1、1专题三 遗传串讲(一) 遗传的分子基础第课时 基础自查学生为主体抓牢主干，以不变应万变探索生物的遗传物质1掌握两个经典实验遵循的实验设计原则对照原则(1)肺炎双球菌体外转化实验中的相互对照：(2)噬菌体侵染细菌实验中的相互对照：22必须理清的五个问题(1)R 型细菌转化为 S 型细菌的实质是 S 型细菌的 DNA 整合到了 R 型细菌的 DNA 中，从变异类型看属于基因重组。(2)噬菌体侵染细菌的实验中，两次用到大肠杆菌：第一次是利用大肠杆菌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。(3)用 32P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射
2、性的原因：保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后子代释放出来，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。(4)用 35S 标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量含 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。(5)子代噬菌体的标记情况：3明确不同生物的遗传物质(1)细胞生物的遗传物质：DNA。(2)病毒的遗传物质：DNA 或 RNA。(3)绝大多数生物的遗传物质：DNA。(4)生物界主要的遗传物质：DNA。(1)赫尔希与蔡斯以噬菌体和细
3、菌为研究材料，通过同位素示踪技术区分蛋白质与DNA，证明了 DNA 是遗传物质(2015江苏卷，T4C)()(2)孟德尔的豌豆杂交实验，摩尔根的果蝇杂交实验，均证明了 DNA 是遗传物质(2013全国卷，T5 改编)()3(3)肺炎双球菌转化实验证明 DNA 是主要的遗传物质()(2012福建卷，2D 改编)(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(2012江苏卷，T2B)()(5)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(2011江苏卷，T12A)()(6)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()1下
4、列关于肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，说法正确的是( )A肺炎双球菌的体内转化实验是根据小鼠是否死亡来说明 S 型肺炎双球菌中有“转化因子”B肺炎双球菌体外转化实验中，转化得到的 S 型肺炎双球菌体内存在 R 型肺炎双球菌的遗传物质C实验前用来培养噬菌体的大肠杆菌和噬菌体侵染细菌的实验中被侵染的大肠杆菌都是标记好的大肠杆菌D实验不能说明 DNA 是主要的遗传物质，但都可以说明蛋白质不是遗传物质解析：选 B 肺炎双球菌的体内转化实验是根据小鼠体内是否出现 S 型细菌来说明 S 型肺炎双球菌中有“转化因子” ；肺炎双球菌体外转化实验中，转化得到的 S 型肺炎双球菌体内存在 R 型肺炎双球
5、菌的遗传物质；实验前用来培养噬菌体的大肠杆菌是标记好的大肠杆菌，而噬菌体侵染细菌的实验中被侵染的大肠杆菌不是被标记的大肠杆菌；肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都不能说明 DNA 是主要的遗传物质，其中肺炎双球菌体外转化实验可以说明蛋白质不是遗传物质，而噬菌体侵染细菌实验不能说明蛋白质不是遗传物质。2下列关于探索 DNA 是遗传物质实验的相关叙述，正确的是( )A格里菲思实验中肺炎双球菌 R 型转化为 S 型是基因突变的结果B格里菲思实验证明了 DNA 是肺炎双球菌的遗传物质C赫尔希和蔡斯实验中 T2噬菌体的 DNA 是用 32P 直接标记的D赫尔希和蔡斯实验证明了 DNA 是 T2噬菌体
6、的遗传物质解析：选 D 格里菲思实验中肺炎双球菌 R 型转化为 S 型是基因重组的结果；格里菲思实验只能说明加热杀死的 S 型细菌中存在某种“转化因子” ，而不能说明该“转化因子”是DNA；噬菌体是病毒，在宿主细胞内才能完成 DNA 复制等生命活动，不能用 32P 直接标记噬菌体，而应先用 32P 标记噬菌体的宿主细胞，再用被标记的宿主细胞培养噬菌体；赫尔希和蔡斯实验证明了 DNA 是 T2噬菌体的遗传物质。3下图甲是将杀死的 S 型细菌与 R 型活菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化，图乙是噬菌体侵染细菌的部分实验。下列说法正确的是( )4A甲图中 bc 段 R 型细菌数量下降是因为小鼠
7、的免疫系统将 R 型细菌大量杀死B甲图中 S 型细菌的出现是因为 R 型细菌基因突变转化为 S 型细菌C若保温时间过长，则乙图中上清液的放射性较高D乙图中产生的子代噬菌体的 DNA 中都含有放射性解析：选 C bc 段 R 型细菌数量下降一方面是因为小鼠的免疫系统将其杀死，另一方面是部分 R 型细菌转化为 S 型细菌；R 型细菌转化为 S 型细菌的原因是基因重组；若保温时间过长，大肠杆菌裂解，子代噬菌体被释放出来，而 32P 存在于部分子代噬菌体中，故上清液能检测到较高的放射性； 32P 标记的是亲代噬菌体的 DNA，根据 DNA 的半保留复制方式可知，其产生的少部分子代噬菌体 DNA 含有放
8、射性。DNA 的结构与复制1巧用“五、四、三、二、一”记牢 DNA 的结构(填图)2与 DNA 分子复制相关的两个链接(填表)DNA 分子复制的场所与细胞结构的链接真核生物：细胞核(主要场所)、叶绿体、线粒体原核生物：拟核、细胞质(如质粒的复制) DNA 病毒：宿主细胞内与基因突变的链接在 DNA 复制过程中，可能会造成基因片段中碱基序列的改变，从而产生基因突变(1)双链 DNA 分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的(2014全国卷，T5B)()(2)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(2013海南卷，T4A)()(3)DNA 复制需要消耗能量()(4)磷酸与脱氧
9、核糖交替连接构成 DNA 链的基本骨架()5(5)真核细胞染色体 DNA 的复制发生在有丝分裂前期()1下列关于 DNA 分子的结构叙述，正确的是( )A一个 DNA 分子中每个五碳糖都与两个磷酸相连接B双链 DNA 分子中嘌呤数与嘧啶数不一定相等C碱基特定的排列顺序和 DNA 的空间结构决定了 DNA 的特异性DDNA 一条单链中的相邻碱基通过五碳糖、磷酸、五碳糖连接解析：选 D 在 DNA 分子中每条链的一端五碳糖只与一个磷酸相连；双链 DNA 分子中，AT，GC，因此嘌呤数与嘧啶数一定相等；大部分 DNA 的空间结构都为双螺旋，DNA 的特异性与其碱基特定的排列顺序有关，而不同 DNA
10、分子空间结构(双螺旋结构)相同；DNA 的一条单链中相邻碱基通过五碳糖、磷酸、五碳糖连接。2下列关于 DNA 分子结构与复制的叙述，正确的是( )ADNA 分子中含有四种核糖核苷酸BDNA 聚合酶可以连接两条链之间的氢键CDNA 复制不仅需要氨基酸做原料，还需要 ATP 供能DDNA 复制不仅发生在细胞核中，也发生于线粒体、叶绿体中解析：选 D DNA 分子的基本单位是脱氧核糖核苷酸而不是核糖核苷酸；DNA 复制不需要氨基酸做原料，而是需要脱氧核糖核苷酸做原料；DNA 聚合酶连接的是脱氧核苷酸链片段与单个核苷酸之间的磷酸二酯键。基因的表达1建立模型比较复制、转录和翻译过程(1)DNA 分子复制
11、：(2)转录：6(3)翻译：2把握三种类型的生物遗传信息传递方式(填表)生物类型 信息传递方式 举例以 DNA 为遗传物质的生物绝大多数生物以 RNA 为遗传物质的生物烟草花叶病毒逆转录病毒艾滋病病毒3澄清关于转录、翻译、密码子、反密码子的五个易错点(1)转录、翻译：误认为复制、转录只发生在细胞核中，其实 DNA 存在的部位都可发生，如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核和质粒等。误认为转录产物只有 mRNA，其实转录的产物有 mRNA、tRNA 和 rRNA，但携带遗传信息的只有 mRNA。误认为 DNA 转录只转录出 1 条(种)RNA，其实转录的单位是基因，不同基因转录出的RNA 不同。(2)密
12、码子、反密码子：误认为所有密码子都能决定氨基酸，64 种密码子中，其实有 3 种密码子并不决定氨基酸，属于终止密码子；反密码子有 61 种，具有特异性。误认为密码子反密码子，密码子在 mRNA 上，反密码子在 tRNA 上。(1)人轮状病毒是一种双链 RNA 病毒，病毒 RNA 在小肠上皮细胞内复制的过程中会有氢键的断裂和形成()(2016四川卷，T6B)(2)沃森和克里克以 DNA 大分子为研究材料，采用 X 射线衍射的方法，破译了全部密码子()(2015江苏卷，T4D)7(3)rRNA 能参与蛋白质的合成(2015海南卷，T11A)()(4)一个 tRNA 分子中只有一个反密码子()(20
13、15全国卷，T1B)(5)tRNA 的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息()(6)每种氨基酸仅由一种密码子编码决定()1.如图为某生理过程示意图。相关叙述正确的是( )A该过程中的位于染色体上B与碱基互补配对区域中 A 均与 T 配对C与的结合部位中 tRNA 的结合位点不止一个D图中的移动方向由上往下解析：选 C 由图可知，是 DNA，是 mRNA，是多肽，是核糖体，图中为转录和翻译过程，两者同时进行，表明为原核生物或真核生物线粒体、叶绿体中的基因表达过程。原核生物或真核生物线粒体或叶绿体中无染色体；mRNA 中无碱基 T，但有 U，与 DNA 上的 A配对；核糖体与 mRNA 的结合部位会
14、形成 2 个 tRNA 的结合位点；根据肽链的长短可知，图中的移动方向由下往上，肽链逐渐延长。2下图表示原核细胞中遗传信息的传递和表达过程，有关分析正确的是( )A图中过程中可发生基因突变B核糖体在 mRNA 上的移动方向是由 b 到 aC图中 rRNA 和核糖体的合成与核仁有关D图中、最终合成的物质不同解析：选 A 图中表示 DNA 分子的复制，可能会发生基因突变；图示中与 a 相邻的核糖体合成的多肽链较短，即核糖体在 mRNA 上的移动方向是由 a 到 b；原核细胞中没有核仁；、以同一条 mRNA 为模板，最终合成的物质相同。3如图所示的中心法则揭示了生物遗传信息由 DNA 向蛋白质传递与
15、表达的过程，下列相关叙述正确的是( )A健康的人体细胞中，不会发生 e 过程，a、b、c、d 均可发生B在真核细胞中，a 和 b 两个过程发生的主要场所是细胞核和细胞质8C能特异性识别 mRNA 上密码子的分子是 tRNA，tRNA 所携带的分子是氨基酸Da 过程只发生在真核细胞分裂的间期解析：选 C 人体细胞中，正常情况下不会发生 e(RNA 复制)、d(逆转录)过程，若人体细胞被 RNA 病毒侵染，可以在被侵染的人体细胞内发生 e、d 过程；在真核细胞中，a(DNA复制)和 b(转录)过程都主要发生在细胞核中，此外这两个过程在线粒体和叶绿体中也能进行；翻译过程是以 mRNA 为模板，以 t
16、RNA 为运载氨基酸的工具合成蛋白质，tRNA 一端的反密码子与 mRNA 上的密码子进行碱基互补配对，另一端携带氨基酸分子；a 过程可发生在真核细胞分裂的间期，也可发生在原核细胞的二分裂过程中。课时作业 基础练，基稳才能楼高 一、选择题1(2017江苏高考)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 标记解析：选 C 格里菲思体内转化实验证明 S 型细菌中存
17、在某种“转化因子” ，能将 R 型细菌转化为 S 型细菌，但格里菲思并没有证明“转化因子”是什么；艾弗里实验证明了 DNA是遗传物质，小鼠死亡的原因是从 S 型肺炎双球菌中提取的 DNA 使部分 R 型细菌转化成了致病的 S 型细菌，而不是 S 型细菌的 DNA 使小鼠死亡；由于噬菌体没有细胞结构，所以离心后，有细胞结构的大肠杆菌在试管底部，而噬菌体及噬菌体的蛋白质外壳留在上清液中；赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体只有少部分带有 32P 标记，因为噬菌体在进行 DNA 复制的时候，模板是亲代噬菌体中带有 32P 标记的 DNA 分子，而原料是大肠杆菌中没有带 32P标记的脱氧核苷酸。2
18、下列关于人类对遗传物质的探究历程的叙述，正确的是( )A格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了 DNA 是遗传物质B赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中 T2噬菌体的蛋白质是用 35S 直接标记的C噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌的目的是加速细菌的解体，促进噬菌体从细菌体内释放出来D烟草花叶病毒的核酸DNA 酶感染烟草烟草将会出现病斑解析：选 D 格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了加热杀死的 S 型细菌体内存在“转化因子” 。T 2噬菌体营寄生生活，不能用 35S 直接标记噬菌体的蛋白质。噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离。烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA，DNA
19、酶能将 DNA 初步水解成核苷酸，但对 RNA 不起作用。因此烟草花叶病毒的核酸DNA 酶感染烟草烟草将会出现病斑。93(2017全国卷)在证明 DNA 是遗传物质的过程中，T 2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是( )AT 2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖BT 2噬菌体病毒颗粒内可以合成 mRNA 和蛋白质C培养基中的 32P 经宿主摄取后可出现在 T2噬菌体的核酸中D人类免疫缺陷病毒与 T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同解析：选 C T 2噬菌体的核酸是 DNA，DNA 的元素组成为 C、H、O、N、P，培养基中的32P 经宿主(大肠杆菌)摄取
20、后可出现在 T2噬菌体的核酸中。T 2噬菌体专门寄生在大肠杆菌中，不能寄生在肺炎双球菌中；T 2噬菌体的 mRNA 和蛋白质的合成只能发生在其宿主细胞中，不能发生于病毒颗粒中；人类免疫缺陷病毒(HIV)的核酸是 RNA，T 2噬菌体的核酸是 DNA，且二者的增殖过程不同。4某实验小组用 32P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌，培养一段时间后离心，结果发现上清液具有一定的放射性，且下层的放射性强度比理论值略低。对产生该现象的原因的分析错误的是( )A噬菌体和大肠杆菌混合培养时间过长B培养时间过短，部分噬菌体没有侵入大肠杆菌体内C离心时转速太低，菌体和上清液分离不充分D搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌
21、体未与大肠杆菌分离解析：选 D 如果培养时间太长，则有可能噬菌体已经从大肠杆菌中释放，出现上清液具有一定的放射性，且下层的放射性强度比理论值略低的现象；如果培养时间过短，没有侵入大肠杆菌的噬菌体经离心后也会使上清液出现放射性，且下层的放射性强度比理论值低；如果离心时转速太低，部分菌体仍悬浮在上清液中，也会出现上述现象；搅拌不充分时，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与大肠杆菌分离，因此噬菌体与大肠杆菌几乎都集中在下层的沉淀物中，则下层放射性强度会与理论值接近或者大于理论值。5下列关于密码子和反密码子的叙述正确的是( )A密码子在 mRNA 上是连续排列的B反密码子和密码子是一一对应的C反密码子是 tR
22、NA 上三个特殊核苷酸D一种氨基酸都有几种密码子与之对应解析：选 A 密码子是指 mRNA 上决定一个氨基酸的 3 个相邻的碱基，在 mRNA 上是连续排列的；终止密码子没有相对应的反密码子；反密码子是 tRNA 上的三个特殊碱基；一种氨基酸有一种或多种密码子与之对应。6下列关于基因及其表达的叙述正确的是( )A肺炎双球菌能独立完成基因表达10B基因通过表达实现遗传信息在亲代和子代之间传递C肽链合成终止是因为一个与 mRNA 链上终止密码子相应的 tRNA 不能携带氨基酸D控制豌豆高茎和矮茎的基因的根本区别在于这两个基因含有不同的密码子解析：选 A 肺炎双球菌为原核生物，有核糖体，可独立完成基
23、因表达；遗传信息在亲代和子代之间传递依赖于 DNA 的复制；肽链合成终止是因为没有与终止密码子相对应的tRNA；控制豌豆高茎和矮茎的基因的根本区别在于基因中的脱氧核苷酸(碱基)的排列顺序不同。7下列关于 DNA 分子结构与复制的说法，正确的是( )ADNA 分子的差异造成了肺炎双球菌 S 型菌与 R 型菌致病性的差异BDNA 分子中每个磷酸基团都连接 2 个脱氧核糖C减数分裂过程中发生交叉互换一般不会导致 DNA 分子结构的改变D边解旋边复制是保证亲代与子代 DNA 遗传信息传递准确性的关键解析：选 A 肺炎双球菌 S 型菌有多糖荚膜，具有毒性，R 型菌无荚膜，不具有致病性，根本原因是二者 D
24、NA 分子中的遗传信息不同造成的，所以 DNA 分子的差异造成了肺炎双球菌S 型菌与 R 型菌致病性的差异；DNA 分子中大多数磷酸基团都连接 2 个脱氧核糖，但位于两条链两端的 2 个游离的磷酸基团各连接 1 个脱氧核糖；减数分裂过程中发生交叉互换，一般会导致其 DNA 分子结构的改变；碱基互补配对原则保证了复制能准确无误地进行。8下图表示 DNA 复制的过程，结合图示判断，下列有关叙述错误的是( )ADNA 复制过程中首先需要解旋酶破坏 DNA 双链间的氢键，使两条链解开BDNA 分子的复制具有双向复制的特点，生成的两条子链方向相反CDNA 分子的复制需要 DNA 聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成 DNA 片段DDNA 的两条子链都是连续合成的解析：选 D 由图可知，两条子链中，一条是连续合成的，另一条是不连续合成的。9人的多种生理生化过程都表现出一定的昼夜节律。研究表明，下丘脑 SCN 细胞中PER 基因的表达与此生理过程有关，其表达产物的浓度呈周期性变化，如图 1 为相关过程。据此判断，下列说法错误的是( )
