1、届高考生物二轮复习第1部分专题讲练突破专题4遗传变异和进化第7讲遗传的分子基础遗传、变异和进化第7讲遗传的分子基础考纲热度1.人类对遗传物质的探索过程(5年5考)2.DNA分子结构的主要特点(5年5考)3基因的概念(5年1考) 4.DNA分子的复制(5年3考)5遗传信息的转录和翻译(5年19考) 6.基因与性状的关系(5年0考)诊断知识盲点1加热杀死的S型菌和R型活菌混合注射到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到的细菌是R型和S型细菌。()2格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上的实验没有证明哪一种物质是遗传物质。()3肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明DNA是主要的遗传物质。()4豌豆细胞内既有DN
2、A，也有RNA，但只有DNA是豌豆的遗传物质。()5噬菌体侵染细菌的实验中分别用32P和35S标记不同的噬菌体。()6用35S标记的噬菌体侵染细菌后，上清液中放射性很高，沉淀物中放射性很低。()7每个DNA分子中碱基数磷酸数脱氧核糖数。()8DNA分子一条链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”间接相连。()9含有G、C碱基对比较多的DNA分子对热比较稳定。()10DNA分子复制n次，不含亲代链的子代DNA分子数为2n2个。()11转录过程需要RNA聚合酶的参与。()12DNA解旋后每一条链都可以当作转录的模板。()13决定氨基酸的密码子有64种，反密码子位于tRNA上，也有64种。()
3、14原核生物中转录和翻译能同时进行，真核生物细胞核中转录和翻译不能同时进行。()15一种tRNA只能运输一种氨基酸。()16基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。()17基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。()18一个性状可以由多个基因控制。()19真核细胞通过转录合成RNA，原核细胞和某些病毒通过逆转录合成DNA。()20细胞核中DNA的复制、转录消耗能量，因此，细胞核能合成ATP。() 考点一探究遗传物质的本质高考领航1(2016高考江苏卷)下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述，正确的是()A格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果B格
4、里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质C赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的D赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质解析：选D。格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果，A项错误；格里菲思实验证明了S型肺炎双球菌中含有转化因子，艾弗里实验仅证明了DNA是遗传物质，B项错误；赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是利用大肠杆菌中含32P的脱氧核苷酸标记的，该实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，C项错误，D项正确。2(2013高考新课标全国卷)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
5、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A BC D解析：选C。孟德尔通过豌豆杂交实验发现了基因的分离定律和自由组合定律。摩尔根通过果蝇杂交实验说明了基因位于染色体上。DNA的X光衍射实验为DNA双螺旋结构的发现提供了重要依据。肺炎双球菌转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌实验均证明了DNA是遗传物质。核心探究1肺炎双球菌体外转化实验(1)过程：S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质、脂质、DNA、经DNA酶处理后的水解物(分别加入)R型细菌观察菌落特征。(2)结论：DNA是遗传物质，而蛋白质等不是。2噬菌体侵染细菌的实验(1)用35S标记蛋白质的噬菌体细菌搅拌、离心上清液放射性高，沉
6、淀物放射性低。(2)用32P标记DNA的噬菌体细菌搅拌、离心上清液放射性低，沉淀物放射性高。(3)结论：(1)(2)DNA是遗传物质(不能证明蛋白质不是遗传物质)。3生物的遗传物质的判别生物所含核酸所含核苷酸含氮碱基遗传物质细胞生物(原核、真核生物)2种8种：四种核糖核苷酸；四种脱氧核苷酸5种：A、T、C、G、U均为DNA病毒DNA病毒1种，为DNA4种脱氧核苷酸4种：A、T、C、GDNARNA病毒1种，为RNA4种核糖核苷酸4种：A、U、C、GRNA有关遗传物质经典实验的三大失分点1肺炎双球菌转化的实质和影响因素(1)加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，但不要认为其DNA也变性失活，DNA
7、在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打开，但缓慢冷却时，其结构可恢复。(2)转化的实质并不是基因发生突变，而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。(3)在转化过程中并不是所有的R型细菌均转化成S型细菌，而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌。2噬菌体侵染细菌实验中的标记误区(1)该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，否则无法将DNA和蛋白质区分开。(2)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。3噬菌体侵染细菌实验与艾弗里的肺炎双球菌转化实验的方法不同(1)前
8、者采用放射性同位素标记法。(2)后者则采用直接分离法。题点突破题点一肺炎双球菌转化实验的分析1艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如表。据表可知()实验组号接种菌型加入S型细菌物质培养皿长菌情况R蛋白质R型R荚膜多糖R型RDNAR型、S型RDNA(经DNA酶处理)R型A.不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子B说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性C和说明S型细菌的DNA是转化因子D说明DNA是主要的遗传物质解析：选C。由组相比较可知DNA是S型细菌的转化因子，再通过组可进一步证明DNA是S型细菌的转化因子，蛋白质、多糖以及DNA水解产物都不是S型细菌的转化因子，A错误、C正确；从表中不能得
9、出B项的结论；表中信息不能说明DNA是S型细菌的主要遗传物质，D错误。2如图为肺炎双球菌转化实验的基本步骤，下列有关说法正确的是()A过程和格里菲思的体内实验中的转化组相同B本实验的因变量是有无表面粗糙的S型菌落出现C是艾弗里体外转化实验的操作过程D本实验能证明DNA是遗传物质，不能证明DNA是主要遗传物质解析：选D。格里菲思的体内转化实验中，发生转化的一组是将加热杀死的S型菌与活R型菌混合培养，观察小鼠的存活情况，图中的无论是操作方法还是观察的指标都与格里菲思的不同，A错误。从图中可以看出，该实验的因变量是是否出现了S型菌落，但S型菌落是光滑的而不是粗糙的，B错误。艾弗里的体外转化实验是将S
10、型菌的各种成分分别加入到R型活菌中，而不是将各种成分混合加入到R型活菌中，C错误。无论是细菌转化实验还是噬菌体侵染细菌实验，都仅能证明DNA是遗传物质，而不能证明DNA是主要的遗传物质，D正确。肺炎双球菌体内转化实验的曲线解读1bc段中R型菌数量减少的原因是小鼠体内形成大量的对抗R型菌的抗体，致使R型菌数量减少。2cd段R型菌数量增多的原因是c之前，已有少量R型菌转化为S型菌，S型菌能降低小鼠的免疫能力，造成R型菌大量繁殖。题点二噬菌体侵染细菌的实验分析1下列关于噬菌体侵染细菌实验的叙述中，正确的是()A在含有35S或32P的培养基中直接培养噬菌体，可以将噬菌体进行标记B将被35S和32P标记
11、的噬菌体与大肠杆菌混合培养，可以通过观察放射性的分布判断遗传物质是蛋白质还是DNAC用含32P的噬菌体侵染大肠杆菌，如果保温时间过长或过短，则上清液中放射性降低D用含35S的噬菌体侵染大肠杆菌，如果没有搅拌直接离心，则沉淀物中的放射性增高解析：选D。由于噬菌体无细胞结构，所以在培养基中无法培养噬菌体，也不能将噬菌体进行标记，A错误。该实验分两个小组，不同之处是噬菌体被标记的情况，一组用35S标记，另一组用32P标记，不能将一个噬菌体同时用35S和32P进行标记，B错误。用含32P标记的一组中，正常情况下的实验结果是沉淀物中放射性很高，上清液中放射性很低，如果保温时间过长或过短，则会出现上清液中
12、放射性较高，C错误。用35S标记的一组中，如果没有搅拌，则部分含35S的噬菌体会随着大肠杆菌进入沉淀物中，所以会导致沉淀物中的放射性增高，D正确。2赫尔希和蔡斯做噬菌体侵染细菌实验时，分别用35S、32P标记的噬菌体去侵染未标记的细菌，若噬菌体在细菌体内复制了三次，下列叙述正确的是()A用32P和35S标记同一噬菌体的DNA和蛋白质B噬菌体侵染细菌时，只将35S注入细菌细胞中C在子代噬菌体中，含32P的噬菌体占总数的1/4D该实验可以证明DNA是噬菌体的主要遗传物质解析：选C。为了能分开观察DNA和蛋白质在遗传中的作用，应用32P和35S分别标记不同的噬菌体。噬菌体侵染细菌的过程中，进入细胞内
13、部的是噬菌体的DNA(含P)，蛋白质(含S)外壳留在外部。由于DNA的复制是半保留复制，复制三代，含有32P的子代噬菌体占全部噬菌体的比例为2/81/4。噬菌体侵染细菌的实验可以证明DNA是遗传物质，不能证明DNA是主要的遗传物质。噬菌体侵染细菌实验放射性分析的“两看”法考点二DNA的结构与复制高考领航1(2013高考新课标全国卷)关于DNA和RNA的叙述，正确的是()ADNA有氢键，RNA没有氢键B一种病毒同时含有DNA和RNAC原核细胞中既有DNA，也有RNAD叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA解析：选C。DNA一般为双链结构，其碱基对间为氢键，RNA虽然一般为单链，但tRNA形成的“三叶
14、草”结构中，也存在碱基配对现象，也存在氢键；DNA病毒只含DNA，RNA病毒只含RNA，一种病毒不可能同时含有DNA和RNA；原核细胞与真核细胞一样，既有DNA，也有RNA；叶绿体和线粒体均含有DNA和RNA，而核糖体只含有RNA。2(2016高考全国甲卷)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是()A随后细胞中的DNA复制发生障碍B随后细胞中的RNA转录发生障碍C该物质可将细胞周期阻断在分裂中期D可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用解析：选C。在DNA分子的复制过程中，DNA分子需要先经过解旋，即DNA
15、双链解开，加入该物质后DNA分子双链不能解开，故细胞中DNA的复制会发生障碍，A项正确。DNA分子转录产生RNA的过程中，DNA分子也需要在RNA聚合酶作用下先将双链解开，再以DNA的一条链为模板进行转录，加入该物质后DNA分子双链不能解开，故细胞中的RNA转录会发生障碍，B项正确。因DNA复制发生在细胞分裂间期，故该物质阻断的是分裂间期DNA分子的复制过程，从而将细胞周期阻断在分裂间期，C项错误。癌细胞的增殖方式是有丝分裂，其分裂过程中可发生DNA复制和转录，加入该物质会阻碍这两个过程，从而抑制癌细胞的增殖，D项正确。3(2016高考全国乙卷)在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA
16、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
17、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_。解析：(1)根据题干信息可知，该酶能将ATP水解成ADP和磷酸基团(即P)，同时将P基团转移到DNA末端上。因此需用32P标记到ATP的位上。(2)DNA生物合成的原料为脱氧核苷酸。将dATP两个高能磷酸键都水解后产物为dAP(腺嘌呤脱氧核苷酸)，为合成DNA的原料。因此需用32P标记到dATP的位上。(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。答案：(1)(2)(3)一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经
18、半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记核心探究1理清DNA分子结构的“五、四、三、二、一”(1)五种元素：C、H、O、N、P。(2)四种碱基：A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸。(3)三种物质：磷酸、脱氧核糖、碱基。(4)两条链：两条反向平行的脱氧核苷酸链。(5)一种结构：规则的双螺旋结构。2DNA复制的相关问题整合分析有关DNA结构及复制计算的三大失分点1碱基计算(1)不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即(AT)/(CG)的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。(2)若已知A占双链碱基的比例
19、为c%，则A1/单链碱基的比例无法确定，但最大值可求出为2c%，最小值为0。2水解产物及氢键数目计算(1)DNA水解产物；初步水解产物是脱氧核苷酸，彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。(2)氢键数目计算：若碱基对数为n，则氢键数为2n3n；若已知A有m个，则氢键数为3nm。3DNA复制计算在做DNA分子复制的计算题时，应看准是“含”还是“只含”，是“DNA分子数”还是“链数”。题点突破题点一DNA的结构及其相关计算1下列有关DNA分子结构的说法，正确的是()A相邻的碱基被相邻的两个核糖连在一起B每个磷酸基团上都连着两个五碳糖C碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的特异性D只有嘌呤与嘧啶
20、配对，才能保证DNA两条长链之间的距离不变解析：选D。DNA分子中一条链上相邻的碱基被“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连在一起，两条链上相邻的碱基被氢键连在一起；DNA链末端的磷酸基团上连着一个五碳糖；碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性。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，下列正确的是 ()解析：选C。双链DNA分子中，(AC)/(TG)一定等于1，A曲线应为水平，A项错误；当一条链中存在(A1C1)/(T1G1)1时，其互补链中存在(A2C2)/(T2G2)(T1G1)/
21、(A1C1)1，B项错误；在DNA分子中，存在(A1T1)/(G1C1)(A2T2)/(G2C2)(AT)/(GC)，C项正确、D项错误。双链DNA分子中碱基计算的两个重要规律1互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即：若在一条链中m，在互补链及整个DNA分子中m。2非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA一条链中a，则在互补链中，而在整个DNA分子中1。题点二DNA的复制及其相关计算1如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分析，下列相关叙述错误的是()A解旋酶能使DNA双链解开，但需要消耗ATPBDNA分子复制的方式是半保留复制C
22、DNA分子的复制需要引物，且两条子链的合成方向是相反的D因为DNA分子在复制时需严格遵循碱基互补配对原则，所以新合成的两条子链的碱基序列是完全一致的解析：选D。由图可知，解旋酶能打开双链间的氢键，且需要消耗ATP，A项正确；DNA分子复制产生的子代DNA分子中都保留了原来DNA分子中的一条链，即半保留复制，B项正确；DNA分子两条链是反向平行的，而复制的时候子链只能从5端向3端延伸，所以两条子链合成的方向相反，C项正确；因为DNA复制是以解开的每一条母链为模板按照碱基互补配对原则进行的，所以新合成的两条子链的碱基序列应是互补的，D项错误。2如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，下列有
23、关叙述错误的是()A图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的B图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的C真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶D真核生物的这种复制方式提高了复制速率解析：选A。分析题图中的三个复制点复制的DNA片段的长度不同，因此复制的起始时间不同，A错误；分析题图可知，DNA分子的复制过程是边解旋边复制的过程，B正确；DNA分子的复制首先要在解旋酶的作用下进行解旋，C正确；真核细胞的DNA分子具有多个复制起点，这种复制方式加速了复制过程，提高了复制效率，D正确。3某含1 000个碱基对的DNA分子双链均被标记，其中腺嘌呤400个，将该DNA分子置于不带标记的培养基中连续复制3次，
24、则下列叙述错误的是()A子代DNA分子中带放射性标记的占总数的1/4B带放射性标记的DNA分子中只有一条链被标记C该过程中需要消耗鸟嘌呤4 200个D子代DNA分子中带标记的脱氧核苷酸链占1/4解析：选D。亲代DNA分子两条链均被标记，连续复制3次共得到8个DNA分子，其中有2个带有标记，子代DNA分子中有6个不带标记，A正确；因为DNA分子为半保留复制，所以带标记的DNA分子中只有一条链被标记，B正确；1个DNA分子中A、T均为400个，则G、C各600个，连续复制3次，需要消耗G的数量为600(231)4 200(个)，C正确；1个DNA分子有2条脱氧核苷酸链，子代DNA分子中带标记的脱氧
25、核苷酸链占2/161/8，D错误。与DNA复制有关的计算假设1个DNA分子复制n次，则1子代DNA数为2n2子代DNA链数为2n13复制差错的计算：DNA复制过程中其中一条链发生差错，复制n代后，含有突变基因的异常DNA分子占DNA总数的50%。4复制原料的计算：若某DNA分子含某碱基m个，该DNA分子进行n次复制，则需消耗该游离的脱氧核苷酸数为m(2n1)；进行第n代复制时，需消耗该游离的脱氧核苷酸数为m2n1。抓准DNA复制中的“关键字眼”1DNA复制：用15N标记的是“亲代DNA”还是“培养基中原料”。2子代DNA：所求DNA比例是“含15N的”还是“只含15N的”。3相关计算：已知某亲
26、代DNA中含某碱基m个。(1)“复制n次”消耗的碱基数：m(2n1)。(2)“第n次复制”消耗的碱基数：m2n1。考点三基因的表达高考领航1(2013高考新课标全国卷)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解析：选D。一种tRNA只能携带特定的一种氨基酸，而一种氨基酸可能由多种tRNA转运，A项错误。DNA聚合酶是蛋白质，是在细胞质中的核糖体上合成的，B项错误。反密码子是由位于tRNA上相邻的3个碱基构成的，mRNA上相邻的3个碱基可构成密码子，C项错
27、误。线粒体是半自主性细胞器，其内含有部分DNA，可以控制某些蛋白质的合成，D项正确。2(2016高考江苏卷)近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割(见下图)。下列相关叙述错误的是()ACas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成B向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则C向导RNA可在逆转录酶催化下合成D若链剪切位点附近序列为TCCAGAATC则相应的识别序列为UCCAGAAUC解析：选C。C
28、as9蛋白由相应基因转录出的mRNA指导在核糖体中合成，A项正确；向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则，B项正确；逆转录是以RNA为模板合成DNA，C项错误；链与向导RNA都与模板链互补配对，但二者所含碱基有所不同，D项正确。3(2015高考安徽卷)Q噬菌体的遗传物质(Q RNA)是一条单链RNA。当噬菌体侵染大肠杆菌后，Q RNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如图所示)，然后利用该复制酶复制Q RNA。下列叙述正确的是()AQ RNA的复制需经历一个逆转录过程BQ RNA的复制需经历形成双链RNA的过程C一条Q RNA模板只能翻译出一条肽链DQ RNA复制后，复制酶基因
29、才能进行表达解析：选B。根据题意可知，噬菌体侵染大肠杆菌后，Q RNA翻译出了RNA复制酶，利用该酶催化RNA复制没有逆转录酶，因此Q RNA的复制没有经历逆转录形成DNA的过程，A项错误。Q噬菌体在RNA复制酶的作用下，以单链RNA为模板，根据碱基互补配对原则形成子链，因此会经历形成双链RNA的过程，B项正确。据图中信息可知，该Q噬菌体的单链RNA在大肠杆菌内可以同时翻译出多条肽链，C项错误。复制酶基因表达后生成RNA复制酶，才能催化RNA的复制，D项错误。核心探究1转录与翻译的比较(1)转录(2)翻译2理清不同类型生物遗传信息的传递过程(1)以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递RNA蛋白质(2)以RNA为遗传物质的生物遗传信息的传递具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)。蛋白质(性状)具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)。RNARNA蛋白质有关转录、翻译的五大失分点1转录的产物有三种RNA，但只有mRNA携带遗传信息，并且三种RNA都参与
