高考二轮复习专题突破：6-1 基因的本质和表达(课件共48张PPT)

(共48张PPT)
6-1 基因的本质和表达
高考二轮复习专题突破
1.格里菲思的体内转化实验
2.艾弗里的肺炎链球菌转化实验
3.T2噬菌体侵染细菌的实验
(1)标记T2噬菌体
(2)侵染大肠杆菌
(3)噬菌体侵染细菌实验的误差分析
①32P噬菌体侵染大肠杆菌
②35S噬菌体侵染大肠杆菌
4.“遗传物质”探索的三种方法
5.DNA的结构
(1)结构图解
(2)特点
①DNA单链上相邻脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接。
②双链DNA分子中常用公式：A＝T、C＝G、A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G。
③“单链中互补碱基和”占该链碱基数比例＝“双链中互补碱基和”占双链总碱基数比例。
④某单链不互补碱基之和的比值与其互补链的该比值互为倒数。
6.DNA复制的分析
7.DNA转录和翻译过程
(1)转录
(2)翻译
①模型一
②模型二
8.原核细胞与真核细胞中的基因表达
9.遗传信息的传递过程
10.基因与性状的关系
(1)基因控制生物体性状的途径
(2)细胞分化
(3)表观遗传
(4)基因与性状的关系
1.(2022·浙江1月选考，20)S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型细菌转化为S型细菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示。下列叙述正确的是
A.步骤①中，酶处理时间不宜过长，
以免底物完全水解
B.步骤②中，甲或乙的加入量不影响实验结果
C.步骤④中，固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化
D.步骤⑤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果
√
步骤①中，酶处理时间要足够长，以使底物完全水解，A错误；
步骤②中，甲或乙的加入量属
于无关变量，无关变量应相同，否则会影响实验结果，B错误；
步骤④中，液体培养基比固体培养基更有利于细菌转化，C错误；
S型细菌有荚膜，菌落表面光滑，R型细菌无荚膜，菌落表面粗糙，步骤⑤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态，可判断是否出现S型细菌，D正确。
(1)噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性(2018·浙江4月选考，23)(　　)
(2)肺炎链球菌体外转化实验中，R型肺炎链球菌转化为S型细菌是基因突变的结果(2018·浙江4月选考，23)(　　)
(3)T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解(2018·全国Ⅱ，5)(　　)
(4)沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式(2022·广东，5)
(　　)
判断正误
×
×
×
×
2.(2017·江苏，23改编)在体外用14C标记半胱氨酸－tRNA复合物中的半胱氨酸(Cys)，得到*Cys－tRNACys，再用无机催化剂镍将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸(Ala)，得到*Ala－tRNACys(见下图，tRNA不变)。如果该*Ala－tRNACys参与翻译过程，那么下列说法正确的是
A. 在一个mRNA分子上不可以同时合成多条被
14C标记的多肽链
B.反密码子与密码子的配对由tRNA上结合的氨
基酸决定
C.新合成的肽链中，原来Cys的位置会被替换为14C标记的Ala
D.新合成的肽链中，原来Ala的位置会被替换为14C标记的Cys
√
一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时合成多条相同的被14C标记的多肽链，A错误；
mRNA 在翻译时其上的密码子与tRNA一端的反密码子配对，tRNA携带的氨基酸最终是由密码子决定的，B错误；
由题意可知，*Cys－tRNACys经无机催化剂镍作用变成了*Ala－tRNACys，原有的氨基酸由Cys替换成了Ala，C正确，D错误。
3.(2020·江苏，30节选)研究发现，线粒体内的部分代谢产物可参与调控核内基因的表达，进而调控细胞的功能。如图为T细胞中发生上述情况的示意图，请据图回答下列问题：
(1)线粒体中产生的乙酰辅酶A可以进入细胞核，使染色质中与_______结合的蛋白质乙酰化，激活干扰素基因的转录。
DNA
染色质的主要成分是蛋白质和DNA，由图可以看出，线粒体中产生的乙酰辅酶A可以进入细胞核，使染色质中与DNA结合的蛋白质乙酰化，激活干扰素基因的转录。
(2)线粒体内产生的自由基穿过线粒体膜到____________中，激活NFAT等调控转录的蛋白质分子，激活的NFAT可穿过_____进入细胞核，促进白细胞介素基因的转录。转录后形成的_______分子与核糖体结合，经______过程合成白细胞介素。
细胞质基质
核孔
mRNA
翻译
从图中可以看出，线粒体内产生的自由基可以穿过线粒体膜到细胞质基质中，再激活NFAT等调控转录的蛋白质分子，激活的NFAT是大分子蛋白质，进入细胞核需穿过核孔。转录后形成的mRNA与核糖体结合经翻译合成白细胞介素。
(3)T细胞内乙酰辅酶A和自由基调控核内基因的表达，其意义是___________
_________。
提高机体的
免疫能力
T细胞内乙酰辅酶A和自由基调控核内基因表达出干扰素和白细胞介素，可以提高机体的免疫能力。
(1)用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，注入真核细胞，可用于研究DNA复制的场所(2019·天津，1)(　　)
(2) “中心法则”反映了遗传信息的传递方向，其中某过程的示意图如下。则催化该过程的酶为RNA聚合酶，a链上任意3个碱基组成一个密码子(2022·浙江6月选考，16)(　　)
判断与填充
√
×
(3)细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽(2020·全国Ⅲ，1)(　　)
(4)染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的 RNA分子(2020·全国Ⅲ，1)(　　)
(5)mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变(2020·全国Ⅲ，3)(　　)
判断与填充
√
×
√
(6)(2022·湖南，19节选)某野生型水稻叶片绿色由基因C控制，突变型1叶片为黄色，由基因C突变为C1所致，基因C1纯合幼苗期致死。测序结果表明，突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变，由5′－GAGAG－3′变为5′－GACAG－3′，导致第 位氨基酸突变为_________，从基因控制性状的角度解释突变体叶片变黄的机理_____
_____________________________________________。(部分密码子及对应氨基酸：GAG谷氨酸；AGA精氨酸；GAC天冬氨酸；ACA苏氨酸；CAG谷氨酰胺)
判断与填充
243
谷氨酰胺
突变影响与色素形成有关酶的合成，导致叶片变黄
基因
(7)蛋白质合成通常从起始密码子开始到终止密码子结束，且携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点(2019·海南，20)(　　)
判断与填充
√
题组一　探索遗传物质本质的经典实验辨析
1.科学家在用噬菌体侵染细菌实验中发现，在培养基中添加14C标记的尿嘧啶(14C－U)，培养一段时间后，裂解细菌离心并分离出的RNA和核糖体，分离出RNA含有14C标记(14C－RNA)。把分离得到的14C－RNA分别与细菌DNA、噬菌体DNA杂交，发现其可与噬菌体的DNA结合形成DNA－RNA双链杂交分子，而不能与细菌的DNA结合。下列说法正确的是
A.培养基中的14C－U可以标记新合成的RNA
B.该14C－RNA是以细菌DNA为模板合成的
C.该14C－RNA能作为细菌蛋白质合成的模板
D.该实验证明DNA是噬菌体的遗传物质
√
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5
尿嘧啶(U)是组成RNA的特有碱基，培养基中的14C－U可以标记新合成的RNA，A正确；
该14C－RNA可与噬菌体的DNA结合形成DNA－RNA双链杂交分子，不能与细菌的DNA结合，说明该14C－RNA是以噬菌体的DNA为模板合成的，B错误；
该14C－RNA不能与细菌的DNA结合，说明该14C－RNA不是以细菌DNA为模板合成的，故不能作为细菌蛋白质合成的模板，C错误；
该实验不能证明DNA是噬菌体的遗传物质，D错误。
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2.(2022·山东淄博高三模拟)根据S型肺炎链球菌荚膜多糖的差异，将S型细菌分为SⅠ、SⅡ、SⅢ……类型。不同类型的S型细菌发生基因突变后失去荚膜，成为相应类型的R型细菌(RⅠ、RⅡ、RⅢ……)。S型细菌的荚膜能阻止外源DNA进入细胞，R型细菌只可恢复突变为相应类型的S型细菌。将加热杀死的甲菌破碎后，获得提取物→对提取物进行不同酶处理→加入到乙菌培养基中培养→检测子代细菌(丙)的类型。下列实验思路与结果预期，能说明细菌发生转化而未发生基因突变的一组是
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A.甲：RⅡ，乙：SⅢ，丙：SⅢ、RⅡ
B.甲：SⅢ，乙：RⅡ，丙：SⅢ、RⅡ
C.甲：SⅢ，乙：RⅡ，丙：RⅢ、RⅡ
D.甲：SⅢ，乙：RⅢ，丙：SⅢ、RⅢ
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根据题意分析，RⅡ的DNA不能进入SⅢ中，不会导致SⅢ突变为RⅡ，A不符合题意；
SⅢ的DNA经过处理后，可被RⅡ吸收，将部分RⅡ转化为SⅢ，没有发生基因突变，不能转化为SⅡ，RⅡ也不能转化为SⅡ，B符合题意；
SⅢ的DNA经过处理后，可被RⅡ吸收，将部分RⅡ转化为SⅡ，但不会获得RⅢ，C不符合题意；
SⅢ的DNA经过处理后，可被RⅢ吸收，将部分RⅢ转化为SⅢ，但不能体现有没有发生基因突变的过程，D不符合题意。
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题组二　遗传信息的传递和表达
3.(2022·江苏高邮市第一中学高三模拟预测)将含有基因修饰系统的T－DNA(一段双链DNA序列)插入到水稻细胞M的某条染色体上，在该修饰系统的作用下，一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U，该脱氨基过程在细胞M中只发生一次。利用培养技术将细胞M培育成植株N。下列说法错误的是
A.N的每一个细胞中都含有T－DNA
B.N自交，子一代中含T－DNA的植株占3/4
C.M经3次有丝分裂后，含T－DNA且脱氨基位点为A－T的细胞占1/2
D.含有基因修饰系统的T－DNA可利用农杆菌转化法将修饰基因转入水稻细胞
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N是由M细胞利用培养技术形成的，在形成过程中没有DNA的丢失，由于T－DNA插入到水稻细胞M的某条染色体上，所以M细胞中含有T－DNA，因此N的每一个细胞中都含有T－DNA，A正确；
N植株的一条染色体中含有T－DNA，可以记为A，因此N植株关于是否含有T－DNA的基因用A、a表示，如果自交，则子代中相关的基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，有 3/4的植株含T－DNA，B正确；
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如果M 经 3 次有丝分裂后，形成子细胞有8个，由于M细胞DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U，所以是G和U配对，所以复制三次后，有4个细胞脱氨基位点为C－G,3个细胞脱氨基位点为A－T,1个细胞脱氨基位点为U－A，因此含T－DNA 且脱氨基位点为A－T的细胞占 3/8，C错误；
将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，利用农杆菌DNA上的T—DNA将修饰基因转入水稻细胞，D正确。
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4.(2022·重庆高三月考)2020年8月，施一公院士团队获陈嘉庚生命科学奖，获奖项目为“剪接体的结构与分子机理研究”。在真核细胞中，基因表达分三步进行，分别由RNA聚合酶、
剪接体和核糖体执行转录、剪接和翻
译的过程(如图所示)。剪接体主要由
蛋白质和小分子的核RNA组成。
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下列说法不正确的是
A.信使RNA前体通过剪接后进入细胞质
用于翻译
B.信使RNA前体转录时，RNA聚合酶与
基因的起始密码子相结合
C.若剪接体剪接位置出现差错，可能导
致蛋白质结构发生改变
D.剪接体结构的揭晓，对研究基因表达的相关疾病的发病机理有重要意义
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由图示可知，信使RNA前体必须通过剪接后进入细胞质才能用于翻译，A正确；
信使RNA前体转录时，RNA聚合酶与基因的启动子结合，B错误；
若剪接位置出现差错，形成的mRNA与正常的mRNA不一样，但最终编码的蛋白质结构可能发生改变，也可能不变，C正确；
剪接体结构的揭晓，对揭示与剪接体相关遗传病的发病机理提供了结构基础和理论指导，D正确。
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5.研究者探讨了大鼠骨髓间质干细胞分化为肝细胞的过程中转录因子4(Oct4)启动子甲基化的调控机制，检测诱导培养过程中白蛋白(ALB)和Oct4基因的mRNA表达水平，以及Oct4基因启动子甲基化水平，结果如下图所示。下列叙述错误的是
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A.骨髓间质干细胞分化为肝细胞体现了基因的选择性表达
B.分化形成的肝细胞中白蛋白含量较高
C.Oct4基因表达产物可促进ALB基因的转录
D.未分化的细胞则表现出低水平的甲基化修饰
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细胞分化体现了基因的选择性表达，A正确；
由图1可知，大鼠骨髓间质干细胞分化为肝细胞的过程中，ALB的mRNA高度表达，所以分化形成的肝细胞中白蛋白含量较高，B正确；
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根据图1实验结果可以看出Oct4基因表达产物下降，ALB基因的表达量才上升，即Oct4基因表达产物与ALB基因的转录量负相关，C错误；
由题干可知，在分化过程中Oct4基因启动子甲基化频率升高，故可推测未分化的细胞则表现出低水平的甲基化修饰，D正确。
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