【步步高】2014-2015学年高一生物苏教版必修2章末复习：第四章遗传的分子基础

第22课时章末复习•知识体系构建遗传物质讪据遗传准确基因突变诙妙A（基因）船®A婪蛋白质C、H、O、N、P等脱氧核#酸——-DNA（基因）+常染色体性染色体蛋f质「同源染色体一7I（等位基因）I分离）减数分裂一^染色体-」（核遗传）L非同源染色体―自由组合（非等位基因）（非等位基因自由组合）-染色体结构、数目改变染色体变异基因重组可遗传的变异人类遗传病与优生育种方法技巧•

一、与DNA结构和复制相关的计算碱基互补配对原则的推论

（1）规律一一个双链DNA分子中，A=T、C=G、A+G=C+T即口票吟碱基总数等于嗜嚏碱基总数

（2）规律二在双链DNA分子中，互补的两碱基和（如A=T或C+G）占全部碱基的比等于其任何一条单链中该种碱基比例的比值，且等于其转录形成的mRNA中该种比例的比值A-PGa-I-G

（3）规律三在DNA双链中一条单链的〒车芝的值与另一条互补单链的〒车芝的值互为倒数关系A+TA+T

（4）规律四DNA双链中，一条单链的乔f的值，与另一条互补链的芥亍的值是相a+T等的，也与整个DNA分子中的的值是相等的DNA分子复制过程中的数量关系

（1）一条双链DNA分子，复制n次，形成的子代DNA分子含亲代DNA母链的有两个DNA分子，占子代DNA总数的2/2七亲代DNA分子母链2条，占子代DNA中脱氧核昔酸链总数的2/2n+1=l/2%

（2）用3H标记的噬菌体n个，侵染大肠杆菌，在普通培养基中培养一段时间后，统计得知培养基中共有噬菌体后代m个，则此时培养基中含被标记的噬菌体比为2n/m

（3）一定数量的碱基对所能构成的DNA分子种类数或所携带的遗传信息的种类数=4n（n为碱基对数）【训练1】假设一个DNA分子片段中，含碱基T共312个，占全部碱基的26%则此DNA片段中碱基G所占百分比和数目分别是（）26%312个B.24%288个C.24%298个D.12%144个

二、基因指导蛋白质合成的有关计算DNA（基因）、mRNA中碱基与肽链中氨基酸个数关系图解DNA（基因）6n个碱基mRNA3n个碱基肽链000OOOn个氨基酸析图得规律（I）DNA（基因冲碱基数与mRNA中碱基数的关系转录时，组成DNA（基因）的两条链中只有一条链能转录，另一条链则不能转录°DNA（基因）为双链结构而RNA为单链结构，因此转录形成的mRNA分子中碱基数目是DNA（基因）中碱基数目的l/2o

（2）mRNA中碱基数与氨基酸的关系翻译过程中，信使RNA中每3个碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使RNA碱基数目的1/3是DNA（基因）中碱基数目的1/6

（3）计算中“最多”和“最少”的分析翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些基因或DNA±的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些在回答有关问题时，应加上“最多”或“最少”等字如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸

（4）蛋白质的有关计算蛋白质中氨基酸的数目=肽键数+肽链数（肽键数=脱去的水分子数）蛋白质平均相对分子质量=氨基酸的平均相对分子质量X氨基酸数一（水分子数X18）o若基因中有n个碱基，氨基酸的平均相对分子质量为a合成含m条多肽链的蛋白质的相对分子质量片/一18（菅一m）若改为n个碱基对，则公式为以一18（§—m）

（5）mRNA上碱基比例mRNA上A+U的数值和比例=模板链上A+T的数值和比例提醒解题时应看清是DNA上（或基因中）的碱基对数还是个数；是mRNA上密码子的个数还是碱基的个数；是合成蛋白质中氨基酸的个数还是种类【训练2】一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数、合成这段多肽需要的tRNA个数以及转录为此mRNA的基因中至少含碱基数依次为（）

32、

11、66B.

36、

12、72C.

12、

36、24D.

11、

36、72

三、三种可遗传变异的比较注意不同生物变异来源的区别

（1）病毒的可遗传变异的来源一一基因突变

（2）原核生物可遗传变异的来源——基因突变

（3）真核生物可遗传变异的来源进行无性生殖时——基因突变和染色体变异进行有性生殖时一一基因突变、基因重组和染色体变异【训练3】细菌是原核生物，细胞中无核膜和核仁，细胞器只有核糖体，DNA分子也不与蛋白质结合细菌可遗传的变异来源于（）A.基因突变B.基因重组C.染色体变异D.获得性变异【训练4】有丝分裂间期由于某种原因，DNA复制中途停止，致使一条染色体上的DNA分子缺少若干基因，这属于（）基因突变B.染色体变异C.基因的自由组合D.基因重组【高考链接】（2010-江苏卷，1）下列关于核酸的叙述中，正确的是（）DNA和RNA中的五碳糖相同组成DNA与ATP的元素种类不同T2噬菌体的遗传信息贮存在RNA中双链DNA分子中噂吟数等于口密噬数（2010-江苏卷，4）探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质当时人们作出判断的理山不包括（）不同生物的蛋白质在结构上存在差异蛋白质与生物的性状密切相关蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量遗传信息（2010-江苏卷，6）育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的下列叙述正确的是（）这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系（2010-江苏卷，8）某城市兔唇畸形新生儿出生率明显高于其他城市，研究这种现象是否由遗传因素引起的方法不包括（）对正常个体与畸形个体进行基因组比较研究对该城市出生的双胞胎进行相关的调查统计分析对该城市出生的兔唇畸形患者的血型进行调查统计分析对兔唇畸形患者家系进行调查统计分析（2010-江苏卷，32）某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动，具体步骤如下:材料处理称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份，每份10g剪碎后分成两组，一组置于20°C、另一组置于一20°C条件下保存24hDNA粗提取第一步将上述材料分别放入研钵中，各加入15mL研磨液，充分研磨用两层纱布过滤，取滤液备用第二步先向6只小烧杯中分别注入10mL滤液，再加入20mL体积分数为95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅伴，使絮状物缠绕在玻璃棒上第三步取6支试管，分别加入等量的2mol/LNaCl溶液溶解上述絮状物DNA检测在上述试管中各加入4mL二苯胺试剂，混合均匀后，置于沸水中加热5min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表（注“+”越多表示蓝色越深）分析上述实验过程，回答下列问题

（1）该探究性实验课题名称是O

（2）第二步中“缓缓地”搅拌，这是为减少二

（3）根据实验结果，得出结论并分析结论1与20°C相比，相同实验材料在一20C条件下保存，DNA的提取量较多结论2o针对结论1请提出合理的解释

（4）氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和DNA均不相溶，且对DNA影响极小为了进一步提高DNA纯度，依据氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是:，然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出课后作业•

1.艾弗里等人的肺炎球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质这两个实验在设计思路上的共同点是重组DNA片段，研究其表型效应诱发DNA突变，研究其表型效应设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应应用同位素示踪技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递肺炎球菌的转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型和R型细菌含量变化情况如图所示下列有关叙述中错误的是（）在死亡的小鼠体内存在着S型和R型两种类型的细菌小鼠体内出现S型活细菌是R型细菌基因突变的结果曲线ab段下降是R型细菌被小鼠的免疫系统作用所致曲线be段上升与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关某双链DNA分子中共有含N碱基1400个，其中一条单链上（A+T）（C+G）=25问该分子连续复制两次共需游离的胸腺嚅嚏脱氧核昔酸的数目是（）200个B.400个C.600个D.1200个某生物体内核酸的碱基组成是n票吟碱基占60%噌溉碱基占40%o它不可能是（）A.棉花B.绵羊C.T2噬菌体D.烟草花叶病毒关于基因突变的说法中，不正确的是（）

①基因突变是广泛存在的，并且对生物自身大多是有害的

②基因突变一定能够改变生物的表现型

③人工诱变所引起的基因突变或染色体的变异都是有利的

④由环境引起的变异是不能够遗传的

⑤基因中脱氧核昔酸的种类、数量和排列顺序的改变就是基因突变

⑥紫外线照射使人患皮肤癌和人由于晒太阳而使皮肤变黑都属于可遗传变异A.

①②③④B.

①②⑤⑥C.

②③④⑥D.

②③④⑤DNA通过复制传递遗传信息，通过转录和翻译表达遗传信息，下列关于复制、转录和翻译的说法正确的是（）三个过程所需酶的种类相同三个过程发生的场所都是细胞质三个过程都要通过碱基互补配对来完成复制和转录的模板相同，而与翻译的模板不同如图在适宜的条件下培养一段时间后，发现只有前四支试管内有产物生成下面据图所做出的判断不正确的是（）beda、b、d三支试管的产物分别是DNA、RNA、DNA与a管相比，b管内的DNA只以一条链做模板c试管中的有关酶就是指RNA聚合前、逆转录酶若想在e管内获取多肽，还应加入转运RNA在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是（）用限制性内切酶切割烟草花叶病毒的核酸用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体C・将重组DNA分子导入烟草原生质体用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞下列为某一遗传病的家系图，己知I—1为携带者可以准确判断的是（）该病为常染色体隐性遗传II-4是携带者II-6是携带者的概率为1/2III-8是正常纯合子的概率为1/2下图为原核细胞中转录、翻译的示意图据图判断，下列描述中正确的是（多选）（）图中表示4条多肽链正在合成转录尚未结束，翻译即已开始多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译一个基因在短时间内可表达出多条多肽链细胞的有丝分裂与减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程的变异是（）染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数目变异非同源染色体自由组合，导致基因重组染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异下列各项中，不容易发生基因突变的是（）神经细胞正在进行无丝分裂的蛙的红细胞根尖分生区细胞正在进行减数分裂的精原细胞

13.科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表中带15N/N[2:完成过程

①需要等物质从细胞质进入细胞核][3:从图中分析，核糖体的分布场所有o][4:己知澳化乙嗟、氯霉素分别抑制图中过程

③、

④，将该真菌分别接种到含漠化乙嚏、氯霉素的培养基上培养，发现线粒体中RNA聚合酶均保持很高活性由此可推测该RNA聚合酶由中的基因指导合成][5:用口一鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中RNA含量显著减少，那么推测a][6:—鹅膏蕈碱抑制的过程是—填序号，线粒体功能填“会”或“不会”受到影][7:响][8:答案训练][9:B［DNA的碱基数目和比例严格遵循碱基互补配对原则，即DNA中有一个A必须有一个和其互补的T;有一个C必有一个G根据这个原理可知G=l—26%x2/2=24%;][10:又知T共312个，占26%则可知该DNA中共有碱基312-f26%=1200;前面已计算出G占24%则G的数目是1200X24%=288个］][11:B［此多肽含有11个肽键，所以含有氨基酸12个，所以mRNA上的密码子至少为12个，mRNA上的碱基数至少为12x3=36个决定氨基酸的密码子是12个，所以需要的tRNA也是12个因为mRNA中碱基至少有36个，所以转录它的基因中碱基数至少为36x2=72个］][12:A［细菌属原核生物，只能通过二分裂增殖，因此没有基因重组和染色体变异］][13:B［染色体片段缺失属于染色体结构变异］][14:高考链接][15:D［构成DNA的五碳糖是脱真核糖，构成RNA的五碳糖是核糖，A项错误；DNA和ATP均由C、H、

0、N、P元素组成，B项错误；T2噬菌体的遗传物质是DNAC项错误；]请分析并回答要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B必须经过代培养且培养液中的是唯一氮源综合分析本实验的DNA离心结果，第组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与第组和第组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是分析讨论若子I代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于，据此可判断DNA分子的复制方式不是复制若将子I代DNA双链分开后再离心，其结果选填“能”或“不能”判断DNA的复制方式若在同等条件下将子II代继续培养，子〃代DNA离心的结果是密度带的数量和位置，放射性强度发生变化的是带若某次实验的结果中，子I代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽可能的原因是新合成DNA单链中的N尚有少部分为o

14.下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，请据图回答下列问题双链DNA分子中的碱基遵循碱基互补配对原则，所以A=T、G=C即A+G=T+CD项正确］C［20世纪20年代，人们已经意识到氨基酸多种多样的排列顺序可以构成多样的蛋白质，可能蕴藏着遗传信息，而蛋白质又是生物生命活动的体现者，加上当时对DNA分子的结构仍没有清晰地了解，所以人们普遍认为，蛋白质是遗传物质；蛋白质的热稳定性比DNA差，在加热条件下，蛋白质会变性失活，而DNA只是热解旋蛋白质一般不能够自我复制］B［这种变异既可能是显性突变，也可能是隐性突变，A项错误；若是显性突变，则该个体是杂合子；若是隐性突变，则该个体是隐性纯合子，这两种情况下自交后代中均会产生这种变异性状的纯合个体，B项正确；观察细胞有丝分裂过程中染色体形态是用光学显微镜，在光学显微镜下不可能观察到基因突变发生的位置，C项错误；假设突变是显性突变，则该杂合子的花粉离体培养后将形成显性单倍体和隐性单倍体两种单倍体，需经加倍和筛选后才能得到稳定遗传的高产品系，D项错误］C［欲调查兔唇现象是否与遗传因素有关，可以对正常个体与崎形个体进行基因组比较研究，如有差别则说明该现象与基因有关，A项正确；同卵双胞胎基因型相同，若两者表现为一个兔唇，一个正常，则说明该现象与基因无关，B项正确；对患者家系进行分析，若符合遗传病的遗传规律，即可说明该病由遗传因素引起，D项正确；血型和兔唇分别为不同基因控制下的生物的两种性状表现，两者之间没有直接关系，因此不能通过对血型的调查统计分析得出兔唇是否由遗传因素引起，C项错误］1探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响2DNA断裂3

①等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄提取的DNA量最多

②低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢4将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混和，静置一段时间吸取上清液解析根据步骤中选择了不同的材料，在不同条件下的处理，可判断出本实验的目的是探究不同材料和不同条件对DNA提取量的影响，是DNA粗提取与鉴定实验的应用；缓缓搅拌能够有效防止因DNA断裂而影响实验结果；结论可以从表格得到的提取量得出，低温下获得的DNA含量较多是因为低温抑制了相关酶的活性，使DNA降解速度减慢；依据氯仿的特性，可以在第三步获得的溶液中加入等量氯仿，静置并吸取蛋白质含量较少的DNA上清液，获得纯度更高的DNA课后作业C［这两个经典实验虽然具体做法不同，但二者的设计思路是相同的，都是想方设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地观察各自的作用］B［小鼠体内出现S型细菌是由于S型细菌的DNA使R型细菌转化成了S型细菌，而不是基因突变的结果］C［一条单链上A+T:C+G=2:5则整个DNA分子中A+T:C+G=2:5从而求出T=200个一个DNA分子连续复制2次，实质上新合成3个DNA分子，故共需T3x200=600个］C［根据碱基互补配对原则可知，生物体内的核酸若只有DNA喋吟碱基总数就一定等于啧咬碱基总数题中二者数量不等，说明该生物体内的核酸可能是RNA也可能是DNA和RNA都有T2噬菌体体内只有DNA”票吟碱基总数一定等于唆哽碱基总数］CC［A项中复制需解旋酶和DNA聚合酶，转录需解旋酶和RNA聚合酶翻译需催化氨基酸与tRNA结合的酶B项中复制和转录的场所主要是细胞核，翻译的场所是核糖体D项中复制的模板是DNA的双链，转录的模板是DNA片段的一条链，翻译的模板是mRNAo］C［a管是DNA复制过程，b管是转录过程，c管是RNA复制过程，d管是逆转录过程，e管加入tRNA是翻译过程DNA复制时DNA2条链均为模板，转录时以DNA一条链为模板，RNA复制时不需逆转录酶，故A、B、D项正确，C项错误］A［限制性内切酶切割的是DNA而烟草花叶病毒的遗传物质为RNAo］B［本题遗传系谱中，只能根据

3、4和9判断为隐性遗传，但无法确定其具体的遗传方式，不管是常染色体遗传还是X染色体遗传，因9号患病，4号必是携带者无法判断是常染色体遗传还是伴性遗传，也就无法计算6号是携带者和8号是正常纯合子的概率］BD［原核细胞由于没有核膜的阻断，所以可以边转录边翻译原核生物的基因结构多数以操纵子形式存在，即完成同类功能的多个基因聚集在一起，处于同一个启动子的调控之下，下游同时具有一个终止子图中附有核糖体的四条链是转录后的mRNA而不是4条肽链，核糖体合成的才是肽链；在蛋白质合成过程中，同一条mRNA分子能够同多个核糖体结合，同时合成若干条蛋白质多肽链，结合在同一条mRNA上的核糖体就称为多聚核糖体这样一个基因在短时间内可表达出多条肽链］B［细胞的有丝分裂与减数分裂都可能产生的可遗传变异是基因突变和染色体变异所以，A选项中染色体变异，C选项中的基因突变，D选项中的染色体结构变异都是有丝分裂和减数分裂均可发生的，而B选项中的基因重组只在减数分裂过程中发生］A［基因突变易发生在DNA复制过程中，真核细胞无丝分裂、有丝分裂和减数分裂过程中，DNA复制时都易发生基因突变，而神经细胞一般不进行细胞分裂，较难发生基因突变］

（1）多小或^NH4C1

（2）312半保留复制

（3）

①B半保留

②不能

③没有变化轻

④％解析科学家以大肠杆菌为实验材料，运用同位素示踪技术，设计了一个巧妙的实验，证实了DNA分子的确是以半保留的方式复制的本题通过几组实验对这一过程进行了演绎结合所学知识和题干的要求解答即可（l）ATP、核糖核昔酸、酶

（2）细胞质基质和线粒体

（3）核DNA（细胞核）

（4）

①会解析

（1）过程

①为转录，需要从核外获取ATP、核糖核昔酸、酶⑵过程

②表示翻译，场所核糖体，主要在细胞质基质；线粒体中能进行过程

④翻译，所以线粒体中也存在核糖体

（3）已知漠化乙”定、氯霉素分别抑制图中过程

③、

④，但是将该真菌分别接种到含澳化乙嚏、氯霉素的培养基上培养，线粒体中RNA聚合酶均保持很高活性所以RNA聚合酶不是由线粒体的基因控制合成的，而是由细胞核中的基因指导合成的

（4）用（X一鹅膏蕈碱处理细胞后细胞质基质中RNA含量显著减少，所以抑制了转录合成RNA的过程

①，线粒体由于前体蛋白减少，所以功能受影响基因突变概念DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变基因重组染色体变异生物进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因的重新组合染色体结构或数目变化引起的变异类型自然状态下发生的自然突变人为案，下发生的诱发突变发生时期及原因主要是DNA复制（有丝分裂分裂间期、减数第一次分裂间期及其他DNA复制）时，山于碱基互补配对的差错而引起适用范围任何生物均可发生（原核、真核生物，非细胞结构生物）本质基因的分子结构发生改变，产生新的基因，可能出现新的性状发生基因“种类”的改变或“质”的改变，但量未变变异特征大多数变异对生物体正常发育不利后代变异类型出现频率突变频率低，突变个体与突变前比较只是个别性状发生变异意义生物变异的根本来源，生物进化的原始材料育种应用诱变育种基因的自由组合减数分裂时非同源染色体上的非等位基因的自由组合基因的互换同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生局部互换染色体结构变异（染色体中某一片段的缺失、增加、位置颠倒以及非同源染色体间某一片段的移接）染色体数目变异（细胞内个别染色体的增加或减少，以及染色体组的增加或减少）减数第一次分裂前期，由于四分体内非姐妹染色单体的交叉互换和减数第一次分裂的后期，非同源染色体的自由组合细胞在有丝分裂中，染色体不分离，形成加倍的重组核，出现多倍体；减数分裂时，偶然发生染色体配对不分离、分离延迟等真核生物进行有性生殖产生配子时在核遗传中发生真核生物核遗传中发生不同基因的重新组合，不能产生新的基因，但能产生新的基因型、表现型既无质的变化也无量的变化染色体组成倍增加或减少，个别染色体增加或减少，染色体内部结构发生改变可引起基因数量上的变化，如增添或缺失几个基因遵循孟德尔遗传定律多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至导致生物体死亡类型多，出现频率高自然状态下变异频率较低生物变异的重要来源，是形成生物多样性的重要原因对生物进化具有一定的意义杂交育种单倍体、多倍体育种材料保存温度花菜辣椒蒜黄20°C++++++-20°C+++++++++题号123456789101112答案组别1组2组3组4组培养液中唯一氮源4NH4C15NH4C14NH4C14NH4C1繁殖代数多代多代一代两代培养产物ABB的子I代B的子I［代操作提取DNA并离心离心结果仅为轻带（14N/4N）仅为重带（I5N/I5N）仅为中带（5N/4N）1/2轻带4N/4N1/2。