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專題四　遺傳的分子基礎(chǔ)和細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)
核心問題梳理
核心概念落實
核心素養(yǎng)達成
專題作業(yè)
本課結(jié)束
答案
0
提示
解析專題四　遺傳的分子基礎(chǔ)和細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)
[核心素養(yǎng)]　1.通過噬菌體侵染細(xì)菌的實驗分析，嘗試尋找證據(jù)解釋現(xiàn)象，學(xué)會運用證據(jù)解釋現(xiàn)象的科學(xué)思維方法。2.通過探究DNA的復(fù)制過程，嘗試運用證據(jù)解釋現(xiàn)象，學(xué)會運用證據(jù)解釋原理的科學(xué)思維方法。3.基于對DNA的結(jié)構(gòu)特點以及DNA半保留復(fù)制機制的理解，進一步形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念。
核心問題梳理
考點1　遺傳物質(zhì)的探究實驗
1．格里菲思的實驗結(jié)論和艾弗里的實驗結(jié)論分別是什么？
提示：格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗結(jié)論：加熱殺死的S型細(xì)菌中含有某種轉(zhuǎn)化因子，使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗結(jié)論：DNA是“轉(zhuǎn)化因子”，是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。
2．肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的轉(zhuǎn)化實質(zhì)是什么？
提示：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中S型細(xì)菌的DNA片段整合到R型細(xì)菌的DNA中，使受體細(xì)胞獲得了新的遺傳信息，即發(fā)生了基因重組。
3．肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細(xì)菌實驗的設(shè)計思路是什么？上述哪個實驗更具有說服力？原因是什么？
提示：設(shè)計思路：設(shè)法將DNA和其他物質(zhì)分開，單獨研究它們各自的功能。噬菌體侵染細(xì)菌實驗更具有說服力，原因是艾弗里實驗提取的DNA純度最高時也還有0.02%的蛋白質(zhì)，因此依然有人對實驗表示懷疑；噬菌體侵染細(xì)菌實驗把DNA和蛋白質(zhì)徹底分開，更具有說服力。
4．噬菌體侵染細(xì)菌的實驗步驟是什么？采用的什么技術(shù)手段？
提示：噬菌體侵染細(xì)菌的實驗步驟：(1)標(biāo)記噬菌體；(2)噬菌體侵染細(xì)菌；(3)攪拌、離心，分離上清液和沉淀物；(4)分析上清液和沉淀物的放射性；(5)進一步分析細(xì)菌裂解釋放出的噬菌體的放射性。技術(shù)手段：放射性同位素標(biāo)記法。
5．如何標(biāo)記噬菌體？
提示：先標(biāo)記大腸桿菌，然后用噬菌體去侵染標(biāo)記的大腸桿菌。
6．噬菌體侵染細(xì)菌實驗中攪拌和離心的目的分別是什么？
提示：攪拌的目的：使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離。離心的目的：讓上清液中析出重量較輕的T2噬菌體顆粒，沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。
7．32P標(biāo)記的一組在上清液中出現(xiàn)了放射性，原因是什么？35S標(biāo)記的一組在沉淀物中出現(xiàn)了放射性，原因是什么？
提示：32P標(biāo)記的一組在上清液中出現(xiàn)放射性的原因是：(1)保溫時間過短，有一部分噬菌體還沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)攪拌離心后分布于上清液中；(2)保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后，子代釋放出來，經(jīng)離心后分布于上清液中。35S標(biāo)記的一組在沉淀中出現(xiàn)放射性的原因是：由于攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼仍吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。
8．為什么說DNA是主要的遺傳物質(zhì)？每一種生物只有一種核酸是遺傳物質(zhì)嗎？
提示：絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，只有少部分生物的遺傳物質(zhì)是RNA。每種生物只有一種核酸是遺傳物質(zhì)，DNA或RNA。
考點2　遺傳信息的傳遞與表達
1．DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點是什么？
提示：(1)DNA分子是由兩條鏈組成的，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。(2)DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。(3)兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，并且堿基配對有一定的規(guī)律：A(腺嘌呤)一定與T(胸腺嘧啶)配對；G(鳥嘌呤)一定與C(胞嘧啶)配對。堿基之間的這種一一對應(yīng)的關(guān)系，叫做堿基互補配對原則。
2．真核生物DNA復(fù)制的時間、場所、條件、原則和特點是什么？
提示：真核生物DNA復(fù)制的時間：有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。場所：真核生物為細(xì)胞核、線粒體、葉綠體；原核生物主要為擬核；病毒為宿主細(xì)胞內(nèi)。條件：模板(解開的每一段母鏈)、原料(四種游離的脫氧核苷酸)、能量和酶(解旋酶和DNA聚合酶)。原則：堿基互補配對原則。特點：邊解旋邊復(fù)制，半保留復(fù)制。
3．基因與DNA的關(guān)系是什么(從性質(zhì)和數(shù)量角度分析)?
提示：基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段；一個DNA分子中含有很多個基因。
4．DNA分子在結(jié)構(gòu)上的特性是什么？為什么具有這些特性？
提示：多樣性：堿基排列順序的千變?nèi)f化構(gòu)成了DNA分子的多樣性；特異性：每種DNA分子都有其特定的堿基排列順序；穩(wěn)定性：DNA分子的基本骨架由磷酸與脫氧核糖交替連接的方式不變，一般情況下堿基的數(shù)量和排列順序不變等。
5．什么是基因表達？基因表達在結(jié)構(gòu)正常的活細(xì)胞中始終進行嗎？
提示：基因表達指基因通過指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來控制性狀。基因表達在結(jié)構(gòu)正常的活細(xì)胞中始終進行。
6．什么是轉(zhuǎn)錄？轉(zhuǎn)錄的場所在哪里？轉(zhuǎn)錄的模板、原料和酶分別是什么？一個DNA分子中每個基因都同時轉(zhuǎn)錄嗎？非基因區(qū)轉(zhuǎn)錄嗎？
提示：概念：在細(xì)胞核中以DNA的一條鏈為模板，按堿基互補配對原則合成RNA的過程。場所：主要是細(xì)胞核，在線粒體、葉綠體中也能發(fā)生轉(zhuǎn)錄過程。模板：基因的一條鏈；原料：四種游離的核糖核苷酸；酶：RNA聚合酶。一個DNA分子中不是每個基因都同時轉(zhuǎn)錄。非基因區(qū)不轉(zhuǎn)錄。
7．基因表達過程中主要涉及到的RNA有哪幾種？都是轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物嗎？RNA含有氫鍵嗎？RNA的功能有哪些？(5種功能)
提示：基因表達過程中涉及到的RNA有mRNA、rRNA和tRNA
3種。涉及到的RNA都是轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物。tRNA含有氫鍵。
RNA的功能：
mRNA
蛋白質(zhì)合成的直接模板
tRNA
轉(zhuǎn)運氨基酸，識別密碼子
rRNA
核糖體的組成成分
病毒RNA
RNA病毒的遺傳物質(zhì)
本質(zhì)為RNA的酶
具有催化作用，可降低化學(xué)反應(yīng)的活化能
8．翻譯的場所在哪里？真核細(xì)胞和原核細(xì)胞翻譯的場所相同嗎？翻譯的直接模板和原料及工具分別是什么？
提示：翻譯的場所：細(xì)胞質(zhì)的核糖體上。原核細(xì)胞翻譯的場所與真核細(xì)胞翻譯的場所相同。翻譯的直接模板：mRNA；原料：20種氨基酸；運輸工具：tRNA。
9．多聚核糖體的意義是什么？
提示：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)。
10．克里克提出的中心法則的內(nèi)容是什么？是對哪種規(guī)律的概括？
提示：克里克提出的中心法則內(nèi)容：
。中心法則是對遺傳信息傳遞規(guī)律的概括。
11．根尖分生區(qū)細(xì)胞和動物的神經(jīng)細(xì)胞中可發(fā)生的遺傳信息的傳遞方向分別是什么？艾滋病病毒和煙草花葉病毒在寄主細(xì)胞中繁殖過程中，遺傳信息的傳遞方向分別是什么？
提示：根尖分生區(qū)細(xì)胞：
；
動物的神經(jīng)細(xì)胞：DNARNA蛋白質(zhì)。
艾滋病病毒：
RNA；
煙草花葉病毒：。
12．基因?qū)π誀畹目刂贫加心男┩緩剑?br/>提示：基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體性狀；基因還能通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。
13．基因與性狀有什么關(guān)系？
提示：(1)基因與性狀并不都是簡單的線性關(guān)系，一對性狀可能由一對或多對基因決定，一對基因可能會影響到多對性狀。(2)生物的性狀是基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果。
考點3　遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)
1．減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂的主要特征是什么？
提示：減數(shù)第一次分裂的主要特征：①前期，同源染色體發(fā)生聯(lián)會，形成四分體，四分體的非姐妹染色單體間可能發(fā)生交叉互換；②中期，成對同源染色體(四分體)排列在細(xì)胞中央赤道板上；③后期，同源染色體分離，非同源染色體自由組合。
減數(shù)第二次分裂的主要特征：①前期，染色體散亂分布；②中期，著絲點排列在赤道板上；③后期，著絲點分裂，子染色體移向兩極。
2．減數(shù)分裂中基因重組可以發(fā)生在什么時期？導(dǎo)致了什么染色體上什么基因重組？
提示：基因重組可發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的前期和后期。減數(shù)第一次分裂前期可發(fā)生同源染色體上非等位基因的重組，減數(shù)第一次分裂后期可發(fā)生非同源染色體上的非等位基因的重組。
3．精子與卵細(xì)胞形成過程有何異同？
提示：不同點：一個精原細(xì)胞經(jīng)過連續(xù)兩次均等分裂，經(jīng)變形后形成四個精子；一個卵原細(xì)胞經(jīng)過兩次分裂，第一次不均等分裂形成一個次級卵母細(xì)胞和一個極體，第二次分裂極體經(jīng)均等分裂形成兩個極體，次級卵母細(xì)胞不均等分裂形成一個卵細(xì)胞和一個極體。相同點：DNA數(shù)目和染色體行為變化都相同。
4．二倍體的受精卵中遺傳物質(zhì)是父方和母方各自一半嗎？為什么？
提示：不是。細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)是父方和母方各提供一半，細(xì)胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自母方。
5．有性生殖后代具有多樣性的原因是什么？
提示：減數(shù)分裂形成配子時發(fā)生基因重組，使染色體組成具有多樣性，導(dǎo)致不同配子遺傳物質(zhì)的差異，加上受精過程中精子和卵細(xì)胞隨機結(jié)合，同一雙親的后代必然呈現(xiàn)多樣性。
6．進行有絲分裂的細(xì)胞一定有同源染色體嗎？減數(shù)第二次分裂一定沒有同源染色體嗎？
提示：不一定，如單倍體；不一定，如四倍體。
7．染色體數(shù)目在細(xì)胞中加倍或減半時，染色體組數(shù)目也發(fā)生同樣變化嗎？
提示：染色體數(shù)目在細(xì)胞中加倍或減半時，染色體組數(shù)目也發(fā)生同樣變化(同步變化)。
核心概念落實
知識點一　概述多數(shù)生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上
[例1]　下列關(guān)于探索核酸是遺傳物質(zhì)的實驗，敘述正確的是(　　)
A．格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗證明DNA可以改變生物體的遺傳性狀
B．艾弗里實驗證明從S型肺炎雙球菌中提取的DNA可直接使小鼠死亡
C．用一個含32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌，子代T2噬菌體均含放射性
D．用煙草花葉病毒的RNA感染煙草，煙草中會有子代病毒
答案　D
解析　格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗沒有證明DNA是遺傳物質(zhì)，A錯誤；從S型肺炎雙球菌中提取的DNA不具有毒性，不能直接使小鼠死亡，B錯誤；根據(jù)DNA的半保留復(fù)制可知，T2噬菌體侵染細(xì)菌實驗中，若用一個含32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌，子代會有兩個T2噬菌體含放射性，C錯誤。
知識點二　概述DNA分子是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成，通常由兩條堿基互補配對的反向平行長鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，堿基的排列順序編碼了遺傳信息
[例2]　如圖表示某DNA片段。下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　)
A.圖中①②③不能構(gòu)成一個DNA的基本單位
B.DNA復(fù)制時，④的形成需要DNA聚合酶
C．①和②交替排列構(gòu)成DNA分子的基本骨架
D．DNA分子中堿基對⑨越多，其熱穩(wěn)定性越低
答案　B
解析　圖中①與②③不是同一個脫氧核苷酸的組成部分，所以①②③不能構(gòu)成一個DNA的基本單位，A正確；DNA復(fù)制時，④的形成不需要DNA聚合酶的催化，脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵形成需要DNA聚合酶的催化，B錯誤；①和②交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成DNA分子的基本骨架，C正確；DNA分子中堿基對⑨越多，氫鍵的相對含量越少，其熱穩(wěn)定性越低，D正確。
知識點三　概述DNA分子通過半保留方式進行復(fù)制
[例3]　(2020·山東淮坊高三三模)為探究DNA復(fù)制方式，美國生物學(xué)家梅塞爾森和斯塔爾將15N標(biāo)記的大腸桿菌，放到只含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，通過CsCl密度梯度離心技術(shù)分別將細(xì)胞分裂產(chǎn)生的第一代和第二代細(xì)胞中的15N－DNA、14N－DNA及15N14N－DNA分離開來。因為DNA能夠強烈地吸收紫外線，所以用紫外光源照射離心管，透過離心管在感光膠片上記錄DNA帶的位置就可以顯示出離心管內(nèi)不同密度的DNA帶。下列相關(guān)說法正確的是(　　)
A．因為15N具有放射性，所以感光膠片上可以記錄DNA帶的位置
B．根據(jù)第一代只出現(xiàn)一條居中的DNA條帶，可以排除DNA是全保留復(fù)制
C．大腸桿菌在進行DNA分子復(fù)制時需要用到解旋酶、DNA聚合酶和限制酶
D．DNA聚合酶是一種能調(diào)節(jié)DNA分子復(fù)制的信息分子
答案　B
解析　DNA能夠強烈地吸收紫外線，用紫外光源照射離心管，可以透過離心管在感光膠片上記錄DNA帶的位置，就可以顯示出離心管內(nèi)不同密度的DNA帶，15N－DNA密度較大，14N－DNA密度較小，15N14N－DNA密度居中，15N不具有放射性，A錯誤；若DNA是全保留復(fù)制，第一代會含有兩條鏈都含15N標(biāo)記的DNA和兩條鏈都含14N標(biāo)記的DNA，則會出現(xiàn)居下和居上的2條DNA條帶，因此根據(jù)第一代只出現(xiàn)一條居中的DNA條帶，可以排除DNA是全保留復(fù)制，B正確；大腸桿菌在進行DNA分子復(fù)制時需要用到解旋酶和DNA聚合酶，不需要限制酶，C錯誤；DNA聚合酶在DNA分子復(fù)制過程中起到催化脫氧核苷酸分子聚合形成子代DNA的作用，而不是傳遞信息，D錯誤。
知識點四　概述DNA分子上的遺傳信息通過RNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達的結(jié)果，生物的性狀主要通過蛋白質(zhì)表現(xiàn)
[例4]　(2020·東城一模)真核生物細(xì)胞核中某基因的轉(zhuǎn)錄過程如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A．轉(zhuǎn)錄以細(xì)胞核中四種脫氧核糖核苷酸為原料
B．轉(zhuǎn)錄不需要先利用解旋酶將DNA的雙螺旋解開
C．轉(zhuǎn)錄成的RNA鏈與不作為模板的DNA鏈堿基互補
D．該基因的多個部位可同時啟動轉(zhuǎn)錄以提高效率
答案　B
解析　轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板，合成RNA的過程，合成RNA的原料是四種核糖核苷酸，A錯誤；轉(zhuǎn)錄時RNA聚合酶有解旋功能，不需要先利用解旋酶將DNA的雙螺旋解開，B正確；轉(zhuǎn)錄成的RNA鏈與作為模板的DNA鏈堿基互補，與不作為模板鏈的DNA鏈堿基序列相同(U與T不同)，C錯誤；基因轉(zhuǎn)錄時的啟動部位只有1個，D錯誤。
[例5]　(2020·西城一模)某種噬菌體外殼蛋白基因突變使mRNA中部出現(xiàn)一個終止密碼子，導(dǎo)致外殼蛋白無法合成，噬菌體不能增殖。但這種噬菌體能在大腸桿菌C品系中順利增殖，釋放子代噬菌體。下列假設(shè)最合理的是(　　)
A．大腸桿菌C品系中某種突變型tRNA能識別并結(jié)合該終止密碼子
B．大腸桿菌C品系中的某物質(zhì)能定向誘發(fā)噬菌體DNA回復(fù)突變
C．大腸桿菌C品系中的核糖體能夠跳過終止密碼繼續(xù)向前移動
D．大腸桿菌C品系中存在該突變mRNA的互補RNA，輔助其翻譯
答案　A
解析　若大腸桿菌C品系中某種突變型tRNA能識別并結(jié)合該終止密碼子，則翻譯過程不會中斷，可以合成蛋白質(zhì)，A正確；基因突變是不定向的、隨機的，所以這種假設(shè)不合理，B錯誤；翻譯過程中核糖體沿mRNA鏈移動，到終止密碼子停止，不會跳過終止密碼并繼續(xù)向前移動，C錯誤；即使大腸桿菌C品系中存在該突變mRNA的互補RNA，也無法改變該mRNA中部出現(xiàn)的終止密碼子，因此無法輔助其完成翻譯過程，D錯誤。
[例6]　(2020·山東高考全真模擬)5－氟尿嘧啶能抑制脫氧核苷酸合成酶的活性，從而抑制DNA的合成，其結(jié)構(gòu)與尿嘧啶非常相似，也能干擾基因的表達；環(huán)磷酰胺也可以抑制DNA的合成，而且大劑量的環(huán)磷酰胺會抑制B細(xì)胞活性和相關(guān)抗體的形成。據(jù)此判斷，下列敘述錯誤的是(　　)
A．5－氟尿嘧啶和環(huán)磷酰胺都能夠抑制腫瘤細(xì)胞的增殖
B．5－氟尿嘧啶可能使mRNA的結(jié)構(gòu)異常，從而干擾基因的表達
C．環(huán)磷酰胺作用于腫瘤細(xì)胞后，可以把腫瘤細(xì)胞的分裂阻斷在前期
D．注射大劑量環(huán)磷酰胺可導(dǎo)致人體被病原體感染的概率增大
答案　C
解析　腫瘤細(xì)胞可以無限增殖，增殖過程中需要進行DNA復(fù)制和蛋白質(zhì)的合成，5－氟尿嘧啶能抑制DNA的合成，也能干擾基因的表達，環(huán)磷酰胺也可以抑制DNA的合成，因此兩者都可以抑制腫瘤細(xì)胞的增殖，A正確；5－氟尿嘧啶與尿嘧啶的結(jié)構(gòu)非常相似，推測其可能使mRNA的結(jié)構(gòu)異常，從而干擾基因的表達，B正確；環(huán)磷酰胺能夠抑制DNA合成，其作用于腫瘤細(xì)胞后，可以把腫瘤細(xì)胞的分裂阻斷在間期，C錯誤；大劑量的環(huán)磷酰胺會抑制B細(xì)胞活性和相關(guān)抗體的形成，從而導(dǎo)致人體的免疫功能降低，使得人體被病原體感染的概率增大，D正確。
知識點五　
概述某些基因中堿基序列不變但表型改變的表觀遺傳現(xiàn)象
[例7]　(2020·山東濰坊高三二模)DNA甲基化對于特定類型細(xì)胞基因表達的建立與維持起關(guān)鍵性作用。在哺乳動物的生殖細(xì)胞形成過程和胚胎早期，某些基因通過大規(guī)模的去甲基化和再甲基化過程進行重新編程，從而產(chǎn)生具有發(fā)育潛能的細(xì)胞。下列有關(guān)基因甲基化的敘述，錯誤的是(　　)
A．基因甲基化異常可引起某些基因表達異常，導(dǎo)致細(xì)胞的生命歷程異常
B．特定階段的細(xì)胞基因甲基化程度與細(xì)胞全能性的大小相關(guān)
C．高度分化的細(xì)胞不存在基因的甲基化
D．基因的去甲基化可調(diào)控遺傳信息的表達
答案　C
解析　DNA甲基化對于特定類型細(xì)胞基因表達的建立與維持起關(guān)鍵性作用，基因甲基化異常可引起某些基因表達異常，導(dǎo)致細(xì)胞的生命歷程異常，A正確；某些基因通過大規(guī)模的去甲基化和再甲基化過程進行重新編程，從而產(chǎn)生具有發(fā)育潛能的細(xì)胞，說明特定階段的細(xì)胞基因甲基化程度與細(xì)胞全能性的大小相關(guān)，B正確；DNA甲基化對于特定類型細(xì)胞基因表達的建立與維持起關(guān)鍵性作用，而細(xì)胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達，高度分化的細(xì)胞存在基因的甲基化，C錯誤；基因甲基化對特定細(xì)胞的基因表達的建立與維持起關(guān)鍵作用，說明基因的去甲基化可調(diào)控遺傳信息的表達，D正確。
知識點六　
闡明減數(shù)分裂產(chǎn)生染色體數(shù)量減半的精細(xì)胞或卵細(xì)胞
[例8]　(2020·安徽省安慶市高三第二次模擬)蜜蜂的蜂王和工蜂是二倍體，雄蜂是單倍體。下面是相關(guān)細(xì)胞分裂后期的模式圖(顯示部分染色體)，可以存在于蜂王和雄蜂體內(nèi)的圖像是(　　)
答案　B
解析　A中細(xì)胞質(zhì)均等分裂，同源染色體分離，為二倍體雄性生物減數(shù)第一次分裂后期的圖像，不能存在于雄蜂體內(nèi)，錯誤；B可能是二倍體生物減數(shù)第二次分裂后期的圖像，也可能是只含一個染色體組的單倍體生物有絲分裂后期的圖像，正確；C為雄蜂減數(shù)第一次分裂后期的細(xì)胞圖像，不會發(fā)生在蜂王體內(nèi)，錯誤；D為二倍體生物有絲分裂后期的圖像可以出現(xiàn)在蜂王體內(nèi)，不會存在于雄蜂體內(nèi)，錯誤。
[例9]　(2020·山東濰坊高三二模)將果蠅一個普通的精原細(xì)胞放在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中，讓其進行減數(shù)分裂并產(chǎn)生四個精子。取一個精子與正常的無放射性的卵細(xì)胞結(jié)合形成受精卵，轉(zhuǎn)入無放射性的發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)。分析此過程，以下說法錯誤的是(　　)
A．減數(shù)第一次分裂前期形成的四分體中都含有四個被3H標(biāo)記的DNA分子
B．這四個精子都含3H，每個精子中被標(biāo)記的染色體數(shù)為四條
C．受精卵第一次有絲分裂后期含3H標(biāo)記的染色體數(shù)為四條
D．受精卵第一次有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞含3H標(biāo)記的染色體數(shù)都為四條
答案　D
解析　四分體是一對復(fù)制后的同源染色體配對形成的結(jié)構(gòu)，將果蠅精原細(xì)胞放在3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中進行減數(shù)分裂，減數(shù)第一次分裂前期形成的四分體中都含有四個被3H標(biāo)記的DNA分子，A正確；果蠅體細(xì)胞含8條染色體，初級精母細(xì)胞中每個DNA分子均被標(biāo)記，精子中的染色體數(shù)目減半，這四個精子都含3H，每個精子中被標(biāo)記的染色體數(shù)為四條，B正確；果蠅受精卵含8條染色體，4條被標(biāo)記，4條未標(biāo)記，轉(zhuǎn)入無放射性的發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng)，染色體復(fù)制后4條被標(biāo)記的染色體中都是一條染色單體被標(biāo)記、一條染色單體未被標(biāo)記，第一次有絲分裂后期著絲點分裂，含3H標(biāo)記的染色體為4條，C正確；有絲分裂后期染色單體分開，分別移向兩極，受精卵第一次有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞含3H標(biāo)記的染色體數(shù)為0～4條，D錯誤。
知識點七　說明進行有性生殖的生物體，其遺傳信息通過配子傳遞給子代
[例10]　下列有關(guān)減數(shù)分裂與受精作用的敘述，正確的是(　　)
A．受精卵中的遺傳物質(zhì)一半來自父方，一半來自母方
B．減數(shù)分裂與受精作用使親子代的體細(xì)胞中染色體數(shù)目維持恒定
C．人類的次級精母細(xì)胞中只含有0或1條Y染色體
D．受精作用實現(xiàn)了基因重組，從而導(dǎo)致有性生殖后代的多樣性
答案　B
解析　受精卵的細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)一半來自父方，一半來自母方，A錯誤；減數(shù)分裂導(dǎo)致染色體數(shù)目減半，受精作用使染色體數(shù)目恢復(fù)，二者保證了親子代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定，B正確；處于減數(shù)第二次分裂后期的次級精母細(xì)胞中也可能含有2條Y染色體，C錯誤；基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，D錯誤。
　遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳
[例1]　請闡述核苷酸、基因、核酸之間的關(guān)系。
答案　核酸分為DNA和RNA兩種，DNA是由4種脫氧核苷酸構(gòu)成的反向平行的雙螺旋結(jié)構(gòu)，絕大多數(shù)生物的基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段；RNA是由4種核糖核苷酸構(gòu)成，有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。
[例2]　生物子代性狀多樣性的原因很多，請說出三個有關(guān)的詞語或概念。
答案　基因重組、交叉互換、基因突變、變異、減數(shù)分裂、受精作用、自由組合等。
[例3]　擬南芥是一種生長周期短的自花傳粉植物，正常葉對卷葉是完全顯性。請用最簡捷的方法判斷一株正常葉擬南芥是否是純種。用文字或示意圖表示均可。
答案　自交后觀察子代葉型，若子代出現(xiàn)卷葉個體，說明親代就是雜種。
核心素養(yǎng)達成
　(2019·全國卷Ⅰ)用體外實驗的方法可合成多肽鏈。已知苯丙氨酸的密碼子是UUU，若要在體外合成同位素標(biāo)記的多肽鏈，所需的材料組合是(　　)
①同位素標(biāo)記的tRNA　②蛋白質(zhì)合成所需的酶　③同位素標(biāo)記的苯丙氨酸　④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸　⑤除去了DNA和mRNA的細(xì)胞裂解液
A．①②④
B．②③④
C．③④⑤
D．①③⑤
體外合成同位素標(biāo)記的多肽鏈過程即翻譯過程。
翻譯過程所需條件：
模板：mRNA：即多聚尿嘧啶核苷酸
原料：氨基酸——同位素標(biāo)記的苯丙氨酸；條件——酶、能量等(由除去DNA和mRNA的細(xì)胞裂解液提供)
答案　C
解析　在體外合成同位素標(biāo)記的多肽鏈，需要有翻譯合成該多肽鏈的模板——mRNA，人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸即為翻譯的模板；還需要有合成該多肽鏈的原料——同位素標(biāo)記的氨基酸(苯丙氨酸)。此外，合成該多肽鏈還需要酶、能量等，可由除去了DNA和mRNA的細(xì)胞裂解液提供。
[練1]　(2020·全國卷Ⅲ)關(guān)于真核生物的遺傳信息及其傳遞的敘述，錯誤的是(　　)
A．遺傳信息可以從DNA流向RNA，也可以從RNA流向蛋白質(zhì)
B．細(xì)胞中以DNA的一條單鏈為模板轉(zhuǎn)錄出的RNA均可編碼多肽
C．細(xì)胞中DNA分子的堿基總數(shù)與所有基因的堿基數(shù)之和不相等
D．染色體DNA分子中的一條單鏈可以轉(zhuǎn)錄出不同的RNA分子
答案　B
解析　遺傳信息的表達過程包括DNA轉(zhuǎn)錄成mRNA，mRNA進行翻譯合成蛋白質(zhì)，A正確；以DNA的一條單鏈為模板可以轉(zhuǎn)錄出mRNA、tRNA、rRNA等，mRNA可以編碼多肽，而tRNA的功能是轉(zhuǎn)運氨基酸，rRNA是構(gòu)成核糖體的組成物質(zhì)，B錯誤；基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，而DNA分子上還含有不具遺傳效應(yīng)的片段，因此DNA分子的堿基總數(shù)大于所有基因的堿基數(shù)之和，C正確；染色體DNA分子上含有多個基因，由于基因的選擇性表達，一條單鏈可以轉(zhuǎn)錄出不同的RNA分子，D正確。
[練2]　有一種P品系的果蠅，細(xì)胞核中有特有的P因子(一段可轉(zhuǎn)移的DNA)，P因子能表達出抑制P因子轉(zhuǎn)移的阻遏蛋白，且在細(xì)胞質(zhì)中大量積累，也能表達出P因子轉(zhuǎn)移所需要的轉(zhuǎn)移酶，兩種蛋白前2/3的氨基酸序列完全相同。下列推測不正確的是(　　)
A．如果P因子發(fā)生了轉(zhuǎn)移，則該果蠅發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)的變異
B．推測阻遏蛋白和轉(zhuǎn)移酶是以P因子兩條鏈為模板控制合成的
C．兩種蛋白質(zhì)的氨基酸不同是由于P因子轉(zhuǎn)錄出的mRNA不同
D．精子中沒有阻遏蛋白的原因是由于精子只有細(xì)胞核的緣故
答案　B
解析　P因子是一段DNA，所以P因子發(fā)生了轉(zhuǎn)移屬于染色體結(jié)構(gòu)的變異，A正確；阻遏蛋白和轉(zhuǎn)移酶是以P因子的一條鏈為模板進行轉(zhuǎn)錄、翻譯而成的，因為兩種蛋白前2/3的氨基酸序列完全相同，B錯誤。
　(2020·北京等級考)如圖是雄性哺乳動物體內(nèi)處于分裂某時期的一個細(xì)胞的染色體示意圖。相關(guān)敘述不正確的是(　　)
A．該個體的基因型為AaBbDd
B．該細(xì)胞正在進行減數(shù)分裂
C．該細(xì)胞分裂完成后只產(chǎn)生2種基因型的精子
D．A、a和D、d基因的遺傳遵循自由組合定律
生物的一些題涉及的知識點是從微觀層面看生理變化，對其生理過程認(rèn)識往往比較模糊，如DNA復(fù)制過程、有絲分裂過程、減數(shù)分裂過程等，對于這類題目，如果僅僅在腦中通過重現(xiàn)其基本過程的方法，極容易出現(xiàn)錯誤，如果把生理過程的變化用圖表示出來，則會起到事半功倍的效果。做此題的前提是要清晰的知道減數(shù)分裂過程。
1．讀題，分析圖，確定哪種分裂及分裂時期
由圖可知：同源染色體發(fā)生聯(lián)會且有交叉互換故應(yīng)為減數(shù)第一次分裂前期。
2．結(jié)合選項，聯(lián)系所學(xué)生物學(xué)知識作答
C項：該細(xì)胞發(fā)生交叉互換后如圖
該細(xì)胞產(chǎn)生的精子為ABd、Abd、aBD、abD
4種或ABD、AbD、aBd、abd
4種。
(延伸)若為該個體分裂完成后，產(chǎn)生精子有幾種？8種。
D項：A、a和D、d位于兩對同源染色體上，故符合基因自由組合定律。
答案　C
解析　如圖所示，該細(xì)胞內(nèi)的染色體含姐妹染色單體，經(jīng)過了染色體復(fù)制，且發(fā)生了染色體聯(lián)會，說明此細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂前期，由此判斷該個體的基因型為AaBbDd，A、B正確；由圖可知，同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生了交叉互換，則雄性哺乳動物體內(nèi)的該細(xì)胞分裂完成后，產(chǎn)生的精子基因型為ABD、abd、AbD、aBd四種或ABd、abD、Abd、aBD四種，C錯誤；A、a和D、d基因是位于非同源染色體上的非等位基因，其遺傳遵循自由組合定律，D正確。
[練3]　(2019·全國卷Ⅲ)假設(shè)在特定環(huán)境中，某種動物基因型為BB和Bb的受精卵均可發(fā)育成個體，基因型為bb的受精卵全部死亡。現(xiàn)有基因型均為Bb的該動物1000對(每對含有1個父本和1個母本)，在這種環(huán)境中，若每對親本只形成一個受精卵，則理論上該群體的子一代中BB、Bb、bb個體的數(shù)目依次為(　　)
A．250、500、0
B．250、500、250
C．500、250、0
D．750、250、0
答案　A
解析　基因型為Bb的個體產(chǎn)生的配子種類及比例為B∶b＝1∶1，若兩親本的基因型都為Bb，則產(chǎn)生的受精卵的基因型及比例為BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1，則理論上1000個受精卵發(fā)育形成的個體中BB、Bb、bb個體的數(shù)目依次為250、500、250，而在該特定環(huán)境中，基因型為bb的受精卵全部死亡，A正確。
[練4]　(2018·全國卷Ⅲ)關(guān)于某二倍體哺乳動物細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)分裂的敘述，錯誤的是(　　)
A．有絲分裂后期與減數(shù)第二次分裂后期都發(fā)生染色單體分離
B．有絲分裂中期與減數(shù)第一次分裂中期都發(fā)生同源染色體聯(lián)會
C.一次有絲分裂與一次減數(shù)分裂過程中染色體的復(fù)制次數(shù)相同
D．有絲分裂中期和減數(shù)第二次分裂中期染色體都排列在赤道板上
答案　B
解析　有絲分裂后期與減數(shù)第二次分裂后期都發(fā)生著絲點分裂，姐妹染色單體分離，移向兩極，A正確；有絲分裂不發(fā)生同源染色體聯(lián)會，減數(shù)第一次分裂前期發(fā)生同源染色體聯(lián)會，B錯誤；一次有絲分裂與一次減數(shù)分裂染色體都只復(fù)制一次，C正確；有絲分裂和減數(shù)第二次分裂的染色體行為類似，中期染色體都排列在赤道板上，D正確。
　請閱讀科普短文，回答問題。
氨基酸家族的新成員
氨基酸是蛋白質(zhì)的基本單位，在遺傳信息的傳遞過程中，由AUCG四種堿基構(gòu)成的“核酸語言”，通過三個堿基形成的密碼子轉(zhuǎn)變成20種常見的天然氨基酸組成的“蛋白質(zhì)語言”。人們很早就破譯得到包括64個密碼子的傳統(tǒng)密碼子表(下表中為部分密碼子)。
1986年，科學(xué)家在研究谷胱甘肽過氧化物酶的作用時，發(fā)現(xiàn)了硒代半胱氨酸(Sec)。通過比較含硒(Se)多肽鏈的基因序列和氨基酸序列，證實了終止密碼子UGA是編碼Sec的密碼子。因為這種新發(fā)現(xiàn)的氨基酸在結(jié)構(gòu)上可視為半胱氨酸(如下圖)側(cè)鏈上的S元素被Se取代的產(chǎn)物，所以它被稱為Sec。又因為它是在20種常見的天然蛋白質(zhì)氨基酸之后發(fā)現(xiàn)的，所以又稱為第21種蛋白質(zhì)氨基酸。
研究發(fā)現(xiàn)，密碼子UGA通常作為蛋白質(zhì)合成的終止密碼子，但當(dāng)mRNA鏈UGA密碼子后面出現(xiàn)一段特殊序列時，UGA才成為Sec的密碼子，使Sec摻入到多肽鏈中去。后來科學(xué)家發(fā)現(xiàn)某些古細(xì)菌以及包括哺乳動物在內(nèi)的動物體中的Sec也都是由UGA編碼。
Sec是蛋白質(zhì)中硒的主要存在形式，也是唯一的含有準(zhǔn)金屬元素的氨基酸。迄今為止，Sec已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)是25種含硒酶的活性中心，是含硒酶的靈魂，如果沒有這第21種氨基酸，含硒酶就無法工作，人就會出各種各樣的病癥。如谷胱甘肽過氧化物酶是人體內(nèi)廣泛存在的一種重要的過氧化物分解酶，它能催化有毒的過氧化物還原成無毒的羥基化合物，從而保護細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)及功能不受過氧化物的干擾及損害。
人體的“第21種氨基酸——硒代半胱氨酸”的發(fā)現(xiàn)說明科學(xué)是一個發(fā)展的過程，科學(xué)知識也隨著研究的深入而不斷改變著。
(1)請根據(jù)上述文章內(nèi)容對傳統(tǒng)密碼子表提出一處修正意見：____________________________________。Sec的密碼子為UGA，DNA分子上與該密碼子對應(yīng)的堿基對序列是________。
(2)請畫出Sec的側(cè)鏈基團(R基)：________。
(3)當(dāng)核糖體進行翻譯時，終止密碼子沒有相應(yīng)的tRNA與之結(jié)合，而是與終止因子(一種蛋白質(zhì))結(jié)合，翻譯終止。mRNA上的密碼子UGA是對應(yīng)翻譯終止還是編碼Sec呢？有人曾經(jīng)提出過“終止因子與攜帶Sec的tRNA競爭結(jié)合密碼子UGA”的假設(shè)。請結(jié)合文中內(nèi)容判斷研究結(jié)果是否支持該假設(shè)，并在下表中相應(yīng)位置寫出理由。
支持
不支持
(4)文中提到“某些古細(xì)菌以及包括哺乳動物在內(nèi)的動物體中的Sec也都是由密碼子UGA編碼”，這也為“現(xiàn)存的豐富多樣的物種是由________長期進化形成的”提供了證據(jù)。
(5)硒是人體生命活動不可缺少的微量元素，被國內(nèi)外醫(yī)藥界和營養(yǎng)學(xué)界稱為“長壽元素”，請根據(jù)文中提供的資料進行解釋________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案　(1)密碼子表中UGA位置可以是終止或硒代半胱氨酸　
(2)—CH2—SeH
(3)
支持
不支持
研究證明，當(dāng)mRNA鏈UGA密碼子后面出現(xiàn)一段特殊序列時，UGA才成為Sec的密碼子
(4)共同祖先
(5)硒元素可以構(gòu)成含有Sec的蛋白質(zhì)，補充硒元素能夠保證含硒酶的正常合成并發(fā)揮作用，如谷胱甘肽過氧化物酶能抗氧化、延緩細(xì)胞衰老
解析　(1)通過比較含硒(Se)多肽鏈的基因序列和氨基酸序列，證實了終止密碼子UGA是編碼Sec的密碼子，所以可以得出，密碼子表中UGA位置可以是終止或硒代半胱氨酸。Sec的密碼子為UGA，密碼子位于mRNA上，所以DNA分子上與該密碼子對應(yīng)的堿基對序列是。
(2)硒代半胱氨酸與半胱氨酸的主要區(qū)別在半胱氨酸的S元素被Se所取代，所以Sec的R基為—CH2—SeH。
(4)文中提到“某些古細(xì)菌以及包括哺乳動物在內(nèi)的動物體中的Sec也都是由密碼子UGA編碼”，說明生物界的生物共用一套遺傳密碼，這也為“現(xiàn)存的豐富多樣的物種是由共同祖先長期進化形成的”提供了證據(jù)。
專題作業(yè)1——
一、選擇題(每道題只有一個選項符合題目要求)
1．為研究R型肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為S型菌的轉(zhuǎn)化因子是DNA還是蛋白質(zhì)，研究者進行了下圖所示的轉(zhuǎn)化實驗。對本實驗作出的分析，不正確的是(　　)
A．本實驗通過酶解去除單一成分進行研究
B．甲、乙組培養(yǎng)基中只有S型菌落出現(xiàn)
C．蛋白酶處理結(jié)果顯示提取物仍有轉(zhuǎn)化活性
D．本實驗結(jié)果表明DNA使R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化
答案　B
解析　甲、乙組培養(yǎng)基中除了有S型菌落出現(xiàn)，還有R型菌落出現(xiàn)，B錯誤。
2．有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)普遍存在于動物中的磁受體基因，其編碼的磁受體蛋白能識別外界磁場和順應(yīng)磁場方向排列，并據(jù)此提出一個新的“生物指南針”分子模型。下列敘述正確的是(　　)
A．磁受體基因的骨架是由磷酸和核糖交替排列而成的
B．基因中相鄰堿基之間通過一個五碳糖和一個磷酸相連
C．同位素標(biāo)記該基因中的兩條鏈，每次復(fù)制后帶有標(biāo)記的DNA分子數(shù)目不變
D．翻譯時，每種密碼子都有與之相對應(yīng)的反密碼子
答案　C
解析　磁受體基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，其骨架是由磷酸和脫氧核糖交替排列而成的，A錯誤；基因中同一條鏈上的相鄰堿基之間通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”相連，而不同鏈之間的堿基通過氫鍵相連，B錯誤；同位素標(biāo)記該基因中的兩條鏈，根據(jù)DNA分子半保留復(fù)制的特點，每次復(fù)制后帶有標(biāo)記的DNA分子數(shù)目不變，C正確；終止密碼子不編碼氨基酸，沒有與之對應(yīng)的反密碼子，D錯誤。
3．正在進行復(fù)制的DNA分子上的“Y”形交叉點稱為復(fù)制叉。在每個復(fù)制起始位點處形成兩個復(fù)制叉，它們朝相反方向移動，在“復(fù)制機器”的作用下沿途打開母鏈合成新的子鏈。圖示為果蠅早期胚胎細(xì)胞正在進行DNA復(fù)制的電鏡照片。以下說法錯誤的是(　　)
A．DNA多起點雙向復(fù)制提高了合成效率
B．圖中DNA上的可見顆粒可能是蛋白質(zhì)
C．該圖證明DNA子鏈延伸方向是從5′到3′
D．“復(fù)制機器”含有DNA聚合酶和解旋酶等
答案　C
解析　據(jù)圖可知DNA多起點雙向復(fù)制，這種復(fù)制方式極大地提高了合成效率，A正確；圖中DNA上的可見顆粒可能是蛋白質(zhì)，因為DNA復(fù)制時需要多種酶參與，B正確；據(jù)該圖無法證明DNA子鏈延伸方向是從5′到3′，C錯誤；“復(fù)制機器”含有DNA聚合酶和解旋酶等，D正確。
4．用32P標(biāo)記的一個含有200個堿基對的親代鏈狀DNA分子中，有鳥嘌呤40個，將其放在含31P的PCR體系中連續(xù)復(fù)制4次，下列相關(guān)分析中正確的是(　　)
A．親代鏈狀DNA中含有2個游離的磷酸基團
B．復(fù)制中共需游離的腺嘌呤脫氧核苷酸900個
C．子代DNA中含有32P的DNA單鏈占總單鏈的1/8
D．DNA分子的一條鏈與另一條鏈中堿基A＋T所占比例互為倒數(shù)
答案　A
解析　親代鏈狀DNA中含有2個游離的磷酸基團，A正確；一個DNA分子有200對即400個堿基，其中鳥嘌呤40個，則腺嘌呤有160個，復(fù)制中共需游離的腺嘌呤脫氧核苷酸＝(24－1)×160＝2400個，B錯誤；由于DNA分子的半保留復(fù)制，子代DNA中含有32P的DNA單鏈2條，占總單鏈32條中的1/16，C錯誤；DNA分子的一條鏈與另一條鏈中堿基A＋T所占比例相同，D錯誤。
5．有關(guān)DNA、基因和染色體的敘述，錯誤的是(　　)
A．染色體是DNA的主要載體，每條染色體中含有1個或2個DNA分子
B．基因在染色體上呈線性排列，在體細(xì)胞中一般成對存在
C．同源染色體同一位置上分布的兩個基因是等位基因，控制著相對性狀
D．染色體中某一片段的缺失會導(dǎo)致DNA結(jié)構(gòu)改變，引起染色體變異
答案　C
解析　同源染色體同一位置上分布的兩個基因是相同的基因或等位基因，C錯誤。
6.某生物基因表達過程如圖所示。下列敘述與該圖相符的是(　　)
A．在RNA聚合酶作用下DNA雙螺旋解開
B．DNA—RNA雜交區(qū)域中A應(yīng)與T配對
C．mRNA翻譯只能得到一條肽鏈
D．該過程發(fā)生在真核細(xì)胞中
答案　A
解析　在RNA聚合酶作用下DNA雙螺旋解開，開始轉(zhuǎn)錄，A正確；DNA—RNA雜交區(qū)域中堿基A在轉(zhuǎn)錄模板DNA鏈上，應(yīng)與mRNA上的堿基U配對，B錯誤；據(jù)圖可知，一條mRNA為模板，可結(jié)合多個核糖體，翻譯得到多條肽鏈，C錯誤；據(jù)圖可知，轉(zhuǎn)錄還未結(jié)束，核糖體上的翻譯過程已經(jīng)開始，該過程應(yīng)該發(fā)生在原核細(xì)胞中，D錯誤。
7．下列有關(guān)遺傳信息傳遞的敘述，正確的是(　　)
A．中心法則適用于真核生物，不適用于原核生物
B．乳酸菌遺傳信息的傳遞發(fā)生在生物大分子間
C．T2噬菌體遺傳信息傳遞只在大腸桿菌的核糖體上進行
D．致癌RNA病毒遺傳信息的傳遞過程中，只有A—U的配對，不存在A—T的配對
答案　B
解析　中心法則適用于真核生物和原核生物，A錯誤；中心法則中，遺傳信息的傳遞發(fā)生在DNA、RNA、蛋白質(zhì)間，即發(fā)生在生物大分子之間，B正確；T2噬菌體遺傳信息傳遞在大腸桿菌的細(xì)胞質(zhì)中進行轉(zhuǎn)錄，在核糖體上進行翻譯，C錯誤；致癌的RNA病毒遺傳信息傳遞過程中，可發(fā)生逆轉(zhuǎn)錄，可存在A—T的配對，D錯誤。
8．一對表現(xiàn)正常的夫婦生了個基因型為XbXbY的孩子。已知父親正常，母親是紅綠色盲攜帶者。下列分析中正確的是(　　)
A.問題可能來自父親，在減數(shù)第一次分裂過程中出現(xiàn)了問題
B．問題可能來自父親，在減數(shù)第二次分裂過程中出現(xiàn)了問題
C．問題一定來自母親，在減數(shù)第一次分裂過程中出現(xiàn)了問題
D．問題一定來自母親，在減數(shù)第二次分裂過程中出現(xiàn)了問題
答案　D
解析　根據(jù)題意分析可知，一對表現(xiàn)正常的夫婦生了個基因型為XbXbY的孩子，父親正常，則基因型為XBY，母親為紅綠色盲攜帶者，則基因型為XBXb，又孩子的基因型為XbXbY，只能是由基因型為XbXb卵細(xì)胞和攜帶Y染色體的精子結(jié)合的受精卵發(fā)育而來，所以母親在減數(shù)第二次分裂過程中出現(xiàn)了問題。
9．下列與細(xì)胞分裂有關(guān)的說法，錯誤的是(　　)
A．細(xì)胞有絲分裂間期和減數(shù)分裂前的間期都需要完成DNA和有關(guān)蛋白質(zhì)合成
B．動植物細(xì)胞有絲分裂保持了細(xì)胞親子代之間遺傳性狀的穩(wěn)定性
C．同源染色體的聯(lián)會和分離，只發(fā)生在減數(shù)分裂過程中
D．減數(shù)分裂能夠維持了生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定
答案　D
解析　細(xì)胞有絲分裂間期和減數(shù)分裂前的間期都需要完成DNA和有關(guān)蛋白質(zhì)合成，A正確；動植物細(xì)胞有絲分裂保持了親子代之間遺傳性狀的穩(wěn)定性，B正確；同源染色體的聯(lián)會和分離，只發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，有絲分裂不會發(fā)生，C正確；減數(shù)分裂和受精作用共同維持了生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定，D錯誤。
10．下圖為百合(2n＝24)減數(shù)分裂過程中的圖像。下列敘述正確的是(　　)
A．上述細(xì)胞分裂圖像按進行時序排序為①→③→⑤→②→④
B．圖③所示細(xì)胞中，非同源染色體隨機自由組合
C．圖②所示細(xì)胞中，同源染色體分離，染色體數(shù)目減半
D．圖⑤所示細(xì)胞中，移向兩極的染色體一般相同
答案　A
解析　①中細(xì)胞核比較清晰可見，為減數(shù)分裂前的間期，②4組染色體正分別向細(xì)胞兩極移動，為減數(shù)第二次分裂后期，③染色體清晰可見，有同源染色體，且散亂排布，為減數(shù)第一次分裂前期，此時不存在非同源染色體隨機自由組合，④出現(xiàn)4個新的細(xì)胞核，為減數(shù)第二次分裂末期，⑤同源染色體分別向細(xì)胞兩極移動，為減數(shù)第一次分裂后期，故A正確，B、C、D錯誤。
11．下表是人類的一個卵原細(xì)胞開始發(fā)生的連續(xù)生理過程中細(xì)胞染色體組數(shù)的變化及相關(guān)特點。說法不正確的是(　　)
A．甲過程是減數(shù)分裂過程，會發(fā)生同源染色體聯(lián)會和分離
B．乙過程是受精作用，有基因重組發(fā)生
C．丙過程是有絲分裂，連續(xù)進行該過程的細(xì)胞核膜、核仁周期性消失和重建
D．丁過程是細(xì)胞分化，該過程中遺傳物質(zhì)不會改變
答案　B
解析　甲過程是卵原細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成卵細(xì)胞的過程，會發(fā)生同源染色體聯(lián)會和分離，A正確；乙過程是受精作用，基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，即發(fā)生在甲過程中，B錯誤；丙過程是有絲分裂過程，會發(fā)生核膜、核仁周期性消失和重建，C正確；丁過程是細(xì)胞分裂，細(xì)胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達，遺傳物質(zhì)不會發(fā)生改變，D正確。
二、非選擇題
12．下圖中甲、乙、丙分別表示真核細(xì)胞內(nèi)三種物質(zhì)的合成過程，回答有關(guān)問題：
(1)圖示甲、乙、丙過程分別表示________、轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。其中甲、乙過程可以發(fā)生在細(xì)胞核中，也可以發(fā)生________及________中。
(2)生物學(xué)中，經(jīng)常使用3H—TdR(3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸)研究甲過程的物質(zhì)合成情況，原因是___________________________________________________________________。
(3)轉(zhuǎn)錄時，與DNA中轉(zhuǎn)錄起點結(jié)合的酶是______________。一個細(xì)胞周期中，乙過程在每個起點可起始多次，而細(xì)胞核中的甲過程在每個起點一般起始________次。
(4)丙過程在核糖體上進行，通過________上的反密碼子來識別mRNA上的堿基，將氨基酸轉(zhuǎn)移到相應(yīng)位點上。AUG是甲硫氨酸的密碼子，又是肽鏈合成的起始密碼子，某種分泌蛋白的第一個氨基酸并不是甲硫氨酸，這是因為細(xì)胞中新生肽鏈經(jīng)________和________加工修飾的結(jié)果。
答案　(1)DNA復(fù)制　線粒體　葉綠體
(2)3H?TdR是DNA合成的原料之一，可根據(jù)放射性強度變化來判斷DNA合成情況
(3)RNA聚合酶　一
(4)tRNA　內(nèi)質(zhì)網(wǎng)　高爾基體
解析　(1)圖甲是以DNA的兩條鏈為模板合成子代DNA的過程，即DNA復(fù)制；DNA存在于細(xì)胞核、葉綠體和線粒體中，所以，在葉綠體和線粒體中，也可發(fā)生DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄。
(2)3H?TdR是DNA合成的原料之一，所以可根據(jù)放射性強度的變化來判斷DNA的合成情況。
(3)轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物是RNA，與DNA中轉(zhuǎn)錄起點結(jié)合的酶是RNA聚合酶；一個細(xì)胞周期中，核DNA只復(fù)制一次，而基因的轉(zhuǎn)錄可進行多次。
(4)反密碼子存在于tRNA上；AUG是起始密碼子，新合成的多肽鏈?zhǔn)锥藨?yīng)是甲硫氨酸，但某種分泌蛋白的第一個氨基酸并不是甲硫氨酸，這說明新生肽鏈經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工修飾后，甲硫氨酸被切除。
13．表觀遺傳是指DNA序列不改變，而基因的表達發(fā)生可遺傳的改變。DNA甲基化是表觀遺傳中最常見的現(xiàn)象之一。某些基因在啟動子(RNA聚合酶與基因結(jié)合，開始轉(zhuǎn)錄的位點)上存在富含雙核苷酸“CG”的區(qū)域，稱為“CG島”。其中的胞嘧啶在發(fā)生甲基化后轉(zhuǎn)變成5?甲基胞嘧啶但仍能與鳥嘌呤互補配對。細(xì)胞中存在兩種DNA甲基化酶(如圖1所示)，從頭甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；維持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位點，使其全甲基化。
(1)由上述材料可知，DNA甲基化________(選填“會”或“不會”)改變基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的堿基序列。
(2)由于圖2中過程①的方式是________，所以其產(chǎn)物都是________甲基化的，因此過程②必須經(jīng)過______________的催化才能獲得與親代分子相同的甲基化狀態(tài)。
(3)研究發(fā)現(xiàn)，啟動子中“CG島”的甲基化會影響相關(guān)蛋白質(zhì)(RNA聚合酶)與啟動子的結(jié)合，從而抑制________。
(4)5?氮雜胞苷(AZA)常用于臨床上治療DNA甲基化引起的疾病。推測AZA可能的作用機制之一是：AZA在________過程中摻入DNA分子，導(dǎo)致與DNA結(jié)合的甲基化酶活性降低，從而降低DNA的甲基化程度。另一種可能的機制是：AZA與“CG島”中的________競爭甲基化酶，從而降低DNA的甲基化程度。
(5)小鼠的A基因編碼胰島素生長因子?2(IGF?2)，a基因無此功能(A、a位于常染色體上)。IGF?2是小鼠正常發(fā)育必需的一種蛋白質(zhì)，缺乏時小鼠個體矮小。在小鼠胚胎中，來自父本的A及其等位基因能夠表達，來自母本的則不能表達。檢測發(fā)現(xiàn)，這對基因的啟動子在精子中是非甲基化的，在卵細(xì)胞中則是甲基化的。若純合矮小雌鼠與純合正常雄鼠(AA)雜交，則F1的表現(xiàn)型應(yīng)為________。F1雌雄個體間隨機交配，則F2的表現(xiàn)型及其比例應(yīng)為________。結(jié)合F1配子中A及其等位基因啟動子的甲基化狀態(tài)，分析F2出現(xiàn)這種比例的原因是____________________________________________________________。
答案　(1)不會　(2)半保留復(fù)制　半　維持甲基化酶
(3)基因的表達　(4)DNA復(fù)制　胞嘧啶
(5)全部正常　正常∶矮小＝1∶1　卵細(xì)胞中的A及其等位基因由于啟動子甲基化而不表達，精子中的A及其等位基因由于啟動子非甲基化而表達，并且含A的精子∶含a的精子＝1∶1
解析　(1)由題圖1和圖2可知，DNA甲基化不會改變基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的堿基序列，僅是堿基的化學(xué)修飾。
(2)由于圖2中過程①的方式是半保留復(fù)制，所以其產(chǎn)物都是半甲基化的，因此過程②必須經(jīng)過維持甲基化酶的催化才能獲得與親代分子相同的甲基化狀態(tài)。
(3)研究發(fā)現(xiàn)，啟動子中“CG島”的甲基化會影響相關(guān)蛋白質(zhì)(RNA聚合酶)與啟動子的結(jié)合，從而抑制基因的表達(轉(zhuǎn)錄)。
(4)5?氮雜胞苷(AZA)常用于臨床上治療DNA甲基化引起的疾病。推測AZA可能的作用機制之一是：AZA在DNA復(fù)制過程中摻入DNA分子，導(dǎo)致與DNA結(jié)合的甲基化酶活性降低，從而降低DNA的甲基化程度。另一種可能的機制是：AZA與“CG島”中的胞嘧啶競爭甲基化酶，從而降低DNA的甲基化程度。
(5)若純合矮小雌鼠(aa)與純合正常雄鼠(AA)雜交，則F1的基因型均為Aa，且其中來自父親的A能夠表達，來自母親的a不能表達，因此F1的表現(xiàn)型是(全部)正常。F1雌雄個體(父Aa×母Aa)間隨機交配，由于來自父本的A及其等位基因能夠表達，來自母本的則不能表達，則F2的表現(xiàn)型及其比例應(yīng)為正常∶矮小＝1∶1。
專題作業(yè)2——
一、選擇題(每道題只有一個選項符合題目要求)
1．M13絲狀噬菌體的遺傳物質(zhì)是單鏈閉合的DNA，以下敘述正確的是(　　)
A．M13的DNA分子中嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)
B.M13的DNA復(fù)制過程涉及堿基互補配對
C．可用含35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)M13以標(biāo)記蛋白質(zhì)
D．M13的核糖體是合成蛋白質(zhì)外殼的場所
答案　B
解析　M13的DNA分子為單鏈，分子中嘌呤數(shù)不一定等于嘧啶數(shù)，A錯誤；M13的DNA單鏈復(fù)制過程中子鏈與母鏈堿基互補配對，B正確；M13為病毒，不可用含35S的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)M13以標(biāo)記蛋白質(zhì)，C錯誤；M13利用宿主細(xì)胞的核糖體合成蛋白質(zhì)外殼，它自身無核糖體，D錯誤。
2．洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞的某條染色體的DNA分子中含有胞嘧啶m個，復(fù)制n次。下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　)
A．DNA復(fù)制發(fā)生在該細(xì)胞減數(shù)第一次分裂前的間期
B．該DNA分子復(fù)制過程中，解旋和復(fù)制同時進行
C．該DNA復(fù)制形成的每個子代DNA分子中均含有m個胞嘧啶
D．該DNA復(fù)制過程中共消耗(2n－1)m個胞嘧啶脫氧核苷酸
答案　A
解析　洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞不能進行減數(shù)分裂，A錯誤；DNA復(fù)制時邊解旋邊復(fù)制，二者同時進行，B正確；正常情況下，該DNA復(fù)制n次，形成的每個子代DNA分子均相同，都含有m個胞嘧啶，C正確；由于DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，該DNA分子復(fù)制過程中消耗胞嘧啶脫氧核苷酸(2n－1)m個，D正確。
3．下圖為某果蠅兩條染色體上部分基因分布示意圖，下列敘述錯誤的是(　　)
A．朱紅眼色和暗栗眼色是相對性狀，基因cn與基因cl為等位基因
B．有絲分裂中期，X染色體和常染色體的著絲點都排列在赤道板上
C．有絲分裂后期，基因cn、cl、v、w會出現(xiàn)在細(xì)胞的同一極
D．減數(shù)第二次分裂后期，基因cn、cl、v、w可出現(xiàn)在細(xì)胞的同一極
答案　A
解析　朱紅眼色和暗栗眼色不是相對性狀，基因cn與基因cl為一條染色體上的非等位基因，A錯誤；有絲分裂中期，X染色體和常染色體的著絲點都排列在赤道板上，B正確；有絲分裂后期，姐妹染色單體分離，它們攜帶的基因cn、cl、v、w會出現(xiàn)在細(xì)胞的同一極，C正確；如果減數(shù)第一次分裂后期圖示的常染色體和X染色體發(fā)生組合，則減數(shù)第二次分裂后期，基因cn、cl、v、w可出現(xiàn)在細(xì)胞的同一極，D正確。
4．已知某DNA分子中A占15%，如圖為該DNA分子上某基因片段的堿基序列，其控制合成的多肽鏈中含有“—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—賴氨酸”的氨基酸序列，下列說法中不正確的是(　　)
A．該DNA轉(zhuǎn)錄形成的mRNA中G＋C占70%
B．該DNA分子中參與轉(zhuǎn)錄的模板鏈?zhǔn)洽谔栨?br/>C．b處堿基對發(fā)生替換可能使翻譯的多肽鏈縮短
D．a(chǎn)處堿基對替換為C∥G時不會改變氨基酸序列
答案　C
解析　該DNA分子中A占15%，根據(jù)堿基互補配對原則，其中含有T＝15%，G和C均含有35%，則DNA分子中G＋C占70%，其轉(zhuǎn)錄形成的mRNA中G＋C也占70%，A正確；根據(jù)翻譯出來的序列可知，翻譯是從第三個堿基開始的，轉(zhuǎn)錄的模板鏈?zhǔn)洽谔栨湥珺正確；②號鏈b處的堿基經(jīng)過轉(zhuǎn)錄，成為終止密碼子的第一個堿基，第一個堿基突變后轉(zhuǎn)錄形成的mRNA一定不再是終止密碼子，因此會造成翻譯的多肽鏈延長，C錯誤；a處堿基對替換為C∥G時，該處轉(zhuǎn)錄形成的密碼子由CCU變?yōu)镃CC，仍然指導(dǎo)合成脯氨酸，不改變氨基酸序列，D正確。
5．新型冠狀病毒具有很強的傳染力，其遺傳物質(zhì)為“＋RNA”，繁殖過程如下圖。與大腸桿菌相比下列相關(guān)敘述正確的是(　　)
A．完成遺傳物質(zhì)的復(fù)制均需RNA聚合酶
B．遺傳物質(zhì)復(fù)制過程中所需的原料相同
C．蛋白質(zhì)的合成均需要宿主細(xì)胞的核糖體
D．遺傳物質(zhì)復(fù)制均遵循堿基互補配對原則
答案　D
解析　大腸桿菌完成遺傳物質(zhì)的復(fù)制需解旋酶和DNA聚合酶，A錯誤；大腸桿菌遺傳物質(zhì)(DNA)復(fù)制需要脫氧核苷酸，新冠病毒復(fù)制過程中所需的原料是核糖核苷酸，B錯誤；大腸桿菌蛋白質(zhì)的合成利用自身的核糖體，新冠病毒蛋白質(zhì)合成需要宿主細(xì)胞的核糖體，C錯誤；大腸桿菌和新冠病毒的遺傳物質(zhì)復(fù)制均遵循堿基互補配對原則，D正確。
6．下圖表示RNA干擾技術(shù)的原理，下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　)
A．推測A蛋白具有RNA聚合酶的功能
B．可利用該技術(shù)研究基因的功能
C．RNA干擾過程遵循堿基互補配對原則
D．利用該技術(shù)可以抑制致病基因的表達
答案　A
解析　據(jù)圖可推知，A蛋白能切割RNA，不具有RNA聚合酶的功能，A錯誤；SiRNA可干擾翻譯過程，不能合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)進而研究相應(yīng)的基因的功能，B正確；RNA干擾過程的原理是SiRNA與mRNA結(jié)合形成雙鏈，遵循堿基互補配對原則，C正確；進行RNA干擾后，翻譯無法進行，因此利用該技術(shù)可以抑制致病基因的表達，D正確。
7．Qβ噬菌體的遺傳物質(zhì)(QβRNA)是一條單鏈RNA，當(dāng)噬菌體侵染大腸桿菌后，QβRNA立即作為模板翻譯出成熟蛋白、外殼蛋白和RNA復(fù)制酶(如下圖)，然后利用該復(fù)制酶復(fù)制QβRNA，下列敘述正確的是(　　)
A．QβRNA的復(fù)制需經(jīng)歷一個逆轉(zhuǎn)錄過程
B．QβRNA的復(fù)制需經(jīng)歷形成雙鏈RNA的過程
C．一條QβRNA模板只能翻譯出一條肽鏈
D．QβRNA復(fù)制后，復(fù)制酶基因才能進行表達
答案　B
解析　由題意可知Qβ噬菌體的遺傳物質(zhì)(QβRNA)是一條單鏈RNA，且可直接作為模板進行翻譯，不需要逆轉(zhuǎn)錄，A錯誤；QβRNA復(fù)制時，直接以RNA為模板進行復(fù)制：先以＋RNA為模板合成－RNA，此時正負(fù)鏈之間是結(jié)合在一起的(即雙鏈RNA形式)，再以雙鏈中的－RNA為模板合成新的＋RNA，B正確；由圖可知，一條模板可翻譯多條肽鏈，C錯誤；由題意知，QβRNA可直接翻譯出蛋白質(zhì)，D錯誤。
8．乳腺上皮細(xì)胞在孕晚期數(shù)量增加，在停止哺乳后數(shù)量減少。當(dāng)向體外培養(yǎng)乳腺組織的培養(yǎng)液中加入泌乳素時，乳腺組織合成的酪蛋白的量增加了20倍。測定乳腺組織中RNA的半衰期(半數(shù)RNA降解需要的時間)，結(jié)果如下表。據(jù)此作出的推理不正確的是(　　)
RNA種類
RNA半衰期(h)
無泌乳素刺激
有泌乳素刺激
rRNA
>790
>790
總mRNA
3.3
12.8
酪蛋白mRNA
1.1
28.5
A．乳腺上皮細(xì)胞的增殖能力在人體生命活動的不同階段有所差異
B．mRNA半衰期較短，有利于細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的種類和含量的調(diào)控
C．泌乳素通過提高酪蛋白基因轉(zhuǎn)錄效率來促進細(xì)胞合成更多酪蛋白
D．用標(biāo)記的酪蛋白基因為探針進行分子雜交可測定酪蛋白mRNA存在
答案　C
解析　由題干信息可知，乳腺上皮細(xì)胞在孕晚期數(shù)量增加，在停止哺乳后數(shù)量減少，說明乳腺上皮細(xì)胞的增殖能力在生命活動的不同階段有差異，A正確；蛋白質(zhì)的合成需要模板mRNA，若mRNA的半衰期較短，更利于通過調(diào)控轉(zhuǎn)錄的強弱，調(diào)控蛋白質(zhì)的種類和含量，B正確；通過題中圖表數(shù)據(jù)獲知，有無泌乳素刺激，酪蛋白mRNA半衰期有明顯差異，據(jù)此推知泌乳素通過提高酪蛋白基因的翻譯(而不是轉(zhuǎn)錄)效率來促進細(xì)胞合成更多酪蛋白，C錯誤；酪蛋白mRNA是以酪蛋白基因為模板轉(zhuǎn)錄出來的，所以利用標(biāo)記的酪蛋白基因作為探針通過堿基互補配對可以檢測酪蛋白mRNA是否存在，D正確。
9．下圖為基因控制性狀的流程示意圖。請據(jù)圖分析，下列說法不正確的是(　　)
A．①過程以DNA的一條鏈為模板、四種核糖核苷酸為原料合成RNA
B．某段DNA上發(fā)生了基因突變，但形成的蛋白質(zhì)不一定會改變
C．③過程中需要多種轉(zhuǎn)運RNA，轉(zhuǎn)運RNA不同，所搬運的氨基酸也不相同
D．人的鐮刀型細(xì)胞貧血癥是基因?qū)π誀畹闹苯涌刂疲菇Y(jié)構(gòu)蛋白發(fā)生變化
答案　C
解析　圖示①過程是以DNA一條鏈為模板，四種核糖核苷酸為原料合成RNA的過程，①為轉(zhuǎn)錄，A正確；某段DNA上發(fā)生了基因突變，導(dǎo)致密碼子發(fā)生改變，但因密碼子的簡并性，其決定的氨基酸不一定改變，形成的蛋白質(zhì)不一定會改變，B正確；③是翻譯過程，需要多種轉(zhuǎn)運RNA，因密碼子的簡并性，不同的轉(zhuǎn)運RNA可能搬運相同的氨基酸，C錯誤；人的鐮刀型細(xì)胞貧血癥是基因突變引起的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變所致，屬于基因?qū)π誀畹闹苯涌刂疲珼正確。
10．將果蠅精原細(xì)胞(2N＝8)的DNA分子用15N標(biāo)記后，置于含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過連續(xù)兩次分裂后，下列推斷正確的是(　　)
A．若進行有絲分裂，則第二次分裂中期的細(xì)胞中有8條染色單體含14N
B．若進行有絲分裂，則兩次分裂結(jié)束后含15N的子細(xì)胞所占比例為1/2
C．若進行減數(shù)分裂，則第二次分裂中期的細(xì)胞中有4條染色單體含14N
D．若進行減數(shù)分裂，則兩次分裂結(jié)束后所有子細(xì)胞的染色體均含有15N
答案　D
解析　根據(jù)題意，若進行兩次有絲分裂，第一次分裂得到的子細(xì)胞所有的染色體中DNA都有一條鏈被標(biāo)記，則第二次分裂中期的細(xì)胞中16條染色單體都含14N，A錯誤；若進行兩次有絲分裂，第一次分裂得到的子細(xì)胞所有的染色體中DNA都有一條鏈被標(biāo)記，第二次分裂得到的子細(xì)胞中一半有標(biāo)記或全部有標(biāo)記，B錯誤；精原細(xì)胞中有8條染色體，減數(shù)第二次分裂中期細(xì)胞中有4條染色體，8條染色體單體，有8個DNA分子，其中每個DNA分子都有一條鏈含有14N，所以8條染色體單體都含14N，C錯誤；若進行減數(shù)分裂，DNA完成復(fù)制后每個DNA分子中都有一條鏈有標(biāo)記，所以子細(xì)胞中所有染色體全有15N標(biāo)記，D正確。
11．下圖為某二倍體動物的幾個細(xì)胞分裂示意圖(數(shù)字代表染色體，字母代表染色體上的基因)。據(jù)圖判斷下列敘述錯誤的是(　　)
A．甲圖表示減數(shù)第一次分裂后期，據(jù)此說明該動物的性別可能是雄性
B．乙圖表示該細(xì)胞發(fā)生了同源染色體的非姐妹染色單體間的交叉互換
C．1與4的片段交換，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異
D．丙細(xì)胞分裂產(chǎn)生的兩個子細(xì)胞中的染色體數(shù)目與DNA分子數(shù)相同
答案　B
解析　甲圖細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂后期，細(xì)胞質(zhì)均等分裂，該動物的性別可能是雄性，A正確；乙圖細(xì)胞處于有絲分裂后期，同源染色體的非姐妹染色單體間的交叉互換發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期，B錯誤；1與4的片段交換，是非同源染色體之間片段的交換，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，C正確；丙圖細(xì)胞處于減數(shù)第二次分裂后期，產(chǎn)生的兩個子細(xì)胞中的染色體數(shù)目與DNA分子數(shù)相同，D正確。
二、非選擇題
12．嗜熱四膜蟲是一種單細(xì)胞真核生物，在外界營養(yǎng)物質(zhì)缺乏時，可以進行有性生殖。其細(xì)胞中小核(2n)的分裂過程如下圖1所示。圖2表示四膜蟲細(xì)胞不同分裂時期的圖像(示兩對染色體)，請據(jù)圖回答下列問題：
(1)圖1中________和________過程保證親子代細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定。
(2)圖2中甲細(xì)胞的分裂方式屬于圖1中的________過程(填圖1中的序號)，圖2的________細(xì)胞可能已經(jīng)發(fā)生過基因重組，屬于圖1中________過程(填圖1中序號)。
(3)圖1進行減數(shù)分裂的四膜蟲基因型均為AaBb，據(jù)圖判斷①的基因型為________。
答案　(1)Ⅰ(減數(shù)分裂)　受精作用
(2)Ⅱ　乙、丙(必須答全)　Ⅰ
(3)AB或ab(必須答全)
解析　(1)減數(shù)分裂使成熟生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目比原始生殖細(xì)胞減少一半，而受精作用使染色體數(shù)目又恢復(fù)到體細(xì)胞的數(shù)目。因此對于進行有性生殖的生物體來說，減數(shù)分裂和受精作用對于維持每種生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定十分重要。
(2)圖2中甲細(xì)胞進行的是有絲分裂，屬于圖1中的Ⅱ過程；基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂四分體時期和減數(shù)第一次分裂后期，因此圖2的乙、丙細(xì)胞可能已經(jīng)發(fā)生過基因重組，屬于圖1中Ⅰ過程。
(3)圖1進行減數(shù)分裂的四膜蟲基因型均為AaBb，其中有一個子細(xì)胞的基因型為AB，則其他三個子細(xì)胞的基因型分別為AB、ab和ab，因此①的基因型為AB或ab。
13．真核細(xì)胞中DNA主要位于細(xì)胞核內(nèi)，而蛋白質(zhì)合成在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上。依據(jù)這一事實，科學(xué)家推測存在某種“信使”分子，能將遺傳信息從細(xì)胞核攜帶到細(xì)胞質(zhì)中。為確定遺傳信息從DNA傳遞給蛋白質(zhì)的中間載體，科學(xué)家們做了如下研究。
(1)對于“信使”有兩種不同假說。假說一：核糖體RNA可能就是信息的載體；假說二：另有一種RNA(稱為mRNA)作為遺傳信息傳遞的信使。
①若假說一成立，則細(xì)胞內(nèi)的核糖體種類是否相同？為什么？
②若假說二成立，則mRNA在指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成過程中與細(xì)胞內(nèi)原有的核糖體什么關(guān)系？
(2)用含15N的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌，標(biāo)記細(xì)菌的核糖體(即“重核糖體”)，然后將細(xì)菌轉(zhuǎn)移至含14N和32P的培養(yǎng)基中，同時接種噬菌體，進行一定時間的培養(yǎng)，將被侵染后裂解的細(xì)菌進行密度梯度離心和放射性檢測，結(jié)果如下圖所示。實驗結(jié)果支持哪個假說？請說出判斷依據(jù)。
(3)若要證明新合成的噬菌體RNA為“信使”，還需要進行兩組分子雜交實驗，請選擇下列序號填入表格。
①將新合成的噬菌體RNA與細(xì)菌DNA混合
②將新合成的噬菌體RNA與噬菌體DNA混合
③出現(xiàn)DNA－RNA雜交現(xiàn)象
④不出現(xiàn)DNA－RNA雜交現(xiàn)象
組別
實驗處理
預(yù)期結(jié)果
1
2
答案　(1)①若假說一成立，則細(xì)胞內(nèi)的核糖體種類是不相同的。因為細(xì)胞核中的DNA所控制合成的蛋白質(zhì)多種多樣，作為兩者之間傳遞信息的載體RNA也多種多樣，所以由這些RNA參與形成的核糖體是不同的。②若假說二成立，則mRNA在指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成過程中與細(xì)胞內(nèi)原有的核糖體結(jié)合。
(2)實驗結(jié)果與假說二的預(yù)期結(jié)果一致，假說二成立。依據(jù)是15N標(biāo)記細(xì)菌的“重核糖體”離心的結(jié)果只有重帶，且含放射性32P的新合成的噬菌體RNA出現(xiàn)的位置與重帶的位置一致，說明噬菌體沒有合成新的核糖體，噬菌體侵入大腸桿菌后合成的具有放射性標(biāo)記的RNA與原有細(xì)菌的“重核糖體”結(jié)合，指導(dǎo)其蛋白質(zhì)合成。
(3)如下表
組別
實驗處理
預(yù)期結(jié)果
1
②
③
2
①
④

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