2025届生物高考 二轮复习 遗传的分子基础 课件

这是一份2025届生物高考 二轮复习 遗传的分子基础 课件，共60页。PPT课件主要包含了2侵染大肠杆菌，遗传信息的传递与表达，翻译1模型一，2模型二，3表观遗传等内容，欢迎下载使用。
专题四　遗传的分子基础
融会贯通　构建知识网络
概念辨析　筛查知识漏洞
深挖教材　练习长句描述
重难盘查　突破核心考点
课标自省　明确备考方向
1．艾弗里通过肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质。 (　　)提示：×　DNA是主要的遗传物质是在对大量生物的遗传物质进行探索后归纳得出的结论，并不是某一个实验的结论。2．加热致死的S型细菌仍可使R型细菌转化，说明在加热条件下DNA未失活。 (　　)提示：√
3．S型细菌侵入宿主细胞后，可利用宿主细胞的营养物质和核糖体等细胞结构繁殖后代。 (　　)提示：×　细菌是原核细胞，具有自己的核糖体。4．艾弗里实验证明S型肺炎链球菌的DNA可以使小鼠死亡。 (　　)提示：×　艾弗里实验证明S型肺炎链球菌的DNA可以使R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌，并未进行小鼠活体实验。
5．赫尔希和蔡斯实验中，细菌裂解后得到的子代噬菌体都带有32P标记。 (　　)提示：×　根据DNA的半保留复制可知，细菌裂解后得到的子代噬菌体DNA已复制多代，只有少数子代噬菌体DNA带有32P标记。6．在噬菌体侵染细菌的实验过程中，搅拌、离心可使噬菌体的蛋白质和DNA分开。 (　　)提示：×　搅拌可使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离；离心是让上清液中析出质量较轻的噬菌体颗粒，沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
7．在用35S标记的噬菌体的侵染实验中，沉淀物中存在少量放射性可能是搅拌不充分导致的。 (　　)提示：√8．环状DNA分子中有两个游离的磷酸基团，RNA分子有一个游离的磷酸基团，位置在3′端。 (　　)提示：×　环状DNA分子中没有游离的磷酸基团；单链RNA分子有一个游离的磷酸基团，位置在5′端。
9．DNA中磷酸二酯键用限制酶处理可切割，用DNA连接酶处理可连接。 (　　)提示：√10．DNA分子中每个脱氧核糖都连接两个磷酸，每个碱基都连接一个脱氧核糖。 (　　)提示：×　非环状DNA分子中，两条链3′端的脱氧核糖只连接一个磷酸。
11．沃森和克里克拍摄了DNA的衍射图谱，并提出了DNA的双螺旋结构模型。 (　　)提示：×　DNA的衍射图谱是威尔金斯和富兰克林拍摄的。12．可以通过检测15N的放射性来研究DNA半保留复制的特点。 (　　)提示：×　15N为稳定性同位素，没有放射性。13．DNA复制时，解旋酶和DNA聚合酶能同时发挥作用。 (　　)提示：√
14．某一个基因的碱基排列顺序的多样化构成了基因的多样性。 (　　)提示：×　对一个特定基因来说，具有特定的碱基序列，具有特异性，不具有多样性。15．一种tRNA只能转运一种氨基酸，一种氨基酸可能由多种tRNA转运。 (　　)提示：√
16．每种氨基酸都对应多种密码子，每个密码子都决定一种氨基酸。 (　　)提示：×　有的氨基酸只具有一种密码子，如色氨酸；有的密码子不决定氨基酸，如终止密码子。17．核糖体与mRNA的结合部位形成三个tRNA的结合位点，mRNA沿着核糖体移动并读取下一个密码子。 (　　)提示：×　核糖体与mRNA的结合部位形成两个tRNA的结合位点。核糖体沿着mRNA移动并读取下一个密码子。
18．同一个体的胰岛B细胞和未成熟的红细胞所含有的基因相同，所有的RNA和所有的蛋白质都不同。 (　　)提示：×　同一个体的胰岛B细胞和未成熟的红细胞所含有的RNA和所有的蛋白质有一些相同(如管家基因相关RNA和蛋白质)，有一些不同(如奢侈基因相关RNA和蛋白质)。19．转录过程与DNA复制过程的共同点是都以DNA单链为模板，在DNA聚合酶的作用下进行。 (　　)提示：×　DNA复制过程以DNA两条链为模板，转录过程在RNA聚合酶的作用下进行。
20．DNA甲基化会影响DNA复制但不会影响碱基的排列顺序。 (　　)提示：×　DNA甲基化不会影响DNA复制，会影响基因的表达过程。
1.T2噬菌体是专一侵染大肠杆菌的病毒，如果想用放射性同位素标记T2噬菌体，该如何操作？_______________________________________________________________________________。2．一般情况下，RNA病毒比DNA病毒的变异性更大，原因是__________________________________________________________________________________。
先用含有放射性同位素的培养基培养大肠杆菌，再用标记后的大肠杆菌培养T2噬菌体
RNA病毒的遗传物质RNA是单链结构，不稳定，相比DNA更容易发生变异
3．从控制自变量的角度分析，艾弗里实验的基本思路是_____________________________________________________________________________，从而鉴定出DNA是遗传物质。4．在证明DNA半保留复制的实验中，如何区分亲代与子代的DNA分子？__________________________________________________________________________________________________________________________。
在每个实验组中特异性地去除某一种物质，然后在没有这种物质的情况下观察结果
因为本实验是根据半保留复制的原理和DNA密度的变化来设计的，所以根据试管中DNA带所在的位置就可以区分亲代与子代的DNA分子
5．DNA分子复制的意义：_______________________________________________________________________________。6．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速率要快很多，原因是________________________________________________________________________________________。
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
原核生物基因表达时转录和翻译可以同步进行，真核生物核基因表达时先完成转录，再完成翻译
7．尝试总结tRNA与其携带的氨基酸之间的对应关系：_________________________________________________________________________________。8．一种氨基酸可以由多个密码子决定，对于生物生存和发展的重要意义是：__________________________________________________。
一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，但一种氨基酸可能被多种tRNA识别并转运
在一定程度上能防止碱基改变而导致的生物性状的改变
DNA是遗传物质的实验证据
1.肺炎链球菌体内转化实验
2.肺炎链球菌体外转化实验
注意：关于转化的三点提醒(1)转化的实质：基因重组。(2)体外转化实验的变量控制原理：减法原理。(3)体内转化实验证明存在转化因子，体外转化实验证明转化因子是DNA。
3.T2噬菌体侵染细菌的实验(1)标记T2噬菌体
(3)噬菌体侵染细菌实验的误差分析①32P噬菌体侵染大肠杆菌
②35S噬菌体侵染大肠杆菌
4.“遗传物质”探索的四种方法
5.明确不同生物的遗传物质
常考题型　探索生物遗传物质的经典实验及变式分析1. (2024·甘肃卷)科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验，下列叙述正确的是(　　)A．肺炎链球菌体内转化实验中，加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性
B．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C．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D．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【答案】　D
【解析】　格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验未单独研究每种物质的作用，在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，S型菌株的DNA分子可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性，A错误；在肺炎链球菌的体外转化实验中，利用自变量控制中的“减法原理”设置对照实验，通过观察只有某种物质存在或只有某种物质不存在时，R型菌的转化情况，最终证明了DNA是遗传物质，例如“S型菌DNA＋DNA酶”组除去了DNA，B错误；噬菌体为DNA病毒，其DNA进入宿主细胞后，利用宿主细胞的原料和酶完成自我复制，C错误；烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状，而蛋白质不能使烟草出现花叶病斑性状，D正确。故选D。
2. (2022·海南卷)某团队从下表①～④实验组中选择两组，模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验，验证DNA是遗传物质。结果显示：第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是(　　)
A．①和④　　　 B．②和③ C．②和④ D．④和③【答案】　C【解析】　噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌，蛋白质外壳没有进入，为了区分DNA和蛋白质，可用32P标记噬菌体的DNA，用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，根据第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，说明亲代噬菌体的DNA被32P标记，根据第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中，说明第二组噬菌体的蛋白质被35S标记，即C正确，A、B、D错误。故选C。
3. (2022·湖南卷)T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，下列哪一项不会发生(　　)A．新的噬菌体DNA合成 　B．新的噬菌体蛋白质外壳合成C．噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA 　D．合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合【答案】　C
【解析】　T2噬菌体侵染大肠杆菌时，首先吸附在大肠杆菌上，然后，T2噬菌体将自身遗传物质(DNA)注入大肠杆菌内部，大肠杆菌体内会合成新的噬菌体DNA，然后以噬菌体DNA转录出噬菌体RNA，该RNA与大肠杆菌核糖体结合，翻译出新的噬菌体蛋白质外壳，噬菌体DNA与新的噬菌体蛋白质外壳组装成子代噬菌体，噬菌体以这种方式大量繁殖，当其增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量噬菌体。T2噬菌体侵染大肠杆菌时只有DNA进入大肠杆菌，则其DNA转录形成RNA时需要的RNA聚合酶来自大肠杆菌。故选C。
4. (2022·浙江1月卷)S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示。下列叙述正确的是(　　)A．步骤①中，酶处理时间不宜过长，以免底物完全水解B．步骤②中，甲或乙的加入量不影响实验结果C．步骤④中，固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化D．步骤⑤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果
【答案】　D【解析】　步骤①中，酶处理时间要足够长，以使底物完全水解，A错误；步骤②中，甲或乙的加入量属于无关变量，应相同，否则会影响实验结果，B错误；步骤④中，液体培养基比固体培养基更有利于细菌转化，C错误；S型细菌有荚膜，菌落光滑，R型细菌无荚膜，菌落粗糙，步骤⑤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态，判断是否出现S型细菌，D正确。故选D。
1.噬菌体的增殖周期(1)吸附：噬菌体的尾丝与宿主细胞壁上的相关受体特异性识别，从而引导噬菌体吸附到宿主细胞表面。(2)注入核酸：噬菌体的尾髓刺入细胞壁和细胞膜，随后头部的遗传物质DNA被注入细菌体内，而蛋白质外壳则遗留在了大肠杆菌外面。
(3)合成：病毒大分子的合成，包括病毒基因组的复制与表达。该过程所需要的DNA模板由噬菌体提供，而所需要的原料、能量、酶、核糖体等均由宿主细胞提供。(4)组装：经过半保留复制形成的子代DNA与表达形成的蛋白质组装成子代病毒。(5)释放：大肠杆菌裂解死亡，大量子代噬菌体释放出来。
2.噬菌体进行同位素标记时需注意的问题(1)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上，因为检测放射性时只能检测到放射性的存在部位，不能确定是何种放射性元素。(2)必须同时做32P标记和35S标记的对比实验才能得出DNA是遗传物质的结论。(3)不能用培养基直接培养T2噬菌体，因为T2噬菌体是病毒，只能寄生于大肠杆菌细胞中。(4)蛋白质和DNA都含有C、H、O、N，不能依据14C、3H、18O和15N四种元素将噬菌体的蛋白质和DNA分开。
DNA的结构、复制与相关计算
1.DNA的结构及特点
(1)利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子的结构
①DNA单链中相邻的脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接。②DNA双链中相邻的两个碱基通过氢键连接，DNA单链中相邻的两个碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接。③DNA中有两个游离的磷酸基团，所在的位置为每条链的5′端。
④某条DNA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。⑤脱氧核糖上与碱基相连的C为1′－C，与磷酸基团相连的是5′－C，与下一个脱氧核苷酸磷酸基团相连的是3′－C。⑥脱氧核糖(C5H10O4)与核糖(C5H10O5)的区别是2′－C上少一个O，只剩下一个H。⑦DNA初步水解的产物为四种脱氧核苷酸，彻底水解的产物为磷酸、脱氧核糖、四种碱基。⑧若某DNA片段中有n个碱基对，则磷酸和脱氧核糖之间的连接物共有(4n－2)个。
(2)DNA的结构特点
(3)DNA分子的形状不一①染色体DNA呈链状。②原核生物的拟核、质粒DNA和真核生物的叶绿体DNA、线粒体DNA一般为环状。
2.DNA的复制(1)分析下图归纳DNA复制过程
(2)DNA的复制方式为半保留复制，一个DNA分子复制n次，则有：①子代DNA分子数＝2n个；②含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝2个；③不含亲代DNA链的子代DNA分子数＝(2n－2)个。④子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条；⑤若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数＝m·(2n－1)个；第n次复制需要该脱氧核苷酸数＝m·(2n－2n－1)＝m·2n－1个。
常考题型一　DNA分子的结构特点1. (2024·浙江6月卷)下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是(　　)A．磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架B．双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高C．两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化D．若一条链的G＋C占47%，则另一条链的A＋T也占47%
【答案】　A【解析】　DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，A正确；双链DNA中GC碱基对占比越高，DNA热变性温度越高，B错误；DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键，C错误；互补的碱基在单链上所占的比例相等，若一条链的G＋C占47%，则另一条链的G＋C也占47%，A＋T占1－47%＝53%，D错误。故选A。
2. (2022·广东卷)λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化(如图)，该线性分子两端能够相连的主要原因是(　　)A．单链序列脱氧核苷酸数量相等B．分子骨架同为脱氧核糖与磷酸C．单链序列的碱基能够互补配对D．自连环化后两条单链方向相同【答案】　C
【解析】　单链序列脱氧核苷酸数量相等、分子骨架同为脱氧核糖与磷酸交替连接，不能决定该线性DNA分子两端能够相连，A、B错误；据图可知，单链序列的碱基能够互补配对，决定该线性DNA分子两端能够相连，C正确；DNA的两条链是反向的，因此自连环化后两条单链方向相反，D错误。故选C。
3. (2021·北京卷)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%【答案】　D
【解析】　DNA分子为半保留复制，复制时遵循A—T、G—C的配对原则，则DNA复制后的A约占32%，A正确；酵母菌的DNA中碱基A约占32%，则A＝T＝32%，G＝C＝(1－2×32%)/2＝18%，B正确；DNA遵循碱基互补配对原则，A＝T、G＝C，则(A＋G)/(T＋C)＝1，C正确；由于RNA为单链结构，且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来，故RNA中U不一定占32%，D错误。故选D。
4. (2021·广东卷)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
【答案】　B【解析】　赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了DNA是遗传物质，与构建DNA双螺旋结构模型无关，①错误；沃森和克里克根据富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱，推算出DNA分子呈螺旋结构，②正确；查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等，沃森和克里克据此推出碱基的配对方式，③正确；沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制，是在DNA双螺旋结构模型之后提出的，④错误。故选B。
双链DNA分子中的碱基计算规律1.在DNA中，A＝T、G＝C；A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G；(A＋G)/(T＋C)＝1。2.在DNA中，两个非配对碱基之和占碱基总数的50%。3.若一条链中的(A＋T)/(G＋C)＝a，则另一条链中的(A＋T)/(G＋C)比例也是a；若一条链中的(A＋G)/(T＋C)＝b，则另一条链中的(A＋G)/(T＋C)的比例是1/b。
4.在DNA的一条链中，A＋T占这一条链的碱基比例等于另一条链中A＋T占其链的碱基比例，还等于双链DNA中A＋T占整个DNA的碱基比例。即(A1＋T1)%＝(A2＋T2)%＝总(A＋T)%；同理，(G1＋C1)%＝(G2＋C2)%＝总(G＋C)%。
常考题型二　DNA的复制5. (2024·河北卷)下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是(　　)A．DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链B．复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋C．复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开D．DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端【答案】　D
【解析】　DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误；复制时，解旋酶使得DNA双链从复制起点开始，以双向进行的方式解旋，这并不是从5′端到3′端的单向解旋，B错误；转录时不需要解旋酶，RNA聚合酶即可完成解旋，C错误；DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端，D正确。故选D。
6. (2024·浙江1月卷)大肠杆菌在含有3H－脱氧核苷培养液中培养，3H－脱氧核苷掺入到新合成的DNA链中，经特殊方法显色，可观察到双链都掺入3H－脱氧核苷的DNA区段显深色，仅单链掺入的显浅色，未掺入的不显色。掺入培养中，大肠杆菌拟核DNA第2次复制时，局部示意图如图。DNA双链区段①、②、③对应的显色情况可能是(　　)A．深色、浅色、浅色 B．浅色、深色、浅色C．浅色、浅色、深色 D．深色、浅色、深色
【答案】　B【解析】　大肠杆菌在含有3H－脱氧核苷培养液中培养，DNA的复制方式为半保留复制，大肠杆菌拟核DNA第1次复制后产生的子代DNA的两条链一条被3H标记，另一条未被标记，大肠杆菌拟核DNA第2次复制时，以两条链中一条被3H标记，另一条未被标记的DNA分子为模板，结合题干显色情况，DNA双链区段①为浅色，②中两条链均含有3H显深色，③中一条链含有3H一条链不含3H显浅色，A、C、D错误，B正确。故选B。
7. (2023·山东卷)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【答案】　D
【解析】　据题图分析，图甲时新合成的单链①比②短，图乙时①比②长，因此可以说明①和②延伸时均存在暂停现象，A正确；图甲时单链①和②虽然不等长，但是A、T之和存在相等的可能性，因为长出的部分可能不含A和T，B正确；①和②两条链中碱基是互补的，丙为复制结束时的图像，新合成的单链①与②等长，图丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等，C正确；①和②分别由一个双链DNA分子的其中一条链复制而来，所以①和②的方向是相反的，①的5′端指向解旋方向，那②的3′端则指向解旋方向，但②的模板链与②的方向相反，与①的方向相同，所以②的模板链5′端指向解旋方向，D错误。故选D。
8. (2022·海南卷)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)：
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
【答案】　D【解析】　第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，则可以排除全保留复制，但不能肯定是半保留复制或分散复制，继续做子代ⅡDNA密度鉴定，若子代Ⅱ可以分出一条中密度带和一条轻密度带，则可以排除分散复制，同时肯定是半保留复制，A、B、C错误；若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，形成的子代DNA或者两条链均为14N或者一条链含有14N一条链含有15N，只有这两种类型，因此细菌DNA离心后试管中只会出现1条中带和1条轻带，D正确。故选D。
【特别提醒】(1)哺乳动物成熟红细胞中无细胞核和细胞器，不能进行DNA的复制。(2)DNA复制并非只发生在细胞核中，凡DNA存在的部位均可发生，如叶绿体、线粒体、拟核等。(3)一个细胞周期中DNA只复制一次，而转录是以基因为单位，因此在一个细胞周期中，转录可发生多次。(4)真核、原核细胞DNA复制有不同：①真核生物的DNA复制为多起点、双向复制；②原核生物的DNA复制为单起点、双向复制。
(1)图中转录的方向是从右向左，催化的酶是RNA聚合酶，该酶既可以断开DNA中的氢键，也可以连接核糖核苷酸之间的磷酸二酯键。(2)DNA的复制、转录不只发生在细胞核中。DNA存在的部位，如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核和质粒等都可发生。(3)转录产物不只是mRNA。转录的产物有多种RNA，但携带遗传信息的只有mRNA。
①密码子、反密码子、氨基酸并非是一一对应的关系。②密码子的专一性和简并性保证翻译的准确性和蛋白质结构及遗传性状的稳定性。
③翻译过程中核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，mRNA不移动。一个mRNA分子上可结合多个核糖体，同时合成多条相同的肽链。④解答蛋白质合成的相关计算时，应看清是DNA上(或基因中)的碱基对数还是个数；是mRNA上密码子的个数还是碱基的个数；是合成蛋白质中氨基酸的个数还是种类。
3.遗传信息在不同生物的传递过程(1)高等动植物只有DNA复制、转录、翻译三条途径，但具体到不同细胞，情况不尽相同，如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有；叶肉细胞等高度分化的细胞一般无DNA复制途径，只有转录和翻译两条途径；哺乳动物成熟的红细胞中三条途径都没有。
(2)RNA复制和逆转录只发生在被RNA病毒感染的宿主细胞中，是后来发现的，是对中心法则的补充和完善。(3)DNA的复制、转录、翻译、RNA复制和逆转录过程中都进行碱基互补配对，但是配对的方式不完全相同。
4.基因对性状的控制(1)基因控制生物体性状的途径(2)细胞分化
常考题型一　遗传信息的传递和表达1. (2024·湖北卷)编码某蛋白质的基因有两条链，一条是模板链(指导mRNA合成)，其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5′－ATG－3′，则该序列所对应的反密码子是(　　)A．5′－CAU－3′ B．5′－UAC－3′　 C．5′－TAC－3′　 D．5′－AUG－3′【答案】　A
【解析】　若编码链的一段序列为5′－ATG－3′，则模板链的一段序列为3′－TAC－5′，则mRNA碱基序列为5′－AUG－3′，该序列所对应的反密码子是5′－CAU－3′，A正确，B、C、D错误。故选A。
2. (2024·安徽卷)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是(　　)注：各类rRNA均为核糖体的组成成分
A．线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶B．基因的 DNA 发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响基因表达C．RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同D．编码 RNA 聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁【答案】　C
【解析】　线粒体和叶绿体中都有DNA，二者均是半自主细胞器，其基因转录时使用各自的RNA聚合酶，A正确；基因的 DNA 发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，从而影响基因的转录，可影响基因表达，B正确；由表可知，RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，但种类不同，说明两种酶识别的启动子序列不同，C错误；RNA 聚合酶的本质是蛋白质，编码 RNA 聚合酶Ⅰ在核仁中，该基因在核内转录、细胞质(核糖体)中翻译，产物最终定位在核仁发挥作用，D正确。故选C。
3. (2023·浙江1月卷)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【答案】　B
【解析】　图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的5′端向3′端移动，A错误；该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，tRNA通过识别mRNA上的密码子携带相应氨基酸进入核糖体，B正确；图中5个核糖体结合到mRNA上开始翻译，从识别到起始密码子开始进行翻译，识别到终止密码子结束翻译，并非是同时开始同时结束，C错误；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可能会减少，D错误。故选B。
4. (2023·全国乙卷)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【答案】　A
【解析】　根据题干信息“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”，说明该肽链合成所需能量、核糖体、RNA聚合酶均由大肠杆菌提供，①③④不符合题意；据题意可知，氨基酸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，所以要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，必须往大肠杆菌中转入氨基酸甲，②符合题意；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，所以大肠杆菌细胞内要含有tRNA甲的基因以便合成tRNA甲，大肠杆菌细胞内也要含有酶E的基因以便合成酶E，催化甲与tRNA甲结合，⑤⑥符合题意。故选A。
原核细胞与真核细胞基因表达的不同
常考题型二　基因、环境、表观遗传与性状的关系5. (2024·辽宁卷)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【答案】　C
【解析】　由图可知，酶E的作用是催化DNA甲基化，A错误；DNA半保留复制的原料为四种脱氧核糖核苷酸，没有甲基，B错误；“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”，说明环境可能是引起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，但会影响生物个体表型，D错误。故选C。
6. (2024·浙江1月卷)某种蜜蜂的蜂王和工蜂具有相同的基因组。雌性工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉，若喂食蜂王浆，也能发育成为蜂王。利用分子生物学技术降低 DNA 甲基化酶的表达后， 即使一直喂食花蜜花粉，雌性工蜂幼虫也会发育成蜂王。下列推测正确的是(　　)A．花蜜花粉可降低幼虫发育过程中DNA的甲基化 　B．蜂王DNA的甲基化程度高于工蜂C．蜂王浆可以提高蜜蜂DNA的甲基化程度 　D．DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件
【答案】　D【解析】　降低 DNA 甲基化酶的表达后， 即使一直喂食花蜜花粉，雌性工蜂幼虫也会发育成蜂王，说明甲基化不利于其发育成蜂王，而工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉，不会发育成蜂王，因此花蜜花粉可增强幼虫发育过程中DNA的甲基化，A错误；甲基化不利于其发育成蜂王，故蜂王DNA的甲基化程度低于工蜂，B错误；蜂王浆可以降低蜜蜂DNA的甲基化程度，使其发育成蜂王，C错误；甲基化不利于发育成蜂王，因此DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件，D正确。故选D。
7. (2024·广东卷)研究发现，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白(具有组蛋白修饰功能)的合成，会启动原癌基因zfhl的表达，导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于(　　)A．基因突变 B．染色体变异 C．基因重组 D．表观遗传【答案】　D
【解析】　由题意可知，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白(具有组蛋白修饰功能)的合成，会启动原癌基因zfhl的表达，导致肿瘤形成，即基因型未发生变化而表型却发生了改变，因此驱动此肿瘤形成的原因属于表观遗传，A、B、C错误，D正确。故选D。
8. (2023·广东卷)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___________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】　(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)放射刺激心肌细胞，可产生大量自由基，攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。(2)RNA聚合酶能催化转录过程，以DNA的一条链为模板，通过碱基互补配对原则合成前体mRNA。由图可知，miRNA既能与mRNA结合，降低mRNA的翻译水平，又能与circRNA结合，提高mRNA的翻译水平，故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。
【特别提醒】　一般来说，性状是基因和环境共同作用的结果。基因与性状之间并非一一对应的数量关系。