(共68张PPT)
层级二 二轮核心 精研专攻
突破点1 DNA复制与冈崎片段、端粒与端粒酶
聚焦1DNA复制和冈崎片段
【链真题 明方向】
1.(2023·山东卷)将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上,置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像,①和②表示新合成的单链,①的5'端指向解旋方向,丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象,但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则,下列说法错误的是( )
A.据图分析,①和②延伸时均存在暂停现象
B.甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等
C.丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等
D.②延伸方向为5'端至3'端,其模板链3'端指向解旋方向
答案 D
解析 由题干可知,该DNA复制过程中有单链延伸暂停现象,题图复制过程中不同时间点的子链①和②出现不同长度,因此可判断①和②延伸时均存在暂停现象,A项正确;①和②表示新合成的单链,二者碱基互补配对,若②长于①的此段链中无A与T,则可推知甲时①中A、T之和与②中A、T之和相等,B项正确;丙时①和②等长,根据碱基互补配对原则,可判断此时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等,C项正确;DNA复制过程中子链的延伸方向为5'端至3'端,根据题干“①的5'端指向解旋方向”,可判断①的合成方向与解旋方向相反,故②的模板链的5'端指向解旋方向,D项错误。
【归纳拓展】
DNA复制时,由于DNA聚合酶合成方向均是5'端到3'端,而DNA的两条链是反向平行的,故在复制叉附近解开的DNA链,一条是5'端到3'端方向,另一条是3'端到5'端方向。那么如何解释DNA的两条链是同时进行复制的呢 日本学者冈崎等人发现在DNA复制中,滞后链的合成是由DNA聚合酶合成的不连续、相对较短的DNA片段通过DNA连接酶连接而成的长链,此不连续、相对较短的DNA片段称为冈崎片段。将冈崎片段连接起来,需要DNA连接酶的作用。如图:
【练模拟 拓角度】
2.(2024·吉林长春模拟)DNA复制时两条子链的合成方式存在一定差异,其中一条新链可以连续合成,这条链称为前导链,而另一条不能连续合成的新链称为滞后链,具体过程如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.由冈崎片段连接形成的滞后链和前导链的
合成方向都为5'→3'
B.前导链连续复制时需要的酶①为解旋酶、
酶②为DNA聚合酶
C.引物酶、DNA聚合酶和DNA连接酶均催化
磷酸二酯键形成
D.合成RNA引物与合成冈崎片段时碱基互补
配对方式完全相同
D
解析 由冈崎片段连接形成的滞后链和前导链的合成方向都为5'→3',即DNA单链合成的方向是5'→3',A项正确;前导链连续复制时需要的酶①为解旋酶、酶②为DNA聚合酶,B项正确;引物酶催化引物的合成,引物是一小段RNA片段,DNA聚合酶使单个的脱氧核苷酸连接成长链,而DNA连接酶能将DNA片段连接起来,它们均催化磷酸二酯键形成,C项正确;合成RNA引物与合成冈崎片段时碱基互补配对方式不完全相同,因为RNA引物的合成过程需要DNA和RNA之间碱基配对,而冈崎片段的合成需要在DNA之间实现碱基互补配对,D项错误。
C
3.复制叉是真核生物DNA复制过程中的基本结构,复制叉由“Y”字形DNA以及结合在该处的与DNA复制有关的蛋白质组成,如图所示。DNA甲基化会引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变。下列有关叙述正确的是( )
A.与DNA复制有关的蛋白质包括解旋酶(B)和DNA聚合酶(A)等
B.a、b为新合成的子链,会相互结合形成子代DNA
C.被甲基化修饰后,基因的碱基序列不发生改变
D.合成a、b子链的原料相同,即四种核糖核苷酸
解析 图中与DNA复制有关的蛋白质包括解旋酶(A)和DNA聚合酶(B),A项错误;a、b为新合成的子链,子代DNA由子链和对应的母链形成,B项错误;DNA的甲基化并不改变基因的碱基序列,但影响基因的转录,进而影响生物的性状,C项正确;合成a、b子链的原料相同,即四种脱氧核糖核苷酸,D项错误。
聚焦2端粒与端粒酶
【链真题 明方向】
4.(2022·福建卷)科研人员在2003年完成了大部分的人类基因组测序工作,2022年宣布测完剩余的8%序列。这些序列富含高度重复序列,且多位于端粒区和着丝粒区。下列叙述错误的是( )
A.通过人类基因组可以确定基因的位置和表达量
B.人类基因组中一定含有可转录但不翻译的基因
C.着丝粒区的突变可能影响姐妹染色单体的正常分离
D.人类基因组测序全部完成有助于细胞衰老分子机制的研究
A
解析 基因的表达包括转录和翻译,通常是最终翻译为蛋白质,通过人类基因组测序可确定基因的位置,但不能知道表达量,A项错误;转录是以DNA一条链为模板合成RNA的过程,翻译是以mRNA为模板翻译蛋白质的过程,真核生物的基因编码区都能够转录,但包括外显子和内含子,其中编码蛋白质的序列是外显子,分布在外显子之间的多个只转录但不编码蛋白质的序列是内含子,故人类基因组中一定含有可转录但不翻译的基因,B项正确;着丝粒分裂,姐妹染色单体可分离为子染色体,染色体数目加倍,着丝粒区的突变可能影响姐妹染色单体的正常分离,C项正确;细胞的衰老与基因有关,人类基因组测序全部完成有助于细胞衰老分子机制的研究,D项正确。
5.(2023·江苏卷)下列关于细胞生命历程的叙述,错误的是( )
A.细胞分裂和凋亡共同维持多细胞生物体的细胞数量
B.抑制细胞端粒酶的活性有助于延缓细胞衰老
C.细胞自噬降解细胞内自身物质,维持细胞内环境稳态
D.DNA甲基化抑制抑癌基因的表达可诱发细胞癌变
B
解析 细胞分裂可以增加细胞数目,细胞凋亡会减少细胞数目,所以细胞分裂和凋亡共同维持多细胞生物体的细胞数量,A项正确;端粒酶可以延长端粒长度,可以通过提高端粒酶活性或数量来增加DNA复制的次数,从而延缓细胞衰老,B项错误;细胞自噬可以清除受损或衰老的细胞器以及感染的微生物和毒素,维持细胞内环境稳态,C项正确;抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖,抑癌基因的突变或甲基化可能诱发细胞癌变,D项正确。
【归纳拓展】
染色体的两端具有特殊的结构——端粒,由许多短的DNA重复序列组成,每次DNA复制都会让端粒变短,这是细胞不能无限增殖的原因之一。端粒酶内含一个RNA模板,用于合成端粒中的重复序列,从而维持端粒的长度。如图表示四膜虫细胞内的端粒酶催化合成端粒重复序列的过程。
【练模拟 拓角度】
6.(2024·辽宁模拟)端粒酶是真核生物染色体DNA复制所特有的,也是必需的,是一种依赖于RNA的DNA聚合酶,它所起的作用是维持染色体两端端粒结构的完整。端粒酶在人类肿瘤细胞中可被重新激活。端粒酶由蛋白质和RNA两种成分组成,其中蛋白质具有逆转录酶的活性,而RNA则含有一段与端粒DNA互补的重复序列,这一部分作为逆转录酶的模板存在。其作用机制如图所示,下列有关说法错误的是( )
A.抑制端粒酶基因的表达可抑制癌症的发生
B.若分裂中期的肿瘤细胞含有的核DNA分子数为92个,则含有的端粒个数是184个
C.端粒酶可催化DNA子链沿3'→5'方向合成,从而延长端粒
D.染色体DNA末端修复过程中有A—T、T—A、U—A碱基配对
答案C
解析 端粒酶能延伸端粒DNA,而癌细胞具有无限增殖的能力,故抑制端粒酶基因的表达可抑制癌症的发生,A项正确;若分裂中期的肿瘤细胞含有的核DNA分子数为92个,则含有的端粒个数是92×2=184(个),B项正确;端粒酶能以自身RNA为模板,合成端粒DNA并加到染色体末端,使端粒延长,而不是催化DNA子链沿3'→5'方向合成,C项错误;染色体DNA末端修复过程中,端粒酶先以自身的RNA为模板逆转录合成端粒DNA的一条链,再通过DNA复制合成另一条链,故会出现A—T、T—A、U—A碱基配对,D项正确。
7.端粒是染色体两端一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体,端粒DNA序列随细胞分裂次数的增加而缩短,当短到一定程度时,端粒内侧的正常基因会受到损伤,导致细胞衰老。端粒酶以其携带的RNA为模板(含短重复序列5'-UAACCC-3')使端粒DNA序列延伸,作用机理如图所示。下列叙述正确的是( )
A.蓝细菌细胞中DNA分子裸露,故不存在DNA—蛋白质复合体
B.端粒酶发挥了逆转录酶的作用,以RNA为模板合成DNA
C.端粒酶延伸端粒DNA的短重复序列为3'-GCGTTA-5'
D.控制合成端粒酶的基因在胰岛B细胞中也能表达
答案 B
解析 蓝细菌细胞中的DNA进行转录时,RNA聚合酶可以和DNA构成DNA—蛋白质复合体,A项错误;由题意可知,端粒酶以其携带的RNA为模板,使端粒DNA序列延伸,因此端粒酶发挥了逆转录酶的作用,B项正确;DNA中特有的碱基是T,RNA中特有的碱基是U,由于模板含短重复序列5'-UAACCC-3',根据碱基互补配对原则,端粒酶延伸端粒DNA的短重复序列为5'-GGGTTA-3',C项错误;胰岛B细胞是高度分化的细胞,细胞不再进行分裂,因此控制合成端粒酶的基因不会在胰岛B细胞中表达,D项错误。
突破点2 遗传信息的表达及其调控
【链真题 明方向】
C
1.(2025·河北卷)M和N是同一染色体上两个基因的部分序列,其转录方向如图所示。表中对M和N转录产物的碱基序列分析正确的是( )
编号 M的转录产物 编号 N的转录产物
① 5'-UCUACA-3' ③ 5'-AGCUGU-3'
② 5'-UGUAGA-3' ④ 5'-ACAGCU-3'
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
解析 转录时,以DNA模板链为模板,遵循A—U、T—A、G—C、C—G的碱基互补配对原则,且RNA合成方向为5'端→3'端,模板链方向为3'端→5'端。
M基因的部分DNA双链序列为:
链1(5'端→3'端):TCTACA
链2(3'端→5'端):AGATGT
转录方向向左,故模板链为链1(5'端→3'端),其碱基序列为5'-TCTACA-3'。转录产物RNA与模板链互补,因此M转录产物的碱基序列为5'-UGUAGA-3'(对应②)。
N基因的部分DNA双链序列为:
链3(5'端→3'端):AGCTGT
链4(3'端→5'端):TCGACA
转录方向向右,故模板链为链4(3'端→5'端),其碱基序列为3'-TCGACA-5'。转录产物RNA与模板链互补,因此N转录产物的碱基序列为5'-AGCUGU-3'(对应③)。
综上所述,M和N转录产物的碱基序列分别为②③,C项正确。
2.(2025·山东卷)关于豌豆细胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程,下列说法错误的是( )
A.三个过程均存在碱基互补配对现象
B.三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内
C.根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列
D.RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同
C
解析 复制时DNA双链碱基互补配对,转录时DNA与RNA碱基互补配对,翻译时mRNA与tRNA碱基互补配对,三个过程均有碱基互补配对,A项正确。细胞核中淀粉酶基因的复制以DNA双链为模板,转录以DNA单链为模板,均在细胞核内进行;翻译以mRNA为模板,在细胞质中核糖体上进行,B项正确。因密码子的简并(一种氨基酸可能对应多种密码子),由翻译产物(氨基酸序列)无法确定模板mRNA序列,C项错误。RNA聚合酶催化转录沿DNA模板链3'→5'移动,核糖体沿mRNA模板链5'→3'移动,二者移动方向不同,D项正确。
3.(2024·黑吉辽卷)下图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现,50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是( )
A.酶E的作用是催化DNA复制
B.甲基是DNA半保留复制的原料之一
C.环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素
D.DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型
C
解析 由题图可知,经过酶E作用后,DNA的甲基化部位增多,推测酶E可催化DNA甲基化,而不是催化DNA复制,A项错误。DNA半保留复制的原料是四种游离的脱氧核苷酸,B项错误。由题干中“50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大”可知,环境会引起DNA甲基化差异从而产生表观遗传现象,C项正确。DNA甲基化不改变碱基序列,但会影响生物的表型,D项错误。
【归纳拓展】
1.原核细胞与真核细胞中的基因表达
2.遗传信息表达的多级调控
(1)真核细胞基因表达的调控
真核生物能在特定时间和特定的细胞中激活特定的基因,从而实现“预定”的、有序的、不可逆转的分化、发育过程,并使组织器官在一定环境条件下保持正常功能。如图:
(2)表观遗传调节机制
DNA修饰 DNA甲基化是目前研究较充分的表观遗传修饰形式(如下图)。DNA甲基化可在空间上阻碍RNA聚合酶与DNA的结合
修饰组 蛋白 真核生物的核DNA被组蛋白组成的核小体紧密包绕,组蛋白上的许多位点都可以被修饰。组蛋白修饰会改变染色质的疏松和凝集状态,进而影响转录因子等调节蛋白与染色质的结合,影响基因表达
(3)翻译水平的调控——RNA干扰
RNA干扰(RNAi)的机制:RNA干扰是有效沉默或抑制目标基因表达的过程,指内源性或外源性双链RNA(dsRNA)介导的细胞内mRNA发生特异性降解,从而导致靶基因的表达沉默,产生相应的功能、表型缺失的现象。RNA干扰由转运到细胞质中的双链RNA激活,沉默机制可导致由小干扰RNA(siRNA)或短发夹RNA(shRNA)诱导实现靶mRNA的降解,或者通过小RNA(miRNA)诱导特定mRNA翻译的抑制。
【练模拟 拓角度】
3.已知PRMT7基因的转录产物可被加工为PRMT71 mRNA,该基因的某一突变形式转录出的产物会被PRPF8基因编码出的PRPF8蛋白(具有广泛功能)重新加工为PRMT72 mRNA,后者的翻译产物会使该基因所处区域的组蛋白局部甲基化(如下图所示),导致人类结直肠癌患病率提高。下列相关叙述正确的是( )
A.使用PRMT72蛋白的抑制剂比移除PRPF8基因在预防和治疗结直肠癌中副作用更小
B.一切生物的基因转录产物都要被加工后才能作为翻译的模板
C.组蛋白的甲基化将会导致PRMT7基因的碱基序列发生改变
D.天然PRMT7 mRNA中已标出的碱基序列所对应的基因序列,发生突变时一个碱基对A/T替换为G/C
答案 A
解析 使用PRMT72蛋白的抑制剂可防止该PRMT72所处区域的组蛋白局部甲基化,进而预防和治疗结直肠癌,而移除PRPF8基因可能影响与该基因相关的其他生理过程,因此使用PRMT72蛋白的抑制剂比移除PRPF8基因在预防和治疗结直肠癌中副作用更小,A项正确;原核生物的基因转录产物不需要经过加工,就能作为翻译的模板,B项错误;组蛋白的甲基化并没有改变PRMT7基因的碱基序列,C项错误;天然PRMT7 mRNA中已标出的碱基序列所对应的基因序列,发生突变时一个碱基对G/C替换为A/T,D项错误。
4.通过碱基修饰的新冠RNA疫苗可以降低炎症反应和促进刺突蛋白的合成。某新冠疫苗中常用N1-甲基假尿苷修饰,但在少数情况下会导致RNA翻译过程中的“+1核糖体移码”,如图所示,合成“脱靶蛋白”。下列说法错误的是( )
注:CCU脯氨酸;UGC半胱氨酸;CUU亮氨酸;GCC丙氨酸。
A.N1-甲基假尿苷修饰后新冠RNA的碱基序列未发生改变
B.经过修饰的RNA稳定性提高,沿核糖体由5'→3'翻译出更多的刺突蛋白
C.“脱靶蛋白”与新冠抗原蛋白的结构不同,不一定引发预期免疫反应
D.与灭活疫苗相比,新冠RNA疫苗可激发体液免疫和细胞免疫
答案 B
解析 由题图可知,N1-甲基假尿苷修饰后新冠RNA的碱基序列未发生改变,但在少数情况下会导致RNA翻译过程中的“+1核糖体移码”,A项正确;经过N1-甲基假尿苷修饰的RNA稳定性提高,核糖体沿mRNA移动,翻译出刺突蛋白,B项错误;结合题图可知,经过N1-甲基假尿苷修饰,密码子发生了改变,合成的“脱靶蛋白”和新冠抗原蛋白的结构不同,因此脱靶蛋白不一定能引发预期的免疫反应,C项正确;灭活疫苗一般只引起体液免疫,新冠RNA疫苗除了能引起体液免疫,还能引起一定程度的细胞免疫,D项正确。
5.图示为大肠杆菌乳糖操纵子的结构示意图。当环境中存在乳糖时,图示结构基因(lacZ、lacY、lacA)能够完成表达,合成的酶a、酶b、酶c可催化乳糖分解为葡萄糖和半乳糖;当环境中不存在乳糖时,图示结构基因不能表达,大肠杆菌不能利用乳糖。科学家得到了某大肠杆菌突变体,无论环境中是否有乳糖,其lacZ、lacY、lacA基因都不能表达。下列叙述正确的是( )
A.阻遏蛋白既可与操纵基因结合,也可与乳糖结合,且结合部位相同
B.阻遏蛋白与操纵基因结合后,可能会阻止RNA聚合酶与启动子结合
C.三个结构基因转录出的mRNA上可能含有3个启动子和终止子
D.大肠杆菌突变体的形成可能与调节基因突变有关
答案 B
解析 阻遏蛋白可以与操纵基因结合,并且当乳糖存在时,阻遏蛋白会与乳糖结合,从而使其从操纵基因上解离,但阻遏蛋白与操纵基因和乳糖的结合部位是不同的,A项错误;阻遏蛋白与操纵基因结合后,它会阻止RNA聚合酶与启动子结合,从而阻止结构基因的转录,B项正确;mRNA分子上没有启动子和终止子,C项错误;大肠杆菌突变体的形成可能与调节基因突变有关,也可能与其他类型的基因突变有关,D项错误。
突破点3 变异类型的判断及相关实验
聚焦1生物变异与生物性状的关系
【链真题 明方向】
1.(2025·黑吉辽蒙卷)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.1/2
A
解析 由题意可知,该变异株产生的雌配子中,“n”型∶“n+1”型=1∶1,雄配子中,“n”型∶“n+1”型=2∶1,所以自交子一代中,二倍体(2n)∶ 三体(2n+1)∶ 四体(2n+2)=2∶3∶1,又因为四体(2n+2)细胞无法存活,所以子一代中,二倍体(2n)∶三体(2n+1)=2∶3,三体变异株的比例约为3/5。
2.(2024·河北卷改编)单基因隐性遗传性多囊肾病是P基因突变所致。下图所示为某患者及其父母同源染色体上P基因的相关序列检测结果(每个基因序列仅列出一条链,其他未显示序列均正常)。患者的父亲、母亲分别具有①②突变位点,但均未患病。患者弟弟具有①和②突变位点。下列分析错误的是( )
A.未突变P基因的位点①碱基对为A—T
B.①和②位点的突变均会导致P基因功能的改变
C.患者同源染色体的①和②位点间发生交换,可使其产生正常配子
D.不考虑其他变异,患者弟弟体细胞的①和②突变位点不会位于同一条染色体上
A
解析 患者父亲的一条染色体上位点①发生了碱基替换,C替换为T,患者母亲的一条染色体上位点②发生了碱基替换,A替换为G,因此,未突变P基因的位点①碱基对为G—C,位点②碱基对为T—A,A项错误。位点①②发生碱基替换后都会产生隐性致病基因,从而导致P基因的功能改变,B项正确。患者同源染色体中的一条染色体上位点①发生了突变,另一条染色体上位点②发生了突变,若同源染色体的①和②位点间发生交换,可能会形成一条两个位点都未发生突变的染色体,从而产生正常配子,C项正确。患者父母各有一条染色体上的一个位点发生突变,因此患者弟弟体细胞中一条染色体上最多只会有一个突变位点,D项正确。
【归纳拓展】
1.概括基因突变对蛋白质及生物性状的影响
(1)基因突变类型对氨基酸序列的影响
类型 影响范围 对氨基酸序列的影响
替换 小 可改变1个氨基酸或不改变,也可能使翻译提前终止
增添 大 对插入位置前的氨基酸序列不影响,影响插入位置后的序列
缺失 大 对缺失位置前的氨基酸序列不影响,影响缺失位置后的序列
(2)基因突变未引起生物性状改变的三大原因
突变 部位 基因突变发生在基因的非编码区或内含子中
密码子 的简并 若基因突变发生后,引起了mRNA上的密码子改变,但由于一种氨基酸可对应一种或多种密码子,若新产生的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸,此时突变基因控制的性状不改变
隐性 突变 若基因突变为隐性突变,如AA中其中一个A突变为a,此时性状也不改变
2.正确辨别可遗传变异中的四个易错点
(1)基因突变引起基因“质”的改变,产生了新基因(原基因的等位基因),如由A→a(隐性突变)或a→A(显性突变),但并未改变染色体上基因的数量和位置。
(2)精子与卵细胞随机结合不属于基因重组,基因重组一般发生在精子和卵细胞的形成过程中,即减数分裂过程中。
(3)基因重组只是“原有基因间的重新组合”,它没有产生“新基因”,只是产生了“新基因型”,其所产生的性状应称为“重组性状”而不是“新性状”。
(4)染色体片段交换发生在同源染色体非姐妹染色单体的相同位置之间叫基因重组,发生在非同源染色体之间属于染色体结构变异中的易位,发生在同源染色体非姐妹染色单体的不同位置之间属于染色体结构变异中的缺失与重复。
【练模拟 拓角度】
C
3.如图是某基因编码区部分碱基序列,在体内其指导合成肽链的氨基酸序列为:甲硫氨酸—组氨酸—脯氨酸—赖氨酸……下列叙述正确的是( )
A.①链是转录的模板链,其左侧是5'端,右侧是3'端
B.若在①链5~6号碱基间插入一个碱基G,合成的肽链变长
C.若在①链1号碱基前插入一个碱基G,合成的肽链不变
D.碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同
注:AUG(起始密码子):甲硫氨酸;CAU、CAC:组氨酸;CCU:脯氨酸;AAG:赖氨酸;UCC:丝氨酸;UAA(终止密码子)。
解析 转录是以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则合成RNA的过程,由于起始密码子是AUG,故①链是转录的模板链,由于mRNA的左侧是5'端,所以模板链的左侧是3'端,右侧是5'端,A项错误;在①链5~6号碱基间插入一个碱基G,将会导致终止密码子提前出现,故合成的肽链变短,B项错误;若在①链1号碱基前插入一个碱基G,在起始密码子之前加了一个碱基,不影响起始密码子和终止密码子之间的序列,故合成的肽链不变,C项正确;由于密码子的简并,碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同,D项错误。
4.真核生物体内的跳跃基因是染色体上一段能够自主复制和移位的DNA序列。跳跃基因可以随机插入基因组,可能导致插入突变、染色体变异等,是驱动基因组变异和促进生物进化的重要动力。下列叙述错误的是( )
A.跳跃基因复制和转录时,碱基互补配对方式有差异
B.跳跃基因引起的变异可为生物进化提供原材料
C.由跳跃基因引起的变异属于可遗传的变异
D.原核生物中跳跃基因随机插入基因组可导致染色体变异
D
解析 跳跃基因复制时碱基的配对方式为A—T、T—A、G—C、C—G,转录时碱基的配对方式为A—U、T—A、G—C、C—G,配对方式有差异,A项正确;跳跃基因可引起突变和基因重组,可为生物进化提供原材料,B项正确;由题意可知,由跳跃基因引起的变异属于可遗传的变异,C项正确;原核生物中不存在染色体,D项错误。
聚焦2生物可遗传的变异类型的判断和实验探究
【链真题 明方向】
5.(2025·黑吉辽蒙卷)科学家系统解析了豌豆7对性状的遗传基础,以下为部分实验,回答下列问题。
(1)将控制花腋生和顶生性状的基因定位于4号染色体上,用F/f表示。在大多数腋生纯系与顶生纯系的杂交中,F2腋生∶顶生约为3∶1,符合孟德尔的
定律。
(2)然而,某顶生个体自交,子代个体中20%以上表现为腋生。此现象_____ (填“能”或“不能”)用基因突变来解释,原因是_________________________
。
分离
不能
基因突变的频率低,不能使
20%以上的子代个体的基因发生改变
(3)定位于6号染色体上的基因D/d可能与(2)中的现象有关。为了验证这个假设,用两种纯种豌豆杂交得到F1,F1自交产生的F2表型和基因型的对应关系如下表,表格内“+”、“-”分别表示有、无相应基因型的个体。
腋生表型 顶生表型 基因型 FF Ff ff 基因型 FF Ff ff
DD + + - DD - - +
Dd + + - Dd - - +
dd + + + dd - - -
结果证实了上述假设,则F2中腋生∶顶生的理论比例为 ,并可推出(2)中顶生亲本的基因型是 。
13∶3
ffDd
(4)研究发现群体中控制黄色子叶的Y基因有两种突变形式y-1和y-2,基因结构示意图如下。Y突变为y-1导致其表达的蛋白功能丧失,Y突变为y-2导致 。y-1和y-2纯合突变体都表现为绿色子叶。
无法启动转录(或基因无法表达)
在一次y-1纯合体与y-2纯合体杂交中,F1全部为绿色子叶,F2出现黄色子叶个体,这种现象可因减数分裂过程中发生染色体互换引起。图中哪一个位点发生断裂并交换能解释上述现象 (填“①”“②”或“③”)。若此F1个体的20个花粉母细胞(精母细胞)在减数分裂中各发生一次此类交换,在减数分裂完成时会产生 个具有正常功能Y基因的子细胞。
②
20
解析 (1)腋生和顶生由一对等位基因(F/f)控制,F2表型比约为3∶1,符合孟德尔的分离定律(一对等位基因的遗传遵循分离定律)。
(2)基因突变具有低频性,某顶生个体(基因型为ff)自交,子代个体中20%以上为腋生(F_),若此现象为基因突变所致,则大量f突变为F,但自然状态下突变的频率极低,无法使20%以上子代的基因发生改变,故不能用基因突变来解释。
(3)F1应为双杂合(FfDd),结合表格,自交后腋生情况:基因型为dd时(占1/4),所有F/f组合都表现为腋生;基因型为D_时(占3/4),FF、Ff表现为腋生(占3/4)。所以腋生个体的比例=1/4+3/4×3/4=13/16。自交后顶生情况:基因型为D_时(占3/4),ff表现为顶生(占1/4),顶生个体的比例=3/4×1/4=3/16。故F2中腋生∶顶生=13∶3。(2)中顶生个体自交,子代个体中20%以上表现为腋生,结合D基因的影响,推测亲本基因型为ffDd(ff决定顶生,Dd存在使自交时部分子代表现为腋生)。
(4)启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,y-2启动子区出现部分碱基序列缺失会导致无法启动转录(或基因无法表达)。y-1纯合体(插入片段)和y-2纯合体(启动子区出现部分碱基序列缺失)杂交,F1全部为绿色子叶,F2出现黄色子叶个体(Y功能正常),需通过交换恢复Y基因正常结构。位点②交换可使y-1和y-2缺失/异常片段互补,恢复Y功能。1个花粉母细胞经减数分裂产生4个子细胞,20个花粉母细胞共产生20×4=80(个)子细胞。每次交换使1个花粉母细胞产生1个含正常Y基因的子细胞(交换后重组染色体恢复正常),20个花粉母细胞交换,产生20×1=20(个)具有正常功能Y基因的子细胞。
【归纳拓展】
1.显性突变与隐性突变的判断
(1)突变类型
(2)判定方法
2.一对基因突变和两对基因突变的判断
(1)两种突变来自一对基因突变(隐性突变)
(2)两种突变来自两对基因突变(隐性突变)
3.“观察法”判断基因突变和染色体变异
判断依据 光学显微镜下能观察到的是染色体变异,基因突变不能在显微镜下直接观察到
具体操作 制作正常个体与待测变异个体的有丝分裂临时装片,找到分裂中期的细胞进行染色体结构与数目的比较,可以判断是否发生了某些染色体变异。或观察减数分裂染色体的联会,若出现联会异常,则存在染色体变异
【练模拟 拓角度】
D
6.转座子是一段可以从原位上单独复制或断裂下来,后插入另一位点,并对其后的基因起调控作用的DNA序列,又称跳跃基因。真核细胞转座子可在染色体内部和染色体间转移,该过程依托转座酶将转座子两端特定序列进行切割,再将其插入DNA分子的特定位点中。转座子也可以在细菌的拟核DNA、质粒或噬菌体之间自行移动,有的转座子中含有抗生素抗性基因。下列相关叙述错误的是( )
A.转座酶和限制性内切核酸酶均可破坏磷酸二酯键
B.转座引起的变异类型有基因突变、基因重组和染色体变异
C.DNA转座子在转移或移动时,能促进生物的进化
D.细菌抗药性的产生只能来自基因突变
解析 转座酶将转座子两端特定序列进行切割,破坏的是磷酸二酯键,限制性内切核酸酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开,因此转座酶和限制性内切核酸酶均可破坏磷酸二酯键,A项正确;转座子在DNA分子内部转移,可造成基因突变,在真核细胞染色体内部转移,可造成基因重组,在染色体间转移,可造成染色体变异,B项正确;生物进化的标志是种群基因频率的改变,DNA转座子在转移或移动时,会引起基因突变,使种群的基因频率发生改变,能促进生物的进化,C项正确;由题干信息可知,转座子可以在细菌的拟核DNA、质粒之间自行移动,有的转座子中含有抗生素抗性基因,说明细菌的抗药性不都来自自身的基因突变,D项错误。
7.野生型绛花三叶草为两性花,雌雄蕊均能正常发育。某课题组从培养的绛花三叶草中分离出发生隐性突变的甲、乙两种雄性不育单基因突变体。该课题组为研究这两种突变体是同一基因突变还是不同基因突变所致,设计了以下两种杂交方案。
方案1:突变体甲×突变体乙→F1,观察并统计F1中雄性可育与雄性不育的比例。
方案2:突变体甲×野生型→F1甲,突变体乙×野生型→F1乙,F1甲×F1乙→F2,观察并统计F2中雄性可育与雄性不育的比例。
(1)方案1 (填“可行”或“不可行”),原因是
。
不可行
突变体甲和突变体乙均为雄性不育,不能进行杂交
(2)若方案2的F2中雄性可育∶雄性不育= ,则这两种突变体由同一基因突变所致。
(3)若已确定这两种突变体是由不同基因突变所致, (填“能”或“不能”)依据F2中雄性可育与雄性不育的比例确定不同的突变基因是否位于一对同源染色体上。
(4)若已确定这两种突变体是由位于一对同源染色体上的不同基因突变所致,F1甲与F1乙杂交时, (填“可能”或“不可能”)由于互换而导致子代出现雄性不育植株。
3∶1
不能
不可能
解析 (1)根据题干信息可知,突变体甲、乙均为雄性不育,不能进行杂交产生后代,方案1不可行。
(2)分析方案2可知,突变体甲×野生型→F1甲,突变体乙×野生型→F1乙,F1甲、F1乙皆为杂合子,携带雄性不育突变基因。若这两种突变体由同一基因突变所致,遵循基因的分离定律,二者杂交得F2,F2中雄性可育∶雄性不育=3∶1。
(3)若已确定这两种突变体是由不同基因突变所致,若位于一对同源染色体上,则杂交后代F2中全为雄性可育;若位于两对同源染色体上,则遵循自由组合定律,假设突变体甲的基因型为aa,突变体乙的基因型为bb,则F1甲的基因型为AaBB,F1乙的基因型为AABb,杂交后代F2中也全为雄性可育。
(4)若确定这两种突变体是由位于一对同源染色体上的不同基因突变所致,F1甲与F1乙的染色体及基因关系如图所示:
F1甲
F1乙
(a、b为隐性突变基因,),二者杂交时,不可能由于片段互换而导致子代出现雄性不育植株。(共24张PPT)
层级三 素养整合 诠释应用
素养1 社会责任——雄性不育与“三系法”和“两系法”杂交水稻
【素养提炼】
1.雄性不育与“两系法”杂交水稻
植物的雄性不育(花粉败育,但雌性器官仍然发育正常)一般分为核不育和质核互作不育两大类。
(1)核不育
根据核不育的原因又可分为基因控制的核不育和环境诱导的核不育两种。
环境诱导的核不育是指花粉是否可育由细胞核基因在特定环境下的表达产物控制。同一植株,在一定条件下花粉可育,在另一特定条件下花粉不育。
(2)“两系法”杂交水稻是最为典型的实例,其育种过程如下图所示。
2.雄性不育与“三系法”杂交水稻
(1)质核互作的雄性不育
这种类型的雄性不育受到细胞质不育基因和对应的细胞核基因的共同控制,当细胞质不育基因SA存在时,核内必须有相对应的隐性不育基因aa,即个体基因型为SA(aa)时才表现为雄性不育。
(2)“三系法”杂交水稻是我国研究应用最早的杂交水稻,由不育系、保持系、恢复系三种水稻培育而成,如下图所示。
不育系A的花粉不育,这种雄性不育性状由细胞质基因cms控制,细胞核含有雄性不育保持基因rf。只有当细胞质和细胞核都只有不育基因(cmsrfrf)时,才表现为雄性不育。保持系B能保持不育系的细胞质雄性不育性,其细胞质基因Cms正常可育,能够自交结实。恢复系R含有恢复雄性可育的核基因Rf,与不育系杂交产生的三系杂交稻正常可育且具有杂种优势,即A×R→F1,因为F1子代的育性、农艺性状等会发生分离,所以F1种植后不再使用,需每年利用不育系育种。
【素养应用】
(2024·广东卷)雄性不育对遗传育种有重要价值。为获得以茎的颜色或叶片形状为标记的雄性不育番茄材料,研究者用基因型为AaCcFf的番茄植株自交,所得子代的部分结果见下图。其中,控制紫茎(A)与绿茎(a)、缺刻叶(C)与马铃薯叶(c)的两对基因独立遗传,雄性可育(F)与雄性不育(f)为另一对相对性状,3对性状均为完全显隐性关系。下列分析正确的是( )
A.育种实践中缺刻叶可以作为雄性不育材料筛选的标记
B.子代的雄性可育株中,缺刻叶与马铃薯叶的比例约为1∶1
C.子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株的比例约为3∶1
D.出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是基因突变的结果
答案 C
解析 由绿茎株中绝大多数雄性不育,紫茎株中绝大多数雄性可育,可推测控制绿茎(a)和雄性不育(f)的基因位于一条染色体上,控制紫茎(A)和雄性可育(F)的基因位于一条染色体上,因此,绿茎可以作为雄性不育材料筛选的标记,A项错误。控制缺刻叶(C)、马铃薯叶(c)与控制雄性可育(F)、雄性不育(f)的两对基因位于非同源染色体上,且两对基因独立遗传,由此可知,子代雄性可育株中,缺刻叶与马铃薯叶的比例约为3∶1,B项错误。由基因A和基因F位于一条染色体上,基因a和基因f位于一条染色体上可知,子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株的比例约为3∶1,C项正确。出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是减数分裂Ⅰ前期同源染色体上非姐妹染色单体互换的结果,D项错误。
素养2 生命观念——进化与适应观
【素养提炼】
1.进化与适应观是生物学中的核心概念,它们相互关联,共同描述了生物界的发展和变化。
(1)进化是生物多样性的基础,是生物在地球上存在的重要原因。进化理论认为,所有的生物都是从一个共同的祖先进化而来的,通过遗传物质的传递和变异,不断适应环境的变化。进化的过程中,物种会经历自然选择、突变、基因漂变等一系列因素的影响,从而形成了不同的物种和生物群落。
(2)适应是进化的结果和表现。适应可以是结构上的改变,也可以是行为上的改变。物种通过适应来提高自身的生存能力和繁殖能力,从而在竞争中获得更多的优势。
(3)适应是一个动态的过程,它与环境的变化密切相关。环境的改变会导致物种的适应性发生变化,只有适应性强的个体才能在新环境中生存下来。适应性的改变可能是渐进的,也可能是突变的。
2.协同进化与生物多样性的形成
(1)协同进化是不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。其原因是生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。
(2)协同进化的实例
协同进化类型 包含类型 实例
不同物种之间 种间互助 某种兰花和专门给它传粉的蛾
种间 斗争 捕食 猎豹和斑马
寄生 黏液瘤病毒和兔子
种间竞争 作物与杂草
生物与无机环境之间 生物影响环境,环境影响生物 地球早期无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有氧气→出现好氧生物
【素养应用】
1.非洲干旱环境下生长的金合欢,是具有长达10厘米尖刺的高大树种,尖刺减少水分散失的同时又可抵御动物的啃食。长颈鹿有长达45厘米的舌头,柔软细长的舌头加上长长的脖子可以轻松吃到被尖刺覆盖的金合欢嫩叶。下列相关叙述错误的是( )
A.金合欢的尖刺和长颈鹿的长舌头都是生物适应性的表现
B.生物适应性的形成离不开遗传、变异与环境的相互作用
C.非洲干旱环境使金合欢出现适应性性状并遗传给后代
D.当环境发生改变后,长颈鹿的适应性有可能变得不适应
C
解析 金合欢的尖刺能减少水分散失,适应非洲干旱环境,同时尖刺的存在也可以抵御动物的啃食,能够让自己生存下来,长颈鹿的长舌头可以轻松吃到金合欢嫩叶,这也是为了生存。二者都是生物适应环境的一种表现,A项正确;适应是环境与生物相互作用、协同进化的结果,适应的形成离不开可遗传的有利变异与环境的定向选择作用,B项正确;尖刺对于金合欢是一种表型,该表型是基因和环境共同作用的结果,非洲干旱环境起到选择作用,拥有尖刺的金合欢能适应非洲干旱环境,C项错误;当环境发生改变后,长颈鹿的适应性有可能变得不适应,D项正确。
D
2.榕树—传粉榕小蜂在繁殖上高度依赖,形成了严密的、颇具代表性的互惠共生系统。在某地发现榕树隐头花序中共存着传粉榕小蜂和一种尚未被描述的欺骗性榕小蜂,欺骗者由传粉者祖先类群演化而来。比较两种共存榕小蜂的传粉结构和行为,结果显示:传粉榕小蜂具有发达的传粉结构,主动传粉的行为能有效为榕树传粉,同时将卵产于部分雌花的子房中,使子房发育停止;而欺骗性榕小蜂传粉结构的花粉刷消失,花粉筐退化,传粉行为缺失,成为仅产卵于雌花子房、不为雌花传粉的欺骗者。下列相关叙述错误的是( )
A.传粉榕小蜂演化为欺骗者的实例,为探究从互惠到寄生的演化提供了材料
B.榕树与榕小蜂可借助化学信息建立联系,说明化学信息可以调节种间关系
C.欺骗性榕小蜂将卵大量产于雌花子房中,不利于榕树更有效地繁殖
D.探究传粉榕小蜂和欺骗性榕小蜂是否为同一物种,可观察两者是否有交配行为
解析 欺骗性榕小蜂仅产卵于雌花子房,但是不为雌花传粉,由此判定欺骗性榕小蜂与榕树之间为寄生关系,传粉榕小蜂演化为欺骗者的实例,可为探究从互惠到寄生的演化提供材料,A项正确;榕树与榕小蜂可借助化学信息建立联系,说明化学信息可调节种间关系,B项正确;欺骗性榕小蜂将卵大量产于雌花子房中的行为,会使子房发育停止,不能形成榕树果实,即不利于榕树更有效地繁殖,C项正确;探究两种生物是否为同一物种,需要判定两者之间是否会出现生殖隔离,故可观察两者是否有交配行为,如有交配行为,还得进一步判定其能否产生可育后代,D项错误。
素养3 科学思维——基因频率的计算及其在遗传概率计算中的应用
【素养提炼】
1.利用遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率
2.X染色体上基因频率和基因型频率的相关计算(以人类红绿色盲为例,相关基因用B、b表示)
(1)男性中相关基因频率和基因型频率的关系
应用:当基因位于X染色体上时,在雄性个体中,某一基因的频率等于该基因型的频率,求出了相关的基因型频率,就等于求出了基因频率。
(2)人群中红绿色盲基因频率的关系
人群中红绿色盲基因的频率=男性中红绿色盲基因的频率=女性中红绿色盲基因的频率
(3)红绿色盲在男性和女性中发病率的关系
3.自交与自由交配中基因频率的计算
自交 杂合子自交,基因型频率发生变化,纯合子比例逐渐上升,杂合子比例逐渐下降,但基因频率不变
自由交配 在无突变、各种基因型的个体生活力相同时,处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律,上下代之间种群的基因频率及基因型频率都保持不变
【素养应用】
1.(2024·广东卷)EDAR基因的一个碱基替换与东亚人有更多汗腺等典型体征有关。用M、m分别表示突变前后的EDAR基因,研究发现,m的频率从末次盛冰期后开始明显升高。下列推测合理的是( )
A.m的出现是自然选择的结果
B.m不存在于现代非洲和欧洲人群中
C.m的频率升高是末次盛冰期后环境选择的结果
D.MM、Mm和mm个体的汗腺密度依次下降
C
解析 根据题意可知,EDAR基因中的一个碱基发生替换,M变为m,因此m的出现是基因突变的结果,A项不合理。EDAR基因的一个碱基替换与东亚人有更多汗腺等典型体征有关,因此只能判断m存在于东亚人群中,无法判断m是否存在于现代非洲和欧洲人群中,B项不合理。自然选择导致生物进化,即基因频率发生定向改变。根据题意可知,m的频率升高是末次盛冰期后环境定向选择的结果,C项合理。末次盛冰期后气温逐渐升高,m的频率升高,M的频率降低,因此推测MM、Mm和mm个体的汗腺密度依次上升,而不是依次下降,D项不合理。
2.(2024·湖北卷)某二倍体动物的性别决定方式为ZW型,雌性和雄性个体数的比例为1∶1。该动物种群处于遗传平衡,雌性个体中有1/10患甲病(由Z染色体上h基因决定)。下列叙述正确的是( )
A.该种群有11%的个体患该病
B.该种群h基因的频率是10%
C.只考虑该对基因,种群繁殖一代后基因型共有6种
D.若某病毒使该种群患甲病雄性个体减少10%,H基因频率不变
B
解析 性别决定方式为ZW型的生物中,雌性个体的性染色体组成为ZW,雌性个体中有1/10患甲病,且该病由Z染色体上h基因决定,说明h基因的基因频率是10%,B项正确;雄性个体的性染色体组成为ZZ,雄性个体患甲病的概率为1/10×1/10=1/100,该种群患该病个体的比例为1/2×1/10+1/2×1/100=11/200,A项错误;只考虑该对基因,雌性个体的基因型为ZHW、ZhW,雄性个体的基因型为ZHZH、ZHZh、ZhZh,种群繁殖一代后基因型共有5种,C项错误;患甲病雄性个体减少10%,h基因的数量减少,H基因频率增大,D项错误。(共44张PPT)
层级一 主干知识 自主落实
【单元网络构建】
低频性
减数分裂Ⅰ前期和后期
染色体组
规则的双螺旋结构
边解旋边复制
种群
自然选择
隔离
基因重组
基因突变
染色体变异
染色体变异
基因重组
考点1 遗传的分子基础
【把脉高考】 基因的本质与表达是高考中的中频考点,多以选择题的形式呈现。DNA甲基化和表观遗传是教材新增内容,逐渐成为高考试题新的命题点。高考试题对基因表达的调控的考查,主要是创设问题情境,考查信息获取能力和问题分析能力。对本专题的复习除侧重一些概念,如基因、转录、翻译等的理解外,还要对遗传物质的探索历程、DNA分子复制方式的证明以及以“中心法则”为纽带的遗传信息的传递和表达等知识进行深化复习。
三年 高考 2025 黑吉辽蒙卷T14,湖南卷T9、T11,山东卷T5,河北卷T6
2024 黑吉辽卷T9,湖南卷T10,甘肃卷T5,湖北卷T16,安徽卷T11,河北卷T4、T5
2023 湖南卷T12,山东卷T5,全国乙卷T5,海南卷T13,广东卷T17
串联整合
1.明确噬菌体侵染大肠杆菌实验的“两标记”和“三原因”
(1)实验中两次标记的目的
第一次 标记 分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌,目的是 获得带有标记的大肠杆菌
第二次 标记 分别用含35S和32P的大肠杆菌培养T2噬菌体,目的是 使噬菌体带上放射性标记
(2)实验中放射性分布误差产生的三个原因
①用32P标记DNA
②用35S标记蛋白质外壳
2.图解遗传信息的传递和表达
(1)DNA分子的复制(以真核细胞为例):1个DNA→2个完全相同的DNA。
(2)转录:DNA→RNA。
(3)翻译: mRNA →蛋白质。
①模型一
②模型二
3.中心法则与遗传信息的传递类型
4.基因与性状的关系
(1)基因控制性状的途径
(2)表观遗传
对标高考
1.判断——遗传物质探索实验
(1)(2023·海南卷)衣藻和大肠杆菌都以DNA作为遗传物质。( √ )
(2)(2024·甘肃卷)肺炎链球菌体内转化实验中,加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性。
( × )
(3)(2022·广东卷)赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质。( √ )
(4)(2024·甘肃卷)噬菌体侵染实验中,用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA,发现其DNA进入宿主细胞后,利用自身原料和酶完成自我复制。( × )
(5)(2022·浙江卷)在噬菌体侵染细菌的实验中,搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来。( × )
2.判断——DNA结构与复制
(1)(2024·浙江卷)双链DNA分子中磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架。( √ )
(2)(2024·河北卷)DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5'-端向3'-端。( √ )
(3)(2022·河北卷)双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径。( √ )
(4)(2022·广东卷)沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式。
( × )
(5)(2021·辽宁卷)细胞内DNA复制子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3'-端。( √ )
(6)(2021·辽宁卷)DNA复制过程中DNA聚合酶的作用是打开DNA双链。
( × )
(7)(2021·广东卷)查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等,是DNA双螺旋结构模型建构的主要依据之一。( √ )
3.判断——基因表达
(1)(2023·山东卷)细胞在有丝分裂各时期都进行核rDNA的转录。( × )
(2)(2023·山东卷)rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子。( × )
(3)(2023·浙江卷)叠氮脱氧胸苷(AZT)可与逆转录酶结合并抑制其功能,则转录过程可直接被AZT阻断。( × )
(4)(2023·天津卷)叶绿体和线粒体内基因表达都遵循中心法则。( √ )
(5)(2023·广东卷)RNA逆转录现象的发现是对中心法则的补充。( √ )
(6)(2022·全国甲卷)线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。( √ )
(7)(2022·河北卷)RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键。( √ )
(8)(2021·河北卷)基因表达时,DNA双链解开,RNA聚合酶起始转录,移动到终止密码子时停止转录。( × )
(9)(2020·全国Ⅲ卷)细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽。( × )
深挖教材
1.(必修2P45相关信息)T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中,为什么选择32P和35S这两种同位素分别对DNA和蛋白质进行标记 用14C和18O进行标记可行吗 为什么 因为S仅存在于T2噬菌体的蛋白质中,而P几乎都存在于DNA分子中。用14C和18O进行标记是不可行的,因为T2噬菌体的蛋白质和DNA中都含有这两种元素 。
2.(必修2P56拓展应用2)真核细胞中DNA复制的速率一般为50~100 bp/s,果蝇DNA的电镜照片中有一些泡状结构,叫作DNA复制泡,是DNA上正在复制的部分,果蝇DNA上形成多个复制泡,这说明 果蝇的DNA上有多个复制起点,可同时从不同起点开始DNA复制,由此加快DNA的复制,为细胞分裂做好物质准备 。
3.(必修2P67表4-1)起始密码子AUG决定甲硫氨酸,蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸的原因是 翻译生成的多肽链需要进行加工、修饰,甲硫氨酸在此过程中往往会被剪切掉 。
4.(必修2P67思考·讨论)密码子的简并有怎样的生物学意义 什么是密码子的统一性 密码子的统一性说明了什么 从增强密码子容错性的角度来看,当密码子中有一个碱基改变时,由于密码子的简并,可能并不会改变其对应的氨基酸;从密码子使用频率的角度来看,当某种氨基酸使用频率高时,几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。密码子的统一性是指地球上几乎所有的生物都共用一套密码子,这一事实说明各种生物都有一定的亲缘关系或者说生命在本质上是统一的 。
5.(必修2P69相关信息)下图表示一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成。图示翻译方向是 A→B (填“A→B”或“B→A”),判断依据是 由c中三条肽链的长度可知,越往B侧,肽链越长,可确认翻译方向是A→B 。
考点2 可遗传的变异与育种
三年 高考 2025 黑吉辽蒙卷T15,山东卷T6,安徽卷T13,全国卷T5
2024 黑吉辽卷T15,湖南卷T15,甘肃卷T5,广东卷T10,安徽卷T10
2023 湖南卷T3、T15,广东卷T2,天津卷T6
【把脉高考】
生物变异在高考中属于中频考点,通常与细胞分裂、遗传规律等相结合综合考查生物变异的原理、特点、意义和生物育种。随着对粮食安全的重视,育种在高考试题的考查频度有所增加。在复习时要理解基因突变、基因重组、染色体变异的原理,归纳总结各种育种方法的原理和操作,并能根据题目要求,设计合理的育种方案。
串联整合
1.突破生物变异的四大问题
2.辨析“二倍体”与“单倍体”、“三倍体”与“三体”
(1)“两看法”界定二倍体、多倍体、单倍体
(2)界定“三倍体”与“三体”
3.育种方式及原理辨析
(1)诱变育种原理
(2)单倍体育种与杂交育种的关系
(3)多倍体育种的原理分析
对标高考
1.判断——基因突变和基因重组
(1)(2023·天津卷)癌细胞来源的某种酶较正常细胞来源的同种酶活性较低,可能是该酶基因发生突变。( √ )
(2)(2022·湖南卷)正常细胞生长和分裂失控变成癌细胞,原因是抑癌基因突变成原癌基因。( × )
(3)(2021·福建卷)亲代遗传信息的改变都能遗传给子代。( × )
(4)(2021·河北卷)紫外线照射导致的DNA损伤是皮肤癌发生的原因之一。
( √ )
2.判断——染色体变异
(1)(2022·浙江卷)猫叫综合征的病因是人类第五号染色体短臂上的部分片段丢失。这种变异属于缺失。( √ )
(2)(2021·辽宁卷)被子植物的无融合生殖是指卵细胞、助细胞和珠心细胞等直接发育成胚的现象。助细胞与卵细胞染色体组成相同,珠心细胞是植物的体细胞。由助细胞无融合生殖产生的个体保持了亲本的全部遗传特性。( × )
(3)(2021·重庆卷)有研究表明,人体细胞中DNA发生损伤时,P53蛋白能使细胞停滞在细胞周期的间期并激活DNA的修复,修复后的细胞能够继续完成细胞周期的其余过程。DNA损伤修复后的细胞,与正常细胞相比,染色体数目发生改变。( × )
(4)(2021·广东卷)白菜型油菜(2n=20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)。为了培育高产新品种,科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组。( × )
深挖教材
1.(必修2P80图5-1)基因突变是分子水平上的变化,一般 不能 (填“能”或“不能”)借助光学显微镜观察到,镰状细胞贫血是基因突变造成的,能否借助显微镜来进行诊断 并说明理由。 能,可借助显微镜观察红细胞的形态是圆饼状还是镰状来进行诊断 。
2.(必修2P85拓展应用)镰状细胞贫血主要流行于非洲的疟疾高发地区。具有一个镰状细胞贫血突变基因的个体(即杂合子)在氧含量正常的情况下,并不表现出镰状细胞贫血的症状,因为该个体能同时合成正常和异常的血红蛋白,并对疟疾具有较强的抵抗力。请根据这一事实探讨突变基因对当地人生存的影响。 镰状细胞贫血致病基因携带者对疟疾具有较强的抵抗力,这说明在易患疟疾的地区,镰状细胞的突变具有有利于当地人生存的一面。虽然这个突变体的纯合子对生存不利,但其杂合子却有利于当地人的生存 。
3.(必修2P84正文)基因重组的类型之一是“同源染色体上非姐妹染色单体的互换”,二倍体生物同源染色体的非姐妹染色单体间一定能发生互换吗 不一定 ,原因是 二倍体生物进行有性生殖产生生殖细胞的过程中(减数分裂时),在四分体时期,可能会有一定数量的同源染色体的非姐妹染色单体间发生互换 。
4.(必修2P89与社会的联系)单倍体育种能明显缩短育种年限,原因是
采用花药(或花粉)离体培养的方法获得的单倍体植株,经人工诱导染色体数目加倍后,植株细胞内每对染色体上成对的基因都是纯合的,自交后代不会发生性状分离 。
5.(必修2P91拓展应用2)三倍体西瓜一般不能产生种子,但有时也可以看到三倍体西瓜中有少量发育不成熟的种子,原因是 三倍体植株一般不能进行正常的减数分裂,不能形成正常的生殖细胞,因而不能产生种子,而果实能正常发育。但三倍体植株的果实中并不是一粒种子都没有,原因是在进行减数分裂时,有可能形成正常的生殖细胞,产生正常的受精卵,形成种子,但概率极低 。
考点3 生物的进化
【把脉高考】 生物进化理论相对简单,在高考中多以选择题的形式进行考查,考查内容主要是运用进化理论解释现象,结合遗传规律进行基因频率和基因型频率的计算。在复习中要掌握有关生物进化的证据、适应与自然选择、物种的形成与物种多样性、基因频率及相关计算等知识。
三年 高考 2025 黑吉辽蒙卷T2、河北卷T12,安徽卷T10
2024 黑吉辽卷T8,湖南卷T7,广东卷T11,湖北卷T14,甘肃卷T7,河北卷T6
2023 海南卷T10,浙江1月选考T13,北京卷T6,湖北卷T18
串联整合
1.共同由来学说和自然选择学说的证据
2.厘清生物进化知识脉络
3.明确隔离、物种形成与进化的关系
对标高考
判断——生物进化与生物多样性
(1)(2023·广东卷)自然选择学说的提出是对共同由来学说的修正。( × )
(2)(2024·黑吉辽卷)鲟类的形态结构和化石记录可为生物进化提供证据。
( √ )
(3)(2024·甘肃卷)物种形成过程实质上是种间生殖隔离建立的过程。
( √ )
(4)(2022·辽宁卷)人类与黑猩猩基因组序列高度相似,说明人类从黑猩猩进化而来。( × )
(5)(2022·辽宁卷)生物之间既相互依存又相互制约,生物多样性是协同进化的结果。( √ )
(6)(2021·江苏卷)水葫芦大量生长提高了所在水体生态系统的物种多样性。
( × )
(7)(2021·浙江卷)自然选择保存适应环境的变异,人工选择保留人类所需的变异。( √ )
(8)(2021·湖南卷)鲫鱼进化成金鱼的过程中,有基因频率的改变。( √ )
深挖教材
1.(必修2P119小字)捕食者的存在能够增加物种多样性的原因是: 捕食者往往捕食个体数量多的物种,这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面,为其他物种的形成腾出空间 。
2.(必修2P121正文拓展)同种动物为争夺配偶或食物而发生了进化, 不是 (填“是”或“不是”)发生了协同进化 理由是 协同进化发生在不同物种之间或生物与无机环境之间 。
