高频考点05 遗传的分子基础（9大考向+3大题型）-【考点解密】最新高考生物二轮复习考点解密与预测（浙江专用）

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一、对知识进行层级化的框架梳理：生物知识点比较多，我们可以引导学生以逻辑关系对知识进行层级化的“知识框架”梳理，以便让学生更牢固地掌握基础知识， 从而能够更好地把知识融会贯通。
二、回归教材，注重教材细节：新课标I卷的题“不偏”“不怪”“不坑”，不会在题目中设“语言陷阱”，大多数题考查的内容直接或改编至教材。
三、帮助学生进行“方法类知识”的梳理，深入理解生物学研究方法
四、掌握生物学实验的两大要素：自变量和对照。自变量保证了实验设计的逻辑正确，对照保证实验在特定条件下进行。
五、帮助学生总结一些答题技巧。做好以上几点，相信二轮复习后学生会有一个很大的提升。
高频考点05 遗传的分子基础
“DNA是主要的遗传物质”主要依托科学史上的经典实验考查科学家证明DNA是主要的遗传物质的思路与方法；“DNA的结构与复制”常结合细胞中DNA分子的结构特点和半保留复制方式进行考查；“基因的表达”重视对转录、翻译等的基本概念和生理过程的理解和应用。
1．核酸是遗传物质的证据
格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验的结论：已经加热致死的S型细菌中含有促使R型细菌转化为S型活细菌的“转化因子”；艾弗里等人的肺炎链球菌体外转化实验的设计思路：每个实验组特异性地去除了某种物质。该实验证明了DNA是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质。噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是噬菌体的遗传物质；烟草花叶病毒感染与重建实验证明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。
2．DNA分子复制的5个常考点
(1)复制时间(核DNA)：细胞分裂前的间期。
(2)复制场所：主要在细胞核中。
(3)复制条件：模板——双链DNA分子的两条链，原料——4种游离的脱氧核苷酸，酶——解旋酶和DNA聚合酶，能量。
(4)复制特点：边解旋边复制，半保留复制。
(5)复制意义：保持了遗传信息的连续性。
3．基因与性状的关系
①基因控制性状的途径
途径一：基因eq \(――→,\s\up7(控制))蛋白质的结构eq \(―――→,\s\up7(直接控制))生物体的性状。如囊性纤维化、镰状细胞贫血。
途径二：基因eq \(――→,\s\up7(控制))酶的合成eq \(――→,\s\up7(控制))代谢过程eq \(―――→,\s\up7(间接控制))生物体的性状。如豌豆的圆粒与皱粒、人类的白化病。
②细胞分化
同一生物个体内不同的细胞中，基因都是相同的，但mRNA却不完全相同，原因是基因的选择性表达。
③表观遗传：生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命过程中。
④基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。有的性状是由一对基因控制的，有的性状是由多对基因共同控制的(如人的身高)，有时单个基因可影响多种性状。
⑤性状并非完全取决于基因。生物体的性状从根本上由基因决定，同时还受环境条件的影响，因此性状是基因和环境共同作用的结果，即表型＝基因型＋环境条件。
⑥基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，所形成的复杂网络精细地调控着生物体的性状。
题型01 核酸是遗传物质的证据
1.关于遗传物质DNA的经典实验,叙述错误的是( )
A.摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上
B.孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”化学本质相同
C.肺炎双(链)球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术
D.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
2.选用合适的实验材料对生物科学研究至关重要。下表对教材中相关研究的叙述,错误的是( )
3.DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中,为该模型构建提供主要依据的是( )
①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验
②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱
③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等
④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
4.在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中,无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验,结合现有生物学知识所做的下列推测中,不合理的是( )
A.与R型菌相比,S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B.S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成
C.加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
D.将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合,可以得到S型菌
题型02 DNA分子的结构与复制
1.将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上,置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像,①和②表示新合成的单链,①的5'端指向解旋方向,丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象,但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则,下列说法错误的是( )
A.据图分析,①和②延伸时均存在暂停现象
B.甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等
C.丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等
D.②延伸方向为5'端至3'端,其模板链3'端指向解旋方向
2.下列发现中,以DNA双螺旋结构模型为理论基础的是( )
A.遗传因子控制性状
B.基因在染色体上
C.DNA是遗传物质
D.DNA半保留复制
3.科学家曾提出DNA复制方式的三种假说:全保留复制、半保留复制和分散复制(图1)。对此假说,科学家以大肠杆菌为实验材料,进行了如下实验(图2):
图1
图2
下列有关叙述正确的是( )
A.第一代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带,说明DNA复制方式一定是半保留复制
B.第二代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带和1条轻带,说明DNA复制方式一定是全保留复制
C.结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果,说明DNA复制方式一定是分散复制
D.若DNA复制方式是半保留复制,继续培养至第三代,细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带
4.下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述,正确的是( )
A.子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3'端
B.子链的合成过程不需要引物参与
C.DNA每条链的5'端是羟基末端
D.DNA聚合酶的作用是打开DNA双链
5.酵母菌的DNA中碱基A约占32%,关于酵母菌核酸的叙述错误的是( )
A.DNA复制后A约占32%
B.DNA中C约占18%
C.DNA中(A+G)/(T+C)=1
D.RNA中U约占32%
6.利用农杆菌转化法,将含有基因修饰系统的T-DNA插入水稻细胞M的某条染色体上,在该修饰系统的作用下,一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U,脱氨基过程在细胞M中只发生一次。将细胞M培育成植株N。下列说法错误的是( )
A.N的每一个细胞中都含T-DNA
B.N自交,子一代中含T-DNA的植株占3/4
C.M经n(n≥1)次有丝分裂后,脱氨基位点为A-U的细胞占1/2n
D.M经3次有丝分裂后,含T-DNA且脱氨基位点为A-T的细胞占1/2
题型03 基因表达及其与性状的关系
1.某植物的叶形与R基因的表达直接相关。现有该植物的植株甲和乙,二者R基因的序列相同。植株甲R基因未甲基化,能正常表达;植株乙R基因高度甲基化,不能表达。下列有关叙述正确的是 ( )
A.植株甲和乙的R基因的碱基种类不同
B.植株甲和乙的R基因的序列相同,故叶形相同
C.植株乙自交,子一代的R基因不会出现高度甲基化
D.植株甲和乙杂交,子一代与植株乙的叶形不同
2.噬菌体ФX174的遗传物质为单链环状DNA分子,部分序列如图。
下列有关叙述正确的是( )
A.D基因包含456个碱基,编码152个氨基酸
B.E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列,其互补DNA序列是5'-GCGTAC-3'
C.噬菌体ФX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸
D.E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠,且重叠序列编码的氨基酸序列相同
3.细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子,也可结合非编码RNA分子CsrB,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.细菌glg基因转录时,RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录
B.细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时,核糖体沿glg mRNA从5'端向3'端移动
C.抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成
D.CsrA蛋白都结合到CsrB上,有利于细菌糖原合成
4.已知某种氨基酸(简称甲)是一种特殊氨基酸,迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是,这些古菌含有特异的能够转运甲的tRNA(表示为tRNA甲)和酶E。酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲(表示为甲-tRNA甲),进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子,从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链,则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是( )
①ATP ②甲 ③RNA聚合酶 ④古菌的核糖体 ⑤酶E的基因 ⑥tRNA甲的基因
A.②⑤⑥ B.①②⑤ C.③④⑥ D.②④⑤
5.研究发现在野生型果蝇幼虫中降低lint基因表达,能影响另一基因inr的表达(如图),导致果蝇体型变小等异常。下列叙述错误的是( )
A.lint基因的表达对inr基因的表达有促进作用
B.提高幼虫lint基因表达可能使其体型变大
C.降低幼虫inr基因表达可能使其体型变大
D.果蝇体型大小是多个基因共同作用的结果
6.小鼠Avy基因控制黄色体毛,该基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制,使小鼠毛色发生可遗传的改变。有关叙述正确的是( )
A.Avy基因的碱基序列保持不变
B.甲基化促进Avy基因的转录
C.甲基化导致Avy基因编码的蛋白质结构改变
D.甲基化修饰不可遗传
7.(2022湖南,14,4分)大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强,二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时,核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是( )
A.一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链
B.细胞中有足够的rRNA分子时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子
C.核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了rRNA和核糖体蛋白数量上的平衡
D.编码该核糖体蛋白的基因转录完成后,mRNA才能与核糖体结合进行翻译
8.关于中心法则相关酶的叙述,错误的是( )
A.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
B.DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成
C.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
D.DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用
【归纳总结】
1．肺炎链球菌的转化实验
(1)格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验的结论：已经加热致死的S型细菌中含有促使R型细菌转化为S型活细菌的“转化因子”。
(2)艾弗里等人的肺炎链球菌体外转化实验的设计思路：每个实验组特异性地去除了某种物质。该实验证明了DNA是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质。
2．噬菌体侵染细菌的实验
(1)实验步骤：标记大肠杆菌→标记噬菌体→侵染未被标记的大肠杆菌→搅拌、离心→检测放射性。
(2)搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。
(3)离心的目的：让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
(4)实验结论：DNA是遗传物质。
3．DNA分子的结构
(1)基本组成元素：C、H、O、N、P。
(2)DNA分子的结构特点
①DNA由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成。②DNA分子中的磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。③两条链上的碱基通过氢键以碱基互补配对方式连接，A—T碱基对之间通过2个氢键连接，C—G碱基对之间通过3个氢键连接。
(3)DNA分子的特点：多样性、特异性和稳定性。
(4)DNA分子中有关碱基比例的计算
①常用公式：在双链DNA分子中，A＝T，G＝C；A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝50%。②“单链中互补碱基之和”占该单链碱基数比例＝“双链中互补碱基之和”占该双链总碱基数比例。③某链不互补碱基之和的比值与其互补链的该比值互为倒数，如一条单链中(A＋G)/(C＋T)＝m，则其互补链中(A＋G)/(C＋T)＝1/m，而在整个双链DNA分子中该比值等于1。
4．遗传信息的表达——转录和翻译
(1)转录：以DNA的一条链为模板，通过碱基互补配对原则形成RNA的过程。
①场所——细胞核(主要)。②模板——DNA的一条链。③酶——RNA聚合酶(不需要解旋酶)。④原料——4种核糖核苷酸。
(2)翻译：在核糖体上以mRNA为模板，以tRNA为运载工具合成具有一定氨基酸顺序的多肽链的过程。
①场所——核糖体。②模板——mRNA。③原料——细胞中游离的21种氨基酸。④运输工具——tRNA。
1.(2022浙江6月选考,22,2分)下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是( )
A.需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌
B.搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来
C.离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌
D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
2.(2021浙江1月选考,15,2分)下列关于遗传学发展史上4个经典实验的叙述,正确的是( )
A.孟德尔的单因子杂交实验证明了遗传因子位于染色体上
B.摩尔根的果蝇伴性遗传实验证明了基因自由组合定律
C.T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是大肠杆菌的遗传物质
D.肺炎双球菌离体转化实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质
3.(2023浙江6月选考,16,2分)紫外线引发的DNA损伤,可通过“核苷酸切除修复(NER)”方式修复,机制如图所示。着色性干皮症(XP)患者的NER酶系统存在缺陷,受阳光照射后,皮肤出现炎症等症状。患者幼年发病,20岁后开始发展成皮肤癌。下列叙述错误的是( )
A.修复过程需要限制酶和DNA聚合酶
B.填补缺口时,新链合成以5'到3'的方向进行
C.DNA有害损伤发生后,在细胞增殖后进行修复,对细胞最有利
D.随年龄增长,XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因,可用突变累积解释
4.(2022浙江6月选考,13,2分)某同学欲制作DNA双螺旋结构模型,已准备了足够的相关材料。下列叙述正确的是( )
A.在制作脱氧核苷酸时,需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基
B.制作模型时,鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连
C.制成的模型中,腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和
D.制成的模型中,磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧
5.(2021浙江6月选考,14,2分)含有100个碱基对的一个DNA分子片段,其中一条链的A+T占40%,它的互补链中G与T分别占22%和18%,如果连续复制2次,则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为( )
A.240个 B.180个 C.114个 D.90个
6.(2023浙江6月选考,4,2分)叠氮脱氧胸苷(AZT)可与逆转录酶结合并抑制其功能。下列过程可直接被AZT阻断的是( )
A.复制 B.转录 C.翻译 D.逆转录
7.(2023浙江1月选考,15,2分)核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时,多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体(如图所示)。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译,移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是( )
A.图示翻译过程中,各核糖体从mRNA的3'端向5'端移动
B.该过程中,mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对
C.图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译,同时结束翻译
D.若将细菌的某基因截短,相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化
阅读下列材料,回答第8、9题。
基因启动子区发生DNA甲基化可导致基因转录沉默。研究表明,某植物需经春化作用才能开花,该植物的DNA甲基化水平降低是开花的前提。用5-azaC处理后,该植株开花提前,检测基因组DNA,发现5'胞嘧啶的甲基化水平明显降低,但DNA序列未发生改变,这种低DNA甲基化水平引起的表型改变能传递给后代。
8.(2023浙江1月选考,5,2分)这种DNA甲基化水平改变引起表型改变,属于( )
A.基因突变 B.基因重组
C.染色体变异 D.表观遗传
9.(2023浙江1月选考,6,2分)该植物经5-azaC去甲基化处理后,下列各项中会发生显著改变的是( )
A.基因的碱基数量 B.基因的碱基排列顺序
C.基因的复制 D.基因的转录
10.(2022浙江6月选考,16,2分)“中心法则”反映了遗传信息的传递方向,其中某过程的示意图如图。
下列叙述正确的是( )
A.催化该过程的酶为RNA聚合酶
B.a链上任意3个碱基组成一个密码子
C.b链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连
D.该过程中遗传信息从DNA向RNA传递
11.(2021浙江1月选考,22,2分)如图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某些氨基酸的部分密码子(5'→3')是:丝氨酸UCU;亮氨酸UUA、CUA;异亮氨酸AUC、AUU;精氨酸AGA。下列叙述正确的是( )
A.图中①为亮氨酸
B.图中结构②从右向左移动
C.该过程中没有氢键的形成和断裂
D.该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中
2021年
2022年
2023年
考情分析
1月
6月
1月
6月
1月
6月
核酸是遗传物质的证据
2分
2分
2分
亲代传递给子代的遗传信息主要储存在DNA分子上，DNA分子上的遗传信息通过转录与翻译控制生物性状，这是此部分考题的主要落脚点。本专题主要考查内容有DNA是主要的遗传物质、DNA的结构与复制、基因的表达三个考点。
DNA的结构和复制
4分
2分
基因的表达
2分
2分
2分
2分
2分
中心法则
2分
分值合计
4分
6分
4分
6分
2分
2分
选项
实验材料
生物学研究
A
小球藻
卡尔文循环
B
肺炎链球菌
DNA半保留复制
C
枪乌贼
动作电位原理
D
T2噬菌体
DNA是遗传物质