专题9 遗传的分子学基础-【十年高考】备战2025年高考生物真题分类解析与应试策略（Word版）

专题九　遗传的分子学基础 考点 2015-2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2024年 合计 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 28.DNA是主要的遗传物质 0 3 0 2 1 0 0 4 0 0 0 0 1 9 29.DNA的结构 0 1 0 0 0 4 0 3 0 0 0 0 0 8 30.DNA的复制 0 3 0 0 0 7 0 2 0 3 0 0 0 15 31.基因指导蛋白质的合成 2 6 3 3 1 9 0 7 1 5 0 1 7 31 32.基因的本质及基因表达与性状的关系 0 2 0 0 0 0 0 2 1 4 1 1 2 9 命题分析与备考建议 (1)命题热度:本专题相对其他各专题考查较火( ),高考命题的高频点是“基因指导蛋白质的合成”。 (2)考查方向:一是考查人类发现遗传物质的探索实验,二是考查DNA分子的结构特点,三是考查DNA分子的复制过程,四是考查基因指导蛋白质的合成。 (3)考情前瞻:一是考查发现遗传物质实验的设计思路、设计技巧,二是考查DNA分子的结构、复制及碱基计算,三是考查基因与脱氧核苷酸、DNA、染色体、遗传信息、生物性状之间的关系等。 考点28DNA是主要的遗传物质　 1.(2022·海南,13,3分,难度★★)某团队从下表①~④实验组中选择两组,模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验,验证DNA是遗传物质。结果显示:第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中,第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是(C) 实验组 T2噬菌体 大肠杆菌 ① 未标记 15N标记 ② 32P标记 35S标记 ③ 3H标记 未标记 ④ 35S标记 未标记 　　　　　　　　　　　　　　　 A.①和④　B.②和③　C.②和④　D.④和③ 解析 噬菌体侵染细菌时,只有DNA进入细菌,蛋白质外壳没有进入,为了区分DNA和蛋白质,可用32P标记噬菌体的DNA,用35S标记噬菌体的蛋白质外壳,第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中,说明亲代噬菌体的DNA被32P标记,第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中,说明第二组噬菌体的蛋白质被35S标记。 2.(2022·河北,8,2分,难度★★)下列关于遗传物质DNA的经典实验,叙述错误的是 (A) A.摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上 B.孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”化学本质相同 C.肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术 D.双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径 解析 摩尔根利用假说—演绎法,通过果蝇眼色杂交遗传实验证明了基因位于染色体上,A项错误;孟德尔描述的“遗传因子”实质是基因,基因通常是有遗传效应的DNA片段,格里菲思提出的“转化因子”是DNA,两者化学本质是相同的,B项正确;肺炎链球菌体外转化实验利用酶解法去除DNA或者蛋白质,噬菌体侵染细菌实验利用同位素标记法区分DNA和蛋白质,两者均采用了能区分DNA和蛋白质的技术,C项正确;DNA两条链上的碱基通过氢键连接形成碱基对,碱基间遵循“A与T配对、G与C配对”的碱基互补配对原则,使DNA分子具有稳定的直径,D项正确。 3.(2022·浙江,22,2分,难度★★)下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是 (C) A.需用同时含有32P和S的噬菌体侵染大肠杆菌 B.搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来 C.离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌 D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA 解析 若用同时含有32P和S的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物和上清液均含有较强的放射性,无法判断是哪种物质进入大肠杆菌细胞内,应该用分别含有32P和含有S的噬菌体侵染大肠杆菌,A项错误;搅拌是为了使大肠杆菌与吸附在细胞表面的噬菌体残留部分分离,B项错误;离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌,C项正确;该实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA,D项错误。 4.(2022·湖南,2,2分,难度★)T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,下列哪一项不会发生? (C) A.新的噬菌体DNA合成 B.新的噬菌体蛋白质外壳合成 C.噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA D.合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合 解析 解答本题时需明确噬菌体属于DNA病毒,必须寄生在宿主细胞中才能完成各项生理活动。当噬菌体侵入大肠杆菌细胞中时,以自身DNA为模板,利用大肠杆菌细胞中的脱氧核苷酸为原料合成子代噬菌体的DNA,A项不符合题意;子代噬菌体的DNA合成后,再利用大肠杆菌细胞中的氨基酸合成噬菌体的蛋白质外壳,B项不符合题意;噬菌体先形成DNA,再转录形成mRNA,转录过程需要的RNA聚合酶是由宿主细胞提供的,C项符合题意;噬菌体的蛋白质外壳是由自身DNA转录形成的RNA与大肠杆菌的核糖体结合,经过翻译过程形成的,D项不符合题意。 5.(2021·全国乙,5,6分,难度★★)在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中,无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。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 (D) A.与R型细菌相比,S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关 B.S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞指导蛋白质的合成 C.加热杀死S型细菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响 D.将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合,可以得到S型细菌 解析 R型细菌的菌体没有多糖类的荚膜,在培养基上形成的菌落表面粗糙,是无毒性的;S型细菌的菌体有多糖类的荚膜,在培养基上形成的菌落表面光滑,可以使人患肺炎或使小鼠患败血症,是有毒性的,A项正确;无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,从小鼠体内可以分离出有毒性的S型活细菌,是因为高温并没有影响S型细菌DNA的功能,被加热杀死的S型细菌的遗传物质DNA进入了R型活细菌体内并指导蛋白质的合成,进而从小鼠体内可以分离出有毒性的S型活细菌,B、C两项正确;DNA酶可以水解S型细菌的DNA使其失去功能,因此将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合,无法得到S型细菌,D项错误。 6.(2020·江苏,20,2分,难度★★)同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。在生物科学史中,下列科学研究未采用同位素标记法的是 (D) A.卡尔文(M.Calvin)等探明CO2中的碳在光合作用中的转化途径 B.赫尔希(A.D.Hershey)等利用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质 C.梅塞尔森(M.Meselson)等证明DNA进行半保留复制 D.温特(F.W.Went)证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质 解析 卡尔文用14C标记CO2中的C元素,探明了C元素的转移途径,A项不符合题意;蔡斯和赫尔希用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质,证明了DNA是遗传物质,B项不符合题意;梅赛尔森先用含15N的NH4Cl培养液培养大肠杆菌,再将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中,通过分析DNA条带的位置,证明了DNA的复制方式是半保留复制,C项不符合题意。温特将切下的燕麦胚芽鞘尖端置于琼脂块上,然后取下,将经过处理的琼脂块置于去掉尖端的胚芽鞘一侧,胚芽鞘弯曲生长,未利用同位素标记法,D项符合题意。 7.(2020·浙江,12,2分,难度★★)下列关于“肺炎链球菌转化实验”的叙述,正确的是 (D) A.活体转化实验中,R型细菌转化成的S型细菌不能稳定遗传 B.活体转化实验中,S型细菌的荚膜物质使R型细菌转化成有荚膜的S型细菌 C.离体转化实验中,蛋白质也能使部分R型细菌转化成S型细菌且可实现稳定遗传 D.离体转化实验中,经DNA酶处理的S型细菌提取物不能使R型细菌转化成S型细菌 解析 活体转化实验中,S型细菌的DNA和R型细菌的DNA重组,R型细菌转化成的S型细菌能稳定遗传,A项错误;S型细菌的DNA使无荚膜的R型细菌转化为有荚膜的S型细菌,B、C两项错误;离体转化实验中,S型细菌的提取物中只有DNA才能使R型细菌转化为S型细菌,经DNA酶处理的S型细菌的提取物中的DNA被分解为脱氧核苷酸,脱氧核苷酸不能使R型细菌转化为S型细菌,D项正确。 8.(2019·海南,21,2分,难度★★)下列实验及结果中,能作为直接证据说明“核糖核酸是遗传物质”的是 (B) A.红花植株与白花植株杂交,F1为红花,F2中红花∶白花=3∶1 B.病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲 C.加热杀死的S型肺炎链球菌与R型活细菌混合培养后可分离出S型活细菌 D.用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白,在子代噬菌体中检测不到放射性 解析 红花植株与白花植株杂交,F1为红花,F2中红花∶白花=3∶1,属于性状分离现象,不能说明RNA是遗传物质,A项错误;病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲,说明病毒甲的RNA是遗传物质,B项正确;加热杀死的S型肺炎链球菌与R型活细菌混合培养后可分离出S型活细菌,只能说明加热杀死的S型细菌中存在转化因子,不能说明RNA是遗传物质,C项错误;用放射性同位素标记T2噬菌体蛋白外壳,在子代噬菌体中检测不到放射性,说明蛋白质未进入大肠杆菌,不能证明RNA是遗传物质,D项错误。 9.(2019·浙江,20,2分,难度★★)为研究R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌的转化物质是DNA还是蛋白质,进行了肺炎链球菌体外转化实验,其基本过程如图所示: 下列叙述正确的是 (C) A.甲组培养皿中只有S型菌落,推测加热不会破坏转化物质的活性 B.乙组培养皿中有R型及S型菌落,推测转化物质是蛋白质 C.丙组培养皿中只有R型菌落,推测转化物质是DNA D.该实验能证明肺炎链球菌的主要遗传物质是DNA 解析 将S型细菌的提取物加热后添加到含R型细菌的培养液中,会使部分R型细菌发生转化,因此甲组培养皿中应有R型细菌和S型细菌,A项错误;乙组提取物中加蛋白酶后,提取物中的蛋白质会被分解,乙组培养皿中有S型菌落,则可推测转化物质不是蛋白质,B项错误;丙组S型细菌的提取物中加DNA酶DNA会被分解,不能获得S型菌落,可推测转化物质是DNA,C项正确;该实验能证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA,D项错误。 10.(2019·江苏,3,2分,难度★★)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质。下列关于该实验的叙述,正确的是(C) A.实验中可用15N代替32P标记DNA B.噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌自主合成的 C.噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌 D.实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA 解析 N是蛋白质和DNA共有的元素,若用15N代替32P标记噬菌体的DNA,则其蛋白质也会被标记,不能区分噬菌体的蛋白质和DNA,A项错误;噬菌体的蛋白质外壳是以噬菌体的DNA为模板,利用大肠杆菌体内的原料合成的,B项错误;子代噬菌体DNA合成的模板来自亲代噬菌体自身的DNA,而合成的原料来自大肠杆菌,C项正确;该实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA,D项错误。 考点29DNA的结构　 1.(2022·浙江,13,2分,难度★★)某同学欲制作DNA双螺旋结构模型,已准备了足够的相关材料。下列叙述正确的是 (C) A.在制作脱氧核苷酸时,需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基 B.制作模型时,鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连 C.制成的模型中,腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和 D.制成的模型中,磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧 解析 在制作脱氧核苷酸时,需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基,A项错误;鸟嘌呤和胞嘧啶之间由3个氢键连接,B项错误;DNA的两条链之间遵循碱基互补配对原则,即A=T、C=G,故在制作的模型中A+C=G+T,C项正确;DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成主链的基本骨架,碱基则位于主链内侧,D项错误。 2.(2022·广东,12,2分,难度★★)λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化(如下图所示),该线性分子两端能够相连的主要原因是(C) A.单链序列脱氧核苷酸数量相等 B.分子骨架同为脱氧核糖与磷酸 C.单链序列的碱基能够互补配对 D.自连环化后两条单链方向相同 解析 分析图中DNA两端单链的碱基序列可知,单链序列的碱基能够互补配对,从而使其DNA自连环化,C项符合题意。 3.(2022·重庆,4,2分,难度★★)下列发现中,以DNA双螺旋结构模型为理论基础的是 (D) A.遗传因子控制性状 B.基因在染色体上 C.DNA是遗传物质 D.DNA半保留复制 解析 孟德尔利用假说—演绎法提出了生物的性状是由遗传因子控制的,总结出了分离定律,并未以DNA双螺旋结构模型为理论基础,A项不符合题意;萨顿根据基因与染色体的平行关系,得出基因位于染色体上的推论,并未以DNA双螺旋结构模型为理论基础,B项不符合题意;艾弗里、赫尔希和蔡斯等科学家,设法将DNA和蛋白质分开,单独、直接地研究它们的作用,证明了DNA是遗传物质,并未以DNA双螺旋结构模型为理论基础,C项不符合题意;沃森和克里克在前人成果的基础上构建DNA双螺旋结构模型,并进一步提出了DNA半保留复制的假说,D项符合题意。 4.(2021·北京,4,2分,难度★)酵母菌的DNA中碱基A约占32%,关于酵母菌核酸的叙述错误的是 (D) A.DNA复制后A约占32% B.DNA中C约占18% C.DNA中(A+G)/(T+C)=1 D.RNA中U约占32% 解析 DNA复制以亲代DNA为模板,遵循碱基互补配对原则,所以复制后碱基A仍约占32%,A项正确;酵母菌的DNA中碱基A约占32%,则碱基C约占50%-32%=18%,B项正确;DNA中碱基A与碱基T配对,碱基G与碱基C配对,所以=1,C项正确;RNA是以DNA分子的一条链为模板转录而来的,由于无法确定DNA分子一条链中碱基A所占比例,所以不能确定RNA中碱基U的比例,D项错误。 5.(2021·山东,4,2分,难度★★)我国考古学家利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”,成功将极其微量的古人类DNA从提取自土壤沉积物中的多种生物的DNA中识别并分离出来,用于研究人类起源及进化。下列说法正确的是 (C) A.“引子”的彻底水解产物有两种 B.设计“引子”的DNA序列信息只能来自核DNA C.设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列 D.土壤沉积物中的古人类双链DNA可直接与“引子”结合从而被识别 解析 由题干可知,“引子”是根据现代人的DNA序列设计合成的一段DNA,其彻底水解产物有磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基,共6种产物,A项错误;人类的细胞核与线粒体中都含有DNA,因此设计“引子”的DNA序列信息还可以来自线粒体DNA,B项错误;由题干中“利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的‘引子’”,说明设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列,C项正确;土壤沉积物中的古人类双链DNA必须解旋为单链后才能与“引子”进行碱基互补配对,从而被识别,D项错误。 6.(2021·福建,3,2分,难度★)下列关于遗传信息的叙述,错误的是 (A) A.亲代遗传信息的改变都能遗传给子代 B.流向DNA的遗传信息来自DNA或RNA C.遗传信息的传递过程遵循碱基互补配对原则 D.DNA指纹技术运用了个体遗传信息的特异性 解析 亲代遗传信息的改变不一定都能遗传给子代,如体细胞的基因突变一般不遗传给后代,A项错误;流向DNA的遗传信息来自DNA(复制)或RNA(逆转录),B项正确;遗传信息的传递过程遵循碱基互补配对原则,C项正确;每个DNA分子都有特定的碱基序列,具有特异性,DNA指纹技术能用此来鉴定个人身份,D项正确。 7.(2021·广东,5,2分,难度★★★)DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中,为该模型构建提供主要依据的是 (B) ①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验 ②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱 ③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等 ④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制 A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 解析 赫尔希和蔡斯证明了DNA是遗传物质,才引起人们对DNA结构的探索。富兰克林等拍摄的DNA衍射图谱以及查哥夫发现的DNA中嘌呤含量等于嘧啶含量,为DNA双螺旋结构模型的构建提供了实验依据。DNA半保留复制则是沃森和克里克在DNA双螺旋结构模型构建之后提出的,故②③符合题意。 8.(2017·海南,24,2分,难度★★)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A+T)/(G+C)与(A+C)/(G+T)两个比值的叙述,正确的是 (D) A.碱基序列不同的双链DNA分子,后一比值不同 B.前一个比值越大,双链DNA分子的稳定性越高 C.当两个比值相同时,可判断这个DNA分子是双链 D.经半保留复制得到的DNA分子,后一比值等于1 解析 根据碱基互补配对原则,A=T,C=G,所以(A+C)=(G+T),两者比值恒为1,A项错误,D项正确。双链DNA分子的稳定性与C、G碱基对的含量有关,C与G之间有3个氢键,A与T之间有2个氢键,所以C、G碱基对的含量越高,DNA分子的稳定性越高,B项错误;题干中两个比值,前者因DNA分子的不同而不同,体现DNA分子的特异性,后者恒为1,C项错误。 运用“归纳法”计算DNA分子中碱基数量及比例 规律1:互补的两种碱基数量相等,即A=T,C=G。 规律2:一条链中互补的两种碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和,即A1+T1=A2+T2,G1+C1=G2+C2(1、2分别代表DNA分子的两条链,下同)。 规律3:一条链中互补的两种碱基数量之和占该单链碱基数的比例等于DNA分子两条链中这两种碱基数量之和占总碱基数的比例,即==,==。 规律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)/(C+G)的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。 考点30DNA的复制　 1.(2023·浙江,16,3分,难度★★★★)紫外线引发的DNA损伤,可通过“核苷酸切除修复(NER)”方式修复,机制如图所示。着色性干皮症(XP)患者的NER酶系统存在缺陷,受阳光照射后,皮肤出现炎症等症状。患者幼年发病,20岁后开始发展成皮肤癌。下列叙述错误的是 (C) A.修复过程需要限制酶和DNA聚合酶 B.填补缺口时,新链合成以5'到3'的方向进行 C.DNA有害损伤发生后,在细胞增殖后进行修复,对细胞最有利 D.随年龄增长,XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因,可用突变累积解释 解析 由题图可知,修复过程中需要限制酶将损伤部位的序列进行切割,需要DNA聚合酶将单个的脱氧核苷酸依次连接到核苷酸链的3'端,子链延伸方向为5'→3',A、B两项正确。DNA有害损伤发生后,在细胞增殖中进行修复,保证DNA复制的正常进行,对细胞最有利,C项错误。癌症的发生是多个基因累积突变的结果,随年龄增长,XP患者几乎都会发生皮肤癌是突变累积的结果,D项正确。 2.(2023·山东,5,2分,难度★★★)将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上,置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像,①和②表示新合成的单链,①的5'-端指向解旋方向,丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象,但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则,下列说法错误的是 (D) A.据图分析,①和②延伸时均存在暂停现象 B.甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等 C.丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等 D.②延伸方向为5'-端至3'-端,其模板链3'-端指向解旋方向 解析 由题干可知,该DNA复制过程中有单链延伸暂停现象,题图复制过程中不同时间点的子链①和②出现不同长度,因此可判断①和②延伸时均存在暂停现象,A项正确;①和②表示新合成的单链,二者碱基互补配对,若②长于①的此段链中无A与T,则可推知甲时①中A、T之和与②中A、T之和相等,B项正确;丙时①和②等长,根据碱基互补配对原则,可判断此时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等,C项正确;DNA复制过程中子链的延伸方向为5'-端至3'-端,根据题干“①的5'-端指向解旋方向”,可判断①的合成方向与解旋方向相反,故②的模板链的5'-端指向解旋方向,D项错误。 DNA复制的过程 3.(2023·辽宁,18,3分,难度★★★★)(多选)DNA在细胞生命过程中会发生多种类型的损伤。如损伤较小,RNA聚合酶经过损伤位点时,腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA(如图1);如损伤较大,修复因子Mfd识别、结合滞留的RNA聚合酶,“招募”多种修复因子、DNA聚合酶等进行修复(如图2)。下列叙述正确的是(AB) 图1 图2 A.图1所示的DNA经复制后有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因 B.图1所示转录产生的mRNA指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不变 C.图2所示的转录过程是沿着模板链的5'端到3'端进行的 D.图2所示的DNA聚合酶催化DNA损伤链的修复,方向是从n到m 解析 图1所示的DNA经半保留复制后有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因,A正确;由题干可知,图1所示为DNA损伤较小,RNA聚合酶经过损伤位点时,腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA的情况,因为密码子存在简并性,mRNA掺入腺嘌呤脱氧核苷酸之后,指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不变,B正确;转录时mRNA是由5'端到3'端进行的,模板链是由3'端到5'端进行的,C错误;由题意可知,损伤较大,修复因子Mfd识别、结合滞留的RNA聚合酶,“招募”多种修复因子、DNA聚合酶等进行修复,即修复因子Mfd识别在前,滞留的RNA聚合酶及多种修复因子、DNA聚合酶等修复在后,结合图2可知,DNA聚合酶催化DNA损伤链的修复方向是从m到n,D错误。 DNA复制、转录与翻译的方向 DNA复制的方向:模板链3'端到5'端,子链5'端到3'端;转录的方向:模板链3'端到5'端,子链5'端到3'端;翻译的方向:模板链mRNA 5'端到3'端,肽链的延伸方向是从N端到C端。 4.(2022·海南,11,3分,难度★★)科学家曾提出DNA复制方式的三种假说:全保留复制、半保留复制和弥散复制(图1)。对此假说,科学家以大肠杆菌为实验材料,进行了如下实验(图2): 图1 图2 下列有关叙述正确的是 (D) A.第一代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带,说明DNA复制方式一定是半保留复制 B.第二代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带和1条轻带,说明DNA复制方式一定是全保留复制 C.结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果,说明DNA复制方式一定是弥散复制 D.若DNA复制方式是半保留复制,继续培养至第三代,细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带 解析 将DNA被15N标记的大肠杆菌移到含14N的培养液中培养,新合成的DNA链均含14N,即第一代DNA分子应一条链含15N,一条链含14N。第一代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带,则可以排除全保留复制,但不能肯定是半保留复制或弥散复制,继续做第二代DNA分子密度鉴定,若第二代细菌DNA离心后可以分出一条中带和一条轻带,则可以排除弥散复制,同时确定DNA复制是半保留复制,A、B、C三项错误。 5.(2022·辽宁,12,2分,难度★★)抗虫和耐除草剂玉米双抗12-5是我国自主研发的转基因品种。为给监管转基因生物安全提供依据,采用PCR方法进行目的基因监测,反应程序如图所示。下列叙述正确的是 (B) A.预变性过程可促进模板DNA边解旋边复制 B.后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分 C.延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制 D.转基因品种经检测含有目的基因后即可上市 解析 预变性过程可促进模板DNA解旋,没有促进复制,A项错误;后延伸过程是为了让引物延伸完全并让单链产物完全退火形成双链结构,可使目的基因的扩增更加充分,B项正确;延伸过程仍需引物参与才能完成半保留复制,C项错误;转基因品种不只需要检测是否含有目的基因,还需检测目的基因是否表达以及安全性问题,D项错误。 6.(2021·重庆,9,2分,难度★★)基因编辑技术可以通过在特定位置加入或减少部分基因序列,实现对基因的定点编辑。对月季色素合成酶基因进行编辑后,其表达的酶氨基酸数量减少,月季细胞内可发生改变的是 (A) A.基因的结构与功能 B.遗传物质的类型 C.DNA复制的方式 D.遗传信息的流动方向 解析 对月季色素合成酶基因进行编辑后,其表达的酶氨基酸数量减少,说明该技术可能改变了月季细胞内基因的碱基序列,从而改变了基因的结构与功能,A项符合题意;月季细胞内的遗传物质的类型不变,仍然是DNA,B项不符合题意;月季细胞内的DNA复制的方式不变,仍为半保留复制,C项不符合题意;月季细胞内遗传信息的流动方向不变,仍为DNA→RNA→蛋白质,D项不符合题意。 7.(2021·山东,5,2分,难度★★★)利用农杆菌转化法,将含有基因修饰系统的T-DNA插入到水稻细胞M的某条染色体上,在该修饰系统的作用下,一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U,脱氨基过程在细胞M中只发生一次。将细胞M培育成植株N。下列说法错误的是 (D) A.N的每一个细胞中都含有T-DNA B.N自交,子一代中含T-DNA的植株占3/4 C.M经n(n≥1)次有丝分裂后,脱氨基位点为A-U的细胞占1/2n D.M经3次有丝分裂后,含T-DNA且脱氨基位点为A-T的细胞占1/2 解析 M细胞中含有T-DNA,N是由M细胞经有丝分裂与细胞分化发育成的,因此N的每一个细胞中都含有T-DNA,A项正确;T-DNA插入细胞M一对同源染色体中的一条染色体上,植株N的基因型可写为TO(T为含T-DNA,O为不含),N自交产生的子一代基因型及比例为1TT、2TO、1OO,含T-DNA的植株占3/4,B项正确;在基因修饰系统的作用下,一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变成U,该DNA首次复制后脱氨基位点碱基组成出现U—A(后续复制时为A—T),因脱氨基过程只发生一次,n次有丝分裂形成的2n个细胞中只有一个细胞中的一条DNA链脱氨基位点为A—U,即占1/2n,C项正确;M经3次有丝分裂后,形成的子细胞有8个,均含T-DNA,其中有4个细胞脱氨基位点为C—G,3个细胞脱氨基位点为A—T,1个细胞脱氨基位点为U—A,因此含T-DNA且脱氨基位点为A—T的细胞占3/8,D项错误。 8.(2021·海南,6,2分,难度★★)已知5-溴尿嘧啶(BU)可与碱基A或G配对。大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A—T转变为A—BU,要使该位点由A—BU转变为G—C,则该位点所在的DNA至少需要复制的次数是 (B) A.1 B.2 C.3 D.4 解析 5—BU可以与A配对,又可以和G配对,由于大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A—T转变为A—5BU,所以复制一次会得到5—BU—G,复制第二次时会得到G—C,所以至少需要经过2次复制后,才能实现该位点由A—5—BU转变为G—C,B项正确。 DNA双螺旋结构的热考点 (1) (2) (3) 9.(2021·辽宁,4,2分,难度★)下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述,正确的是 (A) A.子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3'端 B.子链的合成过程不需要引物参与 C.DNA每条链的5'端是羟基末端 D.DNA聚合酶的作用是打开DNA双链 解析 子链延伸时按5'→3'方向合成,故游离的脱氧核苷酸添加到3'端,A项正确;子链的合成过程需要引物参与,B项错误;DNA每条链的5'端是磷酸基团末端,3'端是羟基末端,C项错误;解旋酶的作用是打开DNA双链,D项错误。 10.(2021·浙江,14,2分,难度★★)含有100个碱基对的一个DNA分子片段,其中一条链的A+T占40%,它的互补链中G与T分别占22%和18%,如果连续复制2次,则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为 (B) A.240个 B.180个 C.114个 D.90个 解析 由题目信息知,该DNA分子共有100个碱基对,即有200个碱基,其中一条链的A+T占40%,则该双链DNA分子中A+T也占40%,故双链DNA分子中G+C=60%,又因为双链DNA分子中G=C,可算出每个DNA分子中含有的C为60个;该DNA分子复制两次,共得到4个DNA,新合成了3个DNA,故需要的游离胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数目是60×3=180,B项符合题意。 11.(2021·浙江,22,2分,难度★★★★)在DNA复制时,5-溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)可作为原料,与腺嘌呤配对,掺入新合成的子链。用Giemsa染料对复制后的染色体进行染色,DNA分子的双链都含有BrdU的染色单体呈浅蓝色,只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝色。现将植物根尖放在含有BrdU的培养液中培养,取根尖用Giemsa染料染色后,观察分生区细胞分裂中期染色体的着色情况。下列推测错误的是 (C) A.第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色 B.第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体着色都不同 C.第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体均为1/4 D.根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后,还能观察到深蓝色的染色单体 解析 根尖细胞中最初的DNA分子两条链均无BrdU,放入含有BrdU的培养液中培养,细胞会连续进行有丝分裂,新合成的DNA分子中会含有BrdU,用Giemsa染料染色后,若DNA分子的两条链都含有BrdU,被染成浅蓝色,若DNA分子中一条链含有BrdU,一条链不含有BrdU,被染成深蓝色。根据DNA分子复制是半保留复制的特点,以其中的一条染色体为例,细胞进行第一次有丝分裂,在分裂间期染色体复制,一条染色体含有两条染色单体,故第一次细胞有丝分裂的中期,每条染色体的两个单体中,均是一条链含有BrdU,被染成深蓝色,A项正确;细胞进行第二次有丝分裂,在分裂间期,以第一次细胞有丝分裂获得的两条染色体(每条染色体均是一条染色单体含有BrdU,另一条染色单体不含有BrdU)为例,染色体复制,故第二次分裂的中期,一条染色体的两个染色单体中,一个单体的DNA分子一条链含有BrdU,一条链不含有BrdU(深蓝色),另一条染色体的两个染色单体的DNA分子两条链都含有BrdU(浅蓝色),B项正确;细胞进行第三次细胞有丝分裂,在分裂间期,以第二次细胞分裂获得的4条染色体为例,染色体复制,故第三次分裂的中期,有4条染色体,其中2条染色体的每条染色体的两个单体中,一个单体的DNA分子一条链含有BrdU,一条链不含有BrdU(深蓝色),另一个单体的DNA分子两条链都含有BrdU(浅蓝色);另2条染色体的两个单体DNA分子两条链都含有BrdU(浅蓝色),故着色不同的染色体占1/2,C项错误;不论根尖细胞分裂多少次,总有部分DNA分子的一条链(最初的模板链)不含BrdU,而呈深蓝色,D项正确。 有关DNA分子复制过程中标记问题,最好结合画图来解决。如本题,BrdU可替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸掺入到DNA复制时的子链中,将根尖细胞置于含BrdU的培养液上培养,染色情况如图所示:无BrdU的DNA不显色,故亲代DNA无色;DNA复制一次,只有一条单链掺有BrdU,则显深蓝色;两条链都掺入BrdU,显浅蓝色。结合这样的简图答题既准确又迅速。 12.(2021·河北,16,3分,难度★★★★)(多选)许多抗肿瘤药物通过干扰DNA合成及功能抑制肿瘤细胞增殖。下表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述正确的是(BCD) 药物名称 作用机理 羟基脲 阻止脱氧核糖核苷酸的合成 放线菌素D 抑制DNA的模板功能 阿糖胞苷 抑制DNA聚合酶活性 A.羟基脲处理后,肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都出现原料匮乏 B.放线菌素D处理后,肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都受到抑制 C.阿糖胞苷处理后,肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸 D.将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响 解析 转录的原料是核糖核苷酸,A项错误;抑制DNA的模板功能,DNA复制和转录过程都受到抑制,B项正确;抑制DNA聚合酶活性,DNA复制时子链无法正常延伸,C项正确;将三种药物精准导入肿瘤细胞可减弱它们对正常细胞的伤害,D项正确。 13.(2019·天津,1,6分,难度★)用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸,注入真核细胞,可用于研究(A) 　　　　　　　　　　　　　　　 A.DNA复制的场所 B.mRNA与核糖体的结合 C.分泌蛋白的运输 D.细胞膜脂质的流动 解析 DNA复制需要DNA模板、原料脱氧核苷酸、能量ATP和DNA聚合酶,A项正确;mRNA与核糖体的结合,开始翻译mRNA上的密码子,需要tRNA运输氨基酸,不需要脱氧核苷酸,B项错误;分泌蛋白需要内质网初步加工,经囊泡运到高尔基体,经加工、分类和包装,形成分泌小泡,运到细胞膜,经胞吐分泌到细胞外,与脱氧核苷酸无关,C项错误;细胞膜脂质的流动与脱氧核苷酸无关,D项错误。 14.(2019·浙江,25,2分,难度★★★★)在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时,BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中,形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色,发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光,含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中,培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是(D) A.1/2的染色体荧光被抑制 B.1/4的染色单体发出明亮荧光 C.全部DNA分子被BrdU标记 D.3/4的DNA单链被BrdU标记 解析 根据题意可知,在第三个细胞周期中期时,含半标记DNA的染色单体分别在两个细胞中,故有两个细胞的两条染色单体荧光全被抑制,有两个细胞中的一条染色单体发出明亮荧光,一条染色单体荧光被抑制,故A、B项正确;一个DNA分子中有两条脱氧核苷酸链,由于DNA为半保留复制,故不含BrdU标记的两条脱氧核苷酸链分别位于两个DNA分子中,新复制得到的脱氧核苷酸链必然含BrdU标记,故所有DNA分子都被BrdU标记,C项正确;以第一代细胞中的某一条染色体为参照,在第三个细胞周期中期时一共有16条DNA单链,含BrdU标记的有14条,故有7/8的DNA单链被BrdU标记,D项错误。 “图解法”突破细胞分裂过程中染色体放射性追踪问题 已知某细胞中的4对同源染色体全部被3H标记,将其移入不含放射性的培养基上培养,试分析有丝分裂和减数分裂各期细胞中染色体标记情况。(说明:“*”代表含放射性的染色体、染色单体或DNA链) 　　(1)若进行连续的两次有丝分裂(以一条染色体为例分析) 　　说明:第二次有丝分裂后期着丝粒分裂后的两条子染色体,其中一条染色体含3H,故后期时含3H的染色体占一半,但两条子染色体移向哪一极是随机的,所以第二次分裂形成的4个子细胞中每个细胞含有3H的染色体数目不确定(0~8),含有3H的子细胞数目也不确定(2~4)。 　　(2)若进行减数分裂(以一对同源染色体为例分析): 　　通过上面两种分裂方式的比较可知,关键是DNA分子复制的次数,还要注意区分图中画的“线”表示的是染色体还是DNA。 15.(2018·浙江,22,2分,难度★★★)某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动,结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl,a、b、c表示离心管编号,条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是(B) A.本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术 B.a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的 C.b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是15N-14N-DNA D.实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制的 解析 a管中只有重带,表明该管中的大肠杆菌是在含15NH4Cl的培养液中培养的,B项错误。 考点31基因指导蛋白质的合成　 1.(2024·湖北,16,2分,难度★★)编码某蛋白质的基因有两条链,一条是模板链(指导mRNA合成),其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5'—ATG—3',则该序列所对应的反密码子是 (A) A.5'—CAU—3' B.5'—UAC—3' C.5'—TAC—3' D.5'—AUG—3' 解析 编码链的一段序列为5'—ATG—3',则互补链对应序列为5'—CAT—3',转录出的mRNA中密码子为5'—AUG—3',所对应的反密码子为5'—CAU—3'。 2.(2023·全国乙,5,6分,难度★★★)已知某种氨基酸(简称甲)是一种特殊氨基酸,迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是,这些古菌含有特异的能够转运甲的tRNA(表示为 tRNA甲)和酶E。酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的 tRNA甲(表示为甲—tRNA甲),进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子,从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链,则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是 (A) ①ATP　②甲　③RNA聚合酶　④古菌的核糖体　⑤酶E的基因　⑥tRNA甲的基因 　　　 　　　　 　　　　　 　　　 A.②⑤⑥　　　　　　 B.①②⑤ C.③④⑥ D.②④⑤ 解析 由题意可知,氨基酸甲、tRNA甲和酶E是古菌所特有的,欲在大肠杆菌中合成含有甲的肽链,必须使其细胞内含有以上三者,即向大肠杆菌细胞内转入甲、酶E的基因和tRNA甲的基因;蛋白质合成过程中所需的其他物质或结构——ATP、RNA聚合酶以及核糖体可由大肠杆菌提供。 3.(2023·浙江,4,3分,难度★)叠氮脱氧胸苷(AZT)可与逆转录酶结合并抑制其功能。下列过程可直接被AZT阻断的是 (D) A.复制 B.转录 C.翻译 D.逆转录 解析 逆转录酶催化RNA逆转录产生DNA,因此抑制逆转录酶的功能可阻断逆转录过程,复制、转录和翻译过程均不需要逆转录酶,D项符合题意。 4.(2023·湖南,12,2分,难度★★★)细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子,也可结合非编码RNA分子CsrB,如图所示。下列叙述错误的是 (C) A.细菌glg基因转录时,RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录 B.细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时,核糖体沿glg mRNA从5'端向3'端移动 C.抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成 D.CsrA蛋白都结合到CsrB上,有利于细菌糖原合成 解析 转录过程需要RNA聚合酶与基因中的启动子结合以驱动转录,A项正确。翻译过程中核糖体移动的方向是从mRNA的5'端到3'端,B项正确。CsrB可与CsrA蛋白结合,减少CsrA蛋白与glg mRNA的结合,所以如果抑制CsrB基因的转录,则CsrB减少,CsrA蛋白更多地与glg mRNA结合,不利于UDPG焦磷酸化酶的合成,从而抑制细菌糖原合成,C项错误。如果CsrA蛋白都与CsrB结合,则不会与glg mRNA结合,从而不会使glg mRNA降解,可以合成出更多的UDPG焦磷酸化酶,有利于细菌糖原的合成,D项正确。 5.(2023·海南,13,3分,难度★★★)噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子,部分序列如图。下列有关叙述正确的是 (B) A.D基因包含456个碱基编码152个氨基酸 B.E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列,其互补DNA序列是5'-GCGTAC-3' C.噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸 D.E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠,且重叠序列编码的氨基酸序列相同 解析 由题图可知,D基因起始至终止区除了含有152个氨基酸的编码序列,还含有终止密码子的编码序列,故D基因的碱基数目为152×3+3=459,A错误;E基因编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列为5'—GTACGC—3',根据互补DNA与原DNA反向平行及碱基互补配对原则可知,其互补DNA序列是5'—GCGTAC—3',B正确;合成DNA的原料为脱氧核苷酸,核糖核苷酸是合成RNA的原料,C错误;由题图可知,D基因和E基因的起始位点不同,其重叠序列编码的氨基酸也并不相同,D错误。 噬菌体ΦX174感染宿主细胞后,先形成复制型的双链DNA分子(其中母链称为正链DNA,子链称为负链DNA),转录时以负链DNA作为模板合成mRNA。 6.(2023·江苏,6,2分,难度★★)翻译过程如图所示,其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I),与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对。下列相关叙述正确的是 (D) A.tRNA分子内部不发生碱基互补配对 B.反密码子为5'-CAU-3'的tRNA可转运多种氨基酸 C.mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA D.碱基I与密码子中碱基配对的特点,有利于保持物种遗传的稳定性 解析 单链tRNA分子内部存在局部双链区,双链区发生碱基互补配对,A错误。反密码子为5'-CAU-3'的tRNA只能与密码子3'-GUA-5'配对,只能携带一种氨基酸,B错误。mRNA是翻译的模板,其上的终止密码子不能结合相应的tRNA,C错误。由题干可知,密码子第3位的碱基A、U、C均可与反密码子第1位的碱基I配对,这种摆动性增加了反密码子与密码子识别的灵活性,提高了容错率,有利于保持物种遗传的稳定性,D正确。 密码子的特性 (1)密码子的连续性:密码的三联体不间隔,必须连续读取。 (2)一个氨基酸有一个或多个密码子,称为密码子的简并性,氨基酸使用频率越高,其对应密码子类型越多。密码子的简并对生物体的生存发展的意义是:①当一个密码子中有一个碱基改变时,可能并不会改变其对应的氨基酸,增强了密码子的容错性;②当某种氨基酸使用频率高时,几种不同的密码子都编码同一种氨基酸,可以保证翻译的速度,提高基因表达的效率。 (3)密码子具有通用性:不同生物的密码子基本相同,即生物共用一套遗传密码。这说明当今生物可能有着共同的起源,也使得一种生物的基因能在另外一种生物体内表达产生相同的蛋白质成为可能。 (4)摆动性指密码子与反密码子配对过程中有时会出现不遵从碱基配对规律的情况。摆动性配对情况多见于密码子的第三碱基与反密码子的第一碱基之间。 7.(2022·河北,9,2分,难度★★)下列关于中心法则相关酶的叙述,错误的是 (C) A.RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键 B.DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成 C.在解旋酶协助下,RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNA D.DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用 解析 RNA聚合酶能催化DNA→RNA的转录过程,逆转录酶能催化RNA→DNA的逆转录过程,两个过程均遵循碱基互补配对原则,且在DNA和RNA间形成氢键,A项正确。DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的本质都是蛋白质,蛋白质是在核糖体上由核酸控制合成的,B项正确。以单链DNA为模板合成多种RNA的过程是转录,该过程不需要解旋酶,C项错误。在适宜条件下,酶在体内外均可发挥催化作用,如体外扩增DNA分子的PCR技术中可用到耐高温的DNA聚合酶,D项正确。 8.(2022·辽宁,16,3分,难度★★)(多选)视网膜病变是糖尿病常见并发症之一。高血糖环境中,在DNA甲基转移酶催化下,部分胞嘧啶加上活化的甲基被修饰为5'-甲基胞嘧啶,使视网膜细胞线粒体DNA碱基甲基化水平升高,可引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常。下列叙述正确的是(ABD) A.线粒体DNA甲基化水平升高,可抑制相关基因的表达 B.高血糖环境中,线粒体DNA在复制时也遵循碱基互补配对原则 C.高血糖环境引起的甲基化修饰改变了患者线粒体DNA碱基序列 D.糖尿病患者线粒体DNA高甲基化水平可遗传 解析 线粒体DNA甲基化水平升高,可抑制相关基因的转录,可引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常,A项正确;线粒体DNA也是双螺旋结构,在复制时也遵循碱基互补配对原则,B项正确;甲基化修饰是部分胞嘧啶加上活化的甲基,没有改变患者线粒体DNA碱基序列,C项错误;糖尿病患者线粒体DNA被甲基化修饰后,可遗传,D项正确。 9.(2022·浙江,16,2分,难度★★)“中心法则”反映了遗传信息的传递方向,其中某过程的示意图如下。 下列叙述正确的是 (C) A.催化该过程的酶为RNA聚合酶 B.a链上任意3个碱基组成1个密码子 C.b链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连 D.该过程中遗传信息从DNA向RNA传递 解析 题图所示过程为逆转录,催化该过程的酶为逆转录酶,A项错误;a链为RNA,其上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基组成1个密码子,B项错误;b链是单链DNA,脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连,C项正确;该过程中遗传信息从RNA向DNA传递,D项错误。 10.(2022·湖南,14,4分,难度★★★)大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强,二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时,核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是(D) A.一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链 B.细胞中有足够的rRNA分子时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子 C.核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡 D.编码该核糖体蛋白的基因转录完成后,mRNA才能与核糖体结合进行翻译 解析 一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,称为多聚核糖体,同时合成多条肽链,提高了翻译的效率,A项正确;细胞中有足够的rRNA分子时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子,而是与rRNA分子结合组装成核糖体,B项正确;根据题干信息可知,核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡,C项正确;大肠杆菌为原核生物,没有核膜,可以边转录边翻译,D项错误。 11.(2022·湖北,5,2分,难度★)BMI1基因具有维持红系祖细胞分化为成熟红细胞的能力。体外培养实验表明,随着红系祖细胞分化为成熟红细胞,BMI1基因表达量迅速下降。在该基因过量表达的情况下,一段时间后成熟红细胞的数量是正常情况下的1012倍。根据以上研究结果,下列叙述错误的是 (A) A.红系祖细胞可以无限增殖分化为成熟红细胞 B.BMI1基因的产物可能促进红系祖细胞的体外增殖 C.该研究可为解决临床医疗血源不足的问题提供思路 D.红系祖细胞分化为成熟红细胞与BMI1基因表达量有关 解析 BMI1基因的表达产物能使红系祖细胞分化为成熟红细胞,但不具有无限增殖的能力,A项错误;由题意可知,BMI1基因过量表达的情况下,一段时间后成熟红细胞的数量是正常情况下的1012倍,推测BMI1基因的产物可能促进红系祖细胞的体外增殖和分化,B项正确;若使BMI1基因过量表达,则可在短时间内获得大量成熟红细胞,可为解决临床医疗血源不足的问题提供思路,C项正确;当红系祖细胞分化为成熟红细胞后,BMI1基因表达量迅速下降,若使该基因过量表达,则成熟红细胞的数量快速增加,可见红系祖细胞分化为成熟红细胞与BMI1基因表达量有关,D项正确。 12.(2022·重庆,18,2分,难度★★★)研究发现在野生型果蝇幼虫中降低lint基因表达,能影响另一基因inr的表达(如下图),导致果蝇体型变小等异常。下列叙述错误的是 (A) WT:野生型果蝇幼虫 lintRi:降低lint基因表达后的幼虫 A.lint基因的表达对inr基因的表达有促进作用 B.提高幼虫lint基因表达可能使其体型变大 C.降低幼虫inr基因表达可能使其体型变大 D.果蝇体型大小是多个基因共同作用的结果 解析 对比野生型果蝇幼虫的inr基因的表达量可知,降低lint基因表达后的幼虫体内,inr基因的表达量显著上升,说明lint基因的表达对inr基因的表达有抑制作用,A项错误;由题可知,inr基因的表达量增加后导致果蝇体型变小,可推测提高幼虫lint基因表达,inr基因的表达量下降,进而可能使果蝇体型变大,B、C两项正确。果蝇体型大小与lint基因和inr基因都有关,说明果蝇体型大小是多个基因共同作用的结果,D项正确。 13.(2021·海南,15,2分,难度★★)终止密码子为UGA、UAA和UAG。图中①为大肠杆菌的一段mRNA序列,②~④为该mRNA序列发生碱基缺失的不同情况(“-”表示一个碱基缺失)。下列有关叙述正确的是 (C) A.①编码的氨基酸序列长度为7个氨基酸 B.②和③编码的氨基酸序列长度不同 C.②~④中,④编码的氨基酸排列顺序与①最接近 D.密码子有简并性,一个密码子可编码多种氨基酸 解析 题图中①为大肠杆菌的一段mRNA序列,由于UGA为终止密码子,不编码氨基酸,因此①编码的氨基酸序列长度为6个氨基酸,A项错误;②和③编码的氨基酸序列长度相同,都是6个氨基酸,B项错误;②③编码的氨基酸序列从第二个开始都发生改变,④编码的氨基酸序列除了少了第二个氨基酸,之后的序列都与①相同,因此,④编码的氨基酸排列顺序与①最接近,C项正确;密码子有简并性,一个密码子只能编码一种氨基酸,但一种氨基酸可由一种或多种密码子编码,D项错误。 14.(2021·辽宁,17,3分,难度★★)(多选)脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的单链DNA分子。下图为10-23型脱氧核酶与靶RNA结合并进行定点切割的示意图。切割位点在一个未配对的嘌呤核苷酸(图中R所示)和一个配对的嘧啶核苷酸(图中Y所示)之间,图中字母均代表由相应碱基构成的核苷酸。下列有关叙述错误的是 (BCD) A.脱氧核酶的作用过程受温度的影响 B.图中Y与两个R之间通过氢键相连 C.脱氧核酶与靶RNA之间的碱基配对方式有两种 D.利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的转录过程 解析 脱氧核酶的作用过程受温度的影响,A项正确;图中Y与同一条链上的R之间通过磷酸二酯键相连,B项错误;脱氧核酶是单链DNA分子,与靶RNA之间的碱基配对方式有A—U、T—A、C—G 3种,C项错误;mRNA是翻译的模板,利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的翻译过程,D项错误。 15.(2021·浙江,19,2分,难度★★)某单链RNA病毒的遗传物质是正链RNA(+RNA),该病毒感染宿主后,合成相应物质的过程如图所示,其中①~④代表相应的过程。下列叙述正确的是 (A) A.+RNA复制出的子代RNA具有mRNA的功能 B.病毒蛋白基因以半保留复制的方式传递给子代 C.过程①②③的进行需RNA聚合酶的催化 D.过程④在该病毒的核糖体中进行 解析 从题图分析可知,①是以+RNA为模板,合成-RNA,②是以-RNA为模板合成+RNA,③和④过程都是翻译过程,分别合成了RNA聚合酶和病毒蛋白。+RNA复制出的仍是+RNA,复制出的+RNA可以控制合成RNA聚合酶,具有mRNA的功能,A项正确;病毒蛋白基因是单链RNA,通过RNA复制的方式传给子代,而不是以半保留复制的方式进行传递,B项错误;③是翻译过程,不需要RNA聚合酶的催化,C项错误;病毒没有细胞结构,无核糖体,其蛋白质是在宿主细胞的核糖体中合成的,D项错误。 16.(2021·湖南,13,4分,难度★★★)(多选)细胞内不同基因的表达效率存在差异,如图所示。下列叙述正确的是 (ABC) 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过程中,rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子 解析 由题图可知,基因A多次转录和翻译,基因B只发生一次转录和翻译,可体现细胞在转录和翻译水平上调控基因表达,且基因A的表达效率高于基因B,A项正确;题图中①和②分别是转录和翻译,真核生物中核基因的表达场所分别为细胞核和细胞质中的核糖体,B项正确;人体中以DNA为模板进行转录的产物为mRNA、rRNA和tRNA,C项正确;翻译过程中,tRNA上存在与mRNA上密码子互补配对的反密码子,D项错误。 17.(2021·广东,7,2分,难度★★★)金霉素(一种抗生素)可抑制tRNA与mRNA的结合,该作用直接影响的过程是 (C) A.DNA复制　B.转录　C.翻译　D.逆转录 解析 tRNA上的反密码子和mRNA上的密码子通过碱基互补配对结合,从而将tRNA携带的氨基酸运输到相应的位置,即翻译过程。因此,金霉素抑制tRNA与mRNA的结合,直接影响了翻译过程。 18.(2021·河北,8,2分,难度★★★)关于基因表达的叙述,正确的是 (C) A.所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码 B.DNA双链解开,RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录 C.翻译过程中,核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性 D.多肽链的合成过程中,tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息 解析 RNA病毒的基因表达用到的RNA和蛋白质由RNA编码,A项错误;转录时,RNA聚合酶移动到终止子时停止转录,B项错误;翻译过程中,tRNA和mRNA相互识别保证了遗传信息传递的准确性,C项正确;tRNA从起始密码子开始读取,起始密码子之前的片段不进行翻译,D项错误。 19.(2021·重庆,12,2分,难度★★)科学家建立了一个蛋白质体外合成体系(含有人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸、除去了DNA和mRNA的细胞提取液)。在盛有该合成体系的四支试管中分别加入苯丙氨酸、丝氨酸、酪氨酸和半胱氨酸后,发现只有加入苯丙氨酸的试管中出现了多肽链。下列叙述错误的是 (C) A.合成体系中多聚尿嘧啶核苷酸为翻译的模板 B.合成体系中的细胞提取液含有核糖体 C.反密码子为UUU的tRNA可携带苯丙氨酸 D.试管中出现的多肽链为多聚苯丙氨酸 解析 翻译过程以氨基酸为原料,以转录过程产生的mRNA为模板,所以在人工合成体系中多聚尿嘧啶核苷酸为翻译的模板,A项正确;翻译需要核糖体的参与,所以人工合成体系中的细胞提取液含有核糖体才能开始翻译过程,B项正确;该实验不能证明苯丙氨酸的反密码子是UUU,题目中并未描述关于密码子与反密码子的信息,C项错误;加入苯丙氨酸的试管中出现了多肽链,因此,该实验说明在多聚尿嘧啶序列编码的指导下合成了苯丙氨酸组成的肽链,D项正确。 20.(2020·全国3,1,6分,难度★★)关于真核生物的遗传信息及其传递的叙述,错误的是 (B) A.遗传信息可以从DNA流向RNA,也可以从RNA流向蛋白质 B.细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽 C.细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等 D.染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子 解析 遗传信息的流动包括DNA复制(从DNA流向DNA)、转录(从DNA流向RNA)和翻译(从RNA流向蛋白质),以及逆转录(从RNA流向DNA)和RNA复制(从RNA流向RNA),A项正确。细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA可能是mRNA、rRNA或tRNA,只有mRNA能编码多肽,B项错误;基因是有遗传效应的DNA片段,DNA分子中还有非基因片段,所以细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等,C项正确。染色体DNA分子中含有许多个基因,转录通常以基因为单位进行,因此DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子,D项正确。 21.(2020·全国3,3,6分,难度★★)细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I)。含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时,存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是 (C) A.一种反密码子可以识别不同的密码子 B.密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合 C.tRNA分子由两条链组成,mRNA分子由单链组成 D.mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变 解析 由图可知,含有I的反密码子可识别图中三个mRNA上的三种密码子,A项正确。密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合,B项正确;tRNA分子是由一条RNA链经过折叠形成的,C项错误;由图中信息可知,mRNA上的三个密码子不同,但它们所决定的氨基酸相同,这样一种氨基酸对应几个密码子的现象称作密码子的简并,由此可推断mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变,D项正确。 22.(2020·海南,14,3分,难度★★★)下列关于人胃蛋白酶基因在细胞中表达的叙述,正确的是(B) A.转录时基因的两条链可同时作为模板 B.转录时会形成DNA-RNA杂合双链区 C.RNA聚合酶结合起始密码子启动翻译过程 D.翻译产生的新生多肽链具有胃蛋白酶的生物学活性 解析 转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程,主要发生在细胞核中,以核糖核苷酸为原料,A项错误;转录过程中会形成DNA—RNA杂合双链区,因为RNA合成的模板是DNA的一条链,B项正确;RNA聚合酶结合启动子启动转录过程,C项错误;翻译是以mRNA为模板,以氨基酸为原料合成蛋白质的过程,发生在核糖体上,翻译产生的新生多肽链还需要经过加工才能成为具有生物学活性的胃蛋白酶,D项错误。 23.(2020·天津,3,4分,难度★★)对于基因如何指导蛋白质合成,克里克认为要实现碱基序列向氨基酸序列的转换,一定存在一种既能识别碱基序列,又能运载特定氨基酸的分子。该种分子后来被发现是 (C) A.DNA B.mRNA C.tRNA D.rRNA 解析 基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的,DNA是转录的模板,控制蛋白质的合成,不能转运氨基酸,A项错误;mRNA是翻译的模板,B项错误;在翻译过程中,tRNA识别并转运氨基酸,C项正确;rRNA是组成核糖体的成分,D项错误。 24.(2020·江苏,9,2分,难度★★)某膜蛋白基因在其编码区的5'端含有重复序列CTCTT CTCTT CTCTT,下列叙述正确的是 (C) A.CTCTT重复次数改变不会引起基因突变 B.CTCTT重复次数增加提高了该基因中嘧啶碱基的比例 C.若CTCTT重复6次,则重复序列之后编码的氨基酸序列不变 D.CTCTT重复次数越多,该基因编码的蛋白质相对分子质量越大 解析 重复序列CTCTT重复次数改变,导致遗传信息发生改变,会引起基因突变,A项错误;基因中嘧啶与嘌呤碱基互补配对,嘧啶碱基一定占碱基总数的一半,B项错误;重复序列CTCTT重复6次,说明mRNA上比重复3次增加了15个碱基,即5个密码,故翻译时,不影响后面的氨基酸序列,C项正确;CTCTT重复次数增多,其编码的蛋白质所含的氨基酸数量改变,若终止密码子提前出现,则该基因编码的蛋白质的相对分子质量减小,D项错误。 基因表达过程中的最值计算 因为mRNA中有终止密码子,所以实际上DNA的碱基数要大于6n,mRNA中的碱基数要大于3n,因此在分析时常常有“至少”或“最多”字样。常见的相关计算式有: 　　①氨基酸数=参与翻译的密码子数=1/3 mRNA中的碱基数=1/6DNA中的碱基数; ②缩合时脱下的水分子数=肽键数=氨基酸数-肽链条数。 25.(2019·全国1,2,6分,难度★★★)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 (C) 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.①②④ B.②③④ C.③④⑤ D.①③⑤ 解析 翻译的原料是氨基酸,要想让多肽链带上放射性标记,应该用同位素标记的氨基酸(苯丙氨酸)作为原料,而tRNA作为转运氨基酸的运载体不需要进行标记,①错误、③正确;合成蛋白质需要模板,由题知苯丙氨酸的密码子是UUU,因此可以用人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸作模板,同时要除去细胞中原有DNA和mRNA的干扰,④、⑤正确;除去了DNA和mRNA的细胞裂解液模拟了细胞中的真实环境,其中含有核糖体、tRNA、催化多肽链合成的酶等,因此不需要再加入蛋白质合成所需的酶,故②错误。综上所述,ABD三项不符合题意,C项符合题意。 26.(2019·全国3,2,6分,难度★)下列与真核生物细胞核有关的叙述,错误的是 (B) A.细胞中的染色质存在于细胞核中 B.细胞核是遗传信息转录和翻译的场所 C.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心 D.细胞核内遗传物质的合成需要能量 解析 细胞中的染色质存在于细胞核中,A项正确;真核细胞中,遗传信息的转录主要发生在细胞核中,翻译发生在细胞质中的核糖体上,B项错误;细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心,C项正确;细胞核内的遗传物质为DNA,DNA的合成需要消耗ATP,D项正确。 27.(2019·海南,4,2分,难度★)某种抗生素可以阻止tRNA与mRNA结合,从而抑制细菌生长。据此判断,这种抗生素可直接影响细菌的 (D) A.多糖合成 B.RNA合成 C.DNA复制 D.蛋白质合成 解析 翻译过程需要经过tRNA与mRNA结合,故该抗生素可能通过作用于翻译过程影响蛋白质合成。 28.(2019·海南,20,2分,难度★★)下列关于蛋白质合成的叙述,错误的是 (C) A.蛋白质合成通常从起始密码子开始到终止密码子结束 B.携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点 C.携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合 D.最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA在肽键形成时脱掉氨基酸 解析 蛋白质合成中,翻译的模板是mRNA,从起始密码子开始到终止密码子结束,A项正确;核糖体同时占据两个密码子位点,携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点,通过反密码子与密码子进行互补配对,B项正确,C项错误;最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA在肽键形成时脱掉氨基酸,继续运输其他氨基酸,D项正确。 29.(2019·浙江,22,2分,难度★★)下列关于遗传信息表达过程的叙述,正确的是 (A) A.一个DNA分子转录一次,可形成一个或多个合成多肽链的模板 B.转录过程中,RNA聚合酶没有解开DNA双螺旋结构的功能 C.多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链 D.编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的脱氧核苷酸组成 解析 一个DNA上有多个基因,因此一个DNA分子转录一次,可形成一个或多个mRNA,A项正确;RNA聚合酶催化转录过程,既能解开DNA双螺旋结构又能催化合成RNA,B项错误;结合在一个mRNA分子上每一个核糖体都独立合成一条多肽链,C项错误;编码氨基酸的密码子由mRNA上3个相邻的核糖核苷酸组成,D项错误。 30.(2018·浙江,25,2分,难度★★★)miRNA是一种小分子RNA,某miRNA能抑制W基因控制的蛋白质(W蛋白)的合成。某真核细胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图如下。 下列叙述正确的是 (B) A.miRNA基因转录时,RNA聚合酶与该基因的起始密码相结合 B.W基因转录形成的mRNA在细胞核内加工后,进入细胞质用于翻译 C.miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则,即A与T、C与G配对 D.miRNA抑制W蛋白的合成是通过双链结构的miRNA直接与W基因的mRNA结合所致 解析 转录时RNA聚合酶与该基因的某一启动部位(启动子)相结合,起始密码在mRNA上,A项错误;转录的场所在细胞核,翻译的场所在细胞质,B项正确;miRNA与W基因mRNA结合发生在RNA之间,遵循碱基互补配对原则,为A与U、C与G,C项错误;miRNA蛋白质复合物中miRNA为单链,该单链与W基因mRNA结合,D项错误。 31.(2017·江苏,23,3分,难度★★★)(多选)在体外用14C 标记半胱氨酸-tRNA 复合物中的半胱氨酸(Cys),得到*Cys-tRNACys,再用无机催化剂镍将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸(Ala),得到*Ala-tRNACys(见下图,tRNA 不变)。如果该*Ala-tRNACys参与翻译过程,那么下列说法正确的是 (AC) A.在一个mRNA 分子上可以同时合成多条被14C 标记的多肽链 B.反密码子与密码子的配对由tRNA 上结合的氨基酸决定 C.新合成的肽链中,原来Cys 的位置会被替换为14C 标记的Ala D.新合成的肽链中,原来Ala 的位置会被替换为14C标记的Cys 解析 一条mRNA链可同时结合多个核糖体,合成多条相同的多肽链,A项正确;反密码子与密码子的配对由tRNA上的三个相邻的碱基决定,B项错误;由于半胱氨酸-tRNA复合物中的半胱氨酸(Cys)被还原成丙氨酸(Ala),所以,新合成的肽链中,原来Cys的位置会被替换为14C标记的Ala,C项正确,D项错误。 32.(2016·江苏,18,2分,难度★★★)近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列,可人为选择DNA上的目标位点进行切割(见下图)。下列相关叙述错误的是 (C) A.Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成 B.向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则 C.向导RNA可在逆转录酶催化下合成 D.若α链剪切位点附近序列为……TCCAGAATC……则相应的识别序列为……UCCAGAAUC…… 解析 蛋白质是由相应基因指导在核糖体上合成的,A项正确;向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则,B项正确;逆转录酶催化以RNA为模板合成DNA的过程,C项错误;根据碱基互补配对原则,若α链剪切点附近序列为……TCCAGAATC……,则相应的识别序列为……UCCAGAAUC……,D项正确。 33.(2023·广东,17,10分,难度★★★★)放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明,circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡,调控机制见下图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA,可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA,可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合,从而提高mRNA的翻译水平。 回答下列问题。 (1)放射刺激心肌细胞产生的　　　　　　　会攻击生物膜的磷脂分子,导致放射性心肌损伤。  (2)前体mRNA是通过　　　　　酶以DNA的一条链为模板合成的,可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对　　　　　的竞争性结合,调节基因表达。  (3)据图分析,miRNA表达量升高可影响细胞凋亡,其可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)根据以上信息,除了减少miRNA的表达之外,试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路:　　　　　　　　　　　。  答案 (1)自由基　(2)RNA聚合　miRNA　(3)P蛋白能抑制细胞凋亡,miRNA表达量升高,与P基因mRNA结合并提高其降解的概率,导致合成的P蛋白减少,从而影响细胞凋亡 (4)增加circRNA的数量,使更多的miRNA与之结合,从而减少对P基因表达的抑制 解析 (1)放射刺激心肌细胞可以使细胞产生更多的自由基,自由基会攻击生物膜的磷脂分子,从而造成放射性心肌损伤。(2)前体mRNA是基因转录的产物,转录过程需要的酶是RNA聚合酶。从图中可以看出,miRNA既可以与P基因mRNA结合,也可以与circRNA结合。(3)从图中可以看出,miRNA是通过与P基因mRNA结合来抑制P蛋白合成的,所以当miRNA表达量升高,会导致P蛋白含量降低,进而影响细胞凋亡。(4)只要使miRNA与P基因mRNA结合的机会减少,则可以治疗放射性心脏损伤。由于circRNA可以与miRNA结合,所以增加circRNA的数量就可以减少miRNA与P基因mRNA结合的机会,从而达到治疗放射性心脏损伤的目的。 34.(2022·江苏,21,12分,难度★★)科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防,图中①~④示意4种RNA药物的作用机制。请回答下列问题。 (1)细胞核内RNA转录合成以　　　　为模板,需要　　　　的催化。前体mRNA需加工为成熟的mRNA,才能转运到细胞质中发挥作用,说明　　　　对大分子物质的转运具有选择性。  (2)机制①:有些杜兴氏肌营养不良症患者DMD蛋白基因的51外显子片段中发生　　　　,提前产生终止密码子,从而不能合成DMD蛋白。为治疗该疾病,将反义RNA药物导入细胞核,使其与51外显子转录产物结合形成　　　　,DMD前体mRNA剪接时,异常区段被剔除,从而合成有功能的小DMD蛋白,减轻症状。  (3)机制②:有些高胆固醇血症患者的PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解,血液中胆固醇含量偏高。转入与PCSK9 mRNA特异性结合的siRNA,导致PCSK9 mRNA被剪断,从而抑制细胞内的　　　　合成,治疗高胆固醇血症。  (4)机制③:mRNA药物进入患者细胞内可表达正常的功能蛋白,替代变异蛋白发挥治疗作用。通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒,目的是  　。  (5)机制④:编码新冠病毒S蛋白的mRNA疫苗,进入人体细胞,在内质网上的核糖体中合成S蛋白,经过　　　　　　　　修饰加工后输送出细胞,可作为　　　　诱导人体产生特异性免疫反应。  (6)接种了两次新型冠状病毒灭活疫苗后,若第三次加强接种改为重组新型冠状病毒疫苗,根据人体特异性免疫反应机制分析,进一步提高免疫力的原因有:  　。  答案 (1)DNA的一条链　RNA聚合酶　核孔 (2)突变(碱基的替换、增添或缺失)　双链RNA (3)PCSK9蛋白　(4)保护并把mRNA送入细胞内,使之能够表达正常的功能蛋白　(5)内质网和高尔基体　抗原　(6)重组新型冠状病毒疫苗作为抗原可持续刺激机体产生更多的记忆细胞和抗体,进一步提高机体的免疫力 解析 (1)细胞核中的RNA是以DNA的一条链为模板,在RNA聚合酶的催化作用下合成的。前体mRNA不能通过核孔,而成熟的mRNA可通过核孔,说明核孔对大分子物质的转运具有选择性。(2)外显子是基因中可以编码蛋白质的脱氧核苷酸序列,外显子中碱基的替换、增添或缺失可能导致mRNA中终止密码子提前出现,进而影响蛋白质的合成。可利用反义RNA药物与51外显子转录的mRNA通过碱基互补配对结合为双链RNA,在对DMD前体mRNA修饰的过程中将该异常双链区段切除,从而合成有功能的小DMD蛋白,减轻症状。(3)PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解,导致血液中胆固醇含量偏高,可以转入与PCSK9mRNA特异性结合的siRNA,二者结合形成双链RNA,使PCSK9 mRNA被剪断,从而抑制PCSK9 mRNA的表达,达到治疗疾病的目的。(4)脂质体包裹mRNA药物既可以保护mRNA药物,又能使该大分子通过脂质体与细胞膜融合的方式进入细胞,使之表达正常的功能蛋白。(5)由题图可知,mRNA疫苗需在细胞内合成抗原蛋白,分泌到细胞外,可作为抗原刺激机体产生免疫应答。故该抗原蛋白的合成、加工、分泌过程需核糖体、内质网、高尔基体和线粒体(提供能量)参与。(6)重组新型冠状病毒疫苗可以具有与新型冠状病毒灭活疫苗相同的抗原成分,故第三次注射重组新型冠状病毒疫苗可以持续刺激机体发生二次免疫反应,产生更多的记忆细胞和抗体,进一步提高免疫力。 35.(2021·全国甲,30,9分,难度★★★★)用一段由放射性同位素标记的DNA片段可以确定基因在染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位素32P标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP,dA-Pα~Pβ~Pγ)等材料制备了DNA片段甲(单链),对W基因在染色体上的位置进行了研究,实验流程的示意图如下。 回答下列问题。 (1)该研究人员在制备32P标记的DNA片段甲时,所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32P,原因是  　。  (2)该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品,在混合操作之前去除了样品中的RNA分子,去除RNA分子的目的是  　。  (3)为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合,需要通过某种处理使样品中的染色体DNA　　　　。  (4)该研究人员在完成上述实验的基础上,又对动物细胞内某基因的mRNA进行了检测,在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA,这种酶是　　　　　　　。  答案 (1)32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料,dATP要断开两个高能磷酸键,只有α位磷酸基团参与DNA的合成 (2)防止混合操作之前,W基因转录的RNA对实验结果的影响　(3)解旋　(4)DNA酶 解析 (1)明确dATP去掉远离腺苷的两个磷酸基团后,是DNA的基本单位,这是解题的关键。合成DNA的原料是4种脱氧核苷酸,每个脱氧核苷酸都是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基组成的。用带有32P标记的dATP作为合成DNA的原料,将32P标记到新合成的DNA分子上,dATP要断开两个特殊化学键,则带有32P的磷酸基团应在dATP的α位上。(2)混合之前,细胞中含有W基因通过转录生成的RNA,该RNA分子能与DNA片段甲形成杂交带,对实验结果造成干扰,所以混合操作之前应去除样品中的RNA分子。(3)为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合,需要通过某种处理使样品中的染色体DNA解旋为单链。(4)酶具有专一性,DNA酶能去除样品中的DNA,而对RNA无影响。 36.(2021·北京,21,10分,难度★★★)近年来发现海藻糖-6-磷酸(T6P)是一种信号分子,在植物生长发育过程中起重要调节作用。研究者以豌豆为材料研究了T6P在种子发育过程中的作用。 (1)豌豆叶肉细胞通过光合作用在　　　　　中合成三碳糖,在细胞质基质中转化为蔗糖后运输到发育的种子中转化为淀粉贮存。  (2)细胞内T6P的合成与转化途径如下: 底物T6P海藻糖 将P酶基因与启动子U(启动与之连接的基因仅在种子中表达)连接,获得U-P基因,导入野生型豌豆中获得U-P纯合转基因植株,预期U-P植株种子中T6P含量比野生型植株　　　　　,检测结果证实了预期,同时发现U-P植株种子中淀粉含量降低,表现为皱粒。用同样方法获得U-S纯合转基因植株,检测发现植株种子中淀粉含量增加。  (3)本实验使用的启动子U可以排除由于目的基因　　　　　对种子发育产生的间接影响。  (4)在进一步探讨T6P对种子发育的调控机制时,发现U-P植株种子中一种生长素合成酶基因R的转录降低,U-S植株种子中R基因转录升高。已知R基因功能缺失突变体r的种子皱缩,淀粉含量下降。据此提出假说:T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累。请从①~⑤选择合适的基因与豌豆植株,进行转基因实验,为上述假说提供两个新的证据。写出相应组合并预期实验结果。 ①U-R基因　②U-S基因　③野生型植株 ④U-P植株　⑤突变体r植株                 答案 (1)叶绿体基质　(2)低　(3)在其他器官(过量)表达　(4)②⑤　与突变体r植株相比,转基因植株种子的淀粉含量不变,仍皱缩　①④　与U-P植株相比,转基因植株种子淀粉含量增加,为圆粒　②④　与U-P植株相比,转基因植株种子R基因转录提高,淀粉含量增加,为圆粒(答出任意两条即可) 解析 (1)豌豆叶肉细胞通过光合作用形成三碳糖是暗反应过程,该过程发生在叶绿体基质中。(2)P酶基因与启动子U结合后则可启动U基因表达,则P基因在种子中表达增高,P酶增多,T6P更多转化为海藻糖,故预期U-P植株种子中T6P含量比野生型植株低。(3)启动子U启动与之连接的基因仅在种子中表达,该过程可以排除由于目的基因在其他器官(过量)表达对种子发育产生的间接影响。(4)本实验的目的是验证T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累,且结合(2)可知,U-P植株种子中淀粉含量降低,表现为皱粒。用同样方法获得U-S纯合转基因植株,检测发现植株种子中淀粉含量增加,实验设计应遵循对照与单一变量原则,故可设计实验如下:②(U-S基因,S酶可以较高表达)⑤(R基因功能缺失突变体),与突变体r植株相比,转基因植株种子的淀粉含量不变,仍皱缩;①(U-R基因,R基因表达较高)④(U-P植株,P基因表达较高),与U-P植株相比,转基因植株种子淀粉含量增加,为圆粒;②(U-S基因,S酶可以较高表达)④(U-P植株,P基因表达较高),与U-P植株相比,转基因植株种子R基因转录提高,淀粉含量增加,为圆粒。 37.(2021·江苏,22,12分,难度★★)根据新冠病毒致病机制及人体免疫反应特征研制新冠疫苗,广泛接种疫苗可以快速建立免疫屏障。图1为新冠病毒入侵细胞后的增殖示意图,图2为人体免疫应答产生抗体的一般规律示意图。请据图回答下列问题。 图1 (1)图1中,新冠病毒通过S蛋白与细胞表面的ACE2受体结合,侵入细胞释放出病毒的(+)RNA,在宿主细胞中经　　　　　合成病毒的RNA聚合酶。  (2)在RNA聚合酶的作用下,病毒利用宿主细胞中的原料,按照　　　　　原则合成(-)RNA。随后大量合成新的(+)RNA。再以这些RNA为模板,分别在　　　　　大量合成病毒的N蛋白和S、M、E蛋白。  (3)制备病毒灭活疫苗时,先大量培养表达　　　　　的细胞,再接入新冠病毒扩大培养,灭活处理后制备疫苗。细胞培养时需通入CO2,其作用是　　　　　。  (4)制备S蛋白的mRNA疫苗时,体外制备的mRNA常用脂质分子包裹后才用于接种。原因一是人体血液和组织中广泛存在　　　　　,极易将裸露的mRNA水解,二是外源mRNA分子不易进入人体细胞产生抗原。  (5)第一次接种疫苗后,人体内识别到S蛋白的B细胞,经过增殖和分化,形成的　　　　　细胞可合成并分泌特异性识别　　　　　的IgM和IgG抗体(见图2),形成的　　　　　细胞等再次接触到S蛋白时,发挥免疫保护作用。  图2 (6)有些疫苗需要进行第二次接种,据图2分析进行二次接种的意义是　　　　　　　　　　　　　　　。  答案 (1)翻译　(2)碱基互补配对　游离核糖体和粗面内质网上的核糖体　(3)ACE2受体　维持培养液的pH　(4)RNA酶　(5)浆　新冠病毒S蛋白　记忆　(6)激发再次应答,在人体内产生更多、维持时间更长的抗体,并储备更多的记忆细胞 解析 (1)由图可知,新冠病毒通过S蛋白与细胞表面的ACE2受体结合,侵入细胞释放出病毒的(+)RNA,在宿主细胞中经翻译合成病毒的RNA聚合酶,参与宿主细胞内合成病毒的RNA。(2)在RNA聚合酶的作用下,病毒利用宿主细胞中的原料,按照碱基互补配对原则合成(-)RNA;随后再通过复制合成大量新的(+)RNA,再以这些RNA为模板,分别在游离核糖体和粗面内质网上的核糖体大量合成病毒的N蛋白和S、M、E蛋白。(3)病毒表面的蛋白质可作为抗原激发机体的特异性免疫过程,制备新冠病毒灭活疫苗时,先大量培养能够表达ACE2受体的细胞,再接入新冠病毒扩大培养,经灭活处理后制备疫苗;动物细胞培养时常需通入CO2,其目的是维持培养液的pH。(4)由于人体血液和组织中广泛存在RNA酶极易将裸露的mRNA水解,另外外源mRNA分子不易进入人体细胞产生抗原,制备S蛋白的mRNA疫苗时,体外制备的mRNA常用脂质分子包裹后才用于接种。(5)第一次接种疫苗后,刺激B细胞增殖和分化,形成浆细胞并产生记忆细胞;当再次接触到S蛋白时,记忆细胞增殖分化,产生大量浆细胞,分泌大量抗体,发挥免疫保护作用。(6)第二次接种的意义是激发再次应答,在人体内产生更多、维持时间更长的抗体,并储备更多的记忆细胞。 38.(2020·全国2,29,10分,难度★★★)大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后,可形成小肽(短的肽链)。回答下列问题。 (1)在大豆细胞中,以mRNA为模板合成蛋白质时,除mRNA外还需要其他种类的核酸分子参与,它们是　　　　　　　　　　　　。  (2)大豆细胞中大多数mRNA和RNA聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞质这两个部位来说,作为mRNA合成部位的是　　　　,作为mRNA执行功能部位的是　　　　　;作为RNA聚合酶合成部位的是　　　　　,作为RNA聚合酶执行功能部位的是　　　　　。  (3)部分氨基酸的密码子如下表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG,则该小肽的氨基酸序列是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换,但小肽的氨基酸序列不变,则此时编码小肽的RNA序列为　。  氨基酸 色氨酸 谷氨酸 酪氨酸 组氨酸 密码子 UGG GAA GAG UAC UAU CAU CAC 答案 (1)rRNA、tRNA　(2)细胞核　细胞质　细胞质　细胞核　(3)酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸　UAUGAGCACUGG 解析 (1)以mRNA为模板合成蛋白质时,需要tRNA来运输氨基酸,该过程在核糖体上完成,因此还需要rRNA参与。(2)大豆作为真核生物,大多数mRNA都是由细胞核中的DNA转录而来的,再通过核孔进入细胞质执行功能,而RNA聚合酶是在细胞质中的核糖体上合成的,再通过核孔进入细胞核催化DNA的转录。(3)由密码子表可知,UACGAACAUUGG对应的氨基酸序列为酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸。由于谷氨酸、组氨酸和酪氨酸都有两种密码子,且每种氨基酸的两种密码子都只有一个碱基不同,故如果发生3处碱基替换但氨基酸序列不变,则UAC替换为UAU,GAA替换为GAG,CAU替换为CAC,替换后的RNA序列应为UAUGAGCACUGG。 辨析转录和翻译过程 　　转录:①一个DNA分子中有许多个基因,转录是以基因为单位进行的,每个基因可分别转录成一条mRNA,由于基因的选择性表达,一个DNA分子中某个基因进行转录时,其他基因可能转录也可能不转录,它们之间互不影响。 　　②转录的起点和终点分别是DNA分子上基因首端的启动子和尾端的终止子,其中启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位。 ③真核生物的DNA转录形成的mRNA需要在细胞核加工处理成为成熟的mRNA后才能作为翻译的模板。 ④转录的产物不只是mRNA,tRNA、rRNA也是转录的产物。 翻译:①放大图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为tRNA、核糖体、mRNA、多肽链。 ②一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点,与起始密码子对应的tRNA只会占据1个结合位点,其他的都会先后结合2个结合位点。 ③翻译起点:起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。 ④翻译终点:识别到终止密码子(不决定氨基酸)翻译停止。 ⑤翻译进程:核糖体沿着mRNA移动,mRNA不移动。 考点32基因的本质及基因表达与性状的关系　 1.(2024·吉林,9,2分,难度★★★★)下图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现,50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是 (C) A.酶E的作用是催化DNA复制 B.甲基是DNA半保留复制的原料之一 C.环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素 D.DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型 解析 由题图可知,经过酶E作用后,DNA的甲基化部位增多,推测酶E可催化DNA甲基化,而不是催化DNA复制,A项错误。DNA半保留复制的原料是四种游离的脱氧核苷酸,B项错误。由题干中“50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大”可知,环境会引起DNA甲基化差异从而产生表观遗传现象,C项正确。DNA甲基化不改变碱基序列,但会影响生物的表型,D项错误。 2.(2023·湖北,14,2分,难度★★★★)人的某条染色体上A、B、C三个基因紧密排列,不发生互换。这三个基因各有上百个等位基因(例如:A1~An均为A的等位基因)。父母及孩子的基因组成如下表。下列叙述正确的是 (B) 家庭成员 基因组成 父亲 A23A25B7B35C2C4 母亲 A3A24B8B44C5C9 儿子 A24A25B7B8C4C5 女儿 A3A23B35B44C2C9 A.基因A、B、C的遗传方式是伴X染色体遗传 B.母亲的其中一条染色体上基因组成是A3B44C9 C.基因A与基因B的遗传符合基因的自由组合定律 D.若此夫妻第3个孩子的A基因组成为A23A24,则其C基因组成为C4C5 解析 父亲和儿子的基因组成中基因A、B、C均分别含有两个,说明基因A、B、C位于常染色体上,A项错误。母亲携带有A3、A24,B8、B44,C5、C9三对等位基因,女儿携带有A3、A23,B35、B44,C2、C9三对等位基因,其中A3、B44、C9三个基因只能来自母亲,故这三个基因在一条染色体上,B项正确。基因A和基因B位于同一条染色体上,因此其遗传不符合基因的自由组合定律,C项错误。根据题目中给出的父母的基因组成,若第3个孩子的A基因组成为A23A24,说明其从父亲那里获得了A23、B35、C2三个基因所在的染色体,从母亲那里获得了A24、B8、C5三个基因所在的染色体,故其C基因组成为C2C5,D项错误。 本题的难点是根据题意进行基因在染色体上的位置分析。如果同时分析三对基因,容易混淆并且无从下手。可以一次分析一种基因,进而简化分析过程。比如,如果只分析基因A,则父亲基因组成为A23,母亲基因组成为A3A24,儿子基因组成为A24A25。容易得出父亲传给儿子的是基因,母亲传给儿子的是A24基因。如果只分析基因B,则父亲基因组成为B7B35,母亲基因组成为B8,儿子基因组成为B7B8。容易得出父亲传给儿子的是B7基因,母亲传给儿子的是B8基因。如果只分析基因C,则父亲基因组成为C2C4,母亲基因组成为C5C9,儿子基因组成为C4C5。容易得出父亲传给儿子的是C4基因,母亲传给儿子的是C5基因。由于A、B、C三个基因均位于一条染色体上并且不发生互换,所以父亲传给儿子的A25、B7、C4三个基因必位于一条染色体上,另外的A23、B35、C2三个基因必位于另一条同源染色体上。同理,可以分析出母亲的A24、B8、C5三个基因位于一条染色体上,A3、B44、C9三个基因位于另一条染色体上。依此可以轻松解题。 3.(2023·湖南,3,2分,难度★★)酗酒危害人类健康。乙醇在人体内先转化为乙醛,在乙醛脱氢酶2(ALDH2)作用下再转化为乙酸,最终转化成CO2和水。头孢类药物能抑制ALDH2的活性。ALDH2基因某突变导致ALDH2活性下降或丧失。在高加索人群中该突变的基因频率不足5%,而东亚人群中高达30%~50%。下列叙述错误的是(D) A.相对于高加索人群,东亚人群饮酒后面临的风险更高 B.患者在服用头孢类药物期间应避免摄入含酒精的药物或食物 C.ALDH2基因突变人群对酒精耐受性下降,表明基因通过蛋白质控制生物性状 D.饮酒前口服ALDH2酶制剂可催化乙醛转化成乙酸,从而预防酒精中毒 解析 ALDH2基因发生突变会导致ALDH2活性下降或丧失,ALDH2可催化乙醇转变为乙酸,东亚人群中ALDH2基因发生突变的概率高于高加索人群,所以东亚人群饮酒后面临的风险更高,A项正确。由于头孢类药物能抑制ALDH2的活性,所以患者在服用头孢类药物期间应避免摄入含酒精的药物或食物,B项正确。由题意可知,ALDH2基因某突变导致ALDH2活性下降或丧失,说明ALDH2基因通过控制ALDH2来控制代谢过程,进而控制生物性状,而ALDH2是蛋白质,所以该实例表明基因通过蛋白质控制生物性状,C项正确。口服ALDH2酶制剂,其会在消化道中分解成氨基酸,从而失去生理功能,D项错误。 4.(2023·海南,11,3分,难度★★★)某植物的叶形与R基因的表达直接相关。现有该植物的植株甲和乙,二者R基因的序列相同。植株甲R基因未甲基化,能正常表达;植株乙R基因高度甲基化,不能表达。下列有关叙述正确的是 (D) A.植株甲和乙的R基因的碱基种类不同 B.植株甲和乙的R基因的序列相同,故叶形相同 C.植株乙自交,子一代的R基因不会出现高度甲基化 D.植株甲和乙杂交,子一代与植株乙的叶形不同 解析 甲基化时生物的碱基序列和种类不发生改变,故植株甲和乙的R基因的碱基种类相同,A错误;植株甲和乙的R基因的碱基序列相同,但由于植株乙的R基因高度甲基化,抑制了R基因的表达,因此二者叶形不同,B错误;DNA甲基化修饰可以遗传,因此植株乙自交,子一代的R基因仍可出现高度甲基化,C错误;植株甲和乙杂交,子一代中含有未甲基化的R基因和高度甲基化的R基因,因此R基因可以表达,推测子一代与植株乙的叶形不同,D正确。 5.(2023·辽宁,8,2分,难度★★★)CD163蛋白是PRRSV病毒感染家畜的受体。为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程,将红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因拼接在一起(如下图),使其表达成一条多肽。该拼接过程的关键步骤是除去 (B) A.CD163基因中编码起始密码子的序列 B.CD163基因中编码终止密码子的序列 C.RFP基因中编码起始密码子的序列 D.RFP基因中编码终止密码子的序列 解析 若要监控CD163蛋白的表达和转运过程,则图中RFP基因与CD163基因都需要转录和翻译,因此拼接在一起的CD163基因转录形成的mRNA中不能出现终止密码子,否则只能进行CD163基因的翻译,因此该拼接过程的关键步骤是除去CD163基因中编码终止密码子的序列,B符合题意。 6.(2022·天津,5,4分,难度★)小鼠Avy基因控制黄色体毛,该基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制,使小鼠毛色发生可遗传的改变。有关叙述正确的是 (A) A.Avy基因的碱基序列保持不变 B.甲基化促进Avy基因的转录 C.甲基化导致Avy基因编码的蛋白质结构改变 D.甲基化修饰不可遗传 解析 由题意可知,Avy基因上游发生不同程度的甲基化修饰,而Avy基因的碱基序列并未发生改变,A项正确。题中Avy基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制,而基因表达包括转录和翻译,可据此推测甲基化抑制了Avy基因的转录,B项错误。小鼠表型变化是由于甲基化修饰导致基因表达受抑制,相关蛋白质的表达量存在差异,但由于基因碱基序列不变,所以Avy基因编码的蛋白质结构没有改变,C项错误。由题干信息可知,甲基化修饰使小鼠毛色发生可遗传的改变,即可以遗传,D项错误。 7.(2022·天津,9,4分,难度★★)染色体架起了基因和性状之间的桥梁。有关叙述正确的是 (B) A.性状都是由染色体上的基因控制的 B.相对性状分离是由同源染色体上的等位基因分离导致的 C.不同性状自由组合是由同源染色体上的非等位基因自由组合导致的 D.可遗传的性状改变都是由染色体上的基因突变导致的 解析 只有真核细胞的细胞核中存在染色体,而真核细胞的细胞质和原核细胞、病毒等中的基因也可以控制性状,A项错误。位于同源染色体上的等位基因控制相对性状,同源染色体上等位基因的分离会导致相对性状的分离,B项正确。不同性状自由组合是由非同源染色体上的非等位基因自由组合导致的,C项错误。可遗传的性状改变可能是由染色体上的基因突变导致的,也可能是基因重组或者染色体变异等引起的,D项错误。 8.(2018·天津,6,6分,难度★)某生物基因型为A1A2,A1和A2的表达产物N1和N2可随机组合形成二聚体蛋白,即N1N1、N1N2、N2N2三种蛋白。若该生物体内A2基因表达产物的数量是A1的2倍,则由A1和A2表达产物形成的二聚体蛋白中,N1N1型蛋白占的比例为 (D) A.1/3 B.1/4 C.1/8 D.1/9 解析 由题意知:N1蛋白占总蛋白量的1/3,N2蛋白占总蛋白量的2/3,则组合形成的二聚体蛋白N1N1占1/3×1/3=1/9,N2N2占2/3×2/3=4/9,N1N2占2×1/3×2/3=4/9。 9.(2017·海南,23,2分,难度★)下列关于真核生物遗传物质和性状的叙述,正确的是 (B) A.细胞中染色体的数目始终等于DNA的数目 B.有丝分裂有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定 C.细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和 D.生物体中,一个基因决定一种性状,一种性状由一个基因决定 解析 真核生物细胞的DNA不仅存在于染色体中,还存在于线粒体、叶绿体中,细胞中染色体的数目不等于DNA的数目,A项错误;有丝分裂的重要意义在于,亲代细胞的染色体经过复制后,精确地平均分配到两个子细胞中,有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定,B项正确;基因是有遗传效应的DNA片段,即有些DNA片段不是基因,故细胞中DNA分子的碱基对数远大于所有基因的碱基对数之和,C项错误;生物体中基因与性状之间存在“多因一效、一因多效”的关系,故D项错误。 10.(2024·全国甲,32,10分,难度★★★)袁隆平研究杂交水稻,对粮食生产具有突出贡献。回答下列问题。 (1)用性状优良的水稻纯合体(甲)给某雄性不育水稻植株授粉,杂交子一代均表现雄性不育;杂交子一代与甲回交(回交是杂交后代与两个亲本之一再次交配),子代均表现雄性不育;连续回交获得性状优良的雄性不育品系(乙)。由此推测控制雄性不育的基因(A)位于　　　　　　(填“细胞质”或“细胞核”)。  (2)将另一性状优良的水稻纯合体(丙)与乙杂交,F1均表现雄性可育,且长势与产量优势明显,F1即为优良的杂交水稻。丙的细胞核基因R的表达产物能够抑制基因A的表达。基因R表达过程中,以mRNA为模板翻译产生多肽链的细胞器是　　　　　　。F1自交子代中雄性可育株与雄性不育株的数量比为　。  (3)以丙为父本与甲杂交(正交)得F1,F1自交得F2,则F2中与育性有关的表现型有　　　　　种。反交结果与正交结果不同,反交的F2中与育性有关的基因型有　　　　　　种。  答案 (1)细胞质　(2)核糖体　3∶1　(3)1　3 解析 (1)据题意可以看出雄性不育这种表现型始终与母本一致,说明控制雄性不育的基因(A)位于细胞质中。(2)纯合体丙与乙(雄性不育)杂交,由于控制雄性不育的基因位于细胞质中,所以理论上F1应表现为雄性不育,但由于细胞核基因R的表达产物抑制了基因A的表达,F1表现为雄性可育。由上述分析可知,丙的基因型为A(RR)或RR,乙的基因型为A(rr),由于乙表现为雄性不育,所以丙与乙杂交时,丙为父本,乙为母本,所以F1的基因型为A(Rr),F1自交,子代的基因型及比例为1/4A(RR)、2/4A(Rr)和1/4A(rr),其中A(RR)和A(Rr)表现为雄性可育,A(rr)表现为雄性不育,比例为3∶1。翻译的场所为核糖体。(3)丙和甲杂交时,正反交结果不一样,说明两者的细胞质基因不同。根据题意,甲是雄性可育的,与雄性不育植株的杂交后代都表现为雄性不育,说明其细胞核基因型为rr,不含细胞质基因A。丙的细胞核基因型为RR,含有细胞质基因A。所以正交(丙为父本)时,F1的基因型为Rr,F1自交,F2的基因型为R_和rr,由于不存在基因A,与育性有关的表现型只有1种(雄性可育);反交(丙为母本)时,F1的基因型为A(Rr),F1自交,F2与育性有关的基因型有3种:A(RR)(雄性可育)、A(Rr)(雄性可育)和A(rr)(雄性不育)。 11.(2023·全国乙,32,10分,难度★★★★★)某种观赏植物的花色有红色和白色两种。花色主要是由花瓣中所含色素种类决定的,红色色素是由白色底物经两步连续的酶促反应形成的,第1步由酶1催化,第2步由酶2催化。其中酶1的合成由A基因控制,酶2的合成由B基因控制。现有甲、乙两个不同的白花纯合子,某研究小组分别取甲、乙的花瓣在缓冲液中研磨,得到了甲、乙花瓣的细胞研磨液,并用这些研磨液进行不同的实验。 实验一:探究白花性状是由A或B基因单独突变还是共同突变引起的 ①取甲、乙的细胞研磨液在室温下静置后发现均无颜色变化。 ②在室温下将两种细胞研磨液充分混合,混合液变成红色。 ③将两种细胞研磨液先加热煮沸,冷却后再混合,混合液颜色无变化。 实验二:确定甲和乙植株的基因型 将甲的细胞研磨液煮沸,冷却后与乙的细胞研磨液混合,发现混合液变成了红色。 回答下列问题。 (1)酶在细胞代谢中发挥重要作用,与无机催化剂相比,酶所具有的特性是　　　　　　(答出3点即可);煮沸会使细胞研磨液中的酶失去催化作用,其原因是高温破坏了酶的　　　　　　　　　　　。  (2)实验一②中,两种细胞研磨液混合后变成了红色,推测可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)根据实验二的结果可以推断甲的基因型是　　　　　,乙的基因型是　　　　　;若只将乙的细胞研磨液煮沸,冷却后与甲的细胞研磨液混合,则混合液呈现的颜色是　。  答案 (1)高效性、专一性、作用条件较温和　空间结构 (2)甲、乙两种研磨液混合后,其中的酶1和酶2使白色底物经酶促反应生成了红色色素 (3)AAbb　aaBB　白色 解析 由题意可知,红色色素的合成途径如下: 。 基因型为A_B_的植株花色为红色,其余为白色,其中基因型为A_bb的植株花瓣中含有酶1,基因型为aaB_的植株花瓣中含有酶2,基因型为aabb的植株花瓣中两种酶都没有。(1)与无机催化剂相比,酶具有高效性、专一性和作用条件较温和等特性,大多数酶的化学本质是蛋白质,高温下其空间结构被破坏,变性失活。(2)实验一的步骤②中,两种细胞研磨液中分别含有白色底物被酶1催化产生的中间产物和酶2,混合后酶2催化中间产物形成红色色素。(3)由实验二可知,甲细胞研磨液中含有酶1和白色底物被酶1催化的中间产物,乙细胞研磨液中含有酶2,并且甲、乙都是纯合子,因此确定甲、乙的基因型分别为AAbb和aaBB。若将乙细胞研磨液煮沸,酶2失活,不能催化中间产物形成红色色素,则混合液呈现的颜色是白色。 学科网（北京）股份有限公司 $$