届高考生物二轮专题复习精品讲义遗传的物质基础.docx
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届高考生物二轮专题复习精品讲义遗传的物质基础
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15N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15N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0.02%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。
5.在“噬菌体侵染细菌的实验”中用32P、35S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.mRNA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mRNA上移动翻译出蛋白质,而不是mRNA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mRNA,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15N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,15N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C、H、O、N,而DNA分子中含有元素C、H、O、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)都来自大肠杆菌。
由于大肠杆菌在含15N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15N。
因此,在子代噬菌体的蛋白质和DNA中都含有15N。
【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35S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35S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来得及侵入细菌;或侵染时间过长,子代噬菌体从细菌中释放出来。
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:
+
(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35S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35S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来自细菌,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·山东理综)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+C)/(T+G)应始终等于1;一条单链中(A+C)/(T+G)与其互补链中(A+C)/(T+G)互为倒数,一条单链中(A+C)/(T+G)=0.5时,互补链中(A+C)/(T+G)=2;一条单链中(A+T)/(G+C)与其互补链中(A+T)/(G+C)及DNA分子中(A+T)/(G+C)都相等。
【答案】 C
(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
(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
________
15N/14N
居中
居中
________
最大
________
【答案】
(1)提示:
①半保留复制
②a.2 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
15N/15N
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+C=A+C=T+G=总碱基的一半。
②规律二:
若在DNA一条链中
=a,则在互补链中
=
,而在整个DNA分子中
=1。
③规律三:
若在一条链中
=m,在互补链及整个DNA分子中
=m。
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
=
。
(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
②子代DNA链数为2n+1
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50%。
④复制原料的计算:
若某DNA分子含某碱基m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m×(2n-1);进行第n代复制时,需消耗该游离的脱氧核苷酸数为m×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
C.图中的d代表核糖体,细胞中的c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,c代表核糖核苷酸,细胞中的c(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、c、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、mRNA、核糖核苷酸、RNA聚合酶。
②提示:
甲,c(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c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mRNA,且合成场所为核糖体。
②名称确定:
Ⅰ为tRNA,Ⅱ为核糖体,Ⅲ为mRNA,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
C.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来治疗艾滋病
【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来治疗艾滋病。
【答案】 B
1.(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
C.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
C.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】 C
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
C.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—C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
C.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—C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】 C
5.(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
C.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(c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】 C
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M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7500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C________________________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