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1、专题四 遗传、变异和进化,第一讲 遗传的分子基础,体验高考,一、理解能力,1(2010江苏生物，4)探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括( )A不同生物的蛋白质在结构上存在差异B蛋白质与生物的性状密切相关C蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制D蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量遗传信息 解析：作为遗传物质的特点：结构上存在差异，其基本单位不同的排列组合可以贮存大量遗传信息，与生物性状密切相关，具有较高的稳定性，并且能够自我复制。选项C应为DNA比蛋白质具有更高的热稳定性，并且能够自我复制。答案：C,2(2
2、010福建理综，2)下列有关造血干细胞中物质运输的途径，可能存在 的是( )A.吸收的葡萄糖：细胞膜细胞质基质线粒体B.合成的细胞膜蛋白：高尔基体核糖体细胞膜C.转录的mRNA：细胞核细胞质基质高尔基体D.合成的DNA聚合酶：核糖体细胞质基质细胞核解析：葡萄糖被吸收进入造血干细胞可参与呼吸作用，穿过细胞膜进入细胞质基质被分解成丙酮酸和，丙酮酸进入线粒体；合成的细胞膜蛋白的运输途径：核糖体高尔基体细胞膜；转录的mRNA在细胞核中合 成，通过核孔进入细胞质基质，最后与核糖体结合，参与翻译过程；合成的DNA聚合酶的去路：核糖体细胞质基质细胞核，参与DNA复制。答案：D,3(2010山东理综，7)蚕豆
3、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解析：DNA复制是半保留复制，蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷(3HT)培养基中完成一个细胞周期，每一个DNA分子都有一条脱氧核苷酸链含3HT，然后在不含放射性标记的培养液中培养至中期，每个DNA分子复制的两个DNA分子存在于同一染色体的两条姐妹染色单体上，其中一个DNA分子的一条链含3HT，如下图：,答案：B
4、,4(2010广东理综，4)下列叙述正确的是 ( )ADNA是蛋白质合成的直接模板B每种氨基酸仅由一种密码子编码CDNA复制就是基因表达的过程DDNA是主要的遗传物质 解析：本题主要考查遗传信息的传递与表达过程。A项，蛋白质合成的直接模板是mRNA，属于基因表达中的翻译过程；B项，密码子具有简并性，即存在多个密码子决定同一种氨基酸的现象；C项，基因表达的过程包括转录和翻译，DNA复制属于遗传信息的传递过程；D项，绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数生物(部分病毒)的遗传物质是RNA，因而DNA是主要的遗传物质。答案：D,二、获取信息的能力,5(2010天津理综，2)根据下表中的已知条件，判断苏
5、氨酸的密码子是( ),A.TGU BUGA CACU DUCU 解析：由表格信息无法直接确定转录的模板链，因DNA两链间、模板链与mRNA间、mRNA与反密码子间均遵循碱基互补配对原则及密码子位于mRNA上可确定苏氨酸的密码子为ACU或UGU。 答案：C,6(2010安徽理综，3)大肠杆菌可以直接利用葡萄糖，也可以通过合成半乳糖苷酶将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖加以利用。将大肠杆菌培养在含葡萄糖和乳糖的培养基中，测定其细胞总数及细胞内半乳糖苷酶的活性变化(如图)。据图分析，下列叙述合理的是( ),A050 min，细胞内无半乳糖苷酶基因 B50100 min，细胞内无分解葡萄糖的酶 C培养基中葡萄
6、糖和乳糖同时存在时，半乳糖苷酶基因开始表达 D培养基中葡萄糖缺乏时，半乳糖苷酶基因开始表达,解析：图中曲线变化表明：050 min期间，细胞数目一直在增加，50 min后一段时间内，细胞数目不变，之后，半乳糖苷酶才表现出生物活性，将乳糖分解为半乳糖和葡萄糖，细胞数目继续增加。因而可确定分解葡萄糖的酶一直存在，分解乳糖的酶(半乳糖苷酶)在葡萄糖缺乏时才开始合成。酶的合成受基因控制，半乳糖苷酶基因一直存在。 答案：D,7(2010上海综合，21)1983年科学家证实，引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒(HIV)是一种逆转录病毒。下列正确表示HIV感染人体过程的“遗传信息流”示意图是 ( ),解析：HIV
7、病毒是以RNA为遗传物质的病毒，能控制宿主细胞合成逆转录酶，以RNA为模板逆转录成DNA，该DNA又和人体细胞核内的DNA整合在一起，整合后的HIV的DNA分子在人体细胞又可以复制，还可以转录出RNA，以RNA为模板翻译成病毒的蛋白质。该DNA转录而来的RNA可作为HIV的遗传物质。该病毒无法控制宿主细胞合成RNA复制酶，故HIV的RNA不能复制，所以A、B、C错误。 答案：D,三、实验与探究能力,8(2010北京理综，30)科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。,请分析并回答： (1)要得到DNA中的N全部被放射
8、性标记的大肠杆菌B，必须经过_代培养，且培养液中的 是唯一氮源。 (2)综合分析本实验的DNA离心结果，第_组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与第_组和第_组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是 。 (3)分析讨论： 若子代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于_，据此可判断DNA分子的复制方式不是_复制。 若将子代DNA双链分开后再离心，其结果_(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。,多,15N/15NH4C1,3,1,2,半保留复制,B,半保留,不能,若在同等条件下将子代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置 ，放射性强度
9、发生变化的是_带。 若某次实验的结果中，子代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成DNA单链中的N尚有少部分为_。,没有变化,轻,15N,解析：(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过多代培养，并且培养液中15NH4C1是唯一氮源。(2)从图表看，证明DNA分子的复制方式是半保留复制，第3组实验结果起到了关键作用，因为其离心后仅为中带(15N/14N)；作为对照，还需与第1组和第2组的结果进行比较。(3)亲代DNA为15N/15N，原料为14N，离心的结果为,“轻”(14N/14N)和“重”(15N/15N)，则“重带”DNA来自于亲代DNA，即
10、B，这种复制方式没有发生母链与子链的重新组合，因而不是半保留复制。判断DNA的复制方式主要是看子代DNA与亲代DNA的关系，实质是母链与子链是否发生重新组合，若将DNA双链分开离心，则不能判断DNA的复制方式。在同等条件下，将子代继续培养(原料为14N)，密度带仍为两种，即轻带(14N/14N)和中带(15N/14N)，位置未发生变化，其中随着n的增加轻带的数量会逐渐增加，而中带不变，因而放射性强度发生变化的是轻带。子代DNA的“中带”(15N/14N)比以往实验结果略宽，说明该实验结果中的“中带”不完全是15N/14N，有可能新形成的子链(14N)中混有少量的15N。,四、综合应用能力,9(
11、2010江苏生物，34)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结合，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(如下图所示)。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
12、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_。,GGU,CCACTGACC(CCAGTCACC),核糖体在mRNA上,的结合与移动,Fe3,细胞内物质和能量的浪费,mRNA两端存在不翻译的序列,(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_。,CA,解析：(1)由翻译的特点，肽链合成过程中每结合一个氨基酸，核糖体就向右移动3个碱基的距离，由图可
13、知甘氨酸对应密码子应为GGU，甘、天、色氨酸对应mRNA的碱基序列为GGUGACUGG，所以相应基因模板链碱基序列为CCACTGACC，也可以是CCAGTCACC(转录方向与前者相反)。(2)从题干信息看出铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列，当Fe3浓度低时，铁调节蛋白会与铁应答元件结合，干扰核糖体在mRNA上的结合与移动，从而抑制翻译的起始；当Fe3浓度高时，F3会与铁调节蛋白结合，使翻译正常进行。这样既可,以避免Fe3对细胞的毒性影响，又可以减少细胞内物质和能量的浪费。(3)因mRNA上存在着铁应答元件和终止密码等不对应氨基酸的碱基序列，故mRNA上碱基数远大于氨基酸数
14、的3倍。(4)比较色氨酸和亮氨酸的密码子，色氨酸(UGG)与亮氨酸(UUG)只有一个碱基的差别，可以确定改变DNA模板链上的一个碱基可以实现色氨酸变成亮氨酸(UGGUUG)，故DNA模板链上碱基变化为CA。,考点1 遗传物质探索的经典实验,1肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较。(1)实验设计思路及结论的比较,(2)两个实验遵循相同的实验设计原则对照原则 肺炎双球菌转化实验中的相互对照：,噬菌体侵染细菌实验中的相互对照：,(3)同位素标记的差异,2.几个探索实验整合,1加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在 加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复其活性。 2R型细菌转化成S型菌的原因是S型菌DNA进入R型细菌内，与R型菌 DNA实现重组，表现出S型菌的性状，此变异属于基因重组。 3培养含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒专营寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。 4因放射性检测时只能检测到部位，不能确定是何种元素的放射性，故35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上，应将二者分别标记，即把实验分成两组。 5噬菌体侵染细菌的实验中，两次用到大肠杆菌，第一次是对噬菌体进行同位素标记，第二次是将带标记元素的噬菌体与大肠杆菌进行混合培养，观察同位素的去向。,
