届高考生物大二轮复习第1部分重点讲练突破专题六遗传的分子基础练习文档格式.docx
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(2)肺炎双球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质( )
(3)分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体( )
(4)32P、35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验分别说明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质( )
(5)噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸( )
(6)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致( )
2.DNA结构与复制的正误判断
(1)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( )
(2)磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架( )
(3)沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数( )
(4)DNA复制需要消耗能量( )
(5)真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期( )
(6)真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶( )
3.基因表达的正误判断
(1)转录和翻译都是以mRNA为模板合成生物大分子的过程( )
(2)每种tRNA只转运一种氨基酸( )
(3)真核细胞的转录和翻译都以脱氧核苷酸为原料( )
(4)tRNA上的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息( )
(5)每种氨基酸仅由一种密码子编码( )
(6)DNA复制就是基因表达的过程( )
1.
(1)√
(2)×
(3)×
(4)×
(5)×
(6)√
2.
(1)×
(2)√ (3)×
(4)√ (5)×
3.
(1)×
(6)×
考点1 人类对遗传物质的探索历程
真题重做
1.(2017·
高考全国卷Ⅱ)在证明DNA是遗传物质的过程中,T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。
下列与该噬菌体相关的叙述,正确的是( )
A.T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖
B.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质
C.培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中
D.人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同
解析:
选C。
A错:
T2噬菌体只能寄生在大肠杆菌中,并在其细胞中复制和增殖。
B错:
T2噬菌体只有在宿主细胞内才能合成mRNA和蛋白质。
C对:
培养基中的32P经宿主摄取后进入宿主细胞内部,在宿主细胞内,T2噬菌体以自身DNA为模板,以宿主细胞内的物质(含32P的脱氧核苷酸等)为原料合成子代噬菌体,因此培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中。
D错:
人类免疫缺陷病毒所含的核酸是RNA,T2噬菌体所含的核酸是DNA,故两者的核酸类型不同,增殖过程不完全相同。
2.(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
选D。
在格里菲思的体内转化实验中,肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果,A错误;
通过这一实验,格里菲思只是提出了存在“转化因子”的假说,后续的艾弗里团队通过体外转化实验才证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质,B错误;
在赫尔希和蔡斯实验中,由于T2噬菌体无细胞结构,无法在培养基中独立生存,其DNA的标记不可用32P直接标记,而是先用32P标记细菌,然后再标记噬菌体,C错误;
赫尔希和蔡斯所做的噬菌体侵染细菌的实
验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质,D正确。
3.(2013·
高考全国卷Ⅱ)在生命科学发展过程中,证明DNA是遗传物质的实验是( )
①孟德尔的豌豆杂交实验 ②摩尔根的果蝇杂交实验 ③肺炎双球菌转化实验 ④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验 ⑤DNA的X光衍射实
验
A.①② B.②③
C.③④D.④⑤
①孟德尔的豌豆杂交实验证明了遗传的基本规律;
②摩尔根的果蝇杂交实验证明了基因在染色体上;
③肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质;
④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验也证明了DNA是遗传物质;
⑤DNA的X光衍射实验为DNA空间结构的构建提供了依据。
4.(2017·
高考全国卷Ⅰ)根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。
有些病毒对人类健康会造成很大危害。
通常,一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。
假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。
请利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的宿主细胞等
为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型。
简要写出
(1)实验思路,
(2)预期实验结果及结论即可。
(要求:
实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
该实验的目的是鉴定一种病毒的遗传物质是DNA还是RNA,要求使用的实验方法是同位素标记法。
DNA和RNA的元素组成相同,都含有C、H、O、N、P,因此只标记化学元素是不可行的,而DNA和RNA的不同之处在于含氮碱基不同,因此可在培养基中分别加入含有放射性标记的胸腺嘧啶和含有放射性标记的尿嘧啶,看病毒的增殖是利用了含有放射性标记的胸腺嘧啶来合成DNA,还是利用含有放射性标记的尿嘧啶来合成RNA。
(1)思路
甲组:
将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。
培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
乙组:
将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。
(2)结果及结论
若甲组收集的病毒有放射性,乙组无,即为RNA病毒;
反之为DNA病毒。
核心提炼
肺炎双球菌体外转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较
(1)实验设计思路、处理方式及结论的比较
肺炎双球菌体外转化实验
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
实验结论
①DNA是遗传物质;
②蛋白质等不是遗传物质
DNA是遗传物质
(2)两个实验遵循相同的实验设计原则——对照原则
①肺炎双球菌体外转化实验中的相互对照:
S型细菌
+R型细菌
1.噬菌体利用宿主细胞核糖体合成子代噬菌体的蛋白质外壳。
2.格里菲思转化实验没有具体证明哪种物质是遗传物质。
3.噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力。
4.肺炎双球菌转化实验的实质是S型菌的DNA片段整合到R型菌的DNA中,实现了基因重组。
5.烟草花叶病毒(TMV)感染烟草实验证明RNA是遗传物质。
6.HIV的遗传物质初步水解产生4种核糖核苷酸。
题型突破
1.1928年,英国细菌学家格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验:
第一组
第二组
第三组
第四组
实验处理
注射活的R型菌
注射活的S型菌
注射加热杀死的S型菌
注射活的R型菌与加热杀死的S型菌
实验结果
小鼠不死亡
小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌
下列关于此实验的分析不正确的是( )
A.实验的关键现象是第4组小鼠死亡并分离到S型活细菌
B.对第4组实验的分析必须是以1~3组的实验为参照
C.本实验说明R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化
D.本实验结论为“DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子”
本实验只能得出存在转化因子,但是转化因子的化学本质需要通过艾弗里的体外转化实验来得出,D错误。
2.
艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验,结果如表。
据表可知( )
实验组号
接种菌型
加入S型细菌物质
培养皿长菌情况
①
R
蛋白质
R型
②
荚
膜多糖
③
DNA
R型、S型
④
DNA(经DNA酶处理)
A.①不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子
B.②说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性
C.③和④说明S型细菌的DNA是转化因子
D.①~④说明DNA是主要的遗传物质
由①②③组相比较可知DNA是S型细菌的转化因子,再通过④组可进一步证明DNA是S型细菌的转化因子,蛋白质、多糖以及DNA水解产物都不是S型细菌的转化因子,A错误、C正确;
从表中不能得出B项的结论;
表中信息不能说明DNA是S型细菌的主要遗传物质,D错误。
3.下图为小鼠体内肺炎双球菌转化实验中两种细菌在小鼠体内含量的变化过程,下列有关叙述中正确的是( )
A.R型细菌转化的实质是在S型细菌糖蛋白的诱导下发生突变产生的
B.该实验中注射的是R型活细菌和S型死细菌的DNA混合物,根据实验结果分析可得出S型死细菌的DNA是转化因子
C.bc段数量下降是由于大量的R型细菌转化为S型细菌的结果
D.实验中DNA高温下变性但随温度降低又恢复其活性是实验成功的根本因素之一
R型细菌转化的实质是基因重组,故A错误;
加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后,注射到小鼠体内时,由于小鼠体内的免疫系统的存在,杀死一部分R型细菌,同时在S型细菌的DNA作用下出现S型细菌,破坏小鼠体内的免疫系统,直至小鼠死亡,导致两种细菌的数量均增加,故B错误;
bc段数量下降是由于小鼠体内的免疫系统的存在,杀死一部分R型细菌,故C错误;
实验中DNA高温下变性但随温度降低又恢复其活性是实验成功的根本因素之一,故D正确。
肺炎双球菌体内转化实验的曲线解读
1.bc段中R
型菌数量减少的原因是小鼠体内形成大量的对抗R型菌的抗体,致使R型菌数量减少。
2.cd段R型菌数量增多的原因是c之前,已有少量R型菌转化为S型菌,S型菌能降低小鼠的免疫能力,造成R型菌大量繁殖。
湖南五市期中质检)图甲所示是肺炎双球菌的体内转化实验,图乙所示是噬菌体侵染细菌的实验,图丙所示是两种小分子物质的结构式。
下列相关分析正确的是( )
A.图甲中将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.图乙中搅拌的目的是给大肠杆菌提供更多的氧气,离心的目的是促进大肠杆菌和噬菌体分离
C.用32P、35S标记噬菌体,被标记的部位分别是图丙中的①②
D.肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验都证明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
选A。
R型细菌向S型细菌转化的原因是S型细菌的DNA进入了R型细菌中,S型细菌的DNA与R型细菌的DNA实现了重组,并表现出S型细菌的性状,A正确;
图乙中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体和细菌分离,离心使上清液中分布质量较小的噬菌体蛋白质外壳,而沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌,B错误;
图丙中①代表氨基酸的R基,②代表磷酸基团,③代表五碳糖,④代表含氮碱基,含有S的是①,含有P的是②,用35S(标记蛋白质)、32P(标记DNA)标记噬菌体,被标记的部位分别是图丙中的①②,C错误;
格里菲思肺炎双球菌体内转化实验结论:
加热杀死的S型细菌中,含有某种促成R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”,艾弗里肺炎双球菌体外转化实验结论:
DNA是转化因子,是遗传物质,蛋白质不是遗传物质,噬菌体侵染细菌的实验能证明DNA是遗传物质,但不能证明蛋白质不是遗传物质,因为蛋白质没有进入细菌体内,D错误。
2.“噬菌体侵染细菌的实验”是研究遗传物质的经典实验,主要过程如下:
①标记噬菌体→②噬菌体与细菌混合培养→③揽搅、离心→④检测放射性。
下列叙述正确的是( )
A.完整的实验过程需要利用分别含有35S和32P及既不含35S也不含32P的细菌
B.②中少量噬菌体未侵入细菌会导致上清液中的放射性强度都偏高
C.③的作用是加速细菌的解体,促进噬菌体从细菌体内释放出来
D.32P标记的噬菌体进行该实验,④的结果是只能在沉淀物中检测到放射性
“噬菌体侵染细菌的实验”中,完整的实验过程需要利用分别含有35S和32P及既不含35S也不含32P的细菌,A正确;
②中少量噬菌体未侵入细菌会导致上清液中32P的放射性强度偏高,不会导致上清液中35S的放射性强度偏高,B错误;
③的作用是加速噬菌体外壳与细菌的分离,C错误;
32P标记的噬菌体进行该实验,④的结果是沉淀物中放射性高,上清液中含有少量的放射性,D错误。
噬菌体侵染细菌实验放射性分析的“两看”法
考点2 DNA的结构和复制
(2016·
高考全国卷Ⅱ)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间,使DNA双链不能解开。
若在细胞正常生
长的培养液中加入适量的该物质,下列相关叙述错误的是( )
A.随后细胞中的DNA复制发生障碍
B.随后细胞中的RNA转录发生障碍
C.该物质可将细胞周期阻断在分裂中期
D.可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用
在DNA分子的复制过程中,DNA分子需要先经过解旋,即DNA双链解开,加入该物质后DNA分子双链不能解开,故细胞中DNA的复制会发生障碍,A项正确。
DNA分子转录产生RNA的过程中,DNA分子也需要在RNA聚合酶作用下先将双链解开,再以DNA的一条链为模板进行转录,加入该物质后DNA分子双链不能解开,故细胞中的RNA转录会发生障碍,B项正确。
因DNA复制发生在细胞分裂间期,故该物质阻断的是分裂间期DNA分子的复制过程,从而将细胞周期阻断在分裂间期,C项错误。
癌细胞的增殖方式是有丝分裂,其分裂过程中可发生DNA复制和转录,加入该物质会阻碍这两个过程,从而抑制癌细胞的增殖,D项正确。
1.归纳DNA分子结构的“五、四、三、二、一”
注:
每个DNA中含氢键数为A—T对×
2和G—C对×
3之和。
2.牢记DNA分子中有关碱基比例的计算
(1)常用公式
A=T,G=C;
A+G=T+C=A+C=T+G=50%。
(2)“单链中互补碱基和”所占该链碱基数比例=“双链中互补碱基和”所占双链总碱基数比例。
(3)某链不互补碱基之和的比值与其互补链的该比值互为倒数。
3.捕捉DNA复制中的“关键字眼”
(1)DNA复制:
用15N标记的是“亲代DNA”还是“培养基中原料”。
(2)子代DNA:
所求DNA比例是“含15N的”还是“只含15N的”,是“DNA分子数”还是“链数”。
(3)相关计算:
已知某亲代DNA中含某碱基m个。
①“复制n次”消耗的该碱基数:
m·
(2n-1)。
②“第n次复制”消耗的该碱基数:
2n-1。
有关DNA结构及复制计算的三大失
分点
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A占双链碱基的比例为c%,则A1/单链碱基的比例无法确定,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
(1)DNA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:
若碱基对数为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”。
1.某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成,根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图,下列正确的是( )
双链DNA分子中,(A+C)/(T+G)一定等于1,A曲线应为水平,A项错误;
当一条链中存在(A1+C1)/(T1+G1)=1时,其互补链中存在(A2+C2)/(T2+G2)=(T1+G1)/(A1+C1)=1,B项错误;
在DNA分子中,存在(A1+T1)/(G1+C1)=(A2+T2)/(G2+C2)=(A+T)/(G+C),C项正确、D项错误。
2.如图为某真核细胞中DNA复制过程模式图,下列分析错误的是( )
A.酶①和酶②均作用于氢键
B.该过程的模板链是a、b链
C.该过程可发生在细胞有丝分裂间期
D.DNA复制的特点是半保留复制
酶①是解旋酶,酶②是DNA聚合酶,前者作用于氢键,后者作用于磷酸二酯键;
该过程需要a、b链分别作模板,c、d链分别是以a、b链为模板合成的子链;
细胞有丝分裂间期会发生DNA复制;
DNA分子复制具有半保留复制的特点。
双链DNA分子中碱基计算的两个重要规律
1.互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同,即:
若在一条链中
=m,在互补链及整个DNA分子中
=m。
2.非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数,在整个DNA分子中为1,即若在DNA一条链中
=a,则在互补链中
=
,而在整个DNA分子中
=1。
广州二模)如图1为真核生物染色体上部分DNA分子复制过程示意图,图2为原核生物的DNA复制过程示意图。
下列相关叙述中,错误的是( )
A.从图1中可以看出,DNA复制具有多起点、双向复制、边解旋边复制的特点
B.图1和图2中的碱基互补配对原则相同
C.图2所示的DNA复制过程发生于拟核中
D.图1中三个复制起点不是同时开始复制的
图1为链状DNA分子复制过程示意图,从图中可以看出,复制起点有三个且复制开始的时间不同步,由箭头方向可看出复制为双向复制,故A、D正确;
图1、图2均为DNA分子,故碱基互补配对原则相同,B正确;
图2为质粒DNA,复制发生在细胞质中,C错误。
2.将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中让其复制三次,则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例和含有15N的DNA单链占全部DNA单链的比例依次为( )
A.1/9,1/4 B.1/4,1/8
C.1/4,1/6D.1/8,1/8
选B。
用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中,让其复制三次,则产生的DNA分子共有23=8个,共有16条脱氧
核苷酸链,其中含有15N的DNA分子有2个,含有15N的脱氧核苷酸链有2条,故选B。
3.已知某DNA分子共含有1
000个碱基对,其中一条链上A∶G∶T∶C=1∶2∶3∶4。
该DNA分子连续复制2次,共需要腺嘌呤脱氧核苷酸分子数是( )
A.600个B.800个
C.1200个D.2400个
根据题中信息可知,该DNA分子的一条链中,A+T占40%,说明在DNA分子中,A+T也占40%,因此A的个数为400个,该DNA分子连续复制2次,需要游离的A个数为:
(22-1)×
400=1200,故C正确。
DNA分子复制中的相关计算
解DNA分子的复制为半保留复制,一个DNA分子复制n次,其结果分析如下:
1.DNA分子数
①子代DNA分子数=2n个;
②含有亲代DNA链的子代DNA分子数=2个;
③不含亲代DNA链的子代DNA分子数=(2n-2)个。
2.脱氧核苷酸链数
①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数=2n+1条;
②亲代脱氧核苷酸链数=2条;
③新合成的脱氧核苷酸链数=(2n+1-2)条。
3.消耗的脱氧核苷酸数
①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m·
(2n-1)个;
②第n次复制所需该脱氧核苷酸数=2n个DNA分子中该脱氧核苷酸数-2n-1个DNA分子中该脱氧核苷酸数=2n·
m-m·
2n-1=m·
(2n-2n-1)=m·
考点3 基因的表达及基因对性状的控制
高考全国卷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
A对:
tRNA、rRNA和mRNA均由DNA转录而来。
B对:
RNA的合成以DNA的一条链为模板,边解旋边转录,同一细胞中可能有多个DNA分子同时发生转录,故两种RNA可同时合成。
C错:
RNA的合成主要发生在细胞核中,另外在线粒体、叶绿体中也可发生。
D对:
转录时遵循碱基互补配对原则,故转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补。
2.(2013·
高考全国卷Ⅰ)关于蛋白质生物合成的叙述,正确的是( )
A.一种tRNA可以携带多种氨基酸
B.DNA聚合酶是在细胞核内合成的
C.反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基
D.线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成
一种tRNA只能携带特定的一种氨基酸,而一种氨基酸可能由多种tRNA转运,A项错误。
DNA聚合酶是蛋白质,是在细胞质中的核糖体上合成的,B项错误。
反密码子是由位于tRNA上相邻的3个碱基构成的,mRNA上相邻的3个碱基可构成密码子,C项错误。
线粒体是半自主性细胞器,其内含有部分DNA,可以控制某些蛋白质的合成,D项正确。
3.(2012·
高考全国卷)同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白,组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同,但排列顺序不同。
其原因是参与这两种蛋白质合成的( )
A.tRNA种类不同
B.mRNA碱基序列不同
C.核糖体成分不同
D.同一密码子所决定的氨基酸不同
两种分泌蛋白的氨基酸排列顺序不同的原因是参与这两种蛋白质合成的mRNA不同,B符合题意;
自然界的生物共用一套遗传密码子,tRNA的种类都是61种,同种生
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