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专题十遗传的分子基础高考生物(北京市选考专用)A组自主命题·北京卷题组五年高考1.(2016北京理综,31,16分)嫁接是我国古代劳动人民早已使用的一项农业生产技术,目前也用于植物体内物质转运的基础研究。研究者将具有正常叶形的番茄(X)作为接穗,嫁接到叶形呈鼠耳形的番茄(M)砧木上,结果见图1。图1图2(1)上述嫁接体能够成活,是因为嫁接部位的细胞在恢复分裂、形成组织后,经形成上下连通的输导组织。(2)研究者对X和M植株的相关基因进行了分析,结果见图2。由图可知,M植株的P基因发生了类似于染色体结构变异中的变异,部分P基因片段与L基因发生融合,形成P-L基因(P-L)。以P-L为模板可转录出,在上翻译出蛋白质,M植株鼠耳叶形的出现可能与此有关。(3)嫁接体正常叶形的接穗上长出了鼠耳形的新叶。为探明其原因,研究者进行了相关检测,结果见下表。实验材料检测对象M植株的叶X植株的叶接穗新生叶P-LmRNA有无有P-LDNA有无无①检测P-LmRNA需要先提取总RNA,再以mRNA为模板出cDNA,然后用PCR技术扩增目的片段。②检测P-LDNA需要提取基因组DNA,然后用PCR技术对图2中(选填序号)位点之间的片段扩增。a.Ⅰ~Ⅱb.Ⅱ~Ⅲc.Ⅱ~Ⅳd.Ⅲ~Ⅳ(4)综合上述实验,可以推测嫁接体中P-L基因的mRNA。答案(1)愈伤细胞分化(2)重复mRNA核糖体(3)①反转录②c(4)从砧木被运输到接穗新生叶中,发挥作用,影响新生叶的形态解析本题是一道综合能力考查题。试题情境新颖,难度不大。(1)嫁接体能够成活,是因为嫁接部位的细胞在恢复分裂形成愈伤组织后,经细胞分化形成输导组织。(2)据图2可知:M植株中的P基因发生了片段的重复,部分P基因片段与L基因发生融合,形成P-L基因(P-L),以形成的P-L为模板转录出mRNA,在核糖体上翻译出蛋白质。(3)①检测P-LmRNA需先提取总RNA,再以mRNA为模板反转录出cDNA,然后用PCR技术扩增目的片段。②检测P-LDNA需要先提取基因组DNA,然后设计特定的引物进行扩增,能扩增出P-L目的片段,说明存在P-LDNA,据图中信息知,应选择扩增Ⅱ~Ⅳ之间的片段,c选项正确。(4)据主题干信息“嫁接是我国古代劳动人民早已使用的一项农业生产技术,目前也用于植物体内物质转运的基础研究”、(2)中“M植株鼠耳叶形的出现可能与此有关”和表格中实验结果可推知:嫁接体中P-L基因的mRNA从砧木(M)被运输到接穗(X)新生叶中,发挥作用,影响新生叶的形态。素养解读本题通过陌生情境的实验探究,考查解读、推理、归因及论证能力,突出体现推理与归因的科学思维。审题方法在审题的过程中,应当准确获取题干的“题眼”——“嫁接是我国古代劳动人民早已使用的一项农业生产技术,目前也用于植物体内物质转运的基础研究”,有效转化信息,并准确表述信息。2.(2010北京理综,30,16分)科学家以大肠杆菌为实验对象,运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验,实验内容及结果如表。请分析并回答:(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B,必须经过代培养,且培养液中的是唯一氮源。(2)综合分析本实验的DNA离心结果,第组结果对得到结论起到了关键作用,但需把它与第组和第组的结果进行比较,才能说明DNA分子的复制方式是。组别1组2组3组4组培养液中唯一氮源14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl繁殖代数多代多代一代两代培养产物ABB的子Ⅰ代B的子Ⅱ代操作提取DNA并离心离心结果仅为轻带(14N/14N)仅为重带(15N/15N)仅为中带(15N/14N)1/2轻带(14N/14N)1/2中带(15N/14N)(3)分析讨论:①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带,则“重带”DNA来自,据此可判断DNA分子的复制方式不是复制。②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心,其结果(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养,子n代DNA离心的结果是:密度带的数量和位置,放射性强度发生变化的是带。④若某次实验的结果中,子Ⅰ代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽,可能的原因是新合成DNA单链中的N尚有少部分为。答案(1)多15N/15NH4Cl(2)312半保留复制(3)①B半保留②不能③没有变化轻④15N解析(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B,必须经过多代培养,并且培养液中15NH4Cl是唯一氮源。(2)根据表格可知,在证明DNA分子的复制方式是半保留复制时,第3组实验结果起到了关键作用,因为其离心后仅为中带(15N/14N)。还需与第1组和第2组的结果进行比较,才能说明DNA分子的复制方式是半保留复制。(3)①亲代DNA(B)为15N/15N,原料为14N,离心的结果为“轻”(14N/14N)和“重”(15N/15N),则“重带”DNA来自亲代DNA,即B,这种复制方式没有发生母链与子链的重新组合,因而不是半保留复制。②判断DNA的复制方式主要是看子代DNA与亲代DNA的关系,实质是母链与子链是否发生重新组合,若将DNA双链分开后离心,则不能判断DNA的复制方式。③在同等条件下,将子Ⅱ代继续培养(原料为14N),密度带仍为两种,即轻带(14N/14N)和中带(15N/14N),位置未发生变化,其中随着n的增加轻带的数量会逐渐增加,而中带不变,因而放射性强度发生变化的是轻带。④子Ⅰ代DNA的“中带”(15N/14N)比以往实验结果略宽,说明该实验结果中的“中带”不完全是15N/14N,有可能新形成的子链(14N)中混有少量的15N。B组统一命题、省(区、市)卷题组考点1人类对遗传物质的探索过程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。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。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.(2018课标全国Ⅲ,1,6分)下列研究工作中由我国科学家完成的是 ()A.以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验B.用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验C.证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验D.首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成答案D本题主要考查生物科学史的相关知识。奥地利的孟德尔以豌豆为材料发现了性状遗传规律,A错误;美国的卡尔文用14C标记的14CO2,供小球藻进行光合作用,然后追踪检测其放射性,最终探明了CO2中的碳在光合作用暗反应中的转移途径,B错误;美国的艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质,C错误;世界上第一个人工合成的蛋白质——具有生物活性的结晶牛胰岛素,是由我国科学家完成的,D正确。思维发散科学研究方法孟德尔用假说—演绎法发现了性状遗传规律;卡尔文用同位素标记法研究光合作用的暗反应过程;艾弗里设法将DNA、蛋白质和多糖等物质分开,单独地、直接地去观察它们的作用。3.(2017课标全国Ⅱ,2,6分)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C本题考查噬菌体侵染大肠杆菌的过程,以及病毒的相关知识。T2噬菌体专一性寄生在大肠杆菌体内,因此在肺炎双球菌体内不能复制和增殖,T2噬菌体病毒颗粒内也不能合成mRNA和蛋白质,A、B错误;T2噬菌体以大肠杆菌体内的物质为原料合成自身的核酸,培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中,C正确;人类免疫缺陷病毒的核酸是RNA,该病毒为逆转录病毒,T2噬菌体的核酸是DNA,二者的核酸类型和增殖过程不同,D错误。知识归纳高中生物常见的病毒相关知识小结(1)病毒无细胞结构,在生物学分类上独立成界,既不属于真核生物,也不属于原核生物,主要由蛋白质和核酸构成。(2)病毒营寄生生活,只有在活细胞内才具有生命现象,因此,只能用活的宿主细胞培养病毒。(3)病毒只含有一种核酸:DNA或RNA,故可根据遗传物质的不同将病毒分为DNA病毒(如T2噬菌体)和RNA病毒(如烟草花叶病毒)。4.(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标记的噬菌体侵染大肠杆菌过程中最终得到的子代噬菌数量较多,且新合成的DNA单链不存在32P,故只有部分噬菌体具有放射性。5.(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。6.(2017课标全国Ⅰ,29,10分)根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常,一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路,(2)预期实验结果及结论即可。(要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组)答案(1)思路甲组:将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组:将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。(2)结果及结论若甲组收集的病毒有放射性,乙组无,即为RNA病毒;反之为DNA病毒。解析该题主要考查病毒的增殖以及对照实验设计的思路和方法。该实验设计的目的是确定新病毒是DNA病毒还是RNA病毒,因为RNA和DNA含有的特有碱基分别是尿嘧啶和胸腺嘧啶,所以两种病毒增殖所