专题六 遗传的分子基础-【优化探究】2025年高考生物二轮专题复习配套PPT课件（广东专版）

遗传信息主要编码在DNA分子上 第一部分 大概念五 专题六　遗传的分子基础   [课标范围]　1.人类对遗传物质的探索过程。　2.DNA分子的结构和复制。　3.遗传信息的转录和翻译。　4.表观遗传。　5.基因与性状的关系。 噬菌体侵染细菌 沃森、克里克 通常是有遗传效应的DNA片段 特定的碱基排列顺序 半保留复制 DNA的一条链 mRNA 控制酶的合成来控制 代谢过程,进而控制生物 体的性状 蛋白 质的结构 内容索引 NEIRONGSUOYIN 微专题二　基因的表达 微专题一　基因的本质 情境进阶(6)　基因表达的调控机制 专题提能练 基因的本质 微专题一 核心要点整合 1.遗传物质探究历程的“两标记”“三结论” (1)噬菌体侵染细菌实验中的两次标记的目的不同 大肠杆菌 T2噬菌体 (2)遗传物质发现的三个实验结论 ①格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验的结论:加热杀死的S型细菌中存在“　　　　　”。  ②艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验的结论:DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质,即　　　　 　　　　。  ③噬菌体侵染细菌实验的结论:　　　　　　　　　　。  转化因子 DNA是遗传物质 DNA是遗传物质 2.噬菌体侵染细菌实验放射性的分布误差 (1) (2) 未侵染 大肠杆菌 子代噬菌体 3.探究遗传物质的三种方法 DNA RNA 核酸 蛋白质 4.DNA的结构与复制 (1)DNA结构的两种关系和两种连接键 ① ② 2 —脱氧核糖—磷酸— 脱氧核糖— 氢键 ③ 两个脱氧 核苷酸 (2)DNA分子复制(以真核细胞为例) DNA聚合酶 解旋酶 减数分裂 四种脱氧核苷酸 5.DNA结构与复制的3种“计算” (1)牢记A=T、G=C,并牢记二者依次含2个氢键和3个氢键。 (2)牢记两种“和” ①互补碱基之和即A+T或G+C在不同DNA中可不同,但在某一特定DNA中,该值在一条链、在另一条链及在整个DNA分子中为“恒值”。 ②非互补碱基之和之比即(A+C)/(T+G)或(A+G)/(T+C),在所有双链DNA中均等于1,无特异性,且该值在两条互补链中互为倒数。 (3)DNA复制时的计算 已知某亲代DNA中含某种脱氧核苷酸m个。 ①“复制n次”消耗的该种脱氧核苷酸数:m·(2n-1)。 ②“第n次复制”消耗的该种脱氧核苷酸数:m·。 提醒:捕捉DNA复制中的“关键字眼” ①DNA复制:用15N标记的是“亲代DNA”还是“培养基中原料”。 ②子代DNA:所求DNA比例是“含15N的”还是“只含15N的”,是“DNA分子数”还是“链数”。 真题体验感悟 1.(2022·广东卷,5)下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述,错误的是(　　) A.孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律 B.摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上 C.赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质 D.沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式 D 解析: 沃森和克里克结合富兰克林的DNA衍射图谱推算出DNA呈螺旋结构,D错误。 2.(2022·广东卷,12)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(如图),该线性分子两端能够相连的主要原因是(　　) 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 C 解析:单链序列脱氧核苷酸数量相等和分子骨架同为脱氧核糖与磷酸都不是该线性DNA分子两端能够相连的原因,A、B错误;据图可知,单链序列的碱基能够互补配对,这是该线性DNA分子两端能够相连的主要原因,C正确;该线性DNA分子自连环化后两条单链方向相反,D错误。 【思维拓展·长句表达】 1.(原因分析类)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一个噬菌体上的原因是____________ _________________ ___________________________。  进行放射性检测时,只能检测到放射性存在部位,不能确定是何种元素的放射性 2.(逆向思维类)将一个噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记,并使其侵染大肠杆菌,将大肠杆菌在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放,则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n,原因是 ____ ____________ ___________________________________________________________________________________________________________________。  一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后,标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中,因此在得到的n个噬菌体中只有2个带标记 3.(机理表述类)某野生型水稻叶片的绿色由基因C控制,突变型1叶片为黄色,由基因C突变为C1所致。测序结果表明,突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变,从基因控制性状的角度解释突变体叶片变黄的机理: ____ ________________________________。  基因突变影响了与色素形成有关酶的合成,导致叶片变黄 命题精准预测 角度1　遗传物质证据的实验分析 1.(2024·深圳市三模)在遗传物质的探究过程中,科学家共同推动了科学的发展。下列叙述错误的是(　　) A.格里菲斯的重要贡献是提出了转化因子的概念 B.艾弗里的肺炎链球菌的转化实验使用了减法原理控制自变量 C.肺炎链球菌和噬菌体作为实验材料具有细胞结构简单的优点 D.DNA双螺旋结构的提出为基因工程的兴起奠定了基础 C 解析:格里菲思的肺炎链球菌转化实验证实已加热致死的S型细菌中存在某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的转化因子,A正确;艾弗里的肺炎链球菌的转化实验使用了减法原理控制自变量,B正确;噬菌体为病毒,不具有细胞结构,C错误;DNA双螺旋结构的提出为基因工程的兴起奠定了基础,D正确。 2.(2024·广州市执信中学月考)赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料,利用放射性同位素标记技术进行了相关实验,为生物遗传物质探索提供了有力的证据。图示为实验的部分过程,相关叙述正确的是(　　) A.培养获得含32P的细菌是标记噬菌体DNA的前提 B.过程①时间越长,噬菌体侵染细菌越充分,结果更可靠 C.过程②的目的是使噬菌体的蛋白质与DNA彼此分离 D.过程③沉淀中放射性高,证明DNA是遗传物质 A 解析:由于噬菌体没有细胞结构,无法独立生存,只能寄生在大肠杆菌中才能繁殖,因此培养获得含32P的细菌是标记噬菌体DNA的前提,A正确;过程①时间过长会导致大肠杆菌裂解,使子代噬菌体释放出来,上清液的放射性增强,导致结果不可靠,B错误;过程②的目的是使噬菌体的蛋白质与被侵染的大肠杆菌彼此分离,C错误;过程③沉淀中放射性高,证明噬菌体侵染细菌时DNA进入细菌,但不能据此证明DNA是遗传物质,D错误。 角度2　DNA结构与复制的判断分析 3.(2024·梅州市质检)如图为某同学制作的DNA双螺旋结构模型,下列相关描述正确的是(　　) A.a链从左向右的碱基序列和b链从右向左的碱基序列相同 B.一个细胞周期中,c处的化学键可能发生断裂和生成 C.d处小球代表核糖,它和磷酸交替连接构成DNA分子的基本骨架 D.DNA分子上不具有遗传效应的片段一般不能遗传给下一代 B 解析: 4.(2024·深圳市模拟)科学家利用荧光染料给Rep蛋白(作为DNA解旋酶的“引擎”,驱动复制叉的移动)加上了绿色荧光蛋白,从而获知其相对于DNA分子的运动轨迹,结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.DNA结合蛋白可能具有防止DNA单链重新形成双链的作用 B.DNA通过半保留复制合成的两条新链的碱基序列完全相同 C.Rep蛋白推动复制叉的移动需要ATP水解为其提供能量 D.DNA两条子链的延伸方向相同,均为从子链的5'端向3'端 B 解析:据图可知,DNA结合蛋白分布在解旋后的DNA单链上,DNA结合蛋白可能具有防止DNA单链重新形成双链的作用,A正确;DNA分子的复制方式是半保留复制,据图可知,DNA分子链的延伸方向是从5'→3',又因DNA的两条链是反向平行的,故DNA分子通过半保留复制合成的两条新链的碱基序列应为完全互补的,而非完全相同,B错误,D正确;DNA复制需要ATP提供能量,Rep推动复制叉移动需要消耗能量,通过水解ATP提供,C正确。 基因的表达 微专题二　 核心要点整合 1.原核细胞与真核细胞中的基因表达过程 2.不同生物的遗传信息的传递过程 3.基因对性状的控制 (1)基因控制性状的途径 蛋白质的结构 酶的 合成 (2)表观遗传 真题体验感悟 1.(2022·广东卷,7)拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构,功能是协助mRNA转移。与野生型相比,推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中,有更多mRNA分布于(　　) A.细胞核　　　　　　　　 B.细胞质 C.高尔基体 D.细胞膜 A 解析:mRNA的合成主要发生在细胞核中,又知拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构,功能是协助mRNA转移,据此可推测HPR1蛋白功能缺失的突变型细胞中,mRNA转移受阻,导致mRNA滞留在细胞核中,A符合题意。 2.(2021·广东卷,7)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(　　) A.DNA复制 B.转录 C.翻译 D.逆转录 C 解析:DNA复制是以DNA为模板合成DNA的过程,不涉及tRNA与mRNA的结合,A不符合题意;转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,依据题意分析可知金霉素没有抑制转录过程,B不符合题意;tRNA与mRNA结合发生在翻译过程中,金霉素的作用直接影响的过程是翻译,C符合题意;逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程,此过程中不涉及tRNA与mRNA的结合,D不符合题意。 【思维拓展·长句表达】 1.(原因分析类)原核生物的拟核基因表达速率往往比真核生物的核基因表达的速率要快很多,原因是__________________________________ __________________________________________________________________________________________。  原核生物的拟核基因表达时转录和翻译可以同步进行,真核生物的核基因表达时先在细胞核内完成转录,再在细胞质内的核糖体上进行翻译 2.(意义表述类)一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,其意义是_____________________________________ ___________。  3.(依据推测类)起始密码子AUG决定甲硫氨酸,但是自然界中的蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸,推测其原因是_________________ 　 　。  少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质 翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰,甲硫氨酸在此过程中往往会被剪切掉 命题精准预测 角度1　转录和翻译的过程的分析 1.(2024·广东七校联考)如图是中心法则的某个过程示意图,下列叙述错误的是(　　) A.B链的合成方向是从B链的5'端到3'端 B.如图所示原料为脱氧核苷酸,酶为DNA聚合酶 C.如图所示过程与DNA复制过程的碱基互补配对方式不完全相同 D.自然条件下,如图可表示逆转录过程,可发生在某些RNA病毒侵入活细胞后 B 解析: DNA复制过程的碱基互补配对方式为A—T、T—A、G—C、C—G,题图所示过程是以RNA为模板,合成单链DNA的过程,该过程的碱基互补配对方式为A—T、U—A、G—C、C—G,故C正确;病毒没有细胞结构,需寄生在宿主细胞内增殖,逆转录病毒侵入活细胞后,可利用活细胞中的原料等进行逆转录,故D正确。 2.(2024·深圳市调研)如表是治疗支原体肺炎的常用药物及药物的部分抗菌机制。表中阿奇霉素和红霉素直接影响的生理过程分别是(　　) 常用药物 抗菌机制 阿奇霉素 与rRNA结合 红霉素 与核糖体结合 A.转录、翻译 B.翻译、转录 C.翻译、翻译 D.转录、转录 C 解析:核糖体是由rRNA和蛋白质组成的,是合成蛋白质的场所,能够进行翻译过程。由表格信息可知阿奇霉素的抗菌机制是与rRNA结合,可抑制蛋白质的翻译过程;红霉素与核糖体结合,同样可抑制蛋白质的翻译过程,C正确。 角度2　基因的选择性表达及表观遗传的分析 3.(2024·深圳市调研)我国科学家揭示了植物激素油菜素甾醇(BR)调控水稻穗粒数形成复粒稻的机制,如图所示。下列判断正确的是(　　) A.BR只存在于水稻的特定部位并在该部位发挥作用 B.BR的产生减少是水稻相关基因选择性表达的结果 C.复粒稻形成过程中BRD3与RCN2两者的表达呈负相关 D.实现水稻增产的思路是喷洒BR抑制剂从而激活BRD3 B 解析:BR属于植物激素,能够从产生部位运输到作用部位,故并非只存在于水稻的特定部位,A错误;据题意,BRD3基因使BR减少,故BR的产生减少是水稻相关基因选择性表达的结果,B正确;据图可知,复粒稻形成过程中BRD3基因被激活,其表达增多,该部位BR减少,导致该部位调控因子RCN2表达增多,即两者的表达呈正相关,C错误;结合图示可知,BRD3基因激活后导致BR减少,实现水稻增产的思路是喷洒BR抑制剂从而调控RCN2基因表达增多,D错误。 4.(2024·广东六校联考)FTO蛋白可擦除N基因mRNA的甲基化修饰,避免该mRNA被Y蛋白识别而降解,从而提高了鱼类的抗病能力。下列相关分析不正确的是(　　) A.N基因mRNA的甲基化修饰属于表观遗传 B.mRNA甲基化会影响其转录 C.mRNA甲基化会降低其稳定性 D.N基因表达会提高鱼类的抗病能力 B 解析:N基因mRNA的甲基化修饰不改变生物体基因的碱基序列,但基因表达与表型会发生可遗传的变化,属于表观遗传,A正确;mRNA甲基化会影响其翻译过程,B错误;FTO蛋白可擦除N基因mRNA的甲基化修饰,避免该mRNA被Y蛋白识别而降解,说明mRNA甲基化后会被Y蛋白识别、降解,稳定性降低,C正确;FTO蛋白擦除N基因mRNA的甲基化修饰后,会提高鱼类的抗病能力,故N基因表达会提高鱼类的抗病能力,D正确。 基因表达的调控机制 情境进阶(6) 1.转录水平的调控(以乳糖操纵子为例) 无诱导物存在时(如图 1),阻遏蛋白与操纵基因结合阻止RNA聚合酶与启动子(P)的结合,使得结构基因不能正常转录。 有诱导物(乳糖)存在时(如图2),诱导物与阻遏蛋白结合,使阻遏蛋白结构改变,不能与操纵基因结合,则RNA聚合酶结合到启动子上并启动结构基因的表达。 2.RNA干扰技术——沉默基因的钥匙 RNA干扰的机制:双链RNA进入细胞内被一个称为Dicer的特定的酶切割成21~23个核苷酸长的小分子RNA的片段(简称siRNA)。Dicer能特异性识别双链RNA,切割产生的siRNA片段解开变成单链,和某些蛋白质形成复合物(简称RISC)。RISC能结合到细胞内与siRNA互补的mRNA上,并切割该mRNA,使其被降解,造成蛋白质无法合成,产生基因“沉默”现象(如图所示)。 3.翻译后水平的调控——分子伴侣 (1)分子伴侣:一类协助细胞内分子组装和协助蛋白质折叠的蛋白质,主要有热休克蛋白和伴侣蛋白两大类。 (2)分子伴侣的主要作用 ①参与新生肽链的折叠与装配; ②参与蛋白质的运输; ③修复热变性蛋白。 对点演练 1.(2024·深圳四校联考)大肠杆菌的乳糖操纵子由控制区(包括启动子和操纵基因)和LacZ、LacY、LacA三个结构基因组成。当培养基中有乳糖时会导致操纵子开启(图b),培养基中无乳糖时,操纵子关闭(图a),β-半乳糖苷酶可以水解乳糖。下列叙述正确的是(　　) A.调节基因表达时过程①与过程②的碱基互补配对方式不完全相同 B.当环境中无乳糖时,阻遏蛋白与操纵基因结合,在翻译水平影响基因的表达 C.结构基因转录产生的mRNA上有三个不同位置的启动子和三个不同位置的终止子 D.当环境中有乳糖时,大肠杆菌通过正反馈调节来调控结构基因的表达 答案:A 解析:过程①为转录,过程②为翻译,转录和翻译过程碱基互补配对方式不完全相同,A正确;环境中无乳糖时,阻遏蛋白与操纵基因结合,在转录水平影响基因的表达,B错误;据图b分析可知,结构基因转录产生一条mRNA,翻译出三种蛋白质,说明该mRNA上有三个不同位置的起始密码子和终止密码子,而不是三个不同位置的启动子和终止子,C错误;当环境中有乳糖时,乳糖与阻遏蛋白结合,导致阻遏蛋白失去活性,结构基因正常表达,合成的β-半乳糖苷酶可以水解乳糖,从而减弱这一过程,由此可知,大肠杆菌通过负反馈调节来调控结构基因的表达,D错误。 2.(2024·惠州市调研)真核细胞中基因表达过程受到多个水平的调控,包括转录前调控、转录调控、翻译调控等。如图是几种调控的原理示意图,下列相关叙述错误的是(　　) A.图1中表示转录的过程是②,图2中表示翻译的过程是⑥ B.图2中Lin-14基因编码的mRNA与miRNA不完全互补配对属于翻译调控 C.图1中B细胞DNA的选择性重排属于转录调控 D.与DNA复制过程相比,图2中④过程特有的碱基互补配对方式是A—U 答案:C 解析:图1中,②过程是以DNA为模板合成RNA的过程(转录),图2中,⑥过程是以RNA为模板合成蛋白质的过程(翻译),A正确;图2中Lin-14基因编码的mRNA与miRNA不完全互补配对属于翻译调控,B正确;图1中B细胞DNA的选择性重排属于转录前调控,C错误;与DNA复制过程相比,图2中④过程特有的碱基互补配对方式是A—U(DNA复制时,碱基互补配对方式为A—T、T—A、C—G、G—C,转录时,碱基互补配对方式为A—U、T—A、C—G、G—C),D正确。 3.天使综合征(简称AS)是与15号染色体上的UBE3A和SNRPN基因有关的表观遗传现象,某AS患儿从父亲获得的UBE3A基因DNA序列正常,但邻近的SNRPN基因产生了一段RNA(UBE3A-ATS),干扰了父源UBE3A基因合成蛋白质。下列分析错误的是(　　) A.SNRPN基因与UBE3A基因的部分碱基序列相同 B.反义RNA会抑制UBE3A基因的翻译 C.双链RNA会被细胞内聚合酶识别后降解 D.开发抑制SNRPN基因表达的药物可治疗AS C 解析:据题意“邻近的SNRPN基因产生了一段RNA(UBE3A-ATS),干扰了父源UBE3A基因合成蛋白质”,并结合题图可知,SNRPN基因转录形成的RNA(反义RNA,即UBE3A-ATS)能与UBE3A基因转录形成的mRNA部分碱基互补配对,使UBE3A基因的翻译受阻,故SNRPN基因与UBE3A基因的部分碱基序列相同,A、B正确;由题图可知,由SNRPN基因转录形成的反义RNA与UBE3A基因的mRNA互补结合形成的双链RNA,能被细胞内RNA水解酶识别后降解,从而使UBE3A基因无法表达,因此,开发抑制SNRPN基因表达的药物可治疗AS,C错误,D正确。 专题提能练(六)　 遗传的分子基础 一、选择题 1.(2024·汕头市调研)用35S或32P标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌,经短时间保温后进行搅拌、离心,放射性物质分别主要分布在(　　) A.上清液和上清液　　　 B.沉淀物和沉淀物 C.上清液和沉淀物 D.沉淀物和上清液 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 C 解析:35S标记噬菌体的蛋白质,主要分布在上清液;32P标记噬菌体的DNA,主要分布在沉淀物,C符合题意。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 2.(2024·惠州市模拟)人血红蛋白由4条肽链组成(2条α链和2条β链),合成α链的基因位于16号染色体上,正常人每条16号染色体上有2个α基因,即α1与α2。合成β链的基因位于11号染色体上,下列关于相关基因的描述错误的是(　　) A.α1基因与α2基因为非等位基因 B.α基因与β基因为非等位基因 C.α与β基因之间可进行基因重组 D.证明基因与蛋白质为一一对应关系 D 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 解析:正常人每条16号染色体上有2个α基因,即α1基因与α2基因为非等位基因,A正确;等位基因位于同源染色体上,而α基因与β基因分别在16号和11号染色体上,为非等位基因,B正确;α基因与β基因分别位于两对同源染色体上,因而在减数分裂Ⅰ后期可进行基因重组,C正确;该事实说明基因与蛋白质之间不是一一对应关系,可能出现多对基因对应一种蛋白质的情况,D错误。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 3.(2024·惠州市调研)“基因是有遗传效应的DNA或RNA片段”,对这一概念的理解正确的是(　　) A.所有基因均具有双螺旋结构 B.所有基因中“A+G=T+C”恒成立 C.基因中的碱基序列决定其特异性 D.所有基因均位于染色体上 C 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 解析:“基因是有遗传效应的DNA或RNA片段”,若基因位于RNA上,一般为单链,不具有双螺旋结构,不满足“A+G=T+C”恒成立,A、B不符合题意;基因无论位于DNA还是RNA上,都由其碱基序列决定其特异性,C符合题意;染色体是DNA的主要载体,D不符合题意。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 4.(2024·大湾区模拟)把大肠杆菌放在含15N的培养基中培养若干代,提取细胞中的DNA分子并离心,结果示意图如图所示。把上述大肠杆菌转移到含有14N的培养基中繁殖3代,提取DNA进行离心,结果可表示为 (　　) B 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 解析:DNA复制的原则为半保留复制,连续复制三代后,子代DNA标记情况为15N14N、14N14N、14N14N、14N14N、14N14N、14N14N、14N14N、15N14N,子代只剩下轻带和中带,且轻带占比多,B正确。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 5.(2024·深圳市模拟)如图,甲为核糖核苷酸(NMP)的结构,乙为脱氧核苷酸(dNMP)的结构。若图乙中3'-OH也脱氧变成—H,就变成双脱氧核苷酸(ddNMP)。下列有关叙述错误的是(　　) A.细胞内构成NMP 和dNMP的碱基不完全相同 B.基因转录时,游离的 NMP 添加到新生 RNA 链的 3'-OH端 C.若ddNMP掺入到正在合成的 DNA 链中,不影响DNA的正常复制 D.若 DNA一条链的序列是 5'-TTGAC-3',则互补链的序列是 5'-GTCAA-3' C 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 解析:细胞内构成NMP和dNMP的碱基不完全相同,A正确;基因转录时,游离的NMP添加到新生RNA链的3'-OH端,B正确;DNA复制时,游离的dNMP添加到子链的3'-OH端,而ddNMP的3'端是—H而不是—OH,无法再继续连接脱氧核苷酸,因而ddNMP掺入到DNA链中后会影响DNA的正常复制,C错误;DNA的两条链是反向平行的,若DNA一条链的序列是5'-TTGAC-3',则互补链的序列是5'-GTCAA-3',D正确。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 6.(2024·茂名市综测)中心法则描述的是生物从蓝图落实到建筑的过程,如图为中心法则模式图,①~④表示不同过程,下列叙述正确的是(　　) A.①均在细胞核内进行 B.②表明遗传信息可以从DNA流向RNA C.③以核糖核苷酸为原料 D.④遵循A—T,C—G的碱基互补配对原则 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 B 解析:图中①表示DNA复制;②表示转录;③表示逆转录;④表示翻译。DNA复制还可以发生在线粒体和叶绿体中,A错误;转录的遗传信息是从DNA流向RNA,B正确;逆转录的原料是脱氧核糖核苷酸,C错误;翻译遵循A—U,C—G的碱基互补配对原则,D错误。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 7.(2024·广州市执信中学月考)据《自然》杂志报道,REST蛋白能阻断MicroRNA的表达。MicroRNA是一类单链非编码的RNA,能阻止胚胎干细胞自我更新。研究发现MicroRNA中的MicroRNA-21(或称miR-21)会抑制胚胎干细胞的自我更新,与关键的自我更新调节因子Oct4、Nanog、Sox2和c-Myc的表达丧失有关。下列叙述正确的是(　　) A.细胞分化导致基因的选择性表达 B.MicroRNA可能通过调控基因的翻译发挥作用 C.胚胎干细胞自我更新旺盛时REST蛋白的表达量较低 D.关键的自我更新调节因子Oct4能抑制胚胎干细胞的自我更新 B 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 解析:基因的选择性表达导致细胞分化,A错误;依题干可知,MicroRNA是一类单链非编码的RNA,因此其可能通过调控基因的翻译发挥作用,B正确;依题干可知,MicroRNA能阻止胚胎干细胞自我更新,而REST蛋白能阻断MicroRNA的表达,由此可推知,胚胎干细胞自我更新旺盛时REST蛋白的表达量较高,C错误;依题干可知,MicroRNA中的MicroRNA-21会抑制胚胎干细胞的自我更新,与关键的自我更新调节因子Oct4等的表达丧失有关,因此可推知Oct4能促进胚胎干细胞的自我更新,D错误。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 8.(2024·汕头市调研)乙肝病毒(HBV)感染迄今为止仍是全球范围内严峻的公共卫生问题。siRNA(一种小型的外源RNA,能与目标mRNA结合)可靶向抑制HBV基因的表达,该物质直接影响的过程是(　　) A.DNA复制　　　　　 B.转录 C.翻译 D.逆转录 C 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 解析:siRNA能与目标mRNA结合,可靶向抑制HBV基因的表达,由此可知siRNA可抑制翻译过程,C符合题意。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 9.(2024·广东六校联考)基因通常是有遗传效应的DNA片段,基因的表达包括转录和翻译过程。真核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.由图可知,RNA聚合酶与基因A起始密码子结合次数大于基因B B.①主要发生在细胞核,mRNA、rRNA和tRNA都是转录的产物 C.②过程中多个核糖体沿着mRNA移动可以合成多条相同的肽链 D.若基因A部分碱基发生甲基化导致①和②过程减弱,这种现象属于可遗传变异 A 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 解析:RNA聚合酶的作用是识别和结合启动子,驱动基因的转录过程,由题图可知,基因A转录出的mRNA数量多于基因B,说明RNA聚合酶与基因A的启动子结合次数多于基因B,RNA聚合酶结合的是启动子而不是起始密码子,起始密码子位于mRNA上,A错误;由题图可知,①为转录过程,该过程主要发生在细胞核,也可发生在线粒体和叶绿体中,该过程是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,mRNA、rRNA和tRNA都是转录的产物,B正确;②为翻译过程,该过程中一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时合成多条相同的肽链,从而提高翻译的速率,C正确;基因A部分碱基发生甲基化会影响基因的表达,对表型产生影响,这种现象叫作表观遗传,这种甲基化修饰可以遗传给后代,使后代出现同样的表型,D正确。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 10.(2024·惠州市调研)表观遗传现象在自然界中广泛存在,其中蜂王与工蜂的异型分化就是一种表观遗传现象。刚开始,由受精卵孵化的幼虫都能取食蜂王浆,但3天后,只有极少数幼虫继续取食蜂王浆,最终发育为蜂王;绝大多数幼虫只能取食花粉和花蜜,发育为工蜂。研究表明,Dnmt3蛋白是一种DNA甲基转移酶,它是Dnmt3基因的表达产物,能在没有被甲基化的DNA区域添加甲基基团,敲除Dnmt3基因后,无论取食何种食物,幼虫均能发育为蜂王。下列说法错误的是(　　) 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 A.蜂王浆的作用之一可能与重要基因的甲基化有关 B.敲除Dnmt3基因后形成的蜂王体内的DNA甲基化程度与由蜂王浆诱导的正常蜂王的相似 C.表观遗传均由DNA碱基的甲基化引起,都不能遗传给后代 D.表观遗传不改变基因的碱基序列,但可能会导致基因表达水平的变化 答案:C 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 解析:由题干信息“只有极少数幼虫继续取食蜂王浆……幼虫均能发育为蜂王”可知,蜂王浆的作用之一可能与重要基因的甲基化有关,敲除Dnmt3基因后形成的蜂王体内的DNA甲基化程度与由蜂王浆诱导的正常蜂王的相似,A、B正确;DNA甲基化只是表观遗传的一种情况,且表观遗传是可遗传变异,能遗传给后代,C错误;表观遗传不改变基因的碱基序列,但可能会导致基因表达水平发生改变,D正确。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 二、非选择题 11.(2024·广州市执信中学月考)心肌细胞因高度分化而不能增殖,ARC基因在心肌细胞中特异性表达,抑制心肌细胞凋亡,以维持正常数量。细胞中某些基因形成的前体RNA在加工过程中会产生许多小RNA,如miR-223(链状)、HRCR(环状)。HRCR可以吸附miR-223,以达到清除它们的目的(如图)。回答下列问题。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 (1)ARC基因和基因A、B的　　　　　　　　　 　不同使得3种基因具有特异性。过程①中前体 RNA是通过　　　 　酶以DNA的一条链为模板合成的。  碱基排列顺序(和数量) RNA聚合 解析:(1)ARC基因和基因A、B的碱基排列顺序不同使得3种基因具有特异性;过程①为转录,需要的原料是四种游离的核糖核苷酸,转录过程需要的酶是RNA聚合酶。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 (2)心肌缺血、缺氧时,会发生RNA干扰现象:基因A过度表达产生过多的miR-223,miR-223与ARC基因的mRNA结合,阻止了基因表达的_____过程,进而　　　(填“促进”或“抑制”)心肌细胞的凋亡,引起心力衰竭。与ARC基因相比,核酸杂交分子1中特有的碱基对是　　　。  翻译 促进 A—U 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 解析: (2)过多的miR-223与mRNA结合形成核酸杂交分子1,导致过程②翻译因模板的缺失而受阻,引起凋亡抑制因子减少,进而促进心肌细胞的凋亡,最终导致心力衰竭。基因ARC在心肌细胞中特异性表达,抑制心肌细胞凋亡。核酸杂交分子1存在的碱基配对方式是A—U,G—C,而ARC基因存在的碱基配对方式是A—T,G—C,因此核酸杂交分子1特有的碱基对是A—U。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 (3)根据题意,RNA除了具有为蛋白质合成提供模板外,还具有_________ 　　　　　　　　　　 　功能(写出1种即可)。  形成核酸 杂交分子、调控基因表达 解析: (3)根据题意,RNA除了具有为蛋白质合成提供模板外,还具有形成核酸杂交分子、调控基因表达的功能。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 (4)科研人员认为,HRCR有望开发成为减缓心力衰竭的新药物,其依据是__________________________________________________________ __________________________________________________________。  HRCR与miR-223碱基互补配对,减少miR-223与ARC基因转录的mRNA结合,有利于ARC基因的成功表达,从而抑制心肌细胞的凋亡 解析: (4)根据题意分析,HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物,其依据是HRCR与miR-223碱基互补配对,利于ARC基因的表达增加,从而抑制心肌细胞的凋亡。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 12.(2024·汕头市模拟)吸烟是肺癌、心脑血管疾病的重要诱因。研究表明,吸烟会改变相关基因的表达调控。AhR是一种转录因子,当与烟草中的有毒物质多环芳烃(PAHs)结合后被激活,引发后续相关基因的表达,对生物起到一定的保护作用,调控机制如图a所示。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 回答下列问题。 (1)CYP1A1基因在表达过程中,游离在细胞质中的氨基酸通过________ 运送到合成蛋白质的“生产线”。  tRNA 解析:(1)蛋白质的合成场所是核糖体,原料是氨基酸,翻译时,tRNA将细胞质中的氨基酸运送到合成蛋白质的“生产线”(核糖体)。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 (2)AhR被激活后与ARNT形成复合体,通过促进相关基因表达合成 　 　,将有毒物质代谢成中间体BPDE,进而去毒化并转移出细胞。  CYP1A1 解析: (2)由图a可知,AhR被激活后与ARNT形成复合体,通过促进相关基因表达合成CYP1A1,将有毒物质代谢成中间体BPDE,进而去毒化并转移出细胞。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 (3)AhRR蛋白可与AhR竞争性结合ARNT,研究发现,吸烟会改变AhRR基因的甲基化水平(如图b),AhRR基因的碱基序列通常　　 (填“会”或“不会”)因此发生改变。长期吸烟的人患肺癌的概率较高,其致病机理是____________________________________________________________ _____________________________________________________,  抑制AhR发挥调控功能,进而抑制对外来毒物的氧化代谢,导致肺癌。 不会 长期吸烟会降低AhRR基因甲基化水平,促进AhRR基因表达(或答“合成更多AhRR蛋白”),AhRR基因表达产物与AhR竞争性结合ARNT 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 解析: (3)DNA甲基化是表观遗传的一种类型,表观遗传是指生物体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,因此吸烟会改变AhRR基因的甲基化水平但AhRR基因的碱基序列通常不会发生改变。长期吸烟的人患肺癌的概率较高,其致病机理是长期吸烟会降低AhRR基因甲基化水平,促进AhRR基因表达(或合成更多AhRR蛋白),AhRR基因表达产物与AhR竞争结合ARNT,抑制AhR发挥调控功能,进而抑制对外来毒物的氧化代谢,导致肺癌。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 (4)根据以上信息,若机体吸入过多PAHs,请提出相应的解毒思路: _______________ _______________________________________ __________________________________________ (答出两点)。 增大AhR蛋白含量,促进CYP1A1基因表达,抑制AhRR基因表达,提高AhRR基因的甲基化水平,减少AhRR的含量) 解析: (4)根据题意,若机体吸入过多PAHs,可通过增大AhR蛋白含量,促进CYP1A1基因表达,抑制AhRR基因表达,提高AhRR基因的甲基化水平,减少AhRR的含量等方式进行解毒。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10 11 12 $$