遗传的分子基础知识梳理 高考真题检测汇总.docx
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遗传的分子基础知识梳理高考真题检测汇总
第四课:
遗传的分子基础
【高考真题】
1、(2016年)有关DNA分子的研究中,常用32P来标记DNA分子。
用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A-Pα~Pβ~Pγ或dA-Pα~Pβ~Pγ)。
回答下列问题;
(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上,同时产生ADP.若要用该酶把32P标记到DNA末端上,那么带有32P的磷酸基团应在ATP的______________(填“α”“β”或γ”)位上。
(2)若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料,将32P标记到新合成的DNA分子上,则带有32P的磷酸基团应在dATP的______________(填“α”“β”或γ”)位上。
(3)将一个带有某种噬菌体DNA分子的两天链用32P进行标记,并使其感染大肠杆菌,在不含有32P的培养基中培养一段时间。
若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放,则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n,原因是_______________________
_____________________________________________________________________________。
2、下列叙述错误的是()
A.DNA和ATP中所含的元素种类相同
B.一个tRNA分子中只有一个反密码子
C.T2噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成
D.控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的DNA上
3、(2015年)人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPc),该蛋白无致病性。
PrPc的空间结构改变后成为PrPBc (朊粒),就具有了致病性。
PrPBc可以诱导更多PrPc的转变为PrPBc,实现朊粒的增——可以引起疯牛病.据此判——下列叙述正确的是()
A.朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中
B.朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同
C.蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化
D.PrPc转变为PrPBc的过程属于遗传信息的翻译过程
4、(2013年)关于蛋白质生物合成的叙述,正确的是()
A.一种tRNA可以携带多种氨基酸
B.DNA聚合酶是在细胞核中合成的
C.反密码子是位于mRNA上相邻的三个碱基
D.线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成
5、(2012年)同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白,组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同,但排列顺序不同,其原因是参与这两种蛋白质合成的()
A.tRNA种类不同 B.mRNA碱基序列不同
C.核糖体成分不同 D.同一密码子所决定的氨基酸不同
6、(2013年)示意图甲、乙、丙、丁为某实验动物感染HIV后的情况()
A.从图甲可以看出,HIV感染过程中存在逆转录现象
B.从图乙可以看出,HIV侵入后机体能产生体液免疫
C.从图丙可以推测,HIV可能对实验药物a敏感
D.从图丁可以看出,HIV对试验药物b敏感
【知识梳理】
DNA是主要的遗传物质的实验证据
1、格里菲斯的肺炎双球菌体内转化实验
(1)S型细菌和R型细菌的区别
R型
S型
菌落
光滑
粗糙
菌体
有多糖类荚膜
无荚膜
毒性
有毒性,能使小鼠得败血症而死亡
无毒性
(2)实验过程
①把R型活细菌注射入小鼠——小鼠存活——说明R型细菌无毒性;
②把S型活细菌注射入小鼠——小鼠得败血症死亡——说明S型细菌有毒性;
③把加热杀死的S型细菌注入小鼠——小鼠存活——说明加热杀死的S型菌无毒性;
④把R型活细菌和加热杀死的S型细菌混合注射入小鼠——小鼠死亡,且在体内分离
出S型活细菌——说明加热杀死的S型细菌中含有某种“转化因子”能将R型细菌
转化为S型细菌。
(这是格里菲斯实验的结论)
2、艾佛里的肺炎双球菌体外转化实验
(1)实验思路:
设法把DNA和蛋白质分开,单独的观察它们各自的作用。
R型+S型
R型
R型
R型
R
型
活
细
DNA
蛋白质+
多糖
(2)实验过程及结论
分离
S
型
DNA+DNA酶
活
菌
实验方法:
分离提纯法
结论:
S型细菌的DNA是使R型细菌产生稳定性遗传变化的物质,即DNA是遗传物质。
注意:
(1)S型细菌的DNA使R型细菌转化成S型细菌的原理是:
S型细菌的DNA整合
到R型细菌的DNA,使R型细菌的DNA发生变异,转化成S型细菌,这是基
因重组的结果,而不是基因突变。
(2)加热杀死S型细菌的过程中,S型细菌的
蛋白质变性失活,但DNA在加热结束后又逐渐恢复活性。
(3)注射R型细菌一
段时间后,小鼠体内一般无R型细菌,因为小鼠得免疫系统会杀死R型细菌。
【例1】关于格里菲斯做的肺炎双球菌转化实验,下列说法错误的是()
A.与R型菌混合前必须将S型菌慢慢冷却
B.从死亡的老鼠体内可以分离出S型活菌
C.该转化实验不能证明DNA是遗传物质
D.S型菌的DNA能直接抵抗机体内的免疫系统,从而引发疾病
【例2】1928年,英国细菌学家格里菲斯以小鼠为实验材料做了如下实验:
第1组
第2组
第3组
第4组
实验处理
注射活的R型菌
注射活的S型菌
注射加热杀死的S型菌
注射活的R型菌与加热杀死的S型菌
实验现象
小鼠不死亡
小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌
小鼠不死亡
小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌
下列关于此实验的分析不正确的是()
A.实验的关键现象是第4组小鼠死亡并分离到S型活细菌
B.对第4组实验的分析必须是以1-3组的实验为参照
C.本实验说明R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化
D.本实验结论为“DNA是使R型转化为S型的转化因子”
【例3】在艾弗里证明遗传物质是DNA的实验中,将从S型活菌中提取的DNA用DNA酶进行了处理,并将处理后的DNA与R型菌混合培养,结果发现培养基上仅有R型菌生长。
设置本实验步骤目的是()
A.证明R型菌生长不需要DNA
B.与“以S型菌的DNA与R型菌混合培养”的实验形成对照
C.补充R型菌生长所需要的营养物质
D.直接证明S型菌DNA不是促进R型菌转化的因素
【例4】艾佛里将S型细菌的DNA加入到了培养R型肺炎双球菌的培养基中,得到了S型肺炎双球菌,下列说法中正确的是()
A.R型细菌转化成S型细菌,说明这种变异是定向的
B.R型细菌转化为S型细菌属于基因重组
C.该实验不能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA
D.将S型细菌的DNA注射到小鼠体内也能产生S型细菌
3、T2噬菌体侵染细菌实验
(1)噬菌体的结构:
蛋白质外壳(含特征元素“S”)和内部的DNA(含特征元素“P”)
(2)噬菌体的复制式增殖
增殖需要的条件
内容
模板
噬菌体的DNA
合成噬菌体DNA的原料
大肠杆菌(宿主细胞)提供的4种脱氧核苷酸
合成噬菌体蛋白质
原料
大肠杆菌(宿主细胞)提供的氨基酸
场所
大肠杆菌(宿主细胞)提供的核糖体
(3)实验方法:
放射性同位素标记法(同位素示踪技术)
(4)实验过程
①标记大肠杆菌:
分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌,使大肠杆菌分别含有35S和32P;
②分别用含有35S和32P的大肠杆菌去培养噬菌体,得到分别含有35S和32P的噬菌体;【35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上,因为放射性检测时只能检测到存在部位,不能确定是何种元素的放射性。
】(注意:
不能用培养基直接培养噬菌体,因为病毒只有寄生在活细胞中才表现生命活性,只能用活细胞培养噬菌体或其它病毒)
③分别用含有35S和32P的噬菌体去侵染没有被标记的噬菌体;
④保温一段时间,让噬菌体的DNA进入大肠杆菌;
⑤搅拌、离心:
搅拌的目的是使噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分离;离心的目的是
使溶液分层,上层为上清液,内含噬菌体(其实只有蛋白质外壳),下
层沉淀物,内含大肠杆菌。
⑥分别测量上清液和沉淀物中的同位素放射性高低。
⑦结果:
用含35S的噬菌体去侵染未标记的大肠杆菌的一组,上清液中放射性高,沉
淀物中的放射性低;而用含32P的噬菌体去侵染未标记的大肠杆菌的一组,
上清液中放射性低,沉淀物中的放射性高。
(4)结论:
DNA是遗传物质(此实验不能证明蛋白质不是遗传物质)。
(5)如果搅拌不充分,会出现什么现象?
搅拌不充分,导致噬菌体的蛋白质外壳没有与大肠杆菌分离而一同进入到沉淀物
中,则会在导致“用含35S的噬菌体去侵染未标记的大肠杆菌的一组”的沉淀物放射性
高。
(6)如果保温时间过长或过短,会出现什么现象?
如果保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放出来,经离心后分布于
上清液,导致“用含35P的噬菌体去侵染未标记的大肠杆菌的一组”的上清液放射性高;
如果混合培养保温的时间过短,有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内,经离心
后分布于上清液中,导致“用含35P的噬菌体去侵染未标记的大肠杆菌的一组”的上清
液放射性高。
4、烟草花叶病毒感染烟草的实验
(1)实验方法:
病毒重组法;
(2)实验过程:
①完整的烟草花叶病毒——感染烟草——烟草叶出现病斑;
②烟草花叶病毒的蛋白质——感染烟草——烟草叶不出现病斑;
②烟草花叶病毒的DNA——感染烟草——烟草叶出现病斑;
(3)实验结论:
烟草花叶病毒的DNA能控制生物的遗传性状,RNA是遗传物质。
5、探究遗传物质的思路和方法
(1)探究思路
①若要探究哪种物质是遗传物质——应设法将各种物质分开,单独地观察它们各自的
作用;
②若要探知未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA——利用酶的专一性,用DNA酶或RNA
酶去破坏其一,看其二。
(2)探究方法:
分离提纯法、同位素标记法、病毒重组法、酶解法;
6、DNA是主要的遗传物质
(1)DNA和RNA都可以做遗传物质,但大多数生物的遗传物质是DNA,所以说,DNA
是主要的遗传物质。
(2)有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA,病毒的遗传物质是DNA或者RNA。
【例5】如图为噬菌体侵染细菌的实验中,搅拌时间与放射性强弱关系的曲线图,实验过程中被感染的细菌基本没有发生裂解.相关叙述正确的是( )
A.实验中用35S、32P分别标记的是噬菌体的蛋白质、DNA
B.实验过程中充分搅拌能使所有的噬菌体与细菌脱离
C.实验结果说明适宜的搅拌时间为2min左右
D.此实验能证明噬菌体的遗传物质主要是DNA
【例6】用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,经培养、搅拌、离心、检测,上清液的放射性占10%,沉淀物的放射性占90%。
上清液带有放射性的原因可能是()
A.离心时间过长,上清液中存在较重的大肠杆菌
B.搅拌不充分,吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离
C.噬菌体侵染后,大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体
D.32P标记的噬菌体蛋白质外壳,离心后存在于上清液中
【例7】如图表示科研人员探究“烟草花叶病毒(TMV)遗传物质”的实验过程,由此可以判断()
A.水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA
B.TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中
C.侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程
D.RNA是TMV的主要遗传物质
【例8】下面是兴趣小组为探究某种流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA设计的实验步
骤,请将其补充完整。
(1)实验目的:
略
(2)材料用具:
显微注射器,该流感病毒的核酸提取液,猪胚胎干细胞,DNA水解酶和
RNA水解酶等。
(3)实验步骤:
第一步:
把该流感病毒核酸提取液分成相同的A、B、C三组,_________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
第二步:
取等量的猪胚胎干细胞分成三组,用显微注射技术分别把A、B、C三组处
理过的核酸提取物注射到三组猪胚胎干细胞中。
第三步:
将三组猪胚胎干细胞放在相同且适宜的环境中培养一段时间,然后从培养好
的猪胚胎干细胞中抽取样品,检测是否有该流感病毒产生。
(4)请预测结果及结论:
①__________________________________________________________________。
②__________________________________________________________________。
③若A、B、C三组均出现该流感病毒,则该流感病毒的遗传物质既不是DNA也不
是RNA。
7、噬菌体侵染细菌实验标记问题的分析判断
(1)如果标记的是细菌,则子代中都含有放射性标记;
(2)如果标记的是噬菌体
①如果标记的是S元素(标记的是蛋白质),则子代中不会含有放射性标记;
②如果标记的是P元素(标记的是DNA),则部分子代中有放射性标记;
③如果标记的是C、H、O、N元素(标记的是DNA和蛋白质),则子代中部分都有放射
性标记;
【例9】T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌中的病毒。
首先将大肠杆菌放到用含有放射性14C和18O标记的有机物配制的培养基中培养一段时间,然后用未被标记的T2噬菌体去感染上述被标记的大肠杆菌。
经保温一段时间后,从细菌体内分离出T2噬菌体,则此T2噬菌体的DNA分子和蛋白质分子中能检测到放射性物质的情况是()
A.都能检测到14C和18O
B.只有DNA分子中能检测到14C和18O
C.都不能检测到14C和18O
D.DNA分子中只能检测到18O,蛋白质分子中只能检测到14C
【例10】如果用15N、32P、35S标记噬菌体后让其侵染细菌,在产生的子代噬菌体的组成结构成分中,能够找到的放射性元素为()
A.可在外壳中找到15N和35S
B.可在DNA中找到15N和32P
C.可在外壳中找到15N
D.可在DNA中找到15N、32P、35S
DNA的结构和复制
1、DNA分子的结构和结构特点
(1)DNA双螺旋结构模型的构建者:
沃森和克里克
(2)DNA双螺旋结构的形成
C、H、O、N、P元素→磷酸、脱氧核糖、含氮碱基→脱氧核苷酸→脱水缩合反应→脱氧核苷酸链→2条脱氧核苷酸链通过氢键相连,盘旋成双螺旋结构
(3)DNA双螺旋结构的内容
①DNA由两条脱氧核苷酸链组成,这两条链反向平行为双螺旋结构。
②外侧:
脱氧核糖和磷酸交替连接构成DNA的基本骨架;
③内侧:
两条链上的碱基根据碱基互补配对原则通过氢键连接成碱基对。
碱基互补配
对原则:
A—T(2个氢键),G—C(3个氢键)。
注意:
在DNA中,GC碱基对
越多,DNA结构就越稳定。
(4)结构特点:
①多样性:
碱基对的排列顺序多种多样;
②特异性:
特定的DNA分子具有特异的碱基对排列顺序
③稳定性:
基本骨架和氢键的存在使DNA具有稳定性
(5)关于DNA的分子结构
①DNA分子中磷酸、脱氧核糖、碱基之间的数量比为1:
1:
1;
②使碱基对中氢键打开的方法有:
用解旋酶断裂,用RAN聚合酶断裂,加热断裂;
③除DNA末端的两个脱氧核糖外,其余每个脱氧核糖连接着2个磷酸,每个DNA片段
中,游离的磷酸基团有2个;
④在DNA分子的一条单链中相邻的碱基G与T通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核
糖—”相连接;
⑤氢键数目的计算:
若碱基对数为n,则氢键数为2n~3n,若已知A有m个,则氢键
数为(3n-m)个。
⑥DNA分子的水解产物:
初步水解产物是脱氧核苷酸,彻底水解产物是磷酸、脱氧核
糖和四种碱基。
【例11】下列关于DNA分子结构的叙述正确的是()
A.DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的单链结构
B.DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基
C.DNA分子两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对
D.DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸项链
【例12】如图为DNA分子部分结构示意图,以下叙述正确的是()
A.DNA的稳定性与⑤有关,生物体内DNA解
旋酶、RNA聚合酶、DNA聚合酶、逆转录酶
等可以断开⑤
B.④是一个胞嘧啶脱氧核苷酸
C.DNA连接酶可催化⑥或⑦键形成
D.A链、B链的方向相反,骨架是磷酸和脱氧核糖
【思考】解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、限制酶、RNA聚合酶、逆转录酶的作用和部位分别是什么?
【例13】在双螺旋DNA模型的搭建实验中,使用代表氢键的订书针将代表四种碱基的朔料片连为一体,为了逼真起见,A与T之间以及C与G之间最好分别钉( )
A.2和2个钉B.2和3个钉C.3和2个钉D.3和3个钉
2、与碱基互补配对原则有关的计算
据图示:
1号链—A—G—C—T—T—C—C—……m
2号链—T—C—G—A—A—G—G—……m
则有:
规律1:
A=T、G=C;
规律2:
任意两个不互补碱基之和相等,占碱基总数的50%;
规律3:
A1=T2、G1=C2、C1=G2、T1=A2
规律4:
如果A1占1号链的a%,A2占2号链的b%,则在整个双链DNA分子
中有A=1/2(a%+b%)。
规律5:
(T1+C1)/(A1+G1)=(A2+G2)/(T2+C2)
(A+T)/(G+C)=(A1+T1)/(G1+C1)=(A2+T2)/(G2+C2)
【例14】某双链DNA分子中含有200个碱基,一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则该DNA分子()
A.四种含氮碱基A∶T∶G∶C=4∶4∶7∶7
B.若该DNA中A为p个,占全部碱基的n/m(m>2n),则G的个数为(pm/2n)-P
C.碱基排列方式共有4200种
D.含有4个游离的磷酸
【例15】下列是一组有关双链DNA分子中含氮碱基的问题,请回答:
(1)若A占20%,G占__________。
(2)若DNA分子中A占20%,且一条链中的A为20%,则此链中C的最大值是______。
(3)一条链中(A+C)/(T+G)=0.4,互补链中的此值是________。
(4)一条链中(A+T)/(C+G)=0.4,互补链中的此值是__________。
(5)若A有P个,占全部碱基数的20%,则该DNA分子中的G有________个。
【例16】某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成,根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图,下列正确的是()
3、DNA的复制
(1)概念:
是指以亲代DNA为模板,合成子代DNA的过程。
(2)时间:
细胞有丝分裂的间期、无丝分裂之前和减数第一次分裂前的间期。
(3)场所:
细胞核(主要场所),真核细胞的叶绿体和线粒体,原核细胞的拟核和细胞质也
可以复制。
(4)条件:
①模板:
亲代DNA解旋后的两条母链;②原料:
游离的四种脱氧核苷酸;
③酶:
解旋酶、DNA聚合酶;④能量:
ATP直接提供。
(5)过程:
解旋——合成子链——母链与相应的子链盘旋成双螺旋结构的子代DNA。
(6)特点:
边解旋边复制;半保留复制;多起点复制(提高了复制的效率);双向复制。
(7)复制精确的原因:
①规则的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板;
②碱基互补配对原则,保证了复制准确无误的进行。
(8)意义:
把遗传信息从亲代传给子代,保持了遗传信息的连续性。
4、DNA半保留复制的实验证据
(1)实验过程:
大肠杆菌在含15N的培养液中生长若干代后,转移到含14N的培养基中培养
①提取初代大肠杆菌的DNA,离心,如下图1;
②细胞分裂1次后,提取大肠杆菌的DNA,离心,如下图2;
③细胞分裂2次后,提取大肠杆菌的DNA,离心,如下图3;
15N/14N—DNA
14N/14N—DNA
15N/14N—DNA
图1图2图3
15N/15N—DNA
结论:
DNA的复制是半保留复制;
(2)与DNA复制有关的计算
①把一个被15N标记的大肠杆菌培养在含14N的培养液中繁殖n代,则其一个DNA分子连续复制n次之后,共有多少个DNA?
多少条脱氧核苷酸链?
其中含15N的DNA多少个?
含14N的DNA多少个?
含15N的脱氧核苷酸链多少条?
含14N的脱氧核苷酸链多少条?
②一个DNA分子连续复制n次,共需要碱基数的问题;复制第n次需要的碱基数的问题;复制n次和第n次共需要某种碱基数的问题。
【例17】真核细胞中,DNA的复制如下图所示,下列表述错误的是()
A.多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成
B.每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代
C.复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化
D.DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则
【例18】某亲本DNA分子双链均以白色表示,以灰色表示第一次复制出的DNA子链,以黑色表示第二次复制出的DNA子链,该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是()
【例19】15N标记DNA的细菌,在14N培养基中连续分裂三次,子代DNA含14N链与15N的比例是_____________。
一个DNA的碱基总数为m,A占碱基总数的a%,连续复制n次后,共需要G__________________个。
【例20】若N个双链DNA分子在第i轮复制结束后,某一复制产物分子一条链上的某个C突变为T,这样在随后的各轮复制结束时,突变位点为AT碱基对的双链DNA分子数与总DNA分子数的比例始终为()
A.1/(N×2i-1)B.1/(N×2i)C.1/(N×2i+1)D.1/(N×2i+2)
基因的表达
1、DNA与RNA的比较
DNA
RNA
基本单位
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
碱基
A、G、C、T
A、G、C、U
五碳糖
脱氧核糖
核糖
结构
双螺旋结构
单链结构
功能
遗传信息的储存、传递、表达
主要存在部位
细胞核
细胞质
产生途径
DNA复制、逆转录
转录、RNA复制
种类
mRNA、tRNA、rRNA
核酸种类的判断:
(1)核酸中若有核糖,一定为RNA,若有脱氧核糖,一定为DNA。
(2)若含T,一定为DNA;若含U,一定为RNA。
所以用放射性同位素
标记T或U,可探知DNA或RNA。
若大量利用T,可认为进行了
DNA的合成;若大量利用U,可认为进行了RNA的合成。
(3)若含T,A≠T或嘌呤≠嘧啶,则为单链DNA。
因为双链DNA分子
中A=T,G=C,且嘌呤(A+G)=嘧啶(T+C);
(4)若嘌呤之和≠嘧啶之和,肯定不是双链DNA(可能为单链DNA,也
可能为RNA)。
但若是细胞中所有核酸的嘌呤≠嘧啶,则可能既有双
链DNA,又有RNA。
2、遗传信息的转录
(1)概念:
是指以亲代DNA一条链为模板,合成mRN