【2019年高考考纲解读】
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)。
【网络构建】
【重点、难点剖析】
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。学科&网
(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。
【题型示例】
题型一 对遗传物质的探索历程
例1. (2018全国Ⅰ卷,2)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】B
【方法技巧】DNA是遗传物质的实验比对策略
解答DNA是遗传物质实验比对类试题时,要牢记以下几点:
(1)R型细菌转化成S型细菌的实质是S型细菌的DNA与R型细菌DNA实现重组,表现出S型细菌的性状,此变异属于广义上的基因重组。
(2)含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养,因为病毒营专性寄生生活,故应先培养细菌,再用细菌培养噬菌体。
(3)噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质,但是没有证明蛋白质不是遗传物质。
(4)因DNA和蛋白质都含有C、H、O、N元素,所以噬菌体侵染细菌实验不能标记C、H、O、N元素。
【变式探究】(2017年江苏卷,2)下列关于探索DNA 是遗传物质的实验,叙述正确的是( )
A.格里菲思实验证明DNA 可以改变生物体的遗传性状
B.艾弗里实验证明从S 型肺炎双球菌中提取的DNA 可以使小鼠死亡
C.赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中
D.赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P 标记
【答案】C
【变式探究】(2016江苏卷.1)下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述,正确的是
A.格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果
B.格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质
C.赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的
D.赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质
【答案】D
【解析】格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果,A错误;格里菲思实验证明了S型细菌中存在一种转化因子,使R型细菌转化为S型细菌,B错误;T2噬菌体属于病毒,营寄生生活,需先标记细菌,再标记噬菌体,C错误;赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质,D正确。
【举一反三】(2015·江苏卷,4)下列关于研究材料、方法及结论的叙述,错误的是( )
A.孟德尔以豌豆为研究材料,采用人工杂交的方法,发现了基因分离与自由组合定律
B.摩尔根等人以果蝇为研究材料,通过统计后代雌雄个体眼色性状分离比,认同了基因位于染色体上的理论
C.赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料,通过同位素示踪技术区分蛋白质与DNA,证明了DNA是遗传物质
D.沃森和克里克以DNA大分子为研究材料,采用X射线衍射的方法,破译了全部密码子
解析 本题主要考查教材中科学研究的研究材料、方法及结论,意在考查识记、理解与运用能力。难度适中。A项对,孟德尔采用豌豆进行杂交实验,成功地揭示了遗传的两条基本规律;B项正确,摩尔根等用果蝇杂交实验证实了基因在染色体上;C项正确,赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验表明DNA是遗传物质;D项错,沃森和克里克构建了DNA双螺旋模型。
答案 D
【变式探究】下列叙述与生物学史实相符的是( )
A.孟德尔用山柳菊为实验材料,验证了基因的分离及自由组合规律
B.范·海尔蒙特基于柳枝扦插实验,认为植物生长的养料来自土壤、水和空气
C.富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也作出了巨大的贡献
D.赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA,证明了DNA的半保留复制
答案 C
【变式探究】细菌转化是指某一受体细菌通过直接吸收来自另一供体细菌的一些含有特定基因的DNA片段,从而获得供体细菌的相应遗传性状的现象,如肺炎双球菌转化实验。S型肺炎双球菌有荚膜,菌落光滑,可致病,对青霉素敏感。在多代培养的S型细菌中分离出了两种突变型:R型,无荚膜,菌落粗糙,不致病;抗青霉素的S型(记为Penr S型)。现用Penr S型细菌和R型细菌进行下列实验,对其结果的分析最合理的是( )
A.甲组中部分小鼠患败血症,注射青霉素治疗后均可康复
B.乙组中可观察到两种菌落,加青霉素后仍有两种菌落继续生长
C.丙组培养基中含有青霉素,所以生长的菌落是Penr S型细菌
D.丁组培养基中无菌落生长
【答案】D
【解析】甲组中部分R型菌可转化为Penr S型菌,使部分小鼠患败血症,注射青霉素治疗后小鼠不可康复;乙组中可观察到两种菌落,加青霉素后只有Penr S型菌的菌落能继续生长;丙组培养基中含有青霉素,R型菌不能生长,也不能发生转化,所以不会出现菌落;丁组中因为Penr S型菌的DNA被水解而无转化因子,且R型菌不抗青霉素,所以无菌落生长。
题型二 DNA的结构与复制
例2. (2018海南卷,13)关于复制、转录和逆转录的叙述,下列说法错误的是( )
A.逆转录和DNA复制的产物都是DNA
B.转录需要RNA聚合酶,逆转录需要逆转录酶
C.转录和逆转录所需要的反应物都是核糖核苷酸
D.细胞核中的DNA复制和转录都以DNA为模板
【答案】C
【方法技巧】“三看法”判断DNA分子的结构技巧
一看外侧链成键位置是否正确,正确的成键位置位于一分子脱氧核苷酸5号碳原子上的磷酸基团与相邻脱氧核苷酸的3号碳原子之间;
二看外侧链是否反向平行;
三看内侧链碱基配对是否遵循碱基互补配对原则,即有无“同配”“错配”现象。
【变式探究】(2017年海南卷,24)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A+T)/(G+C)与(A+C)/(G+T)两个比值的叙述,正确的是( )
A.碱基序列不同的双链DNA分子,后一比值不同
B.前一个比值越大,双链DNA分子的稳定性越高
C.当两个比值相同时,可判断这个DNA分子是双链
D.经半保留复制得到的DNA分子,后一比值等于1
【答案】D
【解析】由于双链DNA碱基A数目等于T数目,G数目等于C数目,故(A+C)/(G+T)为恒值1,A错。A和T碱基对含2格氢键,C和G含3个氢键,故(A+T)/(G+C)中,(G+C)数目越多,氢键数越多,双链DNA分子的稳定性越高,B错。(A+T)/(G+C)与(A+C)/(G+T)两个比值相等,这个DNA分子可能是双链,也可能是单链,C错。经半保留复制得到的DNA分子,是双链DNA,(A+C)/(G+T)=1,D正确。
【变式探究】 (2016·高考江苏卷)下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述,正确的是( )
A.格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果
B.格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质
C.赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的
D.赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质
解析:选D。格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果,A项错误;格里菲思实验证明了S型肺炎双球菌中含有转化因子,艾弗里实验仅证明了DNA是遗传物质,B项错误;赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是利用大肠杆菌中含32P的脱氧核苷酸标记的,该实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质,C项错误,D项正确。学科&网
【举一反三】(2015·安徽卷,4)Qβ噬菌体的遗传物质(QβRNA)是一条单链RNA,当噬菌体侵染大肠杆菌后,QβRNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如图所示),然后利用该复制酶复制QβRNA。下列叙述正确的是( )
A.QβRNA的复制需经历一个逆转录的过程
B.QβRNA的复制需经历形成双链RNA的过程
C.一条QβRNA模板只能翻译出一条肽链
D.QβRNA复制后,复制酶基因才能进行表达
答案 B
【变式探究】在DNA分子模型搭建实验中,如果用一种长度的塑料片代表A和G,用另一长度的塑料片代表C和T,那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型( )
A.粗细相同,因为嘌呤环必定与嘧啶环互补
B.粗细相同,因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸相似
C.粗细不同,因为嘌呤环不一定与嘧啶环互补
D.粗细不同,因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸不同
解析 DNA分子由两条反向平行的长链盘旋成规则的双螺旋结构,两条单链之间由嘌呤和嘧啶组成的碱基对相连,遵循互补配对原则。由此可知:DNA分子双螺旋模型粗细相同,且由嘌呤环和嘧啶环构成的碱基对的空间尺寸相似。A项符合题意。
答案 A
【变式探究】羟胺可使胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶,导致DNA复制时发生错配(如图)。若一个DNA片段的两个胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶,下列相关叙述正确的是(多选)( )
A.该片段复制后的子代DNA分子上的碱基序列都发生改变
B.该片段复制后的子代DNA分子中G-C碱基对与总碱基对的比下降
C.这种变化一定会引起编码的蛋白质结构改变
D.在细胞核与细胞质中均可发生如图所示的错配
答案 BD
【变式探究】图①~③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题:
(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_______________________。
答案 (1)细胞核 (2)26% (3)T-A替换为C-G(A-T替换为G-C) (4)浆细胞和效应T细胞 (5)不完全相同 不同组织细胞中基因进行选择性表达
【方法技巧】与DNA结构及复制相关的计算
解答DNA结构及复制计算类试题时,应分以下层次达成:
(1)碱基计算
①不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同,即(A+T)/(C+G)的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。
②若已知双链中A占的比例为c%,则单链中A占的比例无法确定,但最大值可求出为2c%,最小值为0。
(2)水解产物及氢键数目计算
①DNA水解产物:初步水解产物是脱氧核苷酸,彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。
②氢键数目计算:若碱基对为n,则氢键数为2n~3n;若已知A有m个,则氢键数为3n-m。
(3)DNA复制计算
在做有关DNA分子复制的计算题时,应看准是“含”还是“只含”,是“DNA分子数”还是“链数”。
题型三 基因的表达
例3. (2017年海南卷,25)下列关于生物体内基因表达的叙述,正确的是( )
A.每种氨基酸都至少有两种相应的密码子
B.HIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板
C.真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程
D.一个基因的两条DNA链可转录出两条相同的RNA
【答案】B
【解析】一种氨基酸对应有一种至多种密码子决定,A错。HIV的遗传物质为单链RNA,可以逆转录生成DNA,B正确。真核生物基因表达的过程包括转录生成RNA和翻译合成蛋白质,C错。一个基因的两条DNA链可转录出两条互补的RNA,但转录是以基因一条链为模板的,D错。
【变式探究】 (2016·高考江苏卷)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(见下图)。下列相关叙述错误的是( )
A.Cas9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α链剪切位点附近序列为……TCCAGAATC……
则相应的识别序列为……UCCAGAAUC……
【举一反三】(2015·重庆卷,5)结合下图分析,下列叙述错误的是( )
)
A.生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中
B.核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质
C.遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础
D.编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链
解析 本题考查中心法测的相关知识,考查理解能力。难度适中。生物的遗传物质是DNA或RNA,则遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中,A正确;由于密码子的简并性,核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质,B正确;表现型通过蛋白质表现,故遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础,C正确;编码蛋白质的基因含两条单链碱基序列互补,遗传信息不同,D错误。学科&网
答案 D
【变式探究】(2015·课标卷Ⅰ,5)人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPc),该蛋白无致病性。PrPc的空间结构改变后成为PrPsc(朊粒),就具有了致病性。PrPsc可以诱导更多的PrPc转变为PrPsc,实现朊粒的增殖,可以引起疯牛病。据此判断,下列叙述正确的是( )
A.朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中
B.朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同
C.蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化
D.PrPc转变为PrPsc的过程属于遗传信息的翻译过程
答案 C
【变式探究】(2015·海南卷,20)关于密码子和反密码子的叙述,正确的是( )
A.密码子位于mRNA上,反密码子位于tRNA上
B.密码子位于tRNA上,反密码子位于mRNA上
C.密码子位于rRNA上,反密码子位于tRNA上
D.密码子位于rRNA上,反密码子位于mRNA上
解析 本题考查密码子与反密码子的位置知识,考查知识的识记,难度小。mRNA上3个相邻的碱基决定一个氨基酸,每3个相邻的的碱基又称作1个密码子,所以密码子位于mRNA上,每个tRNA上都有3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对,因而叫做反密码子,正确答案选A。
答案 A
【变式探究】(2015·江苏卷,12)下图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图,下列叙述正确的是( )
A.图中结构含有核糖体RNA
B.甲硫氨酸处于图中?的位置
C.密码子位于tRNA的环状结构上
D.mRNA上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的种类
答案 A
【变式探究】(2015·课标卷Ⅱ,2)端粒酶由RNA和蛋白质组成,该酶能结合到端粒上,以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。下列叙述正确的是( )
A.大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒
B.端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶
C.正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNA
D.正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长
解析 本题通过考查有关端粒的知识,考查知识的记忆及信息获取与分析能力,难度适中。依据端粒学说,端粒酶存在于染色体的两端,大肠杆菌无染色体,A错误,C正确;依据端粒酶以自身RNA为模板合成端粒DNA判定端粒酶应该是逆转录酶而非RNA聚合酶,B错误;正常细胞的端粒DNA序列在每次分裂后会缩短一截,D错误。
答案 C
题型四 中心法则
例4.(2018·全国卷Ⅰ)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】B
【解析】A对:真核细胞的染色体和染色质都主要是由DNA和蛋白质组成的,都存在DNA-蛋白质复合物。B错:原核细胞无成形的细胞核,DNA裸露存在,不含染色体(质),但是其DNA会在相关酶的催化下发生复制,DNA分子复制时会出现DNA-蛋白质复合物。C对:DNA复制需要DNA聚合酶,若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能为DNA聚合酶。D对:在DNA转录合成RNA时,需要有RNA聚合酶的参与,故该DNA-蛋白质复合物中含有RNA聚合酶。
【变式探究】(2017·全国卷Ⅲ)下列关于真核细胞中转录的叙述,错误的是( )
A.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来
B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生
C.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
【答案】C
【变式探究】下列有关大肠杆菌遗传信息传递和表达的叙述,正确的是( )
A.DNA复制出现差错,必定导致遗传性状改变
B.转录时RNA聚合酶必需先与基因上的起始密码结合
C.运输氨基酸的tRNA是某些基因的表达产物
D.核糖体必须在转录完成后就与mRNA结合
【答案】C
【解析】A.由于密码子的简并性,所以DNA复制出现差错,不一定导致遗传性状改变,A错误;B.转录时RNA聚合酶必需先与基因上的启动子结合,而起始密码位于mRNA上,是翻译的起点,B错误;C.运输氨基酸的tRNA是某些基因的表达产物,也是通过转录产生,C正确;D.大肠杆菌是原核生物,没有核膜,可边转录边翻译,核糖体不需要在转录完成后才能与mRNA结合,D错误。故选:C。
【变式探究】图1和图2是基因控制胰蛋白酶合成的两个主要步骤,下列叙述正确的是( )
A.图1和图2所示过程的进行方向都是从右往左
B.图1中乙与丁是同一种物质
C.图2中共有RNA、多肽和多糖三种大分子物质
D.图1和图2中的碱基互补配对方式相同
【答案】A
【易错提醒】遗传信息传递和表达中一般规律和特殊现象
①复制和转录:并非只发生在细胞核中,凡DNA存在部位均可发生,如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核和质粒等。
②转录的产物:除了mRNA外,还有tRNA和rRNA,但携带遗传信息的只有mRNA。
③翻译:并非所有密码子都能决定氨基酸,3种终止密码子不能决定氨基酸,也没有与之对应的tRNA。
【变式探究】下列关于密码子、tRNA和氨基酸的关系,说法正确的是( )
A.mRNA上每3个相邻的碱基都决定一种氨基酸
B.密码子的简并性是指每种氨基酸都有多种密码子
C.tRNA分子内部均不存在氢键
D.每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸
【答案】D
【解析】A.mRNA上每3个相邻的碱基构成一个密码子,其中终止密码子不编码氨基酸,A错误;B.密码子的简并性是指一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码,B错误;C.tRNA分子中存在局部双链结构,因此其内部存在氢键,C错误;D.tRNA具有专一性,即每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,D正确。故选:D。
【变式探究】为在酵母中高效表达丝状真菌编码的植酸酶,通过基因改造,将原来的精氨酸密码子CGG改变为酵母偏爱的密码子AGA,由此发生的变化不可能有( )
A.植酸酶氨基酸序列改变
B.植酸酶mRNA序列改变
C.编码植酸酶的DNA热稳定性降低
D.配对的反密码子为UCU
【答案】A
【解析】本题主要考查密码子在基因表达中的作用。改变后的密码子仍然对应精氨酸,氨基酸的种类和序列没有改变,A项错误。由于密码子改变,植酸酶mRNA序列改变,B项正确。基因改造后,导致基因中C(G)比例下降,DNA热稳定性降低,C项正确。反密码子与密码子互补配对,为UCU,D项正确。
【易错提醒】
1.启动子与起始密码、终止子与终止密码
启动子位于基因(DNA分子)的首端,而起始密码位于mRNA上;终止子位于基因(DNA分子)的尾端,终止密码位于mRNA上。
2.有关密码子的三个易混点
(1)每种氨基酸对应一种或几种密码子,可由一种或几种tRNA转运。
(2)一种密码子只能决定一种氨基酸(终止密码子除外),一种tRNA只能转运一种氨基酸。
(3)密码子有64种,其中终止密码子3种,决定氨基酸的密码子61种,故反密码子有61种。
【变式探究】如图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程,下列叙述不正确的是( )
A.①②④过程分别需要DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆转录酶
B.②③过程均可在线粒体、叶绿体中进行;④过程发生在寄主细胞内
C.把DNA放在含15N的培养液中进行①过程,子代含15N的DNA占50%
D.①②③均遵循碱基互补配对原则,但碱基配对的方式不同
【答案】C
【解析】①②③④分别指DNA复制、转录、翻译和逆转录过程;①②④分别需要DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的作用;④逆转录是某些RNA病毒在寄主细胞内进行的过程;DNA分子复制的方式为半保留复制,将DNA放在含15N的培养液中培养,子代DNA全部含有15N;①②③中均有碱基互补配对行为,①是DNA→DNA,②是DNA→RNA,③是RNA→RNA,因此碱基配对的方式不同。学科&网
【变式探究】囊性纤维病的致病原因是由于基因中缺失三个相邻碱基,使控制合成的跨膜蛋白CFTR缺少一个苯丙氨酸。CFTR改变后,其转运Cl-的功能发生异常,导致肺部黏液增多、细菌繁殖。下列关于该病的说法正确的是( )
A.CFTR蛋白转运Cl-体现了细胞膜的信息交流功能
B.该致病基因中缺失的3个碱基构成了一个密码子
C.合成CFTR蛋白经历了氨基酸的脱水缩合、肽链的盘曲、折叠过程
D.该病例说明基因通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制性状
【答案】C
【易错提醒】有关“中心法则”五条途径的3个易错易混点
(1)高等动植物只有DNA复制、转录、翻译三条途径,但具体到不同细胞,情况不尽相同,如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有;叶肉细胞等高度分化的细胞无DNA复制途径,只有转录和翻译两条途径;哺乳动物成熟的红细胞中三种途径都没有。
(2)RNA复制和逆转录只发生在被RNA病毒感染的细胞中,是后来发现的,是对中心法则的补充和完善。
(3)进行碱基互补配对的过程有DNA的复制、转录、翻译、RNA复制和逆转录。