2024届高考二轮 基因的本质与表达 学案

小专题6基因的本质与表达//高频易错•考前清零//1.判断有关基因的本质的说法的正误(1)格里菲思的肺炎链球菌转化实验证明了DNA是遗传物质。 ()(2)R型活菌在S型菌的转化因子作用下发生转化,其实质是发生了基因突变,能稳定遗传。 ()(3)将加热致死的S型菌与R型活菌混合后注射给小鼠,从死亡小鼠体内只能分离出S型菌。 ()(4)分别用含32P、35S及各种营养成分的培养基培养噬菌体,可得到被标记的噬菌体。 ()(5)在用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。 ()(6)DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键。 ()(7)DNA分子中相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接。 ()(8)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌的实验运用了对比实验的方法,不需要另设对照组。 ()(9)艾弗里在研究肺炎链球菌转化实验时,对自变量的控制符合对照实验的“加法原理”。 ()(10)赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染实验中,保温时间长短不会影响35S标记组离心后的放射性分布。()2.判断有关DNA复制及基因的表达的说法的正误(1)DNA复制合成的子代DNA一条链中嘌呤和嘧啶的数量相等。 ()(2)DNA复制过程中,子链延伸的方向是从3'端到5'端。 ()(3)tRNA上的反密码子是由mRNA转录而来的。 ()(4)每种氨基酸都对应多个密码子,每个密码子都决定一种氨基酸。 ()(5)细胞中以DNA的一条链为模板转录出的RNA均可编码蛋白质。 ()(6)mRNA的形成过程中发生了碱基间氢键的断裂和形成。 ()(7)tRNA的5'端是结合氨基酸的部位。 ()(8)转录时,RNA聚合酶只能起到催化作用,不能识别DNA中特定的碱基序列。 ()(9)细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板,提高转录效率。 ()(10)多细胞生物体性状的形成以细胞分化为基础。细胞分化的本质是基因的选择性表达。 ()//常考长句•考前规范//(1)噬菌体侵染细菌的实验中不能利用14C和15N同位素进行标记的原因:。

(2)在噬菌体侵染细菌实验中,搅拌和离心的目的分别是。

(3)用DNA做亲子鉴定,而不用RNA的原因是。

(4)一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,其意义是。

(5)原核生物的拟核基因表达速率往往比真核生物的核基因表达的速率要快很多,原因是。

(6)豌豆的圆粒种子和皱粒种子的出现说明基因控制性状的方式是;镰状细胞贫血这一实例说明基因控制性状的方式是。

考点一探究遗传物质本质的实验及DNA的结构1.DNA是遗传物质的实验证据(1)感悟两个经典实验的设计原则①“减法原理”在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中的应用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T2噬菌体侵染大肠杆菌②用35S标记蛋白质的T2噬菌体侵染大肠杆菌2.“遗传物质”探索的三种方法3.归纳DNA分子结构(1)DNA分子结构的“五、四、三、二、一”(2)DNA分子结构中碱基的计算公式①常用公式:A=T,G=C;A+G=T+C=A+C=T+G=50%。②单链中互补碱基之和/该链碱基数=双链中互补碱基之和/双链总碱基数。③某链不互补碱基之和的比值与其互补链的该比值互为倒数。探索遗传物质本质的经典实验辨析1.[2022·湖南卷]T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,下列哪一项不会发生 ()A.新的噬菌体DNA合成B.新的噬菌体蛋白质外壳合成C.噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNAD.合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合2.[2023·重庆三模]如图表示艾弗里和他的同事研究“转化因子”实验的部分流程图。下列叙述错误的是 ()A.步骤①中酶处理时间要足够长,以使底物完全水解B.步骤②中甲、乙的加入量属于无关变量,需相同且适宜C.若要通过菌落鉴定实验结果,步骤④中的培养基需添加凝固剂D.若将蛋白酶和DNA酶同时加入S型细菌匀浆,最终可能获得两种形态的菌落3.[2023·重庆模拟]现有新发现的一种感染A细菌的病毒B,科研人员设计了如图所示两种方法来探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA。一段时间后检测甲、乙两组子代病毒B的放射性和丙、丁两组子代病毒B的产生情况。下列相关说法正确的是 ()A.同位素标记法中,若换用3H标记上述两种核苷酸则不能实现实验目的B.酶解法中,向丙、丁两组分别加入DNA酶和RNA酶应用了加法原理C.若甲组产生的子代病毒B无放射性而乙组有,则说明该病毒的遗传物质是RNAD.若丙组能产生子代病毒B而丁组不能产生,则说明该病毒的遗传物质是DNA综合考查核酸分子的结构与基因的本质4.[2023·辽宁沈阳质检]人类免疫缺陷病毒(HIV)含有两个相同的单链RNA分子,两者通过局部碱基互补配对形成“吻式”结构,进而形成特殊的“共轴螺旋”,如图所示。下列说法错误的是 ()A.图中的两个RNA分子是HIV的遗传物质B.“吻式”结构中,碱基A与U数量相等,C与G数量相等C.图中虚线内的C与G、A之间均以氢键连接D.以解开螺旋的RNA分子为模板合成DNA的过程发生在宿主细胞内5.[2023·辽宁丹东模拟]如图为某DNA分子中a、b、c三个基因的分布状况,Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的序列。下列叙述正确的是 ()A.基因一定是具有遗传效应的DNA片段B.图中b基因的启动子和终止子分别位于Ⅰ、Ⅱ中C.遗传信息蕴藏在碱基的种类及排列顺序之中D.a、b、c三个基因在遗传时,不遵循基因的自由组合定律考点二基因的传递与表达1.有关DNA分子复制的分析2.DNA转录和翻译过程(1)转录(2)翻译[总结]DNA复制、转录、翻译的方向①DNA复制:子链延伸的方向是5'端→3'端。②转录:mRNA延伸的方向是5'端→3'端。③翻译:核糖体沿着mRNA的5'端→3'端移动。④密码子的读取方向:mRNA的5'端→3'端。3.真、原核细胞基因表达过程的区别4.辨识不同生物的中心法则过程5.基因表达与性状的关系(1)经典遗传、表观遗传、环境等对表型的影响(2)生物体能有序地生长、发育和繁殖,是基因表达受到调控的结果。一般来说,性状是基因和环境共同作用的结果,在大多数情况下,性状和基因不是一一对应的关系。注:若最终合成的物质并非蛋白质(如植物激素),则基因对性状的控制往往是通过“控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物体的性状”这一间接途径实现的。1.[2023·山东卷]将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上,置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像,①和②表示新合成的单链,①的5'端指向解旋方向,丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象,但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则,下列说法错误的是 ()A.据图分析,①和②延伸时均存在暂停现象B.甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等C.丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等D.②延伸方向为5'端至3'端,其模板链3'端指向解旋方向2.[2023·山东卷]细胞中的核糖体由大、小2个亚基组成。在真核细胞的核仁中,由核rDNA转录形成的rRNA与相关蛋白组装成核糖体亚基。下列说法正确的是 ()A.原核细胞无核仁,不能合成rRNAB.真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成C.rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子D.细胞在有丝分裂各时期都进行核rDNA的转录3.[2023·海南卷]噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子,部分序列如图。下列有关叙述正确的是 ()A.D基因包含456个碱基,编码152个氨基酸B.E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列,其互补DNA序列是5'-GCGTAC-3'C.噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸D.E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠,且重叠序列编码的氨基酸序列相同4.[2023·湖南卷]细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glgmRNA分子,也可结合非编码RNA分子CsrB,如图所示。下列叙述错误的是 ()A.细菌glg基因转录时,RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录B.细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时,核糖体沿mRNA从5'端向3'端移动C.抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成D.CsrA蛋白都结合到CsrB上,有利于细菌糖原合成DNA分子的复制与基因表达的考查1.[2023·辽宁丹东二模]细胞中在进行DNA复制时所用的引物不是DNA,而是RNA,DNA单链结合蛋白与解旋后的DNA单链结合,使单链呈伸展状态而有利于复制。如图是原核细胞中环状DNA复制过程示意图,下列分析正确的是 ()A.原核细胞的DNA分子中含有2个游离的磷酸基团B.DNA单链结合蛋白能使氢键断裂,DNA双链打开C.酶②会沿着两条模板链的5'端→3'端移动D.补齐移除RNA引物后留下的缺口时,需要酶②参与2.[2023·江苏徐州模拟]真核生物mRNA甲基化的位点集中在mRNA的5'端,称为5'帽子(5'cap),可使mRNA免受抗病毒免疫机制的破坏;3'端有一个含100~200个A的特殊结构,称为polyA尾,但对应基因的尾部却没有T串序列。如图表示真核生物某翻译过程,有关分析错误的是 ()A.mRNA甲基化属于转录后水平上的基因表达调控B.5'帽子和polyA尾是对应基因直接转录形成的C.帽子结构有助于核糖体对mRNA识别和结合D.可通过对mRNA加帽,提升mRNA疫苗效能3.[2023·辽宁鞍山一模]如图为某种生物细胞内多肽合成的局部示意图。下列相关叙述错误的是 ()A.RNA聚合酶既能使氢键断裂,也能催化磷酸二酯键的形成B.图示显示转录和翻译同时进行,在人体细胞某结构内也可存在该现象C.RNA聚合酶处具有3条核苷酸链,即2条DNA单链,1条RNA单链D.核糖体为生成tRNA—氨基酸复合物的场所[易错提醒]①细胞生物的遗传信息位于DNA上,密码子位于mRNA上,反密码子位于tRNA上。②mRNA、tRNA和rRNA都是转录的产物,也都参与翻译过程。③起点问题:在一个细胞周期中,DNA复制一次,每个复制起点只起始一次;而在一个细胞周期中,基因可多次转录,因此转录起点可多次起始。④翻译过程中mRNA并不移动,而是核糖体沿着mRNA移动,进而依次读取密码子,最终因为模板mRNA相同,合成的多个多肽链的氨基酸序列一般是相同的。基因表达与性状关系的考查4.皱粒豌豆形成的分子机理如图所示,相关分析正确的是 ()A.皱粒豌豆的形成是因为DNA中插入了一段外来DNA序列,引发了染色体变异B.r基因转录出的mRNA可能提前出现终止密码子,形成无活性的SBEⅠ蛋白C.基因型为RR的植株与基因型为rr的植株杂交,F1表现为圆粒是由于r基因无法表达D.该图可以说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状5.[2023·辽宁丹东四模]EPO是一类多肽类激素,可以使造血干细胞定向分化生成红细胞。当机体缺氧时,低氧诱导因子(HIF)与EPO基因的低氧应答元件结合,使EPO基因表达加快,促进EPO的合成,过程如图所示。下列说法正确的是 ()A.过程①需要RNA聚合酶催化磷酸二酯键和氢键的形成B.②过程在细胞核和细胞质基质中完成C.EPO作用于造血干细胞膜上的受体,调控造血干细胞基因选择性表达D.HIF从翻译水平调控EPO基因的表达,进而影响红细胞生成小专题6基因的本质与表达【高频易错·考前清零】1.(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√(7)×(8)√(9)×(10)√[解析](1)格里菲思的肺炎链球菌转化实验只证明了S型细菌中含有转化因子,不能证明DNA是遗传物质。(2)R型活菌在S型菌的转化因子作用下发生转化,其实质是发生了基因重组,能稳定遗传。(3)加热致死的S型菌与R型活菌混合,R型活菌只有一部分转化为S型菌。(4)噬菌体是病毒,必须寄生在细菌内才能生存,在培养基中无法生存。(7)DNA分子中同一条脱氧核苷酸链的相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接,两条链上的相邻碱基通过氢键连接。(8)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌的实验运用了对比实验的方法,分别用35S和32P标记了蛋白质和DNA,两组形成相互对照,不需要另设对照组。(9)艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,每个实验组特异性地去除了一种物质,对自变量的控制符合对照实验的“减法原理”。(10)用35S标记的是噬菌体的蛋白质,由于噬菌体的蛋白质外壳没有进入大肠杆菌,35S始终在细胞外,保温时间长短不影响35S标记组离心后的放射性分布。2.(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√(7)×(8)×(9)×(10)√[解析](1)DNA双链中嘌呤和嘧啶的数量相等,但DNA单链中嘌呤和嘧啶的数量不一定相等。(2)DNA复制过程中,子链延伸的方向是5'端→3'端。(3)细胞中的RNA均由DNA转录而来。(4)有的氨基酸只对应一种密码子,有的密码子不决定氨基酸,如终止密码子。(5)细胞中以DNA的一条链为模板转录出的tRNA、rRNA不能编码蛋白质。(7)tRNA的3'端是结合氨基酸的部位。(8)转录时,RNA聚合酶能识别基因首端的启动子。(9)细菌的一个基因转录时只以DNA的一条链为模板。【常考长句·考前规范】(1)T2噬菌体的蛋白质和DNA中均含有C和N这两种元素,用14C和15N同位素进行标记,无法将DNA和蛋白质区分开(2)搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离;离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒,沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌(3)人体的遗传信息在DNA上,而不在RNA上,且DNA具有特异性(4)利用少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质,提高翻译的效率(5)原核生物基因表达时转录和翻译可以同步进行,真核生物基因表达时先完成转录,再进行翻译(6)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状考点一【重点热点题组练】1.C[解析]T2噬菌体侵染大肠杆菌时,其DNA会在大肠杆菌体内复制,合成新的噬菌体DNA,A不符合题意;T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,只有DNA进入大肠杆菌体内,T2噬菌体会利用自身的DNA和大肠杆菌体内的氨基酸等物质来合成新的噬菌体蛋白质外壳,B不符合题意;噬菌体在大肠杆菌的RNA聚合酶的作用下转录出RNA,C符合题意;合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合,合成蛋白质,D不符合题意。2.D[解析]步骤①中,酶处理时间要足够长,以使底物完全水解,A正确;步骤②中甲、乙的加入量属于无关变量,为避免无关变量对实验的影响,则无关变量需保持相同且适宜,B正确;若要通过菌落鉴定实验结果,步骤④中的培养基需添加凝固剂,配制固体培养基,C正确;若将蛋白酶和DNA酶同时加入S型细菌匀浆,DNA被水解,不能将R型菌转化为S型菌,则最终只能获得一种形态的菌落,D错误。3.C[解析]同位素标记法中,若换用3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸,仍能通过检测甲、乙两组子代病毒的放射性判断出病毒B的遗传物质是DNA还是RNA,能实现实验目的,A错误;酶解法中,向丙、丁两组分别加入DNA酶和RNA酶应用了减法原理,而不是加法原理,B错误;若甲组产生的子代病毒无放射性而乙组有,说明子代病毒中含有32P标记的尿嘧啶,说明该病毒的遗传物质是RNA,C正确;若丙组能产生子代病毒B而丁组不能产生,说明RNA被RNA酶水解后病毒无法增殖产生子代,所以该病毒的遗传物质是RNA,D错误。4.C[解析]病毒由蛋白质外壳和内部遗传物质构成,人类免疫缺陷病毒(HIV)含有两个相同的单链RNA分子,图中的两个RNA分子是HIV的遗传物质,A正确;“吻式”结构中,碱基发生了互补配对,遵循碱基互补配对原则,A与U配对,G与C配对,故“吻式”结构中,碱基A与U数量相等,C与G数量相等,B正确;图中虚线内的C与G之间以氢键连接,C与A位于原始单链RNA分子中,不以氢键连接,C错误;病毒侵入宿主细胞后才开始进行增殖,故以解开螺旋的RNA分子为模板合成DNA的过程发生在宿主细胞内,D正确。5.D[解析]对于RNA病毒,基因是具有遗传效应的RNA片段,A错误;启动子和终止子属于基因的一部分,基因b的启动子和终止子分别位于基因b的首端和尾端,B错误;遗传信息蕴藏在碱基的排列顺序之中,C错误;a、b、c三个基因位于同一条染色体上,不遵循基因的自由组合定律,D正确。考点二【高考曾经这样考】1.D[解析]据图分析,图中甲时新合成的单链①比②短,乙时①比②长,因此可以说明①和②延伸时均存在暂停现象,A正确;①和②两条链中碱基是互补的,图甲时新合成的单链①比②短,但②中多出的部分可能不含有A、T,因此①中A、T之和与②中A、T之和可能相等,B正确;①和②两条链中碱基是互补的,丙为复制结束时的图像,新合成的单链①与②等长,则丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等,C正确;①和②两条单链由一个双链DNA分子复制而来,其中一条母链复制出的子链①的5'端指向解旋方向,那么另一条母链复制出的子链②的3'端指向解旋方向,其延伸方向为5'端至3'端,其模板链5'端指向解旋方向,D错误。2.B[解析]原核细胞无核仁,有核糖体,核糖体由rRNA和蛋白质组成,因此原核细胞能合成rRNA,A错误;核糖体是蛋白质合成的场所,真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成,B正确;mRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子,C错误;细胞在有丝分裂的分裂期染色质变成染色体,核DNA无法解旋,无法转录,D错误。3.B[解析]根据图示信息,D基因编码152个氨基酸,但D基因上包含终止密码子对应序列,故应包含459个碱基,A错误;分析图示信息,E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列为5'-GTACGC-3',根据DNA分子两条链反向平行,其互补DNA序列是5'-GCGTAC-3',B正确;DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸,噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核苷酸,C错误;E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠,但重叠序列编码的氨基酸序列不相同,D错误。4.C[解析]基因转录时,RNA聚合酶识别并结合到基因的启动子区域从而启动转录,A正确;基因表达中的翻译是核糖体沿着mRNA从5'端向3'端移动,B正确;由题图可知,抑制CsrB基因转录会使CsrB减少,使CsrA更多地与glgmRNA结合形成不稳定构象,最终核糖核酸酶会降解glgmRNA,而glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用,故抑制CsrB基因的转录能抑制细菌糖原合成,C错误;由题图及C选项分析可知,若CsrA都结合到CsrB上,则CsrA无法与glgmRNA结合,从而使glgmRNA不被降解而正常进行翻译过程合成UDPG焦磷酸化酶,有利于细菌糖原的合成,D正确。【重点热点题组练】1.D[解析]图中,酶①是解旋酶,酶②是DNA聚合酶。原核细胞的DNA分子为环状,其不存在游离的磷酸基团,A错误;解旋酶使氢键断裂,DNA单链结合蛋白与解旋后的DNA单链结合,使单链呈伸展状态而有利于复制,B错误;子链的延伸方向是5'端→