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2019-2020年高考生物 考前30天沖刺押題系列 專題07 遺傳的分子基礎(chǔ) 一、考綱解讀 考綱下載 考綱解讀 命題規(guī)律 命題趨勢 1. 人類對遺傳物質(zhì)的探索過程 Ⅱ 1.掌握肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)原理、方法與過程。 2.熟知DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、DNA的復(fù)制方式。 3.了解基因的概念、基因與染色體的關(guān)系和分布。 4.熟知中心法則的內(nèi)容。 1.從考查的力度來看,本單元所占的分值在6~9分。 2.從考查的內(nèi)容來看,高考試題注重對基因的本質(zhì)、DNA是遺傳物質(zhì)的兩個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)、DNA分子的結(jié)構(gòu)、DNA復(fù)制與基因的表達(dá)等的考查。 3.從題型上看,基因的本質(zhì)和與肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)的考查以選擇題為主,而其他與DNA復(fù)制、基因表達(dá)相關(guān)的知識則是選擇題與非選擇題型兼而有之,并且同時(shí)還涉及相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的考查。 1.命題趨勢：DNA是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)及其拓展;同位素標(biāo)記的方法與DNA復(fù)制的過程和特點(diǎn)的探究;遺傳信息傳遞過程中的DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的區(qū)別與聯(lián)系;與DNA的分子結(jié)構(gòu)、復(fù)制和基因表達(dá)相關(guān)的計(jì)算。 2.熱點(diǎn)預(yù)測：預(yù)計(jì)xx高考對該部分的考查，還將集中在DNA是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)及其拓展;同位素標(biāo)記的方法與DNA復(fù)制的過程和特點(diǎn)的探究;遺傳信息傳遞過程中的DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的區(qū)別與聯(lián)系;與DNA的分子結(jié)構(gòu)、復(fù)制和基因表達(dá)相關(guān)的計(jì)算，題型主要為選擇題。 2. DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn) Ⅱ 3. 基因的的概念Ⅱ 4. DNA分子的復(fù)制Ⅱ 5. 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯 Ⅱ 熱點(diǎn)題型一 明辨DNA結(jié)構(gòu)，解答DNA分子結(jié)構(gòu)題 【例1】下列有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)圖示中，正確的是 【例2】細(xì)胞內(nèi)某一DNA片段中有30%的堿基為A，則該片段中 A.G的含量為30% B.U的含量為30% C.嘌呤含量為50% D.嘧啶含量為40% 【例3】下列是一組有關(guān)DNA分子中含氮堿基的問題，請回答： ⑴若A占20%，G占多少？ ⑵若雙鏈DNA中A占20%，且一條鏈中的A為20%，則此鏈中C的最大值是多少？ ⑶一條鏈中A＋C/T＋G＝0.4，互補(bǔ)鏈中的此值是多少？ ⑷一條鏈中A＋T/C＋G＝0.4，互補(bǔ)鏈中的此值是多少？ ⑸若A有P個(gè)，占全部堿基數(shù)的20%，則該DNA分子中的G有多少個(gè)？ 題型攻略 【知識儲備】 1.DNA的分子結(jié)構(gòu) DNA由兩條反向平行的DNA鏈盤旋成規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。DNA分子兩條鏈上的堿基互補(bǔ)配對，通過氫鍵連接（A與T通過兩個(gè)氫鍵相連、C與G通過三個(gè)氫鍵相連）。說明： ⑴DNA鏈：由一分子脫氧核苷酸的3號碳原子與另一分子脫氧核苷酸的5號碳原子端的磷酸基團(tuán)之間通過脫水縮合形成磷酸二脂鍵，由磷酸二脂鍵將脫氧核苷酸連接成鏈。 ⑵5＇端和3＇端：由于DNA鏈中的游離磷酸基團(tuán)連接在5號碳原子上，稱5＇端；另一端的的3號碳原子端稱為3＇端。 ⑶反向平行：指構(gòu)成DNA分子的兩條鏈中，總是一條鏈的5＇端與另一條鏈的3＇端相對，即一條鏈?zhǔn)?＇～5＇，另一條為5＇～3＇。 ⑷堿基互補(bǔ)配對：即兩條鏈之間的堿基配對時(shí)，A與T配對、C與G配對。 2.堿基互補(bǔ)配對原則的幾個(gè)推論 雙鏈DNA分子中，A＝T，C＝G（指數(shù)目），A%＝T%，C%＝G%，由此導(dǎo)出： 推論1：A＋C＝T＋G＝A＋G＝T＋C＝總堿基數(shù)的50%，即任意兩不互補(bǔ)堿基之和相等，占總堿基數(shù)的一半；對“A＋C＝T＋G”，還可表述為：雙鏈DNA分子中的嘌呤堿基與嘧啶堿基數(shù)相等。 推論2：一條鏈的A＋C/T＋G與另一條鏈的A＋C/T＋G互為倒數(shù)。 推論3：A＋T/C＋G為一定值。 【方法技巧】“三看”判斷DNA分子結(jié)構(gòu)的正誤 一看外側(cè)鏈成鍵位置是否正確，正確的成鍵位置為一分子脫氧核苷酸5號碳原子上的磷酸基與相鄰核苷酸的3號碳原子之間；二看外側(cè)鏈?zhǔn)欠穹聪蚱叫?；三看?nèi)側(cè)鏈堿基配對是否遵循堿基互補(bǔ)配對原則，即有無“同配”“錯(cuò)配”現(xiàn)象。 熱點(diǎn)題型二 理解經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，解答“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”問題 【例1】艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌試驗(yàn)都證明了DNA是遺傳物質(zhì)。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)思路上的共同點(diǎn)是 A.重組DNA片段，研究其表型效應(yīng) B.誘發(fā)DNA突變，研究其表型效應(yīng) C.設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，研究各自的效應(yīng) D.應(yīng)用同位素示蹤技術(shù)，研究DNA在親代與子代之間的傳遞 【例2】下列有關(guān)生物體遺傳物質(zhì)的敘述，正確的是 A.豌豆的遺傳物質(zhì)主要是DNA B.酵母菌的遺傳物質(zhì)主要分布在染色體上 C.T2噬菌體的遺傳物質(zhì)含有硫元素 D.HIV的遺傳物質(zhì)水解產(chǎn)生4種脫氧核苷酸 【例3】若1個(gè)35S標(biāo)記的大腸桿菌被1個(gè)32P標(biāo)記的噬菌體侵染，裂解后釋放的所有噬菌體 A.一定有35S，可能有32P B.只有35S C.一定有32P，可能有35S D.只有32P 【答案】 A 題型攻略 【知識儲備】DNA是主要的遺傳物質(zhì) 1.遺傳物質(zhì)探索的經(jīng)典試驗(yàn)及結(jié)（推）論 ⑴格里菲思的肺炎雙球菌（體內(nèi)）轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的推論：加熱殺死的S型肺炎雙球菌中含有轉(zhuǎn)化因子。 ⑵艾弗里的肺炎雙球菌（體外）轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，也就是說，DNA才是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。 ⑶赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：DNA在親子代之間具有連續(xù)性，蛋白質(zhì)不具有連續(xù)性，DNA才是遺傳物質(zhì)。 2.某些生物的遺傳物質(zhì)不是DNA 煙草花葉病毒（TMV）、車前草病毒（HNV）和禽流感病毒等RNA病毒及其一些僅由RNA構(gòu)成的類病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，而不是DNA。 3.絕大多數(shù)生物以DNA為遺傳物質(zhì) 所有的細(xì)胞型生物、多數(shù)病毒和類病毒都以DNA為遺傳物質(zhì)。 【易錯(cuò)指導(dǎo)】 不理解“DNA是生物的主要遺傳物質(zhì)”中的“主要的”，正確理解是：在所有生物中，絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，只有少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)不是DNA。對一種具體的生物而言，遺傳物質(zhì)只有一種，是DNA就是DNA，而不是“主要是”。 熱點(diǎn)題型三 掌握DNA復(fù)制的方式和過程，解答DNA復(fù)制計(jì)算題 【例1】蠶豆根尖細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷培養(yǎng)基中完成一個(gè)細(xì)胞周期，然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期，其染色體的放射性標(biāo)記分布情況是 A．每條染色體的兩條單體都被標(biāo)記 B．每條染色體中都只有一條單體被標(biāo)記 C．只有半數(shù)的染色體中一條單體被標(biāo)記 D．每條染色體的兩條單體都不被標(biāo)記 【例2】DNA分子中胸腺嘧啶的數(shù)量為M，占總堿基數(shù)的比例為q，若此DNA分子連續(xù)復(fù)制ｎ次需要的鳥嘌呤脫氧核苷酸為 A.(2n－1)M B.M(1/2q－1) C.(2n－1)M(1－2q)/2q D.(2n－1)M/2nq 【解析】 本題考查DNA分子復(fù)制的堿基計(jì)算，掌握DNA復(fù)制的規(guī)律和DNA分子中的堿基計(jì)算方法是正確解題的基礎(chǔ)。由胸腺嘧啶的數(shù)量和占總堿基數(shù)的比例可知：該DNA分子的總堿基數(shù)為M/q，由于“任意兩個(gè)不互補(bǔ)的堿基數(shù)之和占總堿基數(shù)的一半”，因此，該DNA分子中鳥嘌呤的數(shù)量＝M/2q－M＝M(1/2q－1)個(gè)；DNA分子復(fù)制n次時(shí)，新增DNA分子的數(shù)量＝2n－1個(gè)，因此，該DNA分子復(fù)制n次時(shí)需要消耗的鳥嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)量＝(2n－1)M(1/2q－1)＝M/2q(2n－1)(1－2q)個(gè)。 【答案】 C 【例3】科學(xué)家以大肝桿菌為實(shí)驗(yàn)對象，運(yùn)用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心方法進(jìn)行了DNA復(fù)制方式的探索實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果見下表。 請分析并回答： ⑴要得到DNA中的N全部被放射性標(biāo)記的大腸桿菌B，必須經(jīng)過＿＿代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的＿＿是唯一氮源。 ⑵綜合分析本實(shí)驗(yàn)的DNA離心結(jié)果，第＿＿組結(jié)果對得到結(jié)論起到了關(guān)鍵作用，但需把它與第＿＿組和第＿＿組的結(jié)果進(jìn)行比較，才能說明DNA分子的復(fù)制方式是＿＿＿＿。 ⑶分析討論： ①若子Ⅰ代DNA的離心結(jié)果為“輕”和“重”兩條密度帶，則“重帶”DNA來自于＿＿代，據(jù)此可判斷DNA分子的復(fù)制方式不是＿＿復(fù)制。 ②若將子Ⅰ代DNA雙鏈分開后再離心，其結(jié)果＿＿（填“能”或“不能”）判斷DNA的復(fù)制方式。 ③若在同等條件下將子Ⅱ代繼續(xù)培養(yǎng)，子n代DNA離心的結(jié)果是：密度帶的數(shù)量和位置＿＿，放射性強(qiáng)度發(fā)生變化的是＿＿帶。 ④若某次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果中，子Ⅰ代DNA的“中帶”比以往實(shí)驗(yàn)結(jié)果的“中帶”略寬，可能的原因是新合成DNA單鏈中的N尚有少部分為＿＿。 ⑶①若子Ⅰ代DNA的離心結(jié)果為“輕”和“重”兩條密度帶，說明不是半保留復(fù)制，而是全保留復(fù)制。重帶是原來的B。②若把DNA雙鏈分開，就無法得知DNA的復(fù)制方式了。③當(dāng)對子二代的14N/14N、15N/14N進(jìn)行培養(yǎng)n代后，離心還是得兩個(gè)密度帶，位置和原來相同，密度帶的數(shù)量和位置沒有變化。④當(dāng)新合成DNA單鏈中的N含有少量15N時(shí)，條帶會比正常情況下寬一些。 【答案】 ⑴多 15N/15NH4Cl ⑵3 1 2 半保留復(fù)制 ⑶①B 半保留 ②不能 ③沒有變化 輕 ④15N 題型攻略 【知識儲備】DNA的復(fù)制 ⑴場所：主要在細(xì)胞核內(nèi)。 ⑵時(shí)間：主要在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。 ⑶條件：模板（DNA的每條鏈）、原料（四種游離的脫氧核苷酸）、能量和酶（解旋酶、DNA聚合酶）。 ⑷過程 ①解旋：在解旋酶作用下，氫鍵斷裂，雙螺旋逐漸解開。 ②合成：以兩條母鏈為模板，以核液中游離的脫氧核苷酸為原料，在多種酶的作用下，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，合成與母鏈互補(bǔ)的子鏈。 ③復(fù)旋：子鏈與對應(yīng)的母鏈扭成螺旋狀，構(gòu)成子代DNA分子。 ⑸特點(diǎn)：半保留復(fù)制；邊解旋邊復(fù)制。 ⑹原因：雙螺旋結(jié)構(gòu)為DNA的精確復(fù)制提供模板；堿基互補(bǔ)配對，保證復(fù)制準(zhǔn)確進(jìn)行。 ⑺意義：通過復(fù)制將親代的遺傳信息傳給子代，使前后代保持連續(xù)性。 【方法技巧】 ⑴半保留復(fù)制過程中標(biāo)記DNA的計(jì)算和分離問題：在利用元素標(biāo)記的“重”DNA分子，在不含復(fù)制n次時(shí)，形成的DNA分子數(shù)為2n個(gè)，由于母鏈只有兩條，所以含有母鏈的DNA分子數(shù)僅為兩個(gè)、全為新鏈的DNA分子數(shù)為2n－1、所有DNA分子均含新鏈，新鏈的條數(shù)為2n＋1－2，在離心分離時(shí)，DNA分子所處的位置會從開始的“重帶”，復(fù)制一次時(shí)位于“中帶”，復(fù)制兩次以上時(shí)，具有“中帶”和“輕帶”。 ⑵DNA復(fù)制n次時(shí)所需某種堿基數(shù)的計(jì)算，只考慮起點(diǎn)（1個(gè)DNA）和止點(diǎn)（2n），凈合成DNA分子數(shù)為2n－1個(gè)，若知道一個(gè)DNA分子中的該種堿基數(shù)為m個(gè)，則復(fù)制n次時(shí)所需的堿基數(shù)＝（2n－1）m個(gè)。 熱點(diǎn)題型四 理清基因表達(dá)過程，解答基因表達(dá)問題 【例1】有關(guān)真核細(xì)胞DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄這兩種過程的敘述，錯(cuò)誤的是 A.兩種過程都可在細(xì)胞核中發(fā)生 B.兩種過程都有酶參與反應(yīng) C.兩種過程都以脫氧核糖核苷酸為原料 C.兩種過程都以DNA為模板 【解析】 本題考查DNA復(fù)制和基因表達(dá)，掌握DNA復(fù)制和基因表達(dá)的場所、過程、原料和模板上的異同是正確解題的關(guān)鍵。DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄都是以DNA為模板，都在細(xì)胞核、線粒體和葉綠體中進(jìn)行，但復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的原料不同，復(fù)制的原料是脫氧核糖核苷酸，轉(zhuǎn)錄原料是核糖核苷酸。 【答案】 C 【例2】以“－GAATTG－”的互補(bǔ)鏈為模板轉(zhuǎn)錄形成mRNA時(shí)，形成的mRNA的序列是 A.－GAAUUG－ B.－CTTAAC－ C.－CUUAAC－ D.－GAATTG－ 【例3】下圖為某種真菌線粒體中蛋白質(zhì)的生物合成示意圖，請據(jù)圖回答下列問題。 ⑴完成過程①需要＿＿＿＿＿等物質(zhì)從細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核。 ⑵從圖中分析，核糖體的分布場所有＿＿＿＿＿。 ⑶已知溴化乙啶、氯霉素分別抑制圖中過程③、④，將該真菌分別接種到含溴化乙啶、氯霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)線粒體中RNA聚合酶均保持很高活性。由此可推測該RNA聚合酶由＿＿＿＿＿中的基因指導(dǎo)合成。 ⑷用α一鵝膏蕈堿處理細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中RNA含量顯著減少，那么推測α一鵝膏蕈堿抑制的過程是＿＿(序號)，線粒體功能＿＿ (會或不會)受到影響。 【解析】 本題以圖示的形式，考查真菌細(xì)胞內(nèi)的基因表達(dá)，準(zhǔn)確獲取圖示信息是正確解題的關(guān)鍵。 ⑴過程①為轉(zhuǎn)錄，需要從細(xì)胞質(zhì)中獲取ATP、核糖核苷酸、酶。 ⑵過程②和④表示翻譯，場所在核糖體，分布在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中。 ⑶由于溴化乙啶、氯霉素分別抑制圖中過程③、④，但將該真菌在含溴化乙啶、氯霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，線粒體中RNA聚合酶的活性卻很高，這說明該RNA聚合酶不是線粒體的基因控制合成的，而是由細(xì)胞核中的基因指導(dǎo)合成。 ⑷用α一鵝膏蕈堿處理細(xì)胞后細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中RNA含量顯著減少，應(yīng)該是抑制了核DNA的轉(zhuǎn)錄過程①，線粒體由于前體蛋白的減少，功能將受到影響。 【答案】 ⑴ATP、核糖核苷酸、酶 ⑵細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 ⑶核DNA(細(xì)胞核) ⑷① 會 題型攻略 【知識儲備】 1. DNA與RNA的比較 DNA RNA 結(jié)構(gòu) 通常呈雙鏈 通常呈單鏈 基本單位 脫氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 堿基 A、T、G、C，特有堿基T A、U、G、C四種，特有堿基U 五碳糖 脫氧核糖 核糖 存在部位 主要位于細(xì)胞核中染色體上，極少數(shù)位于細(xì)胞質(zhì)中的線粒體和葉綠體上 主要位于細(xì)胞質(zhì)中 2.轉(zhuǎn)錄與翻譯的比較 轉(zhuǎn)錄 翻譯 場所 在細(xì)胞核中 在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上 模板 以DNA的一條鏈為模板 以mRNA為模板 原料 四種核糖核苷酸 二十種氨基酸 條件 特定的酶和能量 特定的酶和能量 過程 以DNA解旋后的一條鏈為模板，按照A—U、G—C、T—A、C—G的配對原則，形成mRNA 按A—U、G—C、U—A、C—G的配對原則，與mRNA上與運(yùn)載特定氨基酸的tRNA的反密碼子結(jié)合，按mRNA上的密碼子順序，將運(yùn)載來的氨基酸脫水縮合形成多肽，進(jìn)而形成蛋白質(zhì) 結(jié)果 mRNA 特定氨基酸排列順序的多肽或蛋白質(zhì) 特點(diǎn) 邊解旋邊轉(zhuǎn)錄；DNA雙鏈分子權(quán)保留是轉(zhuǎn)錄（轉(zhuǎn)錄后DNA仍保留原來的雙鏈結(jié)構(gòu)） 一個(gè)mRNA分子上可連續(xù)結(jié)合多個(gè)核糖體，進(jìn)而多肽鏈的順次合成；翻譯結(jié)束后mRNA分解成單個(gè)核苷酸 信息傳遞 DNA→RNA mRNA→蛋白質(zhì) 3.DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的不同之處 ⑴原料不同：前者的原料是脫氧核苷酸、后者是核糖核苷酸； ⑵需要的酶不盡相同：都需要解旋酶和聚合酶，但DNA復(fù)制是DNA聚合酶、轉(zhuǎn)錄為RNA聚合酶； ⑶發(fā)生時(shí)間不同：前者只在細(xì)胞分裂間期和細(xì)胞器復(fù)制時(shí)，后者可發(fā)生在任何時(shí)期； ⑷結(jié)果不同：前者得到是子代DNA，后者得到的是mRNA。 【易錯(cuò)指導(dǎo)】