②该片段复制4次，共需原料胞嘧啶脱氧核苷酸______________个。
③在DNA分子稳定性的比较中，________碱基对的比例高，DNA分子稳定性高。
(4)假定大肠杆菌只含14N的DNA的相对分子质量为a，只含15N的DNA的相对分子质量为b。现将只含15N的DNA培养到含14N的培养基中，子一代DNA的平均相对分子质量为________，子二代DNA的平均相对分子质量为________________________________________。
答案　(1)磷酸　脱氧核糖　脱氧核苷酸　遗传信息　(2)2　鸟嘌呤、胞嘧啶　(3)①40　60　②900　③C和G　(4)(a＋b)/2　(3a＋b)/4
14．(15分)(2012·南京调研)图1表示细胞生物遗传信息传递的某过程，图2表示DNA结构片段。请回答下列问题：
(1)图1所示的遗传信息传递过程是________，其中不同于图2的碱基互补配对方式是________。
(2)科学家在探究DNA复制特点时运用的主要技术是________。若把图2所示DNA放在含15N的培养液中复制3代，子代中含14N的DNA所占比例为________。在DNA复制过程中作用于b点的酶是________。
(3)若通过PCR技术共得到32个图2中的DNA片段则至少要向试管中加入________个腺嘌呤脱氧核苷酸。
解析　图中所示DNA中只有1条含14N的链，因此子代DNA中含14N的DNA也只有1个，而复制3代后总的DNA数为8个，故复制3代后，子代中含14N的DNA所占比例为1/8。图2所示DNA片段中含腺嘌呤脱氧核苷酸4个，则32个DNA片段中含腺嘌呤脱氧核苷酸128个，复制时需要腺嘌呤脱氧核苷酸＝128－4(原亲代中的个数)＝124个。
答案　(1)转录　A－U　(2)放射性同位素示踪技术　1/8　解旋酶　(3)124
15．(15分)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。现在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、核糖核苷酸、14C—核糖核苷酸、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________，其基本组成单位是________；RNA主要分布在________，其基本组成单位是____________________________________________________________________。
(4)实验步骤
分组编号 培养基甲 培养基乙
设置对照实验 加入适量的核糖核苷酸和14C—脱氧核苷酸 ____________
培养 分别接种等量的________，在相同的适宜条件下培养
观察 分别选取培养基甲和培基基乙中的细胞，用放射性探测显微仪观察____________________
(5)预期结果
①培养基甲中细胞的放射性部位主要在___________________________________________；
②培养基乙中_________________________________________________________________。
(6)实验结论：_________________________________________________________________。
解析　DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，主要存在于细胞核中，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，主要存在于细胞质中。要验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸，可以根据被标记的脱氧核苷酸在细胞中的分布情况判断。
答案　(3)细胞核　脱氧核苷酸　细胞质　核糖核苷酸
(4)加入等量的14C—核糖核苷酸和脱氧核苷酸　突变细胞系　细胞核和细胞质的放射性强弱
(5)①细胞核　②细胞的放射性部位主要在细胞质
(6)DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸第六单元
第19讲　DNA是主要的遗传物质
知能达标训练
真题演练
1．(2011·高考广东卷)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
实验组号 接种菌型 加入S型菌物质 培养皿长菌情况
① R 蛋白质 R型
② R 荚膜多糖 R型
③ R DNA R型、S型
④ R DNA(经DNA酶处理) R型
A.①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子
B．②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性
C．③和④说明S型菌的DNA是转化因子
D．①～④说明DNA是主要的遗传物质
解析　第①②组实验说明蛋白质和荚膜多糖与R型菌转化为S型菌无关，A、B项错误。第③组实验说明DNA与R型菌转化为S型菌有关。 第④组实验说明DNA被水解后的产物不能使R型菌转化为S型菌，C项正确。①一④只能说明DNA是遗传物质，而不能说明DNA是主要的遗传物质，D项错误。
答案　C
2．(2011·高考江苏卷)关于“噬菌体侵染细胞的实验”的叙述，正确的是
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
D．32P、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
解析　噬菌体营寄生生活，不能用培养基直接培养，需用含放射性的大肠杆菌培养才能使噬菌体带上放射性标记，A项错误；实验中保温时间不能过长，若保温时间太长则可能使一些含32P的子代噬菌体释放出来，离心后存在于上清液中，导致上清液中检测到32P，B项错误；35S标记的是噬菌体的蛋白质，理论上应存在于上清液中，但可能因搅拌不充分，部分噬菌体仍吸附在细菌表面而存在于沉淀物中，C项正确，本实验可说明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质，因为缺少蛋白质进入细菌细胞的对照实验，D项错误。
答案　C
3．(2010·江苏生物)探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括
A．不同生物的蛋白质在结构上存在差异
B．蛋白质与生物的性状密切相关
C．蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制
D．蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量遗传信息
解析　作为遗传物质的特点：结构上存在差异，其基本单位不同的排列组合可以贮存大量遗传信息，与生物性状密切相关，具有较高的稳定性，并且能够自我复制。选项C应为DNA比蛋白质具有更高的热稳定性。并且能够自我复制。
答案　C
4．(2010·高考上海卷)若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体浸染，裂解后释放的所有噬菌体
A．一定有35S，可能有32P　　 B．只有35S
C．一定有32P，可能有35S D．只有32P
解析　被32P标记的噬菌体侵入大肠杆菌后，利用大肠杆菌中的脱氧核苷酸来复制形成子代噬菌体的DNA，根据半保留复制原则，新合成的全部DNA分子中将有两个DNA分子含有被32P标记的母链，而新合成的蛋白质全部由大肠杆菌中被35S标记的氨基酸合成，因此一定含有35S。
答案　A
5．(2010·海南生物)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
“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 B．1、4
C．2、3 D．2、4
解析　 DNA和蛋白质这两种物质中DNA是噬菌体的遗传物质。所以组成成分为甲的DNA和乙的蛋白质的“杂合”噬菌体感染大肠杆菌后得到的子代噬菌体的表现型与甲种一致；组成成分为乙的DNA和甲的蛋白质的“杂合”噬菌体感染大肠杆菌后得到的子代噬菌体的表现型与乙种一致。
答案　B
6．(2009·江苏生物)下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是
A．豌豆的遗传物质主要是DNA
B．酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上
C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素
D．HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸
解析　A中豌豆的遗传物质只有DNA；B中酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上，细胞质中也有；C中T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含S元素；D中HIV的遗传物质是RNA，水解后产生4种核糖核苷酸。
答案　B
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．对肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是
A．二者设计思路相同，都是设法将DNA和蛋白质区分开，单独地、直接地研究它们在遗传中的作用
B．二者都运用了对照的原则，都巧妙地运用了同位素标记法
C．二者都能证明DNA能指导蛋白质的合成
D．二者都能证明DNA是主要的遗传物质
解析　本题主要考查肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的区别与联系。肺炎双球菌转化实验没有用到同位素标记法，也没有证据表明DNA能指导蛋白质的合成，故B与C错误；两个实验都能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质，故D错误。
答案　A
2．(2012·江苏高三调查)豌豆细胞中的DNA，有84%在染色体上，染色体中DNA占36.5%，RNA占9.6%，蛋白质占48.9%，这些数据表明
A．染色体的复制与RNA无关
B．染色体是遗传物质的主要载体
C．豌豆的遗传物质是DNA和RNA
D．基因在染色体上呈线性排列
解析　从题干信息可知，DNA主要存在于染色体上，所以染色体是遗传物质的主要载体。
答案　B
3．如图为“肺炎双球菌转化实验”的部分研究过程，能充分说明“DNA是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质”是
A．①②④ B．①②③
C．①③④ D．①②③④
解析　本题主要考查对艾弗里转化实验的理解与分析。实验①中活的R型细菌在S型细菌的DNA作用下，转化为S型细菌，说明S型细菌的DNA肯定进入了R型细菌中，并实现了对其性状的控制，证明DNA是遗传物质。为了排除其他物质是遗传物质的可能性，还要设计一系列对照实验，题中的②③④均分别与①形成对照实验，说明S型细菌的蛋白质、多糖类荚膜、DNA的水解产物等都不能使R型细菌发生转化，即证明了蛋白质、多糖类荚膜、DNA水解产物等其他物质不是遗传物质。
答案　D
4．格里菲思(F.Griffith)用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果
A．证明了DNA是遗传物质 B．证明了RNA是遗传物质
C．证明了蛋白质是遗传物质 D．没有具体证明哪一种物质是遗传物质
解析　英国科学家格里菲思只是通过肺炎双球菌的转化实验，推论杀死的S型细菌中含有促使转化的活性物质“转化因子”，没有具体证明何种物质是遗传物质。
答案　D
5．用放射性同位素35S标记噬菌体的外壳蛋白质，然后用其侵染细菌。当噬菌体在细菌体内大量增殖时，对被标记物质进行测试，发现细菌细胞内无放射性。下列关于这一现象的解释不正确的是
A．被标记的噬菌体的外壳没有进入细菌细胞中
B．噬菌体DNA进入了细菌细胞内
C．噬菌体在细菌细胞中增殖过程所需原料来自细菌细胞
D．噬菌体在细菌细胞中增殖受细胞外的噬菌体外壳蛋白质控制
解析　噬菌体的侵入只是遗传物质DNA部分，而蛋白质未进入，子代噬菌体的产生仅受噬菌体DNA的控制。
答案　D
6．肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型活细菌相混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型、R型活细菌含量变化情况如图所示。下列有关叙述错误的是
A．在死亡的小鼠体内存在着S型、R型两种类型的细菌
B．小鼠体内出现活S型细菌是R型细菌基因突变的结果
C．曲线ab段下降的原因是R型细菌被小鼠的免疫系统作用所致
D．曲线bc段上升，与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关
解析　加热杀死的S型细菌能将R型细菌在小鼠体内转化成具有活性的S型细菌。但在转化之前，R型细菌无毒，所以小鼠的免疫系统对R型细菌进行攻击，导致其数量下降。但是一旦S型细菌转化成功，S型细菌的毒性使小鼠的免疫功能严重受损，所以最终两种细菌的数量大大上升。
答案　B
7．(2012·浙江金华十校4月联考)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．S型菌再次进入人体后可刺激记忆B细胞中某些基因的表达
B．S型菌R型菌致病性差异是由于细胞分化的结果
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，故高温处理的蛋白质仍可与双缩脲试剂发生紫色反应。
答案　A
8．在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是
A．用32P、35S标记同一组T2噬菌体的DNA和蛋白质
B．该实验的步骤是标记、培养、搅拌、离心、检测
C．用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体
D．该实验证明了DNA是主要的遗传物质
解析　噬菌体是细菌病毒，不能直接利用培养基中的成分，只能利用活的宿主细胞来培养。同时用32P、35S标记噬菌体，在沉淀物和上清液中都会出现放射性，无法探究遗传物质的成分。此实验只能证明DNA是遗传物质，但无法证明DNA是主要的遗传物质。
答案　B
9．(2012·辽宁抚顺一模)关于噬菌体侵染细菌的实验，下列说法中正确的是
A．该实验能说明DNA是遗传物质，而RNA不是
B．噬菌体复制扩增时，利用细菌体内的核糖体合成外壳蛋白
C．野生型的噬菌体在侵染细菌之前，需在血浆中添加含放射性标记的脱氧核苷酸进行培养
D．用被32P标记的噬菌体侵染细菌，充分搅拌离心后在上清液中检测不到放射性
解析　噬菌体是由DNA和蛋白质构成的，不含有RNA；病毒必须寄生在活的宿主细胞内才能进行正常的生理活动，在培养基中无法存活；用被32P标记的噬菌体侵染细菌，充分搅拌离心后在上清液中检测到放射性很低而不是没有。
答案　B
10．用32P标记S型肺炎双球菌的DNA,35S标记其蛋白质，将其加热杀死后与未标记的R型活细菌混合并注入小鼠体内。一段时间后，从死亡的小鼠体内提取得到活的S型和R型细菌。下列有关元素分布的分析，最可能的情况是
A．部分S型细菌含有32P，不含有35S
B．部分R型细菌含有32P和35S
C．所有S型细菌都含有32P，不含有35S
D．所有R型细菌都含有35S，不含有32P
解析　由题意可知，标记后再加热杀死S型肺炎双球菌的蛋白质会变性失活，而其DNA则仍保持活性，具有转化能力，因此当与未标记的R型活细菌混合并注入小鼠体内后，S型菌的DNA会使部分R型菌转化形成S型菌，其他绝大多数的R型菌仍然正常。从死亡小鼠体内提取到的活的S型菌和R型菌的蛋白质的合成与S型菌的标记蛋白无关，也就是说从死亡小鼠体内提取得到的活的S型和R型细菌都不会含有35S。
答案　A
11．(2011·浙江温州十校联考)噬菌体是一类细菌病毒。下列关于噬菌体侵染细菌实验的相关叙述中不正确的是
A．该实验证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
B．侵染过程的“合成”阶段，噬菌体DNA作为模板，而原料、ATP、酶、场所等条件均由细菌提供
C．为确认何种物质注入细菌体内，可用32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质
D．若用32P对噬菌体双链DNA标记，再转入培养有细菌的普通培养基中让其连续复制n次，则含32P的DNA应占子代DNA总数的1/2n－1
解析　噬菌体是一类细菌病毒，侵染细菌的时候是将DNA注入细菌细胞内，以噬菌体的DNA为模板，利用细菌的原料来合成噬菌体的DNA及蛋白质；噬菌体侵染细菌的实验中，用32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，证明了DNA是遗传物质，但不可证明蛋白质不是遗传物质，若要证明蛋白质是否为遗传物质，可将分离出来的蛋白质单独注入到细菌中，看能否产生同样的噬菌体后代；DNA具有半保留复制的特点，所以用32P标记的噬菌体双链DNA，让其连续复制n次后，含32P的DNA应占子代DNA总数的1/2n－1。
答案　A
12．下列有关遗传物质的描述，错误的是
A．细胞生物的遗传物质都是DNA
B．任何生物个体的遗传物质只有一种
C．肺炎双球菌的遗传物质是DNA或RNA
D．不含DNA的生物，RNA是其遗传物质
解析　一切有细胞结构的生物，遗传物质均为DNA，因而肺炎双球菌的遗传物质是DNA。据遗传物质的不同，病毒可分为DNA病毒和RNA病毒两大类，对于每一种特定的病毒而言，只能具有其中的一种。
答案　C
二、综合题(共2小题，满分44分)
13．(19分)回答下列与噬菌体侵染细菌实验有关的问题：
Ⅰ.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：________________________________________________________________。
第二步：________________________________________________________________。
(2)以上实验结果说明：____________________________________________________。
(3)若要大量制备用35S标记的噬菌体，需先用35S的培养基培养________，再用噬菌体去感染________。
Ⅱ.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：在离心上层液体中，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___________________。
(2)在理论上，上层液放射性应该为0，其原因是__________________________________。
(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________________________________________________。
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________(填“是”或“不是”)误差的来源，理由是_________________________________________________________。
(4)噬菌体侵染细菌实验证明了_________________________________________________。
(5)上述实验中，________(填“能”或“不能”)用15N来标记噬菌体的DNA，理由是________________________________________________________________________。
解析　Ⅰ.正确解答此题的关键是先审清图中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。
Ⅱ.(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，而不是蛋白质，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来标记DNA。
答案　Ⅰ.(1)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)T2噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌体内
(3)大肠杆菌　被35S标记的大肠杆菌
Ⅱ.(1)同位素标记法(同位素示踪法)
(2)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
(3)a.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．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)DNA是遗传物质
(5)不能　在DNA和蛋白质中都含有N元素
14．(25分)(探究创新题)在研究生物遗传物质的过程中，人们做了很多的实验进行探究，包括著名的“肺炎双球菌转化实验”。某人曾重复了“肺炎双球菌转化实验”，步骤如下。请分析以下实验并回答问题：
A．将一部分S型细菌加热杀死；
B．制备符合要求的培养基，并分为若干组，将菌种分别接种到各组培养基上(接种的菌种见图中文字所示)
C．将接种后的培养皿放在适宜温度下培养一段时间，观察菌落生长情况(见图)。
(1)本实验中的对照组有：_______________________________________________。
(2)本实验得出的结论是：_______________________________________________。
(3)如图表示在格里菲思肺炎双球菌转化实验的基础上进行的实验部分图解，其目的是证明“转化因子”的化学成分。请据图回答：
①在对R型细菌进行培养之前，必须首先进行的工作是______________________。
②依据上面实验的图解，可以作出________的假设。
③为验证上面的假设，又设计了下面的实验：
该实验中加DNA酶的目的是___________________________________________________，
观察到的实验现象是_______________________________________________________。
④通过上面两步实验，仍然不能说明____________________________________________，
为此还需设计下面的实验：
观察到的实验现象是___________________________________________________________，
该实验能够说明_________________________________________________________。
(4)由此可见，________是遗传物质，蛋白质等其他物质不是遗传物质。
解析　(1)该实验探究的课题是：“加热杀死的S型细菌能否导致R型细菌发生转化”，所以必须设置正常的R型细菌、S型细菌及加热杀死的S型细菌的培养组，与混合培养形成对照。
(2)从四组菌落生长情况的对照中就可以确定S型细菌中有某种物质(转化因子)能使R型细菌转化成S型细菌。
(3)本实验的目的是验证“转化因子”的化学成分，因此应将S型细菌的各种成分分离、提纯后分别与R型细菌混合，观察实验结果，分析得出正确结论。
(4)由题目综合分析，DNA是遗传物质。
答案　(1)1、2、3组
(2)S型细菌中的某种物质(转化因子)能使R型细菌转化成S型细菌，产生可遗传的变异
(3)①分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质　②DNA是遗传物质
③分解从S型细菌中提取的DNA　培养基中只长R型细菌
④蛋白质、多糖等不是遗传物质　培养基中只长R型细菌　蛋白质、多糖不是遗传物质　(4)DNA第六单元
第21讲　基因指导蛋白质的合成及
基因对性状的控制
知能达标训练
真题演练
1．(2011·江苏卷)下列物质合成时，需要模板的是
A．磷脂和蛋白质　　　　 　B．DNA和酶
C．性激素和胰岛素 D．神经递质和受体
解析　磷脂的合成不需要模板，而蛋白质的合成需要间接模板DNA、直接模板mRNA，A项错误；DNA复制需要分别以亲代DNA的两条链为模板，大多数酶(蛋白质)的合成需要以mRNA为直接模板，少数酶(RNA)的合成需要DNA的一条链为模板，B项正确；性激素的化学本质为脂质，其合成不需要模板，C项错误；受体的化学本质是蛋白质，其合成需要模板，但神经递质的合成不需要模板，D项错误。
答案　B
2．(2011·高考江苏卷)关于转录和翻译的叙述，错误的是
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
C．mRNA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　转录是以DNA的一条链为模板、以核糖核苷酸为原料合成RNA的过程，A项正确；转录过程需要RNA聚合酶的催化，RNA聚合酶能首先识别并结合到启动子上，驱动基因转录出mRNA，B项正确；以mRNA为模板翻译合成蛋白质时移动的是核糖体，C项错误；一个氨基酸可以有几种不同的密码子，这样有时由于差错导致的密码子改变却不会改变氨基酸，从而保持生物性状的相对稳定，D项正确。
答案　C
3．(2011·上海单科)如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)
A．4 h B．6 h
C．8 h D．12 h
解析　分析坐标曲线可知，若不考虑先表达的蛋白质降解，在6 h时两基因首次表达的产物开始共存。
答案　B
4．(2011·上海单科)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
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　由题意可知原核生物的转录和翻译可以同步进行，翻译的场所核糖体与DNA靠得很近。
答案　D
5．(2010·海南卷)下列关于遗传信息传递的叙述，错误的是
A．线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则
B．DNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的
C．DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序
D．DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则
解析　本题主要考查对中心法则的理解。无论是核基因的遗传，还是质基因的遗传都遵循中心法则。基因可通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状。DNA病毒中虽然只有DNA和蛋白质，没有RNA，但是其可以在宿主细胞中进行复制、转录和翻译等过程，其遗传信息的传递仍然遵循中心法则。
答案　D
6．(2010·江苏生物)铁蛋白是细胞内储存多余Fe3＋的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的Fe3＋、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。当Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3＋而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合，沿mRNA移动，遇到起始密码后开始翻译(如下图所示)。回答下列问题：
(1)图中甘氨酸的密码子是________，铁蛋白基因中决定的模板链碱基序列为______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)Fe3＋浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了________，从而抑制了翻译的起始；Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3＋而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白mRNA能够翻译。这种调节机制既可以避免________对细胞的毒性影响，又可以减少________。
(3)若铁蛋白由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是________________________________________________________________________。
(4)若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即由___________________________
________________________________________________________________________。
解析　(1)由翻译的特点，肽链合成过程中每结合一个氨基酸，核糖体就向右移动3个碱基的距离，由图可知甘氨酸对应密码子应为GGU，甘、天、色氨酸对应mRNA的碱基序列为GGUGACUGG，所以相应基因模板链碱基序列为……CCACTGACC……也可以是……CCAGTCACC……(转录方向与前者相反)。(2)从题干信息看出铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列，当Fe3＋浓度低时，铁调节蛋白会与铁应答元件结合，干扰核糖体在mRNA上的结合与移动，从而抑制翻译的起始；当Fe3＋浓度高时，Fe3＋会与铁调节蛋白结合，使翻译正常进行。这样既可以避免Fe3＋对细胞的毒性影响，又可以减少细胞内物质和能量的浪费。(3)因mRNA上存在着铁应答元件和终止密码等不对应氨基酸的碱基序列，故mRNA上碱基数远大于氨基酸数的3倍。(4)比较色氨酸和亮氨酸的密码子，色氨酸(UGG)与亮氨酸(UUG)只有一个碱基的差别，可以确定改变DNA模板链上的一个碱基可以实现色氨酸变成亮氨酸，(UGG→UUG)，故DNA模板链上碱基变化为C→A。
答案　(1)GGU　
…CCACTGACC…(…CCAGTCACC…)
(2)核糖体在mRNA上的结合与移动　Fe3＋　细胞内物质和能量的浪费
(3)mRNA两端存在不翻译的序列
(4)C→A
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．(2012·双鸭山模拟)下列关于RNA的叙述中，不正确的是
A．RNA可分为mRNA、tRNA、rRNA
B．mRNA的转录和翻译都是在细胞核中进行的
C．RNA可以作为某些生物的遗传物质
D．mRNA直接决定蛋白质分子中氨基酸的排列顺序
解析　真核生物转录的场所是细胞核，翻译的场所是细胞质，原核生物转录场所是拟核。部分病毒的遗传物质是RNA。
答案　B
2．有三个核酸分子，经分析知，共有5种碱基、8种核苷酸、四条多核苷酸链，它们是
A．一个DNA分子，两个RNA分子 B．三个DNA分子
C．两个DNA分子，一个RNA分子 D．三个RNA分子
解析　根据题意，这三个核酸分子共有5种碱基、8种核苷酸，也就是DNA分子和RNA分子均有，而三个分子共有四条多核苷酸链，由于DNA是双链结构，而RNA是单链结构，则这三个分子只能是一个DNA分子和两个RNA分子。
答案　A
3．下列关于真核细胞DNA复制和转录这两种过程的叙述，错误的是
A．两种过程都可在细胞核中发生 B．两种过程都有酶参与反应
C．两种过程都以核糖核苷酸为原料 D．两种过程都以DNA为模板
解析　DNA复制和转录的模板都是DNA，所以全部发生在细胞核内，解旋酶两个过程都参与了。因为合成的产物分别是DNA和RNA，所以原料是不同的。
答案　C
4．下图是蛋白质合成示意图，下列叙述不正确的是
A．图中①②③依次是核糖体、tRNA、mRNA
B．丙氨酸的密码子是GCU
C．若图中④含60个组成单位，则③中至少含180个密码子
D．该图表示的是基因控制蛋白质合成过程中的翻译过程
解析　本题考查对蛋白质合成示意图的识别能力。据图可知，①②③④分别为核糖体、tRNA、mRNA、多肽。由于密码子是mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基，所以决定丙氨酸的密码子是GCU。若该多肽由60个氨基酸组成，则mRNA中的密码子至少有60个。
答案　C
5．下列能在细胞核中发生转录的细胞是
①有丝分裂中期的洋葱根尖细胞　②精原细胞　③高度分化不再分裂的神经细胞　④人体内成熟的红细胞　⑤效应T细胞　⑥次级卵母细胞
A．②③⑤ B．①③④⑥
C．①②③④⑤⑥ D．①②⑤⑥
解析　分裂期的细胞内染色体处于螺旋化状态，有丝分裂中期细胞、次级卵母细胞中DNA不易解螺旋，不能进行转录，人体内成熟红细胞无细胞核，DNA不能进行转录，其他活细胞都可以合成蛋白质类的物质，蛋白质的合成要经过转录和翻译。
答案　A
6．(2012·南京二模)下列关于蛋白质合成的叙述错误的是
A．噬菌体合成自身蛋白质的原料由细菌提供
B．绿色植物吸收的氮主要用于合成蛋白质等物质
C．tRNA、mRNA、rRNA都参与蛋白质的合成
D．脱水缩合产生的水中的氢只来自于氨基
解析　蛋白质合成过程中脱水缩合产生的水中的氢一个来自于氨基，一个来自于羧基。
答案　D
7．某条多肽的相对分子质量为2 778，若氨基酸的平均相对分子质量为110，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是
A．75对碱基 B．78对碱基
C．90对碱基 D．93对碱基
解析　设多肽是由m个氨基酸构成的，蛋白质的相对分子量＝110m－18(m－1)＝2 778，则m等于30。那么控制该多肽的密码子有31个(终止密码子不编码氨基酸)，则控制该多肽合成的基因有93对碱基。
答案　D
8．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
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。RNA分为mRNA、tRNA和rRNA，mRNA上具有密码子，tRNA具有运载氨基酸的作用。构成DNA的碱基是A、T、G、C，构成RNA的碱基是A、U、G、C，故它们的碱基构成不同。
答案　D
9．在遗传学上，把遗传信息沿一定方向的流动叫做信息流。信息流的方向可以用下图表示，则
A．①和②过程都需要解旋酶和RNA聚合酶
B．能进行④或⑤过程的生物不含DNA
C．①过程可能发生基因突变和基因重组
D．③过程不发生碱基互补配对
解析　①过程为DNA复制过程，②为转录过程，二者都需要解旋酶，后者需要RNA聚合酶；④过程为RNA复制，⑤为逆转录过程，都发生在以RNA为遗传物质的病毒所寄生的细胞内；①DNA复制过程可以出现基因突变，而基因重组发生在减数第一次分裂前期或后期；③过程为翻译过程，转运RNA的反密码子和信使RNA的密码子碱基互补配对。
答案　B
10．1981年底，我国科学家人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸，标志着我国具有人工合成核酸的能力，下列各试管通过人工合成产物，叙述不正确的是
A．①④，②③产物分别相同
B．①④，②③生理过程不同
C．①②③④的进行都需要模版、原料、能量和酶
D．每个生物都必须要进行①②③④所有生理过程
解析　①中DNA为模板，原料为脱氧核苷酸，所以为复制，产物为DNA，②中加入DNA为模板，原料为核糖核苷酸，所以为转录，产物为RNA，③中加入RNA为模板，原料为核糖核苷酸，所以为复制，产物为RNA，④中加入RNA为模板，原料为脱氧核苷酸，所以产物为DNA，为逆转录，只发生在有逆转录酶的生物中。
答案　D
11.(2011·苏北第一次调研)如图表示有关遗传信息传递的模拟实验，下列相关叙述合理的是
A．若X是mRNA，Y是多肽，则管内必须加入氨基酸
B．若X是DNA一条链，Y含有U，则管内必须加入逆转录酶
C．若X是tRNA，Y是多肽，则管内必须加入脱氧核苷酸
D．若X是HIV的RNA，Y是DNA，则管内必须加入DNA酶
解析　若X是mRNA，Y是多肽，该过程为翻译，需要加入原料氨基酸；若X是DNA一条链，Y含有U，该过程为转录，不应加入逆转录酶；若X是tRNA，Y是多肽，该过程为翻译，需要加入原料氨基酸；若X是HIV的RNA，Y是DNA，该过程为逆转录，应加入逆转录酶。
答案　A
12．下图为细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，下列说法正确的是
A．该过程的模板是脱氧核糖核酸，原料是氨基酸
B．一个密码子只决定一种氨基酸，一种氨基酸只由一种tRNA转运
C．若最终形成的②中含有17个基本组成单位，则①中至少含51个碱基
D．若①中有一个碱基发生改变，则合成的多肽链的结构一定发生改变
解析　本题考查翻译的相关知识。翻译的模板是mRNA。一个密码子只决定一种氨基酸，终止密码子例外。一种氨基酸可以由多个tRNA转运。由于一种氨基酸可能对应多种密码子，故如果mRNA上的一个碱基发生改变。则控制合成的多肽结构不一定改变。
答案　C
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)如图表示某高等植物细胞中基因表达的过程，“→”表示物质转移的路径和方向，请仔细观察和分析图解，并回答下列问题：
(1)图中rbcs基因表达的产物是SSU，Cab基因表达的产物是LHCP。在基因表达的过程中，图中的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表的物质或结构依次为_______________________________________。
(2)图中Ⅴ是叶绿体中的小型环状DNA，Ⅴ上的基因表达的产物是LUS，物质Ⅵ具有催化某种高分子物质合成的作用，则Ⅵ是____________________________________________。
(3)据图可知，基因表达过程中转录发生的细胞部位是________________，翻译发生的细胞部位是__________________________________________________________________。
(4)据图可知，合成的LHCP参与光合作用的__________________反应。由SSU和LUS组装成的Rubisco催化CO2＋C5→2C3反应的过程，则Rubisco存在于__________________中。
解析　本题是信息题，综合考查学生提取有效信息的能力。据图可知，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ依次为mRNA、核糖体、多肽。由于物质Ⅵ具有催化作用，催化DNA合成mRNA，因此，物质Ⅵ应该是RNA聚合酶。据图可知，转录不仅发生在细胞核，还可以发生在叶绿体基质中。翻译则可以发生在细胞质基质中的核糖体上和叶绿体中的核糖体上。由于LHCP作用于叶绿体基粒，所以该物质参与的是光合作用的光反应。
答案　(1)mRNA、核糖体、多肽　(2)RNA聚合酶　(3)细胞核和叶绿体基质　细胞质基质中的核糖体和叶绿体中的核糖体　(4)光　叶绿体基质
14．(15分)(2012·南京二模)下图是基因控制蛋白质合成的两个主要步骤。请分析回答下列问题
(1)图1中甲的名称为________，乙与丁在结构E的不同点是________。方框内表示该过程进行方向的箭头是________。(标“→”或“←”)
(2)图2所示的生理过程是细胞中多聚核糖体合成多肽链的过程，此过程的模板是________(物质名称)。②③④的最终结构是否相同？________(是/否)
(3)从化学成分角度分析，以下与图2中结构⑤的化学组成最相似的是________。
A．大肠杆菌 B．噬菌体
C．染色体 D．烟草花叶病毒
解析　(1)图1中甲的名称为RNA聚合酶，组成乙的五碳糖是脱氧核糖，组成丁的是核糖。(2)图2所示的生理过程是翻译，其模板是mRNA，②③④的最终结构是相同的。(3)⑤是由RNA和蛋白质构成的，A、B、C都含有DNA，而烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，烟草花叶病毒是由RNA和蛋白质构成的。
答案　(1)RNA聚合酶　组成乙的五碳糖是脱氧核糖，组成丁的是核糖　←　(2)mRNA　是　(3)D
15．(15分)(2011·浙江五校联考)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，________和________也不同。
(2)与图一中A链相比，C链特有的化学组成是____________和____________。
(3)图三所示的是遗传信息传递的规律，被命名为________。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，一般不会将该基因转入到棉花细胞的________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________分子。
解析　(1)分析题图可知：图一为在RNA聚合酶的催化作用下，以DNA的一条链为模板的转录过程，图二为以DNA的两条链为模板在DNA聚合酶的催化作用下完成的DNA的复制过程，两过程除模板不同外，酶、原料也不同。(2)图一中的C链为RNA，与DNA链相比，其特有的化学组成是核糖和尿嘧啶。(3)图三所示是遗传信息的传递规律，被命名为中心法则：①为DNA的复制、③为转录、⑤为翻译，三者均可在人体正常细胞内发生；④为RNA的复制，②为逆转录过程。(4)为避免基因转移影响其他植物，一般将目的基因转移到叶绿体或线粒体中。d过程为基因的表达过程，对应于图三中③转录、⑤翻译过程。由图可知，活化的毒性物质是一种多肽分子。
答案　(1)酶　原料　(2)核糖　尿嘧啶
(3)中心法则　①、③、⑤
(4)细胞核　③、⑤　多肽

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