专题通关11 遗传的分子基础-【高考领航】2025年高考生物总复习四测通关卷

专题通关11　遗传的分子基础 (满分：100分) 一、单项选择题(本题共10小题，每小题3分，共30分) 1．(2023·吉林延边期中)关于DNA是主要遗传物质的科学探究实验，以下描述正确的是(　　) A．格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验证明了S型细菌的转化因子是DNA B．艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是遗传物质 C．噬菌体侵染细菌的实验中，用32P和35S同时标记噬菌体的DNA和蛋白质外壳 D．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，若搅拌不充分，沉淀物的放射性会下降 2．(2024·四川绵阳统考)研究人员利用荧光染料标记T2噬菌体的某种成分，并让标记的噬菌体与大肠杆菌混合培养，定时取菌液制成装片在荧光显微镜下观察，发现不同时间的荧光情况如表所示： 时间 荧光情况 5 min 大肠杆菌表面出现清晰的环状荧光 10 min 大肠杆菌表面环状荧光模糊，大肠杆菌内出现荧光 15 min 大多数大肠杆菌表面的环状荧光不完整，大肠杆菌附近出现弥散的荧光小点 下列叙述正确的是(　　) A．可以通过离心后从上清液中吸取菌液制作装片 B．实验中荧光染料标记的T2噬菌体成分是DNA C．15 min时出现的弥散荧光小点都是亲代噬菌体 D．发荧光的子代噬菌体所占比例随培养代数的增多而增多 3．(2023·湖北恩施期末)格里菲思通过实验发现S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型细菌转化为S型细菌。在此基础上，艾弗里进一步通过多组实验对比分析，证明了转化因子就是DNA，从而证明DNA才是肺炎链球菌的遗传物质。如图表示艾弗里实验部分实验流程。下列有关叙述正确的是(　　) A．步骤①中，酶处理时间不宜过长，以免底物被完全水解破坏 B．从步骤①②可知，本实验对自变量的控制采用的是加法原理 C．在步骤④中，进入R型细菌的S型细菌DNA表达的产物是荚膜 D．在步骤⑤中，通过观察菌落或鉴定细胞形态可得到实验结果 4．(2024·安徽师范大学附属中学模拟)基因型为AaXBY的果蝇(2n＝8)细胞(核DNA用15N充分标记)，置于普通的培养基中连续培养得到四个子细胞，且用荧光标记法对相关的基因进行颜色标记，A、a、B基因分别被标记为红色、黄色、绿色的荧光点。不考虑突变，下列相关叙述错误的是(　　) A．若子细胞中均含有同源染色体，则核DNA经过两次复制 B．若子细胞中每条染色体都含有15N，则核DNA经过一次复制 C．若某细胞含四种形态的8条染色体，则该细胞中不会出现2个红、2个黄的荧光点 D．若某细胞含四种形态的8条染色体，则该细胞中不会出现1个红、1个黄的荧光点 5．(2024·湖南宁乡模拟)合成生物学家“创造”了一组可以识别并以非重叠方式解码四联体密码子(如UAGA)的tRNA，称为qtRNA，并在细菌细胞内成功实现了蛋白质片段的翻译。据研究，四联体密码子可以编码非标准氨基酸，如带化学修饰的氨基酸。因此四联体密码系统可以应用于生产含复杂化学修饰的蛋白质。下列有关叙述错误的是(　　) A．tRNA和qtRNA为单链分子，但其内部均含有氢键 B．三联体密码子共有64种，四联体密码子共有256种 C．qtRNA与mRNA之间的碱基配对方式有A－U、T－A、G－C D．对于同一mRNA片段而言，采用tRNA与qtRNA翻译得到的肽链是不同的 6．(2023·山东烟台期中)如图表示某生物环状DNA分子上进行的部分生理过程，下列叙述正确的是(　　) A．酶A参与磷酸二酯键的形成，酶B和酶C参与磷酸二酯键的断裂 B．进行过程①时，需要向细胞核内运入4种脱氧核苷酸、ATP、相关酶等物质 C．进行过程③时，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体迅速合成一条长肽链 D．过程①、②都是沿着模板链3′→5′方向进行，过程③是沿着模板链5′→3′方向进行 7．(2024·湖北黄冈模拟)“RNA世界假说”认为，在生命起源之初最早出现的生物大分子很可能是RNA。RNA兼具了DNA和蛋白质的功能，不但可以像DNA一样储存遗传信息，而且可以像蛋白质一样催化反应，DNA和蛋白质则是RNA进化的产物。下列事实不支持该假说的是(　　) A．构成核糖体的rRNA具有催化肽键形成的功能 B．在T细胞内，HIV病毒以RNA为模板形成DNA C．细胞增殖时以RNA做引物才能进行DNA的复制 D．细胞中合成蛋白质所需要的RNA由DNA转录而来 8．(2023·联考二模)科学家在对肥胖症进行研究时发现，正常小鼠体内FTO基因的敲除或失活会导致细胞内RNA的甲基化修饰水平增加约20%，同时减少成熟脂肪细胞内脂肪含量，而敲除METTL3基因后，其结果刚好相反。下列相关叙述正确的是(　　) A．FTO基因的过量表达会减少脂肪含量 B．mRNA的甲基化不会导致遗传信息的改变 C．FTO与METTL3对脂肪含量的影响属于负反馈调节 D．FTO与METTL3可在转录水平对基因的表达进行调节 9．细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，图中基因A的表达效率高于基因B B．真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中 C．人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物 D．②过程需rRNA和mRNA参与，不需要tRNA参与 10．(2024·云南联考)蛋白D是小鼠正常发育必需的蛋白，缺乏时表现为侏儒鼠。A基因能控制蛋白D合成，a基因则不能。A基因的表达受上游P序列调控，如图所示。P序列在精子中正常(可发生去甲基化)，只在卵细胞中甲基化。下列叙述错误的是(　　) A．甲基化不会改变基因的碱基序列 B．基因型为Aa的个体可能是侏儒鼠 C．基因型为AA的个体一般是正常鼠正常表达 D．雌雄侏儒鼠交配，子代都是侏儒鼠 二、不定项选择题(本题共2小题，每小题5分，共10分) 11．动物每天从食物中摄取能量，并在肝脏和脂肪组织中将多余的能量转变成脂肪储存起来。动物体脂沉积所需的脂肪酸大多来自脂肪酸的从头合成，即由脂肪酸合成酶(FAS)催化乙酰辅酶A和丙二酸单酰辅酶A合成脂肪酸。饲喂高碳水化合物的大鼠相关细胞中FASmRNA的含量增加了3～5倍。下列相关叙述错误的是(　　) A．FAS基因可在肝脏细胞中表达 B．碳水化合物可调控基因表达的翻译阶段 C．脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在FAS基因内侧 D．调控FAS基因的表达可控制动物体脂的沉积 12．某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a控制，Avy为显性基因，表现为黄色，a为隐性基因，表现为黑色。将基因型为Avya的黄色雌性小鼠随机分为两组，分别与基因型为aa的黑色雄性小鼠交配，实验如下。 父本(aa)×母本(Avya) 子代中基因型为Avya的黑色小鼠数量 子代Avy基因前端特殊序列甲基化程度 实验组：孕期饲喂富含甲基的食物 ① 高 对照组：孕期饲喂正常食物 ② 低 已知母体的营养供给会影响子一代DNA的甲基化；Avy基因甲基化程度越高，Avy基因的表达受到抑制越明显，小鼠体色越深。下列叙述错误的是(　　) A．子代中基因型为Avya的黑色小鼠数量①多于② B．子代中基因型为Avya的小鼠表现出不同的毛色 C．孕期饲喂富含甲基的食物会增加DNA的甲基化 D．表观遗传中细胞内基因的表达水平的高低不受调控 选 择 题 答 题 栏 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 三、非选择题(本题共3小题，共60分) 13．(21分)(2023·云南红河期中)细胞生物都以DNA作为遗传物质，这是细胞具有统一性的证据之一。DNA可以像指纹一样用来识别身份，在刑侦、医疗等方面用来鉴定个人身份、亲子关系。如图表示某次亲子鉴定的结果，其中A、B之一为孩子的生物学父亲。请回答下列问题。 (1)DNA指纹技术能用来确认不同人的身份，是因为DNA具有特异性，这种特性是由____________决定的。据图分析，孩子的生物学父亲是________(填字母)。 (2)下列表示DNA复制的有关图示，A→B→C表示大肠杆菌的DNA复制，D→E→F表示哺乳动物的DNA分子复制片段。图中黑点表示复制原点，“→”表示复制方向，“”表示时间顺序。 ①DNA复制的模板是__________________，DNA的复制能准确进行的原因是________________________________________________(答出1点即可)。 ②若A中含有48 502个碱基对，此DNA分子复制约需30 s，而实际上只需约16 s，根据A～C图分析，最可能的原因是____________________。 ③哺乳动物体细胞中的DNA分子展开可达2 m之长，若按D～F图的方式复制，至少8 h，而实际上只需约6 h，根据D～F图分析，最可能的原因是________________________(答出1点即可)。 ④A～F图均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制具有________的特点。 (3)经分离得到X、Y两种未知菌种，分析其DNA的碱基组成，发现X菌的腺嘌呤含量为15%，而Y菌的胞嘧啶含量为42%。可以推知两菌种中耐热性较强的是______。 14．(19分)(2023·河南信阳期末)A、B两图表示发生在某真核细胞内，基因表达的部分过程，请据图回答下列问题： A B (1)若该细胞为人体的表皮组织细胞，则该细胞内遗传信息流向蛋白质的过程为________________________(仿照中心法则填写)。 (2)图A中以物质④为模板合成物质①的过程被称为____________，合成物质①的场所是________________(填序号)，物质②的名称为________________。 (3)图B可以表示基因表达中的__________过程，与图A过程相比，图B过程特有的碱基配对方式为________________。 (4)相关密码子见下表： 氨基酸 丙氨酸 谷氨酸 赖氨酸 色氨酸 起始(甲 硫氨酸) 密码子 GCA、GCU、 GCC、GCG GAA、 GAG AAA、 AAG UGG AUG 已知一条mRNA的碱基序列为3′－GGUGAGCCGGUAACGAAA－5′，那么以该mRNA为模板翻译出的肽链的氨基酸序列为________________________ ______________。 15．(20分)最近我国科学家通过实验证实转录因子KLF5(是一类蛋白质)能诱导乳腺癌细胞IGFL2-AS1和IGFL1基因的转录。同时，在炎症因子TNFα刺激下，KLF5和IGFL2-AS1可以共同诱导IGFL1的表达，促进乳腺癌细胞增殖，作用机制如图所示(miRNA是真核生物中广泛存在的一种小分子RNA，可调节其他基因的表达)。 (1)据图可知，转录因子KLF5通过________(细胞结构)进入细胞核后能特异性识别基因的____________，并与__________酶结合启动基因IGFL2-AS1和IGFL1的转录过程。敲除KLF5基因的小鼠乳腺癌细胞将明显受到___________ _____(填“促进”或“抑制”)。 (2)经研究发现，miRNA在细胞中通常与核酸酶等蛋白结合成诱导沉默复合物(RISC-miRNA复合物)，复合物活化后与靶RNA结合，产生RNA干扰(通过小分子RNA调控基因表达的现象)。结合如图分析，miRNA干扰的机制是_________ _______________________________________________。据此推测，IGFL2-AS1基因转录的RNA竞争性地与miRNA结合会___________(填“促进”或“抑制”)该过程，从而上调IGFL1的表达，诱导乳腺癌细胞增殖。 (3)请结合上述信息，为研发治疗乳腺癌新药提供两种新思路：_____________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题通关11　遗传的分子基础 1．B　格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验证明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，但没有证明这种转化因子是DNA，A错误；艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验通过将S型细菌的组成成分分离开，单独的去研究它们的作用，证明了DNA是遗传物质，B正确；噬菌体侵染细菌的实验中，分别用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质外壳，若同时标记则无法区分放射性来源，C错误；搅拌的目的是让噬菌体的蛋白质外壳与被侵染的细菌分离，因此用32P标记的噬菌体(被标记的是DNA，噬菌体侵染细菌后DNA进入细菌)侵染大肠杆菌，若搅拌不充分，对沉淀物中放射性高低影响不大，D错误。 2．B　分析表格数据可知，10 min大肠杆菌表面环状荧光模糊，大肠杆菌内出现荧光，说明标记后的物质能进入大肠杆菌内，故标记的是DNA，通过离心后从沉淀物中吸取菌液制作装片，A错误，B正确；15 min时大多数大肠杆菌表面的环状荧光不完整，大肠杆菌附近出现弥散的荧光小点，表示噬菌体裂解释放，荧光小点包括亲代噬菌体和子代噬菌体，C错误；由于DNA分子复制具有半保留复制的特点，亲代噬菌体的数量是固定的，发荧光的子代噬菌体所占比例随培养代数的增多而减少，D错误。 3．D　步骤①的目的是除去S型细菌匀浆中的DNA和蛋白质，需要将底物完全水解破坏，A错误；从步骤①②可知，本实验对自变量的控制是通过酶解法除去DNA和蛋白质，因而采用的是减法原理，B错误；在步骤④中，进入R型细菌的S型细菌DNA表达的直接产物是蛋白质，在该蛋白质的作用下，使荚膜产生，C错误；在步骤⑤中，通过观察菌落或鉴定细胞形态可得到实验结果，依据的原理是R型细菌和S型细菌长出的菌落不同，据此鉴定，D正确。 4．D　若子细胞中有同源染色体，说明进行的是有丝分裂，有丝分裂形成四个细胞，核DNA经过了两次复制，A正确；若子细胞中每条染色体都含15N，说明进行的是减数分裂，则核DNA经过一次复制，B正确；若某细胞含四种形态的8条染色体，则为减数分裂Ⅱ后期，则该细胞中不会出现2个红、2个黄的荧光点，因为减数分裂Ⅰ后期同源染色体分开，C正确；若某细胞含四种形态的8条染色体，则该细胞中可能会出现1个红、1个黄的荧光点，此时可能发生了互换，D错误。 5．C　tRNA和qtRNA是单链分子，qtRNA本质还是tRNA，所以tRNA和qtRNA内部均存在双链区域，可以形成氢键，A正确；三联体密码子共有64种，四联体密码子是由4个碱基编码一个氨基酸，不考虑终止密码子，理论上四联体密码子可以编码4×4×4×4＝256(种)氨基酸，B正确；qtRNA和mRNA均含有A、U、C、G四种碱基，所以碱基互补配对方式有A－U、U－A、G－C、C－G，C错误；tRNA是相邻三个碱基解码密码子，而qtRNA是相邻四个碱基解码密码子，故对于同一mRNA片段，采用tRNA与qtRNA翻译得到的肽链不同，D正确。 6．D　酶A和酶C参与磷酸二酯键的形成，酶B表示解旋酶断裂的是氢键，A错误；进行过程①所示的DNA复制时，需要4种脱氧核苷酸、ATP、相关酶等物质，但环状DNA分子存在于线粒体、叶绿体或原核细胞中，因此图示过程不发生在细胞核中， B错误；过程③表示翻译，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体迅速合成多条长肽链，C错误；复制、转录时都是沿着模板链3′→5′方向进行，翻译时是沿着模板链5′→3′方向进行，D正确。 7．D　rRNA可以催化肽键的形成，说明RNA具备某些蛋白质的功能，支持上述假说，A不符合题意；以RNA为模板形成DNA，说明DNA可能起源于RNA，即RNA可能最早存在，支持上述假说，B不符合题意；细胞增殖时以RNA做引物才能进行DNA的复制，说明RNA先存在，支持上述假说，C不符合题意；细胞中合成蛋白质所需要的RNA由DNA转录而来，说明DNA在RNA之前即已存在，不支持上述假说，D符合题意。 8．B　由“正常小鼠体内FTO基因的敲除或失活会导致细胞内RNA的甲基化修饰水平增加约20%，同时减少成熟脂肪细胞内脂肪含量”可知，FTO基因的表达会导致脂肪含量增加，A错误；mRNA的甲基化修饰不会导致遗传信息的改变，B正确；负反馈调节是指在一个系统中，系统本身的工作效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，因此FTO与METTL3对脂肪含量的影响不属于负反馈调节，C错误；FTO与METTL3是通过影响细胞内RNA的甲基化修饰水平，从而影响细胞内脂肪含量的，因此是翻译水平的调节，D错误。 9．D　基因表达包含转录和翻译过程，可以从转录和翻译水平上调控基因表达，从图中可以看出基因A的转录和翻译水平都高于基因B，A正确；真核生物核基因表达的①转录和②翻译过程分别发生在细胞核和细胞质中，B正确；RNA分为三种：mRNA、tRNA和rRNA，它们都是由DNA的一条链作为模板转录而来的，C正确；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，该过程中，需要mRNA、tRNA和rRNA三种RNA的共同参与，D错误。 10．D　甲基化不会改变基因的碱基序列，A正确；基因型为Aa的个体，若其A基因甲基化，则表现为侏儒鼠，B正确；由于A基因在精子中正常，基因型为AA的个体，其1个A基因来自父本，能合成蛋白D，因此基因型为 AA 的个体一般是正常鼠，C正确；雌雄侏儒鼠(Aa×Aa)交配，子代会出现正常小鼠(AA或Aa)，D错误。 11．BC　由题意可知，肝脏可以将多余的能量转变成脂肪储存起来，这个过程需要脂肪酸合成酶(FAS)催化，所以FAS基因可在肝脏细胞中表达，A正确；由题意“饲喂高碳水化合物的大鼠相关细胞中FASmRNA的含量增加了3～5倍”可知，碳水化合物可调控基因表达的转录阶段，B错误；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，所以脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在FAS基因外侧，C错误；由题意可知，脂肪酸合成酶(FAS)催化乙酰辅酶A和丙二酸单酰辅酶A合成脂肪酸，且动物体脂沉积所需的脂肪酸大多来自脂肪酸的从头合成，所以调控FAS基因的表达可控制动物体脂的沉积，D正确。 12．D　分析题意可知，母体的营养供给会影响子一代DNA的甲基化，且实验组中孕期饲喂富含甲基的食物，子代中甲基化程度高，故推测子代中基因型为Avya的黑色小鼠数量①多于②，A正确；分析题意可知，Avy基因甲基化程度越高，Avy基因的表达受到抑制越明显，小鼠体色越深，且Avy为显性基因，表现为黄色，因此子代中基因型为Avya的小鼠可以表现出不同的毛色，B正确；实验组饲喂富含甲基的食物后，子代Avy基因前端特殊序列甲基化程度高，故孕期饲喂富含甲基的食物会增加DNA的甲基化，C正确；Avy基因甲基化程度越高，Avy基因的表达受到抑制越明显，说明表观遗传中细胞内基因的表达水平的高低受调控，D错误。 13．解析：(1)DNA指纹技术能用来确认不同人的身份，是因为DNA具有特异性，这种特性是由碱基特定的排列顺序决定的。据图分析，孩子的两条条带，其中上面一条来自母亲，下面一条与B相同，因此其生物学父亲是B。(2)①DNA复制是以亲代DNA分子的两条链均作为模板合成子代DNA的过程，由于DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；碱基之间遵循碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行。②根据图A→B→C大肠杆菌的DNA复制过程可知其复制是双向进行的，因而可以缩短复制的时间。③分析D～F图的复制方式可知，D图中有3个复制原点，即真核细胞中DNA复制是多个起点、双向复制，故能缩短DNA复制的时间。④A～F图均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制具有边解旋边复制的特点。(3)DNA分子中，A与T碱基对之间有2个氢键，C与G碱基对之间有3个氢键，故两种细菌相比，Y菌的胞嘧啶含量为42%，氢键数目多，热稳定性高。 答案：(1)碱基特定的排列顺序　B　(2)①亲代DNA分子的两条链　DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；碱基之间遵循碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行　②复制是双向进行的　③多个起点、双向复制　④边解旋边复制　(3)Y 14．解析：(1)若该细胞为人体的表皮组织细胞，则该细胞内遗传信息流向蛋白质的过程通过转录和翻译过程实现，可用如图表示：DNARNA蛋白质。(2)图A中以物质④为模板合成物质①的过程被称为翻译，该过程发生在核糖体上，即合成物质①的场所是③核糖体，物质②的名称为tRNA(或转运RNA)。(3)图B一条链中含有U，因而可以表示基因表达中的转录过程，与图A过程，即翻译过程相比(其中的碱基配对为A－U、G－C、U－A、C－G)，图B为转录，该过程中的碱基配对为A－U、G－C、C－G、T－A，可见该过程中特有的碱基配对方式为T－A。(4)已知一条mRNA的碱基序列为3′－GGUGAGCCGGUAACGAAA－5′，在翻译过程中核糖体在mRNA上的移动方向为5′→3′，那么以该mRNA为模板翻译出的密码子依次为AUG、GCC、GAG、UGG，则产生的多肽链的氨基酸序列为甲硫氨酸—丙氨酸—谷氨酸—色氨酸。 答案：(1)DNARNA蛋白质　(2)翻译　③　tRNA(或转运RNA)　(3)转录　T—A　(4)甲硫氨酸—丙氨酸—谷氨酸—色氨酸 15．解析：(1)核孔是大分子物质进出细胞核的通道，转录因子KLF5能通过核孔进入细胞核。启动子是位于转录起始位点上游特殊的DNA序列，能与RNA 聚合酶结合启动转录，进入细胞核后的转录因子KLF5能特异性识别基因的启动子，并与RNA聚合酶结合启动基因IGFL2­AS1和IGFL1的转录过程。由图可知，敲除KLF5基因后，乳腺癌细胞的转录和翻译受到抑制，故小鼠乳腺癌细胞将明显受到抑制。(2)miRNA在细胞中通常与核酸酶等蛋白结合成诱导沉默复合物，由图可知，通过诱导RISC­miRNA复合物中的核酸酶活化后使IGFL1转录的mRNA降解，从而抑制其翻译过程。据此推测IGFL2­AS1基因转录的RNA竞争性地与miRNA结合会抑制上述过程，从而诱导乳腺癌细胞增殖。(3)结合上述信息，可通过设计抑制IGFL2­AS1基因表达(转录、翻译)的药物；设计抑制IGFL1基因表达(转录、翻译)的药物；或研制出抑制转录因子KLF5活性的药物；或研制出抑制(降低)炎症因子TNFα活性的药物来研发治疗乳腺癌新药。 答案：(1)核孔　启动子　RNA聚合　抑制　(2)通过诱导RISC­miRNA复合物中的核酸酶活化后使IGFL1转录的mRNA降解，从而抑制其翻译过程　抑制　(3)设计抑制IGFL2­AS1基因表达(转录、翻译)的药物；设计抑制IGFL1基因表达(转录、翻译)的药物；或研制出抑制转录因子KLF5活性的药物；或研制出抑制(降低)炎症因子TNFα活性的药物 学科网（北京）股份有限公司 $$