2023屆 二輪復(fù)習(xí) 基因的本質(zhì)和表達 學(xué)案

明考點·析考情·談趨勢考點1.人類對遺傳物質(zhì)的探索過程。2.DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制。3.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。4.表觀遺傳。5.基因突變和基因重組。6.染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異。7.生物變異在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用。8.現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容。9.生物進化與生物多樣性的形成?？记?.考查題型：多以選擇題呈現(xiàn)。2.命題趨勢：(1)遺傳的分子基礎(chǔ)多為遺傳物質(zhì)的實驗探究、遺傳信息傳遞過程的實例分析與實驗探究。(2)變異常以實例辨析背后原理或以變異為基礎(chǔ)考查育種的流程及背后的原理。(3)進化多側(cè)重基本觀點考查及基因頻率的計算。1.(必修2P42問題探討1)遺傳物質(zhì)的特點：遺傳物質(zhì)必須結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，要能儲存大量的遺傳信息，可以準確地復(fù)制拷貝，將信息傳遞給下一代，可以指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，可發(fā)生可遺傳的變異等。2．(必修2P45相關(guān)信息)在噬菌體侵染細菌的實驗中，選擇35S和32P這兩種同位素分別對蛋白質(zhì)和DNA標(biāo)記而不用14C和3H同位素標(biāo)記的原因：因為S僅存在于T2噬菌體的蛋白質(zhì)中，而P幾乎都存在于DNA分子中。用14C和3H同位素是不可行的，因為T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分子中都含有這兩種元素。3．(必修2P46思考·討論1)選用細菌或病毒作為實驗材料研究遺傳物質(zhì)的優(yōu)點：成分和結(jié)構(gòu)簡單，繁殖速度快，容易分析結(jié)果。4．(必修2P46科學(xué)方法)在對照實驗中，控制自變量可以采用“加法原理”或“減法原理”。在艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗中，每個實驗組特異性地去除了一種物質(zhì)，從而鑒定出DNA是遺傳物質(zhì)，就利用了“減法原理”。5．(必修2P50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，這一端稱為5′－端，另一端有一個羥基(—OH)，稱為3′－端。DNA的兩條單鏈走向相反(反向平行)，從雙鏈的一端開始，一條單鏈是從5′－端到3′－端，另一條單鏈則是從3′－端到5′－端。6．(必修2P55正文)在DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)中區(qū)分親代與子代的DNA分子的方法：因本實驗是根據(jù)半保留復(fù)制原理和DNA密度的變化來設(shè)計的，所以在本實驗中根據(jù)試管中DNA帶所在的位置就可以區(qū)分親代與子代的DNA分子。7．(必修2P59正文)DNA上分布著許多個基因，基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，如艾滋病病毒等。對這類病毒而言，基因就是有遺傳效應(yīng)的RNA片段?；虻倪z傳效應(yīng)是指基因能夠復(fù)制、傳遞和表達性狀的過程。8．(必修2P62復(fù)習(xí)與提高，非選擇題1)DNA分子雜交技術(shù)可以用來比較不同種生物DNA分子的差異。兩種不同生物的DNA分子雜交形成雜合雙鏈區(qū)的部位越多，說明兩種生物的親緣關(guān)系越近。9．(必修2P67圖4－6)tRNA中含有堿基對并有氫鍵，另外—OH部位是結(jié)合氨基酸的部位，與氨基酸的羧基結(jié)合。10．(必修2P67思考·討論)密碼子的簡并對生物體生存發(fā)展的意義：在一定程度上能防止由于堿基改變而導(dǎo)致的遺傳信息的改變。密碼子的通用性指幾乎所有的生物體都共用一套密碼子。11．(必修2P69小字)通常，一個mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成。由合成的肽鏈的長度可推出核糖體在mRNA上的移動方向，一般核糖體上的肽鏈越長，則其與mRNA分子結(jié)合的越早。12．(必修2P74相關(guān)信息)除了DNA甲基化，構(gòu)成染色體的組蛋白發(fā)生甲基化、乙?；刃揎椧矔绊懟虻谋磉_。13．(必修2P74正文)基因通過其表達產(chǎn)物——蛋白質(zhì)來控制性狀，細胞內(nèi)的基因表達與否以及表達水平的高低都是受到調(diào)控的。細胞分化的實質(zhì)是基因選擇性表達的結(jié)果，表觀遺傳能夠使生物體在基因的堿基序列不變的情況下發(fā)生可遺傳的性狀改變。14．(必修2P83小字)基因突變的特點：普遍性、隨機性、不定向性、低頻性。15．(必修2P82正文)人和動物細胞中的DNA上本來就存在與癌變相關(guān)的基因：原癌基因和抑癌基因。一般來說，原癌基因突變或過量表達而導(dǎo)致相應(yīng)蛋白質(zhì)活性過強，或抑癌基因突變而導(dǎo)致相應(yīng)蛋白質(zhì)活性減弱或失去活性，都可能引起細胞癌變。16．(必修2P84正文)基因重組能夠產(chǎn)生多種基因型，但不可以產(chǎn)生新的基因。同無性生殖相比，有性生殖產(chǎn)生的后代具有更大的變異性，其根本原因是產(chǎn)生新的基因組合的機會多。17．(必修2P85生物科技進展)基因編輯指對基因進行定點修改，以改變目的基因的序列和功能，進而進行基因治療和物種改良。18．(必修2P89小字)利用單倍體植株培育新品種，能明顯縮短育種年限。育種工作者常常采用花藥(或花粉)離體培養(yǎng)的方法來獲得單倍體植株，然后人工誘導(dǎo)使這些植株的染色體數(shù)目加倍，恢復(fù)到正常植株的染色體數(shù)目。用這種方法培育得到的植株，不但能夠正常繁殖，而且每對染色體上成對的基因都是純合的，自交的后代不會發(fā)生性狀分離。19．(必修2P90圖5－7)果蠅的缺刻翅是染色體中某一片段缺失引起的，其棒狀眼是由染色體中某一片段增加引起的，染色體易位發(fā)生在非同源染色體之間。20．(必修2P91拓展應(yīng)用2)替代年年制種，獲取無子西瓜的方法一是進行無性繁殖，將三倍體西瓜植株進行組織培養(yǎng)獲取大量的組培苗，再進行移栽；方法二是利用生長素或生長素類調(diào)節(jié)劑處理二倍體未受粉的雌蕊，以促進子房發(fā)育成無子果實，在此過程中要進行套袋處理。21．(必修2P98非選擇題3)三倍體植株進行減數(shù)分裂時染色體聯(lián)會紊亂，無法形成正常的生殖細胞，因此不能形成種子。但并不是絕對一顆種子都沒有，其原因是在進行減數(shù)分裂時，有可能形成正常的生殖細胞。22．(必修2P104正文)化石為研究生物進化提供了直接的證據(jù)，比較解剖學(xué)和胚胎學(xué)以及細胞和分子水平的研究，都給生物進化論提供了有力的支持。這些證據(jù)互為補充、相互印證，有力地支持了達爾文的共同由來學(xué)說，進而為解釋適應(yīng)和物種的形成提供了堅實的基礎(chǔ)。23．(必修2P106思考·討論2)雷鳥在冬季來臨前將羽毛換成白色的，有利于在白雪的環(huán)境中保護自己，這是適應(yīng)的普遍性。群體中出現(xiàn)可遺傳的有利變異和環(huán)境的定向選擇，是適應(yīng)形成的必要條件。但如果由于干旱，冬季不下雪，這種白色羽毛則容易成為天敵的捕食目標(biāo)，這是適應(yīng)的相對性。適應(yīng)的相對性是由于基因等遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性、多效性和環(huán)境條件的變化相互作用的結(jié)果。24．(必修2P119小字)捕食者往往捕食個體數(shù)量多的物種，這樣就為其他物種的形成騰出空間。捕食者的存在有利于增加物種多樣性。25．(必修2P123正文)適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果；種群是生物進化的基本單位；突變和基因重組提供進化的原材料，自然選擇導(dǎo)致種群基因頻率的定向改變，進而通過隔離形成新的物種；生物進化的過程實際上是生物與生物、生物與無機環(huán)境協(xié)同進化的過程；生物多樣性是協(xié)同進化的結(jié)果?？键c一基因的本質(zhì)和表達1．格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗2．艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗3．T2噬菌體侵染細菌的實驗(1)標(biāo)記T2噬菌體(2)侵染大腸桿菌(3)噬菌體侵染細菌實驗的誤差分析①32P噬菌體侵染大腸桿菌②35S噬菌體侵染大腸桿菌4．“遺傳物質(zhì)”探索的三種方法5．DNA的結(jié)構(gòu)(1)結(jié)構(gòu)圖解(2)特點①DNA單鏈上相鄰脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵連接。②雙鏈DNA分子中常用公式：A＝T、C＝G、A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G。③“單鏈中互補堿基和”占該鏈堿基數(shù)比例＝“雙鏈中互補堿基和”占雙鏈總堿基數(shù)比例。④某單鏈不互補堿基之和的比值與其互補鏈的該比值互為倒數(shù)。6．DNA復(fù)制的分析7．DNA轉(zhuǎn)錄和翻譯過程(1)轉(zhuǎn)錄(2)翻譯①模型一②模型二8．原核細胞與真核細胞中的基因表達9．遺傳信息的傳遞過程10．基因與性狀的關(guān)系(1)基因控制生物體性狀的途徑(2)細胞分化(3)表觀遺傳(4)基因與性狀的關(guān)系1．(2022·浙江1月選考，20)S型肺炎鏈球菌的某種“轉(zhuǎn)化因子”可使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌。研究“轉(zhuǎn)化因子”化學(xué)本質(zhì)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(jié)果C．步驟④中，固體培養(yǎng)基比液體培養(yǎng)基更有利于細菌轉(zhuǎn)化D．步驟⑤中，通過涂布分離后觀察菌落或鑒定細胞形態(tài)得到實驗結(jié)果答案D解析步驟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(guān)變量，無關(guān)變量應(yīng)相同，否則會影響實驗結(jié)果，B錯誤；步驟④中，液體培養(yǎng)基比固體培養(yǎng)基更有利于細菌轉(zhuǎn)化，C錯誤；S型細菌有莢膜，菌落表面光滑，R型細菌無莢膜，菌落表面粗糙，步驟⑤中，通過涂布分離后觀察菌落或鑒定細胞形態(tài)，可判斷是否出現(xiàn)S型細菌，D正確。思維延伸——判斷正誤(1)噬菌體侵染細菌實驗中，用32P標(biāo)記的噬菌體侵染細菌后的子代噬菌體多數(shù)具有放射性(2018·浙江4月選考，23)(×)(2)肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗中，R型肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化為S型細菌是基因突變的結(jié)果(2018·浙江4月選考，23)(×)(3)T2噬菌體可感染肺炎鏈球菌導(dǎo)致其裂解(2018·全國Ⅱ，5)(×)(4)沃森和克里克用DNA衍射圖譜得出堿基配對方式(2022·廣東，5)(×)2．(2017·江蘇，23改編)在體外用14C標(biāo)記半胱氨酸－tRNA復(fù)合物中的半胱氨酸(Cys)，得到*Cys－tRNACys，再用無機催化劑鎳將其中的半胱氨酸還原成丙氨酸(Ala)，得到*Ala－tRNACys(見下圖，tRNA不變)。如果該*Ala－tRNACys參與翻譯過程，那么下列說法正確的是()A.在一個mRNA分子上不可以同時合成多條被14C標(biāo)記的多肽鏈B．反密碼子與密碼子的配對由tRNA上結(jié)合的氨基酸決定C．新合成的肽鏈中，原來Cys的位置會被替換為14C標(biāo)記的AlaD．新合成的肽鏈中，原來Ala的位置會被替換為14C標(biāo)記的Cys答案C解析一個mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個核糖體，同時合成多條相同的被14C標(biāo)記的多肽鏈，A錯誤；mRNA在翻譯時其上的密碼子與tRNA一端的反密碼子配對，tRNA攜帶的氨基酸最終是由密碼子決定的，B錯誤；由題意可知，*Cys－tRNACys經(jīng)無機催化劑鎳作用變成了*Ala－tRNACys，原有的氨基酸由Cys替換成了Ala，C正確，D錯誤。3．(2020·江蘇，30節(jié)選)研究發(fā)現(xiàn)，線粒體內(nèi)的部分代謝產(chǎn)物可參與調(diào)控核內(nèi)基因的表達，進而調(diào)控細胞的功能。如圖為T細胞中發(fā)生上述情況的示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：(1)線粒體中產(chǎn)生的乙酰輔酶A可以進入細胞核，使染色質(zhì)中與____________________結(jié)合的蛋白質(zhì)乙酰化，激活干擾素基因的轉(zhuǎn)錄。(2)線粒體內(nèi)產(chǎn)生的自由基穿過線粒體膜到____________________中，激活NFAT等調(diào)控轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)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(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄后形成的______________分子與核糖體結(jié)合，經(jīng)______________過程合成白細胞介素。(3)T細胞內(nèi)乙酰輔酶A和自由基調(diào)控核內(nèi)基因的表達，其意義是_____________________________________________________________________。答案(1)DNA(2)細胞質(zhì)基質(zhì)核孔mRNA翻譯(3)提高機體的免疫能力解析(1)染色質(zhì)的主要成分是蛋白質(zhì)和DNA，由圖可以看出，線粒體中產(chǎn)生的乙酰輔酶A可以進入細胞核，使染色質(zhì)中與DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)乙酰化，激活干擾素基因的轉(zhuǎn)錄。(2)從圖中可以看出，線粒體內(nèi)產(chǎn)生的自由基可以穿過線粒體膜到細胞質(zhì)基質(zhì)中，再激活NFAT等調(diào)控轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)分子，激活的NFAT是大分子蛋白質(zhì)，進入細胞核需穿過核孔。轉(zhuǎn)錄后形成的mRNA與核糖體結(jié)合經(jīng)翻譯合成白細胞介素。(3)T細胞內(nèi)乙酰輔酶A和自由基調(diào)控核內(nèi)基因表達出干擾素和白細胞介素，可以提高機體的免疫能力。思維延伸——判斷與填充(1)用3H標(biāo)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(fù)制的場所(2019·天津，1)(√)(2)“中心法則”反映了遺傳信息的傳遞方向，其中某過程的示意圖如下。則催化該過程的酶為RNA聚合酶，a鏈上任意3個堿基組成一個密碼子(2022·浙江6月選考，16)(×)(3)細胞中以DNA的一條單鏈為模板轉(zhuǎn)錄出的RNA均可編碼多肽(2020·全國Ⅲ，1)(×)(4)染色體DNA分子中的一條單鏈可以轉(zhuǎn)錄出不同的RNA分子(2020·全國Ⅲ，1)(√)(5)mRNA中的堿基改變不一定造成所編碼氨基酸的改變(2020·全國Ⅲ，3)(√)(6)(2022·湖南，19節(jié)選)某野生型水稻葉片綠色由基因C控制，突變型1葉片為黃色，由基因C突變?yōu)镃1所致，基因C1純合幼苗期致死。測序結(jié)果表明，突變基因C1轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物編碼序列第727位堿基改變，由5′－GAGAG－3′變?yōu)?′－GACAG－3′，導(dǎo)致第243位氨基酸突變?yōu)楣劝滨０罚瑥幕蚩刂菩誀畹慕嵌冉忉屚蛔凅w葉片變黃的機理基因突變影響與色素形成有關(guān)酶的合成，導(dǎo)致葉片變黃。(部分密碼子及對應(yīng)氨基酸：GAG谷氨酸；AGA精氨酸；GAC天冬氨酸；ACA蘇氨酸；CAG谷氨酰胺)(7)蛋白質(zhì)合成通常從起始密碼子開始到終止密碼子結(jié)束，且攜帶肽鏈的tRNA會先后占據(jù)核糖體的2個tRNA結(jié)合位點(2019·海南，20)(√)題組一探索遺傳物質(zhì)本質(zhì)的經(jīng)典實驗辨析1．科學(xué)家在用噬菌體侵染細菌實驗中發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)基中添加14C標(biāo)記的尿嘧啶(14C－U)，培養(yǎng)一段時間后，裂解細菌離心并分離出的RNA和核糖體，分離出RNA含有14C標(biāo)記(14C－RNA)。把分離得到的14C－RNA分別與細菌DNA、噬菌體DNA雜交，發(fā)現(xiàn)其可與噬菌體的DNA結(jié)合形成DNA－RNA雙鏈雜交分子，而不能與細菌的DNA結(jié)合。下列說法正確的是()A．培養(yǎng)基中的14C－U可以標(biāo)記新合成的RNAB．該14C－RNA是以細菌DNA為模板合成的C．該14C－RNA能作為細菌蛋白質(zhì)合成的模板D．該實驗證明DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)答案A解析尿嘧啶(U)是組成RNA的特有堿基，培養(yǎng)基中的14C－U可以標(biāo)記新合成的RNA，A正確；該14C－RNA可與噬菌體的DNA結(jié)合形成DNA－RNA雙鏈雜交分子，不能與細菌的DNA結(jié)合，說明該14C－RNA是以噬菌體的DNA為模板合成的，B錯誤；該14C－RNA不能與細菌的DNA結(jié)合，說明該14C－RNA不是以細菌DNA為模板合成的，故不能作為細菌蛋白質(zhì)合成的模板，C錯誤；該實驗不能證明DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)，D錯誤。2．(2022·山東淄博高三模擬)根據(jù)S型肺炎鏈球菌莢膜多糖的差異，將S型細菌分為SⅠ、SⅡ、SⅢ……類型。不同類型的S型細菌發(fā)生基因突變后失去莢膜，成為相應(yīng)類型的R型細菌(RⅠ、RⅡ、RⅢ……)。S型細菌的莢膜能阻止外源DNA進入細胞，R型細菌只可恢復(fù)突變?yōu)橄鄳?yīng)類型的S型細菌。將加熱殺死的甲菌破碎后，獲得提取物→對提取物進行不同酶處理→加入到乙菌培養(yǎng)基中培養(yǎng)→檢測子代細菌(丙)的類型。下列實驗思路與結(jié)果預(yù)期，能說明細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化而未發(fā)生基因突變的一組是()A．甲：RⅡ，乙：SⅢ，丙：SⅢ、RⅡB．甲：SⅢ，乙：RⅡ，丙：SⅢ、RⅡC．甲：SⅢ，乙：RⅡ，丙：RⅢ、RⅡD．甲：SⅢ，乙：RⅢ，丙：SⅢ、RⅢ答案B解析根據(jù)題意分析，RⅡ的DNA不能進入SⅢ中，不會導(dǎo)致SⅢ突變?yōu)镽Ⅱ，A不符合題意；SⅢ的DNA經(jīng)過處理后，可被RⅡ吸收，將部分RⅡ轉(zhuǎn)化為SⅢ，沒有發(fā)生基因突變，不能轉(zhuǎn)化為SⅡ，RⅡ也不能轉(zhuǎn)化為SⅡ，B符合題意；SⅢ的DNA經(jīng)過處理后，可被RⅡ吸收，將部分RⅡ轉(zhuǎn)化為SⅡ，但不會獲得RⅢ，C不符合題意；SⅢ的DNA經(jīng)過處理后，可被RⅢ吸收，將部分RⅢ轉(zhuǎn)化為SⅢ，但不能體現(xiàn)有沒有發(fā)生基因突變的過程，D不符合題意。題組二遺傳信息的傳遞和表達3．(2022·江蘇高郵市第一中學(xué)高三模擬預(yù)測)將含有基因修飾系統(tǒng)的T－DNA(一段雙鏈DNA序列)插入到水稻細胞M的某條染色體上，在該修飾系統(tǒng)的作用下，一個DNA分子單鏈上的一個C脫去氨基變?yōu)閁，該脫氨基過程在細胞M中只發(fā)生一次。利用培養(yǎng)技術(shù)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－DNAB．N自交，子一代中含T－DNA的植株占3/4C．M經(jīng)3次有絲分裂后，含T－DNA且脫氨基位點為A－T的細胞占1/2D．含有基因修飾系統(tǒng)的T－DNA可利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將修飾基因轉(zhuǎn)入水稻細胞答案C解析N是由M細胞利用培養(yǎng)技術(shù)形成的，在形成過程中沒有DNA的丟失，由于T－DNA插入到水稻細胞M的某條染色體上，所以M細胞中含有T－DNA，因此N的每一個細胞中都含有T－DNA，A正確；N植株的一條染色體中含有T－DNA，可以記為A，因此N植株關(guān)于是否含有T－DNA的基因用A、a表示，如果自交，則子代中相關(guān)的基因型及比例為AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，有3/4的植株含T－DNA，B正確；如果M經(jīng)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?yōu)閁，所以是G和U配對，所以復(fù)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，C錯誤；將目的基因?qū)胫参锛毎Ｓ玫姆椒ㄊ寝r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，利用農(nóng)桿菌DNA上的T—DNA將修飾基因轉(zhuǎn)入水稻細胞，D正確。4．(2022·重慶高三月考)2020年8月，施一公院士團隊獲陳嘉庚生命科學(xué)獎，獲獎項目為“剪接體的結(jié)構(gòu)與