高三生物二輪專題復(fù)習(xí)講義專題06遺傳的分子基礎(chǔ)

專題06遺傳的分子基礎(chǔ)知識網(wǎng)絡(luò)熱點題型一探究生物體遺傳物質(zhì)的有關(guān)實驗典例1（2023·浙江·統(tǒng)考模擬預(yù)測）艾弗里等科學(xué)家研究S型肺炎鏈球菌中的“轉(zhuǎn)化因子”實驗過程如下表：組別處理步驟結(jié)果（出現(xiàn)活菌類型）結(jié)論1S型細菌的細胞提取物，不作處理加入R型活菌的培養(yǎng)基中，混合后培養(yǎng)R+SDNA是遺傳物質(zhì)2S型細菌的細胞提取物+蛋白酶①3S型細菌的細胞提取物+RNA酶②4S型細菌的細胞提取物+酯酶R+S5S型細菌的細胞提取物+DNA酶③某同學(xué)根據(jù)上述實驗，結(jié)合現(xiàn)有生物學(xué)知識所做的下列推測中，不合理的是（

）A．處理步驟中，使用液體培養(yǎng)基比固體培養(yǎng)基更有利于細菌轉(zhuǎn)化B．用加熱殺死S型細菌的提取物進行組2、3、5實驗，實驗結(jié)果①②③相同C．在實驗結(jié)果可通過鑒定細胞形態(tài)或涂布分離后觀察菌落進行檢測D．加入的R型活菌的數(shù)量和生理狀態(tài)會影響細菌轉(zhuǎn)化效率【答案】B【解析】液體培養(yǎng)基有利于S型細菌的成分與R型細菌的混合，更有利于轉(zhuǎn)化，A正確；組2、3中含有S型細菌的DNA，會發(fā)生轉(zhuǎn)化，會出現(xiàn)R型和S型細菌，組5中DNA被DNA酶水解，不會發(fā)生轉(zhuǎn)化，結(jié)果中只有R型細菌，B錯誤；S型細菌有莢膜，菌落光滑，R型細菌無莢膜，菌落粗糙，在實驗結(jié)果可通過鑒定細胞形態(tài)或涂布分離后觀察菌落進行檢測，C正確；細菌轉(zhuǎn)化的過程是一個DNA導(dǎo)入和表達的過程，受體菌的數(shù)量和生理狀態(tài)是轉(zhuǎn)化率的影響因素，D正確。故選B。典例2（2023·河北衡水·河北衡水中學(xué)校考模擬預(yù)測）煙草花葉病毒（TMV）是一種單鏈RNA病毒，具有S和HR等多種株系?？蒲腥藛T分別提取了S株系和HR株系的RNA和蛋白質(zhì)，進行了如表所示的重組實驗。下列相關(guān)敘述合理的是（

）重組實驗過程子代病毒的類型第一組：SRNA+HR蛋白質(zhì)→感染煙草S株系第二組：HRRNA+S蛋白質(zhì)→感染煙草HR株系A(chǔ)．可以通過培養(yǎng)基上不同的菌落特征鑒別TMV的不同株系B．將TMV的遺傳物質(zhì)與二苯胺水浴加熱，溶液會變成藍色C．根據(jù)實驗結(jié)果可推測，TMV的RNA控制其蛋白質(zhì)的合成D．該病毒在增殖時，催化其RNA合成的酶由宿主細胞的基因控制合成【答案】C【解析】病毒專營活細胞寄生，不能用培養(yǎng)基培養(yǎng)，A錯誤；DNA與二苯胺水浴加熱，溶液才會變成藍色，B錯誤；根據(jù)實驗結(jié)果可推測，TMV的遺傳物質(zhì)是RNA，能控制其蛋白質(zhì)的合成，C正確；該病毒在增殖時，催化其RNA合成的酶由病毒RNA的基因控制合成，D錯誤。故選C。典例3（2023·河北衡水·河北衡水中學(xué)校考模擬預(yù)測）赫爾希和蔡斯研究了T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA在侵染過程中的功能。用標(biāo)記的T2噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌，一段時間后，用攪拌器攪拌，然后離心得到上清液和沉淀物，并檢測上清液中的放射性，得到如圖所示的實驗結(jié)果。請回答下列問題：（1）要獲得DNA被標(biāo)記的T2噬菌體，其培養(yǎng)方法是_____________________________________________________________________。（2）實驗中攪拌的目的是_____________________________，攪拌時間應(yīng)大于______min，否則上清液中的放射性會比較______。（3）上清液中32P的放射性仍達到30%，其原因可能是____________________________。圖中被侵染細菌的存活率曲線的意義是作為對照，如果存活率明顯低于100%，則上清液中放射性物質(zhì)32P的含量______，原因是______________________________________。（4）上述實驗中不用14C來標(biāo)記T2噬菌體的DNA或蛋白質(zhì)，原因是___________________________________________________。【答案】（1）先用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再用T2噬菌體侵染被32P標(biāo)記的大腸桿菌（2）使吸附在細菌表面的噬菌體和細菌分離

2

低（3）部分噬菌體未侵染細菌

增高

大腸桿菌裂解，子代噬菌體釋放到上清液中（4）DNA和蛋白質(zhì)中均含有C元素【解析】（1）T2噬菌體是病毒，病毒是非細胞生物，只能寄生在活細胞中才能繁殖，所以要獲得DNA被標(biāo)記的T2噬菌體，培養(yǎng)方法是用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，使大腸桿菌被32P標(biāo)記，再用此細菌培養(yǎng)T2噬菌體。（2）用標(biāo)記的T2噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌。一段時間后，用攪拌器攪拌，然后離心得到上清液和沉淀物。攪拌的目的是使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離，便于離心分層，用32S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)時，攪拌時間應(yīng)大于2min，否則上清液中的放射性會比較低。（3）上清液中仍有少量32P的放射性，主要原因是部分噬菌體未侵染細菌。如果時間過長，被侵染的細菌裂解，釋放出子代噬菌體，導(dǎo)致被侵染細菌的存活率明顯低于100%，則上清液中放射性物質(zhì)32P的含量會增高。（4）DNA和蛋白質(zhì)中均含有C元素，故不用14C來標(biāo)記T2噬菌體的DNA或蛋白質(zhì)。題型一攻略探究某種生物遺傳物質(zhì)的實驗思路和方法1．探究思路（1）若探究哪種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)——設(shè)法將各物質(zhì)分開，單獨觀察他們的作用。（2）若探究某病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA——利用酶的專一性或用放射性同位素進行相關(guān)標(biāo)記2．探究方法熱點題型二DNA分子的結(jié)構(gòu)及數(shù)量關(guān)系分析典例1（2022·湖南長沙·雅禮中學(xué)?？级＃┤鐖D為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖，對該圖的敘述正確的是（

）A．若僅有訂書釘將脫氧核糖、磷酸、堿基連為一體并構(gòu)建如圖的片段，則需訂書釘30個B．④是構(gòu)成DNA的基本組成單位，名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸C．該DNA分子可能有4種堿基對排列順序，但不一定都能出現(xiàn)在生物體內(nèi)D．某雙鏈DNA分子中，G占總數(shù)的30%，其中一條鏈中的T占該DNA分子全部總數(shù)的7%，那么另一條鏈中T在該DNA分子中的堿基比例為13%【答案】D【分析】用訂書釘將脫氧核糖、磷酸、堿基連為一體，構(gòu)建一個DNA的基本單位需要2個訂書釘；將兩個基本單位連在一起需要一個訂書釘，若搭建含4對堿基組成的DNA雙鏈片段，需要將8個基本單位連成兩條長度相等的鏈，需要6個訂書釘；堿基A和T之間有2個氫鍵，G和C之間有3個氫鍵，堿基對之間的氫鍵也需要訂書釘連接，因此使用訂書釘?shù)膫€數(shù)為8×2+3×2+2×2+2×3=32個，A錯誤；圖中④由①、②和③組成，不能表示胞嘧啶脫氧核苷酸，②、③和下一個磷酸才能構(gòu)成胞嘧啶脫氧核苷酸，B錯誤；圖中DNA分子序列已經(jīng)確定，沒有其他排列順序，DNA分子中的遺傳信息儲存在堿基對的排列順序中，即其中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息，并不是所有的堿基對排列在生物體內(nèi)都會存在，C錯誤；根據(jù)堿基互補配對原則，G占總數(shù)的30%，則T占總數(shù)的50%－30%=20%，若其中一條鏈中的T占該DNA分子全部堿基總數(shù)的7%，則另一條鏈中T在該DNA分子中的堿基比例為20%－7%=13%，D正確。故選D。典例2（（2022·吉林白山·撫松縣第一中學(xué)?？既＃┰诖罱―NA分子結(jié)構(gòu)模型的實驗中，若有表示4種堿基的塑料片共18個，其中4個C，4個G，5個A，5個T；脫氧核糖和磷酸之間的連接物26個；脫氧核糖塑料片40個；磷酸塑料片100個；代表氫鍵的連接物若干；脫氧核糖和堿基之間的連接物若干；則下列說法正確的是（）A．能搭建出18個脫氧核苷酸B．所搭建的DNA分子片段最長為9個堿基對C．能搭建出47種DNA分子模型D．能搭建出一個含7個堿基對的DNA分子片段【答案】D【解析】在雙鏈DNA中，堿基之間的配對遵循堿基互補配對原則，即A=T、G=C，則A=T有5對，G=C有4對，設(shè)能搭建的DNA分子含有n個堿基對，則每條鏈需要脫氧核糖和磷酸之間的連接物的數(shù)目為2n－1，共需（2n－1）×2個，已知脫氧核糖和磷酸之間的連接物有26個，則n=7，所以只能搭建出一個7堿基對的DNA分子片段。設(shè)能搭建的DNA分子含有n個堿基對，則每條鏈需要脫氧核糖和磷酸之間的連接物的數(shù)目為2n－1，共需（2n－1）×2個，已知脫氧核糖和磷酸之間的連接物有26個，則n=7，所以只能搭建出一個7堿基對的DNA分子片段，能搭建出14個脫氧核苷酸，AB錯誤，D正確；由于C、G、A、T的數(shù)量有限，故不能搭建出47種DNA分子模型，C錯誤。故選D。題型二攻略1．DNA分子的數(shù)量關(guān)系及相關(guān)計算（1）DNA雙鏈中，嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)相同，即A+G=T+C。（2）在DNA雙鏈中，互補堿基之和的比例在任意一條鏈及整個DNA分子中相等，即若在一條鏈中（A+T）/（G+C）=m，則在互補鏈及整個DNA分子中，（A+T）/（G+C）=m。（3）在DNA雙鏈中，非互補堿基之和的比例在兩條互補鏈中互為倒數(shù)，在整個DNA分子中為1，即若在DNA一條鏈中（A+G）/（T+C）=a，則在其互補鏈中（A+G）/（T+C）=1/a，而在整個DNA分子中（A+G）/（T+C）=1。熱點題型三DNA的復(fù)制及相關(guān)問題分析典例1．（2023·湖北·統(tǒng)考一模）下圖為細胞核中DNA復(fù)制過程的部分示意圖，相關(guān)敘述正確的是（

）A．真核生物DNA分子為單起點復(fù)制，復(fù)制起點位于DNA分子特定位置B．解旋酶在解旋DNA并使自身沿DNA鏈移動的過程中需要消耗ATPC．引物的合成需要引物酶的參與，引物酶的實質(zhì)是DNA聚合酶D．所有DNA聚合酶都需要5′?引發(fā)末端的起始DNA合成【答案】B【解析】真核生物DNA分子為多起點復(fù)制，復(fù)制起點位于DNA分子特定位置，A錯誤；解旋酶能打開雙鏈間的氫鍵，使雙鏈DNA解開，需要消耗ATP，B正確；由于DNA聚合酶不能自行從頭合成DNA鏈，因此在復(fù)制過程中首先需要合成一小段RNA的多核苷酸鏈作引物，在這段RNA引物的基礎(chǔ)上引導(dǎo)DNA鏈的合成，催化RNA引物合成的酶是引物酶，實際上它是一種特殊的RNA聚合酶，C錯誤；DNA聚合酶不能催化DNA新鏈從頭合成，只能催化脫氧核苷酸加入子鏈的3′OH末端，因而復(fù)制之初需要一段DNA引物的3′OH端為起點，合成5′→3′方向的新鏈，D錯誤。故選B。典例2（2023·陜西咸陽·?？寄M預(yù)測）將DNA雙鏈都被15N標(biāo)記的大腸桿菌放在含有14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，使其分裂3次，對得到的所有子代大腸桿菌，下列敘述正確的是（

）A．所有大腸桿菌都含有15NB．所有大腸桿菌都含有14NC．含有15N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/2D．含有14N的DNA分子占全部DNA分子的比例為1/8【答案】B【解析】AC、復(fù)制3此后，子代大腸桿菌為23=8個，含有親代DNA的大腸桿菌為2個，占全部大腸桿菌的比例為2/8=1/4，AC錯誤；BD子代共有DNA為8個，由于原料中含有14N，根據(jù)DNA分子半保留復(fù)制的特點可知，所有大腸桿菌都含有14N，B正確，D錯誤。故選B。典例3（2023·內(nèi)蒙古呼和浩特·統(tǒng)考模擬預(yù)測）大腸桿菌的擬核DNA分子中含有n個核苷酸，用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)不含32P的大腸桿菌得到如圖所示的Ⅱ、Ⅲ兩種類型的DNA。下列有關(guān)該實驗結(jié)果的預(yù)測與分析，正確的是（

）A．DNA第2次復(fù)制產(chǎn)生的子代DNA分子中，類型Ⅱ與Ⅲ的數(shù)量比為1：3B．DNA分子復(fù)制完成后，母鏈和子鏈中堿基(A+G)/(T+C)的值一定相等C．第2次復(fù)制需要消耗嘧啶堿基的數(shù)目是3n/2個D．一個擬核DNA分子復(fù)制n次形成的含32P的脫氧核苷酸單鏈的數(shù)量為2n+1－2條【答案】D【解析】DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，則該DNA第2次復(fù)制產(chǎn)生的DNA有22=4個，包括Ⅱ、Ⅲ兩種類型，比例為1:1，A錯誤；由于DNA是半保留復(fù)制，所以子鏈有的和母鏈相同，有的和母鏈互補，與母鏈配對的子鏈中(A+G)/(T+C)的值與母鏈互為倒數(shù)，與母鏈相同的子鏈中(A+G)/(T+C)的值與母鏈相同，B錯誤；擬核DNA分子中含有n個核苷酸，其中嘌呤堿=嘧啶堿=n/2個，第2次復(fù)制需要消耗嘧啶堿基的數(shù)目是（22－1）×（n/2）=n個，C錯誤；DNA復(fù)制n次，形成的脫氧核苷酸的單鏈有2n+1條，不含32P的單鏈有2條，故含32P的脫氧核苷酸單鏈有2n+1－2條，D正確。故選D。題型三攻略1．DNA的復(fù)制（1）將1個含有15N的DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，復(fù)制n次，則（2）DNA復(fù)制過程中消耗脫氧核苷酸數(shù)（若親代DNA分子中含有某種脫氧核苷酸m個）①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該種脫氧核苷酸數(shù)為：m·（2n－1）。②第n次復(fù)制所需該種脫氧核苷酸數(shù)目為：m·2n1。③模型法分析染色體的標(biāo)記問題熱點題型四遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯及相關(guān)問題的分析典例1（2023·山東·統(tǒng)考模擬預(yù)測）下圖1表示細胞內(nèi)合成RNA的酶促過程，圖2表示a、b、c三個核糖體相繼結(jié)合到一個mRNA分子上，并沿著mRNA移動合成肽鏈的過程。下列相關(guān)敘述正確的是（

）A．只要是活細胞，均能發(fā)生圖1和圖2過程B．圖1過程的模板是DNA的兩條鏈，參與的酶是DNA聚合酶C．圖2中最早與mRNA結(jié)合的核糖體是a，核糖體沿箭頭①的方向移動D．圖2的a、b、c最終合成的三條多肽鏈，其氨基酸順序相同【答案】D【解析】圖1是真核細胞內(nèi)RNA的酶促合成過程，是轉(zhuǎn)錄過程，圖2示表示翻譯過程，哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核，不能進行轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，因此并非只要是活細胞，均能發(fā)生圖1和圖2過程，A錯誤；由圖可知，圖1過程表示轉(zhuǎn)錄過程，其模板是DNA的一條鏈，參與的酶是RNA聚合酶，B錯誤；根據(jù)多肽鏈的長度可知，圖2中最早與mRNA結(jié)合的核糖體是c，肽鏈的合成方向是從左到右，即核糖體沿箭頭①的方向移動，C錯誤；圖2的a、b、c最終合成的三條多肽鏈的模板是相同的mRNA，因此它們的氨基酸順序相同，D正確。故選D。典例2（（2023·重慶·重慶南開中學(xué)統(tǒng)考模擬預(yù)測）20世紀(jì)末人們發(fā)現(xiàn)的一種能誘發(fā)羊瘙癢癥的阮粒，對下圖所示的中心法則提出了挑戰(zhàn)。研究發(fā)現(xiàn)，羊細胞核中的基因編碼產(chǎn)生的正常糖蛋白PrPc一旦遇到PrPsc（阮粒），其構(gòu)象就會轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPsc，從而使阮粒增殖。而PrPsc在神經(jīng)細胞中沉積，最終就會引發(fā)羊瘙癢癥。下列相關(guān)敘述正確的是（

）A．圖中表示的5個遺傳信息流動方向遵循了相同的堿基互補配對原則B．不能獨立進行“氨基酸→蛋白質(zhì)”這個過程的生物，其遺傳物質(zhì)可能是RNAC．羊心肌細胞中的遺傳信息流動過程可表示為D．阮粒的發(fā)現(xiàn)，使中心法則可修正為【答案】B【解析】圖中表示為5個遺傳信息流動方向，遵循的堿基互補配對原則不完全相同，如①為DNA分子復(fù)制，遵循的堿基互補配對方式為T與A，A與T，C與G，G與C，②為轉(zhuǎn)錄，遵循的堿基互補配對方式為T與A，A與U，C與G，G與C，A錯誤；不能獨立進行“氨基酸→蛋白質(zhì)”這個過程的生物為病毒，其遺傳物質(zhì)可能是RNA，B正確；羊心肌細胞中不能進行①DNA分子復(fù)制過程，C錯誤；阮粒不能進行逆轉(zhuǎn)錄⑤過程，D錯誤。故選B。題型四攻略1．構(gòu)建模型解讀遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯等之間的關(guān)系注意：（1）一次轉(zhuǎn)錄只以DNA分子的一條鏈為模板。（2）轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物不只是mRNA，還有rRNA、tRNA，但只有mRNA作為翻譯的模板，3種RNA都參與翻譯過程，只是作用不同。（3）轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中一定存在的堿基配對方式是CG、GC、AU，此外轉(zhuǎn)錄過程中還有TA配對。（4）正常情況下并不是所有的密碼子都決定氨基酸，如終止密碼子不決定氨基酸。（5）翻譯的過程中，核糖體沿著mRNA移動（5'→3'）。（6）可以根據(jù)肽鏈的長度判斷翻譯進行的方向，越長的肽鏈，翻譯開始的時間越早。2．“三看法”判斷中心法則各過程熱點題型五基因表達與性狀的關(guān)系分析典例1（2022·河南鄭州·鄭州外國語學(xué)校模擬預(yù)測）如圖為基因與性狀的關(guān)系示意圖，下列敘述錯誤的是（

）A．控制性狀F、G的基因是非等位基因，它們的遺傳遵循基因的自由組合定律B．一個基因可以影響和控制一種或多種性狀，多個基因可以影響和控制一種性狀C．基因?qū)π誀畹目刂瓶梢酝ㄟ^控制酶的合成間接控制，也可以通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制D．基因?qū)π誀畹目刂撇⒉皇墙^對的，也受環(huán)境因素的影響【答案】A【解析】控制性狀F、G的基因是非等位基因，它們位于同一條染色體上，不遵循基因的自由組合定律，A錯誤；由圖可知，一個基因可以影響和控制一種（如D、F、G、H）或多種性狀（如A、B、C），多個基因可以影響和控制一種性狀（如E），B正確；基因?qū)π誀畹目刂瓶梢酝ㄟ^控制酶的合成控制代謝過程，間接控制