专题7遗传的分子基础.docx
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专题7遗传的分子基础
专题7遗传的分子基础
【浏览知识网络——胸怀全局】
【高考考情分析——知己知彼】
考纲要求
(1)人类对遗传物质的探索过程
(2)DNA分子结构的主要特点
(3)基因的的概念
(4)DNA分子的复制
(5)遗传信息的转录和翻译
考情分析
高频考点
(1)理解DNA是遗传物质的实验证据
(2)根据碱基互补配对原则计算DNA、RNA中碱基数
(3)理解DNA和RNA结构的异同点
(4)理解DNA复制、转录和翻译的区别
考查形式
直接考查肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验;结合具体事例考查生物的遗传物质;结合具体的DNA结构、DNA复制、转录和翻译考查碱基互补配对原则,结合图形考查DNA结构、转录和翻译。
命题角度
肺炎双球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌的实验、DNA结构中碱基互补配对、DNA复制、转录、翻译
常见题型
选择题、综合题
备考建议
重视教材中的经典实验,从思路、方法等方面理解;总结出规律性的内容,如碱基数量的计算、DNA复制过程等;通过转录和翻译的图解分析,加深对转录和翻译过程的理解;运用数学方法分析DNA和mRNA中的碱基和蛋白质中氨基酸之间的数量关系;运用转录与翻译的关系,理解基因与性状的关系;运用遗传信息的传递与表达的过程理解中心法则。
【基本技能攻略——各个击破】
攻略一列表比较探索遗传物质的经典实验
例1【2013新课标Ⅱ卷】在生命科学发展过程中,证明DNA是遗传物质的实验是()
①孟德尔的豌豆杂交实验②摩尔根的果蝇杂交实验③肺炎双球菌转化实验
④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验⑤DNA的X光衍射实验
A.①②B.②③C.③④D.④⑤
【攻略技巧】列表比较肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌的实验
肺炎双球菌体外转化实验
噬菌体侵染细菌实验
相
同
点
实验思路
设计将DNA与其他物质分开,直接单独研究它们各自的作用
实验原理
遵循对照的原则
两实验都能证明DNA是遗传物质
不
同
点
处理方式
直接分离:
分离S型菌的DNA、多糖、蛋白质等,分别与R型菌混合培养
同位素标记:
分别标记DNA和蛋白质的特殊元素(32P和35S)
实验结论
①DNA是遗传物质
②蛋白质等不是遗传物质
DNA是遗传物质,在亲子代之间保持连续性
攻略二DNA分子中碱基互补配对应用
例2【2014届贵阳附属中学高三上学期期中】在一个DNA分子中,腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%,其中一条链中鸟嘌呤与胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%,则另一条链中鸟嘌呤与胞嘧啶分别占该链碱基总数的()
A.24%,22%B.22%,28%C.26%,24%D.23%,27%
【攻略技巧】总结DNA结构规律如下:
(1)A=T,G=C;
(2)在双链DNA分子中两条互补单链中的(A+G)/(T+C)的比值互为倒数;(3)在双链DNA分子中互补配对的碱基在两条单链中所占比例与整个DNA分子中所占的比例相同。
攻略三DNA复制的有关计算
例3【2012山东卷】假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5000个碱基对组成,其中腺嘌呤占全部碱基的20%。
用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌,共释放出100个子代噬菌体。
下列叙述正确的是()
A该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B噬菌体增殖需要细菌提供模版、原料和酶等
C含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1︰49
D该DNA发生突变,其控制的性状即发生改变
【攻略技巧】总结规律如下:
假设将1个DNA复制n次,形成2n个DNA,其中2个DNA含有母链和子链,2n-2只含有子链;设亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个,则经过n次复制,共需消耗游离的该脱氧核苷酸m·(2n-1)个;在第n次复制时,共需消耗游离的该脱氧核苷酸m·2n-1个。
攻略四列表比较DNA复制、转录和翻译
例4【2013浙江卷】某生物基因表达过程如图所示。
下列叙述与该图相符的是()
A.在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开
B.DNA—RNA杂交区域中A应与T配对
C.mRNA翻译只能得到一条肽链
D.该过程发生在真核细胞中
【攻略技巧】DNA通过复制传递遗传信息,通过转录、翻译表达遗传信息,可通过列表比较DNA复制、转录和翻译的异同点。
DNA复制
转录
翻译
概念
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
以DNA中的一条链为模板,合成mRNA的过程
游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程。
时间
有丝分裂间期或减数第一次分裂间期
在生长发育的连续过程中
场所
主要在细胞核
细胞质的核糖体
模板
DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
原料
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
20种氨基酸
配对原则
A-T、T-A、G-C、C-G
A-U、T-A、G-C、C-G
A-U、U-A、G-C、C-G
条件
酶
DNA解旋酶、DNA聚合酶等
DNA解旋酶、RNA聚合酶等
缩合酶等
能量
ATP
产物
两个相同的双链DNA分子
一条单链的mRNA
具有特定氨基酸序列的蛋白质
特点
边解旋边复制、半保留复制
边复制边转录、DNA双链全保留
一个mRNA上可连续结合多个核糖体,进行多肽链的合成
遗传信息传递方向
亲代DNA→子代DNA
DNA→RNA
RNA→蛋白质
意义
复制遗传信息,使遗传信息从亲代传给子代
表达遗传信息,使生物体表现出各种遗传性状
攻略五基因的表达过程中数量关系
例5【2014届湖南省湘潭市凤凰中学高三上学期第一次月考】某条多肽的相对分子质量为2778,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
【攻略技巧】根据基因表达过程可知,基因中的碱基数:
mRNA中的碱基数:
蛋白质分子中氨基酸数=6:
3:
1,另外,由于翻译时存在终止密码子,所以有时需根据题意确定终止密码了是否考虑在内。
【名校试题演练——决胜2014】
1.(2014届湖南长沙重点中学高三第六次月考生物卷)下列有关DNA是主要遗传物质的相关实验,叙述正确的是()
A.加入S型菌DNA和R型菌的培养基中,一段时间后只存在表面光滑的菌落
B.格里菲斯的实验证明转化因子是DNA
C.艾弗里和赫尔希、蔡斯都设法把DNA与蛋白质分开,研究各自的效应
D.艾弗里的实验证明DNA是遗传物质,噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是主要的遗传物质
2.(2014届河南焦作高三第一次模拟考试理综生物卷)下图为真核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.①上的四种脱氧核苷酸可组合成64种密码子
B.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
C.①上碱基A:
C:
U:
G=1:
2:
3:
4,则对应的DNA分子中A:
C:
T:
G=2:
3:
2:
3
D.核糖体在①上的移动方向是从左向右,合成的4条肽链不同。
3.(2014届山东潍坊高三上期期末考试生物卷)将精原细胞的一个DNA分子用
标记,放在含
的培养基中,完成减数第一次分裂后再换用含
的培养基,则产生的四个精子中含
的有(不考虑变异)()
A.O个B.1个C.2个D.4个
存在于一条染色体的两条单体上,在减数第二次分裂的后期,着丝点分裂,进入两个子细胞,C正确。
4.(2014届山东泰安高三上期1月份期末考试生物卷)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.不能用32P、35S标记同一组T2噬菌体的DNA和蛋白质
B.T2噬菌体在细菌中增殖时,只利用逆转录酶
C.该实验证明了DNA是主要的遗传物质
D.用35S标记的T2噬菌体侵染细菌,经离心处理,沉淀物的放射性较高
5.(2014届河北邯郸高三上期第二次模拟考试生物卷)关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是()
A.用含有放射性同位素35S和32P的培养基培养细菌,再在其中培养噬菌体
B.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标记噬菌体侵染细菌的实验中,上清液的放射性很高说明蛋白质不是遗传物质
D.在子代噬菌体中有32P,证明DNA是遗传物质
6.(2014届河北邯郸高三上期第二次模拟考试生物卷)有关蛋白质合成的叙述,错误的是()
A.终止密码子不编码氨基酸
B.转录过程有RNA聚合酶的参与
C.tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息
D.核糖体可在mRNA上移动
【答案】C
【解析】终止密码子起到使转录停止的作用,不编码氨基酸,故A正确。
转录过程中需要有RNA聚合
7.(2014届浙江宁波高三第一学期期末考试生物卷)下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。
据图判断,下列描述中正确的是()
A.图中表示4条多肽链正在合成
B.转录尚未结束,翻泽即已开始
C.多个核糖体共同完成一条多肽链的合成
D.一个核糖体可同时完成多条多肽链的合成
8.(2014届江西重点中学协作体高三第一次联考生物卷)一百多年前,人们就开始了对遗传物质的探索历程。
对此有关叙述错误的是()
A.最初认为遗传物质是蛋白质,是因为推测氨基酸的多种排列顺序可能蕴含遗传信息
B.摩尔根用假说演绎法论证了基因位于染色体上
C.探究减数分裂中染色体变化的实验用到模型建构的方法
D.将S型菌的DNA和DNA酶混合加入含R型菌的培养基中,培养基中将产生S型菌
9.(2014届福建南安一中高三上期期末考试生物卷)图甲所示为基因表达过程,图乙为中心法则,①~⑤表示生理过程。
下列叙述正确的是()
A.图甲所示为染色体DNA上的基因表达过程,需要多种酶参与
B.红霉素影响核糖体在mRNA上的移动,故影响基因的转录过程
C.图甲所示过程为图乙中的①②③过程
D.图乙中涉及碱基A与U配对的过程为②③④⑤
10.(2014届山东济南高三上期期末考试生物卷)一个噬菌体DNA的双链均被15N标记,让该噬菌体侵染在14N环境中培养的大肠杆菌,噬菌体在大肠杆菌内增殖4代,以下不可能出现的是()
A.子代噬菌体中只有14个含14N
B.子代噬菌体中只有2个含15N
C.子代噬菌体中的DNA分子都含有14N
D.子代噬菌体中的蛋白质外壳都不含15N
11.(2014届河北冀州中学高三上期期末考试生物卷)为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质?
赫尔希和蔡斯做了“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验(T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内)。
下图中亲代噬菌体已用32P标记,A、C中的方框代表大肠杆菌。
下列关于本实验及病毒、细菌的有关叙述正确的是()
A.图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的,其内的关键成分中要加入32P标记的无机盐
B.若要达到实验目的,还要再设计一组用35S标记噬菌体的实验,两组相互对照,都是实验组
C.噬菌体的遗传不遵循基因分离定律,而大肠杆菌的遗传遵循基因分离定律
D.若本组实验B(上清液)中出现放射性,一定是感染时间太长,子代噬菌体释放造成的
12.(2014届北京四中高三第二学期开学模拟生物卷)甲磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤变成7-乙基鸟嘌呤,后者不与胞嘧啶配对而与胸腺嘧啶配对。
为获得更多的水稻变异类型,育种专家常用适宜浓度的EMS溶液浸泡种子后再进行大田种植。
下列叙述不正确的是()
A.使用EMS浸泡种子可以提高基因突变的频率
B.EMS的处理可使DNA序列中G-C转换成A-T
C.获得的变异植株细胞核DNA中的嘌呤含量高于嘧啶
D.经EMS处理后,水稻体细胞中的染色体数目保持不变
13.(2014届山东烟台高三期末考试生物卷)人体内神经细胞遗传信息的传递情况是()
A.DNA→DNAB.RNA→RNAC.DNA→RNAD.蛋白质→RNA
14.(2014届湖南常德高三上期期末市协作考试生物卷)下图是中心法则示意图,各个字母代表不同的过程,相关叙述正确的是()
A.人体细胞均可发生a、b、c过程
B.c过程需要tRNA、mRNA和rRNA同时参与
C.b、c过程不会发生在线粒体和叶绿体中
D.植物细胞中,生长素的合成需要色氨酸为原料,因此生长素的合成需要经过b、c过程
15.(2014届浙江温州十校联合体高三上期期末考试生物卷)下图中A.B.C表示的是物质,1、2、3表示的是过程,关于下图的叙述正确的是()
A.该过程可发生在真核生物的任何细胞中
B.基因就是存在于图中A物质上
C.决定氨基酸的某个密码子的一个碱基发生替换,则识别该密码子的tRNA一定改变,氨基酸不一定改变
D.噬菌体中可发生2过程
16.(2014届山东淄博高三期末考试生物卷)如图表示一个DNA分子的片段,下列有关表述正确的是()
A.④代表的物质中储存着遗传信息
B.不同生物的DNA分子中④的种类无特异性
C.转录时该片段的两条链都可作为模板链
D.DNA分子中A与T碱基对含量越高,其结构越稳定
17.(2014届湖北部分重点中学高三第一次联考生物卷)把兔子血红蛋白的信使RNA加入到大肠杆菌的提取液中,结果能合成出兔子的血红蛋白,这说明()
A.所有的生物共用一套遗传密码
B.蛋白质的合成过程很简单
C.兔血红蛋白的合成基因进入大肠杆菌
D.兔子的DNA可以指导大肠杆菌的蛋白质合成
18.(2014届广东中山高三第一学期期末统一考试生物卷)黄曲霉毒素是主要由黄曲霉菌产生的可致癌毒素,其生物合成受多个基因控制,也受温度、pH等因素影响。
下列相关叙述正确的是()
A.黄曲霉毒素致癌是表现型
B.不产生黄曲霉毒素菌株的基因型不一定相同
C.环境因子不影响生物体的表现型
D.黄曲霉菌产生黄曲霉毒素是表现型
19.(2014届甘肃兰州一中高三上期期末考试生物卷)(12分)图①②③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。
请回答下列问题:
(1)细胞中过程②发生的主要场所是。
(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%,α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%,则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为。
(3)由于基因中一个碱基对发生替换,而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG),则该基因的这个碱基对替换情况是。
(4)在人体内成熟红细胞、浆细胞、记忆细胞、效应T细胞中,能发生过程②、③而不能发生过程①的细胞可能是。
(5)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点(都相同、都不同、不完全相同),其原因是。
20.(2014届吉林实验中学高三第一次模拟考试生物卷)(6分)下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图,请根据图回答下列问题。
(1)完成过程①需要核糖核苷酸、酶和____________等物质从细胞质进入细胞核。
(2)从图中分析,核糖体的分布场所有___________________________。
(3)已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程③、④,将该真菌分别接种到含溴化乙啶、氯霉素的培养基上培养,发现线粒体中RNA聚合酶均保持很高活性。
由此可推测该RNA聚合酶由____________中的基因指导合成。
(4)用α鹅膏蕈碱处理细胞后发现,细胞质基质中RNA含量显著减少,那么推测α鹅膏蕈碱抑制的过程是________(填序号),线粒体功能________(填“会”或“不会”)受到影响。
【答案】
(1)ATP(1分)
(2)细胞质基质和线粒体(2分)(3)核DNA(细胞核)(1分)(4)①(1分)
21.(2014届天津七校联考高三生物学科生物卷)朊病毒可引起库鲁病和羊瘙痒病,病理特征是脑组织空泡化呈海绵状,蛋白质形态异常。
近年来,科学家发现其致病机理如图所示,1和2是两种正常蛋白质,4是终止密码子,6是一种朊病毒,请回答:
(6分)
(1)图1中的物质3依次通过 (填细胞器名称)的加工和包装形成具有一定空间结构的正常蛋白质1和2,蛋白质1和2形成的复合物可以辅助4终止密码子发挥作用,从而使________过程停止。
(2)图1中的5是,如图2所示,6这种朊病毒,它与________结合,由此导致失去作用,所以与物质3相比,物质7的改变是________。
22.(2014届上海市杨浦区高考一模生物卷)下图表示病毒侵入宿主体内的复制过程示意图,请回答:
1.病毒核酸进入宿主细胞后,此时用血清学方法和电镜检查无病毒颗粒,称为“隐蔽期”,这是因为_______________________。
2.物质D、H分别可能是_________________、_________________。
3.B、F的区别是_____________________。
过程f称为________。
4.假如A为RNA,经实验分析确定其碱基总数为X,其中鸟嘌呤G的数量为Y,你能否推断出构成A的几种碱基数量分别是多少,为什么?
_______________________。
根据中心法则分析,RNA病毒遗传信息的传递过程与人体不同的步骤可能有__________________、__________________。
5.为探究病毒A的遗传物质是DNA还是RNA,某科研小组进行了如下实验
材料用具:
显微注射器、病毒A的核酸提取物,活鸡胚、DNA酶、RNA酶等。
实验步骤:
第一步:
取等量活鸡胚两组,用显微注射技术,分别向两组活鸡胚细胞中注射有关物质。
第二步:
在适宜条件下培养。
第三步:
分别从培养后的鸡胚中抽取样品,检测是否产生病毒A。
请将与实验相关的内容填入下表:
组别
注射的物质
实验现象预测
(有无病毒A产生)
相关判断
(病毒A的遗传物质)
第一组
核酸提取液和DNA酶
如果有病毒A
如果无病毒A
则___________是遗传物质
则___________是遗传物质
第二组
核酸提取液和RNA酶
如果有病毒A
如果无病毒A
则___________是遗传物质
则___________是遗传物质
【答案】1、病毒进入宿主细胞后尚未形成完整的病毒体