專題四遺傳的分子基礎、變異和進化第7講

遺傳的分子基礎1.噬菌體侵染細菌的實驗(b)。2.肺炎雙球菌轉化實驗(b)。3.煙草花葉病毒的感染和重建實驗(a)。4.核酸分子的組成(a)。5.DNA分子的結構和特點(b)。6.DNA分子的復制(b)。考綱要求7.DNA的功能(a)。8.DNA與RNA的異同(b)。9.轉錄、翻譯的概念和過程(b)。10.遺傳密碼、中心法則(b)。11.基因的概念(b)。12.復制、轉錄和翻譯的異同(b)。內容索引梳理核心要點排查易混易錯熱點考向探究01梳理核心要點SHULIHEXINYAODIAN1.噬菌體侵染細菌實驗中上清液和沉淀物放射性分析(1)含32P的噬菌體侵染大腸桿菌無有上清液(2)含35S的噬菌體侵染大腸桿菌有無上清液沉淀物提醒

噬菌體侵染細菌實驗的三個易錯點(1)培養放射性標記的噬菌體不能用培養基直接培養，因為病毒必須寄生在活細胞內，所以應先培養含放射性的細菌，再用該細菌培養噬菌體。(2)因檢測放射性時只能檢測到存在部位，不能確定是何種元素的放射性，所以35S和32P不能同時標記一組噬菌體，應對兩組分別標記。(3)因噬菌體蛋白質含有DNA沒有的特殊元素S，所以用35S標記蛋白質；噬菌體DNA含有蛋白質沒有的元素P，所以用32P標記DNA；而DNA和蛋白質都含有C、H、O、N元素，所以該實驗不能標記C、H、O、N元素。2.生物的“遺傳物質”與“主要遺傳物質”的關系轉化因子DNADNARNADNADNA是主要的遺傳物質提醒

有關“轉化”的三個易誤點(1)“轉化”的實質是基因重組而非基因突變：肺炎雙球菌轉化實驗是指S型菌的DNA片段整合到R型菌的DNA中，使受體細胞獲得了新的遺傳信息，即發生了基因重組。(2)并非所有的R型菌都被轉化：由于轉化受到DNA的純度、兩種細菌的親緣關系、受體菌的狀態等因素的影響，因此轉化過程中并不是所有的R型菌都被轉化成S型菌，只是少部分R型菌被轉化成S型菌。(3)加熱并沒有使DNA完全失去活性：加熱殺死S型菌的過程中，其蛋白質變性失活，但是其內部的DNA在加熱結束后隨溫度的降低又逐漸恢復活性。3.巧用“五、四、三、二、一”記牢DNA的結構磷酸、脫氧核糖、堿基反向平行規則的雙螺旋結構提醒

(1)DNA單鏈上相鄰堿基通過“脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖”連接。(2)每個DNA分子中含氫鍵數為A—T對×2和G—C對×3之和。(3)每個DNA分子中有2個游離的磷酸基團。(4)牢記DNA分子中有關堿基比例的計算①“單鏈中互補堿基和”所占該鏈堿基數比例＝“雙鏈中互補堿基和”所占雙鏈總堿基數比例。②某鏈不互補堿基之和的比值與其互補鏈的該比值互為倒數。4.“六處思考”DNA的復制(填圖)DNA雙鏈脫氧核苷酸有絲分裂減數第一次分裂邊解旋邊復制；半保留復制細胞核線粒體葉綠體解旋子鏈提醒

DNA復制過程中的相關計算(1)經n次復制，DNA分子總數為2n個；脫氧核苷酸鏈數為2n＋1條。(2)子代所有鏈中始終保持2條母鏈，且占子代DNA分子總鏈數的1/2n。(3)一個DNA分子經n次復制，凈增加(2n－1)個DNA分子；第n次復制時，凈增加的DNA分子總數為2n－1個。5.遺傳信息、密碼子與反密碼子脫氧核苷酸3間接直接提醒

(1)細胞核中發生的轉錄過程有RNA聚合酶的參與，沒有專門的解旋酶。(2)復制和轉錄：并非只發生在細胞核中，凡DNA存在的部位均可發生，如細胞核、葉綠體、線粒體、擬核和質粒等。(3)轉錄的產物：除了mRNA外，還有tRNA和rRNA，但攜帶遺傳信息的只有mRNA。(4)翻譯：并非所有密碼子都能決定氨基酸，3種終止密碼不能決定氨基酸，也沒有與之對應的tRNA。(5)轉錄、翻譯過程中的堿基配對方式：轉錄中DNA和RNA互補配對，因此堿基配對類型有T—A、A—U、G—C三種；翻譯過程中mRNA和tRNA互補配對，因此堿基配對類型有A—U、G—C兩種。(6)原核細胞與真核細胞的轉錄場所不同：原核細胞轉錄和翻譯兩過程同時進行，發生在細胞質中；而真核細胞先轉錄，發生在細胞核(主要)中，后翻譯，發生在細胞質中。(7)哺乳動物成熟的紅細胞中無細胞核和細胞器，不能進行DNA的復制、轉錄和翻譯。(8)轉錄時，四種核糖核苷酸通過隨機碰撞的方式進行互補配對。(9)翻譯時核糖體沿著mRNA移動，且負責讀取mRNA上的密碼子，識別并轉運氨基酸的為tRNA。(10)認清模板鏈與編碼鏈：對于一個特定基因的轉錄，模板鏈是確定的，另一條鏈為編碼鏈；對于一個DNA分子的轉錄，兩條鏈都可能成為模板鏈。(11)啟動部位與起始密碼子：啟動部位位于DNA上，與RNA聚合酶結合進行轉錄；起始密碼子位于mRNA上，與反密碼子互補配對。(12)辨析氨基酸與密碼子、反密碼子的數量關系①每種氨基酸對應一種或幾種密碼子(即密碼子簡并性)，可由一種或幾種tRNA轉運。②除終止密碼子外，一種密碼子只能決定一種氨基酸；一種tRNA只能轉運一種氨基酸。③密碼子有64種(3種終止密碼；61種決定氨基酸的密碼子)；反密碼子理論上有61種。不同生物共用一套遺傳密碼。6.歸納識記中心法則與生物種類的關系在橫線上用字母表示下列生物的遺傳信息的傳遞過程：(1)正常細胞生物(如動、植物)：

。(2)DNA病毒(如T2噬菌體)：

。(3)復制型RNA病毒(如煙草花葉病毒)：

。(4)逆轉錄病毒(如艾滋病病毒)：

。a、b、ca、b、cd、ce、a、b、c02排查易混易錯PAICHAYIHUNYICUO1.核酸是遺傳物質的證據的正誤判斷(1)肺炎雙球菌轉化實驗證明DNA是主要的遺傳物質(

)×提示肺炎雙球菌轉化實驗證明DNA是遺傳物質，但未證明DNA是主要遺傳物質。(2)將S型菌的DNA與R型菌混合后可將R型菌全部轉化為S型菌(

)(3)分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養基培養噬菌體(

)×提示培養基培養細菌，不能用來培養噬菌體，噬菌體只有在活細菌體內才能增殖。×(4)用35S標記噬菌體的侵染實驗中，沉淀物中存在少量放射性可能是攪拌不充分所致(

)√(5)真核生物、原核生物、大部分病毒的遺傳物質是DNA，少部分病毒的遺傳物質是RNA(

)(6)冠狀病毒、小兒麻痹病毒、腦炎病毒、HIV和流感病毒的遺傳物質都是RNA(

)(7)導致R型菌和S型菌結構不同的原因是基因的選擇性表達(

)√√×提示導致R型菌和S型菌結構不同的原因是遺傳物質不同。(8)32P、35S標記的噬菌體侵染細菌的實驗分別說明了DNA是遺傳物質、蛋白質不是遺傳物質(

)×提示單獨的任何一組實驗都不能得出結論，必須相互對照才能證明DNA是遺傳物質，不能證明蛋白質不是遺傳物質。2.有關DNA結構和復制的正誤判斷(1)雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸和脫氧核糖是通過氫鍵連接的(

)×提示一條脫氧核苷酸鏈中磷酸和脫氧核糖之間通過磷酸二酯鍵連接起來。(2)分子大小相同、堿基含量相同的核酸分子所攜帶的遺傳信息一定相同(

)×提示DNA中堿基序列不同，則其攜帶的遺傳信息就不同。(3)DNA有氫鍵，RNA沒有氫鍵(

)×提示DNA一般是雙鏈結構，兩條鏈是通過氫鍵連接的，某些RNA也有局部雙鏈結構，也含有氫鍵。(4)DNA單鏈上相鄰堿基以氫鍵相連(

)×提示DNA單鏈上相鄰堿基通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”連接，不是以氫鍵連接。(5)植物細胞的線粒體和葉綠體中均可發生DNA的復制(

)(6)真核細胞染色體DNA的復制發生在有絲分裂前期(

)√×提示DNA的復制發生在有絲分裂間期和減數第一次分裂前的間期。(7)DNA分子的基本骨架中含有C、H、O、N、P五種元素(

)×提示DNA分子的基本骨架中含有C、H、O、P四種元素。(8)DNA分子的多樣性和特異性主要與它的空間結構密切相關(

)(9)同一生物個體不同細胞核中DNA分子的(A＋T)/(C＋G)的值不同(

)(10)人體內控制β-珠蛋白的基因由1700個堿基對組成，其堿基對可能的排列方式有41700種(

)×××3.有關基因表達的正誤判斷(1)密碼子位于rRNA上，反密碼子位于tRNA上(

)×提示密碼子位于mRNA上，反密碼子位于tRNA上。(2)細胞核中發生的轉錄過程有RNA聚合酶的參與(

)(3)大腸桿菌中rRNA的形成與核仁有關(

)√×提示大腸桿菌屬于原核生物，沒有核仁。(4)每種氨基酸僅由一種密碼子編碼，每種tRNA只轉運一種氨基酸(

)×提示每種氨基酸由一種或多種密碼子編碼，每種tRNA只轉運一種氨基酸。(5)終止密碼編碼氨基酸，核糖體可在mRNA上移動(

)(6)某生物基因表達過程如圖所示，則該過程發生在真核細胞中，mRNA翻譯只能得到一條肽鏈(

)√×(7)細菌的一個DNA轉錄時兩條DNA鏈可同時作為模板(

)√提示同一個基因模板鏈是確定的，但不同的基因模板鏈可能不同，故細菌的一個DNA轉錄時兩條DNA鏈可同時作為模板。(8)細胞中的mRNA在核糖體上移動，指導蛋白質的合成(

)×(1)生物的遺傳信息貯存在DNA或RNA的核苷酸序列中(

)(2)核苷酸序列不同的基因可能表達出相同的蛋白質(

)(3)編碼蛋白質的基因含遺傳信息相同的兩條單鏈(

)(4)合成子代病毒蛋白質外殼的完整過程至少要經過d、b、c環節(

)(5)通過d形成的DNA可以整合到宿主細胞的染色體DNA上(

)(6)科學家可以研發特異性抑制逆轉錄酶的藥物來治療艾滋病(

)4.有關中心法則的正誤判斷研究發現，人類免疫缺陷病毒(HIV)攜帶的RNA在宿主細胞內不能直接作為合成蛋白質的模板。依據中心法則(下圖)，判斷下列相關敘述：√√×√√√03熱點考向探究REDIANKAOXIANGTANJIU下列敘述正確的是A.甲組培養皿中只有S型菌落，推測加熱不會破壞轉化物質的活性B.乙組培養皿中有R型及S型菌落，推測轉化物質是蛋白質C.丙組培養皿中只有R型菌落，推測轉化物質是DNAD.該實驗能證明肺炎雙球菌的主要遺傳物質是DNA考向一考查核酸是遺傳物質的證據1.(2019·浙江4月選考)為研究R型肺炎雙球菌轉化為S型肺炎雙球菌的轉化物質是DNA還是蛋白質，進行了肺炎雙球菌體外轉化實驗，其基本過程如圖所示：√123456782.(2018·溫州中學檢測)下列關于噬菌體侵染細菌實驗的相關敘述中，錯誤的是A.采用攪拌和離心等手段是為了使DNA和蛋白質分離B.用32P進行實驗時，離心管的上清液中也能檢測到放射性的原因可能是實驗時間

過長C.侵染過程的“合成”階段，噬菌體DNA作為模板，而原料、ATP、酶、場所等條件均由細菌提供D.若用32P對噬菌體雙鏈DNA標記，再轉入培養有細菌的普通培養基中讓其連續復制n次，則含32P的DNA應占子代DNA總數的√12345678解析在噬菌體侵染細菌的實驗中，采用攪拌和離心等手段是為了使噬菌體蛋白質外殼和細菌分離，A項錯誤；用32P進行實驗時，如果實驗時間過長，會導致產生的子代噬菌體從大腸桿菌中釋放，因此離心管的上清液中也能檢測到放射性，B項正確；噬菌體侵染細菌時只將噬菌體的DNA注入細菌，因此侵染過程的“合成”階段，噬菌體DNA作為模板，而原料、ATP、酶、場所等條件均由細菌提供，C項正確；12345678若用32P對噬菌體雙鏈DNA標記，再轉入培養有細菌的普通培養基中讓其連續復制n次，根據DNA半保留復制的特點，產生的2n個DNA中只有2個DNA分子含有32P，則含32P的DNA應占子代DNA總數的

，D項正確。考向二考查DNA的結構與相關計算3.(2019·浙江稽陽聯考)如圖為某一DNA分子的部分片段的結構示意圖，下列敘述錯誤的是A.圖中①可以用RNA聚合酶斷裂，也可加熱斷裂B.圖中G占的比例越高，DNA的熱穩定性越高C.有絲分裂末期染色體變為染色質時，圖中α鏈和β鏈解開成單鏈D.此DNA分子中可能包含多個基因，且這些基因轉錄的模板鏈可能不同12345678√解析RNA聚合酶和加熱均能破壞氫鍵使其斷裂，A項正確；G與C堿基對之間有三個氫鍵，A與T堿基對之間只有兩個氫鍵，G占的比例越高，DNA的熱穩定性越高，B項正確；染色體變為染色質的過程中，沒有涉及DNA雙螺旋的解開，C項錯誤；此DNA分子中可能包含多個基因，不同基因轉錄的模板鏈可能不同，D項正確。123456784.若N個雙鏈DNA分子在第i輪復制結束后，某一復制產物分子一條鏈上的某個C突變為T，這樣在隨后的各輪復制結束時，突變位點為A—T堿基對的雙鏈DNA分子數與總DNA分子數的比例始終為12345678√解析N個DNA分子第i輪復制結束后，得到的DNA分子數為N·2i，在此基礎上復制一次得到的DNA分子的總數為N·2i＋1，其中以變異的DNA分子為模板復制一次得到一個變異的DNA分子和一個正常的DNA分子，由此可推知突變位點為A—T堿基對的雙鏈DNA分子數與總DNA分子數的比例為

，故選C。考向三考查遺傳信息的傳遞5.(2019·浙江4月選考)在含有BrdU的培養液中進行DNA復制時，BrdU會取代胸苷摻入到新合成的鏈中，形成BrdU標記鏈。當用某種熒光染料對復制后的染色體進行染色，發現含半標記DNA(一條鏈被標記)的染色單體發出明亮熒光，含全標記DNA(兩條鏈均被標記)的染色單體熒光被抑制(無明亮熒光)。若將一個細胞置于含BrdU的培養液中，培養到第三個細胞周期的中期進行染色并觀察。下列推測錯誤的是A.1/2的染色體熒光被抑制B.1/4的染色單體發出明亮熒光C.全部DNA分子被BrdU標記D.3/4的DNA單鏈被BrdU標記√123456786.(2019·浙江五校聯考)下圖是關于體外處理“蛋白質—DNA復合體”獲得DNA片段信息的過程圖，下列敘述正確的是12345678A.如圖所示，過程①、②兩種酶的作用體現了酶的高效性B.若該“蛋白質—DNA復合體”是染色體片段，則可能存在于產甲烷桿菌中C.過程①的酶作用于非結合區DNA的磷酸二酯鍵D.如果復合體中的蛋白質為RNA聚合酶，則其識別并結合的序列是mRNA的起始密碼√解析由圖可知，過程①、②的作用體現了酶的專一性，A項錯誤；產甲烷桿菌屬于原核細胞，不存在染色體，B項錯誤；過程①的DNA酶可以作用于非結合區的DNA，使其磷酸二酯鍵破壞而成為DNA片段，C項正確；如果復合體中的蛋白質是RNA聚合酶，則其識別并結合的序列是DNA分子中的啟動部位，D項錯誤。12345678考向四考查遺傳信息的表達7.如圖是起始甲硫氨酸和相鄰氨基酸形成肽鏈的示意圖，下列敘述正確的是A