2012版高考生物 3-2-1精品系列专题07 遗传的分子基础（教师版）

1 20122012 版高考生物版高考生物 3 2 13 2 1 精品系列专题精品系列专题 专题知识框架专题知识框架 考纲解读考纲解读 考点 考纲要 求 考察角度 人类对遗传物质的探 索过程 格里菲斯肺炎双球菌转化实验 艾弗里肺炎双球菌转 化实验 以及噬菌体侵染大肠杆菌实验的思路 原理 过程 现象 结论 注意问题及实验设计 2 DNA 分子结构的主要特 点 DNA 分子双螺旋结构模型的建立 DNA 分子的结构特点 以及有关碱基互补配对的有关计算 DNA 分子的复制 DNA 分子复制的原理 方式 过程 结果及有关计算 遗传信息的转录和翻 译 基因表达的概念 转录 翻译的概念 场所 原料 条件 过程 结果 密码子 反密码子的概念 转录 翻译 与 DNA 的复制与蛋白质合成间的有关计算 基因的概念与中心法 则 基因 遗传信息的概念以及 DNA 分子的多样性 特异 性的特点 中心法则与遗传信息的传递 基因与形状 的关系 基因决定性状的途径 基因 环境对形状的 共同作用 三年高考命题分析与命题趋势三年高考命题分析与命题趋势 三年高考命题分析 三年高考命题分析 从近四年高考生物试题看 不管是大纲地区还是课标地区 本部分知识都是考查的重 点之一 在选择 简答中都占有一定比例 且分值相对较高 在过去几年的考查中 侧重 在对 DNA 是主要的遗传物质实验的考查 DNA 结构 复制以及转录翻译的有关计算 基因 的转录 翻译过程机比较的考查以及重要相关概念的比较区别的考查 大纲地区的基因结 构也是重要的考查知识 各地考查相对均衡 广东 上海尤重 考查题型上主要分两类 选择 简答 基本的概念 基本知识的比较以及有关 DNA 结构 复制 转录 翻译 合成蛋白质的有关数量计算 多为选择题 而相关实验的设计 中心 法则与信息流的识图作答的有关问题多以简答题出现 命题趋势 命题趋势 DNA 是遗传物质的经典实验及拓展应用一直受到历年高考命题专家的青睐 预计 2011 3 年高考 此类试题还会变化问题情境 以选择题的方式出现 难度系数维持在 0 56 左右 以肺炎双球菌为素材 考查原核细胞的结构与功能特性 预计这种命题思路可能会被采纳 单纯的知识点或概念的考查日趋减少 取而代之的是多知识 多角度的综合交叉的辨析考 查 核心考点要点归纳核心考点要点归纳 考点一 DNA 是遗传物质经典实验分析 1 肺炎双球菌转化实验的分析 体内转化实验体外转化实验 实验者格里菲思艾弗里及同事 培养细菌用小鼠 体内 用培养基 体外 实验原则R 型细菌与 S 型细菌的毒性对照S 型细菌各成分作用的相互对照 实验结果加热杀死的 S 型细菌能使 R 型细菌 S 型细菌 S 型细菌的 DNA 使 R 型细菌 S 型细菌 实验结论S 型细菌体内含有 转化因子 S 型细菌的 DNA 是遗传物质 两实验联系 所用材料相同 都是肺炎双球菌 R 型和 S 型 体内转化实验是基础 仅说明 S 型细菌体内有 转化因子 体外转化实验进一 步证明 转化因子 是 DNA 两实验都遵循对照原则 单一变量原则 注意 格里菲思的体内转化实验只提出 S 型细菌体内有转化因子 并没有具体证 明哪种物质是遗传物质 最终证明 DNA 是遗传物质的是艾弗里 肺炎双球菌转化实验中的对照设计 4 2 噬菌体侵染细菌的实验 1 实验思路及方法 S 是蛋白质特有的元素 P 几乎都存在于噬菌体 DNA 分子中 用放射性同位素 32P 和 35S 分别标记 DNA 和蛋白质 直接单独地观察它们的作用 2 侵染特点及过程 进入细菌体内的是噬菌体的 DNA 噬菌体蛋白质留在外面不起作用 噬菌体侵染细菌要经过吸附 注入核酸 合成 组装 释放五个过程 噬菌体增殖场所是大肠杆菌细胞内 除噬菌体的 DNA 做模板起指导作用外 其余的原料 脱氧核苷酸和氨基酸 合成蛋白质的场所核糖体 ATP 和相关酶全由大肠杆菌提供 3 结果及分析 分组结果结果分析 含 32P 噬菌体 细菌 上清液中几乎无 32P 32P 主要分布在宿主细胞内 32P DNA 进入了宿主细胞 内 对比实验 相互对 照 含 35S 噬菌体 细菌 宿主细胞内无 35S 35S 主 要分布在上清液中 35S 蛋白质外壳未进入宿 主细胞留在外面 注意 必须分两组分别标记进行实验 不能同时对噬菌体既标记 35S 又标记 32P 该实验不能标记 C H O N 这些 DNA 和蛋白质共有的元素 4 结论 DNA 是遗传物质 噬菌体侵染细菌实验中 32P 和 35S 的存在部位 该实验不能证明蛋白质不是遗传物质 因为蛋白质外壳留在外面 其作用不能证明 该实验可同时证明 a DNA 分子具有相对稳定性 b DNA 能自我复制 使前后代保 5 持一定的连续性 c DNA 能控制蛋白质的生物合成 但不能证明 DNA 分子产生可遗传的变异 5 拓展提升 少量放射性出现的原因 b 用 35S 标记实验时 沉淀物中出现少量放射性的原因 可能由于搅拌不充分 有少 量 35S 的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面 随细菌离心到沉淀物中 使沉淀物中出现少 量的放射性 两个经典实验的实验设计思路和设计原则 对照原则是相同的 但所用技术手段 物质提纯与分离技术和同位素标记技术 实验材料 实验结论 能否证明蛋白质不是遗 传物质方面 都是不相同的 考点二 DNA 分子结构 1 DNA 分子结构模式图信息解读 1 每个 DNA 片段中 游离的磷酸基团有 2 个 2 之间的数量关系 1 1 1 3 和 之间的化学键为磷酸二酯键 用限制性核酸内切酶处理可切断 用 DNA 连接酶处理可连接 4 碱基对之间的化学键为氢键 可用解旋酶断裂 也可加热断裂 5 每个脱氧核糖连接着 2 个磷酸 分别在 3 号 5 号碳原子上相连接 6 6 若碱基对为 n 则氢键数为 2n 3n 之间 若已知 A 有 m 个 则氢键数为 3n m 2 DNA 分子特性 1 稳定性 磷酸和脱氧核糖交替连接 排列在外侧构成基本骨架 2 多样性 碱基对多种多样的排列次序 注意 若某 DNA 分子中有 n 个碱基对 则排列顺序有 4n 种 其中 n 代表碱基对数 3 特异性 每种 DNA 分子都有特定的碱基对排列顺序 代表了特定的遗传信息 3 DNA 中碱基数量的计算 解题时先画出简图 根据碱基互补配对原则推知规律 规律 1 在双链 DNA 分子中 互补碱基两两相 等 A T C G A G C T 即嘌呤碱基总 数等于嘧啶碱基总数 规律 2 在双链 DNA 分子中 互补的两碱基之和 如 A T 或 C G 占全部碱基的比 例等于其任何一条单链中这两种碱基之和占该单链中碱基数的比例 单双链转化 公式 规律 3 DNA 分子一条链中 A G C T 的比值的倒数等于互补链中该种碱基的比 值 在整个 DNA 分子中该比值等于 1 规律 4 DNA 分子一条链中 A T C G 的比值等于其互补链和整个 DNA 分子中该 种比例的比值 规律 5 不同生物的 DNA 分子中互补配对的碱基之和的比值不同 即 A T C G 的值不同 该比值体现了不同生物 DNA 分子的特异性 规律 6 若已知 A 占双链的比例 c 则 A1 单链的比例无法确定 但最大值可求出为 2c 最小值为 0 考点三 DNA 复制方式 通过 探究 DNA 复制方式 的考查 提升 具备验证简单生物学事实 并能对实验现 象和结果进行解释 分析和处理 的能力 1 DNA 复制方式 可以通过设想来进行预测 可能的情况是 全保留复制 半保留复 制 分散复制 7 2 1 探究 DNA 复制的方法和原理 方法 同位素标记法 原理 根据 DNA 分子比重不同 借助离心技术 通过离心后 DNA 在试管中位置确定 复制方式 2 结果分析 已知某一被 15N 标记的 DNA 分子 亲代 转移到含有14N 的培养基中培养 复制 若 干代 其结果分析如下 DNA 分子的特点DNA 中脱氧核苷酸的特点 不同 DNA 分子占全部 DNA 分子之比 不同脱氧核苷酸 链占全部链之比 世 代 分 子 总 数 细胞中的 DNA 分子离 心后在管中 的位置 只含 15N 的分子 含 14N 15N 的杂种分子 只含 14N 的分子 链总 数含 15N 的链 含 14N 的链 01 全在下部 100210 12 全在中部 01041 21 2 24 1 2 中部 1 2 上部 01 21 281 43 4 38 1 4 中部 3 4 上部 01 43 4161 87 8 n2n 2 2n中部 1 2 2n上 部 0 2 2n 或 1 2n 1 1 2 2n2n 1 1 2 n 1 1 2 n 8 考点四 DNA 与 RNA 的比较 1 比较 项目 DNARNA 全称脱氧核糖核酸核糖核酸 碱基A T G CA U G C 磷酸磷酸磷酸 组成 成分 五碳糖脱氧核糖核糖 基本单位脱氧核苷酸核糖核苷酸 空间结构规则的双螺旋结构通常是单链结构 类型通常只有一种三种 mRNA tRNA rRNA 分布主要在细胞核中主要在细胞质中 功能 主要的遗传物质 只 要生物体内有 DNA DNA 就是遗传 物质 生物体内无 DNA 时 RNA是遗传物质 参 与蛋白质的合成 即翻译工作 少数 RNA 有 催化作用 鉴定被甲基绿染成绿色被吡罗红染成红色 相同点 化学组成成分中都有磷酸及碱基 A C G 二者都是核酸 核酸中的碱基序 列代表遗传信息 联系 RNA 是以 DNA 的一条链为模板转录产生的 即 RNA 的遗传信息来自 DNA 2 要确定是 DNA 还是 RNA 必须知道碱基的种类或五碳糖的种类 是单链还是双链 还必须知道碱基比率 考点五 复制 转录 翻译比较考点五 复制 转录 翻译比较 复制转录翻译 9 时期细胞分裂的间期 在生长发育的连续过程 中 在生长发育的连续过 程中 场所 细胞核 线粒体 叶绿 体 细胞核 线粒体 叶绿 体 细胞质中核糖体上 模板 以 DNA 解旋的两条链为 模板 以 DNA 解旋的一条链为 模板 以 mRNA 为模板 原料4 种脱氧核苷酸4 种核糖核酸20 种氨基酸 条件酶 能量酶 能量酶 能量 tRNA 碱基配 对方式 A T T A C G G C A U T A C G G C A U U A C G G C 遗传信 息 传递方 向 DNA DNADNA RNA RNA 蛋白质 特点 边解旋边复制 半保留复制 边解旋边转录 转录后 的 DNA 仍然保留原来的 双链结构 mRNA 分子可被多个核 糖体结合进行多肽链 的合成 产物两个双链 DNA 分子1 条单链的 mRNA多肽或蛋白质 注 遗传信息 密码子和反密码子的比较 一 含义及作用 1 遗传信息 基因中脱氧核苷酸 或碱基 的排列顺序 2 密码子 mRNA 上决定一个氨基酸的 3 个相邻碱基 决定氨基酸的排序 3 反密码子 与 mRNA 中的密码子互补的 tRNA 一端的 3 个碱基 起识别密码子的作用 二 联系 1 遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序 通过转 录 使遗传信息传递到 mRNA 的核糖核苷酸的排列顺序上 2 mRNA 的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列 顺序 反密码子则起到翻译的作用 10 三 对应关系 一种密码子只能决定一种氨基酸 终止密码子除外 一种氨基酸可由一种或多种密 码子决定 基因对性状的控制 考点六 中心法则 1 图解 2 含义 包括五个方面 而且均遵循碱基互补配对原则 DNA 复制 转录 遗 传信息由 DNA 传递给 mRNA 逆转录 某些病毒在逆转录酶的作用下 以 RNA 为模板合 成 DNA 翻泽 以 mRNA 为模板合成特定蛋白质 表现出生物性状 RNA 复制 某些 RNA 病毒以自身 RNA 为模板合成 RNA 考点七 基因对性状的控制 1 通过控制酶的合成来控制代谢过程 从而控制生物性状 如白化病 豌豆的粒形 2 通过控制蛋白质分子结构来直接影响性状 如镰刀型细胞贫血症 囊性纤维病的病 因 3 基因与性状的关系 基因与性状的关系并不都是简单的线性关系 生物体的一个性状有时受多个基因的影响 如玉米叶绿素的形成至少与 50 多个不同基 因有关 有些基因则会影响多种性状 如决定豌豆开红花的基因也决定结灰色的种子 环境影响生物性状 性状 表现型 是由基因和环境共同作用的结果 20122012 高考真题之 遗传的分子基础高考真题之 遗传的分子基础 1 2012 上海卷 7 在细胞中 以 mRNA 作为模板合成生物大分子的过程包括 A 复制和转录 B 翻译和转录 C 复制和翻译 D 翻译和逆转录 11 2 2012 上海卷 11 赫尔希 A Hershey 和蔡斯 M Chase 于 1952 年所做的噬菌体侵 染细菌的著名实验进一步证实了 DNA 是遗传物质 这项实验获得成功的原因之一是噬菌体 A 侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞 B 只将其 DNA 注入大肠杆菌细胞中 C DNA 可用 15N 放射性同位素标记 D 蛋白质可用 32P 放射性同位素标记 答案 B 解析 噬菌体侵染细菌过程 只有 DNA 进入大肠杆菌细胞内 而蛋白质没有进入 保证了实验进行的单一变量原则 N15不具有放射性 且噬菌体的 DNA 和蛋白质中都含 N 如用 N 标记 不能达到分开研究的目的 C 错 噬菌体的蛋白质几乎不含 P D 错 如果噬 菌体的 DNA 和蛋白质都进入了大肠杆菌 则本实验是无法得到结论 B 确实是实验获得成 功的原因之一 考点定位 本题考查噬菌体侵染细菌实验的原理及其成功的原因 属于对识记 理 解层次的考查 3 2012 福建 5 双脱氧核苷酸常用于 DNA 测序 其结构与脱氧核苷酸相似 能参 与 DNA 的合成 且遵循碱基互补配对原则 DNA 合成时 在 DNA 聚合酶作用下 若连接上 的是双脱氧核苷酸 子链延伸终止 若连接上的是脱氧核苷酸 子链延伸继续 在人工合 成体系中 有适量的序列为 GTACATACATG 的单链模板 胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和 4 种脱氧 核苷酸 则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有 A 2 种 B 3 种 C 4 种 D 5 种 答案 D 解析 由 T 和 A 配对和在该模板上共有 4 个腺嘌呤 可推出正常情况下 新形成子 链上共有 4 个腺嘌呤 胸腺嘧啶双脱氧核苷酸可能与模板上的第 1 2 3 4 个腺嘌呤脱氧 核苷酸进行配对而使复制在相应的部位终止 也可能不与任何一个配对 DNA 正常复制 12 所以总共能形成 5 种不同长度的子链 考点定位 本题主要考查有关 DNA 分子复制和碱基互补配对的知识 属于对理解 应用层次的考查 4 2012 四川 1 蛙的受精卵发育成原肠胚的过程中 下列行为在细胞内不能发生 的是 A 基因的选择性表达式 B DNA 的半保留复制 C 同源染色体的分离 D 姐妹染色体的分开 答案 C 解析 蛙的受精卵发育成原肠胚的过程中 要经过细胞的分裂和分化 细胞分化的 实质是基因选择性表达的结果 故 A 正确 发育过程中的细胞分裂属有丝分裂 间期有 DNA 的复制 半保留复制 后期有姐妹染色体的分开 但没有同源染色体的分离 同源染 色体的分离发生在减数分裂过程中 故 B D 正确 C 错误 考点定位 本题考查细胞的生命历程 属于对识记 理解层次的考查 5 2012 重庆 2 针对耐药菌日益增多的情况 利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手 段的研究备受关注 下列有关噬菌体的叙述 正确的是 A 利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质 B 以宿主菌 DNA 为模板合成子代噬菌体的核酸 C 外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成 使该细菌死亡 D 能在宿主菌内以二分裂方式增殖 使该细菌裂解 6 2012 安徽 5 图示细胞内某些重要物质的合成过程 该过程发生在 13 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 答案 C 解析 由图可以直接看出 转录和翻译同时进行 即边转录边翻译 符合原核细胞 基因的表达特点 真核细胞的转录在细胞核中进行 翻译在细胞质的核糖体上进行 时间 和空间上是分开的 A D 错误 翻译时核糖体在 mRNA 上移动 B 错误 考点定位 本题考查基因表达的过程 及考生的识图 析图能力 属于对识记 理 解层次的考查 7 2012 全国新课程 1 同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白 组成这两种蛋 白质的各种氨基酸含量相同 但排列顺序不同 其原因是参与这两种蛋白质合成的 A tRNA 种类不同 B mRNA 碱基序列不同 C 核糖体成分不同 D 同一密码子所决定的氨基酸不同 答案 B 解析 细胞合成蛋白质过程中 决定氨基酸顺序的是 mRNA 碱基序列 任何蛋白质的 合成都需要运载20中氨基酸的 tRNA 和核糖体 同一密码子决定的氨基酸是相同的 考点定位 本题考查基因的表达的有关知识 属于对识记 理解层次的考查 8 2012 山东 5 假设一个双链均被 32P 标记的噬菌体 DNA 由 5000 个碱基对组成 其中腺嘌呤占全部碱基的 20 用这个噬菌体侵染只含 31P 的大肠杆菌 共释放出 100 个子 代噬菌体 下列叙述正确的是 A 该过程至少需要 3 105个鸟嘌呤脱氧核苷酸 B 噬菌体增殖需要细菌提供模版 原料和酶等 C 含 32P 与只含31P 的子代噬菌体的比例为 1 49 D 该 DNA 发生突变 其控制的性状即发生改变 14 答案 C 解析 由 5000 个碱基对组成双链 DNA 中 腺嘌呤占全部碱基的 20 则鸟嘌呤 G 占 30 即一个这样的 DNA 中 A T 2000 个 G C 3000 个 则 100 个子代噬菌体的 DNA 中共 含有鸟嘌呤 G3 105个 由一个噬菌体增殖到 100 个噬菌体的过程中 需要鸟嘌呤脱氧核 苷酸的数目为 3 105 3000 个 故选项 A 错误 噬菌体侵染细菌并增殖过程中 DNA 复制 转录所需的模板为噬菌体 DNA 转录和翻译 所需要的核糖核苷酸 核糖体 氨基酸以及酶等皆来自宿主细胞 细菌 故选项 B 错误 DNA 进行半保留复制 1 个双链都含 32P 的 DNA 复制后 子代中含有32P 的 DNA 一条 链含 32P 一条链含31P 的 DNA 共有 2 个 只含有31P 的 DNA 共有 98 个 二者的比例为 2 98 即 1 49 故选项 C 正确 由于 DNA 上有非基因序列 基因中有非编码序列以及密码子具有简并性等原因 DNA 发生突变并不意味着性状一定会发生改变 选项 D 错误 考点定位 本题考查噬菌体侵染细菌的实验 DNA 的结构 复制及其与性状的关系 属于对理解 应用层次的考查 9 2012 海南卷 5 关于大肠杆菌的叙述 正确的是 A 四环素能抑制细胞中蛋白质的合成 B 经诱变育种可获得人胰岛素高产菌株 C 细胞中只含有 A T C G 四种碱基 D T2噬菌体感染菌体 不会导致菌体裂解 10 2012 海南卷 6 关于微生物的叙述 错误的是 15 A 硝化细菌虽然不能进行光合作用 但是自养生物 B 蓝藻虽然无叶绿体 但在生态系统中属于生产者 C 酵母菌呼吸作用的终产物可通过自由扩散运出细胞 D 大肠杆菌遗传信息在细胞核中转录 在细胞质中翻译 答案 D 解析 硝化细菌不能进行光合作用 但可通过化能合成作用将氨等物质氧化为硝酸 盐和亚硝酸盐 利用该过程释放的能量合成自身的有机物 为自养生物 A 正确 蓝藻是 原核生物 没有叶绿体 但是细胞内含有藻蓝素和叶绿素 可以进行光合作用 在生态系 统中属于生产者 B 正确 酵母菌的代谢类型为兼性厌氧 有氧呼吸产物为水和二氧化碳 无氧呼吸产物为酒精和二氧化碳 都可以通过自由扩散运出细胞 C 正确 大肠杆菌为原 核生物 没有核膜 转录和翻译同时在细胞质中进行 D 不正确 考点定位 本题综合考查不同微生物的代谢类型 物质进出细胞的方式 基因的表 达等内容 考查学生对基础知识的理解和掌握 属于对识记 理解层次的考查 11 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 答案 B 解析 孟德尔发现了遗传因子 但不知道其化学本质 DNA 双螺旋结构中嘧啶数和 嘌呤数相等 烟草花叶病毒感染烟草实验只能生命其是 RNA 病毒 但不能说明其他病毒也 是 RNA 考点定位 本题考查有关遗传的一些基础知识 属于对识记层次的考查 12 2012 天津 7 13 分 生物分子间的特异性结合的性质广泛用于生命科学研究 以下实例为体外处理 蛋白质 DNA 复合体 获得 DNA 片段信息的过程图 据图回答 16 1 过程 酶作用的部位是 键 此过程只发生在非结合区 DNA 过 程 酶作用的部位是 键 2 两过程利用了酶的 特性 3 若将得到的 DNA 片段用于构建重组质粒 需要过程 的测序结果与 酶的识别序列进行对比 已确定选用何种酶 4 如果复合体中的蛋白质为 RNA 酶聚合 则其识别 结合 DNA 序列位基因的 5 以下研究利用了生物分子间的特异性结合的有 多选 A 分离得到核糖体 用蛋白酶酶解后提 rRNA B 用无水乙醇处理菠菜叶片 提取叶绿体基粒膜上的光合色素 C 通过分子杂交手段 用荧光物质标记的目的基因进行染色体定位 D 将抑制成熟基因导入番茄 其 mRNA 与催化成熟酶基因的 mRNA 互补结合 终止后者 翻译 延迟果实成熟 答案 1 磷酸二酯键 肽键 2 专一 3 限制性 DNA 内切酶 4 启动子 5 ACD 解析 1 连接 DNA 片段的是化学键是磷酸二酯键 氨基酸通过肽键连接成肽链 2 DNA 酶能催化 DNA 的分解 不能催化蛋白质的水解 体现了酶的专一性 3 目的基 因上应该具有限制性内切酶的识别序列 4 基因上的启动子可以和 RNA 聚合酶发生特异 性结合 启动转录过程 5 A 选项体现了蛋白酶和蛋白质特异性结合 C 选项体现了 DNA 单链之间的 A 与 T C 与 G 特异性结合 D 选项体现了 RNA 单链之间的 A 与 U C 与 G 特异 性结合 考点定位 本题综合考查酶的特性 DNA 分子结构 基因工程和实验问题 意在考 查考生对课本基本知识和实验的理解情况 13 2012 北京 31 16 分 科学家为了研究蛋白 A 的功能 选用细胞膜中缺乏此蛋 白的非洲爪蟾卵母细胞进行实验 处理及结果见下表 实验 组号 在等渗溶液中进行的处理 在低渗溶液中测定卵细胞的水 通透速率 cm s 10 4 I 向卵母细胞注入微量水 对照 27 9 II 向卵母细胞注入蛋白 A 的 mRNA 210 0 17 III 将部分 II 细胞放入含 HgCl2的等渗溶液中 80 7 IV 将部分 III 组细胞放入含试剂 M 的等渗溶液中 188 0 1 将 I 组卵母细胞放入低渗溶液后 水分子经自由扩散 渗透 穿过膜的 进入卵母细胞 2 将蛋白 A 的 mRNA 注入卵母细胞一定时间后 该 mRNA 的蛋白质进入 细胞膜 使细胞在低渗溶液中体积 3 与 II 组细胞相比 III 组细胞对水的通透性 说明 HgC12对蛋白 A 的功能有 作用 比较 III IV 组的结果 表明试剂 M 能够使蛋白 A 的功能 推测 HgC12没有改变蛋白 A 的氨基酸序列 而是破坏了蛋白 A 的 4 已知抗利尿激素通过与细胞膜上的 结合 可促进蛋白 A 插入肾小管 上皮细胞膜中 从而加快肾小管上皮细胞对原尿中水分子的 5 综合上述结果 可以得出 的推论 3 由题意可知 实验 I 为对照组 II III IV 为实验组 由实验 II 和实验 I 比较 分析 可以得出 蛋白 A 可以提高细胞对水的通透性 实验 III 与实验 II 相比 细胞对水 的通透性要低 这两组实验的唯一变量为 HgCL2 Hg 为重金属 能使蛋白质变性 所以其 对蛋白 A 有抑制作用 实验 IV 中加入 M 物质后 细胞对水的通透性恢复 说明 M 物质能 解除 HgCL2 对蛋白 A 的抑制作用 因此 HgCL2 没有改变使蛋白 A 的氨基酸序列 只是改 变了蛋白 A 的空间结构 4 抗利尿激素能促进肾小管和集合管对原尿中的水的重吸收 而激素的作用原理是 通过与靶细胞的相应受体结合 从而激活靶细胞 使其发挥相应的功能 5 通过实验 I II III IV 相互比较可以得出 蛋白 A 可以促进水分子进出细胞 18 考点定位 本题综合考查物质跨膜 基因表达 生命活动调节的有关知识和考生的 实验分析能力 14 2012 上海卷 2012 上海卷 六 回答下列有关遗传信息传递和表达的问题 10 分 55 如图 18 所示 若用两种识别切割序列完全不同的限制酶 E 和 F 从基因组 DNA 上切 下目的基因 并将之取代质粒 pZHZ1 3 7kb 1kb 1000 对碱基 上相应的 E F 区域 0 2kb 那么所形成的重组质粒 pZHZ2 A 既能被 E 也能被 F 切开 B 能被 E 但不能被 F 切开 C 既不能被 E 也不能被 F 切开 D 能被 F 但不能被 E 切开 56 已知在质粒 pZHZl 中 限制酶 G 切割位点距限制酶 E 切割位点 0 8kb 限制酶 H 切割位点距限制酶 F 切割位点 O 5kb 若分别用限制酶 G 和 H 酶切两份重组质粒 pZHZ2 样 品 据表 4 所列酶切结果判断目的基因的大小为 kb 并将目的基因内部的限制酶 G 和 H 切割位点标注在图 19 中 57 若想在山羊的乳汁中收获上述目的基因的表达产物 则需将重组质粒 pZHZ2 导入 至山羊的 细胞中 若 pZHZ2 进入细胞后插入在一条染色体 DNA 上 那么获得转基因 纯合子山羊的方式是 58 上述目的基因模板链中的 TGA 序列对应一个密码子 翻译时识别该密码子的 tRNA 上相应的碱基序列是 一般而言 一个核糖体可同时容纳 分子的 tRNA 59 下列四幅图中能正确反映目的基因转录产物内部结构的是 TSS 转录起始位点 TTS 转录终止位点 STC 起始密码子 SPC 终止密码子 19 答案 55 A 56 1 2 见右图 57 受精卵 转基因山羊间相互交配 58 UGA 2 或 3 57 将目的基因导入动物细胞中 通常以受精卵作为受体细胞 当受精卵发育成山羊后 在 雌性山羊的乳汁中可以提取到目的基因的表达产物 重组质粒插入在一条染色体 DNA 上 可通过雌雄转基因山羊杂交的方法来获取转基因纯合子山羊 58 目的基因的模板连中碱基为 TGA 则 mRNA 中对应的密码子为 ACU tRNA 中的反密 码子为 UGA 在翻译的过程中 一个核糖体一般可以容纳两个 tRNA 携带氨基酸进入核糖体 与 mRNA 进行互补配对 使得两个氨基酸之间脱水缩合形成肽键 最多不会超过 3 个 20 20112011 高考真题之 遗传的分子基础高考真题之 遗传的分子基础 1 2011 海南卷 关于 RNA 的叙述 错误的是 A 少数 RNA 具有生物催化作用 B 真核细胞内 mRNA 和 tRNA 都是在细胞质中合成的 C mRNA 上决定 1 个氨基酸的 3 个相邻碱基成为密码子 D 细胞中有多种 tRNA 一种 tRNA 只能转运一种氨基酸 答案 B 解析 mRNA 和 tRNA 是通过转录形成的 真核细胞内的转录是在细胞核中进行的 2 2011 海南卷 关于核酸的叙述 正确的是 A 只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质 B DNA 分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的 C 分子大小相同 碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同 D 用甲基绿和吡罗红混合染色 SARS 病毒可观察到 DNA 和 RNA 的分布 答案 B 解析 病毒无细胞结构 但也有携带遗传信息的核酸 A 错误 核酸分子所携带的遗 传信息指的是其碱基序列 C 错误 SARS 病毒只有 RNA 无 DNA D 错误 3 2011 海南卷 关于核酸生物合成的叙述 错误的是 A DNA 的复制需要消耗能量 B RNA 分子可作为 DNA 合成的模板 C 真核生物的大部分核酸在细胞核中合成 D 真核细胞染色体 DNA 的复制发生在有丝分裂前期 21 答案 D 解析 真核细胞染色体 DNA 的复制发生在有丝分裂间期 4 原核生物的 mRNA 通常在转录完成之前便可启动蛋白质的翻译 但真核生物的核基 因必须在 mRNA 形成之后才能翻译蛋白质 针对这一差异的合理解释是 A 原核生物的 tRNA 合成无需基因指导 B 真核生物 tRNA 呈三叶草结构 C 真核生物的核糖体可进入细胞核 D 原核生物的核糖体可以靠近 DNA 答案 D 解析 原核生物可边转录边翻译 核糖体可以靠近 DNA 5 某双链 DNA 分子含有 400 个碱基 其中一条链上 A T G C 1 2 3 4 下列 表述错误的是 A 该 DNA 分子的一个碱基改变 不一定会引起子代性状的改变 B 该 DNA 分子连续复制两次 需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸 120 个 C 该 DNA 分子中 4 种碱基的比例为 A T G C 3 3 7 7 D 该 DNA 分子中的碱基排列方式共有 4200种 答案 B 解析 由 DNA 分子含有 400 个碱基 其中一条链上 A T G C 1 2 3 4 可推 出该 DNA 分子含腺嘌呤 60 个 复制两次 需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸 180 个 6 2011 江苏卷 关于转录和翻译的叙述 错误的是 A 转录时以核糖核苷酸为原料 B 转录时 RNA 聚合酶能识别 DNA 中特定的碱基序列 C mRNA 在核糖体上移动翻译出蛋白质 D 不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性 答案 C 解析 翻译时核糖体在 mRNA 上移动 所以 C 选项的叙述是错误的 7 2011 安徽卷 5 甲 乙图示真核细胞内两种物质的合成过程 下列叙述正确的 是 22 A 甲 乙所示过程通过半保留方式进行 合成的产物是双链核酸分子 B 甲所示过程在细胞核内进行 乙在细胞质基质中进行 C DNA 分子解旋时 甲所示过程不需要解旋酶 乙需要解旋酶 D 一个细胞周期中 甲所示过程在每个起点只起始一次 乙可起始多次 8 2011 广东卷 2 艾弗里和同事用 R 型和 S 型肺炎双球菌进行实验 结果如下表 从 表可知 实验组号 接种菌型 加入 S 型菌物质 培养皿长菌情况 R 蛋白质R 型 R 荚膜多糖R 型 RDNA R 型 S 型 R DNA 经 DNA 酶处理 R 型 A 不能证明 S 型菌的蛋白质不是转化因子 B 说明 S 型菌的荚膜多糖有酶活性 C 和 说明 S 型菌的 DNA 是转化因子 D 说明 DNA 是主要的遗传物质 答案 C 解析 本题考查艾弗里的肺炎双球菌转化实验 属于对理解层次的考查 有表格信 息可以看出 含有 S 型细菌的蛋白质和荚膜多糖的培养皿中没有 S 型细菌的产生 说明蛋 白质和荚膜多糖不是转化因子 A 不符合题意 酶的化学本质是蛋白质或 RNA B 不符合题 23 意 和 的自变量为 DNA 的完整性 在 DNA 保持完整的培养皿中有 S 型细菌出现 说明 DNA 是转化因子 C 符合题意 因为大多数生物的遗传物质是 DNA 我们才能说 DNA 是主要 的遗传物质 只能说明 DNA 是遗传物质 D 不符合题意 9 2011 江苏卷 关于 噬菌体侵染细菌的实验 的叙述 正确的是 A 分别用含有放射性同位素 35S 和放射性同位素32P 的培养基培养噬菌体 B 分别用 35S 和32P 标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌 进行长时间的保温培养 C 用 35S 标记的噬菌体侵染实验中 沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致 D 35S 32P 标记的噬菌体侵染实验分别说明 DNA 是遗传物质 蛋白质不是遗传物质 答案 C 解析 噬菌体侵染细菌的实验 应分别用含有放射性同位素 35S 和放射性同位素 32P 的培养基培养大肠杆菌 再用含有放射性同位素35S 和放射性同位素32P 的大肠杆菌分 别培养噬菌体得到含有放射性同位素 35S 和放射性同位素 32P 的噬菌体 所以 A B 选项均 错误 C 选项用 35S 标记的噬菌体侵染实验中 沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分导 致部分亲代噬菌体蛋白质外壳仍然吸附在大肠杆菌表面 所以 C 选项正确 35S 32P 标记 的噬菌体侵染实验分别说明蛋白质不是遗传物质 DNA 是遗传物质 所以 D 选项错误 10 2011 天津卷 土壤农杆菌能将自身 Ti 的质粒的 T DNA 整合到植物染色体 DNA 上 诱发植物形成肿瘤 T DNA 中含有植物生长素合成酶基因 S 和细胞分裂素合成酶基因 R 它们的表达与否能影响相应植物激素的含量 进而调节肿瘤组织的生长与分化 据图分析 下列叙述错误的是 A 当细胞分裂素与生长素的比值升高时 诱发肿瘤生芽 B 清除肿瘤中的土壤农杆菌后 肿瘤不再生长与分化 C 图中肿瘤组织可在不含细胞分裂与生长的培养基 izhong 生长 D 基因通过控制酶的合成控制代谢 进而控制肿瘤组织生长与分化 答案 C 解析 有题目信息可以看出 S 基因与生长素合成有关 R 基因与细胞分裂素合成有 24 关 诱发肿瘤生芽时 R 表达 S 不表达 此时细胞中细胞分裂素和生长素的比值升高 AD 正确 因为在清除土壤农杆菌之前 Ti 质粒上的基因已经整合到肿瘤细胞的染色体上了 肿瘤将继续生长 B 错误 肿瘤组织细胞中含有控制合成生长素和细胞分裂素有关的基因 自身可以产生生长素 可以在不含细胞分裂素和生长素的培养基上生长 C 正确 20102010 高考真题之 基因的本质与表达高考真题之 基因的本质与表达 1 2010 上海卷 细胞内某一 DNA 片段中有 30 的碱基为 A 则该片段中 A G 的含量为 30 B U 的含量为 30 C 嘌呤含量为 50 D 嘧啶含量为 40 2 2010 上海卷 以 GAATTG 的互补链转录 mRNA 则此段 mRNA 的序列是 A GAAUUG B CTTAAC C CUUAAC D GAATTG 答案 A 解析 考查的是转录 翻译的有关内容 GAATTG 的互补链为 CTTAAC 以 此为模板转录 mRNA 根据碱基互补配对原则 以及 mRNA 特有的 U 碱基 应为 GAAUUG 或者可以可以用更简便的方法 根据互补两次的碱基顺序和原来的一样 遇 到 T 换成 U 也为 GAAUUG 3 2010 上海卷 右图是某生物模式图 组成结构 a 的物质最有可能是 A 蛋白质 B RNA C DNA D 脂质 答案 A 解析 考查的是噬菌体的结构和化学成分的内容 图中所示为噬菌体的示意图 噬菌体 的化学成分为 DNA 和蛋白质 a 部分为噬菌体的尾丝 应为蛋白质 25 4 2010 上海卷 1983 年科学家证实 引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒 是一种 逆转录病毒 下列正确表示感染人体过程的 遗传信息流 示意图是 A B C D 答案 D 解析 考查的是中心法则的相关知识 逆转录病毒的遗传物质是 RNA 它的遗传信息选 通过逆转录 把 RNA 的信息传到 DNA 但 RNA 自身不复制 DNA 可以复制 也可以通过转 录把信息传到 RNA 再通过翻译 把 RNA 中的信息反应到蛋白质上 D 正确 其它均错 5 2010 江苏卷 4 探索遗传物质的过程是漫长的 直到 20 世纪初期 人们仍普追认为 蛋白质是遣传物质 当时人们作出判断的理由不包括 A 不同生物的蛋白质在结构上存在差异 B 蛋白质与生物的性状密切相关 C 蛋白质比 DNA 具有更高的热稳定性 并且能够自我复制 D 蛋白质中氨基酸的不同排列组台可以贮存大量遗传信息 答案 C 解析 本题借助科学发展史考查蛋白质的多样性等特点 蛋白质不具备热稳定性 也不 能复制 故选 C 项 其他选项所述的蛋白质的特点 与遗传物质应具备的特征一致 可作 为遗传物质的理由 6 6 20102010 广东卷 广东卷 下列叙述正确的是 A DNA 是蛋白质合成的直接模板 B 每种氨基酸仅有一种密码子编码 C DNA 复制就是基因表达的过程 D DNA 是主要的遗传物质 答案 D 解析 本题考查学生的理解能力 蛋白质合成的直接模板是 mRNA 一种氨基酸可有一种 或多种密码子编码 基因具有两个基本功能 即复制和表达 基因的复制是以 DNA 为基本 26 单位进行的 基因的表达分为转录和翻译两个过程 由于绝大多数生物的遗传物质都是 DNA 所以 DNA 是主要的遗传物质 7 7 1010 海南卷 海南卷 13 某同学分离纯化了甲 乙两种噬菌体的蛋白质和 DNA 重新组合为 杂合 噬菌体 然后分别感染大肠杆菌 并对子代噬菌体的表现型作出预测 见表 其 中预测正确的是 实验预期结果 杂合 噬菌体的 组成预期结果序号子代表现型 1 与甲种一致甲的 DNA 乙的蛋 白质 2 与乙种一致 3 与甲种一致乙的 DNA 甲的蛋 白质 4 与乙种一致 A 1 3B 1 4C 2 3D 2 4 8 2010 山东高考理综 7 蚕豆根尖细胞在含 3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成 一个细胞周期 然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期 其染色体的放射性标 记分布情况是 A 每条染色体的两条单体都被标记 B 每条染色体中都只有一条单体被标记 C 只有半数的染色体中一条单体被标记 D 每条染色体的两条单体都不被标记 答案 B 解析 考查 DNA 复制与放射性同位素标记法的综合 由于 DNA 分子的复制方式为半保留复 制 在有放射性标记的培养基中一个细胞周期后 每个 DNA 分子中有一条链含放射性 继 续在无放射性的培养基中培养时 由于 DNA 的半保留复制 所以 DNA 分子一半含放射性 一半不含放射性 每个染色单体含一个 DNA 分子 所以一半的染色单体含放射性 9 9 20102010 江苏卷 江苏卷 1 下列关于核酸的叙述中 正确的是 A DNA 和 RNA 中的五碳糖相同 27 B 组成 DNA 与 ATP 的元素种类不同 C T2噬苗体的遗传信息贮存在 RNA 中 D 双链 DNA 分子中嘌呤数等于嘧啶数 答案 D 解析 本题主要考查核酸的组成 结构和功能 DNA 含有脱氧核糖 RNA 含有核糖 A 项 错误 DNA 和 ATP 都是由 C H O N P 五种元素组成 B 项错误 T2噬菌体遗传物质为 DNA 故其遗传信息也储存在 DNA 中 C 项错误 双链 DNA 嘌呤总和嘧啶碱基互补配对 故 两者数量相等 D 项正确 10 20102010 山东高考理综 山东高考理综 下列实例与基因的作用无关的是 A 细胞分裂素延迟植物衰老 B 极端低温导致细胞膜破裂 C 过量紫外线辐射导致皮肤癌 D 细菌感染导致 B 淋巴细胞形成效应 B 浆 细胞 答案 B 解析 本题考查基因的作用与具体事例的综合分析 细胞分裂素的合成过程是受基因控 制合成的相关酶作用调控 因此与基因作用有关 过量紫外线的辐射 可能使原癌基因和 抑癌基因发生突变 细胞感染导致 B 淋巴细胞形成效应细胞 是细胞分化的结果 细胞分 化的产生是由于基因的选择性表达的结果 极端低温由于结冰导致细胞膜破裂 与基因无 关 因此 B 选项正确 1111 20102010 广东卷 广东卷 黄曲霉毒素是主要由黄曲霉菌产生的可致癌毒素 其生物合成受多个基 因控制 也受温度 pH 等因素影响 下列选项正确的是 A 环境因子不影响生物体的表现型 B 不产生黄曲霉毒素菌株的基因型都相同 C 黄曲霉毒素致癌是表现型 D 黄曲霉菌产生黄曲霉毒素是表现型 答案 D 解析 本题考查学生的理解能力和获取信息的能力 依据题干 黄曲霉毒素是主要由黄 曲霉菌产生的可致癌毒素 其生物合成受多个基因控制 也受温度 pH 等因素影响 可 知 A 项是错误的 由于是多基因控制的这一性状 所以不产生黄曲霉毒素菌株的基因型 不相同 依据表现型的概念 可知黄曲霉毒素致癌不属于表现型 但黄曲霉菌产生黄曲霉 毒素是表现型 28 12 12 20102010 海南卷 海南卷 下列关于遗传信息传递的叙述 错误的是 A 线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则 B DNA 中的遗传信息是通过转录传递给 mRNA 的 C DNA 中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序 D DNA 病毒中没有 RNA 其遗传信息的传递不遵循中心法则 答案 D 解析 考查遗传信息的传递 D 选项中 前半句是正确的 DNA 病毒中只有 DNA 和蛋白质 没有 RNA 但是其遗传信息的传递仍然是遵循中心法则的 所以 D 选项是错误的 1313 20102010 天津卷 天津卷 根据表中的已知条件 判断苏氨酸的密码子是 A TGU B UGA C ACU D UCU 14 14 20102010 海南卷 海南卷 下列叙述中 不能说明 核基因和染色体行为存在平行关系 的是 A 基因发生突变而染色体没有发生变化 B 非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合 C 二倍体生物形成配子时基因和染色体数目均减半 D Aa 杂合体发生染色体缺失后 可表现出 a 基因的性状 答案 A 解析 考查基因与染色体的关系 B C 选项是教材中解释基因与染色体存在平行关系的 实例 D 选项中当 A 基因所在的染色体缺失时 个体可以表现出 a 基因的性状 该实例也 可以说明基因和染色体行为存在平行关系 A 选项陈述中基因与染色体行为不存在平行关 系 1515 20102010 江苏卷 江苏卷 铁蛋白是细胞内储存多余 Fe3 的蛋白 铁蛋白合成的调节与游离的 29 Fe3 铁调节蛋白 铁应答元件等有关 铁应答元件是位于铁蛋白 mRNA 起始密码上游的特 异性序列 能与铁调节蛋白发生特异性结合 阻遏铁蛋白的合成 当 Fe3 浓度高时 铁调 节蛋白由于结合而丧失与铁应答元件的结合能力 核糖体能与铁蛋白一端结 3 FemRNA 合 沿移动 遇到起始密码后开始翻译 如下图所示 回答下列问题 mRNA 1 图中甘氨酸的密码子是 铁蛋白基因中决定 的模板 链碱基序列为 2 浓度低时 铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了 从而抑制了翻译的起 3 Fe 始 浓度高时 铁调节蛋白由于结合而丧失与铁应答元件的结合能力 铁蛋白 3 Fe 3 Fe 能够翻译 这种调节机制既可以避免 对细胞的毒性影响 又可以减少 mRNA 3 若铁蛋白由 n 个氨基酸组成 指导其合成的的碱基数远大于 3n 主要原因是 mRNA 4 若要改造铁蛋白分子 将图中色氨酸变成亮氨酸 密码子为 UUA UUG CUU CUC CUA CUG 可以通过改变 DNA 模板链上的一个碱基来实现 即由 答案 1 GGU GGUGACUGG CCACTGACC 2 核糖体上的 mRNA 上的结合于移动 Fe3 细