第二单元　遗传的物质基础　单元复习学案（含解析）

第二单元　遗传的物质基础
第一讲　DNA是主要的遗传物质
考纲要求
人类对遗传物质的探索过程　Ⅱ
考点一　肺炎双球菌转化实验
1．格里菲思实验
(1)实验过程及实验现象
a．R型活细菌小鼠不死亡
b．S型活细菌小鼠死亡
c．加热杀死的S型细菌小鼠不死亡
d．小鼠死亡S型活细菌
(2)分析实验现象
①根据实验a、b，说明R型活细菌无毒性，S型活细菌有毒性。
②根据实验c，说明加热杀死的S型细菌无毒性。
③根据实验d，说明无毒性的R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，转化为有毒性的S型活细菌，并且这种性状的转化是可以遗传的。
(3)得出实验结论：加热杀死的S型细菌中有转化因子。
2．艾弗里实验
(1)实验过程
(2)分析实验过程
①只有加入S型细菌的DNA，R型细菌才能转化为S型细菌。
②S型细菌的DNA加入DNA酶后不能使R型活细菌发生转化。
(3)得出实验结论：S型细菌的DNA是“转化因子”，即DNA是遗传物质。
易错整合，判断正误。
(1)格里菲思的体内转化实验证明了DNA是遗传物质(　×　)
(2)艾弗里的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术(　√　)
(3)肺炎双球菌的遗传遵循基因的分离定律和自由组合定律(　×　)
(4)格里菲思的肺炎双球菌转化实验直接证明了DNA是“转化因子”(　×　)
(5)在艾弗里的实验中，DNA酶将S型细菌的DNA分解为脱氧核苷酸，因此不能使R型细菌发生转化(　√　)
1．加热杀死的S型细菌中是否所有物质都永久丧失了活性？
[提示]不是。加热杀死S型细菌的过程中，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恢复又逐渐恢复活性。
2．艾弗里实验中设置“DNA＋DNA酶”这一组实验的目的是什么？
[提示]一是对照说明只加DNA组的结论，二是说明DNA的基本组成成分不能实现转化。
重 难 精 讲
肺炎双球菌体内转化实验和体外转化实验的比较
项目 体内转化实验 体外转化实验
培养细菌 在小鼠体内 体外培养基
实验对照 R型细菌与S型细菌的毒性对照 S型细菌各组成成分的作用进行对照
巧妙构思 用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化 将物质提纯分离后，直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用
实验结论 S型细菌体内有“转化因子” S型细菌的DNA是遗传物质
联系 (1)所用材料相同 (2)体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸 (3)两实验都遵循对照原则、单一变量原则
[易错警示]
有关“转化”的四个易误点
(1)转化的实质是基因重组而非基因突变
肺炎双球菌转化实验是指S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，使受体细胞获得了新的遗传信息，即发生了基因重组。
(2)并非所有的R型细菌都被转化
由于转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响，因此转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是少部分R型细菌被转化成S型细菌。
(3)格里菲思的体内转化实验只提出“S型细菌体内有转化因子”，并没有具体证明哪种物质是遗传物质。最终证明DNA是遗传物质的是艾弗里的体外转化实验。
精 准 命 题
例1　(2018·天津市五区县高三期末)DNA能通过玻璃滤器，但细菌不能。在一底部烧结了玻璃滤器的U型管(已灭菌)的左支加入R型肺炎双球菌活菌菌液，右支加入杀死的S型菌菌液，两管口用无菌脱酯棉塞紧，在适宜温度下培养一段时间后发现(　D　)
A．在U型管的左、右支均能检测到R型活菌
B．在U型管的左、右支均能检测到S型活菌
C．在U型管的左支能检测到S型活菌，遗传物质和原S型菌完全相同
D．在U型管的左支能检测到S型活菌，具有R型和S型菌的遗传物质
[解析]　在U型管的左支加入R型肺炎双球菌活菌菌液，右支加入杀死的S型菌菌液，而DNA能通过玻璃滤器，但细菌不能。说明U型管右支的S型菌DNA进入到左支，左支的部分R型能转化成S型菌；而右支没有R型和S型菌。
〔对应训练〕
1．(2018·甘肃省酒泉市生物一模)下列是人类探索遗传奥秘的几个重要事件，其中表述合理的是(　C　)
A．孟德尔通过豌豆杂交实验发现了基因
B．萨顿用实验证明了基因在染色体上
C．艾弗里用肺炎双球菌体外转化实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
D．许多科学家相继发现了逆转录和RNA复制过程，从而推翻了传统的中心法则
[解析]　孟德尔通过豌豆杂交实验提出遗传因子，但没有发现基因，A错误；萨顿利用类比推理法提出基因在染色体上的假说，摩尔根用实验证明了基因在染色体上，B错误；艾弗里用肺炎双球菌体外转化实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，C正确；许多科学家相继发现了逆转录和RNA复制过程，从而对传统的中心法则进行了补充和完善，D错误。
2．(2018·湖北武汉武昌区调研)艾弗里及其同事为了探究S型肺炎双球菌中何种物质是“转化因子”，进行了肺炎双球菌体外转化实验。下列叙述有误的是(　B　)
A．肺炎双球菌的细胞结构中没有核膜(无成形的细胞核)
B．在培养R型菌的培养基中添加S型菌的DNA后，观察发现只有S型菌落
C．该实验的设计思路是单独观察S型细菌的DNA和蛋白质等成分的作用
D．该实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质，而蛋白质不是
[解析]　肺炎双球菌属于原核生物，其细胞结构中没有核膜，即无成形的细胞核，A正确；在培养R型菌的培养基中添加S型菌的DNA后，可观察到既有S型菌落，也有R型菌落，B错误；艾弗里及其同事将S型菌的DNA、蛋白质、多糖等物质分离出来，分别单独观察了它们的作用，C正确；艾弗里的实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质，而蛋白质不是，D正确。
考点二　噬菌体侵染细菌的实验
1．实验者
赫尔希和蔡斯。。
2．实验材料
T2噬菌体和大肠杆菌。
3．实验方法
同位素示踪法，该实验中用35S、32P分别标记蛋白质和DNA。
4．实验步骤及结果和结论
↓
↓
↓
↓
5．实验结论
DNA是噬菌体的遗传物质。
巧学妙记：
噬菌体增殖的“一、二、三、四”
一吸附 吸附在大 肠杆菌上 二注入 注入DNA，外壳留在外面 三合成 利用细菌的物质和 结构合成自身物质， 并组装子代噬菌体 四释放 裂解细菌，释放子代噬菌体
真题重组，判断正误。
(1)T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质(2017·全国卷Ⅱ，2B)(　×　)
(2)证明光合作用所释放的O2来自于水与用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质所用核心技术相同(2016·全国卷Ⅲ，2B)(　√　)
(3)T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖(2013·海南，13D)(　√　)
(4)T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了DNA是遗传物质(2013· 全国卷Ⅱ，5改编)(　√　)
1．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，为什么上清液中会有放射性？
[提示]①保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液中，也会使上清液中出现放射性。
2．用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，为什么沉淀物中会有放射性？
[提示]由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体仍吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。
重 难 精 讲
1．肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较
相同点 ①均使DNA和蛋白质分开，单独处理，观察它们各自的作用，但两类实验中DNA与蛋白质分开的方式不同 ②都遵循了对照原则 ③都能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质
不同点 方法 不同 艾弗里 实验 直接分离：分离S型菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养
噬菌体侵染细菌实验 同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特殊元素(32P和35S)
结论 不同 ①肺炎双球菌体外转化实验的结论：证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质 ②噬菌体侵染细菌实验的结论：证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因蛋白质没有进入细菌体内
2．本质上认识噬菌体侵染细菌实验中的放射性问题
(1)上清液中的结构是噬菌体：包括亲代噬菌体外壳和少数子代噬菌体(培养时间过长所致)；沉淀中的结构是细菌：包括大肠杆菌、大肠杆菌上附着的少量亲代噬菌体外壳(搅拌不充分所致)和大肠杆菌中的子代噬菌体。
(2)子代噬菌体的物质来源：DNA组分大部分来自细菌，少部分来自亲代噬菌体(提供模板)；蛋白质组分全部来自细菌。
[易错警示]　
(1)噬菌体侵染细菌实验中32P和35S的存在部位：
　
(2)噬菌体侵染细菌实验还能证明以下三点：
①DNA分子具有相对稳定性。
②DNA分子能自我复制，使前后代保持一定的连续性。
③DNA能控制蛋白质的生物合成，但不能证明DNA分子能产生可遗传变异。
(3)含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒营专性寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。
(4)噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质，但是没有证明蛋白质不是遗传物质。
精 准 命 题
例2　(2018·山东寿光现代中学开学考)关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是(　C　)
A．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体
B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养
C．用35 S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致
D．32P、35S标记的噬菌体侵染实验说明DNA是主要的遗传物质
[解析]　 噬菌体是病毒，营寄生生活，不能用培养基直接培养噬菌体，A错误；分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌；保温培养适宜时间，培养时间不宜过长，B错误；35S标记的是噬菌体的蛋内质外壳，而噬菌体在侵染细菌时，蛋白质外壳并没有进入细菌内，离心后分布在上清液中，若沉淀物存在少量放射性，可能是搅拌不充分，少数蛋白质外壳未与细菌分离所致，C正确；噬菌体侵染细菌实验说明DNA是遗传物质，而不是主要的遗传物质，D错误。
技巧点拨
(1)“二看法”判断子代噬菌体标记情况
—
(2)噬菌体亲子代个体与细菌之间的同位素标记关系
DNA 蛋白质 DNA和蛋白质
噬菌体 32P 35S 14C、3H、18O、15N
细菌 31P 32S 12C、1H、16O、14N
子代噬菌体 32P、31P 32S C、H、O、N两种都有
〔对应训练〕
3．(2018·安徽滁州期末)某科学家在进行T2噬菌体侵染细菌实验时，用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关结构或物质(如表)，产生的n个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。
T2噬菌体 细菌
DNA 32P标记 31P
蛋白质 32S 35S标记
下列关于此实验的叙述，正确的是(　D　)
A．每个子代噬菌体的DNA均含表中31P和32P
B．每个子代噬菌体蛋白质均含表中35S和32S
C．HIV与T2噬菌体在细胞中的增殖过程相同
D．子代噬菌体DNA可在细菌中合成相关的mRNA
[解析]　根据T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验和表格分析，每个子代噬菌体的DNA均含31P，只有少数噬菌体的DNA含有32P，A错误；噬菌体的蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，因此每个子代噬菌体蛋白质均含35S，不含32S，B错误；HIV的遗传物质是RNA，T2噬菌体的遗传物质是DNA，两者在细胞中的增殖过程不同，C错误；子代噬菌体DNA可在细菌中合成相关的mRNA，D正确。
4．(2018·河北衡水中学调考)一百多年前，人们就开始了对遗传物质的探索历程。对此有关叙述不正确的是(　D　)
A．最初认为遗传物质是蛋白质，是因为推测氨基酸的多种排列顺序可能蕴含遗传信息
B．在肺炎双球菌转化实验中，细菌转化的实质是发生了基因重组
C．噬菌体侵染细菌实验之所以更有说服力，是因为其蛋白质与DNA完全分开
D．在32P标记噬菌体侵染细菌实验中，离心后只有沉淀物中才能检测到放射性同位素32P
[解析]　由于蛋白质的种类多种多样与氨基酸的排列顺序有关，推测氨基酸的多种排列顺序可能蕴含遗传信息，所以最初认为遗传物质是蛋白质，A正确；肺炎双球菌转化实验中，S型细菌的DNA进入R型菌内并整合到R型菌的DNA分子上，使这种R型菌转化为能合成有荚膜多糖的S型菌，是基因重组的结果，B正确；噬菌体侵染细菌实验用同位素标记法将DNA与蛋白质完全分开研究，因此该实验更有说服力，C正确；在32P标记噬菌体侵染细菌实验中，离心后沉淀物中放射性较高，上清液中也存在少量放射性，D错误。
考点三　生物的遗传物质
1．实验材料
烟草花叶病毒和烟草，烟草花叶病毒的组成是蛋白质和RNA。
2．过程及结果
3．实验结果分析与结论
烟草花叶病毒的RNA能自我复制，控制生物的遗传性状，因此RNA是它的遗传物质。
4．生物的遗传物质
绝大多数生物(具有细胞结构的生物和大部分病毒)的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
5．不同生物的遗传物质
生物类型 病毒 原核生物 真核生物
体内核酸种类 DNA或RNA DNA和RNA DNA和RNA
体内碱基种类 4种 5种 5种
体内核苷酸种类 4种 8种 8种
遗传物质 DNA或RNA DNA DNA
实例 噬菌体、烟草花叶病毒 乳酸菌、蓝藻 玉米、小麦、人
重 难 精 讲
1．生物体内遗传物质的判别
[易错警示]
(1)一切有细胞结构的生物，遗传物质都是DNA。
(2)生物的遗传物质是核酸(DNA和RNA)，DNA是主要的遗传物质，是针对整个生物界而言。
(3)蛋白质不可能是遗传物质的原因：①不能进行自我复制，而且它在染色体中的含量往往不固定；②分子结构也不稳定(易变性)；③不能遗传给后代。
2．探索遗传物质的经典实验总结
精 准 命 题
例3　下列关于遗传物质的说法，错误的是(　C　)
①真核生物的遗传物质是DNA
②原核生物的遗传物质是RNA
③细胞核的遗传物质是DNA
④细胞质的遗传物质是RNA
⑤甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA或RNA
A．①②③　 B．②③④　
C．②④⑤　 D．③④⑤
[解析]　①项和②项，真核生物和原核生物属于有细胞结构的生物，遗传物质均为DNA，故①正确，②错误。③项和④项，有细胞核、细胞质结构的生物属于有细胞结构的生物，遗传物质均为DNA，故③正确，④错误。⑤项，流感病毒的遗传物质为RNA，故错误。综上所述，因为①③正确，②④⑤错误，所以，本题正确答案为C。
〔对应训练〕
5．(2018·江西十校联考)已知烟草花叶病毒侵染烟草会使烟草患花叶病，为了验证该病毒的核酸种类，设计了以下实验。
一、实验原理：(略)
实验材料：苯酚的水溶液(可以将病毒的蛋白质外壳和核酸分离)、健康生长的生长状况相似的烟草幼苗若干、烟草花叶病毒样本、DNA水解酶、RNA水解酶、蒸馏水及其他必需器材。
二、实验步骤：
①将生长状况相似的烟草幼苗均分为三组，编号为a、b、c；
②用苯酚的水溶液处理烟草花叶病毒，并设法将其蛋白质和核酸分离，以获得其核酸。并将核酸均分为三份；
③在适当条件下，用DNA水解酶、RNA水解酶、蒸馏水分别处理三组核酸得到溶液A、溶液B、溶液C；
④一段时间后，分别将溶液A、溶液B、溶液C喷洒到a、b、c三组烟草幼苗上；
⑤再过一段时间后，观察三组烟草幼苗的生长情况。
三、实验结果及结论。
结果：a组、c组幼苗患病，b组幼苗不患病；
结论：烟草花叶病毒的核酸是RNA。
课末总结
1．〔思维导图〕
2．〔高考必背语句〕
1．格里菲思实验的结论是：加热杀死的S型细菌中存在“转化因子”。
2．艾弗里实验的结论是：DNA才是使R型细菌产生稳定性变化的物质，即DNA是遗传物质。
3．在T2噬菌体的化学组成中，仅蛋白质分子中含有S，P几乎都存在于DNA分子中。
4．证明DNA是遗传物质的相关实验的实验思路是：设法将DNA与蛋白质等其他物质分离开，单独地、直接地观察它们的生理作用。
5．病毒的遗传物质是DNA或RNA；细胞生物的遗传物质是DNA。
3．〔探究高考·明确考向〕
1．(2018·江苏，3)下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是(　D　)
A．原核细胞内DNA的合成都需要DNA片段作为引物
B．真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成
C．肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质
D．原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与
[解析]　A错：原核细胞内DNA的合成需要RNA片段作为引物。B错：真核细胞的线粒体DNA和叶绿体DNA的合成不在细胞核内完成。C错：肺炎双球菌转化实验证实了DNA是遗传物质。D对：基因表达出蛋白质是遗传信息转录、翻译(DNA→RNA→蛋白质)的过程，需要DNA和RNA的参与。
2．(2017·全国卷Ⅱ，2)在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是(　C　)
A．T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖
B．T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质
C．培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中
D．人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同
[解析]　T2噬菌体的核酸是DNA，DNA的元素组成为C、H、O、N、P，培养基中的32P经宿主(大肠杆菌)摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C项正确。T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌中，不能寄生在肺炎双球菌中，A项错误；T2噬菌体的mRNA和蛋白质的合成只能发生在其宿主细胞中，不能发生于病毒颗粒中，B项错误；人类免疫缺陷病毒(HIV)的核酸是RNA，T2噬菌体的核酸是DNA，且二者的增殖过程不同，D项错误。
3．(2017·江苏卷，2)下列关于探索DNA是遗传物质的实验，叙述正确的是(　C　)
A．格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状
B．艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡
C．赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中
D．赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记
[解析]　格里菲思体内转化实验证明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，但格里菲思并没有证明“转化因子”是什么，A项错误；艾弗里实验证明了DNA是遗传物质，并没有证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡，B项错误；由于噬菌体没有细胞结构，所以离心后，有细胞结构的大肠杆菌在试管底部，而噬菌体及噬菌体的蛋白质外壳留在上清液中，C项正确；赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体只有少部分带有32P标记，因为噬菌体在进行DNA复制的时候，模板是亲代噬菌体中带有32P标记的DNA分子，而原料是大肠杆菌中没有带32P标记的脱氧核苷酸，D项错误。
第二讲　DNA分子的结构、复制及基因的本质
考纲要求
1．DNA分子结构的主要特点　Ⅱ
2．DNA分子的复制　Ⅱ
3．基因的概念　Ⅱ
考点一　DNA分子的结构及相关计算
1．图解DNA分子结构
巧学妙记：
巧记DNA分子结构的“五·四·三·二·一”
—————————
↓ ↓ ↓ ↓ ↓
2．DNA分子的特性
真题重组，判断正误。
(1)细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和(2017·海南卷，23C)(　×　)
(2)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的(2014·全国卷Ⅱ，5C)(　×　)
(3)DNA的X光衍射实验证明了DNA是遗传物质(2013·全国卷Ⅱ，5C)(　×　)
(4)DNA有氢键，RNA没有氢键(2013·全国卷Ⅱ，1A)(　×　)
(1)由图1可知，每个DNA分子片段中，游离磷酸基团含有2个。单链中相邻碱基通过—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—连接。互补链中相邻碱基通过氢键连接。
(2)图2是图1的简化形式，其中①是磷酸二酯键，②是氢键。解旋酶作用于②部位，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于①部位。
重 难 精 讲
1．DNA分子结构模式图信息解读
(1)每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个。
(2)一条核苷酸链中相邻两个核苷酸通过磷酸二酯键相连，用限制性核酸内切酶处理可切断，用DNA连接酶处理可连接。
(3)碱基对之间的化学键为氢键，可用解旋酶断裂，也可加热断裂。
(4)每个脱氧核糖(除两端外)连接着2个磷酸，分别在3号、5号碳原子上相连接。
(5)若碱基对为n，则氢键数为2n～3n之间，若已知A有m个，则氢键数为3n－m。
2．基因与脱氧核苷酸、DNA和染色体之间的关系
关系 内容
基因与脱 氧核苷酸 基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息
基因与DNA 基因是有遗传效应的DNA片段，每个DNA分子上有很多个基因
基因与染色体 基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体
图示
[易错警示]
(1)脱氧核苷酸聚合形成长链的过程中产生水，即脱氧核苷酸―→DNA＋H2O。
(2)DNA分子结构可简记为5种元素，4种碱基(脱氧核苷酸)，3种小分子，2条长链，1个双螺旋。
(3)DNA分子中，脱氧核苷酸数∶脱氧核糖数∶磷酸数∶含氮碱基数＝1∶1∶1∶1。
(4)DNA分子彻底水解时得到的产物是脱氧核苷酸的基本组分，即脱氧核糖、磷酸、含氮碱基。
(5)对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体；线粒体和叶绿体也是基因的载体。
(6)对于原核细胞来说，拟核中的DNA分子或者质粒DNA均是裸露的，没有与蛋白质一起构成染色体。
(7)位于染色体上的基因随着染色体传递给子代，其遗传遵循孟德尔遗传规律。位于线粒体和叶绿体中的基因随线粒体和叶绿体传给子代，是控制细胞质遗传的基因，特点是母系遗传。
(8)“三看法”判断DNA分子结构的正误
精 准 命 题
考向一　DNA分子的结构及特点
例1　(2018·山东寿光现代中学开学考)20世纪90年代，Cuenoud等发现DNA也有酶催化活性，他们根据共有序列设计并合成了由47个核苷酸组成的单链DNA—E47，它可以催化两个DNA片段之间的连接。下列有关叙述正确的是(　B　)
A．在DNA－E47中，嘌呤碱基数一定等于嘧啶碱基数
B．在DNA－E47中，碱基数＝脱氧核苷酸数＝脱氧核糖数
C．DNA－E47作用的底物和DNA聚合酶作用的底物是相同的
D．在DNA－E47中，每个脱氧核糖上均连有一个磷酸和一个含氮碱基
[解析]　单链DNA中嘌呤碱基数不一定等于嘧啶碱基数，A错误；单链DNA中，碱基数＝脱氧核苷酸数＝脱氧核糖数，B正确；DNA—E47催化DNA片段间连接，DNA聚合酶则催化单个脱氧核苷酸的连接，C错误；在脱氧核苷酸链中的脱氧核糖可连有一个或两个磷酸和一个含氮碱基，D错误。
技巧点拨
(1)DNA分子的特异性是由碱基对的排列顺序决定的，而不是由配对方式决定的，配对方式只有四种：A—T、C—G、T—A、G—C。
(2)DNA中并不是所有的脱氧核糖都连着两个磷酸基团，两条链各有一个3′端的脱氧核糖连着一个磷酸基团(环状DNA分子除外)。
(3)双螺旋结构并不是固定不变的，复制和转录过程中会发生解旋。
(4)在DNA分子中，A与T分子数相等，G与C分子数相等，但A＋T的量不一定等于G＋C的量，后者恰恰反映了DNA分子的特异性。
(5)并非所有的DNA分子均具“双链”，有的DNA分子为单链。原核细胞及真核细胞细胞器中的DNA分子为“双链环状”。
考向二　DNA分子结构的相关计算
例2　(2018·吉林扶余一中期中)某DNA分子中A＋T占整个DNA分子碱基总数的44%，基中一条链(α)上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链(β)上的G占该链碱基总数的比例是(　A　)
A．35% B．29%
C．28% D．21%
[解析]　DNA分子中A＋T占整个DNA分子碱基总数的44%，则G＋C占碱基总数的56%，DNA分子中A＋T、G＋C所占比例等于每条链中A＋T、G＋C所占比例，其中一条链(α)上的G占该链碱基总数的21%，则该链中C占56%－21%＝35%，对应的另一条互补链(β)上的G占该链碱基总数的比例也是35%，A正确。
题后归纳
“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律
(1)在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即A＋G＝T＋C。
(2)“互补碱基之和”的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即若在一条链中＝m，在互补链及整个DNA分子中＝m。
(3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA一条链中＝a，则在其互补链中＝，而在整个DNA分子中＝1。
〔对应训练〕
1．(2018·吉林长春质量监测)下列关于DNA分子中碱基的说法，错误的是(　D　)
A．每个基因都有特定的碱基排列顺序
B．DNA复制必须遵循碱基互补配对原则
C．遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中
D．DNA分子的碱基数等于所有基因的碱基数之和
[解析]　基因有特异性，体现在碱基的特定排列顺序上，A正确；DNA是依据碱基互补配对原则进行复制的，B正确；DNA的碱基排列顺序代表遗传信息；C正确；基因是有遗传效应的DNA片段，DNA分子中存在不是基因的片段，D错误。
2．(2018·湖南郴州二模)DNA熔解温度(Tm)是使DNA双螺旋结构解开一半时所需要的温度，不同种类DNA的Tm值不同。如图表示DNA分子中G＋C含量(占全部碱基的比例)与Tm的关系。下列有关叙述，不正确的是(　D　)
A．一般来说，DNA分子的Tm值与G＋C含量呈正相关
B．Tm值相同的DNA分子中G＋C的数量有可能不同
C．生物体内解旋酶也能使DNA双螺旋结构的氢键断裂而解开螺旋
D．DNA分子中G与C之间的氢键总数比A与T之间多
[解析]　DNA分子中，两条链上的碱基遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则，A与T之间由2个氢键连接，G与C之间由3个氢键连接，因此DNA分子中G＋C比例越大，DNA分子越稳定；题图表示的是G＋C的含量与Tm的关系，在一定的范围内，Tm值与G＋C的含量呈正相关，A正确。Tm与G＋C的含量有关，由于DNA中碱基总数不一定相同，当Tm值相同时，G＋C的数量可能不同，B正确。生物体内解旋酶可以使氢键断裂，DNA双螺旋结构打开，C正确。DNA分子中A、T、G、C数量未知，因此G与C之间的氢键总数不一定比A与T之间多，D错误。
考点二　DNA分子的复制相关计算及基因的概念
1．DNA分子的复制
(1)概念：以亲代DNA为模板，合成子代DNA的过程。
(2)时间：有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期。
(3)过程
重新螺旋：每一条新链与其对应的模
板链盘绕成双螺旋结构
(4)特点：边解旋边复制。
(5)方式：半保留复制。
(6)结果：形成两个完全相同的DNA分子。
(7)意义：将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。
巧学妙记：利用数字“1,2,3,4”巧记DNA的复制
1个主要场所(细胞核)，2种时期(有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期)，3个步骤(解旋、合成新链、形成子代DNA)，4个条件(模板、酶、原料和能量)。
2．基因是有遗传效应的DNA片段
(1)据图①分析得出
①基因与染色体的关系是：基因在染色体上呈线性排列。
②染色体由DNA和蛋白质构成，一个DNA上有许多个基因。构成基因的碱基数小于(填“大于”或“小于”或“等于”)DNA分子的碱基总数。
③基因的本质是有遗传效应的DNA片段。遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。
(2)将代表下列结构的字母填入图②中的相应横线上
a．染色体、b．DNA、c．基因、d．脱氧核苷酸。
d__c__b__a(从左至右)
易错整合，判断正误。
(1)在人体内成熟的红细胞、浆细胞中不发生DNA的复制(　√　)
(2)真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶和能量(　√　)
(3)在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在两条DNA母链之间(　√　)
(4)DNA复制就是基因表达的过程(　×　)
(5)DNA复制时，严格遵循A—U、C—G的碱基互补配对原则(　×　)
(6)DNA复制时，两条脱氧核苷酸链均可作为模板(　√　)
如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图回答相关问题：
(1)由图示得知，DNA分子复制的方式具有什么特点？
(2)图示中的解旋酶和DNA聚合酶各有什么作用？
[提示](1)半保留复制，边解旋边复制。
(2)前者使氢键打开，DNA双链发生解旋；后者催化形成新的链。
重 难 精 讲
1．DNA复制方式探究
(1)实验方法
探究DNA复制的方式，采用的是同位素示踪技术和离心处理，根据试管中DNA的分布位置确定复制方式。
(2)实验过程(如下图)
[易错警示]
(1)子代DNA分子中模板链与另一DNA分子中新合成的子链碱基序列完全相同。
(2)影响细胞呼吸(ATP供给)的所有因素都可能影响DNA复制。
(3)体外也可进行，即PCR扩增技术，除满足上述条件外(不需解旋酶)，还应注意温度、pH的控制及引物的加入。
(4)在特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可能造成碱基配对发生差错，引发基因突变。
(5)复制可简记为“1个主要场所(细胞核)，2种时期(有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期)，3个步骤(解旋、合成新链、形成子代DNA)，4个条件(模板、酶、原料和能量)”。
(6)关于DNA分子复制的早期推测
关于DNA分子是如何复制的，在早期的研究中，科学家们提出了三个模型，它们是全保留复制模型、弥散复制模型和半保留复制模型。如图所示。
2．DNA复制的有关计算
DNA复制为半保留复制，若将亲代DNA分子复制n代，其结果分析如下：
(1)子代DNA分子数为2n个
①含有亲代链的DNA分子数为2个；
②不含亲代链的DNA分子数为(2n－2)个；
③含子代链的DNA有2n个。
(2)子代脱氧核苷酸链数为2n＋1条
①亲代脱氧核苷酸链数为2条；
②新合成的脱氧核苷酸链数为(2n＋1－2)条。
(3)消耗的脱氧核苷酸数
①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m·(2n－1)个；
②第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m·2n－1个。
[易错警示]
(1)将15N标记的DNA分子转移到含有14N的培养基中培养，无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是2个。若复制n次，则含15N的DNA分子占总DNA分子数的比例为2/2n。 做题时看准是“含”还是“只含”。
(2)子代DNA分子的链中：总链数为2n×2＝2n＋1。含15N的链始终是2条，占总链数的比例为2/2n＋1＝1/2n。做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。
3．DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题
(1)减数分裂中染色体标记情况分析
如果用3H标记细胞中的DNA分子，然后将细胞放在正常环境中培养，让其进行减数分裂，结果染色体中的DNA标记情况如图所示：
由图可以看出，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂2次，但DNA只复制1次，所以四个子细胞中所有DNA分子均呈杂合状态，即“3H∥1H”。
(2)有丝分裂中染色体标记情况分析
如果用3H标记细胞中的DNA分子，然后将细胞放在正常环境中培养，连续进行2次有丝分裂，与减数分裂过程不同，因为有丝分裂是复制1次分裂1次，因此这里实际上包含了2次复制。
由图可以看出，第一次有丝分裂形成的两个子细胞中所有DNA分子均呈杂合状态，即“3H∥1H”。第二次有丝分裂复制后的染色体上两条单体中只有一条单体含有3H，即DNA分子为“3H∥1H”，而另一条单体只有1H，即DNA分子为“1H∥1H”，在后期时两条单体的分离是随机的，所以最终形成的子细胞中可能都含有3H，也可能不含3H，含有3H的染色体条数是0～2n条(体细胞染色体条数是2n)。
精 准 命 题
考向一　通过碱基互补配对考查DNA复制的相关计算
例3　(2019·福建福州模拟)某单链RNA病毒含有1000个核苷酸，其中A＝250、C＝260、G＝300、U＝190。若该病毒RNA逆转录形成双链DNA，该过程共需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数量为(　B　)
A．380个 B．440个
C．500个 D．880个
[解析]　该RNA病毒中A＝250、U＝190，故以该病毒RNA为模板逆转录合成的脱氧核苷酸链中T＝250、A＝190，则其互补链中A＝250，故该过程共需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数为250＋190＝440(个)。
考向二　以噬菌体为材料考查DNA复制
例4　(2018·山东师大附中二模)一个32P标记的噬菌体侵染在31P环境中培养的大肠杆菌，已知噬菌体DNA上有m个碱基对，其中胞嘧啶有n个，以下叙述不正确的是(　C　)
A．大肠杆菌为噬菌体增殖提供原料和酶等
B．噬菌体DNA含有(2m＋n)个氢键
C．该噬菌体增殖四次，子代噬菌体中只有14个含有31P
D．噬菌体DNA第四次复制共需要8(m－n)个腺嘌呤脱氧核苷酸
[解析]　噬菌体营寄生生活，大肠杆菌为噬菌体增殖提供原料、能量、酶和场所等，A正确。噬菌体中含有双链DNA，胞嘧啶有n个，鸟嘌呤有n个，腺嘌呤数目＝胸腺嘧啶数目＝(2m－2n)/2＝m－n(个)，A与T之间有2个氢键，G与C之间有3个氢键，所以噬菌体DNA含有的氢键数目＝(m－n)×2＋n×3＝2m＋n(个)，B正确。DNA的复制方式是半保留复制，该噬菌体增殖四次，一共可形成16个噬菌体，其中子代中含有32P的噬菌体有2个，含有31P的噬菌体有16个，只含有31P的噬菌体有14个，C错误。噬菌体DNA第四次复制共需要的腺嘌呤脱氧核苷酸数目＝(m－n)×24－1＝8(m－n)(个)，D正确。
〔对应训练〕
3．(2018·河北定州中学期末)将15N标记的大肠杆菌(其DNA经密度梯度离心后如甲图)，转至以14NH4Cl为唯一氮源的培养液中培养，每20分钟繁殖一代，收集并提取DNA，进行密度梯度离心，如图为离心结果模拟图。已知大肠杆菌DNA中胞嘧啶个数为X。下列有关叙述正确的是 (　A　)
A．繁殖过程中所需的嘌呤数等于嘧啶数
B．要得到图丙所示结果至少需要40分钟
C．图乙是大肠杆菌转入14N培养基中繁殖一代的结果
D．出现图丁结果至少需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数目为4X
[解析]　DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数，故繁殖过程中所需的嘌呤数等于嘧啶数，A正确；要得到图丙所示结果至少需要20分钟，B错误；大肠杆菌转入14N培养基中繁殖一代的结果是产生了2倍的DNA，且均为一条链为14N、另一条链为15N，对应图丙，C错误；转入14N培养基中复制两代的结果是产生
4倍的DNA，其中15N标记的只有2倍的DNA(一条链为14N，另一条链为15N)，其余的2倍的DNA均为14N标记，对应图丁，出现丁结果至少需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数目为3X，D错误。
4．(2018·河南郑州一测)小鼠的睾丸中一个精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程，其染色体的放射性标记分布情况是(　A　)
A．初级精母细胞中的每条染色体都被标记
B．次级精母细胞中的每条染色体都被标记
C．只有半数精细胞中含有被标记的染色体
D．含标记的精细胞中都有一半的染色体被标记
[解析]　精原细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期后，产生的两个子细胞中所有的DNA都有一条链被3H标记。然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂过程，减数第一次分裂前的间期DNA再次复制，则在初级精母细胞中的每条染色体都被3H标记，且其中一条染色单体中的DNA一条单链被标记，另一条染色单体的DNA两条链都不被标记。分析可知，初级精母细胞的每条染色体都被3H标记，A正确；减数第二次分裂前期、中期时每条染色体的一条染色单体被标记，后期由于姐妹染色单体分离，其中有一半染色体不被标记，B错误；由于减数第二次分裂后期姐妹染色单体分开后随机移向细胞两极，故最终产生的精细胞中含有被标记的染色体情况不一定，数目也不一定，C、D错误。
课末总结
1．〔思维导图〕
2．〔高考必背语句〕
1．DNA的两条脱氧核苷酸链反向平行盘旋成规则的双螺旋结构。
2．DNA双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的。
3．DNA上的碱基对严格遵循碱基互补配对原则，通过氢键连接。
4．DNA分子中脱氧核苷酸碱基的排列顺序代表了遗传信息。
5．DNA复制具有边解旋边复制、半保留复制的特点。
6．DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶的参与。
7．基因是具有遗传效应的DNA片段。
8．染色体是基因的主要载体，线粒体、叶绿体中也存在基因。
9．DNA分子复制的时期：细胞有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。
10．DNA复制需要的基本条件有：模板、原料、能量和酶等。
11．DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对保证了复制能够准确地进行。
12．1条染色体上有1个(未复制)或2个(复制后)DNA分子，每个DNA分子上有许多基因。
13．DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的基础。
3．〔探究高考·明确考向〕
1．(2017·海南卷，24)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值的叙述，正确的是(　D　)
A．碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同
B．前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高
C．当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链
D．经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1
[解析]　由于双链DNA碱基A数目等于T数目，G数目等于C数目，故(A＋C)/(G＋T)为恒值1，A错。A和T碱基对含2个氢键，C和G碱基对含3个氢键，故(A＋T)/(G＋C)中，(G＋C)数目越多，氢键数越多，双链DNA分子的稳定性越高，B错。(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值相等，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C错。经半保留复制得到的D NA分子，是双链DNA，(A＋C)/(G＋T)＝1，D正确。
2．(2016·上海卷)在DNA分子模型的搭建实验中，若仅用订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含10对碱基(A有6个)的DNA双链片段，那么使用的订书钉个数为(　C　)
A．58　　　 B．78　　　
C．82　　　 D．88
[解析]　每个脱氧核苷酸的三部分间需2个订书钉，每条链上的10个脱氧核苷酸间需9个订书钉，两条链间的6对A—T和4对G—C间各需12个订书钉，故构建该DNA片段共需订书钉数量为29＋29＋12＋12＝82。
3．(2016·全国卷Ⅰ，29)在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A－Pα～Pβ～Pγ或dA－Pα～Pβ～Pγ)。回答下列问题：
(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的γ(填“α”、“β”或“γ”)位上。
(2)若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的α(填“α”、“β”或“γ”)位上。
(3)将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记。
[解析]　(1)ATP水解成ADP时，远离A的高能磷酸键断裂，在γ位上的磷酸基团从ATP上脱离下来，再根据题干信息可知，要将32P标记的磷酸基团转移到DNA末端上，需标记ATP γ位上的磷酸基团。(2)dATP与ATP结构相似，不同之处是dATP中的五碳糖是脱氧核糖，而ATP中的五碳糖是核糖，合成DNA的原料是脱氧核苷酸，含有一个磷酸基团，而dATP含有三个磷酸基团，因此，以dATP为原料合成DNA时，若要将32P标记到DNA分子上，32P标记的磷酸基团应在dATP的α位上。(3)一个噬菌体含有一个DNA分子。由于DNA具有半保留复制的特点，因此被32P标记两条链的DNA分子在第一次复制中，两条链都作为模板，形成两个一条链含32P的DNA分子；同理，再分别以这两个DNA分子的两条链为模板合成子代DNA分子，当合成n个DNA分子时，其中只有两个DNA分子被32P标记，其他DNA分子都不被标记，因此含有32P标记的噬菌体所占比例为2/n。
第三讲　基因的表达
考纲要求
1．遗传信息的转录和翻译　Ⅱ
2．基因与性状的关系　Ⅱ
考点一　遗传信息的转录和翻译
1．RNA的结构与分类
(1)RNA与DNA的区别
物质组成 结构特点
五碳糖 特有碱基
DNA 脱氧核糖 T 一般是双链
RNA 核糖 U 通常是单链
(2)基本单位：核糖核苷酸。
(3)RNA功能
—
2．转录
(1)场所：主要是细胞核，在线粒体、叶绿体中也能发生转录过程。
(2)条件
(3)过程
(4)产物：RNA。
3．翻译
(1)场所或装配机器：核糖体。
(2)条件
(3)过程
—
↓
—
↓
—
↓
—
↓
—
(4)产物：多肽蛋白质
4．密码子
(1)位置：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。
(2)作用：决定氨基酸。
(3)种类：64种。其中决定氨基酸的密码子有61种(2种起始密码子)，终止密码子有3种。
真题重组，判断正误。
(1)同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生(2017·全国卷Ⅲ，1B)(　√　)
(2)人轮状病毒是一种双链RNA病毒，病毒RNA在小肠上皮细胞内复制的过程中，会有氢键的断裂和形成(2016·四川，6B)(　√　)
(3)rRNA能参与蛋白质的合成(2015·海南高考，11A)(　√　)
(4)真核生物基因中每三个相邻的碱基组成一个反密码子(2014·海南高考，21)(　×　)
(5)基因B1和由其突变而来的B2在指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码(2013·海南高考，22C)(　√　)
右图为蛋白质的合成图示，请据图思考：
(1)图中显示mRNA与核糖体有着怎样的数量关系？这种数量关系有何意义？
(2)图中所示核糖体移动方向如何？判断依据是什么？
(3)图中显示能合成几条肽链？这些肽链的氨基酸序列是否相同？
[提示](1)图中显示mRNA与核糖体的数量关系为：一个mRNA上可同时结合多个核糖体。存在这种数量关系的意义在于少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。
(2)图中显示核糖体在mRNA上移动的方向为从左向右，判断依据是根据多肽链的长短：越接近终止密码子处，肽链越长。
(3)图示中4个核糖体合成的4条多肽链，由于模板mRNA相同，所以合成了4条相同的多肽链，而不是4个核糖体共同完成一条肽链的合成，也不是合成出4条不同的肽链。
重 难 精 讲
1．DNA复制、转录、翻译的比较
(1)DNA复制、转录和翻译的区别
项目 复制 转录 翻译
作用 传递遗传信息 表达遗传信息
时间 细胞分裂的间期 个体生长发育的整个过程
场所 主要在细胞核 主要在细胞核 细胞质的 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
能量 都需要
酶 解旋酶、DNA聚合酶 解旋酶、RNA聚合酶 合成酶
产物 2个双链DNA 一个单链RNA 多肽链(或蛋白质)
产物 去向 传递到2个子细胞或子代 通过核孔进入细胞质 组成细胞结构蛋白或功能蛋白
特点 边解旋边复制，半保留复制 边解旋边转录，转录后DNA恢复原状 翻译结束后，mRNA被降解成单体
碱基 配对 A－T，T－A， C－G，G－C A－U，T－A， C－G，G－C A－U，U－A， C－G，G－C
(2)DNA复制、转录和翻译的联系
2．遗传信息、密码子和反密码子的区别与联系
(1)含义及作用
①遗传信息：基因中脱氧核苷酸(或碱基)的排列顺序。
②密码子：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基，决定氨基酸的排列顺序。
③反密码子：与mRNA中的密码子互补的tRNA一端的3个碱基，起识别密码子的作用。
(2)联系
①遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，可传递到mRNA的核糖核苷酸上。
②mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子与密码子互补配对，在翻译中起作用。
(3)对应关系
3．密码子、tRNA和氨基酸之间的对应关系
4．DNA(基因)、mRNA中碱基与肽链中氨基酸个数关系
(1)DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1
(2)计算中“最多”和“最少”的分析
①mRNA上碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：
翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。
②DNA上的碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。
③注意“最多”或“最少”：在回答有关问题时，应加上“最多”或“最少”等字，如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。
[易错警示]
转录、翻译过程中的六个关注点
(1)转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。
(2)翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。
(3)转录和翻译过程中的碱基配对不是A－T，而是A－U。
(4)解答蛋白质合成的相关计算问题时，应看清是DNA上的碱基对数还是个数，是mRNA上密码子的个数还是碱基个数，是合成蛋白质所需氨基酸的个数还是种类数。
(5)分析此类问题首先要明确mRNA链和多肽链的关系。DNA模板链在RNA聚合酶的作用下产生的是mRNA，而在同一条mRNA链上结合的多个核糖体，同时合成的是若干条多肽链。
(6)真核细胞的转录和翻译不同时进行，而原核细胞能边转录、边翻译。
精 准 命 题
例1　(2019·江西省赣州市高三期末)M基因编码含63个氨基酸的肽链。该基因发生插入突变，使mRNA增加了一个三碱基序列AAG，表达的肽链含64个氨基酸。以下说法正确的是(　C　)
A．M基因突变后，参与基因复制的嘌呤核苷酸比例增加
B．在M基因转录时，核糖核苷酸之间通过碱基配对连接
C．突变前后编码的两条肽链，最多有2个氨基酸不同
D．在突变基因的表达过程中，最多需要64种tRNA参与
[解析]　A、M基因突变后，由于mRNA中A碱基的增加，因而参与基因复制的嘧啶核苷酸数量增加，但由于嘌呤和嘧啶配对，均为50%，突变前后此比例不会发生变化，故嘌呤核苷酸比例不变，A错误；在M基因转录时，核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，B错误；由于插入了3个碱基，如果插在两个氨基酸之间，则突变前后编码的两条肽链，多了1个氨基酸；如果插在一个氨基酸对应的碱基内，则突变前后编码的两条肽链，有2个氨基酸不同，C正确；在突变基因的表达过程中，最多需要61种tRNA参与，D错误。
技巧点拨
“三步曲法”解答关于基因表达中的计算题
第一步：做图。通常只需画出下图甲，但当涉及转录、逆转录、翻译时还要画出图乙。
①上述图甲代表的是一个DNA分子，α、β代表它的两条脱氧核苷酸链；图乙代表的是以该DNA分子的α链为模板转录出的一个RNA分子。
②上述图甲中的A、G、C、T代表4种脱氧核苷酸(或碱基)，x、y、z、w代表数量；图乙中的U、C、G、A代表4种核糖核苷酸(或碱基)，x、y、z、w代表数量。
第二步：转换。即根据第一步做出的图，把题干给出的条件转换成数学等式。
第三步：计算。即根据题干的要求，结合第二步中的数学等式，求出相应的数值。
〔对应训练〕
1．(2018·河南郑州一测)如图是某高等动物肽链的合成过程图示，下列有关该过程的说法正确的是(　C　)
A．图中合成的多条肽链在氨基酸的排列顺序上互不相同
B．该图表示翻译的过程，图中核糖体从左向右移动
C．该过程既需要酶的参与又可以产生酶
D．完成该过程需要两种RNA的参与
[解析]　图中的多条肽链是以同一mRNA为模板合成的，因此氨基酸的排列顺序相同，A错误；图中表示合成蛋白质的过程，核糖体的移动方向是从短肽链到长肽链，即从右向左，B错误；翻译过程中氨基酸脱水缩合需要酶的催化，合成的蛋白质可能是酶，C正确；该过程需要mRNA、tRNA和rRNA三种RNA参与，D错误。
2．(2018·贵州贵阳监测)如图为tRNA的结构示意图，下列关于tRNA的叙述，正确的是(　A　)
A．一种氨基酸可以由一到多种tRNA转运
B．②为结合氨基酸的部位
C．③遵循A—T、C—G互补配对原则
D．④可以是肽链延长的终止信号
[解析]　有的氨基酸可以对应多种密码子，因此一种氨基酸可以由一种或多种tRNA转运，A正确；①为氨基酸的结合部位，B错误；tRNA中不含有T，故③中存在A—U、C—G配对，C错误；④是反密码子，肽链合成终止的信号是终止密码子，在mRNA上，D错误。
考点二　中心法则及基因与性状的关系
1．中心法则
(1)提出者：克里克。
(2)补充后的内容图解
(3)不同类型生物遗传信息的传递
①以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递
RNA蛋白质
②具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)
蛋白质
③具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)
RNARNA蛋白质
④高度分化的细胞
DNARNA蛋白质
2．基因控制性状的途径
(1)直接控制途径(用文字和箭头表示)
基因蛋白质的结构生物体的性状。
(2)间接控制途径(用文字和箭头表示)
基因酶的合成代谢过程生物体的性状。
(3)基因控制性状的实例(连线)
易错整合，判断正误。
(1)线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则(　√　)
(2)DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则(　×　)
(3)HIV(逆转录病毒)感染人体过程的遗传信息流示意图为：(　√　)
(4)基因与性状之间是一一对应的关系(　×　)
1．洋葱表皮细胞内遗传信息传递方式：
[提示]DNARNA蛋白质
2．洋葱根尖分生区细胞内的遗传信息传递方式：
[提示]
3．生长素、赤霉素等不是蛋白质，它们的合成受基因控制吗？是通过基因控制性状的哪一途径实现的？
[提示]受基因控制。基因通过控制酶的合成，间接控制生物的性状。
重 难 精 讲
1．利用图示分类剖析中心法则
图示中1、8为转录过程；2、5、9为翻译过程；3、10为DNA复制过程；4、6为RNA复制过程；7为逆转录过程。
2．中心法则与基因表达的关系
①DNA的复制体现了遗传信息的传递功能，发生在细胞增殖或产生子代的生殖过程中。
②DNA的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体发育的过程中。
[易错警示]
(1)病毒不能独立代谢，因此病毒遗传信息的传递过程不是发生在病毒体内，而是发生在病毒侵染的细胞中。
(2)高度分化的细胞如表皮细胞失去了分裂能力，因此正常情况下其细胞中发生的遗传信息传递过程只有转录和翻译。
3．基因与性状的关系
(1)基因控制性状的途径
①直接途径：
基因蛋白质结构生物体性状，如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病。
②间接途径：
基因酶的合成细胞代谢生物性状，如白化病、豌豆的粒形。
(2)基因和性状的关系
(3)基因与性状并不都是一对一的关系
①一般而言，一个基因决定一种性状。
②生物体的一种性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关。
③有些基因可影响多种性状，如下图，基因1可影响B和C性状。
④生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同，表现型可能不同；基因型不同，表现型可能相同。
精 准 命 题
例2　(2018·四川成都二诊)不同抗菌药物的抗菌机理有所不同，如环丙沙星能抑制细菌DNA解旋酶的活性，利福平能抑制RNA聚合酶的活性，红霉素能与核糖体结合抑制其功能。如图表示细胞中遗传信息传递的规律，下列叙述正确的是(　B　)
A．完成图中②、④两个过程所需的原料、模板和酶都相同
B．图中③、⑤所代表的生理过程中都有氢键的断裂和形成
C．环丙沙星能够显著抑制细菌体内的①、④两个生理过程
D．利福平和红霉素都通过抑制②、③过程来抑制细菌繁殖
[解析]　过程②、④分别指转录和RNA复制，两过程所需原料相同，都是游离的核糖核苷酸；模板不同，转录的模板是DNA的一条链，RNA复制的模板是RNA链；所需要的酶也不相同，转录需要RNA聚合酶，而RNA复制需要RNA复制酶，A错误。过程③、⑤分别表示翻译和逆转录。翻译时，tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对，将相应的氨基酸携带进入相应位点，核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，原占据位点的tRNA离开核糖体，因此在翻译过程中存在氢键的断裂和形成；逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程；也存在氢键的断裂和形成，B正确。环丙沙星能抑制细菌DNA解旋酶的活性，DNA解旋酶在过程①DNA复制中发挥催化作用，因此环丙沙星能够显著抑制细菌体内的①过程，正常情况下，细菌体内不会发生④过程，C错误。利福平能抑制RNA聚合酶的活性，通过抑制②过程来抑制细菌繁殖，红霉素能与核糖体结合抑制其功能，通过抑制③过程来抑制细菌繁殖，D错误。
技巧点拨
“三看法”判断中心法则的过程
(1)“一看”模板
①如果模板是DNA，生理过程可能是DNA复制或DNA转录。
②如果模板是RNA，生理过程可能是RNA复制或RNA逆转录或翻译。
(2)“二看”原料
①如果原料为脱氧核苷酸，产物一定是DNA，生理过程可能是DNA复制或逆转录。
②如果原料为核糖核苷酸，产物一定是RNA，生理过程可能是DNA转录或RNA复制。③如果原料为氨基酸，产物一定是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。
(3)“三看”产物
①如果产物为DNA，生理过程可能是DNA复制或RNA逆转录。
②如果产物为RNA，生理过程可能是RNA复制或DNA转录。
③如果产物是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。
〔对应训练〕
3．(2018·山东潍坊统考)Rous肉瘤病毒体内含有逆转录酶，感染人细胞后可将其基因组整合进入的基因组。下列叙述错误的是(　D　)
A．Rous肉瘤病毒可诱发人的细胞癌变
B．该病毒体内的逆转录酶可进入宿主细胞
C．逆转录过程需要利用宿主细胞中的脱氧核苷酸
D．该病毒的发现使中心法则补充了遗传信息从RNA流向RNA的途径
[解析]　据题干信息，Rous肉瘤病毒可将其基因组整合进的基因组，可能引起基因发生突变，从而诱发细胞癌变，A正确；据题干信息，该病毒含有逆转录酶，因此其入侵宿主细胞时，逆转录酶可进入宿主细胞，B正确；病毒RNA逆转录的过程中利用宿主细胞的脱氧核苷酸合成DNA，C正确；该病毒具有逆转录功能，逆转录过程中遗传信息从RNA流向DNA，D错误。
4．(2018·广西南宁摸底联考)下列关于基因和性状(表现型)的叙述，错误的是(　C　)
A．生活在相同环境中的同种生物，表现型相同，基因型不一定相同
B．一对相对性状可由一对基因控制也可由多对基因控制
C．基因中的碱基数目至少是其控制合成的蛋白质中氨基酸数目的3倍
D．基因可以通过控制酶的合成进而控制生物体的性状
[解析]　同种环境中生活的同种生物，若为显性纯合子与显性杂合子，二者表现型相同，但是基因型不同，A正确；基因与性状并不都是一对一的关系，如人的身高与多个基因有关，B正确；基因是有遗传效应的DNA片段，且DNA为双链结构，因此基因中的碱基数目至少是其控制合成蛋白质的氨基酸数目的6倍，C错误；基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物体的性状，基因还可以通过控制蛋白质的合成直接控制生物体的性状，D正确。
课末总结
1．〔思维导图〕
2．〔高考必背语句〕
1．转录主要在细胞核内进行，是以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程。
2．翻译是以mRNA为模板，以氨基酸为原料，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
3．一种密码子只能决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由多种密码子来决定。
4．基因对性状的控制有两条途径：一是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；二是基因通过控制蛋白质结构直接控制生物体的性状。
3．〔探究高考·明确考向〕
1．(2018·全国卷Ⅰ，2)生物体内的DNA常与蛋白质结合，以DNA－蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是
(　B　)
A．真核细胞染色体和染色质中都存在DNA－蛋白质复合物
B．真核细胞的核中有DNA－蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有
C．若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶
D．若复合物中正在进行RNA的合成，则该复合物中含有RNA聚合酶
[解析]　A对：真核细胞的染色体和染色质都主要是由DNA和蛋白质组成的，都存在DNA－蛋白质复合物。B错：原核细胞无成形的细胞核，DNA裸露存在，不含染色体(质)，但是其DNA会在相关酶的催化下发生复制，DNA分子复制时会出现DNA－蛋白质复合物。C对：DNA复制需要DNA聚合酶，若复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能为DNA聚合酶。D对：在DNA转录合成RNA时，需要有RNA聚合酶的参与，故该DNA－蛋白质复合物中含有RNA聚合酶。
2．(2017·全国卷Ⅲ，1)下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是(　C　)
A．tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来
B．同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生
C．细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
D．转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
[解析]　真核细胞的各种RNA都是通过DNA的不同片段转录产生的，A正确；由于转录产生不同RNA时的DNA片段不同，因此同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生，B正确；真核细胞细胞质中叶绿体、线粒体中的DNA可以转录形成RNA，C错误；转录的过程遵循碱基互补配对原则，因此产生的RNA链与模板链的相应区域碱基互补，D正确。
3．(2017·海南卷，25)下列关于生物体内基因表达的叙述，正确的是(　B　)
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
[解析]　一种氨基酸有一种至多种密码子决定，A错。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。一个基因的两条DNA链可转录出两条互补的RNA，但转录是以基因一条链为模板的，D错。
4．(2017·海南卷，23)下列关于真核生物遗传物质和性状的叙述，正确的是(　B　)
A．细胞中染色体的数目始终等于DNA的数目
B．有丝分裂有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定
C．细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和
D．生物体中，一个基因决定一种性状，一种性状由一个基因决定
[解析]　正常情况下，一条染色体含一个DNA，在细胞分裂时，由于DNA复制，一条染色体含两个DNA，A错。体细胞有丝分裂生成的子细胞含有一套与母细胞相同的染色体和DNA，保证亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定，B正确。基因是有遗传效应的DNA片断，有的DNA片段不是基因，故细胞中DNA分子的碱基对数大于所有基因的碱基对数之和，C错。生物体中，一个基因可能决定多种性状，一种性状可能由多个基因决定，D错。
考能提升(四)　遗传的物质基础和基本规律
〔易 错 清 零〕
易错点1　混淆假说演绎法中的“演绎推理”与“测交实验验证”
点拨：“演绎推理”内容——如果假说正确，则F1的遗传因子组成为Dd。将F1代植株与矮茎豌豆杂交，则F1(Dd)能产生数量相等的两种配子(D∶d＝1∶1)，预期后代中高茎植株与矮茎植株的比例为1∶1(理论推测)。
“实验验证”——完成测交实验(在大田中做种植杂交实验)
易错点2　误认为子代只要出现不同性状即属“性状分离”
点拨：性状分离是指“亲本性状”相同，子代出现“不同类型”的现象，如红花♀×红花♂→子代中有红花与白花(或子代出现不同于亲本的“白花”)，而倘若亲本即有两种类型，子代也出现两种类型，则不属性状分离，如红花♀×白花♂→子代有红花、白花，此不属“性状分离”。
易错点3　误认为YyRr×yyrr和yyRr×Yyrr均为测交
点拨： 测交是指F1与隐性纯合子杂交。因此虽然YyRr×yyrr和YYRr×Yyrr这两对组合的后代的基因型相同，但只有YyRr×yyrr称为测交。
易错点4　针对XY染色体“同源区段”的遗传存在两个“极端误区”——误认为XY染色体同源区段的遗传其性状均与性别无关即与常染色体遗传无区别；误认为XY染色体同源区段的遗传，其性状一定有性别差异
点拨：位于X、Y染色体同源区段上的等位基因，若显隐性基因均可存在于X或Y染色体同源区段上，其遗传与常染色体上的等位基因的遗传相同，性状是否与性别关联，则需要具体问题具体分析。与性别关联的如XaXa×XaYA→XaXa(隐性性状)、XaYA(显性性状)，与性别不关联的如XAXa×XaYa→XAXa(显性性状)、XaXa(隐性性状)、XAYa(显性性状)、XaYa(隐性性状)。
易错点5　不能准确界定概率求解范围而失分
点拨：(1)遗传概率求解范围的确定
在解概率计算题时，需要注意所求对象是在哪一个范围内所占的比例。
①在所有后代中求概率：不考虑性别归属，凡其后代均属于求解范围。
②只在某一性别中求概率：需要避开另一性别，只看所求性别中的概率。
③连同性别一起求概率：此种情况性别本身也属于求解范围，因而应先将该性别的出生率列入范围，再在该性别中求概率。
(2)性染色体上的基因控制的遗传病
①病名在前、性别在后，则从全部后代中找出患病男(女)，即可求得患病男(女)的概率。因性别已随性状考虑在内，故无需再乘以。
②若性别在前、病名在后，求概率问题时只考虑相应性别中的发病情况，如男孩患病则是指所有男孩中患病的男孩占的比例。
易错点6　错将真核生物的“染色体”等同于“遗传物质”或错将DNA等同于“基因”
点拨：真核生物的遗传物质是“DNA”，遗传物质的结构和功能单位是“基因”——它是DNA分子中“有遗传效应”的片段，每个DNA分子有许多这样的片段。染色体则是DNA的“主要载体”——它主要由DNA和蛋白质组成(注：除染色体外，少数DNA还可存在于线粒体、叶绿体中)。其关系归纳如下：
易错点7　复等位基因问题——不要认为“复等位基因”违背了体细胞中遗传因子“成对存在”原则
点拨：事实上“复等位基因”在体细胞中仍然是成对存在的，例如人类ABO血型的决定方式：IAIA、IAi→A型血；IBIB、IBi→B型血；IAIB→AB型血(共显性)；ii→O型血。
注意：复等位基因涉及的前后代遗传的推断及概率运算比正常情况要复杂。
易错点8　小样本问题——小样本不一定符合遗传定律
点拨：遗传定律是一种统计学规律，只有样本足够大，才有规律性。当子代数目较少时，不一定符合预期的分离比。如两只杂合黑豚鼠杂交，生下的4只小豚鼠不一定符合3黑1白，有可能只有黑色或只有白色，也有可能既有黑色又有白色，甚至还可能3白1黑。
易错点9　从性遗传问题——错误地将“从性遗传”视作“伴性遗传”
点拨：在涉及常染色体上一对等位基因控制的性状遗传中，有时会出现某一基因型个体在雌、雄(或男、女)个体中表现型不同的现象，即从性遗传现象(这表明生物性状不仅与基因组成有关，也受环境等其他因素影响)，然而，该类基因在传递时并不与性别相联系，这与位于性染色体上基因的传递有本质区别。
从性遗传的本质为：表现型＝基因型＋环境条件(性激素种类及含量差异)
易错点10　误认为DNA转录产物都是mRNA，并认为反密码子决定氨基酸
点拨：RNA分三类即mRNA、tRNA、rRNA，它们都是由DNA转录形成的。由于反密码子的一端携带氨基酸，所以容易误解为反密码子决定氨基酸。其实tRNA只是运输工具，运到核糖体中的氨基酸按照何种顺序排列，是由mRNA上密码子的排列顺序决定的。
易错点11　混淆DNA复制、“剪切”与“水解”中的四种酶
点拨：(1)DNA聚合酶：需借助母链模板，依据碱基互补配对原则，将单个脱氧核苷酸连接成“链”；
(2)DNA连接酶：将具有相同黏性末端的“DNA片段”“缝合”起来形成磷酸二酯键。即连接“片段”；
(3)限制性内切酶：用于切断DNA双链中主链上的“3,5—磷酸二酯键”；
(4)DNA水解酶：用于将DNA分子水解为脱氧核苷酸。
易错点12　误以为DNA复制只能从头开始
点拨：如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图。
(1)图中显示DNA分子复制是从多个起点开始的，但多起点并非同时进行；
(2)图中显示DNA分子复制是边解旋边双向复制的；
(3)真核生物的这种复制方式的意义在于提高了复制速率。
易错点13　界定不同生物的遗传物质
点拨：(1)若是某种生物：其遗传物质是DNA或RNA。
(2)若是有细胞结构的生物或DNA病毒：其遗传物质都是DNA，只有RNA病毒的遗传物质才是RNA。
(3)若问整个生物界的生物：其遗传物质“主要”是DNA。
易错点14　不能明确密码子“简并性”及其意义
点拨：密码子与氨基酸远非一一对应的关系，有许多氨基酸可对应多种密码子(如亮氨酸对应6个密码子，缬氨酸、苏氨酸、丙氨酸等可对应4个密码子)，从而导致氨基酸与密码子间的对应关系为“20”对应“61”，此即密码子的“简并性”。这种简并性的意义有二：一为“提高翻译速率”，二为增强翻译过程的“容错性”，从而使得基因发生突变时尽管密码子发生改变，但氨基酸不发生改变，这对维持生物性状的稳定具重要意义。
易错点15　不能诠释基因表达计算中氨基酸、RNA中碱基、DNA中碱基中“至少”或“最多”，并认为所有细胞中均能进行“复制、转录与翻译”
点拨：(1)基因表达过程中，蛋白质的氨基酸的数目＝mRNA的碱基数目＝基因中的碱基数目。这个比例关系就是最大值，原因如下：
①DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA。
②真核生物基因中存在不编码氨基酸的非编码序列或非转录序列。
③转录出的mRNA中有终止密码，终于密码子不对应氨基酸，并且合成的肽链在加工过程中可能会剪切掉部分氨基酸，所以基因或DNA上碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的6倍多。
(2)并非所有细胞均可进行复制、转录与翻译；
①只有分生组织细胞才能进行“复制”(当然也进行转录与翻译)
②高度分化的细胞只进行转录、翻译、不进行复制。
③哺乳动物成熟红细胞“复制、转录、翻译”均不进行。
〔核 心 强 化〕
1．同位素标记法
(1)同位素标记实验手段的用途：用于检测追踪放射性物质的转移路径。
(2)高中生物教材中涉及到该技术的知识点
①分泌蛋白合成分泌的过程；②证明DNA半保留复制；③光合作用中追踪某元素的转移去向，如HO、14CO2等；④噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，35S标记蛋白质，32P标记DNA分子；⑤标记氮肥中的氮，追踪氮在植物体内和动物内转移途径。
(3)方法应用。
实验目的 标记物 标记物转移情况 实验结论
研究光合作用过程物质的利用 HO HO―→18O2 光合作用反应物HO中的O以O2的形式放出，CO2中的C用于合成有机物
14CO2 14CO2―→14C3―→ (14CH2O)
探究生物的遗传物质 亲代噬菌体中的32P(DNA)、35S(蛋白质) 子代噬菌体检测到放射性32P，未检测到35S DNA是遗传物质
验证DNA的复制方式 亲代双链用15N标记 亲代DNA―→子一代DNA的一条链含15N DNA的复制方式为半保留复制
研究分泌蛋白的合成和分泌过程 3H 核糖体―→内质网―→高尔基体―→细胞膜 各种细胞器既有明确的分工，相互之间又协调配合
2．已知子代表现型分离比推测亲本基因型
解答自由组合定律相关试题时，一定要将两对等位基因控制的性状“分解”为两个分离定律思考，一对一对进行分析，这样可使复杂问题简单化。如：
(1)性状分离比为9∶3∶3∶1时，可分解为两对“杂合子自交类型”，即Aa×Aa和Bb×Bb，则亲本基因型为AaBb和AaBb，其性状分离比为(3∶1)×(3∶1)―→9∶3∶3∶1。
(2)后代中性状的比例为3∶3∶1∶1时，可分解为一对“杂合子自交类型”和一对“测交类型”，即Aa×Aa和Bb×bb或Aa×aa和Bb×Bb，再进行组合得到亲本基因型，即AaBb×Aabb或AaBb×aaBb，其性状分离比为(3∶1)×(1∶1)―→3∶3∶1∶1。
(3)后代中性状的比例为1∶1∶1∶1时，可分解为两个“测交类型”，即Aa×aa和Bb×bb，再进行组合得到亲本基因型：AaBb×aabb或Aabb×aaBb，其性状分离比为(1∶1)×(1∶1)―→1∶1∶1∶1。归纳如下：
①9∶3∶3∶1 (3∶1)(3∶1) (Aa×Aa)(Bb×Bb)；
②1∶1∶1∶1 (1∶1)(1∶1) (Aa×aa)(Bb×bb)；
③3∶3∶1∶1 (3∶1)(1∶1) (Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)；
④3∶1 (3∶1)×1 (Aa×Aa)(BB×__)或(Aa×Aa)(bb×bb)或(AA×__)(Bb×Bb)或(aa×aa)(Bb×Bb)。
3．巧辨遗传信息、密码子和反密码子
(1)界定遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子
(2)辨析氨基酸与密码子、反密码子的数量关系
①每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子简并性)，可由一种或几种tRNA转运。
②一种密码子只能决定一种氨基酸(终止密码子除外)，一种tRNA只能转运一种氨基酸。
③密码子有64种(3种终止密码子；61种决定氨基酸的密码子)；反密码子理论上有61种。
必知特例——这是命题人设置陷阱
记住以下九个“不一定”
不一定 特殊(原因)
1 符合分离定律不一定出现特定性状分离比 ①子代数量少；②致死现象
2 两对相对性状的遗传不一定符合自由组合定律 两对等位基因位于一对同源染色体上
3 杂合子Aa自交后不一定表现为3∶1的性状分离比 A对a表现为不完全显性条件下，Aa自交后代表现型之比1∶2∶1
4 生物的性别不一定只由性染色体决定 蜜蜂是染色体数目决定型，雄蜂是单倍体，雌蜂是二倍体
5 性染色体的基因不一定都与性别决定有关 X染色体上的红、绿色盲基因和血友病基因与性别决定无关
6 病毒的遗传物质不一定都是RNA T2噬菌体的遗传物质是DNA
7 转录的产物不一定只是mRNA tRNA、rRNA和mRNA都是转录的产物
8 一种氨基酸不一定只有一种密码子 一种氨基酸可对应一种或多种密码子
9 在核糖体上翻译产生的多肽链不一定具生物功能 翻译产生的胰岛素原需经过加工才能成为有活性的胰岛素
〔状 元 笔 记〕
规 范 养 成
某观赏植物的花色有红、白两种花色，果实形状有三角形、卵圆形两种。为探究该植物花色、果实形状的遗传方式，分别进行两组实验。
实验一：用纯合三角形果实与纯合卵圆形果实杂交，统计如下：
亲本 F1 F2
三角形果实 三角形果实 三角形果实(301株)
卵圆形果实 卵圆形果实( 20株)
实验二：纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交，F1全部表现为红花。若F1自交，得到的F2植株中，红花为272株。白花为212株；若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉，得到的子代植株中，红花为101株，白花为302株。
(1)该植物花色遗传、果实形状遗传分别遵循自由组合定律、自由组合定律(填“分离定律”“自由组合定律”或“伴性遗传”)
(2)“实验一”F2三角形果实植株中，部分个体无论自交多少代，其后代果实的表现型仍然为三角形，这样的个体在F2三角形果实植株中的比例为，其基因型为AABB、AAbb、aaBB、AABb、AaBB。
(3)”实验二”F2中白花植株不都是(填“都是”或“不都是”)纯合体，F2中红花植株的基因型种类少于(填“多于”“等于”或”少于”)白花植株的基因型种类。
答卷采样 错因分析
(1)自由组合定律、自由组合定律
(2) 果实的基因型只要有AA或BB，无论自交多少代，都不会发生性状分离。F2相关基因型有AABB、AABb、AaBB、AAbb、aaBB，所占比例为，正确答案为AABB、AABb、AaBB、AAbb、aaBB
(3) 白花的基因型可表示为A_bb、aaB_、aabb，即F2中白花植株基因型5种，有纯合子，也有杂合子，故正确答案为不都是
状 元 解 题
案 例　　某种鱼的鳞片有4种表现型，单列鳞，野生型鳞、无鳞和散鳞，由位于两对同源染色体上的两对等位基因决定(用A、a、B、b表示)，且BB对生物个体有致死作用，将无鳞鱼和纯合野生型鳞鱼杂交，F1有两种表现型，野生型鳞鱼占50%，单列鳞鱼占50%；选取F1中的单列鳞鱼进行互交，其后代中有上述4种表现型，这4种表现型的比例为6∶3∶2∶1，则F1的亲本基因型组合是(　C　)
A．Aabb×AAbb 　 B．aaBb×aabb
C．aaBb×AAbb 　 D．AaBb×AAbb
[解析]　(1)该鱼的鳞片有4种表现型，由两对独立遗传的等位基因控制；并且BB有致死作用，可推知该鱼种群4种表现型由A_Bb、A_bb、aaBb和aabb4种基因型控制。
(2)F1中的单列鳞鱼相互交配能产生4种表现型的个体，可推出F1中的单列鳞鱼的基因型为AaBb；无鳞鱼和纯合野生型鳞鱼杂交，能得到基因型为AaBb的单列鳞鱼，先考虑B和b这对基因，亲本的基因型为Bb和bb，而亲本野生型鳞鱼为纯合子，故bb为亲本野生型鳞鱼的基因型，Bb为无鳞鱼的基因型；再考虑A和a这对基因，由于无鳞鱼和纯合野生型鳞鱼杂交后代只有两种表现型，且比例为1∶1，则亲本的基因型为AA和aa；基因型组合方式有AABb×aabb和AAbb×aaBb两种，第—种组合中基因型为AABb的个体表现为单列鳞。
长句应答突破简答题
1．黄瓜果皮颜色受一对等位基因控制，甲同学选取绿果皮植株与黄果皮植株进行正交与反交，观察F1的表现型。请问是否一定能判断显隐性？不能。如果显性性状是杂合子，后代会同时出现黄色和绿色，不能判断显隐性关系。
2．实验一：随机选取一株红茎植株(由一对等位基因控制)，让其自交，F1中红茎植株∶绿茎植株约为3∶1。实验二：随机选取30株该植物的红茎植株，让其随机传粉，F1中红茎植株∶绿茎植株约为15∶1。则实验二中F1性状分离比不为3∶1，其原因是30株红茎植株中既有纯合子也有杂合子。
3．鸡的雄羽、母羽是一对相对性状，母鸡只有母羽，公鸡有母羽和雄羽。研究人员做了一组杂交实验：P：母羽♀×母羽♂→F1∶母羽♀∶母羽♂∶雄羽♂＝4∶3∶1。请设计杂交实验方案判断F1中母羽公鸡是否为纯合子。
实验方案：随机选择F1中母羽♂与多只母羽♀交配。
结果预测：若子代母鸡全为母羽，公鸡全为母羽，则F1母羽公鸡为纯合子，否则为杂合子。
4．
某实验小组用豌豆的两对性状做实验。选取了黄色圆粒(黄色与圆粒都是显性性状，分别用Y、R表示)与某种豌豆作为亲本杂交得到F1，并把F1的统计数据绘制成了柱形图。则：
(1)你能推测出亲本豌豆的表现型与基因型吗？请写出推测过程。能。根据基因的分离定律，单独分析一对基因传递情况，子代中黄色与绿色分离比为3∶1，则亲本的基因型为Yy×Yy，圆粒与皱粒分离比为1∶1，则亲本的基因型为Rr×rr，所以亲本的基因型为YyRr×Yyrr，表现型是黄色圆粒、黄色皱粒。
(2)有同学认为子代黄色与绿色比符合基因的分离定律，但圆粒与皱粒的比不符合基因的分离定律，你觉得该同学的想法是否有道理？请设计一个实验来验证。没有道理。如果将F1的黄色圆粒自交，则后代的圆粒与皱粒的比应为3∶1，符合基因的分离定律。
(3)如果市场上绿色圆粒豌豆销售形势很好，能利用现有F1中四种表现型豌豆获得纯合的绿色圆粒豌豆吗？请写出设计思路。能。将F1中绿圆豌豆(yyRr)自交，淘汰绿色皱粒，再连续自交并选择，直到不发生性状分离为止。
5．菠菜的性别决定方式为XY型，某同学利用纯合的圆叶(AA)和尖叶(aa)植株进行正反交实验，后代均为圆叶，则等位基因A、a可能位于常染色体上，也可能位于性染色体上，理由是当基因位于常染色体上或者X、Y染色体的同源区段上时，正反交后代均为圆叶。
6．一只红眼雄果蝇(XBY)与一只白眼雌果蝇(XbXb)杂交，子代中发现有一只白眼雌果蝇。分析认为，该白眼雌果蝇出现的原因有两种：亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。(注：控制某一性状的基因都缺失时，胚胎致死；各型配子活力相同)
(1)甲同学想通过一次杂交的方法以探究其原因，请你帮助他完成以下实验设计。
实验步骤：①让这只雌果蝇与正常红眼雄果蝇交配；②观察并记录子代中雌雄比例。
结果预测：Ⅰ．如果子代中雌：雄＝1∶1，则为基因突变；Ⅱ．如果子代中雌∶雄＝2∶1；则为染色体片段缺失。
(2)乙同学认为可以采用更简便的方法验证甲同学的实验结论，乙同学的方法是用显微镜检查该白眼雌果蝇细胞中的X染色体形态。
7．果蝇的红眼对白眼是显性，基因位于X染色体上。果蝇的性染色体数目变异情况如下表：
性染色体组成 XXX、YY、YO XXY XYY XO
变异效应 胚胎致死 雌性可育 雄性可育 雄性不育
有一只红眼雌果蝇，有三种可能的基因型(XBXBY、XBXB、XBXb)，请你设计一个简单的杂交实验，确定这只雌果蝇的基因型为XBXBY。让这只雌果蝇与正常白眼雄果蝇杂交，观察子代的表现型及其比例。若子代中红眼♀∶红眼♂∶白眼♂＝5∶4∶1，则该果蝇的基因型为XBXBY(要求写出实验方案和结果，包括子代的表现型及其比例)。
8．DNA分子碱基间配对方式有2种，但由于不同的DNA分子中碱基排列顺序是千变万化的，所以DNA分子具有多样性；由于每个DNA分子具有特定的碱基排列顺序，使DNA分子具有特异性。DNA分子的结构具有稳定性的原因是：外侧的脱氧核糖和磷酸的相间排列方式稳定不变，内侧碱基配对的方式稳定不变。
9．保证DNA分子精确复制的原因有：(1)DNA分子独特的双螺旋结构，能够为复制提供精确的模板，(2)通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。
10．分别以不同生物的DNA为模板合成的各个新DNA分子之间，(A＋C)：(T＋G)的比值是否相同？为什么？
相同。因为所有DNA双链中，A与T的数目相同，C与G的数目相同。分别以不同生物的DNA为模板合成的各个新DNA之间存在差异，这些差异是什么？碱基的数目、比例和排列顺序不同。
11．DNA的复制方式是半保留复制，其意义是保持了遗传信息的连续性。
12．分析下图可知，被加热杀死的有毒的S型细菌与活的R型无毒细菌混合注入小鼠体内，小鼠将死亡，原因是S型细菌的DNA将R型细菌转化成活的有毒的S型细菌，使小鼠死亡。
13．赫尔希和蔡斯用同位素标记法，进一步证明DNA才是真正的遗传物质。该实验包括4个步骤：(1)用35S和32P分别标记噬菌体；(2)噬菌体与大肠杆菌混合培养；(3)离心分离；(4)放射性检测。
14．请你设计一个给T2噬菌体标记上32P的实验：①配制适合培养大肠杆菌的培养基，在培养基中加入用32P标记的脱氧核苷酸，作为合成DNA的原料；②在培养基中接种大肠杆菌；培养一段时间后再接种T2噬菌体，继续进行培养；③在培养液中提取出所需要的T2噬菌体，其体内的DNA被标记上32P。
15．为什么不能用含有32P的培养基直接培养噬菌体使噬菌体标记上32P？噬菌体是病毒，营寄生生活；不能离开宿主细胞进行独立的代谢活动。
16．烟草花叶病毒(简称TMV)感染烟草叶片能使叶片出现斑点，把有病斑的烟叶榨汁，用细菌过滤器进行过滤，再用过滤后的汁液去感染正常烟叶，烟叶会得病吗？为什么？会。因为烟草花叶病毒很小能通过细菌过滤器。
针 对 训 练
〔训练1〕　(2018·重庆六校联考)已知果蝇的眼色受两对等位基因A和a，B和b控制，两只紫眼果蝇杂交，F1的表现型及数量如表所示。果蝇眼色色素的合成途径如图所示。下列有关叙述错误的是(　D　)
白眼 紫眼 粉眼
雌果蝇 21 63 0
雄果蝇 22 32 31
A．有色物质Ⅱ为粉色，有色物质Ⅲ为紫色
B．A基因位于常染色体上，B基因位于X染色体上
C．白眼雌果蝇和白眼雄果蝇的交配后代均为白眼果蝇
D．F1中的紫眼果蝇自由交配，子代出现粉眼雌果蝇的概率是1/18
[解析]　分析两只紫眼果蝇杂交后F1的表现型及数量可知，紫眼性状由两对基因控制，结合果蝇眼色色素的合成途径可知，有色物质Ⅱ为粉色，由基因A和b控制，有色物质Ⅲ为紫色，由基因A和B控制，A正确；根据F1粉眼全为雄果蝇，紫眼果蝇中雌雄都有，可知A基因位于常染色体上，B基因位于X染色体上，故亲本中紫眼果蝇的基因型分别为AaXBY、AaXBXb，B正确；白眼果蝇不含基因A，其基因型为aa_ _，故白眼雌果蝇和白眼雄果蝇的交配后代均为白眼果蝇，C正确；由于F1中紫眼雄果蝇的基因型为A_XBY，其产生的精子的类型为_XB、_Y，所以F1中紫眼雌雄个体随机交配，子代出现粉眼雌果蝇的概率是0，D错误。
〔训练2〕　(2018·江西南昌一模)如图为某家系遗传系谱图，已知Ⅰ2患白化病，Ⅲ3患红绿色盲，如果Ⅳ1两对基因均为显性纯合的概率是9/16，那么，得出此概率值需要的限定条件是(　B　)
A．Ⅱ4、Ⅱ5、Ⅲ1均携带相关致病基因
B．Ⅱ5、Ⅲ1均没有携带相关致病基因
C．Ⅱ4、Ⅱ5携带白化病基因、Ⅲ1不携带白化病基因
D．Ⅲ1携带白化病基因，Ⅲ2同时携带白化病、红绿色盲症基因
[解析]　白化病是常染色体隐性遗传病，用A、a表示；红绿色盲是伴X染色体隐性遗传病，用B、b表示。若A选项成立，则Ⅱ1的基因型为AaXBXb，Ⅱ5的基因型为AaXBY，Ⅲ1的基因型为AaXBY，Ⅲ2的基因型为2/3Aa、1/3AA和1/2XBXB、1/2XBXb，则Ⅳ1的基因型为AAXBXB的概率为(2/3×1/4×1/3×1/2)/(1－2/3×1/4)×(1/2＋1/2×1/2)＝3/10，不符合题干要求，A错误；若B选项成立，Ⅲ1的基因型为AAXBY，Ⅱ4真的基因型为AaXBXb，Ⅱ5的基因型为AAXBY，Ⅲ2的基因型为1/2AA、1/2Aa和1/2XBXb、1/2XBXB，则Ⅳ1的基因型为AA的概率为1/2＋1/2×1/2＝3/4，XBXB的概率为1/2＋1/2×1/2＝3/4，因此Ⅳ1的基因型为AAXBXB的概率为3/4×3/4＝9/16，B正确；若C选项成立，则Ⅱ4的基因型为AaXBXb，Ⅱ5的基因型为AaXBY，Ⅲ1的基因型为AAXBY，Ⅲ2的基因型为1/3AA、2/3Aa和1/2XBXB、1/2XBXB，则Ⅳ1的基因型为AA的概率为1/3＋2/3×1/2＝2/3，XBXB的概率为1/2×1/2＋1/2＝3/4，因此Ⅳ1的基因型为AAXBXB的概率为2/3×3/4＝1/2，C错误；若D选项成立，则Ⅲ1的基因型为AaXBY，Ⅲ2的基因型为AaXBXb，则Ⅳ1的基因型为AAXBXB的概率为[1/4÷(1－1/4)]×1/2＝1/6，D错误。
〔训练3〕　(2018·湖南、江西十四校联考)某含100个碱基对的DNA分子中，鸟嘌呤占全部碱基的22%，其中一条单链上胞嘧啶占该链碱基的28%，将该DNA分子放在含有放射性同位素标记的胸腺嘧啶培养基中复制一代，后取子代中的一条DNA转移到不含放射性同位素标记的培养基上继续复制，下列相关说法错误的是(　C　)
A．在该DNA分子的另一条单链上，C占全部碱基的8%
B．该DNA分子标记后转移再进行连续复制三次后，被标记的DNA分子占全部DNA分子的1/8
C．该DNA分子连续复制，第三次复制需要消耗A共392个
D．以该DNA分子的一条链为模板转录后翻译得到多肽过程中，最多脱去33分子水
[解析]　根据题意分析，DNA分子含有200个碱基，其中G＝C＝200×22%＝44(个)，A＝T＝200×(50%－22%)＝56(个)。一条单链上胞嘧啶占该链碱基的28%，则另一条单链上C占全部碱基的(2×22%－28%)÷2＝8%，A正确；根据题意分析，该DNA分子复制一代产生的子代DNA分子只有一条链被标记，转移再进行连续复制三次后，形成8个DNA分子，其中只有1个DNA分子含有放射性，因此被标记的DNA分子占全部DNA分子的1/8，B正确；该DNA分子连续复制，第三次复制需要消耗A＝23－1×56＝224(个)，C错误；以该DNA分子的一条链为模板转录后形成的mRNA最多含有100个碱基，因此翻译形成的多肽最多含有33个氨基酸，则最多脱去33分子水，D正确。
〔训练4〕　(2019·广东广州毕业班模拟)下列有关DNA的叙述，错误的是(　C　)
A．在大肠杆菌质粒中，(A＋C)/(T＋G)＝1
B．DNA分子结构的提出有助于其复制机理的发现
C．真核细胞的tRNA在细胞质基质中以DNA为模板合成
D．进行有性生殖的生物，其亲代DNA可随配子遗传给后代
[解析]　大肠杆菌的质粒是小型环状双链DNA，根据碱基互补配对原则可知A＝T、C＝G，因此(A＋C)/(T＋G)＝1，A正确。DNA分子双螺旋结构的提出有助于发现其半保留复制机理，B正确。真核细胞的tRNA主要在细胞核中以DNA为模板经转录产生，C错误。进行有性生殖的生物，其亲代的DNA通过减数分裂分配到配子中，再经受精作用遗传给后代，D正确。
〔训练5〕　(2018·河北唐山一中月考)真核细胞中DNA复制过程如下图所示，下列表述错误的是(　C　)
A．多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成
B．每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代
C．复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化
D．DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则
[解析]　多起点双向复制能加快复制速度，保证DNA复制在短时间内完成，A正确；DNA的复制方式是半保留复制，每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代，B正确；复制过程中氢键的破坏和形成不需要DNA聚合酶的催化，DNA聚合酶用于催化磷酸二酯键的形成，C错误；由于碱基互补配对原则的存在，DNA分子才得以准确复制，D正确。