第一部分 专题五 微专题1 遗传的分子基础（复习讲义）-【领跑高中】2025年高考生物二轮专题复习学生用书word

该高中生物学高考复习讲义聚焦遗传的分子基础微专题，涵盖遗传物质探究、DNA结构与复制、基因表达、中心法则及表观遗传等核心考点，按“主干知识整合-易错易混辨析-原理阐释-考点突破”逻辑架构知识，通过考点梳理、方法指导、真题训练（含2023-2024年多省高考真题）等环节，帮助学生系统构建知识网络，突破DNA复制计算、基因表达调控等难点。 资料以生命观念（结构与功能观）和科学思维（模型与推理）为统领，创新设计“噬菌体侵染实验标记分析”“miRNA调控机制建模”等教学活动，通过易错点精准辨析（如DNA复制酶作用、转录起点问题）和分层真题演练，强化学生逻辑推理与实验分析能力，为教师提供高效复习框架，助力学生短时间内提升遗传模块应考能力。

微专题1　遗传的分子基础 主｜干｜知｜识｜整｜合 1.遗传物质探究历程的“两标记”和“三结论” （1）噬菌体侵染细菌实验中的两次标记的目的不同 （2）遗传物质发现的三个实验结论 ①格里菲思的体内转化实验的结论：已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。 ②艾弗里的体外转化实验的结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质。 ③噬菌体侵染细菌实验的结论：DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质。 提醒：T2噬菌体在大肠杆菌内增殖的条件 ①模板：进入大肠杆菌体内的噬菌体的DNA；②合成噬菌体的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸和氨基酸；③场所：大肠杆菌的核糖体。 2.DNA的结构 （1）理清DNA结构的两种关系和两种化学键 （2）双链DNA的碱基之间的关系 ①双链DNA分子中常用公式：A＝T、C＝G、A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G。 ②“单链中互补碱基之和”占该链碱基数比例＝“双链中互补碱基之和”占双链总碱基数比例。 ③某单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.图解遗传信息的传递和表达 （1）DNA分子复制（以真核细胞为例）：DNA→DNA。 （2）转录：DNA→RNA。 （3）翻译：　　　　　→蛋白质。 ①模型一 ②模型二 提醒：①原核细胞中边转录边翻译，真核细胞中核基因先在细胞核中转录，后在细胞质中的核糖体上完成翻译过程。 ②起点问题：在一个细胞周期中，DNA复制一次，每个复制起点只起始一次；而在一个细胞周期中，基因可多次转录，因此转录起点可多次起始。 ③范围问题：DNA复制时，是以整个DNA分子为单位进行的，产生两个相同的子代DNA分子。转录时，是以基因为单位进行的，产生一段RNA，该RNA分子的长度远小于DNA分子。 4.中心法则与遗传信息的传递类型 5.基因与性状的关系 （1）基因控制性状的途径 （2）表观遗传 易｜错｜易｜混｜辨｜析 1.判断下列有关遗传物质探索实验叙述的正误 （1）（2024·甘肃卷）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。（　　） （2）（2024·甘肃卷）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。（　　） （3）（2022·广东卷）赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质。（　　） （4）（2024·甘肃卷）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。（　　） 2.判断下列有关DNA结构与复制叙述的正误 （1）（2022·重庆卷）DNA半保留复制是以DNA双螺旋结构模型为理论基础的。（　　） （2）（2023·广东卷）线粒体DNA复制时可能发生突变。（　　） （3）（2022·河北卷）双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径。（　　） （4）（2024·河北卷）DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链。（　　） （5）（2024·河北卷）DNA复制时，解旋酶使DNA双链由5'端向3'端解旋。（　　） 3.判断下列有关基因表达叙述的正误 （1）（2022·河北卷）RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键。（　　） （2）（2022·河北卷）在解旋酶协助下，RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNA。（　　） （3）（2024·河北卷）复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开。（　　） （4）（2021·河北卷）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。（　　） （5）结合在同一条mRNA上的核糖体，最终合成的肽链在结构上各不相同。（　　） （6）DNA甲基化不会导致基因碱基序列的改变，但会改变性状。（　　） 原｜因｜原｜理｜阐｜释 1.将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其侵染无标记大肠杆菌，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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 2.若某研究小组计划利用放射性同位素标记法探究甲流病毒的遗传物质是DNA还是RNA，请简述该实验的设计思路：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 3.人体不同组织细胞的相同DNA分子，进行转录过程时启动的起始点　　　　　　　（填“都相同”“都不同”或“不完全相同”），其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 4.原核生物的拟核基因表达速率往往比真核生物的核基因表达的速率要快很多，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 5.在一个蜂群中，少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而大多数幼虫以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团，DNA被甲基化后会干扰RNA聚合酶的识别。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。据此研究，解释蜜蜂幼虫因食物不同而发育不同的原因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 突破点　基因的表达与调控 基因结构与基因表达的调控 （2023·广东高考17题）放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制见下图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。 回答下列问题： （1）放射刺激心肌细胞产生的　　　　会攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。 （2）前体mRNA是通过　　　　酶以DNA的一条链为模板合成的，可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对　　　　的竞争性结合，调节基因表达。 （3）据图分析，miRNA表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 1.基因的结构 2.真核生物基因表达的调控 （1）转录后水平的调控（以选择性剪接为例） 转录后产生的mRNA前体可按照不同的方式剪接，产生两种或两种以上的成熟mRNA，进而产生多种蛋白质，即一个基因在转录后通过mRNA前体的剪接加工后可以控制多种蛋白质的合成。 （2）翻译水平的调控（以RNA干扰为例） RNA干扰（RNAi）是由小分子RNA介导的一种抑制特殊基因表达的现象。干扰RNA包括小干扰RNA（siRNA）和微小RNA（miRNA），这两类干扰RNA都是短的双链RNA，可导致mRNA降解或抑制翻译的进行，如图所示： 1.（2024·浙江杭州模拟）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，下列叙述正确的是（　　） A.当RNA聚合酶移动到终止密码子时，过程①停止 B.过程②中，被转运的氨基酸与tRNA的5'端结合 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.一种基因表达只能得到一种相同的产物 2.（2024·黑龙江一模）miRNA是一类由内源基因编码的长度为19～25个核苷酸的非编码单链小分子RNA。它主要通过与一个或多个靶mRNA的3'端完全或不完全地互补结合，使mRNA降解或抑制mRNA翻译，从而发挥其转录后的调控功能。下列有关叙述，正确的是（　　） A.miRNA会使靶基因表达产物的量减少 B.miRNA与靶mRNA结合的过程中存在A与T的配对 C.miRNA直接作为翻译的模板 D.miRNA内的嘌呤数一定等于靶mRNA内的嘧啶数 表观遗传与遗传印记 1.（2024·吉林高考9题）下图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是（　　） A.酶E的作用是催化DNA复制 B.甲基是DNA半保留复制的原料之一 C.环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素 D.DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型 2.（2023·山东高考7题）某种XY型性别决定的二倍体动物，其控制毛色的等位基因G、g只位于X染色体上，仅G表达时为黑色，仅g表达时为灰色，二者均不表达时为白色。受表观遗传的影响，G、g来自父本时才表达，来自母本时不表达。某雄性与杂合子雌性个体为亲本杂交，获得4只基因型互不相同的F1。亲本与F1组成的群体中，黑色个体所占比例不可能是（　　） A.2/3　 　B.1/2 C.1/3　 　D.0 1.表观遗传的主要类型 （1）DNA的甲基化与基因表达 （2）组蛋白的甲基化和乙酰化 组蛋白是组成染色质的主要蛋白，组蛋白的乙酰化和甲基化修饰影响染色质的结构和基因表达。组蛋白中赖氨酸乙酰化有利于基因表达，而组蛋白不同部位的精氨酸或赖氨酸甲基化可能促进或抑制基因表达。 2.遗传印记与性状遗传 遗传印记是因亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象，DNA甲基化是遗传印记的重要方式之一。印记是在配子发生和个体发育过程中获得的，在下一代配子形成时印记重建。如图为遗传印记对转基因鼠的Igf2基因（存在有功能型A和无功能型a两种基因）表达和传递影响的示意图，被甲基化的基因不能表达。 3.（2024·湖北武汉二模）组蛋白是染色体的基本结构蛋白。组蛋白乙酰转移酶能将乙酰辅酶A的乙酰基转移到组蛋白赖氨酸残基上，削弱组蛋白与DNA的结合，使DNA解旋，影响基因表达，进而对表型产生影响。这种组蛋白乙酰化可以遗传给后代，使后代出现同样表型。下列叙述错误的是（　　） A.组蛋白在细胞周期的分裂间期合成 B.组蛋白在核糖体上合成后通过核孔转移到核内 C.组蛋白乙酰化和DNA甲基化均抑制基因表达 D.组蛋白乙酰化是引起表观遗传的原因之一 4.某种小鼠体内的A基因能控制蛋白X的合成，a基因则不能。蛋白X是小鼠正常发育所必需，缺乏时表现为侏儒鼠。如图，A基因的表达受A基因上游一段DNA序列（P序列）的调控：P序列甲基化后，A基因不能表达；P序列非甲基化时，A基因正常表达。P序列在精子中是非甲基化的，传给子代后能正常表达，在卵细胞中是甲基化的，传给子代后不能表达。下列说法错误的是（　　） A.基因型为AAa的三体小鼠，可能是侏儒鼠，也可能是正常鼠 B.侏儒鼠与侏儒鼠交配，子代可能出现正常鼠 C.P序列的甲基化，影响了DNA聚合酶与DNA的结合，导致基因不能正常表达 D.甲基化除了可以发生在DNA中，还能发生在染色体的组蛋白中 5.（2024·山东济宁三模）小鼠A基因编码某种生长因子，缺乏时个体矮小。某一性别的小鼠形成配子时A基因甲基化，另一性别的小鼠形成配子时A基因去甲基化，从而使子代产生不同表型。某鼠群中雌雄均有矮小个体和正常个体，现以1对雌雄小鼠为研究对象，正常小鼠为母本、矮小小鼠为父本进行多次杂交实验，子代中矮小小鼠皆为雄性，正常小鼠皆为雌性。下列分析错误的是（　　） A.基因A、a可能位于性染色体上 B.亲本正常小鼠的父本表型可能为矮小小鼠 C.甲基化的A基因碱基序列改变，不能表达 D.亲本矮小小鼠产生的A精子和a精子数量相等 提示：完成课后作业　第一部分　专题五　微专题1 8 / 8 学科网（北京）股份有限公司 $ 微专题1　遗传的分子基础 【必备知识·自主落实】 主干知识整合 1.（1）大肠杆菌　T2噬菌体 2.（1）①2　②“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”　氢键　 ③两个脱氧核苷酸 3.（1）􀀁DNA聚合酸　􀀂解旋酶　􀀃减数分裂　􀀄四种脱氧核苷酸 （3）mRNA　①􀀁tRNA　􀀂mRNA　􀀃甲硫氨酸　􀀄终止密码子　􀀅核糖体　②mRNA、核糖体、多肽链　多肽链的长短　模板mRNA 易错易混辨析 1.（1）×　（2）×　（3）√　（4）√ 2.（1）√　（2）√　（3）√　（4）×　（5）× 3.（1）√　（2）×　（3）×　（4）√　（5）×　（6）√ 原因原理阐释 1.提示：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个噬菌体中只有2个噬菌体带标记 2.提示：用含同位素标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸为原料分别培养活细胞，再用上述标记的两种细胞培养该病毒，一段时间后分别检测子代病毒中是否出现放射性 3.提示：不完全相同　不同组织细胞中基因进行选择性表达 4.提示：原核生物基因表达时转录和翻译可以同步进行，真核生物基因表达时先在细胞核中转录，转录完成的mRNA再在细胞质中完成翻译过程 5.提示：蜜蜂的幼虫以花粉和花蜜为食，使DNMT3基因表达，DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，造成一些基因被甲基化而不能表达，发育成了工蜂；蜜蜂的幼虫以蜂王浆为食，DNMT3基因不表达，从而使一些基因正常表达而发育成蜂王 【命题前沿·深化拓展】 突破点 命题点1 典例引导 　（1）自由基　（2）RNA聚合　miRNA　（3）P蛋白能抑制细胞凋亡，miRNA表达量升高，与P基因的mRNA结合并将其降解的概率上升，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡　（4）可通过增大细胞内circRNA的含量，靶向结合miRNA使其不能与P基因的mRNA结合，从而提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡 解析：（1）细胞衰老的自由基学说认为：自由基产生后，即攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。最为严重的是，当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时，产物同样是自由基。因此放射刺激心肌细胞产生的自由基会攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。（2）前体mRNA是通过转录形成的，转录是在RNA聚合酶的催化下，以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。据图可知，P基因mRNA可通过翻译过程合成P蛋白，P蛋白可抑制细胞凋亡。miRNA可以和P基因mRNA结合，导致P基因mRNA的翻译过程受阻，P蛋白合成减少，从而促进细胞凋亡。circRNA可以和miRNA结合，使miRNA不能和P基因mRNA结合，导致P蛋白合成增多，从而抑制细胞凋亡。可见，circRNA和mRNA在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合，调节基因表达。（3）P蛋白能抑制细胞凋亡，当miRNA表达量升高时，大量的miRNA与P基因的mRNA结合，并将P基因的mRNA降解，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡。（4）根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，还能通过增大细胞内circRNA的含量，靶向结合miRNA，使其不能与P基因的mRNA结合，从而提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡。 针对练习 1.C　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，而终止密码子位于mRNA上，A错误；一种tRNA只能转运一种氨基酸，特定的tRNA分子与特定的氨基酸相连，翻译（即进行过程②）时，tRNA的3'端（—OH）与被转运的氨基酸结合，B错误；题图基因表达的调控属于转录后将mRNA进行不同修饰，从而形成不同的蛋白质，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错误。 2.A　miRNA通过与一个或多个靶mRNA的3'端完全或不完全地互补结合，使mRNA降解或抑制mRNA翻译，A正确；miRNA识别靶mRNA时的碱基配对方式，为A—U、U—A、G—C、C—G，B错误；mRNA是翻译的模板，而miRNA能识别靶mRNA，不是直接作为翻译的模板，C错误；miRNA通过与一个或多个靶mRNA的3'端完全或不完全地互补结合，因此miRNA内的嘌呤数不一定等于靶mRNA内的嘧啶数，D错误。 命题点2 典例引导 1.C　据DNA半保留复制和甲基化修饰过程可知，酶E的作用是催化DNA发生甲基化，A错误；DNA半保留复制的原料是脱氧核苷酸，B错误；据题干“50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大”推测，环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素，C正确；DNA甲基化不改变碱基序列，但可能会影响基因表达，进而对生物个体表型产生影响，D错误。 2.A　G、g只位于X染色体上，则该雄性基因型可能是XGY或XgY，杂合子雌性基因型为XGXg。若该雄性基因型为XGY，与XGXg杂交产生的F1基因型分别为XGXG、XGXg、XGY、XgY，在亲本与F1组成的群体中，父本XGY的G基因来自其母亲，因此G不表达，该父本表现为白色；当母本XGXg的G基因来自其母亲，g基因来自其父亲时，该母本的g基因表达，表现为灰色，当母本XGXg的g基因来自其母亲，G基因来自其父亲时，该母本的G基因表达，表现为黑色，因此母本表型可能为灰色或黑色；F1中基因型为XGXG的个体必定有一个G基因来自父本，G基因可以表达，因此F1中的XGXG表现为黑色；XGXg个体中G基因来自父本，g基因来自母本，因此G基因表达，g基因不表达，该个体表现为黑色；XGY的G基因来自母本，G基因不表达，因此该个体表现为白色；XgY个体的g基因来自母本，因此g基因不表达，该个体表现为白色，综上所述，在亲本杂交组合为XGY和XGXg的情况下，F1中的XGXG、XGXg一定表现为黑色，当母本XGXg也表现为黑色时，该群体中黑色个体比例为3/6，即1/2；当母本XGXg表现为灰色时，黑色个体比例为2/6，即1/3。若该雄性基因型为XgY，与XGXg杂交产生的F1基因型分别为XGXg、XgXg、XGY、XgY，在亲本与F1组成的群体中，父本XgY的g基因来自其母亲，因此不表达，该父本表现为白色；根据上面的分析可知，母本XGXg依然可能为灰色或黑色；F1中基因型为XGXg的个体G基因来自母本，g基因来自父本，因此g基因表达，G基因不表达，该个体表现为灰色；XgXg个体的两个g基因必定有一个来自父本，g基因可以表达，因此该个体表现为灰色；XGY的G基因来自母本，G基因不表达，因此该个体表现为白色；XgY个体的g基因来自母本，因此g基因不表达，该个体表现为白色，综上所述，在亲本杂交组合为XgY和XGXg的情况下，F1中所有个体都不表现为黑色，当母本XGXg为灰色时，该群体中黑色个体比例为0，当母本XGXg为黑色时，该群体中黑色个体比例为1/6。综合上述两种情况可知，B、C、D不符合题意，A符合题意。 针对练习 3.C　组蛋白是染色体的基本结构蛋白，组蛋白的合成和DNA的复制发生在细胞周期的分裂间期，A正确；蛋白质的合成场所为核糖体，由于组蛋白是染色体的基本结构蛋白（生物大分子），染色体位于细胞核中，故组蛋白在核糖体上合成后通过核孔转移到核内，B正确；结合题干“组蛋白乙酰转移酶能将乙酰辅酶A的乙酰基转移到组蛋白赖氨酸残基上，削弱组蛋白与DNA的结合，使DNA解旋”可知组蛋白乙酰化可促进DNA的解旋从而促进基因表达，C错误；结合题干“使DNA解旋，影响基因表达，进而对表型产生影响。这种组蛋白乙酰化可以遗传给后代，使后代出现同样表型”，可知组蛋白乙酰化是引起表观遗传的原因之一，D正确。 4.C　基因型为AAa的三体小鼠，可能是侏儒鼠，也可能是正常鼠，因为其中的A基因可能来自父方，也可能来自母方，A正确；侏儒鼠细胞中可能含有来自母本卵细胞的基因，因此，侏儒鼠与侏儒鼠交配，子代不一定是侏儒鼠，因为侏儒鼠可能产生含有A基因的精子，则该精子参与受精产生的后代不表现侏儒，B正确；P序列的甲基化，影响了RNA聚合酶与DNA的结合，导致基因不能正常表达，C错误；甲基化除了可以发生在DNA中，还能发生在染色体的组蛋白中，进而使表型和基因的表达发生可遗传的改变，D正确。 5.C　子代中矮小小鼠皆为雄性，正常小鼠皆为雌性，说明矮小和正常的遗传与性别有关，由此推测基因A、a可能位于性染色体上，A正确；子代中矮小小鼠皆为雄性，正常小鼠皆为雌性，说明雌性小鼠形成配子时A基因甲基化，雄性小鼠形成配子时A基因去甲基化，亲本正常小鼠的父本表型可能为矮小小鼠，B正确；甲基化的A基因碱基序列不发生改变，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响，C错误；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代，因此亲本矮小小鼠产生的A精子和a精子数量相等，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $