第六单元 单元总结.docx

单 元 总 结

　　建模分析DNA分子的结构与复制中的相关计算
例如: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a个某种碱基,则需要含该种碱基的脱氧核苷酸数为a×(2n-1),其中第n次复制,需要含该种碱基的脱氧核苷酸数为a×2n-1。
案例示范　(2017年海南高考)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A+T)/(G+C)与(A+C)/(G+T)两个比值的叙述,正确的是(　　)。
A.碱基序列不同的双链DNA分子,后一比值不同
B.前一个比值越大,双链DNA分子的稳定性越高
C.当两个比值相同时,可判断这个DNA分子是双链
D.经半保留复制得到的DNA分子,后一比值等于1
解析　由于双链DNA中碱基A的数量等于T的数量,G的数量等于C的数量,(A+C)/(G+T)为恒值1,A项错误;A与T之间有2个氢键,C与G之间有3个氢键,(A+T)/(G+C)的值越小,双链DNA分子的稳定性越高,B项错误;(A+T)/(G+C)与(A+C)/(G+T)相等,这个DNA分子可能是双链,也可能是单链,C项错误;经半保留复制得到的DNA分子,(A+C)/(G+T)的值等于1,D项正确。
答案　D
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

科学思维: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,并在此基础上进一步修改完善,从而力求客观、真实地反映认识对象的主要特征。
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。

某同学为制作一个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《高效训练》P51
1.下列关于DNA结构与功能的说法,不正确的是(　　)。
A.大肠杆菌的DNA分子中每1个磷酸分子都连接2个脱氧核糖
B.生物体所有DNA分子的转录和翻译是同时同场所进行的
C.碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的多样性
D.DNA分子结构相对稳定的重要原因之一是碱基互补配对形成了氢键
解析　大肠杆菌的DNA分子是环状的,每1个磷酸分子连接2个脱氧核糖,A项正确;真核细胞中,DNA的转录和翻译的场所不同,并不是同时进行,B项错误;DNA分子的多样性指的是碱基排列顺序千变万化,C项正确;DNA分子结构相对稳定的重要原因之一是碱基互补配对形成了氢键,D项正确。
答案　B
2.下列关于基因的叙述,正确的是(　　)。
A.mRNA只有与核糖体结合后才能发挥作用
B.自然条件下,基因重组只发生在减数第一次分裂过程中
C.基因突变一定会使种群的基因频率发生变化
D.基因具有多样性的原因是碱基排列顺序的千变万化
解析　mRNA有可能通过逆转录变为DNA或者复制为RNA,不一定是与核糖体结合翻译蛋白质,A项错误;自然条件下,R型细菌与S型细菌的DNA混合,可以发生基因重组,B项错误;如果突变后的个体适应所在环境而经自然选择存活下来的话,基因频率发生改变,如果突变后的个体被自然选择淘汰,基因频率不发生改变,C项错误;碱基排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性,而基因是有遗传效应的DNA片段,所以也可以说基因具有多样性的原因是碱基排列顺序的千变万化,D项正确。
答案　D
3.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
4.假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5000个碱基对组成,其中腺嘌呤占全部碱基的20%,用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌,共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是(　　)。
A.该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B.子代噬菌体的每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含31P
C.子代噬菌体的每个DNA分子中均只有一条脱氧核苷酸链含31P
D.含32P与含31P的子代噬菌体的比例为1∶50
解析　噬菌体DNA由5000个碱基对组成,其中腺嘌呤占全部碱基的20%,即A=5000×2×20%=2000个,根据碱基互补配对原则,A=T=2000个,C=G=3000个,DNA复制方式为半保留复制,因此该过程至少需要鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为(100-1)×3000=297000个,A项错误;根据DNA的半保留复制特点,100个子代噬菌体中,有2个DNA分子含有32P和31P,98个DNA分子只含有31P,因此有2个DNA分子的一条脱氧核苷酸链含31P,另一条脱氧核苷酸链含32P,有98个DNA分子2条脱氧核苷酸链均含31P,B、C项错误;100个DNA分子中,只有2个含有32P,100个DNA分子都含有31P,因此含32P与含31P的子代噬菌体的比例=2∶100=1∶50,D项正确。
答案　D
5.2015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
6.下列关于真核细胞中翻译过程的叙述,错误的是(　　)。
A.翻译时,1个核糖体上可结合2个tRNA,1个mRNA上可结合多个核糖体
B.1种密码子只能决定1种氨基酸,1种tRNA只能转运1种氨基酸
C.基因突变后,遗传信息发生了改变,翻译的蛋白质可能相同
D.胰岛素由51个氨基酸组成,翻译时共需51种tRNA
解析　翻译过程中,1个核糖体上最多可以结合mRNA上的6个碱基,所以1个核糖体上可同时结合2个tRNA,1个mRNA上可结合多个核糖体,A项正确;1种密码子只能决定1种氨基酸;tRNA具有专一性,所以1种tRNA只能转运1种氨基酸,B项正确;基因突变后,遗传信息发生了改变,由于密码子具有简并性,翻译的蛋白质可能相同,C项正确;胰岛素由51个氨基酸组成,翻译时共需51个tRNA转移氨基酸,但tRNA不一定是51种,D项错误。
答案　D
7.下图为中心法则示意图,①~⑤表示生理过程。下列叙述正确的是(　　)。

A.人胰岛B细胞中可以发生图中的①②③过程
B.图中涉及碱基A与U(包括U与A)配对的过程有②③⑤
C.图中所涉及的过程皆由英国科学家克里克提出并完善
D.大肠杆菌细胞中②③过程可同时进行
解析　人胰岛B细胞是高度分化的细胞,不能发生DNA复制过程(①),可以发生图中的②③过程,A项错误;图中涉及A与U(包括U与A)配对的过程只有③⑤,B项错误;英国科学家克里克提出的只有①②③过程,④⑤过程是后续补充的内容,C项错误;大肠杆菌是原核细胞,没有核膜,转录和翻译可同时进行,D项正确。
答案　D
8.正常情况下,下列生理过程能够发生的是(　　)。
A.相同的DNA复制成不同的DNA
B.相同的DNA转录出不同的RNA
C.相同的密码子翻译成不同的氨基酸
D.相同的tRNA携带不同的氨基酸
解析　相同的DNA不能复制成不同的DNA,A项错误;相同的DNA在不同的细胞中,由于基因的选择性表达,可转录出不同的RNA,B项正确;相同的密码子决定一种氨基酸,同一种氨基酸可以由多种密码子决定,C项错误;相同的tRNA携带相同的氨基酸,D项错误。
答案　B
9.20世纪70年代,科学家利用小鼠进行了一系列体内转化实验,如图1所示。感受态R型细菌与S型细菌之间的转化过程如图2所示,请回答下列有关问题:
实验1:R型细菌+小鼠→存活
实验2:S型细菌+小鼠→死亡→分离出S型细菌
实验3:S型细菌加热+小鼠→存活
实验4:S型细菌加热+R型细菌+小鼠→死亡
图1

图2
(1)青霉素是一种常用的广谱抗菌素,通过抑制细菌细胞壁的合成起杀菌作用,无青霉素抗性的细菌与青霉素接触,易死亡的原因最可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)从实验4死亡的小鼠中能够分离出　　　　　　　型细菌。 
(3)除了用显微镜观察细菌有无荚膜或在固体培养基中培养,以观察菌落特征外,据图1可知,还可以通过怎样的方法来区分R型和S型细菌?　　　　　　　　　。 
(4)图2中步骤　　　　是将S型细菌加热杀死的过程;S型细菌的DNA双链片段与A细胞膜表面的相关蛋白结合,其中一条链在　　　　酶的作用下分解,另一条链与感受态特异蛋白结合进入R型细菌细胞内;C细胞经DNA复制和细胞分裂后,产生大量的S型细菌导致小鼠患败血症死亡,S型细菌的致病性与紧贴在细胞壁外侧的　　　　(填一种结构)有关,细菌此结构的有无受　　　　　　控制。 
(5)科学家证实生物界基因表达的基本机制是相同的。性状的表达需经过　　　　　　　和　　　　　　过程。 
答案　(1)无青霉素抗性的细菌细胞吸水过多,细胞膜过度膨胀发生破裂死亡　(2)S型和R　(3)用注射法,通过观察小鼠的生活情况来区分　(4)①　DNA水解　荚膜　DNA(或控制荚膜合成的基因)　(5)转录　翻译
10.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,其余的碱基序列都相同。 
(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)从上图可知,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
11.操纵元是原核细胞基因表达调控的一种组织形式。下图表示大肠杆菌细胞中组成核糖体的蛋白质(简称RP)的合成及调控过程,图中①和②表示相关的生理过程,mRNA上的RBS是核糖体结合位点。核酶最早是在大肠杆菌中发现的,其化学本质是RNA。请回答下列问题:

(1)发生①过程时,场所是　　　　　,启动子是　　　　识别结合的部位。 
(2)②过程合成的RP1的多肽有一段氨基酸序列为“—丝氨酸—组氨酸—谷氨酸—”,若它们的密码子依次为UCG、CAU、CAG,则基因1模板链中决定这三个氨基酸的碱基序列为　　　　　　　。 
(3)核酶可用于治疗由DNA病毒引起的肝炎,研究表明,核酶通过切断靶RNA(病毒mRNA)特定部位上两个相邻核糖核苷酸之间的　　　　　　　　来裂解靶RNA,通过阻止　　　　　　　过程抑制病毒复制。 
(4)大豆中有一种成分“染料木黄酮”因能抑制rRNA的形成而成为抗癌药物的成分,其抗癌的机理是:该物质能抑制rRNA的形成,使细胞中　　　　　　　,造成mRNA上的RBS被封闭,导致RP1等合成终止,进而　　　　　　　　,从而抑制癌细胞的生长和增殖。 
(5)大肠杆菌细胞中RNA的功能有　　　　　　　　(从a~e中选)。 
a.作为遗传物质;b.传递遗传信息;c.转运氨基酸;d.构成核糖体;e.催化化学反应过程。
答案　(1)拟核　RNA聚合酶　(2)AGCGTAGTC　(3)磷酸二酯键　翻译(或蛋白质的合成或基因的表达)　(4)缺乏rRNA　减少细胞中核糖体的数量,降低蛋白质合成的速率　(5)b、c、d、e
12.下图表示某动物细胞DNA片段遗传信息的传递过程,①~⑤表示物质或结构,a、b、c表示生理过程。请据图回答下列问题:(可能用到的密码子有AUG:甲硫氨酸、GCU:丙氨酸、AAG:赖氨酸、UUC:苯丙氨酸、UCU:丝氨酸、UAC:酪氨酸)

(1)反映遗传信息表达的是　　　　(填字母)过程,b过程所需的酶是　　　　。合成②的场所是　　　　　。 
(2)图中含有核糖的是　　　　　　　　(填数字序号);由②指导合成的多肽链中氨基酸序列是　　　　　　(填中文名称)。 
(3)该DNA片段应有　　　　个游离的磷酸基团,有　　　　个氢键,第三次复制需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为　　　　个。 
答案　(1)b、c　RNA聚合酶　细胞核　(2)②③⑤　甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸　(3)2　29　28