主题2 专题(5) 命题点2 遗传信息的传递和表达-【步步高】2024年高考生物大二轮专题复习与增分策略（新高考，粤渝闽鄂京津琼黑晋皖云新赣甘豫桂贵）

命题点2　遗传信息的传递和表达 1．DNA的结构 (1)结构图解 (2)特点 ①DNA单链上相邻脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接。 ②双链DNA分子中碱基数目：A＝T、C＝G、A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G。 ③“单链中互补碱基和”占该链碱基数比例＝“双链中互补碱基和”占双链总碱基数比例。 ④某单链不互补碱基之和的比值与其互补链的该比值互为倒数。 2．RNA的结构、种类和功能 3．DNA复制的分析 4．遗传信息的转录和翻译 (1)转录 (2)翻译 ①模型一 ②模型二 5．原核细胞与真核细胞中的基因表达 6．遗传信息的传递过程 7．基因与性状的关系 (1)基因控制生物体性状的途径 (2)基因的选择性表达 (3)表观遗传 (4)基因与性状的关系 1．(2022·广东，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 答案　C 解析　单链序列脱氧核苷酸数量相等、分子骨架同为脱氧核糖与磷酸交替连接，不能决定线性DNA分子两端能够相连，A、B错误；据图可知，单链序列的碱基能够互补配对，决定线性DNA分子两端能够相连，C正确；DNA的两条链是反向的，因此自连环化后两条单链方向相反，D错误。 2．(2020·江苏，30节选)研究发现，线粒体内的部分代谢产物可参与调控核内基因的表达，进而调控细胞的功能。下图为T细胞中发生上述情况的示意图，请据图回答下列问题： (1)线粒体中产生的乙酰辅酶A可以进入细胞核，使染色质中与________结合的蛋白质乙酰化，激活干扰素基因的转录。 (2)线粒体内产生的自由基穿过线粒体膜到________________中，激活NFAT等调控转录的蛋白质分子，激活的NFAT可穿过________进入细胞核，促进白细胞介素基因的转录。转录后形成的__________分子与核糖体结合，经________过程合成白细胞介素。 (3)T细胞内乙酰辅酶A和自由基调控核内基因的表达，其意义是_______________。 答案　(1)DNA　(2)细胞质基质　核孔　mRNA　翻译　(3)提高机体的免疫能力 3．(2023·广东，17)放射性心脏损伤是由电离辐射诱导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，调控机制如图。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基因的mRNA结合并将其降解的概率上升，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡　(4)可通过增大细胞内circRNA的含量，靶向结合miRNA使其不能与P基因的mRNA结合，从而提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡 解析　(1)放射刺激心肌细胞可产生大量自由基攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。(2)RNA聚合酶能催化转录过程，以DNA的一条链为模板，通过碱基互补配对原则合成前体mRNA。由图可知，miRNA既能与P基因mRNA结合，降低mRNA的翻译水平，又能与circRNA结合，提高mRNA的翻译水平，故circRNA和mRNA在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合，调节基因表达。(3)P蛋白能抑制细胞凋亡，当miRNA表达量升高时，大量的miRNA与P基因的mRNA结合，并将P基因的mRNA降解，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡。(4)根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，还能通过增大细胞内circRNA的含量，靶向结合miRNA，使其不能与P基因的mRNA结合，从而提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡。 思维延伸——判断与填充 (1)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DNA复制的场所(2019·天津，1)(　√　) (2)“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。则催化该过程的酶为RNA聚合酶，a链上任意3个碱基组成一个密码子(2022·浙江6月选考，16)(　×　) (3)染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的 RNA分子(2020·全国Ⅲ，1)(　√　) (4)mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变(2020·全国Ⅲ，3)(　√　) (5)蛋白质合成通常从起始密码子开始到终止密码子结束，且携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点(2019·海南，20)(　√　) (6)(2022·湖南，19节选)某野生型水稻叶片绿色由基因C控制，突变型1叶片为黄色，由基因C突变为C1所致，基因C1纯合幼苗期致死。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，由5′－GAGAG－3′变为5′－GACAG－3′，导致第243位氨基酸突变为谷氨酰胺，从基因控制性状的角度解释突变体叶片变黄的机理：基因突变影响与色素形成有关酶的合成，导致叶片变黄(部分密码子及对应氨基酸：GAG谷氨酸；AGA精氨酸；GAC天冬氨酸；ACA苏氨酸；CAG谷氨酰胺)。 题组一　DNA的结构与复制 1．(2023·钦州高三期中)如图为某双链DNA(由甲链和乙链组成)的局部结构简图，图中数字①～⑥表示不同物质或氢键。下列有关叙述正确的是(　　) A．图中⑤为氢键，且③与④可为A－T碱基对或G－C碱基对 B．图中①为腺嘌呤，②为胸腺嘧啶，①②通过氢键相连接 C．图中⑥为磷酸基团，此DNA片段中含有2个游离磷酸基团 D．图中甲链与乙链方向相反，但两条链碱基排列顺序相同 答案　C 解析　DNA分子中，碱基对A与T之间有2个氢键相连，G与C之间有3个氢键相连，图中⑤为氢键，而③与④之间有3个氢键，所以③与④只能为G－C碱基对，A错误；图中①腺嘌呤和②胸腺嘧啶通过“－脱氧核糖－磷酸－脱氧核糖－”连接，B错误；图中⑥为磷酸基团，每条链的5′端有一个游离的磷酸基团，所以此DNA片段中含有2个游离磷酸基团，C正确；图中甲链与乙链方向相反，两条链的碱基互补配对，所以排列顺序不同，D错误。 2．(2023·山东，5)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(　　) 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 答案　D 解析　据图分析，甲时新合成的单链①比②短，乙时①比②长，因此可以说明①和②延伸时均存在暂停现象，A正确；①和②两条链中碱基是互补的，甲时新合成的单链①比②短，但②中多出的部分可能不含有A、T，因此①中A、T之和与②中A、T之和可能相等，B正确；①和②两条链中碱基是互补的，丙为复制结束时的图像，新合成的单链①与②等长，丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等，C正确；①和②两条单链由一个双链DNA分子复制而来，其中一条母链合成子链①时，①的5′端指向解旋方向，则另一条母链合成子链②时，②的延伸方向为5′端至3′端，其模板链5′端指向解旋方向，D错误。 题组二　基因指导蛋白质合成过程 3．(2023·湖南，12)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(　　) 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 答案　C 解析　由题图可知，抑制CsrB基因转录会使CsrB的RNA减少，使CsrA更多地与glg mRNA结合形成不稳定构象，最终核糖核酸酶会降解glg mRNA，而glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用，故抑制CsrB基因的转录能抑制细菌糖原合成，C错误；由题图及C选项分析可知，若CsrA都结合到CsrB上，则没有CsrA与glg mRNA结合，从而使glg mRNA不被降解而正常进行翻译，有利于细菌糖原的合成，D正确。 4．(2023·洛阳高三模拟)apoB－100蛋白由肝细胞和肾细胞分泌，apoB－48蛋白由小肠细胞分泌，它们都是负责脂质转运的载脂蛋白，血浆中的胆固醇与载脂蛋白apoB－100结合形成低密度脂蛋白，将胆固醇运到细胞内。apoB－100蛋白和apoB－48蛋白都是apoB基因的表达产物，表达过程如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．apoB－48蛋白的相对分子质量小于apoB－100蛋白的相对分子质量 B．小肠细胞中apoB基因突变导致mRNA上的终止密码子提前出现 C．①是沿着模板链3′→5′方向进行 D．编码apoB－100的基因失活会导致血浆中的胆固醇含量升高 答案　B 解析　结合题图可知，apoB－100蛋白对应的mRNA上的密码子为CAA(谷氨酰胺)，而相同位置apoB－48蛋白对应的mRNA编辑后(非基因突变)的密码子为UAA(终止密码子)，意味着apoB－48蛋白对应的肽链长度短于apoB－100蛋白，即apoB－48蛋白的相对分子质量小于apoB－100蛋白的相对分子质量，A正确，B错误；①表示转录，转录合成的mRNA的方向是5′→3′，mRNA与模板链碱基互补配对，方向相反，故①是沿着模板链3′→5′方向进行的，C正确；载脂蛋白apoB－100可将血浆中的胆固醇运到细胞内，D正确。 5．(2023·南通高三模拟)如图是劳氏肉瘤病毒(逆转录病毒，携带病毒癌基因)的增殖和致癌过程，其中原病毒是病毒的遗传信息转移到±DNA后插入宿主的核DNA中形成的“病毒”。下列有关叙述正确的是(　　) A．劳氏肉瘤病毒与冠状病毒的核酸类型和增殖方式相同 B．①③过程中均涉及A－U、C－G的碱基互补配对方式 C．②过程需要RNA酶的参与，④过程需要三种RNA参与 D．原病毒的形成过程和其诱导宿主细胞癌变的机理相同 答案　C 解析　劳氏肉瘤病毒与冠状病毒的核酸类型相同，都是RNA，但增殖方式不同，劳氏肉瘤病毒为逆转录病毒(RNA逆转录为DNA)，冠状病毒为自我复制型病毒(RNA复制得到RNA)，A错误；①是以＋RNA为模板，逆转录得到与其互补的－DNA(A－T、U－A、C－G)构成杂交链的过程，③是DNA合成RNA(A－U、T－A、C－G)的过程，B错误；②过程为RNA水解，需要RNA酶的参与，④过程含有＋RNA控制蛋白质合成的过程，需要＋RNA(翻译模板)、tRNA(搬运工具)、rRNA(核糖体成分)三种RNA参与，C正确；原病毒是病毒的遗传信息转移到±DNA后插入宿主的核DNA中形成的“病毒”，而宿主细胞癌变是宿主细胞的原癌基因和抑癌基因发生基因突变所致，机理不同，D错误。 题组三　基因表达与性状之间关系 6．如图表示三种调控基因表达的途径，下列叙述正确的是(　　) A．图中属于表观遗传机制的途径是①③ B．DNA甲基化后导致基因不表达的原因主要是RNA聚合酶失去了破坏氢键的作用 C．图中途径②通过影响酶的合成来间接影响生物性状 D．在神经细胞中，控制呼吸酶合成的基因与组蛋白结合的紧密程度低于肌蛋白基因 答案　D 解析　途径①②③在没有改变DNA碱基序列的情况下改变了生物性状，都属于表观遗传机制，A错误；DNA甲基化后导致基因不表达的原因是RNA聚合酶无法与转录启动区域结合，导致无法转录，进而影响了基因的表达，B错误；途径②是利用RNA干扰，使mRNA被切割成片段，干扰翻译，导致mRNA无法翻译，途径②也可能是通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状，C错误；依据途径③推测，在神经细胞中，呼吸酶合成基因表达高于肌蛋白基因，从而推出控制呼吸酶合成的基因与组蛋白结合的紧密程度低于肌蛋白基因，D正确。 7．(2023·哈尔滨高三联考)某种小鼠的黄毛、黑毛分别由基因B、b控制，一只基因型为BB的黄鼠和一只基因型为bb的黑鼠杂交，子一代表现为介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型(如图)。研究表明启动子上游的调控序列甲基化会抑制基因B的转录(如图)，调控序列未甲基化时，基因型为BB的小鼠为黄鼠。下列相关分析错误的是(　　) A．调控序列的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸 B．调控序列甲基化可能发生在细胞分化的过程中 C．调控序列甲基化后与RNA聚合酶结合的亲和力降低 D．调控序列甲基化程度越高对基因B转录的抑制越强 答案　C 解析　RNA聚合酶与转录起始位点(启动子)识别并结合，使转录开始，根据题图可知，调控序列在转录起始位点的上游，不是RNA聚合酶结合的位点，C错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$