第21讲 基因的表达、基因与性状的关系（专项训练）（天津专用）2026年高考生物一轮复习讲练测

第21讲 基因的表达、基因与性状的关系 目录 01 课标达标练 【题型一】转录和翻译过程 【题型二】中心法则的过程 【题型三】表观遗传 02 能力突破练（新考法+新情境+新角度） 03 高考溯源练 题型一 转录和翻译过程 一、单选题 1．中心法则中遗传信息的传递和表达都有明确的方向性，某mRNA中有一密码子GGC，下列叙述错误的是（    ） A．RNA聚合酶是由DNA模板链的3＇端向5＇端移动 B．该mRNA模板链对应的碱基序列为5＇…GCC…3＇ C．翻译时，核糖体沿着mRNA的5＇端到3＇端方向移动 D．密码子GGC的反密码子为CCG，反密码子在tRNA上的读取方向为5＇端—3＇端 【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、RNA聚合酶沿着DNA模板链的3＇→5＇移动，合成mRNA，A正确； B、密码子GGC的读取方向为：5＇…GGC…3＇，该mRNA的模板链与mRNA互补，对应碱基序列为5＇…GCC…3＇，B正确； C、翻译时，核糖体在mRNA上的移动方向为mRNA的5＇→3＇，C正确； D、密码子GGC的反密码子为CCG，反密码子在tRNA上的读取方向与密码子相反，为3＇→5＇，D错误。 故选D。 阅读材料，完成以下小题 大多数真核细胞的基因中除编码蛋白质的外显子外，还有不编码蛋白质的内含子；在转录时整个基因（包括外显子和内含子）都被转录，形成前体mRNA。前体mRNA有两种基本剪接方式：一是将“内含子”从前体mRNA中去除，然后规范地将“外显子”剪接成成熟的mRNA，这种剪接方式称为组成型剪接；另一种剪接方式是可调控的选择性剪接。 人类的甲状腺和下丘脑中都存降钙素基因，由于转录后加工方式的不同，产生了两种不同的成熟mRNA。在甲状腺中成熟mRNA的翻译产物是降钙素，调节钙和磷的正常代谢，降低血液中的钙浓度。在下丘脑中，该基因产物是一种多肽（CGRP），与血压的调节和痛觉有关。 2．下列关于转录和RNA剪接的叙述，正确的是（    ） A．转录启动区域甲基化会干扰DNA聚合酶与启动子结合 B．图中②发生的剪接方式为组成型剪接 C．同一个基因指导合成的蛋白质一定相同 D．RNA剪接过程中有磷酸二酯键的断裂和重新形成 3．根据降钙素基因的表达过程，有关叙述正确的是（    ） A．基因结构改变导致转录出不同的mRNA B．根据某成熟mRNA的碱基排列顺序，就可确定基因碱基排列顺序 C．外显子不一定参与蛋白质的编码 D．降钙素和CGRP均可与二苯胺反应呈蓝色 【答案】2．D 3．C 【分析】转录：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。 2．A、转录启动区域甲基化会干扰RNA聚合酶与启动子结合，A错误； B、图中②中外显子按照不同的方或剪接在一起，故发生的剪接方式为可调控的选择性剪接，B错误； C、前体mRNA剪接的方式不同，形成的成熟的mRNA不同，翻译得到的蛋白质不同，故同一个基因指导合成的蛋白质不一定相同，C错误； D、RNA分子中有磷酸二酯键，故RNA剪接过程中有磷酸二酯键的断裂和重新形成，D正确。 故选D。 3．A、转录后加工方式的不同，导致同种基因产生了两种不同的成熟mRNA，A错误； B、真核细胞成熟mRNA形成过程中，剪接的方式不同，成熟mRNA的碱基序列只对应基因中部分外显子的碱基序列，故根据某成熟mRNA的碱基排列顺序，不能确定基因碱基排列顺序，B错误； C、如图可知外显子可能被剪切，不一定参与蛋白质的编码，C正确； D、降钙素和CGRP是蛋白质类（多肽类），不能与二苯胺反应呈蓝色，DNA与二苯胺反应呈蓝色，D错误。 故选C。 4．下图表示拟南芥F基因的转录及加工获得FγmRNA和FβmRNA的过程，其中Fγ、Fβ表示蛋白质。当Fβ过多时，拟南芥响应高温开花的时间延后（真核细胞中的多数基因经转录会产生前体mRNA，前体mRNA中由内含子转录的RNA片段会被剪接体SnRNP切除并快速水解，由外显子转录的RNA片段会相互连接形成成熟mRNA）。下列叙述错误的是（    ） A．剪接体 SnRNA 不能特异性识别前体 mRNA 序列，剪切内含子转录的 RNA 片段 B．由前体 mRNA 指导合成 Fγ 的过程中，一定存在磷酸二酯键的断裂和形成以及碱基互补配对 C．促进 F 基因表达 Fγ，拟南芥不一定提前开花 D．拟南芥开花时间受环境和 mRNA 剪接形式的影响 【答案】A 【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RNA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、根据题干“前体mRNA中由内含子转录的RNA片段会被剪接体SniRNP切除并快速水解”，可知剪接体SniRNP能特异性识别前体mRNA序列，从而剪切内含子转录的RNA片段，A错误； B、由前体mRNA指导合成Fγ的过程中包含RNA分子的剪接和翻译过程，一定存在磷酸二酯键的断裂和形成以及碱基互补配对，B正确； C、影响拟南芥开花的因素还有温度，因此促进F基因表达Fγ拟南芥不一定会提前开花，C正确； D、由题可知，前体RNA的剪接方式有两种，通过剪接可形成两种mRNA，FγmRNA和FβmRNA，当Fγ过多时，拟南芥响应高温开花的时间延后，说明开花时间受环境及RNA剪接形式的影响，D正确。 故选A。 5．1986年，英国科学家钱伯斯发现了硒代半胱氨酸（非必需氨基酸），并提出硒代半胱氨酸由密码子UGA编码。最初，人们仅把UGA视为多肽合成的终止密码子，现在发现它在某些情况下也可以编码硒代半胱氨酸。下列叙述正确的是（　　） A．硒代半胱氨酸的反密码子碱基序列为5'-ACU-3' B．正常情况下每个基因均含有终止密码子和氢键 C．多肽链中若含有1个硒代半胱氨酸，则其mRNA中含有两个UGA序列 D．反密码子与密码子的配对方式与tRNA上结合的氨基酸无关 【答案】D 【分析】mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称做1个密码子，共有64种密码子，其中有3种终止密码子，UGA在正常情况下是终止密码子，但在特殊情况下，UGA可以编码硒代半胱氨酸。 【详解】A、硒代半胱氨酸的出现使运载氨基酸的tRNA种类发生改变，tRNA的反密码子含有3'ACU5'碱基序列，A错误； B、密码子位于mRNA上，正常情况下每个基因转录出的mRNA均含有终止密码子，B错误； C、翻译的直接模板为mRNA，多肽链中硒代半胱氨酸需要UGA序列，该mRNA的终止密码可能是UGA，也可能是其它终止密码，则其直接模板中可能含有两个UGA序列，不是一定含有两个UGA序列，C错误； D、反密码子与密码子按碱基互补配对原则进行配对，与tRNA上结合的氨基酸无关，D正确。 故选D。 6．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。 7．无义突变是基因中编码氨基酸密码子的序列突变成过早终止密码子（PTC）序列的突变，导致产生截短的无功能蛋白。研究人员利用Guide snoRNA设计单碱基编辑技术，招募假尿苷合成酶，准确高效地实现PTC中尿苷（U）到假尿苷（Ψ）编辑，实现全长蛋白质的表达。有关过程如下图，下列叙述正确的是（　　） A．无义突变是指基因中的碱基替换导致相应密码子的第1位碱基发生替换 B．设计Guide snoRNA主要依据是mRNA中过早终止密码子两侧的部分碱基序列 C．细胞中不存在与ΨAA、ΨAG、ΨGA碱基互补配对的反密码子 D．单碱基编辑技术翻译出的全长蛋白质一定具有正常功能 【答案】B 【分析】基因突变的概念：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，从而引起基因结构的改变。 【详解】A、无义突变是基因中编码氨基酸的密码子序列突变成过早终止密码子（PTC）序列的突变，所以基因中的碱基替换不一定只发生第1位碱基的替换，A错误； B、从图中及原理可知，设计GuidesnoRNA是为了精准定位到mRNA中的过早终止密码子区域，所以主要依据是mRNA中过早终止密码子两侧的部分碱基序列，通过碱基互补配对结合到相应位置，B正确； C、根据题意可知，研究人员利用Guide snoRNA设计单碱基编辑技术，招募假尿苷合成酶，准确高效地实现PTC中尿苷（U）到假尿苷（Ψ）编辑，实现全长蛋白质的表达。说明细胞中存在与ΨAA、ΨAG、ΨGA碱基互补配对的反密码子，从而实现翻译过程，C错误； D、依据题干信息，经过无义突变产生的是截短的无功能蛋白，设计Guide snoRNA利用单碱基编辑技术，招募假尿苷合成酶，准确高效地实现PTC中尿苷（U）到假尿苷（Ψ）编辑，实现全长蛋白质的表达，所以可推知，经该技术编辑后的mRNA翻译出的全长蛋白质不一定具有正常功能，D错误。 故选B。 二、解答题 8．图1中①～⑤表示抑制细菌的5种抗生素，字母a、b、c表示遗传信息的传递过程，F、R表示不同的结构。图2是图1中某过程的细节示意图。请回答下列问题： (1)将M个细菌的F用31P标记后，放在含32P的培养液中连续分裂n代，则含32P的细菌有 个。图1中的抗生素③能大幅减少子代细菌的数量，且是通过抑制某种酶的活性达成，则其作用的酶可能有 。 (2)图1过程b可以为过程c提供的物质有 ，抗生素⑤作用于参与过程c的某种细胞结构，则该结构是 。 (3)图2是图1中翻译的示意图。该过程区别于其他两个生理过程的特有碱基配对的方式是 。结构②在图2中的移动方向是 （从“向左”“向右”中选填）。通常有多个结构②结合在同一条mRNA上，意义是 。 (4)已知密码子UUA、AUU、AAU分别编码的是亮氨酸、异亮氨酸、天冬酰胺，密码子UAA是终止密码子，则图2中的①处应是 的残基。 【答案】(1) M×2n DNA聚合酶（或解旋酶） (2) mRNA、tRNA、rRNA 核糖体 (3) U-A 向左 少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质 (4)异亮氨酸 【分析】分析图1：a是DNA分子的复制过程，b是转录形成mRNA的过程，c是翻译形成蛋白质的过程，抗生素抑制细菌的作用机理是：①作用原理是破坏细菌细胞壁的形成，②作用原理是破坏细菌细胞膜，③是抑制DNA分子的复制，④是抑制转录过程，⑤是抑制翻译过程。   【详解】（1）细菌的F为DNA，DNA的复制是半保留复制。将M个用31P标记的DNA放在含32P的培养液中连续分裂n代，子代DNA的总数为M×2n个。由于每一个子代DNA分子都含有新合成的含32P的子链，所以含32P的细菌有M×2n个。 抗生素③能大幅减少子代细菌的数量，DNA复制需要解旋酶解开双链，DNA聚合酶催化子链的合成，所以其作用的酶可能是解旋酶或DNA聚合酶。 （2）图1中过程b为转录，过程c为翻译，转录的产物有mRNA.tRNA、rRNA。故转录可以为过程翻译提供的物质有mRNA（作为翻译模板）、tRNA（运转氨基酸）、rRNA（参与核糖体的构成）。翻译的场所是核糖体，抗生素⑤作用于参与过程c的细胞结构，该结构是核糖体。 （3）翻译区别于转录和复制U（尿嘧啶核糖核苷酸）-A（腺嘌呤核糖核苷 酸）；翻译过程中核糖体沿 着mRNA的5’一3＇，故结构②在图2中的移动方向是向左，通常有多个结构②核糖体结合在同一 条mRNA上，意义是少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质。 通常有多个核糖体结合在同一条mRNA上，这样可以在短时间内合成大量的同种蛋白质，提高翻译的效率。 （4）图2①处的密码子是mRNA上的AUU，编码的氨基酸是异亮氨酸，故图2中的1处应是异亮氨酸的残基。 题型二 中心法则的过程 1．图甲表示遗传信息的传递和表达过程，即中心法则。图乙表示端粒的修复机制。已知RNA病毒有-RNA病毒、+RNA病毒和逆转录病毒之分，其中只有+RNA能作为模板合成蛋白质。下列说法错误的是（　　） A．哺乳动物的细胞在其生命历程中都能进行②、③过程，但不一定能进行①过程 B．HIV在宿主细胞中可进行①、②、③、④过程，④过程所需的酶需HIV提供合成模板 C．烟草花叶病毒为+RNA病毒，依靠⑥过程就能获得其外壳蛋白 D．若人体细胞中发生了④过程，则该细胞被逆转录病毒侵染 【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、哺乳动物的细胞在其生命历程中都能进行②转录、③翻译过程，即基因的表达过程，但不一定能进行①DNA复制过程，能分裂的细胞才会进行①过程，A正确； B、①②③④过程分别代表DNA复制、转录、翻译、逆转录，HIV是逆转录病毒，在宿主细胞内可发生①②③④过程，④逆转录过程所需的逆转录酶需HIV提供合成模板，B正确； C、烟草花叶病毒为+RNA病毒，依靠⑥翻译过程就能获得其外壳蛋白，C正确； D、若人体细胞中发生了④过程，则该细胞可能被逆转录病毒侵染，也有可能发生了图乙的过程，图乙是以RNA为模板，合成DNA的过程，即④过程也可以发生在端粒的修复过程中，D错误。 故选D。 2．丙型肝炎病毒（HCV）是一种具有包膜的单链（+）RNA病毒，该（+）RNA能直接作为翻译的模板合成多种病毒蛋白，HCV感染肝细胞，导致肝脏发生炎症，严重时可能发展为肝癌。目前尚未研制出疫苗，最有效的治疗方案是将PSI7977（一种核苷酸类似物）与干扰素、病毒唑联合治疗，下列相关叙述错误的是（　　） A．HCV与肝细胞结构上的最大区别是没有细胞结构 B．HCV的（+）RNA含该病毒的遗传信息和相关的遗传密码 C．HCV需要将其遗传物质整合到宿主细胞的染色体上以完成复制 D．PSI7977的治疗机理可能是作为合成原料掺入RNA引起合成终止 【答案】C 【分析】中心法则是指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程，也可以从DNA传递给DNA，即完成DNA的复制过程，这是所有细胞结构的生物所遵循的法则。 【详解】A、HCV是没有细胞结构的病毒，因此HCV与肝细胞结构上的最大区别是没有细胞结构，A正确； B、根据题干信息“HCV是一种单链（+）RNA病毒，该（+）RNA能直接作为翻译的模板合成多种病毒蛋白”，所以（+）RNA相当于mRNA，既含该病毒的遗传信息又含密码子，B正确； C、HCV的遗传物质是RNA，不能和宿主细胞染色体整合，C错误； D、PSI7977是一种核苷酸类似物，用PSI7977进行治疗，其机理可能是作为合成原料掺入RNA引起合成终止，D正确。 故选C。 3．下图为乙肝病毒侵染人体肝细胞后的增殖过程。相关叙述错误的是（    ） A．过程①是人感染乙肝病毒后难以根除的主要原因 B．过程②需要的原料是4种核糖核苷酸 C．过程③需要逆转录酶催化，过程④需要多种RNA参与 D．治疗时，通过药物抑制过程④比抑制过程③的副作用小 【答案】D 【分析】乙肝病毒侵染人体肝细胞后，其DNA会整合到人核DNA分子中，后续通过转录、逆转录、翻译等过程完成增殖。 【详解】A、过程①中乙肝病毒DNA整合到人核DNA分子中，使得病毒的遗传物质难以被彻底清除，这是人感染乙肝病毒后难以根除的主要原因，A正确； B、过程②是以DNA为模板合成RNA，此过程为转录，转录需要的原料是4种核糖核苷酸，B正确； C、过程③是以RNA为模板合成DNA，是逆转录过程，需要逆转录酶催化；过程④是翻译过程，需要mRNA（作为翻译的模板）、tRNA（转运氨基酸）、rRNA（参与构成核糖体）等多种RNA参与，C正确； D、过程③是逆转录过程，是乙肝病毒特有的过程，而过程④翻译过程是人体细胞正常生命活动也有的过程。通过药物抑制过程④，会对人体正常细胞的翻译过程产生影响，副作用较大；抑制过程③，只针对乙肝病毒的逆转录过程，相对来说副作用较小，D错误。 故选D。 4．肺炎克雷伯菌是肠杆菌科细菌，常存在于人体上呼吸道和肠道中，当机体免疫力降低时，经呼吸道进入肺内而引起相关病症。研究人员以肺炎克雷伯菌为研究对象，揭示了一种由DRT2防御系统介导的抗噬菌体侵染的机制，如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．图示遗传信息的传递过程，均沿模板链的3′端→5′端 B．抑制细菌生长影响了噬菌体从细菌中获取相应的氨基酸、核酸、能量等 C．①、②过程都有氢键和磷酸二酯键的形成与断裂 D．该项研究成果是对中心法则的补充和完善 【答案】D 【分析】由图可知：①为转录过程，②为转录和翻译过程，非编码RNA通过一种滚环逆转录方式形成一段串联重复的单链互补DNA序列，应比模板RNA链长很多，③为以DNA一条链为模板合成互补DNA链过程，④为转录和翻译过程，⑤为Neo蛋白发挥作用，抑制细菌生长。 【详解】A、图示遗传信息的传递过程，不均沿模板链的3′端→5′端；如翻译过程中，翻译的方向是从mRNA的5′端→3′端，A错误； B、噬菌体是一种病毒，增殖过程中会从细菌中获取相应的氨基酸、核苷酸、能量等，不会获取细菌的核酸，B错误； C、①、②过程分别表示转录和翻译；细菌基因转录和翻译过程中会有氢键的形成与断裂，但翻译过程中无磷酸二酯键的断裂，C错误； D、研究表明，一种存在于细菌中的逆转录酶将RNA作为模板来读取，并在DNA中生成全新基因，是对中心法则的补充和完善，D正确。 故选D。 5．如图为新冠病毒利用包膜上的刺突蛋白（S蛋白）与宿主细胞的ACE2受体结合完成侵染以及在宿主细胞内的代谢过程。下列叙述正确的是（    ） A．S蛋白是新冠病毒的抗原物质，ACE2受体的化学本质是多糖 B．新冠病毒的核酸检测与+RNA链中特定的碱基排列顺序有关 C．+RNA和-RNA都可以作为病毒翻译的模板指导蛋白质的合成 D．图中RNA聚合酶可以催化遗传信息由RNA流向DNA的过程 【答案】B 【分析】1、转录是在细胞核内，在RNA聚合酶的催化下，以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。 2、新冠病毒的遗传物质正链RNA可以直接作为模板与核糖体结合，完成蛋白质的合成过程。 【详解】A、新冠病毒的主要成分是蛋白质和RNA，其中蛋白质如S蛋白是病毒的抗原物质，而ACE2受体的化学本质是蛋白质（糖蛋白），A错误； B、遗传信息储存在碱基的排列顺序之中，新冠病毒的核酸检验与新冠病毒RNA(+)链中的特定的碱基序列有关，B正确； C、据题图分析可知，以+RNA为模板可以翻译合成病毒RNA聚合酶、N蛋白、M蛋白等多种蛋白质，-RNA不能翻译出蛋白质，不是翻译的模板，但-RNA是病毒遗传物质复制的模板，可复制出+RNA，C错误； D、据题图分析可知，新冠病毒是通过翻译合成病毒RNA聚合酶来催化遗传信息由+RNA流向−RNA，再由−RNA流向+RNA，实现RNA的自我复制，即遗传信息由RNA流向RNA，D错误。 故选B。 6．近期科学研究显示，巨型噬菌体φKZ 的基因表达中存在程序性移码翻译机制，即除正常翻译外，在特定 RNA 序列的调控下，宿主核糖体在 mRNA 上会前移或后移一个碱基再进行氨基酸编码，从而使同一mRNA 合成两种不同蛋白质。此外，该噬菌体在侵染后期会表达一种小RNA(sRNA)，与宿主mRNA 互补结合，抑制宿主关键酶的合成，抢夺翻译资源。下列分析错误的是（    ） A．移码翻译不会导致遗传信息丢失或错误，是一种精准调控机制 B．移码翻译可最大化地利用有限基因组资源，符合中心法则观点 C．sRNA 具有特异性，抑制翻译的机制可能是双链RNA 分子会阻止核糖体结合 D．噬菌体通过sRNA 可保护自己，并能即时抢夺宿主的mRNA、核糖体等资源 【答案】D 【分析】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。翻译的场所是在细胞质的核糖体上。翻译的本质是把DNA上的遗传信息通过mRNA转化成为蛋白质分子上氨基酸的特定排列顺序。 【详解】A、程序性移码翻译是在特定RNA序列调控下的机制，虽然改变了读码框，但属于精准调控，并非随机错误，因此遗传信息并未丢失或错误，A正确； B、移码翻译允许同一mRNA编码两种蛋白质，提高了基因组资源利用率，符合中心法则即遗传信息传递至蛋白质），B正确； C、sRNA通过与宿主mRNA互补形成双链RNA，可阻止核糖体结合或移动，从而抑制翻译，C正确； D、sRNA的作用是抑制宿主mRNA翻译，使宿主资源（如核糖体、原料）优先用于噬菌体自身mRNA的翻译，而非直接“抢夺宿主的mRNA”。宿主mRNA未被噬菌体利用，D错误。 故选D。 7．活性氧自由基（ROS）增加会导致端粒功能障碍、DNA损伤，并导致线粒体功能降低而引起细胞衰老。长时间使用手机，屏幕的蓝光可促进ROS生成，加速视网膜色素上皮细胞的衰老。已知端粒酶能以自身RNA为模板合成端粒DNA，延长细胞分裂过程中缩短的端粒，下列叙述错误的是（　　） A．细胞衰老与端粒酶活性降低、端粒被截短有关 B．ROS可攻击细胞中的DNA、蛋白质和生物膜等 C．端粒酶可催化核糖核苷酸形成DNA，属于逆转录酶 D．减少使用手机可降低ROS的产生并利于细胞修复 【答案】C 【分析】细胞衰老的假说：①自由基学说：各种生化反应产生的自由基会损伤生物膜，攻击DNA，攻击蛋白质等致使细胞衰老。②端粒学说：染色体两端的特殊DNA序列（端粒）会随细胞分裂次数的增加而被“截短”，进而损伤正常基因的DNA序列，使细胞活动趋向异常。 【详解】A、根据端粒学说可知，染色体两端的特殊DNA序列（端粒）会随细胞分裂次数的增加而被“截短”，进而损伤正常基因的DNA序列，使细胞活动趋向异常，已知端粒酶能延长细胞分裂过程中缩短的端粒，因此细胞衰老与端粒酶活性降低、端粒被截短有关，A正确； B、ROS属于活性氧自由基，自由基会损伤生物膜，攻击DNA，攻击蛋白质等致使细胞衰老，B正确； C、端粒酶可以催化RNA形成DNA的过程，属于逆转录酶，C错误； D、根据题意，长时间使用手机，屏幕的蓝光可促进ROS生成，加速视网膜色素上皮细胞的衰老。因此避免过度使用手机可减少ROS的产生并利于细胞修复，D正确。 故选C。 8．某新型病毒X是具有包膜的单链RNA病毒，其遗传物质为正链RNA（+RNA），以+RNA为模板可合成-RNA。该病毒入侵宿主细胞后合成并组装子代病毒的过程如下图，a、b、c表示过程，①②③④表示核酸。下列相关叙述正确的是（　　） A．②中的碱基可与①或③中的碱基完全互补配对，且②上含多种密码子 B．病毒X的RNA复制酶是由宿主核基因控制合成的，可以催化过程a和b C．多种④通过过程c翻译合成多种病毒蛋白，c中可能涉及氢键的断裂与形成 D．可利用某种抑制逆转录酶活性的药物来治疗病毒X侵染机体引起的相关疾病 【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；（3）遗传信息从RNA流向RNA，即RNA的复制；（4）遗传信息从RNA流向DNA，即逆转录。 【详解】A、①③均是+RNA，②是-RNA，②中的碱基可与①或③中的碱基完全互补配对，+RNA能作为翻译的模板，其上有决定氨基酸的密码子，-RNA上没有，A错误； B、病毒X的RNA复制酶是以①为模板合成的，RNA复制酶可复制RNA，催化过程a、b，B错误； C、④为mRNA，含有多种，通过过程c即翻译合成多种蛋白质，该过程中存在mRNA和tRNA的结合和分离，故可能存在氢键的断裂和形成，C正确； D、根据图中信息可知，该病毒不是逆转录病毒，故抑制逆转录酶活性的药物很可能不能用来治疗病毒X侵染机体引起的相关疾病，D错误。 故选C。 题型三 表观遗传 一、单选题 1．微小RNA(microRNA，miRNA)是细胞中的一类非编码小分子RNA，其与有关蛋白形成沉默复合体RISC后，通过与靶mRNA 结合调控基因的表达，具体机理如图。miR-150为 miRNA家族成员之一，在多种肿瘤细胞中均异常表达。研究人员将miR-150过表达质粒及其阴性对照质粒 miR-NC分别导入宫颈癌 Hela细胞后，检测细胞凋亡率和 FOXO4 蛋白表达量，结果如图。下列叙述不正确的是（    ） A．miRNA可调控基因表达，从而影响生物的性状，属于表观遗传 B．RISC中的miRNA与靶mRNA的3′端结合，通过阻止核糖体移动、阻止翻译的进行，属于转录后水平的调控 C．实验表明，miR-150可能通过靶向下调FOXO4基因表达来促进宫颈癌细胞的存活 D．miRNA与靶mRNA部分互补，碱基配对方式与 miRNA基因转录过程完全不同 【答案】D 【分析】由题干可知，miRNA与某些蛋白质结合形成沉默复合体RISC，RISC可以通过其中的miRNA与靶基因的mRNA结合，从而导致mRNA降解，进而来调控生物性状，该过程影响的是靶基因mRNA的翻译过程。 【详解】A、miRNA可调控基因表达，从而影响生物的性状，并未改变基因的序列，属于表观遗传，A正确； B、翻译的方向从mRNA的5，端→3，端，RISC中的miRNA与靶mRNA的3，端结合，通过阻止核糖体移动阻止翻译的进行，属于转录后水平的调控，B正确； C、实验表明，miR-150组FOXO的蛋白条带较细，说明蛋白含量较少，而miR-150组细胞凋亡率较低，说明细胞生存较好，因此miR-150可能通过靶向下调FOXO4基因表达来促进宫颈癌细胞的生长和存活，C正确； D、miRNA与靶mRNA部分互补，配对方式为A-U、G-C，miRNA 基因转录过程中配对方式为A-U、G-C、T-A，因此碱基配对方式不完全相同，D错误。 故选D。 2．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。 3．某些植物需要经过低温诱导才能开花的现象称为春化作用，与FRI和FLC基因有关。温暖条件下，FRI蛋白与FLC基因结合使其表达，抑制植物开花；低温条件下，FRI蛋白在细胞内凝聚成团不与FLC基因结合，同时通过组蛋白修饰的调整抑制FLC基因的表达。下列说法正确的是（　　） A．组蛋白不是遗传物质，其乙酰化引起的植物表型改变是不会遗传给后代的 B．温暖条件下，FLC基因的表达可能与FRI蛋白促进其组蛋白乙酰化、泛素化等修饰有关 C．低温条件下，组蛋白氨基酸序列发生改变而凝聚成团，FRI蛋白的含量升高 D．春化作用的原理可能是低温通过抑制FRI基因的表达，解除对开花过程的抑制 【答案】B 【分析】春化作用是指某些植物（如冬小麦、油菜等）在生长发育过程中，需要经历一段低温（通常为0 - 10℃）时期，才能诱导开花的现象。农业生产中可通过人工低温处理（如春化处理），使作物提前开花，缩短生长周期，或避免因未完成春化而导致的不开花或延迟开花现象。 【详解】A、组蛋白的修饰可影响基因表达，这种表观遗传变化是可以遗传给后代的，A错误； B、由题意可知，温暖条件下，FRI蛋白与FLC基因结合使其表达，结合图中信息推测，FLC基因的表达可能与FRI蛋白促进其组蛋白乙酰化、泛素化等修饰有关，这些修饰可能促进了FLC基因的转录等表达过程，B正确； C、低温条件下，是FRI蛋白凝聚成团，而不是组蛋白凝聚成团，且题干未提及FRI蛋白含量升高，C错误； D、春化作用的原理是低温使FRI蛋白凝聚成团不与FLC基因结合，同时通过组蛋白修饰抑制FLC基因表达，而不是抑制FRI基因表达，D错误。 故选B。 4．研究发现，鱼体内用于去除RNA甲基化修饰的m6A去甲基化酶FTO，可擦除NOD基因的mRNA甲基化修饰，避免mRNA被YTHDF2蛋白质识别并降解，从而提高鱼类的抗病能力。下列叙述正确的是（　　） A．mRNA的甲基化修饰不会改变相应的表型 B．提高NOD基因的mRNA甲基化水平会抑制NOD基因的表达 C．FTO蛋白抑制剂提高鱼类的抗病能力 D．甲基化会使DNA聚合酶结合启动子的过程受到干扰 【答案】B 【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。 【详解】A、mRNA的甲基化不会改变自身碱基序列，但可能会影响翻译过程，从而改变生物的表型，A错误； B、提高NOD基因mRNA的甲基化水平升高会抑制NOD基因的翻译，B正确； C、给鱼类饲喂适量的FTO蛋白抑制剂，则FTO蛋白不能发挥作用，即FTO蛋白不能擦除NOD基因mRNA的甲基化修饰，导致被YTHDF2蛋白质识别并降解的mRNA量增加，从而降低了鱼类的抗病能力，C错误； D、起始密码子存在于mRNA上，RNA聚合酶结合的是DNA上的启动部位，D错误。 故选B。 5．研究人员发现，雄性小鼠长期暴露于慢性压力环境后，其精子中tsRNA的表达量、子代早期胚胎染色质开放度、雄性小鼠抑郁样行为会发生相应的变化。下图为这三个指标的测试结果，请根据图示结果和所学知识分析，下列说法错误的是（　　） A．实验结果支持抑郁症亲本可能将抑郁症遗传给子代 B．父代压力可能通过tsRNA影响子代胚胎染色质开放状态 C．慢性压力直接改变了子代小鼠的DNA序列 D．降低tsRNA表达量可能减轻抑郁症的症状 【答案】C 【分析】表观遗传是指DNA的基因序列不发生变化，但基因表达却发生了可遗传的改变。 表观遗传这种改变是细胞内除了遗传信息以外的其他可遗传物质发生的改变，且这种改变在发育和细胞增殖过程中能稳定传递。 【详解】A、从图中可知压力组（可理解为抑郁相关组）雄性小鼠的情况及对子代的影响，实验结果支持抑郁症亲本可能将抑郁症遗传给子代，A正确； B、压力组雄性小鼠精子中tsRNA表达量变化，同时子代早期胚胎染色质开放度变化，可推测父代压力可能通过tsRNA影响子代胚胎染色质开放状态，B正确； C、慢性压力影响的是染色质开放度等表观遗传现象，不会直接改变子代小鼠的DNA序列，C错误； D、压力组 tsRNA 表达量高且抑郁样行为明显，可推测降低 tsRNA 表达量可能减轻抑郁症的症状，D正确。 故选C。 6．黄色小鼠（AvyAvy）与黑色小鼠（aa）杂交，F1小鼠表现出介于黄色和黑色之间一系列过渡类型的毛色。经研究，不同体色小鼠的Avy基因中碱基序列相同，但胞嘧啶有不同程度的甲基化现象。甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越明显。下列叙述正确的是（　　） A．Avy基因甲基化程度越高，小鼠体色越接近黄色 B．胞嘧啶的甲基化可以使A基因突变为a基因 C．F1不同颜色个体交配，F2中黄色：黑色的比例一定为3:1 D．甲基化可能阻止RNA聚合酶与Avy基因结合 【答案】D 【分析】基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。像这样，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。 【详解】A、已知甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越明显，Avy基因控制黄色，其表达受抑制，黄色就会变浅，所以小鼠体色不会越接近黄色，A错误； B、胞嘧啶的甲基化只是影响基因的表达，并没有改变基因中碱基的排列顺序，而基因突变是基因中碱基对的增添、缺失或替换导致基因结构改变，所以不会使 Avy基因突变为a基因，B错误； C、F1小鼠表现出介于黄色和黑色之间一系列过渡类型的毛色，说明F1个体的基因组成不只是两种简单的情况，且Avy基因的表达还受甲基化影响，所以F1不同颜色个体交配，F2中黄色：黑色不会是3：1，C错误； D、基因表达时，RNA聚合酶要与基因结合启动转录过程，甲基化可能阻止RNA聚合酶与Avy基因结合，从而抑制Avy基因的表达，D正确。 故选D。 二、解答题 7．表观遗传通过调控基因表达进而影响性状。多种类型的肿瘤研究中发现表观遗传调控异常可导致肿瘤发生，如 DNA甲基化异常、组蛋白修饰异常和非编码 RNA（如 miRNA）调控异常等因素。据图分析回答下列问题： (1)组蛋白修饰乙酰化和去乙酰化是染色体结构调节的重要机制之一。组蛋白乙酰化通常使染色体结构松弛，有利于 RNA聚合酶识别并结合在启动子部位，进行转录；而当 的活性过高时，染色质处于紧密状态，从而 相关基因的表达。 (2)miRNA通过碱基互补配对方式与靶向 mRNA的序列结合，通过抑制 过程来抑制基因的表达，减少蛋白质的合成。在研究肿瘤发生机制时发现，抑癌基因的 区域高度甲基化可能导致其表达被抑制，或原癌基因和抑癌基因中发生多次基因突变，都可引起肿瘤的发生。 (3)蚕豆病是一种单基因遗传病，其表现为红细胞中葡萄糖 - 6 - 磷酸脱氢酶（G6PD）缺乏，使红细胞的抗氧化能力下降。 ①若仅根据图 2 判断，蚕豆病的遗传方式应为 ，判断依据是 。 ②进一步研究表明，控制合成 G6PD 的基因却位于X染色体上，GA、GB控制合成G6PD，而g不能控制合成 G6PD，推测 Ⅱ - 7患病的原因可能是基因突变的结果，也可能是表观遗传。为探究 Ⅱ - 7患病原因，现对患者家族部分成员的GA、GB、g进行相关检测，结果为图3电泳图谱，若 Ⅱ - 7的患病电泳图谱为 ，则为基因突变的结果；若 Ⅱ - 7的患病电泳图谱为 ，则为表观遗传的结果。 【答案】(1) 组蛋白去乙酰化酶 抑制 (2) 翻译 启动子 (3) 常染色体隐性遗传 系谱图中 Ⅰ - 1、Ⅰ - 2 均无病，他们的女儿 Ⅱ - 7 有病，推知该病为隐性遗传病，又因为 Ⅱ - 7 有病，但其父亲表现正常，说明致病基因位于常染色体上 只存在 g 一条电泳条带 存在 GB 和 g（或 GA 和 GB）两条电泳条带 【分析】启动子是位于基因上游的DNA片段，是RNA聚合酶识别和结合的位点，驱动转录。 【详解】（1）组蛋白乙酰化使染色体结构松弛利于转录，而组蛋白去乙酰化酶活性过高时，会让 DNA 与蛋白质结合紧密，阻碍 RNA 聚合酶与启动部位结合，从而抑制基因表达。 （2）miRNA 与 mRNA 结合后，会阻碍核糖体在 mRNA 上的移动，抑制翻译过程。基因的启动子区域若高度甲基化，RNA 聚合酶难以与之结合，就会导致抑癌基因转录受抑制，进而抑制其表达。 （3）①根据 “无中生有” 判断为隐性遗传病，再依据女性患者（Ⅱ - 7）的父亲正常，排除伴 X 隐性遗传，确定为常染色体隐性遗传。 ②由电泳结果可知 Ⅰ - 1 基因型为XGBY，Ⅰ - 2 基因型为XGAXg 。若 Ⅱ - 7 因基因突变患病，基因型为Xg Xg ，电泳应只存在 g 条带；若因表观遗传患病，基因型为XGBXg或XGAXGB，电泳应存在 GB 和 g（或 GA 和 GB）两条条带。 8．我国科研工作者对胚胎干细胞分化为血管平滑肌细胞的机制进行了研究。 (1)T基因是血管平滑肌细胞的标志基因。细胞分化过程中，由于基因的 ，导致细胞的形态、结构和生理功能发生稳定性变化。 (2)B蛋白是一种转录因子，促进血管平滑肌细胞的分化形成。为检测B蛋白在DNA上的结合位点，先对正在向血管平滑肌细胞分化的胚胎干细胞进行处理，使抗体能够进入，之后依次加入抗体M和偶联两组转座酶的抗M抗体。转座酶上携带了接头DNA序列，该酶可以切开它所靠近的染色体DNA，并将接头DNA序列添加在切开的DNA片段上（图1）。 ①从图中可知，抗体M的作用是与 和偶联转座酶的抗M抗体结合，使转座酶到达目标位点。 ②检测B蛋白结合位点的步骤为：“提取细胞基因组DNA→用与 特异性结合的引物进行PCR扩增→回收扩增产物→测序。”结果表明B蛋白的结合位点是T基因的启动子区域。 (3)血管平滑肌细胞分化形成过程中，T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平升高。R酶是一种组蛋白甲基化酶．B蛋白可与R酶结合。制备B基因敲除的胚胎干细胞（BKO），检测其与正常胚胎干细胞（WT）中R酶表达量（图2）和第6天T基因启动子结合的R酶量（图3）。 ①图2所示实验的实验目的是 。 ②综合以上信息及图2、3结果推测，B蛋白通过 影响T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平。 (4)推测R酶催化T基因启动子附近的组蛋白甲基化，从而促进T基因的转录。欲为此推测提供证据，合理的方案包括________，并检测T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平和T基因mRNA水平。 A．制备WT细胞、B基因过表达细胞和BKO细胞 B．使用组蛋白甲基化抑制剂处理的B基因过表达细胞、B基因过表达细胞 C．在BKO细胞中过表达T基因 D．使用干扰R酶基因表达的siRNA处理的B基因过表达细胞、B基因过表达细胞 【答案】(1)选择性表达 (2) B蛋白 接头DNA (3) 探究血管平滑肌细胞分化形成过程中不同时间B蛋白对R酶表达的影响 将R酶招募至T基因启动子区域 (4)ABD 【分析】基因的表达包括转录和翻译两个阶段，真核细胞的转录在细胞核完成，模板是DNA的一条链，原料是游离的核糖核苷酸，翻译在核糖体上进行，原料是氨基酸，需要tRNA识别并转运氨基酸，翻译过程中一种氨基酸可以有一种或几种tRNA，但是一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。 【详解】（1）细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞分化导致细胞的形态、结构和生理功能发生稳定性变化。 （2）①结合题干信息可知，为检测B蛋白在DNA上的结合位点，依次向处理后的胚胎干细胞中加入抗体M和偶联两组转座酶的抗M抗体，由此推测抗体M的作用是与B蛋白和偶联转座酶的抗M抗体结合，使转座酶到达目标位点。 ②结合题干信息可知，转座酶上携带了接头DNA序列，该酶可以切开它所靠近的染色体DNA，并将接头DNA序列添加在切开的DNA片段上，因此要用与接头DNA特异性结合的引物进行PCR扩增。 （3）①结合题干信息和题图2可知，实验的自变量为诱导分化的天数和是否敲除B基因，因变量为R酶相对表达量，因此该实验是为了探究血管平滑肌细胞分化形成过程中不同时间B蛋白对R酶表达的影响。 ②分析题图2可知，正常胚胎干细胞（WT）组与B基因敲除的胚胎干细胞（BKO）组R酶相对表达量几乎无差异，说明B蛋白的由于几乎不影响R酶的相对表达量；分析题图3可知，BKO组T基因启动子结合的R酶量明显低于WT组，由此推测，B蛋白通过将R酶招募至T基因启动子区域影响T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平。 （4）为证明R酶催化T基因启动子附近的组蛋白甲基化，从而促进T基因的转录，设计实验方案： A、制备WT细胞、B基因过表达细胞和BKO细胞，通过比较WT细胞、B基因过表达细胞和BKO细胞中T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平和T基因mRNA水平，能证明R酶催化T基因启动子附近的组蛋白甲基化，从而促进T基因的转录，A正确； B、使用组蛋白甲基化抑制剂处理B基因过表达细胞，通过抑制组蛋白甲基化，观察T基因mRNA水平的变化，能证明R酶催化T基因启动子附近的组蛋白甲基化，从而促进T基因的转录，B正确； C、在BKO细胞中过表达T基因，并不能证明R酶催化T基因启动子附近的组蛋白甲基化，从而促进T基因的转录，C错误； D、通过干扰R酶的表达，观察T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平和T基因mRNA水平的变化，可以验证R酶在T基因转录中的作用，D正确。 故选ABD。 （2025·天津武清·二模）生命的一种容错机制——“遗传补偿”效应 细胞中的capn3a基因编码某种蛋白酶，当capn3a基因表达受抑制时，会导致哺乳动物的肝脏发育异常变小。而通过基因编辑技术使capn3a基因突变失活后，却发现斑马鱼的肝脏发育反面是正常的。斑马鱼约80%的基因都存在类似现象，在小鼠、人类等生物中也普遍存在类似现象。为解释这种现象，科学家提出“遗传补偿”的概念：基因在突变失活后，可以通过上调其同源基因（由同一个基因演化而来，序列相似）的表达来弥补其功能。并非所有类型的基因突变都会激活遗传补偿效应，无义突变是激活遗传补偿效应的必要条件，无义突变是指由于某个碱基的改变使代表某种氨基酸的密码子突变为终止密码子，使肽链合成提前终止。因此，当capn3a基因发生无义突变后，转录生成的无义突变mRNA可与细胞质中的一种Upf3a蛋白结合形成COMPASS复合体，再利用其内部核酸序列的同源性，COMPASS复合体可被特异性带到细胞核内的同源基因处，将染色体中的H3组蛋白进行甲基化修饰，从而促进同源基因的表达以弥补capn3a基因的功能缺失。 无义突变基因翻译出来的蛋白质往往功能减弱或丧失。甚至对细胞有负作用。因此，真核细胞还存在一种NMD途径（Nonsense-Mediated mRNA Decay）：当细胞质中出现突变mRNA时，细胞中的SURF复合物会将其识别并降解。已知SURF复合物只能识别并降解含有提前出现终止密码子的mRNA。NMD途径既能避免物质和能量的浪费，也避免了错误蛋白的产生对细胞造成的伤害。 阅读材料完成下列小题： 1．对于斑马鱼体内存在的遗传补偿现象，下列叙述错误的是（    ） A．Upf3a蛋白可通过碱基互补配对特异性识别并结合同源基因序列 B．无义突变基因的出现为斑马鱼种群的进化提供了原材料 C．在某mRNA中若创建提前出现的终止密码子可能触发遗传补偿效应 D．无义突变mRNA诱发的斑马鱼遗传补偿现象的保留是自然选择的结果 2．针对真核生物细胞中同时存在的NMD机制，下列说法错误的是（    ） A．SURF复合物具有RNA水解酶的作用 B．SURF复合物只能识别并降解无义突变mRNA上的终止密码子 C．NMD作用可以防止相对分子质量变小的异常蛋白的产生 D．NMD机制无法对染色体异常的人类遗传病进行防治 【答案】1．A 2．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：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。 1．A、根据材料，Upf3a 蛋白是与无义突变转录生成的 mRNA 结合形成 COMPASS 复合体，再利用核酸序列同源性带到细胞核内同源基因处，并非 Upf3a 蛋白通过碱基互补配对特异性识别并结合同源基因序列 。Upf3a 蛋白不是直接与同源基因结合，而是通过复合体借助 mRNA 与同源基因的核酸序列同源性起作用，A 错误； B、基因突变属于可遗传变异，为生物进化提供原材料。无义突变基因作为基因突变的一种类型，同样为斑马鱼种群的进化提供了原材料，B正确； C、因为无义突变是激活遗传补偿效应的必要条件，无义突变会使代表某种氨基酸的密码子突变为终止密码子，所以在某 mRNA 中若创建提前出现的终止密码子（类似无义突变情况），可能触发遗传补偿效应，C正确； D、无义突变 mRNA 诱发的斑马鱼遗传补偿现象使得生物在基因发生突变失活情况下仍能正常发育等，这种现象的保留是自然选择的结果，自然选择保留了对生物生存有利的变异，D正确。 故选A。 2．A、已知 SURF 复合物能识别并降解含有提前出现终止密码子的 mRNA，降解 mRNA 需要水解 RNA 的酶，所以 SURF 复合物具有 RNA 水解酶的作用，A正确； B、SURF 复合物是识别并降解含有提前出现终止密码子的 mRNA，而不是只识别并降解无义突变 mRNA 上的终止密码子，只要是 mRNA 中提前出现终止密码子，SURF 复合物都可能识别并降解，B错误； C、无义突变基因翻译出的蛋白质往往功能减弱或丧失，NMD 途径能识别并降解含提前终止密码子的 mRNA，从而防止相对分子质量变小（因肽链合成提前终止）的异常蛋白产生，C正确； D、NMD 机制主要针对的是 mRNA 层面含提前终止密码子的情况，染色体异常的人类遗传病不是这种 mRNA 异常情况，所以 NMD 机制无法对染色体异常的人类遗传病进行防治，D正确。 故选B。 3．（2025·天津北辰·三模）糖含量是决定甜瓜果实风味品质的重要因素，根据甜瓜果实蔗糖含量差异，可将其分为高糖品种“HS”和低糖品种“LW”。下图为乙烯参与调控HS甜瓜果实蔗糖积累的分子机制，CmERFI-2为乙烯响应因子，CmMYB44为转录调节因子，CmSPS1和CmACO1分别是蔗糖积累和乙烯合成的两个关键基因，“－”表示抑制。下列叙述正确的是（　　） A．乙烯只在成熟果实中合成，可促进果实脱落 B．HS甜瓜果实中CmMYB44表达量可能较高 C．图中“?”表示抑制，外源乙烯和CmERFI-2通过抑制CmMYB44，促进蔗糖积累 D．乙烯间接影响CmACO1的表达，最终调控乙烯合成，属于负反馈调节 【答案】C 【分析】乙烯主要作用是促进果实成熟，此外，还有促进老叶等器官脱落的作用，植物体各部位都能合成乙烯。 【详解】A、植物体各部位都能合成乙烯，A错误； B、CmMYB44能够抑制CmSPS1和CmACO1两个基因的表达，从而抑制蔗糖的积累，故高糖品种“HS”甜瓜果实中CmMYB44表达量可能较低，蔗糖积累较多，B错误； C、HS甜瓜果实中蔗糖含量较高，据图分析，图中“？”表示抑制，外源乙烯和CmERFⅠ-2通过抑制CmMYB44，间接促进CmSPS1和CmACO1的表达，最终促进蔗糖积累和乙烯合成，C正确； D、乙烯间接影响CmACO1的表达，如果乙烯的量较多，CmMYB44将减少，CmACO1将增多，从而促进乙烯的表达；如果乙烯的量较少，CmMYB44将增多，CmACO1将减少，从而抑制乙烯的表达，该过程属于正反馈调节，D错误。 故选C。 4．（2025·天津滨海新·三模）细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，图中基因A的表达效率低于基因B B．真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中 C．图2所示过程为翻译，核糖体的移动方向为从左向右 D．图2中的①氨基酸对应密码子为UUA 【答案】B 【分析】图1中过程①表示转录，过程②表示翻译。图2所示过程为翻译，是指以mRNA为模板，利用游离的氨基酸合成多肽链的过程。 【详解】A、细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，图中基因A转录和翻译出的mRNA和蛋白质分子数量明显多于基因B，说明基因A的表达效率高于基因B，A错误； B、真核生物核基因转录和翻译的过程分别发生在细胞核和细胞质中的核糖体上，B正确； C、翻译过程中，核糖体的移动方向是从mRNA的5’端到3’端，故移动方向为从右向左，C错误； D、图2中的①氨基酸对应的反密码子为UAA，密码子位于mRNA上，根据碱基互补配对原则，密码子应为AUU，D错误。 故选B。 5．（2025·天津·二模）已知 5 - 溴尿嘧啶（BU）可与碱基 A 或 G 配对。某基因内部某个碱基位点已由 A—T 转变为 A—BU，下列说法错误的是（    ） A．因为遗传密码的简并性，这种变异有可能不引起生物体性状改变 B．该基因被甲基化，其子代细胞中该基因的转录可能会被抑制 C．要使该位点转变为 G—C，该基因所在的 DNA 至少复制 2 次 D．该基因所在的 DNA 复制 5 次，子代 DNA 中该位点没有变化的比例为 1/2 【答案】D 【分析】基因突变是基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失或替换。 【详解】A、由于遗传密码具有简并性，即多种密码子可以编码同一种氨基酸。 所以即使基因发生了碱基替换这种变异，密码子改变后编码的氨基酸可能不变，也就有可能不引起生物体性状改变，A正确； B、基因甲基化可以通过DNA复制在子代细胞中保持，所以其子代细胞中该基因的转录可能会被抑制，B正确； C、第一次复制：原本是A-BU，根据BU可与A或G配对，以含A的链为模板复制时，互补链对应位置会出现T；以含BU的链为模板复制时，互补链对应位置会出现A或G，这里我们取出现G的情况（因为最终要得到G-C），此时形成的两个子代DNA，一个是A-T，一个是G-BU。 第二次复制：以G- BU这个DNA为例，以含G的链为模板复制时，互补链对应位置会出现C；以含BU的链为模板复制时，互补链对应位置会出现A或G，所以要使该位点转变为G-C，该基因所在的DNA至少复制2次，C正确； D、该基因所在的DNA复制5次，得到25=32个子代DNA。 最初是A-BU，因为BU可与A或G配对，所以每次复制时，子代DNA中该位点有两种情况（以含A的链为模板复制时，互补链对应位置会出现T；以含BU的链为模板复制时，互补链对应位置会出现A或G）。 经过5次复制，子代DNA中该位点没有变化（即还是A-BU相关形式）的比例为 = ，D错误。 故选D。 6．（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。 7．（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。 8．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。 阅读下列材料，完成下面小题。 2024年的诺贝尔生理学或医学奖聚焦于细胞中用于控制基因活性的一个重要调控机制的发现。RNAi主要是对基因转录后的调控，起作用的有miRNA和siRNA。miRNA由基因组内源DNA编码产生，可与目标mRNA配对；siRNA主要来源于外来生物，如寄生在宿主细胞内的病毒产生的异源双链RNA（dsRNA），dsRNA经过核酶Dicer的加工后成为siRNA，siRNA与目标mRNA完全配对，导致mRNA被水解，具体过程如图所示。 9．据图分析，下列叙述错误的是（    ） A．①过程由RNA聚合酶结合于DNA上的启动部位开始 B．Drosha和Dicer都能加工RNA，使局部磷酸二酯键断裂 C．miRNA基因和前体miRNA中都存在氢键，但二者的碱基对种类不完全相同 D．siRNA与目标mRNA配对，阻断了核糖体移动，导致翻译终止 10．研究发现，RNA介导的基因沉默现象会遗传给子代，属于一种表观遗传现象。下列关于表观遗传现象的叙述错误的是（    ） A．具有不可逆性 B．在个体的生长发育中普遍存在 C．使后代能迅速获得对环境的适应 D．对生物的生存、繁殖不一定都是有利的 【答案】9．D 10．A 【分析】转录是在细胞核内，以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。 翻译是在核糖体中以mRNA为模板，按照碱基互补配对原则，以tRNA为转运工具、以细胞质里游离的氨基酸为原料合成蛋白质的过程。 9．A、①过程为转录，由RNA聚合酶结合于DNA上的启动部位开始，A正确； B、分析图中Drosha和Dicer对RNA的加工过程可知，二者均能使RNA局部磷酸二酯键断裂，B正确； C、由图示可知，miRNA基因的碱基对中存在氢键，前体miRNA中部分序列发生碱基互补配对，也存在氢键，前体miRNA中可能存在碱基A与碱基U配对，而DNA中则不存在，C正确； D、由材料可知，siRNA与目标mRNA完全配对，导致mRNA被水解，并非阻断核糖体移动导致翻译终止，D错误。 故选D。 10．A、表观遗传具有可逆性，A错误； B、在个体的生长发育中，细胞分化等过程涉及基因表达调控，表观遗传普遍存在，B正确； C、表观遗传可使后代迅速获得对环境的适应，比如一些环境因素引起的表观遗传变化可传递给后代，帮助后代更好适应环境，C正确； D、表观遗传对生物的生存、繁殖不一定都是有利的，可能会产生一些不利影响，D正确。 故选A。 （2025·天津·一模）蜜蜂的工蜂和蜂王由基因完全相同的受精卵发育而来，其分化依赖表观遗传调控。 （1）DNA甲基化调控 蜂王幼虫持续摄入蜂王浆，其核心成分Royalactin蛋白抑制Dnmt3（甲基转移酶）活性，维持卵巢发育相关基因Vg低甲基化，促进卵巢发育。工蜂幼虫食用花粉和蜂蜜，因缺乏蜂王浆中的活性成分Royalactin，导致Dnmt3未被抑制，从而引发卵巢发育基因Vg高甲基化而沉默。 （2）组蛋白修饰与信号通路 Royalactin通过结合表皮生长因子受体（EGFR），激活TOR信号通路，诱导组蛋白乙酰转移酶（HAT）表达，提高组蛋白H3K9乙酰化水平。这促使染色质结构松散，激活胰岛素信号相关基因Ilp1，直接驱动蜂王体型增大和代谢增强。 （3）非编码RNA的竞争抑制 工蜂幼虫中高表达的miR-13b通过结合Ilp1mRNA抑制其翻译。蜂王浆中的miR-184可竞争性结合miR-13b，解除对Ilp1的抑制，同时激活营养吸收相关基因表达。 阅读材料完成下列小题： 11．工蜂与蜂王的分化差异主要由以下哪种机制决定（    ） A．基因突变导致卵巢发育相关基因功能丧失 B．表观遗传修饰调控关键基因的开放程度和活性 C．蜂王浆中的Royalactin蛋白直接激活卵巢发育基因Vg D．工蜂幼虫通过组蛋白去乙酰化主动抑制卵巢发育的基因 12．若向工蜂幼虫食物中添加Royalactin蛋白，最可能的结果是（    ） A．Vg基因甲基化水平升高，发育为工蜂 B．miR-13b表达量上升，进一步抑制Ilp1翻译 C．Dnmt3活性被抑制，Vg低甲基化并表达，发育为蜂王 D．组蛋白去乙酰化酶（HDAC）活性增强，抑制Ilp1表达 13．敲除Dnmt3基因后，雌蜂幼虫将直接发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。以下解释最合理的是（    ） A．miR-184通过直接结合并降解Ilp1mRNA解除抑制 B．Dnmt3敲除导致Vg基因DNA序列发生改变 C．蜂王浆可能通过促进Dnmt3表达来维持Vg基因高甲基化 D．Royalactin通过EGFR/TOR通路激活Ilp1，补偿甲基化缺失 【答案】11．B 12．C 13．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。 11．A、由题意可知，工蜂和蜂王由基因完全相同的受精卵发育而来，不是基因突变导致卵巢发育相关基因功能丧失，A 错误； B、由题意可知，工蜂和蜂王分化通过 DNA 甲基化、组蛋白修饰、非编码 RNA 调控等表观遗传机制，影响关键基因开放程度和活性，导致工蜂与蜂王的分化差异，B正确； C、Royalactin 蛋白是抑制Dnmt3活性，维持Vg低甲基化，并非直接激活Vg基因，C错误； D、工蜂是因缺乏Royalactin，Dnmt3未被抑制，使Vg高甲基化沉默，不是主动通过组蛋白去乙酰化抑制，D错误。 故选B。 12．A、Royalactin蛋白抑制Dnmt3活性，维持卵巢发育相关基因Vg低甲基化，所以Vg基因甲基化水平应降低，不是升高，不会发育为工蜂，A错误； B、Royalactin蛋白通过结合EGFR激活TOR信号通路，诱导HAT表达等一系列过程，不会使miR - 13b表达量上升，B错误； C、向工蜂幼虫食物中添加Royalactin蛋白，会抑制Dnmt3活性，使Vg低甲基化并表达，从而发育为蜂王，C正确； D、Royalactin蛋白会诱导组蛋白乙酰转移酶（HAT）表达，提高组蛋白H3K9乙酰化水平，而不是使组蛋白去乙酰化酶（HDAC）活性增强，D错误。 故选C。 13．A、由题意可知，miR-184 是竞争结合miR - -13b解除对lpl抑制，不是直接结合lplmRNA，A错误； B、Dnmt3是甲基转移酶，敲除不改变Vg基因DNA序列，B错误； C、蜂王浆是抑制Dnmt3活性，维持Vg低甲基化，不是促进Dnmt3表达维持高甲基化，C错误； D、敲除Dnmt3后，Royalactin可通过EGFR-TOR通路激活lpl，补偿甲基化缺失，使雌蜂发育成蜂王，D正确。 故选D。 14．（2025·天津滨海新·三模）图1所示果蝇细胞中基因沉默蛋白（PcG）的缺失，引起染色质结构变化，导致细胞增殖失控形成肿瘤；图2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。下列相关叙述错误的（　　） A．PcG缺失使组蛋白发生去甲基化和染色质松散，促进了基因表达 B．原核和真核细胞内都可以通过DNA和组蛋白的甲基化修饰来影响基因表达 C．环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素，导致同卵双胎个体性状上不完全相同 D．DNA甲基化不改变碱基序列，但会影响基因的表达进而影响生物个体表型 【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、分析图1可知，当PcG缺失时使组蛋白发生去甲基化和染色质松散，促进了基因表达，A正确； B、分析图1可知，组蛋白的甲基化修饰引起染色质凝集，而原核生物没有染色质，原核和真核细胞内都可以通过DNA甲基化修饰来影响基因表达，B错误； C、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，导致同卵双胎个体性状上不完全相同，C正确； D、DNA甲基化不改变碱基序列，但会影响基因的表达（转录）进而影响生物个体表型，D正确。 故选B。 15．（2025·天津河北·二模）小鼠体内的A基因能控制D蛋白合成，而a基因不能。如小鼠体内D蛋白缺乏则会表现为侏儒鼠。经研究发现，A基因的表达受P序列(一段DNA序列)的调控。如图所示：P序列在形成精子时会去甲基化，传给子代能正常表达；在形成卵细胞时会甲基化(甲基化需要甲基化酶的参与)，传给子代不能正常表达。下列有关叙述正确的是（　　） A．P序列在形成卵细胞时发生甲基化导致P序列发生改变 B．基因组成相同的个体，表型所具有的微小差异都是基因甲基化的结果 C．侏儒雌鼠与侏儒雄鼠交配，子代小鼠可能全是侏儒鼠，也可能有一半为正常鼠 D．基因型为Aa的雌鼠与基因型为aa的雄鼠交配，其子代小鼠正常的概率为50% 【答案】C 【分析】表观遗传是指基因序列不发生改变，而基因的表达和表型发生可遗传变化的现象，其中DNA的甲基化是常见的表观遗传。由图可知基因A上游的P序列没有甲基化，则其可正常表达，一般P序列被甲基化则其无法表达。 【详解】A、甲基化是表观遗传修饰，通过在DNA上添加甲基基团来影响基因表达，但不改变DNA序列本身。因此，P序列的甲基化不会导致其序列发生改变，A错误； B、基因组成相同（基因型相同）的个体，表型差异可以由多种因素引起，包括环境、其他表观遗传机制（如组蛋白修饰）、随机发育变异等，甲基化只是可能的原因之一，并非唯一原因，B错误； C、侏儒鼠的表型由D蛋白缺乏导致，可能因基因型为aa，或因基因型含有A但A基因不表达（如A来自母本且甲基化）。子代全为侏儒鼠的情况：例如，侏儒雌鼠和侏儒雄鼠均为aa。雄鼠产生精子全部携带a（去甲基化），雌鼠产生卵细胞全部携带a（甲基化），子代基因型全为aa，全为侏儒。 子代一半为正常鼠的情况：例如，侏儒雌鼠为aa，侏儒雄鼠为Aa（A来自母本，在雄鼠中不表达，故侏儒）。雄鼠产生精子时，50%携带A（去甲基化，在子代中能表达），50%携带a；雌鼠产生卵细胞全部携带a（甲基化）。子代中，基因型为Aa（A来自父本，可以表达）时正常，基因型为aa时侏儒，概率各50%，C正确； D、雄鼠aa产生精子全部携带a（去甲基化，但a无效），雌鼠Aa产生卵细胞50%携带A（甲基化，在子代中不表达），50%携带a。子代基因型50%为Aa（A来自母本，不表达）或50%为aa，均无D蛋白表达，全为侏儒。因此，子代正常的概率为0%，D错误。 故选D。 16．（2025·天津和平·一模）蜜蜂是营社会化生活的一类动物。蜜蜂的生活史如下图所示。 蜂王染色体数为2n=32.蜂王与工蜂在形态、结构、生理和行为等方面截然不同，若幼虫时期持续食用蜂王浆则发育为蜂王，蜂王浆食用一段时间后改为以花蜜为食将发育为工蜂。 为研究其发育机理，某科研小组利用蜜蜂幼虫分组开展相关实验，检测DNMT3基因表达水平和DNA 甲基化程度，结果如下表。Dnmt3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团，如下图。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。 不同蜂王菜饲喂量对安蜂幼虫DNA甲基化程度及发育结果的影响 组别 处理方式 DNMT3基因表达水平 DNA 甲基化程度 幼虫发育结果 1 饲喂3天蜂王浆 +++ +++ 22%发育为蜂王 2 饲喂4天蜂王浆 ++ ++ 45%发育为蜂王 3 饲喂5天蜂王浆 + + 100%发育为蜂王 注：“+”越多则代表表达量越多、甲基化程度越高。 (1)在该家族中，属于单倍体的是 。在图中的B过程中，细胞先后经历的两个重要生理过程分别是 、 。 (2)DNMT3基因表达时， 酶与编码这个蛋白质的一段DNA结合，使DNA双链解开，以其中的一条链为模板合成mRNA，该过程称为转录。成熟的mRNA通过 （填结构名称）进入细胞质。 (3)据表分析，增加蜂王浆的饲喂量（饲喂时间）可以 （填“促进”或“抑制”）DNA的甲基化。 (4)结合上图分析，下列叙述正确的是（　　）（多选） A．DNA甲基化引起的变异属于基因突变 B．胞嘧啶和5'甲基胞嘧啶都可与DNA分子中的鸟嘌呤配对 C．DNA甲基化可能干扰了基因的转录导致不能合成某些蛋白质 D．DNA片段甲基化后遗传信息发生改变，导致生物性状发生改变 (5)若某DNA分子中的一个“G-C”胞嘧啶甲基化后，又发生脱氨基生成了胸腺嘧啶，则该DNA分子经过n次复制，子代DNA分子中的异常DNA占比为 。 (6)将Dnmt3siRNA（序列与Dnmt3mRNA互补）显微注射进幼虫细胞内，结果大多数幼虫能发育成为蜂王，分析原因是 。 【答案】(1) 雄蜂 有丝分裂 分化 (2) RNA聚合 核孔 (3)抑制 (4)BC (5)1/2 (6)DNMT3 siRNA与DNMT3 mRNA通过碱基互补配对结合，从而干扰了DNMT3基因翻译的过程 【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。表观遗传的调控机制为发生了DNA甲基化修饰或组蛋白甲基化和乙酰化等。 【详解】（1）在蜂群中，蜂王与工蜂都是雌性个体，是由受精卵发育而来的，属于二倍体生物，其中工蜂不具有生殖能力。雄蜂是由卵细胞直接发育而来的，属于单倍体生物。据图可知，在图中的B过程中，细胞经过有丝分裂、分化形成蜂王或工蜂。 （2）启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，驱动基因的转录，因此DNMT3基因表达时，RNA聚合酶会与启动子结合，解开DNA双链，以其中的一条链为模板合成mRNA，该过程称为转录。在细胞核中合成的成熟的mRNA通过核孔进入细胞质。 （3）据表分析可知：增加蜂王浆的饲喂量(饲喂时间)，DNMT3基因表达水平降低，产生的Dnmt3蛋白减少，DNA甲基化程度降低，故增加蜂王浆的饲喂量(饲喂时间)可以抑制DNA的甲基化。 （4）A、DNA甲基化没有改变基因的碱基序列，因此DNA甲基化引起的变异不属于基因突变，A错误； B、据图分析可知：胞嘧啶和5'甲基胞嘧啶都可与DNA分子中的鸟嘌呤配对，B正确； C、DNA发生甲基化后抑制基因表达，因此DNA甲基化干扰了转录过程，从而导致不能合成蛋白质，C正确； D、DNA片段甲基化后遗传信息未发生改变，但基因表达发生变化导致生物性状发生改变，D错误。 故选BC。 （5）若某DNA分子中的一个G-C胞嘧啶甲基化后，又发生脱氨基生成了胸腺嘧啶，该变化发生在DNA分子的一条链中，则由发生改变的单链经复制产生的子代 DNA分子均发生异常，而由正常的DNA单链为模板复制产生的子代DNA分子均正常，故该DNA分子经过n次复制，子代DNA分子中的异常DNA占比为1/2。 （6）DNMT3siRNA与DNMT3mRNA通过碱基互补配对结合，因此使Dnmt3的mRNA不能作为翻译的模板进行翻译(不能合成Dnmt3蛋白，导致DNA甲基化程度低)，结果大多数幼虫能发育成为蜂王。 1．（2024·天津·高考真题）环境因素可通过下图所示途径影响生物性状。有关叙述错误的是（    ） A．①可引起DNA的碱基序列改变 B．②可调节③水平的高低 C．②引起的变异不能为生物进化提供原材料 D．④可引起蛋白质结构或功能的改变 【答案】C 【分析】基因与性状的关系：（1）基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状，细胞内的基因表达与否以及表达水平的高低都是受到调控的；（2）基因与性状的关系并不是简单的一一对应关系：①一个性状可以受多个基因的影响；②一个基因也可以影响多个性状；③生物体的性状也不完全是由基因决定的，环境对性状也有着重要影响。 【详解】A、①诱变可引起DNA的碱基序列改变，产生新基因，A正确； B、②甲基化修饰DNA的启动子，RNA聚合酶不能结合在启动子，使③转录过程无法进行，故②可调节③水平的高低，B正确； C、②引起的变异为DNA甲基化，属于表观遗传，是可遗传变异，能为生物进化提供原材料，C错误； D、④环境因素如温度、pH可影响蛋白质空间结构，结构决定功能，功能也会随之改变，D正确。 故选C。 2．（2020·天津·高考真题）完整的核糖体由大、小两个亚基组成。下图为真核细胞核糖体大、小亚基的合成、装配及运输过程示意图，相关叙述正确的是（    ） A．上图所示过程可发生在有丝分裂中期 B．细胞的遗传信息主要储存于rDNA中 C．核仁是合成rRNA和核糖体蛋白的场所 D．核糖体亚基在细胞核中装配完成后由核孔运出 【答案】D 【分析】图中显示出了核糖体的合成过程，位于核仁中的rDNA经过转录形成了rRNA前体物质，核糖体蛋白从核孔进入细胞核后，和rRNA前体结合，一部分生成了核糖体小亚基，另一部分和核仁外DNA转录形成的5S rRNA结合生成核糖体大亚基，都从核孔进入细胞质。 【详解】A、有丝分裂中核膜、核仁已经在前期解体，该过程不可能发生在有丝分裂中期，A错误； B、rDNA上的信息主要与核糖体合成有关，不是细胞的遗传信息的主要储存载体，B错误； C、从图中看出核仁是合成rRNA的场所，而核糖体蛋白的合成场所在核糖体，C错误； D、从图中看出，细胞核装配好核糖体亚基后从核孔中运出，D正确。 故选D。 【点睛】本题考查核糖体的合成过程，需要考生分析图示，理解图中核糖体的合成过程，结合教材转录和翻译的基本知识进行解答。 （2024·天津·高考真题）阅读下列材料，完成下面小题。 蛋白质的2-羟基异丁酰化（Khib）修饰与去修饰对植物抗病性具有重要调节作用。棉花M蛋白是去除Khib修饰的酶，大丽轮枝菌感染可以诱导易感棉M基因表达上调，而抗病棉无论感染与否，M基因一直低表达。 H4是结合并稳定染色质DNA的组蛋白之一。M蛋白可降低H4的Khib修饰，导致DNA螺旋化程度提高，使转录相关酶更难与DNA结合，降低抗病相关基因（如水杨酸受体基因）的表达。 P蛋白由核内P基因编码，经翻译后转移并定位于叶绿体中，参与捕光复合体Ⅱ的损伤修复。M蛋白可降低P蛋白的Khib修饰，从而削弱P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复功能，进而降低叶绿体产生活性氧的能力，导致易感棉抗病性下降。 3．H4的Khib修饰改变了（    ） A．染色质的DNA序列 B．水杨酸受体基因的转录水平 C．转录相关酶的活性 D．M蛋白的活性 4．为提高易感棉的抗病性，采取的措施正确的是（    ） A．将抗病棉的M基因转入易感棉 B．上调M基因表达 C．降低H4的Khib修饰 D．增加P蛋白的Khib修饰 5．棉花通过复杂的机制调节其抗病能力，下列说法错误的是（    ） A．P基因表达及其产物行使功能涉及细胞核、核糖体和叶绿体等 B．棉花的抗病能力既受核蛋白也受叶绿体蛋白的调控 C．Khib修饰从基因表达和蛋白质功能两个层面影响棉花抗病性 D．水杨酸受体和捕光复合体Ⅱ的Khib修饰可提高棉花抗病性 【答案】3．B 4．D 5．D 【分析】DNA甲基化抑制基因的转录，但不改变基因的碱基排序；组蛋白乙酰化，使缠绕DNA的组蛋白结构变得松散，促进基因的转录。 3．据题干信息“H4是结合并稳定染色质DNA的组蛋白之一，M蛋白可降低H4的Khib修饰，导致DNA螺旋化程度提高，使转录相关酶更难与DNA结合、降低抗病相关基因（如水杨酸受体基因）的表达”可知，H4的Khib修饰改变了H4蛋白质的结构，从而提高相关基因如水杨酸受体基因）的表达，而不会影响转录相关酶和M蛋白的活性，B正确，ACD错误。 故选B。 4．ABC、据题干信息“M蛋白可降低H4的Khib修饰，导致DNA螺旋化程度提高，使转录相关酶更难与DNA结合、降低抗病相关基因（如水杨酸受体基因）的表达”可知，将抗病棉的M基因转入易感棉后，M蛋白的表达量提高，则会降低H4的Khib修饰，将会降低抗病相关基因的表达，ABC错误； D、据题干信息“M蛋白可降低P蛋白的Khib修饰，从而削弱P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复功能，进而降低叶绿体产生活性氧的能力，导致易感棉抗病性下降”可知，P蛋白的Khib修饰可促进P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复，提高叶绿体产生活性氧的能力，使感棉抗病性上升，故增加P蛋白的Khib修饰可提高易感棉的抗病性，D正确。 故选D。 5．A、据题干信息“P蛋白由核内P基因编码，经翻译后转移并定位于叶绿体中”可知，P基因在细胞核中转录出mRNA，加工成熟后在细胞质中的核糖体上进行翻译，随后转移并进入叶绿体，A正确； B、据题干信息可知，棉花的抗病能力受核蛋白的调控，P蛋白定位于叶绿体中，即应为叶绿体蛋白，也可调控棉花的抗病能力，B正确； CD、H4蛋白的Khib修饰可促进抗病毒相关基因（如水杨酸受体基因）的表达，P蛋白的Khib修饰可促进P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复，提高叶绿体产生活性氧的能力，使感棉抗病性上升。题干是对P蛋白和H4蛋白的修饰，并非是对捕光复合体的修饰，D错误。 故选D。 （2023·天津·高考真题）阅读下列材料，回答3~5题。 高等生物细胞器的稳态是细胞行使正常功能的基础。 细胞质核糖体由大小两个亚基组成，每个亚基由蛋白质和RNA 在核仁组装而成。线粒体和叶绿体内存在环状DNA和自身核糖体，该类核糖体与细菌的核糖体相似，而与细胞质核糖体差别较大。线粒体和叶绿体的蛋白质有的由核基因编码，有的由自身基因编码。线粒体和叶绿体均可经分裂增殖。植物分生组织中的前质体在光下可转变为叶绿体。 内质网和高尔基体在细胞分裂初期崩解，并以小膜泡形式被分配到子细胞中，细胞分裂完成后重新组装。 高尔基体产生含有酸性水解酶的囊泡，该囊泡与前溶酶体融合 后，经酸化成熟形成溶酶体。衰老和损伤的细胞器在溶酶体内部进行降解，维持细胞器的平衡。 6．氯霉素通过抑制细菌核糖体功能而发挥作用，大量使用会对人体产生毒副作用，原因是氯霉素可能抑制某细胞器功能，该细胞器最可能是 （    ） A．线粒体 B．内质网 C．细胞质核糖体 D．中心体 7．在种子萌发成幼苗的过程中，细胞不断分裂。 下列叙述正确的是 A．幼苗中的叶绿体均由前质体在光下分裂而来 B．细胞分裂中期可以观察到核糖体和高尔基体 C．线粒体和叶绿体中遗传信息的流动遵循中心法则 D．内质网、中心体和线粒体都要经历解体和重建过程 8．溶酶体在维持细胞器稳态中具有重要作用。 下列叙述错误的是（    ） A．溶酶体水解酶由游离核糖体合成，经囊泡运输进入前溶酶体 B．溶酶体中的水解产物一般可被细胞再利用 C．溶酶体异常时，细胞质内会积累异常线粒体等细胞器 D．溶酶体膜破裂后，释放到细胞质中的水解酶活性降低 【答案】6．A 7．C 8．A 【分析】溶酶体中含有多种水解酶，能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器，清除侵入细胞的病毒或病菌，被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化系统”。 6．据题意可知，线粒体、叶绿体同样含有核糖体，这类核糖体与原核生物核糖体较为相似，某种抗生素对细菌（原核生物）核糖体有损伤作用，因此推测大量摄入会危害人体，其最有可能危害人类细胞线粒体中核糖体，A正确，BCD错误。 故选A。 7．A、植物分生组织中的前质体在光下可转变为叶绿体，叶绿体可经分裂增殖，A错误； B、高尔基体在细胞分裂初期崩解，并以小膜泡形式被分配到子细胞中，因此推测细胞分裂中期不可以观察到高尔基体，B错误； C、叶绿体和线粒体内含有基因，其基因表达包括转录和翻译，都遵循中心法则，C正确； D、种子植物不含有中心体，D错误。 故选C。 8．A、溶酶体水解酶由附着在内质网上的核糖体合成，，A错误； B、溶酶体中的水解产物如氨基酸等一般可被细胞再利用，B正确； C、溶酶体对于清除细胞内衰老、损伤的细胞器至关重要，若溶酶体功能异常，细胞内可能积累异常线粒体，C正确； D、溶酶体属于酸性环境，溶酶体水解酶进入细胞质基质后，pH不适宜，水解酶活性降低，D正确。 故选A。 9．（2023·天津·高考真题）癌细胞来源的某种酶较正常细胞来源的同种酶活性低，原因不可能是（    ） A．酶基因突变 B．酶基因启动子甲基化 C．酶的某个氨基酸发生了改变 D．酶在翻译后的加工发生了改变 【答案】B 【分析】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】A、基因控制蛋白质的合成，基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、替换和缺失而引起基因碱基序列的改变。基因突变后可能导致蛋白质功能发生改变，进而导致酶活性降低，A正确； B、启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，用于驱动基因的转录，转录出的mRNA可作为翻译的模板翻译出蛋白质。若该酶基因启动子甲基化，可能导致该基因的转录过程无法进行，不能合成酶，B错误； CD、蛋白质的结构决定其功能，蛋白质结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链盘曲折叠的方式等有关。故若该酶中一个氨基酸发生变化 （氨基酸种类变化）或该酶在翻译过程中肽链加工方式变化，都可能导致该酶的空间结构变化而导致功能改变，活性降低，CD正确。 故选B。 10．（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。 11．（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。 12．（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。 13．（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。 14．（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。 15．（2025·重庆·高考真题）细胞中F蛋白和M蛋白均可进入细胞核。X蛋白选择性地结合F蛋白或乙酰化修饰的M蛋白，从而阻止被结合的蛋白进入细胞核，具体机制如图。下列说法合理的是（    ） A．M基因和F基因都属于原癌基因 B．M蛋白和F蛋白都是DNA聚合酶 C．在癌细胞中过量表达X可能会减缓癌细胞增殖 D．在正常细胞中去除F蛋白，可能会抑制正常细胞凋亡 【答案】C 【详解】A、一般来说，原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，抑癌基因表达的蛋白质能促进细胞凋亡，由图可知，正常细胞中的M蛋白进入细胞核促进凋亡基因转录，癌细胞中的F蛋白进入细胞核促进增殖基因转录，说明M基因属于抑癌基因，F基因属于原癌基因，A错误； B、DNA聚合酶参与DNA复制，M蛋白和F蛋白在转录过程中发挥作用，所以M蛋白和F蛋白都不是DNA聚合酶，B错误； C、X蛋白选择性地结合F蛋白或乙酰化修饰的M蛋白，从而阻止被结合的蛋白进入细胞核，在癌细胞中，X蛋白结合乙酰化修饰的M蛋白，促进F蛋白进入细胞核，若过量表达X蛋白，可能会导致部分X蛋白与F蛋白结合，使进入细胞核内的F蛋白减少，从而减缓癌细胞增殖，C正确； D、由图可知，在正常细胞中去除M蛋白，可能会抑制正常细胞凋亡，D错误。 故选C。 16．（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。 17．（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。 18．（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。 19．（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。 20．（2025·安徽·高考真题）大肠杆菌的两个基因Y和Z彼此相邻，转录时共用一个启动子（P）。科研小组分离到一株不能合成Y和Z蛋白的缺失突变体，但该突变体能合成另一种蛋白质，此蛋白质氨基端的30个氨基酸序列与Z蛋白氨基端的序列一致，而羧基端的25个氨基酸序列与Y蛋白羧基端的序列一致。据此，科研小组绘制了野生型菌株中Y和Z基因的排列顺序图，并推测突变体缺失的DNA碱基数目。下列图示和推测正确的是（    ） A．缺失碱基数目是3的整倍数 B．缺失碱基数目是3的整倍数 C．缺失碱基数目是3的整倍数+1 D．缺失碱基数目是3的整倍数+2 【答案】B 【分析】碱基替换发生的位置不同引起的效应不一样。如果碱基的替换发生在基因的编码区，可引起密码子改变，对应的氨基酸改变，蛋白质功能改变；但由于密码子的简并性，基因发生碱基替换后，其编码的蛋白质的氨基酸序列也可能不变；碱基替换还可能会导致起始密码子和终止密码子的位置改变，使得氨基酸序列改变，数目改变，相应蛋白质功能也改变。如果碱基的替换发生在基因的非编码区，则对蛋白质无影响。 【详解】已知突变体合成的蛋白质氨基端的30个氨基酸序列与Z蛋白氨基端的序列一致，羧基端的25个氨基酸序列与Y蛋白羧基端的序列一致。这说明转录是以Z基因起始 ，然后连接到Y基因进行转录的，所以野生型菌株中基因的排列顺序应该是Z基因在前，Y基因在后，且共用一个启动子P ，转录时，模板链的方向是 3'→5' ，因此图示的方向应为3'- P - Z - Y-5'，符合该特征的是BC选项的图示，由于该蛋白质氨基端有Z蛋白的部分序列，羧基端有Y蛋白的部分序列，说明缺失突变后，转录形成的mRNA依然可以编码氨基酸，没有造成移码突变（移码突变会导致突变位点后的氨基酸序列全部改变 ）。因为一个氨基酸由mRNA上的一个密码子（3个相邻碱基 ）决定，所以缺失的碱基数目应该是3的整倍数，这样才不会改变后续的阅读框，保证氨基端和羧基端的氨基酸序列分别与Z、Y蛋白部分序列一致，综上，B正确，ACD错误。 故选B。 21．（2025·湖北·高考真题）科研人员以SA-β-Gal作为细胞衰老的分子标志，以EdU作为细胞DNA复制的标记，揭示了AP2A1蛋白通过调节p53蛋白表达量来影响细胞衰老的机制，实验结果如下图。下列叙述错误的是（　　） A．对照组中也有衰老的细胞 B．蛋白质AP2A1促进了细胞中p53蛋白积累 C．据图可推测衰老细胞中各种蛋白质的表达量上升 D．含EdU标记的细胞所占比例越大，表明细胞增殖越旺盛 【答案】C 【分析】衰老的细胞主要具有以下特征： （1）细胞内的水分减少，结果使细胞萎缩。体积变小，细胞新陈代谢的速率减慢。 （2）细胞内多种酶的活性降低。例如，由于头发基部的黑色素细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，所以老人的头发会变白。 （3）细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累，它们会妨碍细胞内物质的交流和传递，影响细胞正常的生理功能。细胞内呼吸速率减慢，细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。 （4）细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。 【详解】A、从左图看出，对照组中SA-β-Gal含量不为0，而SA-β-Gal作为细胞衰老的分子标志，所以对照组中也有衰老的细胞，A正确； B、从最右图看出，AP2A1基因过度表达组中p53蛋白含量明显比对照组多，所以可能蛋白质AP2A1促进了细胞中p53蛋白积累，B正确； C、据图可知，衰老细胞中与衰老有关的蛋白质表达量增加，但不是各种蛋白质的表达量都会增加，C错误； D、EdU作为细胞DNA复制的标记，细胞增殖过程中会发生DNA复制，所以含EdU标记的细胞所占比例越大，表明细胞增殖越旺盛，D正确。 故选C。 22．（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。 23．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）金刚鹦鹉的羽毛色彩缤纷。研究发现乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基，造成羽色由红到黄的渐变。同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异，该现象最不可能源于（    ） A．乙醛脱氢酶基因序列的差异 B．编码乙醛脱氢酶mRNA量的差异 C．乙醛脱氢酶活性的差异 D．鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异 【答案】A 【分析】同一生物体的不同细胞基因序列相同，羽色差异源于基因选择性表达或环境因素。 【详解】A、同一只鹦鹉的体细胞由同一受精卵分裂分化而来，基因序列应相同，差异不可能来自乙醛脱氢酶基因序列，A符合题意； B、乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基，造成羽色由红到黄的渐变，编码乙醛脱氢酶mRNA量的差异，导致产生的乙醛脱氢酶含量变化，造成羽色由红到黄的能力改变，进而引起生物性状的变化，B不符合题意； C、不同细胞中乙醛脱氢酶活性可能存在一定的差异，造成羽色由红到黄的能力改变，进而导致同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异，C不符合题意； D、乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基，造成羽色由红到黄的渐变，可能是不同部位鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异，所以导致同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异，D不符合题意。 故选A。 24．（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。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第21讲 基因的表达、基因与性状的关系 目录 01 课标达标练 【题型一】转录和翻译过程 【题型二】中心法则的过程 【题型三】表观遗传 02 能力突破练（新考法+新情境+新角度） 03 高考溯源练 题型一 转录和翻译过程 一、单选题 1．中心法则中遗传信息的传递和表达都有明确的方向性，某mRNA中有一密码子GGC，下列叙述错误的是（    ） A．RNA聚合酶是由DNA模板链的3＇端向5＇端移动 B．该mRNA模板链对应的碱基序列为5＇…GCC…3＇ C．翻译时，核糖体沿着mRNA的5＇端到3＇端方向移动 D．密码子GGC的反密码子为CCG，反密码子在tRNA上的读取方向为5＇端—3＇端 阅读材料，完成以下小题 大多数真核细胞的基因中除编码蛋白质的外显子外，还有不编码蛋白质的内含子；在转录时整个基因（包括外显子和内含子）都被转录，形成前体mRNA。前体mRNA有两种基本剪接方式：一是将“内含子”从前体mRNA中去除，然后规范地将“外显子”剪接成成熟的mRNA，这种剪接方式称为组成型剪接；另一种剪接方式是可调控的选择性剪接。 人类的甲状腺和下丘脑中都存降钙素基因，由于转录后加工方式的不同，产生了两种不同的成熟mRNA。在甲状腺中成熟mRNA的翻译产物是降钙素，调节钙和磷的正常代谢，降低血液中的钙浓度。在下丘脑中，该基因产物是一种多肽（CGRP），与血压的调节和痛觉有关。 2．下列关于转录和RNA剪接的叙述，正确的是（    ） A．转录启动区域甲基化会干扰DNA聚合酶与启动子结合 B．图中②发生的剪接方式为组成型剪接 C．同一个基因指导合成的蛋白质一定相同 D．RNA剪接过程中有磷酸二酯键的断裂和重新形成 3．根据降钙素基因的表达过程，有关叙述正确的是（    ） A．基因结构改变导致转录出不同的mRNA B．根据某成熟mRNA的碱基排列顺序，就可确定基因碱基排列顺序 C．外显子不一定参与蛋白质的编码 D．降钙素和CGRP均可与二苯胺反应呈蓝色 4．下图表示拟南芥F基因的转录及加工获得FγmRNA和FβmRNA的过程，其中Fγ、Fβ表示蛋白质。当Fβ过多时，拟南芥响应高温开花的时间延后（真核细胞中的多数基因经转录会产生前体mRNA，前体mRNA中由内含子转录的RNA片段会被剪接体SnRNP切除并快速水解，由外显子转录的RNA片段会相互连接形成成熟mRNA）。下列叙述错误的是（    ） A．剪接体 SnRNA 不能特异性识别前体 mRNA 序列，剪切内含子转录的 RNA 片段 B．由前体 mRNA 指导合成 Fγ 的过程中，一定存在磷酸二酯键的断裂和形成以及碱基互补配对 C．促进 F 基因表达 Fγ，拟南芥不一定提前开花 D．拟南芥开花时间受环境和 mRNA 剪接形式的影响 5．1986年，英国科学家钱伯斯发现了硒代半胱氨酸（非必需氨基酸），并提出硒代半胱氨酸由密码子UGA编码。最初，人们仅把UGA视为多肽合成的终止密码子，现在发现它在某些情况下也可以编码硒代半胱氨酸。下列叙述正确的是（　　） A．硒代半胱氨酸的反密码子碱基序列为5'-ACU-3' B．正常情况下每个基因均含有终止密码子和氢键 C．多肽链中若含有1个硒代半胱氨酸，则其mRNA中含有两个UGA序列 D．反密码子与密码子的配对方式与tRNA上结合的氨基酸无关 6．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 7．无义突变是基因中编码氨基酸密码子的序列突变成过早终止密码子（PTC）序列的突变，导致产生截短的无功能蛋白。研究人员利用Guide snoRNA设计单碱基编辑技术，招募假尿苷合成酶，准确高效地实现PTC中尿苷（U）到假尿苷（Ψ）编辑，实现全长蛋白质的表达。有关过程如下图，下列叙述正确的是（　　） A．无义突变是指基因中的碱基替换导致相应密码子的第1位碱基发生替换 B．设计Guide snoRNA主要依据是mRNA中过早终止密码子两侧的部分碱基序列 C．细胞中不存在与ΨAA、ΨAG、ΨGA碱基互补配对的反密码子 D．单碱基编辑技术翻译出的全长蛋白质一定具有正常功能 二、解答题 8．图1中①～⑤表示抑制细菌的5种抗生素，字母a、b、c表示遗传信息的传递过程，F、R表示不同的结构。图2是图1中某过程的细节示意图。请回答下列问题： (1)将M个细菌的F用31P标记后，放在含32P的培养液中连续分裂n代，则含32P的细菌有 个。图1中的抗生素③能大幅减少子代细菌的数量，且是通过抑制某种酶的活性达成，则其作用的酶可能有 。 (2)图1过程b可以为过程c提供的物质有 ，抗生素⑤作用于参与过程c的某种细胞结构，则该结构是 。 (3)图2是图1中翻译的示意图。该过程区别于其他两个生理过程的特有碱基配对的方式是 。结构②在图2中的移动方向是 （从“向左”“向右”中选填）。通常有多个结构②结合在同一条mRNA上，意义是 。 (4)已知密码子UUA、AUU、AAU分别编码的是亮氨酸、异亮氨酸、天冬酰胺，密码子UAA是终止密码子，则图2中的①处应是 的残基。 题型二 中心法则的过程 1．图甲表示遗传信息的传递和表达过程，即中心法则。图乙表示端粒的修复机制。已知RNA病毒有-RNA病毒、+RNA病毒和逆转录病毒之分，其中只有+RNA能作为模板合成蛋白质。下列说法错误的是（　　） A．哺乳动物的细胞在其生命历程中都能进行②、③过程，但不一定能进行①过程 B．HIV在宿主细胞中可进行①、②、③、④过程，④过程所需的酶需HIV提供合成模板 C．烟草花叶病毒为+RNA病毒，依靠⑥过程就能获得其外壳蛋白 D．若人体细胞中发生了④过程，则该细胞被逆转录病毒侵染 2．丙型肝炎病毒（HCV）是一种具有包膜的单链（+）RNA病毒，该（+）RNA能直接作为翻译的模板合成多种病毒蛋白，HCV感染肝细胞，导致肝脏发生炎症，严重时可能发展为肝癌。目前尚未研制出疫苗，最有效的治疗方案是将PSI7977（一种核苷酸类似物）与干扰素、病毒唑联合治疗，下列相关叙述错误的是（　　） A．HCV与肝细胞结构上的最大区别是没有细胞结构 B．HCV的（+）RNA含该病毒的遗传信息和相关的遗传密码 C．HCV需要将其遗传物质整合到宿主细胞的染色体上以完成复制 D．PSI7977的治疗机理可能是作为合成原料掺入RNA引起合成终止 3．下图为乙肝病毒侵染人体肝细胞后的增殖过程。相关叙述错误的是（    ） A．过程①是人感染乙肝病毒后难以根除的主要原因 B．过程②需要的原料是4种核糖核苷酸 C．过程③需要逆转录酶催化，过程④需要多种RNA参与 D．治疗时，通过药物抑制过程④比抑制过程③的副作用小 4．肺炎克雷伯菌是肠杆菌科细菌，常存在于人体上呼吸道和肠道中，当机体免疫力降低时，经呼吸道进入肺内而引起相关病症。研究人员以肺炎克雷伯菌为研究对象，揭示了一种由DRT2防御系统介导的抗噬菌体侵染的机制，如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．图示遗传信息的传递过程，均沿模板链的3′端→5′端 B．抑制细菌生长影响了噬菌体从细菌中获取相应的氨基酸、核酸、能量等 C．①、②过程都有氢键和磷酸二酯键的形成与断裂 D．该项研究成果是对中心法则的补充和完善 5．如图为新冠病毒利用包膜上的刺突蛋白（S蛋白）与宿主细胞的ACE2受体结合完成侵染以及在宿主细胞内的代谢过程。下列叙述正确的是（    ） A．S蛋白是新冠病毒的抗原物质，ACE2受体的化学本质是多糖 B．新冠病毒的核酸检测与+RNA链中特定的碱基排列顺序有关 C．+RNA和-RNA都可以作为病毒翻译的模板指导蛋白质的合成 D．图中RNA聚合酶可以催化遗传信息由RNA流向DNA的过程 6．近期科学研究显示，巨型噬菌体φKZ 的基因表达中存在程序性移码翻译机制，即除正常翻译外，在特定 RNA 序列的调控下，宿主核糖体在 mRNA 上会前移或后移一个碱基再进行氨基酸编码，从而使同一mRNA 合成两种不同蛋白质。此外，该噬菌体在侵染后期会表达一种小RNA(sRNA)，与宿主mRNA 互补结合，抑制宿主关键酶的合成，抢夺翻译资源。下列分析错误的是（    ） A．移码翻译不会导致遗传信息丢失或错误，是一种精准调控机制 B．移码翻译可最大化地利用有限基因组资源，符合中心法则观点 C．sRNA 具有特异性，抑制翻译的机制可能是双链RNA 分子会阻止核糖体结合 D．噬菌体通过sRNA 可保护自己，并能即时抢夺宿主的mRNA、核糖体等资源 7．活性氧自由基（ROS）增加会导致端粒功能障碍、DNA损伤，并导致线粒体功能降低而引起细胞衰老。长时间使用手机，屏幕的蓝光可促进ROS生成，加速视网膜色素上皮细胞的衰老。已知端粒酶能以自身RNA为模板合成端粒DNA，延长细胞分裂过程中缩短的端粒，下列叙述错误的是（　　） A．细胞衰老与端粒酶活性降低、端粒被截短有关 B．ROS可攻击细胞中的DNA、蛋白质和生物膜等 C．端粒酶可催化核糖核苷酸形成DNA，属于逆转录酶 D．减少使用手机可降低ROS的产生并利于细胞修复 8．某新型病毒X是具有包膜的单链RNA病毒，其遗传物质为正链RNA（+RNA），以+RNA为模板可合成-RNA。该病毒入侵宿主细胞后合成并组装子代病毒的过程如下图，a、b、c表示过程，①②③④表示核酸。下列相关叙述正确的是（　　） A．②中的碱基可与①或③中的碱基完全互补配对，且②上含多种密码子 B．病毒X的RNA复制酶是由宿主核基因控制合成的，可以催化过程a和b C．多种④通过过程c翻译合成多种病毒蛋白，c中可能涉及氢键的断裂与形成 D．可利用某种抑制逆转录酶活性的药物来治疗病毒X侵染机体引起的相关疾病 题型三 表观遗传 一、单选题 1．微小RNA(microRNA，miRNA)是细胞中的一类非编码小分子RNA，其与有关蛋白形成沉默复合体RISC后，通过与靶mRNA 结合调控基因的表达，具体机理如图。miR-150为 miRNA家族成员之一，在多种肿瘤细胞中均异常表达。研究人员将miR-150过表达质粒及其阴性对照质粒 miR-NC分别导入宫颈癌 Hela细胞后，检测细胞凋亡率和 FOXO4 蛋白表达量，结果如图。下列叙述不正确的是（    ） A．miRNA可调控基因表达，从而影响生物的性状，属于表观遗传 B．RISC中的miRNA与靶mRNA的3′端结合，通过阻止核糖体移动、阻止翻译的进行，属于转录后水平的调控 C．实验表明，miR-150可能通过靶向下调FOXO4基因表达来促进宫颈癌细胞的存活 D．miRNA与靶mRNA部分互补，碱基配对方式与 miRNA基因转录过程完全不同 2．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 3．某些植物需要经过低温诱导才能开花的现象称为春化作用，与FRI和FLC基因有关。温暖条件下，FRI蛋白与FLC基因结合使其表达，抑制植物开花；低温条件下，FRI蛋白在细胞内凝聚成团不与FLC基因结合，同时通过组蛋白修饰的调整抑制FLC基因的表达。下列说法正确的是（　　） A．组蛋白不是遗传物质，其乙酰化引起的植物表型改变是不会遗传给后代的 B．温暖条件下，FLC基因的表达可能与FRI蛋白促进其组蛋白乙酰化、泛素化等修饰有关 C．低温条件下，组蛋白氨基酸序列发生改变而凝聚成团，FRI蛋白的含量升高 D．春化作用的原理可能是低温通过抑制FRI基因的表达，解除对开花过程的抑制 4．研究发现，鱼体内用于去除RNA甲基化修饰的m6A去甲基化酶FTO，可擦除NOD基因的mRNA甲基化修饰，避免mRNA被YTHDF2蛋白质识别并降解，从而提高鱼类的抗病能力。下列叙述正确的是（　　） A．mRNA的甲基化修饰不会改变相应的表型 B．提高NOD基因的mRNA甲基化水平会抑制NOD基因的表达 C．FTO蛋白抑制剂提高鱼类的抗病能力 D．甲基化会使DNA聚合酶结合启动子的过程受到干扰 5．研究人员发现，雄性小鼠长期暴露于慢性压力环境后，其精子中tsRNA的表达量、子代早期胚胎染色质开放度、雄性小鼠抑郁样行为会发生相应的变化。下图为这三个指标的测试结果，请根据图示结果和所学知识分析，下列说法错误的是（　　） A．实验结果支持抑郁症亲本可能将抑郁症遗传给子代 B．父代压力可能通过tsRNA影响子代胚胎染色质开放状态 C．慢性压力直接改变了子代小鼠的DNA序列 D．降低tsRNA表达量可能减轻抑郁症的症状 6．黄色小鼠（AvyAvy）与黑色小鼠（aa）杂交，F1小鼠表现出介于黄色和黑色之间一系列过渡类型的毛色。经研究，不同体色小鼠的Avy基因中碱基序列相同，但胞嘧啶有不同程度的甲基化现象。甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越明显。下列叙述正确的是（　　） A．Avy基因甲基化程度越高，小鼠体色越接近黄色 B．胞嘧啶的甲基化可以使A基因突变为a基因 C．F1不同颜色个体交配，F2中黄色：黑色的比例一定为3:1 D．甲基化可能阻止RNA聚合酶与Avy基因结合 二、解答题 7．表观遗传通过调控基因表达进而影响性状。多种类型的肿瘤研究中发现表观遗传调控异常可导致肿瘤发生，如 DNA甲基化异常、组蛋白修饰异常和非编码 RNA（如 miRNA）调控异常等因素。据图分析回答下列问题： (1)组蛋白修饰乙酰化和去乙酰化是染色体结构调节的重要机制之一。组蛋白乙酰化通常使染色体结构松弛，有利于 RNA聚合酶识别并结合在启动子部位，进行转录；而当 的活性过高时，染色质处于紧密状态，从而 相关基因的表达。 (2)miRNA通过碱基互补配对方式与靶向 mRNA的序列结合，通过抑制 过程来抑制基因的表达，减少蛋白质的合成。在研究肿瘤发生机制时发现，抑癌基因的 区域高度甲基化可能导致其表达被抑制，或原癌基因和抑癌基因中发生多次基因突变，都可引起肿瘤的发生。 (3)蚕豆病是一种单基因遗传病，其表现为红细胞中葡萄糖 - 6 - 磷酸脱氢酶（G6PD）缺乏，使红细胞的抗氧化能力下降。 ①若仅根据图 2 判断，蚕豆病的遗传方式应为 ，判断依据是 。 ②进一步研究表明，控制合成 G6PD 的基因却位于X染色体上，GA、GB控制合成G6PD，而g不能控制合成 G6PD，推测 Ⅱ - 7患病的原因可能是基因突变的结果，也可能是表观遗传。为探究 Ⅱ - 7患病原因，现对患者家族部分成员的GA、GB、g进行相关检测，结果为图3电泳图谱，若 Ⅱ - 7的患病电泳图谱为 ，则为基因突变的结果；若 Ⅱ - 7的患病电泳图谱为 ，则为表观遗传的结果。 8．我国科研工作者对胚胎干细胞分化为血管平滑肌细胞的机制进行了研究。 (1)T基因是血管平滑肌细胞的标志基因。细胞分化过程中，由于基因的 ，导致细胞的形态、结构和生理功能发生稳定性变化。 (2)B蛋白是一种转录因子，促进血管平滑肌细胞的分化形成。为检测B蛋白在DNA上的结合位点，先对正在向血管平滑肌细胞分化的胚胎干细胞进行处理，使抗体能够进入，之后依次加入抗体M和偶联两组转座酶的抗M抗体。转座酶上携带了接头DNA序列，该酶可以切开它所靠近的染色体DNA，并将接头DNA序列添加在切开的DNA片段上（图1）。 ①从图中可知，抗体M的作用是与 和偶联转座酶的抗M抗体结合，使转座酶到达目标位点。 ②检测B蛋白结合位点的步骤为：“提取细胞基因组DNA→用与 特异性结合的引物进行PCR扩增→回收扩增产物→测序。”结果表明B蛋白的结合位点是T基因的启动子区域。 (3)血管平滑肌细胞分化形成过程中，T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平升高。R酶是一种组蛋白甲基化酶．B蛋白可与R酶结合。制备B基因敲除的胚胎干细胞（BKO），检测其与正常胚胎干细胞（WT）中R酶表达量（图2）和第6天T基因启动子结合的R酶量（图3）。 ①图2所示实验的实验目的是 。 ②综合以上信息及图2、3结果推测，B蛋白通过 影响T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平。 (4)推测R酶催化T基因启动子附近的组蛋白甲基化，从而促进T基因的转录。欲为此推测提供证据，合理的方案包括________，并检测T基因启动子附近的组蛋白甲基化水平和T基因mRNA水平。 A．制备WT细胞、B基因过表达细胞和BKO细胞 B．使用组蛋白甲基化抑制剂处理的B基因过表达细胞、B基因过表达细胞 C．在BKO细胞中过表达T基因 D．使用干扰R酶基因表达的siRNA处理的B基因过表达细胞、B基因过表达细胞 （2025·天津武清·二模）生命的一种容错机制——“遗传补偿”效应 细胞中的capn3a基因编码某种蛋白酶，当capn3a基因表达受抑制时，会导致哺乳动物的肝脏发育异常变小。而通过基因编辑技术使capn3a基因突变失活后，却发现斑马鱼的肝脏发育反面是正常的。斑马鱼约80%的基因都存在类似现象，在小鼠、人类等生物中也普遍存在类似现象。为解释这种现象，科学家提出“遗传补偿”的概念：基因在突变失活后，可以通过上调其同源基因（由同一个基因演化而来，序列相似）的表达来弥补其功能。并非所有类型的基因突变都会激活遗传补偿效应，无义突变是激活遗传补偿效应的必要条件，无义突变是指由于某个碱基的改变使代表某种氨基酸的密码子突变为终止密码子，使肽链合成提前终止。因此，当capn3a基因发生无义突变后，转录生成的无义突变mRNA可与细胞质中的一种Upf3a蛋白结合形成COMPASS复合体，再利用其内部核酸序列的同源性，COMPASS复合体可被特异性带到细胞核内的同源基因处，将染色体中的H3组蛋白进行甲基化修饰，从而促进同源基因的表达以弥补capn3a基因的功能缺失。 无义突变基因翻译出来的蛋白质往往功能减弱或丧失。甚至对细胞有负作用。因此，真核细胞还存在一种NMD途径（Nonsense-Mediated mRNA Decay）：当细胞质中出现突变mRNA时，细胞中的SURF复合物会将其识别并降解。已知SURF复合物只能识别并降解含有提前出现终止密码子的mRNA。NMD途径既能避免物质和能量的浪费，也避免了错误蛋白的产生对细胞造成的伤害。 阅读材料完成下列小题： 1．对于斑马鱼体内存在的遗传补偿现象，下列叙述错误的是（    ） A．Upf3a蛋白可通过碱基互补配对特异性识别并结合同源基因序列 B．无义突变基因的出现为斑马鱼种群的进化提供了原材料 C．在某mRNA中若创建提前出现的终止密码子可能触发遗传补偿效应 D．无义突变mRNA诱发的斑马鱼遗传补偿现象的保留是自然选择的结果 2．针对真核生物细胞中同时存在的NMD机制，下列说法错误的是（    ） A．SURF复合物具有RNA水解酶的作用 B．SURF复合物只能识别并降解无义突变mRNA上的终止密码子 C．NMD作用可以防止相对分子质量变小的异常蛋白的产生 D．NMD机制无法对染色体异常的人类遗传病进行防治 3．（2025·天津北辰·三模）糖含量是决定甜瓜果实风味品质的重要因素，根据甜瓜果实蔗糖含量差异，可将其分为高糖品种“HS”和低糖品种“LW”。下图为乙烯参与调控HS甜瓜果实蔗糖积累的分子机制，CmERFI-2为乙烯响应因子，CmMYB44为转录调节因子，CmSPS1和CmACO1分别是蔗糖积累和乙烯合成的两个关键基因，“－”表示抑制。下列叙述正确的是（　　） A．乙烯只在成熟果实中合成，可促进果实脱落 B．HS甜瓜果实中CmMYB44表达量可能较高 C．图中“?”表示抑制，外源乙烯和CmERFI-2通过抑制CmMYB44，促进蔗糖积累 D．乙烯间接影响CmACO1的表达，最终调控乙烯合成，属于负反馈调节 4．（2025·天津滨海新·三模）细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，图中基因A的表达效率低于基因B B．真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中 C．图2所示过程为翻译，核糖体的移动方向为从左向右 D．图2中的①氨基酸对应密码子为UUA 5．（2025·天津·二模）已知 5 - 溴尿嘧啶（BU）可与碱基 A 或 G 配对。某基因内部某个碱基位点已由 A—T 转变为 A—BU，下列说法错误的是（    ） A．因为遗传密码的简并性，这种变异有可能不引起生物体性状改变 B．该基因被甲基化，其子代细胞中该基因的转录可能会被抑制 C．要使该位点转变为 G—C，该基因所在的 DNA 至少复制 2 次 D．该基因所在的 DNA 复制 5 次，子代 DNA 中该位点没有变化的比例为 1/2 6．（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 7．（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 8．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 阅读下列材料，完成下面小题。 2024年的诺贝尔生理学或医学奖聚焦于细胞中用于控制基因活性的一个重要调控机制的发现。RNAi主要是对基因转录后的调控，起作用的有miRNA和siRNA。miRNA由基因组内源DNA编码产生，可与目标mRNA配对；siRNA主要来源于外来生物，如寄生在宿主细胞内的病毒产生的异源双链RNA（dsRNA），dsRNA经过核酶Dicer的加工后成为siRNA，siRNA与目标mRNA完全配对，导致mRNA被水解，具体过程如图所示。 9．据图分析，下列叙述错误的是（    ） A．①过程由RNA聚合酶结合于DNA上的启动部位开始 B．Drosha和Dicer都能加工RNA，使局部磷酸二酯键断裂 C．miRNA基因和前体miRNA中都存在氢键，但二者的碱基对种类不完全相同 D．siRNA与目标mRNA配对，阻断了核糖体移动，导致翻译终止 10．研究发现，RNA介导的基因沉默现象会遗传给子代，属于一种表观遗传现象。下列关于表观遗传现象的叙述错误的是（    ） A．具有不可逆性 B．在个体的生长发育中普遍存在 C．使后代能迅速获得对环境的适应 D．对生物的生存、繁殖不一定都是有利的 （2025·天津·一模）蜜蜂的工蜂和蜂王由基因完全相同的受精卵发育而来，其分化依赖表观遗传调控。 （1）DNA甲基化调控 蜂王幼虫持续摄入蜂王浆，其核心成分Royalactin蛋白抑制Dnmt3（甲基转移酶）活性，维持卵巢发育相关基因Vg低甲基化，促进卵巢发育。工蜂幼虫食用花粉和蜂蜜，因缺乏蜂王浆中的活性成分Royalactin，导致Dnmt3未被抑制，从而引发卵巢发育基因Vg高甲基化而沉默。 （2）组蛋白修饰与信号通路 Royalactin通过结合表皮生长因子受体（EGFR），激活TOR信号通路，诱导组蛋白乙酰转移酶（HAT）表达，提高组蛋白H3K9乙酰化水平。这促使染色质结构松散，激活胰岛素信号相关基因Ilp1，直接驱动蜂王体型增大和代谢增强。 （3）非编码RNA的竞争抑制 工蜂幼虫中高表达的miR-13b通过结合Ilp1mRNA抑制其翻译。蜂王浆中的miR-184可竞争性结合miR-13b，解除对Ilp1的抑制，同时激活营养吸收相关基因表达。 阅读材料完成下列小题： 11．工蜂与蜂王的分化差异主要由以下哪种机制决定（    ） A．基因突变导致卵巢发育相关基因功能丧失 B．表观遗传修饰调控关键基因的开放程度和活性 C．蜂王浆中的Royalactin蛋白直接激活卵巢发育基因Vg D．工蜂幼虫通过组蛋白去乙酰化主动抑制卵巢发育的基因 12．若向工蜂幼虫食物中添加Royalactin蛋白，最可能的结果是（    ） A．Vg基因甲基化水平升高，发育为工蜂 B．miR-13b表达量上升，进一步抑制Ilp1翻译 C．Dnmt3活性被抑制，Vg低甲基化并表达，发育为蜂王 D．组蛋白去乙酰化酶（HDAC）活性增强，抑制Ilp1表达 13．敲除Dnmt3基因后，雌蜂幼虫将直接发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。以下解释最合理的是（    ） A．miR-184通过直接结合并降解Ilp1mRNA解除抑制 B．Dnmt3敲除导致Vg基因DNA序列发生改变 C．蜂王浆可能通过促进Dnmt3表达来维持Vg基因高甲基化 D．Royalactin通过EGFR/TOR通路激活Ilp1，补偿甲基化缺失 14．（2025·天津滨海新·三模）图1所示果蝇细胞中基因沉默蛋白（PcG）的缺失，引起染色质结构变化，导致细胞增殖失控形成肿瘤；图2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。下列相关叙述错误的（　　） A．PcG缺失使组蛋白发生去甲基化和染色质松散，促进了基因表达 B．原核和真核细胞内都可以通过DNA和组蛋白的甲基化修饰来影响基因表达 C．环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素，导致同卵双胎个体性状上不完全相同 D．DNA甲基化不改变碱基序列，但会影响基因的表达进而影响生物个体表型 15．（2025·天津河北·二模）小鼠体内的A基因能控制D蛋白合成，而a基因不能。如小鼠体内D蛋白缺乏则会表现为侏儒鼠。经研究发现，A基因的表达受P序列(一段DNA序列)的调控。如图所示：P序列在形成精子时会去甲基化，传给子代能正常表达；在形成卵细胞时会甲基化(甲基化需要甲基化酶的参与)，传给子代不能正常表达。下列有关叙述正确的是（　　） A．P序列在形成卵细胞时发生甲基化导致P序列发生改变 B．基因组成相同的个体，表型所具有的微小差异都是基因甲基化的结果 C．侏儒雌鼠与侏儒雄鼠交配，子代小鼠可能全是侏儒鼠，也可能有一半为正常鼠 D．基因型为Aa的雌鼠与基因型为aa的雄鼠交配，其子代小鼠正常的概率为50% 16．（2025·天津和平·一模）蜜蜂是营社会化生活的一类动物。蜜蜂的生活史如下图所示。 蜂王染色体数为2n=32.蜂王与工蜂在形态、结构、生理和行为等方面截然不同，若幼虫时期持续食用蜂王浆则发育为蜂王，蜂王浆食用一段时间后改为以花蜜为食将发育为工蜂。 为研究其发育机理，某科研小组利用蜜蜂幼虫分组开展相关实验，检测DNMT3基因表达水平和DNA 甲基化程度，结果如下表。Dnmt3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团，如下图。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。 不同蜂王菜饲喂量对安蜂幼虫DNA甲基化程度及发育结果的影响 组别 处理方式 DNMT3基因表达水平 DNA 甲基化程度 幼虫发育结果 1 饲喂3天蜂王浆 +++ +++ 22%发育为蜂王 2 饲喂4天蜂王浆 ++ ++ 45%发育为蜂王 3 饲喂5天蜂王浆 + + 100%发育为蜂王 注：“+”越多则代表表达量越多、甲基化程度越高。 (1)在该家族中，属于单倍体的是 。在图中的B过程中，细胞先后经历的两个重要生理过程分别是 、 。 (2)DNMT3基因表达时， 酶与编码这个蛋白质的一段DNA结合，使DNA双链解开，以其中的一条链为模板合成mRNA，该过程称为转录。成熟的mRNA通过 （填结构名称）进入细胞质。 (3)据表分析，增加蜂王浆的饲喂量（饲喂时间）可以 （填“促进”或“抑制”）DNA的甲基化。 (4)结合上图分析，下列叙述正确的是（　　）（多选） A．DNA甲基化引起的变异属于基因突变 B．胞嘧啶和5'甲基胞嘧啶都可与DNA分子中的鸟嘌呤配对 C．DNA甲基化可能干扰了基因的转录导致不能合成某些蛋白质 D．DNA片段甲基化后遗传信息发生改变，导致生物性状发生改变 (5)若某DNA分子中的一个“G-C”胞嘧啶甲基化后，又发生脱氨基生成了胸腺嘧啶，则该DNA分子经过n次复制，子代DNA分子中的异常DNA占比为 。 (6)将Dnmt3siRNA（序列与Dnmt3mRNA互补）显微注射进幼虫细胞内，结果大多数幼虫能发育成为蜂王，分析原因是 。 1．（2024·天津·高考真题）环境因素可通过下图所示途径影响生物性状。有关叙述错误的是（    ） A．①可引起DNA的碱基序列改变 B．②可调节③水平的高低 C．②引起的变异不能为生物进化提供原材料 D．④可引起蛋白质结构或功能的改变 2．（2020·天津·高考真题）完整的核糖体由大、小两个亚基组成。下图为真核细胞核糖体大、小亚基的合成、装配及运输过程示意图，相关叙述正确的是（    ） A．上图所示过程可发生在有丝分裂中期 B．细胞的遗传信息主要储存于rDNA中 C．核仁是合成rRNA和核糖体蛋白的场所 D．核糖体亚基在细胞核中装配完成后由核孔运出 （2024·天津·高考真题）阅读下列材料，完成下面小题。 蛋白质的2-羟基异丁酰化（Khib）修饰与去修饰对植物抗病性具有重要调节作用。棉花M蛋白是去除Khib修饰的酶，大丽轮枝菌感染可以诱导易感棉M基因表达上调，而抗病棉无论感染与否，M基因一直低表达。 H4是结合并稳定染色质DNA的组蛋白之一。M蛋白可降低H4的Khib修饰，导致DNA螺旋化程度提高，使转录相关酶更难与DNA结合，降低抗病相关基因（如水杨酸受体基因）的表达。 P蛋白由核内P基因编码，经翻译后转移并定位于叶绿体中，参与捕光复合体Ⅱ的损伤修复。M蛋白可降低P蛋白的Khib修饰，从而削弱P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复功能，进而降低叶绿体产生活性氧的能力，导致易感棉抗病性下降。 3．H4的Khib修饰改变了（    ） A．染色质的DNA序列 B．水杨酸受体基因的转录水平 C．转录相关酶的活性 D．M蛋白的活性 4．为提高易感棉的抗病性，采取的措施正确的是（    ） A．将抗病棉的M基因转入易感棉 B．上调M基因表达 C．降低H4的Khib修饰 D．增加P蛋白的Khib修饰 5．棉花通过复杂的机制调节其抗病能力，下列说法错误的是（    ） A．P基因表达及其产物行使功能涉及细胞核、核糖体和叶绿体等 B．棉花的抗病能力既受核蛋白也受叶绿体蛋白的调控 C．Khib修饰从基因表达和蛋白质功能两个层面影响棉花抗病性 D．水杨酸受体和捕光复合体Ⅱ的Khib修饰可提高棉花抗病性 （2023·天津·高考真题）阅读下列材料，回答3~5题。 高等生物细胞器的稳态是细胞行使正常功能的基础。 细胞质核糖体由大小两个亚基组成，每个亚基由蛋白质和RNA 在核仁组装而成。线粒体和叶绿体内存在环状DNA和自身核糖体，该类核糖体与细菌的核糖体相似，而与细胞质核糖体差别较大。线粒体和叶绿体的蛋白质有的由核基因编码，有的由自身基因编码。线粒体和叶绿体均可经分裂增殖。植物分生组织中的前质体在光下可转变为叶绿体。 内质网和高尔基体在细胞分裂初期崩解，并以小膜泡形式被分配到子细胞中，细胞分裂完成后重新组装。 高尔基体产生含有酸性水解酶的囊泡，该囊泡与前溶酶体融合 后，经酸化成熟形成溶酶体。衰老和损伤的细胞器在溶酶体内部进行降解，维持细胞器的平衡。 6．氯霉素通过抑制细菌核糖体功能而发挥作用，大量使用会对人体产生毒副作用，原因是氯霉素可能抑制某细胞器功能，该细胞器最可能是 （    ） A．线粒体 B．内质网 C．细胞质核糖体 D．中心体 7．在种子萌发成幼苗的过程中，细胞不断分裂。 下列叙述正确的是 A．幼苗中的叶绿体均由前质体在光下分裂而来 B．细胞分裂中期可以观察到核糖体和高尔基体 C．线粒体和叶绿体中遗传信息的流动遵循中心法则 D．内质网、中心体和线粒体都要经历解体和重建过程 8．溶酶体在维持细胞器稳态中具有重要作用。 下列叙述错误的是（    ） A．溶酶体水解酶由游离核糖体合成，经囊泡运输进入前溶酶体 B．溶酶体中的水解产物一般可被细胞再利用 C．溶酶体异常时，细胞质内会积累异常线粒体等细胞器 D．溶酶体膜破裂后，释放到细胞质中的水解酶活性降低 9．（2023·天津·高考真题）癌细胞来源的某种酶较正常细胞来源的同种酶活性低，原因不可能是（    ） A．酶基因突变 B．酶基因启动子甲基化 C．酶的某个氨基酸发生了改变 D．酶在翻译后的加工发生了改变 10．（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 11．（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 12．（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 13．（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 14．（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 15．（2025·重庆·高考真题）细胞中F蛋白和M蛋白均可进入细胞核。X蛋白选择性地结合F蛋白或乙酰化修饰的M蛋白，从而阻止被结合的蛋白进入细胞核，具体机制如图。下列说法合理的是（    ） A．M基因和F基因都属于原癌基因 B．M蛋白和F蛋白都是DNA聚合酶 C．在癌细胞中过量表达X可能会减缓癌细胞增殖 D．在正常细胞中去除F蛋白，可能会抑制正常细胞凋亡 16．（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 17．（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 18．（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 19．（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 20．（2025·安徽·高考真题）大肠杆菌的两个基因Y和Z彼此相邻，转录时共用一个启动子（P）。科研小组分离到一株不能合成Y和Z蛋白的缺失突变体，但该突变体能合成另一种蛋白质，此蛋白质氨基端的30个氨基酸序列与Z蛋白氨基端的序列一致，而羧基端的25个氨基酸序列与Y蛋白羧基端的序列一致。据此，科研小组绘制了野生型菌株中Y和Z基因的排列顺序图，并推测突变体缺失的DNA碱基数目。下列图示和推测正确的是（    ） A．缺失碱基数目是3的整倍数 B．缺失碱基数目是3的整倍数 C．缺失碱基数目是3的整倍数+1 D．缺失碱基数目是3的整倍数+2 21．（2025·湖北·高考真题）科研人员以SA-β-Gal作为细胞衰老的分子标志，以EdU作为细胞DNA复制的标记，揭示了AP2A1蛋白通过调节p53蛋白表达量来影响细胞衰老的机制，实验结果如下图。下列叙述错误的是（　　） A．对照组中也有衰老的细胞 B．蛋白质AP2A1促进了细胞中p53蛋白积累 C．据图可推测衰老细胞中各种蛋白质的表达量上升 D．含EdU标记的细胞所占比例越大，表明细胞增殖越旺盛 22．（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 23．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）金刚鹦鹉的羽毛色彩缤纷。研究发现乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基，造成羽色由红到黄的渐变。同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异，该现象最不可能源于（    ） A．乙醛脱氢酶基因序列的差异 B．编码乙醛脱氢酶mRNA量的差异 C．乙醛脱氢酶活性的差异 D．鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异 24．（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 。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$