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

甜重难点手册高中生物学必修2遗传与进化RJ, 结果A、B、C、D可知，DNA分子的复制方式为半保 留复制，结果C和D都是放在4N培养基中培养， 即DNA分子复制所需的原料含14N,因此在C和 D的DNA中，含14N的DNA分子所占比例均为1 (即100%)，D正确。] [跟踪练2]A[人成熟的红细胞不会分裂，细胞核 也退化消失，不会进行DNA复制，因此观察不到复 制泡的存在，A正确；线粒体、叶绿体中也可以进行 DNA复制，不一定是在间期，B错误；复制泡的形成 即DNA的复制，需要解旋酶解开双螺旋，也需要 DNA聚合酶将脱氧核苷酸连接成DNA长链，C错 误；DNA复制场所主要在细胞核中，也可以在线粒 体、叶绿体中，D错误。] [跟踪练3]B[根据题意可知，亲代DNA分子双 链用3H标记，由于DNA分子为半保留复制，因此 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 子细胞中每条染色体上的DNA分子均有一条链被 标记，该细胞再经过一次DNA复制，一条染色体上 的两条染色单体只有一条有标记，如题图b,因此第 二次有丝分裂中期，一个细胞中有12条染色体，每 条染色体都有一条染色单体被标记，即12个b。故 B正确。] 第4节基因通常是有遗传效应的DNA片段 [跟踪练1]B[依题意知，核酸分子经X处理后得 到两条单链，加热可以使双链解旋成单链，解旋酶 也可以使双链解旋成单链，故X处理可能是加热或 使用解旋酶，A正确。I中A:T(或U):G:C= 1:2:3:4,由于A与T或U配对，G与C配对， 故I中嘌呤碱基与嘧啶碱基数之比与其互补链互 为倒数，B错误。若α链和B链均来自细菌，α链含 T,应来自细菌的DNA;B链含U,应来自细菌的 mRNA(3链不是tRNA或rRNA)。又a链和3链 长度相等，且两者I片段中的G与C的含量相等， 则两者I片段对应基因长度相等且所含G与C含 量相等，故两者I片段对应基因含氢键数量相等， 214 基因的稳定性相当，C正确。依题意知，从发热病 人痰液中分离到的核酸分子经X处理后得到的β 链含U,说明该链是RNA链，发热病人可能感染了 RNA病毒，则B链可能是该RNA病毒的核酸， RNA病毒的基因是有遗传效应的RNA片段， RNA含有核糖，D正确。] 第4章基因的表达 第1节基因指导蛋白质的合成 [跟踪练1]ABD[根据半保留复制可知，题图1所 示的DNA经复制后有半数子代DNA含该损伤导 致的突变基因，A正确；由题意可知，题图1所示损 伤较小，RNA聚合酶经过损伤位点时，腺嘌呤核糖 核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA,因为密码子存 在简并性，RNA掺入腺嘌呤脱氧核苷酸之后，不 同的密码子可能决定相同的氨基酸，B正确；转录时 mRNA是由5端到3'端进行合成的，是沿着模板 链的3'端到5'端进行的，C错误；由mRNA的合成 方向可知，题图2中上侧为模板链，m是3'端，n是 5'端，切除后DNA聚合酶会以下侧链为模板，根据 DNA聚合酶合成子链方向可知，修复是从n向m 进行的，D正确。] [跟踪练2]B[根据题图可知，D基因编码152个 氨基酸，但D基因上包含终止密码子对应序列，故 应包含459个碱基，A错误；根据题图可知，E基 因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列是 5'-GTACGC3',根据DNA分子两条链反向平行可 知，其互补DNA序列是5'-GCGTAC3',B正确； DNA的基本单位是脱氧核糖核酸，噬菌体ΦX174 的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核 苷酸，C错误；E基因和D基因的编码区序列存在 部分重叠，但重叠序列编码的氨基酸序列不相同， D错误。] 第2节基因表达与性状的关系 [跟踪练1]C[引入缺陷基因cps-6,只是干扰了 父系线粒体的清除过程，并未改变线粒体DNA自第3章基因的本质 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。 H11113111111i1HHHH11 贵必备知识梳理 111iH11111H1iHH 基础梳理 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 染色体H染色体是DNA的主要载体 ④ 0 每条染色体含有1个或2个 DNA分子 重难拓展 DNA HDNA是主要的遗传物质 重难点(1 基因与DNA有怎样的关系 每个DNA分子上有很多 个基因 1.资料分析—逻辑推理 基因 基因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。 拓思维过 每个基因中含有成百上千 个脱氧核苷酸 资料1- 计算所有基因碱基对总数 脱氧 基因中脱氧核苷酸的排列 的比例，进一步明确基因 基因是DNA 苷酸 顺序蕴藏着遗传信息 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 基因具有 DNA片段 资料2一基因具有特定的遗传效应 遗传效应 确定事实 分析判断 逻辑推理 得出结论 97 重难点手册高中生物学必修2遗传与进化R」。 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。 ◆防易错刘 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 ONA 染色体 因DNA染色体 (1)假设3个碱基对组成一 DNA 染色体 个基因，那么理论上可以排列出 多少种基因？43=64种。 A 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？4100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(2 DNA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O 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 胞中一套完整的遗传信息的总 分子而言)。◆敲黑板。 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 体)的全部DNA;对于没有性染 生物特异性 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。 ◆拓视野的 (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 4200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） 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 18三体综合征（爱德华氏综合 征)和13-三体综合征(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 题型方法 类办法中有mm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m1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×m2X 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 S,=aita.)n =,+nn,Da(其中a 制，但每个人只拥有其中的两个基因。若以A、B、 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+15十…+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 …;(B)…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1十2+3+…+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nn-1)。 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Se=18X1+18X8-D×1=171种。 基数量之比均为A:T(或U):G:C=1:2: 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 运用数学方法解决生物学问题，可借助加法定 互补链相同 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R」 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L 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 子链1 H链 (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 起点] 起点 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 所以DNA复制可能需要RNA聚合酶和DNA连接 复制起点丁L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+1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+1一2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 22+1-2=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