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1、單元綜合提升題型歸納堿基互補(bǔ)配對原則相關(guān)解題【典例剖析】【例題】(2011上海單科上海單科)某雙鏈某雙鏈DNA分子含有分子含有400個堿個堿基，其中一條鏈上基，其中一條鏈上ATGC1234。下列表述錯。下列表述錯誤的是誤的是 A該DNA分子的一個堿基改變，不一定會引起子代性狀的改變B該DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次，需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸120個C該DNA分子中4種堿基的比例為A T G C3 3 7 7D該DNA分子中的堿基排列方式少于4200種【解析】DNA分子中腺嘌呤脫氧核苷酸有2003/1060個。該DNA分子連續(xù)復(fù)制2次，需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸為：360180個；DNA分子另一條鏈中

2、A T G C2 1 4 3，故該DNA分子中4種堿基比例為A T G C3 3 7 7；DNA雙鏈間堿基互補(bǔ)配對，即DNA分子中有200個堿基對，但因堿基數(shù)量比例已確定，故該DNA分子中的堿基排列方式少于4200種。【答案】B【方法技巧】一、有關(guān)堿基的計算及其應(yīng)用 1由堿基種類及比例可分析判斷核酸的種類(1)若有U無T，則該核酸為RNA。(2)若有T無U，且AT，GC，則該核酸一般為雙鏈DNA。(3)若有T無U，且AT，GC，則該核酸為單鏈DNA。 2關(guān)于DNA及其轉(zhuǎn)錄的RNA計算在雙鏈DNA及其轉(zhuǎn)錄的RNA之間，有下列關(guān)系：設(shè)雙鏈DNA中a鏈的堿基為A1、T1、C1、G1，b鏈的堿基為A2

3、、T2、C2、G2，則A1T1A2T2RNA分子中(A十U)1/2DNA雙鏈中的(A十T)；G1十C1G2C2RNA分子中(GC)1/2DNA雙鏈中的(GC)。 二、DNA復(fù)制中有關(guān)的計算若取一個全部N原子被15N標(biāo)記的DNA分子(0代)，轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)(復(fù)制)n代。1子代DNA分子中，含14N的有2n個，只含14N的有(2n2)個，做題時應(yīng)看準(zhǔn)是“含”還是“只含”。2無論復(fù)制多少次，含15N的DNA分子數(shù)始終是2個，含15N的鏈?zhǔn)冀K是2條。做題時，應(yīng)看準(zhǔn)是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”。3若一親代DNA分子有某種脫氧核苷酸m個，經(jīng)過n次復(fù)制需消耗游離的該種脫氧核苷酸數(shù)目為m(2n

4、1)個。第n次復(fù)制，需該種脫氧核苷酸數(shù)為m2n1。三、計算中“最多”和“最少”的分析1翻譯時，mRNA上的終止密碼子不決定氨基酸，因此準(zhǔn)確地說，mRNA上的堿基數(shù)目比蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的3倍還要多一些?；蚧駾NA上的堿基數(shù)目比蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的6倍還要多一些。2在回答有關(guān)問題時，應(yīng)加上“最多”或“最少”等字。如：mRNA上有n個堿基，轉(zhuǎn)錄該mRNA的基因中至少有2n個堿基，該mRNA指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)中最多有n/3個氨基酸。3蛋白質(zhì)中肽鍵數(shù)縮合產(chǎn)生的水分子數(shù)水解所需水分子數(shù)氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)。 【特別提醒】做題時應(yīng)看清是DNA上(或基因上)的堿基對數(shù)還是個數(shù)，是mRNA上密碼子的個數(shù)還是堿基個數(shù)

5、。DNA(或基因)中的堿基對數(shù)密碼子個數(shù)氨基酸個數(shù)311。 【強(qiáng)化訓(xùn)練】1某噬菌體的DNA為單鏈DNA，四種堿基的比率是A0.28、G0.32、T0.24、C0.16。當(dāng)它感染宿主細(xì)胞時，能形成雜合型雙鏈DNA分子，則雜合型雙鏈DNA分子的上述四種堿基，A、G、C、T的比率依次是 A0.240.160.320.28B0.260.240.240.26C0.280.320.240.16D0.240.260.260.24 解析雙鏈DNA分子中AT，GC，因此排除A、C；單鏈中的堿基A、T與互補(bǔ)鏈中的堿基T、A對應(yīng)，因此可計算出雙鏈DNA分子中AT，占0.26，同理求出CG，占0.24。答案B 2(高

6、考真題)在一個DNA分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基數(shù)目的54%，其中一條鏈中鳥嘌呤與胸腺嘧啶分別占該鏈堿基總數(shù)的22%和28%，則由該鏈轉(zhuǎn)錄的信使RNA中鳥嘌呤與胞嘧啶分別占堿基總數(shù)的A24%,22%B22%,28%C26%,24% D23%,27%解析在雙鏈DNA分子中，兩個配對的堿基之和占其所有堿基的比值與其任意一條鏈中的該比值相等。由題意可知，在該DNA分子中，A與T之和占該鏈所有堿基的54%，其中G占22%，則C為100%54%22%24%。由此鏈轉(zhuǎn)錄出的mRNA中G的比值等于該鏈中的C的比值為24%；C的比值等于該鏈中的G的比值為22%。答案A 3(2012漳州模擬)在一個雙

7、鏈DNA分子中，堿基總數(shù)為m，腺嘌呤堿基數(shù)為n，則下列有關(guān)敘述正確的是脫氧核苷酸數(shù)磷酸數(shù)堿基總數(shù)m堿基之間的氫鍵數(shù)為 一條鏈中AT的數(shù)量為nG的數(shù)量為mn A BC D 223nm答案答案D 4一個mRNA分子有m個堿基，其中GC有n個；由該mRNA合成的蛋白質(zhì)有兩條肽鏈。則其模板DNA分子的AT數(shù)、合成蛋白質(zhì)時脫去的水分子數(shù)分別是Am、m/31 Bm、m/32C2(mn)、m/31 D2(mn)、m/32解析mRNA分子中AU數(shù)為mn，故DNA分子的AT數(shù)為2(mn)，氨基酸數(shù)為m/3，合成蛋白質(zhì)時脫去的水分子數(shù)為m/32。答案D 【典例剖析】【例題】科學(xué)家從牛的胰臟中分離出一種由76個氨基

8、酸組成的多肽(Ub)，通過研究發(fā)現(xiàn)Ub在細(xì)胞自我監(jiān)測和去除某些“不適用蛋白質(zhì)”(即靶蛋白)的機(jī)制中扮演著重要角色。如果某蛋白質(zhì)分子被貼上了Ub這個標(biāo)簽，就會被運(yùn)送到細(xì)胞內(nèi)的蛋白酶處，被水解掉，其過程如下圖1所示(注：AMP表示一磷酸腺苷)。下列說法中不正確的是 題型研析材料信息類解題技巧A完成過程所需的主要條件是酶和ATPB去除“不適用蛋白質(zhì)”所需要的ATP主要是由線粒體提供的C上述過程得到的氨基酸的通式為圖2所示D如果靶蛋白不與Ub結(jié)合，但是仍然能被水解【解析】據(jù)圖可知，蛋白質(zhì)分子只有被貼上Ub這個標(biāo)簽，才會被水解掉。完成過程所需的主要條件是酶和ATP。該蛋白質(zhì)水解所得到氨基酸都是氨基酸，符

9、合圖2氨基酸的通式。生成ATP的主要場所在線粒體中。【答案】D 【方法技巧】1新情境信息題常以生物的前沿科技、生命科學(xué)發(fā)展中的熱點(diǎn)問題、社會生活中的現(xiàn)實(shí)問題、生物實(shí)驗等為命題材料，用文字、數(shù)據(jù)、圖表、圖形、圖線等形式向考生提供資料信息，考生通過分析和處理信息，把握事件呈現(xiàn)的特征，進(jìn)而選擇或提煉有關(guān)問題的答案，重點(diǎn)考查運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力和理解文字、圖表、表格等表達(dá)的生物學(xué)信息的能力，以及搜集信息、加工處理信息、信息轉(zhuǎn)移、交流信息的能力。其特點(diǎn)可概括為“新情境、舊知識”。也就是說無論情境有多新，但所設(shè)問題最終回歸考試大綱規(guī)定的核心范圍內(nèi)容。所以這種題型往往是高起點(diǎn)低落點(diǎn)。 2遇到此類試題從

10、心理上決不能有畏懼心理，其實(shí)這種題的答案往往就在題干中。解決此類試題只要按下面的步驟進(jìn)行就可以：首先，要審讀材料，提取信息，要求能從材料中的文字?jǐn)⑹龌蛩峁┑膱D、表資料中，找出關(guān)鍵信息，提取有價值的信息，剔除干擾信息；然后回歸教材，定位知識；最后構(gòu)建解題思路，發(fā)揮聯(lián)想，對發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵信息和已有的舊知識進(jìn)行搭橋，運(yùn)用比較、歸納、推理的方法，選擇正確答案或運(yùn)用學(xué)科語言組織好要表達(dá)的答案。 【強(qiáng)化訓(xùn)練】據(jù)報道，美國耶魯大學(xué)的生物學(xué)家正在從事將病毒引誘到人體“陷阱細(xì)胞”中以防止病毒繁殖的實(shí)驗研究。例如，HIV通過T細(xì)胞表面的CD4識別T細(xì)胞(如圖甲)如果給AIDS患者注射大量用CD4分子修飾過的紅細(xì)胞(

11、如圖乙)，則該紅細(xì)胞也會被HIV識別、入侵。但HIV在紅細(xì)胞中無法完成復(fù)制增殖過程，最后隨紅細(xì)胞的死亡而被清除，該方法目前已經(jīng)在小鼠體內(nèi)獲得階段性成果。 (1)病毒侵入人體后，主要由免疫系統(tǒng)將其清除。人體的免疫系統(tǒng)由免疫器官、免疫細(xì)胞和_等免疫活性物質(zhì)組成。(2)T細(xì)胞在特異性免疫中的作用是_，_(試從體液免疫、細(xì)胞免疫兩方面分析)；T細(xì)胞與紅細(xì)胞共同來源于_細(xì)胞。(3)人體成熟的紅細(xì)胞之所以能成為“陷阱細(xì)胞”，從細(xì)胞結(jié)構(gòu)角度分析是因為_，不具備HIV增殖的條件。 (4)CD4是HIV識別T細(xì)胞的重要特征物質(zhì)，該物質(zhì)最可能的成分是_。(5)衰老的紅細(xì)胞成為_，由人體的免疫系統(tǒng)清除。 解析本題所

12、呈現(xiàn)的情境材料有些陌生，通過閱讀材料篩選與答題有關(guān)的信息。人體的免疫系統(tǒng)由免疫器官、免疫細(xì)胞和免疫活性物質(zhì)組成，其中免疫活性物質(zhì)有抗體、淋巴因子、溶菌酶等。T細(xì)胞在體液免疫中的作用是受抗原刺激后產(chǎn)生淋巴因子，作用于B細(xì)胞，T細(xì)胞在細(xì)胞免疫中的作用是受抗原刺激后分化為效應(yīng)T細(xì)胞；T細(xì)胞與紅細(xì)胞共同來源于骨髓造血干細(xì)胞。人體成熟的紅細(xì)胞之所以能成為“陷阱細(xì)胞”，從細(xì)胞結(jié)構(gòu)上看是因為成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和核糖體等結(jié)構(gòu)，所以HIV在紅細(xì)胞中不能增殖。糖蛋白與細(xì)胞識別有關(guān)。衰老的紅細(xì)胞將被視為“非己”成分的抗原，由人體的免疫系統(tǒng)清除。 答案(1)抗體、淋巴因子、溶菌酶(任選其二)(2)受抗原刺激后產(chǎn)生

13、淋巴因子，作用于B細(xì)胞受抗原刺激后分化為效應(yīng)T細(xì)胞骨髓造血干(3)成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和核糖體(4)糖蛋白(5)抗原 【命題設(shè)計】同位素標(biāo)記法是生物研究中的常用方法，若以3H標(biāo)記的腺嘌呤脫氧核苷酸為實(shí)驗材料進(jìn)行某項研究，該研究不可能應(yīng)用于 實(shí)驗技能同位素示蹤法A測定肺癌細(xì)胞的分裂速率B測定人體內(nèi)肝細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的速率C研究生物細(xì)胞中腺嘌呤的代謝途徑D比較不同組織細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制的情況解析首先要確定腺嘌呤脫氧核苷酸與細(xì)胞分裂、蛋白質(zhì)合成、腺嘌呤代謝、DNA復(fù)制的關(guān)系。腺嘌呤脫氧核苷酸是合成DNA的原料，用3H標(biāo)記腺嘌呤脫氧核苷酸可以研究DNA分子的復(fù)制、細(xì)胞的分裂、腺嘌呤的代謝途徑等；蛋白質(zhì)的

14、合成速率與基因表達(dá)有關(guān)，不涉及DNA的合成。答案B【理論指導(dǎo)】一、適應(yīng)范圍及實(shí)驗原理放射性同位素示蹤法，就是在需要研究的物質(zhì)體系中，加入一些放射性同位素原子(示蹤原子)，用放射性監(jiān)測手段來跟蹤其行跡，進(jìn)而研究出該系統(tǒng)的變化規(guī)律的方法。同位素標(biāo)記法是生物學(xué)中用來研究元素在生物與環(huán)境之間、生物與生物之間、同一生物個體內(nèi)各細(xì)胞之間以及細(xì)胞內(nèi)各細(xì)胞器之間、各物質(zhì)之間的運(yùn)行和變化的一種重要的研究方法，運(yùn)用這種方法可以探究生物學(xué)中的許多未知規(guī)律。 二、實(shí)驗方法及探究歷程1方法用于示蹤技術(shù)的放射性同位素一般是構(gòu)成細(xì)胞化合物的重要元素。如3H、14C、15N、18O、32P、35S等。2歷程 三、考點(diǎn)內(nèi)容梳理

15、1利用放射性同位素標(biāo)記自顯影技術(shù)，證明間期細(xì)胞最大的特點(diǎn)是完成DNA復(fù)制、RNA和蛋白質(zhì)的合成。用放射性元素標(biāo)記胸腺嘧啶脫氧核苷酸并追蹤、研究DNA的復(fù)制；用放射性元素標(biāo)記尿嘧啶核糖核苷酸并追蹤、研究RNA的合成；用放射性元素標(biāo)記氨基酸并追蹤、研究蛋白質(zhì)的合成。 2科學(xué)家在豚鼠的胰臟腺泡細(xì)胞中注射3H標(biāo)記的亮氨酸并進(jìn)行追蹤、研究分泌蛋白在附著于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的核糖體上合成之后，是按照內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體細(xì)胞膜的方向運(yùn)輸?shù)摹ＷC明生物膜系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和功能上是緊密聯(lián)系的統(tǒng)一整體。3美國科學(xué)家魯賓和卡門采用同位素標(biāo)記法，證明光合作用釋放的O2全部來自水。 4科學(xué)家用放射性同位素35S和32P，證明DNA是遺傳物質(zhì)。

16、5用放射性同位素(如32P)或熒光分子等標(biāo)記的DNA分子作探針，根據(jù)DNA分子的雜交原理，鑒定被檢測標(biāo)本上的遺傳信息。應(yīng)用于產(chǎn)前診斷和環(huán)境監(jiān)測，達(dá)到檢測疾病和檢測飲用水中病毒含量的目的。6利用一些物質(zhì)的特征元素追蹤該物質(zhì)在生物體內(nèi)的變化情況。如用放射性的碘元素標(biāo)記甲狀腺激素，追蹤甲狀腺激素在體內(nèi)的變化等。 【強(qiáng)化訓(xùn)練】1胸腺嘧啶脫氧核苷(簡稱胸苷)在細(xì)胞內(nèi)可以轉(zhuǎn)化為胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸，后者是合成DNA的原料。用含有3H胸苷的營養(yǎng)液，處理活的菜豆的幼根處，一定時間后洗去游離的3H胸苷。連續(xù)48小時檢測下圖a和b部位(a是分生區(qū))，則隨生長進(jìn)程，a和b部位的放射性含量變化情況為 解析標(biāo)記的物質(zhì)

17、是合成DNA的原料，a為分生區(qū)，b為伸長區(qū)。答案B 2(2011濟(jì)南市一模)在生命科學(xué)研究中，“放射性同位素示蹤法”是常用的研究手段。請分析下列幾個科學(xué)實(shí)驗，回答有關(guān)問題。(1)將大腸桿菌的DNA分子用3H標(biāo)記后，放在普通培養(yǎng)基上繁殖兩代，如下圖所示。該實(shí)驗有力地證明了DNA分子的復(fù)制方式是_。若在此過程中，共消耗了游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸183個，則親代DNA分子中含腺嘌呤脫氧核苷酸_個。 (2)魯賓和卡門用放射性18O分別標(biāo)記H2O和CO2分子，證明了光合作用過程中產(chǎn)生的O2來自_；卡爾文用14C標(biāo)記的CO2研究光合作用暗反應(yīng)過程中C的轉(zhuǎn)移途徑，14C在化合物中的出現(xiàn)順序依次是：1 4CO

18、2_(化合物)_。(3)用含放射性元素的氨基酸培養(yǎng)豚鼠胰腺細(xì)胞，研究豚鼠分泌蛋白的合成和分泌過程，放射性在核糖體出現(xiàn)后，依次經(jīng)過_、_和_，最后出現(xiàn)在細(xì)胞外。 解析用放射性同位素示蹤法可以有力地證明DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制。DNA分子復(fù)制兩次，凈增加3個DNA分子，此過程共消耗胸腺嘧啶脫氧核苷酸183個，則每個DNA分子中含胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為：183361(個)，雙鏈DNA分子中，腺嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目與胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)目相等?？栁挠?4C標(biāo)記的CO2研究光合作用暗反應(yīng)過程中C的轉(zhuǎn)移途徑，含有14C的CO2先與C形成C3，然后在ATP供能和H作為還原劑的作用下生成了(CH2O)。分泌蛋白的形成過程是：先在核糖體中將氨基酸合成蛋白質(zhì)，然后進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加工，運(yùn)輸?shù)礁郀柣w中進(jìn)一步加工、包裝，最后分泌到細(xì)胞膜外。答案(1)半保留復(fù)制61(2)水C3(CH2O)(3)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體細(xì)胞膜