2023届高考生物专题5遗传的分子基础、变异与进化.docx
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1、专题五遗传的分子基础、变异与进化 课标内容1.亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA分子上。2.由基因突变、染色体变异和基因重组引起的变异是可以遗传的。3.地球上的现存物种丰富多样,它们来自共同祖先。4.适应是自然选择的结果。梳理核心知识提示深思1:不需要,RNA聚合酶有解旋功能。深思2:不是,差速离心需在同一过程中多次改变转速,以分离多种不同物质或细胞器。深思3:是遗传物质变化引起的性状变异,可以遗传(采用有性生殖或无性生殖方式),但并不是一定会遗传给后代,也并不一定是可育的。1.荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质。无荚膜的肺炎链球菌,感染人体或动物体后,容易被巨噬细胞吞噬并杀灭
2、。有荚膜的肺炎链球菌可抵抗巨噬细胞的吞噬,有利于细菌在宿主体内生活并繁殖。2.在噬菌体侵染细菌的实验中选择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同位素标记的原因: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分子中。用14C和18O同位素标记是不可行的,因为T2噬菌体的蛋白质和DNA分子中都含有这两种元素。3.选用细菌或病毒作为实验材料研究遗传物质的优点:成分和结构简单,繁殖速度快,容易分析结果。4.从控制自变量的角度,艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质,然后观察在没有这种物质的情况下,实验结果会有什么变化。最大的困难是,如何彻底去除细胞中
3、含有的某种物质(如糖类、脂质、蛋白质等)。艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术,以及物质的提取和分离技术等。5.DNA分子杂交技术可以用来比较不同生物DNA分子的差异。不同生物的DNA分子互补的碱基序列结合形成杂合双链区的部位越多,说明两种生物亲缘关系越近。6.转录成的RNA的碱基序列,与作为模板的DNA单链的碱基序列之间是互补配对关系,与DNA双链间碱基互补配对不同的是,RNA链中与DNA链的A配对的是U,不是T;转录成的RNA的碱基序列与该DNA的另一条链(非模板链)的碱基序列基本相同,只是DNA链上T
4、的位置,RNA链上是U。7.密码子的简并性对生物体的生存发展的意义:在一定程度上能防止由碱基改变而导致的遗传性状的改变。8.红霉素能与核糖体结合,通过抑制翻译过程来干扰细菌蛋白质的合成,抑制细菌的生长。环丙沙星抑制细菌DNA的复制过程,从而抑制细菌的增殖过程。利福平通过抑制RNA聚合酶的活性,可以抑制细菌的转录过程。因此这些抗生素可用于治疗因细菌感染而引起的疾病。9.柳穿鱼和小鼠性状改变的原因是柳穿鱼Lcyc基因和小鼠Avy基因的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了甲基化修饰抑制了基因的表达,进而对表型产生了影响。DNA甲基化修饰可以遗传给后代。10.除了DNA甲基化,构成染色体的组蛋白发生甲基
5、化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。11.当DNA分子复制过程中出现差错时,其所携带的遗传信息发生改变,但由于密码子具有简并性,DNA编码的氨基酸序列不一定改变。所对应的性状也不一定改变。12.三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞,因此,不能形成种子。但并不是绝对一颗种子都没有,其原因是在进行减数分裂时,有可能形成正常的生殖细胞。1.判断有关DNA的结构与复制说法的正误(1)格里菲思的肺炎链球菌转化实验证明了DNA是遗传物质。()(2)分别用含32P、35S的培养基培养噬菌体,可得到被标记的噬菌体。()(3)在噬菌体侵染细菌实验过程中,通过搅拌、离心使噬菌体的蛋白质和DNA分开。()(
6、4)在用35S标记噬菌体的侵染实验中,沉淀物中存在少量放射性可能是搅拌不充分所致。()(5)同一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基通过氢键相连。()(6)DNA分子中每个脱氧核糖都连接两个磷酸,每个碱基都连接一个脱氧核糖。()(7)DNA复制合成的子代DNA一条链中嘌呤和嘧啶的数量相等。()2.判断有关基因表达的说法的正误(1)细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与。()(2)一种tRNA只能转运一种氨基酸,一种氨基酸可能由多种tRNA转运。()(3)每种氨基酸都对应多个密码子,每个密码子都决定一种氨基酸。()(4)存在于叶绿体和线粒体中的DNA都能进行复制、转录,进而翻译出蛋白质。()(5)
7、一个mRNA中含有多个密码子,一个tRNA中只含有一个反密码子。()(6)核糖体与mRNA结合部位形成3个tRNA结合位点。()(7)胰岛细胞和未成熟的红细胞所含有的基因和种类不同。()(8)DNA甲基化会导致基因碱基序列的改变。()3.判断有关变异与育种说法的正误(1)基因突变一定导致生物性状改变,但不一定遗传给后代。()(2)原癌基因与抑癌基因只存在于癌细胞中。()(3)染色体上某个基因的丢失属于基因突变。()(4)DNA分子中发生一个碱基对的缺失会导致染色体结构变异。()(5)淀粉分支酶基因中插入一段外来DNA序列属于基因突变。()(6)多倍体生物的单倍体都是高度不育的。()(7)基因重
8、组发生在受精作用过程中。()(8)染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化。()(9)用射线照射大豆使其基因结构发生定向改变,获得种子性状发生变异的大豆属于诱变育种。()(10)三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂同源染色体联会行为有关。()4.判断有关生物进化说法的正误(1)为了适应冬季寒冷环境,植物会产生抗寒性变异。()(2)一般来说,频率高的基因所控制的性状更适应环境。()(3)生物形成的适应性特征不会遗传给后代。()(4)自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率。()(5)生物进化时基因频率总是变化的。()(6)害虫抗药性增强,是因为杀虫剂刺激害虫产生抗药性,并在后代中不断积累
9、。()(7)捕食关系会降低物种的多样性。()(8)协同进化是指生物和生物之间在相互影响中不断进化和发展。()1.在噬菌体侵染细菌实验中,搅拌和离心的目的分别是。提示搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒,沉淀物中留下被感染的大肠杆菌2.将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记,并使其感染大肠杆菌,在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放,则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n,原因是。提示一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后,标记的两条单链只能分配到
10、两个噬菌体的双链DNA分子中,因此在得到的n个噬菌体中只有2个带标记3.一个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,其意义是。提示少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质4.原核生物的拟核基因表达速率往往比真核生物的核基因表达的速率要快很多,原因是。提示原核生物基因表达时转录和翻译可以同步进行,真核生物基因表达时先完成转录,再完成翻译5.囊性纤维病的发病原因说明了基因控制生物性状的途径之一是。提示基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状6.DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失是否一定是基因突变?原因是。提示不一定。基因突变是发生在基因中碱基的替换、增添或缺失,若
11、碱基的替换、增添或缺失发生在没有遗传效应的DNA片段,则不属于基因突变7.三倍体西瓜没有种子的原因是。提示三倍体在减数分裂时染色体联会紊乱,无法产生正常的配子8.物种是指。提示在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物9.什么是“精明的捕食者”策略?其原因是什么?提示捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉,否则自己也无法生存,这就是“精明的捕食者”策略。其基础是捕食者和被捕食者的负反馈调节。10.协同进化是指。提示不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展1.(2021全国乙卷,5,改编)在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中,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
12、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S型菌与R型菌最主要的区别是前者具有多糖类的荚膜,后者不具有多糖类的荚膜,S型细菌有毒,故推测S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关,A正确;加热杀死的S型菌其蛋白质已经被破坏,而分离出的S型菌有毒性,即具备活性蛋白,可推出S型菌的DNA能够进入R型菌细胞中
13、指导蛋白质的合成,B正确;加热可使蛋白质变性,由实验结果R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌可知,S型菌的遗传物质未受影响,即加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而其DNA功能可能不受影响,C正确;S型菌的DNA经DNA酶处理后,被降解,失去活性,故与R型菌混合后,无法得到S型菌,D错误。2.(2021选择性考试河北卷,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
14、息答案C解析绝大多数生物的遗传物质是DNA,其RNA和蛋白质均由DNA编码,也有某些病毒的遗传物质是RNA,部分RNA病毒可直接以RNA作为模板合成RNA和蛋白质,A错误;RNA聚合酶催化转录过程,从启动子开始启动转录,到终止子结束,终止密码子存在于mRNA上,B错误;翻译过程中,mRNA与tRNA的碱基互补配对,从而保证遗传信息传递的准确性,C正确;多肽链的合成过程中,核糖体读取mRNA上的密码子,D错误。3.(2021选择性考试湖南卷,8)金鱼系野生鲫鱼经长期人工选育而成,是中国古代劳动人民智慧的结晶。现有形态多样、品种繁多的金鱼品系。自然状态下,金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代。下列叙述
15、错误的是()A.金鱼与野生鲫鱼属于同一物种B.人工选择使鲫鱼发生变异,产生多种形态C.鲫鱼进化成金鱼的过程中,有基因频率的改变D.人类的喜好影响了金鱼的进化方向答案B解析金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代,因此二者属于同一物种,A正确;鲫鱼的变异是随机的、不定向的,并不是人工选择使之发生变异,B错误;生物进化的实质是种群基因频率发生改变,C正确;人类的喜好决定了人工选择的方向,所以也影响了金鱼的进化方向,D正确。4.(2020全国卷,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
16、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解析根据图像可知,反密码子CCI可与mRNA中的GGU、GGC、GGA互补配对,说明一种反密码子可以识别不同的密码子,A正确;密码子与反密码子的碱基互补配对,密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合,B正确;tRNA分子和mRNA分子都是单链结构,C错误;由于某些氨基酸可对应多种密码子,故mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变,D正确。5.(2020全国卷,32)遗传学理论可用于指导农
17、业生产实践。回答下列问题:(1)生物体进行有性生殖形成配子的过程中,在不发生染色体结构变异的情况下,产生基因重新组合的途径有两条,分别是_。(2)在诱变育种过程中,通过诱变获得的新性状一般不能稳定遗传,原因是_,若要使诱变获得的性状能够稳定遗传,需要采取的措施是_。答案(1)在减数分裂过程中,随着非同源染色体的自由组合,非等位基因自由组合;同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体之间的互换而发生交换,导致染色单体上的基因重组(2)控制新性状的基因型是杂合的通过自交筛选性状能稳定遗传的子代解析(1)互换型基因重组发生在减数分裂前期同源染色体联会过程中,在该过程中非姐妹染色单体之间进行互换;自由组
18、合型基因重组发生在减数分裂后期,伴随着非同源染色体的自由组合,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。(2)诱变育种过程中,突变体一般为杂合子,即控制新性状的基因型是杂合的,不能稳定遗传;对于杂合子,可以采用连续自交和不断选择的方法,获得纯合子,即通过自交筛选性状能稳定遗传的子代。微专题1遗传的分子基础1.遗传物质的探索过程(1)肺炎链球菌转化实验(2)噬菌体侵染细菌实验的误差分析不能侵染肺炎链球菌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提醒:不能用35S和32P标记同一T2噬菌体。放射性检测时只能检测到放射性的存在部位,不能确定是何种元素的放射性。不能用培养
19、基直接培养T2噬菌体。加热杀死S型菌的过程中,其蛋白质变性失活,但是其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。2.遗传信息的传递和表达(1)DNA分子复制(以真核细胞为例):DNADNA(2)转录:DNARNA (3)翻译:mRNA蛋白质提醒:原核细胞中边转录边翻译,真核细胞中核基因的表达先在细胞核中转录,后在细胞质中完成翻译过程。多聚核糖体现象:真、原核细胞中都存在,可同时合成多条多肽链,但不能缩短每条肽链的合成时间。起点问题:在一个细胞周期中,DNA复制一次,每个复制起点只起始一次;而在一个细胞周期中,基因可多次转录,因此转录起点可多次起始。范围问题:DNA复制时整个DNA分子
20、为单位进行,产生两个相同的子代DNA分子。转录时,是以基因为单位进行,产生一段RNA,该RNA分子的长度远小于DNA分子。翻译过程中mRNA并不移动,而是核糖体沿着mRNA移动,进而依次读取密码子,最终因为模板mRNA相同,合成的多个多肽的氨基酸序列完全相同。3.基因与性状的关系(1)基因控制性状的途径提醒: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)表观遗传考向1围绕遗传物质的探索过程考查科学探究的能力1.(2021华东师大附中质检)下列关于科学家探究“DNA是遗传物质”实验的叙述中正确的是()A.
21、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验证明了DNA是遗传物质B.艾弗里将S型菌的DNA与R型活菌混合培养,只有部分R型菌转化为S型菌C.35S标记的是T2噬菌体的DNA,32P标记的是T2噬菌体的蛋白质D.噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质答案B解析格里菲思的体内转化实验只能证明S型细菌含有能让R型细菌转化的转化因子,但不能证明该转化因子就是DNA,A错误;艾弗里的体外转化实验中,将S型菌的DNA与R型菌混合,并不是全部的R型菌都转化为S型菌,B正确;T2噬菌体的DNA不含S元素,T2噬菌体的蛋白质不含P元素,C错误;噬菌体侵染细菌的实验只证明了DNA是遗传物质,但不能证明DNA是主要
22、的遗传物质,D错误。2.下表为T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验设计方案,下列叙述不正确的是()组别大肠杆菌材料T2噬菌体材料检测结果甲35S标记的大肠杆菌未被标记的T2噬菌体培养一段时间后,搅拌离心,检测子代T2噬菌体的放射性乙未被标记的大肠杆菌32P标记的T2噬菌体A.甲组的子代T2噬菌体全部含放射性B.乙组的子代T2噬菌体部分含放射性C.该实验能证明只有DNA才是T2噬菌体的遗传物质D.乙组含放射性的子代T2噬菌体个数与培养时间无关答案C解析甲组中用35S标记的是大肠杆菌中的氨基酸和蛋白质,用未被标记的T2噬菌体侵染被35S标记的大肠杆菌后,合成子代T2噬菌体蛋白质所需的原料全部由大肠杆菌提供
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