2019学年高中生物 第三章 遗传的分子基础 微专题四 遗传的分子基础的题型突破学案 浙科版必修2

微专题四遗传的分子基础的题型突破[学习目标] 1.掌握同位素标记法的应用。

2.明确DNA结构中的碱基数量关系及相关计算。

3.掌握DNA复制的相关计算。

4.比较遗传信息的复制、转录和翻译的异同。

一、对照比较：同位素标记噬菌体的有关分析例1关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是( )A.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B.分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养C.用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致D.用32P、35S标记噬菌体的侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质答案 C解析培养噬菌体需用含活细菌的培养基；在噬菌体侵染细菌的实验中分别用被35S、32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行保温培养，但时间不能过长也不能过短；用35S 标记噬菌体的侵染实验中，若搅拌不充分，噬菌体的外壳没有与细菌完全分离，沉淀物中存在少量放射性35S；噬菌体侵染细菌的实验仅能说明DNA是遗传物质，不能说明蛋白质不是遗传物质。

方法总结1.噬菌体的结构：噬菌体由DNA和蛋白质组成。

2.噬菌体侵染细菌的过程3.噬菌体的标记方法(1)标记细菌：用含有32P或者35S的培养基培养细菌，获得含32P或者35S的细菌。

(2)标记噬菌体：让噬菌体侵染含32P或者35S的细菌，从而获得含32P或者35S的噬菌体。

变式1 如图为噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图，下列有关叙述正确的是( )A.本实验的现象是放射性全部分布在上清液中B.搅拌的目的是促使35S 进入细菌内C.由于蛋白质中含有C 、H 、O 、N 等元素，所以也可以用14C 、3H 、18O 、15N 对噬菌体进行标记 D.整个噬菌体侵染细菌的实验还需要用32P 标记的噬菌体侵染细菌以进行对照 答案 D解析 由于在噬菌体侵染细菌的过程中蛋白质不侵入细菌，所以经过搅拌和离心后，35S 主要分布在上清液中，但沉淀物中也可能会含有少量的放射性；搅拌的目的是使噬菌体(或噬菌体外壳)与细菌分开；由于蛋白质和DNA 都具有C 、H 、O 、N 等元素，所以不能用14C 、3H 、18O 、15N 对噬菌体进行标记；根据教材中的实验可知，还需要设置另一组实验进行对照，该组需要用32P 对噬菌体进行标记。

二、模型构建：碱基互补配对原则中的计算规律例2 某研究小组测定了多个不同双链DNA 分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA 分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA 分子中碱基数目比值的关系图，正确的是( )答案 C解析 设该单链中四种碱基含量分别为A 1、T 1、G 1、C 1，其互补链中四种碱基含量分别为A 2、T 2、C 2、G 2，DNA 分子中四种碱基含量分别为A 、T 、G 、C ，由碱基互补配对原则可知，A ＋C T ＋G＝1，A 项中曲线应为水平，A 错误；A 2＋C 2T 2＋G 2＝T 1＋G 1A 1＋G 1，当A 1＋C 1T 1＋G 1＝0.5时，A 2＋C 2T 2＋G 2＝2，B 错误；A ＋TG ＋C ＝A 1＋A 2＋T 1＋T 2G 1＋G 2＋C 1＋C 2＝A 1＋T 1G 1＋C 1＝A 2＋T 2G 2＋C 2，C 正确、D 错误。

方法总结碱基互补配对原则是核酸中碱基数量计算的基础。

可推知以下多条用于碱基计算的规律。

变式2 已知某双链DNA 分子中，G 与C 之和占全部碱基总数的34%，其一条链中的T 与C 分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它的互补链中，T 和C 分别占该链碱基总数的( ) A.34%和16% B.34%和18% C.16%和34% D.32%和18%答案 A解析 设该DNA 分子的两条链分别为1链和2链，双链DNA 分子中，G 与C 之和占全部碱基总数的34%，则A ＋T 占66%，又因为双链DNA 分子中，互补配对的两种碱基之和占整个DNA 分子比例和每条链中的比例相同，因此A 1＋T 1＝66%，G 1＋C 1＝34%，又因为T 1与C 1分别占该链碱基总数的32%和18%，则A 1＝66%－32%＝34%，G 1＝34%－18%＝16%。

根据DNA 分子的碱基互补配对关系，所以T 2＝A 1＝34%，C 2＝G 1＝16%。

三、模型构建：DNA 复制的有关计算例3 (2018·杭州测试)已知某DNA 分子含有1 000个碱基对，其中一条链中A∶G∶T∶C ＝1∶2∶3∶4，该DNA 分子连续复制了3次。

下列说法中正确的是( )A.共形成了8个DNA 分子，其中有7个DNA 分子中的脱氧核苷酸长链完全是新合成的B.新合成的子代DNA 分子中，A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4C.第3次复制时，需要周围环境中1 600个含A 的脱氧核苷酸D.3次复制共需周围环境中4 800个含G 的脱氧核苷酸答案 C解析 DNA 复制形成8个DNA 分子，其中有6个DNA 分子完全由新子链构成，A 错误；已知DNA 分子一条链中A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4，则其互补链中A∶G∶T∶C＝3∶4∶1∶2，整个分子中A∶G∶T∶C＝(1＋3)∶(2＋4)∶(3＋1)∶(4＋2)＝2∶3∶2∶3，B 错误；每个DNA 分子中含A ＝1 000×2×22＋3＋2＋3＝400个，第3次复制共产生8个DNA 分子，由于是半保留复制，所以共需含A 的脱氧核苷酸＝8×12×400＝1 600个，C 正确；每个DNA 分子中含G ＝1000×2×32＋3＋2＋3＝600个，3次复制后，共需含G 的脱氧核苷酸＝(23－1)×600＝4 200个，D 错误。

方法总结假设将1个全部被15N 标记的DNA 分子(0代)转移到含14N 的培养基中培养n 代，结果如图所示。

1.DNA 分子数(1)子代DNA 分子总数＝2n个； (2)含15N 的DNA 分子数＝2个； (3)含14N 的DNA 分子数＝2n个； (4)只含15N 的DNA 分子数＝0个； (5)只含14N 的DNA 分子数＝(2n－2)个。

2.脱氧核苷酸链数(1)子代DNA 分子中脱氧核苷酸链数＝2n ＋1条；(2)含15N 的脱氧核苷酸链数＝2条； (3)含14N 的脱氧核苷酸链数＝(2n ＋1－2)条。

3.消耗的脱氧核苷酸数设亲代DNA 分子中含有某种脱氧核苷酸m 个，则：(1)经过n 次复制，共需消耗游离的该脱氧核苷酸m·(2n－1)个。

(2)在第n 次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸m·2n －1个。

变式3某DNA分子含m对碱基，其中腺嘌呤有A个。

下列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述中，错误的是( )A.在第一次复制时，需要(m－A)个B.在第二次复制时，需要2(m－A)个C.在第n次复制时，需要2n－1(m－A)个D.在n次复制过程中，总共需要2n(m－A)个答案 D解析DNA复制n次是指DNA连续复制了n次，产生的子代DNA分子为2n个，形成的脱氧核苷酸链有2n＋1条。

第n次复制是指DNA复制了n－1次，已产生子代的DNA分子继续进行第n 次复制。

两种复制情况下所需的脱氧核苷酸的数目是不同的。

在计算DNA分子在第n次复制过程中所需含某种碱基的脱氧核苷酸数目时，要先计算出n次复制时所需要的该种脱氧核苷酸数，再减去(n－1)次复制过程中所需要的该种脱氧核苷酸数。

该DNA分子含胞嘧啶数目为(m－A)个，复制n次需胞嘧啶脱氧核苷酸数目为(m－A)(2n－1)个。

四、归纳比较：遗传信息的复制、转录和翻译例4下图中的①②③表示真核细胞中遗传信息的传递方向，有关说法正确的是( )A.③是翻译过程，方向是从b到aB.每种氨基酸均可由不止一种tRNA转运C.①②③也能在线粒体、叶绿体及原核细胞中进行D.一条mRNA可与多个核糖体结合，多个核糖体共同合成一条多肽链，加快了翻译的速率答案 C解析由题图可知，③是翻译过程，随着翻译的进行，肽链由短到长，所以方向是从a到b，A错误；大多数氨基酸有多个密码子，可由不止一种tRNA转运，但甲硫氨酸、色氨酸只有一种密码子，只能由一种tRNA转运，B错误；图中①为DNA的复制，②为转录，③为翻译，这3个过程也能在线粒体、叶绿体及原核细胞中进行，C正确；一条mRNA可与多个核糖体结合，能够同时合成多条多肽链，提高翻译的效率，D错误。

方法总结真核生物DNA 复制、转录和翻译的比较变式4 甲、乙两图为真核细胞中发生的代谢过程的示意图，下列说法正确的是( )A.甲图所示的过程叫做翻译，多个核糖体共同完成一条多肽链的合成B.乙图所示过程叫做转录，转录产物的作用一定是作为甲图中的模板C.甲图所示翻译过程的方向是从右到左D.甲图和乙图中都发生了碱基互补配对且碱基互补配对方式相同 答案 C解析 甲图所示为翻译过程，多个核糖体分别完成多条多肽链的合成，A 错误；乙是转录过程，其产物是RNA ，包括mRNA 、rRNA 、tRNA ，其中只有mRNA 可以作为翻译的模板，B 错误；甲图中，根据多肽链的长度可知，翻译的方向是从右到左，C 正确；甲图和乙图中都发生了碱基互补配对，但两者配对方式不同，甲图中碱基配对的方式为A —U 、U —A 、C —G 、G —C ，乙图中碱基配对的方式为A —U 、T —A 、C —G 、G —C ，D 错误。

1.(2017·温州十校联合体期末)下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图，有关叙述正确的是()A.被标记的噬菌体是直接接种在含有35S 的培养基中获得的 B.培养时间过长会影响上清液中放射性物质的含量 C.培养时间过短会影响上清液中放射性物质的含量 D.搅拌不充分会影响上清液中放射性物质的含量 答案 D解析 噬菌体为病毒，不能直接利用培养基培养，A 错误；题图实验过程采用35S 标记，培养时间长短不会影响上清液中放射性物质含量，本组实验放射性物质含量与搅拌是否均匀有关，若搅拌不均匀，上清液中放射性含量会降低，沉淀物中放射性含量增加，B 、C 错误，D 正确。

2.经检测得知，一双链DNA 分子中鸟嘌呤的数目为x ，其占碱基总数量的比例是y ，以下推断正确的是( )A.与鸟嘌呤互补的碱基比例是1－yB.该DNA 分子的嘌呤和嘧啶的比例是x yC.该DNA 分子的碱基之间的氢键数是x1＋2yD.与鸟嘌呤不互补的碱基数目是x (1－2y )y答案 D解析 由题意可知，G 、C 数量都为x ，所占比例都为y ；A 、T 所占比例都为1/2－y ，数量都为(xy －2x )2＝x 2y －x 。