高考生物大题精做07 遗传的分子基础（新高考专用）（解析版）

精做07遗传的分子基础1．科学家艾弗里用肺炎双球菌来探究遗传物质的问题。实验的材料；S型细菌，R型细菌、DNA水解酶、培养基，培养皿等。艾弗里等人先做了以下三组实验：①S型细菌的蛋白质+R型活细菌→R型菌落②S型细菌荚膜中的多糖+R型活细菌→R型菌落③S型细菌的DNA+R型活细菌→R型菌落+S型菌落（1）艾弗里等人发现实验步骤并不严密，于是又做了第四组实验，请按照①②③中的表达格式，写出第四组实验方法和结果：④______________________。（2）上述实验可以得出的结论是___________________。（3）该实验最关键的设计思路是____________________。（4）肺炎双球菌具有的细胞器是___________；其控制性状的物质是___________，R型细菌转化成S型细菌，其变异原理是___________。【答案】S型细菌的DNA+DNA水解酶+R型活细菌→R型菌落DNA是遗传物质把DNA和蛋白质、多糖分开，单独地直接地观察DNA的作用核糖体DNA基因重组【解析】（1）为了实验更加严谨，艾弗里等人又做了第四组实验，即S型细菌的DNA+DNA水解酶+R型活细菌→R型菌落。（2）艾弗里等人的体外转化实验证明DNA是遗传物质，即使R型菌发生稳定遗传变化的物质是DNA。（3）艾弗里实验最关键的设计思路是设法把DNA和蛋白质、多糖等物质分开，单独地、直接地观察它们的作用，进而得出相应的结论。（4）肺炎双球菌属于原核生物，其细胞中只有核糖体一种细胞器；肺炎双球菌含有DNA和RNA两种核酸，其遗传物质是DNA，即肺炎双球菌体内控制性状的物质是DNA，R型细菌转化成S型细菌的变异原理是基因重组，即S型菌的相关DNA进入R型菌内造成了细菌转化的发生。2．回答下列有关生物遗传物质的发现的相关问题：（1）早期人们认为蛋白质和核酸都可能作为遗传物质，请从构成蛋白质和核酸的角度，说出你的理由：_____________________。（2）艾滋病毒的遗传信息蕴藏在_____________的排列顺序中；RNA结构不稳定，容易受到环境影响而发生突变；RNA还能发生自身催化的水解反应，不易产生更长的多核苷酸链，携带的遗传信息量有限；所以，RNA作为遗传物质的功能逐渐被DNA代替，请写出两个DNA能替代RNA作为大多数生物的遗传物质的优点：①_____________________；②_____________________。（3）艾弗里通过肺炎双球菌体外转化实验最终得出的结论是：_____________________。（4）与肺炎双球菌转化实验相比，噬菌体侵染细菌实验更具有说服力，请说出理由：_____________________。【答案】单体的排列顺序是构成其多样性主要原因碱基（核糖核苷酸）碱基数目多复制的准确性高DNA是遗传物质，蛋白质等其他物质不是遗传物质用同位素标记法将蛋白质和DNA彻底分开，只有DNA进入细菌细胞【解析】（1）科学家认为蛋白质和核酸是遗传物质，组成蛋白质的氨基酸有20种，而蛋白质是生物大分子，因此蛋白质多样性的原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序以及形成的多肽链的空间结构的千差万别导致了蛋白质结构的多样性，因此蛋白质能储存遗传大量的遗传信息，且蛋白质是生物性状的主要表达者，组成核酸的核苷酸的种类虽然不多，但核酸中碱基的排列顺序多样导致了核酸的多样性，同样核酸也具有储存大量遗传信息的能力，即核酸和蛋白质的单体排列顺序决定了核酸和蛋白质的结构多样性。（2）艾滋病毒的的遗传物质是RNA，因此其遗传信息蕴藏在碱基（核糖核苷酸）的排列顺序中；RNA结构不稳定，容易受到环境影响而发生突变；RNA还能发生自身催化的水解反应，不易产生更长的多核苷酸链，携带的遗传信息量有限；根据RNA作为遗传物质局限性可推测DNA能替代RNA作为大多数生物的遗传物质的优点是DNA分子量大，即其中含有的碱基数目多，因而储存的遗传信息多；DNA为双链结构，稳定性高，而且复制方式为半保留复制，复制的准确性高。（3）艾弗里通过将S型肺炎双球菌的物质分离出来然后单独的、直接的观察它们的作用之后，发现DNA才是使R型细菌发生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质，蛋白质等其他物质不是遗传物质。（4）与肺炎双球菌转化实验相比，噬菌体侵染细菌实验过程中DNA和蛋白质彻底分开，而且DNA纯度高，并用同位素标记法观察了DNA和蛋白质的转移过程，即只有DNA进入细菌细胞并发挥了遗传物质的作用。3．2019年12月以来，席卷全球的2019新型冠状病毒（2019-nCoV）（其核酸为单链正股的RNA）对全世界人民的健康和经济造成了严重的灾难。人感染了2019-nCoV病毒后常见体征有发热、咳嗽气促和呼吸困难等。在较严重病例中，感染可导致肺炎、严重急性呼吸综合征、肾衰竭甚至死亡。请回答相关问题：（1）病毒的结构较简单，一般是由内部核酸和外壳蛋白质组成，要验证其遗传物质究竟是内部核酸还是外壳蛋白质，常将病毒与____________共同培养，并用____________分别标记内部核酸和外壳蛋白质。（2）2019年12月开始席卷全球的新型冠状病毒很快就被科学家找出了它的核酸序列，但是相应的疫苗一直很难诞生，因为它的遗传物质为____________，变异速度很快；但科学家马上发现75%的酒精是可以杀死它的，于是有人设想，病人可以喝近75度的高度酒，如闷倒驴衡水老白干来达到治疗效果，你认为____________（填“是”或“否”）可行，为什么？________________________（3）研究发现蝙蝠是2019-nCoV、SARS、埃博拉病毒等天然的宿主，请思考为什么2019-nCoV等病毒会对人类造成如此严重的后果，蝙蝠却能与其共生，原因是_______________________。进化过程中，人类免疫系统的功能已足够强大，但还是不能有效地抵抗这些病毒，原因是____________________。【答案】活细胞32P和35SRNA否因为酒进入的是胃部，而冠状病毒寄生在肺部细胞，因而达不到消毒的效果①蝙蝠中免疫能力低下的在自然选择过程中已经被淘汰，留下的个体是经过自然选择之后性状更加优良的个体；②病毒中毒性极强的个体已经随宿主的死亡而失去了繁殖下一代的机会，相应的基因也逐渐被淘汰，而毒性弱、繁殖力强的病毒在与蝙蝠长期共同进化的过程中存留了下来（任答一点即可）人类免疫系统的调节能力是有一定限度的【解析】（1）根据噬菌体侵染细菌实验可知，要验证其遗传物质究竟是内部核酸还是外壳蛋白质，常将病毒与活细胞共同培养，并用32P和35S分别标记内部核酸和外壳蛋白质。（2）由题可知，新型冠状病毒的遗传物质为RNA。病人喝近75度的高度酒不可行，无法达到治疗效果，因为酒进入的是胃部，而冠状病毒寄生在肺部细胞，因而达不到消毒的效果。（3）蝙蝠却能与2019-nCoV等病毒共生，是因为蝙蝠中免疫能力低下的在自然选择过程中已经被淘汰，留下的个体是经过自然选择之后性状更加优良的个体；病毒中毒性极强的个体已经随宿主的死亡而失去了繁殖下一代的机会，相应的基因也逐渐被淘汰，而毒性弱、繁殖力强的病毒在与蝙蝠长期共同进化的过程中存留了下来。因人类免疫系统的调节能力是有一定限度，故人类免疫系统不能有效地抵抗这些病毒。4．科学工作者关于DNA复制曾提出过三种假说：半保留复制、全保留复制和弥散复制，三种假说的复制过程如图1所示。他们对这三种假说进行了演绎推理，并根据推理过程进行了相关实验，实验结果如图2所示。回答下列问题：（1）科学工作者提出假说并演绎推理后，选用某种大肠杆菌作为实验材料，进行了一系列的实验研究，最终确定了DNA的复制方式，这样的研究方法称为_______。他们选用大肠杆菌作为实验材料的优点：一是其易培养，繁殖速度快，安全性高；二是_______，有利于分离提纯DNA。（2）科学工作者根据DNA复制的三种假说进行演绎推理，将含15N标记的DNA的大肠杆菌，接种到含14N的培养基中繁殖一代，提取DNA后进行________，若是全保留复制方式，则离心管中将出现________带，而实际结果是只有一条中带，由此可以说明DNA的复制方式是________。（3）为了进一步确定DNA的复制方式，需要让子一代的大肠杆菌在含14N的培养基中再繁殖一代，当离心管中出现________带时，可确定是半保留复制。或者可以将子一代DNA分子进行_______处理后再离心，当离心管中出现_______带时，则为半保留复制方式。【答案】假说--演绎法其只有一个拟核DNA，并且不形成染色体（答出DNA不与蛋白质结合形成染色体即可）密度梯度离心一轻一重两条半保留复制或弥散复制一中一轻两条热变性（或解旋、加热）一轻一重两条【解析】（1）科学工作者提出假说并演绎推理后，选用某种大肠杆菌作为实验材料，进行了一系列的实验研究，最终确定了DNA的复制方式，这样的研究方法称为假说--演绎法。由于大肠杆菌是单细胞、原核生物，选用它作为实验材料的优点：一是其易培养，繁殖速度快，安全性高；二是其只有一个拟核DNA，并且不形成染色体或DNA不与蛋白质结合形成染色体，有利于分离提纯DNA。（2）将含15N的大肠杆菌转移到14N的培养基中，若是全保留复制方式，繁殖一代，得到子代DNA中全为15N和全为14N，提取DNA后进行密度梯度离心，若是全保留复制方式，则离心管中将出现一轻一重两条，而实际结果是只有一条中带，由此可以说明DNA的复制方式是半保留复制或弥散复制。（3）为了进一步确定DNA的复制方式，需要让子一代的大肠杆菌在含14N的培养基中再繁殖一代，进行密度梯度离心，如果离心后DNA分子在离心管中出现一中一轻两条（即1/2在中带，1/2在轻带）带时，可确定是半保留复制。或者可以将子一代DNA分子（一条链是15N，另一条链是14N）进行热变性（或解旋、加热）处理后形成单链DNA，再离心，当离心管中出现一轻一重两条带时，则为半保留复制方式。5．人类囊性纤维病是由位于第7号染色体上的CFTR基因（用B表示）突变导致的一种遗传病。患者由于第7号染色体上编码CFTR（一种跨膜蛋白）的基因缺失3个碱基对，使CTFR结构改变，转运氯离子异常，支气管黏液增多，导致绿脓杆菌增殖并分泌大量外毒素，造成肺组织损伤。回答下列问题：（1）上述情况说明基因与性状的关系是_____。正常情况下，人体细胞CFTR基因转录出的少量mRNA在短时间内就可以合成出大量的CFTR蛋白，其主要原因是_______。（2）研究发现CFTR致病基因的mRNA片段长度为6129个碱基，该基因控制合成的成熟蛋。白质只有1480个氨基酸。对此现象作出的解释是_________。（3）某家庭的表现型调查结果显示：父亲正常、母亲正常、女儿患病、儿子患病。①该病的遗传方式为______________。②某地区正常人群中有的人携带有该致病基因，若该家庭儿子与该地区正常女性婚配，生育患病女儿的概率是___________。【答案】基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状翻译时一个mRNA上可以结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成在mRNA上，起始密码子之前和终止密码子之后存在大量不翻译的序列①常染色体隐性遗传病②【解析】（1）基因结构改变，性状即改变，上述情况说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。翻译时一个mRNA上可以结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此转录出的少量mRNA在短时间内就可以合成出大量的CFTR蛋白。（2）在mRNA上，起始密码子之前和终止密码子之后存在大量不翻译的序列，mRNA上三个连续的核糖核苷酸（密码子）决定一个氨基酸，因此mRNA片段长度为6129个碱基，该基因控制合成的成熟蛋白质只有1480个氨基酸。（3）双亲正常，女儿患病，因此该病为隐性遗传病，且基因位于常染色体上，该病的遗传方式为常染色体隐性遗传病。若该家庭儿子（aa）与该地区正常女性（Aa的概率为1/100）婚配，生育患病