專題09基因的本質(zhì)-2022年高考生物最后階段重點梳理與真題重現(xiàn)

專題09基因的本質(zhì)教材回歸：1.DNA是遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)1——肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗肺炎雙球菌類型及特點類型菌體菌落毒性S型細菌有多糖類的莢膜表面光滑有R型細菌沒有多糖類的莢膜表面粗糙無（1）格里菲思體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗結(jié)論：加熱殺死的S型細菌中含有某種“轉(zhuǎn)化因子”，能將R型活細菌轉(zhuǎn)化為S型活細菌。（2）艾弗里體外體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗實驗方法：將S型細菌中的物質(zhì)分離出來，分別與R型細菌混合培養(yǎng)，獨立地觀察各自的作用。實驗結(jié)論：DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，即DNA是遺傳物質(zhì)。也證明了蛋白質(zhì)、多糖、DNA水解產(chǎn)物不是遺傳物質(zhì)。2.DNA是遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)2——噬菌體侵染細菌的實驗（1）實驗人：赫爾希和蔡斯。（2）實驗方法：同位素標記法，用35S和32P分別標記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNA分子。（3）實驗結(jié)果：細菌裂解釋放出的子噬菌體中，能檢測到32P標記的DNA，不能檢測到35S標記的蛋白質(zhì)。（4）實驗結(jié)論：實驗表明噬菌體侵染細菌時，DNA進入到細菌體內(nèi)，而蛋白質(zhì)外殼留在外面。實驗證明了DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)，還證明了DNA能自我復(fù)制，在前后代之間保持連續(xù)性；DNA能控制蛋白質(zhì)的合成。該實驗不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，因蛋白質(zhì)外殼未進入細菌。3.RNA是遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)——煙草花葉病毒(TMV)感染煙草實驗實驗結(jié)論：RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)。4.核酸是生物的遺傳物質(zhì)。所有細胞生物(包括真核、原核生物)和大部分病毒(如噬菌體)的遺傳物質(zhì)是DNA，少部分病毒(如TMV、HIV、流感病毒)的遺傳物質(zhì)是RNA，所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)。5.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建者：沃森和克里克。（方法：物理模型構(gòu)建法）6.DNA的立體結(jié)構(gòu)——規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)（主要特點如下）（1）兩條鏈按反向平行方式盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。（2）脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。（3）兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，并且堿基配對遵循堿基互補原則：A(腺嘌呤)一定與T(胸腺嘧啶)；G(鳥嘌呤)一定與C(胞嘧啶)配對。7.DNA的復(fù)制（1）概念：指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。（表示為：DNA→DNA）（2）時間：發(fā)生在細胞分裂的間期，即有絲分裂間期和減數(shù)分裂Ⅰ前的間期。（3）場所：細胞核(主要場所)、線粒體和葉綠體。（4）過程：解旋提供模板→合成互補子鏈→重新螺旋形成兩個新的DNA分子。（5）條件：模板：DNA的兩條鏈；原料：4種游離的脫氧核糖核苷酸；5.條件：能量：ATP；酶：解旋酶、DNA聚合酶。（7）特點：過程：邊解旋邊復(fù)制，方式：半保留復(fù)制。（8）準確復(fù)制的原因：DNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板；通過堿基互補配對原則，保證了復(fù)制能夠準確的進行。（9）意義：DNA分子通過復(fù)制，將遺傳信息從親代傳遞給子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。8.基因的本質(zhì)：基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。不是任何一個DNA片段都是基因。解題技巧：1.堿基互補配對原則的相關(guān)計算（1）在雙鏈DNA中，A＝T、G＝C；任意兩個不互補堿基之和相等，并為堿基總數(shù)的50%，即A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝50%。（2）雙鏈DNA中，互補堿基之和的比值，在兩條單鏈和雙鏈中都相等。如：若eq\f(A1＋T1,G1＋C1)＝n，則eq\f(A2＋T2,G2＋C2)＝n，eq\f(A＋T,G＋C)＝n。(互補等)（3）雙鏈DNA中，不互補堿基之和的比值，在兩條互補鏈中互為倒數(shù)，在雙鏈中比值為1。如：若eq\f(A1＋G1,T1＋C1)＝m，則eq\f(A2＋G2,T2＋C2)＝eq\f(1,m)(不互補倒)；eq\f(A＋G,T＋C)＝1。2.DNA分子半保留復(fù)制的相關(guān)計算例：1個含15N的DNA分子，放在含14N脫氧核苷酸的環(huán)境中復(fù)制n次，產(chǎn)生子代DNA2n個，其中：（1）含15N的DNA分子有2個；含14N的DNA分子有2n個。（2）只含15N的DNA分子有0個；只含14N的DNA分子有2n－2個。（3）脫氧核苷酸鏈有2×2n條，其中含15N的鏈有2條，含14N的鏈有2n+1－2條。（4）若某DNA分子含某種堿基m個，如果該DNA分子復(fù)制n次，則需消耗含該堿基的游離脫氧核苷酸數(shù)為m·(2n－1)個；第n次復(fù)制需消耗含該堿基的游離脫氧核苷酸數(shù)為m·2n－1個。真題重現(xiàn)：1．（2021·海南·高考真題）已知5溴尿嘧啶（BU）可與堿基A或G配對。大腸桿菌DNA上某個堿基位點已由AT轉(zhuǎn)變?yōu)锳BU，要使該位點由ABU轉(zhuǎn)變?yōu)镚C，則該位點所在的DNA至少需要復(fù)制的次數(shù)是（

）A．1 B．2 C．3 D．4【答案】B【分析】基因突變是基因結(jié)構(gòu)的改變，包括堿基對的增添、缺失或替換?！驹斀狻扛鶕?jù)題意可知：5BU可以與A配對，又可以和G配對，由于大腸桿菌DNA上某個堿基位點已由AT轉(zhuǎn)變?yōu)锳BU，由半保留復(fù)制可知，復(fù)制一次會得到G5BU，復(fù)制第二次時會得到有GC，所以至少需要經(jīng)過2次復(fù)制后，才能實現(xiàn)該位點由ABU轉(zhuǎn)變?yōu)镚C，B正確。故選B。2．（2021·遼寧·高考真題）下列有關(guān)細胞內(nèi)的DNA及其復(fù)制過程的敘述，正確的是（）A．子鏈延伸時游離的脫氧核苷酸添加到3′端B．子鏈的合成過程不需要引物參與C．DNA每條鏈的5′端是羥基末端D．DNA聚合酶的作用是打開DNA雙鏈【答案】A【分析】DNA復(fù)制需要的基本條件：（1）模板：解旋后的兩條DNA單鏈；（2）原料：四種脫氧核苷酸；（3）能量：ATP；（4）酶：解旋酶、DNA聚合酶等?！驹斀狻緼、子鏈延伸時5′→3′合成，故游離的脫氧核苷酸添加到3′端，A正確；B、子鏈的合成過程需要引物參與，B錯誤；C、DNA每條鏈的5′端是磷酸基團末端，3′端是羥基末端，C錯誤；D、解旋酶的作用是打開DNA雙鏈，D錯誤。故選A。3．（2021·北京·高考真題）酵母菌的DNA中堿基A約占32%，關(guān)于酵母菌核酸的敘述錯誤的是（）A．DNA復(fù)制后A約占32% B．DNA中C約占18%C．DNA中（A+G）/（T+C）=1 D．RNA中U約占32%【答案】D【分析】酵母菌為真核生物，細胞中含有DNA和RNA兩種核酸；其中DNA分子為雙鏈結(jié)構(gòu)，A=T，G=C，RNA分子為單鏈結(jié)構(gòu)。據(jù)此分析作答。【詳解】A、DNA分子為半保留復(fù)制，復(fù)制時遵循AT、GC的配對原則，則DNA復(fù)制后的A約占32%，A正確；B、酵母菌的DNA中堿基A約占32%，則A=T=32%，G=C=（12×32%）/2=18%，B正確；C、DNA遵循堿基互補配對原則，A=T、G=C，則（A+G）/（T+C）=1，C正確；D、由于RNA為單鏈結(jié)構(gòu)，且RNA是以DNA的一條單鏈為模板進行轉(zhuǎn)錄而來，故RNA中U不一定占32%，D錯誤。故選D。4．（2021·浙江·高考真題）含有100個堿基對的—個DNA分子片段，其中一條鏈的A+T占40%，它的互補鏈中G與T分別占22%和18%，如果連續(xù)復(fù)制2次，則需游離的胞嘧啶脫氧核糖核苷酸數(shù)量為（）A．240個 B．180個 C．114個 D．90個【答案】B【分析】堿基互補配對原則的規(guī)律：（1）在雙鏈DNA分子中，互補堿基兩兩相等，A=T，C=G，A+T=C+G，即嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)；（2）DNA分子的一條單鏈中（A+T）與（G+C）的比值等于其互補鏈和整個DNA分子中該種比例的比值；（3）DNA分子一條鏈中（A+G）與（T+C）的比值與互補鏈中的該種堿基的比值互為倒數(shù)，在整個雙鏈中該比值為1；（4）不同生物的DNA分子中互補配對的堿基之和的比值不同，即（A+T）與（C+G）的比值不同。該比值體現(xiàn)了不同生物DNA分子的特異性；（5）雙鏈DNA分子中，A=（A1+A2）÷2，其他堿基同理?！驹斀狻糠治鲱}意可知：該DNA片段含有100個堿基對，即每條鏈含有100個堿基，其中一條鏈（設(shè)為1鏈）的A+T占40%，即A1+T1=40個，則C1+G1=60個；互補鏈（設(shè)為2鏈）中G與T分別占22%和18%，即G2=22，T2=18，可知C1=22，則G1=6022=38=C2，故該DNA片段中C=22+38=60。已知DNA復(fù)制了2次，則DNA的個數(shù)為22=4，4個DNA中共有胞嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)量為4×60=240，原DNA片段中有60個胞嘧啶脫氧核糖核苷酸，則需要游離的胞嘧啶脫氧核糖核苷酸數(shù)量為24060=180，B正確，ACD錯誤。故選B。5．（2021·全國·高考真題）在格里菲思所做的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中，無毒性的R型活細菌與被加熱殺死的S型細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型活細菌。某同學(xué)根據(jù)上述實驗，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能夠進入R型菌細胞指導(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【答案】D【分析】肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗包括格里菲斯體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗和艾弗里體外轉(zhuǎn)化實驗，其中格里菲斯體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗證明S型細菌中存在某種轉(zhuǎn)化因子，能將R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌，沒有證明轉(zhuǎn)化因子是什么物質(zhì)，而艾弗里體外轉(zhuǎn)化實驗，將各種物質(zhì)分開，單獨研究它們在遺傳中的作用，并用到了生物實驗中的減法原理，最終證明DNA是遺傳物質(zhì)?！驹斀狻緼、與R型菌相比，S型菌具有莢膜多糖，S型菌有毒，故可推測S型菌的毒性可能與莢膜多糖有關(guān)，A正確；B、S型菌的DNA進入R型菌細胞后使R型菌具有了S型菌的性狀，可知S型菌的DNA進入R型菌細胞后指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，B正確；C、加熱殺死的S型菌不會使小白鼠死亡，說明加熱殺死的S型菌的蛋白質(zhì)功能喪失，而加熱殺死的S型菌的DNA可以使R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化，可知其DNA功能不受影響，C正確；D、將S型菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后，DNA被水解為小分子物質(zhì)，故與R型菌混合，不能得到S型菌，D錯誤。故選D。6．（2021·浙江·高考真題）下列關(guān)于遺傳學(xué)發(fā)展史上4個經(jīng)典實驗的敘述，正確的是（）A．孟德爾的單因子雜交實驗證明了遺傳因子位于染色體上B．摩爾根的果蠅伴性遺傳實驗證明了基因自由組合定律C．T2噬菌體侵染細菌實驗證明了DNA是大腸桿菌的遺傳物質(zhì)D．肺炎雙球菌離體轉(zhuǎn)化實驗證明了DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)【答案】D【分析】1、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗包括活體細菌轉(zhuǎn)化實驗和離體細菌轉(zhuǎn)化實驗，其中活體細菌轉(zhuǎn)化實驗證明S型細菌中存在某種“轉(zhuǎn)化因子”，能將R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌；離體細菌轉(zhuǎn)化實驗證明DNA是遺傳物質(zhì)。2、T2噬菌體侵染細菌的實驗步驟：標記噬菌體→標記的噬菌體與大腸桿菌混合培養(yǎng)→在攪拌器中攪拌，然后離心，檢測上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)。該實驗證明DNA是遺傳物質(zhì)。3、薩頓提出基因在染色體上的假說，摩爾根通過果蠅伴性遺傳實驗證明了基因位于染色體上?！驹斀狻緼、孟德爾的單因子雜交實驗沒有證明遺傳因子位于染色體上，當時人們還沒有認識染色體，A錯誤；B、摩爾根的果蠅伴性遺傳實驗只研究了一對等位基因，不能證明基因自由組合定律，B錯誤；C、T2噬菌體侵染細菌實驗證明了DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)，C錯誤；D、肺炎雙球菌離體轉(zhuǎn)化實驗證明了DNA是轉(zhuǎn)化因子，即DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)，D正確。故選D?！军c睛】本題考查人體對遺傳物質(zhì)的探究歷程，要求考生了解人類對遺傳物質(zhì)的探究歷程，識記不同科學(xué)家采用的實驗方法及得出的實驗結(jié)論，能結(jié)合所學(xué)的知識準確判斷各選項。7．（2020·全國·高考真題）新冠病毒是一種RNA病毒。新冠肺炎疫情給人們的生活帶來了巨大影響。下列與新冠肺炎疫情防控相關(guān)的敘述，錯誤的是（

）A．新冠病毒含有核酸和蛋白質(zhì)，通過核酸檢測可排查新冠病毒感染者B．教室經(jīng)常開窗通風可以促進空氣流動，降低室內(nèi)病原微生物的密度C．通常新冠肺炎患者的癥狀之一是發(fā)燒，因此可以通過體溫測量初步排查D．每天適量飲酒可以預(yù)防新冠肺炎，因為酒精可以使細胞內(nèi)的病毒蛋白變性【答案】D【分析】病毒一般由蛋白質(zhì)和核酸構(gòu)成，具有嚴整的結(jié)構(gòu)，營寄生生活，通過侵染宿主進行增殖，進入宿主細胞后具有遺傳和變異的特征，離開活細胞后不再進行生命活動?！驹斀狻緼、新冠病毒是一種RNA病毒，由RNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，RNA攜帶特定的遺傳信息，因此通過核酸檢測可排查新冠病毒感染者，A正確；B、教室經(jīng)常開窗通風有利于室內(nèi)與室外的空氣交換，病原微生物也能隨空氣流動到室外，B正確；C、感染新冠肺炎的患者體內(nèi)會發(fā)生免疫反應(yīng)，使體溫升高，正常人體溫一般維持在37℃，因此可以通過體溫測量初步排查，C正確；D、75%左右的酒精具有殺菌作用，飲酒的度數(shù)一般不能達到75%，且長期飲酒對人體會產(chǎn)生損害，免疫力下降，因此每天適量飲酒不能預(yù)防新冠肺炎，D錯誤。故選D。8．（2016·全國·高考真題）在有關(guān)DNA分子的研究中，常用32P來標記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脫氧）上三個磷酸基團所處的位置（APα~Pβ~Pγ或dAPα~Pβ~Pγ）?；卮鹣铝袉栴}；（1）某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉(zhuǎn)移到DNA末端上，同時產(chǎn)生ADP。若要用該酶把32P標記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團應(yīng)在ATP的________（填“α”、“β”或γ”）位上。（2）若用帶有32P標記的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團應(yīng)在dATP的______（填“α”、“β”或γ”）位上。（3）將一個帶有某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進行標記，并使其感染大腸桿菌，在不含有32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體（n個）并釋放，則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n,原因是______。【答案】

γ

α

一個含有32P標記的噬菌體雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復(fù)制后，標記的兩條單鏈只能分配到兩個噬菌體的雙鏈DNA分子中，因此在得到的n個噬菌體中只有2個