内容正文:
专题06 遗传的分子基础
考点概览
考点01 DNA是主要的遗传物质
考点02 DNA的结构与复制
考点03 基因表达
DNA是主要的遗传物质考点01
一、单选题
1.(2025·甘肃白银·二模)1962年,生物学家沃森、物理学家克里克和物理学家威尔金斯因DNA结构模型研究的重大贡献获得了诺贝尔奖,成为跨学科合作探究的典范。下列有关科学家贡献的说法,错误的是( )
A.威尔金斯等人获得的衍射图谱为研究DNA的结构提供了证据
B.为证明DNA的半保留复制,沃森和克里克采用假说—演绎法进行了证实
C.艾弗里的肺炎链球菌实验证明DNA可作为载体传递和表达遗传信息
D.克里克通过噬菌体实验证明了遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸
2.(2025·北京东城·二模)“DNA是主要的遗传物质”是经长期研究得出的结论。下列叙述错误的是( )
A.加热杀死的S型菌中存在某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质
B.DNA酶处理的S型菌细胞提取液不能使R型菌发生转化,实验运用了“减法原理”
C.用32P-噬菌体侵染细菌,部分子代噬菌体含32P,可作为DNA是遗传物质的证据
D.用烟草花叶病毒感染烟草的实验证明RNA是烟草花叶病毒和烟草的遗传物质
3.(2025·广东广州·二模)图示赫尔希和蔡斯利用T2噬菌体侵染细菌以探究遗传物质本质的部分实验过程。下列分析正确的是( )
A.以含35S的培养基直接培养T2噬菌体,可得到35S标记的噬菌体
B.新合成子代噬菌体DNA、蛋白质的原料均来自亲代噬菌体
C.图中实验结果可证明DNA是主要的遗传物质
D.搅拌不充分会导致沉淀物的放射性偏高
4.(2025·河北·二模)人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程,下列叙述错误的是( )
A.用烟草花叶病毒的蛋白质感染烟草,可导致烟草患花叶病
B.S型细菌和R型细菌性状不同的根本原因是遗传物质不同
C.将加热杀死的S型细菌提取液注入小鼠体内,不会引起小鼠患败血症死亡
D.用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,子代噬菌体可能有放射性
5.(2025·江西新余·二模)TM4是一种感染耻垢分枝杆菌的双链DNA噬菌体,其吸附能力依赖宿主stpK7基因。参照赫尔希-蔡斯实验方法进行下表实验,实验结果分析错误的是( )
选项
耻垢分枝杆菌
TM4噬菌体
实验结果分析
A
未敲除stpK7组和敲除stpK7组
35S标记
两组的上清液中放射性无明显区别
B
未敲除stpK7组和敲除stpK7组
32P标记
沉淀中放射性强度敲除stpK7组低于未敲除stpK7组
C
32p标记的未敲除stpK7组
未标记
释放的子代TM4均带有32P标记
D
35S标记的未敲除stpK7组35S标记的敲除stpK7组
未标记
两组子代TM4放射性强度无明显差别
A.A B.B C.C D.D
6.(2025·湖南·二模)某实验小组模拟“T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”,过程如图所示。在实验操作正确的情况下,下列有关叙述正确的是( )
A.上清液和沉淀物放射性都很高 B.子代T2噬菌体均会被35S标记
C.大部分子代T2噬菌体被32P标记 D.实验前需用含32P的培养液培养T2噬菌体
7.(2025·安徽合肥·二模)大肠杆菌有AR菌和AS菌两种类型,只有AR菌对氨卞青霉素(Amp)有抗性。某兴趣小组用CaCl2处理两种菌后,进行了以下实验。
实验1:将AS菌与煮沸灭活的AR菌混合后,接种于含Amp的固体培养基上,获得了少量培养物
实验2:将具有氨卞青霉素抗性基因的质粒加入AS菌液,一段时间后接种于含Amp的固体培养基上,获得了少量培养物
下列对实验方法或现象的分析,正确的是( )
A.实验1和实验2都发生了细菌转化现象,其转化因子就是质粒DNA
B.实验2的AS获得了可稳定遗传的表型变化,推测质粒具有遗传效应
C.两个实验都需增设仅接种AS菌的对照组,旨在排除杂菌污染的影响
D.将实验中灭活的AR菌破碎并加入限制酶,则无法再现实验1的结果
8.(2025·浙江·二模)遗传物质是生物遗传与生命活动的基础。下列叙述错误的是( )
A.32P标记的部位为T2噬菌体DNA中的磷酸基团
B.烟草花叶病毒中嘌呤与嘧啶碱基的数目不一定相等
C.根据肺炎链球菌活体转化实验结果可推断S型细菌含有转化因子
D.T2噬菌体的DNA可以单独完成对大肠杆菌的侵染并产生后代
9.(2025·福建福州·二模)肺炎链球菌有R型和S型,其中S型菌分为SⅠ、SⅡ、SⅢ,R型菌分为RI、 RⅡ、RⅢ。R型菌可接受不同S型菌的S基因并转化成相应的S型菌;R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌。为探究R型菌是发生转化还是回复突变,科学家将加热杀死的SⅠ和活的RⅡ混合培养一段时间后观察细菌类型,下列相关分析错误的是( )
A.若培养基中同时出现SⅠ、RⅡ,说明发生转化
B.若培养基中同时出现SⅡ、RⅡ,说明发生回复突变
C.若培养基中同时出现SⅠ、SⅡ,则SⅠ菌落数少于SⅡ
D.本实验也可选用加热杀死的SⅡ和活的RⅢ完成探究
10.(2025·广东肇庆·二模)朊病毒侵入牛体内后,可以诱导牛脑部组织细胞中的蛋白PrPc的空间结构发生改变,成为蛋白PrPSc,实现朊病毒的增殖,最终引起疯牛病。某小组设计实验如下,结果证实了朊病毒是不含核酸且具有感染性的蛋白质。下列叙述正确的是( )
A.操作①②提取的朊病毒中分别含有35S、32P
B.搅拌后离心的目的是使牛脑部组织细胞裂解释放朊病毒
C.甲试管上清液和沉淀物的实验现象一定与乙试管不同
D.子代蛋白PrPSc的形成场所是牛脑部组织细胞中的核糖体
二、多选题
11.(2025·江苏·二模)“孔明系统”是我国科学家发现的一种细菌抗噬菌体的免疫信号通路。当噬菌体入侵时,其携带的脱氧核苷酸激酶(DNK)触发该系统而激活细菌免疫,导致噬菌体无法增殖。噬菌体也可分泌相关酶降解该系统的启动原料,使免疫信号无法传递。下列叙述正确的有( )
A.噬菌体增殖所需的原料和能量均来自宿主细菌
B.噬菌体与细菌之间入侵和反入侵是协同进化的结果
C.若细菌体内噬菌体DNA正常转录表明孔明系统已完全失效
D.该研究表明可通过改造噬菌体DNK基因开发新型抗生素
12.(2025·河北石家庄·二模)人类对DNA作为遗传物质的探索历程是一个漫长而复杂的过程,涉及多位科学家的关键发现和实验。下列相关叙述错误的是( )
A.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
B.赫尔希和蔡斯通过T2噬菌体侵染肺炎链球菌的实验,证明DNA是T2噬菌体的遗传物质
C.艾弗里等人利用减法原理设计实验,证明了S菌的遗传物质是DNA
D.克里克利用T4噬菌体进行了多次探索,最终确定遗传密码阅读方式为重叠式阅读
DNA的结构与复制考点02
一、单选题
1.(2025·山东菏泽·二模)减数分裂同源染色体联会配对后,还要完成部分DNA片段的复制,这些DNA片段叫做P—DNA,如图所示。P—DNA上的基因编码多种酶,这些酶负责执行同源染色体非姐妹染色单体的片段交换。据此分析,下列说法正确的是( )
A.减数分裂Ⅰ前期联会配对时,细胞染色体与核DNA的数量比为1:2
B.P—DNA上的基因编码的酶可以水解和形成脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键
C.若P—DNA上的基因表达受抑制,产生变异配子的比例升高
D.若抑制P—DNA的复制,减数分裂时细胞不能进行同源染色体的联会
2.(2025·北京朝阳·二模)科研人员为研究DNA复制方式;将DNA被15N标记的大肠杆菌作为第0代.转移到含14NH4Cl的培养液中,在不同时刻收集细菌,提取DNA,离心观察DNA在试管中的位置(如图)。图中甲最可能来自( )
A.第0.5代 B.第1.0代 C.第2.0代 D.第2.5代
3.(2025·山东泰安·二模)染色体上的端粒DNA由短的串联重复序列组成,同种生物的该序列相同。少数缺乏端粒酶活性的肿瘤细胞可通过端粒延长替代机制(ALT)维持端粒长度。ALT机制如下:第一条染色体端粒的末端①链结合到第二条染色体端粒的末端②链上并延伸;随后①链脱离,在RNA引物和DNA聚合酶的作用下,新延长的①链被转化成双链形式。这个过程可被重复数十次,使得序列信息从一个端粒传递到另一端粒上。下列说法错误的是( )
A.①链的延伸过程以②链作为模板,该过程不需要合成引物
B.DNA聚合酶只能从核酸片段3'端延伸,这导致端粒DNA5'端比3'端短
C.进行ALT的肿瘤细胞中端粒酶基因甲基化程度可能较高
D.非同源染色体间通过ALT机制实现了基因重组,增加了遗传的多样性
4.(2025·山西晋城·二模)研究发现,许多真核生物细胞中都存在染色体外的环状 DNA 分子,环状 DNA 的复制原点通常富含 AT 重复序列,有利于复制起始蛋白的结合,启动复制过程。下列叙述正确的是( )
A.复制原点富含 AT 重复序列,不利于环状 DNA 双链解旋
B.环状 DNA 分子的一条脱氧核苷酸链上的嘌呤比例为 1/2
C.若用3H 标记环状 DNA 并将其置于不含标记的缓冲液中连续复制 3 次,子代 DNA 中一半有标记
D.若环状 DNA 分子中胸腺嘧啶为 M 个,占总碱基数的比例为 q,则其含有鸟嘌呤 M(1 - 2q)/2q 个
5.(2025·内蒙古·二模)DNA复制时,在相关酶作用下双链解开,DNA单链结合蛋白会与解旋后的单链结合(如图)。下列叙述正确的是( )
A.酶①既可参与DNA的复制,也可参与基因的转录
B.真核生物和原核生物的DNA复制只发生在有丝分裂间期
C.DNA复制时两条子链的延伸方向与复制叉移动方向一致
D.若DNA单链结合蛋白缺失,解旋后的DNA可能恢复双螺旋
6.(2025·天津和平·二模)下列关于DNA的叙述,错误的是( )
A.双链DNA中嘌呤数目等于嘧啶数目
B.双链DNA中G-C碱基对越多,其稳定性越强
C.双链DNA中A+T的量等于G+C的量
D.叶肉细胞的线粒体和叶绿体中含少量双链DNA
7.(2025·江西赣州·二模)DNA错配修复是细胞在DNA复制过程中纠正碱基错配的重要机制,主要包括如下图所示的甲基化、识别、切除、填补和连接五个阶段。下列叙述错误的是( )
A.DNA错配修复过程中,甲基化起到“标记”母链的作用
B.填补和连接阶段需分别用到DNA聚合酶和DNA连接酶
C.修复后的DNA分子中,母链G+C与子链A+T含量相等
D.该过程有利于保持遗传的稳定性,需要ATP提供能量
8.(2025·江苏南京·二模)科学史实验为生命科学的发展作出了重要的贡献。下列叙述错误的是( )
A.梅塞尔森和斯塔尔利用假说一演绎法证明了DNA的半保留复制
B.尼伦伯格和马太破译了遗传密码,并最终完成了密码子表的构建
C.富兰克林的DNA射图谱为DNA螺旋结构模型的建构提供了实证
D.伯格进行了DNA改造研究,成功构建了第一个体外重组DNA分子
9.(2025·江苏南京·二模)下图1表示大肠杆菌的DNA分子复制,图2表示哺乳动物的DNA分子复制。下列叙述正确的是( )
A.图1和图2中复制起点部位的A//T碱基对比例较高,易于解旋
B.图1和图2表示的过程都具有多起点、双向、边解旋边复制的特点
C.图1和图2复制过程中,形成的两条子链一条连续,一条不连续
D.图1中按照③②①的先后顺序合成子链,子链延伸方向为5'→3'
10.(2025·北京东城·二模)如下图所示,细胞内存在修复DNA损伤的机制,若正在转录的基因发生损伤,来不及修复时,可能发生跨损伤转录。将终止密码子对应序列 插入荧光素酶基因,并去除碱基A引入损伤,将损伤的荧光素酶基因导入细菌中进行实验。下列说法错误的是( )
A.DNA修复的过程中有氢键形成
B.图中终止密码子的序列为TAA
C.若检测到细菌产生荧光,能够说明细菌存在跨损伤转录机制
D.跨损伤转录和DNA修复能降低基因突变对细菌的不利影响
11.(2025·甘肃白银·二模)1962年,生物学家沃森、物理学家克里克和物理学家威尔金斯因DNA结构模型研究的重大贡献获得了诺贝尔奖,成为跨学科合作探究的典范。下列有关科学家贡献的说法,错误的是( )
A.威尔金斯等人获得的衍射图谱为研究DNA的结构提供了证据
B.为证明DNA的半保留复制,沃森和克里克采用假说—演绎法进行了证实
C.艾弗里的肺炎链球菌实验证明DNA可作为载体传递和表达遗传信息
D.克里克通过噬菌体实验证明了遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸
12.(2025·北京昌平·二模)一段DNA的两条链分别记为Ⅰ、Ⅱ,通过复制新合成子链a、b、c,其中c比b先合成。下列叙述错误的是( )
A.合成子链a、b、c时,都需要引物
B.子链a的合成方向是从右端向左端延伸
C.合成子链a、b、c时需要DNA聚合酶
D.子链a、b、c合成后,Ⅰ链与Ⅱ链重新形成双链结构
13.(2025·北京海淀·二模)为探究DNA的复制方式,梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料进行实验,结果如下图。关于该实验的叙述,错误的是( )
A.利用含有15NH4Cl的培养液获得第0代大肠杆菌
B.第1代离心结果不支持DNA的复制方式为全保留复制
C.第2代大肠杆菌的DNA中,15N/14N-DNA占1/2
D.本实验采用差速离心技术
14.(2025·北京丰台·二模)如图为果蝇DNA的电镜照片,图中箭头所指结构叫复制泡,是DNA上正在复制的部分。关于复制泡的推测不合理的是( )
A.证明DNA复制过程是边解旋边复制
B.证明DNA复制方式为半保留复制
C.复制泡越大说明复制起始时间越早
D.多个复制泡能提高DNA复制效率
15.(2025·山东青岛·二模)DNA足迹法是检测DNA序列中结合蛋白识别部位的一种方法。DNA与蛋白质结合后,由于蛋白质的保护,DNasel酶无法对这一部位进行切割,可以运用此方法来确定启动子在DNA序列中的具体位置。某DNA片段上具有一个启动子,为研究其位置,研究小组决定用DNA足迹法对其进行检测。DNA片段上的DNasel酶酶切位点及各部分的长度如图1所示。对照组和实验组均加入等量的待测DNA样液,然后加入等量的DNasel酶,通过控制酶的用量和作用时间使每个DNA分子只发生一次磷酸二酯键的断裂。酶解后将对照组和实验组分别进行电泳检测所得片段的大小,对照组得到大小分别为10bp、40bp、50bp、90bp、100bp、140bp、150bp、180bp的8个片段,实验组得到大小分别为10bp、50bp、90bp、100bp、140bp、180bp的6个片段。下列说法正确的是( )
A.构成启动子的基本单位是脱氧核苷酸,启动子的功能是与DNA聚合酶结合,启动转录
B.根据实验结果可以确定,启动子在DNA上的位置为A点附近
C.DNasel酶可作用于DNA的氢键和磷酸二酯键
D.为使结果更直观呈现,在DNA一端用12P进行标记,若标记在a端,则结果如图2所示
16.(2025·陕西商洛·二模)下列关于真核生物中的DNA的叙述,正确的是( )
A.若一名男子和一名女子含有相同的X染色体DNA,两者的关系可能为兄妹
B.DNA分子的稳定性与氢键的含量有关,A—T含量越高,DNA分子越稳定
C.若DNA含有碱基共X个,其中G有m个,则第三次复制需消耗碱基7X个
D.复制子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3'端,每条链的5'端是羟基末端
17.(2025·天津河西·二模)现已知基因M含有碱基共N个,腺嘌呤n个,具有类似如图的平面结构,下列说法正确的是( )
A.基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等,M基因的单链中含有A的比例最多为2n/N
B.基因M共有4个游离的磷酸基团,有1.5N-n个氢键
C.图a可以代表基因M,基因M的等位基因m可以用b表示
D.基因M的双螺旋结构中脱氧核糖和磷脂交替连接,排列在外侧,构成基本骨架
18.(2025·云南红河·二模)DNA通过复制将遗传信息从亲代细胞传给子代细胞,保持了遗传信息的连续性。20世纪60年代,科学家冈崎以大肠杆菌和噬菌体为实验材料,运用同位素(3H)标记技术,证明了他提出的DNA半不连续复制假说:DNA复制形成互补子链时,一条子链是连续形成,另一条子链不连续即先形成短链片段(如图)。下列有关说法错误的是( )
A.15N、3H分别属于生物学研究中常用的稳定性和放射性同位素
B.DNA分子独特的双螺旋结构是其准确复制的重要原因之一
C.DNA分子复制过程需要的酶有DNA连接酶、DNA聚合酶等
D.一条互补子链延伸方向为5'→3',另一条延伸方向与此相反
19.(2025·河南郑州·二模)单碱基编辑系统可以使靶序列特定碱基发生改变,进而实现定向突变。下图为其中一种编辑系统:dCas9末端与APOBEC1形成融合蛋白,随后gRNA将融合蛋白引导到靶位点,APOBEC1会使单链DNA的C脱氨形成U,后续经DNA复制完成C到T的转换。相关分析错误的是( )
A.gRNA通过碱基互补配对将融合蛋白引导至靶位点
B.编辑后的DNA需经过2次复制才能实现C到T的转换
C.C转换为U后,与其相连的五碳糖由脱氧核糖转为核糖
D.单碱基编辑系统可以为镰状细胞贫血病的治疗提供思路
20.(2025·河南·二模)研究人员将枯草芽孢杆菌先在含有弱放射性³H-胸腺嘧啶的培养基上短暂培养,然后转接到含有强放射性³H-胸腺嘧啶的培养基上短暂培养,一段时间后得到DNA的自显影图像。发现新合成的DNA分子中一条链的两端具有较强放射性,中间具有较弱放射性,另一条链无放射性,下列有关说法错误的是( )
A.枯草芽孢杆菌的DNA是从两端向中间进行复制的
B.该实验结果可以证明DNA复制方式是半保留复制
C.母链和新合成子链中(A+T):(G+C)的值相等
D.培养基上枯草芽孢杆菌合成的RNA分子无放射性
21.(2025·湖南·二模)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。其复制的大体过程为: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链以类似于新的H链的合成方式开始合成,示意图如下。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.线粒体DNA分子不复制时双链平行,所以并非双螺旋结构
C.DNA复制时可能还需要RNA聚合酶和DNA连接酶
D.该DNA分子连续复制2次共需要6个RNA引物
22.(2025·河南·二模)关于DNA复制的方向研究人员提出了两种假说:双向复制(图甲)、单向复制(图乙)。放射自显影技术可用于区分DNA复制的方向,复制开始时,先用低放射性的原料培养,一定时间后再用高放射性的原料培养,在放射自显影图像上观察比较放射性标记的强度,结果如图丙。下列说法错误的是( )
注:□低放射区;■高放射区;●复制原点;→子链延伸方向;①~⑥为子链
A.DNA复制时,需要解旋酶和DNA聚合酶的参与
B.②和③延伸的方向与解旋的方向相同,只能进行不连续复制
C.图甲和图乙所示的复制方式中碱基互补配对的原则相同
D.根据图丙的结果可知,DNA进行的是双向复制
23.(2025·全国·二模)DNA复制要从DNA分子的特定部位开始,此特定部位称为复制起始点。真核生物在复制时会出现多个复制泡(即图中的泡状结构),每个复制泡的两端有2个复制叉。每个复制叉上,分布着多种与复制有关的酶和蛋白质因子,它们构成的复合物称为复制体。下列叙述错误的是( )
A.复制起始点启动时间的早晚决定了复制泡的大小
B.从起始点处双向复制,与提高DNA复制效率有关
C.每个复制起始位点处结合一个解旋酶形成复制体
D.子链的延伸方向与复制叉的推进方向不一定相同
24.(2025·贵州铜仁·二模)细菌进行二分裂时,FtsZ蛋白(细菌细胞质中的一种骨架蛋白)与其他分裂蛋白形成复合物,促进细菌完成分裂。下列叙述错误的是( )
A.细菌的核糖体参与FtsZ蛋白的合成
B.细菌在分裂之前会进行DNA的复制
C.抑制FtsZ蛋白的合成会影响细菌分裂
D.细菌分裂过程中有核膜的消失与重建
25.(2025·吉林·二模)复制和转录是同时发生的两大染色质代谢过程,在整个S期的复制过程中,转录仍然在部分基因区活跃发生,因此两大过程必然相遇,也就是复制可能与转录发生冲突,如下图所示。以下说法错误的是( )
A.图中DNA复制是双向的,所以出现了相向冲突和同向冲突的情况
B.图中所示的DNA复制和转录过程均可能会出现A-T对和A-U对
C.图中DNA转录是以2号链为模板,模板链的左侧为5′端
D.冲突的出现可能引起DNA损伤,进一步导致肿瘤的形成
26.(2025·山西临汾·二模)目的基因A含有100对碱基,其中腺嘌呤占30%,现利用目的基因A片段两侧的特异性序列设计引物I、引物Ⅱ,用PCR技术扩增该目的基因,结构如下图所示。PCR扩增共循环50次。下列说法错误的是( )
A.PCR仪实质上是一台温度自动调控仪器,循环50次理论上复制50代
B.含目的基因A的DNA片段经PCR循环50次,需要两种引物共250个
C.PCR过程与体内DNA复制的方式相同,但是只需要一种酶的参与
D.若只考虑目的基因A,经PCR循环50次需要鸟嘌呤(250-1)×40个
27.(2025·辽宁·二模)假设噬菌体在大肠杆菌中每20分钟增殖一代,现有一个一条链被标记的噬菌体DNA侵入了大肠杆菌,不考虑大肠杆菌的裂解。下列说法正确的是( )
A.大肠杆菌中至少有两种酶参与了噬菌体DNA的复制
B.1小时后带标记的DNA占所有子代DNA的1/16
C.标记不影响DNA链与大肠杆菌的核糖体结合形成噬菌体蛋白质外壳
D.40分钟时有一半DNA的碱基序列与20分钟时相同
28.(2025·河南开封·二模)哺乳动物线粒体DNA复制的过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.OH,OL是线粒体DNA两条链的启动子
B.线粒体DNA的复制方式属于半保留复制
C.按照碱基互补配对原则,A链和H链的碱基互补
D.L链作模板时,其子链的延伸方向是3'端→5'端
29.(2025·山东枣庄·二模)采用焦磷酸光化测序法进行DNA测序的原理是:将待测DNA链固定到一个磁珠上,将磁珠包被在单个油水混合小滴(乳滴)中,在该乳滴里进行独立的DNA复制,四种脱氧核苷三磷酸依照T、A、C、G的顺序一个一个进入该乳滴,如果发生碱基配对,就会释放一个焦磷酸(PPi),PPi经过一系列酶促反应后发出荧光。下列说法错误的是( )
A.脱氧核苷三磷酸通过磷酸二酯键把脱氧核苷酸接到多核苷酸链的3'-OH末端
B.PPi经过一系列的酶促反应后,释放出的能量一部分可转化为光能
C.当胞嘧啶脱氧核苷三磷酸进入后能发出荧光,说明此位置模板链上为G
D.若将四种脱氧核苷三磷酸同时加入反应体系中,可大大提高DNA测序的效率
30.(2025·陕西渭南·二模)DNA鉴定技术被广泛用于遗传病风险评估、刑事案件的侦破、被拐卖人口寻亲、空难失踪人口身份确认等很多方面。这是因为DNA作为遗传物质,结构稳定而独特。下列有关DNA的结构叙述错误的是( )
A.作为生物大分子,DNA由很多个脱氧核苷酸构成
B.磷酸与脱氧核糖交替排列在外侧构成了基本骨架
C.DNA的每条链中鸟嘌呤和胞嘧啶的数量总是相等的
D.每个DNA中特定的脱氧核苷酸序列蕴含着特定的遗传信息
31.(2025·黑龙江·二模)染色体外环状DNA(eccDNA)是一种在细胞核或细胞质中存在的,与染色体DNA分开的小型环形DNA分子。eccDNA为闭合的环形结构,不包含染色体上的标准端粒结构,但常含有完整或部分基因,能够被转录和翻译,从而影响细胞功能和个体表型。下列叙述错误的是( )
A.加热首先会破坏脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,使eccDNA分子变性
B.若某eccDNA有100个碱基,其中A有20个,则其氢键有130个
C.eccDNA可通过提供额外的基因,从而增加生物的遗传多样性
D.若eccDNA只有一条链上的一个C突变成了T,则复制n次后,发生差错的eccDNA占1/2
32.(2025·陕西安康·二模)下列关于DNA复制和转录过程的叙述,正确的是( )
A.DNA复制时,子链的合成方向都是从3'端向5'端进行
B.RNA聚合酶可直接识别并结合到DNA的任意位置开始转录
C.DNA复制和转录均需要脱氧核糖核苷酸作为原料
D.DNA转录合成的RNA链的延伸方向都是从5'端向3'端
33.(2025·广东佛山·二模)研究表明,某些环状RNA可以作为microRNA的“海绵”,通过与microRNA结合解除其对特定mRNA的抑制作用,这种机制被称为“microRNA海绵效应”。有关叙述正确的是( )
A.这些环状RNA通过脱水缩合的方式形成特定的环状结构,不再具有磷酸基团
B.这些环状RNA与microRNA的结合遵循碱基互补配对原则,配对方式与转录相同
C.这些环状RNA能够在相应基因表达的过程中发挥调控作用,主要影响转录过程
D.这些环状RNA能够通过吸附microRNA来减少其活性,从而促进相应基因的表达
34.(2025·河南信阳·二模)在一个增长的群体中几乎所有的DNA都在复制,因此离复制起点越近的基因出现频率相对越高,反之越低。据此可确定大肠杆菌DNA复制起点在基因图谱上的位置。图1为大肠杆菌的部分基因图谱,图2为部分基因出现的频率。下列叙述正确的是( )
A.大肠杆菌DNA复制是多起点复制
B.DNA复制仅需要解旋酶、DNA聚合酶
C.大肠杆菌DNA的复制起点位于his附近
D.据图推测his位于tyrA和trp之间
二、多选题
35.(2025·辽宁·二模)染色体上的端粒DNA由串联重复序列组成,同种生物的该序列相同。少数无端粒酶的肿瘤细胞可通过端粒延长替代机制(ALT)维持端粒长度(机制如图)。该过程可被重复数十次,导致序列信息从一个端粒传递到另一端粒上。下列相关叙述正确的是( )
A.进行ALT的肿瘤细胞,端粒酶基因甲基化程度可能较高
B.①链的延伸过程以②链作为模板,该延伸过程不需要引物
C.肿瘤细胞内参与ALT过程的酶有解旋酶、RNA聚合酶等
D.ALT机制实现了非同源染色体上的基因重组,增加了遗传的多样性
基因表达考点03
一、单选题
1.(2025·福建龙岩·二模)雄性不育在杂交育种中有着广泛的应用。研究发现,水稻基因A是花粉育性正常的必需基因,现有光周期依赖型的突变体甲(aa)在长日照条件下会出现雄性半不育现象(花粉只有50%可育),其基因A、a的碱基序列如图所示。
注:起始密码子为AUG、GUG;终止密码子为UAA、UAG、UGA。
下列相关叙述正确的是( )
A.据图中信息可知,TGA所在序列不属于终止子区域
B.基因a编码的多肽链比A基因编码的多肽链少了18个氨基酸
C.转录时,RNA聚合酶识别基因A中的起始密码子并与之结合
D.基因a转录出的mRNA在核糖体上移动的速度会明显加快
2.(2025·山东菏泽·二模)端粒是染色体两端一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体,端粒DNA序列随细胞分裂次数增加而缩短,当短到一定程度时,端粒内侧的正常基因会受到损伤。端粒酶以其携带的RNA为模板(含短重复序列5'—UAACCC—3')使端粒DNA序列延伸,作用机理如图所示。下列说法正确的是( )
A.端粒酶向左移动完成G链的延伸为逆转录过程
B.端粒酶延伸端粒DNA的短重复序列为5'—GGGTTA—3'
C.以延伸的G链为模板形成C链需要端粒酶的催化
D.支原体的端粒DNA序列会随复制次数增加逐渐缩短
3.(2025·江苏·二模)染色体的组蛋白乙酰化能吸引转录相关因子。下列叙述正确的是( )
A.组蛋白乙酰化修饰能发生在原核生物中
B.组蛋白乙酰化修饰发生在转录后
C.组蛋白乙酰化能促进相关基因转录
D.组蛋白去乙酰化酶抑制剂可使基因表达受到抑制
4.(2025·广东清远·二模)结直肠癌组织中甲基转移酶M14调控肿瘤转移的机理如图。K酶催化M14基因的组蛋白去甲基化。下列分析正确的是( )
A.M14基因的组蛋白去甲基化促进该基因的转录
B.M14含量可能是结直肠癌的一个潜在检测指标
C.K酶通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
D.K酶表达水平升高会抑制结直肠癌细胞转移
5.(2025·辽宁·二模)研究表明,某些单链环状RNA可以作为吸附microRNA的“海绵”,通过与microRNA特异性结合解除其对特定mRNA作用的抑制,这种机制被称为“microRNA海绵效应”。下列有关叙述正确的是( )
A.microRNA与tRNA、rRNA的相似处在于它们本身都不是翻译为蛋白质的模板
B.这些环状RNA是通过脱水缩合方式形成的特定环状结构,不再具有磷酸基团
C.这些环状RNA与microRNA的结合遵循碱基互补配对原则,配对方式与转录相同
D.这些环状RNA能够通过吸附microRNA,解除对相应基因转录过程的抑制作用
6.(2025·北京海淀·二模)下图所示的基因编码区序列,编码的氨基酸序列为:甲硫氨酸-组氨酸-脯氨酸-赖氨酸……。下列叙述错误的是( )
A.甲链是转录的模板链,其左侧是3'端,右侧是5'端
B.6号碱基对由A/T替换为G/C后,合成的肽链不变
C.5号和6号碱基对之间插入G/C,合成的肽链变短
D.甲链和乙链上均有终止密码子,可使转录终止
7.(2025·江西·二模)果蝇的体型受lint和inr基因的控制,且果蝇幼虫的lint基因发生甲基化会影响inr的表达,导致果蝇体型异常,相关数据如下图所示。lint基因和inr基因甲基化会导致RNA聚合酶不能结合到启动子区域。下列叙述正确的是( )
A.lint基因甲基化会阻碍inr基因表达的翻译过程
B.lint基因甲基化会导致lint基因的碱基序列发生改变
C.降低幼虫inr基因的甲基化程度可使lint基因甲基化的果蝇体型恢复正常
D.降低幼虫lint基因的甲基化程度可使lint基因甲基化的果蝇体型恢复正常
8.(2025·山东德州·二模)DNA甲基转移酶可将胞嘧啶甲基化为5-甲基胞嘧啶,M蛋白与甲基化DNA片段结合会抑制相关基因表达。拟南芥可通过调控A基因的甲基化水平来响应低温胁迫。研究者发现低温下拟南芥ros1(DNA去甲基化酶基因缺失突变体)植株中A基因的表达水平低于正常植株。下列说法错误的是( )
A.DNA分子复制时胞嘧啶和5-甲基胞嘧啶都可以与鸟嘌呤配对
B.M蛋白与甲基化DNA片段结合可能阻止了基因的转录过程
C.低温条件下DNA去甲基化酶可使A基因的表达受到抑制
D.常温条件下ros1植株A基因的表达水平可能低于正常植株
9.(2025·福建龙岩·二模)大部分叶绿体蛋白由核基因编码,在细胞质中翻译成为前体蛋白,再经复合体运输到叶绿体中,过程如图。下列相关叙述错误的是( )
A.据图推测叶绿体合成的淀粉可通过复合体进入细胞质基质
B.核基因编码的叶绿体蛋白在叶绿体内加工成熟
C.前体蛋白与分子伴侣结合,以避免前体蛋白在细胞质中折叠
D.叶绿体前体蛋白进入叶绿体的过程需要消耗能量
10.(2025·山东菏泽·二模)核仁蛋白DDX21具有开放和闭合两种构象。核仁中的rDNA可被开放构象的DDX21缠绕,使rDNA转录rRNA的过程受阻。SLERT(一种非编码RNA)能使DDX21转变成闭合构象,增大其流动性,保证rRNA的正常生成。下列说法正确的是( )
A.DDX21阻碍核rDNA转录的机制可能是阻止DNA聚合酶与核rDNA结合
B.SLERT通过改变DDX21的氨基酸序列来改变DDX21的流动性
C.B淋巴细胞分化为浆细胞后,细胞核中SLERT的含量会明显降低
D.推测SLERT在细胞核中合成,对核仁的功能有重要影响
11.(2025·福建龙岩·二模)蛋白质与核酸是非常重要的生物大分子,下列关于两者的叙述错误的是( )
A.两者都是由单体通过脱水缩合形成的多聚体
B.蛋白质合成受核酸控制,核酸合成也需要蛋白质参与
C.在真核细胞中染色体和核糖体均由蛋白质与核酸构成
D.蛋白质和核酸都具有特定的空间结构,高温下变性失活不可逆
12.(2025·江西萍乡·二模)某研究团队提出了光照调控菊花花瓣着色机制:黑暗诱导了CmBBX28基因表达,积累的CmBBX28蛋白与CmMYB9a蛋白结合,干扰CmMYB9a蛋白与下游基因启动子的结合,同时降低CmMYB9a蛋白的稳定性,抑制花青素合成。光照下,CmBBX28基因表达被抑制,CmMYB9a基因表达上调,促进花青素合成和着色。下列说法正确的是( )
A.液泡中的花青素可以吸收、传递、转化光能合成有机物
B.光照条件下,菊花中花青素合成基因直接表达出花青素
C.黑暗条件下,CmBBX28 蛋白通过抑制 CmMYB9a 基因转录减少花青素合成
D.光照可促进 CmMYB9a 基因表达,积累花青素
13.(2025·广东汕头·二模)转录激活因子TAZ通过促进miR-29a(一种小分子RNA)的合成而抑制O-糖基化修饰酶基因(GALNT18)的表达,减少小细胞肺癌细胞O-糖基化修饰进而抑制其转移,其机制见图。下列叙述错误的是( )
A.TAZ可以提高miR-29a基因的转录水平
B.miR-29a通过碱基互补识别GALNT18mRNA
C.miR-29a从转录水平调控GALNT18的功能
D.GALNT18高表达促进小细胞肺癌细胞的转移
14.(2025·甘肃白银·二模)微量元素可通过表观调控对动物机体产生影响,下图表示锌对某动物表观遗传的调控作用和机制(染色体上的组蛋白乙酰化后,与DNA的结合会变得松散)。下列说法正确的是( )
A.DNMT与ZF结合会导致DNA甲基化,引起基因突变
B.ZF与HDAC结合将有利于细胞的分裂及肿瘤的生长
C.据图可推知HAT、DNMT对基因表达的调控效应可能不同
D.组蛋白乙酰化、DNA甲基化引起的生物性状的改变不能遗传给子代
15.(2025·甘肃白银·二模)原核生物的基因为连续基因,没有外显子、内含子之分。而大多数真核生物的基因为不连续基因,即基因的编码序列(外显子)被非编码序列(内含子)隔开。内含子可参与转录形成pre-mRNA,在pre-mRNA形成成熟mRNA时,内含子对应区段会被剪切掉。下列说法错误的是( )
A.pre-mRNA合成时,RNA聚合酶会与基因中的启动子结合
B.向原核生物细胞内转移真核生物的基因时应使用其成熟mRNA的逆转录产物
C.若基因突变发生在内含子,则其对翻译产物一般无影响
D.翻译时,核糖体沿着成熟的mRNA从3'端向5'端移动
16.(2025·河北石家庄·二模)生活在青藏高原的生物体内存在HIF(缺氧诱导因子,包括HIF-α、HIF-β两种)信号通路调节,具体调节过程如下图所示,最终参与调控一系列与红细胞生成(该过程离不开促红细胞生成素EPO的作用)、血管新生、代谢调节等相关基因的表达。此外,HIF信号通路的活性和稳定性也受到部分基因启动子的甲基化的影响,这样有助于协调机体更好地适应缺氧环境。下列叙述错误的是( )
A.缺氧环境下,PHD的活性和HIF-α的稳定性均会降低
B.推测藏牦牛体内,HIF-α基因启动子甲基化水平可能较低
C.推测藏牦牛体内,促红细胞生成素(EPO)的mRNA水平更高
D.部分基因启动子的甲基化属于表观遗传,所导致的性状改变可以遗传给下一代
17.(2025·安徽滁州·二模)miRNA可以指导RISC在转录后水平下调基因的表达——mRNA的降解或翻译抑制,下图是其形成过程及两种调节机制。下列相关叙述正确的是( )
A.Pri-miRNA是以DNA双链为模板,在RNA聚合酶的作用下转录形成
B.Drosha酶和Dicer酶作用相同,都可以催化磷酸二酯键的形成
C.mRNA与miRNA完全互补时,mRNA最多降解为4种小分子物质
D.mRNA与miRNA不完全互补时,可能阻止核糖体与mRNA的结合
18.(2025·陕西汉中·二模)某细菌进行蛋白质合成时,多个核糖体串联在一条mRNA上形成多聚核糖体。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译,移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是( )
A.该过程中,mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对
B.图示翻译过程中,各核糖体在mRNA上的移动方向为从右向左
C.反密码子与终止密码子互补配对是翻译结束的信号
D.若将细菌的某基因截短,相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化
19.(2025·浙江宁波·二模)研究发现,亲代小鼠的低蛋白饮食可影响自身基因表达,相关机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A.低蛋白饮食的小鼠产生精子的过程称为表观遗传
B.亲代的低蛋白饮食不会改变子代小鼠的DNA序列
C.相关基因组蛋白甲基化水平越高,表达水平越低
D.G9a-ATF7磷酸化受阻会提高组蛋白表观遗传水平
20.(2025·江西上饶·二模)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
5.8SrRNA、18SrRNA、28SrRNA
RNA聚合酶Ⅱ
核质
mRNA
RNA聚合酶Ⅲ
核质
tRNA、5SrRNA
注:各类rRNA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.基因转录以一条链为模板,需要解旋酶打开氢键,使模板链碱基得以暴露
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不同
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
21.(2025·黑龙江·二模)miRNA与特定蛋白形成miRISC复合体,通过miRNA的作用结合到靶mRNA上,导致靶基因沉默,引发RNA酶与靶mRNA结合。而miRNA抑制剂和RNA海绵可抑制miRNA的功能,其机制如图所示。下列分析错误的是( )
A.miRNA可抑制翻译过程,引起靶mRNA降解
B.miRISC复合体依赖碱基互补配对原则特异性识别靶mRNA
C.靶向原癌基因的miRNA过量表达,可诱发细胞癌变
D.miRNA抑制剂和RNA海绵可恢复靶基因的表达
22.(2025·天津·二模)施一公院士因研究剪接体的结构与分子机理获得陈嘉庚生命科学奖。剪接体主要由蛋白质和小分子的核RNA组成,能对mRNA进行剪切修饰,其作用机理如图,下列关于剪接体的说法,错误的是( )
A.剪接过程中涉及磷酸二酯键的断裂和形成
B.③中一条mRNA链可结合多个核糖体以提高蛋白质合成效率
C.若剪接体剪接位置出现差错,可能导致基因结构发生改变
D.该研究为探寻基因表达相关疾病的治疗开辟了新路径
23.(2025·云南曲靖·二模)miRNA是一类长度为20~25个核苷酸的非编码单链RNA分子,可通过与靶mRNA的特定序列结合来调控基因表达或使其降解。研究发现,某miRNA能显著抑制细胞中X蛋白的合成,但对X基因的mRNA含量并无显著影响。下列叙述错误的是( )
A.该miRNA的合成需要RNA聚合酶的催化
B.该miRNA通过碱基互补配对与X基因的mRNA结合
C.该miRNA可能通过抑制X基因的转录来降低X蛋白含量
D.该miRNA可能通过抑制mRNA与核糖体的结合来调控基因表达
24.(2025·山东潍坊·二模)色氨酸合成酶基因的mRNA中调控该基因表达的序列包含4个区段,其中1区段富含编码色氨酸的密码子。当细胞中色氨酸含量较低时,核糖体在mRNA上移动速度较慢并停止于1区,此时2、3区配对,基因继续转录,如图1所示。当色氨酸充足时,核糖体覆盖于1~2区,则3、4区配对形成一个阻止mRNA继续合成的茎-环结构,阻止基因的转录,如图2所示。下列说法错误的是( )
A.上述过程不会发生在人体细胞中
B.调控序列位于色氨酸合成酶基因mRNA的3'端
C.2和4区段应存在相同或相似的核糖核苷酸序列
D.该调控机制可有效避免细胞内物质和能量的浪费
25.(2025·天津河西·二模)端粒是染色体两端一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体,端粒DNA序列随细胞分裂次数增加而缩短,当短到一定程度时,端粒内侧的正常基因会受到损伤。端粒酶以其携带的RNA为模板(含短重复序列5'-UAACCC-3')使端粒DNA序列延伸,作用机理如图。下列叙述错误的是( )
A.端粒酶向右移动完成G链的延伸为逆转录过程
B.与正常细胞相比,肿瘤细胞中端粒酶的活性比较高
C.端粒酶延伸端粒DNA的短重复序列为5'-GGGTTA-3'
D.以延伸的G链为模板形成C链需要RNA聚合酶的催化
26.(2025·重庆·二模)科研工作者以拟南芥为实验材料,研究并发现了相关环境因素调控气孔关闭的机理(图1)。已知htl基因、rhc1基因各编码蛋白甲和乙中的一种,但对应关系未知。研究者利用野生型(WT)、rhc1基因的功能缺失突变体库(r)、ht1基因的突变体(h)和htl/rhc1的双基因突变体(h/r),进行了相关实验,结果如图2所示。下列说法错误的是( )
A.保卫细胞液泡的溶质转运到胞外,导致保卫细胞吸水能力降低
B.气孔关闭由基因、激素和环境因素等共同调节完成
C.由图2可知高浓度CO2时rhc1基因产物促进气孔关闭
D.根据实验结果可判断,编码蛋白甲、乙的基因分别是ht1、rh
27.(2025·安徽淮南·二模)诺贝尔生理学或医学奖曾授予在低氧感应方面做出贡献的科学家。细胞适应氧气供应变化的分子机制是:当细胞缺氧时,缺氧诱导因子(HIF-1α)与芳香烃受体核转位蛋白(ARNT)结合,调节基因的表达生成促红细胞生成素(EPO,一种促进红细胞生成的蛋白质激素);当氧气充足时,HIF-1α羟基化后被蛋白酶降解,调节过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.HIF-1α与ARNT结合到DNA上,调节EPO基因转录,使EPO合成和分泌增加
B.氧气充足时,HIF-1α被解体以减少EPO的合成,这属于负反馈调节
C.长期生活在高原的人细胞内HIF-1α羟基化程度更高,是适应高原地区缺氧的表现
D.综合分析可知,EPO的合成不仅受到相关基因的控制,也与环境因素有关
28.(2025·湖北武汉·二模)精氨酸有6种密码子,当核糖体读取其中的密码子CGG、CGA或AGG时,识别这些密码子的tRNA会与物质X结合,从而启动mRNA降解。下列叙述正确的是( )
A.tRNA介导的mRNA降解属于转录水平的基因表达调控
B.阻断物质X与tRNA结合会降低含AGG的mRNA稳定性
C.识别密码子CGA的tRNA含有的反密码子为5'-UCG-3'
D.为了提高mRNA疫苗效果,可增加其中密码子CGG的量
29.(2025·河北·二模)C/DboxsnoRNAs属于核仁小RNA家族,因与癌症的发生有关而被关注。它包含两个短的序列元件,即位于5'端的Cbox(RUGAUGA,R代表A或G)和3'端的Dbox(CUGA),可参与多种RNA的修饰。如图为C/DboxsnoRNAs参与rRNA修饰的过程。下列叙述错误的是( )
A.C/DboxsnoRNAs和tRNA中都有氢键
B.C/DboxsnoRNAs的碱基序列不止一种
C.rRNA经C/DboxsnoRNAs修饰后会影响基因的转录过程
D.C/DboxsnoRNAs在核仁中形成时需要RNA聚合酶参与
30.(2025·山西太原·二模)真核生物在加工mRNA时,通常将mRNA3'端加一段多聚腺嘌呤核苷酸序列。科研人员将由一段尿嘧啶核苷酸序列和蛋白质组成的标签(TIVA-tag)导入活细胞中,可获得特定细胞在某一功能状态下转录出来的所有成熟mRNA。下列叙述正确的是( )
A.标签TIVA-tag的物质组成与染色体的基本相同
B.利用TIVA-tag可获得特定活细胞中的全部遗传信息
C.利用TIVA-tag检测mRNA时涉及磷酸二酯键的形成
D.推测TIVA-tag与mRNA结合的主要场所在细胞质
31.(2025·青海西宁·二模)埃博拉病毒(EBOV)是引起人类和灵长类动物发生埃博拉出血热的烈性病毒。EBOV的RNA(单链、负链RNA)进入细胞后,病毒的负链RNA首先在RNA聚合酶作用下合成正链RNA,继而合成病毒编码蛋白,同时以正链RNA为模板合成基因组负链RNA.下列叙述错误的是( )
A.EBOV的RNA进入细胞后,直接以负链RNA为模板翻译出RNA聚合酶
B.负链RNA合成正链RNA的过程中会出现RNA-蛋白质复合体
C.RNA聚合酶从EBOV的正链RNA的3'端向5'端延伸合成负链RNA
D.EBOV病毒编码蛋白的合成过程需宿主细胞中的tRNA和rRNA共同参与
32.(2025·天津河北·二模)图甲表示真核细胞DNA复制的部分过程,其中一条链具有“不连续合成”的特点。图乙表示真核生物基因的遗传信息从DNA转移到RNA上之后,对有效遗传信息进行“剪断”与重新“拼接”的过程。下列叙述不正确的是( )
A.图甲中两条子链的合成方向都是由5'端延伸到3'端
B.由图乙中正常mRNA逆转录形成的cDNA与S基因不同
C.图乙过程②中有磷酸二酯键的断裂和形成,需要DNA连接酶参与
D.图乙过程③表示在核糖体上进行的翻译过程,该过程需要三类RNA的参与
33.(2025·江西南昌·二模)科学家采集到一份细菌样本,将其破碎后,提取液中检测到有DNA无mRNA。为探究生物的遗传密码,将提取液中的DNA去除后,加入一些人工合成的“mRNA”进行多肽合成,部分实验结果如下表所示。下列说法错误的是( )
实验
人工合成的“mRNA”碱基序列
人工合成的多肽
①
ACACACACACACACA
苏氨酸-组氨酸-苏氨酸-组氨酸-苏氨酸
组氨酸-苏氨酸-组氨酸-苏氨酸
②
ACAACAACAACAACA
苏氨酸-苏氨酸-苏氨酸-苏氨酸-苏氨酸
谷氨酰胺-谷氨酰胺-谷氨酰胺-谷氨酰胺
天冬氨酸-天冬氨酸-天冬氨酸-天冬氨酸
A.提取液没有检测到mRNA可能是因为该细菌无法自身合成mRNA
B.去除提取液中DNA的目的是防止细胞自身DNA转录成mRNA干扰结果
C.该细菌中编码苏氨酸的密码子是ACA,编码组氨酸的密码子是CAC
D.实验②获得三种不同的多肽是mRNA首次被读取的碱基位置差异造成的
34.(2025·广东·二模)真核生物细胞核内刚刚转录而来的RNA称为前体mRNA,需经蛋白复合物剪切、拼接后才能产生成熟的mRNA,经运出细胞核后进行翻译,其主要流程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.从长度来讲,基因=前体mRNA>成熟mRNA
B.蛋白复合物剪切前体mRNA时使氢键断裂
C.翻译时,核糖体在成熟mRNA上的移动方向是3'→5'
D.成熟mRNA可相继结合多个核糖体,生成多条相同的肽链
35.(2025·河北邢台·二模)研究表明,某些与健康相关的基因启动子甲基化可以抑制一些老年疾病的发生,女性比男性人均寿命长与此有关。下列叙述正确的是( )
A.女性与健康相关的基因启动子甲基化较男性多
B.基因启动子甲基化现象不能遗传给后代
C.基因启动子甲基化可改变基因的碱基序列
D.基因启动子甲基化可抑制mRNA的翻译过程
36.(2025·安徽黄山·二模)tRNA 不仅参与翻译过程,还对 mRNA 的降解起到调控作用。tRNA 在细胞内可以被加工成各种 tRNA 片段,如 tRFs 和 tiRNAs 等。这些 tRNA 片段可以通过与 mRNA 的互补配对结合到特定的 mRNA 上,进而使 mRNA 降解为核苷酸,如招募核酸外切酶从 mRNA 的 3'- 端开始进行降解。下列叙述错误的是( )
A.mRNA 的降解与合成一样,都具有方向性,且都是从 3'-端开始向 5' -端进行的
B.核酸外切酶催化磷酸二酯键的水解,RNA 聚合酶催化磷酸二酯键的形成
C.转录水平调控和 mRNA 降解调控,使细胞内的 mRNA 数量处于动态变化中
D.tRNA 对 mRNA 降解的调控有助于实现基因选择性表达,保证细胞分化和个体正常发育
37.(2025·安徽马鞍山·二模)血橙被誉为“橙中贵族”,因果肉富含花色苷,颜色像血一样鲜红而得名,血橙中花色苷合成和调节途径如下图。下列分析正确的是( )
注:T序列和G序列是Ruby基因启动子上的两段序列
A.血橙的果肉颜色性状由一对等位基因控制
B.HY5蛋白可促进RNA聚合酶与Ruby基因启动子结合
C.低温胁迫可能使Ruby基因的碱基序列发生改变
D.光照为HY5与G序列的结合提供能量
38.(2025·四川雅安·二模)mRNA疫苗和微小RNA(microRNA)的研究成果分别获得了2023和2024年诺贝尔生理学或医学奖。下列关于RNA的说法,正确的是( )
A.microRNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸
B.所有生物的RNA均来源于DNA转录产生
C.mRNA合成时沿3'—5'方向延伸
D.DNA甲基化可能导致细胞中mRNA种类减少
39.(2025·陕西咸阳·二模)狗尾草种子小,成熟后易脱落,便于传播,与SH基因和CAD基因表达相关,CAD蛋白使离层细胞的细胞壁加厚,不易落粒。CAD基因表达调节过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.狗尾草种子小、易脱落,有利于其种群的繁衍
B.基因SH的表达会抑制CAD基因所在的DNA复制
C.SH蛋白在核糖体上合成后通过核孔进入细胞核
D.敲除SH基因的狗尾草所产生的种子不容易落粒
40.(2025·广东湛江·二模)研究发现,鱼体内的去甲基化酶(FTO)可擦除NOD基因的mRNA甲基化修饰,避免mRNA被某些蛋白质识别并降解,从而提高鱼类的抗病能力。抑制FTO的活性可能( )
A.降低相关mRNA甲基化水平 B.提高NOD基因转录效率
C.降低NOD基因表达效率 D.增强该鱼类的抗病能力
41.(2025·安徽淮南·二模)下图表示某基因的部分碱基序列,其中含有编码起始密码子的碱基序列(注:起始密码子为AUG,终止密码子为UAA、UAG或UGA,UGA不考虑特殊情况),横箭头表示转录方向。下列相关叙述正确的是( )
A.若“↑”位置为复制原点,则DNA聚合酶与该位置结合并催化解旋和子链合成
B.该基因转录时以甲链为模板链,该链的左侧为“-OH”端、右侧为“-℗”端
C.该基因进行复制、转录和翻译的过程中,均会发生T-A、G-C、C-G碱基配对
D.若“↑”处缺失一个碱基对,则该基因片段控制合成的肽链含8个氨基酸
42.(2025·河南·二模)秀丽隐杆线虫生长发育过程由lin-4和lin-14基因调控,lin-4基因转录产生的miRNA能够与lin-14基因转录产生的mRNA部分互补,从而调节lin-14基因的表达。秀丽隐杆线虫不同发育阶段lin-4和lin-14基因的表达量如下图所示,下列有关推测不合理的是( )
A.lin-14基因编码的产物对线虫的成熟具有抑制作用
B.lin-4基因编码的miRNA能抑制lin-14基因的翻译
C.miRNA调控遗传信息的表达属于一种表观遗传现象
D.lin-4基因缺失突变的秀丽隐杆线虫生长发育会提前
43.(2025·陕西汉中·二模)在雌性哺乳动物体内,通常有一条X染色体随机失活,这与X染色体上的XIST基因密切相关,XIST基因编码的小分子RNA能与X染色体上的大多数基因结合,导致染色体失活。雄性哺乳动物的X染色体未失活,XIST基因处于沉默状态,敲除DNA甲基转移酶基因能打破XIST基因沉默。下列有关分析不合理的是( )
A.X染色体失活有利于雌、雄哺乳动物相关基因表达产物的含量保持平衡
B.DNA甲基转移酶可能使XIST基因甲基化,从而沉默XIST基因
C.雄性哺乳动物的XIST基因不表达,正常卵细胞中的X染色体可能有活性
D.DNA甲基转移酶缺失会抑制XIST基因表达使X染色体失活
44.(2025·宁夏银川·二模)microRNA是一组由基因组编码的长度约20~23个核苷酸的非编码单链RNA。它能识别靶mRNA,引起靶mRNA的降解或抑制翻译过程,从而调控生物性状。下列叙述正确的是( )
A.microRNA和靶mRNA通过磷酸二酯键结合形成局部双链
B.microRNA识别靶mRNA时采取与翻译相同的碱基配对方式
C.真核细胞中,microRNA发挥作用的场所是细胞核
D.microRNA能与mRNA结合,前者上有反密码子,后者上有密码子
45.(2025·黑龙江哈尔滨·二模)核仁蛋白DDX21具有开放和闭合两种构象。开放构象的DDX21聚集后缠绕在核糖体DNA上使其转录受阻。SLERT(一种非编码RNA)能使DDX21转变成闭合构象,增大其流动性,保证rRNA的正常生成。以下叙述不正确的是( )
A.DDX21阻碍核糖体DNA转录的机制可能是阻止DNA聚合酶与核糖体DNA结合
B.SLERT通过改变DDX21的空间结构来改变DDX21的流动性
C.B淋巴细胞分化为浆细胞后,细胞核中SLERT的含量可能会升高
D.推测SLERT在细胞核中合成,对核仁的功能有重要影响
46.(2025·黑龙江哈尔滨·二模)下列关于DNA复制和基因表达过程的叙述,正确的是( )
A.转录合成的RNA延伸方向和翻译时核糖体沿着RNA的移动方向均是由5'端向3'端
B.DNA复制和转录时,在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开
C.DNA复制、转录和翻译时碱基互补配对的方式都是相同的
D.起始密码子是转录时的起点,终止密码子一般不决定氨基酸
47.(2025·天津河北·二模)血橙被誉为“橙中贵族”,因其果肉富含花色苷,颜色像血一样鲜红而得名。当遇极寒天气时,为避免血橙冻伤通常提前采摘,此时果肉花色苷含量极少而“血量”不足。血橙中花色苷合成和调节途径如下图,其中T序列和G序列是Ruby基因上启动基因顺利表达的两个重要序列。下列分析不合理的是( )
A.同一植株下层血橙果肉的“血量”一般少于上层果肉
B.提前采摘的血橙果实置于低温环境可改善血橙的品质
C.血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的
D.低温会引起T序列去甲基化进而改变T序列的碱基序列
48.(2025·吉林·二模)小鼠的胰岛素样生长因子基因Igf2位于常染色体上,其中显性A基因的表达产物促进小鼠生长,而隐性a基因无此功能。雌配子中该基因发生甲基化,雄配子中则为去甲基化,如下图所示。甲基化的基因无法表达。下列叙述错误的是( )
A.形成配子的过程中,雄鼠的A基因和雌鼠的a基因碱基序列均未发生改变
B.A/a基因在随配子传递过程中可以甲基化,也可以去甲基化
C.图示雌鼠和雄鼠相互交配,F₁小鼠体型正常:体型矮小=1:1
D.若干体型正常雄鼠与图示类型若干雌鼠随机交配,若F₁体型正常的占3/5,则亲代雄鼠中杂合子占2/5
49.(2025·辽宁·二模)染色质由DNA、组蛋白等组成。组蛋白乙酰化引起染色质结构松散,有关基因进行表达;组蛋白去乙酰化,有关基因表达受到抑制,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.只有进行细胞分化的细胞中才存在组蛋白乙酰化
B.组蛋白乙酰化修饰使得DNA更容易被转录因子和X酶结合
C.组蛋白乙酰化和去乙酰化过程通过改变DNA序列调控基因的表达
D.图中X酶能识别、结合基因的特定部位并催化磷酸二酯键断裂
50.(2025·山西临汾·二模)呼吸道合胞病毒(RSV)是一种极为普遍且具有较强传染性的有包膜的RNA病毒、是引起婴儿肺炎、支气管炎的常见病原体。该病毒增殖的部分过程如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.该遗传物质与ATP和DNA的组成元素不同
B.RSV的包膜来自于其感染的宿主细胞,①③过程所需的酶为逆转录酶
C.RSV包膜的糖蛋白与宿主细胞表面受体的识别体现了细胞间的信息交流功能
D.RSV病毒增殖时复制首个-RNA需要消耗宿主细胞中同等数量的嘧啶和嘌呤
51.(2025·安徽池州·二模)circRNA是一种单链环状闭合RNA,在细胞中起到miRNA(一种单链小分子RNA)“海绵”的作用,可通过与miRNA 结合调控靶基因的表达。下图为circRNA 调控 P基因表达的大致机制,下列叙述正确的是( )
A.过程①中解旋酶与模板链结合使 DNA 双链的碱基暴露
B.图中的circRNA 与P基因mRNA 有部分碱基序列相同
C.加强过程④会抑制过程③和②进而阻止 P蛋白的合成
D.基因均需通过指导蛋白质的合成来行使其生物学功能
52.(2025·甘肃白银·二模)如图表示人体内某细胞中以核苷酸链②为模板在X酶的作用下进行的某生理过程的部分示意图(虚线表示X酶的移动方向,①②表示核苷酸链),下列说法正确的是( )
A.X酶为RNA聚合酶,该生理过程表示转录
B.X酶为解旋酶,①的合成需要DNA聚合酶的参与
C.②链与①链中已标注碱基区域的互补序列为:5'-GGGTTTTA-3'
D.若②链某位点发生碱基的替换一定导致其编码的蛋白质结构改变
53.(2025·四川广安·二模)如图为人类胚胎发育到第6周和第12周时两种珠蛋白基因的表达情况。下列叙述正确的是( )
A.DNA甲基化不会改变生物的基因型和表型
B.胚胎发育的过程中,DNA甲基化是可逆的
C.胚胎发育的不同阶段,基因表达情况是完全不同的
D.启动子甲基化可能导致DNA聚合酶不能识别和结合
54.(2025·黑龙江哈尔滨·二模)端粒的长短与细胞衰老密切相关,端粒酶延长端粒的作用机理如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.端粒酶是一种逆转录酶,由RNA和蛋白质共同组成
B.端粒酶发挥作用后在母链中延长的重复序列为5′-TTGGGG-3′
C.每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体即端粒
D.随着端粒酶活性的升高,细胞的分裂能力可能升高、衰老速度可能减慢
55.(2025·河南安阳·二模)miRNA 是一类具有调控功能的非编码 RNA,成熟的 miRNA 由较长的初级转录物经过一系列核酸酶的剪切加工而成,随后组装进RNA 诱导的沉默复合体,通过碱基互补配对的方式识别靶mRNA,最终阻遏靶 mRNA 发挥作用,如图所示,数字表示相应过程。下列叙述错误的是( )
A.①过程所需模板为相应基因中的一条链
B.②过程核糖体沿 mRNA 移动的方向为右→左
C.②过程与③过程碱基互补配对方式完全相同
D.miRNA 通过抑制翻译过程来实现特定基因沉默
56.(2025·贵州铜仁·二模)蜜蜂的类型有蜂王、雄蜂和工蜂,蜂群中能持续获得蜂王浆的雌性幼虫会发育成蜂王,而大多数雌性幼虫以花粉和花蜜为食则发育成工蜂。蜂王浆中含有丰富的microRNA,这些microRNA进入幼虫体内后与Dnmt3基因的mRNA结合而抑制其表达,从而显著降低幼虫体内dynactinp62基因的甲基化水平(DNA甲基化水平升高通常会抑制基因表达)。下列叙述错误的是( )
A.DNA甲基化引起的性状改变可以遗传给下一代
B.促进幼虫的dynactinp62基因表达可以使其发育成蜂王
C.microRNA通过干扰Dnmt3基因的翻译抑制其表达
D.Dnmt3基因的表达产物会使dynactinp62基因发生突变
57.(2025·江苏南通·二模)下图表示类固醇激素受体激活与信号转导机制,相关叙述错误的是( )
A.类固醇激素通过自由扩散进入细胞与细胞质内或细胞核内受体结合
B.类固醇激素和激素-受体复合物均能通过核孔,与DNA中激素反应元件结合
C.激素反应元件招募DNA聚合酶与DNA上的启动子结合
D.成熟mRNA与核糖体结合,在酶的催化作用下合成目标蛋白质
58.(2025·安徽蚌埠·二模)DNA甲基化是表观遗传的一种类型,通常发生在脊椎动物的CpG位点(胞嘧啶—磷酸—鸟嘌呤位点,即DNA序列中胞嘧啶后紧连鸟嘌呤的位点)。在这个过程中,DNA甲基转移酶催化胞嘧啶转化为5-甲基胞嘧啶。下列叙述正确的是( )
A.DNA甲基化会改变DNA中碱基的数量从而使生物的性状发生改变
B.DNA甲基化可能发生在基因间的连接序列处,从而抑制基因的表达
C.CpG位点发生甲基化会使DNA的热稳定性增强,碱基序列也发生改变
D.若DNA甲基化发生在基因的启动子序列,可能影响RNA聚合酶的识别
59.(2025·广西南宁·二模)FTO蛋白可擦除N基因mRNA的甲基化修饰,避免mRNA被Y蛋白识别而降解,从而提高了鱼类的抗病能力。下列叙述正确的是( )
A.Y蛋白能识别甲基化修饰的N基因mRNA
B.mRNA甲基化会影响其转录
C.mRNA甲基化后所含密码子序列改变
D.N基因表达会降低鱼类抗病能力
60.(2025·江苏南通·二模)科学家发现如果RNA聚合酶运行过快会导致与DNA聚合酶“撞车”而使DNA折断,引发细胞癌变。研究发现,一种特殊酶类RECQL5可吸附在RNA聚合酶上减缓其运行速度,扮演“刹车”的角色,从而抑制癌症发生。下列有关叙述错误的是( )
A.真核细胞中可进行核基因的边复制边转录
B.相同的DNA在不同细胞中转录的起始位点不完全相同
C.RNA聚合酶与DNA聚合酶都需要引物才能延伸子链
D.RECQL5与RNA聚合酶结合会减慢细胞内蛋白质合成速率
61.(2025·重庆·二模)刺豚鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制。Avy控制黄色体毛的形成,a控制黑色体毛的形成。Avy基因具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点,且甲基化后抑制了该基因的表达。下图为Avy基因参与毛色形成过程的示意图。真黑素和褐黑素是黑色素的两种类型。真黑素通常为黑色,褐黑素通常为黄色。下列说法错误的是( )
A.若T基因发生基因突变可能会导致白化病
B.Avy基因的表达产物 ASIP 蛋白抑制真黑素的形成
C.该毛色形成过程的示意图表明基因可以间接控制生物的性状
D.基因型为AvyAvy的刺豚鼠均表现为黄色体毛
62.(2025·广东茂名·二模)研究人员发现斑马鱼zar1蛋白能与透明带糖蛋白mRNA结合并抑制其翻译。zar1基因缺失突变体存在卵母细胞凋亡,卵巢被精巢取代的现象。下列推测错误的是( )
A.zar1蛋白调控透明带糖蛋白的合成属于表观遗传
B.透明带糖蛋白增多能缓解卵巢被精巢取代的现象
C.zar1基因在成年斑马鱼卵巢中的表达水平可能显著高于精巢
D.幼年斑马鱼可能同时存在向卵巢和精巢分化的原始生殖细胞
63.(2025·辽宁沈阳·二模)大肠杆菌色氨酸合成基因可边转录边翻译,并受阻遏物TrpR调控。TrpR与色氨酸结合后被激活,进而结合色氨酸合成基因上游某区段抑制转录。下列叙述错误的是( )
A.大肠杆菌无核膜是边转录边翻译的主要原因
B.TrpR与色氨酸结合可能抑制了RNA聚合酶的移动
C.色氨酸不足时有利于TrpR结合DNA
D.色氨酸充足时其合成基因表达量下降
64.(2025·贵州贵阳·二模)如图是科研人员绘制的某生物转录和翻译的模式图,下列说法错误的是( )
A.从图中转录和翻译同时进行,推测该生物可能是原核生物
B.翻译的过程是沿着mRNA的5′端向3′端进行的,在图中还缺少打开双链的解旋酶
C.图中的结构中可能含有8种核苷酸和5种碱基
D.图中所示过程与DNA复制过程相比较,碱基互补配对方式不完全相同
65.(2025·陕西汉中·二模)RpoS蛋白是一种酸胁迫反应的主要调控因子,可感知酸性环境压力,调控特异性耐酸基因的表达。酸胁迫时,RpoS蛋白能促进细菌细胞膜组分发生改变,降低细胞膜流动性,提高细胞的生存能力。下列分析错误的是( )
A.细胞膜流动性下降不利于H+进入细胞
B.大肠杆菌的RpoS蛋白由核基因控制合成
C.RpoS蛋白空间结构被破坏会导致其功能丧失
D.RpoS蛋白表达增加是细菌对酸胁迫的一种适应
66.(2025·吉林·二模)噬菌体φX174由一个环状单链DNA 和蛋白质衣壳构成,专性寄生在大肠杆菌细胞内。研究人员对该噬菌体测序时,意外发现存在重叠基因现象,即两个或两个以上的基因共有一段DNA序列,如下图 (图中Met、Ser、Gln等表示氨基酸)。下列说法正确的是( )
A.噬菌体φX174的DNA中有2个游离的磷酸基团
B.D基因与E基因编码蛋白质有90个氨基酸序列完全相同
C.若噬菌体φX174中碱基A占20%,则碱基G占30%
D.图中D、E、J三个基因的转录方向相同
67.(2025·吉林·二模)复制和转录是同时发生的两大染色质代谢过程,在整个S期的复制过程中,转录仍然在部分基因区活跃发生,因此两大过程必然相遇,也就是复制可能与转录发生冲突,如下图所示。以下说法错误的是( )
A.图中DNA复制是双向的,所以出现了相向冲突和同向冲突的情况
B.图中所示的DNA复制和转录过程均可能会出现A-T对和A-U对
C.图中DNA转录是以2号链为模板,模板链的左侧为5′端
D.冲突的出现可能引起DNA损伤,进一步导致肿瘤的形成
二、多选题
68.(2025·江苏南通·二模)X染色体上存在部分基因能够在失活X染色体(Xi)上逃避失活,可以正常表达。失活X染色体基因逃逸的分子机制如图所示,逃避失活过程涉及DNA甲基化、组蛋白修饰、多种非编码RNA调控等。下列叙述错误的有( )
A.RNA聚合酶识别和结合的DNA片段中GC含量偏高,有利于相应基因转录的发生
B.X染色体失活可能与CpG甲基化、组蛋白的甲基化和Xi失活基因的RNA包裹有关
C.组蛋白H3、H4乙酰化诱使DNA携带更多正电荷,导致Xi解螺旋和相应基因逃避失活
D.CTCF能够与特定基因结合,参与染色质结构的隔离,将失活基因与活性基因分离开
69.(2025·河北唐山·二模)藻糖-6-磷酸(T6P)是一种信号分子,在细胞中由T酶催化合成,在种子成熟过程中起重要调节作用。研究发现,T6P含量下降,基因R的转录水平降低。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。已知T酶活性与T6P含量正相关,为验证该假说,准备以下实验材料:①野生型;②R基因缺失突变株;③T酶功能缺失突变株;④R基因和T酶功能都缺失突变体。下列说法合理的是( )
A.若淀粉含量②低于①,说明R基因促进淀粉合成
B.若淀粉含量③低于①,且②等于④,则支持该假说
C.设法提高②中的T6P水平,淀粉含量上升,支持该假说
D.设法提高③R基因表达量,淀粉含量升高,支持该假说
70.(2025·黑龙江哈尔滨·二模)某家禽(性别决定方式为ZW型)的羽色受等位基因H/h控制,基因H/h只位于Z染色体上,仅H表达时为黑羽,仅h表达时为灰羽,二者均不表达时为白羽。受表观遗传的影响,基因H、h来自父本时不表达,来自母本时正常表达。下列分析不正确的是( )
A.基因H、h在遗传时遵循基因的分离定律
B.该家禽种群中灰羽个体的基因型共有2种,为ZhW、ZhZh
C.表观遗传通过改变基因的碱基序列导致生物体表型发生变化
D.让某白羽雌性与杂合灰羽雄性个体杂交,F1中灰羽个体比例可能为1/2
71.(2025·内蒙古赤峰·二模)下图是生长素(IAA)促进植物细胞伸长的作用机理之一,实验发现,IAA促使H+分泌的速率和细胞伸长速率一致。据图分析正确的是( )
A.在IAA的作用下H+从细胞内运输到细胞壁的方式为主动运输
B.过程③开始的位点取决于RNA聚合酶与启动部位结合的位置
C.过程④中IAA的生理作用是诱导囊泡上的H+一ATP酶运输到高尔基体
D.细胞伸长的机制可能是IAA诱导细胞壁酸化、可塑性增加
72.(2025·黑龙江齐齐哈尔·二模)miRNA是一段单链小RNA,可以和mRNA结合并将其彻底降解。其作用原理如下图,①②③④代表生理过程。下列有关叙述正确的是( )
A.图中需要RNA聚合酶参与的过程有①②③
B.②过程核糖体从左向右移动同时命成多条链
C.miRNA与mRNA结合抑制相关基因的表达
D.miRNA可将mRNA最终降解成6种小分子
三、解答题
73.(2025·广东佛山·二模)逻辑基因线路是借鉴数字电路中逻辑运算的思想,利用基因重组、基因表达调控原理设计、改造生物系统,实现特定功能的合成生物学技术。研究人员设计出“与”门基因线路,将其导入大肠杆菌,实现了当两个输入信号均为“真”时就能发出绿色荧光的“与”门计算逻辑,其真值表和基因线路示意图如下所示。其中启动子Psal和PBAD分别受水杨酸和阿拉伯糖的诱导激活。supD编码一种特殊tRNA,其可识别终止密码子(UAG)并将其翻译为丝氨酸(Ser)。T7RNAP编码T7噬菌体来源的RNA聚合酶,但其序列中修饰了两个终止密码子对应的序列(T7ptag)。gfp为绿色荧光蛋白基因。
输入1
输入2
输出
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
1
1
注:0表示“假”,1表示“真”。
回答下列问题:
(1)在构建该“与”门基因线路过程中,将基因表达载体导入大肠杆菌常用的方法是 。据图分析,只有PBAD被激活时,T7RNA聚合酶合成过程中的 过程异常。图中启动子Px可被 (填“T7RNA聚合酶”或“大肠杆菌RNA聚合酶”)识别。为让大肠杆菌发出绿色荧光,应将其置于含 的环境中。
(2)为测试该“与”门基因线路组分的可替换性,研究人员将Psal和PBAD分别替换成响应细菌群体信号AHL的PluxR和响应外源性镁缺失信号的PmgrB。在不同条件下检测荧光强度,结果如图所示。
替换后的基因线路 (填“能”或“不能”)体现“与”门计算逻辑,理由是 。
(3)“或”门计算逻辑是输入信号有一个为“真”时,输出即为“真”,真值表如下所示。已知基因RhaS和AraC由启动子PCON启动,两者表达产物能分别抑制启动子PRHAB和PBAD。当鼠李糖和阿拉伯糖均不存在时,RhaS和AraC能发挥抑制作用;当存在鼠李糖或阿拉伯糖时,RhaS或AraC不能发挥抑制作用,启动子PRHAB或PBAD能驱动相关基因转录。请设计“或”门基因线路,使大肠杆菌在有鼠李糖或阿拉伯糖存在时发出绿色荧光,画出基因线路示意图 。
输入1
输入2
输出
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
1
1
注:0表示“假”,1表示“真”。
74.(2025·广东佛山·二模)油菜中的非等位基因Bms4b和BMs3与油菜的雄性不育、胚胎致死等性状有关,但两者相互作用机制仍不明确。我国科学家率先对此开展研究。他们将这两个基因分别转入拟南芥,获得了两种转基因拟南芥:Bms4b-T(转入了Bms4b)和BMs3-T(转入了BMs3)。每种转基因植物至少插入了一个目的基因。随后,他们利用野生型拟南芥(WT)分别与多株转基因植株进行杂交实验。经分析,发现F1中存在胚胎致死现象,统计F1中存活的株数,结果如下表所示。
杂交组合
F1株数
F1中含Bms4b的株数
F1中不含Bms4b的株数
甲:Bms4b-T×WT
183
36
147
乙:Bms4b-T×BMs3-T
227
160
67
回答下列问题:
(1)正常情况下,F1群体中含Bms4b的植株所占比例至少是 。据表推测,胚胎致死与胚胎活性恢复分别与 基因有关。在杂交组合乙中,F1代中含Bms4b的株数远多于不含Bms4b的株数,其原因可能是 。
(2)雄蕊绒毡层细胞叶绿体蛋白主要由细胞核基因表达,由叶绿体蛋白转运复合体(Toc)运入叶绿体,该过程异常会使叶绿体内蛋白减少,从而导致花粉不育。泛素-蛋白酶体系统参与该过程的调控,其机理是:泛素连接酶(SP1)对Toc进行泛素化修饰,随后蛋白酶体使其降解。研究发现蛋白Bms4b、BMs3对叶绿体蛋白转运过程有调控作用,如图所示。
据图分析,F1中雄性不育个体的基因组成特点是 ,其基因作用机制是 。
75.(2025·湖南·二模)一个影响斑马鱼肝脏发育的钙调蛋白酶的两个控制基因Capn3a(基因型表示为Capn3a+/+)均正常时肝脏正常,当该基因被敲低(基因型无变化,降低mRNA的含量,简称Capn3a-MO)时会出现小肝脏表型,但当两个Capn3a基因都被敲除[终止密码提前,形成无功能的蛋白质,称无义突变(PTC),基因型表示为Capn3a-/-]时该突变体的肝脏却发育正常。对这一反常现象我国研究人员用下图所示的机制——“遗传补偿效应”(GCR)来解释。请回答下列问题。
(1)据图可知,当无义突变基因表达的PTC-mRNA通过 (填结构)进入细胞质进行首轮翻译时会触发NMD途径,引起降解。COMPASS在无义基因的PTC-mRNA引导下,靶向到同源基因并改变其启动子区域组蛋白H3K4me3的修饰, (填“促进”或“抑制”)同源基因表达形成遗传补偿效应。
(2)研究人员在PTC-mRNA如何激发补偿效应(GCR)时需要的关键因子上存在争议:步骤①的观点认为需要upf3a,与NMD过程中upf1、upf2、upf3b无关;步骤②的观点认为需要NMD过程中的upf3b。研究人员利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建的upf1-/-、upf2-/-、upf3b-/-、upf3a-/-四种突变体,分别与 相互杂交,可以在子 代分别获得上述四个因子与Capn3a形成的双敲除突变体,通过观察其遗传补偿效应,支持了步骤①的观点,则相关的实验结果是 。
(3)根据遗传补偿效应机制,Capn3a-MO之所以没有观察到遗传补偿效应,是因为缺少 。
76.(2025·北京昌平·二模)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
基于启动子编辑的作物改良
关键基因的时空表达调控对生物体的生长发育以及对环境适应性至关重要。启动子作为重要的基因编码调控区域,控制着基因转录的时空特异性以及转录水平。
根据转录模式划分,高等植物启动子类型分为组成型启动子、组织特异性启动子、诱导型启动子。组成型启动子驱动下的基因表达无时空特异性,且表达量趋于稳定。组织特异性启动子调控基因阶段性地在某些特定的部位或器官中表达,发挥生长发育调节的功能。诱导型启动子仅在诱导因素(胁迫信号等)存在的情况下,才能迅速调控启动子的转录活性,实现快速调控目的基因表达。
在某些植物遭受环境胁迫(干旱、低温等)时,1,3-丙二醇可能通过与特定的转录因子结合或者激活某些信号转导途径,促使植物合成抗菌物质、增强细胞壁的木质化程度等启动防御机制。为精准调控植物体内1,3-丙二醇的合成,研究者构建了两种光控化质粒载体用于合成1,3-丙二醇,载体部分结构如图1。光控元件产生的蛋白质会在蓝光照射时改变其结构,并与操纵区结合,从而抑制下游基因表达,光控元件工作机制如图2。
综上所述,启动子编辑策略可以对重要农作物性状基因表达进行微调,不仅促进作物改良,还能帮助我们理解重要性状的调控机制。
(1)启动子的基本组成单位是 ,可被 识别并结合。根据转录模式划分,PT7启动子属于 。
(2)在光控化改造的植物体内诱导合成1,3-丙二醇时,需要进行的调控是用 (黑暗/蓝光)处理。
(3)为验证光控化改造的调控效果,研究者用光控化改造的大肠杆菌、未光控化改造的大肠杆菌(IPTG可诱导1,3-丙二醇基因表达)进行验证实验。结果表明,光控化改造的大肠杆菌在合成1,3-丙二醇上具有明显优势。请完成图3中实验处理,在( )内填“+”“-”分别表示处理和不处理 。
(4)综合上述信息,与IPTG诱导剂相比,光控元件调控基因表达的优点是 。(写出1点)
试卷第1页,共3页
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专题06 遗传的分子基础
考点概览
考点01 DNA是主要的遗传物质
考点02 DNA的结构与复制
考点03 基因表达
DNA是主要的遗传物质考点01
一、单选题
1.(2025·甘肃白银·二模)1962年,生物学家沃森、物理学家克里克和物理学家威尔金斯因DNA结构模型研究的重大贡献获得了诺贝尔奖,成为跨学科合作探究的典范。下列有关科学家贡献的说法,错误的是( )
A.威尔金斯等人获得的衍射图谱为研究DNA的结构提供了证据
B.为证明DNA的半保留复制,沃森和克里克采用假说—演绎法进行了证实
C.艾弗里的肺炎链球菌实验证明DNA可作为载体传递和表达遗传信息
D.克里克通过噬菌体实验证明了遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸
【答案】B
【分析】1、肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记大肠杆菌→噬菌体与被标记大肠杆菌混合培养→带标记噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
2、沃森和克里克用建构物理模型的方法研究DNA的结构。
【详解】A、沃森和克里克对威尔金斯等人获得的衍射图谱进行分析,推算出DNA呈螺旋结构,A正确;
B、沃森和克里克提出了遗传物质半保留复制的假说,之后科学家梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记技术对其进行了证实,即假说—演绎法的演绎推理和实验检验环节并不都是沃森和克里克完成的,B错误;
C、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证实DNA是使R型菌转化为S型菌的物质,即S型菌的DNA传递给R型菌,并在其内部实现了表达,C正确;
D、克里克是第一个用实验证明遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸的科学家,实验材料是噬菌体,D正确。
故选B。
2.(2025·北京东城·二模)“DNA是主要的遗传物质”是经长期研究得出的结论。下列叙述错误的是( )
A.加热杀死的S型菌中存在某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质
B.DNA酶处理的S型菌细胞提取液不能使R型菌发生转化,实验运用了“减法原理”
C.用32P-噬菌体侵染细菌,部分子代噬菌体含32P,可作为DNA是遗传物质的证据
D.用烟草花叶病毒感染烟草的实验证明RNA是烟草花叶病毒和烟草的遗传物质
【答案】D
【分析】赫尔希和蔡斯用T2噬菌体和大肠杆菌作为实验材料,将DNA和蛋白质彻底分开进行研究,通过放射性同位素标记法,证明了DNA是遗传物质。
【详解】A、在肺炎链球菌转化实验中,加热杀死的S型菌中存在某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质,这种物质后来被证明是DNA,A正确;
B、DNA酶处理S型菌细胞提取液,将提取液中的DNA水解,不能使R型菌发生转化,该实验通过去除DNA来观察结果,运用了“减法原理”,B正确;
C、用32P - 噬菌体侵染细菌,32P标记的是噬菌体的DNA,部分子代噬菌体含32P,说明亲代噬菌体的DNA传递到了子代噬菌体中,可作为DNA是遗传物质的证据,C正确;
D、用烟草花叶病毒感染烟草的实验证明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,但烟草是细胞生物,其遗传物质是DNA,D错误。
故选D。
3.(2025·广东广州·二模)图示赫尔希和蔡斯利用T2噬菌体侵染细菌以探究遗传物质本质的部分实验过程。下列分析正确的是( )
A.以含35S的培养基直接培养T2噬菌体,可得到35S标记的噬菌体
B.新合成子代噬菌体DNA、蛋白质的原料均来自亲代噬菌体
C.图中实验结果可证明DNA是主要的遗传物质
D.搅拌不充分会导致沉淀物的放射性偏高
【答案】D
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验:研究者:1952年,赫尔希和蔡斯用T2噬菌体和大肠杆菌等为实验材料采用放射性同位素标记法对生物的遗传物质进行了研究,方法如下:实验思路:S是蛋白质的特有元素,DNA分子中含有P,蛋白质中几乎不含有,用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质,直接单独去观察它们的作用。 实验过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放。实验结论:DNA是遗传物质。
【详解】A、噬菌体是病毒,没有细胞结构,不能独立存活,不能直接使用培养基培养T2噬菌体,A错误;
B、新合成子代噬菌体DNA、蛋白质的原料均来自宿主细胞,B错误;
C、图中实验结果沉淀中放射性很低,上清很高,说明为35S标记的噬菌体实验,实验结果说明T2噬菌体的蛋白质未进入大肠杆菌,C错误;
D、用35S标记噬菌体侵染大肠杆菌后,搅拌不充分,部分35S标记的蛋白质外壳会吸附在大肠杆菌上随大肠杆菌进入沉淀物中,导致沉淀物中放射性偏高,D正确。
故选D。
4.(2025·河北·二模)人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程,下列叙述错误的是( )
A.用烟草花叶病毒的蛋白质感染烟草,可导致烟草患花叶病
B.S型细菌和R型细菌性状不同的根本原因是遗传物质不同
C.将加热杀死的S型细菌提取液注入小鼠体内,不会引起小鼠患败血症死亡
D.用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,子代噬菌体可能有放射性
【答案】A
【分析】1、肺炎双球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。
2、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【详解】A、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,用其RNA感染烟草,可导致烟草患花叶病,用其蛋白质感染烟草,不会导致烟草患花叶病,A错误;
B、S型细菌和R型细菌性状不同的根本原因是遗传物质不同,B正确;
C、使小鼠患败血症的是活的S型细菌,S型细菌的DNA不会使小鼠患败血症,C正确;
D、用32P标记的是T2噬菌体的DNA,T2噬菌体侵染大肠杆菌时,遗传物质会进入大肠杆菌内,因此用32P标记的T2噬菌体感染大肠杆菌时,若病毒只增殖一代,则子代噬菌体均有放射性,若病毒增殖多代,会有部分噬菌体不含放射性,所以子代噬菌体可能有放射性,D正确。
故选A。
5.(2025·江西新余·二模)TM4是一种感染耻垢分枝杆菌的双链DNA噬菌体,其吸附能力依赖宿主stpK7基因。参照赫尔希-蔡斯实验方法进行下表实验,实验结果分析错误的是( )
选项
耻垢分枝杆菌
TM4噬菌体
实验结果分析
A
未敲除stpK7组和敲除stpK7组
35S标记
两组的上清液中放射性无明显区别
B
未敲除stpK7组和敲除stpK7组
32P标记
沉淀中放射性强度敲除stpK7组低于未敲除stpK7组
C
32p标记的未敲除stpK7组
未标记
释放的子代TM4均带有32P标记
D
35S标记的未敲除stpK7组35S标记的敲除stpK7组
未标记
两组子代TM4放射性强度无明显差别
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【分析】1、噬菌体的结构:蛋白质外壳(C、H、O、N、S)+DNA(C、H、O、N、P);
2、噬菌体的繁殖过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(模板:噬菌体的DNA;原料、酶、场所等:由细菌提供)→组装→释放;
3、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【详解】A、TM4噬菌体被35S标记后侵染未被标记的耻垢分枝杆菌,噬菌体被标记的蛋白质在侵染过程中未进入细菌内,搅拌离心后放射性均集中在上清液中,两组的上清液中放射性无明显区别,A正确;
B、因为未敲除stpK7组可以维持TM4噬菌体的吸附能力,因此未敲除stpK7组的TM4噬菌体可以将32P标记DNA注入耻垢分枝杆菌的体内,敲除stpK7的耻垢分枝杆菌不能接受32P标记DNA,因此沉淀中放射性强度敲除stpK7的耻垢分枝杆菌组低于未敲除stpK7组,B正确;
C、未被标记TM4噬菌体侵染被32P标记的耻垢分枝杆菌,噬菌体的DNA注入细胞内后利用宿主细胞中32P标记的原料进行DNA复制,根据DNA半保留复制的特点,子代TM4噬菌体的DNA均被32P标记,C正确;
D、用未标记的TM4侵染35S标记的未敲除stpK7耻垢分枝杆菌,TM4可以完成吸附注入DNA,并且利用宿主细胞中35S标记物质合成子代噬菌体,子代会出现放射性,当侵染35S标记的敲除stpK7耻垢分枝杆菌时,TM4不可以完成吸附注入,因此子代没有放射性,D错误。
故选D。
6.(2025·湖南·二模)某实验小组模拟“T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”,过程如图所示。在实验操作正确的情况下,下列有关叙述正确的是( )
A.上清液和沉淀物放射性都很高 B.子代T2噬菌体均会被35S标记
C.大部分子代T2噬菌体被32P标记 D.实验前需用含32P的培养液培养T2噬菌体
【答案】B
【分析】实验中用32P、35S分别标记T2噬菌体的DNA,蛋白质。噬菌体侵染大肠杆菌时,DNA注入大肠杆菌,随大肠杆菌分布于沉淀物中,蛋白质外壳留在大肠杆菌外面,经搅拌离心后分布于上清液中。
【详解】ABC、用32P标记噬菌体的DNA,噬菌体将含32P的DNA全部注入大肠杆菌中,而蛋白质外壳留在外面,大肠杆菌中的T2噬菌体由于利用大肠杆菌中的原料合成蛋白质和DNA,大肠杆菌培养液中含有35S,所以子代噬菌体的蛋白质外壳均含35S,少部分子代噬菌体的DNA中含32P,因此在离心时,被32P标记的噬菌体侵入的大肠杆菌沉在底部,含35S子代噬菌体的大肠杆菌也沉在底部,而蛋白质外壳留在上清液中,因此上清液放射性很低,沉淀物放射性很高,B正确,AC错误;
D、要想得到被标记的噬菌体,需先用含32P的培养液培养大肠杆菌,再用32P标记的大肠杆菌培养噬菌体,D错误。
7.(2025·安徽合肥·二模)大肠杆菌有AR菌和AS菌两种类型,只有AR菌对氨卞青霉素(Amp)有抗性。某兴趣小组用CaCl2处理两种菌后,进行了以下实验。
实验1:将AS菌与煮沸灭活的AR菌混合后,接种于含Amp的固体培养基上,获得了少量培养物
实验2:将具有氨卞青霉素抗性基因的质粒加入AS菌液,一段时间后接种于含Amp的固体培养基上,获得了少量培养物
下列对实验方法或现象的分析,正确的是( )
A.实验1和实验2都发生了细菌转化现象,其转化因子就是质粒DNA
B.实验2的AS获得了可稳定遗传的表型变化,推测质粒具有遗传效应
C.两个实验都需增设仅接种AS菌的对照组,旨在排除杂菌污染的影响
D.将实验中灭活的AR菌破碎并加入限制酶,则无法再现实验1的结果
【答案】B
【分析】1、质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细胞核和拟核的DNA之外,并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后,在细胞中进行自我复制,或整合到受体细胞的DNA上,随受体细胞的DNA同步复制。
2、用CaCl2处理两种菌后,两种菌的细胞膜通透性发生变化,成为能容许多有外源DNA的载体分子通过的感受态细胞。
【详解】A、实验1中,“煮沸灭活的AR菌”中的DNA作为转化因子被AS菌吸收,让部分AS菌变成了能抵抗Amp的AR菌;实验2中,具有氨卞青霉素抗性基因的质粒作为转化因子被AS菌吸收,让部分AS菌发挥了氨卞青霉素抗性基因的作用,在含Amp的固体培养基上,获得了少量培养物,A错误;
B、实验2中,具有氨卞青霉素抗性基因的质粒被部分AS菌吸收,使少量AS菌发挥了氨卞青霉素抗性基因的作用,获得了可稳定遗传的表型变化,推测质粒具有遗传效应,B正确;
C、两个实验都需增设仅接种AS菌的对照组,以验证Amp对AS菌生长的真实影响,排除干扰因素,确保结论的科学性和可靠性,C错误;
D、将实验中灭活的AR菌破碎并加入限制酶,若该种限制酶不破坏AR菌的氨卞青霉素抗性基因,可能会再现实验1的结果,D错误。
故选B。
8.(2025·浙江·二模)遗传物质是生物遗传与生命活动的基础。下列叙述错误的是( )
A.32P标记的部位为T2噬菌体DNA中的磷酸基团
B.烟草花叶病毒中嘌呤与嘧啶碱基的数目不一定相等
C.根据肺炎链球菌活体转化实验结果可推断S型细菌含有转化因子
D.T2噬菌体的DNA可以单独完成对大肠杆菌的侵染并产生后代
【答案】D
【分析】噬菌体繁殖过程:吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者:噬菌体的DNA;原料:细菌的化学成分)→组装→释放。
【详解】A、3²P是一种放射性同位素,常用于标记DNA中的磷酸基团,在T₂噬菌体的实验中,³²P确实用于标记DNA的磷酸基团,A正确;
B、烟草花叶病毒(TMV)是一种单链RNA病毒,其RNA分子中嘌呤(A、G)和嘧啶(C、U)的数目不一定相等,B正确;
C、肺炎链球菌的转化实验表明,S型细菌(光滑型)含有一种转化因子,可以将R型细菌(粗糙型)转化为S型细菌,这种转化因子后来被证明是DNA,C正确;
D、T₂噬菌体的侵染过程不仅需要DNA,还需要蛋白质外壳,DNA单独无法完成侵染过程,因为它需要蛋白质外壳来保护DNA并帮助其进入宿主细胞,D错误。
故选D。
9.(2025·福建福州·二模)肺炎链球菌有R型和S型,其中S型菌分为SⅠ、SⅡ、SⅢ,R型菌分为RI、 RⅡ、RⅢ。R型菌可接受不同S型菌的S基因并转化成相应的S型菌;R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌。为探究R型菌是发生转化还是回复突变,科学家将加热杀死的SⅠ和活的RⅡ混合培养一段时间后观察细菌类型,下列相关分析错误的是( )
A.若培养基中同时出现SⅠ、RⅡ,说明发生转化
B.若培养基中同时出现SⅡ、RⅡ,说明发生回复突变
C.若培养基中同时出现SⅠ、SⅡ,则SⅠ菌落数少于SⅡ
D.本实验也可选用加热杀死的SⅡ和活的RⅢ完成探究
【答案】C
【分析】R型和S型肺炎链球菌的区别是前者没有荚膜(菌落表现粗糙),后者有荚膜(菌落表现光滑)。
【详解】A、依题意,R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌,加热杀死的SⅠ和活的RⅡ混合培养,若培养基中出现SⅠ,则说明是RⅡ转化而来,RⅡ回复突变只能产生SⅡ,A正确;
B、依题意,R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌,加热杀死的SⅠ和活的RⅡ混合培养,若培养基中出现SⅡ,说明RⅡ发生了回复突变,产生了SⅡ,B正确;
C、若培养基中同时出现SⅠ,则说明RⅡ发生了转化,产生了SⅠ;若出现了SⅡ,则说明RⅡ发生了回复突变,产生了SⅡ。基因突变是低频率的,若培养基中同时出现SⅠ、SⅡ,则SⅠ菌落数多于SⅡ,C错误;
D、依题意,本实验的目的是探究R型菌是发生转化还是回复突变,R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌,故只要选择的加热杀死的S菌和活的R菌类型不同就可达到目的,D正确。
故选C。
10.(2025·广东肇庆·二模)朊病毒侵入牛体内后,可以诱导牛脑部组织细胞中的蛋白PrPc的空间结构发生改变,成为蛋白PrPSc,实现朊病毒的增殖,最终引起疯牛病。某小组设计实验如下,结果证实了朊病毒是不含核酸且具有感染性的蛋白质。下列叙述正确的是( )
A.操作①②提取的朊病毒中分别含有35S、32P
B.搅拌后离心的目的是使牛脑部组织细胞裂解释放朊病毒
C.甲试管上清液和沉淀物的实验现象一定与乙试管不同
D.子代蛋白PrPSc的形成场所是牛脑部组织细胞中的核糖体
【答案】C
【分析】根据题干信息分析,已知朊病毒(PrPsc)是一类仅由蛋白质构成的具感染性的因子,说明该病毒的体内只有蛋白质一种化合物,不含核酸,其遗传物质应该是蛋白质;该病毒侵入牛体后,可以诱导牛脑部组织细胞中的蛋白PrPc的空间结构发生改变成为PrPsc,实现朊病毒的增殖,说明朊病毒的增殖过程不涉及到基因的转录和翻译过程。
【详解】A、由于朊病毒的元素组成是C、H、N、O、S,故32P不会出现在朊病毒中,A错误;
B、搅拌后离心的目的是使牛脑部组织细胞与吸附在细胞表面的朊病毒分离,B错误;
C、甲试管上清液和沉淀物中可能都含有放射性,乙试管上清液和沉淀物中都没有放射性,C正确;
D、朊病毒诱导牛脑部组织细胞中的蛋白PrPc的空间结构发生改变,成为蛋白PrPSc,实现朊病毒的增殖,所以子代朊病毒的蛋白PrPSc是利用现有的蛋白质进行空间结构改变形成的,因此形成场所不是核糖体,D错误。
故选C。
二、多选题
11.(2025·江苏·二模)“孔明系统”是我国科学家发现的一种细菌抗噬菌体的免疫信号通路。当噬菌体入侵时,其携带的脱氧核苷酸激酶(DNK)触发该系统而激活细菌免疫,导致噬菌体无法增殖。噬菌体也可分泌相关酶降解该系统的启动原料,使免疫信号无法传递。下列叙述正确的有( )
A.噬菌体增殖所需的原料和能量均来自宿主细菌
B.噬菌体与细菌之间入侵和反入侵是协同进化的结果
C.若细菌体内噬菌体DNA正常转录表明孔明系统已完全失效
D.该研究表明可通过改造噬菌体DNK基因开发新型抗生素
【答案】ABD
【分析】噬菌体是一种病毒,结构简单,由核酸和蛋白质组成,营寄生生活,没有独立的代谢系统。
【详解】A、噬菌体为寄生在细菌中的病毒,病毒增殖所需的遗传物质(模板)来自于病毒自身,原料和能量均来自宿主细菌,分析题意可知部分酶也可由噬菌体自身携带,A正确;
B、题干告知噬菌体入侵时会激活细菌免疫,抑制其增殖过程;而噬菌体也可降解该系统的启动原料使免疫信号无法传递。该表述体现了噬菌体与细菌之间在相互影响中不断发展和进化的关系,是协同进化的结果,B正确;
C、题干告知“孔明系统”是一种细菌抗噬菌体的免疫信号通路,噬菌体可分泌相关酶降解该系统的启动原料,使免疫信号无法传递,从而导致孔明系统失效。而细菌体内噬菌体DNA转录仅属于其增殖过程中蛋白质合成的起始环节,即使该过程正常,噬菌体也可能因为DNA复制、翻译或组装等过程受阻而无法正常增殖,故不能仅根据噬菌体DNA转录过程正常而判断孔明系统已经完全失效,C错误;
D、题干告知噬菌体携带的脱氧核苷酸激酶(DNK)可以触发细菌的免疫系统,若通过改造噬菌体DNK基因,导致其表达产物无法激活细菌免疫过程,就能增加噬菌体侵染大肠杆菌而致使其裂解死亡的几率。噬菌体具有高度特异性,能够精准识别并攻击特定种类的细菌,但对人体一般没有伤害,在普通抗生素耐药性问题日益严重的当下,噬菌体疗法成为极具潜力的替代方案,D正确。
故选ABD。
12.(2025·河北石家庄·二模)人类对DNA作为遗传物质的探索历程是一个漫长而复杂的过程,涉及多位科学家的关键发现和实验。下列相关叙述错误的是( )
A.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
B.赫尔希和蔡斯通过T2噬菌体侵染肺炎链球菌的实验,证明DNA是T2噬菌体的遗传物质
C.艾弗里等人利用减法原理设计实验,证明了S菌的遗传物质是DNA
D.克里克利用T4噬菌体进行了多次探索,最终确定遗传密码阅读方式为重叠式阅读
【答案】BD
【分析】1、萨顿用类比推理法提出“基因在染色体上”的假说。
2、格里菲思通过肺炎链球菌体内转化实验,证明加热杀死的肺炎链球菌中存在转化因子。
【详解】A、孟德尔描述的“遗传因子”实质是基因,基因是有遗传效应的DNA片段,格里菲思提出的“转化因子”是DNA,两者化学本质相同,A正确;
B、T2噬菌体侵染的是大肠杆菌,而不是肺炎链球菌,B错误;
C、与常态比较,人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,每个实验组特异性地去除了一种物质,从而鉴定出DNA是遗传物质,就利用了“减法原理”,C正确;
D、克里克以T4噬菌体为实验材料,对某个基因的碱基对进行增加或减少处理,发现在相关碱基序列中增加或删除1个或2个碱基,无法产生具有正常功能的蛋白质,但是,当增加或删除3个碱基时,却合成了具有正常功能的蛋白质,从而确定了遗传密码阅读方式为非重叠式阅读,D错误。
故选BD。
DNA的结构与复制考点02
一、单选题
1.(2025·山东菏泽·二模)减数分裂同源染色体联会配对后,还要完成部分DNA片段的复制,这些DNA片段叫做P—DNA,如图所示。P—DNA上的基因编码多种酶,这些酶负责执行同源染色体非姐妹染色单体的片段交换。据此分析,下列说法正确的是( )
A.减数分裂Ⅰ前期联会配对时,细胞染色体与核DNA的数量比为1:2
B.P—DNA上的基因编码的酶可以水解和形成脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键
C.若P—DNA上的基因表达受抑制,产生变异配子的比例升高
D.若抑制P—DNA的复制,减数分裂时细胞不能进行同源染色体的联会
【答案】B
【分析】减数第一次分裂前期,同源染色体两两配对形成四分体,因此一个四分体就是一对同源染色体构成的,由此可判断一个四分体含2条染色体(2个着丝粒),4条染色单体,4个DNA分子。
【详解】A、减数分裂同源染色体联会配对后,要完成部分DNA片段的复制,这些DNA片段叫做P-DNA,说明减数分裂Ⅰ前期,染色体没有完全完成复制,所以细胞中染色体与核DNA的数量比为1:1-1:2之间,A错误;
B、同源染色体非姐妹染色单体的片段交换涉及到DNA链的断裂和连接,而P - DNA上的基因编码的酶能执行该过程,说明这些酶可以水解和形成脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,从而实现DNA片段的交换,B正确;
C、P - DNA上的基因编码的酶负责执行同源染色体非姐妹染色单体的片段交换(即交叉互换),若P - DNA上的基因表达受抑制,互换不能正常进行,产生变异配子的比例就会降低,C错误;
D、同源染色体的联会发生在减数分裂Ⅰ前期,而P - DNA的复制是在同源染色体联会配对后进行的,所以抑制P - DNA的复制,不会影响减数分裂时细胞中同源染色体的联会,D错误。
故选B。
2.(2025·北京朝阳·二模)科研人员为研究DNA复制方式;将DNA被15N标记的大肠杆菌作为第0代.转移到含14NH4Cl的培养液中,在不同时刻收集细菌,提取DNA,离心观察DNA在试管中的位置(如图)。图中甲最可能来自( )
A.第0.5代 B.第1.0代 C.第2.0代 D.第2.5代
【答案】B
【分析】DNA分子的复制时间:有丝分裂和减数分裂间期;条件:模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸);过程:边解旋边复制;结果:一条DNA复制出两条DNA;特点:半保留复制。
【详解】将DNA被15N(重)标记的大肠杆菌作为第0代.转移到含14NH4Cl(轻)的培养液中,在不同时刻收集细菌,提取DNA,根据半保留复制规律,最初全部是¹⁵N“重”链的细菌,转入“轻”氮环境后,经历一次完整复制(即第1.0代)时,所有新合成的DNA双链均是一条旧(重)链和一条新(轻)链,因而只出现一条介于“重”与“轻”之间的“中间型”DNA带(图中甲即为该中间型带),若是第0.5代则会同时存在“重”带和“中间型”带,而第2.0代及以后则会出现“中间型”带和“轻”带两条带。故图中甲最可能来自第1.0代。
故选B。
3.(2025·山东泰安·二模)染色体上的端粒DNA由短的串联重复序列组成,同种生物的该序列相同。少数缺乏端粒酶活性的肿瘤细胞可通过端粒延长替代机制(ALT)维持端粒长度。ALT机制如下:第一条染色体端粒的末端①链结合到第二条染色体端粒的末端②链上并延伸;随后①链脱离,在RNA引物和DNA聚合酶的作用下,新延长的①链被转化成双链形式。这个过程可被重复数十次,使得序列信息从一个端粒传递到另一端粒上。下列说法错误的是( )
A.①链的延伸过程以②链作为模板,该过程不需要合成引物
B.DNA聚合酶只能从核酸片段3'端延伸,这导致端粒DNA5'端比3'端短
C.进行ALT的肿瘤细胞中端粒酶基因甲基化程度可能较高
D.非同源染色体间通过ALT机制实现了基因重组,增加了遗传的多样性
【答案】D
【分析】端粒是线状染色体末端的DNA重复序列。 端粒是线状染色体末端的一种特殊结构,在正常人体细胞中,可随着细胞分裂而逐渐缩短。
【详解】A、根据题意,第一条染色体端粒的末端①链结合到第二条染色体端粒的末端②链上并延伸,这个延伸过程以②链为模板,并且文中提到随后在RNA引物和DNA聚合酶的作用下,新延长的①链被转化成双链形式,说明延伸过程不需要引物,A正确;
B、DNA聚合酶只能使子链从已有的核酸片段3'端延伸,这会导致端粒DNA在复制过程中5'端比3'端短,B正确;
C、端粒酶活性缺乏的肿瘤细胞可通过ALT机制维持端粒长度,端粒酶基因甲基化程度高会抑制端粒酶活性,所以进行ALT的肿瘤细胞中端粒酶基因甲基化程度可能较高,C正确;
D、非同源染色体间通过ALT机制能增加遗传的多样性,但并没有实现非同源染色体间基因的重新组合,而是染色体结构变异,D错误。
故选D。
4.(2025·山西晋城·二模)研究发现,许多真核生物细胞中都存在染色体外的环状 DNA 分子,环状 DNA 的复制原点通常富含 AT 重复序列,有利于复制起始蛋白的结合,启动复制过程。下列叙述正确的是( )
A.复制原点富含 AT 重复序列,不利于环状 DNA 双链解旋
B.环状 DNA 分子的一条脱氧核苷酸链上的嘌呤比例为 1/2
C.若用3H 标记环状 DNA 并将其置于不含标记的缓冲液中连续复制 3 次,子代 DNA 中一半有标记
D.若环状 DNA 分子中胸腺嘧啶为 M 个,占总碱基数的比例为 q,则其含有鸟嘌呤 M(1 - 2q)/2q 个
【答案】D
【分析】DNA分子的复制时间:有丝分裂和减数分裂间期;条件:模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸);过程:边解旋边复制;结果:一条DNA复制出两条DNA;特点:半保留复制。
【详解】A、AT重复序列的稳定性较低,利于环状DNA双链解旋,A错误;
B、整个DNA分子中嘌呤和嘧啶数量相等,各占1/2,但每条链上的嘌呤比例不确定,不一定为1/2,B错误;
C、若用3H标记环状DNA并将其置于不含标记的缓冲液中连续复制3次,子代DNA中1/4有3H标记,C错误;
D、由胸腺嘧啶的数量和占总碱基数的比例可知:该DNA分子的总碱基数为M/q个,因“任意两个不互补的碱基之和占总碱基数的一半”,故该DNA分子中鸟嘌呤的数量=M/2q-M=M(1-2q)/2q个,即M(1-2q)/2q个,D正确。
故选D。
5.(2025·内蒙古·二模)DNA复制时,在相关酶作用下双链解开,DNA单链结合蛋白会与解旋后的单链结合(如图)。下列叙述正确的是( )
A.酶①既可参与DNA的复制,也可参与基因的转录
B.真核生物和原核生物的DNA复制只发生在有丝分裂间期
C.DNA复制时两条子链的延伸方向与复制叉移动方向一致
D.若DNA单链结合蛋白缺失,解旋后的DNA可能恢复双螺旋
【答案】D
【分析】DNA分子的复制为半保留复制,同时边解旋边复制,DNA分子为反向平行的两条链盘旋的双螺旋结构,在复制形成子链时,常常需要两条链沿着不同的方向延伸,而反向的那条链在延伸时是不连续的。
【详解】A、酶①是解旋酶,只参与DNA的复制,参与基因的转录的是RNA聚合酶,A错误;
B、真核生物的核DNA复制发生在有丝分裂和减数分裂间期,质DNA复制可发生在线粒体、叶绿体且为任何时期,原核生物的DNA复制发生在二分裂的间期,B错误;
C、DNA复制时两条子链的延伸方向方向相反,其中前导链的合成方向与复制叉移动方向一致,滞后链的合成方向与复制叉移动方向相反,C错误;
D、DNA的两条链互补配对,DNA复制时,在相关酶作用下双链解开,DNA单链结合蛋白会与解旋后的单链结合,若DNA单链结合蛋白缺失,解旋后的DNA可能恢复双螺旋,D正确。
故选D。
6.(2025·天津和平·二模)下列关于DNA的叙述,错误的是( )
A.双链DNA中嘌呤数目等于嘧啶数目
B.双链DNA中G-C碱基对越多,其稳定性越强
C.双链DNA中A+T的量等于G+C的量
D.叶肉细胞的线粒体和叶绿体中含少量双链DNA
【答案】C
【分析】DNA的双螺旋结构:①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的.②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基在内测.③两条链上的碱基通过氢键连接起来,形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。
【详解】A、在双链DNA中,碱基之间遵循碱基互补配对原则,即腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对。这意味着A的数量等于T的数量,G的数量等于C的数量,所以嘌呤(A和G)数目等于嘧啶(T和C)数目,A正确;
B、G - C碱基对之间有3个氢键,A - T碱基对之间有2个氢键。双链DNA中G - C碱基对越多,氢键的数量就越多,DNA分子的稳定性也就越强,B正确;
C、在双链DNA中,A与T的数量相等,G与C的数量相等,但A + T的量不一定等于G + C的量,它们的数量关系取决于DNA的具体碱基序列,C错误;
D、叶肉细胞的线粒体和叶绿体中含有少量双链DNA,这些DNA可以进行自主复制等活动,被称为半自主性细胞器,D正确。
故选C。
7.(2025·江西赣州·二模)DNA错配修复是细胞在DNA复制过程中纠正碱基错配的重要机制,主要包括如下图所示的甲基化、识别、切除、填补和连接五个阶段。下列叙述错误的是( )
A.DNA错配修复过程中,甲基化起到“标记”母链的作用
B.填补和连接阶段需分别用到DNA聚合酶和DNA连接酶
C.修复后的DNA分子中,母链G+C与子链A+T含量相等
D.该过程有利于保持遗传的稳定性,需要ATP提供能量
【答案】C
【分析】DNA分子复制的特点:半保留复制;边解旋边复制,两条子链的合成方向是相反的。
【详解】A、DNA 错配修复过程中,甲基只连接在母链上,起到“标记”母链的作用,A正确;
B、填补阶段将单个脱氧核苷酸连接到子链的 3′末端,需用到 DNA 聚合酶,连接阶段连接两条脱氧核苷酸链,需用到 DNA 连接酶,B正确;
C、根据碱基互补配对原则,修复后的 DNA 分子中,母链的 G+C 与子链的 A+T 含量不相等,C错误;
D、DNA 错配修复过程需 ATP 供能,有利于保持遗传的稳定性,D正确。
故选C。
8.(2025·江苏南京·二模)科学史实验为生命科学的发展作出了重要的贡献。下列叙述错误的是( )
A.梅塞尔森和斯塔尔利用假说一演绎法证明了DNA的半保留复制
B.尼伦伯格和马太破译了遗传密码,并最终完成了密码子表的构建
C.富兰克林的DNA射图谱为DNA螺旋结构模型的建构提供了实证
D.伯格进行了DNA改造研究,成功构建了第一个体外重组DNA分子
【答案】B
【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说—演绎法,其基本步骤:提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论。
2、放射性同位素标记法:放射性同位素可用于追踪物质运行和变化的规律,例如噬菌体侵染细菌的实验、验证DNA半保留复制的实验。
【详解】A、梅塞尔森和斯塔尔利用假说一演绎法证明了DNA的半保留复制,该实验中用到了同位素标记法和密度梯度离心法,A正确;
B、尼伦伯格和马太破译第一个遗传密码时采用了蛋白质的体外合成技术,但整个密码子表的构建是许多科学家共同完成的,B错误;
C、沃森和克里克根据查哥夫提供的关于腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量、鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量以及威尔金斯提供的关于DNA的X衍射图谱,最终提出了DNA双螺旋结构模型,C正确;
D、伯格进行了DNA改造研究,成功构建了第一个体外重组DNA分子,开创了基因工程领域,D正确。
故选B。
9.(2025·江苏南京·二模)下图1表示大肠杆菌的DNA分子复制,图2表示哺乳动物的DNA分子复制。下列叙述正确的是( )
A.图1和图2中复制起点部位的A//T碱基对比例较高,易于解旋
B.图1和图2表示的过程都具有多起点、双向、边解旋边复制的特点
C.图1和图2复制过程中,形成的两条子链一条连续,一条不连续
D.图1中按照③②①的先后顺序合成子链,子链延伸方向为5'→3'
【答案】A
【分析】1、DNA分子复制的特点:DNA分子复制的特点:半保留复制;边解旋边复制,两条子链的合成方向是相反的,都为5’→3’。
2、复制需要的基本条件:(1)模板:解旋后的两条DNA单链(2)原料:四种脱氧核苷酸(3)能量:ATP(4)酶:解旋酶、DNA聚合酶等。
3、DNA精确复制的保障条件:(1)DNA分子独特的双螺旋结构,为复制提供精确的模板;(2)碱基互补配对,保证了复制能够精确地进行。
【详解】A、DNA分子中A/T碱基对之间是两个氢键,G/C碱基对之间是三个氢键。 复制起点部位A/T碱基对比例较高时,氢键数量相对较少,易于解旋,图1和图2中复制起点部位确实需要先解旋,A正确;
B、图1中只有一个复制起点,不具有多起点特点;图2有多个复制起点,B错误;
C、结合图示可知,每一条子链合成时都有连续的一部分,也有不连续的一部分,C错误;
D、DNA分子复制时,子链延伸方向都是5'→3',但图1中按照①②③的先后顺序合成子链,D错误。
故选A。
10.(2025·北京东城·二模)如下图所示,细胞内存在修复DNA损伤的机制,若正在转录的基因发生损伤,来不及修复时,可能发生跨损伤转录。将终止密码子对应序列 插入荧光素酶基因,并去除碱基A引入损伤,将损伤的荧光素酶基因导入细菌中进行实验。下列说法错误的是( )
A.DNA修复的过程中有氢键形成
B.图中终止密码子的序列为TAA
C.若检测到细菌产生荧光,能够说明细菌存在跨损伤转录机制
D.跨损伤转录和DNA修复能降低基因突变对细菌的不利影响
【答案】B
【分析】转录过程以四种核糖核苷酸为原料,以DNA分子的一条链为模板,在RNA聚合酶的作用下消耗能量,合成RNA。翻译过程以氨基酸为原料,以转录过程产生的mRNA为模板,在酶的作用下,消耗能量产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。
【详解】A、DNA修复过程中,DNA双链需要重新配对,配对过程中会形成氢键,A正确;
B、终止密码子在mRNA上,mRNA中不含T,B错误;
C、如果细菌中存在跨损伤转录机制,即使荧光素酶基因中有损伤,细菌仍可能通过跨损伤转录产生荧光素酶,进而产生荧光。因此,检测到荧光可以说明细菌存在跨损伤转录机制,C正确;
D、跨损伤转录和DNA修复都是细胞应对DNA损伤的机制,能够减少基因突变的发生,从而降低对细菌的不利影响,D正确。
故选B。
11.(2025·甘肃白银·二模)1962年,生物学家沃森、物理学家克里克和物理学家威尔金斯因DNA结构模型研究的重大贡献获得了诺贝尔奖,成为跨学科合作探究的典范。下列有关科学家贡献的说法,错误的是( )
A.威尔金斯等人获得的衍射图谱为研究DNA的结构提供了证据
B.为证明DNA的半保留复制,沃森和克里克采用假说—演绎法进行了证实
C.艾弗里的肺炎链球菌实验证明DNA可作为载体传递和表达遗传信息
D.克里克通过噬菌体实验证明了遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸
【答案】B
【分析】1、肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验,其中格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。T2噬菌体侵染细菌的实验步骤:分别用35S或32P标记大肠杆菌→噬菌体与被标记大肠杆菌混合培养→带标记噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌,然后离心,检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
2、沃森和克里克用建构物理模型的方法研究DNA的结构。
【详解】A、沃森和克里克对威尔金斯等人获得的衍射图谱进行分析,推算出DNA呈螺旋结构,A正确;
B、沃森和克里克提出了遗传物质半保留复制的假说,之后科学家梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记技术对其进行了证实,即假说—演绎法的演绎推理和实验检验环节并不都是沃森和克里克完成的,B错误;
C、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证实DNA是使R型菌转化为S型菌的物质,即S型菌的DNA传递给R型菌,并在其内部实现了表达,C正确;
D、克里克是第一个用实验证明遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸的科学家,实验材料是噬菌体,D正确。
故选B。
12.(2025·北京昌平·二模)一段DNA的两条链分别记为Ⅰ、Ⅱ,通过复制新合成子链a、b、c,其中c比b先合成。下列叙述错误的是( )
A.合成子链a、b、c时,都需要引物
B.子链a的合成方向是从右端向左端延伸
C.合成子链a、b、c时需要DNA聚合酶
D.子链a、b、c合成后,Ⅰ链与Ⅱ链重新形成双链结构
【答案】D
【分析】DNA分子的复制时间:有丝分裂和减数分裂间期;条件:模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸);过程:边解旋边复制;结果:一条DNA复制出两条DNA;特点:半保留复制。
【详解】A、DNA复制过程中,DNA聚合酶需要引物来启动新链的合成,引物通常是一段短核酸序列,为DNA聚合酶提供3’-OH末端,以便开始延伸,A正确;
B、Ⅰ的右边为3′端,子链与模板链反向链接,DNA复制时,子链沿5′→3′方向延长,图中子链a的合成方向是从右端向左端延伸,B正确;
C、新链合成均需 DNA 聚合酶催化,故合成子链a、b、c时都需要DNA聚合酶,C正确;
D、DNA复制是半保留复制,两条模板链不会重新形成双链结构,而是各自与其新合成子链配对形成新的双链,D错误。
故选D。
13.(2025·北京海淀·二模)为探究DNA的复制方式,梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料进行实验,结果如下图。关于该实验的叙述,错误的是( )
A.利用含有15NH4Cl的培养液获得第0代大肠杆菌
B.第1代离心结果不支持DNA的复制方式为全保留复制
C.第2代大肠杆菌的DNA中,15N/14N-DNA占1/2
D.本实验采用差速离心技术
【答案】D
【分析】梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料进行实验,运用同位素标记技术和密度梯度离心技术证明DNA复制方式为半保留复制。
【详解】A、第0代需在15NH4Cl培养基中培养多代,使 DNA 双链均被15NH4Cl标记(重DNA),作为实验起始材料,A正确;
B、实际实验中,第1代离心结果仅出现中带(DNA),支持半保留复制,排除全保留复制,B正确;
C、第1代 DNA均为15N/14N(中带)。第2代复制后,每个15N/14N产生:1个15N/14N-DNA和1个14N/14N-DNA。因此,第2代DNA中15N/14N-DNA 占50%(中带),14N/14N-DNA占50%(轻带)。离心结果显示中带和轻带各占一半,C正确;
D、梅塞尔森和斯塔尔实验通过密度梯度离心而非差速离心,证明DNA的半保留复制,D错误。
故选D。
14.(2025·北京丰台·二模)如图为果蝇DNA的电镜照片,图中箭头所指结构叫复制泡,是DNA上正在复制的部分。关于复制泡的推测不合理的是( )
A.证明DNA复制过程是边解旋边复制
B.证明DNA复制方式为半保留复制
C.复制泡越大说明复制起始时间越早
D.多个复制泡能提高DNA复制效率
【答案】B
【分析】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,果蝇DNA形成多个复制泡,而且复制泡大小不同,可能的原因是DNA分子的复制为多起点复制。
【详解】A、由图可知,图中DNA部分解旋的同时正在进行复制,说明DNA复制是边解旋边复制,A正确;
B、图示不能判断DNA的复制方式,可以通过同位素标记法来证明DNA的复制方式,B错误;
C、复制泡越大,说明复制开始的时间越早,复制进行的时间越长,C正确;
D、多个复制泡同时进行复制,可以提高复制的效率,能够在短时间内完成DNA的复制,D正确。
故选B。
15.(2025·山东青岛·二模)DNA足迹法是检测DNA序列中结合蛋白识别部位的一种方法。DNA与蛋白质结合后,由于蛋白质的保护,DNasel酶无法对这一部位进行切割,可以运用此方法来确定启动子在DNA序列中的具体位置。某DNA片段上具有一个启动子,为研究其位置,研究小组决定用DNA足迹法对其进行检测。DNA片段上的DNasel酶酶切位点及各部分的长度如图1所示。对照组和实验组均加入等量的待测DNA样液,然后加入等量的DNasel酶,通过控制酶的用量和作用时间使每个DNA分子只发生一次磷酸二酯键的断裂。酶解后将对照组和实验组分别进行电泳检测所得片段的大小,对照组得到大小分别为10bp、40bp、50bp、90bp、100bp、140bp、150bp、180bp的8个片段,实验组得到大小分别为10bp、50bp、90bp、100bp、140bp、180bp的6个片段。下列说法正确的是( )
A.构成启动子的基本单位是脱氧核苷酸,启动子的功能是与DNA聚合酶结合,启动转录
B.根据实验结果可以确定,启动子在DNA上的位置为A点附近
C.DNasel酶可作用于DNA的氢键和磷酸二酯键
D.为使结果更直观呈现,在DNA一端用12P进行标记,若标记在a端,则结果如图2所示
【答案】D
【分析】基因工程的工具:(1)限制酶:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂;(2)DNA连接酶:连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键;(3)运载体:常用的运载体:质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。
【详解】A、启动子是DNA上的一部分,基本单位是脱氧核苷酸;启动子是RNA聚合酶识别并结合的部位,可以启动转录,A错误;
B、结合题干信息和题图1,实验组中存在10bp、180bp的片段,说明D点能被切开;存在90bp、100bp的片段,说明B点能被切开;存在50bp、140bp的片段,说明A点能被切开;若C点能被切开,则应有40bp、150bp的片段,因此启动子在DNA上的位置为C点附近,B错误;
C、DNasel酶作用于DNA的磷酸二酯键,C错误;
D、A点被切开,存在50bp、140bp的片段,分析题图2,现只观察到50bp的条带而没有观察到140bp的片段,因此放射性应该标记在a端,D正确。
故选D。
16.(2025·陕西商洛·二模)下列关于真核生物中的DNA的叙述,正确的是( )
A.若一名男子和一名女子含有相同的X染色体DNA,两者的关系可能为兄妹
B.DNA分子的稳定性与氢键的含量有关,A—T含量越高,DNA分子越稳定
C.若DNA含有碱基共X个,其中G有m个,则第三次复制需消耗碱基7X个
D.复制子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3'端,每条链的5'端是羟基末端
【答案】A
【分析】DNA的双螺旋结构为:DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的;DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基在内侧;两条链上的碱基通过氢键连接起来,形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。
【详解】A、男子的X染色体只能来自母亲,女子的一个X染色体也来自母亲。若两人从母亲处遗传了相同的X染色体(如母亲的两个X染色体之一),则他们可能是同母的兄妹,A正确;
B、DNA稳定性与氢键数量有关:A-T配对形成2个氢键,C-G配对形成3个氢键,C-G含量越高,氢键越多,DNA分子越稳定,故A-T含量高会导致稳定性降低,B错误;
C、若DNA含有碱基共X个,第一次复制需X个碱基,第二次复制需2X个碱基,第三次复制需4X个碱基,三次复制共需X+2X+4X=7X个碱基,但第三次复制仅需4X个碱基,C错误;
D、DNA链延伸时,脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接到链的3’-羟基端,子链合成方向为5’→3’,每条链的5’端是磷酸基团,3’端是羟基,D错误。
故选A。
17.(2025·天津河西·二模)现已知基因M含有碱基共N个,腺嘌呤n个,具有类似如图的平面结构,下列说法正确的是( )
A.基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等,M基因的单链中含有A的比例最多为2n/N
B.基因M共有4个游离的磷酸基团,有1.5N-n个氢键
C.图a可以代表基因M,基因M的等位基因m可以用b表示
D.基因M的双螺旋结构中脱氧核糖和磷脂交替连接,排列在外侧,构成基本骨架
【答案】A
【分析】DNA分子结构的主要特点是:DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构;DNA的外侧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,碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则(A-T、C-G)。
【详解】A、等位基因是由基因突变产生的,基因突变是碱基对增添、替换或缺失造成的,故基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等,当基因M中含有的A都在a链上时,a链含有A的比例最多,此种情况下A占a链的比例为n÷(N/2) =2n/ N, A正确;
B、基因M的每一条链有1个游离的磷酸基,因此基因M含有2个游离的磷酸基,由题意可知:基因M共含有A+T+G+C=N个碱基,其中A(腺嘌呤)=T=n个,则C=G=(N-2n)/2个,由于A-T之间有2个氢键,C-G之间有3个氢键,因此该基因中含有氢键数目为2n+3×(N-2n)/2=1.5N-n个,B错误;
C、基因是由两条脱氧核苷酸链组成的,图中a和b共同组成基因M,因此基因M的等位基因m不能用b表示,C错误;
D、基因M是具有遗传效应的DNA片段,基因M的双螺旋结构中,脱氧核糖和磷酸(不是磷脂)交替连接排列在外侧,构成基本骨架,D错误。
故选A。
18.(2025·云南红河·二模)DNA通过复制将遗传信息从亲代细胞传给子代细胞,保持了遗传信息的连续性。20世纪60年代,科学家冈崎以大肠杆菌和噬菌体为实验材料,运用同位素(3H)标记技术,证明了他提出的DNA半不连续复制假说:DNA复制形成互补子链时,一条子链是连续形成,另一条子链不连续即先形成短链片段(如图)。下列有关说法错误的是( )
A.15N、3H分别属于生物学研究中常用的稳定性和放射性同位素
B.DNA分子独特的双螺旋结构是其准确复制的重要原因之一
C.DNA分子复制过程需要的酶有DNA连接酶、DNA聚合酶等
D.一条互补子链延伸方向为5'→3',另一条延伸方向与此相反
【答案】D
【分析】1、DNA复制过程包括解旋、复制、延伸及重新螺旋三个阶段;
2、DNA复制是一个复杂而精确的过程,主要包括以下几个阶段:
(1)解旋:在ATP的驱动下,解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开;
(2)复制:DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板,以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,各自合成与母链互补的一条子链(形成磷酸二酯键);
(3)延伸及重新螺旋:随着模板链解旋过程的进行,新合成的子链不断延伸,同时,每条新合成的子链与对应的母链盘绕为双螺旋结构;
3、整个复制过程保证了遗传信息的准确传递和细胞的正常功能。
【详解】A、15N没有放射性,属于稳定性同位素,3H具有放射性,属于放射性同位素,在生物学研究中常利用它们来标记相关物质进行实验,A正确;
B、DNA分子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,所以DNA分子独特的双螺旋结构是其准确复制的重要原因之一,B正确;
C、DNA分子复制过程中,DNA聚合酶用于将单个的脱氧核苷酸连接到正在合成的子链上,DNA连接酶用于将不连续合成的短链片段连接起来,所以DNA分子复制过程需要DNA连接酶、DNA聚合酶等,C正确;
D、DNA复制时,两条互补子链的延伸方向都是5'→3',D错误。
故选D。
19.(2025·河南郑州·二模)单碱基编辑系统可以使靶序列特定碱基发生改变,进而实现定向突变。下图为其中一种编辑系统:dCas9末端与APOBEC1形成融合蛋白,随后gRNA将融合蛋白引导到靶位点,APOBEC1会使单链DNA的C脱氨形成U,后续经DNA复制完成C到T的转换。相关分析错误的是( )
A.gRNA通过碱基互补配对将融合蛋白引导至靶位点
B.编辑后的DNA需经过2次复制才能实现C到T的转换
C.C转换为U后,与其相连的五碳糖由脱氧核糖转为核糖
D.单碱基编辑系统可以为镰状细胞贫血病的治疗提供思路
【答案】C
【分析】DNA分子的复制条件:模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸);过程:边解旋边复制;结果:一条DNA复制出两条DNA;特点:半保留复制。
【详解】A、分析题意和题图可知,gRNA通过碱基互补配对识别靶序列(双链DNA),引导dCas9蛋白到特定位置,A正确;
B、分析题意可知,经过编辑的DNA中C脱氨基变成U,而U在DNA复制的过程中会被识别为T,该DNA中C转化为尿嘧啶U,由于U与A配对,而A与T配对,故需要再经过2次DNA复制才能实现C到T的转换,B正确;
C、DNA中的碱基始终连接脱氧核糖,即使C被脱氨为U,它仍然是脱氧尿苷(dU),不会变成核糖核苷酸(U),C错误;
D、镰状细胞贫血是由单碱基突变引起的,这种编辑系统理论上可以用于纠正这类突变,即单碱基编辑系统可以为镰状细胞贫血病的治疗提供思路,D正确。
故选C。
20.(2025·河南·二模)研究人员将枯草芽孢杆菌先在含有弱放射性³H-胸腺嘧啶的培养基上短暂培养,然后转接到含有强放射性³H-胸腺嘧啶的培养基上短暂培养,一段时间后得到DNA的自显影图像。发现新合成的DNA分子中一条链的两端具有较强放射性,中间具有较弱放射性,另一条链无放射性,下列有关说法错误的是( )
A.枯草芽孢杆菌的DNA是从两端向中间进行复制的
B.该实验结果可以证明DNA复制方式是半保留复制
C.母链和新合成子链中(A+T):(G+C)的值相等
D.培养基上枯草芽孢杆菌合成的RNA分子无放射性
【答案】A
【分析】DNA复制是指DNA双链内部的碱基在细胞分裂以前进行碱基互补配对的过程,DNA复制是在两条链分离的基础上,以其中一条链为模板合成一条新的双螺旋结构链。DNA复制是通过半保留复制的方式得以顺利完成。
【详解】A、枯草芽孢杆菌先在弱放射性培养基上短暂培养,再在强放射性培养基上短暂培养,导致新合成子链两端放射性强而中间放射性弱,说明枯草芽孢杆菌的DNA是从中间向两端进行复制的,A错误;
B、新合成的DNA分子中只有一条链具有放射性,另外一条链无放射性,可说明其DNA复制方式为半保留复制,B正确;
C、DNA复制遵循碱基互补配对原则,且碱基数量A=T、G=C,故母链和新合成的子链中(A+T):(G+C)的值相等,C正确;
D、带放射性标记的是3H-胸腺嘧啶,RNA中不含胸腺嘧啶,所以培养基上枯草芽孢杆菌合成的RNA分子无放射性,D正确。
故选A。
21.(2025·湖南·二模)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。其复制的大体过程为: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链以类似于新的H链的合成方式开始合成,示意图如下。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.线粒体DNA分子不复制时双链平行,所以并非双螺旋结构
C.DNA复制时可能还需要RNA聚合酶和DNA连接酶
D.该DNA分子连续复制2次共需要6个RNA引物
【答案】B
【分析】1、环状DNA分子没有游离的磷酸基团,环状DNA分子中磷酸二酯键数目和脱氧核苷酸数目相同;
2、DNA复制的条件:(1)、DNA复制需要模板、原料、能量、酶等条件;(2)、DNA复制是边解旋边复制、半保留复制;(3)、DNA复制时,子链只能从5'端向3'端延伸,两条子链的延伸方向相反。
【详解】A、DNA聚合酶从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸,故子链的延伸方向都是从5'端→3'端,A正确;
B、线粒体DNA分子不复制时双链反向平行,也符合双螺旋结构,B错误;
C、由题意可知,DNA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,图中多起点复制,复制好的链需要DNA连接酶连接,所以DNA复制可能需要RNA聚合酶和DNA连接酶,C正确;
D、由题意和图示可知,该DNA分子连续复制n次,最终形成2n个环状DNA分子,共2n+1条单链,由于DNA复制是半保留复制,需新合成2n+1-2条单链,共需要2n+1-2个引物,故连续复制2次需要2n+1-2=6个引物,D正确。
故选B。
22.(2025·河南·二模)关于DNA复制的方向研究人员提出了两种假说:双向复制(图甲)、单向复制(图乙)。放射自显影技术可用于区分DNA复制的方向,复制开始时,先用低放射性的原料培养,一定时间后再用高放射性的原料培养,在放射自显影图像上观察比较放射性标记的强度,结果如图丙。下列说法错误的是( )
注:□低放射区;■高放射区;●复制原点;→子链延伸方向;①~⑥为子链
A.DNA复制时,需要解旋酶和DNA聚合酶的参与
B.②和③延伸的方向与解旋的方向相同,只能进行不连续复制
C.图甲和图乙所示的复制方式中碱基互补配对的原则相同
D.根据图丙的结果可知,DNA进行的是双向复制
【答案】B
【分析】DNA复制是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。DNA复制条件:模板(DNA的双链)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游离的脱氧核苷酸);DNA复制过程:边解旋边复制;DNA复制特点:半保留复制。
【详解】A、DNA复制时,需要解旋酶解开双链,DNA聚合酶将游离的脱氧核苷酸连接到正在合成的子链上,A正确;
B、DNA复制时,子链的延伸方向是5 ′ →3 ′ ,而DNA解旋方向是双向的,②和③延伸的方向与解旋的方向相反,B错误;
C、图甲和图乙所示的复制方式都是DNA复制,都遵循碱基互补配对原则,C正确;
D、根据图丙的结果可知,中间放射性低,两边放射性高,说明DNA进行的是双向复制,D正确。
故选B。
23.(2025·全国·二模)DNA复制要从DNA分子的特定部位开始,此特定部位称为复制起始点。真核生物在复制时会出现多个复制泡(即图中的泡状结构),每个复制泡的两端有2个复制叉。每个复制叉上,分布着多种与复制有关的酶和蛋白质因子,它们构成的复合物称为复制体。下列叙述错误的是( )
A.复制起始点启动时间的早晚决定了复制泡的大小
B.从起始点处双向复制,与提高DNA复制效率有关
C.每个复制起始位点处结合一个解旋酶形成复制体
D.子链的延伸方向与复制叉的推进方向不一定相同
【答案】C
【分析】分析题图:图中DNA复制是多起点双向复制,且复制过程中具有边解旋边复制、半保留复制,半不连续复制等特点。
【详解】A、复制起始点启动时间的早晚决定了复制泡的大小,A正确;
B、由图可知,DNA的复制为多起点双向复制,这加快了DNA的复制效率,B正确;
C、每复制起始位点的两端会形成2个复制叉,故每个复制起始位点需结合两个解旋酶,C错误;
D、在每个复制叉中,前导链的延伸方向与复制叉的推进方向相同,后随链子链的延伸方向与复制叉的推进方向不同,因此子链的延伸方向与复制叉的推进方向不一定相同,D正确;
故选C。
24.(2025·贵州铜仁·二模)细菌进行二分裂时,FtsZ蛋白(细菌细胞质中的一种骨架蛋白)与其他分裂蛋白形成复合物,促进细菌完成分裂。下列叙述错误的是( )
A.细菌的核糖体参与FtsZ蛋白的合成
B.细菌在分裂之前会进行DNA的复制
C.抑制FtsZ蛋白的合成会影响细菌分裂
D.细菌分裂过程中有核膜的消失与重建
【答案】D
【分析】核糖体普遍分布于原核生物和真核生物的细胞中,是分布最广泛的细胞器。核糖体是合成蛋白质的场所。
【详解】A、细菌的核糖体是蛋白质合成的场所,FtsZ蛋白是一种蛋白质,其合成场所是核糖体,A正确;
B、DNA复制可使DNA数目加倍,细菌在分裂之前会进行DNA的复制,B正确;
C、已知FtsZ蛋白能促进细菌完成二分裂,则抑制FtsZ蛋白的合成必然会影响细菌的分裂过程,C正确;
D、细菌是原核生物,没有核膜,故细菌二分裂过程中不存在核膜的消失与重建,D错误。
故选D。
25.(2025·吉林·二模)复制和转录是同时发生的两大染色质代谢过程,在整个S期的复制过程中,转录仍然在部分基因区活跃发生,因此两大过程必然相遇,也就是复制可能与转录发生冲突,如下图所示。以下说法错误的是( )
A.图中DNA复制是双向的,所以出现了相向冲突和同向冲突的情况
B.图中所示的DNA复制和转录过程均可能会出现A-T对和A-U对
C.图中DNA转录是以2号链为模板,模板链的左侧为5′端
D.冲突的出现可能引起DNA损伤,进一步导致肿瘤的形成
【答案】C
【分析】1、DNA复制是一个精确的过程,它发生在细胞分裂之前,确保每个新细胞都能获得完整的基因组。在这个过程中,DNA双螺旋解开,每条链作为模板合成新的互补链,形成两个完全相同的DNA分子。DNA复制的特点包括: 边解旋边复制:DNA复制过程中,双螺旋结构逐渐解开,同时新的核苷酸配对并连接到模板链上;半保留复制:每个新形成的DNA分子都包含一条旧链和一条新合成的链;
2、转录则是将DNA上的遗传信息转录成RNA的过程,这是基因表达的第一步。在转录过程中,DNA的一条链作为模板,按照碱基互补配对原则合成RNA分子。转录的特点包括: 边解旋边转录:与DNA复制类似,转录过程中DNA双螺旋也会暂时解开,但不同的是,这里只有一条链被用作模板;全保留:DNA双链在整个过程中保持完整,只有模板链上的信息被转录成RNA。
【详解】A、观察可知,图中DNA复制从中间向两侧进行,是双向的,这样就会出现相向冲突和同向冲突的情况,A正确;
B、DNA复制过程中,遵循碱基互补配对原则,会出现A - T对,DNA复制所需要的引物为RNA引物,会出现A与U配对;转录过程中,DNA模板链上的T与RNA中的A配对,DNA模板链上的A与RNA中的U配对,所以均可能会出现A - T对和A - U对,B正确;
C、根据转录形成的RNA的方向(从左到右)以及碱基互补配对原则,图中DNA转录是以2号链为模板,模板链的左侧应该为3'端,右侧为5'端,C错误;
D、因为复制和转录冲突的出现可能引起DNA损伤,而DNA损伤如果不能及时修复,有可能进一步导致肿瘤的形成,D正确。
故选C。
26.(2025·山西临汾·二模)目的基因A含有100对碱基,其中腺嘌呤占30%,现利用目的基因A片段两侧的特异性序列设计引物I、引物Ⅱ,用PCR技术扩增该目的基因,结构如下图所示。PCR扩增共循环50次。下列说法错误的是( )
A.PCR仪实质上是一台温度自动调控仪器,循环50次理论上复制50代
B.含目的基因A的DNA片段经PCR循环50次,需要两种引物共250个
C.PCR过程与体内DNA复制的方式相同,但是只需要一种酶的参与
D.若只考虑目的基因A,经PCR循环50次需要鸟嘌呤(250-1)×40个
【答案】B
【分析】PCR技术:(1)概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。(2)原理:DNA复制。(3)前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物。(4)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。(5)过程:①高温变性:DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开);②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。
【详解】A、PCR的实质是DNA的半保留复制,该过程需经过高温变性、低温复性、中温延伸,PCR仪实质上是一台温度自动调控仪器,循环50次理论上复制50代,A正确;
B、含目的基因A的DNA片段经PCR循环50次,产生250个子代DNA,每个DNA分子需要2个引物,亲本DNA除外,故需要两种引物共251-2个,B错误;
C、PCR过程与体内DNA复制的方式相同,都是半保留复制,但是只需要耐高温聚合酶的参与,C正确;
D、由题意可知,目的基因A含有100对碱基,其中腺嘌呤占30%,则G占20%,为40个,若只考虑目的基因A,经PCR循环50次需要鸟嘌呤(250-1)×40个,D正确。
故选B。
27.(2025·辽宁·二模)假设噬菌体在大肠杆菌中每20分钟增殖一代,现有一个一条链被标记的噬菌体DNA侵入了大肠杆菌,不考虑大肠杆菌的裂解。下列说法正确的是( )
A.大肠杆菌中至少有两种酶参与了噬菌体DNA的复制
B.1小时后带标记的DNA占所有子代DNA的1/16
C.标记不影响DNA链与大肠杆菌的核糖体结合形成噬菌体蛋白质外壳
D.40分钟时有一半DNA的碱基序列与20分钟时相同
【答案】A
【分析】DNA复制过程为:(1)解旋:需要细胞提供能量,在解旋酶的作用下,两条螺旋的双链解开;(2)合成子链:以解开的每一段母链为模板,在DNA聚合酶等酶的作用下,利用游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,合成与母链互补的子链;(3)形成子代DNA分子:延伸子链,母链和相应子链盘绕成双螺旋结构。
【详解】A、大肠杆菌中至少有解旋酶和DNA聚合酶 参与了噬菌体DNA的复制,A正确;
B、有一个一条链被标记的噬菌体DNA侵入了大肠杆菌,且噬菌体在大肠杆菌中每20分钟增殖一代,1小时后,DNA 已复制了三次,形成了8个DNA,其中只有1个带标 记,B错误;
C、与核糖体结合的不是DNA链,而是由 DNA转录成的RNA,C错误;
D、DNA的复制不改变其 碱基序列,20分钟时的DNA与40分钟时的DNA碱 基序列都相同,D错误。
故选A。
28.(2025·河南开封·二模)哺乳动物线粒体DNA复制的过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.OH,OL是线粒体DNA两条链的启动子
B.线粒体DNA的复制方式属于半保留复制
C.按照碱基互补配对原则,A链和H链的碱基互补
D.L链作模板时,其子链的延伸方向是3'端→5'端
【答案】B
【分析】DNA分子复制的场所、过程和时间:(1)DNA分子复制的场所:细胞核、线粒体和叶绿体;(2)DNA分子复制的过程:①解旋:在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开;②合成子链:以解开的每一条母链为模板,以游离的四种脱氧核苷酸为原料,遵循碱基互补配对原则,在有关酶的作用下,各自合成与母链互补的子链;③形成子代DNA:每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构,从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。
【详解】A、图示是线粒体DNA复制过程,线粒体DNA两条链分别从OH,OL开始复制,OH,OL是线粒体DNA两条链的复制起点,A错误;
B、由图可知,线粒体DNA分别以H链、L链为模板进行复制,其方式属于半保留复制,B正确;
C、按照碱基互补配对原则,L链和H链、L链和A链的碱基互补,所以A链和H链的碱基相同,C错误;
D、DNA复制时两条子链的延伸方向都是 5'→3', D错误。
故选B。
29.(2025·山东枣庄·二模)采用焦磷酸光化测序法进行DNA测序的原理是:将待测DNA链固定到一个磁珠上,将磁珠包被在单个油水混合小滴(乳滴)中,在该乳滴里进行独立的DNA复制,四种脱氧核苷三磷酸依照T、A、C、G的顺序一个一个进入该乳滴,如果发生碱基配对,就会释放一个焦磷酸(PPi),PPi经过一系列酶促反应后发出荧光。下列说法错误的是( )
A.脱氧核苷三磷酸通过磷酸二酯键把脱氧核苷酸接到多核苷酸链的3'-OH末端
B.PPi经过一系列的酶促反应后,释放出的能量一部分可转化为光能
C.当胞嘧啶脱氧核苷三磷酸进入后能发出荧光,说明此位置模板链上为G
D.若将四种脱氧核苷三磷酸同时加入反应体系中,可大大提高DNA测序的效率
【答案】D
【分析】PCR是一项根据DNA半保留复制的原理,在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件,对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。 PCR反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行,需提供DNA模板,分别与两条模板链结合的2种引物,4种脱氧核苷酸和耐高温的DNA聚合酶;同时通过控制温度使DNA复制在体外反复进行。 扩增的过程包括:变性、复性、延伸。
【详解】A、在DNA合成过程中,脱氧核苷三磷酸确实是通过磷酸二酯键把脱氧核苷酸接到多核苷酸链的3'-OH末端,A正确;
B、 PPi经过一系列的酶促反应后,释放出的能量一部分可转化为光能,从而发出荧光,B正确;
C、根据碱基互补配对原则,胞嘧啶(C)与鸟嘌呤(G)配对,当胞嘧啶脱氧核苷三磷酸进入后能发出荧光,说明此位置模板链上为G,C正确;
D、若将四种脱氧核苷三磷酸同时加入反应体系中,就无法根据碱基配对产生荧光的情况来确定模板链上的碱基顺序,不能提高DNA测序的效率,D错误。
故选D。
30.(2025·陕西渭南·二模)DNA鉴定技术被广泛用于遗传病风险评估、刑事案件的侦破、被拐卖人口寻亲、空难失踪人口身份确认等很多方面。这是因为DNA作为遗传物质,结构稳定而独特。下列有关DNA的结构叙述错误的是( )
A.作为生物大分子,DNA由很多个脱氧核苷酸构成
B.磷酸与脱氧核糖交替排列在外侧构成了基本骨架
C.DNA的每条链中鸟嘌呤和胞嘧啶的数量总是相等的
D.每个DNA中特定的脱氧核苷酸序列蕴含着特定的遗传信息
【答案】C
【分析】DNA由脱氧核苷酸组成的大分子聚合物。脱氧核苷酸由碱基、脱氧核糖和磷酸构成。其中碱基有4种:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。
【详解】A、脱氧核苷酸是DNA的基本单位,DNA是由很多个脱氧核苷酸构成的生物大分子,A正确;
B、磷酸与脱氧核糖交替排列在外侧构成了DNA的基本骨架,B正确;
C、DNA中A=T,G=C,DNA中一条链中的鸟嘌呤与另一条链中的胞嘧啶数量相等,但DNA的每条链中鸟嘌呤和胞嘧啶的数量不一定相等,C错误;
D、DNA的特异性在于其碱基对的排列顺序,每个DNA中特定的脱氧核苷酸序列蕴含着特定的遗传信息,D正确。
故选C。
31.(2025·黑龙江·二模)染色体外环状DNA(eccDNA)是一种在细胞核或细胞质中存在的,与染色体DNA分开的小型环形DNA分子。eccDNA为闭合的环形结构,不包含染色体上的标准端粒结构,但常含有完整或部分基因,能够被转录和翻译,从而影响细胞功能和个体表型。下列叙述错误的是( )
A.加热首先会破坏脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键,使eccDNA分子变性
B.若某eccDNA有100个碱基,其中A有20个,则其氢键有130个
C.eccDNA可通过提供额外的基因,从而增加生物的遗传多样性
D.若eccDNA只有一条链上的一个C突变成了T,则复制n次后,发生差错的eccDNA占1/2
【答案】A
【分析】DNA分子的结构特点是:DNA分子由两条链构成,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构;DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基排列在内侧;两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对有一定的规律,即A=T,C=G。
【详解】A、加热首先会破坏脱氧核苷酸之间的氢键,使eccDNA分子变性,A错误;
B、根据碱基互补配对原则,若某eccDNA有100个碱基,其中A有20个,则G=T=30个,则其氢键有20×2+30×3=130个,B正确;
C、eccDNA是一种在细胞核或细胞质中存在的,与染色体DNA分开的小型环形DNA分子,含有完整或部分基因,因此可通过提供额外的基因,从而增加生物的遗传多样性,C正确;
D、若eccDNA只有一条链上的一个C突变成了T,DNA复制时其模板一半正常一半错误,则复制n次后,发生差错的eccDNA占1/2,正常的占1/2,D正确。
故选A。
32.(2025·陕西安康·二模)下列关于DNA复制和转录过程的叙述,正确的是( )
A.DNA复制时,子链的合成方向都是从3'端向5'端进行
B.RNA聚合酶可直接识别并结合到DNA的任意位置开始转录
C.DNA复制和转录均需要脱氧核糖核苷酸作为原料
D.DNA转录合成的RNA链的延伸方向都是从5'端向3'端
【答案】D
【分析】DNA复制的方向是从子链的5'端向3'端进行,转录合成的RNA链的延伸方向也是从5'端向3'端;DNA复制的原料是脱氧核苷酸,转录需要核糖核苷酸作为原料;DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶,转录需要RNA聚合酶。
【详解】A、DNA复制时,子链的合成方向都是从5'端向3'端进行,A错误;
B、RNA聚合酶识别并结合DNA上的起始部位(启动子)开始转录,B错误;
C、DNA复制的原料是脱氧核苷酸,转录需要核糖核苷酸作为原料,C错误;
D、DNA转录合成的RNA链的延伸方向都是从5'端向3'端,D正确。
故选D。
33.(2025·广东佛山·二模)研究表明,某些环状RNA可以作为microRNA的“海绵”,通过与microRNA结合解除其对特定mRNA的抑制作用,这种机制被称为“microRNA海绵效应”。有关叙述正确的是( )
A.这些环状RNA通过脱水缩合的方式形成特定的环状结构,不再具有磷酸基团
B.这些环状RNA与microRNA的结合遵循碱基互补配对原则,配对方式与转录相同
C.这些环状RNA能够在相应基因表达的过程中发挥调控作用,主要影响转录过程
D.这些环状RNA能够通过吸附microRNA来减少其活性,从而促进相应基因的表达
【答案】D
【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质,所有已知的生命,都利用基因表达来合成生命的大分子。转录过程由RNA聚合酶(RNAP)进行,以DNA为模板,产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动,留下新合成的RNA链。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所在核糖体。
【详解】A、环状RNA通过脱水缩合的方式形成特定的环状结构,不再具有游离的磷酸基团,但还是含有磷酸基团的,其主链是由核糖与磷酸基团交替连接形成的,A错误;
B、环状RNA与microRNA结合遵循碱基互补配对原则,即A-U,G-C,转录过程遵循碱基互补配对原则,即A-U,G-C,T-A,配对方式不完全相同,B错误;
C、环状RNA能够在相应基因表达的过程中发挥调控作用,主要影响翻译过程,C错误;
D、环状RNA能通过碱基互补配对的原则结合(吸附)microRNA,减少其活性从而促进相应基因的表达,D正确。
故选D。
34.(2025·河南信阳·二模)在一个增长的群体中几乎所有的DNA都在复制,因此离复制起点越近的基因出现频率相对越高,反之越低。据此可确定大肠杆菌DNA复制起点在基因图谱上的位置。图1为大肠杆菌的部分基因图谱,图2为部分基因出现的频率。下列叙述正确的是( )
A.大肠杆菌DNA复制是多起点复制
B.DNA复制仅需要解旋酶、DNA聚合酶
C.大肠杆菌DNA的复制起点位于his附近
D.据图推测his位于tyrA和trp之间
【答案】D
【分析】DNA分子复制的过程:
(1)解旋:在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开;
(2)合成子链:以解开的每一条母链为模板,以游离的四种脱氧核苷酸为原料,遵循碱基互补配对原则,在有关酶的作用下,各自合成与母链互补的子链;
(3)形成子代DNA:每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构,从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。
【详解】A、因为离复制起点越近的基因出现频率相对越高,从图2中可以看到基因频率在两边都有相对较高的情况,所以可以推测 DNA 复制是双向的,大肠杆菌是原核生物,只有一个复制起点,A错误;
B、DNA复制除了解旋酶、DNA聚合酶外,还需要引物、能量、原料等,B错误;
C、由图2可知,基因出现频率最高的是ilv,根据题干信息,离复制起点越近的基因出现频率越高,所以大肠杆菌DNA的复制起点位于ilv附近,而不是his附近,C错误;
D、由图2可知,his的相对基因频率最低,trp、tyrA分布在his两侧,且两侧曲线对应的各基因出现的概率基本相等,结合图1,可推测his位于tyrA和trp之间,D正确。
故选D。
二、多选题
35.(2025·辽宁·二模)染色体上的端粒DNA由串联重复序列组成,同种生物的该序列相同。少数无端粒酶的肿瘤细胞可通过端粒延长替代机制(ALT)维持端粒长度(机制如图)。该过程可被重复数十次,导致序列信息从一个端粒传递到另一端粒上。下列相关叙述正确的是( )
A.进行ALT的肿瘤细胞,端粒酶基因甲基化程度可能较高
B.①链的延伸过程以②链作为模板,该延伸过程不需要引物
C.肿瘤细胞内参与ALT过程的酶有解旋酶、RNA聚合酶等
D.ALT机制实现了非同源染色体上的基因重组,增加了遗传的多样性
【答案】AB
【分析】端粒是线状染色体末端的DNA重复序列。 端粒是线状染色体末端的一种特殊结构,在正常人体细胞中,可随着细胞分裂而逐渐缩短。
【详解】A、端粒酶活性缺乏的肿瘤细胞可通过ALT机制维持端粒长度,端粒酶基因甲基化程度高会抑制端粒酶活性,所以进行ALT的肿瘤细胞中端粒酶基因甲基化程度可能较高,A正确;
B、根据题意,第一条染色体端粒的末端①链结合到第二条染色体端粒的末端②链上并延伸,这个延伸过程以②链为模板,并且文中提到随后在RNA引物和DNA聚合酶的作用下,新延长的①链被转化成双链形式,说明延伸过程不需要引物,B正确;
C、ALT过程涉及DNA单链的活动和延伸,需要解旋酶解开DNA双链。 但此过程是DNA合成相关,需要的是DNA聚合酶,而RNA聚合酶是用于转录过程合成RNA的,在ALT过程中不需要,C错误;
D、基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因重新组合,主要包括减数分裂过程中的互换和非同源染色体自由组合。 ALT机制只是端粒DNA序列信息的传递,并没有涉及不同基因的重新组合,不属于基因重组,也没有增加遗传多样性,D错误。
故选AB。
基因表达考点03
一、单选题
1.(2025·福建龙岩·二模)雄性不育在杂交育种中有着广泛的应用。研究发现,水稻基因A是花粉育性正常的必需基因,现有光周期依赖型的突变体甲(aa)在长日照条件下会出现雄性半不育现象(花粉只有50%可育),其基因A、a的碱基序列如图所示。
注:起始密码子为AUG、GUG;终止密码子为UAA、UAG、UGA。
下列相关叙述正确的是( )
A.据图中信息可知,TGA所在序列不属于终止子区域
B.基因a编码的多肽链比A基因编码的多肽链少了18个氨基酸
C.转录时,RNA聚合酶识别基因A中的起始密码子并与之结合
D.基因a转录出的mRNA在核糖体上移动的速度会明显加快
【答案】A
【分析】题图分析,a基因的碱基序列中从编码S氨基酸以后缺失了94个碱基,使终止密码提前出现,因而a基因编码的蛋白质相对分子质量减少,空间结构改变,因而相应的功能改变,导致雄性不育。
【详解】A、据图中信息可知,TGA所在序列不属于终止子区域,而在编码区序列,A正确;
B、若基因a编码的多肽链比A基因编码的多肽链少了18个氨基酸,则相应DNA一条链中上缺少的碱基数=18×3=54个,与图中的94个碱基不符,B错误;
C、转录时,RNA聚合酶识别基因A中的启动子并与之结合,C错误;
D、根据图示结果不能看出,基因a转录出的mRNA在核糖体上移动的速度会明显加快,只是由于终止密码提前出现导致肽链缩短,使得肽链合成加快,但核糖体移动的速度并未加快,D错误。
故选A。
2.(2025·山东菏泽·二模)端粒是染色体两端一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体,端粒DNA序列随细胞分裂次数增加而缩短,当短到一定程度时,端粒内侧的正常基因会受到损伤。端粒酶以其携带的RNA为模板(含短重复序列5'—UAACCC—3')使端粒DNA序列延伸,作用机理如图所示。下列说法正确的是( )
A.端粒酶向左移动完成G链的延伸为逆转录过程
B.端粒酶延伸端粒DNA的短重复序列为5'—GGGTTA—3'
C.以延伸的G链为模板形成C链需要端粒酶的催化
D.支原体的端粒DNA序列会随复制次数增加逐渐缩短
【答案】B
【分析】分析题干信息:“端粒是染色体两端特殊的DNA序列,其长度随细胞分裂次数增加而缩短,当短到一定程度时,端粒内侧的正常基因会受到损伤,导致细胞衰老。端粒酶以其携带的RNA为模板(含短重复序列5'-UAACCC-3')使端粒DNA序列延伸”,说明细胞能够保持分裂的原因是端粒酶保持活性。
【详解】A、由图可知,为了修补端粒内侧的受到损伤的DNA,端粒酶向右移动以自身所含短重复序列5'-UAACCC-3'为模板,完成G链的延伸为逆转录过程,A错误;
B、 DNA分子中特有的碱基是T,RNA中特有碱基是U,由于模板含短重复序列5'-UAACCC-3',根据碱基互补配对原则,端粒酶延伸端粒DNA的短重复序列为5'-GGGTTA-3',B正确;
C、在DNA复制过程中,新的DNA链是以已有的DNA链为模板,在DNA聚合酶的催化下合成的。根据图示,当G链延伸完成后,它就可以作为模板来合成C链。这个过程需要DNA聚合酶的催化,C错误;
D、支原体是原核生物,没有染色体,没有端粒结构,D错误。
故选B。
3.(2025·江苏·二模)染色体的组蛋白乙酰化能吸引转录相关因子。下列叙述正确的是( )
A.组蛋白乙酰化修饰能发生在原核生物中
B.组蛋白乙酰化修饰发生在转录后
C.组蛋白乙酰化能促进相关基因转录
D.组蛋白去乙酰化酶抑制剂可使基因表达受到抑制
【答案】C
【分析】组蛋白是指细胞核中与DNA结合的碱性蛋白质,在真核细胞中含量非常丰富且高度保守。它是一种水溶性蛋白,含有大量的碱性氨基酸,特别是赖氨酸和精氨酸,因此呈碱性性质。组蛋白的正电荷使其能够与带负电荷的DNA结合,使DNA缠绕起来形成染色质。
【详解】A、根据题干可知组蛋白是染色体的成分,原核生物DNA没有与组蛋白结合形成染色体(质)这一结构,也就不会发生组蛋白的乙酰化修饰,A错误;
B、组蛋白是相关基因翻译合成的,且与DNA组成染色体,染色体的组蛋白乙酰化能吸引转录相关因子,故组蛋白乙酰化修饰发生在转录之前,B错误;
C、由题干“染色体的组蛋白乙酰化能吸引转录相关因子”可知,组蛋白乙酰化修饰程度增加能促进相关基因转录,C正确;
D、组蛋白去乙酰化酶抑制剂会抑制组蛋白的去乙酰化过程,使组蛋白乙酰化程度提高,有利于吸引转录相关因子,可促进基因表达,D错误。
故选C。
4.(2025·广东清远·二模)结直肠癌组织中甲基转移酶M14调控肿瘤转移的机理如图。K酶催化M14基因的组蛋白去甲基化。下列分析正确的是( )
A.M14基因的组蛋白去甲基化促进该基因的转录
B.M14含量可能是结直肠癌的一个潜在检测指标
C.K酶通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
D.K酶表达水平升高会抑制结直肠癌细胞转移
【答案】B
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变。
【详解】A、从图中看出,组蛋白甲基化的M14基因可以正常表达,所以去甲基化抑制该基因的转录,A错误;
B、M14含量促进mRNA甲基化,进而抑制肿瘤转移,所以M14含量可能是结直肠癌的一个潜在检测指标,B正确;
C、K酶通过控制酶的合成控制代谢间接控制生物的性状,C错误;
D、K酶催化M14基因的组蛋白去甲基化,M14表达量降低,mRNA甲基化减少,对癌细胞转移的抑制作用减弱,所以K酶表达水平升高会促进结直肠癌细胞转移,D错误。
故选B。
5.(2025·辽宁·二模)研究表明,某些单链环状RNA可以作为吸附microRNA的“海绵”,通过与microRNA特异性结合解除其对特定mRNA作用的抑制,这种机制被称为“microRNA海绵效应”。下列有关叙述正确的是( )
A.microRNA与tRNA、rRNA的相似处在于它们本身都不是翻译为蛋白质的模板
B.这些环状RNA是通过脱水缩合方式形成的特定环状结构,不再具有磷酸基团
C.这些环状RNA与microRNA的结合遵循碱基互补配对原则,配对方式与转录相同
D.这些环状RNA能够通过吸附microRNA,解除对相应基因转录过程的抑制作用
【答案】A
【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质,所有已知的生命,都利用基因表达来合成生命的大分子。转录过程由RNA聚合酶(RNAP)进行,以DNA为模板,产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动,留下新合成的RNA链。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所在核糖体。
【详解】A、rRNA用来合成核糖体,tRNA用来转运氨基酸,本身不会被翻译成蛋白质,根据题意可知microRNA也不是翻译为蛋白质的模板,A正确;
B、环状RNA通过脱水缩合的方式形成特定的环状结构,不再具有游离的磷酸基团,但含有磷酸基团,其主链是由核糖与磷酸基团交替连接形成的,B错误;
C、环状RNA与microRNA结合遵循碱基互补配对原则,即A-U,G-C,转录过程遵循碱基互补配对原则,即A-U,G-C,T-A,配对方式不完全相同,C错误;
D、这些环状RNA能够通过吸附microRNA,会解除其对特定mRNA作用的抑制,从而解除了对相应基因转翻译过程的抑制作用,D错误。
故选A。
6.(2025·北京海淀·二模)下图所示的基因编码区序列,编码的氨基酸序列为:甲硫氨酸-组氨酸-脯氨酸-赖氨酸……。下列叙述错误的是( )
A.甲链是转录的模板链,其左侧是3'端,右侧是5'端
B.6号碱基对由A/T替换为G/C后,合成的肽链不变
C.5号和6号碱基对之间插入G/C,合成的肽链变短
D.甲链和乙链上均有终止密码子,可使转录终止
【答案】D
【分析】转录过程以四种核糖核苷酸为原料,以DNA分子的一条链为模板,在RNA聚合酶的作用下消耗能量,合成RNA。翻译过程以氨基酸为原料,以转录过程产生的mRNA为模板,在酶的作用下,消耗能量产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。
【详解】A、转录时RNA聚合酶从模板链的3’端向5’端移动,合成RNA,且起始密码子是AUG,模板链碱基与mRNA的碱基互补配对,相应的转录的模板链上含有TAC,据此可知甲链是转录的模板链,其左侧是3’端,右侧是5’端,A正确;
B、6号碱基对由A/T替换为G/C后,密码子CAU变为CAC,都是编码氨基酸,合成的肽链不变,B正确;
C、mRNA上的密码子依次为 AUG CAU CCU AAG,当5号和6号碱基对之间插入G/C,mRNA上的密码子依次为 AUG CAC UCC UAA(终止密码子),故会导致终止密码子提前出现,肽链变短,C正确;
D、甲链和乙链都是DNA链,终止密码子是在mRNA上,而不是在DNA链上,D错误。
故选D。
7.(2025·江西·二模)果蝇的体型受lint和inr基因的控制,且果蝇幼虫的lint基因发生甲基化会影响inr的表达,导致果蝇体型异常,相关数据如下图所示。lint基因和inr基因甲基化会导致RNA聚合酶不能结合到启动子区域。下列叙述正确的是( )
A.lint基因甲基化会阻碍inr基因表达的翻译过程
B.lint基因甲基化会导致lint基因的碱基序列发生改变
C.降低幼虫inr基因的甲基化程度可使lint基因甲基化的果蝇体型恢复正常
D.降低幼虫lint基因的甲基化程度可使lint基因甲基化的果蝇体型恢复正常
【答案】D
【分析】在大多数情况下,基因与性状的关系不是简单的一一对应的关系。(1)一个性状可以受到多个基因的影响。(2)一个基因也可以影响多个性状。(3)一般来说,生物的性状是基因和环境共同作用的结果。
【详解】A、依据题意:基因lint发生甲基化会影响inr的表达,促进inr基因表达的转录或翻译过程,A错误;
B、lint基因甲基化不会导致lint基因的碱基序列发生改变,B错误;
C、提高幼虫基因inr的甲基化程度可使inr的表达量下降,使lint基因甲基化的果蝇体型恢复正常,C错误;
D、基因lint发生甲基化使果蝇体形变小,其inr的表达量高,降低幼虫基因lint的甲基化,使inr的表达量下降,使lint基因甲基化的果蝇体型恢复正常,D正确。
故选D。
8.(2025·山东德州·二模)DNA甲基转移酶可将胞嘧啶甲基化为5-甲基胞嘧啶,M蛋白与甲基化DNA片段结合会抑制相关基因表达。拟南芥可通过调控A基因的甲基化水平来响应低温胁迫。研究者发现低温下拟南芥ros1(DNA去甲基化酶基因缺失突变体)植株中A基因的表达水平低于正常植株。下列说法错误的是( )
A.DNA分子复制时胞嘧啶和5-甲基胞嘧啶都可以与鸟嘌呤配对
B.M蛋白与甲基化DNA片段结合可能阻止了基因的转录过程
C.低温条件下DNA去甲基化酶可使A基因的表达受到抑制
D.常温条件下ros1植株A基因的表达水平可能低于正常植株
【答案】C
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译,最终无法合成相应蛋白,从而抑制了基因的表达。
【详解】A、甲基化不影响碱基配对,DNA复制时,无论是胞嘧啶还是5-甲基胞嘧啶,均通过氢键与鸟嘌呤(G)配对,A正确;
B、M蛋白与甲基化DNA结合可能阻碍RNA聚合酶与DNA的结合,从而抑制转录过程,B正确;
C、拟南芥可通过调控A基因的甲基化水平来响应低温胁迫,但ros1(DNA去甲基化酶基因缺失突变体)缺乏该酶,甲基化未被去除,A基因表达水平低,据此推测正常情况下,低温环境中去甲基化酶应激活而非抑制A基因表达,C错误;
D、常温条件下ros1突变体因无法去甲基化,可能长期维持A基因的低表达水平,故其表达可能低于正常植株,D正确。
故选C。
9.(2025·福建龙岩·二模)大部分叶绿体蛋白由核基因编码,在细胞质中翻译成为前体蛋白,再经复合体运输到叶绿体中,过程如图。下列相关叙述错误的是( )
A.据图推测叶绿体合成的淀粉可通过复合体进入细胞质基质
B.核基因编码的叶绿体蛋白在叶绿体内加工成熟
C.前体蛋白与分子伴侣结合,以避免前体蛋白在细胞质中折叠
D.叶绿体前体蛋白进入叶绿体的过程需要消耗能量
【答案】A
【分析】线粒体和叶绿体中都含有少量DNA,故为半自主性细胞器,但其中的大多数蛋白质的合成依然受到细胞核中相关基因的控制。生物膜的结构特点是具有一定的流动性,其原因是因为组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的。
【详解】A、图中叶绿体膜是上的复合体是有选择性的,因而叶绿体合成的淀粉不可通过复合体进入细胞质基质,A错误;
B、题意显示,在细胞质中翻译成为前体蛋白,经复合体运输到叶绿体中,在叶绿体内加工成熟,B正确;
C、图中显示,前体蛋白与分子伴侣结合实现转运,这种结合可以避免前体蛋白在细胞质中折叠,C正确;
D、图中显示,叶绿体前体蛋白进入叶绿体的过程需要消耗GTP和ATP中的能量,D正确。
故选A。
10.(2025·山东菏泽·二模)核仁蛋白DDX21具有开放和闭合两种构象。核仁中的rDNA可被开放构象的DDX21缠绕,使rDNA转录rRNA的过程受阻。SLERT(一种非编码RNA)能使DDX21转变成闭合构象,增大其流动性,保证rRNA的正常生成。下列说法正确的是( )
A.DDX21阻碍核rDNA转录的机制可能是阻止DNA聚合酶与核rDNA结合
B.SLERT通过改变DDX21的氨基酸序列来改变DDX21的流动性
C.B淋巴细胞分化为浆细胞后,细胞核中SLERT的含量会明显降低
D.推测SLERT在细胞核中合成,对核仁的功能有重要影响
【答案】D
【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质,所有已知的生命,都利用基因表达来合成生命的大分子。转录过程由RNA聚合酶(RNAP)进行,以DNA为模板,产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动,留下新合成的RNA链。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所在核糖体。
【详解】A、转录过程需要RNA聚合酶,而不是DNA聚合酶,DDX21阻碍核rDNA转录的机制可能是阻止RNA聚合酶与核rDNA结合,A错误;
B、题干中说SLERT能使DDX21转变成闭合构象,增大其流动性,但并未提及改变DDX21的氨基酸序列,B错误;
C、B淋巴细胞分化为浆细胞后,会大量合成抗体等蛋白质,需要更多的rRNA参与核糖体的形成,也就需要保证rRNA的正常生成,所以细胞核中SLERT的含量不会明显降低,C错误;
D、因为SLERT参与核仁中rRNA生成相关过程(使DDX21转变构象保证rRNA正常生成),且核仁在细胞核中,所以推测SLERT在细胞核中合成,对核仁的功能有重要影响,D正确。
故选D。
11.(2025·福建龙岩·二模)蛋白质与核酸是非常重要的生物大分子,下列关于两者的叙述错误的是( )
A.两者都是由单体通过脱水缩合形成的多聚体
B.蛋白质合成受核酸控制,核酸合成也需要蛋白质参与
C.在真核细胞中染色体和核糖体均由蛋白质与核酸构成
D.蛋白质和核酸都具有特定的空间结构,高温下变性失活不可逆
【答案】D
【分析】蛋白质的基本组成单位是氨基酸,氨基酸通过脱水缩合形成肽链,一条或几条肽链盘区折叠形成具有一定的空间结构的蛋白质,蛋白质结构多样性与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构有关,蛋白质结构多样性决定功能多样性。
【详解】A、蛋白质由氨基酸通过脱水缩合形成肽键连接的多肽链,核酸由核苷酸通过磷酸二酯键连接而成(脱水缩合的一种形式),两者均为生物大分子,且合成过程均涉及单体间的脱水反应,A正确;
B、蛋白质的合成为转录、翻译过程,需要核酸DNA、RNA的参与,核酸的合成需要酶(蛋白质)的参与,B正确;
C、在真核细胞中染色体由DNA(核酸)和蛋白质组成,核糖体由rRNA(核酸)和多种蛋白质构成,C正确;
D、蛋白质高温变性后空间结构破坏(如酶失活),通常不可逆,核酸高温变性(如DNA解链为单链)后,降温可复性(如PCR中的退火步骤),D错误。
故选D。
12.(2025·江西萍乡·二模)某研究团队提出了光照调控菊花花瓣着色机制:黑暗诱导了CmBBX28基因表达,积累的CmBBX28蛋白与CmMYB9a蛋白结合,干扰CmMYB9a蛋白与下游基因启动子的结合,同时降低CmMYB9a蛋白的稳定性,抑制花青素合成。光照下,CmBBX28基因表达被抑制,CmMYB9a基因表达上调,促进花青素合成和着色。下列说法正确的是( )
A.液泡中的花青素可以吸收、传递、转化光能合成有机物
B.光照条件下,菊花中花青素合成基因直接表达出花青素
C.黑暗条件下,CmBBX28 蛋白通过抑制 CmMYB9a 基因转录减少花青素合成
D.光照可促进 CmMYB9a 基因表达,积累花青素
【答案】D
【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质,所有已知的生命,都利用基因表达来合成生命的大分子。转录过程由RNA聚合酶(RNAP)进行,以DNA为模板,产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动,留下新合成的RNA链。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所在核糖体。
【详解】A、液泡中的花青素不能吸收、传递、转化光能合成有机物,这是叶绿体中光合色素的功能,A错误;
B、光照下,CmBBX28基因表达被抑制,CmMYB9a基因表达上调,促进花青素合成和着色,基因表达的产物是蛋白质,花青素不是蛋白质,B错误;
C、黑暗条件下,黑暗诱导了CmBBX28基因表达,积累的CmBBX28蛋白与CmMYB9a蛋白结合,干扰CmMYB9a蛋白与下游基因启动子的结合,因此抑制了下游基因的转录过程,而不是抑制CmMYB9a 基因转录,C错误;
D、光照下,CmMYB9a基因表达上调,促进花青素合成和着色,D正确。
故选D。
13.(2025·广东汕头·二模)转录激活因子TAZ通过促进miR-29a(一种小分子RNA)的合成而抑制O-糖基化修饰酶基因(GALNT18)的表达,减少小细胞肺癌细胞O-糖基化修饰进而抑制其转移,其机制见图。下列叙述错误的是( )
A.TAZ可以提高miR-29a基因的转录水平
B.miR-29a通过碱基互补识别GALNT18mRNA
C.miR-29a从转录水平调控GALNT18的功能
D.GALNT18高表达促进小细胞肺癌细胞的转移
【答案】C
【分析】基因的表达:①转录:以DNA为模板,通过碱基互补配对原则,在RNA聚合酶的作用下合成mRNA;②翻译:以mRNA为模板,在核糖体的参与和酶的催化作用下,合成多肽链。
【详解】A、题干中明确提到转录激活因子TAZ通过促进miR - 29a(一种小分子RNA)的合成,转录激活因子作用于转录过程,所以TAZ可以提高miR - 29a基因的转录水平,A正确;
B、从图中可以看出miR - 29a与GALNT18 mRNA存在相互作用,在RNA的相互作用中,通常是通过碱基互补配对原则进行识别的,所以miR - 29a通过碱基互补识别GALNT18 mRNA,B正确;
C、由图可知miR - 29a与GALNT18 mRNA结合后导致其降解,这是在翻译水平上调控GALNT18的功能(mRNA是翻译的模板,通过影响mRNA来影响翻译过程进而影响基因功能),C错误;
D、题干表明TAZ通过抑制GALNT18的表达,减少小细胞肺癌细胞O - 糖基化修饰进而抑制其转移,那么反过来可以推出GALNT18高表达会促进小细胞肺癌细胞的转移,D正确。
故选C。
14.(2025·甘肃白银·二模)微量元素可通过表观调控对动物机体产生影响,下图表示锌对某动物表观遗传的调控作用和机制(染色体上的组蛋白乙酰化后,与DNA的结合会变得松散)。下列说法正确的是( )
A.DNMT与ZF结合会导致DNA甲基化,引起基因突变
B.ZF与HDAC结合将有利于细胞的分裂及肿瘤的生长
C.据图可推知HAT、DNMT对基因表达的调控效应可能不同
D.组蛋白乙酰化、DNA甲基化引起的生物性状的改变不能遗传给子代
【答案】C
【分析】表观遗传是指生物体的碱基序列保持不变,但基因的表达和表型发生了可遗传变化的现象,即基因型未发生变化而表型却发生了改变,如DNA的甲基化、构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰。
【详解】A、DNMT与ZF结合会引起DNA甲基化,导致基因的表达受到影响,但是没有引起基因突变,A错误;
B、ZF与HDAC结合会造成组蛋白乙酰化减少,使组蛋白与DNA的结合不会变得松散,将不利于DNA复制等,从而不利于细胞的分裂,也不利于肿瘤的生长,B错误;
C、据图可知,HAT与ZF结合能促进组蛋白乙酰化,染色体上的组蛋白乙酰化后,与DNA的结合会变得松散,对相关基因的转录水平具有促进作用,而DNMT与ZF结合促进DNA甲基化,DNA甲基化通常会抑制基因的表达过程,所以二者对基因表达的调控效应可能不同,C正确;
D、表观遗传是指生物体基因的碱基序列不发生变化,但基因表达和表型却发生了可遗传的改变,组蛋白乙酰化、DNA甲基化修饰会影响基因的表达并能遗传给后代,D错误。
故选C。
15.(2025·甘肃白银·二模)原核生物的基因为连续基因,没有外显子、内含子之分。而大多数真核生物的基因为不连续基因,即基因的编码序列(外显子)被非编码序列(内含子)隔开。内含子可参与转录形成pre-mRNA,在pre-mRNA形成成熟mRNA时,内含子对应区段会被剪切掉。下列说法错误的是( )
A.pre-mRNA合成时,RNA聚合酶会与基因中的启动子结合
B.向原核生物细胞内转移真核生物的基因时应使用其成熟mRNA的逆转录产物
C.若基因突变发生在内含子,则其对翻译产物一般无影响
D.翻译时,核糖体沿着成熟的mRNA从3'端向5'端移动
【答案】D
【分析】真核细胞的基因由内含子和外显子组成,内含子转录出来的RNA片段不具有编码蛋白质的功能,外显子转录出来的RNA片段能编码蛋白质,故真核细胞的基因转录出的mRNA片段需要加工后才能转变为成熟的mRNA,直到蛋白质的合成。
【详解】A、pre-mRNA合成时,RNA聚合酶会与基因中的启动子结合,驱动转录,A正确;
B、因为真核生物的基因存在内含子,而原核生物无相应的剪切机制,所以向原核生物细胞内转移真核生物的基因时,应使用真核生物的成熟mRNA的逆转录产物,B正确;
C、内含子转录形成的RNA会被剪切掉,故若基因突变发生在内含子,则其对翻译产物一般无影响,C正确;
D、翻译时,核糖体沿着成熟的mRNA从5'端向3'端移动,D错误。
故选D。
16.(2025·河北石家庄·二模)生活在青藏高原的生物体内存在HIF(缺氧诱导因子,包括HIF-α、HIF-β两种)信号通路调节,具体调节过程如下图所示,最终参与调控一系列与红细胞生成(该过程离不开促红细胞生成素EPO的作用)、血管新生、代谢调节等相关基因的表达。此外,HIF信号通路的活性和稳定性也受到部分基因启动子的甲基化的影响,这样有助于协调机体更好地适应缺氧环境。下列叙述错误的是( )
A.缺氧环境下,PHD的活性和HIF-α的稳定性均会降低
B.推测藏牦牛体内,HIF-α基因启动子甲基化水平可能较低
C.推测藏牦牛体内,促红细胞生成素(EPO)的mRNA水平更高
D.部分基因启动子的甲基化属于表观遗传,所导致的性状改变可以遗传给下一代
【答案】A
【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质,所有已知的生命,都利用基因表达来合成生命的大分子。转录过程由RNA聚合酶进行,以DNA为模板,产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动,留下新合成的RNA链。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所在核糖体。
【详解】A、在常氧条件下,经过PHD的催化,HIF-a蛋白发生羟基化,使得VHL蛋白能够与之识别并结合,从而导致HIF-α蛋白降解。在缺氧条件下PHD的活性较低,HIF-α稳定性升高,A错误;
BC、藏牦牛长期生活在低氧环境中,其HIF-a基因启动子甲基化水平可能更低,表达出更多的HIF-α蛋白,HIF-α蛋白与HIF-β蛋白结合,进入细胞核内,与ARNT结合激活HRE(低氧反应原件基团),使得促红细胞生成素(EPO)的mRNA的含量增多,促进EPO的合成,最终导致红细胞增多以适应低氧环境,BC正确;
D、DNA的甲基化属于表观遗传,它是基因表达和表型发生可遗传变化的现象,故导致的性状改变可以遗传给下一代,D正确。
故选A。
17.(2025·安徽滁州·二模)miRNA可以指导RISC在转录后水平下调基因的表达——mRNA的降解或翻译抑制,下图是其形成过程及两种调节机制。下列相关叙述正确的是( )
A.Pri-miRNA是以DNA双链为模板,在RNA聚合酶的作用下转录形成
B.Drosha酶和Dicer酶作用相同,都可以催化磷酸二酯键的形成
C.mRNA与miRNA完全互补时,mRNA最多降解为4种小分子物质
D.mRNA与miRNA不完全互补时,可能阻止核糖体与mRNA的结合
【答案】D
【分析】题图分析:图示表示RNA干扰现象示意图,Dicer酶能特异识别双链RNA,切割产生的miRNA与一种蛋白质结合形成RISC复合体。RISC通过碱基配对结合到与干涉RNA同源的mRNA上,并切割该mRNA,最终将靶基因mRNA降解,造成蛋白质无法合成。
【详解】A、Pri-miRNA是以DNA的一条链为模板,在RNA聚合酶的作用下转录形成,A错误;
B、Drosha酶和Dicer酶作用相同,都可以催化磷酸二酯键的断裂,B错误;
C、mRNA与miRNA完全互补时,mRNA最多降解为6种小分子物质,分别为四种碱基、核糖和磷酸,C错误;
D、mRNA与miRNA不完全互补时,可能阻止核糖体与mRNA的结合,即翻译过程被抑制,D正确。
故选D。
18.(2025·陕西汉中·二模)某细菌进行蛋白质合成时,多个核糖体串联在一条mRNA上形成多聚核糖体。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译,移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是( )
A.该过程中,mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对
B.图示翻译过程中,各核糖体在mRNA上的移动方向为从右向左
C.反密码子与终止密码子互补配对是翻译结束的信号
D.若将细菌的某基因截短,相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化
【答案】A
【分析】图示为翻译的过程,在细胞质中,翻译是一个快速高效的过程。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,因此,少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。
【详解】A、该过程中,mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对,tRNA通过识别mRNA上的密码子携带相应氨基酸进入核糖体,A正确;
B、观察,根据肽链的长短可知,越靠近 mRNA3'端的核糖体合成的肽链越长,说明核糖体是从 mRNA 的5'端向3'端移动,即图中核糖体在 mRNA 上的移动方向为从左向右,B错误;
C、终止密码子没有对应的反密码子,当核糖体移动到 mRNA 上的终止密码子时,翻译结束,C错误;
D、多聚核糖体所包含的核糖体数量由 mRNA 的长度决定,若将细菌的某基因截短,转录形成的 mRNA 长度变短,相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目会减少,D错误。
故选A。
19.(2025·浙江宁波·二模)研究发现,亲代小鼠的低蛋白饮食可影响自身基因表达,相关机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A.低蛋白饮食的小鼠产生精子的过程称为表观遗传
B.亲代的低蛋白饮食不会改变子代小鼠的DNA序列
C.相关基因组蛋白甲基化水平越高,表达水平越低
D.G9a-ATF7磷酸化受阻会提高组蛋白表观遗传水平
【答案】A
【分析】组蛋白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。
【详解】A、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,低蛋白饮食的小鼠产生精子的过程不能称为表观遗传,A错误;
B、ATF7结构改变导致组蛋白表观遗传修饰改变,不会影响DNA的碱基序列,B正确;
C、分析题图可知,相关基因组蛋白甲基化水平越高,表达水平越低,C正确;
D、结合图示可知,ATF7 的磷酸化会抑制组蛋白的甲基化,将导致组蛋白表观遗传修饰水平下降,故G9a-ATF7磷酸化受阻会提高组蛋白表观遗传水平,D正确。
故选A。
20.(2025·江西上饶·二模)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
5.8SrRNA、18SrRNA、28SrRNA
RNA聚合酶Ⅱ
核质
mRNA
RNA聚合酶Ⅲ
核质
tRNA、5SrRNA
注:各类rRNA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.基因转录以一条链为模板,需要解旋酶打开氢键,使模板链碱基得以暴露
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不同
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
【答案】B
【分析】RNA聚合酶的作用是识别并结合特定的DNA序列,启动基因转录。
【详解】A、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;
B、基因转录过程不需要解旋酶,RNA聚合酶本身具有解旋双链DNA的作用,B错误;
C、由表可知,RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA,但种类不同,说明两种酶识别的启动子序列不同,C正确;
D、RNA聚合酶的本质是蛋白质,编码RNA聚合酶I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。
故选B。
21.(2025·黑龙江·二模)miRNA与特定蛋白形成miRISC复合体,通过miRNA的作用结合到靶mRNA上,导致靶基因沉默,引发RNA酶与靶mRNA结合。而miRNA抑制剂和RNA海绵可抑制miRNA的功能,其机制如图所示。下列分析错误的是( )
A.miRNA可抑制翻译过程,引起靶mRNA降解
B.miRISC复合体依赖碱基互补配对原则特异性识别靶mRNA
C.靶向原癌基因的miRNA过量表达,可诱发细胞癌变
D.miRNA抑制剂和RNA海绵可恢复靶基因的表达
【答案】C
【分析】1、RNA是在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成的,这一过程称为转录。当细胞开始合成某种蛋白质时,编码这个蛋白质的一段DNA双链将解开,双链的碱基得以暴露,细胞中游离的核糖核苷酸与供转录用的DNA的一条链的碱基互补配对,在RNA聚合酶的作用下,依次连接,形成一个mRNA分子。
2、mRNA合成以后,就通过核孔进入细胞质中。游离在细胞质中的各种氨基酸,就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质,这一过程叫做翻译。
【详解】A、miRNA可抑制翻译过程,引起RNA酶与靶mRNA结合,使靶mRNA降解,A正确;
B、miRISC复合体依赖碱基互补配对原则特异性识别靶mRNA,B正确;
C、原癌基因过量表达可能引起细胞癌变,而靶向原癌基因的miRNA过量表达可使原癌基因沉默,所以不会诱发细胞癌变,C错误;
D、miRNA抑制剂和RNA海绵能够抑制miRNA的作用,从而恢复靶基因的表达,D正确。
故选C。
22.(2025·天津·二模)施一公院士因研究剪接体的结构与分子机理获得陈嘉庚生命科学奖。剪接体主要由蛋白质和小分子的核RNA组成,能对mRNA进行剪切修饰,其作用机理如图,下列关于剪接体的说法,错误的是( )
A.剪接过程中涉及磷酸二酯键的断裂和形成
B.③中一条mRNA链可结合多个核糖体以提高蛋白质合成效率
C.若剪接体剪接位置出现差错,可能导致基因结构发生改变
D.该研究为探寻基因表达相关疾病的治疗开辟了新路径
【答案】C
【分析】1、转录过程以四种核糖核苷酸为原料,以DNA分子的一条链为模板,在RNA聚合酶的作用下消耗能量,合成RNA。
2、翻译过程以氨基酸为原料,以转录过程产生的mRNA为模板,在酶的作用下,消耗能量产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。在真核细胞中,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,因此,少量的 mRNA 分子就可以迅速合成大量的蛋白质。
【详解】A、剪接体对RNA 前体执行剪接形成mRNA,该过程涉及片段的断裂和重新连接,因此涉及磷酸二酯键的断裂和生成,A正确;
B、过程③为翻译,翻译时一条 mRNA 链可结合多个核糖体以提高蛋白质的合成效率,B正确;
C、若剪接体剪接位置出现差错,可能导致蛋白质结构的改变,不会引起基因结构的改变,C错误;
D、该研究有助于研究基因表达的调控机制,因而为探寻基因表达相关疾病的治疗开辟了新路径,D正确。
故选C。
23.(2025·云南曲靖·二模)miRNA是一类长度为20~25个核苷酸的非编码单链RNA分子,可通过与靶mRNA的特定序列结合来调控基因表达或使其降解。研究发现,某miRNA能显著抑制细胞中X蛋白的合成,但对X基因的mRNA含量并无显著影响。下列叙述错误的是( )
A.该miRNA的合成需要RNA聚合酶的催化
B.该miRNA通过碱基互补配对与X基因的mRNA结合
C.该miRNA可能通过抑制X基因的转录来降低X蛋白含量
D.该miRNA可能通过抑制mRNA与核糖体的结合来调控基因表达
【答案】C
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程主要在细胞核中进行,需要解旋酶和RNA聚合酶参与;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在核糖体上,需要以氨基酸为原料,还需要酶、能量和tRNA等。
【详解】A、miRNA是RNA的一种,RNA的合成是转录过程,转录需要RNA聚合酶的催化,A正确;
B、miRNA可通过与靶mRNA的特定序列结合来调控基因表达或使其降解,这种结合是通过碱基互补配对实现的,B正确;
C、分析题意可知,miRNA可通过与靶mRNA的特定序列结合调控基因表达或使其降解,可知该miRNA可能通过抑制X基因的翻译来降低X蛋白含量,C错误;
D、miRNA可通过与靶mRNA的特定序列结合,抑制mRNA与核糖体的结合,从而影响翻译过程来调控基因表达,D正确。
故选C。
24.(2025·山东潍坊·二模)色氨酸合成酶基因的mRNA中调控该基因表达的序列包含4个区段,其中1区段富含编码色氨酸的密码子。当细胞中色氨酸含量较低时,核糖体在mRNA上移动速度较慢并停止于1区,此时2、3区配对,基因继续转录,如图1所示。当色氨酸充足时,核糖体覆盖于1~2区,则3、4区配对形成一个阻止mRNA继续合成的茎-环结构,阻止基因的转录,如图2所示。下列说法错误的是( )
A.上述过程不会发生在人体细胞中
B.调控序列位于色氨酸合成酶基因mRNA的3'端
C.2和4区段应存在相同或相似的核糖核苷酸序列
D.该调控机制可有效避免细胞内物质和能量的浪费
【答案】B
【分析】基因的表达即基因控制蛋白质的合成过程包括两个阶段:包括转录和翻译两个主要阶段:转录是指以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程,转录的主要场所是细胞核,需要RNA聚合酶参与;翻译是指以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程,翻译还需要tRNA和氨基酸、能量等。
【详解】A、上述过程表现为转录和翻译过程同时进行,发生在原核细胞中,而人体细胞为真核细胞,A正确;
B、在翻译过程中,核糖体沿着mRNA从5’端向3’端移动,据此可知,调控序列位于色氨酸合成酶基因mRNA的5'端,B错误;
C、根据图示可知,2和4区段均会与3区段发生碱基互补配对,因此,2和4区段应存在相同或相似的核糖核苷酸序列,C正确;
D、题意显示,色氨酸不足时核糖体在1区段处移动缓慢,区段2和区段3配对,RNA聚合酶继续移动,转录继续进行,当色氨酸充足时,核糖体覆盖于1~2区,则3、4区配对形成一个阻止mRNA继续合成的茎-环结构,阻止基因的转录,通过该调控机制可避免细胞内物质和能量的浪费,D正确。
故选B。
25.(2025·天津河西·二模)端粒是染色体两端一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体,端粒DNA序列随细胞分裂次数增加而缩短,当短到一定程度时,端粒内侧的正常基因会受到损伤。端粒酶以其携带的RNA为模板(含短重复序列5'-UAACCC-3')使端粒DNA序列延伸,作用机理如图。下列叙述错误的是( )
A.端粒酶向右移动完成G链的延伸为逆转录过程
B.与正常细胞相比,肿瘤细胞中端粒酶的活性比较高
C.端粒酶延伸端粒DNA的短重复序列为5'-GGGTTA-3'
D.以延伸的G链为模板形成C链需要RNA聚合酶的催化
【答案】D
【分析】分析题干信息:“端粒是染色体两端特殊的DNA序列,其长度随细胞分裂次数增加而缩短,当短到一定程度时,端粒内侧的正常基因会受到损伤,导致细胞衰老。端粒酶以其携带的RNA为模板(含短重复序列5'-UAACCC-3')使端粒DNA序列延伸”,说明细胞能够保持分裂的原因是端粒酶保持活性。
【详解】A、由图可知,为了修补端粒内侧的受到损伤的DNA,端粒酶向右移动以自身所含短重复序列5'-UAACCC-3'为模板,完成G链的延伸为逆转录过程,A正确;
B、肿瘤细胞有较高的细胞增殖活性,故推测肿瘤细胞中的端粒酶活性可能较高,能防止染色体末端端粒的缩短,B正确;
C、DNA分子中特有的碱基是T,RNA中特有碱基是U,由于模板含短重复序列5'-UAACCC-3',根据碱基互补配对原则,端粒酶延伸端粒DNA的短重复序列为5'-GGGTTA-3',C正确;
D、在DNA复制过程中,新的DNA链是以已有的DNA链为模板,在DNA聚合酶的催化下合成的。根据图示,当G链延伸完成后,它就可以作为模板来合成C链。这个过程需要DNA聚合酶的催化,D错误。
故选D。
26.(2025·重庆·二模)科研工作者以拟南芥为实验材料,研究并发现了相关环境因素调控气孔关闭的机理(图1)。已知htl基因、rhc1基因各编码蛋白甲和乙中的一种,但对应关系未知。研究者利用野生型(WT)、rhc1基因的功能缺失突变体库(r)、ht1基因的突变体(h)和htl/rhc1的双基因突变体(h/r),进行了相关实验,结果如图2所示。下列说法错误的是( )
A.保卫细胞液泡的溶质转运到胞外,导致保卫细胞吸水能力降低
B.气孔关闭由基因、激素和环境因素等共同调节完成
C.由图2可知高浓度CO2时rhc1基因产物促进气孔关闭
D.根据实验结果可判断,编码蛋白甲、乙的基因分别是ht1、rh
【答案】D
【分析】气孔是植物与外界进行气体交换的门户,当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,保卫细胞吸水膨胀,气孔张开;当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,保卫细胞失水,气孔关闭。
【详解】A、保卫细胞液泡的溶质转运到胞外,细胞液浓度降低,导致保卫细胞吸水能力降低,这是符合渗透原理的,A正确;
B、从图1可以看出,高浓度CO₂ 等环境因素参与,还有激素(脱落酸)参与,以及ht1基因、rhc1基因,所以气孔关闭由基因、激素和环境因素等协同调节完成,B正确;
C、从图2看,在高浓度CO₂ 时,野生型(WT)气孔导度低于rhc1基因功能缺失突变体库(r),说明rhc1基因功能正常时气孔导度更低,即rhc1基因产物促进气孔关闭,C正确;
D、根据图2,h组、h/r组气孔开度相近,可知在缺失h的前提下,r存在与否都不影响气孔开度,即r不能单独发挥调控作用,必须通过h进行调控,即r在h上游;r组、h/r组气孔开度不同,可知在缺失r的前提下,h仍然能够发挥调控作用,h在r下游,所以甲、乙的基因分别是rh、ht1,D错误。
故选D。
27.(2025·安徽淮南·二模)诺贝尔生理学或医学奖曾授予在低氧感应方面做出贡献的科学家。细胞适应氧气供应变化的分子机制是:当细胞缺氧时,缺氧诱导因子(HIF-1α)与芳香烃受体核转位蛋白(ARNT)结合,调节基因的表达生成促红细胞生成素(EPO,一种促进红细胞生成的蛋白质激素);当氧气充足时,HIF-1α羟基化后被蛋白酶降解,调节过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.HIF-1α与ARNT结合到DNA上,调节EPO基因转录,使EPO合成和分泌增加
B.氧气充足时,HIF-1α被解体以减少EPO的合成,这属于负反馈调节
C.长期生活在高原的人细胞内HIF-1α羟基化程度更高,是适应高原地区缺氧的表现
D.综合分析可知,EPO的合成不仅受到相关基因的控制,也与环境因素有关
【答案】C
【分析】基因的表达:①转录:以DNA为模板,通过碱基互补配对原则,在RNA聚合酶的作用下合成mRNA;②翻译:以mRNA为模板,在核糖体的参与和酶的催化作用下,合成多肽链。
【详解】A、缺氧时,HIF-1α与ARNT结合到DNA上,调节EPO基因转录,进而生成EPO,A正确;
B、氧气充足时,HIF-1α被解体以减少EPO的合成,从而维持机体稳态,这属于负反馈调节,B正确;
C、常氧情况下,PHD2羟基化修饰HIF-1a,HIF-1a泛素化降解,减少EPO的生成,因此长期生活在高原的人细胞内HIF-1α羟基化程度更低,是适应高原地区缺氧的表现,C错误;
D、综合分析可知,EPO的合成不仅受到相关基因的控制,也与环境因素有关,D正确。
故选C。
28.(2025·湖北武汉·二模)精氨酸有6种密码子,当核糖体读取其中的密码子CGG、CGA或AGG时,识别这些密码子的tRNA会与物质X结合,从而启动mRNA降解。下列叙述正确的是( )
A.tRNA介导的mRNA降解属于转录水平的基因表达调控
B.阻断物质X与tRNA结合会降低含AGG的mRNA稳定性
C.识别密码子CGA的tRNA含有的反密码子为5'-UCG-3'
D.为了提高mRNA疫苗效果,可增加其中密码子CGG的量
【答案】C
【分析】1、密码子具有简并性,即一种密码子只能编码一种氨基酸,但一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码;
2、翻译过程以氨基酸为原料,以转录过程产生的mRNA为模板,在酶的作用下,消耗能量产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。
【详解】A、tRNA介导的mRNA降解,是对已经转录形成的mRNA进行降解,属于翻译水平的基因表达调控,而非转录水平 ,转录水平调控是在DNA转录为mRNA过程中的调控,A错误;
B、物质X与识别特定密码子的 tRNA 结合会启动mRNA降解,那么阻断物质X与tRNA结合,会减少mRNA降解,从而提高含AGG密码子的mRNA稳定性,而不是降低,B错误;
C、在翻译过程中,mRNA上密码子的阅读方向是5' - 3',tRNA 上反密码子与密码子碱基互补配对,所以识别密码子 CGA 的 tRNA 含有的反密码子为 3' - GCU - 5' ,即反密码子为5' -UCG-3',C正确;
D、由于密码子CGG会启动mRNA降解,增加密码子CGG的量会加速mRNA的降解,不利于mRNA疫苗效果的提高,D错误。
故选C。
29.(2025·河北·二模)C/DboxsnoRNAs属于核仁小RNA家族,因与癌症的发生有关而被关注。它包含两个短的序列元件,即位于5'端的Cbox(RUGAUGA,R代表A或G)和3'端的Dbox(CUGA),可参与多种RNA的修饰。如图为C/DboxsnoRNAs参与rRNA修饰的过程。下列叙述错误的是( )
A.C/DboxsnoRNAs和tRNA中都有氢键
B.C/DboxsnoRNAs的碱基序列不止一种
C.rRNA经C/DboxsnoRNAs修饰后会影响基因的转录过程
D.C/DboxsnoRNAs在核仁中形成时需要RNA聚合酶参与
【答案】C
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程主要在细胞核中进行,需要解旋酶和RNA聚合酶参与;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在核糖体上,需要以氨基酸为原料,还需要酶、能量和tRNA等。
【详解】A、tRNA呈三叶草结构,局部存在折叠,会发生碱基互补配对,存在氢键,据图可知,C/DboxsnoRNAs中有双链区,也存在氢键,A正确;
B、依题意可知,位于5'端的Cbox序列为RUGAUGA,R代表A或G,因此C/DboxsnoRNAs的碱基序列不唯一,B正确;
C、据图可知,C/DboxsnoRNAs可能参与rRNA加工过程中的甲基化修饰,rRNA可参与基因表达中的翻译过程,不参与转录过程,因此rRNA经C/DboxsnoRNAs修饰后会影响基因表达的翻译过程,不影响转录过程,C错误;
D、C/DboxsnoRNAs属于RNA,其形成过程需要RNA聚合酶的参与,D正确。
故选C。
30.(2025·山西太原·二模)真核生物在加工mRNA时,通常将mRNA3'端加一段多聚腺嘌呤核苷酸序列。科研人员将由一段尿嘧啶核苷酸序列和蛋白质组成的标签(TIVA-tag)导入活细胞中,可获得特定细胞在某一功能状态下转录出来的所有成熟mRNA。下列叙述正确的是( )
A.标签TIVA-tag的物质组成与染色体的基本相同
B.利用TIVA-tag可获得特定活细胞中的全部遗传信息
C.利用TIVA-tag检测mRNA时涉及磷酸二酯键的形成
D.推测TIVA-tag与mRNA结合的主要场所在细胞质
【答案】D
【分析】基因的表达:(1)转录:以DNA为模板,通过碱基互补配对原则,在RNA聚合酶的作用下合成mRNA;(2)翻译:以mRNA为模板,在核糖体的参与和酶的催化作用下,合成多肽链。
【详解】A、染色体的主要成分是 DNA 和蛋白质,而标签 TIVA - tag 是由一段尿嘧啶核苷酸序列(RNA 的一部分)和蛋白质组成,成分不同,A错误;
B、利用 TIVA - tag 获得的是特定活细胞在某一功能状态下转录出来的所有成熟 mRNA,而细胞中的遗传信息还包括 DNA 上的非转录区域等,不能获得全部遗传信息,B错误;
C、TIVA - tag 中的尿嘧啶核苷酸序列与 mRNA 的腺嘌呤核苷酸序列通过碱基互补配对结合,这个过程涉及氢键的形成,没有涉及磷酸二酯键的形成,C错误;
D、mRNA主要在细胞核产生,在细胞质基质发挥作用,故推测TIVA-tag与mRNA结合的场所在细胞质基质,D正确。
故选D。
31.(2025·青海西宁·二模)埃博拉病毒(EBOV)是引起人类和灵长类动物发生埃博拉出血热的烈性病毒。EBOV的RNA(单链、负链RNA)进入细胞后,病毒的负链RNA首先在RNA聚合酶作用下合成正链RNA,继而合成病毒编码蛋白,同时以正链RNA为模板合成基因组负链RNA.下列叙述错误的是( )
A.EBOV的RNA进入细胞后,直接以负链RNA为模板翻译出RNA聚合酶
B.负链RNA合成正链RNA的过程中会出现RNA-蛋白质复合体
C.RNA聚合酶从EBOV的正链RNA的3'端向5'端延伸合成负链RNA
D.EBOV病毒编码蛋白的合成过程需宿主细胞中的tRNA和rRNA共同参与
【答案】A
【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质,所有已知的生命,都利用基因表达来合成生命的大分子。转录过程由RNA聚合酶(RNAP)进行,以DNA为模板,产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动,留下新合成的RNA链。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所在核糖体。
【详解】A、根据题意可知,EBOV的RNA进入细胞后,负链RNA首先在RNA聚合酶作用下合成正链RNA,再以正链RNA为模板合成病毒编码蛋白,不能直接利用自身负链RNA为模板翻译出RNA聚合酶,A错误;
B、EBOV的负链RNA合成正链RNA的过程中会出现RNA-蛋白质复合体,如RNA-RNA聚合酶,B正确;
C、RNA聚合酶从模板链的3'端向5'端延伸,C正确;
D、翻译过程需要tRNA运输氨基酸到核糖体合成多肽链,rRNA是核糖体的组成成分,D正确。
故选A。
32.(2025·天津河北·二模)图甲表示真核细胞DNA复制的部分过程,其中一条链具有“不连续合成”的特点。图乙表示真核生物基因的遗传信息从DNA转移到RNA上之后,对有效遗传信息进行“剪断”与重新“拼接”的过程。下列叙述不正确的是( )
A.图甲中两条子链的合成方向都是由5'端延伸到3'端
B.由图乙中正常mRNA逆转录形成的cDNA与S基因不同
C.图乙过程②中有磷酸二酯键的断裂和形成,需要DNA连接酶参与
D.图乙过程③表示在核糖体上进行的翻译过程,该过程需要三类RNA的参与
【答案】C
【分析】1、新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链,这种复制方式称作半保留复制。
2、图乙①表示转录,②表示RNA的加工,③表示翻译过程。
【详解】A、在DNA复制过程中,DNA聚合酶只能催化脱氧核苷酸从5'-端向3'-端延伸,所以图甲中两条链的合成方向都是由5'端延伸到3'端,A正确;
B、图乙中正常mRNA是经过对RNA前体进行“剪断”与“重新拼接”形成的,即经过了剪接过程,其逆转录形成的cDNA与S基因(包含不表达的内含子等序列)不同,B正确;
C、图乙过程②是对RNA前体进行“剪断”与“重新拼接”,涉及磷酸二酯键的断裂和形成,需要的是RNA连接酶参与,而不是DNA连接酶(DNA连接酶作用于DNA片段),C错误;
D、图乙过程③表示翻译过程,翻译在核糖体上进行,需要mRNA(作为模板)、tRNA(转运氨基酸)和rRNA(构成核糖体的成分)三类RNA的参与, D正确。
故选C。
33.(2025·江西南昌·二模)科学家采集到一份细菌样本,将其破碎后,提取液中检测到有DNA无mRNA。为探究生物的遗传密码,将提取液中的DNA去除后,加入一些人工合成的“mRNA”进行多肽合成,部分实验结果如下表所示。下列说法错误的是( )
实验
人工合成的“mRNA”碱基序列
人工合成的多肽
①
ACACACACACACACA
苏氨酸-组氨酸-苏氨酸-组氨酸-苏氨酸
组氨酸-苏氨酸-组氨酸-苏氨酸
②
ACAACAACAACAACA
苏氨酸-苏氨酸-苏氨酸-苏氨酸-苏氨酸
谷氨酰胺-谷氨酰胺-谷氨酰胺-谷氨酰胺
天冬氨酸-天冬氨酸-天冬氨酸-天冬氨酸
A.提取液没有检测到mRNA可能是因为该细菌无法自身合成mRNA
B.去除提取液中DNA的目的是防止细胞自身DNA转录成mRNA干扰结果
C.该细菌中编码苏氨酸的密码子是ACA,编码组氨酸的密码子是CAC
D.实验②获得三种不同的多肽是mRNA首次被读取的碱基位置差异造成的
【答案】A
【分析】基因的表达是指基因通过mRNA指导蛋白质的合成,包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。转录是以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,在细胞核内合成mRNA的过程。翻译是以mRNA为模板,按照密码子和氨基酸之间的对应关系,在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
【详解】A、细菌是原核生物,能够通过RNA聚合酶将自身DNA转录为mRNA。提取液中未检测到mRNA,可能是提取过程中mRNA被降解(如RNA酶作用),A错误;
B、细菌能够通过RNA聚合酶将自身DNA转录为mRNA,去除提取液中DNA的目的是防止细胞自身DNA转录成mRNA干扰结果,B正确;
C、分析实验①②结果,人工mRNA序列为ACACACAC…,翻译得到苏氨酸和组氨酸交替的多肽。从第一个碱基开始阅读,ACA对应苏氨酸,CAC对应组氨酸,C正确;
D、实验②的mRNA序列为ACAACAACA…,根据起始位置不同,可拆分为三种密码子组合(如ACA、CAA、AAC)。这三种组合分别对应苏氨酸、谷氨酰胺和天冬氨酸,表明阅读框架的起始位置差异导致了不同多肽的合成,D正确。
故选A。
34.(2025·广东·二模)真核生物细胞核内刚刚转录而来的RNA称为前体mRNA,需经蛋白复合物剪切、拼接后才能产生成熟的mRNA,经运出细胞核后进行翻译,其主要流程如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.从长度来讲,基因=前体mRNA>成熟mRNA
B.蛋白复合物剪切前体mRNA时使氢键断裂
C.翻译时,核糖体在成熟mRNA上的移动方向是3'→5'
D.成熟mRNA可相继结合多个核糖体,生成多条相同的肽链
【答案】D
【分析】转录过程以四种核糖核苷酸为原料,以 DNA 分子的一条链为模板,在 RNA 聚合酶的作用下消耗能量,合成 RNA 。翻译过程以氨基酸为原料,以转录过程产生的 mRNA 为模板,在酶的作用下,消耗能量产生多肽链。
【详解】A、基因的转录从启动子开始到终止子结束,启动子和终止子不转录形成前体mRNA,前体mRNA经过剪切、拼接形成成熟的mRNA,因此从长度来讲,基因>前体mRNA>成熟mRNA,A错误;
B、RNA相邻核苷酸之间通过磷酸二酯键相连,因此蛋白复合物剪切前体mRNA时使磷酸二酯键断裂,B错误;
C、翻译时,核糖体在成熟mRNA上的移动方向是5'→3',C错误;
D、成熟mRNA可相继结合多个核糖体,生成多条相同的肽链,提高翻译的效率,D正确。
故选D。
35.(2025·河北邢台·二模)研究表明,某些与健康相关的基因启动子甲基化可以抑制一些老年疾病的发生,女性比男性人均寿命长与此有关。下列叙述正确的是( )
A.女性与健康相关的基因启动子甲基化较男性多
B.基因启动子甲基化现象不能遗传给后代
C.基因启动子甲基化可改变基因的碱基序列
D.基因启动子甲基化可抑制mRNA的翻译过程
【答案】A
【分析】表现遗传是指DNA序列不改变,而基因的表达发生可遗传的改变,所以DNA甲基化不会改变基因转录产物的碱基序列。
【详解】A、依据题干信息,某些与健康相关的基因启动子甲基化可以抑制一些老年疾病的发生,女性比男性人均寿命长与此有关,故可推知,女性与健康相关的基因启动子甲基化较男性多,A正确;
B、基因启动子甲基化现象属于表观遗传现象,可遗传给后代,B错误;
C、基因启动子甲基化不改变基因的碱基序列,C错误;
D、启动子的作用是启动转录,所以基因启动子甲基化可抑制基因的转录过程,D错误。
故选A。
36.(2025·安徽黄山·二模)tRNA 不仅参与翻译过程,还对 mRNA 的降解起到调控作用。tRNA 在细胞内可以被加工成各种 tRNA 片段,如 tRFs 和 tiRNAs 等。这些 tRNA 片段可以通过与 mRNA 的互补配对结合到特定的 mRNA 上,进而使 mRNA 降解为核苷酸,如招募核酸外切酶从 mRNA 的 3'- 端开始进行降解。下列叙述错误的是( )
A.mRNA 的降解与合成一样,都具有方向性,且都是从 3'-端开始向 5' -端进行的
B.核酸外切酶催化磷酸二酯键的水解,RNA 聚合酶催化磷酸二酯键的形成
C.转录水平调控和 mRNA 降解调控,使细胞内的 mRNA 数量处于动态变化中
D.tRNA 对 mRNA 降解的调控有助于实现基因选择性表达,保证细胞分化和个体正常发育
【答案】A
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程主要在细胞核中进行,需要RNA聚合酶参与;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在核糖体上,需要以氨基酸为原料,还需要酶、能量和tRNA。
【详解】A、根据题干信息“招募核酸外切酶从mRNA的3'-端开始进行降解”可知mRNA降解是从3'-端开始,但题干未提及mRNA合成是从3'-端向5'-端进行,实际上mRNA合成是从5'-端向3'-端进行,A错误;
B、核酸外切酶能将mRNA降解为核苷酸,是催化磷酸二酯键的水解;RNA聚合酶催化核糖核苷酸聚合形成RNA,催化磷酸二酯键的形成,B正确;
C、转录水平调控可以控制mRNA的合成量,mRNA降解调控可以控制mRNA的减少量,二者使细胞内的mRNA数量处于动态变化中,C正确;
D、tRNA对mRNA降解的调控可以影响mRNA是否能进行翻译,有助于实现基因选择性表达,保证细胞分化和个体正常发育,D正确。
故选A。
37.(2025·安徽马鞍山·二模)血橙被誉为“橙中贵族”,因果肉富含花色苷,颜色像血一样鲜红而得名,血橙中花色苷合成和调节途径如下图。下列分析正确的是( )
注:T序列和G序列是Ruby基因启动子上的两段序列
A.血橙的果肉颜色性状由一对等位基因控制
B.HY5蛋白可促进RNA聚合酶与Ruby基因启动子结合
C.低温胁迫可能使Ruby基因的碱基序列发生改变
D.光照为HY5与G序列的结合提供能量
【答案】B
【分析】基因与性状的关系为:一是基因通过控制酶的合成来控制代谢,进而间接控制生物的性状,二是基因通过控制蛋白质合成,直接控制生物的性状。
【详解】A、分析题图可知,血橙的果肉颜色由花色苷的合成和调节途径决定,而花色苷的合成受Ruby基因调控,但题目中未说明Ruby基因是否为一对等位基因,因此不能确定血橙的果肉颜色性状由一对等位基因控制,A错误;
B、分析题图,HY5蛋白可与G序列结合,从而激活Ruby基因,故可推出HY5蛋白可促进RNA聚合酶与Ruby基因启动子结合,B正确;
C、分析题图,低温胁迫使T序列去甲基化,去甲基化不会改变基因的碱基序列,C错误;
D、分析题图,光照会促进HY5与G序列的结合,这个过程中,光照是作为信号分子,并非直接为结合过程提供能量,D错误。
故选B。
38.(2025·四川雅安·二模)mRNA疫苗和微小RNA(microRNA)的研究成果分别获得了2023和2024年诺贝尔生理学或医学奖。下列关于RNA的说法,正确的是( )
A.microRNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸
B.所有生物的RNA均来源于DNA转录产生
C.mRNA合成时沿3'—5'方向延伸
D.DNA甲基化可能导致细胞中mRNA种类减少
【答案】D
【分析】1、RNA分子的组成:一个核糖核苷酸分子由磷酸,核糖和碱基构成,RNA的碱基主要有4种,即A腺嘌呤,G鸟嘌呤,C胞嘧啶,U尿嘧啶,其中,U(尿嘧啶)取代了DNA中的T胸腺嘧啶而成为RNA的特征碱基。
2、RNA分子的种类及功能:(1)mRNA:信使RNA;功能:蛋白质合成的直接模板; (2)tRNA:转运RNA;功能:mRNA上碱基序列(即遗传密码子)的识别者和氨基酸的转运者;(3)rRNA:核糖体RNA;功能:核糖体的组成成分,蛋白质的合成场所。
【详解】A、microRNA 是核糖核酸,其基本单位是核糖核苷酸,而脱氧核糖核苷酸是 DNA 的基本单位,A错误;
B、部分病毒的遗传物质是 RNA,这类病毒的 RNA 不是由 DNA 转录产生,而是通过 RNA 复制等方式合成,B错误;
C、mRNA 合成时,RNA 聚合酶沿 DNA 模板链的3'—5'方向移动,mRNA 沿5'—3'方向延伸,C错误;
D、DNA 甲基化可能会抑制基因的表达,使得某些基因不能转录形成相应的 mRNA,从而导致细胞中 mRNA 种类减少,D正确。
故选D。
39.(2025·陕西咸阳·二模)狗尾草种子小,成熟后易脱落,便于传播,与SH基因和CAD基因表达相关,CAD蛋白使离层细胞的细胞壁加厚,不易落粒。CAD基因表达调节过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.狗尾草种子小、易脱落,有利于其种群的繁衍
B.基因SH的表达会抑制CAD基因所在的DNA复制
C.SH蛋白在核糖体上合成后通过核孔进入细胞核
D.敲除SH基因的狗尾草所产生的种子不容易落粒
【答案】B
【分析】1、转录:
(1)概念:RNA是在细胞核中,通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的,这一过程叫作转录;
(2)酶:RNA聚合酶;
(3)RNA的合成方向:5'→3';
(4)原料:游离的4种核糖核苷酸;
2、翻译:
(1)概念:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质,这一过程叫作翻译;
(2)原料:氨基酸;
(3)核糖体沿mRNA移动的方向:5'→3';
(4)特点:一个mRNA 分子上可以结合多个核糖体,同时合成多条肽链。因此,少量的mRNA分子就可以迅速合成大量蛋白质。
【详解】A、狗尾草种子小、易脱落,有利于其种群的繁衍,A正确;
B、据图分析,基因SH的表达会抑制CAD基因的转录,B错误;
C、蛋白质的合成场所是核糖体,蛋白质通过核孔进入细胞核,C正确;
D、敲除SH基因的狗尾草会合成CAD蛋白,产生的种子不容易落粒,D正确。
故选B。
40.(2025·广东湛江·二模)研究发现,鱼体内的去甲基化酶(FTO)可擦除NOD基因的mRNA甲基化修饰,避免mRNA被某些蛋白质识别并降解,从而提高鱼类的抗病能力。抑制FTO的活性可能( )
A.降低相关mRNA甲基化水平 B.提高NOD基因转录效率
C.降低NOD基因表达效率 D.增强该鱼类的抗病能力
【答案】C
【分析】表观遗传是指生物体基因的碱基序列不变,而基因表达与表型发生可遗传变化的现象,即不依赖于DNA序列的基因表达状态与表型的改变。
【详解】A、FTO可擦除NOD基因的mRNA甲基化修饰,因此抑制FTO会使mRNA甲基化水平提高,A错误;
BC、相关mRNA甲基化水平提高,容易被某些蛋白质识别并降解,因此会降低NOD基因表达效率,B错误、C正确;
D、如果NOD基因不能成功表达会降低该鱼类的抗病能力,D错误。
故选C。
41.(2025·安徽淮南·二模)下图表示某基因的部分碱基序列,其中含有编码起始密码子的碱基序列(注:起始密码子为AUG,终止密码子为UAA、UAG或UGA,UGA不考虑特殊情况),横箭头表示转录方向。下列相关叙述正确的是( )
A.若“↑”位置为复制原点,则DNA聚合酶与该位置结合并催化解旋和子链合成
B.该基因转录时以甲链为模板链,该链的左侧为“-OH”端、右侧为“-℗”端
C.该基因进行复制、转录和翻译的过程中,均会发生T-A、G-C、C-G碱基配对
D.若“↑”处缺失一个碱基对,则该基因片段控制合成的肽链含8个氨基酸
【答案】B
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程主要在细胞核中进行,需要RNA聚合酶参与;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在核糖体上,需要以氨基酸为原料,还需要酶、能量和tRNA等。
【详解】A、DNA复制时,解旋酶催化解旋,DNA聚合酶催化脱氧核苷酸连接形成子链,而不是DNA聚合酶催化解旋,A错误;
B、起始密码子为AUG,根据碱基互补配对原则,转录形成AUG的模板链碱基序列为TAC,从图中可知甲链左侧为TAC,所以该基因转录时以甲链为模板链。在转录过程中,RNA聚合酶从模板链的3'-OH端向5'-P端移动进行转录,所以甲链的左侧为“-OH”端、右侧为“-P”端,B正确;
C、DNA复制过程中碱基配对方式为A-T、T-A、G-C、C-G;转录过程中碱基配对方式为A-U、T-A、G-C、C-G,翻译时的碱基互补配对方式为A-U、U-A、G-C、C-G,因此该基因进行复制、转录和翻译的过程中,均会发生G-C、C-G碱基配对方式,C错误;
D、若“↑”处缺失一个碱基对,转录形成的mRNA的碱基序列会发生改变,从起始密码子AUG到终止密码子(UAA、UAG或UGA)之间的碱基序列为AUGGUUAGCGGAAUCUCAAUGUGA,经计算可知,该基因控制合成的肽链含7个氨基酸,D错误。
故选B。
42.(2025·河南·二模)秀丽隐杆线虫生长发育过程由lin-4和lin-14基因调控,lin-4基因转录产生的miRNA能够与lin-14基因转录产生的mRNA部分互补,从而调节lin-14基因的表达。秀丽隐杆线虫不同发育阶段lin-4和lin-14基因的表达量如下图所示,下列有关推测不合理的是( )
A.lin-14基因编码的产物对线虫的成熟具有抑制作用
B.lin-4基因编码的miRNA能抑制lin-14基因的翻译
C.miRNA调控遗传信息的表达属于一种表观遗传现象
D.lin-4基因缺失突变的秀丽隐杆线虫生长发育会提前
【答案】D
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程主要在细胞核中进行,需要RNA聚合酶参与;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在核糖体上,需要以氨基酸为原料,还需要酶、能量和tRNA。
【详解】A、由图可知,lin-14基因在线虫发育早期表达量高,后期基本不表达,所以lin-14基因编码的产物可能对线虫的成熟具有抑制作用,A正确;
B、lin-4基因转录产生的miRNA能与lin-14基因转录产生的mRNA部分互补,从而抑制lin-14基因的翻译,B正确;
C、miRNA调控遗传信息的表达,不改变基因的碱基序列,属于表观遗传现象,C正确;
D、lin-4基因缺失突变后,无法编码miRNA抑制lin-14基因表达,lin-14基因表达量高可能会抑制线虫成熟,导致生长发育延迟,D错误。
故选D。
43.(2025·陕西汉中·二模)在雌性哺乳动物体内,通常有一条X染色体随机失活,这与X染色体上的XIST基因密切相关,XIST基因编码的小分子RNA能与X染色体上的大多数基因结合,导致染色体失活。雄性哺乳动物的X染色体未失活,XIST基因处于沉默状态,敲除DNA甲基转移酶基因能打破XIST基因沉默。下列有关分析不合理的是( )
A.X染色体失活有利于雌、雄哺乳动物相关基因表达产物的含量保持平衡
B.DNA甲基转移酶可能使XIST基因甲基化,从而沉默XIST基因
C.雄性哺乳动物的XIST基因不表达,正常卵细胞中的X染色体可能有活性
D.DNA甲基转移酶缺失会抑制XIST基因表达使X染色体失活
【答案】D
【分析】表观遗传是指生物体基因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,如DNA的甲基化,甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译,最终无法合成相应蛋白,从而抑制了基因的表达。
【详解】A、雌性有两条X染色体,一条失活后,与雄性只有一条有活性的X染色体相比,有利于雌、雄哺乳动物相关基因表达产物的含量保持平衡,A合理;
B、因为敲除DNA甲基转移酶基因能打破XIST基因沉默,所以推测DNA甲基转移酶可能使XIST基因甲基化从而使其沉默,B合理;
C、雄性哺乳动物XIST基因处于沉默状态即不表达,正常卵细胞只含一条X染色体,其X染色体可能有活性,C合理;
D、DNA甲基转移酶缺失会打破XIST基因沉默,应该是使XIST基因表达,进而使X染色体失活,而不是抑制XIST基因表达使X染色体失活,D不合理。
故选D。
44.(2025·宁夏银川·二模)microRNA是一组由基因组编码的长度约20~23个核苷酸的非编码单链RNA。它能识别靶mRNA,引起靶mRNA的降解或抑制翻译过程,从而调控生物性状。下列叙述正确的是( )
A.microRNA和靶mRNA通过磷酸二酯键结合形成局部双链
B.microRNA识别靶mRNA时采取与翻译相同的碱基配对方式
C.真核细胞中,microRNA发挥作用的场所是细胞核
D.microRNA能与mRNA结合,前者上有反密码子,后者上有密码子
【答案】B
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程主要在细胞核中进行,需要解旋酶和RNA聚合酶参与;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在核糖体上,需要以氨基酸为原料,还需要酶、能量和tRNA等。
【详解】A、microRNA和mRNA通过氢键结合形成局部双链,从而阻断蛋白编码基因表达中的翻译过程,A错误;
B、microRNA识别靶mRNA时采取与翻译相同的碱基配对方式,即A-U、U-A、G-C、C-G,B正确;
C、microRNA能识别靶mRNA,引起靶mRNA的降解或抑制翻译过程,故microRNA发挥作用的场所是细胞质基质,C错误;
D、反密码子位于tRNA上,microRNA不属于tRNA,D错误。
故选B。
45.(2025·黑龙江哈尔滨·二模)核仁蛋白DDX21具有开放和闭合两种构象。开放构象的DDX21聚集后缠绕在核糖体DNA上使其转录受阻。SLERT(一种非编码RNA)能使DDX21转变成闭合构象,增大其流动性,保证rRNA的正常生成。以下叙述不正确的是( )
A.DDX21阻碍核糖体DNA转录的机制可能是阻止DNA聚合酶与核糖体DNA结合
B.SLERT通过改变DDX21的空间结构来改变DDX21的流动性
C.B淋巴细胞分化为浆细胞后,细胞核中SLERT的含量可能会升高
D.推测SLERT在细胞核中合成,对核仁的功能有重要影响
【答案】A
【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质,所有已知的生命,都利用基因表达来合成生命的大分子。转录过程由RNA聚合酶(RNAP)进行,以DNA为模板,产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动,留下新合成的RNA链。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所在核糖体。
【详解】A、DNA转录需要RNA聚合酶,而不是DNA聚合酶,所以DDX21阻碍核糖体DNA转录的机制可能是阻止RNA聚合酶与核糖体DNA结合,A错误;
B、由题干“SLERT能使DDX21转变成闭合构象,增大其流动性”可知,SLERT通过改变DDX21的空间结构来改变DDX21的流动性,B正确;
C、浆细胞能合成并分泌抗体,需要大量的核糖体参与蛋白质合成,rRNA是核糖体的组成成分,B淋巴细胞分化为浆细胞后,要保证rRNA的正常生成,SLERT的含量可能会升高,C正确;
D、因为SLERT能保证rRNA的正常生成,rRNA在核仁合成,所以推测SLERT在细胞核中合成,且对核仁的功能有重要影响,D正确。
故选A。
46.(2025·黑龙江哈尔滨·二模)下列关于DNA复制和基因表达过程的叙述,正确的是( )
A.转录合成的RNA延伸方向和翻译时核糖体沿着RNA的移动方向均是由5'端向3'端
B.DNA复制和转录时,在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开
C.DNA复制、转录和翻译时碱基互补配对的方式都是相同的
D.起始密码子是转录时的起点,终止密码子一般不决定氨基酸
【答案】A
【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质,所有已知的生命,都利用基因表达来合成生命的大分子。转录过程由RNA聚合酶(RNAP)进行,以DNA为模板,产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动,留下新合成的RNA链。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,场所在核糖体。
【详解】A、转录时,RNA链的延伸方向是由5’端向3’端,翻译时,核糖体沿mRNA的5’端向3’端移动读取密码子,两者方向一致,A正确;
B、DNA复制时解旋酶参与解开双链,而转录时由RNA聚合酶直接解旋,无需单独的解旋酶,B错误;
C、DNA复制配对方式为A-T、T-A、C-G,G-C,转录为A-U、T-A、C-G,G-C,翻译涉及mRNA与tRNA的配对如A-U、U-A,C-G,G-C,三者不完全相同,C错误;
D、起始密码子和终止密码子是翻译的起点和终点,而非转录的起点,转录起始于启动子区域,D错误。
故选A。
47.(2025·天津河北·二模)血橙被誉为“橙中贵族”,因其果肉富含花色苷,颜色像血一样鲜红而得名。当遇极寒天气时,为避免血橙冻伤通常提前采摘,此时果肉花色苷含量极少而“血量”不足。血橙中花色苷合成和调节途径如下图,其中T序列和G序列是Ruby基因上启动基因顺利表达的两个重要序列。下列分析不合理的是( )
A.同一植株下层血橙果肉的“血量”一般少于上层果肉
B.提前采摘的血橙果实置于低温环境可改善血橙的品质
C.血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的
D.低温会引起T序列去甲基化进而改变T序列的碱基序列
【答案】D
【分析】基因与性状的关系为:一是基因通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物的性状,二是基因通过控制蛋白质合成,直接控制生物的性状。
【详解】A、由于下层血橙接受的光照等条件相对较差,根据图示可知,光照会促进相关物质的合成,所以同一植株下层血橙果肉的“血量”一般少于上层果,A正确;
B、提前采摘的血橙果实置于低温环境,低温会抑制相关酶的活性,减少花色苷的分解等,可改善血橙的品质,B正确;
C、从图中可以看出,血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的,C正确;
D、低温会引起T序列去甲基化进而改变T序列的碱基序列,图中并没有相关信息表明低温会改变T序列的碱基序列,D错误。
故选D。
48.(2025·吉林·二模)小鼠的胰岛素样生长因子基因Igf2位于常染色体上,其中显性A基因的表达产物促进小鼠生长,而隐性a基因无此功能。雌配子中该基因发生甲基化,雄配子中则为去甲基化,如下图所示。甲基化的基因无法表达。下列叙述错误的是( )
A.形成配子的过程中,雄鼠的A基因和雌鼠的a基因碱基序列均未发生改变
B.A/a基因在随配子传递过程中可以甲基化,也可以去甲基化
C.图示雌鼠和雄鼠相互交配,F₁小鼠体型正常:体型矮小=1:1
D.若干体型正常雄鼠与图示类型若干雌鼠随机交配,若F₁体型正常的占3/5,则亲代雄鼠中杂合子占2/5
【答案】D
【分析】表观遗传是指生物体基因的碱基序列不改变,而基因的表达和表型发生可遗传的改变。DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。
【详解】A、甲基化修饰,导致的表观遗传不改变遗传信息,因此,形成配子的过程中,雄鼠的A基因和雌鼠的a基因遗传信息均未发生改变,A正确;
B、通过观察题干信息可以知道雌性A/a基因的启动子在随配子传递过程中可以被甲基化,雄性A/a基因的启动子在随配子传递过程中也可以去甲基化,B正确;
C、图示杂合子小鼠相互交配,雄鼠形成含正常A与a的配子,雌鼠形成的含A被甲基化的配子所以F₁小鼠体型正常:体型矮小=1:1,C正确;
D、若干体型正常的雄鼠与图示类型若干雌鼠随机交配,若F₁体型正常的占3/5,说明亲本雄鼠产生A:a=3:2,则亲代雄鼠中杂合子占4/5,D错误。
故选D。
49.(2025·辽宁·二模)染色质由DNA、组蛋白等组成。组蛋白乙酰化引起染色质结构松散,有关基因进行表达;组蛋白去乙酰化,有关基因表达受到抑制,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.只有进行细胞分化的细胞中才存在组蛋白乙酰化
B.组蛋白乙酰化修饰使得DNA更容易被转录因子和X酶结合
C.组蛋白乙酰化和去乙酰化过程通过改变DNA序列调控基因的表达
D.图中X酶能识别、结合基因的特定部位并催化磷酸二酯键断裂
【答案】B
【分析】转录过程以四种核糖核苷酸为原料,以DNA分子的一条链为模板,在RNA聚合酶的作用下消耗能量,合成RNA。翻译过程以氨基酸为原料,以转录过程产生的mRNA为模板,在酶的作用下,消耗能量产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。
【详解】A、组蛋白乙酰化使染色质结构松散,有利于 基因的表达,只要进行基因表达的细胞都可能存在组蛋白乙酰化,A错误;
B、由图可知,组蛋白乙酰化修饰 有利于基因转录,X酶为RNA聚合酶,转录时与模板 链结合,故乙酰化修饰使得DNA更容易被转录因子和 X酶结合,B正确;
C、组蛋白乙酰化使染色质结构松 散,组蛋白去乙酰化使染色质结构紧致,这两个过程都 没有改变DNA序列,C错误;
D、转录过程需要RNA聚 合酶,图中X酶为RNA聚合酶,能识别、结合基因的 特定部位并催化氢键断裂,还催化核糖核苷酸之间磷 酸二酯键的形成,D错误。
故选B。
50.(2025·山西临汾·二模)呼吸道合胞病毒(RSV)是一种极为普遍且具有较强传染性的有包膜的RNA病毒、是引起婴儿肺炎、支气管炎的常见病原体。该病毒增殖的部分过程如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.该遗传物质与ATP和DNA的组成元素不同
B.RSV的包膜来自于其感染的宿主细胞,①③过程所需的酶为逆转录酶
C.RSV包膜的糖蛋白与宿主细胞表面受体的识别体现了细胞间的信息交流功能
D.RSV病毒增殖时复制首个-RNA需要消耗宿主细胞中同等数量的嘧啶和嘌呤
【答案】D
【分析】图中①③为RNA的复制,②为翻译。
【详解】A、该遗传物质RNA,与ATP和DNA的组成元素相同,都是C、H、O、N、P,A错误;
B、RSV的包膜来自于其感染的宿主细胞,①③过程为RNA复制,所需的酶为RNA复制酶,B错误;
C、RSV包膜的糖蛋白与宿主细胞表面受体的识别体现了蛋白质具有信息交流的功能,但RSV不是细胞,所以不能体现细胞间的信息交流,C错误;
D、RSV病毒增殖时复制首个-RNA过程根据碱基互补配对原则,先形成+RNA,在以其为模板,合成-RNA,该过程需要消耗宿主细胞中同等数量的嘧啶和嘌呤,D正确。
故选D。
51.(2025·安徽池州·二模)circRNA是一种单链环状闭合RNA,在细胞中起到miRNA(一种单链小分子RNA)“海绵”的作用,可通过与miRNA 结合调控靶基因的表达。下图为circRNA 调控 P基因表达的大致机制,下列叙述正确的是( )
A.过程①中解旋酶与模板链结合使 DNA 双链的碱基暴露
B.图中的circRNA 与P基因mRNA 有部分碱基序列相同
C.加强过程④会抑制过程③和②进而阻止 P蛋白的合成
D.基因均需通过指导蛋白质的合成来行使其生物学功能
【答案】B
【分析】结合题意分析题图可知,miRNA能与mRNA结合,使其降解,降低mRNA的翻译水平。当miRNA与circRNA结合时,就不能与mRNA结合,从而提高mRNA的翻译水平。
【详解】A、过程①是转录过程,转录过程中RNA聚合酶与模板链结合使DNA双链的碱基暴露,而不是解旋酶,A错误;
B、因为circRNA能与miRNA结合,P基因mRNA也能与miRNA结合,所以图中的circRNA与P基因mRNA有部分碱基序列相同,都能与miRNA上的碱基互补配对,B正确;
C、加强过程④,circRNA与miRNA结合增多,miRNA与P基因mRNA结合减少,会促进过程③(P基因mRNA的翻译)和②(P基因的转录),从而促进P蛋白的合成,C错误;
D、基因可以通过指导蛋白质的合成来行使其生物学功能,如控制生物的性状等,但基因还可以通过转录形成tRNA、rRNA等非编码RNA来行使其生物学功能,并不都是通过指导蛋白质合成,D错误。
故选B。
52.(2025·甘肃白银·二模)如图表示人体内某细胞中以核苷酸链②为模板在X酶的作用下进行的某生理过程的部分示意图(虚线表示X酶的移动方向,①②表示核苷酸链),下列说法正确的是( )
A.X酶为RNA聚合酶,该生理过程表示转录
B.X酶为解旋酶,①的合成需要DNA聚合酶的参与
C.②链与①链中已标注碱基区域的互补序列为:5'-GGGTTTTA-3'
D.若②链某位点发生碱基的替换一定导致其编码的蛋白质结构改变
【答案】B
【分析】1、基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录过程中,需要DNA的一条链为模板合成mRNA;翻译过程中,需要以mRNA为模板,tRNA运送氨基酸,从而合成多肽链,多肽链经盘曲折叠变成具有一定空间结构的蛋白质。
2、DNA的复制是以亲代DNA为模板,遵循碱基互补配对原则,合成子代DNA的过程。
3、根据题意和识图分析可知,图中②为模板链,①为子链,且①链中有T,因此该生理过程不是转录,该过程发生在人体内,故该过程为DNA复制,那么X酶应该是解旋酶。
【详解】A、②为模板链,①为子链,且①链中有T,因此该生理过程不是表示转录,因为转录的产物是RNA,不应该含有T,A错误;
BC、该生理过程应该是表示DNA复制过程,②链为模板链,①链为子链,因此X酶应该是解旋酶,①链的合成需要DNA聚合酶的参与,根据碱基互补原则和DNA的反向平行结构特点,与已标注区域的互补序列为3'-GGGTTTTA-5',B正确,C错误;
D、由于密码子具有简并性,若②链某位点发生碱基替换,转录的mRNA所决定的氨基酸种类可能保持不变,因此蛋白质结构不一定发生改变,D错误。
故选B。
53.(2025·四川广安·二模)如图为人类胚胎发育到第6周和第12周时两种珠蛋白基因的表达情况。下列叙述正确的是( )
A.DNA甲基化不会改变生物的基因型和表型
B.胚胎发育的过程中,DNA甲基化是可逆的
C.胚胎发育的不同阶段,基因表达情况是完全不同的
D.启动子甲基化可能导致DNA聚合酶不能识别和结合
【答案】B
【分析】生物体基因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,叫做表观遗传。
【详解】A、DNA甲基化不会改变生物的基因型,但会改变生物的表型,A错误;
B、据图可知,在胚胎发育的过程中,DNA的甲基化是可逆的,B正确;
C、胚胎发育的不同阶段,基因的表达情况不完全相同,C错误;
D、启动子的作用是启动转录,启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,所以启动子甲基化可能导致RNA聚合酶不能识别和结合,D错误。
故选B。
54.(2025·黑龙江哈尔滨·二模)端粒的长短与细胞衰老密切相关,端粒酶延长端粒的作用机理如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.端粒酶是一种逆转录酶,由RNA和蛋白质共同组成
B.端粒酶发挥作用后在母链中延长的重复序列为5′-TTGGGG-3′
C.每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体即端粒
D.随着端粒酶活性的升高,细胞的分裂能力可能升高、衰老速度可能减慢
【答案】B
【分析】控制细胞分裂次数的时钟,是位于染色体两端名为端粒的结构,它会随着细胞分裂而变短.而癌细胞中有延长端粒的端粒酶,由此可见,体细胞不能无限分裂的根本原因是控制端粒酶合成的基因没有表达,导致体细胞缺少端粒酶,不能延长端粒。
【详解】A、通过图示可知,通过端粒酶中的RNA作为逆转录的模板,逆转录出端粒DNA,说明端粒酶是一种逆转录酶,由RNA和蛋白质共同组成,A正确;
B、从图上看,端粒酶发挥作用后在母链中延长的重复序列应是5′-GGGTTG -3′ ,B错误;
C、每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体即端粒,随着分裂次数增多,端粒逐渐变短,C正确;
D、随着端粒酶活性的升高,缩短的端粒被修复,因而细胞的分裂能力可能升高、衰老速度可能减慢,D正确。
故选B。
55.(2025·河南安阳·二模)miRNA 是一类具有调控功能的非编码 RNA,成熟的 miRNA 由较长的初级转录物经过一系列核酸酶的剪切加工而成,随后组装进RNA 诱导的沉默复合体,通过碱基互补配对的方式识别靶mRNA,最终阻遏靶 mRNA 发挥作用,如图所示,数字表示相应过程。下列叙述错误的是( )
A.①过程所需模板为相应基因中的一条链
B.②过程核糖体沿 mRNA 移动的方向为右→左
C.②过程与③过程碱基互补配对方式完全相同
D.miRNA 通过抑制翻译过程来实现特定基因沉默
【答案】B
【分析】基因控制蛋白质合成包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,而翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程。
【详解】A、①过程为转录,其模板为基因的一条链,A正确;
B、②过程为翻译,该过程中一条mRNA 上可相继结合多个核糖体形成多聚核糖体,依据核糖体上肽链的长度(长的在前)可判断,核糖体沿 mRNA的移动方向为左→右,B错误;
C、②过程中tRNA 上的反密码子与mRNA 上的密码子碱基互补配对,③过程为 miRNA 与靶mRNA 结合,故两过程都是RNA与RNA 碱基互补配对,方式完全相同,C正确;
D、由图可知,miRNA 与靶mRNA结合,导致靶mRNA 不能作为翻译的模板,D正确。
故选B。
56.(2025·贵州铜仁·二模)蜜蜂的类型有蜂王、雄蜂和工蜂,蜂群中能持续获得蜂王浆的雌性幼虫会发育成蜂王,而大多数雌性幼虫以花粉和花蜜为食则发育成工蜂。蜂王浆中含有丰富的microRNA,这些microRNA进入幼虫体内后与Dnmt3基因的mRNA结合而抑制其表达,从而显著降低幼虫体内dynactinp62基因的甲基化水平(DNA甲基化水平升高通常会抑制基因表达)。下列叙述错误的是( )
A.DNA甲基化引起的性状改变可以遗传给下一代
B.促进幼虫的dynactinp62基因表达可以使其发育成蜂王
C.microRNA通过干扰Dnmt3基因的翻译抑制其表达
D.Dnmt3基因的表达产物会使dynactinp62基因发生突变
【答案】D
【分析】蜂王浆中microRNA能被幼虫直接摄入,摄入后与Dnmt3基因的mRNA结合,说明两者可以碱基互补配对,而抑制其表达,从而显著降低幼虫体内dynactinp62基因的甲基化水平。
【详解】A、DNA甲基化属于表观遗传修饰,这种修饰引起的性状改变可以遗传给下一代,A正确;
B、由于蜂王浆中的microRNA抑制Dnmt3基因表达,降低dynactinp62基因的甲基化水平,促进该基因表达,最终发育成蜂王,所以促进幼虫的dynactinp62基因表达可以使其发育成蜂王,B正确;
C、由题干可知,microRNA进入幼虫体内后与Dnmt3基因的mRNA结合,mRNA是翻译的模板,结合后会干扰翻译过程,从而抑制Dnmt3基因的表达,C正确;
D、DNA甲基化是在不改变基因碱基序列的情况下对DNA进行的修饰,不会导致基因发生突变,D错误。
故选D。
57.(2025·江苏南通·二模)下图表示类固醇激素受体激活与信号转导机制,相关叙述错误的是( )
A.类固醇激素通过自由扩散进入细胞与细胞质内或细胞核内受体结合
B.类固醇激素和激素-受体复合物均能通过核孔,与DNA中激素反应元件结合
C.激素反应元件招募DNA聚合酶与DNA上的启动子结合
D.成熟mRNA与核糖体结合,在酶的催化作用下合成目标蛋白质
【答案】C
【分析】基因表达过程,包括转录和翻译过程,转录的主要场所是细胞核,在细胞核内转录形成RNA时,通过核孔进入细胞质,与核糖体结合进行翻译过程;翻译过程是在核糖体上,以mRNA为模板、以20种氨基酸为原料、以tRNA为运输氨基酸的工具形成多肽链的过程。
【详解】A、类固醉激素属于脂溶性小分子,通过自由扩散进入细胞与细胞质内或细胞核内受体结合,A正确;
B、类固醉激素和激素 - 受体复合物均能通过核孔,与DNA中激素反应元件结合,B正确;
C、激素反应元件招募RNA聚合酶与DNA上的启动子结合,而不是DNA聚合酶,C错误;
D、核糖体是合成蛋白质的场所,所以成熟mRNA与核糖体结合,在酶的催化作用下合成目标蛋白质,D正确。
故选C。
58.(2025·安徽蚌埠·二模)DNA甲基化是表观遗传的一种类型,通常发生在脊椎动物的CpG位点(胞嘧啶—磷酸—鸟嘌呤位点,即DNA序列中胞嘧啶后紧连鸟嘌呤的位点)。在这个过程中,DNA甲基转移酶催化胞嘧啶转化为5-甲基胞嘧啶。下列叙述正确的是( )
A.DNA甲基化会改变DNA中碱基的数量从而使生物的性状发生改变
B.DNA甲基化可能发生在基因间的连接序列处,从而抑制基因的表达
C.CpG位点发生甲基化会使DNA的热稳定性增强,碱基序列也发生改变
D.若DNA甲基化发生在基因的启动子序列,可能影响RNA聚合酶的识别
【答案】D
【分析】表观遗传是指生物体基因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。如甲基化会抑制基因的表达。
【详解】A、DNA甲基化不会改变DNA中碱基的数量,A错误;
B、DNA甲基化可能发生在基因间的连接序列处,此时对基因的表达无影响,B错误;
C、CpG位点甲基化不影响碱基序列,C错误;
D、启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,若DNA甲基化发生在基因的启动子序列,可能影响RNA聚合酶的识别,D正确。
故选D。
59.(2025·广西南宁·二模)FTO蛋白可擦除N基因mRNA的甲基化修饰,避免mRNA被Y蛋白识别而降解,从而提高了鱼类的抗病能力。下列叙述正确的是( )
A.Y蛋白能识别甲基化修饰的N基因mRNA
B.mRNA甲基化会影响其转录
C.mRNA甲基化后所含密码子序列改变
D.N基因表达会降低鱼类抗病能力
【答案】A
【分析】表观遗传是指生物体基因的碱基序列不变,而基因表达与表型发生可遗传变化的现象,即不依赖于DNA序列的基因表达状态与表型的改变。
【详解】A、题意显示,FTO蛋白可擦除N基因mRNA的甲基化修饰,避免mRNA被Y蛋白识别而降解,说明Y蛋白能识别甲基化修饰的N基因mRNA,A正确;
B、mRNA甲基化会影响其翻译过程,B错误;
C、N基因mRNA的甲基化修饰,未改变mRNA上碱基序列,因此所含密码子序列也不变,C错误;
D、FTO蛋白可擦除N基因mRNA的甲基化修饰,避免mRNA被Y蛋白识别而降解,故mRNA翻译的N蛋白会提高鱼类的抗病能力,D错误。
故选A。
60.(2025·江苏南通·二模)科学家发现如果RNA聚合酶运行过快会导致与DNA聚合酶“撞车”而使DNA折断,引发细胞癌变。研究发现,一种特殊酶类RECQL5可吸附在RNA聚合酶上减缓其运行速度,扮演“刹车”的角色,从而抑制癌症发生。下列有关叙述错误的是( )
A.真核细胞中可进行核基因的边复制边转录
B.相同的DNA在不同细胞中转录的起始位点不完全相同
C.RNA聚合酶与DNA聚合酶都需要引物才能延伸子链
D.RECQL5与RNA聚合酶结合会减慢细胞内蛋白质合成速率
【答案】C
【分析】DNA复制过程中需要解旋酶和DNA聚合酶的参与,转录过程中需要RNA聚合酶的参与。
【详解】A、在真核细胞中,核基因可以边进行DNA复制,边进行转录过程,这是细胞内正常的生理活动,A正确;
B、由于基因的选择性表达,相同的DNA在不同细胞中,转录起始位点不完全相同,不同细胞会转录出不同的mRNA,进而合成不同的蛋白质,执行不同的功能,B正确;
C、DNA聚合酶需要引物才能延伸子链,它以DNA的一条链为模板,在引物的基础上进行DNA子链的合成。 而RNA聚合酶不需要引物就能起始转录合成RNA,它直接与DNA的启动子结合,开始转录过程,C错误;
D、因为RECLQ5与RNA聚合酶结合会减缓RNA聚合酶的运行速度,而RNA聚合酶参与转录过程,转录速度减慢会使mRNA的合成速度减慢,进而会减慢细胞内蛋白质合成速率,D正确。
故选C。
61.(2025·重庆·二模)刺豚鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制。Avy控制黄色体毛的形成,a控制黑色体毛的形成。Avy基因具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点,且甲基化后抑制了该基因的表达。下图为Avy基因参与毛色形成过程的示意图。真黑素和褐黑素是黑色素的两种类型。真黑素通常为黑色,褐黑素通常为黄色。下列说法错误的是( )
A.若T基因发生基因突变可能会导致白化病
B.Avy基因的表达产物 ASIP 蛋白抑制真黑素的形成
C.该毛色形成过程的示意图表明基因可以间接控制生物的性状
D.基因型为AvyAvy的刺豚鼠均表现为黄色体毛
【答案】D
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化。甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译最终合成蛋白,从而抑制了基因的表达。
【详解】A、图中显示,T基因控制产生的酶能催化酪氨酸转变成多巴,进而实现黑色素的产生,因此,若T基因发生基因突变可能会导致黑色素不能产生,而表现为白化病,A正确;
B、结合图示可以看出,Avy基因的表达产物 ASIP 蛋白会抑制真黑素的形成,进而可能表现为黄色,B正确;
C、该毛色形成过程的示意图表明基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程进而间接控制生物的性状,C正确;
D、题意显示,Avy基因具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点,且甲基化后抑制了该基因的表达,据此可推测,基因型为AvyAvy的刺豚鼠可能表现为黄色体毛,也可能表现为黑色,D错误。
故选D。
62.(2025·广东茂名·二模)研究人员发现斑马鱼zar1蛋白能与透明带糖蛋白mRNA结合并抑制其翻译。zar1基因缺失突变体存在卵母细胞凋亡,卵巢被精巢取代的现象。下列推测错误的是( )
A.zar1蛋白调控透明带糖蛋白的合成属于表观遗传
B.透明带糖蛋白增多能缓解卵巢被精巢取代的现象
C.zar1基因在成年斑马鱼卵巢中的表达水平可能显著高于精巢
D.幼年斑马鱼可能同时存在向卵巢和精巢分化的原始生殖细胞
【答案】B
【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表现型却发生了改变,如DNA的甲基化,甲基化的Leyc基因不能与RNA聚合酶结合,故无法进行转录产生mRNA,也就无法进行翻译最终合成Leyc蛋白,从而抑制了基因的表达。
【详解】A、表观遗传是指基因的碱基序列不变,但基因的表达和表型发生变化的过程,斑马鱼zar1蛋白能与透明带糖蛋白mRNA结合并抑制其翻译,因此该过程基因的碱基序列未变,但基因的表达发生了变化,属于表观遗传,A正确;
B、斑马鱼zar1蛋白能与透明带糖蛋白mRNA结合并抑制其翻译。zar1基因缺失突变体不能形成zar1蛋白,不能与透明带糖蛋白mRNA结合并抑制其翻译,结果该突变体中存在卵母细胞凋亡,卵巢被精巢取代的现象,说明透明带糖蛋白增多能促进卵巢被精巢取代的现象,B错误;
C、根据zar1基因缺失突变体存在卵母细胞凋亡,卵巢被精巢取代的现象,可推测zar1基因在成年斑马鱼卵巢中的表达水平可能显著高于精巢,从而保证卵母细胞的存活,C正确;
D、zar1基因缺失突变体存在卵母细胞凋亡,卵巢被精巢取代的现象,说明不同的基因表达会影响精巢和卵巢的分化,即在幼年斑马鱼可能同时存在向卵巢和精巢分化的原始生殖细胞,D正确。
故选B。
63.(2025·辽宁沈阳·二模)大肠杆菌色氨酸合成基因可边转录边翻译,并受阻遏物TrpR调控。TrpR与色氨酸结合后被激活,进而结合色氨酸合成基因上游某区段抑制转录。下列叙述错误的是( )
A.大肠杆菌无核膜是边转录边翻译的主要原因
B.TrpR与色氨酸结合可能抑制了RNA聚合酶的移动
C.色氨酸不足时有利于TrpR结合DNA
D.色氨酸充足时其合成基因表达量下降
【答案】C
【分析】色氨酸操纵子负责调控色氨酸的生物合成,它的激活与否完全根据培养基中有无色氨酸而定。当培养基中有足够的色氨酸时,该操纵子自动关闭,色氨酸缺少时,操纵子被打开。
【详解】A、原核生物没有核膜,转录和翻译在同一场所进行,这使得转录还未结束翻译就可以开始,所以大肠杆菌无核膜是边转录边翻译的主要原因,A正确;
B、根据题干“TrpR与色氨酸结合后被激活,进而结合色氨酸合成基因上游某区段抑制转录”,转录是由RNA聚合酶催化进行的,TrpR结合到相应区段后可能会抑制RNA聚合酶的移动,从而抑制转录,B正确;
C、题干表明“TrpR与色氨酸结合后被激活,进而结合色氨酸合成基因上游某区段抑制转录”,即色氨酸充足时TrpR才会与色氨酸结合并结合到DNA上抑制转录,而色氨酸不足时,TrpR不能被激活,不利于其结合DNA,C错误;
D、色氨酸充足时,TrpR与色氨酸结合后被激活,结合到色氨酸合成基因上游某区段抑制转录,从而使色氨酸合成基因表达量下降,D正确。
故选C。
64.(2025·贵州贵阳·二模)如图是科研人员绘制的某生物转录和翻译的模式图,下列说法错误的是( )
A.从图中转录和翻译同时进行,推测该生物可能是原核生物
B.翻译的过程是沿着mRNA的5′端向3′端进行的,在图中还缺少打开双链的解旋酶
C.图中的结构中可能含有8种核苷酸和5种碱基
D.图中所示过程与DNA复制过程相比较,碱基互补配对方式不完全相同
【答案】B
【分析】转录的模板是DNA的一条链,原料是核糖核苷酸,产物是RNA;翻译的模板是mRNA,原料是氨基酸,产物是蛋白质。
【详解】A、从图中可以看出,该生物正在进行转录和翻译,原核生物因为没有细胞核,所以转录和翻译可以同时进行,A正确;
B、翻译过程是沿着mRNA的5′端向3′端进行,但转录时候不需要解旋酶,B错误;
C、图中含有DNA和RNA两种核酸,DNA含有的碱基A、T、G、C,RNA含有的碱基有A、U、G、C,因此构成DNA和RNA的碱基有A、T、G、C、U五种,但因核糖不一样,所以核苷酸有8种,C正确;
D、DNA复制与转录、翻译的过程中,碱基互补配对方式不完全相同,DNA复制过程中的碱基配对方式为A—T、T—A、C—G、G—C,而转录过程中的碱基配对方式为A—U、T—A、C—G、G—C,翻译过程碱基配对方式为A—U、U—A、C—G、G—C,D正确。
故选B。
65.(2025·陕西汉中·二模)RpoS蛋白是一种酸胁迫反应的主要调控因子,可感知酸性环境压力,调控特异性耐酸基因的表达。酸胁迫时,RpoS蛋白能促进细菌细胞膜组分发生改变,降低细胞膜流动性,提高细胞的生存能力。下列分析错误的是( )
A.细胞膜流动性下降不利于H+进入细胞
B.大肠杆菌的RpoS蛋白由核基因控制合成
C.RpoS蛋白空间结构被破坏会导致其功能丧失
D.RpoS蛋白表达增加是细菌对酸胁迫的一种适应
【答案】B
【分析】分泌蛋白是指在细胞内合成后、分泌到细胞外起作用的一类蛋白质,包括抗体、消化酶、某些激素等。分泌蛋白的合成、运输及分泌过程为:在核糖体中以氨基酸为原料合成的肽链进入内质网进行初步的加工后,由囊泡运输到高尔基体中做进一步的修饰加工,再通过囊泡运输到细胞膜,最后以胞吐的方式分泌到细胞外。
【详解】A、细胞膜具有选择透过性,其流动性与物质跨膜运输密切相关。一般来说,细胞膜流动性下降会使膜的结构相对更稳定,不利于一些物质(包括离子)进出细胞。 对于H+ 而言,细胞膜流动性下降会阻碍其通过细胞膜进入细胞,A正确;
B、蛋白质的合成是由基因控制的,RpoS蛋白作为一种蛋白质,其合成必然也是由相应的基因控制的,在基因表达过程中,通过转录和翻译合成RpoS蛋白,但是大肠杆菌是原核生物没有细胞核,B错误;
C、蛋白质的功能是由其空间结构决定的,蛋白质空间结构一旦被破坏,其原有的功能往往会丧失。 RpoS蛋白也不例外,如果其空间结构被破坏,就无法正常发挥作为酸胁迫反应主要调控因子的功能,无法调控特异性耐酸基因的表达等,C正确;
D、题干明确提到“酸胁迫时,RpoS蛋白能促进细菌细胞膜组分发生改变,降低细胞膜流动性,提高细胞的生存能力”。 这表明在酸胁迫这种不利环境下,细菌通过增加RpoS蛋白的表达,使细胞膜发生适应性变化,从而提高生存能力,这是细菌对酸胁迫的一种适应机制,D正确。
故选B。
66.(2025·吉林·二模)噬菌体φX174由一个环状单链DNA 和蛋白质衣壳构成,专性寄生在大肠杆菌细胞内。研究人员对该噬菌体测序时,意外发现存在重叠基因现象,即两个或两个以上的基因共有一段DNA序列,如下图 (图中Met、Ser、Gln等表示氨基酸)。下列说法正确的是( )
A.噬菌体φX174的DNA中有2个游离的磷酸基团
B.D基因与E基因编码蛋白质有90个氨基酸序列完全相同
C.若噬菌体φX174中碱基A占20%,则碱基G占30%
D.图中D、E、J三个基因的转录方向相同
【答案】D
【分析】基因是具有遗传效应的DNA片段,是决定生物性状的基本单位;基因和染色体的关系:基因在染色体上,并且在染色体上呈线性排列,染色体是基因的主要载体。
【详解】A、题干中明确说明噬菌体φX174由一个环状单链DNA和蛋白质衣壳构成。 环状DNA分子没有游离的磷酸基团,所以噬菌体φX174的DNA中没有游离的磷酸基团,A错误;
B、分析题图,D基因中虽然包含E基因的序列,但是两基因编码蛋白质的起始位置不同,而且相同的核苷酸序列编码氨基酸的密码子是错位的,D基因编码的蛋白质中不包含与E基因编码的蛋白质完全相同的90个氨基酸序列,B错误;
C、由于噬菌体φX174的DNA是单链结构,单链DNA中碱基之间不遵循碱基互补配对原则。 所以仅知道碱基A占20%,无法根据碱基互补配对原则计算出碱基G的比例,C错误;
D、从图中可以看出,D、E、J三个基因的转录起始方向都是从左向右,即转录方向相同,D正确。
故选D。
67.(2025·吉林·二模)复制和转录是同时发生的两大染色质代谢过程,在整个S期的复制过程中,转录仍然在部分基因区活跃发生,因此两大过程必然相遇,也就是复制可能与转录发生冲突,如下图所示。以下说法错误的是( )
A.图中DNA复制是双向的,所以出现了相向冲突和同向冲突的情况
B.图中所示的DNA复制和转录过程均可能会出现A-T对和A-U对
C.图中DNA转录是以2号链为模板,模板链的左侧为5′端
D.冲突的出现可能引起DNA损伤,进一步导致肿瘤的形成
【答案】C
【分析】1、DNA复制是一个精确的过程,它发生在细胞分裂之前,确保每个新细胞都能获得完整的基因组。在这个过程中,DNA双螺旋解开,每条链作为模板合成新的互补链,形成两个完全相同的DNA分子。DNA复制的特点包括: 边解旋边复制:DNA复制过程中,双螺旋结构逐渐解开,同时新的核苷酸配对并连接到模板链上;半保留复制:每个新形成的DNA分子都包含一条旧链和一条新合成的链;
2、转录则是将DNA上的遗传信息转录成RNA的过程,这是基因表达的第一步。在转录过程中,DNA的一条链作为模板,按照碱基互补配对原则合成RNA分子。转录的特点包括: 边解旋边转录:与DNA复制类似,转录过程中DNA双螺旋也会暂时解开,但不同的是,这里只有一条链被用作模板;全保留:DNA双链在整个过程中保持完整,只有模板链上的信息被转录成RNA。
【详解】A、观察可知,图中DNA复制从中间向两侧进行,是双向的,这样就会出现相向冲突和同向冲突的情况,A正确;
B、DNA复制过程中,遵循碱基互补配对原则,会出现A - T对,DNA复制所需要的引物为RNA引物,会出现A与U配对;转录过程中,DNA模板链上的T与RNA中的A配对,DNA模板链上的A与RNA中的U配对,所以均可能会出现A - T对和A - U对,B正确;
C、根据转录形成的RNA的方向(从左到右)以及碱基互补配对原则,图中DNA转录是以2号链为模板,模板链的左侧应该为3'端,右侧为5'端,C错误;
D、因为复制和转录冲突的出现可能引起DNA损伤,而DNA损伤如果不能及时修复,有可能进一步导致肿瘤的形成,D正确。
故选C。
二、多选题
68.(2025·江苏南通·二模)X染色体上存在部分基因能够在失活X染色体(Xi)上逃避失活,可以正常表达。失活X染色体基因逃逸的分子机制如图所示,逃避失活过程涉及DNA甲基化、组蛋白修饰、多种非编码RNA调控等。下列叙述错误的有( )
A.RNA聚合酶识别和结合的DNA片段中GC含量偏高,有利于相应基因转录的发生
B.X染色体失活可能与CpG甲基化、组蛋白的甲基化和Xi失活基因的RNA包裹有关
C.组蛋白H3、H4乙酰化诱使DNA携带更多正电荷,导致Xi解螺旋和相应基因逃避失活
D.CTCF能够与特定基因结合,参与染色质结构的隔离,将失活基因与活性基因分离开
【答案】AC
【分析】表观遗传:生物体基因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,DNA甲基化是一种常见的表观遗传的类型。
【详解】A、G-C之间为三个氢键,A-T之间为两个氢键,氢键数量越多,越不容易解旋,因此RNA聚合酶识别和结合的DNA片段中GC含量偏低,有利于相应基因转录的发生,A错误;
B、根据题图左侧基因沉默区域结构中存在组蛋白甲基化、CpG甲基化以及Xi失活基因的RNA包裹,而右侧基因表达区域中组蛋白发生乙酰化、CpG去甲基化、以及Xi失活基因的RNA丢失,因此可知X染色体失活可能与CpG甲基化、组蛋白的甲基化和Xi失活基因的RNA包裹有关,B正确;
C、组蛋白在未乙酰化时,由于赖氨酸等氨基酸残基带有正电荷,使得组蛋白整体带正电。而乙酰化过程中,乙酰基的添加中和了赖氨酸残基上的正电荷,导致组蛋白所带正电荷减少。这种电荷变化会使组蛋白与带负电的DNA之间的静电引力减弱,使染色质结构变得松散,有利于转录因子等与DNA的结合,从而促进基因的表达,C错误;
D、CTCF是一种在哺乳动物中高度保守的DNA结合蛋白,能够与特定DNA序列结合,参与染色质环的形成和基因表达的调控。它可以隔离失活基因与活性基因,维持染色质结构的稳定性,D正确。
故选AC。
69.(2025·河北唐山·二模)藻糖-6-磷酸(T6P)是一种信号分子,在细胞中由T酶催化合成,在种子成熟过程中起重要调节作用。研究发现,T6P含量下降,基因R的转录水平降低。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。已知T酶活性与T6P含量正相关,为验证该假说,准备以下实验材料:①野生型;②R基因缺失突变株;③T酶功能缺失突变株;④R基因和T酶功能都缺失突变体。下列说法合理的是( )
A.若淀粉含量②低于①,说明R基因促进淀粉合成
B.若淀粉含量③低于①,且②等于④,则支持该假说
C.设法提高②中的T6P水平,淀粉含量上升,支持该假说
D.设法提高③R基因表达量,淀粉含量升高,支持该假说
【答案】AB
【分析】分析题意可知,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,实验设计应遵循对照与单一变量原则。
【详解】A、比较①野生型(R基因正常)和②R基因缺失突变株(无R基因),如果②的淀粉含量低于①,说明R基因确实对淀粉积累有促进作用,此结果支持“R基因促进淀粉合成”,A正确;
B、③T酶功能缺失突变株(T酶缺失,T6P含量低)淀粉含量低于①野生型(T6P正常),说明T6P对淀粉积累是必需的,②R基因缺失突变株(无R基因)和④R基因和T酶功能都缺失突变体(R基因和T酶均缺失)淀粉含量相等,说明T6P的作用完全依赖R基因(若无R基因,T6P无法发挥作用),直接支持T6P通过R基因促进淀粉积累,B正确;
C、②是R基因缺失突变株,即使提高T6P水平,由于缺乏R基因,淀粉积累不应增加,若淀粉含量上升,说明T6P可能通过其他途径促进淀粉积累,与假说矛盾,C错误;
D、③是T酶缺失突变株(T6P含量低),但人为提高R基因表达后淀粉含量增加, 说明R基因可直接促进淀粉积累,无需依赖T6P,D错误。
故选AB。
70.(2025·黑龙江哈尔滨·二模)某家禽(性别决定方式为ZW型)的羽色受等位基因H/h控制,基因H/h只位于Z染色体上,仅H表达时为黑羽,仅h表达时为灰羽,二者均不表达时为白羽。受表观遗传的影响,基因H、h来自父本时不表达,来自母本时正常表达。下列分析不正确的是( )
A.基因H、h在遗传时遵循基因的分离定律
B.该家禽种群中灰羽个体的基因型共有2种,为ZhW、ZhZh
C.表观遗传通过改变基因的碱基序列导致生物体表型发生变化
D.让某白羽雌性与杂合灰羽雄性个体杂交,F1中灰羽个体比例可能为1/2
【答案】BC
【分析】伴性遗传:位于性染色体上的基因所控制的性状,在遗传上总是和性别相关联的现象。
【详解】A、基因H/h位于Z染色体上,为一对等位基因,在遗传时遵循基因的分离定律,A正确;
B、仅H表达时为黑羽,仅h表达时为灰羽,二者均不表达时为白羽,因此该家禽种群中灰羽个体的基因型有ZhW、ZhZh、ZHZh(H来自父本),B错误;
C、表观遗传不会改变基因的碱基序列,C错误;
D、让某白羽雌性与杂合灰羽雄性个体杂交,若白羽雌性的基因型为ZHW,杂合灰羽雄性的基因型为ZHZh,则F1中黑羽个体(ZH_)比例可能为 1/2,D正确。
故选BC。
71.(2025·内蒙古赤峰·二模)下图是生长素(IAA)促进植物细胞伸长的作用机理之一,实验发现,IAA促使H+分泌的速率和细胞伸长速率一致。据图分析正确的是( )
A.在IAA的作用下H+从细胞内运输到细胞壁的方式为主动运输
B.过程③开始的位点取决于RNA聚合酶与启动部位结合的位置
C.过程④中IAA的生理作用是诱导囊泡上的H+一ATP酶运输到高尔基体
D.细胞伸长的机制可能是IAA诱导细胞壁酸化、可塑性增加
【答案】ACD
【分析】据图可知,在IAA作用下 H+跨膜运入细胞壁需要消耗ATP,故方式为主动运输;分析题意可知,IAA溶液和酸性溶液都能使细胞壁松弛,细胞吸水,促进植物细胞的伸长,且IAA促使 H+ 分泌速率和细胞伸长速率一致,据此推测,IAA促进细胞伸长的机制很可能为:诱导细胞壁酸化(并使其可塑性增大)而导致细胞伸长。
【详解】A、由图可知,在IAA的作用下H+从细胞内运输到细胞壁的方式为消耗ATP的主动运输,A正确;
B、过程③开始的位点取决于RNA分子中的起始密码子位置,B错误;
C、由图可知,过程④中IAA的生理作用是诱导囊泡上的H+一ATP酶运输到高尔基体进行再加工,C正确;
D、根据题意“IAA促使H+分泌的速率和细胞伸长速率一致”,结合图示可知IAA可促进H+一ATP酶运输到高尔基体,再由高尔基体出芽形成囊泡并与细胞膜融合,促使细胞膜上的H+一ATP酶增加,以促进H+运出细胞,故细胞伸长的机制可能是IAA诱导细胞壁酸化、可塑性增加,D正确。
故选ACD。
72.(2025·黑龙江齐齐哈尔·二模)miRNA是一段单链小RNA,可以和mRNA结合并将其彻底降解。其作用原理如下图,①②③④代表生理过程。下列有关叙述正确的是( )
A.图中需要RNA聚合酶参与的过程有①②③
B.②过程核糖体从左向右移动同时命成多条链
C.miRNA与mRNA结合抑制相关基因的表达
D.miRNA可将mRNA最终降解成6种小分子
【答案】BCD
【分析】基因的表达:
①转录:以DNA为模板,通过碱基互补配对原则,在RNA聚合酶的作用下合成mRNA;
②翻译:以mRNA为模板,在核糖体的参与和酶的催化作用下,合成多肽链。
【详解】A.转录时需要RNA聚合酶与启动子结合,因此图中需要RNA聚合酶参与的过程有①③,A错误;
B.②过程为翻译,由图中肽链的长短可知,核糖体从左向右移动,同时合成多条肽链,B正确;
C.miRNA与mRNA的结合阻止了mRNA 翻译的过程,抑制相关基因的表达,C正确;
D.miRNA与mRNA结合,并将mRNA彻底降解,可产生磷酸、核糖和4种含氮碱基,共6种小分子,D正确。
故选BCD。
三、解答题
73.(2025·广东佛山·二模)逻辑基因线路是借鉴数字电路中逻辑运算的思想,利用基因重组、基因表达调控原理设计、改造生物系统,实现特定功能的合成生物学技术。研究人员设计出“与”门基因线路,将其导入大肠杆菌,实现了当两个输入信号均为“真”时就能发出绿色荧光的“与”门计算逻辑,其真值表和基因线路示意图如下所示。其中启动子Psal和PBAD分别受水杨酸和阿拉伯糖的诱导激活。supD编码一种特殊tRNA,其可识别终止密码子(UAG)并将其翻译为丝氨酸(Ser)。T7RNAP编码T7噬菌体来源的RNA聚合酶,但其序列中修饰了两个终止密码子对应的序列(T7ptag)。gfp为绿色荧光蛋白基因。
输入1
输入2
输出
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
1
1
注:0表示“假”,1表示“真”。
回答下列问题:
(1)在构建该“与”门基因线路过程中,将基因表达载体导入大肠杆菌常用的方法是 。据图分析,只有PBAD被激活时,T7RNA聚合酶合成过程中的 过程异常。图中启动子Px可被 (填“T7RNA聚合酶”或“大肠杆菌RNA聚合酶”)识别。为让大肠杆菌发出绿色荧光,应将其置于含 的环境中。
(2)为测试该“与”门基因线路组分的可替换性,研究人员将Psal和PBAD分别替换成响应细菌群体信号AHL的PluxR和响应外源性镁缺失信号的PmgrB。在不同条件下检测荧光强度,结果如图所示。
替换后的基因线路 (填“能”或“不能”)体现“与”门计算逻辑,理由是 。
(3)“或”门计算逻辑是输入信号有一个为“真”时,输出即为“真”,真值表如下所示。已知基因RhaS和AraC由启动子PCON启动,两者表达产物能分别抑制启动子PRHAB和PBAD。当鼠李糖和阿拉伯糖均不存在时,RhaS和AraC能发挥抑制作用;当存在鼠李糖或阿拉伯糖时,RhaS或AraC不能发挥抑制作用,启动子PRHAB或PBAD能驱动相关基因转录。请设计“或”门基因线路,使大肠杆菌在有鼠李糖或阿拉伯糖存在时发出绿色荧光,画出基因线路示意图 。
输入1
输入2
输出
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
1
1
注:0表示“假”,1表示“真”。
【答案】(1) Ca2+处理 翻译 T7RNA聚合酶 水杨酸和阿拉伯糖
(2) 能 只有两个输入信号均为“真”,即环境中无Mg2+和有AHL时,才发出荧光
(3)
【分析】基因工程基本操作程序:目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。
【详解】(1)在构建该“与”门基因线路过程中,将基因表达载体导入大肠杆菌常用的方法是Ca2+处理,钙离子处理后大肠杆菌的通透性增强,可以提高转化的效率。据图分析,只有PBAD被激活时,T7RNA聚合酶合成过程中的翻译过程异常。图中启动子Px可被“T7RNA聚合酶识别,进而驱动绿色应该蛋白基因的表达,为让大肠杆菌发出绿色荧光,应将其置于含水杨酸和阿拉伯糖的环境中,因为启动子Psal和PBAD分别受水杨酸和阿拉伯糖的诱导激活。
(2)为测试该“与”门基因线路组分的可替换性,研究人员将Psal和PBAD分别替换成响应细菌群体信号AHL的PluxR和响应外源性镁缺失信号的PmgrB。在不同条件下检测荧光强度,结果如图所示,根据图示结果可知,替换后的基因线路“能”体现“与”门计算逻辑,因为图示结果显示,只有两个输入信号均为“真”,即环境中无Mg2+和有AHL时,才发出荧光,与之前发出荧光的机制是相同的。
(3)“或”门计算逻辑是输入信号有一个为“真”时,输出即为“真”,真值表如下所示。已知基因RhaS和AraC由启动子PCON启动,两者表达产物能分别抑制启动子PRHAB和PBAD。当鼠李糖和阿拉伯糖均不存在时,RhaS和AraC能发挥抑制作用;当存在鼠李糖或阿拉伯糖时,RhaS或AraC不能发挥抑制作用,启动子PRHAB或PBAD能驱动相关基因转录。请设计“或”门基因线路,使大肠杆菌在有鼠李糖或阿拉伯糖存在时发出绿色荧光,结合之前的分析画出相关基因线路示意图如下:
图示含义为:启动子PCON启动基因RhaS和AraC的表达,两者表达产物能分别抑制启动子PRHAB和PBAD,进而表现为无法发出荧光,此时鼠李糖和阿拉伯糖均不存在,RhaS和AraC能发挥抑制作用;当鼠李糖或阿拉伯糖存在时,两个基因均不表达相应的产物,RhaS或AraC不能发挥抑制作用,启动子PRHAB或PBAD能驱动相关基因转录,发出绿色荧光。
74.(2025·广东佛山·二模)油菜中的非等位基因Bms4b和BMs3与油菜的雄性不育、胚胎致死等性状有关,但两者相互作用机制仍不明确。我国科学家率先对此开展研究。他们将这两个基因分别转入拟南芥,获得了两种转基因拟南芥:Bms4b-T(转入了Bms4b)和BMs3-T(转入了BMs3)。每种转基因植物至少插入了一个目的基因。随后,他们利用野生型拟南芥(WT)分别与多株转基因植株进行杂交实验。经分析,发现F1中存在胚胎致死现象,统计F1中存活的株数,结果如下表所示。
杂交组合
F1株数
F1中含Bms4b的株数
F1中不含Bms4b的株数
甲:Bms4b-T×WT
183
36
147
乙:Bms4b-T×BMs3-T
227
160
67
回答下列问题:
(1)正常情况下,F1群体中含Bms4b的植株所占比例至少是 。据表推测,胚胎致死与胚胎活性恢复分别与 基因有关。在杂交组合乙中,F1代中含Bms4b的株数远多于不含Bms4b的株数,其原因可能是 。
(2)雄蕊绒毡层细胞叶绿体蛋白主要由细胞核基因表达,由叶绿体蛋白转运复合体(Toc)运入叶绿体,该过程异常会使叶绿体内蛋白减少,从而导致花粉不育。泛素-蛋白酶体系统参与该过程的调控,其机理是:泛素连接酶(SP1)对Toc进行泛素化修饰,随后蛋白酶体使其降解。研究发现蛋白Bms4b、BMs3对叶绿体蛋白转运过程有调控作用,如图所示。
据图分析,F1中雄性不育个体的基因组成特点是 ,其基因作用机制是 。
【答案】(1) 1/2 Bms4b、BMs3 F1中Bms4b-T存在插入两个或多个Bms4b的个体
(2) 含有Bms4b、不含BMs3 Bms4b基因表达产物能促进叶绿体前体蛋白和Toc蛋白泛素化从而被降解,导致叶绿体蛋白减少,花粉不育;BMs3基因能抑制Bms4b蛋白的合成和作用,恢复花粉育性
【分析】位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】(1)根据题意可知,每种转基因植物至少插入了一个目的基因,因此Bms4b-T植株最少转入了一个Bms4b基因,该植株可看做一个杂合子,此时Bms4b-T×WT,子一代有两种情况,一种含有Bms4b基因,一种不含Bms4b基因,两种情况各占1/2,因此正常情况下,F1群体中含Bms4b的植株所占比例至少是1/2。由于Bms4b-T植株可能转入了一个Bms4b基因、也可能是两个或多个Bms4b基因,理论上甲组的子一代含Bms4b的株数应大于1/2,但根据表格数据可知,F1中含Bms4b的株数(36)明显少于F1中不含Bms4b的株数(147),因此可推测Bms4b基因与胚胎致死有关。杂交组合乙中,Bms4b-T×BMs3-T,子一代中由于BMs3基因的掺入导致含Bms4b的株数(160)明显大于不含Bms4b的株数(67),因此可知,与胚胎活性恢复有关的基因为BMs3基因。由于Bms4b-T植株可能转入了一个Bms4b基因、也可能是两个或多个Bms4b基因,故F1中Bms4b-T存在插入两个或多个Bms4b的个体,这些个体在Bms4b基因的作用下胚胎活性恢复,因此会导致乙组的F1中含Bms4b的株数明显多于不含Bms4b的株数。
(2)根据图示可知,Bms4b基因表达产物Bms4b蛋白能促进叶绿体前体蛋白和叶绿体膜上的Toc蛋白与Ub结合而被泛素化后进而被降解,Toc可将叶绿体蛋白运入叶绿体,因此Toc蛋白被降解后会导致叶绿体蛋白减少,从而导致花粉不育;BMs3基因形成的BMs3蛋白能抑制Bms4b蛋白的合成和作用,使花粉育性得到恢复,因此F1中雄性不育个体的基因组成中应含有Bms4b基因、不含BMs3基因。
75.(2025·湖南·二模)一个影响斑马鱼肝脏发育的钙调蛋白酶的两个控制基因Capn3a(基因型表示为Capn3a+/+)均正常时肝脏正常,当该基因被敲低(基因型无变化,降低mRNA的含量,简称Capn3a-MO)时会出现小肝脏表型,但当两个Capn3a基因都被敲除[终止密码提前,形成无功能的蛋白质,称无义突变(PTC),基因型表示为Capn3a-/-]时该突变体的肝脏却发育正常。对这一反常现象我国研究人员用下图所示的机制——“遗传补偿效应”(GCR)来解释。请回答下列问题。
(1)据图可知,当无义突变基因表达的PTC-mRNA通过 (填结构)进入细胞质进行首轮翻译时会触发NMD途径,引起降解。COMPASS在无义基因的PTC-mRNA引导下,靶向到同源基因并改变其启动子区域组蛋白H3K4me3的修饰, (填“促进”或“抑制”)同源基因表达形成遗传补偿效应。
(2)研究人员在PTC-mRNA如何激发补偿效应(GCR)时需要的关键因子上存在争议:步骤①的观点认为需要upf3a,与NMD过程中upf1、upf2、upf3b无关;步骤②的观点认为需要NMD过程中的upf3b。研究人员利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建的upf1-/-、upf2-/-、upf3b-/-、upf3a-/-四种突变体,分别与 相互杂交,可以在子 代分别获得上述四个因子与Capn3a形成的双敲除突变体,通过观察其遗传补偿效应,支持了步骤①的观点,则相关的实验结果是 。
(3)根据遗传补偿效应机制,Capn3a-MO之所以没有观察到遗传补偿效应,是因为缺少 。
【答案】(1) 核孔 促进
(2) Capn3a-/- 二 Capn3a-/-和upf3a-/-的双敲除突变体没观察到遗传补偿效应(或观察到小肝脏),其他双敲除组合均观察到遗传补偿效应(或观察到正常肝脏)
(3)PTC-mRNA
【分析】表观遗传是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下,基因功能发生了可遗传的变化,并最终导致了表型的变化。
【详解】(1)由图可知,无义突变基因表达的PTC-mRNA通过核孔进入细胞质进行首轮翻译时会触发NMD途径,引起降解。据图分析,COMPASS在无义基因的PTC-mRNA引导下,靶向到同源基因并改变其启动子区域组蛋白H3K4me3的修饰,促进同源基因表达形成遗传补偿效应。
(2)upfl-/-、upf2-/-、upf3b-/-、upf3a-/-四种突变体,其Capn3a基因是正常的;Capn3a-/-突变体,其upf1、upf2、upf3b、upf3a是正常的,四种突变体分别与Capn3a-/-相互杂交,子一代都是双杂合,则F1继续自由交配得F2,可得到上述四个因子与Capn3a形成的双敲除突变体。若遗传补偿效应(GCR)需要的关键因子是upf3a,则Capn3a-/-和upf3a-/-的双敲除突变体无法实现遗传补偿,会出现小肝脏,其他双敲除组合因含有正常的关键因子upf3a,均可观察到遗传补偿效应,会出现正常肝脏。
(3)单基因敲除的Capn3a-MO没有出现遗传补偿效应,是因为缺少转录的PTC-mRNA,进而缺乏PTC-mRNA的诱导。
76.(2025·北京昌平·二模)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
基于启动子编辑的作物改良
关键基因的时空表达调控对生物体的生长发育以及对环境适应性至关重要。启动子作为重要的基因编码调控区域,控制着基因转录的时空特异性以及转录水平。
根据转录模式划分,高等植物启动子类型分为组成型启动子、组织特异性启动子、诱导型启动子。组成型启动子驱动下的基因表达无时空特异性,且表达量趋于稳定。组织特异性启动子调控基因阶段性地在某些特定的部位或器官中表达,发挥生长发育调节的功能。诱导型启动子仅在诱导因素(胁迫信号等)存在的情况下,才能迅速调控启动子的转录活性,实现快速调控目的基因表达。
在某些植物遭受环境胁迫(干旱、低温等)时,1,3-丙二醇可能通过与特定的转录因子结合或者激活某些信号转导途径,促使植物合成抗菌物质、增强细胞壁的木质化程度等启动防御机制。为精准调控植物体内1,3-丙二醇的合成,研究者构建了两种光控化质粒载体用于合成1,3-丙二醇,载体部分结构如图1。光控元件产生的蛋白质会在蓝光照射时改变其结构,并与操纵区结合,从而抑制下游基因表达,光控元件工作机制如图2。
综上所述,启动子编辑策略可以对重要农作物性状基因表达进行微调,不仅促进作物改良,还能帮助我们理解重要性状的调控机制。
(1)启动子的基本组成单位是 ,可被 识别并结合。根据转录模式划分,PT7启动子属于 。
(2)在光控化改造的植物体内诱导合成1,3-丙二醇时,需要进行的调控是用 (黑暗/蓝光)处理。
(3)为验证光控化改造的调控效果,研究者用光控化改造的大肠杆菌、未光控化改造的大肠杆菌(IPTG可诱导1,3-丙二醇基因表达)进行验证实验。结果表明,光控化改造的大肠杆菌在合成1,3-丙二醇上具有明显优势。请完成图3中实验处理,在( )内填“+”“-”分别表示处理和不处理 。
(4)综合上述信息,与IPTG诱导剂相比,光控元件调控基因表达的优点是 。(写出1点)
【答案】(1) 脱氧核苷酸 RNA聚合酶 诱导型启动子
(2)黑暗
(3)+
(4)可以精准控制基因表达的时空特异性(或避免化学诱导剂可能带来的污染等,合理即可)
【分析】特异型启动子只能被特定的转录因子识别并结合。转录因子能与启动子特定区域相互作用,调控基因的转录过程。
【详解】(1)启动子属于基因结构,其基本组成单位是脱氧核苷酸。启动子能调控基因的转录过程,可被RNA聚合酶识别并结合。本题情境是为了解决某些植物遭受环境胁迫(干旱、低温等)时,1,3-丙二醇可能通过与特定的转录因子结合或者激活某些信号转导途径,促使植物合成抗菌物质、增强细胞壁的木质化程度等启动防御机制,由此看来PT7启动子属于诱导型启动子。
(2)由于光控元件产生的蛋白质会在蓝光照射时改变其结构,并与操纵区结合,从而抑制下游基因表达,所以在光控化改造的植物体内诱导合成1,3-丙二醇时,需要进行的调控是用黑暗处理。
(3)为验证光控化改造的调控效果,可设置4组实验,对光控化改造的大肠杆菌进行蓝光照射和不处理,对未光控化改造的大肠杆菌分别用IPTG处理和不处理,然后检测1,3-丙二醇的合成量,结果应是蓝光照射组比对照组1,3-丙二醇含量更多,IPTG处理比对照组1,3-丙二醇含量更多。处理如下:
(4)光控化元件可以通过光照强度和时间精确控制基因的表达水平;使用光控化元件调控基因表达不需要添加像IPTG这样的化学诱导剂,避免了化学物质在产物中的残留问题,提高了产物的安全性和纯度;而IPTG可能会残留在发酵液中,对后续产物分离和应用带来一定风险。
试卷第1页,共3页
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