(安徽专用)2015届高考生物考前三个月知识专题突破练5 遗传分子

（安徽专用）2015届高考生物考前三个月知识专题突破练5 遗传分

子的基础

[直击考纲] 1.人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)。2.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)。3.基因的概念(Ⅱ)。4.DNA分子的复制(Ⅱ)。5.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)。6.基因与性状的关系(Ⅱ)。

考点15 聚焦探索遗传物质本质的经典实验

1．艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。据表判断下列叙述(2011·广东，2改编)

(1)A(2)B说明S型菌的荚膜多糖有酶活性( × ) (3)C和D说明S型菌的DNA是转化因子( √ ) (4)A～D说明DNA是主要的遗传物质( × ) 2．依据噬菌体侵染细菌的实验，判断下列相关叙述 (1)分别用含有放射性同位素12A)( × )

提示用P(S)对噬菌体的标记过程为用含P(S)的培养基先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。

(2)分别用S和P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养(2011·江苏，12B)( × )

提示用P标记噬菌体的侵染实验，若保温时间过长，会导致上清液中存在少量放射性。 (3)用S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(2011·江苏，12 C)( √ )

(4)T2噬菌体的核酸和蛋白质都含有硫元素，其寄生于酵母菌和大肠杆菌中(2009·江苏，5C改编)( × )

(5)利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质，以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸(2012·重庆，2AB) ( × )

- 1 -

3235

S和放射性同位素

P的培养基培养噬菌体(2011·江苏，

(6)噬菌体能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解(2012·重庆，2D)( ×

)

1．肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌的实验 (1)实验设计思路、处理方式及结论的比较

①肺炎双球菌体外转化实验中的相互对照

??糖类

S型细菌?蛋白质

脂质??DNA水解物

DNA

DNA是遗传物质

??其他物质不是遗传物质

＋R型细菌相互对照,?

DNA水解物也不是遗

?? 传物质

②噬菌体侵染细菌实验中的相互对照

2．噬菌体侵染细菌的实验中的放射性分析

1．(多题整合)下图甲是某兴趣小组利用两种肺炎双球菌进行相关的转化实验，各组肺炎双球菌先进行图示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内；图乙是该兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做的噬菌体侵染细菌的实验，请判断：

(1)图甲中通过⑤⑥对照能说明转化因子是DNA而不是蛋白质( )

(2)⑥组产生的S型菌可能是基因重组的结果( )

(3)能导致小鼠死亡的是①②③④四组( )

(4)④组为空白对照，实验结果是小鼠不死亡( )

(5)⑤组实验表明，加入S型菌体的蛋白质后试管中长出的是有荚膜的菌体( )

(6)⑥组中产生的有毒性的S型菌体不能将该性状遗传给后代( )

(7)图乙中理论上b中不应具有放射性，若有放射性，则与过程⑧中的搅拌是否充分有关，而与培养时间的长短无关( )

(8)图乙实验过程并不能证明DNA是遗传物质( )

(9)图甲和图乙所示实验的设计思路相同，都是设法将DNA和其他成分(特别是蛋白质)分开，单独地直接观察它们各自的作用，只是分离方法有差异( )

答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)√ (8)√ (9)√

2．S型肺炎双球菌是人类肺炎和小鼠败血症的病原体，而R型菌却无致病性。下列有关叙述正确的是( )

A．S型肺炎双球菌再次进入人体后，可刺激记忆细胞中某些基因的表达

B．S型菌与R型菌的致病性差异是由于细胞分化造成的

C．肺炎双球菌利用人体或小鼠细胞的核糖体合成蛋白质

D．高温处理过的S型菌的蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应

答案 A

解析 S型肺炎双球菌再次进入人体，会引起二次免疫，使记忆细胞在较短时间内增殖、分化成效应细胞发挥作用，A项正确；S型细菌与R型细菌的致病性差异是因为二者的遗传物质不同，B项错误；肺炎双球菌属于细菌，有细胞结构，利用自己的核糖体来合成蛋白质，C项错误；双缩脲试剂和蛋白质结构中的肽键发生化学反应，而S型细菌的蛋白质经高温处理后破坏的只是它的空间结构，所以蛋白质变性后仍能与双缩脲试剂发生紫色反应，D项错误。

3．在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是( )

A．不能用P、S标记同一组T2噬菌体的DNA和蛋白质

B．T2噬菌体在细菌中增殖时，只利用逆转录酶

C．该实验证明了DNA是主要的遗传物质

D．用S标记的T2噬菌体侵染细菌，经离心处理，沉淀物的放射性较高

答案 A

解析赫尔希和蔡斯做T2噬菌体侵染细菌的实验时，分别用含P标记的DNA的T2噬菌体和用含S标记的蛋白质的T2噬菌体进行侵染实验，A正确；T2噬菌体在细菌中增殖时，不发生逆转录，B错误；该实验证明了DNA是遗传物质，C错误；用S标记的T2噬菌体侵染细菌，经离心处理，由于噬菌体的蛋白质不能进入细菌，所以上清液的放射性较高，D错误。

4．为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验(T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内)。下图中亲代噬菌体已用P标记，a、c中的方框代表大肠杆菌。下列关于本实验及病毒、细菌的有关叙述正确的是(

) 32353532353235

A．图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，其内的关键成分中要加入

盐

B．若要达到实验目的，还要再设计一组用S标记噬菌体的实验，两组相互对照，都是实验组

C．噬菌体的遗传不遵循基因分离定律，而大肠杆菌的遗传遵循基因分离定律

D．若本组实验b(上清液)中出现放射性，一定是感染时间太长，子代噬菌体释放造成的答案 B

解析由于亲代噬菌体的DNA已被标记，所以锥形瓶中的无机盐不加P，A错误；实验要遵循对照原则，需要设计一组用S标记噬菌体的实验，B正确；大肠杆菌是原核生物，也不遵循基因分离定律，C错误；如上清液中出现放射性，可能是感染时间太长，也可能是感染时间 - 4 - 35323532P标记的无机

太短，D错误。

5．如图表示科研人员探究“烟草花叶病毒(TMV)遗传物质”的实验过程，由此可以判断(

)

A．水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA

B．TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中

C．侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程

D．RNA是TMV的主要遗传物质

答案 A

解析从图示分析，TMV放入水和苯酚中后，RNA和蛋白质分离，A正确；通过接种的方式，TMV的蛋白质可以进入烟草细胞中，B错误；此实验不能看出TMV的RNA在烟草细胞中进行了逆转录过程，C错误；此实验说明TMV的遗传物质是RNA，而不是蛋白质，同种生物的遗传物质没有主次之分，D错误。

[判一判]

(1)题1中⑥组只能产生有毒性的S型菌体，因为S型菌体的DNA已促使R型菌体发生了转化( × )

(2)由题1中的图示可知，S型菌的DNA与R型菌混合后，转化结果并非只有S型菌( √ )

(3)题2中S型菌与R型菌的致病性存在差异的根本原因是由于转录产生的mRNA的不同( × )

(4)题2中S型肺炎双球菌再次进入人体后，只刺激记忆细胞中某些基因的表达，而对B细胞没影响( × )

(5)T2噬菌体在细菌中增殖时遗传信息传递途径可表示为( √

)

(6)细菌和噬菌体的遗传不遵循遗传的基本规律，自然状态下出现可遗传变异的类型为基因突变( √ )

(7)之所以说“DNA是主要的遗传物质”是因为“大多数生物的遗传物质为DNA，少数生物的遗传物质是RNA”( √ )

[想一想]

(1)噬菌体能用培养基直接培养吗？如何获得被S标记的噬菌体呢？

答案不能，因为其没有细胞结构，专营细菌寄生，只能用细菌来培养；标记细菌(用含的培养基培养大肠杆菌)→标记噬菌体(用噬菌体侵染含S的大肠杆菌)。 353535S

(2)若要证明DNA是遗传物质，在题1图乙所示实验的基础上，如何补充设计实验？若在补充的实验中上清液出现放射性，则原因可能是什么？

答案设计一组用P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验，经过图乙中过程⑦⑧观察上清液和沉淀物中的放射性；若在上清液中出现放射性，原因可能是：①保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，离心后分布于上清液中；②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放子代，离心后分布于上清液中。

(3)体内转化实验中，小鼠体内S型菌、R型菌含量的变化情况如图所示，则：

①ab段中R型菌数量增多的原因是什么？bc段中R型菌数量减少的原因是什么？

答案 ab段：小鼠体内还没形成大量的对抗R型菌的抗体；bc段：小鼠体内形成大量的对抗R型菌的抗体，致使R型菌数量减少。

②cd段R型菌数量增多的原因是什么呢？

答案 c之前，已有少量R型菌转化为S型菌，S型菌能降低小鼠的免疫能力，造成R型菌大量繁殖。

③S型菌来源如何？

答案少量R型菌获得了S型菌的DNA，并转化为S型菌，故S型菌是从0开始的。

考点16 理清遗传信息的传递和表达过程及数量关系

1．下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，判断下列相关叙述

(1)DNA分子中磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架，DNA单链上相邻碱基以氢键连接(2009·广东，24BD)( × )

(2)在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在两条DNA母链之间(2011·上海，16A)( √ )

(3)真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶且消耗能量(2009·江苏，12C和2011·海南，25A改编)( √ )

(4)图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的，并且边解旋边双向复制，从而提高了复制速率(2009·江苏，12改编)( × )

(5)如图表示了双链DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系(2014·山东，5C)( √

)

2．图①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程，判断下列相关叙述

(1)只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质(2011·海南，16A)( × )

(2)图中①过程在细胞核内进行，而②过程在细胞质基质中进行(2011·安徽，5B)( × )

(3)RNA分子可作为DNA合成的模板，DNA是蛋白质合成的直接模板(2011·海南，25B和2010·广东，4A)( × )

(4)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点不完全相同；而在一个细胞周期中，①所示过程在每个起点只起始一次，②过程可起始多次，结果导致mRNA的种类和含量均不断发生变化(2013·江苏，32(5)、2014·江苏，20D和2011·安徽，5D整合)( √ )

(5)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为26%(2013·江苏，32(2))( √ )

(6)DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则(2010·海南，12D)( ×

)

1．DNA复制、转录和翻译过程的分析技巧

(1)DNA分子复制过程的分析

①判断依据：模板为DNA，且形成具有双链结构的DNA。

②两个子代DNA分别由一条母链和一条子链组成，两个子代DNA分子在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期分离。

(2) DNA分子转录过程的分析

①判断依据：模板为DNA，且合成单链RNA。

②由于图中d是已与模板DNA分离的游离的RNA片段，因此转录的方向是由右向左进行，且a为RNA聚合酶。

③b与c的名称分别为胞嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸。

④在真核细胞中该图示主要发生在细胞核中，叶绿体和线粒体中也可能进行。

(3)翻译过程的分析

①判断依据：模板为RNA，且合成场所为核糖体。

②Ⅰ为tRNA，Ⅱ为核糖体，Ⅲ为mRNA，Ⅳ为多肽链，如图所示，核糖体内mRNA对应的DNA

CCGAAGAA碱基对的排列顺序为GGCTTCTT=====。

2．复制、转录、翻译过程中的几个误区

(1)误认为复制、转录只发生在细胞核中

DNA存在的部位都可发生，如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核和质粒等都可发生。

(2)误认为转录产物只有mRNA

转录的产物有mRNA、tRNA和rRNA，但携带遗传信息的只有mRNA。

(3)误认为所有密码子都能决定氨基酸

共有64种密码子，有3种密码子并不决定氨基酸，属于终止密码子。

3．中心法则的拓展图解及在各类生物中遗传信息的传递过程

4.有关DNA(1)半保留复制过程中标记DNA分子的计算和分离问题

①被同位素标记的“重”DNA分子，在不含放射性同位素的培养液中复制n次后，形成的DNA分子数为2个。由于母链只有2条，所以含有母链的DNA分子数仅为2个，全为新链的DNA分子数为(2－2)个，所有DNA分子均含新链，新链的条数为(2nn＋1n－2)条。

②在离心分离时，DNA分子所处的位置：开始时位于“重带”，复制一次时位于“中带”，复制两次及以上时，位于“中带”和“轻带”。

(2)DNA分子复制过程中的碱基数目计算(设某双链DNA分子中含某种碱基a个)

①复制n次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为[a·(2－1)]个。如图所示： n

②第n次复制需要含该碱基的脱氧核苷酸数为(a·2n－1)个。

由图示可以看出，复制的结果是形成两个一样的DNA分子，所以一个DNA分子复制n次后，得到的DNA分子数为2个(如图)，复制(n－1)次后得到的DNA分子数为2

增加的DNA分子数为2－2

nn－1nn－1个。第n次复制n－1＝2n－1个，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为(a·2)个。 - 9 -

1．(2014·江苏，20)关于基因控制蛋白质合成的过程，下列叙述正确的是( )

A．一个含n个碱基的DNA分子，转录的mRNA分子的碱基数是n/2 个

B．细菌的一个基因转录时两条DNA 链可同时作为模板，提高转录效率

C．DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上

D．在细胞周期中，mRNA的种类和含量均不断发生变化

答案 D

解析 A项，一个DNA分子上有许多基因，这些基因不会同时转录，所以转录的mRNA分子的碱基数小于n/2个。B项，转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。C项，DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都在DNA上。D项，在细胞周期中，由于各个时期表达的基因不同，因此转录产生的mRNA的种类和含量均不断发生变化。如分裂间期的G1期和G2期，mRNA的种类和含量有所不同，在分裂期mRNA的含量减少。

2．(2014·四川，3)将牛催乳素基因用P标记后导入小鼠乳腺细胞，选取仅有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养。下列叙述错误的是( )

A．小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸

B．该基因转录时，遗传信息通过模板链传递给mRNA

C．连续分裂n次，子细胞中P标记的细胞占1/23232n＋1

D．该基因翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等

答案 C

解析 A项，小鼠乳腺细胞属于真核细胞，其细胞中的核酸有两种：DNA和RNA，DNA中含氮碱基有A、G、C、T 4种，RNA中含氮碱基有A、G、C、U 4种，故小鼠乳腺细胞中含氮碱基共有A、G、C、T、U 5种；根据含氮碱基与五碳糖的不同，细胞中DNA的基本组成单位脱氧核糖核苷酸有4种，RNA的基本组成单位核糖核苷酸有4种，故小鼠乳腺细胞中共有8种核苷酸。B项，基因的表达包括转录和翻译两个过程。转录时，以基因(有遗传效应的DNA片段)的一条链为模板，遵循碱基互补配对原则合成mRNA，将遗传信息由模板链传递到mRNA。C项，将小鼠乳腺细胞进行体外培养(原料中不含P)，连续分裂n次后，产生的子细胞有2个，根据DNA的半保留复制特点可知，其中只有2个细胞含P，因此，子细胞中含P标记的细胞占2/2，即1/2n－1323232nn。D项，基因翻译时，每种tRNA上的反密码子对应mRNA上一种决定氨基酸的密码子，决定氨基酸的密码子共61种，而合成蛋白质的氨基酸约20种，所以翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等。

3．(示意图类)下图1中α、β是真核细胞某基因的两条链，γ是另外一条多核苷酸链，图2为真核细胞DNA复制过程的模式图。据图分析，下列相关叙述正确的是( )

A．图1和图2所示过程都主要发生在细胞核中，前者过程特点是边解旋边转录，而后者先进行解旋，后半保留复制

B．图1中γ彻底水解后能生成6种小分子物质

C．图1中的酶是DNA聚合酶，而其在图2中催化合成两条子链时，其移动的方向是相反的

D．图1中若β链中碱基G占28%，则γ中碱基A占22%；图2中若将该模板DNA置于N培养液中复制3次后，含N的脱氧核苷酸链占7/8

答案 B

解析图1和图2分别是DNA转录和复制的过程，二者都主要发生在细胞核中，转录的过程特点是边解旋边转录，而复制的过程特点是边解旋边复制，所以A错；因图1产物为RNA，其彻底水解后能产生4种碱基，1种磷酸和1种核糖，所以B对；图1中的酶是RNA聚合酶，所以C错；图1中若β链中碱基G占28%，则α链中碱基C占28%，不可推知α链中碱基U的比例，故不知γ链中碱基A的比例，图2中若将该模板DNA置于N培养液中复制3次后，含N的脱氧核苷酸链占7/8，所以D错。

4．(新情景信息)(2014·上海，29)真核生物细胞内存在着种类繁多、长度为21～23个核苷酸的小分子RNA(简称miR)，它们能与相关基因转录出来的mRNA互补，形成局部双链。由此可以推断这些miR抑制基因表达的分子机制是( )

A．阻断rRNA装配成核糖体

B．妨碍双链DNA分子的解旋

C．干扰tRNA识别密码子

D．影响RNA分子的远距离转运

答案 C

解析 miR能与相关基因转录出来的mRNA互补，形成局部双链，这样就能阻断mRNA的翻译，与此意思相关的选项就是C。

5．(示意图类)某基因(N)含有3 000个碱基，腺嘌呤占35%。若该DNA分子以N同位素标记的游离脱氧核苷酸为原料复制3次，再将全部复制产物置于试管内离心，进行密度分层，得到结果如图①；然后加入解旋酶再离心，得到结果如图②。则下列有关分析正确的是( ) 141515151515

A．X层中的基因只用N标记，Y层中的基因只用N标记

B．W层中含N标记的胞嘧啶3 150个

C．W层与Z层的核苷酸数之比为1∶4

D．X层中含有的氢键数是Y层的3倍

答案 B

解析 DNA分子的复制是半保留复制，复制3次后，共有8个DNA分子，其中两个DNA分子的一条链含N，另一条链含N，另外6个DNA分子只含N，离心后，含N的位于X层(也含有1514151514151415N)，只含N的位于Y层，A错误；一个DNA分子中含有A(腺嘌呤)＝T＝3 000×35%＝1 050

1415(个)，G＝C＝(3 000－1 050×2)/2＝450 (个)，解旋酶解旋离心后，含N的2条链位于Z

层，其他14条链含N位于W层，相当于7个完整DNA分子，W层中含N标记的胞嘧啶是450×7＝3 150 (个)，B正确；W层与Z层的核苷酸数之比为1∶7，C错误；X层中含有的氢键数与Y层含有的氢键数比为2∶6，Y层中含有的氢键数是X层的3倍，D错误。

6．某长度为1 000个碱基对的双链环状DNA分子，其中含腺嘌呤300个，该DNA分子复制时，1链首先被断开形成3′、5′端口，接着5′端与2链发生分离，随后DNA分子以2链为模板，通过滚动从1链的3′端开始延伸子链，同时还以分离出来的5′端单链为模板合成另一条子链，其过程如图所示。下列关于该过程的叙述中正确的是(

) 1514

A．1链中的碱基数目多于2链

B．该过程是从两个起点同时进行的

C．复制过程中两条链分别作模板，边解旋边复制

D．若该DNA连续复制3次，则第三次共需鸟嘌呤4 900个

答案 C

解析环状双链DNA分子的两条链的碱基是互补配对的，所以1链和2链均含1 000个碱基，A选项错误。该DNA分子的复制起始于断口处，由于只有一处断开，故只有一个复制起点，B选项错误。断开后两条链分别作模板，边解旋边复制，故C选项正确。DNA分子含腺嘌呤300个，所以胸腺嘧啶也为300个，则胞嘧啶和鸟嘌呤均为700个，在第三次复制过程中，DNA分

子数由4个增加到8个，即第三次新合成4个DNA，故共需鸟嘌呤700×4＝2 800 (个)，故D选项错误。

7．下图表示某DNA片段的遗传信息的传递过程，①～⑦表示物质或结构，a、b、c表示生理过程，据图回答下列问题：

(1)图中表示DNA复制的过程是________(填字母)，图中表示基因表达的过程是________(填字母)。

(2)a、b过程需要的酶分别是______________________、____________，a、b过程中碱基配对的不同点是____________________________________________，c过程中结构③的移动方向为________(用箭头表示)。

(3)若图中①所示为某个精原细胞中的一对同源染色体上的DNA(DNA两条链中N分别为N和1415N)，每个DNA分子中均由5 000个碱基对组成，其中的腺嘌呤都占20%，将该细胞放在含有N的培养基中连续进行两次有丝分裂，则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸________个，而形成

1514的4个细胞中含有N的细胞个数可能是________________。

(4)镰刀型细胞贫血症体现了基因控制性状的哪条途径？

________________________________________________________________________。

答案 (1)a b、c (2)解旋酶和DNA聚合酶 RNA聚合酶 a过程中A与T配对，而b过程中A与U配对 → (3)0.9×10 1个或2个 (4)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状

[判一判]

(1)在细胞周期中，基因选择性表达，mRNA 的种类和含量均不断发生变化( √ )

(2)题2中连续分裂n次后，子细胞中P标记的细胞占1/232n－1( √ )