2024屆高考生物一輪復(fù)習(xí)第2單元遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)第2講DNA分子的結(jié)構(gòu)復(fù)制及基因的本質(zhì)學(xué)案新人教版必修2

2024屆高考生物一輪復(fù)習(xí)第2單元遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)第2講DNA分子的

結(jié)構(gòu)復(fù)制及基因的本質(zhì)學(xué)案新人教版必修220230605290第2講DNA

分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因的本質(zhì)

考情研讀?備考定位

考點展示核心素養(yǎng)

1.生命觀念一一通過掌握DNA分子的結(jié)構(gòu)和

功能，理解生命的延續(xù)和發(fā)展。

2.理性思維一一通過DNA分子中的堿基數(shù)量

1.DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點。

和DNA復(fù)制的計算規(guī)律，培養(yǎng)歸納與概括、

2.DNA分子的復(fù)制。

邏輯分析和計算能力

3.基因的概念。

3.科學(xué)探究一一通過DNA復(fù)制方式的探究，

培養(yǎng)實驗設(shè)計與結(jié)果分析的能力。

考點一DNA分子的結(jié)構(gòu)及相關(guān)計算

~~?

自主回顧?素養(yǎng)儲備

基礎(chǔ)梳理

1.圖解DNA分子結(jié)構(gòu)

旗體----------一脫找核件酸（4種一含凝峨基不同）

磷熟與脫氣核糖交

杵連接,排列在外

M.構(gòu)成M本竹架，

，就M排列在內(nèi)側(cè).通

平面過發(fā)鍵形成減基對.

結(jié)構(gòu)

互補配對原則是：

A與T、gC配對

空間「兩條Kfit接回!可也方

結(jié)構(gòu)

L式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)

巧堂妙記：

巧記DNA分子結(jié)構(gòu)的“五?四?三?二?一”

五種四種PO1

L運

元素小分子1*MT間結(jié)構(gòu)

!11?

C、H、O、|A、G、脫氧楨糖、脫氧核答規(guī)則雙螺

k、piJ

CJ...J國映、堿基酸雙鏈：旋結(jié)構(gòu)

2.DNA分子的特性

〃穩(wěn)性;磷酸和脫氧核糖交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)

成基本骨架

畫J多樣性:堿基對多種多樣的排列順序，〃個堿基對組

國］成的DNA分子，徘列順序有_￡_種

特異性:每種DNA分子都有特定的

、排列順序，代表了特定的遺傳信息。

思維辨析

易錯整合，判斷正誤。

（1）雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸和核糖是通過氫鍵連接的（X）

⑵雙鏈DNA分子中噂吟數(shù)等于嚅咤數(shù)（V）

⑶沃森和克里克研究DM分子的結(jié)構(gòu)時，運用了構(gòu)建物理模型的方法（V）

（4）喋吟堿基與喀咤堿基的結(jié)合保證了DNA分子空間結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定（J）

（5）DNA分子中兩條脫氧核甘酸鏈之間的堿基一定是通過氫鍵連接的（V）

⑹分子大小相同、堿基含量相同的核酸分子所攜帶的遺傳信息一定相同（X）

⑺含有G、C版基對比較多的DMA分子熱穩(wěn)定性較差（X）

（8）富蘭克林和威爾金斯對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立也作出了巨大的貢獻(xiàn)（V）

延伸探究

分析DNA分子結(jié)構(gòu)圖像

平面結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)

1.一個雙鏈DNA分子片段中有幾個游離的磷酸基團(tuán)，位置如何？

［提示］2個，分別位于DNA分子的兩端。

2.圖中C能表示胞喀淀脫氧核甘酸嗎？

［提示］不能。

3.圖中堿基之間是如何連接的？一條鏈上的脫氧核甘酸之間又是如何連接的？

［提示］雙鏈DNA中，反向平行的兩條鏈之間的堿基通過氫鍵連接成堿基對，而同一條鏈

上堿基之間是通過“一脫氧核糖一磷酸一脫氧核糖一”相連的；一條鏈上的脫氧核甘酸之間

通過磷酸二酯鍵連接。

4.解旋酶作用于圖中哪個部位？限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶作用于圖中哪個部位？

［提示］解旋酶作用于⑨，限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶作用于⑩。

5.DNA初步水解的產(chǎn)物和徹底水解的產(chǎn)物分別是什么？

［提示］初步水解的產(chǎn)物是4種脫氧核甘酸，徹底水解的產(chǎn)物是磷酸、脫氧核糖和4種含

氮堿基。

6.若某雙鏈DNA分子含有200個堿基，一條鏈上A：T：G：C=1：2：3：4,則該DNA分

子堿基排列方式共有4項種，對嗎？

［提示］錯。

@—,

剖析難點?考點突破

重難精講

“歸納法”求解DNA分子中的堿基數(shù)量

(1)在DNA雙鏈中喋吟總數(shù)與喀咤總數(shù)相同，即A+G=T+Co

(2)“互補堿基之和”的比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相同，即若在一條鏈中

7T7=Z?A在互補鏈及整個DNA分子中空=加，而且由任一條鏈轉(zhuǎn)錄來的mRNA分子中(A+

U"rCU-rC

U)/(G+C)仍為/(注:不同DNA分子中山值可不同，顯示特異性).

(3)非互補堿基之和的比例在兩條互補鏈中互為倒數(shù)，在整個DNA分子中為1,即若在DNA

一條鏈中寄=a,則在其互補鏈中本=L而在整個DNA分子中生=1(注：不同雙鏈DNA

1十C1十Ca1十。

分子中非互補堿基之和的比均為1，無特異性)。

囪翔4示.

(1)脫氧核昔酸聚合形成長鏈的過程中產(chǎn)生水，即脫氧核甘酸一DNA+H2O。

(2)DNA分子結(jié)構(gòu)可簡記為5種元素，4種堿基(脫氧核昔酸)，3種小分子，2條長鏈，1

個雙螺旋。

(3)DNA分子中，脫氧核甘酸數(shù)：脫氧核糖數(shù)：磷酸數(shù)：含氮堿基數(shù)=1：1：1：U

(4)DNA分子徹底水解時得到的產(chǎn)物是脫氧核甘酸的基本組分，即脫氧核糖、磷酸、含氮

堿基。

(5)對于真核細(xì)胞來說，染色體是基因的主要載體；線粒體和葉綠體也是基因的載體。

(6)對于原核細(xì)胞來說，擬核中的DNA分子或者質(zhì)粒DNA均是裸露的，沒有與蛋白質(zhì)一起

構(gòu)成染色體。

(7)位于染色體上的基因隨著染色體傳遞給子代，其遺傳遵循孟德爾遺傳規(guī)律。位于線粒

體和葉綠體中的基因隨線粒體和葉綠體傳給子代，是控制細(xì)胞質(zhì)遺傳的基因，特點是母系遺

傳。

(8)“三看法”判斷DNA分子結(jié)構(gòu)的正誤

國一外側(cè)鏈成跡位置是否正確.正輸?shù)某涉I位置為一

分子脫輒核第5號碳原子上的稀酸基團(tuán)與相鄰脫

|何核解的3號碳原子之間

f外側(cè)鏈?zhǔn)欠穹聪蚱叫?/p>

一內(nèi)側(cè)鉞堿辰配對是否遵循堿基互補配對原則，即

有無“同配”“錯配”現(xiàn)象

精準(zhǔn)命題

突破點DNA分子的結(jié)構(gòu)及特點

［典例剖析)

*■例1(2021?徐州模擬)下面關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述中，不正確的是(B)

A.每個雙鏈DNA分子一般都含有4種脫氧核甘酸

B.每個核糖上均連接著1個磷酸和1個堿基

C.每個DNA分子的堿基數(shù)=磷酸數(shù)=脫氧核糖數(shù)

D.雙鏈DNA分子中的一段若含有40個胞喀咤，就一定會同時含有40個鳥喋吟

［解析］DNA分子的基本組成單位是脫氧核甘酸，每個DNA分子中通常都會含有4種脫氧

核甘酸，A正確；在DNA分子中，一般情況下每個脫氧核糖上連接2個磷酸和1個堿基，B錯

誤；1分子脫氧核甘酸由1分子堿基、1分子磷酸和1分子脫氧核糖組成，因此DNA中堿基數(shù)

=磷酸數(shù)=脫氧核糖數(shù)，C正確；在雙鏈DNA分子中A=T,C=G,D正確。

II技巧點撥〉

(l)DNA分子的特異性是由堿基對的排列順序決定的，而不是由配對方式?jīng)Q定的，配對方

式只有四種：A—T、C—G、T—A、G—Co

(2)DNA中并不是所有的脫氧核糖都連著兩個磷酸基團(tuán)，兩條鏈各有一個3,端的脫氧核

糖連著一個磷酸基團(tuán)(環(huán)狀DNA分子除外)o

(3)雙螺旋結(jié)構(gòu)并不是固定不變的，更制和轉(zhuǎn)錄過程中會發(fā)生解旋。

(4)在DNA分子中，A與T分子數(shù)相等，G與C分子數(shù)相等，但A+T的量不一定等于G+C

的量，后者恰恰反映了DNA分子的特異性。

(5)并非所有的DNA分子均具“雙鏈”，有的DNA分子為單鏈。原核細(xì)胞及真核細(xì)胞細(xì)胞

器中的DNA分子為“雙鏈環(huán)狀”。

(對應(yīng)訓(xùn)練)

1.（2020?河北衡水中學(xué)五調(diào)）2018年是DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)被發(fā)現(xiàn)的第65年。下列關(guān)

于DKA分子的敘述，錯誤的是（C）

A.DNA分子中G和C所占的比例越高，DNA分子的熱穩(wěn)定性越高

B.DNA分子互補配對的兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)

C.不同生物的DNA分子中，（A+T）/（G+C）的值越接近，親緣關(guān)系越近

D.DNA分子發(fā)生堿基對替換后，不會改變DNA分子中喀咤堿基所占的比例

［解析］生物的遺傳信息蘊藏在堿基對的排列順序中，而與DNA分子中堿基的比例沒有

直接關(guān)系。

突破點與DNA分子結(jié)構(gòu)相關(guān)的計算

［典例剖析）

??■例2（2021?宿州期末）在一個DNA分子中，腺噪吟與胸腺啼咤之和占全部堿基總

數(shù)的54%。若其中一條鏈的胞嗑咤占該鏈堿基總數(shù)的22%,胸腺喀咤占28%,則另一條鏈上，

胞喀咤、胸腺喀咤分別占該鏈堿基總數(shù)的（A）

A.24%、26%B.22%、28%

C.27%、23%D.20%、30%

［解析］已知雙鏈DNA分子中，腺噂吟與胸腺喀咤之和占全部堿基的54%,即A+T=54%,

則A=T=27%,C=G=50%-27%=23%。乂已知一條鏈上的胞嘴嗯占該鏈堿基總數(shù)的22%、胸

腺嗑咤占28%,即G=22%,「=28%,根據(jù)堿基互補配對原則,C=（C>+C2）4-2,所以Q=24%,

同理4=26%。

II技巧點撥》

“三步法”解決DNA分子中有關(guān)堿基比例的計算

第?步：搞清題中已知的和所求的堿基比例是占整個DNA分子堿基的比例，還是占DNA

分子一條鏈上堿基的比例。

第二步：畫一個DNA分子模式圖，并在圖中標(biāo)出已知的和所求的堿基。

第三步：根據(jù)堿基互補配對原則及其規(guī)律進(jìn)行計算。

（對應(yīng)訓(xùn)練）

2.（2020?臨沂模擬）某雙鏈DNA分子中含有200個堿基，一條鏈上A：T：G：C=1：2

：3：4,則該DNA分子（3）

A.四種含氮堿基A：T：G：C=4：4：7：7

B.若該DNA中A為夕個，占全部堿基的〃//〃（加>2〃），則G的個數(shù)為“〃/2〃一,

C.堿基排列方式共有428種

D.含有4個游離的磷駿基團(tuán)

［解析］該DNA分子中A：T：G：C=3：3：7：7；若該DNA分子中A為夕個，其占全部

堿基的〃/m，則全部堿基數(shù)為〃勿/〃，所以G的個數(shù)為（〃0/〃-24）+2,即"T//2〃一夕；對于某種

特定的DNA分子其堿基的排列方式是特定的，只有一種；一個DNA分子含有2個游離的磷酸

基團(tuán)。

考點二DNA分子的復(fù)制、相關(guān)L算及基因的本質(zhì)

?~-

自主回顧?素養(yǎng)儲備

基礎(chǔ)梳理

1.DNA的復(fù)制

f①需要細(xì)胞提供

?②需要解旋酶的作用

.③結(jié)果：把一兩條螺旋的雙鏈解開

"①模板：解開后的兩條母鏈

<②原料：游離的四種脫氧核管酸

[③酶：DNA聚合酶等

【④原則：堿基互補配對原則

重新螺旋：每一條新鏈與其對應(yīng)的模

板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)

2.染色體、DNA、基因和脫氧核甘酸的關(guān)系

I柒色體|

數(shù)量每條染色體匕有二±

染色體是DNA的主：位置或兩個DNA分子

要載體r—

|DNA|

數(shù)累：每個DNA分子含有

堆內(nèi)是仃遺傳效應(yīng)（本質(zhì)：許豕個叢因

的DNA片段

33

從因的脫少核件酸排

:脫W核件酸是基因現(xiàn)蚯代表遺傳信息

：的基本單位

I脫聚核件酸I

思維辨析

易錯整合，判斷正誤。

（1）植物細(xì)胞的線粒體和葉綠體中均可發(fā)生DNA的復(fù)制（V）

⑵真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶和能量（J）

⑶在一個細(xì)胞周期中，DNA復(fù)制過程中的解旋發(fā)生在兩條DNA母鏈之間（J）

(4)DNA復(fù)制時，嚴(yán)格遵循堿基互補配對原則(V)

(5)DNA復(fù)制時，兩條脫氧核甘酸鏈均可作為模板(J)

(6)脫氧核甘酸必須在DNA聚合酶的作用下才能連接形成子鏈(V)

(7)DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的(V)

延伸探究

熱圖導(dǎo)析：分析DNA復(fù)制過程

(1)圖示中的解旋酶和DNA聚合酶各有什么作用？

(2)蛙的紅細(xì)胞和哺乳動物成熟的紅細(xì)胞，是否都能進(jìn)行圖示過程？

(3)上圖所示DNA復(fù)制過程若發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)，形成的兩個子DNA位置如何？其上面對應(yīng)

片段中基因是否相同？兩個子DNA將于何時分開？

［提示］(1)前者使氫鍵打開，DNA雙鏈解旋：后者催化形成磷酸二酯鍵，從而形成新的子

鏈。

(2)蛙的紅細(xì)胞進(jìn)行無絲分裂，可進(jìn)行DNA分子的復(fù)制；哺乳動物成熟的紅細(xì)胞已喪失細(xì)

胞核，也無各種細(xì)胞器，不能進(jìn)行DNA分子的復(fù)制。

(3)染色體復(fù)制后形成兩條姐妹染色單體，剛復(fù)制產(chǎn)生的兩個子DNA分子分別位于兩條姐

妹染色單體上，由著絲點相連：其對應(yīng)片段所含基因在無基因突變等特殊變異情況下應(yīng)完全

相同；兩個子DNA分子將于有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期著絲點分裂時，隨兩條姐妹

染色單體的分離而分開，分別進(jìn)入兩個子細(xì)胞中。

@—,

剖析難點-考點突破

重難精講

1.DNA夏制方式探究

(1)實驗方法

探究DNA復(fù)制的方式，采用的是同位素示蹤技術(shù)和離心處理，根據(jù)試管中DNA的分布位

置確定復(fù)制方式。

⑵實驗過程(如下圖)

細(xì)菌在含布的培養(yǎng)基中生

長多K使DNAXZ鏈充分標(biāo)記

轉(zhuǎn)入培養(yǎng)基中

（a）立即取出

⑸繁殖一代后取出

⑹繁殖兩代后取出

提取DN'CsCl

密度梯度離心

_________

中帶■---..-

重帶b

陶僻示

（1）子代DNA分子中模板鏈與另■DNA分子中新合成的子鏈堿基序列完全相同。

⑵影響細(xì)胞呼吸（ATP供給）的所有因素都可能影響DNA復(fù)制。

（3）體外也可進(jìn)行，即PCR擴(kuò)增技術(shù)，除滿足上述條件外（不需解旋酶），還應(yīng)注意溫度、

pH的控制及引物的加入。

（4）在特殊情況F，在外界因素和生物內(nèi)部因素的作用卜.，可能造成堿基配對發(fā)生差錯,

引發(fā)基因突變。

⑸復(fù)制可簡記為“1個主要場所（細(xì)胞核），2種時期（有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前

的間期），3個步驟（解旋、合成新鏈、形成子代DNA）,4個條件（模板、酷、原料和能量）”。

（6）關(guān)于DNA分子復(fù)制的早期推測

關(guān)于DNA分子是如何復(fù)制的，在早期的研究中，科學(xué)家們提出了三個模型，它們是全保

留復(fù)制模型、彌散復(fù)制模型和半保留復(fù)制模型。如圖所示。

II

雙族DNA分子

nirMIIm

全保留發(fā)制半保留發(fā)制彌發(fā)制

2.DNA復(fù)制的有關(guān)計算

DMA復(fù)制為半保留復(fù)制，若將親代DNA分子復(fù)制〃代，其結(jié)果分析如下:

親代

2代f、J

IIIIII

IIIII

(1)子代DNA分子數(shù)為2”個

①含有親代鏈的DNA分子數(shù)為2個；

②不含親代鏈的DNA分子數(shù)為(2"-2)個；

③含子代鏈的DNA有丁個。

(2)子代脫氧核甘酸鏈數(shù)為2小條

①親代脫氧核苜酸鏈數(shù)為2條；

②新合成的脫氧核甘酸鏈數(shù)為(2田一2)條。

(3)消耗的脫鋌核甘酸數(shù)

①若一親代DNA分子含有某種脫氧核甘酸m個，經(jīng)過〃次復(fù)制需要消耗該脫氧核甘酸數(shù)

為初?(2"-1)個；

②第〃次復(fù)制所需該脫氧核甘酸數(shù)為///?2一個。

^^4示.

⑴將，5N標(biāo)記的DNA分子轉(zhuǎn)移到含有“N的培養(yǎng)基中培養(yǎng),無論復(fù)制多少次,含■的DNA

分子始終是2個。若復(fù)制n次，則含l5N的DNA分子占總DNA分子數(shù)的比例為2/2"。做題時

看準(zhǔn)是“含”還是“只含”。

(2)子代DNA分子的鏈中：總鏈數(shù)為2"X2=2";含"N的鏈?zhǔn)冀K是2條，占總鏈數(shù)的比

例為2/2.=1/2"。做題時應(yīng)看準(zhǔn)是例為分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”。

精準(zhǔn)命題

突破點考查DNA復(fù)制的過程和特點

(典例剖析)

??■例3(2020?河北衡水中學(xué)五調(diào))正常情況下，DNA分子在復(fù)制時，DMA單鏈結(jié)合

蛋白能與解旋后的DVA單鏈結(jié)合，使單鏈呈伸展?fàn)顟B(tài)而有利于復(fù)制。如圖是大腸桿菌DNA復(fù)

制過程的示意圖，下列有關(guān)分析錯誤的是(B)

A.在真核細(xì)胞中，DNA復(fù)制可發(fā)生在細(xì)胞分裂的間期

B.DNA復(fù)制時，兩條子鏈復(fù)制的方向是相反的，且都是連續(xù)形成的

C.如圖所示過程可發(fā)生.在大腸桿菌的擬核中，酶①和酶②都是在核糖體上合成的

D.DNA單鏈結(jié)合蛋白能防止解旋的DNA單鏈重新配對

［解析］DNA分子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，從圖中可以看出，在復(fù)制的過程中，子鏈的形

成是由片段連接而成的。

（對應(yīng)訓(xùn)練）

3.1958年，科學(xué)家以大腸桿菌為實驗材料進(jìn)行實驗（如圖所示），證實了DNA是以半保留

方式復(fù)制的，②、③、④、⑤試管是模擬可能出現(xiàn)的結(jié)果，下列相關(guān)推論正確的是（C）

培養(yǎng)條件與方法：

（1）在含的培養(yǎng)基中培養(yǎng)若

千代.使DNA雙鏈均被標(biāo)

記（試管①）

（2）轉(zhuǎn)至含“N的培養(yǎng)基中培養(yǎng),

每30分鐘繁殖一代

（3）取出衽代DNA樣本.并

離心分層

A.該實驗運用了同位素標(biāo)記法，出現(xiàn)④的結(jié)果至少需要90分鐘

B.③是轉(zhuǎn)入“N培養(yǎng)基中復(fù)制一代的結(jié)果，②是復(fù)制二代的結(jié)果

C.對得到DNA以半保留方式復(fù)制結(jié)論起關(guān)鍵作用的是試管③

D.給試管④中加入解旋的一段時間后離心出現(xiàn)的結(jié)果如試管⑤所示

［解析］該實驗運用了同位素標(biāo)記法，根據(jù)DNA半保留復(fù)制特點可知，④是復(fù)制二代的

結(jié)果，因此出現(xiàn)④的結(jié)果至少需要60分鐘，A項錯誤；根據(jù)DNA半保留復(fù)制特點可知，③是

轉(zhuǎn)入"N培養(yǎng)基中復(fù)制一代的結(jié)果，④是復(fù)制二代的結(jié)果，B項錯誤；對得到DNA以半保留方

式復(fù)制結(jié)論起關(guān)鍵作用的是試管③，C項正確；給試管④中加入解旋的一段時間后離心出現(xiàn)的

1Q

結(jié)果應(yīng)該是出現(xiàn)彳重帶和兄輕帶，與試管⑤所示不符，D項錯誤。

突破點DNA復(fù)制的相關(guān)計算

（典例剖析）

??■例4（2020?河北衡水中學(xué)西調(diào)）一個雙鏈均被鄭標(biāo)記的DNA由5000個堿基對

組成，其中腺喋吟占20%,將其置于只含沏的環(huán)境中復(fù)制3次。下列敘述不正確的是（B）

A.DNA復(fù)制是一個邊解旋邊更制的過程

B.第三次復(fù)制需要2.1X10,個游離的胞喀咤脫氧核甘酸

C.子代DNA分子中含32P的單鏈與含3T的單鏈之比為1：7

D.子代DNA分子中含用與含"P的分子數(shù)之比為1：4

［解析］DNA分子中共有10000個堿基，其中胞嗑咤3000個，DNA第三次復(fù)制需要游

離的胞畸咤脫氧核甘酸數(shù)為⑵一】）X3000-（22—1）X3000=1.2X10'（^）o

（對應(yīng)訓(xùn)練）

4.（2021?和平區(qū)期末）若以1分子含500個堿基對的DNA（不含放射性）為模板，在含,5N

的環(huán)境中進(jìn)行復(fù)制〃次，下列相關(guān)敘述正確的是（I））

A.復(fù)制過程中，需要消耗（2〃-l）Xl000個核糖核甘酸

B.子代DNA中，兩條鏈均含有力的DNA分子有（20—1）個

C.細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制主要發(fā)生在細(xì)胞核、線粒體和核糖體中

D.植物細(xì)胞的線粒體和葉綠體中均可發(fā)生DMA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯

［解析］復(fù)制過程中，需要消耗（2"-1）X1000個脫氧核糖核甘酸，A錯誤；根據(jù)DNA半

保留復(fù)制特點，子代DNA中，兩條鏈均含有力的DNA分子有⑵,一2）個，B錯誤；細(xì)胞內(nèi)DNA

復(fù):制主要發(fā)生在細(xì)胞核，此外在線粒體和葉綠體中也能發(fā)生，C錯誤；植物細(xì)胞的線粒體和葉

綠體中均可發(fā)生DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯，I）正確。

突破點考查基因的本質(zhì)及與DNA和染色體的關(guān)系

（典例剖析）

??■例5（2020?重慶一模）下列有關(guān)基因的敘述，錯誤的是（A）

A.摩爾根將孟德爾的“遺傳因子”這一名詞重新命名為“基因”

B.隨著細(xì)胞質(zhì)基因的發(fā)現(xiàn)，基因與染色體的關(guān)系可概括為染色體是基因的主要載體

C.一個DNA分子上有多個基因，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段

D.研究表明，基因與性狀的關(guān)系并不都是簡單的線性關(guān)系

［解析］摩爾根運用假說一演繹法證明基因在染色體上，約翰遜給“遺傳因子”起了一

個新名字為“基因”；DNA主要存在于染色體上，少量存在于細(xì)胞質(zhì)中，故染色體是基因的主

要載體；基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，一個DNA分子上有多個基因；生物的性狀是由基因

和環(huán)境共同決定的，基因與性狀的關(guān)系并不都是簡單的線性關(guān)系。

（對應(yīng)訓(xùn)練）

5.（2020?河北衡水金卷）如圖表示細(xì)胞內(nèi)與基因有關(guān)的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)，其中i是遺傳物質(zhì)

的主要載體。下列相關(guān)敘述正確的是（B）

元素（a>c-e基因（f）-g**i

d

A.堿基對數(shù)目的差異是不同f攜帶信息不同的主要原因

B.f在i上呈線性排列，f與性狀不是簡單的一一定應(yīng)關(guān)系

C.e為核糖核昔酸，h為蛋白質(zhì)

D.若g中（G+C）/（A+T）=0.5,則A占g中總堿基數(shù)的比例為1/2

［解析］f為基因，不同基因攜帶信息不同的主要原因是堿基對的排列順序不同；i為染

色體，基因在染色體上呈線性排列，基因與性狀不是簡單的一一對應(yīng)關(guān)系；e為基因的基本組

成單位一一脫氧核糖核甘酸，h為組成染色體的成分一一蛋白質(zhì)；若g中（G+C）/（A+T）=0.5,

假設(shè)G=C=n,則A=T=2"，故A占g中總堿基數(shù)的比例為1/3。

課末總結(jié)

知識導(dǎo)圖-思維縷析

原料梆離的脫班核甘酸

條］模_板DNA的兩條鏈］

件酶解旋酶工DNA聚合酶等

I**?

特半保困復(fù)制

點

邊解旋邊復(fù)制

有遺傳效應(yīng)啾基排列順序

的DNA片段代表遺傳信息

學(xué)科素養(yǎng)-核心釋疑

1.DNA分子具有多樣性的原因是由于不同的DNA分子中堿基排列順序是千變?nèi)f化的；DNA

分子具有特異性的原因是由于每個DNA分子具有特定的堿基排列順序。DNA分子的結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)

定性的原因是外側(cè)的脫氧核糖和磷酸的相間排列方式穩(wěn)定不變，內(nèi)側(cè)堿基配對的方式穩(wěn)定不

變。

2.DNA分子的復(fù)制是一個邊解旋邊復(fù)制的過程，復(fù)制需要模板、原料、能量和酶等基本

條件。

3.保證DNA分子精確復(fù)制的原因有：（DDNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能夠為復(fù)制提供精

確的模板；（2）通過堿基互補配對，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。

4.分別以不同生物的DNA為模板合成的各個新DNA分子之間（A+C）:（T+G）的比值相同

的原因是因為所有DNA雙鏈中，A與T的數(shù)目相同，C與G的數(shù)目相同。分別以不同生物的DNA

為模板合成的各個新DNA之間存在差異是堿基的數(shù)目、比例和排列順序不同。

5.每個DNA片段中有兩個游離的磷酸基團(tuán)，分別在兩條鏈的其中一端；DNA雙鏈分子中

磷酸、脫氧核糖和堿基之間的數(shù)量比為1：1：1。

6.DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制，其意義是保持了遺傳信息的連續(xù)性。

探究高考-明確考向

1.（2020?全國III,1）關(guān)于真核生物的遺傳信息及其傳遞的敘述，錯誤的是（B）

A.遺傳信息可以從DNA流向RNA,也可以從RNA流向蛋白質(zhì)

B.細(xì)胞中以DNA的一條單鏈為模板轉(zhuǎn)錄出的RNA均可編碼多肽

C.細(xì)胞中DNA分子的堿基總數(shù)與所有基因的堿基數(shù)之和不相等

I）.染色體DNA分子中的一條單鏈可以轉(zhuǎn)錄出不同的RNA分子

［解析］本題考查真核生物的遺傳信息及其傳遞。口心法則的基本內(nèi)容指出遺傳信息可

以從DNA流向RNA,也可以從RNA流向蛋白質(zhì)，A正確；真核細(xì)胞中以DNA的一條鏈為模板轉(zhuǎn)

錄得到的RNA需要進(jìn)一步修飾加工，只有外顯子部分轉(zhuǎn)錄得到的mRNA才能編碼多肽，B錯誤;

基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，故細(xì)胞中DNA的堿基總數(shù)大于所有基因的堿基總數(shù)，C正確；

一個DNA分子上有多個基因，可以轉(zhuǎn)錄出不同的RNA分子，D正確。

2.(2017?海南卷，24)DNA分子的穩(wěn)定性與堿基對之間的氫鍵數(shù)目有關(guān)。下列關(guān)于生物

體內(nèi)DNA分子中(A+T)/(G+C)與(A+C)/(G+T)兩個比值的敘述，正確的是(D)

A.堿基序列不同的雙旗DNA分子，后一比值不同

B.前一個比值越大，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高

C.當(dāng)兩個比值相同時，可判斷這個DNA分子是雙鏈

D,經(jīng)半保留復(fù)制得到的DNA分子，后一比值等于1

［解析］由于雙鏈DNA中堿基A數(shù)目等于T數(shù)目，G數(shù)目等于C數(shù)目，故(A+C)/(G+T)

為恒值1，A錯。A和T堿基對含2個氫鍵，C和G堿基芯含3個氫鍵，故(A+T)/(G+C)中，

(G+C)數(shù)目越多,氫鍵數(shù)越多,雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高，B錯。(A+T)/(G+C)與(A+C)/(G

+T)兩個比值相等，這個DNA分子可能是雙鏈，也可能是單鏈，C錯。經(jīng)半保留復(fù)制得到的

DNA分子,是雙鏈DNA,(A+C)/(G+T)=1,D正確。

第3講基因的表達(dá)

一、選擇題(每小題給出的四個選項中只有一個符合題H要求)

1.(2020?河北衡水中學(xué)五調(diào))在蛋白質(zhì)合成過程中，人們把結(jié)合在同一條mRNA鏈上的

核糖體稱為多聚核糖體。下列相關(guān)敘述錯誤的是(B)

A.組成多聚核糖體的化學(xué)元素有C、H、0、N、P等

B.多聚核糖體使每條肽鏈合成的時間明顯縮短

C.多聚核糖體合成蛋白質(zhì)的過程中有水的生成

D.多聚核糖體合成蛋白質(zhì)時能發(fā)生堿基互補配對

［解析］多聚核糖體可以在短時間內(nèi)合成大量的肽鏈，但每條肽鏈合成的時間是相同的。

2.(2021?安徽合肥高三調(diào)研)圖中①、②、③分別表示相應(yīng)的結(jié)構(gòu)或物質(zhì)，Asn、Ser、

("y為三種氨基酸，分別是天冬酰胺支用0岫)、絲氨酸(CMON、甘氨酸(C2H5O2N),以下說法

錯誤的是(C)

A.結(jié)構(gòu)①中發(fā)生氨基酸的脫水縮合

B.決定圖中天冬酰胺的密碼子是AAC

C.結(jié)構(gòu)②沿著結(jié)構(gòu)③移動，讀取密碼子

D.天冬酰胺R基C、H、0個數(shù)比為2：4：1

［解析］結(jié)構(gòu)①是核糖體，是合成蛋白質(zhì)的場所，在核糖體中會發(fā)生氨基酸的脫水縮合,

A正確；密碼子是mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基，天冬酰胺的密碼子是AAC,B正

確:結(jié)構(gòu)②③分別是IRNA和mRNA,翻譯時核糖體沿著irRNA移動讀取密碼子，C錯誤；期基

酸的分子式為GHGNR,天冬酰胺的分子式,為CHO3N2,則R基團(tuán)中C、H、0三種元素的比為

2：4：1,D正確。

3.（2021?江蘇徐州一中月考）如圖甲、乙表示某生物遺傳信息傳遞和表達(dá)過程，下列敘

述正確的是（A）

RNA聚合院

肽鏈

核糖體

乙

A.甲、乙所示過程可在細(xì)胞同一場所發(fā)生

B.甲過程需要4種核糖核甘酸、酶、能量等條件

C.圖乙所示兩過程堿基配對情況相同

I）.圖乙過程合成的肽鏈長度不同

［解析］圖甲表示DNA的復(fù)制，圖乙表示同時進(jìn)行的轉(zhuǎn)錄和翻譯，則該生物為原核生物,

原核細(xì)胞中甲、乙所示過程可以在同一場所發(fā)生，A正確；DNA的復(fù)制需要的原料是4種脫氧

核甘酸，B錯誤；轉(zhuǎn)錄過程中的堿基配對為T—A、A—U、C—G、G-C,翻譯過程中的堿基配

對為U—A、A—U、C—G、G—C,二者不完全相同，C錯誤；圖乙合成的各條肽鏈?zhǔn)且酝粭l

mRNA為模板合成的，長度相等，D錯誤。

4.（2020?山東省泰安市高三上學(xué)期期中）核糖體RKA（rRNA）在核仁中通過轉(zhuǎn)錄形成，與

核糖核蛋白組裝成核糖體前體，再通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)口進(jìn)一步成熟，成為翻譯的場所。翻

譯時rRNA催化肽鍵的連接。下列相關(guān)敘述錯誤的是（C）

A.rRNA的合成需要DMA做模板

B.rRNA的合成及核糖體的形成與核仁有關(guān)

C.翻譯時，rRNA的堿基與tRNA上的反密碼子互補配對

D.rRNA可降低氨基酸間脫水縮合所需的活化能

［解析］核糖體RNA（rRNA）在核仁中以DNA為模板通過轉(zhuǎn)錄形成，A項、B項正確；翻譯

時，mRNA的密碼子與tRNA上的反密碼子互補配對，C項錯誤；翻譯時rRNA可降低氨基酸間

脫水縮合所需的活化能，催化肽鍵的連接，D項正確。

5.（2020?山東德州期中）如圖為大腸桿菌細(xì)胞中進(jìn)廳的某生理過程，其中A、B、。表示

物質(zhì)，D表示結(jié)構(gòu)。有關(guān)敘述正確的是（B）

A.大腸桿菌的物質(zhì)A需經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工修飾才具有活性

B.細(xì)胞中物質(zhì)B有多種，每種B只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸

C.物質(zhì)C上可以結(jié)合多個D,同時合成多個不同的物質(zhì)A

D.結(jié)構(gòu)D含有RNA和蛋白質(zhì)，其形成與核仁有關(guān)

［解析］大腸桿菌無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體；B為tRNA,細(xì)胞中tRNA有多種，每種tRNA識

別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸；物質(zhì)C上可以結(jié)合多個D,同時合成多個相同的物質(zhì)A；大腸桿菌沒有

核仁。

6.(2020?山東省青島市高三三模)新型冠狀病毒(2019-nCoV)為有包膜病毒，其遺傳物

質(zhì)是一種單股正鏈RNA,以ss(+)RNA表示。ss(+)RNA可直接作為mRNA翻譯成蛋白質(zhì)，下

圖是病毒的增殖過程示意圖。有關(guān)該病毒說法正確的是(C)

r-*RNA發(fā)?制懶子代病毒

??(+)RNA?-(-)RNA―?(?)RNA—?結(jié)構(gòu)蛋白

A.該病毒的遺傳物質(zhì)徹底水解會得到四種核糖核苜酸

B.(+)RNA的嗑咤堿基數(shù)與(一)RNA的喀咤堿基數(shù)相等

C.RNA復(fù)制酶在宿主細(xì)胞內(nèi)可催化磷酸二酯鍵的形成

D.由于沒有核糖體，所以病毒包膜上不存在蛋白質(zhì)

［解析］該病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,若初步水解會得到四種核糖核甘酸，A錯誤；圖中的

(+)RNA與(一)RNA之間為互補關(guān)系，因此二者中的喀咤碳基數(shù)與噪吟堿基數(shù)是相等，B錯誤。

RNA復(fù)制酶在宿主細(xì)胞內(nèi)可催化RNA的合成，品然RNA復(fù)制酶能催化核糖核甘酸之間磷浚二酯

鍵的形成，C正確：病毒是非細(xì)胞生物沒有核糖體，但病毒包膜上依然存在在宿主細(xì)胞中合成

的蛋白質(zhì)，D錯誤。故選C。

7.(2020?山東省淄博市高三三模)研究人員在分離大腸桿菌的多聚核糖體時，發(fā)現(xiàn)核糖

體與DNA及一些蛋白質(zhì)復(fù)合物耦連在一起，形成復(fù)合結(jié)構(gòu)，其組成如下圖所示。下列敘述錯

誤的是(D)

A.核糖體通過mRNA與質(zhì)粒DNA發(fā)生耦連

B.大腸桿菌的轉(zhuǎn)錄過程和翻譯過程同時進(jìn)行

C.在mRNA上，核糖體的移動方向為a-*b

D.啟動子和終止子決定了翻譯的開始和終止

［解析］由圖可知：核糖體通過mRNA與質(zhì)粒DNA發(fā)生耦連，A正確；圖中轉(zhuǎn)錄形成的mRNA

沒有與質(zhì)粒DNA的模板鏈分離，就有多個核糖體與mRNA結(jié)合，說明大腸桿菌的轉(zhuǎn)錄過程和翻

譯過程同時進(jìn)行，B1E確；一個mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個核糖體，同時進(jìn)行多條肽鏈的

合成，且先結(jié)合的核糖體中合成的肽鏈最長，據(jù)此分析圖示可知：在mRNA上，核糖體的移動

方向為a-b,C正確；啟動子的作用是驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出nRNA,終止子起到終止轉(zhuǎn)錄的作用，

起始密碼子和終止密碼子決定了翻譯的開始和終止，D錯誤。故選D。

8.（2021?湖南長郡中學(xué)測試）如圖為某六肽化合物合成的示意圖。下列敘述不正確的是

（B）

A.與①一②相比，③一⑤特有的堿基配對方式是U—A

B.根據(jù)圖中多肽的氨基酸數(shù)可以判斷出終止密碼子是UCU

C.①f②中會產(chǎn)生圖中④代表的物質(zhì)，旦④中含有氫鍵

D.若該多肽是一種DNA聚合酷，則它會催化物質(zhì)①的復(fù)制

［解析］①為DNA,②③均是mRNA,⑤是多肽。①一②過程表示轉(zhuǎn)錄，其堿基配對方式

是A—U、T—A、G—C、C—G,③一⑤過程表示翻譯，其堿基配對方式是A—U、U—A^G—

C-G,可見，與①一②相比，③一⑤特有的堿基配對方式是U—A：由題意“為某六肽化合物

合成”，再根據(jù)圖中多肽的氨基酸數(shù)可以判斷出終止密包子是UAA：①一②所示的轉(zhuǎn)錄過程會

產(chǎn)生圖中④代表的tRNA,IRNA中含有氫鍵；若該多肽是一種DNA聚合酶，則它會催化物質(zhì)①

所示的DNA的復(fù)制。

9.（2020?山東省泰安市高三上學(xué)期期中）用3H標(biāo)記尿嗑咤后合成的核糖核甘酸，若注入

真核細(xì)胞，不可用于研究（A）

A.DNA復(fù)制的場所

B.mRNA與核糖體的結(jié)合

C.DNA轉(zhuǎn)錄的場所

I）.mRNA合成由核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)

［解析］DNA復(fù)制需要DNA模板、原料脫氧核甘酸、能量ATP和DNA聚合酶，不需要尿嗓

口定核糖核甘酸，A正確；mRNA中含有尿喀咤核糖核甘酸，所以可以將其用“標(biāo)記后研究mRNA

與核糖體的結(jié)合和mRNA合成由核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)過程，B、D錯誤；DNA轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈

為模板合成RNA的過程，需要核糖核甘酸為原料，所以可以用3H標(biāo)記尿喘噬后合成的核糖核

苜酸作為原料研究該過程，C錯誤。故選A。

10.（202（）?山東日照一模）研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)細(xì)胞中缺乏氨基酸時，負(fù)載tRNA（攜帶氨基酸的

tRNA）會轉(zhuǎn)化為空載IRNA（沒有攜帶氨基酸的IRNR）參與基因表達(dá)的調(diào)控。如圖是缺乏氨基酸

時，tRNA調(diào)控基因表達(dá)的相關(guān)過程。下列相關(guān)敘述錯誤的是（B）

你我tRNA

A.過程①可以產(chǎn)生tENA、rRNA、mRNA三種RNA

B.終止密碼子與a距離最近，d結(jié)合過的LRNA最多

C.細(xì)胞缺乏氨基酸時，空載IRNA既抑制轉(zhuǎn)錄也抑制翻譯

D.細(xì)胞缺乏氨基酸時，該調(diào)控機制有利于氨基酸的調(diào)配利用

［解析］根據(jù)肽鏈的長短，判斷核糖體是從mRNA右端向左端移動，因此，終止密碼子與

a距離最近，a結(jié)合過的IENA最多。

11.（2020?天津高考模擬）若基因轉(zhuǎn)錄所合成的RNA鏈不能與模板分開，會形成R環(huán)（由

一條RNA鏈與雙徒DNA中的一條鏈雜交而組成的三鏈核酸結(jié)構(gòu)）。下列有關(guān)說法正確的是

（I））

R環(huán)

A.R環(huán)的產(chǎn)生不會影響DNA的復(fù)制

B.R環(huán)中未配對的DN4單鏈可以進(jìn)行轉(zhuǎn)錄因而不會影響該基因的表達(dá)

C.雜合鏈中A-U/T堿基對的比例不會影響R環(huán)的穩(wěn)定性

0.RNA鏈未被快速轉(zhuǎn)運到細(xì)胞質(zhì)中可導(dǎo)致R環(huán)形成

［解析］由于形成的R環(huán)會阻礙解旋酶的移動，所以R環(huán)的產(chǎn)生會影響DNA的復(fù)制，A錯

誤；R環(huán)中未配對的DNA單鏈?zhǔn)欠悄０彐湥贿M(jìn)行轉(zhuǎn)錄，B錯誤；雜合鏈中A—U/T堿基對的

比例會影響兩條鏈之間氫鍵的含量，A—U/T堿基對的比例越少，氫鍵就越多，R環(huán)越穩(wěn)定，

因而會影響R環(huán)的穩(wěn)定性，C錯誤；新生RNA分子未被及時加工成熟或未被快速轉(zhuǎn)運到細(xì)胞質(zhì)

等均會催生R環(huán)的產(chǎn)生，D正確。故選D。

12.（2020?黑龍江大慶四中高三月考）下列有關(guān)遺傳信息傳遞的敘述中，錯誤的是

（C）

A.DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的場所相同

B.堿基互補配對原則很大程度上保證了DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性

C.基因的改變僅引起生物體單一性狀的改變

0.轉(zhuǎn)錄時并非整個DNA分子都解旋

［解析］DNA復(fù)制的主要場所是細(xì)胞核，轉(zhuǎn)錄的主要場所是細(xì)胞核，A1E確；DNA準(zhǔn)確復(fù)

制的原因是親代DMA提供模板，復(fù)制過程嚴(yán)格遵循堿基互補配對，B正確；基因與性狀的關(guān)系

并不都是簡單的線性關(guān)系，基因的改變可能引起生物體多個性狀的改變，c錯誤；轉(zhuǎn)錄是以基

因為單位進(jìn)行的，因此轉(zhuǎn)錄時將DNA片段解旋，D正確。

13.（2021?天津高考模擬）如圖為生物體內(nèi)遺傳信息的傳遞過程，下列相關(guān)敘述正確的

是（I））

⑤A條:誦人生蛋白質(zhì)

（注：利福平與紅霉素都是抗生素類藥物，利福平能卯制RNA聚合酶的活性，紅霉素能與

核糖體結(jié)合以阻止其發(fā)揮作用。）

A.在人體神經(jīng)元的細(xì)胞核中發(fā)生的過程是①，細(xì)胞質(zhì)中發(fā)生的過程是③

B.利福平抑菌是通過影響圖中②過程實現(xiàn)的，紅霉素抑菌是通過影響圖中⑤過程實現(xiàn)的

C.圖中能發(fā)生堿基A與T配對的過程有①能發(fā)生堿基A.與U配對的過程有②③④⑤

D.細(xì)胞生物的遺傳信息傳到蛋白質(zhì)的途徑為②③，病毒的遺傳信息傳到蛋白質(zhì)的途徑為

④②③或③

［解析］人體神經(jīng)元細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞，其細(xì)胞核中可發(fā)生②轉(zhuǎn)錄不可發(fā)生①DNA復(fù)

制，其細(xì)胞質(zhì)中的線粒體含有少量DNA,可發(fā)生①DNA復(fù)制、②轉(zhuǎn)錄和③翻譯過程，A錯誤；

據(jù)題干信息，利福平能抑制RNA聚合酶的活性，說明能夠影響RNA的合成，而細(xì)菌不能發(fā)生

⑤RNA復(fù)制過程，因此利福平抑菌是通過影響②轉(zhuǎn)錄過程實現(xiàn)的。核糖體是翻譯的場所，紅霉

素能與核糖體結(jié)合阻止其發(fā)揮作用，因此紅霉素抑菌是通過影響③翻譯過程實現(xiàn)的，B錯誤；

DNA和DNA之間或者DNA和RNA之間能發(fā)生堿基A與T的配對，因止匕①DNA復(fù)制、②轉(zhuǎn)錄和④

逆轉(zhuǎn)錄過程均可發(fā)生堿基A與T的配對：DNA與RNA之間或者RNA與RNA之間能發(fā)生堿基A與

U的配對，因此②轉(zhuǎn)錄、③翻譯、④逆轉(zhuǎn)錄和⑤RNA紅制過程均可發(fā)生堿基A與U的配對.