適用于老高考舊教材廣西專版2023屆高考生物二輪總復(fù)習(xí)第二部分專題4遺傳變異和進(jìn)化第7講遺傳的分子基次件

第7講遺傳的分子基礎(chǔ)專題四內(nèi)容索引0102命題直擊?題型突破失分誤區(qū)?輕松防范命題直擊?題型突破命題點(diǎn)一DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)整合提升1.肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)與噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的比較(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路、處理方式及結(jié)論的比較比較項(xiàng)目肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)思路相同設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開(kāi),單獨(dú)地、直接地研究它們各自不同的遺傳功能處理方式的區(qū)別直接分離:分離S型細(xì)菌的DNA、多糖、蛋白質(zhì)等,分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)同位素標(biāo)記法:分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)的特征元素實(shí)驗(yàn)結(jié)論①DNA是遺傳物質(zhì)②蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)DNA是遺傳物質(zhì)(2)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)遵循相同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則——對(duì)照原則①肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中的相互對(duì)照②噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中的相互對(duì)照

(3)同位素標(biāo)記的差異

類型DNA蛋白質(zhì)DNA和蛋白質(zhì)噬菌體32P35S14C、2H、18O、15N細(xì)菌31P32S12C、1H、16O、14N子代噬菌體32P(少數(shù))、31P(全部)32SC、H、O、N的兩種同位素都有①含放射性標(biāo)記的噬菌體不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng),因?yàn)椴《緦I(yíng)寄生生活,應(yīng)先用含放射性元素的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌,再用具有放射性元素標(biāo)記的細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體。②因只能檢測(cè)到存在放射性的部位,不能確定是何種元素的放射性,故35S(標(biāo)記蛋白質(zhì))和32P(標(biāo)記DNA)不能同時(shí)標(biāo)記在同一噬菌體上,應(yīng)將二者分別標(biāo)記,即把實(shí)驗(yàn)分成兩組。2.分析噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中的放射性(1)32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌

(2)35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌

3.遺傳物質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)整合

思維拓展肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)和影響因素(1)加熱殺死S型細(xì)菌的過(guò)程中,S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)變性失活,但是其內(nèi)部的DNA在加熱結(jié)束后,隨溫度的恢復(fù)又逐漸恢復(fù)活性。(2)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的實(shí)質(zhì)是S型細(xì)菌的DNA與R型細(xì)菌的DNA實(shí)現(xiàn)重組,表現(xiàn)出S型細(xì)菌的性狀。此變異屬于廣義上的基因重組。(3)在轉(zhuǎn)化過(guò)程中,并不是所有的R型細(xì)菌均轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌,而是只有少部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。原因是轉(zhuǎn)化受DNA的純度、兩種細(xì)菌的親緣關(guān)系、受體菌的狀態(tài)等因素影響。題型突破題型

1理解經(jīng)典實(shí)驗(yàn),解答有關(guān)探究遺傳物質(zhì)本質(zhì)實(shí)驗(yàn)的題下圖甲表示將加熱殺死的S型細(xì)菌與R型活細(xì)菌的混合液注射到小鼠體內(nèi)后兩種細(xì)菌的含量變化,圖乙是利用同位素標(biāo)記技術(shù)完成噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的部分操作步驟。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.圖甲中,AB對(duì)應(yīng)的時(shí)間段內(nèi),小鼠體內(nèi)還沒(méi)形成大量的抗R型細(xì)菌的抗體B.圖甲中,后期出現(xiàn)的大量S型細(xì)菌是由R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化并增殖而來(lái)的C.圖乙沉淀物中新形成的子代噬菌體完全沒(méi)有放射性D.圖乙中,若用32P標(biāo)記親代噬菌體,裂解后子代噬菌體中大部分具有放射性D解析:圖甲中AB對(duì)應(yīng)的時(shí)間段內(nèi),R型細(xì)菌迅速增加,原因是小鼠體內(nèi)還沒(méi)形成大量的抗R型細(xì)菌的抗體,A項(xiàng)正確。將加熱殺死的S型細(xì)菌與R型細(xì)菌混合注射到小鼠體內(nèi)后,部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌并分裂增殖,B項(xiàng)正確。35S標(biāo)記的噬菌體的蛋白質(zhì),不參與子代噬菌體的形成,新形成的子代噬菌體完全沒(méi)有放射性,C項(xiàng)正確。圖乙中,若用32P標(biāo)記親代噬菌體,由于DNA進(jìn)行半保留復(fù)制,如果標(biāo)記親代一個(gè)噬菌體,則不管復(fù)制多少代,只有兩個(gè)子代噬菌體具有放射性,D項(xiàng)錯(cuò)誤。解題模板“兩看”法分析噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)題組訓(xùn)練1.赫爾希和蔡斯利用T2噬菌體探尋遺傳物質(zhì)的本質(zhì)。下列敘述正確的是(

)A.T2噬菌體能利用自身的核糖體合成蛋白質(zhì)B.T2噬菌體的核酸水解后只能得到四種核苷酸C.T2噬菌體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,屬于生命系統(tǒng)中最小的結(jié)構(gòu)層次D.T2噬菌體侵染35S標(biāo)記的大腸桿菌可使自身的核酸被標(biāo)記B解析:病毒無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu),無(wú)核糖體,其利用宿主的核糖體合成自身的蛋白質(zhì),A項(xiàng)錯(cuò)誤。一種病毒只有一種核酸,T2噬菌體為DNA病毒,

水解后得到四種脫氧核苷酸,B項(xiàng)正確。病毒沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu),不屬于生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次,生命系統(tǒng)中最小的結(jié)構(gòu)層次是細(xì)胞,C項(xiàng)錯(cuò)誤。病毒的核酸中含有C、H、O、N、P,不含S,因此利用病毒侵染35S標(biāo)記的宿主細(xì)胞不能使自身的核酸被標(biāo)記,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2021全國(guó)乙理綜)在格里菲思所做的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,無(wú)毒性的R型活細(xì)菌與被加熱殺死的S型細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi),從小鼠體內(nèi)分離出了有毒性的S型活細(xì)菌。某同學(xué)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),結(jié)合現(xiàn)有生物學(xué)知識(shí)所做的下列推測(cè)中,不合理的是(

)A.與R型細(xì)菌相比,S型細(xì)菌的毒性可能與莢膜多糖有關(guān)B.S型細(xì)菌的DNA能夠進(jìn)入R型細(xì)菌細(xì)胞指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成C.加熱殺死S型細(xì)菌使其蛋白質(zhì)功能喪失而DNA功能可能不受影響D.將S型細(xì)菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后與R型細(xì)菌混合,可以得到S型細(xì)菌D解析:R型細(xì)菌的菌體沒(méi)有多糖類的莢膜,在培養(yǎng)基上形成的菌落表面粗糙,是無(wú)毒性的;S型細(xì)菌的菌體有多糖類的莢膜,在培養(yǎng)基上形成的菌落表面光滑,可以使人患肺炎或使小鼠患敗血癥,是有毒性的,A項(xiàng)合理。無(wú)毒性的R型活細(xì)菌與被加熱殺死的S型細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi),從小鼠體內(nèi)可以分離出有毒性的S型活細(xì)菌,是因?yàn)楦邷夭](méi)有影響S型細(xì)菌DNA的功能,被加熱殺死的S型細(xì)菌的遺傳物質(zhì)DNA進(jìn)入了R型活細(xì)菌體內(nèi)并指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,進(jìn)而從小鼠體內(nèi)可以分離出有毒性的S型活細(xì)菌,B、C兩項(xiàng)合理。DNA酶可以水解S型細(xì)菌的DNA使其失去功能,因此將S型細(xì)菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后與R型細(xì)菌混合,無(wú)法得到S型細(xì)菌,D項(xiàng)不合理。3.噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)是研究DNA是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn),其中的部分實(shí)驗(yàn)如下圖所示。下列敘述正確的是(

)A.①中噬菌體DNA復(fù)制的模板、原料、能量、酶均由細(xì)菌提供B.適當(dāng)時(shí)間保溫后進(jìn)行②操作,使細(xì)菌外的噬菌體與細(xì)菌分離C.③后進(jìn)行放射性檢測(cè),上清液中有少量放射性屬于操作失誤D.細(xì)菌最終裂解后釋放的子代噬菌體中,大多數(shù)含有放射性B解析:①中噬菌體DNA復(fù)制的模板由噬菌體自身提供,A項(xiàng)錯(cuò)誤。適當(dāng)時(shí)間保溫后進(jìn)行②操作(攪拌),使細(xì)菌外的噬菌體與細(xì)菌分離,B項(xiàng)正確。③的結(jié)果是在沉淀物中檢測(cè)到較強(qiáng)的放射性,但是由于部分噬菌體的DNA可能沒(méi)有侵入,在上清液中也會(huì)有少量的放射性,不屬于操作失誤,C項(xiàng)錯(cuò)誤。細(xì)菌最終裂解后釋放的子代噬菌體中,僅部分含放射性,D項(xiàng)錯(cuò)誤。命題點(diǎn)二DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及相關(guān)計(jì)算整合提升1.DNA分子結(jié)構(gòu)的“五、四、三、二、一”(1)五種元素:C、H、O、N、P。(2)四種堿基:A、G、C、T。相應(yīng)地,脫氧核苷酸也有四種。(3)三種物質(zhì):磷酸、脫氧核糖、含氮堿基。(4)兩條鏈:兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈。(5)一種結(jié)構(gòu):規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。2.DNA復(fù)制的方式、特點(diǎn)及影響因素(1)復(fù)制方式:半保留復(fù)制,即新合成的每個(gè)DNA分子中,都保留了原來(lái)DNA分子中的一條鏈(模板鏈)。(2)過(guò)程特點(diǎn):邊解旋邊復(fù)制。(3)影響DNA復(fù)制的外界條件3.與DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制相關(guān)的計(jì)算(1)DNA分子中堿基比例的計(jì)算①常用公式A=T,G=C;A+G=T+C=A+C=T+G=50%。②單鏈中互補(bǔ)堿基之和占該鏈堿基數(shù)的比例=雙鏈中互補(bǔ)堿基之和占雙鏈總堿基數(shù)的比例。(2)與DNA分子復(fù)制有關(guān)的計(jì)算方法DNA分子的復(fù)制為半保留復(fù)制,若一個(gè)被15N標(biāo)記的DNA分子復(fù)制n次,其結(jié)果分析如下。①子代DNA分子數(shù):2n個(gè)。a.無(wú)論復(fù)制多少次,含15N的DNA分子始終是2個(gè)。b.含14N的DNA分子有2n個(gè),只含14N的DNA分子有(2n-2)個(gè)。做題時(shí)應(yīng)看準(zhǔn)是“含”還是“只含”。②子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈總數(shù):2n×2=2n+1(條)。a.無(wú)論復(fù)制多少次,含15N的脫氧核苷酸鏈?zhǔn)冀K是2條。做題時(shí)應(yīng)看準(zhǔn)是“DNA分子數(shù)”還是“脫氧核苷酸鏈數(shù)”。b.含14N的脫氧核苷酸鏈?zhǔn)?2n+1-2)條。③消耗的脫氧核苷酸數(shù)a.若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè),則復(fù)制n次需要消耗游離的該種脫氧核苷酸m·(2n-1)個(gè)。b.進(jìn)行第n次復(fù)制時(shí),需消耗該脫氧核苷酸m·2n-1個(gè)。思維拓展同位素標(biāo)記法在生物學(xué)科中的主要應(yīng)用(1)推斷動(dòng)植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能用放射性同位素標(biāo)記氨基酸或核苷酸,并引入細(xì)胞內(nèi),探測(cè)這些放射性元素出現(xiàn)在哪些結(jié)構(gòu)中,從而推斷該細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能。(2)判斷光合作用和呼吸作用過(guò)程中原子轉(zhuǎn)移的途徑①光合作用:O2來(lái)自水的光解,C6H12O6的C和O全部來(lái)自CO2。②有氧呼吸:CO2中的O來(lái)自C6H12O6和H2O,H2O中的O來(lái)自O(shè)2。(3)證明植物生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸用放射性同位素標(biāo)記莖的上端的生長(zhǎng)素,可在莖的下端探測(cè)到放射性標(biāo)記的存在;而標(biāo)記莖的下端的生長(zhǎng)素,在莖的上端不能探測(cè)到放射性標(biāo)記。證明植物生長(zhǎng)素只能從形態(tài)學(xué)的上端運(yùn)輸?shù)较露恕?4)證明DNA復(fù)制是半保留復(fù)制由于細(xì)菌的繁殖速度很快,所以一般用細(xì)菌的繁殖來(lái)研究DNA的復(fù)制過(guò)程。如將不含放射性元素的細(xì)菌放在含3H、32P等的培養(yǎng)基中培養(yǎng),則細(xì)菌在不同的繁殖代數(shù)所表現(xiàn)出的放射性強(qiáng)度或比例,可以說(shuō)明DNA復(fù)制是半保留復(fù)制。(5)證明DNA是生物的遺傳物質(zhì)在噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中,根據(jù)僅蛋白質(zhì)分子中含有硫,磷幾乎都存在于DNA分子中的事實(shí),用同位素35S和32P分別標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA。發(fā)現(xiàn)用35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)時(shí),上清液放射性高,沉淀物放射性低;用32P標(biāo)記噬菌體的DNA時(shí),上清液放射性低,沉淀物放射性高,從而證明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA。題型突破題型

2與DNA分子復(fù)制相關(guān)的計(jì)算將1個(gè)不含放射性的大腸桿菌(擬核DNA呈環(huán)狀,堿基數(shù)目為n)放在含有3H-胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間后,檢測(cè)到下圖所示的a、b兩種類型的DNA(注:以“‐‐‐‐”表示含放射性的脫氧核苷酸鏈)。下列敘述正確的是(

)A.第1次復(fù)制產(chǎn)生的DNA全為b類型B.第2次復(fù)制產(chǎn)生的DNA中有a、b兩種類型,且比例為1∶3C.若DNA含有x個(gè)胸腺嘧啶,則復(fù)制m次需要的胞嘧啶的數(shù)目為[(2m-1)(n-x)/2]個(gè)D.復(fù)制m次產(chǎn)生的含放射性的脫氧核苷酸鏈數(shù)為(2m+1-2)條D解析:因DNA復(fù)制為半保留復(fù)制,故第1次復(fù)制產(chǎn)生的DNA全為a類型;第2次復(fù)制產(chǎn)生的DNA中有a、b

兩種類型,且比例為1∶1;該DNA堿基數(shù)目為n,若T為x個(gè),則1個(gè)DNA分子中含有的C的數(shù)目是(n-2x)/2個(gè),因此復(fù)制m次共需要C的數(shù)目為[(2m-1)(n-2x)/2]個(gè);復(fù)制m次后,脫氧核苷酸鏈數(shù)為2m+1條,其中只有2條不含放射性,故含有放射性的脫氧核苷酸鏈數(shù)為(2m+1-2)條,D項(xiàng)正確。方法規(guī)律DNA分子復(fù)制相關(guān)計(jì)算應(yīng)注意的問(wèn)題(1)分清第n次復(fù)制和復(fù)制n次。若1個(gè)DNA含有a個(gè)T,復(fù)制n次,需要a·(2n-1)個(gè)T,第n次復(fù)制,需要a·2n-1個(gè)T。(2)分清具有放射性的DNA和具有放射性的脫氧核苷酸鏈。若1個(gè)DNA用32P標(biāo)記,在不含32P的生物體內(nèi)復(fù)制n次,具有放射性的DNA有2個(gè),比例是2/2n=1/2n-1;具有放射性的脫氧核苷酸鏈有2條,比例是2/2n+1=1/2n。題組訓(xùn)練1.下圖中甲、乙分別是兩種生物大分子的結(jié)構(gòu)模型,丙可表示甲或乙物質(zhì)的基本組成單位。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.若丙是甲的基本單位,則a代表核糖B.若丙表示細(xì)胞中直接能源物質(zhì)的水解產(chǎn)物,則m可能是尿嘧啶C.甲發(fā)生一個(gè)堿基對(duì)的缺失,不屬于染色體結(jié)構(gòu)變異D.乙是tRNA,圖上方的三個(gè)堿基組成一個(gè)密碼子C解析:題圖中甲表示DNA,乙表示tRNA,丙表示核苷酸。若丙是甲的基本單位,則丙為脫氧核苷酸,a代表脫氧核糖,A項(xiàng)錯(cuò)誤。若丙表示細(xì)胞中直接能源物質(zhì)ATP的水解產(chǎn)物,則丙為腺嘌呤核糖核苷酸,m為腺嘌呤,不可能是尿嘧啶,B項(xiàng)錯(cuò)誤。甲(DNA)發(fā)生一個(gè)堿基對(duì)的缺失,屬于基因突變,不屬于染色體結(jié)構(gòu)變異,C項(xiàng)正確。乙是tRNA,圖中UCG三個(gè)堿基組成一個(gè)反密碼子,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.真核細(xì)胞內(nèi)某基因由5000個(gè)堿基對(duì)組成,其中堿基A占20%。下列說(shuō)法正確的是(

)A.該基因中每個(gè)脫氧核糖上均連接著1個(gè)磷酸和1個(gè)含氮堿基B.該基因的一條脫氧核苷酸鏈中(C+G)∶(A+T)=3∶2C.解旋酶能催化該基因水解為多個(gè)脫氧核苷酸D.該基因由于某種原因丟失了3個(gè)堿基對(duì),則發(fā)生的變異屬于染色體變異B解析:該基因中大多數(shù)脫氧核糖上均連接著2個(gè)磷酸和1個(gè)含氮堿基,A項(xiàng)錯(cuò)誤。該基因中T=A=20%,C=G=30%,因此該基因中(C+G)∶(A+T)=3∶2,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,該基因的兩條單鏈中(C+G)∶(A+T)均為3∶2,B項(xiàng)正確。解旋酶作用于堿基對(duì)之間的氫鍵,使DNA雙鏈結(jié)構(gòu)打開(kāi),形成單鏈,但不能催化該基因水解為多個(gè)脫氧核苷酸,C項(xiàng)錯(cuò)誤。該基因由于某種原因丟失了3個(gè)堿基對(duì),則發(fā)生的變異屬于基因突變,D項(xiàng)錯(cuò)誤。命題點(diǎn)三復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及翻譯整合提升1.建立模型比較復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程2.真核細(xì)胞與原核細(xì)胞內(nèi)基因表達(dá)過(guò)程的比較

細(xì)胞類型過(guò)程意義真核細(xì)胞先轉(zhuǎn)錄后翻譯。轉(zhuǎn)錄形成的mRNA通過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì),一個(gè)mRNA上可同時(shí)結(jié)合多個(gè)核糖體,核糖體沿著mRNA移動(dòng);翻譯的方向就是從肽鏈短的一側(cè)向肽鏈長(zhǎng)的一側(cè),最終形成的肽鏈序列都是一樣的一個(gè)mRNA上同時(shí)結(jié)合多個(gè)核糖體,可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)原核細(xì)胞邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯。原核細(xì)胞沒(méi)有核膜,mRNA片段一經(jīng)形成就會(huì)有許多核糖體結(jié)合上來(lái),使轉(zhuǎn)錄和翻譯同時(shí)進(jìn)行極大地提高了合成蛋白質(zhì)的效率3.遺傳信息的傳遞過(guò)程(1)各類生物遺傳信息的傳遞過(guò)程

生物種類遺傳信息的傳遞過(guò)程DNA病毒,如噬菌體

復(fù)制型RNA病毒,如煙草花葉病毒

逆轉(zhuǎn)錄病毒,如人類免疫缺陷病毒

細(xì)胞生物

分析:RNA病毒產(chǎn)生mRNA的方式有兩種,第一種是RNA的復(fù)制,第二種是通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄兩個(gè)過(guò)程。(2)識(shí)圖、析圖①圖示中1、8為轉(zhuǎn)錄過(guò)程;2、5、9為翻譯過(guò)程;3、10為DNA復(fù)制過(guò)程;4、6為RNA復(fù)制過(guò)程;7為逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程。②若甲、乙、丙為病毒,則甲為DNA病毒,如噬菌體;乙為RNA病毒,如煙草花葉病毒;丙為逆轉(zhuǎn)錄病毒,如HIV。③逆轉(zhuǎn)錄必須在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下完成。④根據(jù)模板和原料可確定是中心法則的某一過(guò)程,如模板為DNA,原料為脫氧核糖核苷酸(核糖核苷酸),即可確定為DNA復(fù)制(轉(zhuǎn)錄)。(3)轉(zhuǎn)錄、翻譯過(guò)程中的計(jì)算蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)目為n,則mRNA中至少有n個(gè)密碼子,至少有3n個(gè)堿基(核糖核苷酸),基因中至少有6n個(gè)堿基(脫氧核苷酸)。特別提醒(1)病毒的DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯及RNA復(fù)制、逆轉(zhuǎn)錄等過(guò)程都在宿主細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行。(2)mRNA上存在終止密碼子,因此準(zhǔn)確地說(shuō),mRNA上的堿基數(shù)目比蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的3倍還要多。另外,基因中存在不編碼氨基酸的序列,所以基因或DNA上的堿基數(shù)目比對(duì)應(yīng)的蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的6倍還要多。在回答有關(guān)問(wèn)題時(shí),應(yīng)加上“至多”或“至少”等關(guān)鍵詞。思維拓展根據(jù)模板及原料分析遺傳信息的傳遞方向和產(chǎn)物模板原料生理過(guò)程產(chǎn)物DNA脫氧核苷酸DNA復(fù)制DNA核糖核苷酸轉(zhuǎn)錄RNARNA脫氧核苷酸逆轉(zhuǎn)錄DNA核糖核苷酸RNA復(fù)制RNA氨基酸翻譯蛋白質(zhì)(或多肽)題型突破題型

3依據(jù)中心法則解答有關(guān)遺傳信息流動(dòng)的題研究發(fā)現(xiàn),人類免疫缺陷病毒(HIV)攜帶的RNA在宿主細(xì)胞內(nèi)不能直接作為合成蛋白質(zhì)的模板。依據(jù)中心法則(如下圖所示),下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.合成子代病毒蛋白質(zhì)外殼的完整過(guò)程至少要經(jīng)過(guò)④②③環(huán)節(jié)B.侵染細(xì)胞時(shí),病毒中的蛋白質(zhì)不會(huì)進(jìn)入宿主細(xì)胞C.通過(guò)④形成的DNA可以整合到宿主細(xì)胞的染色體DNA上D.科學(xué)家可以研發(fā)特異性抑制逆轉(zhuǎn)錄酶活性的藥物來(lái)治療艾滋病B解析:HIV的RNA需要經(jīng)過(guò)④逆轉(zhuǎn)錄形成DNA,然后再經(jīng)過(guò)②轉(zhuǎn)錄和③翻譯來(lái)合成蛋白質(zhì)外殼,A項(xiàng)正確。侵染細(xì)胞時(shí),HIV攜帶逆轉(zhuǎn)錄酶進(jìn)入宿主細(xì)胞,而逆轉(zhuǎn)錄酶是蛋白質(zhì),B項(xiàng)錯(cuò)誤。HIV的RNA通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄形成的DNA可以整合到宿主細(xì)胞的染色體DNA上,C項(xiàng)正確?？茖W(xué)家可以研發(fā)特異性抑制逆轉(zhuǎn)錄酶活性的藥物來(lái)治療艾滋病,D項(xiàng)正確。方法規(guī)律明確幾個(gè)過(guò)程發(fā)生的場(chǎng)所DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程發(fā)生在有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物(真核生物、原核生物)中和以DNA為遺傳物質(zhì)的病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)增殖的過(guò)程中,但具體到不同細(xì)胞時(shí),情況不盡相同。如根尖分生區(qū)細(xì)胞等分裂旺盛的組織細(xì)胞中三個(gè)過(guò)程都有發(fā)生;而葉肉細(xì)胞等高度分化的細(xì)胞不發(fā)生DNA復(fù)制,只有轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過(guò)程;哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中不發(fā)生遺傳信息的傳遞。逆轉(zhuǎn)錄和RNA復(fù)制只發(fā)生在以RNA為遺傳物質(zhì)的病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)增殖的過(guò)程中,且逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程必須有逆轉(zhuǎn)錄酶的參與,這兩個(gè)過(guò)程是對(duì)中心法則的補(bǔ)充和完善。在上述五個(gè)過(guò)程中都有堿基互補(bǔ)配對(duì)發(fā)生,故細(xì)胞中進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)的場(chǎng)所有四個(gè),即細(xì)胞核、葉綠體、線粒體、核糖體。題組訓(xùn)練1.下列有關(guān)基因控制蛋白質(zhì)合成的敘述,錯(cuò)誤的是(

)A.轉(zhuǎn)錄和翻譯都可發(fā)生在線粒體內(nèi)B.轉(zhuǎn)錄和翻譯的原料分別是核糖核苷酸和氨基酸C.一個(gè)密碼子只決定一種氨基酸,一種氨基酸只由一種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)D.轉(zhuǎn)錄和翻譯的模板分別是DNA的一條鏈和mRNAC解析:轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在細(xì)胞核中,以DNA的一條鏈為模板,以核糖核苷酸為原料。翻譯則主要發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中,以mRNA為模板,以氨基酸為原料。線粒體內(nèi)有DNA和核糖體,因此轉(zhuǎn)錄和翻譯也可發(fā)生在線粒體中。密碼子具有簡(jiǎn)并性,因此一種氨基酸可對(duì)應(yīng)多種密碼子,也可由多種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)。2.下圖甲、乙為真核細(xì)胞中發(fā)生的代謝過(guò)程示意圖。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(

)A.圖甲所示的過(guò)程叫翻譯,多個(gè)核糖體共同完成1條肽鏈的合成B.圖乙所示過(guò)程叫轉(zhuǎn)錄,轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的作用一定是作為圖甲過(guò)程的模板C.圖甲所示過(guò)程的方向是從右到左D.圖甲和圖乙中都發(fā)生了堿基互補(bǔ)配對(duì)且堿基互補(bǔ)配對(duì)的方式完全相同C解析:由圖甲可知,翻譯過(guò)程中1個(gè)mRNA分子上結(jié)合多個(gè)核糖體,同時(shí)合成多條肽鏈。轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物有mRNA、tRNA和rRNA

3種,而翻譯的模板只是mRNA。圖甲中肽鏈②最長(zhǎng),說(shuō)明合成該肽鏈的核糖體最早與mRNA結(jié)合,因此核糖體在mRNA上的移動(dòng)方向是從右到左。轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程中都發(fā)生了堿基互補(bǔ)配對(duì),但堿基互補(bǔ)配對(duì)的方式不完全相同。3.下圖表示某真核細(xì)胞內(nèi)基因m的表達(dá)過(guò)程(其中終止密碼子為UGA)。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.過(guò)程①的模板鏈為基因m中的m2鏈B.過(guò)程②mRNA的形成需要某種RNA的剪切C.過(guò)程③中翻譯的方向是從左到右D.由于基因m模板鏈的部分序列“GAGGCT”中的一個(gè)G被A替換導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄終止D解析:據(jù)題圖可知,過(guò)程①為轉(zhuǎn)錄,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,轉(zhuǎn)錄的模板鏈為m2鏈,A項(xiàng)正確。酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)或RNA,過(guò)程②mRNA縮短,可表示某些RNA將hnRNA剪接形成mRNA,B項(xiàng)正確。

由核糖體上的肽鏈從左到右依次變長(zhǎng)可知,翻譯的方向是從左到右,C項(xiàng)正確。由于基因m模板鏈的部分序列“GAGGCT”中的一個(gè)G被A替換,若突變后的序列為“GAGACT”,轉(zhuǎn)錄后所得的mRNA的對(duì)應(yīng)序列為“CUCUGA”,則可能提前出現(xiàn)終止密碼子UGA,會(huì)導(dǎo)致翻譯過(guò)程提前終止,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.下列關(guān)于下圖的說(shuō)法,錯(cuò)誤的是(

)A.圖1所示過(guò)程相當(dāng)于圖3的⑩過(guò)程,主要發(fā)生于細(xì)胞核中B.若圖1的③中A占23%,U占25%,則相應(yīng)的雙鏈DNA片段中A占24%C.圖2所示過(guò)程相當(dāng)于圖3的?過(guò)程,所需原料是氨基酸D.正常情況下,圖3中在動(dòng)植物細(xì)胞中可能發(fā)生的是⑨⑩???過(guò)程D解析:由圖1可推知,該過(guò)程是轉(zhuǎn)錄,對(duì)應(yīng)于圖3的⑩過(guò)程,轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生于細(xì)胞核中,A項(xiàng)正確。圖1的③代表mRNA,在mRNA中,A占23%,U占25%,則A+U=48%,由此可推知,DNA分子中A+T=48%,又因A=T,所以,A=T=24%,B項(xiàng)正確。圖2表示翻譯過(guò)程,相當(dāng)于圖3的?過(guò)程,該過(guò)程以mRNA(核糖核酸)為模板,以氨基酸為原料,合成蛋白質(zhì),C項(xiàng)正確。正常情況下,圖3中的⑨⑩?過(guò)程在動(dòng)植物細(xì)胞中都能發(fā)生,而??過(guò)程只能發(fā)生在被RNA病毒感染的細(xì)胞內(nèi),D項(xiàng)錯(cuò)誤。失分誤區(qū)?輕松防范失分誤區(qū)1不能正確解決有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)的問(wèn)題及DNA復(fù)制中的計(jì)算問(wèn)題防范策略(1)有關(guān)DNA分子中堿基的計(jì)算①不同生物的DNA分子中,互補(bǔ)配對(duì)的堿基之和的比值不同,即(A+T)/(C+G)的值不同。該比值體現(xiàn)了不同生物DNA分子的特異性。②若已知A占雙鏈的比例為x,則一條單鏈中A所占比例無(wú)法確定,但可求出最大值為2x,最小值為0。(2)DNA的水解產(chǎn)物及氫鍵數(shù)目計(jì)算①DNA的水解產(chǎn)物:初步水解產(chǎn)物是脫氧核苷酸,徹底水解產(chǎn)物是磷酸、脫氧核糖和含氮堿基。②氫鍵數(shù)目計(jì)算:若堿基對(duì)為n,則氫鍵數(shù)為2n~3n;若已知A有m個(gè),則氫鍵數(shù)為(3n-m)個(gè)。(3)與DNA復(fù)制有關(guān)的計(jì)算在做與DNA分子復(fù)制有關(guān)的計(jì)算題時(shí),應(yīng)看準(zhǔn)是“含”還是“只含”,是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”。防范演練1下圖為一個(gè)雙鏈DNA分子(15N標(biāo)記)中某基因的部分結(jié)構(gòu)示意圖,該基因全部堿基中A占20%。下列說(shuō)法正確的是(

)A.DNA的特異性是由4種堿基的數(shù)量比例決定的B.DNA聚合酶可催化形成①和②處的化學(xué)鍵C.該基因的1條核苷酸鏈中(C+G)/(A+T)的值為1.5

D.將該DNA置于不含15N的環(huán)境中復(fù)制3次后,含15N的DNA分子占總數(shù)的1/8C解析:DNA分子的特異性體現(xiàn)在堿基對(duì)的排列順序上,A項(xiàng)錯(cuò)誤。DNA聚合酶可催化形成②處的化學(xué)鍵即磷酸二酯鍵,而①處是氫鍵,B項(xiàng)錯(cuò)誤。由題意可知,該基因全部堿基中A占20%,T=A=20%,C=G=30%,因此該DNA分子中(C+G)/(A+T)=(30%+30%)/(20%+20%)=1.5,雙鏈DNA的1條鏈中(C+G)/(A+T)的值等于整個(gè)DNA中(C+G)/(A+T)的值,因此該基因的1條鏈中(C+G)/(A+T)的值為1.5,C項(xiàng)正確。DNA復(fù)制為半保留復(fù)制,不管復(fù)制幾次,最終子代DNA都保留親代DNA的2條母鏈,故最終有2個(gè)子代DNA含15N,所以含15N的DNA分子占DNA分子總數(shù)的2/8即1/4,D項(xiàng)錯(cuò)誤。失分誤區(qū)2不能正確理解基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯防范策略(1)轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物是三種