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专题7遗传的分子基础,【高考这样考】 1.(2015全国卷T56分)人或动物PrP基因编码一种蛋白 (PrPc)，该蛋白无致病性。PrPc的空间结构改变后成为PrPsc(朊粒)， 就具有了致病性。PrPsc可以诱导更多PrPc转变为PrPsc，实现朊粒的 增殖可以引起疯牛病。据此判断下列叙述正确的是 ( ) A.朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中 B.朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同 C.蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化 D.PrPc转变为PrPsc的过程属于遗传信息的翻译过程,C,2.(2014新课标全国卷T56分)关于核酸的叙述，错误的是 ( ) A.细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与 B.植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制 C.双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的 D.用甲基绿和吡罗红染色可观察DNA和RNA在细胞中的分布,C,【考纲考频】 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),【考查特点】 1.遗传物质的探索：主要考查遗传物质探索实验的结果分析。试题以选择题为主。 2.DNA分子结构：主要考查脱氧核苷酸的连接方式、碱基互补配对规律的运用。试题以选择题为主。 3.DNA分子复制：主要考查DNA复制的场所、特点和过程，结合DNA分子结构，考查脱氧核苷酸的数目。试题以选择题为主。 4.转录和翻译：主要考查转录和翻译的场所、模板、酶等，真核细胞与原核细胞转录、翻译过程的不同。试题以选择题为主。,一、探索遗传物质的经典实验 1.肺炎双球菌的体外转化实验： (1)实验过程。 S型菌DNA+R型菌_。 S型菌DNA+DNA酶+R型菌_。 S型菌蛋白质或荚膜多糖+R型菌_。 (2)实验结论：_。,R型菌和S型菌,R型菌,R型菌,DNA是遗传物质,2.噬菌体侵染细菌的实验： (1)用35S标记噬菌体的_ 细菌搅拌、离心 _放射性高，_放射性低。 (2)用32P标记噬菌体的_ 细菌搅拌、离心 _放射性低，_放射性高。 (3)结论：(1)(2) _。,蛋白质,上清液,沉淀物,DNA,上清液,沉淀物,DNA是遗传物质,二、DNA的结构与复制 1.DNA分子结构的“五、四、三、二、一”： (1)五种元素：_。 (2)四种碱基(基本单位)：分别为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、 _(脱氧核苷酸)。 (3)三类彻底水解产物：_。 (4)两种碱基对：_。 (5)一个骨架：_交替连接。,C、H、O、N、P,胸腺嘧啶,磷酸、脱氧核糖、含氮碱基,A-T、G-C,磷酸、脱氧核糖,2.DNA复制： (1)模板：_。 (2)原料：_。 (3)场所：_。 (4)复制方式：_。 (5)过程特点：_。,DNA的两条单链,脱氧核苷酸,细胞核、线粒体、叶绿体,半保留复制,边解旋边复制,三、基因的表达 1.时间：_。 2.场所：转录_(主要)、_、_； 翻译_。 3.模板：转录_；翻译_。 4.原料：转录_；翻译20种_。,个体生长发育的整个过程,细胞核,线粒体,叶绿体,核糖体,DNA的一条链,mRNA,4种核糖核苷酸,氨基酸,四、基因对性状的控制 用字母表示下列生物的遗传信息传递过程： (1)以DNA为遗传物质的生物：_。 (2)具有RNA复制功能的RNA病毒：_。 (3)具有逆转录功能的RNA病毒：_。,a、b、c,c、d,a、b、c、e,考点一 探索生物的遗传物质 【典例1】(2013新课标全国卷T5)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 A. B. C. D.,C,【解题技法】 孟德尔通过豌豆杂交实验提出_定律和_ 定律，排除A项。 摩尔根通过果蝇杂交实验，说明_，排除B项。 肺炎双球菌(体外)转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的思路 均是分别观察_和_在遗传中的作用，C项正确。 DNA的X光衍射实验为DNA的_结构模型提供了证据， 排除D项。,分离,自由组合,基因在染色体上,DNA,蛋白质,双螺旋,【知识方法误区】 1.肺炎双球菌转化实验的三个易混点： (1)肺炎双球菌体内转化实验：只能证明加热杀死的S型菌中含有转化因子，不能证明DNA是遗传物质。 (2)S型菌的DNA与R型菌混合培养：培养基中仅出现少量S型菌，大多数菌落仍为R型菌。 (3)转化的实质：S型菌的DNA片段整合到R型菌的DNA中，即实现了基因重组，而不是基因突变。,2.生物遗传物质的判断方法： (1)同时含有DNA和RNA的生物：DNA为遗传物质。 (2)DNA病毒：DNA为遗传物质。 (3)RNA病毒：RNA为遗传物质。,3.肺炎双球菌和噬菌体的比较： (1)相同点：都营寄生生活，遗传物质均为DNA。 (2)不同点。 肺炎双球菌：为原核生物，具有独立的物质和能量供应系统。 噬菌体：为非细胞结构的细菌病毒，必须寄生在活细胞中，利用寄主的物质和能量进行增殖。,【题组过关】 1.(2015唐山一模)利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。各组肺炎双球菌先进行如下图所示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法不正确的是( ),A.通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质 B.F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌 C.F组产生的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果 D.能导致小鼠死亡的是A、B、C、D四组,【解析】选D。从图示实验过程看出，通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质，F组加入了S型细菌的DNA，可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌，而出现的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果。A组经煮沸，D组为R型细菌，均不能导致小鼠死亡，D项错误。 【易错提醒】本题易错选C项。错因在于不能正确理解转化的实质是基因重组。,2.(2015郑州二模)噬菌体侵染细菌的实验是研究遗传物质的经典实验，主要过程如下：标记噬菌体噬菌体与细菌混合培养搅拌、离心检测放射性。下列叙述正确的是( ) A.需要利用分别含有35S和32P的细菌 B.中少量噬菌体未侵入细菌会导致实验失败 C.的作用是加速细菌的解体 D.的结果是沉淀物中检测到放射性,【解析】选A。由于噬菌体是病毒，无细胞结构，不能独立生活，所以在标记噬菌体时，需要利用分别含有35S和32P的细菌，A正确；中少量噬菌体未侵入细菌不会导致实验失败，B错误；搅拌和离心的作用是让细菌和噬菌体分开，C错误；标记的元素不同，检测到放射性的部位不同，D错误。,【加固训练】(2015济南二模)T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验进一步证实了DNA是遗传物质。这个实验获得成功的原因不包括( ) A.选择化学组成和结构简单的噬菌体作为实验材料 B.采用同位素标记法分别标记噬菌体的DNA和蛋白质 C.噬菌体侵染大肠杆菌时，只将DNA注入其细胞中 D.噬菌体侵染时间过长，大肠杆菌会裂解死亡,【解析】选D。被同位素标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌后，通过离心技术分析噬菌体的DNA和蛋白质的去向，进而分析二者在噬菌体繁殖中的作用，与大肠杆菌裂解无关。,3.(2015郑州二模)某人曾重复了“肺炎双球菌转化实验”，步骤如下。请分析以下实验并回答问题： A.将一部分S型菌加热杀死； B.制备符合要求的培养基，并分为若干组，将菌种分别接种到各组培养基上(接种的菌种见图中文字所示)； C.将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间，观察菌落生长情况(如下图)。,(1)本实验中的对照组是 。 (2)本实验能得出的结论是加热杀死的S型菌中的某种物质(转化因子)能使 。 (3)从你现有的知识分析，加热杀死的S型菌中的DNA仍有活性的原因可能是 。,【解析】(1)4组和1、2、3组分别对照，排除了实验结果其他的可能解释。 (2)通过对比可知，加热杀死的S型菌与R型菌混合在一起，可以产生活的S型菌，说明加热杀死的S型菌中有某种物质能使R型菌转化为S型菌。 (3)DNA高温下解旋，但降温后会恢复双螺旋结构，即热稳定性较高。 答案：(1)1、2、3组 (2)R型菌转化为S型菌 (3)DNA热稳定性较高,考点二 DNA的结构、复制及相关计算 【典例2】(2014山东高考T5)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 ( ),C,【解题技法】 A项：双链DNA分子中(A+C)/(T+G)=1。 B项：双链DNA分子一条单链中的(A+C)/(T+G)与其互补链中的该 比值的关系：_。 C项：双链DNA分子中的(A+T)/(C+G)与单链中该比值的关系： _。 D项：双链DNA分子一条单链中的(A+T)/(C+G)与其互补链中该比 值的关系：_。,互为倒数,相等,相等,【知识方法误区】 1.DNA分子中有关碱基比例的计算： (1)常用公式。 A=T，G=C；A+G=T+C=A+C=T+G=50%。 (2)“单链中互补碱基和”所占该链碱基数比例=“双链中互补碱基和”所占双链总碱基数比例。,2.DNA分子复制中的计算方法： DNA分子复制为半保留复制，若让一个被15N标记的DNA分子在含14N的培养基中复制n代，其结果分析如下： (1)子代DNA分子数：2n个。 含15N的DNA分子有2个。 含14N的DNA分子有2n个，只含14N的有(2n-2)个。,(2)子代DNA分子的总链数：2n2=2n+1条。 含15N的链有2条。 含14N的链有(2n+1-2)条。 (3)消耗的脱氧核苷酸数：假设亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个。 经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸为m(2n-1)个。 若进行第n次复制，则需消耗该脱氧核苷酸为m2n-1个。,【题组过关】 1.(2015沈阳一模)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ATP B.DNA分子复制的方式是半保留复制 C.DNA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。,【加固训练】(2015抚州一模)用32P标记某动物体细胞(2N=4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，让其进行有丝分裂，若一个细胞中的染色体总条数是8条，第三次分裂的该时期一个细胞内含有被32P标记的染色体条数可能有( ) A.0、1、2 B.1、2、3、4 C.1、3、5、7 D.0、1、2、3、4,【解析】选D。2N=4条染色体，若一个细胞中的染色体总条数是8条，则表明为有丝分裂后期细胞。DNA复制是半保留复制，用32P标记某动物体细胞的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，第一次有丝分裂后期，含有被32P标记的染色体8条；第二次有丝分裂后期，含有被32P标记的染色体4条；第三次有丝分裂后期，含有被32P标记的染色体可能为0、1、2、3、4条，D正确。,2.(2015南阳二模)关于下图所示DNA分子的说法正确的是( ) A.解旋酶可作用于部位，DNA聚合酶作用于部位 B.该DNA的特异性表现在碱基种类和(A+T)/(G+C)的比例上 C.若该DNA中A为p个，占全部碱基n/m(m2n)，则C的个数为pm/2n-p D.把此DNA放在含15N的培养液中复制2代，子代中含15N的DNA占3/4,【解析】选C。为磷酸二酯键，为氢键，解旋酶作用于部位，DNA聚合酶作用于部位，故A错误；所有DNA中碱基种类均相同，无特异性，故B错误；根据碱基互补配对原则，A=T，G=C，全部碱基个数为p/(n/m)=pm/n，C的个数为(全部碱基个数-2p)/2，化简得pm/2n-p，故C正确；DNA是半保留复制，图中DNA一条链被15N标记，复制一次后，有一个DNA分子两条链全部含15N，另一个DNA分子一条链含14N，另一条链含15N，第二次复制以后，子代中含15N的DNA占100%，故D错误。,【加固训练】 1.(2015银川二模)下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。从图中可以看出有多个复制起点，但由于复制环的大小不同，所以复制起始的时间有先有后。DNA分子是边解旋边双向复制的。真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶等的参与。DNA分子有多个复制起点，而且是双向复制，可提高复制效率。,2.(2015长沙一模)下图是某DNA分子的局部结构示意图，请据图回答下列问题。,(1)写出图中序号代表的结构的中文名称： ， ， ， 。 (2)图中DNA片段中碱基对有 对，该DNA分子应有 个游离的磷酸基团。 (3)从主链上看，两条单链 ，从碱基关系看，两条单链 。,(4)如果将14N标记的细胞培养在含15N标记的脱氧核苷酸的培养液中，此图所示的 (填图中序号)中可检测到15N。若细胞在该培养液中分裂4次，该DNA分子也复制4次，则得到的子代DNA分子中含14N的DNA分子和只含15N的DNA分子的比例为 。 (5)若该DNA分子共有a个碱基，其中腺嘌呤有m个，则该DNA分子复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为 个。,【解题指导】解答本题要明确： (1)一条DNA分子单链只有一端有一个游离的磷酸基团，其他的磷酸基团均参与磷酸二酯键的形成。 (2)DNA的复制为半保留复制，“含15N的DNA分子”与“只含15N的DNA分子”不同。,【解析】(1)由图可知，是胞嘧啶，是腺嘌呤，是鸟嘌呤， 是胸腺嘧啶，是磷酸基团，是胸腺嘧啶，是脱氧核糖，是 胸腺嘧啶脱氧核苷酸，是一条脱氧核苷酸链的片段。(2)分析题图 知，此DNA片段中碱基对有4对。一条DNA分子单链只有一端有一个游 离的磷酸基团，所以该DNA分子应有2个游离的磷酸基团。(3)由题图 看出，两条单链反向平行、碱基互补配对。(4)15N标记的是含氮碱 基，经复制，此图所示的中可测到15N。复制4次， 产生16个DNA分子，由于DNA复制为半保留复制，含14N的DNA分子 共2个，只含15N的DNA分子为16-2=14个，所以其比例为17。,(5)A=T=m，则G=C=a/2-m，复制4次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(24-1)(a/2-m)=15(a/2-m)。 答案：(1)胞嘧啶 脱氧核糖 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 一条脱氧核苷酸链的片段 (2)4 2 (3)反向平行 互补配对 (4) 17 (5)15(a/2-m),考点三 基因的表达 【典例3】(2015安徽高考T4)Q噬菌体的遗传物质(QRNA)是 一条单链RNA，当噬菌体侵染大肠杆菌后，QRNA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QRNA。下列叙述正确的是 ( ),B,A.QRNA的复制需经历一个逆转录过程 B.QRNA的复制需经历形成双链RNA的过程 C.一条QRNA模板只能翻译出一条肽链 D.QRNA复制后，复制酶基因才能进行表达,【解题技法】 A项：RNA复制的产物是_，逆转录的产物是_。 B项：Q噬菌体的遗传物质是_，单链RNA的复制 遵循_原则。 C项：QRNA模板可翻译出_种蛋白质。 D项：Q噬菌体侵染大肠杆菌后，RNA复制酶、QRNA复制的先后 顺序是：_。,RNA,DNA,一条单链RNA,碱基互补配对,3,先合成RNA复制酶，后复制QRNA,【知识方法误区】 1.从模板和原料分析遗传信息的传递方式： (1)以DNA为模板。 脱氧核苷酸为原料：DNA复制。 核糖核苷酸为原料：DNA转录。 (2)以RNA为模板。 脱氧核苷酸为原料：RNA逆转录。 核糖核苷酸为原料：RNA复制。 氨基酸为原料：翻译。,2.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。 3.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。,【题组过关】 1.(2015石家庄一模)下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、AT D.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。,【知识总结】遗传信息传递与表达的高效率途径 (1)DNA分子复制：多起点、双向复制。 (2)翻译：一个mRNA可以结合多个核糖体，同时进行多条肽链的翻译。,【加固训练】(2015长春一模)以下甲、乙两图表示某真核细胞中的遗传信息传递的某些过程，下列叙述不正确的是( ) A.乙图中结构的移动方向是从右到左 B.从化学组成上看，甲图中的1和6相同 C.乙图中最终形成的物质结构相同 D.乙图中的链与甲图中的b链基本组成单位相同,【解析】选B。乙图中从右到左多肽链越来越长，故结构核糖体的移动方向是从右到左，故A正确。甲图表示转录，b为RNA，1为腺嘌呤核糖核苷酸，6为腺嘌呤脱氧核苷酸，故B错误。乙图中都是以同一条信使RNA为模板形成的多肽链，故C正确。乙图中的链与甲图中的b链都是RNA，故D正确。,【规律技法】碱基名称与核苷酸名称记忆方法 (1)碱基名称记忆口诀：A腺G鸟C是胞，胸腺是T，U是尿。 (2)核苷酸名称记忆规律：中心词为“核苷酸”，在中心词前面先后添加碱基名称与五碳糖名称，类似于英语中的前缀。,2.(2014江苏高考)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(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,【解题指导】解答本题应明确以下三点： (1)题干关键信息：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。 (2)图示信息：是转录，是翻译，是逆转录。 (3)关键知识：人类免疫缺陷病毒(HIV)寄生在人的T淋巴细胞中。,【解析】选B。人类免疫缺陷病毒(HIV)主要攻击人体的T淋巴细胞，在侵染过程中HIV整体进入T淋巴细胞内，然后释放出RNA，故B选项是错误的。HIV属于逆转录病毒的一种，它的遗传物质RNA先经逆转录形成DNA，然后形成的DNA整合到患者细胞的基因组中，再通过病毒DNA的转录形成HIV的RNA，最后通过翻译，形成HIV的蛋白质，并组装成大量的子代HIV，由被感染的细胞裂解释放出来；根据题图中的中心法则可知病毒DNA是通过逆转录过程合成的，故可以研发抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病。故A、C、D选项均正确。,3.(2015黄冈二模)下图表示生物体内三个重要的生理活动。根据所学知识结合图形回答下列问题：,(1)甲正在进行的生理过程是 。对于小麦的叶肉细胞来说，能发生乙过程的场所有 。 (2)正常情况下，甲图中碱基排列顺序相同的单链有_ 。 (3)对于乙图来说，RNA聚合酶结合位点位于 分子上，起始密码子和终止密码子位于 分子上。(填字母) (4)丙图中分子l彻底水解得到的化合物有 种。,(5)丙图所示的生理过程是从分子l的 端开始的，如果l链 由351个基本单位构成，则对应合成完整的n链，最多需要脱掉 分子的水。(不考虑终止密码子),【解析】(1)DNA复制以解旋的两条链为模板，转录以解旋后的一条链 为模板，翻译以mRNA为模板。小麦叶肉细胞的细胞核、叶绿体、线粒 体中都含有DNA，可以进行乙过程。(2)a和d分别是亲代DNA分子的两 条单链，二者的碱基序列为互补关系，a和c、b和d上的碱基序列分 别相同。(3)RNA聚合酶结合位点位于DNA分子上，起始密码子和终止 密码子位于信使RNA上。(4)丙图中两个核糖体位于同一条链l上，说 明l链为信使RNA，其彻底水解后得到6种化合物：核糖、磷酸、4种 碱基。(5)从两条肽链m和n的长度可以知道，翻译从A端开始。l链由 351个基本单位构成，则最多对应117个密码子，最多对应117个氨基 酸，117个氨基酸形成多肽链最多脱掉116个水分子。,答案：(1)DNA复制 细胞核、线粒体、叶绿体或细胞核、细胞质 (2)a和c、b和d (3)e f (4)6 (5)A 116,
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