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1、专题四 遗传学,-2-,考情分析备考定向,-3-,第九讲 遗传的分子基础,-5-,2,1,3,1.(2018全国理综,2)生物体内的DNA常与蛋白质结合,以DNA-蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是( ) A.真核细胞染色体和染色质中都存在DNA- 蛋白质复合物 B.真核细胞的核中有DNA- 蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有 C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶 D.若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA聚合酶 解读生物体内的DNA常与蛋白质结合,以DNA-蛋白质复合物的形式存在,本题就这一情境进行设计,要求考生对相关叙述进行判断。内容
2、涉及染色体的成分、DNA的复制及遗传信息的表达等知识,主要考查考生对信息的获取、理解和综合分析能力,体现了对生命观念和科学思维的考查。,答案,解析,-6-,2,1,3,2.(2017全国理综,2)在证明DNA是遗传物质的过程中,T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述,正确的是( ) A.T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖 B.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质 C.培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中 D.人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同,答案,解析,-7-,2,1,3,3.(2017全国理综,1)下列关于真核
3、细胞中转录的叙述,错误的是( ) A.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来 B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生 C.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生 D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补,答案,解析,-8-,网络梳理填一填,高考必背记一记,易混易错判一判,-9-,网络梳理填一填,高考必背记一记,易混易错判一判,A.噬菌体侵染细菌实验 B.规则的双螺旋结构 C.具有遗传效应的DNA片段 D.特定的碱基(脱氧核苷酸) E. F.有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 G.DNA的一条链 H.核糖体 I.多肽或蛋白质 J.通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
4、K.通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状,-10-,网络梳理填一填,高考必背记一记,易混易错判一判,1.DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板;碱基互补配对原则保证了复制能够准确地进行。 2.基因是有遗传效应的DNA片段,染色体是DNA的主要载体,基因在染色体上呈线性排列。 3.基因的表达是通过指导蛋白质的合成来实现的,包括转录和翻译两个过程。 4.基因对性状的控制有两种途径:一是通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状;二是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 5.在个体发育过程中,生物体的表现型不仅受基因的控制,也受环境的影响,表现型是基因型和环
5、境共同作用的结果。,-11-,网络梳理填一填,高考必背记一记,易混易错判一判,1.赫尔希与蔡斯以噬菌体和大肠杆菌为研究材料,通过同位素标记法区分蛋白质与DNA,证明了DNA是遗传物质。( ) 2.肺炎双球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质。( ) 3.32P标记的噬菌体和35S标记的噬菌体分别侵染大肠杆菌的实验说明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质。( ) 4.噬菌体能以宿主菌的DNA为模板合成子代噬菌体的DNA。( ) 5.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致。( ),-12-,网络梳理填一填,高考必背记一记,易混易错判一判,6.沃森和克里
6、克以DNA大分子为研究材料,采用X射线衍射的方法,破译了全部密码子。( ) 7.转录和翻译都是以mRNA为模板合成生物大分子的过程。( ) 8.一种氨基酸有多种密码子,一种密码子也可以决定不同的氨基酸。( ) 9.中心法则仅仅揭示了自然界中真核生物与原核生物遗传信息的传递与表达过程,而不能应用于所有生物。 ( ) 10.酶的产生都需要经过转录和翻译两个过程。( ),-13-,考点1,考点2,考点3,DNA是主要的遗传物质 热考题点必练 题点1 探索遗传物质的经典实验 1.(2019湖南永州一模)从S型肺炎双球菌中提取出的DNA,与R型活菌混合培养,R型活菌繁殖的后代有少量S型菌体,这些S型菌体
7、的后代均是S型,这个实验表明DNA( ) A.能够指导R型细菌的蛋白质合成 B.分子结构相对稳定 C.是使R型细菌发生转化的物质 D.是主要的遗传物质,答案,解析,-14-,考点1,考点2,考点3,2.赫尔希和蔡斯于1952年所做的T2噬菌体侵染大肠杆菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。下列与该实验有关的叙述,正确的是( ) A.实验过程中需要做标记和未做标记的大肠杆菌 B.实验过程中用35S、32P同时标记噬菌体,可证明噬菌体的遗传物质不是蛋白质 C.T2噬菌体也可以在人体细胞中复制和增殖 D.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质,答案,解析,-15-,考点1,考点2,考点3,
8、策略方法关注格里菲思实验(实验一)与艾弗里实验(实验二)3个“不同”,-16-,考点1,考点2,考点3,题点2 DNA是遗传物质的实验设计思路拓展应用 3.(2019山东临沂质检)蓝藻又名蓝细菌,通常把感染蓝藻细胞的DNA病毒称为噬藻体。下列叙述正确的是 ( ) A.蓝藻含有叶绿体,能进行光合作用 B.噬藻体和蓝藻共有的细胞器是核糖体 C.噬藻体侵染蓝藻时,只有DNA进入蓝藻 D.用含35S的培养基培养噬藻体可标记其外壳,答案,解析,-17-,考点1,考点2,考点3,4.肺炎双球菌有R型和S型两类。R型细菌无荚膜,菌落粗糙,S型细菌有荚膜,菌落光滑,二者都对青霉素敏感,研究者在S型细菌中发现一
9、种抗青霉素突变菌株(PenrS型,且对青霉素的抗性不是荚膜产生的)。现用PenrS型细菌和S型细菌进行如图所示实验,下列对实验结果的描述正确的是( ),-18-,考点1,考点2,考点3,A.甲实验部分小鼠患败血症,注射青霉素治疗均可恢复健康 B.乙实验后,加青霉素处理仍可能同时出现光滑和粗糙菌落 C.丙培养基中含有青霉素,所以生长的菌落可能是光滑菌落 D.丁实验中因DNA被水解而无转化因子,所以无菌落生长 名师点睛R型肺炎双球菌无荚膜,菌落粗糙,对青霉素敏感,所以在含青霉素的培养基中不能生存。S型细菌的DNA和PenrS型细菌的DNA都能使R型细菌转化为S型细菌,从而出现光滑型菌落。,答案,解
10、析,-19-,考点1,考点2,考点3,必清错混辨析 1.有关肺炎双球菌转化的实质和影响因素的3个易错易混点 (1)在加热杀死的S型细菌中,蛋白质变性失活,但不要认为DNA也变性失活。在加热过程中,DNA双螺旋解开,氢键被打开,但缓慢冷却时,其结构可恢复。 (2)转化的实质并不是基因发生突变,而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA上,即实现了基因重组。 (3)在转化过程中并不是所有的R型细菌都转化成S型细菌,而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌,原因是转化受DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素影响。,-20-,考点1,考点2,考点3,2.有关噬菌体侵染细菌实验中标记的2
11、个易错易混点 (1)因噬菌体蛋白质含有DNA没有的特殊元素S,所以用35S标记蛋白质;DNA含有蛋白质没有的元素P(几乎都存在于DNA分子中),所以用32P标记DNA;因DNA和蛋白质都含有C、H、O、N元素,所以此实验不能用C、H、O、N作为标记元素。 (2)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一个噬菌体上,因为检测放射性时,只能检测到放射性的存在部位,不能确定是何种元素的放射性。,-21-,考点1,考点2,考点3,3.有关噬菌体侵染细菌实验与艾弗里的肺炎双球菌转化实验的3个易错易混点 (1)噬菌体侵染细菌实验采用放射性同位素标记法,即分别标记DNA的特征元素(P)和蛋
12、白质的特征元素(S)。 (2)艾弗里的肺炎双球菌转化实验则采用直接分离法,即分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等,分别与R型细菌混合培养。 (3)因为噬菌体是一种病毒,专性寄生在细菌细胞内,故含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养,应先培养细菌,再用细菌培养噬菌体。,-22-,考点1,考点2,考点3,DNA的结构与复制 热考题点必练 题点1 DNA的结构和基因本质 1.(2019江苏南京、盐城一模)如图表示某DNA片段。下列有关叙述错误的是( ) A.图中不能构成一个DNA的基本单位 B.DNA复制时,的形成需要DNA聚合酶 C.和交替排列构成DNA分子的基本骨架 D.DNA分子中碱基对越多
13、,其热稳定性越低 题图分析分析题图:图示是一个DNA分子的片段,其中为磷酸,为脱氧核糖,为胞嘧啶,为氢键,为A,为G,为C,为T,为碱基对。,答案,解析,-23-,考点1,考点2,考点3,策略方法“三看法”判断DNA分子的结构 一看外侧链成键位置是否正确,正确的成键位置位于一分子脱氧核苷酸5号碳原子上的磷酸基团与相邻脱氧核苷酸的3号碳原子之间。 二看外侧链是否反向平行。 三看内侧链碱基配对是否遵循碱基互补配对原则,即有无“同配”“错配”现象。,-24-,考点1,考点2,考点3,2.(2019重庆九校联盟联考)下列有关基因的叙述,错误的是( ) A.摩尔根将孟德尔的“遗传因子”这一名词重新命名为
14、“基因” B.随着细胞质基因的发现,基因与染色体的关系可概括为染色体是基因的主要载体 C.一个DNA分子上有多个基因,基因是有遗传效应的DNA片段 D.研究表明,基因与性状的关系并不都是简单的线性关系,答案,解析,-25-,考点1,考点2,考点3,题点2 DNA的复制及其相关计算 3.(2019福建厦门质检)下图表示利用大肠杆菌探究DNA复制方式的实验,下列叙述正确的是( ) A.可用噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验 C.试管中b带的DNA的两条链均含有14N D.仅比较试管和的结果不能证明DNA复制为半保留复制,答案,解析,-26-,考点1,考点2,考点3,题图分析据图分析,试管的DNA全部被
15、15N标记,离心后位于重带,试管中DNA复制1次,结果DNA位于试管的中带,说明DNA分子中含有15N和14N;试管中,DNA分子复制2次,结果一半位于中带(15N和14N)、一半位于轻带(14N),通过以上分析可知,DNA分子的复制方式为半保留复制。,-27-,考点1,考点2,考点3,4.(2019山东济宁期末)某含15N标记的双链DNA分子含有400个碱基,腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的30%;其中的一条链上腺嘌呤有20个,下列表述正确的是 ( ) A.该DNA分子中的碱基排列方式共有2004种 B.该DNA分子连续复制2次,需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸420个 C.该DNA分子中4种碱基
16、的比例为ATGC=1234 D.该DNA分子在14N的培养基连续复制2次,含15N标记的DNA分子占25%,答案,解析,-28-,考点1,考点2,考点3,策略方法与DNA结构及复制有关的计算 (1)碱基计算 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。 若已知双链中A占的比例为c%,则单链中A占的比例无法确定,但最大值可求出,为2c%,最小值为0。,-29-,考点1,考点2,考点3,(2)水解产物及氢键数目计算 DNA水解产物:初步水解产物是脱氧核苷酸,彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。 氢键数目计算:若碱
17、基对为n,则氢键数为2n3n;若已知A有m个,则氢键数为3n-m。 (3)DNA复制计算 在做有关DNA分子复制的计算题时,应看准是“含”还是“只含”,是“DNA分子数”还是“链数”。,-30-,考点1,考点2,考点3,基因的表达及其与性状的关系 热考题点必练 题点1 基因的表达过程 1.(2019广东广州理综综合测试)“无细胞蛋白质合成系统”是以外源DNA或mRNA为模板,人工添加所需原料和能源物质,以细胞提取物为条件合成蛋白质的体外基因表达系统。下列叙述错误的是( ) A.人工添加的原料中应包含氨基酸 B.该系统具备完成转录和翻译的能力 C.为保证编码目标蛋白的mRNA数量应适当添加RNA
18、酶 D.与胞内蛋白质合成相比,该系统的蛋白质合成过程更易被人工调控,答案,解析,-31-,考点1,考点2,考点3,策略方法巧辨中心法则的相关过程 (1)分析模板 模板是DNA:DNA复制或转录。 模板是RNA:RNA复制或RNA逆转录或翻译。 (2)分析原料和产物 原料为脱氧核苷酸产物一定是DNADNA复制或逆转录。 原料为核糖核苷酸产物一定是RNA转录或RNA复制。 原料为氨基酸产物一定是蛋白质(或多肽)翻译。,-32-,考点1,考点2,考点3,2.(2019江西吉安一中等八所重点中学联考)如图为人体某致病基因控制异常蛋白质合成过程的示意图。异常多肽链中有一段氨基酸序列为“丝氨酸谷氨酸”(携
19、带丝氨酸和谷氨酸的tRNA上的反密码子分别为AGA、CUU)。以下说法错误的是( ),-33-,考点1,考点2,考点3,A.图中过程为转录,过程既需要核糖核苷酸为原料,还需RNA聚合酶进行催化 B.图中异常多肽链的合成方向是从右至左 C.图示基因是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 D.物质a中模板链上与异常多肽链中“丝氨酸谷氨酸”相对应的密码子为“UCUGAA”,答案,解析,-34-,考点1,考点2,考点3,策略方法遗传信息传递有关解题思路 以“示意图”为信息载体是本部分常考题型,解答时可按照以下步骤进行:第一步,阅读试题,分析题干文字、示意图,明确考查意图;第二步,根据考查意图,分析
20、示意图表示的生理过程,如确定是复制还是转录、翻译,即定位过程;第三步,联系教材知识,结合题目选项或问题综合分析,判断或确定答案;第四步,若是非选择题,注意用科学、准确的生物专业术语回答,如DNA聚合酶不能写为聚合酶(因为还有RNA聚合酶)或DNA连接酶,DNA复制不能写为复制(因为还有RNA复制)等。,-35-,考点1,考点2,考点3,题点2 基因对性状的控制 3.(2019四川南充适应性考试)如图为人体中基因对性状控制过程示意图,据图分析可以得出( ) A.过程需要DNA单链作模板,葡萄糖作为能源物质为其直接供能 B.过程主要发生在细胞核中,且遵循的碱基互补配对方式相同 C.镰刀型细胞贫血症
21、是基因重组的结果 D.基因1是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 题图分析图示为人体基因对性状控制过程示意图,其中表示转录过程,主要在细胞核中进行;M1、M2是转录形成的mRNA,可作为翻译的模板;是翻译过程,在细胞质的核糖体上合成。,答案,解析,-36-,考点1,考点2,考点3,4.(2019河北定州中学期末)研究人员将某实验动物的第5号染色体上的一段DNA敲除,结果发现培育出的实验动物甘油三酯极高,具有动脉硬化的倾向,并可以遗传给后代。下列有关叙述错误的是( ) A.敲除的DNA片段具有遗传效应 B.动脉硬化的产生与生物变异有关 C.控制甘油三酯合成的基因就位于第5号染色体上 D.利
22、用DNA片段的敲除技术可以研究相关基因功能,答案,解析,-37-,考点1,考点2,考点3,必清错混辨析 1.有关DNA复制、转录和翻译中的9个易错易混点 (1)DNA复制、转录时分别需要解旋酶和RNA聚合酶将双链DNA解旋。 (2)DNA复制的模板是两条DNA单链,转录的模板是DNA的一条链。 (3)复制、转录不只发生在细胞核中。DNA存在的部位,如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核和质粒等都可发生。 (4)转录产物不只是mRNA。转录的产物有mRNA、tRNA和rRNA,但携带遗传信息的只有mRNA。 (5)mRNA直接决定氨基酸的排列顺序,DNA间接决定氨基酸的排列顺序。,-38-,考点1,考点
23、2,考点3,(6)密码子的专一性和简并性保证翻译的准确性和蛋白质结构及遗传性状的稳定性。 (7)密码子、反密码子、氨基酸并非是一一对应的关系。 (8)翻译过程中核糖体沿着mRNA移动,读取下一个密码子,mRNA不移动。一个mRNA分子上可结合多个核糖体,同时合成多条相同的肽链。 (9)解答蛋白质合成的相关计算时,应看清是DNA上(或基因中)的碱基对数还是个数;是mRNA上密码子的个数还是碱基的个数;是合成蛋白质中氨基酸的个数还是种类。,-39-,考点1,考点2,考点3,2.有关“中心法则”五条途径的3个易错易混点 (1)高等动植物只有DNA复制、转录、翻译三条途径,但具体到不同细胞,情况不尽相
24、同,如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有;叶肉细胞等高度分化的细胞无DNA复制途径,只有转录和翻译两条途径;哺乳动物成熟的红细胞中三种途径都没有。 (2)RNA复制和逆转录只发生在被RNA病毒感染的细胞中,是后来发现的,是对中心法则的补充和完善。 (3)进行碱基互补配对的过程有DNA的复制、转录、翻译、RNA复制和逆转录。,题型五 数据计算类 在高中生物中许多知识都可以量化,涉及的定量计算题主要是依据生物学原理,运用数学工具来解决生物学中的问题。计算题的考查核心在于通过定量计算考查学生对相关概念、原理和生理过程的理解和掌握程度。定量计算题的取材主要涉及蛋白质、DNA、光合作用与呼
25、吸作用、细胞分裂、遗传育种、基因频率、种群数量、食物链与能量流动等方面的内容。,方法策略首先要明确知识体系,找准所依据的生物学原理。其次要灵活地运用数学思想、化学常识,对题干进行合理分析、综合推理,理清其中的数量关系。最后注意计算过程的准确性。 (1)熟悉教科书中出现的各种公式和数量关系,如种群密度、基因频率的计算公式。 (2)学会运用相关化学知识,如涉及光合作用与细胞呼吸的化学反应式的计算可利用物质的量的关系进行计算。 (3)学会运用数学统计学原理解答概率问题,如计算遗传概率时常用加法原理、乘法原理。,解题模板 “三审”(获信息)一审题干,提取信息;二审图表,提取数据;三审题肢,明确问题。
26、“二明”(明数理)一明确涉及的有关生物学原理;二明确相关数据之间的关系。 “一算”(得结论)根据相关数理关系计算结果。,模板应用 1.玉米的高秆(H)对矮秆(h)为显性。现有若干H基因频率不同的玉米群体,在群体足够大且没有其他因素干扰时,每个群体内随机交配一代后获得F1。各F1中基因型频率与H基因频率(p)的关系如图。下列分析错误的是 ( ),A.0p1时,亲代群体都可能只含有纯合子 B.只有p=b时,亲代群体才可能只含有杂合子 C.p=a时,显性纯合子在F1中所占的比例为1/9 D.p=c时,F1自交一代,子代中纯合子比例为5/9,答案,解析,2.BrdU在DNA复制过程中能替代胸腺嘧啶脱氧
27、核苷酸。由于含BrdU的情况不同,染色单体着色的深浅不同:当DNA只有一条单链掺有BrdU,则染色单体着色深;当DNA的两条单链都掺有BrdU,则染色单体着色浅。现将豌豆根尖分生区细胞放在含有BrdU的培养基中培养,对处于不同细胞周期的细胞进行染色、制片后,在显微镜下可观察每条染色体的姐妹染色单体的着色情况。下列有关说法不正确的是( ) A.在此实验中,DNA中的碱基A可以与碱基T、BrdU进行配对 B.第一次分裂的中期时,每条染色体中的染色单体均着色深 C.第二次分裂的中期时,每条染色体中一条染色单体为深色,另一条为浅色 D.第一次分裂的中期时,可能出现每条染色体中的染色单体均着色浅的细胞,答案,解析,3.戈谢病是患者由于缺乏-葡糖苷酶-葡糖脑苷脂酶从而引起不正常的葡萄糖脑苷脂在细胞内积聚所致,患者肝脾肿大。下图是用凝胶电泳的方法得到的某患者家系带谱,据图分析下列推断不正确的是( ) A.该病为常染色体隐性遗传病 B.2号为该病携带者,5号为杂合子的概率是2/3 C.1号和2号再生一个正常男孩的概率是3/8 D.该病可通过测羊水中酶的活性和B超检查来进行产前诊断,答案,解析,