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1、专题六遗传的分子基础 核心考点2DNA的结构与复制 核心考点3基因的表达 重要题型13放射性同位素在生物实验中的应用 知识体系构建 噬菌体侵染细菌 沃森 克里克 有遗传效应的DNA片段 特定的碱基排列顺序 半保留复制 DNA的一条链 mRNA 控制酶的合成来控制代谢过程 进而控制生物体的性状 遗传物质的探究 核心考点1 1 理清两个经典实验的探索过程 1 肺炎双球菌体外转化实验S型细菌 R型细菌 要点整合 1 DNA荚膜多糖蛋白质DNA DNA酶 是遗传物质蛋白质等其他物质不是遗传物质 DNA 2 噬菌体侵染细菌实验 高 低 低 高 提醒 1 格里菲思转化实验没有具体证明哪种物质是遗传物质 2
2、 肺炎双球菌转化实验的实质是S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中 实现了基因重组 3 S型活细菌才具毒性 切不可认为S型细菌的DNA使小鼠致死 4 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 5 用35S标记噬菌体的侵染实验中 沉淀物中存在少量放射性可能是搅拌不充分所致 2 两看法 解答噬菌体侵染细菌的同位素标记问题 3 比较肺炎双球菌和噬菌体 1 相同点 都营寄生生活 遗传物质均为DNA 2 不同点 肺炎双球菌 为原核生物 具有独立的物质和能量供应系统 噬菌体 为非细胞结构的细菌病毒 必须寄生在活细胞中 利用宿主细胞的物质和能量进行增殖 考向设计 2 设计1围绕遗传物质的探
3、索考查理解能力1 2017 江苏 2 下列关于探索DNA是遗传物质的实验 叙述正确的是A 格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状B 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C 赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中D 赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记 答案 解析 1 2 3 4 解析格里菲思的体内转化实验提出了转化因子改变生物体的遗传性状 并没有证明转化因子就是DNA A错误 艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使R型肺炎双球菌转化成S型肺炎双球菌 单独的S型肺炎双球菌中提取的DNA无毒 不能使小鼠死亡 B错误 赫尔希和蔡斯实
4、验离心后 上清液主要是蛋白质外壳和游离的T2噬菌体 沉淀物主要是细菌 C正确 赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体中只有含有母链DNA的才带有32P标记 D错误 1 2 3 4 2 2017 南京联考 下列关于以 32P标记T2噬菌体侵染大肠杆菌 实验的分析中 错误的是A 本实验使用的生物材料还应包括不含32P的大肠杆菌B 实验中T2噬菌体培养时间 温度等是本实验的无关变量C 本实验预期的最可能结果是上清液中放射性强 而沉淀物中放射性弱D 仅仅本实验还不足以证明DNA是T2噬菌体的遗传物质 答案 解析 解析32P标记T2噬菌体的DNA 在噬菌体侵染细菌的过程中 噬菌体DNA被注入到细菌细胞
5、中 在离心后主要分布在沉淀物中 1 2 3 4 设计2围绕遗传物质的探索考查实验探究能力3 2017 全国 29 根据遗传物质的化学组成 可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型 有些病毒对人类健康会造成很大危害 通常 一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型 假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换 请利用放射性同位素标记的方法 以体外培养的宿主细胞等为材料 设计实验以确定一种新病毒的类型 简要写出 1 实验思路 答案 解析 1 2 3 4 答案实验思路 甲组 将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中 之后接种新病毒 培养一段时间后收集病毒并检测其放射性 乙组 将宿主细胞培养在含有放射性
6、标记胸腺嘧啶的培养基中 之后接种新病毒 培养一段时间后收集病毒并检测其放射性 1 2 3 4 解析DNA和RNA的化学组成存在差异 如DNA特有的碱基是T 而RNA特有的碱基是U 因此可用放射性同位素分别标记碱基T和碱基U 通过检测子代的放射性可知该病毒的类型 根据分析 本实验思路为 甲组 将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中 之后接种新病毒 培养一段时间后收集病毒并检测其放射性 乙组 将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中 之后接种新病毒 培养一段时间后收集病毒并检测其放射性 1 2 3 4 2 预期实验结果及结论即可 要求 实验包含可相互印证的甲 乙两个组 答案结果及结
7、论 若甲组收集的病毒有放射性 乙组无 即为RNA病毒 反之为DNA病毒 解析若甲组收集的病毒有放射性 乙组无 即为RNA病毒 反之为DNA病毒 答案 解析 1 2 3 4 4 某人曾重复了 肺炎双球菌转化实验 步骤如下 请分析以下实验并回答问题 A 将一部分S型细菌加热杀死 B 制备符合要求的培养基 并分为若干组 将菌种分别接种到各组培养基上 接种的菌种见图中文字所示 C 将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间 观察菌落生长情况 如下图 1 2 3 4 1 第4组的培养基中出现S型细菌 对比第 组实验可否定死亡的S型细菌 死而复生 这一解释 对比第 组实验可否定R型细菌突变产生S型细菌这
8、一解释 答案 解析 3 1 解析第4组的培养基中出现S型细菌 对比第3组实验可否定死亡的S型细菌 死而复生 这一解释 对比第1组实验可否定R型细菌突变产生S型细菌这一解释 1 2 3 4 2 该实验可以得出的结论是 答案 解析 解析综合分析实验 可得出加热杀死的S型细菌含有使R型细菌发生转化的物质 加热杀死的S型细菌含有使R型细菌发生转化的物质 1 2 3 4 3 加热杀死S型细菌 从分子水平解释 是加热导致生命活动的主要承担者 蛋白质的 改变 从而失去活性 其遗传物质DNA高温下会变性 但降温后会恢复 结构 答案 解析 解析加热会使蛋白质和DNA的空间结构改变 但DNA在降温后会恢复双螺旋结
9、构 而蛋白质不能恢复原结构 空间结构 双螺旋 1 2 3 4 DNA的结构与复制 核心考点2 1 巧用 五 四 三 二 一 记牢DNA的结构 要点整合 1 磷酸 脱氧核糖 碱基 规则的双螺旋结构 提醒 1 DNA单链上相邻碱基通过 脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖 连接 2 每个DNA中含氢键数为A T对 2和G C对 3之和 2 牢记DNA分子中有关碱基比例的计算 1 常用公式 A T G C A G T C A C T G 50 2 单链中互补碱基和 所占该链碱基数比例 双链中互补碱基和 所占双链总碱基数比例 3 某链不互补碱基之和的比值与其互补链的该比值互为倒数 3 六处思考 DNA的复制 DN
10、A双链 脱氧核苷酸 有丝分裂 减数第一次分裂 边解旋边复制 半保留复制 细胞核 线粒体 叶绿体 解旋 子链 4 DNA复制过程中的相关计算 1 经n次复制 DNA分子总数为2n个 脱氧核苷酸链数为2n 1条 2 子代所有链中始终保持2条母链 且占子代DNA分子总链数的1 2n 3 一个DNA分子经n次复制 净增加 2n 1 个DNA分子 第n次复制时 净增加的DNA分子总数为2n 1个 提醒捕捉DNA复制中的 关键字眼 1 DNA复制 用15N标记的是 亲代DNA 还是 培养基中原料 2 子代DNA 所求DNA比例是 含15N的 还是 只含15N的 是 DNA分子数 还是 链数 3 复制n次还
11、是第n次复制 设计1围绕DNA结构与复制考查理解能力1 如图为某DNA分子部分结构示意图 对该图的描述正确的是A 和 相间排列 构成了DNA分子的基本骨架B DNA分子中脱氧核苷酸序列代表了遗传信息C DNA分子中G与C的比例越高 稳定性越低D 图中 的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸 考向设计 2 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 解析DNA分子的结构特点是遗传信息传递的基础 本题综合考查了DNA分子结构特点 解题时要注意题中哪些对DNA分子结构特点的描述是错误的 由图示可知 脱氧核糖 和 磷酸基团 交替连接 排列在外侧 构成了DNA分子的基本骨架 A错误 DNA分子能够储存足够量的遗传信息
12、 遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中 故DNA分子中脱氧核苷酸排列顺序代表了遗传信息 B正确 碱基对C与G之间有3个氢键 A与T之间有2个氢键 因此C与G的比例越高 DNA分子稳定性越高 C错误 由图可知 中的 属于上面的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的磷酸基团 D错误 1 2 3 4 5 6 7 8 2 大肠杆菌的拟核内有一个含有470万个碱基对的环状DNA 内含大约4288个基因 下列有关该DNA分子的叙述 正确的是A 含有470万个脱氧核糖和磷酸基团 其中有2个游离的磷酸基团B 每条脱氧核苷酸链中相邻碱基均通过脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖连接C 编码蛋白质的基因的两条链均可作为转录的模板D 每个基因的
13、长度均不超过1100个碱基对 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 解析470万个碱基对的DNA分子应含470万 2个脱氧核糖和磷酸基因 且在一个链状DNA分子片段中有2个游离的磷酸基团 但环状DNA分子中没有游离的磷酸基团 A错误 由于每个脱氧核苷酸上的碱基都是与脱氧核糖连接的 而两个相邻脱氧核苷酸之间通过脱氧核糖与磷酸相连 这样每条脱氧核苷酸链上的相邻碱基的连接是 碱基 脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖 碱基 B正确 基因的两条链中只有一条链能够作为转录的模板 而复制时两条链都可以作为模板 C错误 每个基因的长度不一样 有的基因长度会超过1100个碱基对 D错误 1 2 3 4 5 6 7
14、8 3 2016 全国 29 3 在有关DNA分子的研究中 常用32P来标记DNA分子 用 和 表示ATP或dATP d表示脱氧 上三个磷酸基团所处的位置 A P P P 或dA P P P 回答下列问题 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 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DNA分子中 因此在得到的n个噬菌体中有且只有2个带有标记 答案 解析 1
15、2 3 4 5 6 7 8 解析由于DNA分子复制为半保留复制 故噬菌体双链DNA的复制过程中 被32P标记的两条单链始终被保留 并分别存在于两个子代DNA分子中 另外 新合成DNA的过程中 原料无32P标记 所以n个子代DNA分子中有且只有2个含有32P标记 1 2 3 4 5 6 7 8 设计2围绕DNA结构与复制考查获取信息能力4 2016 全国 2 某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间 使DNA双链不能解开 若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质 下列相关叙述错误的是A 随后细胞中的DNA复制发生障碍B 随后细胞中的RNA转录发生障碍C 该物质可将细胞周期阻断在分裂中期D 可
16、推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 解析某物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间 使DNA双链不能打开 说明该物质会阻碍DNA分子的解旋 因而会阻碍DNA分子的复制 转录和抑制细胞增殖 A B D三项均正确 因DNA分子的复制发生在间期 所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期 C项错误 1 2 3 4 5 6 7 8 5 如图为真核细胞DNA复制过程的模式图 据图分析 下列相关叙述错误的是A 解旋酶能使DNA双链解开 但需要消耗ATPB DNA分子复制的方式是半保留复制C DNA分子的复制需要引物 且两条子链的合成方向是相反的 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 D 因为DNA分子在复制时需严格遵循碱基互补配对原则 所以新合成的两条子链的碱基序列是完全一致的 解析由图可知 解旋酶能打开双链间的氢键 且需要消耗ATP A正确 DNA分子复制时都保留了原来DNA分子中的一条链 即半保留复制 B正确 DNA分子两条链是反向平行的 而复制的时候子链只能从5 端向3 端延伸 所以两条子链合成的方向相反 C正确 因为DNA复制是以解开的每一条母链为
