高三生物专题复习课件：遗传的分子基础

二轮复习分子遗传人教版生物高三生物复习知识点串讲DNA是主要的遗传物质①格里菲斯的体内转化实验加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活菌转化为S型活菌的活性物质——转化因子②艾弗里的体外转化实验酶解法减法原理DNA是R型细菌的遗传物质③赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌放射性同位素标记法（35S、32P）过程：含35S（32P）的培养基培养大肠杆菌→用被35S（32P）标记的大肠杆菌培养噬菌体→用被35S（32P）的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌→保温搅拌离心→检测放射性④烟草花叶病毒侵染烟草DNA是噬菌体的遗传物质RNA是烟草花叶病毒的遗传物质真题练习DNA是主要的遗传物质3.(2025·河南)在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,子代噬菌体中的元素全部来自其宿主细胞的是(

)A.C B.S C.P D.NB2.(2025·广州二模)图示赫尔希和蔡斯利用T2噬菌体侵染细菌以探究遗传物质本质的部分实验过程。下列分析正确的是 (

)DA.以含35S的培养基直接培养T2噬菌体,可得到35S标记的噬菌体B.新合成子代噬菌体DNA、蛋白质的原料均来自亲代噬菌体C.图中实验结果可证明DNA是主要的遗传物质D.搅拌不充分会导致沉淀物的放射性偏高真题练习DNA是主要的遗传物质9.(2024·贵州)研究结果的合理推测或推论,可促进科学实验的进一步探究。下列对研究结果的推测或推论正确的是()序号研究结果推测或推论①水分子通过细胞膜的速率高于人工膜细胞膜存在特殊的水分子通道②人成熟红细胞脂质单分子层面积为表面积的2倍细胞膜的磷脂分子为两层③注射加热致死的S型肺炎链球菌,小鼠不死亡S型肺炎链球菌的DNA被破坏④DNA双螺旋结构半保留复制⑤单侧光照射,胚芽鞘向光弯曲生长胚芽鞘尖端产生生长素A.①②④ B.②③⑤C.①④⑤ D.②③④A知识点串讲DNA的结构元素：碱基：组成：平面结构：空间结构：N、H、O、N、PA、T、C、G含氮碱基、脱氧核糖、磷酸两条反向平行的脱氧核苷酸长链双螺旋结构计算：真题练习DNA的结构(2025·广东)Solexa测序是一种将PCR与荧光检测相结合的高通量测序技术。为了确保该PCR过程中,DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后,DNA链不继续延伸,应保护底物中脱氧核糖结构上的(

)

A.1'-碱基B.2'-氢

C.3'-羟基 D.5'-磷酸基团C6.(2024·浙江)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%A知识点串讲基因的结构知识点串讲遗传信息的传递和表达DNA分子复制转录翻译时期：场所：原料：酶：子链合成方向：合成特点：有丝分裂前和减数分裂前的间期细胞核、线粒体、叶绿体四种脱氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶5’→3’半保留复制、边解旋边复制、多起点复制、双向复制场所：原料：主要在细胞核四种核糖核苷酸范围：酶：子链合成方向：几乎所有活细胞RNA聚合酶5’→3’场所：工具：原料：范围：产物：核糖体移动方向：核糖体tRNA氨基酸几乎所有活细胞多肽链或蛋白质5’→3’模板：DNA的两条链模板：DNA的一条链模板：mRNA知识点串讲项目真核生物基因表达原核生物基因表达场所转录和翻译时间转录产物是否剪切基因结构的区别原料酶方向遗传信息的传递和表达细胞核、细胞质细胞质分开进行转录和翻译同时进行剪切不剪切编码区有内含子和外显子编码区无内含子和外显子四种核糖核苷酸、氨基酸四种核糖核苷酸、氨基酸RNA聚合酶RNA聚合酶子链延伸、核糖体移动：5’→3’子链延伸、核糖体移动：5’→3’真题练习基因的结构2.(2025·佛山模拟)细胞核内刚转录产生的RNA为前体mRNA。前体mRNA中的部分序列会被剪切,随后形成成熟的mRNA,成熟的mRNA被运出细胞核后再进行翻译,相关过程如图所示。下列有关叙述正确的是 (

)A.图中包含了真核细胞基因的复制、转录和翻译过程B.细胞增殖一次,基因1、2、3复制一次并表达一次C.由图可知,细胞可在转录水平控制基因表达,这属于表观遗传现象D.转录沿模板链从3'端到5'端的方向进行,翻译沿mRNA从5'端到3'端的方向进行D真题练习基因的结构3.(2025·广东二模)真核生物细胞核内刚刚转录而来的RNA称为前体mRNA,需经蛋白复合物剪切、拼接后才能产生成熟的mRNA,经运出细胞核后进行翻译,其主要流程如图所示。下列叙述正确的是 (

)A.从长度来讲,基因=前体mRNA>成熟mRNAB.蛋白复合物剪切前体mRNA时使氢键断裂C.翻译时,核糖体在成熟mRNA上的移动方向是3'→5'D.成熟mRNA可相继结合多个核糖体,生成多条相同的肽链D真题练习基因的结构4.(2025·天津二模)某基因(14N)含有1000个碱基对,腺嘌呤占20%。若该DNA分子以被15N同位素标记的游离脱氧核苷酸为原料复制3次,再将全部复制产物置于离心管内进行密度梯度离心,分层后得到结果如图①;然后加入解旋酶再次密度梯度离心,得到结果如图②。则下列有关分析正确的是(

)A.X层中含有的氢键数是Y层的3倍B.图①中只有Y层的DNA中含15NC.W层与Z层的核苷酸数之比为7∶1D.W层中含15N标记的胞嘧啶2100个C知识点串讲基因表达的调控①染色质激活（常染色质、异染色质）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调节机制：①DNA甲基化②组蛋白修饰组蛋白乙酰化、甲基化等知识点串讲基因表达的调控②转录水平的调控转录增强调控:其他因素调控使相关基因转录增强,如下图中组蛋白修饰后与DNA结合紧密程度发生改变,若结合程度变小,则促进基因表达属于转录增强调控。增强子知识点串讲基因表达的调控②转录水平的调控沉默子转录抑制调控:其他因素调控使相关基因转录抑制。如诱导物诱导的阻遏蛋白对基因表达的调控、基因甲基化导致的基因不表达等均为转录抑制调控。知识点串讲基因表达的调控③转录后调控RNA干扰:mRNA转录后不能翻译,如图所示为miRNA导致的靶基因mRNA不翻译,进而被降解。知识点串讲基因表达的调控④翻译水平的调控蛋白质分子的功能依赖于特定的空间结构,肽链合成后的加工与基因能否表达出特定的遗传性状密切相关,如分子伴侣调控的基因表达。分子伴侣的定义：分子伴侣是一类协助细胞内分子组装和帮助蛋白质折叠的蛋白质，主要分为热休克蛋白和伴侣蛋白两大类。(2)分子伴侣的主要作用a.参与新生肽链的折叠与装配，帮助肽链形成正确的空间结构；b.参与蛋白质的运输，协助蛋白质到达细胞内的特定位置；c.修复热变性蛋白，在高温等环境下帮助变性的蛋白质恢复原有结构和功能。真题练习基因表达的调控2.(2025·黑吉辽)下列关于基因表达及其调控的叙述错误的是 (

)A.转录和翻译过程中,碱基互补配对的方式不同B.转录时通过RNA聚合酶打开DNA双链C.某些DNA甲基化可通过抑制基因转录影响生物表型D.核糖体与mRNA的结合部位形成1个tRNA结合位点D真题练习基因表达的调控3.(2025·重庆)细胞中F蛋白和M蛋白均可进入细胞核。X蛋白选择性地结合F蛋白或乙酰化修饰的M蛋白,从而阻止被结合的蛋白进入细胞核具体机制如图。下列说法合理的是(

)A.M基因和F基因都属于原癌基因B.M蛋白和F蛋白都是DNA聚合酶C.在癌细胞中过量表达X可能会减缓癌细胞增殖D.在正常细胞中去除F蛋白,可能会抑制正常细胞凋亡C真题练习基因表达的调控4.(2025·四川)为杀死蜜蜂寄生虫瓦螨,研究人员对蜜蜂肠道中的S菌进行改造,使其能释放特定的双链RNA(dsRNA)。进入瓦螨体内的dsRNA被加工成siRNA后,能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合使其降解,导致瓦螨死亡。下列叙述正确的是 (

)A.siRNA的嘌呤与嘧啶之比和dsRNA相同B.dsRNA加工成siRNA会发生氢键的断裂C.瓦螨死亡的原因是目标基因的转录被抑制D.用改造后的S菌来杀死瓦螨属于化学防治A真题练习基因表达的调控(3)转录后加工产生的lncRNA、miRNA参与基因的表达调控。据图分析,lncRNA调控基因表达的主要机制有：miRNA与AGO等蛋白结合形成沉默复合蛋白,引导降解与其配对结合的RNA。据图可知,miRNA发挥的调控作用有：①通过与mRNA结合,影响基因表达;②通过与mRNA竞争性结合miRNA,间接影响靶基因表达量与AGO等蛋白结合形成沉默复合蛋白,结合mRNA,阻止其翻译真题练习基因表达的调控8.(2025·河北模拟)玉米籽粒中的类胡萝卜素含量是衡量其营养价值的重要指标。野生型玉米籽粒呈黄色。科研人员将野生型玉米经甲基磺酸乙酯(EMS)诱变处理获得3株单基因隐性突变体,其籽粒均为白色,分别记为M1、M2、M3。回答下列问题:(1)将3株突变体相互杂交,若后代均表现为

(填“黄粒”或“白粒”),则M1、M2、M3由同一等位基因突变而来。白粒(2)推测P基因参与玉米籽粒中类胡萝卜素的合成,野生型与M1的P基因非模板链部分序列如图1所示。与野生型相比,M1的P基因控制合成的多肽链长度

(填“不变”“变长”或“变短”)(起始密码子为AUG,终止密码子为UAA、UAG、UGA)。变短真题练习基因表达的调控(3)从野生型和M2、M3的籽粒细胞提取总RNA逆转录为cDNA,扩增P基因的cDNA并测序,发现M2的cDNA缺失36个碱基,M3由于某种原因导致其cDNA含P基因的部分内含子序列。电泳验证野生型、M2、M3的扩增产物,结果如图2所示。泳道1、泳道2、泳道3对应的样品分别是

、

、

。图2野生型M3M2真题练习基因表达的调控①PCR1中的引物A和B应包含________________________________对应的部分序列。②选用引物_______________________进行PCR2,获得线性化质粒。(5)用农杆菌转化法将重组载体导入野生型玉米,最终获得植株M。与野生型相比,植株M籽粒中的类胡萝卜素含量增加,体现了基因通过__________,进而控制生物体的性状。P基因和质粒(或P基因和引物1与4)1和4

控制酶的合成来控制代谢过程真题练习基因表达的调控基因组印记1.(2025·陕晋宁青)某常染色体遗传病致病基因为H,在一些个体中可因甲基化而失活(不表达),又会因去甲基化而恢复表达。由于遗传背景的差异,H基因在精子中为甲基化状态,在卵细胞中为去甲基化状态,且都在受精后被子代保留。该病的某系谱图如下,Ⅲ1的基因型为Hh,不考虑其他表观遗传效应和变异的影响,下列分析错误的是 (

)B

真题练习基因表达的调控巴氏小体2.(2025·湖北)研究表明,人类女性体细胞中仅有一条X染色体保持活性,从而使女性与男性体细胞中X染色体基因表达水平相当。基因G编码G蛋白,其等位基因g编码活性低的g蛋白。缺失G基因的个体会患某种遗传病。图示为该疾病的一个家族系谱图,已知Ⅱ-1不含g基因。随机选取Ⅲ-5体内200个体细胞,分析发现其中100个细胞只表达G蛋白,另外100个细胞只表达g蛋白。下列叙述正确的是 (

)C知识点串讲变异和育种变异类型：基因突变（碱基对的增添、替换、缺失）基因重组（同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换、非同源染色体自由组合）染色体变异（低温、秋水仙素、花药离体培养、植物体细胞杂交）表观遗传育种类型：诱变育种杂交育种多（单）倍体育种基因工程育种雄性不育：雄性器官发育不良，失去生殖功能，导致不育的特性。在杂交实验中，雄性不育系可以免除人工去雄，节省人力——雄性不育一定是做母本♀雄性不育类型：细胞质雄性不育、细胞核雄性不育、核质互作雄性不育知识点串讲变异和育种雄性不育类型：细胞质雄性不育、细胞核雄性不育、核质互作雄性不育特点：能实现不育系S（rr）、保持系N（rr）、恢复系N（RR）、S（RR）配套，并能通过三系法将杂种优势应用于生产。①不育系S（rr）x保持系N（rr）→不育系S（rr）雄性不育②不育系S（rr）x恢复系_（RR）→S（Rr）优势杂交种细胞质基因细胞核基因R为可育，可掩盖SRRRrrrN可育N(RR)可育N(Rr)可育N(rr)可育S不育S(RR)可育S(Rr)可育S(rr)不育真题练习变异与育种【典例】（2024·全国甲卷·32）袁隆平研究杂交水稻，对粮食生产具有突出贡献。(1)用性状优良的水稻纯合子(甲)给某雄性不育水稻植株授粉，杂交子一代均表现雄性不育；杂交子一代与甲回交(回交是杂交后代与两个亲本之一再次交配)，子代均表现雄性不育；连续回交获得性状优良的雄性不育品系(乙)。由此推测控制雄性不育的基因(A)位于________(填“细胞质”或“细胞核”)。(2)将另一性状优良的水稻纯合子(丙)与乙杂交，F1均表现雄性可育，且长势与产量优势明显，F1即为优良的杂交水稻。丙的细胞核基因R的表达产物能够抑制基因A的表达。基因R表达过程中，以mRNA为模板翻译产生多肽链的细胞器是________。F1自交子代中雄性可育株与雄性不育株的数量比为________。(3)以丙为父本与甲杂交(正交)得F1，F1自交得F2，则F2中与育性有关的表型有________种。反交结果与正交结果不同，反交的F2中与育性有关的基因型有________种。答案(1)细胞质(2)核糖体3∶1(3)13知识点串讲变异和育种7.两系法（利用光温敏核不育系）两系法不再依赖细胞质不育，而是利用一种特殊的突变体——光温敏核不育系。这种水稻的育性受细胞核基因和外界环境（主要是温度和光照时长）的共同控制。夏季（长日照、高温）：表现为雄性不育。此时它就相当于三系法中的“不育系”，可以作为母本，与普通水稻品种（父本）杂交，生产用于大田种植的杂交种子。秋季/春季（短日照、低温）：表现为雄性可育。此时它可以自交结实。也就是说，它自己给自己当了“保持系”，繁育出纯种的不育系种子，留作来年夏季制种使用。优势：彻底淘汰了“保持系”：

不育系在特定环境下一身兼两职（既是不育系也是保持系），使得育种环节从“三系”简化为“两系”，大大降低了繁育成本和操作复杂度。真题练习变异与育种长日照高温短日照长日照F1在长日照下全部可育，且F2可育：不育=3：1真题练习变异与育种1.(2025·河南)植物细胞质雄性不育由线粒体基因控制,可被核恢复基因恢复育性。现有甲(雄性不育株,38条染色体)和乙(可育株,39条染色体)两份油菜。甲与正常油菜(38条染色体)杂交后代均为雄性不育,甲与乙杂交后代中可育株∶雄性不育株=1∶1,可育株均为39条染色体。下列推断错误的是(

)A.正常油菜的初级卵母细胞中着丝粒数与核DNA分子数不等B.甲乙杂交后代的可育株含细胞质雄性不育基因和核恢复基因C.乙经单倍体育种获得的40条染色体植株与甲杂交,F1均可育D.乙的次级精母细胞与初级精母细胞中的核恢复基因数目不等D真题练习变异与育种5.(2025·黑吉辽蒙)某二倍体(2n)植物的三体(2n+1)变异株可正常生长。该变异株减数分裂得到的配子为“n”型和“n+1”型两种,其中“n+1”型的花粉只有约50%的受精率,而卵子不受影响。该变异株自交,假设四体(2n+2)细胞无法存活,预期子一代中三体变异株的比例约为 (

)A.3/5 B.3/4 C.2/3 D.1/2A真题练习变异与育种2.(2025·四川模拟)经X射线照射后,豌豆高茎基因D发生了一个碱基对的替换而突变为d基因,导致其编码的赤霉素3-氧化酶中第229位的丙氨酸(GCU、GCC、GCA、GCG)被替换为苏氨酸(ACU、ACC、ACA、ACG),使得该酶失去了将无活性的赤霉素前体(GA20)转变为有活性的赤霉素(GA1)的催化能力。下列叙述正确的是 (

)A.高茎的形成机理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B.由题意推知,D基因由于G-C被替换为A-T而突变为d基因C.不同密码子编码同一种氨基酸可增强密码子的容错性,但会降低翻译的速度D.若X射线照射后,豌豆的D基因及线粒体基因都发生了突变,这说明基因突变具有不定向性B真题练习变异与育种6.(2025·湖南模拟)某野生型细菌能通过图1途径合成色氨酸,其突变株则不能。将突变株TrpB、TrpC、TrpE(仅图1中的某一步受阻)分别接种在图2培养基的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域,短时间培养三个区域均有少量细菌生长增殖,继续培养后Ⅰ区域的两端和Ⅱ区域的一端的菌株继续生长增殖,而Ⅲ区域的菌株不再生长。下列叙述错误的是 (

)CA.配制图2培养基时加入了琼脂和少量色氨酸,pH通常呈中性或弱碱性B.使用接种环接种3种突变菌株,接种前需对接种环进行灼烧灭菌C.TrpC菌株继续生长增殖的一端为靠近Ⅰ区域的一端D.TrpE菌株不再生长可能是由于缺乏催化吲哚合成色氨酸的酶真题练习变异与育种7.(2025·河北)T-DNA插入失活是研究植物基因功能的常用方法,研究者将带有卡那霉素抗性基因的T-DNA插入拟南芥2号染色体的A基因内,使其突变为丧失功能的a基因,花粉中A基因功能的缺失会造成其不育。回答下列问题:(2)以Aa植株为

(填“父本”或“母本”)与野生型拟南芥杂交,F1中卡那霉素抗性植株的占比为0,其反交的F1中卡那霉素抗性植株的占比为

。父本1/2真题练习变异与育种(3)为进一步验证基因A的功能,将另一个A基因插入Aa植株的3号染色体。仅考虑基因A和a,该植株会产生

种基因型的可育花粉,其中具有a基因的花粉占比为

。该植株自交得到F1。利用图1所示引物P1和P2、P1和P3分别对F1进行PCR检测,电泳结果如图2所示。根据电泳结果F1植株分为Ⅰ型和Ⅱ型,其中Ⅰ型植株占比为

。F1中没有检测到仅扩增出600bp条带的植株,其原因为

。31/32/3a花粉不育,无法形成纯合aa植株真题练习变异与育种(4)实验中还获得了一个E基因被T-DNA插入突变为e基因的植株,e基因纯合的种子不能正常发育而退化。为分析基因E/e和A/a在染色体上的位置关系,进行下列实验:①利用基因型为AaEE和AAEe的植株进行杂交,筛选出基因型为_______的F1植株。②选出的F1植株自交获得F2,不考虑其他突变,若F2植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株占比为0,E/e和A/a在染色体上的位置关系及染色体交换情况为

;若两对基因位于非同源染色体,该类植株的占比为

。除了上述两种占比,分析该类植株还可能有的其他占比和原因:_________________________。AaEeE/e和A/a连锁且无交换,F2中无同时含A和E的配子1/6若基因连锁但发生交换,正常植株占比介于0~1/6知识点串讲进化达尔文的生物进化论包括：①共同由来学说：地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化而来的证据：化石（最直接的证据）、解剖学证据、胚胎学证据、细胞和分子水平证据②自然选择学说：解释生物进化机制，揭示适应的形成和物种形成的原因知识点串讲进化生物进化的标志：新物种形成的标志：物种形成三个环节：物种形成的三种模式：种群基因频率的改变生殖隔离的形成突变和基因重组产生进化的原材料自然选择决定生物进化的方向隔离是物种形成的必要条件知识点串讲进化命题点2基因频率的计算根据定义计算基因频率和基因型频率真题练习进化1.(2025·黑吉辽蒙)下列关于现代生物进化理论的叙述错误的是(

)A.进化的基本单位是种群B.可遗传变异使种群基因频率定向改变,导致生物进化C.某些物种经过地理隔离后出现生殖隔离会产生新物种D.不同物种间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展B真题练习进化2.(2025·河北)僧帽蚤接触到天敌昆虫的气味分子(利他素)后,头盔会明显增大,从而降低被天敌昆虫捕食的风险。如图所示,僧帽蚤母本和子代接触利他素的情况不同,对子代头盔占身体比例的影响具有明显差异。下列分析错误的是 (

)BA.母本接触利他素可增大幼年子代头盔占身体的比例B.受利他素刺激后,僧帽蚤发生基因突变,导致头盔占身体的比例增大C.僧帽蚤受利他素刺激后头盔增大的特性是自然选择的结果D.在没有利