第5讲遗传的分子基础

12015届高三二轮复习专题五遗传的分子基础一、知识要点：1．DNA是遗传物质的实验（1）肺炎双球菌转化实验项目1928年英国格里菲思（体内转化实验）1944年美国艾弗里（体外转化实验）过程结果分析R型细菌无毒性、S型细菌有毒性；S型细菌内存在着使R型细菌转化为S型细菌的物质S型细菌的DNA使R型细菌发生转化；S型细菌的其他物质不能使R型细菌发生转化结论加热杀死的S型细菌体内有“转化因子”S型细菌体内的DNA是“转化因子”，DNA是生物的遗传物质（2）噬菌体侵染细菌实验步骤①标记细菌细菌＋含35S的培养基→含35S的细菌细菌＋含32P的培养基→含32P的细菌②标记噬菌体噬菌体＋含35S的细菌→含35S的噬菌体噬菌体＋含32P的细菌→含32P的噬菌体③噬菌体侵染细菌含35S的噬菌体＋细菌→上清液放射性高，沉淀物放射性很低，新形成的噬菌体没有检测到35S含32P的噬菌体＋细菌→上清液放射性低，沉淀物放射性很高，新形成的噬菌体检测到32P分析35S标记的蛋白质外壳并未进入宿主细胞内，而是留在细胞外；32P标记的DNA进入了宿主细胞内结论子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的，DNA是噬菌体的遗传物质特别提示：①艾弗里实验的结果是通过观察培养皿中的菌落特征而确定的。②S型菌DNA重组到R型菌DNA分子上，使R型菌转化为S型菌，这是一种可遗传的变异，这种变异属于基因重组。③被32P标记的噬菌体侵染细菌实验中，上清液应无放射性，若存在放射性，其原因之一可能是培养时间过长，细菌裂解，子代噬菌体已被释放出来。原因之二是部分噬菌体并未侵入细菌内。2．DNA分子的结构和特性2（1）DNA分子的结构及特点图解①规则的双螺旋结构。脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成了基本骨架，内侧是碱基，在碱基A与T之间有两个氢键，C与G之间有三个氢键；②一个DNA分子中有两个游离的磷酸基；③脱氧核糖与磷酸基、碱基的相连情况：在DNA分子单链一端的脱氧核糖与1个磷酸基和1个碱基相连；在DNA单链中间的脱氧核糖与2个磷酸基和1个碱基相连。（2）DNA分子结构中的碱基比例关系规律公式1互补碱基两两相等A＝T，C＝G2两不互补的碱基之和比值相等（A＋G）/（T＋C）＝（A＋C）/（T＋G）＝13任意两不互补的碱基之和占碱基总量的50%（A＋C）/（A＋C＋T＋G）＝（T＋G）/（A＋C＋T＋G）＝50%4单链和互补链碱基比例关系一条链上（A＋T）/（C＋G）＝a，（A＋C）/（T＋G）＝b，则该链的互补链上相应比例应分别为a和1/b5双链DNA中互补的碱基之和相等A1＋T1（或C1＋G1）＝A2＋T2（或C2＋G2）3．基因的表达（1）复制、转录和翻译的比较项目复制转录翻译场所主要在细胞核中（线粒体、叶绿体）主要在细胞核中（线粒体、叶绿体）细胞质中的核糖体上模板DNA的两条链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸氨基酸条件酶（解旋酶，DNA聚合酶等）和能量酶（RNA聚合酶等）和能量特定的酶、能量和tRNA原则A－T；G－CA－U；G－C；T－AA－U；G－C产生形成2条DNA双链一条单链RNA分子（mRNA）具有一定氨基酸排列顺序的多肽——蛋白质特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录；转录后DNA仍保留原来双链结构一个mRNA分子上可连续结合多个核糖体，提高合成蛋白质的速度3传递方向DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白质（性状）（2）DNA复制过程中的碱基数目计算（其双链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）。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。（3）中心法则二、习题巩固：1．1983年科学家证实，引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒(HIV)是一种逆转录病毒。下列正确表示HIV感染人体过程的“遗传信息流”示意图是D2．澳大利亚等国的科学家近日研究发现，海绵拥有的基因竟然近70%和人类基因相同，其中包括大量的与典型疾病和癌症有关的基因。下列有关叙述不正确的是CA．基因是有遗传效应的DNA片段B．细胞分裂素延迟植物衰老与基因的作用有关C．基因内增加一个碱基对，只会改变肽链上一个氨基酸D．基因表达时存在RNA分子间的碱基互补配对3．如图为真核细胞内某基因(15N标记)的结构示意图，该基因全部碱基中A占20%。下列说法正确的是A．该基因一定存在于干细胞内的染色体DNA上B．该基因的一条核苷酸链中(C＋G)/(A＋T)为3∶2C．DNA解旋酶只作用于①部位，限制性核酸内切酶只作用于②部位D．将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA分子占1/84．根据遗传信息及其传递过程判断，下列选项正确的是CA．细胞中的遗传信息只能储存于细胞核中B．转录和翻译时碱基互补配对方式相同4C．同一细胞在不同时期，转录的产物可以不同D．真核细胞与原核细胞共用一套密码子，说明真核生物由原核生物进化而来5．在同一生物体内，下列有关叙述错误的是CDA．不同DNA分子中，可能储存有相同的遗传信息B．不同组织细胞中，可能有相同的基因进行表达C．不同mRNA分子中，不可能含有相同的密码子D．不同核糖体中，不可能翻译出相同的多肽6．下图为人体内基因对性状的控制过程，由图可推知BA．不摄入酪氨酸会使皮肤变白B．X1和X2不可能同时出现于同一个细胞中C．镰刀型红细胞是由于①过程发生基因突变引起的D．基因是通过控制蛋白质的结构间接控制生物的性状7．如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递过程中的某两个阶段的示意图，图丙为图乙中部分片段的放大示意图。对此分析合理的是CA．图甲所示过程主要发生于细胞核内，图乙所示过程主要发生于细胞质内B．图中催化图甲、乙所示两过程的酶1、酶2和酶3是相同的C．图丙中a链为模板链，b链为转录出的子链D．图丙中含有两种单糖、五种碱基、五种核苷酸8．如图是某DNA片段的碱基序列，该片段所编码蛋白质的氨基酸序列为“…甲硫氨酸—精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—天冬氨酸—缬氨酸…”(甲硫氨酸的密码子是AUG)，下列相关叙述一定正确的是CA．若该片段复制两次，则至少需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸24个B．该片段转录的模板是甲链，其中的碱基序列代表遗传信息C．该片段复制与转录所需的酶不尽相同D．若箭头所指碱基对G//C被T//A替换，则该片段编码的氨基酸序列不会改变9.下列关于艾弗里的肺炎双球菌转化实验的叙述中错误的是CA．需对S型细菌中的物质进行提取、分离和鉴定B．配制培养基的成分应适合肺炎双球菌的生长和繁殖C．转化的有效性与R型细菌的DNA纯度有密切关系D．实验证明了DNA是遗传物质而蛋白质不是遗传物质16.某目的基因有100个脱氧核苷酸对，一条单链上碱基A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4，则利用PCR技术进行扩增时，在第4次扩增时需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数量（不考虑不表达部分）是BA．320B．480C．600D．90010．胆固醇是血浆中脂蛋白复合体的成分，一种胆固醇含量为45%的脂蛋白(LDL)直接影响5血浆中胆固醇的含量。LDL可以与细胞膜上的LDL受体结合，通过胞吞作用进入细胞，之后LDL在溶酶体的作用下释放出胆固醇。当细胞中胆固醇含量较高时，它可以抑制酶的合成与活性，也可以抑制LDL受体的合成，其主要机制如下图所示。据此分析，下列相关叙述中错误的是ABA．①为转录，催化该过程的酶主要是DNA聚合酶B．体现了基因控制蛋白质合成而直接影响生物的性状C．细胞对胆固醇的合成过程存在负反馈调节机制D．LDL受体出现遗传缺陷可导致血浆中胆固醇增多11．人类的F基因前段存在CGG重复序列。科学家对CGG重复次数、F基因表达和遗传病症状表现三者之间的关系进行了调查研究，统计结果如表所示，此项研究的结论是DCGG重复次数(n)n＜50n≈50n≈260n≈500F基因的mRNA(分子数/细胞)50505050F基因编码的蛋白质(分子数/细胞)10004001200遗传病症状表现无症状轻度中度重度A．CGG重复次数不影响F基因的转录和翻译，与遗传病是否发生及症状表现无关B．CGG重复次数影响F基因的转录和翻译，与遗传病是否发生及症状表现无关C．CGG重复次数不影响mRNA与核糖体的结合，与遗传病是否发生及症状表现有关D．CGG重复次数不影响F基因的转录，但影响翻译，与遗传病是否发生及症状表现有关12．格里菲思和艾弗里用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，关于此实验的叙述不正确的是BA．说明了肺炎双球菌的遗传物质是DNAB．说明了R型活菌能够单独转化为S型菌C．说明了R型活菌是无毒性的D．说明了加热杀死的S型细菌是无毒的13．下面是关于35S标记噬菌体侵染无标记细菌实验的叙述，其中正确的是BA．与细菌转化实验相同，都是根据遗传物质具有控制性状的特性而设计的B．所使用的噬菌体，必须是接种在含35S的大肠杆菌的培养基中再释放出来的C．采用搅拌和离心等手段，是为了把蛋白质和DNA分开再分别检测其放射性D．新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明DNA是遗传物质而蛋白质不是病毒是一种精明的生物，其核酸几乎只用于合成宿主无法提供的蛋白质。科学家发现一种能以RNA为模板合成DNA的致癌病毒，推测该病毒最可能含有CA．与DNA复制相关的酶基因B．与转录相关的酶基因C．与逆转录相关的酶基因D．与翻译相关的酶基因关于下图所示的生理过程的说法，正确的是BA．该图表示的是翻译过程B．该图所示的生物细胞可能无成形的细胞核C．mRNA上的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子D．该图所示的生理过程需要解旋酶、DNA酶等相关的酶右图表示HIV感染人体细胞的过程，以下分析错误的是CA．抑制②过程的药物对人体一般是无害的B．③过程需要的原料来自人体细胞，有4种6C．抗体可清除侵入人体细胞内的HIVD．噬菌体的遗传物质比．HIV稳定下图是中心法则示意图,各个数字代表不同的过程,有关叙述不正确的是BA.过程1和过程2都是边解旋边进行B.过程1和过程2所需原料相同C.过程3和过程4不能发生在人体健康细胞内D.过程5的直接模板是mRNA下列有关基因表达的叙述不正确的是DA．某人的肝细胞与神经细胞形态差异的根本原因是细胞中mRNA的不同B．某DNA分子的一条链中A+T占54％，则由该DNA转录的信使RNA中G+C占46％C．细胞中的翻译过程发生在核糖体上D．HIV的遗传信息表达没有转录过程下图①②③表示了真核细胞中遗传信息的传递方向，有关说法错误的是BA．真核细胞的核仁与rRNA的合成以及核糖体的形成有关B．在遗传信息传递过程中，翻译的方向从b→aC．①②③也能在线粒体和叶绿体中进行D．一条mRNA可相继与多个核糖体结合，加快了翻译的速度13.关于DNA双螺旋结构的主要特点中，错误的是CA.两条链是按反向平行方式盘旋成双螺旋结构的B.脱氧核糖和磷酸是交替连接，排列在外侧的C.腺嘌呤和尿嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶配对排列在内侧D.碱基和碱基之间靠氢键相连，复制时氢键断开13.关于右图，正确的说法有：C①表示DNA复制过程②表示DNA转录过程③图中共有5种碱基④图中共有8种核苷酸⑤图中共有5种核苷酸⑥图中的A均代表同一种核苷酸A.①②③B.④⑤⑥C.②③④D.①③⑤右图所示为对不同细胞类型中基因表达情况观察的结果，据此判断在所有细胞中均能表达的基因，以及不同细胞类型中功能最为相似的细胞分别是BA．基因3、细胞3与细胞7B．基因2、细胞2与细胞5C．基因5、细胞1与细胞3D．基因7、细胞4与细胞53.噬菌体彻底水解后，可以得到的物质有CA.氨基酸和核糖核苷酸B.氨基酸和脱氧核苷酸7C.氨基酸、脱氧核糖、碱基、磷酸D.氨基酸、核糖、碱基、磷酸16.右图表示在人体细胞核中进行的某一生命活动过程。据图分析，下列说法正确的是DA．该过程共涉及5种核苷酸B．在不同组织细胞中该过程的产物无差异C．该过程需要解旋酶和DNA聚合酶D．该过程涉及碱基互补配对和ATP的消耗8．某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌实验，进行了如下实验：①用32P标记的噬菌体