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2019-2020年高考生物第二轮复习 专题五 遗传的分子基础导学案一、知识网络链接思考：1、原核生物、真核生物、病毒的遗传物质分别是什么？原核生物拟核和细胞质中遗传物质，真核生物细胞核与细胞质中遗传物质分别是什么？2、原核细胞和真核细胞内基因的表达存在怎样的区别？3、基因可以通过哪些过程完成复制和传递？二、基础导练1.(xx年江苏卷)关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是( )A分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体B分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养C用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致D32P、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2.关于转录和翻译的叙述，错误的是( )A转录时以核糖核苷酸为原料B转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列实验组号接种菌型加入S型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CmRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质D不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性3.艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表，从表可知( )A.不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子B说明S型菌的荚膜多糖有酶活性C和说明S型菌的DNA是转化因子D说明DNA是主要的遗传物质思考：当生物体内DNA和RNA共存时，RNA还是遗传物质吗？为什么？4.甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是( )A甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子B甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行CDNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次思考：DNA复制和转录的产物分别到哪里去了？5、下图表示原核细胞中遗传信息传递的部分过程。请据图回答：(1)图中涉及的遗传信息传递方向为：_(以流程图的形式表示)。(2)转录过程中，DNA在_的催化作用下，把两条螺旋的双链解开，该变化还可发生在_过程中。(3)mRNA是以图中的为模板，在_的催化作用下，以4种游离的_为原料，依次连接形成的。(4)能特异性识别mRNA上密码子的分子是_，它所携带的小分子有机物可用于合成图中_。(5)由于化学物质甲磺酸乙酯的作用，该生物体表现出新的性状，原因是：基因中一个GC对被AT对替换，导致由此转录形成的mRNA上_个密码子发生改变，经翻译形成的中_发生相应改变。三、核心导学考点1 人类对遗传物质的探索过程1肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较项目肺炎双球菌转化实验噬菌体侵染细菌实验思路相同设法将DNA和其他物质分开，单独地、直接地研究它们各自不同的遗传功能处理方式直接分离法同位素标记法结论DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质DNA是遗传物质(蛋白质没有进入，不能说明它不是遗传物质)两个实验均不能得出DNA是“主要”遗传物质这一结论！附表一：肺炎双球菌转化实验比较项目1928年格里菲思体内转化实验1944年美国艾菲里体外转化实验分析R型细菌无毒性、S型细菌有毒性；S型细菌体内存在使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是生物的遗传物质附表二：噬菌体侵染细菌实验步骤分别用含35S、32P的培养基标记细菌并培养分别用含35S、32P的细菌培养噬菌体以达到标记目的噬菌体侵染细菌含35S的噬菌体+细菌新形成的噬菌体没有检测到35S含32P的噬菌体+细菌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各种性状，是通过亲代的DNA遗传的，DNA是噬菌体的遗传物质继续思考：本实验中放射性元素在试管离心分层后分布情况如何？怎样看待和分析实验过程中出现的误差？关于子代噬菌体所含标记元素种类的分析（“两看法”）首先看元素标记的对象，如果是对细菌进行标记，作为原料，那么，子代噬菌体中含标记元素情况如何？如果标记的是噬菌体，接下来看标记使用的元素，如果是S标记，那么子代噬菌体是否含有？如果是P标记，那么子代噬菌体是否含有？含标记元素的噬菌体所占的比例如何？如果是用O或H或N标记，那么子代噬菌体所含标记元素情况又如何？2.RNA是遗传物质的证据 烟草花叶病毒侵染烟草叶实验可以证明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是遗传物质。思考：为什么本实验中能够证明蛋白质不是遗传物质？还有哪个实验也能证明蛋白质不是遗传物质？【例1】赫尔希和蔡斯在做“噬菌体侵染细菌”实验时，应用了放射性同位素标记技术。下列相关说法不正确的是( )A利用放射性同位素标记技术的目的是追踪T2噬菌体DNA和蛋白质分子的去向B用35S标记蛋白质是由于T2噬菌体化学组成中S只存在于蛋白质中C用含32P的肉汤培养基培养T2噬菌体获得DNA被标记的T2噬菌体D检测离心后试管中上清液和沉淀物的放射性差异可推测侵入细菌中的物质【变式题2】（高考组合题）下列关于遗传物质的探索过程描述正确的是（ ）A、噬菌体侵染细菌实验中，DNA可用15N放射性同位素标记B、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C、RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质D、T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素【变式题2】1952年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能，请回答下列有关问题：(1)他们指出“噬菌体在分子生物学的地位就相当于氢原子在玻尔量子力学模型中的地位一样”。这句话指出了噬菌体作实验材料具有 :_的特点。(2)通过_的方法分别获得被32P和35S标记的噬菌体，用标记的噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程中_变化(3)侵染一段时间后，用搅拌机搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中的放射性，得到如下图所示的实验结果。搅拌的目的是_，所以搅拌时间少于1分钟时，上清液中的放射性_。实验结果表明当搅拌时间足够长以后，上清液中的35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%，证明_ _。图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%，(4)本实验证明病毒传递和复制遗传特性中_起着作用。考点2 DNA与RNA的分子结构1从基本组成元素和化学成分及空间结构进行比较，找出它们的相同点和不同点。思考：DNA分子各个部分是怎样相连的？如何理解反向平行？几种酶作用部位在哪里？一个链状DNA和一个环状DNA分子（如质粒）各有几个游离的磷酸基团？2、DNA的特性（1）多样性：碱基对的排列顺序是千变万化的。排列种数：4n（n为碱基对对数）。（2）特异性：每个特定DNA分子的碱基对排列顺序是特定的。（3）双螺旋结构的相对稳定性（稳定性的强、弱与分子结构中G/C碱基对比例有关，G/C碱基对之间形成三个氢键，含量越高，稳定性越强）。RNA是单链，较DNA不稳定。3、双链DNA分子中碱基对关系项目整个DNA分子链链A、T、G、的关系A=TG=CA=TT=AC=GG=CA+G/T+C非互补1M1/MA+T/G+C互补NNN思考：在整个DNA分子中A+G或T+C占碱基总数的比例是多少？【例2】双链DNA分子含有400个碱基，其中一条链上ATGC1234。则有关该DNA分子的叙述，错误的是()A该DNA分子的一个碱基改变，不一定会引起子代性状的改变 B该DNA分子连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸180个C该DNA分子中4种含氮碱基ATGC3377D该DNA分子中的碱基排列方式共有4200种【变式题2】下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是( )A豌豆的遗传物质主要是DNA B酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上CT2噬菌体的遗传物质含有硫元素DHIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸考点DNA分子的复制(遗传信息的传递)在掌握DNA分子复制的概念、时间、场所、过程、条件、特点及意义的基础上，关注真核生物DNA复制的高效性：多起点、双向复制。DNA复制过程中相关计算规律1、一个DNA分子复制n次，可形成2n个子代DNA分子，其中含最初母链的DNA分子占DNA分子总数的2/2n；含有的最初母链占DNA单链总数的1/2n2、在DNA分子复制过程中，如果DNA分子含有某碱基a个，则此DNA分子复制n次需要含有该碱基的游离脱氧核苷酸为a.(2n-1)个；第n次复制需要含有该碱基的游离脱氧核苷酸数为a.2n-1个。【例3】下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，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【变式题3】下图为高等植物细胞DNA复制过程模式图，请根据图示过程，回答问题：(1)由图示得知，1个DNA分子复制出乙、丙2个DNA分子，其方式是_。(2)DNA解旋酶能使双链DNA解开，但需要细胞提供_。除了图中所示酶外，丙DNA分子的合成还需要_酶。(3)从图中可以看出合成两条子链的方向_。(4)细胞中DNA复制的场所有_；在复制完成后，乙、丙分开的时期为_。(5)若一个卵原细胞的一条染色体上的b珠蛋白基因在复制时一条脱氧核苷酸链中一个A替换成T，则由该卵原细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率是_。考点基因的表达在真核生物中由于核膜的存在，把细胞核基因表达的转录和翻译过程在时间和空间上被分隔开，而原核生物无核膜，转录和翻译可以同时进行。翻译过程中核糖体沿着mRNA可以移动，一个信使RNA分子上可以结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此少量的DNA分子就可以迅速地合成出大量的蛋白质；而原核生物的转录和翻译均在细胞质中进行，两个过程常紧密关联，同时发生；另外，线粒体和叶绿体内部也可以进行基因的表达（拥有自己的核糖体），但要受核基因的控制。【例4】下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是(多选)()A图中表示4条多肽链正在合成 B转录尚未结束，翻译即已开始C多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译D一个基因在短时间内可表达出多条多肽链【变式题4】下图为细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，下列说法正确的是( )A该过程表明生物体内少量的mRNA可以迅速合成出的大量的蛋白质B该过程的模板是核糖核苷酸，原料是20种游离的氨基酸C核糖体移动的方向是从左到右D合成的场所一定在细胞核，合成的场所一定是在细胞质考点中心法则的解读生物界遗传信息的传递方向为：不同生物遗传信息的传递方向有差异。 附表（DNA的复制、转录和翻译的比较）复制转录翻译时间细胞分裂间期个体生长发育的整个过程（含细胞分裂间期以外的几个时期）场所主要在细胞核主要在细胞核核糖体模板DNA两条单链DNA的一条链mRNA原料四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸20种氨基酸条件酶（解旋酶、DNA聚合酶等）、ATP酶（解旋酶、RNA聚合酶等）、ATP酶、ATP、tRNA核糖体结构产物两个双链DNA一个单链RNA多肽链模板去向分别进入两个子代DNA分子中恢复原样，与非模板链重新绕成双螺旋分解为单个核苷酸特点半保留复制、边解旋边复制、多起点复制边解旋边转录一个mRNA上结合多个核糖体，顺次合成多个肽链（注意方向判断）碱基配对A与T，T与A（两个氢键）A与U、T与A、C与G、G与C（三个氢键）A与U、U与A、C与G、G与C遗传信息传递DNA到DNADNA到mRNAmRNA到蛋白质意义使遗传信息从亲代传给子代表达遗传信息，使生物表现出各种性状【例5】下列关于遗传信息传递的叙述，错误的是()A线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则BDNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的CDNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序DDNA病毒中没有RNA，但其遗传信息的传递不遵循中心法则【变式题5】中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。请回答下列问题。(1)a、b、c、d所表示的四个过程依次为_、_、_和_。(2)需要tRNA和核糖体同时参与的过程是_(用图中的字母回答)。(3)a过程发生在真核细胞分裂的_期。(4)在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是_。(5)能特异性识别信使RNA上密码子的分子是_，后者所携带的分子是_。RNADNARNA蛋白质(6)RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有(用类似本题图中的形式表述)：逆转录转录翻译考点遗传信息、密码子和反密码子特别提醒：遗传信息、密码子、反密码子的区别与联系。【例6】根据表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是()DNA双链TGmRNAtRNA反密码子A氨基酸苏氨酸 A.TGU BUGA C.ACU DUCU【变式题6】DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译成的氨基酸如下表所示。则右图所示的转运RNA(tRNA)所携带的氨基酸是(注：反密码子从携带氨基酸的一端开始读码)( )GCACGTACGTGC精氨酸丙氨酸半胱氨酸苏氨酸 A.精氨酸 B丙氨酸 C半胱氨酸 D苏氨酸考点基因与性状的关系基因与生物性状的关系并非简单的一一对应关系，可存在如下情况：1、一个基因控制一种性状（一“因”一“效”）2、多个基因控制一种性状（多“因”一“效”）3、基因表达受环境影响，即表现型=基因型+环境条件基因发生突变与生物性状改变的关系也并非简单的一一对应关系，可存在如下情况：1、基因发生突变后，引起mRNA上的密码子发生改变，但由于密码的容错性，此时控制的氨基酸没变，生物的性状就不会变化。2、如果基因突变为隐性基因，如AA中的一个A突变成a，此时生物性状也不会改变。【例7】如图为人体内基因对性状的控制过程的示意图，下列相关叙述不正确的是()A图中过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体B导致过程变化的根本原因一般发生于细胞分裂的间期C人体衰老引起白发的原因是图中酪氨酸酶的活性下降D据图分析可知，基因对性状的控制是通过控制酶的合成进而影响人体内的代谢活动来进行的【变式题7】下图为为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图。从图中不能得出的结论是( )A精氨酸的合成是由多对基因控制的 B基因可以通过控制酶的合成来控制代谢C若基因不表达，则基因和也不表达D若产生鸟氨酸依赖突变型脉孢霉，则可能是基因发生突变四、达标练习1、S型肺炎双球菌菌株是人类肺炎和小鼠败血症的病原体，而R型菌株却无致病性。下列有关叙述正确的是 ( )A.加热杀死的S型菌与R型菌混合使R型菌转化成S型菌属于基因突变B.S型菌与R型菌的结构不同是由于遗传物质有差异的缘故C.肺炎双球菌利用人体细胞的核糖体合成蛋白质D.高温处理过的S型菌蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应2、下列有关“噬菌体侵染细菌实验” 的叙述，正确的是（ ）A分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体B用32P标记噬菌体的侵染实验中，上清液存在少量放射性可能是保温时间太长C 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D用噬菌体侵染3H标记的细菌，离心后检测到放射性主要分布在上清液中3、将细菌体在含有31P核苷酸和32S氨基酸的培养基中培养多代后，再用DNA和蛋白质分别被32P和35S标记的噬菌体侵染，则噬菌体在细菌体内复制三次后，含有31P和含有35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的（ ）A1和1 B14和0 C1和0 D14和14、下列有关遗传物质基础的叙述中，正确的是 （ ）A.(A+C)(T+G)的碱基比例体现了DNA分子的特异性B.tRNA识别并转运氨基酸是通过碱基互补配对实现的C.要用32P标记噬菌体，可直接用含相应的的磷酸盐的培养基培养D.基因通过控制血红蛋白的结构直接控制红细胞形态5、美国科学家安德鲁菲尔和克雷格梅洛发现了RNA干扰现象，这是一个有关控制基因信息流程的关键机制。下列有关RNA的叙述中错误的是 ( )A.有的RNA具有生物催化作用 B.tRNA、rRNA和mRNA都是基因转录的产物C.分化后不同形态的细胞中mRNA的种类和数量均不同D.mRNA上有多少个密码子就有多少个tRNA与之对应6、假定某高等生物体细胞内的染色体数是10条，其中染色体中的DNA用3H胸腺嘧啶标记，将该体细胞放人不含有标记的培养液中连续培养2代，则在形成第2代细胞时的有丝分裂后期，没有被标记的染色体数为 （ ）A. 5 条 B. 40 条 C. 20 条 D. 10 条7、真核细胞某生理过程如图所示，下列叙述错误的是()A酶1可使磷酸二酯键断裂，酶2可催化磷酸二酯键的形成Ba链和b链的方向相反，a链与c链的碱基序列相同C该图表示DNA半保留复制过程，遗传信息传递方向是DNADNADc链和d链中GC所占比例相等，该比值越大DNA热稳定性越高8、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图示处理，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BF组可以分离出S和R两种肺炎双球菌CF组产生的S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9、下图为人体内基因对性状的控制过程，分析可知()A基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中B图中过程需RNA聚合酶的催化，过程需tRNA的协助C过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同D过程表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状10、油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）运向种子后有两条转变途径，如图甲所示，其中酶a和酶b分别由基因A相基因B控制合成。浙江农科院陈锦清教授根据这一机制培育出高产油菜，产油率由原来的35%提高到58%。（1）据甲图分析，你认为提高油菜产量的基本思路是 。（2）图乙表示基因B，链是转录链，陈教授及助手诱导链也能转录，从而形成双链mRNA，试问：控制酶b合成的基因的单体是 。控制酶b与酶a合成的基因在结构上的本质区别是 。转录出的双链mRNA与图乙基因在化学组成上的区别是 。为什么基因B经诱导后转录形成双链mRNA就能提高产油量？ 。11、图分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题：(1)细胞中过程发生的主要场所是_。(2)已知过程的链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%，则与链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为_。(3)由于基因中一个碱基对发生替换，而导致过程合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG)，则该基因的这个碱基对替换情况是_。(4)在人体内成熟红细胞、浆细胞、记忆细胞、效应T细胞中，能发生过程、而不能发生过程的细胞是_。(5)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程时启用的起始点_(在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中选择)，其原因是_。12、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。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、过程的物质N是_。(2)假定病毒基因组RNA含有7 500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有三方面功能，分别是_。(4)EV71病毒感染机体后，引发的特异性免疫有_。(5)病毒衣壳由VP1、VP2、VP3和VP4四种蛋白组成，其中VP1、VP2、VP3裸露于病毒表面，而VP4包埋在衣壳内侧并与RNA连接，另外VP1不受胃液中胃酸的破坏。若通过基因工程生产疫苗，四种蛋白中不宜作为抗原制成疫苗的是_，更适宜作为抗原制成口服疫苗的是_。13、下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，右上图为其中一个生理过程的模式图。请回答下列问题：(1)结构、代表的结构或物质分别为：_、_。(2)完成过程需要的物质是从细胞质进入细胞核的。它们是_。(3)从图中分析，基因表达过程中转录的发生场所有_。(4)根据右上表格判断：为_(填名称)。携带的氨基酸是_。若蛋白质2在线粒体内膜上发挥作用，推测其功能可能是参与有氧呼吸的第_阶段。(5)用鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞溶胶中RNA含量显著减少，那么推测鹅膏蕈碱抑制的过程是_(填序号)，线粒体功能_(填“会”或“不会”)受到影响。(6)如图为上图中过程，图中的b和d二者在化学组成上的区别是_。图中a是一种酶分子，它能促进c的合成，其名称为_