2023届高考生物二轮复习遗传分子基础学案

[考纲要求]　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)

真题探究——深析真题明考向

1．(2017·全国卷Ⅱ)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

解析　T2噬菌体只能寄生在大肠杆菌中，并在其细胞中复制和增殖，A错误；T2噬菌体只有在宿主细胞内才能合成mRNA和蛋白质，B错误；培养基中的32P经宿主摄取后进入宿主细胞内部，在宿主细胞内，T2噬菌体以自身DNA为模板，以宿主细胞内的物质(含32P的脱氧核苷酸等)为原料合成子代噬菌体，因此培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；人类免疫缺陷病毒所含的核酸是RNA，T2噬菌体所含的核酸是DNA，故两者的核酸类型不同，增殖过程不完全相同，D错误。

2．(2019·全国卷Ⅰ)用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是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(　　)

①同位素标记的tRNA　②蛋白质合成所需的酶　③同位素标记的苯丙氨酸　④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸　⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液

A．①②④  B．②③④

C．③④⑤  D．①③⑤

答案　C

解析　在体外合成同位素标记的多肽链，需要有翻译合成该多肽链的模板——mRNA，人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸即为翻译的模板；还需要有合成该多肽链的原料——同位素标记的氨基酸(苯丙氨酸)。此外，合成该多肽链还需要酶、能量等，可由除去了DNA和mRNA的细胞裂解液提供。

3．(2016·全国卷Ⅱ)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　因为该物质可使DNA双链不能解开，DNA复制和转录时都需要解旋，所以若在细胞培养液中加入该物质，会导致细胞中DNA复制和转录发生障碍，A、B正确；因为该物质使DNA复制不能完成，所以可将细胞周期阻断在分裂间期，C错误；该物质能抑制DNA复制和转录，因此，可抑制癌细胞增殖，D正确。

1．用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，侵染一段时间后搅拌、离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中放射性32P约占初始标记T2噬菌体放射性的30%。在实验时间内，被侵染细菌的存活率接近100%。下列相关叙述不正确的是(　　)

A．离心后大肠杆菌主要分布在沉淀物中

B．沉淀物的放射性来自T2噬菌体的DNA

C．上清液具有放射性的原因是保温时间过长

D．本结果尚不能说明T2噬菌体的遗传物质是DNA

答案　C

解析　在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，离心后大肠杆菌主要在沉淀物中，A正确；32P标记的是T2噬菌体的DNA，T2噬菌体侵染大肠杆菌时将DNA注入大肠杆菌细胞中，经离心后随大肠杆菌沉淀，B正确；若保温时间过长，大肠杆菌裂解，新合成的T2噬菌体会释放到培养液，经离心出现在上清液中，但由“被侵染细菌的存活率接近100%”可知，上清液出现放射性是因为部分T2噬菌体未侵染大肠杆菌，不是保温时间过长，细菌裂解造成的，C错误；本实验只对DNA进行标记，未进行蛋白质标记的相关实验，尚不能说明T2噬菌体的遗传物质是DNA，D正确。

2．真核细胞中的miRNA是一类由内源基因编码的单链RNA分子，它能识别靶mRNA并与之发生部分互补结合，从而调控基因的表达。据此分析，下列说法正确的是(　　)

A．真核细胞中所有miRNA的核苷酸序列都相同

B．miRNA中的碱基类型决定此RNA是单链结构

C．miRNA通过阻止靶基因的转录来调控基因表达

D．miRNA的调控作用可能会影响细胞分化的方向

答案　D

解析　miRNA是一类单链RNA分子，不同的miRNA核苷酸排列顺序一般不同，A错误；RNA的碱基都有A、U、C、G四种类型，因此碱基类型不能决定RNA是双链结构还是单链结构，B错误；miRNA能识别靶mRNA并与之发生部分互补结合，该过程会影响翻译过程，从而影响基因的表达，C错误；miRNA的调控作用可能对基因的选择性表达产生影响，即影响细胞分化的方向，D正确。

3．双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)与脱氧核苷三磷酸(dNTP)的结构如图所示。已知ddNTP按碱基互补配对的方式加到正在复制的子链中后，子链的延伸立即终止。某同学要通过PCR技术获得被32P标记且以碱基“C”为末端的、不同长度的子链DNA片段。在反应管中已经有单链模板、引物、DNA聚合酶和相应的缓冲液等，还需要加入下列哪些原料(　　)

①dGTP，dATP，dTTP，dCTP　②dGTP，dATP，dTTP

③α位32P标记的ddCTP　④γ位32P标记的ddCTP

A．①③  B．①④

C．②③  D．②④

答案　A

解析　由题意可知，该同学的目的是为得到放射性标记“C”为末端的、不同长度的子链DNA片段。则必须提供四种dNTP，如果没有dCTP则所有片段长度均一致，因为所有子链在合成时均在第一个C处掺入ddCTP而停止复制，故选①；由图可知，ddCTP要作为DNA复制的原料，则需要脱去两个磷酸基团，故应将放射性32P标记于α位，故选③。

4．大肠杆菌拟核DNA是环状DNA分子。将无放射性标记的大肠杆菌，置于含3H标记的dTTP的培养液中培养，使新合成的DNA链中的脱氧胸苷均被3H标记。在第二次复制未完成时将DNA复制阻断，结果如图所示。

下列对此实验的理解错误的是(　　)

A．DNA复制过程中，双链会局部解旋

B．Ⅰ所示的DNA链被3H标记

C．双链DNA复制仅以一条链作为模板

D．DNA复制方式是半保留复制

答案　C

解析　由图Ⅰ的形成可知DNA复制过程中双链会局部解旋，A正确；由题意可知，将无放射性标记的大肠杆菌，置于含3H标记的dTTP的培养液中培养，使新合成的DNA链中的脱氧胸苷均被3H标记，而Ⅰ是新合成的子链，所以Ⅰ所示的DNA链被3H标记，B正确；DNA复制以双链为模板，C错误；DNA复制的方式为半保留复制，D正确。

5．流感病毒是一种负链RNA病毒，它侵染宿主细胞后的增殖过程如下图所示。下列相关叙述不正确的是(　　)

A．流感病毒的RNA中储存着遗传信息

B．病毒增殖时会发生A－T间的碱基互补配对

C．翻译过程是以＋RNA作为模板进行的

D．病毒需利用宿主细胞的核糖体合成自身蛋白质

答案　B

解析　流感病毒增殖过程中只会发生A－U、G－C间的碱基互补配对，B错误。

核心考点——重点难点全突破

考点1　遗传物质的探究历程

1　肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验比较

2　理清转化实验与噬菌体侵染实验相关问题

(1)格里菲思转化实验不能证明DNA是转化因子，仅能证明转化因子的存在。R型细菌转化为S型细菌的实质是S型细菌的DNA整合到了R型细菌的DNA中，从变异类型看属于基因重组。

(2)由于转化受到DNA的纯度、两种菌的亲缘关系、受体菌的状态等的影响，实验中并不是所有的R型细菌都转化成S型细菌，而只是小部分R型细菌发生转化。

(3)噬菌体侵染细菌的实验中，两次用到大肠杆菌：第一次是利用大肠杆菌对噬菌体进行放射性同位素标记；第二次是将标记的噬菌体与未标记的大肠杆菌进行混合培养，观察放射性同位素的去向。

(4)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因：①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，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性；②保温时间过长，噬菌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，使上清液中出现放射性。

(5)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。

(6)子代噬菌体的标记情况：

(7)加热使生命活动的承担者——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。

(8)噬菌体不能用培养基直接培养，因为其没有细胞结构，专营细菌寄生，只能用细菌来培养。

1．(2020·山东等级考)下列各项中，能作为DNA是遗传物质直接证据的是(　　)

A．不同生物的DNA不同

B．同种生物的不同细胞中，DNA的性质和含量保持恒定

C．用加热杀死的S型肺炎双球菌能把R型活细菌转化为S型活细菌

D．赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记技术进行的噬菌体侵染细菌的实验

答案　D

解析　用加热杀死的S型肺炎双球菌能把R型活细菌转化为S型活细菌，只能说明在S型菌体内含有能够使R型活细菌转化为S型活细菌的物质，但不能证明DNA是遗传物质，C不符合题意；赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记技术进行的噬菌体侵染细菌的实验，证明了DNA是遗传物质，D符合题意。

2．(2020·北京东城一模)肺炎双球菌有许多类型，有荚膜的有毒性，能使小鼠患败血症而死亡，无荚膜的无毒性。科研人员所做的细菌转化实验如图所示，下列相关说法不正确的是(　　)

A．能导致小鼠死亡的有a、d两组

B．d、e两组对比可说明转化因子是DNA而不是蛋白质

C．d组产生的有毒性的肺炎双球菌能将该性状遗传给后代

D．培养后的d组中所有的肺炎双球菌都具有毒性

答案　D

解析　能导致小鼠死亡的有a、d两组，A正确；d、e两组将DNA和蛋白质分开，对比可说明转化因子是DNA而不是蛋白质，B正确；DNA是肺炎双球菌的遗传物质，d组产生的有毒性的肺炎双球菌能将该性状遗传给后代，C正确；培养后的d组中少数的肺炎双球菌具有毒性，大部分的未发生转化，无毒，D错误。

3．用35S标记的噬菌体侵染无标记的大肠杆菌，短时间保温后，离心获得上清液并进行检测。下列关于该实验的叙述，正确的是(　　)

A．该实验与细菌转化实验相同，也是根据遗传物质具有控制性状的特性设计的

B．该实验使用的噬菌体必须是接种在用35S标记的大肠杆菌的培养基中再释放出来的

C．上清液放射性很高，可推测DNA是遗传物质

D．新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明DNA是遗传物质而蛋白质不是

答案　B

考点2　遗传信息的传递和表达

1　DNA复制、转录、翻译、逆转录、RNA复制的比较

(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)DNA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，三种RNA均参与翻译过程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。

(5)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。

(6)在翻译过程中，一条mRNA上可同时结合多个核糖体，可同时合成多条相同的多肽链，加快翻译速度，但不能缩短每条肽链的合成时间。多聚核糖体现象在真、原核细胞中都存在。

(7)原核生物中边转录边翻译；真核生物中先在细胞核中转录，后在细胞质中完成翻译过程。

(8)从核糖体上脱离下来的多肽链经折叠、加工成为具有复杂空间结构的蛋白质。真核细胞内有内质网、高尔基体参与蛋白质的加工，原核细胞内蛋白质合成后也有加工，但没有内质网、高尔基体的参与。

(9)DNA复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则，真核生物的某些细胞中也存在逆转录过程。

(10)RNA复制只发生在被RNA病毒寄生的宿主细胞中。

(11)一个细胞周期中DNA只复制一次，而转录是以基因为单位，因此在一个细胞周期中，转录可发生多次。

(12)在蛋白质的合成过程中，转录是以DNA(基因)的两条链中的一条为模板，合成一条mRNA单链；在翻译时，mRNA每三个碱基决定一种氨基酸，因此，三者之间的数量关系一般可表示为：

蛋白质中氨基酸数目＝mRNA碱基数目＝DNA(或基因)碱基数目。

2　遗传信息的传递过程分析

(1)细胞生物(真核、原核)

(2)DNA病毒(T2噬菌体)

(3)RNA病毒

①自我复制型(烟草花叶病毒)

②逆转录病毒(HIV病毒)

注：(1)自我复制型RNA病毒要得到亲本RNA需以亲代RNA链为模板经一次复制得反链RNA，再以反链RNA为模板得遗传物质RNA。

(2)RNA病毒侵染宿主细胞时，除将其RNA注入细胞内，还可能携带蛋白质进入，故不采用放射性同位素标记法研究RNA病毒的遗传物质是蛋白质还是RNA。

3　中心法则图解

1．(2020·四川省成都市石室中学高三一诊模拟)下列关于大肠杆菌细胞中基因表达过程的叙述中，正确的是(　　)

A．在转录和翻译过程中，出现2种完全不同的碱基互补配对形式

B．一种tRNA可以转运多种氨基酸

C．tRNA上的碱基序列是由mRNA决定的

D．多肽链合成时，一个mRNA上有若干个核糖体同时工作

答案　D

解析　转录过程中出现DNA上的碱基与RNA的碱基互补配对，翻译过程mRNA上的碱基与tRNA的碱基互补配对，两种配对过程有一种不同的碱基互补配对形式，A错误；一种tRNA只能转运一种氨基酸，B错误；mRNA上的密码子决定了氨基酸的种类，并不能决定tRNA上的碱基序列，C错误；一条mRNA上可串联多个核糖体同时进行工作，因为翻译的模板相同，最终得到多条相同的肽链，D正确。

2．(2020·山东青岛三模)新型冠状病毒(2019­nCoV)为有包膜病毒，其遗传物质是一种单股正链RNA，以ss(＋)RNA表示。ss(＋)RNA可直接作为mRNA翻译成蛋白质，下图是病毒的增殖过程示意图。有关该病毒说法正确的是(　　)

A．该病毒的遗传物质彻底水解会得到四种核糖核苷酸

B．(＋)RNA的嘧啶碱基数与(－)RNA的嘧啶碱基数相等

C．RNA复制酶在宿主细胞内可催化磷酸二酶键的形成

D．由于没有核糖体，所以病毒包膜上不存在蛋白质

答案　C

解析　该病毒的遗传物质彻底水解产物为四种碱基、核糖、磷酸，A错误；(＋)RNA与(－)RNA彼此之间的碱基互补配对，所以(＋)RNA的嘧啶碱基数与(－)RNA的嘌呤碱基数相等，B错误；病毒没有细胞结构，不含有核糖体，病毒包膜上的蛋白质在宿主细胞核糖体上合成，D错误。

3．(2020·河北衡水中学模拟)如图表示真核细胞内某DNA片段上遗传信息的传递过程，其中①～④表示物质，a、b、c表示过程。请分析回答下列问题：

(1)能识别密码子的物质是[　　]________，遗传信息表达的过程指图中的________(填字母)。

(2)a过程参与的酶是________________。若a过程发生差错会导致____________(变异类型)。诱变育种时，被处理的生物个体中性状改变的个体数远少于a过程实际发生差错的个体数，其原因在于__________________(答出一项即可)。

(3)由②的核苷酸序列可确定①的核苷酸序列，其依据是____________________，若在②上起始密码子后插入三个核苷酸，合成的④中除在甲硫氨酸(起始密码子决定)后多一个氨基酸外，其余的氨基酸序列没有发生变化，这说明__________________________。

(4)若④参与构成的蛋白质进入线粒体基质中发挥作用，则它可能参与有氧呼吸的第________阶段，该过程揭示出基因对性状的控制方式是

__________________________________________________________________________________________________________________________________。

答案　(1)③　tRNA　b、c

(2)DNA聚合酶和解旋酶　基因突变　密码子具有简并性

(3)碱基互补配对原则　一个密码子由三个核苷酸组成

(4)二　基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状