高三專題復(fù)習(xí)：基因的本質(zhì)

專題四基因的本質(zhì)與表達(dá)考情透視核心考點(diǎn)考試頻次考題統(tǒng)計(jì)探索遺傳物質(zhì)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)3年6次（2024甘肅卷）噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)（2023天津卷）科學(xué)探究方法綜合（2022海南卷）噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)DNA的分子結(jié)構(gòu)與復(fù)制3年16次（2024北京卷）DNA的分子結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

（2024河北卷）DNA分子中的堿基計(jì)算（2024浙江卷）有絲分裂與DNA復(fù)制（2024遼寧卷）DNA分子復(fù)制的過程遺傳信息的表達(dá)與調(diào)控3年45次（2024安徽卷）遺傳信息的轉(zhuǎn)錄（2024廣東卷）基因表達(dá)綜合（2024河北卷）DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄（2024湖北卷）轉(zhuǎn)錄和翻譯（2024吉林卷）表觀遺傳（2024浙江卷）表觀遺傳該部分內(nèi)容選擇題和非選擇題形式都可能出現(xiàn)，常以遺傳物質(zhì)探究歷程來(lái)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，此部分的重點(diǎn)是中心法則，考察內(nèi)容涉及DNA的結(jié)構(gòu)、DNA作為遺傳物質(zhì)的證據(jù)、DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程及其特點(diǎn)。③_______________________④____________________②___________________________發(fā)現(xiàn)者結(jié)構(gòu)特點(diǎn)DNA細(xì)胞生物和病毒的遺傳物質(zhì)聯(lián)

系DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)RNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)放射性同位素標(biāo)記法聯(lián)

系煙草花葉病毒感染煙草實(shí)驗(yàn)DNA是主要的

遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)沃森、克里克①____________穩(wěn)定性、多樣性、特異性雙螺旋結(jié)構(gòu)聯(lián)

系“加法原理”“減法原理”基因本質(zhì)聯(lián)

系等位基因、非等位基因、基因突變、基因重組、基因與染色體的關(guān)系通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段細(xì)胞核、線粒體、葉綠體特定的堿基排列順序分布遺傳信息儲(chǔ)存形式基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成場(chǎng)所模板產(chǎn)物主要在細(xì)胞核⑦_(dá)____________RNA(mRNA、tRNA、rRNA)轉(zhuǎn)錄RNA的功能聯(lián)系翻譯中心法則場(chǎng)所模板產(chǎn)物核糖體

⑧_______

多肽或蛋白質(zhì)

⑨_____________________________聯(lián)系比較5個(gè)過程的模板、原料、產(chǎn)物、場(chǎng)所等DNA的一條鏈mRNADNA復(fù)制場(chǎng)所時(shí)間條件特點(diǎn)真核細(xì)胞主要是細(xì)胞核⑤________________________________模板、原料、能量、酶等⑥________________________

有絲分裂間期和減數(shù)分裂前的間期半保留復(fù)制、邊解旋邊復(fù)制兩種分裂過程中DNA數(shù)目的變化及原因分析聯(lián)系基因同一生物分化的細(xì)胞中DNA、mRNA、tRNA、rRNA和蛋白質(zhì)的相同與不同基因表達(dá)與性狀的關(guān)系基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化表觀遺傳基因通過控制⑩_________來(lái)控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的性狀基因通過控制?_____________直接控制生物體的性狀聯(lián)系酶的合成蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)壹貳基因的本質(zhì)基因的表達(dá)與調(diào)控目錄/DIRECTORY壹基因的本質(zhì)深化點(diǎn)(一)生物遺傳物質(zhì)的探索分析1.明確噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的“兩標(biāo)記”和“三原因”(1)實(shí)驗(yàn)中兩次標(biāo)記的目的第一次標(biāo)記分別用含35S和32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌,目的是獲得帶有標(biāo)記的大腸桿菌第二次標(biāo)記分別用含35S和32P的大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體,目的是使噬菌體帶上放射性標(biāo)記深化點(diǎn)(一)生物遺傳物質(zhì)的探索分析1.明確噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的“兩標(biāo)記”和“三原因”(2)實(shí)驗(yàn)中放射性分布誤差產(chǎn)生的三個(gè)原因（1）32P標(biāo)記DNA保溫時(shí)間過短：部分噬菌體未侵染大腸桿菌保溫時(shí)間過長(zhǎng)：部分大腸桿菌裂解，釋放子代噬菌體離心后均會(huì)使上清液、沉淀物中有放射性（2）35S標(biāo)記蛋白質(zhì)外殼攪拌不充分：少量35S標(biāo)記的噬菌體的蛋白質(zhì)外殼吸附在大腸桿菌表面離心后上清液、沉淀物中均有放射性格里菲思的體內(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”。030201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)。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)。深化點(diǎn)(一)生物遺傳物質(zhì)的探索分析2.遺傳物質(zhì)發(fā)現(xiàn)的三個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論病毒重組法：將一種病毒的核酸與另一種病毒的蛋白質(zhì)外殼重新組合，得到雜種病毒，再用雜種病毒感染宿主放射性同位素標(biāo)記法：分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)的特有元素，單獨(dú)、直接地觀察它們各自的作用減法原理：在艾弗里及其同事的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組特異性地去除了某種物質(zhì)010203酶解法：利用酶的專一性，加入DNA酶，將DNA水解，觀察起控制作用的物質(zhì)是否還有控制作用，若有，其遺傳物質(zhì)不是DNA，若沒有，起遺傳物質(zhì)可能是DNA04深化點(diǎn)(一)生物遺傳物質(zhì)的探索分析3.“遺傳物質(zhì)”探索的四種方法不能用35S和32P標(biāo)記同一T2噬菌體，因?yàn)榉派湫詸z測(cè)時(shí)只能檢測(cè)到放射性的存在部位，不能確定是何種元素。不能用普通培養(yǎng)基直接培養(yǎng)T2噬菌體。轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是基因重組且概率低。加熱殺死S型菌的過程中，其蛋白質(zhì)變性失活，但是其內(nèi)部的DNA在加熱結(jié)束后隨溫度的降低又逐漸恢復(fù)正常結(jié)構(gòu)而具有活性。易錯(cuò)提醒【典例1】如圖在肺炎鏈球菌R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌的過程中，相關(guān)敘述正確的是（

）A．加熱導(dǎo)致S型菌的DNA氫鍵被破壞，因而斷裂為多個(gè)較短的DNA片段B．肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，加熱致死的S型菌的DNA使R型活菌發(fā)生了轉(zhuǎn)化C．加入S型菌的DNA和R型活菌的培養(yǎng)基中，一段時(shí)間后仍可發(fā)現(xiàn)表面粗糙的菌落D．S型菌的capS使R型活菌轉(zhuǎn)化為S型活菌，是因?yàn)閏apS整合到R型菌的染色體中C磷酸二酯鍵肺炎鏈球菌沒有染色體當(dāng)時(shí)并不知道是DNA使R型活菌發(fā)生轉(zhuǎn)化[例1](2024·甘肅高考)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)染色體主要是由蛋白質(zhì)和DNA組成。關(guān)于證明蛋白質(zhì)和核酸哪一種是遺傳物質(zhì)的系列實(shí)驗(yàn),下列敘述正確的是()A.肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,加熱致死的S型菌株的DNA分子在小鼠體內(nèi)可使R型活菌的相對(duì)性狀從無(wú)致病性轉(zhuǎn)化為有致病性B.肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,利用自變量控制的“加法原理”,將“S型細(xì)菌DNA+DNA酶”加入R型活菌的培養(yǎng)基中,結(jié)果證明DNA是轉(zhuǎn)化因子C.噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)中,用放射性同位素分別標(biāo)記了噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNA,發(fā)現(xiàn)其DNA進(jìn)入宿主細(xì)胞后,利用自身原料和酶完成自我復(fù)制D.煙草花葉病毒實(shí)驗(yàn)中,以病毒顆粒的RNA和蛋白質(zhì)互為對(duì)照進(jìn)行侵染,結(jié)果發(fā)現(xiàn)自變量RNA分子可使煙草出現(xiàn)花葉病斑性狀D無(wú)致病性的R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為有致病性的S型細(xì)菌宿主細(xì)胞的原料和酶1.(2024·南平三模)下列關(guān)于證明DNA是主要遺傳物質(zhì)的相關(guān)實(shí)驗(yàn),敘述錯(cuò)誤的是()A.艾弗里等人的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)不僅證明了遺傳物質(zhì)是DNA,還證明了DNA可以在同種生物的不同個(gè)體之間轉(zhuǎn)移B.赫爾希和蔡斯在明確T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程后,選擇其作為證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)材料C.32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌,經(jīng)攪拌、離心后上清液放射性來(lái)自子代或親代噬菌體D.格里菲思的第四組實(shí)驗(yàn)小鼠的血清中含有抗R型肺炎鏈球菌的抗體B赫爾希和蔡斯選擇T2噬菌體作為證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)材料的原因是T2噬菌體只含有DNA和蛋白質(zhì)兩種物質(zhì)2.(2024·郴州模擬)某實(shí)驗(yàn)小組模擬“T2噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)”。如圖所示,實(shí)驗(yàn)操作正確的情況下,下列有關(guān)敘述正確的是()A.上清液和沉淀物放射性都很高B.子代T2噬菌體均會(huì)被35S標(biāo)記C.大部分子代T2噬菌體被32P標(biāo)記D.實(shí)驗(yàn)前需用含32P的培養(yǎng)液培養(yǎng)T2噬菌體B深化點(diǎn)(二)

DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制1.厘清DNA結(jié)構(gòu)的兩種關(guān)系和兩種化學(xué)鍵數(shù)量關(guān)系每個(gè)鏈狀DNA分子片段中，游離的磷酸基團(tuán)有2個(gè)A—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)位置關(guān)系單鏈中相鄰堿基：通過“脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖”連接互補(bǔ)鏈中相鄰堿基：通過氫鍵相連化學(xué)鍵氫鍵：連接互補(bǔ)鏈中相鄰堿基的化學(xué)鍵磷酸二酯鍵：連接單鏈中相鄰兩個(gè)脫氧核苷酸的化學(xué)鍵復(fù)制的場(chǎng)所主要場(chǎng)所是細(xì)胞核，但在擬核、線粒體、葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(如質(zhì)粒)中也可進(jìn)行DNA復(fù)制。外界條件對(duì)DNA復(fù)制的影響在DNA復(fù)制的過程中，需要酶的催化和ATP供能，凡是影響酶活性的因素和影響細(xì)胞呼吸的因素，都會(huì)影響DNA的復(fù)制。復(fù)制方式半保留復(fù)制。過程特點(diǎn)邊解旋邊復(fù)制；多起點(diǎn)解旋和復(fù)制。DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性①一般DNA分子能準(zhǔn)確地進(jìn)行復(fù)制。原因是DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)能為復(fù)制提供精確的模板；通過堿基互補(bǔ)配對(duì)，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。②在外界和生物內(nèi)部因素作用下，可能引發(fā)基因突變。深化點(diǎn)(二)

DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制2.歸納概括DNA復(fù)制的五個(gè)問題引物DNA聚合酶5′利用酶將引物切除DNA聚合酶將“缺口”補(bǔ)齊用DNA連接酶連接DNA片段5′3′5′3′5′3′5′5′特點(diǎn)：半不連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制鏈不連續(xù)復(fù)制鏈前導(dǎo)鏈后隨鏈DNA復(fù)制計(jì)算時(shí)看清題中給出的堿基單位是“對(duì)”還是“個(gè)”；所問的是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”，是“含”還是“只含”。注意“DNA復(fù)制了n次”和“第n次復(fù)制”的區(qū)別，前者包括所有的復(fù)制，后者只包括第n次的復(fù)制。DNA中氫鍵可由解旋酶催化斷裂，需要ATP供能，也可加熱斷裂(體外)；而氫鍵是自動(dòng)形成的，不需要酶和能量。010203在真核生物中，DNA復(fù)制一般是多起點(diǎn)復(fù)制；在原核生物中，DNA復(fù)制一般是一個(gè)起點(diǎn)。無(wú)論是真核生物還是原核生物，DNA復(fù)制大多數(shù)都是雙向進(jìn)行的。04易錯(cuò)提醒【典例2】減數(shù)分裂是一個(gè)復(fù)雜的過程，染色體端粒（富含堿基G的DNA-蛋白質(zhì)復(fù)合體）在核膜上的準(zhǔn)確錨定，并沿著內(nèi)核膜進(jìn)行移動(dòng)是減數(shù)分裂能正確進(jìn)行的前提。在此過程中，DNA會(huì)被多種酶剪切為局部單鏈，并完成同源染色體的配對(duì)聯(lián)會(huì)和同源重組（過程如圖所示，其中a、b各表示一個(gè)DNA分子）。下列敘述錯(cuò)誤的是（

）A．a(chǎn)、b兩個(gè)DNA分子上的基因相同或互為等位基因B．端粒DNA序列富含堿基G的特點(diǎn)，有利于維持端粒結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定C．減數(shù)分裂中同源染色體的片段互換需要DNA連接酶的參與D．端粒準(zhǔn)確錨定在內(nèi)核膜上發(fā)揮作用，發(fā)生于減數(shù)分裂Ⅱ的前期D核膜已經(jīng)消失[例2]

(2023·山東高考)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)記的脫氧核苷酸的體系中進(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(duì)原則,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)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'端指向解旋方向多出的部分可能不含有A、T②的3'端指向解旋方向D5.(2024·柳州開學(xué)考試)“θ”型復(fù)制是某些環(huán)狀DNA復(fù)制的方式,從環(huán)狀雙鏈DNA特定的復(fù)制點(diǎn)開始,以正負(fù)兩鏈為模板雙向進(jìn)行,正