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2021届高考生物二轮复习 专题六 遗传的分子基础学案

2021届高考生物二轮复习 专题六 遗传的分子基础学案

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专题六 遗传的分子基础
[考纲要求]
1．人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)　2.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)　3.DNA分子的复制(Ⅱ)　4.基因的概念(Ⅱ)　5.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)　6.基因与性状的关系(Ⅱ)

细节拾遗
1．教材必修2 P46“思考与讨论”：艾弗里与赫尔希等人以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？
提示：个体小，结构简单，繁殖快。
2．教材必修2 P47“资料信息”：威尔金斯的DNA的X光衍射实验证明了DNA是遗传物质吗？
提示：没有，威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱给沃森和克里克推算DNA分子双螺旋结构提供了依据。
3．教材必修2 P53“旁栏思考”：如何在实验中区分亲代与子代的DNA分子？
提示：本实验是根据半保留复制原理和DNA密度的变化来设计的。在本实验中根据试管中DNA带所在的位置就可以区分亲代与子代的DNA了。
4．教材必修2 P66“图4－5”：tRNA中的哪个部位是结合氨基酸部位？
提示：tRNA中的—OH部位是结合氨基酸的部位，与氨基酸—NH2中的H结合。
5．教材必修2 P70“文字信息”：细胞质基因有怎样的遗传特点？
提示：只能通过母方传给后代。

易错诊断
1．肺炎双球菌转化实验证明DNA是主要的遗传物质(×)
2．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(×)
3．每个DNA 分子上的碱基排列顺序是一定的，其中蕴含了遗传信息，从而保持了物种的遗传特性(√)
4．细胞核中遗传信息的转录过程中DNA双链解开，需要解旋酶(×)
5．遗传物质是信息分子(√)
6．以mRNA作为模板合成生物大分子的过程包括翻译和逆转录(√)
7．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(×)
8．DNA 的复制和转录过程中存在碱基互补配对，翻译过程中不存在碱基互补配对(×)
9．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(×)
10．核糖体与mRNA结合部位形成3个tRNA结合位点(×)

授课提示：对应学生用书第35页

考点 　遗传物质的探索

1．理清格里菲思与艾弗里实验的3个不同

2．噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性位置的误差分析
(1)32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌

(2)35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌

[特别提醒]
(1)格里菲思转化实验没有具体证明哪种物质是遗传物质。
(2)S型菌的DNA与R型菌混合培养，培养基中仅出现少量的S型菌，大多数菌落仍为R型菌。
(3)肺炎双球菌转化实验的实质是S型菌的DNA片段整合到R型菌的DNA中，实现了基因重组。
(4)加热杀死S型细菌的过程中，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。

命题点1　以肺炎双球菌转化实验为载体考查理解,与实验探究能力

1．(2020·浙江7月选考)下列关于“肺炎双球菌转化实验”的叙述，正确的是(　　)
A．活体转化实验中，R型菌转化成的S型菌不能稳定遗传
B．活体转化实验中，S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌
C．离体转化实验中，蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传
D．离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌
解析：肺炎双球菌活体转化实验中，R型菌转化成的S型菌能稳定遗传，A项错误；活体转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化成有荚膜的S型菌，B项错误；离体转化实验中，蛋白质不能使R型菌转化成S型菌，C项错误；离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物中的DNA被水解，因此其不能使R型菌转化成S型菌，D项正确。
答案：D
2．某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：
①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注入小鼠
②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注入小鼠
③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注入小鼠
④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注入小鼠
以上4个实验中小鼠存活的情况依次是(　　)
A．存活、存活、存活、死亡 B．存活、死亡、存活、死亡
C．死亡、死亡、存活、存活 D．存活、死亡、存活、存活
解析：DNA酶能将DNA水解，因此不能使R型细菌转化为S型细菌，①中小鼠不死亡。②加入的是S型细菌，小鼠死亡。高温能使细菌死亡，使酶失去活性，因此③④中小鼠都不死亡。
答案：D

命题点2　以噬菌体侵染细菌实验为载体考查理解与实验探究能力

3．用含32P和35S的培养基培养细菌，将一个未标记的噬菌体在此细菌中培养9 h后，经检测共产生了64个子代噬菌体，下列叙述正确的是(　　)
A．32P和35S只能分别标记细菌的DNA和蛋白质
B．子代噬菌体的DNA和蛋白质一定具有放射性
C．DNA具有放射性的子代噬菌体占1/32
D．噬菌体繁殖一代的时间约为1.0 h
解析：噬菌体只含蛋白质和DNA，但细菌的成分很多，除DNA外，磷脂和ATP中也含P元素；子代噬菌体的DNA是利用细菌的32P标记的脱氧核苷酸为原料合成的，子代噬菌体的蛋白质是利用细菌的35S标记的氨基酸为原料合成的，故都含有放射性；9 h中1个噬菌体增殖产生64个子代噬菌体，即繁殖了6次，故噬菌体繁殖一代的时间约为1.5 h。
答案：B
4．按照图示1→2→3→4进行实验，可验证朊病毒是蛋白质侵染因子。朊病毒是一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物，题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。

(1)本实验采用的方法是____________。
(2)从理论上讲，离心后上清液中________(填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P，沉淀物中________(填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P，出现上述结果的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如果添加试管5，从试管2中提取朊病毒后先加入试管5，同时添加35S标记的(NH4)SO4，连续培养一段时间后，再提取朊病毒加入试管3，培养适宜时间后离心，检测放射性应主要位于______________中，少量位于________中，原因是________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)本实验采用的方法是同位素标记法。标记朊病毒需先培养带标记的宿主细胞——牛脑组织细胞，再让朊病毒侵染带标记的牛脑组织细胞，完成对朊病毒的标记。(2)因为朊病毒没有核酸，只有蛋白质，蛋白质中P含量极低，所以从试管2中提取的朊病毒几乎不含32P，即试管4中几乎没有32P。(3)用35S标记的朊病毒侵入牛脑组织细胞，因此放射性物质主要位于沉淀物中，同时会有少量的朊病毒不能成功侵入牛脑组织细胞，离心后位于上清液中，因此上清液中含少量放射性物质。
答案：(1)同位素标记法　(2)几乎不能　几乎不能　朊病毒不含核酸只含蛋白质，蛋白质中P含量极低，从试管2中提取的朊病毒几乎不含32P　(3)沉淀物　上清液　经试管5中牛脑组织细胞培养出的朊病毒(蛋白质)被35S标记，提取后加入试管3中，35S随朊病毒侵入到牛脑组织细胞中，因此放射性物质主要位于沉淀物中，同时会有少量的朊病毒不能成功侵入牛脑组织细胞，离心后位于上清液中，因此上清液中含少量放射性物质
技 法 提 炼
“二看法”判断子代噬菌体标记情况

考点 　DNA的结构与复制

1．“三看法”判断DNA分子结构的正误

2.DNA分子复制(以真核细胞为例)

3．关注3种“计算”
(1)牢记双链DNA分子中A＝T，G＝C，并牢记二者依次含2个氢键和3个氢键。
(2)牢记两种“和”
①互补碱基之和即A＋T或G＋C在不同DNA中可不同，但在某一特定DNA中，该值在一条链、在另一条链及在整个DNA分子中为“恒值”。
②非互补碱基之和之比即(A＋C)/(T＋G)或(A＋G)/(T＋C)，在所有双链DNA中均等于1，无特异性，且该值在两条互补链中互为倒数。
(3)DNA复制时的计算
已知某亲代DNA中含某碱基m个
①“复制n次”消耗的该碱基数：m·(2n－1)。
②“第n次复制”消耗的该碱基数：m·2n－1。
[特别提醒]
捕捉DNA复制中的“关键字眼”
(1)DNA复制：用15N标记的是“亲代DNA”还是“培养基中原料”。
(2)子代DNA：所求DNA比例是“含15N的”还是“只含15N的”，是“DNA分子数”还是“链数”。

命题点1　以DNA结构与复制为载体考查理解与信息获取能力

1．(2020·浙江7月选考)某DNA片段的结构如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．①表示胞嘧啶　 B．②表示腺嘌呤
C．③表示葡萄糖 D．④表示氢键
解析：图中①表示胸腺嘧啶，②表示胞嘧啶，③表示脱氧核糖，④表示氢键，D项正确。
答案：D
2．如图所示为某DNA复制过程的部分图解，其中rep蛋白具有解旋的功能。下列相关叙述错误的是(　　)

A．rep蛋白可破坏A与C、T与G之间形成的氢键
B．DNA结合蛋白可能具有防止DNA单链重新形成双链的作用
C．DNA复制具有边解旋边复制和半保留复制的特点
D．随从链之间的缺口需要DNA连接酶将其补齐
解析：rep蛋白具有解旋功能，破坏的是A与T、G与C之间的氢键；DNA结合蛋白缠绕在DNA单链上，可以防止DNA单链之间重新螺旋化；DNA连接酶可以将随从链之间的缺口通过磷酸二酯键连接，从而形成完整的单链。
答案：A

命题点2　以DNA结构与复制为载体考查相关计算

3．下列关于DNA的相关计算中，正确的是(　　)
A．具有1 000个碱基对的DNA，腺嘌呤有600个，则每一条链上都具有胞嘧啶200个
B．具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，复制n次共需要2n·m个胸腺嘧啶脱氧核苷酸
C．具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，第n次复制需要2n－1·m个胸腺嘧啶脱氧核苷酸
D．无论是双链DNA还是单链DNA，(A＋G)所占的比例均是50%
解析：具有1 000个碱基对的DNA，腺嘌呤有600个，则该DNA分子中胞嘧啶的数目为400个，但无法确定每一条链上的胞嘧啶数目，A错误；具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，复制n次后共需要(2n－1)·m个胸腺嘧啶，B错误；具有m个胸腺嘧啶的DNA片段，第n次复制需要2n－1·m个胸腺嘧啶，C正确；在双链DNA中，(A＋G)所占的比例是1/2，在单链DNA中，(A＋G)所占的比例不一定是1/2，D错误。
答案：C

命题点3　以DNA结构与复制为载体考查信息获取与实验探究能力

4．白斑综合征病毒严重危害对虾养殖业，该病毒经由吸附蛋白与细胞膜上受体蛋白的特异性结合而入侵宿主细胞。科研人员通过引入5­溴尿嘧啶(5­BU)诱变剂提高对虾抗病能力。5­BU能产生两种互变异构体，一种是普通的酮式，一种是较为稀有的烯醇式。酮式可与A互补配对，烯醇式可与G互补配对。下列叙述正确的是(　　)
A．5­BU处理组对虾体细胞中的碱基数目会明显减少
B．5­BU处理组对虾体细胞DNA中(A＋T)/(C＋G)比值可能发生变化
C．5­BU诱变剂是通过干扰吸附蛋白基因表达来阻断病毒的吸附
D．宜选用健壮的成体对虾作为实验材料进行诱变实验
解析：利用5­BU处理对虾，酮式可与A互补配对，代替T作为原料，烯醇式可与G互补配对，代替C作为原料，因此细胞中的碱基数目不变，但是由于5­BU能产生两种互变异构体参与比例未知，因此(A＋T)/(C＋G)的比值可能改变，A错误，B正确；根据题干信息分析可知，5­BU诱变剂是通过干扰对虾体细胞内DNA的复制诱导基因突变，使得对虾细胞膜上的受体蛋白结构改变，来阻断病毒的吸附，C错误；5­BU诱变剂是通过干扰对虾体细胞内DNA的复制诱导基因突变，因此宜选用幼体对虾作为实验材料进行诱变实验，D错误。
答案：B
5．为探究DNA复制方式，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔将15N标记的大肠杆菌，放到只含14N的培养基中培养，通过CsCl密度梯度离心技术分别将细胞分裂产生的第一代和第二代细胞中的15N­DNA、14N­DNA及15N14N­DNA分离开来。因为DNA能够强烈地吸收紫外线，所以用紫外光源照射离心管，透过离心管在感光胶片上记录DNA带的位置就可以显示出离心管内不同密度的DNA带。下列相关说法正确的是(　　)
A．因为15N具有放射性，所以感光胶片上可以记录DNA带的位置
B．根据第一代只出现一条居中的DNA条带，可以排除DNA是全保留复制
C．大肠杆菌在进行DNA分子复制时需要用到解旋酶、DNA聚合酶和限制酶
D．DNA聚合酶是一种能调节DNA分子复制的信息分子
解析：15N没有放射性，由题干信息可知，因为DNA能够强烈地吸收紫外线，用紫外光源照射离心管，可以透过离心管在感光胶片上记录DNA带的位置，A错误；若DNA是全保留复制，第一代会含有两条链都含15N标记的DNA和两条链都含14N标记的DNA，则会出现居下和居上的2条DNA条带，因此根据第一代只出现一条居中的DNA条带，可以排除DNA是全保留复制，B正确；大肠杆菌在进行DNA分子复制时需要用到解旋酶和DNA聚合酶，不需要限制酶，C错误；DNA聚合酶在DNA分子复制过程起到催化底物dNTP分子聚合形成子代DNA的作用，而不是传递信息，D错误。
答案：B

考点 　基因的表达

1．原核细胞与真核细胞中的基因表达

2．遗传信息的传递过程

[特别提醒]
(1)误认为复制、转录只发生在细胞核中。其实DNA存在的部位都可发生复制和转录过程，如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核和质粒等。
(2)误认为转录产物只有mRNA。其实转录的产物有mRNA、tRNA和rRNA，但携带遗传信息的只有mRNA。
(3)误认为一个DNA只能转录出1条(种)RNA。其实转录的单位是基因，一个DNA上可有许多个基因，不同基因转录出的RNA不同。
(4)误认为所有密码子都能决定氨基酸。64种密码子中，有3种密码子并不决定氨基酸，属于终止密码子。
(5)误认为密码子＝反密码子。密码子在mRNA上，反密码子在tRNA上。理论上反密码子有61种，具有特异性。一种密码子只对应一种氨基酸；而一种氨基酸可对应一种或多种密码子。

命题点1　以基因的表达为载体考查理解能力

1．(2020·高考全国卷Ⅲ)关于真核生物的遗传信息及其传递的叙述，错误的是(　　)
A．遗传信息可以从DNA流向RNA，也可以从RNA流向蛋白质
B．细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽
C．细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等
D．染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子
解析：根据中心法则可知，DNA可以经过转录形成RNA，即遗传信息从DNA流向了RNA，RNA可以作为模板进行翻译，即遗传信息从RNA流向了蛋白质，A项正确。转录形成的RNA有三种，mRNA、tRNA和rRNA，其中可以编码多肽的只有mRNA，即信使RNA，B项错误。基因是有遗传效应的DNA片段，所以细胞中DNA分子的碱基总数大于所有基因的碱基数之和，两者不相等，C项正确。转录是以基因为单位进行的，一个DNA分子中含有多个基因，所以染色体DNA分子中的一条单链，可以转录出不同的RNA分子，D项正确。
答案：B
2．(2020·高考全国卷Ⅱ)大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后，可形成小肽(短的肽链)。回答下列问题：
(1)在大豆细胞中，以mRNA为模板合成蛋白质时，除mRNA外还需要其他种类的核酸分子参与，它们是_______________________________________________________。
(2)大豆细胞中大多数mRNA和RNA聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞质这两个部位来说，作为mRNA合成部位的是________，作为mRNA执行功能部位的是________；作为RNA聚合酶合成部位的是________，作为RNA聚合酶执行功能部位的是________。
(3)部分氨基酸的密码子如表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG，则该小肽的氨基酸序列是___________________________________。
若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，则此时编码小肽的RNA序列为________________。
氨基酸
密码子
色氨酸
UGG
谷氨酸
GAA　GAG
酪氨酸
UAC　UAU
组氨酸
CAU　CAC
解析：(1)以mRNA为模板翻译合成蛋白质时，还需要tRNA作为氨基酸的运载工具，另外，rRNA参与构成的核糖体为蛋白质的合成场所。(2)mRNA在细胞核中合成后，需经过核孔进入细胞质中与核糖体结合，执行翻译功能。RNA聚合酶的化学本质是蛋白质，是在细胞质中的核糖体上合成的，其合成后需经过核孔进入细胞核中参与转录过程。(3)小肽的编码序列为mRNA的碱基序列，其上有决定氨基酸的密码子，因此编码序列中的UAC对应的氨基酸是酪氨酸，GAA对应的氨基酸是谷氨酸，CAU对应的氨基酸是组氨酸，UGG对应的氨基酸是色氨酸。因谷氨酸、酪氨酸和组氨酸不只对应一种密码子，故若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，则对照已知的密码子表，可判断是该小肽对应的mRNA上编码序列由UACGAACAUUGG变为UAUGAGCACUGG。
答案：(1)rRNA、tRNA　(2)细胞核　细胞质　细胞质　细胞核　(3)酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸　UAUGAGCACUGG

命题点2　以基因的表达为载体考查信息获取与综合运用能力

3．(2020·高考全国卷Ⅲ)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
解析：由于某些tRNA分子的反密码子中含有I，可使一种反密码子识别不同的密码子，例如题图中的一种反密码子可以识别三种不同的密码子，A项正确。密码子与反密码子的结合是遵循碱基互补配对原则的，碱基之间通过氢键连接，B项正确。tRNA和mRNA都是单链的，tRNA分子可通过盘曲折叠形成三叶草形结构，C项错误。由于密码子具有简并性，所以mRNA中碱基改变前后所编码的可能是同一种氨基酸，不一定造成所编码氨基酸的改变，图中信息也可以说明，虽然密码子不同，但是对应的都是甘氨酸，D项正确。
答案：C
4．如图表示某原核生物DNA片段上的1个启动部位和3个基因的排列顺序及基因的表达过程，其中①②代表能与启动部位(P)结合的酶，正发生左→右移动。

下列叙述错误的是(　　)
A．图中①②均为RNA聚合酶，能催化DNA双螺旋解开
B．图中①②与启动部位结合，均可启动3个基因的转录
C．图中有3个核糖体同时在翻译，其移动方向是左→右
D．图中3条多肽合成结束后，它们的氨基酸序列相同
解析：题意显示①②能与启动部位P结合，而RNA聚合酶可与启动部位结合启动转录过程，并能催化DNA双螺旋解开，故①②表示RNA聚合酶，A正确；图中DNA片段上显示了1个启动部位和3个基因的位置，故此可推测①②与启动部位结合，均可启动3个基因的转录，B正确；根据原核细胞转录和翻译同时进行的特征，图中显示RNA右侧尚未转录完成，故可推测图中有3个核糖体同时在翻译，而且其移动方向是左→右，C正确；图中3条多肽代表了图中三个基因的表达过程，故合成结束后，它们的氨基酸序列不同，D错误。
答案：D

命题点3　考查中心法则及基因控制性状的途径

5．新型冠状病毒(以下简称新冠病毒)是一种单股正链RNA(＋RNA)病毒，下面为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图，下列叙述中不正确的是(　　)

A．＋RNA既是新冠病毒的遗传物质，也能起到mRNA的作用
B．图中①、②指的都是RNA复制过程
C．图中的M酶包括逆转录酶和RNA复制酶
D．翻译的场所是宿主细胞的核糖体，一条＋RNA模板能翻译出多条肽链
解析：＋RNA既是新冠病毒的遗传物质，也能作为翻译的模板，起到mRNA的作用，A正确；据图可知，图中①、②都表示RNA复制过程，需要RNA聚合酶，即M表示RNA聚合酶，B正确，C错误；病毒没有细胞结构，翻译必须借助宿主细胞的核糖体，一条＋RNA模板能与多个核糖体结合翻译出多条相同的肽链，D正确。
答案：C
6．如图表示某些细菌合成精氨酸的途径，从图中可以得出的结论是(　　)

A．若产生中间产物Ⅰ依赖型突变细菌，则可能是酶1基因发生突变
B．这三种酶基因有可能位于一对同源染色体上
C．这些细菌的精氨酸的合成是由3对等位基因共同控制的
D．若酶1基因不表达，则酶2基因和酶3基因也不表达
解析：若产生中间产物Ⅰ依赖型突变细菌，说明其不能合成中间产物Ⅰ，则可能是酶1基因发生突变，无法产生酶1，A正确；细菌属于原核生物，其细胞中没有染色体，B错误；等位基因是位于同源染色体的相同位置、控制相对性状的基因，细菌细胞中没有同源染色体，不存在等位基因，C错误；3个基因的表达是独立的，酶1基因不表达，不会影响酶2基因和酶3基因的表达，D错误。
答案：A

授课提示：对应学生用书第39页

素养提升点 1　遗传分子相关的核心术语与长句表达

(2016·高考全国卷Ⅰ，节选)将一个带有某种噬菌体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
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：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个带有标记

1．(概念表述类)密码子的简并性有怎样的生物学意义？
提示：可以从增强密码容错性的角度来解释。当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；也可以从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。
2．(批判性思维类)如何客观评价基因决定生物体的性状？
提示：生物性状的形成往往是内因(基因)与外因(环境因素等)相互作用的结果。
3．(思维拓展类)利用DNA分子杂交技术比较不同种生物DNA分子的差异，怎样判断两种生物亲缘关系远近？
提示：不同生物的DNA分子杂交形成的杂合双链区越多，说明两种生物亲缘关系越近。
4．(逻辑思辨类)果蝇红眼的形成实际上是多个基因协同作用的结果，但是，科学家只将其中一个基因突变而导致红眼不能形成的基因命名为红眼基因。据此分析红眼的形成与红眼基因的关系。
提示：红眼基因正常是形成红眼的必要条件不是充分条件。红眼基因正常，且其他涉及红眼的基因也正常时，果蝇的红眼才能形成；如果红眼基因不正常，即使涉及红眼的其他基因都正常，果蝇的红眼也不正常。

素养提升点 2　 基于DNA复制与细胞分裂中染色体去向考查科学思维

1．从两种细胞分裂方式分析染色体标记情况
(1)有丝分裂中子染色体标记情况分析
①过程图解(一般只研究一条染色体)：
复制一次(母链标记，培养液不含标记同位素)：

转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期：

②规律总结：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。
(2)减数分裂中子染色体标记情况分析
①过程图解：减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象，如下图：

②规律总结：由于减数分裂没有细胞周期，DNA只复制一次，因此产生的子染色体都带有标记。
2．通过两次有丝分裂看子细胞中染色体标记情况

这样来看，最后形成的4个子细胞有三种情况：第一种情况是4个细胞都是；第二种情况是2个细胞是，1个细胞是，1个细胞是；第三种情况是2个细胞是，另外2个细胞是。

1．将全部DNA分子双链经32P标记的雄性动物细胞置于不含32P的培养基中培养。经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞，检测子细胞中的情况，下列推断正确的是(　　)
A．若子细胞中的染色体都含32P，则一定进行有丝分裂
B．若子细胞中的染色体不都含32P，则一定进行减数分裂
C．若进行有丝分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1/2
D．若减数分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1
解析：若子细胞中的染色体都含 32P，说明DNA只复制了一次，连续两次细胞分裂后产生4个子细胞，该细胞进行的是减数分裂，A错误；若进行减数分裂，DNA只复制一次，经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞，因此分裂后产生4个子细胞的染色体都含 32P，B错误；若进行有丝分裂，第一次有丝分裂后，都含有标记，当细胞处于第二次分裂后期时，染色单体随机分开，具有32P标记的染色体也随机进入2个细胞，所以经过连续两次细胞分裂后产生的4个子细胞中，含32P染色体的子细胞有2个或3个或4个，C错误；若进行减数分裂，经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞，说明DNA只复制一次，因此含32P染色体的子细胞比例一定为1，D正确。
答案：D
2．将果蝇一个普通的精原细胞放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中，让其进行减数分裂并产生4个精子。取1个精子与正常的无放射性的卵细胞结合形成受精卵，转入无放射性的发育培养液中继续培养。分析此过程，以下说法错误的是(　　)
A．减数第一次分裂前期形成的四分体中都含有4个被3H标记的DNA分子
B．这4个精子都含3H，每个精子中被标记的染色体数为4条
C．受精卵第一次有丝分裂后期含3H标记的染色体数为4条
D．受精卵第一次有丝分裂产生的子细胞含3H标记的染色体数都为4条
解析：四分体是一对同源染色体配对形成的结构，减数第一次分裂前期形成的四分体中都含有4个被3H标记的DNA分子，A正确；果蝇体细胞含8条染色体，精子中的染色体数目减半，这4个精子都含3H，每个精子中被标记的染色体数为4条，B正确；受精卵含8条染色体，4条被标记，4条未标记，转入无放射性的发育培养液中继续培养，染色体复制后有4条染色单体被标记、4条染色单体未标记，第一次有丝分裂后期染色体数目加倍，含3H标记的染色体数为4条，C正确；有丝分裂后期染色单体分开，分别移向两极，受精卵第一次有丝分裂产生的子细胞含3H标记的染色体数为0～4条，D错误。
答案：D

素养提升点 3　 基于遗传分子考查科学探究与社会责任

(2017·高考全国卷Ⅰ)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)
解析：该实验的目的是鉴定一种病毒的遗传物质是DNA还是RNA，要求使用的实验方法是同位素标记法。DNA和RNA的元素组成相同，都含有C、H、O、N、P，因此只标记化学元素是不可行的，而DNA和RNA的不同之处在于含氮碱基不同，因此可在培养基中分别加入含有放射性标记的胸腺嘧啶和含有放射性标记的尿嘧啶，看病毒的增殖是利用了含有放射性标记的胸腺嘧啶来合成DNA，还是利用含有放射性标记的尿嘧啶来合成RNA。
答案：(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。
技 法 提 炼
遗传物质探索的4种方法

1．某科研机构发现了一新型病毒，并对该病毒的遗传物质做了进一步研究。回答下列问题：
(1)据研究人员介绍，该病毒的遗传物质相比HIV的遗传物质更加稳定。据此可初步推测，该病毒的遗传物质是DNA，理由是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若利用染色法对这种新型病毒遗传物质进行粗鉴定，需要的试剂是____________(不考虑观察问题)。染色的原理是___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)可用化学分析的方法对该病毒的遗传物质种类进行研究，分析其五碳糖或碱基种类均可做出判断，若_________________，则为DNA病毒，若_______________________，则为RNA病毒。
(4)还可以用同位素标记技术研究其遗传物质种类，将宿主细胞在含放射性标记核苷酸的培养基中培养，再用该病毒侵染摄取放射性标记核苷酸的宿主细胞；一段时间后收集病毒并检测其放射性。培养基中的各种核苷酸____________(填“是”或“不是”)都需要标记，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)HIV的遗传物质是单链RNA，DNA一般是双链的，比RNA更稳定，不容易发生变异，故该病毒的遗传物质可能是DNA。(2)利用染色法对该病毒的遗传物质进行粗鉴定可使用甲基绿或吡罗红染色剂，因甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿对DNA亲和力强，使DNA病毒呈现出绿色，而吡罗红对RNA的亲和力强，使RNA病毒呈现出红色。(3)DNA和RNA在化学成分上的区别是：DNA的五碳糖是脱氧核糖，碱基有特殊的碱基T，RNA的五碳糖是核糖，碱基有特殊的碱基U。可以据此判断，若含有脱氧核糖或碱基T，则为DNA病毒，若含有核糖或碱基U，则为RNA病毒。(4)用同位素标记技术研究该病毒遗传物质种类，先将宿主细胞在含放射性标记核苷酸的培养基中培养，如果标记脱氧核苷酸，检测子代病毒有放射性，说明该病毒是DNA病毒，无放射性则为RNA病毒；如果标记核糖核苷酸，检测子代病毒有放射性，说明该病毒是RNA病毒，无放射性则为DNA病毒；如果两种核苷酸都标记，那么无论哪种病毒，都会有放射性，无法鉴定。
答案：(1)DNA是双链而RNA是单链，DNA的结构相比RNA更稳定，不易发生变异　(2)甲基绿或吡罗红　甲基绿对DNA的亲和力高，DNA病毒呈现绿色；吡罗红对RNA的亲和力高，RNA病毒呈现红色　(3)五碳糖是脱氧核糖或含碱基T　五碳糖是核糖或含碱基U　(4)不是　若各种核苷酸都进行标记，则无论是DNA病毒还是RNA病毒，在病毒中均能检测到放射性
2．通常DNA分子复制从一个复制起始点开始，有单向复制和双向复制，如图所示。

放射性越高的3H­胸腺嘧啶脱氧核糖核苷(3H­脱氧胸苷)，在放射自显影技术的图像上，感光还原的银颗粒密度越高。请利用放射性自显影技术、低放射性3H­脱氧胸苷和高放射性3H­脱氧胸苷设计实验以确定大肠杆菌DNA复制的方向，回答下列问题：
(1)实验思路：复制开始时，首先用____________________________培养大肠杆菌，一段时间后转移到____________________中继续培养，用放射性自显影技术观察________________________。
(2)实验结果和结论：______________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)依题意可知，实验的目的是确定大肠杆菌DNA复制的方向。实验思路为：复制开始时，首先用含低放射性3H­脱氧胸苷培养基培养大肠杆菌，一段时间后转移到含有高放射性3H­脱氧胸苷的培养基中继续培养，用放射性自显影技术观察复制起点和复制起点两侧银颗粒密度情况。(2)实验结果和结论：若DNA分子复制为单向复制，则复制起点处银颗粒密度低，远离复制起点的一侧银颗粒密度高。若DNA分子复制为双向复制，则复制起点处银颗粒密度低，复制起点的两侧银颗粒密度高。
答案：(1)含低放射性3H­脱氧胸苷培养基　含有高放射性3H­脱氧胸苷的培养基　复制起点和复制起点两侧银颗粒密度情况　(2)若复制起点处银颗粒密度低，一侧银颗粒密度高，则DNA分子复制为单向复制；若复制起点处银颗粒密度低，复制起点的两侧银颗粒密度高，则DNA分子复制为双向复制

［专题演练·巩固提高］ 分册装订 方便实用

授课提示：对应学生用书第140页

1．在探究核酸是遗传物质的科学历程中，有如下重要实验：噬菌体侵染细菌实验、肺炎双球菌转化实验、烟草花叶病毒感染和重建实验。下列叙述正确的是(　　)
A．用35S标记的T2噬菌体感染不具放射性的细菌，少量子代噬菌体会含有35S
B．加热杀死的S型菌和活的R型菌混合注入小鼠体内，不会引起小鼠败血症
C．S型菌的DNA经DNA酶处理后，不能使活的R型菌转化成S型菌
D．用烟草花叶病毒的RNA感染烟草，烟草中不会有子代病毒
解析：用35S标记的是T2噬菌体的蛋白质