（浙江专用）2013年高考生物第二轮复习 专题四第1讲 遗传的物质基础 浙教版

1 专题四专题四 生物的遗传第生物的遗传第 1 1 讲讲 遗传的物质基础遗传的物质基础 考纲点击考纲点击 知识内容要求 1 核酸是遗传物质的证据 2 DNA 的分子结构和特点 3 遗传信息的传递 4 遗传信息的表达 考场传真考场传真 1 2012 江苏 2 人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程 下列有关叙述正 确的是 A 孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质 B 噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力 C 沃森和克里克提出在 DNA 双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数 D 烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是 RNA 2 2012 安徽理综 5 图示细胞内某些重要物质的合成过程 该过程发生在 A 真核细胞内 一个 mRNA 分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链 B 原核细胞内 转录促使 mRNA 在核糖体上移动以便合成肽链 C 原核细胞内 转录还未结束便启动遗传信息的翻译 D 真核细胞内 转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译 3 2011 浙江理综 32 3 以下为某家族甲病 设基因为 B b 和乙病 设基因为 D d 的遗传家系图 其中 1不携带乙病的致病基因 请回答 B 基因可编码瘦素蛋白 转录时 首先与 B 基因启动部位结合的酶是 B 基因 刚转录出来的 RNA 全长有 4 500 个碱基 而翻译成的瘦素蛋白仅由 167 个氨基酸组成 说明 翻译时 一个核糖体从起始密码子到达终止密码子约需 4 秒钟 实际上合成 100 个瘦素蛋白分子所需的时间约为 1 min 其原因是 若 B 基因中编码第 105 位精氨酸的 CCT 突变成 ACT 翻译就此终止 由此推断 mRNA 上的 为终止密码子 4 2009 浙江理综 31 2 3 正常小鼠体内常染色体上的 B 基因编码胱硫醚 裂解酶 G 酶 体液中的 H2S 主要由 G 酶催化产生 为了研究 G 酶的功能 需要选育基因型 为 B B 的小鼠 通过将小鼠一条常染色体上的 B 基因去除 培育出了一只基因型为 B B 的 雄性小鼠 B 表示具有 B 基因 B 表示去除了 B 基因 B 和 B 不是显隐性关系 请回答 1 B 基因控制 G 酶的合成 其中翻译过程在细胞质的 上进行 通过 tRNA 上的 与 mRNA 上的碱基识别 将氨基酸转移到肽链上 酶的催化反应具有高效性 胱硫醚 在 G 酶的催化下生成 H2S 的速率加快 这是因为 2 下图表示不同基因型小鼠血浆中 G 酶浓度和 H2S 浓度的关系 B B 个体的血浆中 2 没有 G 酶而仍有少量 H2S 产生 这是因为 通过比较 B B 和 B B 个体的基因 型 G 酶浓度与 H2S 浓度之间的关系 可得出的结论是 考向分析考向分析 遗传的物质基础这一专题在浙江省高考中越来越受重视 在 2009 年和 2011 年高考中都 有命题 而且是非选择题 占的分值比较大 2013 年高考中仍有命题可能性 因为这一专题 中可挖掘的知识比较多 1 人类对遗传物质的探索过程主要考查将 DNA 和其他成分分开 单独观察 DNA 的作用 并利用这一思路在新情境下设计新的实验 也有可能对两个实验进行拓展分析 如 2011 年 广东理综第 2 题分析肺炎双球菌转化实验 2 DNA 分子的结构和复制 基因一般单独考查的概率较小 特别是关于碱基的计算多年 未见命题 2010 年的山东理综卷第 7 题结合细胞有丝分裂考查了 DNA 分子的复制 基因突变 发生于 DNA 分子复制时 DNA 分子复制发生于细胞分裂间期 因此 DNA 分子的复制与基因 突变 细胞分裂也可能会有联系 3 转录和翻译是重点内容 考查焦点主要是对转录和翻译过程的理解 如浙江省 2009 年第 31 题第 2 小题和 2011 年第 32 题第 3 小题都主要考查此内容 4 蛋白质是生命活动的承担者和体现者 在高考命题中 本部分内容前后联系 灵活 性较大 凡是涉及蛋白质的地方都可以相联系 蛋白质的计算 碱基的计算 核糖体的功能 分泌蛋白的合成与分泌 DNA 分子的结构 基因突变 酶 激素调节等都可以与之形成综合 题 基因突变可能导致性状的改变 也可能不改变生物的性状 而性状由蛋白质体现 因此 基因突变与蛋白质的合成也可综合考查 5 基因决定性状有两种方式 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 基 因通过控制酶或蛋白质类激素的合成间接决定性状 命题时可以通过实例考查基因决定性状 的方式 浙江省 2009 年第 31 题第 3 小题主要考查此内容 知识网络知识网络 热点例析热点例析 热点一 生物的遗传物质 1 肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较 3 2 几个探索实验整合 3 遗传物质总结 生物所含核酸所含核苷酸含氮碱基遗传物质 细胞生物 原 核生物 真核 生物 5 种 A T C G U 均为 DNA 病毒 RNA 1 种 为 DNA4 种脱氧核苷酸 4 种 A T C G DNA 病毒 DNA 病 毒 1 种 为 RNA4 种核糖核苷酸 4 种 A U C G RNA 例 1 在 噬菌体侵染细菌 的实验中 如果对 35S 标记的噬菌体实验组 甲组 不 4 进行搅拌 32P 标记的噬菌体实验组 乙组 保温时间过长 则会出现的异常结果是 A 甲组沉淀物中也会出现较强放射性 乙组上清液中也会出现较强放射性 B 甲组上清液中也会出现较强放射性 乙组上清液中也会出现较强放射性 C 甲组沉淀物中也会出现较强放射性 乙组沉淀物中也会出现较强放射性 D 甲组上清液中也会出现较强放射性 乙组沉淀物中也会出现较强放射性 解析 解析 搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体蛋白质外壳与细菌分离 对 35S 标记的噬 菌体实验组 甲组 不进行搅拌 带放射性的蛋白质外壳依然吸附在细菌表面 则甲组沉淀 物中也会出现较强放射性 如果保温时间过长 少量被侵染的细菌裂解会释放出有放射性子 代噬菌体 乙组上清液中也会出现较强放射性 答案 答案 A 方法归纳方法归纳 噬菌体侵染细菌的实验中的放射性分析 触类旁通触类旁通 1 2012 浙南 浙北一模 某生物兴趣小组利用同位素示踪法 重复了赫尔 希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验的部分实验 预测实验结果是 沉淀物中放射性强 可是检 测实验结果时 却得到了相反的结果 上清液中放射性强 你认为最可能的原因是 A 实验时间过长 细菌解体 子代噬菌体被释放出来 B 实验时间过短 大量的子代噬菌体没有被释放出来 C 搅拌力度过大 大量的亲代蛋白质外壳与细菌分离 D 搅拌力度过小 大量的亲代蛋白质外壳没有和细菌分离 热点二 中心法则中相关过程比较 1 DNADNA 复制 转录 翻译 逆转录 RNARNA 复制的比较 项目DNA 复制转录翻译逆转录RNA 复制 场所 主要在细胞 核内 主要在细胞 核内 核糖体 模板DNA 的两条链DNA 的一条链 mRNARNARNA 原料 4 种脱氧核苷 酸 4 种核糖核苷 酸 20 种氨基酸 4 种脱氧核苷 酸 4 种核糖核苷 酸 酶 DNA 解旋酶 DNA 聚合酶 RNA 聚合酶等酶逆转录酶等RNA 聚合酶等 碱基 配对 A T G C A U G C A U G C A T U A C G A U 5 原则T A C G T A C G U A C G C G G C G C U A 结果 两个子代 DNA 分子 mRNA 蛋白质 DNARNA 信息 传递 DNA DNADNA mRNA mRNA 蛋白 质 RNA DNARNA RNA 实例 绝大多数生 物 绝大多数生 物 所有生物艾滋病病毒 烟草花叶病 毒 2 2 遗传信息 密码子和反密码子 遗传信息密码子反密码子 概念 基因中脱氧核苷酸的排 列顺序 mRNA 中决定一个氨基酸 的三个相邻核糖核苷酸 tRNA 中与 mRNA 密码子 互补配对的三个核糖核 苷酸 作用控制生物的遗传性状 直接决定蛋白质中的氨 基酸序列 识别密码子 转运氨基 酸 种类 基因中脱氧核苷酸种类 数目和排列顺序的不同 决定了遗传信息的多样 性 64 种 其中 61 种能翻 译出氨基酸 3 种终止 密码子 不能翻译氨基 酸 61 种 或 tRNA 也为 61 种 联系 基因中脱氧核苷酸的序列mRNA 中核糖核苷酸的序列 mRNA 中碱 决定 基序列与基因模板链中碱基序列互补 密码子与相应反密码子的序列互补 配对 3 基因对性状的控制图解 例 2 2012 广州一模 周期性共济失调是一种由常染色体上的基因 用 A 或 a 表示 控制的遗传病 致病基因导致细胞膜上正常钙离子通道蛋白结构异常 从而使正常钙离子通 道的数量不足 造成细胞功能异常 该致病基因纯合会导致胚胎致死 患者发病的分子机理 如下图所示 请回答下列问题 6 1 图中的过程 是 与过程 有关的 RNA 种类有哪些 如果细胞的核仁被破坏 会直接影响图中 结构 的形成 2 虽然正常基因和致病基因转录出的 mRNA 长度是一样的 但致病基因控制合成的异 常多肽链较正常多肽链短 请根据图示推测其原因 3 图中所揭示的基因控制性状的方式是 解析 解析 1 由图看出 是转录 是翻译 翻译过程需要 mRNA 作为模板 tRNA 转运 氨基酸 rRNA 组成翻译场所 核仁与 RNA 的合成及核糖体的形成有关 如果细胞的核仁被破 坏 会直接影响图中核糖体的形成 2 基因突变使基因中碱基发生替换 使对应的密码子变为终止密码子 虽然正常基 因和致病基因转录出的 mRNA 长度是一样的 但致病基因控制合成的异常多肽链较正常多肽 链短 3 由图看出 基因通过转录和翻译控制蛋白质的结构 蛋白质是生物体性状的主要 体现者 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 答案 答案 1 转录 tRNA rRNA mRNA 核糖体 2 基因中碱基发生替换 使对应的密码子变为终止密码子 3 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 方法归纳与核酸有关的几种重要的酶 解旋酶 打开氢键 DNA 聚合酶 连接单个脱氧核苷酸到已有单链上 DNA 连接酶 连接两个 DNA 片段 RNA 聚合酶 催化合成 RNA 分子 DNA 酶 水解 DNA RNA 酶 水解 RNA 触类旁通 2 2012 浙江宁波期末 图示 DNA 分子片段 基因 控制蛋白质的合成过程 下面的说法错误的是 A 图中包含 8 种核苷酸 B DNA 双链中 为模板链 C 在 链上可以有若干个核糖体同时进行工作 D 代表的氨基酸只能由一种特定转运 RNA 搬运 误区警示误区警示 1 格里菲思的肺炎双球菌转化实验仅仅证明了加热杀死的 S 型细菌体内含 转化因子 并未证明何种物质为遗传物质 艾弗里实验和噬菌体侵染细菌实验才证明了 DNA 是遗传物质 2 噬菌体侵染细菌实验中 一组噬菌体用 32P 标记 另一组噬菌体用35S 标记 而不是 用 32P 和35S 同时标记同一组噬菌体 3 噬菌体侵染细菌实验是探究性实验 起初并不知噬菌体的蛋白质外壳留在外面 只 向细菌内注入了 DNA 只有通过此实验才明确了此过程 从而也证明了噬菌体的遗传物质是 DNA 4 原核细胞内同时有 DNA 和 RNA 两种核酸 只有病毒只存在一种核酸 5 真核细胞的转录在细胞核中 翻译在细胞质中 而且是先转录 后翻译 不同时 不同地 原核细胞无核膜的阻隔 转录出一段 RNA 这一部分 RNA 就可与核糖体结合进行翻 译 即转录和翻译同时进行 同时 同地 6 mRNA tRNA rRNA 都是由 DNA 转录而来 7 tRNA 呈三叶草形 也具有双链区段 能发生碱基互补配对 7 8 只有基因才能进行转录 DNA 上无遗传效应的片段 相邻基因之间的区段 不能进行 转录 9 密码子共有 64 种 决定的氨基酸只有 20 种 每种氨基酸对应一种或几种密码子 可由一种或几种 tRNA 转运 但一种密码子只能决定一种氨基酸 且一种 tRNA 只能转运一种 氨基酸 61 种决定氨基酸的密码子与 tRNA 间是一一对应关系 1 S 型肺炎双球菌菌株是人类肺炎和小鼠败血症的病原体 而 R 型菌株却无致病性 下 列有关叙述正确的是 A 加热杀死的 S 型菌与 R 型菌混合使 R 型菌转化成 S 型菌属于基因突变 B S 型菌与 R 型菌的结构不同是由于遗传物质有差异 C 肺炎双球菌利用人体细胞的核糖体合成蛋白质 D 高温处理过的 S 型菌蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应 2 2012 江苏苏中三市一模 1952 年赫尔希和蔡斯以 T2噬菌体为材料 利用同位素 示踪技术进行实验 证明 DNA 是遗传物质 相关叙述不正确的是 A 用同位素标记的化合物化学性质不变 B 选择 32P 和35S 分别标记噬菌体 DNA 和蛋白质 C 实验结果表明噬菌体 DNA 没有进入大肠杆菌 D 混合培养的时间 温度等均可能影响实验结果 3 2012 浙江宁波期末 下图为真核细胞 DNA 复制过 程模式图 相关分析不正确的是 A 酶 为 DNA 解旋酶 能使 DNA 双链解开 酶 为 DNA 聚合酶 可将游离的脱氧核苷 酸结合在一起 B 图中可体现出边解旋边复制及半保留复制的特点 C 在复制完成后 甲 乙可在有丝分裂后期 减数第二次分裂后期分开 D 若该 DNA 分子中复制前有 1000 个碱基对 其中 A 200 个 则图示过程完成共需 C 原 料 300 个 4 2012 浙江五校一模 下图为翻译过程 所示的物质或结构彻底水解后产物种类最 多的是 A B C D 5 用 15N 标记含有 100 个碱基对的 DNA 分子 其中有胞嘧啶 60 个 该 DNA 分子在14N 的 培养基中连续复制 4 次 其结果可能是 A 含有 15N 的 DNA 分子占 1 8 B 含有 14N 的 DNA 分子占 7 8 C 复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸 320 个 D 复制结果共产生 8 个 DNA 分子 6 2012 浙江五校一模 下列有关染色体 DNA 基因 脱氧核苷酸的说法 不正确 的是 8 A 在 DNA 分子结构中 与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸基和一个碱基 B 基因一般是具有遗传效应的 DNA 片段 一个 DNA 分子上可含有成百上千个基因 C 一个基因含有许多个脱氧核苷酸 基因的特异性是由脱氧核苷酸的种类 数目和排 列顺序决定的 D 染色体是 DNA 的主要载体 一条染色体上含有 1 个或 2 个 DNA 分子 7 7 下面甲图表示真核细胞中遗传信息的流动方向 乙图表示蛋白质合成 加工 运输 分泌的途径 请据图回答下列问题 在 中填图中序号 甲图 乙图 1 甲图中 过程 发生在有丝分裂的间期和 前的间期 催化过程 的酶有 过程 的实质是将 mRNA 中的碱基序列翻译为蛋白质的 若 a b 为 mRNA 的两端 则核糖体在 mRNA 上的移动方向是 2 乙图接收信号的物质基础是 对物质 进行加工 分类 包装 的细胞器是 若乙是人体细胞 则人在安静状态和剧烈运动状态下 消耗等量氧气 产生二氧化碳量前者 后者 将乙细胞进行离体培养 则培养液含有糖 氨基酸 无机盐 微量元素等营养物质 通常还需要加入 等一些天然成分 8 回答下列关于遗传密码破译的相关问题 1 1954 年 科学家对遗传密码进行探讨 RNA 分子中有 种碱基 构成 生物体的蛋白质分子中约有 种氨基酸 因此编码一个氨基酸至少需要 个相邻的碱基 才能组合出构成蛋白质全部氨基酸所需的遗传密码 2 科学家进一步讨论遗传密码的阅读方式 重叠或非重叠的方式 阅读框如下图 如果密码的阅读方式是非重叠的 一个碱基的替换最多会影响 个氨基酸 如果 密码的阅读方式是重叠的 一个碱基的替换最多影响 个氨基酸 后来人们发现 在镰刀形细胞贫血症患者的血红蛋白中仅有一个氨基酸发生了改变 这说明密码的阅读方式 是 非重叠阅读方式 重叠阅读方式 3 1961 年 克里克和其同事用噬菌体做实验 如果 DNA 分子缺失或插入 1 个 2 个 4 个碱基 所得到的重组体都是严重缺陷的 不能感染大肠杆菌 而缺失或插入 3 个核苷酸 所得到的重组体却具有感染性 这为遗传密码是由 个碱基构成 阅读方式是 的 以及遗传密码之间 填 有 或 无 分隔符的观点提供了实验 9 证据 4 尼伦伯格使用只有尿嘧啶的多聚核糖核苷酸 在无细胞的蛋白质合成体系中合成 了多聚苯丙氨酸 由此推断苯丙氨酸的反密码子是 参考答案参考答案 命题调研命题调研 明晰考向明晰考向 考场传真考场传真 1 B 解析 解析 孟德尔并没有弄清楚遗传因子的化学本质 遗传因子 即基因 是 DNA 的 事实是艾弗里首先在实验中证明的 在噬菌体侵染细菌的实验中 赫尔希和蔡斯并没有把 DNA 和蛋白质进行分离提纯 但使用同位素示踪的技术将 DNA 和蛋白质进行了分开研究 说 服力更强 在沃森 克里克之前 查哥夫已证明 DNA 中嘌呤数与嘧啶数是相等的 烟草花叶 病毒感染烟草实验只能说明烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA 不能说明其他病毒的遗传物质 也是 RNA 2 C 解析 解析 据图可知 转录和翻译过程同时进行 由此判断该过程发生在原核细胞内 C 项正确 真核细胞核内转录完成后 初始转录的 mRNA 经加工修饰后通过核孔进入细胞质 与核糖体结合完成翻译过程 转录和翻译不能同时进行 A D 两项错误 核糖体沿 mRNA 移 动合成肽链的过程为翻译而不是转录 B 项错误 3 解析 解析 基因表达过程包括转录和翻译 转录时 首先与 B 基因启动部位结合的酶是 RNA 聚合酶 RNA 中 4 500 个碱基只翻译出了 167 个氨基酸 说明并不是全部的 RNA 都翻译 出氨基酸 RNA 需要加工后才能翻译 进行翻译时 1 min 内合成了 100 个瘦素蛋白 翻译 速度非常迅速 原因是一条 mRNA 分子可与多个核糖体结合 同时进行多条肽链的合成 基 因中的 ACT 转录出的 mRNA 应为 UGA 这时翻译终止 说明终止密码子为 UGA 答案 答案 RNA 聚合酶 转录出来的 RNA 需要加工才能翻译 一条 mRNA 上有多个核糖体同时 翻译 UGA 4 答案 答案 1 核糖体 反密码子 G 酶降低反应的活化能 2 血浆中的 H2S 不仅仅由 G 酶催化产生 基因可通过控制 G 酶的合成来控制 H2S 的浓 度 体系构建体系构建 聚焦热点聚焦热点 热点例析热点例析 触类旁通 1 A 解析 解析 该实验中 沉淀物主要是细菌体 上清液主要含有噬菌体及 其蛋白质外壳 该小组得到上清液中放射性强的结果 原因可能是实验时间过长 细菌解体 子代噬菌体被释放出来 触类旁通 2 D 解析 解析 一种氨基酸可能有多种遗传密码与之匹配 由于密码子与转 运 RNA 上的反密码子是一一对应的关系 也就是说一种氨基酸可能被多种转运 RNA 运输 创新模拟创新模拟 预测演练预测演练 1 B 解析 解析 加热杀死的 S 型菌与 R 型菌混合使 R 型菌转化成 S 型菌属于基因重组 肺 炎双球菌利用自身的核糖体合成蛋白质 高温处理过的蛋白质因变性空间结构被破坏 但双 缩脲试剂仍可以和肽键发生紫色反应 2 C 解析 解析 同位素可用于追踪物质的运行和变化规律 用示踪元素标记的化合物 其 化学性质不变 噬菌体的 DNA 和蛋白质分别用 32P 和35S 标记 新得到的噬菌体可检测到放射 性 32P 而没检测到35S 说明进入大肠杆菌的是