1、 第第1010讲讲 遗传的遗传的分子分子基础基础1 必备知识2 关键能力3真题回访 必备知识必备知识考点一 人类对遗传物质的探索历程一、肺炎双球菌的转化实验1.肺炎双球菌的体内转化实验(格里菲思)(1)实验材料:S型和R型肺炎双球菌、小鼠。S型细菌R型细菌菌落光滑粗糙菌体有多糖类荚膜无多糖类荚膜毒性有毒性,使小鼠患败血症死亡无毒 必备知识必备知识(2)实验过程及结果:(3)结论:加热后杀死的S型细菌中含有某种转化因子使少数R型活细菌转化为S型活细菌。必备知识必备知识2.肺炎双球菌的体外转化实验(艾弗里)(1)实验材料:S型和R型肺炎双球菌、培养基、DNA酶。(2)实验目的:探究S型细菌中的“转
2、化因子”是什么?(是DNA,是蛋白质,还是多糖?)(3)方法与思路:分离S型细菌的DNA、多糖类荚膜、蛋白质等,将它们分别与R型细菌混合培养,研究它们各自的遗传功能。必备知识必备知识(4)实验过程及结果(5)结论:DNA是“转化因子”,是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。必备知识必备知识二、噬菌体侵染细菌的实验1.实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌。(1)噬菌体的结构及生活方式 必备知识必备知识(2)噬菌体的复制式增殖2.实验方法:同位素标记法。该实验中用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。增殖需要的条件内容模板噬菌体的DNA合成噬菌体DNA的原料大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸合成噬菌体蛋
3、白质原料大肠杆菌的氨基酸场所大肠杆菌的核糖体能量大肠杆菌产生的ATP 必备知识必备知识3.实验过程(1)标记噬菌体 必备知识必备知识(2)用标记过的噬菌体侵染细菌4.实验结果分析(1)噬菌体侵染细菌时,其DNA进入细菌细胞中,而蛋白质外壳留在外面。(2)子代噬菌体的各种性状是通过亲代DNA遗传的。5.结论:DNA是遗传物质。35S标记的噬菌体 +细菌 +32P标记的噬菌体上清液放射性 高 沉淀物放射性 低 上清液放射性 低 沉淀物放射性 高 结果结果 必备知识必备知识实验过程与实验结果a.烟草花叶病毒 正常烟草 产生花叶病(对照组);b.烟草花叶病毒的RNA 正常烟草 产生花叶病(实验组);c
4、.烟草花叶病毒的蛋白质 正常烟草 不产生花叶病(实验组)实验结论RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质2.DNA是主要的遗传物质科学家通过广泛的实验探索,得出绝大多数生物的遗传物质是DNA,只有少数种类的病毒的遗传物质是RNA。三、生物的遗传物质三、生物的遗传物质1.烟草花叶病毒感染烟草的实验 必备知识必备知识深挖教材(1)必修2P45“相关信息”:对T2噬菌体的化学组成分析表明,仅蛋白质分子中含有S,P几乎都存在于DNA分子中。(2)必修2P45“旁栏思考题”:之所以选择35S和32P,是因为S仅存在于T2噬菌体的蛋白质组分中,而P则主要存在于DNA的组分中。用14
5、C和18O等元素是不可行的,因为T2噬菌体的蛋白质和DNA分子的组分中都含有这两种元素。(3)必修2P46“思考与讨论”:尽管艾弗里、赫尔希等人的实验方法不同,但其最关键的实验设计思路却有共同之处,是设法把DNA与蛋白质分开,单独地、直接地去观察DNA和蛋白质的作用。必备知识必备知识艾弗里肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验设计的比较注:两个实验均证明了DNA是遗传物质,但不能证明DNA是主要的遗传物质。实验名称 艾弗里肺炎双球菌转化实验噬菌体侵染细菌实验实验思路 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作用设计原则对照原则和单一变量原则处理方式的区别直接分离法:分离S型
6、细菌的DNA、多糖、蛋白质等,分别与R型活细菌混合培养同位素标记法:分别标记DNA和蛋白质的特有元素(32P和35S)实验结论DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质DNA是遗传物质,不能证明蛋白质不是遗传物质 必备知识必备知识思维诊断思维诊断1.细菌的遗传物质主要是DNA。()2.艾弗里的肺炎双球菌转化实验利用了物质分离、提纯鉴定技术和微生物的培养技术。()3.蔡斯与赫尔希的噬菌体侵染细菌实验,首先要制备含35S和32P的两种大肠杆菌。()4.T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解。()5.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质。()6.人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同。
7、()必备知识必备知识易错易混易错易混1.加热杀死S型细菌的过程中,其蛋白质变性失活,但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性。2.体外转化实验中R型细菌转化为S型细菌时,遗传物质来自S型细菌,原料和能量均来自R型细菌,转化实质为“基因重组”。3.体外转化实验中,设置“S型细菌DNA+DNA酶”实验组起对照作用,说明DNA被分解后的产物不能使R型细菌转化,DNA才是使R型细菌转化的物质。4.体内转化实验是体外转化实验的基础,体外转化实验是体内转化实验的延伸。5.格里菲思实验未证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA,仅能证明S型细菌中含有某种“转化因子”,并未具体证明转化因子是何种物质。
8、必备知识必备知识6.艾弗里实验所用方法为“化学分离提取法”,而不是放射性同位素标记法。7.肺炎双球菌转化实验中S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中,发生了基因重组。8.“DNA是主要遗传物质”是针对生物界而言的,绝大多数生物的遗传物质是DNA,只有少数生物的遗传物质是RNA。9.细胞生物的遗传物质均是DNA。10.对于确定名称的生物而言,遗传物质是唯一的。必备知识必备知识考点二 DNA的结构与复制一、DNA的分子结构1.图解DNA分子结构 必备知识必备知识2.DNA分子的结构特点(1)DNA是由两条脱氧核苷酸链组成的,按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构。(2)脱氧核糖和磷酸交替连接排列
9、在外侧,构成DNA分子的基本骨架,碱基排列在内侧。(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,且遵循碱基互补配对原则。(在A与T之间形成两个氢键,在G与C之间形成三个氢键)必备知识必备知识3.DNA分子的特性(1)稳定性:磷酸和脱氧核糖交替连接,排列在外侧构成基本骨架。(2)多样性:碱基对有多种多样的排列顺序,如某DNA分子中有n个碱基对,则排列顺序有4n种(其中n代表碱基对数)。(3)特异性:每个DNA分子都有特定的碱基对排列顺序,代表了特定的遗传信息。必备知识必备知识二、二、DNA的复制的复制1.概念:以亲代DNA的两条链为模板合成子代DNA的过程。2.时间:有丝分裂间期和减数第一次分裂前的
10、间期。3.场所:主要在细胞核中,在线粒体和叶绿体中也存在。4.模板：解旋后的两条母链原料：细胞中游离的4种脱氧核苷酸能量：ATP酶：解旋酶、DNA聚合酶等 必备知识必备知识5.过程:DNA两条母链形成子链新DNA分子。6.特点:半保留复制、边解旋边复制。7.准确复制的原因和意义:(1)原因:DNA具有独特的双螺旋结构,为复制提供精确的模板;碱基互补配对原则,保证了复制能够准确地进行。(2)意义:DNA分子通过复制,将遗传信息从亲代传给子代,保持了遗传信息的连续性。必备知识必备知识思维诊断思维诊断1.细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和。()2.双链DNA分子中一条链上相邻的碱基
11、之间是通过氢键连接的。()3.DNA有氢键,RNA没有氢键。()4.大肠杆菌细胞中只有A、T、C、G四种碱基。()5.单链DNA和单链RNA中只有一个游离的羟基。()6.DNA分子均为双链,RNA分子均为单链。()必备知识必备知识7.某双链DNA分子中,G+C占全部碱基的比例为a,其中一条链上鸟嘌呤占该链全部碱基的比例为b,则互补链中鸟嘌呤与胞嘧啶所占比例为a。()8.分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。()9.DNA双螺旋结构全部解旋后,开始DNA的复制。()10.单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链。()必备知识必备知识易错易混易错易混1.“互补则等”
12、:在双链DNA中,互补碱基之和的比例,如(A+T)/(C+G)的比值,在任意一条链及整个DNA分子中都相同。2.“不补则倒”:在双链DNA中,非互补碱基之和的比例,如(A+C)/(T+G)的比值,在两条互补链中互为倒数(在整个DNA分子中为1)。3.DNA复制的场所并非只在细胞核,线粒体、叶绿体中也进行DNA复制。4.并非所有细胞都进行DNA复制,只有分裂的细胞才能进行DNA复制。5.DNA复制并非是单向进行的,可能是双向多起点复制,且各个复制起点并不是同时开始的。必备知识必备知识6.氢键可由解旋酶催化断裂,同时需要ATP供能,也可加热断裂(体外),而氢键是自动形成的,不需要酶和能量。7.DN
13、A的复制特点有边解旋边复制和半保留复制,参与的酶包括解旋酶、DNA聚合酶和DNA连接酶等。8.对DNA复制方式的猜测包括全保留复制、分散复制和半保留复制,探究其复制方式采用了假说-演绎法。必备知识必备知识考点三 基因的表达一、基因是有遗传效应的DNA片段 必备知识必备知识深挖教材必修2P56“讨论”1.生物体内DNA分子数与基因数的关系:生物体的DNA分子数目小于基因数目。生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。这说明基因是DNA的片段,基因不是连续分布在DNA上的,而是由碱基序列将其分隔开的。2.必修2P56“相关信息”物理学家薛定谔把遗传物质设定为一种信息分子,提出遗传是遗传信
14、息的复制、传递和表达。必备知识必备知识3.必修2P57“探究”(1)DNA分子具有多样性和特异性的原因:碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的多样性,而碱基特定的排列顺序,又构成了每一个DNA分子的特异性。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。(2)DNA鉴定个人身份的原理:在人类的DNA分子中,核苷酸序列的多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同,因此,DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。4.必修2P58“科学技术社会”DNA指纹图谱法的基本操作:从生物样品中提取DNA(DNA一般都有部分的降解),可运用PCR技术扩增出DNA片段或者完整的基因组DNA,然后将扩增
15、出的 必备知识必备知识DNA用合适的限制酶切成DNA片段,利用电泳技术将这些片段按大小分开后,转移至尼龙滤膜上,然后将已标记的DNA探针与膜上具有互补碱基序列的DNA片段杂交,用放射自显影便可获得DNA指纹图谱。5.必修2P65“思考讨论3”密码子简并性的意义:a.增强容错性,即当密码子中有一个碱基改变时,由于密码子的简并性,可能并不会改变其对应的氨基酸,因而有利于蛋白质或性状的稳定;b.保证翻译速度,当某种氨基酸使用频率高时,几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。必备知识必备知识二、基因的表达1.比较RNA与DNA 必备知识必备知识2.RNA的功能(1)mRNA蛋白质合成的直接
16、模板(2)rRNA核糖体的重要组成成分(3)tRNA氨基酸的转运工具(4)病毒RNARNA病毒的遗传物质(5)酶少数酶为RNA,可降低化学反应的活化能(起催化作用)3.遗传信息的转录(1)概念:以DNA的一条链为模板,按碱基互补配对原则合成RNA的过程。(2)场所:主要在细胞核,在叶绿体、线粒体中也有转录。必备知识必备知识（3）条件(4)过程(见下图)模板：DNA片段的一条链（以基因为单位）原料：4种核糖核苷酸能量：ATP酶：RNA聚合酶 必备知识必备知识(5)产物:mRNA、rRNA、tRNA4.遗传信息的翻译(1)概念:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的
17、蛋白质的过程。(2)场所或装配机器:核糖体。(3)条件模板：mRNA原料：氨基酸能量：ATP酶：多种酶搬运工具：tRNA 必备知识必备知识(4)过程(5)产物:多肽 蛋白质 必备知识必备知识三、基因对性状的控制中心法则总表达式a.DNA的复制;b.转录;c.翻译;d.RNA的复制;e.RNA反转录。必备知识必备知识思维诊断思维诊断1.人轮状病毒是一种双链RNA病毒,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。()2.起始密码上具有RNA聚合酶识别结合位点。()3.翻译过程中每形成一个肽键后,mRNA就沿着核糖体移动,进而读取下一个密码子。()4.3种RNA都参与翻译过程。()
18、5.基因中每三个相邻的碱基组成一个密码子。()6.转录的产物不只是mRNA,还有tRNA、rRNA,但只有mRNA携带遗传信息。()必备知识必备知识7.在一个细胞周期中,DNA只复制一次,但是可以转录多次。()8.基因B1和由其突变而来的B2在指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码。()9.克里克提出的中心法则对摩尔根等人得出“果蝇的白眼基因位于X染色体上”这一结论有影响。()10.一个tRNA分子中只有三个碱基。()11.转录和翻译过程都存在TA、AU、GC的碱基配对方式。()12.线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则。()13.DNA病毒中没有RNA,其遗传信息的传递不遵循中心法则。()
19、必备知识必备知识易错易混易错易混1.除细胞核以外,线粒体和叶绿体中的DNA也存在复制、转录和翻译。2.DNA聚合酶与DNA酶(水解酶)不同,前者将单个脱氧核苷酸连接到已有的DNA链上,催化形成磷酸二酯键,后者是将DNA水解为脱氧核苷酸,“打断”磷酸二酯键。3.DNA聚合酶与DNA连接酶不同,后者是将多个复制起点所复制出的“DNA片段”通过形成磷酸二酯键“缝合”起来。4.能进行转录和翻译的细胞不一定能进行DNA复制。5.转录的基本单位是基因,并非整个DNA分子。必备知识必备知识6.DNA的两条链都可作模板,但每个基因转录只以一条链的片段作模板。7.只有分生组织细胞才能进行“DNA复制”(当然也进
20、行转录与翻译),高度分化的细胞只进行转录、翻译,不进行DNA复制。8.哺乳动物成熟红细胞“复制、转录、翻译”均不进行。9.凡转录、翻译有核膜隔开或具“时空差异”的应为真核细胞“核基因”指导的转录、翻译。10.原核细胞基因的转录、翻译可“同时”进行。11.真核细胞的线粒体、叶绿体中也有DNA及核糖体,其转录、翻译也存在“同时进行”的局面。关键能力关键能力题型一题型一 证明证明DNA是遗传物质的经典实验探究是遗传物质的经典实验探究【典例1】1952年,赫尔希和蔡斯用分别被35S和32P标记的T2噬菌体侵染无标记的大肠杆菌,完成了具有说服力的实验。下列对该实验的有关叙述错误的是()。A.该实验主要分
21、为三个阶段:制备两种被标记的大肠杆菌制备两种被标记的噬菌体被标记的两种噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌B.同一组的噬菌体不能同时被标记,否则无法判断进入大肠杆菌体内的究竟是噬菌体的外壳还是DNAC.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中有少量放射性,可能是保温时间过短D.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中放射性很高,可能是搅拌不充分答案答案解析解析D 关键能力关键能力【解析】本题考查噬菌体侵染细菌的实验。该实验主要分为三个阶段:制备两种被标记的大肠杆菌制备两种被标记的噬菌体被标记的两种噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌,A正确;由于实验中只能检测到放射性的有无,不能检测放射性元素的种类,
22、故同一组的噬菌体不能同时被标记,否则无法判断进入大肠杆菌体内的究竟是噬菌体的外壳还是DNA,B正确;用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中有少量放射性,可能是保温时间过短,C正确;用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中放射性很高,这是正常现象,是充分搅拌后的结果,D错误。关键能力关键能力【典例2】(2019浙江选考)为研究R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋白质,进行了肺炎双球菌体外转化实验,其基本过程如图所示:下列叙述正确的是()。A.甲组培养皿中只有S型菌落,推测加热不会破坏转化物质的活性B.乙组培养皿中有R型及S型菌落,推测转化物质是蛋白质C.丙组培养皿中只
23、有R型菌落,推测转化物质是DNAD.该实验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA答案答案解析解析C 关键能力关键能力【解析】艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验中,将S型菌的DNA、蛋白质和荚膜等物质分离开,与R型菌混合培养,观察S型菌各个成分所起的作用。最后在S型菌的DNA与R型菌混合的培养基中发现了新的S型菌,证明了DNA是遗传物质。甲组培养基培养一段时间后可发现有极少的R型菌转化成了S型菌,因此甲组培养皿中不仅有S型菌落也有R型菌落,A错误;乙组培养皿中加入了蛋白酶,故在乙组的转化中已经排除了蛋白质的干扰,应当推测转化物质是DNA,B错误;丙组培养皿中加入了DNA酶,DNA被水解后R型菌便不发
24、生转化,故可推测是DNA参与了R型菌的转化,C正确;该实验只能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA,无法证明还有其他的物质也可做遗传物质,D错误。关键能力关键能力“二看法”判断子代噬菌体的标记情况 关键能力关键能力1.下列有关35S标记噬菌体侵染无标记细菌实验的叙述,正确的是()。A.35S主要集中在沉淀物中,上清液中也不排除有少量的放射性B.要得到35S标记的噬菌体必须直接将噬菌体接种在含35S的动物细胞培养基中C.采用搅拌和离心手段把蛋白质和DNA分开,再分别检测其放射性D.在该实验中,若改用32P、35S分别标记细菌脱氧核苷酸与氨基酸,复制4次,则子代噬菌体100%含32P和35S对点练答案
25、答案解析解析D 关键能力关键能力【解析】用35S标记噬菌体的蛋白质外壳,所以放射性主要集中在上清液中,A错误;噬菌体属于细菌病毒,营寄生生活,所以要得到35S标记的噬菌体必须将噬菌体接种在含35S的大肠杆菌中,B错误;搅拌和离心是为了把噬菌体和细菌分离,C错误。关键能力关键能力2.下列有关肺炎双球菌的转化实验的叙述,错误的是()。A.艾弗里的体外转化实验中,设置“S型细菌的DNA中加DNA酶”实验组起对照作用B.艾弗里的体外转化实验的实验目的是探究S型细菌中的“转化因子”是DNA还是蛋白质或多糖C.格里菲思体内转化实验及艾弗里的体外转化实验中均要对S型细菌进行加热处理D.加热杀死S型细菌的过程
26、中,其蛋白质变性失活,但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性答案答案解析解析C 关键能力关键能力【解析】本题考查肺炎双球菌的转化实验。艾弗里的体外转化实验中,设置“S型细菌的DNA中加DNA酶”实验组起对照作用,A正确;艾弗里的体外转化实验的实验目的是探究S型细菌中的“转化因子”是DNA还是蛋白质或多糖,B正确;格里菲思体内转化实验要对S型细菌进行加热处理,而艾弗里的体外转化实验中未对S型细菌进行加热处理,C错误;加热杀死S型细菌的过程中,其蛋白质变性失活,但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性,D正确。关键能力关键能力题型二题型二 通过图形分析遗传信息的传
27、递与表达通过图形分析遗传信息的传递与表达【典例1】DNA复制时,若以走向为35的亲代链为模板,子代链就能连续合成,称为先导链;滞后链指通过走向为53亲代链为模板,不连续合成新DNA子链。下图所示为DNA复制的较为详细的图解,据图分析,下列相关叙述错误的是()。A.酶2与酶3主要在细胞核发挥作用,且都与磷酸二酯键的形成有关B.在DNA复制的过程中,可能会出现尿嘧啶与腺嘌呤互补配对现象C.DNA复制需要双链为模板,还需要原料、能量及酶等基本条件D.复制完成后,先导链和滞后链所在单链碱基排列顺序相同答案答案解析解析D 关键能力关键能力【解析】本题考查DNA的复制。从图示信息可知,DNA复制中的酶2与
28、酶3都与磷酸二酯键的形成有关,A正确;在DNA复制过程中,RNA引物能与模板链互补形成杂交链,该杂交链中可能含有碱基对AU,DNA复制需要双链为模板,还需要原料、能量及酶等基本条件,B、C正确;从图中信息可知,复制完成后,先导链和滞后链所在单链碱基排列顺序是互补的,D错误。关键能力关键能力【典例2】下图甲、乙、丙、丁为遗传信息传递过程的相关示意图。以下叙述错误的是()。A.人体内,甲、乙过程都需要解旋,图乙过程发生的频率一般高于图甲B.核糖体与mRNA的结合部位会形成两个tRNA的结合位点C.一个核糖体中只能容纳两个密码子,进入核糖体的tRNA会先后占据两个结合位点D.图丁中多个核糖体共同合成
29、一条多肽链,可以提高翻译的效率答案答案解析解析D 关键能力关键能力【解析】转录和复制过程都需要解旋,图乙过程(转录)发生的频率一般高于甲,A正确;核糖体与mRNA的结合部位会形成两个tRNA的结合位点,B正确;一个核糖体中只能容纳两个密码子,进入核糖体的tRNA会先后占据两个结合位点,C正确;图丁中多个核糖体各自合成一条多肽链,可以提高翻译的效率,D错误。关键能力关键能力1.人的多种生理生化过程都表现出一定的昼夜节律。研究表明,下丘脑SCN细胞中per基因表达与人体生理生化反应的昼夜节律有关,其表达产物的浓度呈周期性变化,下图为相关过程。据此判断,下列说法错误的是()。对点练 关键能力关键能力
30、A.垂体细胞也含有per基因,图2过程的原料为核糖核苷酸B.per基因的表达过程中存在反馈调节C.图3中核糖体沿着mRNA从右往左移动D.由图3可知,决定“天”(天冬氨酸)的密码子为GAC答案答案解析解析 关键能力关键能力【解析】本题结合图解,考查遗传信息转录和翻译的相关知识,要求考生识记遗传信息转录和翻译的过程、场所、条件及产物等基础知识。图1中为转录过程,为翻译过程,过程表示PER蛋白能进入细胞核,调节per基因的转录过程。图2表示以DNA分子的一条链为模板合成RNA的过程。图3表示以mRNA为模板合成蛋白质的过程。人体所有体细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂形成的,都含有相同的基因,因此人
31、体的垂体细胞也含有per基因;图2为转录过程,该过程的原料为核糖核苷酸,A正确。由图1可知,per基因的表达过程中存在反馈调节,B正确。图3中,根据tRNA的移动方向可知,核糖体沿着mRNA从左往右移动,C错误。密码子位于mRNA上,由图3可知,决定“天”(天冬氨酸)的密码子为GAC,D正确。关键能力关键能力2.埃博拉病毒(EBV)为单股负链(-RNA)病毒,其蛋白质外壳内包裹有RNA依赖性RNA聚合酶。该病毒侵入人体细胞后,在细胞质中复制、装配,以出芽方式释放,如图所示。相关叙述错误的是()。A.过程需要RNA依赖性RNA聚合酶和核糖核苷酸B.RNA依赖性RNA聚合酶是在埃博拉病毒内合成的C
32、.+RNA为mRNA,能指导EBV蛋白质的合成D.过程所需的嘌呤比例与过程所需的嘧啶比例相同答案答案解析解析B 关键能力关键能力【解析】本题考查遗传物质的结构、复制及表达。过程表示RNA复制,需要RNA依赖性RNA聚合酶和核糖核苷酸,A正确;RNA依赖性RNA聚合酶是在宿主细胞内合成的,B错误;由图可知,+RNA为mRNA,能指导EBV蛋白质的合成,C正确;过程所需的嘌呤比例与过程所需的嘧啶比例相同,D正确。关键能力关键能力题型题型三三 遗传信息的传递与表达过程中的数量计算遗传信息的传递与表达过程中的数量计算【典例1】若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中
33、,培养至第二次分裂中期。下列有关叙述正确的是()。A.每条染色体中的两条染色单体均含3HB.每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3HC.每个DNA分子中只有一条脱氧核苷酸链含3HD.所有染色体的DNA分子中,含3H的脱氧核苷酸链占总链数的1/4答案答案解析解析A 关键能力关键能力【解析】若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液中,在间期的S期时DNA复制1次,所以第一次细胞分裂完成后得到的2个子细胞都是每一条染色体的DNA都只有1条链被标记,培养至第二次分裂中期,每条染色体中的两条染色单体均含3H标记,A正确;第二次分裂中期,1/2的DNA分子的两条脱氧核苷酸
34、链均含3H,1/2的DNA分子一条脱氧核苷酸链含3H,B、C错误;所有染色体的DNA分子中,含3H的脱氧核苷酸链占总链数的3/4,D错误。关键能力关键能力【典例2】(2019浙江选考)在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时,BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中,形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色,发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光,含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中,培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是()。A.1/2的染色体荧光被抑制B.1/4的染色单
35、体发出明亮荧光C.全部DNA分子被BrdU标记D.3/4的DNA单链被BrdU标记答案答案解析解析D 关键能力关键能力【解析】DNA的复制方式为半保留复制。根据题意分析,复制到第三个细胞周期的中期时,共有4个细胞,以第一代细胞中的某一条染色体为参照,含半标记DNA的染色单体共有2条,含全标记DNA的染色单体共有6条。根据题意可知,在第三个细胞周期中期时,含半标记DNA的染色单体分别在两个细胞中,故有两个细胞的两条染色单体荧光全被抑制,有两个细胞中的一条染色单体发出明亮荧光,一条染色单体荧光被抑制,故A、B正确;一个DNA分子中有两条脱氧核苷酸链,由于DNA为半保留复制,故不含BrdU标记的两条
36、脱氧核苷酸链分别位于两个DNA分子中,新复制得到的脱氧核苷酸链必然含BrdU标记,故所有DNA分子都被BrdU标记,C正确;以第一代细胞中的某一条染色体为参照,在第三个细胞周期中期时一共有16条DNA单链,含BrdU标记的有14条,故有7/8的DNA单链被BrdU标记,D错误。关键能力关键能力1.DNA分子的复制为半保留复制,一个DNA分子复制n次,则有:含有亲代DNA链的子代DNA分子数=2个;不含亲代DNA链的子代DNA分子数=(2n-2)个。亲代脱氧核苷酸链数=2条;新合成的脱氧核苷酸链数=(2n+1-2)条。消耗的脱氧核苷酸数:若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要
37、消耗该脱氧核苷酸数为m(2n-1)个;第n次复制需该脱氧核苷酸数=m(2n-2n-1)=m2n-1个。关键能力关键能力2.基因表达中相关计算(1)DNA模板链中A+T(或C+G)与mRNA中A+U(或C+G)相等,则(A+T)总%=(A+U)mRNA%。(2)DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系,如下图所示:可见,蛋白质中氨基酸数目=1/3mRNA碱基数目=1/6DNA(或基因)碱基数目。关键能力关键能力1.在研究细胞DNA复制时,先在低剂量3H标记的脱氧核苷酸培养基培养细胞,3H可以掺入正在复制的DNA分子中,使其带上放射性标记。几分钟后,将细胞移到含有高剂量3H标记的脱
38、氧核苷酸培养基培养一段时间,收集、裂解细胞,抽取其中的DNA进行放射性自显影检测,结果如下图。相关叙述正确的是()。A.此图可以说明DNA复制起始区在低放射性区域,进行双向复制B.此过程必须遵循碱基互补配对原则,任一条链中A=T,G=CC.放射性自显影检测显示DNA复制为半保留复制D.若该DNA分子的一条链中(A+T)/(G+C)=a,则互补链中该比值为1/a答案答案解析解析A对点练 关键能力关键能力【解析】本题考查DNA的复制。复制起始区在低放射性区域,A正确;此过程必须遵循碱基互补配对原则,双链中A=T,G=C,B错误;放射性自显影检测无法得出DNA复制为半保留复制,C错误;若该DNA分子
39、的一条链中(A+T)/(G+C)=a,则互补链中该比值也为a,D错误。关键能力关键能力2.遗传学上将编码一种多肽的遗传单位称为顺反子。原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录单位,转录生成的mRNA可编码几种功能相关的蛋白质,为多顺反子;真核细胞中mRNA只编码一种蛋白质,为单顺反子。根据下图并结合所学的知识分析,以下叙述错误的是()。关键能力关键能力A.mRNA分子上从5至3方向由起始密码开始进行蛋白质合成B.遗传密码具有连续性,密码间既无间断也无交叉C.一个mRNA只能编码一种蛋白质D.从原核生物到人类,遗传密码都具有通用性和简并性答案答案解析解析 关键能力关键能力【解析】本题考查遗传信息的
40、表达翻译过程。由于起始密码位于mRNA分子的5,所以翻译从mRNA分子的5至3方向由起始密码开始,A正确;遗传密码具有连续性,密码间既无间断也无交叉,B正确;原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录单位,转录生成的mRNA可编码几种功能相关的蛋白质,说明一个mRNA可编码多种蛋白质,C错误;从原核生物到人类,遗传密码都具有通用性和简并性,D正确。真题回访真题回访基础题 自查基础1.(2019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
41、除去了DNA和mRNA的细胞裂解液A.B.C.D.答案答案解析解析C 真题回访真题回访【解析】分析题干信息可知,合成多肽链的过程即翻译过程。翻译过程以mRNA为模板(mRNA上的密码子决定了氨基酸的种类),以氨基酸为原料,产物是多肽链,场所是核糖体。翻译的原料是氨基酸,要想让多肽链带上放射性标记,应该用同位素标记的氨基酸(苯丙氨酸)作为原料,而不是同位素标记的tRNA,错误、正确;合成蛋白质需要模板,由题知苯丙氨酸的密码子是UUU,因此可以用人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸作模板,同时要除去细胞中原有核酸的干扰,、正确;除去了DNA和mRNA的细胞裂解液模拟了细胞中的真实环境,其中含有核糖体、催化多
42、肽链合成的酶等,因此不需要再加入蛋白质合成所需的酶,故错误。综上所述,A、B、D不符合题意,C符合题意。真题回访真题回访2.(2019江苏卷)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质,下列关于该实验的叙述正确的是()。A.实验中可用15N代替32P标记DNAB.噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的C.噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌D.实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA答案答案解析解析C 真题回访真题回访【解析】N是蛋白质和DNA共有的元素,若用15N代替32P标记噬菌体的DNA,则其蛋白质也会被标记,A错误;噬菌体的蛋白质外壳是由噬菌体的DNA在大肠杆菌体内编码的,B错误
43、;噬菌体DNA合成的模板来自噬菌体自身的DNA,而原料来自大肠杆菌,C正确;该实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA,D错误。真题回访真题回访3.(2018全国卷)生物体内的DNA常与蛋白质结合,以DNA蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是()。A.真核细胞染色体和染色质中都存在DNA蛋白质复合物B.真核细胞的核中有DNA蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶D.若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA聚合酶答案答案解析解析B 真题回访真题回访【解析】真核细胞的染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在形式,
44、主要由DNA和蛋白质组成,都存在DNA蛋白质复合物,A正确;真核细胞的核中含有染色体或染色质,存在DNA蛋白质复合物,原核细胞的拟核中也可能存在DNA蛋白质复合物,如拟核DNA进行复制或者转录的过程中都存在DNA与酶(成分为蛋白质)的结合,也能形成DNA蛋白质复合物,B错误;DNA复制需要DNA聚合酶、解旋酶等,因此复合物中的某蛋白可能是DNA聚合酶,C正确;若复合物中正在进行RNA的合成,属于转录过程,转录需要RNA聚合酶等,因此复合物中的某蛋白可能是RNA聚合酶,D正确。真题回访真题回访4.(2018江苏卷)下列关于DNA和RNA的叙述,正确的是()。A.原核细胞内DNA的合成都需要DNA
45、片段作为引物B.真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成C.肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质D.原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与答案答案解析解析D 真题回访真题回访【解析】原核细胞内DNA的合成需要RNA片段作为引物,A错误;真核细胞内DNA和RNA的合成可以发生在细胞质中,B错误;细胞生物的遗传物质是DNA,C错误;原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与,D正确。真题回访真题回访5.(2018浙江卷)下列关于“核酸是遗传物质的证据”的相关实验的叙述,正确的是()。A.噬菌体侵染细菌实验中,用32P标记的噬菌
46、体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性B.肺炎双球菌活体细菌转化实验中,R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因突变的结果C.肺炎双球菌离体细菌转化实验中,S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌,说明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质D.烟草花叶病毒感染和重建实验中,用TMVA的RNA和TMVB的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后,可检测到A型病毒,说明RNA是TMVA的遗传物质答案答案解析解析D 真题回访真题回访【解析】噬菌体侵染细菌的实验中,32P标记的是噬菌体的DNA,而DNA进行半保留复制,因此子代噬菌体极少数具有放射性,A错误;肺炎双球菌活体细菌转化实验中,R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因重组
47、的结果,B错误;肺炎双球菌离体细菌转化实验中,S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌,说明DNA是遗传物质,C错误;烟草花叶病毒感染和重建实验中,用TMVA的RNA和TMVB的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后,可检测到A型病毒,说明RNA是TMVA的遗传物质,D正确。真题回访真题回访6.(2016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(如下图)。下列相关叙述错误的是()。A.Ca
48、s9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答案答案解析解析C 真题回访真题回访【解析】蛋白质由相应基因指导在核糖体中合成,A正确;向导RNA中双链区遵循碱基互补配对原则,B正确;向导RNA可通过转录形成,逆转录酶用于催化RNA合成DNA,C错误;由于链与识别序列的互补序列互补,故两链碱基基本相同,只是其中T与U互换,D正确。真题回访真题回访7.(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
49、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,(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)综合题 挑战综合答案答案 真题回访真题回访(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。(2)结果及结论:若甲组收集的病
50、毒有放射性,乙组无,即为RNA病毒;反之为DNA病毒。解析解析 真题回访真题回访【点拨】该题已经说明用同位素标记法,故解题的关键是找出DNA和RNA在化学组成上的区别,再根据区别分别标记。【解析】虽然DNA和RNA的元素组成相同,但其有各自的特有碱基,DNA特有碱基为T,RNA特有碱基为U,利用放射性元素标记碱基T/U培养宿主细胞,使宿主细胞含有放射性同位素的碱基T/U,再用病毒侵染宿主细胞,看子代病毒是否含有碱基T/U,即可判断该病毒是DNA病毒还是RNA病毒。真题回访真题回访8.(2016全国卷)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)
