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专题四遗传的分子基础高考总复习大二轮生物第6讲遗传的分子基础★[最新考纲]1．人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)；2.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)；3.基因的概念(Ⅱ)；4.DNA分子的复制(Ⅱ)；5.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)；6.基因与性状的关系(Ⅱ)。精读教材——记一记1．T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。(P44正文下部)2．(1)选用细菌或病毒研究遗传物质的优点：成分和结构简单，繁殖速度快，容易分析结果。(2)艾弗里和赫尔希等人证明DNA是遗传物质的实验共同的思路：把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察它们的作用。(P46思考与讨论)3．科学家以大肠杆菌为实验材料运用同位素示踪技术，证实了DNA的确是以半保留的方式复制的。(P52正文下部)4．大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子。另外质粒也是环状的DNA分子。(P55资料分析)5．DNA指纹技术，需要用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段，然后用电泳的方法将这些片段按大小分开。(P58科学、技术、社会)6．DNA分子杂交技术可以比较不同种生物DNA分子的差异，不同生物的DNA分子杂交形成的杂合双链区越多，说明两种生物亲缘关系越近。(P60思维拓展)7．tRNA中的—OH部位是结合氨基酸的部位，与氨基酸—NH2中的H结合。(P66图4－5)8．线粒体和叶绿体中的DNA能自行通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。(P70小文字部分)9．线粒体DNA缺陷导致的遗传病，都只能通过母亲遗传给后代(主要原因是受精卵中的细胞质基因，几乎全部来自卵细胞，精子太小，细胞质极少)。(P70小字)自我诊断——判一判1．遗传物质的正误判断(1)(2018·全国卷Ⅱ，T5B)T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解。(×)(2)(2017·全国卷Ⅱ，T2C)培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中。(√)(3)赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料，通过同位素示踪技术区分蛋白质与DNA，证明了DNA是遗传物质。(√)(4)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。(×)(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。(√)2．DNA结构与复制的正误判断(1)沃森和克里克以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。(×)(2)磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架。(√)(3)DNA复制需要消耗能量。(√)(4)真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期。(×)(5)真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶。(√)3．基因表达的正误判断(1)(2018·全国卷Ⅲ，T30节选改编)mRNA上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的序列。(×)解析：一种氨基酸可由多种密码子决定，mRNA上碱基改变不一定会改变肽链中氨基酸序列。(2)转录和翻译都是以mRNA为模板合成生物大分子的过程。(×)(3)真核细胞的转录和翻译都以脱氧核苷酸为原料。(×)(4)tRNA上的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息。(×)(5)每种氨基酸仅由一种密码子编码。(×)高频命题点1DNA是遗传物质的实验证据真题领航——目标方向导入高考1．(2019·江苏卷，3)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解析：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。]2．(2018·全国Ⅱ卷，5)下列关于病毒的叙述，错误的是()A．从烟草花叶病毒中可以提取到RNAB．T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解C．HIV可引起人的获得性免疫缺陷综合征D．阻断病毒的传播可降低其所致疾病的发病率解析：B[A.烟草花叶病毒为RNA病毒，可以提取到RNA。B.T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。C.HIV是艾滋病病毒，造成人类免疫系统缺陷。D.阻断病毒的传播途径，是降低其所致疾病发病率的有效方法。]3．(2018·全国卷Ⅲ，1)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解析：D[A项，以豌豆为实验材料发现性状遗传规律的实验科学家是奥地利修道士孟德尔；B项，以小球藻为实验材料发现光合作用暗反应途径的是美国科学家卡尔文；C项，证明DNA是遗传物质的是肺炎双球菌的体外转化实验是艾弗里做的，D项才是我国科学家完成的。]知识拓展——培养学生科学探究能力1．在进行格里菲思实验时，加热杀死的S型细菌，为什么必须和R型细菌混合后注入小鼠体内才能进行转化？______________________________________________________________________________________________________________答案：真核细胞的结构和原核细胞不同，加热杀死的S型细菌的DNA无法直接进入小鼠细胞，但可以进入R型细菌体内进行转化，完成R型菌DNA和S型菌DNA的重组。2．实验中32P和35S标记的噬菌体是如何获得的？请简述标记的方法。______________________________________________________________________________________________________________答案：先培养具有放射性的大肠杆菌，然后用具有放射性的大肠杆菌培养T2噬菌体。核心整合——掌握必备生物知识1．人类对遗传物质探索过程中的经典实验比较(填空)2.两个经典实验遵循相同的实验设计原则——对照原则(填空)设计思路：都是⑤设法把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地去观察它们的作用。(1)肺炎双球菌转化实验中的相互对照(2)噬菌体侵染细菌实验中的对比3．RNA是遗传物质的证据——烟草花叶病毒对烟草的感染与重建实验(填空)(1)实验1(2)实验2考向立意——突显科学探究能力和科学思维能力[考向]以经典实验为载体，考查学生科学探究能力1．下列有关DNA是遗传物质的探究实验的叙述正确的是()A．高温杀死经DNA酶处理过的S型细菌，将其与R型细菌混合并注入小鼠体内，小鼠不会死亡B．用未标记的噬菌体侵染被35S标记的细菌，经适当搅拌、离心后检测到放射性主要存在于上清液中C．用烟草花叶病毒的遗传物质感染烟草，可以证明DNA是遗传物质D．分别用添加了S型细菌不同组成成分的培养基培养R型细菌，结果都会出现R型细菌的菌落解析：D[用DNA酶处理S型细菌，因为细胞膜的保护，S型细菌的DNA不会被水解，经高温处理后，DNA酶失活，但S型细菌的DNA未失活，可将少数R型细菌转化成S型细菌，所以小鼠会死亡，A错误。噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳留在细菌表面，遗传物质注入细菌中，并利用细菌中的物质合成自身蛋白质和DNA，被35S标记的细菌可使合成的子代噬菌体外壳含有放射性，但经适当搅拌、离心，子代噬菌体未从细菌中释放出来，细菌存在于沉淀物中，放射性应该出现在沉淀物中，B错误。烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不是DNA，C错误。只有将S型细菌的DNA与R型细菌混合才会有少量S型细菌生成，培养基中大部分为R型细菌菌落；若将S型细菌的其他组成成分与R型细菌混合培养，则培养基中只有R型细菌的菌落，D正确。]2．在噬菌体侵染细菌的实验中，噬菌体与细菌保温时间长短与放射性高低的关系图可能如下，下列关联中最合理的是(35S标记的噬菌体记为甲组，32P标记的噬菌体记为乙组)()A．甲组－上清液－bB．乙组－上清液－bC．甲组－沉淀物－cD．乙组－沉淀物－c解析：B[在噬菌体浸染细菌的过程中，蛋白质没进入细菌而DNA进入了细菌，所以甲组上清液中放射性几乎不变而乙组上清液中放射性逐渐减少，后又由于细菌裂解上清液中放射性又逐渐升高。]噬菌体侵染细菌的实验高频命题点2遗传信息的传递与表达[学生用书P41]真题领航——目标方向导入高考1．(2019·全国Ⅰ卷，2)用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是()①同位素标记的tRNA②蛋白质合成所需的酶③同位素标记的苯丙氨酸④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液A．①②④B．②③④C．③④⑤D．①③⑤解析：C[本题以基因表达的相关知识为载体，考查运用所学知识，对某些生物学问题作出合理判断的能力；试题通过对体外合成多肽链所需材料的判断，体现了对生命观念素养中结构与功能观要素的考查。体外合成同位素标记的多肽链需以标记的氨基酸(同位素标记的苯丙氨酸等)为原料，以RNA(人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸)为模板，除去了DNA和mRNA的细胞裂解液既可防止DNA和mRNA对体外多肽链合成过程的干扰，又可提供翻译过程所需的核糖体、tRNA、酶等。故选C。]2．(2017·全国Ⅲ卷，1)下列关于真核细胞中转录的叙述，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解析：C[tRNA、rRNA和mRNA均由DNA转录而来，A对。RNA的合成以DNA的一条链为模板，边解旋边转录，同一细胞中可能有多个DNA分子同时发生转录，故两种RNA可同时合成，B对。RNA的合成主要发生在细胞核中，另外在线粒体、叶绿体中也可发生，C错。转录时遵循碱基互补配对原则，故转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补，D对。]知识拓展——培养学生文字表达能力1．放射性同位素可以用来研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等，教材中哪些成果的研究应用了同位素示踪技术，请列举几个。______________________________________________________________________________________________________________答案：探究分泌蛋白的分泌过程；用18O分别标记H182O和C18O2，得出光合作用产生的O2中的氧全部来自H2O；用32P和35S分别标记的噬菌体侵染大肠杆菌，证明DNA是噬菌体的遗传物质；用3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸，研究有丝分裂过程中染色体的变化规律；用15N标记DNA，证明了DNA复制的特点是半保留复制。2．将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链