专题06 遗传的分子基础-2014年高考生物考纲解读及热点难点试题演练 Word版含解析

1.人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)。
2.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)。
3.基因的概念(Ⅱ)。
4.DNA分子的复制(Ⅱ)。
5.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)。
6.基因与性状的关系(Ⅱ)。
一、生物的遗传物质
1．肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的实验设计思路及结论
肺炎双球菌离体转化实验 噬菌体侵染细菌实验
思路相同 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
处理方式的区别 直接分离：分离S型细菌的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和蛋白质的特征元素(32P和35S)
实验结论 ①DNA是遗传物质②其他物质不是遗传物质 DNA是遗传物质
2.实验设计的原则
(1)肺炎双球菌转化实验中的相互对照
S型细菌＋R型细菌
(2)噬菌体侵染细菌实验中的自身对照
噬菌体 侵染细菌后离心
上清液 沉淀物
被35S标记了蛋白质 放射性很高 放射性很低
被32P标记了DNA 放射性很低 放射性很高
二、DNA结构与复制相关的计算问题
(1)单、双链过渡公式：
(A＋T)双%＝(A＋T)α%＝(A＋T)β%＝(A＋U)RNA%
(G＋C)双%＝(G＋C)α%＝(G＋C)β%＝(G＋C)RNA%
(2)若在DNA一条链中＝a，则在互补链中＝，而在整个DNA分子中＝1。
(3)已知DNA分子中某碱基数为m，则复制n次需游离的此碱基数＝m·(2n－1)，第n次复制需游离的此碱基数＝2n－1·m。
(4)亲代一个DNA用放射性同位素标记，然后在不含放射性的培养基上培养，复制n次后标记DNA占总DNA分子数＝＝，含标记元素的DNA链占总DNA链的比例＝＝。
【特别提醒】注意有丝分裂、减数分裂中放射性问题，尤其是具体分裂时期的细胞与染色体或DNA放射性问题。
三、遗传信息的传递和表达
1．观察中心法则的表达式并填充相关问题。
中心法则体现了DNA的两大基本功能：
(1)信息传递功能：Ⅰ过程体现了DNA传递遗传信息的功能，它是通过DNA复制完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。
(2)信息表达功能：Ⅱ、Ⅲ过程共同体现了DNA表达遗传信息的功能，它是通过转录和翻译完成的。
2．写出下表中各类生物遗传信息的传递过程
生物种类 遗传信息的传递过程
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，如艾滋病病毒
细胞生物
3.基因表达与个体发育之间的关系
(1)基因的选择性表达：从分子水平看，个体发育的根本原因是基因选择性表达的结果；基因控制生物性状是通过控制蛋白质合成来实现的。
(2)基因控制性状的两种典型方式
①直接途径：基因蛋白质结构细胞结构生物性状(如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因)。
②间接途径：基因酶或激素细胞代谢生物性状(如白化病、豌豆的粒形)。
(3)基因与性状间的关系
基因与性状并非简单的一一对应关系，可存在如下情况：
①一个基因一种或多种性状。
②多个基因一种性状。
③基因之间可相互作用、相互影响，从而改变生物性状，如蚕茧的黄色(A)对白色(a)是显性，与蚕茧颜色有关的基因还有B、b，且只有基因型为A_bb时，才表现黄色。
④基因表达受环境影响，即表现型＝基因型＋环境条件，如相同基因型的水毛茛水中与水上叶片形状不同。
考点1、探究生物的遗传物质
【例1】如图是赫尔希和蔡斯研究遗传物质实验中的物质示意图及实验过程图，请回答下列问题。
(1)图三中用35S标记噬菌体蛋白质外壳，标记元素所在部位是图二中的________。如果用32P标记噬菌体的DNA，标记元素所在部位是图一中的________。
(2)赫尔希和蔡斯选用噬菌体作为实验材料，其原因之一是____________________________________。
(3)实验中采用搅拌和离心等手段，目的是___________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)仅有图三的实验过程，________(能或不能)说明蛋白质不是遗传物质，原因是________________________________________________________________________。
【变式探究】肺炎双球菌有许多类型，有荚膜的S菌有毒性，能引起人患肺炎或引起小鼠患败血症死亡，无荚膜的R菌无毒性。如图为所做的细菌转化实验。下列相关说法错误的是(　　)。
A．C组为空白对照，实验结果为小鼠不死亡
B．能导致小鼠患败血症死亡的有A、D两组
C．E组实验表明，加S菌的蛋白质后试管中长出的还是无毒性的R菌
D．D组产生的有毒性的肺炎双球菌不能将该性状遗传给后代
【例2】如图为细胞内某基因(15N标记)结构示意图，A占全部碱基的20%。下列说法错误的是(　　)。
A．维持该基因结构稳定的主要化学键有磷酸二酯键和氢键
B．在无变异条件下，该基因的碱基的比值为
C．限制性核酸内切酶作用于①部位，DNA解旋酶作用于②部位
D．将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的脱氧核苷酸链占
【例3】 洋葱根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中完成一个细胞周期，然后转入不含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养第二代，如图所示：
则经过两代培养后获得的子细胞内DNA分子的标记情况不可能为(只考虑其中一对染色体上的DNA分子)(　　)。
【变式探究】将14NDNA(轻)、15NDNA(重)以及14N、15NDNA(中)分别离心处理，其结果如图所示。现将15NDNA转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)后，将所得DNA采用同样的方法进行离心处理，则结果可能是下图(　　)。
【例4】 下图表示某基因选择性表达的过程，请据图回答问题。
(1)过程①以________为原料，催化该过程的酶是________。
(2)过程②除了图中已表示出的条件外，还需要________________等(写出两项)。一个mRNA上结合多个核糖体的好处是________。
(3)科研人员发现有些功能蛋白A的分子量变小了，经测序表明这些分子前端氨基酸序列是正确的，但从某个谷氨酸开始，以后的所有氨基酸序列全部丢失，因此推测转录该功能蛋白A基因的模板链上相应位置的碱基发生的变化是________。(已知谷氨酸密码子：GAA、GAG，终止密码子：UAA、UAG、UGA)
(4)题图表明，靶基因正常表达的机理是__________________________________________。
【解析】读懂图中的信息是解题的关键。图中的①代表的是转录，②代表的是翻译(一个mRNA上结合
【变式探究】下图为翻译过程中搬运原料的工具tRNA，其反密码子的读取方向为“3′端―→5′端”，其他数字表示核苷酸的位置。下表为四种氨基酸对应的全部密码子。相关叙述正确的是(　　)。
密码子 UGG GGU、GGA GGG、GGC ACU、ACA ACG、ACC CCU、CCA CCG、CCC
氨基酸 色氨酸 甘氨酸 苏氨酸 脯氨酸
A.转录过程中也需要搬运原料的工具
B．该tRNA中含有氢键，由两条链构成
C．该tRNA在翻译过程中可搬运苏氨酸
D．氨基酸与反密码子都是一一对应的
【答案】C
【变式探究】如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．过程①②③表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状
C．图中①过程需RNA聚合酶的催化，②过程需tRNA的协助
D．④⑤过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同
难点1、探究DNA分子复制
【例1】 (1)蚕豆根尖细胞(2N＝12)在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是(　　)。
A.每条染色体的两条单体都被标记
B.每条染色体中都只有一条单体被标记
C.只有半数的染色体中一条单体被标记
D.每条染色体的两条单体都不被标记
【探究1】根据题意，如果让其在不含放射性标记的培养基中继续分裂至后期，则其染色体的放射性标记分布情况应该是怎样的？其产生的子细胞中，含3H标记的染色体条数为多少？
(2)假定某高等生物体细胞的染色体数是10条，其中染色体中的DNA用3H—胸腺嘧啶标记，将该体细胞放入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
(3)将某一用3H充分标记的染色体数目为2N的雄性动物精巢细胞，放置于不含3H的培养基中培养，该细胞经过连续分裂后形成四个大小相等的子细胞。下列有关说法正确的是(　　)。
A.若子细胞中染色体数目为N，则其中含3H的染色体数目为
B.若子细胞中染色体数目为2N，则其中含3H的染色体数目为N
C.若子细胞中所有染色体都含有3H，则细胞分裂过程中会发生基因重组
D.若子细胞中有的染色体不含3H，是因为同源染色体彼此分离
(4)果蝇的体细胞含有8条染色体。现有一个果蝇体细胞，它的每条染色体的DNA双链都被32P标记。如果把该细胞放在不含32P的培养基中培养，使其连续分裂，那么将会在第几次细胞分裂中出现每个细胞的中期和后期分别有8条、16条被标记的染色体(　　)。　　　　　　　　　　　　　　
A.第1次 B．第2次 C．第3次 D．第4次
【探究2】若发现某细胞中有2条染色体含32P，则该细胞至少为第几次分裂所产生的？
个DNA分子，用竖线表示。
第二步：画出放在不含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中经过一次有丝分裂后的子细胞染色体图，
1．同源染色体上的DNA分子之间最可能相同的是(　　)。
A．碱基对的排列顺序 B．磷酸二酯键的数目
C．脱氧核苷酸的种类 D.的比值
2．下图甲是肺炎双球菌的体内转化实验，图乙是噬菌体侵染细菌的实验。关于这两个实验的分析正确的是(　　)。
A．甲图中将R型活菌和S型死菌的混合物注射到小鼠体内，R型细菌向S型细菌发生了转化，转化的原理是基因重组
B．乙图中搅拌的目的是提供给大肠杆菌更多的氧气，离心的目的是促进大肠杆菌和噬菌体分离
C．用32P、35S标记的噬菌体，分别侵染未标记的细菌，离心后放射性分别主要在上清液、沉淀物中
D．若用无放射性标记的噬菌体，侵染体内含35S标记的细菌，离心后放射性主要分布在上清液中
3．下图为DNA分子结构示意图，对该图的描述正确的是(　　)。
A．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架
B．④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸
C．当DNA复制时，⑨的形成需要DNA连接酶
D．DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息
4．下列关于遗传的物质基础的叙述，正确的是(　　)。
A．一般情况下，同一生物个体的不同细胞DNA分子数均相同
B．具有A个碱基对、m个腺嘌呤的DNA分子片段，完成n次复制共需要(A－m)(2n－1)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
C．在一个细胞的分化过程中，核DNA的数量会发生变化
D．含2对同源染色体的精原细胞(DNA均被15N标记)，在供给14N的环境中进行一次减数分裂，产生的4个精子中含14N的精子所占的比例为50%
5．双脱氧核苷酸常用于DNA测序。其结构与脱氧核苷酸相似，能参与DNA的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA合成时，在DNA聚合酶的作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的序列为GTACTACATGCTACGTAG的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸。则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有(　　)。
A．6种 B．5种
C．4种 D．3种
6．下图为RNA的形成过程示意图，有关叙述错误的是(　　)。
A．c是游离的核糖核苷酸
B．a是编码链，b是模板链
C．图中RNA聚合酶的移动方向是从左向右
D．转录完成后解开的双螺旋不再重新形成
解析　转录完成后，解开的双螺旋应重新复原。
答案　D
7．在某反应体系中，用固定序列的核苷酸聚合物(mRNA)进行多肽的合成，实验的情况及结果如下表：
实验序号 重复的mRNA序列 生成的多肽中含有的氨基酸种类
实验一 (UUC)n，即UUCUUC…… 丝氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸
实验二 (UUAC)n，即UUACUUAC…… 亮氨酸、苏氨酸、酪氨酸
请根据表中的两个实验结果，判断下列说法不正确的是(　　)。
A．上述反应体系中应加入细胞提取液，但必须除去其中的DNA和mRNA
B．实验一和实验二的密码子可能有：UUC、UCU、CUU和UUA、UAC、ACU、CUU
C．通过实验二的结果推测：mRNA中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸
D．通过实验一和实验二的结果，能够推测出UUC为亮氨酸的密码子
8．如图为神经递质合成酶基因复制、表达的有关过程。下列相关分析中错误的是(　　)。
A．①过程需要模板、原料、酶和能量四个条件
B．若要提取该基因的mRNA，则可以选择口腔上皮细胞作实验材料
C．图中①②③过程一定发生碱基互补配对
D．镰刀型细胞贫血症体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
9．测定某mRNA分子中尿嘧啶占26%，腺嘌呤占18%，以这个mRNA反转录合成的DNA分子中，鸟嘌呤和胸腺嘧啶的比例分别是(　　)。
A．18%、26% B．28%、22%
C．26%、18% D．44%、8%
(1)细胞中过程②发生的主要场所是________。
(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%，则与α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③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②、③而不能发生过程①的细胞是________。
(5)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②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________________________________。