2020版高考生物二轮教师用书:板块二 专题六 遗传的分子基础 Word版含解析.doc
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1、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()。2DNA分子结构的主要特点()。3基因的概念()。4DNA分子的复制()。5遗传信息的转录和翻译()。6基因与性状的关系()。构网络核心知识串联提示:规则的双螺旋结构具有遗传效应的DNA片段特定的碱基(脱氧核苷酸)排列顺序,有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期主要在细胞核RNAmRNA通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物的性状辨正误易错易混诊断1判断下列有关生物的遗传物质及探索实验叙述的正误(1)格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质。()提示:格里菲思的肺炎双球菌转化实验只证明了S型菌中含有“转化因子”,而不能证
2、明DNA是遗传物质。(2)将加热杀死的S型菌与R型活菌混合后注射给小鼠,从死亡小鼠体内只能分离出S型菌。()提示:加热杀死的S型菌只能转化一部分R型菌,未被转化的R型菌在小鼠体内也能增殖产生后代。(3)分别用含32P、35S的培养基培养噬菌体,可得到被标记的噬菌体。()提示:噬菌体必须寄生在细菌内才能繁殖,在培养基上无法生存,得不到被标记的噬菌体。(4)在噬菌体侵染细菌实验过程中,通过搅拌、离心使噬菌体的蛋白质和DNA分开。()提示:在该实验中,搅拌、离心的目的是将吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离开。(5)肺炎双球菌转化实验证明DNA是主要的遗传物质。()提示:肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传
3、物质。(6)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。()(7)噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸。()提示:噬菌体是利用自己的DNA为模板合成子代的DNA。(8)用35S标记噬菌体的侵染实验中,沉淀物中存在少量放射性可能是搅拌不充分所致。()2判断下列有关DNA结构和复制叙述的正误(1)磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架。()(2)植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制。()(3)同一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基通过氢键相连。()提示:同一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连接。(4)DNA分子中每个脱氧核糖都连接两个磷
4、酸,每个碱基都连接一个脱氧核糖。()提示:DNA双链的两端的脱氧核糖只连接一个磷酸。(5)由于DNA的复制是半保留复制,所以将被15N标记的DNA分子在含14N的培养基中培养两代,所得DNA分子中既含15N又含14N的DNA分子占1/2。()(6)解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、限制酶都能作用于DNA分子,它们的作用部位都是相同的。()提示:解旋酶作用于DNA中的氢键,DNA聚合酶、DNA连接酶、限制酶作用于磷酸二酯键。(7)已知某双链DNA分子的一条链中(AC)/(TG)025,(AT)/(GC)025,则同样是这两个比例在该DNA分子的另一条链中为4与025,在整个DNA分子中是1与0
5、25。()3判断下列有关基因表达叙述的正误(1)细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与。()(2)以mRNA作为模板合成生物大分子的过程包括翻译和逆转录。()(3)每种tRNA只转运一种氨基酸。()(4)终止密码子不编码氨基酸。()(5)核糖体可在mRNA上移动。()(6)一种tRNA只能转运一种氨基酸,一种氨基酸可能由多种tRNA转运。()(7)每种氨基酸都对应多个密码子,每个密码子都决定一种氨基酸。()提示:有的氨基酸只对应一个密码子,如甲硫氨酸,有的密码子不决定氨基酸,如终止密码子。(8)存在于叶绿体和线粒体中的DNA都能进行复制、转录,进而翻译出蛋白质。()(9)一个mRNA中含有
6、多个密码子,一个tRNA中只含有一个反密码子。()(10)结合在同一条mRNA上的核糖体,最终合成的肽链在结构上各不相同。()提示:结合在同一条mRNA上的核糖体,利用了相同的模板,所以翻译形成的肽链的氨基酸序列完全相同。考点1人类对遗传物质的探索历程(对应学生用书第34页)品真题圈定高考考查范围1(2017全国卷)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()AT2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖BT2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
7、噬菌体的核酸类型和增殖过程相同C本题考查噬菌体侵染细菌的实验、人类免疫缺陷病毒所含的核酸类型。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(2017全国卷)根据遗传物质的化学组成,可将病
8、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)【解析】本题考查实验设计的对照原则、噬菌体侵染细菌实验、同位素标记法。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
9、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。【答案】(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。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。(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。释重难剖解核心知识备考1看清两个经典实验遵循的实验设计原则对照原则(
10、1)肺炎双球菌体外转化实验中的相互对照(2)噬菌体侵染细菌实验中的相互对照(3)必须明确的四个问题R型细菌转化为S型细菌的实质是S型细菌的DNA整合到了R型细菌的DNA中,从变异类型看属于基因重组。噬菌体侵染细菌的实验中,两次用到大肠杆菌:第一次是对噬菌体进行同位素标记;第二次是将带标记元素的噬菌体与大肠杆菌进行混合培养,观察同位素的去向。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:a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,上清液中出现放射性。b保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌内增殖后子代释放出来,经离心后分布于上清液,也会使上清液中出现放射
11、性。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的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中。2明确不同生物的遗传物质(1)细胞生物的遗传物质:DNA。(2)病毒的遗传物质:DNA或RNA。(3)绝大多数生物的遗传物质:DNA。(4)生物界主要的遗传物质:DNA。预测练沿着高考方向训练考向1考查探索生物遗传物质的经典实验1(2017潍坊期末统考)下列关于肺炎双球菌转化实验的分析,错误的是()A在体外转化实验中,DNA纯度越高转化越有效B体内转化实验证明了DNA是遗传物质CS型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌D肺炎双球菌转化的实质是基因重
12、组B转化率与所提取的S型细菌的DNA纯度有关,DNA纯度越高转化的效率也越高,A正确;体内转化实验只证明了S型细菌中存在某种“转化因子”,没有证明DNA是遗传物质,B错误;S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌,从而导致小鼠死亡,C正确;肺炎双球菌转化的实质是基因重组,D正确。2(2017潍坊期末统考)科学家用放射性同位素32P和35S标记一个噬菌体去侵染未标记的大肠杆菌,结果产生了n个子代噬菌体。下列有关分析错误的是()A有2个子代噬菌体的DNA中含有32PB子代噬菌体的DNA分子中都含有31PC子代噬菌体的蛋白质分子中都含35S和32PD噬菌体增殖需要大肠杆菌提供原料、酶等CDNA复制是
13、半保留复制,且DNA分子是双链结构,所以只有2个子代噬菌体的DNA中含有32P,A正确;合成子代噬菌体DNA的原料由细菌提供,所以子代噬菌体的DNA分子中都含有31P,B正确;由于蛋白质外壳不进入细菌,且合成子代噬菌体蛋白质的原料由细菌提供,所以子代噬菌体的蛋白质分子中不含35S,C错误;噬菌体侵染时只有DNA分子进入细菌,所以增殖时需要大肠杆菌提供原料、酶等,D正确。类题通法噬菌体侵染细菌实验放射性分析的“两看”法(2017临沂市期中)关于探索DNA是遗传物质实验的叙述,正确的是() 【导学号:92624017】A肺炎双球菌的体内转化实验说明高温灭活S型菌的DNA分子结构未被破坏B肺炎双球菌
14、的体外转化实验中,R型菌转化为S型菌的实质是基因突变C噬菌体侵染细菌的实验中,若32P标记组的上清液放射性较高,可能是搅拌不充分D噬菌体侵染细菌的实验中,35S标记组的子代噬菌体不含35S,说明蛋白质不是遗传物质A加热杀死的S型菌的DNA分子未被破坏,A项正确;R型菌转化为S型菌的实质是基因重组,B项错误;32P标记组的上清液放射性高,可能是保温时间过长,C项错误;35S标记组的子代噬菌体不含35S不能说明蛋白质不是遗传物质,D项错误。考向2探索生物遗传物质经典实验的拓展考查3将肺炎双球菌中控制荚膜形成的相关基因记做“A”,无此相关基因记做“a”,下列对甲、乙两组转化实验的相关分析,正确的是(
15、)实验甲:将加热杀死的S型肺炎双球菌和R型活菌的菌液混合培养实验乙:将加热杀死的R型肺炎双球菌和S型活菌的菌液混合培养A转化前的S型、R型菌的基因组成分别为AA、aaB甲实验中可检出R型、S型活菌,S型菌由R型菌转化而来C乙实验中只检出S型活菌,因为R型菌的a基因在S型菌体内不能表达D转化前的S型菌和转化后形成的S型菌的遗传物质相同B肺炎双球菌为原核生物,进行分裂生殖,无同源染色体,因此A和a基因是不成对的,A项错误;甲实验中加热杀死的S型细菌可使部分R型细菌转化为S型活细菌,B项正确;乙实验中只检出S型活菌,因为R型细菌的a基因在S型细菌中表达,但不能表现无荚膜性状,C项错误;转化后的S型细
16、菌含有R细菌和S细菌的遗传物质,D项错误。4(2017成都市二模)肺炎双球菌转化实验中,S型菌的部分DNA片段进入R型菌内并整合到R型菌的DNA分子上,使这种R型菌转化为能合成荚膜多糖的S型菌()AR型菌转化为S型菌后的DNA中,嘌呤碱基总比例会改变B整合到R型菌内的DNA分子片段,表达产物都是荚膜多糖C进入R型菌的DNA片段上,可有多个RNA聚合酶结合位点DS型菌转录的mRNA上,可由多个核糖体共同合成一条肽链CR型细菌和S型细菌的DNA都是双链结构,其中碱基的配对遵循碱基互补配对原则,因此R型菌转化为S型菌后的DNA中,嘌呤碱基总比例不会改变,依然是占50%,A错误;整合到R型菌内的DNA
17、分子片段,表达产物不都是荚膜多糖,B错误;基因是有遗传效应的DNA片段,即一个DNA分子中有多个基因,每个基因都具有RNA聚合酶的结合位点,因此进入R型菌的DNA片段上,可有多个RNA聚合酶结合位点,C正确;S型菌转录的mRNA上,可由多个核糖体共同合成多条相同的肽链,而不是一条,D错误。考点2DNA分子的结构和复制(对应学生用书第35页)品真题圈定高考考查范围(2016全国卷)在有关DNA分子的研究中,常用32P来标记DNA分子。用、和表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(APPP或dAPPP)。回答下列问题:(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上,
18、同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上,那么带有32P的磷酸基团应在ATP的_(填“”“”或“”)位上。(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料,将32P标记到新合成的DNA分子上,则带有32P的磷酸基团应在dATP的_(填“”“”或“”)位上。(3)将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记,并使其感染大肠杆菌,在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放,则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n,原因是_。【解析】(1)根据题干信息可知,该酶能将ATP水解成ADP和磷酸基团(即P),同时将P基团转移到
19、DNA末端上。因此需用32P标记到ATP的位上。(2)DNA生物合成的原料为脱氧核苷酸。将dATP两个高能磷酸键都水解后产物为dAP(腺嘌呤脱氧核苷酸),为合成DNA的原料。因此需用32P标记到dATP的位上。(3)一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后,标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中,因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记。【答案】(1)(2)(3)一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后,标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中,因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记释重难剖解核心知识备考1DNA的双螺旋结构(1)五种组成
20、元素:C、H、O、N、P。(2)四种碱基:A、T、G、C,相对应四种脱氧核苷酸。(3)三类物质:磷酸、脱氧核糖、碱基。(4)两条链:两条反向平行的脱氧核苷酸链。(5)一种结构:规则的双螺旋结构。2DNA分子的复制3基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸、性状的关系关系内容基因与脱氧核苷酸基因的基本组成单位是脱氧核苷酸,每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。基因中脱氧核苷酸(或碱基)的排列顺序称为遗传信息基因与DNA基因是有遗传效应的DNA片段,每个DNA分子上有很多个基因基因与染色体基因在染色体上呈线性排列,染色体是基因的主要载体基因与生物性状基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状或基因通过控制酶的合
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