专题五 遗传的分子基础、变异与进化（上）（课件PPT）-【正禾一本通】2025年高考生物高三二轮专题复习高效讲义（新教材，单选版）

高三二轮专题复习高效讲义 生 物 学 1 专题五 PPT下载 http:///xiazai/ 遗传的分子基础、 变异与进化 2 01 考点1 遗传的分子基础 考向1 DNA是主要的遗传物质 考向2　DNA分子的结构与复制 02 内容索引 考向3　基因的表达 课下巩固检测练（九） 考点1·遗传的分子基础 考向1　DNA是主要的遗传物质 考向2 DNA分子的结构与复制 考向3 基因的表达 课下巩固检测练（九） 遗传的分子基础 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 谢谢观看 【课程标准】1.亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA分子上。2.由基因突变、染色体变异和基因重组引起的变异是可以遗传的。3.地球上的现存物种丰富多样，它们来自共同祖先。4.适应是自然选择的结果。 RNA聚合酸 核糖核苷酸 氨基酸 酶的合成 遗传效应 DNA 碱基互补配对 脱氧核苷酸 自由组合 染色体组 替换、增添或缺失 不定向性 原癌 减数分裂I后期 化石 基因频率 自然选择 生殖隔离 磷酸基团 羟基 解旋酶、DNA聚合酶 一、易漏填空 (1)(必修2 P45·相关信息)在噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA标记的原因：S仅存在于T2噬菌体的 分子中，而P几乎都存在于 分子中。不用14C和3H同位素标记是因为T2噬菌体的 和 分子中都含有这两种元素。 (2)(必修2 P50·图3­8)DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的 ，这一端称为5′端，另一端有一个 ，称为3′端。 (3)(必修2 P55·图3­10)DNA复制时需要的酶有 。 蛋白质 DNA DNA 蛋白质 到3′端 甲基化、乙酰化 (4)(必修2 P67·图4­6)tRNA中含有碱基对并有 ，另外—OH部位是 的部位，与氨基酸的羧基结合。 (5)(必修2 P68·图4­7)核糖体在mRNA分子上的移动方向是 。 (6)(必修2 P74·相关信息)除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生 等修饰也会影响基因的表达。 氢键 结合氨基酸 由5′端移动 活性减弱或失去活性 明显缩短 育种年限 花药(或花粉)离体培养 加倍 (7)(必修2 P82·正文)人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相关的基因： 。一般来说，原癌基因 而导致相应蛋白质 ，或抑癌基因突变而导致相应蛋白质 ，都可能引起细胞癌变。 (8)(必修2 P89·与社会的联系)利用单倍体植株培育新品种，能 。育种工作者常常采用 的方法来获得单倍体植株，然后人工诱导使这些植株的染色体数目 ，恢复到正常植株的染色体数目。 原癌基因和抑癌基因 突变或过量表达 活性过强 相对性 个体数量多 (9)(必修2 P106·思考·讨论)雷鸟在冬季来临前将羽毛换成白色的，有利于在白雪皑皑的环境中保护自己，这是适应的 。群体中出现 和 的定向选择，是适应形成的必要条件。但如果由于干旱，冬季不下雪，这种白色羽毛则容易成为天敌的捕食目标，这是适应的 。 (10)(必修2 P119·楷体文字)收割理论：捕食者往往捕食 的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间。 普遍性 可遗传的有利变异 环境 二、长句表达 (1)(必修2 P52·科学·技术·社会)在现代刑侦领域中，DNA指纹技术发挥着越来越重要的作用。根据下图所示相关个体的DNA指纹图，判断出怀疑对象中 号是犯罪嫌疑人，理由是 。 1 1号DNA指纹图与从受害者体内分离的 精液样品的DNA指纹图相同 (2)(必修2 P56·拓展应用)下图为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分。推测果蝇DNA形成多个复制泡的原因是 。 多起点复制可以提高复制效率，短时间内完成DNA分子的 复制 (3)(必修2 P62·非选择题)DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异。当两种生物的DNA单链具有互补的碱基序列时，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链(如图所示)。 形成杂合双链区的部位越多，说明这两种生物的亲缘关系越近，原因是 。 形成杂合双链区的部位越多，DNA碱基序列的一致性越高，说明在生物 进化过程中DNA碱基序列发生的变化越小，因此亲缘关系越近 染色体结构的改变，使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变 由于碱基改变而导致的遗传信息的改变 几乎所有的生物体都共用一套密码子 (4)(必修2 P67·思考·讨论)密码子的简并对生物体生存发展的意义是在一定程度上能防止 。密码子的通用性指 。 (5)(必修2 P69·楷体文字)通常，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，意义是 。 (6)(必修2 P88·正文)秋水仙素能够诱导染色体数目加倍的原因是 。 (7)(必修2 P90·正文)染色体结构变异导致性状变异的原因是 。 少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质 秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成 (8)(必修2 P119·图6­12)猎豹和羚羊通过协同进化，都保留了肌肉发达、行动敏捷的个体，原因是 。 肌肉发达、行动敏捷的羚羊个体能逃避猎豹的追捕， 否则会被淘汰；只有肌肉发达、行动敏捷的猎豹个体才能追捕到羚羊作为食 物，否则就会被饿死 1.(2024·甘肃高考)科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验，下列叙述正确的是(　　) A.肺炎链球菌体内转化实验中，加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活细菌的相对性状从无致病性转化为有致病性 B.肺炎链球菌体外转化实验中，利用自变量控制的“加法原理”，将“S型细菌DNA＋DNA酶”加入R型活细菌的培养基中，结果证明DNA是转化因子 C.噬菌体侵染实验中，用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA，发现其DNA进入宿主细胞后，利用自身原料和酶完成自我复制 D.烟草花叶病毒实验中，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状 解析：选D。格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验中，加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活细菌转化成S型活细菌，不仅仅是使R型活细菌的相对性状从无致病性转化为有致病性，A错误；在肺炎链球菌的体外转化实验中，自变量控制的原理是“减法原理”，B错误；噬菌体为DNA病毒，其DNA进入宿主细胞后，利用宿主细胞的原料和酶完成自我复制，C错误；烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状，而蛋白质不能使烟草出现花叶病斑性状，D正确。 2.(2022·海南高考)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(　　) 实验组 材料及标记 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：选C。T2噬菌体侵染大肠杆菌时，只有DNA进入大肠杆菌，蛋白质外壳留在细胞外，沉淀物为含有T2噬菌体DNA的大肠杆菌。15N为稳定同位素，①组中检测不到放射性；②组的放射性物质主要分布在沉淀物中；③组的上清液和沉淀物中均有放射性物质；④组的放射性物质主要分布在上清液中。故第一、二组实验分别为②和④，C符合题意。 1.肺炎链球菌的转化实验 (1)格里菲思的体内转化实验 (2)艾弗里的肺炎链球菌转化实验 2.噬菌体侵染细菌的实验 (1)T2噬菌体的标记 (2)T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程及结果 1.(2024·安徽合肥二模)在格里菲思实验的基础上，艾弗里向S型细菌的细胞提取物中分别加入不同的酶，再加入有R型活细菌的培养基中，一段时间后，检测细胞提取物的转化活性，结果如下表所示。下列有关叙述错误的是(　　) 加入的酶 RNA酶 蛋白酶 酯酶 DNA酶 转化活性 有 有 有 无 A.该实验应用了加法原理控制自变量，需要设置不加酶的对照组 B.实验结果说明很可能是DNA使R型活细菌转化为S型活细菌 C.为确认DNA是转化因子，需分析并比较细胞提取物与DNA的理化性质 D.R型活细菌在转化为S型活细菌的过程中发生了可遗传的变异 解析：选A。艾弗里的肺炎链球菌转化实验中每个实验组均特异性地去除了一种物质，采用的是减法原理来控制实验自变量，A错误；该实验结果证明DNA是使R型活细菌产生稳定遗传变化的物质，B正确；若要进一步确认DNA是转化因子这一实验结论，需进一步分析细胞提取物的理化性质，并与DNA的理化性质进行比较，C正确；该实验中R型活细菌转化为S型活细菌是基因重组的结果，属于可遗传变异，D正确。 2.(2024·广东广州二模)少数嗜热链球菌DNA中存在一种特殊的DNA序列，由重复序列( )和间隔序列( )交替排列组成，间隔序列中部分DNA片段来自噬菌体，如图所示。科学家用两种噬菌体(P1和P2)侵染野生型嗜热链球菌，研究其对噬菌体侵染的敏感性，结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.间隔序列与重复序列的结构基本相同，均为双螺旋结构 B.噬菌体的遗传物质为DNA，其培养基中需加入脱氧核苷酸 C.间隔序列中来自噬菌体的部分DNA片段与嗜热链球菌对噬菌体的抗性有关 D.嗜热链球菌中来自噬菌体的DNA片段可以复制后遗传给子代 解析：选B。不同生物的基因可以拼接，是因为DNA的基本组成单位都是4种脱氧核苷酸，双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构，都遵循碱基互补配对原则，A正确。噬菌体的遗传物质为DNA，但其不具有独立的代谢能力，其培养基中需加入活细胞，B错误。据图可知，若嗜热链球菌获得来自P1的间隔序列，则其对P1侵染的敏感性低；若嗜热链球菌获得来自P2的间隔序列，则其对P2侵染的敏感性低；若嗜热链球菌获得来自P1和P2共有的间隔序列，则其对P1和P2侵染的敏感性均低，说明间隔序列中来自噬菌体的部分DNA片段与嗜热链球菌对噬菌体的抗性有关，C正确。嗜热链球菌中来自噬菌体的DNA片段可以复制后遗传给子代，D正确。 3.(2024·河北沧州三模)根据S型肺炎链球菌荚膜多糖的差异，将其分为SⅠ、SⅡ、SⅢ等类型，不同类型的S型细菌发生基因突变后失去荚膜，成为相应类型的R型细菌(RⅠ、RⅡ、RⅢ)，R型细菌也可回复突变为相应类型的S型细菌(SⅠ、SⅡ、SⅢ)。S型细菌的荚膜能阻止外源DNA进入细胞，为探究S型细菌的形成机制，科研人员将加热杀死的甲菌破碎后获得提取物，冷却后加入乙菌培养液中混合均匀，再接种到平板上，经培养后检测子代细菌的类型。下列相关叙述正确的是(　　) A.肺炎链球菌的拟核DNA有2个游离的磷酸基团 B.若甲菌为RⅡ，乙菌为SⅢ，子代细菌可能为SⅢ和RⅡ，则能说明RⅡ是转化而来的 C.若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅡ，子代细菌为SⅢ和RⅡ，则能说明SⅢ是转化而来的 D.若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅢ，子代细菌为SⅢ和RⅢ，则能排除基因突变的可能 解析：选C。肺炎链球菌的拟核DNA为环状DNA分子，没有游离的磷酸基团，A错误；该实验的目的是探究S型细菌的形成机制，则R型细菌为实验对象，S型细菌的成分为自变量，且根据题意，S型细菌的荚膜能阻止外源DNA进入细胞，RⅡ的DNA不能进入SⅢ中，不会导致SⅢ转化为RⅡ，B错误；若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅡ，RⅡ接受加热杀死的SⅢ的DNA，经转化得到SⅢ，繁殖所得子代细菌为SⅢ和RⅡ，RⅡ经回复突变得到SⅡ，繁殖所得子代细菌为SⅡ和RⅡ，所以若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅡ，子代细菌为SⅢ和RⅡ，则能说明S型细菌是转化而来的，C正确；若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅢ，RⅢ经转化形成的S型细菌为SⅢ，RⅢ经回复突变形成的S型细菌也是SⅢ，繁殖后形成的子代细菌都为SⅢ和RⅢ，不能排除基因突变的可能，D错误。 1.(2024·浙江6月选考)下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是(　　) A.磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架 B.双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高 C.两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化 D.若一条链的G＋C占47%，则另一条链的A＋T也占47% 解析：选A。DNA的外侧是由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，A正确；双链DNA中G—C碱基对占比越高，DNA热变性温度越高，B错误；DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键，C错误；互补的碱基在单链上所占的比例相等，若一条链的G＋C占47%，则另一条链的G＋C也占47%，A＋T占1－47%＝53%，D错误。 2.(2024·河北高考)下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是(　　) A.DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链 B.复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋 C.复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开 D.DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端 解析：选D。DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误；DNA复制时，解旋酶从复制起点开始，双向解旋，并不是从5′端到3′端的单向解旋，B错误；转录过程中，在RNA聚合酶的作用下解旋，不需要解旋酶参与，C错误；DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端，D正确。 3.(2022·海南高考)科学家曾提出DNA复制方式的三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制(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)： 下列有关叙述正确的是(　　) 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复制方式一定是分散复制 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：选D。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，但不能确定DNA复制方式是半保留复制还是分散复制；继续做第二代细菌DNA密度鉴定，第二代细菌DNA可以分离出1条中带和1条轻带，则可以排除分散复制，同时确定DNA复制方式是半保留复制，A、B、C错误。若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，形成的子代DNA只有两种类型：两条链均为14N或一条链含有14N一条链含有15N，因此细菌DNA离心后试管中只会出现1条中带和1条轻带，D正确。 1.DNA的结构模型及分析 (1)数量关系：每个DNA分子片段中游离的磷酸基团有2个；A—T碱基对间有2个氢键，G—C碱基对间有3个氢键；脱氧核糖数＝磷酸数＝含氮碱基数。 (2)连接关系：单链中相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接；两条链上的互补碱基通过氢键相连。 (3)化学键：氢键连接互补链中相邻碱基；磷酸二酯键连接单链中相邻两个脱氧核苷酸。 2.DNA复制模型及分析 (1)时间：有丝分裂前的间期和减数分裂Ⅰ前的间期。 (2)场所：主要为细胞核，其次为叶绿体、线粒体。 (3)酶：a为DNA聚合酶，b为解旋酶。 (4)原料：游离的四种脱氧核苷酸。 (5)子代DNA分开：随着丝粒分裂，姐妹染色单体分开。 (6)特点：半保留复制、边解旋边复制。 (7)DNA复制相关计算 ①1个DNA分子复制n次，则子代DNA共2n个，含有亲代母链的DNA共2个，不含有亲代母链的DNA共2n－2个。 ②DNA复制中消耗的脱氧核苷酸数： 若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·(2n－1)个，第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为m·2n－1个。 1.(2024·重庆三模)科学家在研究细胞中的复制时发现了两个事实。事实1：复制时一条模板链是3′端→5′端走向，其互补链在5′端→3′端方向上连续合成，称为前导链；另一条模板链是5′端→3′端走向，其互补链也是沿5′端→3′端方向合成，但在复制过程中会形成许多不连续的小片段，最后许多不连续的小片段在DNA连接酶的作用下连成一条完整的单链，称为后随链。事实2：原核生物和真核生物线粒体复制时只有一个复制起点，真核生物核复制时会出现多个复制起点。基于上述事实，下列叙述错误的是(　　) A.原核生物复制时后随链各小片段之间可在DNA连接酶作用下通过氢键相连 B.真核生物核复制时DNA聚合酶只能催化单链由5′端→3′端方向延伸 C.真核生物核复制时前导链也需DNA连接酶作用才能形成一条完整的单链 D.真核生物线粒体与原核生物的复制特点相似，二者可能有共同的起源 解析：选A。原核生物复制时后随链各小片段之间可在DNA连接酶作用下形成磷酸二酯键，A错误；无论前导链还是后随链，其合成过程中都只能由5′端→3′端方向延伸，说明复制时DNA聚合酶只能催化单链由5′端→3′端方向延伸，B正确；真核生物核复制时多个复制起点会形成多个前导链片段，这些片段也需要DNA连接酶作用才能形成一条完整的单链，C正确；真核生物线粒体、原核生物复制的特点相似，都只有一个复制起点，表明二者可能有共同的起源，D正确。 2.(2024·山东菏泽二模)放射自显影技术可用于区分DNA复制的方向，复制开始时，首先用低放射性的3H脱氧胸苷作原料进行培养，一定时间后转移到含有高放射性的原料中进行培养，在放射自显影图像上观察比较放射性标记的强度，结果如图甲和图乙。图丙和图丁分别表示不同DNA复制过程模式图。下列说法错误的是(　　) A.图甲、图乙分别对应图丙、图丁代表的DNA复制方式 B.若解旋酶移动速率恒定，图丙表示的复制方式比图丁表示的复制方式效率高 C.⑤⑥复制完成后，两条完整子链中G与C含量之和相等 D.②③⑤是不连续复制，其模板链的3′端都指向解旋方向 解析：选A。由图可知，图丙表示双向复制，复制起始点区域利用低放射性原料，其放射性低，两侧的新合成区域利用高放射性原料，其放射性高，图丁表示单向复制，复制起始点区域利用的是低放射性原料，因此放射性低，右侧的新合成区域利用的是高放射性原料，因此放射性高，故图甲、图乙分别对应图丁、图丙代表的DNA复制方式，A错误；由图可知，图丙表示双向复制，图丁表示单向复制，若解旋酶移动速率恒定，图丙表示的复制方式比图丁表示的复制方式效率高，B正确；⑤⑥复制完成后两条链互补，所以两条完整子链中G与C含量之和相等，C正确；由图可知，②③⑤是不连续复制，由于DNA聚合酶只能从5′端→3′端延伸子链，因此每条子链延伸的方向都是从5′端→3′端，②③⑤对应模板链的3′端都指向解旋方向，D正确。 3.细胞中DNA分子复制时，在解旋酶的作用下DNA双链解开，DNA单链结合蛋白与解旋后的DNA单链结合，使单链呈伸展状态而有利于复制。如图是原核细胞中DNA复制过程的DNA单链结合蛋白示意图，下列有关分析错误的是(　　) A.在真核细胞中，间期DNA复制与染色体复制是同步进行的 B.DNA是边解旋边复制，两条子链的合成有一条是不连续的 C.DNA能准确复制取决于其具有独特的双螺旋结构 D.DNA单链结合蛋白能防止解旋的DNA单链重新配对 解析：选C。在真核细胞中，间期DNA复制与染色体复制是同步进行的，A正确；DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构，由图可知：DNA是边解旋边复制，在复制的过程中，两条子链的合成有一条是不连续的，B正确；DNA独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行，C错误；DNA单链结合蛋白与解旋后的DNA单链结合，可避免两条单链间相互配对而复旋，D正确。 1.(2024·湖北高考)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.5′—CAU—3′ B.5′—UAC—3′ C.5′—TAC—3′ D.5′—AUG—3′ 解析：选A。若编码链的一段序列为5′—ATG—3′，则模板链的一段序列为3′—TAC—5′，则mRNA碱基序列为5′—AUG—3′，该序列所对应的反密码子是5′—CAU—3′，A正确，B、C、D错误。 2.(2024·安徽高考)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是(　　) 种类 细胞内定位 转录产物 RNA聚合酶Ⅰ 核仁 5.8S rRNA、18S rRNA、28S rRNA RNA聚合酶Ⅱ 核质 mRNA RNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5S rRNA 注：各类RNA均为核糖体的组成成分。 A.线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶 B.基因的DNA发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响基因表达 C.RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同 D.编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁 解析：选C。线粒体和叶绿体中都有DNA，二者均是半自主细胞器，其基因转录时使用各自的RNA聚合酶，A正确；基因的DNA发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，从而影响基因的转录，可影响基因表达，B正确；由表可知，RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物虽然都有rRNA，但rRNA的种类不同，细胞内的定位不同，说明两种酶识别的启动子序列不同，C错误；RNA聚合酶的本质是蛋白质，编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核仁中，该基因在核内转录、细胞质(核糖体)中翻译，产物最终定位在核仁发挥作用，D正确。 3.(2024·黑吉辽高考)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(　　) 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：选C。由图可知，酶E的作用是催化DNA甲基化，A错误；DNA半保留复制的原料为四种脱氧核糖核苷酸，没有甲基，B错误；由于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，推测环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素，C正确；DNA甲基化虽然不改变碱基序列，但会影响生物个体表型，D错误。 1.基因指导蛋白质的合成 (1)过程模型 (2)转录和翻译的比较 项目 转录 翻译 场所 主要在细胞核 细胞质中的核糖体上 模板 DNA mRNA 原料 核糖核苷酸 氨基酸 酶 RNA聚合酶 － 产物 mRNA 多肽链 2.中心法则 (1)细胞生物 ①能分裂的细胞： ②不能分裂的细胞： (2)病毒 ①DNA病毒，如T2噬菌体： ②RNA复制型病毒，如烟草花叶病毒： ③逆转录病毒，如HIV等： 3.基因对性状的控制 (1)基因表达产物与性状的关系 ①直接控制： 基因蛋白质的结构性状 ②间接控制： 基因酶的合成代谢过程性状 (2)细胞分化(本质：基因的选择性表达) 基因的种类 管家基因 奢侈基因 表达的细胞 所有细胞 某类细胞 功能 维持细胞基本生命活动 使细胞在形态、结构和功能上产生稳定差异 举例 RNA聚合酶基因、核糖体蛋白基因等 胰岛素基因、卵清蛋白基因等 (3)表观遗传 (4)基因与性状的关系 1.(2024·山东烟台三模)DNA转录时作为模板功能的链叫作反义链，另一条叫作有义链。下图是DNA分子中某些基因有义链和反义链示意图。下列说法错误的是(　　) A.不同基因可能同时复制，但不能同时转录 B.根据启动子和终止子的相对位置可以判断哪条链作为反义链 C.DNA分子的一条链对不同基因来说，有的是有义链，有的是反义链 D.基因的转录和翻译并不都是沿着模板的3′端到5′端进行的 解析：选A。不同的基因位置不同可能同时复制，也可能同时转录，A错误；启动子的作用是RNA聚合酶识别和结合的位点，驱动基因转录，因此根据启动子和终止子的相对位置可以判断哪条链作为反义链，B正确；由图可知，不同基因的有义链和反义链不同，因此DNA分子的一条链对不同基因来说，有的是有义链，有的是反义链，C正确；基因的转录是沿着模板的3′端到5′端进行的，翻译是沿着模板的5′端到3′端进行的，D正确。 2.(2024·河北保定二模)细胞中有两种DNA甲基化酶，从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其上一个胞嘧啶结合甲基基团，出现半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点，使其全甲基化，相关过程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.两种甲基化酶使DNA发生不同程度的甲基化，这种变化不能遗传给后代 B.基因的部分碱基序列发生了甲基化，其控制的性状可能发生改变 C.甲基化程度不同会影响DNA的复制，但不会影响转录 D.不同甲基化酶的作用下，基因的碱基序列改变程度不同 解析：选B。DNA甲基化属于表观遗传，能遗传给后代，A错误；基因的部分碱基序列发生了甲基化，影响了基因的表达，因此控制的性状可能会发生改变，B正确；转录是以DNA的一条链为模板进行的，所以DNA甲基化程度不同会影响转录过程，C错误；DNA甲基化不会导致碱基序列发生改变，D错误。 3.(2024·河北保定二模)某正链RNA病毒在宿主细胞内的合成过程(a～e)如图所示，下列分析正确的是(　　) A.b、d、e过程遵循中心法则，a、c过程不遵循 B.mRNA的碱基排列顺序与RNA(＋)的完全相同 C.b过程和e过程中所需要的原料均是氨基酸 D.a～c过程所需原料来自病毒，d、e过程则来自细胞 解析：选C。由图可知，a、c为复制过程，b、e为翻译过程，a、b、c、e过程遵循中心法则，d过程不遵循中心法则，A错误；过程a、c、d的模板和产物均为RNA，但d过程形成的mRNA只用于表达某些蛋白质，长度上比RNA(＋)要短得多，更类似于转录过程，B错误；由图可知，b、e两个过程均为翻译过程，所需要的原料均是氨基酸，C正确；病毒必须依赖宿主活细胞才能进行增殖过程，而且病毒只能为增殖过程提供模板，其增殖过程所需要的原料和能量都由宿主细胞提供，D错误。 4.(2024·江苏南京二模)研究发现，RNA聚合酶(RNAP)沿模板DNA转录过程中，会感知DNA损伤，继而启动修复，相关机制如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.RNAP－S修复对基因组的完整性和稳定性具有重要作用 B.RNA聚合酶沿着DNA的模板链从3′端移动到5′端合成RNA分子 C.推测DNA双链产生损伤时，转录模板链的修复程度要低于编码链 D.A－规则修复方式将导致转录产物mRNA中相对损伤的位点突变 解析：选C。由题可知，RNAP沿模板DNA转录过程中，会感知DNA损伤，继而修复损伤DNA，此过程称为RNAP监视(RNAP－S)的DNA修复，说明RNAP－S修复对基因组的完整性和稳定性具有重要作用，A正确；转录是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的过程，RNA聚合酶沿着DNA的模板链从3′端移动到5′端合成RNA分子，子链合成方向是5′端→3′端，B正确；当转录中的DNA双链产生损伤时，转录模板链的修复程度要高于编码链，模板链的修复比编码链修复更快，而编码链的修复与基因组DNA的修复节奏基本一致，这说明转录中优先修复模板链中的DNA损伤，C错误；据图可知，RNAP缓慢经过损伤位点，并发生不依赖于模板的AMP优先的碱基错误掺入，导致转录产物mRNA中相对损伤的位点突变，这是A－规则修复方式，D正确。 一、选择题 1.(2024·天津模拟)利用格里菲思实验所用的两种类型的肺炎链球菌进行相关转化实验。各组肺炎链球菌先进行如图所示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法错误的是(　　) A.通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质 B.F组可以分离出S型和R型两种肺炎链球菌 C.F组产生的S型肺炎链球菌是基因重组的结果 D.能导致小鼠死亡的是B、C、D、F四组 解析：选D。E组没有出现S型细菌，F组出现S型细菌，所以通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质，A正确；将S型细菌的DNA与R型细菌混合，S型细菌的DNA能将部分R型细菌转化成S型细菌，所以F组可以分离出S型和R型两种肺炎链球菌，B正确；F组有S型细菌生成，是因为S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA上，发生了基因重组，C正确；D组没有S型活细菌，不会导致小鼠死亡，D错误。 2.(2024·四川宜宾三模)科学家用同位素标记法研究了T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程。图甲表示T2噬菌体某些基因表达的部分过程，图乙为图甲中④部分的放大。下列叙述错误的是(　　) A.图甲所示的RNA聚合酶是在大肠杆菌体内合成的 B.图乙各物质或结构中含有核糖的有tRNA、mRNA和核糖体 C.图甲中形成①②时存在T—A配对，形成③④时存在A—U配对 D.图甲中分子①②通常相同，分子③④通常不同 解析：选D。噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能合成RNA聚合酶，其所需的RNA聚合酶是在大肠杆菌的核糖体上合成的，A正确；图乙为翻译过程，该图中各物质或结构含有核糖的有mRNA、tRNA、核糖体(由蛋白质和rRNA组成，rRNA中含有核糖)，B正确；图甲中形成①②的过程是转录，转录的mRNA与模板DNA碱基互补配对，存在T—A配对，③④过程是翻译，mRNA与tRNA碱基互补配对，存在A—U配对，C正确；不同的基因转录的mRNA不同，同一mRNA翻译的蛋白质相同，故分子①②通常不同，分子③④通常相同，D错误。 3.(2024·福建三明一模)研究发现在肺炎链球菌转化实验中(如下图所示)，S型细菌的DNA片段会与R型细菌表面的某些酶结合并被其切割。某些酶能使S型细菌DNA片段的双链打开，另一些酶能降解DNA片段中的一条链。未被降解的DNA单链可与R型细菌的感受态特异蛋白结合，以此种方式进入细胞，并通过同源重组以置换的方式整合(形成杂合DNA区段)进入R型细菌的基因组内，使R型细菌转化为S型细菌。下列相关叙述错误的是(　　) A.推测转化过程中有限制酶、解旋酶、DNA酶的共同参与 B.在感受态特异蛋白的作用下，R型细菌发生了基因突变 C.S基因能在R型细菌内正确表达是由于生物共用同一套密码子 D.刚转化形成的S型细菌分裂一次后可产生R型和S型两种细菌 解析：选B。根据题干信息可知，S型细菌的DNA片段会与R型细菌表面的某些酶结合并被切割、打开双链和降解其中一条链。这些酶中可能包括限制酶(用于切割DNA)、解旋酶(用于打开DNA双链)和DNA酶(用于降解DNA链)，这些酶的共同作用促进了DNA的转化过程，A正确。虽然感受态特异蛋白在DNA进入R型细菌细胞的过程中起到了作用，但它并没有导致R型细菌发生基因突变。实际上发生的是S型细菌的DNA片段通过同源重组整合到了R型细菌的基因组中，使R型细菌获得了S型细菌的特性，属于基因重组而非基因突变，B错误。无论是S型细菌还是R型细菌，它 们都共用一套密码子来合成蛋白质。因此，当S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的基因组中后能产生特有的荚膜，C正确。这些刚转化形成的S型细菌因为含有杂合DNA区段(即某段DNA的一条链来自S型细菌，另一条链来自R型细菌)。在细胞分裂的过程中，杂合DNA分子会发生复制，分别以两条链为模板形成了两个DNA分子，使得两个子代细胞中一个含有原始的R型细菌DNA，一个含有新获得的S基因，D正确。 4.(2024·黑龙江哈尔滨三模)染色质由DNA和组蛋白等物质构成，组蛋白乙酰化会调控基因的表达。下列有关说法不正确的是(　　) A.由图甲可知，a过程使组蛋白与DNA结合的紧密程度降低，利于相关基因的转录 B.图甲中组蛋白的乙酰化属于表观遗传，a、b过程可能发生在细胞分化的过程中 C.图乙所示过程对应图甲中过程d，c与d过程中碱基互补配对方式相同 D.图乙中多个结构e沿着mRNA由m向n移动，可迅速合成大量相同的蛋白质 解析：选C。由图甲可知，a过程(组蛋白乙酰化)使组蛋白与DNA结合的紧密程度降低，利于相关基因的转录，从而促进基因的表达，A正确；表观遗传是指基因的碱基序列不发生变化，但基因表达和表型发生可遗传的改变，即基因型未发生变化而表型却发生了改变，组蛋白的乙酰化属于表观遗传，a、b过程可能发生在细胞分化的过程中，从而调控基因的表达，B正确；图乙所示过程为翻译，对应图甲中过程d，c(转录)过程的碱基互补配对方式有A—U、T—A、C—G、G—C，d(翻译)过程中的碱基互补配对方式有A—U、U—A、C—G、G—C，C错误；根据肽链的长度可知，图乙中多个结构e(核糖体)沿着mRNA由m向n移动，可迅速合成大量相同的蛋白质，大大提高翻译速率，D正确。 5.(2024·河北邢台二模)一个基因的转录产物在个体的不同的组织细胞、发育阶段和生理状态下，通过不同的拼接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物，称为选择性拼接。下图为鼠降钙素基因在不同组织细胞中表达的过程，据图分析，下列叙述正确的是(　　) A.RNA聚合酶以基因一条链为模板转录合成多种前体RNA B.选择性剪接过程需要酶催化磷酸二酯键和氢键的断裂和形成 C.鼠降钙素基因表达形成不同的蛋白质，是因为对翻译的调控不同 D.不同组织细胞通过选择性拼接，可以满足机体对不同代谢活动的需要 解析：选D。结合图示可以看出，RNA聚合酶以基因一条链为模板转录合成一种前体RNA，A错误；通过不同的拼接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物，选择性剪接过程需要酶催化磷酸二酯键断裂和合成，不需要氢键的断裂和形成，B错误；通过不同的拼接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物，即鼠降钙素基因表达形成不同的蛋白质，是因为选择性拼接，不是对翻译的调控不同引起的，C错误；通过不同的拼接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物，进而可以满足机体对不同代谢活动的需要，D正确。 6.(2024·山西晋中三模)研究表明，在黑素瘤细胞中高度表达的甲基化阅读蛋白YTHDF3能够通过识别LOXL3 mRNA上的m6A位点，进而招募翻译起始因子eIF3A来影响基因LOXL3的翻译，具体调控机制如下图。下列有关分析错误的是(　　) A.细胞合成LOXL3 mRNA的过程需要RNA聚合酶催化 B.推测LOXL3 mRNA上的m6A位点应该为甲基化位点 C.LOXL3 mRNA可结合多个核糖体合成多条相同的多肽链 D.降低YTHDF3基因的表达会增强黑素瘤的侵袭转移 解析：选D。细胞通过转录过程合成LOXL3 mRNA，此过程需要RNA聚合酶催化，A正确；由题图可知，在黑素瘤细胞中高度表达的甲基化阅读蛋白YTHDF3能识别LOXL3 mRNA上的m6A位点，可见LOXL3 mRNA上的m6A位点为甲基化位点，可被甲基化阅读蛋白YTHDF3识别，B正确；在细胞中，一个LOXL3 mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条相同的多肽链的合成，C正确；分析图示可知，降低YTHDF3基因的表达，会使LOXL3 mRNA翻译形成的LOXL3蛋白减少，进而会减弱黑素瘤的侵袭转移，D错误。 7.(2024·山东青岛二模)“永生DNA链假说”解释了成体干细胞的不对称分裂(如下图)。为了验证假说，科学家将亲代未被标记的肌肉干细胞放在含标记物CIdU(参与子链合成)的培养基上培养一代，然后将子一代细胞转移到含标记物IdU(参与子链合成)的培养基继续培养一代，得到子二代细胞。下列关于该假说的说法，正确的是(　　) A.成体干细胞的“不对称分裂”不符合DNA半保留复制的方式 B.子二代成体干细胞中不含CIdU，但子二代所有细胞中均含有IdU C.子二代细胞中未被标记的DNA单链与被标记的DNA单链比值是1∶4 D.“不对称分裂”过程中产生的基因突变更容易在成体干细胞中积累 解析：选B。成体干细胞的“不对称分裂”实际上是通过DNA的半保留复制实现的，其中一条链是新合成的，而另一条链则保留了原有的DNA，A错误。在第一轮分裂中，细胞使用CIdU进行DNA复制，因此在第一轮分裂后，所有细胞都会含有CIdU标记的DNA。然后，在第二轮分裂中，细胞使用IdU进行DNA复制。由于DNA的半保留复制特性，子二代成体干细胞(即第二轮分裂产生的原始细胞)的DNA链中只有新合成的链(含IdU)，因此不含CIdU。但是，由于在第一轮分裂中所有细胞都已经被CIdU标记，因此第二轮分裂产生的所有子细胞(包括成体干细胞和其他细胞)都会 含有IdU标记的DNA，B正确。第二轮分裂中，每条DNA链都会复制一次，其中一条链是新合成的(含IdU)，而另一条链则是第一轮分裂中合成的(可能含有CIdU或不含，但在第二轮分裂时不再被标记)。因此，子二代细胞中未被标记的DNA单链与被标记的DNA单链比值并不是1∶4，C错误。基因突变的积累与多种因素有关，根据题干信息，不能仅凭“不对称分裂”就断定其更容易在成体干细胞中积累，D错误。 8.(2024·河北衡水三模)中心法则指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。下列有关说法正确的是(　　) A.过程①中随着酶B发挥作用，酶A也发挥作用 B.酶C和酶B发挥的作用完全相同 C.过程③中的核糖体沿着mRNA的3′端向5′端移动 D.过程②和③同时进行不会发生在真核细胞中 解析：选A。复制过程是边解旋边复制，所以过程①中随着酶B发挥作用，酶A也发挥作用，A正确；酶C和酶B发挥的作用不完全相同，酶B使氢键断裂，酶C除了使氢键断裂，还催化核糖核苷酸的连接，B错误；过程③中的核糖体沿着mRNA的5′端向3′端移动，C错误；过程②和③同时进行会发生在真核细胞的线粒体和叶绿体中，D错误。 9.(2024·吉林白山二模)朊病毒是一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物，某兴趣小组用朊病毒和无标记的牛脑组织细胞做了下图所示实验，下列有关叙述错误的是(　　) A.按1→2→3→4程序实验，上清液中不能检测到32P B.按1→2→3→4程序实验，沉淀物中不能检测到32P C.按1→2→5→3→4程序实验，放射性应主要位于上清液中 D.按1→2→5→3→4程序实验，放射性应主要位于沉淀物中 解析：选C。按1→2→3→4程序实验，离心后上清液和沉淀物中几乎不能检测到32P，是因为朊病毒没有核酸，只有蛋白质，不含P，即试管4中没有32P，A、B正确；用35S标记的朊病毒侵入牛脑组织细胞，此时放射性物质主要随细胞到沉淀物中，同时会有少量的朊病毒不能成功侵入牛脑组织细胞，离心后位于上清液中，因此上清液中含少量放射性物质，C错误，D正确。 10.(2024·山东潍坊三模)真核生物线粒体基质内的DNA是双链闭合环状分子，外环为H链，内环为L链。大体过程为：先以L链为模板，合成一段RNA引物，然后在DNA聚合酶的作用下合成新的H链片段，当H链合成2/3时，新的L链开始合成，如图所示。下列关于线粒体DNA的说法错误的是(　　) A.DNA内外环的复制是不同步的，但子链都是从5′端向3′端延伸 B.DNA分子中的磷酸二酯键数目与脱氧核苷酸数目相等 C.DNA复制时可能还需要RNA聚合酶和DNA连接酶 D.用15N只标记亲代DNA，复制n次后含14N/15N的DNA占总数的1/2n 解析：选D。图示表明DNA内外环的复制不同步，子链的延伸方向是5′端→3′端，A正确；由于形成的DNA分子是环状的，因此子链中新形成的磷酸二酯键的数目和脱氧核苷酸的数目是相同的，B正确；由题意可知，DNA内外环的复制需要先以L链为模板，合成一段RNA引物，RNA的合成需要RNA聚合酶催化，也需要DNA连接酶连接磷酸二酯键，C正确；用15N只标记亲代DNA，复制n次后含14N/15N的DNA占总数的1/2n－1，D错误。 二、非选择题 11.(2024·湖北襄阳一模)线粒体是一种存在于大多数真核细胞中的重要的细胞器，是细胞进行有氧呼吸的主要场所。线粒体的蛋白质合成能力有限，大量线粒体蛋白质在细胞质中合成后，定向转运到线粒体。如图表示线粒体蛋白的转运过程，回答下列问题。 (1)线粒体受损会引起肝细胞死亡和肝衰竭，主要与缺乏能量供应有关。科研人员将线粒体与人工合成的蛋白质A混合形成复合物，将复合物通过静脉注射，靶向递送至活体大鼠的肝脏。关于上述研究，下列推测正确的是________。 A.蛋白质A可能与肝细胞特异性识别有关 B.该复合物可提高肝细胞内丙酮酸有氧分解的速率 C.口服该复合物可以达到相同的效果 D.该复合物进入肝细胞依赖于细胞膜的流动性 (2)在连续分裂的细胞中，图中过程①主要发生在________期，此过程需要__________________________________________(答出3种)等物质从细胞质进入细胞核。 (3)若图中M蛋白催化细胞的有氧呼吸过程，则M蛋白的作用可能与____________________(填具体生理过程)有关。用某种抑制性药物处理细胞后，发现细胞质基质中的T蛋白明显增多，推测该药最可能抑制了过程____(填编号)。 解析：(1)线粒体与人工合成的蛋白质A混合形成复合物，通过静脉注射，靶向递送至活体大鼠的肝脏，可推测，蛋白质A可能与肝细胞特异性识别有关，A正确；依据题干信息，线粒体通过与蛋白质A形成的复合物，被靶向运输至活体大鼠的肝脏，线粒体可以进行丙酮酸的有氧分解，所以该复合物可提高肝细胞内丙酮酸有氧分解的速率，B正确；蛋白质A口服后，会被水解，功能会丧失，故口服该复合物达不到相同的效果，C错误；该复合物属于大分子，进入肝细胞通过胞吞，依赖于细胞膜的流动性，D正确。(2)过程①表示转录，主要发生于有丝分裂的间期，场所在细胞核，此过程 需要核糖核苷酸、ATP、RNA聚合酶的参与，所以核糖核苷酸、ATP、RNA聚合酶等物质从细胞质进入细胞核。(3)由图可知，M蛋白分布于线粒体内膜，且M蛋白催化细胞的有氧呼吸过程，所以M蛋白的作用可能与催化[H](或NADH)与O2结合形成H2O，同时释放出大量的能量有关。T蛋白数量增多，说明T蛋白和线粒体外膜上的载体蛋白结合的数量减少，故该药物可能抑制了过程④。 答案：(1)ABD　(2)分裂间　核糖核苷酸、RNA聚合酶、ATP　(3)催化[H](或NADH)与O2结合形成H2O，同时释放出大量的能量　④ $$