分子遗传专题高考题解析汇编

分子遗传专题高考题解析汇编一、考点梳理与考情分析分子遗传学是高中生物学的核心板块，高考命题聚焦DNA结构与复制、基因表达调控、遗传规律的分子基础、变异的分子机制及现代分子生物技术（如PCR、基因编辑）等方向。试题常结合科学前沿（如CRISPR技术、新冠疫苗研发）与生产实践（如作物育种、遗传病诊断），侧重考查逻辑推理、图表分析及知识迁移能力。二、典型高考题分类解析（一）DNA结构与复制类真题示例（2022·全国甲卷）：DNA双螺旋结构模型的构建是研究DNA分子结构的里程碑。下列关于DNA双螺旋结构的叙述，错误的是（）A.由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成B.磷酸-脱氧核糖骨架位于螺旋外侧C.碱基对之间通过氢键连接D.嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合遵循自由组合定律考点分析：本题考查DNA结构的核心特征，区分结构规律与遗传规律的适用范围。解题思路：选项A、B、C为DNA双螺旋结构的经典特征（反向平行、骨架在外、碱基对以氢键连接），均正确。选项D错误：自由组合定律适用于减数分裂中非同源染色体上的非等位基因，而碱基对的配对（A-T、G-C）遵循碱基互补配对原则，与自由组合无关。总结：需牢记DNA结构的“反向平行、双螺旋、碱基互补配对、骨架在外”等核心要点，区分结构规律与遗传规律的适用场景。（二）基因表达类真题示例（2021·湖南卷）：核糖体RNA（rRNA）在核仁中通过转录形成，与核糖核蛋白组装成核糖体前体，再通过核孔进入细胞质中进一步成熟。翻译时rRNA催化肽键的形成。下列相关叙述错误的是（）A.rRNA的合成需要RNA聚合酶B.核糖体前体进入细胞质不需要消耗能量C.翻译时，rRNA的碱基序列不决定肽链的氨基酸序列D.rRNA可降低氨基酸脱水缩合所需的活化能考点分析：本题综合考查转录、核糖体形成、翻译过程及酶的作用机理。解题思路：选项A：转录（包括rRNA的合成）需要RNA聚合酶催化，正确。选项B：大分子（如核糖体前体）通过核孔运输需消耗能量（ATP提供），错误。选项C：决定肽链氨基酸序列的是mRNA的密码子，rRNA是核糖体的结构成分（催化肽键形成），其碱基序列不直接决定氨基酸序列，正确。选项D：rRNA催化肽键形成（属于核酶），酶的作用是降低反应的活化能，正确。总结：基因表达类题目需理清“转录（DNA→RNA）、翻译（RNA→蛋白质）”的过程细节，区分不同RNA的功能（mRNA：模板；tRNA：转运；rRNA：结构+催化）。（三）遗传规律与分子基础结合类真题示例（2020·山东卷）：玉米是雌雄同株异花植物，利用纯合雌雄同株品系M培育出雌株突变品系（基因Ts突变为ts，Ts对ts显性）。将抗玉米螟基因A转入雌株品系，获得甲、乙两株抗螟植株（A基因插入位置不同）。实验如下：实验一：品系M（TsTs）×甲（Atsts）→F₁中雌雄同株:雌株=1:1。实验二：乙（Atsts）自交→F₁中抗螟:非抗螟=3:1；雌株:雄株=1:1。问题：甲植株中A基因插入的位置是______，乙植株中A基因插入的位置是______（填“2号染色体上”或“非2号染色体上”）。考点分析：结合基因突变、基因工程与遗传规律，考查基因位置对性状分离比的影响。解题思路：实验一：F₁雌雄同株（Ts_）:雌株（tsts）=1:1，说明A基因与ts基因连锁（插入2号染色体上），导致Ts/ts的分离比偏离常规（若A在非2号染色体，F₁应全为雌雄同株）。实验二：抗螟:非抗螟=3:1（遵循分离定律，A在非2号染色体）；雌株:雄株=1:1（说明A插入2号染色体，与ts基因连锁后改变性别表型）。答案：甲（2号染色体上）；乙（非2号染色体上）。总结：基因位置（同源/非同源染色体）决定遗传规律的表现形式：若基因连锁（同源染色体），分离比偏离自由组合；若独立（非同源染色体），遵循自由组合。（四）分子生物技术应用类真题示例（2019·全国Ⅰ卷）：基因工程中可通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题：（1）PCR技术的原理是______。（2）利用PCR技术扩增目的基因，需要的条件有______（填序号）。①目的基因②引物③四种脱氧核苷酸④DNA聚合酶⑤解旋酶⑥温控设备（3）PCR扩增时，退火温度的设定与引物有关。引物越短，G+C含量越低，退火温度越______（填“高”或“低”）。考点分析：考查PCR技术的原理、条件及引物设计的影响因素。解题思路：1.PCR原理：DNA半保留复制（体外模拟细胞内DNA复制）。2.所需条件：①目的基因（模板）、②引物（结合模板）、③脱氧核苷酸（原料）、④Taq酶（热稳定DNA聚合酶，高温变性代替解旋酶）、⑥温控设备（控制变性、退火、延伸温度）。故需要①②③④⑥，无需⑤解旋酶。3.退火温度：引物越短、G+C含量越低，与模板的结合稳定性越弱，需更低的退火温度保证结合。答案：（1）DNA半保留复制；（2）①②③④⑥；（3）低。总结：分子生物技术类题目需牢记核心技术（PCR、基因工程）的原理、步骤及关键试剂（如Taq酶、限制酶）的作用，结合“酶的特性”“碱基配对稳定性”分析。三、解题策略（一）构建“过程模型”，理清逻辑链条DNA复制：时间（间期）→场所（细胞核/叶绿体/线粒体）→原料（脱氧核苷酸）→酶（解旋酶、DNA聚合酶）→特点（半保留、边解旋边复制）。基因表达：转录（DNA→RNA，细胞核；酶：RNA聚合酶）→翻译（RNA→蛋白质，核糖体；模板：mRNA；工具：tRNA）。（二）结合“图表信息”，挖掘隐含条件高考题常以电泳图（基因片段长度、基因型判断）、流程图（PCR过程、基因工程步骤）、系谱图（遗传方式+分子标记）为载体，需：分析电泳带的数量/位置（如杂合子有两条带，纯合子一条带）；解读流程图的箭头方向（如PCR的变性→退火→延伸循环）；整合系谱图的表型与分子标记（如某个体带型与患者一致，说明携带致病基因）。（三）回归“教材细节”，关注经典实验肺炎双球菌转化实验（证明DNA是遗传物质）；噬菌体侵染细菌实验（进一步证明DNA是遗传物质）；烟草花叶病毒感染实验（证明RNA也可作为遗传物质）。四、易错点警示（一）概念混淆DNA复制与转录的酶：复制需解旋酶+DNA聚合酶；转录需RNA聚合酶（兼具解旋功能）。密码子与反密码子：密码子（mRNA上，64种，含3种终止密码子）；反密码子（tRNA上，61种，对应决定氨基酸的密码子）。（二）变异类型判断基因突变（DNA分子中碱基对的替换/增添/缺失，不改变基因数目）；染色体结构变异（如易位、倒位，改变基因排列顺序或数目，可显微镜观察）。（三）基因工程工具酶限制酶：识别并切割特定核苷酸序列（产生黏性/平末端）；DNA连接酶：连接DNA片段的磷酸二酯键（需与限制酶切割末端互补）；运载体（如质粒）需含标记基因（便于筛选含目的基因的受体细胞）。五、备考建议分子遗传专题的考查兼具基础性（如DNA结构）与综合性（如遗传规律+分子技术）。备考时需：1.梳理逻辑：以“DNA→RNA→蛋