一、典題例析
考查點(diǎn)1:DNA是主要的遺傳物質(zhì)(含DNA的粗提取與鑒定)
例1.(2009·廣東卷·9)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌試驗(yàn)都證明了DNA是遺傳物質(zhì)。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)思路上的共同點(diǎn)是
A.重組DNA片段,研究其表型效應(yīng)
B.誘發(fā)DNA突變,研究其表型效應(yīng)
C.設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開,研究各自的效應(yīng)
D.應(yīng)用同位素示蹤技術(shù),研究DNA在親代與子代之間的傳遞
【解析】肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)沒有用到同位素示蹤技術(shù),兩實(shí)驗(yàn)都沒有突變和重組。
【答案】C
【知識(shí)鏈接】艾弗里等人的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),首次證明DNA是使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的物質(zhì);赫爾希和蔡斯通過噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)。
例2.(2009·江蘇卷·5)下列有關(guān)生物體遺傳物質(zhì)的敘述,正確的是
A.豌豆的遺傳物質(zhì)主要是DNA B.酵母菌的遺傳物質(zhì)主要分布在染色體上
C.T2噬菌體的遺傳物質(zhì)含有硫元素 D.HIV的遺傳物質(zhì)水解產(chǎn)生4種脫氧核苷酸
【解析】細(xì)胞型生物(豌豆)的遺傳物質(zhì)只有DNA ,A錯(cuò);酵母菌是真核生物,染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體,線粒體中有少量分布,B對;C中T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA,不含S元素;D中HIV的遺傳物質(zhì)是RNA,水解后產(chǎn)生4種核糖核苷酸。
【答案】B
【易錯(cuò)警示】對“DNA是生物的主要遺傳物質(zhì)”的適用對象不清,它是指生物中,絕大多數(shù)的遺傳物質(zhì)是DNA。但對于一種具體的生物而言,遺傳物質(zhì)只有一種,是DNA就是DNA,而不是“主要是”。
例3.(2009·江蘇卷·23)下列關(guān)于DNA和蛋白質(zhì)提取與分離實(shí)驗(yàn)的敘述,正確的有
A.提取細(xì)胞中的DNA和蛋白質(zhì)都需用蒸餾水漲破細(xì)胞
B.用不同濃度NaCl溶液反復(fù)溶解與析出DNA可去除蛋白質(zhì)
C.蛋白質(zhì)提取和分離過程中進(jìn)行透析可去除溶液中的DNA
D.蛋白質(zhì)和DNA都可以用電泳的方法進(jìn)行分離純化
【解析】從動(dòng)物細(xì)胞提取DNA時(shí),需要用蒸餾水漲破,植物細(xì)胞不需要,A錯(cuò);用2 ol/L的NaCl溶液溶解DNA,然后過濾出蛋白質(zhì),再降低NaCl溶液的濃度,析出DNA,B對;透析只能除去小分子物質(zhì),DNA是大分子物質(zhì),透析不能除去,C錯(cuò);DNA和蛋白質(zhì)樣品都帶負(fù)電荷,電泳時(shí),從負(fù)極向正極移動(dòng),移動(dòng)距離和樣品的分子量有關(guān),可根據(jù)分子大小及所帶電荷性質(zhì)分離純化。
【答案】BD
【易錯(cuò)警示】一是對象不清:如植物細(xì)胞用洗滌劑溶解細(xì)胞膜而不是漲破,透析的適用對象是除去小分子物質(zhì)。二是原理不明:電泳是根據(jù)分離物質(zhì)的帶電情況和分子量進(jìn)行分離,蛋白質(zhì)和DNA均帶電,因此,可分離。
考查點(diǎn)2:DNA分子的結(jié)構(gòu)與復(fù)制
例1.(2009·廣東卷·24)有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述,正確的是
A.DNA分子由4種脫氧核苷酸組成 B.DNA單鏈上相鄰堿基以氫鍵連接
C.堿基與磷基相連接 D.磷酸與脫核糖交替連接構(gòu)成DNA鏈的基本骨架
【解析】DNA雙鏈上相對應(yīng)的堿基以氫鍵連接,單鏈上相鄰堿基之間通過脫氧核糖和磷酸二酯鍵聯(lián)系起來,脫氧核糖和磷酸交替排列在外側(cè),構(gòu)成DNA 鏈的基本骨架。堿基排列在內(nèi)側(cè),與脫氧核糖直接相連。
【答案】AD
【知識(shí)鏈接】DNA分子結(jié)構(gòu):一是基本單位——脫氧核苷酸,每分子脫氧核苷酸由一分子含氮堿基(A、T、C和G4種)、一分子磷酸和一分子脫氧核糖通過脫水縮合而成(右圖)。二是分子結(jié)構(gòu):由兩條反向平行的DNA鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu),每條鏈中的脫氧核糖和磷酸交替連接,排列在外側(cè),構(gòu)成基本骨架,堿基排列在內(nèi)側(cè)。兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對,堿基配對遵循堿基互補(bǔ)配對原則。三是結(jié)構(gòu)特點(diǎn):穩(wěn)定性、多樣性和特異性。
考點(diǎn)3:基因的結(jié)構(gòu)與表達(dá)
命題解讀:命題熱點(diǎn):一是基因的結(jié)構(gòu)及表達(dá)過程;二是以DNA、RNA與蛋白質(zhì)的計(jì)算,考查基因的表達(dá)過程及其數(shù)量關(guān)系;三是以基因探針和DNA分子雜交方式考查基因的結(jié)構(gòu)。主要考題形式為選擇、填空,要求考生通過對復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的原料、過程、結(jié)構(gòu)、條件等方面進(jìn)行對比分析,理解其原理、把握特點(diǎn)及其結(jié)果,才能夠準(zhǔn)確的作出解答。
(2009·海南卷·12)有關(guān)真核細(xì)胞DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄這兩種過程的敘述,錯(cuò)誤的是
A.兩種過程都可在細(xì)胞核中發(fā)生 B.兩種過程都有酶參與反應(yīng)
C.兩種過程都以脫氧核糖核苷酸為原料 C.兩種過程都以DNA為模板
【解析】DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄都是以DNA為模板,都在細(xì)胞核、線粒體和葉綠體中進(jìn)行,但復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的原料不同,復(fù)制的原料是脫氧核糖核苷酸,轉(zhuǎn)錄原料是核糖核苷酸。
【答案】C
【知識(shí)鏈接】盡管DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄都以DNA鏈為模板、都按堿基互補(bǔ)原則,而且都發(fā)生在細(xì)胞核、線粒體和葉綠體中。但兩者有一些不同之處:一是原料不同,前者的原料是脫氧核苷酸、后者是核糖核苷酸;二是需要的酶不盡相同,前者需要DNA聚合酶,后者需要RNA聚合酶;三是發(fā)生時(shí)間不同,前者只在細(xì)胞分裂間期和細(xì)胞器復(fù)制時(shí),后者可發(fā)生在任何時(shí)期;四是結(jié)果不同,前者得到是子代DNA,后者得到的是RNA。
例2.(2009·上海卷·17)某條多肽的相對分子質(zhì)量為2778,若氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為110,如考慮終止密碼子,則編碼該多肽的基因長度至少是
A.75對堿基 B.78對堿基 C.90對堿基 D.93對堿基
【解析】根據(jù)題中條件可知該多肽由30個(gè)氨基酸組成,加上終止密碼子應(yīng)為31個(gè)密碼子,則編碼該多肽的基因堿基對數(shù)為31×3=93。
【答案】D
【易錯(cuò)警示】一是對氨基酸形成多肽時(shí)的分子質(zhì)量改變計(jì)算出錯(cuò);二是對DNA、RNA的堿數(shù)數(shù)與組成蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系不清楚而出錯(cuò)。
例3.(2009·寧夏卷·31)多數(shù)真核生物基因中編碼蛋白質(zhì)的序列被一些不編碼蛋白質(zhì)的序列隔開,每一個(gè)不編碼蛋白質(zhì)的序列稱為一個(gè)內(nèi)含子。這類基因經(jīng)轉(zhuǎn)錄、加工形成的RNA中只含有編碼蛋白質(zhì)的序列。某同學(xué)為檢測某基因中是否存在內(nèi)含子,進(jìn)行了下面的實(shí)驗(yàn):
步驟①:獲取該基因的雙鏈DNA片段及其RNA;
步驟②:加熱DNA雙鏈?zhǔn)怪蔀閱捂,并與步驟①所獲得的RNA按照堿基配對原則形成雙鏈分子;
步驟③:制片、染色、電鏡觀察,可觀察到圖中結(jié)果。
請回答:
⑴圖中凸環(huán)形成的原因是____,說明該基因有__個(gè)內(nèi)含子。
⑵如果將步驟①所獲得的RNA逆轉(zhuǎn)錄得到DNA單鏈,然后將該DNA單鏈與步驟②中的單鏈DNA之一按照堿基配對原則形成雙鏈分子,理論上也能觀察到凸環(huán),其原因是逆轉(zhuǎn)錄得到的DNA單鏈中不含有___序列。
⑶DNA與RNA形成的雙鏈分子中堿基配對類型有__種,分別是_____。
【答案】⑴DNA中有內(nèi)含子序列,RNA中沒有其對應(yīng)序列,變性后形成的DNA單鏈之一與RNA形成雙鏈分子時(shí),該單鏈DNA中無法與RNA配對的序列能形成凸環(huán) ⑵內(nèi)含子 ⑶3 A-U T-A C-G
【解析】本題通過DNA分子雜交原理,考查真核基因的結(jié)構(gòu)及其堿基互補(bǔ)配對原則。成熟RNA中不含真核基因內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄得到的部分,因此,成熟RNA與基因的單鏈之間形成的雜交分子中,會(huì)形成凸環(huán),凸環(huán)的個(gè)數(shù)即內(nèi)含子的數(shù)量,這一過程中的堿基配對類型包括A-U T-A C-G;將成熟RNA逆轉(zhuǎn)錄得到的DNA單鏈也不含內(nèi)含子,因此,它與基因中得到的單鏈DNA雜交得到的雙鏈分子也能觀察到凸環(huán)。
【易錯(cuò)警示】掌握成熟RNA和真核基因的結(jié)構(gòu)是避免出錯(cuò)的關(guān)鍵。
二、真題匯編
1.(2009·江蘇卷·13)科學(xué)家從煙草花葉病毒(TV)中分離出a、b兩個(gè)不同品系,它們感染植物產(chǎn)生的病斑形態(tài)不同。下列4組實(shí)驗(yàn)(見下表)中,不可能出現(xiàn)的結(jié)果是
實(shí)驗(yàn)
編號(hào)
實(shí)驗(yàn)過程
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
病斑
類型
病斑中分離出
的病毒類型
①
a型TV→感染植物
a型
a型
②
b型TV→感染植物
b型
b型
③
組合病毒(a型TV的蛋白質(zhì)+b型TV的RNA)→感染植物
b型
a型
④
組合病毒(b型TV的蛋白質(zhì)+a型TV的RNA)→感染植物
a型
a型
A.實(shí)驗(yàn)① B.實(shí)驗(yàn)② C.實(shí)驗(yàn)③ D.實(shí)驗(yàn)④
2.(2009·廣東卷·25)有關(guān)蛋白質(zhì)合成的敘述,正確的是
A.終止密碼子不編碼氨基酸 B.每種tRNA只運(yùn)轉(zhuǎn)一種氨基酸
C.tRNA的反密碼子攜帶了氨基酸序列的遺傳信息 D.核糖體可在RNA上移動(dòng)
3.(2009·海南卷·11)已知a、b、c、d是某細(xì)菌DNA片段上的4個(gè)基因,右圖中W表示野生型,①、②、③分別表示三種缺失不同基因的突變體,虛線表示所缺失的基因。若分別撿測野生型和各種突變體中某種酶的活性,發(fā)現(xiàn)僅在野生型和突變體①中該酶有活性,則編碼該酶的基因是
A.基因a B.基因b C.基因c D.基因d
4.(2009·海南卷·10)酶A、B、C是大腸肝菌的三種酶,每種酶只能催化下列反應(yīng)鏈中的一個(gè)步驟,其中任意一種酶的缺失均能導(dǎo)致該菌因缺少化合物丁而不能在基本培養(yǎng)基上生長。
化合物甲化合物乙化合物丙化合物丁
現(xiàn)有三種營養(yǎng)缺陷型突變體,在添加不同化合物的基本培養(yǎng)基上的生長情況下表:
突變體
添加物
突變體a(酶A缺陷)
突變體b(酶B缺陷)
突變體c(酶C缺陷)
化合物乙
不生長
不生長
生 長
化合物丙
不生長
生 長
生 長
由上可知:酶A、B、C在該反應(yīng)鏈中的作用順序依次是
A.酶A、酶B、酶C B.酶A、酶C、酶B
C.酶B、酶C、酶A D.酶C、酶B、酶A
5.(2009·江蘇卷·12)下圖為真核生物染色體上DNA分子復(fù)制過程示意圖,有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是
A.圖中DNA分子復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)開始的 B.圖中DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的
C.真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶 D.真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制速率
6.(2009·江蘇卷·28)下圖為某種真菌線粒體中蛋白質(zhì)的生物合成示意圖,請據(jù)圖回答下列問題。
⑴完成過程①需要_____等物質(zhì)從細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核。
⑵從圖中分析,核糖體的分布場所有___。
⑶已知溴化乙啶、氯霉素分別抑制圖中過程③、④,將該真菌分別接種到含溴化乙啶、氯霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)線粒體中RNA聚合酶均保持很高活性。由此可推測該RNA聚合酶由_____中的基因指導(dǎo)合成。
⑷用α一鵝膏蕈堿處理細(xì)胞后發(fā)現(xiàn),細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中RNA含量顯著減少,那么推測α一鵝膏蕈堿抑制的過程是__(序號(hào)),線粒體功能__ (會(huì)或不會(huì))受到影響。
【答案及解析】
1.C 病斑類型由遺傳物質(zhì)決定,煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,不是蛋白質(zhì),當(dāng)組合病毒侵染煙草時(shí),病斑類型總是與遺傳物質(zhì)一致,③中組合病毒的遺傳物質(zhì)是b型,因此病斑類型及其分離得到的病毒是b型。
2.ABD 攜帶遺傳信息的物質(zhì)是DNA。
3.B 基因決定性狀,只有野生型和突變體①中該酶有活性,說明決定該酶的基因只有野生型和突變體①共有,其它突變體沒有,基因?yàn)閎。
4.D 添加化合物乙、丙,突變體a均不生長,說明酶A的作用是催化丙形成丁;突變體b在添加化合物甲的培養(yǎng)基上不生長、添加乙時(shí)能生長,說明酶B的作用是促使乙形成丙;突變體c在添加化合物乙和丙的培養(yǎng)基上均能生長,說明突變體c既能由乙形成丙,也能由丙形成丁,酶C的作用只能是催化甲形成乙。所以反應(yīng)鏈中酶的順序?yàn)槊窩、酶B、酶A。
5.A 本題通過圖示信息,考查DNA復(fù)制的相關(guān)知識(shí)。從圖中只能看出有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn),所以A不對。圖中DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的,真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶,DNA聚合酶等參與。這種半保留復(fù)制的模式不僅保持前后代的穩(wěn)定性,每次復(fù)制都可產(chǎn)生兩個(gè)DNA分子,提高了效率。
6.⑴ATP、核糖核苷酸、酶 ⑵細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 ⑶核DNA(細(xì)胞核) ⑷① 會(huì)
【解析】本題要求考生通過讀圖獲取信息,回答基因表達(dá)的相關(guān)知識(shí)。由圖可知:⑴過程①為轉(zhuǎn)錄,需要從細(xì)胞質(zhì)中獲取ATP、核糖核苷酸、酶。⑵過程②和④表示翻譯,場所在核糖體,分布在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中。⑶由于溴化乙啶、氯霉素分別抑制圖中過程③、④,但將該真菌在含溴化乙啶、氯霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng),線粒體中RNA聚合酶的活性卻很高,這說明該RNA聚合酶不是線粒體的基因控制合成的,而是由細(xì)胞核中的基因指導(dǎo)合成。⑷用一鵝膏蕈堿處理細(xì)胞后細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中RNA含量顯著減少,應(yīng)該是抑制了核DNA的轉(zhuǎn)錄過程①,線粒體由于前體蛋白的減少,功能將受到影響。
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