1、PART 4 专题四 生物的遗传、变异和 进化 第6讲遗传的分子基础 微专题三病毒 第7讲遗传的基本规律与伴性遗传 PART 4 专题四 生物的遗传、变异和 进化 微专题四遗传类实验分析与设计的 非选择题突破 第8讲生物的变异、育种与进化 微专题五遗传与变异综合 专题四 生物的遗传、变异和进化 第6讲遗传的分子基础 1.人类对遗传物质的探索过程()。 2.DNA分子结构的主要特点()。 3.基因的概念()。 4.DNA分子的复制()。 5.遗传信息的转录和翻译()。 6.基因与性状的关系()。 考纲展示 网络构建 基础速查拾遗 1.下列关于DNA的结构与复制的说法,正确 的划“”,错误的划“”
2、。 (1)格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了 DNA是遗传物质。() (2)R型菌与S型菌控制有无荚膜性状的基因 遵循分离定律。 () (3)加热杀死的S型菌与R型活菌混合后注射 给小鼠,从死亡小鼠体内只能分离出S型菌。 () 解析 (1)格里菲思的肺炎双球菌转化 实验只证明了S型细菌中含有“转化因 子”,而不能证明DNA是遗传物质。 (2)肺炎双球菌是原核生物,没有染色体, 不遵循孟德尔遗传定律。 (3)加热杀死的S型菌只能转化一部分R 型菌,活的R型菌在小鼠体内也繁殖产生 后代。 基础速查拾遗 (4)分别用含32P、35S及各种营养成分的培养 基培养噬菌体,可得到被标记的噬菌体。( ) (
3、5)噬菌体侵染细菌实验过程中,通过搅拌、 离心使噬菌体的蛋白质和DNA分开。() (6)DNA分子中每个脱氧核糖都连接两个磷酸, 每个碱基都连接一个脱氧核糖。() (7)解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、限 制性核酶内切酶都能作用于DNA分子,它们 的作用部位都是相同的。 () 解析 (4)噬菌体是必须寄生在细菌 内才能繁殖,在培养基上无法生存,得 不到被标记的噬菌体。 (5)在实验中,搅拌、离心的目的是将 噬菌体外壳与大肠杆菌分离开。 (6)DNA双链的两端各有一个脱氧核 糖分别只连接一个磷酸。 (7)解旋酶作用于DNA的氢键,DNA聚 合酶、DNA连接酶、限制性核酸内 切酶作用于磷酸二酯
4、键。 基础速查拾遗 2.下列关于基因的表达的说法,正确的划 “”,错误的划“”。 (1)tRNA上的反密码子是由mRNA转录而 来的。 () (2)每种氨基酸都有多个密码子,每个密码 子都决定一种氨基酸。() (3)白化病是由酪氨酸酶活性降低造成的。 () (4)存在于叶绿体和线粒体中的DNA能进 行复制、转录,进而翻译出蛋白质。() 解析 (1)细胞中的RNA均由DNA转录 而来。 (2)有的氨基酸只有一个密码子如甲硫 氨酸,有的密码子不决定氨基酸,如终止 密码子。 (3)白化病是由于控制酪氨酸酶合成的 基因不正常,从而缺少酪氨酸酶。 (4)叶绿体和线粒体中的DNA,与细胞核 DNA的位置不
5、同,而结构、功能相同,都 能进行复制、转录,进而翻译出蛋白质。 基础速查拾遗 (5)某些性状由多个基因共同决定,有 的基因可能影响多个性状。() (6)一个mRNA中含有多个密码子,一 个tRNA中只含有一个反密码子。( ) (7)结合在同一条mRNA上的核糖体, 最终合成的肽链在结构上各不相同。 () 解析 (5)基因与性状之间不是简单的线 性关系。 (6)一个mRNA中相邻的3个碱基组成一 个密码子,一个mRNA中含有多个密码子。 一个tRNA中只有一端的3个相邻碱基才 称为反密码子,所以一个tRNA中只含有 一个反密码子。 (7)结合在同一条mRNA上的核糖体,利 用了相同的模板,所以翻
6、译形成的肽链 氨基酸序列完全相同。 基础速查拾遗 3.细读教材,查缺补漏 (1)选用细菌或病毒研究遗传物质的优点:成分和结构简单,繁殖速度快,容易分析结果。 (教材必修2P46思考与讨论) (2)DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异,不同种生物的DNA 分子杂交形成的杂合双链区越多,说明两种生物亲缘关系越近。(教材必修2P60思维拓 展) (3)DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。(教材必修2P57) (4)大肠杆菌细胞的拟核有一个DNA分子。质粒也是环状的DNA分子。(教材必修2P55 资料分析) 基础速查拾遗 (5)DNA指纹技术,需要用合适的酶
7、将待测的样品DNA切成片段,然后用电泳的方法将 这些片段按大小分开。(教材必修2P58科学技术社会) (6)tRNA中的OH部位是结合氨基酸的部位,与氨基酸NH2中的H结合。(教材必修 2P66图4-5) (7)密码的简并性在一定程度上防止由于碱基改变而导致遗传信息的改变。(教材必修 2P67拓展题) (8)线粒体和叶绿体中的DNA,都能够进行半自主自我复制,并通过转录和翻译控制某些 蛋白质的合成。(教材必修2P70) 考点互动探究 考点一基因的本质 主干整合 1.DNA是遗传物质的实验证据 (1)感悟两个经典实验的设计 原则 肺炎双球菌体外转化实验 中的相互对照 R型和S型 R型 DNA 考
8、点互动探究 噬菌体侵染细菌实验中的相互对照 图6-2 35S 高 低 32P 低 高 考点互动探究 (2)“两看”法分析噬菌体侵染细菌实验中的放射性 图6-3 考点互动探究 2.归纳DNA分子结构的“五、四、三、二、一” 图6-4 考点互动探究 (1)DNA分子的多样性与其空间结构(填“有关”或“无关”),其多样性的原因是 。 (2)结合DNA分子双螺旋结构的特点,总结DNA分子结构稳定性的原因是外侧的 交替排列的方式稳定不变,内侧DNA分子双螺旋结构的之 中形成,从而维持双螺旋结构的稳定,且氢键数目越多,结构越稳定。 (3)基因是具有的DNA片段,也是由四种按一定顺序排列而成 的序列,也是双
9、螺旋结构。不同的基因,区别在于不同。 无关 不同DNA分子中碱基排列顺序是千变万化的 脱氧核糖和磷酸碱基对 氢键 遗传效应脱氧核苷酸 碱基排列顺序 考点互动探究 3.构建DNA复制模型 图6-5 考点互动探究 (1)DNA准确复制的原因:DNA独特的,为复制提供精确的模板; 能使复制准确进行。 (2)在DNA复制过程中,也可能发生差错,即碱基对的增添、缺失或替换 。 (3)真核生物DNA快速复制的原因:分段复制、复制。 双螺旋结构 碱基互补配对 基因突变 多起点 双向 考点互动探究 考法一考查遗传物质探索的经典实验及结论 考法提炼 1.在人类对遗传物质的探索过程中,肺炎双球菌的体外转化实验和噬
10、菌体侵染细菌的 实验最为经典,下列有关两个实验的叙述,不正确的是 () A.两实验的成功完成,都离不开细菌培养技术的支持 B.两实验设计思路都是设法将DNA与其他物质分开,单独地、直接地研究它们各自不 同的遗传功能 C.肺炎双球菌体外转化实验证明了“转化因子”的存在 D.噬菌体侵染细菌的实验中,离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒 C 考点互动探究 解析 肺炎双球菌的体外转化实验和噬菌体侵染大肠杆菌实验过程都需要对细菌 进行培养,故都离不开细菌培养技术的支持,A正确; 两实验设计的总体思路都是设法将DNA与其他物质分开,单独地、直接地研究它们 各自不同的遗传功能,B正确; 格里菲
11、思的肺炎双球菌转化实验的推论是存在“转化因子”使R型活细菌转化为S型 活细菌,C错误; 噬菌体侵染细菌的实验中,离心的目的是将噬菌体蛋白质外壳和被感染了的大肠杆 菌分离,比重较大的细菌在沉淀物中,而比重较轻的噬菌体及噬菌体蛋白质外壳则在 上清液中,D正确。 考点互动探究 C 考点互动探究 解析 噬菌体外壳由蛋白质构成,不含磷脂分子,过程32P标记的是噬菌体内部的 DNA分子,A项错误; 过程为噬菌体侵染大肠杆菌过程,时间不应过长或过短,要让噬菌体充分侵染大肠 杆菌,B项错误; 过程的离心过程是为了分离噬菌体外壳和大肠杆菌,以便后续检测上清液与沉淀 物中的放射性,C项正确; 32P标记的是噬菌体
12、内部的DNA分子,沉淀物放射性高,由于缺少35S标记噬菌体蛋白 质外壳的对照组,因此不能说明噬菌体的DNA就是遗传物质,D项错误。 考点互动探究 【易错提醒】 经典实验的5个易错点 (1)肺炎双球菌的体内转化实验仅证明S型菌含有能让R型菌转化的因子,但不能证明这 种“转化因子”是何种物质。 (2)由于噬菌体属于细菌病毒,无细胞结构,所以不能用含放射性物质的培养基直接培 养噬菌体。标记噬菌体时,首先要标记细菌,即用含放射性物质的培养基培养细菌,然 后用噬菌体侵染被标记的细菌,即可完成对噬菌体的标记。 (3)噬菌体侵染细菌的实验采取了放射性同位素标记法,32P和35S分别标记的是噬菌体 的DNA和
13、蛋白质。实验结果中对于放射性的描述是“很高”或“很低”,而不是“有”或者 “无”。 考点互动探究 (4)用32P标记噬菌体的DNA,噬菌体与大肠杆菌混合培养,再经搅拌、离心,放射 性主要在沉淀物中,子代噬菌体部分含32P;而用35S标记噬菌体蛋白质,噬菌体与 大肠杆菌混合培养,再经搅拌、离心,放射性主要在上清液,子代噬菌体不含35S。 (5)RNA起遗传作用仅适用于RNA病毒。只有针对“所有生物”时方可描述为 “DNA是主要的遗传物质”。 考点互动探究 考法二考查DNA的结构与复制 3.如图6-7为DNA分子部分结构示意图,对该图的描述不正确的是() B A.脱氧核糖核苷酸相互连接形成DNA时
14、能够产 生水 B.的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸,和相间排 列,构成了DNA分子的基本骨架 C.对应的碱基依次为A、G、C、T D.DNA分子的两条链是反向平行的,并且游离的 磷酸位于不同端 考点互动探究 解析 脱氧核糖核苷酸相互连接形成DNA时能够产生 水,故A正确。 磷酸和脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架, 故B错误。 由碱基互补配对原则可知,分别为A、G、C、 T,故C正确。 DNA分子的两条链是反向平行的,并且游离的磷酸位于 两端,故D正确。 考点互动探究 4.下列关于真核生物的核DNA分子中(A+C)/(G+T)与(A+T)/(G+C)两个比值的叙述,正 确的是 () A.碱基序列不
15、同的双链DNA分子,前一比值不同 B.后一个比值越大,双链DNA分子的稳定性越高 C.当两个比值相同时,可判断这个DNA分子是双链 D.经半保留复制得到的DNA分子,前一比值等于1 D 解析 碱基序列不同的双链DNA分子,前一比值相同,都是1,A错误; 后一个比值越大,说明DNA中CG碱基对比例越低,双链DNA分子的稳定性越低,B错误; 单链DNA分子中,这两个比值也可能相同,C错误; 经半保留复制得到的DNA分子,前一比值等于1,D正确。 考点互动探究 考点二基因的表达 主干整合 1.转录与翻译过程 (1)转录 图6-8 RNA聚合酶(a) 四种核糖核苷酸 考点互动探究 (2)翻译 图6-9
16、 20 多肽链或蛋白质 考点互动探究 2.基因表达常考的三个关键点 (1)表达过程 图中af所示物质或结构: a.,b., c.,d., e.,f.。 mRNA核糖体 多肽链DNA mRNARNA聚合酶 考点互动探究 图(填“甲”或“乙”)表示原核生物进行的生理过程,原因是 。图(填“甲”或“乙”)表示真核生物进行的生理过程,原因是 。 两图中的一个mRNA可相继结合,同时合成多条肽链,这样少量的 可以迅速合成大量的蛋白质。 乙 转录、翻译在同一地点,同时进行甲 转录过程在细胞核发生,时间在前;翻译过程在核糖体发生,时间在后 多个核糖体 mRNA 考点互动探究 (2)碱基互补配对原则 转录:D
17、NA模板链与RNA之间,碱基配对类型有种。 翻译:mRNA的密码子与tRNA的反密码子之间,碱基配对类型有种。 (3)密码子与反密码子 密码子在上,反密码子在上。 密码子有种,种决定氨基酸,种终止密码子。 3 2 mRNAtRNA 64613 (1)图中字母所表示的过程: a.,b.,c.,d.,e.。 (2)归纳识记中心法则与生物种类的关系(填空) 细胞生物(如动、植物):。 DNA病毒(如噬菌体):。 复制型RNA病毒(如烟草花叶病毒):。 逆转录病毒(如HIV):。 DNA复制 考点互动探究 3.理解中心法则及补充 图6-11 转录翻译RNA复制 逆转录 a、b、c a、b、c d、c
18、e、a、b、c 考点互动探究 考点互动探究 (2)性状并非完全取决于基因:生物的性状根本上由基因决定,同时还受环境条件的影响, 因此性状是基因和环境共同作用的结果,即表现型=基因型+环境条件(如水毛茛在空气 和水中的叶形,前者为卵形后者为羽状)。 注:若最终合成的物质并非蛋白质(如植物激素),则基因对其控制往往是通过“控制酶的 合成来控制代谢过程进而控制生物体的性状”这一间接途径实现的。 考点互动探究 考法提炼 考法一结合基因表达的过程考查密码子和反密码子 1.下列有关DNA与RNA的叙述,正确的是() A.赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质和核酸,证明了DNA的半保留复制 B
19、.人体细胞核内的基因在转录的过程中,遗传信息能通过模板链传递给mRNA C.位于mRNA上三个相邻的碱基是密码子,密码子都能决定氨基酸 D.DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别分布在DNA分子和RNA分子上 B 考点互动探究 解析 赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质和核酸,证明了DNA是遗 传物质,A错误; 人体细胞核内的基因在转录的过程中,遗传信息能通过模板链传递给mRNA,B正确; 终止密码子不能决定氨基酸,C错误; DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都在DNA分子上,D错误。 考点互动探究 【误区清零】 (1)DNA存在的部位都可以发生复制和转录的过程,如细胞核、叶
20、绿体、 线粒体、拟核和质粒等。 (2)转录的产物:除了mRNA外,还有tRNA和rRNA,但携带遗传信息的只有mRNA。3种 RNA分子都参与翻译过程,但是作用不同。 (3)并非所有密码子都能决定氨基酸,3种终止密码子不能决定氨基酸,也没有与之对应 的tRNA。tRNA上有很多个碱基,并非只有3个,只是构成反密码子的碱基是3个,一个 tRNA上只有一个反密码子。 (4)密码子具有简并性,一方面有利于提高翻译速度;另一方面可增强容错性,减少蛋白 质或性状差错。 (5)哺乳动物成熟红细胞中无细胞核和细胞器,不能进行DNA的复制、转录和翻译。 考点互动探究 考法二以模式图形式考查基因表达过程 2.图
21、6-12是真核细胞中DNA分子复制、基因表达的示意图,下列相关叙述正确的是( ) C 图6-12 考点互动探究 A.图甲、图丙过程都主要发生在细胞核内 B.图甲、图乙过程都需要解旋酶、DNA聚合酶的催化 C.图甲、图乙、图丙过程都遵循碱基互补配对原则 D.图乙、图丙过程所需原料分别是脱氧核苷酸、氨基酸 考点互动探究 解析 图甲DNA分子复制过程主要发生在细胞核内,图 丙翻译过程主要发生在细胞质中的核糖体上,A错误; 图甲DNA分子复制过程需要DNA聚合酶、解旋酶的催 化,图乙转录过程需要RNA聚合酶的催化,B错误; DNA分子复制、转录和翻译过程都遵循碱基互补配对 原则,C正确; 图乙、图丙过
22、程所需原料依次是核糖核苷酸、氨基 酸,D错误。 考点互动探究 3.图6-13表示细胞内某酶的合成过程,表示生理过程,AE表示物质或结构。下列 叙述错误的是()B 图6-13 考点互动探究 A.图示中的和过程中碱基互补配对方式不完全相同 B.图示中A表示解旋酶,D表示tRNA C.图示过程中都有ADP生成 D.图示中B中含有磷酸二酯键,C中含有肽键 考点互动探究 解析 图示中的过程表示转录,碱基互补配对方式为AU、TA、GC、C G,过程为翻译过程,碱基互补配对方式为AU、UA、GC、CG,所以和 过程中碱基互补配对方式不完全相同,A正确; 图示中A表示转录需要的RNA聚合酶,D表示搬运氨基酸的
23、tRNA,B错误; 图示中过程都需要消耗ATP,都有ADP生成,C正确; 图示中B为mRNA,核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键相连,C为肽链,是由氨基酸脱水 缩合形成的,故C中含有肽键,D正确。 考点互动探究 考法三中心法则及基因控制性状的途径 4.基因对性状的控制过程如图6-14,下列相关叙述正确的是()D 图6-14 A.过程是转录,它分别以DNA的两条链为模板合成mRNA B.过程是翻译,只需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可 C.过程表明所有的性状都是通过基因控制蛋白质的结构直接实现的 D.基因中替换一个碱基对,往往会改变mRNA,但不一定改变生物的性状 考点互动探究 解析 过程是
24、转录,它是以DNA的一条链为模板合成mRNA,故A错误; 过程是翻译,除了需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP外,还需要tRNA,故B 错误; 基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物的性状,故C错误; 由于密码子具有简并性,改变mRNA,不一定改变氨基酸的序列,故D正确。 考点互动探究 5.图6-15为HIV侵染人体T细胞后遗传信息的传递过程简图,图中甲、乙、丙表示生理 过程。下列叙述错误的是 () D 图6-15 A.HIV侵入人体后T细胞数量先增加后下降 B.HIV中存在与甲、乙、丙过程有关的酶 C.甲、乙、丙过程均遵循碱基互补配对原则 D.HIV和T细胞共用一套密码子表
25、 考点互动探究 解析 当HIV刚侵入人体时,人体的T细胞数量增多,免疫系统可以摧毁大多数病 毒,HIV破坏的是T淋巴细胞,随着HIV增多,T细胞数量逐渐减少,A正确。 乙、丙过程所需要的酶在宿主细胞中合成,B错误。 甲过程是RNA与DNA之间碱基互补配对,乙过程是DNA和RNA之间碱基互补配对, 丙过程是mRNA和tRNA之间碱基互补配对,C正确。 所有生物共用一套密码子,D正确。 考点互动探究 考法四细胞分裂、分化与基因表达的关系 6.从唾液腺细胞中提取全部mRNA,以此为模板合成相应的单链DNA(T-cDNA),利用该 T-cDNA与来自同一个体浆细胞中的全部mRNA(J-mRNA)进行分
26、子杂交。下列有关叙 述正确的是() A.T-cDNA分子中嘌呤碱基与嘧啶碱基数目相等 B.浆细胞中的J-mRNA与T-cDNA都能进行分子杂交 C.唾液腺细胞不能分泌抗体是因为缺乏编码抗体的相关基因 D.能与T-cDNA互补的J-mRNA中含有编码ATP合成酶的mRNA D 考点互动探究 解析 根据题意可知,T-cDNA分子是单链DNA,因此嘌呤碱基与嘧啶碱基数目没有 必然的关系,A错误; 由于两个细胞都是高度分化的细胞,细胞中基因选择性表达,因此细胞中形成的 mRNA种类不完全相同,导致浆细胞中的J-mRNA与T-cDNA不一定都能进行分子 杂交,B错误; 来自同一个人的唾液腺细胞和浆细胞中
27、的遗传物质是完全相同的,即唾液腺细胞 中也具有编码抗体的相关基因,C错误; ATP合成酶基因在所有细胞中均会表达,因此能与T-cDNA互补的J-mRNA中含有编 码ATP合成酶的mRNA,D正确。 考点互动探究 【归纳提升】 (1)细胞分裂、分化与DNA复制、转录、翻译的关系: 分裂的细胞能进行DNA复制、转录和翻译。 细胞分化过程及分化成熟的细胞只能进行转录和翻译,不进行DNA复制。 (2)同一个体不同体细胞中核DNA、mRNA与蛋白质的关系: 核DNA相同。不同体细胞都是由受精卵分裂分化形成的,故核DNA相同。 由于基因的选择性表达,mRNA和蛋白质不完全相同。 真题回顾拓展 1.2019
28、全国卷 用体外实验的方法可合 成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是 UUU,若要在体外合成同位素标记的多肽 链,所需的材料组合是() 同位素标记的tRNA蛋白质合成所 需的酶同位素标记的苯丙氨酸人 工合成的多聚尿嘧啶核苷酸除去了 DNA和mRNA的细胞裂解液 A.B. C.D. C 解析 根据题意,利用蛋白质的体外合 成技术合成同位素标记的多肽链,需在 反应体系中加入同位素标记的苯丙氨 酸(提供原料,氨基酸是合成多肽链的 基本单位)、人工合成的多聚尿嘧啶核 苷酸(提供模板)、除去了DNA和 mRNA的细胞裂解液(提供核糖体和 tRNA等,同时避免原DNA和mRNA对 实验结果的干扰),故C正确。
29、真题回顾拓展 拓展 (1)若要在体外合成多肽链,相当于细胞内进行的过程。 (2)若要在体外合成同位素标记的多肽链,除去了DNA和mRNA的细胞裂解液能够提供 ;在已知3个碱基决定1个氨基酸的前提下,若要探究苯丙氨酸的密码子是UUU。需 在加入等量除去了DNA和mRNA的细胞裂解液和人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸的 支试管中,分别加入不同种类的氨基酸,结果为 时即可得出结论。 (3)密码子简并性是由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象。其意义在于 。 增大了翻译过程的容错性,提高了翻译的速率; 可以减少有害突变 翻译 tRNA、核糖体、酶、能量 20 只有加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽
30、链 真题回顾拓展 解析 (1)翻译是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程。 (2)除去了DNA和mRNA的细胞裂解液能够为多肽链的合成提供tRNA、核糖体、 酶、能量(水环境)。在已知3个碱基决定1个氨基酸的前提下,因为构成蛋白质的氨 基酸约有20种,所以若要探究苯丙氨酸的密码子是UUU,则应在加入等量除去了 DNA和mRNA的细胞裂解液和人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸的20支试管中,分别加 入20种氨基酸,结果只有加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。 (3)密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。密码子有64种,其中3 种终止密码子不决定氨基酸,没有对应的
31、tRNA,所以tRNA有61种。由一种以上密码 子编码同一个氨基酸的现象是密码子的简并性,其意义在于增大了翻译过程的容错 性,提高了翻译的速率;可以减少有害突变。 真题回顾拓展 2.2019海南卷 下列关于蛋白质合成的叙 述错误的是() A.蛋白质合成通常从起始密码子开始到终 止密码子结束 B.携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2 个tRNA结合位点 C.携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一 个tRNA结合位点结合 D.最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA 在肽键形成时脱掉氨基酸 C 解析 蛋白质合成中,翻译的模板是 mRNA,从起始密码子开始到终止密码 子结束,A正确; 核糖体同时占据两个
32、密码子位点,携带 肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个 tRNA结合位点,通过反密码子与密码 子进行互补配对,B正确,C错误; 最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA 在肽键形成时脱掉氨基酸,继续运输其 他氨基酸,D正确。 真题回顾拓展 3.2019海南卷 下列实验及结果中,能作为直 接证据说明“核糖核酸是遗传物质”的是() A.红花植株与白花植株杂交,F1为红花,F2中红 花白花=31 B.病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感 染烟草只能得到病毒甲 C.加热杀死的S型肺炎双球菌与R型活菌混合 培养后可分离出S型活菌 D.用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白,在 子代噬菌体中检测不到放射性 解
33、析 红花植株与白花植株杂 交,F1为红花,F2中红花白花=31, 属于性状分离现象,不能说明RNA 是遗传物质,A错误; 病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质 混合后感染烟草只能得到病毒甲, 说明病毒甲的RNA是遗传物质,B 正确; B 真题回顾拓展 3.2019海南卷 下列实验及结果中,能作为直 接证据说明“核糖核酸是遗传物质”的是() A.红花植株与白花植株杂交,F1为红花,F2中红 花白花=31 B.病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感 染烟草只能得到病毒甲 C.加热杀死的S型肺炎双球菌与R型活菌混合 培养后可分离出S型活菌 D.用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白,在 子代噬菌体中检测不到
34、放射性 加热杀死的S型肺炎双球菌与R型活 菌混合培养后可分离出S型活菌,只 能说明加热杀死的S型菌存在转化 因子,不能说明RNA是遗传物质,C 错误; 用放射性同位素标记T2噬菌体外壳 蛋白,在子代噬菌体中检测不到放 射性,说明蛋白质未进入大肠杆菌, 不能证明RNA是遗传物质,D错误。 B 真题回顾拓展 4.2018浙江卷 下列关于洋葱根尖细胞遗 传信息转录过程的叙述,正确的是() A.一个DNA可转录出多个不同类型的 RNA B.以完全解开螺旋的一条脱氧核苷酸链为 模板 C.转录终止时成熟的RNA从模板链上脱离 下来 D.可发生在该细胞的细胞核、线粒体和叶 绿体中 解析 转录不是沿着整条DN
35、A长链进 行的,且转录的是一个或几个基因,故一 个DNA分子可转录出多个不同类型的 RNA,A正确; 转录时是边解旋边转录的,且转录不同 的基因时其模板链可能不同,B错误; 洋葱根尖细胞为真核细胞,转录终止 时,RNA从模板链上脱离下来,但要经过 加工才能成为成熟的RNA,C错误; 洋葱根尖细胞中不含叶绿体,D错误。 A 教师备用习题 1.下列关于人体造血干细胞中DNA复制、 转录和翻译过程的叙述,正确的是() A.DNA复制发生在有丝分裂间期和减数 第一次分裂前的间期 B. 转录过程是从RNA聚合酶与起始密 码结合后开始的 C. 一个mRNA可指导多个核糖体同时合 成一条多肽链 D. 细胞内
36、线粒体中可发生DNA复制、 转录及翻译过程 D 解析 人体造血干细胞不进行减数分 裂,A错误; 转录过程是从RNA聚合酶与DNA结合后 开始的,B错误; 一个mRNA可指导多个核糖体同时合成 多条多肽链,提高翻译的效率,C错误; 细胞内线粒体中可发生DNA复制、转录 及翻译过程,D正确。 教师备用习题 2.如图为中心法则图解,ae表示相关生理过程。下列有关叙述错误的是()D A.图示过程e的发生需逆转录酶参与 B.图示各过程都需要消耗能量 C.过程b和d可能发生在某一细胞同一细胞器中 D.若过程a出现差错,则过程d所得蛋白质的结构一定发生改变 教师备用习题 解析 过程e是逆转录过程,该过程的发
37、生需逆转录酶参与,A正确; 图示各过程都需要消耗能量,B正确; 过程b和d可能发生在某一细胞同一细胞器中,如线粒体和叶绿体,C正确; 若过程a即DNA复制过程出现差错,由于密码子存在简并性,所以过程d所得蛋白质 的结构不一定发生改变,D错误。 教师备用习题 B 3.寨卡病毒是单股正链RNA病毒,单股RNA可直 接起mRNA作用,翻译早期蛋白质(包括RNA多 聚酶和抑制宿主细胞合成代谢的调控蛋白)。 下列相关叙述正确的是() A.寨卡病毒属于生命系统结构层次的最小层次 B.寨卡病毒的遗传物质彻底水解产物有六种 C.RNA多聚酶的合成场所是寨卡病毒的核糖体 D.被感染者仅通过细胞免疫就可杀灭寨卡病
38、毒 解析 生命系统的最小结构层次是 细胞,病毒不属于生命系统的结构 层次,A项错误; 寨卡病毒的遗传物质是RNA,彻底 水解的产物有磷酸、核糖和4种碱 基,共6种,B项正确; 病毒无核糖体,蛋白质的合成场所 是宿主细胞的核糖体,C项错误; 教师备用习题 B 3.寨卡病毒是单股正链RNA病毒,单股RNA可直 接起mRNA作用,翻译早期蛋白质(包括RNA多 聚酶和抑制宿主细胞合成代谢的调控蛋白)。 下列相关叙述正确的是() A.寨卡病毒属于生命系统结构层次的最小层次 B.寨卡病毒的遗传物质彻底水解产物有六种 C.RNA多聚酶的合成场所是寨卡病毒的核糖体 D.被感染者仅通过细胞免疫就可杀灭寨卡病毒
39、细胞免疫过程中效应T细胞只能 使靶细胞裂解死亡,将其中的病毒 释放出来,杀灭病毒需要抗体参与, 所以被感染者需通过体液免疫和 细胞免疫共同杀灭寨卡病毒,D项 错误。 微专题三病毒 专题四 生物的遗传、变异和进化 微专题三病毒 类型一 病毒的化学组成与结构 1.基本化学成分 病毒的基本化学组成是核酸和蛋白质。所有成熟的病毒至少是由一种或几种蛋白质 和一种核酸组成,只有少数几种例外,它们仅仅以核酸形式存在,如类病毒。核酸是病毒 的遗传物质,携带着病毒的全部遗传信息,是病毒遗传和感染的物质基础。一种病毒只 含有一种核酸,DNA或RNA。 2.结构及生命特点 病毒形态各异,都具有特定的结构,但无细胞结
40、构,不能构成生命系统结构层次。病毒没 有酶系统,完全依赖宿主细胞的能量和代谢系统,因此不能独立生活,不能独立进行新陈 代谢。 微专题三病毒 3.生活方式 寄生生活,只能利用宿主活细胞内现成代谢系统合成自身的核酸和蛋白质成分。 一旦离开活细胞就不表现任何生命活动迹象。病毒只能用活细胞培养,不能用 普通培养基培养。病毒在生态系统中属于消费者。 微专题三病毒 例1 科学家在埃博拉病毒表面发现多 种特殊蛋白,用这些蛋白制成的复合物 作为疫苗可有效地预防埃博拉病毒的 感染。下列相关说法正确的是() A.埃博拉病毒具有独立的代谢系统 B.埃博拉病毒可能会引起机体产生多 种抗体 C.埃博拉病毒的RNA位于其
41、拟核中 D.埃博拉病毒的核酸彻底水解的产物 包括脱氧核糖、磷酸和碱基 解析 埃博拉病毒没有细胞结构,不具有独 立的代谢系统,A错误; 根据题意可知,埃博拉病毒表面有多种特殊 蛋白,这些蛋白可能都是抗原,因此该病毒 可能会引起机体产生多种抗体,B正确; 埃博拉病毒不是原核生物,没有拟核,C错误; 埃博拉病毒是一种RNA病毒,其核酸彻底 水解的产物包括核糖、磷酸和碱基,D错误。 B 微专题三病毒 例2 近日流行的非洲猪瘟(ASF)是由非洲猪瘟病毒(ASFV)引起的,该病毒的遗传物质 是线状DNA分子。下列说法正确的是() A.ASFV发生的突变和基因重组可为生物进化提供原材料 B.ASFV在增殖时
42、需宿主细胞提供模板、原料、能量和酶 C.ASFV的DNA分子中具有多个RNA聚合酶识别结合位点 D.ASFV的DNA分子中每个脱氧核糖都与两个磷酸基团相连 C 微专题三病毒 解析 病毒没有染色体,也不能进行有性生殖,因此病毒不能发生染色体变异和基因 重组,A错误; 病毒增殖时,模板是由自身提供的,宿主细胞为其提供的是原料、能量和酶,B错误; 病毒DNA分子中含有多个基因,这些基因转录时,都会有相应的RNA聚合酶识别结 合位点,C正确; 非洲猪瘟病毒的遗传物质是线状DNA分子,在脱氧核苷酸链的最末端有一个脱氧核 糖只连接1个磷酸基团,D错误。 微专题三病毒 类型二 病毒的分类与繁殖 1.分类 病
43、毒既不属于真核生物,也不属于原核生物,是一类非细胞型微生物。 病毒分类 宿主 细胞 动物病毒:乙肝病毒,天花病毒等 植物病毒:如烟草花叶病毒 细菌病毒:如T2噬菌体 遗传物质 DNA病毒:如噬菌体,乙肝病毒等 RNA病毒:艾滋病病毒,烟草花叶病毒, SARS病毒,流感病毒,埃博拉病毒等 微专题三病毒 2.繁殖 病毒的繁殖过程大致分为吸附在细胞表面、注入核酸(注:HIV不仅注入RNA,还注入逆 转录酶)、合成、装配、释放五个步骤。病毒被视为生物的重要原因是病毒能繁殖产 生后代。 3.获得含放射性标记的噬菌体(或病毒)的方法 思路:先用含放射性原料的培养基培养大肠杆菌(或宿主细胞),再用噬菌体侵染
44、培养出 来的大肠杆菌(或宿主细胞)。 4.判断病毒是DNA病毒还是RNA病毒的常用实验方法 思路:分别用放射性T和放射性U培养宿主细胞,再用病毒分别侵染培养出来的宿主细 胞,检测病毒的放射性。 微专题三病毒 例3 2017全国卷 在证明DNA是遗传物质的过程中,T2噬菌体侵染大肠杆菌的实 验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述,正确的是() A.T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖 B.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质 C.培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中 D.人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同 C 微专题三病毒 解析 T2噬菌体是专
45、门寄生在大肠杆菌体内的病毒,不能在肺炎双球菌中复制和增 殖,A项错误。 病毒颗粒内没有合成mRNA和蛋白质的“工具”和原料等,B项错误。 T2噬菌体侵染大肠杆菌后可利用宿主细胞内的脱氧核苷酸合成其自身的核酸,故大 肠杆菌所摄取的32P可出现在T2噬菌体的核酸中,C项正确。 人类免疫缺陷病毒属于逆转录病毒,含有RNA,T2噬菌体属于DNA病毒,二者的核酸 类型和增殖过程不同,D项错误。 微专题三病毒 例4 2017全国卷 根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒 两种类型,有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常,一种新病毒出现后需要确定该 病毒的类型。 假设在宿主细胞内不发生碱
46、基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法,以 体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验 思路。 甲组:将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一 段时间后收集病毒并检测其放射性。 乙组:将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养 一段时间后收集病毒并检测其放射性。 微专题三病毒 例4 2017全国卷 根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒 两种类型,有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常,一种新病毒出现后需要确定该 病毒的类型。 假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利
47、用放射性同位素标记的方法,以 体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型。 (2)预期实验结果及结论即可。(要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组) 若甲组收集的病毒有放射性,乙组无,即为RNA病毒;反之为DNA病毒。 微专题三病毒 解析 RNA病毒只含有RNA一种核酸,DNA病毒只含有DNA一种核酸,且RNA中有 碱基尿嘧啶,DNA中没有,DNA中有胸腺嘧啶,RNA中没有。所以用含有放射性同位 素标记尿嘧啶的宿主细胞培养RNA病毒,子代病毒中就会有放射性,如果培养的是 DNA病毒,子代病毒中就不会有放射性。用含有放射性同位素标记胸腺嘧啶的宿 主细胞培养DNA病毒,子代病毒中就
48、有放射性,而如果培养的是RNA病毒,子代病毒 中就不会有放射性。 微专题三病毒 类型三 病毒的遗传信息传递规律及变异 1.遗传信息的传递:RNA病毒的研究对克里克提出的中心法则进行了补充。RNA病 毒常见的中心法则如下: 微专题三病毒 例5 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(图W3-1),下列相关叙述错误的是() B 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
49、病 图W3-1 解析 HIV内有逆转录酶,侵染时,病毒将RNA和逆转录酶一起注入宿主细胞,B项错误。 微专题三病毒 类型四 病毒的免疫及在生产生活中的应用 1.病毒的免疫 病毒在免疫学上属于抗原。由于病毒都是营寄生生活,寄生在细胞内,而抗体不能进 入细胞内,因此病毒进入人体后,人体往往是先通过细胞免疫破坏感染病毒的细胞,再 通过体液免疫来彻底清除病毒。 2.在生产生活中的应用 (1)作为疫苗 灭活或减毒的病毒可作疫苗,刺激人体的免疫系统产生抗体和记忆细胞。为了获得较 多的记忆细胞,通常多次注射灭活或减毒的病毒。 微专题三病毒 (2)基因工程中作载体 噬菌体可作为原核生物基因工程的载体;动物病毒
50、作为动物基因工程的载体; 植物病毒作为植物基因工程的载体。 (3)细胞工程中作细胞融合的促融剂 在动物细胞融合过程中,采用灭活的病毒促融是动物细胞融合区别于植物体 细胞杂交的方法之一。使用一定的物理或化学手段杀死病毒,不损害它们体 内的有用抗原,使灭活的病毒既保留了诱导细胞融合的能力,又不会感染细胞。 微专题三病毒 例6 人轮状病毒是一种双链RNA病毒,主要感染小肠上皮细胞,可使机体出现呕吐、 腹泻等症状导致脱水。以下相关叙述正确的是() A.利用吡罗红染液染色,可以鉴别小肠上皮细胞是否被轮状病毒感染 B.病毒RNA在小肠上皮细胞内复制的过程中,会有氢键的断裂和形成 C.病毒侵入机体后,能被内
