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1、(通用版)2022年高考生物二輪復習 專題四 遺傳的分子基礎 考點13 遺傳信息的傳遞和表達學案
1.熟記DNA分子結構的“五、四、三、二、一”
2.析圖歸納DNA復制過程
(1)DNA復制時間:發(fā)生于細胞分裂間期和DNA病毒繁殖時,其中的細胞分裂并非僅指減數(shù)分裂和有絲分裂。
(2)DNA復制場所:并非只發(fā)生在細胞核中,在葉綠體、線粒體、擬核和質粒等處也可發(fā)生。
3.析圖歸納DNA轉錄和翻譯過程
(1)轉錄
(2)翻譯
①轉錄的場所:就真核生物而言,不僅有細胞核,還有線粒體和葉綠體;原核生物的轉錄在細胞質中進行。
②轉錄發(fā)生的時
2、期:就個體而言,轉錄可發(fā)生在個體生長發(fā)育的任何時期。但從細胞周期分析,轉錄主要發(fā)生在分裂間期,分裂期由于染色質高度螺旋化形成染色體,因此基因不能轉錄。
③轉錄的產物不只是mRNA分子,還有tRNA、rRNA,但只有mRNA攜帶遺傳信息。3種RNA分子都參與翻譯過程,只是作用不同。tRNA上有很多堿基,并非只有3個,只是構成反密碼子的堿基數(shù)量是3個。
④真、原核生物中轉錄和翻譯的比較:真核生物核基因的轉錄和翻譯是在不同的時空中進行的,先在細胞核內轉錄得到mRNA,mRNA通過核孔進入細胞質后才能進行翻譯;原核生物由于沒有成形的細胞核,沒有核膜的阻隔,所以可以邊轉錄邊翻譯。
⑤轉錄、翻譯中的
3、堿基配對方式:轉錄中T—A、A—U、G—C和C—G;翻譯過程中有A—U、G—C、U—A、C—G。
4.有關病毒中心法則的2點分析
(1)發(fā)生場所:所有病毒的遺傳信息的復制、轉錄和翻譯都發(fā)生在宿主細胞內。
(2)RNA病毒產生RNA的過程,并不是都經過RNA復制。逆轉錄病毒產生RNA的途徑為:先經過逆轉錄過程產生DNA,然后DNA經過轉錄過程產生RNA。
5.中心法則的兩種??碱愋?
(1)圖解類:“三看法”判斷中心法則的過程:
“一看”模板:若是DNA,則可能為DNA復制或轉錄;若是RNA,則可能是RNA復制、逆轉錄或翻譯。
“二看”原料:若為脫氧核糖核苷酸,則可能為DNA復制
4、或逆轉錄;若為核糖核苷酸,則可能為轉錄或RNA復制;若為氨基酸,則一定為翻譯。
“三看”產物:若為DNA,則可能為DNA復制或逆轉錄;若為RNA,則可能為轉錄或RNA復制;若為多肽(或蛋白質),則為翻譯。
(2)模擬實驗類
分析實驗所提供的模板、原料、酶的種類等相關條件,再結合上述分析判斷所屬過程。
題組一 DNA分子的結構與復制
1.如圖所示為真核細胞內基因Y的結構簡圖,共含有2 000個堿基對,其中堿基A占20%,下列說法正確的是( )
A.基因Y復制兩次,共需要4 800個游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸
B.基因Y復制時解旋酶作用于①、③兩處
C.若②處T/A替換為G/
5、C,則Y控制的性狀一定發(fā)生改變
D.Y的等位基因y中堿基A也可能占20%
答案 D
解析 該基因共由2 000個堿基對組成,其中腺嘌呤(A)占20%,根據(jù)堿基互補配對原則,鳥嘌呤(G)占30%,因此該基因中含有鳥嘌呤(G)的數(shù)目為2 000×2×30%=1 200個,則基因復制2次,則需要游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目=(22-1)×1 200=3 600個,A錯誤;基因Y復制時解旋酶作用于③處,即氫鍵,B錯誤;若②處T/A替換為G/C,由于密碼子的簡并性等原因,Y控制的性狀不一定發(fā)生改變,C錯誤;Y的等位基因y是基因突變形成的,基因突變是指堿基對的替換、增添和缺失,而引起的基因結構的改變,
6、因此等位基因y中堿基A也可能占20%,D正確。
2.(2018·宣城二模)1958年,科學家以大腸桿菌為實驗材料進行實驗(如圖),證實了DNA是以半保留方式復制的。②、③、④、⑤試管是模擬可能出現(xiàn)的結果。下列相關推論正確的是( )
培養(yǎng)條件與方法:
(1)在含15N的培養(yǎng)基培養(yǎng)若干代,使DNA雙鏈均被15N標記(試管①)。
(2)轉至14N的培養(yǎng)基培養(yǎng),每30分鐘繁殖一代。
(3)取出每代DNA樣本,并離心分層。
A.該實驗運用了同位素標記法,出現(xiàn)④的結果至少需要90分鐘
B.③是轉入14N培養(yǎng)基中復制一代的結果,②是復制二代的結果
C.對得到DNA以半保留方式復制結論起
7、關鍵作用的是試管③的結果
D.給試管④中加入解旋酶一段時間后離心出現(xiàn)的結果如試管⑤所示
答案 C
解析 該實驗運用了同位素標記法,根據(jù)DNA半保留復制特點可知,④是復制二代的結果,因此出現(xiàn)④的結果至少需要60分鐘,A錯誤;根據(jù)DNA半保留復制特點可知,③是轉入14N培養(yǎng)基中復制一代的結果,④是復制二代的結果,B錯誤;對得到DNA以半保留方式復制結論起關鍵作用的是試管③的結果,C正確;給試管④中加入解旋酶一段時間后離心出現(xiàn)的結果應該是出現(xiàn)重帶和輕帶,與試管⑤所示不符,D錯誤。
思維延伸 判斷下列敘述的正誤:
(1)下圖為真核生物染色體上DNA分子復制過程示意圖,由圖可知圖中DNA分子復
8、制是從多個起點同時開始的,并且邊解旋邊雙向復制( × )
(2)小白鼠體細胞內的某條染色體上有P基因和Q基因,它們編碼各自蛋白質的前3個氨基酸的DNA序列如圖,則:減數(shù)分裂過程中,等位基因隨a、b鏈分開而分離( × )
(3)若用“15N標記了DNA的大腸桿菌放在含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)繁殖一代,若子代大腸桿菌的DNA分子中既有14N,又有15N,則可說明DNA的復制為半保留復制( × )
題組二 DNA分子的轉錄與翻譯
3.(2017·長沙二模)人的多種生理生化過程都表現(xiàn)出一定的晝夜節(jié)律。研究表明,下丘腦SCN細胞中PER基因表達與此生理過程有關,其表達產物的濃度呈周期性變化,
9、如圖為相關過程。據(jù)此判斷,下列說法錯誤的是( )
A.垂體細胞也含有PER基因,圖2過程的原料為核糖核苷酸
B.PER基因的表達過程存在反饋調節(jié)
C.圖3中核糖體沿著mRNA從右往左移動
D.由圖3可知,決定“甘”氨基酸的密碼子為GGU
答案 C
解析 人體所有體細胞都是由同一個受精卵有絲分裂形成的,都含有相同的基因,因此人體的垂體細胞也含有PER基因,圖2為轉錄過程,該過程的原料為核糖核苷酸,A正確;由圖1可知,PER基因的表達過程存在反饋調節(jié),B正確;圖3中,根據(jù)tRNA的移動方向可知,核糖體沿著mRNA從左往右移動,C錯誤;密碼子位于mRNA上,由圖3可知,決定“
10、甘”氨基酸的密碼子為GGU,D正確。
4.基因在表達過程中如有異常mRNA會被細胞分解,如圖是S基因的表達過程,下列有關敘述正確的是( )
A.異常mRNA的出現(xiàn)是基因突變的結果
B.S基因中存在不能翻譯成多肽鏈的片段
C.圖中所示的①為轉錄過程,②為翻譯過程
D.圖中②過程使用的酶是逆轉錄酶
答案 B
解析 異常mRNA的出現(xiàn)是因為含有未“剪盡”的片段,不是基因突變的結果,A錯誤;據(jù)圖可知,S基因中存在不能翻譯成多肽鏈的片段,B正確;圖中所示的①為轉錄過程,③為翻譯過程,C錯誤;圖中②過程表示RNA前體形成mRNA的過程,而逆轉錄酶用于RNA形成DNA的過程,D錯誤。
11、
思維延伸
圖1中m、n、l表示哺乳動物一條染色體上相鄰的三個基因,a、b為基因的間隔序列;圖2為l基因進行的某種生理過程。判斷下列相關敘述的正誤:
(1)m、n、l基因在不同的細胞中表達情況可能不同( √ )
(2)若m中缺失一個堿基對,則n、l控制合成的肽鏈結構會發(fā)生變化( × )
(3)在減數(shù)分裂的四分體時期,n、l之間可發(fā)生交叉互換( × )
(4)該染色體上的三個基因一定控制生物的三種性狀( × )
(5)圖2中甲為DNA聚合酶,丙中所含的五碳糖是核糖( × )
題組三 中心法則及基因對性狀的控制
5.如圖表示有關遺傳信息傳遞的模擬實驗。下列相關敘述中合理的是(
12、 )
A.若X是RNA,Y是DNA,試管內必須加入逆轉錄酶和RNA聚合酶
B.若X是mRNA,Y是蛋白質,則試管內必須加入氨基酸和其他RNA
C.若X和Y都是DNA,則試管內必須加入核糖核苷酸和DNA聚合酶
D.若X是DNA,Y是RNA,則試管內必須加入解旋酶和逆轉錄酶
答案 B
解析 若X是RNA,Y是DNA,則試管內模擬的是逆轉錄過程,必須加入逆轉錄酶,不需加入RNA聚合酶,A錯誤;若X是mRNA,Y是蛋白質,則試管內模擬的是翻譯過程。翻譯需要以氨基酸為原料,mRNA為模板,tRNA為運輸工具,因此試管內必須加入氨基酸和其他RNA,B正確;若X與Y都是DNA,則試管內模擬
13、的是DNA的復制過程,必須加入脫氧核苷酸和DNA聚合酶,C錯誤;若X是DNA,Y是RNA,則試管內模擬的是轉錄過程,則試管內必須加入RNA聚合酶和核糖核苷酸,D錯誤。
6.脊髓灰質炎病毒是一種單股正鏈RNA病毒,可引起脊髓灰質炎。下圖是該病毒在宿主細胞內增殖的示意圖。下列有關敘述正確的是( )
A.該病毒的遺傳物質中含有密碼子
B.酶X是RNA聚合酶,其合成和發(fā)揮作用的場所是細胞核
C.該病毒在宿主細胞的核糖體上合成多肽鏈需酶X的催化
D.+RNA復制產生子代+RNA的過程,消耗的嘌呤堿基數(shù)不等于嘧啶堿基數(shù)
答案 A
解析 該病毒的+RNA可以直接指導蛋白質的合成,其中含有
14、決定氨基酸的密碼子,A項正確;RNA聚合酶應在宿主細胞的核糖體上合成,在細胞質基質中發(fā)揮作用,B項錯誤;RNA聚合酶催化RNA的合成,不能催化肽鏈的合成,C項錯誤;+RNA復制產生子代+RNA的過程產生兩條堿基互補配對的RNA單鏈,消耗的嘌呤堿基數(shù)等于嘧啶堿基數(shù),D項錯誤。
7.(2017·常州前黃高級中學質檢)如圖為脈孢霉體內精氨酸的合成途徑示意圖。從圖中不可得出( )
基因① 基因② 基因③ 基因④
↓ ↓ ↓ ↓
酶① 酶② 酶③ 酶④
↓ ↓ ↓ ↓
N-乙酰鳥氨酸→鳥氨酸→瓜氨酸→→精氨酸
A.精氨酸的合成是由多對基因共同控制的
B.基因可通過控制酶的合成來控制代謝過程
C.若基因②不表達,則基因③和④也不表達
D.若產生鳥氨酸依賴突變型脈孢霉,則可能是基因①發(fā)生突變
答案 C
解析 基因表達合成的是酶,若基因②不表達,基因③和④的表達可能不受影響;若產生鳥氨酸依賴突變型脈孢霉,可能性之一是基因①發(fā)生突變,不能合成酶①,導致不能合成鳥氨酸。