高中生物分子遺傳習(xí)題大全同學(xué)們，大家好。分子遺傳學(xué)是高中生物學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，它不僅揭示了生命遺傳的奧秘，也為我們理解生物進(jìn)化、疾病發(fā)生等提供了重要的理論基礎(chǔ)。掌握好這部分知識(shí)，需要扎實(shí)的概念理解和一定的邏輯推理能力。下面，我將結(jié)合高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，為大家梳理分子遺傳的核心知識(shí)點(diǎn)，并通過典型例題和練習(xí)題，幫助大家鞏固所學(xué)，提升解題能力。一、DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制（一）核心知識(shí)回顧DNA是主要的遺傳物質(zhì)，其基本單位是脫氧核苷酸，由磷酸、脫氧核糖和含氮堿基（A、T、C、G）組成。DNA分子具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，兩條鏈反向平行盤旋，磷酸和脫氧核糖交替連接構(gòu)成基本骨架，堿基通過氫鍵連接成堿基對(duì)，遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則（A與T配對(duì)，C與G配對(duì)）。DNA的復(fù)制是一個(gè)邊解旋邊復(fù)制的過程，以親代DNA分子的兩條鏈為模板，利用游離的脫氧核苷酸為原料，在相關(guān)酶的作用下，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成子代DNA分子，具有半保留復(fù)制的特點(diǎn)，保證了遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性。（二）典型例題解析例題1：某DNA分子片段中，胞嘧啶有200個(gè)，占全部堿基的20%。該DNA片段中腺嘌呤的數(shù)量是多少？答案：300個(gè)。解析：本題考查DNA分子中堿基數(shù)量的計(jì)算。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，在DNA分子中，A=T，G=C。已知胞嘧啶（C）有200個(gè)，占全部堿基的20%，則該DNA片段中堿基總數(shù)為200÷20%=1000個(gè)。因此，鳥嘌呤（G）也為200個(gè)。那么，腺嘌呤（A）和胸腺嘧啶（T）的總數(shù)為1000-200×2=600個(gè)，所以腺嘌呤（A）的數(shù)量為600÷2=300個(gè)。解題的關(guān)鍵在于牢記堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，并能根據(jù)已知條件靈活計(jì)算。例題2：關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是（）A.DNA復(fù)制時(shí)，親代DNA分子不解旋B.DNA復(fù)制只發(fā)生在細(xì)胞核中C.復(fù)制過程是先完全解旋后復(fù)制D.復(fù)制過程中需要DNA聚合酶等多種酶的參與答案：D解析：本題考查DNA復(fù)制的過程和特點(diǎn)。DNA復(fù)制時(shí)，親代DNA分子在解旋酶的作用下會(huì)發(fā)生解旋，A錯(cuò)誤；DNA主要分布在細(xì)胞核中，此外線粒體和葉綠體中也含有少量DNA，因此DNA復(fù)制也可發(fā)生在線粒體和葉綠體中，B錯(cuò)誤；DNA復(fù)制的特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制，而非完全解旋后再?gòu)?fù)制，C錯(cuò)誤；DNA復(fù)制過程中需要解旋酶解開雙鏈，DNA聚合酶催化脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵，將單個(gè)脫氧核苷酸連接成DNA鏈，D正確。（三）鞏固練習(xí)題1.DNA分子的基本骨架是由哪些物質(zhì)組成的？?jī)蓷l鏈之間的堿基通過什么連接？2.一個(gè)DNA分子經(jīng)過三次復(fù)制后，形成的子代DNA分子中，含有親代DNA單鏈的占多少比例？3.在DNA復(fù)制過程中，保證復(fù)制準(zhǔn)確無(wú)誤進(jìn)行的關(guān)鍵機(jī)制是什么？參考答案：1.DNA分子的基本骨架由磷酸和脫氧核糖交替連接而成；兩條鏈之間的堿基通過氫鍵連接。2.1/4。（一個(gè)DNA分子復(fù)制n次，形成2^n個(gè)子代DNA分子，其中含有親代DNA單鏈的有2個(gè)，占2/2^n=1/2^(n-1)。n=3時(shí)，為1/4。）3.堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。二、基因的表達(dá)與中心法則（一）核心知識(shí)回顧基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段?；虻谋磉_(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過程。轉(zhuǎn)錄主要在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則（A與U配對(duì)，T與A配對(duì)，C與G配對(duì)）合成RNA（主要是mRNA）的過程。翻譯是在核糖體上進(jìn)行的，以mRNA為模板，tRNA為轉(zhuǎn)運(yùn)工具，將氨基酸按照mRNA上的密碼子順序連接成具有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì)的過程。中心法則揭示了遺傳信息的傳遞方向：遺傳信息可以從DNA流向DNA（復(fù)制），也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)（轉(zhuǎn)錄和翻譯）；在某些病毒中，遺傳信息還可以從RNA流向RNA（復(fù)制），或從RNA流向DNA（逆轉(zhuǎn)錄）。（二）典型例題解析例題1：下列關(guān)于轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較，正確的是（）A.兩者的模板相同B.兩者的產(chǎn)物相同C.兩者都在細(xì)胞核中進(jìn)行D.兩者都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則答案：D解析：本題考查轉(zhuǎn)錄和翻譯過程的比較。轉(zhuǎn)錄的模板是DNA的一條鏈，翻譯的模板是mRNA，A錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物是RNA（mRNA、tRNA、rRNA），翻譯的產(chǎn)物是蛋白質(zhì)，B錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)錄主要在細(xì)胞核中進(jìn)行，翻譯在核糖體上進(jìn)行，核糖體主要分布在細(xì)胞質(zhì)中，C錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)錄時(shí)DNA模板鏈與RNA之間遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)，翻譯時(shí)mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子之間也遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，D正確。例題2：一段mRNA上有60個(gè)堿基，其中A和G共有32個(gè)，那么轉(zhuǎn)錄該mRNA的DNA片段中，C和T的總數(shù)是多少？指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)最多含有多少個(gè)氨基酸？（不考慮終止密碼子）答案：60個(gè)；20個(gè)。解析：本題綜合考查轉(zhuǎn)錄過程中的堿基數(shù)量關(guān)系及翻譯過程中氨基酸數(shù)與密碼子數(shù)的關(guān)系。mRNA是以DNA的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄而來(lái)的，mRNA上的堿基總數(shù)等于DNA模板鏈上的堿基總數(shù)，也等于DNA雙鏈堿基總數(shù)的一半。DNA雙鏈中，A=T，G=C，所以A+G=T+C=堿基總數(shù)的50%。mRNA有60個(gè)堿基，因此轉(zhuǎn)錄該mRNA的DNA片段（雙鏈）含有120個(gè)堿基，C和T的總數(shù)占?jí)A基總數(shù)的一半，即60個(gè)。mRNA上三個(gè)相鄰的堿基構(gòu)成一個(gè)密碼子，決定一個(gè)氨基酸（不考慮終止密碼子），因此60個(gè)堿基的mRNA最多能編碼60÷3=20個(gè)氨基酸。（三）鞏固練習(xí)題1.什么是密碼子？一種氨基酸是否只對(duì)應(yīng)一種密碼子？2.tRNA在翻譯過程中起什么作用？其結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？3.請(qǐng)簡(jiǎn)述中心法則的主要內(nèi)容。參考答案：1.密碼子是指mRNA上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基。一種氨基酸可以對(duì)應(yīng)一種或多種密碼子（密碼子的簡(jiǎn)并性）。2.tRNA的作用是識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)特定的氨基酸到核糖體上。其一端攜帶氨基酸，另一端有三個(gè)堿基構(gòu)成反密碼子，能與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對(duì)。3.中心法則主要內(nèi)容：遺傳信息可以從DNA流向DNA（DNA的復(fù)制）；也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)（即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯）。后來(lái)補(bǔ)充了遺傳信息從RNA流向RNA（RNA的復(fù)制）以及從RNA流向DNA（逆轉(zhuǎn)錄）兩條途徑。三、遺傳的基本規(guī)律（一）核心知識(shí)回顧孟德爾通過豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了基因的分離定律和自由組合定律。基因的分離定律的實(shí)質(zhì)是：在雜合子的細(xì)胞中，位于一對(duì)同源染色體上的等位基因，具有一定的獨(dú)立性；在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會(huì)隨同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入兩個(gè)配子中，獨(dú)立地隨配子遺傳給后代?；虻淖杂山M合定律的實(shí)質(zhì)是：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的；在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因自由組合。伴性遺傳是指性染色體上的基因所控制的性狀的遺傳方式，其遺傳特點(diǎn)與性別相關(guān)聯(lián)。（二）典型例題解析例題1：豌豆的高莖（D）對(duì)矮莖（d）為顯性?，F(xiàn)將高莖豌豆與矮莖豌豆雜交，F(xiàn)1代既有高莖又有矮莖。請(qǐng)寫出親本的基因型及F1代的表現(xiàn)型和基因型比例。答案：親本基因型：Dd（高莖）×dd（矮莖）；F1代表現(xiàn)型及比例：高莖:矮莖=1:1；基因型及比例：Dd:dd=1:1。解析：本題考查基因分離定律的應(yīng)用。高莖（顯性）與矮莖（隱性）雜交，后代出現(xiàn)了矮莖（dd），說(shuō)明高莖親本必然含有隱性基因d，因此高莖親本的基因型為Dd。其產(chǎn)生的配子為D和d，矮莖親本（dd）產(chǎn)生的配子為d。雌雄配子隨機(jī)結(jié)合，后代基因型為Dd（高莖）和dd（矮莖），比例為1:1，表現(xiàn)型比例也為高莖:矮莖=1:1。這種雜交方式稱為測(cè)交，可用于判斷顯性個(gè)體的基因型。例題2：某種動(dòng)物的毛色由常染色體上的兩對(duì)等位基因（A、a和B、b）控制，A基因控制黑色素的合成，B基因具有削弱黑色素合成的作用，使毛色呈灰色，bb則使黑色素完全表達(dá)，毛色為黑色?，F(xiàn)有一只黑色雄兔和一只灰色雌兔雜交，F(xiàn)1代有黑色、灰色和白色三種毛色。請(qǐng)分析親本的基因型可能是什么？（白色個(gè)體的基因型為aabb）答案：親本黑色雄兔基因型為Aabb，灰色雌兔基因型為AaBb。（其他合理答案也可，需根據(jù)具體分析）解析：本題考查基因自由組合定律的應(yīng)用。由題意可知，黑色個(gè)體的基因型為A_bb（A存在，B不存在），灰色個(gè)體的基因型為A_B_（A和B同時(shí)存在），白色個(gè)體的基因型為aa__（A不存在）。黑色雄兔（A_bb）與灰色雌兔（A_B_）雜交，F(xiàn)1出現(xiàn)了白色（aabb）。因此，雙親都必須含有a基因和b基因，才能產(chǎn)生ab的配子。所以黑色雄兔的基因型為Aabb（只能是這個(gè)，因?yàn)槠鋌b決定了B基因的情況），灰色雌兔的基因型為AaBb（必須提供a和b）。這樣，Aabb產(chǎn)生的配子為Ab、ab；AaBb產(chǎn)生的配子為AB、Ab、aB、ab。雌雄配子結(jié)合，后代中A_bb（黑色）、A_B_（灰色）、aa__（白色）均有可能出現(xiàn)。（三）鞏固練習(xí)題1.在孟德爾的兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)2代出現(xiàn)了9:3:3:1的性狀分離比，這一結(jié)果是如何形成的？2.人類紅綠色盲是一種伴X染色體隱性遺傳病。若一個(gè)正常男性與一個(gè)色盲女性結(jié)婚，他們的子女的患病情況如何？3.什么是等位基因？等位基因在減數(shù)分裂過程中的行為特點(diǎn)是什么？參考答案：1.F1代（AaBb）在產(chǎn)生配子時(shí)，等位基因（A與a、B與b）彼此分離，非等位基因（A與B、A與b、a與B、a與b）自由組合，產(chǎn)生四種數(shù)量相等的配子（AB、Ab、aB、ab）。雌雄配子隨機(jī)結(jié)合，受精后形成的F2代中，共有9種基因型，4種表現(xiàn)型，其比例為9:3:3:1。2.他們的兒子全部患病，女兒全部正常（但為攜帶者）。（正常男性基因型為X^BY，色盲女性基因型為X^bX^b。兒子的X染色體來(lái)自母親，必為X^b，故為X^bY，患?。慌畠旱囊粭lX染色體來(lái)自父親（X^B），一條來(lái)自母親（X^b），故為X^BX^b，表現(xiàn)正常，為攜帶者。）3.等位基因是指位于一對(duì)同源染色體的相同位置上，控制相對(duì)性狀的基因。在減數(shù)第一次分裂后期，等位基因隨著同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入不同的配子中。四、基因突變與基因重組（一）核心知識(shí)回顧基因突變是指DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添或缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變?；蛲蛔兙哂衅毡樾?、隨機(jī)性、低頻性、不定向性和多害少利性等特點(diǎn)?；蛲蛔兪切禄虍a(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來(lái)源，為生物進(jìn)化提供了原始材料。基因重組是指在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合，包括減數(shù)第一次分裂前期同源染色體上非姐妹染色單體之間的交叉互換和減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體上非等位基因的自由組合。基因重組能夠產(chǎn)生多樣化的基因組合的子代，是生物變異的重要來(lái)源之一，對(duì)生物的進(jìn)化也具有重要意義。（二）典型例題解析例題1：下列關(guān)于基因突變的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.基因突變是DNA分子結(jié)構(gòu)的改變B.基因突變可發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期C.基因突變一定會(huì)導(dǎo)致生物性狀的改變D.基因突變具有不定向性答案：C解析：本題考查基因突變的概念、特點(diǎn)及結(jié)果?；蛲蛔兪荄NA分子中堿基對(duì)的替換、增添或缺失，導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變，A正確；基因突變具有隨機(jī)性，可發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期，以及細(xì)胞內(nèi)不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位，B正確；由于密碼子的簡(jiǎn)并性（一種氨基酸可能對(duì)應(yīng)多種密碼子），或者突變發(fā)生在非編碼區(qū)等原因，基因突變不一定會(huì)導(dǎo)致生物性狀的改變，C錯(cuò)誤；基因突變具有不定向性，一個(gè)基因可以向不同的方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因，D正確。例題2：一對(duì)夫婦所生子女中，性狀差異較多，這種變異主要來(lái)自（）A.基因突變B.基因重組C.染色體變異D.環(huán)境影響答案：B解析：本題考查基因重組的意義?；蛲蛔兙哂械皖l性，因此一對(duì)夫婦所生子女中因基因突變產(chǎn)生的性狀差異較少，A錯(cuò)誤；基因重組是有性生殖過程中非常普遍的現(xiàn)象，通過減數(shù)分裂形成配子時(shí)的基因自由組合和交叉互換，以及受精作用時(shí)雌雄配子的隨機(jī)結(jié)合，能產(chǎn)生多種多樣的基因型和表現(xiàn)型，是導(dǎo)致親子代及子代個(gè)體間性狀差異的主要原因，B正確；染色體變異相對(duì)少見，C錯(cuò)誤；環(huán)境影響引起的變異一般是不可遺傳的，且不是性狀差異的主要來(lái)源，D錯(cuò)誤。（三）鞏固練習(xí)題1.基因突變和基因重組在本質(zhì)上有何區(qū)別？它們對(duì)生物進(jìn)化的意義有何不同？2.減數(shù)分裂過程中，發(fā)生基因重組的具體時(shí)期和原因是什么？3.為什么說(shuō)基因突變是生物變異的根本來(lái)源？參考答案：1.本質(zhì)區(qū)別：基因突變是基因結(jié)構(gòu)的改變，產(chǎn)生了新的基因；基因重組是控制不同性狀的基因的重新組合，沒有產(chǎn)生新的基因，只是原有基因的重新組合。意義：基因突變是生物變異的根本來(lái)源，為生物進(jìn)化提供了原始材料；基因重組是生物變異的重要來(lái)源，豐富了生物的變異類型，加快了生物進(jìn)化的速度。2.減數(shù)第一次分裂前期（四分體時(shí)期），同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換，導(dǎo)致染色單體上的基因重組；減數(shù)第一次分裂后期，非同源染色體上的非等位基因隨著非同源染色體的自由組合而發(fā)生自由組合。3.因?yàn)榛蛲蛔兡軌虍a(chǎn)生新的基因，而新的基因是生物進(jìn)化的原始材料，沒有基因突變，生物就