【高考解碼】2021屆高三生物二輪復(fù)習(xí)專題-遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)

遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)1．RNA和DNA都是T2噬菌體的遺傳物質(zhì)。()【答案】×分析：T2噬菌體是由DNA和蛋白質(zhì)組成的，遺傳物質(zhì)是DNA。2．噬菌體以宿主菌DNA為模板合成子代噬菌體的核酸。()【答案】×分析：噬菌體是一種特地寄生在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的病毒，在噬菌體侵染細(xì)菌的過(guò)程中，以噬菌體DNA為模板合成子代噬菌體的核酸，而不是以細(xì)菌DNA為模板。3．噬菌體侵染細(xì)菌的試驗(yàn)獲得成功的緣由之一是DNA用15N放射性同位素標(biāo)記。()【答案】×分析：噬菌體侵染細(xì)菌的試驗(yàn)是用32P標(biāo)記噬菌體的DNA，而不是用15N標(biāo)記的DNA。4．人類對(duì)遺傳物質(zhì)本質(zhì)的探究過(guò)程中，噬菌體侵染細(xì)菌試驗(yàn)比肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化試驗(yàn)更具說(shuō)服力。()【答案】√分析：艾弗里等人從S型肺炎雙球菌中提取的DNA純度最高的時(shí)候還含有0.02%的蛋白質(zhì)，而噬菌體侵染細(xì)菌試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了將DNA和蛋白質(zhì)完全分別，因此噬菌體侵染細(xì)菌試驗(yàn)比肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化試驗(yàn)更具說(shuō)服力。5．在“噬菌體侵染細(xì)菌的試驗(yàn)”中用32P、35S標(biāo)記的噬菌體侵染試驗(yàn)分別說(shuō)明DNA是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。()【答案】×分析：噬菌體侵染細(xì)菌的試驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)，不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，由于蛋白質(zhì)沒(méi)有進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)。6．真核細(xì)胞染色體DNA的復(fù)制發(fā)生在有絲分裂前期。()【答案】×分析：真核細(xì)胞染色體DNA的復(fù)制發(fā)生在有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂前的間期。7．mRNA在核糖體上移動(dòng)翻譯出蛋白質(zhì)。()【答案】×分析：在翻譯過(guò)程中，核糖體在mRNA上移動(dòng)翻譯出蛋白質(zhì)，而不是mRNA在核糖體上移動(dòng)。8．DNA中的遺傳信息可打算蛋白質(zhì)中氨基酸的排列挨次。()【答案】√分析：DNA能夠通過(guò)轉(zhuǎn)錄將遺傳信息傳遞給mRNA，進(jìn)一步通過(guò)翻譯完成蛋白質(zhì)的合成，所以DNA中的遺傳信息可打算蛋白質(zhì)中氨基酸的排列挨次。探究遺傳物質(zhì)的經(jīng)典試驗(yàn)【典例1】(2022·煙臺(tái)模擬)赫爾希和蔡斯進(jìn)行的噬菌體侵染細(xì)菌的試驗(yàn)，是人類探究“什么是遺傳物質(zhì)”的最具說(shuō)服力的試驗(yàn)。下圖為用含32P的T2噬菌體侵染大腸桿菌(T2噬菌體專性寄生在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi))的試驗(yàn)，據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)T2噬菌體的組成成分是蛋白質(zhì)和DNA。假如僅憑猜想，把握其性狀的遺傳物質(zhì)有可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)怎樣才能得到被32P標(biāo)記的T2噬菌體？請(qǐng)簡(jiǎn)述試驗(yàn)方案。(3)科學(xué)家若用含有15N的培育基培育大腸桿菌，再用該大腸桿菌培育T2噬菌體，待大腸桿菌解體后，15N存在于T2噬菌體的________________________中?！窘馕觥?1)單憑猜想，遺傳物質(zhì)可能會(huì)有三種狀況：蛋白質(zhì)和DNA都是遺傳物質(zhì)，僅DNA是遺傳物質(zhì)，僅蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)。(2)解答該問(wèn)題要考慮到病毒本身不能增殖，必需借助于宿主細(xì)胞，因此應(yīng)考慮先培育出有標(biāo)記的宿主細(xì)胞，然后再培育出有標(biāo)記的噬菌體。(3)T2噬菌體是由DNA和蛋白質(zhì)組成的，蛋白質(zhì)分子中含有元素C、H、O、N，而DNA分子中含有元素C、H、O、N、P，噬菌體在大腸桿菌中增殖時(shí)，所用原料(氨基酸和脫氧核苷酸)都來(lái)自大腸桿菌。由于大腸桿菌在含15N的培育基中培育，所以大腸桿菌內(nèi)的氨基酸和脫氧核苷酸都含15N。因此，在子代噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA中都含有15N?！敬鸢浮?1)蛋白質(zhì)和DNA都是遺傳物質(zhì)；蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)，DNA不是；DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是(2)將宿主細(xì)菌在含32P的培育基中培育，獲得含有32P的細(xì)菌；用T2噬菌體去侵染被32P標(biāo)記的細(xì)菌，待細(xì)菌細(xì)胞裂解后，釋放出的噬菌體便會(huì)被32P標(biāo)記。(3)蛋白質(zhì)外殼(或蛋白質(zhì))和DNA(1)解決本題首先要明確：①噬菌體侵染細(xì)菌的試驗(yàn)結(jié)論：_______________________________________________________________________。②用32P標(biāo)記噬菌體的____________，用35S標(biāo)記噬菌體的________________。③噬菌體的生活方式：________________________。(2)關(guān)于放射性元素存在位置的理解：①僅用32P標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌后離心，放射性存在于上清液中的緣由是什么？②僅用35S標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌后離心，放射性存在于沉淀物中的最可能緣由是什么？【答案】(1)提示：①DNA是遺傳物質(zhì)②DNA蛋白質(zhì)③寄生(2)①提示：侵染時(shí)間過(guò)短會(huì)有很多噬菌體還沒(méi)來(lái)得及侵入細(xì)菌；或侵染時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，子代噬菌體從細(xì)菌中釋放出來(lái)。②提示：攪拌不充分?！究偨Y(jié)提升】遺傳物質(zhì)探究試驗(yàn)的解題規(guī)律(1)艾弗里肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)中的相互對(duì)比：eq\a\vs4\al(S,型,細(xì),菌)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(DNA,多糖,蛋白質(zhì),脂質(zhì),DNA分解物))＋eq\a\vs4\al(R,型,細(xì),菌)eq\o(→,\s\up7(相互對(duì)比))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①DNA是遺傳物質(zhì),②其他物質(zhì)不是遺傳,物質(zhì)))(2)子代噬菌體的放射性分析：被標(biāo)記的物質(zhì)子代噬菌體用32P標(biāo)記親代噬菌體的DNA只有含有親代噬菌體DNA鏈的子代噬菌體具有放射性用35S標(biāo)記親代噬菌體的蛋白質(zhì)均不具有放射性用32P標(biāo)記細(xì)菌內(nèi)的含P物質(zhì)，如DNA、核苷酸等用35S標(biāo)記細(xì)菌內(nèi)的含S物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、氨基酸等由于合成子代噬菌體的原料全部來(lái)自細(xì)菌，所以子代噬菌體均具有放射性DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及相關(guān)計(jì)算【典例2】(2022·山東理綜)某爭(zhēng)辯小組測(cè)定了多個(gè)不同雙鏈DNA分子的堿基組成，依據(jù)測(cè)定結(jié)果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補(bǔ)鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關(guān)系圖，下列正確的是()【解析】DNA分子中(A＋C)/(T＋G)應(yīng)始終等于1；一條單鏈中(A＋C)/(T＋G)與其互補(bǔ)鏈中(A＋C)/(T＋G)互為倒數(shù)，一條單鏈中(A＋C)/(T＋G)＝0.5時(shí)，互補(bǔ)鏈中(A＋C)/(T＋G)＝2；一條單鏈中(A＋T)/(G＋C)與其互補(bǔ)鏈中(A＋T)/(G＋C)及DNA分子中(A＋T)/(G＋C)都相等。【答案】C(1)明確DNA復(fù)制的相關(guān)問(wèn)題：①?gòu)?fù)制方式：_____________________________________。②相關(guān)計(jì)算：一個(gè)DNA分子復(fù)制n次，則有eq\a\vs4\al(a.子代DNA,分子數(shù)為2n)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(含有親代鏈的DNA分子數(shù)為：,不含有親代鏈的DNA分子數(shù)為：))eq\a\vs4\al(b.子代脫氧核苷,酸鏈數(shù)為2n＋1條)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(親代脫氧核苷酸鏈為：,新合成的脫氧核苷酸鏈為：))(2)依據(jù)題中DNA含有的標(biāo)記元素，分析DNA復(fù)制離心后的狀況：DNA兩條鏈的標(biāo)記狀況密度試管中的位置________最小________15N/14N居中居中________最大________【答案】(1)提示：①半保留復(fù)制②a.22n－2b．2條2n＋1－2條(2)提示：DNA兩條鏈的標(biāo)記狀況密度試管中的位置14N/14N遠(yuǎn)離底部15N/15N靠近底部【總結(jié)提升】與堿基互補(bǔ)配對(duì)或DNA復(fù)制相關(guān)的計(jì)算方法(1)雙鏈DNA分子中堿基含量的計(jì)算。①規(guī)律一：雙鏈DNA中，A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝總堿基的一半。②規(guī)律二：若在DNA一條鏈中eq\f(A＋G,T＋C)＝a，則在互補(bǔ)鏈中eq\f(A＋G,T＋C)＝eq\f(1,a)，而在整個(gè)DNA分子中eq\f(A＋G,T＋C)＝1。③規(guī)律三：若在一條鏈中eq\f(A＋T,G＋C)＝m，在互補(bǔ)鏈及整個(gè)DNA分子中eq\f(A＋T,G＋C)＝m。④規(guī)律四：某堿基在DNA中所占比例等于它在每條鏈中所占比例和的一半，如eq\f(A,總堿基)＝eq\f(A1%＋A2%,2)。(2)與DNA復(fù)制有關(guān)的計(jì)算。假設(shè)1個(gè)DNA分子復(fù)制n次，則①子代DNA數(shù)為2neq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(含母鏈的DNA數(shù)：2完全含母鏈的DNA數(shù)：0不含母鏈的DNA數(shù)：2n－2))②子代DNA鏈數(shù)為2n＋1eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(母鏈所占比例：\f(1,2n)子鏈所占比例：1－\f(1,2n)))③復(fù)制差錯(cuò)的計(jì)算：DNA復(fù)制過(guò)程中其中一條鏈發(fā)生差錯(cuò)，復(fù)制n代后，含有突變基因的特別DNA分子占DNA總數(shù)的50%。④復(fù)制原料的計(jì)算：若某DNA分子含某堿基m個(gè)，該DNA分子進(jìn)行n次復(fù)制，則需消耗該游離的脫氧核苷酸數(shù)為m×(2n－1)；進(jìn)行第n代復(fù)制時(shí)，需消耗該游離的脫氧核苷酸數(shù)為m×2n－1。遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯【典例3】(2022·孝感模擬)下圖表示真核細(xì)胞細(xì)胞核內(nèi)某種遺傳信息流淌過(guò)程，相關(guān)敘述正確的是()A．細(xì)胞分裂間期肯定有該過(guò)程發(fā)生，年輕細(xì)胞中不再發(fā)生該過(guò)程B．圖示能表示成熟的水稻葉肉細(xì)胞某基因的基因表達(dá)全過(guò)程C．圖中的d代表核糖體，細(xì)胞中的c一般有20種D．細(xì)胞的分裂和分化過(guò)程中都肯定會(huì)發(fā)生圖示過(guò)程【解析】在真核細(xì)胞中，該過(guò)程表示DNA分子的轉(zhuǎn)錄過(guò)程，細(xì)胞分裂間期肯定有該過(guò)程發(fā)生，年輕細(xì)胞中也可以發(fā)生該過(guò)程；該圖不能表示成熟的水稻葉肉細(xì)胞某基因的基因表達(dá)全過(guò)程，只能表示DNA分子的轉(zhuǎn)錄過(guò)程；圖中的d代表RNA聚合酶，c代表核糖核苷酸，細(xì)胞中的c(核糖核苷酸)一般有4種；無(wú)論細(xì)胞的分裂還是細(xì)胞的分化過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生蛋白質(zhì)，都會(huì)發(fā)生DNA分子的轉(zhuǎn)錄過(guò)程?！敬鸢浮緿(1)明確圖中各標(biāo)號(hào)的名稱并理解相關(guān)信息：①圖中a、b、c、d的名稱分別是什么？②由a形成b的過(guò)程中模板是哪一條？原料是什么？(2)明確下列各類生物遺傳信息的傳遞過(guò)程：生物種類遺傳信息的傳遞過(guò)程DNA病毒，如噬菌體________煙草花葉病毒________逆轉(zhuǎn)錄病毒________細(xì)胞生物________【答案】(1)①提示：雙鏈DNA、mRNA、核糖核苷酸、RNA聚合酶。②提示：甲，c(核糖核苷酸)。(2)提示：生物種類遺傳信息的傳遞過(guò)程DNA病毒，如噬菌體煙草花葉病毒逆轉(zhuǎn)錄病毒細(xì)胞生物【總結(jié)提升】DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的分析技巧(1)DNA分子復(fù)制過(guò)程的分析：①推斷依據(jù)：模板為DNA的兩條鏈，且合成雙鏈DNA。②子代DNA的組成：分別由一條母鏈和一條子鏈組成。③子代DNA的分別時(shí)期：有絲分裂后期或減數(shù)其次次分裂后期。(2)DNA分子轉(zhuǎn)錄過(guò)程的分析：①推斷依據(jù)：模板為DNA的一條鏈，且合成單鏈RNA。②轉(zhuǎn)錄方向：由于圖二中d是已經(jīng)與模板DNA分別的游離的RNA片段，因此可知轉(zhuǎn)錄的方向是由右向左進(jìn)行，且a為RNA聚合酶。③標(biāo)號(hào)名稱：b與c的名稱分別為胞嘧啶脫氧核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸。④發(fā)生場(chǎng)所：在真核細(xì)胞中圖二過(guò)程主要發(fā)生在細(xì)胞核中，葉綠體和線粒體中也可進(jìn)行。(3)翻譯過(guò)程的分析：①推斷依據(jù)：模板為mRNA，且合成場(chǎng)所為核糖體。②名稱確定：Ⅰ為tRNA，Ⅱ?yàn)楹颂求w，Ⅲ為mRNA，Ⅳ為多肽鏈?！咀兪接?xùn)練】(2022·江蘇單科)爭(zhēng)辯發(fā)覺(jué)，人類免疫缺陷病毒(HIV)攜帶的RNA在宿主細(xì)胞內(nèi)不能直接作為合成蛋白質(zhì)的模板。依據(jù)中心法則(如下圖)，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．合成子代病毒蛋白質(zhì)外殼的完整過(guò)程至少要經(jīng)過(guò)④②③環(huán)節(jié)B．侵染細(xì)胞時(shí)，病毒中的蛋白質(zhì)不會(huì)進(jìn)入宿主細(xì)胞C．通過(guò)④形成的DNA可以整合到宿主細(xì)胞的染色體DNA上D．科學(xué)家可以研發(fā)特異性抑制逆轉(zhuǎn)錄酶的藥物來(lái)治療艾滋病【解析】HIV的遺傳物質(zhì)是RNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄④形成DNA可以整合到患者細(xì)胞的基因組中，再通過(guò)轉(zhuǎn)錄②和翻譯③合成子代病毒的蛋白質(zhì)外殼；侵染細(xì)胞時(shí)，HIV中的逆轉(zhuǎn)錄酶能進(jìn)入宿主細(xì)胞；若抑制逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程，則不能產(chǎn)生子代病毒的蛋白質(zhì)和RNA，故科研中可以研發(fā)特異性抑制逆轉(zhuǎn)錄酶的藥物來(lái)治療艾滋病?！敬鸢浮緽1．(2022·鄭州模擬)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化試驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌的試驗(yàn)，均不能證明的是()A．DNA可以產(chǎn)生可遺傳的變異B．蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)C．DNA可以把握生物的性狀D．DNA是主要的遺傳物質(zhì)【解析】肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化試驗(yàn)可證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)；噬菌體侵染細(xì)菌的試驗(yàn)只能證明DNA是遺傳物質(zhì)；兩試驗(yàn)均不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)這一結(jié)論?！敬鸢浮緿2．(2022·南京模擬)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，經(jīng)培育、攪拌、離心、檢測(cè)，上清液的放射性占10%，沉淀物的放射性占90%。上清液帶有放射性的緣由可能是()A．離心時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，上清液中析出較重的大腸桿菌B．?dāng)嚢璨怀浞?，吸附在大腸桿菌上的噬菌體未與細(xì)菌分別C．噬菌體侵染大腸桿菌后，大腸桿菌裂解釋放出子代噬菌體D．32P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】噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)，經(jīng)過(guò)攪拌、離心，上清液是質(zhì)量較輕的噬菌體外殼，沉淀物是被侵染的大腸桿菌；攪拌不充分，噬菌體與大腸桿菌未分別，放射性應(yīng)消滅在沉淀物中；32P標(biāo)記的是噬菌體的DNA，噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)注入自身的DNA，子代噬菌體的DNA含32P，上清液帶有放射性的緣由可能是噬菌體侵染大腸桿菌后，大腸桿菌裂解釋放出子代噬菌體。【答案】C3．(2022·武漢模擬)DNA是以半保留方式進(jìn)行復(fù)制的，假如放射性完全標(biāo)記的1個(gè)雙鏈DNA分子在無(wú)放射性標(biāo)記的溶液中復(fù)制兩次，那么所產(chǎn)生的4個(gè)DNA分子的特點(diǎn)是()A．部分DNA分子含有放射性B．全部DNA分子含有放射性C．全部分子的一條鏈含有放射性D．全部分子的兩條鏈都沒(méi)有放射性【解析】依據(jù)DNA分子半保留復(fù)制的特點(diǎn)，完全標(biāo)記的1個(gè)雙鏈DNA分子在無(wú)放射性標(biāo)記的溶液中復(fù)制兩次形成4個(gè)DNA分子，其中2個(gè)DNA分子的兩條鏈都沒(méi)有放射性；另外2個(gè)DNA分子都是一條鏈含有放射性，另一條鏈無(wú)放射性。兩次復(fù)制過(guò)程如下圖所示：【答案】A4．(2022·廈門模擬)下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，不正確的是()A．DNA復(fù)制時(shí)，嚴(yán)格遵循A—T、G—C的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則B．DNA復(fù)制時(shí)，兩條脫氧核苷酸鏈均可作為模板C．DNA分子全部解旋后，才開(kāi)頭進(jìn)行DNA復(fù)制D．脫氧核苷酸必需在DNA聚合酶作用下才能連接形成新的子鏈【解析】DNA復(fù)制時(shí)，遵循A—T、G—C的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。DNA復(fù)制時(shí)，兩條脫氧核苷酸鏈均作為模板。DNA復(fù)制的特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制，半保留復(fù)制。在形成DNA時(shí)，以親代DNA分子為模板，脫氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下連接形成新的子鏈?！敬鸢浮緾5．(2022·鄭州模擬)下面是幾種抗菌藥物的抗菌機(jī)理以及中心法則的圖解。①青霉素：抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成。②環(huán)丙沙星：抑制細(xì)菌DNA解旋酶的活性。③紅霉素：能與核糖體結(jié)合以阻擋其發(fā)揮作用。④利福平：抑制RNA聚合酶的活性。以下有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．環(huán)丙沙星會(huì)抑制a過(guò)程，利福平將會(huì)抑制b過(guò)程B．除青霉素外，其他抗菌藥物均具有抑制遺傳信息傳遞和表達(dá)的作用C．過(guò)程d涉及的氨基酸最多20種、tRNA最多有64種D．e過(guò)程需要逆轉(zhuǎn)錄酶【解析】環(huán)丙沙星會(huì)抑制細(xì)菌DNA解旋酶的活性，故可抑制細(xì)菌DNA的復(fù)制過(guò)程(a過(guò)程)；利福平會(huì)抑制RNA聚合酶的活性，故可抑制細(xì)菌的轉(zhuǎn)錄過(guò)程(b過(guò)程)和RNA的自我復(fù)制過(guò)程(c過(guò)程)；紅霉素能與核糖體結(jié)合以阻擋其發(fā)揮作用，故可抑制細(xì)菌的翻譯過(guò)程(d過(guò)程