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(新高考)高考生物二轮复习第1部分 专题突破 专题4 第1讲 遗传的分子基础(含解析)
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这是一份(新高考)高考生物二轮复习第1部分 专题突破 专题4 第1讲 遗传的分子基础(含解析)，共10页。
[课程标准] 1.总结人类对遗传物质的探索过程。2.概述遗传信息的转录和翻译。3.概述DNA分子结构的主要特点。4.概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段。5.概述DNA分子通过半保留方式进行复制。6.制作DNA分子双螺旋结构模型。
考点一 人类对遗传物质的探索过程
1．探索遗传物质过程中常用的方法
2．探索遗传物质经典实验中注意的几个问题
(1)比较肺炎双球菌和T2噬菌体
①共同点是都营寄生生活，遗传物质均为DNA。
②不同点是：
a．肺炎双球菌：为原核生物，具有独立的物质和能量供应系统。
b．T2噬菌体：为非细胞结构的病毒，必须寄生在活细胞中，利用宿主细胞的物质和能量进行增殖。
(2)关于肺炎双球菌的转化实验
①转化的实质是基因重组而非基因突变；转化的只是少部分R型细菌。
②体内转化实验证明了“转化因子”的存在，体外转化实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质。
(3)关于噬菌体侵染细菌的实验
①不能用同位素标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，否则无法将DNA和蛋白质区分开。
②35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一个噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。
③噬菌体侵染细菌实验的误差分析
用32P标记DNA的噬菌体侵染大肠杆菌：
用35S标记蛋白质的噬菌体侵染大肠杆菌：
1．(2019·江苏，3)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质，下列关于该实验的叙述正确的是( )
A．实验中可用15N代替32P标记DNA
B．噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的
C．噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌
D．实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
答案 C
解析 蛋白质和DNA都含有N元素，所以不能用15N代替32P标记DNA，A错误；噬菌体外壳蛋白是由噬菌体体内控制合成噬菌体外壳蛋白的相关基因编码的，B错误；噬菌体侵染大肠杆菌后，以自身DNA为模板，以大肠杆菌中的4种脱氧核苷酸为原料，合成子代DNA，C正确；该实验证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。
思维延伸 判断正误：
(1)T2噬菌体可以引起大肠杆菌释放溶酶体酶导致其裂解( × )
(2)培养基中的32P经宿主细胞摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中( √ )
(3)该实验证明了噬菌体离开活细胞也能进行增殖( × )
(4)赫尔希和蔡斯同时也证明了DNA的半保留复制( × )
2．(2018·全国Ⅱ，5)下列关于病毒的叙述，错误的是( )
A．从烟草花叶病毒中可以提取到RNA
B．T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解
C．HIV可引起人的获得性免疫缺陷综合征
D．阻断病毒的传播可降低其所致疾病的发病率
答案 B
解析 烟草花叶病毒由RNA和蛋白质组成，故可从烟草花叶病毒中提取到RNA，A项正确；T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌细胞内的病毒，在大肠杆菌体内增殖可导致其裂解，B项错误；HIV主要攻击人体的T细胞，使人体免疫力下降直至完全丧失，引起人的获得性免疫缺陷综合征，C项正确；病毒感染引发的疾病通常具有传染性，阻断病毒的传播，即切断传播途径，可降低其所致疾病的发病率，D项正确。
知识延伸 病毒的种类
(1)按遗传物质分类：DNA病毒、RNA病毒、蛋白质病毒(如：朊病毒)。
(2)按寄主类型分类：细菌病毒(如噬菌体)、植物病毒(如烟草花叶病毒)、动物病毒(如禽流感病毒、天花病毒、HIV等)。
1．艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，对加热杀死的S型细菌的细胞提取物进行不同的处理后，再加入到有R型活细菌的培养基中，处理方法及培养结果如下表所示。由表可知( )
A.本实验的自变量控制利用了“加法原理”
B．实验①和⑤说明DNA酶使S型细菌的细胞提取物失去转化活性
C．实验①和⑤说明R型细菌的DNA是转化因子
D．实验①～⑤说明DNA是主要的遗传物质
答案 B
解析 本实验的自变量控制利用了“减法原理”，A项错误；实验⑤中培养基上只有R型细菌生长，因此实验①和⑤可以说明DNA酶使S型细菌的细胞提取物失去了转化活性，实验①～⑤说明S型细菌细胞提取物中的转化因子很可能就是DNA，DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，B项正确，C、D项错误。
2．噬藻体是感染蓝藻的DNA病毒。用32P标记的噬藻体感染蓝藻细胞，培养一段时间，经搅拌、离心后进行放射性检测。下列相关叙述正确的是( )
A．32P标记的是噬藻体DNA中的胸腺嘧啶
B．搅拌的目的是使吸附在蓝藻上的噬藻体与蓝藻分离
C．离心后放射性同位素主要分布在试管的上清液中
D．此实验证明DNA是噬藻体的遗传物质
答案 B
解析 32P标记的是噬藻体DNA中的所有磷酸基团，A错误；搅拌的目的是使吸附在蓝藻表面的噬藻体与蓝藻分离，B正确；离心后放射性同位素主要分布在试管的沉淀物中，C错误；由于缺乏对照实验，故不能说明噬藻体的遗传物质是DNA，D错误。
3．若要验证某种细菌或病毒的遗传物质是DNA，下列方法不可行的是( )
A．向R型肺炎双球菌的培养基中加入S型细菌的DNA，检测细菌的转化情况
B．向大肠杆菌培养基中加入DNA合成抑制剂，检测大肠杆菌的菌落情况
C．用32P标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，检测子代噬菌体的放射性
D．向大肠杆菌的培养液中加入含35S的无机盐，检测子代大肠杆菌DNA中的放射性
答案 D
解析 向R型肺炎双球菌的培养基中加入S型细菌的DNA，培养一定时间后，若培养基中出现了S型细菌的菌落，则说明肺炎双球菌的遗传物质是DNA，A正确；向大肠杆菌培养基中加入DNA合成抑制剂，若培养基中无大肠杆菌的菌落生成，则说明大肠杆菌的遗传物质是DNA，B正确；32P标记的是T2噬菌体的DNA，用32P标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，若检测到子代噬菌体有放射性，则说明在亲子代之间具有连续性的物质是DNA，即DNA是遗传物质，C正确；DNA不含硫元素，向大肠杆菌的培养液中加入含35S的无机盐，子代大肠杆菌DNA不会出现放射性，所以此方法不可行，D错误。
考点二 遗传信息的传递和表达
1．DNA的复制
2．基因表达过程中的重要图解
(1)图1表示真核生物核基因的表达过程。转录在细胞核中进行，翻译在核糖体上进行，两者不同时进行。
(2)图2表示原核生物基因的表达过程。转录和翻译同时进行。
(3)图3表示转录过程。图示转录的方向是从左向右，催化的酶是RNA聚合酶，产物是mRNA、rRNA和tRNA。其中RNA聚合酶兼具解旋的功能。
(4)图4表示真核细胞的翻译过程。图中①是mRNA，⑥是核糖体，②③④⑤表示正在合成的4条多肽链，翻译的方向(核糖体移动方向)是从右向左。
(5)图5表示原核细胞的转录和翻译过程。图中①是DNA模板链，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA，每条mRNA上可同时结合多个核糖体，在核糖体上同时进行翻译过程。
(6)图6表示中心法则。用图中数字表示下列生物遗传信息的传递：
a．细胞生物和DNA病毒：①②③。
b．RNA复制类病毒：③④。
c．逆转录病毒：⑤①②③。
d．根尖分生区细胞：①②③。
e．叶肉细胞：②③。
3．基因与性状的关系
(1)基因控制性状的途径
途径一：基因eq \(――→,\s\up7(控制))蛋白质的结构eq \(――――→,\s\up7(直接控制))生物体的性状。
途径二：基因eq \(――→,\s\up7(控制))酶的合成eq \(――→,\s\up7(控制))代谢过程eq \(――――→,\s\up7(间接控制))生物体的性状。
(2)基因与性状的关系
①基因与性状之间并不都是简单的线性(一一对应)关系。
②表现型由基因决定，受环境影响。
1．(2020·全国Ⅲ，3)细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I)。含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时，存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是( )
A．一种反密码子可以识别不同的密码子
B．密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合
C．tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成
D．mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
答案 C
解析 由于某些tRNA分子的反密码子中含有I，可使一种反密码子识别不同的密码子，例如题图中的一种反密码子可以识别三种不同的密码子，A项正确；密码子与反密码子的结合是遵循碱基互补配对原则的，碱基之间通过氢键连接，B项正确；tRNA和mRNA都是单链，tRNA分子可通过盘曲折叠形成三叶草形结构，C项错误；由于密码子具有简并性，所以mRNA中碱基改变前后所编码的可能是同一种氨基酸，不一定造成所编码氨基酸的改变，图中信息也可以说明，虽然密码子不同，但是对应的都是甘氨酸，D项正确。
思维延伸 回答有关翻译过程的问题：
(1)翻译能够精确进行的原因有：___________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)翻译效率很高，原因是__________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)翻译过程中，密码子具有一定的“简并性”，其意义是：______________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)mRNA为翻译提供了精确的模板；翻译过程中mRNA和tRNA严格遵循碱基互补配对原则，保证了翻译能够准确地进行
(2)一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成
(3)既有利于提高翻译速度，又可增强容错性，减少蛋白质或性状差错，保证生物性状的相对稳定
2．(2020·全国Ⅲ，1)关于真核生物的遗传信息及其传递的叙述，错误的是( )
A．遗传信息可以从DNA流向RNA，也可以从RNA流向蛋白质
B．细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽
C．细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等
D．染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子
答案 B
解析 根据中心法则可知，DNA可以经过转录形成RNA，即遗传信息从DNA流向了RNA，RNA可以做模板进行翻译，即遗传信息从RNA流向了蛋白质，A项正确；转录形成的RNA有三种，即mRNA、tRNA和rRNA，其中可以编码多肽的只有mRNA，B项错误；基因是有遗传效应的DNA片段，所以细胞中DNA分子的碱基总数大于所有基因的碱基数之和，两者不相等，C项正确；转录是以基因为单位进行的，一个DNA分子中含有多个基因，所以染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子，D项正确。
1．在研究解旋酶在DNA复制过程中的作用机制时，科研人员发现，随着解旋酶的移动和双链的打开，DNA链中的张力变小了。下列相关分析错误的是( )
A．原核细胞中DNA分子复制时，解旋酶与DNA聚合酶能同时发挥作用
B．噬菌体遗传物质DNA的复制所需要的原料和能量全部由宿主细胞提供
C．真核细胞中，DNA链张力变小只发生在细胞核中
D．解旋酶缺陷可能与多种人类疾病的产生有关
答案 C
解析 细胞生物中，DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程，解旋时需要解旋酶，复制时需要DNA聚合酶，所以两种酶能同时发挥作用，A正确；噬菌体营寄生生活，其DNA复制的模板来自自身的DNA，原料、能量等均由宿主细胞提供，B正确；由题意可知，DNA复制时DNA链中的张力会变小，DNA复制不只发生在细胞核中，真核细胞叶绿体和线粒体中也会发生DNA复制，C错误；解旋酶作用于氢键，解旋酶缺陷时DNA双链无法打开，无法进行DNA复制，细胞的正常生理活动会受到影响，可能使人产生多种疾病，D正确。
2．研究发现，当细胞中缺乏氨基酸时，负载tRNA(携带氨基酸的tRNA)会转化为空载tRNA(没有携带氨基酸的tRNA)参与基因表达的调控。下图是缺乏氨基酸时，tRNA调控基因表达的相关过程。下列相关叙述错误的是( )
A．过程①可以产生tRNA、rRNA、mRNA三种RNA
B．终止密码与a距离最近，d结合过的tRNA最多
C．细胞缺乏氨基酸时，空载tRNA既抑制转录也抑制翻译
D．细胞缺乏氨基酸时，该调控机制有利于氨基酸的调配利用
答案 B
解析 ①为转录过程，该过程可以产生tRNA、rRNA和mRNA三种RNA，A正确；根据肽链的长度可知，翻译的方向是从右向左，因此终止密码与a距离最近，d结合过的tRNA最少，B错误；由图可知，细胞缺乏氨基酸时，空载tRNA既抑制转录也抑制翻译，C正确；细胞缺乏氨基酸时，该调控机制有利于氨基酸的调配利用，D正确。
3．miRNA是一种小分子RNA，某miRNA能抑制W基因控制的蛋白质(W蛋白)的合成。某真核细胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图如下。下列叙述正确的是( )
A．miRNA基因转录时，RNA聚合酶与该基因的起始密码相结合
B．W基因转录形成的mRNA在细胞核内加工后，进入细胞质用于翻译
C．miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则，即A与T、C与G配对
D．miRNA抑制W蛋白的合成是通过双链结构的miRNA直接与W基因mRNA结合所致
答案 B
解析 miRNA基因转录时，RNA聚合酶与该基因的启动子相结合，A错误；miRNA与mRNA均为RNA，miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则，即A与U、C与G配对，C错误；由图可知，miRNA抑制W蛋白的合成是通过miRNA蛋白质复合物与W基因转录的mRNA结合所致，D错误。
4．研究发现，当在细胞外人工合成多肽时，起始密码子的功能并非使翻译开始，而是充当定位翻译起始的位置信号。现有编码含5个氨基酸的一条肽链的mRNA，有人测得其序列为AUGUUUAAAUUUAA(AUG为甲硫氨酸密码子和起始密码子)。以下说法错误的是(不定项)( )
A．可判断测得的这段mRNA序列是正确的
B．该多肽链合成过程最多涉及5个密码子
C．当在细胞外人工合成多肽时，mRNA若无起始密码子，翻译的起始点是不固定的
D．细胞外的翻译系统中需加入酶、mRNA、ATP、tRNA、核糖体、氨基酸等
答案 AB
解析 因为生物决定每个氨基酸的碱基序列为三个碱基，所以基因转录的mRNA序列的碱基数目应为3的整数倍，A错误；编码含5个氨基酸的一条肽链的mRNA，还应该有一个终止密码子，B错误；由题干“当在细胞外人工合成多肽时，起始密码子的功能并非使翻译开始，而是充当定位翻译起始的位置信号”推知，当在细胞外人工合成多肽时，若mRNA序列上没有起始密码子，其上的碱基序列随机翻译，说明翻译的起始点是不固定的，C正确；翻译是在细胞质中的核糖体上进行的，需要以酶作为催化剂、mRNA为模板、ATP提供能量、20种氨基酸为原料，还需要tRNA运输氨基酸到核糖体上，D正确。
5．(2020·全国Ⅱ，29)大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后，可形成小肽(短的肽链)。回答下列问题：
(1)在大豆细胞中，以mRNA为模板合成蛋白质时，除mRNA外还需要其他种类的核酸分子参与，它们是________、________。
(2)大豆细胞中大多数mRNA和RNA聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞质这两个部位来说，作为mRNA合成部位的是__________，作为mRNA执行功能部位的是________；作为RNA聚合酶合成部位的是________，作为RNA聚合酶执行功能部位的是________。
(3)部分氨基酸的密码子如表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG，则该小肽的氨基酸序列是____________。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，则此时编码小肽的RNA序列为__________。
答案 (1)rRNA tRNA (2)细胞核 细胞质 细胞质 细胞核 (3)酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸 UAUGAGCACUGG
解析 (1)以mRNA为模板翻译合成蛋白质时，还需要tRNA作为氨基酸的运载工具，另外，rRNA参与构成的核糖体为蛋白质的合成场所。(2)mRNA在细胞核中合成后，需经过核孔进入细胞质中与核糖体结合，执行翻译功能。RNA聚合酶的化学本质是蛋白质，是在细胞质中的核糖体上合成的，其合成后需经过核孔进入细胞核中参与转录过程。(3)小肽的编码序列为mRNA的碱基序列，其上有决定氨基酸的密码子，因此编码序列中的UAC对应的氨基酸是酪氨酸，GAA对应的氨基酸是谷氨酸，CAU对应的氨基酸是组氨酸，UGG对应的氨基酸是色氨酸。因谷氨酸、酪氨酸和组氨酸不仅仅对应一种密码子，故若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，则对照已知的密码子表，可判断是该小肽对应的mRNA上编码序列由UACGAACAUUGG变为UAUGAGCACUGG。实验组号
处理方法
培养基中长菌情况
①
不处理
R型、S型细菌
②
加入蛋白酶
R型、S型细菌
③
加入酯酶
R型、S型细菌
④
加入RNA酶
R型、S型细菌
⑤
加入DNA酶
R型细菌
氨基酸
密码子
色氨酸
UGG
谷氨酸
GAA
GAG
酪氨酸
UAC
UAU
组氨酸
CAU
CAC
[课程标准] 1.总结人类对遗传物质的探索过程。2.概述遗传信息的转录和翻译。3.概述DNA分子结构的主要特点。4.概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段。5.概述DNA分子通过半保留方式进行复制。6.制作DNA分子双螺旋结构模型。
考点一 人类对遗传物质的探索过程
1．探索遗传物质过程中常用的方法
2．探索遗传物质经典实验中注意的几个问题
(1)比较肺炎双球菌和T2噬菌体
①共同点是都营寄生生活，遗传物质均为DNA。
②不同点是：
a．肺炎双球菌：为原核生物，具有独立的物质和能量供应系统。
b．T2噬菌体：为非细胞结构的病毒，必须寄生在活细胞中，利用宿主细胞的物质和能量进行增殖。
(2)关于肺炎双球菌的转化实验
①转化的实质是基因重组而非基因突变；转化的只是少部分R型细菌。
②体内转化实验证明了“转化因子”的存在，体外转化实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质。
(3)关于噬菌体侵染细菌的实验
①不能用同位素标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，否则无法将DNA和蛋白质区分开。
②35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一个噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。
③噬菌体侵染细菌实验的误差分析
用32P标记DNA的噬菌体侵染大肠杆菌：
用35S标记蛋白质的噬菌体侵染大肠杆菌：
1．(2019·江苏，3)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质，下列关于该实验的叙述正确的是( )
A．实验中可用15N代替32P标记DNA
B．噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的
C．噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌
D．实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
答案 C
解析 蛋白质和DNA都含有N元素，所以不能用15N代替32P标记DNA，A错误；噬菌体外壳蛋白是由噬菌体体内控制合成噬菌体外壳蛋白的相关基因编码的，B错误；噬菌体侵染大肠杆菌后，以自身DNA为模板，以大肠杆菌中的4种脱氧核苷酸为原料，合成子代DNA，C正确；该实验证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。
思维延伸 判断正误：
(1)T2噬菌体可以引起大肠杆菌释放溶酶体酶导致其裂解( × )
(2)培养基中的32P经宿主细胞摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中( √ )
(3)该实验证明了噬菌体离开活细胞也能进行增殖( × )
(4)赫尔希和蔡斯同时也证明了DNA的半保留复制( × )
2．(2018·全国Ⅱ，5)下列关于病毒的叙述，错误的是( )
A．从烟草花叶病毒中可以提取到RNA
B．T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解
C．HIV可引起人的获得性免疫缺陷综合征
D．阻断病毒的传播可降低其所致疾病的发病率
答案 B
解析 烟草花叶病毒由RNA和蛋白质组成，故可从烟草花叶病毒中提取到RNA，A项正确；T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌细胞内的病毒，在大肠杆菌体内增殖可导致其裂解，B项错误；HIV主要攻击人体的T细胞，使人体免疫力下降直至完全丧失，引起人的获得性免疫缺陷综合征，C项正确；病毒感染引发的疾病通常具有传染性，阻断病毒的传播，即切断传播途径，可降低其所致疾病的发病率，D项正确。
知识延伸 病毒的种类
(1)按遗传物质分类：DNA病毒、RNA病毒、蛋白质病毒(如：朊病毒)。
(2)按寄主类型分类：细菌病毒(如噬菌体)、植物病毒(如烟草花叶病毒)、动物病毒(如禽流感病毒、天花病毒、HIV等)。
1．艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，对加热杀死的S型细菌的细胞提取物进行不同的处理后，再加入到有R型活细菌的培养基中，处理方法及培养结果如下表所示。由表可知( )
A.本实验的自变量控制利用了“加法原理”
B．实验①和⑤说明DNA酶使S型细菌的细胞提取物失去转化活性
C．实验①和⑤说明R型细菌的DNA是转化因子
D．实验①～⑤说明DNA是主要的遗传物质
答案 B
解析 本实验的自变量控制利用了“减法原理”，A项错误；实验⑤中培养基上只有R型细菌生长，因此实验①和⑤可以说明DNA酶使S型细菌的细胞提取物失去了转化活性，实验①～⑤说明S型细菌细胞提取物中的转化因子很可能就是DNA，DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，B项正确，C、D项错误。
2．噬藻体是感染蓝藻的DNA病毒。用32P标记的噬藻体感染蓝藻细胞，培养一段时间，经搅拌、离心后进行放射性检测。下列相关叙述正确的是( )
A．32P标记的是噬藻体DNA中的胸腺嘧啶
B．搅拌的目的是使吸附在蓝藻上的噬藻体与蓝藻分离
C．离心后放射性同位素主要分布在试管的上清液中
D．此实验证明DNA是噬藻体的遗传物质
答案 B
解析 32P标记的是噬藻体DNA中的所有磷酸基团，A错误；搅拌的目的是使吸附在蓝藻表面的噬藻体与蓝藻分离，B正确；离心后放射性同位素主要分布在试管的沉淀物中，C错误；由于缺乏对照实验，故不能说明噬藻体的遗传物质是DNA，D错误。
3．若要验证某种细菌或病毒的遗传物质是DNA，下列方法不可行的是( )
A．向R型肺炎双球菌的培养基中加入S型细菌的DNA，检测细菌的转化情况
B．向大肠杆菌培养基中加入DNA合成抑制剂，检测大肠杆菌的菌落情况
C．用32P标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，检测子代噬菌体的放射性
D．向大肠杆菌的培养液中加入含35S的无机盐，检测子代大肠杆菌DNA中的放射性
答案 D
解析 向R型肺炎双球菌的培养基中加入S型细菌的DNA，培养一定时间后，若培养基中出现了S型细菌的菌落，则说明肺炎双球菌的遗传物质是DNA，A正确；向大肠杆菌培养基中加入DNA合成抑制剂，若培养基中无大肠杆菌的菌落生成，则说明大肠杆菌的遗传物质是DNA，B正确；32P标记的是T2噬菌体的DNA，用32P标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，若检测到子代噬菌体有放射性，则说明在亲子代之间具有连续性的物质是DNA，即DNA是遗传物质，C正确；DNA不含硫元素，向大肠杆菌的培养液中加入含35S的无机盐，子代大肠杆菌DNA不会出现放射性，所以此方法不可行，D错误。
考点二 遗传信息的传递和表达
1．DNA的复制
2．基因表达过程中的重要图解
(1)图1表示真核生物核基因的表达过程。转录在细胞核中进行，翻译在核糖体上进行，两者不同时进行。
(2)图2表示原核生物基因的表达过程。转录和翻译同时进行。
(3)图3表示转录过程。图示转录的方向是从左向右，催化的酶是RNA聚合酶，产物是mRNA、rRNA和tRNA。其中RNA聚合酶兼具解旋的功能。
(4)图4表示真核细胞的翻译过程。图中①是mRNA，⑥是核糖体，②③④⑤表示正在合成的4条多肽链，翻译的方向(核糖体移动方向)是从右向左。
(5)图5表示原核细胞的转录和翻译过程。图中①是DNA模板链，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA，每条mRNA上可同时结合多个核糖体，在核糖体上同时进行翻译过程。
(6)图6表示中心法则。用图中数字表示下列生物遗传信息的传递：
a．细胞生物和DNA病毒：①②③。
b．RNA复制类病毒：③④。
c．逆转录病毒：⑤①②③。
d．根尖分生区细胞：①②③。
e．叶肉细胞：②③。
3．基因与性状的关系
(1)基因控制性状的途径
途径一：基因eq \(――→,\s\up7(控制))蛋白质的结构eq \(――――→,\s\up7(直接控制))生物体的性状。
途径二：基因eq \(――→,\s\up7(控制))酶的合成eq \(――→,\s\up7(控制))代谢过程eq \(――――→,\s\up7(间接控制))生物体的性状。
(2)基因与性状的关系
①基因与性状之间并不都是简单的线性(一一对应)关系。
②表现型由基因决定，受环境影响。
1．(2020·全国Ⅲ，3)细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I)。含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时，存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是( )
A．一种反密码子可以识别不同的密码子
B．密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合
C．tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成
D．mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
答案 C
解析 由于某些tRNA分子的反密码子中含有I，可使一种反密码子识别不同的密码子，例如题图中的一种反密码子可以识别三种不同的密码子，A项正确；密码子与反密码子的结合是遵循碱基互补配对原则的，碱基之间通过氢键连接，B项正确；tRNA和mRNA都是单链，tRNA分子可通过盘曲折叠形成三叶草形结构，C项错误；由于密码子具有简并性，所以mRNA中碱基改变前后所编码的可能是同一种氨基酸，不一定造成所编码氨基酸的改变，图中信息也可以说明，虽然密码子不同，但是对应的都是甘氨酸，D项正确。
思维延伸 回答有关翻译过程的问题：
(1)翻译能够精确进行的原因有：___________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)翻译效率很高，原因是__________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)翻译过程中，密码子具有一定的“简并性”，其意义是：______________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)mRNA为翻译提供了精确的模板；翻译过程中mRNA和tRNA严格遵循碱基互补配对原则，保证了翻译能够准确地进行
(2)一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成
(3)既有利于提高翻译速度，又可增强容错性，减少蛋白质或性状差错，保证生物性状的相对稳定
2．(2020·全国Ⅲ，1)关于真核生物的遗传信息及其传递的叙述，错误的是( )
A．遗传信息可以从DNA流向RNA，也可以从RNA流向蛋白质
B．细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽
C．细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等
D．染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子
答案 B
解析 根据中心法则可知，DNA可以经过转录形成RNA，即遗传信息从DNA流向了RNA，RNA可以做模板进行翻译，即遗传信息从RNA流向了蛋白质，A项正确；转录形成的RNA有三种，即mRNA、tRNA和rRNA，其中可以编码多肽的只有mRNA，B项错误；基因是有遗传效应的DNA片段，所以细胞中DNA分子的碱基总数大于所有基因的碱基数之和，两者不相等，C项正确；转录是以基因为单位进行的，一个DNA分子中含有多个基因，所以染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子，D项正确。
1．在研究解旋酶在DNA复制过程中的作用机制时，科研人员发现，随着解旋酶的移动和双链的打开，DNA链中的张力变小了。下列相关分析错误的是( )
A．原核细胞中DNA分子复制时，解旋酶与DNA聚合酶能同时发挥作用
B．噬菌体遗传物质DNA的复制所需要的原料和能量全部由宿主细胞提供
C．真核细胞中，DNA链张力变小只发生在细胞核中
D．解旋酶缺陷可能与多种人类疾病的产生有关
答案 C
解析 细胞生物中，DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程，解旋时需要解旋酶，复制时需要DNA聚合酶，所以两种酶能同时发挥作用，A正确；噬菌体营寄生生活，其DNA复制的模板来自自身的DNA，原料、能量等均由宿主细胞提供，B正确；由题意可知，DNA复制时DNA链中的张力会变小，DNA复制不只发生在细胞核中，真核细胞叶绿体和线粒体中也会发生DNA复制，C错误；解旋酶作用于氢键，解旋酶缺陷时DNA双链无法打开，无法进行DNA复制，细胞的正常生理活动会受到影响，可能使人产生多种疾病，D正确。
2．研究发现，当细胞中缺乏氨基酸时，负载tRNA(携带氨基酸的tRNA)会转化为空载tRNA(没有携带氨基酸的tRNA)参与基因表达的调控。下图是缺乏氨基酸时，tRNA调控基因表达的相关过程。下列相关叙述错误的是( )
A．过程①可以产生tRNA、rRNA、mRNA三种RNA
B．终止密码与a距离最近，d结合过的tRNA最多
C．细胞缺乏氨基酸时，空载tRNA既抑制转录也抑制翻译
D．细胞缺乏氨基酸时，该调控机制有利于氨基酸的调配利用
答案 B
解析 ①为转录过程，该过程可以产生tRNA、rRNA和mRNA三种RNA，A正确；根据肽链的长度可知，翻译的方向是从右向左，因此终止密码与a距离最近，d结合过的tRNA最少，B错误；由图可知，细胞缺乏氨基酸时，空载tRNA既抑制转录也抑制翻译，C正确；细胞缺乏氨基酸时，该调控机制有利于氨基酸的调配利用，D正确。
3．miRNA是一种小分子RNA，某miRNA能抑制W基因控制的蛋白质(W蛋白)的合成。某真核细胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图如下。下列叙述正确的是( )
A．miRNA基因转录时，RNA聚合酶与该基因的起始密码相结合
B．W基因转录形成的mRNA在细胞核内加工后，进入细胞质用于翻译
C．miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则，即A与T、C与G配对
D．miRNA抑制W蛋白的合成是通过双链结构的miRNA直接与W基因mRNA结合所致
答案 B
解析 miRNA基因转录时，RNA聚合酶与该基因的启动子相结合，A错误；miRNA与mRNA均为RNA，miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则，即A与U、C与G配对，C错误；由图可知，miRNA抑制W蛋白的合成是通过miRNA蛋白质复合物与W基因转录的mRNA结合所致，D错误。
4．研究发现，当在细胞外人工合成多肽时，起始密码子的功能并非使翻译开始，而是充当定位翻译起始的位置信号。现有编码含5个氨基酸的一条肽链的mRNA，有人测得其序列为AUGUUUAAAUUUAA(AUG为甲硫氨酸密码子和起始密码子)。以下说法错误的是(不定项)( )
A．可判断测得的这段mRNA序列是正确的
B．该多肽链合成过程最多涉及5个密码子
C．当在细胞外人工合成多肽时，mRNA若无起始密码子，翻译的起始点是不固定的
D．细胞外的翻译系统中需加入酶、mRNA、ATP、tRNA、核糖体、氨基酸等
答案 AB
解析 因为生物决定每个氨基酸的碱基序列为三个碱基，所以基因转录的mRNA序列的碱基数目应为3的整数倍，A错误；编码含5个氨基酸的一条肽链的mRNA，还应该有一个终止密码子，B错误；由题干“当在细胞外人工合成多肽时，起始密码子的功能并非使翻译开始，而是充当定位翻译起始的位置信号”推知，当在细胞外人工合成多肽时，若mRNA序列上没有起始密码子，其上的碱基序列随机翻译，说明翻译的起始点是不固定的，C正确；翻译是在细胞质中的核糖体上进行的，需要以酶作为催化剂、mRNA为模板、ATP提供能量、20种氨基酸为原料，还需要tRNA运输氨基酸到核糖体上，D正确。
5．(2020·全国Ⅱ，29)大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后，可形成小肽(短的肽链)。回答下列问题：
(1)在大豆细胞中，以mRNA为模板合成蛋白质时，除mRNA外还需要其他种类的核酸分子参与，它们是________、________。
(2)大豆细胞中大多数mRNA和RNA聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞质这两个部位来说，作为mRNA合成部位的是__________，作为mRNA执行功能部位的是________；作为RNA聚合酶合成部位的是________，作为RNA聚合酶执行功能部位的是________。
(3)部分氨基酸的密码子如表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG，则该小肽的氨基酸序列是____________。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，则此时编码小肽的RNA序列为__________。
答案 (1)rRNA tRNA (2)细胞核 细胞质 细胞质 细胞核 (3)酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸 UAUGAGCACUGG
解析 (1)以mRNA为模板翻译合成蛋白质时，还需要tRNA作为氨基酸的运载工具，另外，rRNA参与构成的核糖体为蛋白质的合成场所。(2)mRNA在细胞核中合成后，需经过核孔进入细胞质中与核糖体结合，执行翻译功能。RNA聚合酶的化学本质是蛋白质，是在细胞质中的核糖体上合成的，其合成后需经过核孔进入细胞核中参与转录过程。(3)小肽的编码序列为mRNA的碱基序列，其上有决定氨基酸的密码子，因此编码序列中的UAC对应的氨基酸是酪氨酸，GAA对应的氨基酸是谷氨酸，CAU对应的氨基酸是组氨酸，UGG对应的氨基酸是色氨酸。因谷氨酸、酪氨酸和组氨酸不仅仅对应一种密码子，故若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，则对照已知的密码子表，可判断是该小肽对应的mRNA上编码序列由UACGAACAUUGG变为UAUGAGCACUGG。实验组号
处理方法
培养基中长菌情况
①
不处理
R型、S型细菌
②
加入蛋白酶
R型、S型细菌
③
加入酯酶
R型、S型细菌
④
加入RNA酶
R型、S型细菌
⑤
加入DNA酶
R型细菌
氨基酸
密码子
色氨酸
UGG
谷氨酸
GAA
GAG
酪氨酸
UAC
UAU
组氨酸
CAU
CAC
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