2019-2020年高三生物二輪復(fù)習(xí) 第一部分 知識落實篇 專題四 遺傳、變異和進化 第1講 遺傳的分子基礎(chǔ)講解.doc

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2019-2020年高三生物二輪復(fù)習(xí) 第一部分 知識落實篇 專題四 遺傳、變異和進化 第1講 遺傳的分子基礎(chǔ)講解 1.人類對遺傳物質(zhì)的探索過程(Ⅱ)。 2．DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(Ⅱ)。 3．基因的概念(Ⅱ)。 4．DNA分子的復(fù)制(Ⅱ)。 5．遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯(Ⅱ)。 1．(xx安徽卷)Qβ噬菌體的遺傳物質(zhì)(QβRNA)是一條單鏈RNA，當(dāng)噬菌體侵染大腸桿菌后，QβRNA立即作為模板翻譯出成熟蛋白、外殼蛋白和RNA復(fù)制酶(如圖所示)，然后利用該復(fù)制酶復(fù)制QβRNA。下列敘述正確的是(B) A．QβRNA的復(fù)制需經(jīng)歷一個逆轉(zhuǎn)錄的過程 B．QβRNA的復(fù)制需經(jīng)歷形成雙鏈RNA的過程 C．一條QβRNA模板只能翻譯出一條肽鏈 D．QβRNA復(fù)制后，復(fù)制酶基因才能進行表達 解析：QβRNA的復(fù)制不需要經(jīng)歷逆轉(zhuǎn)錄過程，是由單鏈復(fù)制成雙鏈，再形成一條與原來的單鏈相同的子代RNA，所以A錯誤，B正確；由圖可以看出一條QβRNA模板翻譯出的肽鏈至少三條，C錯誤；由題意可知：有QβRNA復(fù)制酶，QβRNA的復(fù)制才能進行，QβRNA復(fù)制酶基因的表達在QβRNA的復(fù)制之前， D錯誤。 2．(xx新課標(biāo)卷Ⅰ)人或動物PrP基因編碼一種蛋白(PrPc)，該蛋白無致病性。 PrPc的空間結(jié)構(gòu)改變后成為PrPsc (朊粒)，就具有了致病性。PrPsc可以誘導(dǎo)更多的PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPsc，實現(xiàn)朊粒的增殖，可以引起瘋牛病。據(jù)此判斷，下列敘述正確的是(C) A．朊粒侵入機體后可整合到宿主的基因組中 B．朊粒的增殖方式與肺炎雙球菌的增殖方式相同 C．蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的改變可以使其功能發(fā)生變化 D．PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPsc的過程屬于遺傳信息的翻譯過程 解析：基因是有遺傳效應(yīng)的DNA分子片段，而朊粒為蛋白質(zhì)，不能整合到宿主細胞的基因組中，A錯誤；朊粒通過誘導(dǎo)正常的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPsc (朊粒)而實現(xiàn)朊粒的增殖，而肺炎雙球菌的增殖方式是細胞的二分裂，B錯誤；“PrPc的空間結(jié)構(gòu)改變后成為PrPsc (朊粒)，就具有了致病性”，說明蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致其功能發(fā)生了變化，C正確；PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPsc的過程是在某些因素的作用下導(dǎo)致的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的變化，遺傳信息存在于基因上，它通過轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程才能形成相應(yīng)的蛋白質(zhì)，D錯誤。 3．(xx重慶卷)結(jié)合下圖分析，下列傳述錯誤的是(D) A．生物的遺傳信息儲存在DNA或RNA的核苷酸序列中 B．核酸苷序列不同的基因可表達出相同的蛋白質(zhì) C．遺傳信息傳遞到蛋白質(zhì)是表現(xiàn)型實現(xiàn)的基礎(chǔ) D．編碼蛋白質(zhì)的基因含遺傳信息相同的兩條單鏈 解析：核酸分子中核苷酸的排列順序就代表著遺傳信息，A項正確；由于密碼子的簡并性等原因，不同的核苷酸序列可表達出相同的蛋白質(zhì)，B項正確；基因通過控制蛋白質(zhì)的合成來控制生物的性狀，因此遺傳信息傳遞到蛋白質(zhì)是表現(xiàn)型實現(xiàn)的基礎(chǔ)，C項正確；構(gòu)成基因的兩條鏈?zhǔn)腔パa的，其堿基排列順序不同，D項錯誤。 4．(xx新課標(biāo)卷Ⅱ)某基因的反義基因可抑制該基因的表達。為研究番茄中的X基因和Y基因?qū)ζ涔麑嵆墒斓挠绊?，某研究小組以番茄的非轉(zhuǎn)基因植株(A組，即對照組)、反義X基因的轉(zhuǎn)基因植株(B組)和反義Y基因的轉(zhuǎn)基因植株(C組)為材料進行實驗，在番茄植株長出果實后的不同天數(shù)(d)，分別檢測各組果實的乙烯釋放量(果實中乙烯含量越高，乙烯的釋放量就越大)，結(jié)果如下表： 　回答下列問題： (1)若在B組果實中沒有檢測到X基因表達的蛋白質(zhì)，在C組果實中沒有檢測到Y(jié)基因表達的蛋白質(zhì)?？赏茰y，A組果實中與乙烯含量有關(guān)的基因有______①______，B組果實中與乙烯含量有關(guān)的基因有______②______。 (2)三組果實中，成熟最早的是______①______組，其原因是______②______。如果在35天時采摘A組與B組果實，在常溫下儲存時間較長的應(yīng)是______③______組。 解析：(1)B組果實沒有檢測到X基因表達的蛋白質(zhì)，乙烯釋放量比對照組在相應(yīng)天數(shù)要少，C組果實中沒有檢測到Y(jié)基因表達的蛋白質(zhì)，C組乙烯釋放量為零，說明反義X或Y基因抑制X基因或Y基因表達后，就影響了乙烯的合成，因此，對照組A組果實中與乙烯含量有關(guān)的基因有X、Y；B組除X、Y基因以外還有反義X基因與乙烯含量有關(guān)。(2)乙烯具有促進果實成熟的作用，A組在相同天數(shù)釋放的乙烯最多，因此三組果實中A組成熟最早；在35天時采摘A組與B組果實，在常溫下存儲時間較長的應(yīng)該是B組，因為A組35天后釋放較多的乙烯，B組釋放乙烯量少。 答案：(1)X基因和Y基因　X基因Y基因和反義X基因 (2)A　乙烯具有促進果實成熟的作用，該組果實乙烯含量(或釋放量)高于其他組　B 填充關(guān)鍵點 思考連接處 (1)原核生物、真核生物、病毒的遺傳物質(zhì)分別是什么？ 提示：DNA；DNA；DNA或RNA。 (2)堿基互補配對原則體現(xiàn)在哪些過程中？ 提示：復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、RNA復(fù)制、逆轉(zhuǎn)錄。 (3)遺傳信息的傳遞與表達和細胞的增殖與分化之間存在怎樣的聯(lián)系？ 提示：細胞增殖過程完成了遺傳信息的傳遞，細胞分化過程完成遺傳信息的表達。 1．具有x個堿基對的一個雙鏈DNA分子片段，含有y個嘧啶。下列敘述正確的是(B) A．該分子片段即為一個基因 B．該分子片段中，堿基的比例y/x＝1 C．該DNA單鏈中相鄰的兩個堿基通過氫鍵連接 D．該分子片段完成n次復(fù)制需要(2x－y)2n個游離的嘌呤脫氧核苷酸 解析：基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，而題干中并未體現(xiàn)是否能控制生物的相應(yīng)性狀，無法判斷是否為一個基因，故A錯誤；x是該DNA的堿基對數(shù)，則堿基總數(shù)A＋T＋C＋G＝2x，雙鏈DNA中A＝T、C＝G，則嘧啶C＋T＝y(tǒng)，嘌呤A＋G＝y(tǒng)，推知y/x＝1，故B正確；DNA單鏈中相鄰的兩個堿基由脫氧核糖、磷酸基團和脫氧核糖連接，DNA兩條鏈中互補的堿基對靠氫鍵連接，故C錯誤；該分子片段中嘧啶等于嘌呤數(shù)，根據(jù)題干可知含嘌呤脫氧核苷酸為y個，復(fù)制n次產(chǎn)生2n個DNA分子，模板1個DNA不需要提供合成的原料，故該過程共需要游離的嘌呤脫氧核苷酸為(2n－1)y個，故D錯誤。 2．下圖為苯丙氨酸部分代謝途徑示意圖。苯丙酮尿癥是由于苯丙氨酸羥化酶基因突變所致。患者的苯丙氨酸羥化酶失活，苯丙氨酸轉(zhuǎn)化為酪氨酸受阻，組織細胞中苯丙氨酸和苯丙酮酸蓄積，表現(xiàn)為智力低下、毛發(fā)與皮膚顏色較淺等癥狀。下列分析錯誤的是(B) A．一個基因可能會影響多個性狀表現(xiàn) B．生物的一個性狀只受一個基因的控制 C．基因可通過控制酶的合成控制代謝過程，進而控制性狀 D．在嬰幼兒時期限制對苯丙氨酸的攝入可緩解患者的病癥 解析：苯丙氨酸羥化酶基因突變引起苯丙酮尿癥，引起組織細胞中苯丙氨酸和苯丙酮酸蓄積，表現(xiàn)為智力低下、毛發(fā)與皮膚顏色較淺等癥狀，說明一個基因可影響多個性狀表現(xiàn)；基因和性狀并不是簡單的一一對應(yīng)關(guān)系，一個基因會影響多種性狀，也可能多個基因決定生物的同一種性狀；圖示過程中基因通過控制苯丙氨酸羥化酶和苯丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶從而控制代謝過程，從而間接控制生物性狀；嬰幼兒時期限制對苯丙氨酸的攝入可減少苯丙酮酸的生成量，緩解患者的病癥。 3．(xx豐臺區(qū)統(tǒng)考)早在1956年，科學(xué)家們就發(fā)現(xiàn)，用噬菌體處理大腸桿菌后，大腸桿菌細胞內(nèi)有大量不穩(wěn)定的RNA合成。1961年，Sol Spiegelman和他的同事做了如下的實驗，證明了蛋白質(zhì)合成過程中有RNA中間體的存在。 第一步：用T4噬菌體感染大腸桿菌。 第二步：在感染后第2、4、6、8、10分鐘時往培養(yǎng)基中加入3H－尿嘧啶，并培養(yǎng)1 min。 第三步：粉碎細菌并分離提取RNA。 第四步：分別提取T4噬菌體和大腸桿菌的DNA，熱變性后，轉(zhuǎn)移到硝酸纖維素薄膜上。 第五步：將上述硝酸纖維素薄膜一起置于第三步提取的RNA溶液中，65℃下過夜，取出后充分洗滌。 第六步：測量每張膜的放射性強度。 請分析并回答下列問題： (1)大腸桿菌有一層由肽聚糖構(gòu)成的細胞壁，T4噬菌體能將其____________順利地注入大腸桿菌內(nèi)，由此推測噬菌體外殼蛋白內(nèi)一定含有________________ 。 (2)選擇3H－尿嘧啶加入培養(yǎng)基的原因是____________。第四步中若不進行熱變性處理____________(填“能”或“不能”)得到實驗結(jié)果，原因是________________________________________________________________________。 (3)第五步中，在硝酸纖維素薄膜上會形成____________分子。要使實驗結(jié)果更準(zhǔn)確，在第五步中，還應(yīng)設(shè)置一對照組，該對照組的處理是________________________________________________________________________。 (4)測量每張膜的放射性強度，得到如下的結(jié)果，其中曲線A表示 ____________________ 說明這些RNA是以 ________________的DNA為模板合成的。 解析：(1)T4噬菌體侵染大腸桿菌時，蛋白質(zhì)外殼留在細胞外，DNA注入到細胞內(nèi)，T4噬菌體能突破細胞壁，將其DNA順利注入大腸桿菌內(nèi)，說明吸附在大腸桿菌表面的噬菌體外殼蛋白內(nèi)一定含有能分解肽聚糖的酶(溶菌酶)。(2)3H－尿嘧啶是合成RNA的原料，可使RNA帶上標(biāo)記，故選擇3H－尿嘧啶加入培養(yǎng)基；若不進行熱變性，DNA仍為雙鏈結(jié)構(gòu)，不能與后期的RNA分子進行堿基互補配對，不能進行后續(xù)的分子雜交。 (3)第四步中，硝酸纖維素膜上附著有單鏈的DNA，將硝酸纖維素膜置于第三步提取的RNA溶液中，RNA會與對應(yīng)DNA模板鏈發(fā)生堿基互補配對，得到DNA－RNA雜交分子；將一不含DNA分子的硝酸纖維素薄膜置于RNA溶液中作為對照組，與可產(chǎn)生雜交分子的實驗組進行對比。 (4)噬菌體侵染大腸桿菌后，以噬菌體DNA為模板轉(zhuǎn)錄合成大量RNA，在一定時間內(nèi)，隨著感染時間增加，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA越多，A曲線表示與T4噬菌體雜交的放射性RNA分子，這些RNA是以T4噬菌體的RNA為模板合成的。 答案：(1)DNA　溶菌酶(分解肽聚糖的酶、肽聚糖酶、肽聚糖水解酶) (2)3H－尿嘧啶是合成RNA的原料，能將RNA標(biāo)記上　不能　熱變性使DNA雙鏈解開成為單鏈，以便后期的分子雜交反應(yīng) (3)DNA－RNA雜交　將一不含DNA的硝酸纖維素薄膜置于RNA溶液中 (4)與T4噬菌體DNA雜交的放射性RNA　T4噬菌體 4．(xx綿陽診斷)番茄果實成熟時，多聚半乳糖醛酸酶(PG)顯著增加，促進果實變紅變軟，但不利于長途運輸和保鮮。科學(xué)家通過下圖流程得到了改造植株，可以抑制果實成熟?；卮鹣铝袉栴}： (1)過程①需要的原料是______________ ，過程②需要一種重要的酶是 _____________________ 。 (2)反義基因不能直接導(dǎo)入受體細胞中，而需要________________協(xié)助，反義基因與PG基因功能上最主要的區(qū)別是__________________。 (3)推測PG促進番茄變軟成熟的原理是____________ ，該改造過程是通過抑制PG基因表達中的____________過程來達到減少PG量的目的。 (4)受體細胞因具有______________性而可以培養(yǎng)成改造植株，組織培養(yǎng)過程中希望細胞既分裂又分化，使用細胞分裂素和生長素的順序應(yīng)該是_______________________________________________。 (5)若有兩個反義基因?qū)爰毎旧w上，且該植株自交后代不會出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，請在下圖中畫出反義基因(T)在染色體上的位置關(guān)系。 解析：(1)過程①表示基因轉(zhuǎn)錄形成mRNA，故所需原料是四種核糖核苷酸；過程②表示逆轉(zhuǎn)錄形成基因的過程，故所需的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶。(2)基因工程操作的基本步驟是：目的基因的獲取、基因表達載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細胞、目的基因的檢測和鑒定。所以反義基因必須要與運載體結(jié)合構(gòu)建基因表達載體。反義基因是由PG基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA再復(fù)制形成的互補鏈即反義RNA逆轉(zhuǎn)錄形成的，故二者轉(zhuǎn)錄的模板鏈?zhǔn)遣煌摹?3)植物細胞細胞壁成分主要是纖維素和果膠，PG即為多聚半乳糖醛酸酶，它能催化分解果膠，瓦解植物的細胞壁和胞間層，使果實組織變軟。由題圖可知，該改造過程是通過抑制PG基因表達中的翻譯過程來達到減少PG量的目的。(4)據(jù)題圖分析，受體細胞可通過組織培養(yǎng)形成改造植株，說明受體細胞具有全能性；植物組織培養(yǎng)過程中，生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素，在生長素存在的情況下，細胞分裂素呈現(xiàn)加強的趨勢。故使用順序不同，其結(jié)果也不同。要使細胞既分裂又分化，使用細胞分裂素和生長素的順序應(yīng)該是先使用細胞分裂素，后使用生長素。(5)若兩個反義基因?qū)爰毎旧w上，且該植株自交后代不會出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，則這兩個反義基因必在一對同源染色體上。 答案：(1)四種核糖核苷酸　逆轉(zhuǎn)錄酶 (2)運載體　轉(zhuǎn)錄的模板鏈不同 (3)促進細胞壁上的果膠分解，使組織軟化　翻譯 (4)全能　先使用細胞分裂素，后使用生長素 (5)