【高考解码】2021届高三生物二轮复习专题-遗传的物质基础

遗传的物质基础1．RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质。()【答案】×分析：T2噬菌体是由DNA和蛋白质组成的，遗传物质是DNA。2．噬菌体以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸。()【答案】×分析：噬菌体是一种特地寄生在细菌细胞内的病毒，在噬菌体侵染细菌的过程中，以噬菌体DNA为模板合成子代噬菌体的核酸，而不是以细菌DNA为模板。3．噬菌体侵染细菌的试验获得成功的缘由之一是DNA用15N放射性同位素标记。()【答案】×分析：噬菌体侵染细菌的试验是用32P标记噬菌体的DNA，而不是用15N标记的DNA。4．人类对遗传物质本质的探究过程中，噬菌体侵染细菌试验比肺炎双球菌体外转化试验更具说服力。()【答案】√分析：艾弗里等人从S型肺炎双球菌中提取的DNA纯度最高的时候还含有0.02%的蛋白质，而噬菌体侵染细菌试验实现了将DNA和蛋白质完全分别，因此噬菌体侵染细菌试验比肺炎双球菌体外转化试验更具说服力。5．在“噬菌体侵染细菌的试验”中用32P、35S标记的噬菌体侵染试验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质。()【答案】×分析：噬菌体侵染细菌的试验证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，由于蛋白质没有进入细菌体内。6．真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期。()【答案】×分析：真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。7．mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质。()【答案】×分析：在翻译过程中，核糖体在mRNA上移动翻译出蛋白质，而不是mRNA在核糖体上移动。8．DNA中的遗传信息可打算蛋白质中氨基酸的排列挨次。()【答案】√分析：DNA能够通过转录将遗传信息传递给mRNA，进一步通过翻译完成蛋白质的合成，所以DNA中的遗传信息可打算蛋白质中氨基酸的排列挨次。探究遗传物质的经典试验【典例1】(2022·烟台模拟)赫尔希和蔡斯进行的噬菌体侵染细菌的试验，是人类探究“什么是遗传物质”的最具说服力的试验。下图为用含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌(T2噬菌体专性寄生在大肠杆菌细胞内)的试验，据图回答下列问题：(1)T2噬菌体的组成成分是蛋白质和DNA。假如仅凭猜想，把握其性状的遗传物质有可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)怎样才能得到被32P标记的T2噬菌体？请简述试验方案。(3)科学家若用含有15N的培育基培育大肠杆菌，再用该大肠杆菌培育T2噬菌体，待大肠杆菌解体后，15N存在于T2噬菌体的________________________中。【解析】(1)单凭猜想，遗传物质可能会有三种状况：蛋白质和DNA都是遗传物质，仅DNA是遗传物质，仅蛋白质是遗传物质。(2)解答该问题要考虑到病毒本身不能增殖，必需借助于宿主细胞，因此应考虑先培育出有标记的宿主细胞，然后再培育出有标记的噬菌体。(3)T2噬菌体是由DNA和蛋白质组成的，蛋白质分子中含有元素C、H、O、N，而DNA分子中含有元素C、H、O、N、P，噬菌体在大肠杆菌中增殖时，所用原料(氨基酸和脱氧核苷酸)都来自大肠杆菌。由于大肠杆菌在含15N的培育基中培育，所以大肠杆菌内的氨基酸和脱氧核苷酸都含15N。因此，在子代噬菌体的蛋白质和DNA中都含有15N。【答案】(1)蛋白质和DNA都是遗传物质；蛋白质是遗传物质，DNA不是；DNA是遗传物质，蛋白质不是(2)将宿主细菌在含32P的培育基中培育，获得含有32P的细菌；用T2噬菌体去侵染被32P标记的细菌，待细菌细胞裂解后，释放出的噬菌体便会被32P标记。(3)蛋白质外壳(或蛋白质)和DNA(1)解决本题首先要明确：①噬菌体侵染细菌的试验结论：_______________________________________________________________________。②用32P标记噬菌体的____________，用35S标记噬菌体的________________。③噬菌体的生活方式：________________________。(2)关于放射性元素存在位置的理解：①仅用32P标记的噬菌体侵染细菌后离心，放射性存在于上清液中的缘由是什么？②仅用35S标记的噬菌体侵染细菌后离心，放射性存在于沉淀物中的最可能缘由是什么？【答案】(1)提示：①DNA是遗传物质②DNA蛋白质③寄生(2)①提示：侵染时间过短会有很多噬菌体还没来得及侵入细菌；或侵染时间过长，子代噬菌体从细菌中释放出来。②提示：搅拌不充分。【总结提升】遗传物质探究试验的解题规律(1)艾弗里肺炎双球菌转化试验中的相互对比：eq\a\vs4\al(S,型,细,菌)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(DNA,多糖,蛋白质,脂质,DNA分解物))＋eq\a\vs4\al(R,型,细,菌)eq\o(→,\s\up7(相互对比))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①DNA是遗传物质,②其他物质不是遗传,物质))(2)子代噬菌体的放射性分析：被标记的物质子代噬菌体用32P标记亲代噬菌体的DNA只有含有亲代噬菌体DNA链的子代噬菌体具有放射性用35S标记亲代噬菌体的蛋白质均不具有放射性用32P标记细菌内的含P物质，如DNA、核苷酸等用35S标记细菌内的含S物质，如蛋白质、氨基酸等由于合成子代噬菌体的原料全部来自细菌，所以子代噬菌体均具有放射性DNA分子的结构、复制及相关计算【典例2】(2022·山东理综)某争辩小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，依据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是()【解析】DNA分子中(A＋C)/(T＋G)应始终等于1；一条单链中(A＋C)/(T＋G)与其互补链中(A＋C)/(T＋G)互为倒数，一条单链中(A＋C)/(T＋G)＝0.5时，互补链中(A＋C)/(T＋G)＝2；一条单链中(A＋T)/(G＋C)与其互补链中(A＋T)/(G＋C)及DNA分子中(A＋T)/(G＋C)都相等。【答案】C(1)明确DNA复制的相关问题：①复制方式：_____________________________________。②相关计算：一个DNA分子复制n次，则有eq\a\vs4\al(a.子代DNA,分子数为2n)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(含有亲代链的DNA分子数为：,不含有亲代链的DNA分子数为：))eq\a\vs4\al(b.子代脱氧核苷,酸链数为2n＋1条)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(亲代脱氧核苷酸链为：,新合成的脱氧核苷酸链为：))(2)依据题中DNA含有的标记元素，分析DNA复制离心后的状况：DNA两条链的标记状况密度试管中的位置________最小________15N/14N居中居中________最大________【答案】(1)提示：①半保留复制②a.22n－2b．2条2n＋1－2条(2)提示：DNA两条链的标记状况密度试管中的位置14N/14N远离底部15N/15N靠近底部【总结提升】与碱基互补配对或DNA复制相关的计算方法(1)双链DNA分子中碱基含量的计算。①规律一：双链DNA中，A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝总碱基的一半。②规律二：若在DNA一条链中eq\f(A＋G,T＋C)＝a，则在互补链中eq\f(A＋G,T＋C)＝eq\f(1,a)，而在整个DNA分子中eq\f(A＋G,T＋C)＝1。③规律三：若在一条链中eq\f(A＋T,G＋C)＝m，在互补链及整个DNA分子中eq\f(A＋T,G＋C)＝m。④规律四：某碱基在DNA中所占比例等于它在每条链中所占比例和的一半，如eq\f(A,总碱基)＝eq\f(A1%＋A2%,2)。(2)与DNA复制有关的计算。假设1个DNA分子复制n次，则①子代DNA数为2neq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(含母链的DNA数：2完全含母链的DNA数：0不含母链的DNA数：2n－2))②子代DNA链数为2n＋1eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(母链所占比例：\f(1,2n)子链所占比例：1－\f(1,2n)))③复制差错的计算：DNA复制过程中其中一条链发生差错，复制n代后，含有突变基因的特别DNA分子占DNA总数的50%。④复制原料的计算：若某DNA分子含某碱基m个，该DNA分子进行n次复制，则需消耗该游离的脱氧核苷酸数为m×(2n－1)；进行第n代复制时，需消耗该游离的脱氧核苷酸数为m×2n－1。遗传信息的转录和翻译【典例3】(2022·孝感模拟)下图表示真核细胞细胞核内某种遗传信息流淌过程，相关叙述正确的是()A．细胞分裂间期肯定有该过程发生，年轻细胞中不再发生该过程B．图示能表示成熟的水稻叶肉细胞某基因的基因表达全过程C．图中的d代表核糖体，细胞中的c一般有20种D．细胞的分裂和分化过程中都肯定会发生图示过程【解析】在真核细胞中，该过程表示DNA分子的转录过程，细胞分裂间期肯定有该过程发生，年轻细胞中也可以发生该过程；该图不能表示成熟的水稻叶肉细胞某基因的基因表达全过程，只能表示DNA分子的转录过程；图中的d代表RNA聚合酶，c代表核糖核苷酸，细胞中的c(核糖核苷酸)一般有4种；无论细胞的分裂还是细胞的分化过程都会产生蛋白质，都会发生DNA分子的转录过程。【答案】D(1)明确图中各标号的名称并理解相关信息：①图中a、b、c、d的名称分别是什么？②由a形成b的过程中模板是哪一条？原料是什么？(2)明确下列各类生物遗传信息的传递过程：生物种类遗传信息的传递过程DNA病毒，如噬菌体________烟草花叶病毒________逆转录病毒________细胞生物________【答案】(1)①提示：双链DNA、mRNA、核糖核苷酸、RNA聚合酶。②提示：甲，c(核糖核苷酸)。(2)提示：生物种类遗传信息的传递过程DNA病毒，如噬菌体烟草花叶病毒逆转录病毒细胞生物【总结提升】DNA复制、转录和翻译的分析技巧(1)DNA分子复制过程的分析：①推断依据：模板为DNA的两条链，且合成双链DNA。②子代DNA的组成：分别由一条母链和一条子链组成。③子代DNA的分别时期：有丝分裂后期或减数其次次分裂后期。(2)DNA分子转录过程的分析：①推断依据：模板为DNA的一条链，且合成单链RNA。②转录方向：由于图二中d是已经与模板DNA分别的游离的RNA片段，因此可知转录的方向是由右向左进行，且a为RNA聚合酶。③标号名称：b与c的名称分别为胞嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸。④发生场所：在真核细胞中图二过程主要发生在细胞核中，叶绿体和线粒体中也可进行。(3)翻译过程的分析：①推断依据：模板为mRNA，且合成场所为核糖体。②名称确定：Ⅰ为tRNA，Ⅱ为核糖体，Ⅲ为mRNA，Ⅳ为多肽链。【变式训练】(2022·江苏单科)争辩发觉，人类免疫缺陷病毒(HIV)携带的RNA在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。依据中心法则(如下图)，下列相关叙述错误的是()A．合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过④②③环节B．侵染细胞时，病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞C．通过④形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上D．科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病【解析】HIV的遗传物质是RNA，经逆转录④形成DNA可以整合到患者细胞的基因组中，再通过转录②和翻译③合成子代病毒的蛋白质外壳；侵染细胞时，HIV中的逆转录酶能进入宿主细胞；若抑制逆转录过程，则不能产生子代病毒的蛋白质和RNA，故科研中可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病。【答案】B1．(2022·郑州模拟)肺炎双球菌的转化试验和噬菌体侵染细菌的试验，均不能证明的是()A．DNA可以产生可遗传的变异B．蛋白质不是遗传物质C．DNA可以把握生物的性状D．DNA是主要的遗传物质【解析】肺炎双球菌的转化试验可证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质；噬菌体侵染细菌的试验只能证明DNA是遗传物质；两试验均不能证明DNA是主要的遗传物质这一结论。【答案】D2．(2022·南京模拟)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培育、搅拌、离心、检测，上清液的放射性占10%，沉淀物的放射性占90%。上清液带有放射性的缘由可能是()A．离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌B．搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分别C．噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体D．32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中【解析】噬菌体侵染大肠杆菌时，经过搅拌、离心，上清液是质量较轻的噬菌体外壳，沉淀物是被侵染的大肠杆菌；搅拌不充分，噬菌体与大肠杆菌未分别，放射性应消灭在沉淀物中；32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染大肠杆菌时注入自身的DNA，子代噬菌体的DNA含32P，上清液带有放射性的缘由可能是噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体。【答案】C3．(2022·武汉模拟)DNA是以半保留方式进行复制的，假如放射性完全标记的1个双链DNA分子在无放射性标记的溶液中复制两次，那么所产生的4个DNA分子的特点是()A．部分DNA分子含有放射性B．全部DNA分子含有放射性C．全部分子的一条链含有放射性D．全部分子的两条链都没有放射性【解析】依据DNA分子半保留复制的特点，完全标记的1个双链DNA分子在无放射性标记的溶液中复制两次形成4个DNA分子，其中2个DNA分子的两条链都没有放射性；另外2个DNA分子都是一条链含有放射性，另一条链无放射性。两次复制过程如下图所示：【答案】A4．(2022·厦门模拟)下列关于DNA复制的叙述，不正确的是()A．DNA复制时，严格遵循A—T、G—C的碱基互补配对原则B．DNA复制时，两条脱氧核苷酸链均可作为模板C．DNA分子全部解旋后，才开头进行DNA复制D．脱氧核苷酸必需在DNA聚合酶作用下才能连接形成新的子链【解析】DNA复制时，遵循A—T、G—C的碱基互补配对原则。DNA复制时，两条脱氧核苷酸链均作为模板。DNA复制的特点是边解旋边复制，半保留复制。在形成DNA时，以亲代DNA分子为模板，脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接形成新的子链。【答案】C5．(2022·郑州模拟)下面是几种抗菌药物的抗菌机理以及中心法则的图解。①青霉素：抑制细菌细胞壁的合成。②环丙沙星：抑制细菌DNA解旋酶的活性。③红霉素：能与核糖体结合以阻挡其发挥作用。④利福平：抑制RNA聚合酶的活性。以下有关说法错误的是()A．环丙沙星会抑制a过程，利福平将会抑制b过程B．除青霉素外，其他抗菌药物均具有抑制遗传信息传递和表达的作用C．过程d涉及的氨基酸最多20种、tRNA最多有64种D．e过程需要逆转录酶【解析】环丙沙星会抑制细菌DNA解旋酶的活性，故可抑制细菌DNA的复制过程(a过程)；利福平会抑制RNA聚合酶的活性，故可抑制细菌的转录过程(b过程)和RNA的自我复制过程(c过程)；红霉素能与核糖体结合以阻挡其发挥作用，故可抑制细菌的翻译过程(d过程