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专题06 遗传的分子基础
目录
1.命题趋势：明考情知方向
2.重难诠释：知重难、掌技巧、攻薄弱
3.创新情境练：知情境练突破
4.限时提升练：（30min）综合能力提升
考点
三年考情分析
2025 考向预测
DNA 的结构、复制和功
能
（2024.贵州.T15）DNA 的复制和功能
（2024. 北京卷.T2）DNA 的结构
（2024.河北卷.T4）基因的复制和转录
（2024.浙江卷.T10）DNA 的复制
考点预测：DNA 是主要的遗传物
质；DNA 的半保留复制；DNA 的结
构
考法预测：结合实例综合考察DNA
的分子结构，并依托结构与功能观
考察DNA 分子的功能；实验考察
DNA 分子的复制方式。
基因的表达与性状
（2024.g 卷.T7）基因指导蛋白质的合成
（2024.湖北卷.T16）基因指导蛋白质的合
成
（2024.湖南卷.T10）基因指导蛋白质的合
成
（2024.广东卷.T10）基因表达与性状的关
系
（2024.贵州卷.T5）基因表达与性状的关系
（2024.黑吉辽卷.T9）基因表达与性状的关
系
（2024.浙江卷.T9）基因表达与性状的关系
考点预测：DNA 分子的转录和翻
译；基因表达与性状的关系；表观
遗传。
考法预测：综合考察DNA 分子复
制、转录和翻译的异同；考察表观
遗传在基因表达过程中所发挥的作
用。
1. DNA 是主要的遗传物质
（1）肺炎链球菌的转化实验
①体内转化实验：1928 年由英国微生物学家格里菲思等人进行。
结论：在S 型细菌中存在转化因子可以使R 型细菌转化为S 型细菌。
②
体外转化实验
：20 世纪40 年代由美国微生物学家艾弗里等人进行。
1
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结论：DNA
才是使
R 型细菌产生稳定遗传变化的物质
。
（2）赫尔希和蔡斯利用了放射性同位素标记技术，设计并完成了噬菌体侵染细菌的实验。
实验过程（实验分为两组，相互对照）
①标记大肠杆菌 ②标记噬菌体
含35S 的培养基＋大肠杆菌→含
35 S
的大肠杆菌 含35S 的大肠杆菌＋噬菌体→含
35 S
的噬菌体
含32P 的培养基＋大肠杆菌→含
32 P 的大肠杆菌 含32P 的大肠杆菌＋噬菌体→含
32 P 的噬菌体
③用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，保温一段时间后 搅拌、离心
搅拌的目的：使吸附在细菌上的
噬菌体
与
细菌
分离。
离心的目的：让离心管的上清液中析出重量较轻的 T 2 噬菌体颗粒 ，沉淀物中留下 被感染的大肠杆菌 。
④放射性检测
组别
放射性高低
原因分析
35S 标记蛋白
质外壳组
上清液
高
沉淀物
低
搅拌不充分
32P 标记DNA
分子组
上清液
低
原因1：保温时间过短，部分亲代噬菌体未完成侵染
原因2：保温时间过长，部分被感染的大肠杆菌破裂释放出子代噬菌体
沉淀物
高
⑤实验结果：细菌裂解释放出的子噬菌体中，
能
(能/不能)检测到32P 标记的DNA，
不能
(能/不能)检测到35S 标记的蛋白质。
⑥实验结论：实验表明噬菌体侵染细菌时，
DNA
进入到细菌体内，而
蛋白质
外壳留在外面。
实验证明了
DNA
是噬菌体的遗传物质，还证明了DNA
能自我复制
，在前后代之间保持连续性
；
DNA
能控制蛋白质的合成。该实验
不能
(能/不能)证明蛋白质不是遗传物质，因蛋白质外壳未进入细菌。
（3）在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态比较，人为增加某种影
响因素的称为“加法原理”。与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。
2. DNA 的结构
（1）DNA 双螺旋结构模型的构建者：
沃森和克里克
。（方法：
物理模型构建
法）
（2）DNA 的组成单位：
脱氧核糖核苷酸
，其化学组成包括 磷酸 、 脱氧核糖 、 含氮碱基 ，
结构简图为 。构成DNA 的碱基有腺嘌呤
(A)
、 鸟嘌呤
( G ) 、 胞嘧啶
( C ) 、
胸腺嘧啶
( T ) 四种。DNA 的组成元素有
C 、
H 、
O 、
N 、
P 五种。
3. 基因通常是有遗传效应的
DNA
片段
4. 基因指导蛋白质的合成
（1）转录和翻译过程的比较（基因表达，即基因指导蛋白质的合成，包括
转录
和
翻译
两个过
程）
项目
转录
翻译
R R S R
2
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图例
概念
以
DNA
一条链
为模板合成
RNA
的过程
以
mRNA
为模板合成
蛋白质
的过程
场所
细胞核
(主要)、
线粒体
、
叶绿体
细胞质中的
核糖体
上
条件
①模板：
DNA
的一条链
②原料：4 种游离的
脱氧核糖核苷酸
③能量：
ATP
④酶：
RNA
聚合酶
①模板： mRNA
②原料：
氨基酸
③能量：
ATP
④酶：多种酶
⑤搬运工：
tRNA
碱基互补
配对方式
DNA
A
T
G
C
配对方式 3 种
mRNA
A
U
G
C
配对方式 2 种
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
mRNA
U
A
C
G
tRNA
U
A
C
G
方向
0 图例中转录方向：
从右向左
0
(技巧：mRNA 伸出的一端为转录起点)
0 图例中翻译方向：
从左向右
0
(注： 核糖体
沿着 mRNA
移动，mRNA
与核糖体结合部位有 2
个tRNA 结合位点)
特点
①
边解旋边转录
；
②转录结束DNA 恢复
双螺旋
结构(DNA
全保留)
一个mRNA 分子上
可相继结合 多 个
核糖体，同时合成
多 条相同的肽
链，因此，
少量
mRNA
分子就可以迅速合成大量的蛋白
质 (意义)
图中翻译方向
从左向右
(肽链短→长)
产物
RNA
(包括 mRNA
、 tRNA
、 rRNA
)
0 具一定氨基酸排列顺序的
蛋白质
0
(需在 内质网
和 高尔基体
中加工成蛋白质)
数量关系
DNA 中碱基数:mRNA 中碱基数:蛋白质中氨基酸数
＝
6
:
3
:
1
（2）密码子(遗传密码)
特点：①除
终止
密码子外，每种密码子都只能决定 1 种氨基酸。(专一性)
②一种氨基酸可对应
一种或多
种密码子(简并性，可保证生物
③生物界所有生物共用一套密码子。
遗传性状
的稳定性)。
（3）tRNA
特点：①每种tRNA 只能识别并转运
1
种特定的氨基酸。(专一性)
②一种氨基酸可对应
一种或多
种tRNA。
氨基酸
反密码子
氢
3
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长难句作答：
1.搅拌的目的是 ，离心的目的是 。
2.DNA 的结构特点：
3.DNA 复制发生的时间： 。
4. DNA 复制发生的场所： 。
5. DNA 复制发生的条件： 。
6. DNA 复制的特点： 。
7.DNA 精确复制的原因：
。
8. DNA 分子半保留复制的实验方法： 。
9. DNA 分子能够储存足够量的遗传信息；遗传信息蕴藏在 。
10. 等位基因的根本区别： 。
11. DNA 的特性： 。
12.参与翻译过程的RNA 有
。
13. 密码子是指 。
14. 基因控制性状的两条途径： 。
15. 表观遗传是指 。
16. 真核生物翻译时少量的mRNA 可迅速合成大量的蛋白质的原因是：
。
高分解题技巧：
1. 碱基互补配对原则的相关计算
（1）在双链DNA 中，A ＝
T、G ＝
C；任意两个不互补碱基之和
相等
，并为碱基总数的
50%
，
即A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝50%。
（2）双链DNA 中，互补碱基之和的比值，在两条单链和双链中都
相等
。
如：若＝n，则＝n，＝n。(互补等)
（3）双链DNA 中，不互补碱基之和的比值，在两条互补链中互为 倒数
，在双链中比值为
1
。
如：若＝m，则＝ (不互补倒)； ＝1。
2. DNA 分子半保留复制的相关计算
…… n 代
14N
n 代
14N
2 代
14N
15N
14N
14N
14N
14N
15N
14N
14N
15N
15N
14N
15N
15N
14N
1 代
4
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1 个含15N 的DNA 分子，放在含14N 脱氧核苷酸的环境中复制n 次，产生子代DNA 2 n 个，其中：
（1）含15N 的DNA 分子有 2
个；含14N 的DNA 分子有
2 n
个。
（2）只含15N 的DNA 分子有
0
个；只含14N 的DNA 分子有
2 n －
2
个。
（3）脱氧核苷酸链有
2×2
n
条，其中含15N 的链有
2
条，含14N 的链有
2 n+1
－
2
条。
（4）若某DNA 分子含某种碱基m 个，如果该DNA 分子复制n 次，则需消耗含该碱基的游离脱氧核苷
酸数为
m
· ( 2 n －
1 )
个；第n 次复制需消耗含该碱基的游离脱氧核苷酸数为
m
· 2 n － 1
个。
3. 脱氧核苷酸、基因、DNA 和染色体的关系
4. 真核细胞染色体DNA(核DNA)转录、翻译特点：
先转录后翻译，时间场所不同
。
6. 原核细胞DNA 转录、翻译特点：
边转录边翻译，转录翻译同时同地进行
。
5.
不同生物遗传信息的传递过程
6.
易错易混
（1）
基因与性状的关系并不都是简单的线性(一一对应) 关系。一个基因可能影响多种性状，一种性状
也可能由多个基因控制。如身高由多个基因决定，也与后天营养、锻炼等有关。
（2）
表现型是基因型和环境共同作用的结果。
（3）
含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒营专性寄生生活，所以应先培养细菌，再
用细菌培养噬菌体。
（4）
35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一个噬菌体上。
（5）
不能用15N、18O 和14C 标记细菌，DNA 和蛋白质都含有N、O 和C，不能确定哪一种物质是遗传物质。
（6）
在脱氧核苷酸链中，并不是每个磷酸都与两个脱氧核糖相连，如链的一端游离的磷酸只与一个脱氧
主要载体
每条染色体上含有
1 个或
2 个DNA 分子
具有 遗传效应
的
DNA 片段
每个DNA 分子中
含有 许多
个基因
特定的
碱基排列顺序
代表遗传信息
每个基因含
许多
个脱氧核苷酸
基因在染色体上呈 排列
基本组成单位
基因 DNA 染色体
4 种脱氧
核苷酸
转录方向：
从左向右
翻译方向：
从下到上
原核细胞中的转录和翻译
(边转录边翻译，转录翻译同时同地进行)
真核细胞染色体DNA 的转录和翻译
(先转录后翻译，时间场所不同)
5
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核糖相连。
（建议用时：10 分钟）
1．【蜜蜂种群】某种蜜蜂的蜂王和工蜂具有相同的基因组。雌性工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉,若喂食
蜂王浆,也能发育成为蜂王。利用分子生物学技术降低DNA 甲基化酶的表达后,即使一直喂食花蜜花粉,雌性
工蜂幼虫也会发育成蜂王。下列推测正确的是( )
A.花蜜花粉可降低幼虫发育过程中DNA 的甲基化
B.蜂王DNA 的甲基化程度高于工蜂
C.蜂王浆可以提高蜜蜂DNA 的甲基化程度
D.DNA 的低甲基化是蜂王发育的重要条件
2.【皮肤癌】紫外线引发的DNA 损伤,可通过“核苷酸切除修复(NER)”方式修复,机制如图所示。着色性干
皮症(XP)患者的NER 酶系统存在缺陷,受阳光照射后,皮肤出现炎症等症状。患者幼年发病,20 岁后开始发
展成皮肤癌。下列叙述错误的是( )
A.修复过程需要限制酶和DNA 聚合酶
B.填补缺口时,新链合成以5'到3'的方向进行
C.DNA 有害损伤发生后,在细胞增殖后进行修复,对细胞最有利
D.随年龄增长,XP 患者几乎都会发生皮肤癌的原因,可用突变累积解释
3．【抗肿瘤】许多抗肿瘤药物通过干扰DNA 合成及功能抑制肿瘤细胞增殖。下表为三种抗肿瘤药物的主要
作用机理。下列叙述正确的是( )
药物名称
作用机理
羟基脲
阻止脱氧核糖核苷酸的合成
放线菌素D
抑制DNA 的模板功能
阿糖胞苷
抑制DNA 聚合酶活性
A.羟基脲处理后,肿瘤细胞中DNA 复制和转录过程都出现原料匮乏
B.放线菌素D 处理后,肿瘤细胞中DNA 复制和转录过程都受到抑制
6
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C.阿糖胞苷处理后,肿瘤细胞DNA 复制过程中子链无法正常延伸
D.将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响
4.【古细菌】已知某种氨基酸(简称甲)是一种特殊氨基酸,迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸
的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是,这些古菌含有特异的能够转运甲的tRNA(表示为tRNA 甲)和酶
E。酶E 催化甲与tRNA 甲结合生成携带了甲的tRNA 甲(表示为甲-tRNA 甲),进而将甲带入核糖体参与肽链合成。
已知tRNA 甲可以识别大肠杆菌mRNA 中特定的密码子,从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌
中合成含有甲的肽链,则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是( )
①ATP ②甲 ③RNA 聚合酶 ④古菌的核糖体 ⑤酶E 的基因 ⑥tRNA 甲的基因
A.②⑤⑥ B.①②⑤ C.③④⑥ D.②④⑤
（建议用时：30 分钟）
一、单选题
1.（2024·贵州卷）研究结果的合理推测或推论,可促进科学实验的进一步探究。下列对研究结果的推测或
推论正确的是( )
序号
研究结果
推测或推论
①
水分子通过细胞膜的速率高
于人工膜
细胞膜存在特殊的水分子通道
②
人成熟红细胞脂质单分子层
面积为表面积的2 倍
细胞膜的磷脂分子为两层
③
注射加热致死的S 型肺炎链球
菌,小鼠不死亡
S 型肺炎链球菌的DNA 被破坏
④
DNA 双螺旋结构
半保留复制
⑤
单侧光照射,胚芽鞘向光弯曲
生长
胚芽鞘尖端产生生长素
A.①②④
B.②③⑤
1.C.①④⑤
D.②③④
2.（2024·北京卷）科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲,依据的是DNA 的( )
A.元素组成
B.核苷酸种类
C.碱基序列
D.空间结构
3.（2024·河北卷）下列关于DNA 复制和转录的叙述,正确的是( )
A.DNA 复制时,脱氧核苷酸通过氢键连接成子链
B.复制时,解旋酶使DNA 双链由5'端向3'端解旋
C.复制和转录时,在能量的驱动下解旋酶将DNA 双链解开
7
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D.DNA 复制合成的子链和转录合成的RNA 延伸方向均为由5'端向3'端
4.（2024·浙江卷）大肠杆菌在含有3H-脱氧核苷培养液中培养,3H-脱氧核苷掺入到新合成的DNA 链中,
经特殊方法显色,可观察到双链都掺入3H-脱氧核苷的DNA 区段显深色,仅单链掺入的显浅色,未掺入的不显
色。掺入培养中,大肠杆菌拟核DNA 第2 次复制时,局部示意图如图。DNA 双链区段①、②、
③对应的显色情况可能是( )
A.深色、浅色、浅色
B.浅色、深色、浅色
C.浅色、浅色、深色
D.深色、浅色、深色
5. （2024·贵州卷）如图是某基因编码区部分碱基序列,在体内其指导合成肽链的氨基酸序列为:甲硫氨酸
—组氨酸—脯氨酸—赖氨酸……。下列叙述正确的是( )
注:AUG(起始密码子):甲硫氨酸 CAU、CAC:组氨酸 CCU:脯氨酸 AAG:赖氨酸
UCC:丝氨酸 UAA(终止密码子)
A.①链是转录的模板链,其左侧是5'端,右侧是3'端
B.若在①链5~6 号碱基间插入一个碱基G,合成的肽链变长
C.若在①链1 号碱基前插入一个碱基G,合成的肽链不变
D.碱基序列不同的mRNA 翻译得到的肽链不可能相同
6．（2024·湖北卷）编码某蛋白质的基因有两条链,一条是模板链(指导mRNA 合成),其互补链是编码链。若
编码链的一段序列为5'-ATG-3',则该序列所对应的反密码子是( )
A.5'-CAU-3' B.5'-UAC-3'
C.5'-TAC-3' D.5'-AUG-3'
8
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7．（2024·湖南卷）非酒精性脂肪性肝病是以肝细胞的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝病。葡萄
糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1 在高尔基体膜上先后经S1 和S2 蛋白水解酶酶切后被
激活,进而启动脂肪酸合成基因(核基因)的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG 能够通过膜转运蛋白F5 进
入高尔基体内,抑制S1 蛋白水解酶的活性,调控机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A.体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原,糖原饱和后转向脂肪酸合成
B.敲除F5 蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪肝的发生率
C.降低高尔基体内UDPG 量或S2 蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病
D.激活后的R1 通过核孔进入细胞核,启动脂肪酸合成基因的转录
8．（2024·广东卷）研究发现,短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白(具有组蛋白修饰功能)的合成,会启动原癌
基因zfh1 的表达,导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于( )
A.表观遗传
B.染色体变异
C.基因重组
D.基因突变
9．（2024·贵州卷）大鼠脑垂体瘤细胞可分化成细胞Ⅰ和细胞Ⅱ两种类型,仅细胞Ⅰ能合成催乳素。细胞Ⅰ
和细胞Ⅱ中催乳素合成基因的碱基序列相同,但细胞Ⅱ中该基因多个碱基被甲基化。细胞Ⅱ经氮胞苷处理
后,再培养可合成催乳素。下列叙述错误的是( )
A.甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录
B.氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化
C.处理后细胞Ⅱ的子代细胞能合成催乳素
D.该基因甲基化不能用于细胞类型的区分
10．（2024·黑吉辽卷）如图表示DNA 半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现,50 岁同卵双胞胎间基因组
DNA 甲基化的差异普遍比3 岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是( )
9
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A.酶E 的作用是催化DNA 复制
B.甲基是DNA 半保留复制的原料之一
C.环境可能是引起DNA 甲基化差异的重要因素
D.DNA 甲基化不改变碱基序列和生物个体表型
11. 科学发现中蕴含着值得后人借鉴的方法或原理。下列探究实践与科学发现运用的方法或原理
不一致的是( )
选项
科学发现
探究实践
A
沃森和克里克用建构物理模型的
方法研究DNA 的结构
建立减数分裂中染色体变化的模型
B
鲁宾和卡门用对比实验证明光合
作用中氧气的来源是水
探究酵母菌细胞呼吸的方式
C
艾弗里用减法原理证明DNA 是肺炎
链球菌的转化因子
探究抗生素对细菌的选择作用
D
孟德尔用统计分析法研究豌豆遗
传规律
调查人群中的遗传病
二、综合题
12. 根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA 病毒和DNA 病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成
很大危害。通常,一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。
假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的宿主细胞
等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路,(2)预期实验结果及结论即可。(要
求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
13．用一段由放射性同位素标记的DNA 片段可以确定基因在染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位
素32P 标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP,dA—Pα~Pβ~Pγ)等材料制备了DNA 片段甲(单链),对W 基因在染色体上
的位置进行了研究。实验流程的示意图如下。
回答下列问题:
10
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(1)该研究人员在制备32P 标记的DNA 片段甲时,所用dATP 的α 位磷酸基团中的磷必须是32P,原因是
。
(2)该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品,在混合操作之前去除了样品中的RNA 分子,去除RNA 分子的
目的是
。
(3)为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W 基因结合,需要通过某种处理使样品中的染色
体DNA 。
(4)该研究人员在完成上述实验的基础上,又对动物细胞内某基因的mRNA 进行了检测,在实验过程中用某种
酶去除了样品中的DNA,这种酶是 。
14. 大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后,可形成小肽(短的肽链)。回答下列问题:
氨基酸
密码子
色氨酸
UGG
谷氨酸
GAA
GAG
酪氨酸
UAC
UAU
组氨酸
CAU
CAC
(1)在大豆细胞中,以mRNA 为模板合成蛋白质时,除mRNA 外还需要其他种类的核酸分子参与,它们是
。
(2)大豆细胞中大多数mRNA 和RNA 聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞质这
两个部位来说,作为mRNA 合成部位的是 ,作为mRNA 执行功能部位的是 ;作为RNA 聚合酶合
成部位的是 ,作为RNA 聚合酶执行功能部位的是 。
(3)部分氨基酸的密码子如表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG,则该小肽的氨
基酸序列是 。若该小肽对应的DNA 序列有3 处碱基发生了替换,但小肽
的氨基酸序列不变,则此时编码小肽的RNA 序列为 。
11
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12
