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生物的遗传、变异和进化
专题六 遗传的分子基础
考纲要求 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)。
1．[2015·全国卷Ⅰ] 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 考向拓展
增加选项，下列相关叙述中，错误的是( ) E. PrPc是基因表达的结果
F．朊粒的出现是PrP基因发生突变的结果 G．朊粒在动物体内会引起免疫反应 2．[2014·四川卷] 将牛催乳素基因用32P标记后导入小鼠乳腺细胞，选取仅有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养。下列叙述错误的是( )
A．小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸 B．该基因转录时，遗传信息通过模板链传递给mRNA
＋
C．连续分裂n次后，子细胞中32P标记的细胞占1/2n1 D．该基因翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等 考向拓展
增加选项，下列叙述错误的是( )
E．牛催乳素基因复制和表达的场所都是细胞核
F．乳腺细胞第二次有丝分裂的中期，含牛催乳素基因的染色体中含32P的染色体占100% G．牛催乳素基因翻译时，mRNA上并非所有的密码子都能决定氨基酸
－
H．如果牛催乳素基因中含有m个腺嘌呤脱氧核苷酸，则第n次复制需要2n1·m个腺嘌呤脱氧核苷酸
3．[2013·江苏卷] 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________。
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图T6-1
(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②③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________(填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)，其原因是______________________________。
考向拓展
增加选项，下列说法不正确的是( )
A．过程①表示的是DNA复制，由图可知，从复制起始点进行双向、反向复制，一条链按顺序复制，另一条链分段复制
B．过程②表示转录，对于某个基因来说，用来翻译的mRNA 可以以两条链中的任意一条为模板通过转录形成
C．过程③表示翻译，翻译的方向是从mRNA的左侧到右侧 D. 在线粒体中可进行①～③过程，且②和③可同时进行 【备考指津】
1．本专题在高考中考查的主要内容包括证明DNA是遗传物质的经典实验，DNA分子的结构、复制及特性，以及基因的表达等内容。
2．题目的信息呈现形式多种多样，包括过程示意图、坐标曲线图和实验流程图等，DNA的复制及基因的表达往往以示意图的形式进行考查，碱基的数量计算会以坐标曲线图的形式进行考查，证明DNA是遗传物质的实验常以流程图的形式进行考查。
3．备考时，可以将遗传信息的流动过程(DNA的复制、转录和翻译等)用比较的方法进行复习，注意对一些概念的理解和比较，如密码子和反密码子；同时，还要掌握两个证明DNA是遗传物质的经典实验的结果分析。
考点一 DNA是遗传物质的实验证据
┃考例探究┃
考向1 肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较
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实验 项目 设计 思路 体外转化实验 噬菌体侵染细菌的实验 设法将DNA和其他成分(特别是蛋白质)分开，单独地研究它们各自的功能 直接分离法：将S型菌的DNA与其他成分分离，然后用每种单一成分分别与R型菌混合培养 将提纯的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入培养R型菌的培养基中，观察R型菌能否转化为S型菌 DNA是遗传物质，而蛋白质等物质不是遗传物质 自然完成：利用噬菌体侵染过程中将DNA注入细菌，而蛋白质外壳留在细菌外的特点，使DNA和蛋白质自然分开 同位素示踪法：分别用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质，增殖过程中检测放射性 DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质 分离处 理方法 观察检 验结果 的方式 结论 联系 以上两个实验都证明了DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质 1 图T6-2中(一)是肺炎双球菌转化实验的部分步骤；图(二)是噬菌体侵染细菌实验的部分步骤，
亲代噬菌体已用32P标记，A、C中的方框代表大肠杆菌。
(一)
(二) 图T6-2
下列相关叙述中，错误的是( )
A．图(一)中，能引起小鼠死亡的有甲和丁 B．乙组中煮沸使菌体的蛋白质变性
C．图(二)所示的实验结果是放射性只在C中出现，因为被32P标记的DNA侵入大肠杆菌 D．两个实验的方法虽然不同，但实验的设计思路相同 方法技巧
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(1)肺炎双球菌转化实验中，分析时要注意是否经过煮沸，以及加入培养了R型菌的培养基中的是S型菌的何种成分；另外，体内转化实验仅证明S型菌含有能让R型菌转化的因子，但不能证明这种“转化因子”是何种物质。
(2)噬菌体侵染细菌的实验采取了放射性同位素标记法，32P和35S分别标记的是噬菌体的DNA和蛋白质。实验结果中对于放射性的描述是“很高”或“很低”，而不是“有”或者“无”。
考向2 噬菌体侵染细菌实验中放射性分布状况的原因分析 1．上清液和沉淀物中的放射性分析
(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因：①保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液中出现放射性；②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代噬菌体，经离心后分布于上清液中，也会使上清液中出现放射性。
(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。
2．“二看”法判断子代噬菌体的标记情况
图T6-3
2 “噬菌体侵染细菌实验”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搅拌、离心→④检测放射性。下列叙述正确的是( )
A．①需要利用分别含有35S和32P的细菌
B．②中少量噬菌体未侵入细菌会导致实验失败 C．③的作用是加速细菌的解体
D．④的结果是在沉淀物中检测到放射性 方法技巧
标记噬菌体的方法
由于噬菌体属于细菌病毒，无细胞结构，所以不能用含放射性的培养基直接培养噬菌体。标记噬菌体时，首先要标记细菌，即用含放射性的培养基培养细菌，然后用噬菌体侵染被标记的细菌，即可完成对噬菌体的标记。
┃对点训练┃
1．下列有关遗传物质探究的实验中，对应正确的一项是( ) 选项 A 实验名称 格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验 艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验 实验思路 加热杀死的S型细菌与R型细菌混合 从S型细菌中分离出DNA等物质，与R型细菌分别混合 用放射性同位素35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA 用从烟草花叶病毒中分实验结论 S型细菌中的DNA是转化因子 S型细菌中含有转化因子 噬菌体的DNA是主要的遗传物质 烟草花叶病毒的RNA4
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噬菌体侵染细菌实验 烟草花叶病毒侵染烟草 匠心文档，专属精品。 叶片实验 离出的RNA和蛋白质分别感染烟草叶片 是遗传物质 2.艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。下列有关这两个实验的叙述中，不正确的是( )
A．都选用结构简单的生物作为实验材料，繁殖快，容易观察因遗传物质改变而引起的变异 B．设计思路上的共同点是设法把DNA与蛋白质分开，单独研究其各自的效应
C．赫尔希和蔡斯用32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，研究噬菌体的遗传物质 D．由于R型菌转化成S型菌是由于S型菌的影响引起的，所以这种变异是不可遗传的
考点二 DNA的结构和复制
┃考例探究┃
考向1 DNA的结构特性及相关计算 (1)DNA分子的特性
①稳定性：磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成基本骨架。
②多样性：不同的DNA分子中脱氧核苷酸的数目不同，碱基对具有多种多样的排列顺序。 ③特异性：每种DNA分子都有特定的碱基排列顺序，代表了特定的遗传信息。 (2)DNA分子中碱基数量的计算规律
①嘧啶碱基和嘌呤碱基在整个DNA分子中各占1/2，在每一条单链上所占的比例不一定等于1/2。 ②在每一条单链和整个DNA分子中，(A＋T)/(G＋C)的值相等。 3 下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是( )
A．某DNA分子中有胸腺嘧啶312个，占总碱基数的26%，则该DNA中有鸟嘌呤288个 B．若质粒含有2000个碱基，则该分子同时含有2个游离的磷酸基团 C．某DNA分子含有500个碱基，可能的碱基排列方式有4500种
D．某DNA分子内胞嘧啶占25%，则每条单链上的胞嘧啶占25%～50% 考向2 DNA的复制过程、特点及相关计算 结合DNA复制过程进行的相关计算 DNA分子的复制方式为半保留复制，若将一个被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代，其结果分析如下：
图T6-4
(1)子代DNA分子数：2n个
①无论复制多少次，含15N的DNA分子始终有2个。 ②含14N的DNA分子有2n个，只含14N的DNA分子有(2n－2)个，做题时应看准是“含”还是“只含”。
＋
(2)子代DNA分子的总链数：2n×2＝2n1条
①无论复制多少次，含15N的链始终有2条，做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。
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【全国卷】高考生物二轮讲练案：4-6遗传的分子基础(含答案)
