专题三遗传、变异与进化专题三遗传、变异与进化考情纵览考情纵览年份年份考点考点2011201120122012201320132014201420152015(1)(1)遗传遗传的的分子基分子基础础1 11,4A1,4A1,51,55ABC5ABC1,5AB1,5AB2AB,292AB,29(1)(1)(2)(2)遗传遗传的的基本基本规规律律323231(2)31(2)6,316,31323232(2)32(2)(3)(3)323232(2)32(2)3232(3)(3)生物的生物的变变异异31(1)31(1)32(1)32(1)(4)(4)人人类遗类遗传传病病5 56 66 6(5)(5)生物的生物的进进化化32(1)32(1)小专题小专题6 6遗传的分子基础遗传的分子基础考情纵览考情纵览知识知识串联导思串联导思重点重点提炼透析提炼透析知识知识串联导思串联导思重点重点提炼透析提炼透析考点一遗传物质本质的探索考点一遗传物质本质的探索典例引领典例引领 关于关于“噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验”的叙述的叙述, ,正确的是正确的是( () )A.A.分别用含有放射性同位素分别用含有放射性同位素3535S S和放射性同位素和放射性同位素3232P P的培养基培养噬菌体的培养基培养噬菌体B.B.分别用分别用3535S S和和3232P P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌, ,进行长时间进行长时间的保温培养的保温培养C.C.用用3535S S标记噬菌体的侵染实验中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沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致充分所致D.D.3232P P、3535S S标记的噬菌体侵染实验分别说明标记的噬菌体侵染实验分别说明DNADNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质、蛋白质不是遗传物质是遗传物质【解题思路解题思路】这是一道基础题这是一道基础题, ,考查的是遗传物质的探索过程中噬菌体侵考查的是遗传物质的探索过程中噬菌体侵染细菌的实验染细菌的实验, ,意在考查考生对实验的方法步骤及结果的分析能力意在考查考生对实验的方法步骤及结果的分析能力, ,只要结只要结合所学知识逐项判断就可以了。噬菌体营寄生生活合所学知识逐项判断就可以了。噬菌体营寄生生活, ,不能用培养基直接培不能用培养基直接培养养,A,A错误错误; ;保温时间不能过长保温时间不能过长, ,若保温时间太长则可能有含若保温时间太长则可能有含3232P P的子代噬菌体的子代噬菌体释放出来释放出来, ,离心后存在于上清液中离心后存在于上清液中, ,导致上清液中也能检测到放射性导致上清液中也能检测到放射性,B,B错误。错误。3535S S标记的是噬菌体的蛋白质标记的是噬菌体的蛋白质, ,理论上应存在于上清液中理论上应存在于上清液中, ,但可能因搅拌不充但可能因搅拌不充分而使部分噬菌体蛋白质外壳仍吸附在细菌表面分而使部分噬菌体蛋白质外壳仍吸附在细菌表面, ,离心后存在于沉淀物中离心后存在于沉淀物中,C,C正确。本实验可说明正确。本实验可说明DNADNA是遗传物质是遗传物质, ,但不能证明蛋白质不是遗传物质但不能证明蛋白质不是遗传物质,D,D错误。错误。答案答案: :C C 归纳拓展归纳拓展1.1.两个经典实验遵循了相同的实验设计原则两个经典实验遵循了相同的实验设计原则对照原则对照原则2.2.肺炎双球菌体内转化实验中细菌数量变化肺炎双球菌体内转化实验中细菌数量变化体内转化实验中体内转化实验中, ,将将R R型活细菌与加热后杀死的型活细菌与加热后杀死的S S型细菌混合后注射入小鼠体型细菌混合后注射入小鼠体内内, ,小鼠体内小鼠体内S S型、型、R R型细菌含量的变化情况如图所示型细菌含量的变化情况如图所示: :(1)ab(1)ab段段: :小鼠体内还没形成大量的免疫小鼠体内还没形成大量的免疫R R型细菌的抗体型细菌的抗体, ,故该时间段内故该时间段内R R型细型细菌数量增多。菌数量增多。(2)bc(2)bc段段: :小鼠体内形成大量的对抗小鼠体内形成大量的对抗R R型细菌的抗体型细菌的抗体, ,致使致使R R型细菌数量减少。型细菌数量减少。(3)cd(3)cd段段:c:c点之前点之前, ,已有少量已有少量R R型细菌转化为型细菌转化为S S型细菌型细菌,S,S型细菌能降低小鼠的免型细菌能降低小鼠的免疫力疫力, ,造成造成R R型细菌大量繁殖型细菌大量繁殖, ,所以所以cdcd段段R R型细菌数量增多。型细菌数量增多。(4)S(4)S型细菌来源型细菌来源: :少量少量R R型细菌获得了型细菌获得了S S型细菌的型细菌的DNA,DNA,并转化为并转化为S S型细菌型细菌, ,故故S S型型细菌是从细菌是从0 0开始的。开始的。3.3.噬菌体侵染细菌实验中误差成因分析噬菌体侵染细菌实验中误差成因分析(1)(1)用用3232P P标记的噬菌体侵染大肠杆菌标记的噬菌体侵染大肠杆菌, ,上清液中含放射性的原因上清液中含放射性的原因: :a.a.保温时间过短保温时间过短, ,有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内, ,经离心后经离心后分布于上清液中分布于上清液中, ,上清液中出现放射性。上清液中出现放射性。b.b.噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离, ,这一段保温时间过长这一段保温时间过长, ,噬菌噬菌体在大肠杆菌内增殖后子代释放出来体在大肠杆菌内增殖后子代释放出来, ,经离心后分布于上清液经离心后分布于上清液, ,也会使上清也会使上清液中出现放射性。液中出现放射性。(2)(2)用用3535S S标记的噬菌体侵染大肠杆菌标记的噬菌体侵染大肠杆菌, ,沉淀物中有放射性的原因沉淀物中有放射性的原因由于搅拌不充分由于搅拌不充分, ,有少量含有少量含3535S S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面, ,随细菌随细菌离心到沉淀物中。离心到沉淀物中。4.4.生物的遗传物质总结生物的遗传物质总结热点考向热点考向考向一考向一以基础判断的形式以基础判断的形式, ,考查探究遗传物质的经典实验考查探究遗传物质的经典实验 1.1.艾弗里和同事用艾弗里和同事用R R型和型和S S型肺炎双球菌进行实验型肺炎双球菌进行实验, ,结果如下表。从表可知结果如下表。从表可知( ( ) )A.A.不能证明不能证明S S型菌的蛋白质不是转化因子型菌的蛋白质不是转化因子B.B.说明说明S S型菌的荚膜多糖有酶活性型菌的荚膜多糖有酶活性C.C.和和说明说明S S型菌的型菌的DNADNA是转化因子是转化因子D.D.说明说明DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质C C 实验实验组组号号接种接种菌型菌型加入加入S S型菌物型菌物质质培养皿培养皿长长菌情况菌情况R R蛋白蛋白质质R R型型R R荚荚膜多糖膜多糖R R型型R RDNADNAR R型、型、S S型型R RDNA(DNA(经经DNADNA酶酶处处理理) )R R型型解析解析: :、组组:R:R型菌型菌+S+S型菌的蛋白质、荚膜多糖型菌的蛋白质、荚膜多糖, ,只长出只长出R R型菌型菌, ,说明蛋说明蛋白质、荚膜多糖不是转化因子白质、荚膜多糖不是转化因子, ,也不能说明荚膜多糖有酶活性。也不能说明荚膜多糖有酶活性。、组可组成对照实验组可组成对照实验, ,由实验结果与自变量的对应关系可知由实验结果与自变量的对应关系可知:R+S:R+S型菌的型菌的DNA,DNA,结果既有结果既有R R型菌又有型菌又有S S型菌型菌, ,说明说明DNADNA可以使可以使R R型菌转化为型菌转化为S S型菌型菌,DNA,DNA是是转化因子转化因子;组组: :用用DNADNA酶将酶将DNADNA水解水解, ,结果只长出结果只长出R R型菌型菌, ,说明说明DNADNA的水解产的水解产物不能使物不能使R R型菌转化为型菌转化为S S型菌型菌, ,从反面说明了只有从反面说明了只有DNADNA才能使才能使R R型菌发生转型菌发生转化。化。依托科学发展史依托科学发展史, ,考查对探究遗传物质实验的理解考查对探究遗传物质实验的理解2.(20132.(2013新课标全国理综新课标全国理综)在生命科学发展过程中在生命科学发展过程中, ,证明证明DNADNA是遗传物质的是遗传物质的实验是实验是( ( ) )孟德尔的豌豆杂交实验孟德尔的豌豆杂交实验摩尔根的果蝇杂交实验摩尔根的果蝇杂交实验肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验T2T2噬菌体侵染大肠杆菌实验噬菌体侵染大肠杆菌实验DNADNA的的X X光衍射光衍射实验实验A.A. B.B. C.C. D.D.解析解析: :肺炎双球菌的转化实验和肺炎双球菌的转化实验和T2T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验是证明噬菌体侵染大肠杆菌的实验是证明DNADNA是遗是遗传物质的两大经典实验传物质的两大经典实验, ,故正确答案为故正确答案为C C。孟德尔的豌豆杂交实验。孟德尔的豌豆杂交实验, ,通过假说通过假说演绎法演绎法, ,发现了分离定律和自由组合定律发现了分离定律和自由组合定律, ,摩尔根的果蝇杂交实验证明了基摩尔根的果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上因位于染色体上,DNA,DNA的的X X光衍射实验为光衍射实验为DNADNA双螺旋结构模型的构建提供了有力双螺旋结构模型的构建提供了有力证据。证据。考向二考向二C C以生物学实例以生物学实例, ,考查生物的遗传物质种类考查生物的遗传物质种类3.3.下列有关生物体遗传物质的叙述下列有关生物体遗传物质的叙述, ,正确的是正确的是( ( ) )A.A.豌豆的遗传物质主要是豌豆的遗传物质主要是DNADNAB.B.酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上C.TC.T2 2噬菌体的遗传物质含有硫元素噬菌体的遗传物质含有硫元素D.HIVD.HIV的遗传物质水解产生的遗传物质水解产生4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸解析解析: :豌豆的遗传物质是豌豆的遗传物质是DNA;DNA;酵母菌是真核生物酵母菌是真核生物, ,细胞核内有染色体细胞核内有染色体, ,遗传物遗传物质主要分布在染色体上质主要分布在染色体上, ,还有少量分布在线粒体内还有少量分布在线粒体内;T;T2 2噬菌体的遗传物质是噬菌体的遗传物质是DNA,DNA,不含硫元素不含硫元素;HIV;HIV的遗传物质是的遗传物质是RNA,RNA,水解产生核糖核苷酸。水解产生核糖核苷酸。考向三考向三B B考点二遗传信息的传递与表达考点二遗传信息的传递与表达典例引领典例引领 (2014(2014四川理综四川理综) )将牛催乳素基因用将牛催乳素基因用3232P P标记后导入小鼠乳腺细胞标记后导入小鼠乳腺细胞, ,选取仅选取仅有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养。下列有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养。下列叙述错误的是叙述错误的是( () )A.A.小鼠乳腺细胞中的核酸含有小鼠乳腺细胞中的核酸含有5 5种碱基和种碱基和8 8种核苷酸种核苷酸B.B.该基因转录时该基因转录时, ,遗传信息通过模板链传递给遗传信息通过模板链传递给mRNAmRNAC.C.连续分裂连续分裂n n次后次后, ,子细胞中子细胞中3232P P标记的细胞占标记的细胞占1/21/2n+1n+1D.D.该基因翻译时所需该基因翻译时所需tRNAtRNA与氨基酸种类数不一定相等与氨基酸种类数不一定相等【解题思路解题思路】 细胞生物中有细胞生物中有DNADNA和和RNARNA两类核酸两类核酸, ,故含有故含有5 5种碱基和种碱基和8 8种核苷种核苷酸酸,A,A项正确项正确; ;转录是以转录是以DNADNA的模板链为模板的模板链为模板, ,按照碱基互补配对原则转录形成按照碱基互补配对原则转录形成mRNA,mRNA,所以遗传信息通过模板链传递给所以遗传信息通过模板链传递给mRNA,BmRNA,B项正确项正确; ;一个细胞中的一条染一个细胞中的一条染色体被标记色体被标记, ,连续分裂连续分裂n n次后共产生次后共产生2 2n n个子细胞个子细胞, ,其中其中3232P P标记的细胞有标记的细胞有2 2个个, ,故故其所占比例为其所占比例为1/21/2n-1n-1,C,C项错误项错误; ;由于密码子具有简并性由于密码子具有简并性, ,该基因翻译时所需该基因翻译时所需tRNAtRNA与氨基酸种类不一定相等与氨基酸种类不一定相等,D,D项正确。项正确。答案答案: :C C【思考思考】请总结与请总结与DNADNA复制有关的一些计算公式复制有关的一些计算公式? ?提示提示: :假设假设1 1个个DNADNA分子复制分子复制n n次次, ,则则: :(3)(3)复制差错的计算复制差错的计算:DNA:DNA复制过程中其中一条链发生差错复制过程中其中一条链发生差错, ,复制复制n n代后代后, ,含有突变基因的异常含有突变基因的异常DNADNA分子占分子占DNADNA总数的总数的50%50%。(4)(4)复制原料的计算复制原料的计算: :若某若某DNADNA分子含某碱基分子含某碱基m m个个, ,该该DNADNA分子进行分子进行n n次复次复制制, ,则需消耗相应的游离的脱氧核苷酸数为则需消耗相应的游离的脱氧核苷酸数为m(2m(2n n-1);-1);进行第进行第n n代复制代复制时时, ,需消耗相应的游离的脱氧核苷酸数为需消耗相应的游离的脱氧核苷酸数为m2m2n-1n-1。归纳拓展归纳拓展1.1.两种两种DNADNA结构模型解读结构模型解读(1)(1)由图由图1 1可解读以下信息可解读以下信息: :(2)(2)图图2 2是图是图1 1的简化形式的简化形式, ,其中其中是磷酸二酯键是磷酸二酯键,是氢键。解旋酶作用是氢键。解旋酶作用于于部位部位, ,限制性核酸内切酶和限制性核酸内切酶和DNADNA连接酶作用于连接酶作用于部位。部位。2.DNA2.DNA复制的准确性与影响条件分析复制的准确性与影响条件分析(1)DNA(1)DNA复制的准确性复制的准确性一般情况下一般情况下,DNA,DNA分子能准确地进行复制。原因分子能准确地进行复制。原因:DNA:DNA具有独特的双螺具有独特的双螺旋结构旋结构, ,能为复制提供精确的模板能为复制提供精确的模板; ;通过碱基互补配对通过碱基互补配对, ,保证了复制能够保证了复制能够准确地进行。准确地进行。在特殊情况下在特殊情况下, ,在外界因素和生物内部因素的作用下在外界因素和生物内部因素的作用下, ,可以造成碱基可以造成碱基配对发生差错配对发生差错, ,引发基因突变。引发基因突变。(2)(2)影响影响DNADNA复制的外界条件复制的外界条件3.3.真、原核细胞内基因表达过程异同分析真、原核细胞内基因表达过程异同分析真核细胞真核细胞过程过程先先转录转录后翻后翻译译。转录转录形成的形成的mRNAmRNA通通过过核孔核孔进进入入细细胞胞质质, ,一个一个mRNAmRNA上可同上可同时结时结合多个核糖体合多个核糖体, ,核糖体沿着核糖体沿着mRNAmRNA移移动动,mRNA,mRNA不移不移动动; ;翻翻译译的方向就是从的方向就是从肽链肽链短的短的一一侧侧向向肽链长肽链长的一的一侧侧, ,最最终终形成的形成的肽链肽链序列都是一序列都是一样样的的意义意义一个一个mRNAmRNA上可同上可同时结时结合多个核糖体合多个核糖体, ,可以迅速合成可以迅速合成大量的蛋白大量的蛋白质质原核细胞原核细胞过程过程边转录边边转录边翻翻译译。因。因为为原核原核细细胞没有核膜胞没有核膜,mRNA,mRNA片段片段一一经经形成就会有形成就会有许许多核糖体多核糖体结结合上来合上来, ,所以会出所以会出现现转录转录和翻和翻译译同同时进时进行的行的现现象象意义意义极大地提高了合成蛋白极大地提高了合成蛋白质质的效率的效率4.4.不同类型生物遗传信息的传递方式不同类型生物遗传信息的传递方式(1)(1)以以DNADNA为遗传物质的生物遗传信息的传递为遗传物质的生物遗传信息的传递( (细胞生物细胞生物;DNA;DNA病毒病毒, ,如噬如噬菌体菌体) )(2)(2)以以RNARNA为遗传物质的生物遗传信息的传递为遗传物质的生物遗传信息的传递具有具有RNARNA复制功能的复制功能的RNARNA病毒病毒( (如烟草花叶病毒如烟草花叶病毒) )具有逆转录功能的具有逆转录功能的RNARNA病毒病毒( (如艾滋病病毒如艾滋病病毒) )热点考向热点考向考向一考向一以基础判断形式以基础判断形式, ,考查基因的表达过程考查基因的表达过程1.(20131.(2013新课标全国理综新课标全国理综)关于蛋白质生物合成的叙述关于蛋白质生物合成的叙述, ,正确的是正确的是( ( ) )A.A.一种一种tRNAtRNA可以携带多种氨基酸可以携带多种氨基酸B.DNAB.DNA聚合酶是在细胞核内合成的聚合酶是在细胞核内合成的C.C.反密码子是位于反密码子是位于mRNAmRNA上相邻的上相邻的3 3个碱基个碱基D.D.线粒体中的线粒体中的DNADNA能控制某些蛋白质的合成能控制某些蛋白质的合成解析解析: :每种每种tRNAtRNA只能识别并转运一种氨基酸只能识别并转运一种氨基酸,A,A错误错误;DNA;DNA聚合酶的化学聚合酶的化学本质是蛋白质本质是蛋白质, ,是在细胞质中的核糖体上合成的是在细胞质中的核糖体上合成的,B,B错误错误; ;反密码子是指反密码子是指位于位于tRNAtRNA上可以与上可以与mRNAmRNA上的密码子互相配对的上的密码子互相配对的3 3个相邻碱基个相邻碱基,C,C错误错误; ;线线粒体和叶绿体中的粒体和叶绿体中的DNA,DNA,都能够进行半自主复制都能够进行半自主复制, ,并通过转录和翻译控并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成制某些蛋白质的合成,D,D正确。正确。D D 考向二考向二以中心法则图解为信息载体以中心法则图解为信息载体, ,考查遗传信息的传递过程考查遗传信息的传递过程2.(20152.(2015重庆理综重庆理综) )结合下图分析结合下图分析, ,下列叙述错误的是下列叙述错误的是( ( ) )A.A.生物的遗传信息储存在生物的遗传信息储存在DNADNA或或RNARNA的核苷酸序列中的核苷酸序列中B.B.核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质C.C.遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础D.D.编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链解析解析: :生物的遗传物质是生物的遗传物质是DNADNA或或RNA,RNA,遗传信息储存在遗传信息储存在DNADNA或或RNARNA的核苷酸序列的核苷酸序列中中,A,A正确正确; ;由于密码子的简并性由于密码子的简并性, ,核苷酸序列不同的基因可通过转录和翻译核苷酸序列不同的基因可通过转录和翻译, ,表达出相同的蛋白质表达出相同的蛋白质,B,B正确正确;DNA;DNA或或RNARNA上的遗传信息只有传递到蛋白质上的遗传信息只有传递到蛋白质, ,性性状才得以表现状才得以表现,C,C正确正确; ;基因的两条单链间的碱基互补配对基因的两条单链间的碱基互补配对, ,两条单链所含遗两条单链所含遗传信息不同传信息不同,D,D错误。错误。D D考向三考向三以模式图为载体以模式图为载体, ,考查复制、转录、翻译过程考查复制、转录、翻译过程3.(20153.(2015安徽理综安徽理综) )QQ噬菌体的遗传物质噬菌体的遗传物质(Q RNA)(Q RNA)是一条单链是一条单链RNARNA。当噬。当噬菌体侵染大肠杆菌后菌体侵染大肠杆菌后,Q RNA,Q RNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和和RNARNA复制酶复制酶( (如图所示如图所示),),然后利用该复制酶复制然后利用该复制酶复制Q RNAQ RNA。下列叙述正确。下列叙述正确的是的是( ( ) )A.Q RNAA.Q RNA的复制需经历一个逆转录过程的复制需经历一个逆转录过程B.Q RNAB.Q RNA的复制需经历形成双链的复制需经历形成双链RNARNA的过程的过程C.C.一条一条Q RNAQ RNA模板只能翻译出一条肽链模板只能翻译出一条肽链D.Q RNAD.Q RNA复制后复制后, ,复制酶基因才能进行表达复制酶基因才能进行表达解析解析: :单链单链Q RNAQ RNA的复制过程为的复制过程为: :先以该先以该RNARNA为模板合成一条互补为模板合成一条互补RNA,RNA,再以再以互补互补RNARNA为模板合成子代的为模板合成子代的Q RNA,Q RNA,故此过程中不需要逆转录故此过程中不需要逆转录, ,但可形成双但可形成双链链RNA,ARNA,A项错误、项错误、B B项正确项正确; ;由图知以该由图知以该RNARNA为模板合成了多种蛋白质为模板合成了多种蛋白质, ,故一条故一条单链单链Q RNAQ RNA可翻译出多条肽链可翻译出多条肽链,C,C项错误项错误; ;复制酶基因表达后生成复制酶基因表达后生成RNARNA复制复制酶酶, ,才能催化才能催化RNARNA的复制的复制,D,D项错误。项错误。B B 考向四考向四以坐标图的形式以坐标图的形式, ,考查考查DNADNA的结构特点及碱基互补配对原则的结构特点及碱基互补配对原则4.(20144.(2014山东理综山东理综) )某研究小组测定了多个不同双链某研究小组测定了多个不同双链DNADNA分子的碱基组成分子的碱基组成, ,根据测定结果绘制了根据测定结果绘制了DNADNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNADNA分子中碱基数目比值的关系图分子中碱基数目比值的关系图, ,下列正确的是下列正确的是( ( ) )解析解析: :DNADNA分子中分子中(A+C)/(T+G)(A+C)/(T+G)应始终等于应始终等于1,A1,A项错误项错误; ;一条单链中一条单链中(A+C)/(T+G)(A+C)/(T+G)与其互补链中与其互补链中(A+C)/(T+G)(A+C)/(T+G)互为倒数互为倒数, ,一条单链中一条单链中(A+C)/(T+G)=0.5(A+C)/(T+G)=0.5时时, ,互补链中互补链中(A+C)/(T+G)=2,B(A+C)/(T+G)=2,B项错误项错误; ;一条单链中一条单链中(A+T)/(G+C)(A+T)/(G+C)与其互补链中与其互补链中(A+T)/(G+C)(A+T)/(G+C)及及DNADNA分子中分子中(A+T)/(G+C)(A+T)/(G+C)都相等都相等,C,C项正确项正确,D,D项错误。项错误。C C