解密06 遗传的分子基础（讲义）-【高频考点解密】高考生物二轮复习讲义+分层训练（全国通用）

解密06  遗传的分子基础

考点热度   ★★★☆☆

内容索引

核心考点一  DNA是主要的遗传物质

核心考点二  DNA分子的结构、复制

核心考点三  基因的表达

核心考点一    DNA是主要的遗传物质

1. 肺炎双球菌转化实验中的对照设计

(1)在格里菲思的实验中，分别用活的S型和R型细菌注射小鼠形成对照，加热杀死的S型细菌单独注射和加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合注射形成对照。

(2)在艾弗里的体外转化实验中，DNA、蛋白质、多糖等物质之间形成对照，而DNA与DNA酶处理产物之间也形成对照。

2. 理解“转化”的两个关键点

(1)转化的实质是基因重组而非基因突变。肺炎双球菌转化实验中S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，使受体细胞获得了新的遗传信息，即发生了基因重组。

(2)S型细菌死亡实质。加热使蛋白质变性，表现为细菌生命活动的终止；加热时可以破坏DNA双链间的氢键，使DNA的双螺旋结构被破坏，在温度降低后可恢复原结构，保持其作为遗传物质的功能。

3. 噬菌体侵染细菌实验的两个关键环节——“保温”与“搅拌”

(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌

(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌

4. 比较肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验

5. “两看法”判断子代噬菌体标记情况

6. “遗传物质”探索的4种方法

7. 噬菌体亲子代个体与细菌之间的同位素标记关系

8. 高中生物其他常用同位素示踪法举例

1．（2021全国高考乙卷生物试题）在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是（    ）

A．与R型菌相比，S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关

B．S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成

C．加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响

D．将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合，可以得到S型菌

【答案】D

【详解】A、与R型菌相比，S型菌具有荚膜多糖，S型菌有毒，故可推测S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关，A正确；B、S型菌的DNA进入R型菌细胞后使R型菌具有了S型菌的性状，可知S型菌的DNA进入R型菌细胞后指导蛋白质的合成，B正确；C、加热杀死的S型菌不会使小白鼠死亡，说明加热杀死的S型菌的蛋白质功能丧失，而加热杀死的S型菌的DNA可以使R型菌发生转化，可知其DNA功能不受影响，C正确；D、将S型菌的DNA经DNA酶处理后，DNA被水解为小分子物质，故与R型菌混合，不能得到S型菌，D错误。故选D。

2．（2020年江苏省高考生物试卷）同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。在生物科学史中，下列科学研究未采用同位素标记法的是（    ）

A．卡尔文（M． Calvin）等探明CO2中的碳在光合作用中的转化途径

B．赫尔希（A． D． Hershey）等利用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质

C．梅塞尔森（M． Meselson）等证明DNA进行半保留复制

D．温特（F． W． Went）证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质

【答案】D

【详解】A、卡尔文用同位素标记法探明了CO2中的碳在光合作用中转化途径，A错误；B、利用T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中用了同位素标记法，B错误；C、证明DNA的半保留复制的实验中用了同位素标记法，C错误；D、温特证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质的实验中未采用同位素标记法，D正确。故选D。

核心考点二  DNA分子的结构、复制

1. “三看法”判断DNA分子结构的正误

2. “三步”解决DNA分子中有关碱基比例的计算

3. 归纳概括DNA复制的五个问题

(1)复制的场所：主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、叶绿体、细胞质基质(如质粒)中也可进行DNA复制。

(2)外界条件对DNA复制的影响：在DNA复制的过程中，需要酶的催化和ATP供能，凡是影响酶活性的因素和影响细胞呼吸的因素，都会影响DNA的复制。

(3)复制方式：半保留复制。新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链(模板链)。

(4)过程特点：边解旋边复制；多点解旋和复制。

(5)DNA复制的准确性

①一般情况下，DNA分子能准确地进行复制。原因是DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。

②特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可能造成碱基配对发生差错，引发基因突变。

4. 明确DNA复制、“剪切”与“水解”中的四种酶

(1)DNA聚合酶：需借助母链模板，依据碱基互补配对原则，将单个脱氧核苷酸连接到已有的链上；

(2)DNA连接酶：将多个复制起点所复制出的“DNA片段”“缝合”起来形成磷酸二酯键，即连接“片段”；

(3)限制性核酸内切酶：用于切断DNA双链中主链上的“3′，5′磷酸二酯键”；

(4)DNA酶：用于将DNA分子水解为脱氧核苷酸。　

5. 有关DNA复制和计算的4点“注意”

(1)DNA中氢键可由解旋酶催化断裂，同时需要ATP供能，也可加热断裂(体外)；而氢键是自动形成的，不需要酶和能量。

(2)注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，后者只包括第n次的复制。

(3)DNA复制计算时看清题中所给出的碱基的单位是“对”还是“个”；所问的是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”。

(4)在真核生物中，DNA复制一般是多起点复制；在原核生物中，DNA复制一般是一个起点。无论是真核生物还是原核生物，DNA复制大多数都是双向进行的。　　

1．（2021年广东高考生物试题）DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是（    ）

①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验

②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱

③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等

④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制

A．①② B．②③ C．③④ D．①④

【答案】B

【详解】①赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了DNA是遗传物质，与构建DNA双螺旋结构模型无关，①错误；②沃森和克里克根据富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱，推算出DNA分子呈螺旋结构，②正确；③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等，沃森和克里克据此推出碱基的配对方式，③正确；④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制，是在DNA双螺旋结构模型之后提出的，④错误。故选B。

2．（2021年全国高考甲卷理综生物试题）用一段由放射性同位素标记的DNA片段可以确定基因在染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位素32P标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP，dA-Pα~Pβ~Pγ)等材料制备了DNA片段甲（单链），对W基因在染色体上的位置进行了研究，实验流程的示意图如下。

回答下列问题：

（1）该研究人员在制备32p标记的DNA片段甲时，所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32P，原因是_______。

（2）该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品，在混合操作之前去除了样品中的RNA分子，去除RNA分子的目的是_______。

（3）为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合，需要通过某种处理使样品中的染色体DNA_______。

（4）该研究人员在完成上述实验的基础上，又对动物细胞内某基因的mRNA进行了检测，在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA，这种酶是_______。

【答案】dATP脱去β、γ位上的两个磷酸基团后，则为腺嘌呤脱氧核苷酸，是合成DNA的原料之一    防止RNA分子与染色体DNA的W基因片段发生杂交    解旋    DNA酶   

【详解】（1）dA-Pα~Pβ~Pγ脱去β、γ位上的两个磷酸基团后，则为腺嘌呤脱氧核苷酸，是合成DNA的原料之一。因此研究人员在制备32p标记的DNA片段甲时，所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32p。（2）RNA分子也可以与染色体DNA进行碱基互补配对，产生杂交带，从而干扰32p标记的DNA片段甲与染色体DNA的杂交，故去除RNA分子，可以防止RNA分子与染色体DNA的W基因片段发生杂交。（3）DNA分子解旋后的单链片段才能与32p标记的DNA片段甲进行碱基互补配对，故需要使样品中的染色体DNA解旋。（4）DNA酶可以水解DNA分子从而去除了样品中的DNA。

核心考点三  基因的表达

1. 比较记忆复制、转录和翻译

2. 遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子

3. 明确氨基酸与密码子、反密码子的数量关系

(1)一种氨基酸可对应一种或几种密码子(即密码子具有简并性)，可由一种或几种tRNA转运。

(2)除终止密码子外，一种密码子只能决定一种氨基酸；一种tRNA只能转运一种氨基酸。

(3)密码子有64种(3种终止密码子，61种决定氨基酸的密码子)。

4. 与转录和翻译有关的2个判定

(1)判定真核细胞和原核细胞的转录与翻译：真核细胞的核DNA是先在细胞核中转录形成mRNA，而后mRNA进入细胞质中进行翻译，异地、先后进行；真核细胞中线粒体DNA和叶绿体DNA是边转录边翻译的，同时、同地进行。原核细胞的DNA是边转录边翻译，同地、同时进行。

(2)判定转录与翻译的方向：转录的方向与RNA聚合酶移动的方向一致；核糖体与mRNA结合越早，核糖体合成的肽链长度就越长，因此，翻译的方向(即核糖体移动方向)是由肽链短的一侧指向肽链长的一侧。

5. 基因表达中相关计算规律

(1)DNA模板链中A＋T(或C＋G)与mRNA中A＋U(或C＋G)相等，则(A＋T)总%＝(A＋U)mRNA%。

(2)DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系，如下图所示：

可见，蛋白质中氨基酸数目＝1/3 mRNA碱基数目＝1/6 DNA(或基因)碱基数目。　　　　

6. “三看法”判断中心法则各过程

1．（2021年河北高考生物试卷（新高考））关于基因表达的叙述，正确的是（    ）

A．所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码

B．DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录

C．翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性

D．多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息

【答案】C

【详解】A、RNA病毒的蛋白质由病毒的遗传物质RNA编码合成，A错误；B、DNA双链解开，RNA聚合酶与启动子结合进行转录，移动到终止子时停止转录，B错误；C、翻译过程中，核酸之间通过碱基互补配对相互识别保证了遗传信息传递的准确性，C正确；D、没有相应的反密码子与mRNA上的终止密码子配对，故tRNA不能读取mRNA上全部碱基序列信息，D错误。故选C。

2．（2021年广东高考生物试题）金霉素（一种抗生素）可抑制tRNA与mRNA的结合，该作用直接影响的过程是（    ）

A．DNA复制 B．转录 C．翻译 D．逆转录

【答案】C

【详解】分析题意可知，金霉素可抑制tRNA与mRNA的结合，使tRNA不能携带氨基酸进入核糖体，从而直接影响翻译的过程，C正确。故选C。