遗传的分子基础文档格式.docx
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①用32P对噬菌体的标记过程为用含32P的培养基先培养细菌,再用细菌培养噬菌体
( √ )
②用35S标记噬菌体的侵染实验中,沉淀物存在少量放射性的原因可能是搅拌不充分所致
③用32P标记噬菌体的侵染实验中,若保温时间过长,会导致上清液中存在少量放射性
④T2噬菌体的核酸和蛋白质都含有硫元素,其寄生于酵母菌和大肠杆菌中( ×
⑤上述实验获得成功的原因之一是噬菌体只将其DNA注入大肠杆菌细胞中( √ )
⑥利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质,以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸( ×
⑦噬菌体能在宿主菌内以二分裂方式增殖,使该细菌裂解( ×
2.下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图,判断下列相关叙述
(1)DNA分子中磷酸与脱氧核糖交替连接构成基本骨架,DNA单链上相邻碱基以氢键连接(2009·
广东,24BD)( ×
(2)双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数(2010·
江苏,1D)( √ )
(3)在一个细胞周期中,DNA复制过程中的解旋发生在两条DNA母链之间
(2011·
上海,16A)( √ )
(4)真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶且消耗能量
(2009·
江苏,12C和2011·
海南,25A改编)( √ )
(5)真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期(2011·
海南,25D)( ×
(6)图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的,并且边解旋边双向复制,从而提高复制速率(2009·
江苏,12改编)( ×
3.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。
判断下列叙述(2012·
山东理综,5改编)
(1)该过程至少需要3×
105个鸟嘌呤脱氧核苷酸( ×
(2)噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等( ×
(3)含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1∶49( √ )
(4)该DNA发生突变,其控制的性状即发生改变( ×
4.判断下列有关基因表达的叙述
(1)只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质(2011·
海南,16A)( ×
(2)RNA分子可作为DNA合成的模板,DNA是蛋白质合成的直接模板
海南,25B和2010·
广东,4A)( ×
(3)转录过程在细胞质基质中进行,以核糖核苷酸为原料,不需解旋酶
江苏,7A和2011·
安徽,5C改编)( ×
(4)不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性(2011·
江苏,7D)( √ )
(5)mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质(2011·
江苏,7C)( ×
(6)DNA病毒中没有RNA,其遗传信息的传递不遵循中心法则(2010·
海南,12D)( ×
(7)在细胞中,以RNA作为模板合成生物大分子的过程包括翻译和逆转录过程
(2012·
上海,7D改编)( √ )
重点一 聚焦探索遗传物质本质的经典实验
典例剖析1 下图甲是某兴趣小组利用两种肺炎双球菌进行相关的转化实验,各组肺炎双球菌先进行图示处理,再培养一段时间后注射到不同小鼠体内;
图乙是该兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做的噬菌体侵染细菌的实验,请判断:
(1)图甲中通过⑤⑥对照能说明转化因子是DNA而不是蛋白质( )
(2)⑥组可以分离出S和R型两种肺炎双球菌,产生的S型菌可能是基因重组的结果
( )
(3)能导致小鼠死亡的是①②③④四组( )
(4)④组为空白对照,实验结果是小鼠不死亡( )
(5)⑤组实验表明,加S型菌体的蛋白质后试管中长出的是有荚膜的菌体( )
(6)⑥组中产生的有毒性的S型菌体不能将该性状遗传给后代( )
(7)图乙中理论上b中不应具有放射性,若有放射性,则与过程⑧中的搅拌是否充分有关,而与培养时间的长短无关( )
(8)图乙实验过程并不能证明DNA是遗传物质( )
(9)图甲和图乙所示实验的设计思路相同,都是设法将DNA和其他成分(特别是蛋白质)分开,单独地直接观察它们各自的作用,只是分离方法有差异( )
答案
(1)√
(2)√ (3)×
(4)√ (5)×
(6)×
(7)√ (8)√ (9)√
审答思考
1.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
噬菌体侵染细菌的实验
相同点
实验思路
设法将DNA与其他物质分开,单独研究它们各自的作用
实验原则
都遵循对照原则
实验结论
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)
①DNA是遗传物质②蛋白质等不是遗传物质
DNA是遗传物质,在亲代之间保持连续性
2.格里菲思的实验能否证明DNA是转化因子?
⑥组中的S型菌体产生原因是什么?
答案 不能,格里菲思的实验仅能证明转化因子的存在,而不能确定转化因子的物质成分;
S型细菌的DNA进入到R型细菌中,并表达了S型细菌的遗传性状。
3.图甲中不能导致小鼠死亡的是哪几组?
为什么?
答案 ①④⑤。
①组中S型细菌的蛋白质和DNA经高温变性,尽管冷却后DNA可以恢复活性,但是已经没有了荚膜的保护,会被小鼠的免疫系统清除;
④组中是没有毒性的R型菌体;
⑤组中S型细菌的蛋白质和R型细菌混合,不能转化成有毒性的S型菌体。
4.⑥组中转化产生的有毒性的S型菌体与原来的R型菌体的遗传物质是否发生改变呢?
答案 是。
5.在噬菌体侵染细菌的实验中,搅拌和离心的目的是什么?
答案 搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒。
6.35S标记了噬菌体的什么结构成分?
正常情况下应该在图乙的什么中检测到放射性呢?
答案 蛋白质外壳。
上清液a中。
变式拓展
1.噬菌体能用培养基直接培养吗?
如何获得被35S标记的噬菌体呢?
答案 不能,因为其没有细胞结构,专营细菌寄生,只能用细菌来培养;
标记细菌(用含35S的培养基培养大肠杆菌)→标记噬菌体(用噬菌体侵染含35S的大肠杆菌)。
2.若要证明DNA是遗传物质,在图乙所示实验的基础上,如何补充设计实验?
若在补充的实验中上清液出现放射性,则原因可能是什么?
答案 设计一组用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验,经过图乙中过程⑦⑧观察上清液和沉淀物中的放射性;
若在上清液中出现放射性,原因可能是:
①保温时间过短,部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内,离心后分布于上清液中;
②保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放子代,离心后分布于上清液中。
3.细菌和噬菌体的遗传是否遵循遗传的基本规律,自然状态下可能出现可遗传变异的类型有哪些?
答案 不遵循。
基因突变。
4.上述实验能否说明DNA是主要遗传物质呢?
答案 不能。
对位训练
1.图甲是肺炎双球菌的体内转化实验,图乙是噬菌体侵染细菌的实验。
关于这两个实验的分析正确的是( )
A.甲图中将R型活菌和S型死菌的混合物注射到小鼠体内,R型细菌向S型细菌发生了转化,转化的原理是基因重组
B.乙图中搅拌的目的是提供给大肠杆菌更多的氧气,离心的目的是促进大肠杆菌和噬菌体分离
C.用32P、35S标记的噬菌体,分别侵染未被标记的细菌,离心后放射性分别主要在上清液、沉淀物中
D.若用无放射性标记的噬菌体,侵染体内含35S标记的细菌,离心后放射性主要分布在上清液中
答案 A
解析 A选项正确,R型细菌向S型细菌转化的原因是S型细菌的DNA进入到R型细菌中,并表达了S型细菌的遗传性状;
B选项错误,搅拌的目的是让细菌外的噬菌体和细菌分离,离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体;
C选项错误,分别用32P、35S标记的噬菌体,分别侵染未被标记的细菌,离心后放射性分别主要在沉淀物、上清液中;
D选项错误,若用无放射性的噬菌体,侵染体内含35S标记的细菌,离心后放射性主要分布在沉淀物中。
技能点拨
1.体内转化实验中细菌数量变化曲线——体内转化实验中,小鼠体内S型、R型菌含量的变化情况如图所示。
(1)ab段:
将加热杀死的S型菌和活的R型菌混合后注射到小鼠体内,ab时间段内,小鼠体内还没形成大量的对抗R型菌的抗体,故该时间段内R型菌数量增多。
(2)bc段:
小鼠体内形成大量的对抗R型菌的抗体,致使R型菌数量减少。
(3)cd段:
c之前,已有少量R型菌转化为S型菌,S型菌能降低小鼠的免疫能力,造成R型菌大量繁殖,所以cd段R型菌数量增多。
(4)S型菌少量R型菌获得了S型菌的DNA,并转化为S型菌,故S型菌是从0开始的。
2.噬菌体侵染细菌问题的思路分析
重点二 透过图像辨清遗传信息的传递和表达过程
典例剖析2 下图表示某DNA片段的遗传信息的传递过程,①~⑦表示物质或结构,a、b、c表示生理过程,据图回答下列问题:
(1)图中表示DNA复制的过程是________(填字母),图中表示基因表达的过程是________(填字母)。
(2)a、b过程需要的酶分别是______________、______________,a、b过程中碱基配对的不同点是__________________________________,c过程中结构③的移动方向为________(用箭头表示)。
(3)若图中①所示为某个精原细胞中的一对同源染色体上的DNA(DNA两条链中N分别为15N和14N),每个DNA分子中均由5000个碱基对组成,其中的腺嘌呤都占20%,将该细胞放在含有14N培养基中连续进行两次有丝分裂,则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸________个,而形成的4个细胞中含有15N的细胞个数可能是________。
(4)图中①同一条单链上G与C和两条单链之间的G与C的连接方式有什么区别:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)若在AUG后插入3个核苷酸,合成的多肽链中除在甲硫氨酸后多一个氨基酸外,其余氨基酸序列无变化。
由此证明________________________。
(6)若在③上有两种氨基酸的结构式分别为:
NHNCCH3HCOOH、NHHCCH2OHHCOOH,写出它们在③上发生的反应式:
(7)生物界中除了上述遗传信息流动过程外,还存在________________________等过程,请写出艾滋病病毒的遗传信息传递途径图解__________________________________。
(8)镰刀型细胞贫血症体现了基因控制性状哪条途径?
答案
(1)a bc
(2)解旋酶和DNA聚合酶 解旋酶和RNA聚合酶 a过程中A-T而b过程中A-U →
(3)1.8×
104 1个或2个 (4)同一条单链上G与C是通过五碳糖—磷酸—五碳糖连接;
两条单链之间的G与C的连接是通过氢键连接 (5)一个密码子由3个碱基组成
(6)
(7)RNA复制、逆转录
(8)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
1.a、b、c分别为什么生理过程?
各自发生的主要场所和碱基配对方式是什么呢?
a、b过程的特点是什么?
答案 a为DNA分子的复制,主要发生于细胞核中,碱基配对方式为A-T/T-A/G-C/C-G;
特点是边解旋(完全解旋)边复制、半保留复制。
b过程为转录,其场所主要是细胞核,碱基配对方式为A-U/T-A/G-C/C-G;
特点为边解旋(局部解旋)边转录。
c过程是翻译,场所为核糖体,碱基配对方式为A-U/U-A/G-C/C-G。
2.图中⑤所运载的物质⑦的密码子是什么?
物质⑦是什么氨基酸?
答案 UUC。
苯丙氨酸。
3.精原细胞中的一对同源染色体上含有几个DNA分子?
有丝分裂过程的主要特征是什么?
答案 2个DNA;
染色体复制后平均分配到两个子细胞中,没有同源染色体的分离。
4.完善如下DNA片段示意图,并在两条链中分别框出DNA的基本骨架和基本单位。
答案
5.完善下面有关中心法则的拓展图解。
1.若图中④是参与胰岛素的组成,则其加工场所是哪里?
答案 内质和高尔基体。
2.若图中①所示为某个精原细胞中的一对同源染色体上的DNA(DNA两条链中N分别为15N和14N),将该细胞放在含有14N培养基中完成减数分裂,则形成的精子中含有15N的精子个数有几个呢?
答案 2个。
3.画出细胞生物中遗传信息传递过程图解。
2.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.图甲所示过程需要多种酶参与,是染色体DNA上的基因表达过程
B.图乙所示过程均需要核苷酸为原料
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之间配对的过程为②③④⑤
答案 D
解析 图甲表示转录、翻译过程,需要多种酶的参与,但是此过程边转录边翻译,为原核生物,不存在染色体;
图乙以中心法则表示遗传信息的流动方向,过程①⑤所需的原料是脱氧核苷酸,过程③所需的原料是氨基酸;
图甲对应图乙中的②③过程;
图乙涉及碱基A与U配对的过程有②③④⑤,分别是转录、翻译、RNA复制、逆转录过程。
有关DNA分子复制的计算技巧总结
(1)半保留复制过程中标记DNA分子的计算和分离问题
①被同位素标记的“重”DNA分子,在不含同位素的培养液中复制n次后,形成的DNA分子数为2n个。
由于母链只有2条,所以含有母链的DNA分子数仅为2个,全为新链的DNA分子数为(2n-2)个,所有DNA分子均含新链,新链的条数为(2n+1-2)条。
②在离心分离时,DNA分子所处的位置:
开始时位于“重带”,复制一次时位于“中带”,复制两次及以上时,位于“中带”和“轻带”。
(2)DNA分子复制过程中的碱基数目计算(设某双链DNA分子中含某种碱基a个)
①复制n次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为[a·
(2n-1)]个。
如图所示:
②第n次复制需要含该碱基的脱氧核苷酸数为(a·
2n-1)个。
由图示可以看出,复制的结果是形成两个一样的DNA分子,所以一个DNA分子复制n次后,得到的DNA分子数为2n个(如图),复制(n-1)次后得到的DNA分子数为2n-1个。
第n次复制增加的DNA分子数为2n-2n-1=2n-1(个),需要含该碱基的脱氧核苷酸数为(a·
络小结
1.(2013·
海南卷,13)关于T2噬菌体的叙述,正确的是( )
A.T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素
B.T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中
C.RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质
D.T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖
解析 核酸中不含硫元素,故A错误。
T2噬菌体不能寄生在酵母菌细胞中,故B错误。
任何生物的遗传物质只能是DNA或RNA其中的一种,T2噬菌体的遗传物质是DNA,故C错误。
T2噬菌体作为病毒,只能利用宿主细胞的物质进行增殖,D正确。
2.(2013·
海南卷,12)甲(ATGG)是一段单链DNA片段,乙是该片段的转录产物,丙(A-P~P~P)是转录过程中的一种底物。
下列叙述错误的是( )
A.甲、乙、丙的组分中均有糖
B.甲、乙共由6种核苷酸组成
C.丙可作为细胞内的直接能源物质
D.乙的水解产物中含有丙
解析 丙是ATP,其结构水解脱去两个磷酸基团后为腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本组成单位,但ATP不是乙的水解产物之一,所以选D项。
A中甲含脱氧核糖,乙、丙含核糖。
甲中含3种脱氧核苷酸,乙中含3种核糖核苷酸。
3.(2013·
浙江卷,3)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
解析 图示过程为DNA的转录和翻译过程,RNA聚合酶具有解旋功能,在RNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开,同时开始mRNA的延伸,A项正确;
DNA—RNA杂交区域中,DNA链上的碱基A与RNA链上的碱基U配对,B项错误;
由图可知,多个核糖体结合在该mRNA上,该mRNA翻译能得到多条相同的肽链,C项错误;
根据图示,转录和翻译同时进行,该过程发生在原核细胞中,D项错误。
4.如图为人体内基因对性状的控制过程,分析可知( )
A.基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中
B.过程①②③表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状
C.图中①过程需RNA聚合酶的催化,②过程需tRNA的协助
D.④⑤过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同
答案 C
解析 基因1和基因2可以同时出现在人体的同一个细胞中;
图中①过程是转录,需RNA聚合酶的催化,②过程为翻译,需tRNA运载氨基酸;
④⑤过程的结果存在差异的根本原因是基因突变使DNA的序列不同。
5.(2013·
江苏卷,32)图①~③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______________(在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中选择),其原因是
答案
(1)细胞核
(2)26% (3)T∥A替换为C∥G(A∥T替换为G∥C) (4)浆细胞和效应T细胞 (5)不完全相同 不同组织细胞中基因进行选择性表达
解析
(1)图①为DNA的复制,图②为转录,图③为翻译;
(2)本小题的注意点是求算对应的DNA区段,而不是模板链,通过绘图,可求得模板链上碱基G占19%,C占29%,A占25%,T占27%,因此该区段DNA双链中A与T之和达52%,故A和T各占26%。
(3)本小题注意是一对碱基的替换,通过密码子的对应关系可确定,密码子的变化是AUU→ACU或AUC→ACC或AUA→ACA,则模板链上对应的碱基变化是A→G,基因中碱基对的变化就是A∥T→G∥C。
(4)过程①只发生于分裂的细胞中,而过程②③可发生在具有DNA的所有活细胞中,因此浆细胞和效应T细胞不分裂,不发生过程①,可发生过程②③,成熟的红细胞无细胞核和细胞器,不能发生过程①②③,记忆细胞可发生过程①②③。
(5)不同组织细胞发生细胞的分化,基因选择性表达,因此同一DNA中不同基因表达情况有差异,故转录的起点不完全相同。
1.噬藻体是感染蓝藻的DNA病毒。
用32P标记的噬藻体感染蓝藻细胞,培养一段时间,经搅拌、离心后进行放射性检测。
相关叙述正确的是( )
A.32P标记的是噬藻体DNA中的胸腺嘧啶
B.搅拌的目的是使吸附在蓝藻上的噬藻体与蓝藻分离
C.离心后放射性同位素主要分布在试管的上清液中
D.此实验证明DNA是噬藻体的遗传物质
答案 B
解析 32P标记的是噬藻体DNA中的所有碱基;
搅拌的目的是使吸附在蓝藻表面上的噬藻体与蓝藻分离;
离心后放射性同位素主要分布在试管的沉淀物中;
由于缺乏对照实验,故不能说明噬藻体的遗传物质是DNA。
2.S型肺炎双球菌是人类肺炎和小鼠败血症的病原体,而R型肺炎双球菌却无致病性。
下列有关叙述正确的是( )
A.加热杀死的S型菌和R型菌混合使R型菌转化成S型菌的过程中发生了基因突变
B.由于遗传物质有差异,S型菌与R型菌的结构不同
C.将S型菌的DNA注射到小鼠体内,小鼠体内有S型菌产生,小鼠死亡
D.肺炎双球菌利用人体细胞的核糖体合成蛋白质
解析 加热杀死的S型菌与R型菌混合使R型菌转化成S型菌的过程中发生了基因重组,A选项错误。
S型菌与R型菌的结构不同的原因是两者的遗传物质有差异,B选项正确。
将S型菌的DNA注射到小鼠体内不会产生S型菌,小鼠不会死亡,C选项错误。
肺炎双球菌是原核生物,细胞内有核糖体,能合成蛋白质,D选项错误。
3.在噬菌体侵染细菌的实验中,随着培养时间的延长,培养基内噬菌体与细菌的数量变化如图所示,下列相关叙述不正确的是( )
A.噬菌体增殖所需的原料、酶、能量均来自细菌
B.在0~t1时间内噬菌体还未侵入到细菌体内
C.在t1~t2时间内,由于噬菌体侵入细菌体内,导致细菌大量死亡
D.在t2~t3时间内噬菌体因失去寄生场所而停止增殖
解析 选项A,噬菌体侵染细菌的过程为吸附→注入→合成→