第1章 遗传的分子基础（知识清单）生物沪科版必修2

该高中生物学知识清单系统梳理了“遗传的分子基础”核心内容，涵盖DNA作为遗传物质的实验证据、遗传信息传递（复制、转录、翻译）及基因表达调控与表观遗传，通过可视化思维导图构建知识框架，以核心知识库分考点梳理必背知识与陷阱规避，搭建从经典实验到分子机制的递进式学习支架。 清单采用星级标注区分考点重要程度（如DNA半保留复制★★★★☆），设易错辨析表格对比易错表现与正确理解并配记忆技巧（如“半保留复制，老链永远只有两条”），结合AI发现RNA病毒、CRISPR基因编辑等跨学科热点，培养科学思维与探究实践。助力学生明确重难点、规避陷阱，辅助教师精准设计教学，提升课堂实效。

第1章 遗传的分子基础（知识清单） 学习导航站 知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架 核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、陷阱规避 第1节 DNA是主要的遗传物质（2个考点+1个易错辨析） 考点1实验研究发现遗传物质是DNA或RNA★★☆☆☆ 考点2绝大多数生物的遗传信息蕴含在DNA结构中★★★☆☆ 第2节 遗传信息通过复制和表达进行传递（4个考点+4个易错辨析） 考点1 DNA半保留复制使完整的遗传信息传给子细胞★★★★☆ 考点2 转录使特定遗传信息从DNA传递到RNA★★★★☆ 考点3 翻译使特定遗传信息从RNA传递到蛋白质★★★★☆ 考点4 遗传信息的传递具有方向性★★★☆☆ 第3节 基因选择性表达导致细胞的差异化（2个考点+1个易错辨析） 考点1 细胞分化的本质是基因选择性表达的结果★★★☆☆ 考点2 表观遗传机制调控基因表达★★★☆☆ （星级越高，重要程度越高） 素养加油站：跨学科内容与热点问题分析、聚焦考点预测 方法储备库：高频考点，方法归纳 第1节 DNA是主要的遗传物质 考点1 实验研究发现遗传物质是DNA或RNA★★☆☆☆ 1.格里菲思的体内转化实验 项目 有无多糖类荚膜 菌落特征 有无毒性 S型细菌 表面光滑 R型细菌 表面粗糙 （1）实验①②对比说明 细菌无毒， 细菌有毒。 实验②③对比说明加热致死的S型细菌无毒。 实验②③④对比说明加热致死的S型细菌能使部分 细菌转化为 细菌。 （2）结论：格里菲斯认为，有某种化学物质从加热灭活的S菌进入了活的R菌中，从而使R菌具有了S菌“使小鼠致死”的性状。他将这种物质称为“ ”。 2.艾弗里的体外转化实验 （1）实验结果表明： ①几种物质中，只有DNA能够导致转化现象发生，且DNA的纯度越高，转化的效率越高； ②用DNA酶对DNA提取物进行处理，则不能使R菌发生转化。R菌转化为S菌之后，经细胞分裂产生的子代仍为S菌。 （2）结论：格里菲斯所说的“转化因子”不是蛋白质，而是 。 3.赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为材料，利用 技术，证明DNA是遗传物质。 （1）实验材料：T2噬菌体（化学成分： 和 ） （2）生活方式：寄生在大肠杆菌体内。 （3）噬菌体的侵染过程： （4）标记噬菌体的方法演示： 中主要是较轻的噬菌体外壳。 中主要是较重的、被侵染的大肠杆菌细胞。 （5）检测结果表明：当使用35S标记时，大肠杆菌中几乎无放射性；当使用32P标记时，放射性则主要集中在大肠杆菌细胞内。这说明噬菌体在侵染时，其DNA进入细菌，而蛋白质留在细菌外。 （6）结论：T2噬菌体的遗传物质是 。 特别提醒 （1）病毒营寄生生活，T2噬菌体只能侵染大肠杆菌，而不能侵染其他细菌。 （2）标记噬菌体时应先标记细菌，用噬菌体侵染被标记的细菌，这样来标记噬菌体。因为噬菌体是没有细胞结构的病毒，必须依赖活细胞生存。 （3）三次涉及大肠杆菌 4.烟草花叶病毒侵染烟草的实验 （1）烟草花叶病毒的组成：只含有 和 。 （2）侵染实验： （3）实验结论：决定子代TMV类型的物质是RNA，而不是蛋白质。这说明 TMV的遗传物质是 ，而不是 。 之后，科学家经过不断研究，明确了绝大多数生物的遗传物质是 ，RNA病毒的遗传物质是 。 易错辨析： 易错表现 正确理解 记忆技巧 艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质 艾弗里的实验仅证明了DNA 是S型细菌的遗传物质，“DNA是主要的遗传物质”是后续大量实验总结得出的结论 艾弗里只证“DNA是遗传物质”，“主要”二字要后加 肺炎链球菌体内转化实验中，R型细菌转化成的 S 型细菌不能稳定遗传 R型细菌转化为S型细菌的实质是基因重组（S型DNA整合到R型DNA中），属于可遗传变异，因此S型细菌能稳定遗传 转化=基因重组→可遗传→能稳定传代 噬菌体侵染细菌实验中，搅拌、离心使噬菌体的蛋白质和DNA分开 搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离；离心的目的是让上清液析出较轻的噬菌体颗粒，沉淀物保留被侵染的大肠杆菌，二者并未直接将蛋白质与 DNA分子内部分开 搅拌 “脱衣服”（外壳脱离细菌），离心“分轻重”（外壳在上，细菌在下） 用 ³⁵S 和 ³²P 同时标记噬菌体，可使实验更具说服力 ³⁵S（标记蛋白质）和 ³²P（标记 DNA）不能同时标记在同一个噬菌体上，否则放射性检测时只能确定存在部位，无法区分是蛋白质还是DNA发出的放射性，无法得出结论 分开标记才清晰，同标分不清 考点2 绝大多数生物的遗传信息蕴含在DNA结构中★★★☆☆ 1.DNA分子的组成和结构 （1）元素组成：C、H、O、N、P （2）基本结构单位： （含有磷酸基团、脱氧核糖和碱基） 碱基：含有 、 、 和 DNA的结构 特点 基本骨架 相邻的脱氧核糖通过5'碳和3'碳之间形成的 相连，组成"磷酸--脱氧核糖--磷酸--脱氧核糖……"的结构，成为DNA单链的基本骨架。 双螺旋结构（右） DNA 分子中的两条单链虽然是平行的，但其走向并不是直线，而是由两条单链盘绕，形成 结构。 碱基配对方式 碱基连接在脱氧核糖的1'碳上。 遵循互补配对原则： 与 配对，形成2个氢键； 与 配对，形成3个氢键。 DNA 双链中的两条单链是 的 生物的遗传信息以碱基序列的形式储存在DNA分子中。 DNA碱基数目的相关计算规律 设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。 规律1：双链DNA中，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，即A+G=C+T。 规律2：双链DNA中，任意两种不互补的碱基之和占总碱基的50%，如A+G=C+T=A+C=G+T=总碱基的50%。 规律3：双链DNA中，一条链中互补碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和，如A1+T1=A2+T2。 规律4：互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即若在一条链中（A+T）/（G+C）=m，则在互补链及整个DNA分子都有（A+T）/（G+C）=m。 规律5：非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA一条链中（A+G）/（T+C）=a，则在其互补链中（A+G）/（T+C）=1/a，而在整个DNA分子中（A+G）/（T+C）=1。 易错辨析： 易错表现 正确理解 记忆技巧 在真核生物中，DNA 是主要的遗传物质 真核生物的遗传物质就是DNA，只有针对“所有生物” 时方可描述为“DNA是主要的遗传物质” 真核原核无主次，所有生物才说主要 某双链 DNA 分子中一条链上 A∶T＝1∶2，则该 DNA 分子中 A∶T＝2∶1 该 DNA 分子为双链，A 与 T 互补配对，即 A＝T，故 DNA 分子中 A∶T＝1∶1 双链 A=T、G=C，比例永远 1:1 DNA 分子的碱基对总数与所含有的基因的碱基对总数相等 基因通常是有遗传效应的 DNA 片段，因此 DNA 碱基对总数大于基因碱基对总数 DNA 包含非基因片段，总数一定更大 第2节 遗传信息通过复制和表达进行传递 考点1 DNA半保留复制使完整的遗传信息传给子细胞★★★★☆ 1.DNA分子的复制 （1）概念：以 为模板合成子代DNA的过程。 （2）酶： 、 。 （3）时间：在真核生物中，发生在细胞分裂前的间期。 （4）场所：真核生物主要在 内，线粒体和叶绿体中也可进行；原核生物主要在 ，也可在细胞质中进行。 （5）模板：解开的每一段母链。 （6）原料：4种 （7）原则： （8）特点： 、 。 （9）意义：DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。 2.DNA半保留复制的实验证据 （1）研究方法：假说-演绎法 （2）实验技术：（非放射性）同位素标记技术和密度梯度离心技术。 （3）实验过程： 第一步，将大肠杆菌置于以15NH4Cl为唯一氮源的培养基中培养多代，取部分大肠杆菌提取其DNA，作为亲代。 第二步，将剩余的大肠杆菌转移到以14NH4Cl为唯一氮源的培养基中进行培养，待其分裂一次（约20min）、两次（约40min）、三次（约60min）时，分别提取其DNA。 第三步，以亲代DNA为对照，对第一代、第二代、第三代大肠杆菌的DNA进行密度梯度离心，使DNA聚集成条带，条带位置与DNA中所含15N或14N的量有关。 第四步，观察并照相记录DNA条带的位置。 DNA复制相关计算 （1）将含有15N的DNA分子以含14N的培养液中连续复制n次。 子代DNA共有2n+1（2n×2）条脱氧核苷酸链，其中含l5N的脱氧核苷酸链：2条；含l4N的脱氧核苷酸链：（2n+1-2）条。 （2）DNA复制中消耗的脱氧核苷酸数 ①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗游离的该种脱氧核苷酸数为m·（2n-1）。 ②第n次复制所需游离的该种脱氧核苷酸数为m·（2n-1）-m·（2n-1-1）=m·2n-1。 考点2 转录使特定遗传信息从DNA传递到RNA★★★★☆ （1）概念：在 的作用下，以DNA上特定片段的一条链为模板合成RNA的过程称为 。这种在DNA上能转录出RNA的特定功能片段称为 。 （2）场所：真核生物主要在 内，线粒体和叶绿体中也可进行；原核生物主要在 ，也可在细胞质中进行。 （3）模板：DNA的一条链（模板链） （4）原料： （5）原则：遵循A-U,T-A,G-C配对（6）过程：①起始： 识别并结合到 区域，DNA双链局部解旋，RNA聚合酶催化形成RNA链的第一个 。 ②延伸：RNA聚合酶沿着模板链向其5'方向移动，RNA链不断延长。 ③终止： 的特定结构会导致RNA聚合酶和RNA链从DNA模板上脱离，转录过程终止。 （7）转录方向：沿 到 方向连接成一条单链RNA。 （8）产物：信使RNA（mRNA），核糖体RNA（rRNA），转运RNA（tRNA）等。 （9）意义：转录将基因中碱基序列蕴含的信息转化成了RNA序列中的信息。 特别提醒 1.转录不是转录整个DNA，是转录其中的基因。 2.转录时不需要解旋酶。 3.完成正常使命的RNA易迅速降解，从而保证生命活动的有序进行。 4.线粒体、叶绿体中也可进行转录。 5.细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质，穿过0层膜，需要消耗能量。 6.转录时，边解旋边转录，单链转录。 易错辨析： 易错表现 正确理解 记忆技巧 复制 n 次后，含¹⁵N的DNA分子有 2ⁿ个 无论复制多少次，含亲代¹⁵N的DNA分子始终只有2 个 半保留复制，老链永远只有两条 转录的模板是整个DNA分子 转录只以单个基因的一条链为模板，不是整条 DNA 转录单位是基因，不是整个 DNA 细胞核内转录的RNA穿出细胞核穿过1层膜 RNA通过核孔出细胞核，穿过 0 层生物膜 核孔跨膜数为 0，不穿膜 一个DNA转录只能转录出1条、1种 mRNA 转录的单位是基因，一个DNA上可有许多个基因，不同基因转录出的RNA不同 一个DNA多个基因，转录产物各不同 DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别位于DNA和RNA上 DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都位于 DNA上 两种聚合酶，模板都在 DNA DNA复制和转录都需要解旋，因此都需要解旋酶 两者都解旋，但复制需要解旋酶，转录由RNA聚合酶完成解旋，不需要解旋酶 复制解旋要酶，转录自带解旋 线粒体、叶绿体中不能进行DNA 复制和转录 线粒体、叶绿体含自身 DNA，可独立进行复制、转录 半自主细胞器，能复制能转录 考点3 翻译使特定遗传信息从RNA传递到蛋白质★★★★☆ 1.翻译 （1）概念： 指导 合成的过程称为翻译，这一过程需要mRNA、tRNA、rRNA和各种蛋白因子的参与。 mRNA中每三个相邻的核苷酸对应于一个氨基酸（或翻译过程的终止信息），称为 。由两种及两种以上密码子对应同一种氨基酸的情况，称为 。大多数生物所使用的遗传密码表是相同的。 担任着运送多肽链合成所需氨基酸的“运输车”和识别mRNA中密码子的“联络员”的双重角色。tRNA中段的三个核苷酸称为 ，可识别mRNA上的密码子。 （2）场所： （3）模板： （4）原料： （5）运载工具： （6）能量：ATP （7）遵循原则：碱基互补配对 （8）过程 t ①核糖体小亚基与mRNA结合，并按照5'→3'的方向沿mRNA滑动；当滑动到mRNA的起始密码子处时，携带第一个氨基酸的氨酰tRNA结合到mRNA上。 ②核糖体大亚基结合上来，形成完整的核糖体。携带第二个氨基酸的氨酰tRNA进入并识别第二个密码子。 ③在酶的催化下，第一个tRNA携带的甲硫氨酸与第二个tRNA携带的氨基酸形成二肽。核糖体继续滑动，造成已成"空载"的第一个tRNA移位并释放，携带二肽的第二个tRNA也随之移位，空出的位置准备接受第三个tRNA。 ④二肽中第二个氨基酸与第三个tRNA上携带的氨基酸形成第二个肽键。如此重复，不断将新的氨基酸加入到肽链中。 ⑤当“读码”进行到 时，肽链延伸终止，多肽链合成结束。 2.真核生物和原核生物表达的区别 （1）真核生物：细胞核内转录出的 RNA需要穿过核孔进入细胞质，才能指导翻译过程，所以转录和翻译在时间、空间上都有不同。（先转录后翻译） （2）原核生物：没有核膜的隔断，转录还未结束时，核糖体就结合到正在延长的mRNA上开始翻译 。（边转录边翻译） 基因表达的计算 实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因 1.基因中的内含子转录后被剪切。 2.在基因中，有的片段（非编码区）起调控作用，不转录。 3.合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。 4.转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。 易错辨析： 易错表现 正确理解 记忆技巧 真核生物转录和翻译同时同地进行 真核生物先在细胞核转录，后在细胞质翻译，时空分开 真核分开，原核同时 原核生物先完成转录再开始翻译 原核生物无核膜阻隔，边转录边翻译 原核无核膜，边录边译 终止密码子也能编码一种氨基酸 终止密码子不编码氨基酸，只负责终止翻译 终止无氨基酸，只叫停 基因表达计算一定严格满足6∶3∶1 因内含子剪切、非编码区、肽链加工、终止密码子等，实际不满足6∶3∶1 理论比例美，现实有删减 考点4 遗传信息的传递具有方向性★★★☆☆ 1.中心法则 大多数生物遗传信息的传递方向是由 到 ，再到 。这就是 提出的中心法则的主要内容。 从信息传递的角度来看，基因指导蛋白质合成的过程，就是遗传信息从 流向 进而流向蛋白质的过程。 2.不同生物的遗传信息传递途径不同 ①艾滋病病毒等RNA病毒属于 。病毒侵染宿主细胞后，在病毒自身编码的逆转录酶作用下，以病毒RNA作为模板合成一条DNA单链，这一过程称为 。合成的DNA单链通过进一步复制形成双链DNA，整合到宿主基因组中。这段DNA转录出的RNA链，有的用于指导病毒蛋白的合成，有的直接作为子代病毒的遗传物质。 ②麻疹病毒、狂犬病病毒、埃博拉病毒、流感病毒等RNA病毒侵染宿主细胞后，其RNA单链可作为模板链，指导合成出一条与其互补的RNA链，这一过程称为 。新合成的互补RNA链可指导蛋白质合成，并作为模板链指导合成出更多的病毒RNA，以实现病毒增殖。 ③RNA病毒，如新型冠状病毒等进入宿主细胞后，其遗传物质RNA单链可作为模板直接指导蛋白质的合成，同时还会复制出一条互补的RNA链；新合成的互补RNA链可作为模板复制出更多的病毒RNA，以实现病毒增殖。 中心法则意义：通过对不同物种遗传信息传递过程的研究，经不断补充和修正后形成的中心法则，诠释了DNA复制、转录、翻译、RNA复制和逆转录等过程中遗传信息传递的方向。 3.DNA复制、转录、翻译、RNA复制和逆转录的区别 项目 复制 转录 翻译 RNA复制 逆转录 时间 分裂前的间期 个体发育的整个过程 场所 主要是细胞核 主要是细胞核 细胞质 模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA RNA RNA 能量 ATP 酶 DNA解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 多种酶 RNA复制酶 逆转录酶 原料 4种游离的脱氧核苷三磷酸 4种游离的核糖核苷三磷酸 氨基酸 核糖核苷酸 脱氧核苷酸 产物 DNA RNA 肽链 RNA DNA 碱基配对 A→T、T→A、C→G、G→C A→U、T→A、C→G、G→C A→U、U→A、C→G、G→C A→U、U→A、C→G、G→C A→T、U→A、C→G、G→C 信息传递 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋白质 RNA→RNA RNA→DNA 产物 2个子代DNA分子 1个单链RNA分子 肽链（或蛋白质） RNA DNA 易错辨析： 易错表现 正确理解 记忆技巧 中心法则中所有生物都有RNA复制和逆转录 只有RNA病毒才有RNA复制或逆转录，细胞生物没有 细胞生物只走DNA→RNA→蛋白 第3节 基因选择性表达导致细胞的差异化 考点1 细胞分化的本质是基因选择性表达的结果★★★☆☆ 1.基因选择性表达 （1）概念：依赖不同的 ，机体或者细胞可以根据 的变化作出响应， 一些基因的表达，这就是基因的选择性表达。 （2）实例 由一个受精卵经过多次细胞分裂形成胚胎的过程称为 。受精卵第一次细胞分裂时，胞质分裂也是 的，这使得分裂产生的两个子细胞的内容物出现差异。这种差异进一步导致这两个细胞中基因表达不完全相同，即 ，从而导致进一步的 。 2.真核生物基因表达的多种调控方式 （1）转录水平调控 凡是能影响 催化活性的因素都会影响转录，从而在转录水平上实现对基因表达的调控。例如，某些蛋白质因子可以与RNA聚合酶结合，促进其与启动子结合，从而增强基因的表达；而阻遏蛋白则会抑制RNA聚合酶与启动子的结合，从而阻断基因的表达。 （2）转录后水平调控 很多真核生物基因的碱基序列中，编码序列会被若干段非编码序列隔开。包含编码信息的序列称为 ，其间的非编码序列称为 。在mRNA形成过程中，首先转录出mRNA前体，然后切除内含子转录出的RNA序列，使外显子转录出的RNA片段连接起来，这个过程称为 。在此过程中，若外显子以不同数目或顺序进行连接就会产生不同的mRNA，称为可变剪接，属于转录后水平的调控方式。 （3）翻译水平调控 凡是影响 或 的因素都会对翻译形成调控。例如，不同mRNA的寿命从几分钟到几个小时不等，有的甚至长达数年。这些mRNA 参与翻译的次数不同，产生多肽链的量也不同，这属于翻译水平的调控方式。 （4）翻译后水平调控 真核生物中，翻译产生的多肽链，往往需要经过加工、修饰等过程，才能形成有正确空间结构的蛋白质。例如，胰岛素基因表达的直接产物是前胰岛素原，经蛋白酶水解作用去除前肽后，生成由A、B、C三部分肽段组成的胰岛素原。只有剪切掉中间的C段，且A段和B段之间形成二硫键连接，才能变成有活性的胰岛素。此外，翻译形成的多肽链有时还需与其他肽链结合才有活性。这些都属于翻译后水平的调控方式。 考点2 表观遗传机制调控基因表达★★★☆☆ 1.表观遗传概念 在 没有改变的情况下，基因表达的过程也会受影响，从而使细胞或生物个体的 发生可遗传的改变。 2.修饰类型 （1）DNA甲基化 在酶的催化下，DNA中的某些胞嘧啶会发生甲基化，阻碍转录的发生，使甲基化部位的基因不能表达。（DNA甲基化影响转录的过程） （2）组蛋白修饰 组蛋白能够与DNA紧密结合，保护DNA免受细胞内外环境的影响，在保持DNA分子的结构稳定性方面起到了重要作用；这种紧密结合也阻碍RNA聚合酶与DNA的结合，对基因表达调控具有重要意义。（抑制转录，然后从而影响基因的表达） （3）RNA干扰 RNA干扰技术常被用于抑制特定基因的表达，并通过观察该基因表达抑制后产生的变化，探究该基因的功能。在临床上，也可以通过RNA干扰技术开展某些疾病的治疗。（抑制翻译从而会影响基因的表达） 3.表观遗传特点 ①可遗传：基因表达和表型可以遗传给后代。 ②不变性：基因的碱基序列保持不变。 ③可逆性：DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化，即被修饰的DNA可能发生去甲基化。 特别提醒 1.表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。 2.表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因。 3.表观遗传一般是影响到基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。 易错辨析： 易错表现 正确理解 记忆技巧 表观遗传会导致基因的碱基序列发生改变 表观遗传中基因碱基序列不变，仅表达和表型发生可遗传改变 序列不改变，表型可遗传 表观遗传只影响当代，不能遗传给后代 表观遗传的基因表达状态和表型可以稳定遗传给子代 表型可遗传，属于可遗传变异 一、AI辅助下RNA病毒多样性的新发现 传统病毒发现方法依赖既有知识，对RNA病毒的识别效率低，开发人工智能算法，可通过深度学习自主判断病毒序列，在全球10487份RNA测序样本中，发现16万余种潜在RNA病毒、180个RNA病毒超群，其中23个超群无法通过传统序列同源方法识别，还发现了长度达47250个核苷酸的迄今最长RNA病毒基因组，展现出RNA病毒基因组进化的灵活性，同时识别到多种与细菌相关的病毒功能蛋白，拓展了RNA病毒研究的新路径。该研究进一步完善了RNA病毒的遗传信息传递研究，补充了中心法则中RNA复制的多样性。 考点预测： 以AI发现新型RNA病毒为背景，考查RNA病毒的遗传物质、遗传信息传递途径（RNA复制、翻译），结合专题中烟草花叶病毒、新型冠状病毒的相关知识，对比不同RNA病毒的基因组结构差异、增殖方式，判断其遗传信息传递是否符合中心法则，同时考查科学研究方法。 二、CRISPR/Cas9基因编辑治疗罕见病的新策略 针对黏多糖贮积症Ⅱ型（MPSII，单基因遗传病，由IDS基因突变引起），利用CRISPR/Cas9技术构建腺相关病毒双载体系统，通过同源非依赖性靶向整合策略，将人源IDS基因插入小鼠Alb基因起始密码子区域，经尾静脉注射干预后，治疗组小鼠血浆IDS酶活性显著升高，骨骼发育异常得到明显改善，且未观察到明显不良反应，为单基因遗传病的基因治疗提供了新路径，核心依托DNA复制、基因表达调控的基本原理。 考点预测： 以CRISPR/Cas9基因编辑治疗罕见病为情景，考查DNA复制的原理、基因表达的转录和翻译过程，分析基因编辑中“靶向插入目的基因”的机制，关联基因重组、基因突变的区别，判断编辑后生物表型改变的原因，同时结合专题易错点，辨析“基因编辑是否改变基因碱基序列”“目的基因表达的调控方式”。 三、表观遗传调控 最新研究发现，RNA甲基化（m6A修饰）可通过调控mRNA的剪接、运输和翻译效率，参与基因表达调控，与DNA甲基化、组蛋白修饰形成协同作用，影响细胞分化、肿瘤发生等过程；同时发现，环境因素（如营养、压力）可通过调控DNA甲基化的可逆性，影响基因选择性表达，进一步完善了表观遗传的调控网络，补充了专题中表观遗传的修饰类型和调控机制。 考点预测： 结合RNA甲基化的最新研究，考查表观遗传的修饰类型、调控机制，判断RNA甲基化对基因表达的影响（转录后、翻译水平调控），对比DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA甲基化的异同，关联专题中表观遗传的特点（碱基序列不变、可遗传、可逆性）。 1．赫尔希和蔡斯进一步证明DNA才是真正的遗传物质。如图是赫尔希和蔡斯研究遗传物质实验中的物质示意图和实验过程图，请回答下列问题。 （1）该实验包括4个步骤：①噬菌体侵染细菌②35S和32P分别标记T2噬菌体③放射性检测④搅拌离心分离。该实验步骤的正确顺序是___________。 （2）图3中用35S标记噬菌体蛋白质外壳，标记元素所在部位是图2中的___________。如果用32P标记噬菌体的DNA，标记元素所在部位是图1中的___________。 （3）赫尔希和蔡斯选用噬菌体作为实验材料，其原因之一是噬菌体只由___________组成。 DNA双链中的两条链具有方向性，它们是反向平行的，图4为DNA双链结构示意图。 （4）图4中的鸟嘌呤脱氧核苷酸是___________。 A．① B．② C．③ D．④ （5）请写出图4中DNA右侧的这条链___________。 （6）当一个DNA分子中A占23%，则T、G、C的含量分别为___________，___________，___________。 2．研究发现，当细胞中缺乏氨基酸时，负载tRNA（携带氨基酸的tRNA）会转化为空载tRNA（没有携带氨基酸的tRNA）参与基因表达的调控。下图是缺乏氨基酸时，tRNA调控基因表达的相关过程，图中的①②③④表示过程，a、b、c、d表示合成的多肽链。利用该图作用的机理分析饥饿疗法治疗癌症的方法和原理（饥饿疗法是指通过微导管向肿瘤供血动脉内注入栓塞剂，阻断肿瘤的血液供应，使肿瘤细胞缺血、缺氧死亡）。回答相关问题： （1）癌细胞被称为不死细胞，能够进行无限增殖，增殖过程中DNA的复制方式是______。 A．半保留复制 B．全保留复制 C．先解旋再复制 D．边解旋边复制 （2）根据图中多肽合成的过程，判断核糖体的移动方向为______（A．“从左向右”或B．“从右向左”），多肽链a、b、c、d上的氨基酸序列______（A．“相同”或B．“不同”）。 （3）实验室内模拟图中①过程必需的一组条件是_____。 ①酶②游离的核糖核苷酸③ATP④DNA分子⑤mRNA⑥tRNA⑦适宜温度⑧适宜的酸碱度 A．①②③④⑤⑥ B．②③④⑤⑥⑦ C．②③④⑤⑦⑧ D．①②③④⑦⑧ （4）据图分析，空载tRNA抑制过程①和过程②的调控方式分别属于______、______。（编号选填） ①转录水平 ②转录后水平 ③翻译水平 ④翻译后水平 （5）结合饥饿疗法治疗癌症的方法，利用上图展示的调控过程，说明栓塞剂注射控制癌细胞死亡的作用机理。_______ 3．如图是遗传信息在生物大分子间传递的示意图。图中字母表示物质，编号表示过程。 （1）图中结构X是___________，可被碱性染料_______________染成深色。 （2）若A的编码链序列为5' -GGACTGATT-3'，则B的序列为__________。 A．5' -CCUGACUAA-3' B．5' -AAUCAGUCC-3' C．5' -UUAGUCAGG-3' D．5' -GGACUGAUU-3' （3）过程④的名称是__________，会发生过程④的生物有_____________（举一例）。 （4）真核生物的DNA分子和由其转录出的某一成熟mRNA的长度相比，后者长度往往明显短于前者，可能的原因有_________。 ①转录的模板不是整个DNA分子 ②基因的启动子和终止子不转录 ③基因中内含子转录出的 RNA前体相关片段会被剪切 ④肽链在加工过程中可能会剪切掉部分氨基酸 ⑤起始密码子和终止密码子不是由基因转录出的 A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③⑤ 烟草中的尼古丁是主要的有害物质。研究发现吸烟还可能会导致后代患多动症（也称“轻微脑功能障碍综合征”）的概率上升。为研究相关分子机制，科学家们利用小鼠开展了下列研究。科研人员对实验组小鼠进行尼古丁处理后，检测与多动症密切相关的蛋白分子Wnt4在F₀和F₁代小鼠相关组织细胞中的表达水平，结果见图1。蛋白分子 Wnt4的表达通常会被一种RNA分子（microRNA-15b）调控，科研人员对F₀和F₁代小鼠细胞中的microRNA-15b分子的表达水平进行了分析，实验结果见图2。 （5）图1结果为科研人员对实验组小鼠进行尼古丁处理后检测多动症密切相关的蛋白分子 Wnt4在F₀和F₁代小鼠相关组织细胞中的表达水平（*代表与对照组有显著差异，*的数量越多，差异越显著），此结果说明_______________。 对microRNA-15b基因进一步分析发现，尼古丁导致了F₀代小鼠睾丸中microRNA-15b基因启动子区域的高甲基化，且这种甲基化修饰可以传递到F₁代，并在F₁代脑组织中造成microRNA-15b的异常表达。 （6）结合图1、图2分析可知， microRNA-15b会________（促进/抑制）Wnt4蛋白的表达。请综合上述图1、图2研究结果及题干信息，分析吸烟可能会导致F₁代患多动症的概率上升的分子机制： _________________。 4．抑郁症与遗传进化 BDNF（脑源性神经营养因子）是小鼠大脑中表达最为广泛的一种神经营养因子，也广泛分布于人类中枢神经系统中，其主要作用是影响神经可塑性和认知功能。众多研究表明，抑郁症与BDNF基因甲基化水平及外周血中BDNFmRNA含量变化等有关。图1为DNA甲基化机理图，图2为BDNF基因表达及调控过程。 （1）图2中过程③以____为原料，若该过程某tRNA的反密码子序列为5′-GAA-3′，则其识别的密码子序列为____。 （2）miRNA-195是miRNA中一种，miRNA是小鼠细胞中具有调控功能的非编码RNA，在个体发育的不同阶段产生不同的miRNA，该物质与沉默复合物结合后，可导致细胞中与之互补的mRNA降解。下列叙述正确的是（　　）（多选） A．miRNA通过碱基互补配对识别mRNA B．miRNA能特异性的影响基因的表达 C．不同miRNA的碱基排列顺序不同 D．miRNA的产生与细胞的分化无关 （3）抑郁症小鼠与正常鼠相比，图2中②过程____（选填字母），若①过程反应强度不变，则BDNF的含量将____（选填字母）。 A．减弱/减少    B．不变    C．增强/增多 （4）若抑郁症小鼠细胞中一个DNA分子的一个C-G中胞嘧啶甲基化后，又发生脱氨基生成了胸腺嘧啶。与正常DNA分子相比，异常DNA的稳定性____（填“低”或“高”），说明你的判断依据____。。 学科网（北京）股份有限公司第1页共14页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1章 遗传的分子基础（知识清单） 学习导航站 知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架 核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、陷阱规避 第1节 DNA是主要的遗传物质（2个考点+1个易错辨析） 考点1实验研究发现遗传物质是DNA或RNA★★☆☆☆ 考点2绝大多数生物的遗传信息蕴含在DNA结构中★★★☆☆ 第2节 遗传信息通过复制和表达进行传递（4个考点+4个易错辨析） 考点1 DNA半保留复制使完整的遗传信息传给子细胞★★★★☆ 考点2 转录使特定遗传信息从DNA传递到RNA★★★★☆ 考点3 翻译使特定遗传信息从RNA传递到蛋白质★★★★☆ 考点4 遗传信息的传递具有方向性★★★☆☆ 第3节 基因选择性表达导致细胞的差异化（2个考点+1个易错辨析） 考点1 细胞分化的本质是基因选择性表达的结果★★★☆☆ 考点2 表观遗传机制调控基因表达★★★☆☆ （星级越高，重要程度越高） 素养加油站：跨学科内容与热点问题分析、聚焦考点预测 方法储备库：高频考点，方法归纳 第1节 DNA是主要的遗传物质 考点1 实验研究发现遗传物质是DNA或RNA★★☆☆☆ 1.格里菲思的体内转化实验 项目 有无多糖类荚膜 菌落特征 有无毒性 S型细菌 有 表面光滑 有 R型细菌 无 表面粗糙 无 （1）实验①②对比说明R型细菌无毒，S型细菌有毒。 实验②③对比说明加热致死的S型细菌无毒。 实验②③④对比说明加热致死的S型细菌能使部分R型细菌转化为S型细菌。 （2）结论：格里菲斯认为，有某种化学物质从加热灭活的S菌进入了活的R菌中，从而使R菌具有了S菌“使小鼠致死”的性状。他将这种物质称为“转化因子”。 2.艾弗里的体外转化实验 （1）实验结果表明： ①几种物质中，只有DNA能够导致转化现象发生，且DNA的纯度越高，转化的效率越高； ②用DNA酶对DNA提取物进行处理，则不能使R菌发生转化。R菌转化为S菌之后，经细胞分裂产生的子代仍为S菌。 （2）结论：格里菲斯所说的“转化因子”不是蛋白质，而是DNA。 3.赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为材料，利用放射性同位素标记技术，证明DNA是遗传物质。 （1）实验材料：T2噬菌体（化学成分：蛋白质和DNA） （2）生活方式：寄生在大肠杆菌体内。 （3）噬菌体的侵染过程： （4）标记噬菌体的方法演示： 上清液中主要是较轻的噬菌体外壳。沉淀物中主要是较重的、被侵染的大肠杆菌细胞。 （5）检测结果表明：当使用35S标记时，大肠杆菌中几乎无放射性；当使用32P标记时，放射性则主要集中在大肠杆菌细胞内。这说明噬菌体在侵染时，其DNA进入细菌，而蛋白质留在细菌外。 （6）结论：T2噬菌体的遗传物质是DNA。 特别提醒 （1）病毒营寄生生活，T2噬菌体只能侵染大肠杆菌，而不能侵染其他细菌。 （2）标记噬菌体时应先标记细菌，用噬菌体侵染被标记的细菌，这样来标记噬菌体。因为噬菌体是没有细胞结构的病毒，必须依赖活细胞生存。 （3）三次涉及大肠杆菌 4.烟草花叶病毒侵染烟草的实验 （1）烟草花叶病毒的组成：只含有蛋白质和RNA。 （2）侵染实验： （3）实验结论：决定子代TMV类型的物质是RNA，而不是蛋白质。这说明 TMV的遗传物质是RNA，而不是蛋白质。 之后，科学家经过不断研究，明确了绝大多数生物的遗传物质是DNA，RNA病毒的遗传物质是RNA。 易错辨析： 易错表现 正确理解 记忆技巧 艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质 艾弗里的实验仅证明了DNA 是S型细菌的遗传物质，“DNA是主要的遗传物质”是后续大量实验总结得出的结论 艾弗里只证“DNA是遗传物质”，“主要”二字要后加 肺炎链球菌体内转化实验中，R型细菌转化成的 S 型细菌不能稳定遗传 R型细菌转化为S型细菌的实质是基因重组（S型DNA整合到R型DNA中），属于可遗传变异，因此S型细菌能稳定遗传 转化=基因重组→可遗传→能稳定传代 噬菌体侵染细菌实验中，搅拌、离心使噬菌体的蛋白质和DNA分开 搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离；离心的目的是让上清液析出较轻的噬菌体颗粒，沉淀物保留被侵染的大肠杆菌，二者并未直接将蛋白质与 DNA分子内部分开 搅拌 “脱衣服”（外壳脱离细菌），离心“分轻重”（外壳在上，细菌在下） 用 ³⁵S 和 ³²P 同时标记噬菌体，可使实验更具说服力 ³⁵S（标记蛋白质）和 ³²P（标记 DNA）不能同时标记在同一个噬菌体上，否则放射性检测时只能确定存在部位，无法区分是蛋白质还是DNA发出的放射性，无法得出结论 分开标记才清晰，同标分不清 考点2 绝大多数生物的遗传信息蕴含在DNA结构中★★★☆☆ 1.DNA分子的组成和结构 （1）元素组成：C、H、O、N、P （2）基本结构单位：脱氧核糖核苷酸（含有磷酸基团、脱氧核糖和碱基） 碱基：含有腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T） DNA的结构 特点 基本骨架 相邻的脱氧核糖通过5'碳和3'碳之间形成的磷酸二酯键相连，组成"磷酸--脱氧核糖--磷酸--脱氧核糖……"的结构，成为DNA单链的基本骨架。 双螺旋结构（右） DNA 分子中的两条单链虽然是平行的，但其走向并不是直线，而是由两条单链盘绕，形成双螺旋结构。 碱基配对方式 碱基连接在脱氧核糖的1'碳上。 遵循互补配对原则：A与T配对，形成2个氢键； G与C配对，形成3个氢键。 DNA 双链中的两条单链是反向平行的 生物的遗传信息以碱基序列的形式储存在DNA分子中。 DNA碱基数目的相关计算规律 设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。 规律1：双链DNA中，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，即A+G=C+T。 规律2：双链DNA中，任意两种不互补的碱基之和占总碱基的50%，如A+G=C+T=A+C=G+T=总碱基的50%。 规律3：双链DNA中，一条链中互补碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和，如A1+T1=A2+T2。 规律4：互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即若在一条链中（A+T）/（G+C）=m，则在互补链及整个DNA分子都有（A+T）/（G+C）=m。 规律5：非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA一条链中（A+G）/（T+C）=a，则在其互补链中（A+G）/（T+C）=1/a，而在整个DNA分子中（A+G）/（T+C）=1。 易错辨析： 易错表现 正确理解 记忆技巧 在真核生物中，DNA 是主要的遗传物质 真核生物的遗传物质就是DNA，只有针对“所有生物” 时方可描述为“DNA是主要的遗传物质” 真核原核无主次，所有生物才说主要 某双链 DNA 分子中一条链上 A∶T＝1∶2，则该 DNA 分子中 A∶T＝2∶1 该 DNA 分子为双链，A 与 T 互补配对，即 A＝T，故 DNA 分子中 A∶T＝1∶1 双链 A=T、G=C，比例永远 1:1 DNA 分子的碱基对总数与所含有的基因的碱基对总数相等 基因通常是有遗传效应的 DNA 片段，因此 DNA 碱基对总数大于基因碱基对总数 DNA 包含非基因片段，总数一定更大 第2节 遗传信息通过复制和表达进行传递 考点1 DNA半保留复制使完整的遗传信息传给子细胞★★★★☆ 1.DNA分子的复制 （1）概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 （2）酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶。 （3）时间：在真核生物中，发生在细胞分裂前的间期。 （4）场所：真核生物主要在细胞核内，线粒体和叶绿体中也可进行；原核生物主要在拟核，也可在细胞质中进行。 （5）模板：解开的每一段母链。 （6）原料：4种脱氧核苷三磷酸（dATP,dTTP,dGTP,dCTP） （7）原则：碱基补配对原则（A-T,G-C） （8）特点：边解旋边复制、半保留复制。 （9）意义：DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。 2.DNA半保留复制的实验证据 （1）研究方法：假说-演绎法 （2）实验技术：（非放射性）同位素标记技术和密度梯度离心技术。 （3）实验过程： 第一步，将大肠杆菌置于以15NH4Cl为唯一氮源的培养基中培养多代，取部分大肠杆菌提取其DNA，作为亲代。 第二步，将剩余的大肠杆菌转移到以14NH4Cl为唯一氮源的培养基中进行培养，待其分裂一次（约20min）、两次（约40min）、三次（约60min）时，分别提取其DNA。 第三步，以亲代DNA为对照，对第一代、第二代、第三代大肠杆菌的DNA进行密度梯度离心，使DNA聚集成条带，条带位置与DNA中所含15N或14N的量有关。 第四步，观察并照相记录DNA条带的位置。 DNA复制相关计算 （1）将含有15N的DNA分子以含14N的培养液中连续复制n次。 子代DNA共有2n+1（2n×2）条脱氧核苷酸链，其中含l5N的脱氧核苷酸链：2条；含l4N的脱氧核苷酸链：（2n+1-2）条。 （2）DNA复制中消耗的脱氧核苷酸数 ①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗游离的该种脱氧核苷酸数为m·（2n-1）。 ②第n次复制所需游离的该种脱氧核苷酸数为m·（2n-1）-m·（2n-1-1）=m·2n-1。 考点2 转录使特定遗传信息从DNA传递到RNA★★★★☆ （1）概念：在RNA聚合酶的作用下，以DNA上特定片段的一条链为模板合成RNA的过程称为转录。这种在DNA上能转录出RNA的特定功能片段称为基因。 （2）场所：真核生物主要在细胞核内，线粒体和叶绿体中也可进行；原核生物主要在拟核，也可在细胞质中进行。 （3）模板：DNA的一条链（模板链） （4）原料：4种核糖核苷三磷酸（ATP,UTP,GTP,CTP） （5）原则：遵循A-U,T-A,G-C配对（6）过程：①起始：RNA聚合酶识别并结合到启动子区域，DNA双链局部解旋，RNA聚合酶催化形成RNA链的第一个磷酸二酯键。 ②延伸：RNA聚合酶沿着模板链向其5'方向移动，RNA链不断延长。 ③终止：终止子的特定结构会导致RNA聚合酶和RNA链从DNA模板上脱离，转录过程终止。 （7）转录方向：沿5’到3’方向连接成一条单链RNA。 （8）产物：信使RNA（mRNA），核糖体RNA（rRNA），转运RNA（tRNA）等。 （9）意义：转录将基因中碱基序列蕴含的信息转化成了RNA序列中的信息。 特别提醒 1.转录不是转录整个DNA，是转录其中的基因。 2.转录时不需要解旋酶。 3.完成正常使命的RNA易迅速降解，从而保证生命活动的有序进行。 4.线粒体、叶绿体中也可进行转录。 5.细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质，穿过0层膜，需要消耗能量。 6.转录时，边解旋边转录，单链转录。 易错辨析： 易错表现 正确理解 记忆技巧 复制 n 次后，含¹⁵N的DNA分子有 2ⁿ个 无论复制多少次，含亲代¹⁵N的DNA分子始终只有2 个 半保留复制，老链永远只有两条 转录的模板是整个DNA分子 转录只以单个基因的一条链为模板，不是整条 DNA 转录单位是基因，不是整个 DNA 细胞核内转录的RNA穿出细胞核穿过1层膜 RNA通过核孔出细胞核，穿过 0 层生物膜 核孔跨膜数为 0，不穿膜 一个DNA转录只能转录出1条、1种 mRNA 转录的单位是基因，一个DNA上可有许多个基因，不同基因转录出的RNA不同 一个DNA多个基因，转录产物各不同 DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别位于DNA和RNA上 DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都位于 DNA上 两种聚合酶，模板都在 DNA DNA复制和转录都需要解旋，因此都需要解旋酶 两者都解旋，但复制需要解旋酶，转录由RNA聚合酶完成解旋，不需要解旋酶 复制解旋要酶，转录自带解旋 线粒体、叶绿体中不能进行DNA 复制和转录 线粒体、叶绿体含自身 DNA，可独立进行复制、转录 半自主细胞器，能复制能转录 考点3 翻译使特定遗传信息从RNA传递到蛋白质★★★★☆ 1.翻译 （1）概念：RNA指导蛋白质肽链合成的过程称为翻译，这一过程需要mRNA、tRNA、rRNA和各种蛋白因子的参与。 mRNA中每三个相邻的核苷酸对应于一个氨基酸（或翻译过程的终止信息），称为密码子。由两种及两种以上密码子对应同一种氨基酸的情况，称为简并性。大多数生物所使用的遗传密码表是相同的。 tRNA担任着运送多肽链合成所需氨基酸的“运输车”和识别mRNA中密码子的“联络员”的双重角色。tRNA中段的三个核苷酸称为反密码子，可识别mRNA上的密码子。 （2）场所：核糖体 （3）模板：mRNA （4）原料：游离的氨基酸 （5）运载工具：tRNA （6）能量：ATP （7）遵循原则：碱基互补配对 （8）过程 t ①核糖体小亚基与mRNA结合，并按照5'→3'的方向沿mRNA滑动；当滑动到mRNA的起始密码子处时，携带第一个氨基酸的氨酰tRNA结合到mRNA上。 ②核糖体大亚基结合上来，形成完整的核糖体。携带第二个氨基酸的氨酰tRNA进入并识别第二个密码子。 ③在酶的催化下，第一个tRNA携带的甲硫氨酸与第二个tRNA携带的氨基酸形成二肽。核糖体继续滑动，造成已成"空载"的第一个tRNA移位并释放，携带二肽的第二个tRNA也随之移位，空出的位置准备接受第三个tRNA。 ④二肽中第二个氨基酸与第三个tRNA上携带的氨基酸形成第二个肽键。如此重复，不断将新的氨基酸加入到肽链中。 ⑤当“读码”进行到终止密码子时，肽链延伸终止，多肽链合成结束。 2.真核生物和原核生物表达的区别 （1）真核生物：细胞核内转录出的 RNA需要穿过核孔进入细胞质，才能指导翻译过程，所以转录和翻译在时间、空间上都有不同。（先转录后翻译） （2）原核生物：没有核膜的隔断，转录还未结束时，核糖体就结合到正在延长的mRNA上开始翻译 。（边转录边翻译） 基因表达的计算 实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因 1.基因中的内含子转录后被剪切。 2.在基因中，有的片段（非编码区）起调控作用，不转录。 3.合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。 4.转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。 易错辨析： 易错表现 正确理解 记忆技巧 真核生物转录和翻译同时同地进行 真核生物先在细胞核转录，后在细胞质翻译，时空分开 真核分开，原核同时 原核生物先完成转录再开始翻译 原核生物无核膜阻隔，边转录边翻译 原核无核膜，边录边译 终止密码子也能编码一种氨基酸 终止密码子不编码氨基酸，只负责终止翻译 终止无氨基酸，只叫停 基因表达计算一定严格满足6∶3∶1 因内含子剪切、非编码区、肽链加工、终止密码子等，实际不满足6∶3∶1 理论比例美，现实有删减 考点4 遗传信息的传递具有方向性★★★☆☆ 1.中心法则 大多数生物遗传信息的传递方向是由DNA到RNA，再到蛋白质。这就是克里克提出的中心法则的主要内容。 从信息传递的角度来看，基因指导蛋白质合成的过程，就是遗传信息从DNA 流向RNA进而流向蛋白质的过程。 2.不同生物的遗传信息传递途径不同 ①艾滋病病毒等RNA病毒属于逆转录病毒。病毒侵染宿主细胞后，在病毒自身编码的逆转录酶作用下，以病毒RNA作为模板合成一条DNA单链，这一过程称为逆转录。合成的DNA单链通过进一步复制形成双链DNA，整合到宿主基因组中。这段DNA转录出的RNA链，有的用于指导病毒蛋白的合成，有的直接作为子代病毒的遗传物质。 ②麻疹病毒、狂犬病病毒、埃博拉病毒、流感病毒等RNA病毒侵染宿主细胞后，其RNA单链可作为模板链，指导合成出一条与其互补的RNA链，这一过程称为RNA复制。新合成的互补RNA链可指导蛋白质合成，并作为模板链指导合成出更多的病毒RNA，以实现病毒增殖。 ③RNA病毒，如新型冠状病毒等进入宿主细胞后，其遗传物质RNA单链可作为模板直接指导蛋白质的合成，同时还会复制出一条互补的RNA链；新合成的互补RNA链可作为模板复制出更多的病毒RNA，以实现病毒增殖。 中心法则意义：通过对不同物种遗传信息传递过程的研究，经不断补充和修正后形成的中心法则，诠释了DNA复制、转录、翻译、RNA复制和逆转录等过程中遗传信息传递的方向。 3.DNA复制、转录、翻译、RNA复制和逆转录的区别 项目 复制 转录 翻译 RNA复制 逆转录 时间 分裂前的间期 个体发育的整个过程 场所 主要是细胞核 主要是细胞核 细胞质 模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA RNA RNA 能量 ATP 酶 DNA解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 多种酶 RNA复制酶 逆转录酶 原料 4种游离的脱氧核苷三磷酸 4种游离的核糖核苷三磷酸 氨基酸 核糖核苷酸 脱氧核苷酸 产物 DNA RNA 肽链 RNA DNA 碱基配对 A→T、T→A、C→G、G→C A→U、T→A、C→G、G→C A→U、U→A、C→G、G→C A→U、U→A、C→G、G→C A→T、U→A、C→G、G→C 信息传递 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋白质 RNA→RNA RNA→DNA 产物 2个子代DNA分子 1个单链RNA分子 肽链（或蛋白质） RNA DNA 易错辨析： 易错表现 正确理解 记忆技巧 中心法则中所有生物都有RNA复制和逆转录 只有RNA病毒才有RNA复制或逆转录，细胞生物没有 细胞生物只走DNA→RNA→蛋白 第3节 基因选择性表达导致细胞的差异化 考点1 细胞分化的本质是基因选择性表达的结果★★★☆☆ 1.基因选择性表达 （1）概念：依赖不同的调控方式，机体或者细胞可以根据环境的变化作出响应，关闭或启动一些基因的表达，这就是基因的选择性表达。 （2）实例 由一个受精卵经过多次细胞分裂形成胚胎的过程称为胚胎发育。受精卵第一次细胞分裂时，胞质分裂也是不均等的，这使得分裂产生的两个子细胞的内容物出现差异。这种差异进一步导致这两个细胞中基因表达不完全相同，即基因的选择性表达，从而导致进一步的细胞分化。 2.真核生物基因表达的多种调控方式 （1）转录水平调控 凡是能影响RNA聚合酶催化活性的因素都会影响转录，从而在转录水平上实现对基因表达的调控。例如，某些蛋白质因子可以与RNA聚合酶结合，促进其与启动子结合，从而增强基因的表达；而阻遏蛋白则会抑制RNA聚合酶与启动子的结合，从而阻断基因的表达。 （2）转录后水平调控 很多真核生物基因的碱基序列中，编码序列会被若干段非编码序列隔开。包含编码信息的序列称为外显子，其间的非编码序列称为内含子。在mRNA形成过程中，首先转录出mRNA前体，然后切除内含子转录出的RNA序列，使外显子转录出的RNA片段连接起来，这个过程称为RNA剪接。在此过程中，若外显子以不同数目或顺序进行连接就会产生不同的mRNA，称为可变剪接，属于转录后水平的调控方式。 （3）翻译水平调控 凡是影响mRNA寿命或翻译效率的因素都会对翻译形成调控。例如，不同mRNA的寿命从几分钟到几个小时不等，有的甚至长达数年。这些mRNA 参与翻译的次数不同，产生多肽链的量也不同，这属于翻译水平的调控方式。 （4）翻译后水平调控 真核生物中，翻译产生的多肽链，往往需要经过加工、修饰等过程，才能形成有正确空间结构的蛋白质。例如，胰岛素基因表达的直接产物是前胰岛素原，经蛋白酶水解作用去除前肽后，生成由A、B、C三部分肽段组成的胰岛素原。只有剪切掉中间的C段，且A段和B段之间形成二硫键连接，才能变成有活性的胰岛素。此外，翻译形成的多肽链有时还需与其他肽链结合才有活性。这些都属于翻译后水平的调控方式。 考点2 表观遗传机制调控基因表达★★★☆☆ 1.表观遗传概念 在碱基序列没有改变的情况下，基因表达的过程也会受影响，从而使细胞或生物个体的表型发生可遗传的改变。 2.修饰类型 （1）DNA甲基化 在酶的催化下，DNA中的某些胞嘧啶会发生甲基化，阻碍转录的发生，使甲基化部位的基因不能表达。（DNA甲基化影响转录的过程） （2）组蛋白修饰 组蛋白能够与DNA紧密结合，保护DNA免受细胞内外环境的影响，在保持DNA分子的结构稳定性方面起到了重要作用；这种紧密结合也阻碍RNA聚合酶与DNA的结合，对基因表达调控具有重要意义。（抑制转录，然后从而影响基因的表达） （3）RNA干扰 RNA干扰技术常被用于抑制特定基因的表达，并通过观察该基因表达抑制后产生的变化，探究该基因的功能。在临床上，也可以通过RNA干扰技术开展某些疾病的治疗。（抑制翻译从而会影响基因的表达） 3.表观遗传特点 ①可遗传：基因表达和表型可以遗传给后代。 ②不变性：基因的碱基序列保持不变。 ③可逆性：DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化，即被修饰的DNA可能发生去甲基化。 特别提醒 1.表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。 2.表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因。 3.表观遗传一般是影响到基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。 易错辨析： 易错表现 正确理解 记忆技巧 表观遗传会导致基因的碱基序列发生改变 表观遗传中基因碱基序列不变，仅表达和表型发生可遗传改变 序列不改变，表型可遗传 表观遗传只影响当代，不能遗传给后代 表观遗传的基因表达状态和表型可以稳定遗传给子代 表型可遗传，属于可遗传变异 一、AI辅助下RNA病毒多样性的新发现 传统病毒发现方法依赖既有知识，对RNA病毒的识别效率低，开发人工智能算法，可通过深度学习自主判断病毒序列，在全球10487份RNA测序样本中，发现16万余种潜在RNA病毒、180个RNA病毒超群，其中23个超群无法通过传统序列同源方法识别，还发现了长度达47250个核苷酸的迄今最长RNA病毒基因组，展现出RNA病毒基因组进化的灵活性，同时识别到多种与细菌相关的病毒功能蛋白，拓展了RNA病毒研究的新路径。该研究进一步完善了RNA病毒的遗传信息传递研究，补充了中心法则中RNA复制的多样性。 考点预测： 以AI发现新型RNA病毒为背景，考查RNA病毒的遗传物质、遗传信息传递途径（RNA复制、翻译），结合专题中烟草花叶病毒、新型冠状病毒的相关知识，对比不同RNA病毒的基因组结构差异、增殖方式，判断其遗传信息传递是否符合中心法则，同时考查科学研究方法。 二、CRISPR/Cas9基因编辑治疗罕见病的新策略 针对黏多糖贮积症Ⅱ型（MPSII，单基因遗传病，由IDS基因突变引起），利用CRISPR/Cas9技术构建腺相关病毒双载体系统，通过同源非依赖性靶向整合策略，将人源IDS基因插入小鼠Alb基因起始密码子区域，经尾静脉注射干预后，治疗组小鼠血浆IDS酶活性显著升高，骨骼发育异常得到明显改善，且未观察到明显不良反应，为单基因遗传病的基因治疗提供了新路径，核心依托DNA复制、基因表达调控的基本原理。 考点预测： 以CRISPR/Cas9基因编辑治疗罕见病为情景，考查DNA复制的原理、基因表达的转录和翻译过程，分析基因编辑中“靶向插入目的基因”的机制，关联基因重组、基因突变的区别，判断编辑后生物表型改变的原因，同时结合专题易错点，辨析“基因编辑是否改变基因碱基序列”“目的基因表达的调控方式”。 三、表观遗传调控 最新研究发现，RNA甲基化（m6A修饰）可通过调控mRNA的剪接、运输和翻译效率，参与基因表达调控，与DNA甲基化、组蛋白修饰形成协同作用，影响细胞分化、肿瘤发生等过程；同时发现，环境因素（如营养、压力）可通过调控DNA甲基化的可逆性，影响基因选择性表达，进一步完善了表观遗传的调控网络，补充了专题中表观遗传的修饰类型和调控机制。 考点预测： 结合RNA甲基化的最新研究，考查表观遗传的修饰类型、调控机制，判断RNA甲基化对基因表达的影响（转录后、翻译水平调控），对比DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA甲基化的异同，关联专题中表观遗传的特点（碱基序列不变、可遗传、可逆性）。 1．赫尔希和蔡斯进一步证明DNA才是真正的遗传物质。如图是赫尔希和蔡斯研究遗传物质实验中的物质示意图和实验过程图，请回答下列问题。 （1）该实验包括4个步骤：①噬菌体侵染细菌②35S和32P分别标记T2噬菌体③放射性检测④搅拌离心分离。该实验步骤的正确顺序是___________。 （2）图3中用35S标记噬菌体蛋白质外壳，标记元素所在部位是图2中的___________。如果用32P标记噬菌体的DNA，标记元素所在部位是图1中的___________。 （3）赫尔希和蔡斯选用噬菌体作为实验材料，其原因之一是噬菌体只由___________组成。 DNA双链中的两条链具有方向性，它们是反向平行的，图4为DNA双链结构示意图。 （4）图4中的鸟嘌呤脱氧核苷酸是___________。 A．① B．② C．③ D．④ （5）请写出图4中DNA右侧的这条链___________。 （6）当一个DNA分子中A占23%，则T、G、C的含量分别为___________，___________，___________。 【答案】（1）②①④③ （2） ④ ① （3）DNA和蛋白质 （4）D （5）5'CGTACT3' （6） 23% 27% 27% 【详解】（1）赫尔希和蔡斯实验的核心步骤为：先标记噬菌体→再侵染细菌→搅拌离心分离→最后检测放射性。 因此正确顺序是：②①④③。 （2）35S标记噬菌体蛋白质外壳：蛋白质的组成元素中S存在于R基，对应图2中的④。 32P标记噬菌体的DNA：DNA的磷酸基团含有P ，对应图1中的①。 （3）噬菌体是专门寄生在细菌体内的病毒，其结构简单，只由DNA和蛋白质组成，这是赫尔希和蔡斯选用该实验材料的关键原因之一。 （4）脱氧核苷酸由磷酸、脱氧核糖、含氮碱基组成。 ①是 G-C 碱基对； ②的含氮碱基是T，为胸腺嘧啶脱氧核苷酸；③的磷酸基团属于其他脱氧核苷酸，不构成一个脱氧核苷酸； ④含氮碱基是 G，为鸟嘌呤脱氧核苷酸，D正确，ABC错误。 （5）DNA两条链反向平行，右侧链的3'端在上方，5'端在下方，依次为：5'CGTACT3'。 （6）A与T配对，故A=T，G与C配对，故G=C。已知A占23%，则：T=A=23% ，A+T=46%，剩余G+C=100%-46%=54% ，G=C=27%。 【解题方法归纳】 1.噬菌体侵染细菌实验步骤判断：解答此类实验步骤排序题，应遵循 “先标记噬菌体，再让噬菌体侵染细菌，随后搅拌离心实现分层，最后进行放射性检测” 的思路，严格按照实验逻辑确定先后顺序。 2.放射性同位素标记部位判断：判断 ³⁵S 和 ³²P 的标记位点时，明确硫元素仅存在于蛋白质的 R 基中，磷元素仅存在于 DNA 的磷酸基团上，据此定位对应结构即可。 3.实验材料选择依据分析：选择实验材料时，优先考虑结构简单的生物，噬菌体仅由 DNA 和蛋白质组成，能将两种物质彻底分开，便于单独研究各自的功能，因此是理想的实验材料。 4.脱氧核苷酸种类判断：识别脱氧核苷酸时，需抓住 “磷酸、脱氧核糖、含氮碱基三部分完整连接” 这一关键，再根据碱基种类确定核苷酸名称，同时注意区分单个核苷酸与碱基对、游离磷酸基团。 5.DNA 链序列书写：书写 DNA 单链序列时，要遵循双链反向平行的特点，先确定链的 5' 端和 3' 端方向，再按碱基互补配对原则准确写出碱基排列顺序，保证方向与序列均正确。 6.DNA 分子碱基含量计算：解答碱基比例计算问题，核心依据双链 DNA 中 A 与 T 配对、G 与 C 配对的原则，即 A=T、G=C，先由 A 的含量推出 T 的含量，再计算剩余碱基总量，进而得出 G 和 C 的含量。 2．研究发现，当细胞中缺乏氨基酸时，负载tRNA（携带氨基酸的tRNA）会转化为空载tRNA（没有携带氨基酸的tRNA）参与基因表达的调控。下图是缺乏氨基酸时，tRNA调控基因表达的相关过程，图中的①②③④表示过程，a、b、c、d表示合成的多肽链。利用该图作用的机理分析饥饿疗法治疗癌症的方法和原理（饥饿疗法是指通过微导管向肿瘤供血动脉内注入栓塞剂，阻断肿瘤的血液供应，使肿瘤细胞缺血、缺氧死亡）。回答相关问题： （1）癌细胞被称为不死细胞，能够进行无限增殖，增殖过程中DNA的复制方式是______。 A．半保留复制 B．全保留复制 C．先解旋再复制 D．边解旋边复制 （2）根据图中多肽合成的过程，判断核糖体的移动方向为______（A．“从左向右”或B．“从右向左”），多肽链a、b、c、d上的氨基酸序列______（A．“相同”或B．“不同”）。 （3）实验室内模拟图中①过程必需的一组条件是_____。 ①酶②游离的核糖核苷酸③ATP④DNA分子⑤mRNA⑥tRNA⑦适宜温度⑧适宜的酸碱度 A．①②③④⑤⑥ B．②③④⑤⑥⑦ C．②③④⑤⑦⑧ D．①②③④⑦⑧ （4）据图分析，空载tRNA抑制过程①和过程②的调控方式分别属于______、______。（编号选填） ①转录水平 ②转录后水平 ③翻译水平 ④翻译后水平 （5）结合饥饿疗法治疗癌症的方法，利用上图展示的调控过程，说明栓塞剂注射控制癌细胞死亡的作用机理。_______ 【答案】（1）A （2） B A （3）D （4） ① ③ （5）由图可知，缺少氨基酸会使负载tRNA（携带氨基酸的tRNA）转化为空载tRNA，空载tRNA通过抑制DNA的转录减少蛋白质的合成，空载tRNA还可以激活蛋白激酶抑制蛋白质的合成，减少蛋白质的含量，从而阻断肿瘤的血液供应，使肿瘤细胞缺血、缺氧死亡 【详解】（1）DNA分子复制时，以DNA的两条链为模板，合成两条新的子链，每个DNA分子各含一条亲代DNA分子的母链和一条新形成的子链，由此可知，DNA的复制方式是半保留复制，A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 （2）依据图可知，最早合成的多肽是a（肽链最长），其次是b、c、d，所以核糖体沿mRNA移动的方向是从右到左；因为一个mRNA可以相继结合多个核糖体，由于模板链相同，因此多肽链a、b、c、d上的氨基酸序列相同。 （3）转录的条件有模板、原料、酶和能量，所以转录需要DNA分子作模板，以游离的核苷酸作原料，在RNA聚合酶的催化下合成RNA，整个过程由ATP提供能量，同时需要适宜的温度和酸碱度保证酶的活性。ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 （4）分析题图，图中①为以DNA为模板合成RNA的转录过程，②为以mRNA为模板合成蛋白质的翻译过程，故空载tRNA抑制过程①和过程②的调控方式分别属于转录水平和翻译水平。 （5）由图可知，缺少氨基酸会使负载tRNA（携带氨基酸的tRNA）转化为空载tRNA，空载tRNA通过抑制DNA的转录减少蛋白质的合成，空载tRNA还可以激活蛋白激酶抑制蛋白质的合成，减少蛋白质的含量，从而阻断肿瘤的血液供应，使肿瘤细胞缺血、缺氧死亡。 【解题方法归纳】 1.DNA 复制方式判断：解答 DNA 复制相关题目时，要明确复制方式为半保留复制，边解旋边复制是过程特点，并非复制方式，需准确区分 “方式” 与 “过程特点” 的概念差异。 2.核糖体移动方向与多肽链序列判断：判断核糖体移动方向，可依据多肽链长短，肽链越长表示翻译开始越早，核糖体由此向肽链短的方向移动；多聚核糖体以同一条 mRNA 为模板，合成的多肽链氨基酸序列完全相同。 3.体外模拟转录条件判断：识别转录过程后，明确转录必需条件为 DNA 模板、游离核糖核苷酸、酶、ATP，同时需要适宜温度和酸碱度维持酶活性，注意排除翻译所需的 mRNA、tRNA 等无关条件。 4.基因表达调控水平判断：先判断图示过程类型，以 DNA 为模板合成 RNA 是转录，对应转录水平调控；以 mRNA 为模板合成蛋白质是翻译，对应翻译水平调控，再根据调控对象确定调控水平。 5.机理分析类题目答题思路：解答机理分析题，先从题干提取 “缺乏氨基酸” 这一关键条件，结合图示空载 tRNA 的调控路径，按照 “条件变化→分子变化→过程变化→最终效应” 的逻辑，逐步梳理并完整表述作用机理。 3．如图是遗传信息在生物大分子间传递的示意图。图中字母表示物质，编号表示过程。 （1）图中结构X是___________，可被碱性染料_______________染成深色。 （2）若A的编码链序列为5' -GGACTGATT-3'，则B的序列为__________。 A．5' -CCUGACUAA-3' B．5' -AAUCAGUCC-3' C．5' -UUAGUCAGG-3' D．5' -GGACUGAUU-3' （3）过程④的名称是__________，会发生过程④的生物有_____________（举一例）。 （4）真核生物的DNA分子和由其转录出的某一成熟mRNA的长度相比，后者长度往往明显短于前者，可能的原因有_________。 ①转录的模板不是整个DNA分子 ②基因的启动子和终止子不转录 ③基因中内含子转录出的 RNA前体相关片段会被剪切 ④肽链在加工过程中可能会剪切掉部分氨基酸 ⑤起始密码子和终止密码子不是由基因转录出的 A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③⑤ 烟草中的尼古丁是主要的有害物质。研究发现吸烟还可能会导致后代患多动症（也称“轻微脑功能障碍综合征”）的概率上升。为研究相关分子机制，科学家们利用小鼠开展了下列研究。科研人员对实验组小鼠进行尼古丁处理后，检测与多动症密切相关的蛋白分子Wnt4在F₀和F₁代小鼠相关组织细胞中的表达水平，结果见图1。蛋白分子 Wnt4的表达通常会被一种RNA分子（microRNA-15b）调控，科研人员对F₀和F₁代小鼠细胞中的microRNA-15b分子的表达水平进行了分析，实验结果见图2。 （5）图1结果为科研人员对实验组小鼠进行尼古丁处理后检测多动症密切相关的蛋白分子 Wnt4在F₀和F₁代小鼠相关组织细胞中的表达水平（*代表与对照组有显著差异，*的数量越多，差异越显著），此结果说明_______________。 对microRNA-15b基因进一步分析发现，尼古丁导致了F₀代小鼠睾丸中microRNA-15b基因启动子区域的高甲基化，且这种甲基化修饰可以传递到F₁代，并在F₁代脑组织中造成microRNA-15b的异常表达。 （6）结合图1、图2分析可知， microRNA-15b会________（促进/抑制）Wnt4蛋白的表达。请综合上述图1、图2研究结果及题干信息，分析吸烟可能会导致F₁代患多动症的概率上升的分子机制： _________________。 【答案】（1） 染色体 醋酸洋红、龙胆紫 （2）D （3） 逆转录 艾滋病病毒/HIV （4）A （5）尼古丁对F0和F1代小鼠不同的组织细胞中Wnt4的表达影响不同，对F0-脑组织的Wnt4表达起抑制作用，但无显著差异；对F0-精子中的Wnt4表达有显著促进作用，对F1-脑组织的Wnt4表达促进效果最显著 （6） 抑制 吸烟可能使生殖器官中的microRNA-15b基因启动子区域的高甲基化，且这种甲基化修饰可以传递到F1代，并在F1代脑组织中造成microRNA-15b的表达量下降，对Wnt4蛋白的表达的抑制作用减弱，导致F1-脑组织细胞的Wnt4表达显著增高，患多动症概率上升 【详解】（1）图中X由DNA和蛋白质组成，是染色体，可以被碱性染料如醋酸洋红、龙胆紫染成深色。 （2）转录时形成的B（即mRNA）与DNA的模板链上的碱基序列互补（RNA中的U与DNA中A互补），且RNA链的方向与DNA模板链的方向相反，因此若A的编码链（与模板链互补）序列为5'-GGACTGATT-3'，则B的序列与编码链相似，只是U取代了T的位置，为5' -GGACUGAUU-3'，即D正确，ABC错误。 （3）过程④是由RNA单链形成DNA链，为逆转录过程，发生在RNA逆转录病毒的宿主细胞内，如艾滋病病毒感染辅助性T细胞后可发生逆转录过程。 （4）①基因是DNA上有遗传效应的片段，因此转录的模板不是整个DNA分子，①正确； ②③基因结构包括编码区和非编码区，转录时只转录编码区的遗传信息，因此位于非编码区的启动子和终止子遗传信息不能转录到RNA中，导致形成的RNA比DNA短；编码区又分为外显子和内含子，其中内含子转录的遗传信息不能编码氨基酸，因此形成的RNA还要将内含子转录的部分剪切掉，因此形成的成熟RNA要比DNA短，②③正确； ④肽链在加工过程中可能会剪切掉部分氨基酸，该过程不能解释成熟RNA长度明显缩短的原因，④错误； ⑤起始密码子和终止密码子是由基因转录出产生的，⑤正确。 （5）分析柱形图，该实验的自变量为有无尼古丁处理及不同小鼠的不同组织细胞，因变量是Wnt4的表达水平，由实验结果可知，尼古丁对F0和F1代小鼠不同的组织细胞中Wnt4的表达影响不同，对F0-脑组织的Wnt4表达起抑制作用，但无显著差异；对F0-精子中的Wnt4表达有显著促进作用，对F1-脑组织的Wnt4表达促进效果更显著。 （6）结合题干信息及图2和图3，对比相同组织的对照组和尼古丁处理组可知，对照组的microRNA-15b相对表达水平高时，蛋白分子Wnt4的表达量低，尼古丁处理组的microRNA-15b相对表达水平低时，蛋白分子Wnt4的表达量显著增大，故microRNA-15b会抑制Wnt4蛋白的表达。吸烟可能使生殖器官中的microRNA-15b基因启动子区域的高甲基化，且这种甲基化修饰可以传递到F1代，并在F1代脑组织中造成microRNA-15b的表达量下降，对Wnt4蛋白的表达的抑制作用减弱，导致F1-脑组织细胞的Wnt4表达显著增高，患多动症概率上升。 【解题方法归纳】 1.解答染色体相关判断题目时，可根据 DNA 和蛋白质构成这一特点确定结构为染色体，染色体可被龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料染成深色，这是判断和填空的直接依据。 2.推导转录产生的 RNA 碱基序列时，DNA 编码链与 mRNA 序列基本一致，只需将 T 替换为 U 且方向不变，以此为依据可快速选出正确答案，避免复杂的反向互补推导。 3.判断中心法则各过程时，以 RNA 为模板合成 DNA 的过程为逆转录，该过程仅发生在 HIV 等逆转录病毒中，可通过模板和产物的对应关系区分复制、转录、翻译等过程。 4.分析真核生物成熟 mRNA 比 DNA 短的原因时，从转录单位、非编码序列、转录后加工三个角度判断，即转录仅以基因为模板、启动子和终止子不转录、内含子对应片段被剪切，与肽链加工无关，据此排除错误选项。 5.分析柱状图实验结果时，先确定自变量为世代、组织类型和处理方式，再分组别描述 Wnt4 表达量的高低与显著差异，做到条理清晰、要点完整。 6.解答表观遗传分子机制题目时，先确定调控 RNA 对目标蛋白的抑制或促进作用，再按照 “外界因素→基因甲基化→RNA 表达改变→蛋白表达改变→性状变化” 的完整逻辑链进行表述，保证因果关系连贯。 4．抑郁症与遗传进化 BDNF（脑源性神经营养因子）是小鼠大脑中表达最为广泛的一种神经营养因子，也广泛分布于人类中枢神经系统中，其主要作用是影响神经可塑性和认知功能。众多研究表明，抑郁症与BDNF基因甲基化水平及外周血中BDNFmRNA含量变化等有关。图1为DNA甲基化机理图，图2为BDNF基因表达及调控过程。 （1）图2中过程③以____为原料，若该过程某tRNA的反密码子序列为5′-GAA-3′，则其识别的密码子序列为____。 （2）miRNA-195是miRNA中一种，miRNA是小鼠细胞中具有调控功能的非编码RNA，在个体发育的不同阶段产生不同的miRNA，该物质与沉默复合物结合后，可导致细胞中与之互补的mRNA降解。下列叙述正确的是（　　）（多选） A．miRNA通过碱基互补配对识别mRNA B．miRNA能特异性的影响基因的表达 C．不同miRNA的碱基排列顺序不同 D．miRNA的产生与细胞的分化无关 （3）抑郁症小鼠与正常鼠相比，图2中②过程____（选填字母），若①过程反应强度不变，则BDNF的含量将____（选填字母）。 A．减弱/减少    B．不变    C．增强/增多 （4）若抑郁症小鼠细胞中一个DNA分子的一个C-G中胞嘧啶甲基化后，又发生脱氨基生成了胸腺嘧啶。与正常DNA分子相比，异常DNA的稳定性____（填“低”或“高”），说明你的判断依据____。 【答案】（1） 氨基酸 5′-UUC-3′ （2）ABC （3） C A （4） 低 突变基因中C-G减少、T-A增加，又因C-G中有三个氢键、T-A有两个氢键，且氢键越多、DNA越稳定，因此突变的DNA稳定降低。 【分析】图1分析，①为转录，②为翻译；图2分析，①为转录，②为BDNF基因转录形成的mRNA与miRNA-195结合导致无法与核糖体结合，③为翻译。 【详解】（1）图2中过程③为翻译，翻译的产物是蛋白质，原料是氨基酸。tRNA的反密码子与mRNA上的密码子互补配对，因此若该过程某tRNA的反密码子序列为5′-GAA-3′，则其识别的密码子序列为5′-UUC-3′。 （2）A、据图所示，BDNF基因转录形成的mRNA与miRNA通过碱基互补配对识别并结合，A正确； B、miRNA能特异性的与BDNF基因转录形成的mRNA结合，从而影响该基因的表达（翻译），B正确； C、核酸的不同主要取决于碱基排列顺序，因此不同miRNA的碱基排列顺序不同，C正确； D、miRNA的产生会影响基因的表达，而细胞分化的本质是基因的选择性表达，因此miRNA的产生与细胞的分化有关，D错误。 故选ABC。 （3）①BDNF是小鼠大脑中表达最为广泛的一种神经营养因子，相比抑郁症小鼠，正常小鼠的BDNF较多，即BDNF基因表达较强，因此抑郁症小鼠与正常鼠相比，图2中②过程增强/增多。 故选C。 ②BDNF是小鼠大脑中表达最为广泛的一种神经营养因子，相比抑郁症小鼠，正常小鼠的BDNF较多，即BDNF基因表达较强，若①过程反应强度不变，②过程增强，则用于③过程的mRNA减少，则BDNF的含量将减少/减弱。 故选A。 （4）DNA分子中A和T之间有两个氢键，G和C之间有三个氢键，氢键数量越多越稳定。与正常DNA分子相比，异常DNA的A和T数量较多，G和C数量较少，氢键数量较少，稳定性低。 【解题方法归纳】 1.解答翻译过程相关题目时，明确翻译以氨基酸为原料；反密码子与密码子按碱基互补配对原则配对，且书写时注意方向一致，可直接推导对应密码子序列。 2.分析 miRNA 类调控题时，抓住 miRNA 通过碱基互补配对识别并降解靶 mRNA、特异性影响翻译过程、不同 miRNA 碱基序列不同这几个要点，同时注意 miRNA 的产生与细胞分化密切相关。 3.判断基因表达调控的结果时，先明确正常与异常状态下相关物质的表达差异，再根据 “转录强度不变，调控过程增强则可用于翻译的 mRNA 减少，最终产物含量下降” 的逻辑进行推理。 4.分析 DNA 稳定性变化时，依据 C-G 之间含 3 个氢键、A-T 之间含 2 个氢键，氢键数量越多 DNA 越稳定，判断碱基替换后氢键数量变化，进而得出稳定性高低。 学科网（北京）股份有限公司第1页共14页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $