1、遗传的分子基础高考生物二轮复习专题讲义第1讲 遗传的分子基础基础自查明晰考位纵引横连建网络提醒：特设长句作答题，训练文字表达能力边角扫描全面清提醒：判断正误并找到课本原话1T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。(P44正文下部)()2(1)选用细菌或病毒研究遗传物质的优点：成分和结构简单，繁殖速度快，容易分析结果。()(2)艾弗里和赫尔希等人证明DNA是遗传物质的实验共同的思路：把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察它们的作用。(P46思考与讨论)()3科学家以大肠杆菌为实验材料，运用同位素示踪技术，证实了DNA的确以半保留的方式复制。(P52正文下部)()4DNA分子杂交技术可以
2、比较不同种生物DNA分子的差异，不同生物的DNA分子杂交形成的杂合双链区越多，说明两种生物亲缘关系越远。(P60思维拓展)()5大肠杆菌细胞的拟核有多个DNA分子。另外质粒也是环状的DNA分子。(P55资料分析)()6DNA指纹技术，需要用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段，然后用电泳的方法将这些片段按大小分开。(P58科学技术社会)()7tRNA中的OH部位是结合氨基酸的部位，与氨基酸NH2中的H结合。(P66图45)()8线粒体和叶绿体中的DNA不能自行通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。(P70小文字部分)()9线粒体DNA缺陷导致的遗传病，都只能通过母亲遗传给后代(主要原因是受精卵中
3、的细胞质基因，几乎全部来自卵细胞，精子太小，细胞质极少)。(P70小字)()考点梳理整合突破整合考点8“追根求源”的遗传物质及其本质与功能 考点突破固考基一、遗传物质探索的经典实验1需掌握的两个实验项目艾弗里实验噬菌体侵染细菌实验设计思路设法将DNA与其他物质分开，单独地直接研究它们各自不同的遗传功能处理方法直接分离：分离S型菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养同位素标记法：分别用同位素35S、32P标记蛋白质和DNA结论DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质说明了遗传物质可发生可遗传的变异DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质说明DNA能控制蛋白质的合成DNA能自我复制2
4、.必须明确的四个问题(1)加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活；而DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却时，其结构可恢复。R型细菌转化为S型细菌的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，变异类型属于基因重组。(2)噬菌体侵染细菌的实验中，两次用到大肠杆菌，第一次是对噬菌体进行同位素标记，第二次是将带标记元素的噬菌体与大肠杆菌进行混合培养，观察同位素的去向。(3)两个实验遵循相同的实验设计原则对照原则肺炎双球菌体外转化实验中的相互对照S型细菌R型细菌噬菌体侵染细菌实验中的相互对照(4)噬菌体侵染细菌的实验中的放射性分析用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌用35S标记的噬菌
5、体侵染大肠杆菌理论上上清液中不含放射性，沉淀物中应具有很高的放射性上清液中有较高的放射性，沉淀物中不含放射性实际上在离心后的上清液中也有一定的放射性沉淀物中出现少量的放射性原因保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，离心后分布于上清液中；保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放出子代，离心后分布于上清液中搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面，随大肠杆菌离心到沉淀物中3.明确不同生物的遗传物质(1)生物的遗传物质：核酸(DNA或RNA)。(2)具有细胞结构的生物的遗传物质：DNA。(3)病毒的遗传物质：DNA或RNA。二、核酸的种类和结构1把握核酸种类的
6、判断技巧(1)有T的核酸一定是DNA，有U的核酸一定是RNA。(2)有T且AT，一般为双链DNA。(3)有T但AT，应为单链DNA。2巧用“五、四、三、二、一”记牢DNA的结构三、遗传信息的传递和表达1比较DNA复制、转录和翻译的异同点(选择填空)发生在核糖体中以DNA的两条链为模板以DNA的一条链为模板以mRNA为模板以4种脱氧核苷酸为原料以20种氨基酸为原料需酶和ATP参与产物为RNA发生GC互补配对发生AU互补配对以上过程属于DNA复制的是；属于转录过程的是；属于翻译过程的是。2明确DNA复制、转录、翻译过程的四个误区(填空)(1)误认为复制、转录只发生在细胞核中：DNA存在的部位都可发
7、生DNA复制，如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核和质粒等都可发生。(2)误认为转录产物只有mRNA：转录的产物有mRNA、tRNA和rRNA，但携带遗传信息的只有mRNA。(3)误认为所有密码子都能决定氨基酸：共有64种密码子，有3种密码子并不决定氨基酸，属于终止密码子。(4)误认为整个DNA分子都转录：转录是以基因为单位进行的，不同基因进行转录的时间不一定相同。3读懂两种翻译过程模型图(据图填空)(1)模型一：(2)模型二：4中心法则的拓展图解及在各类生物中遗传信息的传递过程题组集训提考能题组一 高考对点练明考向类型1翻阅教材，原味品高考12019全国卷用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸
8、的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是()同位素标记的tRNA蛋白质合成所需的酶同位素标记的苯丙氨酸人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸除去了DNA和mRNA的细胞裂解液ABC D解析：本题以基因表达的相关知识为载体，考查运用所学知识，对某些生物学问题作出合理判断的能力；试题通过对体外合成多肽链所需材料的判断，体现了对生命观念素养中结构与功能观要素的考查。体外合成同位素标记的多肽链需以标记的氨基酸(同位素标记的苯丙氨酸等)为原料，以RNA(人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸)为模板，除去了DNA和mRNA的细胞裂解液既可防止DNA和mRNA对体外多肽链合成过程的干扰，又可提供翻译过
9、程所需的核糖体、tRNA、酶等。故选C。答案：C高考VS,教材人教必修2P7522018全国卷生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是()A真核细胞染色体和染色质中都存在DNA蛋白质复合物B真核细胞的核中有DNA蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有C若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶D若复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶解析：真核细胞的染色质和染色体是同一物质在不同时期的两种存在形式，主要是由DNA和蛋白质组成，都存在DNA蛋白质复合物，A正确；真核细胞的核中含有染色体或染色质，存在DNA蛋白质复合物
10、，原核细胞的拟核中也可能存在DNA蛋白质复合物，如拟核DNA进行复制或者转录的过程中都存在DNA与酶(成分为蛋白质)的结合，因此也能形成DNA蛋白质复合物，B错误；DNA复制需要DNA聚合酶、解旋酶等，因此复合物中的某蛋白可能是DNA聚合酶，C正确；若复合物中正在进行RNA的合成，属于转录过程，转录需要RNA聚合酶等，因此复合物中的某蛋白可能是RNA聚合酶，D正确。答案：B高考VS,教材人教必修2P6332017全国卷下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是()AtRNA、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
11、录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补解析：真核细胞的各种RNA都是通过DNA的不同片段转录产生的；由于转录产生不同RNA时相应DNA的片段不同，因此同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生；真核细胞细胞质中叶绿体、线粒体中的DNA可以转录形成RNA；转录的过程遵循碱基互补配对原则，因此产生的RNA链与模板链的相应区域碱基互补。答案：C高考VS,教材人教必修2P64人教必修2P7042017全国卷根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射
12、性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路，(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)解析：(1)由于DNA和RNA有各自的特有碱基，DNA特有碱基为T，RNA特有碱基为U，在用放射性同位素标记碱基U的培养基中培养宿主细胞，使宿主细胞含有放射性。再用病毒去侵染含放射性的宿主细胞，看子代病毒是否含有放射性，为甲组；在用放射性同位素标记碱基T的培养基中培养宿主细胞，使宿主细胞含有放射性。再用病毒去侵染含放射性的宿主细胞，看子代病毒是否含有放射性，为乙组。(2)若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒
13、；反之为DNA病毒。答案：(1)思路甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并监测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并监测其放射性。(2)结果及结论若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。高考VS,教材人教必修2P44人教必修2P6352016全国卷，29在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用、和表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(APPP或dAPPP)。回答下列问题：(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸
14、基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的_(填“”“”或“”)位上。(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的_(填“”“”或“”)位上。(3)将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是_。解析：(1)ATP水解生成ADP的过程中，断裂的是远离腺苷A的那个高能磷
15、酸键，即位和位之间的高能磷酸键，要将32P标记到DNA上，带有32P的磷酸基团应在位上。(2)dATP脱去位和位的磷酸基团后为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，即DNA的基本组成单位之一，用dATP为原料合成DNA时，要将32P标记到新合成的DNA上，则32P应在位。(3)由于DNA分子复制为半保留复制，故噬菌体双链DNA复制过程中，被32P标记的两条单链始终被保留，并分别存在于两个子代DNA分子中。另外，新合成DNA的过程中，原料无32P标记，所以n个子代DNA分子中有且只有2个含有32P标记。答案：(1)(2)(3)一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬
16、菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记高考VS,教材人教必修2P54技法提炼解答DNA分子复制与细胞分裂中染色体同位素标记类问题的思维流程如下：1构建模型解答此类问题的关键是构建细胞分裂过程模型图，并完成染色体与DNA的转换。具体如下：第一步画出含一条染色体的细胞图，下方画出该条染色体上的1个DNA分子，用竖线表示含同位素标记第二步画出复制一次，分裂一次的子细胞染色体图，下方画出染色体上的DNA链，未被标记的新链用虚线表示第三步再画出第二次复制(分裂)后的细胞的染色体组成和DNA链的情况第四步若继续推测后期情况，可想象着丝点分裂，染色单体(a与a)分开的局面，并进而推
17、测子细胞染色体情况2.套用模型(1)有丝分裂与DNA复制：过程图解(一般只研究一条染色体)：a复制一次(母链标记，培养液不含放射性)：b转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期：规律总结：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。(2)减数分裂与DNA复制：过程图解：减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象，如图：规律总结：由于减数分裂没有细胞周期，DNA只复制一次，因此产生的子染色体都带有标记。【借题发挥】理清教材，突破高考的瓶颈长句描述类题型问题1：举例说出同位素标记法在生物研究中的应用有哪些？答案：同位素标记法在生物研究中的应用有：3H标记氨基酸
18、研究分泌蛋白的合成、加工和分泌过程；14C标记CO2研究光合作用的暗反应过程；35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质和核酸研究生物的遗传物质；14N标记DNA分子研究DNA分子的半保留复制。问题2：加热杀死的S型菌中的蛋白质和DNA是否都永久丧失了活性？答案：不是。加热杀死S型菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性。问题3：染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸间有哪些内在关系？答案：1条染色体上有1(复制前)或2(复制后)个DNA分子，每个DNA分子有许多基因和非基因片段，其中前者有遗传效应，后者无遗传效应，脱氧核苷酸则是DNA分子的基本单位(除染色体
19、外基因还可位于叶绿体DNA、线粒体DNA及原核细胞的拟核DNA和质粒DNA上)。问题4：DNA分子复制和转录只发生在细胞核中吗？答案：并非只发生在细胞核中，叶绿体、线粒体、拟核和质粒等处也可发生。问题5：RNA分子上是否有基因？答案：有，它是RNA病毒的RNA分子中有遗传效应的片段。问题6：RNA病毒产生RNA的方式有哪些？答案：RNA病毒产生RNA的方式包括逆转录和RNA复制两种方式。类型2整体对比历年同类题，找共性和趋势62018全国卷重组判断(1)证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验的研究工作由我国科学家完成(2018全国卷，1C)()(2)从烟草花叶病毒中可以提取到RNA(2018
20、全国卷，5A)()(3)T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解(2018全国卷，5B)()72017全国卷在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是()AT2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖BT2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质C培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中D人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同解析：T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，只能在大肠杆菌中复制和增殖，A错误；T2噬菌体病毒要借助宿主细胞合成mRNA和蛋白质，B错误；用含有32P培养基培养大肠杆菌，再用含
21、32P标记的大肠杆菌培养T2噬菌体，能将T2噬菌体的DNA标记上32P，即培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；人体免疫缺陷病毒为HIV，它的遗传物质是RNA，T2噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。答案：C82017全国卷下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是()A两个个体的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同B某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的CO型血夫妇的子代都是O型血，说明该性状是由遗传因素决定的D高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明该相对性状是由环境决定的解析：基因型相同的两个人，由于营养条件等环境因素的差异可能会导致两人身高
22、不同；绿色幼苗在黑暗中变黄，是因为缺光无法合成叶绿素，是由环境因素造成的；O型血夫妇基因型均为ii，两者均为纯合子，所以后代基因型仍然为ii，表现为O型血，这是由遗传因素决定的；高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明高茎豌豆亲本是杂合子，子代出现性状分离，这是由遗传因素决定的。答案：D9全国卷在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是()孟德尔的豌豆杂交实验摩尔根的果蝇杂交实验肺炎双球菌转化实验T2噬菌体侵染大肠杆菌实验DNA的X光衍射实验ABC D解析：孟德尔的豌豆杂交实验提出了遗传的基本规律；摩尔根的果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上，也验证了孟德尔遗传规律；肺炎双球菌转化实验和T2噬
23、菌体侵染大肠杆菌实验证明了DNA是遗传物质；DNA的X光衍射实验发现了DNA的双螺旋结构。答案：C10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BDNA聚合酶是在细胞核内合成的C反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基D线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成答案：D类型3它山之石亦可攻玉112019江苏卷赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质，下列关于该实验的叙述正确的是()A实验中可用15N代替32P标记DNAB噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的C噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌D实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA解析：本题考查噬菌体侵
24、染细菌的实验，意在考查考生的实验分析能力。蛋白质和DNA都含有N，所以不能用15N代替32P标记DNA，A错误；噬菌体外壳蛋白是由噬菌体体内控制噬菌体外壳蛋白合成的相关基因编码的，B错误；DNA的复制为半保留复制，噬菌体侵染大肠杆菌后，会利用大肠杆菌体内的物质来合成噬菌体DNA，C正确；该实验证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。答案：C122019浙江4月选考为研究R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，进行了肺炎双球菌体外转化实验，其基本过程如图所示：下列叙述正确的是()A甲组培养皿中只有S型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性B乙组培养皿中有R型及S型菌落，
25、推测转化物质是蛋白质C丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNAD该实验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA解析：高温加热会破坏转化物质DNA的活性，甲组培养皿中应该只有R型菌落，A错误；乙组中S型菌提取物中的蛋白质被蛋白酶催化水解了，所以转化物质不是蛋白质，B错误；丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNA，C正确；该实验能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA，D错误。答案：C132019海南卷下列实验及结果中，能作为直接证据说明“核糖核酸是遗传物质”的是()A红花植株与白花植株杂交，F1为红花，F2中红花 ：白花3 ：1B病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲C加
26、热杀死的S型肺炎双球菌与R型活菌混合培养后可分离出S型活菌D用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白，在子代噬菌体中检测不到放射性解析：红花植株与白花植株杂交，F1为红花，F2中红花 ：白花3 ：1，属于性状分离现象，不能说明RNA是遗传物质，A错误；病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲，说明病毒甲的RNA是遗传物质，B正确；加热杀死的S型肺炎双球菌与R型活菌混合培养后可分离出S型活菌，只能说明加热杀死的S型菌存在转化因子，不能说明RNA是遗传物质，C错误；用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白，在子代噬菌体中检测不到放射性，说明蛋白质未进入大肠杆菌，不能证明RNA是遗传物质，
27、D错误。答案：B142019海南卷下列与蛋白质、核酸相关的叙述，错误的是()A一个核糖体上可以同时合成多条多肽链B一个蛋白质分子可以含有多个金属离子C一个mRNA分子可以结合多个核糖体D一个DNA分子可以转录产生多个RNA分子解析：一个核糖体上一次只能合成一条多肽链，A错误；一个蛋白质分子可以含有多个金属离子，如一个血红蛋白含有四个铁离子，B正确；一个mRNA分子可以结合多个核糖体，合成多条多肽链，C正确；一个DNA分子上含有多个基因，不同基因可以转录产生多个RNA分子，D正确。答案：A152019海南卷下列有关大肠杆菌的叙述，正确的是()A大肠杆菌拟核的DNA中有控制性状的基因B大肠杆菌中D
28、NA分子数目与基因数目相同C在普通光学显微镜下能观察到大肠杆菌的核糖体D大肠杆菌分泌的蛋白，需要经过内质网加工解析：大肠杆菌拟核的DNA中有控制性状的基因，可以控制相关蛋白质的合成，A正确；每个DNA中含有多个基因，故大肠杆菌中DNA分子数目小于基因数目，B错误；核糖体属于亚显微结构，在普通光学显微镜下不能观察到大肠杆菌的核糖体，C错误；大肠杆菌属于原核生物，无内质网，D错误。答案：A162019海南卷某种抗生素可以阻止tRNA与mRNA结合，从而抑制细菌生长。据此判断，这种抗生素可直接影响细菌的()A多糖合成 BRNA合成CDNA复制 D蛋白质合成解析：多糖合成不需要经过tRNA与mRNA结
29、合，A错误；RNA合成可以通过转录或RNA复制的方式，均不需要tRNA与mRNA结合，B错误；DNA复制需要经过DNA与相关酶结合，不需要经过tRNA与mRNA结合，C错误；翻译过程需要经过tRNA与mRNA结合，故该抗生素可能通过作用于翻译过程影响蛋白质合成，D正确。答案：D172019海南卷下列关于蛋白质合成的叙述错误的是()A蛋白质合成通常从起始密码子开始到终止密码子结束B携带肽链tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点C携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合D最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA在肽键形成时脱掉氨基酸解析：蛋白质合成中，翻译的模板是mRNA，从起始密码子开始到终止密码子结束，A正确；核糖体同时占据两个密码子位点，携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点，通过反密码子与密码子进行互补配对，B正确、C错误；最先进入核糖体的携带氨基酸的tRN
