2014届高考生物二轮复习：专题6-遗传的分子基础

专题六遗传的分子基础返回目录考情纵览考点考例2011年2012年2013年核酸是遗传物质的证据海南T18、广东T2、江苏T12江苏T2课标全国卷ⅡT5、广东T2DNA的分子结构和特点天津T6课标全国卷T31、北京T30、海南T25、江苏T6课标全国卷ⅡT32、海南T14返回目录考情纵览遗传信息的传递安徽T5、海南T25山东T5、福建T5课标全国卷ⅡT1、安徽T29、海南T12、江苏32遗传信息的表达安徽T5、海南T15、江苏T7浙江T32、课标全国卷T1、安徽T5、北京T31浙江T3、课标全国卷ⅠT1、安徽T29、广东T28、江苏T32专题六遗传的分子基础1．[2013·浙江卷]某生物基因表达过程如图3－6－1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．DNARNA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返回目录图3－6－1[答案]A[解析]在进行转录时，RNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位相结合，使DNA片段的双螺旋解开，A项正确；图示DNA上的碱基A应与RNA上的碱基U配对，B项错误；图示一个mRNA分子上有若干个核糖体同时进行工作，同时进行多条多肽链的合成，C项错误；图示转录和翻译同时进行，但在真核细胞中，转录在细胞核内进行，翻译在细胞质中的核糖体上进行，具有时空界限，D项错误。返回目录专题六遗传的分子基础2．[2013·课标全国卷Ⅰ]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聚合酶是在细胞核内合成的C．反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基D．线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成返回目录专题六遗传的分子基础[答案]D[解析]一种tRNA仅携带一种氨基酸；DNA聚合酶的化学本质是蛋白质，是在细胞质中的核糖体上合成的；反密码子是tRNA上与mRNA上密码子配对的3个碱基，所以A、B、C项错误；线粒体中含有少量DNA，可以控制某些蛋白质的合成，D项正确。返回目录专题六遗传的分子基础3．[2013·课标全国卷Ⅱ]在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是()①孟德尔的豌豆杂交实验②摩尔根的果蝇杂交实验③肺炎双球菌转化实验④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验⑤DNA的X光衍射实验A．①②B．②③C．③④D．④⑤返回目录专题六遗传的分子基础[答案]C[解析]孟德尔通过豌豆杂交实验发现了基因的分离定律和自由组合定律；摩尔根通过果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上；格里菲思通过肺炎双球菌体内转化实验推测出加热杀死的S型细菌中有将R型细菌转化为S型细菌的转化因子，艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是；赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验表明DNA是遗传物质；沃森和克里克根据DNA的X光衍射图谱推算出DNA分子呈双螺旋结构。综上所述，C项正确。返回目录专题六遗传的分子基础4．[2012·福建卷]双脱氧核苷酸常用于DNA测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与DNA的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA合成时，在DNA聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，则子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，则子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的序列为GTACATACATG的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸。则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有()A．2种B．3种C．4种D．5种返回目录专题六遗传的分子基础[答案]D[解析]根据题意，胸腺嘧啶双脱氧核苷酸也可和单链模板上的腺嘌呤脱氧核苷酸进行配对，但子链延伸终止。在该模板上共有4个腺嘌呤脱氧核苷酸，这样，可能在第1、2、3、4个腺嘌呤脱氧核苷酸的位点上发生胸腺嘧啶双脱氧核苷酸与单链模板上的腺嘌呤脱氧核苷酸进行配对，也可形成不含胸腺嘧啶双脱氧核苷酸的子链，所以总共有5种不同长度的子链。返回目录专题六遗传的分子基础本专题的内容是高考的常考点，其中遗传信息的传递和表达过程是重点，常以选择题或非选择题的形式进行考查。本专题是遗传和变异的基础，学生在复习时应侧重物理模型的构建，弄清知识的内涵和外延。返回目录专题六遗传的分子基础考点一探究遗传物质成分的实验1．肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌的实验返回目录专题六遗传的分子基础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，直接单独研究它们各自的作用实验原则都遵循对照的原则实验结论两实验都能证明DNA是遗传物质返回目录专题六遗传的分子基础不同点处理方式直接分离：分离S型肺炎双球菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型肺炎双球菌混合培养同位素标记：根据DNA和蛋白质所含的特殊元素，分别用32P、35S进行标记实验结论①DNA是遗传物质②蛋白质等不是遗传物质DNA是遗传物质，在亲子代之间保持连续性[特别提醒](1)肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质；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。(2)通过35S、32P标记细菌进而去标记噬菌体。由于噬菌体专性寄生在细菌体内，因此我们可以利用噬菌体在标记的细菌体内繁殖产生子代噬菌体，从而被相应的同位素标记，然后再侵染未标记的细菌，通过观察放射性进行分析判断。返回目录专题六遗传的分子基础(3)仅用32P标记噬菌体的侵染实验，上层的上清液中有较弱的放射性，可能的原因：①侵染时间过短会有许多噬菌体没来得及侵入细菌；②侵染时间过长会有释放出来的子代噬菌体；③T2噬菌体的化学成分中，99%的磷元素存在于DNA分子中，可能是另外1%的磷元素使上清液显示出很弱的放射性。(4)仅用35S标记噬菌体的侵染实验，下层的沉淀物中也有较弱放射性，最可能的原因是搅拌不彻底。返回目录专题六遗传的分子基础例1艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质，这两个实验在设计思路上的共同点是()A．重组DNA片段，研究其表型效应B．诱发DNA突变，研究其表型效应C．设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应D．应用同位素示踪技术，研究DNA在亲代与子代之间的一致性返回目录专题六遗传的分子基础[答案]C[解析]艾弗里的肺炎双球菌转化实验采用直接分离法，即分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型细菌混合培养。噬菌体侵染细菌实验采用同位素标记法，分别标记DNA和蛋白质的特殊元素(32P和35S)。艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。这两个实验在设计思路上的共同点是设法把DNA和蛋白质及多糖分开，单独地、直接地去观察DNA、蛋白质、多糖各自的作用，从而科学地证明DNA是遗传物质。返回目录专题六遗传的分子基础[点评]人类对遗传物质的探索过程：①肺炎双球菌的转化过程：研究DNA和蛋白质中谁是遗传物质。②肺炎双球菌的体外转化实验：实验中，艾弗里等发现DNA的纯度越高，转化就越有效。③噬菌体侵染细菌的实验：证明了DNA才是遗传物质。④烟兔花叶病毒的感染和重建实验：证明了在只有RNA没有DNA的病毒中，RNA是遗传物质。⑤朊病毒的发现，证实在某些情况下蛋白质可以作为生物体的遗传物质。返回目录专题六遗传的分子基础[拓展思考]如果将C选项改为“艾弗里的实验与赫尔希和蔡斯的实验设计思路基本相同”，对吗？[答案]正确。[解析]艾弗里的实验与赫尔希和蔡斯的实验设计思路基本相同，都是设法将DNA和蛋白质分开，各自独立地研究它们的作用。返回目录专题六遗传的分子基础变式1下列关于噬菌体侵染细菌实验的相关叙述中，错误的是()A．为确认何种物质注入细菌体内，可用32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质B．该实验证明了DNA是主要遗传物质C．在噬菌体“合成”阶段，噬菌体DNA作为模板，而原料、ATP、酶、场所等条件均由细菌提供D．若用32P标记的噬菌体侵染细菌，并在普通培养基中培养，让噬菌体DNA连续复制n次，则含32P的DNA应占子代DNA总数的1/2n－1返回目录专题六遗传的分子基础[答案]B[解析]为确认何种物质注入细菌体内，可用32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，A项正确；该实验证明了DNA是遗传物质，B项错误；病毒没有细胞结构，在繁殖的时候，只提供遗传物质，其他的所有条件都由细菌提供，C项正确；DNA是半保留复制，连续复制n次，子代中含亲代32P标记的DNA有2个，共有DNA数2n个，D项正确。返回目录专题六遗传的分子基础考点二遗传信息的传递1．DNA的复制证据(1)推测：沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说，即遗传物质的复制为半保留复制。返回目录专题六遗传的分子基础2．DNA分子的相关计算(1)有关碱基比例的计算：返回目录专题六遗传的分子基础比较其中一条链为H链H链的互补链DNA分子mRNA(以H链为模板)规律(DNA)(A＋T)/(G＋C)mmm(A＋U)/(G＋C)＝m互补碱基之和的比例在整个DNA及任一条链中都相等(此为单双链转换公式)(G＋C)/(A＋T)nnn(G＋C)/(A＋U)＝n返回目录专题六遗传的分子基础比较其中一条链为H链H链的互补链DNA分子mRNA(以H链为模板)规律(DNA)(A＋G)/(T＋C)a1/a1(A＋G)/(U＋C)＝1/a非互补碱基之和的比例在整个DNA分子中为1，在两条互补链中互为倒数(A＋C)/(G＋T)b1/b1(A＋C)/(G＋U)＝1/b(2)有关DNA复制的计算：DNA的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，则有返回目录专题六遗传的分子基础例2如图3－6－2所示为细胞核内某基因(15N标记)局部结构示意图，该基因中A占全部碱基的20%，下列说法正确的是()A．该基因彻底水解后可生成6种产物B．该基因转录形成的mRNA中U占全部碱基的20%C．解旋酶作用于①部位，DNA聚合酶作用于②部位D．将该细胞置于含14N的培养液中完成一个细胞周期，则含15N的子细胞占50%返回目录专题六遗传的分子基础图3－6－2[答案]A[解析]基因彻底水解的产物是4种碱基、脱氧核糖、磷酸，共6种，A项正确；mRNA中U的数目与非模板链中的T的数目相等，非模板链中的T不能确定，B项错误；解旋酶作用于氢键②，DNA聚合酶连接的是①，C项错误；一个细胞周期中，DNA复制一次，因其复制方式为半保留复制，每个子代DNA中都含有原来的母链，所以每个细胞都含有15N，D项错误。[点评]本题主要考查有关DNA分子复制和碱基互补配对原则的运用。试题角度较新，难度不大，需要学生认真考虑，运用相关知识进行分析。返回目录专题六遗传的分子基础变式2若一个外壳被35S标记且双链均被32P标记的噬菌体，其DNA由6000个碱基对组成，其中胸腺嘧啶占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染含32S和31P的大肠杆菌，共释放出50个子代噬菌体。下列叙述正确的是()A．该过程至少需要1.8×105个胞嘧啶脱氧核苷酸作原料B．噬菌体增殖需要大肠杆菌提供模板、原料和酶等C．含35S和含32S的子代噬菌体的比例为1∶1D．含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1∶24返回目录专题六遗传的分子基础[答案]D[解析]需胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为6000×2××(1－20%－20%)×(50－1)＝1.764×105≈1.8×105，不是至少需要而是需要；噬菌体增殖过程中需噬菌体提供模板，大肠杆菌提供原料和酶等；DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，子代噬菌体不含35S；50个子代噬菌体中有2个含有32P，因此含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为2∶(50－2)＝1∶24。返回目录专题六遗传的分子基础考点三遗传信息的表达1．基因的功能(1)通过复制传递遗传信息。(2)通过转录、翻译表达遗传信息。(3)其碱基对的排列顺序代表遗传信息，从而使基因有贮存遗传信息的作用。(4)可发生基因突变、基因重组，从而产生可遗传的变异。返回目录专题六遗传的分子基础2．遗传信息的传递(1)中心法则的内容图解：图解表示出遗传信息传递的5个途径