主题2 专题(5) 命题点2 遗传信息的传递和表达 （课件）-【步步高】2024年高考生物大二轮专题复习与增分策略（新高考，江苏专用）

专题(五) 遗传的分子基础 遗传信息的传递和表达 命题点2 主干整合 真题研究 题组集训 内容索引 主干整合 1.DNA的结构 (1)结构图解 4 (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 返回 真题研究 1.(多选)(江苏经典高考题)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 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 √ √ 17 反密码子与密码子按碱基互补配对原则配对，不是由tRNA上结合的氨基酸决定，B错误； 由于Cys转化为Ala时并未改变 反密码子碱基序列，故新合成的肽链中原来Cys的位置被替换为14C标记的Ala，C正确，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。右图为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。 DNA (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________ _____________。 细胞质基质 核孔 mRNA 翻译 体的免疫能力 提高机 3.(2022·江苏，21节选)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。 DNA 的一条链 RNA聚合酶 核孔 (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。 基因突变 双链RNA (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。 PCSK9蛋白 (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：编码某冠状病毒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。 利于mRNA药物进入组织细胞 内质网和高尔基体 抗原 (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)(　　) √ × 思维延伸——判断与填充 (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)(　　) √ √ √ 思维延伸——判断与填充 (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 位氨基酸突变为___________，从基因控制性状的角度解释突变体叶片变黄的机理：_________________________________________________(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)。 返回 243 谷氨酰胺 基因突变影响与色素形成有关酶的合成，导致叶片变黄 思维延伸——判断与填充 题组一　DNA的结构与复制 1.(2023·常熟高三期中)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 √ 1 2 3 4 题组集训 5 6 7 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； 1 2 3 4 5 6 7 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。 1 2 3 4 5 6 7 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 1 2 3 4 √ 5 6 7 1 2 3 4 5 6 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； 7 1 2 3 4 5 6 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。 7 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 1 2 3 4 5 6 7 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 √ 1 2 3 4 5 6 7 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。 1 2 3 4 5 6 7 4.(多选)(2023·江苏镇江高三模拟) 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 1 2 3 4 5 6 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 7 1 2 3 4 5 6 A.apoB－48蛋白的相对分子质量大于 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 √ √ 7 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、B错误； 1 2 3 4 5 6 7 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。 1 2 3 4 5 6 7 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 √ 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 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； 7 1 2 3 4 5 6 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。 7 题组三　基因表达与性状之间关系 6.(2023·南京高三调研)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 √ 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 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； 7 1 2 3 4 5 6 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 7.(2023·南京高三联考)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 √ 1 2 3 4 5 6 7 返回 1 2 3 4 5 6 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。 7 $$