資源簡介

第六單元　遺傳的物質基礎
第1課時　DNA是主要的遺傳物質
課標要求　概述多數生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。
考點一　肺炎鏈球菌轉化實驗的分析
1．格里菲思的肺炎鏈球菌體內轉化實驗
(1)實驗材料：S型和R型肺炎鏈球菌、小鼠。
項目 S型細菌 R型細菌
菌落
菌體 莢膜 莢膜
致病性 ，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并發敗血癥死亡
注：有莢膜的肺炎鏈球菌可抵抗小鼠體內吞噬細胞的吞噬，有利于細菌在小鼠體內生活并繁殖。
(2)實驗過程與結果
(3)實驗分析
a．實驗①②對比說明________________________________________。
b．實驗②③對比說明________________________________________。
c．實驗②③④對比說明______________________________________。
d．如果沒有實驗③，能否得出格里菲思的結論？為什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
e．在實驗④中是否所有的R型細菌都轉化成了S型細菌？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(4)實驗結論
加熱致死的S型細菌中含有某種________________，使R型活細菌轉化為S型活細菌。
2．艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉化實驗
(1)實驗過程及結果
(2)結果分析
a．第①組實驗表明____________________________________________________________。
b．第②③④組實驗表明________________________________________________________。
c．第⑤組實驗表明____________________________________________________________。
(3)實驗結論：________________________________________________________________。
(4)后續研究：艾弗里等人分析了________________________，發現這些特性都與________極為相似，于是艾弗里提出：___________________________________________________。
在格里菲思第④組實驗中，小鼠體內S型細菌、R型細菌含量的變化情況如圖所示，則：
(1)ab段R型細菌數量減少的原因是______________________________________________。
(2)bc段R型細菌數量增多的原因是______________________________________________。
(3)后期出現的大量S型細菌是由___________________________________________而來的。
(4)在上述轉化實驗中導致R型細菌轉化為S型細菌時所需轉化因子、原料、能量分別由哪方提供？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
1．(2023·江蘇徐州高三模擬)如圖表示肺炎鏈球菌不同品系間的轉化，在R型細菌轉化為S型細菌的過程中，下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．加熱致死的S型細菌中的擬核DNA降解為多個較短的DNA片段
B．轉化產生的S型細菌中的capS是由R型細菌中的capR發生基因突變產生的
C．S型細菌因有莢膜的保護，所以小鼠的免疫系統不易將其清除
D．若將R型細菌的DNA與S型細菌混合，莢膜的存在不利于S型細菌轉化為R型細菌
2.(2023·江蘇蘇州高三調研)為研究R型肺炎鏈球菌轉化為S型肺炎鏈球菌的轉化物質是DNA還是蛋白質，某小組進行了肺炎鏈球菌體外轉化實驗，其基本過程如圖所示。
下列敘述正確的是(　　)
A．甲組培養皿中只有S型菌落，推測加熱不會破壞轉化物質的活性
B．乙組培養皿中有R型及S型菌落，推測轉化物質是蛋白質
C．丙組培養皿中只有R型菌落，推測轉化物質是DNA
D．該實驗能證明肺炎鏈球菌的主要遺傳物質是DNA
考點二　噬菌體侵染細菌實驗的分析
1．實驗材料：T2噬菌體和大腸桿菌。
(1)T2噬菌體的模式圖
(2)噬菌體的增殖
增殖需要的條件 內容
合成T2噬菌體DNA 模板 的DNA
原料 提供的4種脫氧核苷酸
合成T2噬菌體蛋白質 原料
場所
2.實驗方法
________________技術，用________、________分別標記噬菌體的蛋白質和DNA。
3．實驗過程
4．實驗結論
(1)直接證明：_____________________________________________。
(2)間接證明：DNA能夠__________________，使生物體前后代保持一定的連續性，維持遺傳性狀的穩定性；DNA能夠控制______________的合成，從而控制生物體的代謝和性狀。
(3)上述實驗能否證明蛋白質不是遺傳物質呢？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
某科研小組在利用噬菌體侵染細菌的實驗中，經攪拌、離心后的實驗數據如圖所示。
(1)分別用35S和32P標記T2噬菌體的蛋白質和DNA，參照如圖被標記的部位分別是______(填字母編號)。
(2)圖中被侵染的細菌的存活率基本保持在100%，本組數據的意義是__________________。
(3)能否同時用32P和35S標記噬菌體去侵染大腸桿菌？為什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(4)實驗過程中攪拌的目的是____________________________________________，離心的目的是________________________________________________________________________。
(5)在用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌時，若保溫時間過短或過長，會對實驗結果造成什么影響呢？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(6)在用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌時，若攪拌不充分，會對實驗結果造成什么影響呢？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
歸納總結　比較肺炎鏈球菌體外轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗
項目 肺炎鏈球菌體外轉化實驗 噬菌體侵染細菌實驗
設計思路 設法將DNA與其他物質分開，單獨、直接地研究它們各自不同的遺傳功能
處理方法 酶解法：將細胞提取物分別用蛋白酶、酯酶、DNA酶、RNA酶等處理后再與R型細菌混合培養 同位素標記法：分別用同位素35S、32P標記噬菌體蛋白質和DNA
檢測方式 觀察菌落類型 檢測放射性同位素存在位置
結論 證明DNA是遺傳物質，而蛋白質不是遺傳物質 證明DNA是遺傳物質，但不能直接證明蛋白質不是遺傳物質
3．(2023·南京名校高三學情調研)在探索遺傳物質的過程中，赫爾希和蔡斯做了T2噬菌體侵染細菌的實驗，其中一組實驗如圖所示(用32P標記的噬菌體侵染普通大腸桿菌培養物)，下列有關敘述正確的是(　　)
A．若不經過步驟②操作，對該組實驗結果無顯著影響
B．若繼續分離出子代噬菌體，其中大部分會含有32P放射性
C．若沉淀物中含有較強放射性、上清液中幾乎不含放射性，即證明遺傳物質是DNA
D．若①中培養液里含有32P，則子代噬菌體的DNA、RNA分子中均會帶有放射性
4．某研究小組用放射性同位素32P、35S分別標記T2噬菌體，然后將大腸桿菌和被標記的噬菌體置于培養液中培養，如圖所示。一段時間后，分別進行攪拌、離心，并檢測沉淀物和上清液中的放射性。下列分析錯誤的是(　　)
A．甲組的上清液含極少量32P標記的噬菌體DNA，但不產生只含32P的子代噬菌體
B．甲組被感染的細菌內含有32P標記的噬菌體DNA，也可產生不含32P的子代噬菌體
C．乙組的上清液含極少量35S標記的噬菌體蛋白質，也可產生含35S的子代噬菌體
D．乙組被感染的細菌內不含35S標記的噬菌體蛋白質，也不產生含35S的子代噬菌體
考點三　DNA是主要的遺傳物質
1．煙草花葉病毒對煙草葉細胞的感染實驗
(1)實驗材料：煙草花葉病毒(只由________________組成)、煙草(高等植物)。
(2)實驗過程：
(3)結論：煙草花葉病毒的遺傳物質是______，不是________。
2．DNA是主要的遺傳物質
真核生物與原核生物的遺傳物質是DNA，病毒的遺傳物質是DNA或RNA，生物界絕大多數生物的遺傳物質是DNA，只有極少數生物的遺傳物質是RNA，因而____________________。就生物個體而言，其遺傳物質是唯一的。
3．生物體內的核酸種類及遺傳物質
生物類型 所含核酸 遺傳物質 舉例
細胞 生物 真核生物 DNA和RNA 動物、植物、真菌
原核生物 細菌
非細胞生物 DNA病毒 僅有DNA T2噬菌體、乙肝病毒
RNA病毒 僅有RNA 煙草花葉病毒、HIV病毒
4.“遺傳物質”探索的3種方法
最近某科研小組在某動物體內發現一種新型病毒，為了確定該病毒的分類，科研工作者們進行了不同研究，得出不同結論。根據實際情況，分析結論是否正確，并說明理由。
(1)甲方法是檢測病毒增殖時產生酶的種類，若有DNA聚合酶，則為DNA病毒。
______________________________________________________________________________
(2)乙方法是檢測病毒核酸中嘌呤堿基和嘧啶堿基的數量，若嘌呤數≠嘧啶數，則一定為RNA病毒。
______________________________________________________________________________
(3)丁方法是分析該病毒的變異頻率，若病毒的變異頻率較低，則該病毒為DNA病毒。
______________________________________________________________________________
(4)若該科研小組計劃利用放射性同位素標記技術探究該新型病毒的遺傳物質是DNA還是RNA，請簡述該實驗的設計思路：__________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
5．(多選)已知煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HRV)都能侵染煙草葉片，且兩者都由蛋白質和RNA組成。如圖是探索HRV的遺傳物質是蛋白質還是RNA的操作流程圖。據圖分析，下列敘述正確的是(　　)
A．該實驗的因變量是煙草葉片上出現的不同病斑
B．雜交病毒1和雜交病毒2產生的原理是基因重組
C．該實驗只能說明TMV、HRV的遺傳物質是RNA
D．若實驗運用同位素標記技術，則可以選擇15N進行標記
6．研究發現，一種病毒只含一種核酸(DNA或RNA)，病毒的核酸可能是單鏈結構也可能是雙鏈結構。以下是探究新病毒的核酸種類和結構類型的實驗方法。
(1)酶解法：通過分離提純技術，提取新病毒的核酸，加入________酶混合培養一段時間，再侵染其宿主細胞，若在宿主細胞內檢測不到子代病毒，則病毒為DNA病毒。
(2)侵染法：將______________培養在含有放射性標記的尿嘧啶的培養基中繁殖數代，之后接種____________，培養一段時間后收集子代病毒并檢測其放射性，若檢測到子代病毒有放射性，則說明該病毒為________病毒。
(3)堿基測定法：為確定新病毒的核酸是單鏈結構還是雙鏈結構，可對此新病毒核酸的堿基組成和A、U、T堿基比例進行測定分析。
①若含有T，且_______________________________________________，則說明是單鏈DNA。
②若含有T，且_____________________________________________，則最可能是雙鏈DNA。
③若含有U，且__________________________________________，則說明是單鏈RNA。
④若含有U，且A的比例等于U的比例，則最可能是雙鏈RNA。
1．(2022·浙江1月選考，20)S型肺炎鏈球菌的某種“轉化因子”可使R型細菌轉化為S型細菌。研究“轉化因子”化學本質的部分實驗流程如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A．步驟①中，酶處理時間不宜過長，以免底物完全水解
B．步驟②中，甲或乙的加入量不影響實驗結果
C．步驟④中，固體培養基比液體培養基更有利于細菌轉化
D．步驟⑤中，通過涂布分離后觀察菌落或鑒定細胞形態得到實驗結果
2．(2019·江蘇，3)赫爾希和蔡斯的T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗證實了DNA是遺傳物質，下列關于該實驗的敘述正確的是(　　)
A．實驗中可用15N代替32P標記DNA
B．噬菌體外殼蛋白是大腸桿菌編碼的
C．噬菌體DNA的合成原料來自大腸桿菌
D．實驗證明了大腸桿菌的遺傳物質是DNA
3．(2019·海南，21)下列實驗及結果中，能作為直接證據說明“核糖核酸是遺傳物質”的是(　　)
A．紅花植株與白花植株雜交，F1為紅花，F2中紅花∶白花＝3∶1
B．病毒甲的RNA與病毒乙的蛋白質混合后感染煙草只能得到病毒甲
C．加熱致死的S型肺炎鏈球菌與R型活菌混合培養后可分離出S型活菌
D．用放射性同位素標記T2噬菌體外殼蛋白，在子代噬菌體中檢測不到放射性
4．(2017·全國Ⅰ，29)根據遺傳物質的化學組成，可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種類型，有些病毒對人類健康會造成很大危害，通常，一種新病毒出現后需要確定該病毒的類型。
假設在宿主細胞內不發生堿基之間的相互轉換，請利用放射性同位素標記的方法，以體外培養的宿主細胞等為材料，設計實驗以確定一種新病毒的類型，簡要寫出：(1)實驗思路；
(2)預期實驗結果及結論即可(要求：實驗包含可相互印證的甲、乙兩個組)。
1．判斷關于肺炎鏈球菌轉化實驗的敘述
(1)S型細菌與R型細菌致病性差異的根本原因是發生了細胞分化(　　)
(2)在艾弗里的實驗中，實驗組分別加入了相應的水解酶，這是利用了自變量控制中的加法原理(　　)
(3)艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉化實驗證明了DNA是主要的遺傳物質(　　)
2．判斷關于噬菌體侵染細菌實驗的敘述
(1)用1個含32P標記的T2噬菌體去侵染大腸桿菌，裂解釋放的子代噬菌體中只有2個含32P
(　　)
(2)噬菌體侵染細菌的實驗能夠證明DNA控制蛋白質的合成(　　)
(3)噬菌體侵染細菌實驗比肺炎鏈球菌轉化實驗更具說服力(　　)
(4)噬菌體侵染細菌實驗中，用32P標記的噬菌體侵染細菌后的子代噬菌體多數具有放射性
(　　)
3．判斷關于主要遺傳物質的敘述
(1)細胞生物的遺傳物質的基本組成單位是脫氧核糖核苷酸或核糖核苷酸(　　)
(2)細胞核內的遺傳物質是DNA，細胞質內的遺傳物質是RNA(　　)
(3)煙草花葉病毒感染煙草實驗說明所有病毒的遺傳物質是 RNA(　　)
4．填空默寫
(1)(必修2 P43)格里菲思實驗中的加熱致死的S型細菌與R型活細菌混合能轉化產生S型活細菌的原理是_______________；實驗結論是在加熱致死的S型細菌中存在_______________可以使R型細菌轉化為S型細菌。
(2)(必修2 P44)肺炎鏈球菌體外轉化實驗中用到了自變量控制中的____________________，實驗結論是_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)(必修2 P45)赫爾希和蔡斯利用了________________技術，設計并完成了______________的實驗，因噬菌體只有頭部的________進入大腸桿菌中，而________外殼留在外面，因而更具說服力。
(4)實驗誤差分析：①用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中含較高放射性的原因是________________________。
②用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中有放射性的原因是________________，有少量含35S的噬菌體外殼吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中。
(5)(必修2 P45)________的目的是使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離，________的目的是讓上清液中析出質量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。
(6)(必修2 P46)因為_______________生物的遺傳物質是DNA，所以說DNA是____________；原核生物(如細菌)的遺傳物質是________，真核生物的遺傳物質是______，病毒的遺傳物質是________________。
第1課時　DNA是主要的遺傳物質
考點一　歸納
1．(1)光滑　粗糙　有多糖類　無多糖類　有　無　(2)死亡　不死亡　死亡　(3)a.R型細菌無致病性，S型細菌有致病性　b．加熱致死的S型細菌無致病性　c．R型細菌能轉化為S型細菌　d．否。因為無對照實驗，不能說明加熱致死后的S型細菌中含有促成R型活細菌轉化成S型活菌的轉化因子。　e．不是，發生轉化的只是少部分R型細菌。
(4)轉化因子
2．(2)a.S型細菌的細胞提取物可以促進R型細菌轉化為S型細菌。　b．S型細菌的細胞提取物用蛋白酶、酯酶或RNA酶處理后仍然具有轉化活性　c．S型細菌的細胞提取物經DNA酶處理后失去轉化活性　(3)細胞提取物中含有轉化因子，其很可能是DNA　(4)細胞提取物的理化性質　DNA　DNA才是使R型細菌產生穩定遺傳變化的物質
拓展
(1)小鼠體內形成大量的抗R型細菌的抗體，致使R型細菌數量減少
(2)b點之前，已有少量R型細菌轉化為S型細菌，S型細菌能降低小鼠的免疫力，造成R型細菌大量繁殖
(3)R型細菌轉化成的S型細菌繁殖
(4)所需轉化因子來自S型細菌，而原料和能量均來自R型細菌。
突破
1．B　[據圖分析可知，加熱致死的S型細菌中的擬核DNA降解為多個較短的DNA片段，與R型細菌混合后，其中一個片段與R型細菌DNA重組，A正確；轉化產生的S型細菌中的capS是與R型細菌中的capR發生基因重組產生的，B錯誤；S型細菌外有莢膜的保護，若將R型細菌的DNA與S型細菌混合，莢膜的存在不利于S型細菌轉化為R型細菌，D正確。]
2．C
考點二　歸納
1．(1)DNA　C、H、O、N、P　蛋白質　C、H、O、N、S等
(2)噬菌體　大腸桿菌　大腸桿菌的氨基酸　大腸桿菌的核糖體
2．放射性同位素標記　35S　32P
4．(1)DNA是噬菌體的遺傳物質　(2)自我復制　蛋白質
(3)不能，因為蛋白質沒有進入細菌體內，不能明確其是否有遺傳效應。
拓展
(1)①②　(2)作為對照組，以證明細菌未裂解
(3)不能，因為放射性檢測時，只能檢測到放射性的存在部位，不能區分是何種元素發生的放射性。
(4)使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離　讓上清液中析出質量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被侵染的大腸桿菌。
(5)保溫時間過短，部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內，經離心后分布于上清液中；保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放出子代，經離心后分布于上清液中，造成上清液放射性也較高。
(6)攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體蛋白質外殼吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中。
突破
3．A　[用32P標記的噬菌體做侵染實驗，放射性主要在沉淀中，攪拌是否充分對該組實驗結果(沉淀中的放射性)無顯著影響，A正確； 合成子代噬菌體原料來自大腸桿菌，子代噬菌體中只有少部分含有32P放射性，B錯誤； 分別用被32P、35S標記的兩組噬菌體分別侵染未被標記的大腸桿菌，證明DNA是遺傳物質，C錯誤； 子代噬菌體合成DNA、RNA的原料來自大腸桿菌，大腸桿菌不含有放射性，因此子代噬菌體的DNA、RNA分子中不會均有放射性，D錯誤。]
4．C
考點三　歸納
1．(1)蛋白質和RNA　(2)蛋白質外殼　RNA　(3)RNA　蛋白質
2．DNA是主要的遺傳物質
3．DNA　DNA　DNA　RNA
拓展
(1)錯誤；對于逆轉錄病毒，在其增殖的過程中，先進行逆轉錄，形成DNA，再進行DNA復制、轉錄和翻譯過程，因此，若增殖過程中產生了DNA聚合酶，只能說明該病毒在增殖過程中，進行了DNA復制過程，并不能判定其遺傳物質為DNA。
(2)錯誤；病毒的遺傳物質是DNA或RNA，而DNA通常為雙鏈，RNA通常為單鏈，但在少數病毒體內也發現了單鏈DNA和雙鏈RNA，根據嘌呤數≠嘧啶數，不能判定該病毒的遺傳物質為RNA。
(3)錯誤；雙鏈DNA或RNA的變異頻率低于單鏈DNA或RNA的變異頻率，因此，變異頻率只能作為判定核酸是雙鏈或單鏈的證據之一，不足以確定核酸的類型。
(4)用含同位素標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸為原料分別培養活細胞，再用上述標記的兩種細胞培養該病毒，一段時間后分別檢測子代病毒中是否出現放射性
突破
5．AC
6．(1)DNA(DNA水解)　(2)該病毒的宿主細胞　該病毒　RNA　(3)①A的比例不等于T的比例　②A的比例等于T的比例　③A的比例不等于U的比例
重溫高考　真題演練
1．D　[步驟①中，酶處理時間要足夠長，以使底物完全水解，A錯誤；步驟②中，甲或乙的加入量屬于無關變量，應相同且適宜，否則會影響實驗結果，B錯誤；步驟④中，液體培養基比固體培養基更有利于細菌轉化，C錯誤；S型細菌有莢膜，菌落光滑，R型細菌無莢膜，菌落粗糙。步驟⑤中，通過涂布分離后觀察菌落或鑒定細胞形態，判斷是否出現S型細菌，D正確。]
2．C
3．B　[紅花植株與白花植株雜交，F1為紅花，F2中紅花∶白花＝3∶1，屬于性狀分離現象，不能說明RNA是遺傳物質，A錯誤；病毒甲的RNA與病毒乙的蛋白質混合后感染煙草只能得到病毒甲，說明病毒甲的RNA是遺傳物質，B正確；加熱致死的S型肺炎鏈球菌與R型活菌混合培養后可分離出S型活菌，只能說明加熱致死的S型細菌中存在轉化因子，不能說明RNA是遺傳物質，C錯誤；用放射性同位素標記T2噬菌體外殼蛋白，在子代噬菌體中檢測不到放射性，說明蛋白質未進入大腸桿菌，不能證明RNA是遺傳物質，D錯誤。]
4．(1)實驗思路：甲組：將宿主細胞培養在含有放射性標記尿嘧啶的培養基中，之后接種新病毒，培養一段時間后收集病毒并檢測其放射性。乙組：將宿主細胞培養在含有放射性標記胸腺嘧啶的培養基中，之后接種新病毒，培養一段時間后收集病毒并檢測其放射性　(2)預期結果及結論：若甲組收集的病毒有放射性，乙組無，即為RNA病毒；反之為DNA病毒
五分鐘　查落實
1．(1)×　(2)×　(3)×　
2．(1)√　(2)√　(3)√　(4)×　
3．(1)×　(2)×　(3)×　
4．(1)基因重組　轉化因子　(2)減法原理　DNA才是使R型細菌產生穩定遺傳變化的物質　(3)放射性同位素標記　噬菌體侵染細菌　DNA　蛋白質　(4)①保溫時間過短或過長　②攪拌不充分　(5)攪拌　離心　(6)絕大多數　主要的遺傳物質　DNA　DNA　DNA或RNA第3課時　基因的概念與表達
課標要求　概述DNA分子上的遺傳信息通過RNA指導蛋白質的合成，細胞分化的本質是基因選擇性表達的結果，生物的性狀主要通過蛋白質體現。
考點一　基因通常是有遺傳效應的DNA片段
1．基因本質
基因通常是具有________________________________________________________________。
有些病毒的遺傳物質是RNA，對于這些病毒而言，基因就是___________________________
_______________________________________________________________________________。
2．基因與染色體、DNA、脫氧核苷酸的關系
拓展延伸　真、原核細胞基因的結構
1．在刑偵領域，DNA能像指紋一樣用來鑒定個人身份。結合脫氧核苷酸序列的多樣性和特異性，你能分析這一方法的科學依據嗎？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2．外源基因如果隨機整合到受體細胞的DNA上，染色體上原有基因被破壞的概率大還是不被破壞的概率大？請說明理由。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
1．基因是有遺傳效應的DNA片段，眼色基因(紅眼基因R、白眼基因r)位于果蠅的X染色體上，下列相關敘述正確的是(　　)
A．雌雄果蠅細胞內的基因都是隨染色體的復制而復制的
B．同一DNA分子上不可能同時含有兩個控制眼色的基因
C．果蠅正常的卵原細胞有絲分裂時紅眼基因最多有4個
D．白眼基因的兩條鏈都可以作為模板轉錄出mRNA，用于蛋白質翻譯
2．人類抗體重鏈基因位于14號染色體上，由VH、DH、JH、CH四個基因片段簇組成，其中功能性VH基因片段約有65個、DH基因片段有27個、JH基因片段有6個、功能性CH基因片段有9個，如圖所示。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．VH1、DH1和JH1的基本組成單位相同
B．VH1、DH1和JH1在染色體上呈線性排列
C．VH、DH、JH和CH的多樣性是抗體多樣性的基礎
D．遺傳信息主要蘊藏在VH基因片段簇的排列順序中
考點二　遺傳信息的轉錄和翻譯
1．RNA的結構和種類
(1)元素組成：________________。
(2)基本單位：________________。
(3)組成成分
(4)結構：一般是________________鏈，長度比DNA短；能通過________________從細胞核轉移到細胞質中。
(5)種類及功能
種類 功能
mRNA ________合成的直接模板
tRNA 識別________，轉運________
rRNA ________的組成成分
病毒RNA RNA病毒的________________
酶 少數酶為RNA，可降低化學反應的________(起催化作用)
源于必修2 P67“圖4－6”：tRNA________(填“含有”或“不含有”)氫鍵，一個tRNA分子中________(填“是”或“不是”)只有三個堿基。
2．遺傳信息的轉錄
(1)源于必修2 P65“圖4－4”：
①遺傳信息的轉錄過程中也有DNA的解旋過程，該過程________(填“需要”或“不需要”)解旋酶。
②一個基因轉錄時以基因的________條鏈為模板，一個DNA分子上的所有基因的模板鏈________(填“一定”或“不一定”)相同。
③轉錄方向的判定方法：________________________________________為轉錄的起始方向。
(2)源于必修2 P64～65“正文”：RNA適合做信使的原因是_______________________。
3．遺傳信息的翻譯
4．遺傳信息、密碼子與反密碼子之間的聯系
源于必修2P67“思考·討論”幾乎所有的生物體都共用一套密碼子，這體現了密碼子的什么特點？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
歸納總結　基因(DNA)、mRNA上堿基數目最多對應的肽鏈中氨基酸數目，如圖所示：
可見，蛋白質中氨基酸數目＝1/3mRNA堿基數目＝1/6DNA堿基數目。
提醒　實際基因表達過程中的數量關系不符合6∶3∶1的原因
①基因中的內含子轉錄后被剪切。
②在基因中，有的片段(非編碼區)起調控作用，不轉錄。
③合成的肽鏈在加工過程中可能會被剪切掉部分氨基酸。
④轉錄出的mRNA中有終止密碼子，終止密碼子不編碼氨基酸。
5．中心法則
(1)提出者：________。
(2)中心法則內容圖解(虛線表示少數生物的遺傳信息的流向)
圖中：①DNA的復制；②__________；③翻譯；④________________；⑤________________。
(3)生命是物質、能量和信息的統一體：________________是信息的載體，________是信息的表達產物，而________為信息的流動提供能量。
(4)寫出下列部分生物中心法則表達式
生物種類 舉例 遺傳信息的傳遞過程
DNA病毒 T2噬菌體
RNA病毒 煙草花葉病毒
逆轉錄病毒 艾滋病病毒
細胞生物 動物、植物、細菌、真菌等
聚焦RNA合成和翻譯過程相關圖示：
(1)圖甲中一個基因的兩條鏈都可以作為轉錄的模板嗎？一個DNA分子上的所有基因的模板鏈都相同嗎？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(2)圖甲中c所指的3條鏈的氨基酸序列是否相同？為什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(3)圖甲中信息顯示一條mRNA可結合多個核糖體，有什么意義？圖甲中核糖體移動的方向是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(4)圖乙中d過程發生場所是哪里？e過程所需的嘌呤類核苷酸數目與f過程所需的嘧啶類核苷酸數目有何特點？圖中(＋)RNA的作用有哪些？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3．(2023·河北邯鄲高三模擬)如圖表示細胞內遺傳信息的傳遞過程，下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．相較于過程②和③，過程①特有的堿基配對方式是A－T
B．真核細胞由過程②形成的mRNA和tRNA都需要加工
C．過程③中核糖體在mRNA上的移動方向是a到b
D．圖示tRNA可以搬運密碼子為CCA的氨基酸
歸納總結　DNA復制、轉錄、翻譯、逆轉錄和RNA復制的比較
項目 DNA復制 轉錄 翻譯 逆轉錄 RNA復制
場所 主要細胞核 主要細胞核 核糖體 宿主細胞 宿主細胞
模板 DNA的兩條鏈 DNA的一條鏈 mRNA RNA RNA
原料 4種脫氧核 苷酸 4種核糖核苷酸 21種氨基酸 4種脫氧核苷酸 4種核糖核苷酸
酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 縮合反應的酶 逆轉錄酶 RNA復制酶
能量 ATP
堿基互補 配對原則 G→C，C→G
A→T， T→A A→U， T→A A→U，U→A A→T， U→A A→U， U→A
產物 兩個子代DNA RNA 多肽鏈 DNA RNA
信息傳遞 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋 白質 RNA→DNA RNA→RNA
意義 前后代之間傳遞遺傳信息 表達遺傳信息 表達遺傳信息 通過宿主細胞傳遞遺傳信息，合成蛋白質 前后代之間傳遞遺傳信息
4.(多選)miRNA是一種小分子RNA，某miRNA能抑制W基因控制的蛋白質(W蛋白)的合成，某真核細胞內形成該miRNA及其發揮作用的過程示意圖如下。下列敘述正確的是(　　)
A．RNA聚合酶在細胞質中合成，在miRNA基因轉錄時發揮作用
B．miRNA與W基因mRNA結合時堿基配對方式是C與G、A與U配對
C．miRNA在細胞核中轉錄合成后進入細胞質中加工，用于翻譯
D．miRNA抑制W蛋白的合成發生在轉錄過程中
拓展延伸　判斷中心法則各生理過程的三大依據
1．(2021·河北，8)關于基因表達的敘述，正確的是(　　)
A．所有生物基因表達過程中用到的RNA和蛋白質均由DNA編碼
B．DNA雙鏈解開，RNA聚合酶起始轉錄、移動到終止密碼子時停止轉錄
C．翻譯過程中，核酸之間的相互識別保證了遺傳信息傳遞的準確性
D．多肽鏈的合成過程中，tRNA讀取mRNA上全部堿基序列信息
2．(2022·湖南，14)大腸桿菌核糖體蛋白與rRNA分子親和力較強，二者組裝成核糖體。當細胞中缺乏足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白可通過結合到自身mRNA分子上的核糖體結合位點而產生翻譯抑制。下列敘述錯誤的是(　　)
A．一個核糖體蛋白的mRNA分子上可相繼結合多個核糖體，同時合成多條肽鏈
B．細胞中有足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白通常不會結合自身mRNA分子
C．核糖體蛋白對自身mRNA翻譯的抑制維持了RNA和核糖體蛋白數量上的平衡
D．編碼該核糖體蛋白的基因轉錄完成后，mRNA才能與核糖體結合進行翻譯
3．(多選)(2021·湖南，13)細胞內不同基因的表達效率存在差異，如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A．細胞能在轉錄和翻譯水平上調控基因表達，圖中基因A的表達效率高于基因B
B．真核生物核基因表達的①和②過程分別發生在細胞核和細胞質中
C．人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA為模板進行轉錄的產物
D．②過程中，rRNA中含有與mRNA上密碼子互補配對的反密碼子
4．(多選)(2021·河北，16)許多抗腫瘤藥物通過干擾DNA合成及功能抑制腫瘤細胞增殖。下表為三種抗腫瘤藥物的主要作用機理。下列敘述正確的是(　　)
藥物名稱 作用機理
羥基脲 阻止脫氧核糖核苷酸的合成
放線菌素D 抑制DNA的模板功能
阿糖胞苷 抑制DNA聚合酶活性
A.羥基脲處理后，腫瘤細胞中DNA復制和轉錄過程都出現原料匱乏
B．放線菌素D處理后，腫瘤細胞中DNA復制和轉錄過程都受到抑制
C．阿糖胞苷處理后，腫瘤細胞DNA復制過程中子鏈無法正常延伸
D．將三種藥物精準導入腫瘤細胞的技術可減弱它們對正常細胞的不利影響
1．判斷關于基因本質的敘述
(1)對于真核生物來說，染色體是基因的唯一載體(　　)
(2)若50個堿基對組合成1個基因，則可能組合成450種基因(　　)
(3)細胞中DNA分子的堿基對總數等于所有基因的堿基對數之和(　　)
(4)等位基因位于同一個DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈上(　　)
(5)細胞中組成一個基因的嘌呤堿基與嘧啶堿基數量不一定相等(　　)
2．判斷關于RNA、密碼子和反密碼子的敘述
(1)rRNA是核糖體的組成成分，原核細胞中可由核仁參與合成(　　)
(2)tRNA的種類很多，但是每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸，一種氨基酸也只能由一種tRNA轉運(　　)
(3)反密碼子是位于tRNA上任意相鄰的3個堿基(　　)
(4)mRNA上所含有的密碼子均能在tRNA上找到相對應的反密碼子(　　)
3．判斷關于基因轉錄和翻譯過程的敘述
(1)DNA轉錄形成的mRNA，與母鏈堿基的組成、排列順序都是相同的(　　)
(2)下圖為某生物細胞內發生的一系列生理變化，X表示某種酶，則過程Ⅰ在細胞核內進行，過程Ⅱ在細胞質內進行(　　)
(3)如圖為細胞通過翻譯形成蛋白質的過程，mRNA移動方向是從左到右，丙氨酸只能由該tRNA轉運(　　)
4．判斷關于中心法則的敘述
(1)HIV中能完成逆轉錄過程(　　)
(2)轉錄與DNA復制都遵循堿基互補配對原則，且配對方式相同(　　)
(3)中心法則全部過程均可發生在正常人體細胞內(　　)
5．填空默寫
(1)科學家________于1957年提出了中心法則：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復制；也可以從DNA流向RNA，進而流向蛋白質，即遺傳信息的____________和________。隨著研究的不斷深入，科學家對中心法則作出了補充，請寫出完善后的中心法則。
(2)轉錄的場所：________________________________；模板：________________；原料：________________________；酶：________________；能量：________；遵循的原則：__________________________；產物：________________。
(3)翻譯的場所：________；模板：__________；原料：________；轉運工具：________；酶；能量(ATP)；遵循的原則：________________________________；產物：________。
(4)人體不同組織細胞的相同DNA分子，進行轉錄過程時啟用的起始點________________(填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)，其原因是_________________________。
第3課時　基因的概念與表達
考點一　歸納
1．遺傳效應的DNA片段　有遺傳效應的RNA片段
2．染色體　線性　遺傳信息
拓展
1．在人類的DNA分子中，核苷酸序列多樣性表現為每個人的DNA幾乎不可能完全相同。因此，DNA可以像指紋一樣用來鑒別身份。
2．不被破壞的概率大。染色體DNA分子中的絕大多數堿基并不構成基因。
突破
1．C
2．D　[VH1、DH1和JH1的基本組成單位都是脫氧核苷酸，A正確；VH1、DH1和JH1在一條染色體上，呈線性排列，B正確；VH、DH、JH和CH的多樣性是抗體多樣性的基礎，C正確；遺傳信息主要蘊藏在VH基因片段簇的脫氧核苷酸的排列順序中，D錯誤。]
考點二　歸納
1．(1)C、H、O、N、P　(2)核糖核苷酸　(3)核糖　鳥嘌呤(G)　尿嘧啶(U)　(4)單　核孔　
(5)蛋白質　密碼子　氨基酸　核糖體　遺傳物質　活化能
教材隱性知識　含有　不是
2．細胞核　細胞質　核糖核苷酸　mRNA分子　mRNA、rRNA、tRNA
教材隱性知識　(1)①不需要　②一　不一定　③已合成的mRNA釋放的一端(5′－端)　(2)RNA由核糖核苷酸連接而成，可以攜帶遺傳信息；一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細胞核轉移到細胞質中
3．mRNA　tRNA　mRNA　tRNA　終止密碼子　脫離
4．間接　直接　3
教材隱性知識　這體現了密碼子的通用性，說明當今生物可能有著共同的起源。
5．(1)克里克　(2)轉錄　RNA的復制　RNA逆轉錄
(3)DNA、RNA　蛋白質　ATP
(4)　
拓展
(1)轉錄時只能以基因的一條鏈為模板；不同的基因模板鏈不一定相同。
(2)圖甲中c所指的3條鏈的模板相同(均為a)，故其氨基酸序列均相同。
(3)少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質。圖甲中核糖體移動的方向為由左向右。
(4)d過程發生在宿主細胞的核糖體上。e過程所需的嘌呤類核苷酸與f過程所需的嘧啶類核苷酸數目相等。(＋)RNA可作為遺傳物質，指導RNA的合成；也可以作為翻譯的模板。
突破
3．D　[因為反密碼子從tRNA的3′端→5′端讀取，即UGG，故圖示tRNA可以搬運密碼子為ACC的氨基酸，D錯誤。]
4．AB　[miRNA在細胞核中轉錄形成RNA后，經過初步加工，然后通過核孔到達細胞質中，在細胞質中再加工后，與蛋白質結合形成miRNA－蛋白質復合體，不用于翻譯，C錯誤；由題圖信息可知，該miRNA與蛋白質結合形成的miRNA－蛋白質復合物直接與W基因的mRNA結合，從而使翻譯過程終止，D錯誤。]
重溫高考　真題演練
1．C
2．D　[一個核糖體蛋白的mRNA分子上可相繼結合多個核糖體，同時合成多條肽鏈，以提高翻譯效率，A正確；細胞中有足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白通常不會結合自身mRNA分子，其與rRNA分子結合，二者組裝成核糖體，B正確；當細胞中缺乏足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白只能結合到自身mRNA分子上，導致蛋白質合成停止，核糖體蛋白對自身mRNA翻譯的抑制維持了RNA和核糖體蛋白數量上的平衡，C正確；大腸桿菌為原核生物，沒有核膜，轉錄形成的mRNA在轉錄未結束時就可以和核糖體結合，開始翻譯過程，D錯誤。]
3．ABC　[基因的表達包括轉錄和翻譯兩個過程，圖中基因A表達的蛋白質分子數量明顯多于基因B表達的蛋白質分子，說明基因A表達的效率高于基因B，A正確；核基因的轉錄是以DNA的一條鏈為模板轉錄出RNA的過程，發生的場所為細胞核，翻譯是以mRNA為模板翻譯出具有氨基酸排列順序的多肽鏈，翻譯發生的場所在細胞質中的核糖體，B正確；三種RNA(mRNA、rRNA、tRNA)都是以DNA中的一條鏈為模板轉錄而來的，C正確；反密碼子位于tRNA上，rRNA是構成核糖體的成分，不含有反密碼子，D錯誤。]
4．BCD　[羥基脲阻止脫氧核糖核苷酸的合成，從而影響腫瘤細胞中DNA復制過程，而轉錄過程需要的原料是核糖核苷酸，不會受到羥基脲的影響，A錯誤；放線菌素D通過抑制DNA的模板功能，可以抑制DNA復制和轉錄過程，因為DNA復制和轉錄均需要DNA模板，B正確；阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性而影響DNA復制過程，DNA聚合酶活性受抑制后，會使腫瘤細胞DNA復制過程中子鏈無法正常延伸，C正確；將三種藥物精準導入腫瘤細胞的技術可以抑制腫瘤細胞的增殖，由于三種藥物是精準導入腫瘤細胞，因此，可以減弱它們對正常細胞的不利影響，D正確。]
五分鐘　查落實
1．(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×
2．(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　
3．(1)×　(2)×　(3)×　
4．(1)×　(2)×　(3)×　
5．(1)克里克　轉錄　翻譯　
(2)細胞核(主要)、線粒體、葉綠體　DNA的一條鏈　4種核糖核苷酸　RNA聚合酶　ATP　堿基互補配對(A與U、T與A、C與G、G與C)　產生單鏈RNA　(3)核糖體　mRNA　氨基酸　tRNA　堿基互補配對(A與U、U與A、C與G、G與C)　肽鏈　(4)不完全相同　不同組織細胞中基因進行選擇性表達第2課時　DNA的結構與復制
課標要求　1.概述DNA分子是由4種脫氧核苷酸構成的，通常由兩條堿基互補配對的反向平行長鏈形成雙螺旋結構，堿基的排列順序編碼了遺傳信息。2.概述DNA分子通過半保留方式進行復制。
考點一　DNA分子的結構
1．DNA雙螺旋結構模型的構建
(1)構建者：________________。
(2)構建過程
2．DNA的結構
3．DNA結構特點
多樣性 若DNA含有n個堿基對，則其可能有4n種堿基排列順序
特異性 每個DNA分子都有特定的___________
穩定性 兩條主鏈上 交替排列的順序不變， 不變等
源于必修2 P50圖3－8：DNA的一條單鏈具有兩個末端，一端有一個游離的磷酸基團，稱作______________，另一端有一個羥基(—OH)，稱作______，兩條單鏈走向________，一條單鏈是從5′－端到3′－端的，另一條單鏈是從3′－端到5′－端的。
歸納總結　DNA雙螺旋結構的熱考點
4．DNA中的堿基數量的計算規律
設DNA一條鏈為1鏈，互補鏈為2鏈。根據堿基互補配對原則可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。
(1)A1＋A2＝________；G1＋G2＝________。
即：雙鏈中A＝________，G＝________，A＋G＝________＝________＝________＝(A＋G＋T＋C)。
規律一：雙鏈DNA中嘌呤堿基總數等于嘧啶堿基總數，任意兩個不互補堿基之和為堿基總數的一半。
(2)A1＋T1＝________；G1＋C1＝________。
＝＝(N為相應的堿基總數)，＝＝。
規律二：互補堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相等，簡記為“補則等”。
(3)與的關系是__________________________________________________。
規律三：非互補堿基之和的比值在兩條互補鏈中互為倒數，簡記為“不補則倒”。
(4)若＝a，＝b，則＝(a＋b)。
規律四：某種堿基在雙鏈中所占的比例等于它在每一條單鏈中所占比例和的一半。
根據DNA分子結構圖像分析回答下列問題：
(1)圖中④能表示胞嘧啶脫氧核苷酸嗎？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(2)解旋酶作用于圖中哪個部位？限制性內切核酸酶和DNA連接酶作用于圖中哪個部位？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(3)DNA初步水解的產物和徹底水解的產物分別是什么？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(4)“A＋T與G＋C的比值一定相等嗎？”由此可概括出什么結論？此值的大小體現了什么呢？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
1．20世紀50年代初，查哥夫對多種生物DNA做了堿基定量分析，發現(A＋T)/(C＋G)的值如下表。結合所學知識，你認為能得出的結論是(　　)
DNA來源 大腸桿菌 小麥 鼠 豬肝 豬胸腺 豬脾
(A＋T)/ (C＋G) 1.01 1.21 1.21 1.43 1.43 1.43
A.小麥和鼠的DNA所攜帶的遺傳信息相同
B．豬的DNA結構比大腸桿菌DNA結構更穩定一些
C．同一生物不同組織的DNA堿基組成相同
D．小麥DNA中(A＋T)數量是鼠DNA中(C＋G)數量的1.21倍
2．(2023·河北唐山高三檢測)某DNA部分片段結構如圖所示，下列敘述正確的是(　　)
A．③為磷酸二酯鍵，③的形成需要RNA聚合酶催化
B．①代表氫鍵，①的形成與斷裂需要ATP提供能量
C．片段中堿基②與五碳糖構成的脫氧核苷與ATP中的腺苷相同
D．若該DNA一條鏈中堿基A與T之和占48%，則整個DNA中堿基C占26%
考點二　DNA的復制
1．DNA半保留復制的實驗證據
(1)實驗者：美國生物學家__________________和________。
(2)研究方法：________________。
(3)實驗材料：大腸桿菌。
(4)實驗技術：________________技術和離心技術。
(5)實驗原理：含15N的雙鏈DNA密度大，含14N的雙鏈DNA密度小，一條鏈含14N、一條鏈含15N的雙鏈DNA密度居中。
(6)實驗假設：_________________________________________________________________。
(7)實驗過程及分析
Ⅰ.實驗過程
Ⅱ.實驗分析
a．立即取出：提取DNA→離心→__________。
b．細胞分裂一次(即細菌繁殖一代)取出：提取DNA→離心→________________。
c．細胞再分裂一次(即細菌繁殖兩代)取出：提取DNA→離心→輕帶、中帶。
(8)實驗結論：_______________________________________________________________。
2．DNA的復制
(1)概念、時間、場所
(2)過程
(3)結果：一個DNA分子形成了兩個________________的DNA分子。
(4)特點
(5)DNA準確復制的原因
DNA具有獨特的________結構，為復制提供精確的模板，________________原則，保證了復制能準確地進行。
(6)DNA復制的意義：DNA通過復制，將__________________從親代細胞傳遞給子代細胞，從而保持了________________的連續性。
3．“圖解法”分析DNA復制相關計算
(1)將含有15N的DNA分子放在含有14N的培養液中連續復制n次，則：
①子代DNA共2n個
②脫氧核苷酸鏈共2n＋1條
(2)DNA分子復制過程中消耗的脫氧核苷酸數
①若親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經過 n次復制需要消耗該種脫氧核苷酸數為________________。
②第n次復制需要消耗該種脫氧核苷酸數為________________。
4．“四步法”解決細胞分裂中染色體標記問題
在解決這類問題時，先畫出細胞分裂中染色體行為變化，再畫DNA，再補全染色體，染色體中只要有一條脫氧核苷酸單鏈被標記，則認為該染色體含有放射性標記。
第一步 畫出含一條染色體的細胞圖，下方畫出該條染色體上的1個DNA分子，用豎實線表示含同位素標記
第二步 畫出復制一次、分裂一次的子細胞染色體圖，下方畫出染色體上的DNA鏈，未被標記的新鏈用豎曲線表示
第三步 再畫出第二次復制(分裂)后的細胞的染色體組成和DNA鏈的情況
第四步 若繼續推測后期情況，可想象著絲粒分裂，染色單體分開，并進而推測子細胞染色體的情況
(1)有絲分裂中染色體標記情況
過程圖解 復制一次(母鏈標記，培養液不含標記同位素)： 轉至不含放射性培養液中再培養一個細胞周期：
規律總結 若只復制一次，產生的子染色體都帶有標記；若復制兩次，產生的子染色體只有一半帶有標記
(2)減數分裂中染色體標記情況分析
過程圖解 減數分裂一般選取一對同源染色體為研究對象，如下圖(母鏈標記，培養液不含標記同位素)：
規律總結 由于減數分裂沒有細胞周期，DNA只復制一次，因此產生的子染色體都帶有標記
據圖分析DNA復制過程：
(1)圖示中的解旋酶和DNA聚合酶各有什么作用？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(2)蛙的紅細胞和哺乳動物成熟的紅細胞，是否都能進行圖示過程？
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(3)通常DNA分子復制從一個復制起始點開始，有單向復制和雙向復制，如圖所示。放射性越高的3H－胸腺嘧啶脫氧核糖核苷(3H－脫氧胸苷)，在放射自顯影技術的圖像上，感光還原的銀顆粒密度越高。
①請利用放射性自顯影技術、低放射性3H－脫氧胸苷和高放射性3H－脫氧胸苷，設計實驗以確定大腸桿菌DNA復制的方向。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
②預測實驗結果并得出結論。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3．研究人員將1個含14N－DNA的大腸桿菌轉移到以15NH4Cl為唯一氮源的培養液中，培養24 h后提取子代大腸桿菌的DNA。將DNA解開雙螺旋，變成單鏈；然后進行密度梯度離心，試管中出現兩種條帶(如圖)。下列說法正確的是(　　)
A．由結果可推知該大腸桿菌的細胞周期大約為6 h
B．根據條帶的數目和位置可以確定DNA的復制方式
C．解開DNA雙螺旋的實質是破壞核苷酸之間的磷酸二酯鍵
D．若直接將子代DNA進行密度梯度離心也能得到兩條條帶
4．(多選)如圖為某DNA分子片段，假設該DNA分子中有5 000對堿基，A＋T占堿基總數的34%。若該DNA分子在含14N的培養基中連續復制2次，下列敘述不正確的是(　　)
A．復制時作用于③處的酶為DNA聚合酶
B．DNA分子復制2次需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸9 900個
C．④處指的是腺嘌呤核糖核苷酸
D．子代中含15N的DNA分子占1/2
1．(2022·廣東，12)λ噬菌體的線性雙鏈DNA兩端各有一段單鏈序列。這種噬菌體在侵染大腸桿菌后其DNA會自連環化(如圖)，該線性分子兩端能夠相連的主要原因是(　　)
A．單鏈序列脫氧核苷酸數量相等
B．分子骨架同為脫氧核糖與磷酸
C．單鏈序列的堿基能夠互補配對
D．自連環化后兩條單鏈方向相同
2．(2022·浙江6月選考，13)某同學欲制作DNA雙螺旋結構模型，已準備了足夠的相關材料。下列敘述正確的是(　　)
A．在制作脫氧核苷酸時，需在磷酸上連接脫氧核糖和堿基
B．制作模型時，鳥嘌呤與胞嘧啶之間用2個氫鍵連接物相連
C．制成的模型中，腺嘌呤與胞嘧啶之和等于鳥嘌呤和胸腺嘧啶之和
D．制成的模型中，磷酸和脫氧核糖交替連接位于主鏈的內側
3．(2021·北京，4)酵母菌的DNA中堿基A約占32%，關于酵母菌核酸的敘述錯誤的是(　　)
A．DNA復制后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%
4．(2021·山東，5)利用農桿菌轉化法，將含有基因修飾系統的T－DNA插入到水稻細胞M的某條染色體上，在該修飾系統的作用下，一個DNA分子單鏈上的一個C脫去氨基變為U，脫氨基過程在細胞M中只發生一次。將細胞M培育成植株N。下列說法錯誤的是(　　)
A．N的每一個細胞中都含有T－DNA
B．N自交，子一代中含T－DNA的植株占3/4
C．M經n(n≥1)次有絲分裂后，脫氨基位點為A－U的細胞占1/2n
D．M經3次有絲分裂后，含T－DNA且脫氨基位點為A－T的細胞占1/2
5．(2021·浙江6月選考，22)在DNA復制時，5-溴尿嘧啶脫氧核苷(BrdU)可作為原料，與腺嘌呤配對，摻入新合成的子鏈。用Giemsa染料對復制后的染色體進行染色，DNA分子的雙鏈都含有BrdU的染色單體呈淺藍色，只有一條鏈含有BrdU的染色單體呈深藍色。現將植物根尖放在含有BrdU的培養液中培養，取根尖用Giemsa染料染色后，觀察分生區細胞分裂中期染色體的著色情況。下列推測錯誤的是(　　)
A．第一個細胞周期的每條染色體的兩條染色單體都呈深藍色
B．第二個細胞周期的每條染色體的兩條染色單體著色都不同
C．第三個細胞周期的細胞中染色單體著色不同的染色體均為1/4
D．根尖分生區細胞經過若干個細胞周期后，還能觀察到深藍色的染色單體
6．(2021·遼寧，4)下列有關細胞內的DNA及其復制過程的敘述，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
1．判斷關于DNA分子結構的敘述
(1)DNA分子中每個脫氧核糖上均連接著一個磷酸和一個堿基(　　)
(2)DNA分子中的每個磷酸均連接著一個脫氧核糖和一個堿基(　　)
(3)維持基因結構穩定的鍵主要是磷酸二酯鍵和氫鍵(　　)
(4)某DNA分子中嘌呤數等于嘧啶數，該DNA分子一定是雙鏈DNA(　　)
(5)某雙鏈DNA分子中一條鏈上A∶T＝1∶2，則該DNA分子中A∶T＝2∶1(　　)
2．判斷關于DNA分子復制的敘述
(1)單個脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈(　　)
(2)一個含有m個腺嘌呤的DNA分子經過n次復制，共需要消耗腺嘌呤脫氧核苷酸2n－1×m個(　　)
(3)果蠅一個精原細胞中的一個核DNA分子用15N標記，在正常情況下，其減數分裂形成的精子中，含有15N的精子數占1/4(　　)
(4)用3H標記胸腺嘧啶后合成脫氧核苷酸，注入真核細胞，可用于研究DNA復制的場所(　　)
(5)DNA復制與染色體復制是分別獨立進行的(　　)
3．填空默寫
(1)DNA只有4種脫氧核苷酸，能夠儲存足夠量遺傳信息的原因是______________________
_______________________________________________________________________________。
(2)DNA復制的特點是______________________________________。DNA精確復制的原因：______________________提供了復制的模板，__________________________________保證了復制的精確進行。
(3)與DNA復制有關的堿基計算
①一個DNA連續復制n次后，DNA分子總數為________。
②第n代的DNA分子中，含原DNA母鏈的有2個，占________。
③若某DNA分子中含堿基T為a，則連續復制n次，所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數為____________；第n次復制時所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數為________。
果蠅DNA形成多個復制泡的原因是___________________________________________。
第2課時　DNA的結構與復制
考點一　歸納
1．(1)沃森和克里克　(2)脫氧核苷酸　A＝T，G＝C　T　C　相反的
2．C、H、O、N、P　脫氧核苷酸　磷酸　脫氧核糖　堿基　A與T配對，G與C配對
3．堿基排列順序　磷酸與脫氧核糖　堿基配對方式
教材隱性知識　5′－端　3′－端　相反
4．(1)T1＋T2　C1＋C2　T　C　T＋C　A＋C　T＋G
(2)A2＋T2　G2＋C2　(3)互為倒數
拓展
(1)不能。①磷酸基團屬于胸腺嘧啶脫氧核苷酸。
(2)解旋酶作用于⑨，限制性內切核酸酶和DNA連接酶作用于⑩。
(3)DNA初步水解的產物是4種脫氧核苷酸；徹底水解的產物是磷酸、脫氧核糖和4種含氮堿基。
(4)不一定。不同DNA分子中的互補堿基之和的比值不一定相同。體現DNA分子的特異性。
突破
1．C　[DNA分子中堿基的排列順序代表遺傳信息，由題表可知，小麥和鼠的(A＋T)/(C＋G)的值相同，但是堿基的排列順序不一定相同，A錯誤；由于堿基A與T之間有2個氫鍵，而G與C之間有3個氫鍵，DNA分子中(G＋C)之和所占比例越大，DNA分子結構越穩定，(A＋T)/(C＋G)值越大，(G＋C)占整個DNA分子的比值越小，大腸桿菌的DNA分子結構更穩定，B錯誤；同一生物不同組織的遺傳物質相同，所以同一生物不同組織的DNA堿基組成相同，C正確；小麥和鼠的(A＋T)/(C＋G)的值相同，但是堿基的總數不一定相同，故小麥DNA中(A＋T)與鼠DNA中(C＋G)在數量上無法比較，D錯誤。]
2．D　[③為磷酸二酯鍵，③的形成需要DNA聚合酶催化，A錯誤；①代表氫鍵，氫鍵的形成不需要消耗能量，B錯誤；構成脫氧核苷酸的五碳糖是脫氧核糖，而構成腺苷的五碳糖是核糖，C錯誤；由于DNA分子中堿基互補配對，A＝T，G＝C，所以若該DNA一條鏈中堿基A與T之和占48%，則整個DNA分子中堿基A與T之和占48%，G和C之和占1－48%＝52%，所以DNA中堿基C占26%，D正確。]
考點二　歸納
1．(1)梅塞爾森　斯塔爾　(2)假說—演繹法　(4)同位素標記
(6)DNA以半保留的方式復制　(7)Ⅱ.a.全部重帶　b．全部中帶　(8)DNA的復制是以半保留的方式進行的
2．(1)間期　線粒體　葉綠體　(2)解旋酶　解開　雙螺旋結構　母鏈　脫氧核苷酸　DNA聚合酶　堿基互補配對　(3)完全相同　(4)邊解旋邊復制　半保留　(5)雙螺旋　堿基互補配對　(6)遺傳信息　遺傳信息
3．(1)①2　0　2n　(2n－2)　②2　(2n＋1－2)　(2)①m·(2n－1)
②m·2n－1
拓展
(1)前者使氫鍵打開，將DNA雙螺旋的兩條鏈解開；后者催化形成磷酸二酯鍵，從而形成新的子鏈。
(2)蛙的紅細胞進行無絲分裂，可進行DNA分子的復制；哺乳動物成熟的紅細胞已喪失細胞核，也無各種細胞器，不能進行DNA分子的復制。
(3)①復制開始時，首先用含低放射性3H－脫氧胸苷培養基培養大腸桿菌，一段時間后轉移到含有高放射性3H－脫氧胸苷的培養基中繼續培養，用放射自顯影技術觀察復制起點和復制起點兩側銀顆粒密度情況。
②若復制起點處銀顆粒密度低，復制起點的一側銀顆粒密度高，則DNA分子復制為單向復制；若復制起點處銀顆粒密度低，復制起點的兩側銀顆粒密度高，則DNA分子復制為雙向復制。
突破
3．D　[據圖分析可知，由于14N單鏈∶15N單鏈＝1∶7，說明DNA復制了3次，可推知該細菌的細胞周期大約為24/3＝8(h)，A錯誤；由于DNA經過熱變性后解開了雙螺旋，變成單鏈，所以根據條帶的數目和位置只能判斷DNA單鏈的標記情況，但無法判斷DNA的復制方式，B錯誤；解開DNA雙螺旋的實質是破壞核苷酸之間的氫鍵，C錯誤；DNA復制3次，有2個DNA鏈是15N/14N，在中帶；有6個DNA鏈都是15N，在重帶，即直接將子代DNA進行密度梯度離心也能得到兩條條帶，D正確。]
4．ACD　[復制時作用于③處的酶為解旋酶而不是DNA聚合酶，A錯誤；由題干信息可知，G＋C＝1－34%＝66%，則G＝C＝3 300個，則復制2次需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸為3 300×(22－1)＝9 900(個)，B正確；DNA分子的基本單位是脫氧核苷酸，所以④處指的是腺嘌呤脫氧核苷酸，C錯誤；DNA分子只有一條鏈含15N，其復制是半保留復制，連續復制2次后，形成的4個DNA分子，只有一個DNA分子含有15N，因此子代中含15N的DNA分子占1/4，D錯誤。]
重溫高考　真題演練
1．C
2．C　[在制作脫氧核苷酸時，需在脫氧核糖上連接磷酸和堿基，A錯誤；鳥嘌呤和胞嘧啶之間由3個氫鍵連接，B錯誤；DNA的兩條鏈之間遵循堿基互補配對原則，即A＝T、C＝G，故在制作的模型中A＋C＝G＋T，C正確；DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架，堿基在內側，D錯誤。]
3．D　[DNA分子為半保留復制，復制時遵循A－T、G－C的配對原則，則DNA復制后的A約占32%，A正確；酵母菌的DNA中堿基A約占32%，則A＝T＝32%，G＝C＝(1－2×32%)/2＝18%，B正確；DNA遵循堿基互補配對原則，A＝T、G＝C，則(A＋G)/(T＋C)＝1，C正確；由于RNA為單鏈結構，且RNA是以DNA的一條單鏈為模板進行轉錄而來，故RNA中U不一定占32%，D錯誤。]
4．D　[如果M經3次有絲分裂后，形成子細胞有8個，由于M細胞DNA分子單鏈上的一個C脫去氨基變為U，是G和U配對，所以復制三次后，有4個細胞脫氨基位點為C－G，3個細胞脫氨基位點為A－T，1個細胞脫氨基位點為U－A，因此含T－DNA且脫氨基位點為A－T的細胞占 3/8，D錯誤。]
5．C　[第二個細胞周期結束后，不同細胞中含有的帶有雙鏈都含有BrdU的染色體和只有一條鏈含有BrdU的染色體的數目是不確定的，故第三個細胞周期的細胞中染色單體著色不同的染色體比例不能確定，C錯誤。]
6．A
五分鐘　查落實
1．(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　
2．(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　
3．(1)構成DNA的4種脫氧核苷酸的數目成千上萬，脫氧核苷酸的排列順序千差萬別
(2)邊解旋邊復制、半保留復制　DNA雙螺旋結構　堿基互補配對原則
(3)①2n　②1/2n－1　③a×(2n－1)　a×2n－1　(4)果蠅的DNA有多個復制起點，可從不同起點開始DNA的復制，由此加快了DNA復制的速率，為細胞分裂做好準備第4課時　基因表達與性狀的關系
課標要求　1.舉例說明生物的性狀主要通過蛋白質表現。2.細胞分化的本質是基因選擇性表達的結果。3.概述某些基因中堿基序列不變，但表型改變的表觀遺傳現象。
考點一　基因表達產物與性狀的關系
1．基因控制生物性狀的間接控制途徑
(1)方式(用文字和箭頭表示)：基因________________________________生物體的性狀。
(2)實例
①白化病致病機理圖解
②豌豆的圓粒和皺粒的形成機理圖解
2．基因控制生物性狀的直接控制途徑
(1)方式：基因________________________生物體的性狀。
(2)實例
油菜植物體內的中間代謝產物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)運向種子后有兩條轉變途徑，如圖甲所示，其中酶a和酶b分別由基因A和基因B控制合成。
(1)據圖甲分析，你認為提高油菜產油量的基本思路是什么？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(2)圖乙表示基因B，α鏈是轉錄鏈，經誘導β鏈也能轉錄，從而形成雙鏈mRNA，轉錄出的雙鏈mRNA與圖乙基因在化學組成上的區別是什么？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(3)為什么基因B經誘導后轉錄出雙鏈mRNA就能提高產油量？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(4)該過程體現了基因控制性狀的哪種途徑？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
1．白化病與鐮狀細胞貧血是兩種常見的人類單基因遺傳病，發病機理如圖所示。下列有關說法正確的是(　　)
A．①②分別表示轉錄、翻譯，主要發生在細胞核中
B．②過程中發生堿基互補配對，完成該過程需要64種tRNA的參與
C．圖中兩基因對生物性狀的控制方式相同
D．①②兩個過程中堿基互補配對的方式不完全相同
2．牽牛花的顏色主要是由花青素決定的，如圖為花青素的合成與顏色變化途徑示意圖，從圖中不能得出的結論是(　　)
A．花的顏色由多對基因共同控制
B．基因可以通過控制酶的合成來控制代謝
C．生物性狀由基因決定，受環境影響
D．若基因①不表達，則基因②和基因③也不表達
考點二　基因的選擇性表達與細胞分化
1．細胞分化的本質：____________________(如圖所示)。
2．細胞分化的結果：由于基因的選擇性表達，導致來自同一個體的體細胞中________和______不完全相同，從而導致細胞具有不同的________________。
下圖是人體三種細胞內的部分基因及它們的活動狀態，請據圖分析回答下列問題：
(1)上述基因屬于管家基因的是________，屬于奢侈基因的是________。
(2)這三種細胞“血紅蛋白基因”均__________表達，所以這三種細胞不包括________；A細胞可產生“胰島素”，應為________細胞；B細胞可產生“生長激素”，應為________細胞。
3．(2023·江蘇徐州高三檢測)科學家提取了雞的輸卵管細胞、紅細胞(有細胞核)和胰島細胞，對這3種細胞中的mRNA進行了檢測，結果見下表(注：“＋”表示檢測發現相應的分子，“－”表示檢測未發現相應的分子)。下列敘述正確的是(　　)
細胞種類 珠蛋白mRNA 卵清蛋白mRNA 胰島素mRNA 丙酮酸激酶mRNA
紅細胞 ＋ － － ＋
輸卵管細胞 － ＋ － ＋
胰島細胞 － － ＋ ＋
A.不同細胞合成的mRNA完全不同
B．丙酮酸激酶基因的表達產物是維持雞細胞的基本生命活動所必需的
C．輸卵管細胞中存在卵清蛋白基因和丙酮酸激酶基因，沒有珠蛋白基因和胰島素基因
D．雞的不同細胞在形態、結構和功能上具有差異的根本原因在于合成的蛋白質種類不同
4．(多選)(2023·江蘇南京高三模擬)ACC合成酶是植物體內乙烯合成的限速酶，下表是科學家以番茄ACC合成酶基因為探針，研究番茄果實不同成熟階段及不同組織中該基因的表達情況。下列分析正確的是(　　)
果實成熟的不同階段 葉片 雌蕊 雄蕊 根
綠果 變紅 桃紅 橙紅 亮紅 紅透
－ ＋ ＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋ － － ＋ －
注：“－”表示該基因不表達，“＋”表示該基因表達，“＋”的數目越多表示表達水平越高。
A．該基因的表達水平在不同的組織和果實成熟的不同階段存在明顯差異
B．橙紅和亮紅的果實細胞中該基因轉錄產物可能相對較多
C．綠果、雌蕊、葉片和根中無該基因及其轉錄產物，體現了細胞基因的選擇性表達
D．果實中該基因表達水平高于葉片，說明前者的分化程度高于后者
考點三　表觀遺傳及基因與性狀其他幾種關系
1．表觀遺傳
(1)概念：生物體基因的________________保持不變，但________________和________發生可遺傳變化的現象。
(2)實例
①柳穿魚花的形態結構遺傳
②某種小鼠毛色的遺傳
③蜂王和工蜂的發育由來問題
(3)機制：DNA的________；________的甲基化和乙酰化等。
(4)特點
①________：基因表達和表型可以遺傳給后代。
②不變性：基因的堿基序列保持不變。
③________：DNA的甲基化修飾可以發生可逆性變化，即被修飾的DNA可能發生去甲基化。
(5)與表型模擬的比
相同點 表觀遺傳與表型模擬都是由________________引起的性狀改變，________________都沒有改變
不同點 表觀遺傳是______________________，表型模擬引起的性狀改變是________________
2.基因與性狀間的其他關系
(1)在大多數情況下，基因與性狀的關系并不是簡單的一一對應的關系。
①一個基因________________(多數性狀受單基因控制)。
②一個基因________________(如基因間相互作用)。
③________________________________(如身高、體重等)。
(2)生物體的性狀也不完全由基因決定，______對性狀也有著重要影響。例如，后天的營養和體育鍛煉等對人的身高也有重要作用。
在一個蜂群中，少數幼蟲一直取食蜂王漿而發育成蜂王，而大多數幼蟲以花粉和花蜜為食將發育成工蜂。Dnmt3蛋白是Dnmt3基因表達的一種DNA甲基化轉移酶，能使DNA某些區域添加甲基基團(如圖所示)，DNA被甲基化后會干擾RNA聚合酶的識別。敲除Dnmt3基因后，蜜蜂幼蟲將發育成蜂王，這與取食蜂王漿有相同的效果。
(1)據上述研究解釋蜜蜂幼蟲因食物不同而發育不同的原因是什么？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(2)結合上述信息分析DNA甲基化與基因突變的關系？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
(3)DNA甲基化常發生于DNA的CG序列密集區，發生甲基化后，會影響這段DNA和某些蛋白相結合。推測甲基化程度影響基因表達的機制是什么？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
5．(2023·河北保定高三模擬)DNA甲基化是指DNA中的某些堿基被添加甲基基團，此種變化可影響基因的表達，對細胞分化具有調控作用。基因啟動子區域被甲基化后，會抑制該基因的轉錄，如圖所示。研究發現，多種類型的癌細胞中發生了抑癌基因的過量甲基化。下列敘述錯誤的是(　　)
A．細胞的內外環境因素均可引起DNA的甲基化
B．甲基化的啟動子區更易暴露轉錄模板鏈的堿基序列
C．抑癌基因過量甲基化后會導致細胞不正常增殖
D．某些DNA甲基化抑制劑可作為抗癌藥物研發的候選對象
6．(2023·江蘇上岡高級中學高三模擬)表觀遺傳是指生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發生可遺傳變化的現象，DNA甲基化是其中的機制之一。研究發現小鼠體內一對等位基因A和a(完全顯性)，位于卵子時均發生甲基化，且在子代不能表達；但A和a基因在精子中都是非甲基化的，傳給子代后都能正常表達。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．DNA甲基化修飾后轉錄可能受阻
B．雄鼠體內可能存在相應的去甲基化機制
C．抑癌基因的過度甲基化修飾將抑制腫瘤的發生
D．基因型為Aa的小鼠隨機交配，子代性狀分離比約為1∶1
1．(2017·全國Ⅲ，6)下列有關基因型、性狀和環境的敘述，錯誤的是(　　)
A．兩個個體的身高不相同，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高莖和矮莖，說明該相對性狀是由環境決定的
2．(2020·江蘇，30)研究發現，線粒體內的部分代謝產物可參與調控核內基因的表達，進而調控細胞的功能。下圖為T細胞中發生上述情況的示意圖，請據圖回答下列問題：
(1)丙酮酸進入線粒體后先經氧化脫羧形成乙酰輔酶A，再徹底分解成________和[H]。[H]經一系列復雜反應與________結合，產生水和大量的能量，同時產生自由基。
(2)線粒體中產生的乙酰輔酶A可以進入細胞核，使染色質中與________結合的蛋白質乙酰化，激活干擾素基因的轉錄。
(3)線粒體內產生的自由基穿過線粒體膜到______________中，激活NFAT等調控轉錄的蛋白質分子，激活的NFAT可穿過________進入細胞核，促進白細胞介素基因的轉錄。轉錄后形成的______分子與核糖體結合，經________過程合成白細胞介素。
(4)T細胞內乙酰輔酶A和自由基調控核內基因的表達，其意義是______________________
_______________________________________________________________________________。
1．判斷關于基因對性狀的控制過程的敘述
(1)基因1和基因2一般不會出現在人體內的同一個細胞中(　　)
(2)④⑤過程的結果存在差異的直接原因是血紅蛋白結構的不同(　　)
(3)圖中①②過程發生的場所分別是細胞核、細胞質中的核糖體(　　)
(4)白化病是酪氨酸酶活性降低造成的(　　)
(5)基因控制囊性纖維化與基因2控制性狀的方式相同(　　)
2．判斷關于基因選擇性表達的敘述
(1)胰島B細胞有胰島素基因而無抗體基因，故可以產生胰島素而不能產生抗體(　　)
(2)人體肌細胞與幼紅細胞中基因、mRNA、蛋白質均不同(　　)
(3)肺炎鏈球菌R型和S型的差異是基因選擇性表達的結果(　　)
3．判斷關于表觀遺傳的敘述
(1)吸煙會導致精子中DNA的甲基化水平升高，從而影響基因的表達(　　)
(2)柳穿魚Lcyc基因的部分堿基發生甲基化修飾，抑制了基因的表達(　　)
(3)DNA的甲基化僅通過影響翻譯過程進而影響表型(　　)
(4)表觀遺傳引起了表型的變化，又是可以遺傳的，所以屬于可遺傳變異(　　)
4．填空默寫
(1)基因控制性狀的兩條途徑：_____________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)表觀遺傳現象普遍存在于生物體的生長、發育和衰老的整個生命活動過程中。例如，基因組成相同的同卵雙胞胎所具有的微小差異就與______________有關。
(3)有研究表明，吸煙會使人的體細胞內DNA的甲基化水平升高，對染色體上的__________也會產生影響。不僅如此，還有研究發現，男性吸煙者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明顯升高。
(4)除了DNA甲基化，構成染色體的_______發生甲基化、乙酰化等修飾也會影響基因的表達。
(5)基因通過其表達產物——________來控制性狀，細胞內的基因表達與否以及表達水平的高低都是受到調控的。細胞分化是基因選擇性表達的結果，表觀遺傳能夠使生物體在基因的堿基序列________的情況下發生可遺傳的性狀改變。
第4課時　基因表達與性狀的關系
考點一　歸納
1．(1)酶的合成　代謝過程　(2)①酪氨酸酶　黑色素　酪氨酸酶　酪氨酸不能轉化為黑色素　②正常　正常　正常　升高　基因突變　基因重組　異常　降低　受阻　降低　失水
2．(1)蛋白質的結構　(2)缺失3個　A－T　T－A　纈氨酸　鐮刀狀　溶血性貧血
拓展
(1)抑制酶b合成(活性)，促進酶a合成(活性)。
(2)mRNA中不含T含U，五碳糖為核糖。
(3)雙鏈mRNA不能翻譯(不能與核糖體結合)形成酶b，而細胞能正常合成酶a，故生成的油脂比例高，從而提高了產油量。
(4)基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。
突破
1．D　[②是以RNA為模板，指導蛋白質的合成，表示翻譯，翻譯發生在細胞質中的核糖體上，A錯誤；②過程為翻譯過程，由于3種終止密碼子沒有對應的tRNA，因此tRNA只有61種，因此，該過程中最多需要61種反密碼子的參與，B錯誤；前者是基因通過控制酶的合成來控制代謝過程進而控制生物的性狀，后者是基因通過控制蛋白質的結構進而控制生物的性狀，C錯誤；①為轉錄過程，轉錄過程中的堿基互補配對有T－A、A－U、G－C、C－G之間的配對，而②翻譯過程中堿基互補配對的方式有U－A、A－U、G－C、C－G，這兩個過程中的堿基互補配對的方式不完全相同，D正確。]
2．D
考點二　歸納
1．基因的選擇性表達
2．mRNA　蛋白質　形態和功能
拓展
(1)a　b、c、d　(2)不能　紅細胞　胰島B　垂體
突破
3．B
4．AB　[根據表中信息可知，番茄的不同組織以及果實成熟的不同階段，ACC合成酶基因的表達水平存在明顯差異，A正確；橙紅和亮紅的果實中，ACC合成酶基因表達水平最高，故其細胞中ACC合成酶基因的轉錄產物可能相對較多，B正確；番茄不同的組織和果實成熟的不同階段該基因的表達水平不同，體現了不同細胞基因的選擇性表達，C錯誤；果實中該基因的表達水平高于葉片，說明該基因進行了選擇性表達，但不能說明果實的分化程度高于葉片，D錯誤。]
考點三　歸納
1．(1)堿基序列　基因表達　表型　(2)①表達　不表達　甲基化　植株A　植株A　植株B　②AvyAvy　aa　黃色與黑色　(3)甲基化　組蛋白　(4)①可遺傳　③可逆性　(5)環境改變　遺傳物質　可以遺傳的　不可以遺傳的
2．(1)①一種性狀　②多種性狀　③多個基因　一種性狀　(2)環境
拓展
(1)蜜蜂的幼蟲以花粉和花蜜為食，Dnmt3基因表達一種DNA甲基化轉移酶，造成一些基因被甲基化而不能表達，發育成工蜂；蜜蜂的幼蟲以蜂王漿為食，Dnmt3基因不表達，一些基因正常表達而發育成蜂王。
(2)DNA的甲基化會導致基因不能表達或表達水平不同。DNA甲基化可影響基因的表達，從而引起生物表型的改變；DNA甲基化不改變堿基序列，因此，DNA甲基化不是基因突變。
(3)DNA甲基化影響了RNA聚合酶與該區域的結合，導致發生甲基化的DNA(基因)轉錄過程受到抑制，進而無法完成翻譯過程，影響了相關性狀的表達。
突破
5．B　[從圖中可以看出，基因包括啟動子、轉錄區域、終止子等部分，啟動子和轉錄區域為基因中不同的區段，基因啟動子區域被甲基化后，會抑制該基因的轉錄，因此甲基化的啟動子區不利于暴露轉錄模板鏈的堿基序列，B錯誤。]
6．C　[抑癌基因過度甲基化導致基因不能表達，會導致細胞無限分裂出現腫瘤，C錯誤。]
重溫高考　真題演練
1．D　[表型是具有特定基因型的個體所表現出的性狀，是由基因型和環境共同決定的，所以兩個個體的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同，A正確；葉綠素的合成需要光照，某植物的綠色幼苗在黑暗中變成黃色，說明這種變化是由環境造成的，B正確；O型血夫婦的基因型均為ii，其子代都是O型血(ii)，說明該性狀是由遺傳因素決定的，C正確；高莖豌豆的子代出現高莖和矮莖，說明該高莖豌豆是雜合子，自交后代出現性狀分離，不能說明該相對性狀是由環境決定的，D錯誤。]
2．(1)CO2　O2　(2)DNA　(3)細胞質基質　核孔　mRNA　翻譯　(4)提高機體的免疫能力
解析　(1)有氧呼吸過程中，丙酮酸在線粒體中先經氧化脫羧形成乙酰輔酶A，再被徹底分解為CO2和[H]，產生的[H]在線粒體內膜上與O2結合產生水和大量的能量，同時產生自由基。(2)染色質主要由DNA和蛋白質構成，線粒體中產生的乙酰輔酶A進入細胞核后，會使染色質中與DNA結合的蛋白質乙酰化，削弱蛋白質與DNA的結合能力，從而使DNA解螺旋，激活干擾素基因的轉錄。(3)線粒體內產生的自由基穿過線粒體膜進入細胞質基質中，可以激活NFAT等調控轉錄的蛋白質分子，即NFAT是蛋白質，蛋白質通過核孔進出細胞核，所以NFAT可以通過核孔進入細胞核，促進白細胞介素基因的轉錄。轉錄產生的mRNA通過核孔進入細胞質基質后可以與其中的核糖體結合，進行翻譯過程合成相應的白細胞介素。(4)由題意可知，T細胞內乙酰輔酶A和自由基調控核基因的表達，可以促進合成干擾素和白細胞介素，干擾素具有抗病毒等功能，白細胞介素是一種淋巴因子，能夠促進淋巴細胞的增殖、分化，從而提高機體的免疫能力。
五分鐘　查落實
1．(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√　
2．(1)×　(2)×　(3)×　
3．(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　
4．(1)基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀；基因還能通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀　(2)表觀遺傳　(3)組蛋白　(4)組蛋白　(5)蛋白質　不變微專題四　基因表達調控
基因表達調控是生物體內基因表達的調節控制，使細胞中基因表達的過程在時間、空間上處于有序狀態，并對環境條件的變化作出反應的復雜過程。基因表達的調控可在多個層次上進行，主要表現包括染色質水平、轉錄水平、轉錄后水平、翻譯水平和翻譯后水平的調控。
1．染色質水平上的調控
基因轉錄前染色質結構需要發生一系列重要變化，這是基因轉錄的前提，真核生物的DNA與組蛋白和一些非組蛋白構成染色質結構，染色質又分為常染色質和異染色質。DNA呈現不同凝聚狀態的染色質結構，表現出不同的基因表達活性狀態。常染色質結構比較松散，DNA局部序列暴露，基因表達處于活性狀態。異染色質結構高度致密，DNA被組蛋白結合，染色質的基因表達活性處于阻遏狀態。
典例1　組蛋白是構成真核生物染色體的基本結構蛋白。用聚丙烯酰胺凝膠電泳可以區分5種不同的組蛋白：H1、H2A、H2B、H3和H4。研究發現，核心組蛋白的肽鏈末端受到多種化學修飾的調控，比如H4末端Lys8(Lys代表賴氨酸)和Lys16的雙乙酰化能夠招募轉錄相關蛋白，促進基因表達；而H3的N末端Lys9的甲基化會促進DNA包裝蛋白的結合，壓縮染色質結構，抑制基因表達。下列相關敘述中，正確的是(　　)
A．大腸桿菌中沒有染色體結構，其擬核中的DNA從不與任何蛋白質結合
B．RNA聚合酶能識別DNA上的起始密碼子并與之結合，啟動基因的轉錄
C．豬的成熟紅細胞在衰老時，控制其凋亡的基因開始表達產生相關蛋白
D．特定的修飾狀態可以決定組蛋白的活性，從而決定基因的表達與沉默
2．轉錄水平上的調控
該調控是最主要的基因調控方式。轉錄調控是指以DNA為模板合成RNA的調控，所有的細胞都具有大量序列特異的DNA結合蛋白，這些蛋白能準確地識別并結合到特異的DNA序列，在轉錄水平上起著開關的作用。該調控重點是在特定組織或細胞中、在特定的生長發育階段、在特定的機體內外條件下，選擇特定基因進行轉錄表達。
典例2　(多選)大腸桿菌可以直接利用葡萄糖，也可以通過合成β 半乳糖苷酶將乳糖分解為葡萄糖和半乳糖加以利用。如圖是大腸桿菌乳糖代謝基因在轉錄水平上受到調控的模型。下列說法正確的是(　　)
A．阻遏蛋白與操縱基因結合會抑制結構基因的轉錄
B．基因lacZ、lacY、lacA共用一套啟動子和終止子
C．圖示的2個mRNA都有1個起始密碼子和1個終止密碼子
D．葡萄糖耗盡時β 半乳糖苷酶基因被誘導表達，這種調節可以減少物質和能量的浪費
3．轉錄后水平上的調控
轉錄后調控，這是指基因轉錄起始后對轉錄產物進行的一系列修飾、加工等調控行為，主要包括提前終止轉錄過程，對mRNA前體進行加工剪切，mRNA通過核孔和在細胞質內定位等。
典例3　(多選)真核生物的基因中含有外顯子和內含子。細胞核內剛剛轉錄而來的RNA為前體mRNA，前體mRNA中的內含子在RNA自身以及其他蛋白復合物的作用下被剪切，形成mRNA運出細胞核。如圖為前體mRNA的剪切示意圖，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．圖中的a、c分別為啟動子和終止子轉錄部分
B．前體mRNA能與核糖體直接結合進行翻譯過程
C．蛋白質復合物具有識別特定核糖核苷酸序列的功能
D．前體mRNA加工形成mRNA的過程發生在細胞質基質中
4．翻譯水平上的調控
這是基因表達調控的重要環節。翻譯的速率和細胞生長的速度之間是密切協調的。在肽鏈合成的起始、延伸和終止三個階段中，對翻譯起始速率的調控是最重要的，而在翻譯的延伸和終止階段也存在著調控因素。
典例4　(多選)miRNA是miRNA前體經過加工之后的一類非編碼的具有調控功能的小RNA分子(18～25個核苷酸)，它含有一段能夠自我配對形成“莖環”結構的序列(如圖所示)。某miRNA能抑制W基因控制的蛋白質(W蛋白)的合成，如圖是某真核細胞內形成該miRNA及其發揮作用的過程示意圖。下列敘述錯誤的是(　　)
A．miRNA前體是單鏈RNA分子，且含有氫鍵
B．miRNA與W基因mRNA結合遵循堿基互補配對原則，即A與U、T與A、C與G配對
C．在細胞質加工miRNA使其莖環消失可能與磷酸二酯鍵的斷裂有關
D．miRNA抑制W蛋白的合成是通過miRNA直接與W基因合成的mRNA結合所致
5．翻譯后水平的調控(蛋白質活性的調節)
該調控主要是控制多肽鏈的加工和折疊，以產生不同功能活性的蛋白質。來自mRNA的遺傳信息翻譯成蛋白質后，這些蛋白質如何活化并發揮其生物學功能，涉及蛋白質合成后的加工問題。翻譯后的加工實際上也具有對基因表達的調控作用。蛋白質的定向與分揀應該是準確無誤的，否則細胞的正常生理功能將會出現異常。
典例5　果蠅細胞中含有調控“生物鐘”的per基因，表達產物為PER蛋白，PER蛋白在白天會被降解，而到晚上PER蛋白與TIM蛋白綁定后被運輸到細胞核中積累，從而抑制per基因的表達。通過這樣的機制，PER蛋白持續而周期性地調控著果蠅的“生物鐘”。據圖分析，下列有關敘述正確的是(　　)
A．圖中mRNA從右向左在核糖體中移動
B．per基因能持續地進行復制、轉錄、翻譯以補充被降解的PER蛋白
C．果蠅“生物鐘”的調節過程體現了per基因與基因產物之間的相互作用
D．PER－TIM蛋白復合物對per基因表達的調控屬于翻譯水平的調控
方法總結　(1)識圖：對題干中出現的圖形認真分析，并找出與教材知識及已有知識之間的聯系。仔細辨別DNA復制、轉錄、翻譯的圖解，回憶有關過程的結構、場所與條件等。
(2)譯圖：比較熟練地把圖形信息轉化為文字或數據信息，或把文字、數據信息轉化為圖形信息，從而得出正確結論。
(3)挖掘：注意挖掘隱含條件。隱含條件往往是容易忽視的內容，也是造成解題失誤的原因之一。只有捕捉到信息，才能處理信息，從而運用正確的信息解決問題。
對位訓練
1．miRNA是一類由基因編碼的，長約22個核苷酸的單鏈RNA分子。在線蟲中，Lin－4基因的轉錄產物經加工后形成miRNA－miRNA*雙鏈，其中 miRNA與Lin－14 mRNA部分配對，使其翻譯受阻，進而調控幼蟲的正常發育模式。Lin－4 miRNA的形成過程及其對Lin－14基因的調控如圖所示。下列有關敘述正確的是(　　)
A．轉錄miRNA的模板鏈堿基序列與miRNA*的堿基序列相同
B．用抗原－抗體雜交技術可檢測到線蟲內Lin－4基因表達的蛋白質
C．圖中過程①、過程②分別需要 RNA 聚合酶、限制性內切核酸酶
D．Lin－4基因調控Lin－14基因選擇性表達的結果是Lin－14基因翻譯水平降低
2．如圖表示真核生物在不同水平上對基因的表達進行了調控，基因2轉錄生成的起始轉錄物中1、2、3、4部分重新連接后再出核孔，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．同種基因控制合成的蛋白質可能不止一種
B．不同水平的調控使真核生物細胞功能復雜化
C．轉錄的啟動取決于基因上啟動部位與RNA聚合酶是否堿基互補配對
D．據圖推測，加工后的mRNA可能不翻譯，同一mRNA翻譯的新生多肽鏈只有1種
3．在遺傳信息的表達過程中，蛋白質與核酸的合成相依賴。在生命起源之初，究竟是先有核酸還是先有蛋白質，科學家提出了以下假說：最早出現的生物大分子很可能是RNA，它兼具了DNA和蛋白質的功能，既可以像DNA一樣儲存遺傳信息，又可以像蛋白質一樣催化反應，DNA和蛋白質則是進化的產物。下列事實不支持該假說的是(　　)
A．構成核糖體的rRNA具有催化肽鍵形成的功能
B．細胞核內的DNA必須有RNA作為引物才能完成復制
C．mRNA是在RNA聚合酶的催化下以DNA的一條鏈為模板轉錄形成的
D．四膜蟲rRNA的前體物能在沒有蛋白質參與下進行自我加工、剪切
4．(多選)(2022·江蘇泰州中學高三開學考試)果蠅的晝夜節律與PER蛋白濃度的變化有關。如圖表示PER蛋白作用的部分過程。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．PER蛋白可反饋抑制Per基因的轉錄
B．per mRNA的合成過程在細胞核外發生
C．PER蛋白與TIM蛋白結合后穿過核膜進入細胞核
D．一個per mRNA分子上可結合多個核糖體同時進行多條不同肽鏈的合成
5．(2023·河北唐山高三模擬)研究發現，當細胞中缺乏氨基酸時，負載tRNA(攜帶氨基酸的tRNA)會轉化為空載tRNA(沒有攜帶氨基酸的tRNA)參與基因表達的調控。圖示為缺乏氨基酸時，tRNA調控基因表達的相關過程，圖中的①②③④表示過程，a、b、c、d表示合成的多肽鏈。利用該圖作用的機理分析饑餓療法治療癌癥的方法和原理(饑餓療法是指通過微導管向腫瘤供血動脈內注入栓塞劑，阻斷腫瘤的血液供應，使腫瘤細胞缺血、缺氧死亡)，回答相關問題：
(1)癌細胞被稱為不死細胞，能夠進行無限增殖，在增殖過程中需要不斷合成需要的蛋白質，DNA控制合成蛋白質的過程包括__________(填數字編號)，參與此過程的RNA有_______________________________________________________________________________。
(2)完成過程需要的物質是從細胞質進入細胞核的，它們是_____________________________。
(3)根據圖中多肽合成的過程，判斷核糖體的移動方向為________________(填“從左向右”或“從右向左”)，多肽鏈a、b、c、d上的氨基酸序列________(填“相同”或“不同”)。 從圖可知合成蛋白質的速度非常快的原因是___________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)結合饑餓療法治療癌癥的方法，利用如圖展示的調控過程，從兩個方面說明如何通過抑制蛋白質的合成，來控制癌細胞的分裂：_____________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
微專題四　基因表達調控
典例1　D
典例2　ABD　[阻遏蛋白與操縱基因結合會導致啟動子無法啟動轉錄，從而抑制結構基因的轉錄，A正確；葡萄糖耗盡時β 半乳糖苷酶基因被誘導表達，從而將乳糖分解為葡萄糖和半乳糖加以利用，這種調節可以減少物質和能量的浪費，D正確。]
典例3　ABD　[啟動子和終止子為基因上的調控序列，不能轉錄出相應的前體mRNA，A錯誤；前體mRNA需要經過加工形成mRNA，才能與核糖體結合進行翻譯過程，B錯誤；蛋白質復合物具有識別特定核糖核苷酸序列的功能，進而剪切前體mRNA，C正確；前體mRNA加工形成mRNA的過程發生在細胞核中，形成的mRNA運出細胞核進入細胞質基質中，D錯誤。]
典例4　BD　[miRNA前體中含有莖環結構，故其中含有氫鍵，A正確；miRNA與W基因mRNA結合遵循堿基互補配對原則，即A與U、C與G配對，RNA中不含堿基T，B錯誤；在細胞質加工miRNA使其莖環消失可能是切斷了一段核苷酸鏈，與磷酸二酯鍵的斷裂有關，C正確；miRNA抑制W蛋白的合成，是通過單鏈miRNA與蛋白質結合形成的miRNA蛋白復合物直接與W基因的mRNA結合，從而阻斷其翻譯所致，D錯誤。]
典例5　C　[翻譯過程中是核糖體沿mRNA移動，A錯誤；per基因通過轉錄、翻譯以補充被降解的PER蛋白，不涉及per基因的復制，B錯誤；該過程體現了per基因與基因產物之間的相互作用，C正確；PER－TIM蛋白復合物對per基因表達的調控屬于轉錄水平的調控，D錯誤。]
對位訓練
1．D　[圖示為線蟲細胞中Lin－4 miRNA調控基因Lin－14表達的相關作用機制。圖中①表示轉錄過程；②表示miRNA前體1經過加工形成miRNA前體2的過程。miRNA與Lin－14 mRNA部分配對，使其翻譯受阻。轉錄miRNA的模板鏈堿基序列與miRNA*的堿基序列可以發生堿基互補配對，而不是相同，A錯誤；據圖可知，Lin－4基因的轉錄產物經加工后形成miRNA－miRNA*雙鏈，其中miRNA與Lin－14 mRNA部分配對，使其翻譯受阻，說明Lin－4基因屬于調控基因，并沒有形成蛋白質，故不能用抗原－抗體雜交技術檢測到線蟲內Lin－4基因表達的蛋白質，B錯誤；圖中過程①為轉錄，需要RNA聚合酶催化，過程②為miRNA前體1經過加工形成miRNA前體2，需要剪切RNA的RNA剪切酶催化，而限制性內切核酸酶識別的是DNA的特定序列，是對DNA的特定部位進行剪切，C錯誤。]
2．C　3.C
4．BCD　[因為per mRNA存在于細胞核內，因此其合成只能發生在細胞核內，B錯誤；PER蛋白與TIM蛋白結合后穿過核孔進入細胞核，C錯誤；據圖可知，在合成蛋白質時，多個核糖體可以相繼結合到per mRNA分子上，形成多聚核糖體，這樣可以同時進行多條相同肽鏈的合成，提高蛋白質的翻譯效率，D錯誤。]
5．(1)①②　mRNA、tRNA、rRNA　(2)核糖核苷酸、RNA聚合酶、ATP　(3)從右向左　相同 　一個mRNA分子上可以相繼結合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白質　(4)缺少氨基酸會使負載tRNA(攜帶氨基酸的RNA)轉化為空載tRNA，空載tRNA通過抑制DNA的轉錄和激活蛋白激酶抑制蛋白質合成，減少蛋白質的含量，影響細胞的分裂

展開更多......

收起↑