高考生物二轮复习遗传的物质基础名师讲义.docx

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高考生物二轮复习遗传的物质基础名师讲义

高考生物二轮复习遗传的物质基础名师讲义

　遗传的物质基础1．RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质。

（　　）

【答案】　×　分析：

T2噬菌体是由DNA和蛋白质组成的，遗传物质是DNA。

2．噬菌体以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸。

（　　）

【答案】　×　分析：

噬菌体是一种专门寄生在细菌细胞内的病毒，在噬菌体侵染细菌的过程中，以噬菌体DNA为模板合成子代噬菌体的核酸，而不是以细菌DNA为模板。

3．噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是DNA用1N放射性同位素标记。

（　　）

【答案】　×　分析：

噬菌体侵染细菌的实验是用32P标记噬菌体的DNA，而不是用1N标记的DNA。

4．人类对遗传物质本质的探索过程中，噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力。

（　　）

【答案】　√　分析：

艾弗里等人从S型肺炎双球菌中提取的DNA纯度最高的时候还含有002%的蛋白质，而噬菌体侵染细菌实验实现了将DNA和蛋白质完全分离，因此噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力。

．在“噬菌体侵染细菌的实验”中用32P、3S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质。

（　　）

【答案】　×　分析：

噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质没有进入细菌体内。

6．真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期。

（　　）

【答案】　×　分析：

真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。

7．RNA在核糖体上移动翻译出蛋白质。

（　　）

【答案】　×　分析：

在翻译过程中，核糖体在RNA上移动翻译出蛋白质，而不是RNA在核糖体上移动。

8．DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序。

（　　）

【答案】　√　分析：

DNA能够通过转录将遗传信息传递给RNA，进一步通过翻译完成蛋白质的合成，所以DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序。

探索遗传物质的经典实验

【典例1】　（2014•烟台模拟）赫尔希和蔡斯进行的噬菌体侵染细菌的实验，是人类探究“什么是遗传物质”的最具说服力的实验。

下图为用含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌（T2噬菌体专性寄生在大肠杆菌细胞内）的实验，据图回答下列问题：

（1）T2噬菌体的组成成分是蛋白质和DNA。

如果仅凭猜想，控制其性状的遗传物质有可能是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）怎样才能得到被32P标记的T2噬菌体？

请简述实验方案。

（3）科学家若用含有1N的培养基培养大肠杆菌，再用该大肠杆菌培养T2噬菌体，待大肠杆菌解体后，1N存在于T2噬菌体的________________________中。

【解析】　

（1）单凭猜想，遗传物质可能会有三种情况：

蛋白质和DNA都是遗传物质，仅DNA是遗传物质，仅蛋白质是遗传物质。

（2）解答该问题要考虑到病毒本身不能增殖，必须借助于宿主细胞，因此应考虑先培养出有标记的宿主细胞，然后再培养出有标记的噬菌体。

（3）T2噬菌体是由DNA和蛋白质组成的，蛋白质分子中含有元素、H、、N，而DNA分子中含有元素、H、、N、P，噬菌体在大肠杆菌中增殖时，所用原料（氨基酸和脱氧核苷酸）都自大肠杆菌。

由于大肠杆菌在含1N的培养基中培养，所以大肠杆菌内的氨基酸和脱氧核苷酸都含1N。

因此，在子代噬菌体的蛋白质和DNA中都含有1N。

【答案】　

（1）蛋白质和DNA都是遗传物质；蛋白质是遗传物质，DNA不是；DNA是遗传物质，蛋白质不是

（2）将宿主细菌在含32P的培养基中培养，获得含有32P的细菌；用T2噬菌体去侵染被32P标记的细菌，待细菌细胞裂解后，释放出的噬菌体便会被32P标记。

（3）蛋白质外壳（或蛋白质）和DNA

（1）解决本题首先要明确：

①噬菌体侵染细菌的实验结论：

________________________________

_______________________________________。

②用32P标记噬菌体的____________，用3S标记噬菌体的________________。

③噬菌体的生活方式：

________________________。

（2）关于放射性元素存在位置的理解：

①仅用32P标记的噬菌体侵染细菌后离心，放射性存在于上清液中的原因是什么？

②仅用3S标记的噬菌体侵染细菌后离心，放射性存在于沉淀物中的最可能原因是什么？

【答案】　

（1）提示：

①DNA是遗传物质

②DNA　蛋白质　③寄生

（2）①提示：

侵染时间过短会有很多噬菌体还没得及侵入细菌；或侵染时间过长，子代噬菌体从细菌中释放出。

②提示：

搅拌不充分。

【总结提升】

遗传物质探究实验的解题规律

（1）艾弗里肺炎双球菌转化实验中的相互对照：

S型细菌DNA多糖蛋白质脂质DNA分解物＋R型细菌――→相互对照①DNA是遗传物质②其他物质不是遗传　物质

（2）子代噬菌体的放射性分析：

被标记的物质子代噬菌体

用32P标记亲代噬菌体的DNA只有含有亲代噬菌体DNA链的子代噬菌体具有放射性

用3S标记亲代噬菌体的蛋白质均不具有放射性用32P标记细菌内的含P物质，如DNA、核苷酸等

用3S标记细菌内的含S物质，如蛋白质、氨基酸等因为合成子代噬菌体的原料全部自细菌，所以子代噬菌体均具有放射性

DNA分子的结构、复制及相关计算

【典例2】　（2014•东理综）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（　　）【解析】　DNA分子中（A＋）/（T＋G）应始终等于1；一条单链中（A＋）/（T＋G）与其互补链中（A＋）/（T＋G）互为倒数，一条单链中（A＋）/（T＋G）＝0时，互补链中（A＋）/（T＋G）＝2；一条单链中（A＋T）/（G＋）与其互补链中（A＋T）/（G＋）及DNA分子中（A＋T）/（G＋）都相等。

【答案】　

（1）明确DNA复制的相关问题：

①复制方式：

_____________________________________。

②相关计算：

一个DNA分子复制n次，则有

a子代DNA分子数为2n含有亲代链的DNA分子数为：

　　　不含有亲代链的DNA分子数为：

b子代脱氧核苷酸链数为2n＋1条亲代脱氧核苷酸链为：

　　　新合成的脱氧核苷酸链为：

（2）依据题中DNA含有的标记元素，分析DNA复制离心后的情况：

DNA两条链的标记情况密度试管中的位置

________最小________

1N/14N居中居中

________最大________

【答案】　

（1）提示：

①半保留复制

②a2　2n－2　b．2条　2n＋1－2条

（2）提示：

DNA两条链的标记情况密度试管中的位置

14N/14N远离底部1N/1N靠近底部

【总结提升】

与碱基互补配对或DNA复制相关的计算方法

（1）双链DNA分子中碱基含量的计算。

①规律一：

双链DNA中，A＋G＝T＋＝A＋＝T＋G＝总碱基的一半。

②规律二：

若在DNA一条链中A＋GT＋＝a，则在互补链中A＋GT＋＝1a，而在整个DNA分子中A＋GT＋＝1。

③规律三：

若在一条链中A＋TG＋＝，在互补链及整个DNA分子中A＋TG＋＝。

④规律四：

某碱基在DNA中所占比例等于它在每条链中所占比例和的一半，如A总碱基＝A1%＋A2%2。

（2）与DNA复制有关的计算。

假设1个DNA分子复制n次，则

①子代DNA数为2n含母链的DNA数：

2完全含母链的DNA数：

0不含母链的DNA数：

2n－2

②子代DNA链数为2n＋1母链所占比例：

12n子链所占比例：

1－12n

③复制差错的计算：

DNA复制过程中其中一条链发生差错，复制n代后，含有突变基因的异常DNA分子占DNA总数的0%。

④复制原料的计算：

若某DNA分子含某碱基个，该DNA分子进行n次复制，则需消耗该游离的脱氧核苷酸数为×（2n－1）；进行第n代复制时，需消耗该游离的脱氧核苷酸数为×2n－1。

遗传信息的转录和翻译

【典例3】　（2014•孝感模拟）下图表示真核细胞细胞核内某种遗传信息流动过程，相关叙述正确的是（　　）A．细胞分裂间期一定有该过程发生，衰老细胞中不再发生该过程

B．图示能表示成熟的水稻叶肉细胞某基因的基因表达全过程

．图中的d代表核糖体，细胞中的一般有20种

D．细胞的分裂和分化过程中都一定会发生图示过程

【解析】　在真核细胞中，该过程表示DNA分子的转录过程，细胞分裂间期一定有该过程发生，衰老细胞中也可以发生该过程；该图不能表示成熟的水稻叶肉细胞某基因的基因表达全过程，只能表示DNA分子的转录过程；图中的d代表RNA聚合酶，代表核糖核苷酸，细胞中的（核糖核苷酸）一般有4种；无论细胞的分裂还是细胞的分化过程都会产生蛋白质，都会发生DNA分子的转录过程。

【答案】　D

（1）明确图中各标号的名称并理解相关信息：

①图中a、b、、d的名称分别是什么？

②由a形成b的过程中模板是哪一条？

原料是什么？

（2）明确下列各类生物遗传信息的传递过程：

生物种类遗传信息的传递过程

DNA病毒，如噬菌体________

烟草花叶病毒________

逆转录病毒________

细胞生物________

【答案】　

（1）①提示：

双链DNA、RNA、核糖核苷酸、RNA聚合酶。

②提示：

甲，（核糖核苷酸）。

（2）提示：

生物种类遗传信息的传递过程

DNA病毒，如噬菌体

烟草花叶病毒

逆转录病毒

细胞生物

【总结提升】

DNA复制、转录和翻译的分析技巧

（1）DNA分子复制过程的分析：

①判断依据：

模板为DNA的两条链，且合成双链DNA。

②子代DNA的组成：

分别由一条母链和一条子链组成。

③子代DNA的分离时期：

有丝分裂后期或减数第二次分裂后期。

（2）DNA分子转录过程的分析：

①判断依据：

模板为DNA的一条链，且合成单链RNA。

②转录方向：

由于图二中d是已经与模板DNA分离的游离的RNA片段，因此可知转录的方向是由右向左进行，且a为RNA聚合酶。

③标号名称：

b与的名称分别为胞嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸。

④发生场所：

在真核细胞中图二过程主要发生在细胞核中，叶绿体和线粒体中也可进行。

（3）翻译过程的分析：

①判断依据：

模板为RNA，且合成场所为核糖体。

②名称确定：

Ⅰ为tRNA，Ⅱ为核糖体，Ⅲ为RNA，Ⅳ为多肽链。

【变式训练】　（2014•江苏单科）研究发现，人类免疫缺陷病毒（HIV）携带的RNA在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。

依据中心法则（如下图），下列相关叙述错误的是（　　）A．合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过④②③环节

B．侵染细胞时，病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞

．通过④形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上

D．科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物治疗艾滋病

【解析】　HIV的遗传物质是RNA，经逆转录④形成DNA可以整合到患者细胞的基因组中，再通过转录②和翻译③合成子代病毒的蛋白质外壳；侵染细胞时，HIV中的逆转录酶能进入宿主细胞；若抑制逆转录过程，则不能产生子代病毒的蛋白质和RNA，故科研中可以研发特异性抑制逆转录酶的药物治疗艾滋病。

【答案】　B1．（2014•郑州模拟）肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，均不能证明的是（　　）

A．DNA可以产生可遗传的变异

B．蛋白质不是遗传物质

．DNA可以控制生物的性状

D．DNA是主要的遗传物质

【解析】　肺炎双球菌的转化实验可证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质；噬菌体侵染细菌的实验只能证明DNA是遗传物质；两实验均不能证明DNA是主要的遗传物质这一结论。

【答案】　D

2．（2014•南京模拟）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，上清液中析出较重的大肠杆菌

B．搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离

．噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体

D．32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中

【解析】　噬菌体侵染大肠杆菌时，经过搅拌、离心，上清液是质量较轻的噬菌体外壳，沉淀物是被侵染的大肠杆菌；搅拌不充分，噬菌体与大肠杆菌未分离，放射性应出现在沉淀物中；32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染大肠杆菌时注入自身的DNA，子代噬菌体的DNA含32P，上清液带有放射性的原因可能是噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体。

【答案】　

3．（2014•武汉模拟）DNA是以半保留方式进行复制的，如果放射性完全标记的1个双链DNA分子在无放射性标记的溶液中复制两次，那么所产生的4个DNA分子的特点是（　　）

A．部分DNA分子含有放射性

B．全部DNA分子含有放射性

．所有分子的一条链含有放射性

D．所有分子的两条链都没有放射性

【解析】　根据DNA分子半保留复制的特点，完全标记的1个双链DNA分子在无放射性标记的溶液中复制两次形成4个DNA分子，其中2个DNA分子的两条链都没有放射性；另外2个DNA分子都是一条链含有放射性，另一条链无放射性。

两次复制过程如下图所示：

【答案】　A

4．（2014•厦门模拟）下列关于DNA复制的叙述，不正确的是（　　）

A．DNA复制时，严格遵循A—T、G—的碱基互补配对原则

B．DNA复制时，两条脱氧核苷酸链均可作为模板

．DNA分子全部解旋后，才开始进行DNA复制

D．脱氧核苷酸必须在DNA聚合酶作用下才能连接形成新的子链

【解析】　DNA复制时，遵循A—T、G—的碱基互补配对原则。

DNA复制时，两条脱氧核苷酸链均作为模板。

DNA复制的特点是边解旋边复制，半保留复制。

在形成DNA时，以亲代DNA分子为模板，脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接形成新的子链。

【答案】　

．（2014•郑州模拟）下面是几种抗菌药物的抗菌机理以及中心法则的图解。

①青霉素：

抑制细菌细胞壁的合成。

②环丙沙星：

抑制细菌DNA解旋酶的活性。

③红霉素：

能与核糖体结合以阻止其发挥作用。

④利福平：

抑制RNA聚合酶的活性。

以下有关说法错误的是（　　）

A．环丙沙星会抑制a过程，利福平将会抑制b过程

B．除青霉素外，其他抗菌药物均具有抑制遗传信息传递和表达的作用

．过程d涉及的氨基酸最多20种、tRNA最多有64种

D．e过程需要逆转录酶

【解析】　环丙沙星会抑制细菌DNA解旋酶的活性，故可抑制细菌DNA的复制过程（a过程）；利福平会抑制RNA聚合酶的活性，故可抑制细菌的转录过程（b过程）和RNA的自我复制过程（过程）；红霉素能与核糖体结合以阻止其发挥作用，故可抑制细菌的翻译过程（d过程）。

只有青霉素抑制细菌细胞壁的合成，不影响遗传信息的传递和表达。

翻译过程（d过程）涉及的氨基酸最多20种，tRNA最多有61种。

e过程是逆转录过程，需要逆转录酶。

【答案】　

6．（2013•天津高考改编）肠道病毒EV71为单股正链（＋RNA）病毒，是引起手足口病的主要病原体之一。

下面为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。

据图回答下列问题：

（1）图中物质的合成场所是_________________________________________________

__________________________________________________________________________。

催化①②过程的物质N是______________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）假定病毒基因组＋RNA含有700个碱基，其中A和U占碱基总数的40%。

以病毒基因组＋RNA为模板合成一条子代＋RNA的过程共需要碱基G和________________________个。

（3）图中＋RNA有三方面的功能，分别是____________________________________________________________________________________________。

【答案】　

（1）宿主细胞的核糖体

RNA复制酶（或RNA聚合酶或依赖于RNA的RNA聚合酶）

（2）9000

（3）翻译的模板，复制的模板，病毒的重要组成成分