高考生物二輪復習專題3遺傳、變異與進化第1講遺傳的分子基礎課件

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1.人類對遺傳物質的探索過程(Ⅱ)。2.DNA分子結構的主要特點(Ⅱ)。3.基因的概念(Ⅱ)。4.DNA分子的復制(Ⅱ)。5.遺傳信息的轉錄和翻譯(Ⅱ)。6.基因與性狀的關系(Ⅱ)。
主干知識梳理ZHU GAN ZHI SHI SHU LI
有遺傳效應的DNA片段
控制酶的合成來控制代謝
過程，進而控制生物體的性狀
1.比較肺炎雙球菌和T2噬菌體(1)相同點：都營寄生生活，遺傳物質均為DNA。(2)不同點①肺炎雙球菌：為原核生物，具有獨立的物質和能量供應系統(tǒng)。②T2噬菌體：為非細胞結構的病毒，必須寄生在活細胞中，利用宿主細胞的物質和能量進行增殖。
2.關于肺炎雙球菌轉化的實驗(1)轉化的實質是基因重組而非基因突變；轉化的只是少部分R型細菌。(2)體內轉化實驗證明了“轉化因子”的存在，體外轉化實驗證明了DNA是遺傳物質，蛋白質等不是遺傳物質。3.關于噬菌體侵染細菌的實驗(1)不能標記C、H、O、N這些DNA和蛋白質共有的元素，否則無法將DNA和蛋白質區(qū)分開。(2)35S(標記蛋白質)和32P(標記DNA)不能同時標記在同一噬菌體上，因為放射性檢測時只能檢測到存在部位，不能確定是何種元素的放射性。
4.遺傳信息的傳遞和表達(1)DNA分子獨特的雙螺旋結構為DNA復制提供了精確的模板；通過堿基互補配對原則，保證了DNA復制能夠準確地進行。(2)密碼子具有簡并性既有利于提高翻譯速度，又可增強容錯性，減少蛋白質或性狀差錯。5.基因對性狀的控制(1)基因與性狀的關系并不都是簡單的線性關系。有的性狀是由一對基因控制的，有的性狀是由多對基因共同控制的(如人的身高)，有的基因可決定或影響多種性狀。(2)性狀并非完全取決于基因。生物體的性狀從根本上是由基因決定的，同時還受環(huán)境條件的影響，因此性狀是基因和環(huán)境共同作用的結果，即表現(xiàn)型＝基因型＋環(huán)境條件。
1.T2噬菌體可感染肺炎雙球菌導致其裂解(　　)2.格里菲思實驗證明DNA可以改變生物體的遺傳性狀(　　)3.培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主細胞攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中(　　)4.赫爾希和蔡斯用35S和32P分別標記T2噬菌體的蛋白質和DNA，證明了DNA的半保留復制(　　)5.使DNA雙鏈不能解開的物質可導致細胞中DNA的復制和轉錄發(fā)生障礙(　　)6.植物細胞的線粒體和葉綠體中均可發(fā)生DNA的復制(　　)7.正常人細胞的每條染色體兩端都含有端粒DNA(　　)8.一個tRNA分子中只有一個反密碼子(　　)
1.艾弗里的肺炎雙球菌體外轉化實驗中，設置“DNA＋DNA酶”組的目的是_____________________________________________________________________________。2.翻譯效率很高，原因是_______________________________________________________________。3.鐮刀型細胞貧血癥的發(fā)病原因說明了基因控制生物性狀的途徑之一是_____________________________________________。
證明了DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質，也證明了DNA的水解產(chǎn)物不是遺傳物質
一個mRNA分子上可以相繼結合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成
蛋白質的結構直接控制生物體的性狀
核心考點突破HE XIN KAO DIAN TU PO
考點一　生物的遺傳物質
考點二　遺傳信息的傳遞和表達
1.肺炎雙球菌體外轉化實驗與噬菌體侵染細菌實驗的比較
2.噬菌體侵染細菌實驗的誤差分析(1)32P標記DNA的噬菌體侵染大腸桿菌
(2)用35S標記蛋白質的噬菌體侵染大腸桿菌
考向一　生物的遺傳物質辨析1.關于T2噬菌體的敘述，正確的是A.T2噬菌體的核酸和蛋白質中含硫元素B.T2噬菌體寄生于酵母菌和大腸桿菌中C.RNA和DNA都是T2噬菌體的遺傳物質D.T2噬菌體可利用寄主體內的物質大量增殖
解析　核酸中不含硫元素，A錯誤；T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內的病毒，不能寄生在酵母菌細胞中，B錯誤；任何生物的遺傳物質只能是DNA或RNA，T2噬菌體的遺傳物質是DNA，C錯誤；T2噬菌體作為病毒，只能利用宿主細胞內的物質進行增殖，D正確。
2.下列過程中，細胞內遺傳物質發(fā)生改變的是A.造血干細胞分化為B細胞B.效應T細胞使靶細胞裂解C.R型細菌轉化為S型細菌 D.生長素誘導產(chǎn)生無子番茄
解析　細胞分化過程中遺傳物質不改變，A錯誤；效應T細胞與靶細胞密切接觸，會使靶細胞裂解死亡，遺傳物質不改變，B錯誤；R型細菌轉化為S型細菌遺傳物質發(fā)生了改變，C正確；生長素誘導子房發(fā)育成果實，遺傳物質不改變，D錯誤。
解析　32P標記的是噬藻體DNA中的所有磷酸基團，A錯誤；攪拌的目的是使吸附在藍藻表面的噬藻體與藍藻分離，B正確；離心后放射性同位素主要分布在試管的沉淀物中，C錯誤；由于缺乏對照實驗，故不能說明噬藻體的遺傳物質是DNA，D錯誤。
考向二　探究遺傳物質的實驗分析3.噬藻體是感染藍藻的DNA病毒。用32P標記的噬藻體感染藍藻細胞，培養(yǎng)一段時間，經(jīng)攪拌、離心后進行放射性檢測。下列相關敘述正確的是A.32P標記的是噬藻體DNA中的胸腺嘧啶B.攪拌的目的是使吸附在藍藻上的噬藻體與藍藻分離C.離心后放射性同位素主要分布在試管的上清液中D.此實驗證明DNA是噬藻體的遺傳物質
解析　艾弗里從S型肺炎雙球菌中提取出了DNA、蛋白質或夾膜多糖，分別與R型細菌混合培養(yǎng)，證明了DNA是遺傳物質，蛋白質等其他物質不是遺傳物質；赫爾希和蔡斯用同位素標記法將噬菌體的DNA與蛋白質分開，單獨地、直接地去研究它們的效應。
4.艾弗里等人的肺炎雙球菌轉化實驗和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗都證明了DNA是遺傳物質。這兩個實驗在設計思路上的共同點是A.重組DNA片段，研究其表型效應B.誘發(fā)DNA突變，研究其表型效應C.設法把DNA與蛋白質分開，研究各自的效應D.應用同位素示蹤技術，研究DNA在親代與子代之間的傳遞
解析　自由組合定律的實質指的是非同源染色體上的非等位基因隨著非同源染色體的組合而組合。
5.(2019·廣東肇慶二模)人類對遺傳物質的探索經(jīng)歷了漫長的過程，請回答下列問題：(1)孟德爾等遺傳學家的研究表明，在減數(shù)分裂過程中，_________________________基因表現(xiàn)為自由組合。
非同源染色體上的非等位
解析　基因突變是不定向的，所以若R型細菌基因突變可以產(chǎn)生S型細菌，則出現(xiàn)的S型細菌可能有多種類型。
(2)在格里菲思所做的肺炎雙球菌體內轉化實驗中，S型細菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多種類型，R型細菌可以由S型細菌突變產(chǎn)生。利用加熱殺死的SⅢ與R型細菌混合培養(yǎng)，出現(xiàn)了S型細菌，如果S型細菌的出現(xiàn)是由于R型細菌突變產(chǎn)生，則出現(xiàn)的S型細菌應為__________(填“一種類型”或“多種類型”)，作出這一判斷的依據(jù)是_____________________。
解析　艾弗里的肺炎雙球菌的轉化實驗增加了“DNA＋DNA酶”組的實驗，與DNA組實驗作為對比，說明DNA是使R型細菌發(fā)生轉化的唯一物質。
(3)艾弗里所做的肺炎雙球菌體外轉化實驗如下：①S型細菌的蛋白質或莢膜多糖＋R型細菌→只有R型細菌；②S型細菌的DNA＋R型細菌→R型細菌＋S型細菌③S型細菌的DNA＋DNA酶＋R型細菌→只有R型細菌。增設實驗③的目的是證明___________________________________________________________________________________________________________。
無DNA則轉化一定不能發(fā)生(或DNA是使R型細菌發(fā)生轉化的唯一物質或DNA是使R型細菌發(fā)生轉化的不可或缺的物質)
解析　RNA是單鏈結構，堿基之間沒有統(tǒng)一的配對關系，所以遺傳學家無法推測出RNA分子中四種堿基的比例關系。
(4)研究表明，煙草花葉病毒的遺傳物質是RNA，為什么遺傳學家無法推測出RNA分子中四種堿基的比例關系？_______________________________________________________________________________________________。
RNA是單鏈結構，堿基之間沒有統(tǒng)一的配對關系(或RNA是單鏈結構，只有部分堿基存在一一配對關系)
2.基因表達過程中的重要圖解
(1)圖1表示真核生物核基因的表達過程。轉錄在細胞核中進行，翻譯在核糖體上進行，兩者不同時進行。(2)圖2表示原核生物基因的表達過程。轉錄和翻譯兩者同時進行。(3)圖3表示轉錄過程。轉錄的方向是從左向右，催化的酶是RNA聚合酶，產(chǎn)物是mRNA、rRNA和tRNA。
(4)圖4表示真核細胞的翻譯過程。圖中①是mRNA，⑥是核糖體，②③④⑤表示正在合成的4條多肽鏈，翻譯的方向(核糖體移動方向)是自右向左。(5)圖5表示原核細胞的轉錄和翻譯過程，圖中①是DNA模板鏈，②③④⑤表示正在合成的4條mRNA，每條mRNA上可結合多個核糖體，在核糖體上同時進行翻譯過程。
(6)圖6表示中心法則。①表示DNA復制，②表示轉錄，③表示翻譯，④表示RNA復制，⑤表示逆轉錄。①②③表示大多數(shù)生物的遺傳信息流動過程，④⑤是少數(shù)RNA病毒遺傳信息的流動過程。
考向一　有關DNA的分子結構和復制的考查6.下列關于DNA分子結構與復制的說法，正確的是A.DNA分子的差異造成了肺炎雙球菌S型細菌與R型細菌致病性的差異B.DNA分子中每個磷酸基團都連接2個脫氧核糖C.減數(shù)分裂過程中發(fā)生交叉互換一般不會導致DNA分子結構的改變D.邊解旋邊復制是保證親代與子代DNA遺傳信息傳遞準確性的關鍵
解析　肺炎雙球菌S型細菌有多糖類的莢膜，具有毒性，R型細菌無莢膜，不具有致病性，根本原因是二者DNA分子中的遺傳信息不同，所以DNA分子的差異造成了肺炎雙球菌S型細菌與R型細菌致病性的差異，A正確；鏈狀DNA分子中大多數(shù)磷酸基團連接2個脫氧核糖，但位于兩條鏈兩端的兩個游離的磷酸基團各連接一個脫氧核糖，B錯誤；減數(shù)分裂過程中發(fā)生交叉互換，一般會導致DNA分子結構的改變，C錯誤；堿基互補配對原則保證了DNA復制能準確無誤地進行，D錯誤。
7.下圖為真核生物染色體上DNA分子復制過程示意圖，有關敘述錯誤的是
A.圖中DNA分子復制是從多個起點同時開始的B.圖中DNA分子復制是邊解旋邊雙向復制的C.真核生物DNA分子復制過程需要解旋酶D.真核生物的這種復制方式提高了復制速率
解析　圖示DNA分子的不同片段解旋程度不同，所以多起點復制不是同步進行的。
考向二　有關基因表達的考查8.(2019·全國Ⅰ，2)用體外實驗的方法可合成多肽鏈。已知苯丙氨酸的密碼子是UUU，若要在體外合成同位素標記的多肽鏈，所需的材料組合是①同位素標記的tRNA　②蛋白質合成所需的酶?、弁凰貥擞浀谋奖彼帷、苋斯ず铣傻亩嗑勰蜞奏ず塑账帷、莩チ薉NA和mRNA的細胞裂解液A.①②④ B.②③④ C.③④⑤ D.①③⑤
解析　蛋白質合成需要mRNA模板、游離的氨基酸、核糖體、tRNA以及相關酶等。人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸可作為合成多肽鏈的模板；要獲得同位素標記的多肽鏈，需要使用同位素標記的氨基酸；除去了DNA和mRNA的細胞裂解液中含有核糖體、tRNA以及相關酶等，所以C項符合題意。
9.(2019·山東日照一模)研究發(fā)現(xiàn)，當細胞中缺乏氨基酸時，負載tRNA(攜帶氨基酸的tRNA)會轉化為空載tRNA(沒有攜帶氨基酸的tRNA)參與基因表達的調控。下圖是缺乏氨基酸時，tRNA調控基因表達的相關過程。下列相關敘述錯誤的是
A.過程①可以產(chǎn)生tRNA、rRNA、mRNA三種RNAB.終止密碼與a距離最近，d結合過的tRNA最多C.細胞缺乏氨基酸時，空載tRNA既抑制轉錄也 抑制翻譯D.細胞缺乏氨基酸時，該調控機制有利于氨基酸 的調配利用
解析?、贋檗D錄過程，該過程可以產(chǎn)生tRNA、rRNA和mRNA三種RNA，A正確；根據(jù)肽鏈的長度可知，翻譯的方向是從右向左，因此終止密碼與a距離最近，d結合過的tRNA最少，B錯誤；由圖可知，細胞缺乏氨基酸時，空載tRNA既抑制轉錄也抑制翻譯，C正確；細胞缺乏氨基酸時，該調控機制有利于氨基酸的調配利用，D正確。
10.(2019·吉林第三次調研)遺傳學家發(fā)現(xiàn)果蠅體內有一種名叫perid(周期)的核基因，它編碼的PER蛋白質與生物節(jié)律密切相關。下列有關說法錯誤的是A.perid基因的基本單位是脫氧核苷酸B.轉錄、翻譯的過程都遵循堿基互補配對原則C.perid基因只存在于果蠅的特定細胞中以調控生物節(jié)律D.利用熒光標記物質可知道perid基因在染色體上的位置
解析　基因是有遺傳效應的DNA片段，所以perid基因的基本單位是脫氧核苷酸，A正確；轉錄是以DNA的一條鏈為模板按照堿基互補配對原則形成RNA的過程，翻譯時tRNA的3個堿基與mRNA上的密碼子互補配對，故轉錄、翻譯的過程都遵循堿基互補配對原則，B正確；果蠅的所有體細胞都來自同一個受精卵，具有相同的遺傳物質，因此perid基因普遍存在于果蠅體細胞中，但是基因在不同的細胞中是選擇性表達的，C錯誤；要確定perid基因在染色體上的位置可利用熒光標記物質顯示，D正確。
考向三　基因與性狀的關系辨析11.下列關于真核生物遺傳物質和性狀的敘述，正確的是A.細胞中染色體的數(shù)目始終等于DNA的數(shù)目B.有絲分裂有利于保持親代細胞和子代細胞間遺傳性狀的穩(wěn)定C.細胞中DNA分子的堿基對數(shù)等于所有基因的堿基對數(shù)之和D.生物體中，一個基因決定一種性狀，一種性狀由一個基因決定
解析　正常情況下，一條染色體含一個DNA分子，在細胞分裂時，由于DNA復制，一條染色體可能含兩個DNA分子，A錯誤；體細胞有絲分裂生成的子細胞含有一套與母細胞相同的染色體和DNA，保證了親代細胞和子代細胞間遺傳性狀的穩(wěn)定，B正確；基因是有遺傳效應的DNA片段，有的DNA片段不是基因，故細胞中DNA分子的堿基對數(shù)大于所有基因的堿基對數(shù)之和，C錯誤；生物體中，一個基因可能決定多種性狀，一種性狀可能由多個基因共同決定，D錯誤。
12.某細胞中有關物質合成如圖所示，①～⑤表示生理過程，Ⅰ、Ⅱ表示結構或物質。據(jù)圖分析正確的是
A.用某藥物抑制②過程，該細胞的有氧呼吸將受影響B(tài).物質Ⅱ上也具有基因，此處基因的遺傳遵循孟德爾定律C.①④為同一生理過程，需要解旋酶和DNA聚合酶D.③⑤為同一生理過程，所用密碼子的種類和數(shù)量相同
解析　據(jù)圖可知，細胞核DNA上的基因通過轉錄、翻譯形成的前體蛋白進入線粒體參與細胞有氧呼吸，因此用某藥物抑制②(轉錄)過程，該細胞有氧呼吸將受影響，A正確；物質Ⅱ上的基因屬于細胞質基因，細胞質基因的遺傳不遵循孟德爾定律，B錯誤；①為DNA復制，需要解旋酶與DNA聚合酶，④為轉錄過程，需要RNA聚合酶，二者不是同一生理過程，需要的酶也不相同，C錯誤；③⑤均為翻譯過程，由于翻譯的模板mRNA不同，所用密碼子的種類不一定相同，密碼子的數(shù)量也不一定相同，D錯誤。
備考技能提升BEI KAO JI NENG TI SHENG
1.(2019·山東煙臺模擬)許多基因的啟動子內富含CG重復序列，若其中的部分胞嘧啶(C)被甲基化成為5－甲基胞嘧啶，就會抑制基因的轉錄。下列與之相關的敘述中，正確的是A.在一條單鏈上相鄰的C和G之間通過氫鍵連接B.胞嘧啶甲基化導致表達的蛋白質結構改變C.基因的表達水平與基因的甲基化程度無關D.胞嘧啶甲基化會阻礙RNA聚合酶與啟動子結合
解析　在一條脫氧核苷酸單鏈上相鄰的C和G之間不是通過氫鍵連接，而是通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”連接的，A錯誤；胞嘧啶甲基化導致表達過程中基因轉錄被抑制，對已經(jīng)表達的蛋白質結構沒有影響，B錯誤；由于基因的表達水平與基因的轉錄有關，所以與基因的甲基化程度有關，C錯誤；根據(jù)題意“胞嘧啶甲基化會抑制基因的轉錄”可推知，抑制的實質是阻礙RNA聚合酶與啟動子結合，D正確。
2.大腸桿菌的擬核內有一個含有470萬個堿基對的環(huán)狀DNA，內含大約4 288個基因。下列有關該DNA分子的敘述，正確的是A.含有470萬個脫氧核糖和磷酸基團，其中有2個游離的磷酸基團B.每條脫氧核苷酸鏈中相鄰堿基均通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”連接C.編碼蛋白質的基因的兩條鏈均可作為轉錄的模板D.每個基因的長度均不超過1 100個堿基對
解析　470萬個堿基對的DNA分子應含470萬×2個脫氧核糖和磷酸基團，且在一個鏈狀DNA分子片段中有2個游離的磷酸基團，但環(huán)狀DNA分子中沒有游離的磷酸基團，A錯誤；由于每個脫氧核苷酸上的堿基都是與脫氧核糖連接的，而兩個相鄰脫氧核苷酸之間通過脫氧核糖與磷酸相連，故每條脫氧核苷酸鏈上的相鄰堿基是通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”連接的，B正確；基因的兩條鏈中只有一條鏈能夠作為轉錄的模板，而復制時兩條鏈都可以作為模板，C錯誤；每個基因的長度不一樣，有的基因長度會超過1 100個堿基對，D錯誤。
3.(2019·遼寧遼陽模擬)下列與遺傳信息的表達有關的說法，正確的是A.遺傳信息的表達只能發(fā)生在真核細胞的細胞核中B.在遺傳信息的表達過程中會形成DNA—RNA的雜交區(qū)段C.參與遺傳信息表達各個過程的酶的種類相同D.遺傳信息的表達只能在細胞有絲分裂的間期進行
解析　遺傳信息的表達過程是通過基因指導蛋白質的合成過程來實現(xiàn)的，包括轉錄與翻譯兩個階段。在真核細胞中，轉錄的場所是細胞核、線粒體和葉綠體，翻譯的場所是核糖體，A錯誤；轉錄是以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則合成RNA的過程，因此在遺傳信息的表達過程中，會形成DNA—RNA的雜交區(qū)段，B正確；酶具有專一性，參與轉錄和翻譯過程的酶不同，C錯誤；在減數(shù)第一次分裂前的間期和有絲分裂的間期主要完成DNA分子的復制與有關蛋白質的合成，D錯誤。
4.(2019·湖南株洲質檢)核糖體RNA(rRNA)通過轉錄形成，與核糖核蛋白組裝成核糖體前體，進一步成熟，成為翻譯的場所。翻譯時rRNA參與催化肽鍵的連接。下列相關敘述錯誤的是A.rRNA的合成需要DNA作模板B.原核生物中也有合成rRNA的基因C.mRNA上結合多個核糖體可縮短一條肽鏈的合成時間D.rRNA可降低氨基酸間脫水縮合所需的活化能
解析　rRNA是以DNA的一條鏈為模板轉錄形成的，因此rRNA的合成需要DNA作模板，A正確；原核生物也有核糖體，也需要rRNA，所以原核生物中也有合成rRNA的基因，B正確；一個核糖體完成一條肽鏈的合成，一個mRNA分子可結合多個核糖體同時合成多條相同的肽鏈，但不能縮短每一條肽鏈合成的時間，C錯誤；rRNA參與催化肽鍵的連接，可見其具有催化功能，即可降低氨基酸之間脫水縮合所需的活化能，D正確。
解析　分析題圖可知，①是DNA復制，②是轉錄，兩者堿基配對情況不完全相同，A錯誤；③是翻譯，場所是核糖體，②過程發(fā)生的場所是細胞核、線粒體或葉綠體，B錯誤；①②過程所需要的酶不同，DNA復制過程需要解旋酶和DNA聚合酶，轉錄過程需要RNA聚合酶，C錯誤；由肽鏈的長短可判斷出，③過程中核糖體的移動方向是由右向左，D正確。
5.如圖所示為真核細胞中遺傳信息的傳遞和表達過程。相關敘述正確的是
A.①②過程中堿基配對情況相同B.②③過程發(fā)生的場所相同C.①②過程所需要的酶相同D.③過程中核糖體的移動方向是由右向左