（7）遗传的分子基础——高考生物学一轮复习 易混易错学案（含解析）

（7）遗传的分子基础
——2025高考生物学一轮复习易混易错专项复习
易混易错梳理
1.体内转化实验不能简单地说成S型细菌的DNA可使小鼠致死
S型细菌与R型细菌混合培养时，S型细菌的DNA进入R型细菌体内。结果在S型细菌DNA的控制下，R型细菌体内的化学成分合成了S型细菌的DNA和蛋白质，从而组装成了具有毒性的S型细菌
2.氨基酸和密码子、tRNA不是一一对应关系
密码子共有64种，决定的氨基酸只有20种。每种氨基酸对应一种或几种密码子，可由一种或几种tRNA转运；但一种密码子只能决定一种氨基酸，且一种tRNA只能转运一种氨基酸。密码子与tRNA之间是一一对应关系。
3.转录的产物并非只有mRNA
转录产物≠mRNA，转录是指以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，其产物是RNA，包括mRNA、tRNA、rRNA三种。
4.与核酸有关的几种重要的酶：
①解旋酶一打开氢键，
②DNA聚合酶一连接单个脱氧核苷酸到已有单链上，
③DNA连接酶一连接两个DNA片段，
④RNA聚合酶一催化合成RNA分子，
⑤DNA水解酶一水解DNA
⑥RNA水解酶一水解RNA
5.DNA复制、转录、翻译场所
DNA复制、转录可以发生在细胞核（主要场所）、线粒体、叶绿体；翻译可以发生在细胞质基质中的核糖体（以及叶绿体和线粒体中的核糖体）
原核细胞在mRNA合成同时可有多个核糖体结合在mRNA上（即转录和翻译同时进行）
6.基因和性状的关系
基因和性状的关系并不都是一对一的关系。
7.基因对生物体性状的控制有间接控制和直接控制两种方式
间接方式是指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；直接方式是指基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
8.中心法则
遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的自我复制；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。但是遗传信息不能从蛋白质流向蛋白质，也不能从蛋白质流向DNA或RNA近些年还发现有遗传信息从RNA到RNA
（即RNA的自我复制）也可以从RNA流向DNA（即逆转录）。
易混易错通关
1.分别用含有32P和14C的培养基培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到含32P或含14C标记的T2噬菌体，然后用32P P或14C标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，经过适当保温，再进行搅拌、离心后检测放射性元素分布情况。下列相关分析错误的是（ ）
A. 32P标记组，沉淀物中放射性明显高于上清液
B. 14C标记组，沉淀物和上清液中放射性均较高
C. 32P标记组，32P只存在于部分子代噬菌体的DNA中
D. 14C标记组，14C存在于子代噬菌体的DNA和蛋白质中
2.对于遗传物质的探究，众多科学家进行了无数的实验。下列有关科学家的实验及实验结论的叙述中，错误的选项是（ ）
选项 实验材料 实验过程 实验结果与结论
A R型和S型肺炎链球菌 将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射到小鼠体内 从死亡的小鼠的体内分离出S型活菌，说明加热致死的S型细菌含有转化因子促使R型菌发生转化
B R型和S型肺炎链球菌 将R型活细菌与S型细菌的DNA和DNA水解酶混合培养 培养基上只生长R型细菌，说明DNA被水解后无法发生转化
C 噬菌体和大肠杆菌 用35S标记的噬菌体去感染普通的大肠杆菌，短时间保温 离心后获得的上清液中放射性很高，说明DNA是遗传物质
D 烟草花叶病毒和烟草 用从烟草花叶病毒中分离出的RNA侵染烟草 烟草出现病斑，说明烟草花叶病毒的RNA可能是遗传物质
A.A B.B C.C D.D
3.下列关于DNA的分子结构与特点的叙述，错误的是（ ）
A.DNA分子中每个脱氧核糖上均连接着两个磷酸和一个碱基
B.DNA分子的两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
C.每个DNA分子中，碱基数=磷酸数=脱氧核糖数
D.碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性
4.研究人员将1个含14N-DNA的大肠杆菌转移到以15NH4Cl为唯一氮源的培养液中，培养24h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA解开双螺旋，变成单链，然后进行密度梯度离心，试管中出现两种条带（如图）。下列说法正确的是（ ）
A.由结果可推知该大肠杆菌的细胞周期大约为6h
B.根据条带的数目和位置可以确定DNA的复制方式
C.解开DNA双螺旋的实质是破坏核苷酸之间的磷酸二酯键
D.若直接将子代DNA进行密度梯度离心也能得到两条条带
5.核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时，多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体（如图所示）。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译，移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是（ ）
A.图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的3'端向5'端移动
B.该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对
C.图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译
D.若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化
6.胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的，其中A链中的氨基酸有m个，B链中的氨基酸有n个。下列有关叙述正确的是（ ）
A.胰岛素mRNA中至少含有的碱基数是m+n
B.胰岛素基因中至少含有（m+n）个编码氨基酸的密码子
C.胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链
D.A、B两条肽链可能是经过蛋白酶的作用后形成的
7.新型冠状病毒是一种单股正链RNA（+）冠状病毒，在宿主细胞内的增殖过程如图所示，a~e表示相应的生理过程。下列相关叙述错误的是（ ）
A.过程a、c需要RNA复制酶
B.mRNA和RNA（+）的长度、碱基排列顺序完全相同
C.RNA（+）的嘌呤数与RNA（-）的嘧啶数相等
D.过程a、b、c、d、e需要的原料和能量均来自宿主细胞
8.某种蜜蜂的蜂王和工蜂具有相同的基因组。雌性工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉，若喂食蜂王浆，也能发育成为蜂王。利用分子生物学技术降低DNA甲基化酶的表达后，即使一直喂食花蜜花粉，雌性工蜂幼虫也会发育成蜂王。下列推测正确的是（ ）
A.花蜜花粉可降低幼虫发育过程中DNA的甲基化
B.蜂王DNA的甲基化程度高于工蜂
C.蜂王浆可以提高蜜蜂DNA的甲基化程度
D.DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件
9.已知一段用15N标记的双链DNA分子中，鸟嘌呤所占比例为20%，下列叙述正确的是（ ）
A.该DNA的一条核苷酸链中（G+C）：（A+T）=3:2
B.由这段DNA转录出来的mRNA中，胞嘧啶占20%
C.若将该DNA置于含14N的培养液中复制4次，子代DNA分子中只含14N的比例为7/8
D.若该DNA指导合成的多肽链中有500个氨基酸，则对应的DNA模板链至少含有3000个碱基（不考虑终止密码子）
10.以下是有关基因表达的实验探索，请根据实验分析以下问题。
实验一：用RNA酶分解细胞中的RNA，蛋白质的合成停止，再加入酵母RNA，蛋白质合成有所恢复。
实验二：用红绿色染料分别标记DNA和新合成的RNA，发现绿色总是先出现在红色存在的部位。
实验三：SP8噬菌体实验，从宿主细胞中分离出SP8的RNA，分别与噬菌体的2条DNA单链混合，发现只有一条DNA单链可与RNA形成杂交分子，如图所示。
实验四：α-鹅膏蕈碱实验，α-鹅膏蕈碱是一种可抑制RNA聚合酶活性的物质，且随着α-鹅膏蕈碱浓度和处理时间的增加，转录过程逐渐被抑制。
请分析以上实验：
（1）实验一说明蛋白质的合成可能与_____有关。
（2）实验二得出的结论是_____。
（3）实验三中杂交分子形成的原理是_____，由此可知RNA合成的模板是图中_____。利用两物种DNA分子杂交技术可鉴定物种亲缘关系远近，原因是_____。
（4）实验四说明了转录过程所需的酶是_____。已知酵母菌的核基因和线粒体中的质基因均能编码蛋白质的合成，如用α-鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中RNA含量显著减少，那么推测α-鹅膏蕈碱抑制的是_____（填“核基因”或“质基因”）的转录过程。
答案以及解析
1.答案：D
解析：32P标记组中，32P存在于标记的T2噬菌体的DNA分子中，随DNA分子进入未被标记的大肠杆菌，放射性主要存在于沉淀物中，只有部分子代噬菌体的DNA中含有32P，A、C正确；14C标记组中，14C存在于标记的T2噬菌体的DNA分子和蛋白质外壳中，14C随DNA分子进入未被标记的大肠杆菌，存在于沉淀物中，蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，14C存在于上清液中，故沉淀物和上清液中放射性均较高，B正确；由于合成子代噬菌体DNA和蛋白质的原料全部来自大肠杆菌，子代噬菌体蛋白质中不存在14C，而被14C标记的DNA由于复制方式是半保留复制，部分子代噬菌体DNA也存在14C，D错误。
2.答案：C
解析：C、用噬菌体侵染实验证明DNA是遗传物质，需设计对照实验，用35S和32P分别标记的噬菌体去感染普通的大肠杆菌，处理后观察放射性的分布情况，只用35S做实验，离心后获得的上清液中放射性很高，只能说明蛋白质不进入噬菌体，不能说明DNA是遗传物质，C错误。
3.答案：A
解析：本题考查DNA分子的结构及特点。DNA分子中大多数脱氧核糖上连接着两个磷酸和一个碱基，但末端的脱氧核糖只连接一个磷酸和一个碱基，A错误；DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构，B正确；DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，一分子脱氧核苷酸含有一个磷酸、一个脱氧核糖和一个含氮碱基，因此每个DNA分子中，碱基数=磷酸数=脱氧核糖数，C正确；碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，碱基特定的排列顺序，构成了DNA分子的特异性，D正确。
4.答案：D
解析：无论复制几次，子代中含有的母链数只有2条，由图可知条带1（母链）占DNA单链的含量为1/8，说明子代DNA分子含有的单链数为16，则子代DNA数为8（=23），说明大肠杆菌的DNA复制了3次，由此可知大肠杆菌的细胞周期大约为1h/3=20min，A错误。亲代DNA只含14N，培养液中只含15N，结合A项分析可知DNA经过3次复制后，由于DNA的复制方式为半保留复制，因此1/4的子代DNA同时含有14N和15N，3/4的子代DNA只含15N，则经过密度梯度离心后也可得到两种条带，D正确。将DNA解开双螺旋形成单链后再进行密度梯度离心，无法确定DNA的复制方式，C错误。解开DNA双螺旋的过程破坏的是两条链之间的氢键，C错误。
5.答案：B
解析：A、图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的5'端向3'端移动，A错误；
B、该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，tRNA通过识别mRNA上的密码子携带相应氨基酸进入核糖体，B正确；
C、图中5个核糖体结合到mRNA上开始翻译，从识别到起始密码子开始进行翻译，识别到终止密码子结束翻译，并非是同时开始同时结束，C错误；
D、若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目可能会减少，D错误。故选B。
6.答案：D
解析：胰岛素基因编码的两条多肽链中氨基酸总数是（m+n）个，每个氨基酸由mRNA上的一个密码子（包括三个碱基）决定，即密码子至少为（m+n）个，mRNA上至少含碱基3（m+n）个，A错误；密码子在mRNA上，不在基因上，B错误；一个基因在编码蛋白质的过程中，只有一条链作为模板链转录出mRNA，以该mRNA为模板进行蛋白质的翻译，因此胰岛素的A、B两条多肽链都是由胰岛素基因的某一条单链编码的，C错误；由题意可知，胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的，因此它们来源于一条肽链，可能是经过蛋白酶作用后形成的，D正确。
7.答案：B
解析：A对，根据分析，过程a和c均为需要RNA复制酶催化的RNA复制过程； B错，RNA（+）可直接或间接翻译出RNA聚合酶和病毒外壳蛋白，以RNA（-）为模板产生的mRNA，其仅用于翻译病毒外壳蛋白，长度应短于RNA（+）；C对，RNA（+）与RNA（-）互补，两条链上：A=U、C=G，故A+G=U+C，嘌呤数与嘧啶数相等；D对，新型冠状病毒只能在活的宿主细胞内进行增殖，a、b、c、d、e过程所需原料和能量均由宿主细胞提供，模板来自病毒自身。
8.答案：D
解析：由题干信息“雌性工蜂幼虫的主要食物是也会发育成蜂王”可知，雌性工蜂幼虫DNA甲基化不利于其发育成蜂王，而工蜂幼虫的主要食物是花蜜和花粉，其不发育成蜂王，说明花蜜、花粉不能降低幼虫发育过程中DNA的甲基化，A错误；DNA甲基化不利于幼虫发育成蜂王，故蜂王DNA的甲基化程度低于工蜂，B错误；蜂王浆可以降低蜜蜂DNA的甲基化程度，使蜜蜂幼虫发育成蜂王，C错误；由上述分析可知，DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件，D正确。
9.答案：C
解析：双链DNA分子中，两条链碱基互补配对（A一T、G一C），故碱基数量A=T、G=C，鸟嘌呤（G）所占比例为20%，则C（胞嘧啶）所占比例也为20%，两者之和所占比例为40%；腺嘌呤（A）和胸腺嘧啶（T）所占比例之和为60%，A、T各占30%。DNA分子中互补碱基之和所占比例与每一条链中该比例相等，故该DNA的每一条核苷酸链中（G+C）：（A+T）=2：3，A错误。DNA的转录是以一条链为模板进行的，故不能推断由这段DNA转录出来的mRNA中胞嘧啶的比例，B错误。若将该DNA置于含14N的培养液中复制4次，产生的DNA分子共有24=16（个），根据DNA半保留复制的特点，子代中有2个DNA分子含有15N和14N，其余都只含14N，固含14N的DNA分子所占比例为7/8，C正确。基因控制蛋白质合成的过程中，以基因（双链）中的一条链为模板通过碱基互补配对控制合成mRNA（单链），mRNA上每三个相邻的碱基作为一个密码子决定肽链中的一个氨基酸，mRNA中碱基数至少是肽链中氨基酸数的3倍。若不考虑终止密码子，该DNA指导合成的多肽链中有500个氨基酸，则mRNA中碱基数至少是500×3=1500（个），对应的DNA模板链至少含有1500个碱基，D错误。
10.（1）答案：mRNA（或RNA或酵母RNA）
解析：本题考查基因转录和翻译的过程。RNA分解，蛋白质合成停止，RNA加入，蛋白质合成恢复，实验一说明蛋白质的合成可能与mRNA（或RNA或酵母RNA）有关。
（2）答案：RNA合成需要DNA的指导［或RNA合成（转录）场所在细胞核内或RNA合成（转录）场所在DNA附近］
解析：绿色总是先出现在红色存在的部位，说明RNA总是出现在DNA附近，据此可推测RNA合成需要在DNA的指导下完成，因为DNA主要存在于细胞核中，据此可知，RNA合成（转录）场所在细胞核内。
（3）答案：碱基互补配对原则；b链；DNA分子之间有严格的碱基互补配对原则，因此，两物种DNA分子形成的杂合双链区的部位越多，DNA碱基序列的一致性越高，说明物种之间关系越近
解析：实验三中，让宿主细胞中的SP8的RNA，分别与噬菌体的2条DNA单链杂交形成杂合双链区，杂交分子形成的原理是碱基互补配对原则，即A-U、G-C、T-A、C-G配对。图中DNA单链可与RNA形成杂交分子的是b链，据此说明RNA合成的模板是b链。根据碱基互补配对原则可知，若两物种DNA分子进行杂交时形成的杂合双链区的部位越多，则DNA碱基序列的一致性越高，说明在生物进化过程中，DNA碱基序列发生的变化越小，说明物种之间关系越近。
（4）答案：RNA聚合酶；核基因
解析：加入抑制RNA聚合酶的物质，转录过程逐渐被抑制，说明转录过程需要RNA聚合酶。用α-鹅膏蕈碱处理酵母菌细胞后发现，细胞质基质中RNA含量显著减少，说明α-鹅膏蕈碱抑制的是核基因的转录，因为核内形成的mRNA会通过核孔进入细胞质基质中，由于核基因的转录过程被抑制，因而细胞质基质中RNA含量减少。