專題五遺傳的分子基礎、變異與進化專題五遺傳的分子基礎、變異與進化思維導圖體系構建第7講遺傳的分子基礎教材剖析擴展提升1．在噬菌體侵染細菌的實驗中，為什么選擇“S”和“P”這兩種同位素分別對蛋白質和DNA標記？用“C”和“O”同位素標記可行嗎？(必修2P45“相關信息”)__________________________________________________________________________________________________________________________________專題五遺傳的分子基礎、變異與進化提示：因為S僅存在于T2噬菌體的蛋白質分子中，而P幾乎都存在于DNA分子中，這樣就能把DNA和蛋白質分開。用“C”和“O”等元素是不可行的，因為在T2噬菌體的蛋白質和DNA分子中都含有這兩種元素。教材剖析擴展提升2．下列研究哪些采用的是“加法原理”，哪些采用的是“減法原理”？“研究酸雨對植物的毒害作用”。“研究種子萌發(fā)需要的外界條件”?！把芯縈g是合成葉綠素的必需礦質元素”。“研究CO2是植物光合作用必不可少的原料”。(必修2P46“科學方法”)__________________________________________________________________________________________________________________________________專題五遺傳的分子基礎、變異與進化提示：“研究酸雨對植物的毒害作用”采用的是“加法原理”；另外三項研究采用的是“減法原理”。教材剖析擴展提升3．密碼子的簡并性有何意義？密碼子的統(tǒng)一性說明什么？(必修2P67“思考·討論”)__________________________________________________________________________________________________________________________________專題五遺傳的分子基礎、變異與進化提示：密碼子具有簡并性，一方面可增強容錯性，減少蛋白質或性狀的差錯，另一方面有利于提高翻譯的效率。密碼子的統(tǒng)一性說明各種生物都有一定的親緣關系或者說生命本質上是統(tǒng)一的。教材剖析擴展提升4．某兩種蛋白質可以形成含鐵的桿狀多聚體，這種多聚體能識別外界磁場并自動順應磁場方向排列。編碼這兩種蛋白的基因，在家鴿的視網(wǎng)膜中共同表達。如果家鴿的這兩個基因失去功能，將無法“導航”，失去方向感。請利用基因敲除的方法，設計實驗驗證這一問題，寫出實驗思路。(必修2P78“非選擇題1”)__________________________________________________________________________________________________________________________________專題五遺傳的分子基礎、變異與進化提示：以A、B分別代表編碼這兩種蛋白質的基因。先設法去除家鴿的這兩個基因(基因敲除)，設置四組實驗：組別為①去除A基因，②去除B基因，③同時去除A基因和B基因，④不去除基因的家鴿(對照組)；分別測定4組家鴿視網(wǎng)膜細胞中是否有鐵的桿狀蛋白質多聚體，如果有，進一步測定含量；然后在同條件下放飛4組家鴿，觀察它們的定向運動能力。教材剖析擴展提升1．在證明煙草花葉病毒的遺傳物質是RNA的實驗中，能否利用噬菌體侵染細菌的實驗的操作過程？請說明理由。__________________________________________________________________________________________________________________________________。專題五遺傳的分子基礎、變異與進化答案：不能，因為煙草花葉病毒侵染煙草細胞時，RNA和蛋白質沒有分開，是完整的病毒侵入宿主細胞。而噬菌體侵染細菌時，只有DNA進入細菌，蛋白質外殼仍留在外面教材剖析擴展提升2．在細胞內，DNA的兩條鏈都能作為模板，由于DNA分子的兩條鏈是反向平行的，每條鏈都通過磷酸和戊糖的3′、5′碳原子相連而成，因此每條鏈的兩端是不同的，其中，一端是3′端(3′羥基)，另一端是5′端(5′磷酸基團)。在DNA復制中，DNA聚合酶催化合成的方向是5′→3′，而不是3′→5′。DNA復制又是邊解旋邊復制。請推測DNA聚合酶是如何催化DNA復制的：_______________________________________________________________________________。專題五遺傳的分子基礎、變異與進化答案：DNA復制時，一條模板鏈是3′→5′走向，其互補鏈在5′→3′方向上連續(xù)合成，并稱為前導鏈；另一條模板鏈是5′→3′走向，其互補鏈也是沿5′→3′方向合成，但是與前導鏈的合成方向正好相反，隨著復制的進行會形成許多不連續(xù)的片段，最后不連續(xù)片段連成一條完整的DNA單鏈，稱為后隨鏈。如圖所示：教材剖析擴展提升3．某種貓的雄性個體有兩種毛色：黃色和黑色；而雌性個體有三種毛色：黃色、黑色、黑黃相間。分析這種貓的基因，發(fā)現(xiàn)控制毛色的基因是位于X染色體上的一對等位基因：XO(黃色)和XB(黑色)，雄貓只有一條X染色體，因此，毛色不是黃色就是黑色。而雌貓卻出現(xiàn)了黑黃相間的類型，請?zhí)岢隹赡艿慕忉專篲_____________________________________________________________________________________________________________________________。專題五遺傳的分子基礎、變異與進化答案：對于基因型為XBXO的雌貓，如果體細胞中攜帶黑毛基因B的X染色體失活，XB就不能表達，而另一條X染色體上的XO表達，那么由該細胞增殖而來的皮膚上會長出黃色體毛；同理，如果體細胞中攜帶黃毛基因O的X染色體失活，則XO不表達，XB表達，由該細胞增殖而來的皮膚上就會長出黑色體毛。因此，基因型為XBXO的雌貓會呈現(xiàn)黑黃相間的毛色教材剖析擴展提升考點一DNA是遺傳物質的實驗證據(jù)及其結構和復制(2022·廣東卷)λ噬菌體的線性雙鏈DNA兩端各有一段單鏈序列。這種噬菌體在侵染大腸桿菌后其DNA會自連環(huán)化(如圖所示)，該線性分子兩端能夠相連的主要原因是(

)A．單鏈序列脫氧核苷酸數(shù)量相等B．分子骨架同為脫氧核糖與磷酸C．單鏈序列的堿基能夠互補配對D．自連環(huán)化后兩條單鏈方向相同專題五遺傳的分子基礎、變異與進化教材剖析擴展提升解析：單鏈序列脫氧核苷酸數(shù)量相等、分子骨架同為脫氧核糖與磷酸交替連接，不能決定該線性DNA分子兩端能夠相連，A、B錯誤；據(jù)圖可知，單鏈序列的堿基能夠互補配對，決定該線性DNA分子兩端能夠相連，C正確；DNA的兩條鏈是反向的，因此自連環(huán)化后兩條單鏈方向相反，D錯誤。專題五遺傳的分子基礎、變異與進化答案：C教材剖析擴展提升1．準確識記遺傳物質探索歷程的“兩標記”和“三結論”(1)噬菌體侵染細菌實驗中的兩次標記的目的不同專題五遺傳的分子基礎、變異與進化第一次標記分別用含35S和32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，目的是獲得帶有標記的大腸桿菌第二次標記分別用含35S和32P的大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體，目的是使噬菌體帶上放射性標記教材剖析擴展提升(2)遺傳物質發(fā)現(xiàn)的三個實驗結論①格里菲思的體內轉化實驗的結論：加熱殺死的S型細菌中存在“轉化因子”。②艾弗里的體外轉化實驗的結論：DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定性變化的物質，即DNA是遺傳物質。③噬菌體侵染細菌實驗的結論：DNA是遺傳物質，但不能證明蛋白質不是遺傳物質。專題五遺傳的分子基礎、變異與進化教材剖析擴展提升2．明確噬菌體侵染細菌實驗放射性分布誤差產(chǎn)生的三個原因專題五遺傳的分子基礎、變異與進化教材剖析擴展提升3．理清DNA結構的兩種關系和兩種化學鍵專題五遺傳的分子基礎、變異與進化教材剖析擴展提升題點一：圍繞探索DNA是遺傳物質的實驗，考查理解能力1．如圖表示“T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗”中保溫時間與物質放射性強度的變化，下列敘述正確的是(

)專題五遺傳的分子基礎、變異與進化A．甲表示在“32P標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗”中，沉淀物放射性含量的變化B．甲表示在“35S標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗”中，沉淀物放射性含量的變化教材剖析擴展提升C．乙表示在“32P標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗”中，上清液放射性含量的變化D．乙表示在“35S標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗”中，上清液放射性含量的變化專題五遺傳的分子基礎、變異與進化答案：D教材剖析擴展提升題點二：以探索遺傳物質實驗為素材，考查實驗探究能力2．(2022·全國高三專題檢測)1928年，英國科學家格里菲思做了著名的肺炎鏈球菌感染小白鼠的實驗，過程及結果如下：

①R型活細菌感染小鼠→健康

②S型活細菌感染小鼠→死亡

③

加熱致死的S型細菌感染小鼠→健康

④R型活細菌＋加熱致死的S型細菌感染小鼠→死亡(1)分析造成實驗④結果的原因，存在以下幾種假設：

假設1：R型細菌使S型細菌復活。

假設2：________(R型/S型)細菌轉變?yōu)榱硪活愋图毦?。專題五遺傳的分子基礎、變異與進化教材剖析擴展提升(2)1944年，美國艾弗里等人繼續(xù)進行下列實驗：

①用R型活細菌＋適量S型細菌提取物注射小鼠，小鼠死亡。

②用R型活細菌＋適量DNA酶處理后的S型細菌提取物注射小鼠，小鼠存活。

由此可以否定上面的假設________(選填“1”或“2”)；同時表明被殺死的S型細菌中有某種物質的存在，它能使R型細菌轉化為S型細菌。專題五遺傳的分子基礎、變異與進化(3)S型肺炎鏈球菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等不同類型，它們是通過基因突變形成的，對小鼠均有致死效應，其區(qū)別主要是莢膜多糖抗原的不同。SⅠ、SⅡ、SⅢ等多種類型的存在表明基因突變具有________的特點，基因突變的方向和生物生存的溫度、水分等環(huán)境條件________(有或沒有)明確的因果關系。教材剖析擴展提升(4)研究人員用加熱殺死的SⅢ型菌與R型菌混合后注射到正常小鼠體內，小鼠死亡。小鼠死亡的原因可能是R型菌突變成S型菌，也可能是加熱殺死的SⅢ型菌使R型菌轉化為S型菌。研究人員通過檢測死亡小鼠體內S型菌的類型，探究小鼠死亡是由上述那種原因所致，請預期結果和結論：若________________________________________________________，則小鼠的死因可能是加熱殺死的SⅢ型菌使R型菌轉化為S型菌；若_______________________________________________________________________________________________________________________________，則小鼠的死因是R型菌突變?yōu)镾型菌。專題五遺傳的分子基礎、變異與進化教材剖析擴展提升解析：肺炎鏈球菌體內轉化實驗：R型細菌→小鼠→存活；S型細菌→小鼠→死亡；加熱殺死的S型細菌→小鼠→存活；加熱殺死的S型細菌＋R型細菌→小鼠→死亡。在艾弗里證明遺傳物質是DNA的實驗中，艾弗里將S型細菌的DNA、蛋白質、糖類等物質分離開，單獨的、直接的觀察它們各自的作用。另外還增加了一組對照實驗，即DNA酶和S型活菌中提取的DNA與R型菌混合培養(yǎng)。(1)將R型的活細菌與加熱殺死的S型細菌混合注入小鼠，小鼠死亡，說明小鼠體內存在S型細菌，對于S型細菌的來源，可能原因之一是R型細菌使S型細菌復活，也可能是R型細菌轉變?yōu)镾型細菌。(2)將R型＋適量的S型細菌提取物：注射小白鼠，小白鼠死亡，說明造成小白鼠死亡的原因不是R型細菌使S型細菌復活，而是被殺死的S型菌中有某些活性物質存在，它能使R型菌轉化專題五遺傳的分子基礎、變異與進化教材剖析擴展提升為S型菌，否定假設1。這種活性物質可能是：核酸或蛋白質或多糖。(3)基因突變具有普遍性、隨機性、不定向、自然狀態(tài)下發(fā)生頻率低等特點，SⅠ、SⅡ、SⅢ等多種類型的存在表明基因突變具有不定向的特點，基因突變的方向和生物生存的溫度、水分等環(huán)境條件沒有明確的因果關系。(4)用加熱殺死的SⅢ型菌與R型菌混合后注射到正常小鼠體內，小鼠死亡。檢測死亡小鼠體內S型菌的類型，若只檢測到SⅢ型菌，則小鼠死因可能是殺死的SⅢ型菌使R型菌轉化為S型菌，也可能是R型菌突變成S型菌；若檢測到其他類型的S型菌，則小鼠死因是R型菌突變?yōu)镾型菌。專題五遺傳的分子基礎、變異與進化教材剖析擴展提升答案：(1)R型(2)1(3)不定向性沒有(4)只檢測到SⅢ型菌檢測到其他類型的S型菌專題五遺傳的分子基礎、變異與進化教材剖析擴展提升考點二基因的表達與基因控制生物性狀(2022·廣東卷)擬南芥HPR1蛋白定位于細胞核孔結構，功能是協(xié)助mRNA轉移。與野生型相比，推測該蛋白功能缺失的突變型細胞中，有更多mRNA分布于(

)A．細胞核

B．細胞質C．高爾基體 D．細胞膜專題五遺傳的分子基礎、變異與進化教材剖析擴展提升解析：在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板，轉錄得到的mRNA會從核孔出去，與細胞質的核糖體結合，繼續(xù)進行翻譯過程。分析題意，野生型的擬南芥HPR1蛋白是位于核孔協(xié)助mRNA轉移的，mRNA是轉錄的產(chǎn)物，翻譯的模板，故可推測其轉移方向是從細胞核內通過核孔到細胞核外，因此該蛋白功能缺失的突變型細胞，不能協(xié)助mRNA轉移，mRNA會聚集在細胞核中，A正確。專題五遺傳的分子基礎、變異與進化答案：A教材剖析擴展提升1．圖解DNA復制、轉錄和翻譯過程(1)DNA分子復制專題五遺傳的分子基礎、變異與進化教材剖析擴展提升(2)轉錄(3)翻譯①模型一：專題五遺傳的分子基礎、變異與進化教材剖析擴展提升②模型二：專題五遺傳的分子基礎、變異與進化教材剖析擴展提升2．把握三種類型的生物遺傳信息傳遞方式專題五遺傳的分子基礎、變異與進化生物類型