1、高考生物二轮复习专题突破五遗传的细胞基础和分子基础新人教版 专题五 遗传的细胞基础和分子基础摘要：本专题内容既是高考命题的重点，又是高考命题的难点。其中遗传规律在生产、生活实践中的应用是常考、常新的热点。常以文字信息、表格数据信息和遗传图解及遗传系谱图等形式考查对遗传学问题的分析处理能力；结合原核生物的特点与基因突变考查DNA分子结构与复制或结合同位素标记以实验探究的方式考查DNA的复制方式也是高考命题的热点。一、专题知识突破1考纲要求细胞的减数分裂 动物配子的形成过程和动物的受精过程 人类对遗传物质的探索过程 DNA分子结构的主要特点基因的概念 DNA分子的复制遗传信息的转录和翻译 (8)实
2、验：观察细胞的减数分裂 2考点剖析考点1 减数分裂和受精作用【体验真题】1.（2013天津卷）哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图（N表示染色体组）据图分析，下列叙述错误的是（ ）A.次级卵母细胞形成的过程需要激素调节B.细胞只有在精子的作用下才能形成成熟卵子C.、和细胞分裂后期染色体数目相同D.培育转基因动物应选择细胞作为受体细胞【解析】据图可知，初级卵母细胞形成次级精母细胞的过程需要促性腺激素的调节，A项正确；细胞为次级卵母细胞，减数第二次分裂是在输卵管中伴随着受精作用完成的，B项正确；、和分别为
3、初级卵母细胞、次级卵母细胞和受精卵，它们在细胞分裂后期的染色体组数依次为:2N、2N、4N，染色体数不同，C项错误；动物细胞的受精卵全能性高，因此培育转基因动物常用受精卵作为受体细胞，D项正确。【答案】C【考题切点】从考查内容看，单纯考查对概念理解和记忆的题目已基本不出现了，关于减数分裂与配子的形成过程知识点的综合性考查明显增多。高考命题点主要涉及减数分裂和有丝分裂中染色体行为、数目的变化规律；减数分裂和有丝分裂中各时期图像的识别；减数分裂产生子细胞的类型、数目。从考查形式看，该专题知识多以非选择题形式出现，特别是图像识别和曲线分析题较为常见。从命题趋势看，减数分裂知识与遗传规律、人类遗传病等
4、内容联系密切，因此将继续作为高考考查的重点【考点透析】1精子(卵细胞)的形成与受精作用2减数分裂的主要特点(1)特有染色体行为：同源染色体联会，形成四分体，同源染色体分离，非同源染色体自由组合。(2)基因重组的表现类型减数第一次分裂后期，同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合。减数第一次分裂四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换。(3)遗传物质减半发生时期染色体数目减半发生在减数第一次分裂。与体细胞相比DNA数目减半发生在减数第二次分裂。3.减数分裂过程中染色体、DNA的规律性变化时期变化 精(卵)原细胞减减精细胞 (卵细胞和第二极体精(卵)原细胞初级精(卵)母细胞次
5、级精(卵)母细胞 (或第一极体)间期前期中期后期 前期中期后期末期染色体行为与体细胞相同染色体复制同源染色体联会形成四分体四分体排列在赤道板上(对称)同源染色体分离、非同源染色体自由组合染色体已减半，无同源染色体着丝点排列于赤道板上着丝点一分为二，子染色体分别移向两极染色体进入两个核中变成染色质含体细胞一半数目的染色体染色体数目 2N 2 N 2N 2N2N N N 2N N NDNA数目 2C 2C4C 4C 4C 4C 2C 2 C 2C CC4数目变化曲线染色体复制只发生于减间期。减同源染色体的分离导致染色体数目减半，同时发生非同源染色体的自由组合。减与有丝分裂相似，但不同的是减中不存在
6、同源染色体。5配子多样性的原因基因重组(1)减数第一次分裂后期，同源染色体分开的同时，非同源染色体自由组合。(2)减数第一次分裂四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换。6受精作用的理解(1)细胞膜的识别功能同种生物的两性生殖细胞才能融合。(2)生物膜的流动性使两性生殖细胞融合为一个受精卵。(3)同一双亲的后代呈现多样性，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。【考题预测】1基因型AaBb男性的二个精原细胞，一个精原细胞进行有丝分裂得到两个子细胞为A1和A2；另个精原细胞减数第一次分裂得到两个子细胞为B1和B2。减数第二次分裂中由一个次级精母细胞产生的两个子细胞
7、为C1和C2。下列说法不正确的是 （ ）A遗传信息相同的是A1和A2、B1和B2 B染色体数目相同的是B1和C1、B2和C2CDNA数目相同的是A1和B1、A2和B2 D染色体形态相同的是A1和A2、C1和C22如图是细胞分裂过程图，下列有关图中ac阶段(不含a、c两点)的有关叙述正确的是 ()A细胞中始终存在同源染色体B细胞中始终存在姐妹染色单体C细胞中染色体数与DNA分子数的比由12变成11D此期的染色体行为是生物变异的根本来源考点2：有丝分裂与减数分裂过程比较【真题导航】2.（2013新课标卷）关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的叙述，正确的是 （ ）A.两者前期染色体数目相同，
8、染色体行为和DNA分子数目不同B.两者中期染色体数目不同，染色体行为和DNA分子数目相同C.两者后期染色体数目和染色体行为不同，DNA分子数目相同D.两者末期染色体数目和染色体行为相同，DNA分子数目不同【解析】有丝分裂间期和减数第一次分裂间期都进行了DNA的复制，所以在着丝点分裂之前，染色体数目、DNA数目都相同，在减一前期有同源染色体的联会以及部分同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换，两者染色体行为不同，A、B错误；有丝分裂后期着丝点一分为二，染色体加倍，而减一后期只是同源染色体分开移向两极，染色体数目没变，两个过程的DNA数目没变化，C正确；有丝分裂的末期，由同一个着丝点连接的两个染色单
9、体分成的两个子染色体分别进入不同的子细胞，分裂结果是两个体细胞，染色体数目不变，而减数第一次分裂的末期是同源染色体分开进入不同的子细胞，分成两个次级性母细胞，染色体减半，DNA分子数目都减半，二者DNA分子数目相同，D错误。【答案】C 【考题切点】通过近两年的高考试题可看出，高考命题点主要涉及减数分裂和有丝分裂中染色体行为、数目的变化规律；减数分裂和有丝分裂中各时期图像的识别，多以非选择题的形式考查。【考点透析】1.区别与联系项目减数分裂有丝分裂不同点 范围进行有性生殖的生物全部真核生物 部位精(卵)巢、花药、胚囊中进行各组织器官均进行 母细胞性原细胞体细胞(受精卵)子细胞类型生殖细胞(精细胞
10、或卵细胞)和极体体细胞 子细胞数目1精原细胞4精细胞1卵原细胞1卵细胞3极体1母细胞2子细胞 分裂次数染色体复制1次，细胞连续分裂2次染色体复制1次，细胞分裂1次不同点同源染色体 行为有同源染色体的联会、四分体，四分体中可能出现非姐妹染色单体的交叉互换及同源染色体分离现象有同源染色体，但不出现联会、四分体，无染色单体的交叉互换及同源染色体分离现象子细胞染色体数子细胞染色体数目减半子细胞染色体数目不变子细胞中核遗传物质组成不一定相同 (可遗传变异有基因突变、基因重组和染色体变异)一般相同(可遗传变异只有基因突变和染色体变异)相同点染色体都复制一次；出现纺锤体；均有核膜、核仁的消失与重建过程；减数
11、第二次分裂与有丝分裂过程相似，都有姐妹染色单体的分离2.有丝分裂与减数分裂主要分裂时期的图像辨析 时期方式 前期中期后期有丝分裂有同源染色体（染色体必定成对）不联会着丝点排列在赤道板着丝点分裂减数第一次分裂有同源染色体（染色体必定成对）联会四分体排列在赤道板两侧同源染色体分离，非同源染色体自由组合减数第二次分裂无同源染色体（染色体可以不成对）无同源染色体着丝点排列在赤道板着丝点分离3.有丝分裂、减数分裂与受精过程中DNA和染色体数量变化曲线4、细胞分裂与变异类型的关系分裂方式变异类型无丝分裂基因突变有丝分裂基因突变、染色体变异减数分裂基因突变、基因重组、染色体变异【考题预测】3假定某动物体细胞
12、染色体数目2N4，据图指出的各细胞所处的分裂期正确的是()A.为减数第一次分裂四分体时期，为减数第二次分裂中期，为减数第一次分裂后期，为减数第二次分裂后期，为减数第二次分裂末期B.为减数分裂，分别为第一次分裂的前、中、后期，为有丝分裂后期C.分别为减数第一次分裂四分体时期、减数第一次分裂后期、减数第二次分裂后期，分别为有丝分裂中期、有丝分裂后期D.图中不含同源染色体的细胞为，它们分别处于有丝分裂的中期、后期及末期考点3：遗传物质的探索和发现、DNA分子的结构和基因的概念【体验真题】3. （2013新课标II卷）在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是（ ）孟德尔的豌豆杂交实验 摩尔根
13、的果蝇杂交实验 肺炎双球菌转化实验 T2噬菌体侵染大肠杆菌实验 DNA的X光衍射实验A. B. C. D. 【解析】孟德尔的豌豆杂交实验证明了遗传的基本规律，摩尔根的果蝇杂交实验证明基因在染色体上，肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传物质，T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明DNA是遗传物质，DNA的X光衍射实验为DNA空间结构的构建提供依据。【答案】C4. (2012重庆高考2)针对耐药菌日益增多的情况，利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究备受关注，下列有关噬菌体的叙述，正确的是A.利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质B.以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸C.外壳抑制了宿主菌的蛋白质合
14、成，使该细菌死亡D.能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解【解析】噬菌体侵入寄主后，利用寄主菌的原料（氨基酸和核苷酸），合成噬菌体的蛋白质、DNA，所以A对；子代噬菌体是以噬菌体的DNA为模板来复制的，B错；噬菌体消耗细菌细胞内的物质，导致细菌死亡，C错误；噬菌体没有细胞结构，不能以二分裂方式增殖，而是在寄主菌体内合成各个部件后，组装，释放，使细菌裂解，D错 【答案】A5.(2012江苏高考2)人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述正确的是（ ）A. 孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质B. 噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力C. 沃森和克里克提
15、出在 DNA 双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数D. 烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是 RNA【解析】遗传因子只是孟德尔通过实验现象推理出的理论产物，孟德尔并未证实遗传因子的化学本质，A错；由于噬菌体转化实验将DNA和蛋白质的作用分别进行了研究，而肺炎双球转化实验中DNA和蛋白质不能完全分离开，所以噬菌体转化实验更有说服力，B正确；沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构中，碱基互补配对，嘌呤数等于嘧啶数，C错；烟草花叶病毒感染烟草实验只能说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，D错【答案】B 【考题切点】本知识点，从考查形式看：不论是选择题还是简单题，都注重实际应用，考查知识的迁移与应用能
16、力。简答题不以填空而以问答形式出现，考查学生的语言文字组织、及知识归纳能力。【考点透析】1肺炎双球菌的转化实验实验设计的基本思路是设法把DNA和蛋白质分开，单独观察它们的作用。加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活。DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打断，但缓慢冷却时，其结构可恢复。转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。2噬菌体侵染细菌的实验实验思路及方法S是蛋白质特有的元素，P几乎都存在于噬菌体DNA分子中，用放射性同位素32P和35S分别标记DNA和蛋白质，直接单独地观察他们的作用。侵染特点及过程A进入细菌体内的是噬菌体的DNA，噬菌体蛋白质留在外
17、面不起作用。B噬菌体侵染细菌要经过吸附注入核酸合成组装释放五个过程。结果及分析分 组结 果结果分析对比实验(相互对照)含32P噬菌体细菌上清液中几乎无32P,32P主要分布在宿主细胞内32PDNA进入了宿主细胞内含35S噬菌体细菌宿主细胞内无35S，35S主要分布在上清液中35S蛋白质外壳未进入宿主细胞留在外面3肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较实验思路相同：都是设法把DNA和蛋白质分开，单独地、直接去观察DNA的作用。只是肺炎双球菌转化实验利用了从S型菌直接提取分离，而噬菌体侵染实验则利用放射性同位素间接将DNA和蛋白质分开。结论相同：都证明了DNA是遗传物质。4DNA是主要的遗传
18、物质是对生物界而言的，需要许多实验共同来证明的结论，单独的某一实验只能证明DNA是某种生物的遗传物质。5.生物的遗传物质总结：生物类型所含核酸所含核苷酸含氮碱基遗传物质细胞生物（原核、真核生物）DNA、RNA两种8种：4种脱氧核苷酸；4种核糖核苷酸5种：A、T、G、U、CDNA病毒DNA病毒DNA4种脱氧核苷酸4种：A、T、G、CDNARNA病毒RNA4种核糖核苷酸4种：A、U、G、CRNA6结合图解理解DNA分子的结构及特点从上图可看出：（1）规则的双螺旋结构。脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成了基本骨架，内侧是碱基，在碱基A与T之间有两个氢键，C与G之间有三个氢键；（2）一个DNA分
19、子中有两个游离的磷酸基；（3）脱氧核糖与磷酸基、碱基的相连情况：在DNA分子单链一端的脱氧核糖与1个磷酸基和1个碱基相连；在DNA单链中间的脱氧核糖与2个磷酸基和1个碱基相连。7.DNA分子结构中的碱基比例关系【考题预测】4某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：R型细菌的DNADNA酶加入加热杀死的S型细菌注射入小鼠S型细菌的DNADNA酶加入R型细菌注射入小鼠R型细菌DNA酶高温加热后冷却加入加热杀死的S型细菌的DNA注射入小鼠S型细菌DNA酶高温加热后冷却加入R型细菌的DNA注射入小鼠以上4个实验中小鼠存活的情况依次是A死亡，存活，存活，存活 B死亡，死亡，存活，存活C存活
20、，存活，存活，存活 D死亡，存活，存活，死亡考点3：DNA分子的复制及转录、翻译过程分析 【真题导航】6.（2013浙江卷,3）某生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是A.在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开 B.DNARNA杂交区域中A应与T配对C.mRNA翻译只能得到一条肽链 D.该过程发生在真核细胞中【解析】图示过程为DNA的转录和翻译过程，RNA聚合酶具有解旋功能，在RNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开，同时开始mRNA的延伸，A项正确；DNARNA杂交区域中，DNA链上的碱基A与RNA链上额碱基U配对，B项错误；由图可知，多个核糖体结合在该mRNA上，该mRNA翻译能得到多
21、条相同的肽链，C项错误；根据图示，转录和翻译同时进行，该过程发生在原核细胞中，D项错误。【答案】A7.（2012上海卷）在细胞中，以mRNA作为模板合成生物大分子的过程包括 A复制和转录 B翻译和转录 C复制和翻译 D翻译和逆转录【解析】根据中心法则可以看出，翻译是以RNA作为模板合成蛋白质，逆转录以RNA作为模板合成DNA的过程，RNA为模板进行自我复制只存在于某些RNA病毒。【答案】D8.(2011年江苏卷)关于转录和翻译的叙述，错误的是( )A转录时以核糖核苷酸为原料B转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列CmRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质D不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容
22、错性解析：转录是指以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程，所以所需的原料为核糖核苷酸，所需的酶是RNA聚合酶；转录时，RNA聚合酶能够识别基因编码区上游的非编码区中的RNA聚合酶结合位点并与之特异性结合，激活DNA的转录功能；翻译过程中核糖体首先结合到mRNA上并沿着mRNA向前移动，翻译出多肽链；一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称作密码子的简并性，其对生物体生存的意义在于减少因基因突变所引起的性状上的改变。答案：C【考题切点】本知识点，从考查形式看：不论是选择题还是简单题，都注重实际应用，考查知识的迁移与应用能力。简答题不以填空而以问答形式出现，考查学生的语言文字组织、及知识归纳能力。
23、【考点透析】1复制、转录和翻译的比较项目复制转录翻译场所主要在细胞核中（线粒体、叶绿体）主要在细胞核中（线粒体、叶绿体）细胞质中的核糖体上模板DNA的两条链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸氨基酸条件酶（解旋酶，DNA聚合酶等）和能量酶（RNA聚合酶等）和能量特定的酶、能量和tRNA原则AT；GCAU；GC；TAAU；GC产生形成2条DNA双链一条单链RNA分子（mRNA）具有一定氨基酸排列顺序的多肽-蛋白质特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录；转录后DNA仍保留原来双链结构一个mRNA分子上可连续结合多个核糖体，提高合成蛋白质的速度传递方向DNADNADNAmRNAm
24、RNA蛋白质（性状）要点： DNA的复制是典型的半保留复制，利用同位素标记法和密度梯度离心技术可以证明。基因是有遗传效应的DNA片段，随着DNA的复制而复制；遗传信息的表达实际上就是基因的表达。原核生物DNA的复制和转录主要在拟核进行。2DNA复制过程中的碱基数目计算(其双链DNA分子中含某种碱基a个)(1)复制n次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a(2n1)。(2)第n次复制，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a2n1。复制的结果是形成两个一样的DNA分子，所以一个DNA分子复制n次后，得到的DNA分子数量为2n个，复制(n1)次后得到的DNA分子数为2n1，第n次复制增加的DNA分子数为2n2n12
25、n1，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a2n1。3在遗传物质的转录和翻译过程中始终遵循碱基互补配对原则。(1)转录时以DNA解旋后的一条链为模板，按照AU，GC、TA、CG碱基互补配对原则形成mRNA。(2)翻译时按AU、GC、UA、CG的碱基互补配对原则，与mRNA上三个相邻碱基配对的tRNA运载着特定的氨基酸进入核糖体合成蛋白质。4中心法则（1）中心法则中遗传信息的流动过程为：图中表示DNA复制，表示转录，表示翻译，表示RNA自我复制，表示逆转录。中心法则体现了DNA的两大基本功能图中体现了对遗传信息的传递功能，它是通过DNA复制完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。图中共同体
26、现了对遗传信息的表达功能，它是通过转录和翻译完成的，发生在个体发育过程中。（2）各种生物的信息传递a. 在细胞生物生长繁殖过程中遗传信息的传递方向为：b. 在细胞内蛋白质合成过程中，遗传信息的传递方向（如胰岛细胞中胰岛素的合成）为：c. 含逆转录酶的RNA病毒在寄主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递方向为：d. D NA病毒（如噬菌体）在寄主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递方向为：d. R NA病毒（如烟草花叶病毒）在寄主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递方向为：5基因表达与个体发育之间的关系(1)基因的选择性表达从分子水平看，个体发育是基因选择性表达的结果。(2)基因控制性状的两种方式直接途径基
27、因蛋白质的结构细胞结构生物性状如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。间接途径基因酶或激素细胞代谢生物性状如白化病、豌豆的粒形。【考题预测】 5铁蛋白是细胞内储存多余Fe3的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的Fe3、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。当Fe3浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合，沿mRNA移动，遇到起始密码后开始翻译(如下图所示)。回答下列问题：(1)图中甘氨酸的密码子是_，铁蛋白基因中决定“”的模板链碱基序列为_。(2) F
28、e3浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了_，从而抑制了翻译的起始； Fe3浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白mRNA能够翻译。这种调节机制既可以避免_对细胞的毒性影响，又可以减少_。(3)若铁蛋白由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA和碱基数远大于3n，主要原因是_。(4)若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即由_。3方法指导注重对基本概念和基本原理的综合复习本专题知识多、概念多，且需运用概念、原理、定律解释的生命现象和解决的实际问题也多，因此
29、，复习时，要抓住“能力”这个核心，突出对重点知识的复习。对遗传的分子基础的复习，可以“中心法则”为主线，即DNA (基因)RNA蛋白质(性状)，并联系DNA的结构与复制、染色体与基因、减数分裂、遗传规律等知识，经过思考、分析、归纳，最后构建出完整的知识体系。考题预测参考答案1减数第一次分裂过程中，同源染色体分离；形成的两个子细胞中的遗传信息不完全相同。有丝分裂和减数第二次分裂分开的是姐妹染色体，形成的两个子细胞中的染色体形态和其上所携带的遗传信息完全相同。答案：A 2解析：ac阶段(不含a、c两点)包括减数第一次分裂期和减数第二次分裂的前期、中期。A错误，bc段不含同源染色体；B正确、C错误，
