高考生物二轮复习专题四遗传的分子课件

这是一份高考生物二轮复习专题四遗传的分子课件，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，专项模块素能培优，R型+S型，DNA，对点训练，RNA聚合酶，核糖核苷酸，五碳糖，tRNA，多肽链等内容，欢迎下载使用。
考点一基因的本质和结构
考点二　遗传信息的表达
【网络构建 知识串联】
①RNA　②双螺旋结构　③有遗传效应　④线粒体　⑤碱基排列顺序　⑥间期⑦半保留复制　⑧细胞核　⑨核糖体　⑩酶⑪蛋白质的结构
【教材深挖 表达训练】
1.[教材必修2P42“问题探讨”讨论1]作为遗传物质应具备哪些特点?2.[教材必修2P45“旁栏思考”]在噬菌体侵染细菌的实验中,为什么选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA标记而不用14C和18O同位素标记?
提示 遗传物质必须稳定,要能储存大量的遗传信息,可以准确地复制,传递给下一代等。
提示 因为S仅存在于T2噬菌体的蛋白质中,而P几乎都存在于DNA中。用14C和18O同位素是不可行的,因为T2噬菌体的蛋白质和DNA分子中都含有这两种元素。
3.[教材必修2P46“思考与讨论”1]选用细菌或病毒作为实验材料研究遗传物质有哪些优点?4.[教材必修2P60“思维拓展”]DNA分子杂交技术何以能表明两种生物的亲缘关系?
提示 它们成分和结构简单,繁殖速度快,容易分析结果。
提示 DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异。两种不同生物的DNA分子杂交形成杂合双链区的部位越多,说明两种生物的亲缘关系越近。
5.[教材必修2P67“正文内容”]为什么说少量的mRNA分子就可以快速合成大量的蛋白质?如何确认肽链合成的先后顺序?6.[教材必修2P67“练习”拓展题1]什么是密码子的简并性?其意义何在?
提示 通常状况下,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。由合成的肽链的长短可推测核糖体在mRNA上的移动方向,一般核糖体上的肽链越长,则其与mRNA分子结合得越早。
提示 密码子的简并性是指多种密码子可对应同一种氨基酸的现象。密码子的简并性对生物体生存发展的意义:在一定程度上能防止由于碱基改变而导致的生物性状的改变。
7.[教材必修2P70“正文内容”]细胞质中是否也有基因?其遗传有何特点?8.[教材必修2P78知识迁移]从基因表达的分子机制分析,抗生素为何可用于治疗因细菌感染而引起的疾病?
提示 线粒体和叶绿体中的DNA,都能够进行半自主自我复制,并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。线粒体DNA缺陷导致的遗传病,都只能通过母亲遗传给后代。
提示 核糖体、tRNA和mRNA的结合都是蛋白质的合成所不可缺少的。某些抗生素可通过干扰细菌核糖体的形成,或阻止mRNA与核糖体、tRNA与mRNA的结合,来干扰细菌蛋白质的合成,抑制细菌的生长。
1.DNA是遗传物质的实验证据(1)肺炎双球菌转化实验
(2)感悟两个经典实验的设计原则①肺炎双球菌体外转化实验中的相互对照
②噬菌体侵染细菌实验中的相互对照
(3)噬菌体侵染细菌实验的误差分析①32P标记DNA的噬菌体侵染大肠杆菌
②用35S标记蛋白质的噬菌体侵染大肠杆菌
2.DNA分子的结构与其稳定性
微提示DNA单链上相邻碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接。
3.DNA分子复制(以真核细胞为例)
4.DNA复制相关计算(1)捕捉DNA复制中的三个“关键字眼”
(2)DNA复制过程中的三类计算
题组一　精典对练——拿高分▶角度1　围绕遗传物质探索过程考查科学思维与探究能力1.(2021全国卷乙,5)在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中,无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验,结合现有生物学知识所做的下列推测中,不合理的是(　　)A.与R型菌相比,S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关B.S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成C.加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响D.将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合,可以得到S型菌
答案 D解析 结合现有生物学知识分析格里菲思实验。R型细菌的菌体没有多糖类的荚膜,在培养基上形成的菌落表面粗糙,是无毒性的;S型细菌的菌体有多糖类的荚膜,在培养基上形成的菌落表面光滑,可以使人患肺炎或使小鼠患败血症,是有毒性的,A项正确。无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,从小鼠体内可以分离出有毒性的S型活细菌,是因为高温并没有影响S型细菌DNA的功能,被加热杀死的S型细菌的遗传物质DNA进入了R型活细菌体内并指导蛋白质的合成,进而从小鼠体内可以分离出有毒性的S型活细菌,B、C两项正确。DNA酶可以水解S型细菌的DNA使其失去功能,因此将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合,无法得到S型细菌,D项错误。
2.(不定项选择)(2021湖南岳阳期末)下图为“噬菌体侵染大肠杆菌”实验的部分过程示意图。图中亲代噬菌体用32P标记,被侵染的大肠杆菌未被标记,a、c中的方框代表大肠杆菌。下列叙述错误的是(　　)A.要达到实验目的,还要设计一组用35S标记噬菌体的实验B.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌后,子代噬菌体只有少数具有放射性C.保温时间尽量延长会提高噬菌体侵染大肠杆菌的成功率,使b中放射性强度下降D.用含32P的无机培养基培养噬菌体,以得到含32P标记的噬菌体
答案 CD解析 S是噬菌体蛋白质的标志元素,要达到实验目的,还需要设计一组用35S标记噬菌体的实验,两组相互对照可证明DNA是噬菌体的遗传物质,A项正确;用32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,由于噬菌体利用大肠杆菌细胞内的物质合成子代,所以子代噬菌体只有少数具有放射性,B项正确;保温时间尽量延长会使子代噬菌体从细菌细胞内释放出来,导致b上清液中放射性增强,影响实验结果,C项错误;噬菌体是病毒,没有细胞结构,不能独立生活,所以不能将噬菌体放在含32P的无机培养基中培养,D项错误。
▶角度2　围绕DNA的结构、复制考查生命观念与科学探究3.图甲是真核细胞的核DNA复制过程模式图,图乙是大肠杆菌的拟核DNA复制过程模式图,箭头表示复制方向。对此描述正确的是(　　)
A.真核细胞的核DNA有多个复制起点,而大肠杆菌的拟核DNA通常只有一个B.真核细胞的核DNA复制时,在不同的复制起点是同时开始的C.DNA分子复制时,首先利用能量在DNA聚合酶的作用下解开双螺旋D.两者均具有双向复制的特点,且两者的遗传物质都是环状的
答案 A解析 真核细胞的核DNA有两个或多个复制起点,大肠杆菌的拟核DNA通常只有一个复制起点,A项正确;分析图甲可知,真核细胞核DNA不同的复制起点形成的子链的长度不同,表明在不同的复制起点不是同时进行复制的,B项错误;DNA分子复制时,需要消耗能量,在解旋酶作用下解开DNA的双链,C项错误;真核生物的核DNA和大肠杆菌的拟核DNA均可以进行双向复制,真核生物的核DNA是链状的DNA,大肠杆菌的拟核DNA是环状的DNA,D项错误。
4.(不定项选择)(2021河北廊坊段考)1958年,科学家设计了DNA复制的同位素示踪实验,实验的培养条件与方法是:(1)在含15N的培养基中培养若干代,使DNA均被15N标记,离心结果如图甲;(2)转至14N的培养基培养,每20 min繁殖一代;(3)取出每代大肠杆菌的DNA样本,离心。下图乙、丙、丁是某学生画的结果示意图。下列有关推论正确的是(　　)
A.出现丁的结果需要40 minB.若加入解旋酶,则不会出现乙、丙、丁中的任何一种结果C.丙是转入14N培养基中繁殖一代的结果D.根据图乙的结果可得出半保留复制的结论
答案 ABC解析 根据DNA半保留复制特点,大肠杆菌转入14N培养基中繁殖两代后所得DNA分子中,有一半DNA分子只含14N,另一半DNA分子是一条链含有15N,一条链含有14N,离心后分布在中带和轻带上,即图丁所示结果,即出现丁的结果DNA分子至少要复制两次,而细菌每20 min繁殖一代,因此至少需要40 min,A项正确;若加入解旋酶,DNA分子形成单链,只存在15N和14N标记的单链DNA,则不会出现乙、丙、丁中的任何一种结果,B项正确;根据DNA半保留复制特点,大肠杆菌转入14N培养基中繁殖一代后所得DNA分子都是一条链含有15N,另一条链含有14N,离心后都分布在中带上,即图丙所示结果,C项正确;根据图乙的结果不能得出半保留复制的结论,因为图中有重带的出现,D项错误。
▶角度3　衍生点——DNA复制实验拓展及DNA特异性的实践应用5.(2021四川达州一诊)DNA分子双螺旋结构模型提出之后,人们推测DNA可能通过图1中三种方式进行复制。生物兴趣小组准备通过实验来探究DNA复制方式,基本思路是用14N标记大肠杆菌的DNA双链,然后在含15N的培养基上让其繁殖两代,提取每代大肠杆菌的DNA并作相应处理,可能出现的实验结果如图2。
(1)该实验将会用到的实验技术有　　　　　　技术和密度梯度离心。若亲代大肠杆菌繁殖一次,出现实验结果1,可以说明DNA复制方式不是全保留复制,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)若亲代大肠杆菌繁殖二代,出现实验结果2,说明DNA复制方式是　　　　　　复制。按照此复制方式: ①亲代大肠杆菌繁殖n代(n≥2),实验结果中轻带、中带、重带中DNA分子数量之比应为　　　　　　　　　。 ②图3中DNA片段2至少需要经过　　　　次复制才能获得DNA片段3。 
答案 (1)同位素标记　若为全保留复制,实验结果1应只出现轻带和重带　(2)半保留　0∶2∶(2n-2)　2解析 (1)本研究使用了15N对DNA分子进行了标记,应用了同位素标记技术,同时用密度梯度离心法对DNA分子进行分离;若亲代大肠杆菌繁殖一次,出现实验结果1(离心后只有1条中带),可以说明DNA分子的复制可能是半保留复制,也可能是分散复制,但可以排除全保留复制,因为若为全保留复制,则DNA复制一次后形成的2个DNA分子是1个只含14N,另一个只含15N,实验结果应出现一条轻带和一条重带。
(2)若DNA复制方式是半保留复制,则亲代大肠杆菌繁殖二代,形成的4个DNA分子,只含15N的两个,一条链14N、一条链15N的两个,经离心出现实验结果2。按照半保留复制方式:①亲代大肠杆菌繁殖n代(n≥2),无论复制多少代,形成的2n个DNA分子中,只含14N的0个,一条链14N、一条链15N的两个,只含15N的(2n-2)个,即实验结果中轻带、中带、重带中DNA分子数量之比应为0∶2∶(2n-2)。②图3中与DNA片段3相比,DNA片段2中G/U替换为了A/T,进行第一次复制时会出现A/U(模板链上的碱基U与A配对);进行第二次复制时会出现T与A配对;即至少需要经过2次复制,DNA片段2中的G/U可替换为A/T,才能获得DNA片段3。
6.研究表明,每个人的DNA都不完全相同,因此DNA也可以像指纹一样用来识别身份,这种方法就是DNA指纹技术。回答下列有关问题。(1)我们可以根据分析指纹图的吻合程度来帮助确认身份,因为DNA能够储存遗传信息,而且不同个体的DNA的　　　　　　　　各不相同,故每个人的DNA指纹图都是独一无二的。DNA分子中遗传信息量非常大,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)在现代刑侦领域中,DNA指纹技术正在发挥着越来越重要的作用,此外,DNA指纹技术还可以用于亲子鉴定等。下图是通过提取某小孩和其母亲以及待测定的四位男性的DNA,分别经合适的酶处理后,形成若干DNA片段,然后进行电泳等一系列步骤得到的一组DNA指纹图,请分析:F1~F4中,谁是该小孩真正生物学上的父亲?　　　　,为什么?　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(M表示母亲,C表示该小孩,F1~F4表示待测男性)
(3)DNA分子中,(A+T)/(G+C)、(A+C)/(T+G)中能体现DNA分子特异性的是　　　　　　　　　。 
答案 (1)脱氧核苷酸排列顺序(或碱基排列顺序)　组成DNA的脱氧核苷酸的数量多,且排列顺序极其多样化(答案合理即可)　(2)F2　C的DNA指纹图中一条带与M的DNA指纹图中的一条带相同,另一条带与F2的DNA指纹图中的一条带相同　(3)(A+T)/(G+C)
解析 (1)DNA是细胞内携带遗传信息的物质,DNA具有特异性,不同个体的DNA的碱基排列顺序各不相同,由于组成DNA的脱氧核苷酸的数量多且排列顺序千变万化,所以DNA分子中遗传信息量非常大。(2)DNA指纹技术是用合适的酶将待测的样品DNA切成片段。子代的核遗传物质一半来自父方,一半来自母方,C的DNA指纹图中有一条带和其母亲M的DNA指纹图中的一条带相同,则另一条带应与其父亲的DNA指纹图中的一条带相同,分析F1~F4的DNA指纹图,C的另一条带与F2的DNA指纹图中的一条带相同,故F2是该小孩真正生物学上的父亲。(3)在双链DNA分子中,碱基之间严格按照碱基互补配对原则进行配对,即(A+C)/(T+G)=1,故该比值无法体现DNA分子的特异性,而不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值可能不同,因此(A+T)/(G+C)可体现DNA分子的特异性。
题后拓展区分DNA分子杂交技术和DNA指纹技术
题组二　易错防范——不失分1.真题速览(1)有关基因本质、DNA结构和复制的正误判断。①[2021浙江1月选考,T15C]T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是大肠杆菌的遗传物质。(　　)②[2021浙江1月选考,T15D]肺炎双球菌离体转化实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质。(　　)
提示 T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质。
③[2020全国卷Ⅱ,T1B]新冠病毒与肺炎双球菌均可利用自身的核糖体进行蛋白质合成。(　　)④[2020全国卷Ⅱ,T1C]新冠病毒与肺炎双球菌二者遗传物质所含有的核苷酸是相同的。(　　)
提示 病毒没有细胞结构,没有核糖体这一细胞器。
提示 新冠病毒是RNA病毒,其遗传物质是RNA,组成RNA的核苷酸为核糖核苷酸;肺炎双球菌是原核生物,其遗传物质是DNA,组成DNA的核苷酸为脱氧核苷酸。
⑤[2018全国卷Ⅰ,T2C]某复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶。(　　)⑥[2018全国卷Ⅲ,T1C改编]证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌体外转化实验是由美国科学家艾弗里等完成的。(　　)⑦[2017江苏卷,T2D]赫尔希和蔡斯实验中用32P标记的噬菌体侵染细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记。(　　)
提示 细菌裂解后得到的噬菌体只有一部分带有32P标记。
(2)[2017全国卷Ⅰ,T29]根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常,一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出①实验思路,②预期实验结果及结论即可。(要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组)。
提示①思路甲组:将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组:将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。②结果及结论若甲组收集的病毒有放射性,乙组无,即为RNA病毒;反之为DNA病毒。
2.易错辨析(1)下列有关人类对遗传物质的探索过程的实验,判断正误。①格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质。(　　)②噬菌体能在宿主细胞内以二分裂的方式增殖,使该细菌裂解。(　　)③噬菌体侵染细菌的实验能够证明DNA控制蛋白质的合成。(　　)
提示 格里菲思肺炎双球菌转化实验仅证明了S型细菌中有转化因子,并未证明DNA是遗传物质。
提示 噬菌体的繁殖方式为复制式繁殖。
④用1个含35S标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌,裂解释放的子代噬菌体中只有2个含35S。(　　)⑤细胞核内的遗传物质是DNA,细胞质内的遗传物质是RNA。(　　)
提示 子代噬菌体中不含35S。
提示 细胞质内的遗传物质也是DNA。
(2)下列关于DNA结构和复制的叙述,判断正误。①沃森和克里克构建的DNA分子模型和富兰克林拍摄的DNA分子的X射线衍射照片属于物理模型。(　　)②解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、限制性核酸内切酶都能作用于DNA分子,它们的作用部位都是相同的。(　　)③不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值可能相同。(　　)
提示 “照片”不属于物理模型。
提示 相关酶作用的部位不完全相同,如解旋酶作用于碱基对间的氢键,DNA聚合酶、DNA连接酶、限制性核酸内切酶作用于磷酸二酯键。
④DNA复制时,严格遵循A—U、C—G的碱基互补配对原则。(　　)⑤将已被15N标记了DNA的大肠杆菌在含14N的培养基中培养繁殖一代,若子代大肠杆菌的DNA分子中既含有14N,又含有15N,则可说明DNA的复制为半保留复制。(　　)⑥复制时,子代DNA分子的两条单链中只有一条和亲代DNA分子完全相同。(　　)
提示 DNA复制时,严格遵循A—T、C—G的配对原则。
提示 繁殖一代后,仅依据子代DNA分子中既含14N,又含15N,并不能证明DNA的复制为半保留复制。
提示 子代DNA分子两条链均与亲代DNA分子完全相同。
易错点拨DNA分子中的四种数量关系
1.转录(DNA→RNA)过程归纳
特别提醒若发现上图中d链(RNA)上直接结合“核糖体”,则可确认为原核细胞或细胞质基因的转录。
2.读懂翻译过程的两个模型图(1)模型一
微提示一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。
微提示少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质,提高翻译效率。
3.不同生物遗传信息传递过程(中心法则)归纳
特别提醒细胞分化过程及分化成熟的细胞只能进行转录和翻译,不进行DNA复制。
4.基因与性状的关系(1)基因控制性状的途径
特别提醒若最终合成的物质并非蛋白质(如植物激素),则基因对其控制往往是通过“控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物性状”这一间接途径实现的。
(2)基因与性状的对应关系
　　　基因与性状间并非都是简单的线性关系
题组一　精典对练——拿高分▶角度1　遗传信息的表达1.(2021河北,8)关于基因表达的叙述,正确的是(　　)A.所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码B.DNA双链解开,RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录C.翻译过程中,核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性D.多肽链的合成过程中,tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息
答案 C解析 RNA病毒的基因表达用到的RNA和蛋白质均由RNA编码,A项错误;转录时,RNA聚合酶移动到终止子时停止转录,B项错误;翻译过程中,tRNA和mRNA相互识别保证了遗传信息传递的准确性,C项正确;tRNA不读取mRNA上的终止密码子,D项错误。
题后拓展转录产物三点说明
2.(不定向选择)(2021湖南卷,13)细胞内不同基因的表达效率存在差异,如下图所示。下列叙述正确的是(　　)A.细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达,图中基因A的表达效率高于基因BB.真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中
C.人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物D.②过程中,rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子
答案 ABC解析 由题图可知,基因A转录出5条mRNA,一共翻译出15个蛋白Ⓐ;而基因B转录出1条mRNA,翻译出1个蛋白□B。对比基因A和基因B的转录和翻译水平可知,基因A的表达效率高于基因B,A项正确。由图可知,①为转录,②为翻译,对于真核生物来说,细胞核中的DNA的转录过程只能在细胞核中进行,而翻译过程只能在细胞质中的核糖体上进行,B项正确。人的遗传信息储存在DNA中,mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物,C项正确。rRNA参与核糖体的形成,tRNA上才有与mRNA上密码子互补配对的反密码子,D项错误。
3.图甲、乙为不同种类生物细胞内基因表达的示意图。据图分析下列有关说法,正确的是(　　)
A.衣藻、颤藻、黑藻等生物的细胞内基因表达与图乙类似B.原核、真核细胞内的基因表达在时空上完全不同C.图甲中两条肽链合成结束后最终的结构相同D.图乙中核糖体的移动方向是由b到a
答案 C解析 分析题图可知,图甲可表示原核生物基因的表达,图乙表示真核生物核基因的表达。颤藻属于蓝藻,是原核生物,其细胞内基因的表达与图甲类似,A项错误;原核细胞内基因的转录和翻译是同时进行的,真核细胞线粒体和叶绿体内基因的转录和翻译也是同时进行的,真核细胞内核基因的转录和翻译是先后进行的,但原核、真核细胞内翻译都可在细胞质中完成,原核、真核细胞内的基因表达在时空上不完全相同,B项错误;图甲中,两条肽链合成的模板是同一条mRNA,因此,两条肽链合成结束后最终的结构相同,C项正确;翻译时,核糖体在mRNA上移动,其移动方向是由肽链短的一侧到长的一侧,故图乙中核糖体的移动方向是由a到b,D项错误。
▶角度2　基因对性状的控制(含中心法则)4.(2021河南九师联盟质检)下图表示中心法则,下列有关叙述错误的是(　　)
A.图中②与③过程的碱基互补配对存在差异B.图中①②⑦所需原料相同,但所需酶不同C.⑤④过程只能在遗传物质为RNA的病毒中完成D.③过程产生的tRNA可存在于线粒体和叶绿体中
答案 C解析 图示表示中心法则,其中①表示DNA分子的复制,②表示单链DNA到双链DNA的过程,③表示转录过程,④表示RNA的转录过程,⑤表示RNA分子的复制过程,⑥表示翻译过程,⑦表示逆转录过程。③过程存在A—U、C—G、T—A的碱基配对方式,②过程存在T—A、G—C的碱基配对方式,A项正确;①②⑦过程的产物都是DNA,都需要脱氧核糖核苷酸,但是⑦过程所需酶为逆转录酶,①②过程需要DNA聚合酶,B项正确;RNA分子的复制和转录过程只发生在被某些病毒侵染的细胞中,C项错误;③是转录过程,该过程也可发生于线粒体、叶绿体中,其产物是RNA,包括mRNA、tRNA和rRNA,D项正确。
5.PEP为油菜细胞中的一种中间代谢产物,在两对独立遗传的等位基因A/a、B/b的控制下(酶a、b为蛋白质),可转化为油脂或蛋白质。某科研组研究出产油率较高的油菜品种,基本原理如图所示,下列说法错误的是(　　)
A.该研究可能是通过抑制基因B的翻译提高产油率B.过程①和过程②所需的嘌呤数量一定相同C.基因A与物质C在化学组成上的区别是前者含有胸腺嘧啶和脱氧核糖D.该图说明基因可通过控制酶的合成来间接控制生物体的性状
答案 B解析 分析题图,基因B在自然条件下能合成酶b,而酶b催化PEP转化为蛋白质,从而使PEP转化为油脂的量减少,抑制基因B的翻译则酶b的合成受抑制,PEP转化为油脂的量增加,A项正确;过程①和过程②分别以DNA的两条链为模板,这两条链互补,无法判断这两条链中嘧啶的含量是否相同,因此无法判断两个转录过程所需的嘌呤数是否相同,B项错误;基因A为DNA片段,物质C为RNA,DNA含胸腺嘧啶和脱氧核糖,而RNA不含,C项正确;酶a和酶b分别由基因A、B控制合成,而油脂和蛋白质分别是在酶a和酶b的催化下产生的,因此该图能说明基因可通过控制酶的合成来间接控制生物体的性状,D项正确。
技法点拨“三看法”推断中心法则中的各生理过程
▶角度3　衍生点——结合新情境考查特殊的遗传信息传递过程及相关原理的应用6.(不定项选择)(2021湖南怀化期末)2020年诺贝尔生理学或医学奖颁给了三位科学家,奖励他们为抗击丙型肝炎作出的决定性贡献。下图为丙型肝炎病毒(HCV)的增殖过程,其中+RNA与-RNA之间遵循碱基互补配对原则。下列相关叙述正确的是(　　)
A.检测HCV的RNA和抗体的原理分别是碱基互补配对原则和抗原抗体特异性结合B.HCV侵入宿主细胞后,其RNA复制过程的顺序是③④⑤C.④过程形成的-RNA与+RNA中的遗传信息相同D.⑦过程组装的子代病毒化学成分与染色体主要成分相同
答案 AB解析 丙型肝炎病毒的遗传物质为RNA,检测HCV的RNA所利用的是分子杂交技术,其原理为碱基互补配对原则;抗体具有特异性,一种抗体只能和一种抗原发生特异性结合,检测HCV抗体的原理是抗原抗体特异性结合,A项正确。由图可知,HCV侵入宿主细胞后,+RNA复制时,会先翻译出RNA复制酶,在酶的作用下合成+RNA的互补链-RNA,再以该互补链为模板合成+RNA,即RNA复制过程的顺序是③④⑤,B项正确。由题意“+RNA与-RNA之间遵循碱基互补配对原则”可知,④过程形成的-RNA与+RNA中的遗传信息不相同,C项错误。⑦过程组装的子代病毒化学成分包括RNA和结构蛋白,而染色体主要成分为DNA和蛋白质,两者主要成分不完全相同,D项错误。
7.抗生素是在临床上应用极其广泛的特效抗菌药物,其抗菌作用的常见作用机理如表所示:
以下分析错误的是(　　)A.青霉素作用后可能会使细菌因吸水过多而破裂死亡B.环丙沙星能抑制细菌DNA解旋,进而抑制细菌增殖C.红霉素能抑制细菌翻译过程中肽链的延伸D.利福平可能使RNA聚合酶不能与模板链上的起始密码子结合,从而抑制转录过程
答案 D解析 青霉素能抑制细菌细胞壁的合成,青霉素作用后使细菌失去细胞壁的保护,可能会使细菌因吸水过多而破裂死亡,A项正确;环丙沙星能抑制细菌DNA解旋酶的活性,使细菌DNA不能解旋,即不能完成DNA复制和转录,抑制细菌增殖,B项正确;红霉素能与细菌核糖体中的tRNA结合部位结合,会影响tRNA与相应的位点结合,从而抑制细菌翻译过程中肽链的延伸,C项正确;转录的模板链是DNA链,而起始密码子位于mRNA上,D项错误。
题组二　易错防范——不失分1.真题速览有关转录、翻译的正误判断。(1)[2020海南卷,T4A]转录时基因的两条链可同时作为模板。(　　)(2)[2019全国卷Ⅰ,T2改编]用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是UUU,若要在体外合成同位素标记的多肽链,所需的材料包括同位素标记的tRNA和同位素标记的苯丙氨酸。(　　)
提示 转录时只以基因的一条链作为模板。
提示 要获得同位素标记的多肽链,应该用同位素标记氨基酸,而不是标记tRNA。
(3)[2019海南卷,T1A]一个核糖体上可以同时合成多条多肽链。(　　)(4)[2019海南卷,T1D]一个DNA分子可以转录产生多个RNA分子。(　　)(5)[2018全国卷Ⅲ,T30节选改编]mRNA上碱基改变即可改变肽链中的氨基酸序列。(　　)
提示 一条mRNA可以结合多个核糖体,同时合成多条肽链。
提示 一种氨基酸可由多种密码子决定,mRNA上碱基改变不一定会改变肽链中的氨基酸序列。
(6)[2017全国卷Ⅲ,T1A]tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来。(　　)(7)[2017全国卷Ⅲ,T1C]细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生。(　　)
提示 真核细胞线粒体中也能发生转录,合成RNA。
2.易错辨析有关基因表达的正误判断。(1)在翻译过程中,tRNA分子转运相应的氨基酸。(　　)(2)一个tRNA上的反密码子只能与mRNA上的一种密码子配对。(　　)(3)转录和翻译过程都存在T—A、A—U、G—C的碱基配对方式。(　　)
提示 翻译过程不存在T—A的碱基配对方式。
(4)一个mRNA中含有多个密码子,一个tRNA中只含有一个反密码子。(　　)(5)叶绿体和线粒体的DNA能进行复制、转录,进而翻译出蛋白质。(　　)(6)结合在同一条mRNA上的核糖体,最终合成的肽链在结构上各不相同。(　　)(7)基因对性状的控制都是通过控制蛋白质结构实现的。(　　)(8)一种性状可由多个基因控制,但一个基因只能控制一种性状。(　　)
提示 结合在同一条mRNA上的核糖体,最终合成的肽链在结构上相同。
提示 基因还可通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制性状。
提示 一种性状可由多个基因控制,一个基因也可影响多种性状。
易错点拨基因表达过程三个易错点
小题解题技法突破(四)　“抽丝剥茧法”
【技法指导】针对全新的情境信息,考生往往眼花缭乱,进而思路混乱,找不到问题的突破口,而具备敏锐的图形分析能力是获取信息能力的具体表现,尤其是相对复杂的图形,考生需要“抽丝剥茧”,从对每个知识点的准确理解到找出知识点间的逻辑关系,再到找准试题的关键点。只有这样,才能准确作答。
▶特训1(2021江南十校一模联考)circRNA是一类特殊的非编码闭合环状RNA,广泛存在于生物体内,其形成过程如下图所示。有些circRNA具有多个micrRNA(微小RNA)的结合位点,进而解除micrRNA对其靶基因的抑制作用,升高靶基因的表达水平,因此在基因表达的调控中发挥着重要作用。下列相关叙述错误的是(　　)
A.circRNA是环状分子,不含游离的磷酸基团B.circRNA和micrRNA通过磷酸二酯键结合成局部双链C.前体mRNA的形成需要RNA聚合酶作用D.micrRNA可以调控细胞中特定蛋白质的产生数量
答案 B解析 由题干信息可知,circRNA是环状RNA分子,不含游离的磷酸基团,A项正确;circRNA和micrRNA通过氢键结合成局部双链,B项错误;前体mRNA是通过转录形成的,需要RNA聚合酶作用,C项正确;micrRNA对其靶基因有抑制作用,可以调控细胞中特定蛋白质的产生数量,D项正确。
抽丝剥茧图示信息可显示DNA转录出前体mRNA,前体mRNA可通过不同于经典剪接途径的circRNA剪接途径,从而产生出circRNA(此RNA为“环状”),再结合题干信息即可判定选项A~D的正误。
▶特训2(2021四川成都七中一诊)某细胞中有关物质合成如下图,①~⑤表示生理过程,Ⅰ、Ⅱ表示结构或物质。据图分析,下列叙述正确的是(　　)
A.图中③过程核糖体在mRNA上由左向右移动B.物质Ⅱ上也具有基因,此处基因的传递遵循孟德尔定律C.用某药物抑制②过程,该细胞的有氧呼吸可能受影响D.③⑤为同一生理过程,所用密码子的种类和数量相同
答案 C解析 根据多肽链的长度可知,图中③过程核糖体在mRNA上由右向左移动,A项错误;孟德尔遗传定律适用于真核生物有性生殖的细胞核遗传,物质Ⅱ为线粒体DNA,其上也具有基因,但此处基因的传递不遵循孟德尔定律,B项错误;用某药物抑制②过程,则会导致前体蛋白不能合成,影响线粒体中基因的表达,进而可能会影响该细胞的有氧呼吸过程,C项正确;③⑤都是翻译过程,但两者所用密码子的种类和数量不一定相同,D项错误。
抽丝剥茧解答本题的关键在于沿“图”自左往右抽丝剥茧,即①为核DNA复制,②为核DNA转录形成mRNA,图中③的核糖体肽链越往左越长,核糖体移动方向为由右向左;图中Ⅱ为“环”状,应为线粒体环状DNA,该DNA为细胞质遗传,可进行转录、翻译。
▶特训3埋在土里的种子在萌发时,为了防止出土过程中与土壤直接接触而造成机械伤害,会形成一种“顶端弯钩”的构造。下图所示是外源激素茉莉素、乙烯对“顶端弯钩”形成的影响,MYC2和EIN3是协助基因转录的蛋白因子(其中“→”表示促进,“ ”表示抑制)。下列相关叙述错误的是(　　)
A.HLS1基因的表达受MYC2和EIN3的影响B.茉莉素通过抑制EIN3的功能从而抑制“顶端弯钩”的出现C.MYC2可以通过促进EBF1基因的表达来促进HLS1蛋白的合成D.茉莉素和乙烯在“顶端弯钩”形成过程中表现出拮抗作用
答案 C解析 分析题图可知,MYC2可通过抑制EIN3的功能来抑制HLS1基因的表达,EIN3可促进HLS1基因的表达,故HLS1基因的表达受MYC2和EIN3的影响,A项正确;茉莉素通过作用于协助基因转录的蛋白因子MYC2,抑制EIN3的功能,从而抑制“顶端弯钩”的出现,B项正确;由题图可知,协助基因转录的蛋白因子MYC2可通过促进EBF1基因的表达来促进EBF1蛋白的合成,进而抑制HLS1蛋白的合成,C项错误;由题图可知,乙烯可促进HLS1基因的表达,茉莉素可抑制HLS1基因的表达,故茉莉素和乙烯在“顶端弯钩”形成过程中表现出拮抗作用,D项正确。