三维设计 生物二轮复习资料教师用书 第二板块 以基因为主导的遗传变异系统 含答案Word文档下载推荐.docx

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近3年全国卷非选择题对本板块考查主要集中在①亲子代基因型和表现型互推及概率计算；

②性状显隐性的判断；

③伴性遗传中性染色体传递规律和遗传图谱中性状遗传方式的判断和概率计算；

④基因在染色体位置的判断和基因定位的实验设计与分析。

本板块是高中生物中最具理科特点的内容，涉及多种科学研究方法，具有很强的逻辑性，是历年高考的必考内容，特别是对遗传规律的考查，试题难度大、区分度高。

为突破这一重点和难点在高考中获得好成绩，建议在复习中从以下三方面发力，将会收到良好的效果。

1．基因的本质与表达

一是重视以下考点内容：

DNA是遗传物质的经典实验及其拓展，同位素标记法与DNA复制的过程和特点的探究，遗传信息传递过程中DNA复制、转录和翻译的区别与联系，与DNA的分子结构、复制和基因表达相关的计算。

二是重视选择题的演练，对选择题的每个选项都要仔细分析找出对或错的原因。

三是联系现实热点，如重视生物学研究成果与基因的表达等的联系。

2．生物的变异与进化

（1）复习变异时要注意以下三个方面：

一是针对生物变异的实例较多的特点，复习时要掌握相关实例与各知识点之间的关系，如三倍体西瓜与多倍体知识之间的关系。

二是针对生物变异相关的概念多的特点，如基因突变、基因重组、染色体变异、染色体组、单倍体、二倍体、多倍体、易位、倒位……，做好概念的复习，挖掘概念的内涵和外延，比较概念之间的区别和联系。

三是注意运用列表总结归纳基因突变、基因重组和染色体变异的本质、原因、应用及意义。

（2）复习生物进化时，应注重两个方面：

一是生物进化的实质及新物种产生的机制，二是关于基因频率和基因型频率的计算。

3．遗传规律和伴性遗传

（1）复习遗传规律时，从减数分裂形成配子过程中，体会和认识基因的分离和自由组合，用现代遗传学观点回扣孟德尔对基因分离现象和基因自由组合现象的解释，并比较两大定律的内在联系，熟练掌握基因分离定律和自由组合定律的实质。

（2）总结遗传过程中出现的各种比例关系及相关推理，由此推导出亲代的交配方式及其基因型，并应用到解决问题之中；

挖掘两大定律之间的内在联系，运用基因的分离定律解决基因自由组合问题。

在此基础上进一步延伸到伴性遗传和人类遗传病的概率计算、亲子代基因型的判断以及系谱图问题上去。

（3）强化基因在染色体位置的判断和基因定位的实验设计分析类题目的训练。

必备知识·

自测诊断

基因的本质和结构

1．明确遗传物质探索历程的“两次标记”和“三个结论”

（1）噬菌体侵染细菌实验中的两次标记的目的不同：

①第一次标记：

分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌，目的是获得带有标记的大肠杆菌。

②第二次标记：

分别用含35S和32P的大肠杆菌培养噬菌体，目的是使噬菌体带上放射性标记。

（2）遗传物质发现的三个实验结论：

①格里菲思实验的结论：

加热杀死的S型细菌中存在“转化因子”。

②艾弗里实验的结论：

DNA才是使R型细菌产生稳定性变化的物质，即DNA是遗传物质。

③噬菌体侵染细菌实验的结论：

DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质。

2．辨析DNA结构的两种关系和两种化学键

1．判断有关遗传物质叙述的正误

（1）T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解（2018·

全国卷Ⅱ，T5B）（×

）

（2）证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌体外转化实验是由美国科学家艾弗里等完成的（2018·

全国卷Ⅲ，T1C改编）（√）

（3）赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA（2019·

江苏高考，T3D改编）（√）

（4）艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡（2017·

江苏高考，T2B）（×

2．判断有关DNA结构叙述的正误

（5）某复合物中的某蛋白参与DNA复制，则该蛋白可能是DNA聚合酶（2018·

全国卷Ⅰ，T2C）（√）

（6）T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质（2017·

全国卷Ⅱ，T2B）（×

（7）在真核细胞中，转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补（2017·

全国卷Ⅲ，T1D）（√）

（8）双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的（×

1．在噬菌体侵染细菌实验中，搅拌和离心的目的分别是

________________________________________________________________________

提示：

搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌脱离，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。

2．在证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA的实验中，能否利用噬菌体侵染细菌实验的操作过程？

请说明理由

不能，因为烟草花叶病毒侵染烟草细胞时，RNA和蛋白质没有分开，是完整的病毒侵入宿主细胞。

因此，本实验只能通过人工分离提纯技术分离RNA和蛋白质，然后再单独导入宿主细胞，单独观察它们的作用。

遗传信息的传递和表达

1．完善DNA复制、转录和翻译过程图解

（1）DNA分子复制：

（2）转录：

（3）翻译：

①模型一：

②模型二：

2．用字母表示下列生物的遗传信息的传递过程

（1）细胞生物（如动、植物）:

a、b、c。

（2）DNA病毒（如噬菌体）：

a、b、c。

（3）复制型RNA病毒（如烟草花叶病毒）：

d、c。

（4）逆转录病毒（如艾滋病病毒）：

e、a、b、c。

1．判断有关DNA复制叙述的正误

（1）DNA复制需要消耗能量（√）

（2）真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期（×

（3）真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶（√）

（4）人轮状病毒是一种双链RNA病毒，病毒RNA在小肠上皮细胞内复制的过程中会有氢键的断裂和形成（√）

2．判断有关基因表达叙述的正误

（5）转录的起点和终点分别是DNA分子上基因的启动子和终止子，其中启动子是DNA连接酶识别和结合的部位（×

（6）一个tRNA分子中只有一个反密码子（√）

（7）沃森和克里克以DNA大分子为研究材料，采用X射线衍射的方法，破译了全部密码子（×

（8）真核生物的核基因必须在mRNA形成之后才能翻译蛋白质，但原核生物的mRNA通常在转录完成之前便可启动蛋白质的翻译（√）

1．在核糖体上翻译出来的胰岛素是否具有降低血糖的生理作用？

请分析原因________________________________________________________________________

在核糖体上翻译出来的只是多肽链，还需要被运送到各自的“岗位”，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质，才能承担细胞的生命活动。

2．某种致癌的RNA病毒是逆转录病毒，其体内是否含有逆转录酶？

逆转录酶怎么产生的？

逆转录病毒体内含有逆转录酶，逆转录酶是在宿主体内合成的。

3．真核细胞的线粒体和叶绿体内能否进行基因的表达？

它们控制的性状遗传具有什么特点？

线粒体和叶绿体内都含有DNA和核糖体，能进行DNA复制和基因表达，控制性状。

由于受精卵中的细胞质几乎全部来自于母方，因此线粒体和叶绿体控制的性状只能通过母方遗传给后代。

关键能力·

课堂培优

理解能力　探究遗传物质的实验分析与拓展应用

[知识网络]

[题点练通]

1．（2017·

全国卷Ⅱ）在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。

下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是（　　）

A．T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖

B．T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质

C．培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中

D．人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同

解析：

选C　T2噬菌体的核酸是DNA，DNA的元素组成为C、H、O、N、P，培养基中的32P经宿主（大肠杆菌）摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中。

T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌中，不能寄生在肺炎双球菌中；

T2噬菌体的mRNA和蛋白质的合成只能发生在其宿主细胞中，不能发生于病毒颗粒中；

人类免疫缺陷病毒（HIV）的核酸是RNA，T2噬菌体的核酸是DNA，且二者的增殖过程不同。

2．（2018·

全国卷Ⅰ）某大肠杆菌能在基本培养基上生长，其突变体M和N均不能在基本培养基上生长，但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长，N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长。

将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后，再将菌体接种在基本培养基平板上，发现长出了大肠杆菌（X）的菌落。

据此判断，下列说法不合理的是（　　）

A．突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失

B．突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的

C．突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到X

D．突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移

选C　突变体M不能在基本培养基上生长，但可在添加了氨基酸甲的培养基上生长，说明该突变体不能合成氨基酸甲，可能是催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失；

大肠杆菌属于原核生物，自然条件下其变异类型只有基因突变，故其突变体是由于基因发生突变产生的；

大肠杆菌的遗传物质是DNA，突变体M的RNA与突变体N混合培养不能得到X；

突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移，使基因重组，产生了新的大肠杆菌X。

3．（2017·

全国卷Ⅰ）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）

（1）在用放射性同位素标记法对新病毒进行鉴定时，要找出DNA和RNA在化学组成上的区别。

题中假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，就是引导考生从DNA和RNA的碱基组成上进行分析。

因此，使病毒中的DNA或RNA的特殊碱基（DNA为胸腺嘧啶，RNA为尿嘧啶）带上标记，根据病毒中放射性标记的检测结果就可做出判断。

由于病毒不能在培养基上独立生活，其增殖时的原料只能来自宿主细胞，所以实验中需配制两种培养基，记为甲组和乙组，甲组含有放射性标记的尿嘧啶，乙组含有放射性标记的胸腺嘧啶，分别加入等量的宿主细胞使宿主细胞带上相应标记，之后接种新病毒，培养一段时间后，收集病毒并检测其放射性。

（2）本实验有两种不同的结果：

一种是甲组有放射性，乙组无，则该新病毒为RNA病毒；

另一种为乙组有放射性，甲组无，则该新病毒为DNA病毒。

答案：

（1）思路

甲组：

将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。

培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。

乙组：

将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。

（2）结果及结论

若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，则为RNA病毒；

反之为DNA病毒。

综合运用能力　运用归纳与概括的科学思维方法串联生命系统的信息传递

围绕基因表达过程，考查理解能力

1．（2019·

全国卷Ⅰ）用体外实验的方法可合成多肽链。

已知苯丙氨酸的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是（　　）

①同位素标记的tRNA

②蛋白质合成所需的酶

③同位素标记的苯丙氨酸

④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸

⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液

A．①②④B．②③④C．③④⑤D．①③⑤

选C　蛋白质合成需要mRNA模板、游离的氨基酸、核糖体、tRNA以及相关酶等。

人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸可作为合成多肽链的模板；

要获得同位素标记的多肽链，需要使用同位素标记的氨基酸；

除去了DNA和mRNA的细胞裂解液中含有核糖体、tRNA以及相关酶等，所以C选项符合题意。

2．从唾液腺细胞中提取全部mRNA，以此为模板合成相应的单链DNA（TcDNA），利用该TcDNA与来自同一个体浆细胞中的全部mRNA（JmRNA）进行分子杂交。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．TcDNA分子中嘌呤碱基与嘧啶碱基数目相等

B．唾液腺细胞中的RNA与TcDNA都能进行分子杂交

C．唾液腺细胞不能分泌抗体是因为缺乏与抗体合成相关的基因

D．能与TcDNA互补的JmRNA中含有编码呼吸酶的mRNA

选D　TcDNA分子为单链，因此其分子中的嘌呤碱基与嘧啶碱基数目不一定相等；

TcDNA是以从唾液腺细胞中提取全部mRNA为模板合成的，而唾液腺细胞中还有rRNA、tRNA，因此唾液腺细胞中的RNA与TcDNA并不能都进行分子杂交；

唾液腺细胞不能分泌抗体是因为编码抗体的相关基因没有表达；

由于所有活细胞中呼吸酶基因都表达，因此能与TcDNA互补的JmRNA中含有编码呼吸酶的mRNA。

3．SARS病毒是一种单链＋RNA病毒。

该＋RNA既能作为mRNA翻译出蛋白质，又能作为模板合成－RNA，再以－RNA为模板合成子代＋RNA。

下列有关SARS病毒的叙述正确的是（　　）

A．遗传物质是＋RNA，其中含有遗传信息和密码子

B．复制时会出现双链RNA，该过程需要逆转录酶的催化

C．翻译时的模板及所需的酶均由宿主细胞提供

D．增殖过程中会出现T－A、A－U碱基配对方式

选A　由题意可知，SARS病毒为RNA病毒，其遗传物质是＋RNA，所以＋RNA中含有遗传信息。

＋RNA作为mRNA翻译出蛋白质时，＋RNA中含有密码子，故A项正确；

＋RNA复制时先根据碱基互补配对原则合成一条－RNA，再以－RNA为模板合成子代＋RNA，可知＋RNA复制时会出现双链，但该过程不需要逆转录酶的催化，B项错误；

翻译时所需的模板是＋RNA，由病毒自己提供，C项错误；

该病毒增殖过程中涉及RNA的复制和翻译，都是在RNA与RNA之间进行碱基互补配对，所以不会出现T－A碱基配对方式，D项错误。

有关复制和基因表达的疑难问题分析

（1）复制和转录并非只发生在细胞核中。

在细胞中有DNA存在的部位都可发生，如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核和质粒等都可发生。

（2）转录的产物并非只有mRNA，tRNA和rRNA也是转录的产物，但携带遗传信息的只有mRNA。

（3）一个mRNA分子可结合多个核糖体，可同时合成多条多肽链，但并不能缩短每条多肽链的合成时间。

（4）并非所有的密码子都决定氨基酸，3个终止密码子不能决定氨基酸。

（5）处于分裂期的细胞不会发生DNA复制和转录，但可进行翻译过程。

整合基因表达与生物变异，考查综合运用能力

4．（2019·

江苏省苏锡常镇四市模拟）研究发现人体细胞内双链DNA具有自我修复功能，双链DNA的一条链发生损伤（碱基错配或碱基丟失）后，能以另一条链为模板并对损伤链进行修复。

下列有关叙述错误的是（　　）

A．DNA分子的修复过程需要DNA聚合酶

B．DNA复制过程中A与C的错配会导致DNA损伤

C．DNA在自我修复前后，分子中的碱基比例保持不变

D．若损伤的DNA不能被正常修复，则可能引发基因突变

选C　DNA分子的修复过程是以一条链为模板，修复损伤链的过程，需要DNA聚合酶的催化，A正确；

双链DNA的一条链发生损伤指的是碱基错配或碱基丟失，因此DNA复制过程中A与C的错配会导致DNA损伤，B正确；

若DNA损伤是由于碱基丢失导致的，则自我修复前后碱基比例会发生改变，C错误；

若损伤的DNA不能被正常修复，会导致碱基对发生改变或缺失，进而引发基因突变，D正确。

5．基因x表达出的蛋白质X，是合成亮氨酸的必要蛋白质，利用单倍体酵母菌来研究基因x各种突变的效应，以下是基因x模板链上开始和结束部分的序列。

说明：

起始密码：

AUG　　终止密码：

UAA、UAG、UGA

下列叙述正确的是（　　）

A．基因x在位置13的C→T突变，会转录出较短的mRNA

B．在位置16的A→T突变，细胞在缺少亮氨酸的培养基中可能无法生长

C．在位置31的T→A突变，细胞制造出一种不同的蛋白质X*只缺少最前面的10个氨基酸

D．在基因位置33和34之间插入额外的1个G//C碱基对，仍然能制造出有功能的蛋白X

选B　基因x在位置13的C→T突变，碱基数量没有改变，所以转录形成的mRNA的长度不变，但是转录形成的mRNA上的密码子变为AUC，为终止密码，所以会翻译出较短的肽链；

在位置16的A→T突变，密码子由UUC变为AUC，决定的氨基酸发生了改变，造成蛋白质X结构改变，不能形成亮氨酸，所以细胞在缺少亮氨酸的培养基中可能无法生长；

在位置31的T→A突变，第11位密码子变为UAC，是终止密码；

在基因位置33和34之间插入额外的1个G//C碱基对，则第11位以后的氨基酸都发生了改变，形成的蛋白质不同于蛋白质X。

整合基因对性状的控制与遗传规律，考查综合运用能力

6.（2019·

东北育才学校模拟）下图是基因M、N、D对某种生物性状控制关系（三对等位基因分别位于三对同源染色体上），下列相关叙述错误的是（　　）

A．表现出性状3的个体基因型可能有4种

B．表现出性状2的个体基因型特点是ddM_nn

C．图示表明基因对性状的控制可通过控制酶的合成实现

D．基因型DdMmNn个体测交，后代中表现出性状1的个体占3/16

选D　据图分析，性状3的个体基因型为ddM_N_，因此该性状有4种基因型，A正确；

表现出性状2的个体基因型是ddM_nn，B正确；

图示表明基因对性状的控制可通过控制酶的合成来控制代谢，从而控制生物性状，C正确；

表现出性状1的基因型特点是D_____或ddmm__。

DdMmNn产生的配子中，能与ddmmnn产生的配子dmn组合成上述基因型的有D__（占4/8）和dm_（占2/8），共占3/4，即后代中表现出性状1的个体占3/4，D错误。

7．雌雄同花植物矮牵牛的花色有紫色、红色、绿色、蓝色、黄色、白色，由3对等位基因（A与a、B与b、C与c）控制，白色个体不能合成色素，色素合成与基因的关系如图所示，其中蓝色素与黄色素混合呈绿色，蓝色素与红色素混合呈紫色。

白色物质1

蓝色素

白色物质2

黄色素

红色素

让纯种紫花植株与基因型为aabbcc的白花植株杂交，F1测交后代中只出现三种表现型，紫花（AaBbCc）∶绿花（AabbCc）∶白花（aaBbcc、aabbcc）＝1∶1∶2。

不考虑交叉互换，回答下列问题：

（1）控制花色的3对等位基因位于________对染色体上，其中A、a与C、c的遗传________（填“遵循”或“不遵循”）基因自由组合定律。

（2）为确定测交后代中白花个体的基因型，可将其与纯种绿花个体杂交，若后代出现________________，则该白花个体基因型为aaBbcc。

（3）在重复上述题干中F1测交实验时，偶尔出现了1株红花个体甲，且自交后代仍会出现红花。

已知红花个体甲的出现是基因突变的结果，且只有一个基因发生改变，则发生改变的基因为________→________或________→________。

（1）据图和题干分析可知，aa__C_为蓝色、aa__cc为白色、A_bbcc为黄色、A_B_cc为红色、A_bbC_为绿色、A_B_C_为紫色。

纯种紫花植株基因型为AABBCC，与aabbcc的白花植株杂交，F1基因型为AaBbCc，F1测交，后代中只出现三种表现型，紫花（AaBbCc）∶绿花（AabbCc）∶白花（aaBbcc、aabbcc）＝1∶1∶2，可推测出F1只产生ABC、AbC、aBc、abc这四种配子，则A与C在同源染色体的一条染色体上，a与c在另外一条染色体上，B与b位于另一对同源染色体上，即控制花色的3对等位基因位于两对染色体上。

由于其中A、a与C、c位于同一对同源染色体上，因此它们的遗传不遵循基因自由组合定律。

（2）测交后代中白花的基因型可能为aaBbcc、aabbcc，纯种绿花个体的基因型为AAbbCC，若白花的基因型为aaBbcc，则aaBbcc×

AAbbCC→紫花（AaBbCc）∶绿花（AabbCc）＝1∶1；

若白花的基因型为aabbcc，则aabbcc×

AAbbCC→绿花（AabbCc）。

（3）F1测交实验时，理论上后代中只出现三种表现型，即紫花（AaBbCc）、绿花（AabbCc）、白花（aaBbcc、aabbcc），但偶尔出现了1株红花个体甲（A_B_cc），又因为红花个体甲的出现是基因突变的结果且只有一个基因发生改变，因此可推测可能是测交后代基因型为AaBbCc的个体中C突变为c或aaBbcc的个体中的a突变为A。

（1）两　不遵循　

（2）紫花和绿花（或紫花∶绿花＝1∶1）　（3）C　c　a　A

学科素养·

强化训练

1．下列关于基因控制蛋白质合成过程的叙述，正确的是（　　）

A．RNA聚合酶的结合位点位于DNA上

B．