【生物】2019届一轮复习人教版遗传的分子基础单元总结学案

【生物】2019届一轮复习人教版遗传的分子基础单元总结学案

单 元 总 结 ‎　　利用简图法解答DNA分子结构与复制中的相关计算 简图法是指将复杂的生理过程用简易的图示呈现出来,从而简化解题的过程。此种方法可将抽象问题变得形象直观。如双链均被15N标记的大肠杆菌在14N的培养基中繁殖:‎ 读图可知,复制n次后:‎ ‎(1)子代DNA分子数:2n个,其中含有母链(15N)的2个,不含有母链(14N)的(2n-2)个。‎ ‎(2)子代脱氧核苷酸链数:2n+1条,其中2条为亲代脱氧核苷酸链(15N链),新合成的脱氧核苷酸链数为(2n+1-2)条。‎ ‎(3)若DNA分子含某种碱基a个,则需要含某种碱基的脱氧核苷酸数为a×(2n-1),其中第n次复制,需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a×2n-1。‎ 案例示范　(2016年温州联考)已知在DNA分子的一条单链中,(A+G)/(T+C)=m,(A+T)/(G+C)=n,下列叙述正确的是(　　)。‎ A.在整个DNA分子中(A+G)/(T+C)=m B.由该DNA分子转录形成的信使RNA中(A+U)/(G+C)=1/n C.若该DNA分子中共有a个核苷酸,则其中含有na/(2n+2)个腺嘌呤 D.若该DNA分子中共有a个核苷酸,则连续复制4次共需要na/(n+1)×(24-1) 个腺嘌呤 解析　结合简图法:在整个DNA分子中(A+G)/(T+C)=1;由该DNA分子转录形成的信使RNA中(A+U)/(G+C)=n;若该DNA分子中共有a个核苷酸,则其中含有na/(2n+2)个腺嘌呤,则连续复制4次共需要15na/(2n+2)个腺嘌呤。‎ 答案　C 巩固训练　某高等生物体细胞的染色体数是10条,其中染色体中的DNA用3H-胸腺嘧啶标记,将该体细胞放入不含有标记的培养液中连续培养2代,则关于子细胞中被3H标记的染色体数表述最准确的是(　　)。‎ A.0条　　　B.5条　　　C.10条　　D.0~10条 ‎　　解析　以细胞中含两条染色体为例,作简图如下:‎ 可见,连续培养2代,子细胞中被3H标记的染色体数可能为0、1或2条,推知体细胞含10条染色体的生物的细胞,用3H-胸腺嘧啶标记,放入不含有标记的培养液中连续培养2代,子细胞中被3H标记的染色体数为0~10条。‎ 答案　D 理性思维:建模思想 模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的、概括性的描述,是科学研究中对复杂事物的一种简单的描述方法,这种描述可以是定性的,也可以是定量的。有的借助于具体事物形象化的手段,有的则通过抽象的形式来表述。通过模型,抓住事实的最主要的特征和功能,以简化的形式去再现原型的各种复杂结构和功能,它是连接理论和应用的桥梁,可以帮助人们认识客观世界中最本质的东西,以便预测和指导实践。生物学研究中通常建构的模型包括物理模型、数学模型和概念模型等。‎ 这里说下物理模型建构:物理模型以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。其最显著的特点是形象、直观。在教学过程中通过模型建构与展示,不仅有利于加深学生对所学知识的记忆、理解,而且也能引导学生进行发散思维,提高学生的探究能力,学会科学研究的基本方法。通过物理模型教学还能够提高学生学习的兴趣,培养科学精神与价值观。 建构物理模型的前提是以客观事实为依据,删繁就简,‎ 去伪存真。在建构物理模型前需要通过观察、统计、实验、查阅研究史料等方法掌握模型对象的特征,寻找合适的模型展示方式,选择恰当的模型建构材料。在建构过程中,遵循先大后小、先简后繁的原则,由表及里、先框架后细节进行逐步建构。初步建构完模型后,还需要进一步审查模型的科学性和美观性,并在此基础上进行进一步修改完善,从而力求客观、真实反映认识对象的特征。‎ 在《高中生物课程标准》中将尝试建立真核细胞的模型作为学习细胞结构的具体内容标准,在遗传的分子基础部分建议开展制作DNA分子双螺旋结构模型的活动。在教学过程中,教师在介绍建构物理模型方法和过程的基础上,应该着重引导学生创新思维,自己动手,科学而有创造性地建构物理模型。‎ 某同学制作一个DNA分子片段模型,准备了8个碱基A塑料片,10个碱基T塑料片,脱氧核糖和磷酸的塑料片各36个,为了充分利用现有材料,还需准备碱基C塑料片的数目是(　　)。‎ A.8　　　B.10　　　C.12　　　D.18‎ 解析　1分子脱氧核糖核苷酸由1分子磷酸、1分子碱基和1分子脱氧核糖组成,题干给出了脱氧核糖和磷酸的塑料片各36个,因此最多可以组建36个脱氧核糖核苷酸,由于DNA分子中A与T配对,因此8个碱基A塑料片,10个碱基T塑料片,最多组建8个碱基对,因此剩余的脱氧核糖核苷酸数为36-16=20个,由于G=C,因此为了充分利用现有材料,还需准备碱基C塑料片的数目是10个。‎ 答案　B 见《针对训练》P51‎ 生命观念 ‎2‎ 科学探究 ‎9、12‎ 理性思维 ‎4、8、12‎ 社会责任 ‎3、5、11‎ 下列关于DNA结构及复制的叙述,正确的是(　　)。‎ A.DNA的特异性由碱基的数目及空间结构决定 B.DNA分子中一个磷酸可与两个核糖相连 C.DNA分子的两条链均作为复制时的模板 D.DNA分子复制时解旋酶与DNA聚合酶不能同时发挥作用 解析　DNA的特异性由碱基的数目及排列顺序决定;环状DNA分子中和链状DNA分子中部的一个磷酸可与两个脱氧核糖相连,而链状DNA分子中每条链的末端的磷酸只与一个脱氧核糖连接;DNA分子复制是边解旋边复制,因此解旋酶与DNA聚合酶能同时发挥作用。‎ 答案　C 在DNA分子双螺旋结构中,腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有2个氢键,胞嘧啶与鸟嘌呤之间有3个氢键。现有四种DNA样品,根据样品中碱基的百分含量判断最有可能来自嗜热菌(生活在高温环境中)的是(　　)。‎ A.含胸腺嘧啶32%的样品 B.含腺嘌呤17%的样品 C.含腺嘌呤30%的样品 D.含胞嘧啶15%的样品 解析　因嗜热菌生活在高温环境中,需要其DNA分子结构相对较稳定,DNA分子中氢键的数量越多,结构越稳定,四个选项中含腺嘌呤17%的样品中碱基G、C的数量最多,其结构最稳定。‎ 答案　B 下列说法正确的是(　　)。‎ A.水绵的遗传物质主要是脱氧核糖核苷酸 B.一个氨基酸由mRNA上三个相邻密码子参与编码 C.艾滋病病毒在活细胞中产生子代病毒时需逆转录酶参与 D.DNA聚合酶是在细胞核内转录、翻译形成的 解析　水绵的遗传物质是脱氧核糖核酸即DNA;一个氨基酸由mRNA上三个相邻碱基即一个密码子参与编码;艾滋病病毒是逆转录病毒,在活细胞中产生子代病毒时需逆转录酶参与;DNA聚合酶的mRNA是在细胞核内转录形成的,其形成的翻译过程在细胞质中的核糖体上完成。‎ 答案　C 用含有3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸和32P标记的尿嘧啶核糖核苷酸的培养液培养活的蚕豆根尖,一段时间后检测放射性元素的种类,结果是(　　)。‎ A.所有细胞中均有32P和3H B.所有细胞中均有3H,部分细胞中有32P C.所有细胞中均无32P和3H D.部分细胞中有3H,所有细胞中均有32P 解析　3H-胸腺嘧啶脱氧核苷酸、32P-尿嘧啶核糖核苷酸分别能对DNA和RNA进行标记,蚕豆根尖只有部分细胞处于增殖状态,因而只有部分细胞吸收3H-胸腺嘧啶脱氧核苷酸用于DNA复制而被标记;所有活细胞都能进行蛋白质的合成,因而所有细胞都吸收32P-尿嘧啶核糖核苷酸用于转录形成RNA而被标记。‎ 答案　D ‎2015年2月3日,英国议会下院通过一项历史性法案,允许以医学手段培育“三亲婴儿”。三亲婴儿是通过“第四代试管婴儿技术”受孕的婴儿,其主要技术路线如下:‎ 据图分析,三亲婴儿细胞内的遗传物质与下列选项无关的是(　　)。‎ A.捐卵者的线粒体DNA B.母亲的线粒体DNA C.母亲的细胞核DNA D.父亲的细胞核DNA 解析　图中信息显示,受精卵的细胞核是由母亲的卵母细胞核和父亲的精子细胞核融合形成的,受精卵的细胞质则来自捐卵者。‎ 答案　B 下列有关遗传与变异的说法不正确的是(　　)。‎ A.“T2噬菌体侵染细菌实验”证明DNA是遗传物质 B.遗传密码的简并有利于生物性状保持稳定 C.转录时RNA聚合酶的识别位点在RNA分子上 D.DNA分子的两条单链能平行的原因是碱基对长度相等 解析　“T2噬菌体侵染细菌实验”利用同位素标记法,证明DNA是遗传物质;遗传密码的简并是指多个密码子可以决定同一个氨基酸,增强了生物性状的容错性;转录时是以DNA为模板所以RNA聚合酶的识别位点在DNA分子上;DNA分子中的基本骨架为磷酸和脱氧核糖交替形成,碱基对位于双链内侧,碱基对长度相等使得DNA分子的两条单链能平行。‎ 答案　C 下图所示的过程中,正常情况下在动植物细胞中都不可能发生的是(　　)。‎ ‎ A.①②　　　B.③④⑥　　C.⑤⑥　　　D.②④‎ 解析　RNA复制、逆转录只有在被相应病毒感染的细胞中才能发生,而图中⑥所示过程只有朊病毒才能完成。‎ 答案　B 狗的大小差异非常大,科学家发现影响狗体型的基因有IGF-1基因和S基因,IGF-1基因能编码一种在青春期促进生长的激素;S基因能抑制IGF-1基因的表达。据此推断,下列叙述正确的是(　　)。‎ A.S基因和IGF-1基因是等位基因 B.这两种基因的差异性是核糖核苷酸的排列顺序、数量的差异造成的 C.两种基因翻译过程共用一套密码子 D.大型品系的狗不能进行IGF-1基因的转录 解析　等位基因控制相对性状,故S基因和IGF-1基因是非等位基因;这两种基因的差异性是脱氧核苷酸的排列顺序、数量的差异造成的;大型品系的狗体内促进生长的激素水平正常,而IGF-1基因能编码一种在青春期促进生长的激素,因而IGF-1基因进行了转录。‎ 答案　C 一百多年前,人们就开始了对遗传物质的探索历程。请回答下列有关问题。‎ ‎(1)分析肺炎双球菌转化实验的图解,然后回答:‎ ‎ ①分析图A可以看出,加热杀死的S型菌与活的R型菌混合注入小鼠体内,小鼠将　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②若用同位素标记法分别对蛋白质和DNA进行标记,可选用的组合为　　　　。 ‎ A.14C和18O B.35S和32P C.14C和32P D.35S和18O ‎③分析图B可以看出,该实验获得成功的最关键设计是　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)与艾弗里肺炎双球菌转化实验相比,噬菌体侵染实验更有说服力,是因为　。 ‎ 解析　(1)图A显示,加热杀死的S型菌与活的R型菌混合后,转化出S型菌,S型菌有毒性,小鼠将死亡;蛋白质含S不含P,核酸含P不含S,因此选B;图B显示,将S型菌DNA分离出,单独与R型菌混合,观察它的作用。(2)艾弗里的实验中,提取的DNA中含有少量的蛋白质;而噬菌体侵染实验中,蛋白质与DNA被完全分开。‎ 答案　(1)①死亡　S型菌的DNA使R型菌转化成活的S型菌,使小鼠死亡　②B　③设法将DNA与蛋白质分开,单独地、直接地去观察它们的作用　(2)其蛋白质与DNA完全分开 下图表示真核细胞内遗传信息传递的转录过程,据图回答问题:‎ ‎ (1)该过程主要发生在　　　　(填场所)中,编码链与mRNA相比,二者除　　　　碱基不同外,碱基序列都相同。 ‎ ‎(2)在转录过程中需要解旋,但不需要专门的解旋酶,因为　　　　　　　　酶本身具有解旋作用。 ‎ ‎(3)从图示可知,同一个DNA分子中,不同基因的模板链　　　　(填“不同”或“相同”)。但mRNA的合成方向都是从　　　　(填“5'→3'”或“3'→5'”)。 ‎ ‎(4)人体不同组织细胞的相同DNA进行转录时的起点不完全相同,原因是　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)在一个细胞周期中,可以多次转录,其意义是　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)细胞核　T、U　(2)RNA聚合　(3)不同　5'→3'　(4)基因选择性表达　(5)单位时间内产生大量mRNA,快速合成大量蛋白质 ‎2015年10月,中国女科学家屠呦呦因发现能有效治疗疟疾的青蒿素而获得了诺贝尔生理学或医学奖。但青蒿中青蒿素的含量很低,且种植受地域性影响较大;研究人员已经弄清了青蒿细胞中青蒿素的合成途径(如图实线框内所示),并且发现酵母细胞能够产生青蒿酸合成的中间产物FPP(如图虚线框内所示)。请回答下列问题:‎ ‎ (1)在FPP合成酶基因表达过程中,完成过程①需要　　　　酶催化;直接参与过程②的细胞器是　　　　,间接参与过程②的细胞器是　　　　;除mRNA外,完成过程②还需要　　　　　　　(写出4种)等物质。 ‎ ‎(2)图示代谢过程显示的基因对性状的控制途径为　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)青蒿细胞和酵母细胞中FPP合成酶基因指导合成的FPP合成酶的结构与功能相同,说明青蒿细胞和酵母细胞共用了　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)科学家向酵母细胞中导入　　　　　等基因,并设法降低　　　　酶的活性,培育出能产生青蒿酸的酵母细胞。 ‎ 答案　(1)RNA聚合　核糖体　线粒体　ATP、氨基酸、tRNA、酶　(2)基因通过控制酶的合成控制代谢过程进而控制性状　(3)同一套遗传密码　(4)ADS酶基因、CYP71AV1酶基因　FRG9‎ 在生命科学研究中,“放射性同位素示踪技术”是经常使用的研究手段。请仔细阅读分析下列实验并回答有关问题:‎ ‎(1)用含15NH4Cl的培养基培养大肠杆菌,再用噬菌体侵染培养的大肠杆菌,子代噬菌体的蛋白质和DNA中,具有放射性的是　　　　。 ‎ ‎(2)将大肠杆菌的DNA分子用3H标记后,放在普通培养基(1H)上繁殖3代,那么在子代中含1H标记的DNA分子的比例是　　　　。 ‎ ‎(3)人类基因组计划的首要目标是测定人类的DNA中的碱基排列顺序,测序的方法有多种。其中“链终止DNA测序法”通过向DNA复制体系中加入能够终止新链延伸的某种带标记的脱氧核苷酸类似物,得到长度不同的脱氧核苷酸链,再通过电泳呈带(按相对分子质量大小排列)读出对应碱基的位置(如图)。英国科学家Sanger因发明了这种方法两度获得诺贝尔奖。‎ ‎①加热的目的是破坏氢键,打开DNA双链,细胞中这一步是在　　　　　酶的作用下完成的。 ‎ ‎②图示操作过程中加入的带标记的ddAMP是　　　　　　　　　　的类似物,扩增后产生的带标记的新链数与　　　　数相等。 ‎ ‎③从理论上分析,采用链终止法测定一段DNA双链中的全部碱基顺序,最少要按图中所示模式操作　　　次,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)蛋白质和DNA　(2)100%　(3)①解旋　②腺嘌呤脱氧核苷酸　腺嘌呤(腺嘌呤脱氧核苷酸)　③3　经过3次操作可以测出DNA片段的一条链上三种碱基的位置,剩下空位就是第四种碱基的位置;再根据碱基互补配对原则,可推知DNA另一条链的碱基顺序