分子遗传学试题解题研究-教育文档

1、分子遗传学试题解题研究分子遗传学的内容主要有：DNA是遗传物质的发现过程， DNA勺结构和复制，基因的概念和基因的表达。由于以基因的结 构和功能研究为中心内容的分子遗传学， 改变了整个生物学的面 貌，使人们对生命现象的认识越来越接近生命的本质， 因此分子 生物学的内容还包括：基因突变及其利用，基因工程，人类遗传 病的监测和预防， 以及对生物多样性和生物进化等方面的解释等 等。一、解答分子与细胞类试题失误归因【例 1】（全国理综改编）人体神经细胞与肝细胞的形态结 构和功能不同，其根本原因是这两种细胞的 （ ）A. DNA碱基排列顺序不同B.转运RNA不同C.信使RNA不同D.基因的选择性表达【答

2、案】 D【解题思路】人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同， 是其细胞分化的结果， 而细胞分化的原因又是基因选择性表达的 结果。所以， 人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同是这 两种细胞中基因选择性表达的结果。【失误归因】有一些人认为，人体神经细胞与肝细胞的形态 结构和功能不同的根本原因是两种细胞中的信使RNA不同。其实，在生物学问题中，谈到“根本原因”，必须深入到基因表达 的层次中去寻找答案。 人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能 不同，是一个细胞分化的问题， 细胞分化的根本原因是“选择性 基因表达”。 基因的选择性表达的直接结果是转录了不同的信使 RNA其次是在不同信使rnA勺指导下

3、合成了不同的蛋白质，最 后由不同的蛋白质体现出细胞不同的形态结构和功能。由以上分析可知， 人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能 不同，其根本原因是这两种细胞内基因的选择性表达， 而两种细 胞的“信使RNA不同”，只是由于基因选择性表达这个根本原因 产生的结果。【解题思路】（ 1）由于噬菌体不能用培养基直接培养，所 以标记噬菌体首先要用相关同位素标记细菌， 然后用噬菌体感染 相应细菌，以达到标记噬菌体的目的。（ 2）用噬菌体分别感染 有32P和35S标记的大肠杆菌，可以获得由 32P标记DNA和由 35S标记蛋白质的噬菌体。（3）第三步过程中，搅拌的作用是 让试管中侵染细菌后的噬菌体外壳与细菌细

4、胞分离。 离心的作用 是让试管中的液体分成密度较小的上清液（主要含噬菌体外壳） 和密度较大的沉淀物（主要含细菌细胞）。（ 4） 艾弗里最早发现了 DNA是遗传物质，由于蛋白质是遗传物质的观念在当时人们 的思想里根深蒂固，他们怀疑艾弗里实验中的 DNA屯度不够，不 认同艾弗里的伟大发现。噬菌体只由DNA和蛋白质两种物质构成，赫尔希和蔡斯假设，用噬菌体侵染细菌后，如果能确定是噬 菌体的哪种物质进入了细菌细胞， 就可以肯定进入细菌细胞的那种物质就是遗传物质。 噬菌体侵染细菌的实验只能证明噬菌体的遗传物质是DNA DNA是主要的遗传物质的意思是绝大多数生物 的遗传物质是DNA所以，这一结论是在对许多生

5、物的遗传物质 进行研究才得出的。【失误归因】 考生对本题解答出现错误主要表现在以下几方 面：（1）以为标记噬菌体是以培养基培养噬菌体进行直接标记。 （2）用两种带有不同的标记的细菌分别标记噬菌体后，只会得 到一种标记（32P或35S）的噬菌体。（3）不清楚“搅拌”和“离 心”的作用。（4）以为最早发现DNA是遗传物质的科学家是赫 尔希和蔡斯。（4）以为噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质。第（ 1）（ 2）（ 4）的几个问题主要是受思维定式的影响。第（ 3）个问题要加强理解和识记。第（ 4）个问题还可能是对噬 菌体侵染细菌实验的相关过程理解不透或不会表达引起的。【失误归因】本题考查

6、的内容综合性比较强。需要考生有良 好的知识迁移和应变能力。 考生容易发生的错误主要有： 不能将 噬菌体增殖与DNA复制相联系，不能正确判断A选项的正误；不 能准确理解DNA勺半保留复制，导致对C选项的判断失误；不能 将基因突变与密码子的简并性相联系，导致D选项判断错误。【解题思路】（1）基因突变产生新基因，R基因的出现是 基因突变的结果。（2） RS SS基因型频率分别是4呀口 1%贝VRR的基因型频率为 95% R的基因频率为 R/ （R+S = （4+2X 95） /200=97%。（ 3）1967年中期停用了杀虫剂，到 1969 年中期 RR 基因型幼虫几近消失，说明在不使用杀虫剂的情况

7、下，RR基因型的幼虫比SS基因型的幼虫适应能力差。（4）由于RR基因型 的幼虫在不使用杀虫剂的环境中适应能力较差， 当该地区从此不 再使用杀虫剂的情况下，持续的选择作用使R基因频率越来越低，最终频率最高的基因型是 SS。【失误归因】 1. 有的考生一看到是有关生物进化的题目， 就想到自然选择，这个本来没有错，但具体问题要具体分析，例 如本题第（1）小题中，R基因出现的原因就不能答自然选择， 而要答基因突变。 2. 基因频率和基因型频率的计算是近年来生 物高考考查的热点之一，在平时的学习训练中，必须加以重视， 第（2）小题可以运用遗传平衡公式，以 SS的基因型频率为1% 为切入点进行计算。 3.

8、 第（ 3）和（ 4）小题组织答案紧扣现代 生物进化理论基本内容进行， 特别要从种群基因频率变化的角度 分析生物进化的问题。二、内化基因表达的学科理念，提升高考应试技能 所有生物都需要获得精确的信息指令来指导和控制其生长、 代谢、运动、分化和繁殖等，而分子水平上的信息传递或信息流 动是一切生命活动必不可少的过程。 信息传递包括由DNA分子携 带的遗传信息向后代的传递， 还包括由基因携带的遗传信息通过 转录、翻译过程合成蛋白质而控制细胞与组织的结构和功能。 蛋 白质和其他化学物质如激素还可以作为特殊的化学信号通过细 胞的传导途径来调节相应的细胞代谢。 遗传信息的传递和表达主 要是基因的功能， 基

9、因的结构和表达是任何生命现象产生的根本 原因，也是生物进化和生物多样性的本质。 运用基因的理念认识 生命系统和解释生命现象， 有利于提高考生对生命现象的理解能 力，从本质上理解生命系统和生命现象，提高生物科学素养。1. 基因与生命本质的统一性和生物多样性用基因的理念认识生命， 可以明确任何生物都是以核酸为遗 传物质和生命信息的， 都共用一套密码子， 都是以蛋白质作为生 命活动的承担者。 这说明千姿百态的生物界具有统一性。 然而不 同的生物的遗传物质的结构又都是不一样的， 哪怕是一卵孪生的 兄弟（或姐妹），其遗传物质也是有差异的。由于不同的生物具 有不同的遗传物质和生命信息， 造成不同生物的特异

10、性和生物多 样性。2. 基因与细胞结构和新陈代谢 组成细胞结构的主要成分是蛋白质。 细胞代谢是指在细胞内 发生一系列使细胞成分不断更新的化学反应， 细胞的新陈代谢是 一切生命活动的基础。在细胞代谢中，酶起着非常重要的作用， 而绝大多数酶的化学本质是蛋白质。 而蛋白质都是基因控制合成 的，也就是说细胞代谢实际上是由细胞内的基因来调控的。3. 基因与生物的生长、发育和生殖 从现象上看，生物的生长是生物个体中生命物质量的增加， 而从实质上看， 生命物质量的增加是基因表达和调控的结果。 从 现象上看， 生物的发育是生物体在生长过程中， 出现新的组织和 器官的过程，而从实质上看，则是基因选择性表达的结果

11、。从现 象上看，生物的生殖是生物产生新个体，传宗接代的过程，从实 质上看， 则是基因在生物的上下代之间的传递过程。 由于基因的 传递，使生物个体的死亡转变成了种族的不断延续。4. 基因与遗传和变异从现象上看， 生物的遗传是生物性状在生物的上下代之间的 延续，从实质上看，则是遗传物质在生物的上下代之间的传递。 从现象上看， 生物的变异是生物体的性状在生物的上下代之间和 在子代个体之间表现出差异的现象， 而从实质上看， 则是基因重 组或基因突变在生物性状上的反映。5. 基因与生物进化和生物多样性从现象上看， 生物的进化是生物在进化过程中， 形成了生物 对环境的适应性和生物多样性， 从实质上看， 是

12、由于自然选择使 生物种群的基因频率发生了定向改变。 在生物进化过程中， 还出 现了生物多样性。 人类保护生物多样性有效措施是保护生态系统 多样性，其实质是保护了基因多样性。6. 基因与育种 传统育种方法有两个基本原则，一是要使品种具有优良性 状，二是要能使品种尽可能地保持稳定。 从实质上认识这两个原 则，就是要在育种过程中要使品种具有优良基因， 并使之成为纯 合子，以保证其稳定遗传。在杂交育种的基础上，人们又创新了 一种大大缩短育种年限的方法单倍体育种。为了使所培育的品种具有优良基因， 采用的措施有诱发基因 突变的诱变育种。在育种过程中，采用基因工程技术，向所培育 的品种中直接导入优良基因等方法， 更是能够定向获得人们所需 要的生物品种和生物产品。7. 基因与生态保护生态系统的发展， 就是生物基因库与环境相互作用， 使生物 与环境的共同进化。 生态系统稳态的维持保持了生物基因库在生 态系统中的相对稳定。人类活动对生态系统有着非常大的影响， 这个影响有正面的影响和负面的影响。 如果人类活动是使生态系 统的结构遭到破坏， 则生态系统往往会崩溃， 生态系统的多样性 难以维持，从而会导致生物多样性的丧失。相反，如果人类活动 使生态系统朝着更复杂更稳定的方向发展， 则会促进生态系统多 样性和生物多样性的形成。 人类活动还可以使生态系统得以休养 和修复， 使