作业12　基因的本质和表达

7/7作业12基因的本质和表达1.（2025·河南洛阳模拟）R型和S型细菌均有不同类型。向小鼠注射RⅡ活菌和加热杀死的SⅢ死菌，会导致小鼠死亡，死亡小鼠体内分离出SⅢ活菌，其后代仍然为SⅢ活菌。为研究小鼠体内SⅢ活菌是来自SⅢ死菌还是RⅡ活菌，科学家分别做了如下两组实验，下列叙述错误的是（）A.实验二可说明SⅢ活菌不是由SⅢ死菌复活而来的B.实验一可说明SⅢ活菌来源于RⅡ活菌C.SⅢ活菌后代仍然为SⅢ活菌，说明SⅢ活菌发生的变异属于可遗传变异D.两组实验培养后的培养皿上，SⅢ活菌的数量均少于RⅡ活菌解析：B实验二中用的是SⅢ菌细胞破碎后的提取液，当细胞结构的完整性被破坏后，细胞无法复活，说明SⅢ活菌不是由SⅢ死菌复活而来的，A正确；实验一和实验二对比说明，SⅢ活菌来源于RⅡ活菌，B错误；SⅢ活菌后代仍然为SⅢ活菌，说明SⅢ活菌发生的变异属于可遗传变异，C正确；RⅡ活菌转化成SⅢ活菌概率较低，所以两组实验培养后的培养皿上，SⅢ活菌的数量均少于RⅡ活菌，D正确。2.（2025·河南平顶山模拟）1952年，美国遗传学家赫尔希及其助手蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记法，完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验。如图为T2噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤，下列叙述正确的是（）A.用含有32P的培养基培养噬菌体，可得到32P标记的噬菌体B.实验操作过程中可用14C代替35S来对蛋白质外壳进行标记C.噬菌体进行DNA复制和蛋白质合成时所需的原料均由细菌提供D.用32P标记的噬菌体侵染细菌，若搅拌不充分放射性结果与上图相同解析：CT2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，无法直接在培养基中增殖，A错误；蛋白质和DNA分子的组分中均含有C，因此无法区分DNA和蛋白质，B错误；噬菌体没有细胞结构，需要用活细胞培养，噬菌体侵入细菌后，利用细菌内的物质合成自身的DNA和蛋白质来进行增殖，C正确；用32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染大肠杆菌后，放射性主要分布在沉淀中，搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体蛋白质外壳与细菌分离，搅拌不充分不会使得上清液中有大量放射性，D错误。3.（2025·安徽蚌埠模拟）如图为DNA结构模型图，图中的字母代表四种碱基。下列叙述错误的是（）A.DNA上脱氧核苷酸的排列顺序代表其中的遗传信息B.DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架C.DNA一条链上相邻碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接D.图中标注3'的一端有一个游离的磷酸基团，标注5'的一端有一个羟基解析：DDNA上脱氧核苷酸（碱基对）的排列顺序代表了其中的遗传信息，A正确；DNA的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧组成，B正确；一条链上脱氧核苷酸之间通过脱氧核糖与磷酸形成磷酸二酯键连接，因此DNA一条链上相邻碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，C正确；在DNA双螺旋结构模型中，标注5'的一端带有一个游离的磷酸基团，标注3'的一端有一个羟基，D错误。4.（2025·北京丰台模拟）在氮源为14N的培养基上生长的大场杆菌，其DNA分子均为14N-DNA（对照）；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N-DNA（亲代）。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，在连续繁殖两代（Ⅰ和Ⅱ），用某种离心方法分离得到的结果如图甲所示：下列说法错误的是（）A.由实验结果可推测第一代（Ⅰ）大肠杆菌DNA分子一条链含14N，另一条链含15NB.将第一代（Ⅰ）大肠杆菌转移到含15N的培养基上繁殖一代，将大肠杆菌的DNA用同样方法分离，则DNA分子可能出现在试管中图乙的位置C.若将15N-DNA（亲代）的大肠杆菌在14N培养基上连续复制3次，则所产生的子代DNA中含15N的链与全部子代DNA链的比例为1∶8D.若一个DNA分子的一条单链中A占32％，且（A＋G）/（T＋C）＝1.5，则在其互补链中的该比值是3/2解析：D由实验结果可推测第一代（Ⅰ）细菌位于全中位置，则第Ⅰ代细菌DNA分子中一条链是14N，另一条链是15N，因为DNA分子为半保留复制方式，A正确；将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，繁殖一代后，Ⅰ中DNA分子的一条链是14N，另一条链是15N；再将其转移到含15N的培养基上繁殖一代，则Ⅱ中有一半是DNA分子的一条链是14N，另一条链是15N；另有一半是DNA分子的两条链含有15N，出现在试管中图乙的位置，B正确；若将15N-DNA（亲代）的大肠杆菌在14N培养基上连续复制3次，根据DNA分子半保留复制特点，所产生的子代DNA中全含15N（重DNA）、一条链含15N（中DNA）及两条链均不含15N（轻DNA）的比例为0∶2∶6，在这些子DNA中，含15N的链与全部子DNA链的比例为2∶16＝1∶8，C正确；已知的单链上是A，则未知的互补单链相应位置上是T；已知的单链上是A＋G，则未知的互补链上是T＋C，以此类推。因此，已知单链上（A＋G）/（T＋C）＝1.5，则未知的互补单链上（T＋C）/（A＋G）＝1.5，那么（A＋G）/（T＋C）＝2/3，D错误。5.（2025·贵州安顺模拟）细胞生物中基因通常是具有遗传效应的DNA片段，研究表明，外源基因导入受体细胞后，整合到受体细胞的DNA上才能成功表达从而发挥作用。下列关于基因、DNA、染色体及其相互关系的叙述，错误的是（）A.一个DNA分子上一般具有多个基因B.细胞生物的一个基因由多个脱氧核苷酸组成C.细胞生物中所有的基因都在染色体上呈线性排列D.外源基因能整合到受体细胞的DNA上是因为它们的结构与组成相类似解析：C细胞生物中基因通常是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上一般具有多个基因，A正确；基因通常是具有遗传效应的DNA片段，其基本单位是脱氧核苷酸，故细胞生物的一个基因由多个脱氧核苷酸组成，B正确；染色体是基因的主要载体，细胞生物中有的基因不位于染色体上，C错误；外源基因能整合到受体细胞的DNA上是因为它们的结构与组成相类似：DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成；DNA分子外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的基本骨架；DNA分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配对原则配对，并以氢键互相连接，D正确。6.（2025·湖北黄石模拟）如图为中心法则示意图，下列相关叙述错误的是（）A.HIV可通过⑤→①→②→③过程来合成蛋白质B.原核细胞和真核细胞中都可以发生过程①②③C.与过程①相比，过程③中特有的碱基互补配对方式是A—U、U—AD.②过程产生的三种RNA都可以携带遗传信息参与下一个过程解析：DHIV属于逆转录病毒，先逆转录形成DNA，再复制形成DNA，并转录、翻译合成蛋白质，因此其遗传信息传递与表达的途径为⑤→①→②→③，A正确；原核细胞和真核细胞都能发生DNA的复制，转录和翻译，B正确；与过程①（DNA复制）的碱基互补配对方式有A—T、G—C，③翻译中特有的碱基配对方式分别是“A—U”和“U—A”，C正确；②过程产生三种RNA的功能不同，mRNA可携带遗传信息，tRNA和rRNA不携带遗传信息，D错误。7.（2025·湖南邵阳模拟）生命是物质、能量和信息的统一体，下列关于遗传信息传递过程的叙述正确的是（）A.GUG既能编码甲硫氨酸也能编码缬氨酸，说明密码子具有简并性B.一个mRNA分子上可以结合多个核糖体同时开始多条肽链的合成C.遗传密码从mRNA的一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读D.克里克破译了第一个密码子UUU—苯丙氨酸解析：C密码子的简并性是指多种密码子对应的是同一种氨基酸，A错误；一个mRNA分子上可以结合多个核糖体进行多条肽链的合成，但不是同时开始，B错误；起始密码子是核糖体进行翻译的起点，遗传密码从mRNA的一个固定的起点（起始密码子）开始，以非重叠的方式（3个相连的核苷酸决定一种氨基酸）阅读，C正确；尼伦伯格和马太破译了第一个密码子UUU—苯丙氨酸，D错误。8.（2025·云南曲靖模拟）图1和图2是基因控制胰蛋白酶合成的两个主要步骤，下列叙述正确的是（）A.图1和图2所示过程的进行方向都是从右往左B.图1中乙与丁是同一种物质C.图2中共有RNA、多肽和多糖三种大分子物质D.图1和图2中的碱基互补配对方式相同解析：A根据图1中RNA聚合酶的位置可知，该过程进行的方向是从右向左；图2中多肽链的长度可知，该过程进行的方向是从右向左，A正确；图1中乙为胞嘧啶脱氧核苷酸，丁为胞嘧啶核糖核苷酸，两者不是同一种物质，B错误；图2中共有RNA、多肽和蛋白质三种大分子物质，C错误；图1中碱基配对方式为：A—U、T—A、C—G、G—C，而图2中的碱基互补配对方式为：A—U、U—A、C—G、G—C，可见两者的碱基配对方式不完全相同，D错误。9.（2025·陕西西安模拟）P蛋白是TSH（促甲状腺激素）的受体蛋白，人体细胞内P基因表达过程如图所示，下列叙述错误的是（）A.在甲状腺细胞中可检测出P基因的RNA前体B.图中mRNA的碱基数量均少于P基因碱基数量的1/2C.图中d过程主要是为了防止基因突变导致异常蛋白质的出现D.经c过程形成有活性的P蛋白不仅有核糖体参与，还有内质网和高尔基体参与解析：CP蛋白是TSH（促甲状腺激素）的受体蛋白，在甲状腺细胞中表达，所以可以在甲状腺细胞中可检测出P基因的RNA前体，A正确；图中mRNA都通过剪切去掉了一部分核苷酸序列，所以中mRNA的碱基数量均少于P基因碱基数量的1/2，B正确；图中d过程把异常mRNA被分解，是为了防止异常剪切形成mRNA导致异常蛋白质的出现，C错误；P蛋白是TSH（促甲状腺激素）的受体蛋白，需要经过内质网和高尔基体的加工和运输，D正确。10.（2025·四川遂宁模拟）丙肝病毒（HCV）的正链RNA（HCV—RNA，由a个核苷酸组成）能编码NS3等多种蛋白质，NS3参与解旋HCV—RNA分子，以协助RNA的复制。一个正链RNA复制时，先合成出该RNA的互补链，再以互补链为模板合成该正链RNA。下列相关叙述不正确的是（）A.一个正链RNA复制n次，消耗的核苷酸数为n×aB.翻译时，转运NS3起始端氨基酸的tRNA中含有反密码子C.HCV的遗传物质是正链RNA，分子内可能含有氢键D.HCV—RNA在复制和翻译过程中遵循的碱基配对方式不存在差异解析：A一个正链RNA复制n次，共合成出该RNA的互补链n条，形成该正链RNAn条，所以共消耗的核苷酸数为2n×a，A错误；翻译时，转运NS3起始端氨基酸的mRNA中含有起始密码子，tRNA上存在反密码子，B正确；HCV是一种RNA病毒，其遗传物质是正链RNA，复制时，NS3参与解旋HCV—RNA分子，说明正链RNA分子内可能含有氢键，C正确；HCV—RNA在复制和翻译过程中只有RNA，没有出现DNA，所以遵循的碱基配对方式不存在差异，D正确。11.（2025·山东烟台模拟）研究发现，男性吸烟者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明显提高，这种现象属于表观遗传。下列关于表观遗传的叙述中正确的是（）A.表观遗传中碱基序列不发生变化，但也可能将P性状遗传给后代B.表观遗传只能通过DNA的甲基化修饰来影响生物的性状C.柳穿鱼的Lcyc基因可以通过甲基化来促进基因的表达D.水毛茛裸露在空气中的叶片和水中的叶片形状不同属于表观遗传解析：A表观遗传虽然碱基序列不变，但表观遗传导致的性状改变可以遗传给下一代，也可能将P性状遗传给后代，A正确；DNA甲基化与组蛋白发生乙酰化修饰都是表观遗传，都可影响生物的性状，B错误；柳穿鱼的Lcyc基因可以通过甲基化来抑制基因的表达，C错误；水毛茛裸露在空气中的叶片和水中的叶片形状不同的根本原因是基因选择性表达，D错误。12.〔多选〕（2025·湖南永州模拟）将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上，置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像，①和②表示新合成的单链，①的5'端指向解旋方向，丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象，但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则，下列说法正确的是（）A.据图分析，①和②延伸时均存在暂停现象B.①的5'端指向解旋方向，说明解旋酶移动方向是3'端至5'端C.丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等D.②延伸方向为5'端至3'端，其模板链3'端指向解旋方向解析：AC据图分析，图甲时新合成的单链①比②短，图乙时①比②长，因此可以说明①和②延伸时均存在暂停现象，A正确；①的5'端指向解旋方向，仅能说明解旋方向，无法直接推导解旋酶移动方向为3'→5'，B错误；①和②两条链中碱基是互补的，丙为复制结束时的图像，新合成的单链①与②等长，图丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等，C正确；①和②两条单链由一个双链DNA分子复制而来，其中一条母链合成子链时①的5'端指向解旋方向，那么另一条母链合成子链时②延伸方向为5'端至3'端，其模板链5'端指向解旋方向，D错误。13.〔多选〕（2025·江西九江模拟）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解析：BD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；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；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；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。14.（2025·山东日照模拟）蜂王与工蜂在形态、结构、生理和行为等方面截然不同，若幼虫时期持续食用蜂王浆则发育为蜂王，蜂王浆食用一段时间后改为以花蜜为食将发育为工蜂。为研究发育机理，某科研小组利用蜜蜂幼虫分组开展相关实验，检测DNMT3基因表达水平和DNA甲基化程度，结果如下表。Dnmt3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团，如下图。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。不同蜂王浆饲喂量对蜜蜂幼虫DNA甲基化程度及发育结果的影响组别处理方式DNMT3基因表达水平DNA甲基化程度幼虫发育结果1饲喂3天蜂王浆＋＋＋＋＋＋22％发育为蜂王2饲喂4天蜂王浆＋＋＋＋45％发育为蜂王3饲喂5天蜂王浆＋＋100％发育为蜂王注：“＋”越多则代表表达量越多、甲基化程度越高。（1）DNMT3基因表达时，RNA聚合酶会与部位结合，解开DNA双链，以其中的一条链为模板合成mRNA，该过程称为。成熟的mRNA通过（填结构名称）进入细胞质，在核糖体上合成Dnmt3蛋白，该蛋白发挥作用的场所是。（2）据表分析，增加蜂王浆的饲喂量（饲喂时间）可以（填“促进”或“抑制”）DNA的甲基化，推测其机理可能是。（3）结合上图分析，下列叙述正确的是。A.DNA甲基化引起的变异属于基因突变B.胞嘧啶和5'甲基胞嘧啶都可与DNA分子中的鸟嘌呤配对C.DNA甲基化可能干扰了基因的转录导致不能合成某些蛋白质D.DNA片段甲基化后遗传信息发生改变，导致生物性状发生改变（4）若某DNA分子中的一个“G—C”胞嘧啶甲基化后，又发生脱氨基生成了胸腺嘧啶，则该DNA分子经过n次复制，子代DNA分子中的异常DNA占比为。（5）将Dnmt3siRNA（序列与Dnmt3mRNA互补）显微注射进幼虫细胞内，结果大多数幼虫能发育成为蜂王，分析原因是。答案：（1）启动子转录核孔细胞核（2）抑制增加蜂王浆的饲喂量（饲喂时间）可以抑制DNMT3基因的表