2024年高考生物二輪復(fù)習(xí)：遺傳的分子基礎(chǔ)（講義）（原卷版）

專題05遺傳的分子基礎(chǔ)

--------------------內(nèi)容概覽」

01專題網(wǎng)絡(luò)思維腦圖

02考情分析解密高考

03高頻考點(diǎn)以考定法

考點(diǎn)一主要的遺傳物質(zhì)DNA的結(jié)構(gòu)

考點(diǎn)二遺傳信息的傳遞與表達(dá)

考點(diǎn)三基因?qū)π誀畹目刂萍氨碛^遺傳

04核心素養(yǎng)?微專題

微專題1同位素標(biāo)記法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

微專題2細(xì)胞分裂過程中染色體和DNA的標(biāo)記問題

微專題3用同位素標(biāo)記法研究DNA復(fù)制的方式

微專題4從生命信息觀的角度理解中心法則

05創(chuàng)新好題突破練

01專題網(wǎng)絡(luò)?思維腦圖

核

真

核

結(jié)論①_________原-概念?（長句作答）

胞

胞

細(xì)

格里菲思實(shí)驗(yàn)細(xì)

（長句作答）(?

遺

「聚合酶結(jié)合部位?

傳RNA

物

」結(jié)構(gòu)--核甘酸鏈片段

.—［艾弗里實(shí)驗(yàn)）—質(zhì)

結(jié)顓）_________

的

—轉(zhuǎn)錄終止部位?

探

索(——模板?

)遺

方法③_________傳—轉(zhuǎn)---------原料?

信

息

的產(chǎn)物?

表

達(dá)

④_____________一模板?

_（￥代DNA復(fù)制方式^

⑤分開時(shí)間原料?

Vy

(

結(jié)

（中心法則）產(chǎn)物?

構(gòu)

與

復(fù)

直接途徑

酶⑦_(dá)_____、原料⑧、模板⑨制基因?qū)π誀畹目刂疲?/p>

)H—

間接途徑

02考情分析?解密高考

考點(diǎn)核心概念考查方式高考考題分布

3.L1概述多數(shù)生物的

基因是DNA分子的功

能片段，有些病毒的基

DNA是主因在RNA分子上3.1.2

2021全國乙T5

概述DNA分子是由四

要的遺傳物2022廣東T12

種脫氧核苗酸構(gòu)成，通

質(zhì)及DNA2021全國甲T30

常有兩條堿基互補(bǔ)配

2021山東T4

的結(jié)構(gòu)對的反向平行長面，形

此部分的重重點(diǎn)是中心法則，考察內(nèi)容涉及

成雙螺旋結(jié)構(gòu)，堿基的

DNA的結(jié)構(gòu)、DNA作為遺傳物質(zhì)的證據(jù)、

互補(bǔ)排列順序編碼了

DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程及其特點(diǎn)。

遺傳信息。

山東卷常設(shè)置堿基突變情境考察DNA復(fù)

3.1.3概述DNA分子通過2023山東T5

制，全國卷側(cè)重于對翻譯過程的考察，試題

半保留方式進(jìn)行復(fù)制。2021山東T5

情景多以示意圖形式呈現(xiàn)，考察考生獲取信

遺傳信息3.1.4概述DNA分子上的2023全國乙T5

息和解讀信息的能力、調(diào)動(dòng)和運(yùn)用知識的情

遺傳信息通過RNA指導(dǎo)2021廣東T7

的傳遞與境遷移能力及分析解決問題的能力

蛋白質(zhì)的合成。細(xì)胞分化2020全國IIIT1

表達(dá)的本質(zhì)是基因選擇性表達(dá)2020全國IIIT3

的結(jié)果，生物的性狀主要

通過蛋白質(zhì)表現(xiàn)。

基因?qū)π誀?/p>

3.1.5概述某些基因中堿基

2023山東T7

的控制及表序列不變但表型改變的表

觀遺傳現(xiàn)象

觀遺傳

03高頻考點(diǎn)?以考定法I

考點(diǎn)一主要的遺傳物質(zhì)DNA的結(jié)構(gòu)

??高考解密<<

命題點(diǎn)一DNA的結(jié)構(gòu)

典例01

（2022?浙江?高考真題）某同學(xué)欲制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，已準(zhǔn)備了足夠的相關(guān)材料，下列敘述正確的

是（）

A.在制作脫氧核甘酸時(shí)，需在磷酸上連接脫氧核糖和堿基

B.制作模型時(shí)，鳥喋吟與胞嚏咤之間用2個(gè)氫鍵連接物相連

C.制成的模型中，腺喋吟與胞喀咤之和等于鳥喋吟和胸腺喀咤之和

D.制成的模型中，磷酸和脫氧核糖交替連接位于主鏈的內(nèi)側(cè)

典例02

（2021?山東?統(tǒng)考高考真題）我國考古學(xué)家利用現(xiàn)代人的DNA序列設(shè)計(jì)并合成了一種類似磁鐵的“引

子”，成功將極其微量的古人類DNA從提取自土壤沉積物中的多種生物的DNA中識別并分離出來，用

于研究人類起源及進(jìn)化。下列說法正確的是（）

A.“引子”的徹底水解產(chǎn)物有兩種

B.設(shè)計(jì)“引子”的DNA序列信息只能來自核DNA

C.設(shè)計(jì)“引子”前不需要知道古人類的DNA序列

D.土壤沉積物中的古人類雙鏈DNA可直接與“引子”結(jié)合從而被識別

典例03

（2021?全國?統(tǒng)考高考真題）用一段由放射性同位素標(biāo)記的DNA片段可以確定基因在染色體上的位置。某

研究人員使用放射性同位素32P標(biāo)記的脫氧腺甘三磷酸（dATP,dAR?等材料制備了DNA片段甲

（單鏈），對W基因在染色體上的位置進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)流程的示意圖如下。

回答下列問題：

(1)該研究人員在制備32P標(biāo)記的DNA片段甲時(shí)，所用dATP的a位磷酸基團(tuán)中的磷必須是32P,原因

是O

(2)該研究人員以細(xì)胞為材料制備了染色體樣品，在混合操作之前去除了樣品中的RNA分子，去除

RNA分子的目的是-

(3)為了使片段甲能夠通過堿基互補(bǔ)配對與染色體樣品中的W基因結(jié)合，需要通過某種處理使樣品中的

染色體DNA?

(4)該研究人員在完成上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，又對動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)某基因的mRNA進(jìn)行了檢測，在實(shí)驗(yàn)過程中

用某種酶去除了樣品中的DNA,這種酶是。

命題點(diǎn)二DNA是主要的遺傳物質(zhì)

典例01

(2021?全國?高考真題)在格里菲思所做的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，無毒性的R型活細(xì)菌與被加熱殺死的

S型細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi)，從小鼠體內(nèi)分離出了有毒性的S型活細(xì)菌。某同學(xué)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，結(jié)合

現(xiàn)有生物學(xué)知識所做的下列推測中，不合理的是()

A.與R型菌相比，S型菌的毒性可能與莢膜多糖有關(guān)

B.S型菌的DNA能夠進(jìn)入R型菌細(xì)胞指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

C.加熱殺死S型菌使其蛋白質(zhì)功能喪失而DNA功能可能不受影響

D.將S型菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后與R型菌混合，可以得到S型菌

??技巧解密<<

生物主要的遺傳物質(zhì)DNA的結(jié)構(gòu)

1.歸納遺傳物質(zhì)探索歷程的“兩標(biāo)記”和“三結(jié)論”

(1)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中的兩次標(biāo)記的目的不同

第一次分別用含35s和32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌,目的是獲得帶有標(biāo)記的

標(biāo)記大腸桿菌

第二次分別用含35s和32P的大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體,目的是使噬菌體帶上

標(biāo)記放射性標(biāo)記

(2)遺傳物質(zhì)發(fā)現(xiàn)的三個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論

①格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：加熱致死的S型細(xì)菌中存在“轉(zhuǎn)化因子”。

②艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。

③噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì),但不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。

2.明確噬菌體浸染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)放射性分布誤差產(chǎn)生的三個(gè)原因

一

過

一

保

一部分噬菌體未侵染

短

溫

一大腸桿菌上清液、沉

⑴32P標(biāo)記—遹

時(shí)

一淀物中均有

心

間

DNA過部分大腸桿菌裂解，

一放射性

長

一釋放子代噬菌體

少量35s標(biāo)記的噬菌上清液、沉

⑵35s標(biāo)記_攪拌墓

-體的蛋白質(zhì)外殼吸淀物中均有

蛋白質(zhì)外殼不充分花

附在大腸桿菌表面放射性

3.“遺傳物質(zhì)”探索的四種方法

分離S型細(xì)菌的多種組成物質(zhì)(DNA、蛋白質(zhì)、

分離

多糖等)，分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)。缺點(diǎn)是物

提純法

質(zhì)純度不能保證100%

放射性分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)的特有元素；將病毒

同位素的DNA與蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)、直接地觀察它

標(biāo)記法們各自的作用

病毒將一種病毒的遺傳物質(zhì)與另一種病毒的蛋白質(zhì)

重組法外殼重新組合，得到雜種病毒

利用酶的專一性，如加入DNA酶，將DNA水

解，觀察起控制作用的物質(zhì)是否還有控制作

酶解法一

用，若"有''，其遺傳物質(zhì)不是DNA,若“沒

有”，其遺傳物質(zhì)可能是DNA

【易錯(cuò)歸納】

準(zhǔn)確理解DNA是主要的遺傳物質(zhì)

(1)“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”是總結(jié)多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)后得出的結(jié)論，而不是由“肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化

實(shí)驗(yàn)”和“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)得出的。

(2)對于整個(gè)生物界而言，生物的遺傳物質(zhì)是核酸，其中絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,少數(shù)病毒

的遺傳物質(zhì)是RNA,所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。

4.DNA的結(jié)構(gòu)

(1)理清DNA結(jié)構(gòu)的兩種關(guān)系和兩種化學(xué)鍵

每個(gè)DNA分子片段中，游離的磷酸基團(tuán)有1個(gè)

數(shù)量關(guān)系A(chǔ)—T之間有兩個(gè)氫鍵，G—C之間有三個(gè)氫鍵

脫氧核糖數(shù)=磷酸數(shù)=含氮堿基數(shù)

單鏈中相鄰堿基：通過一脫氧核糖一磷酸一脫氧核糖一連接

位置關(guān)系

互補(bǔ)鏈中相鄰堿基：通過氫鍵相連

氫鍵：連接互補(bǔ)鏈中相鄰堿基的化學(xué)鍵

化學(xué)鍵

磷酸二酯鍵：連接單鏈中相鄰兩個(gè)脫氧核昔酸的化學(xué)鍵

(2)雙鏈DNA的堿基之間的關(guān)系

①雙鏈DNA分子中常用公式：A=T、C=G、A+G=T+C=A+C=T+Go

②，，單鏈中互補(bǔ)堿基和”占該鏈堿基數(shù)比例="雙鏈中互補(bǔ)堿基和”占雙鏈總堿基數(shù)比例。

③某單鏈不互補(bǔ)堿基之和的比值與其互補(bǔ)鏈的該比值互為倒數(shù)。

考點(diǎn)二遺傳信息的傳遞與表達(dá)

??高考解密<<

命題點(diǎn)一遺傳信息的傳遞

典例01

（2023?山東?高考真題）將一個(gè)雙鏈DNA分子的一端固定于載玻片上，置于含有熒光標(biāo)記的脫氧核昔酸的

體系中進(jìn)行復(fù)制。甲、乙和丙分別為復(fù)制過程中3個(gè)時(shí)間點(diǎn)的圖像，①和②表示新合成的單鏈，①的5，端

指向解旋方向，丙為復(fù)制結(jié)束時(shí)的圖像。該DNA復(fù)制過程中可觀察到單鏈延伸暫?，F(xiàn)象，但延伸進(jìn)行時(shí)

2條鏈延伸速率相等。已知復(fù)制過程中嚴(yán)格遵守堿基互補(bǔ)配對原則，下列說法錯(cuò)誤的是（）

①

②

①

②

①

②

A.據(jù)圖分析，①和②延伸時(shí)均存在暫?，F(xiàn)象

B.甲時(shí)①中A、T之和與②中A、T之和可能相等

C.丙時(shí)①中A、T之和與②中A、T之和一定相等

D.②延伸方向?yàn)?'端至3'端，其模板鏈3'端指向解旋方向

典例02

（2021?山東?統(tǒng)考高考真題）利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，將含有基因修飾系統(tǒng)的T-DNA插入到水稻細(xì)胞M的

某條染色體上，在該修飾系統(tǒng)的作用下，一個(gè)DNA分子單鏈上的一個(gè)C脫去氨基變?yōu)閁,脫氨基過程

在細(xì)胞M中只發(fā)生一次。將細(xì)胞M培育成植株No下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.N的每一個(gè)細(xì)胞中都含有T-DNA

B.N自交，子一代中含T-DNA的植株占3/4

C.M經(jīng)n（n>l）次有絲分裂后，脫氨基位點(diǎn)為A-U的細(xì)胞占l/2n

D.M經(jīng)3次有絲分裂后，含T-DNA且脫氨基位點(diǎn)為A-T的細(xì)胞占1/2

命題點(diǎn)二遺傳信息的表達(dá)

典例01

（2023?浙江?統(tǒng)考高考真題）核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所。某細(xì)菌進(jìn)行蛋白質(zhì)合成時(shí)，多個(gè)核糖體串聯(lián)在

一條mRNA上形成念珠狀結(jié)構(gòu)——多聚核糖體（如圖所示）。多聚核糖體上合成同種肽鏈的每個(gè)核糖體都

從mRNA同一位置開始翻譯，移動(dòng)至相同的位置結(jié)束翻譯。多聚核糖體所包含的核糖體數(shù)量由mRNA的

A.圖示翻譯過程中，各核糖體從mRNA的3,端向5,端移動(dòng)

B.該過程中，mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子互補(bǔ)配對

C.圖中5個(gè)核糖體同時(shí)結(jié)合到mRNA上開始翻譯，同時(shí)結(jié)束翻譯

D.若將細(xì)菌的某基因截短，相應(yīng)的多聚核糖體上所串聯(lián)的核糖體數(shù)目不會(huì)發(fā)生變化

典例02

（2023?全國?統(tǒng)考高考真題）已知某種氨基酸（簡稱甲）是一種特殊氨基酸，迄今只在某些古菌（古細(xì)

菌）中發(fā)現(xiàn)含有該氨基酸的蛋白質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)這種情況出現(xiàn)的原因是，這些古菌含有特異的能夠轉(zhuǎn)運(yùn)甲的

tRNA（表示為tRNA甲）和酶E,酶E催化甲與tRNA甲結(jié)合生成攜帶了甲的tRNA甲（表示為甲一tRNA

甲），進(jìn)而將甲帶入核糖體參與肽鏈合成。已知tRNA甲可以識別大腸桿菌mRNA中特定的密碼子，從而

在其核糖體上參與肽鏈的合成。若要在大腸桿菌中合成含有甲的肽鏈，則下列物質(zhì)或細(xì)胞器中必須轉(zhuǎn)入大

腸桿菌細(xì)胞內(nèi)的是（）

①ATP②甲③RNA聚合酶④古菌的核糖體⑤酶E的基因⑥tRNA甲的基因

A.②⑤⑥B.①②⑤C.③④⑥D(zhuǎn).②④⑤

典例03

（2020?全國?統(tǒng)考高考真題）關(guān)于真核生物的遺傳信息及其傳遞的敘述，錯(cuò)誤的是（）

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

D.染色體DNA分子中的一條單鏈可以轉(zhuǎn)錄出不同的RNA分子

典例04

（2020?全國?統(tǒng)考高考真題）細(xì)胞內(nèi)有些tRNA分子的反密碼子中含有稀有堿基次黃喋吟（I）,含有I的

反密碼子在與mRNA中的密碼子互補(bǔ)配對時(shí)，存在如圖所示的配對方式（Gly表示甘氨酸）。下列說法錯(cuò)

A.一種反密碼子可以識別不同的密碼子

B.密碼子與反密碼子的堿基之間通過氫鍵結(jié)合

C.tRNA分子由兩條鏈組成，mRNA分子由單鏈組成

D.mRNA中的堿基改變不一定造成所編碼氨基酸的改變

??技巧解密<<

遺傳信息的傳遞與表達(dá)

1.圖解遺傳信息的傳遞和表達(dá)

（l）DNA分子復(fù)制：DNA-DNA（以真核細(xì)胞為例）

兩種重要酶：圖中a為DNA;

聚合酶，b為解旋酶①時(shí)期:細(xì)胞分裂前的間期

②場所:主要為細(xì)胞核，其次

為葉綠體、線粒體

③子代DNA分開:隨著絲粒

分裂，兩條染色單體分開

④原料：四種脫氧核昔酸

特點(diǎn):半保留復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制，多起點(diǎn)分段復(fù)制，雙向

復(fù)制

(2)轉(zhuǎn)錄：DNA—RNA

b與c的差異:五碳糖不同

；d：①場所:主要在細(xì)胞核（其

一一」他DNA存在處也均可）

②原料：四種核糖核甘酸

：需要一種重要酶:RNA聚合酶：③范圍：幾乎所有的活細(xì)胞

（3）翻譯：mRNA-蛋白質(zhì)

①模型一

名稱」I、H、皿、IV分別為tRNA、核糖體、

「mRNA、多肽鏈

起點(diǎn)」起始密碼子決定的是甲硫氨酸或繳

「氨酸

終點(diǎn)」識別到終止密碼子（一般不決定氨

基酸）

劉雪核糖體沿著mRNA移動(dòng)

②模型二

名稱」①②③分別為niRNA、核糖體、多

「肽鏈

數(shù)量」一個(gè)mRNA可同時(shí)結(jié)合多個(gè)核糖

里系*|體，同時(shí)合成多條肽鏈

方向」從左向右,判斷依據(jù)是多肽鏈的

［足短，長的翻譯在前

生J合成多個(gè)氨基酸序列完全相同的

「多肽，因?yàn)槟０錷RNA相同

【易錯(cuò)歸納】

①場所問題：原核細(xì)胞中邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯；真核細(xì)胞中核基因的表達(dá)先在細(xì)胞核中轉(zhuǎn)錄，后在細(xì)胞質(zhì)中

完成翻譯過程。

②范圍問題：DNA復(fù)制時(shí)以整個(gè)DNA分子為單位進(jìn)行，產(chǎn)生兩個(gè)相同的子代DNA分子。轉(zhuǎn)錄時(shí)，

是以基因?yàn)閱挝贿M(jìn)行，產(chǎn)生一段RNA,該RNA分子的長度遠(yuǎn)小于DNA分子。

2.中心法則與遺傳信息的傳遞類型

DNA病毒復(fù)RNA翻章蛋白質(zhì)

"制R"一（性狀）

復(fù)制型RNA

病病蓍復(fù)嬴k墊性蛋白質(zhì)（性狀）

毒一制

復(fù)制

中

逆轉(zhuǎn)錄病毒C、,，逆我nzA翻蛋白質(zhì)

心"RNA林出吩京RNA莓（性狀）

法

則

細(xì)分裂細(xì)胞兔域蟀RNA蝸膘

胞一制

生

物不分裂細(xì)型DNA^^RNA蛋白質(zhì)（性狀）

考點(diǎn)三基因?qū)π誀畹目刂萍氨碛^遺傳

??高考解密<<

命題點(diǎn)一基因?qū)π誀畹目刂?/p>

典例01

（2022?天津?高考真題）染色體架起了基因和性狀之間的橋梁。有關(guān)敘述正確的是（）

A.性狀都是由染色體上的基因控制的

B.相對性狀分離是由同源染色體上的等位基因分離導(dǎo)致的

C.不同性狀自由組合是由同源染色體上的非等位基因自由組合導(dǎo)致的

D.可遺傳的性狀改變都是由染色體上的基因突變導(dǎo)致的

典例02

（2017?全國?統(tǒng)考高考真題）下列有關(guān)基因型、性狀和環(huán)境的敘述，錯(cuò)誤的是（）

A.兩個(gè)個(gè)體的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同

B.某植物的綠色幼苗在黑暗中變成黃色，這種變化是由環(huán)境造成的

C.O型血夫婦的子代都是O型血，說明該性狀是由遺傳因素決定的

D.高莖豌豆的子代出現(xiàn)高莖和矮莖，說明該相對性狀是由環(huán)境決定的

命題點(diǎn)二表觀遺傳

典例01

（2023?海南?高考真題）某植物的葉形與R基因的表達(dá)直接相關(guān)?，F(xiàn)有該植物的植株甲和乙，二者R基因

的序列相同。植株甲R基因未甲基化，能正常表達(dá)；植株乙R基因高度甲基化，不能表達(dá)。下列有關(guān)敘述

正確的是（）

A.植株甲和乙的R基因的堿基種類不同

B.植株甲和乙的R基因的序列相同，故葉形相同

C.植株乙自交，子一代的R基因不會(huì)出現(xiàn)高度甲基化

D.植株甲和乙雜交，子一代與植株乙的葉形不同

典例02

（2022?天津?高考真題）小鼠Au基因控制黃色體毛，該基因上游不同程度的甲基化修飾會(huì)導(dǎo)致其表達(dá)受

不同程度抑制，使小鼠毛色發(fā)生可遺傳的改變。有關(guān)敘述正確的是（）

A.Au基因的堿基序列保持不變

B.甲基化促進(jìn)A"基因的轉(zhuǎn)錄

C.甲基化導(dǎo)致Au基因編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變

D.甲基化修飾不可遺傳

典例03

（2022?遼寧?統(tǒng)考高考真題，不定項(xiàng)）視網(wǎng)膜病變是糖尿病常見并發(fā)癥之一。高血糖環(huán)境中，在DNA甲基

轉(zhuǎn)移酶催化下，部分胞嚓咤加上活化的甲基被修飾為5，-甲基胞嚓咤，使視網(wǎng)膜細(xì)胞線粒體DNA堿基甲基

化水平升高，可引起視網(wǎng)膜細(xì)胞線粒體損傷和功能異常。下列敘述正確的是（）

A.線粒體DNA甲基化水平升高，可抑制相關(guān)基因的表達(dá)

B.高血糖環(huán)境中，線粒體DNA在復(fù)制時(shí)也遵循堿基互補(bǔ)配對原則

C.高血糖環(huán)境引起的甲基化修飾改變了患者線粒體DNA堿基序列

D.糖尿病患者線粒體DNA高甲基化水平可遺傳

??技巧解密<<

基因?qū)π誀畹目刂坪捅碛^遺傳

1.基因控制性狀的途徑

,等基因等蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)鏢*生物體的性狀

古■+立邑甲■審

直接_JaJ

方式一至

備囊性纖維化、鐮狀細(xì)胞貧血

rXx基因等酶的合成告代謝過程翳髓素

方式一

——--字

嗑*豌豆的圓粒與皺粒、白化病

例

2.表觀遺傳

特征不發(fā)生DNA序列的變化；可遺傳；受環(huán)境影響

機(jī)制DNA的甲基化；構(gòu)成染色體的組蛋白發(fā)生甲基化、乙?；揎?/p>

??考向預(yù)測<<

本專題內(nèi)容著重考查DNA分子的結(jié)構(gòu)。復(fù)制和基因表達(dá)的過程，結(jié)合選擇性必修3基因工程部分

考查較多。表觀遺傳是考查熱點(diǎn)，不可忽視。

.?！翱?H意1

一'同位素標(biāo)記法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

同位素標(biāo)記法是用示蹤元素標(biāo)記化合物，根據(jù)化合物的放射性確定物質(zhì)的轉(zhuǎn)移途徑或?qū)τ嘘P(guān)的化

學(xué)反應(yīng)進(jìn)行追蹤，也稱為同位素示蹤法。

1.噬菌體親子代個(gè)體與細(xì)菌之間的同位素標(biāo)記關(guān)系

比較項(xiàng)目DNA蛋白質(zhì)DNA和蛋白質(zhì)

親代噬菌體32p35s14C,3H,18O>15N

31P122

培養(yǎng)細(xì)菌32sC>H>160、14N

子代噬菌體32P、31P32sC、H、0、N兩種都有

（1）該實(shí)驗(yàn)不能標(biāo)記C、H、0、N這些DNA和蛋白質(zhì)共有的元素，否則無法將DNA和蛋白質(zhì)區(qū)

分開。

（2）35S（標(biāo)記蛋白質(zhì)）和32P（標(biāo)記DNA）不能同時(shí)標(biāo)記在同一噬菌體上，因?yàn)榉派湫詸z測時(shí)只能檢測

到放射性存在的部位，不能確定是何種元素的放射性。

2.常用同位素標(biāo)記法的實(shí)例

同位素標(biāo)記物質(zhì)研究內(nèi)容結(jié)論（結(jié)果）

14暗反應(yīng)中碳的轉(zhuǎn)移途徑發(fā)現(xiàn)卡爾文循環(huán)

cco2

分泌蛋白的合成、分泌過核糖體—內(nèi)質(zhì)網(wǎng)一高爾基體一

3H亮氨酸

程細(xì)胞膜

產(chǎn)生的。2來自H2O,而不是

18

0H2O和CC)2光合作用中02的來源

co2

15NDNADNA的復(fù)制DNA半保留復(fù)制

32pDNA

生物的遺傳物質(zhì)DNA是生物的遺傳物質(zhì)

35s蛋白質(zhì)

典例01

用DNA雙鏈均被32P標(biāo)記的一個(gè)T2噬菌體侵染被35s標(biāo)記的大腸桿菌，一段時(shí)間后釋放出了

加個(gè)子代T2噬菌體。下列有關(guān)敘述正確的是（）

A.用32P標(biāo)記T2噬菌體的方法與用35s標(biāo)記大腸桿菌的方法相同

B.這打個(gè)子代T2噬菌體中，含32P的T2噬菌體所占的比例為1加

C.若子代T2噬菌體均同時(shí)含32P和35S,則該T2噬菌體只繁殖了一代

D.經(jīng)過培養(yǎng)，得到的加個(gè)子代T2噬菌體中有3/4含有35s

二、細(xì)胞分裂過程中染色體和DNA的標(biāo)記問題

1.DNA復(fù)制后DNA分子存在位置與去向

(1)2個(gè)子DNA位置：當(dāng)1個(gè)DNA分子復(fù)制后形成2個(gè)新DNA分子后，這2個(gè)子DNA位于兩

條姐妹染色單體上，且由著絲粒連在一起，如圖所示：

(2)子DNA去向：在有絲分裂后期或減數(shù)分裂n后期，當(dāng)著絲粒分裂時(shí)，兩條姐妹染色單體分

開，分別移向細(xì)胞兩極，此時(shí)子DNA隨染色單體分開而分開。

2.有絲分裂中染色體標(biāo)記情況分析

(1)過程圖解(一般只研究一條染色體)：

復(fù)制一次(母鏈標(biāo)記，培養(yǎng)液不含標(biāo)記同位素):

1條染色體上的1條染色體上的22條被標(biāo)記的染色體

雙鏈DNA分子條姐妹染色單體

轉(zhuǎn)至不含標(biāo)記同位素培養(yǎng)液中再培養(yǎng)一個(gè)細(xì)胞周期:

H再復(fù)制一次,?用著絲粒分裂

只有1條單鏈被只有1條單鏈被2條染色體中只

標(biāo)記的染色體上標(biāo)記的兩條姐妹有1條被標(biāo)記

的DNA分子染色單體

(2)規(guī)律總結(jié)：若只復(fù)制一次，產(chǎn)生的子染色體都帶有標(biāo)記；若復(fù)制兩次，產(chǎn)生的子染色體只有一

半帶有標(biāo)記。

3.減數(shù)分裂中染色體標(biāo)記情況分析

(1)過程圖解：減數(shù)分裂一般選取一對同源染色體為研究對象，如下圖(母鏈標(biāo)記，培養(yǎng)液不含標(biāo)

記同位素):

(2)規(guī)律總結(jié)：由于減數(shù)分裂沒有細(xì)胞周期，DNA只復(fù)制一次，因此產(chǎn)生的子染色體都帶有標(biāo)

記。

典例01

如圖表示某生物的精原細(xì)胞在條件X下最終形成了四個(gè)細(xì)胞，條件X可能是①精原細(xì)胞某一對

同源染色體中的一條染色體上的DNA雙鏈均被15N標(biāo)記；②精原細(xì)胞某一對同源染色體中的兩條染

色體上的DNA雙鏈均被15N標(biāo)記；③進(jìn)行減數(shù)分裂；④進(jìn)行有絲分裂。下列有關(guān)說法正確的是（）

|某生物的精原細(xì)胞2-=再把四個(gè)細(xì)胞

A.若條件X為①③，則處于減數(shù)分裂II后期的兩個(gè)次級精母細(xì)胞中均含被小N標(biāo)記的染色體

B.若條件X為②③，則處于減數(shù)分裂II后期的兩個(gè)次級精母細(xì)胞中均含有兩條被15N標(biāo)記的染

色體

C.若條件X為①③，則產(chǎn)生的四個(gè)精細(xì)胞一定均含被15N標(biāo)記的染色體

D.若條件X為②④，則產(chǎn)生的四個(gè)子細(xì)胞一定均含被15N標(biāo)記的染色體

三'用同位素標(biāo)記法研究DNA復(fù)制的方式

1.實(shí)驗(yàn)方法

同位素標(biāo)記法和離心技術(shù)。

2.實(shí)驗(yàn)原理

含15N的雙鏈DNA密度大，含14N的雙鏈DNA密度小，一條鏈含^N、一條鏈含的雙鏈

DNA密度居中。

3.實(shí)驗(yàn)假設(shè)

DNA以半保留的方式復(fù)制。

4.實(shí)驗(yàn)預(yù)期

離心后應(yīng)出現(xiàn)3條DNA帶。

重帶（密度最大）兩條鏈都為15N標(biāo)記的親代雙鏈DNA

一條鏈為14N標(biāo)記，另一條鏈為15N標(biāo)記的子代雙鏈

中帶（密度居中）

DNA

輕帶（密度最?。﹥蓷l鏈都為14N標(biāo)記的子代雙鏈DNA

5.實(shí)驗(yàn)過程

實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期結(jié)果圖解分析

用

①同弧/呱田叫§

親代

『DNA

位

素

，位于下部

標(biāo)

大

記③提取

（1515）

腸N/N

菌

桿DNA,親代DNA分子

的D

離心第一代

分NA

子/N/MN-DN4尊§

DNA位

于中部

②將15N④觀察（15N/14N）

試管中第一代DNA分子

第

的大腸代

二

桿菌放DNA的一

位置DNNA于

半

在"N的位

一

中

培養(yǎng)基部

.1514

半

位愛送淡法

中培養(yǎng)于N/N-DNA

上

部第二代DNA分子

6.過程分析

(1)立即取出，提取DNA一離心一全部重帶。

(2)繁殖一代后取出，提取DNA一離心一全部中帶。

(3)繁殖兩代后取出，提取DNA-離心-1/2輕帶、1/2中帶。

7.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行。

典伊】01

科學(xué)家為了探究DNA復(fù)制方式，先用含有15NH4cl的原料來培養(yǎng)大腸桿菌若干代作為親本，再

14

將親本大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含NH4C1的原料中培養(yǎng)，收集不同時(shí)期的大腸桿菌并提取DNA,再將提取的

DNA進(jìn)行離心，記錄離心后試管中DNA的位置。

15

(1)用含有NH4C1的原料來培養(yǎng)大腸桿菌若干代作為親本，培養(yǎng)若干代的目的是

(2)有科學(xué)家認(rèn)為DNA的復(fù)制是全保留復(fù)制，復(fù)制形成的兩條子鏈結(jié)合在一起，兩條模板鏈重新

結(jié)合在一起。若是全保留復(fù)制，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果是子一代的DNA位置是