資源簡介

高考二輪專題綜合復(fù)習(xí)
第6講　遺傳的分子基礎(chǔ)
1.下列關(guān)于DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制的說法,正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。
(1)格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì)。 (　×　)
(2)R型菌與S型菌中控制有無莢膜性狀的基因的遺傳遵循分離定律。 (　×　)
(3)將加熱殺死的S型菌與R型活菌混合后注射給小鼠,從死亡小鼠體內(nèi)只能分離出S型菌。 (　×　)
(4)分別用含32P、35S及各種營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體,可得到被標(biāo)記的噬菌體。 (　×　)
(5)在噬菌體侵染細菌實驗的過程中,通過攪拌使噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分開。 (　×　)
(6)DNA分子中每個脫氧核糖都連接兩個磷酸,每個堿基都連接一個脫氧核糖。 (　×　)
(7)DNA復(fù)制合成的子代DNA一條鏈中嘌呤和嘧啶的數(shù)量相等。 (　×　)
[解析] (1)格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗只證明了S型細菌中含有“轉(zhuǎn)化因子”,不能證明DNA是遺傳物質(zhì)。
(2)R型菌和S型菌都是原核生物,其基因遺傳不遵循分離定律。
(3)加熱殺死的S型菌只能轉(zhuǎn)化一部分R型活菌,另一部分R型活菌在小鼠體內(nèi)也繁殖產(chǎn)生后代。
(4)噬菌體是病毒,必須寄生在細菌內(nèi)才能繁殖,在培養(yǎng)基上無法生存。
(5)在實驗中,攪拌的目的是使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離。
(6)DNA雙鏈的兩端各有一個脫氧核糖只連接一個磷酸。(7)DNA雙鏈中嘌呤和嘧啶的數(shù)量相等,但DNA單鏈中嘌呤和嘧啶的數(shù)量不一定相等。
2.下列關(guān)于基因表達的說法,正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。
(1)tRNA上的反密碼子是由mRNA轉(zhuǎn)錄而來的。(　×　)
(2)每種氨基酸都對應(yīng)多個密碼子,每個密碼子都決定一種氨基酸。 (　×　)
(3)白化病是酪氨酸酶活性降低造成的。 (　×　)
(4)存在于葉綠體和線粒體中的DNA能進行復(fù)制、轉(zhuǎn)錄,并翻譯出蛋白質(zhì)。 (　√　)
(5)某些性狀由多個基因共同決定,有的基因可能影響多個性狀。 (　√　)
(6)一個mRNA中含有多個密碼子,一個tRNA中只含有一個反密碼子。 (　√　)
(7)結(jié)合在同一條mRNA上的核糖體,最終合成的肽鏈在結(jié)構(gòu)上各不相同。 (　×　)
(8)mRNA的形成過程中發(fā)生了堿基間氫鍵的斷裂和形成。 (　√　)
(9)中心法則總結(jié)了遺傳信息的傳遞規(guī)律,病毒的增殖過程不遵循中心法則。 (　×　)
[解析] (1)細胞中的RNA均由DNA轉(zhuǎn)錄而來。
(2)有的氨基酸只對應(yīng)一個密碼子如甲硫氨酸,有的密碼子不決定氨基酸,如終止密碼子。
(3)白化病是因為控制酪氨酸酶合成的基因不正常,使得白化病患者體內(nèi)缺少酪氨酸酶。
(4)葉綠體和線粒體中的DNA能進行復(fù)制、轉(zhuǎn)錄并翻譯出蛋白質(zhì)。
(5)基因與性狀之間不是簡單的線性關(guān)系。
(6)一個mRNA中相鄰的3個堿基組成一個密碼子,一個mRNA中含有多個密碼子。一個tRNA中只有一端的3個相鄰堿基才稱為反密碼子,所以一個tRNA中只含有一個反密碼子。
(7)結(jié)合在同一條mRNA上的核糖體,翻譯形成的肽鏈氨基酸序列完全相同。
(8)mRNA是以DNA的一條鏈為模板合成的,因此在mRNA形成過程中DNA雙鏈存在解旋和恢復(fù)的過程,存在氫鍵的斷裂和形成。
(9)中心法則總結(jié)了遺傳信息的傳遞規(guī)律,病毒的增殖過程也是遺傳信息的傳遞和表達的過程,同樣遵循中心法則。
3.細讀教材,查缺補漏
(1)選用細菌或病毒作實驗材料研究遺傳物質(zhì)的優(yōu)點:成分和結(jié)構(gòu)簡單,繁殖速度快,容易分析結(jié)果。(教材必修2 P46思考與討論)
(2)DNA分子雜交技術(shù)可以用來比較不同種生物DNA分子的差異,不同種生物的DNA分子雜交形成雜合雙鏈區(qū)的部位越多,說明兩種生物的親緣關(guān)系越近。(教材必修2 P60思維拓展)
(3)DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。(教材必修2 P57)
(4)大腸桿菌細胞的擬核有一個DNA分子。(教材必修2 P55資料分析)
(5)DNA指紋技術(shù),需要用合適的酶將待檢測的樣品DNA切成片段,然后用電泳的方法將這些片段按大小分開。(教材必修2 P58科學(xué)·技術(shù)·社會)
(6)tRNA中的—OH部位是結(jié)合氨基酸的部位,與氨基酸—NH2中的H結(jié)合。(教材必修2 P66圖4-5)
(7)密碼的簡并在一定程度上可防止因堿基改變而導(dǎo)致的遺傳信息的改變。(教材必修2 P67拓展題)
(8)線粒體和葉綠體中的DNA,都能夠進行半自主自我復(fù)制,并通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成。(教材必修2 P70)
4.規(guī)范答題訓(xùn)練
(1)噬菌體侵染細菌的實驗中選擇35S和32P這兩種同位素分別對蛋白質(zhì)和DNA進行標(biāo)記的原因是　S僅存在于T2噬菌體的蛋白質(zhì)中,而P主要存在于其DNA中　。能否利用14C和15N同位素進行標(biāo)記 試說明理由:　不能。因為T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA中均含有C和N這兩種元素,這樣無法將DNA和蛋白質(zhì)區(qū)分開　。
(2)雖然艾弗里與赫爾希等人的實驗方法不同,但是實驗的設(shè)計思路卻有共同之處。他們最關(guān)鍵的實驗設(shè)計思路是什么 　設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開,單獨地、直接地去觀察DNA或蛋白質(zhì)的作用　。
(3)一個mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個核糖體,同時進行多條肽鏈的合成,其意義是　少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)　。
(4)豌豆的圓粒種子和皺粒種子的出現(xiàn)說明了基因控制性狀的方式之一是　基因通過控制酶的合成來控制代謝過程,進而控制生物體的性狀　。
考點一　基因的本質(zhì)
1.DNA是遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)
(1)感悟兩個經(jīng)典實驗的設(shè)計原則
①肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗中的相互對照
圖6-1
②噬菌體侵染細菌實驗中的相互對照
圖6-2
(2)“兩看”法分析噬菌體侵染細菌實驗中的放射性
圖6-3
2.歸納DNA分子結(jié)構(gòu)的“五、四、三、二、一”
圖6-4
[提醒] DNA單鏈上相鄰堿基通過“脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖”連接。
3.“六處思考”DNA的復(fù)制
圖6-5
(1)DNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因:DNA獨特的　雙螺旋結(jié)構(gòu)　為復(fù)制提供精確的模板;　堿基互補配對　能使復(fù)制準(zhǔn)確進行。
(2)在DNA復(fù)制過程中,也可能發(fā)生差錯,即堿基對的增添、缺失或替換——可能引起　基因突變　。
(3)真核生物DNA快速復(fù)制的原因:　多起點　分段復(fù)制、　雙向　復(fù)制。
考法一　考查遺傳物質(zhì)探索的經(jīng)典實驗及結(jié)論
1.下列有關(guān)探索DNA是主要遺傳物質(zhì)的實驗,敘述正確的是 (　D　)
A.加入S型菌DNA和R型活菌的培養(yǎng)基中,一段時間后只存在表面光滑的菌落
B.加熱殺死的S型菌不能導(dǎo)致小鼠死亡的原因是S型菌的DNA加熱后會失去活性
C.赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗說明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)
D.提取的煙草花葉病毒RNA可以使煙草感染病毒,證明RNA也是遺傳物質(zhì)
[解析] 加入S型菌DNA和R型活菌的培養(yǎng)基中,一段時間后同時存在表面光滑的菌落和表面粗糙的菌落,A錯誤;加熱殺死的S型菌不能導(dǎo)致小鼠死亡的原因是S型菌經(jīng)過加熱后喪失侵染能力,且S型菌的DNA并沒有因加熱而失去活性,B錯誤;赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗說明了DNA是遺傳物質(zhì),C錯誤;提取的煙草花葉病毒RNA可以使煙草感染病毒,證明RNA也是遺傳物質(zhì),D正確。
2.下列有關(guān)人類對遺傳物質(zhì)探索實驗的敘述,正確的是 (　B　)
A.給小鼠注射S型活細菌,S型菌利用小鼠細胞的核糖體合成自身的蛋白質(zhì)
B.肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗中,經(jīng)DNA酶處理的S型菌DNA不能使R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌
C. 32P標(biāo)記的噬菌體侵染細菌實驗中,細菌體內(nèi)含有32P標(biāo)記的噬菌體DNA,但不能產(chǎn)生不含32P的子代噬菌體
D. 35S標(biāo)記的噬菌體侵染細菌實驗中,細菌體內(nèi)不含有35S標(biāo)記的噬菌體蛋白質(zhì),但可產(chǎn)生含35S的子代噬菌體
[解析] S型菌屬于細菌,利用自身的核糖體合成自身的蛋白質(zhì),A錯誤;DNA酶能夠分解DNA,故肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗中,經(jīng) DNA 酶處理的 S 型菌DNA不能使 R型菌轉(zhuǎn)化成 S 型菌,B正確;32P 標(biāo)記的噬菌體侵染細菌實驗中,含有32P 標(biāo)記的噬菌體 DNA利用細菌體內(nèi)的原料,經(jīng)DNA半保留復(fù)制,能產(chǎn)生不含32P的子代噬菌體,C錯誤;35S標(biāo)記的噬菌體侵染細菌實驗中,35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)不能進入細菌體內(nèi),細菌體內(nèi)不含有35S標(biāo)記的噬菌體蛋白質(zhì),也不可產(chǎn)生含35S的子代噬菌體,D錯誤。
【易錯提醒】 經(jīng)典實驗的5個易錯點
(1)肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗僅證明S型菌含有能讓R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌的“轉(zhuǎn)化因子”,但不能證明這種“轉(zhuǎn)化因子”是何種物質(zhì)。
(2)由于噬菌體屬于病毒,無細胞結(jié)構(gòu),所以不能用含放射性物質(zhì)的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體。標(biāo)記噬菌體時,首先要標(biāo)記細菌,即用含放射性物質(zhì)的培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌,然后用噬菌體侵染被標(biāo)記的細菌,即可完成對噬菌體的標(biāo)記。
(3)噬菌體侵染細菌的實驗采取了放射性同位素標(biāo)記法,32P和35S分別標(biāo)記的是噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)。實驗結(jié)果中對于放射性的描述是“很高”或“很低”,而不是“有”或者“無”。
(4)用32P標(biāo)記噬菌體的DNA,噬菌體與大腸桿菌混合培養(yǎng),再經(jīng)攪拌、離心,放射性主要在沉淀物中,子代噬菌體部分含32P;而用35S標(biāo)記噬菌體蛋白質(zhì),噬菌體與大腸桿菌混合培養(yǎng),再經(jīng)攪拌、離心,放射性主要在上清液,子代噬菌體不含35S。
(5)RNA起遺傳作用僅適用于RNA病毒。因此針對“所有生物”時可描述為“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”。
考法二　考查DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制
3.真核生物的DNA分子中有多個復(fù)制起始位點,可以大大提高DNA復(fù)制速率。中科院李國紅團隊通過研究揭示了一種精細的DNA復(fù)制起始位點的識別調(diào)控機制,該成果入選“2020年度中國科學(xué)十大進展”。下列敘述錯誤的是 (　D　)
A.DNA復(fù)制起始位點是解旋酶與DNA的初始結(jié)合位點
B.DNA的兩條鏈在復(fù)制起始位點解旋后都可以作為復(fù)制模板
C.DNA復(fù)制時可能是從復(fù)制起始位點開始同時向兩個方向進行
D.可將外源的尿嘧啶類似物摻入新合成的DNA鏈中來鑒定復(fù)制起始位點
[解析] DNA復(fù)制起始位點是解旋酶與DNA的初始結(jié)合位點,使DNA解旋后并開始復(fù)制,A正確;DNA的兩條鏈在復(fù)制起始位點解旋后都可以作為復(fù)制模板,B正確;DNA兩條鏈反向平行,DNA復(fù)制時的多起點雙向復(fù)制可提高DNA分子的合成效率,C正確;DNA中不含尿嘧啶,故DNA復(fù)制過程中不會利用外源的尿嘧啶類似物,無法利用外源的尿嘧啶類似物來鑒定復(fù)制起始位點,D錯誤。
4.如圖6-6為大腸桿菌的擬核DNA復(fù)制圖,下列說法不正確的是 (　D　)
圖6-6
A.甲中DNA分子的堿基對總數(shù)大于其上所有基因的堿基對總數(shù)之和
B.甲是環(huán)狀DNA,沒有游離的磷酸基團
C.如果甲有1000個堿基,腺嘌呤脫氧核苷酸占全部堿基的35%,則從甲到乙共需消耗150個鳥嘌呤脫氧核苷酸
D.大腸桿菌中rRNA的合成與核仁密切相關(guān)
[解析] 基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段,故DNA分子的堿基對總數(shù)大于其上所有基因的堿基對總數(shù)之和,A正確;一條鏈狀DNA含有兩個游離的磷酸基團,環(huán)狀DNA中則不含游離的磷酸基因,B正確;該擬核DNA中含鳥嘌呤脫氧核苷酸1000×(50%-35%)=150(個),從甲到乙復(fù)制一次,消耗鳥嘌呤脫氧核苷酸個數(shù)為150,C正確;大腸桿菌是原核生物,無核仁,D錯誤。
考點二　基因的表達
1.轉(zhuǎn)錄與翻譯過程
(1)轉(zhuǎn)錄
圖6-7
(2)翻譯
圖6-8
2.基因表達?？嫉娜齻€關(guān)鍵點
(1)表達過程
圖6-9
①圖中a~f所示物質(zhì)或結(jié)構(gòu):
a.　mRNA　,b.　核糖體　,c.　多肽鏈　,d.　DNA　,e.　mRNA　,f.　RNA聚合酶　。
②圖　乙　(填“甲”或“乙”)表示原核生物進行的生理過程,原因是　圖乙所示轉(zhuǎn)錄、翻譯過程在同一地點,同時進行　。圖　甲　(填“甲”或“乙”)表示真核生物進行的生理過程,原因是　圖甲所示轉(zhuǎn)錄過程在細胞核發(fā)生,時間在前;翻譯過程在核糖體發(fā)生,時間在后　。
③兩圖中的一個mRNA可相繼結(jié)合　多個核糖體　,同時合成多條肽鏈,這樣少量的　mRNA　可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。
(2)堿基互補配對原則
①轉(zhuǎn)錄:DNA模板鏈與RNA之間,堿基配對類型有　3　種。
②翻譯:mRNA的密碼子與tRNA的反密碼子之間,堿基配對類型有　2　種。
(3)密碼子與反密碼子
①密碼子在　mRNA　上,反密碼子在　tRNA　上。
②密碼子有　64　種,　61　種決定氨基酸,另外　3　種是終止密碼子。
3.理解中心法則及補充
圖6-10
(1)圖中字母所表示的過程:a.　DNA復(fù)制　,b.　轉(zhuǎn)錄　,c.　翻譯　,d.　RNA復(fù)制　,e.　逆轉(zhuǎn)錄　。
(2)歸納識記中心法則與生物種類的關(guān)系(填圖6-10中字母)
①細胞生物(如動、植物):　a、b、c　。
②DNA病毒(如噬菌體):　a、b、c　。
③復(fù)制型RNA病毒(如煙草花葉病毒):　d、c　。
④逆轉(zhuǎn)錄病毒(如HIV):　e、a、b、c　。
4.基因控制性狀的途徑
途徑一:基因酶的合成代謝過程生物體的性狀。例如豌豆的圓粒與皺粒、白化病。
途徑二:基因蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)生物體的性狀。例如囊性纖維病、鐮刀型細胞貧血癥。
(1)基因與性狀之間并不是簡單的線性關(guān)系。有的性狀是由一對基因決定的,有的性狀是由多個基因共同決定的(如人的身高),有的基因可決定或影響多種性狀。
(2)性狀并非完全取決于基因:生物的性狀根本上由基因決定,同時還受環(huán)境條件的影響,因此性狀是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果,即表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境條件(如水毛茛在空氣和水中的葉形,前者為卵形,后者為羽狀)。
注:若最終合成的物質(zhì)并非是蛋白質(zhì)(如植物激素),則基因?qū)π誀畹目刂仆峭ㄟ^“控制酶的合成來控制代謝過程進而控制生物體的性狀”這一間接途徑實現(xiàn)的。
考法一　結(jié)合基因表達的過程考查密碼子和反密碼子
1.[2020·全國卷Ⅲ] 細胞內(nèi)有些tRNA分子的反密碼子中含有稀有堿基次黃嘌呤(I)。含有I的反密碼子在與mRNA 中的密碼子互補配對時,存在如圖6-11所示的配對方式(Gly表示甘氨酸)。下列說法錯誤的是 (　C　)
圖6-11
A.一種反密碼子可以識別不同的密碼子
B.密碼子與反密碼子的堿基之間通過氫鍵結(jié)合
C.tRNA分子由兩條鏈組成,mRNA分子由單鏈組成
D.mRNA中的堿基改變不一定造成所編碼氨基酸的改變
[解析] 分析題圖可知,次黃嘌呤(I)既可以與堿基U配對也可以與堿基A、C配對,故含有I的反密碼子可以識別不同的密碼子,A正確;密碼子與反密碼子都由三個堿基組成,密碼子與反密碼子可以堿基互補配對通過氫鍵結(jié)合,B正確;tRNA是呈三葉草形狀的單鏈RNA,有些區(qū)段會發(fā)生堿基互補配對,C錯誤;mRNA上有密碼子,密碼子具有簡并性,可能2個或多個密碼子編碼一種氨基酸,故mRNA中的堿基改變不一定造成所編碼氨基酸的改變,D正確。
2.某細胞中有關(guān)物質(zhì)合成如圖6-12所示,①~⑤表示生理過程,Ⅰ、Ⅱ表示結(jié)構(gòu)或物質(zhì)。據(jù)圖分析正確的是 (　C　)
圖6-12
A.圖示翻譯過程中核糖體從左到右讀取mRNA上的密碼子
B.物質(zhì)Ⅱ是DNA,含有兩個游離的磷酸基團
C.①④為不同生理過程,但其遺傳信息的傳遞遵循中心法則
D.③⑤為同一生理過程,所用密碼子的種類和數(shù)量一定相同
[解析] 根據(jù)核糖體上肽鏈的長短可知,圖示翻譯過程中核糖體從右到左讀取mRNA上的密碼子,A錯誤;物質(zhì)Ⅱ是環(huán)狀DNA,不含游離的磷酸基團,B錯誤;①為DNA的復(fù)制過程,④為轉(zhuǎn)錄過程,二者遺傳信息的傳遞都遵循中心法則,C正確;③⑤均為翻譯過程,由于兩過程中用于翻譯的模板不同,形成的蛋白質(zhì)不同,故所用密碼子的種類和數(shù)量可能不同,D錯誤。
【誤區(qū)清零】 (1)DNA存在的部位都可以發(fā)生復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的過程,如細胞核、葉綠體、線粒體、擬核等。
(2)轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物:除了mRNA外,還有tRNA和rRNA,但攜帶遺傳信息的只有mRNA。3種RNA分子都參與翻譯過程,但是作用不同。
(3)并非所有的密碼子都能決定氨基酸,3種終止密碼子不能決定氨基酸,也沒有與之對應(yīng)的tRNA。tRNA上有很多個堿基,并非只有3個,只是構(gòu)成反密碼子的堿基是3個,一個tRNA上只有一個反密碼子。
(4)密碼子具有簡并性,一方面有利于提高翻譯速度;另一方面可增強容錯性,減少蛋白質(zhì)或性狀差錯。
(5)哺乳動物成熟紅細胞中無細胞核和細胞器,不能進行DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯。
考法二　以模式圖形式考查基因表達的過程
3.原核生物和真核生物在基因表達方面既有區(qū)別又有聯(lián)系,圖甲和圖乙為兩類不同生物細胞內(nèi)基因表達的示意圖。下列說法正確的是 (　D　)
圖6-13
A.圖甲的轉(zhuǎn)錄需要 RNA 聚合酶,圖乙的轉(zhuǎn)錄不需要
B.圖乙的翻譯需要 tRNA 參與,圖甲的翻譯不需要
C.細菌、藍藻和酵母菌只進行圖甲所示的基因表達過程
D.圖乙三個核糖體上最終合成的肽鏈氨基酸序列相同
[解析] 轉(zhuǎn)錄都需要RNA聚合酶催化,A錯誤;tRNA可轉(zhuǎn)運氨基酸,翻譯都需要tRNA參與,B錯誤;圖甲所示基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯在同一空間內(nèi)同時發(fā)生,為原核細胞中發(fā)生的基因表達過程,故藍藻和細菌只進行圖甲所示的基因表達過程,但酵母菌為真核生物,主要進行如圖乙所示的基因表達過程,C錯誤;圖乙中翻譯這些肽鏈的模板(mRNA)相同,故最終3個核糖體上合成的肽鏈氨基酸序列相同,D正確。
4.圖6-14為某生物細胞中基因R表達過程示意圖,下列相關(guān)敘述正確的是 (　A　)
圖6-14
A.圖中核糖體的移動方向為從左至右
B.產(chǎn)生c的過程需要核糖體與基因的起始密碼子結(jié)合
C.a與R的一條鏈堿基排列順序相同
D.物質(zhì)c最后一定會被分泌到細胞外
[解析] a和b都表示mRNA,是翻譯的模板,c表示翻譯形成的多肽鏈,根據(jù)肽鏈的長度可知核糖體在mRNA上從左向右移動,A正確;產(chǎn)生c的過程需要核糖體與mRNA上的起始密碼子結(jié)合,B錯誤;a為mRNA,R為DNA片段,兩者的堿基種類不完全相同,C錯誤;物質(zhì)c可能存在于細胞內(nèi),也可能分泌到細胞外,D錯誤。
考法三　中心法則及基因控制性狀的途徑
5.如圖6-15為人體內(nèi)基因?qū)π誀畹目刂七^程,據(jù)圖分析正確的是 (　D　)
圖6-15
A.人體成熟的紅細胞中只進行①②過程,而不進行③④過程
B.X1與X2的區(qū)別主要是脫氧核苷酸排列順序的不同
C.人體衰老引起白發(fā)的原因是③④過程不能完成
D.題圖反映了基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及酶的合成來控制生物的性狀
[解析] 分析圖示可知,①③為轉(zhuǎn)錄過程,②④為翻譯過程,X1和X2為轉(zhuǎn)錄形成的mRNA。人體成熟紅細胞沒有細胞核和細胞器,①②③④過程均不能進行,A錯誤;X1與X2為轉(zhuǎn)錄形成的mRNA,mRNA的組成單位是核糖核苷酸,故X1與X2的區(qū)別主要是核糖核苷酸排列順序的不同,B錯誤;人體衰老引起白發(fā)的原因是酪氨酸酶活性降低,不是不能合成酪氨酸酶,C錯誤;圖示反映了基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及酶的合成來控制生物的性狀,D正確。
6.圖6-16表示完整的中心法則,圖中的a、b、c、d、e表示幾種生命活動過程,據(jù)圖并結(jié)合所學(xué)知識回答下列問題:
圖6-16
(1)在人體的效應(yīng) T 細胞中,能發(fā)生的過程有　b、c　(填圖中字母)。
(2)基因突變常常發(fā)生于　a　(填圖中字母)過程。
(3)d 過程是以　四種脫氧核苷酸　為原料、在　逆轉(zhuǎn)錄　酶的催化下完成的。
(4)某基因發(fā)生突變后控制合成的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能并沒有改變。由此推測:該基因突變最可能是由該基因的堿基對的　替換　(填“缺失”“增添”或“替換”)引起的。
[解析] (1)在人體的效應(yīng) T 細胞中,只能發(fā)生轉(zhuǎn)錄和翻譯,所以能發(fā)生的過程是b、c。(2)基因突變常常發(fā)生在DNA復(fù)制過程中,對應(yīng)字母a。(3)d過程表示逆轉(zhuǎn)錄,是以RNA為模板,合成DNA的過程,因此原料是四種脫氧核苷酸,需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化。(4)基因突變后控制合成的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能并沒有改變,即突變后對應(yīng)的氨基酸序列與突變前一致,因此該基因突變最可能是堿基對的替換引起的。
考法四　細胞分裂、分化與基因表達的關(guān)系
7.下列與基因和基因的表達相關(guān)的敘述,錯誤的是 (　B　)
A.細胞進行有絲分裂時,子細胞的基因結(jié)構(gòu)與基因數(shù)目都可能發(fā)生變化
B.人的神經(jīng)細胞不能進行基因表達,但骨髓中的造血干細胞可以
C.隱性基因在雜合子個體的一些細胞中也可能正常表達
D.即使基因的堿基序列不發(fā)生改變,生物體的性狀也可能發(fā)生變化
[解析] 細胞進行有絲分裂過程中可能會發(fā)生基因突變和染色體變異,基因突變會引起基因結(jié)構(gòu)改變,染色體變異會引起基因數(shù)目的變化,故子細胞的基因結(jié)構(gòu)與基因數(shù)目都可能發(fā)生變化,A正確;神經(jīng)細胞中也含有細胞核和核糖體,可以進行基因的表達,B錯誤;隱性基因在雜合子個體的一些細胞(如生殖細胞)中也可能正常表達,C正確;表現(xiàn)型是基因型與環(huán)境條件共同作用的結(jié)果,因此即使基因的堿基序列不發(fā)生改變,生物體的性狀也可能發(fā)生變化,D正確。
8.研究發(fā)現(xiàn)不同基因在同一細胞中的表達效率不同,圖6-17是某細胞內(nèi)基因 A 和基因 B的表達情況,據(jù)圖分析下列敘述正確的是 (　B　)
圖6-17
A.基因A與基因B一定都以DNA鏈D為模板完成①過程
B.該細胞中基因A的過程①和②效率均高于基因B
C.基因A在所有的活細胞內(nèi)均能表達,基因B只在某些特定的細胞內(nèi)表達
D.基因A、基因B、mRNA A、mRNA B均可攜帶遺傳信息,結(jié)構(gòu)E則不能
[解析] 轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程,所以基因A和基因B不一定都是以D鏈作為模板,
也可能是以C鏈為模板,A錯誤;基因A通過①轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生5條mRNA,基因B通過①轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生1條mRNA,根據(jù)翻譯結(jié)果可知基因A的表達效率高于基因B,B正確;由圖并不能得出基因A可以在所有活細胞中表達,基因B只在特定細胞中表達,只能說基因A和基因B的表達有差異,C錯誤;結(jié)構(gòu)E是DNA上沒有遺傳效應(yīng)的DNA片段,但結(jié)構(gòu)E也是DNA片段,因此也攜帶了遺傳信息,D錯誤。
【歸納提升】 (1)細胞分裂、分化與DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的關(guān)系
①分裂的細胞能進行DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯。
②細胞分化過程及分化成熟的細胞只能進行轉(zhuǎn)錄和翻譯,不進行DNA復(fù)制。
(2)同一個體不同體細胞中核DNA、mRNA與蛋白質(zhì)的關(guān)系
①核DNA相同。不同體細胞都是由受精卵分裂分化形成的,故核DNA相同。
②由于基因的選擇性表達,不同細胞含有的mRNA和蛋白質(zhì)不完全相同。
1.[2021·廣東卷] DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的提出是二十世紀(jì)自然科學(xué)的偉大成就之一。下列研究成果中,為該模型構(gòu)建提供主要依據(jù)的是 (　B　)
①赫爾希和蔡斯證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗
②富蘭克林等拍攝的DNA分子X射線衍射圖譜
③查哥夫發(fā)現(xiàn)的DNA中嘌呤含量與嘧啶含量相等
④沃森和克里克提出的DNA半保留復(fù)制機制
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
[解析] 沃森和克里克通過富蘭克林等拍攝的DNA分子X射線衍射圖譜,推知DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu),然后他們又根據(jù)查哥夫發(fā)現(xiàn)的DNA中嘌呤含量與嘧啶含量相等的信息,推知DNA分子中腺嘌呤與胸腺嘧啶配對、胞嘧啶與鳥嘌呤配對,最終他們提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。綜上所述,B項正確。
2.[2021·全國乙卷] 在格里菲思所做的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中,無毒性的R型活細菌與被加熱殺死的S型細菌混合后注射到小鼠體內(nèi),從小鼠體內(nèi)分離出了有毒性的S型活細菌。某同學(xué)根據(jù)上述實驗,結(jié)合現(xiàn)有生物學(xué)知識所做的下列推測中,不合理的是 (　D　)
A.與R型菌相比,S型菌的毒性可能與莢膜多糖有關(guān)
B.S型菌的DNA能夠進入R型菌細胞指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成
C.加熱殺死S型菌使其蛋白質(zhì)功能喪失而DNA功能可能不受影響
D.將S型菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后與R型菌混合,可以得到S型菌
[解析] DNA分子會被DNA酶水解,故將S型菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后與R型菌混合,不能得到S型菌,D錯誤。3.[2020·全國卷Ⅲ] 關(guān)于真核生物的遺傳信息及其傳遞的敘述,錯誤的是 (　B　)
A.遺傳信息可以從DNA流向RNA,也可以從RNA流向蛋白質(zhì)
B.細胞中以DNA的一條單鏈為模板轉(zhuǎn)錄出的RNA均可編碼多肽
C.細胞中DNA分子的堿基總數(shù)與所有基因的堿基數(shù)之和不相等
D.染色體DNA分子中的一條單鏈可以轉(zhuǎn)錄出不同的RNA分子
[解析] 本題考查真核生物遺傳信息的傳遞。由中心法則可知,在正常真核生物細胞內(nèi)發(fā)生的信息傳遞是,A正確;細胞中以DNA的一條單鏈為模板可轉(zhuǎn)錄出mRNA、tRNA和rRNA三種RNA,只有mRNA可編碼多肽,B錯誤;真核細胞中具有遺傳效應(yīng)的DNA片段是基因,DNA分子中有些片段是基因,有些片段不是基因,故DNA分子的堿基總數(shù)大于所有基因堿基數(shù)之和,C正確;一個DNA分子上含有多個基因,因此一個DNA分子的一條單鏈可以轉(zhuǎn)錄出不同的RNA分子,D正確。
4.[2021·全國甲卷] 用一段由放射性同位素標(biāo)記的DNA片段可以確定基因在染色體上的位置。某研究人員使用放射性同位素 32P標(biāo)記的脫氧腺苷三磷酸(dATP,dA-Pα~Pβ~Pγ)等材料制備了DNA片段甲(單鏈),對W基因在染色體上的位置進行了研究,實驗流程的示意圖如下。
圖6-18
回答下列問題:
(1)該研究人員在制備32P標(biāo)記的DNA片段甲時,所用dATP的α位磷酸基團中的磷必須是32P,原因是　dATP分別脫掉γ、β位上的磷酸基團后,成為構(gòu)成DNA分子的基本單位(原料)　。
(2)該研究人員以細胞為材料制備了染色體樣品,在混合操作之前去除了樣品中的RNA分子,去除RNA分子的目的是　防止RNA與DNA片段甲堿基互補配對,影響基因在染色體上的定位(實驗結(jié)果)　。
(3)為了使片段甲能夠通過堿基互補配對與染色體樣品中的W基因結(jié)合,需要通過某種處理使樣品中的染色體DNA 　解螺旋為單鏈　。
(4)該研究人員在完成上述實驗的基礎(chǔ)上,又對動物細胞內(nèi)某基因的mRNA進行了檢測,在實驗過程中用某種酶去除了樣品中的DNA,這種酶是　DNA(水解)酶　。
[解析] (1)構(gòu)成DNA的基本單位為脫氧核糖核苷酸,脫氧腺苷三磷酸(dATP,dA—Pα~Pβ~Pγ)脫去γ、β位的磷酸基團后形成脫氧核糖核苷酸,故只有標(biāo)記了α位磷酸基團,最終才能標(biāo)記上DNA,因此所用dATP的α位磷酸基團中的磷必須是32P。(2)本實驗的目的是通過用一段由放射性同位素標(biāo)記的DNA片段與細胞中的DNA片段堿基互補配對,來確定基因在染色體上的位置,在混合操作之前應(yīng)去除樣品中的RNA分子,如果不去除RNA,則放射性同位素標(biāo)記的DNA片段甲有可能與RNA分子雜交,會影響實驗結(jié)果。(3)為了使片段甲能夠通過堿基互補配對與染色體樣品中的W基因結(jié)合,需要通過解螺旋處理使樣品中的染色體DNA雙鏈打開,形成單鏈DNA。(4)若在實驗過程中用某種酶去除樣品中的DNA,選用的酶是DNA(水解)酶,酶具有專一性,DNA(水解)酶能將DNA水解。
1.沃森和克里克構(gòu)建了著名的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。下列有關(guān)敘述錯誤的是 (　D　)
A.沃森和克里克構(gòu)建的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型屬于物理模型
B.DNA分子中的磷酸與脫氧核糖交替連接, 排列在外側(cè), 形成基本骨架
C.環(huán)狀質(zhì)粒DNA分子中, 每條鏈上的脫氧核糖均與兩個磷酸基團相連
D.人體內(nèi)控制β-珠蛋白的基因由1700個堿基對組成,其堿基對可能的排列方式有41700種
[解析] DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型屬于物理模型,A正確;DNA分子中磷酸與脫氧核糖交替連接排列在DNA分子的外側(cè), 形成基本骨架,B正確;環(huán)狀質(zhì)粒DNA分子中,每條鏈上的脫氧核糖均與兩個磷酸基團相連,C正確;β-珠蛋白基因中堿基對的排列順序是特定的,D錯誤。
2.TATA盒是構(gòu)成真核生物啟動子的元件之一,位于轉(zhuǎn)錄起始點上游,其序列格式為TATAWAW(W代表A或T)。RNA聚合酶與TATA盒牢固結(jié)合之后才能開始轉(zhuǎn)錄。下列相關(guān)敘述錯誤的是 (　B　)
A.TATA盒是一段DNA序列,RNA聚合酶可識別這一序列
B.TATA盒中含有該基因轉(zhuǎn)錄形成mRNA的起始密碼子對應(yīng)序列
C.TATA盒與RNA聚合酶結(jié)合后的轉(zhuǎn)錄過程存在氫鍵的斷裂與形成
D.可通過誘導(dǎo)某基因的TATA盒缺失來調(diào)控基因的選擇性表達
[解析] 據(jù)題意可知,TATA盒是一段DNA序列,RNA聚合酶可識別這一序列,A正確;TATA盒位于轉(zhuǎn)錄起始點上游,不含有起始密碼子對應(yīng)序列,B錯誤;轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程,該過程中有氫鍵的斷裂又有氫鍵的形成,C正確;根據(jù)題干信息“RNA聚合酶與TATA盒牢固結(jié)合之后才能開始轉(zhuǎn)錄”可推知,該研究為人們主動“關(guān)閉“某個異?；蛱峁┝怂悸?即可通過誘導(dǎo)某基因的TATA盒缺失來調(diào)控基因的選擇性表達,D正確。
3.諾貝爾化學(xué)獎(1980年)得主沃特·吉爾伯特(Walter Gilbert)提出了著名的“RNA世界假說”:最早出現(xiàn)的生物大分子很可能是RNA,它兼具了DNA和蛋白質(zhì)的功能,不但可以像DNA一樣儲存遺傳信息,而且可以像蛋白質(zhì)一樣催化反應(yīng),DNA和蛋白質(zhì)則是進化的產(chǎn)物。下列事實不支持該假說的是 (　A　)
A.細胞中合成蛋白質(zhì)所需要的RNA由DNA轉(zhuǎn)錄而來
B.在一定的條件下,HIV以RNA為模板形成DNA
C.細胞以RNA作為引物才能使染色體的端粒DNA延長
D.細胞中某些RNA在自我剪接過程中具有催化功能
[解析] RNA是在RNA聚合酶的催化下以DNA的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄形成的,該事實不支持題述假說,A符合題意。
4.豌豆的圓粒和皺粒是一對相對性狀,皺粒豌豆的產(chǎn)生是由于在圓粒豌豆的DNA中插入了一段外來DNA序列,打亂了編碼淀粉分支酶的基因,導(dǎo)致淀粉分支酶不能合成。下列相關(guān)敘述錯誤的是 (　C　)
A.豌豆的圓粒基因和皺粒基因在遺傳時遵循分離定律
B.皺粒豌豆的產(chǎn)生不屬于基因重組和染色體結(jié)構(gòu)變異
C.插入的一段外來DNA序列會導(dǎo)致豌豆的基因數(shù)目增加
D.豌豆的圓粒和皺粒性狀能說明“基因—酶—性狀”的關(guān)系
[解析] 豌豆的圓粒和皺粒是一對相對性狀,控制相對性狀的基因為等位基因,等位基因在遺傳時遵循分離定律,A正確;插入的外來DNA序列使淀粉分支酶基因的堿基序列發(fā)生了改變,從一定程度上使基因的結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變,由于該變異發(fā)生于基因的內(nèi)部,因此該變異屬于基因突變,不屬于基因重組和染色體結(jié)構(gòu)變異,B正確;插入的一段外來DNA序列只是導(dǎo)致豌豆的圓?；蛲蛔?yōu)榘櫫；?即發(fā)生基因突變,但不會改變豌豆的基因數(shù)目,C錯誤;皺粒豌豆的產(chǎn)生是由于在圓粒豌豆的DNA中插入了一段外來DNA序列,打亂了編碼淀粉分支酶的基因,導(dǎo)致淀粉分支酶不能合成,說明基因能夠通過控制酶的合成,進而間接控制生物體的性狀,D正確。
5.如圖表示新型冠狀病毒(一種RNA病毒)的增殖和表達過程,回答下列問題:
(1)新型冠狀病毒的增殖需要在　活細胞　中進行。當(dāng)新型冠狀病毒侵入人體細胞時,與其增殖有關(guān)的酶有　RNA復(fù)制酶、ATP水解酶等　(至少答出兩種)。
(2)新型冠狀病毒的抗原刺激人體免疫系統(tǒng),可以引起T細胞增殖分化為　效應(yīng)T細胞和記憶細胞　。
(3)刺突蛋白和膜蛋白是新型冠狀病毒表面的兩種蛋白質(zhì),其中刺突蛋白是新型冠狀病毒的主要抗原,其氨基酸序列的變異頻率非常高,導(dǎo)致現(xiàn)在流行的病毒毒株可能不同。目前進行的疫苗預(yù)防接種可能會降低效果,原因是　新型冠狀病毒是RNA病毒,容易發(fā)生變異,導(dǎo)致病毒的刺突蛋白變異頻率增大　。
(4)若某人已被確診為新型冠狀病毒感染者,請舉例說明該感染者應(yīng)采取的具體應(yīng)對措施?！嵤└綦x,避免病毒傳播;遵照醫(yī)囑,積極進行治療　。
[解析] (1)新型冠狀病毒的增殖需要在活細胞中進行。由圖示可知,新型冠狀病毒侵入人體細胞時,病毒的RNA需要復(fù)制和翻譯等過程,此過程需要消耗能量,因此需要RNA復(fù)制酶、ATP水解酶等參與。(2)新型冠狀病毒的抗原刺激人體免疫系統(tǒng),可以引起T細胞增殖分化為效應(yīng)T細胞和記憶細胞。(3)由于新型冠狀病毒是RNA病毒,容易發(fā)生變異,導(dǎo)致病毒的刺突蛋白變異頻率增大,因此接種新冠疫苗后可能會降低效果。(4)對新型冠狀病毒感染者應(yīng)采取的具體應(yīng)對措施:實施隔離,避免病毒傳播;遵照醫(yī)囑,積極進行治療等。

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