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专题10遗传的分子基础高考生物(江苏专用)考点1探索遗传物质的过程五年高考A组自主命题·江苏卷题组1.(2019江苏单科,3,2分)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质,下列关于该实验的叙述正确的是 ()A.实验中可用15N代替32P标记DNAB.噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的C.噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌D.实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA答案C本实验巧妙地运用32P标记DNA,将DNA与蛋白质区分开,单独直接观察DNA的遗传作用,DNA和蛋白质中都含有N,故不可用15N代替32P标记DNA,A错误;子代T2噬菌体的外壳蛋白是由T2噬菌体DNA控制合成的,B错误;T2噬菌体DNA的合成所需要的原料由大肠杆菌提供,C正确;该实验证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA,D错误。素养解读本题通过T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,考查考生对实验原理的理解和对实验结果的分析能力;试题通过T2噬菌体侵染细菌的实验分析,体现了对科学探究素养中的技术评价与结果分析要素的考查。方法技巧T2噬菌体侵染细菌实验的误差分析(1)32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌 (2)35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌 2.(2017江苏单科,2,2分)下列关于探索DNA是遗传物质的实验,叙述正确的是 ()A.格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状B.艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡C.赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中D.赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记答案C本题重点考查人类对遗传物质探索过程中的经典实验。格里菲思实验只是证明了转化因子的存在,没有证明转化因子是DNA,A错误;艾弗里实验证明了转化因子是DNA,从S型肺炎双球菌中提取的DNA使R型细菌转化为S型细菌而导致小鼠死亡,B错误;赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌出现在沉淀中,对沉淀后的细菌继续培养,待其裂解后得到的T2噬菌体并不都带有32P标记,故C正确,D错误。易错警示由于32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌过程中最终得到的子代噬菌体数量较多,且新合成的DNA单链不存在32P,故只有部分T2噬菌体具有放射性。3.(2016江苏单科,1,2分)下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述,正确的是 ()A.格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果B.格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质C.赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的D.赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质答案D格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果,A项错误;格里菲思实验证明了S型肺炎双球菌中含有转化因子,艾弗里实验仅证明了DNA是遗传物质,B项错误;赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是利用大肠杆菌中含32P的脱氧核苷酸标记的,该实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质,C项错误,D项正确。疑难突破掌握教材隐性实验的实验方法和实验结论是解答本题的关键。考点2DNA的结构和复制1.(2014江苏单科,4,2分)下列叙述与生物学史实相符的是 ()A.孟德尔用山柳菊为实验材料,验证了基因的分离及自由组合规律B.范·海尔蒙特基于柳枝扦插实验,认为植物生长的养料来自土壤、水和空气C.富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也作出了巨大的贡献D.赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA,证明了DNA的半保留复制答案C孟德尔用豌豆为实验材料,验证了基因的分离和自由组合定律,A错误;范·海尔蒙特基于柳枝扦插实验,认为植物生长所需要的养料主要来自水,B错误;富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立作出了巨大贡献,C正确;赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA,证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质,D错误。解后反思本题错选最多的是B选项,说明学生对科学史实没有深入全面的了解。科学史实是培养学生科学素养的重要素材,也应重视对这部分知识的学习。既要全面了解、体验重大科学研究的探究过程,学习科学研究的思想、方法、原理以及科学精神,也要铭记那些科学的结论和为此做出重要贡献的人们。2.(2015江苏单科,33,8分)荧光原位杂交可用荧光标记的特异DNA片段为探针,与染色体上对应的DNA片段结合,从而将特定的基因在染色体上定位。请回答下列问题: 图1 图2(1)DNA荧光探针的制备过程如图1所示,DNA酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的键从而产生切口,随后在DNA聚合酶Ⅰ作用下,以荧光标记的为原料,合成荧光标记的DNA探针。(2)图2表示探针与待测基因结合的原理。先将探针与染色体共同煮沸,使DNA双链中键断裂,形成单链。随后在降温复性过程中,探针的碱基按照原则,与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子。图中两条姐妹染色单体中最多可有条荧光标记的DNA片段。(3)A、B、C分别代表不同来源的一个染色体组,已知AA和BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记。若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交,则其F1有丝分裂中期的细胞中可观察到个荧光点;在减数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到个荧光点。答案(8分)(1)磷酸二酯脱氧核苷酸(2)氢碱基互补配对4(3)62和4解析本题主要考查DNA的结构、复制、有丝分裂和减数分裂的相关知识。(1)DNA酶Ⅰ可使DNA分子断裂成为片段,为限制酶,其作用为切开两个核苷酸之间的磷酸二酯键。合成DNA分子的原料为4种脱氧核苷酸。(2)DNA分子受热变性,氢键断裂,解旋为单链。探针的碱基与染色体上的特定基因序列按照碱基互补配对的原则,形成杂交分子。由于每条染色单体含有一个DNA分子,一个DNA分子可以有2条荧光标记的片段,所以两条姐妹染色单体中最多有4条荧光标记的片段,但只能观察到两个荧光点。(3)植物甲与植物乙的杂交后代F1为AABC,在有丝分裂中期已完成了DNA复制,并且A和B都可以被荧光探针标记,所以可观察到6个荧光点。F1AABC在减数第一次分裂形成的两个子细胞分别含有A、AB,因此分别可观察到2和4个荧光点。错因分析(1)“酯键”错写为“脂键”较多;很多学生被复杂背景迷惑,填写为DNA聚合酶或聚合酶;(2)可能由于是最后一题,部分考生来不及作答,空白较多;(3)部分考生没能正确审题,“分别”意味着该空有两个数字,考生对于减数分裂和有丝分裂的知识迁移不够,在新情境下不能灵活运用相关知识,对于荧光点的去向和数量搞不清楚,出现了2或4、6、3等多种答案。考点3基因控制蛋白质的合成1.(2017江苏单科,23,3分)在体外用14C标记半胱氨酸-tRNA复合物中的半胱氨酸(Cys),得到*Cys-tRNACys,再用无机催化剂镍将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸(Ala),得到*Ala-tRNACys(见图,tR-NA不变)。如果该*Ala-tRNACys参与翻译过程,那么下列说法正确的是(多选) ()A.在一个mRNA分子上可以同时合成多条被14C标记的多肽链B.反密码子与密码子的配对由tRNA上结合的氨基酸决定C.新合成的肽链中,原来Cys的位置会被替换为14C标记的AlaD.新合成的肽链中,原来Ala的位置会被替换为14C标记的Cys答案AC本题主要考查翻译的特点及从新情境中获取信息解决问题的能力。在一个mR-NA分子上可以先后结合多个核糖体,可同时合成多条多肽链,A正确;反密码子与密码子的配对遵循碱基互补配对原则,是由密码子决定的,B错误;依据题干信息可知,用无机催化剂镍将*Cys-tRNACys中的半胱氨酸还原成丙氨酸时,tRNA不变,由此推测与其配对的密码子也未变,但所决定的氨基酸由半胱氨酸转变为丙氨酸,新合成的肽链中,原来Cys的位置会被替换为14C标记的Ala,C正确、D错误。疑难突破本题解题的关键是审清题干,从题干中获得有效解题信息。突破点是*Cys-tRNACys转变为*Ala-tRNACys时,“tRNA未变”这一关键信息。2.(2016江苏单科,18,2分)近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列,可人为选择DNA上的目标位点进行切割(如图)。下列相关叙述错误的是 ()A.Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成B.向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则C.向导RNA可在逆转录酶催化下合成D.若α链剪切位点附近序列为……TCCAGAATC……则相应的识别序列为……UCCAGAAUC……答案CCas9蛋白由相应基因转录出的mRNA指导在核糖体中合成,A项正确;向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则,B项正确;逆转录是以RNA为模板合成DNA,C项错误;α链与向导RNA都与模板链互补配对,但二者所含碱基有所不同,D项正确。解题方法解答关键在于结合图示理解基因编辑技术的操作过程。①图中向导RNA链折叠形成的结构(双链区)上含有氢键,相对碱基按碱基互补配对原则形成碱基对;②理解DNA和RNA在碱基上的区别,前者含T,后者含U,均能与A互补配对;③理解逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程。3.(2015江苏单科,12,2分)下图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图,下列叙述正确的是 () A.图中结构含有核糖体RNAB.甲硫氨酸处于图中ⓐ的位置C.密码子位于tRNA的环状结构上D.mRNA上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的种类答案A本题主要考查翻译的相关知识。核糖体是相邻氨基酸形成肽键的场所,核糖体由核糖体RNA和蛋白质构成,A正确;甲硫氨酸是第一个氨基酸,位于ⓐ的左边,B错误;密码子位于mRNA上,tRNA的环状结构上有反密码子,C错误;由于密码子的简并性,mRNA上碱基改变不一定改变肽链中氨基酸的种类,D错误。易错分析错选B者,读图能力欠缺或忽略了甲硫氨酸位于第一位,不是图中ⓐ的位置。错选C、D的,不理解密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基,tRNA上的是反密码子,由于密码子的简并性,mRNA上碱基改变不一定改变氨基酸的种类。4.(2018江苏单科,27,8分)长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基,具有多种调控功能的一类RNA分子。下图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式,请回答下列问题: (1)细胞核内各种RNA的合成都以为原料,催化该反应的酶是。(2)转录产生的RNA中,提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是,此过程中还需要的RNA有。(3)lncRNA前体加工成熟后,有的与核内(图示①)中的DNA结合,有的能穿过(图示②)与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合,发挥相应的调控作用。(4)研究发现,人体感染细菌时,造血干细胞核内产生的一种lncRNA,通过与相应DNA片段结合,调控造血干细胞的,增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。该调控过程的主要生理意义是。答案(8分)(1)四种核糖核苷酸RNA聚合酶(2)mRNA(信使RNA)tRNA和rRNA(转运RNA和核糖体RNA)(3)染色质核孔(4)分化增强人体的免疫抵御能力解析(1)合成RNA的原料是四种核糖核苷酸。催化RNA合成的酶是RNA聚合酶。(2)翻译过程需要的RNA有mRNA、rRNA和tRNA,其中mRNA是指导肽链合成的模板,tRNA识别并转运特定的氨基酸,rRNA参与组成核糖体。(3)图中细胞核中合成的lncRNA有两种去向,一种是与核内染色质结合,另一种是通过核孔与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合。(4)造血干细胞核内产生的lncRNA与相应DNA片段结合后,可以调控相关基因的表达,使造血干细胞分裂分化形成单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞。吞噬细胞数量的增加可以增强人体的免疫抵御能力。知识拓展具有调控作用的lncRNAlncRNA又称长链非编码RNA,是近几年发现的具有调控细胞周期和细胞分化功能的RNA分子,属于非编码RN