高考生物二轮复习高频考点解密 解密08 遗传的分子学基础讲义（教师版）

解密08遗传的分子学基础考点热度★★★★☆内容索引核心考点1证明DNA是遗传物质的经典实验 DNA是遗传物质与DNA是主要的遗传物质的区别 “加法原理”和“减法原理” 肺炎链球菌的转化实验 噬菌体侵染细菌的实验核心考点2DNA的结构与复制 DNA的结构 DNA的复制 基因通常是有遗传效应的DNA片段核心考点3基因的表达 与基因表达有关的概念 基因表达的过程 基因表达与性状的关系核心考点4基因的选择性表达与细胞分化2022年高考题2021年高考题考点由高考知核心知识点预测DNA是遗传物质、DNA的结构与复制、基因的表达（2022浙江卷13）DNA结构（2022浙江卷16）转录、翻译（2022浙江卷22）噬菌体侵染细菌实验（2022广东卷5）证明DNA是遗传物质的经典实验（2022广东卷12）DNA结构（2022海南卷11）DNA复制（2022海南卷13）噬菌体侵染细菌实验（2022河北卷8）证明DNA是遗传物质的经典实验（2022河北卷9）中心法则（2022湖南卷2）噬菌体侵染细菌实验（2022湖南卷14）基因表达（2022江苏卷21）基因的表达（2022辽宁卷4）证明DNA是遗传物质的经典实验（2021全国卷卷）5肺炎双球菌转化实验（2021浙江卷）6密码子（2021浙江卷）14DNA的结构、DNA复制（2021浙江卷）19基因表达（2021浙江卷）22DNA复制（2021广东卷）5DNA的结构与功能发现有关的实验核假说（2021海南卷）15密码子（2021河北卷）8.基因表达（2021河北卷）16、DNA复制（2021辽宁卷）4DNA复制（2021辽宁卷）17基因表达热点预测与趋势分析考察内容：①DNA是遗传物质的实验②DNA复制③基因的表达④基因对性状的控制题型：①证明DNA是遗传物质的经典实验②基因表达过程③基因对性状的控制核心考点1证明DNA是遗传物质的经典实验DNA是遗传物质与DNA是主要的遗传物质的区别肺炎链球菌的转化实验肺炎链球菌的转化实验噬菌体侵染细菌的实验格里菲思实验（提出“转化因子”）艾弗里实验证明了DNA是遗传物质（不能证明DNA是主要的遗传物质）真核生物（含DNA和RNA）原核生物（含DNA和RNA）病毒（含DNA或RNA一种核酸）遗传物质是DNA遗传物质是DNA或RNA因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。“加法原理”和“减法原理”与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。

例如，在“比较过氧化氧在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利用了“加法原理”。与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。

例如，在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，就利用了“减法原理”。

肺炎链球菌的转化实验肺炎链球菌肺炎链球菌R型：S型：菌体无多糖类的荚膜菌落表面粗糙不会使人或小鼠患病菌体有多糖类的荚膜菌落表面光滑使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡格里菲思实验（1928年）格里菲思实验（1928年）：R型活细菌活（不死亡）注入S型活细菌死注入S型活细菌加热杀死的S型细菌活（不死亡）注入R型活细菌+加热杀死的S型细菌死注入S型活细菌结论：已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。艾弗里实验（艾弗里实验（20世纪40年代）：R型活细菌+S型细菌的细胞提取物R型细菌+S型细菌S型细菌的细胞提取物+蛋白酶（或RNA酶、酯酶）R型细菌+S型细菌S型细菌的细胞提取物+DNA酶只长R型细菌结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质（即，DNA是遗传物质）噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希和蔡斯实验（195（赫尔希和蔡斯实验（1952年））T2噬菌体：专门寄生在大肠杆菌体内60%是蛋白质，仅蛋白质分子中含有硫40%是DNA，磷几乎都存在于DNA分子中用放射性同位素标记T2噬菌体：含35S的培养基+大肠杆菌含35S的大肠杆菌接种噬菌体蛋白质外壳含35S含32P的培养基+大肠杆菌DNA含32P接种噬菌体含32P的大肠杆菌用放射性同位素标记的T2噬菌体侵染无放射性的大肠杆菌：含35S组：32P35S（或32P）标记的噬菌体+大肠杆菌保温：使亲代噬菌体侵染大肠杆菌搅拌：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离离心：使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上清液：放射性高放射性低沉淀物：细菌裂解，在新形成的噬菌体中无35S上清液：放射性低放射性高沉淀物：细菌裂解，在新形成的噬菌体中有32P

实验结论实验结论：DNA是噬菌体的遗传物质吸附注入核酸复制与合成组装释放核心考点2DNA的结构与复制DNA的结构DNADNA双螺旋结构模型沃森和克里克建立推算出DNA呈螺旋结构的过程（简版）威尔金斯（英）、富兰克林（英）DNA衍射图谱（沃森和克里克推算出DNA呈螺旋结构）查哥夫（奥地利）A=T、G=C（沃森和克里克据此将碱基安排在双链螺旋内部，脱氧核糖一磷酸骨架安排在螺旋外部）沃森和克里克（1953年）DNA双螺旋结构模型DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律：A（腺嘌呤）一定与T（胸腺嘧啶）配对；G（鸟嘌呤）一定与C（胞嘧啶）配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。

注意：注意：有关计算的核心是：A=T、G=C；两条链上的碱基是互补关系关于复制、转录的方向性关键要弄清楚哪端是3’端，哪端是5’端T之间有2个氢键、G-C之间有3个氢键脱氧核苷酸链的5’端有游离的磷酸基团、3’端有游离的-OH基团

DNA的复制证明DNA半保留复制的实验证明DNA半保留复制的实验密度梯度离心法原理（CsCl）：拓展（不需要学生掌握）用超离心机对小分子物质溶液，长时间加一个离心力场达到沉降平衡，在沉降池内从液面到底部出现一定的密度梯度。若在该溶液里加入少量大分子溶液，则溶液内比溶剂密度大的部分就产生大分子沉降，比溶剂密度小的部分就会上浮，最后在离心力和浮力平衡的位置，集聚形成大分子带状物。需要学生掌握的内容：由于含14N的DNA的分子密度<含15N的DNA的分子密度，则，在密度梯度离心管内：双链都含14N的DNA在上方（轻带）双链都含15N的DNA在下方（重带）一条链含14N、另一条链含15N的DNA在轻带与重带之间（中带）实验过程：结论：结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。即，新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。DNA的复制DNA的复制过程

解旋酶解旋酶细胞提供的能量氢键断裂、DNA双螺旋的两条链解开解旋合成子链DNA聚合酶等酶以解开的每一条母链为模板，以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链形成子代DNA分子每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构形成与亲代完全相同的两个DNA分子复制特点：模板：DNA的两条链原料：游离的4种脱氧核苷酸能量：ATP酶：解旋酶、DNA聚合酶等DNA复制的条件：DNA复制的过程：边解旋边复制半保留复制多起点复制DNA精确复制的原因：DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行DNA复制的结果：DNA通过复制和细胞分裂，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。

基因通常是有遗传效应的DNA片段基因：基因：以DNA为遗传物质的生物：基因是有遗传效应的DNA片段以RNA为遗传物质的生物：基因是有遗传效应的RNA片段遗传信息：4种碱基的排列顺序（4种脱氧核苷酸的排列顺序/DNA中碱基对的排列顺序）DNA的多样性和特异性生物体多样性和特异性的根本原因：注意：基因中所含的碱基对只占DNA总碱基对数的一小部分。

核心考点3基因的表达与基因表达有关的概念DNA与RNA的区别DNA与RNA的区别DNARNA基本单位脱氧核糖核苷酸（简称：脱氧核苷酸）核糖核苷酸含氮碱基A（腺嘌呤）G（鸟嘌呤）C（胞嘧啶）T（胸腺嘧啶）A（腺嘌呤）G（鸟嘌呤）C（胞嘧啶）U（尿嘧啶）五碳糖脱氧核糖核糖空间结构功能遗传物质，携带遗传信息mRNA：传递遗传信息，翻译的模板tRNA：运载氨基酸到核糖体上rRNA：组成核糖体基因的表达：基因的表达：基因控制蛋白质的合成的过程就是基因的表达。包括转录、翻译两个过程。转录：在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程叫作转录翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫作翻译

密码子：密码子：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个密码子（mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基，叫作该氨基酸的1个密码子）。反密码子：每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。tRNA像三叶草的叶形;一端是携带氨基酸的部位（RNA链的3’端）;另一端有3个相邻的碱基（图4-6）。每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子。特点：mRNA上共有64种密码子，其中决定氨基酸的密码子为62种，终止密码子为3种（其中UGA在特殊情况下可编码硒代半胱氨酸）一个氨基酸可以有多个密码子（密码子的简并），其意义是：①增加容错性（不容易产生性状变异）

②加快翻译的速率所有生物共用一套密码子（说明所有生物有着共同的起源）

注意：注意：密码子与反密码子的读取方向：tRNA与mRNA的互补方向为：mRNA的5’→3’方向对应tRNA的3’→5’。如图：密码子的读取方向：翻译的方向为：沿着mRNA的5’→3’方向翻译，读取密码子也是按照这个方向密码子为AUG，其反密码子读作：UAC。即，沿着tRNA的3’→5’读。反密码子的读取方向：中心法则：中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。少数生物的遗传信息可以由RNA流向DNA。生命是物质、能量和信息的统一体

基因表达的过程转录：转录：场所：细胞核（线粒体、叶绿体、原核生物的细胞质）条件：模板：DNA的一条链原料：游离的4种核糖核苷酸能量：ATP酶：RNA聚合酶过程：结果：DNA中的遗传信息传递到mRNA中，由mRNA带到细胞质

结果：结果：mRNA中的遗传信息，对应成了具有一定氨基酸顺序的蛋白质。经过一系列步骤，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，然后开始承担细胞生命活动的各项职责。翻译：场所：细胞质（核糖体）（线粒体、叶绿体、原核生物的细胞质）模板：mRNA（mRNA由核孔进入细胞质）原料：游离的氨基酸能量：ATP酶：核糖体（相当于多种酶）条件：过程：核糖体结合到mRNA上携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到位点2的tRNA上核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子。原位点1的tRNA离开核糖体，原位点2的RNA进入位点1以此类推，直到读取到终止密码子为止。特点：一个mRNA上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成（这些肽链最终是同一种）

基因表达与性状的关系（基因对性状控制的途径）基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状豌豆种子的圆粒与皱粒：白化病：淀粉含量高（保水）淀粉含量低（失水）圆粒皱粒淀粉分支酶基因正常异常（插入了外来DNA序列）淀粉分支酶正常淀粉分支酶异常酪氨酸酶基因酪氨酸酶酪氨酸黑色素正常酪氨酸酶基因异常酪氨酸酶异常黑色素不能合成酪氨酸白化病基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状囊性纤维化：CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸CFTR转运氯离子的功能出现异常支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量生长繁殖，肺功能受损囊性纤维化病

核心考点4基因的选择性表达与细胞分化细胞分化的本质就是基因的选择性表达细胞分化的本质就是基因的选择性表达一般情况下，细胞分化过程中，基因的种类与数量不发生变化（遗传物质没有改变），分化后的每个细胞中都含有全套基因。有的基因在所有细胞中都表达：如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因；有的基因只在某类细胞中特异性表达：如胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达

表观遗传表观遗传表观遗传：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，叫作表观遗传柳穿鱼花的形态结构柳穿鱼花的花瓣形态植株A的Lcyc基因在开花时表达植株A植株B植株B的Lcyc基因不表达。原因是它被高度甲基化（Lcyc基因有多个碱基连接甲基基团）了，但两者的碱基序列相同。表现出不同的毛色的Avya基因型小鼠（Avy基因为黄色、显性；a为隐性）P：AvyAvy×aa（黄色）（黑色）F1：Avya（介于黄色与黑色之间一系列过渡类型）在Avy基因的前端（或称“上游”）有一段特殊的碱基序列决定着该基因的表达水平，这段碱基序列具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点。当这些位点没有甲基化时，Avy基因正常表达，小鼠表现为黄色；当这些位点甲基化后，A基因的表达就受到抑制。这段碱基序列的甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越明显，小鼠体毛的颜色就越深。DNA的甲基化修饰可以影响基因的表达并能遗传给后代：构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达

表观遗传的表观遗传的遗传特点：不遵循孟德尔不遵循孟德尔遗传定律；杂交后代一般没有固定的性状分离比生物性状生物性状的影响因素：基因与基因基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。

2022年高考题（2022浙江卷）13.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.制成模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧【答案】C【解析】【分析】DNA的双螺旋结构：①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的；②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧；③两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。【详解】A、在制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基，A错误；B、鸟嘌呤和胞嘧啶之间由3个氢键连接，B错误；C、DNA的两条链之间遵循碱基互补配对原则，即A=T、C=G，故在制作的模型中A+C=G+T，C正确；D、DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧，D错误。故选C。（2022浙江卷）16.“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下。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【答案】C【解析】【分析】分析题图，该过程以RNA为模板合成DNA单链，为逆转录过程。【详解】A、图示为逆转录过程，催化该过程的酶为逆转录酶，A错误；B、a（RNA）链上能决定一个氨基酸的3个相邻碱基，组成一个密码子，B错误；C、b为单链DNA，相邻的两个脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，C正确；D、该过程为逆转录，遗传信息从RNA向DNA传递，D错误。故选C。（2022浙江卷）22.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【答案】C【解析】【分析】1、噬菌体的结构：蛋白质外壳（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、P）。2、噬菌体的繁殖过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放。【详解】A、实验过程中需单独用32P标记噬菌体的DNA和35S标记噬菌体的蛋白质，A错误；B、实验过程中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离，B错误；C、大肠杆菌的质量大于噬菌体，离心的目的是为了沉淀培养液中的大肠杆菌，C正确；D、该实验证明噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。故选C。（2022广东卷）5.下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述，错误的是（）A.孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律B.摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上C.赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质D.沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式【答案】D【解析】【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说演绎法，其基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证(测交实验)→得出结论。2、萨顿运用类比推理的方法提出基因在染色体的假说，摩尔根运用假说演绎法证明基因在染色体上。3、赫尔希和蔡斯进行了T2噬菌体侵染细菌的实验，实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质，证明了DNA是遗传物质。4、沃森和克里克用建构物理模型的方法研究DNA的结构。【详解】A、孟德尔用统计学方法分析杂合子自交子代的表现型及比例，发现了遗传规律，A正确；B、摩尔根等基于果蝇眼色与性别的关联，证明了基因在染色体上，B正确；C、赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记T2噬菌体DNA和蛋白质，通过对比两组实验结果，证明了DNA是遗传物质，C正确；D、沃森和克里克用DNA衍射图谱得出了DNA的螺旋结构，D错误。故选D。（2022广东卷）12.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】【分析】双链DNA的两条单链方向相反，脱氧核糖与磷酸交替连接构成DNA分子的基本骨架，两条单链之间的碱基互补配对。【详解】AB、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，AB错误；C、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；D、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。（2022海南卷）11.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】【分析】DNA的复制是半保留复制，即以亲代DNA分子的每条链为模板，合成相应的子链，子链与对应的母链形成新的DNA分子，这样一个DNA分子经复制形成两个子代DNA分子，且每个子代DNA分子都含有一条母链。将DNA被15N标记的大肠杆菌移到14N培养基中培养，因合成DNA的原料中含14N，所以新合成的DNA链均含14N。根据半保留复制的特点，第一代的DNA分子应一条链含15N，一条链含14N。【详解】ABC、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，ABC错误；D、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只有两条链均为14N，或一条链含有14N一条链含有15N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。（2022海南卷）13.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（）T2噬菌体大肠杆菌①未标记15N标记②32P标记35S标记③3H标记未标记④35S标记未标记A.①和④ B.②和③ C.②和④ D.④和③【答案】C【解析】【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。该实验证明DNA是遗传物质。【详解】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，ABD错误。故选C。（2022河北卷）8.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.肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体浸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【答案】A【解析】【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说-演绎法，其基本步骤：提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证（测交实验）→得出结论。2、肺炎双球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲斯体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”，能将R型细菌转化为S型细菌；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。3、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。【详解】A、摩尔根通过假说—演绎法利用果蝇杂交遗传实验证明了基因位于染色体上，A错误；B、孟德尔描述的“遗传因子”实质是基因，基因是有遗传效应的DNA片段，格里菲思提出的“转化因子”是DNA，两者化学本质相同，B正确；C、肺炎双球菌体外转化实验利用酶解法去掉DNA或者DNA蛋白质，噬菌体浸染细菌实验利用同位素标记法区分DNA和蛋白质，两者均采用了能区分DNA和蛋白质的技术，C正确；D、DNA两条链上的碱基由氢键连接形成碱基对，且遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则，使DNA分子具有稳定的直径，D正确。故选A。（2022河北卷）9.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RNAD.DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用【答案】C【解析】【分析】中心法则包括DNA分子的复制、转录和翻译等过程，此外还包括RNA的复制和逆转录过程。【详解】A、RNA聚合酶催化DNA→RNA的转录过程，逆转录酶催化RNA→DNA的逆转录过程，两个过程中均遵循碱基互补配对原则，且存在DNA-RNA之间的氢键形成，A正确；B、DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的本质都是蛋白质，蛋白质是由核酸控制合成的，其合成场所是核糖体，B正确；C、以单链DNA为模板转录合成多种RNA是转录过程，该过程不需要解旋酶，C错误；D、酶的作用机理是降低化学反应的活化能，从而起催化作用，在适宜条件下，酶在体内外均可发挥作用，如体外扩增DNA分子的PCR技术中可用到耐高温的DNA聚合酶，D正确。故选C。（2022湖南卷）2.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RNAD.合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合【答案】C【解析】【分析】T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是蛋白质构成的，头部含有DNA。T2噬菌体侵染大肠杆菌后，在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。【详解】A、T2噬菌体侵染大肠杆菌后，其DNA会在大肠杆菌体内复制，合成新的噬菌体DNA，A正确；B、T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，只有DNA进入大肠杆菌，T2噬菌体会用自身的DNA和大肠杆菌的氨基酸等来合成新的噬菌体蛋白质外壳，B正确；C、噬菌体在大肠杆菌RNA聚合酶作用下转录出RNA，C错误；D、T2噬菌体的DNA进入细菌，以噬菌体的DNA为模板，利用大肠杆菌提供的原料合成噬菌体的DNA，然后通过转录，合成mRNA与核糖体结合，通过翻译合成噬菌体的蛋白质外壳，因此侵染过程中会发生合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合，D正确。故选C。（2022湖南卷）14.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RNA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【答案】D【解析】【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程，其中转录的条件：模板（DNA的一条链）、原料（核糖核苷酸）、酶（RNA聚合酶）和能量；翻译过程的条件：模板（mRNA）、原料（氨基酸）、酶、tRNA和能量。【详解】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，以提高翻译效率，A正确；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，与rRNA分子结合，二者组装成核糖体，B正确；C、当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白只能结合到自身mRNA分子上，导致蛋白质合成停止，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，C正确；D、大肠杆菌为原核生物，没有核膜，转录形成的mRNA在转录未结束时即和核糖体结合，开始翻译过程，D错误。故选D。（2022江苏卷）21.科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防，图中①～④示意4种RNA药物的作用机制。请回答下列问题。（1）细胞核内RNA转录合成以___________为模板，需要___________的催化。前体mRNA需加工为成熟的mRNA，才能转运到细胞质中发挥作用，说明___________对大分子物质的转运具有选择性。（2）机制①:有些杜兴氏肌营养不良症患者DMD蛋白基因的51外显子片段中发生___________，提前产生终止密码子，从而不能合成DMD蛋白。为治疗该疾病，将反义RNA药物导入细胞核，使其与51外显子转录产物结合形成___________，DMD前体mRNA剪接时，异常区段被剔除，从而合成有功能的小DMD蛋白，减轻症状。（3）机制②:有些高胆固醇血症患者的PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解，血液中胆固醇含量偏高。转入与PCSK9mRNA特异性结合的siRNA，导致PCSK9mRNA被剪断，从而抑制细胞内的___________合成，治疗高胆固醇血症。（4）机制③:mRNA药物进入患者细胞内可表达正常的功能蛋白，替代变异蛋白发挥治疗作用。通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，目的是___________。（5）机制④:编码新冠病毒S蛋白的mRNA疫苗，进入人体细胞，在内质网上的核糖体中合成S蛋白，经过___________修饰加工后输送出细胞，可作为___________诱导人体产生特异性免疫反应。（6）接种了两次新型冠状病毒灭活疫苗后，若第三次加强接种改为重组新型冠状病毒疫苗，根据人体特异性免疫反应机制分析，进一步提高免疫力的原因有:______________________。【答案】（1）①.DNA的一条链②.RNA聚合酶③.核孔（2）①.基因突变②.双链RNA（3）PCSK9蛋白（4）利于mRNA药物进入组织细胞（5）①.内质网和高尔基体②.抗原（6）可激发机体的二次免疫过程，能产生更多的抗体和记忆细胞【解析】【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程，其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程主要在细胞核中进行，需要解旋酶和RNA聚合酶参与；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程发生在核糖体上，需要以氨基酸为原料，还需要酶、能量和tRNA。【小问1详解】转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程需要RNA聚合酶的催化；mRNA需要加工为成熟mRNA后才能被转移到细胞质中发挥作用，该过程是通过核孔进行的，说明核孔对大分子物质的转运具有选择性。【小问2详解】若DMD蛋白基因的51外显子片段中发生基因突变，即发生碱基对的增添、替换或缺失，可能导致mRNA上的碱基发生改变，终止密码提前出现，从而不能合成DMD蛋白而引发杜兴氏肌营养不良；治疗该疾病，将反义RNA药物导入细胞核，使其与51外显子转录产物结合形成双链RNA，DMD前体mRNA剪接时，异常区段被剔除，从而合成有功能的小DMD蛋白，减轻症状。【小问3详解】高胆固醇是由于胆固醇含量过高引起的，转入与PCSK9mRNA特异性结合的siRNA，导致PCSK9mRNA不能发挥作用，即不能作为模板翻译出PCSK9蛋白，密度脂蛋白的内吞受体降解减慢，从而使胆固醇含量正常。【小问4详解】通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，脂质体与细胞膜的基本结构类似，利于mRNA药物进入组织细胞。【小问5详解】新冠病毒的S蛋白属于膜上的蛋白，膜上的蛋白质在核糖体合成后，还需要经过内质网和高尔基体的修饰加工后输送出细胞；疫苗相当于抗原，可诱导人体产生特异性免疫反应。【小问6详解】接种了两次新型冠状病毒灭活疫苗后，若第三次加强接种改为重组新型冠状病毒疫苗，由于该疫苗可激发机体的二次免疫过程，能产生更多的抗体和记忆细胞，故可以进一步提高免疫力。（2022辽宁卷）4.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（）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DT2噬菌体DNA是遗传物质A.A B.B C.C D.D【答案】B【解析】【分析】1、肺炎链球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲斯体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”，能将R型细菌转化为S型细菌；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。2、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。该实验证明DNA是遗传物质。【详解】A、科学家利用小球藻、运用同位素标记法研究卡尔文循环，A正确；B、科学家通过培养大肠杆菌，探究DNA半保留复制方式，运用了同位素示踪法和密度梯度离心法，B错误；C、科学家以枪乌贼离体粗大的神经纤维为实验材料，研究动作电位原理，C正确；D、赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记法分别用35S或32P标记的噬菌体进行噬菌体侵染细菌的实验，证明DNA是遗传物质，D正确。故选B。

2021年高考题（2021全国卷卷）5.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【答案】D【解析】【分析】肺炎双球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲斯体内转化实验证明S型细菌中存在某种转化因子，能将R型细菌转化为S型细菌，没有证明转化因子是什么物质，而艾弗里体外转化实验，将各种物质分开，单独研究它们在遗传中的作用，并用到了生物实验中的减法原理，最终证明DNA是遗传物质。【详解】A、与R型菌相比，S型菌具有荚膜多糖，S型菌有毒，故可推测S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关，A正确；B、S型菌的DNA进入R型菌细胞后使R型菌具有了S型菌的性状，可知S型菌的DNA进入R型菌细胞后指导蛋白质的合成，B正确；C、加热杀死的S型菌不会使小白鼠死亡，说明加热杀死的S型菌的蛋白质功能丧失，而加热杀死的S型菌的DNA可以使R型菌发生转化，可知其DNA功能不受影响，C正确；D、将S型菌的DNA经DNA酶处理后，DNA被水解为小分子物质，故与R型菌混合，不能得到S型菌，D错误。故选D。（2021浙江卷）6.α-珠蛋白与α-珠蛋白突变体分别由141个和146个氨基酸组成，其中第1~138个氨基酸完全相同，其余氨基酸不同。该变异是由基因上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的。该实例不能说明（）A.该变异属于基因突变B.基因能指导蛋白质的合成C.DNA片段的缺失导致变异D.该变异导致终止密码子后移【答案】C【解析】【分析】基因突变1、概念：基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，这会导致基因结构的改变，进而产生新基因。2、特点：（1）普遍性：基因突变是普遍存在的；在生物个体发育的不同阶段、不同个体的任何细胞内均可发生；（2）多方向性：染色体某一位置上的基因可以向不同的方向突变成它的等位基因；（3）稀有性：对于一个基因来说，在自然状态下，基因突变的频率是很低的；（4）有害性：大多数突变是有害的；（5）可逆性：基因突变可以自我回复(频率低)。【详解】A、该变异是由基因上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的，故属于基因突变，A不符合题意；B、基因结构的改变导致了相应蛋白质的改变，说明基因能指导蛋白质的合成，B不符合题意；C、分析题意可知，该变异发生了一个碱基对的缺失，而非DNA片段的缺失，C符合题意；D、α-珠蛋白与α-珠蛋白突变体分别由141个和146个氨基酸组成，说明变异后形成的蛋白质中氨基酸数目增多，可推测该变异导致终止密码子后移，D不符合题意。故选C。（2021浙江卷）14.含有100个碱基对的—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【答案】B【解析】【分析】碱基互补配对原则的规律：（1）在双链DNA分子中，互补碱基两两相等，A=T，C=G，A+T=C+G，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数；（2）DNA分子的一条单链中（A+T）与（G+C）的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值；（3）DNA分子一条链中（A+G）与（T+C）的比值与互补链中的该种碱基的比值互为倒数，在整个双链中该比值为1；（4）不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即（A+T）与（C+G）的比值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性；（5）双链DNA分子中，A=（A1+A2）÷2，其他碱基同理。【详解】分析题意可知：该DNA片段含有100个碱基对，即每条链含有100个碱基，其中一条链（设为1链）的A+T占40%，即A1+T1=40个，则C1+G1=60个；互补链（设为2链）中G与T分别占22%和18%，即G2=22，T2=18，可知C1=22，则G1=60-22=38=C2，故该DNA片段中C=22+38=60。已知DNA复制了2次，则DNA的个数为22=4，4个DNA中共有胞嘧啶脱氧核苷酸的数量为4×60=240，原DNA片段中有60个胞嘧啶脱氧核糖核苷酸，则需要游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为240-60=180，B正确，ACD错误。故选B。（2021浙江卷）19.某单链RNA病毒的遗传物质是正链RNA（+RNA）。该病毒感染宿主后，合成相应物质的过程如图所示，其中①~④代表相应的过程。下列叙述正确的是（）

A.+RNA复制出的子代RNA具有mRNA的功能B.病毒蛋白基因以半保留复制方式传递给子代C.过程①②③的进行需RNA聚合酶的催化D.过程④在该病毒的核糖体中进行【答案】A【解析】【分析】1、病毒是一类没有细胞结构的特殊生物，只有蛋白质外壳和内部的遗传物质构成，不能独立的生活和繁殖，只有寄生在其他生物的活细胞内才能生活和繁殖，一旦离开了活细胞，病毒就无法进行生命活动。2、题图分析：图示①、②过程表示RNA的自我复制过程，需要RNA聚合酶，其中①是以+RNA为模板合成-RNA的过程，②表示以-RNA为模板合成+RNA的过程。③④表示以+RNA为模板翻译出蛋白质的过程。【详解】A、结合图示可以看出，以+RNA复制出的子代RNA为模板合成了蛋白质，因此+RNA复制出的子代RNA具有mRNA的功能，A正确；B、病毒蛋白基因是RNA，为单链结构，通过两次复制过程将基因传递给子代，而不是通过半保留复制传递给子代，B错误；C、①②过程是RNA复制，原料是4种核糖核苷酸，需要RNA聚合酶；而③过程是翻译，原料是氨基酸，不需要RNA聚合酶催化，C错误；D、病毒不具有细胞结构，没有核糖体，过程④在宿主细胞的核糖体中进行，D错误。故选A。（2021浙江卷）22.在DNA复制时，5-溴尿嘧啶脱氧核苷（BrdU）可作为原料，与腺嘌呤配对，掺入新合成的子链。用Giemsa染料对复制后的染色体进行染色，DNA分子的双链都含有BrdU的染色单体呈浅蓝色，只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝色。现将植物根尖放在含有BrdU的培养液中培养，取根尖用Giemsa染料染色后，观察分生区细胞分裂中期染色体的着色情况。下列推测错误的是（）A.第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色B.第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体着色都不同C.第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体均为1/4D.根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后，还能观察到深蓝色的染色单体【答案】C【解析】【分析】DNA复制的特点为半保留复制，复制一次，每个DNA都有1条模板母链和1条新合成的子链（含有BrdU），得到的每个子细胞的每个染色体都含有一半有BrdU的DNA链；复制二次产生的每条染色体的染色单体中就只有1/2的DNA带有1条模板母链，其他全为新合成链，当姐妹单体分离时，两条子染色的移动方向是随机的，故得到的子细胞可能得到双链都是含有BrdU的染色体，也可能随机含有几条只有一条链含有BrdU的染色体；继续复制和分裂下去，每个细胞中染色体的染色单体中含有BrdU的染色单体就无法确定了。【详解】A、根据分析，第一个细胞周期的每条染色体的染色单体都只有一条链含有BrdU，故呈深蓝色，A正确；B.第二个细胞周期的每条染色体复制之后，每条染色体上的两条染色单体均为一条单体双链都含有BrdU呈浅蓝色，一条单体只有一条链含有BrdU呈深蓝色，故着色都不同，B正确；C.第二个细胞周期结束后，不同细胞中含有的带有双链都含有BrdU的染色体和只有一条链含有BrdU的染色体的数目是不确定的，故第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体比例不能确定，C错误；D.根尖分生区细胞可以持续进行有丝分裂，所以不管经过多少个细胞周期，依旧可以观察到一条链含有BrdU的染色单体，成深蓝色，D正确。故选D。（2021广东卷）5.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】【分析】威尔金斯和富兰克林提供了DNA衍射图谱；查哥夫提出碱基A的量总是等于T的量，C的量总是等于G的量；沃森和克里克在以上基础上提出了DNA分子的双螺旋结构模型。【详解】①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；②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；③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；④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。（2021海南卷）15.终止密码子为UGA、UAA和UAG。图中①为大肠杆菌的一段mRNA序列，②~④为该mRNA序列发生碱基缺失的不同情况（“-”表示一个碱基缺失）。下列有关叙述正确的是（）A.①编码的氨基酸序列长度为7个氨基酸B.②和③编码的氨基酸序列长度不同C.②~④中，④编码的氨基酸排列顺序与①最接近D.密码子有简并性，一个密码子可编码多种氨基酸【答案】C【解析】【分析】密码子是指位于mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，终止密码子不编码氨基酸。【详解】A、由于终止密码子不编码氨基酸，因此①编码的氨基酸序列长度为6个氨基酸，A错误；B、根据图中密码子显示：在该段mRNA链中，②和③编码的氨基酸序列长度相同，B错误；C、②缺失一个碱基，③缺失2个碱