专题一遗传的分子基础(一)做真题品高考1.(2017·全国课标卷Ⅱ,2)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()A.T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖B.T2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.人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同解析T2噬菌体只能侵染大肠杆菌,不能侵染肺炎双球菌,所以不可以在肺炎双球菌中复制和增殖,A错误;病毒没有细胞结构,不能独立生活,所以在T2噬菌体病毒颗粒内不可以合成mRNA和蛋白质,需要借助宿主细胞来合成mRNA和蛋白质,B错误;噬菌体侵染细菌时,其DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成,复制及表达需大肠杆菌提供原料、酶和ATP,所以培养基中的32P 经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中,C正确;人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程不相同,前者是RNA病毒,后者是DNA病毒,D错误。
答案 C2.(2013·全国新课标)在生命科学发展过程中,证明DNA是遗传物质的实验是()①孟德尔的豌豆杂交实验②摩尔根的果蝇杂交实验③肺炎双球菌转化实验④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验⑤DNA的X光衍射实验A.①②B.②③C.③④D.④⑤解析孟德尔的豌豆杂交实验提出了遗传的基本规律;摩尔根的果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上,也验证了孟德尔遗传规律;肺炎双球菌转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了DNA是遗传物质;根据DNA的X光衍射实验发现了DNA的螺旋结构。
答案 C3.(2017·全国课标卷Ⅰ,29)根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为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(1)DNA和RNA的化学组成存在差异,如DNA特有的碱基是T,而RNA 特有的碱基是U,因此可用放射性同位素分别标记碱基T和碱基U,通过检测子代的放射性可知该病毒的类型。
根据分析,本实验思路为: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)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。
答案(1)实验思路: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。
【考情分析】本考点题型常以选择题形式呈现,涉及各经典实验的实验过程,实验设计思路及实验结论,归纳各实验的关键语句,对照实验类型及各类生物的遗传物质是解题关键。
(注2017年全国课标卷Ⅰ以实验设计题型考查了遗传物质化学本质探究。
)(二)明考纲知要求1.人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)。
2.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)。
3.基因的概念(Ⅱ)。
4.DNA分子的复制(Ⅱ)。
5.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)。
6.基因与性状的关系(Ⅱ)。
(三)建系统查疑难【关键点拨】1.DNA分子结构的3个注意点(1)DNA分子中,脱氧核苷酸数∶脱氧核糖数∶磷酸基团数∶碱基数=1∶1∶1∶1。
(2)每条脱氧核苷酸链上都只有1个游离的磷酸基团,因此DNA分子中含有2个游离的磷酸基团。
(3)A与T配对,G与C配对,配对的碱基中,A与T之间形成2个氢键,G 与C之间形成3个氢键。
DNA分子中G与C碱基对所占比例越大,DNA 分子结构越稳定。
2.遗传信息传递和表达中的3个易失分点(1)复制和转录:并非只发生在细胞核中,叶绿体、线粒体、拟核和质粒等处也可发生。
(2)转录的产物:除了mRNA外,还有tRNA和rRNA,但携带遗传信息的只有mRNA 。
(3)翻译过程:并非所有密码子都能决定氨基酸,3种终止密码子不能决定氨基酸。
(四)抓考点 找规律考点一 探索生物的遗传物质1.两个经典实验遵循相同的实验设计原则——对照原则(1)肺炎双球菌体外转化实验中的相互对照S 型细菌⎩⎨⎧DNA 糖类蛋白质DNA +DNA 酶+R 型细菌――→相互对照⎩⎨⎧DNA 是遗传物质其他物质不是遗传物质DNA 水解物也不是遗传物质 提醒(1)格里菲思转化实验没有具体证明哪种物质是遗传物质。
(2)肺炎双球菌转化实验的实质是S 型细菌的DNA 片段整合到R 型细菌的DNA 中,实现了基因重组。
(3)S 型活细菌才具毒性,切不可认为S 型细菌的DNA 使小鼠致死。
(4)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。
(5)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)噬菌体侵染细菌实验中的相互对照2.噬菌体侵染细菌实验的误差分析(1)用32P 标记DNA 的噬菌体侵染大肠杆菌(2)用35S 标记蛋白质的噬菌体侵染大肠杆菌3.RNA是遗传物质的证据——烟草花叶病毒(TMV)对烟草的感染与重建实验(1)实验1(2)实验2命题点1遗传物质探索经典实验分析1.(高考重组题)判断正误:(1)赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料,通过同位素示踪技术区分蛋白质与DNA,证明了DNA是遗传物质(2015·江苏,4C)()(2)肺炎双球菌转化实验证明DNA是主要的遗传物质。
(2012·福建,2D改编)()(3)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(2012·江苏2B)()(4)分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体(2011·江苏,12A)()解析(2)该实验只能证明DNA是遗传物质,不能证明DNA是主要的遗传物质。
(4)培养病毒必须使用“活体”培养基。
答案(1)√(2)×(3)√(4)×2.下列关于探索DNA 是遗传物质的实验,叙述正确的是()A.格里菲思实验证明DNA 可以改变生物体的遗传性状B.艾弗里实验证明从S 型肺炎双球菌中提取的DNA 可以使小鼠死亡C.赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中D.赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有P 标记解析格里菲思的体内转化实验提出了转化因子改变生物体的遗传性状,并没有证明转化因子就是DNA,A错误;艾弗里实验证明从S 型肺炎双球菌中提取的DNA可以使R型肺炎双球菌转化成S型肺炎双球菌,单独的S 型肺炎双球菌中提取的DNA无毒,不能使小鼠死亡,B错误;赫尔希和蔡斯实验离心后,上清液主要是蛋白质外壳和游离的T2噬菌体,沉淀物主要是细菌,C正确;赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体中只有含有母链DNA的才带有32P标记,D 错误。
答案 C【找规律】1.噬菌体侵染细菌实验放射性分析的“两看”法2.肺炎双球菌体外转化实验(①)和噬菌体侵染细菌实验(②)比较命题点2不同生物的遗传物质及相关实验拓展1.下列关于生物体内遗传物质的说法,正确的是()A.细菌的遗传物质主要是DNAB.病毒的遗传物质是DNA和RNAC.有细胞结构的生物的遗传物质是DNAD.细胞质中的遗传物质是DNA或RNA解析绝大多数生物,包括所有有细胞结构的生物和DNA病毒,其遗传物质都是DNA;RNA病毒的遗传物质是RNA。
细菌是有细胞结构的生物,因此细菌的遗传物质是DNA。
答案 C2.(经典题)科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离出a、b两个不同品系,它们感染植物产生的病斑形态不同。
下列4组实验(见下表)中,不可能出现的结果C.实验③D.实验④解析病毒的遗传物质为其核酸,蛋白质不起遗传作用,故a型TMV的蛋白质+b型TMV的RNA不可能产生a型病毒。
答案 C【找规律】考点二遗传信息的传递与表达1.(2017·全国课标卷Ⅲ,1)下列关于真核细胞中转录的叙述,错误的是()A.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生C.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补解析转录是以DNA一条链为模板,以核糖核苷酸为原料,合成RNA的过程,包括tRNA、rRNA和mRNA三种,A正确;不同的RNA由不同的基因转录而来,所以同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生,B正确;细胞中的RNA合成过程主要在细胞核内发生,在细胞质的线粒体和叶绿体中也能进行转录合成RNA,C错误;转录是以DNA一条链为模板,以核糖核苷酸为原料,遵循碱基互补配对原则,所以转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补,D正确。
答案 C2.(2013·课标全国理综Ⅰ,1)关于蛋白质生物合成的叙述,正确的是()A.一种tRNA可以携带多种氨基酸B.DNA聚合酶是在细胞核内合成的C.反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基D.线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成解析本题考查蛋白质合成过程中有关转录、翻译的知识。
一种tRNA只能携带一种氨基酸,A项错误;DNA聚合酶是在细胞质中的核糖体上合成的,B项错误;反密码子位于tRNA上,C项错误;线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成,D项正确。
答案 D3.(2012·课标全国理综,1)同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白,组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同,但排列顺序不同,其原因是参与这两种蛋白质合成的()A.tRNA种类不同B.mRNA碱基序列不同C.核糖体成分不同D.同一密码子所决定的氨基酸不同解析在任何细胞中tRNA的种类都是相同的;核糖体的成分也是相同的,都是由蛋白质和rRNA组成的;同一种密码子决定的氨基酸是相同的;同一物种的不同细胞中,由于遗传信息的执行情况不同,即基因的选择性表达,这将导致不同细胞中基因转录的mRNA不同。
答案 B4.(2016·全国课标卷Ⅰ,29)在有关DNA分子的研究中,常用32P来标记DNA 分子。
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__________________________________________________________。