专题 08 遗传的分子基础 （17大题型）-【题型冲关】备战2025年高考生物一轮复习题型全覆盖（浙江专用）

专题08 遗传的分子基础 考点一 核酸是遗传物质的证据 【题型1】肺炎链球菌的转化实验 【题型2】噬菌体侵染细菌的实验 【题型3】烟草花叶病毒实验 【题型4】DNA是主要的遗传物质 考点二 DNA的分子结构 【题型1】DNA分子的结构和特点 【题型2】DNA分子的相关计算 【题型3】制作DNA双螺旋结构模型 考点三 DNA复制 【题型1】DNA复制的相关过程 【题型2】DNA复制的相关计算 【题型3】探究DNA复制的过程 考点四 基因表达 【题型1】基因的结构和功能 【题型2】遗传信息的转录 【题型3】遗传密码的翻译 【题型4】基因表达过程中的相关计算 【题型5】中心法则 【题型6】基因表达综合 考点五 表观遗传 【题型1】表观遗传 考点一 核酸是遗传物质的证据 01 肺炎链球菌的转化实验 【例1】肺炎链球菌体外转化实验不涉及的技术手段有（　　） A．离心 B．单菌落分离 C．液体悬浮培养 D．同位素示踪 【变式1-1】艾弗里等科学家研究S型肺炎链球菌中的“转化因子”实验过程如下表： 组别 处理步骤 结果（出现活菌类型） 结论 1 S型细菌的细胞提取物，不作处理 加入R型活菌的培养基中，混合后培养 R+S DNA是 遗传物质 2 S型细菌的细胞提取物+蛋白酶 ① 3 S型细菌的细胞提取物+RNA酶 ② 4 S型细菌的细胞提取物+酯酶 R+S 5 S型细菌的细胞提取物+DNA酶 ③ 某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是（    ） A．处理步骤中，使用液体培养基比固体培养基更有利于细菌转化 B．用加热杀死S型细菌的提取物进行组2、3、5实验，实验结果①②③相同 C．在实验结果可通过鉴定细胞形态或涂布分离后观察菌落进行检测 D．加入的R型活菌的数量和生理状态会影响细菌转化效率 【变式1-2】细菌学家艾弗里等人进行了离体转化实验过程如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．用高倍显微镜观察①可看到胶状荚膜只有核糖体细胞器且光滑型（S）菌株 B．②过程用差速离心法分别提取DNA、蛋白质和荚膜物质 C．提取到的各种物质分别与死的R型菌混合后在④固体培养基中培养 D．③中的DNA+DNA酶组经④培养后没有S型菌，但处理后的产物可以进入R型菌中成为繁殖的原料 02 噬菌体侵染细菌的实验 【例2】下列关于“噬菌体侵染细菌实验”的叙述，正确的是（    ） A．噬菌体内只有核糖体，没有其它细胞器 B．实验前,科学家用和同时标记一个噬菌体 C．实验前必须清楚噬菌体侵染细菌后引起细菌裂解的时间 D．在搅拌器中搅拌，目的是使细菌外的 DNA与蛋白质分离。 【变式2-1】将用荧光染料标记某种成分的T2噬菌体与大肠杆菌混合培养，定时取样、搅拌、离心，并检测沉淀物中的荧光强度，结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．上述实验可证明蛋白质不是噬菌体的遗传物质 B．实验中被荧光染料标记的T2噬菌体成分是DNA C．搅拌是否充分会影响ab段的荧光强度 D．bc段荧光强度下降是大肠杆菌细胞破裂所致 【变式2-2】某实验小组模拟“T2噬菌体侵染细菌实验”，做了如下的实验(注：不同元素释放的放射性强度无法区分)。下列说法中正确的是（    ） A．部分子代噬菌体的蛋白质外壳和核酸可能都有放射性 B．保温时间过短对悬浮液放射性强度的大小几乎无影响 C．搅拌不充分将会导致悬浮液的放射性强度增大 D．该实验可以证明噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳未进入细胞 03 烟草花叶病毒实验 【例3】烟草花叶病毒和车前草病毒均由一条RNA链和蛋白质外壳组成，下图是两种病毒的重建实验。下列叙述正确的是（    ）    A．该实验证明了RNA是某些病毒的主要遗传物质 B．重建形成的病毒，病毒形态可能无法稳定维持 C．两种病毒的重建过程中发生了基因重组 D．可利用3H对两种成分进行标记开展实验探究 【变式3-1】如图为烟草花叶病毒的感染和病毒重建实验部分示意图，相关描述正确的是（　　） A．图中的两种烟草花叶病毒具有相同的RNA和蛋白质 B．图中重组病毒的感染实验，证明了该病毒的遗传物质是核糖核苷酸 C．单用烟草花叶病毒的RNA就能在烟草中产生多个遗传信息相同的子代病毒 D．图中“B型后代”的组成是RNA B和蛋白质A 【变式3-2】科学家从患烟草花叶病的烟草叶片中提取出烟草花叶病毒（只含有RNA和蛋白质外壳）后，将其组成物质分离提纯，进行相关实验（如图）。下列叙述错误的是（    ） A．过程①将烟草花叶病毒的RNA和蛋白质分开 B．过程②分别侵染烟草，其增殖过程与T2噬菌体不同 C．植株A、B都患病，结果④为完整的子代烟草花叶病毒 D．烟草叶细胞中子代病毒的各项特性是由RNA决定的 04 DNA是主要的遗传物质 【例4】得出“DNA是主要的遗传物质”这个结论的主要原因是（    ） A．细胞内既有DNA又有RNA，其中DNA是主要的遗传物质 B．真核生物的遗传物质是DNA，原核生物的遗传物质是RNA C．细胞生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是RNA D．除了极少数RNA病毒，其余所有生物的遗传物质都是DNA 【变式4-1】下列关于遗传物质的说法，正确的是（    ） A．真核生物的遗传物质是DNA或RNA B．原核生物的遗传物质是RNA C．细胞核中的遗传物质是DNA D．细胞质中的遗传物质是RNA 【变式4-2】下列关于遗传学经典实验的叙述，正确的是（    ） A．噬菌体侵染细菌实验中可用3H对噬菌体进行标记 B．肺炎链球菌离体转化实验证明DNA是主要的遗传物质 C．烟草花叶病毒的感染实验，说明含RNA的生物其遗传物质是RNA D．“基因在染色体上”和“DNA以半保留方式复制”的研究过程中都运用了假说—演绎法 考点二 DNA的分子结构 01 DNA分子的结构和特点 【例1】为了构建DNA的双螺旋结构模型，许多科学家进行了不懈努力。以下关于DNA双螺旋结构的说法，错误的是（　　） A．DNA由两条单链组成，这两条链的方向相反 B．DNA的一条单链的一端有一个游离的磷酸基团 C．GC碱基对比AT碱基对更稳定 D．G一定与T配对，A一定与C配对 【变式1-1】如图为DNA的结构示意图，下列叙述错误的是（    ） A．DNA一般为双螺旋结构 B．碱基A和碱基T的数量相等 C．碱基排列在双螺旋结构的内侧 D．两条脱氧核苷酸链同向平行 【变式1-2】DNA两条单链的碱基数量关系是构建DNA双螺旋结构模型的重要依据。下列有关DNA的叙述错误的是（    ） A．DNA两条单链的碱基数量相等 B．A一定与T配对，C一定与G配对 C．在DNA的双链结构中，碱基的比例总是（A+T）/（G+C）=1 D．两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对 02 DNA复制的相关计算 【例2】真核生物体内的DNA分子长期以来一直被认为主要以线性的形式存在于细胞核中，直至1965年发现了一种存在于染色体外的环状DNA分子——染色体外环状DNA（eccDNA），如图为eccDNA的结构示意图。下列相关叙述正确的是（    ） A．eccDNA分子的基本骨架由脱氧核糖和碱基交替连接形成 B．eccDNA分子中含C—G碱基对越多，其热稳定性就越差 C．eccDNA分子中每条链上的嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数 D．若eccDNA分子有n个碱基对，其中T有m个，则其氢键有（3nm）个 【变式2-1】某双链DNA片段中共有100对碱基，其中一条链上A所占比例为35%，整个DNA分子中G所占比例为20%。下列相关叙述正确的是（    ） A．该DNA分子其中一条链上的A所占比例与T所占比例一致 B．该DNA分子另一条链上A+G的量在该链中所占比例为35% C．若该DNA分子复制3次，则需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸280个 D．若该DNA发生碱基对缺失突变，则该DNA分子中嘌呤与嘧啶的比值下降 【变式2-2】某DNA分子共含200个碱基对，其中一条链含胞嘧啶30个，另一条链含胞嘧啶20个。下列叙述错误的是（　　） A．每条链中（A+T）/（C+G）均为3：1 B．每条链中嘌呤与嘧啶数之比均为1：1 C．该DNA分子复制3次需350个游离的G D．该DNA分子中碱基之间的氢键总数为450个 03 制作DNA双螺旋结构模型 【例3】某同学制作了6个碱基对的规则的DNA双螺旋结构模型。下列叙述错误的是（　　） A．若含3个A﹣T碱基对，则需要的连接物共49个 B．若含3个C﹣G碱基对，代表4种碱基的材料数量相等 C．磷酸基团和含氮碱基交替连接排列在主链的外侧 D．搭建脱氧核苷酸时，每个磷酸分子连着1个脱氧核糖 【变式3-1】关于活动：制作DNA分子双螺旋结构模型过程中的相关操作错误的是（    ） A．选择材料时可以用小圆片表示磷酸，五边形表示脱氧核糖，长方形表示含氮碱基 B．所有表示五碳糖的五边形都应该与两个表示磷酸的小圆片相连 C．磷酸和五碳糖应交替排列在外侧，且用连接物把他们连起来 D．如果条件允许，可以用四种不同颜色的长方形分别表示含氮碱基 【变式3-2】在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C，6个G，3个A，7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片20个，磷酸塑料片50个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，下列叙述正确的是（　　） A．所有的脱氧核糖都有两个磷酸基团与之相连 B．所搭建的DNA分子片段最长为7个碱基对 C．A和T之间需要3个连接物，C和G之间需要2个连接物 D．能搭建出的DNA分子模型种类小于44种 考点三 DNA复制 01 DNA复制的相关过程 【例1】用32P标记果蝇（2n＝8）某精原细胞中染色体上的全部DNA，其中一对同源染色体上有基因D、d和E、e，现给此精原细胞提供不含32P的原料让其连续进行两次分裂，产生4个子细胞。下列叙述错误的是（    ）      A．若每个子细胞的DNA均含32P，则子细胞是精细胞 B．若每个子细胞中均含8条染色体，则各子细胞中均含2个D基因 C．如图所示的细胞可能发生了基因重组、基因突变和染色体畸变 D．如图所示时期的子细胞中被32P标记的染色体可能是0到8条 【变式1-1】APOBEC3蛋白是一类人类胞嘧啶脱氨酶家族，其成员APOBEC3A会使细胞中DNA单链的胞嘧啶脱氨基化产生尿嘧啶，改变基因组DNA引发癌变。下列相关叙述错误的是（　　） A．细胞中存在DNA与蛋白质形成的复合物 B．DNA复制中可能出现尿嘧啶与腺嘌呤互补配对现象 C．多个位点脱氨基化会使DNA分子的稳定性减弱 D．胞嘧啶脱氨基化后至少需要3次细胞分裂才能完成C—G→T—A碱基对的替换 【变式1-2】下图为某生物DNA分子片段的结构示意图。该DNA分子中含有20%的碱基T，使用了某化学物质后碱基G全部转变成mG，mG只能与碱基T配对。当完成一次复制后，其中一个子代DNA中含有30%的T。下列叙述错误的是（    ）    A．图中脱氧核糖上连接有1个或2个磷酸基团 B．复制后的另一个子代DNA中含有40%的碱基T C．在细胞核、叶绿体、线粒体等结构中均可能形成① D．DNA聚合酶分别沿a链从上至下及b链从下至上催化子链延伸 02 DNA复制的相关计算 【例2】阅读下列材料，回答下列问小题： T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌内的病毒，它的头部和尾部的外壳是由蛋白质构成的，在头部内含有一个DNA分子。噬菌体侵染细菌后，利用细菌细胞内的物质合成自身的DNA和蛋白质进行增殖，导致细菌裂解，释放出大量子代噬菌体。 1．T2噬菌体侵染细菌的部分实验如下图所示。下列叙述正确的是（　　）    A．35S标记在蛋白质分子的氨基上 B．培养时间过长或过短，对实验结果有明显影响 C．实验结果是上清液中放射性高，沉淀物中几乎没有放射性 D．实验结果可说明噬菌体的遗传物质是DNA 2．若T2噬菌体的DNA中含10000个碱基对，其中一条链中胞嘧啶和鸟嘌呤之和占该链的60%。用T2噬菌体侵染细菌，其DNA在细胞中复制3次，共需要消耗腺嘌呤脱氧核糖核苷酸（　　） A．32000个 B．28000 个 C．16000 个 D．14000 个 【变式2-1】某DNA片段中有100个碱基对，其中鸟嘌呤占20%，DNA连续复制，该DNA片段第三次复制时需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数是（　　） A．420个 B．280个 C．240个 D．160个 【变式2-2】某DNA分子中腺嘌呤占碱基总数的20%，其中的鸟嘌呤全部被7-乙基化，复制时7-乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶配对而与胸腺嘧啶配对。该DNA分子正常复制产生两个DNA分子，其中一个DNA分子中胸腺嘧啶占碱基总数的35%，另一个DNA分子中鸟嘌呤（不包括7-乙基鸟嘌呤）占其所在单链的比例是（    ） A．15% B．30% C．45% D．60% 03 探究DNA复制的过程 【例3】科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了 DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。下列叙述错误的是（    ） 组别 1组 2组 3组 4组 培养液中唯一氮源 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl 繁殖代数 多代 多代 一代 两代 培养产物 A B B的子1代 B的子2代 操作 提取DNA并离心 离心结果 仅为轻带 (14N/ 14N) 仅为重带 (15N/ 15N) 仅为中带 (15N/14N) 1/2轻带(14N/ 14N) 1/2中带(15N/14N) A．要得到第2组的结果，须满足多代培养和培养液中的¹⁵N是唯一氮源两个条件 B．若将B的子1代DNA 双链分开后再离心，其结果不能判断DNA 的复制方式 C．若第3组离心结果为“轻”和“重”两条密度带，可判断DNA 复制方式不是半保留复制 D．若设置第5组在¹⁴N培养液中培养B的子4代，DNA离心后密度带的数量和位置与第4组不同 【变式3-1】1963年Cairns用放射自显影技术观察到正在复制的大肠杆菌拟核区DNA的全貌，并绘制了如下示意图。他将未标记的大肠杆菌放在含3H标记的脱氧胸苷的培养基中一段时间后，观察到某DNA分子未复制部分（C区）密度较低，由一条放射性链和一条非放射性链组成，已复制部分的B区双链中仅一条链带有放射性，A区的两条链都带有放射性，下列相关叙述错误的是（    ） A．A区和B区中正在合成的两条子链方向相反 B．A区和B区的形成过程需要DNA连接酶参与 C．该放射自显影结果可作为DNA半保留复制的证据 D．Cairns观察到的DNA分子已经历过一次复制 【变式3-2】“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验示意图如图所示。已知在以下实验条件中，该噬菌体在大肠杆菌中每20分钟复制一代，不考虑大肠杆菌裂解，下列叙述正确的是（　　） A．该实验证明了DNA的复制方式为半保留复制 B．离心前应充分搅拌使大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体 C．提取A组试管III沉淀中的子代噬菌体DNA，仅少量DNA含有32P D．B组试管III上清液中的放射性强度与接种后的培养时间成正比 考点四 基因表达 01 基因的结构和功能 【例1】科学家通过采集珠穆朗玛峰海拔4500米处水体中的DNA样本，发现了187 种生物。科学家利用DNA鉴定生物种类的依据是（    ） A．DNA的双螺旋结构 B．DNA中的碱基种类 C．DNA中的碱基排列顺序 D．DNA中的五碳糖种类 【变式1-1】水稻是我国主要的粮食作物，某品系野生型水稻中控制叶绿素合成酶的A基因突变为a基因后，叶绿素含量显著降低，叶片出现黄化现象。经过测序发现a基因转录产物编码序列第700位碱基由5’-GAGAG-3’转变成5’-GACAG-3’据此分析，正确的是（    ） A．叶绿素是A基因表达的直接产物 B．基因A与a结构上的本质区别是控制合成的色素含量不同 C．氨基酸的序列是影响蛋白质空间结构的重要因素之一 D．上述5’-GAGAG-3’的脱氧核糖核酸片段中含有2种碱基 【变式1-2】阅读下列材料，完成下面小题。 下图为原核细胞和真核细胞中基因表达过程示意图，其中①表示某过程，②表示某物质。 1．关于甲细胞和乙细胞中所示DNA的叙述，正确的是（    ）    A．甲、乙细胞标注的DNA均与组蛋白和非组蛋白结合 B．甲、乙细胞的DNA上基因中编码蛋白质的核苷酸序列均是连续的 C．甲细胞的DNA中每个脱氧核糖连接两个磷酸基团，乙细胞的核DNA则不是 D．乙细胞的DNA复制方式为半保留复制，甲细胞则不是 2．关于图示基因表达过程的叙述，正确的是（    ） A．①是细胞核内RNA加工过程，涉及到磷酸二酯键的断裂与形成 B．②是多肽链，在核糖体上合成后都需内质网和高尔基体加工 C．乙细胞中核糖体移动的方向是由a→b，a是mRNA的3'端 D．转录和翻译过程均有A－U、U－A的配对，均涉及氢键的断裂和形成 02 遗传信息的转录 【例2】如图为真核细胞中正在发生的生理过程，下列叙述正确的是（    ）    A．①是RNA 聚合酶，与 DNA 上启动部位结合后从左往右移 B．②是DNA 模板链，同一DNA 上不同基因的模板链相同 C．③是DNA 编码链，其基本组成单位与④的相比仅有碱基种类存在差异 D．④是RNA，需在细胞质中加工成熟后再进行翻译 【变式2-1】为研究细胞核内45sRNA与细胞质内28sRNA和18sRNA的关系， 将³H标记的尿嘧啶加入到鼠肝细胞的培养物中。开始计时，10分钟后洗涤培养的细胞(洗脱游离的³H标记的尿嘧啶)，并将其转移到不含标记的尿嘧啶培养基中，然后隔一定时间取样分析，得到如下结果： 测定的细胞部位 细胞质 细胞核 时间(分) 0 10 30 60 0 10 30 60 含3H-尿嘧啶的RNA 45sRNA - - - - - + - - 32sRNA - - - - - - + - 28sRNA - - - + - - - + 18sRNA - - + + - - + + 性：“+”表示有，“一”表示无，“s”大小可间接反映分子量的大小 下列叙述正确的是（    ） A．合成RNA时，RNA 聚合酶沿DNA模板链的5'→3'方向移动 B．18sRNA 通过核孔进入细胞质 C．10分钟后不再合成45sRNA D．32sRNA是在细胞质中由45sRNA 加工而成 【变式2-2】真核生物的mRNA在加工过程中，在3'端会加上100~200个腺嘌呤核糖核苷酸，形成polyA尾。有或无polyA尾的mRNA合成相同蛋白质，但有polyA尾的mRNA能结合更多核糖体。下列叙述正确的是（    ） A．polyA尾存在终止子序列 B．有polyA尾的mRNA指导合成的肽链更长 C．polyA尾在细胞溶胶中加工形成 D．polyA尾可能会提高mRNA的翻译效率 03 遗传密码的翻译 【例3】下图表示细胞内蛋白质的合成过程，其中①、②、③代表有关的结构或物质。下列分析错误的是（　　） A．图示过程称为翻译 B．①沿着②向右移动 C．③为双链 RNA 分子 D．①认读②上决定氨基酸种类的密码 【变式3-1】细胞内转铁蛋白的浓度受到铁离子浓度的调节。转铁蛋白mRNA的起始密码上游有铁反应元件，能与铁反应元件结合蛋白发生特异性结合，阻遏基因表达，过程如下图所示。下列叙述错误的是（    ） A．转铁蛋白mRNA是单链，其上也存在着氢键 B．铁反应元件存在于转铁蛋白mRNA翻译起始部位前端 C．Fe3+浓度低时，铁反应元件结合蛋白活性变化可能干扰了核糖体认读转铁蛋白mRNA D．铁反应元件结合蛋白会因Fe3+浓度的升高而引起其空间结构改变，失活后其活性不能恢复 【变式3-2】下图为大肠杆菌的蛋白质翻译延伸示意图，其中30S和50S表示核糖体两个亚基蛋白。下列叙述错误的是（    ） A．蛋白质翻译延伸时，携带氨基酸的tRNA先进入A位点，后从E位点脱离 B．丙氨酸(Ala)的密码子所对应的DNA序列是5'CGG3' C．I(次黄嘌呤)与A、U、C皆可配对，有利于提高tRNA的利用效率 D．当核糖体移动到终止密码子时，30S和50S从mRNA上分离，翻译终止 04 基因表达过程中的相关计算 【例4】下图①～③分别表示人体细胞中发生的3 种生物大分子的合成过程，且已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%,α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%,。则下列叙述不正确的是（    ） A．细胞中过程②发生的主要场所是细胞核 B．人体不同组织细胞的相同DNA 进行过程②时启用的起始点都相同 C．在人体内成熟红细胞、肌肉细胞、生发层细胞、神经细胞中,能发生过程②、③而不能发生过程①的细胞是肌肉细胞、神经细胞 D．与α链对应的DNA 区段中腺嘌呤所占的碱基比例为26% 【变式4-1】如图为某细胞中遗传信息的传递和表达过程的示意图，下列说法错误的是（　　） A．该图可表示人体神经细胞核中，RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNA B．一种tRNA只能转运一种氨基酸，核糖体和mRNA的结合部位会形成2个tRNA结合位点 C．在RNA—DNA的杂交双链中，形成的碱基的配对方式是A—T、U—A、C—G、G—C D．已知过程②的a链及其模板链中鸟嘌呤分别占27%、17%，该a链对应的双链DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为28% 【变式4-2】重叠基因是指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列。感染大肠杆菌的φX174噬菌体的遗传物质为环状单链DNA，含有6870个碱基，其中A、G、T、C四种碱基比例依次为20%、10%、30%、40%。图甲表示该噬菌体复制的部分过程，①~④表示相应生理过程，②③均以一DNA为模板。图乙表示该噬菌体部分DNA的碱基排列顺序（图中数字表示对应氨基酸的编号）。下列选项中说法错误的是（    ） A．φX174噬菌体DNA分子中含有0个游离的磷酸基团 B．完成过程①和②共需要消耗3435个含A的核苷酸 C．③和④过程的碱基配对方式不完全相同 D．据图乙推断，D基因和E基因的重叠部分指导合成的氨基酸序列相同 05 中心法则 【例5】某种病毒入侵人体细胞后的生理过程如图所示，下列叙述正确的是（    ） A．图中标出的酶本质上是一种RNA聚合酶 B．①②过程消耗的嘌呤与嘧啶比值相同 C．①②③过程的酶均由病毒RNA控制合成 D．③过程的起点由启动子决定 【变式5-1】阅读下列材料，完成下面小题。 新的生命体可以在实验室里“被创造”。世界首例“人造生命”（名为“辛西娅”），就是由去除DNA的“山羊支原体”和一个含有381个基因片段的人造DNA构成，可通过分裂不断繁殖。 1．如图是支原体细胞结构模式图。下列叙述错误的是（　　） A．支原体无核膜包被的细胞核 B．支原体无核酸与蛋白质组成的复合物 C．支原体与细菌的细胞结构不完全相同 D．支原体是原核生物，无复杂的生物膜系统 2．下列关于“辛西娅”的叙述，错误的是（　　） A．遗传信息流动的一般规律首先由科学家克里克提出 B．遗传信息的流向可运用同位素标记法进行全面研究 C．遗传信息都位于人造DNA中，可以从DNA流向子代DNA D．遗传信息可以从人造DNA流向RNA，进而从RNA流向蛋白质 【变式5-2】春季是流感高发季节，自今年2月份以来，甲型HIN1流感流行，其为单股负链RNA（-RNA）病毒，下图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图，下列叙述正确的是（    ） A．子代病毒中的RNA具有mRNA功能 B．甲型H1N1流感病毒可在含血清的动物细胞培养液中繁殖 C．甲型HIN1流感病毒与劳氏肉瘤病毒的遗传信息传递方向相同 D．①、③过程代表复制，催化①、③过程的物质N是RNA复制酶 06 基因表达综合 【例6】大肠杆菌细胞内调控核糖体形成的两种状态如图所示，其中a~d代表过程，状态一表示细胞中缺乏足够的RNA分子。下列叙述错误的是（    ） A．大肠杆菌细胞中，基因表达的产物包括RNA和蛋白质 B．过程a、c中T与A的碱基互补配对伴随氢键的形成和断裂 C．过程b中核糖体沿mRNA的5'→3'方向移动至终止子后随即脱落 D．rRNA和mRNA与r蛋白竞争性结合，状态二时rRNA的结合力强于mRNA 【变式6-1】MMP-9是一种明胶酶，能促进肿瘤细胞的浸润、转移。科研人员通过合成与MMP-9基因互补的人造双链RNA，将其转入胃腺癌细胞中，可干扰MMP-9基因的表达，其作用机制如图所示。下列说法中，正确的是（    ）    A．双链RNA通过抑制MMP-9基因的转录来干扰表达 B．胃腺癌细胞中MMP-9基因的表达水平显著降低 C．MMP-9转录形成的mRNA需要在细胞质中加工后才能用于翻译 D．人造双链RNA中某些片段能与MIMP-9的mRNA互补配对 【变式6-2】选择性剪接是指一个基因的转录产物可通过不同的拼接方式形成不同的mRNA的过程。如图表示鼠的降钙素基因的表达过程，下列叙述正确的是（　　） A．当RNA聚合酶移动到终止密码子时，过程①停止 B．过程②中，被转运的氨基酸与tRNA的5'端结合 C．题中鼠降钙素基因表达的调控属于转录后水平的调控 D．一种基因表达只能得到一种相同的产物 考点五 表观遗传 01 表观遗传 【例1】祖辈的不良习惯通过表观遗传的方式遗传给后代的概率是很低的，它必须同时达到以下条件中的哪些才可能实现（    ） ①“表观遗传修饰”发生在明显与重要生理功能相关的基因上。②“表观遗传修饰”正好发生在性母细胞的基因上。③被修饰的精子或卵子能成为受精卵。④“表观遗传修饰”正好发生在子宫细胞的基因上。 A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．②③④ 【变式1-1】蜂群中的蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的，但它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同，表观遗传在其中发挥了重要作用。下列有关表观遗传的叙述错误的是（　　） A．遗传物质不变 B．基因表达发生改变 C．基因的遗传规律发生改变 D．表型改变可以遗传给后代 【变式1-2】阅读下列材料，完成下面小题： 在肿瘤生长过程中，癌细胞会高度表达VEGFA基因，VEGFA会诱导血管内皮细胞的增殖和迁移，促进肿瘤表面及内部的血管生长，从而提供肿瘤的血液和营养物质供应。科学家研究发现，癌细胞的VEGFA基因的启动子区域存在了大量的组蛋白乳酸化修饰，乳酸化修饰是由细胞代谢产生的乳酸引发的。 1．乳酸化修饰是一种常见的表观遗传修饰，下列关于组蛋白乳酸化等表观遗传修饰的叙述错误的是（    ） A．组蛋白只能被乳酸化或甲基化 B．正常细胞也有VEGFA基因 C．遗传物质会受环境的影响而发生改变 D．组蛋白乳酸化修饰是一种可遗传变异 2．关于肿瘤生长过程中，癌细胞会高度表达VEGFA基因这一过程，下列叙述正确的是（    ） A．植物中也存在组蛋白乳酸化修饰，但相较动物细胞较少 B．将癌细胞置于氧气充足的环境中可以减少癌细胞中的组蛋白乳酸化修饰 C．组蛋白乳酸化修饰能够抑制基因的转录 D．癌细胞中仅存在组蛋白乳酸化这一种表观遗传修饰 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题08 遗传的分子基础 考点一 核酸是遗传物质的证据 【题型1】肺炎链球菌的转化实验 【题型2】噬菌体侵染细菌的实验 【题型3】烟草花叶病毒实验 【题型4】DNA是主要的遗传物质 考点二 DNA的分子结构 【题型1】DNA分子的结构和特点 【题型2】DNA分子的相关计算 【题型3】制作DNA双螺旋结构模型 考点三 DNA复制 【题型1】DNA复制的相关过程 【题型2】DNA复制的相关计算 【题型3】探究DNA复制的过程 考点四 基因表达 【题型1】基因的结构和功能 【题型2】遗传信息的转录 【题型3】遗传密码的翻译 【题型4】基因表达过程中的相关计算 【题型5】中心法则 【题型6】基因表达综合 考点五 表观遗传 【题型1】表观遗传 考点一 核酸是遗传物质的证据 01 肺炎链球菌的转化实验 【例1】肺炎链球菌体外转化实验不涉及的技术手段有（　　） A．离心 B．单菌落分离 C．液体悬浮培养 D．同位素示踪 【答案】D 【分析】肺炎链球菌体外转化实验：艾弗里和他的同事将加热致死的S型细菌破碎后，离心、分离提纯，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。将细胞提取物加入有R型活细菌的液体培养基中，结果分离出了S型活细菌。然后，他们对细胞提取物分别进行不同的处理后再进行转化实验，结果表明分别用蛋白酶、RNA酶或酯酶处理后，细胞提取物仍然具有转化活性；用DNA酶处理后，细胞提取物就失去了转化活性。 【详解】肺炎链球菌体外转化实验：艾弗里和他的同事将加热致死的S型细菌破碎后，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，离心、分离提纯，制成细胞提取物。将细胞提取物加入有R型活细菌的液体培养基中，结果分离出S型活细菌。然后，他们对细胞提取物分别进行不同的处理后再进行转化实验，结果表明分别用蛋白酶、RNA酶或酯酶处理后，细胞提取物仍然具有转化活性；用DNA酶处理后，细胞提取物就失去了转化活性。实验过程中没有使用同位素标记，ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【变式1-1】艾弗里等科学家研究S型肺炎链球菌中的“转化因子”实验过程如下表： 组别 处理步骤 结果（出现活菌类型） 结论 1 S型细菌的细胞提取物，不作处理 加入R型活菌的培养基中，混合后培养 R+S DNA是 遗传物质 2 S型细菌的细胞提取物+蛋白酶 ① 3 S型细菌的细胞提取物+RNA酶 ② 4 S型细菌的细胞提取物+酯酶 R+S 5 S型细菌的细胞提取物+DNA酶 ③ 某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是（    ） A．处理步骤中，使用液体培养基比固体培养基更有利于细菌转化 B．用加热杀死S型细菌的提取物进行组2、3、5实验，实验结果①②③相同 C．在实验结果可通过鉴定细胞形态或涂布分离后观察菌落进行检测 D．加入的R型活菌的数量和生理状态会影响细菌转化效率 【答案】B 【分析】1、S型细菌有荚膜，菌落光滑，R型细菌无荚膜，菌落粗糙。 2、蛋白酶水解提取物中的蛋白质，RNA酶水解提取物中的RNA，DNA酶水解提取物中的DNA。 【详解】A、液体培养基有利于S型细菌的成分与R型细菌的混合，更有利于转化，A正确； B、组2、3中含有S型细菌的DNA，会发生转化，会出现R型和S型细菌，组5中DNA被DNA酶水解，不会发生转化，结果中只有R型细菌，B错误； C、S型细菌有荚膜，菌落光滑，R型细菌无荚膜，菌落粗糙，在实验结果可通过鉴定细胞形态或涂布分离后观察菌落进行检测，C正确； D、细菌转化的过程是一个 DNA 导入和表达的过程，受体菌的数量和生理状态是转化率的影响因素，D正确。 故选B。 【变式1-2】细菌学家艾弗里等人进行了离体转化实验过程如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．用高倍显微镜观察①可看到胶状荚膜只有核糖体细胞器且光滑型（S）菌株 B．②过程用差速离心法分别提取DNA、蛋白质和荚膜物质 C．提取到的各种物质分别与死的R型菌混合后在④固体培养基中培养 D．③中的DNA+DNA酶组经④培养后没有S型菌，但处理后的产物可以进入R型菌中成为繁殖的原料 【答案】D 【分析】据图分析，将S菌的各个成分分开，然后将 DNA、蛋白质、荚膜多糖、DNA+DNA酶分别与R型菌混合培养，结果四组都出现了R型菌，但是只有第3组(加入DNA)出现了S型菌，说明将R型菌转化为S型菌的转化因子DNA。 【详解】A、用电子显微镜观察①可看到胶状荚膜只有核糖体细胞器且光滑型（S）菌株，A错误； B、②过程用分离提纯法分别提取DNA、蛋白质和荚膜物质，B错误； C、提取到的各种物质分别与活的R型菌混合后在④固体培养基中培养，C错误； D、③中的DNA+DNA酶组经④培养后没有S型菌，但处理后的产物脱氧核苷酸可以进入R型菌中成为繁殖的原料，D正确。 故选D。 02 噬菌体侵染细菌的实验 【例2】下列关于“噬菌体侵染细菌实验”的叙述，正确的是（    ） A．噬菌体内只有核糖体，没有其它细胞器 B．实验前,科学家用和同时标记一个噬菌体 C．实验前必须清楚噬菌体侵染细菌后引起细菌裂解的时间 D．在搅拌器中搅拌，目的是使细菌外的 DNA与蛋白质分离。 【答案】C 【分析】1、噬菌体是一种病毒，病毒是比较特殊的一种生物，它只能寄生在活细胞中，利用宿主细胞的原料进行遗传物质的复制和蛋白质外壳的合成。 2、噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。 【详解】A、噬菌体是病毒，没有任何细胞器，A 错误； B、实验前,科学家分别用³²P和³⁵S标记噬菌体，B错误； C、实验前必须清楚噬菌体侵染细菌后引起细菌裂解的时间，因为混合时间过长或过短，对组实验结果影响较大，C正确； D、在搅拌器中搅拌，目的是使细菌和蛋白质外壳分开，D错误。 故选C。 【变式2-1】将用荧光染料标记某种成分的T2噬菌体与大肠杆菌混合培养，定时取样、搅拌、离心，并检测沉淀物中的荧光强度，结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．上述实验可证明蛋白质不是噬菌体的遗传物质 B．实验中被荧光染料标记的T2噬菌体成分是DNA C．搅拌是否充分会影响ab段的荧光强度 D．bc段荧光强度下降是大肠杆菌细胞破裂所致 【答案】A 【分析】噬菌体侵染细菌的过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放。 【详解】AB、根据图示可知，随着培养时间的延长，沉淀物中的荧光强度先增加后减少，说明标记的是进入噬菌体的DNA，随着保温时间的延长，进入大肠杆菌的DNA逐渐增加，但保温时间过长，会导致子代噬菌体被释放后随着离心分离到上清液中，因此实验中被荧光染料标记的T2噬菌体成分是DNA，通过该实验不能证明蛋白质不是噬菌体的遗传物质，A错误，B正确； C、搅拌不充分，有少量未侵染的噬菌体会吸附在大肠杆菌上并随着进入沉淀物中，使ab段的荧光强度增加，C正确； D、bc段荧光强度下降是大肠杆菌细胞破裂，子代噬菌体被释放并通过离心分布到了上清液中所致，D正确。 故选A。 【变式2-2】某实验小组模拟“T2噬菌体侵染细菌实验”，做了如下的实验(注：不同元素释放的放射性强度无法区分)。下列说法中正确的是（    ） A．部分子代噬菌体的蛋白质外壳和核酸可能都有放射性 B．保温时间过短对悬浮液放射性强度的大小几乎无影响 C．搅拌不充分将会导致悬浮液的放射性强度增大 D．该实验可以证明噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳未进入细胞 【答案】B 【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验思路：S是蛋白质的特有元素，DNA分子中含有P，蛋白质中几乎不含有，用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质，直接单独去观察它们的作用。 【详解】A 、35S标记的噬菌体的蛋白质不进入子代噬菌体，子代噬菌体以培养基中的32P标记的脱氧核苷酸为原料合成有放射性的DNA，子代噬菌体以培养基中的无标记的氨基酸为原料合成无放射性的蛋白质，因此子代噬菌体的核酸有放射性，子代噬菌体的蛋白质外壳没有放射性，A错误； B、正常情况下，上清液放射性强度来自35S标记的噬菌体的蛋白质，若保温时间过短，未侵染大肠杆菌的噬菌体仍会进入上清液，几乎不会影响上清液放射性强度，B正确； C、搅拌不充分，35S标记的噬菌体的蛋白质吸附在大肠杆菌上，会导致上清液的放射性强度减小；保温时间过长，大肠杆菌裂解后释放出32P标记的子代噬菌体，会导致上清液的放射性强度增大，C错误； D、该实验同时用了放射同位素32P和35S做标记，设计思路错误，由于不同元素释放的放射性强度无法区分，不能判断子代噬菌体的放射性标记是否是35S，因此不能证明蛋白质外壳未进入大肠杆菌，D错误。 故选B。 03 烟草花叶病毒实验 【例3】烟草花叶病毒和车前草病毒均由一条RNA链和蛋白质外壳组成，下图是两种病毒的重建实验。下列叙述正确的是（    ）    A．该实验证明了RNA是某些病毒的主要遗传物质 B．重建形成的病毒，病毒形态可能无法稳定维持 C．两种病毒的重建过程中发生了基因重组 D．可利用3H对两种成分进行标记开展实验探究 【答案】B 【分析】图示先将烟草花叶病毒和车前草病毒的RNA和蛋白质外壳分离，然后将不同病毒的RNA和蛋白质重组，将重组的病毒感染烟草，分析子代病毒的类型可确定病毒的遗传物质。 【详解】A、该实验证明了RNA是某些病毒的遗传物质，不能证明RNA是主要的遗传物质，A错误； B、重建形成的病毒其性状由所含有的RNA控制，由于RNA是单链，易发生变异，因此病毒形态可能无法稳定维持，B正确； C、两种病毒的重建过程是将不同病毒的RNA和蛋白质进行重新组合，不属于基因重组，C错误； D、由于蛋白质和RNA都含有H，因此利用3H对两种成分进行标记不能进行区分，D错误。 故选B。 【变式3-1】如图为烟草花叶病毒的感染和病毒重建实验部分示意图，相关描述正确的是（　　） A．图中的两种烟草花叶病毒具有相同的RNA和蛋白质 B．图中重组病毒的感染实验，证明了该病毒的遗传物质是核糖核苷酸 C．单用烟草花叶病毒的RNA就能在烟草中产生多个遗传信息相同的子代病毒 D．图中“B型后代”的组成是RNA B和蛋白质A 【答案】C 【分析】病毒是没有细胞结构的生物，需要寄生在活细胞内生存，用培养基培养时要加入宿主细胞。病毒一般是蛋白质外壳包着DNA或RNA。烟草花叶病毒的RNA能使烟草感染病毒。 【详解】A、图中两种烟草花叶病毒是不同种类的烟草花叶病毒，其RNA和蛋白质不同，A错误； B、图中实验证明了该病毒的遗传物质是核糖核酸，B错误； C、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，RNA感染烟草后就能在烟草中产生多个遗传信息相同的子代病毒 ，C正确； D、图中“B型后代”的组成是RNA B和蛋白质B，D错误。 故选C。 【变式3-2】科学家从患烟草花叶病的烟草叶片中提取出烟草花叶病毒（只含有RNA和蛋白质外壳）后，将其组成物质分离提纯，进行相关实验（如图）。下列叙述错误的是（    ） A．过程①将烟草花叶病毒的RNA和蛋白质分开 B．过程②分别侵染烟草，其增殖过程与T2噬菌体不同 C．植株A、B都患病，结果④为完整的子代烟草花叶病毒 D．烟草叶细胞中子代病毒的各项特性是由RNA决定的 【答案】C 【分析】据图分析：从烟草花叶病毒中提取的蛋白质，单独侵染健康烟草，烟草不患病；从烟草花叶病毒中提取的RNA，单独侵染健康烟草，烟草患病；由此说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，而不是蛋白质。 【详解】A、根据后续操作用烟草花叶病毒的蛋白质和RNA分别侵染烟草，因此，处理①是将烟草花叶病毒的 RNA 和蛋白质分开，A正确； B、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，其增殖过程包括RNA复制和翻译过程，而T2噬菌体的增殖过程为DNA复制、转录和翻译过程，两者的增殖过程不同，B正确； C、植株A不患病，而植株B患病，结果③不能分离得到子代病毒，结果④可获得全新的子代病毒，C错误； D、烟草叶细胞中子代病毒的各项特性是由RNA决定的，从而证明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，D正确。 故选C。 04 DNA是主要的遗传物质 【例4】得出“DNA是主要的遗传物质”这个结论的主要原因是（    ） A．细胞内既有DNA又有RNA，其中DNA是主要的遗传物质 B．真核生物的遗传物质是DNA，原核生物的遗传物质是RNA C．细胞生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是RNA D．除了极少数RNA病毒，其余所有生物的遗传物质都是DNA 【答案】D 【分析】核酸分为DNA和RNA，DNA主要分布在细胞核，基本组成单位是脱氧核苷酸，具有储存遗传信息的功能；RNA主要分布在细胞质，基本组成单位是核糖核苷酸，具有转运、催化、翻译模板等功能。 【详解】A、细胞生物的遗传物质都是DNA,不能得出这个结论，A错误； B、真核生物原核生物的遗传物质都是DNA，不得出“DNA是主要的遗传物质”这个结论，B错误； C、真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA，C错误； D、绝大多数生物遗传物质是DNA，部分病毒以RNA作遗传物质，比如HIV病毒，因此生物界中，DNA是主要遗传物质，D正确； 故选D。 【变式4-1】下列关于遗传物质的说法，正确的是（    ） A．真核生物的遗传物质是DNA或RNA B．原核生物的遗传物质是RNA C．细胞核中的遗传物质是DNA D．细胞质中的遗传物质是RNA 【答案】C 【分析】1、核酸是遗传信息的携带者，是一切生物的遗传物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有重要作用，细胞中的核酸根据所含五碳糖的不同分为DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）两种，构成DNA与RNA的基本单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸，每个脱氧核苷酸分子是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖糖和一分子含氮碱基形成，每个核糖核苷酸分子是由一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮碱基形成。 2、细胞生物（包括原核生物和真核生物）的细胞中含有DNA和RNA两种核酸、其中DNA是遗传物质，非细胞生物（病毒）中含有DNA或RNA一种核酸、其遗传物质是DNA或RNA。 【详解】A、真核生物的遗传物质是DNA，A错误； B、原核生物的遗传物质是DNA，B错误； C、细胞核中的遗传物质是DNA，C正确； D、细胞质中的遗传物质是DNA，D错误。 故选C。 【变式4-2】下列关于遗传学经典实验的叙述，正确的是（    ） A．噬菌体侵染细菌实验中可用3H对噬菌体进行标记 B．肺炎链球菌离体转化实验证明DNA是主要的遗传物质 C．烟草花叶病毒的感染实验，说明含RNA的生物其遗传物质是RNA D．“基因在染色体上”和“DNA以半保留方式复制”的研究过程中都运用了假说—演绎法 【答案】D 【分析】肺炎链球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲斯体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”，能将R型细菌转化为S型细菌；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。 【详解】A、DNA和蛋白质都含有H元素，噬菌体侵染细菌实验中不能用3H对噬菌体进行标记，A错误； B、肺炎链球菌离体转化实验证明DNA是遗传物质，B错误； C、烟草花叶病毒的感染实验，证明了RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，C错误； D、“基因在染色体上”和“DNA以半保留方式复制”的研究过程中都运用了假说—演绎法，D正确。 故选D。 考点二 DNA的分子结构 01 DNA分子的结构和特点 【例1】为了构建DNA的双螺旋结构模型，许多科学家进行了不懈努力。以下关于DNA双螺旋结构的说法，错误的是（　　） A．DNA由两条单链组成，这两条链的方向相反 B．DNA的一条单链的一端有一个游离的磷酸基团 C．GC碱基对比AT碱基对更稳定 D．G一定与T配对，A一定与C配对 【答案】D 【分析】DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的，具有独特的双螺旋结构， 脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。DNA分子中的遗传信息是指储藏在DNA分子中碱基对的排列顺序或脱氧核苷酸的排列顺序。 【详解】AD、DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的，具有独特的双螺旋结构；两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且碱基的配对是有一定原则的，即A只能与T配对，G只能与C配对，A正确，D错误； B、DNA的一条单链具有两个末端，一端为3’端，是游离羟基，一端为5’端，是游离的磷酸，B正确； C、GC碱基对之间含有3个氢键，AT碱基对之间含有2个氢键，GC碱基对比AT碱基对更稳定，C正确。 故选D。 【变式1-1】如图为DNA的结构示意图，下列叙述错误的是（    ） A．DNA一般为双螺旋结构 B．碱基A和碱基T的数量相等 C．碱基排列在双螺旋结构的内侧 D．两条脱氧核苷酸链同向平行 【答案】D 【分析】1.DNA双螺旋结构的特点 （1）两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 （2）脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。 （3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对遵循碱基互补配对原则（A与T配对，C与G配对）。 2.在DNA分子中，腺嘌呤A的量总是等于胸腺嘧啶T的量，鸟嘌呤G的量总是等于胞嘧啶C的量。 【详解】A、由DNA结构示意图可知，DNA由两条脱氧核苷酸链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，A正确、D错误。 B、在一个双链DNA中，碱基A的量总是等于碱基T的量，碱基G的量总是等于碱基C的量，B正确； C、DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧，C正确。 故选D。 【变式1-2】DNA两条单链的碱基数量关系是构建DNA双螺旋结构模型的重要依据。下列有关DNA的叙述错误的是（    ） A．DNA两条单链的碱基数量相等 B．A一定与T配对，C一定与G配对 C．在DNA的双链结构中，碱基的比例总是（A+T）/（G+C）=1 D．两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对 【答案】C 【分析】DNA的双螺旋结构：①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧。③两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。 【详解】A、DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成，两条单链间碱基互补配对且碱基数量相等，A正确； B、碱基互补配原则：A与T配对，G与C配对，B正确； C、在DNA的双链结构中，A＝T，G＝C，故（A+G）/（T+C）=1，C错误； D、两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键，D正确。 故选C。 02 DNA复制的相关计算 【例2】真核生物体内的DNA分子长期以来一直被认为主要以线性的形式存在于细胞核中，直至1965年发现了一种存在于染色体外的环状DNA分子——染色体外环状DNA（eccDNA），如图为eccDNA的结构示意图。下列相关叙述正确的是（    ） A．eccDNA分子的基本骨架由脱氧核糖和碱基交替连接形成 B．eccDNA分子中含C—G碱基对越多，其热稳定性就越差 C．eccDNA分子中每条链上的嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数 D．若eccDNA分子有n个碱基对，其中T有m个，则其氢键有（3nm）个 【答案】D 【分析】DNA分子的结构特点是：DNA分子由两条链构成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构；DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧；两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律，即A=T，C=G。 【详解】A、eccDNA分子的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接形成，A错误； B、热稳定性与氢键数有关，C与G之间有三个氢键相连，A与T之间为两个氢键，eccDNA分子中含C—G碱基对越多，其热稳定性就越强，B错误； C、eccDNA分子中每条链上的嘌呤碱基数与嘧啶碱基数不一定相等，但由于双链之间通过碱基互补配对，故eccDNA分子中嘌呤碱基数与嘧啶碱基数一定相等，C错误； D、若eccDNA分子有n个碱基对，其中T有m个，则G和C有（2n－2m）个，G=C=n－m，A与T之间有两个氢键相连，C与G之间有三个氢键相连，故该DNA分子中共有氢键3×（n－m）+2m=（3n－m）个，D正确。 故选D。 【变式2-1】某双链DNA片段中共有100对碱基，其中一条链上A所占比例为35%，整个DNA分子中G所占比例为20%。下列相关叙述正确的是（    ） A．该DNA分子其中一条链上的A所占比例与T所占比例一致 B．该DNA分子另一条链上A+G的量在该链中所占比例为35% C．若该DNA分子复制3次，则需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸280个 D．若该DNA发生碱基对缺失突变，则该DNA分子中嘌呤与嘧啶的比值下降 【答案】C 【分析】DNA分子双螺旋结构的主要特点：DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对；G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。 【详解】A、整个双链DNA片段中，A=T，G=C，但DNA分子其中一条链上A所占比例与T所占比例不确定，A错误； B、该DNA有200个碱基，由于整个DNA片段中G所占比例为20%，G=C=40，则A=T=60，一条链上A=35，则另一条链上A=25，但每条单链上G与C数量未知，B错误； C、若该DNA片段复制3次，共有（2³—1）=7个DNA片段需要消耗原料，则所需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数为7×40=280个，C正确； D、由于DNA中A+G=T+C，即DNA片段中嘌呤数等于嘧啶数，二者比值是1，当DNA发生碱基对的缺失突变，缺失一个A，对应缺失一个T，即少一个嘌呤，对应会少一个嘧啶，该DNA分子中嘌呤与嘧啶的比值不变，D错误。 故选C。 【变式2-2】某DNA分子共含200个碱基对，其中一条链含胞嘧啶30个，另一条链含胞嘧啶20个。下列叙述错误的是（　　） A．每条链中（A+T）/（C+G）均为3：1 B．每条链中嘌呤与嘧啶数之比均为1：1 C．该DNA分子复制3次需350个游离的G D．该DNA分子中碱基之间的氢键总数为450个 【答案】B 【分析】某DNA分子共含200个碱基对，共400个碱基，C1表示1条链的胞嘧啶，其中一条链含胞嘧啶（C1）30个，另一条链含胞嘧啶（C2）20个，根据碱基互补配对原则，G1为20个，G2为30个，一条链含有200个碱基，所以A1+T1=150，A2+T2=150。 【详解】A、某DNA分子共含200个碱基对，共400个碱基，C1表示1条链的胞嘧啶，其中一条链含胞嘧啶（C1）30个，另一条链含胞嘧啶（C2）20个，根据碱基互补配对原则，G1为20个，G2为30个，一条链含有200个碱基，所以A1+T1=150，A2+T2=150，所以（A1+T1）/（G1+C1）=150/50=3/1；（A2+T2）/（G2+C2）=150/50=3/1，A正确； B、因为不知道每条链的A、T数量，所以每条链的嘌呤（A+G）与嘧啶数(C+T）之比无法计算，B错误； C、该DNA分子复制3次，产生8个DNA，需要给7个DNA提供原料，1个DNA分子含有50个G（G1为20个，G2为30个），该DNA分子复制3次需750=350个游离的G，C正确； D、该DNA分子含有A/T碱基对150个，含有G/C碱基对50个，所以氢键总数=1502+503=450个，D正确。 故选B。 03 制作DNA双螺旋结构模型 【例3】某同学制作了6个碱基对的规则的DNA双螺旋结构模型。下列叙述错误的是（　　） A．若含3个A﹣T碱基对，则需要的连接物共49个 B．若含3个C﹣G碱基对，代表4种碱基的材料数量相等 C．磷酸基团和含氮碱基交替连接排列在主链的外侧 D．搭建脱氧核苷酸时，每个磷酸分子连着1个脱氧核糖 【答案】C 【分析】1、DNA的双螺旋结构：①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧。③两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。 2、在双链DNA中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A＝T、G＝C。设能搭建的DNA分子含有n个碱基对，则每条链需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物的数目为2n﹣1，共需（2n﹣1）×2个。 【详解】A、一分子脱氧核苷酸中磷酸与脱氧核糖之间需要通过一个连接物相连，同时相邻核苷酸之间还需要一个连接物将相邻核苷酸连接形成链状，因此搭建6个碱基对的DNA结构模型，需要磷酸与脱氧核糖的连接物为（6×2﹣1）×2＝22个；由于含有3个A﹣T碱基对，则需要碱基对之间的的连接物为3×2+3×3＝15个；需要碱基与脱氧核糖的连接物为12个，因此，共需要的连接物为22+15+12＝49个，A正确； B、若含3个C-G碱基对，代表4种碱基的材料数量相等，都是3个，B正确； C、DNA双螺旋结构模型中，磷酸基团和脱氧核糖交替连接排列在主链的外侧，形成基本骨架，C错误； D、由于一分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基构成，所以搭建脱氧核苷酸时，每个磷酸分子连着1个脱氧核糖，D正确。 故选C。 【变式3-1】关于活动：制作DNA分子双螺旋结构模型过程中的相关操作错误的是（    ） A．选择材料时可以用小圆片表示磷酸，五边形表示脱氧核糖，长方形表示含氮碱基 B．所有表示五碳糖的五边形都应该与两个表示磷酸的小圆片相连 C．磷酸和五碳糖应交替排列在外侧，且用连接物把他们连起来 D．如果条件允许，可以用四种不同颜色的长方形分别表示含氮碱基 【答案】B 【分析】DNA分子的稳定性，主要表现在DNA分子具有独特的双螺旋结构；DNA分子的多样性主要表现为构成DNA分子的四种脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序；特异性主要表现为每个DNA分子都有特定的碱基序列。 【详解】A、选择材料时可以用小圆片表示磷酸，五边形表示脱氧核糖，长方形表示含氮碱基，A正确； B、最末端的脱氧核糖只与一个磷酸相连；最前端的磷酸只与一个脱氧核糖相连，B错误； C、磷酸和五碳糖应交替排列在外侧，且用连接物把他们连起来，构成基本骨架，C正确； D、DNA含有四种不同的碱基，故可以用四种不同颜色的长方形分别表示含氮碱基，D正确。 故选B。 【变式3-2】在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C，6个G，3个A，7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片20个，磷酸塑料片50个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，下列叙述正确的是（　　） A．所有的脱氧核糖都有两个磷酸基团与之相连 B．所搭建的DNA分子片段最长为7个碱基对 C．A和T之间需要3个连接物，C和G之间需要2个连接物 D．能搭建出的DNA分子模型种类小于44种 【答案】D 【分析】在双链DNA中，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A=T、G=C。据题意，则A-T有3对，G-C有4对。设能搭建的DNA分子含有n个碱基对，则每条链需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物的数目为2n-1，共需（2n-1）×2个，已知脱氧核糖和磷酸之间的连接物有14个，则n=4，所以只能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段。 【详解】A、大多数脱氧核糖连接2个磷酸，但每条链末端的一个脱氧核糖连接一个磷酸，A错误； B、由以上分析可知，题中提供的条件只能建出一个4碱基对的DNA分子片段，B错误； C、A和T之间需要2个连接物，C和G之间需要3个连接物，C错误； D、能建出一个4碱基对的DNA分子片段，由于A-T有3对，G-C有4对，因此能搭建的DNA分子模型种类少于44种，D正确。 故选D。 考点三 DNA复制 01 DNA复制的相关过程 【例1】用32P标记果蝇（2n＝8）某精原细胞中染色体上的全部DNA，其中一对同源染色体上有基因D、d和E、e，现给此精原细胞提供不含32P的原料让其连续进行两次分裂，产生4个子细胞。下列叙述错误的是（    ）      A．若每个子细胞的DNA均含32P，则子细胞是精细胞 B．若每个子细胞中均含8条染色体，则各子细胞中均含2个D基因 C．如图所示的细胞可能发生了基因重组、基因突变和染色体畸变 D．如图所示时期的子细胞中被32P标记的染色体可能是0到8条 【答案】B 【分析】减数分裂与有丝分裂的区别：有丝分裂可连续进行，有丝分裂复制一次，细胞分裂一次， 产生与亲代细胞一样的两个子细胞；减数分裂复制一次，细胞连续分裂两次，产生的子细胞中核DNA和染色体是亲代细胞的一半。 【详解】A、连续进行两次分裂，产生4个子细胞，若每个子细胞的DNA均含32P可确定为减数分裂，图中为减数第二次分裂后期，则子细胞是精细胞，A正确； B、若四个子细胞中均含8条染色体，则精原细胞进行的是有丝分裂，子细胞中基因与亲代相同，根据题意亲代一对同源染色体上有基因D、d和E、e，可知正常情况下子细胞中均含1个D基因，B错误； C、如图所示的细胞姐妹染色单体有等位基因，可能发生基因重组或者基因突变，非同源染色体出现等位基因，可能发生染色体畸变，C正确； D、若精原细胞进行的是有丝分裂，根据DNA分子的半保留复制特点，将将某精原细胞的DNA分子用32P标记后置于含31P的培养基中培养。如果进行有丝分裂，经过一次细胞分裂后，形成的2个子细胞中的DNA分子都含有一条31P的单链和一条32P的单链，再分裂一次，DNA分子复制形成的2个DNA分子中一个是31P-31P，一个是32P-31P，两个DNA分子进入两个细胞中是随机的，因此，形成的子细胞中被32P标记的染色体可能是0到8条，D正确。 故选B。 【变式1-1】APOBEC3蛋白是一类人类胞嘧啶脱氨酶家族，其成员APOBEC3A会使细胞中DNA单链的胞嘧啶脱氨基化产生尿嘧啶，改变基因组DNA引发癌变。下列相关叙述错误的是（　　） A．细胞中存在DNA与蛋白质形成的复合物 B．DNA复制中可能出现尿嘧啶与腺嘌呤互补配对现象 C．多个位点脱氨基化会使DNA分子的稳定性减弱 D．胞嘧啶脱氨基化后至少需要3次细胞分裂才能完成C—G→T—A碱基对的替换 【答案】D 【分析】1、DNA分子的复制条件：模板（DNA的双链）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和DNA聚合酶等）、原料（游离的脱氧核苷酸）；过程：边解旋边复制；结果：一条DNA复制出两条DNA；特点：半保留复制。 2、DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变。 【详解】A、细胞中存在DNA与蛋白质形成的复合物，如染色体，A正确； B、APOBEC3A能使细胞中DNA单链的胞嘧啶脱氨基化产生尿嘧啶，细胞再进行复制时，尿嘧啶与腺嘌呤进行碱基互补配对，B正确； C、在DNA双链中，胞嘧啶与鸟嘌呤互补配对，胞嘧啶脱氨基化变为尿嘧啶，不能再与鸟嘌呤进行碱基互补配对，因此，多个位点脱氨基化会使DNA分子的稳定性减弱，C正确； D、根据题意可知：第一次复制得到的两个子代DNA中，相应位置的碱基对分别是G—C和U—A，再经过第二次复制，得到的4个子代DNA中相应位置的碱基对分别是G—C、C—G、U—A和A—T，所以复制2次后，子代DNA中靶位点碱基对可由C—G彻底替换成T—A，D错误。 故选D。 【变式1-2】下图为某生物DNA分子片段的结构示意图。该DNA分子中含有20%的碱基T，使用了某化学物质后碱基G全部转变成mG，mG只能与碱基T配对。当完成一次复制后，其中一个子代DNA中含有30%的T。下列叙述错误的是（    ）    A．图中脱氧核糖上连接有1个或2个磷酸基团 B．复制后的另一个子代DNA中含有40%的碱基T C．在细胞核、叶绿体、线粒体等结构中均可能形成① D．DNA聚合酶分别沿a链从上至下及b链从下至上催化子链延伸 【答案】D 【分析】1、根据题意可知，使用了某化学物质后碱基G全部转变成mG，mG只能与碱基T配对，使DNA序列中G-C转换成A-T。 2、碱基互补配对原则的规律： (1)在双链DNA分子中，互补碱基两两相等，A=T，C=G，A+G=C+T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数； (2)DNA分子的一条单链中(A+T)与(G+C)的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值； (3)DNA分子一条链中(A+G)与(T+C)的比值与互补链中的该种碱基的比值互为倒数，在整个双链中该比值等于1； (4)不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即(A+T)与(C+G)的比值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性； (5)双链DNA分子中，A=(A1+A2)2，其他碱基同理。 【详解】A、在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是2个磷酸基团和1个碱基，只有位于双链DNA分子3'端的脱氧核糖只连接1个磷酸，A正确； B、该双链DNA分子中T占碱基总数的20%，则根据碱基互补配对原则可知A=T=20%， G=C=30%，A+T=40%，G+C=60%，则一条链中G+C=60%，又因为使用了某化学物质后碱基G全部转变成mG，mG只能与碱基T配对，所以复制一次得到的两个DNA(甲、乙)已知甲DNA分子T占碱基总数的30%，则甲中mG占碱基总数的30%-20%=10%，则乙中mG占碱基总数的30%-10%=20%，所以乙中T占碱基总数的20%+20%=40%，B正确； C、在细胞核、叶绿体、线粒体等结构中均含有DNA，所以均可能形成①磷酸二酯键，C正确； D、DNA聚合酶能把脱氧核苷酸连续的加到双链DNA引物链的3'端，即DNA合成方向是5'3'，由题图结构知a链的上端是5'端，下端是3'端，b链的上端是3'端，下端是5'端，所以以a链和b链为模板合成DNA时引物结合在a链和b链的3'端（a链下端，b链从上端），所以DNA聚合酶分别沿a链从下至上及b链从上至下催化子链延伸，D错误。 故选D。 02 DNA复制的相关计算 【例2】阅读下列材料，回答下列问小题： T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌内的病毒，它的头部和尾部的外壳是由蛋白质构成的，在头部内含有一个DNA分子。噬菌体侵染细菌后，利用细菌细胞内的物质合成自身的DNA和蛋白质进行增殖，导致细菌裂解，释放出大量子代噬菌体。 1．T2噬菌体侵染细菌的部分实验如下图所示。下列叙述正确的是（　　）    A．35S标记在蛋白质分子的氨基上 B．培养时间过长或过短，对实验结果有明显影响 C．实验结果是上清液中放射性高，沉淀物中几乎没有放射性 D．实验结果可说明噬菌体的遗传物质是DNA 2．若T2噬菌体的DNA中含10000个碱基对，其中一条链中胞嘧啶和鸟嘌呤之和占该链的60%。用T2噬菌体侵染细菌，其DNA在细胞中复制3次，共需要消耗腺嘌呤脱氧核糖核苷酸（　　） A．32000个 B．28000 个 C．16000 个 D．14000 个 【答案】1．C 2．B 【分析】噬菌体侵染细菌的过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放。噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。 1．A、35S标记在蛋白质分子的R基上，A错误； B、由于35S在噬菌体蛋白质外壳上，不进入细菌，培养时间过长或过短，对实验结果没有明显影响，B错误； C、T2噬菌体的DNA进去大肠杆菌，蛋白质外壳留在外面，所以实验结果是上清液中放射性高，沉淀物中几乎没有放射性，C 正确； D、缺少对照，实验结果不能说明噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。 故选C。 2．A、DNA含10000个碱基对，其中一条链中胞嘧啶（C）和鸟嘌呤（G）之和占该链的60%，则该链中腺嘌呤（A）和胸腺嘧啶（T）之和该链的1-60%=40%。互补碱基在单链、双链中所占比例相等，则双链中腺嘌呤（A）和胸腺嘧啶（T）之和占整个DNA分子的40%，由于A与T碱基互补配对，则DNA分子中A=T=20%×10000×2=4000个，复制3次，需要腺嘌呤脱氧核糖核苷酸4000×（1）=28000个，B 正确，A、C、D错误。 故选 B。 【变式2-1】某DNA片段中有100个碱基对，其中鸟嘌呤占20%，DNA连续复制，该DNA片段第三次复制时需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数是（　　） A．420个 B．280个 C．240个 D．160个 【答案】C 【分析】已知DNA分子中的某种脱氧核苷酸数，求复制过程中需要的游离脱氧核苷酸数：①设一个DNA分子中有某核苷酸m个，则该DNA复制n次，需要该游离的该核苷酸数目为（2n-1）×m个；②设一个DNA分子中有某核苷酸m个，则该DNA完成第n次复制，需游离的该核苷酸数目为2n-1×m个。 【详解】已知具有100个碱基对的一个DNA分子片段，共有200个碱基，其中含有鸟嘌呤（G）200×20%=40（个），根据碱基互补配对原则，G=C=40个，则A=T=100-40=60（个），则该DNA片段第三次复制时需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数为（23-1）×60=240（个）。 故选C。 【变式2-2】某DNA分子中腺嘌呤占碱基总数的20%，其中的鸟嘌呤全部被7-乙基化，复制时7-乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶配对而与胸腺嘧啶配对。该DNA分子正常复制产生两个DNA分子，其中一个DNA分子中胸腺嘧啶占碱基总数的35%，另一个DNA分子中鸟嘌呤（不包括7-乙基鸟嘌呤）占其所在单链的比例是（    ） A．15% B．30% C．45% D．60% 【答案】B 【分析】1、DNA分子是由2条反向平行的脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构，两条链上的碱基遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则，配对的碱基相等。 2、DNA分子复制是以亲代DNA为模板，按照碱基互补配对原则合成子代DNA分子的过程，DNA分子复制是边解旋边复制和半保留复制过程。 【详解】由题意可知，原DNA分子中A=T=20%，则C=G=（1-20%×2）÷2=30%，正常复制得到的DNA分子T也占20%，由于复制时7-乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶配对而与胸腺嘧啶配对，复制得来的一个DNA分子中胸腺嘧啶占碱基总数的35%，推知该DNA分子新增T为35%-20%=15%=7-乙基鸟嘌呤，即合成该DNA分子的模板链中鸟嘌呤占碱基总数的15%，则另一条模板链中胞嘧啶也占碱基总数的15%，则正常复制产生的另一个DNA分子中鸟嘌呤（不包括7-乙基鸟嘌呤）占其所在单链的比例是15%× 2=30%。 故选B。 03 探究DNA复制的过程 【例3】科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了 DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。下列叙述错误的是（    ） 组别 1组 2组 3组 4组 培养液中唯一氮源 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl 繁殖代数 多代 多代 一代 两代 培养产物 A B B的子1代 B的子2代 操作 提取DNA并离心 离心结果 仅为轻带 (14N/ 14N) 仅为重带 (15N/ 15N) 仅为中带 (15N/14N) 1/2轻带(14N/ 14N) 1/2中带(15N/14N) A．要得到第2组的结果，须满足多代培养和培养液中的¹⁵N是唯一氮源两个条件 B．若将B的子1代DNA 双链分开后再离心，其结果不能判断DNA 的复制方式 C．若第3组离心结果为“轻”和“重”两条密度带，可判断DNA 复制方式不是半保留复制 D．若设置第5组在¹⁴N培养液中培养B的子4代，DNA离心后密度带的数量和位置与第4组不同 【答案】D 【分析】分析表格：DNA的复制方式可能为半保留复制、全保留复制和弥散复制。若为全保留复制，则3组中子代DNA经离心后应该分为轻带（14N/14N）和重带（15N/15N），而实际只有中带（14N/15N），说明DNA复制不是全保留复制；若为弥散复制，则4组中子代DNA经离心后应该只有中带（14N/15N），而实际结果与之不符，说明DNA复制不是混合复制，则DNA的复制方式为半保留复制。 【详解】A、第2组的结果全是15N/15N，须满足多代培养和培养液中的15N是唯一氮源两个条件，A正确； B、若将B的子1代DNA 双链分开后再离心，无法判断2条带的来源，其结果不能判断DNA 的复制方式，B正确； C、若第3组离心结果为“轻”和“重”两条密度带，可判断DNA 复制方式不是半保留复制，如果是半保留复制，结果应该全为14N/15N，C正确； D、若设置第5组在14N培养液中培养B的子4代，DNA离心后密度带的数量和位置与第4组相同，因为还是只有2个14N/15N，其余全是14N/14N，D错误。 故选D。 【变式3-1】1963年Cairns用放射自显影技术观察到正在复制的大肠杆菌拟核区DNA的全貌，并绘制了如下示意图。他将未标记的大肠杆菌放在含3H标记的脱氧胸苷的培养基中一段时间后，观察到某DNA分子未复制部分（C区）密度较低，由一条放射性链和一条非放射性链组成，已复制部分的B区双链中仅一条链带有放射性，A区的两条链都带有放射性，下列相关叙述错误的是（    ） A．A区和B区中正在合成的两条子链方向相反 B．A区和B区的形成过程需要DNA连接酶参与 C．该放射自显影结果可作为DNA半保留复制的证据 D．Cairns观察到的DNA分子已经历过一次复制 【答案】B 【分析】1、DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构，其外侧由脱氧核糖和磷酸交替连结构成基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即A-T、C-G、T-A、G-C； 2、DNA复制是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。复制的条件：模板（DNA的双链）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和聚合酶等）、原料（游离的脱氧核苷酸）；DNA复制过程：边解旋边复制；DNA复制特点：半保留复制。 【详解】A、DNA两条链是反向平行的，因此A区和B区中正在合成的两条子链方向相反，A正确； B、A区和B区的形成过程需要DNA聚合酶参与，不需要DNA连接酶参与，B错误； C、C区由一条放射性链和一条非放射性链组成，说明DNA的复制方式为半保留复制，该放射自显影结果可作为DNA半保留复制的证据，C正确； D、原大肠杆菌DNA分子的双链不带放射性，进行第一次DNA复制后，结果是新复制出的DNA分子含有一条反射性链和一条非放射性链，因为A区的两条链都带有放射性，所以正在进行的至少是第二次DNA复制，D正确。 故选B。 【变式3-2】“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验示意图如图所示。已知在以下实验条件中，该噬菌体在大肠杆菌中每20分钟复制一代，不考虑大肠杆菌裂解，下列叙述正确的是（　　） A．该实验证明了DNA的复制方式为半保留复制 B．离心前应充分搅拌使大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体 C．提取A组试管III沉淀中的子代噬菌体DNA，仅少量DNA含有32P D．B组试管III上清液中的放射性强度与接种后的培养时间成正比 【答案】C 【分析】上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析： ①用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中有少量放射性的原因： a．保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射升高。 b．保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液中，也会使上清液的放射性含量升高。 ②用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中也有少量放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。 【详解】A、噬菌体侵染大肠杆菌实验，主要是证明DNA是遗传物质，同时也证明了DNA能自我复制，能控制蛋白质的合成，但不能证明DNA是以半保留方式复制的，A错误； B、搅拌的目的是使吸附在大肠杆 菌上的噬菌体、蛋白质外壳与大肠杆菌分离，释放出子代噬菌体，搅拌不充分，35S标 记的噬菌体及蛋白质外壳没有和大肠杆菌 分离而随大肠杆菌到了沉淀物中，这样会造 成沉淀物放射性偏高，B错误； C、35S标记的蛋白质外壳并未进入宿主细胞内，32P标记的DNA进入了宿主细胞内。经多次半保留复制，A组试管中沉淀中少量DNA含有32P，C正确； D、B组是用35S标记的蛋白质外壳，不会进入大肠杆菌内，故离心后试管中的上清液放射性强度不会随着培养时间的改变而改变，D错误。 故选C。 考点四 基因表达 01 基因的结构和功能 【例1】科学家通过采集珠穆朗玛峰海拔4500米处水体中的DNA样本，发现了187 种生物。科学家利用DNA鉴定生物种类的依据是（    ） A．DNA的双螺旋结构 B．DNA中的碱基种类 C．DNA中的碱基排列顺序 D．DNA中的五碳糖种类 【答案】C 【分析】DNA是遗传信息的携带者，具有多样性和特异性。 【详解】A、DNA分子结构是双螺旋结构，不具有特异性，A错误； B、DNA中碱基种类有4种：A、G、C、T，也不具有特异性，B错误； C、遗传信息储存在4种碱基的排列顺序之中，碱基特定的排列顺序，构成了每个DNA分子的特异性，C正确； D、DNA中的五碳糖是脱氧核糖，不具有特异性，D错误。 故选C。 【变式1-1】水稻是我国主要的粮食作物，某品系野生型水稻中控制叶绿素合成酶的A基因突变为a基因后，叶绿素含量显著降低，叶片出现黄化现象。经过测序发现a基因转录产物编码序列第700位碱基由5’-GAGAG-3’转变成5’-GACAG-3’据此分析，正确的是（    ） A．叶绿素是A基因表达的直接产物 B．基因A与a结构上的本质区别是控制合成的色素含量不同 C．氨基酸的序列是影响蛋白质空间结构的重要因素之一 D．上述5’-GAGAG-3’的脱氧核糖核酸片段中含有2种碱基 【答案】C 【分析】1、基因控制性状的方式有两种：①基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；②基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 2、基因通常是有遗传效应的DNA片段，其遗传信息储存在4种碱基的排列顺序之中。 【详解】A、基因的直接表达产物是蛋白质，叶绿素化学本质不是蛋白质，因此叶绿素不是A基因表达的直接产物，A错误； B、不同基因结构上的本质区别是碱基的排列顺序不同，B错误； C、蛋白质的空间结构直接由氨基酸的种类、数目、排列顺序以及多肽盘却、折叠的方式决定，C正确； D、根据碱基互补配对原则，mRNA上含有GAG，则与之对应的双链DNA片段上有CTGA四种，D错误。 故选C。 【变式1-2】阅读下列材料，完成下面小题。 下图为原核细胞和真核细胞中基因表达过程示意图，其中①表示某过程，②表示某物质。 1．关于甲细胞和乙细胞中所示DNA的叙述，正确的是（    ）    A．甲、乙细胞标注的DNA均与组蛋白和非组蛋白结合 B．甲、乙细胞的DNA上基因中编码蛋白质的核苷酸序列均是连续的 C．甲细胞的DNA中每个脱氧核糖连接两个磷酸基团，乙细胞的核DNA则不是 D．乙细胞的DNA复制方式为半保留复制，甲细胞则不是 2．关于图示基因表达过程的叙述，正确的是（    ） A．①是细胞核内RNA加工过程，涉及到磷酸二酯键的断裂与形成 B．②是多肽链，在核糖体上合成后都需内质网和高尔基体加工 C．乙细胞中核糖体移动的方向是由a→b，a是mRNA的3'端 D．转录和翻译过程均有A－U、U－A的配对，均涉及氢键的断裂和形成 【答案】1．C 2．A 【分析】据图分析：甲细胞含有环状DNA分子—拟核，是原核细胞；乙细胞含有细胞核，是真核细胞；①为转录过程；②为肽链。 1．A、甲是原核细胞，它的DNA不与组蛋白和非组蛋白结合，A错误； B、真核生物基因的结构分为编码区和非编码区，编码区中又含有外显子和内含子，内含子不编码蛋白质，故乙细胞的DNA上基因中编码蛋白质的核苷酸序列均是不连续的；而原核生物的基因只有外显子没有内含子，因此甲细胞的DNA上基因中编码蛋白质的核苷酸序列均是连续的，B错误； C、甲细胞的DNA是环状的，因此每个脱氧核糖连接两个磷酸基团，而乙细胞的核DNA每个脱氧核糖连接一个或两个磷酸基团，C正确； D、甲、乙细胞的DNA复制方式都为半保留复制，D错误。 故选C。 2．A、①是细胞核内RNA加工过程，该过程中转录出来的前mRNA，还需通过剪切形成成熟mRNA，故涉及到磷酸二酯键的断裂与形成，A正确； B、②是多肽链，在核糖体上合成后，乙细胞中需内质网和高尔基体加工，而甲细胞不含内质网和高尔基体，因此不需内质网和高尔基体加工，B错误； C、据合成的肽链长短，可判断乙细胞中核糖体移动的方向是由a→b，b是mRNA的3'端，C错误； D、转录过程中没有U－A的配对，D错误。 故选A。 02 遗传信息的转录 【例2】如图为真核细胞中正在发生的生理过程，下列叙述正确的是（    ）    A．①是RNA 聚合酶，与 DNA 上启动部位结合后从左往右移 B．②是DNA 模板链，同一DNA 上不同基因的模板链相同 C．③是DNA 编码链，其基本组成单位与④的相比仅有碱基种类存在差异 D．④是RNA，需在细胞质中加工成熟后再进行翻译 【答案】A 【分析】题图中，表示正在进行DNA的转录，RNA聚合酶有解旋和催化磷酸二酯键形成的作用。①是RNA聚合酶，②是DNA的模板链，③是编码链，④是RNA。 【详解】A、根据转录出的RNA可知，①是RNA 聚合酶，与DNA上启动部位结合后从左往右移，A正确； B、②是DNA模板链，同一DNA上不同基因的模板链不一定相同，B错误； C、③是DNA编码链，结构与④相比除了碱基的差异，还有五碳糖的差异，③上为脱氧核糖，④上为核糖，C错误； D、④是转录出的 RNA，需在细胞核中加工后再通过核孔转移至细胞质中，D错误。 故选 A。 【变式2-1】为研究细胞核内45sRNA与细胞质内28sRNA和18sRNA的关系， 将³H标记的尿嘧啶加入到鼠肝细胞的培养物中。开始计时，10分钟后洗涤培养的细胞(洗脱游离的³H标记的尿嘧啶)，并将其转移到不含标记的尿嘧啶培养基中，然后隔一定时间取样分析，得到如下结果： 测定的细胞部位 细胞质 细胞核 时间(分) 0 10 30 60 0 10 30 60 含3H-尿嘧啶的RNA 45sRNA - - - - - + - - 32sRNA - - - - - - + - 28sRNA - - - + - - - + 18sRNA - - + + - - + + 性：“+”表示有，“一”表示无，“s”大小可间接反映分子量的大小 下列叙述正确的是（    ） A．合成RNA时，RNA 聚合酶沿DNA模板链的5'→3'方向移动 B．18sRNA 通过核孔进入细胞质 C．10分钟后不再合成45sRNA D．32sRNA是在细胞质中由45sRNA 加工而成 【答案】B 【分析】研究采用的是放射性同位素示踪法，通过3H标记的尿嘧啶标记RNA，根据放射性出现的先后顺序判断物质产生的先后顺序。 【详解】A、细胞核内RNA合成也就是转录，应该是沿着模板链的3’-5’，A错误； B、由表可知，细胞核和细胞质中都出现了18sRNA，说明先是在细胞核中加工，再到细胞质，B正确； C、据表格分析，10分钟细胞核中仍存在45sRNA，说明10分钟后细胞还在合成45sRNA，C错误； D、据表格分析，细胞质中不存在32sRNA，说明32sRNA不是在细胞质中由45sRNA加工而成，D错误。 故选B。 【变式2-2】真核生物的mRNA在加工过程中，在3'端会加上100~200个腺嘌呤核糖核苷酸，形成polyA尾。有或无polyA尾的mRNA合成相同蛋白质，但有polyA尾的mRNA能结合更多核糖体。下列叙述正确的是（    ） A．polyA尾存在终止子序列 B．有polyA尾的mRNA指导合成的肽链更长 C．polyA尾在细胞溶胶中加工形成 D．polyA尾可能会提高mRNA的翻译效率 【答案】D 【分析】翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程发生在核糖体上，需要以氨基酸为原料，还需要酶、能量和tRNA。 【详解】A、终止子位于DNA上，polyA尾为mRNA片段，因此polyA尾上不存在终止子序列，A错误； B、有或无polyA尾的mRNA合成相同蛋白质，因此有polyA尾的mRNA指导合成的肽链不会更长，B错误； C、polyA尾为RNA片段，是由DNA转录形成的，在细胞核中加工形成，C错误； D、polyA尾有利于mRNA与核糖体结合，会提高mRNA的翻译效率，D正确。 故选D。 03 遗传密码的翻译 【例3】下图表示细胞内蛋白质的合成过程，其中①、②、③代表有关的结构或物质。下列分析错误的是（　　） A．图示过程称为翻译 B．①沿着②向右移动 C．③为双链 RNA 分子 D．①认读②上决定氨基酸种类的密码 【答案】C 【分析】识图分析可知，该图为翻译的过程，图中①核糖体、②mRNA、③tRNA。 【详解】A、图示是以mRNA为模板，翻译形成蛋白质的过程，A正确； B、翻译过程中，核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，分析该图可知，①沿着②向右移动，B正确； C、③是tRNA，为单链RNA分子，C错误； D、翻译过程中，核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子。①认读②上决定氨基酸种类的密码，D正确。 故选C。 【变式3-1】细胞内转铁蛋白的浓度受到铁离子浓度的调节。转铁蛋白mRNA的起始密码上游有铁反应元件，能与铁反应元件结合蛋白发生特异性结合，阻遏基因表达，过程如下图所示。下列叙述错误的是（    ） A．转铁蛋白mRNA是单链，其上也存在着氢键 B．铁反应元件存在于转铁蛋白mRNA翻译起始部位前端 C．Fe3+浓度低时，铁反应元件结合蛋白活性变化可能干扰了核糖体认读转铁蛋白mRNA D．铁反应元件结合蛋白会因Fe3+浓度的升高而引起其空间结构改变，失活后其活性不能恢复 【答案】D 【分析】据图分析可知，低铁条件下，铁反应元件结合蛋白与铁反应元件结合，抑制转铁蛋白基因的表达。 【详解】A、转铁蛋白mRNA是单链，据图示可知，反应元件折叠部位存在着氢键，A正确； B、铁反应元件存在于转铁蛋白mRNA的起始密码上游，位于翻译起始部位前端，B正确； C、据图分析可知，低铁条件下，铁反应元件结合蛋白与铁反应元件结合，抑制转铁蛋白基因的表达。其原理可能为Fe3+浓度低时，铁反应元件结合蛋白活性变化可能干扰了核糖体认读转铁蛋白mRNA，C正确； D、据图可知，Fe3+浓度降低时，铁反应元件结合蛋白活性可恢复，D错误。 故选D。 【变式3-2】下图为大肠杆菌的蛋白质翻译延伸示意图，其中30S和50S表示核糖体两个亚基蛋白。下列叙述错误的是（    ） A．蛋白质翻译延伸时，携带氨基酸的tRNA先进入A位点，后从E位点脱离 B．丙氨酸(Ala)的密码子所对应的DNA序列是5'CGG3' C．I(次黄嘌呤)与A、U、C皆可配对，有利于提高tRNA的利用效率 D．当核糖体移动到终止密码子时，30S和50S从mRNA上分离，翻译终止 【答案】B 【分析】基因的表达是指遗传信息转录和翻译形成蛋白质的过程。转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程， 该过程需要核糖核苷酸作为原料；翻译是指在核糖体上，以mRNA为模板、以氨基酸为原料合成蛋白质的过程，该过程还需要tRNA来运转氨基酸。 【详解】A、由图可知，mRNA的翻译方向是从左到右，因此蛋白质翻译延伸时，携带氨基酸的tRNA先进入A位点，后从E位点脱离，A正确； B、 mRNA的翻译是沿5'—3'方向进行，mRNA的翻译方向是从左到右，据图可知，丙氨酸（Ala）的密码子应该是5'GCC3'，B错误； C、若I（次黄嘌呤）均可与A、U、C配对，则提高了密码子的简并，使得剪辑配对的效率更高，有利于提高翻译的效率，C正确； D、30S和50S表示核糖体两个亚基蛋白，当核糖体移动到终止密码子时，30S和50S从mRNA上分离，翻译终止，D正确。 故选B。 04 基因表达过程中的相关计算 【例4】下图①～③分别表示人体细胞中发生的3 种生物大分子的合成过程，且已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%,α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%,。则下列叙述不正确的是（    ） A．细胞中过程②发生的主要场所是细胞核 B．人体不同组织细胞的相同DNA 进行过程②时启用的起始点都相同 C．在人体内成熟红细胞、肌肉细胞、生发层细胞、神经细胞中,能发生过程②、③而不能发生过程①的细胞是肌肉细胞、神经细胞 D．与α链对应的DNA 区段中腺嘌呤所占的碱基比例为26% 【答案】B 【分析】1、DNA复制是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。DNA复制条件：模板（DNA的双链）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和聚合酶等）、原料（游离的脱氧核苷酸）。 2、转录是指在细胞核内，以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA 的过程．。 3、翻译是指在细胞质中，以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 根据题意和图示分析可知：①是以DNA的两条链为模板，进行的是DNA复制过程，主要发生在细胞核中；②是以DNA的一条链为模板，进行的是转录过程，主要发生在细胞核中；③是以mRNA为模板，进行的是翻译过程，发生在核糖体上。 【详解】A、细胞中过程②是以DNA的一条链为模板转录形成RNA的过程，主要发生在细胞核中，A正确； B、由于不同组织细胞中基因进行选择性表达，所以人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点不完全相同，B错误； C、DNA复制发生于细胞分裂的间期，神经细胞、肌肉细胞能转录、翻译形成蛋白质，但不能发生DNA复制；人体内成熟红细胞无细胞核和众多细胞器，不能发生DNA复制、转录和翻译；生发层能发生DNA复制、转录和翻译过程，C正确； D、由题意知，α链是mRNA，其中G+U=54%，G=29%，则U=25%，α的模板链中的G=19%，α链中的C与mRNA上的G互补配对，所以C=29%，α链中的A与mRNA上的U互补配对，所以A=25%，故α链中的T=（1-29%-19%-25%）=27%，DNA两条链上的碱基互补，所以α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为（27%+25%）÷2=26%，D正确。 故选B。 【变式4-1】如图为某细胞中遗传信息的传递和表达过程的示意图，下列说法错误的是（　　） A．该图可表示人体神经细胞核中，RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNA B．一种tRNA只能转运一种氨基酸，核糖体和mRNA的结合部位会形成2个tRNA结合位点 C．在RNA—DNA的杂交双链中，形成的碱基的配对方式是A—T、U—A、C—G、G—C D．已知过程②的a链及其模板链中鸟嘌呤分别占27%、17%，该a链对应的双链DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为28% 【答案】A 【分析】分析题图：过程①表示以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程，该过程称为转录。过程②表示以a链所示的mRNA为模板合成多肽的过程，该过程称为翻译。图中所示的转录过程还未结束就开始了翻译过程，因此发生在原核细胞中。b链为转录时的模板链。 【详解】A、该图是原核细胞转录翻译过程图，不可表示人体神经细胞核中基因的转录和翻译，A错误； B、一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，核糖体和mRNA的结合部位会形成2个tRNA结合位点，B正确； C、RNA含有碱基A、G、C、U，DNA含有碱基A、G、C、T，在RNA—DNA的杂交双链中，形成的碱基的配对方式是A—T、U—A、C—G、G—C，C正确； D、转录时a链及其模板链中鸟嘌呤（G）分别占27%、17%，根据碱基互补配对原则可得出模板链的C占27%，则模板链C＋G占44%，因此双链DNA中的C＋G占44%，双链DNA分子中A＋T占56%，双链中A＝T，则该a链对应的双链DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为28%，D正确。 故选A。 【变式4-2】重叠基因是指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列。感染大肠杆菌的φX174噬菌体的遗传物质为环状单链DNA，含有6870个碱基，其中A、G、T、C四种碱基比例依次为20%、10%、30%、40%。图甲表示该噬菌体复制的部分过程，①~④表示相应生理过程，②③均以一DNA为模板。图乙表示该噬菌体部分DNA的碱基排列顺序（图中数字表示对应氨基酸的编号）。下列选项中说法错误的是（    ） A．φX174噬菌体DNA分子中含有0个游离的磷酸基团 B．完成过程①和②共需要消耗3435个含A的核苷酸 C．③和④过程的碱基配对方式不完全相同 D．据图乙推断，D基因和E基因的重叠部分指导合成的氨基酸序列相同 【答案】D 【分析】噬菌体的遗传物质是单链DNA，据图可知，图中基因D的碱基序列中包含了基因E和基因J的起点，由此看出基因发生了重叠，这样就增大了遗传信息储存的容量。 【详解】A、由题意可知，大肠杆菌的φX174噬菌体的遗传物质为环状单链DNA，因此φX174噬菌体DNA分子中含有0个游离的磷酸基团，A正确； B、根据图1可知-DNA的功能是作为转录、复制的模板；含有6870个碱基，其中 A、G、T、C四种碱基比例依次为 20%、10%、30%、40%，过程①合成一条与噬菌体＋DNA互补的-DNA，消耗含A的核苷酸数量与＋DNA中的含T的核苷酸数量相等，过程2合成一条与-DNA互补的＋DNA，消耗含A的核苷酸数量与-DNA中的含T的核苷酸数量相等，共消耗约6870×50%=3435个含A的核苷酸，B正确； C、过程③④分别为DNA—RNA，mRNA—tRNA之间发生碱基互补配对：前者为A-T、T-A、G-C、C-G；后者为A-U、U-A、G-C、C-G，C正确； D、据图乙可知，基因D和基因E的重叠部分相差一个碱基,故对应的密码子不同，指导合成的氨基酸序列也不相同，D错误。 故选D。 05 中心法则 【例5】某种病毒入侵人体细胞后的生理过程如图所示，下列叙述正确的是（    ） A．图中标出的酶本质上是一种RNA聚合酶 B．①②过程消耗的嘌呤与嘧啶比值相同 C．①②③过程的酶均由病毒RNA控制合成 D．③过程的起点由启动子决定 【答案】A 【分析】分析题图：③表示翻译过程，过程①是以+RNA为模板合成-RNA的过程，过程②是以-RNA为模板合成+RNA的过程，①②表示RNA复制过程。病毒没有独立生存的能力，没有细胞结构。 【详解】A、过程①是以+RNA为模板合成-RNA的过程；过程②是以-RNA为模板合成+RNA的过程，参与①②过程的酶是RNA聚合酶，作用于磷酸二酯键，A正确； B、过程①是以+RNA为模板合成-RNA的过程，过程②是以-RNA为模板合成+RNA的过程，两过程形成的产物正好碱基互补，消耗的嘌呤数和嘧啶数的比值互为倒数，即过程①消耗的嘌呤数与嘧啶数的比值等于②消耗的嘧啶数与嘌呤数的比值，B错误； C、由图可知，病毒RNA进入宿主细胞之后，通过③能指导合成酶催化自身RNA的复制过程，此时需要的酶是由宿主细胞提供的，C错误； D、DNA上的启动子是转录的起点，③是翻译过程，由mRNA上的起始密码子决定，D错误。 故选A。 【变式5-1】阅读下列材料，完成下面小题。 新的生命体可以在实验室里“被创造”。世界首例“人造生命”（名为“辛西娅”），就是由去除DNA的“山羊支原体”和一个含有381个基因片段的人造DNA构成，可通过分裂不断繁殖。 1．如图是支原体细胞结构模式图。下列叙述错误的是（　　） A．支原体无核膜包被的细胞核 B．支原体无核酸与蛋白质组成的复合物 C．支原体与细菌的细胞结构不完全相同 D．支原体是原核生物，无复杂的生物膜系统 2．下列关于“辛西娅”的叙述，错误的是（　　） A．遗传信息流动的一般规律首先由科学家克里克提出 B．遗传信息的流向可运用同位素标记法进行全面研究 C．遗传信息都位于人造DNA中，可以从DNA流向子代DNA D．遗传信息可以从人造DNA流向RNA，进而从RNA流向蛋白质 【答案】1．B 2．B 【分析】1、原核生物无核膜包被的成型的细胞核，遗传物质形成拟核裸露在细胞质，仅核糖体唯一的细胞器; 2、生物膜系统：包括细胞膜、核膜和细胞器膜; 3、中心法则:(1)遗传信息可以从DNA流向DNA， 即DNA的复制;(2)遗传信息可以从DNA流向 RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻 译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向 RNA以及从RNA流向DNA两条途径。 1．A、支原体是原核生物，没有由核膜包被的细胞核，其DNA位于细胞内特定的区域，即拟核，A正确; B、支原体以DNA为遗传物质，有核酸与蛋白质组成的复合物，如DNA-RNA聚合酶，B错误; C、支原体和细菌都是原核生物，两者在细胞结构上的最大区别是支原体没有细胞壁，C正确。 D、支原体是原核生物，只有唯一的膜结构是细胞膜，无复杂的生物膜系统，D正确。 故选B。 2．A、克里克提出的中心法则包括DNA的复制、转录以及蛋白质的翻译，则其中的遗传信息可以从DNA 流向DNA，也可以由DNA流向RNA，进而流向蛋白 质，A正确; B、不能用同位素标记法研究遗传信息的流向，B错误; C、辛西娅”的遗传信息位于人造DNA中，经过复制后可以从亲代DNA流向子代DNA，C正确; D、由中心法则可知，遗传信息可以从人造DNA流向RNA，进而从RNA流向蛋白质，D正确。 故选B。 【变式5-2】春季是流感高发季节，自今年2月份以来，甲型HIN1流感流行，其为单股负链RNA（-RNA）病毒，下图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图，下列叙述正确的是（    ） A．子代病毒中的RNA具有mRNA功能 B．甲型H1N1流感病毒可在含血清的动物细胞培养液中繁殖 C．甲型HIN1流感病毒与劳氏肉瘤病毒的遗传信息传递方向相同 D．①、③过程代表复制，催化①、③过程的物质N是RNA复制酶 【答案】D 【分析】病毒是一类没有细胞结构的特殊生物，只有蛋白质外壳和内部的遗传物质构成，不能独立的生活和繁殖，只有寄生在其他生物的活细胞内才能生活和繁殖，一旦离开了活细胞，病毒就无法进行生命活动；过程①、③过程代表复制，过程②表示翻译。 【详解】A、据图可知，子代病毒中的RNA是-RNA，以-RNA为模板复制形成的RNA才具有mRNA的供能，翻译出结构N（RNA复制酶）和结构蛋白，A错误； B、甲型H1N1流感病毒无细胞结构，必须寄生在活细胞内才能生存，不可在含血清的动物细胞培养液中繁殖，B错误； C、甲型HIN1流感病毒遗传信息的传递方向为RNA复制和翻译，劳氏肉瘤病毒属于逆转录病毒，遗传信息的传递方向为逆转录、DNA复制、转录和翻译过程，两者遗传信息传递方向并不完全相同，C错误； D、过程①表示以-RNA为模板合成mRNA，过程③表示以mRNA为模板合成-RNA，都表示复制，因此催化①、③过程的物质N是RNA复制酶，D正确。 故选D。 06 基因表达综合 【例6】大肠杆菌细胞内调控核糖体形成的两种状态如图所示，其中a~d代表过程，状态一表示细胞中缺乏足够的RNA分子。下列叙述错误的是（    ） A．大肠杆菌细胞中，基因表达的产物包括RNA和蛋白质 B．过程a、c中T与A的碱基互补配对伴随氢键的形成和断裂 C．过程b中核糖体沿mRNA的5'→3'方向移动至终止子后随即脱落 D．rRNA和mRNA与r蛋白竞争性结合，状态二时rRNA的结合力强于mRNA 【答案】C 【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程，其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程主要在细胞核中进行，需要RNA聚合酶参与；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程发生在核糖体上，需要以氨基酸为原料，还需要酶、能量和tRNA。 【详解】A、基因表达包括转录和翻译，大肠杆菌细胞中，基因表达的产物包括RNA和蛋白质，A正确； B、据图可知，过程a和c表示转录，都有T与A碱基互补配对方式，且伴随氢键的形成和断裂，B正确； C、过程b表示翻译，翻译过程中核糖体沿mRNA的5′→3′方向移动至终止密码子后随即脱落进入下一循环，C错误； D、rRNA和mRNA争夺与r蛋白结合，状态一表示细胞中缺乏足够的rRNA分子，状态二时rRNA足够多，因此其结合力强于mRNA，D正确。 故选C。 【变式6-1】MMP-9是一种明胶酶，能促进肿瘤细胞的浸润、转移。科研人员通过合成与MMP-9基因互补的人造双链RNA，将其转入胃腺癌细胞中，可干扰MMP-9基因的表达，其作用机制如图所示。下列说法中，正确的是（    ）    A．双链RNA通过抑制MMP-9基因的转录来干扰表达 B．胃腺癌细胞中MMP-9基因的表达水平显著降低 C．MMP-9转录形成的mRNA需要在细胞质中加工后才能用于翻译 D．人造双链RNA中某些片段能与MIMP-9的mRNA互补配对 【答案】D 【分析】转录是以DNA 的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下合成RNA单链的过程。翻译是指游离在细胞质基质中的各种氨基酸，以mRNA作为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质。 【详解】A、由题干和图可知，人造双链RNA与沉默复合体结合后变成单链RNA，其与MMP-9基因转录的mRNA互补配对结合，通过抑制翻译来干扰表达，A错误； B、MMP-9能促进肿瘤细胞的浸润、转移，胃腺癌细胞中MMP-9基因表达水平较高，B错误； C、mRNA需要在细胞核中加工，C错误。 D、造双链RNA与沉默复合体结合后变成单链RNA，与MMP-9基因转录的mRNA互补配对结合，D正确。 故选D。 【变式6-2】选择性剪接是指一个基因的转录产物可通过不同的拼接方式形成不同的mRNA的过程。如图表示鼠的降钙素基因的表达过程，下列叙述正确的是（　　） A．当RNA聚合酶移动到终止密码子时，过程①停止 B．过程②中，被转运的氨基酸与tRNA的5'端结合 C．题中鼠降钙素基因表达的调控属于转录后水平的调控 D．一种基因表达只能得到一种相同的产物 【答案】C 【分析】1、转录：以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。 2、真核生物基因转录出的初始RNA，经不同方式的剪切可被加工成翻译不同蛋白质的mRNA。 3、一个mRNA可结合多个核糖体，同时合成多条肽链。 【详解】A、分析图示可知，过程①表示转录，过程②表示翻译。转录（即进行过程①）时，DNA双链解开，RNA聚合酶识别并结合启动子，驱动基因转录，移动到终止子时停止转录，而终止密码子位于mRNA上，A错误； B、一种tRNA只能转运一种氨基酸， 特定的tRNA分子与特定的氨基酸相连，翻译（即进行过程②）时，tRNA的3＇端（-OH）与被转运的氨基酸结合，B错误； C、题图基因表达的调控属于转录后将mRNA进行不同修饰，从而形成不同的蛋白质，属于转录后水平的调控，C正确； D、图中降钙素基因可以控制合成降钙素和CGRP，即相同基因的表达产物不同，这有助于蛋白质多样性的形成，D错误。 故选C。 考点五 表观遗传 01 表观遗传 【例1】祖辈的不良习惯通过表观遗传的方式遗传给后代的概率是很低的，它必须同时达到以下条件中的哪些才可能实现（    ） ①“表观遗传修饰”发生在明显与重要生理功能相关的基因上。②“表观遗传修饰”正好发生在性母细胞的基因上。③被修饰的精子或卵子能成为受精卵。④“表观遗传修饰”正好发生在子宫细胞的基因上。 A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．②③④ 【答案】A 【分析】表观遗传是指生物体的基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，常见的修饰有甲基化和组蛋白的乙酰化等。 【详解】“表观遗传修饰”的影响基因当发生在控制某生理功能上，才有可能影响该生理功能。而要将该性状遗传给子代，必须发生在和生殖相关的细胞上，即性母细胞、精子或卵子、受精卵上，所以①②③都必须。而子宫仅是提供发育场所，和生殖遗传没有本质关系，也就不可能将变异性状传递给其后代。所以不选④。BCD错误，A正确。 故选 A。 【变式1-1】蜂群中的蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的，但它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同，表观遗传在其中发挥了重要作用。下列有关表观遗传的叙述错误的是（　　） A．遗传物质不变 B．基因表达发生改变 C．基因的遗传规律发生改变 D．表型改变可以遗传给后代 【答案】C 【分析】表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。 【详解】A、表观遗传生物体基因的碱基序列保持不变，即遗传物质不发生改变，A正确； B、表观遗传基因表达和表型发生可遗传变化，B正确； C、表观遗传由于只是基因表达发生改变，所以基因的遗传规律发生不变，C错误； D、表观遗传基因表达和表型发生可遗传变化，D正确。 故选C。 【变式1-2】阅读下列材料，完成下面小题： 在肿瘤生长过程中，癌细胞会高度表达VEGFA基因，VEGFA会诱导血管内皮细胞的增殖和迁移，促进肿瘤表面及内部的血管生长，从而提供肿瘤的血液和营养物质供应。科学家研究发现，癌细胞的VEGFA基因的启动子区域存在了大量的组蛋白乳酸化修饰，乳酸化修饰是由细胞代谢产生的乳酸引发的。 1．乳酸化修饰是一种常见的表观遗传修饰，下列关于组蛋白乳酸化等表观遗传修饰的叙述错误的是（    ） A．组蛋白只能被乳酸化或甲基化 B．正常细胞也有VEGFA基因 C．遗传物质会受环境的影响而发生改变 D．组蛋白乳酸化修饰是一种可遗传变异 2．关于肿瘤生长过程中，癌细胞会高度表达VEGFA基因这一过程，下列叙述正确的是（    ） A．植物中也存在组蛋白乳酸化修饰，但相较动物细胞较少 B．将癌细胞置于氧气充足的环境中可以减少癌细胞中的组蛋白乳酸化修饰 C．组蛋白乳酸化修饰能够抑制基因的转录 D．癌细胞中仅存在组蛋白乳酸化这一种表观遗传修饰 【答案】1．A 2．B 【分析】生物的表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表现型发生可遗传变化的现象。 1．A、组蛋白除了乳酸化修饰，还可以被甲基化、乙酰化等修饰，A错误； B、正常细胞中也有VEGFA基因，只是没有表达，B正确； C、遗传物质会受环境的影响而发生改变，如长期暴露在X射线下，生物会发生基因突变导致遗传物质改变，C正确； D、组蛋白乳酸化修饰可以传给后代，是一种可遗传变异，D正确。 故选A。 2．A、植物没有癌细胞，不会发生癌细胞的VEGFA基因的启动子区域大量组蛋白乳酸化修饰，A错误； B、将癌细胞置于氧气充足的环境中会抑制无氧呼吸产生乳酸，可以减少癌细胞中的组蛋白乳酸化修饰，B正确； C、癌细胞的VEGFA基因的启动子区域存在了大量的组蛋白乳酸化修饰且癌细胞会高度表达VEGFA基因，说明组蛋白乳酸化修饰能够促进基因的转录，C错误； D、癌细胞中除了存在组蛋白乳酸化这一种表观遗传修饰，还可能有组蛋白的甲基化、乙酰化，D错误。 故选B。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$