資源簡介

專題五 遺傳的分子基礎(chǔ)
知識默寫（分考點(diǎn)）
專題講解（分考點(diǎn)））
鞏固練習(xí)
一、知識默寫
【遺傳物質(zhì)本質(zhì)探索】
1、遺傳物質(zhì)的特點(diǎn)：遺傳物質(zhì)必須穩(wěn)定，要能儲存大量的遺傳信息，可以準(zhǔn)確地復(fù)制拷貝，傳遞給下一代等。
2、在噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中選擇35S和32P這兩種同位素分別對蛋白質(zhì)和DNA標(biāo)記而不用14C和3H同位素標(biāo)記的原因是S僅存在于T2噬菌體的蛋白質(zhì)中，而P幾乎都存在于DNA分子中。而14C和18O同位素標(biāo)記是不可行的，因?yàn)門2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分子中都含有這兩種元素。
S型細(xì)菌：一種肺炎雙球菌，菌體有多糖莢膜，在培養(yǎng)基上形成的菌落表面光滑，叫做S型細(xì)菌。
3、R型細(xì)菌：一種肺炎雙球菌,菌體沒有多糖莢膜，在培養(yǎng)基上形成的菌落表面粗糙，叫做R型細(xì)菌。
4、艾弗里和赫爾希等人證明DNA是遺傳物質(zhì)實(shí)驗(yàn)的共同思路是把DNA與蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)地、直接地觀察它們各自的作用。
5、選用細(xì)菌或病毒作為實(shí)驗(yàn)材料研究遺傳物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)：成分和結(jié)構(gòu)簡單，繁殖速度快，容易分析結(jié)果。
6、肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是基因重組。
【DNA的復(fù)制和結(jié)構(gòu)】
1、①DNA分子是以脫氧核苷酸為單位連接而成的長鏈,這4種脫氧核苷酸分別含有A、T、C、G四種堿基。
②脫氧核糖和磷酸交替排列在螺旋外部,構(gòu)成基本骨架，堿基排列在螺旋內(nèi)部。
③腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶（T）的量;鳥嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶（C）的量。
④DNA中,A與T，G與C配對。堿基之間的這種一一對應(yīng)的關(guān)系叫做堿基互補(bǔ)配對原則。
2、堿基千變?nèi)f化的排列順序使DNA儲存了大量的遺傳信息。
3、堿基排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性，而堿基特定的排列順序，又構(gòu)成了每一個DNA分子的特異性。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)。
4、DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制，半保留復(fù)制。
【基因的表達(dá)】
1、基因的本質(zhì)是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。
2、中心法則的內(nèi)容體現(xiàn)了DNA的兩大基本功能：(1)通過DNA復(fù)制完成了對遺傳信息的傳遞功能；(2)通過轉(zhuǎn)錄和翻譯完成了對遺傳信息的表達(dá)功能。
3、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯都需要模板、能量、酶和原料等條件，除此之外，翻譯還需要運(yùn)輸工具tRNA。
4、一種氨基酸可對應(yīng)多種密碼子，可由多種tRNA來運(yùn)輸，但一種密碼子只對應(yīng)一種氨基酸，一種tRNA只能運(yùn)輸一種氨基酸。
5、轉(zhuǎn)錄是指主要在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程。
6、密碼的簡并對生物體的生存發(fā)展意義：在一定程度上能防止由堿基改變而導(dǎo)致的遺傳信息的改變。
7、某些RNA病毒里的RNA復(fù)制酶能對RNA進(jìn)行復(fù)制；某些致癌的RNA病毒中含有逆轉(zhuǎn)錄酶，它能以RNA為模板合成DNA 。
二、專題講解
（一）遺傳物質(zhì)本質(zhì)的探索
1、“遺傳物質(zhì)”探索的四種方法
2、噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)、肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的綜合考查
高考中常將實(shí)驗(yàn)過程分析、實(shí)驗(yàn)設(shè)計思路以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果這些考查點(diǎn)綜合在一起來考查,通過比較可更好地理解、記憶這些考查點(diǎn)。
3、兩個經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中的對照原則
(1)肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中的相互對照
(2)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中的相互對照
4、噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的誤差分析
(1)32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌
(2)35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌
思考題
1．在噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中，攪拌和離心的目的分別是？
攪拌的目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體及其蛋白質(zhì)外殼與細(xì)菌脫離；離心的目的是讓上清液中析出重量較輕的T2噬菌體顆粒，沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。
2、若某研究小組計劃利用放射性同位素標(biāo)記法探究新冠肺炎病毒(2019 nCoV)的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA，請簡述該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計思路：
用含同位素標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸為原料分別培養(yǎng)活細(xì)胞，再用上述標(biāo)記的兩種細(xì)胞培養(yǎng)該病毒，一段時間后分別檢測子代病毒中是否出現(xiàn)放射性
二、遺傳信息的傳遞與表達(dá)
1．掌握DNA的結(jié)構(gòu)
(1)理清DNA結(jié)構(gòu)的兩種關(guān)系和兩種化學(xué)鍵
(2)雙鏈DNA的堿基之間的關(guān)系
①雙鏈DNA分子中常用公式：A＝T、C＝G、A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G。
②“單鏈中互補(bǔ)堿基和”占該鏈堿基數(shù)比例＝“雙鏈中互補(bǔ)堿基和”占雙鏈總堿基數(shù)比例。
③某單鏈不互補(bǔ)堿基之和的比值與其互補(bǔ)鏈的該比值互為倒數(shù)。
2．DNA分子復(fù)制(以真核細(xì)胞為例)
3、轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程
轉(zhuǎn)錄:DNA→RNA
翻譯:mRNA→蛋白質(zhì)
①模型一
②模型二
特別提醒：
①原核細(xì)胞中邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯，真核細(xì)胞中核基因的表達(dá)先在細(xì)胞核中轉(zhuǎn)錄，后在細(xì)胞質(zhì)中完成翻譯過程。
②多聚核糖體現(xiàn)象：真、原核細(xì)胞中都存在，可同時合成多條多肽鏈，但不能縮短每條肽鏈的合成時間。
③起點(diǎn)問題：在一個細(xì)胞周期中，DNA復(fù)制一次，每個復(fù)制起點(diǎn)只起始一次；而在一個細(xì)胞周期中，基因可多次轉(zhuǎn)錄，因此轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)可多次起始。
④翻譯過程中mRNA并不移動，而是核糖體沿著mRNA移動，進(jìn)而依次讀取密碼子，最終因?yàn)槟０錷RNA相同，合成的多個多肽的氨基酸序列完全相同。
4、DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯
(1)轉(zhuǎn)錄和翻譯過程的要點(diǎn)解讀
轉(zhuǎn)錄:①一個DNA分子中有許多個基因,轉(zhuǎn)錄是以基因?yàn)閱挝贿M(jìn)行的,每個基因可分別轉(zhuǎn)錄成一條mRNA,由于基因的選擇性表達(dá),一個DNA分子中某個基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄時,其他基因可能轉(zhuǎn)錄也可能不轉(zhuǎn)錄,它們之間互不影響。
②轉(zhuǎn)錄的起點(diǎn)和終點(diǎn)分別是DNA分子上基因首端的啟動子和尾端的終止子,其中啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位。
③真核生物的DNA轉(zhuǎn)錄形成的mRNA需要在細(xì)胞核加工處理成為成熟的mRNA后才能作為翻譯的模板。
④轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物不只是mRNA,tRNA、rRNA也是轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物。
翻譯:①放大圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別為tRNA、核糖體、mRNA、多肽鏈。
②一個核糖體與mRNA的結(jié)合部位形成2個tRNA結(jié)合位點(diǎn),與起始密碼子對應(yīng)的tRNA只會占據(jù)1個結(jié)合位點(diǎn),其他的都會先后結(jié)合2個結(jié)合位點(diǎn)。
③翻譯起點(diǎn):起始密碼子決定的是甲硫氨酸或纈氨酸。
④翻譯終點(diǎn):識別到終止密碼子(不決定氨基酸)翻譯停止。
⑤翻譯進(jìn)程:核糖體沿著mRNA移動,mRNA不移動。
⑥一個核糖體與mRNA的結(jié)合部位形成2個tRNA結(jié)合位點(diǎn)
(2)mRNA與核糖體數(shù)量、翻譯速度的關(guān)系
①數(shù)量關(guān)系:一個mRNA可同時結(jié)合多個核糖體,形成多聚核糖體。
②意義:少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。
③方向:從左向右(如圖中所示),判斷依據(jù)是多肽鏈的長短,長的肽鏈翻譯在前,短的肽鏈翻譯在后。
④結(jié)果:合成的僅是多肽鏈,要形成蛋白質(zhì)往往還需要運(yùn)送至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結(jié)構(gòu)中進(jìn)一步加工。
⑤圖示中4個核糖體最終合成的4條多肽鏈相同,因?yàn)槟０錷RNA相同。原核生物的轉(zhuǎn)錄、翻譯同時同地進(jìn)行,邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯;真核生物的轉(zhuǎn)錄主要在細(xì)胞核,翻譯主要在細(xì)胞質(zhì)中,核基因先轉(zhuǎn)錄后翻譯。
5、中心法則與遺傳信息的傳遞類型
6、基因與性狀的關(guān)系
(1)基因控制性狀的途徑
(1)細(xì)胞分化過程及分化成熟的細(xì)胞只能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯,不進(jìn)行DNA復(fù)制。
(2)若最終合成的物質(zhì)并非蛋白質(zhì)(如植物激素),則基因?qū)ζ淇刂仆峭ㄟ^“控制酶的合成來控制代謝過程,進(jìn)而控制生物性狀”這一間接途徑實(shí)現(xiàn)的。
(2)基因與性狀的對應(yīng)關(guān)系
三、鞏固練習(xí)
1、在格里菲思所做的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,無毒性的R型活細(xì)菌與被加熱殺死的S型細(xì)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(xì)菌。某同學(xué)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),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 ( )
A.與R型細(xì)菌相比,S型細(xì)菌的毒性可能與莢膜多糖有關(guān)
B.S型細(xì)菌的DNA能夠進(jìn)入R型細(xì)菌細(xì)胞指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成
C.加熱殺死S型細(xì)菌使其蛋白質(zhì)功能喪失而DNA功能可能不受影響
D.將S型細(xì)菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后與R型細(xì)菌混合,可以得到S型細(xì)菌
答案：D
解析此題解題的切入點(diǎn)是格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。結(jié)合現(xiàn)有生物學(xué)知識分析格里菲思實(shí)驗(yàn)。R型細(xì)菌的菌體沒有多糖類的莢膜,在培養(yǎng)基上形成的菌落表面粗糙,是無毒性的;S型細(xì)菌的菌體有多糖類的莢膜,在培養(yǎng)基上形成的菌落表面光滑,可以使人患肺炎或使小鼠患敗血癥,是有毒性的,A項正確;無毒性的R型活細(xì)菌與被加熱殺死的S型細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi),從小鼠體內(nèi)可以分離出有毒性的S型活細(xì)菌,是因?yàn)楦邷夭]有影響S型細(xì)菌DNA的功能,被加熱殺死的S型細(xì)菌的遺傳物質(zhì)DNA進(jìn)入了R型活細(xì)菌體內(nèi)并指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,進(jìn)而從小鼠體內(nèi)可以分離出有毒性的S型活細(xì)菌,B、C兩項正確;DNA酶可以水解S型細(xì)菌的DNA使其失去功能,因此將S型細(xì)菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后與R型細(xì)菌混合,無法得到S型細(xì)菌,D項錯誤。
2、為研究R型肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化為S型肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì),進(jìn)行了肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),其基本過程如圖所示:
下列敘述正確的是(　　)
A.甲組培養(yǎng)皿中只有S型菌落,推測加熱不會破壞轉(zhuǎn)化物質(zhì)的活性
B.乙組培養(yǎng)皿中有R型及S型菌落,推測轉(zhuǎn)化物質(zhì)是蛋白質(zhì)
C.丙組培養(yǎng)皿中只有R型菌落,推測轉(zhuǎn)化物質(zhì)是DNA
D.該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明肺炎鏈球菌的主要遺傳物質(zhì)是DNA
答案 C
解析將S型菌的提取物加熱后添加到含R型菌的培養(yǎng)液中,會使部分R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化,因此甲組培養(yǎng)皿中應(yīng)有R型菌和S型菌,A項錯誤;乙組提取物中加蛋白酶后將提取物中的蛋白質(zhì)分解,乙組培養(yǎng)皿中有S型菌落,則可推測轉(zhuǎn)化物質(zhì)不是蛋白質(zhì),B項錯誤;丙組S型菌的提取物中加DNA酶將DNA分解,不能獲得S型菌落,可推測轉(zhuǎn)化物質(zhì)是DNA,C項正確;該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)是DNA,D項錯誤。
3、赫爾希和蔡斯利用同位素標(biāo)記法,完成了著名的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。下圖為已標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌的具體過程,細(xì)菌為未標(biāo)記細(xì)菌,則有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的描述錯誤的是(　　)
A.該實(shí)驗(yàn)設(shè)計思路是設(shè)法將DNA和蛋白質(zhì)分開,研究各自的效應(yīng)
B.對于35S標(biāo)記組,若在A時刻攪拌離心,不會導(dǎo)致上清液放射性升高
C.C時刻合成噬菌體DNA所需的模板、原料和能量都來自細(xì)菌
D.E時刻釋放出的噬菌體,其外殼不帶放射性
答案 C　
解析 噬菌體在宿主細(xì)胞內(nèi)合成DNA所需的模板來自噬菌體自身,C項錯誤
4、S型肺炎雙球菌的某種“轉(zhuǎn)化因子”可使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。研究“轉(zhuǎn)化因子”化學(xué)本質(zhì)的部分實(shí)驗(yàn)流程如圖所示。
下列敘述正確的是(　　)
A.步驟①中,酶處理時間不宜過長,以免底物完全水解
B.步驟②中,甲或乙的加入量不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果
C.步驟④中,固體培養(yǎng)基比液體培養(yǎng)基更有利于細(xì)菌轉(zhuǎn)化
D.步驟⑤中,通過涂布分離后觀察菌落或鑒定細(xì)胞形態(tài)得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果
答案 D　
解析 步驟①中,酶處理時間要足夠長,以使底物完全水解,A項錯誤;步驟②中,甲或乙的加入量屬于無關(guān)變量,應(yīng)相同,否則會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,B項錯誤;步驟④中,液體培養(yǎng)基比固體培養(yǎng)基更有利于細(xì)菌轉(zhuǎn)化,C項錯誤;S型細(xì)菌有莢膜,菌落光滑,R型細(xì)菌無莢膜,菌落粗糙,步驟⑤中,通過涂布分離后觀察菌落或鑒定細(xì)胞形態(tài),判斷是否出現(xiàn)S型細(xì)菌,D項正確。
5、DNA甲基化是指DNA中的某些堿基被添加甲基基團(tuán)，此種變化可影響基因的表達(dá)，對細(xì)胞分化具有調(diào)控作用。基因啟動子區(qū)域被甲基化后，會抑制該基因的轉(zhuǎn)錄，如圖所示。研究發(fā)現(xiàn)，多種類型的癌細(xì)胞中發(fā)生了抑癌基因的過量甲基化。下列敘述錯誤的是(　　)
A．細(xì)胞的內(nèi)外環(huán)境因素均可引起DNA的甲基化
B．甲基化的啟動子區(qū)更易暴露轉(zhuǎn)錄模板鏈的堿基序列
C．抑癌基因過量甲基化后會導(dǎo)致細(xì)胞不正常增殖
D．某些DNA甲基化抑制劑可作為抗癌藥物研發(fā)的候選對象
答案 B
DNA甲基化是指DNA中的某些堿基被添加甲基基團(tuán)，細(xì)胞的內(nèi)外環(huán)境因素均可引起DNA的甲基化，從而影響基因的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)控細(xì)胞分化，A正確；從圖中可以看出，基因包括啟動子、轉(zhuǎn)錄區(qū)域、終止子等部分，啟動子和轉(zhuǎn)錄區(qū)域?yàn)榛蛑胁煌膮^(qū)段，基因啟動子區(qū)域被甲基化后，會抑制該基因的轉(zhuǎn)錄，因此甲基化的啟動子區(qū)不利于暴露轉(zhuǎn)錄模板鏈的堿基序列，B錯誤；抑癌基因主要是阻止細(xì)胞不正常的增殖，抑癌基因過量甲基化后，抑癌基因不能正常表達(dá)，會導(dǎo)致細(xì)胞不正常增殖，C正確；某些DNA甲基化抑制劑，可以抑制抑癌基因過量甲基化，阻止細(xì)胞癌變，可作為抗癌藥物研發(fā)的候選對象，D正確。
6、某細(xì)胞中有關(guān)物質(zhì)合成如圖，①～⑥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(　　)
A．圖中③過程核糖體在mRNA上由左向右移動
B．物質(zhì)Ⅱ上也具有基因，此處基因的傳遞遵循孟德爾定律
C．用某藥物抑制②過程，該細(xì)胞的有氧呼吸可能受影響
D．③⑤為同一生理過程，所用密碼子的種類和數(shù)量相同
答案C　
根據(jù)多肽鏈的長度可知，圖中③過程核糖體在mRNA上由右向左移動，A錯誤；孟德爾遺傳定律適用于真核生物有性生殖的細(xì)胞核遺傳，物質(zhì)Ⅱ?yàn)榫€粒體DNA，其上也具有基因，但此處基因的傳遞不遵循孟德爾定律，B錯誤；用某藥物抑制②過程，則會導(dǎo)致前體蛋白不能合成，影響線粒體中基因的表達(dá)，進(jìn)而可能會影響該細(xì)胞的有氧呼吸過程，C正確；③⑤都是翻譯過程，但兩者所用密碼子的種類和數(shù)量不一定相同，D錯誤。
7、根據(jù)遺傳物質(zhì)的化學(xué)組成,可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種類型。有些病毒對人類健康會造成很大危害。通常,一種新病毒出現(xiàn)后需要確定該病毒的類型。
假設(shè)在宿主細(xì)胞內(nèi)不發(fā)生堿基之間的相互轉(zhuǎn)換,請利用放射性同位素標(biāo)記的方法,以體外培養(yǎng)的宿主細(xì)胞等為材料,設(shè)計實(shí)驗(yàn)以確定一種新病毒的類型。簡要寫出(1)實(shí)驗(yàn)思路,(2)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論即可。(要求:實(shí)驗(yàn)包含可相互印證的甲、乙兩個組)
答案(1)思路
甲組:將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記尿嘧啶的培養(yǎng)基中,之后接種新病毒。培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。
乙組:將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中,之后接種新病毒。培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。
(2)結(jié)果及結(jié)論
若甲組收集的病毒有放射性,乙組無,即為RNA病毒;反之為DNA病毒。
解析此題解題的切入點(diǎn)是DNA與RNA的區(qū)別。DNA與RNA在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別體現(xiàn)在堿基的種類、五碳糖的種類以及空間結(jié)構(gòu)的不同。本題應(yīng)通過測定新病毒所含堿基的種類確定其類型。DNA特有的堿基為胸腺嘧啶,RNA特有的堿基為尿嘧啶,故應(yīng)分別用含有放射性標(biāo)記尿嘧啶和胸腺嘧啶的培養(yǎng)基培養(yǎng)宿主細(xì)胞,之后接種新病毒,培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。根據(jù)收集到的病毒的放射性可知其所含堿基的種類(T或U),進(jìn)而判斷出其類型。
8、某種抗生素可以阻止tRNA與mRNA結(jié)合,從而抑制細(xì)菌生長。據(jù)此判斷,這種抗生素可直接影響細(xì)菌的
(　　)
A.多糖合成 B.RNA合成 C.DNA復(fù)制 D.蛋白質(zhì)合成
答案 D
解析翻譯過程需要經(jīng)過tRNA與mRNA結(jié)合,故該抗生素可能通過作用于翻譯過程影響蛋白質(zhì)合成。
9、人或動物PrP基因編碼一種蛋白(PrPC),該蛋白無致病性。PrPC的空間結(jié)構(gòu)改變后成為PrPSC(朊粒),就具有了致病性。PrPSC可以誘導(dǎo)更多的PrPC轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPSC,實(shí)現(xiàn)朊粒的增殖,可以引起瘋牛病。據(jù)此判斷,下列敘述正確的是(　　)
A.朊粒侵入機(jī)體后可整合到宿主的基因組中
B.朊粒的增殖方式與肺炎鏈球菌的增殖方式相同
C.蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的改變可以使其功能發(fā)生變化
D.PrPC轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPSC的過程屬于遺傳信息的翻譯過程
答案 C
解析朊粒的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì),與DNA的結(jié)構(gòu)差異很大,侵入機(jī)體后不會整合到宿主的基因組中,A項錯誤;朊粒的形成是通過改變蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的,而肺炎鏈球菌的增殖方式為二分裂,B項錯誤;由題意可知,PrPC的空間結(jié)構(gòu)改變后由無致病性變?yōu)橛兄虏⌒?說明蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的改變可以使其功能發(fā)生改變,C項正確;PrPC轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPSC的過程是蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)改變的過程,不屬于遺傳信息的翻譯過程,D項錯誤。
10、下列關(guān)于蛋白質(zhì)生物合成的敘述,正確的是(　　)
A.一種tRNA可以攜帶多種氨基酸
B.DNA聚合酶是在細(xì)胞核內(nèi)合成的
C.反密碼子是位于mRNA上相鄰的3個堿基
D.線粒體中的DNA能控制某些蛋白質(zhì)的合成
答案 D
解析一種tRNA只能攜帶一種氨基酸,A項錯誤;DNA聚合酶是在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上合成的,B項錯誤;反密碼子位于tRNA上,C項錯誤;線粒體中的DNA能控制某些蛋白質(zhì)的合成,D項正確。專題五 遺傳的分子基礎(chǔ)
知識默寫（分考點(diǎn)）
專題講解（分考點(diǎn)））
鞏固練習(xí)
一、知識默寫
【遺傳物質(zhì)本質(zhì)探索】
1、遺傳物質(zhì)的特點(diǎn)：遺傳物質(zhì)必須穩(wěn)定，要能儲存 ，可以準(zhǔn)確地 ，傳遞給下一代等。
2、在噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中選擇35S和32P這兩種同位素分別對 標(biāo)記而不用14C和3H同位素標(biāo)記的原因是
S型細(xì)菌：一種肺炎雙球菌，菌體有 ，在培養(yǎng)基上形成的菌落表面 ，叫做S型細(xì)菌。
3、R型細(xì)菌：一種肺炎雙球菌,菌體沒有 ，在培養(yǎng)基上形成的菌落表面 ，叫做R型細(xì)菌。
4、艾弗里和赫爾希等人證明DNA是遺傳物質(zhì)實(shí)驗(yàn)的共同思路是
5、選用細(xì)菌或病毒作為實(shí)驗(yàn)材料研究遺傳物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)：
6、肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是 。
【DNA的復(fù)制和結(jié)構(gòu)】
1、①DNA分子是以 為單位連接而成的長鏈,這4種脫氧核苷酸分別含有 四種堿基。
② 在螺旋外部,構(gòu)成基本骨架， 排列在螺旋內(nèi)部。
③腺嘌呤(A)的量總是等于 的量;鳥嘌呤(G)的量總是等于 的量。
④DNA中, 配對。堿基之間的這種一一對應(yīng)的關(guān)系叫做堿基互補(bǔ)配對原則。
2、 使DNA儲存了大量的遺傳信息。
3、堿基排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的 ，而堿基特定的排列順序，又構(gòu)成了每一個DNA分子的 。DNA分子的 是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。
4、DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)是 。
【基因的表達(dá)】
1、基因的本質(zhì)是 。
2、中心法則的內(nèi)容體現(xiàn)了DNA的兩大基本功能：(1)通過DNA復(fù)制完成了對 功能；(2)通過轉(zhuǎn)錄和翻譯完成了對 功能。
3、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯都需要 等條件，除此之外，翻譯還需要運(yùn)輸工具 。
4、一種氨基酸可對應(yīng) 密碼子，可由 來運(yùn)輸，但一種密碼子只對應(yīng) 氨基酸，一種tRNA 氨基酸。
5、轉(zhuǎn)錄是指
6、密碼的簡并對生物體的生存發(fā)展意義：
7、某些RNA病毒里的 酶能對RNA進(jìn)行復(fù)制；某些致癌的RNA病毒中含有 酶，它能以RNA為模板合成DNA 。
二、專題講解
（一）遺傳物質(zhì)本質(zhì)的探索
1、“遺傳物質(zhì)”探索的四種方法
2、噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)、肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的綜合考查
高考中常將實(shí)驗(yàn)過程分析、實(shí)驗(yàn)設(shè)計思路以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果這些考查點(diǎn)綜合在一起來考查,通過比較可更好地理解、記憶這些考查點(diǎn)。
3、兩個經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中的對照原則
(1)肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中的相互對照
(2)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中的相互對照
4、噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的誤差分析
(1)32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌
(2)35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌
思考題
1．在噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中，攪拌和離心的目的分別是？
2、若某研究小組計劃利用放射性同位素標(biāo)記法探究新冠肺炎病毒(2019 nCoV)的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA，請簡述該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計思路：
二、遺傳信息的傳遞與表達(dá)
1．掌握DNA的結(jié)構(gòu)
(1)理清DNA結(jié)構(gòu)的兩種關(guān)系和兩種化學(xué)鍵
(2)雙鏈DNA的堿基之間的關(guān)系
①雙鏈DNA分子中常用公式：A＝T、C＝G、A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G。
②“單鏈中互補(bǔ)堿基和”占該鏈堿基數(shù)比例＝“雙鏈中互補(bǔ)堿基和”占雙鏈總堿基數(shù)比例。
③某單鏈不互補(bǔ)堿基之和的比值與其互補(bǔ)鏈的該比值互為倒數(shù)。
2．DNA分子復(fù)制(以真核細(xì)胞為例)
3、轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程
轉(zhuǎn)錄:DNA→RNA
翻譯:mRNA→蛋白質(zhì)
①模型一
②模型二
特別提醒：
①原核細(xì)胞中邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯，真核細(xì)胞中核基因的表達(dá)先在細(xì)胞核中轉(zhuǎn)錄，后在細(xì)胞質(zhì)中完成翻譯過程。
②多聚核糖體現(xiàn)象：真、原核細(xì)胞中都存在，可同時合成多條多肽鏈，但不能縮短每條肽鏈的合成時間。
③起點(diǎn)問題：在一個細(xì)胞周期中，DNA復(fù)制一次，每個復(fù)制起點(diǎn)只起始一次；而在一個細(xì)胞周期中，基因可多次轉(zhuǎn)錄，因此轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)可多次起始。
④翻譯過程中mRNA并不移動，而是核糖體沿著mRNA移動，進(jìn)而依次讀取密碼子，最終因?yàn)槟０錷RNA相同，合成的多個多肽的氨基酸序列完全相同。
4、DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯
(1)轉(zhuǎn)錄和翻譯過程的要點(diǎn)解讀
轉(zhuǎn)錄:①一個DNA分子中有許多個基因,轉(zhuǎn)錄是以基因?yàn)閱挝贿M(jìn)行的,每個基因可分別轉(zhuǎn)錄成一條mRNA,由于基因的選擇性表達(dá),一個DNA分子中某個基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄時,其他基因可能轉(zhuǎn)錄也可能不轉(zhuǎn)錄,它們之間互不影響。
②轉(zhuǎn)錄的起點(diǎn)和終點(diǎn)分別是DNA分子上基因首端的啟動子和尾端的終止子,其中啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位。
③真核生物的DNA轉(zhuǎn)錄形成的mRNA需要在細(xì)胞核加工處理成為成熟的mRNA后才能作為翻譯的模板。
④轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物不只是mRNA,tRNA、rRNA也是轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物。
翻譯:①放大圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別為tRNA、核糖體、mRNA、多肽鏈。
②一個核糖體與mRNA的結(jié)合部位形成2個tRNA結(jié)合位點(diǎn),與起始密碼子對應(yīng)的tRNA只會占據(jù)1個結(jié)合位點(diǎn),其他的都會先后結(jié)合2個結(jié)合位點(diǎn)。
③翻譯起點(diǎn):起始密碼子決定的是甲硫氨酸或纈氨酸。
④翻譯終點(diǎn):識別到終止密碼子(不決定氨基酸)翻譯停止。
⑤翻譯進(jìn)程:核糖體沿著mRNA移動,mRNA不移動。
⑥一個核糖體與mRNA的結(jié)合部位形成2個tRNA結(jié)合位點(diǎn)
(2)mRNA與核糖體數(shù)量、翻譯速度的關(guān)系
①數(shù)量關(guān)系:一個mRNA可同時結(jié)合多個核糖體,形成多聚核糖體。
②意義:少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。
③方向:從左向右(如圖中所示),判斷依據(jù)是多肽鏈的長短,長的肽鏈翻譯在前,短的肽鏈翻譯在后。
④結(jié)果:合成的僅是多肽鏈,要形成蛋白質(zhì)往往還需要運(yùn)送至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結(jié)構(gòu)中進(jìn)一步加工。
⑤圖示中4個核糖體最終合成的4條多肽鏈相同,因?yàn)槟０錷RNA相同。原核生物的轉(zhuǎn)錄、翻譯同時同地進(jìn)行,邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯;真核生物的轉(zhuǎn)錄主要在細(xì)胞核,翻譯主要在細(xì)胞質(zhì)中,核基因先轉(zhuǎn)錄后翻譯。
5、中心法則與遺傳信息的傳遞類型
6、基因與性狀的關(guān)系
(1)基因控制性狀的途徑
(1)細(xì)胞分化過程及分化成熟的細(xì)胞只能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯,不進(jìn)行DNA復(fù)制。
(2)若最終合成的物質(zhì)并非蛋白質(zhì)(如植物激素),則基因?qū)ζ淇刂仆峭ㄟ^“控制酶的合成來控制代謝過程,進(jìn)而控制生物性狀”這一間接途徑實(shí)現(xiàn)的。
(2)基因與性狀的對應(yīng)關(guān)系
三、鞏固練習(xí)
1、在格里菲思所做的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,無毒性的R型活細(xì)菌與被加熱殺死的S型細(xì)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(xì)菌。某同學(xué)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),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 ( )
A.與R型細(xì)菌相比,S型細(xì)菌的毒性可能與莢膜多糖有關(guān)
B.S型細(xì)菌的DNA能夠進(jìn)入R型細(xì)菌細(xì)胞指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成
C.加熱殺死S型細(xì)菌使其蛋白質(zhì)功能喪失而DNA功能可能不受影響
D.將S型細(xì)菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后與R型細(xì)菌混合,可以得到S型細(xì)菌
2、為研究R型肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化為S型肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì),進(jìn)行了肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),其基本過程如圖所示:
下列敘述正確的是(　　)
A.甲組培養(yǎng)皿中只有S型菌落,推測加熱不會破壞轉(zhuǎn)化物質(zhì)的活性
B.乙組培養(yǎng)皿中有R型及S型菌落,推測轉(zhuǎn)化物質(zhì)是蛋白質(zhì)
C.丙組培養(yǎng)皿中只有R型菌落,推測轉(zhuǎn)化物質(zhì)是DNA
D.該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明肺炎鏈球菌的主要遺傳物質(zhì)是DNA
3、赫爾希和蔡斯利用同位素標(biāo)記法,完成了著名的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。下圖為已標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌的具體過程,細(xì)菌為未標(biāo)記細(xì)菌,則有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的描述錯誤的是(　　)
A.該實(shí)驗(yàn)設(shè)計思路是設(shè)法將DNA和蛋白質(zhì)分開,研究各自的效應(yīng)
B.對于35S標(biāo)記組,若在A時刻攪拌離心,不會導(dǎo)致上清液放射性升高
C.C時刻合成噬菌體DNA所需的模板、原料和能量都來自細(xì)菌
D.E時刻釋放出的噬菌體,其外殼不帶放射性
4、S型肺炎雙球菌的某種“轉(zhuǎn)化因子”可使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。研究“轉(zhuǎn)化因子”化學(xué)本質(zhì)的部分實(shí)驗(yàn)流程如圖所示。
下列敘述正確的是(　　)
A.步驟①中,酶處理時間不宜過長,以免底物完全水解
B.步驟②中,甲或乙的加入量不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果
C.步驟④中,固體培養(yǎng)基比液體培養(yǎng)基更有利于細(xì)菌轉(zhuǎn)化
D.步驟⑤中,通過涂布分離后觀察菌落或鑒定細(xì)胞形態(tài)得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5、DNA甲基化是指DNA中的某些堿基被添加甲基基團(tuán)，此種變化可影響基因的表達(dá)，對細(xì)胞分化具有調(diào)控作用。基因啟動子區(qū)域被甲基化后，會抑制該基因的轉(zhuǎn)錄，如圖所示。研究發(fā)現(xiàn)，多種類型的癌細(xì)胞中發(fā)生了抑癌基因的過量甲基化。下列敘述錯誤的是(　　)
A．細(xì)胞的內(nèi)外環(huán)境因素均可引起DNA的甲基化
B．甲基化的啟動子區(qū)更易暴露轉(zhuǎn)錄模板鏈的堿基序列
C．抑癌基因過量甲基化后會導(dǎo)致細(xì)胞不正常增殖
D．某些DNA甲基化抑制劑可作為抗癌藥物研發(fā)的候選對象
6、某細(xì)胞中有關(guān)物質(zhì)合成如圖，①～⑥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(　　)
A．圖中③過程核糖體在mRNA上由左向右移動
B．物質(zhì)Ⅱ上也具有基因，此處基因的傳遞遵循孟德爾定律
C．用某藥物抑制②過程，該細(xì)胞的有氧呼吸可能受影響
D．③⑤為同一生理過程，所用密碼子的種類和數(shù)量相同
7、根據(jù)遺傳物質(zhì)的化學(xué)組成,可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種類型。有些病毒對人類健康會造成很大危害。通常,一種新病毒出現(xiàn)后需要確定該病毒的類型。
假設(shè)在宿主細(xì)胞內(nèi)不發(fā)生堿基之間的相互轉(zhuǎn)換,請利用放射性同位素標(biāo)記的方法,以體外培養(yǎng)的宿主細(xì)胞等為材料,設(shè)計實(shí)驗(yàn)以確定一種新病毒的類型。簡要寫出(1)實(shí)驗(yàn)思路,(2)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論即可。(要求:實(shí)驗(yàn)包含可相互印證的甲、乙兩個組)
8、某種抗生素可以阻止tRNA與mRNA結(jié)合,從而抑制細(xì)菌生長。據(jù)此判斷,這種抗生素可直接影響細(xì)菌的
(　　)
A.多糖合成 B.RNA合成 C.DNA復(fù)制 D.蛋白質(zhì)合成
9、人或動物PrP基因編碼一種蛋白(PrPC),該蛋白無致病性。PrPC的空間結(jié)構(gòu)改變后成為PrPSC(朊粒),就具有了致病性。PrPSC可以誘導(dǎo)更多的PrPC轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPSC,實(shí)現(xiàn)朊粒的增殖,可以引起瘋牛病。據(jù)此判斷,下列敘述正確的是(　　)
A.朊粒侵入機(jī)體后可整合到宿主的基因組中
B.朊粒的增殖方式與肺炎鏈球菌的增殖方式相同
C.蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的改變可以使其功能發(fā)生變化
D.PrPC轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPSC的過程屬于遺傳信息的翻譯過程
10、下列關(guān)于蛋白質(zhì)生物合成的敘述,正確的是(　　)
A.一種tRNA可以攜帶多種氨基酸
B.DNA聚合酶是在細(xì)胞核內(nèi)合成的
C.反密碼子是位于mRNA上相鄰的3個堿基
D.線粒體中的DNA能控制某些蛋白質(zhì)的合成

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