专题9 遗传的分子学基础-【十年高考】备战2026年高考生物真题分类解析与应试策略（Word版）

专题九　遗传的分子学基础 考点 2016~2020年 2021年 2022年 2023年 2024年 2025年 合计 28.DNA是主要的遗传物质 0 0 4 0 1 0 5 29.DNA的结构 0 3 2 0 2 0 7 30.DNA的复制及基因的本质 0 5 2 3 0 3 13 31.基因指导蛋白质的合成 0 6 5 6 5 4 26 32.基因表达与性状的关系 0 0 2 4 12 6 24 命题热度 本专题命题热度较高() 课程标准 备考策略 1概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段,有些病毒的基因在RNA分子上 　　近几年高考试题以选择题为主,主要围绕遗传物质的实验探究、DNA分子的结构与复制、基因的表达以及生物性状与基因表达的关系命题,近几年表观遗传的考查频率较高。试题大多数题目是信息题,以曲线图或过程图呈现,考查考生获取和加工信息、分析和推理、归纳与概括等能力。 在高考备考中,考生要掌握基础知识,可通过列表和概念图等比较复制、转录与翻译的过程,掌握不同生物的中心法则信息流、用生命的信息观解释生命是物质、能量、信息的统一体的观念。 2.概述DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成,通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构,碱基的排列顺序编码了遗传信息 3.概述DNA分子通过半保留方式进行复制 4.概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成,细胞分化的本质是基因选择性表达的结果,生物的性状主要通过蛋白质表现 5.概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象 教学活动:(1)搜集DNA分子结构模型建立过程的资料并进行讨论和交流;(2)制作DNA分子双螺旋结构模型 考点28DNA是主要的遗传物质答案P343　 1.(2024·甘肃,5,3分,难度★★)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 2.(2022·浙江,22,2分,难度★★)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S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 3.(2022·海南,13,3分,难度★★)某团队从下表①~④实验组中选择两组,模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验,验证DNA是遗传物质。结果显示:第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中,第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是(　　) 实验组 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 4.(2022·河北,8,2分,难度★★)下列关于遗传物质DNA的经典实验,叙述错误的是 (　　) A.摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上 B.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 C.肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术 D.双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径 5.(2022·湖南,2,2分,难度★)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 考点29DNA的结构答案P344　 1.(2024·浙江,9,2分,难度★★)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% 2.(2024·广西,4,2分,难度★)研究发现真核生物基因组DNA普遍存在5-甲基胞嘧啶和N6-甲基腺嘌呤,分别被称为DNA的第5、6个碱基。关于这两个碱基的说法,正确的是 (　　) A.均含有N元素 B.均含有脱氧核糖 C.都排列在DNA骨架的外侧 D.都不参与碱基互补配对 3.(2022·广东,12,2分,难度★★)λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化(如下图所示),该线性分子两端能够相连的主要原因是(　　) A.单链序列脱氧核苷酸数量相等 B.分子骨架同为脱氧核糖与磷酸 C.单链序列的碱基能够互补配对 D.自连环化后两条单链方向相同 4.(2022·重庆,4,2分,难度★★)下列发现中,以DNA双螺旋结构模型为理论基础的是 (　　) A.遗传因子控制性状 B.基因在染色体上 C.DNA是遗传物质 D.DNA半保留复制 5.(2021·北京,4,2分,难度★)酵母菌的DNA中碱基A约占32%,下列关于酵母菌核酸的叙述错误的是 (　　) A.DNA复制后A约占32% B.DNA中C约占18% C.DNA中(A+G)/(T+C)=1 D.RNA中U约占32% 6.(2021·山东,4,2分,难度★★)我国考古学家利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”,成功将极其微量的古人类DNA从提取自土壤沉积物中的多种生物的DNA中识别并分离出来,用于研究人类起源及进化。下列说法正确的是 (　　) A.“引子”的彻底水解产物有两种 B.设计“引子”的DNA序列信息只能来自核DNA C.设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列 D.土壤沉积物中的古人类双链DNA可直接与“引子”结合从而被识别 7.(2021·广东,5,2分,难度★★★)DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中,为该模型构建提供主要依据的是 (　　) ①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验 ②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱 ③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等 ④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制 A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 考点30DNA的复制及基因的本质答案P344　 1.(2025·北京,5,2分,难度★★)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 2.(2025·湖北,14,2分,难度★★★)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 3.(2025·河南,2,3分,难度★)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 4.(2023·辽宁,18,3分,难度★★★★)(多选)DNA在细胞生命过程中会发生多种类型的损伤。如损伤较小,RNA聚合酶经过损伤位点时,腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA(如图1);如损伤较大,修复因子Mfd识别、结合滞留的RNA聚合酶,“招募”多种修复因子、DNA聚合酶等进行修复(如图2)。下列叙述正确的是 (　　) 图1 图2 A.图1所示的DNA经复制后有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因 B.图1所示转录产生的mRNA指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不变 C.图2所示的转录过程是沿着模板链的5'端到3'端进行的 D.图2所示的DNA聚合酶催化DNA损伤链的修复,方向是从n到m 5.(2023·山东,5,2分,难度★★★)将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上,置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像,①和②表示新合成的单链,①的5'-端指向解旋方向,丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象,但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则,下列说法错误的是 (　　) A.据图分析,①和②延伸时均存在暂停现象 B.甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等 C.丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等 D.②延伸方向为5'-端至3'-端,其模板链3'-端指向解旋方向 6.(2023·浙江,16,3分,难度★★★★)紫外线引发的DNA损伤,可通过“核苷酸切除修复(NER)”方式修复,机制如图所示。着色性干皮症(XP)患者的NER酶系统存在缺陷,受阳光照射后,皮肤出现炎症等症状。患者幼年发病,20岁后开始发展成皮肤癌。下列叙述错误的是 (　　) A.修复过程需要限制酶和DNA聚合酶 B.填补缺口时,新链合成以5'到3'的方向进行 C.DNA有害损伤发生后,在细胞增殖后进行修复,对细胞最有利 D.随年龄增长,XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因,可用突变累积解释 7.(2022·辽宁,12,2分,难度★★)抗虫和耐除草剂玉米双抗12-5是我国自主研发的转基因品种。为给监管转基因生物安全提供依据,采用PCR方法进行目的基因监测,反应程序如图所示。下列叙述正确的是 (　　) A.预变性过程可促进模板DNA边解旋边复制 B.后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分 C.延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制 D.转基因品种经检测含有目的基因后即可上市 8.(2022·海南,11,3分,难度★★)科学家曾提出DNA复制方式的三种假说:全保留复制、半保留复制和弥散复制(图1)。对此假说,科学家以大肠杆菌为实验材料,进行了如下实验(图2): 图1 图2 下列有关叙述正确的是 (　　) A.第一代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带,说明DNA复制方式一定是半保留复制 B.第二代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带和1条轻带,说明DNA复制方式一定是全保留复制 C.结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果,说明DNA复制方式一定是弥散复制 D.若DNA复制方式是半保留复制,继续培养至第三代,细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带 9.(2021·山东,5,2分,难度★★★)利用农杆菌转化法,将含有基因修饰系统的T-DNA插入到水稻细胞M的某条染色体上,在该修饰系统的作用下,一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U,脱氨基过程在细胞M中只发生一次。将细胞M培育成植株N。下列说法错误的是 (　　) A.N的每一个细胞中都含有T-DNA B.N自交,子一代中含T-DNA的植株占3/4 C.M经n(n≥1)次有丝分裂后,脱氨基位点为A-U的细胞占1/2n D.M经3次有丝分裂后,含T-DNA且脱氨基位点为A-T的细胞占1/2 10.(2021·浙江,14,2分,难度★★)含有100个碱基对的一个DNA分子片段,其中一条链的A+T占40%,它的互补链中G与T分别占22%和18%,如果连续复制2次,则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为 (　　) A.240个　B.180个　C.114个　D.90个 11.(2021·海南,6,2分,难度★★)已知5-溴尿嘧啶(BU)可与碱基A或G配对。大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A—T转变为A—BU,要使该位点由A—BU转变为G—C,则该位点所在的DNA至少需要复制的次数是 (　　) A.1 B.2 C.3 D.4 12.(2021·重庆,9,2分,难度★★)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 13.(2021·河北,16,3分,难度★★★★)(多选)许多抗肿瘤药物通过干扰DNA合成及功能抑制肿瘤细胞增殖。下表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述正确的是(　　) 药物名称 作用机理 羟基脲 阻止脱氧核糖核苷酸的合成 放线菌素D 抑制DNA的模板功能 阿糖胞苷 抑制DNA聚合酶活性 A.羟基脲处理后,肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都出现原料匮乏 B.放线菌素D处理后,肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都受到抑制 C.阿糖胞苷处理后,肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸 D.将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响 考点31基因指导蛋白质的合成答案P345　 1.(2025·黑吉辽内蒙古,14,2分,难度★★)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 2.(2025·山东,5,2分,难度★★)关于豌豆细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 3.(2025·河北,6,2分,难度★★★)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 4.(2024·福建,10,2分,难度★★)人肠道细胞中载脂蛋白B基因转录后,其mRNA上特定位置的碱基C在相关酶的作用下转变为碱基U,造成该位置相应的密码子变为终止密码子UAA,该终止密码子对应的DNA模板链序列为(　　) A.5'-TTG-3' B.5'-ATT-3' C.5'-GTT-3' D.5'-TTA-3' 5.(2024·河北,4,2分,难度★)下列关于DNA复制和转录的叙述,正确的是 (　　) A.DNA复制时,脱氧核苷酸通过氢键连接成子链 B.复制时,解旋酶使DNA双链由5'端向3'端解旋 C.复制和转录时,在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开 D.DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5'端向3'端 6.(2024·湖北,16,2分,难度★★)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' 7.(2024·安徽,11,3分,难度★★★)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶,它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外,在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是 (　　) 种类 细胞内定位 转录产物 RNA聚合酶Ⅰ 核仁 5.8S rRNA、18S rRNA、28S rRNA RNA聚合酶Ⅱ 核质 mRNA RNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5S rRNA 注各类rRNA均为核糖体的组成成分。 A.线粒体和叶绿体中都有DNA,两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶 B.基因的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 8.(2024·贵州,7,3分,难度★★)如图是某基因编码区部分碱基序列,在体内其指导合成肽链的氨基酸序列为:甲硫氨酸—组氨酸—脯氨酸—赖氨酸……下列叙述正确的是 (　　) 注AUG(起始密码子):甲硫氨酸;CAU、CNC:组氨酸;CCU:脯氨酸;AAG:赖氨酸;UCC:丝氨酸;UAA(终止密码子)。 A.①链是转录的模板链,其左侧是5'端,右侧是3'端 B.若在①链5~6号碱基间插入一个碱基G,合成的肽链变长 C.若在①链1号碱基前插入一个碱基G,合成的肽链不变 D.碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同 9.(2023·江苏,6,2分,难度★★)翻译过程如图所示,其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I),与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对。下列相关叙述正确的是 (　　) A.tRNA分子内部不发生碱基互补配对 B.反密码子为5'-CAU-3'的tRNA可转运多种氨基酸 C.mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA D.碱基I与密码子中碱基配对的特点,有利于保持物种遗传的稳定性 10.(2023·浙江,4,3分,难度★)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 11.(2023·海南,13,3分,难度★★★)噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子,部分序列如图。下列有关叙述正确的是 (　　) A.D基因包含456个碱基编码152个氨基酸 B.E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列,其互补DNA序列是5'-GCGTAC-3' C.噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸 D.E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠,且重叠序列编码的氨基酸序列相同 12.(2023·湖南,12,2分,难度★★★)细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子,也可结合非编码RNA分子CsrB,如图所示。下列叙述错误的是 (　　) A.细菌glg基因转录时,RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录 B.细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时,核糖体沿glg mRNA从5'端向3'端移动 C.抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成 D.CsrA蛋白都结合到CsrB上,有利于细菌糖原合成 13.(2023·全国乙,5,6分,难度★★★)已知某种氨基酸(简称甲)是一种特殊氨基酸,迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是,这些古菌含有特异的能够转运甲的tRNA(表示为 tRNA甲)和酶E。酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的 tRNA甲(表示为甲—tRNA甲),进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子,从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链,则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是 (　　) ①ATP　②甲　③RNA聚合酶　④古菌的核糖体 ⑤酶E的基因　⑥tRNA甲的基因 A.②⑤⑥　B.①②⑤　C.③④⑥　D.②④⑤ 14.(2022·辽宁,16,3分,难度★★)(多选)视网膜病变是糖尿病常见并发症之一。高血糖环境中,在DNA甲基转移酶催化下,部分胞嘧啶加上活化的甲基被修饰为5'-甲基胞嘧啶,使视网膜细胞线粒体DNA碱基甲基化水平升高,可引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常。下列叙述正确的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　 A.线粒体DNA甲基化水平升高,可抑制相关基因的表达 B.高血糖环境中,线粒体DNA在复制时也遵循碱基互补配对原则 C.高血糖环境引起的甲基化修饰改变了患者线粒体DNA碱基序列 D.糖尿病患者线粒体DNA高甲基化水平可遗传 15.(2022·重庆,18,2分,难度★★★)研究发现在野生型果蝇幼虫中降低lint基因表达,能影响另一基因inr的表达(如下图),导致果蝇体型变小等异常。下列叙述错误的是 (　　) WT:野生型果蝇幼虫 lintRi:降低lint基因表达后的幼虫 A.lint基因的表达对inr基因的表达有促进作用 B.提高幼虫lint基因表达可能使其体型变大 C.降低幼虫inr基因表达可能使其体型变大 D.果蝇体型大小是多个基因共同作用的结果 16.(2022·河北,9,2分,难度★★)下列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 17.(2022·湖南,14,4分,难度★★★)大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强,二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时,核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是(　　) A.一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链 B.细胞中有足够的rRNA分子时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子 C.核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡 D.编码该核糖体蛋白的基因转录完成后,mRNA才能与核糖体结合进行翻译 18.(2021·海南,15,2分,难度★★)终止密码子为UGA、UAA和UAG。图中①为大肠杆菌的一段mRNA序列,②~④为该mRNA序列发生碱基缺失的不同情况(“-”表示一个碱基缺失)。下列有关叙述正确的是 (　　) A.①编码的氨基酸序列长度为7个氨基酸 B.②和③编码的氨基酸序列长度不同 C.②~④中,④编码的氨基酸排列顺序与①最接近 D.密码子有简并性,一个密码子可编码多种氨基酸 19.(2021·重庆,12,2分,难度★★)科学家建立了一个蛋白质体外合成体系(含有人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸、除去了DNA和mRNA的细胞提取液)。在盛有该合成体系的四支试管中分别加入苯丙氨酸、丝氨酸、酪氨酸和半胱氨酸后,发现只有加入苯丙氨酸的试管中出现了多肽链。下列叙述错误的是 (　　) A.合成体系中多聚尿嘧啶核苷酸为翻译的模板 B.合成体系中的细胞提取液含有核糖体 C.反密码子为UUU的tRNA可携带苯丙氨酸 D.试管中出现的多肽链为多聚苯丙氨酸 20.(讲解 2021·河北,8,2分,难度★★★)关于基因表达的叙述,正确的是 (　　) A.所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码 B.DNA双链解开,RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录 C.翻译过程中,核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性 D.多肽链的合成过程中,tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息 21.(2021·湖南,13,4分,难度★★★)(多选)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的表达效率高于基因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.人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物 D.②过程中,rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子 22.(2025·江苏,20,11分,难度★★★★)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     　。  23.(2023·广东,17,10分,难度★★★★)放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明,circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡,调控机制见下图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA,可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA,可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合,从而提高mRNA的翻译水平。 回答下列问题。 (1)放射刺激心肌细胞产生的　　　　　　会攻击生物膜的磷脂分子,导致放射性心肌损伤。  (2)前体mRNA是通过　　　　　酶以DNA的一条链为模板合成的,可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对　　　　　的竞争性结合,调节基因表达。  (3)据图分析,miRNA表达量升高可影响细胞凋亡,其可能的原因是  　。  (4)根据以上信息,除了减少miRNA的表达之外,试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路:　。  24.(2022·江苏,21,12分,难度★★)科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防,图中①~④示意4种RNA药物的作用机制。请回答下列问题。 (1)细胞核内RNA转录合成以　　　　为模板,需要　　　　的催化。前体mRNA需加工为成熟的mRNA,才能转运到细胞质中发挥作用,说明　　　　对大分子物质的转运具有选择性。  (2)机制①:有些杜兴氏肌营养不良症患者DMD蛋白基因的51外显子片段中发生　　　　,提前产生终止密码子,从而不能合成DMD蛋白。为治疗该疾病,将反义RNA药物导入细胞核,使其与51外显子转录产物结合形成　　　　,DMD前体mRNA剪接时,异常区段被剔除,从而合成有功能的小DMD蛋白,减轻症状。  (3)机制②:有些高胆固醇血症患者的PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解,血液中胆固醇含量偏高。转入与PCSK9 mRNA特异性结合的siRNA,导致PCSK9 mRNA被剪断,从而抑制细胞内的　　　　合成,治疗高胆固醇血症。  (4)机制③:mRNA药物进入患者细胞内可表达正常的功能蛋白,替代变异蛋白发挥治疗作用。通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒,目的是  　。  (5)机制④:编码新冠病毒S蛋白的mRNA疫苗,进入人体细胞,在内质网上的核糖体中合成S蛋白,经过　　　　　　　　修饰加工后输送出细胞,可作为　　　　诱导人体产生特异性免疫反应。  (6)接种了两次新型冠状病毒灭活疫苗后,若第三次加强接种改为重组新型冠状病毒疫苗,根据人体特异性免疫反应机制分析,进一步提高免疫力的原因有:  　。  25.(2021·北京,21,10分,难度★★★)近年来发现海藻糖-6-磷酸(T6P)是一种信号分子,在植物生长发育过程中起重要调节作用。研究者以豌豆为材料研究了T6P在种子发育过程中的作用。 (1)豌豆叶肉细胞通过光合作用在　　　　　中合成三碳糖,在细胞质基质中转化为蔗糖后运输到发育的种子中转化为淀粉贮存。  (2)细胞内T6P的合成与转化途径如下: 底物T6P海藻糖 将P酶基因与启动子U(启动与之连接的基因仅在种子中表达)连接,获得U-P基因,导入野生型豌豆中获得U-P纯合转基因植株,预期U-P植株种子中T6P含量比野生型植株　　　　　,检测结果证实了预期,同时发现U-P植株种子中淀粉含量降低,表现为皱粒。用同样方法获得U-S纯合转基因植株,检测发现植株种子中淀粉含量增加。  (3)本实验使用的启动子U可以排除由于目的基因　　　　　对种子发育产生的间接影响。  (4)在进一步探讨T6P对种子发育的调控机制时,发现U-P植株种子中一种生长素合成酶基因R的转录降低,U-S植株种子中R基因转录升高。已知R基因功能缺失突变体r的种子皱缩,淀粉含量下降。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。请从①~⑤选择合适的基因与豌豆植株,进行转基因实验,为上述假说提供两个新的证据。写出相应组合并预期实验结果。 ①U-R基因　②U-S基因　③野生型植株 ④U-P植株　⑤突变体r植株                 26.(2021·江苏,22,12分,难度★★)根据新冠病毒致病机制及人体免疫反应特征研制新冠疫苗,广泛接种疫苗可以快速建立免疫屏障。图1为新冠病毒入侵细胞后的增殖示意图,图2为人体免疫应答产生抗体的一般规律示意图。请据图回答下列问题。 图1 (1)图1中,新冠病毒通过S蛋白与细胞表面的ACE2受体结合,侵入细胞释放出病毒的(+)RNA,在宿主细胞中经　　　　　合成病毒的RNA聚合酶。  (2)在RNA聚合酶的作用下,病毒利用宿主细胞中的原料,按照　　　　　原则合成(-)RNA。随后大量合成新的(+)RNA。再以这些RNA为模板,分别在　　　　　大量合成病毒的N蛋白和S、M、E蛋白。  (3)制备病毒灭活疫苗时,先大量培养表达　　　　　的细胞,再接入新冠病毒扩大培养,灭活处理后制备疫苗。细胞培养时需通入CO2,其作用是　　　　　。  (4)制备S蛋白的mRNA疫苗时,体外制备的mRNA常用脂质分子包裹后才用于接种。原因一是人体血液和组织中广泛存在　　　　　,极易将裸露的mRNA水解,二是外源mRNA分子不易进入人体细胞产生抗原。  (5)第一次接种疫苗后,人体内识别到S蛋白的B细胞,经过增殖和分化,形成的　　　　　细胞可合成并分泌特异性识别　　　　　的IgM和IgG抗体(见图2),形成的　　　　　细胞等再次接触到S蛋白时,发挥免疫保护作用。  图2 (6)有些疫苗需要进行第二次接种,据图2分析进行二次接种的意义是　。  考点32基因表达与性状的关系答案P348　 1.(2025·江苏,15,2分,难度★★)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 2.(2025·湖北,3,2分,难度★★)我国科学家对三万余株水稻进行筛选,成功定位并克隆出耐碱—耐热基因ATT,发现该基因编码GA20氧化酶,从而调控赤霉素的生物合成。适宜浓度的赤霉素通过调节SLR1蛋白的含量,减少碱性和高温环境对植株的损伤。下列叙述错误的是 (　　) A.该研究表明基因与性状是一一对应关系 B.ATT基因通过控制酶的合成影响水稻的性状 C.可以通过调节ATT基因的表达调控赤霉素的水平 D.该研究成果为培育耐碱—耐热水稻新品种提供了新思路 3.(2025·安徽,13,3分,难度★★★★)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 4.(2025·陕晋宁青,10,3分,难度★★★)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 5.(2025·河南,14,3分,难度★★)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 阅读下列材料,完成下面6~8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。 6.(2024·天津,10,4分,难度★★)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 7.(2024·天津,11,4分,难度★★)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 8.(2024·天津,12,4分,难度★★)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 9.(2024·黑吉辽,9,2分,难度★★★★)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 10.(2024·江苏,15,2分,难度★★)图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。下列相关叙述错误的是 (　　) A.PcG使组蛋白甲基化和染色质凝集,抑制了基因表达 B.细胞增殖失控可由基因突变引起,也可由染色质结构变化引起 C.DNA和组蛋白的甲基化修饰都能影响细胞中基因的转录 D.图示染色质结构变化也是原核细胞表观遗传调控的一种机制 11.(2024·海南,13,3分,难度★★)某种鸟的卵黄蛋白原基因的启动子部分区域存在甲基化修饰。成熟雌鸟产生的雌激素可将此甲基化去除,雄鸟因缺乏雌激素仍保持高度甲基化。下列有关叙述正确的是 (　　) A.卵黄蛋白原基因在成熟雌鸟中可以表达,在雄鸟中表达受到抑制 B.卵黄蛋白原基因转录出的mRNA中,含有甲基化区域序列的互补序列 C.该种雌鸟和雄鸟交配产生的雌雄后代发育成熟后,体内均无卵黄蛋白原 D.卵黄蛋白原基因的乙酰化和甲基化均可产生表观遗传现象 12.(2024·广西,12,2分,难度★★★)科学家通过小鼠低蛋白饮食与正常饮食的对比实验,发现亲代的低蛋白饮食可影响自身基因表达(其机理如图),且这种影响可遗传给子代。据图分析,下列说法正确的是 (　　) A.自身基因表达和表型发生变化的现象,称为表观遗传 B.组蛋白甲基化水平增加,将导致相关基因表达水平降低 C.ATF7的磷酸化,将导致组蛋白表观遗传修饰水平提高 D.亲代的低蛋白饮食,会改变子代小鼠的DNA碱基序列 13.(2024·重庆,12,3分,难度★★)某种海鱼鳃细胞的NKA酶是一种载体蛋白,负责将细胞内的Na+转运到血液中,为研究NKA与Na+浓度的关系,研究小组将若干海鱼放在低于海水盐度的盐水中,按时间点分组取样检测,部分结果见下表。结合数据分析,下列叙述错误的是 (　　) 时间 (h) Na+浓度(单位略) NKA表达(相对值) NKA酶 的相对 活性 血液 鳃细胞 mRNA 蛋白质 0 320 15 1.0 1.0 1.0 0.5 290 15 1.5 1.0 0.8 3 220 15 0.6 1.0 0.6 6 180 15 0.4 0.4 0.4 12 180 15 0.2 0.2 0.4 A.NKAmRNA和蛋白质表达趋势不一致是NKA基因中甲基化导致的 B.本实验中时间变化不是影响NKA基因转录变化的直接因素 C.NKA酶在维持海鱼鳃细胞内渗透压平衡时需要直接消耗ATP D.与0 h组相比,表中其他时间点的海鱼红细胞体积会增大 14.(2024·贵州,5,3分,难度★★)大鼠脑垂体瘤细胞可分化成细胞Ⅰ和细胞Ⅱ两种类型,仅细胞Ⅰ能合成催乳素。细胞Ⅰ和细胞Ⅱ中催乳素合成基因的碱基序列相同,但细胞Ⅱ中该基因多个碱基被甲基化。细胞Ⅱ经氮胞苷处理后,再培养可合成催乳素。下列叙述错误的是 (　　) A.甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录 B.氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化 C.处理后细胞Ⅱ的子代细胞能合成催乳素 D.该基因甲基化不能用于细胞类型的区分 15.(2023·辽宁,8,2分,难度★★★)CD163蛋白是PRRSV病毒感染家畜的受体。为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程,将红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因拼接在一起(如下图),使其表达成一条多肽。该拼接过程的关键步骤是除去 (　　) A.CD163基因中编码起始密码子的序列 B.CD163基因中编码终止密码子的序列 C.RFP基因中编码起始密码子的序列 D.RFP基因中编码终止密码子的序列 16.(2023·海南,11,3分,难度★★★)某植物的叶形与R基因的表达直接相关。现有该植物的植株甲和乙,二者R基因的序列相同。植株甲R基因未甲基化,能正常表达;植株乙R基因高度甲基化,不能表达。下列有关叙述正确的是 (　　) A.植株甲和乙的R基因的碱基种类不同 B.植株甲和乙的R基因的序列相同,故叶形相同 C.植株乙自交,子一代的R基因不会出现高度甲基化 D.植株甲和乙杂交,子一代与植株乙的叶形不同 17.(2023·湖南,3,2分,难度★★)酗酒危害人类健康。乙醇在人体内先转化为乙醛,在乙醛脱氢酶2(ALDH2)作用下再转化为乙酸,最终转化成CO2和水。头孢类药物能抑制ALDH2的活性。ALDH2基因某突变导致ALDH2活性下降或丧失。在高加索人群中该突变的基因频率不足5%,而东亚人群中高达30%~50%。下列叙述错误的是(　　) A.相对于高加索人群,东亚人群饮酒后面临的风险更高 B.患者在服用头孢类药物期间应避免摄入含酒精的药物或食物 C.ALDH2基因突变人群对酒精耐受性下降,表明基因通过蛋白质控制生物性状 D.饮酒前口服ALDH2酶制剂可催化乙醛转化成乙酸,从而预防酒精中毒 18.(2023·湖北,14,2分,难度★★★★)人的某条染色体上A、B、C三个基因紧密排列,不发生互换。这三个基因各有上百个等位基因(例如:A1~An均为A的等位基因)。父母及孩子的基因组成如下表。下列叙述正确的是 (　　) 家庭成员 基因组成 父亲 A23A25B7B35C2C4 母亲 A3A24B8B44C5C9 儿子 A24A25B7B8C4C5 女儿 A3A23B35B44C2C9 A.基因A、B、C的遗传方式是伴X染色体遗传 B.母亲的其中一条染色体上基因组成是A3B44C9 C.基因A与基因B的遗传符合基因的自由组合定律 D.若此夫妻第3个孩子的A基因组成为A23A24,则其C基因组成为C4C5 19.(2022·天津,5,4分,难度★)小鼠Avy基因控制黄色体毛,该基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制,使小鼠毛色发生可遗传的改变。有关叙述正确的是 (　　) A.Avy基因的碱基序列保持不变 B.甲基化促进Avy基因的转录 C.甲基化导致Avy基因编码的蛋白质结构改变 D.甲基化修饰不可遗传 20.(2022·天津,9,4分,难度★★)染色体架起了基因和性状之间的桥梁。有关叙述正确的是(　　) A.性状都是由染色体上的基因控制的 B.相对性状分离是由同源染色体上的等位基因分离导致的 C.不同性状自由组合是由同源染色体上的非等位基因自由组合导致的 D.可遗传的性状改变都是由染色体上的基因突变导致的 21.(2025·湖北,22,16分,难度★★★★)治疗疟疾的药物青蒿素主要从植物黄花蒿中提取,但含量低。为培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种,科研工作者开展了相关研究,发现青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累,并受到如水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)等植物激素的调节。研究表明,SA和MeJA通过调控miR160的表达量(miR160是一种微小RNA,能与靶mRNA结合,引起后者降解),影响黄花蒿腺毛密度和青蒿素含量。miR160的一种靶mRNA编码ARPI蛋白,该蛋白影响青蒿素合成关键酶基因DBR2的表达。研究结果如图所示。 回答下列问题。 (1)青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累,其根本原因是:    　。  (2)据图分析可知,miR160的表达量与青蒿素含量间呈现　　　　　相关性,并且可以推测外源MeJA处理对青蒿素含量的影响是:　    　。  (3)基于上述材料,miR160通过直接影响　　　　　,调控青蒿素的合成。  (4)请写出SA、ARFI、miR160和DBR2调控青蒿素生物合成的通路(用“→”表示促进,用“”表示抑制,显示各成员间的调控关系):  　。  (5)请根据上述材料,提出一种培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种的思路:    　。  22.(2024·北京,21,12分,难度★★★★)玉米是我国栽培面积最大的农作物,籽粒大小是决定玉米产量的重要因素之一,研究籽粒的发育机制,对保障粮食安全有重要意义。 (1)研究者获得矮秆玉米突变株,该突变株与野生型杂交,F1表型与　　　　相同,说明矮秆是隐性性状。突变株基因型记作rr。  (2)观察发现,突变株所结籽粒变小。籽粒中的胚和胚乳经受精发育而成,籽粒大小主要取决于胚乳体积。研究发现,R基因编码DNA去甲基化酶,亲本的该酶在本株玉米所结籽粒的发育中发挥作用。突变株的R基因失活,导致所结籽粒胚乳中大量基因表达异常,籽粒变小。野生型及突变株分别自交,检测授粉后14天胚乳中DNA甲基化水平,预期实验结果为　。  (3)已知Q基因在玉米胚乳中特异表达,为进一步探究R基因编码的DNA去甲基化酶对Q基因的调控作用,进行如下杂交实验,检测授粉后14天胚乳中Q基因的表达情况,结果如表1。 表1 组别 杂交组合 Q基因表达情况 1 RRQQ(♀)×RRqq(♂) 表达 2 RRqq(♀)×RRQQ(♂) 不表达 3 rrQQ(♀)×RRqq(♂) 不表达 4 RRqq(♀)×rrQQ(♂) 不表达 综合已有研究和表1结果,阐述R基因对胚乳中Q基因表达的调控机制:    　。  (4)实验中还发现另外一个籽粒变小的突变株甲,经证实,突变基因不是R或Q。将甲与野生型杂交,F1表型正常,F1配子的功能及受精卵活力均正常。利用F1进行下列杂交实验,统计正常籽粒与小籽粒的数量,结果如表2。 表2 组别 杂交组合 正常籽粒∶小籽粒 5 F1(♂)×甲(♀) 3∶1 6 F1(♀)×甲(♂) 1∶1 已知玉米子代中,某些来自父本或母本的基因,即使是显性也无功能。 ①根据这些信息,如何解释基因与表2中小籽粒性状的对应关系?请提出你的假设:    　。  ②若F1自交,所结籽粒的表型及比例为　　　　,则支持上述假设。  23.(2024·浙江,25,12分,难度★★★★)瓢虫鞘翅上的斑点图案多样而复杂。早期的杂交实验发现,鞘翅的斑点图案由某条染色体上同一位点(H基因位点)的多个等位基因(h、HC、HS、HSP等)控制。HC、HS、HSP等基因各自在鞘翅相应部位控制黑色素的生成,分别使鞘翅上形成独特的斑点图案;基因型为hh的个体不生成黑色素,鞘翅表现为全红。通过杂交实验研究,并不能确定H基因位点的具体位置、序列等情况。回答下列问题。 (1)两个体杂交,所得F1的表型与两个亲本均不同,如图所示。 F1的黑色凸形是基因型为　　　　亲本的表型在F1中的表现,表明该亲本的黑色斑是　　　　　性状。若F1雌雄个体相互交配,F2表型的比例为　　　　　。  (2)近期通过基因序列研究发现了P和G两个基因位点,推测其中之一就是H基因位点。为验证该推测,研究人员在翻译水平上分别阻止了P和G位点的基因表达,实验结果如表所示。结果表明,P位点就是控制黑色素生成的H基因位点,那么阻止P位点基因表达的实验结果对应表中的哪两组?　　　　　,判断的依据是　        　。  此外,还可以在　　　　水平上阻止基因表达,以分析基因对表型的影响。  组别 组1 组2 组3 组4 未阻止 表达 阻止 表达 (3)为进一步研究P位点基因的功能,进行了相关实验。两个大小相等的完整鞘翅P位点基因表达产生的mRNA总量,如图甲所示,说明P位点基因的表达可以促进鞘翅黑色素的生成,判断的理由是  　;  黑底红点鞘翅面积相等的不同部位P位点基因表达产生的mRNA总量,如图乙所示,图中a、b、c部位mRNA总量的差异,说明P位点基因在鞘翅不同部位的表达决定  　。  甲 乙 (4)进一步研究发现,鞘翅上有产生黑色素的上层细胞,也有产生红色素的下层细胞,P位点基因只在产生黑色素的上层细胞内表达,促进黑色素的生成,并抑制下层细胞生成红色素。综合上述研究结果,下列对第(1)题中F1(HCHS)表型形成原因的分析,正确的有哪几项?　　　　　。  A.F1鞘翅上,HC、HS选择性表达 B.F1鞘翅红色区域,HC、HS都不表达 C.F1鞘翅黑色凸形区域,HC、HS都表达 D.F1鞘翅上,HC、HS只在黑色区域表达 24.(2024·全国甲,32,10分,难度★★★)袁隆平研究杂交水稻,对粮食生产具有突出贡献。回答下列问题。 (1)用性状优良的水稻纯合体(甲)给某雄性不育水稻植株授粉,杂交子一代均表现雄性不育;杂交子一代与甲回交(回交是杂交后代与两个亲本之一再次交配),子代均表现雄性不育;连续回交获得性状优良的雄性不育品系(乙)。由此推测控制雄性不育的基因(A)位于　　　　　　(填“细胞质”或“细胞核”)。  (2)将另一性状优良的水稻纯合体(丙)与乙杂交,F1均表现雄性可育,且长势与产量优势明显,F1即为优良的杂交水稻。丙的细胞核基因R的表达产物能够抑制基因A的表达。基因R表达过程中,以mRNA为模板翻译产生多肽链的细胞器是　　　　　　。F1自交子代中雄性可育株与雄性不育株的数量比为　　　　　。  (3)以丙为父本与甲杂交(正交)得F1,F1自交得F2,则F2中与育性有关的表现型有　　　 　种。反交结果与正交结果不同,反交的F2中与育性有关的基因型有　　　　　　种。  学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题九　遗传的分子学基础 考点28　DNA是主要的遗传物质 1.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,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,A项错误。在肺炎链球菌的体外转化实验中,利用 “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项错误。噬菌体为DNA病毒,其DNA进入宿主细胞后,整合到宿主的染色体上,利用宿主细胞的原料和酶完成自我复制,C项错误。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项正确。 2.C　解析若用同时含有32P和S的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物和上清液均含有较强的放射性,无法判断是哪种物质进入大肠杆菌细胞内,应该用分别含有32P和含有S的噬菌体侵染大肠杆菌,A项错误。搅拌是为了使大肠杆菌与吸附在细胞表面的噬菌体残留部分分离,B项错误。离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌,C项正确。该实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA,D项错误。 3.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,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,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。 4.A　解析摩尔根利用假说—演绎法,通过果蝇眼色杂交遗传实验证明了基因位于染色体上,A项错误。孟德尔描述的“遗传因子”实质是基因,基因通常是有遗传效应的DNA片段,格里菲思提出的“转化因子”是DNA,两者化学本质是相同的,B项正确。肺炎链球菌体外转化实验利用酶解法去除DNA或者蛋白质,噬菌体侵染细菌实验利用同位素标记法区分DNA和蛋白质,两者均采用了能区分DNA和蛋白质的技术,C项正确。DNA两条链上的碱基通过氢键连接形成碱基对,碱基间遵循“A与T配对、G与C配对”的碱基互补配对原则,使DNA分子具有稳定的直径,D项正确。 5.C　解析解答本题时需明确噬菌体属于DNA病毒,必须寄生在宿主细胞中才能完成各项生理活动。当噬菌体侵入大肠杆菌细胞中时,以自身DNA为模板,利用大肠杆菌细胞中的脱氧核苷酸为原料合成子代噬菌体的DNA,A项不符合题意。子代噬菌体的DNA合成后,再利用大肠杆菌细胞中的氨基酸合成噬菌体的蛋白质外壳,B项不符合题意。噬菌体先形成DNA,再转录形成mRNA,转录过程需要的RNA聚合酶是由宿主细胞提供的,C项符合题意。噬菌体的蛋白质外壳是由自身DNA转录形成的RNA与大肠杆菌的核糖体结合,经过翻译过程形成的,D项不符合题意。 考点29　DNA的结构 1.A　解析DNA的外侧是由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架,内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对,A项正确。双链DNA中G—C碱基对占比越高,DNA热变性温度越高,B项错误。DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键,C项错误。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项错误。 2.A　解析DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸,每个脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮的碱基组成,故5-甲基胞嘧啶和N6-甲基腺嘌呤这两种碱基均含有N元素,但不含有脱氧核糖,A项正确,B项错误。碱基都排列在DNA骨架的内侧,并参与碱基互补配对,外侧为磷酸和脱氧核糖,C、D两项错误。 3.C　解析分析图中DNA两端单链的碱基序列可知,单链序列的碱基能够互补配对,从而使其DNA自连环化,C项符合题意。 4.D　解析孟德尔利用假说—演绎法提出了生物的性状是由遗传因子控制的,总结出了分离定律,并未以DNA双螺旋结构模型为理论基础,A项不符合题意。萨顿根据基因与染色体的平行关系,得出基因位于染色体上的推论,并未以DNA双螺旋结构模型为理论基础,B项不符合题意。艾弗里、赫尔希和蔡斯等科学家,设法将DNA和蛋白质分开,单独、直接地研究它们的作用,证明了DNA是遗传物质,并未以DNA双螺旋结构模型为理论基础,C项不符合题意。沃森和克里克在前人成果的基础上构建DNA双螺旋结构模型,并进一步提出了DNA半保留复制的假说,D项符合题意。 5.D　解析DNA复制以亲代DNA为模板,遵循碱基互补配对原则,所以复制后碱基A仍约占32%,A项正确。酵母菌的DNA中碱基A约占32%,则碱基C约占50%-32%=18%,B项正确。DNA中碱基A与碱基T配对,碱基G与碱基C配对,所以=1,C项正确。RNA是以DNA分子的一条链为模板转录而来的,由于无法确定DNA分子一条链中碱基A所占比例,所以不能确定RNA中碱基U的比例,D项错误。 6.C　解析由题干可知,“引子”是根据现代人的DNA序列设计合成的一段DNA,其彻底水解产物有磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基,共6种产物,A项错误。人类的细胞核与线粒体中都含有DNA,因此设计“引子”的DNA序列信息还可以来自线粒体DNA,B项错误。由题干中“利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的‘引子’”,说明设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列,C项正确。土壤沉积物中的古人类双链DNA必须解旋为单链后才能与“引子”进行碱基互补配对,从而被识别,D项错误。 7.B　解析赫尔希和蔡斯证明了DNA是遗传物质,才引起人们对DNA结构的探索;富兰克林等拍摄的DNA衍射图谱以及查哥夫发现的DNA中嘌呤含量等于嘧啶含量,为DNA双螺旋结构模型的构建提供了实验依据;DNA半保留复制则是沃森和克里克在DNA双螺旋结构模型构建之后提出的,故②③符合题意。 考点30　DNA的复制及基因的本质 1.B　解析15N不具有放射性,A项错误。在实验过程中,两条链均被15N标记的亲代双链DNA离心后在离心管中出现一条带(重带),将第一代细菌的DNA离心后,在离心管中出现一条带(中带),将第二代细菌的DNA离心后,在离心管中出现两条带(中带与轻带)。该实验证明了DNA进行半保留复制,B项正确。将DNA变成单链后再进行离心时,亲代DNA在离心管中仅出现在重带区,第一代、第二代细菌的DNA在离心管中出现在重带区与轻带区,C项错误。本实验选择大肠杆菌作为实验材料是因为其拟核区DNA可进行复制,其DNA分子几乎不与组蛋白结合,利于研究,D项错误。 要强化对教材内容的充分整合、理解、识记与运用。 2.B　解析DNA的可复制性使得数据可以高效传递和备份是其作为存储介质的优点之一,A项不符合题意。DNA存储数据是利用碱基序列编码信息,而不是通过转录和翻译过程传递信息,不符合DNA作为存储介质的实际机制,B项符合题意。碱基排列的多样性使DNA能存储海量信息,这是其作为存储介质的核心优势之一,C项不符合题意。DNA分子密度极高,存储相同数据所需的物理空间远小于传统介质,这是其显著优点,D项不符合题意。 3.B　解析T2噬菌体由蛋白质外壳(主要含C、H、O、N、S)和DNA(含C、H、O、N、P)组成。T2噬菌体侵染大肠杆菌时,噬菌体的DNA进入大肠杆菌细胞中,而蛋白质外壳则留在细胞外,故子代噬菌体中的S全部来自其宿主细胞,B项符合题意。 4.AB　解析图1所示的DNA经半保留复制后有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因,A项正确。由题干可知,图1所示为DNA损伤较小,RNA聚合酶经过损伤位点时,腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA的情况,因为密码子存在简并性,mRNA掺入腺嘌呤脱氧核苷酸之后,指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不变,B项正确。转录时mRNA是由5'端到3'端进行的,模板链是由3'端到5'端进行的,C项错误。由题意可知,损伤较大,修复因子Mfd识别、结合滞留的RNA聚合酶,“招募”多种修复因子、DNA聚合酶等进行修复,即修复因子Mfd识别在前,滞留的RNA聚合酶及多种修复因子、DNA聚合酶等修复在后,结合图2可知,DNA聚合酶催化DNA损伤链的修复方向是从m到n,D项错误。 DNA复制、转录与翻译的方向 DNA复制的方向:模板链3'端到5'端,子链5'端到3'端;转录的方向:模板链3'端到5'端,子链5'端到3'端;翻译的方向:模板链mRNA 5'端到3'端,肽链的延伸方向是从N端到C端。 5.D　解析由题干可知,该DNA复制过程中有单链延伸暂停现象,题图复制过程中不同时间点的子链①和②出现不同长度,因此可判断①和②延伸时均存在暂停现象,A项正确。①和②表示新合成的单链,二者碱基互补配对,若②长于①的此段链中无A与T,则可推知甲时①中A、T之和与②中A、T之和相等,B项正确。丙时①和②等长,根据碱基互补配对原则,可判断此时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等,C项正确。DNA复制过程中子链的延伸方向为5'-端至3'-端,根据题干“①的5'-端指向解旋方向”,可判断①的合成方向与解旋方向相反,故②的模板链的5'-端指向解旋方向,D项错误。 DNA复制的过程 6.C　解析由题图可知,修复过程中需要限制酶将损伤部位的序列进行切割,需要DNA聚合酶将单个的脱氧核苷酸依次连接到核苷酸链的3'端,子链延伸方向为5'→3',A、B两项正确。DNA有害损伤发生后,在细胞增殖中进行修复,保证DNA复制的正常进行,对细胞最有利,C项错误。癌症的发生是多个基因累积突变的结果,随年龄增长,XP患者几乎都会发生皮肤癌是突变累积的结果,D项正确。 7.B　解析预变性过程可促进模板DNA解旋,没有促进复制,A项错误。后延伸过程是为了让引物延伸完全并让单链产物完全退火形成双链结构,可使目的基因的扩增更加充分,B项正确。延伸过程仍需引物参与才能完成半保留复制,C项错误。转基因品种不只需要检测是否含有目的基因,还需检测目的基因是否表达以及安全性问题,D项错误。 8.D　解析将DNA被15N标记的大肠杆菌移到含14N的培养液中培养,新合成的DNA链均含14N,即第一代DNA分子应一条链含15N,一条链含14N。第一代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带,则可以排除全保留复制,但不能肯定是半保留复制或弥散复制,继续做第二代DNA分子密度鉴定,若第二代细菌DNA离心后可以分出一条中带和一条轻带,则可以排除弥散复制,同时确定DNA复制是半保留复制,A、B、C三项错误。 9.D　解析M细胞中含有T-DNA,N是由M细胞经有丝分裂与细胞分化发育成的,因此N的每一个细胞中都含有T-DNA,A项正确。T-DNA插入细胞M一对同源染色体中的一条染色体上,植株N的基因型可写为TO(T为含T-DNA,O为不含),N自交产生的子一代基因型及比例为1TT、2TO、1OO,含T-DNA的植株占3/4,B项正确。在基因修饰系统的作用下,一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变成U,该DNA首次复制后脱氨基位点碱基组成出现U—A(后续复制时为A—T),因脱氨基过程只发生一次,n次有丝分裂形成的2n个细胞中只有一个细胞中的一条DNA链脱氨基位点为A—U,即占1/2n,C项正确。M经3次有丝分裂后,形成的子细胞有8个,均含T-DNA,其中有4个细胞脱氨基位点为C—G,3个细胞脱氨基位点为A—T,1个细胞脱氨基位点为U—A,因此含T-DNA且脱氨基位点为A—T的细胞占3/8,D项错误。 10.B　解析由题目信息知,该DNA分子共有100个碱基对,即有200个碱基,其中一条链的A+T占40%,则该双链DNA分子中A+T也占40%,故双链DNA分子中G+C=60%,又因为双链DNA分子中G=C,可算出每个DNA分子中含有的C为60个;该DNA分子复制两次,共得到4个DNA,新合成了3个DNA,故需要的游离胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数目是60×3=180,B项符合题意。 11.B　解析5—BU可以与A配对,又可以和G配对,由于大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A—T转变为A—5BU,所以复制一次会得到5—BU—G,复制第二次时会得到G—C,所以至少需要经过2次复制后,才能实现该位点由A—5—BU转变为G—C,B项正确。 DNA双螺旋结构的热考点 (1) (2) (3) 12.A　解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,从而改变了基因的结构与功能,A项符合题意。月季细胞内的遗传物质的类型不变,仍然是DNA,B项不符合题意。月季细胞内的DNA复制的方式不变,仍为半保留复制,C项不符合题意。月季细胞内遗传信息的流动方向不变,仍为DNA→RNA→蛋白质,D项不符合题意。 13.BCD　解析转录的原料是核糖核苷酸,A项错误。抑制DNA的模板功能,DNA复制和转录过程都受到抑制,B项正确。抑制DNA聚合酶活性,DNA复制时子链无法正常延伸,C项正确。将三种药物精准导入肿瘤细胞可减弱它们对正常细胞的伤害,D项正确。 考点31　基因指导蛋白质的合成 1.D　解析转录过程中存在T和A的配对,翻译过程中存在U和A的配对,A项正确。转录时通过RNA聚合酶打开DNA双链,B项正确。某些DNA甲基化可通过抑制基因转录影响生物表型,C项正确。核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点,D项错误。 2.C　解析复制时DNA双链碱基互补配对,转录时DNA与RNA碱基互补配对,翻译时mRNA与tRNA碱基互补配对,三个过程均有碱基互补配对,A项正确。细胞核中淀粉酶基因的复制以DNA双链为模板,转录以DNA单链为模板,均在细胞核内进行;翻译以mRNA为模板,在细胞质中核糖体上进行,B项正确。因密码子的简并(一种氨基酸可能对应多种密码子),由翻译产物(氨基酸序列)无法确定模板mRNA序列,C项错误。RNA聚合酶催化转录沿DNA模板链3'→5'移动,核糖体沿mRNA模板链5'→3'移动,二者移动方向不同,D项正确。 3.C　解析转录时,以DNA模板链为模板,遵循A—U、T—A、G—C、C—G的碱基互补配对原则,且RNA合成方向为5'端→3'端,模板链方向为3'端→5'端。 M基因的部分DNA双链序列为: 链1(5'端→3'端):TCTACA 链2(3'端→5'端):AGATGT 转录方向向左,故模板链为链1(5'端→3'端),其碱基序列为5'-TCTACA-3'。转录产物RNA与模板链互补,因此M转录产物的碱基序列为5'-UGUAGA-3'(对应②)。 N基因的部分DNA双链序列为: 链3(5'端→3'端):AGCTGT 链4(3'端→5'端):TCGACA 转录方向向右,故模板链为链4(3'端→5'端),其碱基序列为3'-TCGACA-5'。转录产物RNA与模板链互补,因此N转录产物的碱基序列为5'-AGCUGU-3'(对应③)。 综上所述,M和N转录产物的碱基序列分别为②③,C项正确。 4.A　解析载脂蛋白B基因转录后,其mRNA上特定位置的碱基发生改变后,密码子5'-CAA-3'变为终止密码子5'-UAA-3',但是DNA模板链的碱基序列并没有改变,所以该终止密码子和原密码子对应的DNA模板链序列相同;又知mRNA序列与对应的DNA模板链序列是互补配对的,根据碱基互补配对原则,与5'-CAA-3'密码子配对的DNA模板链序列为3'-GTT-5',即5'-TTG-3',A项符合题意。 5.D　解析DNA复制时,脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链,A项错误。复制时,解旋酶使DNA双链的一条链由3'端向5'端解旋,另一条链由5'端向 3'端解旋,B项错误。转录时,RNA聚合酶将DNA双链解开,而不是解旋酶,C项错误。DNA聚合酶和RNA聚合酶都作用于模板链的3'端,使DNA子链和RNA由5'端向3'端延伸,D项正确。 6.A　解析编码链的一段序列为5'—ATG—3',则互补链对应序列为5'—CAT—3',转录出的mRNA中密码子为5'—AUG—3',所对应的反密码子为5'—CAU—3'。 7.C　解析线粒体和叶绿体中都有DNA,二者均是半自主性细胞器,其基因转录时使用各自的RNA聚合酶,A项正确。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,影响基因表达,B项正确。由表可知,RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA,但两种酶催化形成的rRNA种类不同,且酶具有专一性,说明两种酶识别的启动子序列不同,C项错误。RNA聚合酶Ⅰ在核仁中发挥作用,编码该酶的基因在核内转录、细胞质中翻译,产物最终定位在核仁,D项正确。 8.C　解析转录是以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则合成RNA的过程。由于起始密码子是AUG,故①链是转录的模板链,转录时模板链读取的方向是3'→5',即左侧是3'端,右侧是5'端,A项错误。在①链5~6号碱基间插入一个碱基G,则mRNA的5~6号碱基间插入一个碱基C,变为5'-AUGCACUCCUAAG-3',第4个密码子为终止密码子UAA,合成的肽链变短,B项错误。若在①链1号碱基前插入一个碱基G,在起始密码子之前加了一个碱基,不影响起始密码子和终止密码子之间的序列,故合成的肽链不变,C项正确。mRNA是翻译的模板,但由于密码子具有简并性,故碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同,D项错误。 9.D　解析单链tRNA分子内部存在局部双链区,双链区发生碱基互补配对,A项错误。反密码子为5'-CAU-3'的tRNA只能与密码子3'-GUA-5'配对,只能携带一种氨基酸,B项错误。mRNA是翻译的模板,其上的终止密码子不能结合相应的tRNA,C项错误。由题干可知,密码子第3位的碱基A、U、C均可与反密码子第1位的碱基I配对,这种摆动性增加了反密码子与密码子识别的灵活性,提高了容错率,有利于保持物种遗传的稳定性,D项正确。 密码子的特性 (1)密码子的连续性:密码的三联体不间隔,必须连续读取。 (2)一个氨基酸有一个或多个密码子,称为密码子的简并性,氨基酸使用频率越高,其对应密码子类型越多。密码子的简并对生物体的生存发展的意义是:①当一个密码子中有一个碱基改变时,可能并不会改变其对应的氨基酸,增强了密码子的容错性;②当某种氨基酸使用频率高时,几种不同的密码子都编码同一种氨基酸,可以保证翻译的速度,提高基因表达的效率。 (3)密码子具有通用性:不同生物的密码子基本相同,即生物共用一套遗传密码。这说明当今生物可能有着共同的起源,也使得一种生物的基因能在另外一种生物体内表达产生相同的蛋白质成为可能。 (4)摆动性指密码子与反密码子配对过程中有时会出现不遵从碱基配对规律的情况。摆动性配对情况多见于密码子的第三碱基与反密码子的第一碱基之间。 10.D　解析逆转录酶催化RNA逆转录产生DNA,因此抑制逆转录酶的功能可阻断逆转录过程,复制、转录和翻译过程均不需要逆转录酶,D项符合题意。 11.B　解析由题图可知,D基因起始至终止区除了含有152个氨基酸的编码序列,还含有终止密码子的编码序列,故D基因的碱基数目为152×3+3=459,A项错误。E基因编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列为5'—GTACGC—3',根据互补DNA与原DNA反向平行及碱基互补配对原则可知,其互补DNA序列是5'—GCGTAC—3',B项正确。合成DNA的原料为脱氧核苷酸,核糖核苷酸是合成RNA的原料,C项错误。由题图可知,D基因和E基因的起始位点不同,其重叠序列编码的氨基酸也并不相同,D项错误。 噬菌体ΦX174感染宿主细胞后,先形成复制型的双链DNA分子(其中母链称为正链DNA,子链称为负链DNA),转录时以负链DNA作为模板合成mRNA。 12.C　解析转录过程需要RNA聚合酶与基因中的启动子结合以驱动转录,A项正确。翻译过程中核糖体移动的方向是从mRNA的5'端到3'端,B项正确。CsrB可与CsrA蛋白结合,减少CsrA蛋白与glg mRNA的结合,所以如果抑制CsrB基因的转录,则CsrB减少,CsrA蛋白更多地与glg mRNA结合,不利于UDPG焦磷酸化酶的合成,从而抑制细菌糖原合成,C项错误。如果CsrA蛋白都与CsrB结合,则不会与glg mRNA结合,从而不会使glg mRNA降解,可以合成出更多的UDPG焦磷酸化酶,有利于细菌糖原的合成,D项正确。 13.A　解析由题意可知,氨基酸甲、tRNA甲和酶E是古菌所特有的,欲在大肠杆菌中合成含有甲的肽链,必须使其细胞内含有以上三者,即向大肠杆菌细胞内转入甲、酶E的基因和tRNA甲的基因;蛋白质合成过程中所需的其他物质或结构——ATP、RNA聚合酶以及核糖体可由大肠杆菌提供。 14.ABD　解析线粒体DNA甲基化水平升高,可抑制相关基因的转录,可引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常,A项正确。线粒体DNA也是双螺旋结构,在复制时也遵循碱基互补配对原则,B项正确。甲基化修饰是部分胞嘧啶加上活化的甲基,没有改变患者线粒体DNA碱基序列,C项错误。糖尿病患者线粒体DNA被甲基化修饰后,可遗传,D项正确。 15.A　解析对比野生型果蝇幼虫的inr基因的表达量可知,降低lint基因表达后的幼虫体内,inr基因的表达量显著上升,说明lint基因的表达对inr基因的表达有抑制作用,A项错误。由题可知,inr基因的表达量增加后导致果蝇体型变小,可推测提高幼虫lint基因表达,inr基因的表达量下降,进而可能使果蝇体型变大,B、C两项正确。果蝇体型大小与lint基因和inr基因都有关,说明果蝇体型大小是多个基因共同作用的结果,D项正确。 16.C　解析RNA聚合酶能催化DNA→RNA的转录过程,逆转录酶能催化RNA→DNA的逆转录过程,两个过程均遵循碱基互补配对原则,且在DNA和RNA间形成氢键,A项正确。DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的本质都是蛋白质,蛋白质是在核糖体上由核酸控制合成的,B项正确。以单链DNA为模板合成多种RNA的过程是转录,该过程不需要解旋酶,C项错误。在适宜条件下,酶在体内外均可发挥催化作用,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项正确。 17.D　解析一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,称为多聚核糖体,同时合成多条肽链,提高了翻译的效率,A项正确。细胞中有足够的rRNA分子时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子,而是与rRNA分子结合组装成核糖体,B项正确。根据题干信息可知,核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡,C项正确。大肠杆菌为原核生物,没有核膜,可以边转录边翻译,D项错误。 18.C　解析题图中①为大肠杆菌的一段mRNA序列,由于UGA为终止密码子,不编码氨基酸,因此①编码的氨基酸序列长度为6个氨基酸,A项错误。②和③编码的氨基酸序列长度相同,都是6个氨基酸,B项错误。②③编码的氨基酸序列从第二个开始都发生改变,④编码的氨基酸序列除了少了第二个氨基酸,之后的序列都与①相同,因此,④编码的氨基酸排列顺序与①最接近,C项正确。密码子有简并性,一个密码子只能编码一种氨基酸,但一种氨基酸可由一种或多种密码子编码,D项错误。 19.C　解析翻译过程以氨基酸为原料,以转录过程产生的mRNA为模板,所以在人工合成体系中多聚尿嘧啶核苷酸为翻译的模板,A项正确。翻译需要核糖体的参与,所以人工合成体系中的细胞提取液含有核糖体才能开始翻译过程,B项正确。该实验不能证明苯丙氨酸的反密码子是UUU,题目中并未描述关于密码子与反密码子的信息,C项错误。加入苯丙氨酸的试管中出现了多肽链,因此,该实验说明在多聚尿嘧啶序列编码的指导下合成了苯丙氨酸组成的肽链,D项正确。 20.C　解析RNA病毒的基因表达用到的RNA和蛋白质由RNA编码,A项错误。转录时,RNA聚合酶移动到终止子时停止转录,B项错误。翻译过程中,tRNA和mRNA相互识别保证了遗传信息传递的准确性,C项正确。tRNA从起始密码子开始读取,起始密码子之前的片段不进行翻译,D项错误。 21.ABC　解析由题图可知,基因A多次转录和翻译,基因B只发生一次转录和翻译,可体现细胞在转录和翻译水平上调控基因表达,且基因A的表达效率高于基因B,A项正确。题图中①和②分别是转录和翻译,真核生物中核基因的表达场所分别为细胞核和细胞质中的核糖体,B项正确。人体中以DNA为模板进行转录的产物为mRNA、rRNA和tRNA,C项正确。翻译过程中,tRNA上存在与mRNA上密码子互补配对的反密码子,D项错误。 22. 答案(1)染色体(或染色质)　翻译 (2)RNA聚合　tRNA　解析粗面内质网 (3)在细胞核中,lncRNA与DNA模板链结合调控转录;在细胞质中,lncRNA与mRNA结合,影响翻译　miRNA与AGO等蛋白结合形成的沉默复合蛋白既可以与lncRNA结合,又能与mRNA结合,并引导其发生降解 (4)可精准沉默害虫的关键基因,抑制害虫关键基因的表达,且RNA易被分解,避免造成环境污染 解析 (1)DNA与组蛋白结合形成染色体(或染色质),核膜分隔细胞核与细胞质,使基因转录(细胞核内)和翻译(细胞质中)在时空上分离,保障调控有序。 (2)转录由RNA聚合酶启动,催化RNA合成;翻译过程依赖rRNA(核糖体成分)、mRNA(模板)、tRNA(转运氨基酸)的参与;分泌蛋白的肽链在粗面内质网完成合成后,再经高尔基体加工。 (3)lncRNA调控基因表达的机制分两步:细胞核内与DNA模板链结合调控转录;细胞质中与mRNA结合影响翻译。miRNA与AGO等蛋白结合后形成的沉默复合蛋白,既可以与lncRNA结合,又能与mRNA结合,并引导其发生降解。 (4)RNA农药利用序列特异性,精准沉默害虫的关键基因,干扰其生命活动;且RNA易被环境分解,无残留污染风险,绿色高效。 23. 答案(1)自由基　(2)RNA聚合　miRNA　解析(3)P蛋白能抑制细胞凋亡,miRNA表达量升高,与P基因mRNA结合并提高其降解的概率,导致合成的P蛋白减少,从而影响细胞凋亡 (4)增加circRNA的数量,使更多的miRNA与之结合,从而减少对P基因表达的抑制 解析 (1)放射刺激心肌细胞可以使细胞产生更多的自由基,自由基会攻击生物膜的磷脂分子,从而造成放射性心肌损伤。(2)前体mRNA是基因转录的产物,转录过程需要的酶是RNA聚合酶。从图中可以看出,miRNA既可以与P基因mRNA结合,也可以与circRNA结合。(3)从图中可以看出,miRNA是通过与P基因mRNA结合来抑制P蛋白合成的,所以当miRNA表达量升高,会导致P蛋白含量降低,进而影响细胞凋亡。(4)只要使miRNA与P基因mRNA结合的机会减少,则可以治疗放射性心脏损伤。由于circRNA可以与miRNA结合,所以增加circRNA的数量就可以减少miRNA与P基因mRNA结合的机会,从而达到治疗放射性心脏损伤的目的。 24. 答案(1)DNA的一条链　RNA聚合酶　核孔　(2)突变(碱基的替换、增添或缺失)　双链RNA　解析(3)PCSK9蛋白　(4)保护并把mRNA送入细胞内,使之能够表达正常的功能蛋白　(5)内质网和高尔基体　抗原　(6)重组新型冠状病毒疫苗作为抗原可持续刺激机体产生更多的记忆细胞和抗体,进一步提高机体的免疫力 解析 (1)细胞核中的RNA是以DNA的一条链为模板,在RNA聚合酶的催化作用下合成的。前体mRNA不能通过核孔,而成熟的mRNA可通过核孔,说明核孔对大分子物质的转运具有选择性。(2)外显子是基因中可以编码蛋白质的脱氧核苷酸序列,外显子中碱基的替换、增添或缺失可能导致mRNA中终止密码子提前出现,进而影响蛋白质的合成。可利用反义RNA药物与51外显子转录的mRNA通过碱基互补配对结合为双链RNA,在对DMD前体mRNA修饰的过程中将该异常双链区段切除,从而合成有功能的小DMD蛋白,减轻症状。(3)PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解,导致血液中胆固醇含量偏高,可以转入与PCSK9mRNA特异性结合的siRNA,二者结合形成双链RNA,使PCSK9 mRNA被剪断,从而抑制PCSK9 mRNA的表达,达到治疗疾病的目的。(4)脂质体包裹mRNA药物既可以保护mRNA药物,又能使该大分子通过脂质体与细胞膜融合的方式进入细胞,使之表达正常的功能蛋白。(5)由题图可知,mRNA疫苗需在细胞内合成抗原蛋白,分泌到细胞外,可作为抗原刺激机体产生免疫应答。故该抗原蛋白的合成、加工、分泌过程需核糖体、内质网、高尔基体和线粒体(提供能量)参与。(6)重组新型冠状病毒疫苗可以具有与新型冠状病毒灭活疫苗相同的抗原成分,故第三次注射重组新型冠状病毒疫苗可以持续刺激机体发生二次免疫反应,产生更多的记忆细胞和抗体,进一步提高免疫力。 25. 答案(1)叶绿体基质　(2)低　(3)在其他器官(过量)表达 (4)②⑤　与突变体r植株相比,转基因植株种子的淀粉含量不变,仍皱缩　①④　与U-P植株相比,转基因植株种子淀粉含量增加,为圆粒　②④　与U-P植株相比,转基因植株种子R基因转录提高,淀粉含量增加,为圆粒(答出任意两条即可) 解析 (1)豌豆叶肉细胞通过光合作用形成三碳糖是暗反应过程,该过程发生在叶绿体基质中。(2)P酶基因与启动子U结合后则可启动U基因表达,则P基因在种子中表达增高,P酶增多,T6P更多转化为海藻糖,故预期U-P植株种子中T6P含量比野生型植株低。(3)启动子U启动与之连接的基因仅在种子中表达,该过程可以排除由于目的基因在其他器官(过量)表达对种子发育产生的间接影响。(4)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,且结合(2)可知,U-P植株种子中淀粉含量降低,表现为皱粒。用同样方法获得U-S纯合转基因植株,检测发现植株种子中淀粉含量增加,实验设计应遵循对照与单一变量原则,故可设计实验如下:②(U-S基因,S酶可以较高表达)⑤(R基因功能缺失突变体),与突变体r植株相比,转基因植株种子的淀粉含量不变,仍皱缩;①(U-R基因,R基因表达较高)④(U-P植株,P基因表达较高),与U-P植株相比,转基因植株种子淀粉含量增加,为圆粒;②(U-S基因,S酶可以较高表达)④(U-P植株,P基因表达较高),与U-P植株相比,转基因植株种子R基因转录提高,淀粉含量增加,为圆粒。 26. 答案(1)翻译　(2)碱基互补配对　游离核糖体和粗面内质网上的核糖体　(3)ACE2受体　维持培养液的pH　(4)RNA酶　(5)浆　新冠病毒S蛋白　记忆　(6)激发再次应答,在人体内产生更多、维持时间更长的抗体,并储备更多的记忆细胞 解析 (1)由图可知,新冠病毒通过S蛋白与细胞表面的ACE2受体结合,侵入细胞释放出病毒的(+)RNA,在宿主细胞中经翻译合成病毒的RNA聚合酶,参与宿主细胞内合成病毒的RNA。(2)在RNA聚合酶的作用下,病毒利用宿主细胞中的原料,按照碱基互补配对原则合成(-)RNA;随后再通过复制合成大量新的(+)RNA,再以这些RNA为模板,分别在游离核糖体和粗面内质网上的核糖体大量合成病毒的N蛋白和S、M、E蛋白。(3)病毒表面的蛋白质可作为抗原激发机体的特异性免疫过程,制备新冠病毒灭活疫苗时,先大量培养能够表达ACE2受体的细胞,再接入新冠病毒扩大培养,经灭活处理后制备疫苗;动物细胞培养时常需通入CO2,其目的是维持培养液的pH。(4)由于人体血液和组织中广泛存在RNA酶极易将裸露的mRNA水解,另外外源mRNA分子不易进入人体细胞产生抗原,制备S蛋白的mRNA疫苗时,体外制备的mRNA常用脂质分子包裹后才用于接种。(5)第一次接种疫苗后,刺激B细胞增殖和分化,形成浆细胞并产生记忆细胞;当再次接触到S蛋白时,记忆细胞增殖分化,产生大量浆细胞,分泌大量抗体,发挥免疫保护作用。(6)第二次接种的意义是激发再次应答,在人体内产生更多、维持时间更长的抗体,并储备更多的记忆细胞。 考点32　基因表达与性状的关系 1.D　解析由题图可知,转录产生的mRNA发生碱基甲基化修饰后可被降解,或被甲基化读取蛋白Y识别后引起表达效应的改变,因此可通过影响翻译过程调控基因的表达,A项错误。mRNA的基本组成单位是核糖核苷酸,B项错误。由题图可知,蛋白Y可结合甲基化的mRNA并促使其翻译表达出肽链,C项错误。DNA的碱基甲基化可通过影响基因的转录过程调控基因的表达,引起表观遗传效应,D项正确。 2.A　解析据题干信息可知,水稻的耐碱—耐热性状至少与ATT基因和控制SLR1蛋白合成的基因有关,该研究表明基因与性状不都是简单的一一对应关系,A项错误。据题干信息可知,ATT基因编码GA20氧化酶,从而调控赤霉素的生物合成,来影响水稻的性状,B、C两项正确。该研究明确了ATT基因的作用机理,为培育耐碱—耐热水稻新品种提供了新思路,D项正确。 3.B　解析突变体蛋白氨基端的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,说明转录起始后,先读取Z基因部分序列、再读取Y基因部分序列,故基因排列应为Z相邻于启动子P。正常基因转录、翻译对应连续氨基酸序列,突变体蛋白有Z的30个氨基酸(对应30×3=90个碱基,3的整倍数)和Y的25个氨基酸(对应25×3=75个碱基,3的整倍数),因基因相邻共用启动子,推测缺失区域使Z、Y基因部分序列连续,缺失碱基数目是3的整倍数(保证读码框连续,不改变后续氨基酸对应关系),B项基因排列(Z靠近P)及缺失特征符合推理。 基因排列与蛋白序列的“对应逻辑” 基因转录顺序决定蛋白序列,本题中突变体蛋白同时含Z蛋白氨基端和Y蛋白羧基端序列,说明基因转录时先读取Z基因、后读取Y基因(Z靠近启动子)。此外,氨基酸由3个碱基编码(密码子),因此基因缺失碱基数目若为3的整倍数,可保证读码框连续,不改变后续氨基酸对应关系(如本题,缺失后蛋白序列仍连续)。 4.A　解析同一个体的不同细胞由一个受精卵发育而来,基因序列应相同,乙醛脱氢酶基因序列改变属于基因突变,发生的可能性较低,A项符合题意。编码乙醛脱氢酶mRNA的量有差异,会改变乙醛脱氢酶的含量,可能造成羽色差异,B项不符合题意。乙醛脱氢酶活性有差异,可能造成羽色差异,C项不符合题意。鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异也可能造成羽色差异,D项不符合题意。 5.C　解析组蛋白乙酰化即在组蛋白乙酰化转移酶的作用下将乙酰基添加到组蛋白的赖氨酸残基上。这一过程发生在翻译后,并未改变组蛋白自身的氨基酸序列,但会影响染色质的结构和功能,从而影响基因的表达,最终可能会影响个体表型,这是基因表达调控的结果,A、D两项正确。tRNA是DNA转录的产物,转录生成的前体RNA需要经过剪切、修饰等加工过程,才能形成具有生物活性的tRNA,B项正确。一般来说,编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量越多,在同一时间内合成的蛋白质分子就越多,即翻译的效率越高;翻译的准确度主要取决于mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子的互补配对及tRNA携带氨基酸的准确度等,与mRNA上结合的核糖体数量无关,C项错误。 6.B　解析据题干信息“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,从而提高了相关基因(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。H4的Khib修饰是一种表观遗传现象,并不会改变染色质的DNA序列,B项正确。 7.D　解析据题干信息“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,从而降低抗病相关基因的表达,A、B、C三项错误。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,使易感棉的抗病性上升,故增加P蛋白的Khib修饰可提高易感棉的抗病性,D项正确。 8.D　解析据题干信息“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中,故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,A项正确。棉花的抗病能力与H4和P蛋白的Khib修饰与去修饰有关,H4是结合染色质DNA的组蛋白,位于细胞核中,P蛋白定位于叶绿体中,是叶绿体中的蛋白质,B项正确。H4的Khib修饰影响抗病相关基因的表达,而P蛋白的Khib修饰影响它对捕光复合体Ⅱ的修复功能,二者都影响棉花的抗病性,C项正确。H4的Khib修饰提高了水杨酸受体的合成量,P蛋白的Khib修饰提高了它对捕光复合体Ⅱ的修复功能,所以Khib修饰的是H4和P蛋白,D项错误。 9.C　解析由题图可知,经过酶E作用后,DNA的甲基化部位增多,推测酶E可催化DNA甲基化,而不是催化DNA复制,A项错误。DNA半保留复制的原料是四种游离的脱氧核苷酸,B项错误。由题干中“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”可知,环境会引起DNA甲基化差异从而产生表观遗传现象,C项正确。DNA甲基化不改变碱基序列,但会影响生物的表型,D项错误。 10.D　解析PcG使组蛋白甲基化和染色质凝集,影响RNA聚合酶与DNA分子的结合,抑制了基因表达,A项正确。细胞增殖失控可由基因突变(如原癌基因和抑癌基因发生突变)引起;由题意“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”可知,细胞增殖失控也可由染色质结构变化引起,B项正确。DNA和组蛋白的甲基化修饰属于表观遗传,都能影响细胞中基因的转录,C项正确。原核细胞中没有染色质,D项错误。 11.A　解析分析题干可知,某种鸟的卵黄蛋白原基因的启动子部分区域存在甲基化修饰,成熟雌鸟产生的雌激素可将此甲基化去除,雄鸟因缺乏雌激素仍保持高度甲基化,而启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点,用于驱动基因的转录,因此卵黄蛋白原基因在成熟雌鸟中可以表达,在雄鸟中表达受到抑制,A项正确。甲基化的DNA无法转录,不能形成mRNA,B项错误。该种雌鸟和雄鸟交配产生的雌雄后代发育成熟后,卵黄蛋白原基因在成熟雌鸟中可以表达,成熟雌鸟中有卵黄蛋白原,C项错误。除了DNA的甲基化,组蛋白的甲基化和乙酰化修饰也可产生表观遗传现象,D项错误。 12.B　解析表观遗传涉及基因表达的可遗传变化,这些变化不涉及碱基序列的改变,A项错误。由图可知,组蛋白甲基化程度低会促进相关基因表达,组蛋白甲基化程度增加会抑制相关基因表达,B项正确。ATF7的磷酸化,会抑制组蛋白甲基化,将导致组蛋白表观遗传修饰水平降低,C项错误。表观遗传不会改变子代的基因,故亲代的低蛋白饮食,不会改变子代小鼠的DNA碱基序列,D项错误。 13.A　解析甲基化会使基因表达受到影响,即影响了基因的转录过程,导致mRNA的合成改变,而NKAmRNA和蛋白质表达趋势不一致,可能与NKA基因的转录和翻译不是同步的有关,A项错误。时间变化属于该实验的无关变量,并不是影响NKA基因转录变化的直接因素,B项正确。NKA酶介导的运输是一种主动运输,在维持海鱼鳃细胞内渗透压平衡时需要直接消耗ATP,C项正确。与0 h组相比,其他时间点的血液中Na+浓度降低,与红细胞内的渗透压相比较,浓度差减小,细胞会吸水,从而使得细胞体积增大,D项正确。 14.D　解析由题意可知,细胞Ⅰ和细胞Ⅱ中催乳素合成基因的碱基序列相同,但细胞Ⅱ中该基因多个碱基被甲基化,导致仅细胞Ⅰ能合成催乳素,说明甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录,A项正确。细胞Ⅱ经氮胞苷处理后,再培养可合成催乳素,说明氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化,B项正确。由题意可知,处理后的细胞Ⅱ的催乳素合成基因去甲基化可传给子代细胞,故其子代细胞能合成催乳素,C项正确。该基因甲基化后不能合成催乳素,故可根据是否合成催乳素区分细胞类型,D项错误。 理解表观遗传应注意的三个问题 (1)表观遗传不遵循孟德尔遗传规律;(2)表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因;(3)表观遗传一般是影响基因的转录过程,进而影响蛋白质的合成。 15.B　解析若要监控CD163蛋白的表达和转运过程,则图中RFP基因与CD163基因都需要转录和翻译,因此拼接在一起的CD163基因转录形成的mRNA中不能出现终止密码子,否则只能进行CD163基因的翻译,因此该拼接过程的关键步骤是除去CD163基因中编码终止密码子的序列,B项符合题意。 16.D　解析甲基化时生物的碱基序列和种类不发生改变,故植株甲和乙的R基因的碱基种类相同,A项错误。植株甲和乙的R基因的碱基序列相同,但由于植株乙的R基因高度甲基化,抑制了R基因的表达,因此二者叶形不同,B项错误。DNA甲基化修饰可以遗传,因此植株乙自交,子一代的R基因仍可出现高度甲基化,C项错误。植株甲和乙杂交,子一代中含有未甲基化的R基因和高度甲基化的R基因,因此R基因可以表达,推测子一代与植株乙的叶形不同,D项正确。 17.D　解析ALDH2基因发生突变会导致ALDH2活性下降或丧失,ALDH2可催化乙醇转变为乙酸,东亚人群中ALDH2基因发生突变的概率高于高加索人群,所以东亚人群饮酒后面临的风险更高,A项正确。由于头孢类药物能抑制ALDH2的活性,所以患者在服用头孢类药物期间应避免摄入含酒精的药物或食物,B项正确。由题意可知,ALDH2基因某突变导致ALDH2活性下降或丧失,说明ALDH2基因通过控制ALDH2来控制代谢过程,进而控制生物性状,而ALDH2是蛋白质,所以该实例表明基因通过蛋白质控制生物性状,C项正确。口服ALDH2酶制剂,其会在消化道中分解成氨基酸,从而失去生理功能,D项错误。 18.B　解析父亲和儿子的基因组成中基因A、B、C均分别含有两个,说明基因A、B、C位于常染色体上,A项错误。母亲携带有A3、A24,B8、B44,C5、C9三对等位基因,女儿携带有A3、A23,B35、B44,C2、C9三对等位基因,其中A3、B44、C9三个基因只能来自母亲,故这三个基因在一条染色体上,B项正确。基因A和基因B位于同一条染色体上,因此其遗传不符合基因的自由组合定律,C项错误。根据题目中给出的父母的基因组成,若第3个孩子的A基因组成为A23A24,说明其从父亲那里获得了A23、B35、C2三个基因所在的染色体,从母亲那里获得了A24、B8、C5三个基因所在的染色体,故其C基因组成为C2C5,D项错误。 本题的难点是根据题意进行基因在染色体上的位置分析。如果同时分析三对基因,容易混淆并且无从下手。可以一次分析一种基因,进而简化分析过程。比如,如果只分析基因A,则父亲基因组成为A23,母亲基因组成为A3A24,儿子基因组成为A24A25。容易得出父亲传给儿子的是基因,母亲传给儿子的是A24基因。如果只分析基因B,则父亲基因组成为B7B35,母亲基因组成为B8,儿子基因组成为B7B8。容易得出父亲传给儿子的是B7基因,母亲传给儿子的是B8基因。如果只分析基因C,则父亲基因组成为C2C4,母亲基因组成为C5C9,儿子基因组成为C4C5。 容易得出父亲传给儿子的是C4基因,母亲传给儿子的是C5基因。由于A、B、C三个基因均位于一条染色体上并且不发生互换,所以父亲传给儿子的A25、B7、C4三个基因必位于一条染色体上,另外的A23、B35、C2三个基因必位于另一条同源染色体上。同理,可以分析出母亲的A24、B8、C5三个基因位于一条染色体上,A3、B44、C9三个基因位于另一条染色体上。依此可以轻松解题。 19.A　解析由题意可知,Avy基因上游发生不同程度的甲基化修饰,而Avy基因的碱基序列并未发生改变,A项正确。题中Avy基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制,而基因表达包括转录和翻译,可据此推测甲基化抑制了Avy基因的转录,B项错误。小鼠表型变化是由于甲基化修饰导致基因表达受抑制,相关蛋白质的表达量存在差异,但由于基因碱基序列不变,所以Avy基因编码的蛋白质结构没有改变,C项错误。由题干信息可知,甲基化修饰使小鼠毛色发生可遗传的改变,即可以遗传,D项错误。 20.B　解析只有真核细胞的细胞核中存在染色体,而真核细胞的细胞质和原核细胞、病毒等中的基因也可以控制性状,A项错误。位于同源染色体上的等位基因控制相对性状,同源染色体上等位基因的分离会导致相对性状的分离,B项正确。不同性状自由组合是由非同源染色体上的非等位基因自由组合导致的,C项错误。可遗传的性状改变可能是由染色体上的基因突变导致的,也可能是基因重组或者染色体变异等引起的,D项错误。 21. 答案(1)基因的选择性表达,青蒿素相关基因在叶片的腺毛特异性表达 (2)负　通过降低miR160的表达量提高青蒿素的含量 (3)ARP1 mRNA　解析 (4)SAmiR160ARF1→DBR2→青蒿素合成 (5)敲除miR160基因,增加ARF1和DBR2基因的表达 解析 由图1可知,SA或MeJA处理后miR160表达量下降。由图2可知,miR160表达会导致青蒿素含量下降。由图3可知,ARF1基因表达可以促进DBR2基因的表达。 (1)青蒿素在叶片腺毛中合成的根本原因是基因的选择性表达,青蒿素相关基因在叶片的腺毛特异性表达。 (2)由图2可知,miR160的表达量与青蒿素含量间呈现负相关性,结合图1 MeJA可以抑制miR160的表达量,因此MeJA可以提高青蒿素的含量。 (3)由“miR160的一种靶mRNA编码ARF1蛋白”可知,miR160直接影响的靶mRNA为ARF1 mRNA。 (4)由图1可知,SA抑制miR160,miR160会降解ARF1 mRNA,ARF1会促进DBR2的表达,DBR2是青蒿素合成关键酶基因。 (5)可以敲除miR160基因,增加ARF1和DBR2基因的表达进而增加青蒿素的含量。 本题涉及探究实验的对照原则的空白对照和相互对照。 (1)空白对照:例如通过图1、图2和图3实验组和空白对照组进行比较,我们可以得出施加的影响是促进还是抑制的结论。 (2)相互对照:如果将两个处理组作为对照,我们可以得出哪一组效果更显著的结论,例如图1 SA的处理效果比MeJA显著。 22. 答案(1)野生型 (2)突变株胚乳中DNA甲基化水平高于野生型 (3)母本R基因编码的DNA去甲基化酶只能降低母本Q基因的甲基化水平,使母本Q基因在胚乳中表达;对父本的Q基因不起激活作用。父本R基因对Q基因不起激活作用。 (4)①突变性状受两对独立遗传的基因控制,两对基因同时无活性才表现为小籽粒。其中一对等位基因在子代中,来自母本的不表达,来自父本的表达。 ②正常籽粒∶小籽粒=7∶1 解析 (1)若矮秆是隐性性状(rr),则矮秆玉米突变株与野生型(RR)杂交,子代(Rr)表型与野生型相同。 (2)野生型R基因正常,能编码DNA去甲基化酶,催化DNA去甲基化,所以野生型及突变株分别自交,野生型植株所结籽粒胚乳中DNA甲基化水平较低。 (3)由组别2、4可知,母本中R基因编码的DNA去甲基化酶无法为父本提供的Q基因去甲基化,由组别3可知父本中R基因编码的DNA去甲基化酶不能对母本上所结籽粒的胚乳中的Q基因发挥功能。结合(2)的研究成果“亲本的该酶在本株玉米所结籽粒的发育中发挥作用”,可得母本R基因编码的DNA去甲基化酶只能降低母本Q基因的甲基化水平,使母本Q基因在胚乳中表达,对父本的Q基因不起激活作用;父本R基因对Q基因也不起激活作用。 (4)①甲与野生型杂交得到的子代为正常个体,说明小籽粒为隐性性状。F1配子的功能及受精卵活力均正常,若性状为一对等位基因控制,则F1与甲杂交后,不论正反交,子代正常籽粒∶小籽粒应为1∶1,故根据子代性状分离比可推测该性状受到两对等位基因的控制,且只有不含显性基因的个体表现为小籽粒。已知玉米子代中,某些来自父本或母本的基因,即使是显性也无功能,结合F1作母本时,与甲杂交,后代正常籽粒∶小籽粒=1∶1可知,两对显性杂合子作母本时,有一对等位基因无法正常表达。故结合以上推论提出假设:突变性状受两对独立遗传的基因控制,两对基因同时无活性才表现为小籽粒。其中一对等位基因在子代中,来自母本的不表达,来自父本的表达。 ②若以上假设正确,则F1自交,F1产生的能正常表达的精子中含显性基因的配子∶不含显性基因的配子=3∶1,F1产生的能正常表达的卵细胞中含显性基因的配子∶不含显性基因的配子=1∶1,所以F1自交所结籽粒的表型及比例为正常籽粒∶小籽粒=(1-1/4×1/2)∶(1/4×1/2)=7∶1。 23. 答案(1)HCHC　解析显性　1∶2∶1 (2)组3和组4　组3和组4相应位点基因表达被阻止后,黑色素无法生成,表现为全红;组1和组2相应位点基因表达被阻止后,不影响黑色素的生成,表型不变　转录 (3)黑底红色鞘翅P位点基因表达产生的mRNA总量较多,红底黑色鞘翅P位点基因表达产生的mRNA总量较少 黑色素在鞘翅上不同部位的分布 (4)ABD 解析 (1)由图分析,HCHC个体有黑色斑,所以F1的黑色凸形是基因型为HCHC亲本的表型在F1中的表现,表明该亲本的黑色斑是显性性状。F1的基因型为HCHS,若F1雌雄个体相互交配,F2的基因型及比例为HCHC∶HCHS∶HSHS=1∶2∶1,三种基因型对应的表型各不相同,所以表型比例为1∶2∶1。 (2)为验证该推测,研究人员在翻译水平上分别阻止了P和G位点的基因表达,实验结果如表所示。结果表明,P位点就是控制黑色素生成的H基因位点,那么阻止P位点基因表达后实验结果应该是没有黑色素生成,对应组3、组4。此外,还可以在转录水平上阻止基因表达,以分析基因对表型的影响。 (3)两个大小相等的完整鞘翅P位点基因表达产生的mRNA总量如图甲所示,说明P位点基因的表达可以促进鞘翅黑色素的生成,判断的理由是黑底红点P位点基因表达产生的mRNA总量远远大于红底黑点;黑底红点鞘翅面积相等的不同部位P位点基因表达产生的mRNA总量如图乙所示,图中a、b、c部位mRNA总量的差异,说明P位点基因在鞘翅不同部位的表达决定黑色素在鞘翅上不同部位的分布。 (4)P位点基因只在产生黑色素的上层细胞内表达,促进黑色素的生成,并抑制下层细胞生成红色素,所以红色区域HC、HS都不表达,HC、HS只在黑色区域表达,根据第(1)题的图示可知,HC控制黑色凸形生成,HS控制大片黑色区域生成,所以F1鞘翅上,HC、HS选择性表达,黑色凸形区域HC表达,A、B、D三项正确。 24. 答案(1)细胞质　(2)核糖体　3∶1　(3)1　3 解析 (1)据题意可以看出雄性不育这种表现型始终与母本一致,说明控制雄性不育的基因(A)位于细胞质中。(2)纯合体丙与乙(雄性不育)杂交,由于控制雄性不育的基因位于细胞质中,所以理论上F1应表现为雄性不育,但由于细胞核基因R的表达产物抑制了基因A的表达,F1表现为雄性可育。由上述分析可知,丙的基因型为A(RR)或RR,乙的基因型为A(rr),由于乙表现为雄性不育,所以丙与乙杂交时,丙为父本,乙为母本,所以F1的基因型为A(Rr),F1自交,子代的基因型及比例为1/4A(RR)、2/4A(Rr)和1/4A(rr),其中A(RR)和A(Rr)表现为雄性可育,A(rr)表现为雄性不育,比例为3∶1。翻译的场所为核糖体。(3)丙和甲杂交时,正反交结果不一样,说明两者的细胞质基因不同。根据题意,甲是雄性可育的,与雄性不育植株的杂交后代都表现为雄性不育,说明其细胞核基因型为rr,不含细胞质基因A。丙的细胞核基因型为RR,含有细胞质基因A。所以正交(丙为父本)时,F1的基因型为Rr,F1自交,F2的基因型为R_和rr,由于不存在基因A,与育性有关的表现型只有1种(雄性可育);反交(丙为母本)时,F1的基因型为A(Rr),F1自交,F2与育性有关的基因型有3种:A(RR)(雄性可育)、A(Rr)(雄性可育)和A(rr)(雄性不育)。 学科网（北京）股份有限公司 $$