高考生物二轮复习核心考点冲刺专题06《遗传的分子基础》（含详解）

专题六：遗传的分子基础之核心考点

[重温考纲]　1.人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)。2.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)。3.基因的概念(Ⅱ)。4.DNA分子的复制(Ⅱ)。5.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)。6.基因与性状的关系(Ⅱ)。

核心考点1　遗传物质的探究

一、要点整合

1．理清两个经典实验的探索过程

(1)肺炎双球菌体外转化实验

＋R型细菌

(2)噬菌体侵染细菌实验

提醒　(1)格里菲思转化实验没有具体证明哪种物质是遗传物质。

(2)肺炎双球菌转化实验的实质是S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，实现了基因重组。

(3)S型活细菌才具毒性，切不可认为S型细菌的DNA使小鼠致死。

(4)噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力。

(5)用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物中存在少量放射性可能是搅拌不充分所致。

2．“两看法”解答噬菌体侵染细菌的同位素标记问题

3．比较肺炎双球菌和噬菌体

(1)相同点：都营寄生生活，遗传物质均为DNA。

(2)不同点

①肺炎双球菌：为原核生物，具有独立的物质和能量供应系统。

②噬菌体：为非细胞结构的细菌病毒，必须寄生在活细胞中，利用宿主细胞的物质和能量进行增殖。

二、考向设计

设计1　围绕遗传物质的探索考查理解能力

1．(全国Ⅱ，2)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(　　)

A．T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖

B．T2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

【答案】C

2．(德州一模)下列过程中，细胞内遗传物质发生改变的是(　　)

A．造血干细胞分化为B细胞

B．效应T细胞使靶细胞裂解

C．R型细菌转化为S型细菌

D．生长素诱导产生无子番茄

【答案】C

设计2　围绕遗传物质的探索考查实验探究能力

3．(全国Ⅰ，29) 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)

【答案】(1)实验思路：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检测其放射性。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检测其放射性。

(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。

【解析】(1)DNA和RNA的化学组成存在差异，如DNA特有的碱基是T，而RNA特有的碱基是U，因此可用放射性同位素分别标记碱基T和碱基U，通过检测子代的放射性可知该病毒的类型。根据分析，本实验思路为：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检测其放射性。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检测其放射性。

(2)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。

4．某人曾重复了“肺炎双球菌转化实验”，步骤如下。请分析以下实验并回答问题：

A．将一部分S型细菌加热杀死；

B．制备符合要求的培养基，并分为若干组，将菌种分别接种到各组培养基上(接种的菌种见图中文字所示)；

C．将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间，观察菌落生长情况(如下图)。

(1)第4组的培养基中出现S型细菌，对比第________组实验可否定死亡的S型细菌“死而复生”这一解释，对比第________组实验可否定R型细菌突变产生S型细菌这一解释。

(2)该实验可以得出的结论是：______________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)加热杀死S型细菌，从分子水平解释，是加热导致生命活动的主要承担者——蛋白质的________改变，从而失去活性，其遗传物质DNA高温下会变性，但降温后会恢复________结构。

【答案】(1)3　1　(2)加热杀死的S型细菌含有使R型细菌发生转化的物质　(3)空间结构　双螺旋

核心考点2　DNA的结构与复制

一、要点整合

1．巧用“五、四、三、二、一”记牢DNA的结构

提醒　(1)DNA单链上相邻碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接。

(2)每个DNA中含氢键数为A—T对×2和G—C对×3之和。

2．牢记DNA分子中有关碱基比例的计算

(1)常用公式：A＝T，G＝C；A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝50%。

(2)“单链中互补碱基和”所占该链碱基数比例＝“双链中互补碱基和”所占双链总碱基数比例。

(3)某链不互补碱基之和的比值与其互补链的该比值互为倒数。

3．“六处思考”DNA的复制

4．DNA复制过程中的相关计算

(1)经n次复制，DNA分子总数为2n个；脱氧核苷酸链数为2n＋1条。

(2)子代所有链中始终保持2条母链，且占子代DNA分子总链数的1/2n。

(3)一个DNA分子经n次复制，净增加(2n－1)个DNA分子；第n次复制时，净增加的DNA分子总数为2n－1个。

提醒　捕捉DNA复制中的“关键字眼”

(1)DNA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”，是“DNA分子数”还是“链数”。

(3)复制n次还是第n次复制。

二、考向设计

设计1　围绕DNA结构与复制考查理解能力

1．如图为某DNA分子部分结构示意图，对该图的描述正确的是(　　)

A．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架

B．DNA分子中脱氧核苷酸序列代表了遗传信息

C．DNA分子中G与C的比例越高，稳定性越低

D．图中④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸

【答案】B

2．大肠杆菌的拟核内有一个含有470万个碱基对的环状DNA，内含大约4 288个基因。下列有关该DNA分子的叙述，正确的是(　　)

A．含有470万个脱氧核糖和磷酸基团，其中有2个游离的磷酸基团

B．每条脱氧核苷酸链中相邻碱基均通过脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖连接

C．编码蛋白质的基因的两条链均可作为转录的模板

D．每个基因的长度均不超过1 100个碱基对

【答案】B

【解析】470万个碱基对的DNA分子应含470万×2个脱氧核糖和磷酸基因，且在一个链状DNA分子片段中有2个游离的磷酸基团，但环状DNA分子中没有游离的磷酸基团，A错误。由于每个脱氧核苷酸上的碱基都是与脱氧核糖连接的，而两个相邻脱氧核苷酸之间通过脱氧核糖与磷酸相连，这样每条脱氧核苷酸链上的相邻碱基的连接是：碱基—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—碱基，B正确。基因的两条链中只有一条链能够作为转录的模板，而复制时两条链都可以作为模板，C错误。每个基因的长度不一样，有的基因长度会超过1 100个碱基对，D错误

3．(全国Ⅰ，29(3))在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或、dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A－Pα～Pβ～Pγ或dA－Pα～Pβ～Pγ)。回答下列问题：

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______________________________________

_______________________________________________________________________________。

【答案】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个噬菌体中有且只有2个带有标记

设计2　围绕DNA结构与复制考查获取信息能力

4．(全国Ⅱ，2)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

【答案】C

【解析】某物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能打开，说明该物质会阻碍DNA分子的解旋，因而会阻碍DNA分子的复制、转录和抑制细胞增殖，A、B、D三项均正确；因DNA分子的复制发生在间期，所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期，C项错误。

5．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ATP

B．DNA分子复制的方式是半保留复制

C．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

【答案】D

设计3　DNA结构与复制中的有关计算

6．某双链DNA分子中含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该DNA分子(　　)

A．四种含氮碱基A∶T∶G∶C＝4∶4∶7∶7

B．若该DNA中A为p个，占全部碱基的(m>2n)，则G的个数为－p

C．碱基排列方式共有4200种

D．含有4个游离的磷酸

【答案】B

【解析】该DNA分子的一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，另一条链上A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3，整个DNA分子中A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7；若该DNA中A为p个，占全部碱基的，则碱基总数为个，则G＝＝＝－p；该DNA分子含有100个碱基对，30个A—T碱基对，70个G—C碱基对，碱基排列方式少于4100种；一个DNA分子由两条DNA链组成，含2个游离的磷酸。

7．一个双链DNA分子中有碱基T 400个，占全部碱基的20%，有关此DNA分子复制的说法，错误的是(　　)

A．该DNA分子复制3次共需要碱基A 2 800个

B．该DNA分子在第5次复制时需要碱基G 18 600个

C．该DNA分子复制4次后含亲代DNA分子链的DNA分子有2个

D．该DNA分子复制3次共有6个DNA分子不含亲代DNA分子链

【答案】B

【解析】一个DNA分子复制3次共形成8个DNA分子，其中有一个DNA分子的碱基相当于来自亲代DNA分子，因此需要的碱基数目相当于7个DNA分子的碱基数目，双链DNA分子中碱基A的数目等于碱基T的数目，因此该DNA分子复制3次需要碱基A 400×7＝2 800个，A正确。该DNA分子中碱基总数为2 000，该DNA分子复制4次共产生16个DNA分子，在第5次复制时由16个DNA分子增至32个DNA分子，这样需要的碱基数目为16个DNA分子的，而每个DNA分子中有碱基G(2 000－2×400)/2＝600个，故共需要G 16×600＝9 600个，B错误。由于是半保留复制，亲代DNA分子的两条链分别作为模板参与到2个DNA分子的复制中，因此，不论复制几次，含亲代DNA分子链的DNA分子都只有2个，C正确。一个DNA分子经3次复制共产生8个DNA分子，其中有2个含亲代DNA分子链，6个不含，D正确。

8．若N个双链DNA分子在第i轮复制结束后，某一复制产物分子一条链上的某个C突变为T，这样在随后的各轮复制结束时，突变位点为A－T碱基对的双链DNA分子数与总DNA分子数的比例始终为(　　)

A.   B.

C.   D.

【答案】C

核心考点3　基因的表达

一、要点整合

1．图析遗传信息表达的2个重要过程

(1)转录

(2)翻译

提醒　(1)细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与，没有专门的解旋酶。

(2)复制和转录：并非只发生在细胞核中，凡DNA存在的部位均可发生，如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核和质粒等。

(3)转录的产物：除了mRNA外，还有tRNA和rRNA，但携带遗传信息的只有mRNA。

(4)翻译：并非所有密码子都能决定氨基酸，3种终止密码子不能决定氨基酸，也没有与之对应的tRNA。

(5)转录、翻译过程中的碱基配对方式：转录中DNA和RNA互补配对，因此碱基配对类型有T－A、A－U、G－C三种；翻译过程中是mRNA和tRNA互补配对，因此碱基配对类型有A－U、G－C两种。

(6)原核细胞与真核细胞的转录场所不同：原核细胞两过程同时进行，发生在细胞质中；而真核细胞先转录，发生在细胞核(主要)中；后翻译，发生在细胞质中。

(7)哺乳动物成熟红细胞中无细胞核和细胞器，不能进行DNA的复制、转录和翻译。

(8)转录时，四种核糖核苷酸通过随机碰撞的方式进行互补配对。

(9)翻译时核糖体沿着mRNA移动，且负责读取mRNA上的密码子，识别并转运氨基酸的为tRNA。

2．归纳识记中心法则与生物种类的关系

在横线上用字母表示下列生物的遗传信息的传递过程：

(1)细胞生物(如动、植物)：a、b、c。

(2)DNA病毒(如T2噬菌体)：a、b、c。

(3)复制型RNA病毒(如烟草花叶病毒)：d、c。

(4)逆转录病毒(如艾滋病病毒)：e、a、b、c。

3．“三步法”判断中心法则各过程

二、考向设计

设计1　围绕基因的表达考查理解能力

1．(全国Ⅲ，1)下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是(　　)

A．tRNA、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．转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补

【答案】C

2．下列关于基因表达的叙述，正确的是(　　)

A．T细胞受病毒刺激后有特定mRNA的合成

B．线粒体、叶绿体和核糖体中均存在A—T和U—A的配对方式

C．转运20种氨基酸的tRNA总共有64种

D．基因的两条链可分别作为模板进行转录，以提高蛋白质合成的效率

【答案】A

【解析】T细胞受病毒刺激后，增殖分化形成效应T细胞和记忆细胞，其细胞内基因选择性表达形成特定mRNA和蛋白质，A正确；核糖体内可以发生翻译过程，有U与A的配对，但是不能发生DNA的复制或逆转录过程，所以没有A与T的配对，B错误；转运20种氨基酸的tRNA总共有61种，C错误；基因的两条链可分别作为模板进行复制，但是只有一条链可以做模板进行转录，D错误。

设计2　围绕基因表达考查获取信息的能力

3．(2015·全国Ⅰ，5)人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPc)，该蛋白无致病性。 PrPc的空间结构改变后成为PrPsc (朊粒)，就具有了致病性。PrPsc可以诱导更多的PrPc转变为PrPsc，实现朊粒的增殖，可以引起疯牛病。据此判判，下列叙述正确的是(　　)

A．朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中

B．朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同

C．蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化

D. PrPc转变为PrPsc的过程属于遗传信息的翻译过程

【答案】C

【解析】朊粒的化学本质为蛋白质，是PrPc(一种无毒蛋白)空间结构改变而成，结构改变，功能改变，进入机体后不能整合到宿主细胞基因组中，A错误；肺炎双球菌为细菌，其增殖方式为二分裂；而朊粒的增殖方式为PrPsc可以诱导更多的PrPc转变为PrPsc，B错误；由题干中“人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPc)，该蛋白无致病性。 PrPc的空间结构改变后成为PrPsc (朊粒)，就具有了致病性”可推知蛋白质空间结构的改变可改变其功能，C正确；PrPc转变为PrPsc的过程为蛋白质到蛋白质的过程，属于蛋白质结构的改变，D错误。

4．核糖体RNA( rRNA)在核仁中通过转录形成，与核糖核蛋白组装成核糖体前体，再通过核孔进入细胞质中进一步成熟，成为翻译的场所。翻译时rRNA催化肽键的连接。下列相关叙述错误的是(　　)

A．rRNA的合成需要DNA做模板

B．rRNA的合成及核糖体的形成与核仁有关

C．翻译时，rRNA的碱基与tRNA上的反密码子互补配对

D．rRNA可降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能

【答案】C

5．(胶州期末)肽核酸(PNA)是人工合成的，用多肽骨架取代糖磷酸主链的DNA类似物。PNA可以通过碱基互补配对的方式识别并结合DNA或RNA，形成更稳定的双螺旋结构。回答下列问题：

(1)与双链DNA相比较，PNA与mRNA形成的双链分子中特有的碱基互补配对方式是______________，ATP作为生命活动的直接能源物质，若ATP分子中的2个高能磷酸键断裂，其产生的物质可作为________________________过程的原料。

(2)科学家认为，在癌细胞中PNA可以通过与特定序列核苷酸结合，从而调节突变基因的

________________________过程，从基因水平上治疗癌症。导入体内的PNA通常不会被降解，其原因是

_____________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)若抑癌基因中某个碱基对被替换，其表达产物的氨基酸数目是原蛋白的1.25倍，出现这种情况最可能的原因是______________________________________________________________

________________________________________________________________________。

【答案】(1)A－U　转录和RNA的自我复制　(2)复制、转录及翻译　PNA是人工合成的DNA类似物，细胞内缺乏能够使其降解的酶 　(3)抑癌基因突变导致转录形成的mRNA上原有终止密码子变为能编码氨基酸的密码子

【解析】(1)双链DNA中的碱基配对方式为A—T、C—G，PNA与mRNA形成的双链分子中碱基配对方式为A—U、T—A，C—G，故特有的碱基互补配对方式是A—U。若ATP分子中的2个高能磷酸键断裂，则形成腺嘌呤核糖核苷酸，该分子可以作为转录或RNA自我复制的原料。

(2)癌细胞中的PNA可以通过与特定序列核苷酸结合，从而调节突变基因的复制、转录及翻译过程，从基因水平上治疗癌症。导入体内的PNA通常不会被降解，其原因是PNA是人工合成的DNA类似物，细胞内缺乏能够使其降解的酶。

(3)表达产物的氨基酸数目是原蛋白的1.25倍，由此可推知，在翻译时mRNA上的终止密码子已变成能编码蛋白质的密码子，从而使肽链延长。