专题通关11 遗传的分子基础-【高考领航】2026年高考生物总复习四测通关卷

专题通关11　遗传的分子基础 1．A　艾弗里的肺炎链球菌转化实验，加入不同酶的目的是逐渐排除各种物质的作用，是利用减法原理来控制自变量，A错误；摩尔根等人用“假说—演绎法”证明了控制果蝇红、白眼的基因位于X染色体上，即证明了基因位于染色体上，B正确；沃森和克里克研究DNA分子结构时，运用了建构物理模型的方法，C正确；1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，运用15N同位素标记技术，设计了一个巧妙的证明DNA复制方式的实验，此实验中还用到了密度梯度离心技术，D正确。 2．A　甲组：35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳没有进入细菌，因此用35S标记的噬菌体侵染细菌，外壳吸附在大肠杆菌表面，若不进行搅拌，蛋白质外壳会随着细菌离心到沉淀物中，导致沉淀物的放射性强。乙组：32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成，而合成子代噬菌体的原料都来自细菌，根据DNA半保留复制特点可知，32P标记的噬菌体侵染细菌后，若保温时间过长，导致大部分细菌破裂，释放出子代噬菌体，经过离心后分布在上清液中，导致上清液有较强的放射性。综上所述，A符合题意。 3．D　该实验中由于DNA酶的加入，his－菌不能通过类似于肺炎链球菌的转化方式将DNA转移至phe－菌，只能以病毒为载体完成基因的转移。培养基A需筛选出能合成苯丙氨酸的细菌，不能添加苯丙氨酸，A错误；只有具有苯丙氨酸相关酶合成基因的细菌才能在培养基A中生长，B错误；若噬菌体侵染使得宿主细胞全部死亡，则培养基A上将不会出现菌落，C错误；实验中培养液添加DNA酶是为了排除外源DNA转化的可能性，D正确。 4．C　从中药材细胞核中提取的DNA分子是线性的，有2个游离的磷酸基团，而从中药材细胞质中提取的环状DNA分子没有游离的磷酸基团，A错误；DNA分子含有腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸基团，ATP分子中含有腺嘌呤、核糖和磷酸基团，B错误；中药材的遗传物质是DNA，遗传信息就储存在脱氧核苷酸的排列顺序中，中药材遗传信息的“条形码”相当于DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序，C正确；不同种类的中药材细胞中的DNA分子不同，但不同的DNA分子彻底水解的产物是相同的，都是磷酸基团、脱氧核糖和4种含氮碱基，D错误。 5．A　图中DNA只有一个复制原点，不能说明该DNA分子复制方式为多起点双向复制，A错误；图示解旋酶能打开双链间的氢键，使双链DNA解旋，DNA分子复制还需要DNA聚合酶等，B正确；DNA分子两条链是反向平行的，而复制的时候只能从5′端向3′端延伸，所以两条子链合成方向相反，但子链的延伸方向是相同的，C正确；G—C碱基对含有三个氢键，A—T碱基对含有两个氢键，故解旋经过含G—C碱基对较多的区域时，消耗的能量相对较多，D正确。 6．D　酶A和酶C参与磷酸二酯键的形成，酶B表示解旋酶断裂的是氢键，A错误；进行过程①所示的DNA复制时，需要4种脱氧核苷酸、ATP、相关酶等物质，但环状DNA分子存在于线粒体、叶绿体或原核细胞中，因此图示过程不发生在细胞核中， B错误；过程③表示翻译，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体迅速合成多条长肽链，C错误；复制、转录时都是沿着模板链3′→5′方向进行，翻译时是沿着模板链5′→3′方向进行，D正确。 7．B　DNA单链之间相邻的碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连，A不合理；部分胞嘧啶被甲基化转化成为5-甲基胞嘧啶，基因的转录就会被抑制，即胞嘧啶甲基化会阻碍RNA聚合酶与启动子的结合，B合理；胞嘧啶甲基化会影响DNA转录，进而影响翻译，但不影响DNA的复制，C不合理；胞嘧啶甲基化未改变DNA的结构，该变异属于表观遗传，是可遗传变异，D不合理。 8．B　真核细胞的基因主要位于染色体上，少数存在于细胞质中，A正确；遗传信息的表达是以基因为单位进行的，但遗传信息的复制不是以基因为单位进行的，B错误；生物体的性状受基因和环境条件共同影响，如光照影响叶绿素的合成，C正确；从图中可知，生物体性状与基因之间并不是简单的一一对应关系，如精氨酸的合成受多个基因的控制，D正确。 9．C　翻译是核糖体沿mRNA从5′向3′方向移动，因此色氨酸的密码子为5′—UGG—3′，基因模板链3′—ACC—5′，即基因模板链的碱基顺序是5′—CCA—3′，A正确；根据摆动假说，在密码子与反密码子的配对中，反密码子的第1位碱基与密码子的第3位碱基的配对可在一定范围内变动，可以“摆动”，因而使某些tRNA的反密码子可以识别1个以上的密码子，因此反密码子的种类应少于62种，B正确；据图可知，组氨酸的密码子为5′—CAC—3′，当反密码子的第1位碱基为稀有碱基次黄嘌呤(I)时，密码子上对应的碱基可能是U、C或A，因此携带组氨酸的tRNA上的反密码子可能是3′—GUI—5′，C错误；翻译的场所是核糖体，故密码子与反密码子的碱基互补配对发生在核糖体上，D正确。 10．D　甲基化不会改变基因的碱基序列，A正确；基因型为Aa的个体，若其A基因甲基化，则表现为侏儒鼠，B正确；由于A基因在精子中正常，基因型为AA的个体，其1个A基因来自父本，能合成蛋白D，因此基因型为 AA 的个体一般是正常鼠，C正确；雌雄侏儒鼠(Aa×Aa)交配，子代会出现正常小鼠(AA或Aa)，D错误。 11．C　由题意可知，肝脏可以将多余的能量转变成脂肪储存起来，这个过程需要脂肪酸合成酶(FAS)催化，所以FAS基因可在肝脏细胞中表达，A正确；由题意“饲喂高碳水化合物的大鼠相关细胞中FASmRNA的含量增加了3～5倍”可知，碳水化合物可调控基因表达的转录阶段，B正确；DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧，所以脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在FAS基因外侧，C错误；由题意可知，脂肪酸合成酶(FAS)催化乙酰辅酶A和丙二酸单酰辅酶A合成脂肪酸，且动物体脂沉积所需的脂肪酸大多来自脂肪酸的从头合成，所以调控FAS基因的表达可控制动物体脂的沉积，D正确。 12．D　分析题意可知，母体的营养供给会影响子一代DNA的甲基化，且实验组中孕期饲喂富含甲基的食物，子代中甲基化程度高，故推测子代中基因型为Avya的黑色小鼠数量①多于②，A正确；分析题意可知，Avy基因甲基化程度越高，Avy基因的表达受到抑制越明显，小鼠体色越深，且Avy为显性基因，表现为黄色，因此子代中基因型为Avya的小鼠可以表现出不同的毛色，B正确；实验组饲喂富含甲基的食物后，子代Avy基因前端特殊序列甲基化程度高，故孕期饲喂富含甲基的食物会增加DNA的甲基化，C正确；Avy基因甲基化程度越高，Avy基因的表达受到抑制越明显，说明表观遗传中细胞内基因的表达水平的高低受调控，D错误。 13．解析：(1)DNA分子的含氮碱基含有N，实验中用15N标记DNA，则DNA分子被标记的部分是含氮碱基。(2)用含15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌若干代，使大肠杆菌的DNA几乎均为15N/15N-DNA。若DNA的复制方式为半保留复制，亲代DNA为15N/15N-DNA，大肠杆菌繁殖一代，得到的子代的两个DNA分子都为14N/15N-DNA，子一代DNA位于离心管中带，大肠杆菌再繁殖一代，子二代的DNA分子为14N/15N-DNA和14N/14N-DNA，子二代DNA位于离心管中带和轻带，该结果否定了全保留复制。将子一代的DNA分子用解旋酶使DNA两条链解开，无论是全保留复制还是半保留复制，离心管都会出现1/2为轻带，1/2为重带的结果，无法证明DNA复制是半保留复制。 答案：(1)(含氮)碱基　(2)①使大肠杆菌的DNA几乎都带上15N标记　②中带　中带和轻带　③不认同，用解旋酶处理后会使DNA两条链解开，无论是全保留复制还是半保留复制，都会出现一样的结果 14．解析：(1)过程①以DNA的一条链为模板合成RNA，该过程称为转录，转录所需的酶是RNA聚合酶，以四种核糖核苷酸为原料。(2)过程②为翻译过程，该过程以氨基酸为原料，根据tRNA上的反密码子与mRNA的密码子互补配对的原则，若该过程某tRNA的反密码子序列为5′－GAA－3′，则其识别的密码子序列为5′－UUC－3′。(3)依据题图可知，最早合成的多肽是a，其次是b、c、d，所以核糖体沿mRNA移动的方向是从右向左；一个mRNA可以相继结合多个核糖体，由于模板链相同，因此多肽链a、b、c、d上的氨基酸种类和序列相同。(4)由题图可知，缺少氨基酸会使负载tRNA(携带氨基酸的tRNA)转化为空载tRNA，空载tRNA通过抑制DNA的转录减少蛋白质的合成，空载tRNA还可以激活蛋白激酶Gcn2P来抑制蛋白质的合成，减少蛋白质的含量，从而影响癌细胞的增殖。 答案：(1)转录　RNA聚合酶　核糖核苷酸　(2)氨基酸　5′－UUC－3′　(3)从右向左　相同　翻译的模板相同　(4)缺少氨基酸会使负载tRNA(携带氨基酸的tRNA)转化为空载tRNA，空载tRNA通过抑制DNA的转录和激活蛋白激酶Gcn2P来抑制蛋白质合成，减少蛋白质的含量，影响癌细胞的分裂 15．解析：(1)核孔是大分子物质进出细胞核的通道，转录因子KLF5能通过核孔进入细胞核。启动子是位于转录起始位点上游特殊的DNA序列，能与RNA 聚合酶结合启动转录，进入细胞核后的转录因子KLF5能特异性识别基因的启动子，并与RNA聚合酶结合启动基因IGFL2-AS1和IGFL1的转录过程。推测可知，敲除KLF5基因后，乳腺癌细胞的转录和翻译受到抑制，故小鼠乳腺癌细胞将明显受到抑制。(2)miRNA在细胞中通常与核酸酶等蛋白结合成诱导沉默复合物，由图可知，通过诱导RISC-miRNA复合物中的核酸酶活化后使IGFL1转录的mRNA降解，从而抑制其翻译过程。据此推测IGFL2-AS1基因转录的RNA竞争性地与miRNA结合会抑制上述过程，从而诱导乳腺癌细胞增殖。(3)结合上述信息，可通过设计抑制IGFL2-AS1基因表达(转录、翻译)的药物；设计抑制IGFL1基因表达(转录、翻译)的药物；或研制出抑制转录因子KLF5活性的药物；或研制出抑制(降低)炎症因子TNFα活性的药物来研发治疗乳腺癌新药。 答案：(1)核孔　启动子　RNA聚合　抑制　(2)通过诱导RISC-miRNA复合物中的核酸酶活化后使IGFL1转录的mRNA降解，从而抑制其翻译过程　抑制　(3)设计抑制IGFL2-AS1基因表达(转录、翻译)的药物；设计抑制IGFL1基因表达(转录、翻译)的药物；或研制出抑制转录因子KLF5活性的药物；或研制出抑制(降低)炎症因子TNFα活性的药物 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题通关11　遗传的分子基础 (满分：100分) 一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分) 1．(2025·广东肇庆模拟)下列有关生命科学研究方法与发展过程的叙述，错误的是(　　) A．艾弗里所进行的肺炎链球菌转化实验中，自变量的控制主要遵循了加法原理 B．摩尔根等人以果蝇为研究材料，通过假说—演绎法证明基因在染色体上 C．沃森和克里克研究DNA分子结构时，主要运用了物理模型建构的方法 D．科学家在证明DNA半保留复制的实验中运用了同位素标记技术和离心技术 2．(2025·湖南株洲模拟)在“噬菌体侵染细菌的实验”中，用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌的甲组保温后不进行搅拌直接离心，用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的乙组保温很长时间后再搅拌、离心，两组实验的离心结果是(　　) A．甲组沉淀物中会出现较强放射性，乙组上清液中会出现较强放射性 B．甲组上清液中会出现较强放射性，乙组上清液中会出现较强放射性 C．甲组沉淀物中会出现较强放射性，乙组沉淀物中会出现较强放射性 D．甲组上清液中会出现较强放射性，乙组沉淀物中会出现较强放射性 3．(2025·重庆模拟)在野生状态下细菌常自发进行基因重组，Lederberg曾做过一个经典的实验：他将含噬菌体(能同时侵染图中两种缺陷菌)和DNA酶的培养液置于U型管，在U型管中有滤膜(仅允许病毒及大分子物质等通过，如图所示)。一段时间后，将右侧的菌液涂布在培养基A上，长出了野生型细菌。研究发现，噬菌体在宿主细胞中合成装配子代噬菌体时，其外壳会偶然错误包装宿主细菌的部分DNA片段，释放后再侵染其他细菌时，所携带的原细菌DNA片段与后者发生基因重组。以下相关叙述正确的是(　　) A．培养基A中需额外添加苯丙氨酸 B．接种在培养基A上的细菌均能生长为菌落 C．噬菌体侵染宿主细胞后，便会杀死宿主细胞 D．实验中培养液添加DNA酶是为了排除外源DNA转化的可能性 4．(2025·广东中山模拟)DNA条形码(DNA Barcode)技术是一种利用一个或者多个特定的一小段DNA进行物种鉴定的技术。如下图中药材DNA条形码就是中药材的基因身份证。下列有关叙述正确的是(　　) A．从中药材细胞中提取的DNA分子都有4个游离的磷酸基团 B．DNA分子和ATP分子中都含有腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸基团 C．中药材遗传信息的“条形码”相当于DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序 D．不同种类中药材细胞的DNA分子不同，不同DNA分子彻底水解的产物种类不同 5．(2025·山东青岛模拟)如图为某原核细胞DNA分子的复制方式模式图，图中“→”表示复制方向。下列叙述错误的是(　　) A．由图可知，该DNA分子复制方式为多起点双向复制 B．除图示酶外，DNA分子复制还需DNA聚合酶等 C．DNA分子复制时，子链的延伸方向是相同的 D．解旋经过含G—C碱基对较多的区域时，消耗的能量相对较多 6．(2025·山东烟台模拟)如图表示某生物环状DNA分子上进行的部分生理过程，下列叙述正确的是(　　) A．酶A参与磷酸二酯键的形成，酶B和酶C参与磷酸二酯键的断裂 B．进行过程①时，需要向细胞核内运入4种脱氧核苷酸、ATP、相关酶等物质 C．进行过程③时，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体迅速合成一条长肽链 D．过程①②都是沿着模板链3′→5′方向进行，过程③是沿着模板链5′→3′方向进行 7．(2025·安徽合肥模拟)启动子位于基因的上游，是能与RNA聚合酶结合的DNA区域。许多基因的启动子内富含C—G重复序列，若其中部分胞嘧啶被甲基化转化成为5-甲基胞嘧啶，基因的转录就会被抑制，下列有关推测合理的是(　　) A．启动子上的DNA单链，相邻的C和G之间通过氢键连接 B．胞嘧啶甲基化会阻碍RNA聚合酶与启动子的结合 C．胞嘧啶甲基化会影响DNA的复制、转录和翻译等过程 D．胞嘧啶甲基化未改变DNA的结构，该变异属于不可遗传变异 8．(2025·广东深圳模拟)如图表示野生型链孢霉细胞内发生的部分生理过程，据图分析。下列推断错误的是(　　) A．染色体不是链孢霉基因的唯一载体 B．遗传信息的复制和表达都是以基因为单位进行的 C．生物体的性状不完全由基因决定，环境也有着重要影响 D．生物体性状与基因之间不都是一一对应的关系 9．(2025·河北衡水模拟)已知某段肽链为“—甲硫氨酸—组氨酸—色氨酸—”，如图表示决定该段肽链的密码子和反密码子的配对情况。密码子和反密码子配对的“摆动假说”认为，反密码子的第1位碱基与密码子的第3位碱基的配对可在一定范围内变动，如当反密码子的第1位碱基为稀有碱基次黄嘌呤(I)时，密码子上对应的碱基可能是U、C或A。下列说法错误的是(　　) A．决定该段肽链中色氨酸的基因模板链的碱基顺序是5′—CCA—3′ B．根据摆动假说，反密码子的种类应少于62种 C．携带组氨酸的tRNA上的反密码子不可能是3′—GUI—5′ D．密码子和反密码子的碱基互补配对发生在核糖体 10．(2025·云南昆明联考)蛋白D是小鼠正常发育必需的蛋白，缺乏时表现为侏儒鼠。A基因能控制蛋白D合成，a基因则不能。A基因的表达受上游P序列调控，如图所示。P序列在精子中正常(可发生去甲基化)，只在卵细胞中甲基化。下列叙述错误的是(　　) A．甲基化不会改变基因的碱基序列 B．基因型为Aa的个体可能是侏儒鼠 C．基因型为AA的个体一般是正常鼠 D．雌雄侏儒鼠交配，子代都是侏儒鼠 11．(2025·河南周口模拟)动物每天从食物中摄取能量，并在肝脏和脂肪组织中将多余的能量转变成脂肪储存起来。动物体脂沉积所需的脂肪酸大多来自脂肪酸的从头合成，即由脂肪酸合成酶(FAS)催化乙酰辅酶A和丙二酸单酰辅酶A合成脂肪酸。饲喂高碳水化合物的大鼠相关细胞中FASmRNA的含量增加了3～5倍。下列相关叙述错误的是(　　) A．FAS基因可在肝脏细胞中表达 B．碳水化合物可调控基因表达的转录阶段 C．脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在FAS基因内侧 D．调控FAS基因的表达可控制动物体脂的沉积 12．(2025·河北唐山模拟)某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a控制，Avy为显性基因，表现为黄色，a为隐性基因，表现为黑色。将基因型为Avya的黄色雌性小鼠随机分为两组，分别与基因型为aa的黑色雄性小鼠交配，实验如下。 父本(aa)×母本(Avya) 子代中基因型为Avya的黑色小鼠数量 子代Avy基因前端特殊序列甲基化程度 实验组：孕期饲喂富含甲基的食物 ① 高 对照组：孕期饲喂正常食物 ② 低 已知母体的营养供给会影响子一代DNA的甲基化；Avy基因甲基化程度越高，Avy基因的表达受到抑制越明显，小鼠体色越深。下列叙述错误的是(　　) A．子代中基因型为Avya的黑色小鼠数量①多于② B．子代中基因型为Avya的小鼠表现出不同的毛色 C．孕期饲喂富含甲基的食物会增加DNA的甲基化 D．表观遗传中细胞内基因的表达水平的高低不受调控 选 择 题 答 题 栏 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 二、非选择题(本题共3小题，共52分) 13．(17分)(2025·北京房山模拟)下图为科学家探究DNA复制方式的实验过程，三种不同密度类型的DNA分子在试管中形成的区带名称：14N/14N-DNA带称为轻带、15N/14N-DNA带称为中带、15N/15N-DNA带称为重带，根据离心后试管中不同类型DNA分子的分布位置可推测DNA的复制方式，据图回答问题： (1)若用15N标记DNA，则DNA分子被标记的部分是________。 (2)科学家关于DNA的复制方式曾提出过全保留复制、半保留复制等假说。 ①他们选用含有15NH4Cl的原料来培养大肠杆菌若干代作为亲本，培养若干代的目的是__________________________________________________。 ②进行如图的实验，若得到的实验结果是子一代DNA位于离心管________(填“轻带”“中带”或“重带”，下同)，子二代DNA位于离心管____________，则否定全保留复制。 ③有人认为，将子一代的DNA分子用解旋酶处理后再离心，离心管出现1/2为轻带，1/2为重带，说明DNA复制是半保留复制。你是否认同该观点并说明理由：______________________________________________________。 14．(19分)(2025·河南商丘模拟)经导管肝动脉化疗栓塞术(TACE)，俗称“饥饿疗法”，是中晚期肝癌患者最常用的治疗方法。具体操作是通过微导管向肿瘤供血动脉内注入栓塞和化疗药物，从而使肿瘤发生缺血性坏死，同时化疗药物能够进入到肿瘤的区域，达到杀灭肿瘤的目的。如图为饥饿疗法的部分作用机制，回答下列问题： (1)过程①称为________，该过程所需的酶是__________，以四种__________作为原料。 (2)过程②以________为原料，若该过程某tRNA的反密码子序列为5′－GAA－3′，则其识别的密码子序列为________。 (3)过程②上核糖体的移动方向是________(填“从右向左”或“从左向右”)，最终形成的多肽链a、b、c、d上的氨基酸的种类和序列__________(填“相同”或“不相同”)，原因是_________________________________________。 (4)研究发现，当细胞中缺乏氨基酸时，负载tRNA会脱去氨基酸变成空载tRNA参与基因表达的调控。根据上图展示的调控过程，从两个方面说明空载tRNA是如何通过抑制蛋白质的合成来控制癌细胞的增殖：_________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 15．(16分)最近我国科学家通过实验证实转录因子KLF5(是一类蛋白质)能诱导乳腺癌细胞IGFL2-AS1和IGFL1基因的转录。同时，在炎症因子TNFα刺激下，KLF5和IGFL2-AS1可以共同诱导IGFL1的表达，促进乳腺癌细胞增殖，作用机制如图所示(miRNA是真核生物中广泛存在的一种小分子RNA，可调节其他基因的表达)。 (1)据图可知，转录因子KLF5通过________(细胞结构)进入细胞核后能特异性识别基因的____________，并与__________酶结合启动基因IGFL2-AS1和IGFL1的转录过程。敲除KLF5基因的小鼠乳腺癌细胞将明显受到________________(填“促进”或“抑制”)。 (2)经研究发现，miRNA在细胞中通常与核酸酶等蛋白结合成诱导沉默复合物(RISC-miRNA复合物)，复合物活化后与靶RNA结合，产生RNA干扰(通过小分子RNA调控基因表达的现象)。结合如图分析，miRNA干扰的机制是________________________________________________________。据此推测，IGFL2-AS1基因转录的RNA竞争性地与miRNA结合会__________(填“促进”或“抑制”)该过程，从而上调IGFL1的表达，诱导乳腺癌细胞增殖。 (3)请结合上述信息，为研发治疗乳腺癌新药提供两种新思路：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 学科网（北京）股份有限公司 $