3.4 基因通常是有遗传效应的DNA片段&专题2 DNA复制过程中的几个疑点问题-【重难点手册】2025-2026学年高中生物必修第二册（人教版）

第3章基因的本质通 第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段 重点和难点 课标要求 重点：①基因通常是有遗传效应的DNA片段； 1.清楚基因与DNA的关系。 ②DNA的多样性和特异性。 2.了解DNA片段中的遗传信息。 难点：脱氧核苷酸序列与遗传信息多样性的关系。 贵必备知识梳理 mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm 基础梳理 ----==------一-=--2--==-- 识记点(1基因与DNA的关系 分析教材资料，得出结论：→结论的得出，应根据研究目的进行 识记点答案 资料1说明基因是DNA上的片段，① ,而是 【识记点1】 由碱基序列将其分隔开的。 ①不是连续分布在DNA 资料2说明② 基因是有遗传效应的DNA 上的；②基因是遗传物质的结构 片段。 和功能的基本单位：③基因是 资料3说明③ DNA,但DNA不一定是基因。 识记点②DNA片段中的遗传信息 【识记点2】 ①4种碱基：②碱基的排列 1.DNA片段中的遗传信息 顺序；③特定的碱基排列顺序： (1)遗传信息：DNA分子中的① 的排列顺序。 ④物质基础。 (2)特点： 多样性：② 的千变万化。 特异性：每一个DNA分子有③ 拓思维回 稳定性：DNA分子的结构较稳定。 以基因为核心的概念 2.DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的 染色休染色休是D八A的主要找休 ④ 何条染色体含有1个或2个 重难拓展 DNA分子 DNA DNA是主要的遗传物质 重难点①基因与DNA有怎样的关系 每个1DNA分子上有很多 个基因 1.资料分析—逻辑推理 甚因 基闪通常是有遗传效应的 DNA片段 将教材中“思考·讨论”进行整理，如图所示。 ◆拓思维道 每个甚因中含有成白上千 个脱氧核苷酸 资料1一 计算所有基因碱基对总数 基囚中抗氧该甘酸的排列 的比例，进一步明确基因 基因是DNA 核苷酸 训序蕴藏着遗传信心 资料3- 碱基对总数占DNA碱基对 分子的片段 基因通常是有 总数的比例很小 遗传效应的 DNA片段 资料2-基因具有特定的遗传效应 基因具有 遗传效应 确定串实 分析判断 逻辑推理 得出结论 97 用 重难点手册高中生物学必修2遗传与进化RJ 2.基因与DNA的关系 防易错⊙ (I)数量关系：①每个DNA分子上有许多基因；②所有基因 原核生物、真核生物DNA 中的基因比例 的碱基总数小于DNA分子的碱基总数，即DNA分子上只有部分 原核生物DNA分子中，构 碱基参与基因的组成。 防易错 成基因的片段占DNA分子总 长度的比例明显高于真核生物 (2)功能关系：基因通常是有遗传效应的DNA片段。 DNA分子中的该比例，说明真 例①下列关于真核生物体内基因、DNA、染色体三个概念的 核生物遗传物质的作用机制可 能更为复杂。 关系图中，正确的是( 拓思维回 碱基排列顺序与基因多样性 染色体 星因DNA染色体 (1)假设3个碱基对组成一 DNA 染色体 基内 个基因，那么理论上可以排列出 多少种基因？43=64种」 B C 0 (2)假设10个碱基对组成 解析真核生物体中，基因是有遗传效应的DNA片段，故DNA与基因 一个基因呢？40=1048576种。 (3)假设1000个碱基对组 之间为包含关系；真核细胞的DNA主要分布于细胞核中的染色体上，此外 成一个基因呢？410种。 细胞质中也有少量DNA分布，故DNA与染色体为交集关系。A、C、D错 敲黑板⊙ 误，B正确。 DNA分子特异性的应用 答案B (1)利用DNA指纹技术进 行DNA指纹鉴定。因为每个 重难点②DNA片段中的遗传信息 人的DNA都具有特定的碱基 排列顺序，故每个人的DNA指 1.遗传信息 纹图都是独一无二的。 DNA分子中4种碱基的排列顺序中蕴藏着遗传信息。 (2)用于刑事侦破、尸体鉴 定，亲子鉴定、亲缘关系远近的 2.特点 判断等。 DNA分子的多样性：碱基排列顺序的千变万化（针对不同 拓视野。 DNA分子而言)。◆拓思维0 基因组与基因测序 DNA分子的特异性：碱基的特定排列顺序（针对每一个DNA (1)基因组是指生物体或细 分子而言)。◆敲黑板 胞中一套完整的遗传信息的总 和，即所有DNA分子或RNA 3.与生物多样性和特异性的关系 分子(RNA病毒)。其中真核生 物的细胞核基因组由一套完整 DNA分子的多样性和特异性是生物多样性和特异性的物质 的单倍染色体DNA组成。对 基础。 于有性染色体的生物而言，基因 组包括这种生物每对常染色体 脱氧核苷酸排列顺序 中的1条以及两种形态的性染色 体（比如人类基因组包括22条 基因的多样性 基因的特异性 常染色体十X染色体十Y染色 生物多样性 生物特异性 体)的全部DNA;对于没有性染 色体的生物而言，其基因组包括 生态系统多样性 一个染色体组的全部DNA。 修拓视野) (2)基因测序是一种新型基 例2下列有关DNA多样性的叙述，正确的是( )。 因检测技术，能够从血液或唾液 中分析测定基因全序列，从而锁 A.DNA分子具有多样性的原因是DNA分子空间结构千变 定个人病变基因，做好预防和 万化 治疗」 目前基因测序已用于遗传 B.含有200个碱基的DNA分子，碱基对可能的排列方式有 98 第3章基因的本质 420种 病的筛查。采集孕妇的外周血， 通过对血液中游离的DNA(包 C.DNA分子的多样性和特异性是生物多样性和特异性的物 括胎儿游离的DNA)进行测序， 质基础 并对测序结果进行生物学分析， 可鉴定出胎儿是否患有染色体 D.DNA分子的多样性是指一个DNA分子上有很多个基因 数目异常的疾病，包括常见的 解析DNA分子的多样性是指DNA分子中碱基对的排列顺序多种多 21-三体综合征（唐氏综合征）、 18三体综合征（爱德华氏综合 样，DNA分子的多样性和特异性是生物多样性和特异性的物质基础。含有 征)和l3-三体综合征(Patau综 200个碱基的DNA分子中，碱基对可能的排列方式有410种。 合征)。 答案C 关键能力提升 MIIIIIIMIIMIIMAMIIIIIIMMIIMIMI 题型方法 类办法中有m种不同的方法，那么完成这件事共！ 题型(1 应用数学模型分析遗传信息 有N=m1十m2十m3十…十mn种不同的方法。 的多样性 (2)分步乘法原理：做一件事，完成它需要分成 例①在自然人群中，发现决定Rh血型的 n步，做第一步有1种不同的方法，做第二步有 :m2种不同的方法，依此类推，做第n步有mm种不 基因座上共有18个基因，但对于每个人而言， 同的方法，那么完成这件事共有N=m1×m2× 只有其中的两个基因成员，则人类的Rh血型 m3X…Xmm种不同的方法 有 种基因型。 (3)等差数列求和公式： 解析由题意知，Rh血型由18个复等位基因控 Sn=a1十an)n 制，但每个人只拥有其中的两个基因。若以A、B、 =a1十nn2Dd(其中a 2 C、…、R等18个字母代表18个复等位基因，A可与 !为首项，am为末项，n为项数，d为公差)。 后面的17个基因中的任意一个组成一种杂合基因 跟踪练①(2025·福建高三开学考试)从 型，共有17种组合。B可与后面的16个基因中的任 意一个组成一种杂合基因型，共有16种组合。依此 发热病人的痰液中分离到的核酸分子经X处 类推，共有17+16+15+…+2+1种杂合基因型。 理后得到两条单链一(a)…AAGC…TACC 且由于每种基因自身可组成一种纯合基因型，共计 …;(3)…AGAC…CUAC…。经分析，a、3是两 18种，所以，对于18种复等位基因，每两个一起可决定 种病原体的核酸（其中一种来自肺炎链球菌）， 的基因型有1+2+3十…+17+18种，根据等差数列求 已知B不是tRNA或rRNA。假定a、B两条单 和公式S,=m,十n(n-。 d(a1为首项，n为项数，d 2 链的某片段（记作I)长度均为100个碱基，且碱 为公差)可得S6=18X1十18X(18-1) 基数量之比均为A：T(或U):G:C=1:2: ×1=171种。 3:4。下列叙述错误的是()。 答案171。 A.上述X处理可能是加热或使用解旋酶 名师支招 B.I中嘌呤碱基与嘧啶碱基数之比与其 运用数学原理解决遗传类问题 互补链相同 运用数学方法解决生物学问题，可借助加法定 律和乘法定律等来进行。 C.若α和B均来自细菌，则两者I片段对 (1)分类加法原理：做一件事，完成它可以有n 应基因的稳定性相当 类办法，在第一类办法中有1种不同的方法，在第 D.从病人的痰液中分离的核酸分子上有 二类办法中有m2种不同的方法，依此类推，在第n 遗传效应的片段可能含有核糖 99 重难点手册高中生物学必修2遗传与进化RJ 专题2DNA复制过程中的儿个疑点问题 1.引物的作用 成新的H链片段，当H链合成2/3时，新的I 在DNA复制过程中，为什么需要先引入 链以类似于新的H链的合成方式开始合成，示 RNA引物而后又将其替换呢？这是因为 意图如下。下列关于线粒体DNA的说法错误 DNA聚合酶缺乏从头合成DNA单链的能力， 的是( 为了启动子链的合成过程，只能依靠引物酶 TI链 子链1 (一种RNA聚合酶)来合成一段RNA短片段 作为引物，供DNA聚合酶在其3'端继续延伸 复制 复制 起点 起点1 DNA单链。最终，RNA会被DNA单链替换， 完成DNA的复制，形成两个完全相同的子代 复制 复制 、子链2 起点2 起点2 DNA分子。如今，人们在体外模拟了DNA复 A.DNA内、外环的复制是不同步的，但子 制过程，即PCR技术，用以在短时间内得到大 链都是从5'端向3'端延伸 量的特定DNA片段拷贝。在该技术中，人们 B.线粒体DNA分子不复制时双链平行， 可以直接加入DNA单链小片段，供DNA聚合 所以并非双螺旋结构 酶作为引物。 C.DNA复制时可能还需要RNA聚合酶 2.DNA复制的起点和方向 和DNA连接酶 科学家在电镜下观察正在复制的DNA分 D.该DNA分子连续复制2次共需要6个 子，并绘制出DNA复制的示意图。发现在大 RNA引物 多数生物体内，DNA复制的方向都是双向的。 解析DNA聚合酶从引物的3'端开始连接脱氧 不同的是，原核生物通常是单个复制起点，而 核苷酸，故子链的延伸方向都是从5端→3'端，A正 真核生物染色体的DNA可以在多个复制起点 确；线粒体DNA分子不复制时双链反向平行，也符合 先后开始双向复制（如下图），这也实现了真核 双螺旋结构，B错误；由题意可知，DNA的复制需要先 生物庞大基因组的高效复制。 以L链为模板，合成一段RNA引物，RNA的合成需 DNA 复制起点厂前导链 聚合酶 要RNA聚合酶催化，最先合成的一段RNA引物最 解旋酶 后会被切去，产生切口的部位需要DNA连接酶连接， 3 5 所以DNA复制可能需要RNA聚合酶和DNA连接 复制起点 滞后链 酶，C正确；由题意和图示可知，该DNA分子连续复 例1(2025·湖南二模)真核生物 制n次，最终形成2”个环状DNA分子，共2+中条单 线粒体基质内的DNA是双链闭合环 链，由于DNA复制是半保留复制，需新合成2”+中一2条 状分子，外环为H链，内环为L链。其 单链，共需要2+1一2个引物，故连续复制2次需要 复制的大体过程为：先以L链为模板，合成一2+1一2=6个引物，D正确。 段RNA引物，然后在DNA聚合酶的作用下合 答案B 100重难点手册高中生物学必修2遗传与进化R 结果A、B、C、D可知，DNA分子的复制方式为半保 基因的稳定性相当，C正确。依题意知，从发热病 留复制，结果C和D都是放在4N培养基中培养， 人痰液中分离到的核酸分子经X处理后得到的3 即DNA分子复制所需的原料含4N,因此在C和 链含U,说明该链是RNA链，发热病人可能感染了 D的DNA中，含14N的DNA分子所占比例均为1 RNA病毒，则B链可能是该RNA病毒的核酸， (即100%)，D正确。] RNA病毒的基因是有遗传效应的RNA片段， [跟踪练2]A[人成熟的红细胞不会分裂，细胞核 RNA含有核糖，D正确。] 也退化消失，不会进行DNA复制，因此观察不到复 第4章基因的表达 制泡的存在，A正确；线粒体、叶绿体中也可以进行 第1节基因指导蛋白质的合成 DNA复制，不一定是在间期，B错误；复制泡的形成 [跟踪练1]ABD[根据半保留复制可知，题图1所 即DNA的复制，需要解旋酶解开双螺旋，也需要 示的DNA经复制后有半数子代DNA含该损伤导 DNA聚合酶将脱氧核苷酸连接成DNA长链，C错 致的突变基因，A正确；由题意可知，题图1所示损 误；DNA复制场主要在细胞核中，也可以在线粒 伤较小，RNA聚合酶经过损伤位点时，腺嘌呤核糖 体、叶绿体中，D错误。] 核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA,因为密码子存 跟踪练3]B[根据题意可知，亲代DNA分子双 在简并性，mRNA掺入腺嘌呤脱氧核苷酸之后，不 链用3H标记，由于DNA分子为半保留复制，因此 同的密码子可能决定相同的氨基酸，B正确：转录时 亲代细胞中染色体经过复制后两条姐妹染色单体 均有标记，如题图a;第一次有丝分裂结束后产生的 mRNA是由5'端到3'端进行合成的，是沿着模板 子细胞中每条染色体上的DNA分子均有一条链被 链的3'端到5'端进行的，C错误；由mRNA的合成 标记，该细胞再经过一次DNA复制，一条染色体上 方向可知，题图2中上侧为模板链，m是3'端，n是 的两条染色单体只有一条有标记，如题图b,因此第 5'端，切除后DNA聚合酶会以下侧链为模板，根据 二次有丝分裂中期，一个细胞中有12条染色体，每 DNA聚合酶合成子链方向可知，修复是从n向m 条染色体都有一条染色单体被标记，即12个b。故 进行的，D正确。] B正确。] [跟踪练2]B[根据题图可知，D基因编码152个 第4节基因通常是有遗传效应的DNA片段 氨基酸，但D基因上包含终止密码子对应序列，故 [跟踪练1]B[依题意知，核酸分子经X处理后得 应包含459个碱基，A错误；根据题图可知，E基 到两条单链，加热可以使双链解旋成单链，解旋酶 因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列是 也可以使双链解旋成单链，故X处理可能是加热或 5'-GTACGC-3',根据DNA分子两条链反向平行可 使用解旋酶，A正确。I中A:T(或U):G:C= 知，其互补DNA序列是5'GCGTAC3',B正确； 1:2:3:4,由于A与T或U配对，G与C配对， DNA的基本单位是脱氧核糖核酸，噬菌体ΦX174 故I中嘌呤碱基与嘧啶碱基数之比与其互补链互 的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核 为倒数，B错误。若α链和B链均来自细菌，α链含 苷酸，C错误；E基因和D基因的编码区序列存在 T,应来自细菌的DNA;B链含U,应来自细菌的 部分重叠，但重叠序列编码的氨基酸序列不相同， mRNA(3链不是tRNA或rRNA)。又a链和B链 D错误。] 长度相等，且两者I片段中的G与C的含量相等， 第2节基因表达与性状的关系 则两者I片段对应基因长度相等且所含G与C含： [跟踪练1]C[引入缺陷基因cs-6,只是干扰了 量相等，故两者I片段对应基因含氢键数量相等， 父系线粒体的清除过程，并未改变线粒体DNA自 214