专题六
遗传分子的基础
考向预测
1.由五年的考频可以看出本专题在全国卷高考中考查的主要内容是探索生物的遗传物质，DNA的结构和复制，遗传信息的转录和翻译，基因与性状的关系。
2．在题型方面，多以选择题的形式出现，在命题形式方面，注重生物学史、遗传学研究方法的考查。题目信息以文字、表格、流程图以及曲线图的形式呈现，考查学生的获取信息和理解能力。
3．2018年的考纲无变化，本专题为识记和理解性知识，因此复习本专题的重点是理解DNA的结构和DNA复制、转录和翻译过程。
知识框架
知识与技巧的梳理
考点一 遗传物质的探究实验
1. 两个经典实验遵循相同的实验设计原则——对照原则
(1)肺炎双球菌体外转化实验中的相互对照
(2)噬菌体侵染细菌实验中的相互对照
注：用32P标记1个噬菌体侵染31P大肠杆菌，释放的m个噬菌体中只有2个噬菌体含32P，有m个含31P，有0个DNA双链均含32P。
(3)噬菌体侵染细菌的实验中的放射性分析
用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌
用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌
实际上
上清液中不含放射性,沉淀物中应具有很高的放放射性
上清液中有较高的放射性,沉淀物中不含放射性
理论上
在离心后的上清液中也有一定的放射性
沉淀物中也出现少量的放射性
原因
①保温时间过短,部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内,离心后分布于上清液中;
②保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放出子代,离心后分布于上清液中
搅拌不充分,有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面,随大肠杆菌离心到沉淀物中
例1. 利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。各组肺炎双球菌先进行图示处理后培养，观察菌落。下列说法错误的是( )
A．通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质
B．F组可以分离出S和R两种肺炎双球菌
C．已知S型菌在体外培养时荚膜可能丢失，则C中出现粗糙型菌落不能证明DNA是转化因子
D．将各组获得菌体注入小鼠会能导致小鼠死亡的是A、B、C、D四组
【解题思路】煮沸的S菌DNA被破坏，无毒性，故A组不能导致小鼠死亡，D错误；把E、F两组培养的R菌分别注入到小鼠体内，若F组注射的小鼠死亡，E组的没死，则DNA是转化因子，A正确；因为DNA是转化因子，故F组中有之前的R菌，也有转化的S菌，B正确；部分S菌丢失荚膜后，其表面会变得粗糙，看着像R菌，对实验产生干扰，就不能证明DNA是遗传物质，C正确。
【答案】D
噬菌体侵染细菌实验放射性分析方法——“两看法”
技巧方法
2. RNA是遗传物质的证据——烟草花叶病毒(TMV)对烟草的感染与重建实验
(1)实验1
(2)实验2
考点二 遗传信息的传递与表达
3. 7个角度比较复制、转录和翻译
项目
DNA复制
转录
翻译
场所
真核细胞主要在细胞核中
真核细胞主要在细胞核中
细胞质中的核糖体
模板
DNA的两条单链
DNA的一条链
mRNA
原料
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
20种氨基酸
条件
ATP、酶(解旋酶、DNA聚合酶)
酶(RNA聚合酶) 、ATP
酶、ATP、tRNA
产物
2个双链DNA
1个单链RNA(mRNA、tRNA、rRNA)
多肽链
特点
①半保留复制②边解旋边复制边解旋边转录
边解旋边转录
一条mRNA上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链
信息传递
DNA→DNA
DNA→RNA
mRNA→蛋白质
例2. 图甲、乙为真核细胞核内两种生物大分子的合成过程示意图，下列叙述正确的是( )
A．图甲表示DNA复制，复制是从多个起点同时开始的
B．一个细胞周期中，图甲过程可在每个起点起始多次
C．图乙表示转录，mRNA、tRNA和rRNA均是该过程的产物
D．图乙说明DNA所有区域的两条链都可以被转录
【解题思路】图甲DNA的两条链都作为模板，为DNA复制过程，且图中有多个大小不同的复制环，说明有多个复制起点，但复制不是同时开始的，A错误；一个细胞周期中，DNA只复制一次，每个起点只能起始一次，B错误；图乙以DNA为模板，形成RNA，为转录过程，mRNA、tRNA和rRNA均是转录产物，C正确；转录只能以DNA的一条链为模板，基因指导蛋白质的合成，基因是有遗传效应的DNA片段，DNA分子上存在没有遗传效应的片段，D错误。
【答案】C
遗传信息传递、表达解题步骤
技巧方法
以“示意图”为信息载体是本部分常考题型，解答时可按照以下模板进行：
第一步，阅读试题，分析题干文字、示意图，明确考查意图；
第二步，根据考查意图，分析示意图表示的生理过程，如确定是DNA复制还是转录、翻译，即定位过程；
第三步，联系教材知识，结合题目选项或问题综合分析，判断或确定答案；
第四步，若是非选择题，注意用科学、准确的生物专业术语回答，如DNA聚合酶不能写为聚合酶(因为还有RNA聚合酶、DNA聚合酶不能写为DNA连接酶、DNA复制不能写为复制因为还有RNA复制等。
4. 各类生物遗传信息的传递过程(中心法则及其发展)
生物种类
遗传信息的传递过程
DNA病毒，如噬菌体
复制型RNA病毒，如烟草花叶病毒
逆转录病毒，如艾滋病病毒
细胞生物
例3. 如图所示的中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程，下列相关叙述正确的是( )
A．人体细胞中，无论在何种情况下都不会发生e、d过程
B．在真核细胞有丝分裂间期，a先发生，b、c过程后发生
C．能特异性识别信使RNA上密码子的分子是tRNA，后者所携带的分子是氨基酸
D．真核细胞中，a过程只发生在细胞核，b过程只发生在细胞质
【解题思路】 人体细胞中，正常情况下不会发生e、d过程，但人体细胞如被RNA病毒侵染，可以在人体细胞内发生e、d过程，A错误；在真核细胞有丝分裂间期，先进行RNA和蛋白质合成，后进行DNA的复制，B错误；真核细胞中，DNA复制(a)、转录(b)主要发生在细胞核，在线粒体和叶绿体中也能发生，D错误。
【答案】C
“三看法”判断中心法则各过程
技巧方法
“一看”模板
“二看”原料
“三看”产物
生理过程
DNA
脱氧核苷酸
DNA
DNA复制
核糖核苷酸
RNA
转录
RNA
脱氧核苷酸
DNA
逆转录
核糖核苷酸
RNA
RNA复制
限时训练
（45分钟）
经典常规题
1．（2018全国卷II)下列关于病毒的叙述，错误的是（ ）
A．从烟草花叶病毒中可以提取到RNA
B．T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解
C．HIV可引起人的获得性免疫缺陷综合征
D．阻断病毒的传播可降低其所致疾病的发病率
2．（2018全国卷III)下列研究工作中由我国科学家完成的是（ ）
A．以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验
B．用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验
C．证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验
D．首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成
3.（2018海南卷）关于复制、转录和逆转录的叙述，下列说法错误的是（ ）
A. 逆转录和DNA复制的产物都是DNA
B. 转录需要RNA聚合酶，逆转录需要逆转录酶
C. 转录和逆转录所需要的反应物都是核糖核苷酸
D. 细胞核中的DNA复制和转录都以DNA为模板
4．（2017海南卷）下列关于生物体内基因表达的叙述，正确的是（ ）
A.每种氨基酸都至少有两种相应的密码子
B.HIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板
C.真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程
D.一个基因的两条DNA链可转录出两条相同的RNA
5．（2017江苏卷）（多选）在体外用14C 标记半胱氨酸-tRNA 复合物中的半胱氨酸（Cys），得到*Cys-tRNACys，再用无机催化剂镍将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸（Ala），得到*Ala-tRNACys（见下图，tRNA不变）。如果该*Ala-tRNACys参与翻译过程，那么下列说法正确的是（ ）
A.在一个mRNA 分子上可以同时合成多条被14C 标记的多肽链
B.反密码子与密码子的配对由tRNA上结合的氨基酸决定
C.新合成的肽链中，原来Cys的位置会被替换为14C标记的Ala
D.新合成的肽链中，原来Ala的位置会被替换为14C标记的Cys
高频易错题
1．（2018届浙江省温州市高三第二次模拟考试）下列关于肺炎双球菌实验的叙述，正确的是（ ）
A．DNA酶与S型活菌混合后注入正常小鼠体内，小鼠不会患败血症致死
B．提取S型活菌的DNA直接注射到正常小鼠体内，小鼠会患败血症致死
C．活体转化实验中，从患病致死小鼠血液中可分离出活的S型活菌
D．离体转化实验中，R型活菌转化为S型活菌的原因是基因突变
2．（2018届黑龙江省大庆市高三第二次模拟考试）以下甲、乙两图，表示某真核细胞中遗传信息传递的某些过程，下列叙述不正确的是（ ）
A．甲图所示过程进行的场所可以为细胞核
B．乙图所示过程不涉及碱基T与A的配对
C．乙图中②③④⑤最终形成的物质结构不会相同
D．SARS病毒不能独立完成甲乙两图所示生命过程
3．（2018届陕西省高三年级第一次大联考）人细胞核中的基因RT能指导合成反义RNA，该反义RNA可以与抑癌基因转录形成的mRNA形成杂交分子，从而阻断抑癌基因的表达，如下图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．图中的过程I和Ⅱ所进行的场所和所需原料都不同
B．细胞中各基因是相互独立存在的，不影响彼此的功能
C．反义RNA与mRNA结合形成的双链中存在三种碱基对
D．反义RNA与mRNA形成杂交分子，抑制了抑癌基因的转录
4．（2018届江苏省南通等六市高三二模）TATA框是多数真核生物基因的一段DNA序列，位于基因转录起始点上游，其碱基序列为TATAATAAT，RNA聚合酶与TATA框牢固结合之后才能开始转录。相关叙述正确的是（ ）
A．含TATA框的DNA局部片段的稳定性相对较低，容易解旋
B．TATA框属于基因启动子的一部分，包含DNA复制起点信息
C．TATA框经RNA聚合酶催化转录形成的片段中含有起始密码
D．某基因的TATA框经诱变缺失后，并不影响转录的正常进行
5．（2018届河南省天一大联考高三上期期末考试）下列有关基因表达和生物性状控制的叙述，正确的是（ ）
A．人体内细胞进行DNA复制和转录时，DNA双链都要先解旋，前者需要解旋酶
B．人的白化症状体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
C．在胰岛素基因中插入一段外源DNA序列，引起的变异属于染色体结构变异
D．RNA聚合酶催化RNA合成期间，一定有腺嘌呤与胸腺嘧啶的配对现象
精准预测题
1．（2019届江苏省连云港市黄川中学高三上学期期末考试）下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是（ ）
A．实验选用的T2噬菌体的头部含有2个DNA分子
B．培养时间过长和过短都会使32P标记组的悬浮液放射性增强
C．35S标记组说明蛋白质不是噬菌体的遗传物质
D．释放的子代噬菌体大多数能检测到放射性
2．（2019届江苏省无锡市普通高中高三上学期期中调研考试）下列有关DNA分子结构的叙述正确的是（ ）
A．DNA分子的骨架由磷酸和核糖交替连接而成
B．DNA分子中的含氮碱基数目与磷酸数目相等
C．双链DNA分子中，氢键的数目与碱基的数量有关而与种类无关
D．双链DNA分子中，（A+C/（T+G）在每条单链中比值相同且等于1
3．（2019届成都市高三第一次诊断性检测）下图表示某种生物细胞内基因表达的部分过程(④代表核糖体,⑤代表多肽链)。下列叙述正确的是（ ）
A．①②链之间和②③链之间的碱基配对方式完全不同
B．②链中的G和③链中的G都代表鸟嘌呤核糖核苷酸
C．基因中的遗传信息通过③链传递到⑤需要RNA参与
D．一个核糖体通常可结合多条③链以提高⑤的合成速率
4．（2019届江西省吉安市高三上学期五校联考）关于下列图示的说法，正确的是（ ）
A．图A、B均主要发生于细胞核中，且均有碱基配对，但配对方式不完全相同
B．图B中的酶2为DNA聚合酶，该图体现了DNA多起点、双向复制的特点
C．A图中核糖体自右向左移动，翻译过程置于C图中进行时，丙中应包含三种RNA
D．图A所示两种生理过程所需的酶不同，需要的单体有三种相同
5．（2019届湖南省会同县第一中学高三12月月考）下图的基因模型为控制某种酶的基因内部和周围的 DNA 组成情况，距离以千碱基对（kb） 表示，但未按比例画出。其中标出了转录起点和终点，翻译的起始密码子和终止密码子对 应位点是它们第一个碱基的位置，其中转录直接生成的 RNA 中的 d 区间对应的区域会被 加工切除。根据以上信息，下列说法错误的是（ ）
A．虽然 d 区间无法直接决定氨基酸序列，但是其也属于基因的一部分
B．转录起点是位于基因首端的特殊 DNA 序列，是 RNA 聚合酶识别和结合部位
C．转录直接形成的 RNA 并不是最后用于翻译的 mRNA
D．该模型对应的酶是由 298个氨基酸构成的
6．（2019届贵州省遵义航天高级中学高三上学期第二次模拟考试）下图表示细胞中遗传信息传递的部分过程。请据图回答：
（1）图示中②代表_________________，④的基本单位为_________________。
（2）图示过程涉及的遗传信息传递方向为：_______________________(以流程图的形式表示)，发生生物类别及场所为_____________________________。
（3）①→③和③→④过程中碱基互补配对方式不同之处为_____________________。
参考答案
经典常规题
1. 【解题思路】烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，因此从烟草花叶病毒中可以提取到RNA，A正确；T2噬菌体是一种寄生在大肠杆菌体内的病毒，可见，T2噬菌体可感染大肠杆菌导致其裂解，B错误；艾滋病的全称是获得性免疫缺陷综合征，其发病机理是HIV病毒主要侵染T细胞，使机体几乎丧失一切免疫功能，C正确；阻断病毒的传播，是保护易感人群的有效措施之一，可降低其所致疾病的发病率，D正确。
【答案】B
2. 【解题思路】以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验是奥地利科学家孟德尔完成的，A错误；用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验是美国科学家卡尔文完成的，B错误；证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验是美国科学家艾弗里完成的，C错误；首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成是我国科学家在1965年完成的，D正确。
【答案】D
3. 【解题思路】逆转录和DNA复制的产物都是DNA，A正确；转录需要RNA聚合酶，逆转录需要逆转录酶，B正确；转录所需要的反应物是核糖核苷酸，而逆转录所需的反应物是脱氧核糖核苷酸，C错误；细胞核中的DNA复制和转录都以DNA为模板，D正确。
【答案】C
4. 【解题思路】一种氨基酸对应有一种至多种密码子决定，A错误；HIV的遗传物质为单链RNA，可以逆转录生成DNA，B正确；真核生物基因表达的过程包括转录生成RNA和翻译合成蛋白质，C错误；一个基因的两条DNA链可转录出两条互补的RNA，但转录是以基因的一条DNA链为模板的，D错误。
【答案】B
5. 【解题思路】多聚核糖体是指一条mRNA上同时结合多个核糖体，可同时合成多条被14C 标记的多肽链，A正确；反密码子与密码子按碱基互补原则进行配对，与tRNA携带的氨基酸无关，B错误；由于该tRNA携带的氨基酸由Cys替换成Ala，则新合成的肽链中，原来Cys的位置会被替换成Ala，C正确；该tRNA本应运输Cys，则Ala的位置不会替换为Cys，D错误。
【答案】AC
高频易错题
1. 【解题思路】DNA酶与S型活菌混合后，S型菌依然存在毒性，小鼠会患败血症致死，A错误；S型活菌的DNA不会使小鼠会患败血症，B错误；活体转化实验中，从患病致死小鼠血液中可分离出活的S型活菌，C正确；离体转化实验中，R型活菌转化为S型活菌的原因是基因重组，D错误。
【答案】C
2. 【解题思路】据甲图示，是以DNA的一条链为模板，合成一条RNA，主要在细胞核中进行，A正确；乙图所示过程是在核糖体上以mRNA为模板，合成肽链，有tRNA上的反密码子和mRNA上密码子配对，不涉及碱基T与A的配对，B正确；乙图中②③④是正在合成的肽链，最终是氨基酸序列相同的肽链，⑤是
mRNA，和肽链结构不同，C错误；SARS病毒必须寄生在人体细胞中进行RNA的复制和翻译，不能独立完成甲乙两图所示生命过程，D正确。
【答案】C
3. 【解题思路】图中Ⅰ为转录过程，主要发生在细胞核中，所需原料为核糖核苷酸。Ⅱ是翻译过程，发生在核糖体上，所需原料是氨基酸，A正确；据图可知，反义RNA可以与抑癌基因转录形成的mRNA形成杂交分子，从而阻断抑癌基因的表达，而反义RNA是由基因RT能指导合成，这也说明基因RT可以抑制抑癌基因的表达，B、D错误；根据碱基互补配对原则可知，反义RNA与mRNA结合形成的双链中存在四种碱基对，C错误。
【答案】A
4. 【解题思路】含TATA框的DNA局部片段的稳定性相对较低，容易解旋，A正确；TATA框属于基因启动子的一部分，但属于真核生物的非编码区，不包含DNA复制起点信息，B错误；TATA框位于真核基因的非编码区，经RNA聚合酶催化转录形成的片段中没有起始密码，起始密码位于对应的基因的编码区转录形成的mRNA片段中，C错误；TATA框是基因的非编码区的基因启动子的一部分，虽然不参与转录，但决定基因转录的开始，为RNA聚合酶的结合处之一，RNA聚合酶与TATA框牢固结合之后才能开始转录，因此某基因的TATA框经诱变缺失后，会影响转录的正常进行，D错误。
【答案】A
5. 【解题思路】DNA复制和转录都需要解旋，前者需要解旋酶催化，后者需要RNA聚合酶催化，A正确；人的白化症状体现了基因通过控制酶的合成控制代谢，进而间接控制生物体的性状，B错误；在胰岛素基因中插入一段外源DNA序列，引起的变异属于基因重组，C错误；RNA聚合酶催化RNA合成期间，一定有腺嘌呤与尿嘧啶的配对现象，D错误。
【答案】A
精准预测题
1. 【解题思路】实验选用的T2噬菌体的头部含有1个DNA分子，A错误；噬菌体侵染细菌的实验中“32P标记组”保温时间过长（子代噬菌体释放出来，离心后分布在上清液中）或过短（部分亲代噬菌体还未来得及侵染大肠杆菌，离心后分布在上清液中）对实验结果影响相同，都会使上清液中的放射性偏高，B正确；噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，C错误；32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染细菌时只有DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成，而合成子代DNA所需的原料由细菌提供，根据DNA半保留复制特点，用含32P标记的T2噬菌体侵染不含32P的细菌，只有少量子代噬菌体中能检测到放射性，D错误。
【答案】B
2. 【解题思路】DNA分子的骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接而成，A错误；DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，1分子的脱氧核苷酸是由1分子磷酸、1分子脱氧核糖和1分子含氮碱基组成，因此DNA分子中的含氮碱基数目与磷酸数目相等，B正确；双链DNA分子中，A与T之间有2个氢键，G与C之间有3个氢键，所以氢键的数目与碱基的数量与种类都有关，C错误；由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对，因
此一条单链中(A＋C)/(T＋G)的值与其互补链中的(A＋C)/(T＋G)的值互为倒数，D错误。
【答案】B
3. 【解题思路】①②链之间的碱基配对方式为A–T、C–G、T–A、G–C，②③链之间的碱基配对方式为A–U、C–G、T–A、G–C，部分相同，A错误；②链中的G代表鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸，而③链中的G代表鸟嘌呤核糖核苷酸，B错误；基因中的遗传信息通过mRNA(③链)传递到多肽链（⑤）需要mRNA、tRNA、rRNA的参与，C正确；一条mRNA(③链) 通常可结合多个核糖体来提高多肽链（⑤）的合成速率，D错误。
【答案】C
4. 【解题思路】根据分析，图A转录和翻译在同一空间进行，因此图A表示原核生物，原核生物没有细胞核，发生在拟核，A错误；图B中只有1个起点，未体现了DNA复制多起点的特点，B错误；A图中左侧肽链较长，因此核糖体自右向左移动，翻译过程中，需要以mRNA为模板，在核糖体中进行（核糖体含有rRNA）,tRNA转运氨基酸，包含三种RNA，C正确；图A中转录和翻译所需的酶不同，转录的需要的单体是核糖核苷酸，翻译需要的单体是氨基酸，需要的单体不同，D错误。
【答案】C
5. 【解题思路】由图可知，为真核生物的基因，d区间无法决定氨基酸序列，属于内含子，内含子也是基因的一部分，A正确；转录起点是位于基因首端的特殊DNA序列属于启动子，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，B正确；转录直接形成的RNA，为前体mRNA，用于翻译的mRNA是经过剪切加工后的mRNA，C正确；属于基因该酶的长度是由起始密码子和终止密码子之间的碱基所决定的且不含终止密码子，所以计算公式为【（5.8-1.7）-（5.2-2.0）】*1000-3=897,对应氨基酸299，D错误。
【答案】D
6. 【解题思路】（1）据图分析可知，②代表核糖体，多肽的基本单位是氨基酸。（2）据图分析可知，图示涉及到转录和翻译两个过程，且是边转录边翻译，因此，此图为原核生物细胞细胞质或线粒体、叶绿体中遗传信息传递过程，用流程图表示为：DNA→RNA→蛋白质。（3）①→③为转录过程，碱基互补配对方式为A-U，T-A，G-C，C-G；③→④为翻译过程，碱基互补配对方式为A-U，U-A，G-C，C-G。前者中特有T-A配对，后者特有U-A配对。
【答案】（1）核糖体 氨基酸
（2）DNA→RNA→蛋白质 原核生物细胞质、真核生物线粒体和叶绿体
（3）前者中有T-A配对，后者无；后者有U-A配对，前者无
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