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2024届高考生物二轮专题复习与测试专题五遗传的分子基础变异与进化第7讲遗传的分子基础考点一DNA是遗传物质的实验证据及其结构和复制
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这是一份2024届高考生物二轮专题复习与测试专题五遗传的分子基础变异与进化第7讲遗传的分子基础考点一DNA是遗传物质的实验证据及其结构和复制，共5页。
答案：RNA 双螺旋结构 有遗传效应 线粒体 碱基排列顺序 间期 半保留复制 细胞核 细胞质中的核糖体 eq \(□,\s\up1(10))酶 eq \(□,\s\up1(11))蛋白质的结构
1．(教材必修2 P46“思考·讨论”，节选)从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：从控制自变量的角度，艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。在实际操作过程中最大的困难是如何彻底去除细胞中含有的某种物质(如糖类、脂质、蛋白质等)
2．(教材必修2 P45“相关信息”改编)在噬菌体侵染细菌的实验中选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA标记，而不用14C和18O同位素标记的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：S仅存在于T2噬菌体的蛋白质中，而P几乎都存在于DNA分子中。用14C和18O同位素标记是不可行的，因为T2噬菌体的蛋白质和DNA分子中都含有这两种元素
3．(教材必修2 P67“思考·讨论”)密码子的简并对生物体的生存发展的意义是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：可以从增强密码容错性的角度来解释，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；也可以从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度
4．(教材必修2 P72“思考讨论”)3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因，但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性
5．(教材必修2 P73“思考·讨论”)柳穿鱼和小鼠性状改变的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：柳穿鱼Lcyc基因和小鼠Avy基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰抑制了基因的表达，进而对表型产生了影响。这对你认识基因和性状的关系得到的启示是这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型
1．在证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA的实验中，能否利用噬菌体侵染细菌的实验的操作过程？请说明理由。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：不能，因为烟草花叶病毒侵染烟草细胞时，RNA和蛋白质没有分开，是完整的病毒侵入宿主细胞。而噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌，蛋白质外壳仍留在外面
2．在细胞内，DNA的两条链都能作为模板，由于DNA分子的两条链是反向平行的，每条链都通过磷酸和戊糖的3′、5′碳原子相连而成，因此每条链的两端是不同的，其中，一端是3′端(3′羟基)，另一端是5′端(5′磷酸基团)。在DNA复制中，DNA聚合酶催化合成的方向是5′→3′，而不是3′→5′。DNA复制又是边解旋边复制。请推测DNA聚合酶是如何催化DNA复制的：________________________________________________________________________
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________________________________________________________________________。
答案：DNA复制时，一条模板链是3′→5′走向，其互补链在5′→3′方向上连续合成，并称为前导链；另一条模板链是5′→3′走向，其互补链也是沿5′→3′方向合成，但是与前导链的合成方向正好相反，随着复制的进行会形成许多不连续的片段，最后不连续片段连成一条完整的DNA单链，称为后随链。如图所示：
3．某种猫的雄性个体有两种毛色：黄色和黑色；而雌性个体有三种毛色：黄色、黑色、黑黄相间。分析这种猫的基因，发现控制毛色的基因是位于X染色体上的一对等位基因：XO(黄色)和XB(黑色)，雄猫只有一条X染色体，因此，毛色不是黄色就是黑色。而雌猫却出现了黑黄相间的类型，请提出可能的解释：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：对于基因型为XBXO的雌猫，如果体细胞中携带黑毛基因B的X染色体失活，XB就不能表达，而另一条X染色体上的XO表达，那么由该细胞增殖而来的皮肤上会长出黄色体毛；同理，如果体细胞中携带黄毛基因O的X染色体失活，则XO不表达，XB表达，由该细胞增殖而来的皮肤上就会长出黑色体毛。因此，基因型为XBXO的雌猫会呈现黑黄相间的毛色
考点一 DNA是遗传物质的实验证据及其结构和复制
(2023·广东卷)科学理论随人类认知的深入会不断被修正和补充，下列叙述错误的是( )
A．新细胞产生方式的发现是对细胞学说的修正
B．自然选择学说的提出是对共同由来学说的修正
C．RNA逆转录现象的发现是对中心法则的补充
D．具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充
解析：细胞学说主要由施莱登和施旺建立，魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”是对细胞学说的修正和补充，A项正确；共同由来学说指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的；自然选择学说揭示了生物进化的机制，揭示了适应的形成和物种形成的原因。共同由来学说为自然选择学说提供了基础，B项错误；中心法则最初的内容是遗传信息可以从DNA流向DNA，也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，随着研究的不断深入，科学家发现一些RNA病毒的遗传信息可以从RNA流向RNA(RNA的复制)以及从RNA流向DNA(逆转录)，对中心法则进行了补充，C项正确；最早是美国科学家萨姆纳证明了酶是蛋白质，在20世纪80年代，美国科学家切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有催化功能，这一发现对酶化学本质的认识进行了补充，D项正确。
答案：B
1．准确识记遗传物质探索历程的“两标记”和“三结论”
(1)噬菌体侵染细菌实验中的两次标记的目的不同
(2)遗传物质发现的三个实验结论
①格里菲思的体内转化实验的结论：加热杀死的S型细菌中存在“转化因子”。
②艾弗里的体外转化实验的结论：DNA才是使R型细菌产生稳定性变化的物质，即DNA是遗传物质。
③噬菌体侵染细菌实验的结论：DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质。
2．明确噬菌体侵染细菌实验放射性分布误差产生的三个原因
eq \a\vs4\al(①32P标,记DNA)eq \x(保温时间)Ｋeq \x(过短)eq \x(部分噬菌体未侵染大肠杆菌)eq \a\vs4\al(\f(离心,))eq \x(上清液、沉淀物中均有放射性)eq \x(过长)eq \x(部分大肠杆菌裂解，释放子代噬菌体)
eq \a\vs4\al(②35S标记,蛋白质外壳)eq \x(搅拌不充分)eq \x(少量35S标记的噬菌体的蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面)eq \a\vs4\al(\f(离心,))eq \x(上清液、沉淀物中均有放射性)
3．理清DNA结构的两种关系和两种化学键
题点一：围绕探索DNA是遗传物质的实验，考查理解能力
1．(2023·广东统考三模)在证明DNA是遗传物质的噬菌体侵染细菌实验中，侵染时间过短，分别会使32P标记组和35S标记组的上清液中放射性强度( )
A．增强、增强 B．减弱、减弱
C．增强、基本不变 D．减弱、增强
解析：用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，侵染时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液放射性增强；用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，侵染时间过短并不会影响上清液放射性的强度，因为35S使得蛋白质带上放射性，不管侵染时间长短，其都会留在大肠杆菌外，不影响上清液放射性即上清液放射性基本不变，A、B、D项错误，C项正确。
答案：C
题点二：以探索遗传物质实验为素材，考查实验探究能力
2．(2023·广东深圳模考)赫尔希和蔡斯的“噬菌体侵染细菌的实验”证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，下图表示部分实验过程。下列相关叙述错误的是( )
A．放射性主要出现在沉淀中，该组实验证明噬菌体的遗传物质是DNA
B．该实验产生的子代噬菌体中仅少部分DNA的一条链被32P标记
C．噬菌体侵染细菌的实验成功的原因之一是噬菌体只将DNA注入大肠杆菌细胞中
D．该实验中，噬菌体以自身DNA为模板在大肠杆菌内完成DNA复制
解析：32P标记的是噬菌体的DNA，放射性主要出现在沉淀中，但该实验没有对照，不能证明噬菌体的遗传物质是DNA，需要再用35S标记的噬菌体做对照，A项错误；每个噬菌体的DNA分子两条链被32P标记后，经n次复制产生的2n个DNA分子，有两个DNA的一条链被32P标记，因此该实验产生的子代噬菌体中仅少部分DNA的一条链被32P标记，B项正确；噬菌体侵染细菌的过程中只将DNA注入大肠杆菌细胞中，实现了DNA和蛋白质的完全分离，这样可以单独研究二者的功能，C项正确；该实验中，噬菌体直接以自身DNA为模板在大肠杆菌内完成DNA复制，大肠杆菌细胞提供复制的原料、酶、能量，D项正确。
答案：A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的大肠杆菌
第二次标记
分别用含35S和32P的大肠杆菌培养T2噬菌体，目的是使噬菌体带上放射性标记
答案：RNA 双螺旋结构 有遗传效应 线粒体 碱基排列顺序 间期 半保留复制 细胞核 细胞质中的核糖体 eq \(□,\s\up1(10))酶 eq \(□,\s\up1(11))蛋白质的结构
1．(教材必修2 P46“思考·讨论”，节选)从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是________________________________________________________________________
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提示：从控制自变量的角度，艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。在实际操作过程中最大的困难是如何彻底去除细胞中含有的某种物质(如糖类、脂质、蛋白质等)
2．(教材必修2 P45“相关信息”改编)在噬菌体侵染细菌的实验中选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA标记，而不用14C和18O同位素标记的原因是________________________________________________________________________
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提示：S仅存在于T2噬菌体的蛋白质中，而P几乎都存在于DNA分子中。用14C和18O同位素标记是不可行的，因为T2噬菌体的蛋白质和DNA分子中都含有这两种元素
3．(教材必修2 P67“思考·讨论”)密码子的简并对生物体的生存发展的意义是________________________________________________________________________
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提示：可以从增强密码容错性的角度来解释，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；也可以从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度
4．(教材必修2 P72“思考讨论”)3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因，但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了________________________________________________________________________
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提示：细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性
5．(教材必修2 P73“思考·讨论”)柳穿鱼和小鼠性状改变的原因是________________________________________________________________________
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提示：柳穿鱼Lcyc基因和小鼠Avy基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰抑制了基因的表达，进而对表型产生了影响。这对你认识基因和性状的关系得到的启示是这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型
1．在证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA的实验中，能否利用噬菌体侵染细菌的实验的操作过程？请说明理由。
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答案：不能，因为烟草花叶病毒侵染烟草细胞时，RNA和蛋白质没有分开，是完整的病毒侵入宿主细胞。而噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌，蛋白质外壳仍留在外面
2．在细胞内，DNA的两条链都能作为模板，由于DNA分子的两条链是反向平行的，每条链都通过磷酸和戊糖的3′、5′碳原子相连而成，因此每条链的两端是不同的，其中，一端是3′端(3′羟基)，另一端是5′端(5′磷酸基团)。在DNA复制中，DNA聚合酶催化合成的方向是5′→3′，而不是3′→5′。DNA复制又是边解旋边复制。请推测DNA聚合酶是如何催化DNA复制的：________________________________________________________________________
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答案：DNA复制时，一条模板链是3′→5′走向，其互补链在5′→3′方向上连续合成，并称为前导链；另一条模板链是5′→3′走向，其互补链也是沿5′→3′方向合成，但是与前导链的合成方向正好相反，随着复制的进行会形成许多不连续的片段，最后不连续片段连成一条完整的DNA单链，称为后随链。如图所示：
3．某种猫的雄性个体有两种毛色：黄色和黑色；而雌性个体有三种毛色：黄色、黑色、黑黄相间。分析这种猫的基因，发现控制毛色的基因是位于X染色体上的一对等位基因：XO(黄色)和XB(黑色)，雄猫只有一条X染色体，因此，毛色不是黄色就是黑色。而雌猫却出现了黑黄相间的类型，请提出可能的解释：________________________________________________________________________
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答案：对于基因型为XBXO的雌猫，如果体细胞中携带黑毛基因B的X染色体失活，XB就不能表达，而另一条X染色体上的XO表达，那么由该细胞增殖而来的皮肤上会长出黄色体毛；同理，如果体细胞中携带黄毛基因O的X染色体失活，则XO不表达，XB表达，由该细胞增殖而来的皮肤上就会长出黑色体毛。因此，基因型为XBXO的雌猫会呈现黑黄相间的毛色
考点一 DNA是遗传物质的实验证据及其结构和复制
(2023·广东卷)科学理论随人类认知的深入会不断被修正和补充，下列叙述错误的是( )
A．新细胞产生方式的发现是对细胞学说的修正
B．自然选择学说的提出是对共同由来学说的修正
C．RNA逆转录现象的发现是对中心法则的补充
D．具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充
解析：细胞学说主要由施莱登和施旺建立，魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”是对细胞学说的修正和补充，A项正确；共同由来学说指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的；自然选择学说揭示了生物进化的机制，揭示了适应的形成和物种形成的原因。共同由来学说为自然选择学说提供了基础，B项错误；中心法则最初的内容是遗传信息可以从DNA流向DNA，也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，随着研究的不断深入，科学家发现一些RNA病毒的遗传信息可以从RNA流向RNA(RNA的复制)以及从RNA流向DNA(逆转录)，对中心法则进行了补充，C项正确；最早是美国科学家萨姆纳证明了酶是蛋白质，在20世纪80年代，美国科学家切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有催化功能，这一发现对酶化学本质的认识进行了补充，D项正确。
答案：B
1．准确识记遗传物质探索历程的“两标记”和“三结论”
(1)噬菌体侵染细菌实验中的两次标记的目的不同
(2)遗传物质发现的三个实验结论
①格里菲思的体内转化实验的结论：加热杀死的S型细菌中存在“转化因子”。
②艾弗里的体外转化实验的结论：DNA才是使R型细菌产生稳定性变化的物质，即DNA是遗传物质。
③噬菌体侵染细菌实验的结论：DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质。
2．明确噬菌体侵染细菌实验放射性分布误差产生的三个原因
eq \a\vs4\al(①32P标,记DNA)eq \x(保温时间)Ｋeq \x(过短)eq \x(部分噬菌体未侵染大肠杆菌)eq \a\vs4\al(\f(离心,))eq \x(上清液、沉淀物中均有放射性)eq \x(过长)eq \x(部分大肠杆菌裂解，释放子代噬菌体)
eq \a\vs4\al(②35S标记,蛋白质外壳)eq \x(搅拌不充分)eq \x(少量35S标记的噬菌体的蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面)eq \a\vs4\al(\f(离心,))eq \x(上清液、沉淀物中均有放射性)
3．理清DNA结构的两种关系和两种化学键
题点一：围绕探索DNA是遗传物质的实验，考查理解能力
1．(2023·广东统考三模)在证明DNA是遗传物质的噬菌体侵染细菌实验中，侵染时间过短，分别会使32P标记组和35S标记组的上清液中放射性强度( )
A．增强、增强 B．减弱、减弱
C．增强、基本不变 D．减弱、增强
解析：用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，侵染时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液放射性增强；用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，侵染时间过短并不会影响上清液放射性的强度，因为35S使得蛋白质带上放射性，不管侵染时间长短，其都会留在大肠杆菌外，不影响上清液放射性即上清液放射性基本不变，A、B、D项错误，C项正确。
答案：C
题点二：以探索遗传物质实验为素材，考查实验探究能力
2．(2023·广东深圳模考)赫尔希和蔡斯的“噬菌体侵染细菌的实验”证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，下图表示部分实验过程。下列相关叙述错误的是( )
A．放射性主要出现在沉淀中，该组实验证明噬菌体的遗传物质是DNA
B．该实验产生的子代噬菌体中仅少部分DNA的一条链被32P标记
C．噬菌体侵染细菌的实验成功的原因之一是噬菌体只将DNA注入大肠杆菌细胞中
D．该实验中，噬菌体以自身DNA为模板在大肠杆菌内完成DNA复制
解析：32P标记的是噬菌体的DNA，放射性主要出现在沉淀中，但该实验没有对照，不能证明噬菌体的遗传物质是DNA，需要再用35S标记的噬菌体做对照，A项错误；每个噬菌体的DNA分子两条链被32P标记后，经n次复制产生的2n个DNA分子，有两个DNA的一条链被32P标记，因此该实验产生的子代噬菌体中仅少部分DNA的一条链被32P标记，B项正确；噬菌体侵染细菌的过程中只将DNA注入大肠杆菌细胞中，实现了DNA和蛋白质的完全分离，这样可以单独研究二者的功能，C项正确；该实验中，噬菌体直接以自身DNA为模板在大肠杆菌内完成DNA复制，大肠杆菌细胞提供复制的原料、酶、能量，D项正确。
答案：A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的大肠杆菌
第二次标记
分别用含35S和32P的大肠杆菌培养T2噬菌体，目的是使噬菌体带上放射性标记
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