高三生物精讲精析专案---遗传的分子基础
精析目录：
第一节核酸是遗传物质的证据
第二节DNA的分子结构和特点
第三节遗传信息的传递
第四节遗传信息的表达—RNA和第一节核酸是遗传物质的证据
一、人类对遗传本质的探究
19世纪中叶，孟德尔通过植物的杂交实验提出生物的每一个性状都是通过遗传因子（后称基因）来传递的。遗传因子在体细胞中成对存在，在减数分裂形成的配子中成单存在，配子结合（受精作用）后，遗传因子又恢复到成对状态。
19世纪末，科学家研究了生物生殖过程中细胞的有丝分裂、减数分裂和受精过程，了解到染色体的活动有一定的规律：体细胞（2N）；配子（N）；受精卵（2N）。
据此，有人设想：莫非遗传因子就是染色体，一条染色体就是一个遗传因子？这不可能，因为生物的性状很多，而染色体的数目有限。那么，一定是一个染色体上有许多个遗传因子（基因）。基于这样的认识，1903年萨顿和鲍维里提出遗传因子存在于染色体上的假说。后来事实证明了这一点。
二、核酸
1、分子结构具有相对的稳定性，但在特殊情况下又能产生可遗传的变异；
2、能自我复制，前后代保持一定的（连续性）；
3、能指导蛋白质的合成，从而控制生物的新陈代谢和性状；
4、具有存储巨大数量遗传信息的能力。
三、核酸（核酸RNA）是遗传物质的实验证据
证据一：肺炎双球菌的转化实验——核酸
（一）格里菲思细菌转化实验
1、两种菌落的比较
? 菌落 荚膜 毒性 R型细菌菌落 粗糙 无荚膜 无毒 S型细菌菌落 光滑 有荚膜 有毒 2、实验过程
3、小结
步骤 方?法 现象 结?????????论 1 R菌活菌注射 小白鼠正常 R菌无毒性 2 S菌活菌注射 小白鼠死亡 S菌能使小白鼠致病 3 S菌高温灭活 小白鼠正常 加热杀死的S菌不使小白鼠致死 4 高温灭活：S菌+R菌 小白鼠死亡 死亡的S菌中可能有使R菌转化因子 5 提取4实验死鼠 发现S活菌 死亡的S菌能使R菌转化为S菌 为什么第四组实验将R型活细菌和加热杀死后的S型细菌混合后注射到小鼠体内，导致小鼠死亡？(因为R型细菌转化成了S型细菌，使小鼠患败血症而死亡.)
格里菲思实验的结论是什么?
实验结论：已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质（转化因子）。
（二）艾弗里核酸(图解)
艾弗里的思路
1．2．核酸3．S型细菌中的多糖、蛋白质、脂类和核酸R型细菌进行混合。
4．核酸R型细菌进行混合，才能使R型细菌转化成S型细菌。
5．
6．核酸
由此可见，科学家是设法把核酸核酸
但是，艾弗里转化实验所使用的核酸核酸
证据二：噬菌体侵染细菌的实验——核酸
实验过程及结果：
? 亲代噬菌体 寄主细胞内 子代噬菌体 实验结论 第一组实验 32P标记核酸 32P标记核酸 核酸32P标记 核酸 第二组实验 35S标记蛋白质 无35S标记蛋白质 外壳蛋白质无35S ：某些不含有核酸
证据三：烟草花叶病毒侵染烟草的实验——RNA也是遗传物质
结论：RNA也是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
四、结论
为什么说：“核酸核酸RNA（核糖核酸）
【经典例题】
【例1】将分离后的S型有荚膜肺炎双球菌的蛋白质外壳与R型无荚膜的肺炎双球菌混合注入小白鼠体内，小白鼠不死亡，从其体内分离出来的仍是R型肺炎双球菌。将分离后的S型肺炎双球菌的核酸R型肺炎双球菌混合注入小白鼠体内，则小白鼠死亡，并从体内分离出来了S型有荚膜的肺炎双球菌。以上实验说明(??)
A、R型和S型肺炎双球菌可以互相转化
B、S型的蛋白质外壳可诱导R型转化为S型
C、S型的核酸R型转化为S型，说明了核酸
D、R型的核酸
【答案】C
【解析】将分离后的S型有荚膜肺炎双球菌的蛋白质外壳与R型无荚膜的肺炎双球菌混合注入小白鼠体内，小白鼠不死亡，说明S型有荚膜肺炎双球菌的蛋白质不能控制产生出能致死的S型的肺炎双球菌。将分离后的S型肺炎双球菌的核酸R型肺炎双球菌混合注入小白鼠体内则小白鼠死亡，并从体内分离出来了S型有荚膜的肺炎双球菌，说明S型肺炎双球菌的核酸S型有荚膜肺炎双球菌，使生物致死。说明核酸
【例2】用核酸S型细菌不能使R型细菌发生转化。下列关于这一实验的叙述，不正确的是（?）
A、这个实验是为了证实核酸
B、这个实验是为了从反面证明核酸
C、这个实验证实核酸
D、这个实验是艾弗里关于遗传物质研究的重要工作之一。
【答案】A
【解析】这是艾弗里在证明核酸核酸核酸核酸
【例3】噬菌体侵染细菌的实验中，子代噬菌体的蛋白质外壳是（?）
A、在噬菌体核酸
B、在细菌核酸
C、在噬菌体核酸
D、在细菌核酸
【答案】A
【解析】当噬菌体侵染细菌时，注入到细菌细胞内的只有噬菌体核酸核酸核酸
【例4】下列能通过噬菌体侵染细菌实验过程证实的是(???)
A、核酸???????????B、核酸
C、核酸???????????????????D、核酸
【答案】B、C、D
【解析】此实验产生的子代噬菌体与亲代噬菌体相似，无可遗传变异产生。因亲代噬菌体的核酸核酸核酸核酸
? 噬菌体成分 细菌成分 核苷酸标记 32P 31P 氨基酸标记 32S 35S 【例5】某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时，分别用同位素32P和35S做了标记(见下表)：此实验所得结果是子噬菌体和母噬菌体的外形及侵染细菌的特性均相同。请分析：
(1)子噬菌体的核酸?????
(2)子噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是；?????
(3)此实验说明了???????????。
【答案】(1)32P、31P；(2)35S；(3)核酸
【解析】在噬菌体侵染细菌的实验中，噬菌体的核酸核酸核酸核酸核酸核酸核酸31P与32P。在噬菌体侵染细菌的过程中，在噬菌体核酸35S元素。从上述分析得知子代噬菌体的核酸核酸32P，说明亲代噬菌体的核酸核酸
【例6】下图中，烟草花叶病毒(TMV)与车前草病毒(HRV)的结构如A、B，侵染作物叶片的症状如C、D。?
(1)用E去侵染叶片F时，叶片F患病的病状与?????相同。
(2)F上的病毒的蛋白质外壳是以????为模板，以??????为场所合成的，所需的氨基酸来自??????。
(3)E的子代病毒的各项特性都是由?????决定的。
(4)本实验证明?????????????。
【答案】
(1)车前草病毒致病症状；(2)HRV的RNA；作物叶片F细胞的核糖体；作物叶片F细胞内的氨基酸；(3)HRV的RNA；(4)RNA
【解析】TMV与HRV两种病毒都是由RNA和蛋白质外壳组成，当以HRV的RNA和TMV的蛋白质组成新的病毒，侵染烟草后，烟草表现为HRV的患病症状，说明遗传物质是RNA而不是蛋白质。
第二节DNA的分子结构和特点
一、DNA分子的结构
C、H、O、N、P
↓
磷酸、脱氧核苷酸、碱基（A、T、C、G）
↓
脱氧核苷酸
↓
多核苷酸链
↓
DNA
脱氧核苷酸的种类：
腺嘌呤脱氧核苷酸
鸟嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
DNA和RNA的化学成分比较
二、DNA分子的结构特点
1.2条单链反向平行
DNA分子是有2条链组成，反向平行盘旋成双螺旋结构。
2.碱基配对遵循碱基互补配对原则
脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基对排列在内侧。
3.碱基含量遵循卡伽夫法则
碱基通过氢键连接成碱基对，并遵循碱基互补配对原则。嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。
DNA分子中碱基数量计算的规律
根据碱基互补配对原则引出的关于碱基比率和数量的计算是本节的重点之一，可以根据以下规律解决这一问题。
规律一：互补的两条链之间碱基数量相等，即A=T，G=C。
规律二：任意两个不互补的碱基之和占碱基总数的50％，即A+G=T+C=A+C=T+G=50％。
规律三：两个不互补的碱基之和比值相等，即（A+G）/（T+C）=（A+C）/（T+G）=1。
规律四：一条链中互补碱基的和等于另一条链中这两个碱基的和，即A1=T2,T1=A2或A1+T1=A2+T2。
规律五：一条链中互补的两碱基的和占该单链的比例等于DNA分子双链中这两种碱基的和占碱基总数的比例，即（G1+C1）/单＝（G+C）/双，（A1+T1）/单＝（A+T）/双。
规律六：若一条链中（A1+G1）/（T1+C1）=K，则另一条链中（A2+G2）/（T2+C2）=1/K。
三、DNA分子的多样性和特异性
①多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。
一个由n个碱基对组成的DNA分子可能的排列方式有4n种。一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。
②特异性：特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。
不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。
③稳定性
DNA分子的多样性由DNA分子双螺旋结构中碱基对的排列顺序和数量决定、稳定性是由DNA分子的碱基互补配对以及双螺旋等特点决定的、特异性是由DNA分子的碱基对排列顺序决定的。因此DNA分子具有遗传物质的特点。
【经典例题】
【例1】下面是DNA的分子的结构模式图，说出图中1－10的名称。
【解析】
1.胞嘧啶
2.腺嘌呤
3.鸟嘌呤
4.胸腺嘧啶
5.脱氧核糖
6.磷酸
7.胸腺嘧啶脱氧核苷酸
8.碱基对
9.氢键
10.一条脱氧核苷酸链的片段
【例2】已知1个DNA分子中有4000个碱基对，其中胞嘧啶有2200个，这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是（）
A．4000个和900个
B．4000个和l800个
C．8000个和1800个
D．8000个和3600个
【解析】C
【例3】若DNA分子的一条链中(A＋T)/(C＋G)=a，则和该DNA单链互补的单链片段中
(A＋T)/(C＋G)的比值为[]
A．a?B．1/a?C．1?D．1-1/a
【解析】A
【例4】一段多核苷酸链中的碱基组成为：35％的A、20％的C、35％的G、10％的T。它是一段[?]
A．双链DNA?B．单链DNA?
C．双链RNA?D．单链RNA
【解析】B
【例5】在双链DNA分子中，当(A+G)/(T+C)在一条多脱氧核苷酸链上的比例为0.4时，则在另一互补链和整个DNA中，这种比例分别是[]
0.4，1B.1，1
C.0.6，1D.2.5，1
【解析】D
【例6】由120个碱基对组成的DNA分子片段，可因其碱基对组成和序列不同携带不同的遗传信息，其种类最多可达[]
120B.1204
C.460D.4120
【解析】D
第三节遗传信息的传递
DNA的复制
1.概念：产生两个跟亲代DNA完全相同的新DNA分子的过程
2.时间：细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期
3.场所：细胞核(主要)
4.DNA分子复制的过程：
解旋——合成子链——螺旋
DNA利用能量,在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开——以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下,利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料,按碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一段子链。——随着模板链的解旋,新合成的子链不断延伸。同时，每条新链与对应的模板链盘绕成双螺旋结构。一个DNA形成两个完全相同的子代DNA分子。
5.特点：边解旋、边复制；半保留复制（由于新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式被称做半保留复制。）
6.条件：
模板：（亲代DNA分子的）两条母链。
原料：细胞中游离的4种脱氧核苷酸。
能量：ATP。
酶：DNA解旋酶（打开氢键），DNA聚合酶（形成磷酸二酯键）等。
7.DNA复制的意义：
DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，从而使生物前后代保持了遗传信息的连续性。
8.DNA准确复制的原因：
DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。
【经典例题】
【例1】.一个DNA分子自我复制后形成两个DNA分子，这两个新的DNA分子（）
A.分别由两条母链和两条子链形成
B.两条母链和两条子链随机结合而成
C.分别由一条子链及一条母链结合而成
D.一条子链与另一条子链的母链结合
【解析】C
【例2】．DNA分子的半保留复制方式使（）
A．分子结构具有相对稳定性
B．能精确进行自我复制，保证亲代与子代之
间的连续性
C．能够精确地指导蛋白质合成
D．产生可遗传变异的机会
【解析】B
【例3】．下列关于DNA复制过程中，正确顺序是（）
①互补碱基对间氢键断裂②互补碱基对之间形成氢键③DNA分子在解旋酶作用下解旋④以母链为模板进行碱基互补配对⑤子链与母链盘旋成双螺旋结构
A．③①②④⑤B．③④②⑤①
C．③①④②⑤D．①③④②⑤
【解析】C
【例4】．一个有N15标记的DNA分子放在没有标记的环境中培养,复制5次后标记的DNA分子占DNA分子总数的:（）
A.1/10B.1/5C.1/16D.1/32
【解析】C
【例5】．1个DNA分子经过4次复制,形成16个DNA分子,其中不含亲代母链的DNA分子为:（）
A.2个B.8个C.14个D.32个
【解析】C
【例6】．一个被放射性元素标记双链DNA的噬菌体侵染细菌,若此细菌破裂后释放出n个噬菌体,则其中具有放射性元素的噬菌体占总数的（）
A.1/nB.1/2nC.2/nD.1/2
【解析】C
【例7】．具有1000个碱基对的某个DNA分子区段内有600个腺嘌呤,若连续复制两次,则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数目为（）
A.400B.600C.1200D.1800
【解析】C
【例8】．某一个DNA的碱基总数中,腺嘌呤为200个,复制数次后,消耗周围环境中含腺嘌呤的脱氧核苷酸3000个,该DNA分子已经复制了几次(是第几代)（）
A.三次(第四代)B.四次(第五代)C.五次(第六代)D.六次(第七代)
【解析】B
第四节遗传信息的表达—RNA和蛋RNA的种类
信使RNA（mRNA）：行使传达DNA上的遗传信息的公能。
转运RNA(tRNA)：把氨基酸运送到核糖体，使之按照mRNA的信息指令连接起来，形成蛋白质。
核糖体RNA(rRNA)：核糖体的重要成分。
（二）遗传信息的转录：RNA是在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成的，这一过程称转录
场所：细胞核
DNA指导下的RNA聚合酶与基因中RNA聚合酶结合位点结合
过程：起始在RNA聚合酶作用下DNA解旋
脱氧核糖核苷酸与核糖核苷酸互补配对
DNARNA
A--------------------U延伸互补配对的原则G-------------------C
C-------------------G
T-------------------A
核糖核苷酸聚合需要RNA聚合酶催化，形成磷酸二酯键
终止：mRNA从DNA模板链上脱落
原料核糖核苷酸
3）条件模板DNA的一条链
能量ATP
酶RNA聚合酶
4）遗传信息传递方向DNAmRNA
（三）遗传信息的翻译
mRNA上3个相邻碱基决定一个氨基酸，遗传学上把mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫一个密码子。
密码子共有64个。决定氨基酸的密码子61个，终止密码子3个。
遗传信息的翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫做翻译
1）场所：细胞质（核糖体）
2）遗传信息的翻译过程
第一步：mRNA与核糖体结合，tRNA携带甲硫氨基酸进入位点1
第二步：携带另一种氨基酸的tRNA进入位点2
第三步：氨基酸经脱水缩合形成肽键，并转移到2号位的tRNA上。
第四步；核糖体读取下一个密码子，1号位tRNA离开核糖体。占据2号位的tRNA进入1号位。一个新的tRNA进入2号位。
模板mRNA
原料氨基酸
3）条件能量ATP
酶
4）遗传信息传递方向mRNA蛋白质
【经典例题】
【例1】构成人体的核酸基本单位及碱基有（）种。构成DNA病毒的核酸的核苷酸及碱基有（）种。
A、4，4；B、8，5；C、5，5；D、2，4
【解析】BA
【例2】甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—脯氨酸—丝氨酸—赖氨酸—脯氨酸。合成这条多肽链需mRNA最多有（）个碱基
A、24B、48C、27D、54
【解析】C
【例3】组成人体20种氨基酸对应的密码子有（）个。
A、4B、20C、61D、64
【解析】C
【例4】已知蛋白质分子由2条肽链组成，共有198个肽键，翻译这个蛋白质分子的mRNA有A和G共200个，则转录成信使RNA的DNA分子中，最少应有C和T的个数为（）
A、400B、200C、600D、800
【解析】C
【例5】骨骼肌细胞中合成mRNA及多肽链的场所分别是
A.细胞质与细胞核B.细胞核与线粒体
C.内质网与核糖体D.细胞核与核糖体
【解析】D
【例6】mRNA上的64种密码子能编码几种氨基酸
A.64种B.61种C.59种D.20种
【解析】D
【例7】参与分泌蛋白合成的细胞结构有（多选）
A细胞核B线粒体C高尔基体D核糖体
E中心体F内质网
【解析】ABCDF
【例8】某基因中含有1200个碱基，则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是()
A．198个B．199个
C．200个D．201个
【解析】B
基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数
＝6：3：1
【例9】某DNA片段所转录的mRNA中U%＝28%，A%＝18%，则个DNA片段中T%和G%分别占（）。
A.46%,54%B.23%,27%C.27%,23%D.46%,27%
【解析】B
精题解析：
１.格里菲思（F.Griffith）用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果
A证明了DNA是遗传物质B证明了RNA是遗传物质
C证明了蛋白质是遗传物质D没有具体证明哪一种物质是遗传物质
格里菲思没有具体证明哪一种物质是遗传物质核酸是一切生物的遗传物质一切有细胞结构的生物的遗传物质都是DNAD
２.下列四种病毒中，遗传信息贮存在DNA分子中的是
A．引发禽流感的病原体B．烟草花叶病毒
C．T2噬菌体 D．引起AIDS的病原体
〖解析〗噬菌体是ＤＮＡ病毒，其他三个为ＲＮＡ病毒。
〖答案〗C
３.某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：
①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠
②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠
③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠
④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠
以上4个实验中小鼠存活的情况依次是
A．存活、存活、存活、死亡B．存活、死亡、存活、死亡
C．死亡、死亡、存活、存活D．存活、死亡、存活、存活
①中DNA酶能够将DNA水解成脱氧核苷酸，而脱氧核苷酸不是遗传物质，不能够将R型转化为S型细菌，因此小鼠能够存活；②中本来就是有毒的S型，因此小鼠死亡；③由于高温加热，可导致R型菌死亡和DNA酶变性失活，注入小鼠体内的只是S型细菌的DNA，因此小鼠存活；④由于高温加热导致S型菌死亡和DNA酶变性失活，注入小鼠体内的只是R型菌的DNA，因此小鼠存活。
〖答案〗D
下列关于蛋白质代谢的叙述，错误的是
A噬菌体利用细菌的酶合成自身的蛋白质B．绿色植物可以合成自身所需的蛋白质
CtRNA、mRNA、rRNA都参与蛋白质的合成D．肺炎双球菌利用人体细胞核糖体合成自身的蛋白质
肺炎双球菌tRNA携带氨基酸，mRNA提供遗传信息，rRNA参与组成核糖体，都与蛋白质的合成有关。
〖答案〗D
５.下列关于DNA复制的叙述，正确的是
A在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制B．DNA通过一次复制后产生四个DNA分子
CDNA双螺旋结构全部解链后，开始DNA的复制D．单个脱氧核酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链
DNA通过一次复制后产生个DNA分子A
6.已知某DNA分子共含有1000个碱基对，其中一条链上A：G：T：C=l：2：3：4。该DNA分子连续复制2次，共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是A．600个B．900个C．1200个D．1800个
〖答案〗D
7.某个DNA片段由500对碱基组成，A＋T占碱基总数的34%，若该DNA片段复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为
A．330B．660C．990D．1320
Ｇ＋Ｃ＝６６％，而Ｇ＝Ｃ。该ＤＮＡ分子含有Ｃ３３０个。
〖答案〗CA．在细胞内存在的主要部位相同B．构成的五碳糖不同
C．核苷酸之间的连接方式不同D．构成的碱基相同
〖解析〗ＤＮＡ主要存在于细胞核内，ＲＮＡ主要存在于细胞质中。构成的碱基中，ＤＡＮ特有的是Ｔ，ＲＮＡ特有的是Ｕ。
〖答案〗B
９.下列各细胞结构中，可能存在碱基互补配对现象的有
①染色体②中心体③纺锤体④核糖体
A．①②B．①④C．②③D．③④
〖答案〗B
下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是（不考虑终止密码子）
A．第6位的C被替换为TB．第9位与第10位之间插入1个T
C．第100、101、102位被替换为TTTD．第103至105位被替换为1个T
〖答案〗B
下列与生物体内核酸分子功能多样性无关的是
核苷酸的组成种类核苷酸的连接方式核苷酸的排列顺序核苷酸的数量多少
核苷酸的连接方式B
12.Ⅰ一般来说,细胞周期中的分裂间期和分裂期相比,持续时间短的时期是_______；动物细胞培养时,如果缺少氨基酸的供应,细胞一般会停留在细胞周期的_______________,假定体细胞的染色体数是10，将体细胞放入含有3H-胸腺嘧啶的培养液中培养,请推测其中一个细胞进行一次DNA复制后,该细胞分裂后期将有___________条染色体被标记。
〖解析〗本题考查的是细胞周期和DNA半保留复制的有关知识，属于识记和理解层次上的考查。在一个细胞周期中，分裂间期持续的时间远大于分裂期，其原因是分裂间期主要完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期作准备，如果缺少氨基酸供应，细胞一般会停留在细胞周期的分裂间期。一条染色体没复制之前，只含有一个双链DNA分子，染色体复制后，每条染色体含有两个染色单体，每个染色单体中含有一个双链DNA分子，由于DNA分子的半保留复制，因此DNA复制一次后，每个染色单体的DNA分子中都含有一条带3H-胸腺嘧啶标记的DNA单链。在细胞分裂后期，由于着丝点一分为二，染色体数加倍，故每条染色体的DNA中都含有一条带3H-胸腺嘧啶标记的DNA单链。
〖答案〗（24分）Ⅰ分裂期分裂间期20
13.（11分）中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。请回答下列问题。
（1）a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是、、和。
（2）需要tRNA和核糖体同时参与的过程是（用图中的字母回答）。
（3）a过程发生在真核细胞分裂的期。
（4）在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是。
（5）能特异性识别信使RNA上密码子的分子是，后者所携带的分子是。
（6）RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有（用类似本题图中的形式表述）：
①；②。
“中心法则”确定后，人们发现并不是所有RNA都是在DNA模板上复制的。许多病毒并没有DNA，只有单链的RNA作为遗传物质。当这些病毒侵入寄主细胞后，能在RNA复制酶的作用下，进行自我复制。另外，在某些真核细胞里原有的信使RNA也能在复制酶的作用下复制自己。这样就需要对原来的“中心法则”进行修改，即不仅DNA可以进行自我复制，RNA也具有自我复制的功能。〖答案〗（1）DNA复制转录翻译逆转录（2）c（3）间（S）（4）细胞核（5）tRNA（转运RNA）氨基酸（6）如下图：
DNA分子的叙述，不正确的是
A．磷酸和脱氧核糖交替连接排列构成DNA分子的基本骨架
B．由一个DNA分子复制形成的两个子代DNA分子的分离往往与着丝点的分裂同时发生
C．双链DNA分子中，若一条链上A＋T/G＋C=b，则另一条链上一定有A＋T/G＋C=b
D．DNA分子复制是在DNA连接酶的作用下将单个的脱氧核苷酸连接成DNA分子的过程
〖答案〗Ｄ
4.下图是真核生物信使RNA合成过程图，请根据图判断下列说法中正确的是：
A．R所示的节段①正处于解旋状态，形成这种状态需要解旋酶
B．图中②是以4种脱氧核苷酸为原料合成的。
C．如果图中③表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶
D．图中的②合成好后，直接进入细胞质中与核糖体结合并控制蛋白质的合成。
〖答案〗Ａ
5.如果将含有一对同源染色体的精原细胞的DNA分子用15N标记（每个DNA分子的两条多核苷酸链均标记），并供给14N的原料，那么，该细胞进行减数分裂产生的4个精子中，含15N标记的精子占 （）
A．25% B．50% C．75% D．100%
〖答案〗Ｄ
6.有一多肽，分子式为C55H70O19N10，将它彻底水解后，得到下列四种氨基酸：谷氨酸（C5H9N04）、甘氨酸（C2H5NO2）、丙氨酸（C3H7NO2）、苯丙氨酸（C9H11NO2）。控制该多肽形成的基因中至少含有碱基对 （）
?? A．10?? B．30??? C．60? D．29
〖答案〗Ｂ
7.关于DNA分子结构的叙述
A．每个DNA分子一般都含有四种脱氧核苷酸
B．每个DNA分子中的碱基、磷酸、脱氧核苷酸、脱氧核糖的数目是相等的
C．每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基
D．双链DNA分子中的一段，如果有40个腺嘌呤，就一定同时含有40个胸腺嘧啶
艾滋病病毒属于RNA病毒，具有逆转录酶，如果它的一段RNA含碱基A23%、C19%、G31%，则通过逆转录过程形成的双链DNA中碱基A的比例为A．23%B．25%C．31%D．50%
DNA分子模板链上的碱基序列及最终翻译的氨基酸如下表所示：
则右图所示的tRNA．所携带的氨基酸是（）
碱基序列 GCA CGT ACG TGC 氨基酸 赖氨酸 丙氨酸 半胱氨酸 苏氨酸 A．丙氨酸 B．赖氨酸
C．苏氨酸 D．半胱氨酸
〖答案〗Ａ
11.在蔡斯和赫尔希的噬菌体侵染细菌的实验中，用32P标记的噬菌体侵染细菌，然后被离心。一段较长时间后，问沉淀物中32P标记的物质占该物质总数的比值 （）
A．大于50% B．等于50% C．小于50% D．不能确定
〖答案〗Ｃ
12科学家利用“同位素标记法”探明了许多生理过程的实质。下列说法正确的是（）
A．用15N标记核苷酸探明了分裂期染色体形态和数目的变化规律
B．用18O标记H2O和CO2有力地证明了CO2是光合作用的原料
C．用14C标记CO2探明了CO2中碳元素在光合作用中的转移途径
D．用35S标记噬菌体的DNA并以此侵染细菌证明了DNA是遗传物质
〖答案〗Ｃ
13.右图表示同位素32P、35S分别标记噬菌体DNA和大肠杆菌氨基
酸，然后进行“噬菌体侵染细菌的实验”，侵染后产生的子代
噬菌体和母噬菌体形态完全相同，而子代噬菌体的DNA分子
与蛋白质分子应含有的标记元素是（）
A．31P、32P、32S B．31P、32P、35S
C．31P、32P、32S、35S D．32P、32S、35S
〖答案〗Ｂ
14.下列有关生物体内基因与酶关系的叙述，正确的是 （）
A．绝大多数酶是基因转录的重要产物
B．酶和基因都是细胞内染色体的组成成分
C．基因控制生物的性状有些是通过控制酶的合成实现的
D．有某种酶的基因，细胞中就有相应的酶
〖答案〗Ｃ
15.将大肠杆菌在含15N的培养液中培养后，再转移到含14N的普通培养液中培养，8小时后提取DNA进行分析，得出含15N的DNA分子所占比例为1/16，则大肠杆菌的分裂周期是 （）
A．2小时 B．4小时 C．1.6小时 D．1小时
〖答案〗Ｃ
16.（分）（2）该实验能否证明DNA是转化因子？为什么？。
（）转录是在中进行的，（）少量的信使RNA分子就可以。观察下面的某生理过程示意图（甲表示甲硫氨酸，丙表示丙氨酸），回答问题：
（1）丙氨酸的密码子是，连接甲和丙的化学键的结构简式是。
（2）若②中尿嘧啶和腺嘌呤之和占42%，则相应的①分子片断中胞嘧啶占。
（3）若该过程合成的物质是抗利尿激素，③中合成的物质首先进入中进行加工，这种激素作用的靶部位是。
（4）在该生理过程中，遗传信息的流动途径是，细胞中tRNA共有种。
（5）一种氨基酸可以由多个密码子决定，这对生物生存和发展的重要意义是
。
（1）GCU—NH—CO—（2）29%（3）内质网肾小管和集合管
（4）DNARNA蛋白质61（5）在一定程度上防止由于碱基的改变而导致生物性状的改变（或：当某种氨基酸使用频率高时，几种密码子决定同一种氨基酸，可以保证翻译速度）
（9分）为了研究遗传信息的传递途径，科学家做了如下实验：
实验1：变形虫放射性标记实验，
如右图所示：
实验2：向变形虫细胞内加入RNA
酶后，细胞中的蛋白质合成停止；
再加入从酵母菌中提取的RNA，则
又重新合成一定数量的蛋白质。
试分析回答：
（1）从实验1可以看出，RNA是在
细胞的中合成的；细胞
核交换后，B组变形虫的细胞质为什么会出现有标记的RNA分子？
。
（2）从实验2可以得出的结论是。综合分析实验1和实验2，你认为遗传信息的传递途径是。
（3）已知某基因片段碱基排列如图。由它控制
合成的多肽中含有“—脯氨酸—谷氨酸—
谷氨酸—赖氨酸—”的氨基酸序列（脯氨
酸的密码子是CCU、CCC、CCA、CCG；
谷氨酸的是GAA、GAG；赖氨酸的是AAA、AAG、甘氨酸的是GGU、GGC、GGA、GGG）。
翻译上述多肽的mRNA是由该基因的链（以图中的①或②表示）转录的，此mRNA的碱基排列顺序是（2分）；若该基因由于一个碱基被置换而发生突变，所合成的多肽的氨基酸排列顺序成为“—脯氨酸—谷氨酸—甘氨酸—赖氨酸—”。写出转录并翻译了此段多肽的DNA单链的碱基排列顺序：
（2分）。
〖答案〗（9分）
（1）细胞核A组细胞核中合成的RNA分子在核交换后通过核孔进入细胞质
（2）RNA与蛋白质的合成有直接关系DNA→RNA→蛋白质
（3）②—CCUGAAGAGAAG——GGACTTCCCTTC—
四、考点预测
（一）文字介绍
考查学生的能力是高考的要求，将有关的学科知识置于基因相关技术工程的材料中的考查方式，将成为今后考查本章知识的趋势。因此，要进行联系性的复习，在总结知识规律，形成知识网络体系的基础上，要在实践中加以应用，只有在应用训练中才能提高学生的思维能力、创造能力等生物学能力。DNA和RNA分子的相关计算、DNA分子复制过程与细胞增殖和变异的关系、细胞内蛋白质合成的过程这些重点知识还将是2009年高考题的重点。
（二）考点预测题
1．禽流感病毒是造成“鸡瘟”的罪魁祸首，当它进入鸡的体内后能大量增殖，它在增殖过程中所需的模板和原料提供者分别是（）
A．禽流感病毒和鸡的体细胞 B．都是禽流感病毒
C．都是鸡的体细胞 D．鸡的体细胞和禽流感病毒
〖解析〗病毒侵入宿主细胞后，以病毒的遗传物质为模板、宿主细胞内的氨基酸和核苷酸为原料合成子代病毒。
〖答案〗A
2．关于“肺炎双球菌的转化实验”，下列哪一项叙述是正确的（R株细菌不能使小鼠发病；有荚膜S株细菌使小鼠发病）A．R株细菌与S株DNA混合后，转化是基因突变的结果
B．用S株DNA与活R株细菌混合后，可能培养出S株菌落和R株菌落
C．用DNA酶处理S株DNA后与活R株细菌混合，可培养出S株菌落和R株菌落
D．格里菲斯用活R株与死S株细菌混合后注射到小鼠体内，可导致小鼠死亡，这就证
明了DNA是遗传物质
〖解析〗转化的实质是S株DNA进入到活R株细菌内，属于基因重组，A错；用DNA酶处理S株DNA后，DNA被水解后失去转化能力，C错；格里菲斯实验只能证明死S株细菌内含有转化因子，而不能证明DNA是遗传物质。
〖答案〗B
3．下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是（）
A．①②③④ B．①②④③ C．①④②③ D．①④③②
〖解析〗限制性内切酶的作用是将DNA分子在特定位点切割，形成黏性末端，如①所示；DNA聚合酶的作用是DNA复制时将单个脱氧核苷酸连接形成DNA链，如④所示；DNA连接酶的作用是将不同的DNA片段连接成DNA分子，如②所示；解旋酶的作用是将DNA分子的氢键断裂，双链打开，如③所示。
〖答案〗C
4．下列有关科学研究的叙述中，错误的是（）5．下列叙述正确的是（）
A．由A、C、T、U四种碱基参与合成的核苷酸共有7种
B．一个转运RNA只有三个碱基并且只携带一个特定的氨基酸
C．一个用15N标记的双链DNA分子在含有14N的培养基中连续复制两次后，所得的后代DNA分子中含15N和14N的脱氧核苷酸单链数之比为1：3
D．控制细胞核遗传和细胞质遗传的物质分别是DNA和RNA
构成DNA的碱基是A、C、G、T，构成RNA的碱基是A、C、G、U，所以碱基A、C都可参与脱氧核苷酸和核糖核苷酸的合成，而T只能构成脱氧核苷酸，U只能构成核糖核苷酸，所以A、C、T、U四种碱基参与合成的核苷酸共有6种，A错；转运RNA的实质是一条RNA单链，含有很多个碱基，B错；控制细胞核遗传和细胞质遗传的物质都是DNA，D错。
6．右图表示某DNA片段，有关该图的叙述正确的是（）
A．②③④形成胞嘧啶核糖核苷酸
B．⑥在DNA中的特定排列顺序可代表遗传信息
C．如果该片段复制两次，则至少需要游离的鸟嘌呤核糖核苷酸6个
D．DNA解旋酶作用于①处的化学键
该图是DNA片段，所以②③④形成的是胞嘧啶脱氧核苷酸，其合成时所需的原料也应是脱氧核苷酸，A、C错；DNA解旋酶的作用是使碱基对间的氢键断裂，而不是①处的磷酸二酯键，D错。
7．当家兔的卵原细胞正在进行DNA分子复制时，细胞中不可能进行的是（）
A．子链与母链形成新的DNA B．解旋和子链合成
C．基因重组 D．某些蛋白质的合成
卵原细胞在间期进行DNA分子复制和相关蛋白质的合成，基因重组发生在减数分裂第一次分裂过程中，而不是发生在间期。DNA复制的叙述，正确的是（）
A．单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链
B．有丝分裂、无丝分裂和减数分裂都要发生DNA复制
C．DNA双螺旋结构全部解旋后，开始DNA的复制
D．DNA复制时发生染色体的加倍
〖解析〗单个脱氧核苷酸应在DNA聚合酶的作用下连接成子链；DNA复制具有边解旋边复制的特点；间期DNA复制的结果形成了染色单体，染色体数目没有加倍。
〖答案〗B
9．一个不含放射性元素的噬菌体，在脱氧核苷酸被32P标记及氨基酸被15N标记的细菌内，连续繁殖三代，子代噬菌体中含有32P和15N的噬菌体分别占子代噬菌体总数的百分数为（）
A100%、100%B25%、50%C50%、50%D25%、0噬菌体侵染细菌是以亲代噬菌体的DNA为模板，利用细菌细胞内的脱氧核苷酸和氨基酸合成子代噬菌体的遗传物质DNA和蛋白质外壳。细菌细胞内脱氧核苷酸用32P标记，氨基酸用15N标记，则后代每个噬菌体内都含有32P和15N。
〖解析〗肺炎双球菌属于原核生物，所以具有细胞膜，其遗传物质是DNA，由于不能进行有性生殖，所以不遵循孟德尔的遗传定律。
〖答案〗A
11．下列哪项名称与功能是匹配的？（）
A．rRNA——包含产生新核糖体的密码子
B．DNA——携带氨基酸到核糖体
C．tRNA——结合蛋白质组成的核糖体
D．mRNA——携带来自细胞核的遗传信息到核糖体
〖解析〗与蛋白质结合组成核糖体的是rRNA（核糖体RNA），携带氨基酸到核糖体上的是tRNA（转运RNA），携带来自细胞核的遗传信息到核糖体，且含有密码子的是mRNA（信使RNA）。
〖答案〗D
12．…AGGAACTTCGAT（其中“……”表示省略了214个碱基，并且不含有编码终止密码的序列），若以此链为模板转录，最终形成的多肽分子中肽键的数目最多是（）
A．74B．75C．77D．78
…AGGAACT，可知对应的mRNA中碱基有7＋214＋7＝228，因为终止密码不编码氨基酸，所以合成的多肽中氨基酸数最多是（228－3）÷3＝75，其中肽键数目是74个。
〖答案〗A
13．在生物体内性状的表达一般遵循DNA→RNA→蛋白质的表达原则，下面有关这个过程的说法不正确的是（）
A．在细胞的一生中，DNA一般是不变的，RNA和蛋白质分子是变化的
B．DNA→RNA主要是在细胞核中完成的，RNA→蛋白质主要是在细胞质中完成的
C．DNA→RNA会发生碱基互补配对过程，RNA→蛋白质不会发生碱基互补配对过程
D．RNA是蛋白质翻译的直接模板，DNA是最终决定蛋白质结构的遗传物质RNA→蛋白质若下图是
A．含有5种碱基 B．白眼基因是有遗传效应的DNA片段
C．白眼基因位于细胞质内 D．白眼基因含有多个核糖核苷酸
〖解析〗该DNA分子片段中含有A、T、C、G4种碱基；基因是有遗传效应的DNA片段，是由多个脱氧核苷酸组成的；染色体位于细胞核内，所以白眼基因也位于细胞核内。
A．精氨酸的合成是由多对基因共同控制的
B．基因可以通过控制酶的合成来控制代谢
C．脉胞霉体内精氨酸的合成是在核糖体上进行的
D．若产生鸟氨酸依赖突变型脉胞霉，则可能是基因①发生突变
〖解析〗以精氨酸是合成蛋白质的原料，以其为原料可以在核糖体上合成蛋白质，但不是在核糖体上合成精氨酸。
〖答案〗C
16．下表为从四种不同物种分离出来的某类核酸各种碱基的比例。
编号 碱基类型 相关比值 A T U G C A+T(或A+U)
G+C
A+G
C+T(或C+U)
1 17 17 33 33 0.5 1.0 2 29 19 22 30 0.97 1.0 3 24 16 24 36 0.66 1.5 4 34 2.1 1.0 （1）根据表中数据，除了物种1，从物种中分离的核酸最可能也是双链DNA，理由是。填充上表中物种4所缺的碱基百分比：_______________________。
（2）现又分离了物种1的某DNA片段，序列如下，它可能含有编码某多肽前几个氨基酸的部分遗传信息。
①CGCAGGATCAGTCGATGTCCTGTG……
②GCGTCCTAGTCAGCTACAGGACAC……
若起始密码为AUG，则①②两单链作为转录模板链的是，该链转录产生的RNA的碱基顺序是_。
（3）为了证明DNA复制的方式，体外模拟实验的非细胞体系应包括、四种脱氧核苷酸、ATP和酶（系统）等成分。如果用15N标记亲代DNA的双链，在14N培养基中培养的子一代DNA两条链分别含15N、14N，则DNA复制的方式是。
（）（A＋G）/C+T）=1，可直接排除物种2和物种3，所以，除物种1外，物种4最可能是双链DNA。物种4的DNA分子中A=T=34，又因（A＋T）/C+G）=2.1，可计算得G＝C＝16起始密码AUG②链为转录模板链，并可根据碱基互补配对原则写出其转录形成的RNA碱基顺序（1）4该核酸中，有T无U，（A＋G）/C+T）=1A＝34，G＝C＝16
（2）②CGCAGGAUCAGUCGAUGUCCUGUG……（3）DNA半保留复制（6）菲尔和梅洛因发现了RNA干扰现象（RNAi），获得了2006年诺贝尔生理学或医学奖。RNA干扰的机制如下：双链RNA一旦进入细胞内就会被一个称为Dicer的特定的酶切割成21～23个核苷酸长的小分子干涉RNA（SiRNA）。Dicer能特异识别双链RNA，以ATP依赖方式切割由外源导入或者由转基因、病毒感染等各种方式引入的双链RNA，切割产生的SiRNA片断与一系列酶结合组成诱导沉默复合体（RISC）。激活的RISC通过碱基配对结合到与SiRNA同源的mRNA上，并切割该mRNA，造成蛋白质无法合成（如下图所示）。请分析回答下列问题：
（1）根据RNAi机理，RNAi能使相关基因“沉默”，其实质是遗传信息传递中的过程受阻。
（2）通过Dicer切割形成的SiRNA使基因“沉默”的条件是SiRNA上有
的碱基序列。
（3）有科学家将能引起RNA干扰的双链RNA的两条单链分别注入细胞，结果却没有引起RNA干扰现象，请据图分析最可能的原因是
。
（4）研究发现，某基因上碱基的改变也有可能导致生物性状的变异。若有一亲代DNA上某个碱基对发生改变，则其子代的性状不一定发生改变。请根据所学知识作出两种合理的解释：
①；
②。RNAi机理的过程是：Dicer酶涉RNA（SiRNA）SiRNA其中的一条单链与酶结合形成诱导沉默复合体（RISC）RISC通过碱基配对与相应的mRNA结合→mRNA被切割，失去翻译的模板功能。（1）使相关基因沉默实质SiRNA形成的诱导沉默复合体碱基配对，说明SiRNA上有与mRNA互补配对的碱基序列。（3）由图解信息可以，Dicer酶只能识别双链RNA，对单链RNA不起作用，体现了酶的专一性。（4）DNA碱基对改变，不一定引起子代性状的改变，可从以下几个方面进行分析：①体细胞发生突变一般不能遗传给后代；②③考虑细胞质遗传（线粒体基因）；④突变结果为隐性基因，杂合子也不能表现隐性性状；⑤密码子的兼并性原因；⑥性状除受基因控制外，还受环境条件的影响。
〖答案〗（1）翻译（2）与mRNA互补配对（3）核酸内切酶只能识别双链RNA，不能识别单链RNA（4）①体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定出现该基因；②DNA上某个碱基对发生改变，它不一定位于基因的外显子部位；③若为父方细胞质内的DNA上某个碱基对发生改变，则受精后一般不会传给子代；④若该亲代DNA上某个碱基对发生改变产生的是一个隐性基因，并将该隐性基因传给子代，而子代为杂合子，则隐性性状不会表现出来；⑤根据密码子的兼并性，有可能翻译出相同的氨基酸；⑥性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果，在某些环境条件下，改变了的基因可能并不会在性状上表现出来。（答对其中2个即可）
核酸（一切生物的遗传物质）
A
G
C
T
1
2
3
4
5
6
7
8
10
9
G
T
C
A
A1
T2
T1
A2
G1
C1
C2
G2
1
2
(A1＋T1)%=(A2+T2)%=(A总+T总)%
(G1＋C1)%=(G2+C2)%=(G总+C总)%
20090217
正在合成的多肽
翻译
转录
①—GGCCTGAAGAGAAGT—
②—CCGGACTTCTCTTCA—
─→
①
─→
②
─→
③
─→
④
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