专题06 遗传的物质基础（全国通用）-2025年高考生物真题题源解密

专题06 遗传的分子基础 考情概览：解读近年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。 2025年真题研析：探寻常考要点，真题分类精讲，归纳串联解题必备知识。 近年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。 必备知识速记：总结易错易混点。 名校模拟探源：精选适量名校模拟题，发掘高考命题之源。 命题解读 考向 考查统计 本部分多以选择题呈现。考查的实例分析与实验探究。 考向一 肺炎链球菌的转化实验 2024·甘肃·T5 2022·浙江·T20　2021·全国乙·T5 考向二 噬菌体侵染细菌的实验 2025·河南·T2　 2022·海南·T13　2022·湖南·T2　2022·浙江·T22 考向三 DNA结构、特点与计算 2025·广东·T7 2024·湖北·T17 2024·河北·T5 2024·浙江·T9 2023·海南·T13　2022·广东·T12　2021·北京·T4 考向四 DNA复制过程及计算 2025·北京·T5　 2024·浙江·T18 2023·山东·T5　2022·海南·T11　2021·山东·T5 　 考向五 遗传信息的转录和翻译 2025·四川·T7　 2025·云南·T16　 2025·河南·T14　 2025·黑吉辽蒙·T14 2025·湖北·T14 2025·湖南·T11 2025·湖南·T9 2025·广东·T9 2025·河北·T6 2025·江苏·T20　2025·山东·T5 2024·湖南·T10 2024·安徽·T11 2024·湖北·T16 2023·浙江·T15　2023·全国乙·T5　2023·江苏·T6　2023·湖南·T12 考向六 中心法则 2022·河北·T9　2022·浙江·T16　2021·浙江·T19 2021·河北·T16 考向七 基因表达与性状的关系 2025·江苏·T15　2024·吉林·T9 2023·湖南·T8　2022·重庆·T18 2023·海南·T11　2022·天津·T5 试题精讲 考向一 噬菌体侵染细菌的实验 1．（2025·河南·高考真题）在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，子代噬菌体中的元素全部来自其宿主细胞的是（　　） A．C B．S C．P D．N 考点解读 1.噬菌体侵染细菌实验的分析 (1)噬菌体的增殖 增殖需要的条件 内容 合成T2噬菌体DNA 模板 噬菌体的DNA 原料 大肠杆菌提供的4种脱氧核苷酸 合成T2噬菌体蛋白质 原料 大肠杆菌的氨基酸 场所 大肠杆菌的核糖体 （2）搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌 (3)在用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中；保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中，造成上清液放射性也较高。 (4)在用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，若搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。 2．归纳遗传物质探索历程的“两标记”和“三结论” (1)噬菌体侵染细菌实验中的两次标记的目的不同 第一次标记 分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌，目的是获得带有标记的大肠杆菌 第二次标记 分别用含35S和32P的大肠杆菌培养T2噬菌体，目的是使噬菌体带上放射性标记 (2)遗传物质发现的三个实验结论 ①格里菲思的体内转化实验的结论：加热致死的S型细菌中存在“转化因子”。 ②艾弗里的体外转化实验的结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 ③噬菌体侵染细菌实验的结论：DNA是噬菌体的遗传物质，蛋白质不是遗传物质。 考向二 DNA结构、特点与计算 1．（2025·广东·高考真题）Solexa测序是一种将PCR与荧光检测相结合的高通量测序技术。为了确保该PCR过程中，DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后，DNA链不继续延伸，应保护底物中脱氧核糖结构上的（    ） A．1'-碱基 B．2'-氢 C．3'-羟基 D．5'-磷酸基团 考点解读 1.DNA的结构 (1)理清DNA结构的两种关系和两种化学键 数量关系 每个DNA分子片段中，游离的磷酸基团有2个 A—T之间有两个氢键，G—C之间有三个氢键 脱氧核糖数 ＝ 磷酸数 ＝ 含氮碱基数 位置关系 单链中相邻碱基：通过—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—连接 互补链中相邻碱基：通过氢键相连 化学键 氢键：连接互补链中相邻碱基的化学键 磷酸二酯键：连接单链中相邻两个脱氧核苷酸的化学键 (2)双链DNA的碱基之间的关系 ①双链DNA分子中常用公式：A＝T、C＝G、A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G。 ②“单链中互补碱基和”占该链碱基数比例＝“双链中互补碱基和”占双链总碱基数比例。 ③某单链不互补碱基之和的比值与其互补链的该比值互为倒数。 2.DNA结构特点 多样性 若DNA含有n个碱基对，则其可能有4n种碱基排列顺序 特异性 每个DNA分子都有特定的碱基排列顺序 稳定性 两条主链上磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变，碱基配对方式不变等 3.DNA中的碱基数量的计算规律 设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。 (1)A1＋A2＝T1＋T2；G1＋G2＝C1＋C2。 即：双链中A＝T，G＝C，A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝(A＋G＋T＋C)。 规律一：双链DNA中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。 (2)A1＋T1＝A2＋T2；G1＋C1＝G2＋C2。 ＝＝(N为相应的碱基总数)，＝＝。 规律二：互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等，简记为“补则等”。 (3)与的关系是互为倒数。 规律三：非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，简记为“不补则倒”。 (4)若＝a，＝b，则＝(a＋b)。 规律四：某种碱基在双链中所占的比例等于它在每一条单链中所占比例和的一半。 考向三 DNA复制过程及计算 1．（2025·北京·高考真题）1958年，Meselson和Stahl通过15N标记DNA的实验，证明了DNA的半保留复制。关于这一经典实验的叙述正确的是（    ） A．因为15N有放射性，所以能够区分DNA的母链和子链 B．得到的DNA带的位置有三个，证明了DNA的半保留复制 C．将DNA变成单链后再进行离心也能得到相同的实验结果 D．选择大肠杆菌作为实验材料是因为它有环状质粒DNA 考点解读 1.DNA的复制 （1）定义：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 （2）发生时期：在真核生物中，这一过程是在细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的。 （3）场所：真核细胞（细胞核、线粒体和叶绿体），原核细胞（拟核、质粒） (4)特点：半保留复制、边解旋变复制 (5)DNA准确复制的原因：DNA具有独特的双螺旋结构，为复制提供精确的模板，碱基互补配对原则，保证了复制能准确地进行。 (6)DNA复制的意义：DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。 2.DNA复制相关计算 将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养液中连续复制n次，则： (1)DNA分子数 ①子n代DNA分子总数为2n个。 ②含15N的DNA分子数为2个。 ③含14N的DNA分子数为2n个。 ④只含15N的DNA分子数为0个。 ⑤只含14N的DNA分子数为(2n－2)个。 (2)脱氧核苷酸链数 ①子代DNA中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条。 ②亲代脱氧核苷酸链数＝2条。 ③新合成的脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条。 (3)消耗的脱氧核苷酸数 ①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m·(2n－1)个。 ②若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，在第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m·2n－1个。 考向四 遗传信息的转录和翻译 1．（2025·山东·高考真题）关于豌豆胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程，下列说法错误的是（    ） A．三个过程均存在碱基互补配对现象 B．三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内 C．根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列 D．RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同 2．（2025·河北·高考真题）M和N是同一染色体上两个基因的部分序列，其转录方向如图所示。表中对M和N转录产物的碱基序列分析正确的是（    ） 编号 M的转录产物 编号 N的转录产物 ① 5'-UCUACA-3' ③ 5'-AGCUGU-3' ② 5'-UGUAGA-3' ④ 5'-ACAGCU-3' A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 3．（2025·广东·高考真题）VHL基因的一个碱基发生突变，使其编码区中某CCA（编码脯氨酸）变成CCG（编码脯氨酸），导致合成的mRNA变短，引发VHL综合征。该突变（    ） A．改变了DNA序列中嘧啶的数目 B．没有体现密码子的简并性 C．影响了VHL基因的转录起始 D．改变了VHL基因表达的蛋白序列 4．（2025·湖南·高考真题）基因W编码的蛋白W能直接抑制核基因P和M转录起始。P和M可分别提高水稻抗虫性和产量。下列叙述错误的是（　　） A．蛋白W在细胞核中发挥调控功能 B．敲除基因W有助于提高水稻抗虫性和产量 C．在基因P缺失突变体水稻中，增加基因W的表达量能提高其抗虫性 D．蛋白W可能通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用 5．（2025·湖南·高考真题）被噬菌体侵染时，某细菌以一特定RNA片段为重复单元，逆转录成串联重复DNA，再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo，如图所示。该蛋白能抑制细菌生长，从而阻止噬菌体利用细胞资源。下列叙述错误的是（　　） A．噬菌体侵染细菌时，会将核酸注入细菌内 B．蛋白Neo在细菌的核糖体中合成 C．串联重复的双链DNA的两条链均可作为模板指导蛋白Neo合成 D．串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子 6．（2025·湖北·高考真题）大数据时代，全球每天产生海量数据，预计2040年需一百万吨硅基芯片才能储存全球一年产生的数据。为解决这一难题，科学家尝试运用DNA来储存数据。我国科学家已经将汉代拓片、熊猫照片等文化数据写入DNA，实现数据长期保存。下列叙述中，DNA可以作为存储介质的优点不包括（　　） A．DNA具有可复制性，有利于数据的传播 B．可通过DNA转录和翻译传递相应数据信息 C．DNA长链中碱基排列的多样化，为大量数据的存储提供可能 D．DNA作为存储介质体积小，为数据携带和保存节约了大量空间 7．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）下列关于基因表达及其调控的叙述错误的是（    ） A．转录和翻译过程中，碱基互补配对的方式不同 B．转录时通过RNA聚合酶打开DNA双链 C．某些DNA甲基化可通过抑制基因转录影响生物表型 D．核糖体与mRNA的结合部位形成1个tRNA结合位点 8．（2025·河南·高考真题）构成染色体的组蛋白可发生乙酰化。由组蛋白基因表达到产生乙酰化的组蛋白，需经历转录、转录后加工、翻译、翻译后加工与修饰等过程。下列叙述错误的是（　　） A．组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列但可影响个体表型 B．具有生物活性的tRNA的形成涉及转录和转录后加工过程 C．编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同，可影响翻译的准确度和效率 D．组蛋白乙酰化发生在翻译后，是基因表达调控的结果，也会影响基因的表达 9．（2025·云南·高考真题）RNA干扰原理是指mRNA形成局部互补结构后阻断mRNA翻译。X菌是兼性厌氧菌，能杀伤正常细胞和处于缺氧微环境的肿瘤细胞。我国科学家基于RNA干扰原理改造X菌获得Y菌时，将厌氧启动子PT置于X菌生存必需基因asd上游，启动基因asd转录，PT启动转录效率与氧浓度成反比；同时将好氧启动子PA置于基因asd下游，启动互补链转录，PA启动转录效率与氧浓度成正比。下列说法正确的是（　　） A．Y菌存在asd基因DNA双链同时启动转录的状态 B．PT和PA分别启动转录得到的mRNA相同 C．PA的作用是防止有氧环境下Y菌死亡 D．改造X菌目的是增强无氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力 10．（2025·四川·高考真题）为杀死蜜蜂寄生虫瓦螨，研究人员对蜜蜂肠道中的S菌进行改造，使其能释放特定的双链RNA（dsRNA）。进入瓦螨体内的dsRNA被加工成siRNA后，能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合使其降解，导致瓦螨死亡。下列叙述正确的是（    ） A．siRNA的嘌呤与嘧啶之比和dsRNA相同 B．dsRNA加工成siRNA会发生氢键的断裂 C．瓦螨死亡的原因是目标基因的转录被抑制 D．用改造后的S菌来杀死瓦螨属于化学防治 11．（2025·江苏·高考真题）真核细胞进化出精细的基因表达调控机制，图示部分调控过程。请回答下列问题： (1)细胞核中，DNA缠绕在组蛋白上形成 。由于核膜的出现，实现了基因的转录和 在时空上的分隔。 (2)基因转录时， 酶结合到DNA链上催化合成RNA。加工后转运到细胞质中的RNA，直接参与蛋白质肽链合成的有rRNA、mRNA和 。分泌蛋白的肽链在 完成合成后，还需转运到高尔基体进行加工。 (3)转录后加工产生的lncRNA、miRNA参与基因的表达调控。据图分析，lncRNA调控基因表达的主要机制有 。miRNA与AGO等蛋白结合形成沉默复合蛋白，引导降解与其配对结合的RNA。据图可知，miRNA发挥的调控作用有 。 (4)外源RNA进入细胞后，经加工可形成siRNA引导的沉默复合蛋白，科研人员据此研究防治植物虫害的RNA生物农药。根据RNA的特性及其作用机理，分析RNA农药的优点有 。 考点解读 1.遗传信息的转录 （1）RNA的种类及功能 种类 功能 mRNA 蛋白质合成的直接模板 tRNA 识别密码子，转运氨基酸 rRNA 核糖体的组成成分 病毒RNA RNA病毒的遗传物质 酶 少数酶为RNA，可降低化学反应的活化能(起催化作用) （2）转录相关结论 ①遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程不需要解旋酶。 ②一个基因转录时以基因的一条链为模板，一个DNA分子上的所有基因的模板链不一定相同。 ③转录方向的判定方法：已合成的mRNA释放的一端(5′－端)为转录的起始方向。 ④RNA适合做信使的原因是RNA由核糖核苷酸连接而成，可以携带遗传信息；一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 2.翻译 （1）基因(DNA)、mRNA上碱基数目最多对应的肽链中氨基酸数目，如图所示： 可见，蛋白质中氨基酸数目＝1/3mRNA碱基数目＝1/6DNA碱基数目。 （2）实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因 ①基因中的内含子转录后被剪切。 ②在基因中，有的片段(非编码区)起调控作用，不转录。 ③合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。 ④转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。 （3）特点：原核细胞中边转录边翻译；真核细胞中核基因的表达先在细胞核中转录，后在细胞质中完成翻译过程。 考向五 基因表达与性状的关系 1．（2025·江苏·高考真题）甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA，引起基因表达效应改变，如图所示。下列相关叙述正确的是（    ） A．甲基化通过抑制转录过程调控基因表达 B．图中甲基化的碱基位于脱氧核糖核苷酸链上 C．蛋白Y可结合甲基化的mRNA并抑制表达 D．若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应 考点解读 1．表观遗传 (1)概念：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。 (2)实例 ①柳穿鱼花的形态结构遗传 ②某种小鼠毛色的遗传 ③蜂王和工蜂的发育由来问题 (3)机制：DNA的甲基化；组蛋白的甲基化和乙酰化等。 (4)特点 ①可遗传：基因表达和表型可以遗传给后代。 ②不变性：基因的碱基序列保持不变。 ③可逆性：DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化，即被修饰的DNA可能发生去甲基化。 (5)与表型模拟的比较 相同点 表观遗传与表型模拟都是由环境改变引起的性状改变，遗传物质都没有改变 不同点 表观遗传是可以遗传的，表型模拟引起的性状改变是不可以遗传的 考向一 噬菌体侵染细菌的实验 1．（2022·海南·高考真题）某团队从下表①～④实验组中选择两组，模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验，验证DNA是遗传物质。结果显示：第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是（    ） T2噬菌体 大肠杆菌 ① 未标记 15N标记 ② 32P标记 35S标记 ③ 3H标记 未标记 ④ 35S标记 未标记 A．①和④ B．②和③ C．②和④ D．④和③ 2．（2022·湖南·高考真题）T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，下列哪一项不会发生（　　） A．新的噬菌体DNA合成 B．新的噬菌体蛋白质外壳合成 C．噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA D．合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合 3．（2022·浙江·高考真题）下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是（    ） A．需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌 B．搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来 C．离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌 D．该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA 4．（2011·江苏·高考真题）下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是（    ） A．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体 B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养 C．用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致 D．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质 【答案】C 考向二 中心法则 1．（2023·浙江·高考真题）叠氮脱氧胸苷（AZT）可与逆转录酶结合并抑制其功能。下列过程可直接被AZT阻断的是（　　） A．复制 B．转录 C．翻译 D．逆转录 2．（2022·河北·高考真题）关于中心法则相关酶的叙述，错误的是（　　） A．RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键 B．DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成 C．在解旋酶协助下，RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNA D．DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用 3．（2021·重庆·高考真题）基因编辑技术可以通过在特定位置加入或减少部分基因序列，实现对基因的定点编辑。对月季色素合成酶基因进行编辑后，其表达的酶氨基酸数量减少，月季细胞内可发生改变的是（    ） A．基因的结构与功能 B．遗传物质的类型 C．DNA复制的方式 D．遗传信息的流动方向 4．（2021·浙江·高考真题）某单链RNA病毒的遗传物质是正链 RNA（+RNA）。该病毒感染宿主后，合成相应物质的过程如图所示，其中①~④代表相应的过程。下列叙述正确的是（　　） A．+RNA 复制出的子代 RNA具有mRNA 的功能 B．病毒蛋白基因以半保留复制的方式传递给子代 C．过程①②③的进行需 RNA 聚合酶的催化 D．过程④在该病毒的核糖体中进行 考向三 肺炎链球菌的转化实验 1.（2024·甘肃·高考真题）科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验，下列叙述正确的是（    ） A．肺炎链球菌体内转化实验中，加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性 B．肺炎链球菌体外转化实验中，利用自变量控制的“加法原理”，将“S型菌DNA+DNA酶”加入R型活菌的培养基中，结果证明DNA是转化因子 C．噬菌体侵染实验中，用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA，发现其DNA进入宿主细胞后，利用自身原料和酶完成自我复制 D．烟草花叶病毒实验中，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状 考向四 DNA结构、特点与计算 1.（2024·湖北·高考真题）模拟实验是根据相似性原理，用模型来替代研究对象的实验。比如“性状分离比的模拟实验”（实验一）中用小桶甲和乙分别代表植物的雌雄生殖器官，用不同颜色的彩球代表D、d雌雄配子；“建立减数分裂中染色体变化的模型”模拟实验（实验二）中可用橡皮泥制作染色体模型，细绳代表纺锤丝；DNA分子的重组模拟实验（实验三）中可利用剪刀、订书钉和写有DNA序列的纸条等模拟DNA分子重组的过程。下列实验中模拟正确的是（    ） A．实验一中可用绿豆和黄豆代替不同颜色的彩球分别模拟D和d配子 B．实验二中牵拉细绳使橡皮泥分开，可模拟纺锤丝牵引使着丝粒分裂 C．实验三中用订书钉将两个纸条片段连接，可模拟核苷酸之间形成磷酸二酯键 D．向实验一桶内添加代表另一对等位基因的彩球可模拟两对等位基因的自由组合 2．（2024·河北·高考真题）某病毒具有蛋白质外壳，其遗传物质的碱基含量如表所示，下列叙述正确的是（    ） 碱基种类 A C G T U 含量（％） 31.2 20.8 28.0 0 20.0 A．该病毒复制合成的互补链中G＋C含量为51.2％ B．病毒的遗传物质可能会引起宿主DNA变异 C．病毒增殖需要的蛋白质在自身核糖体合成 D．病毒基因的遗传符合分离定律 3.（2024·浙江·高考真题）下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是（    ） A．磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架 B．双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高 C．两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化 D．若一条链的G+C占47%，则另一条链的A+T也占47% 考向五 DNA复制过程及计算 1.（2024·浙江·高考真题）某二倍体动物（2n=4）精原细胞DNA中的P均为32P，精原细胞在不含32P的培养液中培养，其中1个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后，产生甲~丁4个细胞。这些细胞的染色体和染色单体情况如下图所示。 不考虑染色体变异的情况下，下列叙述正确的是（    ） A．该精原细胞经历了2次DNA复制和2次着丝粒分裂 B．4个细胞均处于减数第二次分裂前期，且均含有一个染色体组 C．形成细胞乙的过程发生了同源染色体的配对和交叉互换 D．4个细胞完成分裂形成8个细胞，可能有4个细胞不含32P 2．（2024·浙江·高考真题）大肠杆菌在含有³H-脱氧核苷培养液中培养，³H-脱氧核苷掺入到新合成的 DNA链中，经特殊方法显色，可观察到双链都掺入³H-脱氧核苷的 DNA区段显深色，仅单链掺入的显浅色，未掺入的不显色。掺入培养中，大肠杆菌拟核 DNA 第2 次复制时，局部示意图如图。DNA 双链区段①、②、③对应的显色情况可能是（    ） A．深色、浅色、浅色 B．浅色、深色、浅色 C．浅色、浅色、深色 D．深色、浅色、深色 考向六 遗传信息的转录和翻译 1.（2024·湖南·高考真题）非酒精性脂肪性肝病是以肝细胞的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝病。葡萄糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1在高尔基体膜上先后经S1和S2蛋白水解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成基因（核基因）的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG能够通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内，抑制S1蛋白水解酶的活性，调控机制如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原饱和后转向脂肪酸合成 B．敲除F5蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪肝的发生率 C．降低高尔基体内UDPG量或S2蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病 D．激活后的R1通过核孔进入细胞核，启动脂肪酸合成基因的转录 2．（2024·安徽·高考真题）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. 8SrENA、18SrFN4 、28SrRNA RNA聚合酶II 核质 mRNA RNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5SrRNA 注：各类RNA均为核糖体的组成成分 A．线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶 B．基因的 DNA 发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响基因表达 C．RNA聚合酶I和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同 D．编码 RNA 聚合酶I的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁 3．（2024·湖北·高考真题）编码某蛋白质的基因有两条链，一条是模板链（指导mRNA合成），其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5＇—ATG—3＇，则该序列所对应的反密码子是（    ） A．5＇—CAU—3＇ B．5＇—UAC—3＇ C．5＇—TAC—3＇ D．5＇—AUG—3＇ 考向七 基因表达与性状的关系 1.（2024·浙江·高考真题）某种蜜蜂的蜂王和工蜂具有相同的基因组。雌性工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉，若喂食蜂王浆，也能发育成为蜂王。利用分子生物学技术降低 DNA 甲基化酶的表达后， 即使一直喂食花蜜花粉，雌性工蜂幼虫也会发育成蜂王。下列推测正确的是（    ） A．花蜜花粉可降低幼虫发育过程中DNA的甲基化 B．蜂王DNA的甲基化程度高于工蜂 C．蜂王浆可以提高蜜蜂DNA的甲基化程度 D．DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件 2．（2024·吉林·高考真题）下图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是（    ） A．酶E的作用是催化DNA复制 B．甲基是DNA半保留复制的原料之一 C．环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素 D．DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型 1.部分生物中心法则表达式 生物种类 举例 遗传信息的传递过程 DNA病毒 T2噬菌体 RNA病毒 烟草花叶病毒 逆转录病毒 艾滋病病毒 细胞生物 动物、植物、细菌、真菌等 2.DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较 项目 DNA复制 转录 翻译 逆转录 RNA复制 场所 主要细胞核 主要细胞核 核糖体 宿主细胞 宿主细胞 模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA RNA RNA 原料 4种脱氧核 苷酸 4种核糖核苷酸 21种氨基酸 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 缩合反应的酶 逆转录酶 RNA复制酶 能量 ATP 碱基互补 配对原则 G→C，C→G A→T， T→A A→U， T→A A→U，U→A A→T， U→A A→U， U→A 产物 两个子代DNA RNA 多肽链 DNA RNA 信息传递 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋 白质 RNA→DNA RNA→RNA 意义 前后代之间传递遗传信息 表达遗传信息 表达遗传信息 通过宿主细胞传递遗传信息，合成蛋白质 前后代之间传递遗传信息 3.基因表达与性状的关系 （1）间接途径：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。 （2）直接途径：基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 4.基因与性状间的其他关系 (1)在大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。 ①一个基因一种性状(多数性状受单基因控制)。 ②一个基因多种性状(如基因间相互作用)。 ③多个基因一种性状(如身高、体重等)。 (2)生物体的性状也不完全由基因决定，环境对性状也有着重要影响。例如，后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。 5.基因表达调控 （1）染色质水平上的调控 基因转录前染色质结构需要发生一系列重要变化，这是基因转录的前提，真核生物的DNA与组蛋白和一些非组蛋白构成染色质结构，染色质又分为常染色质和异染色质。DNA呈现不同凝聚状态的染色质结构，表现出不同的基因表达活性状态。常染色质结构比较松散，DNA局部序列暴露，基因表达处于活性状态。异染色质结构高度致密，DNA被组蛋白结合，染色质的基因表达活性处于阻遏状态。 （2）转录水平上的调控 该调控是最主要的基因调控方式。转录调控是指以DNA为模板合成RNA的调控，所有的细胞都具有大量序列特异的DNA结合蛋白，这些蛋白能准确地识别并结合到特异的DNA序列，在转录水平上起着开关的作用。该调控重点是在特定组织或细胞中、在特定的生长发育阶段、在特定的机体内外条件下，选择特定基因进行转录表达。 （3）转录后水平上的调控 转录后调控，这是指基因转录起始后对转录产物进行的一系列修饰、加工等调控行为，主要包括提前终止转录过程，对mRNA前体进行加工剪切，mRNA通过核孔和在细胞质内定位等。 （4）翻译水平上的调控 这是基因表达调控的重要环节。翻译的速率和细胞生长的速度之间是密切协调的。在肽链合成的起始、延伸和终止三个阶段中，对翻译起始速率的调控是最重要的，而在翻译的延伸和终止阶段也存在着调控因素。 （5）翻译后水平的调控(蛋白质活性的调节) 该调控主要是控制多肽链的加工和折叠，以产生不同功能活性的蛋白质。来自mRNA的遗传信息翻译成蛋白质后，这些蛋白质如何活化并发挥其生物学功能，涉及蛋白质合成后的加工问题。翻译后的加工实际上也具有对基因表达的调控作用。蛋白质的定向与分拣应该是准确无误的，否则细胞的正常生理功能将会出现异常。 6.肺炎链球菌转化实验 （1）S型和R型肺炎链球菌比较 项目 S型细菌 R型细菌 菌落 光滑 粗糙 菌体 有多糖类荚膜 无多糖类荚膜 致病性 有，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡 无 注：有荚膜的肺炎链球菌可抵抗小鼠体内吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在小鼠体内生活并繁殖。 7.噬菌体侵染细菌实验的分析 (1)噬菌体的增殖 增殖需要的条件 内容 合成T2噬菌体DNA 模板 噬菌体的DNA 原料 大肠杆菌提供的4种脱氧核苷酸 合成T2噬菌体蛋白质 原料 大肠杆菌的氨基酸 场所 大肠杆菌的核糖体 （2）搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌 (3)在用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中；保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中，造成上清液放射性也较高。 (4)在用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，若搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。 8．归纳遗传物质探索历程的“两标记”和“三结论” (1)噬菌体侵染细菌实验中的两次标记的目的不同 第一次标记 分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌，目的是获得带有标记的大肠杆菌 第二次标记 分别用含35S和32P的大肠杆菌培养T2噬菌体，目的是使噬菌体带上放射性标记 (2)遗传物质发现的三个实验结论 ①格里菲思的体内转化实验的结论：加热致死的S型细菌中存在“转化因子”。 ②艾弗里的体外转化实验的结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 ③噬菌体侵染细菌实验的结论：DNA是噬菌体的遗传物质，蛋白质不是遗传物质。 9.生物体内的核酸种类及遗传物质 生物类型 所含核酸 遗传物质 举例 细胞 生物 真核生物 DNA和RNA DNA 动物、植物、真菌 原核生物 DNA 细菌 非细胞生物 DNA病毒 仅有DNA DNA T2噬菌体、乙肝病毒 RNA病毒 仅有RNA RNA 烟草花叶病毒、HIV病毒 10.DNA是主要的遗传物质 (1)“DNA是主要的遗传物质”是总结多数生物的遗传物质后得出的结论，而不是由“肺炎链球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”这两个实验得出的。 (2)对于整个生物界而言，生物的遗传物质是核酸，其中绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质。　 一、单选题 1．（2025·内蒙古乌兰察布·三模）分别用含有32P和35S的T2噬菌体与不含放射性的大肠杆菌混合，经过短时保温、搅拌、离心，再将沉淀出的大肠杆菌继续在不含放射性物质的培养基中培养，并对释放出的子代T2噬菌体进行检测。请根据有关知识，推测其应有的结果（　　） A．全部不含35S，全部含有32P B．小部分含有35S，大部分含有32P C．全部不含35S，小部分含有32P D．大部分含有35S，小部分含有32P 2．（2025·辽宁盘锦·三模）T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程：吸附→注入→合成→组装→释放。赫尔希和蔡斯利用同位素标记技术设计巧妙实验（部分实验流程如图），证明了噬菌体的遗传物质是DNA。下列叙述正确的是（    ） A．用标记T2噬菌体时，培养基中应加入大肠杆菌等多种微生物 B．T2噬菌体侵染阶段，合成病毒组分所需模板均由T2噬菌体提供 C．子代噬菌体中只有少部分检测到放射性，说明操作②进行的不充分 D．若用标记噬菌体，沉淀物放射性较低，说明噬菌体外壳未注入细胞 3．（2025·四川巴中·二模）某双链 DNA 分子含有 3000 个碱基对，其中一条链上A + T的比例为40%。将该DNA分子放在含32P 的培养基中连续复制 3 次，下列叙述错误的是（　　） A．该DNA分子中A +T的比例为 40%，则 G + C 的比例为 60%，其中 G 的数量为 1800 个 B．复制 3 次后，含有32P 的 DNA 分子占全部 DNA 分子的 7/8，含有31P 的 DNA 分子占全部 DNA 分子的 1/8 C．复制过程中，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为原 DNA 分子中 A 数量的 7 倍，即 8400 个 D．该 DNA 分子的另一条链上 A + T 的比例也为 40%，两条链中 A + T 的比例相等，是因为碱基互补配对原则 4．（2025·广东广州·三模）科学技术和科学方法推动了生物学的研究与发展，下列叙述正确的是（　　） A．沃森和克里克构建的DNA分子双螺旋结构模型属于物理模型 B．DNA半保留复制的实验探究中利用了15N标记的放射性同位素 C．艾弗里实验中向细胞提取物中加入不同的酶利用了“加法原理” D．萨顿提出“基因位于染色体上”这一结论运用了假说—演绎法 5．（2025·安徽蚌埠·三模）某基因的mRNA上具有SAM感受型核糖体开关，SAM通过与mRNA结合来进行调节基因表达，其机制如图所示（RBS为mRNA上的核糖体结合位点）。下列相关叙述错误的是（    ） A．RBS与核糖体结合后，核糖体将向mRNA的3'端移动 B．核糖体开关的本质是RNA，RBS段与1段的碱基序列互补 C．SAM与核糖体开关的结合，可能会抑制基因表达的翻译过程 D．核糖体开关构象发生改变过程涉及氢键和磷酸二酯键的断裂和形成 6．（2025·江苏·二模）某细菌的逆转录酶RT可催化其体内的一种非编码RNA发生滚环逆转录，即完成一轮逆转录后，RT“跳跃”到起点继续下一轮。当噬菌体感染时，会触发第二链cDNA的合成，最终编码防御蛋白，过程如图。相关叙述正确的是（    ） A．过程①以4种脱氧核苷酸为原料，cDNA 的合成不需要引物的引导 B．图中的cDNA双链中不包含启动子序列 C．过程②需解旋酶、RNA聚合酶，产生的mRNA中无终止密码子 D．过程③形成螺旋状蛋白，其作用可能是抑制细菌自身生长，从而阻止噬菌体复制 7．（2025·湖南长沙·三模）核小体是染色质的基本结构单位，由DNA紧密缠绕在组蛋白八聚体上形成，能够调控DNA与某些蛋白质的可接触性。核小体中的组蛋白修饰主要发生在核心组蛋白的某些氨基酸上，包括乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化等，特定的修饰状态可以影响组蛋白的活性，决定其是招募一些蛋白质与之结合，还是解除已结合的蛋白质。组蛋白修饰并不是独立发生的，组蛋白低乙酰化可促进DNA甲基化，反之抑制DNA甲基化。下列说法正确的是（    ） A．酵母菌的细胞质中含有核小体结构 B．组蛋白修饰不会影响DNA的复制 C．组蛋白乙酰化与DNA甲基化相互协调，共同调节基因表达 D．修饰后的组蛋白活性发生改变，更容易与RNA聚合酶结合 8．（2025·甘肃白银·二模）工蜂孵化后的前3天以蜂王浆为食，之后以花蜜为食，而蜂王一直以蜂王浆为食。研究发现，工蜂幼虫和蜂王幼虫在饮食上的差异导致DNA甲基化程度不同，从而影响了它们的发育方向和行为职能。研究人员利用siRNA使幼虫的DNMT3基因（其表达产物为一种DNA甲基化转移酶）沉默，干扰了DNA甲基化的过程，这些幼虫绝大部分发育成类似蜂王的成虫。下列叙述正确的是（    ） A．DNA甲基化会改变基因的碱基序列，使相应基因发生突变 B．DNA甲基化若发生在启动子序列上，通常会抑制基因的复制 C．DNMT3基因沉默使类似蜂王的成虫的基因组甲基化程度高于工蜂 D．siRNA能降低幼虫的DNA甲基化修饰，与食用蜂王浆的效果类似 二、多选题 9．（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 10．（2025·江苏南京·二模）M13噬菌体是一种寄生于大肠杆菌的丝状噬菌体，其DNA为含有6407个核苷酸的单链环状DNA。图中①～⑥表示M13噬菌体遗传物质复制的过程，其中SSB是单链DNA结合蛋白。下列说法正确的是（　　） A．过程①和③均需先合成引物来引导子链延伸 B．过程②～⑥需要断裂2个磷酸二酯键，合成6409个磷酸二酯键 C．过程⑥得到的单链环状DNA是新合成的子链DNA D．SSB可以防止解开的两条单链重新形成双链，利于DNA复制 11．（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 12．（2025·江西·三模）天使综合征（简称AS）是与15号染色体上的SNRPN和UBE3A基因有关的表观遗传现象。某AS患儿从父亲获得的UBE3A基因碱基序列正常，但邻近的SNRPN基因产生了一段反义RNA（UBE3A—ATS），可与UBE3A基因的mRNA结合，干扰父源UBE3A基因合成蛋白质，下列分析正确的是（    ） A．SNRPN基因与UBE3A基因的部分碱基序列相同 B．反义RNA会抑制UBE3AmRNA的转录 C．双链RNA被降解的原因是被细胞内的RNA聚合酶识别后分解 D．开发抑制SNRPN基因表达的药物可治疗AS 三、解答题 13．（2025·天津蓟州·三模）M蛋白是一种RNA结合蛋白，在肿瘤组织的发展中发挥着重要作用。 (1)细胞增殖过程中， 发出星射线形成纺锤体。牵引染色体运动，最终染色体平均分配到两个子细胞中，从而保持了亲代和子代细胞之间 。 (2)检测M-mRNA在多种人类肿瘤组织与正常组织中的表达情况及细胞增殖率，结果如图1，表明M蛋白在肿瘤组织中高表达，且 。 (3)C蛋白是纺锤体组装的关键调节因子。为探究M基因与C基因的关系，研究者以结直肠癌细胞为材料进行相关实验，结果如图2。由此推测 ，进而促进癌细胞增殖。为进一步验证上述推测，实验思路是 。 (4)进一步研究表明，M蛋白发挥作用与其对前体RNA的选择性剪接有关。如图3所示，敲除M基因后， ，使成熟mRNA中含有序列A，导致 ，合成的肽链长度变短，蛋白质失去功能。 14．（2025·广西河池·二模）正常成人的血红蛋白主要是HbA（由2条α肽链和2条β肽链组成），而HbF（由2条α肽链和2条γ肽链组成）占极少量。a肽链基因（用A表示）位于16号染色体，β和γ肽链基因（分别用B、D表示）都位于11号染色体。β地中海贫血是B基因突变致使α/β肽链比例失衡引起的遗传性贫血。正常人出生后D基因关闭表达而B基因开始表达，DNA甲基转移酶（DNMT）在此过程发挥关键作用，回答下列问题： (1)B、D基因的遗传 （填“遵循”或“不遵循”）基因的自由组合定律。B基因突变致使a/β肽链比例失衡引起β地中海贫血，这体现了基因控制生物性状的方式是 。 (2)由图1可知，正常人出生后D基因关闭表达的原因是 。 (3)在有关β地中海贫血人群的胚胎中，若只要是来自父方的B、b基因均不会被甲基化，来自母方的B、b基因均被甲基化（不考虑其他基因的影响），一对夫妇均是β地中海贫血携带者（Bb），预测他们生一个患有β地中海贫血孩子的概率是 。 (4)β地中海贫血患者甲的症状明显比其他患者轻，研究人员对此开展研究，结果如图2和图3。 由图3可知，甲DNMT基因的脱氧核苷酸个数 （_填“>”“=”或“<”）普通β地中海贫血患者DNMT基因的脱氧核苷酸个数。据题意和图2、图3结果分析，甲的症状明显较轻的具体原因是 。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 遗传的分子基础 考情概览：解读近年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。 2025年真题研析：探寻常考要点，真题分类精讲，归纳串联解题必备知识。 近年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。 必备知识速记：总结易错易混点。 名校模拟探源：精选适量名校模拟题，发掘高考命题之源。 命题解读 考向 考查统计 本部分多以选择题呈现。考查遗传的分子基础多为遗传物质的实验探究、遗传信息传递过程的实例分析与实验探究。 考向一 肺炎链球菌的转化实验 2024·甘肃·T5 2022·浙江·T20　2021·全国乙·T5 考向二 噬菌体侵染细菌的实验 2025·河南·T2　 2022·海南·T13　2022·湖南·T2　2022·浙江·T22 考向三 DNA结构、特点与计算 2025·广东·T7 2024·湖北·T17 2024·河北·T5 2024·浙江·T9 2023·海南·T13　2022·广东·T12　2021·北京·T4 考向四 DNA复制过程及计算 2025·北京·T5　 2024·浙江·T18 2023·山东·T5　2022·海南·T11　2021·山东·T5 　 考向五 遗传信息的转录和翻译 2025·四川·T7　 2025·云南·T16　 2025·河南·T14　 2025·黑吉辽蒙·T14 2025·湖北·T14 2025·湖南·T11 2025·湖南·T9 2025·广东·T9 2025·河北·T6 2025·江苏·T20　2025·山东·T5 2024·湖南·T10 2024·安徽·T11 2024·湖北·T16 2023·浙江·T15　2023·全国乙·T5　2023·江苏·T6　2023·湖南·T12 考向六 中心法则 2022·河北·T9　2022·浙江·T16　2021·浙江·T19 2021·河北·T16 考向七 基因表达与性状的关系 2025·江苏·T15　2024·吉林·T9 2023·湖南·T8　2022·重庆·T18 2023·海南·T11　2022·天津·T5 试题精讲 考向一 噬菌体侵染细菌的实验 1．（2025·河南·高考真题）在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，子代噬菌体中的元素全部来自其宿主细胞的是（　　） A．C B．S C．P D．N 【答案】B 【分析】1、噬菌体的结构：蛋白质（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、P）。 2、噬菌体侵染细菌的过程：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。 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】T2噬菌体侵染大肠杆菌时，只有DNA进入大肠杆菌中并作为模板控制子代T2噬菌体的合成，而合成子代T2噬菌体所需的原料均由大肠杆菌提供，因此子代T2噬菌体外壳中元素全部来自大肠杆菌；但由于DNA复制方式为半保留复制，因此子代噬菌体DNA中一些元素来自亲代噬菌体，一些来自大肠杆菌。已知蛋白质由C、H、O、N、S组成，DNA由C、H、O、N、P组成，综上分析，子代噬菌体中的元素全部来自其宿主细胞大肠杆菌的是S，B正确。 故选B。 考点解读 1.噬菌体侵染细菌实验的分析 (1)噬菌体的增殖 增殖需要的条件 内容 合成T2噬菌体DNA 模板 噬菌体的DNA 原料 大肠杆菌提供的4种脱氧核苷酸 合成T2噬菌体蛋白质 原料 大肠杆菌的氨基酸 场所 大肠杆菌的核糖体 （2）搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌 (3)在用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中；保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中，造成上清液放射性也较高。 (4)在用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，若搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。 2．归纳遗传物质探索历程的“两标记”和“三结论” (1)噬菌体侵染细菌实验中的两次标记的目的不同 第一次标记 分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌，目的是获得带有标记的大肠杆菌 第二次标记 分别用含35S和32P的大肠杆菌培养T2噬菌体，目的是使噬菌体带上放射性标记 (2)遗传物质发现的三个实验结论 ①格里菲思的体内转化实验的结论：加热致死的S型细菌中存在“转化因子”。 ②艾弗里的体外转化实验的结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 ③噬菌体侵染细菌实验的结论：DNA是噬菌体的遗传物质，蛋白质不是遗传物质。 考向二 DNA结构、特点与计算 1．（2025·广东·高考真题）Solexa测序是一种将PCR与荧光检测相结合的高通量测序技术。为了确保该PCR过程中，DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后，DNA链不继续延伸，应保护底物中脱氧核糖结构上的（    ） A．1'-碱基 B．2'-氢 C．3'-羟基 D．5'-磷酸基团 【答案】C 【分析】在DNA复制过程中，在DNA聚合酶的催化作用下，将一个个的脱氧核苷酸连接形成磷酸二酯键，使子链延伸，但是DNA聚合酶催化延伸子链方向只能从5′→3′。 【详解】已知DNA聚合酶催化延伸子链方向只能从5′→3′，原因是脱氧核苷酸的3'碳有羟基，可以结合下一个脱氧核苷酸的5′碳的磷酸基团，故为了DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后，DNA链不继续延伸，应保护底物中脱氧核糖结构上的3'-羟基，使其不能结合下一个脱氧核苷酸的5′碳的磷酸基团，C正确。 故选C。 考点解读 1.DNA的结构 (1)理清DNA结构的两种关系和两种化学键 数量关系 每个DNA分子片段中，游离的磷酸基团有2个 A—T之间有两个氢键，G—C之间有三个氢键 脱氧核糖数 ＝ 磷酸数 ＝ 含氮碱基数 位置关系 单链中相邻碱基：通过—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—连接 互补链中相邻碱基：通过氢键相连 化学键 氢键：连接互补链中相邻碱基的化学键 磷酸二酯键：连接单链中相邻两个脱氧核苷酸的化学键 (2)双链DNA的碱基之间的关系 ①双链DNA分子中常用公式：A＝T、C＝G、A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G。 ②“单链中互补碱基和”占该链碱基数比例＝“双链中互补碱基和”占双链总碱基数比例。 ③某单链不互补碱基之和的比值与其互补链的该比值互为倒数。 2.DNA结构特点 多样性 若DNA含有n个碱基对，则其可能有4n种碱基排列顺序 特异性 每个DNA分子都有特定的碱基排列顺序 稳定性 两条主链上磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变，碱基配对方式不变等 3.DNA中的碱基数量的计算规律 设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。 (1)A1＋A2＝T1＋T2；G1＋G2＝C1＋C2。 即：双链中A＝T，G＝C，A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝(A＋G＋T＋C)。 规律一：双链DNA中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。 (2)A1＋T1＝A2＋T2；G1＋C1＝G2＋C2。 ＝＝(N为相应的碱基总数)，＝＝。 规律二：互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等，简记为“补则等”。 (3)与的关系是互为倒数。 规律三：非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，简记为“不补则倒”。 (4)若＝a，＝b，则＝(a＋b)。 规律四：某种碱基在双链中所占的比例等于它在每一条单链中所占比例和的一半。 考向三 DNA复制过程及计算 1．（2025·北京·高考真题）1958年，Meselson和Stahl通过15N标记DNA的实验，证明了DNA的半保留复制。关于这一经典实验的叙述正确的是（    ） A．因为15N有放射性，所以能够区分DNA的母链和子链 B．得到的DNA带的位置有三个，证明了DNA的半保留复制 C．将DNA变成单链后再进行离心也能得到相同的实验结果 D．选择大肠杆菌作为实验材料是因为它有环状质粒DNA 【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 、15N没有放射性，它与14N只是氮元素的不同同位素，质量不同，可通过密度梯度离心技术区分含不同氮元素的DNA，进而区分DNA的母链和子链，A错误； B、在15N标记 DNA 的实验中，得到的 DNA 带的位置有轻带（两条链都含14N）、中带（一条链含14N，一条链含15N）、重带（两条链都含15N）三个。根据不同代 DNA 在离心后出现的这些带的位置和比例，证明了 DNA 的半保留复制，B正确； C、若将DNA解链为单链后离心，无论是全保留还是半保留复制，都是只有两条条带，不能证明DNA的半保留复制，C错误； D、选择大肠杆菌作为实验材料是因为大肠杆菌繁殖快，容易培养，能在短时间内获得大量的子代，便于观察实验结果，而不是因为它有环状质粒DNA，D错误。 故选B。 考点解读 1.DNA的复制 （1）定义：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 （2）发生时期：在真核生物中，这一过程是在细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的。 （3）场所：真核细胞（细胞核、线粒体和叶绿体），原核细胞（拟核、质粒） (4)特点：半保留复制、边解旋变复制 (5)DNA准确复制的原因：DNA具有独特的双螺旋结构，为复制提供精确的模板，碱基互补配对原则，保证了复制能准确地进行。 (6)DNA复制的意义：DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。 2.DNA复制相关计算 将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养液中连续复制n次，则： (1)DNA分子数 ①子n代DNA分子总数为2n个。 ②含15N的DNA分子数为2个。 ③含14N的DNA分子数为2n个。 ④只含15N的DNA分子数为0个。 ⑤只含14N的DNA分子数为(2n－2)个。 (2)脱氧核苷酸链数 ①子代DNA中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条。 ②亲代脱氧核苷酸链数＝2条。 ③新合成的脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条。 (3)消耗的脱氧核苷酸数 ①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m·(2n－1)个。 ②若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，在第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m·2n－1个。 考向四 遗传信息的转录和翻译 1．（2025·山东·高考真题）关于豌豆胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程，下列说法错误的是（    ） A．三个过程均存在碱基互补配对现象 B．三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内 C．根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列 D．RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同 【答案】C 【分析】DNA复制模板是DNA的两条链，原料是四种游离的脱氧核苷酸，产物是DNA；转录的模板是DNA的一条链，原料是四种游离的核糖核苷酸，产物是RNA；翻译的模板是mRNA，原料是氨基酸，产物是多肽。 【详解】A、DNA复制、转录和翻译过程中均遵循碱基互补配对原则，因此都存在碱基互补配对现象，A正确； B、翻译发生在细胞质基质中的核糖体上，豌豆胞核中淀粉酶基因复制和转录的场所都是细胞核，B正确； C、DNA复制和转录可以通过产物序列确定其模板序列，但翻译的产物是蛋白质，蛋白质的基本单位是氨基酸，由于密码子具有简并性，因此知道氨基酸序列不一定能准确知道mRNA上的碱基序列，C错误； D、转录时需要RNA聚合酶的参与，RNA聚合酶从模板链的3'→5'，翻译时，核糖体从mRNA的5'→3'，移动方向不同，D正确。 故选C。 2．（2025·河北·高考真题）M和N是同一染色体上两个基因的部分序列，其转录方向如图所示。表中对M和N转录产物的碱基序列分析正确的是（    ） 编号 M的转录产物 编号 N的转录产物 ① 5'-UCUACA-3' ③ 5'-AGCUGU-3' ② 5'-UGUAGA-3' ④ 5'-ACAGCU-3' A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 【答案】C 【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】基因转录是以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程，其中模板链的方向为3'--5'，分析题图基因的转录方向可知，M基因以上面的链为模板，N基因以下面的链为模板，故M基因转录产物为5'-UGUAGA-3'，N基因转录产物为5'-AGCUGU-3'，②③正确，C正确。 故选C。 3．（2025·广东·高考真题）VHL基因的一个碱基发生突变，使其编码区中某CCA（编码脯氨酸）变成CCG（编码脯氨酸），导致合成的mRNA变短，引发VHL综合征。该突变（    ） A．改变了DNA序列中嘧啶的数目 B．没有体现密码子的简并性 C．影响了VHL基因的转录起始 D．改变了VHL基因表达的蛋白序列 【答案】D 【分析】基因表达指基因指导蛋白质合成的过程，包括转录和翻译两个阶段。 转录：以 DNA 的一条链为模板合成 RNA。在细胞核中，RNA 聚合酶与 DNA 结合，解开双链，以其中一条链为模板，按碱基互补配对原则（A - U、T - A、C - G、G - C），利用游离的核糖核苷酸合成 mRNA。mRNA 合成后从核孔进入细胞质。 翻译：以 mRNA 为模板合成蛋白质。在细胞质的核糖体上，mRNA 与核糖体结合，tRNA 携带氨基酸按 mRNA 上密码子顺序依次连接。tRNA 一端的反密码子与 mRNA 上密码子互补配对，另一端携带对应氨基酸。多个氨基酸脱水缩合形成肽链，肽链盘曲折叠形成有特定空间结构和功能的蛋白质。 【详解】A、该突变将DNA中的CCA变为CCG，原互补链GGT变为GGC，嘧啶数目（T→C）未改变，仅种类变化，A错误； B、突变后CCA（脯氨酸）变为CCG（脯氨酸），不同密码子编码同一氨基酸，体现密码子简并性，B错误； C、转录起始由启动子调控，突变发生在编码区（外显子），不影响转录起始，C错误； D、突变虽未改变脯氨酸，但导致mRNA变短，使翻译提前终止，蛋白序列缩短，D正确。 故选D。 4．（2025·湖南·高考真题）基因W编码的蛋白W能直接抑制核基因P和M转录起始。P和M可分别提高水稻抗虫性和产量。下列叙述错误的是（　　） A．蛋白W在细胞核中发挥调控功能 B．敲除基因W有助于提高水稻抗虫性和产量 C．在基因P缺失突变体水稻中，增加基因W的表达量能提高其抗虫性 D．蛋白W可能通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用 【答案】C 【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。 【详解】A、因为蛋白W能抑制核基因P和M的转录起始，转录发生在细胞核中，所以蛋白W在细胞核中发挥调控功能，A正确； B、敲除基因W后，就不会有蛋白W抑制核基因P和M的转录起始，P和M能正常表达，有助于提高水稻抗虫性和产量，B正确； C、在基因P缺失突变体水稻中，本身就没有基因P ，增加基因W的表达量也无法提高其抗虫性，因为没有基因P来发挥提高抗虫性的作用，C错误； D、转录起始需要RNA聚合酶识别基因的启动子，蛋白W能抑制核基因P和M转录起始，可能是通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用，D正确。 故选C。 5．（2025·湖南·高考真题）被噬菌体侵染时，某细菌以一特定RNA片段为重复单元，逆转录成串联重复DNA，再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo，如图所示。该蛋白能抑制细菌生长，从而阻止噬菌体利用细胞资源。下列叙述错误的是（　　） A．噬菌体侵染细菌时，会将核酸注入细菌内 B．蛋白Neo在细菌的核糖体中合成 C．串联重复的双链DNA的两条链均可作为模板指导蛋白Neo合成 D．串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子 【答案】C 【分析】中心法则： （1）遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制； （2）遗传信息可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。 【详解】A、噬菌体侵染细菌时，会将自身的核酸注入细菌内，而蛋白质外壳留在外面，这是噬菌体侵染细菌的特点，A正确； B、细菌有核糖体，蛋白Neo是在细菌细胞内合成的蛋白质，所以在细菌的核糖体中合成，B正确； C、在转录过程中，以DNA的一条链为模板合成mRNA，进而指导蛋白质的合成，而不是双链DNA的两条链都作为模板指导蛋白Neo合成，C错误； D、因为最终合成的是含多个串联重复肽段的蛋白Neo，说明串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子，若有终止密码子就会提前终止翻译，不能形成含多个串联重复肽段的蛋白，D正确。 故选C。 6．（2025·湖北·高考真题）大数据时代，全球每天产生海量数据，预计2040年需一百万吨硅基芯片才能储存全球一年产生的数据。为解决这一难题，科学家尝试运用DNA来储存数据。我国科学家已经将汉代拓片、熊猫照片等文化数据写入DNA，实现数据长期保存。下列叙述中，DNA可以作为存储介质的优点不包括（　　） A．DNA具有可复制性，有利于数据的传播 B．可通过DNA转录和翻译传递相应数据信息 C．DNA长链中碱基排列的多样化，为大量数据的存储提供可能 D．DNA作为存储介质体积小，为数据携带和保存节约了大量空间 【答案】B 【分析】DNA独特的双螺旋结构构成了DNA分子的稳定性；DNA分子由于碱基对的数量不同，碱基对的排列顺序千变万化，因而构成了DNA分子的多样性；不同的每个DNA分子的碱基对都有特定的排列顺序，特定的遗传信息，从而使DNA分子具有特异性。遗传信息就储存在DNA分子碱基对（脱氧核苷酸）的排列顺序中。 【详解】A、DNA通过半保留复制可快速扩增数据，便于传播，A不符合题意； B、DNA储存数据时，信息读取依赖测序技术而非转录翻译（后者为生物体内表达遗传信息的过程），与数据存储无关，B符合题意； C、DNA碱基对排列顺序的多样性使其可编码海量信息，是存储优势，C不符合题意； D、DNA分子结构紧凑，单位体积存储密度极高，节省空间，D不符合题意； 故选B。 7．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）下列关于基因表达及其调控的叙述错误的是（    ） A．转录和翻译过程中，碱基互补配对的方式不同 B．转录时通过RNA聚合酶打开DNA双链 C．某些DNA甲基化可通过抑制基因转录影响生物表型 D．核糖体与mRNA的结合部位形成1个tRNA结合位点 【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、转录过程的碱基配对是A-U、T-A、C-G、G-C，翻译过程的碱基配对是A-U、U-A、C-G、G-C，配对方式 不完全相同，A正确； B、转录时，RNA聚合酶结合启动子并解开DNA双链，以其中一条链为模板合成RNA，B正确； C、DNA甲基化是表观遗传的一种，甲基化可阻碍DNA与转录因子结合，从而抑制基因转录，影响蛋白质合成及生物表型，C正确； D、一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA的结合位点，D错误。 故选D。 8．（2025·河南·高考真题）构成染色体的组蛋白可发生乙酰化。由组蛋白基因表达到产生乙酰化的组蛋白，需经历转录、转录后加工、翻译、翻译后加工与修饰等过程。下列叙述错误的是（　　） A．组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列但可影响个体表型 B．具有生物活性的tRNA的形成涉及转录和转录后加工过程 C．编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同，可影响翻译的准确度和效率 D．组蛋白乙酰化发生在翻译后，是基因表达调控的结果，也会影响基因的表达 【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、组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列，但能降低染色质的紧密程度，从而促进基因的表达，可影响个体表型，A正确； B、具有生物活性的tRNA的形成，需要DNA转录，还需要转录后加工形成三叶草结构，B正确； C、编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同，会影响翻译效率，但不会影响翻译的准确度，C错误； D、组蛋白乙酰化发生在翻译出组蛋白后，是基因表达调控的结果，也会影响基因的表达，D正确。 故选C。 9．（2025·云南·高考真题）RNA干扰原理是指mRNA形成局部互补结构后阻断mRNA翻译。X菌是兼性厌氧菌，能杀伤正常细胞和处于缺氧微环境的肿瘤细胞。我国科学家基于RNA干扰原理改造X菌获得Y菌时，将厌氧启动子PT置于X菌生存必需基因asd上游，启动基因asd转录，PT启动转录效率与氧浓度成反比；同时将好氧启动子PA置于基因asd下游，启动互补链转录，PA启动转录效率与氧浓度成正比。下列说法正确的是（　　） A．Y菌存在asd基因DNA双链同时启动转录的状态 B．PT和PA分别启动转录得到的mRNA相同 C．PA的作用是防止有氧环境下Y菌死亡 D．改造X菌目的是增强无氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力 【答案】A 【分析】启动子是一段位于基因上游的DNA序列，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能启动基因的转录过程，其作用类似于“开关”，决定基因表达的起始时间和表达程度。 【详解】A、因为将厌氧启动子PT置于X菌生存必需基因asd上游启动基因asd转录，将好氧启动子PA置于基因asd下游启动互补链转录，在一定的氧浓度条件下，有可能同时满足PT和PA的启动条件，从而存在asd基因DNA双链同时启动转录的状态，A正确； B、PT启动的是基因asd转录，PA启动的是基因asd互补链转录，所以PT和PA分别启动转录得到的mRNA是互补的，不相同，B错误；    C、由于好氧启动子PA置于基因asd下游，启动互补链转录，PA启动转录效率与氧浓度成正比，目的是让Y菌在有氧环境下能生存，C错误； D、改造X菌的目的是让Y菌在有氧环境下能生存（通过PA启动子的作用 ），同时保留在缺氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力，而不是单纯增强无氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力，D错误。    故选A。 10．（2025·四川·高考真题）为杀死蜜蜂寄生虫瓦螨，研究人员对蜜蜂肠道中的S菌进行改造，使其能释放特定的双链RNA（dsRNA）。进入瓦螨体内的dsRNA被加工成siRNA后，能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合使其降解，导致瓦螨死亡。下列叙述正确的是（    ） A．siRNA的嘌呤与嘧啶之比和dsRNA相同 B．dsRNA加工成siRNA会发生氢键的断裂 C．瓦螨死亡的原因是目标基因的转录被抑制 D．用改造后的S菌来杀死瓦螨属于化学防治 【答案】A 【分析】进入瓦螨体内的dsRNA被加工成siRNA后，能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合使其降解，导致瓦螨死亡，这是抑制了翻译过程。 【详解】A、dsRNA为双链结构，嘌呤数等于嘧啶数，其嘌呤与嘧啶之比为1:1。siRNA是由dsRNA加工而来的双链小片段，其嘌呤与嘧啶之比仍为1:1，A正确； B、dsRNA加工成siRNA的过程是通过酶（如Dicer酶）切割磷酸二酯键，而非断裂氢键，B错误； C、根据题干信息，siRNA能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合使其降解，导致瓦螨死亡，所以siRNA直接抑制的是翻译过程，C错误； D、用改造后的S菌来杀死瓦螨属于生物防治，D错误。 故选A。 11．（2025·江苏·高考真题）真核细胞进化出精细的基因表达调控机制，图示部分调控过程。请回答下列问题： (1)细胞核中，DNA缠绕在组蛋白上形成 。由于核膜的出现，实现了基因的转录和 在时空上的分隔。 (2)基因转录时， 酶结合到DNA链上催化合成RNA。加工后转运到细胞质中的RNA，直接参与蛋白质肽链合成的有rRNA、mRNA和 。分泌蛋白的肽链在 完成合成后，还需转运到高尔基体进行加工。 (3)转录后加工产生的lncRNA、miRNA参与基因的表达调控。据图分析，lncRNA调控基因表达的主要机制有 。miRNA与AGO等蛋白结合形成沉默复合蛋白，引导降解与其配对结合的RNA。据图可知，miRNA发挥的调控作用有 。 (4)外源RNA进入细胞后，经加工可形成siRNA引导的沉默复合蛋白，科研人员据此研究防治植物虫害的RNA生物农药。根据RNA的特性及其作用机理，分析RNA农药的优点有 。 【答案】(1) 染色质 翻译 (2) RNA聚合 tRNA 内质网的核糖体上 (3) 在细胞核中与DNA结合，调控基因的转录；在细胞质中与mRNA结合，阻止翻译 与mRNA结合，引导mRNA降解；与lncRNA结合，引导lncRNA降解 (4)具有特异性，对其他生物没有危害；容易降解，不会污染环境 【分析】基因的表达包括转录和翻译，其中转录是以DNA的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下合成RNA的过程其原料是四种核糖核苷酸。 【详解】（1）细胞核中，DNA缠绕在组蛋白上形成染色质（染色体）。转录在细胞核内进行，翻译在细胞质中的核糖体，故由于核膜的出现，实现了基因的转录和翻译在时空上的分隔。 （2）基因转录时，RNA聚合酶结合到DNA链上催化合成RNA。加工后转运到细胞质中的RNA，直接参与蛋白质肽链合成的有rRNA（组成核糖体）、mRNA（翻译的模板）和tRNA（运输氨基酸）。分泌蛋白的肽链在内质网的核糖体上完成合成后，还需转运到高尔基体进行加工。 （3）转录后加工产生的lncRNA、miRNA参与基因的表达调控。据图分析，lncRNA调控基因表达的主要机制有在细胞核中与DNA结合，调控基因的转录；在细胞质中与mRNA结合，阻止翻译。miRNA与AGO等蛋白结合形成沉默复合蛋白，引导降解与其配对结合的RNA。据图可知，miRNA发挥的调控作用有与mRNA结合，引导mRNA降解；与lncRNA结合，引导lncRNA降解。 （4）外源RNA进入细胞后，经加工可形成siRNA引导的沉默复合蛋白，科研人员据此研究防治植物虫害的RNA生物农药。根据RNA的特性及其作用机理，分析RNA农药的优点有‌：具有特异性，对其他生物没有危害；容易降解，不会污染环境。 考点解读 1.遗传信息的转录 （1）RNA的种类及功能 种类 功能 mRNA 蛋白质合成的直接模板 tRNA 识别密码子，转运氨基酸 rRNA 核糖体的组成成分 病毒RNA RNA病毒的遗传物质 酶 少数酶为RNA，可降低化学反应的活化能(起催化作用) （2）转录相关结论 ①遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程不需要解旋酶。 ②一个基因转录时以基因的一条链为模板，一个DNA分子上的所有基因的模板链不一定相同。 ③转录方向的判定方法：已合成的mRNA释放的一端(5′－端)为转录的起始方向。 ④RNA适合做信使的原因是RNA由核糖核苷酸连接而成，可以携带遗传信息；一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 2.翻译 （1）基因(DNA)、mRNA上碱基数目最多对应的肽链中氨基酸数目，如图所示： 可见，蛋白质中氨基酸数目＝1/3mRNA碱基数目＝1/6DNA碱基数目。 （2）实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因 ①基因中的内含子转录后被剪切。 ②在基因中，有的片段(非编码区)起调控作用，不转录。 ③合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。 ④转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。 （3）特点：原核细胞中边转录边翻译；真核细胞中核基因的表达先在细胞核中转录，后在细胞质中完成翻译过程。 考向五 基因表达与性状的关系 1．（2025·江苏·高考真题）甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA，引起基因表达效应改变，如图所示。下列相关叙述正确的是（    ） A．甲基化通过抑制转录过程调控基因表达 B．图中甲基化的碱基位于脱氧核糖核苷酸链上 C．蛋白Y可结合甲基化的mRNA并抑制表达 D．若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应 【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质，从而抑制了基因的表达，导致了性状的改变。 【详解】A、观察可知，甲基化是发生在 mRNA 上，不是抑制转录过程，而是影响 mRNA 的翻译或稳定性来调控基因表达，A 错误； B、由图可知甲基化发生在 mRNA 上，mRNA 是核糖核苷酸链，不是脱氧核糖核苷酸链，B 错误； C、从图中可以甲基化的 mRNA 会降解，而蛋白 Y与甲基化的 mRNA结合后可以表达，说明蛋白Y结合甲基化的mRNA并促进表达，C 错误； D、表观遗传可以由某些碱基的甲基化或蛋白质乙酰化引起，若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应，D 正确。 故选D。 考点解读 1．表观遗传 (1)概念：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。 (2)实例 ①柳穿鱼花的形态结构遗传 ②某种小鼠毛色的遗传 ③蜂王和工蜂的发育由来问题 (3)机制：DNA的甲基化；组蛋白的甲基化和乙酰化等。 (4)特点 ①可遗传：基因表达和表型可以遗传给后代。 ②不变性：基因的碱基序列保持不变。 ③可逆性：DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化，即被修饰的DNA可能发生去甲基化。 (5)与表型模拟的比较 相同点 表观遗传与表型模拟都是由环境改变引起的性状改变，遗传物质都没有改变 不同点 表观遗传是可以遗传的，表型模拟引起的性状改变是不可以遗传的 考向一 噬菌体侵染细菌的实验 1．（2022·海南·高考真题）某团队从下表①～④实验组中选择两组，模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验，验证DNA是遗传物质。结果显示：第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是（    ） T2噬菌体 大肠杆菌 ① 未标记 15N标记 ② 32P标记 35S标记 ③ 3H标记 未标记 ④ 35S标记 未标记 A．①和④ B．②和③ C．②和④ D．④和③ 【答案】C 【解析】噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌，蛋白质外壳没有进入，为了区分DNA和蛋白质，可用32P标记噬菌体的DNA，用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，根据第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，说明亲代噬菌体的DNA被32P标记，根据第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中，说明第二组噬菌体的蛋白质被35S标记，即C正确，ABD错误。 2．（2022·湖南·高考真题）T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，下列哪一项不会发生（　　） A．新的噬菌体DNA合成 B．新的噬菌体蛋白质外壳合成 C．噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA D．合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合 【答案】C 【解析】T2噬菌体侵染大肠杆菌后，其DNA会在大肠杆菌体内复制，合成新的噬菌体DNA，A正确；T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，只有DNA进入大肠杆菌，T2噬菌体会用自身的DNA和大肠杆菌的氨基酸等来合成新的噬菌体蛋白质外壳，B正确；噬菌体在大肠杆菌RNA聚合酶作用下转录出RNA，C错误；T2噬菌体的DNA进入细菌，以噬菌体的DNA为模板，利用大肠杆菌提供的原料合成噬菌体的DNA，然后通过转录，合成mRNA与核糖体结合，通过翻译合成噬菌体的蛋白质外壳，因此侵染过程中会发生合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合，D正确。 3．（2022·浙江·高考真题）下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是（    ） A．需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌 B．搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来 C．离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌 D．该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA 【答案】C 【解析】实验过程中需单独用32P标记噬菌体的DNA和35S标记噬菌体的蛋白质，A错误；实验过程中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离，B错误；大肠杆菌的质量大于噬菌体，离心的目的是为了沉淀培养液中的大肠杆菌，C正确；该实验证明噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。 4．（2011·江苏·高考真题）下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是（    ） A．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体 B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养 C．用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致 D．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质 【答案】C 【解析】噬菌体是病毒，不能在培养基中独立生存，因此为了获得含35S和32P的噬菌体，可分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌，再用被标记的大肠杆菌培养未标记的噬菌体，A错误；分别用35S和32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，适宜时间后在搅拌器中搅拌、离心、观察；如果32P标记的噬菌体与大肠杆菌混合培养时间过长，则噬菌体增殖后从大肠杆菌中释放出来，会导致上清液的放射性增高，B错误；用35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，而噬菌体在侵染细菌时，蛋白质外壳并没有进入细菌内，离心后分布在上清液中，若沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分，少数蛋白质外壳未与细菌分离所致，C正确；32P、35S标记的噬菌体侵染细菌实验说明DNA是遗传物质，但不能说明蛋白质不是遗传物质，D错误。 考向二 中心法则 1．（2023·浙江·高考真题）叠氮脱氧胸苷（AZT）可与逆转录酶结合并抑制其功能。下列过程可直接被AZT阻断的是（　　） A．复制 B．转录 C．翻译 D．逆转录 【答案】D 【解析】题中显示，叠氮脱氧胸苷（AZT）可与逆转录酶结合并抑制其功能，而逆转录过程需要逆转录酶的催化，因而叠氮脱氧胸苷（AZT）可直接阻断逆转录过程，而复制、转录和翻译过程均不需要逆转录酶，即D正确。 2．（2022·河北·高考真题）关于中心法则相关酶的叙述，错误的是（　　） A．RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键 B．DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成 C．在解旋酶协助下，RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNA D．DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用 【答案】C 【解析】RNA聚合酶催化DNA→RNA的转录过程，逆转录酶催化RNA→DNA的逆转录过程，两个过程中均遵循碱基互补配对原则，且存在DNA-RNA之间的氢键形成，A正确；DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的本质都是蛋白质，蛋白质是由核酸控制合成的，其合成场所是核糖体，B正确；以单链DNA为模板转录合成多种RNA是转录过程，该过程不需要解旋酶，C错误；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，从而起催化作用，在适宜条件下，酶在体内外均可发挥作用，如体外扩增DNA分子的PCR技术中可用到耐高温的DNA聚合酶，D正确。 3．（2021·重庆·高考真题）基因编辑技术可以通过在特定位置加入或减少部分基因序列，实现对基因的定点编辑。对月季色素合成酶基因进行编辑后，其表达的酶氨基酸数量减少，月季细胞内可发生改变的是（    ） A．基因的结构与功能 B．遗传物质的类型 C．DNA复制的方式 D．遗传信息的流动方向 【答案】A 【解析】根据题干信息分析，对月季色素合成酶基因进行编辑后，其表达的酶氨基酸数量减少，说明该技术可能改变了月季细胞内基因的碱基序列，使终止密码子提前出现，从而改变了基因的结构与功能，A正确；月季细胞内的遗传物质的类型不变，仍然是DNA，B错误；月季细胞内的DNA复制的方式不变，仍为半保留复制，C错误；月季细胞内遗传信息的流动方向不变，仍为DNARNA蛋白质，D错误。 4．（2021·浙江·高考真题）某单链RNA病毒的遗传物质是正链 RNA（+RNA）。该病毒感染宿主后，合成相应物质的过程如图所示，其中①~④代表相应的过程。下列叙述正确的是（　　） A．+RNA 复制出的子代 RNA具有mRNA 的功能 B．病毒蛋白基因以半保留复制的方式传递给子代 C．过程①②③的进行需 RNA 聚合酶的催化 D．过程④在该病毒的核糖体中进行 【答案】A 【解析】结合图示可以看出，以+RNA 复制出的子代 RNA为模板合成了蛋白质，因此+RNA 复制出的子代 RNA具有mRNA 的功能，A正确；病毒蛋白基因是RNA，为单链结构，通过两次复制过程将基因传递给子代，而不是通过半保留复制传递给子代，B错误；①②过程是RNA复制，原料是4种核糖核苷酸，需要RNA聚合酶；而③过程是翻译，原料是氨基酸，不需要RNA聚合酶催化，C错误；病毒不具有细胞结构，没有核糖体，过程④在宿主细胞的核糖体中进行，D错误。 考向三 肺炎链球菌的转化实验 1.（2024·甘肃·高考真题）科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验，下列叙述正确的是（    ） A．肺炎链球菌体内转化实验中，加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性 B．肺炎链球菌体外转化实验中，利用自变量控制的“加法原理”，将“S型菌DNA+DNA酶”加入R型活菌的培养基中，结果证明DNA是转化因子 C．噬菌体侵染实验中，用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA，发现其DNA进入宿主细胞后，利用自身原料和酶完成自我复制 D．烟草花叶病毒实验中，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状 【答案】D 【解析】格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验未单独研究每种物质的作用，在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，S型菌株的DNA分子可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性，A错误；在肺炎链球菌的体外转化实验中，利用自变量控制中的“减法原理”设置对照实验，通过观察只有某种物质存在或只有某种物质不存在时，R型菌的转化情况，最终证明了DNA是遗传物质，例如“S型菌DNA+DNA酶”组除去了DNA，B错误；噬菌体为DNA病毒，其DNA进入宿主细胞后，利用宿主细胞的原料和酶完成自我复制，C错误；烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状，而蛋白质不能使烟草出现花叶病斑性状，D正确。 考向四 DNA结构、特点与计算 1.（2024·湖北·高考真题）模拟实验是根据相似性原理，用模型来替代研究对象的实验。比如“性状分离比的模拟实验”（实验一）中用小桶甲和乙分别代表植物的雌雄生殖器官，用不同颜色的彩球代表D、d雌雄配子；“建立减数分裂中染色体变化的模型”模拟实验（实验二）中可用橡皮泥制作染色体模型，细绳代表纺锤丝；DNA分子的重组模拟实验（实验三）中可利用剪刀、订书钉和写有DNA序列的纸条等模拟DNA分子重组的过程。下列实验中模拟正确的是（    ） A．实验一中可用绿豆和黄豆代替不同颜色的彩球分别模拟D和d配子 B．实验二中牵拉细绳使橡皮泥分开，可模拟纺锤丝牵引使着丝粒分裂 C．实验三中用订书钉将两个纸条片段连接，可模拟核苷酸之间形成磷酸二酯键 D．向实验一桶内添加代表另一对等位基因的彩球可模拟两对等位基因的自由组合 【答案】C 【解析】实验一中小球的大小、质地应该相同，使抓摸时手感一样，以避免人为误差，而绿豆和黄豆的大小、手感不同，A错误；实验二中牵拉细绳使橡皮泥分开，可模拟纺锤丝牵引姐妹染色单体分离形成染色体，而着丝粒的分裂不是纺锤丝牵引的，是酶在起作用，B错误；DNA连接酶是连接两个DNA片段，形成磷酸二酯键，实验三中用订书钉将两个纸条片段连接，可模拟核苷酸之间形成磷酸二酯键，C正确；向实验一桶内添加代表另一对等位基因的彩球可模拟雌雄配子的自由组合，D错误。 2．（2024·河北·高考真题）某病毒具有蛋白质外壳，其遗传物质的碱基含量如表所示，下列叙述正确的是（    ） 碱基种类 A C G T U 含量（％） 31.2 20.8 28.0 0 20.0 A．该病毒复制合成的互补链中G＋C含量为51.2％ B．病毒的遗传物质可能会引起宿主DNA变异 C．病毒增殖需要的蛋白质在自身核糖体合成 D．病毒基因的遗传符合分离定律 【答案】B 【解析】由表可知，该病毒为RNA病毒，根据碱基互补配对原则可知，该病毒复制合成的互补链中G＋C含量与原RNA含量一致，为48.8％，A错误；逆转录病毒经逆转录得到的DNA可能整合到宿主细胞的DNA上，引起宿主DNA变异，B正确；病毒增殖需要的蛋白质在宿主细胞的核糖体上合成，C错误；必需是进行有性生殖的真核生物的细胞核基因遗传才遵循基因的分离定律，病毒基因的遗传不符合分离定律，D错误。 3.（2024·浙江·高考真题）下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是（    ） A．磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架 B．双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高 C．两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化 D．若一条链的G+C占47%，则另一条链的A+T也占47% 【答案】A 【解析】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，A正确；双链DNA中GC碱基对占比越高，DNA热变性温度越高，B错误；DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键，C错误；互补的碱基在单链上所占的比例相等，若一条链的G+C占47%，则另一条链的G+C也占47%，A+T占1-47%=53%，D错误。 考向五 DNA复制过程及计算 1.（2024·浙江·高考真题）某二倍体动物（2n=4）精原细胞DNA中的P均为32P，精原细胞在不含32P的培养液中培养，其中1个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后，产生甲~丁4个细胞。这些细胞的染色体和染色单体情况如下图所示。 不考虑染色体变异的情况下，下列叙述正确的是（    ） A．该精原细胞经历了2次DNA复制和2次着丝粒分裂 B．4个细胞均处于减数第二次分裂前期，且均含有一个染色体组 C．形成细胞乙的过程发生了同源染色体的配对和交叉互换 D．4个细胞完成分裂形成8个细胞，可能有4个细胞不含32P 【答案】C 【解析】图中的细胞是一个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后产生的，据图所示，这些细胞含有染色单体，说明着丝粒没有分裂，因此该精原细胞2次DNA复制，1次着丝粒分裂，A错误；四个细胞还没有进入减数第二次分裂后期（着丝粒分裂），因此可能处于减数第一次分裂末期、减数第二次分裂前期、中期，且均含有一个染色体组，B错误；精原细胞进行一次有丝分裂后，产生的子细胞每个DNA上有一条链含有32P，减数分裂完成复制后，每条染色体上有1个单体含有32P，另一个单体不含32P，减数第一次分裂结束，每个细胞中应该含有2条染色体，四个染色单体，其中有两个单体含有放射性，但乙细胞含有3个染色单体含有放射性，原因是形成乙的过程中发生了同源染色体的配对和交叉互换，C正确；甲、丙、丁完成减数第二次分裂至少产生3个含32P的细胞，乙细胞有3个单体含有32P，完成减数第二次分裂产生的2个细胞都含有32P，因此4个细胞完成分裂形成8个细胞，至多有3个细胞不含32P，D错误。 2．（2024·浙江·高考真题）大肠杆菌在含有³H-脱氧核苷培养液中培养，³H-脱氧核苷掺入到新合成的 DNA链中，经特殊方法显色，可观察到双链都掺入³H-脱氧核苷的 DNA区段显深色，仅单链掺入的显浅色，未掺入的不显色。掺入培养中，大肠杆菌拟核 DNA 第2 次复制时，局部示意图如图。DNA 双链区段①、②、③对应的显色情况可能是（    ） A．深色、浅色、浅色 B．浅色、深色、浅色 C．浅色、浅色、深色 D．深色、浅色、深色 【答案】B 【解析】大肠杆菌在含有³H-脱氧核苷培养液中培养，DNA的复制方式为半保留复制，大肠杆菌拟核 DNA 第1 次复制后产生的子代DNA的两条链一条被³H标记，另一条未被标记，大肠杆菌拟核 DNA 第2 次复制时，以两条链中一条被³H标记，另一条未被标记的DNA分子为模板，结合题干显色情况，DNA 双链区段①为浅色，②中两条链均含有³H显深色，③中一条链含有³H一条链不含³H显浅色，ACD错误，B正确。 考向六 遗传信息的转录和翻译 1.（2024·湖南·高考真题）非酒精性脂肪性肝病是以肝细胞的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝病。葡萄糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1在高尔基体膜上先后经S1和S2蛋白水解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成基因（核基因）的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG能够通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内，抑制S1蛋白水解酶的活性，调控机制如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原饱和后转向脂肪酸合成 B．敲除F5蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪肝的发生率 C．降低高尔基体内UDPG量或S2蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病 D．激活后的R1通过核孔进入细胞核，启动脂肪酸合成基因的转录 【答案】C 【解析】由题干信息可知，糖原合成的中间代谢产物UDPG抑制S1蛋白水解酶的活性，蛋白R1需要经过S1和S2蛋白水解酶酶切后才被激活，进而启动脂肪酸合成基因的转录，据此可知糖原合成的中间代谢产物UDPG可抑制脂肪酸的合成，因此体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原饱和后转向脂肪酸合成，A正确；由题干信息可知，中间代谢产物UDPG通过F5膜转运蛋白进入高尔基体内，抑制S1蛋白水解酶的活性，进而抑制脂肪酸的合成，因此敲除F5蛋白的编码基因有利于脂肪酸的合成，会增加非酒精性脂肪肝的发生率，B正确；由题干信息可知，中间代谢产物UDPG进入高尔基体不利于脂肪酸的合成，降低高尔基体中UDPG量有利于脂肪酸的合成，从而会诱发非酒精性脂肪性肝病；蛋白R1经S1、S2蛋白水解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成基因的转录，S2蛋白失活不利于脂肪酸的合成，不会诱发非酒精性脂肪性肝病，C错误；转录发生在细胞核中，因此R1可通过核孔进入细胞核，启动脂肪酸合成基因的转录，D正确。 2．（2024·安徽·高考真题）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. 8SrENA、18SrFN4 、28SrRNA RNA聚合酶II 核质 mRNA RNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5SrRNA 注：各类RNA均为核糖体的组成成分 A．线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶 B．基因的 DNA 发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响基因表达 C．RNA聚合酶I和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同 D．编码 RNA 聚合酶I的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁 【答案】C 【解析】线粒体和叶绿体中都有DNA，二者均是半自助细胞器，其基因转录时使用各自的RNA聚合酶，A正确；基因的 DNA 发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，从而影响基因的转录，可影响基因表达，B正确；由表可知，RNA聚合酶I和Ⅲ的转录产物都有rRNA，但种类不同，说明两种酶识别的启动子序列不同，C错误；RNA 聚合酶的本质是蛋白质，编码 RNA 聚合酶I在核仁中，该基因在核内转录、细胞质（核糖体）中翻译，产物最终定位在核仁发挥作用，D正确。 3．（2024·湖北·高考真题）编码某蛋白质的基因有两条链，一条是模板链（指导mRNA合成），其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5＇—ATG—3＇，则该序列所对应的反密码子是（    ） A．5＇—CAU—3＇ B．5＇—UAC—3＇ C．5＇—TAC—3＇ D．5＇—AUG—3＇ 【答案】A 【解析】若编码链的一段序列为5＇—ATG—3＇，则模板链的一段序列为3＇—TAC—5＇，则mRNA碱基序列为5＇—AUG—3＇，该序列所对应的反密码子是5＇—CAU—3＇，A正确，BCD错误。 考向七 基因表达与性状的关系 1.（2024·浙江·高考真题）某种蜜蜂的蜂王和工蜂具有相同的基因组。雌性工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉，若喂食蜂王浆，也能发育成为蜂王。利用分子生物学技术降低 DNA 甲基化酶的表达后， 即使一直喂食花蜜花粉，雌性工蜂幼虫也会发育成蜂王。下列推测正确的是（    ） A．花蜜花粉可降低幼虫发育过程中DNA的甲基化 B．蜂王DNA的甲基化程度高于工蜂 C．蜂王浆可以提高蜜蜂DNA的甲基化程度 D．DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件 【答案】D 【解析】降低 DNA 甲基化酶的表达后， 即使一直喂食花蜜花粉，雌性工蜂幼虫也会发育成蜂王，说明甲基化不利于其发育成蜂王，而工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉，不会发育成蜂王，因此花蜜花粉可增强幼虫发育过程中DNA的甲基化，A错误；甲基化不利于其发育成蜂王，故蜂王DNA的甲基化程度低于工蜂，B错误；蜂王浆可以降低蜜蜂DNA的甲基化程度，使其发育成蜂王，C错误；甲基化不利于发育成蜂王，因此DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件，D正确。 2．（2024·吉林·高考真题）下图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是（    ） A．酶E的作用是催化DNA复制 B．甲基是DNA半保留复制的原料之一 C．环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素 D．DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型 【答案】C 【解析】由图可知，酶E的作用是催化DNA甲基化，A错误；DNA半保留复制的原料为四种脱氧核糖核苷酸，没有甲基，B错误；“研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大”，说明环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素，C正确；DNA甲基化不改变碱基序列，但会影响生物个体表型，D错误。 1.部分生物中心法则表达式 生物种类 举例 遗传信息的传递过程 DNA病毒 T2噬菌体 RNA病毒 烟草花叶病毒 逆转录病毒 艾滋病病毒 细胞生物 动物、植物、细菌、真菌等 2.DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较 项目 DNA复制 转录 翻译 逆转录 RNA复制 场所 主要细胞核 主要细胞核 核糖体 宿主细胞 宿主细胞 模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA RNA RNA 原料 4种脱氧核 苷酸 4种核糖核苷酸 21种氨基酸 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 缩合反应的酶 逆转录酶 RNA复制酶 能量 ATP 碱基互补 配对原则 G→C，C→G A→T， T→A A→U， T→A A→U，U→A A→T， U→A A→U， U→A 产物 两个子代DNA RNA 多肽链 DNA RNA 信息传递 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋 白质 RNA→DNA RNA→RNA 意义 前后代之间传递遗传信息 表达遗传信息 表达遗传信息 通过宿主细胞传递遗传信息，合成蛋白质 前后代之间传递遗传信息 3.基因表达与性状的关系 （1）间接途径：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。 （2）直接途径：基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 4.基因与性状间的其他关系 (1)在大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。 ①一个基因一种性状(多数性状受单基因控制)。 ②一个基因多种性状(如基因间相互作用)。 ③多个基因一种性状(如身高、体重等)。 (2)生物体的性状也不完全由基因决定，环境对性状也有着重要影响。例如，后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。 5.基因表达调控 （1）染色质水平上的调控 基因转录前染色质结构需要发生一系列重要变化，这是基因转录的前提，真核生物的DNA与组蛋白和一些非组蛋白构成染色质结构，染色质又分为常染色质和异染色质。DNA呈现不同凝聚状态的染色质结构，表现出不同的基因表达活性状态。常染色质结构比较松散，DNA局部序列暴露，基因表达处于活性状态。异染色质结构高度致密，DNA被组蛋白结合，染色质的基因表达活性处于阻遏状态。 （2）转录水平上的调控 该调控是最主要的基因调控方式。转录调控是指以DNA为模板合成RNA的调控，所有的细胞都具有大量序列特异的DNA结合蛋白，这些蛋白能准确地识别并结合到特异的DNA序列，在转录水平上起着开关的作用。该调控重点是在特定组织或细胞中、在特定的生长发育阶段、在特定的机体内外条件下，选择特定基因进行转录表达。 （3）转录后水平上的调控 转录后调控，这是指基因转录起始后对转录产物进行的一系列修饰、加工等调控行为，主要包括提前终止转录过程，对mRNA前体进行加工剪切，mRNA通过核孔和在细胞质内定位等。 （4）翻译水平上的调控 这是基因表达调控的重要环节。翻译的速率和细胞生长的速度之间是密切协调的。在肽链合成的起始、延伸和终止三个阶段中，对翻译起始速率的调控是最重要的，而在翻译的延伸和终止阶段也存在着调控因素。 （5）翻译后水平的调控(蛋白质活性的调节) 该调控主要是控制多肽链的加工和折叠，以产生不同功能活性的蛋白质。来自mRNA的遗传信息翻译成蛋白质后，这些蛋白质如何活化并发挥其生物学功能，涉及蛋白质合成后的加工问题。翻译后的加工实际上也具有对基因表达的调控作用。蛋白质的定向与分拣应该是准确无误的，否则细胞的正常生理功能将会出现异常。 6.肺炎链球菌转化实验 （1）S型和R型肺炎链球菌比较 项目 S型细菌 R型细菌 菌落 光滑 粗糙 菌体 有多糖类荚膜 无多糖类荚膜 致病性 有，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡 无 注：有荚膜的肺炎链球菌可抵抗小鼠体内吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在小鼠体内生活并繁殖。 7.噬菌体侵染细菌实验的分析 (1)噬菌体的增殖 增殖需要的条件 内容 合成T2噬菌体DNA 模板 噬菌体的DNA 原料 大肠杆菌提供的4种脱氧核苷酸 合成T2噬菌体蛋白质 原料 大肠杆菌的氨基酸 场所 大肠杆菌的核糖体 （2）搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌 (3)在用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中；保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中，造成上清液放射性也较高。 (4)在用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，若搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。 8．归纳遗传物质探索历程的“两标记”和“三结论” (1)噬菌体侵染细菌实验中的两次标记的目的不同 第一次标记 分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌，目的是获得带有标记的大肠杆菌 第二次标记 分别用含35S和32P的大肠杆菌培养T2噬菌体，目的是使噬菌体带上放射性标记 (2)遗传物质发现的三个实验结论 ①格里菲思的体内转化实验的结论：加热致死的S型细菌中存在“转化因子”。 ②艾弗里的体外转化实验的结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 ③噬菌体侵染细菌实验的结论：DNA是噬菌体的遗传物质，蛋白质不是遗传物质。 9.生物体内的核酸种类及遗传物质 生物类型 所含核酸 遗传物质 举例 细胞 生物 真核生物 DNA和RNA DNA 动物、植物、真菌 原核生物 DNA 细菌 非细胞生物 DNA病毒 仅有DNA DNA T2噬菌体、乙肝病毒 RNA病毒 仅有RNA RNA 烟草花叶病毒、HIV病毒 10.DNA是主要的遗传物质 (1)“DNA是主要的遗传物质”是总结多数生物的遗传物质后得出的结论，而不是由“肺炎链球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”这两个实验得出的。 (2)对于整个生物界而言，生物的遗传物质是核酸，其中绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质。　 一、单选题 1．（2025·内蒙古乌兰察布·三模）分别用含有32P和35S的T2噬菌体与不含放射性的大肠杆菌混合，经过短时保温、搅拌、离心，再将沉淀出的大肠杆菌继续在不含放射性物质的培养基中培养，并对释放出的子代T2噬菌体进行检测。请根据有关知识，推测其应有的结果（　　） A．全部不含35S，全部含有32P B．小部分含有35S，大部分含有32P C．全部不含35S，小部分含有32P D．大部分含有35S，小部分含有32P 【答案】C 【分析】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。噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质。 【详解】A、子代噬菌体的蛋白质外壳由大肠杆菌内的原料合成，培养基中不含35S，因此全部不含35S；但32P标记的噬菌体DNA进入细菌后，经半保留复制，子代DNA中仅两个含有32P（其余为不含放射性的新链），故并非“全部含有32P”，A错误； B、35S标记的噬菌体蛋白质未进入细菌，子代噬菌体不含35S，因此“小部分含有35S”错误；32P标记的噬菌体DNA复制后，仅少数子代含32P，而非“大部分”，B错误； C、子代噬菌体的蛋白质均不含35S（因培养基无35S），且32P标记的DNA经复制后，仅少数子代含32P（因DNA半保留复制，仅最初的两个噬菌体保留亲代链），C正确； D、35S未进入细菌，子代噬菌体均不含35S，D错误。 故选C。 2．（2025·辽宁盘锦·三模）T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程：吸附→注入→合成→组装→释放。赫尔希和蔡斯利用同位素标记技术设计巧妙实验（部分实验流程如图），证明了噬菌体的遗传物质是DNA。下列叙述正确的是（    ） A．用标记T2噬菌体时，培养基中应加入大肠杆菌等多种微生物 B．T2噬菌体侵染阶段，合成病毒组分所需模板均由T2噬菌体提供 C．子代噬菌体中只有少部分检测到放射性，说明操作②进行的不充分 D．若用标记噬菌体，沉淀物放射性较低，说明噬菌体外壳未注入细胞 【答案】D 【分析】1、噬菌体是DNA病毒，由DNA和蛋白质组成，其没有细胞结构，不能再培养基中独立生存。 2、噬菌体侵染细菌的过程：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。 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。该实验的结论：DNA是遗传物质。 【详解】A、T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌内的病毒，因此标记T2噬菌体时，培养基中应加入的只能是大肠杆菌，A错误； B、T2噬菌体侵染阶段，合成病毒的DNA的模板可由T2噬菌体提供，但合成病毒的蛋白质的mRNA并不是T2噬菌体提供，而是在大肠杆菌内合成的，B错误； C、子代噬菌体中只有少部分检测到放射性，原因是DNA是半保留复制，随着噬菌体繁殖代数的增加，含母链的噬菌体会越来越少，C错误； D、若用标记噬菌体进行实验，沉淀物放射性较低，说明噬菌体外壳未注入细胞，D正确。 故选D。 3．（2025·四川巴中·二模）某双链 DNA 分子含有 3000 个碱基对，其中一条链上A + T的比例为40%。将该DNA分子放在含32P 的培养基中连续复制 3 次，下列叙述错误的是（　　） A．该DNA分子中A +T的比例为 40%，则 G + C 的比例为 60%，其中 G 的数量为 1800 个 B．复制 3 次后，含有32P 的 DNA 分子占全部 DNA 分子的 7/8，含有31P 的 DNA 分子占全部 DNA 分子的 1/8 C．复制过程中，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为原 DNA 分子中 A 数量的 7 倍，即 8400 个 D．该 DNA 分子的另一条链上 A + T 的比例也为 40%，两条链中 A + T 的比例相等，是因为碱基互补配对原则 【答案】B 【分析】碱基互补配对原则的规律：（1）在双链DNA分子中，互补碱基两两相等，A=T，C=G，A+T=C+G，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。（2）DNA分子的一条单链中（A+T）与（G+C）的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值；（3）DNA分子一条链中（A+G）与（T+C）的比值与互补链中的该种碱基的比值互为倒数，在整个双链中该比值为1；（4）不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即（A+T）与（C+G）的比值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。 【详解】A、双链DNA中，互补链的A+T比例相等，整个DNA分子中A+T占40%，则G+C占60%。总碱基数为3000×2=6000，G+C数目为6000×60%=3600，G数目为3600÷2=1800，A正确； B、DNA复制为半保留复制，初始DNA两条链含31P，复制3次后得到8个DNA分子，其中2个含31P（各含一条母链），其余6个全为32P。因此，含32P的DNA占8/8=1（即100%），含31P的占2/8=1/4，B错误； C、原DNA中A+T=40%，总A数目为(3000×2×40%)÷2=1200。复制3次需新合成7个DNA，所需A为1200×7=8400，C正确； D、互补链的A+T比例由碱基互补配对原则决定，与原链相同（40%），D正确。 故选B。 4．（2025·广东广州·三模）科学技术和科学方法推动了生物学的研究与发展，下列叙述正确的是（　　） A．沃森和克里克构建的DNA分子双螺旋结构模型属于物理模型 B．DNA半保留复制的实验探究中利用了15N标记的放射性同位素 C．艾弗里实验中向细胞提取物中加入不同的酶利用了“加法原理” D．萨顿提出“基因位于染色体上”这一结论运用了假说—演绎法 【答案】A 【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。 2、沃森和克里克用建构物理模型的方法研究DNA的结构。 3、萨顿运用类比推理的方法提出基因在染色体的假说，摩尔根运用假说演绎法证明基因在染色体上。 【详解】A、沃森和克里克构建的DNA分子双螺旋结构模型属于物理模型，A正确； B、15N是稳定的同位素，没有放射性，B错误； C、艾弗里实验中向细胞提取物中加入不同的酶除去相应的物质，应用了减法原理，C错误； D、萨顿提出“基因位于染色体上”这一结论运用了类比-推理，D错误。 故选A。 5．（2025·安徽蚌埠·三模）某基因的mRNA上具有SAM感受型核糖体开关，SAM通过与mRNA结合来进行调节基因表达，其机制如图所示（RBS为mRNA上的核糖体结合位点）。下列相关叙述错误的是（    ） A．RBS与核糖体结合后，核糖体将向mRNA的3'端移动 B．核糖体开关的本质是RNA，RBS段与1段的碱基序列互补 C．SAM与核糖体开关的结合，可能会抑制基因表达的翻译过程 D．核糖体开关构象发生改变过程涉及氢键和磷酸二酯键的断裂和形成 【答案】D 【分析】分析题意：核糖开关的化学本质为RNA，能影响翻译过程，从而影响基因的表达。当核糖开关处于开的状态时，RBS区能与核糖体结合，启动翻译，当核糖开关处于关闭状态时，RBS区自身互补配对，不能与核糖体结合。 【详解】A、翻译时核糖体的移动方向是从mRNA的5'端到3'端，RBS与核糖体结合后，核糖体将向mRNA的3'端移动，A正确； B、核糖开关的化学本质为RNA，2段与3段碱基序列互补，1段与2段碱基序列互补，3段与RBS段之间碱基序列互补，由此可知，RBS段与1段的碱基序列互补，B正确； C、SAM与核糖开关的结合，RBS与3段碱基互补配对，不能与核糖体结合，可能会抑制基因表达的翻译过程，C正确； D、由图可知，核糖开关的构象发生改变的过程，2段3段之间的氢键断裂，1段2段、3段RBS段之间的氢键形成，由此可知核糖开关的构象发生改变的过程涉及了氢键的断裂和形成，D错误。 故选D。 6．（2025·江苏·二模）某细菌的逆转录酶RT可催化其体内的一种非编码RNA发生滚环逆转录，即完成一轮逆转录后，RT“跳跃”到起点继续下一轮。当噬菌体感染时，会触发第二链cDNA的合成，最终编码防御蛋白，过程如图。相关叙述正确的是（    ） A．过程①以4种脱氧核苷酸为原料，cDNA 的合成不需要引物的引导 B．图中的cDNA双链中不包含启动子序列 C．过程②需解旋酶、RNA聚合酶，产生的mRNA中无终止密码子 D．过程③形成螺旋状蛋白，其作用可能是抑制细菌自身生长，从而阻止噬菌体复制 【答案】D 【分析】中心法则：（1）遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；（2）遗传信息可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。 【详解】A、过程①合成双链DNA，该过程需要以4种脱氧核苷酸为原料来合成DNA，cDNA 的合成需要引物的引导，A错误； B、从题干可知，当噬菌体感染时，会触发第二链cDNA的合成，最终编码防御蛋白，这意味着cDNA双链中包含能启动转录的有效启动子以及能编码防御蛋白的蛋白编码序列，B错误； C、过程②是转录过程，转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程需要RNA聚合酶，但不需要解旋酶（RNA聚合酶有解旋的功能）。由于最终要编码防御蛋白，所以产生的mRNA中应该有终止密码子来控制翻译的结束，C错误； D、过程③形成螺旋状蛋白，结合题干中细菌在噬菌体感染时的一系列反应，这种蛋白可能通过抑制细菌生长，使得病毒缺乏适宜的生存环境，进而限制病毒的扩散，D正确。 故选D。 7．（2025·湖南长沙·三模）核小体是染色质的基本结构单位，由DNA紧密缠绕在组蛋白八聚体上形成，能够调控DNA与某些蛋白质的可接触性。核小体中的组蛋白修饰主要发生在核心组蛋白的某些氨基酸上，包括乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化等，特定的修饰状态可以影响组蛋白的活性，决定其是招募一些蛋白质与之结合，还是解除已结合的蛋白质。组蛋白修饰并不是独立发生的，组蛋白低乙酰化可促进DNA甲基化，反之抑制DNA甲基化。下列说法正确的是（    ） A．酵母菌的细胞质中含有核小体结构 B．组蛋白修饰不会影响DNA的复制 C．组蛋白乙酰化与DNA甲基化相互协调，共同调节基因表达 D．修饰后的组蛋白活性发生改变，更容易与RNA聚合酶结合 【答案】C 【分析】1、基因的表达即基因控制蛋白质的合成过程包括两个阶段：基因是通过控制氨基酸的排列顺序控制蛋白质合成的。整个过程包括转录和翻译两个主要阶段。 2、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。 【详解】A、核小体是染色质的基本结构单位，酵母菌的细胞核中含有核小体结构，A错误； B、组蛋白乙酰化可以将组蛋白中的正电荷屏蔽掉，使组蛋白与带负电荷的DNA缠绕的力量减弱，能使DNA就会“松开”，影响DNA的复制，B错误； C、组蛋白乙酰化可以将组蛋白中的正电荷屏蔽掉，促进基因的表达，DNA甲基化抑制转录，抑制表达，C正确； D、组蛋白低乙酰化可促进DNA甲基化，不利于DNA与RNA聚合酶结合，D错误。 故选C。 8．（2025·甘肃白银·二模）工蜂孵化后的前3天以蜂王浆为食，之后以花蜜为食，而蜂王一直以蜂王浆为食。研究发现，工蜂幼虫和蜂王幼虫在饮食上的差异导致DNA甲基化程度不同，从而影响了它们的发育方向和行为职能。研究人员利用siRNA使幼虫的DNMT3基因（其表达产物为一种DNA甲基化转移酶）沉默，干扰了DNA甲基化的过程，这些幼虫绝大部分发育成类似蜂王的成虫。下列叙述正确的是（    ） A．DNA甲基化会改变基因的碱基序列，使相应基因发生突变 B．DNA甲基化若发生在启动子序列上，通常会抑制基因的复制 C．DNMT3基因沉默使类似蜂王的成虫的基因组甲基化程度高于工蜂 D．siRNA能降低幼虫的DNA甲基化修饰，与食用蜂王浆的效果类似 【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，最终无法合成相应蛋白，从而抑制了基因的表达。 【详解】A、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，A错误； B、DNA甲基化若发生在启动子序列上，通常会抑制该基因的转录，从而降低该基因的表达水平，B错误； C、在题目情境中，通过沉默DNMT3基因来干扰DNA甲基化，实验结果显示这些幼虫发育成类似蜂王的成虫，这说明沉默DNMT3基因会使DNA的甲基化水平降低，而不是增加，C错误； D、已经知道工蜂变成蜂王是因为饮食上的差异导致了DNA甲基化程度不同，干扰了DNA甲基化的过程，而siRNA干扰了DNMT3基因，抑制了DNA甲基化，在实验中，利用siRNA沉默DNMT3基因，使幼虫的DNA甲基化水平降低，发育成类似蜂王的成虫，就与食用蜂王浆导致低甲基化的效果相似，D正确。 故选D。 二、多选题 9．（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。 10．（2025·江苏南京·二模）M13噬菌体是一种寄生于大肠杆菌的丝状噬菌体，其DNA为含有6407个核苷酸的单链环状DNA。图中①～⑥表示M13噬菌体遗传物质复制的过程，其中SSB是单链DNA结合蛋白。下列说法正确的是（　　） A．过程①和③均需先合成引物来引导子链延伸 B．过程②～⑥需要断裂2个磷酸二酯键，合成6409个磷酸二酯键 C．过程⑥得到的单链环状DNA是新合成的子链DNA D．SSB可以防止解开的两条单链重新形成双链，利于DNA复制 【答案】BD 【分析】据图可知，M13噬菌体 DNA 在宿主细胞内的合成过程为：MI3噬菌体 DNA 是一种单链环状DNA ，进入大肠杆菌后先合成为复制型双链 DNA ，再进行滚环复制，即在M13噬菌体的双链 DNA 环状分子一条链（正链）上切一个切口，产生游离的3'端羟基作为延伸起点，最后在宿主细胞 DNA 聚合酶的催化下，以另一条单链即负链为模板不断地合成新的正链。 【详解】A、①过程需要先合成引物来引导子链延伸，③不需要，A错误； B、该DNA为含有6407个核苷酸的单链环状DNA，由图可知过程②~⑥需要断裂2个磷酸二酯键，一共合成6409个磷酸二酯键，B正确； C、据题图可知，过程⑥得到的单链环状DNA是原来的，过程②~⑤中新合成的DNA单链存在于复制型双链DNA中，C错误； D、SSB是单链DNA结合蛋白，由图可知SSB的作用是可以防止解开的两条单链重新形成双链，利于DNA复制，D正确。 故选BD。 11．（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。 12．（2025·江西·三模）天使综合征（简称AS）是与15号染色体上的SNRPN和UBE3A基因有关的表观遗传现象。某AS患儿从父亲获得的UBE3A基因碱基序列正常，但邻近的SNRPN基因产生了一段反义RNA（UBE3A—ATS），可与UBE3A基因的mRNA结合，干扰父源UBE3A基因合成蛋白质，下列分析正确的是（    ） A．SNRPN基因与UBE3A基因的部分碱基序列相同 B．反义RNA会抑制UBE3AmRNA的转录 C．双链RNA被降解的原因是被细胞内的RNA聚合酶识别后分解 D．开发抑制SNRPN基因表达的药物可治疗AS 【答案】AD 【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，叫作表观遗传。表观遗传的特点：①DNA的碱基序列不发生改变；②可以遗传给后代；③容易受环境的影响。 【详解】A、由图可知，SNRPN基因转录得到的反义RNA（UBE3A—ATS）能与UBE3A基因转录形成的mRNA部分碱基互补配对，使UBE3A基因的翻译受阻，故SNRPN基因与UBE3A基因的部分碱基序列相同，A正确； B、反义RNA与UBE3A mRNA进行互补配对，导致UBE3A mRNA不能与核糖体结合进行翻译，B错误； C、双链RNA会被细胞内核酸水解酶降解，不是RNA聚合酶，C错误； D、抑制SNRPN基因表达的药物可以减少反义RNA（UBE3A—ATS）形成，则不干扰UBE3A mRNA的翻译，个体可以正常合成相应蛋白质，有利于治疗AS，D正确。 故选AD。 三、解答题 13．（2025·天津蓟州·三模）M蛋白是一种RNA结合蛋白，在肿瘤组织的发展中发挥着重要作用。 (1)细胞增殖过程中， 发出星射线形成纺锤体。牵引染色体运动，最终染色体平均分配到两个子细胞中，从而保持了亲代和子代细胞之间 。 (2)检测M-mRNA在多种人类肿瘤组织与正常组织中的表达情况及细胞增殖率，结果如图1，表明M蛋白在肿瘤组织中高表达，且 。 (3)C蛋白是纺锤体组装的关键调节因子。为探究M基因与C基因的关系，研究者以结直肠癌细胞为材料进行相关实验，结果如图2。由此推测 ，进而促进癌细胞增殖。为进一步验证上述推测，实验思路是 。 (4)进一步研究表明，M蛋白发挥作用与其对前体RNA的选择性剪接有关。如图3所示，敲除M基因后， ，使成熟mRNA中含有序列A，导致 ，合成的肽链长度变短，蛋白质失去功能。 【答案】(1) 中心体 遗传的稳定性 (2)M蛋白的表达量与细胞增殖率呈正相关 (3) M基因可能通过促进C基因表达 检测敲低C基因后细胞增殖率的变化 (4) 前体RNA中序列A没有被切除 翻译提前终止 【分析】癌细胞是指受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。细胞癌变的原因包括外因和内因，外因是各种致癌因子，内因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变。癌细胞的特征：能够无限增殖；形态结构发生显著改变；细胞表面发生变化，细胞膜的糖蛋白等物质减少。 【详解】（1）肿瘤细胞增殖过程中，中心体发出星射线 组成纺锤体，经过有丝分裂过程染色体复制一 次，分裂一次，每个子细胞获得相同的染色 体，保持了亲代和子代细胞之间遗传物质的稳定性。 （2）分析图1，与正常组织相比，肿瘤细胞中 M-mRNA的含量更高，说明M蛋白在肿瘤组织 中高表达，右图中随着时间的增加，细胞增殖率升高，所以M蛋白的表达量与细胞增殖率呈正相关。 （3）从图2中看出，敲低C基因后，M蛋白含量 与敲低无关基因没有差别，而敲低M基因后，C蛋白含量降低，所以可以推测M基因可能通过 促进C蛋白的表达，为进一步验证推测，可以检测敲低C 基因后细胞增殖率的变化。 （4）从图3看出，敲除M基因后，mRNA中的序列A没有被切除，而多肽链长度变短，所以可以推测，敲除M基因后，前体RNA中序列A没有被切除，导致翻译提前终止，合成的肽链长度 变短，蛋白质失去功能。 14．（2025·广西河池·二模）正常成人的血红蛋白主要是HbA（由2条α肽链和2条β肽链组成），而HbF（由2条α肽链和2条γ肽链组成）占极少量。a肽链基因（用A表示）位于16号染色体，β和γ肽链基因（分别用B、D表示）都位于11号染色体。β地中海贫血是B基因突变致使α/β肽链比例失衡引起的遗传性贫血。正常人出生后D基因关闭表达而B基因开始表达，DNA甲基转移酶（DNMT）在此过程发挥关键作用，回答下列问题： (1)B、D基因的遗传 （填“遵循”或“不遵循”）基因的自由组合定律。B基因突变致使a/β肽链比例失衡引起β地中海贫血，这体现了基因控制生物性状的方式是 。 (2)由图1可知，正常人出生后D基因关闭表达的原因是 。 (3)在有关β地中海贫血人群的胚胎中，若只要是来自父方的B、b基因均不会被甲基化，来自母方的B、b基因均被甲基化（不考虑其他基因的影响），一对夫妇均是β地中海贫血携带者（Bb），预测他们生一个患有β地中海贫血孩子的概率是 。 (4)β地中海贫血患者甲的症状明显比其他患者轻，研究人员对此开展研究，结果如图2和图3。 由图3可知，甲DNMT基因的脱氧核苷酸个数 （_填“>”“=”或“<”）普通β地中海贫血患者DNMT基因的脱氧核苷酸个数。据题意和图2、图3结果分析，甲的症状明显较轻的具体原因是 。 【答案】(1) 不遵循 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状 (2)DNMT基因表达出DNMT，催化D基因的启动子发生甲基化过程，导致启动子甲基化，从而阻止D基因表达 (3)1/2 (4) ＝ 甲个体DNMT基因发生突变后，导致 DNMT结构异常，无法催化D基因的启动子甲基化，D基因表达量增加，可以表达出γ肽链，而α肽链可以和γ肽链结合形成正常的血红蛋白 【分析】1、DNA分子中由于碱基对的增添、缺失和替换而导致基因结构的改变叫做基因突变。 2、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）B、D基因都有位于11号染色体上，二者不遵循基因自由组合定律。B基因突变致使 α/β肽链比例失衡引起的遗传性贫血，体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状。 （2）从图看出，DNMT基因表达出DNMT，催化胎儿D基因的启动子发生甲基化过程，导致启动子甲基化，从而阻止D基因表达，所以出生后D基因关闭表达。 （3）一对夫妇均是β地中海贫血携带者（Bb），说明β地中海贫血病是一种隐性遗传病，即β地中海贫血是隐性性状，父母都是杂合子Bb，若只要是来自父方的B、b基因均不会被甲基化，来自母方的B、b基因均被甲基化，设被甲基化的基因分别表示为B'、b'，基因被甲基化后会抑制其表达，因此二者后代的基因型为：1BB'：1B'b：1Bb'：1bb'，故生一个患有β地中海贫血孩子的概率＝1/4B'b+1/4bb'＝1/2。 （4）从图3看出，普通患者和甲的区别是在878位氨基酸由丝氨酸变为苯丙氨酸，发生了碱基对的替换，所以甲DNMT基因的脱氧核苷酸个数等于普通β地中海贫血患者DNMT基因的脱氧核苷酸个数。从图2看出，甲个体DNMT基因发生突变后，导致 DNMT结构异常，无法催化D基因的启动子甲基化，D基因表达量增加，可以表达出γ肽链，而α肽链可以和γ肽链结合形成正常的血红蛋白，因此甲的症状明显较轻。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$