高考生物二轮复习 第1部分 专题讲练突破 专题4 遗传、变异和进化 第7讲 遗传的分子基础

遗传、变异和进化第7讲遗传的分子基础考纲热度1.人类对遗传物质的探索过程(5年5考)2.DNA分子结构的主要特点(5年5考)3基因的概念(5年1考) 4.DNA分子的复制(5年3考)5遗传信息的转录和翻译(5年19考) 6.基因与性状的关系(5年0考)诊断知识盲点1加热杀死的S型菌和R型活菌混合注射到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到的细菌是R型和S型细菌。()2格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上的实验没有证明哪一种物质是遗传物质。()3肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明DNA是主要的遗传物质。()4豌豆细胞内既有DNA，也有RNA，但只有DNA是豌豆的遗传物质。()5噬菌体侵染细菌的实验中分别用32P和35S标记不同的噬菌体。()6用35S标记的噬菌体侵染细菌后，上清液中放射性很高，沉淀物中放射性很低。()7每个DNA分子中碱基数磷酸数脱氧核糖数。()8DNA分子一条链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”间接相连。()9含有G、C碱基对比较多的DNA分子对热比较稳定。()10DNA分子复制n次，不含亲代链的子代DNA分子数为2n2个。()11转录过程需要RNA聚合酶的参与。()12DNA解旋后每一条链都可以当作转录的模板。()13决定氨基酸的密码子有64种，反密码子位于tRNA上，也有64种。()14原核生物中转录和翻译能同时进行，真核生物细胞核中转录和翻译不能同时进行。()15一种tRNA只能运输一种氨基酸。()16基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。()17基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。()18一个性状可以由多个基因控制。()19真核细胞通过转录合成RNA，原核细胞和某些病毒通过逆转录合成DNA。()20细胞核中DNA的复制、转录消耗能量，因此，细胞核能合成ATP。() 考点一探究遗传物质的本质高考领航1(2016高考江苏卷)下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述，正确的是()A格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果B格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质C赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的D赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质解析：选D。格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果，A项错误；格里菲思实验证明了S型肺炎双球菌中含有转化因子，艾弗里实验仅证明了DNA是遗传物质，B项错误；赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是利用大肠杆菌中含32P的脱氧核苷酸标记的，该实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，C项错误，D项正确。2(2013高考新课标全国卷)在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是()孟德尔的豌豆杂交实验摩尔根的果蝇杂交实验肺炎双球菌转化实验T2噬菌体侵染大肠杆菌实验DNA的X光衍射实验ABC D解析：选C。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说明了基因位于染色体上。DNA的X光衍射实验为DNA双螺旋结构的发现提供了重要依据。肺炎双球菌转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌实验均证明了DNA是遗传物质。核心探究1肺炎双球菌体外转化实验(1)过程：S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质、脂质、DNA、经DNA酶处理后的水解物(分别加入)R型细菌观察菌落特征。(2)结论：DNA是遗传物质，而蛋白质等不是。2噬菌体侵染细菌的实验(1)用35S标记蛋白质的噬菌体细菌搅拌、离心上清液放射性高，沉淀物放射性低。(2)用32P标记DNA的噬菌体细菌搅拌、离心上清液放射性低，沉淀物放射性高。(3)结论：(1)(2)DNA是遗传物质(不能证明蛋白质不是遗传物质)。3生物的遗传物质的判别生物所含核酸所含核苷酸含氮碱基遗传物质细胞生物(原核、真核生物)2种8种：四种核糖核苷酸；四种脱氧核苷酸5种：A、T、C、G、U均为DNA病毒DNA病毒1种，为DNA4种脱氧核苷酸4种：A、T、C、GDNARNA病毒1种，为RNA4种核糖核苷酸4种：A、U、C、GRNA有关遗传物质经典实验的三大失分点1肺炎双球菌转化的实质和影响因素(1)加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，但不要认为其DNA也变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打开，但缓慢冷却时，其结构可恢复。(2)转化的实质并不是基因发生突变，而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。(3)在转化过程中并不是所有的R型细菌均转化成S型细菌，而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌。2噬菌体侵染细菌实验中的标记误区(1)该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，否则无法将DNA和蛋白质区分开。(2)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。3噬菌体侵染细菌实验与艾弗里的肺炎双球菌转化实验的方法不同(1)前者采用放射性同位素标记法。(2)后者则采用直接分离法。题点突破题点一肺炎双球菌转化实验的分析1艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如表。据表可知()实验组号接种菌型加入S型细菌物质培养皿长菌情况R蛋白质R型R荚膜多糖R型RDNAR型、S型RDNA(经DNA酶处理)R型A.不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子B说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性C和说明S型细菌的DNA是转化因子D说明DNA是主要的遗传物质解析：选C。由组相比较可知DNA是S型细菌的转化因子，再通过组可进一步证明DNA是S型细菌的转化因子，蛋白质、多糖以及DNA水解产物都不是S型细菌的转化因子，A错误、C正确；从表中不能得出B项的结论；表中信息不能说明DNA是S型细菌的主要遗传物质，D错误。2如图为肺炎双球菌转化实验的基本步骤，下列有关说法正确的是()A过程和格里菲思的体内实验中的转化组相同B本实验的因变量是有无表面粗糙的S型菌落出现C是艾弗里体外转化实验的操作过程D本实验能证明DNA是遗传物质，不能证明DNA是主要遗传物质解析：选D。格里菲思的体内转化实验中，发生转化的一组是将加热杀死的S型菌与活R型菌混合培养，观察小鼠的存活情况，图中的无论是操作方法还是观察的指标都与格里菲思的不同，A错误。从图中可以看出，该实验的因变量是是否出现了S型菌落，但S型菌落是光滑的而不是粗糙的，B错误。艾弗里的体外转化实验是将S型菌的各种成分分别加入到R型活菌中，而不是将各种成分混合加入到R型活菌中，C错误。无论是细菌转化实验还是噬菌体侵染细菌实验，都仅能证明DNA是遗传物质，而不能证明DNA是主要的遗传物质，D正确。肺炎双球菌体内转化实验的曲线解读1bc段中R型菌数量减少的原因是小鼠体内形成大量的对抗R型菌的抗体，致使R型菌数量减少。2cd段R型菌数量增多的原因是c之前，已有少量R型菌转化为S型菌，S型菌能降低小鼠的免疫能力，造成R型菌大量繁殖。题点二噬菌体侵染细菌的实验分析1下列关于噬菌体侵染细菌实验的叙述中，正确的是()A在含有35S或32P的培养基中直接培养噬菌体，可以将噬菌体进行标记B将被35S和32P标记的噬菌体与大肠杆菌混合培养，可以通过观察放射性的分布判断遗传物质是蛋白质还是DNAC用含32P的噬菌体侵染大肠杆菌，如果保温时间过长或过短，则上清液中放射性降低D用含35S的噬菌体侵染大肠杆菌，如果没有搅拌直接离心，则沉淀物中的放射性增高解析：选D。由于噬菌体无细胞结构，所以在培养基中无法培养噬菌体，也不能将噬菌体进行标记，A错误。该实验分两个小组，不同之处是噬菌体被标记的情况，一组用35S标记，另一组用32P标记，不能将一个噬菌体同时用35S和32P进行标记，B错误。用含32P标记的一组中，正常情况下的实验结果是沉淀物中放射性很高，上清液中放射性很低，如果保温时间过长或过短，则会出现上清液中放射性较高，C错误。用35S标记的一组中，如果没有搅拌，则部分含35S的噬菌体会随着大肠杆菌进入沉淀物中，所以会导致沉淀物中的放射性增高，D正确。2赫尔希和蔡斯做噬菌体侵染细菌实验时，分别用35S、32P标记的噬菌体去侵染未标记的细菌，若噬菌体在细菌体内复制了三次，下列叙述正确的是()A用32P和35S标记同一噬菌体的DNA和蛋白质B噬菌体侵染细菌时，只将35S注入细菌细胞中C在子代噬菌体中，含32P的噬菌体占总数的1/4D该实验可以证明DNA是噬菌体的主要遗传物质解析：选C。为了能分开观察DNA和蛋白质在遗传中的作用，应用32P和35S分别标记不同的噬菌体。噬菌体侵染细菌的过程中，进入细胞内部的是噬菌体的DNA(含P)，蛋白质(含S)外壳留在外部。由于DNA的复制是半保留复制，复制三代，含有32P的子代噬菌体占全部噬菌体的比例为2/81/4。噬菌体侵染细菌的实验可以证明DNA是遗传物质，不能证明DNA是主要的遗传物质。噬菌体侵染细菌实验放射性分析的“两看”法考点二DNA的结构与复制高考领航1(2013高考新课标全国卷)关于DNA和RNA的叙述，正确的是()ADNA有氢键，RNA没有氢键B一种病毒同时含有DNA和RNAC原核细胞中既有DNA，也有RNAD叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA解析：选C。DNA一般为双链结构，其碱基对间为氢键，RNA虽然一般为单链，但tRNA形成的“三叶草”结构中，也存在碱基配对现象，也存在氢键；DNA病毒只含DNA，RNA病毒只含RNA，一种病毒不可能同时含有DNA和RNA；原核细胞与真核细胞一样，既有DNA，也有RNA；叶绿体和线粒体均含有DNA和RNA，而核糖体只含有RNA。2(2016高考全国甲卷)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是()A随后细胞中的DNA复制发生障碍B随后细胞中的RNA转录发生障碍C该物质可将细胞周期阻断在分裂中期D可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用解析：选C。在DNA分子的复制过程中，DNA分子需要先经过解旋，即DNA双链解开，加入该物质后DNA分子双链不能解开，故细胞中DNA的复制会发生障碍，A项正确。DNA分子转录产生RNA的过程中，DNA分子也需要在RNA聚合酶作用下先将双链解开，再以DNA的一条链为模板进行转录，加入该物质后DNA分子双链不能解开，故细胞中的RNA转录会发生障碍，B项正确。因DNA复制发生在细胞分裂间期，故该物质阻断的是分裂间期DNA分子的复制过程，从而将细胞周期阻断在分裂间期，C项错误。癌细胞的增殖方式是有丝分裂，其分裂过程中可发生DNA复制和转录，加入该物质会阻碍这两个过程，从而抑制癌细胞的增殖，D项正确。3(2016高考全国乙卷)在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用、和表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(APPP或dAPPP)。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“”“”或“”)位上。(2)若用带有32P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“”“”或“”)位上。(3)将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用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_。解析：(1)根据题干信息可知，该酶能将ATP水解成ADP和磷酸基团(即P)，同时将P基团转移到DNA末端上。因此需用32P标记到ATP的位上。(2)DNA生物合成的原料为脱氧核苷酸。将dATP两个高能磷酸键都水解后产物为dAP(腺嘌呤脱氧核苷酸)，为合成DNA的原料。因此需用32P标记到dATP的位上。(3)一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记。答案：(1)(2)(3)一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记核心探究1理清DNA分子结构的“五、四、三、二、一”(1)五种元素：C、H、O、N、P。(2)四种碱基：A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸。(3)三种物质：磷酸、脱氧核糖、碱基。(4)两条链：两条反向平行的脱氧核苷酸链。(5)一种结构：规则的双螺旋结构。2DNA复制的相关问题整合分析有关DNA结构及复制计算的三大失分点1碱基计算(1)不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即(AT)/(CG)的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。(2)若已知A占双链碱基的比例为c%，则A1/单链碱基的比例无法确定，但最大值可求出为2c%，最小值为0。2水解产物及氢键数目计算(1)DNA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、脱氧核糖和含氮碱基。(2)氢键数目计算：若碱基对数为n，则氢键数为2n3n；若已知A有m个，则氢键数为3nm。3DNA复制计算在做DNA分子复制的计算题时，应看准是“含”还是“只含”，是“DNA分子数”还是“链数”。题点突破题点一DNA的结构及其相关计算1下列有关DNA分子结构的说法，正确的是()A相邻的碱基被相邻的两个核糖连在一起B每个磷酸基团上都连着两个五碳糖C碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的特异性D只有嘌呤与嘧啶配对，才能保证DNA两条长链之间的距离不变解析：选D。DNA分子中一条链上相邻的碱基被“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连在一起，两条链上相邻的碱基被氢键连在一起；DNA链末端的磷酸基团上连着一个五碳糖；碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性。2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：选C。双链DNA分子中，(AC)/(TG)一定等于1，A曲线应为水平，A项错误；当一条链中存在(A1C1)/(T1G1)1时，其互补链中存在(A2C2)/(T2G2)(T1G1)/(A1C1)1，B项错误；在DNA分子中，存在(A1T1)/(G1C1)(A2T2)/(G2C2)(AT)/(GC)，C项正确、D项错误。双链DNA分子中碱基计算的两个重要规律1互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即：若在一条链中m，在互补链及整个DNA分子中m。2非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA一条链中a，则在互补链中，而在整个DNA分子中1。题点二DNA的复制及其相关计算1如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分析，下列相关叙述错误的是()A解旋酶能使DNA双链解开，但需要消耗ATPBDNA分子复制的方式是半保留复制CDNA分子的复制需要引物，且两条子链的合成方向是相反的D因为DNA分子在复制时需严格遵循碱基互补配对原则，所以新合成的两条子链的碱基序列是完全一致的解析：选D。由图可知，解旋酶能打开双链间的氢键，且需要消耗ATP，A项正确；DNA分子复制产生的子代DNA分子中都保留了原来DNA分子中的一条链，即半保留复制，B项正确；DNA分子两条链是反向平行的，而复制的时候子链只能从5端向3端延伸，所以两条子链合成的方向相反，C项正确；因为DNA复制是以解开的每一条母链为模板按照碱基互补配对原则进行的，所以新合成的两条子链的碱基序列应是互补的，D项错误。2如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，下列有关叙述错误的是()A图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的B图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的C真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶D真核生物的这种复制方式提高了复制速率解析：选A。分析题图中的三个复制点复制的DNA片段的长度不同，因此复制的起始时间不同，A错误；分析题图可知，DNA分子的复制过程是边解旋边复制的过程，B正确；DNA分子的复制首先要在解旋酶的作用下进行解旋，C正确；真核细胞的DNA分子具有多个复制起点，这种复制方式加速了复制过程，提高了复制效率，D正确。3某含1 000个碱基对的DNA分子双链均被标记，其中腺嘌呤400个，将该DNA分子置于不带标记的培养基中连续复制3次，则下列叙述错误的是()A子代DNA分子中带放射性标记的占总数的1/4B带放射性标记的DNA分子中只有一条链被标记C该过程中需要消耗鸟嘌呤4 200个D子代DNA分子中带标记的脱氧核苷酸链占1/4解析：选D。亲代DNA分子两条链均被标记，连续复制3次共得到8个DNA分子，其中有2个带有标记，子代DNA分子中有6个不带标记，A正确；因为DNA分子为半保留复制，所以带标记的DNA分子中只有一条链被标记，B正确；1个DNA分子中A、T均为400个，则G、C各600个，连续复制3次，需要消耗G的数量为600(231)4 200(个)，C正确；1个DNA分子有2条脱氧核苷酸链，子代DNA分子中带标记的脱氧核苷酸链占2/161/8，D错误。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2n2子代DNA链数为2n13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(2n1)；进行第n代复制时，需消耗该游离的脱氧核苷酸数为m2n1。抓准DNA复制中的“关键字眼”1DNA复制：用15N标记的是“亲代DNA”还是“培养基中原料”。2子代DNA：所求DNA比例是“含15N的”还是“只含15N的”。3相关计算：已知某亲代DNA中含某碱基m个。(1)“复制n次”消耗的碱基数：m(2n1)。(2)“第n次复制”消耗的碱基数：m2n1。考点三基因的表达高考领航1(2013高考新课标全国卷)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BDNA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解析：选D。一种tRNA只能携带特定的一种氨基酸，而一种氨基酸可能由多种tRNA转运，A项错误。DNA聚合酶是蛋白质，是在细胞质中的核糖体上合成的，B项错误。反密码子是由位于tRNA上相邻的3个碱基构成的，mRNA上相邻的3个碱基可构成密码子，C项错误。线粒体是半自主性细胞器，其内含有部分DNA，可以控制某些蛋白质的合成，D项正确。2(2016高考江苏卷)近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割(见下图)。下列相关叙述错误的是()ACas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成B向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则C向导RNA可在逆转录酶催化下合成D若链剪切位点附近序列为TCCAGAATC则相应的识别序列为UCCAGAAUC解析：选C。Cas9蛋白由相应基因转录出的mRNA指导在核糖体中合成，A项正确；向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则，B项正确；逆转录是以RNA为模板合成DNA，C项错误；链与向导RNA都与模板链互补配对，但二者所含碱基有所不同，D项正确。3(2015高考安徽卷)Q噬菌体的遗传物质(Q RNA)是一条单链RNA。当噬菌体侵染大肠杆菌后，Q RNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如图所示)，然后利用该复制酶复制Q RNA。下列叙述正确的是()AQ RNA的复制需经历一个逆转录过程BQ RNA的复制需经历形成双链RNA的过程C一条Q RNA模板只能翻译出一条肽链DQ RNA复制后，复制酶基因才能进行表达解析：选B。根据题意可知，噬菌体侵染大肠杆菌后，Q RNA翻译出了RNA复制酶，利用该酶催化RNA复制没有逆转录酶，因此Q RNA的复制没有经历逆转录形成DNA的过程，A项错误。Q噬菌体在RNA复制酶的作用下，以单链RNA为模板，根据碱基互补配对原则形成子链，因此会经历形成双链RNA的过程，B项正确。据图中信息可知，该Q噬菌体的单链RNA在大肠杆菌内可以同时翻译出多条肽链，C项错误。复制酶基因表达后生成RNA复制酶，才能催化RNA的复制，D项错误。核心探究1转录与翻译的比较(1)转录(2)翻译2理清不同类型生物遗传信息的传递过程(1)以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递RNA蛋白质(2)以RNA为遗传物质的生物遗传信息的传递具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)。蛋白质(性状)具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)。RNARNA蛋白质有关转录、翻译的五大失分点1转录的产物有三种RNA，但只有mRNA携带遗传信息，并且三种RNA都参与翻译过程，只是分工不同。2密码子的专一性和简并性保证翻译的准确性和蛋白质结构及遗传性状的稳定性。3翻译进程中核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，但mRNA不移动。4DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系如下图所示：5进行蛋白质合成的相关计算时，应看清是DNA上(或基因中)的碱基对数还是碱基个数；是mRNA上密码子的个数还是碱基的个数；是合成蛋白质中氨基酸的个数还是种类数。题点突破题点一转录与翻译的过程分析1.如图所示为某原核细胞内的生理过程，下列说法正确的是()A图示表明原核细胞内的转录和翻译可同时进行B图示表明两个核糖体同时开始合成两条多肽链C图中核糖体上的碱基配对方式有GC、ATD图示过程需要DNA聚合酶等相关酶解析：选A。图示表明原核细胞内的转录和翻译过程在同一时间、同一地点进行，故A项正确；由多肽链的长度可知，图示两个核糖体不是同时开始合成多肽链的，故B项错误；图中核糖体上进行的是翻译过程，即mRNA和tRNA进行配对，其碱基配对方式有GC、AU、CG、UA，故C项错误：图示过程需要RNA聚合酶等相关酶故D项错误。2如图是两种细胞中主要遗传信息的表达过程。据图分析，下列叙述中不正确的是()A两种表达过程均主要由线粒体提供能量，由细胞质提供原料B甲没有核膜围成的细胞核，所以转录翻译同时发生在同一空间内C乙细胞的基因转录形成的mRNA需要通过核孔才能进入细胞质D若合成某条肽链时脱去了100个水分子，则该肽链中至少含有102个氧原子解析：选A。从图中可以看出，甲细胞是原核细胞，乙细胞是真核细胞，则甲细胞不含线粒体，故A错误；原核细胞的转录和翻译都发生在细胞质中，故B正确；乙细胞翻译的场所为细胞质中的核糖体，细胞核基因转录出来的mRNA必须通过核孔才能从细胞核出来，故C正确；若合成某肽链时脱去100个水分子，则该肽链含有100个肽键，每个肽键中含有1个氧原子，再加上一端的羧基含有的2个氧原子，该肽链至少含有102个氧原子，故D正确。真核生物与原核生物基因表达过程的不同1原核生物：转录和翻译同时进行，发生在细胞质中。2真核生物：先转录，主要发生在细胞核中；后翻译，发生在细胞质中。题点二遗传信息、密码子、反密码子的比较1如图是蛋白质合成时tRNA分子上的反密码子与mRNA上的密码子配对情形，以下有关叙述错误的是()AtRNA上结合氨基酸分子的部位为甲端B图中戊处上下链中间的化学键表示氢键C与此tRNA反密码子配对的密码子为UCGD蛋白质的合成是在细胞内的核糖体上进行的，核糖体沿着mRNA由丙到丁移动解析：选C。tRNA上的甲端是结合氨基酸分子的部位，A正确；图中戊处为局部双链结构，该处上下链中间的化学键表示氢键，B正确；tRNA的碱基顺序是从非氨基酸臂那一端开始的，而密码子的第三位碱基与反密码子的第一位碱基配对，因此与此tRNA反密码子配对的密码子为GCU，C错误；蛋白质的合成场所是核糖体，其沿着mRNA由丙到丁移动，D正确。2如图表示基因M和R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序列，起始密码子均为AUG，且两个基因位于一对同源染色体上。下列相关叙述中，错误的是()A基因M和基因R在转录时都是以b链为模板的B若基因M的b链中箭头所指碱基C突变为A，其对应的密码子将由GUC变为UUCC基因M和R不遵守基因的自由组合定律D基因M或R在表达后两条链又形成双螺旋结构解析：选A。由于第一个密码子都是AUG，所以根据碱基互补配对原则可知，基因M转录时以b链为模板链，基因R转录时以a链为模板链，A错误。由于基因M是以b链为模板链的，所以当图中箭头所指碱基C突变为A时，第二个密码子将由GUC变为UUC，B正确。由于基因M和R位于一对同源染色体上，所以两个基因不遵守基因的自由组合定律，C正确。基因在表达之后，解开的两条脱氧核苷酸链要再螺旋，D正确。遗传信息、密码子、反密码子辨析1遗传信息：基因中碱基的排列顺序。2密码子：mRNA中决定1个氨基酸的3个相邻碱基。3反密码子：tRNA一端与密码子互补配对的3个碱基。题点三中心法则的理解与应用1结合下图分析，下列叙述错误的是()A生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中B核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质C遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础D编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链解析：选D。A项，对于以DNA为遗传物质的细胞生物及部分DNA病毒来说，遗传信息储存在DNA的脱氧核苷酸序列中；对于RNA病毒来说，遗传信息储存在RNA的核糖核苷酸序列中。B项，由于密码子的简并性(即某些不同的密码子可决定相同的氨基酸)等原因，核苷酸序列不同的基因，也可能表达出相同的蛋白质。C项，蛋白质是生物性状的主要体现者，基因对性状的控制是通过控制蛋白质的合成实现的。D项，具有转录功能的链叫模板链或反义链，另一条无转录功能的链叫编码链或有义链。两条链之间的碱基互补配对，核苷酸排列顺序不同，含有不同的遗传信息。2如图为生物体内遗传信息的传递过程，有关叙述不正确的是()A甲可表示垂体细胞中生长激素合成过程中的遗传信息的传递方向B乙可表示含逆转录酶的RNA病毒在宿主细胞内繁殖时的遗传信息的传递方向C甲可表示DNA病毒(如噬菌体)在宿主细胞内繁殖时的遗传信息的传递方向D丙可表示RNA病毒(如烟草花叶病毒)在宿主细胞内繁殖时的遗传信息的传递方向解析：选A。垂体细胞已经高度分化，不再分裂，因此不会有DNA的自我复制过程，A项错误；乙可表示含逆转录酶的RNA病毒在宿主细胞内繁殖时遗传信息的传递方向，B项正确；甲可表示DNA病毒(如噬菌体)在宿主细胞内繁殖时遗传信息的传递方向，C项正确；丙可表示RNA病毒(如烟草花叶病毒)在宿主细胞内繁殖时遗传信息的传递方向，D项正确。3在其他条件具备情况下，在试管中加入物质X和物质Z，可得到相应产物Y。下列叙述正确的是()A若X是DNA，Y是RNA，则Z是逆转录酶B若X是DNA，Y是mRNA，则Z是脱氧核苷C若X是RNA，Y是DNA，则Z是限制性内切酶D若X是mRNA，Y是在核糖体上合成的大分子，则Z是氨基酸解析：选D。若X是DNA，Y是RNA，则Z是转录酶，A错；若X是DNA，Y是mRNA，则Z是核糖核苷，B错；若X是RNA，Y是DNA，则Z是逆转录酶，C错；若X是mRNA，Y是核糖体上合成的大分子，即蛋白质(或多肽)，则Z是氨基酸，D正确。从模板、原料、产物等方面确定遗传信息的传递过程1分析模板(1)模板是DNA：DNA复制或DNA转录。(2)模板是RNA：RNA复制或RNA逆转录或翻译。2分析原料和产物(1)原料为脱氧核苷酸产物一定是DNADNA复制或逆转录。(2)原料为核糖核苷酸产物一定是RNADNA转录或RNA复制。(3)原料为氨基酸产物一定是蛋白质(或多肽)翻译。细胞分裂过程中染色体标记情况分析方法解读1有丝分裂与DNA复制：(1)过程图解(一般只研究一条染色体)：复制一次(母链标记，培养液不含同位素标记)：转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期：(2)规律总结：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。2减数分裂与DNA复制：(1)过程图解：减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象，如图：(2)规律总结：由于减数分裂没有细胞周期，DNA只复制一次，因此产生的子染色体都带有标记。夺分题组1蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是()A每条染色体的两条单体都被标记B每条染色体中都只有一条单体被标记C只有半数的染色体中一条单体被标记D每条染色体的两条单体都不被标记解析：选B。蚕豆的根尖细胞完成一个细胞周期后，根据DNA半保留复制的特点，形成的子细胞中染色体上的DNA都只有一条链具有放射性，另一条链不具有放射性，即每条染色体都具有放射性。当在不具有放射性标记的培养基中接着进行下一个细胞周期时，完成DNA复制后，有丝分裂前期以及中期每条染色体都含有两条染色单体，每条染色单体含有一个DNA分子，这两个DNA分子一个具有放射性，一个没有放射性，即细胞中每条染色体含有的两条染色单体(两个DNA分子)都是一条染色单体(一个DNA分子)被标记，另一条染色单体(另一个DNA分子)不被标记。2将精原细胞的一个DNA分子用15N标记，放在含14N的培养基中，完成减数第一次分裂后再换用含15N的培养基，则产生的四个精子中含15N的有(不考虑变异)()A0个B1个C2个 D4个解析：选C。精原细胞的一个DNA分子用15N标记，则该DNA复制完成后形成的两个DNA分子，都是一条链含有15N，另一条链含14N，该细胞完成减数第一次分裂后再换用15N培养基培养，由于减数第二次分裂不再进行DNA复制，故产生的四个精子中含15N的有2个。3将某一用3H充分标记的染色体数目为2N的雄性动物精巢细胞，放置于不含3H的培养基中培养，该细胞经过连续分裂后形成四个大小相等的子细胞。下列有关说法正确的是()A若子细胞中染色体数目为N，则其中含3H的染色体数目为B若子细胞中染色体数目为2N，则其中含3H的染色体数目为NC若子细胞中所有染色体都含有3H，则细胞分裂过程中会发生基因重组D若子细胞中有的染色体不含3H，是因为同源染色体彼此分离解析：选C。若子细胞中染色体数目为N，说明该细胞进行的是减数分裂，减数过程中DNA只复制了一次，根据DNA半保留复制特点，细胞中所有DNA都含有3H，则形成的子细胞中的所有染色体都含3H，A错误；若子细胞中染色体数目为2N，说明该细胞进行的是两次连续的有丝分裂，该过程中DNA复制了两次，根据DNA半保留复制特点，则其中含3H的染色体数目为02N，B 错误；若子细胞中所有染色体都含有3H，则该细胞进行的是减数分裂，减数第一次分裂前期和后期都会发生基因重组，C正确；若子细胞中有的染色体不含3H，说明该细胞进行的是有丝分裂，而有丝分裂过程中，同源染色体不会联会也不会彼此分离，D错误。4用32P标记了玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂完成后每个细胞中被32P标记的染色体条数是()A0条B20条C大于0小于20条 D以上都有可能解析：选D。第一次细胞分裂完成后形成的细胞中，DNA双链均是一条链含有32P，另一条链不含32P，第二次细胞分裂的间期，染色体复制后每条染色体上都是一条染色单体含32P，一条染色单体不含32P，有丝分裂后期，姐妹染色单体分离，如果含32P的20条染色体同时移向细胞的一极，不含32P的20条染色体同时移向细胞的另一极，则产生的子细胞中被32P标记的染色体条数分别是20条和0条，如果移向细胞两极的20条染色体中既有含32P的，也有不含32P的，则形成的子细胞中被32P标记的染色体条数大于0小于20条。5用3H标记蚕豆根尖分生区细胞的DNA分子双链，再将这些细胞转入含秋水仙素但不含3H的普通培养基中培养。若秋水仙素对细胞连续发挥作用，则相关叙述不正确的是()A秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点的正常分裂B通过对细胞中不含单体时的染色体计数，可推测DNA复制的次数C通过检测DNA链上3H标记出现的情况，可推测DNA的复制方式 D细胞中DNA第二次复制完成时，每条染色体的单体均带有3H标记解析：选D。秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点的正常分裂，从而导致细胞中染色体数目加倍，A正确；1个DNA复制n次后的数目为2n个，所以通过对细胞中不含单体时的染色体计数，可推测DNA复制的次数，B正确；通过检测DNA链上3H标记出现的情况，可推测DNA的复制方式是半保留复制，C正确；根据DNA分子复制的半保留的特点，细胞中DNA第二次复制完成时，每条染色体的单体中只有一条带有3H标记，D错误。限时规范训练(建议用时：40分钟)1下列关于肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是()A都选用结构简单的生物作为实验材料，繁殖快、容易观察实验结果B格里菲思和艾弗里的肺炎双球菌转化实验都是在小鼠体内进行的C两个实验都运用了同位素示踪法D两个实验都证明了DNA是主要的遗传物质解析：选A。噬菌体是病毒，肺炎双球菌为原核生物，它们结构简单、繁殖快，容易观察实验结果。格里菲思的肺炎双球菌转化实验是在小鼠体内进行的，而艾弗里的肺炎双球菌转化实验是在体外进行的。只有噬菌体侵染细胞的实验运用了同位素示踪法。两个实验都证明了DNA是遗传物质。2某研究性学习小组做了两组实验：甲组用3H、35S标记的T2噬菌体去侵染无放射性的大肠杆菌；乙组用无放射性的T2噬菌体去侵染用3H、35S标记的大肠杆菌。下列有关分析正确的是()A短时间保温、搅拌、离心后，甲组上清液放射性很强而沉淀物几乎无放射性B短时间保温、搅拌、离心后，乙组上清液与沉淀物放射性都很强C甲组子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、35SD乙组子代噬菌体的蛋白质与DNA分子中都可检测到3H解析：选D。甲组用3H、35S标记的T2噬菌体去侵染无放射性的大肠杆菌时，由于T2噬菌体的蛋白质含3H、35S，其DNA含3H、不含35S，短时间保温、搅拌、离心后，上清液因含有T2噬菌体的蛋白质外壳(含3H、35S)而放射性强，而沉淀物因含有T2噬菌体的DNA(含3H)也具有较强放射性。乙组用无放射性的T2噬菌体去侵染3H、35S标记的细菌，短时间保温、搅拌、离心后，由于T2噬菌体的蛋白质外壳(不含3H和35S)没有放射性，离心后的上清液应几乎没有放射性，但沉淀物因含3H、35S标记的大肠杆菌(含子代T2噬菌体)放射性很强。甲组子代T2噬菌体的DNA分子是以亲代T2噬菌体的DNA分子为模板进行复制得到的，故可以检测到3H，但不能检测到35S(因亲代噬菌体的蛋白质外壳不进入大肠杆菌)。乙组子代T2噬菌体利用来自用3H、35S标记的大肠杆菌的氨基酸(可能含有3H、35S)、脱氧核苷酸(可能含有3H，一般不含有35S)分别合成子代噬菌体的蛋白质、DNA分子，前者可检测到3H、35S，后者可检测到3H。3关于DNA分子结构的叙述，不正确的是()A每个DNA分子一般都含有四种脱氧核苷酸BDNA分子中的碱基、磷酸基团、脱氧核糖三者的数量是相等的C每个脱氧核糖上均连着一个磷酸基团和一个碱基D一段双链DNA分子中，如果有40个腺嘌呤，就含有40个胸腺嘧啶解析：选C。每个DNA分子中一般都含有胸腺嘧啶脱氧核苷酸、腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸，A正确；每个DNA分子中碱基数磷酸基团数脱氧核糖数，B正确；在DNA分子链中只有链末端的脱氧核糖连着一个磷酸基团，其余的脱氧核糖上均连着2个磷酸基团，C错误；在双链DNA分子中A和T的数目相同，D正确。4如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递的两个过程，图丙为其中部分片段的放大示意图。以下分析正确的是()A图中酶1和酶2是同一种酶B图丙中b链可能是构成核糖体的成分C图丙是图甲的部分片段放大D图乙所示过程在高度分化的细胞中不会发生解析：选B。甲图表示DNA的复制，乙图表示转录过程，酶1为DNA聚合酶、酶2为RNA聚合酶，A错误；核糖体由蛋白质和RNA构成，B正确；图丙应是图乙的部分片段放大，C错误；一般情况下，活细胞中都存在乙图所示过程，D错误。5具有x个碱基对的一个双链DNA分子片段，含有y个嘧啶。下列叙述正确的是()A该分子片段即为一个基因B该分子片段中，碱基的比例y/x1C该DNA单链中相邻的两个碱基通过氢键连接D该分子片段完成n次复制需要(2xy)2n个游离的嘌呤脱氧核苷酸解析：选B。基因是有遗传效应的DNA片段，依题意无法判断该双链DNA分子片段是否有遗传效应，A错误；依题意，在该双链DNA分子片段中，ATCG2x，TCy，依据碱基互补配对原则，在该双链DNA分子片段中，有AT、CG，所以解得xy，即在该分子片段中，碱基的比例y/x1，B正确；该DNA单链中，相邻的两个碱基通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连接，C错误；依题意，该双链DNA分子片段中，ATCG2x，TCy，解得AG2xy，该分子片段完成n次复制需要游离的嘌呤脱氧核苷酸为(2n1)(2xy)个，D错误。6DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基(设为X)变成了尿嘧啶，该DNA连续复制两次，得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为UA、AT、GC、CG，推测“X”可能是()A胸腺嘧啶B胞嘧啶C腺嘌呤 D胸腺嘧啶或腺嘌呤解析：选B。DNA复制按照碱基互补配对原则进行，为半保留复制，尿嘧啶所在链连续复制两次，相应位点上的碱基对分别为UA、AT，故X所在链连续复制两次相应位点上的碱基对分别为GC、CG，故推测“X”可能是C，B正确；如果是胸腺嘧啶或腺嘌呤，则X所在链连续复制两次相应位点上的碱基对分别为AT、TA，A、C、D错误。7将正常生长的玉米根尖细胞放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中，待其完成一个细胞周期后，再转入不含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养，让其再完成一个细胞周期。此时获得的子细胞内DNA分子不可能为(只考虑其中一对同源染色体上的DNA分子)()A BC D解析：选A。玉米根尖细胞进行有丝分裂，在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中培养一个细胞周期，根据DNA半保留复制特点，则细胞中的每个DNA一条链含3H，另一条链不含。再转入不含3H标记的培养液中再培养一个细胞周期，中期时一个着丝点连接的两条姐妹染色单体中的DNA分子，其中一个全部不含3H，即为正常DNA，另一个一条链含3H，另一条链不含3H，而在有丝分裂后期，着丝点断裂后，姐妹染色单体分离，随机移向两极，因此可以产生图中的。故选择A选项。8如图表示生物基因的表达过程，下列叙述与该图相符的是()A图1可发生在绿藻细胞中，图2可发生在蓝藻细胞中BDNARNA杂交区域中A应与T配对C图1翻译的结果得到了多条多肽链，图2翻译的结果只得到了一条多肽链D图2中的合成需要的酶与图1中的RNA聚合酶完全一样解析：选C。图1的转录和翻译过程是同时进行的，只能发生在原核生物中，图2是先转录再翻译，应发生在真核生物中，绿藻为真核生物，而蓝藻为原核生物；DNARNA杂交区域中A应该与U配对；酶具有专一性，不同种生物需要的聚合酶不同。9依据下图中心法则，下列相关叙述正确的是()A基因突变只可能发生在过程中B过程在蓝藻中无法同时完成C过程不可能在真核细胞中完成D过程均遵循碱基互补配对原则解析：选D。表示DNA复制过程，是基因发生突变的主要时期，但并不是唯一时期，A错误；表示转录和翻译过程，由于蓝藻细胞内无核膜，所以转录和翻译过程可以同时完成，B错误；分别表示逆转录和RNA复制过程，当真核细胞感染某种RNA病毒后就可能发生这样的过程，C错误；过程都涉及信息的传递，所以都遵循碱基互补配对原则，D正确。10肠道病毒EV71为单股正链RNA(RNA)病毒，是引起手足口病的主要病原体之一，如图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。下面说法不合理的是()A图中RNA有三方面功能B物质M的合成场所是宿主细胞的核糖体C患儿痊愈后若再次感染该病毒，相应的记忆细胞会迅速产生抗体消灭病毒D假定肠道病毒基因RNA含有1 000个碱基，其中A和U占碱基总数的60%。以病毒基因RNA为模板合成一条子代RNA的过程共需要碱基G和C共800个解析：选C。由图可知RNA可以作为含遗传物质的基因，还可以作为翻译和转录的模板，故A正确；物质M是蛋白质类应是在宿主细胞的核糖体上合成的，故B正确；患儿痊愈后如果再次感染该病毒，相应的记忆细胞会迅速增殖分化为浆细胞产生抗体，不是记忆细胞产生抗体，故C错误；假定肠道病毒基因RNA含有1 000个碱基，其中A和U占碱基总数的60%，说明G和C占40%，有400个碱基。以病毒基因RNA为模板合成一条子代RNA的过程中需要先合成RNA然后再合成RNA，根据碱基互补配对原则共需要碱基G和C共800个，故D正确。11如图表示真核生物细胞中进行的一些生理活动。下列叙述正确的是()A过程发生在细胞分裂间期，过程发生在有丝分裂后期B过程表示遗传信息的翻译过程，图中缬氨酸的密码子是CAGC遗传物质进行过程与进行过程所需的酶和原料都不同D细胞核中只能进行过程，线粒体中只能进行过程解析：选C。图中表示染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝的过程，可发生在有丝分裂末期和减数第二次分裂末期，过程染色质复制后逐渐螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体，可发生在有丝分裂和减数第一次分裂间期，过程表示着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体的过程，可发生在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期，故A项错误；图中缬氨酸的密码子应该是mRNA上相邻的3个碱基GUC，CAG是tRNA上的反密码子，故B项错误；遗传物质进行过程需要解旋酶和DNA聚合酶，原料是4种脱氧核苷酸，进行过程需要RNA聚合酶，原料是4种核糖核苷酸，故C项正确；细胞核中也可进行过程(转录)，且过程进行时着丝点分裂是在细胞质中进行，线粒体中没有染色体，只能进行过程(转录和翻译)，故D项错误。12人类的X基因前段存在CGG重复序列。科学家对CGG重复次数、X基因表达和某遗传病症状表现三者之间的关系进行调查研究，统计结果如下：注：丙氨酸密码子GCCCGG重复次数(n)n50n150n260n500X基因的mRNA (分子数/细胞)50505050X基因编码的蛋白质(分子数/细胞)1 0004001200症状表现无症状轻度中度重度下列分析不合理的是()ACGG重复次数不影响X基因的转录，但影响蛋白质的合成BCGG重复次数与该遗传病是否发病及症状表现有关CCGG重复次数可能影响mRNA与核糖体的结合D遗传病症状的轻重与蛋白质中丙氨酸的多少有关解析：选D。由表格可知，CGG重复次数不影响X基因的转录，产生的mRNA(分子数/细胞)都为50，CGG重复次数越多，X基因编码的蛋白质(分子数/细胞)越少，症状越重，A、B项正确；CGG重复次数影响翻译过程，可能是影响mRNA与核糖体结合，C项正确。13请回答下列问题。(1)在利用噬菌体侵染细菌研究DNA和蛋白质的遗传功能时，该实验设计的关键思路是_。(2)DNA分子的双螺旋结构为复制提供了_，通过_保证了复制的准确性，因而DNA分子能比较准确地在亲子代间