2025届高三二轮复习生物：遗传的分子基础课件

专题七 遗传的分子基础（课件） ————————————————————————— 高考生物学二轮复习 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.DNA分子的复制(Ⅱ)　 4.基因的概念(Ⅱ)　5.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)　6.基因与性状的关系(Ⅱ) 考点分布 人类对遗传物质的探索过程 2024甘肃（5）， DNA分子的结构与复制 2024北京（2），2024河北（5）， 遗传信息的转录和翻译 2024贵州（7），2024安徽（11），2024福建（10），2024重庆（20），2024湖北（16） 知识网络 重难知识 重难知识：遗传物质的探索 一、遗传物质的探索 1.肺炎链（双）球菌的转化实验 （1）肺炎链（双）球菌的体内和体外转化实验的比较 体内转化实验 体外转化实验 实验者 格里菲思 艾弗里及其同事 培养细菌 用小鼠（体内） 用培养基（体外） 实验结果 加热致死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌 S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌 实验结论 加热致死的S型细菌体内有转化因子 S型细菌的DNA是遗传物质 实验联系 ①所用材料相同，都是肺炎链球菌（R型和S型）；②体内转化实验是基础，仅说明加热致死的S型细菌体内有转化因子，体外转化实验进一步证明转化因子是DNA；③两实验都遵循对照原则、单一变量原则 （2）体内转化实验中细菌数量变化曲线分析 体内转化实验中，小鼠体内S型细菌和R型细菌的含量变化曲线如下图所示： （1）ab段：将加热致死的S型细菌与R型细菌混合后注射到小鼠体内，ab时间段内，小鼠体内还没形成大量的R型细菌的抗体，故该时间段内R型细菌数量增多。 （2）bc段：小鼠体内形成大量的抗R型细菌的抗体，致使R型细菌数量减少。 （3）cd段：c点对应的时间点之前，已有少量R型细菌转化为S型细菌，S型细菌能降低小鼠的免疫力，导致R型细菌大量繁殖，所以cd段R型细菌数量增多。 （4）S型细菌的来源：少量R型细菌获得了S型细菌的DNA，并转化为S型细菌。 重难知识：遗传物质的探索 2.噬菌体侵染细菌实验 （1）研究者：1952年赫尔希和蔡斯。 （2）实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌培养液等。 （3）实验方法：放射性同位素标记法。 （4）T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒（无细胞结构），头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部内含有DNA。 重难知识：遗传物质的探索 （5）T2噬菌体的复制式繁殖 （6）实验过程 ①标记T2噬菌体 大肠杆菌用含35S的细菌培养基培养得到含35S的大肠杆菌，T2噬菌体经培养后得到含35S标记的T2噬菌体。 大肠杆菌用含32P的细菌培养基培养得到含32P的大肠杆菌，T2噬菌体经培养后得到含32P标记的T2噬菌体。 增殖需要的条件 内容 模板 T2噬菌体的DNA 合成T2噬菌体DNA的原料 大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸 合成T2噬菌体蛋白质 原料 大肠杆菌的氨基酸 场所 大肠杆菌的核糖体 重难知识：遗传物质的探索 ②T2噬菌体侵染细菌 重难知识：遗传物质的探索 (1)吸附 用尾部的末端(六根尾丝)吸附在大肠杆菌表面 (2)注入 释放出溶菌酶，破坏大肠杆菌局部，噬菌体DNA通过尾管进入大肠杆菌细胞，蛋白质外壳留在外面 (3)复制、合成 在噬菌体DNA的指导下，以大肠杆菌体内的脱氧核苷酸为原料合成噬菌体DNA，以大肠杆菌细胞内的氨基酸为原料合成噬菌体蛋白质外壳成分 (4)组装 一个蛋白质外壳装入一个噬菌体DNA分子，组成一个新的噬菌体 (5)释放 大肠杆菌细胞破裂，释放出几十个至几百个子代噬菌体 重难知识：遗传物质的探索 （7）实验结果分析 （8）实验结论 在噬菌体中，亲代和子代间具有连续性的物质是DNA，子代噬菌体的各种性状是通过亲代噬菌体的DNA遗传的，DNA是遗传物质。 组别 现象 分析原因 35S标记T2噬菌体→细菌 上清液放射性很高 蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，离心后存在于上清液中 沉淀物放射性低 搅拌不充分，有少量含35S的T2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 32P标记T2噬菌体→细菌 沉淀物放射性很高 DNA进入大肠杆菌，离心后存在于沉淀物中 上清液放射性低 （1）保温时间过短，有一部分T2噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内；（2）保温时间过长，T2噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代T2噬菌体 重难知识：遗传物质的探索 3.比较肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌 肺炎链（双）球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌实验 相同点 实验原则 都遵循了对照原则 实验思路 都是分别研究某种物质是不是遗传物质 不同点 处理方法 将S型菌破碎后，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。然后分别用不同的酶除去细胞提取物中少部分的蛋白质、脂质和RNA等物质加入有R型细菌的培养基中培养 同位素标记达：分别用同位素35S、32P标记蛋白质和DNA 检测方式 观察菌落类型 检测放射性同位素存在位置 结论 证明DNA是遗传物质而蛋白质等物质不是遗传物质 证明DNA是遗传物质但不能证明蛋白质不是遗传物质 重难知识：遗传物质的探索 4.DNA是主要的遗传物质 （1）RNA是遗传物质的证据：烟草花叶病毒侵染实验 ①实验过程： ②实验结论： 没有DNA的烟草花叶病毒能自我复制，并控制其遗传性状，RNA是其遗传物质。 组别 烟草花叶病毒提取的物质 感染烟草后的现象 1 蛋白质 烟草叶不出现病斑 2 RNA 烟草叶出现病斑 3 蛋白质＋RNA 烟草叶不出现病斑 重难知识：遗传物质的探索 （2）不同生物的核酸和遗传物质 生物的遗传物质是核酸（DNA或RNA，朊病毒除外）。细胞内既含有DNA又含有RNA的生物和体内只有DNA的生物，其遗传物质都是DNA。凡是细胞生物，其遗传物质都是DNA。对于体内只有RNA没有DNA的生物，RNA是它们的遗传物质。但是这种生物在自然界中占极少数，所以DNA是主要的遗传物质。 生物类型 所含核酸 碱基种类 核苷酸种类 遗传物质 实例 细胞生物 真核生物 DNA和RNA 5种 8种 DNA 玉米、人 原核生物 细菌、蓝藻 非细胞生物 大多数病毒 仅有DNA 4种 4种 DNA T2噬菌体 极少数病毒 仅有RNA RNA SARS病毒 重难知识：遗传物质的探索 典型例题：考点1 遗传物质的探索 1.（2024·甘肃）科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验，下列叙述正确的是(    ) A.肺炎链球菌体内转化实验中，加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性 B.肺炎链球菌体外转化实验中，利用自变量控制的“加法原理”，将“S型菌DNA＋DNA酶”加入R型活菌的培养基中，结果证明DNA是转化因子 C.噬菌体侵染实验中，用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA,发现其DNA进入宿主细胞后，利用自身原料和酶完成自我复制 D.烟草花叶病毒实验中，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状 答案：D 解析：A、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验未单独研究每种物质的作用，在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性，A错误；B、在肺炎链球菌的体外转化实验中，利用自变量控制中的“减法原理”设置对照实验，通过观察只有某种物质存在或只有某种物质不存在时，R型菌的转化情况，最终证明了DNA是遗传物质，例如“S型菌DNA+DNA酶”组除去了DNA，B错误；C、噬菌体为DNA病毒，其DNA进入宿主细胞后，利用宿主细胞的原料和酶完成自我复制，C错误；D、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状，而蛋白质不能使烟草出现花叶病斑性状，D正确。故选D。 典型例题：考点1 遗传物质的探索 典型例题：考点2 RNA是遗传物质 2.（2014年·河北）某病毒具有蛋白质外壳，其遗传物质的碱基含量如表所示，下列叙述正确的是( ) A.该病毒复制合成的互补链中G＋C含量为51.2％ B.病毒的遗传物质可能会引起宿主DNA变异 C.病毒增殖需要的蛋白质在自身核糖体合成 D.病毒基因的遗传符合分离定律 碱基种类 A C G T U 含量（％） 31.2 20.8 28.0 0 20.0 答案：B 解析：病毒的增殖、核酸的结构该病毒的遗传物质的碱基中无T有U，说明该病毒的遗传物质是RNA，由题表可知，A与U的含量不相等，C与G的含量不相等，说明该病毒的遗传物质为单链RNA，以该单链RNA为模板合成的互补链中G+C的含量为28.0%+20.8%=48.8%，A错误；某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA，从而引起基因突变，因此，该病毒的遗传物质可能会引起宿主DNA变异，B正确；病毒无细胞结构，病毒增殖需要的蛋白质由宿主细胞的核糖体合成，C错误；分离定律的适用条件是进行有性生殖的真核生物的细胞核遗传，病毒基因的遗传不符合分离定律D错误。 典型例题：考点2 RNA是遗传物质 重难知识：DNA分子的结构 数量关系： ①互补的碱基数量相等，即A=T、C=G；②A—T碱基对间有两个氢键、G-C碱基对间有三个氢键，故通常G-C碱基对比例高的DNA稳定性高；③脱氧核糖数＝磷酸数＝含氮碱基数；④每个DNA分子片段中，游离的磷酸基团有2个。 连接特点： ①互补链中的相邻碱基：通过氢键连接；②单链中相邻脱氧核苷酸：通过磷酸二酯键连接；③单链中相邻碱基：通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接；④3'端的脱氧核糖连接一个磷酸基团，其他每个脱氧核糖连接两个磷酸基团；⑤5'端的磷酸基团连接一个脱氧核糖，其他每个磷酸基团连接两个脱氧核糖。 酶的作用位点： ①解旋酶：打开氢键，使DNA双链解开；②DNA水解酶：打开磷酸二酯键；③限制酶：识别双链DNA分子中的某种特定核苷酸序列，并使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开；④DNA聚合酶：形成磷酸二酯键，使子链延伸；⑤DNA连接酶：形成磷酸二酯键，连接DNA片段。 重难知识：DNA分子的结构 重难知识：DNA分子的结构 2.DNA分子的特点 （1）DNA分子结构的稳定性：即双螺旋结构的相对稳定性。 a.DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式稳定不变。 b.DNA分子双螺旋结构的中间是碱基对，碱基对之间形成氢键，维持双螺旋结构的稳定。 C.DNA分子两条链之间碱基互补配对原则严格不变，即A一T、C一G两两配对。 d.每一种DNA分子中碱基对的排列顺序和碱基对数量稳定不变。 e.DNA分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋成粗细均匀、螺距相等的规则双螺旋结构。 （2）DNA分子的多样性：由DNA分子中碱基对的数量和排列顺序多种多样导致的。一个双链DNA分子中有n个碱基对，每一对碱基都有4种组合方式，故该DNA分子的组合形式为4n种。DNA分子的多样性导致了生物界生物性状的多样性。 （3）DNA分子的特异性：每种生物的DNA分子都有特定的碱基数目和排列顺序。特定结构的DNA具有特定的功能，能指导合成特定的蛋白质，决定生物的某一特定性状。 典型例题：考点 DNA分子的结构 1.（2024年·北京）科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲，依据的是DNA的(   ) A.元素组成 B.核苷酸种类 C.碱基序列 D.空间结构 答案：C 解析：A、DNA的元素组成都是C、H、O、N、P，A不符合题意； B、DNA分子的核苷酸种类只有4种，B不符合题意； C、每种DNA的碱基序列不同，“尼安德特人”与现代人的DNA碱基序列有相似部分，证明“尼安德特人”与现代人是近亲，C符合题意； D、DNA的空间结构都是规则的双螺旋结构，D不符合题意。 故选C。 典型例题：考点 DNA分子的结构 2.（2024年·浙江）下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是(    ) A.磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架 B.双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高 C.两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化 D.若一条链的G+C占47%，则另一条链的A+T也占47% 答案：A 解析：A、DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，A正确；B、双链DNA中GC碱基对占比越高，DNA热变性温度越高，B错误；CDNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键，C错误；D、互补的碱基在单链上所占的比例相等，若一条链的G+C占47%，则另一条链的G+C也占47%，A+T占1-47%=53%，D错误。故选A。 重难知识：DNA分子的复制 时间： 有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。 场所： 真核细胞中主要是细胞核，叶绿体、线粒体中也进行DNA的复制。 条件 ①模板：解旋后的两条单链。 ②原料：四种脱氧核苷酸。 ③能量：细胞提供的能量（ATP）。 ④酶：解旋酶、DNA聚合酶等。 典型例题：考点 DNA分子的复制 1.下图表示真核细胞中核DNA分子的复制过程，正确的是(    ) A.边解旋边复制是缩短DNA复制时间、提高复制效率的唯一原因 B.DNA分子中碱基的特定排列顺序代表遗传信息，都具有遗传效应 C.一条链复制所需的嘌呤碱基数等于互补链复制需要的嘧啶碱基数 D.DNA分子复制完成后的一条染色体上含有2个游离的磷酸基团 典型例题：考点 DNA分子的复制 答案：C 解析：A、边解旋边复制是缩短DNA复制时间、提高复制效率的原因之一，除此之外，多起点双向复制也是真核细胞进行DNA复制时效率高的原因，A错误； B、DNA分子中碱基的特定排列顺序代表遗传信息，但不都具有遗传效应，具有遗传效应的片段为基因，但是DNA分子中还存在非基因片段，B错误； C、DNA的两条链碱基互补，DNA在复制时遵循碱基互补配对原则，故一条链复制所需的嘌呤碱基数等于互补链复制需要的嘧啶碱基数，C正确； D、DNA分子复制完成后的一条染色体上有2个DNA分子，1个DNA分子由2条链构成，1条链1个游离的磷酸基团，故DNA分子复制完成后的一条染色体上含有4个游离的磷酸基团，D错误。 故选C。 2.下图为环状DNA分子的复制方式，被称为滚环复制。其过程是先打开其中一条单链a的一个磷酸二酯键，游离出一个3'-OH和一个5'-磷酸基末端，随后，在DNA聚合酶催化下，以b链为模板，从a链的3'-OH末端加入与b链互补的脱氧核苷酸，使链不断延长，新合成的子链随b链的滚动而延伸。与此同时，以伸展的a链为模板，合成新的子链。最后合成两个子代双链分子。下列说法正确的是(   ) A.DNA甲需要DNA水解酶断裂磷酸二酯键打开缺口 B.滚环复制中，b链滚动方向为逆时针 C.每条子链的合成都需要合成引物 D.DNA乙和DNA丙中新合成链的碱基序列相同 典型例题：考点 DNA分子的复制 答案：B 解析：A、DNA甲需要特异的酶断裂磷酸二酯键打开缺口， DNA水解酶会将DNA水解，A错误;B、由图可知，以环状b链为模板，从a链的3'-OH末端加入与b链互补的脱氧核苷酸，使链不断延长，通过逆时针滚动而合成新的正链，B正确;C、滚环复制前亲代双链DNA的一条链在DNA复制起点处被切开，其5'端游离出来，此后开始复制，由于DNA复制过程中子链的延伸在3'-OH端，结合图示可知，滚环复制在3'-OH端开始以切开的该链为引物向前延伸，不需要合成引物，C错误;D、DNAZ (以b链为模板) 和DNA丙(以a链为模板)中新合成链的碱基序列互补，D错误。  典型例题：考点 DNA分子的复制 3.（2024年·河北）下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是(   ) A.DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链 B.复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋 C.复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开 D.DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端 答案：D 解析：DNA复制和转录DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误；复制开始时，在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开，这个过程叫作解旋，由于DNA双链反向平行，故B错误；在转录过程中，不需要解旋酶参与，C错误；DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5'端向3'端，D正确。 典型例题：考点 DNA分子的复制 4.（2024·山东）制备荧光标记的DNA探针时，需要模板、引物DNA聚合酶等。在只含大肠杆菌DNA聚合酶、扩增缓冲液H2O和4种脱氧核苷酸（dCTP、dTTP、dGTP和碱基被荧光标记的dATP）的反应管①~④中，分别加入如表所示的适量单链DNA已知形成的双链DNA区遵循碱基互补配对原则，且在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区。能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有(    ) A.①② B.②③ C.①④ D.③④ 典型例题：考点 DNA分子的复制 反应管 加入的单链DNA ① 5'-GCCGATCTTTATA-3'3'-GACCGGCTAGAAA-5' ② 5'-AGAGCCAATTGGC-3' ③ 5'-ATTTCCCGATCCG-3'3'-AGGGCTAGGCATA-5' ④ 5'-TTCACTGGCCAGT-3' 答案：D 解析：PCR——分析反应管①~④中分别加入的适量单链DNA在可知，①中两条单链DNA分子之间具有互补的序列（10个连续碱基对），但双链DNA区之外的3'端无模板，因此无法进行DNA合成，不能得到带有荧光标记的DNA探针;②中单链DNA分子内具有互补的序列，由于在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区，故该条单链DNA分子不发生自身环化，但两条链可以形成双链DNA区，由于DNA合成的序列（5'-TCT-3'）中不含碱基A，不能得到带有荧光标记的DNA探针；③中两条单链DNA分子之间具有互补的序列（10个连续碱基对），且双链DNA区之外的5'端有凸出的碱基（含碱基T），因此进行DNA合成能得到带有荧光标记的DNA探针；④中单链DNA分子内具有自身互补的序列，结合题中信息知该条单链DNA分子不发生自身环化，两条链可以形成双链DNA区，且双链DNA区之外的5'端有凸出的碱基（含碱基T），因此进行DNA合成能得到带有荧光标记的DNA探针。综上，能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有③④，故答案选D。 典型例题：考点 DNA分子的复制 重难知识：基因的表达 1.基因通常是有遗传效应的DNA片段 （1）染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系图解 重难知识：基因的表达 （2）RNA的结构 ①基本单位：RNA分子是由核糖核苷酸组成的单链结构。 与组成DNA的脱氧核苷酸相比，组成核糖核苷酸的4种含氮碱基中没有胸腺嘧啶（T），取而代之的是尿嘧啶（U）。尿嘧啶可专一地与腺嘌呤（A）形成碱基对。 ②结构特点：RNA一般是单链结构，比DNA短，易通过核孔进出细胞核。单链不稳定，完成使命的RNA 易迅速降解，保证生命活动的有序进行。 ③类型： 种类 功能 mRNA 能将遗传信息从细胞核传递到细胞质中 tRNA 转运氨基酸，识别密码子 rRNA 核糖体的组成成分 2.DNA与RNA的比较 DNA RNA 结构 通常呈规则的双螺旋结构 通常呈单链结构 分类 通常为一类 mRNA、tRNA、RNA三类 基本单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 碱基 嘌呤 腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G） 腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G） 嘧啶 胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T） 胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U） 五碳糖 脱氧核糖 核糖 存在部位 主要存在于细胞核中，线粒体和叶绿体中也存在 主要存在于细胞质中 功能 主要的遗传物质，储存和传递遗传信息 是某些RNA病毒的遗传物质； mRNA指导蛋白质的合成；tRNA识别并转运氨基酸；rRNA是核糖体的组成成分；少数RNA有催化作用 联系 RNA可由DNA的一条链为模板转录产生 重难知识：基因的表达 3.DNA复制、转录、翻译的区别与联系 DNA复制 转录 翻译 时间 主要发生在有丝分裂前的间期和减数分裂I前的间期 生长发育的整个过程中 场所 主要在细胞核中，少部分在线粒体和叶绿体中 主要在细胞核中，少部分在线粒体和叶绿体中 细胞质中的核糖体上 原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸 模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA 碱基配对 A-T、T-A、G-C、C-G A-U、T-A、C-G、G-C A-U、U-A、C-G、G-C 能量 ATP 酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 多种酶 模板去向 分别进入两个子代DNA中 模板链与非模板链重新组成双螺旋结构 分解成单个核糖核苷酸 特点 边解旋边复制，半保留复制 边解旋边转录，DNA双链全保留 一个mRNA分子上可结合多个核糖体，同时合成多条相同的肽链 重难知识：基因的表达 重难知识：基因的表达 4.对中心法则的理解 （1）内容 （2）过程分析 DNA复制 转录 翻译 RNA复制 逆转录 场所 真核细胞在细胞核、叶绿体、线粒体中；原核生物主要在拟核 核糖体 宿主细胞 宿主细胞 模板 DNA两条链 DNA一条链 mRNA RNA RNA 原料 含A、G、C、T四种碱基的脱氧核苷酸 含A、G、C、U四种碱基的核糖核苷酸 20种氨基酸 含A、G、C、U四种碱基的核糖核苷酸 含A、G、C、 T四种碱基的脱氧核苷酸 关键酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 催化脱水缩合的酶 RNA聚合酶 逆转录酶 产物 DNA RNA 蛋白质（多肽） RNA DNA 碱基互补配对 A-T；T-A；G-C；C-G A-U；T-A；G-C；C-G A-U；U-A；G-C；C-G A-U；U-A；G-C；C-G A-T；U-A； G-C；C-G 实例 绝大多数生物 绝大多数生物 几乎所有生物（除病毒外） 以RNA为遗传物质的生物 逆转录病毒，如HIV 重难知识：基因的表达 （3）中心法则各过程的适用范围 ①不同生物遗传信息的传递过程 ②不同细胞中的中心法则途径需根据具体情况进行分析，如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有；但叶肉细胞等高度分化的细胞中无DNA复制途径，只有转录和翻译两条途径；哺乳动物成熟的红细胞中无遗传信息的传递。RNA复制和逆转录只发生在有RNA病毒寄生的细胞中，而在其他生物体内不能发生。 重难知识：基因的表达 典型例题：考点1 密码子 1.（2024·福建）人肠道细胞中载脂蛋白B基因转录后，其mRNA上特定位置的碱基C在相关酶的作用下转变为碱基U，造成该位置相应的密码子变为终止密码子UAA，该终止密码子对应的DNA模板链序列为(   ) A.5'-TTG-3' B.5'-ATT-3' C.5'-GTT-3' D.5'-TTA-3' 答案：A 解析：由题意“人肠道细胞中载脂蛋白B基因转录后，其mRNA上特定位置的碱基C在相关酶的作用下转变为碱基U，造成该位置相应的密码子变为终止密码子UAA”可知，原mRNA这三个碱基序列为CAA，根据碱基互补配对可知，该终止密码子对应的DNA模板链序列为5'-TTG-3'，A正确。 故选:A。 典型例题：考点2 基因的表达 2.（2024年·贵州）如图是某基因编码区部分碱基序列，在体内其指导合成肽链的氨基酸序列为：甲硫氨酸-组氨酸-脯氨酸-赖氨酸……下列叙述正确的是(   ) 注：AUG（起始密码子）：甲硫氨酸    CAU、CNC：组氨酸    CCU：脯氨酸    AAG：赖氨酸     UCC：丝氨酸    UAA（终止密码子） A.①链是转录的模板链，其左侧是5'端，右侧是3'端 B.若在①链5～6号碱基间插入一个碱基G，合成的肽链变长 C.若在①链1号碱基前插入一个碱基G，合成的肽链不变 D.碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同 典型例题：考点2 基因的表达 答案：C 解析：A、转录是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的过程，由于起始密码子是AUG，故①链是转录的模板链，转录时模板链读取的方向是3'→5'，即左侧是3'端，右侧是5'端，A错误； B、在①链5～6号碱基间插入一个碱基G，将会导致终止密码子提前出现，故合成的肽链变短，B错误； C、若在①链1号碱基前插入一个碱基G，在起始密码子之前加了一个碱基，不影响起始密码子和终止密码子之间的序列，故合成的肽链不变，C正确； D、由于mRNA是翻译模板，但由于密码子的简并性，故碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同，D错误。 故选C。 典型例题：考点2 基因的表达 3.（2024·安徽）真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是(    ) 注：各类RNA均为核糖体的组成成分 A.线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶 B.基因的DNA发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响基因表达 C.RNA聚合酶I和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同 D.编码RNA聚合酶I的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁 种类 细胞内定位 转录产物 RNA聚合酶I 核仁 5.8SrENA、18SrFN4、28SrRNA RNA聚合酶II 核质 mRNA RNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5SrRNA 典型例题：考点2 基因的表达 答案：C 解析：A、线粒体和叶绿体中都有DNA，二者均是半自助细胞器，其基因转录时使用各自的RNA聚合酶，A正确； B、基因的DNA发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，从而影响基因的转录，可影响基因表达，B正确； C、由表可知，RNA聚合酶I和Ⅲ的转录产物都有rRNA，但种类不同，说明两种酶识别的启动子序列不同，C错误； D、RNA聚合酶的本质是蛋白质，编码RNA聚合酶I在核仁中，该基因在核内转录、细胞质（核糖体）中翻译，产物最终定位在核仁发挥作用，D正确。 故选C。 重难知识：基因表达与性状的关系 1.基因与性状的关系并非简单的一一对应的线性关系 可以是多个基因决定一个性状，也可以是一个基因与多个性状有关，一个性状可受多个基因影响。 2.生物的性状不仅由基因决定，还受环境条件的影响， 是基因和环境条件共同作用的结果，即表型=基因型+环境条件 3.生物的性状是通过基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间的相互作用来精确控制的。 典型例题：考点 基因表达与性状的关系 人的红细胞呈两面凹的圆饼状。红细胞中的血红蛋白含有4条肽链，分别由11号和16号染色体上多个血红蛋白基因控制，不同发育时期血红蛋白分子的组成有所不同（如下表所示）。下列有关分析错误的是(   ) A.在不同发育时期，人的血红蛋白基因存在选择性表达 B.红细胞的形状是通过基因控制酶的合成间接控制的 C.血红蛋白基因与生物性状之间不是一一对应的线性关系 D.人类镰状细胞贫血与囊性纤维化病的变异类型相同 16号染色体 11号染色体 ε基因 α基因 δ基因 γ基因 β基因 胚胎期 ε2+δ2 胎儿期 α2+γ2 成年期 α2+β2 典型例题：考点 基因表达与性状的关系 答案：B 解析：A、据表分析可知，人在不同发育时期，血红蛋白分子组成不完全相同，这是由于血红蛋白基因选择性表达的结果，A正确； B、正常红细胞的圆饼形状是基因通过控制蛋白质(血红蛋白)的结构直接控制的，B错误； C、多个血红蛋白基因控制合成血红蛋白，说明血红蛋白基因与生物性状之间不是一一对应的线性关系，而是多对一的关系，C正确； D、人类的镰状细胞贫血与囊性纤维化病的致病机理都是基因突变，D正确。 故选B。 1.概念：生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表（现）型发生可遗传变化的现象。 2.主要原因 DNA甲基化：部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达。 组蛋白修饰：构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰。 3.吸烟与人体健康的关系：吸烟会使人体细胞内DNA的甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响。 重难知识：表观遗传 典型例题：考点1 表观遗传 1.DNA甲基化调控主要是通过调节DNA甲基化转移酶（DNMTs）的活性和表达水平而实现的，DNA甲基化可能使抑癌基因无法表达，从而促使癌症的发生和恶化。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型，属于表观遗传。以下有关叙述错误的是(   ) A.DNA的甲基化可在不改变基因碱基序列的前提下实现对基因表达的调控 B.若抑制DNMTs活性，则可能抑制肿瘤细胞增殖，从而发挥抗肿瘤作用 C.构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰不会影响基因的表达 D.外界因素会影响DNA的甲基化水平，如吸烟会使人体细胞内DNA的甲基化水平升高 答案：C 解析：C、甲基化若发生在构成染色体的组蛋白上,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译,进而影响相关性状,C错误。 典型例题：考点2 基因表达的调控 2.选择性剪接是指一个基因的转录产物可通过不同的拼接方式形成不同的mRNA的过程。如图表示鼠的降钙素基因的表达过程，下列叙述错误的是(   ) 注：CGRP表示降钙素基因相关肽；外显子是真核生物基因编码区中编码蛋白质的序列。 A.过程②中，被转运的氨基酸与tRNA的端结合 B.当RNA聚合酶移动到终止密码子时，过程①停止 C.题中鼠降钙素基因表达的调控属于转录后水平的调控 D.相同基因的表达产物不同，这有助于蛋白质多样性的形成 典型例题：考点2 基因表达的调控 答案：B 解析：翻译（即进行过程②）时，tRNA的3'端（-OH）与被转运的氨基酸结合，A正确；分析图示可知，过程①表示转录，过程②表示翻译。转录（即进行过程①）时，DNA双链解开，RNA聚合酶识别并结合启动子，驱动基因转录，移动到终止子时停止转录，B错误；题图基因表达的调控属于转录后水平的调控，C正确；图中降钙素基因可以控制合成降钙素和CGRP，即相同基因的表达产物不同，这有助于蛋白质多样性的形成，D正确。 2.答案：C 方法突破 o1 遗传信息的传递与表达过程中的计算 3．关注3种“计算” (1)牢记双链DNA分子中A＝T，G＝C，并牢记二者依次含2个氢键和3个氢键。 (2)牢记两种“和” ①互补碱基之和即A＋T或G＋C在不同DNA中可不同，但在某一特定DNA中，该值在一条链、在另一条链及在整个DNA分子中为“恒值”。 ②非互补碱基之和之比即(A＋C)/(T＋G)或(A＋G)/(T＋C)，在所有双链DNA中均等于1，无特异性，且该值在两条互补链中互为倒数。 (3)DNA复制时的计算 已知某亲代DNA中含某碱基m个 ①“复制n次”消耗的该碱基数：m·(2n－1)。 ②“第n次复制”消耗的该碱基数：m·2n－1。 [特别提醒] 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.中心法则的相关计算规律 中心法则的相关计算规律在不考虑非编码区和内含子及终止密码的条件下，转录、翻译过程中DNA（基因）碱基数：mRNA碱基数：多肽链氨基酸数＝6∶3∶1。 1.脊髓灰质炎病毒是一种单股正链RNA病毒，如图是该病毒在细胞内增殖的示意图(②③过程遵循碱基互补配对原则)，下列有关叙述正确的是( ) A.过程①中的+RNA上三个相邻的碱基都能决定一个氨基酸 B.过程②与过程③发生碱基互补配对的方式有差异 C.酶X是RNA聚合酶，其合成和发挥作用的场所是细胞核 D.+RNA复制产生子代+RNA的过程，消耗的嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数 典型例题：考点1 中心法则计算规律 典型例题：考点2 基因表达的调控 答案：D解析：密码子是位于mRNA上的三个相邻的碱基，其中的终止密码子一般不决定氨基酸，A错误；过程②与过程③都是以RNA为模板，形成RNA的过程，碱基互补配对的方式相同，B错误；RNA聚合酶催化RNA的形成，酶X是RNA聚合酶，其可在核糖体合成，该过程中发挥作用的场所一般是细胞质，C错误；+RNA复制产生子代+RNA的过程，首先以+RNA为模板形成-RNA，该过程也遵循碱基互补配对原则，然后以-RNA为模板形成+RNA，该过程遵循碱基互补配对原则，最终形成的+RNA和原来的+RNA完全相同，该过程消耗的嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数，D正确。 典型例题：考点2 DNA复制过程中的计算 2.某DNA片段含200个碱基对，其中一条链上的鸟嘌呤和胞嘧啶分别占该链碱基总数的20%和40%。相关叙述正确的是(   ) A.该DNA片段另一条链上的腺嘌呤和胸腺嘧啶均占该链碱基总数的30% B.该DNA片段复制1次，DNA聚合酶催化形成1040个氢键 C.该DNA片段复制第3次需消耗腺嘌呤脱氧核苷酸320个 D.若制作该DNA片段的物理模型，需脱氧核糖和磷酸之间的连接物400个 答案：C 解析：A、题干中未给出该DNA分子某条链的A或T的占比，不能得出每条链的A或T比例，A错误； B、DNA聚合酶催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键，碱基对之间氢键的形成不需要DNA聚合酶的催化，B错误； C、该DNA分子CG碱基对占60%，AT碱基对占40%，即该DNA分子中A和T共160个，复制第3次形成8个DNA分子，相对于第2次复制，需要4倍的A和T，即4×160=640个，需消耗腺嘌呤脱氧核苷酸320个，C正确； D、若制作该DNA片段的物理模型，一条链上199个脱氧核糖需要与两个磷酸之间连接，链接物为199×2=398，只有一个脱氧核糖链接一个磷酸，故一条DNA单链上需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物399个，同理另一条单链上也需要399个链接物，共需要399+399=798个，D错误。 故选：C。 o2 基于DNA复制与细胞分裂中染色体去向考查科学思维 1．从两种细胞分裂方式分析染色体标记情况 (1)有丝分裂中子染色体标记情况分析 ①过程图解(一般只研究一条染色体)： 复制一次(母链标记，培养液不含标记同位素)： 转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期： ②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)减数分裂中子染色体标记情况分析 ①过程图解：减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象，如下图： ②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。 2．通过两次有丝分裂看子细胞中染色体标记情况 这样来看，最后形成的4个子细胞有三种情况：第一种情况是4个细胞都是 第二种情况是2个细胞是 1个细胞是 ，1个细胞是 第三种情况是2个细胞是 另外2个细胞是 1.将全部DNA分子双链经32P标记的雄性动物细胞置于不含32P的培养基中培养。经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞，检测子细胞中的情况，下列推断正确的是(　　) A.若子细胞中的染色体都含32P，则一定进行有丝分裂 B.若子细胞中的染色体不都含32P，则一定进行减数分裂 C.若进行有丝分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1/2 D.若减数分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1 答案：D 解析：若子细胞中的染色体都含32P，说明DNA只复制了一次，连续两次细胞分裂后产生4个子细胞，该细胞进行的是减数分裂，A错误；若进行减数分裂，DNA只复制一次，经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞，因此分裂后产生4个子细胞的染色体都含 32P，B错误；若进行有丝分裂，第一次有丝分裂后，都含有标记，当细胞处于第二次分裂后期时，染色单体随机分开，具有32P标记的染色体也随机进入2个细胞，所以经过连续两次细胞分裂后产生的4个子细胞中，含32P染色体的子细胞有2个或3个或4个，C错误；若进行减数分裂，经过连续两次细胞分裂后产生4个子细胞，说明DNA只复制一次，因此含32P染色体的子细胞比例一定为1，D正确。 典型例题：考点 基于DNA复制与细胞分裂中染色体去向考查科学思维 典型例题：考点 基于DNA复制与细胞分裂中染色体去向考查科学思维 2.将果蝇一个普通的精原细胞放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中，让其进行减数分裂并产生4个精子。取1个精子与正常的无放射性的卵细胞结合形成受精卵，转入无放射性的发育培养液中继续培养。分析此过程，以下说法错误的是(　　) A.减数第一次分裂前期形成的四分体中都含有4个被3H标记的DNA分子 B.这4个精子都含3H，每个精子中被标记的染色体数为4条 C.受精卵第一次有丝分裂后期含3H标记的染色体数为4条 D.受精卵第一次有丝分裂产生的子细胞含3H标记的染色体数都为4条 答案：D 解析：四分体是一对同源染色体配对形成的结构，减数第一次分裂前期形成的四分体中都含有4个被3H标记的DNA分子，A正确；果蝇体细胞含8条染色体，精子中的染色体数目减半，这4个精子都含3H，每个精子中被标记的染色体数为4条，B正确；受精卵含8条染色体，4条被标记，4条未标记，转入无放射性的发育培养液中继续培养，染色体复制后有4条染色单体被标记、4条染色单体未标记，第一次有丝分裂后期染色体数目加倍，含3H标记的染色体数为4条，C正确；有丝分裂后期染色单体分开，分别移向两极，受精卵第一次有丝分裂产生的子细胞含3H标记的染色体数为0～4条，D错误。 thanks $$