江苏专版2021届高考生物二轮复习专题5遗传的分子基课件

这是一份江苏专版2021届高考生物二轮复习专题5遗传的分子基课件，共60页。PPT课件主要包含了必备知识·三步夯实，③④⑧，①②④⑤，关键能力·多维提升，专题能力提升练等内容，欢迎下载使用。
1【主干知识 体系构建】
2【易错易混 分点排查】1.下列有关人类对遗传物质的探索过程的实验,正确的有_______。①格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了DNA 是遗传物质。②R型细菌与S型细菌控制有无荚膜性状的基因遵循分离定律。③加热杀死的S型细菌和R型细菌混合后注射给小鼠,从死亡小鼠体内可以分离出S型活细菌和R型活细菌。④艾弗里的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术。⑤噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等。⑥噬菌体能在宿主细胞内以二分裂的方式增殖,使该细菌裂解。
⑦32P、35S标记的噬菌体侵染细菌的实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质。⑧噬菌体侵染细菌的实验能够证明DNA控制蛋白质的合成。⑨用1个含35S标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌,裂解释放的子代噬菌体中只有2个含35S。⑩细胞核内的遗传物质是DNA,细胞质内的遗传物质是RNA。
2.下列关于DNA结构和复制的叙述,正确的有_____。①沃森和克里克构建的DNA分子模型和富兰克林拍摄的DNA分子的X射线衍射照片属于物理模型。②同一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基之间通过氢键相连。③DNA分子中每个脱氧核糖都连接两个磷酸,每个碱基都连接一个脱氧核糖。④解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、限制性核酸内切酶都能作用于DNA分子,它们的作用部位都是相同的。⑤不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值可能相同。⑥DNA复制时,严格遵循A—U、C—G的碱基互补配对原则。
⑦在人体内,成熟的红细胞、浆细胞中不发生DNA的复制。⑧将已被15N标记了DNA的大肠杆菌在含14N的培养基中培养繁殖一代,若子代大肠杆菌的DNA分子中既含有14N,又含有15N,则可说明DNA的复制为半保留复制。⑨复制时,子代DNA分子的两条单链中只有一条和亲代DNA分子完全相同。⑩真核细胞的基因只存在于细胞核中,而核酸并非仅存在于细胞核中。
3.下列关于转录和翻译的相关叙述,正确的有_________。①在翻译过程中,tRNA分子转运相应的氨基酸。②一个tRNA上的反密码子只能与mRNA上的一种密码子配对。③转录和翻译过程都存在T—A、A—U、G—C的碱基配对方式。④一个mRNA中含有多个密码子,一个tRNA中只含有一个反密码子。⑤叶绿体和线粒体的DNA能进行复制、转录、进而翻译出蛋白质。⑥结合在同一条mRNA上的核糖体,最终合成的肽链在结构上各不相同
3【高考真题 拆项诊断】　根据遗传物质的探究历程,DNA分子的结构和复制以及基因的表达的相关知识,判断下列说法正误:1.T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解(2018·全国卷Ⅱ·T5B)( )分析:T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌内,而不感染肺炎双球菌。2.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(2017·江苏高考·T2B) ( )分析:艾弗里实验证明DNA是使R型细菌产生稳定遗传的物质,并没有证明肺炎双球菌对小鼠的作用。3.用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸,注入真核细胞,可用于研究DNA复制的场所(2019·天津高考·T1A) ( )
4.真核生物中的DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键(2018·海南高考·T10C) ( )5.某复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶(2018·全国卷Ⅰ·T2C) ( )6.孕妇血液中的cffDNA可以用于某些遗传病的产前诊断(2020·山东等级考·T4D) ( )7.新冠病毒与肺炎双球菌二者遗传物质所含有的核苷酸是相同的(2020·全国Ⅱ卷·T1C) ( )分析:新冠病毒的遗传物质为RNA,肺炎双球菌的遗传物质为DNA,二者的核苷酸不同。
8.细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等(2020·全国Ⅲ卷·T1C) ( )9.天花病毒蛋白的亚单位是该病毒的遗传物质(2020·天津等级考·T6B)( )分析:天花病毒的遗传物质是核酸(DNA)。
考点一 DNA是主要的遗传物质(理解能力) 【典型考题 精讲研析】典例1　(2019·江苏高考改编)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错误的是 (　　)A.实验中不能用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T2噬菌体的遗传物质是DNA
【名师点拨】【解析】选B。蛋白质和DNA都含有N,所以不能用15N代替32P标记DNA,A正确;噬菌体外壳蛋白是由噬菌体体内控制噬菌体外壳蛋白合成的相关基因编码的,B错误;噬菌体侵染大肠杆菌后,会利用大肠杆菌体内的物质来合成子代噬菌体DNA,C正确;该实验证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA,D正确。
　【母题延伸】——长句专项突破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的原因:___________________________________________________________________。
因为进行放射性检测时,只能检测到存在部位,不能确定是何种元素的放射性
【答题策略】　简析噬菌体侵染细菌实验中的“两次”标记和“一个”结论①第一次标记:分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌,目的是获得带有标记大肠杆菌。②第二次标记:分别用含35S和32P的大肠杆菌培养噬菌体,目的是使噬菌体带上放射性标记。③实验的结论:DNA是遗传物质,但不能证明蛋白质不是遗传物质。
【核心知识 精准解读】1.图解遗传物质探究历程中两个经典实验:
2.噬菌体侵染细菌的实验中上清液和沉淀物的放射性误差分析:(1)含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌。(2)含35S的T2噬菌体侵染大肠杆菌后搅拌、离心。
【热点预测 精练题组】遗传物质探究的经典实验1.图1、图2表示T2噬菌体侵染大肠杆菌的相关实验,据图分析,你认为正确的是 (　　)A.甲处的T2噬菌体一定含有放射性B.乙处的T2噬菌体一定不含放射性C.图2能证明DNA是遗传物质而蛋白质不是D.如果培养2代以上,乙处DNA分子两条链都有放射性的T2噬菌体比例会增多
【解析】选A。用含有32P或35S的培养基培养大肠杆菌,大肠杆菌被32P或35S标记,T2噬菌体以大肠杆菌内的原料合成子代噬菌体,甲处的T2噬菌体一定含有放射性,A正确。32P可标记DNA分子,用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,部分子代噬菌体含有放射性,B错误。T2噬菌体侵染细菌的实验没有证明蛋白质不是遗传物质,C错误。用被32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,由于DNA的半保留复制,子一代T2噬菌体DNA分子中一条链含有放射性,另一条链不含放射性;子二代中有1/2的T2噬菌体含有放射性(一条链含有放射性,一条链不含放射性),1/2的T2噬菌体不含放射性,所以培养2代以上,乙处DNA分子两条链都有放射性的T2噬菌体为0,比例不会增多,D错误。
2.(2020·南京、盐城二模)下列关于在探索遗传物质过程中相关实验的叙述,错误的是(　　)A.格里菲思实验中从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌既有S型菌也有R型菌B.艾弗里的实验中出现S型菌落的原因是R型细菌发生基因重组的结果C.在噬菌体侵染细菌实验中保温时间过短或过长,32P标记组上清液的放射性会变强D.烟草花叶病毒的重建实验中证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
【解析】选A。格里菲思实验中,只注射活的S型菌的病死小鼠体内只能分离出活的S型细菌;注射加热杀死的S型菌和活的R型菌的病死小鼠体内可分离出活的S型菌和活的R型菌,A错误;肺炎双球菌的转化实验的原理是基因重组,所以艾弗里的实验中出现S型菌落的原因是R型细菌发生基因重组的结果,B正确;噬菌体侵染细菌的实验中,32P标记组若保温时间过短,则部分噬菌体未侵入大肠杆菌,导致上清液放射性变强;若保温时间过长,则部分子代噬菌体释放出来,也会导致上清液放射性变强,C正确;烟草花叶病毒的重建实验是将RNA和蛋白质分开,重新构建新的病毒,观察下一代病毒的类型,可以证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,D正确。
【考向二】DNA是主要遗传物质的实验拓展3.(2020·南通、泰州一模)如图是肺炎双球菌体外转化实验图解,其中细胞提取物是加热致死的S型菌破碎后去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质制成的。相关叙述错误的是(　　)A.设置第①组实验的目的是确定细胞提取物中含有转化因子B.第②～⑤组利用酶的专一性去除相应物质观察转化情况C.混合培养后不能出现S型菌菌落的只有第⑤组D.混合培养后出现的S型菌与原S型菌的遗传物质完全相同
【解析】选D。在艾弗里证明遗传物质是DNA的实验中,艾弗里将S型细菌的提取物分别加入蛋白酶、酯酶、RNA酶和DNA酶,以除去相应的分子,研究它们各自的作用。设置第①组实验的目的是确定细胞提取物中含有转化因子,A正确;第②～⑤组利用酶的专一性去除相应物质观察转化情况,B正确;DNA是遗传物质,只有加DNA酶破坏DNA的第⑤组混合培养后不能出现S型菌菌落,C正确;混合培养后出现的S型菌是由R型菌吸收S型菌DNA转化而来,故与原S型菌的遗传物质不完全相同,D错误。
考点二 DNA分子的结构和复制(解决问题能力)【典型考题 精讲研析】典例2(2018·全国卷Ⅰ改编)生物体内的DNA 和蛋白质结合,以DNA—蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述正确的是 (　　)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RNA聚合酶D.若复合物正在进行RNA的合成,则该复合物中含有DNA聚合酶
【名师点拨】【解析】选A。真核细胞染色体和染色质的主要成分是DNA和蛋白质,因而都存在DNA-蛋白质复合物,A正确;真核细胞的核中有DNA-蛋白质复合物,原核细胞的拟核中也有,但不形成染色质结构,如DNA聚合酶、解旋酶等,B错误; DNA复制过程中需要解旋酶和DNA聚合酶参与,其化学本质都是蛋白质,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,C错误;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,D错误。
【母题延伸】——长句专项突破保证DNA分子精确复制的条件有:________________________________________________________________________________________。
①DNA分子独特的双螺旋结构,为复制提供精确的模板;②通过碱基互补配对,保证复制能够准确进行
【答题策略】　 新情境下的解题三步法第一步:抓关键词,是“DNA—蛋白质复合物”,考查DNA的载体和生理活动、蛋白质的功能。第二步:知识再现。(1)DNA的载体;真核细胞中有染色质、染色体、线粒体和叶绿体。(2)DNA的生理活动:复制、转录。(3)蛋白质的功能:结构蛋白、催化、运输、信息传递、免疫等。第三步:比较判断。依据选项、结合知识、做出选择。
【核心知识 精准解读】1.图解DNA结构的两种关系和两种化学键:
2.图解DNA复制过程(以真核细胞为例):
【热点预测 精练题组】【考向一】DNA分子的结构、特点 1.(2020·浙江7月选考)某DNA片段的结构如图所示。下列叙述正确的是(　　)A.①表示胞嘧啶B.②表示腺嘌呤C.③表示葡萄糖D.④表示氢键【解析】选D。本题主要考查DNA分子的结构。根据图示分析,①表示T(胸腺嘧啶),②表示C(胞嘧啶),③表示脱氧核糖,④表示氢键。
2.(2020·徐州一模)下列关于 DNA 分子的结构与特点的叙述,正确的是(　　)A.沃森与克里克构建的 DNA 分子双螺旋结构模型属于概念模型B.搭建 6 个碱基对的 DNA 结构模型,需要磷酸与脱氧核糖的连接物 24 个C.DNA 分子的一条链中相邻的碱基 A 和 T 通过氢键连接D.双链 DNA 分子中,一条脱氧核苷酸链中 G 和 C 共占 1/2,则 DNA 分子中 A 占 1/4
【解析】选D。沃森和克里克构建的DNA分子双螺旋结构模型是物理模型,A错误;由于一分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成,而相邻脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连,所以搭建6个碱基对的DNA双螺旋结构时,一条链需要的磷酸与脱氧核糖的连接物是(6+5)=11个,两条链共需要的连接物是22个,B错误;DNA分子中一条链中相邻的碱基A和T通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接,C错误;双链DNA分子中,若一条脱氧核苷酸链中G和C共占1/2,则该链中A和T共占1/2,则整个DNA的A的数量等于其中一条链上A和T的数量,所以整个DNA分子中A占的比例为1/4,D正确。
3.(多选)(2020·潍坊一模)图1是真核细胞DNA的结构,图2是DNA复制的过程。下列分析正确的是 (　　)A.图1中a代表核苷酸之间连接的磷酸二酯键B.图1中的DNA双链平面结构在生物体内是不存在的C.图2体现DNA复制是多起点复制,可以提高复制速度D.图2中的DNA复制所需的酶除了解旋酶、DNA聚合酶,还需要DNA连接酶
【解析】选B、C。图1中a代表核苷酸内部间磷酸基团和碳元素之间的连接键,A错误;图1中的DNA双链平面结构在生物体内是不存在的,而是以双螺旋结构存在,B正确; 图2体现DNA复制是多起点复制,可以提高复制速度,C正确;图2中的DNA复制需要解旋酶、DNA聚合酶,不需要DNA连接酶,D错误。
【考向二】DNA的复制4.(多选)(2020·济宁一模)将一个没有放射性同位素32P标记的大肠杆菌(拟核DNA呈环状,共含有m个碱基,其中有a个胸腺嘧啶)放在含有32P-胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间,检测到如图Ⅰ、Ⅱ两种类型的DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)。下列有关该实验的结果预测与分析,不正确的是 (　　)A.DNA第二次复制产生的子代DNA有Ⅰ、Ⅱ两种类型,比例为1︰3B.DNA复制后分配到两个子细胞时,其上的基因遵循基因分离定律C.复制n次需要胞嘧啶的数目是(2n-1)(m-a)×0.5D.复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链为2n+1-2
【解析】选A、B、C。DNA第二次复制产生的子代DNA共4个,有Ⅰ、Ⅱ两种类型,比例为1∶1,A错误;基因分离定律的实质是在减数分裂过程中,等位基因随着同源染色体的分开而分离,而DNA复制后分配到两个子细胞属于着丝点分裂,其上的基因是经过复制形成的,B错误;复制n次需要胞嘧啶的数目是(2n-1)(m-2a)/2,C错误;DNA分子是双链结构,一个不含放射性同位素32P标记的大肠杆菌拟核DNA共2条链,所以复制n次形成的放射性脱氧核苷酸单链为2n+1-2,D正确。
5.(多选)(2020·宿迁、无锡联考)大蒜根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中完成一个细胞周期,然后转入不含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养第二代后获得的子细胞内DNA分子的标记情况可能为(只考虑其中一对染色体上的DNA分子)(　　)
【解析】选A。依题意和DNA分子的半保留复制可知:将一个用15N标记的DNA放到14N的培养基上培养,让其连续复制三次。第一次复制所形成的2个子代DNA分子,每个DNA分子的一条链是14N、另一条链是15N,离心后全部位于中间层,应为c;第二次复制所形成的4个子代DNA分子,其中有2个DNA分子的一条链是14N、另一条链是15N,另外2个DNA分子的两条链均是14N,离心后有1/2位于中密度层,有1/2位于低密度层,应为e;第三次复制所形成的8个子代DNA分子,其中有2个DNA分子的一条链是14N、另一条链是15N,另外6个DNA分子的两条链均是14N,离心后有1/4位于中密度层,有3/4位于低密度层,应为f。综上分析,A项正确。
考点三 基因表达与中心法则(解决问题能力) 【典型考题 精讲研析】典例3　(2020·全国Ⅲ卷)关于真核生物的遗传信息及其传递的叙述,错误的是(　　)A.遗传信息可以从DNA流向RNA,也可以从RNA流向蛋白质B.细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽C.细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等D.染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子
【名师点拨】【解析】选B。转录可以使遗传信息从DNA流向RNA,翻译可以使遗传信息从RNA流向蛋白质,A 正确;mRNA、tRNA和rRNA都是经过转录而来的,但是只有mRNA可以编码多肽,并且DNA转录出的mRNA也需要把基因中内含子对应的区段剪切后才能编码多肽,B 错误;基因是有遗传效应的DNA片段,并不是所有的DNA片段都是基因,C 正确;因为基因进行的是选择性表达,一个DNA分子上有许多基因,不同的基因进行表达可以转录出不同的RNA分子,D 正确。
　【母题延伸】3种RNA在翻译过程中的作用分别是:_______________________________________________________________________。
mRNA作为翻译的模板;rRNA构成核糖体的主要成分;tRNA识别密码子,转运氨基酸
【答题策略】图解真核细胞的转录过程(1)转录并非只发生在细胞核中。在细胞中有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)转录的产物并非只有mRNA,tRNA和rRNA也是转录的产物,但携带遗传信息的只有mRNA。
【核心知识 精准解读】1.图解法解读复制、转录的过程: 图甲、乙的过程判断(1)图甲DNA的两条链都作为模板——复制。(2)图乙DNA的一条链作为模板——转录。
2.读懂翻译过程的两个模型图:(1)模型一:(2)模型二:
3.中心法则的拓展图解:
【热点预测 精练题组】【考向一】基因的表达过程 1.(2019·全国卷Ⅰ)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】选C。本题考查基因表达的条件。用体外实验的方法合成多肽链,应该提供蛋白质合成的各种条件,如果在体外合成同位素标记的多肽链,就应该以同位素标记的苯丙氨酸为原料,以人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸为模板,还需要tRNA、酶等条件,这些可以由除去了DNA和mRNA的细胞裂解液提供,所以所需的材料组合是③④⑤。
2.(2020•南通、徐州、宿迁联考)肠道病毒EV71为单股正链RNA(+RNA)病毒,是引起手足口病的病原体之一,如图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图,下列分析正确的是(　　)
A.肠道病毒EV71在宿主细胞内的转录过程模板来自病毒B.催化肠道病毒EV71衣壳蛋白合成的酶由宿主细胞遗传物质控制合成C.翻译过程所需tRNA由肠道病毒EV71提供D.翻译过程所需的氨基酸来自宿主细胞
【解析】选D。分析题图,图示表示肠道病毒EV71在宿主细胞肠道内增殖的过程,①、②过程都表示RNA的自我复制过程,需要RNA聚合酶,则N表示RNA聚合酶。此外还以EV71的+RNA为模板翻译形成病毒的衣壳蛋白和相应的蛋白酶(催化复制和翻译过程)。由此可知肠道病毒EV71在宿主细胞内不进行转录过程,会进行RNA的复制和翻译过程,A错误;根据图示,其衣壳蛋白合成所需要的蛋白酶是由病毒遗传物质控制合成,B错误;翻译过程所需要的tRNA由宿主细胞提供,C错误;翻译过程所需的氨基酸由宿主细胞提供,来自宿主细胞,D正确。
3.(2020•苏锡常镇二模)大肠杆菌R1质粒上的hk基因和sk基因与细胞死亡相关,若毒蛋白得以表达,大肠杆菌将裂解死亡。下列相关叙述正确的是(　　)A.过程①酶识别序列的基本单位是核糖核苷酸B.过程②和③遵循的碱基互补配对方式不同C.过程③能阻止核糖体与hk mRNA的结合D.过程④酶降解的是DNA分子
【解析】选C。分析题图,过程①表示的是转录过程,需要的酶是RNA聚合酶,识别DNA上的启动子,其识别序列的基本单位是脱氧核糖核苷酸,A错误;过程②和③遵循的碱基互补配对方式相同,都是RNA和RNA配对,B错误;过程③能阻止核糖体与hk mRNA的结合,C正确;过程④酶降解的是sk mRNA与hk mRNA结合形成的双链RNA分子,D错误。
【考向二】中心法则及其应用 4.(多选)(2020·潍坊一模)如图是细胞内遗传信息的传递过程图解,其中1、2、3分别代表相关过程。据图分析,下列叙述错误的是(　　)A.1过程的原料有四种,2、3过程碱基互补配对方式相同B.图中三种RNA在原核细胞和真核细胞内都存在C.图中的多肽一定需要经过内质网加工才具有生物活性D.不同的tRNA可能转运相同的氨基酸
【解析】选A、C。识图分析可知,图中1为DNA的复制,2为转录,3为翻译的过程。图中1过程进行DNA复制需要以亲代DNA分子的两条链分别为模板,利用四种游离的脱氧核苷酸为原料合成子代DNA;图中2是以DNA分子的一条链为模板利用四种游离的核糖核苷酸为原料合成RNA的过程,碱基互补配对原则为:A-U、T-A、C-G、G-C。图中3为以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程,需要细胞中氨基酸为原料,碱基互补配对的原则为:A-U、U-A、C-G、G-C,该过程的场所为核糖体,需要3种RNA的参与,A错误;无论真核细胞还是原核细胞进行翻译表达的过程都需要图中三种RNA的参与,B正确;图中的翻译过程如果发生在原核细胞内,原核细胞没有内质网,即合成的多肽不需要经过内质网加工也具有生物活性,C错误;一种tRNA只能转运一种氨基酸,根据密码子的简并性,一种氨基酸可以由一种或多种tRNA转运,因此不同的tRNA可能转运相同的氨基酸,D正确。
5.(2020·全国Ⅱ卷)大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后,可形成小肽(短的肽链)。回答下列问题:(1)在大豆细胞中,以mRNA为模板合成蛋白质时,除mRNA外还需要其他种类的核酸分子参与,它们是________________　。 (2)大豆细胞中大多数mRNA和RNA聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞质这两个部位来说,作为mRNA合成部位的是______　,作为mRNA执行功能部位的是______　;作为RNA聚合酶合成部位的是________,作为RNA聚合酶执行功能部位的是________　。 
(3)部分氨基酸的密码子如表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG,则该小肽的氨基酸序列是______　。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换,但小肽的氨基酸序列不变,则此时编码小肽的RNA序列为______　。
【解析】本题主要考查基因表达过程及其结果分析。(1)以mRNA为模板合成蛋白质时,场所是核糖体,其含有rRNA,还需要tRNA携带氨基酸,其上的反密码子与mRNA上的密码子配对。(2)mRNA是在细胞核内转录形成的,经过核孔到达细胞质与核糖体结合,作为翻译的模板。RNA聚合酶是蛋白质,在细胞质中的核糖体上合成,经过核孔进入细胞核,催化转录过程形成mRNA。(3)密码子UAC、GAA、CAU、UGG依次编码酪氨酸、谷氨酸、组氨酸、色氨酸。结合所给的密码子表可知,酪氨酸、谷氨酸、组氨酸均有两个密码子,根据密码子具有简并性,则这三个氨基酸对应DNA序列的3处碱基替换,此时编码小肽的RNA序列为UAUGAGCACUGG。
答案:(1)rRNA、tRNA (2)细胞核　细胞质　细胞质　细胞核 (3)酪氨酸-谷氨酸-组氨酸-色氨酸UAUGAGCACUGG
【知识总结】密码子、tRNA与氨基酸的相互对应关系(1)每种氨基酸对应一种或几种密码子,可由一种或几种tRNA转运。(2)一种密码子只能决定一种氨基酸,一种tRNA只能转运一种氨基酸。(3)密码子有64种,其中终止密码子3种,决定氨基酸的密码子61种。
专题5　遗传的分子基础(30分钟　100分)一、单项选择题(共7小题,每小题5分,共35分)1.(2020·济南二模)下列关于DNA及相关实验证据的说法错误的是(　　)A.沃森和克里克根据DNA的半保留复制过程提出了双螺旋结构模型B.大肠杆菌中的质粒呈环状,质粒中不存在游离的磷酸基团C.在用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌实验中,保温时间长短对该组实验放射性检测的结果影响不大D.在艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验中,转化过程中所使用的DNA纯度越高转化效果越有效
【解析】选A。沃森和克里克成功构建了DNA双螺旋结构模型,并进一步提出了DNA半保留复制的假说,A错误;大肠杆菌中的质粒为小型环状DNA,质粒中不存在游离的磷酸基团,B正确;35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体侵染细菌时,蛋白质外壳不能进入宿主细胞,保温一段时间搅拌并离心后,放射性主要分布在上清液中,保温时间长短对该组实验放射性检测的结果影响不大,C正确;在艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验中,转化的有效性与所提取的S型细菌的DNA纯度有关,纯度越大,转化率越高,D正确。
2.DNA溶解温度Tm是使DNA双螺旋结构解开一半时所需要的温度,不同种类DNA的Tm值不同。如图表示DNA分子中G+C含量(占全部碱基的比例)与Tm的关系。下列有关叙述不正确的是(　　)A.一般地说,DNA分子的Tm值与G+C含量呈正相关B.Tm值相同的DNA分子中G+C的数量有可能不同C.生物体内解旋酶也能使DNA双螺旋结构的氢键断裂而解开螺旋D.DNA分子中G与C之间的氢键总数比A与T之间多
【解析】选D。由于DNA分子中G—C、A—T的碱基对数量未知,所以无法判断二者的氢键总数,故D项叙述不正确;由图可知,Tm值越大,G+C的比例越高,故A项叙述正确;Tm值相同,只说明G+C在DNA分子中所占的比例相同,并不能推出具体G+C的数量是相同的,故B项叙述正确;DNA解旋酶作用于氢键使之断裂而解开螺旋,故C项叙述正确。
3.(2020·镇江一模)miRNA是含有茎环结构的miRNA前体经过加工之后的一类非编码的小RNA分子(18～25个核苷酸)。如图是某真核细胞中miRNA抑制X基因表达的示意图,下列叙述正确的是(　　)A.miRNA基因中含有36～50个核苷酸B.①过程需要解旋酶和RNA聚合酶C.miRNA前体中不含有氢键D.miRNA抑制X基因表达的翻译过程
【解析】选D。根据题干信息可知,miRNA基因中含有18～25个核苷酸,A错误;分析题图,图中①表示转录过程,不需要解旋酶,只需要RNA聚合酶,B错误;miRNA前体中含有茎环结构,故其中含有氢键,C错误;图中显示miRNA蛋白质复合物作用于X基因的mRNA,故可知miRNA抑制X基因表达的翻译过程,D正确。
4.(2020·山东模拟考)对于绝大多数生物来说,基因是具有遗传效应的DNA片段。下列关于二倍体真核生物基因的描述,正确的是(　　)A.某生物组织中全部的mRNA逆转录出的DNA包含该生物所有核基因B.基因表达的最终产物都是承担细胞相应生命活动的蛋白质C.刚转录完成的RNA序列与结合到核糖体上的该基因的mRNA序列相同D.真核生物的基因在一定条件下可以在原核细胞中表达
【解析】选D。生物的组织已经发生了细胞分化,细胞分化是基因选择性表达的结果,即组织中并非所有基因都表达,由全部mRNA逆转录出的DNA并非该生物的所有核基因,A错误;基因表达的产物并非都是蛋白质,还可能是一些具有特定功能的RNA,B错误;真核生物的基因中存在一些内含子片段,该片段被转录后,经加工修饰会被剪切掉,故刚转录出的RNA序列与结合在核糖体上的该基因的mRNA序列不同,C错误;利用基因工程可将真核生物的基因转移到原核细胞中,使其表达产生特定性状或获得特定产物,D正确。
5.下列有关遗传的分子基础的叙述,正确的是(　　)A.转录、翻译过程中的碱基互补配对方式相同B.一个mRNA分子上结合多个核糖体,同时合成多种肽链C.基因对性状的控制通过遗传信息的表达实现D.噬菌体侵染细菌的实验中,同位素的分布情况说明了蛋白质不是遗传物质
【解析】选C。转录过程中的碱基互补配对方式是A对U、T对A、G对C、C对G,而翻译过程中则是A对U、U对A、G对C、C对G,A错误;一个mRNA分子上结合多个核糖体,因为均以一个mRNA为模板,所以可以同时合成同种的多条肽链,B错误;遗传信息(基因)通过转录和翻译表达出蛋白质,从而控制生物的性状,C正确;噬菌体侵染细菌的实验中,分别用35S和32P标记蛋白质和DNA进行实验,证明DNA是遗传物质,但没有证明蛋白质不是遗传物质,D错误。
6.B基因在人肝脏细胞中的表达产物是含100个氨基酸的β-100蛋白,而在人小肠细胞中的表达产物β-48蛋白是由β-100蛋白的前48个氨基酸构成的。研究发现,小肠细胞中B基因转录出的mRNA中某一“CAA”密码子上的C被编辑成了U。以下判断正确的是(　　)A.肝脏和小肠细胞中B基因的结构有差异B.组成β-100蛋白和β-48蛋白的化学元素不同C.β-100蛋白与β-48蛋白的空间结构相同D.小肠细胞中编辑后的mRNA第49位密码子是终止密码UAA
【解析】选D。肝脏细胞和小肠细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂形成的,含有相同的基因,A错误;由于不知道β-100蛋白和β-48蛋白的氨基酸种类是否相同,也就无法判断二者是否含有相同的化学元素,B错误;β-100蛋白和β-48蛋白由于氨基酸数量不同,空间结构也不同,C错误;小肠细胞中B基因转录出的mRNA某一“CAA”密码子上的C被编辑成了U,导致形成β-48蛋白,可见,编辑后的mRNA第49位密码子是终止密码UAA,D正确。
7.(2020·济南二模)反义RNA是一种本身缺乏编码能力,但能与特异靶RNA(主要是mRNA)互补的RNA分子,与靶mRNA的特定区域结合形成双链复合物,从而阻断蛋白质合成过程。下列说法错误的是(　　)A.反义RNA与靶mRNA形成的双链RNA中的碱基配对方式与翻译过程相同B.合成的反义基因只有整合到细胞的染色体上才能发挥作用C.反义RNA导致靶基因不能正常表达是因为翻译过程受阻D.可以利用反义RNA技术抑制病毒在宿主细胞内增殖
【解析】选B。翻译过程和反义RNA与靶mRNA形成的双链RNA过程都是RNA和RNA配对,二者配对方式相同,A正确;反义基因只要正常转录就可以发挥作用,而转录的场所可以在细胞核和细胞质的叶绿体、线粒体中,B错误;反义RNA和靶RNA结合后,导致互补双链RNA不能和核糖体结合,从而阻止了翻译过程,C正确;利用反义RNA技术可以抑制病毒基因的表达过程,从而阻止其在宿主细胞内增殖,D正确。
二、多项选择题(共3小题,每小题6分,共18分)8.(2020·济南二中二模)如图表示某新型流感病毒通过细胞膜入侵宿主细胞并增殖的过程。相关叙述错误的是(　　)A.③⑥过程所需的酶和碱基配对方式相同B.宿主细胞为病毒增殖提供核苷酸和氨基酸C.⑦过程需要两种RNA参与D.在该病毒体内完成了过程RNA→DNA→RNA→蛋白质
【解析】选A、C、D。图中③表示逆转录,⑥表示转录,两者需要的酶不同,遵循的碱基互补配对原则也不完全相同,A错误;病毒增殖过程中需要的原料(核苷酸和氨基酸)都是由宿主细胞提供的,B正确;⑦过程为翻译过程,需要三种RNA(tRNA、mRNA、rRNA)参与,C错误;图示过程发生在宿主细胞内,而不是病毒体内,D错误。
9.(2020•苏、锡、常、镇二模)已知幽门螺杆菌的某基因编码区含有碱基共N个,腺嘌呤a个。下列相关计算,正确的是(　　)A.该编码区的氢键数目为1.5N-a个B.该编码区转录得到的mRNA中的嘌呤之和为N/4C.该编码区控制合成的蛋白质中氨基酸数量为N/6个D.该编码区的第n次复制所需的腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为2n-1a个
【解析】选A、D。已知基因M含有碱基共N个,腺嘌呤a个,即A=T=a个,则C=G=(N-2a)/2,由于A-T之间有2个氢键,C-G之间有3个氢键,因此该基因中含有氢键数目为2a+3× =1.5N-a,A正确;基因是由两条脱氧核苷酸链组成的,转录形成RNA的模板链中嘧啶数量是不一定的,则转录得到的mRNA中嘌呤数量之和也不一定,B错误;幽门螺杆菌的某基因编码区含有碱基共N个,形成的信使RNA中碱基为N/3,但是可能有终止密码子的存在,不决定任何氨基酸,形成的蛋白质中氨基酸数量应该少于N/6个,C错误;根据分析,该编码区的第n次复制所需的腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为2n-1a个,D正确。
10.(2020·济宁二模)胆固醇是人体不可缺少的营养物质,也是细胞膜组成成分之一。正常情况下,细胞中的胆固醇可以自身合成或从血浆运输而来,而血浆中胆固醇的含量受LDL(一种胆固醇含量为45%的脂蛋白)的影响。据图分析,下列说法错误的是(　　)
A.①过程与DNA复制过程相比,特有的碱基互补配对方式是A-UB.参与②过程的RNA有3种都为单链结构,不含氢键C.图中基因指导LDL受体的合成仅体现了基因对性状的间接控制D.图中LDL进入细胞的方式经过了载体蛋白的协助,消耗了能量
【解析】选B、C、D。DNA的复制过程是DNA模板链与脱氧核苷酸配对,而①过程是转录,是DNA模板链和核糖核苷酸配对,所以特有的碱基互补配对方式是A-U,A正确;tRNA中含有氢键,B错误;图中基因指导LDL受体的合成体现了基因通过控制蛋白质的结构控制生物性状,这是直接控制,C错误;LDL为大分子,与LDL受体结合后,利用细胞膜的流动性,通过胞吞作用进入细胞,不需要载体蛋白的协助,D错误。
三、非选择题(共2小题,共47分)11.(20分)(2020·南京、盐城一模)研究发现,蛋白质在内质网中进行加工时,错误折叠的蛋白质会与内质网中的伴侣蛋白结合而被“扣留”,正确折叠后方可离开,过程如图所示。请分析回答问题:
(1)在内质网腔中加工的蛋白质主要由　　　　　　　　　上的核糖体合成。(2)途中内质网膜表面的受体被活化的条件是　　　　　　　　　　　　　。(3)与转录因子共同发挥作用的是　　　　　　　　　　　　酶,过程Ⅰ所需的原料是　　　　　　　　,过程Ⅱ的直接模板是　　　　　　　　　　　。(4)若蛋白 A 是抗体,则还需　　　　　　　　　　　参与对其进一步加工,使其成为具有相应生物学功能的蛋白质。 (5)正常折叠的蛋白 A 出内质网,需要穿过　　　　　　　　　层磷脂分子。(6)蛋白 A 与伴侣蛋白在结构上存在差异的根本原因是 　　　　　　　　。
【解析】(1)附着在内质网上的核糖体完成氨基酸的脱水缩合过程,然后在内质网腔中加工成蛋白质。(2)由图中信息可知,错误折叠的蛋白质与受体结合,导致内质网膜表面的受体被活化。(3)过程Ⅰ是转录过程,需要RNA聚合酶与转录因子共同发挥作用,以四种核糖核苷酸作为原料,过程Ⅱ是翻译过程,以mRNA为模板。(4)抗体属于分泌蛋白,在内质网上的核糖体合成后,还需高尔基体参与对其进一步加工,使其成为具有相应生物学功能的蛋白质。(5)正常折叠的蛋白 A通过囊泡出内质网,故穿过0层磷脂分子。(6)蛋白 A 与伴侣蛋白在结构上存在差异的根本原因是控制它们合成的基因不同。
答案:(1)附着在内质网(2)错误折叠的蛋白质与受体结合(3) RNA聚合　四种核糖核苷酸　(伴侣蛋白)mRNA(4)高尔基体　 (5) 0(6)控制它们合成的基因不同
12.(27分)(能力挑战题)(2020·历城二中一模)核基因P53是细胞的“基因组卫士”。当人体细胞DNA受损时,P53基因被激活,通过图示相关途径最终修复或清除受损DNA,从而保持细胞基因组的完整性。请回答下列问题:
(1)人体细胞中P53基因的存在对生物体内遗传物质的稳定性具有重要意义,从进化的角度来说这是　　　　的结果。 (2)图中①是　　　　过程,该过程控制合成的P53蛋白通过调控某DNA片段合成lncRNA, 进而影响过程①,该调节机制属于　　　　调节。 (3)细胞中lncRNA是　　　　酶催化的产物,合成lncRNA需要的原材料是　　　　　　　　　,lncRNA之所以被称为非编码长链RNA,是因为它不能用于　　　　过程,但其在细胞中有重要的调控作用。 (4)图中P53蛋白可启动修复酶系统,在修复断裂的DNA分子时常用的酶是　　　　。据图分析,P53蛋白还具有　　　　　　　　功能。 
【解析】(1)人体细胞中P53基因的存在对生物体内遗传物质的稳定性具有重要意义,这是长期自然选择的结果。(2)题图中①表示P53基因的表达过程,其控制合成的P53蛋白通过一系列过程会反过来促进该基因的表达过程,为正反馈调节机制。(3)lncRNA是DNA转录的产物,需要RNA聚合酶的催化;lncRNA是一种RNA,其基本单位是核糖核苷酸,即合成lncRNA需要的原材料是4种游离的核糖核苷酸;lncRNA是非编码长链RNA,说明其不能用于翻译过程。(4)修复断裂的DNA分子时,需要用DNA连接酶连接相邻的脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键;由图可知,P53蛋白可启动修复酶系统,还可以结合DNA、启动P21基因的表达等。