备战2023年高考生物全国通用易错题18关于基因的本质的遗传题(解析版).pdf
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1、易错点 18 关于基因的本质的遗传题 关于基因的本质的遗传题,多数以选择题形式考查探究遗传物质的经典实验、DNA 的结构、DNA 的复制、基因的本质等知识。而没有全面且熟练掌握相关知识、不能从题目情境中准确获取解题有效信息等是失分的主要原因。在复习备考中,需要加强练习,提高审题和解题能力。注意以下细微易错陷阱,对提高这类题的解题能力有所帮助。易错陷阱 1:探究遗传物质的经典实验噬菌体侵染细菌。没有掌握噬菌体侵染细菌过程时蛋白质外壳没有进入细菌细胞内,不清楚离心后上清液和沉淀物中所含物质种类从而错误判断放射性情况,误认为噬菌体侵染细菌实验可以证明蛋白质不是遗传物质。易错陷阱 2:DNA 的结构。
2、没有掌握碱基互补配对原则的规律是 DNA 的结构中相关计算题错选的主要原因,其次原因是审题不仔细造成错误,例如忽略“DNA 双链中相邻脱氧核苷酸连接的化学键”和“DNA 单链之间相邻脱氧核苷酸连接的化学键”的区别、是“双链中碱基数”还是“单链中碱基数”等关键词,从而掉进陷阱。易错陷阱 3:DNA 的复制与标记分析。没有掌握 DNA 半保留复制与染色体数、染色单体数、DNA 分子数、DNA分子链数的关系造成错误,没有理解密度梯度离心与 DNA 条带的关系造成错误。其次原因是审题不仔细造成错误,例如忽略“DNA 复制了 n 次”和“第 n 次复制”的区别、是“含3H”还是“只含3H”等关键词,从而
3、掉进陷阱。易错陷阱 4:基因的本质。不理解“基因通常是具有遗传效应的 DNA 片段”,误以为 DNA 中任意片段都是基因,误以为基因是碱基对随机排列的 DNA 片段。例题 1、(2022 海南卷T11)科学家曾提出 DNA 复制方式的三种假说:全保留复制、半保留复制和分散复制(图 1)。对此假说,科学家以大肠杆菌为实验材料,进行了如下实验(图 2):下列有关叙述正确的是()A第一代细菌 DNA 离心后,试管中出现 1 条中带,说明 DNA 复制方式一定是半保留复制 B第二代细菌 DNA 离心后,试管中出现 1 条中带和 1 条轻带,说明 DNA 复制方式一定是全保留复制 C结合第一代和第二代细
4、菌 DNA 的离心结果,说明 DNA 复制方式一定是分散复制 D若 DNA 复制方式是半保留复制,继续培养至第三代,细菌 DNA 离心后试管中会出现 1 条中带和 1 条轻带【解析】根据题意和图示分析可知:若 DNA 复制方式是半保留复制,则一个亲代15N/15N 的 DNA 分子复制后,产生的两个子代 DNA 分子是:15N/14N、15N/14N,在离心管分布的位置是都在中带;若 DNA 复制方式是分散复制,则一个亲代15N/15N 的 DNA 分子复制后,产生的两个子代 DNA 分子是:15N 与14N 相间隔即15N14N/15N14N、15N14N/15N14N,在离心管分布的位置是
5、都在中带;若 DNA 复制方式是全保留复制,则一个亲代15N/15N 的 DNA分子复制后,产生的两个子代 DNA 分子是:15N/15N、14N/14N,在离心管分布的位置是一半在轻带,一半在重带。A、第一代细菌 DNA 离心后,试管中出现 1 条中带,说明 DNA 复制方式是半保留复制、分散复制,A 项错误;B、第二代细菌 DNA 离心后,试管中出现 1 条中带和 1 条轻带,说明 DNA 复制方式一定是半保留复制,B 项错误;C、若是分散复制不会出现轻带,所以结合第一代和第二代细菌 DNA 的离心结果,说明 DNA 复制方式一定是半保留复制,C 项错误;D、若 DNA 复制方式是半保留复
6、制,继续培养至第三代,细菌 DNA 离心后试管中仍会出现 1 条中带和 1 条轻带,D 项正确。【答案】D 例题 2、(2021 浙江省 6 月 T14)含有 100 个碱基对的个 DNA 分子片段,其中一条链的 A+T 占 40%,它的互补链中 G 与 T 分别占 22%和 18%,如果连续复制 2 次,则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为()A.240 个 B.180 个 C.114 个 D.90 个【解析】分析题意可知:该 DNA 片段含有 100 个碱基对,即该 DNA 片段含有 200 个碱基,依据规则“DNA 分子的一条单链中(A+T)与(G+C)的比值等于其互补链和整个 DNA
7、分子中该种比例的比值”,而且题干信息告知“其中一条链的 A+T 占 40%”,可以推知该 DNA 片段中 A+T 占 40%,故该 DNA 片段中 G+C=200(1-40%)=120,而双链 DNA 中 G=C,那么 C=120/2=60。已知 DNA 复制了 2 次,则 DNA 的个数为22=4,4 个 DNA 中共有胞嘧啶脱氧核苷酸的数量为 460=240,原 DNA 片段中有 60 个胞嘧啶脱氧核糖核苷酸,则需要游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为 240-60=180,B 正确,ACD 错误。【答案】B 1.碱基互补配对原则的规律:(1)在双链 DNA 分子中,互补碱基两两相等,A=T,
8、C=G,A+T=C+G,即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。(2)DNA 分子的一条单链中(A+T)与(G+C)的比值等于其互补链和整个 DNA 分子中该种比例的比值。(3)DNA 分子一条链中(A+G)与(T+C)的比值与互补链中的该种碱基的比值互为倒数,在整个双链中该比值为 1。(4)不同生物的 DNA 分子中互补配对的碱基之和的比值不同,即(A+T)与(C+G)的比值不同。该比值体现了不同生物 DNA 分子的特异性。2.DNA 分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数 若亲代 DNA 分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为 m(2n1)。第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数
9、为m2n1。3.DNA 标记的分析(1)噬菌体侵染细菌实验中标记的分析 首先看标记生物,若是标记细菌,因为子代噬菌体的原料全部来自于细菌,则子代都含有放射性标记;若是标记噬菌体,则要再看标记的元素,32P 标记的是 DNA,子代中部分含有放射性标记;35S 标记的是蛋白质,子代中不含有放射性标记;C、H 标记的是蛋白质和 DNA,子代中部分含有放射性标记。噬菌体的蛋白质外壳及噬菌体较轻,离心后位于上清液,被噬菌体侵染的细菌较重,离心后位于沉淀物中。噬菌体侵染细菌时,释放的子代噬菌体不含放射性35S,只能说明蛋白质没有进入细菌细胞内,不能说明蛋白质不是遗传物质。(2)密度梯度离心与 DNA 条带
10、的关系 15N 和14N 的相对原子质量不同,含15N 的 DNA 比14N 的 DNA 密度大,含14N/14N、15N/14N、15N/15N 的 DNA分子经离心处理后分别位于离心管的轻带、中带、重带。若 DNA 复制方式是半保留复制,则一个亲代15N/15N的 DNA 分子复制后,产生的两个子代 DNA 分子是:15N/14N、15N/14N,在离心管分布的位置是都在中带;若 DNA复制方式是分散复制,则一个亲代15N/15N 的 DNA 分子复制后,产生的两个子代 DNA 分子是:15N 与14N 相间隔即15N14N/15N14N、15N14N/15N14N,在离心管分布的位置是都
11、在中带;若 DNA 复制方式是全保留复制,则一个亲代15N/15N 的 DNA 分子复制后,产生的两个子代 DNA 分子是:15N/15N、14N/14N,在离心管分布的位置是一半在轻带,一半在重带。(3)DNA 复制中标记分析 首先要注意原有 DNA 是 2 条链均被标记还是一条链被标记;其次要注意 DNA 复制次数和复制原料是否带标记,例如原来双链被标记的一个 DNA,利用不含标记的原料复制一次细胞分裂结束后,每条染色体和每个 DNA 均带标记的,但是 DNA 一条单链被标记,另一条链不被标记;利用不含标记的原料第二次复制分裂结束后,一半染色体的 DNA 一条单链被标记,另一条链不被标记,
12、一半染色体的 DNA 两条链均不带标记。第三,要注意有染色单体的时期,一条染色体上的姐妹染色单体可能标记情况相同,也可能不同。第四,要注意着丝粒分裂后姐妹染色单体形成的染色体移向细胞两极是随机组合的,会导致子细胞中标记情况不同。4.“基因通常是具有遗传效应的 DNA 片段”的涵义(1)DNA 中碱基总数大于基因总数碱基之和(2)基因不是碱基对随机排列的 DNA 片段(3)基因的特异性体现在特定的脱氧核苷酸排列顺序(4)RNA 病毒的基因是具有遗传效应的 RNA 片段 1.(2022 广东 T12)噬菌体的线性双链 DNA 两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其 DNA 会自连环化(
13、下图),该线性分子两端能够相连的主要原因是()A单链序列脱氧核苷酸数量相等 B分子骨架同为脱氧核糖与磷酸 C单链序列的碱基能够互补配对 D自连环化后两条单链方向相同 1.【答案】C【解析】A、单链序列脱氧核苷酸数量相等,不能决定线性 DNA 分子两端能够相连,A 项错误;B、分子骨架同为脱氧核糖与磷酸,不能决定线性 DNA 分子两端能够相连,B 项错误;C、根据题图分析可知,噬菌体侵入大肠杆菌 DNA 两端的单链序列碱基互补配对后,其 DNA 自连环化,形成双链环状 DNA,C 项正确;D、自连环化后两条单链方向相反,D 项错误。2.(2022 福州市 3 月质检T15)关于 DNA 复制过程
14、中两条子链是如何延伸的,有科学家提出半不连续复制模型,其中延伸方向与解链方向相反的短片段子链将由 DNA 连接酶连接。以下不是该模型确立所依据的证据是 A.阻断 DNA 连接酶的活性,正在增殖的大肠杆菌中会出现短片段子链的积累 B.将正在增殖的大肠杆菌与放射性同位素3H 标记的胸苷混合,较短时间即可出现具有放射性的短片段子链 C.将正在增殖的大肠杆菌与放射性同位素3H 标记的胸苷混合,较长时间后测定,长片段子链的比例会增加 D.将15N 培养的大肠杆菌移到14N 培养基中,提取 DNA 进行密度梯度离心,子一代 DNA 出现在中带位置 2.【答案】D【解析】A、从题干信息“有科学家提出半不连续
15、复制模型,其中延伸方向与解链方向相反的短片段子链将由DNA 连接酶连接”可知:阻断 DNA 连接酶的活性,将导致短片段无法连接,所以正在增殖的大肠杆菌中会出现短片段子链的积累,说明复制时形成了短片段的子链,支持半不连续复制模型,A 项正确;B、将正在增殖的大肠杆菌与放射性同位素3H 标记的胸苷混合,较短时间即可出现具有放射性的短片段子链,说明复制时形成了短片段的子链,该实验结果支持半不连续复制模型,B 项正确;C、将正在增殖的大肠杆菌与放射性同位素3H 标记的胸苷混合,较长时间后测定,长片段子链的比例会增加,说明复制时形成的短片段子链连接成长片段子链,该实验结果支持半不连续复制模型,C 项正确
16、;D、将15N 培养的大肠杆菌移到14N 培养基中,提取 DNA 进行密度梯度离心,子一代 DNA 出现在中带位置,该实验属于探究半保留复制方式,不能说明复制时形成了短片段的子链,D 项错误。3.(2020 浙江 1 月选考T23)某研究小组用放射性同位素32P、35S 分别标记 T2 噬菌体,然后将大肠杆菌和被标记的噬菌体置于培养液中培养,如图所示。一段时间后,分别进行搅拌、离心,并检测沉淀物和悬浮液中的放射性。下列分析错误的是 A.甲组的悬浮液含极少量32P 标记的噬菌体 DNA,但不产生含32P 的子代噬菌体 B.甲组被感染的细菌内含有32P 标记的噬菌体 DNA,也可产生不含32P 的
17、子代噬菌体 C.乙组的悬浮液含极少量35S 标记的噬菌体蛋白质,也可产生含35S 的子代噬菌体 D.乙组被感染的细菌内不含35S 标记的噬菌体蛋白质,也不产生含35S 的子代噬菌体 3.【答案】C【解析】A、甲组标记的为噬菌体的 DNA,由于噬菌体侵染大肠杆菌并非高度同步,因此混合培养适宜时间后搅拌、离心,甲组的悬浮液可含极少量32P,但不产生含32P 的子代噬菌体,A 项正确;B、DNA 复制为半保留复制,由于大肠杆菌不能提供32P,因此经若干代复制后,大多数子代噬菌体的 DNA不含32P,B 项正确;C、乙组标记的是噬菌体的蛋白质外壳,而在侵染过程中蛋白质外壳不能进入宿主细胞,且宿主细胞不
18、提供35S,因此子代噬菌体均不含35S,C 项错误;D、乙组标记的是噬菌体的蛋白质外壳,而在侵染过程中蛋白质外壳不能进入宿主细胞,且宿主细胞不提供35S,因此子代噬菌体均不含35S,D 项正确。1.(2022 浙江 6 月卷T13)某同学欲制作 DNA 双螺旋结构模型,已准备了足够的相关材料。下列叙述正确的是()A在制作脱氧核苷酸时,需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基 B制作模型时,鸟嘌呤与胞嘧啶之间用 2 个氢键连接物相连 C制成的模型中,腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和 D制成的模型中,磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧 1.【答案】C A、在制作脱氧核苷酸时,需在脱氧核糖上连接磷酸
19、和碱基,A 项错误;B、鸟嘌呤和胞嘧啶之间由 3 个氢键连接,B 项错误;C、DNA 的两条链之间遵循碱基互补配对原则,即 AT、CG,故在制作的模型中 A+CG+T,C 项正确;D、DNA 分子中脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基在内侧,D 项错误。2.(2019 浙江 4 月选考T25)在含有 BrdU 的培养液中进行 DNA 复制时,BrdU 会取代胸苷掺入到新合成的链中,形成 BrdU 标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色,发现含半标记 DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光,含全标记 DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若
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