高考二轮复习遗传的分子基础教案

第6讲遗传的分子基础
1.下列关于DNA的结构与复制的说法,正确的画“√”,错误的画“×”。

(1)格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质。

(×)
(2)R型菌与S型菌中控制有无荚膜性状的基因的遗传遵循分离定律。

(×)
(3)将加热杀死的S型菌与R型活菌混合后注射给小鼠,从死亡小鼠体内只能分离出S型菌。

( ×)
(4)分别用含32P、35S及各种营养成分的培养基培养噬菌体,可得到被标记的噬菌体。

( ×)
(5)在噬菌体侵染细菌实验的过程中,通过搅拌使噬菌体的蛋白质和DNA分开。

(×)
(6)DNA分子中每个脱氧核糖都连接两个磷酸,每个碱基都连接一个脱氧核糖。

( ×)
(7)DNA复制合成的子代DNA一条链中嘌呤和嘧啶的数量相等。

( ×)
[解析] (1)格里菲思的肺炎双球菌转化实验只证明了S型细菌中含有“转化因子”,不能证明DNA是遗传物质。

(2)R型菌和S型菌都是原核生物,其基因遗传不遵循分离定律。

(3)加热杀死的S型菌只能转化一部分R型活菌,另一部分R型活菌在小鼠体内也繁殖产生后代。

(4)噬菌体是病毒,必须寄生在细菌内才能繁殖,在培养基上无法生存。

(5)在实验中,搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。

(6)DNA双链的两端各有一个脱氧核糖只连接一个磷酸。

(7)DNA双链中嘌呤和嘧啶的数量相等,但DNA单链中嘌呤和嘧啶的数量不一定相等。

2.下列关于基因表达的说法,正确的画“√”,错误的画“×”。

(1)tRNA上的反密码子是由mRNA转录而来的。

( ×)
(2)每种氨基酸都对应多个密码子,每个密码子都决定一种氨基酸。

( ×)
(3)白化病是酪氨酸酶活性降低造成的。

( ×)
(4)存在于叶绿体和线粒体中的DNA能进行复制、转录,并翻译出蛋白质。

( √)
(5)某些性状由多个基因共同决定,有的基因可能影响多个性状。

( √)
(6)一个mRNA中含有多个密码子,一个tRNA中只含有一个反密码子。

( √)
(7)结合在同一条mRNA上的核糖体,最终合成的肽链在结构上各不相同。

( ×)
(8)mRNA的形成过程中发生了碱基间氢键的断裂和形成。

( √)
(9)中心法则总结了遗传信息的传递规律,病毒的增殖过程不遵循中心法则。

( ×)
[解析] (1)细胞中的RNA均由DNA转录而来。

(2)有的氨基酸只对应一个密码子如甲硫氨酸,有的密码子不决定氨基酸,如终止密码子。

(3)白化病是因为控制酪氨酸酶合成的基因不正常,使得白化病患者体内缺少酪氨酸酶。

(4)叶绿体和线粒体中的DNA能进行复制、转录并翻译出蛋白质。

(5)基因与性状之间不是简单的线性关系。

(6)一个mRNA中相邻的3个碱基组成一个密码子,一个mRNA中含有多个密码子。

一个tRNA中只有一端的3个相邻碱基才称为反密码子,所以一个tRNA中只含有一个反密码子。

(7)结合在同一条mRNA上的核糖体,翻译形成的肽链氨基酸序列完全相同。

(8)mRNA是以DNA的一条链为模板合成的,因此在mRNA形成过程中DNA双链存在解旋和恢复的过程,存在氢键的断裂和形成。

(9)中心法则总结了遗传信息的传递规律,病毒的增殖过程也是遗传信息的传递和表达的过程,同样遵循中心法则。

3.细读教材,查缺补漏
(1)选用细菌或病毒作实验材料研究遗传物质的优点:成分和结构简单,繁殖速度快,容易分析结果。

(教材必修2 P46思考与讨论)
(2)DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异,不同种生物的DNA分子杂交形成杂合双链区的部位越多,说明两种生物的亲缘关系越近。

(教材必修2 P60思维拓展)
(3)DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。

(教材必修2 P57)
(4)大肠杆菌细胞的拟核有一个DNA分子。

(教材必修2 P55资料分析)
(5)DNA指纹技术,需要用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段,然后用电泳的方法将这些片段按大小分开。

(教材必修2 P58科学·技术·社会)
(6)tRNA中的—OH部位是结合氨基酸的部位,与氨基酸—NH2中的H结合。

(教材必修2 P66图4-5)
(7)密码的简并在一定程度上可防止因碱基改变而导致的遗传信息的改变。

(教材必修2 P67拓展题)
(8)线粒体和叶绿体中的DNA,都能够进行半自主自我复制,并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。

(教材必修2 P70)
(1)噬菌体侵染细菌的实验中选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA进行标记的原因是S仅存在于T2噬菌体的蛋白质中,而P主要存在于其DNA中。

能否利用14C和15N同位素进行标记?试说明理由: 不能。

因为T2噬菌体的蛋白质和DNA中均含有C和N这两种元素,这样无法将DNA和蛋白质区分开。

(2)虽然艾弗里与赫尔希等人的实验方法不同,但是实验的设计思路却有共同之处。

他们最关键的实验设计思路是什么? 设法把DNA与蛋白质分开,单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。

(3)一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,其意义是少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。

(4)豌豆的圆粒种子和皱粒种子的出现说明了基因控制性状的方式之一是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。

考点一基因的本质
(1)感悟两个经典实验的设计原则
①肺炎双球菌体外转化实验中的相互对照
图6-1
②噬菌体侵染细菌实验中的相互对照
图6-2
(2)“两看”法分析噬菌体侵染细菌实验中的放射性
图6-3
2.归纳DNA分子结构的“五、四、三、二、一”
图6-4
[提醒] DNA单链上相邻碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接。

3.“六处思考”DNA的复制
图6-5
(1)DNA准确复制的原因:DNA独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板; 碱基互补配对能使复制准确进行。

(2)在DNA复制过程中,也可能发生差错,即碱基对的增添、缺失或替换——可能引起基因突变。

(3)真核生物DNA快速复制的原因: 多起点分段复制、双向复制。

考法一考查遗传物质探索的经典实验及结论
1.下列有关探索DNA是主要遗传物质的实验,叙述正确的是( D )
型菌DNA和R型活菌的培养基中,一段时间后只存在表面光滑的菌落
型菌不能导致小鼠死亡的原因是S型菌的DNA加热后会失去活性
侵染细菌实验说明了DNA是主要的遗传物质
D.提取的烟草花叶病毒RNA可以使烟草感染病毒,证明RNA也是遗传物质
[解析] 加入S型菌DNA和R型活菌的培养基中,一段时间后同时存在表面光滑的菌落和表面粗糙的菌落,A错误;加热杀死的S型菌不能导致小鼠死亡的原因是S型菌经过加热后丧失侵染能力,且S型菌的DNA并没有因加热而失去活性,B错误;赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验说明了DNA是遗传物质,C错误;提取的烟草花叶病毒RNA可以使烟草感染病毒,证明RNA 也是遗传物质,D正确。

2.下列有关人类对遗传物质探索实验的叙述,正确的是( B )
型活细菌,S型菌利用小鼠细胞的核糖体合成自身的蛋白质
B.肺炎双球菌体外转化实验中,经DNA酶处理的S型菌DNA不能使R型菌转化成S型菌
C. 32P标记的噬菌体侵染细菌实验中,细菌体内含有32P标记的噬菌体DNA,但不能产生不含32P的子代噬菌体
D. 35S标记的噬菌体侵染细菌实验中,细菌体内不含有35S标记的噬菌体蛋白质,但可产生含35S的子代噬菌体
[解析] S型菌属于细菌,利用自身的核糖体合成自身的蛋白质,A错误;DNA酶能够分解DNA,故肺炎双球菌体外转化实验中,经 DNA 酶处理的 S 型菌DNA不能使 R型菌转化成 S 型菌,B正确;32P 标记的噬菌体侵染细菌实验中,含有32P 标记的噬菌体 DNA利用细菌体内的原料,经DNA半保留复制,能产生不含32P的子代噬菌体,C错误;35S标记的噬菌体侵染细菌实验中,35S 标记的蛋白质不能进入细菌体内,细菌体内不含有35S标记的噬菌体蛋白质,也不可产生含35S的子代噬菌体,D错误。

【易错提醒】经典实验的5个易错点
(1)肺炎双球菌的体内转化实验仅证明S型菌含有能让R型菌转化为S型菌的“转化因子”,但不能证明这种“转化因子”是何种物质。

(2)由于噬菌体属于病毒,无细胞结构,所以不能用含放射性物质的培养基直接培养噬菌体。

标记噬菌体时,首先要标记细菌,即用含放射性物质的培养基培养细菌,然后用噬菌体侵染被标记的细菌,即可完成对噬菌体的标记。

(3)噬菌体侵染细菌的实验采取了放射性同位素标记法,32P和35S分别标记的是噬菌体的DNA和蛋白质。

实验结果中对于放射性的描述是“很高”或“很低”,而不是“有”或者“无”。

(4)用32P标记噬菌体的DNA,噬菌体与大肠杆菌混合培养,再经搅拌、离心,放射性主要在沉淀物中,子代噬菌体部分含32P;而用35S标记噬菌体蛋白质,噬菌体与大肠杆菌混合培养,再经搅拌、离心,放射性主要在上清液,子代噬菌体不含35S。

(5)RNA起遗传作用仅适用于RNA病毒。

因此针对“所有生物”时可描述为“DNA是主要的遗传物质”。

考法二考查DNA的结构与复制
3.真核生物的DNA分子中有多个复制起始位点,可以大大提高DNA复制速率。

中科院李国红团队通过研究揭示了一种精细的DNA复制起始位点的识别调控机制,该成果入选“2020年度中国科学十大进展”。

下列叙述错误的是( D )
[解析] DNA复制起始位点是解旋酶与DNA的初始结合位点,使DNA解旋后并开始复制,A正确;DNA的两条链在复制起始位点解旋后都可以作为复制模板,B正确;DNA两条链反向平行,DNA复制时的多起点双向复制可提高DNA分子的合成效率,C正确;DNA中不含尿嘧啶,故DNA复制过程中不会利用外源的尿嘧啶类似物,无法利用外源的尿嘧啶类似物来鉴定复制起始位点,D错误。

4.如图6-6为大肠杆菌的拟核DNA复制图,下列说法不正确的是( D )
图6-6
和
B.甲是环状DNA,没有游离的磷酸基团
C.如果甲有1000个碱基,腺嘌呤脱氧核苷酸占全部碱基的35%,则从甲到乙共需消耗150个鸟嘌呤脱氧核苷酸
[解析] 基因是具有遗传效应的DNA片段,故DNA分子的碱基对总数大于其上所有基因的碱基对总数之和,A正确;一条链状DNA含有两个游离的磷酸基团,环状DNA中则不含游离的磷酸基因,B正确;该拟核DNA中含鸟嘌呤脱氧核苷酸1000×(50%-35%)=150(个),从甲到乙复制一次,消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸个数为150,C正确;大肠杆菌是原核生物,无核仁,D错误。

考点二基因的表达
(1)转录
图6-7
(2)翻译
图6-8
(1)表达过程
图6-9
①图中a~f所示物质或结构:
a. mRNA ,
b. 核糖体,
c. 多肽链,
d. DNA ,
e. mRNA ,
f. RNA聚合酶。

②图乙(填“甲”或“乙”)表示原核生物进行的生理过程,原因是图乙所示转录、翻译过程在同一地点,同时进
行。

图甲(填“甲”或“乙”)表示真核生物进行的生理过程,原因是图甲所示转录过程在细胞核发生,时间在前;翻译过程在核糖体发生,时间在后。

③两图中的一个mRNA可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链,这样少量的mRNA 可以迅速合成大量的蛋白质。

(2)碱基互补配对原则
①转录:DNA模板链与RNA之间,碱基配对类型有 3 种。

②翻译:mRNA的密码子与tRNA的反密码子之间,碱基配对类型有 2 种。

(3)密码子与反密码子
①密码子在mRNA 上,反密码子在tRNA 上。

②密码子有64 种, 61 种决定氨基酸,另外 3 种是终止密码子。

图6-10
(1)图中字母所表示的过程:a. DNA复制,b. 转录,c. 翻译,d. RNA复制,e. 逆转录。

(2)归纳识记中心法则与生物种类的关系(填图6-10中字母)
①细胞生物(如动、植物): a、b、c 。

②DNA病毒(如噬菌体): a、b、c 。

③复制型RNA病毒(如烟草花叶病毒): d、c 。

④逆转录病毒(如HIV): e、a、b、c 。

途径一:基因酶的合成代谢过程生物体的性状。

例如豌豆的圆粒与皱粒、白化病。

途径二:基因蛋白质的结构生物体的性状。

例如囊性纤维病、镰刀型细胞贫血症。

(1)基因与性状之间并不是简单的线性关系。

有的性状是由一对基因决定的,有的性状是由多个基因共同决定的(如人的身高),有的基因可决定或影响多种性状。

(2)性状并非完全取决于基因:生物的性状根本上由基因决定,同时还受环境条件的影响,因此性状是基因和环境共同作用的结果,即表现型=基因型+环境条件(如水毛茛在空气和水中的叶形,前者为卵形,后者为羽状)。

注:若最终合成的物质并非是蛋白质(如植物激素),则基因对性状的控制往往是通过“控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物体的性状”这一间接途径实现的。

考法一结合基因表达的过程考查密码子和反密码子
1.[2020·全国卷Ⅲ] 细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I)。

含有I的反密码子在与mRNA 中的密码子互补配对时,存在如图6-11所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。

下列说法错误的是( C )
图6-11
分子由两条链组成,mRNA分子由单链组成
中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
[解析] 分析题图可知,次黄嘌呤(I)既可以与碱基U配对也可以与碱基A、C配对,故含有I的反密码子可以识别不同的密码子,A正确;密码子与反密码子都由三个碱基组成,密码子与反密码子可以碱基互补配对通过氢键结合,B正确;tRNA是呈三叶草形状的单链RNA,有些区段会发生碱基互补配对,C错误;mRNA上有密码子,密码子具有简并性,可能2个或多个密码子编码一种氨基酸,故mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变,D正确。

2.某细胞中有关物质合成如图6-12所示,①~⑤表示生理过程,Ⅰ、Ⅱ表示结构或物质。

据图分析正确的是( C )
图6-12
Ⅱ是DNA,含有两个游离的磷酸基团
C.①④为不同生理过程,但其遗传信息的传递遵循中心法则
D.③⑤为同一生理过程,所用密码子的种类和数量一定相同
[解析] 根据核糖体上肽链的长短可知,图示翻译过程中核糖体从右到左读取mRNA上的密码子,A错误;物质Ⅱ是环状DNA,不含游离的磷酸基团,B错误;①为DNA的复制过程,④为转录过程,二者遗传信息的传递都遵循中心法则,C正确;③⑤均为翻译过程,由于两过程中用于翻译的模板不同,形成的蛋白质不同,故所用密码子的种类和数量可能不同,D错误。

【误区清零】 (1)DNA存在的部位都可以发生复制和转录的过程,如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核等。

(2)转录的产物:除了mRNA外,还有tRNA和rRNA,但携带遗传信息的只有mRNA。

3种RNA分子都参与翻译过程,但是作用不同。

(3)并非所有的密码子都能决定氨基酸,3种终止密码子不能决定氨基酸,也没有与之对应的tRNA。

tRNA上有很多个碱基,并非只有3个,只是构成反密码子的碱基是3个,一个tRNA上只有一个反密码子。

(4)密码子具有简并性,一方面有利于提高翻译速度;另一方面可增强容错性,减少蛋白质或性状差错。

(5)哺乳动物成熟红细胞中无细胞核和细胞器,不能进行DNA的复制、转录和翻译。

考法二以模式图形式考查基因表达的过程
3.原核生物和真核生物在基因表达方面既有区别又有联系,图甲和图乙为两类不同生物细胞内基因表达的示意图。

下列说法正确的是( D )
图6-13
A.图甲的转录需要 RNA 聚合酶,图乙的转录不需要
B.图乙的翻译需要 tRNA 参与,图甲的翻译不需要
C.细菌、蓝藻和酵母菌只进行图甲所示的基因表达过程
[解析] 转录都需要RNA聚合酶催化,A错误;tRNA可转运氨基酸,翻译都需要tRNA参与,B错误;图甲所示基因的转录和翻译在同一空间内同时发生,为原核细胞中发生的基因表达过程,故蓝藻和细菌只进行图甲所示的基因表达过程,但酵母菌为真核
生物,主要进行如图乙所示的基因表达过程,C错误;图乙中翻译这些肽链的模板(mRNA)相同,故最终3个核糖体上合成的肽链氨基酸序列相同,D正确。

4.图6-14为某生物细胞中基因R表达过程示意图,下列相关叙述正确的是( A )
图6-14
与R的一条链碱基排列顺序相同
[解析] a和b都表示mRNA,是翻译的模板,c表示翻译形成的多肽链,根据肽链的长度可知核糖体在mRNA上从左向右移动,A 正确;产生c的过程需要核糖体与mRNA上的起始密码子结合,B错误;a为mRNA,R为DNA片段,两者的碱基种类不完全相同,C 错误;物质c可能存在于细胞内,也可能分泌到细胞外,D错误。

考法三中心法则及基因控制性状的途径
5.如图6-15为人体内基因对性状的控制过程,据图分析正确的是( D )
图6-15
①②过程,而不进行③④过程
1与X2的区别主要是脱氧核苷酸排列顺序的不同
③④过程不能完成
[解析] 分析图示可知,①③为转录过程,②④为翻译过程,X1和X2为转录形成的mRNA。

人体成熟红细胞没有细胞核和细胞器,①②③④过程均不能进行,A错误;X1与X2为转录形成的mRNA,mRNA的组成单位是核糖核苷酸,故X1与X2的区别主要是核糖核苷酸排列顺序的不同,B错误;人体衰老引起白发的原因是酪氨酸酶活性降低,不是不能合成酪氨酸酶,C错误;图示反映了基因通过控制蛋白质的结构及酶的合成来控制生物的性状,D正确。

6.图6-16表示完整的中心法则,图中的a、b、c、d、e表示几种生命活动过程,据图并结合所学知识回答下列问题:
图6-16
(1)在人体的效应 T 细胞中,能发生的过程有b、c (填图中字母)。

(2)基因突变常常发生于 a (填图中字母)过程。

(3)d 过程是以四种脱氧核苷酸为原料、在逆转录酶的催化下完成的。

(4)某基因发生突变后控制合成的蛋白质的结构与功能并没有改变。

由此推测:该基因突变最可能是由该基因的碱基对的
替换(填“缺失”“增添”或“替换”)引起的。

[解析] (1)在人体的效应 T 细胞中,只能发生转录和翻译,所以能发生的过程是b、c。

(2)基因突变常常发生在DNA复制过程中,对应字母a。

(3)d过程表示逆转录,是以RNA为模板,合成DNA的过程,因此原料是四种脱氧核苷酸,需要逆转录酶的催化。

(4)基因突变后控制合成的蛋白质的结构与功能并没有改变,即突变后对应的氨基酸序列与突变前一致,因此该基因突变最可能是碱基对的替换引起的。

考法四细胞分裂、分化与基因表达的关系
7.下列与基因和基因的表达相关的叙述,错误的是( B )
A.细胞进行有丝分裂时,子细胞的基因结构与基因数目都可能发生变化
B.人的神经细胞不能进行基因表达,但骨髓中的造血干细胞可以
D.即使基因的碱基序列不发生改变,生物体的性状也可能发生变化
[解析] 细胞进行有丝分裂过程中可能会发生基因突变和染色体变异,基因突变会引起基因结构改变,染色体变异会引起基因数目的变化,故子细胞的基因结构与基因数目都可能发生变化,A正确;神经细胞中也含有细胞核和核糖体,可以进行基因的表达,B错误;隐性基因在杂合子个体的一些细胞(如生殖细胞)中也可能正常表达,C正确;表现型是基因型与环境条件共同作用的结果,因此即使基因的碱基序列不发生改变,生物体的性状也可能发生变化,D正确。

8.研究发现不同基因在同一细胞中的表达效率不同,图6-17是某细胞内基因 A 和基因 B的表达情况,据图分析下列叙述正确的是( B )
图6-17
①过程
①和②效率均高于基因B
C.基因A在所有的活细胞内均能表达,基因B只在某些特定的细胞内表达
D.基因A、基因B、mRNA A、mRNA B均可携带遗传信息,结构E则不能
[解析] 转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,所以基因A和基因B不一定都是以D链作为模板,
也可能是以C链为模板,A错误;基因A通过①转录产生5条mRNA,基因B通过①转录产生1条mRNA,根据翻译结果可知基因A的表达效率高于基因B,B正确;由图并不能得出基因A可以在所有活细胞中表达,基因B只在特定细胞中表达,只能说基因A和基因B的表达有差异,C错误;结构E是DNA上没有遗传效应的DNA片段,但结构E也是DNA片段,因此也携带了遗传信息,D错误。

【归纳提升】 (1)细胞分裂、分化与DNA复制、转录、翻译的关系
①分裂的细胞能进行DNA复制、转录和翻译。

②细胞分化过程及分化成熟的细胞只能进行转录和翻译,不进行DNA复制。

(2)同一个体不同体细胞中核DNA、mRNA与蛋白质的关系
①核DNA相同。

不同体细胞都是由受精卵分裂分化形成的,故核DNA相同。

②由于基因的选择性表达,不同细胞含有的mRNA和蛋白质不完全相同。

1.[2021·广东卷] DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。

下列研究成果中,为该模型构建提供主要依据的是( B )
①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验
②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱
③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等
④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制
A.①②
B.②③
C.③④
D.①④
[解析] 沃森和克里克通过富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱,推知DNA分子呈螺旋结构,然后他们又根据查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等的信息,推知DNA分子中腺嘌呤与胸腺嘧啶配对、胞嘧啶与鸟嘌呤配对,最终他们提出了DNA双螺旋结构模型。

综上所述,B项正确。

2.[2021·全国乙卷] 在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中,无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。

某同学根据上述实验,结合现有生物学知识所做的下列推测中,不合理的是( D )
型菌相比,S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成
型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合,可以得到S型菌
[解析] DNA分子会被DNA酶水解,故将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合,不能得到S型菌,D错误。

3.[2020·全国卷Ⅲ] 关于真核生物的遗传信息及其传递的叙述,错误的是( B )
A.遗传信息可以从DNA流向RNA,也可以从RNA流向蛋白质
[解析] 本题考查真核生物遗传信息的传递。

由中心法则可知,在正常真核生物细胞内发生的信息传递是
,A正确;细胞中以DNA的一条单链为模板可转录出mRNA、tRNA和rRNA三种RNA,只有mRNA可编码多肽,B错误;真核细胞中具有遗传效应的DNA片段是基因,DNA分子中有些片段是基因,有些片段不是基因,故DNA分子的碱基总数大于所有基因碱基数之和,C正确;一个DNA分子上含有多个基因,因此一个DNA分子的一条单链可以转录出不同的RNA分子,D正确。

4.[2021·全国甲卷] 用一段由放射性同位素标记的DNA片段可以确定基因在染色体上的位置。

某研究人员使用放射性同位素32P标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP,dA-Pα~Pβ~Pγ)等材料制备了DNA片段甲(单链),对W基因在染色体上的位置进行了研究,实验流程的示意图如下。

图6-18
回答下列问题:
(1)该研究人员在制备32P标记的DNA片段甲时,所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32P,原因是dATP分别脱掉γ、β位上的磷酸基团后,成为构成DNA分子的基本单位(原料) 。

(2)该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品,在混合操作之前去除了样品中的RNA分子,去除RNA分子的目的是防止RNA与DNA片段甲碱基互补配对,影响基因在染色体上的定位(实验结果) 。

(3)为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合,需要通过某种处理使样品中的染色体DNA 解螺旋为单链。

(4)该研究人员在完成上述实验的基础上,又对动物细胞内某基因的mRNA进行了检测,在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA,这种酶是DNA(水解)酶。

[解析] (1)构成DNA的基本单位为脱氧核糖核苷酸,脱氧腺苷三磷酸(dATP,dA—Pα~Pβ~Pγ)脱去γ、β位的磷酸基团后形成脱氧核糖核苷酸,故只有标记了α位磷酸基团,最终才能标记上DNA,因此所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32P。

(2)本实验的目的是通过用一段由放射性同位素标记的DNA片段与细胞中的DNA片段碱基互补配对,来确定基因在染色体上的位置,在混合操作之前应去除样品中的RNA分子,如果不去除RNA,则放射性同位素标记的DNA片段甲有可能与RNA分子杂交,会影响实验结果。

(3)为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合,需要通过解螺旋处理使样品中的。