2020屆高考生物二輪教師用書(shū)：第6講　遺傳的分子基礎(chǔ)

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第6講　遺傳的分子基礎(chǔ)
★ [最新考綱]
1．人類(lèi)對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過(guò)程(Ⅱ)；2.DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)(Ⅱ)；3.基因的概念(Ⅱ)；4.DNA分子的復(fù)制(Ⅱ)；5.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯(Ⅱ)；6.基因與性狀的關(guān)系(Ⅱ)。



精讀教材——記一記
1．T2噬菌體是一種專(zhuān)門(mén)寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒。(P44正文下部)
2．(1)選用細(xì)菌或病毒研究遺傳物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)：成分和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，繁殖速度快，容易分析結(jié)果。
(2)艾弗里和赫爾希等人證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)共同的思路：把DNA與蛋白質(zhì)分開(kāi)，單獨(dú)地、直接地去觀察它們的作用。(P46思考與討論)
3．科學(xué)家以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)材料運(yùn)用同位素示蹤技術(shù)，證實(shí)了DNA的確是以半保留的方式復(fù)制的。(P52正文下部)
4．大腸桿菌細(xì)胞的擬核有1個(gè)DNA分子。另外質(zhì)粒也是環(huán)狀的DNA分子。(P55資料分析)
5．DNA指紋技術(shù)，需要用合適的酶將待檢測(cè)的樣品DNA切成片段，然后用電泳的方法將這些片段按大小分開(kāi)。(P58科學(xué)、技術(shù)、社會(huì))
6．DNA分子雜交技術(shù)可以比較不同種生物DNA分子的差異，不同生物的DNA分子雜交形成的雜合雙鏈區(qū)越多，說(shuō)明兩種生物親緣關(guān)系越近。(P60思維拓展)
7．tRNA中的—OH部位是結(jié)合氨基酸的部位，與氨基酸—NH2中的H結(jié)合。(P66圖4－5)
8．線粒體和葉綠體中的DNA能自行通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成。(P70小文字部分)
9．線粒體DNA缺陷導(dǎo)致的遺傳病，都只能通過(guò)母親遺傳給后代(主要原因是受精卵中的細(xì)胞質(zhì)基因，幾乎全部來(lái)自卵細(xì)胞，精子太小，細(xì)胞質(zhì)極少)。(P70小字)自我診斷——判一判
1．遺傳物質(zhì)的正誤判斷
(1)(2018·全國(guó)卷Ⅱ，T5B)T2噬菌體可感染肺炎雙球菌導(dǎo)致其裂解。(×)
(2)(2017·全國(guó)卷Ⅱ，T2C)培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中。(√)
(3)赫爾希與蔡斯以噬菌體和細(xì)菌為研究材料，通過(guò)同位素示蹤技術(shù)區(qū)分蛋白質(zhì)與DNA，證明了DNA是遺傳物質(zhì)。(√)
(4)分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體。(×)
(5)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)中，沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分所致。(√)
2．DNA結(jié)構(gòu)與復(fù)制的正誤判斷
(1)沃森和克里克以DNA大分子為研究材料，采用X射線衍射的方法，破譯了全部密碼子。(×)
(2)磷酸與脫氧核糖交替連接構(gòu)成DNA鏈的基本骨架。(√)
(3)DNA復(fù)制需要消耗能量。(√)
(4)真核細(xì)胞染色體DNA的復(fù)制發(fā)生在有絲分裂前期。(×)
(5)真核生物DNA分子復(fù)制過(guò)程需要解旋酶。(√)
3．基因表達(dá)的正誤判斷
(1)(2018·全國(guó)卷Ⅲ，T30節(jié)選改編)mRNA上堿基改變即可改變肽鏈中氨基酸的序列。(×)
解析：　一種氨基酸可由多種密碼子決定，mRNA上堿基改變不一定會(huì)改變肽鏈中氨基酸序列。
(2)轉(zhuǎn)錄和翻譯都是以mRNA為模板合成生物大分子的過(guò)程。(×)
(3)真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯都以脫氧核苷酸為原料。(×)
(4)tRNA上的反密碼子攜帶了氨基酸序列的遺傳信息。(×)
(5)每種氨基酸僅由一種密碼子編碼。(×)

高頻命題點(diǎn)1　DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)
真題領(lǐng)航——目標(biāo)方向?qū)敫呖?br /> 1．(2019·江蘇卷，3)赫爾希和蔡斯的T2噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)證實(shí)了DNA是遺傳物質(zhì)，下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是(　　)
A．實(shí)驗(yàn)中可用15N代替32P標(biāo)記DNA
B．噬菌體外殼蛋白是大腸桿菌編碼的
C．噬菌體DNA的合成原料來(lái)自大腸桿菌
D．實(shí)驗(yàn)證明了大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNA
解析：C　[本題通過(guò)T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)，考查考生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力；試題通過(guò)T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)分析，體現(xiàn)了對(duì)科學(xué)探究素養(yǎng)中的技術(shù)評(píng)價(jià)與結(jié)果分析要素的考查。本實(shí)驗(yàn)巧妙地運(yùn)用32P標(biāo)記DNA，將DNA與蛋白質(zhì)區(qū)分開(kāi)，單獨(dú)直接觀察DNA的遺傳作用，DNA和蛋白質(zhì)中都含有N，故不可用15N代替32P標(biāo)記DNA，A錯(cuò)誤；子代T2噬菌體的外殼蛋白是由T2噬菌體DNA控制合成的，B錯(cuò)誤；T2噬菌體DNA的合成所需要的原料由大腸桿菌提供，C正確；該實(shí)驗(yàn)證明了T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，D錯(cuò)誤。]
2．(2018·全國(guó)Ⅱ卷，5)下列關(guān)于病毒的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．從煙草花葉病毒中可以提取到RNA
B．T2噬菌體可感染肺炎雙球菌導(dǎo)致其裂解
C．HIV可引起人的獲得性免疫缺陷綜合征
D．阻斷病毒的傳播可降低其所致疾病的發(fā)病率
解析：B　[A.煙草花葉病毒為RNA病毒，可以提取到RNA。B.T2噬菌體是一種專(zhuān)門(mén)寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒。C.HIV是艾滋病病毒，造成人類(lèi)免疫系統(tǒng)缺陷。D.阻斷病毒的傳播途徑，是降低其所致疾病發(fā)病率的有效方法。]
3．(2018·全國(guó)卷Ⅲ，1)下列研究工作中由我國(guó)科學(xué)家完成的是(　　)
A．以豌豆為材料發(fā)現(xiàn)性狀遺傳規(guī)律的實(shí)驗(yàn)
B．用小球藻發(fā)現(xiàn)光合作用暗反應(yīng)途徑的實(shí)驗(yàn)
C．證明DNA是遺傳物質(zhì)的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
D．首例具有生物活性的結(jié)晶牛胰島素的人工合成
解析：D　[A項(xiàng)，以豌豆為實(shí)驗(yàn)材料發(fā)現(xiàn)性狀遺傳規(guī)律的實(shí)驗(yàn)科學(xué)家是奧地利修道士孟德?tīng)?；B項(xiàng)，以小球藻為實(shí)驗(yàn)材料發(fā)現(xiàn)光合作用暗反應(yīng)途徑的是美國(guó)科學(xué)家卡爾文；C項(xiàng)，證明DNA是遺傳物質(zhì)的是肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是艾弗里做的，D項(xiàng)才是我國(guó)科學(xué)家完成的。]
知識(shí)拓展——培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力
1．在進(jìn)行格里菲思實(shí)驗(yàn)時(shí)，加熱殺死的S型細(xì)菌，為什么必須和R型細(xì)菌混合后注入小鼠體內(nèi)才能進(jìn)行轉(zhuǎn)化？
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答案：真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和原核細(xì)胞不同，加熱殺死的S型細(xì)菌的DNA無(wú)法直接進(jìn)入小鼠細(xì)胞，但可以進(jìn)入R型細(xì)菌體內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，完成R型菌DNA和S型菌DNA的重組。
2．實(shí)驗(yàn)中32P和35S標(biāo)記的噬菌體是如何獲得的？請(qǐng)簡(jiǎn)述標(biāo)記的方法。
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答案：先培養(yǎng)具有放射性的大腸桿菌，然后用具有放射性的大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體。
核心整合——掌握必備生物知識(shí)
1．人類(lèi)對(duì)遺傳物質(zhì)探索過(guò)程中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)比較(填空)
2.兩個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)遵循相同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則——對(duì)照原則(填空)
設(shè)計(jì)思路：都是⑤設(shè)法把DNA和蛋白質(zhì)分開(kāi)，單獨(dú)地、直接地去觀察它們的作用。
(1)肺炎雙球菌轉(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)中的對(duì)比
3．RNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)——煙草花葉病毒對(duì)煙草的感染與重建實(shí)驗(yàn)(填空)
(1)實(shí)驗(yàn)1
(2)實(shí)驗(yàn)2

考向立意——突顯科學(xué)探究能力和科學(xué)思維能力
[考向]　以經(jīng)典實(shí)驗(yàn)為載體，考查學(xué)生科學(xué)探究能力
1．下列有關(guān)DNA是遺傳物質(zhì)的探究實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是(　　)
A．高溫殺死經(jīng)DNA酶處理過(guò)的S型細(xì)菌，將其與R型細(xì)菌混合并注入小鼠體內(nèi)，小鼠不會(huì)死亡
B．用未標(biāo)記的噬菌體侵染被35S標(biāo)記的細(xì)菌，經(jīng)適當(dāng)攪拌、離心后檢測(cè)到放射性主要存在于上清液中
C．用煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)感染煙草，可以證明DNA是遺傳物質(zhì)
D．分別用添加了S型細(xì)菌不同組成成分的培養(yǎng)基培養(yǎng)R型細(xì)菌，結(jié)果都會(huì)出現(xiàn)R型細(xì)菌的菌落
解析：D　[用DNA酶處理S型細(xì)菌，因?yàn)榧?xì)胞膜的保護(hù)，S型細(xì)菌的DNA不會(huì)被水解，經(jīng)高溫處理后，DNA酶失活，但S型細(xì)菌的DNA未失活，可將少數(shù)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，所以小鼠會(huì)死亡，A錯(cuò)誤。噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)菌表面，遺傳物質(zhì)注入細(xì)菌中，并利用細(xì)菌中的物質(zhì)合成自身蛋白質(zhì)和DNA，被35S標(biāo)記的細(xì)菌可使合成的子代噬菌體外殼含有放射性，但經(jīng)適當(dāng)攪拌、離心，子代噬菌體未從細(xì)菌中釋放出來(lái)，細(xì)菌存在于沉淀物中，放射性應(yīng)該出現(xiàn)在沉淀物中，B錯(cuò)誤。煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，不是DNA，C錯(cuò)誤。只有將S型細(xì)菌的DNA與R型細(xì)菌混合才會(huì)有少量S型細(xì)菌生成，培養(yǎng)基中大部分為R型細(xì)菌菌落；若將S型細(xì)菌的其他組成成分與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)，則培養(yǎng)基中只有R型細(xì)菌的菌落，D正確。]
2．在噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，噬菌體與細(xì)菌保溫時(shí)間長(zhǎng)短與放射性高低的關(guān)系圖可能如下，下列關(guān)聯(lián)中最合理的是(35S標(biāo)記的噬菌體記為甲組，32P標(biāo)記的噬菌體記為乙組)(　　)

A．甲組－上清液－b　　　　　B．乙組－上清液－b
C．甲組－沉淀物－c D．乙組－沉淀物－c
解析：B　[在噬菌體浸染細(xì)菌的過(guò)程中，蛋白質(zhì)沒(méi)進(jìn)入細(xì)菌而DNA進(jìn)入了細(xì)菌，所以甲組上清液中放射性幾乎不變而乙組上清液中放射性逐漸減少，后又由于細(xì)菌裂解上清液中放射性又逐漸升高。]
　噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)

高頻命題點(diǎn)2　遺傳信息的傳遞與表達(dá)
真題領(lǐng)航——目標(biāo)方向?qū)敫呖?br /> 1．(2019·全國(guó)Ⅰ卷，2)用體外實(shí)驗(yàn)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(biāo)記的多肽鏈，所需的材料組合是(　　)
①同位素標(biāo)記的tRNA?、诘鞍踪|(zhì)合成所需的酶?、弁凰貥?biāo)記的苯丙氨酸　④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸
⑤除去了DNA和mRNA的細(xì)胞裂解液
A．①②④　　　　　　B．②③④
C．③④⑤ D．①③⑤
解析：C　[本題以基因表達(dá)的相關(guān)知識(shí)為載體，考查運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，對(duì)某些生物學(xué)問(wèn)題作出合理判斷的能力；試題通過(guò)對(duì)體外合成多肽鏈所需材料的判斷，體現(xiàn)了對(duì)生命觀念素養(yǎng)中結(jié)構(gòu)與功能觀要素的考查。體外合成同位素標(biāo)記的多肽鏈需以標(biāo)記的氨基酸(同位素標(biāo)記的苯丙氨酸等)為原料，以RNA(人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸)為模板，除去了DNA和mRNA的細(xì)胞裂解液既可防止DNA和mRNA對(duì)體外多肽鏈合成過(guò)程的干擾，又可提供翻譯過(guò)程所需的核糖體、tRNA、酶等。故選C。]
2．(2017·全國(guó)Ⅲ卷，1)下列關(guān)于真核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．tRNA、rRNA和mRNA都從DNA轉(zhuǎn)錄而來(lái)
B．同一細(xì)胞中兩種RNA的合成有可能同時(shí)發(fā)生
C．細(xì)胞中的RNA合成過(guò)程不會(huì)在細(xì)胞核外發(fā)生
D．轉(zhuǎn)錄出的RNA鏈與模板鏈的相應(yīng)區(qū)域堿基互補(bǔ)
解析：C　[tRNA、rRNA和mRNA均由DNA轉(zhuǎn)錄而來(lái)，A對(duì)。RNA的合成以DNA的一條鏈為模板，邊解旋邊轉(zhuǎn)錄，同一細(xì)胞中可能有多個(gè)DNA分子同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)錄，故兩種RNA可同時(shí)合成，B對(duì)。RNA的合成主要發(fā)生在細(xì)胞核中，另外在線粒體、葉綠體中也可發(fā)生，C錯(cuò)。轉(zhuǎn)錄時(shí)遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，故轉(zhuǎn)錄出的RNA鏈與模板鏈的相應(yīng)區(qū)域堿基互補(bǔ)，D對(duì)。]
知識(shí)拓展——培養(yǎng)學(xué)生文字表達(dá)能力
1．放射性同位素可以用來(lái)研究細(xì)胞內(nèi)的元素或化合物的來(lái)源、組成、分布和去向等，進(jìn)而了解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能、化學(xué)物質(zhì)的變化、反應(yīng)機(jī)理等，教材中哪些成果的研究應(yīng)用了同位素示蹤技術(shù)，請(qǐng)列舉幾個(gè)。
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答案：探究分泌蛋白的分泌過(guò)程；用18O分別標(biāo)記HO和C18O2，得出光合作用產(chǎn)生的O2中的氧全部來(lái)自H2O；用32P和35S分別標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，證明DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)；用3H標(biāo)記胸腺嘧啶脫氧核苷酸，研究有絲分裂過(guò)程中染色體的變化規(guī)律；用15N標(biāo)記DNA，證明了DNA復(fù)制的特點(diǎn)是半保留復(fù)制。
2．將一個(gè)某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進(jìn)行標(biāo)記，并使其感染大腸桿菌，在不含有32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個(gè))并釋放，則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n，原因是_____________________________
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答案：一個(gè)含有32P標(biāo)記的噬菌體雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復(fù)制后，標(biāo)記的兩條單鏈只能分配到兩個(gè)噬菌體的雙鏈DNA分子中，因此在得到的n個(gè)噬菌體中有且只有2個(gè)帶有標(biāo)記。
3．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(jiǎn)要說(shuō)出理由。
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答案：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。
核心整合——掌握必備生物知識(shí)
1．DNA的結(jié)構(gòu)(填空)
(1)結(jié)構(gòu)圖解

(2)特點(diǎn)
a．DNA單鏈上相鄰堿基通過(guò)④—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—連接。
b．常用公式：A＝T、C＝G、A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝1/2。
c．“單鏈中互補(bǔ)堿基和”占該鏈堿基數(shù)比例＝“雙鏈中互補(bǔ)堿基和”占雙鏈總堿基數(shù)比例。
d．某鏈不互補(bǔ)堿基之和的比值與其互補(bǔ)鏈的該比值互為⑤倒數(shù)。
2．DNA復(fù)制的分析(填圖)

3．轉(zhuǎn)錄(填空)

4．翻譯(填空)

(1)圖二中，4為 核糖體，一個(gè)4與mRNA的結(jié)合部位形成2個(gè)tRNA結(jié)合位點(diǎn)。翻譯過(guò)程中，核糖體移動(dòng)的方向是從a到b。
(2)圖二中，1、2、3為新合成的肽鏈，它們的氨基酸序列相同。一個(gè)mRNA可相繼結(jié)合多個(gè)4的意義叫少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)，大大提高了翻譯的效率。
(3)圖三為原核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程，它區(qū)別于真核細(xì)胞的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)錄還未完成，翻譯就已經(jīng)開(kāi)始。
答案：①磷酸、脫氧核糖、堿基?、诜聪蚱叫小、垡?guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)?、埽撗鹾颂牵姿幔撗鹾颂牵、莸箶?shù)?、轉(zhuǎn)NA雙鏈?、呙撗鹾塑账帷、嘤薪z分裂的間期?、釡p數(shù)第一次分裂前的間期?、饧?xì)胞核　?線粒體　?葉綠體　?邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制　?解旋　?合成子鏈　?RNA聚合酶　?四種核糖核苷酸　?五碳糖　?tRNA、rRNA　?轉(zhuǎn)運(yùn)RNA　20　多肽鏈　核糖體　2　肽鏈　相同　少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)，大大提高了翻譯的效率　原核　轉(zhuǎn)錄還未完成，翻譯就已經(jīng)開(kāi)始
考向立意——突顯生命觀念能力的考查
[考向一]　以DNA分子的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)為載體，考查學(xué)生對(duì)DNA分子結(jié)構(gòu)的理解能力和模型建構(gòu)能力
1．某研究小組測(cè)定了多個(gè)不同雙鏈DNA分子的堿基組成，根據(jù)測(cè)定結(jié)果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補(bǔ)鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關(guān)系圖，下列正確的是(　　)

解析：C　[雙鏈DNA分子中，(A＋C)/(T＋G)一定等于1，A曲線應(yīng)為水平，A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)一條鏈中存在(A1＋C1)/(T1＋G1)＝1時(shí)，其互補(bǔ)鏈中存在(A2＋C2)/(T2＋G2)＝(T1＋G1)/(A1＋C1)＝1，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在DNA分子中，存在(A1＋T1)/(G1＋C1)＝(A2＋T2)/(G2＋C2)＝(A＋T)/(G＋C)，C項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
2．深圳大學(xué)的研究人員通過(guò)自主搭建的光學(xué)超分辨率平臺(tái)，首次為長(zhǎng)度僅為2 500個(gè)堿基對(duì)的DNA序列拍攝了3D立體照片。下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．DNA分子中磷酸、堿基、脫氧核糖交替排列構(gòu)成基本骨架
B．DNA分子中，含氮堿基與脫氧核糖的數(shù)目相等
C．同一單鏈的相鄰堿基之間的結(jié)構(gòu)包含磷酸二酯鍵
D．DNA 3D立體照片不屬于物理模型
解析：A　[DNA分子的骨架是指磷酸和脫氧核糖相間排列構(gòu)成的鏈狀結(jié)構(gòu)，A錯(cuò)誤；雙鏈DNA分子中，堿基與脫氧核糖是一對(duì)一的關(guān)系，二者數(shù)目相等，B正確；同一單鏈的相鄰堿基之間的連接方式為堿基→脫氧核糖→磷酸→脫氧核糖→堿基，相鄰核苷酸之間的脫氧核糖與磷酸之間就是通過(guò)磷酸二酯鍵連接的，C正確；DNA 3D立體照片不屬于物理模型，D正確。]
1.互補(bǔ)堿基之和的比例在任意一條鏈及整個(gè)DNA分子中都相同，即：若在一條鏈中＝m，在互補(bǔ)鏈及整個(gè)DNA分子中＝m。
2．非互補(bǔ)堿基之和的比例在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)，在整個(gè)DNA分子中為1，即若在DNA一條鏈中＝a，則在互補(bǔ)鏈中＝，而在整個(gè)DNA分子中＝1。
[考向二]　以DNA復(fù)制為載體，考查學(xué)生對(duì)半保留復(fù)制的理解和相關(guān)計(jì)算
3．如圖為某真核細(xì)胞中DNA復(fù)制過(guò)程模式圖，下列分析錯(cuò)誤的是(　　)

A．酶①和酶②均作用于氫鍵
B．該過(guò)程的模板鏈?zhǔn)莂、b鏈
C．該過(guò)程可發(fā)生在細(xì)胞有絲分裂間期
D．DNA復(fù)制的特點(diǎn)是半保留復(fù)制
解析：A　[酶①是解旋酶，酶②是DNA聚合酶，前者作用于氫鍵，后者作用于磷酸二酯鍵；該過(guò)程需要a、b鏈分別作模板，c、d鏈分別是以a、b鏈為模板合成的子鏈；細(xì)胞有絲分裂間期會(huì)發(fā)生DNA復(fù)制；DNA分子復(fù)制具有半保留復(fù)制的特點(diǎn)。]
4．某含100個(gè)堿基對(duì)的DNA分子中，鳥(niǎo)嘌呤占全部堿基的22%，其中一條單鏈上胞嘧啶占該鏈堿基的28%，將該DNA分子放在含有放射性同位素標(biāo)記的胸腺嘧啶培養(yǎng)基中復(fù)制一代，后轉(zhuǎn)移到不含放射性同位素標(biāo)記的培養(yǎng)基上繼續(xù)復(fù)制，下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A．在該DNA分子的另一條單鏈上，C占全部堿基的8%
B．該DNA分子標(biāo)記后轉(zhuǎn)移再進(jìn)行連續(xù)復(fù)制三次后，被標(biāo)記的DNA分子占全部DNA分子的1/8
C．該DNA分子連續(xù)復(fù)制，第三次復(fù)制需要消耗A 392個(gè)
D．該DNA分子在復(fù)制時(shí)合成的兩條子鏈的堿基序列是互補(bǔ)的
解析：C　[據(jù)題意，DNA分子含有200個(gè)堿基，其中G＝C＝200×22%＝44(個(gè))，A＝T＝200×(50%－22%)＝56(個(gè))。一條單鏈上胞嘧啶占該鏈堿基的28%，則另一條單鏈上C占全部堿基的(2×22%－28%)÷2＝8%，A正確；該DNA分子復(fù)制一代的DNA分子只有一條鏈被標(biāo)記，標(biāo)記后轉(zhuǎn)移再進(jìn)行連續(xù)復(fù)制三次后，形成8個(gè)DNA分子，其中只有1個(gè)DNA分子含有放射性，因此被標(biāo)記的DNA分子占全部DNA分子的1/8，B正確；該DNA分子連續(xù)復(fù)制，第三次復(fù)制需要消耗A＝23－1×56＝224(個(gè))，C錯(cuò)誤；因?yàn)镈NA復(fù)制是以解開(kāi)的每一條母鏈為模板按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則進(jìn)行的，所以復(fù)制時(shí)新合成的兩條子鏈的堿基序列應(yīng)是互補(bǔ)的，D正確。]
　DNA分子復(fù)制中的相關(guān)計(jì)算

DNA分子的復(fù)制為半保留復(fù)制，一個(gè)DNA分子復(fù)制n次，其結(jié)果分析如下：
(1)DNA分子數(shù)
①子代DNA分子數(shù)＝2n個(gè)；
②含有親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)＝2個(gè)；
③不含親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)＝(2n－2)個(gè)。
(2)脫氧核苷酸鏈數(shù)
①子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2n＋1條；
②親代脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2條；
③新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)＝(2n＋1－2)條。
(3)消耗的脫氧核苷酸數(shù)
①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，經(jīng)過(guò)n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸數(shù)為m·(2n－1)個(gè)；②第n次復(fù)制所需該脫氧核苷酸數(shù)＝2n個(gè)DNA分子中該脫氧核苷酸數(shù)－2n－1個(gè)DNA分子中該脫氧核苷酸數(shù)＝2n·m－m·2n－1＝m·(2n－2n－1)＝m·2n－1。
[考向三]　以基因的表達(dá)為載體，考查學(xué)生獲取信息的能力
5．在體外用14C標(biāo)記半胱氨酸－tRNA復(fù)合物中的半胱氨酸(Cys)，得到*Cys－tRNACys，再用無(wú)機(jī)催化劑鎳將其中的半胱氨酸還原成丙氨酸(Ala)，得到*Ala－tRNACys(如圖，tRNA不變)。如果該*Ala－tRNACys參與翻譯過(guò)程，那么下列說(shuō)法正確的是(　　)

A．在一個(gè)mRNA分子上只能合成一條被14C標(biāo)記的多肽鏈
B．反密碼子與密碼子的配對(duì)由tRNA上結(jié)合的氨基酸決定
C．新合成的肽鏈中，原來(lái)Cys的位置會(huì)被替換為14C標(biāo)記的Ala
D．新合成的肽鏈中，原來(lái)Ala的位置會(huì)被替換為14C標(biāo)記的Cys
解析：C　[本題主要考查翻譯的特點(diǎn)及從新情境中獲取信息解決問(wèn)題的能力。在一個(gè)mRNA分子上可以先后結(jié)合多個(gè)核糖體，可同時(shí)合成多條多肽鏈，A錯(cuò)誤；反密碼子與密碼子的配對(duì)遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，是由密碼子決定的，B錯(cuò)誤；依據(jù)題干信息可知，用無(wú)機(jī)催化劑鎳將*Cys－tRNACys中的半胱氨酸還原成丙氨酸時(shí)，tRNA不變，由此推測(cè)與其配對(duì)的密碼子也未變，但所決定的氨基酸由半胱氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸彼?，新合成的肽鏈中，原?lái)Cys的位置會(huì)被替換為14C標(biāo)記的Ala，C正確、D錯(cuò)誤。]
6．某細(xì)胞中有關(guān)物質(zhì)合成如下圖，①～⑤表示生理過(guò)程，Ⅰ、Ⅱ表示結(jié)構(gòu)或物質(zhì)。據(jù)圖分析正確的是(　　)

A．用某藥物抑制②過(guò)程，該細(xì)胞的有氧呼吸將受影響
B．物質(zhì)Ⅱ上也具有基因，此處基因的傳遞遵循孟德?tīng)柖?br /> C．①④為同一生理過(guò)程，需要解旋酶和DNA聚合酶
D．③⑤為同一生理過(guò)程，所用密碼子的種類(lèi)和數(shù)量相同
解析：A　[分析圖可知，細(xì)胞核DNA上的基因通過(guò)轉(zhuǎn)錄、翻譯形成的前體蛋白進(jìn)入線粒體參與細(xì)胞有氧呼吸，因此用某藥物抑制②(轉(zhuǎn)錄)過(guò)程，該細(xì)胞有氧呼吸將受影響，A正確；物質(zhì)Ⅱ上的基因?qū)儆诩?xì)胞質(zhì)基因，細(xì)胞質(zhì)基因的遺傳不遵循孟德?tīng)柖?，B錯(cuò)誤；①為DNA復(fù)制，需要解旋酶與DNA聚合酶，④為轉(zhuǎn)錄過(guò)程，需要RNA聚合酶，二者不是同一生理過(guò)程，需要的酶也不同，C錯(cuò)誤；③⑤均為翻譯過(guò)程，由于翻譯的模板mRNA不同，所用密碼子的種類(lèi)不一定相同，密碼子的數(shù)量也不一定相同，D錯(cuò)誤。]

“四步”解決基因的傳遞題目
　以示意圖為信息載體是本部分?？碱}型，解答時(shí)可按照以下模板進(jìn)行：

高頻命題點(diǎn)3　中心法則與基因?qū)π誀畹目刂?br /> 真題領(lǐng)航——目標(biāo)方向?qū)敫呖?br /> 1．(2018·全國(guó)Ⅰ卷，2)生物體內(nèi)的DNA常與蛋白質(zhì)結(jié)合，以DNA—蛋白質(zhì)復(fù)合物的形式存在。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．真核細(xì)胞染色體和染色質(zhì)中都存在DNA—蛋白質(zhì)復(fù)合物
B．真核細(xì)胞的核中有DNA—蛋白質(zhì)復(fù)合物，而原核細(xì)胞的擬核中沒(méi)有
C．若復(fù)合物中的某蛋白參與DNA復(fù)制，則該蛋白可能是DNA聚合酶
D．若復(fù)合物中正在進(jìn)行RNA的合成，則該復(fù)合物中含有RNA聚合酶
解析：B　[染色體和染色質(zhì)是同種物質(zhì)在不同時(shí)期的兩種存在形式，都是由DNA和蛋白質(zhì)組成，所以都存在DNA—蛋白質(zhì)復(fù)合物，A正確；原核細(xì)胞的擬核中存在遺傳物質(zhì)DNA，可以指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，所以也有該復(fù)合物的存在，B錯(cuò)誤；DNA聚合酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，參與子代DNA的復(fù)制過(guò)程，C正確；RNA聚合酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，參與以DNA為模板轉(zhuǎn)錄合成RNA的過(guò)程，D正確。]
2．(2017·全國(guó)Ⅲ卷)下列有關(guān)基因型、性狀和環(huán)境的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．兩個(gè)個(gè)體的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同
B．某植物的綠色幼苗在黑暗中變成黃色，這種變化是由環(huán)境造成的
C．O型血夫婦的子代都是O型血，說(shuō)明該性狀是由遺傳因素決定的
D．高莖豌豆的子代出現(xiàn)高莖和矮莖，說(shuō)明該相對(duì)性狀是由環(huán)境決定的
解析：D　[基因型完全相同的兩個(gè)人，可能會(huì)由于營(yíng)養(yǎng)等環(huán)境因素的差異導(dǎo)致身高不同，A正確；在缺光的環(huán)境中，綠色幼苗由于葉綠素合成受影響而變黃，B正確；O型血夫婦基因型均為ii，兩者均為純合子，所以后代基因型仍然為ii，表現(xiàn)為O型血，這是由遺傳因素決定的，C正確；高莖豌豆的子代出現(xiàn)高莖和矮莖，是由于親代是雜合子，子代出現(xiàn)了性狀分離，是由遺傳因素決定的，D錯(cuò)誤。]
知識(shí)拓展——培養(yǎng)學(xué)生文字表達(dá)能力
1．真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯與原核細(xì)胞有何不同？
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________________________________________________________________________
答案：真核細(xì)胞的DNA主要分布在細(xì)胞核內(nèi)，其次分布在線粒體和葉綠體內(nèi)。核內(nèi)的DNA轉(zhuǎn)錄后，從核孔內(nèi)出來(lái)，到細(xì)胞質(zhì)核糖體上去翻譯成蛋白質(zhì)，而原核細(xì)胞的DNA主要在擬核中，是環(huán)形DNA分子，其次為質(zhì)粒，也是小環(huán)形分子，所以原核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯可邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯，在同一場(chǎng)所進(jìn)行。
2．生物的性狀與基因是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系嗎？
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________________________________________________________________________
答案：不是，生物的遺傳存在多對(duì)基因控制一對(duì)相對(duì)性狀，或一對(duì)基因控制多對(duì)相對(duì)性狀的情況。
核心整合——掌握必備生物知識(shí)
1．歸納識(shí)記中心法則與生物種類(lèi)的關(guān)系(填空)

在橫線上用字母表示下列生物的遺傳信息的傳遞過(guò)程：
(1)細(xì)胞生物(如動(dòng)、植物)：① a、b、c。
(2)DNA病毒(如T2噬菌體)：② a、b、c。
(3)復(fù)制型RNA病毒(如煙草花葉病毒)：③ d、c。
(4)逆轉(zhuǎn)錄病毒(如艾滋病病毒)：④e、a、b、c。
2．基因控制生物性狀的途徑(填空)
(1)基因3缺陷引起囊性纖維病說(shuō)明基因通過(guò)⑤控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，直接控制生物性狀。
(2)基因1、2對(duì)生物性狀的控制說(shuō)明基因可以通過(guò)⑥控制酶的合成來(lái)控制代謝，進(jìn)而控制生物的性狀。
(3)基因與性狀的關(guān)系并非一一對(duì)應(yīng)，有的性狀由一個(gè)基因控制，有的性狀由多個(gè)基因控制，還有的一個(gè)基因可以影響多種性狀。
考向立意——突顯對(duì)生命觀念能力的考查
[考向一]　以不同生物遺傳信息的傳遞表達(dá)為載體，考查學(xué)生對(duì)中心法則的理解
1．(經(jīng)典題目)如圖表示有關(guān)遺傳信息傳遞的模擬實(shí)驗(yàn)。下列相關(guān)敘述中合理的是(　　)

A．若X是RNA，Y是DNA，試管內(nèi)必須加入逆轉(zhuǎn)錄酶和RNA聚合酶
B．若X是mRNA，Y是蛋白質(zhì)，則試管內(nèi)必須加入氨基酸和其他RNA
C．若X和Y都是DNA，則試管內(nèi)必須加入核糖核苷酸和DNA聚合酶
D．若X是DNA，Y是RNA，則試管內(nèi)必須加入解旋酶和逆轉(zhuǎn)錄酶
解析：B　[若X是RNA，Y是DNA，則模擬的是逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程，必須加入逆轉(zhuǎn)錄酶，A錯(cuò)誤；若X是mRNA，Y是蛋白質(zhì)，則模擬的是翻譯過(guò)程，需要氨基酸為原料，mRNA為模板，tRNA為運(yùn)輸工具，B正確；若X與Y都是DNA，則模擬的是DNA復(fù)制過(guò)程，需要脫氧核苷酸和DNA聚合酶，C錯(cuò)誤；若X是DNA，Y是RNA，則模擬的是轉(zhuǎn)錄過(guò)程，需要RNA聚合酶和核糖核苷酸，D錯(cuò)誤。]
2．脊髓灰質(zhì)炎病毒是一種單股正鏈RNA病毒，可引起脊髓灰質(zhì)炎。下圖是該病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)增殖的示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)

A．該病毒的遺傳物質(zhì)中含有密碼子
B．酶X是RNA聚合酶，其合成和發(fā)揮作用的場(chǎng)所是細(xì)胞核
C．該病毒在宿主細(xì)胞的核糖體上合成多肽鏈需酶X的催化
D．＋RNA復(fù)制產(chǎn)生子代＋RNA的過(guò)程，消耗的嘌呤堿基數(shù)不等于嘧啶堿基數(shù)
解析：A　[該病毒的遺傳物質(zhì)是＋RNA，＋RNA可以直接指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，密碼子位于＋RNA上，A正確；酶X是RNA聚合酶，其本質(zhì)是蛋白質(zhì)，在核糖體上合成，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)發(fā)揮作用，B錯(cuò)誤；RNA聚合酶催化RNA的合成，不能催化多肽鏈的合成，C錯(cuò)誤；＋RNA復(fù)制產(chǎn)生子代＋RNA的過(guò)程產(chǎn)生兩條堿基互補(bǔ)配對(duì)的RNA單鏈，消耗的嘌呤堿基數(shù)等于嘧啶堿基數(shù)，D錯(cuò)誤。]
　“三步法”判斷中心法則各過(guò)程
“一看”模板
“二看”原料
“三看”產(chǎn)物
生理過(guò)程
DNA
脫氧核苷酸
DNA
DNA復(fù)制
核糖核苷酸
RNA
轉(zhuǎn)錄
RNA
脫氧核苷酸
DNA
逆轉(zhuǎn)錄
核糖核苷酸
RNA
RNA復(fù)制
氨基酸
蛋白質(zhì)(或
多肽)
翻譯
[考向二]　以基因、蛋白質(zhì)、性狀之間的關(guān)系為載體，考查學(xué)生對(duì)中心法則的理解
3．下圖為人體對(duì)性狀的控制過(guò)程示意圖，據(jù)圖分析可得出(　　)

A．過(guò)程①②都主要在細(xì)胞核中進(jìn)行
B．食物中缺乏酪氨酸會(huì)使皮膚變白
C．M1和M2不可能同時(shí)出現(xiàn)在同一個(gè)細(xì)胞中
D．老年人細(xì)胞中不含有M2
解析：C　[②是翻譯過(guò)程，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上，A項(xiàng)錯(cuò)誤。由題圖可知，酪氨酸是合成黑色素的前提物質(zhì)，酪氨酸是非必需氨基酸，食物中缺乏酪氨酸時(shí)，體內(nèi)依然可以合成酪氨酸，因此皮膚不會(huì)變白，B項(xiàng)錯(cuò)誤。血紅蛋白基因在紅細(xì)胞中表達(dá)，酪氨酸酶合成發(fā)生在皮膚細(xì)胞中，這是細(xì)胞分化的結(jié)果，因此M1和M2不可能同時(shí)出現(xiàn)在同一個(gè)細(xì)胞中，C項(xiàng)正確。老年人細(xì)胞中含有M2，能合成酪氨酸酶，只是酪氨酸酶的活性低，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
4．下圖表示野生型鏈孢霉幾個(gè)基因的表達(dá)過(guò)程，下列據(jù)圖做出的推斷正確的是(　　)

A．核膜的存在使圖中基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯在不同的區(qū)域進(jìn)行
B．遺傳信息的復(fù)制和表達(dá)都是以基因?yàn)閱挝贿M(jìn)行的
C．該圖能說(shuō)明基因和染色體行為存在明顯的平行關(guān)系
D．野生型鏈孢霉經(jīng)X射線處理后在缺少精氨酸的培養(yǎng)基上不能生長(zhǎng)，則一定是基因4發(fā)生了突變
解析：A　[圖示信息表明，該DNA存在于染色體上，應(yīng)為真核細(xì)胞核基因轉(zhuǎn)錄過(guò)程，故其轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核中，翻譯在細(xì)胞質(zhì)中，A正確；遺傳信息轉(zhuǎn)錄以基因?yàn)閱挝贿M(jìn)行，但復(fù)制卻為整個(gè)DNA均復(fù)制，B不正確；該圖并不能表明染色體與基因間行為上的“平行”關(guān)系，C不正確；在缺少精氨酸的培養(yǎng)基上不能生長(zhǎng)，其中的任何一種酶異常都有可能，故未必為基因4突變所致。]
　基因與性狀的對(duì)應(yīng)關(guān)系
(1)并非一對(duì)一：生物的有些性狀是受一對(duì)基因控制的(如豌豆的高莖和矮莖)，而有些性狀則是由多對(duì)基因決定的(如人的身高)。
(2)性狀并非完全取決于基因：生物的性狀根本上由基因決定，同時(shí)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(jié)果，即表現(xiàn)型＝基因型＋環(huán)境條件(如水毛茛在空氣和水中的葉形，前者為卵形后者為羽狀)。

1．某小組同學(xué)在“制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”活動(dòng)中，制作了甲～丁的相關(guān)化合物，如下圖所示，①②表示化學(xué)鍵連接的位點(diǎn)。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)

A．化合物甲、乙、丙可組成DNA的基本單位
B．DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中的甲數(shù)量等于丙數(shù)量
C．化合物甲、乙位于DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的外側(cè)
D．連接化合物丙與丁的化學(xué)鍵位于①②之間
解析：B　[本題考查了學(xué)科核心素養(yǎng)的生命觀念，難度適中。分析圖解可知，圖中甲可表示磷酸，乙可以表示六碳糖，丙可以表示堿基，丁可以表示五碳糖，因此，圖中化合物甲、乙、丙不可以組成DNA的基本單位，A項(xiàng)錯(cuò)誤；在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中，磷酸基團(tuán)(甲)的數(shù)量＝脫氧核糖(丁)的數(shù)量＝含氮堿基(丙)的數(shù)量，B項(xiàng)正確；化合物甲、丁位于DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的外側(cè)，構(gòu)成DNA分子的基本骨架，C項(xiàng)錯(cuò)誤；連接化合物丙與丁的化學(xué)鍵位于①和②上側(cè)角落的頂點(diǎn)之間，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
2．下圖是果蠅某染色體上相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄的過(guò)程示意圖。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)

A．上圖過(guò)程可發(fā)生于細(xì)胞周期的G1期和G2期
B．上圖過(guò)程中基因的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變
C．該DNA片段至少含有2個(gè)基因被解旋
D．圖中的mRNA在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中經(jīng)加工后參與翻譯過(guò)程
解析：D　[本題考查了學(xué)科核心素養(yǎng)的生命觀念與科學(xué)思維，難度適中。題圖表示DNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mRNA的過(guò)程，可發(fā)生于細(xì)胞周期的G1期和G2期，A項(xiàng)正確；DNA在轉(zhuǎn)錄時(shí)打開(kāi)雙螺旋結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致基因的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，B項(xiàng)正確；該DNA片段合成了2條mRNA鏈，推測(cè)至少含有2個(gè)基因被解旋，C項(xiàng)正確；圖中的mRNA在細(xì)胞核中經(jīng)加工形成成熟的mRNA后，才能進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)參與翻譯過(guò)程，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
3．動(dòng)物細(xì)胞的線粒體DNA分子上有兩個(gè)復(fù)制起始區(qū)OH和OL。該DNA復(fù)制時(shí)，OH首先被啟動(dòng)，以L鏈為模板合成H′鏈，當(dāng)H′鏈合成約2/3時(shí)，OL啟動(dòng)，以H鏈為模板合成L′鏈，最終合成兩個(gè)環(huán)狀雙螺旋DNA分子，該過(guò)程如下圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)

A．該復(fù)制方式不符合半保留復(fù)制的特點(diǎn)
B．H′鏈全部合成時(shí)，L′鏈只合成了2/3
C．子鏈中新形成的磷酸二酯鍵數(shù)目與脫氧核苷酸數(shù)目相同
D．若該線粒體DNA在含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制3次，不含15N的DNA只有兩個(gè)
解析：C　[本題考查了學(xué)科核心素養(yǎng)的科學(xué)思維與科學(xué)探究，難度適中。分析題圖可知：線粒體雙環(huán)狀DNA復(fù)制時(shí)，首先是OH被啟動(dòng)，以L鏈為模板，合成H′鏈片段，新H′鏈一邊復(fù)制，一邊取代原來(lái)老的H鏈，當(dāng)H′鏈合成約2/3時(shí)，OL啟動(dòng)，以被取代的H鏈為模板，合成新的L′鏈，待全部復(fù)制完成后，新的H′鏈和老的L鏈、新的L′鏈和老的H鏈各自組合成兩個(gè)環(huán)狀雙螺旋DNA分子。綜上分析可知，該復(fù)制方式符合半保留復(fù)制的特點(diǎn)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；H′鏈全部合成時(shí)，L′鏈只合成了1/3，B項(xiàng)錯(cuò)誤；子鏈中新形成的磷酸二酯鍵數(shù)目與脫氧核苷酸數(shù)目相同，C項(xiàng)正確；由于DNA復(fù)制是半保留復(fù)制，所以該線粒體DNA在含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制3次，所形成的子代DNA都含有15N，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
4．下圖所示m、n、l表示哺乳動(dòng)物一條染色體上相鄰的三個(gè)基因，a、b為基因間的間隔序列。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)

A．圖1中a、b、m、n、l都具有遺傳效應(yīng)，都能控制蛋白質(zhì)的合成
B．圖2中甲為DNA聚合酶，丙中所含的五碳糖是核糖
C．若丙中(A＋U)占36%，則丙對(duì)應(yīng)的乙片段中G占32%
D．m、n、l基因在不同的細(xì)胞中表達(dá)情況可能不同
解析：D　[本題考查了學(xué)科核心素養(yǎng)的科學(xué)思維，難度適中。只有基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，而a、b為基因的間隔序列，屬于無(wú)效序列，不能控制蛋白質(zhì)的合成，A項(xiàng)錯(cuò)誤；圖2表示轉(zhuǎn)錄過(guò)程，因此，甲為RNA聚合酶，丙表示轉(zhuǎn)錄形成的mRNA，因此，其中所含的五碳糖是核糖，B項(xiàng)錯(cuò)誤；若丙中(A＋U)占36%，只能計(jì)算出丙對(duì)應(yīng)的乙片段中的A＋T，不能計(jì)算出G所占的比例，C項(xiàng)錯(cuò)誤；不同的組織細(xì)胞會(huì)發(fā)生基因的選擇性表達(dá)，因此，m、n、l基因在不同的細(xì)胞中表達(dá)情況可能不同，D項(xiàng)正確。]
5．下圖表示中心法則，下列有關(guān)敘述正確的是(　　)

A．過(guò)程①～⑦都會(huì)在人體的遺傳信息傳遞時(shí)發(fā)生
B．人體細(xì)胞內(nèi)的過(guò)程③主要發(fā)生在細(xì)胞核中，產(chǎn)物都是mRNA
C．過(guò)程③存在A－U、C－G、T－A三種堿基配對(duì)方式
D．過(guò)程⑤有半保留復(fù)制的特點(diǎn)，過(guò)程⑥發(fā)生在核糖體上
解析：C　[本題考查了學(xué)科核心素養(yǎng)的科學(xué)思維，難度中等。過(guò)程①為DNA的復(fù)制，⑦②為逆轉(zhuǎn)錄，③為轉(zhuǎn)錄，④⑤均為RNA的復(fù)制，⑥為翻譯。會(huì)在人體的遺傳信息傳遞時(shí)發(fā)生的為①③⑥，A項(xiàng)錯(cuò)誤；人體細(xì)胞內(nèi)的過(guò)程③轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在細(xì)胞核中，產(chǎn)物是mRNA、rRNA、tRNA，B項(xiàng)錯(cuò)誤；過(guò)程③為轉(zhuǎn)錄，即DNA轉(zhuǎn)錄為RNA，存在A—U、C—G、T—A三種堿基配對(duì)方式，C項(xiàng)正確；由于RNA一般為單鏈，過(guò)程⑤RNA的復(fù)制沒(méi)有半保留復(fù)制的特點(diǎn)，DNA的復(fù)制有半保留復(fù)制的特點(diǎn)，過(guò)程⑥翻譯發(fā)生在核糖體上，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
6．細(xì)胞生物都以DNA作為遺傳物質(zhì)，這是細(xì)胞具有統(tǒng)一性的證據(jù)之一。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
(1)19世紀(jì)，人們發(fā)現(xiàn)了染色體在細(xì)胞遺傳中的重要作用。在研究染色體的組成成分時(shí)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)染色體中主要含有DNA和蛋白質(zhì)。在同一生物不同細(xì)胞的染色體中，含量較為穩(wěn)定的是_______________________________________________________________________。
(2)DNA的特殊結(jié)構(gòu)適合作遺傳物質(zhì)。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)部堿基排列順序代表著__________，堿基排列順序的千變?nèi)f化構(gòu)成了DNA分子的__________。
(3)DNA的復(fù)制需要__________酶，這些酶的合成場(chǎng)所是__________________，這些酶從合成場(chǎng)所到達(dá)作用部位，共穿過(guò)__________層膜結(jié)構(gòu)。
(4)下列為DNA復(fù)制的有關(guān)示意圖，A→B→C表示大腸桿菌的DNA復(fù)制，D→E→F表示哺乳動(dòng)物的DNA分子復(fù)制片段。圖中黑點(diǎn)表示復(fù)制起點(diǎn)，實(shí)心箭頭表示復(fù)制方向，空心箭頭表示時(shí)間順序。

①若A中含有48 502個(gè)堿基對(duì)，理論上，此DNA分子復(fù)制約需30 s，而實(shí)際上只需約16 s，根據(jù)A～C圖分析，這是因?yàn)開(kāi)________________________________________________。
②哺乳動(dòng)物體細(xì)胞中的DNA分子展開(kāi)可達(dá)2 m之長(zhǎng)，若按D～F圖的方式復(fù)制，至少需要8 h，而實(shí)際上只需約6 h，根據(jù)D～F圖分析，這是因?yàn)開(kāi)______________________________
________________________________________________________________________。
③A～F圖均有以下特點(diǎn)：延伸的子鏈緊跟著解旋酶。這說(shuō)明DNA分子復(fù)制是__________的。
(5)經(jīng)分離得到X、Y兩種未知菌種，分析其DNA的堿基組成，發(fā)現(xiàn)X菌的腺嘌呤含量為15%，而Y菌的胞嘧啶含量為42%?？梢酝浦獌删N中耐熱性較強(qiáng)的是__________________________。
答案：(1)DNA　(2)遺傳信息　多樣性　(3)解旋酶、DNA聚合　核糖體　0　(4)①?gòu)?fù)制是雙向進(jìn)行的?、趶亩鄠€(gè)起點(diǎn)雙向復(fù)制　③邊解旋邊復(fù)制　(5)Y菌
7．繼發(fā)現(xiàn)DNA是生物體的遺傳物質(zhì)之后 ，科學(xué)家們又將目光轉(zhuǎn)向部分不含DNA的RNA病毒，煙草花葉病毒(TMV)就是其中的一種。該病毒能使煙草葉片出現(xiàn)花葉病斑。下圖為相關(guān)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖分析并回答下列問(wèn)題：
(1)圖中X溶液通常是用水和苯酚配制而成的，其目的是____________________________。
(2)據(jù)所學(xué)知識(shí)推斷，圖中物質(zhì)甲和乙分別是__________________，兩者形成__________實(shí)驗(yàn)。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，可從圖中所示的__________組中分離出完整的TMV病毒。
(4)科學(xué)家們從TMV中分離出a、b兩個(gè)不同品系繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其過(guò)程和結(jié)果如下表：
實(shí)驗(yàn)
編號(hào)
實(shí)驗(yàn)過(guò)程
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
病斑
類(lèi)型
病斑中分離出
的病毒類(lèi)型
Ⅰ
a型TMV→感染煙草
a型
a型
Ⅱ
b型TMV→感染煙草
b型
b型
Ⅲ
雜種病毒(a型TMV的蛋白質(zhì)＋b型TMV的RNA)→感染煙草
b型
b型
Ⅳ
①
a型
②
則表中①的操作應(yīng)為_(kāi)_______________________________________________________，從
病斑中分離出的病毒類(lèi)型②是______。以上各實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明________________________________________________________________________。
解析：此題為RNA病毒的RNA和蛋白質(zhì)分離開(kāi)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)以及RNA病毒的重組實(shí)驗(yàn)。認(rèn)真讀圖獲取兩種實(shí)驗(yàn)的操作信息，便即可正確答題。
答案：(1)將病毒的RNA和蛋白質(zhì)分離　(2)病毒的RNA和蛋白質(zhì)　對(duì)比
(3)甲和丙　(4)雜種病毒(a型TMV的RNA＋b型TMV的蛋白質(zhì))→感染煙草　a型　TMV的遺傳物質(zhì)是RNA而不是蛋白質(zhì)

一、選擇題
1．(2020·高三山西四市聯(lián)考)下列關(guān)于遺傳物質(zhì)探索歷程的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．若被32P標(biāo)記組的上清液有放射性，則原因可能是培養(yǎng)時(shí)間太短
B．將S型菌的DNA與R型活菌混合培養(yǎng)，培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)S型菌
C．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要將蛋白質(zhì)與DNA分開(kāi)研究，以觀察兩者的遺傳效應(yīng)
D．肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)比噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)更具說(shuō)服力
解析：D　[若32P標(biāo)記組的上清液有放射性，原因可能是培養(yǎng)時(shí)間太短，DNA還未全部注入大腸桿菌就被離心到上清液中去了；也可能是培養(yǎng)時(shí)間太長(zhǎng)，大腸桿菌裂解使含放射性的噬菌體釋放到上清液中，A正確。將S型菌的DNA與R型活菌混合培養(yǎng)，培養(yǎng)基中有R型和S型菌出現(xiàn)，B正確。探究遺傳物質(zhì)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是將蛋白質(zhì)與DNA分開(kāi)，單獨(dú)地、直接地研究它們的作用，C正確。 因?yàn)槔檬删w能將DNA和蛋白質(zhì)完全分開(kāi)，所以噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)比肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)更具說(shuō)服力，D錯(cuò)誤。]
2．(2019·高三江西聯(lián)考)某研究人員模擬赫爾希和蔡斯關(guān)于噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了以下4個(gè)實(shí)驗(yàn)：
①用35S標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌；
②用未標(biāo)記的噬菌體侵染35S標(biāo)記的細(xì)菌；
③用15N標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌；
④用32P標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌，適宜時(shí)間后攪拌和離心。
以上4個(gè)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)到標(biāo)記元素的主要部位是(　　)
A．上清液、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液
B．沉淀物、上清液、沉淀物和上清液、上清液
C．沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液
D．上清液、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物
解析：D　[用35S標(biāo)記的噬菌體浸染未標(biāo)記的細(xì)菌，蛋白質(zhì)外殼沒(méi)有進(jìn)入細(xì)菌，故標(biāo)記元素主要分布在上清液中。用未標(biāo)記的噬菌體侵染35S標(biāo)記的細(xì)菌，攪拌、離心后35S還在細(xì)菌中，故標(biāo)記元素主要在沉淀物中。用15N標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌，由于核酸和蛋白質(zhì)都含氮，故上清液和沉淀物中都有標(biāo)記元素。用32P標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌，由于DNA被注入到細(xì)菌中，適宜時(shí)間后攪拌和離心，標(biāo)記元素主要在沉淀物中。]
3．經(jīng)檢測(cè)得知，一雙鏈DNA分子中鳥(niǎo)嘌呤的數(shù)目為x，其占?jí)A基總數(shù)量的比例是y，以下推斷正確的是(　　)
A．與鳥(niǎo)嘌呤互補(bǔ)的堿基比例是1－y
B．該DNA分子的嘌呤和嘧啶的比例是x/y
C．該DNA分子的堿基之間的氫鍵數(shù)是x(1＋2/y)
D．與鳥(niǎo)嘌呤不互補(bǔ)的堿基數(shù)目是x(1－2y)/y
解析：D　[由題意可知，G、C所占?jí)A基總數(shù)量的比例都為y，數(shù)量都為x；A、T所占比例都為1/2－y，數(shù)量都為(x/y－2x)/2＝(x/2y)－x。與鳥(niǎo)嘌呤(G)互補(bǔ)的堿基(C)占?jí)A基總數(shù)量的比例是y；該DNA分子的嘌呤和嘧啶的比例是1。G、C之間有三個(gè)氫鍵，A、T之間有兩個(gè)氫鍵，該DNA分子的堿基之間的氫鍵數(shù)是3x＋2(x/2y－x)＝x＋x/y。A、T與鳥(niǎo)嘌呤不互補(bǔ)，其數(shù)目為x(1－2y)/y。]
4．(2019·高三衡水聯(lián)考)下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)與復(fù)制的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是(　　)
A．DNA復(fù)制時(shí)，需解旋酶將部分DNA雙鏈解開(kāi)，但不需要消耗ATP
B．減數(shù)第一次分裂的四分體時(shí)期發(fā)生交叉互換可引發(fā)DNA分子結(jié)構(gòu)的改變
C．DNA聚合酶催化游離的脫氧核苷酸與DNA鏈上的脫氧核苷酸相連接
D．把中鏈DNA(15N/14N)放在含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制兩代，子代中含14N的DNA占25%
解析：A　[DNA復(fù)制時(shí)，解旋酶能使部分DNA雙鏈解開(kāi)，堿基對(duì)之間通過(guò)氫鍵相連，需要消耗ATP，A錯(cuò)誤；染色體由DNA和蛋白質(zhì)組成，若染色體發(fā)生交叉交換，則染色體上的DNA也發(fā)生交換，DNA上的基因或脫氧核苷酸都可能發(fā)生改變，即DNA的結(jié)構(gòu)可能發(fā)生改變，B正確；DNA聚合酶催化游離的脫氧核苷酸與DNA鏈上的脫氧核苷酸連接，C正確；由于DNA分子片段中只有一條鏈含14N，所以把該DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制兩代，得到4個(gè)DNA分子中只有1個(gè)DNA含有14N，故子代中含14N的DNA占25%，D正確。]
5．如圖表示某細(xì)胞中遺傳信息的傳遞，據(jù)圖分析，下列相關(guān)敘述正確的是(　　)

A．圖中酶a代表DNA聚合酶，酶b代表RNA聚合酶
B．圖中mRNA在細(xì)胞核中合成，多肽鏈在細(xì)胞質(zhì)中合成
C．轉(zhuǎn)錄形成mRNA時(shí)，游離的核糖核苷酸有序地與DNA鏈上的堿基相撞
D．結(jié)構(gòu)c與mRNA的結(jié)合部位會(huì)形成2個(gè)tRNA的結(jié)合位點(diǎn)
解析：D　[題圖中酶a代表解旋酶，酶b代表RNA聚合酶，A錯(cuò)誤；圖中轉(zhuǎn)錄和翻譯可同時(shí)進(jìn)行，由此可判斷該遺傳信息傳遞過(guò)程不可能是細(xì)胞核中遺傳信息的傳遞過(guò)程，B錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)錄形成mRNA時(shí)，游離的核糖核苷酸隨機(jī)地與DNA鏈上的堿基相撞，只有能夠進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)的核糖核苷酸才能按次序進(jìn)行連接，C錯(cuò)誤；結(jié)構(gòu)c為核糖體，其與mRNA的結(jié)合部位會(huì)形成2個(gè)tRNA的結(jié)合位點(diǎn)，D正確。]
6．近幾年來(lái)寨卡病毒嚴(yán)重威脅著人類(lèi)的健康。寨卡病毒是一種蟲(chóng)媒病毒，屬于單股正鏈RNA病毒，其RNA含有m個(gè)核苷酸，該類(lèi)病毒的增殖過(guò)程如圖所示。據(jù)圖分析，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)

A．以＋RNA為模板合成一條子代＋RNA過(guò)程中需要消耗宿主細(xì)胞的核糖核苷酸數(shù)為2m
B．圖中①②過(guò)程所需的酶應(yīng)是寨卡病毒的遺傳物質(zhì)控制合成的
C．該病毒的遺傳物質(zhì)在復(fù)制和翻譯過(guò)程中遵循的堿基配對(duì)方式不同
D．該病毒的遺傳物質(zhì)中含有起始密碼子和終止密碼子
解析：C　[結(jié)合圖中＋RNA→－RNA→＋RNA可知，以＋RNA為模板合成一條子代＋RNA過(guò)程中共消耗的核糖核苷酸數(shù)為2m，A正確。該病毒的遺傳物質(zhì)復(fù)制時(shí)是RNA→RNA，而細(xì)胞中是DNA→DNA，故需要的酶應(yīng)是以自身的遺傳物質(zhì)為模板合成的，B正確。該病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，復(fù)制過(guò)程和翻譯過(guò)程中發(fā)生的都是RNA之間的配對(duì)，配對(duì)方式相同，C錯(cuò)誤。該病毒的＋RNA能作為mRNA翻譯出蛋白質(zhì)，而mRNA上有密碼子，因此該病毒的遺傳物質(zhì)中含有起始密碼子和終止密碼子，D正確。]
7．取小鼠睪丸中的一個(gè)精原細(xì)胞，在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中培養(yǎng)至完成一個(gè)細(xì)胞周期，然后在不含標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)完成減數(shù)分裂過(guò)程，并測(cè)得該精原細(xì)胞中H基因含300個(gè)核苷酸對(duì)，其中堿基A占全部堿基的20%。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A．該精原細(xì)胞完成一個(gè)細(xì)胞周期后，每個(gè)子細(xì)胞中都是半數(shù)DNA含有3H標(biāo)記
B．減數(shù)分裂過(guò)程中，初級(jí)精母細(xì)胞中有半數(shù)染色單體含有3H標(biāo)記
C．上述精原細(xì)胞培養(yǎng)結(jié)果中，只有半數(shù)精細(xì)胞中含有3H標(biāo)記的染色體
D．若僅考慮H基因，則在上述細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸720個(gè)
解析：B　[DNA復(fù)制是半保留復(fù)制，將一個(gè)精原細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸培養(yǎng)基中培養(yǎng)至完成一個(gè)細(xì)胞周期，此時(shí)每個(gè)子細(xì)胞中的DNA都有一條鏈含有3H標(biāo)記，A錯(cuò)誤；精原細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)第一次分裂前的間期形成初級(jí)精母細(xì)胞，在間期時(shí)DNA復(fù)制1次，故在不含標(biāo)記的培養(yǎng)基中，初級(jí)精母細(xì)胞中每條染色體的2條染色單體中只有1條含有3H標(biāo)記，B正確；次級(jí)精母細(xì)胞中姐妹染色單體分開(kāi)后隨機(jī)移向細(xì)胞兩極，故不一定是半數(shù)精細(xì)胞中含有3H標(biāo)記的染色體，也可能是全部的精細(xì)胞中都含有3H標(biāo)記的染色體，C錯(cuò)誤；DNA分子中，A＋C占?jí)A基總數(shù)的50%，若A占20%，則C占30%，即該基因含有的胞嘧啶數(shù)為300×2×30%＝180(個(gè))，此過(guò)程中該基因復(fù)制兩次可以得到的DNA分子為22＝4(個(gè))，故共需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為180×(4－1)＝540(個(gè))，D錯(cuò)誤。]
8．(2020·高三廈門(mén)雙十中學(xué)檢測(cè))從唾液腺細(xì)胞中提取全部mRNA，以此為模板合成相應(yīng)的單鏈DNA(T—cD-NA)，利用該T—cDNA與來(lái)自同一個(gè)體漿細(xì)胞中的全部mRNA(J—mRNA)進(jìn)行分子雜交。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A．T—cDNA分子中嘌呤堿基與嘧啶堿基數(shù)目相等
B．唾液腺細(xì)胞中的RNA與T—cDNA都能進(jìn)行分子雜交
C．唾液腺細(xì)胞不能分泌抗體是因?yàn)槿狈幋a抗體的相關(guān)基因
D．能與T—cDNA互補(bǔ)的J—mRNA中含有編碼呼吸酶的mRNA
解析：D　[T—cDNA分子是單鏈的，因此其分子中的嘌呤堿基與嘧啶堿基數(shù)目不一定相等，A錯(cuò)誤；T—cDNA是以從唾液腺細(xì)胞中提取全部mRNA為模板合成的，而唾液腺細(xì)胞中還有rRNA、tRNA，因此唾液腺細(xì)胞中的RNA與T—cDNA并不能都進(jìn)行分子雜交，B錯(cuò)誤；唾液腺細(xì)胞不能分泌抗體是因?yàn)榫幋a抗體的相關(guān)基因沒(méi)有表達(dá)，C錯(cuò)誤；由于所有細(xì)胞中呼吸酶基因都表達(dá)，因此能與T—cDNA互補(bǔ)的J—mRNA中含有編碼呼吸酶的mRNA，D正確。]
9．基因在表達(dá)過(guò)程中如有異常mRNA會(huì)被細(xì)胞分解，如圖是s基因的表達(dá)過(guò)程，則下列有關(guān)敘述正確的是(　　)

A．異常mRNA的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果
B．圖中所示的①為轉(zhuǎn)錄，②為翻譯過(guò)程
C．圖中②過(guò)程使用的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶
D．s基因中存在不能翻譯成多肽鏈的片段
解析：D　[異常mRNA的出現(xiàn)是因?yàn)楹形础凹舯M”的片段，A錯(cuò)誤；圖中所示的①為轉(zhuǎn)錄，③為翻譯過(guò)程，B錯(cuò)誤；圖中②過(guò)程表示RNA前體形成mRNA 的過(guò)程，而逆轉(zhuǎn)錄酶用于RNA形成DNA的過(guò)程，C錯(cuò)誤；據(jù)圖可知，s基因中存在不能翻譯成多肽鏈的片段，D正確。]
10．圖1所示為某種生物細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的部分生理活動(dòng)，圖2表示中心法則，圖中字母代表具體過(guò)程。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)分析，下列敘述正確的是(　　)

A．能發(fā)生圖1所示過(guò)程的一定是原核細(xì)胞，其轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程可同時(shí)進(jìn)行
B．酶甲和酶乙催化形成磷酸二酯鍵，而酶丙則催化磷酸二酯鍵的水解
C．對(duì)比圖2中過(guò)程c和d，二者的產(chǎn)物不同，但涉及的堿基配對(duì)方式完全相同
D．兩圖體現(xiàn)了基因的復(fù)制和表達(dá)功能，圖1體現(xiàn)了圖2中a、b、c和e四個(gè)生理過(guò)程
解析：C　[除在原核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程可同時(shí)進(jìn)行外，在真核細(xì)胞的線粒體或葉綠體中，轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程也可同時(shí)進(jìn)行，A錯(cuò)誤。酶甲、酶乙和酶丙分別是DNA聚合酶、RNA聚合酶和解旋酶，其中解旋酶作用于氫鍵，B錯(cuò)誤。過(guò)程c代表翻譯過(guò)程，產(chǎn)物是多肽或蛋白質(zhì)，過(guò)程d代表RNA復(fù)制，產(chǎn)物是RNA，二者均涉及RNA與RNA配對(duì)，因此，其堿基配對(duì)方式相同，均包括U－A、A－U、G－C、C－G，C正確。 圖1體現(xiàn)了圖2中a(DNA復(fù)制)、b(轉(zhuǎn)錄)和c(翻譯)三個(gè)生理過(guò)程，未體現(xiàn)d和e過(guò)程，D錯(cuò)誤。]
二、非選擇題
11．某科研機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)了一新型病毒，并對(duì)該病毒的遺傳物質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步研究。請(qǐng)思考并回答下列相關(guān)問(wèn)題：
(1)據(jù)研究人員介紹，該病毒的遺傳物質(zhì)比HIV的遺傳物質(zhì)更加穩(wěn)定。據(jù)此可初步推測(cè)，該病毒的遺傳物質(zhì)是__________，理由是____________________________________________。
(2)通過(guò)化學(xué)分析的方法對(duì)該病毒的遺傳物質(zhì)種類(lèi)進(jìn)行研究，分析其五碳糖或堿基種類(lèi)均可作出判斷，如果________________________，則為DNA，如果_________________________，則為RNA。
(3)也可以用同位素標(biāo)記技術(shù)研究其遺傳物質(zhì)種類(lèi)，將宿主細(xì)胞在含有被放射性標(biāo)記的核苷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，再用該病毒感染宿主細(xì)胞，一段時(shí)間后搜集病毒并檢測(cè)其放射性。培養(yǎng)基中的各種核苷酸是否都需要標(biāo)記？__________，理由是___________________________。
解析：DNA和RNA不同之處如表所示：

五碳糖
堿基
結(jié)構(gòu)
穩(wěn)定性
DNA
脫氧核糖
T
一般為雙鏈
穩(wěn)定
RNA
核糖
U
一般為單鏈
不穩(wěn)定
(1)DNA雙鏈中配對(duì)堿基之間通過(guò)氫鍵連接，且一般呈規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)，而RNA一般為單鏈，堿基不配對(duì)，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易發(fā)生突變。(2)此小題要求分析“五碳糖和堿基”，對(duì)病毒遺傳物質(zhì)的種類(lèi)進(jìn)行判斷，結(jié)合表中信息不難看出含脫氧核糖或T的為DNA，含核糖或U的為RNA。(3)進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)驗(yàn)證推測(cè)，需要注意病毒是寄生在宿主細(xì)胞中的，所以要先標(biāo)記宿主細(xì)胞；依據(jù)表中信息可以看出不需要標(biāo)記全部核苷酸，只需要標(biāo)記T或U即可。
答案：(1)DNA　通常DNA是雙鏈而RNA是單鏈，DNA結(jié)構(gòu)比RNA更穩(wěn)定，不易發(fā)生變異　(2)五碳糖是脫氧核糖或含堿基T　五碳糖是核糖或含堿基U　(3)不需要　如果對(duì)各種核苷酸都進(jìn)行標(biāo)記，則該病毒的核酸無(wú)論是DNA還是RNA，在病毒中均能檢測(cè)到放射性
12．DNA指紋技術(shù)正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，可用于親子鑒定、偵察罪犯等方面，請(qǐng)思考并回答下列有關(guān)DNA指紋技術(shù)的問(wèn)題。
(1)DNA親子鑒定中，DNA探針必不可少，DNA探針是一種已知堿基順序的DNA片段。請(qǐng)問(wèn)用DNA探針檢測(cè)基因所用的原理是___________________________________________。
現(xiàn)在已知除了同卵雙生雙胞胎外，每個(gè)人的DNA是獨(dú)一無(wú)二的，就好像指紋一樣，這說(shuō)明：________________________________________________________________________。
(2)為了確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，需要克隆出較多的DNA樣品，若一個(gè)只含31P的DNA分子以被32P標(biāo)記的脫氧核苷酸為原料連續(xù)復(fù)制3次后，含32P的單鏈占全部單鏈的__________。
(3)DNA指紋技術(shù)可應(yīng)用于尸體的辨認(rèn)工作中，煤礦瓦斯爆炸事故中尸體的辨認(rèn)就可借助于DNA指紋技術(shù)。
①如表所示為分別從尸體和死者生前的生活用品中提取的某條染色體上同一區(qū)段DNA單鏈的堿基序列，根據(jù)堿基配對(duì)情況判斷，A、B、C三組DNA中不是同一人的是__________組。

A組
B組
C組
尸體中的DNA
堿基序列
ACTGACGGTT
GGCTTATCGA
GCAATCGTGC
家屬提供的DNA
堿基序列
TGACTGCCAA
CCGAATAGCA
CGGTAAGACG
②為什么從尸體與死者家屬提供的死者生前的生活用品中分別提取的DNA可以完全互補(bǔ)配對(duì)？______________________________________________________________________。
解析：(1)DNA探針檢測(cè)基因依據(jù)的是堿基互補(bǔ)配對(duì)原則和DNA分子的特異性。每個(gè)人的DNA獨(dú)一無(wú)二，說(shuō)明DNA分子具有多樣性；每個(gè)人又有特定的DNA序列，說(shuō)明DNA分子具有特異性。(2)一個(gè)雙鏈被31P標(biāo)記的DNA分子，在復(fù)制過(guò)程中，只能提供兩條含31P的單鏈，復(fù)制3次后，得到8個(gè)DNA分子，16條脫氧核苷酸鏈，其中只有2條單鏈含31P，所以含32P的單鏈占全部單鏈的(16－2)/16＝7/8。(3)①分析表格數(shù)據(jù)可知，A組尸體中的DNA堿基序列和家屬提供的DNA堿基序列能堿基互補(bǔ)配對(duì)，但B組與C組的不能完全配對(duì)，說(shuō)明B、C組不是同一個(gè)人的；②一個(gè)人的所有細(xì)胞都來(lái)自同一個(gè)受精卵的有絲分裂，不考慮基因突變時(shí)，家屬提供的死者生前物品上的DNA與死者尸體中的DNA相同，可以完全堿基互補(bǔ)配對(duì)。
答案：(1)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則和DNA分子的特異性　DNA分子具有多樣性和特異性　(2)7/8　(3)①B、C?、谌梭w所有細(xì)胞均由一個(gè)受精卵經(jīng)有絲分裂產(chǎn)生，細(xì)胞核中均含有相同的遺傳物質(zhì)(或DNA)
13．如圖表示人體內(nèi)苯丙氨酸的代謝途徑。請(qǐng)根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題。

(1)根據(jù)已學(xué)知識(shí)及示意圖判斷，體內(nèi)缺乏酶________(填序號(hào))可使人患上苯丙酮尿癥，此病診斷的方法是檢測(cè)患者的尿液中是否含有過(guò)多的______________________________。
(2)根據(jù)該圖，有人認(rèn)為體內(nèi)缺少酶①時(shí)，一定會(huì)患白化病。你認(rèn)為他的說(shuō)法__________(填“正確”或“不正確”)，說(shuō)明理由：______________________________________________。
(3)由上述實(shí)例可以看出基因通過(guò)控制______________進(jìn)而控制生物的性狀。
(4)若控制酶①合成的基因發(fā)生變異，會(huì)引起多個(gè)性狀改變；尿黑酸癥(尿黑酸在人體內(nèi)積累使人尿液中含有尿黑酸)與圖中幾個(gè)基因都有代謝聯(lián)系。這說(shuō)明_______________________。
解析：(1)引起苯丙酮尿癥的原因是患者體細(xì)胞中缺少一種酶(酶①)，致使體內(nèi)的苯丙氨酸不能沿正常途徑轉(zhuǎn)變成酪氨酸，只能轉(zhuǎn)變成苯丙酮酸，患者尿液中會(huì)含有過(guò)多的苯丙酮酸。(2)如果體內(nèi)缺失酶①，苯丙氨酸不能合成酪氨酸，但人體中的酪氨酸還可以從食物中獲取等，所以如果酶①缺少，但飲食中注意攝入適量的酪氨酸，則不一定會(huì)患白化病。(3)由圖示可知，生物的性狀如苯丙酮尿癥、白化病、尿黑酸癥等與酶有直接關(guān)系，所以可以看出基因通過(guò)控制酶的合成進(jìn)而控制生物性狀。(4)由“基因發(fā)生變異，會(huì)引起多個(gè)性狀改變”可知，一個(gè)基因可以影響多個(gè)性狀；由“尿黑酸癥與圖中幾個(gè)基因都有代謝聯(lián)系”可知，一種性狀可由多個(gè)基因控制。
答案：(1)①　苯丙酮酸　(2)不正確　體內(nèi)缺乏酶①時(shí)，雖然不能有苯丙氨酸→酪氨酸途徑，但是酪氨酸仍可以從食物中獲取或由其他途徑轉(zhuǎn)化而來(lái)，在酶⑤的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏兀虼巳梭w內(nèi)缺乏酶①不一定會(huì)患白化病　(3)酶的合成來(lái)控制代謝
(4)一個(gè)基因可影響多個(gè)性狀，一種性狀也可由多個(gè)基因控制
熱點(diǎn)五　放射性同位素在生物實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
[規(guī)律方法·會(huì)總結(jié)]
1．主要應(yīng)用
用來(lái)研究細(xì)胞內(nèi)的元素或化合物的來(lái)源、組成、分布和去向等，進(jìn)而了解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能、化學(xué)物質(zhì)的變化、反應(yīng)機(jī)理等。一般常用的標(biāo)記元素有3H、14C、15N、18O、32P、35S等。
2．歸類(lèi)分析
(1)標(biāo)記某元素，追蹤其轉(zhuǎn)移途徑。如用18O標(biāo)記HO，光合作用只產(chǎn)生18O2；再用18O標(biāo)記C18O2，光合作用只產(chǎn)生O2，證明光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧原子全部來(lái)自于H2O，而不是來(lái)自于CO2。
(2)標(biāo)記特征元素，探究化合物的作用。如在T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，用32P標(biāo)記噬菌體的DNA，大腸桿菌內(nèi)發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)；用35S標(biāo)記蛋白質(zhì)，大腸桿菌內(nèi)未發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)，證明了DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。
(3)標(biāo)記特征化合物，探究詳細(xì)生理過(guò)程，研究生物學(xué)原理。如用3H標(biāo)記亮氨酸，探究分泌蛋白的分泌過(guò)程；用3H標(biāo)記胸腺嘧啶脫氧核苷酸，研究有絲分裂過(guò)程中染色體的變化規(guī)律；用15N標(biāo)記DNA，證明了DNA復(fù)制的特點(diǎn)是半保留復(fù)制。(如：以有絲分裂為例)：

[技能提升·會(huì)應(yīng)用]
1．有人試圖通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些過(guò)程，設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)。一段時(shí)間后，檢測(cè)子代H5N1病毒的放射性及S、P元素。下列對(duì)結(jié)果的預(yù)測(cè)中，最可能發(fā)生的是(　　)

A．全部無(wú)　全部35S　全部31P
B．全部有　全部35S　少數(shù)32P，多數(shù)31P
C．少數(shù)有　全部32S　少數(shù)32P，多數(shù)31P
D．全部有　全部32S　少數(shù)32P，多數(shù)31P
解析：B　[本題考查了學(xué)科核心素養(yǎng)的科學(xué)探究，難度適中。由于用32P和35S分別標(biāo)記上下兩行細(xì)胞，H5N1侵染后，從上面一行中取到的H5N1大多數(shù)帶有32P，下面一行細(xì)胞中沒(méi)有32P，只有35S，子代H5N1病毒都有放射性，所有子代含有的S是35S，而含有的P只有少數(shù)為32P，大多數(shù)是31P，B項(xiàng)正確。]
2．圖甲表示加熱殺死的S型細(xì)菌與R型活菌混合注射到小鼠體內(nèi)后兩種細(xì)菌的含量變化，圖乙表示噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的部分操作步驟。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)

A．圖乙中，沉淀物中新形成的子代噬菌體具有放射性
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．圖甲中，ab對(duì)應(yīng)時(shí)間段內(nèi)，小鼠體內(nèi)還沒(méi)有形成大量抗R型細(xì)菌抗體
D．圖乙中若用32P標(biāo)記親代噬菌體，裂解后子代噬菌體中少部分具有放射性
解析：A　[本題考查了學(xué)科核心素養(yǎng)的科學(xué)探究，難度適中。圖乙中，用于侵染的噬菌體的蛋白質(zhì)外殼被35S標(biāo)記，但蛋白質(zhì)外殼不進(jìn)入大腸桿菌，沉淀物中新形成的子代噬菌體沒(méi)有放射性，A項(xiàng)錯(cuò)誤；圖甲中，后期出現(xiàn)的大量S型細(xì)菌是由加熱殺死的S型細(xì)菌含有的轉(zhuǎn)化因子使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化并增殖而來(lái)的，B項(xiàng)正確；圖甲中，ab對(duì)應(yīng)時(shí)間段內(nèi)，R型菌大量繁殖，小鼠體內(nèi)還沒(méi)有形成大量抗R型細(xì)菌抗體，C項(xiàng)正確；圖乙中用32P標(biāo)記親代噬菌體的DNA，由于DNA進(jìn)行半保留復(fù)制，裂解后子代噬菌體中少部分具有放射性，D項(xiàng)正確。]
3．將染色體上全部DNA分子雙鏈經(jīng)32P標(biāo)記的雄性哺乳動(dòng)物細(xì)胞(染色體數(shù)為20)置于不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，細(xì)胞只進(jìn)行一次分裂。下列推斷中，正確的是(　　)
A．若完成一次減數(shù)分裂，則產(chǎn)生的子細(xì)胞中有5對(duì)同源染色體，每條都含32P
B．若完成一次有絲分裂，則產(chǎn)生的子細(xì)胞中含20條染色體，其中10條含32P
C．若進(jìn)行減數(shù)分裂，則每個(gè)減數(shù)第二次分裂后期細(xì)胞中均含2個(gè)Y染色體且都含32P
D．若進(jìn)行一次有絲分裂，則分裂中期細(xì)胞的染色體上共有40個(gè)DNA分子且都含32P
解析：D　[減數(shù)分裂結(jié)束，產(chǎn)生的子細(xì)胞為生殖細(xì)胞，其內(nèi)含有的10條染色體中不存在同源染色體，A錯(cuò)誤。若進(jìn)行一次有絲分裂結(jié)束，則產(chǎn)生的子細(xì)胞中含20條染色體，20條染色體都含32P，B錯(cuò)誤。若進(jìn)行減數(shù)分裂，則每個(gè)減數(shù)第二次分裂后期細(xì)胞中含2個(gè)Y染色體或2個(gè)X染色體，且都含32P，C錯(cuò)誤。若進(jìn)行一次有絲分裂，則分裂中期細(xì)胞的染色體上共有40個(gè)DNA分子，且每個(gè)DNA分子中都有一條脫氧核苷酸鏈含有32P，D正確。]
4．下列有關(guān)放射性同位素示蹤實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是(　　)
A．小鼠吸入18O2，則在其尿液中可以檢測(cè)到HO，呼出的CO2也可能含有18O
B．用32S標(biāo)記甲硫氨酸，附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體與游離的核糖體都可能出現(xiàn)放射性
C．將某精原細(xì)胞中的某條染色體上的DNA的一條鏈用15N進(jìn)行標(biāo)記，正常情況下，在該細(xì)胞分裂形成的精細(xì)胞中，含15N的精子所占比例為50%
D．給水稻提供14CO2，體內(nèi)可以存在14C的轉(zhuǎn)移途徑14CO2→14C3→(14CH2O)
解析：C　[18O2標(biāo)記以后放射性元素首先出現(xiàn)在H2O中，但是水又可以作為反應(yīng)物，如果水作為反應(yīng)物，那么放射性元素又可以出現(xiàn)在CO2中，A正確；用32S標(biāo)記甲硫氨酸，如果是分泌蛋白，附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體將出現(xiàn)放射性，如果不是分泌蛋白也可以在游離的核糖體上出現(xiàn)放射性，B正確；若將該精原細(xì)胞的一個(gè)DNA分子一條鏈用15N標(biāo)記，由于減數(shù)分裂過(guò)程中DNA分子只復(fù)制一次，且DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制，所以該細(xì)胞減數(shù)分裂形成的4個(gè)精子細(xì)胞中有1個(gè)含15N，即含15N的精細(xì)胞所占的比例為25%，C錯(cuò)誤，水稻葉肉細(xì)胞吸收C18O2進(jìn)行光合作用合成葡萄糖，體內(nèi)可存在14C的轉(zhuǎn)移途徑14CO2→14C3→(CH2O)，D正確。]
5．取1個(gè)含有1對(duì)同源染色體的精原細(xì)胞，用15N標(biāo)記細(xì)胞核中的DNA，然后放在含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，讓其連續(xù)進(jìn)行兩次有絲分裂，形成4個(gè)細(xì)胞，這4個(gè)細(xì)胞中含15N的細(xì)胞個(gè)數(shù)所占比例不可能是(　　)
A．1　　B.　　C.　　D.
解析：D　[細(xì)胞分裂過(guò)程中先進(jìn)行DNA復(fù)制。方式是半保留復(fù)制。圖示辨析如下：

可以看出，最后形成的4個(gè)子細(xì)胞有3種情況：第一種情況是4個(gè)細(xì)胞都是，第二種情況是2個(gè)細(xì)胞是,1個(gè)細(xì)胞是,1個(gè)細(xì)胞是；第三種情況是2個(gè)細(xì)胞是，另外2個(gè)細(xì)胞是。]
6．某研究性學(xué)習(xí)小組以細(xì)菌為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，運(yùn)用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心法對(duì)有關(guān)DNA復(fù)制的方式進(jìn)行了探究(已知培養(yǎng)用的細(xì)菌大約每20 min分裂一次，產(chǎn)生子代，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)相關(guān)圖示)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)實(shí)驗(yàn)三的離心結(jié)果為：如果DNA位于1/2重帶和1/2輕帶位置，則是__________復(fù)制；如果DNA位于全中帶位置，則是__________復(fù)制。為了進(jìn)一步得出結(jié)論，該小組設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)四，請(qǐng)分析：如果DNA位于______(位置及比例，下同)帶位置，則是全保留復(fù)制；如果DNA位于__________帶位置，則是半保留復(fù)制。
(2)若將實(shí)驗(yàn)三得到的DNA雙鏈分開(kāi)后再離心，其結(jié)果__________(填“能”或“不能”)判斷DNA的復(fù)制方式。為什么？__________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)若實(shí)驗(yàn)三的離心結(jié)果為：如果DNA位于1/2重帶和1/2輕帶位置，則是全保留復(fù)制，因?yàn)槿Ａ魪?fù)制產(chǎn)生的子代是兩條鏈含14N的DNA，分布在輕帶位置，而親代DNA的兩條鏈含15N，位于重帶位置；如果DNA位于全中帶位置，則是半保留復(fù)制，子代DNA都是一條鏈含14N，一條鏈含15N，所以處于中帶位置，同理，實(shí)驗(yàn)四中如果DNA位于1/4輕帶和3/4重帶位置，則是全保留復(fù)制；如果DNA位于1/2中帶和1/2重帶位置，則是半保留復(fù)制。(2)若將實(shí)驗(yàn)三得到的DNA雙鏈分開(kāi)后再離心，其結(jié)果不能判斷DNA的復(fù)制方式。因?yàn)椴徽撌侨Ａ魪?fù)制還是半保留復(fù)制，實(shí)驗(yàn)結(jié)果都是一樣的，都會(huì)出現(xiàn)位于1/2中帶和1/2重帶位置。
答案：(1)全保留　半保留　1/4輕帶和3/4重　1/2中帶和1/2重　(2)不能　不論是全保留復(fù)制還是半保留復(fù)制，實(shí)驗(yàn)結(jié)果都是一樣的