专题11　遗传信息主要编码在DNA分子上（教师版）

10/11专题11遗传信息主要编码在DNA分子上1.归纳遗传物质探究历程中的“标记”“结论”和“误差”（1）噬菌体侵染细菌实验中的两次标记的目的不同（2）遗传物质发现的几个实验结论|特别提醒|（1）转化的实质是基因重组。只有少量活的R型菌发生转化。（2）加热致死S型菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。（3）T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的误差分析①32P标记DNA的T2噬菌体侵染大肠杆菌②35S标记蛋白质的T2噬菌体侵染大肠杆菌|特别提醒|（1）不能用35S和32P标记同一T2噬菌体。放射性检测时只能检测到放射性的存在部位，不能确定是何种元素的放射性。（2）不能用培养基直接培养T2噬菌体。2.图解DNA的分子结构和特点|特别提醒|（1）DNA单链上相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接。（2）每个链状DNA分子中含有2个游离的磷酸基团。（3）牢记DNA分子中有关碱基比例的计算①“单链中互补碱基之和”所占该链碱基数比例=“双链中互补碱基之和”所占双链总碱基数比例。②某链不互补碱基之和的比值与其互补链的该比值互为倒数。3.遗传信息的传递和表达（1）DNA分子复制：DNA→DNA（2）转录：DNA→RNA（3）翻译：mRNA→蛋白质|特别提醒|（1）转录起点和产物：在一个细胞周期中，DNA复制一次，每个复制起点只起始一次；而在一个细胞周期中，基因可多次转录，因此转录起点可多次起始。转录的产物除了mRNA外，还有tRNA和rRNA，但携带遗传信息的只有mRNA。（2）原核细胞与真核细胞的转录场所不同：原核细胞转录和翻译两过程同时进行，发生在细胞质中；而真核细胞先转录，发生在细胞核（主要）中，后翻译，发生在细胞质中。（3）多聚核糖体现象：真、原核细胞中都存在，可同时合成多条多肽链，但不能缩短每条肽链的合成时间。（4）翻译时核糖体沿着mRNA运行，且负责认读mRNA上决定氨基酸种类的密码子；识别并转运氨基酸的为tRNA。（5）对于一个DNA分子上不同基因的转录，两条链都可能成为模板链。（6）启动子与起始密码子：启动子位于DNA上，与RNA聚合酶结合并进行转录；起始密码子位于mRNA上，与反密码子互补配对。4.中心法则诠释了基因与性状的关系（1）遗传信息的传递过程（2）基因控制生物性状的途径（3）基因与性状的关系5.表观遗传及其作用机制考向1追寻遗传物质探索的经典实验及其拓展，考查科学探究1.（2025•浙江1月选考13题）多种多样的生物通过遗传信息控制性状，并通过繁殖将遗传物质传递给子代。下列关于遗传物质的叙述正确的是（）A．S型肺炎链球菌的遗传物质主要通过质粒传递给子代B．水稻、小麦和玉米三大粮食作物的遗传物质主要是DNAC．控制伞藻伞帽的遗传物质通过半保留复制表达遗传信息D．烟草叶肉细胞的遗传物质水解后可产生4种脱氧核苷酸解析：DS型肺炎链球菌的遗传物质主要位于拟核，A错误；水稻、小麦和玉米三大粮食作物的遗传物质是DNA，B错误；控制伞藻伞帽的遗传物质通过半保留复制传递遗传信息，C错误；烟草叶肉细胞的遗传物质是DNA，水解后可产生4种脱氧核苷酸，D正确。2.（2026•浙江宁波五校联盟期中）如图表示噬菌体侵染大肠杆菌实验的过程，图中亲代噬菌体已用32P标记，A、C中的方框代表大肠杆菌，分别来自锥形瓶和试管。下列叙述正确的是（）A．锥形瓶内的培养液要加入含32P的无机盐来培养大肠杆菌B．若A中的少量噬菌体未侵入细菌会导致沉淀物中的放射性强度偏低C．过程②若不充分，将会导致沉淀物中的放射性强度偏高D．噬菌体接种在含32P脱氧核苷酸的培养基中培养，其体内的DNA会被标记上32P解析：B图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，由于噬菌体已被标记，所以其内不需要加入32P标记的无机盐，A错误；若图中A少量噬菌体未侵入细菌，则搅拌离心后出现在悬浮液中，故会导致沉淀物中的放射性强度偏低，B正确；过程②为搅拌，若搅拌不充分，将会导致外壳不能与细菌分离，但不会导致沉淀物中的放射性强度增大，C错误；噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能独立生存，因而不能接种在含32P脱氧核苷酸的培养基中培养，D错误。考向2通过对DNA的结构与复制过程剖析，考查科学思维3.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、深色解析：B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。4.（2026•浙江杭州模拟）脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的单链DNA分子。下图为脱氧核酶RadDz3与靶DNA结合并进行定点切割的示意图。切割断裂位点位于底物鸟嘌呤核苷酸中的脱氧核糖4′碳原子位置，导致脱氧核糖裂解，从而使底物DNA链断裂。下列叙述错误的是（）A．RadDz3具有专一性B．RadDz3脱氧核酶含有C、H、O、N、P等元素C．RadDz3分子内部碱基间具有氢键D．RadDz3水解底物DNA中的磷酸二酯键解析：D脱氧核酶RadDz3与靶DNA结合并进行定点切割，说明RadDz3具有专一性，A正确；脱氧核酶的本质是DNA，所以含有C、H、O、N、P等元素，B正确；图中RadDz3脱氧核酶分子内部碱基间是通过氢键相连，C正确；RadDz3切割断裂位点位于底物鸟嘌呤核苷酸中的脱氧核糖4′碳原子位置，导致脱氧核糖裂解，从而使底物DNA链断裂，D错误。考向3围绕遗传信息的传递和表达，考查科学思维5.（2026•浙江北斗联盟期中）如图为遗传信息的表达示意图，下列说法不正确的是（）A．通常状况下，核糖体甲和乙合成的肽链相同B．图中核糖体的移动方向是从左向右C．分析②所携带的氨基酸种类，应查阅的密码子是UUAD．不同种类的②所携带的氨基酸种类可能相同解析：C甲、乙核糖体合成的产物（肽链）一般相同，因为模板mRNA相同，A正确；由图可知，tRNA搬运氨基酸从核糖体甲的右侧进来，且mRNA右侧核糖体乙上的肽链更长，核糖体沿mRNA的移动方向为从左向右，B正确；由图可知，②为tRNA，其上的反密码子为UUA，因此密码子为AAU，C错误；因为密码子具有简并性，不同种类的tRNA所携带的氨基酸种类可能相同，D正确。6.（2026•浙江绍兴模拟）细胞中氨基酸有2个来源：一是从细胞外摄取，二是细胞内利用氨基酸合成酶自己合成。当细胞缺乏氨基酸时，某种RNA无法结合氨基酸，空载的某种RNA与核糖体结合后引发RelA利用GDP和ATP合成ppGpp（如图1），ppGpp是细胞内的一种信号分子，可提高A类基因或降低B类基因的转录水平，也可直接影响翻译过程（如图2）。下列叙述正确的是（）A．图1中的某种RNA为tRNA，它通过碱基互补配对识别并结合氨基酸B．图2所示为翻译过程，mRNA的启动子在靠近右侧的部位C．推测A类基因属于促进消耗氨基酸的基因，B类基因属于促进产生氨基酸的基因D．ppGpp调节机制属于负反馈调节，RNA聚合酶可能有ppGpp作用靶点解析：D某种RNA为tRNA，它不是通过碱基互补配对识别并结合氨基酸，A错误；图2所示为翻译过程，mRNA的起始密码在靠近右侧的部位，B错误；细胞缺乏氨基酸时，空载的tRNA与核糖体结合后引发ppGpp含量增加，进而提高A类基因或降低B类基因的转录水平，并抑制翻译的过程，可推测A类基因属于促进产生氨基酸的基因，B类基因属于促进消耗氨基酸的基因，C错误；细胞缺乏氨基酸时，空载的tRNA与核糖体结合后引发ppGpp含量增加，进而提高A类基因或降低B类基因的转录水平，以缓解氨基酸缺乏造成的影响，此为负反馈调节，转录需要RNA聚合酶与其结合位点识别并结合后才能启动，因此RNA聚合酶可能有ppGpp作用靶点，调控A类基因启动子的开启促进其转录，D正确。考向4围绕基因对性状的控制及表观遗传，考查科学思维和社会责任7.下图是人体个体发育不同时期红细胞中珠蛋白（血红蛋白组成蛋白）基因表达的情况。下列相关叙述正确的是（）A．甲基化可能会阻止解旋酶和RNA聚合酶先后结合启动子B．ε－珠蛋白基因和γ－珠蛋白基因这对等位基因之间可以发生重组C．珠蛋白基因在时间上发生了选择性表达导致甲基化位点出现差异D．组蛋白乙酰化与DNA的甲基化引起的表型改变可能遗传给子代解析：D启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，可驱动基因转录出mRNA，启动子被甲基化后，甲基化可能会阻止RNA聚合酶结合启动子，转录时不需要解旋酶，A错误；ε－珠蛋白基因和γ－珠蛋白基因位于同一个DNA分子上，不属于等位基因，B错误；从图中可以看出，是甲基化位点的差异导致了珠蛋白基因在时间上的选择性表达，C错误。8.（2026•浙江嘉兴模拟）下图为我国科研人员发现的肠癌DNA甲基化调控的新机制，另有多项研究结果表明维生素C能够促进TET2的活性。下列叙述正确的是（）A．TET2进入细胞核穿过2层磷脂双分子层B．激活的β－catenin蛋白能够促进TET2入核并催化抑癌基因甲基化C．DNA甲基化引起表观遗传现象主要是通过影响遗传信息翻译过程实现D．β－catenin激活剂和维生素C联用的抗肿瘤方案有望为肠癌治疗提供新思路解析：D去甲基化酶（TET2）化学本质是蛋白质，属于生物大分子，生物大分子通过核孔进入细胞核，不穿过磷脂双分子层，A错