專題五　遺傳的分子基礎(chǔ)、變異與進(jìn)化第10講　遺傳的分子基礎(chǔ)課標(biāo)要求考情分析1.概述多數(shù)生物的基因是DNA分子的功能片段,有些病毒的基因在RNA分子上。2.概述DNA分子是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成,通常由兩條堿基互補(bǔ)配對的反向平行長鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu),堿基的排列順序編碼了遺傳信息。3.概述DNA分子通過半保留方式進(jìn)行復(fù)制。4.概述DNA分子上的遺傳信息通過RNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果,生物的性狀主要通過蛋白質(zhì)表現(xiàn)。5.概述某些基因中堿基序列不變但表型改變的表觀遺傳現(xiàn)象試題以病毒遺傳信息的傳遞過程圖為載體,考查中心法則的內(nèi)容;以示意圖形式考查DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程,比較復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的異同;結(jié)合遺傳、變異等內(nèi)容考查表觀遺傳現(xiàn)象 熱點(diǎn)一　DNA是主要的遺傳物質(zhì) [情境引領(lǐng)]圖1為肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),圖2為噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。據(jù)圖判斷下列敘述正誤。(1)甲組培養(yǎng)皿中只有S型細(xì)菌,推測加熱不會破壞轉(zhuǎn)化物質(zhì)的活性。(　×　)提示:甲組培養(yǎng)皿中有S型細(xì)菌和R型細(xì)菌,推測加熱不會破壞轉(zhuǎn)化物質(zhì)的活性。(2)乙組培養(yǎng)皿中有R型細(xì)菌和S型細(xì)菌,推測轉(zhuǎn)化物質(zhì)是蛋白質(zhì)。(　×　)提示:乙組培養(yǎng)皿中有R型細(xì)菌和S型細(xì)菌,推測轉(zhuǎn)化物質(zhì)不是蛋白質(zhì)。(3)丙組培養(yǎng)皿中只有R型細(xì)菌菌落,推測轉(zhuǎn)化物質(zhì)是DNA。(　√　)(4)圖2中A～E依次為吸附、注入、復(fù)制、組裝和釋放。(　√　)(5)艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和赫爾希、蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn),證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)。(　×　)提示:艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和赫爾希、蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn),證明了DNA是遺傳物質(zhì)。(6)分別用含32P、35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體,可得到被標(biāo)記的噬菌體。(　×　)提示:噬菌體必須寄生在細(xì)菌內(nèi)才能繁殖,在培養(yǎng)基上無法生存,得不到被標(biāo)記的噬菌體。(7)在噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)過程中,通過攪拌使噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分開。(　×　)提示:在該實(shí)驗(yàn)中,攪拌的目的是將吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離開。(8)在用35S標(biāo)記噬菌體的侵染實(shí)驗(yàn)中,沉淀物中存在少量放射性可能是攪拌不充分所致。(　√　) [基礎(chǔ)鞏固]1.肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)遵循相同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則——對照原則(1)肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中的相互對照。(2)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中的相互對照。2.噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中上清液和沉淀物放射性分析(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.絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,只有少部分生物的遺傳物質(zhì)是RNA。每種生物只有一種核酸是遺傳物質(zhì),DNA或RNA。 [思維拓展]1.作為遺傳物質(zhì)應(yīng)具備的條件有哪些?提示:①能精確復(fù)制;②能指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成,從而控制生物體的性狀及新陳代謝;③結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定;④能攜帶遺傳信息。2.肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中“加熱”是否已導(dǎo)致DNA和蛋白質(zhì)變性?其轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是什么?提示:加熱殺死S型細(xì)菌的過程中,其蛋白質(zhì)變性失活,但是其內(nèi)部的DNA在加熱結(jié)束后隨溫度的下降又逐漸恢復(fù)活性。轉(zhuǎn)化實(shí)質(zhì)為“基因重組”。圍繞探索DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn),考查科學(xué)思維和科學(xué)探究能力1.(2021·全國乙卷改編)在格里菲思所做的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,無毒性的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)知識所做的下列推測中,不合理的是(　D　)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)菌解析:S型細(xì)菌與R型細(xì)菌最主要的區(qū)別是前者具有多糖類的莢膜,后者不具有多糖類的莢膜,S型細(xì)菌有毒,故推測S型細(xì)菌的毒性可能與莢膜多糖有關(guān);加熱殺死的S型細(xì)菌其蛋白質(zhì)已經(jīng)被破壞,而分離出的S型細(xì)菌有毒性,即具備活性蛋白,可推出S型細(xì)菌的DNA能夠進(jìn)入R型細(xì)菌細(xì)胞中指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成;加熱可使蛋白質(zhì)變性,由實(shí)驗(yàn)結(jié)果R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為有毒性的S型活細(xì)菌可知,S型細(xì)菌的遺傳物質(zhì)未受影響,即加熱殺死S型細(xì)菌使其蛋白質(zhì)功能喪失而其DNA功能可能不受影響;S型細(xì)菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后,被降解,失去活性,故與R型細(xì)菌混合后,無法得到S型細(xì)菌。2.為研究攪拌時(shí)間對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,科研人員分別用35S和32P標(biāo)記的T2噬菌體與兩組未標(biāo)記的大腸桿菌混合保溫,一段時(shí)間后攪拌并離心,得到上清液和沉淀物。測定上清液中35S和32P分別占初始標(biāo)記噬菌體的百分比和被侵染細(xì)菌的成活率,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表所示。下列敘述正確的是(　B　)攪拌時(shí)間/min12345上清液35S百分比/%5070758080上清液32P百分比/%2125283030被侵染細(xì)菌成活率/%100100100100100A.通過攪拌可使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌完全分離B.進(jìn)行噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)時(shí),攪拌時(shí)間不能短于3 minC.攪拌5 min時(shí),上清液含32P的原因是大腸桿菌裂解釋放噬菌體D.32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染大腸桿菌后產(chǎn)生的子代噬菌體都含32P解析:由表格可知,上清液35S百分比都沒有達(dá)到100%,說明通過攪拌不可能使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌完全分離;進(jìn)行噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)時(shí),攪拌時(shí)間短于3 min,上清液35S百分比會減小;達(dá)到4 min后,延長攪拌時(shí)間上清液35S百分比不再增大,說明攪拌時(shí)間不能短于3 min;被侵染細(xì)菌成活率為100%,說明被侵染的細(xì)菌沒有裂解釋放子代噬菌體;攪拌5 min時(shí),上清液含32P的原因是有部分含32P標(biāo)記的噬菌體沒有侵入細(xì)菌中;DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制,32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染大腸桿菌后產(chǎn)生的子代噬菌體中只有少數(shù)含32P。以探索遺傳物質(zhì)實(shí)驗(yàn)為素材,考查科學(xué)探究能力3.(2020·山東卷)野生型大腸桿菌可以在基本培養(yǎng)基上生長,發(fā)生基因突變產(chǎn)生的氨基酸依賴型菌株需要在基本培養(yǎng)基上補(bǔ)充相應(yīng)氨基酸才能生長。將甲硫氨酸依賴型菌株M和蘇氨酸依賴型菌株N單獨(dú)接種在基本培養(yǎng)基上時(shí),均不會產(chǎn)生菌落。某同學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn),將M、N菌株混合培養(yǎng)一段時(shí)間,充分稀釋后再涂布到基本培養(yǎng)基上,培養(yǎng)后出現(xiàn)許多由單個(gè)細(xì)菌形成的菌落,將這些菌落分別接種到基本培養(yǎng)基上,培養(yǎng)后均有菌落出現(xiàn)。該同學(xué)對這些菌落出現(xiàn)原因的分析,不合理的是(　B　)A.操作過程中出現(xiàn)雜菌污染B.M、N菌株互為對方提供所缺失的氨基酸C.混合培養(yǎng)過程中,菌株獲得了對方的遺傳物質(zhì)D.混合培養(yǎng)過程中,菌株中已突變的基因再次發(fā)生突變解析:若操作過程中出現(xiàn)雜菌污染,則基本培養(yǎng)基上會有雜菌生長,從而出現(xiàn)菌落;若M、N菌株互為對方提供所缺失的氨基酸,則M、N菌株混合培養(yǎng)一段時(shí)間,充分稀釋后再涂布到基本培養(yǎng)基上,培養(yǎng)后會出現(xiàn)許多由單個(gè)細(xì)菌形成的菌落,但由于M、N菌株的遺傳物質(zhì)沒有改變,將這些菌落分別接種到基本培養(yǎng)基上時(shí),培養(yǎng)后不會再有菌落出現(xiàn);若混合培養(yǎng)過程中,菌株獲得了對方的遺傳物質(zhì)或菌株中已突變的基因再次發(fā)生突變,都會造成遺傳物質(zhì)改變,則混合培養(yǎng)一段時(shí)間,充分稀釋涂布到基本培養(yǎng)基上培養(yǎng)后會有菌落出現(xiàn),將這些菌落再分別接種到基本培養(yǎng)基上培養(yǎng)后,也會有菌落出現(xiàn)。4.(2022·浙江6月選考)下列關(guān)于“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”的敘述,正確的是(　C　)A.需用同時(shí)含有32P和35S的噬菌體侵染大腸桿菌B.攪拌是為了使大腸桿菌內(nèi)的噬菌體釋放出來C.離心是為了沉淀培養(yǎng)液中的大腸桿菌D.該實(shí)驗(yàn)證明了大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNA解析:32P、35S均具有放射性,若用同時(shí)含有32P、35S 的噬菌體侵染大腸桿菌,則無法判斷子代噬菌體中放射性的來源;攪拌的目的是使吸附在大腸桿菌表面的噬菌體蛋白質(zhì)外殼與大腸桿菌分離;離心是為了使噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和大腸桿菌(其中含有噬菌體DNA)分層,即沉淀培養(yǎng)液中的大腸桿菌;該實(shí)驗(yàn)證明了噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA。 [技法點(diǎn)撥]遺傳物質(zhì)探索的3種方法熱點(diǎn)二　DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制 [情境引領(lǐng)]如圖為真核生物DNA的結(jié)構(gòu)示意圖,據(jù)圖判斷下列敘述正誤。(1)圖中④是組成DNA的基本單位之一——胞嘧啶脫氧核苷酸。(　×　)提示:④是由①磷酸、②脫氧核糖和③胞嘧啶組成,但不是胞嘧啶脫氧核苷酸,因?yàn)棰倭姿岵粚儆谠摵塑账帷?/span>(2)DNA分子中每個(gè)脫氧核糖都連接兩個(gè)磷酸,每個(gè)堿基都連接一個(gè)脫氧核糖。(　×　)提示:DNA雙鏈每條鏈各有一端的脫氧核糖只連接一個(gè)磷酸。(3)腺嘌呤和胸腺嘧啶含量高的DNA分子結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。(　×　)提示:A、T之間形成兩個(gè)氫鍵,G、C之間形成三個(gè)氫鍵,因此鳥嘌呤和胞嘧啶含量高的DNA分子結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。(4)解旋酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、限制酶都能作用于DNA分子,它們的作用部位都是相同的。(　×　)提示:解旋酶作用于DNA中的氫鍵,DNA聚合酶、DNA連接酶、限制酶作用于磷酸二酯鍵。(5)若圖中親代DNA用15N標(biāo)記,置于14N培養(yǎng)液中連續(xù)復(fù)制3次,含14N的DNA占3/4。(　×　)提示:連續(xù)復(fù)制3次后子代DNA都含14N。 [基礎(chǔ)鞏固]1.DNA的結(jié)構(gòu)組成DNA的兩條鏈?zhǔn)?/span>反向平行的,為了明確表示DNA的方向,通常將DNA的羥基(—OH)末端稱為3′-端,而磷酸基團(tuán)的末端是 5′-端。2.DNA的復(fù)制 [思維拓展]1.DNA分子雜交技術(shù)可以用來比較不同種生物DNA分子的差異。當(dāng)兩種生物的DNA分子的單鏈具有互補(bǔ)的堿基序列時(shí),互補(bǔ)的堿基序列就會結(jié)合在一起,形成雜合雙鏈區(qū);在沒有互補(bǔ)堿基序列的部位,仍然是兩條游離的單鏈(如圖)。形成雜合雙鏈區(qū)的部位越多,說明這兩種生物的親緣關(guān)系越近。請分析原因。提示:形成雜合雙鏈區(qū)的部位越多,DNA堿基序列的一致性越高,說明在生物進(jìn)化的過程中,DNA堿基序列發(fā)生的變化越小,因此親緣關(guān)系越近。2.通常DNA分子復(fù)制從一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)開始,有單向復(fù)制和雙向復(fù)制,如圖所示。放射性越高的3H-胸腺嘧啶脫氧核糖核苷(3H-脫氧胸苷),在放射性自顯影技術(shù)的圖像上,感光還原的銀顆粒密度越高(已知復(fù)制起點(diǎn)處感光還原的銀顆粒密度較低)。請利用放射性自顯影技術(shù)、低放射性3H-脫氧胸苷和高放射性3H-脫氧胸苷,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以確定大腸桿菌DNA復(fù)制的方向,簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路并預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果和得出結(jié)論。提示:實(shí)驗(yàn)思路復(fù)制開始時(shí),首先用含低放射性3H-脫氧胸苷的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌,一段時(shí)間后轉(zhuǎn)移到含有高放射性3H-脫氧胸苷的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng),用放射性自顯影技術(shù)觀察復(fù)制起點(diǎn)和復(fù)制起點(diǎn)兩側(cè)銀顆粒密度情況。預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論若復(fù)制起點(diǎn)處銀顆粒密度低,復(fù)制起點(diǎn)的一側(cè)銀顆粒密度高,則DNA分子復(fù)制為單向復(fù)制;若復(fù)制起點(diǎn)處銀顆粒密度低,復(fù)制起點(diǎn)的兩側(cè)銀顆粒密度高,則DNA分子復(fù)制為雙向復(fù)制。圍繞DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制考查理解能力1.(2022·廣東卷)λ噬菌體的線性雙鏈DNA兩端各有一段單鏈序列。這種噬菌體在侵染大腸桿菌后其DNA會自連環(huán)化(如圖所示),該線性分子兩端能夠相連的主要原因是(　C　)A.單鏈序列脫氧核苷酸數(shù)量相等B.分子骨架同為脫氧核糖與磷酸C.單鏈序列的堿基能夠互補(bǔ)配對D.自連環(huán)化后兩條單鏈方向相同解析:單鏈序列脫氧核苷酸數(shù)量相等和分子骨架同為脫氧核糖與磷酸都不是該線性DNA分子兩端能夠相連的原因;據(jù)圖可知,單鏈序列的堿基能夠互補(bǔ)配對,這是該線性DNA分子兩端能夠相連的主要原因;該線性DNA分子自連環(huán)化后兩條單鏈方向相反。2.(2022·山東淄博一模)大多數(shù)真核生物的DNA在復(fù)制時(shí)會出現(xiàn)多個(gè)復(fù)制泡,每個(gè)復(fù)制泡的兩端有2個(gè)復(fù)制叉,復(fù)制叉的延伸方向如圖所示。已知復(fù)制時(shí)DNA聚合酶只能沿模板鏈的3′→5′方向移動,下列說法錯(cuò)誤的是(　D　)A.圖中DNA的復(fù)制為雙向半保留復(fù)制B.多起點(diǎn)復(fù)制加快了DNA的復(fù)制速度C.復(fù)制泡3的DNA復(fù)制早于復(fù)制泡1D.子鏈的延伸方向與復(fù)制叉的推進(jìn)方向相同解析:由題圖復(fù)制泡的走向可知,DNA復(fù)制時(shí)以每條鏈為模板,沿模板鏈的3′→5′方向移動,圖中DNA的復(fù)制為多起點(diǎn)不連續(xù)雙向半保留復(fù)制;多起點(diǎn)復(fù)制加快了DNA的復(fù)制速度;根據(jù)復(fù)制泡的大小可以看出,復(fù)制泡3的DNA復(fù)制早于復(fù)制泡1;DNA聚合酶只能沿模板鏈的3′→5′方向移動,兩條子鏈的延伸方向相反,其中一條子鏈與復(fù)制叉的推進(jìn)方向相反。 [易錯(cuò)提醒] 細(xì)胞中關(guān)于DNA的復(fù)制4個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)　(1)DNA分子一般為“雙螺旋結(jié)構(gòu)”,但也有些DNA分子呈“單鏈”結(jié)構(gòu),在此類DNA分子中嘌呤與嘧啶可能相等也可能不相等。(2)DNA的復(fù)制場所除細(xì)胞核外,還包括葉綠體、線粒體、原核細(xì)胞的擬核及質(zhì)粒。哺乳動物成熟紅細(xì)胞中無細(xì)胞核和細(xì)胞器,不能進(jìn)行DNA的復(fù)制。需特別注意的是DNA病毒雖有DNA分子,但其不能獨(dú)立完成DNA分子的復(fù)制——病毒的DNA復(fù)制必須借助宿主細(xì)胞完成,在其DNA復(fù)制時(shí),病毒只提供“模板鏈”,其他一切條件(包括場所、原料、酶、能量)均由宿主細(xì)胞提供。(3)DNA聚合酶需借助母鏈模板,依據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則,將單個(gè)脫氧核苷酸連接成“鏈”;DNA連接酶是將多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)所復(fù)制出的“DNA片段”“縫合”起來形成磷酸二酯鍵,即連接“片段”。(4)DNA的復(fù)制并不是只能從頭開始,它可以是從多個(gè)起點(diǎn)開始的,但多起點(diǎn)并非同時(shí)進(jìn)行。DNA分子結(jié)構(gòu)復(fù)制相關(guān)的計(jì)算3.(2021·山東卷)利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,將含有基因修飾系統(tǒng)的T—DNA插入水稻細(xì)胞M的某條染色體上,在該修飾系統(tǒng)的作用下,一個(gè)DNA分子單鏈上的一個(gè)C脫去氨基變?yōu)閁,脫氨基過程在細(xì)胞M中只發(fā)生一次。將細(xì)胞M培育成植株N。下列說法錯(cuò)誤的是(　D　)A.N的每一個(gè)細(xì)胞中都含有T—DNAB.N自交,子一代中含T—DNA的植株占3/4C.M經(jīng)n(n≥1)次有絲分裂后,脫氨基位點(diǎn)為A—U的細(xì)胞占1/2nD.M經(jīng)3次有絲分裂后,含T—DNA且脫氨基位點(diǎn)為A—T的細(xì)胞占1/2解析:N是由M細(xì)胞形成的,在形成過程中沒有DNA的丟失,由于T—DNA插入水稻細(xì)胞M的某條染色體上,所以M細(xì)胞含有T—DNA,因此N的每一個(gè)細(xì)胞中都含有T—DNA;N植株的一條染色體中含有T—DNA,可以記為+,因此N植株關(guān)于是否含有T—DNA的基因型記為+-,如果自交,則子代中相關(guān)的基因型為++∶+-∶--=1∶2∶1,有3/4的植株含T—DNA;M中只有1個(gè)DNA分子單鏈上的一個(gè)C脫去氨基變?yōu)閁,所以復(fù)制n次后,產(chǎn)生的子細(xì)胞有2n個(gè),但脫氨基位點(diǎn)為A—U的細(xì)胞只有1個(gè),所以這種細(xì)胞的比例為1/2n;如果M經(jīng)3次有絲分裂后,形成子細(xì)胞有8個(gè),由于M細(xì)胞DNA分子單鏈上的一個(gè)C脫去氨基變?yōu)閁,所以是G和U配對,所以復(fù)制3次后,有4個(gè)細(xì)胞脫氨基位點(diǎn)為C—G,3個(gè)細(xì)胞脫氨基位點(diǎn)為A—T,1個(gè)細(xì)胞脫氨基位點(diǎn)為U—A,因此含T—DNA且脫氨基位點(diǎn)為A—T的細(xì)胞占3/8。4.(2022·河北二模)現(xiàn)有一果蠅的精原細(xì)胞,測得其染色體DNA有m對堿基,其中腺嘌呤a個(gè)。將該精原細(xì)胞所有染色體DNA用32P充分標(biāo)記后,放入無放射性培養(yǎng)液中培養(yǎng),細(xì)胞能正常進(jìn)行分裂。下列敘述正確的是(　B　)A.若該精原細(xì)胞進(jìn)行一次減數(shù)分裂,則子細(xì)胞中,每個(gè)細(xì)胞有16個(gè)DNA含32PB.若該精原細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂,則到第二次分裂中期共消耗游離的胞嘧啶3(m-a)個(gè)C.若該精原細(xì)胞產(chǎn)生8個(gè)子細(xì)胞,則分裂過程中細(xì)胞最多存在2個(gè)染色體組D.若該精原細(xì)胞產(chǎn)生的4個(gè)子細(xì)胞中都檢測到32P,則進(jìn)行的一定是減數(shù)分裂過程解析:若該精原細(xì)胞進(jìn)行一次減數(shù)分裂,DNA復(fù)制一次,細(xì)胞分裂兩次,則子細(xì)胞中,每個(gè)細(xì)胞有4個(gè)DNA含32P;由題可知,該DNA分子中T=A=a個(gè),C=G=(2m-2a)÷2=(m-a)個(gè)。若該精原細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂,到第二次分裂中期,DNA共復(fù)制了2次,共消耗游離的胞嘧啶(22-1)×(m-a)=3(m-a)個(gè);若該精原細(xì)胞產(chǎn)生8個(gè)子細(xì)胞,說明該精原細(xì)胞至少經(jīng)歷了一次有絲分裂,有絲分裂后期染色體數(shù)加倍,此時(shí)染色體組數(shù)是精原細(xì)胞的2倍,即4個(gè)染色體組,故若該精原細(xì)胞產(chǎn)生8個(gè) 子細(xì)胞,則分裂過程中細(xì)胞最多存在4個(gè)染色體組;因?yàn)镈NA半保留復(fù)制的特點(diǎn),若該精原細(xì)胞產(chǎn)生的4個(gè)子細(xì)胞中都檢測到32P,則進(jìn)行的不一定是減數(shù)分裂過程,也可能是有絲分裂過程。熱點(diǎn)三　遺傳信息的表達(dá)以及基因?qū)π誀畹目刂?/span>　　　　　　 　　　　　 　　　　　  [情境引領(lǐng)]圖1與圖2表示細(xì)胞內(nèi)的兩種生理過程,圖3為中心法則圖解,a～e表示相關(guān)生理過程。據(jù)圖判斷下列敘述正誤。(1)圖1表示轉(zhuǎn)錄,該過程發(fā)生時(shí)模板與產(chǎn)物間有氫鍵的形成與斷裂。(　√　)(2)圖2表示翻譯,該過程發(fā)生時(shí)起始密碼子決定的是a氨基酸。(　√　)(3)圖1所示過程與圖2所示過程中發(fā)生的堿基配對方式不完全相同。(　√　)(4)圖1所示過程中酶的移動方向與圖2所示過程中核糖體的移動方向不同。(　×　)提示:圖1所示過程中酶的移動方向是從左向右,圖2所示過程中核糖體的移動方向也是從左向右。(5)圖3中d過程只能在細(xì)胞分裂時(shí)進(jìn)行。(　×　)提示:圖3中d過程表示翻譯,不發(fā)生分裂的細(xì)胞中也能進(jìn)行。(6)圖3中能發(fā)生堿基互補(bǔ)配對的只有a、b、c。(　×　)提示:中心法則各過程都可發(fā)生堿基互補(bǔ)配對。(7)圖3中c和e過程都只能發(fā)生在RNA病毒中,且都用到逆轉(zhuǎn)錄酶。(　×　)提示:c過程用到RNA復(fù)制酶,e過程用到逆轉(zhuǎn)錄酶,且兩過程都發(fā)生在宿主細(xì)胞內(nèi),病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)。(8)圖3中的中心法則所有過程均需在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生。(　√　) [基礎(chǔ)鞏固]翻譯過程中多聚核糖體模式圖解讀(1)圖甲表示真核細(xì)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,翻譯的方向是自右向左。(2)圖乙表示原核細(xì)胞的轉(zhuǎn)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,在核糖體上同時(shí)進(jìn)行翻譯過程。(3)細(xì)胞核中發(fā)生的轉(zhuǎn)錄過程有RNA聚合酶的參與,沒有專門的解旋酶。(4)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物除了mRNA外,還有tRNA和rRNA,但攜帶遺傳信息的只有mRNA。(5)在翻譯過程中,一條mRNA上可同時(shí)結(jié)合多個(gè)核糖體,可同時(shí)合成多條相同的多肽鏈,加快翻譯速度,但不能縮短每條肽鏈的合成時(shí)間。 [思維拓展]1.轉(zhuǎn)錄時(shí),整個(gè)DNA分子都轉(zhuǎn)錄嗎?同一DNA分子在不同細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物相同嗎?簡要說出理由。提示:轉(zhuǎn)錄是以基因?yàn)閱挝贿M(jìn)行的,并不是整個(gè)DNA分子都轉(zhuǎn)錄。不同細(xì)胞內(nèi)基因選擇性表達(dá),所以同一DNA分子在不同細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄的基因不完全相同,所以產(chǎn)生的RNA也不完全相同。2.某種致癌的RNA病毒是逆轉(zhuǎn)錄病毒,其體內(nèi)有逆轉(zhuǎn)錄酶,該酶是怎樣產(chǎn)生的?提示:逆轉(zhuǎn)錄酶是在宿主細(xì)胞內(nèi)利用宿主細(xì)胞提供的原料、能量等合成的。以基因的表達(dá)為載體考查科學(xué)思維能力1.(2022·湖南卷)大腸桿菌核糖體蛋白與rRNA分子親和力較強(qiáng),二者組裝成核糖體。當(dāng)細(xì)胞中缺乏足夠的rRNA分子時(shí),核糖體蛋白可通過結(jié)合到自身mRNA分子上的核糖體結(jié)合位點(diǎn)而產(chǎn)生翻譯抑制。下列敘述錯(cuò)誤的是(　D　)A.一個(gè)核糖體蛋白的mRNA分子上可相繼結(jié)合多個(gè)核糖體,同時(shí)合成多條肽鏈B.細(xì)胞中有足夠的rRNA分子時(shí),核糖體蛋白通常不會結(jié)合自身mRNA分子C.核糖體蛋白對自身mRNA翻譯的抑制維持了RNA和核糖體蛋白數(shù)量上的平衡D.編碼該核糖體蛋白的基因轉(zhuǎn)錄完成后,mRNA才能與核糖體結(jié)合進(jìn)行翻譯解析:一個(gè)核糖體蛋白的mRNA分子上可相繼結(jié)合多個(gè)核糖體,同時(shí)合成多條肽鏈,以提高翻譯效率;細(xì)胞中有足夠的rRNA分子時(shí),核糖體蛋白通常不會結(jié)合自身mRNA分子,而是與rRNA分子結(jié)合,二者組裝成核糖體;當(dāng)細(xì)胞中缺乏足夠的rRNA分子時(shí),核糖體蛋白可通過結(jié)合到自身mRNA分子上,抑制翻譯過程,核糖體蛋白對自身mRNA翻譯的抑制維持了rRNA和核糖體蛋白數(shù)量上的平衡;大腸桿菌為原核生物,沒有核膜,轉(zhuǎn)錄形成的mRNA在轉(zhuǎn)錄未結(jié)束時(shí)即和核糖體結(jié)合,開始翻譯過程。2.(不定項(xiàng))(2021·湖南卷)細(xì)胞內(nèi)不同基因的表達(dá)效率存在差異,如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是(　ABC　)A.細(xì)胞能在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平上調(diào)控基因表達(dá),圖中基因A的表達(dá)效率高于基因BB.真核生物核基因表達(dá)的①和②過程分別發(fā)生在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中C.人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物D.②過程中,rRNA中含有與mRNA上密碼子互補(bǔ)配對的反密碼子解析:由題圖可知,基因A表達(dá)過程中產(chǎn)生的mRNA和蛋白質(zhì)都多于基因B表達(dá)過程產(chǎn)生的mRNA和蛋白質(zhì),因此基因A的表達(dá)效率高于基因B的表達(dá)效率;真核生物的細(xì)胞核具有核膜,將核基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程分開,轉(zhuǎn)錄發(fā)生在細(xì)胞核,翻譯發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上;人的mRNA、rRNA和tRNA都屬于RNA,都是以DNA為模板轉(zhuǎn)錄形成的;②為翻譯,該過程中tRNA中含有與mRNA上密碼子互補(bǔ)配對的反密碼子。考查中心法則及基因控制性狀的途徑3.新型冠狀病毒(以下簡稱新冠病毒)是一種單股正鏈RNA(+RNA)病毒,下面為該病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)增殖的示意圖,下列敘述中不正確的是(　C　)A.+RNA既是新冠病毒的遺傳物質(zhì),也能起到mRNA的作用B.圖中①②指的都是RNA復(fù)制過程C.圖中的M酶包括逆轉(zhuǎn)錄酶和RNA復(fù)制酶D.翻譯的場所是宿主細(xì)胞的核糖體,一條+RNA模板能翻譯出多條肽鏈解析:+RNA既是新冠病毒的遺傳物質(zhì),也能作為翻譯的模板,起到mRNA的作用;題圖中①②都表示RNA復(fù)制過程,需要RNA聚合酶,即M酶表示RNA聚合酶;病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu),翻譯必須借助宿主細(xì)胞的核糖體,一條+RNA模板能與多個(gè)核糖體結(jié)合翻譯出多條相同的肽鏈。4.(2022·遼寧大連二模)在人類胚胎發(fā)育的不同時(shí)期,紅細(xì)胞中的ε-珠蛋白基因(基因1)和γ-珠蛋白基因(基因2)的表達(dá)情況不同,具體如圖所示。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　C　)注:圖中代表“—CH3”。A.兩種珠蛋白基因在不同時(shí)期進(jìn)行了選擇性表達(dá)B.啟動子甲基化可能影響RNA聚合酶對其的識別C.a鏈為這兩種珠蛋白基因轉(zhuǎn)錄的模板鏈D.甲基化修飾是一種表觀遺傳調(diào)控方式解析:據(jù)圖可知,胚胎發(fā)育早期,ε-珠蛋白基因表達(dá),γ-珠蛋白基因不表達(dá),而胚胎發(fā)育中期,ε-珠蛋白基因不表達(dá),γ-珠蛋白基因表達(dá),說明兩種珠蛋白基因在不同時(shí)期進(jìn)行了選擇性表達(dá);啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的序列,因此啟動子甲基化可能影響RNA聚合酶對其的識別;在轉(zhuǎn)錄過程中,DNA模板被轉(zhuǎn)錄方向是從3′端向5′端;RNA鏈的合成方向是從5′端向3′端,因此轉(zhuǎn)錄的模板是b鏈;甲基化修飾不影響基因中堿基序列,影響的是基因的轉(zhuǎn)錄,因此是一種表觀遺傳調(diào)控方式。

相關(guān)學(xué)案

2023屆高考生物二輪復(fù)習(xí)遺傳的分子基礎(chǔ)學(xué)案：

這是一份2023屆高考生物二輪復(fù)習(xí)遺傳的分子基礎(chǔ)學(xué)案，共21頁。

2023屆高考生物二輪復(fù)習(xí)遺傳的分子基礎(chǔ)學(xué)案：

這是一份2023屆高考生物二輪復(fù)習(xí)遺傳的分子基礎(chǔ)學(xué)案，共25頁。

2023屆高考生物二輪復(fù)習(xí)遺傳的分子基礎(chǔ)學(xué)案（不定項(xiàng)）：

這是一份2023屆高考生物二輪復(fù)習(xí)遺傳的分子基礎(chǔ)學(xué)案（不定項(xiàng)），共24頁。學(xué)案主要包含了遺傳物質(zhì)探索的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)分析，核酸的種類和結(jié)構(gòu)綜合分析，比較遺傳信息的傳遞和表達(dá)等內(nèi)容，歡迎下載使用。

英語朗讀寶
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
  • 1.電子資料成功下載后不支持退換，如發(fā)現(xiàn)資料有內(nèi)容錯(cuò)誤問題請聯(lián)系客服，如若屬實(shí)，我們會補(bǔ)償您的損失
  • 2.壓縮包下載后請先用軟件解壓，再使用對應(yīng)軟件打開；軟件版本較低時(shí)請及時(shí)更新
  • 3.資料下載成功后可在60天以內(nèi)免費(fèi)重復(fù)下載
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識產(chǎn)權(quán)，請掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎勵(lì)，申請 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
歡迎來到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機(jī)號注冊
手機(jī)號碼

手機(jī)號格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符，數(shù)字、字母或符號

注冊即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機(jī)號注冊
微信注冊

注冊成功

  • 0

    資料籃

  • 在線客服

    官方
    微信

    添加在線客服

    獲取1對1服務(wù)

  • 官方微信

    官方
    微信

    關(guān)注“教習(xí)網(wǎng)”公眾號

    打開微信就能找資料

  • 免費(fèi)福利

    免費(fèi)福利
返回
頂部