1、- 1 -专题 5 遗传的分子基础一、DNA 是主要遗传物质的实验证据二、DNA 分子的结构和复制1.DNA的结构:2.DNA的复制:三、中心法则1.基因的表达:包括转录和翻译两个步骤。- 2 -2.中心法则内容图解:DNA 的复制 转录 翻译 RNA 的复制 RNA 逆转录1.下列关于肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的叙述,正确的有。肺炎双球菌转化实验证明 DNA是主要的遗传物质。肺炎双球菌转化实验的原理是基因重组。噬菌体能利用宿主细菌 DNA为模板合成子代噬菌体的核酸。分别用含有放射性同位素 35S和放射性同位素 32P的培养基培养噬菌体。用 35S标记噬菌体的侵染实验中,沉淀物中存
2、在少量放射性可能是搅拌不充分所致。2.下列关于 DNA结构和复制的叙述,正确的有。双链 DNA分子中一条链上的两个相邻碱基是通过磷酸二酯键连接的。磷酸与脱氧核糖交替连接构成 DNA的基本骨架。植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生 DNA的复制。真核细胞核 DNA的复制发生在有丝分裂前期。3.下列关于基因表达与中心法则的叙述,错误的有。DNA 中含有氢键,RNA 中不含有氢键。真核生物 DNA分子转录过程需要解旋酶。细胞核中发生的转录过程有 RNA聚合酶的参与。以 mRNA为模板合成生物大分子的过程包括翻译和逆转录。密码子是 mRNA上的 3个相邻碱基,每种氨基酸仅由一种密码子编码。一个 tRNA
3、分子中只有 3个碱基。- 3 -每种 tRNA只转运一种氨基酸。终止密码子不编码氨基酸。1.(2017全国卷)下列关于真核细胞中转录的叙述,错误的是 ( )A.tRNA、rRNA 和 mRNA都从 DNA转录而来B.同一细胞中两种 RNA的合成有可能同时发生C.细胞中的 RNA合成过程不会在细胞核外发生D.转录出的 RNA链与模板链的相应区域碱基互补【解析】选 C。转录是以 DNA的一条链为模板合成 RNA的过程,产物包括 tRNA、rRNA 和 mRNA,A项正确;三种 RNA对应的基因不同,同一细胞中两种 RNA的合成有可能同时发生,B 项正确;真核细胞的线粒体、叶绿体中含有 DNA,也可
4、以通过转录合成 RNA,C项错误;转录过程遵循碱基互补配对原则,转录出的 RNA链与模板链的相应区域碱基互补,D 项正确。2.(2017海南高考改编)下列关于生物体内基因表达的叙述,正确的是( )A.每种密码子都有相应的反密码子B.HIV的遗传物质可以作为合成 DNA的模板C.真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程D.一个基因的两条 DNA链可转录出两条相同的 RNA【解析】选 B。终止密码子无相应的反密码子,A 错误;HIV 的遗传物质为 RNA,可以作为逆转录过程的模板合成 DNA,B正确;真核生物基因表达的过程即是基因控制蛋白质合成的过程,C 错误;一个基因的一条 DNA链作为模板可
5、转录出两条相同的 RNA,D错误。3.(2015全国卷)人或动物 PrP基因编码一种蛋白(PrP c),该蛋白无致病性。 PrPc的空间结构改变后成为 PrPsc(朊粒),就具有了致病性。PrP sc可以诱导更多 PrPc转变为 PrPsc,实现朊粒的增殖可以引起疯牛病。据此判断下列叙述正确的是( )A.朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中B.朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同C.蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化D.PrPc转变为 PrPsc的过程属于遗传信息的翻译过程- 4 -【解析】选 C。A 项,基因是有遗传效应的 DNA片段,而朊粒为蛋白质,不能整合到宿主细胞的基因组中,
6、故错误;B 项,朊粒通过诱导正常的蛋白质转变为 PrPsc (朊粒)而实现朊粒的增殖,而肺炎双球菌的增殖方式是二分裂,故错误;C 项,“PrP c的空间结构改变后成为 PrPsc(朊粒),就具有了致病性”,说明蛋白质的空间结构改变导致其功能发生了变化,故正确;D 项,PrP c转变为 PrPsc的过程是在某些因素的作用下导致的蛋白质空间结构的变化,遗传信息存在于基因上,它通过转录和翻译两个过程才能形成相应的蛋白质,故错误。4.(2014全国卷改编)关于核酸的叙述,错误的是 ( )A.细胞核中发生的转录过程有 RNA聚合酶的参与B.植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生 DNA的复制C.双链 DNA
7、分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的D.同一人的浆细胞和记忆细胞中的核 DNA相同、RNA 不同【解析】选 C。转录过程需要 RNA聚合酶的催化,A 正确;线粒体和叶绿体是半自主性细胞器,均可发生 DNA的复制、转录和翻译,B 正确;DNA 分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖之间是通过磷酸二酯键连接的,C 错误;同一人的浆细胞和记忆细胞是分化产生的,所含的核 DNA相同,但因基因的选择性表达,形成的 RNA和蛋白质不同,D 正确。5.(2013全国卷)关于蛋白质生物合成的叙述,正确的是 ( )A.一种 tRNA可以携带多种氨基酸B.DNA聚合酶是在细胞核内合成的C.反密码子是位于 mRNA上
8、相邻的 3个碱基D.线粒体中的 DNA能控制某些蛋白质的合成【解析】选 D。本题以蛋白质的生物合成为命题线索,综合考查转录、翻译和细胞质遗传等知识。一种 tRNA只能携带一种氨基酸,A 项错误;DNA 聚合酶是蛋白质,在细胞质中的核糖体上合成,B 项错误;反密码子位于 tRNA上,C 项错误;线粒体是半自主性细胞器,能控制某些蛋白质的合成,D 项正确。6.(2018江苏高考)长链非编码 RNA(lncRNA)是长度大于 200个碱基,具有多种调控功能的一类RNA分子。如图表示细胞中 lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式,请回答下列问题:- 5 -(1)细胞核内各种 RNA的合成都以_为原
9、料,催化该反应的酶是_。 (2)转录产生的 RNA中,提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是_,此过程中还需要的RNA有_。 (3)lncRNA前体加工成熟后,有的与核内_(图示)中的 DNA结合,有的能穿过_(图示)与细胞质中的蛋白质或 RNA分子结合,发挥相应的调控作用。 (4)研究发现,人体感染细菌时,造血干细胞细胞核内产生的一种 lncRNA,通过与相应 DNA片段结合,调控造血干细胞的_,增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。该调控过程的主要生理意义是_ _。 【解析】(1)构成 RNA的基本单位是四种核糖核苷酸,催化 RNA合成的酶是 RNA聚合酶。(2)细胞中的 RNA都
10、是转录形成的,有三种类型,即 mRNA、tRNA、rRNA,其中指导氨基酸脱水缩合的是mRNA,作为翻译的模板,此过程中还需要 tRNA搬运氨基酸,rRNA 参与翻译。(3)据图分析 lncRNA前体加工成熟后,有的与核内染色质中的 DNA结合,有的能穿过核孔与细胞质中的蛋白质或 RNA分子结合来发挥其作用。(4)分析可知,lncRNA 与相应 DNA片段结合,调控造血干细胞的分化形成多种免疫细胞,从而增强人体免疫抵御能力。答案:(1)四种核糖核苷酸 RNA 聚合酶(2)mRNA(信使 RNA) tRNA 和 rRNA(转运 RNA和核糖体 RNA) (3)染色质 核孔(4)分化 增强人体的免疫抵御能力
