【考前三个月】2021届高考生物(浙江专用)知识专题突破练：专题5-遗传分子的基础

[直击考纲]1.核酸是遗传物质的证据(Ⅱ)。2.DNA分子结构和特点(Ⅱ)。3.遗传信息的传递(Ⅱ)。4.遗传信息的表达(Ⅱ)。考点15聚焦探究遗传物质本质的经典试验1．科学家用R型和S型肺炎双球菌进行试验，结果如下表。据表推断下列叙述(2011·广东，2改编)试验组号接种菌型加入S型菌物质培育皿长菌状况AR蛋白质R型BR荚膜多糖R型CRDNAR型、S型DRDNA(经DNA酶处理)R型(1)A不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子(×)(2)B说明S型菌的荚膜多糖有酶活性(×)(3)C和D说明S型菌的DNA是转化因子(√)(4)A～D说明DNA是主要的遗传物质(×)2．依据噬菌体侵染细菌的试验，推断下列相关叙述(1)分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培育基培育噬菌体(2011·江苏，12A)(×)提示用32P(35S)对噬菌体的标记过程为用含32P(35S)的培育基先培育细菌，再用细菌培育噬菌体。(2)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育(2011·江苏，12B)(×)提示用32P标记噬菌体的侵染试验，若保温时间过长，会导致上清液中存在少量放射性。(3)用35S标记噬菌体的侵染试验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致(2011·江苏，12C)(√)(4)T2噬菌体的核酸和蛋白质都含有硫元素，其寄生于酵母菌和大肠杆菌中(2009·江苏，5C改编)(×)(5)利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质，以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸(2022·重庆，2AB)(×)(6)噬菌体能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解(2022·重庆，2D)(×)1．肺炎双球菌体外转化试验和噬菌体侵染细菌的试验(1)试验设计思路、处理方式及结论的比较项目离体细菌转化试验噬菌体侵染细菌的试验试验思路设法将DNA与其他物质分开，单独争辩它们各自的作用试验结论两试验都能证明DNA是遗传物质处理方式直接分别：分别S型菌的DNA、荚膜物质、蛋白质等，分别与R型菌混合培育同位素标记：分别标记DNA和蛋白质的特征元素(32P和35S)试验结论①DNA是遗传物质；②蛋白质等不是遗传物质DNA是遗传物质，在亲子代之间保持连续性(2)两个试验遵循相同的试验设计原则——对比原则①离体细菌转化试验中的相互对比②噬菌体侵染细菌试验中的相互对比2．噬菌体侵染细菌的试验中的放射性分析用32P标记的噬菌体侵染细菌用35S标记的噬菌体侵染细菌理论上上清液中不含放射性，沉淀物中应具有很高的放射性上清液中有较高的放射性，沉淀物中不含放射性实际上在离心后的上清液中也有肯定的放射性沉淀物中消灭少量的放射性缘由①保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到细菌细胞内，离心后分布于上清液中；②保温时间过长，噬菌体在细菌细胞内增殖后释放出子代，离心后分布于上清液中搅拌不充分，有少量含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1．(多题整合)下图甲是某爱好小组利用两种肺炎双球菌进行相关的转化试验，各组肺炎双球菌先进行图示处理，再培育一段时间后注射到不同小鼠体内；图乙是该爱好小组模拟赫尔希和蔡斯做的噬菌体侵染细菌的试验，请推断：(1)图甲中通过⑤⑥对比能说明转化因子是DNA而不是蛋白质()(2)⑥组产生的S型菌可能是基因重组的结果()(3)能导致小鼠死亡的是①②③④四组()(4)④组为空白对比，试验结果是小鼠不死亡()(5)⑤组试验表明，加入S型菌体的蛋白质后试管中长出的是有荚膜的菌体()(6)⑥组中产生的有毒性的S型菌体不能将该性状遗传给后代()(7)图乙中理论上b中不应具有放射性，若有放射性，则与过程⑧中的搅拌是否充分有关，而与培育时间的长短无关()(8)图乙试验过程并不能证明DNA是遗传物质()(9)图甲和图乙所示试验的设计思路相同，都是设法将DNA和其他成分(特殊是蛋白质)分开，单独地直接观看它们各自的作用，只是分别方法有差异()答案(1)√(2)√(3)×(4)√(5)×(6)×(7)√(8)√(9)√2．S型肺炎双球菌是人类肺炎和小鼠败血症的病原体，而R型菌却无致病性。下列有关叙述正确的是()A．S型肺炎双球菌再次进入人体后，可刺激记忆细胞中某些基因的表达B．S型菌与R型菌的致病性差异是由于细胞分化造成的C．肺炎双球菌利用人体或小鼠细胞的核糖体合成蛋白质D．高温处理过的S型菌的蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应答案A解析S型肺炎双球菌再次进入人体，会引起二次免疫，使记忆细胞在较短时间内增殖、分化成效应细胞发挥作用，A项正确；S型细菌与R型细菌的致病性差异是由于二者的遗传物质不同，B项错误；肺炎双球菌属于细菌，有细胞结构，利用自己的核糖体来合成蛋白质，C项错误；双缩脲试剂和蛋白质结构中的肽键发生化学反应，而S型细菌的蛋白质经高温处理后破坏的只是它的空间结构，所以蛋白质变性后仍能与双缩脲试剂发生紫色反应，D项错误。3．在探究遗传物质的过程中，科学家做了T2噬菌体侵染细菌的试验。下列有关叙述正确的是()A．不能用32P、35S标记同一组T2噬菌体的DNA和蛋白质B．T2噬菌体在细菌中增殖时，只利用逆转录酶C．该试验证明白DNA是主要的遗传物质D．用35S标记的T2噬菌体侵染细菌，经离心处理，沉淀物的放射性较高答案A解析科学家做T2噬菌体侵染细菌的试验时，分别用含32P标记的DNA的T2噬菌体和用含35S标记的蛋白质的T2噬菌体进行侵染试验，A正确；T2噬菌体在细菌中增殖时，不发生逆转录，B错误；该试验证明白DNA是遗传物质，C错误；用35S标记的T2噬菌体侵染细菌，经离心处理，由于噬菌体的蛋白质不能进入细菌，所以上清液的放射性较高，D错误。4．为证明蛋白质和DNA到底哪一种是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了“噬菌体侵染大肠杆菌”的试验(T2噬菌体特地寄生在大肠杆菌体内)。下图中亲代噬菌体已用32P标记，a、c中的方框代表大肠杆菌。下列关于本试验及病毒、细菌的有关叙述正确的是()A．图中锥形瓶中的培育液是用来培育大肠杆菌的，其内的关键成分中要加入32P标记的无机盐B．若要达到试验目的，还要再设计一组用35S标记噬菌体的试验，两组相互对比，都是试验组C．噬菌体的遗传不遵循基因分别定律，而大肠杆菌的遗传遵循基因分别定律D．若本组试验b(上清液)中消灭放射性，肯定是感染时间太长，子代噬菌体释放造成的答案B解析由于亲代噬菌体的DNA已被标记，所以锥形瓶中的无机盐不加32P，A错误；试验要遵循对比原则，需要设计一组用35S标记噬菌体的试验，B正确；大肠杆菌是原核生物，也不遵循基因分别定律，C错误；如上清液中消灭放射性，可能是感染时间太长，也可能是感染时间太短，D错误。5．如图表示科研人员探究“烟草花叶病毒(TMV)遗传物质”的试验过程，由此可以推断()A．水和苯酚的作用是分别病毒的蛋白质和RNAB．TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中C．侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程D．RNA是TMV的主要遗传物质答案A解析从图示分析，TMV放入水和苯酚中后，RNA和蛋白质分别，A正确；通过接种的方式，TMV的蛋白质可以进入烟草细胞中，B错误；此试验不能看出TMV的RNA在烟草细胞中进行了逆转录过程，C错误；此试验说明TMV的遗传物质是RNA，而不是蛋白质，同种生物的遗传物质没有主次之分，D错误。[判一判](1)题1中⑥组只能产生有毒性的S型菌体，由于S型菌体的DNA已促使R型菌体发生了转化(×)(2)由题1中的图示可知，S型菌的DNA与R型菌混合后，转化结果并非只有S型菌(√)(3)题2中S型菌与R型菌的致病性存在差异的根本缘由是由于转录产生的mRNA的不同(×)(4)题2中S型肺炎双球菌再次进入人体后，只刺激记忆细胞中某些基因的表达，而对B细胞没影响(×)(5)T2噬菌体在细菌中增殖时遗传信息传递途径可表示为(√)(6)细菌和噬菌体的遗传不遵循遗传的基本规律，自然状态下消灭可遗传变异的类型为基因突变(√)(7)之所以说“DNA是主要的遗传物质”是由于“大多数生物的遗传物质为DNA，少数生物的遗传物质是RNA”(√)[想一想](1)噬菌体能用培育基直接培育吗？如何获得被35S标记的噬菌体呢？答案不能，由于其没有细胞结构，专营细菌寄生，只能用细菌来培育；标记细菌(用含35S的培育基培育大肠杆菌)→标记噬菌体(用噬菌体侵染含35S的大肠杆菌)。(2)若要证明DNA是遗传物质，在题1图乙所示试验的基础上，如何补充设计试验？若在补充的试验中上清液消灭放射性，则缘由可能是什么？答案设计一组用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的试验，经过图乙中过程⑦⑧观看上清液和沉淀物中的放射性；若在上清液中消灭放射性，缘由可能是：①保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，离心后分布于上清液中；②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放子代，离心后分布于上清液中。(3)体内转化试验中，小鼠体内S型菌、R型菌含量的变化状况如图所示，则①ab段中R型菌数量增多的缘由是什么？bc段中R型菌数量削减的缘由是什么？答案ab段：小鼠体内还没形成大量的对抗R型菌的抗体；bc段：小鼠体内形成大量的对抗R型菌的抗体，致使R型菌数量削减。②cd段R型菌数量增多的缘由是什么呢？答案c之前，已有少量R型菌转化为S型菌，S型菌能降低小鼠的免疫力量，造成R型菌大量繁殖。③S型菌来源如何？答案少量R型菌获得了S型菌的DNA，并转化为S型菌，故S型菌是从0开头的。考点16理清遗传信息的传递和表达过程及数量关系1．下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，推断下列相关叙述(1)DNA分子中磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架，DNA单链上相邻碱基以氢键连接(2009·广东，24BD)(×)(2)在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在两条DNA母链之间(2011·上海，16A)(√)(3)真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶且消耗能量(2009·江苏，12C和2011·海南，25A改编)(√)(4)图中DNA分子复制是从多个起点同时开头的，并且边解旋边双向复制，从而提高了复制速率(2009·江苏，12改编)(×)(5)如图表示了双链DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系(2022·山东，5C)(√)2．图①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程，推断下列相关叙述(1)只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质(2011·海南，16A)(×)(2)图中①过程在细胞核内进行，而②过程在细胞溶胶中进行(2011·安徽，5B)(×)(3)RNA分子可作为DNA合成的模板，DNA是蛋白质合成的直接模板(2011·海南，25B和2010·广东，4A)(×)(4)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点不完全相同；而在一个细胞周期中，①所示过程在每个起点只起始一次，②过程可起始多次，结果导致mRNA的种类和含量均不断发生变化(2021·江苏，32(5)、2022·江苏，20D和2011·安徽，5D整合)(√)(5)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为26%(2021·江苏，32(2))(√)(6)DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则(2010·海南，12D)(×)1．DNA复制、转录和翻译过程的分析技巧(1)DNA分子复制过程的分析①推断依据：模板为DNA，且形成具有双链结构的DNA。②两个子代DNA分别由一条母链和一条子链组成，两个子代DNA分子在有丝分裂后期或减数其次次分裂后期分别。(2)DNA分子转录过程的分析①推断依据：模板为DNA，且合成单链RNA。②由于图中d是已与模板DNA分别的游离的RNA片段，因此转录的方向是由右向左进行，且a为RNA聚合酶。③b与c的名称分别为胞嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸。④在真核细胞中该图示主要发生在细胞核中，叶绿体和线粒体中也可能进行。(3)翻译过程的分析①推断依据：模板为RNA，且合成场所为核糖体。②Ⅰ为tRNA，Ⅱ为核糖体，Ⅲ为mRNA，Ⅳ为多肽链，如图所示，核糖体内mRNA对应的DNA碱基对的排列挨次为eq\o(=,\s\up7(CCGAAGAA),\s\do5(GGCTTCTT))。2．复制、转录、翻译过程中的几个误区(1)误认为复制、转录只发生在细胞核中DNA存在的部位都可发生，如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核和质粒等都可发生。(2)误认为转录产物只有mRNA转录的产物有mRNA、tRNA和rRNA，但携带遗传信息的只有mRNA。(3)误认为全部密码子都能打算氨基酸共有64种密码子，有3种密码子并不打算氨基酸，属于终止密码子。3．中心法则的拓展图解及在各类生物中遗传信息的传递过程生物种类遗传信息的传递过程DNA病毒，如噬菌体复制型RNA病毒，如烟草花叶病毒逆转录病毒，如艾滋病病毒细胞生物4.有关DNA分子复制的计算技巧总结(1)半保留复制过程中标记DNA分子的计算和分别问题①被同位素标记的“重”DNA分子，在不含放射性同位素的培育液中复制n次后，形成的DNA分子数为2n个。由于母链只有2条，所以含有母链的DNA分子数仅为2个，全为新链的DNA分子数为(2n－2)个，全部DNA分子均含新链，新链的条数为(2n＋1－2)条。②在离心分别时，DNA分子所处的位置：开头时位于“重带”，复制一次时位于“中带”，复制两次及以上时，位于“中带”和“轻带”。(2)DNA分子复制过程中的碱基数目计算(设某双链DNA分子中含某种碱基a个)①复制n次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为[a·(2n－1)]个。如图所示：②第n次复制需要含该碱基的脱氧核苷酸数为(a·2n－1)个。由图示可以看出，复制的结果是形成两个一样的DNA分子，所以一个DNA分子复制n次后，得到的DNA分子数为2n个(如图)，复制(n－1)次后得到的DNA分子数为2n－1个。第n次复制增加的DNA分子数为2n－2n－1＝2n－1个，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为(a·2n－1)个。1．(2022·江苏，20)关于基因把握蛋白质合成的过程，下列叙述正确的是()A．一个含n个碱基的DNA分子，转录的mRNA分子的碱基数是n/2个B．细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板，提高转录效率C．DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上D．在细胞周期中，mRNA的种类和含量均不断发生变化答案D解析A项，一个DNA分子上有很多基因，这些基因不会同时转录，所以转录的mRNA分子的碱基数小于n/2个。B项，转录是指以DNA的一条链为模板，依据碱基互补配对原则，合成RNA的过程。C项，DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都在DNA上。D项，在细胞周期中，由于各个时期表达的基因不同，因此转录产生的mRNA的种类和含量均不断发生变化。如分裂间期的G1期和G2期，mRNA的种类和含量有所不同，在分裂期mRNA的含量削减。2．(2022·四川，3)将牛催乳素基因用32P标记后导入小鼠乳腺细胞，选取仅有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培育。下列叙述错误的是()A．小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸B．该基因转录时，遗传信息通过模板链传递给mRNAC．连续分裂n次，子细胞中32P标记的细胞占1/2n＋1D．该基因翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不肯定相等答案C解析A项，小鼠乳腺细胞属于真核细胞，其细胞中的核酸有两种：DNA和RNA，DNA中含氮碱基有A、G、C、T4种，RNA中含氮碱基有A、G、C、U4种，故小鼠乳腺细胞中含氮碱基共有A、G、C、T、U5种；依据含氮碱基与五碳糖的不同，细胞中DNA的基本组成单位脱氧核糖核苷酸有4种，RNA的基本组成单位核糖核苷酸有4种，故小鼠乳腺细胞中共有8种核苷酸。B项，基因的表达包括转录和翻译两个过程。转录时，以基因(有遗传效应的DNA片段)的一条链为模板，遵循碱基互补配对原则合成mRNA，将遗传信息由模板链传递到mRNA。C项，将小鼠乳腺细胞进行体外培育(原料中不含32P)，连续分裂n次后，产生的子细胞有2n个，依据DNA的半保留复制特点可知，其中只有2个细胞含32P，因此，子细胞中含32P标记的细胞占2/2n，即1/2n－1。D项，基因翻译时，每种tRNA上的反密码子对应mRNA上一种打算氨基酸的密码子，打算氨基酸的密码子共61种，而合成蛋白质的氨基酸约20种，所以翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不肯定相等。3．(示意图类)下图1中α、β是真核细胞某基因的两条链，γ是另外一条多核苷酸链，图2为真核细胞DNA复制过程的模式图。据图分析，下列相关叙述正确的是()A．图1和图2所示过程都主要发生在细胞核中，前者过程特点是边解旋边转录，而后者先进行解旋，后半保留复制B．图1中γ彻底水解后能生成6种小分子物质C．图1中的酶是DNA聚合酶，而其在图2中催化合成两条子链时，其移动的方向是相反的D．图1中若β链中碱基G占28%，则γ中碱基A占22%；图2中若将该模板DNA置于15N培育液中复制3次后，含15N的脱氧核苷酸链占7/8答案B解析图1和图2分别是DNA转录和复制的过程，二者都主要发生在细胞核中，转录的过程特点是边解旋边转录，而复制的过程特点是边解旋边复制，所以A错；因图1产物为RNA，其彻底水解后能产生4种碱基，1种磷酸和1种核糖，所以B对；图1中的酶是RNA聚合酶，所以C错；图1中若β链中碱基G占28%，则α链中碱基C占28%，不行推知α链中碱基U的比例，故不知γ链中碱基A的比例，图2中若将该模板DNA置于15N培育液中复制3次后，含15N的脱氧核苷酸链占7/8，所以D错。4．(新情景信息)(2022·上海，29)真核生物细胞内存在着种类繁多、长度为21～23个核苷酸的小分子RNA(简称miR)，它们能与相关基因转录出来的mRNA互补，形成局部双链。由此可以推断这些miR抑制基因表达的分子机制是()A．阻断rRNA装配成核糖体B．阻碍双链DNA分子的解旋C．干扰tRNA识别密码子D．影响RNA分子的远距离转运答案C解析miR能与相关基因转录出来的mRNA互补，形成局部双链，这样就能阻断mRNA的翻译，与此意思相关的选项就是C。5．(示意图类)(2022·温州模拟)某基因(14N)含有3000个碱基，腺嘌呤占35%。若该DNA分子以15N同位素标记的游离脱氧核苷酸为原料复制3次，再将全部复制产物置于试管内离心，进行密度分层，得到结果如图①；然后加入解旋酶再离心，得到结果如图②。则下列有关分析正确的是()A．X层中的基因只用14N标记，Y层中的基因只用15N标记B．W层中含15N标记的胞嘧啶3150个C．W层与Z层的核苷酸数之比为1∶4D．X层中含有的氢键数是Y层的3倍答案B解析DNA分子的复制是半保留复制，复制3次后，共有8个DNA分子，其中两个DNA分子的一条链含14N，另一条链含15N，另外6个DNA分子只含15N，离心后，含14N的位于X层(也含有15N)，只含15N的位于Y层，A错误；一个DNA分子中含有A(腺嘌呤)＝T＝3000×35%＝1050(个)，G＝C＝(3000－1050×2)/2＝450(个)，解旋酶解旋离心后，含14N的2条链位于Z层，其他14条链含15N位于W层，相当于7个完整DNA分子，W层中含14N标记的胞嘧啶是450×7＝3150(个)，B正确；W层与Z层的核苷酸数之比为1∶7，C错误；X层中含有的氢键数与Y层含有的氢键数比为2∶6，Y层中含有的氢键数是X层的3倍，D错误。6．某长度为1000个碱基对的双链环状DNA分子，其中含腺嘌呤300个，该DNA分子复制时，1链首先被断开形成3′、5′端口，接着5′端与2链发生分别，随后DNA分子以2链为模板，通过滚动从1链的3′端开头延长子链，同时还以分别出来的5′端单链为模板合成另一条子链，其过程如图所示。下列关于该过程的叙述中正确的是()A．1链中的碱基数目多于2链B．该过程是从两个起点同时进行的C．复制过程中两条链分别作模板，边解旋边复制D．若该DNA连续复制3次，则第三次共需鸟嘌呤4900个答案C解析环状双链DNA分子的两条链的碱基是互补配对的，所以1链和2链均含1000个碱基，A选项错误。该DNA分子的复制起始于断口处，由于只有一处断开，故只有一个复制起点，B选项错误。断开后两条链分别作模板，边解旋边复制，故C选项正确。DNA分子含腺嘌呤300个，所以胸腺嘧啶也为300个，则胞嘧啶和鸟嘌呤均为700个，在第三次复制过程中，DNA分子数由4个增加到8个，即第三次新合成4个DNA，故共需鸟嘌呤700×4＝2800(个)，故D选项错误。7．下图表