2011高考生物二輪復(fù)習(xí)專題4遺傳、變異與進(jìn)化1遺傳的分子基礎(chǔ)

1、用心 愛心 專心1專題四遺傳、變異與進(jìn)化小專題一遺傳的分子基礎(chǔ)核心考點(diǎn)整合考點(diǎn)整合一：DNA 是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)1 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1928 年英國格里菲思（體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)）1944 年美國艾弗里（體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)）過 程結(jié) 果尺型$型加熱殺死 R 型甫+力活1菌怕注射1r1世菌親死fr生樹蛋質(zhì)1NA DNA+lNA111!小鼠分鋼與R理禰滴浪魯埔養(yǎng)1R1人iRR SR1 1R Sr1成話死rY1亡成祜死亡分析R 型細(xì)菌無毒性、S 型細(xì)菌有毒性；S 型細(xì)菌內(nèi) 存在著使 R 型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為 S 型細(xì)菌的物質(zhì)S 型細(xì)菌的 DNA 使 R 型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn) 化；S 型細(xì)菌的其他物質(zhì)不能使 R 型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化

2、結(jié)論加熱殺死的 S 型細(xì)菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”S 型細(xì)菌體內(nèi)的 DNA 是“轉(zhuǎn)化因 子”，DNA 是生物的遺傳物質(zhì)2噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)步驟標(biāo)記 細(xì)菌細(xì)菌+含35S的培養(yǎng)基一-含35S的細(xì)菌 細(xì)菌+含 32P 的培養(yǎng)基T含32P的細(xì)菌標(biāo)記 噬菌體噬菌體+含35S 的細(xì)菌一-含35S的噬菌體3232噬菌體+含 P 的細(xì)菌一-含 P 的噬菌體噬菌 體侵染 細(xì)菌含35S 的噬菌體+細(xì)菌一-上清液放射性高，沉淀物放射性很 低，新形成的噬菌體沒有檢測到35S含 P 的噬菌體+細(xì)菌T上清液放射性低，沉淀物放射性很 咼，新形成的噬菌體檢測到32P分析35S 標(biāo)記的蛋白質(zhì)外殼并未進(jìn)入宿主細(xì)胞內(nèi)，而是留在細(xì)胞外；3

3、2P 標(biāo)記的 DNA 進(jìn)入了宿主細(xì)胞內(nèi)結(jié)論子代噬菌體的各種性狀，是通過親代的DNA 遺傳的，DNA 是噬菌體的遺傳物質(zhì)特別提示：艾弗里實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是通過觀察培養(yǎng)皿中的菌落特征而確定的。2S 型菌 DNA 重組到 R 型菌 DNA 分子上，使 R 型菌轉(zhuǎn)化為 S 型菌，這是一種可遺傳的變 異，這種變異屬于基因重組。3被32P 標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中，上清液應(yīng)無放射性，若存在放射性，其原因之一可 能是培養(yǎng)時間過長，細(xì)菌裂解，子代噬菌體已被釋放出來。原因之二是部分噬菌體并未侵入 細(xì)菌內(nèi)。用心 愛心 專心2【例 1】（2010 廣東綜合）艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵 染細(xì)菌

4、實(shí)驗(yàn)都證明了 DNA 是遺傳物質(zhì)。這兩個實(shí)驗(yàn)在設(shè)計思路上的共同點(diǎn)是A 重組 DNA 片段，研究其表型效應(yīng)B .誘發(fā) DNA 突變，研究其表型效應(yīng)C.設(shè)法把 DNA 與蛋白質(zhì)分開，研究各自的效應(yīng)D 應(yīng)用同位素示蹤技術(shù)，研究 DNA 在親代與子代之間的傳遞解析 這兩個實(shí)驗(yàn)都沒有經(jīng)過重組 DNA 片段和誘發(fā) DNA 突變；在肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中 沒有用到同位素示蹤技術(shù)。答案 C知識總結(jié)對“ DNA 分子是遺傳物質(zhì)的證明”這一經(jīng)典實(shí)驗(yàn)過程的理解是解題的基礎(chǔ)。（1）實(shí)驗(yàn)思路： 該實(shí)驗(yàn)設(shè)計中最關(guān)鍵的思路是將 DNA 和蛋白質(zhì)分開， 單獨(dú)、直接地去觀察 DNA 和蛋白質(zhì)的作用。（ 2）實(shí)驗(yàn)技術(shù)：在肺炎雙球菌

5、體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)過程中，運(yùn)用了微生物培養(yǎng) 技術(shù)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計的基本原理。 在噬菌體侵染細(xì)菌中運(yùn)用了同位素示蹤技術(shù)和離心技術(shù)。（ 3）實(shí)驗(yàn)應(yīng)用：在體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，利用加熱處理獲得的S 型細(xì)菌，雖然不再具有致病性，但仍具有免疫原性，機(jī)體會產(chǎn)生針對 S 型細(xì)菌的抗體。因此，在免疫學(xué)中，常利用加熱等方 法對病菌進(jìn)行滅活處理，以獲得減毒疫苗?！净犹骄?1 - 1】（2009 寧夏模擬）用32P 標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，經(jīng)培養(yǎng)、攪拌、 離心、檢測，上清液的放射性占15%，沉淀物的放射性占 85%。上清液帶有放射性的原因可能是A .噬菌體侵染大腸桿菌后，大腸桿菌裂解釋放出子代噬菌體B 攪拌不充分，吸附在大腸桿菌

6、上的噬菌體未與細(xì)菌分離C.離心時間過長，上清液中析出較重的大腸桿菌D32P 標(biāo)記了噬菌體蛋白質(zhì)外殼，離心后存在于上清液中解析32P 標(biāo)記的是噬菌體的 DNA 分子，在噬菌體侵染大腸桿菌的過程中，DNA 分子進(jìn)入大腸桿菌，經(jīng)離心后處于沉淀物中。若培養(yǎng)時間過短，部分噬菌體的DNA 還沒有注入大腸桿菌內(nèi)；若培養(yǎng)時間過長，噬菌體大量繁殖使部分大腸桿菌裂解，釋放出子代噬菌體， 這樣上清液中就具有了放射性。答案 A【互動探究 1- 2】 某研究人員模擬赫爾希和蔡斯關(guān)于噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了以下4 個實(shí)驗(yàn)：用32P 標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌；用未標(biāo)記的噬菌體侵染35S 標(biāo)記的細(xì)菌；用 15N 標(biāo)記

7、的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌； 用未標(biāo)記的噬菌體侵染 3H 標(biāo)記的細(xì)菌。 以上 4 個實(shí)驗(yàn)，一段時間（合適的范圍內(nèi)）后離心，檢測到放射性的主要區(qū)域是A 沉淀、沉淀、沉淀和上清液、沉淀和上清液B 沉淀、沉淀、沉淀和上清液、沉淀C.沉淀、上清液、沉淀、沉淀和上清液D 上清液、上清液、沉淀和上清液、上清液解析 用32P 只能標(biāo)記噬菌體的 DNA， 35S 只能標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼；噬菌體侵染細(xì) 菌時，噬菌體的 DNA 進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)部，蛋白質(zhì)外殼不能侵入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)部。所以中的32P 會進(jìn)入到細(xì)菌細(xì)胞中， 最終放射性出現(xiàn)在沉淀物中。 放射性標(biāo)記物質(zhì)在細(xì)菌細(xì)胞中， 經(jīng)離心后放射性也出現(xiàn)在沉淀物中。答案 B

8、考點(diǎn)整合二： DNA 分子的結(jié)構(gòu)和特性1結(jié)合圖解理解 DNA 分子的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)用心 愛心 專心3從上圖可看出：（1）規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成了基本骨架，內(nèi)側(cè)是堿基，在堿基 A 與 T 之間有兩個氫鍵，C 與 G 之間有三個氫鍵；（2） 個 DNA 分子中有兩個游離的磷酸基；（ 3）脫氧核糖與磷酸基、堿基的相連情況：在 DNA 分子單鏈一端的脫氧核糖與 1 個磷酸基和 1 個堿基相連；在 DNA 單鏈中間的脫氧核糖與 2 個磷酸基和 1 個堿基相連。2.DNA 分子結(jié)構(gòu)中的堿基比例關(guān)系規(guī)律公式1互補(bǔ)堿基兩兩相等A= T, C= G2兩不互補(bǔ)的堿基之和比值相等(A

9、+ G) / (T + C) = ( A+ C) / ( T+ G)=13任意兩不互補(bǔ)的堿基之和占堿基總量的50%(A+ C) / (A+ C+ T+ G) = ( T+ G) /(A+ C+ T+ G)= 50%4單鏈和互補(bǔ)鏈堿基比例關(guān)系一條鏈上（A+ T） / （C+ G）= a,（ A + C）/ （T + G） = b,則該鏈的互補(bǔ)鏈上 相應(yīng)比例應(yīng)分別為a 和 1/b5雙鏈 DNA 中互補(bǔ)的堿基之和相等A1+ T1(或 G + GJ= A2+ T2(或 C2+ G2)【例 2】（2010 鄭州模擬）已知 DNA 分子中，堿基對 A 與 T 之間形成二個氫鍵，C 與 G之間形成三個氫鍵；

10、在一個雙鏈DNA 分子片段中有 200 個堿基對，其中腺嘌呤有90 個。因此在這個 DNA 片段中含有游離的磷酸基的數(shù)目和氫鍵的數(shù)目依次為A . 200 和 400 個B . 2 個和 510 個C. 2 個和 400 個D . 44 個和 510 個解析一條脫氧核苷酸鏈的一端游離出一個磷酸基團(tuán)，DNA 分子有兩條脫氧核苷酸鏈，游離的磷酸基團(tuán)的數(shù)目為 2;由 DNA 中 A = 90,則 T = 90, C = G = 110, A 和 T 之間有 2 個 氫鍵，G 和C 之間有 3 個氫鍵，90X2 + 110X3 = 510。答案B【互動探究 2】（2010 廣東綜合）有關(guān) DNA 分子結(jié)

11、構(gòu)的敘述，錯誤的是A . DNA 分子由 4 種脫氧核苷酸組成B . DNA 單鏈上相鄰堿基以氫鍵連接C.堿基與脫氧核糖相連接D .磷酸與脫氧核糖交替連接構(gòu)成DNA 鏈的基本骨架解析DNA 分子由 4 種脫氧核苷酸組成；DNA 雙鏈上相對應(yīng)的堿基以氫鍵連接，單鏈上相鄰堿基之間通過脫氧核糖和磷酸二酯鍵聯(lián)系起來；脫氧核糖和磷酸交替排列在外側(cè)，構(gòu)成DNA 的基本骨架，堿基排列在內(nèi)側(cè)，與脫氧核糖直接相連。答案B考點(diǎn)整合三：DNA 分子的復(fù)制及轉(zhuǎn)錄、翻譯過程分析1.復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較脫氧核背酸一分子磷-分子脫分娜堿基（用心 愛心 專心4項(xiàng)目復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯場所主要在細(xì)胞核中（線粒 體、葉綠體）主要在細(xì)胞

12、核中（線粒 體、葉綠體）細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上模板DNA 的兩條鏈DNA 的一條鏈mRNA原料4 種脫氧核苷酸4 種核糖核苷酸氨基酸條件酶 （解旋酶， DNA 聚合 酶等）和能量酶（RNA 聚合酶等）和 能量特定的酶、能量和 tRNA原則A T; G CA U ; G C;T AA U; G C產(chǎn)生形成 2 條 DNA 雙鏈一條單鏈 RNA 分子（mRNA）具有一定氨基酸排列順 序的多肽一一蛋白質(zhì)特點(diǎn)邊解旋邊復(fù)制，半保留 復(fù)制 邊解旋邊轉(zhuǎn)錄； 轉(zhuǎn)錄后 DNA仍保留原來雙鏈結(jié) 構(gòu)一個 mRNA 分子上可連 續(xù)結(jié)合多個核糖體，提 高合成蛋白質(zhì)的速度傳遞 方向DNATDNADNATmRNAmRNAT蛋白

13、質(zhì)（性狀）2.DNA 復(fù)制過程中的堿基數(shù)目計算（其雙鏈DNA 分子中含某種堿基 a 個）（1）復(fù)制 n 次需要含該堿基的脫氧核苷酸數(shù)為a （2n- 1）。如圖所示：（2）第 n 次復(fù)制，需要含該堿基的脫氧核苷酸數(shù)為a2n 1。由圖示可以看出，復(fù)制的結(jié)果是形成兩個一樣的 DNA 分子，所以一個 DNA 分子復(fù)制 n 次后，得到的 DNA 分子數(shù)量為2n 個（如圖），復(fù)制（n 1）次后得到的 DNA 分子數(shù)為 2n 1,第 n 次復(fù)制增加的 DNA 分子數(shù)為2n 2n 1= 2n 1,需要含該堿基的脫氧核苷酸數(shù)為a2n 1。3.中心法則中心法則中遺傳信息的流動過程為：用心 愛心 專心5復(fù)廠、轉(zhuǎn)錄以

14、八、翻譯2 KNA一蛋門質(zhì)（件狀）制U逆轉(zhuǎn)錄制丿（1）在生物生長繁殖過程中遺傳信息的傳遞方向?yàn)椋簭?fù)廠、轉(zhuǎn)求胡斥DNA（堆因）一-mRA一-蚩門質(zhì)制7（2） 在細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成過程中，遺傳信息的傳遞方向（如胰島細(xì)胞中胰島素的合成）為:，）NA蘭蘭盟出慶島孝（含幀島素敕I）Q（3）含逆轉(zhuǎn)錄酶的 RNA 病毒在寄主細(xì)胞內(nèi)繁殖過程中，遺傳信息的傳遞方向?yàn)椋耗孓D(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯 R # 土RNA DNA- niRNA一-蟲H質(zhì)（4）DNA 病毒（如噬菌體）在寄主細(xì)胞內(nèi)繁殖過程中，遺傳信息的傳遞方向?yàn)椋篣foNA(W )imRNA盟蘭蛋白質(zhì) 制U（5）RNA 病毒（如煙草花葉病毒）在宿主細(xì)胞內(nèi)繁殖過程中，遺傳信

15、息的傳遞方向?yàn)?特別提示：DNA 分子復(fù)制過程，只發(fā)生在分裂細(xì)胞中，分化了的細(xì)胞不能進(jìn)行DNA 分子的復(fù)制。而在所有細(xì)胞中都可進(jìn)行轉(zhuǎn)錄、翻譯過程?！纠?3】（2010 廣東綜合）（多選）有關(guān)蛋白質(zhì)合成的敘述，正確的是A .終止密碼子不編碼氨基酸B . 每種 tRNA 只運(yùn)轉(zhuǎn)一種氨基酸C.tRNA 的反密碼子攜帶了氨基酸序列的遺傳信息D.核糖體可在 mRNA 上移動解析本題考查蛋白質(zhì)的合成過程。合成蛋白質(zhì)的模板是mRNA , mRNA 上含有起始密碼子和終止密碼子，其中起始密碼子具有決定翻譯的開始且編碼氨基酸的作用，終止密碼子決定翻譯的終止，但不編碼氨基酸。一種 tRNA 只能運(yùn)轉(zhuǎn)一種氨基酸，但

16、一種氨基酸可以由多 種 tRNA 運(yùn)轉(zhuǎn)。通常遺傳信息存在于 DNA 中，故 C 錯誤。用心 愛心 專心6（2010 南京模擬）下圖表示生物體內(nèi)遺傳信息的傳遞和表達(dá)過程，有關(guān)敘A 在人體不同種類的細(xì)胞中，轉(zhuǎn)錄出的 mRNA 種類和數(shù)量均不同 B RNA 能以“ RNA-互補(bǔ)的單鏈 RNA- RNA方式完成復(fù)制 C.逆轉(zhuǎn)錄過程發(fā)生在某些病毒體內(nèi)，需要逆轉(zhuǎn)錄酶的參與D 轉(zhuǎn)錄和翻譯過程既能發(fā)生在真核細(xì)胞中，也能發(fā)生在原核細(xì)胞中解析本題以中心法則為命題點(diǎn)，考查轉(zhuǎn)錄和翻譯、RNA 的復(fù)制、逆轉(zhuǎn)錄過程等內(nèi)容，滲透了對考生基礎(chǔ)知識理解能力的考查。在人體不同種類的細(xì)胞中，由于基因的選擇性表達(dá)， 使轉(zhuǎn)錄出的mRN

17、A 種類、數(shù)量均不相同；逆轉(zhuǎn)錄是在逆轉(zhuǎn)錄酶的參與下，以RNA 為模板,需要宿主細(xì)胞提供與 DNA 合成有關(guān)的 ATP、原料等條件，故發(fā)生在宿主細(xì)胞內(nèi)。原核細(xì)胞 和真核細(xì)胞中有核糖體，故均能發(fā)生轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。答案C咼考鏈接1. （2010 天津卷，2）根據(jù)下表中的已知條件，判斷蘇氨酸的密碼子是（）DNA 雙鏈TGmRNAtRNA 反密碼子A氨基酸蘇氨酸A TGUB UGAC. ACUD UCU解析：本題借助氨基酸密碼子的推斷考查轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中的堿基配對關(guān)系，意在考查考生的邏輯推理能力。密碼子為mRNA 上決定氨基酸的三個相鄰堿基，因此根據(jù)轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中的堿基配對關(guān)系，由 DNA 信息鏈上的

18、堿基 T、 G 可推知 mRNA 上相應(yīng)位置上的堿基分 別是 A C,由 tRNA 上反密碼子最后一個堿基 A 可推知 mRNA 上相應(yīng)位置上的堿基為 U ; 因此蘇氨酸的密碼子為ACU。答案：C2.（ 2010 山東卷，7）蠶豆根尖細(xì)胞在含 3H 標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷培養(yǎng)基中完成一個 細(xì)胞周期，然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期，其染色體的放射性標(biāo)記分布情況是A .每條染色體的兩條單體都被標(biāo)記B 每條染色體中都只有一條單體被標(biāo)記C 只有半數(shù)的染色體中一條單體被標(biāo)記D .每條染色體的兩條單體都不被標(biāo)記解析：本題考查 DNA 復(fù)制的有關(guān)知識，意在考查考生對DNA 半保留復(fù)制特點(diǎn)的理解

19、和運(yùn)用能力。蠶豆根尖細(xì)胞的染色體上的DNA 分子原來不含 3H 標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷，在含 3H 標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷培養(yǎng)基中完成一個細(xì)胞周期后，復(fù)制形成的所有DNA 分子中一條鏈含 3H 標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷，一條鏈不含3H 標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷；在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)至分裂中期，DNA 分子一半含放射性，一半不含放射性，答案ABD【互動探究 3】述錯誤的是轉(zhuǎn)玻-翻誹“蛋門質(zhì)（性狀）用心 愛心 專心7B 選項(xiàng)正確。答案：B3.( 2010 上海卷，25)若 1 個 35S 標(biāo)記的大腸桿菌被 1 個32P 標(biāo)記的噬菌體侵染，裂解后 釋放的所有噬菌體A .一定有 35S，可能

20、有32PB .只有 35S32C. 一定有 P,可能有 35SD .只有32P解析：本題考查噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，意在考查考生的推理分析能力。噬菌體侵染細(xì)菌時，以親代噬菌體的 DNA 為模板，以大腸桿菌的成分為原料，合成子代噬菌體的DNA 和蛋白質(zhì)，故子代噬菌體中部分含32P 標(biāo)記，全部含 35S 標(biāo)記。答案：A4.(2010 北京卷，30)科學(xué)家以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)對象，運(yùn)用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離 心方法進(jìn)行了 DNA 復(fù)制方式的探索實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果見下表。組別1 組2 組3 組4 組培養(yǎng)液中14151414唯一氮源NH CINH CINH CINH CI4444繁殖代數(shù)多代多代一代兩代

21、培養(yǎng)產(chǎn)物ABB 的子I代B 的子n代操作提取 DNA 并離心離心結(jié)果僅為輕帶僅為重帶僅為中帶1/2 輕帶1414151515141414(N/ N)(N/ N)(N/ N)(N/ N)1/2 中帶1514(N/ N)請分析并回答：(1)要得到 DNA 中的 N 全部被放射性標(biāo)記的大腸桿菌B，必須經(jīng)過 _ 代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的_是唯一氮源。(2)_綜合分析本實(shí)驗(yàn)的 DNA 離心結(jié)果，第_ 組結(jié)果對得到結(jié)論起到了關(guān)鍵作用，但需把它與第 _ 組和第_ 組的結(jié)果進(jìn)行比較，才能說明DNA 分子的復(fù)制方式是_。多15N/15NH4CI312半保留復(fù)制(3) 分析討論：1_若子I代用心 愛心 專心8DNA

22、的離心結(jié)果為 輕”和重”兩條密度帶，則 重帶” DNA 來自_，據(jù)此可判斷 DNA 分子的復(fù)制方式不是_ 復(fù)制。2若將子I代 DNA 雙鏈分開后再離心，其結(jié)果 _ （選填 能”或 不能”判斷 DNA的復(fù)制方式。B半保留不能3若在同等條件下將子n代繼續(xù)培養(yǎng)，子n 代 DNA 離心的結(jié)果是：密度帶的數(shù)量和位置_，放射性強(qiáng)度發(fā)生變化的是 _ 帶。4若某次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果中，子I代DNA 的中帶”比以往實(shí)驗(yàn)結(jié)果的 中帶”略寬，可能的原因是新合成 DNA 單鏈中的 N 尚有少部分為_ 。沒有變化輕15N解析：本題主要考查 DNA 分子復(fù)制的相關(guān)知識，意在考查學(xué)生對同位素示蹤技術(shù)與密度梯度離心方法的掌握情況。經(jīng)過一代培養(yǎng)后，只能是標(biāo)記DNA 分子的一條單鏈，所以要想對所有的 DNA 分子全部標(biāo)記，要進(jìn)行多代培養(yǎng)；在探究 DNA 分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制 的實(shí)驗(yàn)中， 重帶應(yīng)為兩個單鏈均被 15N 標(biāo)記， 輕帶為兩個單