高考生物一轮复习 专题4 遗传变异与进化2遗传的分子基础教案 新人教版

天津外国语大学附属外国语学校生物一轮复习专题四遗传、变异与进化小专题二遗传的分子基础

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核心考点整合

考点整合一：DNA是遗传物质的实验1．肺炎双球菌转化实验

2.噬菌体侵染细菌实验

特别提示：

①艾弗里实验的结果是通过观察培养皿中的特征而确定的。

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。

③被32P标记的噬菌体侵染细菌实验中，上清液应无放射性，若存在放射性，其原因之一可能是培养时间过长，细菌裂解，子代噬菌体已被释放出来。原因之二是部分噬菌体并未侵入细菌内。用35S标记实验时，沉淀物中出现少量放射性的原因：可能由于搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。

④必须分两组分别标记进行实验，不能同时对噬菌体既标记35S又标记32P。该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素。

⑤噬菌体侵染细菌实验中32P和35S的存在部位：

⑥该实验可同时证明：a。DNA分子具有相对稳定性。b DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性。c DNA能控制蛋白质的生物合成。但不能证明DNA分子产生可遗传的变异。

考点整合二：DNA分子的结构和特性

1.DNA分子结构模式图信息解读

（2）○之间的数量关系∶∶。

（3）○和之间的化学键为磷酸二酯键，用限制性核酸内切酶处理可切断，用DNA

连接酶处理可连接（DNA聚合酶也是在○和之间形成磷酸二酯键）。

（4）碱基对之间的化学键为氢键，可用解旋酶断裂，也可加热断裂（氢键形成则不需要酶的作用，只要碱基之间互补就可形成氢键）。

（5）每个脱氧核糖连接着2个磷酸，分别在3号、5号碳原子上相连接。

（6）若碱基对为n，则氢键数为2n~3n（A-T为2个，C-G为3个）之间，若已知A有m 个，则氢键数为3n-m。

2.DNA分子特性

（1）稳定性：磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧构成基本骨架。

（2）多样性：碱基对多种多样的排列次序。

注意：若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种，其中n代表碱基对数。（3）特异性：每种DNA分子都有特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。

3.DNA中碱基数量的计算

解题时先画出简图，根据碱基互补配对原则推知规律

规律1：在双链DNA分子中，互补碱基两两相等，A=T，C=G，A+G=C+T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。

规律2：在双链DNA分子中，互补的两碱基之和（如A+T或C+G）占全部碱基的比例等于其任何一条单链中这两种碱基之和占该单链中碱基数的比例。单双链转化公式。

规律3：DNA分子一条链中（A+G）/（C+T）的比值的倒数等于互补链中该种碱基的比值，在整个DNA分子中该比值等于1。

规律4：DNA分子一条链中（A+T）/（C+G）的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值。

规律5：不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即（A+T）/（C+G）的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。

规律6：若已知A占双链的比例=c%，则A1/单链的比例无法确定，但最大值可求出为2c%，最小值为0。

考点整合三：DNA分子的复制及转录、翻译过程分析

一．复制、转录和翻译的比较

注：遗传信息、密码子和反密码子的比较

（一）含义及作用

1、遗传信息：基因中脱氧核苷酸（或碱基）的排列顺序。

2、密码子：mRNA 上决定一个氨基酸的3个相邻碱基，决定氨基酸的排序。

3、反密码子：与mRNA 中的密码子互补的tRNA 一端的3个碱基，起识别密码子的作用。

（二）联系

1、遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，使遗传信息传递到mRNA 的核糖核苷酸的排列顺序上。

2、mRNA 的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子则起到翻译作用。

（三）对应关系

一种密码子只能决定一种氨基酸（终止密码子除外），一种氨基酸可由一种或多种密码子决定。

二.DNA 复制过程中的碱基数目计算（其双链DNA 分子中含某种碱基a 个）

复制n次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a·（2n－1）。如图所示：

三．中心法则

中心法则中遗传信息的流动过程为：

（1）在生物生长繁殖过程中遗传信息的传递方向为：

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

（3）含逆转录酶的RNA病毒在寄主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递方向为：

（4）DNA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：

（5）RNA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，发生在分裂细胞中（分裂间期），分化了的细胞一般不能进行DNA分子的复制。而在所有细胞中都可进行转录、翻译过程。

四．基因对性状的控制

(1)通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状。如白化病、豌豆的粒形。

(2)通过控制蛋白质分子结构直接影响性状。如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。（3）基因与性状的关系

①基因与性状的关系并不都是简单的线性关系

生物体的一个性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关；有些基因则会影响多种性状，如决定豌豆开红花的基因也决定结灰色的种子。

②环境影响生物性状

性状（表现型）是由基因和环境共同作用的结果。

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1.图示人体内一些生命活动，下列有关说法正确的是

A.进行①过程的细胞不一定具有细胞周期

B.②过程导致细胞中的遗传物质发生改变

C.③过程总是与机体的衰老同步进行

D.④过程是由于抑癌基因突变成原癌基因

2.下图为人体细胞的分裂、分化、衰老和凋亡过程的示意图，图中①～⑥为各个时期的

细胞，a～c表示细胞所进行的生理过程，据图分析，下列叙述正确的是

A．⑤与⑥的基因型相同，蛋白质的种类也相同

B．细胞的衰老与凋亡就会引起人体衰老与死亡

C．若⑤⑥已失去分裂能力，则其细胞内遗传信息的流动方向为DNA→RNA→蛋白质

D．与①相比，②的表面积与体积的比值增大，与外界环境进行物质交换的能力增强

3.A图表示某种哺乳动物细胞在正常培养时所测得的细胞中DNA含量与细胞数的变化。用某种化合物处理培养着的细胞，结果DNA含量与细胞数的变化如B图所示，该化合物所起的作用是

A．促进细胞分裂 B．抑制DNA的复制

C．抑制纺锤体的形成 D．促进DNA的高度螺旋化

4.艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。这两个实验在设计思路上的共同点是

A．重组DNA片段，研究其表型效应

B．诱发DNA突变，研究其表型效应

C．设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应

D．应用同位素示踪技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递

5.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心、检测，上清液的放射性占15%，

沉淀物的放射性占85%。上清液带有放射性的原因可能是

A．噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体

B．搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离

C．离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌

D．32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中

6.某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行了以下4个实验：①用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；②用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；③用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌；④用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌。以上4个实验，一段时间（合适的范围内）后离心，检测到放射性的主要区域是

A．沉淀、沉淀、沉淀和上清液、沉淀和上清液

B．沉淀、沉淀、沉淀和上清液、沉淀

C．沉淀、上清液、沉淀、沉淀和上清液

D．上清液、上清液、沉淀和上清液、上清液

7.已知DNA分子中，碱基对A与T之间形成二个氢键，C与G之间形成三个氢键；在一个双链DNA分子片段中有200个碱基对，其中腺嘌呤有90个。因此在这个DNA片段中含有游离的磷酸基的数目和氢键的数目依次为

A．200和400个 B．2个和510个 C．2个和400个 D．44个和510个

8.有关DNA分子结构的叙述，错误的是

A．DNA分子由4种脱氧核苷酸组成 B．DNA单链上相邻碱基以氢键连接

C．碱基与脱氧核糖相连接 D．磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架

9.（多选）有关蛋白质合成的叙述，正确的是

A．终止密码子不编码氨基酸 B．每种tRNA只运转一种氨基酸

C． tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息 D．核糖体可在mRNA上移动10.下图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程，有关叙述错误的是

A．在人体不同种类的细胞中，转录出的mRNA种类和数量一般不同

B．RNA能以“RNA―→互补的单链RNA―→RNA”方式完成复制

C．逆转录过程发生在某些病毒体内，需要逆转录酶的参与

D．转录和翻译过程既能发生在真核细胞中，也能发生在原核细胞中

11.根据下表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是

A．TGU B．UGA C．ACU D．UCU

12.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

13.下列叙述中，不能

．．说明“核基因和染色体行为存在平行关系”的是

A．基因发生突变而染色体没有发生变化

B．非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合

C．二倍体生物形成配子时基因和染色体数目均减半

D．Aa杂合体发生染色体缺失后，可表现出a基因的性状

14．酶A、B、C是大肠肝菌的三种酶，每种酶只能催化下列反应链中的一个步骤，其中任意一种酶的缺失均能导致该菌因缺少化合物丁而不能在基本培养基上生长。

化合物甲?→

?酶化合物丁

?酶化合物丙?→

?酶化合物乙?→

现有三种营养缺陷型突变体，在添加不同化合物的基本培养基上的生长情况下表：

由上可知：酶A、B、C在该反应链中的作用顺序依次是

A.酶A、酶B、酶C

B.酶A、酶C、酶B

C.酶B、酶C、酶A

D.酶C、酶B、酶A

15.关于RNA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

16. 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的空间和时间相同

C．真核生物的核糖体可进入细胞核

17. 某双链DNA分子含有400个碱基，其中一条链上A：T：G：C＝1：2：3：4。下列表述错误的是

A．该DNA分子的一个碱基改变，不一定会引起子代性状的改变

B．该DNA分子连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个

C．该DNA分子中4种碱基的比例为A：T：G：C＝3：3：7：7

D．该DNA分子中的碱基排列方式共有4200种

18.艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。从表可知

实验组号接种菌型加入S型菌物质培养皿长菌情况

①R 蛋白质R型

②R 荚膜多糖R型

③R DNA R型、S型

④R DNA（经DNA酶处理）R型

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

19.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标记的噬菌体侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致D．35S、32P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

20.（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21.下图为真核细胞内某基因结构示意图，共有1000对脱氧核苷酸组成，其中碱基A占20%。下列说法正确的是

A．该基因一定存在于细胞核内染色体DNA上

B．该基因的一条脱氧核苷酸链中（C+G）/（A+T）为3：2

C．限制性内切酶和DNA解旋酶只作用于①部位

D．该基因复制3次，则需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸2800个

22.下图表示tRNA结构，①表示碱基对，②表示三个相邻碱基。下列相关叙述正确的是

A．①表示的碱基对有A与T，G与C两种B．②表示的三个相邻碱基叫密码子C．指导该分子合成的DNA片段叫基因D．一种氨基酸只能由一种tRNA转运

23.对某一基因的正确叙述是

①基因是控制生物性状的遗传物质的功能和结构单位②基因也能复制③基因位于染色体上，它们是一一对应关系④基因在DNA双链上成对存在⑤它的化学结构很稳定，不会发生变化

A．①②③④ B．①③⑤ C．①② D．①③⑤

24.癌症是由于细胞癌变引起的，任何人体内都有原癌基因，受到外界因素的刺激后可能被激活而引起细胞的畸形分化，从而导致细胞的癌变。目前临床上癌症治疗的方法，主要包括手术治疗、放疗、化疗、激素治疗、基因治疗和免疫治疗。此外，科学家通过对前列腺癌细胞系的研究发现，绿茶中的多酚酶能促进多酚的合成，多酚可减少BCL－XI 蛋白的合成，而这种蛋白有抑制癌细胞凋亡的作用，从而表明绿茶具有抗癌的作用。据以上资料回答下列问题：

(1)导致原癌基因被激活的外界因素有_______________________________________。

(2)与正常细胞相比，癌细胞中明显增多的细胞器是(两项) _________________________。

(3)早期的癌症可以通过切除的方法进行治疗，但是中、晚期就不能用这种方法了，因为癌细胞已经扩散到其他组织中去了，晚期癌细胞容易扩散的原因是。

________________________________________________________________________。(4)癌症化疗时应用的烷化剂(如二氯二乙胺)能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。此类药品作用于癌细胞周期的________期。化疗还常用其他药物，如5－氟尿嘧啶，它的结构与尿嘧啶非常相似，它可以直接干扰________的合成。

(5)癌细胞还具有无限增殖的特征。若开始培养时取一滴培养液观察有100个癌细胞，经

24 h培养后，取一滴，稀释100倍后再取一滴(设三次的“一滴”等量)观察，发现有16个肿瘤细胞，此肿瘤的细胞周期约为______h。

(6)细胞凋亡是指由________所决定的细胞自动结束生命的过程，也叫细胞编程性死亡。正常情况下，细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育，维持______________________的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰起着重要作用。

(7)绿茶含有多酚酶具有抗癌作用的根本原因是_________________________________。________________________________________________________________________。(8)现某科研单位研制出一种新型药物X，据说对肿瘤有较好的疗效，能起到抑制肿瘤细胞分裂的作用。

请你设计一个方案加以验证。写出你所设计的实验步骤：

第一步：_____________________________________________________________。

第二步：______________________________________________________________。

第三步：______________________________________________________________。

预期结果及结论：

①________________________________________________________________________。

②________________________________________________________________________。

25. 甲、乙表示真核细胞内基因表达的两个主要步骤，请回答

（1）图甲进行的主要场所是___________，所需要的原料是_________。图乙所示过程称为__________，完成此过程的细胞器是[ ]______ 。

（2）图乙中⑥的名称是___________，若其上的三个碱基为UGU，则在⑦上与之对应的三个碱基序列是___________。

（3）已知某基因片段碱基排列如下图。由它控制合成的多肽中含有“—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸—”的氨基酸序列（脯氨酸的密码子是：CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的GAA、GAG；赖氨酸的是AAA、AAG；甘氨酸的是GGU、GGC、GGA、GGG）。

①翻译上述多肽的mRNA是由该基因的链转录的（以图中①或②表示）。

②若该基因片段指导合成的多肽的氨基酸排列顺序变成了“—脯氨酸—谷氨酸—甘氨酸—赖氨酸—”。则该基因片段模板链上的一个碱基发生的变化是：。

26.铁蛋白是细胞内储存多余Fe3＋的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的Fe3＋、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列，能与铁调节蛋白发生特异性组合，阻遏铁蛋白的合成。当Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3＋而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合，沿mRNA 移动，遇到起始密码后开始翻译（如图所示）。回答下列问题：

（1）图中甘氨酸的密码子是________，铁蛋白基因中决定“”的模板链碱基序列为__________________________。

（2）Fe3＋浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了_________________________，从而抑制了翻译的起始；Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3＋而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白mRNA能够翻译。这种调节机制既可以避免________对细胞的毒性影响，又可以减少____________________。

（3）若铁蛋白由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是__________________________________________________。

（4）若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸（密码子为UUA．UUG、CUU、CUC．CUA．CUG），可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即由________。

27. 下图是大白鼠细胞内某生理过程示意图，下表是其曲细精管细胞中存在的两种水通道蛋白AQP7和AQP8的部分比较。请分析回答下列问题：

1 500 （1）图示的生理过程是 ，在大白鼠细胞中可进行该生理过程的结构有 ，在图中方框内用“→”或“←”标出该过程进行的方向。

(2)丁的名称是________，它与乙有何不同？________________。

(3)图中甲的名称为________，其基本单位是______________。

(4)从AQP7和AQP8在睾丸中的表达来看，细胞分化的原因之一是________的结果。

(5)控制AQP7

的基因中碱基的数目至少为 个(不考虑终止子)。

(6)在AQP7和AQP8合成过程中，与核糖体结合的信使RNA 碱基数目相同，但AQP7和AQP8所含氨基酸数目不同，原因是(不考虑起始密码和终止密码所引起的差异)

________________________________________________________________________。

(7)大白鼠汞中毒后，对初级精母细胞和精子的影响，哪一个更大些？

_______________________________________________________________________。