遗传的分子基础教案

教学过程：

一、知识讲解

考点/易错点：

1．肺炎双球菌的体内、体外转化实验过程及结论

2．噬菌体侵染细菌的实验设计思路、实验过程和结论

3．DNA分子的结构、复制过程及特点、与基因工程操作的关系。

4．基因与脱氧核苷酸、DNA、染色体、遗传信息之间的关系，基因与蛋白质及性状的关系5．遗传信息的转录和翻译过程

讲解内容：

一、DNA是遗传物质的实验

1. 肺炎双球菌转化实验

项

目

1928年英国格里菲思（体内转化实验）1944年美国艾弗里（体外转化实验）

过

程

结

果

分析R型细菌无毒性、S型细菌有毒性；S型

细菌内存在着使R型细菌转化为S型细

菌的物质

S型细菌的DNA使R型细菌发生转化；

S型细菌的其他物质不能使R型细菌发

生转化

结论加热杀死的S型细菌体内有“转化因子” S型细菌体内的DNA是“转化因子”，

DNA是生物的遗传物质

注：肺炎双球菌体内转化实验：

1、第一组分离不到活的R型菌，第二组可以分离到S型菌，第三组分离不到S型菌，第四组即可以分离到S型菌又可以分离R型菌。

⑴对比分析第一、二组说明S型菌具致病性，使小鼠死亡。

⑵在第三组中被加热杀死的S型细菌没有毒性。

⑶对比分析第二、三组说明加热杀死的S型菌不具有致病性。

⑷在第四组中是S型菌导致小鼠死亡。

⑸第四组小鼠体内能分离出S型活细菌是混合后重新出现的。

⑹实验先进行第一、二组，与第三、四组相比，起对照作用。

⑺该实验不能证明DNA是遗传物质。

特别提示：①艾弗里实验的结果是通过观察培养皿中的菌落特征而确定的。

②S型菌DNA重组到R型菌DNA分子上，使R型菌转化为S型菌，这是一种可遗传的变异，这种变异属于基因重组。

2. 噬菌体侵染细菌实验

步骤①标记细菌细菌＋含35S的培养基―→含35S的细菌

细菌＋含32P的培养基―→含32P的细菌

②标记噬菌体噬菌体＋含35S的细菌―→含35S的噬菌体

噬菌体＋含32P的细菌―→含32P的噬菌体

③噬菌体侵染细菌含35S的噬菌体＋细菌―→上清液放射性高，沉淀物放射性很低，新形成的噬菌体没有检测到35S

含32P的噬菌体＋细菌―→上清液放射性低，沉淀物放射性很高，新形成的噬菌体检测到32P

分析35S标记的蛋白质外壳并未进入宿主细胞内，而是留在细胞外；32P标记的DNA进入了宿主细胞内

结论子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的，DNA是噬菌体的遗传物质

二、DNA分子的结构和特性

1. 结合图解理解DNA分子的结构及特点

从上图可看出：⑴规则的双螺旋结构。脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成了基本骨架，内侧是碱基，在碱基A与T之间有两个氢键，C与G之间有三个氢键；

⑵一个DNA分子中有两个游离的磷酸基；

⑶脱氧核糖与磷酸基、碱基的相连情况：在DNA分子单链一端的脱氧核糖与1个磷酸基和1个碱基相连；在DNA单链中间的脱氧核糖与2个磷酸基和1个碱基相连。

2. DNA分子结构中的碱基比例关系

规律公式

1 互补碱基两两相等A＝T，C＝G

2 两不互补的碱基之和比值相等（A＋G）/（T＋C）＝（A＋C）/（T＋G）＝1

3 任意两不互补的碱基之和占碱

基总量的50%

（A＋C）/（A＋C＋T＋G）＝（T＋G）/（A＋C

＋T＋G）＝50%

4 单链和互补链碱基比例关系一条链上（A＋T）/（C＋G）＝a，（A＋C）/（T

＋G）＝b，则该链的互补链上相应比例应分别为a

和1/b

5 双链DNA中互补的碱基之和相

等

A1＋T1（或C1＋G1）＝A2＋T2（或C2＋G2）

三、DNA分子的复制及转录、翻译过程分析

1. DNA分子复制、转录、翻译过程示意图

⑴原核细胞DNA复制图(origin：复制起点)

原核细胞DNA复制只有一个复制起点。

原核细胞转录翻译图

原核细胞：边转录边翻译，在细胞质中进行，具有时空连续性。

⑵真核细胞的DNA复制图（甲）、转录图（乙）、翻译图（丙）

乙图中a表示RNA聚合酶，b表示DNA链上的胞嘧啶脱氧和核苷酸，c表示RNA上的胞嘧啶核糖核苷酸，d表示合成的RNA链。

丙图中I表示tRNA，II表示核糖体，III表示mRNA，IV表示正在合成的多肽链。

真核细胞DNA复制有多个复制起点，一个细胞周期中只能起始一次。

真核细胞转录和翻译是分开进行的，不具有时空连续性。

3. mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系

⑴数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体。

⑵目的意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。

⑶方向：从左向右(见上图)，判断依据是根据多肽链的长短，长的翻译在前。

4. 复制、转录和翻译的比较

项目复制转录翻译

场所主要在细胞核中（线粒

体、叶绿体）

主要在细胞核中（线粒体、

叶绿体）

细胞质中的核糖体上

模板DNA的两条链DNA的一条链mRNA

原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸氨基酸

条件酶（解旋酶，DNA聚

合酶等）和能量

酶（RNA聚合酶等）和能

量

特定的酶、能量和tRNA

碱基配

对原则

A－T；G－C A－U；G－C；T－A A－U；G－C

产生形成2条DNA双链一条单链RNA分子具有一定氨基酸排列顺

（

mRNA

）

序的多肽——蛋白质

特点边解旋边复制，半保留

复制边解旋边转录；转录后DNA

仍保留原来双链结构

一个mRNA分子上可连

续结合多个核糖体，提

高合成蛋白质的速度

传递

方向

DNA→DNA DNA→mRNA mRNA→蛋白质（性状）

注：遗传信息、密码子、反密码子区别

⑴位置不同：遗传信息是DNA分子的基因的碱基排列的顺序，密码子是mRNA上相邻的3个碱基，反密码子是tRNA上相邻的3个碱基。这里要注意的是，DNA分子上并不是所有片段都代表着遗传信息，非基因上的脱氧核苷酸的排列不含遗传信息。

⑵作用不同：遗传信息决定着mRNA上密码子的排序，密码子决定着氨基酸的种类，tRNA 上的反密码子则保证了tRNA准确的运载相应的氨基酸。

⑶不同的生物个体具有不同的基因遗传信息，合成不同的mRNA，但共用一套密码子与反密码子，因此不同生物的密码子、反密码子和tRNA的种类是相同的。

4.中心法则

中心法则中遗传信息的流动过程为：

⑴生物生长繁殖过程中遗传信息的传递方向为：

⑵细胞内蛋白质合成过程中，遗传信息的传递方向（如胰岛细胞中胰岛素的合成）为：

⑶逆转录酶的RNA病毒在寄主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递方向为：

⑷DNA病毒（如噬菌体）在寄主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递方向为：

⑸RNA病毒（如烟草花叶病毒）在宿主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递方向为：

特别提示：DNA分子复制过程，只发生在分裂细胞中，分化了的细胞不能进行DNA分子的复制。而在所有细胞中都可进行转录、翻译过程。

四、基因与生物性状的关系

1．基因对性状的控制

⑴直接途径：基因――→控制结构蛋白质――→控制细胞结构――→控制生物性状，如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因

⑵间接途径：基因――→控制酶或激素――→控制细胞代谢――→控制生物性状，如白化病、豌豆的粒型。

2．基因与性状的对应关系

⑴基因与生物的性状并非简单的一一对应关系。一般而言，一个基因只决定一种性状；有些性状受多个基因的控制；有的一个基因则会控制多种性状。

⑵基因控制生物体的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响。

二、例题精析

【例题1】

【题干】在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是（）易

①孟德尔的豌豆杂交实验②摩尔根的果蝇杂交实验③肺炎双球转化实验④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验⑤DNA的X光衍射实验

A．①②B．②③C．③④D．④⑤

【答案】C

【解析】证明DNA是遗传物质的实验是肺炎双球菌的转化实验和T2噬菌体侵染细菌的实验。

【例题2】

【题干】1953年Watson和Crick构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于（）易①证明DNA是主要的遗传物质②确定DNA是染色体的组成成分

③发现DNA如何存储遗传信息④为DNA复制机构的阐明奠定基础

A. ①③

B. ②③

C. ②④

D. ③④

【答案】D

【解析】噬菌体侵染细菌的试验证明了DNA是主要的遗传物质，故①错误，Watson和Crick 构建了DNA双螺旋结构模型之前，就已经明确了染色体的组成成分吗，故②错误，结构决定功能，清楚DNA双螺旋结构，就可以发现DNA如何存储遗传信息，故③正确；清楚了DNA双螺旋结构，就为DNA复制机构的阐明奠定基础，而且Waston和Crick也对DNA复制进行了描述，故④正确。

【例题3】

【题干】关于T2噬菌体的叙述，正确的是（）易

A. T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素

B. T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中

C. RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质

D. T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖

【答案】D

【解析】T2噬菌体由蛋白质和核酸构成，其中蛋白糊中含有S元素，而核酸不含，A错误；T2噬菌体是细菌病毒，其寄主细胞是细菌，而酵母菌是真菌，B错误；T2噬菌体是DNA 病毒，不含RNA，其遗传物质是DNA，C错误；病毒可以以自身的遗传物质为模板利用寄主细胞内的物质为原料进行大量增殖，D正确。

【例题4】

【题干】甲（ATGG）是一种单链DNA片段，乙是该片段的转录产物，丙（A-P~P~P）是转录过程中的一种底物。下列叙述错误的是（）易

A.甲、乙、丙的组分中均有糖

B.甲乙共由6种核苷酸组成

C.丙可作为细胞内的直接能源物质

D.乙的水解产物中含有丙

【答案】D

【解析】甲是单链DNA，乙是RNA、丙是ATP，三者都含有核糖，其中DNA中含脱氧核糖，RNA和ATP中含有核糖，A正确；甲为ATGG，含有3种核苷酸，其转录的RNA为UACC也含有3中核苷酸，因此甲、乙共含有6种核苷酸，B正确；ATP可以通过断裂远离腺苷的高能磷酸键，释放能量供生命活动利用，是直接的能源物质，C正确；乙的水解产物为3种核苷酸，不含有ATP，D错误。

【例题5】

【题干】在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C，6个G，3个A，7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则（）易A．能搭建出20个脱氧核苷酸B．所搭建的DNA分子片段最长为7碱基对C．能搭建出410种不同的DNA分子模型D．能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段【答案】D

【解析】依据碱基互补配对原则，在双链DNA中，A=T，可以有3对，G=C，可以有4对。需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物12个，脱氧核糖塑料片14个，磷酸塑料片14个，能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段，故A、B、C错误，D正确。

【例题6】

【题干】关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是（）易

A．一种tRNA可以携带多种氨基酸

B．DNA聚合酶是在细胞核中合成的

C．反密码子是位于mRNA上相邻的三个碱基

D．线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成

【答案】D

【解析】tRNA的一端有三个碱基外露为反密码子，与mRNA上的密码子进行碱基互补配对，另一端携带一种氨基酸到达核糖体上，通过发生脱水缩合形成肽健，合成多肽链。所以A、C错误。DNA聚合酶是蛋白质，在核糖体上合成，而细胞核内无核糖体，不能合成蛋白质，因而DNA聚合酶是在细胞质中合成的蛋白质类酶，通过核孔进入细胞核发挥作用。B错。线粒体中不仅具有自己的DNA，而且还有核糖体，能够通过转录和翻译控制一部分蛋白质的合成，所以核糖体具有一定的独立性。D正确。

【例题7】

【题干】某生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是（）中

A．在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开

B．DNA-RNA杂交区域中A应与T配对

C．mRNA翻译只能得到一条肽链

D．该过程发生在真核细胞中

【答案】A

【解析】A项RNA聚合酶可以将原核生物DNA双螺旋解开，A正确；B项DNA-RNA杂交区域中A应该与U配对，B错误；C项从图中可以看出mRNA翻译能得到多条肽链，C

错误；D项转录和翻译的过程是同时进行的，只能发生在原核生物中D，错误。

【例题8】

【题干】肠道病毒EV71 为单股正链（+RNA）病毒，是引起手足口病的主要病原体之一。下面为该病毒在宿主细胞肠道内增殖的示意图。中

据图回答下列问题：中

⑴图中物质M 的合成场所是。催化①、②过程的物质N 是。

⑵假定病毒基因组+RNA含有7500个碱基，其中A和U占碱基总数的40%。病毒基因组

+RNA 为模板合成一条子代+RNA 的过程共需要碱基G和C 个。

⑶图中+RNA有三方面的功能分别是。

⑷EV71病毒感染机体后，引发的特异性免疫有。

⑸病毒衣壳由VP1、VP2、VP3 和VP4 四种蛋白组成，其中VP1、VP2、VP3 裸露于病毒表面，而VP4 包埋在衣壳内侧并与RNA 连接，另外VP1 不受胃液中胃酸的破坏。若通过基因工程生产疫苗，四种蛋白中不宜作为抗原制成疫苗的是，更适宜作为抗原制成口服疫苗的是。

【答案】⑴宿主细胞的核糖体RNA RNA 聚合酶或依赖于RNA 的RNA聚合酶

⑵9000 ⑶翻译的模板；复制的模板；病毒的重要组成成分

⑷体液免疫和细胞免疫⑸VP4 VP1

【解析】⑴图中的M 物质是一条多肽链，由于EV71 病毒没有细胞器，其合成的场所是宿主细胞的核糖体；①、②过程是以RNA 为模板合成RNA 的过程需要的是RNA 复制酶（或RNA 聚合酶或依赖于RNA 的RNA 聚合酶）；

⑵病毒+RNA的复制过程：首先以并病毒身的+RNA 为模板合成一条单股负链RNA（-RNA），然后再以这条-RNA为模板合成子代的+RNA。在这这一过程中，碱基配对的关系为：A=U，G=C。根据题目中的条件，在病毒+RNA 中（假设用第1 条链来表示）（A1+U1）=40%，而互补链-RNA 中（假设用第2 条链来表示）（A2+U2）=（A1+U1）=40%，所以两条互

补链中A+U 占双链RNA 碱基数的比例是A+U=40%，则G+C=60%，所以病毒基因组+RNA 为模板合成一条子代+RNA 的过程共需要碱基G 和C 碱基数是7500×2×60%=9000。

⑶由图中可以看出，+RNA 的功能是作为翻译的模板，翻译出新的蛋白质；也作为复制的

模板形成新的+RNA；还是病毒的组成成分之一。

⑷EV71 病毒感染机体后进入内环境中，首先会引发体液免疫产生抗体；病毒进入宿主细胞后，还会引发细胞免疫。

⑸由于VP4 包埋在衣壳内侧不适合作为抗原制成疫苗；由于VP1 不受胃液中胃酸的破坏，口服后不会改变其性质，所以更适合制成口服疫苗。

三、课堂运用

【基础】

1.

A. ①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子

B. ②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性

C. ③和④说明S型菌的DNA是转化因子

D. ①~④说明DNA是主要的遗传物质

【答案】C

【解析】①、②组：R+S型菌的蛋白质/荚膜多糖，只长出R型菌，说明蛋白质/荚膜多糖不是转化因子。③组：R+S型菌的DNA，结果既有R型菌又有S型菌，说明DNA可以使R

型菌转化为S型菌；④组：用DNA酶将DNA水解，结果只长出R型菌，说明DNA的水

解产物不能使R型菌转化为S型菌，从一个反面说明了只有DNA才能使R型菌发生转化。故C正确。

2．关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是（）

A．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

B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养C．用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致

D．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质

【答案】C

【解析】A选项：噬菌体是病毒，不能离开活细胞独立进行生命活动，因而不能利用培养基中的物质。标记噬菌体的方法应该是：首先用含放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养大肠杆菌，然后用上述大肠杆菌培养噬菌体。

B选项：保温时间的控制要恰当，时间过短未充分侵染，时间过长侵染进入大肠杆菌细胞内的噬菌体增殖后释放出来，都会使实验误差增大。

C选项：用35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌后，在离心的下层沉淀物中，具有一定的放射性，而上清液中的放射性强度比理论值略低，其误差来源分析如下：（1）35S标记的T2噬菌体与大肠杆菌混合培养后，在搅拌器中搅拌不充分，使吸附在大肠杆菌外被35S标记的噬菌体蛋白质外壳没有与大肠杆菌完全分离开。⑵被35S标记的一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后少量存在于沉淀物中。用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌后，在离心的上层清液中，具有一定的放射性，而下层沉淀物中的放射性强度比理论值略低，其误差来源分析如下：（1）32P标记的噬菌体和大肠杆菌混合培养的时间过长，噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放出来，经离心后分布于上清液。（2)有一部分32P标记的噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后少量分布于上清液中。

D选项：32P标记的噬菌体侵染实验说明DNA是遗传物质，35S标记的噬菌体侵染实验不能说明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质外壳留在外面，其作用不能得到证明。按照该思路，可以得出，32P、35S标记的噬菌体侵染实验通过相互对照，可以说明DNA是遗传物质。

3.关于核酸的叙述，正确的是（）

A. 只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质

B. DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的

C. 分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同

D. 用甲基绿和吡罗红混合染色SARS病毒可观察到DNA和RNA的分布

【答案】B

【解析】具有细胞结构的生物，核酸是细胞内携带遗传信息的物质，而没有细胞结构的病毒，其携带遗传信息的物质也是核算，但其核酸不在细胞内；DNA分子的两条链通过碱基之间的氢键链接；DNA分子的碱基种类数量、排列顺序决定了DNA的多样性；SARS病毒只有RNA，不含DNA。

4.下列关于核酸的叙述中，正确的是（）

A. DNA和RNA中的五碳糖相同

B. 组成DNA与ATP的元素种类不同

C. T2噬苗体的遗传信息贮存在RNA中

D. 双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数

【答案】D

【解析】本题主要考查核酸的组成、结构和功能。DNA含有脱氧核糖，RNA含有核糖，A 项错误；DNA和ATP都是由C、H、O、N、P五种元素组成，B项错误。T2噬菌体遗传物质为DNA，故其遗传信息也储存在DNA中，C项错误。双链DNA嘌呤总和嘧啶碱基互补配对，故两者数量相等，D项正确。

5．下列关于遗传信息传递的叙述，错误

．．的是（）

A．线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则

B．DNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的

C．DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序

D．DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则

【答案】D

【解析】线粒体和叶绿体中都含有DNA，可以进行复制、转录和翻译；DNA病毒中没有RNA ,病毒的增殖发生在寄主细胞中，并且其遗传信息的传递遵循中心法则。

6. 关于核酸生物合成的叙述，错误的是（）

A. DNA的复制需要消耗能量

B. RNA分子可作为DNA合成的模板

C. 真核生物的大部分核酸在细胞核中合成

D. 真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期

【答案】D

【解析】真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂间期。

7. 关于转录和翻译的叙述，错误的是（）

A．转录时以核糖核苷酸为原料

B．转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列

C．mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质

D．不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性

【答案】C

【解析】核糖体在mRNA上移动翻译出蛋白质。

8. 原核生物的mRNA通常在转录完成之前便可启动蛋白质的翻译，但真核生物的核基因必须在mRNA形成之后才能翻译蛋白质，针对这一差异的合理解释是（）

A．原核生物的tRNA合成无需基因指导

B．真核生物的转录和翻译过程是在细胞不同位置完成的

C．真核生物的核糖体需进入细胞核完成转录

D．原核生物的DNA是裸露的，不形成染色体

【答案】B

【解析】由于原核生物细胞中没有核膜，所以转录和翻译可同时进行，但与DNA是否裸露无关。真核生物有核膜，转录在细胞核中进行，转录出mRNA后从核孔进入细胞质，在核糖体上进行蛋白质的翻译过程，有时间和空间上的分隔。

9. 人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述正确的是（）

A. 孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质

B. 噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力

C. 沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数

D. 烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA

【答案】B

【解析】遗传因子只是孟德尔通过实验现象推理出的理论产物，孟德尔并未证实遗传因子的化学本质，错；由于噬菌体转化实验将DNA和蛋白质的作用分别进行了研究，而肺炎双球菌转化实验中DNA和蛋白质不能完全分离开，所以噬菌体转化实验更有说服力，B正确；沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构中，碱基互补配对，嘌呤数等于嘧啶数，C错；烟草花叶病毒感染烟草实验只能说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，D错。

10.下列实例与基因的作用无关的是（）

A．细胞分裂素延迟植物衰老

B．极端低温导致细胞膜破裂

C．过量紫外线辐射导致皮肤癌

D．细菌感染导致B淋巴细胞形成效应B（浆）细胞

【答案】B

【解析】细胞分裂素的合成过程是受基因控制合成的相关酶作用调控，因此与基因作用有关；过量紫外线的辐射，可能使原癌基因和抑癌基因发生突变；细胞感染导致B淋巴细胞形成效应细胞，是细胞分化的结果，细胞分化的产生是由于基因的选择性表达的结果。极端低温由于结冰导致细胞膜破裂，与基因无关，因此B选项正确。

【巩固】

1. 甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是（）

A. 甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子

B. 甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行

C. DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶

D. 一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次

【答案】D

【解析】考察真核生物的DNA复制和转录。甲图以DNA两条单链均为模板，而乙以一条链为模板，且产物是一条链，确定甲图表示DNA复制，乙图表示转录。A. 转录不是半保留方式，产物是单链RNA；B. 真核细胞的DNA复制可以发生在细胞核、线粒体及叶绿体中。C.DNA复制过程解旋需要解旋酶，转录时需要的RNA聚合酶具有解旋的功能。

D.项一个细胞周期DNA只复制一次，但要进行大量的蛋白质合成，所以转录多次发生。

2.蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是（）

A．每条染色体的两条单体都被标记

B．每条染色体中都只有一条单体被标记

C．只有半数的染色体中一条单体被标记

D．每条染色体的两条单体都不被标记

【答案】B

【解析】由于DNA分子的复制方式为半保留复制，在有放射性标记的培养基中一个细胞周期后，每个DNA分子中有一条链含放射性。继续在无放射性的培养基中培养时，由于DNA 的半保留复制，所以DNA分子一半含放射性，一半不含放射性，每个染色单体含一个DNA 分子，所以一半的染色单体含放射性。

3.黄曲霉毒素是主要由黄曲霉菌产生的可致癌毒素，其生物合成受多个基因控制，也受温度、pH等因素影响。下列选项正确的是（）

A. 环境因子不影响生物体的表现型

B. 不产生黄曲霉毒素菌株的基因型都相同

C. 黄曲霉毒素致癌是表现型

D. 黄曲霉菌产生黄曲霉毒素是表现型

【答案】D

【解析】本题考查学生的理解能力和获取信息的能力。依据题干“黄曲霉毒素是主要由黄曲霉菌产生的可致癌毒素，其生物合成受多个基因控制，也受温度、pH等因素影响”，可知，A项是错误的；由于是多基因控制的这一性状，所以不产生黄曲霉毒素菌株的基因型不相同；依据表现型的概念，可知黄曲霉毒素致癌不属于表现型，但黄曲霉菌产生黄曲霉毒素是表现型。

4. 关于RNAR的叙述，错误的是（）

A. 少数RNA具有生物催化作用

B. 真核细胞内mRNA和tRNA都是在细胞质中合成的

C. mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基成为密码子

D. 细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸

【答案】B

【解析】真核细胞RNA的合是在细胞核中进行的。

5. 同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白，组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同，但排列顺序不同。其原因是参与这两种蛋白质合成的（）

A. tRNA种类不同

B. mRNA碱基序列不同

C. 核糖体成分不同

D. 同一密码子所决定的氨基酸不同

【答案】B

【解析】细胞内合成蛋白质过程中，tRNA种类和核糖体成分是相同的，A、C项错误；直接决定氨基酸顺序的是mRNA碱基序列，mRNA碱基序列不同，合成的氨基酸顺序也不同，B项正确；同一密码子决定的氨基酸是相同的，D项错误。

6. 针对耐药菌日益增多的情况，利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究备受关注。下列有关噬菌体的叙述，正确的是（）

A. 利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质

B. 以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸

C. 病毒的外壳通过抑制宿主菌蛋白质的合成使该菌死亡

D. 能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解

【答案】A

【解析】噬菌体侵入寄主后，利用寄主菌的原料（氨基酸和核苷酸），合成噬菌体的蛋白质、DNA，所以A对；子代噬菌体是以噬菌体的DNA为模板来复制的，B错；噬菌体消耗细菌细胞内的物质，导致细菌死亡，C错误；噬菌体没有细胞结构，不能以二分裂方式增殖，而是在寄主菌体内合成各个部件后，组装，释放，使细菌裂解，D错

【拔高】

1.假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%，用这个噬菌体侵染只含33P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是（）

A. 该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸

B. 噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等

C. 含32P与只含33P的子代噬菌体的比例为1:49

D 该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变

【答案】C

【解析】本题考查噬菌体侵染细菌的实验、DNA的结构、复制及其与生物性状的关系。

由5000个碱基对组成双链DNA中，腺嘌呤占全部碱基的20%，则鸟嘌呤G占30%，即一个这样的DNA中，A=T=2000个，G=C=3000个，则100个子代噬菌体的DNA中共含有鸟嘌呤G：3×105个。由一个噬菌体增殖到100个噬菌体的过程中，需要鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为3×105－3000个，故选项A错误。

噬菌体侵染细菌并增殖过程中，DNA复制、转录所需的模板为噬菌体DNA，转录和翻译所需要的核糖核苷酸、核糖体、氨基酸以及酶等皆来自宿主细胞（细菌），故选项B错误。DNA进行半保留复制，1个双链都含32P的DNA复制后，子代中含有32P的DNA（一条链含32P，一条链含33P的DNA）共有2个，只含有33P的DNA共有98个，二者的比例为2︰98即1︰49，故选项C正确。

由于DNA上有非基因序列，基因中有非编码序列以及密码子具有简并性等原因，DNA发生突变并不意味着性状一定会发生改变，选项D错误。

2. 双脱氧核苷酸常用于DNA测序，其结构与脱载核昔酸相似，能参与DNA 的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA 合成时，在DNA 聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的GTACATACATC的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸，则以该链为模板合成出的不同长度的子链最多有（）

A. 2种

B. 3种

C. 4种

D. 5种

【答案】D

【解析】根据题意，胸腺嘧啶双脱氧核苷酸也可和单链模板上的腺嘌呤脱氧核苷酸进行配对。在该模板上共有4个腺嘌呤脱氧核苷酸，这样，可能有0、1、2、3、4个的胸腺嘧啶双脱氧核苷酸与模板上的腺嘌呤脱氧核苷酸进行配对，所以总共有5种不同长度的子链。

3. 图①~③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题:

⑴细胞中过程②发生的主要场所是。

⑵已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例

为。

⑶由于基因中一个碱基对发生替换，而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸（密码子有AUU、AUC、AUA）变成苏氨酸（密码子有ACU、ACC、ACA、ACG），则该基因的这个碱基对替换情况是。

⑷在人体内成熟红细胞、浆细胞、记忆细胞、效应T细胞中，能发生过程②、③而不能发生过程①的细胞是。

⑸人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点（在“都相同”、“都不同”、“不完全相同”中选择），其原因是。

【答案】⑴细胞核⑵26% ⑶T//A替换为C//G（A//T替换为G//C）

⑷浆细胞和效应T细胞⑸不完全相同不同组织细胞中基因进行选择性表达

【解析】⑴图①②③表示的过程依次是DNA的复制、转录和翻译。转录的场所主要在细胞核中。

⑵RNA中G+U=54%、C+A=46%，则其DNA模板链中C（29%）+A=54%、G（19%）+T=46%，计算得DNA一条链中A+T=52%，故双链中A+T=52%，A=T=26%。

⑶该基因突变是由于一个碱基对的改变引起的，故异亮氨酸的密码子中第2个碱基U变为了碱基C成为苏氨酸的密码子，相应的则是基因中T//A替换为了C//G（或A//T替换为了G // C）。

⑷人体成熟的红细胞中无细胞核，复制、转录和翻译过程都不能发生，高度分化的细胞即浆细胞和效应T细胞中能进行转录和翻译，但不能进行DNA的复制。（5）1个DNA分子中含许多个基因，不同组织细胞因基因的选择性表达，故进行转录过程时启用的起始点不完全相同。

课后作业

【基础】

1. 下列关于肺炎双球菌的体外转化实验以及噬菌体侵染细菌实验的叙述不正确

．．．的是（）A．格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是转化因子

B．噬菌体侵染细菌实验证明噬菌体的遗传物质是DNA

C．噬菌体需分别用含35S和32P标记的大肠杆菌培养

D．两个实验的设计思路都是设法将DNA与蛋白质区分开后研究各自的效应

【答案】A

【解析】格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了含有转化因子，没能证明就是DNA。2．右图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分析，下列相关叙述错误的是（）

A. 由图示得知，DNA分子复制的方式是半保留复制

B. DNA解旋酶能使双链DNA解开，且需要消耗ATP

C. 从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的

D. DNA在复制过程中先全部解旋，再复制

【答案】D

解析:由图可知，DNA复制为半保留复制，因为新合成的DNA单链和对应的母链组成了新的DNA分子；从解旋酶的参入过程可以看出，解旋酶使DNA双链分开，并且这个过程消耗了ATP；分析图中合成的子链，可以看到两条子链的合成过程的方向是相反的；DNA的复制并没有在DNA全部解旋之后，而是边解旋边复制。

3. 下列叙述中，不能为“基因和染色体存在平行关系”的说法提供佐证的是（）

A．Aa杂合子发生染色体缺失后，可表现出a基因控制的性状

B．非等位基因自由组合，非同源染色体也能自由组合

C．基因发生突变，生物体的性状发生改变

D．二倍体生物形成配子时基因和染色体数目均减半

【答案】C

【解析】Aa杂合子发生染色体缺失后表现出a基因控制的性状、非等位基因自由组合，非同源染色体也能自由组合、二倍体生物形成配子时基因和染色体数目均减半都能为“基因和染色体存在平行关系”的说法提供佐证，而“基因发生突变，生物体的性状发生改变”不能说明基因和染色体存在平行关系。

4. 下列关于基因的叙述，错误的是（）

A. 基因能控制生物的性状

B. DNA分子上的任意片段不一定都是基因

C. 基因是DNA分子上有一定功能的特异性碱基序列

D. 基因在染色体上呈线性排列，一段染色体就是一个基因

【答案】D

【解析】基因通过控制蛋白质的合成去控制生物的性状；基因是有遗传效应的DNA片段，无遗传效应的DNA片段不是基因；每个基因都有特定的碱基序列，有一定的遗传效应；染色体的主要成分是DNA和蛋白质，一段染色体可能含有基因，但不能等同。

5．右图为人体内基因对性状的控制过程，叙述错

误的是（）

A．图中①②过程的场所分别是细胞核、核糖体

B．镰刀型细胞贫血症致病的直接原因血红蛋白分

子结构的改变

C．人体衰老引起白发的主要原因是图中的酪氨酸

酶活性下降

D．该图反映了基因对性状的控制是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状

【答案】D

【解析】从图示看出，图中①②过程为转录和翻译，场所分别是细胞核、核糖体；镰刀型细胞贫血症致病的直接原因血红蛋白分子结构的改变；人体衰老引起白发的主要原因是图中的酪氨酸酶活性下降；该图反映了基因对性状的控制是通过控制蛋白质的细胞的代谢而控制生物体的性状的。

6. 囊性纤维病的病因如图所示，该实例可以说明（）

A.基因能通过控制酶的合成来控制生物体的性状

B.基因能通过控制激素的合成，控制生物体的性状

C.基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状

D.DNA 中部分某个碱基发生改变，相应的蛋白质结构必然改变

【答案】C

【解析】从囊性纤维病的病因图示看出，CFTR基因缺少3个碱

基导致CFTR蛋白结构、功能异常，从而患病，说明基因能通

过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

7．对DNA分子的碱基进行数量分析，可以通过检测其中某种碱基的数目及其比例来推断其他碱基数目及其比例。假如检测某DNA分子得知碱基A的数目为x，其比例为y，以下推断正确的有()此类试题在高考中已经不常见，建议删除，或换题。

A．碱基总数量为x/y

B．碱基C的数目为x(0.5y－1)

C．嘌呤数与嘧啶数之比为x/(1－y)

D．碱基G的比例为(1－y)/2

【答案】A

【解析】选A。根据题意知，A＝x，则T＝x，它们所占比例均为y，则碱基总数量为x/y；C＋G＝x/y－A－T＝x/y－2x，则C＝G＝x(1/2y－1)；嘌呤数与嘧啶数之比为2x∶(x/y－2x)＝y/(0.5－y)；碱基G的比例为(1－2y)/2。