专题06 遗传的分子学基础（2大串讲+4大题型）（复习讲义）（北京专用）2026年高考生物二轮复习讲练测

专题06 遗传的分子学基础 ( 目录 第一部分 知识网络构建 思维导航，融会贯通 第二部分 高考风向解读 洞察考向，感知前沿 第三部分 核心知识串讲 核心串讲 串讲 1 基因的本质 串讲 2 基因表达 能力进阶 能力1 DNA的半不连续复制和多起点复制 能力2 DNA复制与细胞分裂中染色体标记情况分析 热点情境 表观遗传调控机制研究取得重大进展 第四部分 分层精准突破 固本培优，精准提分 A组·保分基础练 题型01 遗传物质的探索 题型02 DNA分子的复制 题型03 基因表达 题型04 表观遗传 B组· 增分能力练 第五部分 真题 实战进阶 对标高考，感悟考法 ) 考情解读 核心要点 高考考情 高考新风向 DNA分子的结构 （2024北京卷）基因的结构及功能,染色体、DNA、基因和核苷酸之间的关系 1. 同位素标记法的细节：不仅要区分32P（标记DNA）和 35S（标记蛋白质），还要能分析离心后的沉淀物与上清液放射性高低的原因（如搅拌是否充分、保温时间长短的影响）。 2. 中心法则的动态过程与调控，重点考查转录和翻译过程中的动态细节。 3. DNA甲基化、组蛋白修饰对基因表达的调控是热点，需理解“基因序列未变，但表型改变”的机制。 DNA分子的复制 （2025北京卷）DNA分子的复制过程 （2023北京卷）DNA分子的复制过程及意义 基因表达 （2025北京卷）基因表达综合 （2024北京卷）表观遗传 新风向演练 1．【新考法·噬菌体侵染实验】（24-25高三上·北京延庆·阶段练习）赫尔希和蔡斯利用“T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验”证明DNA是遗传物质，关于实验过程叙述正确的是（　　） A．需用含35S和32P的培养基培养噬菌体来进行标记 B．搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与之分离 C．35S标记组离心后，检测出沉淀物的放射性很高 D．在新形成的部分子代噬菌体中可以检测到35S 2．【新情境·反射自显影】放射自显影技术可用于区分DNA复制的方向。复制开始时，首先用低放射性的3H脱氧胸苷作原料进行培养，一定时间后转移到含有高放射性的原料中进行培养，在放射自显影图像上观察比较放射性标记的强度，结果如图甲和图乙。图丙和图丁分别表示不同DNA复制过程模式图。下列说法正确的是（　　） A．图甲、图乙分别对应图丁、图丙代表的DNA复制方式 B．若解旋酶移动速率恒定，图丁表示的复制方式比图丙的效率高 C．⑤⑥复制完成后，两条完整子链中（A+G）/（T+C）的值相等 D．②③⑤是不连续复制，其模板链的5'端都指向解旋方向 3．【新情境·miRNA】（25-26高三上·北京西城·期末）miRNA是一种非编码单链RNA，参与基因表达调控（如图），在细胞分化、个体发育及疾病发生发展中发挥巨大作用。相关叙述错误的是（    ） A．miRNA通过碱基互补配对来识别目标mRNA B．途径①中miRNA通过抑制翻译来抑制目标基因表达 C．途径②中miRNA抑制目标基因的转录 D．miRNA可能作为治疗疾病的药物的靶点 4．【新载体·乳糖操纵子】（24-25高三上·北京·阶段练习）大肠杆菌的乳糖操纵子是由调节基因（Ⅰ）、启动子（P）、操纵基因（O，不编码蛋白质）、结构基因（lacZ、lacY、lacA）等部分组成，结构基因所表达的蛋白质是与乳糖代谢有关的酶。相关基因表达调节机制如图甲、图乙所示。下列叙述错误的是（　　） A．操纵基因（O）是一段具有调控作用的DNA序列，不编码蛋白质 B．环境中富含乳糖时，通过影响阻遏蛋白的结构调节乳糖代谢相关酶的合成 C．每个结构基因的首、尾端都存在起始密码子和终止密码子 D．上述调节机制可以在保证细胞能量供应的前提下避免物质和能量的浪费 5．【新载体·甲基化】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 核心串讲1 基因的本质 1、 遗传物质的探索过程 1．体内转化实验(1928年格里菲思) (1)实验材料:S型和R型肺炎链球菌、小鼠。   S型细菌 R型细菌 菌落 表面光滑 表面粗糙 菌体 有多糖类荚膜 无多糖类荚膜 毒性 有毒性,使小鼠患败血症死亡 无毒性 （2） 实验过程 ①注射R型细菌→小鼠存活； ②注射S型细菌→小鼠死亡； ③注射加热杀死的S型细菌→小鼠存活； ④注射加热杀死的S型细菌+活的R型菌→小鼠死亡； (3)结论:已被加热杀死的S型细菌含有某种使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。 2．体外转化实验(20世纪40年代艾弗里及其同事) （1）实验材料:S型和R型细菌、培养基、蛋白酶、DNA酶、RNA酶、酯酶等。 （2）实验目的:探究S型细菌中的“转化因子”是DNA、蛋白质、脂质还是糖类。 （3）实验过程及结果 （4）结论:S型细菌的DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 （5）转化的原因实质是一种基因重组。 3．噬菌体侵染细菌实验 （1）实验思路 在T2噬菌体中，仅蛋白质分子含有S,P几乎都存在于DNA分子中。用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，直接单独观察它们的作用。 （2）实验过程及结果 ①获得标记T2噬菌体过程 ②T2噬菌体侵染细菌 A.分别用带有32P和35S的噬菌体侵染无标记的大肠杆菌。 B.结果：32P组，上清液中放射性很低，沉淀物中放射性很高。 35S组，上清液中放射性很高，沉淀物中放射性很低。 （3）实验结论:T2噬菌体的遗传物质是DNA。 【易错提醒】 1． 搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。 2． 离心的目的：让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。 3．实验中放射性强度异常分析 （1）用35S标记的T2噬菌体侵染细菌结果分析 含有35S的T2噬菌体与大肠杆菌混合、保温后，搅拌不充分，少量含35S的T2噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面，会出现上清液放射性高，沉淀物放射性低的情况。 （2）用32P标记的T2噬菌体侵染细菌结果分析 ①保温时间过长，部分T2噬菌体增殖后被释放出来，离心，上清液具有放射性。 ②保温时间过短，部分T2噬菌体未侵染大肠杆菌，离心，上清液具有放射性。 二、DNA的结构 1．结构特点 （1）由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。 （2）外侧:脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架； （3）内侧:碱基通过氢键连接成碱基对。 （4）碱基互补配对原则：A=T G≡C 2．．DNA分子结构特点 （1）多样性,具n个碱基对的DNA具有4n种碱基对排列顺序。 （2）特异性,如每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。 （3）稳定性,如两条主链磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变,碱基对的配对方式不变。 【易错提醒】 （1）DNA分子中，脱氧核苷酸数：脱氧核糖数：磷酸数：碱基数=1:1:1:1。 （2）每条脱氧核苷酸链上都只有一个游离的磷酸基团，因此一个双链DNA分子中含有2个游离的磷酸基团。 （3）互补链上的相邻碱基以氢键相连；一条单链中的相邻碱基通过“一脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—"相连。 三、DNA分子复制 1．归纳概括DNA复制的五个问题 (1)复制的场所：主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、叶绿体、细胞质基质(如质粒)中也可进行DNA复制。 (2)外界条件对DNA复制的影响：在DNA复制的过程中，需要酶的催化和ATP供能，凡是影响酶活性的因素和影响细胞呼吸的因素，都会影响DNA的复制。 (3)复制方式：半保留复制。新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链(模板链)。 (4)过程特点：边解旋边复制；多起点解旋和复制。 (5)DNA复制的准确性 ①一般情况下，DNA分子能准确地进行复制。原因是DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。 ②特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可能造成碱基配对发生差错，引发基因突变。 2．“图解法”分析DNA复制相关计算 (1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基中连续复制n次(如上图)，则： ①子代DNA 共2n个 ②脱氧核苷酸 链共2n＋1条 (2)DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数 ①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·(2n－1)个。 ②第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为m·2n－1个。 【易错提醒】 ①DNA中氢键可由解旋酶催化断裂，同时需要ATP供能，也可加热断裂(体外)；而氢键是自动形成的，不需要酶和能量。 ②注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，后者只包括第n次的复制。 ③DNA复制计算时看清题中所给出的碱基的单位是“对”还是“个”；所问的是“DNA分子数”还是“链数”，是“含”还是“只含”。 ④在真核生物中，DNA复制一般是多起点复制；在原核生物中，DNA复制一般是一个起点。无论是真核生物还是原核生物，DNA复制大多数都是双向进行的。 四、原核细胞和真核细胞基因的结构 1．原核细胞基因结构示意图 （1）非编码区：不能转录为mRNA,不能编码蛋白质。 （2）编码区：能转录为相应的mRNA,进而指导蛋白质的合成，即能够编码蛋白质。原核细胞基因的编码区是连续的，转录出的mRNA不需要剪切。 （3）启动子、RNA聚合酶、终止子 ①启动子：位于基因首端的一段能与RNA聚合酶结合并能起始mRNA合成的序列。没有启动子，基因就不能转录。 ②RNA聚合酶：能够识别启动子上的结合位点并与其结合的一种蛋白质。 ③终止子：位于基因尾端的一段特殊的DNA片段，它能阻碍RNA聚合酶的移动，并使其从DNA模板链上脱离下来，使转录终止。 2．真核细胞基因结构示意图 与原核细胞基因结构不同，真核细胞基因的编码区是间隔的、不连续的，其中编码氨基酸的序列称为外显子，不编码氨基酸的序列称为内含子。最初转录出来的mRNA(被称为mRNA前体)通过剪切将内含子对应部分去除，只留下外显子对应部分。 【典例1】（24-25高三上·北京·阶段练习）噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程如下图所示。该实验条件下，噬菌体每20分钟复制一代。下列叙述正确的是（　　） A．该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA B．大肠杆菌为噬菌体增殖提供了模板、原料、酶和能量 C．A组试管Ⅲ中含32P的子代噬菌体比例较低 D．B组试管Ⅲ上清液中的放射性强度与接种后的培养时间成正比 【典例2】分枝杆菌的K7基因是维持TM4噬菌体吸附能力的关键基因。按照噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程，进行相关实验。下列分析正确的是（    ） 选项 分枝杆菌 TM4噬菌体 实验结果 A 未敲除K7组和敲除K7组 35S标记 两组的上清液中放射性有明显区别 B 未敲除K7组和敲除K7组 32P标记 敲除K7组沉淀中放射性强度等于未敲除组 C 32P标记的未敲除K7组 未标记 释放的子代TM4均带有32P标记 D 35S分别标记未敲除K7组和敲除K7组 未标记 两组子代TM4放射性强度无明显差别 A．A B．B C．C D．D 【典例3】如图为某细菌拟核 DNA 复制的示意图，DNA 在复制原点（只有一个）解开成单链状态，两条单链分别作为模板，各自合成其互补链。复制过程中需先在引物酶的作用下合成引物（一小段 RNA）。下列相关叙述正确的是（　　） A．引物酶可能是一种特殊的 RNA 聚合酶 B．前导链和滞后链结合形成一个子代 DNA 分子 C．两个子代 DNA 分子会随着丝粒的断裂而分离 D．两条链上 DNA 聚合酶移动方向都与复制叉前进方向相同 【典例4】（25-26高三上·北京海淀·期中）DNA的复制类型有两种，如下图。起始点是DNA序列中启动复制的位置，发生复制的位点称为复制叉。下列叙述正确的是（　　） A．两种复制类型所需的原料和酶不同 B．新DNA的合成是在复制叉处启动 C．每条新链都与作为模板的亲代链互补 D．类型二得到的DNA数目为类型一的二倍 【典例5】将蚕豆根尖置于含放射性³H标记胸腺嘧啶的培养液中，培养一个细胞周期的时间。取出根尖，移至不含放射性物质的培养液中，继续培养两个细胞周期的时间。在第一个、第二个和第三个细胞周期取样，检测中期细胞染色体上的放射性分布。下列判断正确的是（    ） A．第一个细胞周期中的染色体均如甲所示 B．第二个细胞周期中的染色体有乙、丙两种情况 C．第三个细胞周期中每个细胞内均有 1/4 的染色体如丙所示 D．乙、丙在第二和第三个细胞周期中均出现，但所占比例不同 核心串讲2 基因表达 一、基因表达 1．转录 （1）概念：以DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。 （2）场所：主要是细胞核在叶绿体线粒体中也能发生转录过程。 （3）条件： ①模板：DNA的一条链（模板链）； ②原料：4种核糖核苷酸； ③能量：ATP（由细胞呼吸提供）； ④酶：RNA聚合酶。 （4）过程 （5）产物：信使RNA、核糖体RNA、转运RNA。 2．遗传信息的翻译 （1）概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 （2）场所或装配机器：核糖体。 （3）条件：模版：mRNA 原料：氨基酸 酶：多种酶 能量：ATP 搬运工具：tRNA （4）易混淆的遗传信息、密码子与反密码子 比较项目 实质 联系 遗传信息 DNA中脱氧核苷酸的排列顺序 遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序。通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上； 密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子可识别密码子 密码子 mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 反密码子 位于tRNA上的能与mRNA上对应密码子互补配对的三个相邻碱基 （5）密码子 ①种类：密码子共有64种，负责21种氨基酸的编码，其中3种终止密码子（UAA、UAG、UGA）通常不编码氨基酸，但UGA在特殊情况下可编码硒代半胱氨酸。 ②特点 A.简并性：一种氨基酸可能由多个密码子决定。 通常一种密码子决定1种氨基酸，一种tRNA只能转运1种氨基酸。 每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并性)，可由一种或几种tRNA转运。 B.通用性：几乎所有的生物体都共用一套密码子。 (5)翻译过程 ( 起 始→ mRNA 与核糖体结合 运输→ tRNA 携带氨基酸进入特定位置 延伸→ 核糖体 沿着mRNA移动，读取下一个密码子，由对应tRNA运输相应的氨基酸添加到延伸中的肽链上（一个mRNA可以结合多个核糖体） 停止→当核糖体遇到mRNA上的 终止密码子 时，合成终止 脱离→肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离 ) 3．原核细胞与真核细胞中的基因表达 【易错提醒】 (1)多聚核糖体现象：在真、原核细胞中都存在，少量mRNA就可以合成大量蛋白质，但不能缩短每条多肽链的合成时间。 (2)起点问题：核DNA复制一次；每个复制起点只起始一次；而在一个细胞周期中，基因可多次转录，因此转录起点可多次起始。 二、中心法则 不同生物中心法则表达式 生物种类 举例 遗传信息的传递过程 DNA病毒 T2噬菌体 RNA病毒 烟草花叶病毒 逆转录病毒 艾滋病病毒 细胞生物 动物、植物、细菌、真菌等 三、基因对性状的控制 1．直接控制途径：基因蛋白质的结构生物体的性状 2．间接控制途径：基因酶的合成代谢过程生物体的性状。 3．细胞分化 4、 表观遗传 1．概念：生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。 2．特点 （1）可遗传：基因表达和表型可以遗传给后代。 （2）不变性：基因的碱基序列保持不变。 （3）可逆性：DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化，即被修饰的DNA可能发生去甲基化。 3．表观遗传调节机制 DNA修饰 DNA甲基化是目前研究较充分的表观遗传修饰形式(如下图)。DNA甲基化可在空间上阻碍RNA聚合酶与DNA的结合 组蛋白修饰 常见的表观遗传修饰包括甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化、糖基化等。组蛋白的表观遗传修饰会导致染色体结构改变，导致基因不能表达(基因沉默)或高表达(如图)。 【典例1】DNA甲基转移酶基因中一个碱基发生改变，会使密码子CGA（编码精氨酸）变为UGA（终止密码子），从而使DNA甲基转移酶活性降低、基因组甲基化程度降低，过度激活转录因子基因myc，最终导致细胞恶性增殖，引发癌症。下列分析错误的是（　　） A．基因组甲基化不会改变基因的碱基序列 B．从功能上分析，基因myc属于原癌基因 C．该突变不能改变DNA序列中嘧啶碱基的占比 D．该突变导致DNA甲基转移酶基因的转录产物变短 【典例2】（25-26高三上·北京通州·期中）细胞中的RNA有着重要的作用。如microRNA能与mRNA结合从而参与基因表达的调控，环状RNA具有多个microRNA的结合位点。下列叙述不正确的是（    ） A．环状RNA可能参与基因转录水平上的调控 B．环状RNA彻底水解后得到6种小分子物质 C．microRNA与mRNA结合时遵循碱基互补配对的原则 D．环状RNA、microRNA和mRNA都是基因转录的产物 【典例3】（25-26高三上·北京朝阳·期中）与正常开花型相比，菊花晚花型M基因的启动子甲基化程度较低，表达水平较高。M基因表达产物可促进开花基因启动子甲基化。下列分析合理的是（    ） A．两种类型菊花M基因碱基序列不同 B．甲基化抑制M基因表达的翻译过程 C．M基因甲基化程度升高有利于开花基因表达 D．基因甲基化引起的性状改变不会遗传给子代 【典例4】（25-26高三上·北京海淀·期中）科学家研发了无细胞参与的体外基因表达体系，用来模拟体内基因的表达过程，下列叙述错误的是（　　） A．可以用重组质粒为该体系提供模板 B．该体系应包含核糖体和RNA聚合酶 C．该体系所需原料只有21种氨基酸 D．无细胞表达系统需要保证能量供应 【典例5】（25-26高三上·北京朝阳·期中）R基因编码的R蛋白是钙离子通道蛋白，可将内质网中的Ca2+释放至细胞质。若R基因转录模板链的碱基序列由TTA变为CTA，导致其肽链相应位点的氨基酸改变，引发小脑萎缩等疾病。下列叙述错误的是（    ） A．突变R基因mRNA中相应密码子变为CCA B．氨基酸序列改变导致R蛋白的空间结构改变 C．R基因突变可能会引起内质网中的Ca2+增加 D．此例体现了R基因通过控制蛋白质的结构直接控制性状 能力1 DNA的半不连续复制和多起点复制 1．半不连续复制 （1）在复制起点处，两条链解开形成复制泡，DNA向两侧复制形成两个复制叉。解开的两条母链都可以作为模板链。 （2）DNA聚合酶只能催化子链沿5′→3′方向延伸。因此以3'→5'的链为模板链时，DNA聚合酶可以沿5′→3’的方向合成互补的新链，这条新链称为前导链。 （3）当以5′→3'的链为模板时则不能连续合成新链，这条新链称为滞后链。DNA聚合酶先合成冈崎片段。DNA连接酶负责把这些冈崎片段的缺口补平，使冈崎片段连成完整的DNA链。 （4）这种前导链的连续复制和滞后链的不连续复制在生物细胞中是普遍存在的，称为DNA的半不连续复制。 2．DNA的复制方向 （1）DNA的双向复制(最普遍) （2）DNA的单向复制—某些环状DNA的复制方式 3．多起点复制 （1）真核生物染色体DNA的复制方式为多起点复制(如图),细菌DNA只有一个复制起点。 （2)多起点复制能提高DNA复制的速率，满足细胞对DNA的需要。 【典例1】大肠杆菌拟核主要由环状双链DNA分子等组成，其DNA复制过程是单起点双向复制，如下图。下列有关大肠杆菌DNA复制的叙述正确的是（    ） A．单起点双向复制使其DNA复制不具有边解旋边复制的特点 B．复制起点处富含A—T碱基对，易于解旋酶识别并解开双链 C．碱基互补配对原则是保证DNA能准确复制的唯一条件 D．双向复制时子链的合成方向相反，一条为5'→3'，另一条为3'→5' 【典例2】复制泡是DNA进行同一起点双向复制时形成的。图1为真核细胞核DNA复制的电镜照片，其中泡状结构为复制泡。复制启动时，尚未解开螺旋的亲代双链DNA同新合成的两条子代双链DNA的交界处形成的Y型结构，称为复制叉。图2为DNA复制时形成的复制泡和复制叉的示意图，其中a～h代表相应位置。下列叙述正确的是（    ） A．图1显示DNA分子具有多起点同时双向复制的特点 B．图2中，根据子链的延伸方向，可以判断a处是模板链的3'端 C．f位置子链延伸不连续的原因是解旋酶与DNA聚合酶的移动方向不同 D．e、f位置对应的子链中（A+T）/（C+G）的比值不同 能力2 DNA复制与细胞分裂中染色体标记情况分析 一、有丝分裂中染色体的标记情况 1．DNA复制后DNA分子存在位置与去向 （1）2个子DNA位置：当1个DNA分子复制后形成2个新DNA分子后，这2个子DNA位于两条姐妹染色单体上，且由着丝粒连在一起，如图所示： （2）子DNA去向：在有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期，当着丝粒分裂时，两条姐妹染色单体分开，分别移向细胞两极，此时子DNA随染色单体分开而分开。 2．过程图解：用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行两次有丝分裂，情况如图所示： （1）第一次有丝分裂形成的两个细胞中所有的DNA分子都呈“杂合状态”，即15N/14N－DNA； （2）第二次有丝分裂形成的子细胞有多种可能性，可能子细胞的所有染色体都含15N，也可能子细胞的所有染色体都不含15N。即子细胞含有15N的染色体为0～2n条(体细胞染色体为2n条)。 （3）规律总结:若只复制一次，产生的子染色体都带有标记，若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。 二、DNA复制与减数分裂中染色体标记情况分析 若进行减数分裂，则细胞只在减数第一次分裂前的间期进行了一次DNA分子的复制，染色体中DNA的标记情况如图所示(DNA被15N标记的细胞在不含标记的培养液中培养，以一对同源染色体为例): 由图可以看出，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂两次，但DNA只在减数第一次分裂前的间期复制一次，所以4个子细胞中所有DNA分子均呈杂合状态，即“15N/14N-DNA”。 【典例1】“逆反”减数分裂指第一次分裂时染色单体分离，第二次分裂时同源染色体分离的过程。将一个双链均被14C标记的基因A和一个双链均被13C标记的基因B插入某动物的卵原细胞的一条染色体两端、将此卵原细胞在只含12C培养液中培养，先完成一次有丝分裂，再发生如图所示的“逆反”减数分裂，共产生8个子细胞。不考虑其他变异，下列叙述正确的是（　　） A．可以用碱性染料对染色体染色，以便观察其动态变化 B．“逆反”减数分裂时，基因重组只发生在减数分裂I C．最多有2个子细胞同时含有13C和14C标记 D．可能有4个卵细胞含有14C标记 【典例2】在DNA复制时，3H-脱氧核苷掺入新合成的DNA链中，经特殊方法显色，可观察到双链都掺入3H-脱氧核苷的染色体区段显深色，仅单链掺入的显浅色，未掺入的不显色。将一个不含3H的果蝇(2n=8)精原细胞放在含3H标记的脱氧核苷酸的培养基中培养，让其先进行一次有丝分裂，后进行减数分裂，不考虑染色体互换。下列叙述正确的是（　　） A．有丝分裂中期可观察到呈深色的染色体有8条 B．产生的精子中4个DNA分子一半呈深色，一半呈浅色 C．减数分裂得到的8个精细胞中，DNA都呈深色的细胞可能有4个 D．初级精母细胞中可观察到一条染色单体上部分区段呈深色、部分区段呈浅色 热点情境01 表观遗传调控机制研究取得重大进展 情境解读： 清华大学颉伟团队与合作者在2025年11月于《自然-细胞生物学》发表突破性研究，揭示了H3K36me2（组蛋白H3第36位赖氨酸的二甲基化）在哺乳动物胚胎着床后DNA甲基化重建中的关键作用。研究发现，H3K36me2通过"两步"机制建立：着床前在增强子区域"播种"(Seeding)，着床后则遍布大部分基因组（除失活的X染色体外）进行"扩散"(Spreading)。 （1） DNA甲基化修饰（主要抑制转录） ①启动子：是RNA聚合酶识别和结合的位点； ②DNA的甲基化可以引起基因的失活，基因不能表达。 （2）染色体组蛋白甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因表达（乙酰化主要是激活转录） （3）非编码RNA（主要抑制翻译） 非编码RNA：不编码蛋白质的RNA。(除tRNA和rRNA) 【注意】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到基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。 典型例题： 1．研究表明，染色质一些区域发生DNA甲基化会影响相关基因的表达，并引发更紧密的染色质结构形成。人类个体由年轻走向衰老过程中，细胞中染色质变化如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．与年轻细胞相比，衰老细胞中的染色质紧密连接蛋白减少、染色变浅 B．DNA发生甲基化时生物体基因的碱基序列保持不变，所以不能遗传给后代 C．年轻细胞中DNA甲基化会阻碍基因转录，可能会影响细胞的正常功能 D．细胞衰老时大多数酶活性降低，但端粒酶活性升高 2．乳腺癌是女性最为常见的恶性肿瘤之一。科研人员研究发现：某miRNA(一种微小RNA)在乳腺癌细胞中的表达水平显著下降；用DAC(一种DNA 甲基化抑制剂)处理乳腺癌细胞48小时后，该miRNA基因的表达水平显著提高；同时，沉默DNA 甲基转移酶基因可促进该miRNA 的表达，并抑制乳腺癌细胞的增殖。下列相关叙述正确的是（    ） A．该miRNA 基因高度甲基化导致其在乳腺癌细胞中的表达水平升高 B．经 DAC 处理后，该miRNA 基因的碱基序列发生改变 C．该miRNA 可能通过调控细胞周期来促进乳腺癌细胞的增殖 D．DAC 有可能成为治疗乳腺癌的潜在药物 01 遗传物质的探索 1．（2025·北京·模拟预测）噬菌体侵染细菌的实验流程如图所示，相关分析正确的是（    ） A．用含有32P的培养基获得带标记的噬菌体 B．短时间保温，A组沉淀物放射性很高 C．保温时间越长，B组沉淀物的放射性越高 D．该实验证明DNA的复制方式是半保留复制 2．（2024·北京东城·二模）烟草花叶病毒（TMV）由蛋白质和RNA组成，用其RNA侵染正常烟草叶，叶片中可检测到TMV。TMV侵染会引发烟草细胞中基因N表达上调，介导烟草的抗病毒反应，在侵染位点处形成坏死斑。以下说法错误的是（    ） A．TMV的遗传物质是RNA B．可用烟草研磨液培养TMV C．敲除基因N会降低烟草抗TMV能力 D．坏死斑能限制TMV的进一步扩散 3．（2025·北京东城·二模）“DNA是主要的遗传物质”是经长期研究得出的结论。下列叙述错误的是（    ） A．加热杀死的S型菌中存在某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质 B．DNA酶处理的S型菌细胞提取液不能使R型菌发生转化，实验运用了“减法原理” C．用32P-噬菌体侵染细菌，部分子代噬菌体含32P，可作为DNA是遗传物质的证据 D．用烟草花叶病毒感染烟草的实验证明RNA是烟草花叶病毒和烟草的遗传物质 4．（2024·北京石景山·一模）噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程如下图所示。该实验条件下，噬菌体每20分钟复制一代。下列叙述正确的是（　　） A．该实验证明了DNA的复制方式为半保留复制 B．大肠杆菌为噬菌体增殖提供了模板、原料、酶和能量 C．A组试管III中含32P的子代噬菌体比例较低 D．B组试管III上清液中的放射性强度与接种后的培养时间成正比 5．（2023·北京·模拟预测）为了研究噬菌体侵染细菌的过程，研究者分别用32P和35S标记的噬菌体侵染了未被放射性标记的细菌。在短时间保温后进行离心（未搅拌），测定了上清液中的放射性，结果如下。下列相关说法中不正确的是（    ） 细菌处理 噬菌体处理 上清液中的放射性比例（%） 加入DNA酶 未加入DNA酶 不处理 35S 2 1 不处理 32P 8 7 侵染前加热杀死 35S 15 11 侵染前加热杀死 32P 76 13 注：DNA酶与噬菌体同时加入；离心后长链DNA出现在沉淀中、短链DNA出现在上清液中 A．用32P和35S分别标记了噬菌体的DNA和蛋白质 B．细菌被杀死后会促进噬菌体DNA被DNA酶降解 C．DNA被降解后产生的片段离心后会出现在上清液中 D．从实验结果中可知噬菌体的蛋白质没有进入细菌 02 DNA分子的复制 6．（2025·北京·模拟预测）某科学家分析了多种生物DNA的碱基组成，一部分实验数据如表所示。相关叙述错误的是（    ） 来源 A/G T/C A/T G/C 嘌呤/嘧啶 人 1.56 1.75 1.00 1.00 1.0 鲱鱼 1.43 1.43 1.02 1.02 1.02 小麦 1.22 1.18 1.00 0.97 0.99 结核分枝杆菌 0.4 0.4 1.09 1.08 1.1 A．该结果支持生物由共同祖先进化而来 B．该结果不能支持DNA能进行半保留复制 C．该结果支持DNA排列顺序具有多样性 D．该结果不能支持DNA具有双链双螺旋结构 7．（2025·北京朝阳·二模）科研人员为研究DNA复制方式；将DNA被15N标记的大肠杆菌作为第0代．转移到含14NH4Cl的培养液中，在不同时刻收集细菌，提取DNA，离心观察DNA在试管中的位置（如图）。图中甲最可能来自（　　） A．第0.5代 B．第1.0代 C．第2.0代 D．第2.5代 8．（2025·北京海淀·二模）为探究DNA的复制方式，梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料进行实验，结果如下图。关于该实验的叙述，错误的是（　　） A．利用含有15NH4Cl的培养液获得第0代大肠杆菌 B．第1代离心结果不支持DNA的复制方式为全保留复制 C．第2代大肠杆菌的DNA中，15N/14N-DNA占1/2 D．本实验采用差速离心技术 9．（2025·北京丰台·二模）如图为果蝇DNA的电镜照片，图中箭头所指结构叫复制泡，是DNA上正在复制的部分。关于复制泡的推测不合理的是（　　） A．证明DNA复制过程是边解旋边复制 B．证明DNA复制方式为半保留复制 C．复制泡越大说明复制起始时间越早 D．多个复制泡能提高DNA复制效率 10．（2024·北京西城·二模）为加速绿色荧光蛋白基因（GFP）进化，快速获得荧光强度更高的GFP蛋白，科研人员将DNA1（编码易错DNA聚合酶）和DNA2共同导入大肠杆菌（如图）。下列说法错误的是（    ） A．用卡那霉素筛选含DNA1的大肠杆菌 B．易错DNA聚合酶催化GFP基因复制 C．GFP基因在此复制过程中突变率升高 D．连续传代并筛选强荧光菌落加速GFP进化 03 基因表达 11．（2025·北京海淀·二模）下图所示的基因编码区序列，编码的氨基酸序列为：甲硫氨酸-组氨酸-脯氨酸-赖氨酸……。下列叙述错误的是（    ） A．甲链是转录的模板链，其左侧是3'端，右侧是5'端 B．6号碱基对由A/T替换为G/C后，合成的肽链不变 C．5号和6号碱基对之间插入G/C，合成的肽链变短 D．甲链和乙链上均有终止密码子，可使转录终止 12．（2025·北京·模拟预测）S10和S12是新发现的多肽类植物激素，对叶片的衰老有调节作用，S10的受体是M。为研究两种激素的相互作用，研究人员做了相关实验，结果如图所示。关于该研究结果的叙述，错误的是（    ） A．S10促进S12合成相关基因的表达，二者有协同作用 B．S10和S12在调节叶片衰老过程中作用相反 C．S12与S10竞争结合M受体 D．S10、S12的相互作用有利于精准调控叶片衰老过程 13．（2025·北京东城·二模）如下图所示，细胞内存在修复DNA损伤的机制，若正在转录的基因发生损伤，来不及修复时，可能发生跨损伤转录。将终止密码子对应序列 插入荧光素酶基因，并去除碱基A引入损伤，将损伤的荧光素酶基因导入细菌中进行实验。下列说法错误的是（    ） A．DNA修复的过程中有氢键形成 B．图中终止密码子的序列为TAA C．若检测到细菌产生荧光，能够说明细菌存在跨损伤转录机制 D．跨损伤转录和DNA修复能降低基因突变对细菌的不利影响 14．（2025·北京海淀·二模）高温导致番茄叶片运输到果实的蔗糖难以转化为单糖，果实糖度降低。为解决该问题，研究者将一个热响应元件序列插入蔗糖转化酶基因（CN）的启动子中，培育环境智能型作物。下列关于热响应元件的叙述，错误的是（　　） A．导致番茄CN发生基因突变 B．抑制RNA聚合酶与CN的启动子结合 C．促进高温条件下CN的转录 D．提高高温环境下番茄果实的糖度 15．（2025·北京海淀·一模）马德隆畸形是由S基因控制的显性遗传病，基因位于X、Y染色体的同源区段。正常人和患者的S基因（编码序列）测序结果如下图。下列叙述正确的是（    ） A．该病遗传方式与抗维生素D佝偻病相同 B．图示序列与S基因转录时的模板链互补 C．患者S基因mRNA的第75个密码子变为终止密码子 D．对母方产生的极体进行基因检测就能确定胎儿是否患病 04 表观遗传 16．（2025·北京丰台·一模）玉米籽粒大小主要取决于胚乳体积。研究者发现一矮杆玉米突变株（rr）所结籽粒变小。R基因编码的DNA去甲基化酶在本株玉米所结籽粒发育中起关键作用。据此推测合理的是（    ） A．DNA甲基化修饰会使基因碱基序列发生可遗传变化 B．突变株所结籽粒胚乳中DNA甲基化水平低于野生型 C．基因通过控制酶的合成直接控制生物体的性状 D．突变株R基因失活使胚乳中相关基因表达异常，籽粒变小 17．（2025·北京·模拟预测）下丘脑AgRP神经元与能量代谢有关，该神经元的DNA甲基化酶可在小鼠胎儿及幼年期对特定DNA进行甲基化修饰。研究人员敲除小鼠AgRP神经元的DNA甲基化酶基因后，发现小鼠的体重和运动能力与正常小鼠无显著差异，但运动意愿显著降低。下列叙述正确的是（    ） A．DNA的甲基化影响基因的翻译，属于表观遗传现象 B．实验组小鼠DNA甲基化修饰导致遗传信息发生改变 C．“特定DNA”中的某些基因可能与小鼠的运动意愿有关 D．表观遗传现象推翻了遗传信息的流动所遵循的中心法则 18．（2025·北京通州·模拟预测）高血糖环境中，在DNA甲基转移酶催化下使视网膜细胞线粒体DNA碱基甲基化水平升高，引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常。下列叙述错误的是（　　） A．线粒体DNA甲基化水平升高，可以影响相关基因的表达 B．高血糖环境中线粒体DNA复制时遵循碱基互补配对原则 C．高血糖环境引起的甲基化改变患者线粒体DNA碱基序列 D．糖尿病患者容易发生视网膜细胞线粒体DNA甲基化水平升高 19．（2024·北京昌平·二模）为探究DNA甲基化与动脉粥样硬化（As）的关系，研究者给予大耳兔高脂饮食以制备As模型组，提取脾脏DNA进行水解并检测其甲基化水平，实验结果如下表。相关叙述错误的是（    ） 组别 DNA甲基化水平（%） 对照组 3.706 模型组 2.259 A．DNA甲基化不影响DNA碱基对的排列顺序 B．检测DNA水解产物有无U以排除RNA影响 C．高脂饮食引起的As与基因表达水平改变无关 D．As模型组大耳兔的DNA甲基化可能会遗传 1．（2024·北京朝阳·二模）血橙被誉为“橙中贵族”，因果肉富含花色苷，颜色像血一样鲜红而得名。当遇极寒天气时，为避免血橙冻伤通常提前采摘，此时果肉花色苷含量极少而“血量”不足。血橙中花色苷合成和调节途径如图。 注：T序列和G序列是Ruby基因启动子上的两段序列 下列分析不合理的是（    ） A．血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的 B．低温引起T序列改变及去甲基化进而使血橙“血量”增多 C．同一植株不同血橙果肉的“血量”不同可能与光照有关 D．若提前采摘，可将果实置于低温环境激活Ruby基因表达 2．（2025·北京通州·一模）利用转基因技术将绿色荧光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata3基因一端，如图甲所示。实验得到表达Gata3 - GFP蛋白质的杂合子小鼠，交配获得Gata3 - GFP基因纯合子小鼠。为鉴定交配获得的4只新生小鼠的基因型，设计引物1和引物2用于PCR扩增，PCR产物电泳结果如图乙所示。 下列叙述正确的是（　　） A．Gata3基因的启动子无法控制GFP基因表达 B．翻译时先合成GFP蛋白，再合成Gata3蛋白 C．2号小鼠是Gata3 - GFP基因的纯合子，4号小鼠是野生型 D．用引物1和引物3进行PCR，能更好区分杂合子和纯合子 3．（2025·北京·模拟预测）哺乳动物细胞中某些基因会根据来源发生DNA甲基化，使来自父本或母本的基因不表达，称为印记基因。我国科学家通过基因编辑技术使印记基因恢复表达，培育出存活至成年的双父本小鼠（如图），增进了对印记基因的了解。相关叙述错误的是（　　） A．图中胚胎干细胞来自囊胚1的内细胞团细胞 B．通过基因编辑使两个父本的印记基因都恢复表达功能 C．双父本小鼠体细胞中的线粒体DNA来自去核卵母细胞 D．双父本小鼠培育过程中利用了体细胞核移植和胚胎移植等技术 4．（2024·北京顺义·二模）大肠杆菌是现代生物学研究中的模式生物．环境适宜时约20min繁殖一代。研究人员将15N标记的大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养基中，40min后收集大肠杆菌，提取其DNA。下列有关叙述正确的是（　　） A．所有DNA都含有14N B．所有DNA都含有15N C．含14N的DNA占50% D．含15N的DNA占25% 5．（2023·北京延庆·一模）一种名为粗糙脉孢菌的真菌细胞中精氨酸的合成途径如下图所示，其中精氨酸是细胞生活的必需物质，而鸟氨酸等中间代谢产物都不是必需物质。下列有关叙述错误的是（　　） A．基因在染色体上呈线性排列，是有遗传效应的DNA片段 B．酶4缺陷型脉孢菌必须在培养基中添加精氨酸才能生长 C．若在缺少精氨酸的培养基上不能生长，则一定是基因4发生了突变 D．基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状 6．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 7．（2023·北京东城·一模）研究发现，AGPAT2基因表达的下调会延缓脂肪生成。湖羊尾部蓄脂量小，而广灵大尾羊尾部蓄脂量大。研究人员以若干只两种羊的尾部脂肪组织为材料，检测AGPAT2基因启动子区7个位点的甲基化程度及基因表达水平，结果如下图。下列叙述正确的是（　　） A．甲基化程度的差异会导致两种羊脂肪组织中AGPAT2基因的碱基序列不同 B．DNA甲基化直接阻碍翻译过程实现了对AGPAT2基因表达的调控 C．第33和63位点上的甲基化差异是影响AGPAT2基因表达量的关键因素 D．两种羊中AGPAT2基因的甲基化程度与其在脂肪组织中的表达量呈正相关 8．（2024·北京东城·一模）西北牡丹在白色花瓣基部呈现色斑，极具观赏价值。研究发现，紫色色斑内会积累花色素苷。PrF3H基因控制花色素苷合成途径中关键酶的合成。如图，分别提取花瓣紫色和白色部位的DNA，经不同处理后PCR扩增PrF3H基因的启动子区域，电泳检测扩增产物。分析实验结果可以得出的结论是（　　） A．花瓣紫色与白色部位PrF3H基因的碱基序列存在差异 B．白色部位PrF3H基因启动子甲基化程度高于紫色部位 C．PrF3H基因启动子甲基化程度高有利于花色素苷合成 D．启动子甲基化可调控基因表达说明性状并非由基因控制 9．（2025·北京·模拟预测）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 细菌基因转录激活的新策略 利用工程菌生产化合物时，往往用强启动子驱动目的基因过表达以实现高产。研究者以一种固氮菌——施氏假单胞菌菌株P为研究对象，开发了一种基因转录激活新策略。 菌株P固氮所需的酶是由一组基因编码的，这样的一组基因叫作一个操纵子（图1）。该操纵子转录时，转录激活因子A蛋白结合到启动子（UAS）上并招募RNA聚合酶，开始转录，转录产生的mRNA中来自3个基因的产物有独立的起始密码和终止密码，会被翻译产生3种独立的蛋白质。 无A蛋白时，UAS也具有较低活性。将UAS与编码A蛋白的A基因连接后导入菌株P中，用菌株P组成型强启动子作为对照。与对照组相比，实验组固氮酶基因的转录水平明显较高。表明这种基因转录激活策略是有效的。 基于上述调控原理，构建灵菌红素合成基因（pig）操纵子（图2），并导入菌株P。检测发现，导入操纵子1、3的菌株A基因和pig基因转录量均很高，而导入操纵子2的菌株相关基因转录水平很低。据此推测：操纵子中，启动子下游第一个基因影响后面基因的转录水平。进一步研究发现，转录时被解开的DNA模板链会折叠形成二级结构，影响RNA聚合酶通过，不同基因转录时形成的二级结构强度不同。为验证这一理论，以荧光素酶基因（LUC）为报告基因，构建“组成型强启动子—G基因—LUC基因”操纵子，分别突变其中G基因的近启动子端、远启动子端和中间序列，导入受体菌并给予其荧光素酶底物，发现只有近启动子端形成强二级结构时，受体菌荧光水平较低，表明LUC基因转录受阻。 上述研究为提高工程菌产量提供了新的思路和方法。 (1)细菌的基因转录是以_______为模板合成mRNA的过程。除mRNA以外，参与细菌基因表达的其他RNA有_______。 (2)对文中“基因转录激活策略”的理解，正确的叙述包括_______。 A．需转录激活因子及其调控的启动子联合使用 B．通过负反馈调节机制来实现目的基因过表达 C．解决了传统过表达受限于启动子强度的问题 D．可直接用于所有工程菌目标产物的工业生产 (3)运用文中信息解释操纵子2无法转录而操纵子3转录量很高的原因。________。 (4)工程菌构建工作中，在将与特定启动子连接的目的基因导入受体菌前，往往用图3所示报告系统检测该启动子在受体菌中的活性。请对其进行改造，使其能反映表达载体导入后工程菌中启动子的真实活性_______。 10．（25-26高三上·北京东城·期末）已有研究发现，N蛋白(一种RNA甲基转移酶)在多种癌细胞中表达上调，具有促进癌细胞增殖和转移的作用，对其机制展开研究。 (1)N蛋白可以结合靶基因的相应RNA片段，使其胞嘧啶发生甲基化(修饰)，导致RNA稳定性提高，相应蛋白含量增加，此时RNA的碱基序列___________(填“改变”或“不改变”)。 (2)为寻找N蛋白调控肝癌发生的靶基因，研究者对肝癌细胞进行mRNA相关水平的检测，筛选出11个候选基因。写出图1中的筛选指标___________。 (3)进一步研究确定了P基因为N蛋白的靶基因。培养过表达N蛋白的肝癌细胞，收集细胞裂解液，利用图2技术进行验证。对照组加入无关抗体和磁珠组成的复合物，实验组应加入___________，一段时间后，用磁力架吸取磁珠并提取磁珠复合物上的RNA，逆转录后利用PCR技术检测___________。 (4)细胞呼吸中葡萄糖分解为丙酮酸的过程称为糖酵解，P基因编码该过程中的一种关键酶。糖酵解产生的某些物质会向细胞外释放，利用癌细胞进行实验，结果如图3. ①加入2-DG后，阶段三数值恢复至初始水平，该操作的目的是___________。 ②该实验为“N蛋白促进癌细胞的增殖和转移是通过调控P基因实现”提供了证据，请解释说明__________。 11．（25-26高三上·北京海淀·期末）植物感知到病毒侵染时，会启动依赖于水杨酸的防御反应（SADR）。病毒T能抑制SADR，科研人员对其机制进行研究。 (1)叶绿体是植物细胞进行______的场所，也被证实是调控SADR的中枢。类囊体腔内储存大量的Ca2+，浓度远高于细胞质基质，当类囊体膜上的钙感知受体（CAS）被激活时，其中储存的Ca2+依次通过______（生物膜结构），被释放到细胞质基质，启动SADR。 (2)植物细胞特有的C蛋白能感知病毒入侵，C蛋白具有两种定位信号—N位点与叶绿体转运肽（cTP），且二者无法同时发挥功能。无病毒入侵时，N位点使C蛋白被锚定在细胞膜上。 ①病毒T侵染植物细胞后，其DNA会进入细胞核，利用植物细胞的______进行转录，进而翻译出病毒蛋白。其中病毒T的C4基因表达的C4蛋白具有与C蛋白相同的N位点与cTP。 ②研究者将C4蛋白基因转入烟草细胞，使C4蛋白充分表达。加入翻译抑制剂处理，随后加入F蛋白模拟病毒T侵染，测定不同部位的C4蛋白含量，结果如下图。 结果表明，模拟病毒T侵染烟草时，C4蛋白______。实验通过“加入翻译抑制剂”这一处理确保了结论的严谨性，因为这排除了______的可能。 ③C4蛋白和C蛋白均能与CAS相互作用，推测二者对SADR的作用______。 (3)多种植物病原体独立进化，虽亲缘关系很远但均有与C4蛋白基因相似的基因。这是不同病原体在同一选择压力（如SADR）下______的结果。 12．（25-26高三上·北京朝阳·期中）苹果果皮颜色的深浅主要由花青苷的含量决定。研究者以“红富士”苹果为材料，探究植物激素茉莉酸（JA）和赤霉素（GA）影响花青苷生物合成的分子机制。 (1)JA和GA通过影响花青苷合成基因的表达，进而对花青苷的合成起到_____作用。 (2)已知B蛋白促进花青苷合成基因的转录，A蛋白可以与B蛋白结合。利用基因工程技术，在苹果果皮细胞中过表达A蛋白和抑制B蛋白表达，检测果皮花青苷含量，结果如图1。将一定浓度B蛋白与系列浓度A蛋白混合后，再加入花青苷合成基因的启动子DNA片段，一段时间后，电泳检测DNA所在位置，结果如图2。 据图1可知，_____。图2结果表明，A蛋白可以增强B蛋白的作用，且作用效果与浓度呈正相关。请补充图2中4、5、6组泳道的条带。_____ (3)Z蛋白和L蛋白分别是JA和GA信号转导过程的关键因子。Z蛋白通过与A蛋白结合抑制其发挥作用。将黄色荧光蛋白基因（YFP）分为两段（YFPN与YFPC），分别与A蛋白基因和Z蛋白基因融合构建表达载体，转入烟草叶片表皮细胞中表达，同时转入L蛋白基因，并用GA处理，检测荧光，结果如图3。 荧光强度相对值对照组的处理是_____。分析图3可得出GA影响Z蛋白功能的机制是_____。 (4)综合以上研究，能否得出“JA和GA在影响花青苷生物合成方面具有协同作用”的结论，请阐述理由：_____。 1．（2025·北京·高考真题）1958年，Meselson和Stahl通过15N标记DNA的实验，证明了DNA的半保留复制。关于这一经典实验的叙述正确的是（    ） A．因为15N有放射性，所以能够区分DNA的母链和子链 B．得到的DNA带的位置有三个，证明了DNA的半保留复制 C．将DNA变成单链后再进行离心也能得到相同的实验结果 D．选择大肠杆菌作为实验材料是因为它有环状质粒DNA 2．（2024·北京·高考真题）摩尔根和他的学生们绘出了第一幅基因位置图谱，示意图如图，相关叙述正确的是（    ） 果蝇X染色体上一些基因的示意图 A．所示基因控制的性状均表现为伴性遗传 B．所示基因在Y染色体上都有对应的基因 C．所示基因在遗传时均不遵循孟德尔定律 D．四个与眼色表型相关基因互为等位基因 3．（2024·北京·高考真题）科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲，依据的是DNA的（    ） A．元素组成 B．核苷酸种类 C．碱基序列 D．空间结构 4．（2021·北京·高考真题）酵母菌的DNA中碱基A约占32%，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% 5．（2025·北京·高考真题）植物的光合作用效率与叶绿体的发育（形态结构建成）密切相关。叶绿体发育受基因的精细调控，以适应环境。科学家对光响应基因BG在此过程中的作用进行了研究。 (1)实验中发现一株叶绿素含量升高的拟南芥突变体。经鉴定，其BG基因功能缺失，命名为bg。图1是使用_________观察到的叶绿体亚显微结构。与野生型相比，可见突变体基粒（“[”所示）中的_________增多。 (2)已知GK蛋白促进叶绿体发育相关基因的转录，BG蛋白可以与GK蛋白结合。研究者构建了GK功能缺失突变体gk（叶绿素含量降低）及双突变体bggk。对三种突变体进行观察，发现双突变体的表型与突变体__________相同，由此推测BG通过抑制GK的功能影响叶绿体发育。 (3)为进一步证明BG对GK的抑制作用并探索其作用机制，将一定浓度的GK蛋白与系列浓度BG蛋白混合后，再加入GK蛋白靶基因CAO的启动子DNA片段，反应一段时间后，经电泳检测DNA所在位置，结果如图2。分析实验结果可得出BG抑制GK功能的机制是___________。 (4)基于突变体bg的表型，从进化与适应的角度推测光响应基因BG存在的意义_______。 6．（2024·北京·高考真题）灵敏的嗅觉对多数哺乳动物的生存非常重要，能识别多种气味分子的嗅觉神经元位于哺乳动物的鼻腔上皮。科学家以大鼠为材料，对气味分子的识别机制进行了研究。 (1)嗅觉神经元的树突末梢作为感受器，在气味分子的刺激下产生___________，经嗅觉神经元轴突末端与下一个神经元形成的___________将信息传递到嗅觉中枢，产生嗅觉。 (2)初步研究表明，气味受体基因属于一个大的基因家族。大鼠中该家族的各个基因含有一些共同序列（保守序列），也含有一些有差异的序列（非保守序列）。不同气味受体能特异识别相应气味分子的关键在于___________序列所编码的蛋白区段。 (3)为了分离鉴定嗅觉神经元中的气味受体基因，科学家依据上述保守序列设计了若干对引物（图甲），利用PCR技术从大鼠鼻腔上皮组织mRNA的逆转录产物中分别扩增基因片段，再用限制酶HinfⅠ对扩增产物进行充分酶切。图乙显示用某对引物扩增得到的PCR产物（A）及其酶切片段（B）的电泳结果。结果表明酶切片段长度之和大于PCR产物长度，推断PCR产物由___________组成。 (4)在上述实验基础上，科学家们鉴定出多种气味受体，并解析了嗅觉神经元细胞膜上信号转导的部分过程（图丙）。 如果钠离子通道由气味分子直接开启，会使嗅觉敏感度大大降低。根据图丙所示机制，解释少量的气味分子即可被动物感知的原因______。 7．（2023·北京·高考真题）变胖过程中，胰岛B细胞会增加。增加的B细胞可能源于自身分裂（途径I），也可能来自胰岛中干细胞的增殖、分化（途径Ⅱ）。科学家采用胸腺嘧啶类似物标记的方法，研究了L基因缺失导致肥胖的模型小鼠IK中新增B细胞的来源。 (1)EdU和BrdU都是胸腺嘧啶类似物，能很快进入细胞并掺入正在复制的DNA中，掺入DNA的EdU和BrdU均能与___________互补配对，并可以被分别检测。未掺入的EdU和BrdU短时间内即被降解。 (2)将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中，各孔同时加入EdU，随后每隔一定时间向一组培养孔加入BrdU，再培养十几分钟后收集该组孔内全部细胞，检测双标记细胞占EdU标记细胞的百分比（如图）。图中反映DNA复制所需时长的是从___________点到___________点。 (3)为研究变胖过程中B细胞的增殖，需使用一批同时变胖的小鼠。为此，本实验使用诱导型基因敲除小鼠，即饲喂诱导物后小鼠的L基因才会被敲除，形成小鼠IK。科学家利用以下实验材料制备小鼠IK： ①纯合小鼠Lx：小鼠L基因两侧已插入特异DNA序列（x），但L的功能正常；②Ce酶基因：源自噬菌体，其编码的酶进入细胞核后作用于x，导致两个x间的DNA片段丢失；③Er基因：编码的Er蛋白位于细胞质，与Er蛋白相连的物质的定位由Er蛋白决定；④口服药T：小分子化合物，可诱导Er蛋白进入细胞核。请完善制备小鼠IK的技术路线：______________________→连接到表达载体→转入小鼠Lx→筛选目标小鼠→____________→获得小鼠IK。 (4)各种细胞DNA复制所需时间基本相同，但途径I的细胞周期时长（t1）是途径Ⅱ细胞周期时长（t2）的三倍以上。据此，科学家先用EdU饲喂小鼠IK，t2时间后换用BrdU饲喂，再过t2时间后检测B细胞被标记的情况。研究表明，变胖过程中增加的B细胞大多数来源于自身分裂，与之相应的检测结果应是_________________________。 8．（2021·北京·高考真题）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 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 遗传的分子学基础 ( 目录 第一部分 知识网络构建 思维导航，融会贯通 第二部分 高考风向解读 洞察考向，感知前沿 第三部分 核心知识串讲 核心串讲 串讲 1 基因的本质 串讲 2 基因表达 能力进阶 能力1 DNA的半不连续复制和多起点复制 能力2 DNA复制与细胞分裂中染色体标记情况分析 热点情境 表观遗传调控机制研究取得重大进展 第四部分 分层精准突破 固本培优，精准提分 A组·保分基础练 题型01 遗传物质的探索 题型02 DNA分子的复制 题型03 基因表达 题型04 表观遗传 B组· 增分能力练 第五部分 真题 实战进阶 对标高考，感悟考法 ) 考情解读 核心要点 高考考情 高考新风向 DNA分子的结构 （2024北京卷）基因的结构及功能,染色体、DNA、基因和核苷酸之间的关系 1. 同位素标记法的细节：不仅要区分32P（标记DNA）和 35S（标记蛋白质），还要能分析离心后的沉淀物与上清液放射性高低的原因（如搅拌是否充分、保温时间长短的影响）。 2. 中心法则的动态过程与调控，重点考查转录和翻译过程中的动态细节。 3. DNA甲基化、组蛋白修饰对基因表达的调控是热点，需理解“基因序列未变，但表型改变”的机制。 DNA分子的复制 （2025北京卷）DNA分子的复制过程 （2023北京卷）DNA分子的复制过程及意义 基因表达 （2025北京卷）基因表达综合 （2024北京卷）表观遗传 新风向演练 1．【新考法·噬菌体侵染实验】（24-25高三上·北京延庆·阶段练习）赫尔希和蔡斯利用“T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验”证明DNA是遗传物质，关于实验过程叙述正确的是（　　） A．需用含35S和32P的培养基培养噬菌体来进行标记 B．搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与之分离 C．35S标记组离心后，检测出沉淀物的放射性很高 D．在新形成的部分子代噬菌体中可以检测到35S 【答案】B 【详解】A、噬菌体是病毒，不能直接在培养基中培养，需先用含放射性标记的35S和32P的培养基分别培养宿主大肠杆菌，再让噬菌体感染这些细菌以完成标记，A错误； B、搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌表面的噬菌体蛋白质外壳与细菌分离，便于后续离心时区分上清液和沉淀物中的放射性，B正确； C、35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，离心后外壳应留在上清液中，而沉淀物（含大肠杆菌）的放射性应较低，C错误； D、子代噬菌体的蛋白质外壳由大肠杆菌内的原料合成，而亲代噬菌体的35S标记仅存在于蛋白质外壳中，未进入细菌，故子代噬菌体不会含有35S，D错误。 故选B。 2．【新情境·反射自显影】放射自显影技术可用于区分DNA复制的方向。复制开始时，首先用低放射性的3H脱氧胸苷作原料进行培养，一定时间后转移到含有高放射性的原料中进行培养，在放射自显影图像上观察比较放射性标记的强度，结果如图甲和图乙。图丙和图丁分别表示不同DNA复制过程模式图。下列说法正确的是（　　） A．图甲、图乙分别对应图丁、图丙代表的DNA复制方式 B．若解旋酶移动速率恒定，图丁表示的复制方式比图丙的效率高 C．⑤⑥复制完成后，两条完整子链中（A+G）/（T+C）的值相等 D．②③⑤是不连续复制，其模板链的5'端都指向解旋方向 【答案】A 【详解】A、由图可知，图丙表示双向复制，复制起始点区域利用低放射性原料，其放射性低，两侧的新合成区域利用高放射性原料，其放射性高，图丁表示单向复制，复制起始点区域利用的是低放射性原料，因此放射性低，右侧的新合成区域利用的是高放射性原料，因此放射性高，故图甲、图乙分别对应图丁、图丙代表的DNA复制方式，A正确； B、由图可知，图丙表示双向复制，图丁表示单向复制，若解旋酶移动速率恒定，图丙表示的复制方式比图丁表示的复制方式效率高，B错误； C、⑤⑥复制完成后两条链互补，所以两条完整子链中（A+G）/（T+C）的值不一定相等，C错误； D、由图可知，②③⑤是不连续复制，由于DNA聚合酶只能从5'向3'方向延伸子链，因此每条子链延伸的方向都是从5'向3'，其模板链的3'端都指向解旋方向，D错误。 故选A。 3．【新情境·miRNA】（25-26高三上·北京西城·期末）miRNA是一种非编码单链RNA，参与基因表达调控（如图），在细胞分化、个体发育及疾病发生发展中发挥巨大作用。相关叙述错误的是（    ） A．miRNA通过碱基互补配对来识别目标mRNA B．途径①中miRNA通过抑制翻译来抑制目标基因表达 C．途径②中miRNA抑制目标基因的转录 D．miRNA可能作为治疗疾病的药物的靶点 【答案】C 【详解】A、从图中可以看出，miRNA能与目标mRNA进行碱基互补配对来识别目标mRNA，A正确； B、途径①中，miRNA与mRNA结合后，抑制了核糖体与mRNA的结合，也就抑制了翻译过程，从而抑制目标基因表达，B正确； C、途径②中，miRNA与mRNA结合后，导致mRNA降解，这是对翻译过程的影响，而不是抑制目标基因的转录，C错误； D、由于miRNA在细胞分化、个体发育及疾病发生发展中发挥巨大作用，所以它可能作为治疗疾病的药物的靶点，D正确。 故选C。 4．【新载体·乳糖操纵子】（24-25高三上·北京·阶段练习）大肠杆菌的乳糖操纵子是由调节基因（Ⅰ）、启动子（P）、操纵基因（O，不编码蛋白质）、结构基因（lacZ、lacY、lacA）等部分组成，结构基因所表达的蛋白质是与乳糖代谢有关的酶。相关基因表达调节机制如图甲、图乙所示。下列叙述错误的是（　　） A．操纵基因（O）是一段具有调控作用的DNA序列，不编码蛋白质 B．环境中富含乳糖时，通过影响阻遏蛋白的结构调节乳糖代谢相关酶的合成 C．每个结构基因的首、尾端都存在起始密码子和终止密码子 D．上述调节机制可以在保证细胞能量供应的前提下避免物质和能量的浪费 【答案】C 【详解】A、操纵基因（O）是 DNA 序列，不编码蛋白质，能结合阻遏蛋白等调控结构基因表达，A正确； B、环境富含乳糖时，乳糖与阻遏蛋白结合改变其结构，使其不能结合操纵基因，RNA 聚合酶可转录结构基因，合成乳糖代谢相关酶，B正确； C、起始密码子和终止密码子在 mRNA 上，结构基因是 DNA 序列，其首、尾端是启动子、终止子等调控序列，不是起始和终止密码子，C错误； D、无乳糖时，阻遏蛋白抑制结构基因表达，避免物质和能量浪费；有乳糖时，启动表达满足代谢需求，保证能量供应，D正确。 故选C。 5．【新载体·甲基化】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 【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。 核心串讲1 基因的本质 1、 遗传物质的探索过程 1．体内转化实验(1928年格里菲思) (1)实验材料:S型和R型肺炎链球菌、小鼠。   S型细菌 R型细菌 菌落 表面光滑 表面粗糙 菌体 有多糖类荚膜 无多糖类荚膜 毒性 有毒性,使小鼠患败血症死亡 无毒性 （2） 实验过程 ①注射R型细菌→小鼠存活； ②注射S型细菌→小鼠死亡； ③注射加热杀死的S型细菌→小鼠存活； ④注射加热杀死的S型细菌+活的R型菌→小鼠死亡； (3)结论:已被加热杀死的S型细菌含有某种使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。 2．体外转化实验(20世纪40年代艾弗里及其同事) （1）实验材料:S型和R型细菌、培养基、蛋白酶、DNA酶、RNA酶、酯酶等。 （2）实验目的:探究S型细菌中的“转化因子”是DNA、蛋白质、脂质还是糖类。 （3）实验过程及结果 （4）结论:S型细菌的DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 （5）转化的原因实质是一种基因重组。 3．噬菌体侵染细菌实验 （1）实验思路 在T2噬菌体中，仅蛋白质分子含有S,P几乎都存在于DNA分子中。用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，直接单独观察它们的作用。 （2）实验过程及结果 ①获得标记T2噬菌体过程 ②T2噬菌体侵染细菌 A.分别用带有32P和35S的噬菌体侵染无标记的大肠杆菌。 B.结果：32P组，上清液中放射性很低，沉淀物中放射性很高。 35S组，上清液中放射性很高，沉淀物中放射性很低。 （3）实验结论:T2噬菌体的遗传物质是DNA。 【易错提醒】 1． 搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。 2． 离心的目的：让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。 3．实验中放射性强度异常分析 （1）用35S标记的T2噬菌体侵染细菌结果分析 含有35S的T2噬菌体与大肠杆菌混合、保温后，搅拌不充分，少量含35S的T2噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面，会出现上清液放射性高，沉淀物放射性低的情况。 （2）用32P标记的T2噬菌体侵染细菌结果分析 ①保温时间过长，部分T2噬菌体增殖后被释放出来，离心，上清液具有放射性。 ②保温时间过短，部分T2噬菌体未侵染大肠杆菌，离心，上清液具有放射性。 二、DNA的结构 1．结构特点 （1）由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。 （2）外侧:脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架； （3）内侧:碱基通过氢键连接成碱基对。 （4）碱基互补配对原则：A=T G≡C 2．．DNA分子结构特点 （1）多样性,具n个碱基对的DNA具有4n种碱基对排列顺序。 （2）特异性,如每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。 （3）稳定性,如两条主链磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变,碱基对的配对方式不变。 【易错提醒】 （1）DNA分子中，脱氧核苷酸数：脱氧核糖数：磷酸数：碱基数=1:1:1:1。 （2）每条脱氧核苷酸链上都只有一个游离的磷酸基团，因此一个双链DNA分子中含有2个游离的磷酸基团。 （3）互补链上的相邻碱基以氢键相连；一条单链中的相邻碱基通过“一脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—"相连。 三、DNA分子复制 1．归纳概括DNA复制的五个问题 (1)复制的场所：主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、叶绿体、细胞质基质(如质粒)中也可进行DNA复制。 (2)外界条件对DNA复制的影响：在DNA复制的过程中，需要酶的催化和ATP供能，凡是影响酶活性的因素和影响细胞呼吸的因素，都会影响DNA的复制。 (3)复制方式：半保留复制。新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链(模板链)。 (4)过程特点：边解旋边复制；多起点解旋和复制。 (5)DNA复制的准确性 ①一般情况下，DNA分子能准确地进行复制。原因是DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。 ②特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可能造成碱基配对发生差错，引发基因突变。 2．“图解法”分析DNA复制相关计算 (1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基中连续复制n次(如上图)，则： ①子代DNA 共2n个 ②脱氧核苷酸 链共2n＋1条 (2)DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数 ①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·(2n－1)个。 ②第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为m·2n－1个。 【易错提醒】 ①DNA中氢键可由解旋酶催化断裂，同时需要ATP供能，也可加热断裂(体外)；而氢键是自动形成的，不需要酶和能量。 ②注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，后者只包括第n次的复制。 ③DNA复制计算时看清题中所给出的碱基的单位是“对”还是“个”；所问的是“DNA分子数”还是“链数”，是“含”还是“只含”。 ④在真核生物中，DNA复制一般是多起点复制；在原核生物中，DNA复制一般是一个起点。无论是真核生物还是原核生物，DNA复制大多数都是双向进行的。 四、原核细胞和真核细胞基因的结构 1．原核细胞基因结构示意图 （1）非编码区：不能转录为mRNA,不能编码蛋白质。 （2）编码区：能转录为相应的mRNA,进而指导蛋白质的合成，即能够编码蛋白质。原核细胞基因的编码区是连续的，转录出的mRNA不需要剪切。 （3）启动子、RNA聚合酶、终止子 ①启动子：位于基因首端的一段能与RNA聚合酶结合并能起始mRNA合成的序列。没有启动子，基因就不能转录。 ②RNA聚合酶：能够识别启动子上的结合位点并与其结合的一种蛋白质。 ③终止子：位于基因尾端的一段特殊的DNA片段，它能阻碍RNA聚合酶的移动，并使其从DNA模板链上脱离下来，使转录终止。 2．真核细胞基因结构示意图 与原核细胞基因结构不同，真核细胞基因的编码区是间隔的、不连续的，其中编码氨基酸的序列称为外显子，不编码氨基酸的序列称为内含子。最初转录出来的mRNA(被称为mRNA前体)通过剪切将内含子对应部分去除，只留下外显子对应部分。 【典例1】（24-25高三上·北京·阶段练习）噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程如下图所示。该实验条件下，噬菌体每20分钟复制一代。下列叙述正确的是（　　） A．该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA B．大肠杆菌为噬菌体增殖提供了模板、原料、酶和能量 C．A组试管Ⅲ中含32P的子代噬菌体比例较低 D．B组试管Ⅲ上清液中的放射性强度与接种后的培养时间成正比 【答案】C 【详解】A、该实验证明的是噬菌体的遗传物质是 DNA，不是大肠杆菌的，A错误； B、噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖，增殖过程所需原料、酶和能量均由细菌提供，噬菌体提供模板，B错误； C、A组噬菌体DNA被32P标记，32P标记的DNA进入了未标记的宿主细胞内，经60/20=3次半保留复制产生的子代DNA中，含32P的子代噬菌体比例为2/23=1/4，故A组试管Ⅲ中含32P的子代噬菌体比例较低，C正确； D、B 组试管Ⅱ中35S标记噬菌体蛋白质外壳，侵染后外壳留在大肠杆菌外，搅拌离心后在上清液。随着培养时间延长，大肠杆菌内的子代噬菌体释放（培养时间过长，大肠杆菌裂解 ）进入上清液，但由于原料没有放射性，即子代噬菌体没有放射性，不会使上清液放射性增大，D错误。 故选C。 【典例2】分枝杆菌的K7基因是维持TM4噬菌体吸附能力的关键基因。按照噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程，进行相关实验。下列分析正确的是（    ） 选项 分枝杆菌 TM4噬菌体 实验结果 A 未敲除K7组和敲除K7组 35S标记 两组的上清液中放射性有明显区别 B 未敲除K7组和敲除K7组 32P标记 敲除K7组沉淀中放射性强度等于未敲除组 C 32P标记的未敲除K7组 未标记 释放的子代TM4均带有32P标记 D 35S分别标记未敲除K7组和敲除K7组 未标记 两组子代TM4放射性强度无明显差别 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A、35S标记的是蛋白质，噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳不进入细菌内部，而是留在细菌外面。未敲除K7组和敲除K7组中，噬菌体的蛋白质外壳都在细菌外，离心后都存在于上清液中，所以两组的上清液中放射性无明显区别，A错误； B、32P标记的是DNA，K7基因是维持TM4噬菌体吸附能力的关键基因，敲除K7组噬菌体吸附能力下降，侵染细菌的噬菌体数量减少，进入细菌的DNA也就减少，所以沉淀中放射性强度低于未敲除组，B错误； C、未被标记TM4噬菌体侵染被32P标记的分枝杆菌，噬菌体的DNA注入细胞内后利用宿主细胞中32P标记的原料进行DNA复制，根据DNA半保留复制的特点，子代TM4噬菌体的DNA均被32P标记，C正确； D、用未标记的TM4侵染35S标记的未敲除stpK7分枝杆菌，TM4可以完成吸附注入DNA，并且利用宿主细胞中35S标记物质合成子代噬菌体，子代会出现放射性，当侵染35S标记的敲除stpK7分枝杆菌时，TM4不能完成吸附注入，因此不会产生子代噬菌体，D错误。 故选C。 【典例3】如图为某细菌拟核 DNA 复制的示意图，DNA 在复制原点（只有一个）解开成单链状态，两条单链分别作为模板，各自合成其互补链。复制过程中需先在引物酶的作用下合成引物（一小段 RNA）。下列相关叙述正确的是（　　） A．引物酶可能是一种特殊的 RNA 聚合酶 B．前导链和滞后链结合形成一个子代 DNA 分子 C．两个子代 DNA 分子会随着丝粒的断裂而分离 D．两条链上 DNA 聚合酶移动方向都与复制叉前进方向相同 【答案】A 【详解】A、已知引物是一小段RNA，而RNA聚合酶能催化RNA的合成。引物酶的作用是合成引物（RNA），所以引物酶可能是一种特殊的RNA聚合酶，A正确； B、DNA复制为半保留复制，每个子代DNA分子是由一条母链和一条新合成的子链组成。前导链和滞后链分别是两条母链指导合成的子链，它们不会结合形成一个子代DNA分子，B错误； C、细菌是原核生物，没有染色体，也就不存在着丝粒。两个子代DNA分子是随着细胞的分裂（如二分裂）而分离的，C错误； D、DNA聚合酶只能从引物的3’端开始延伸DNA链，所以前导链上DNA聚合酶移动方向与复制叉前进方向相同；但滞后链是不连续复制的，其DNA聚合酶移动方向与复制叉前进方向相反，D错误。 故选A。 【典例4】（25-26高三上·北京海淀·期中）DNA的复制类型有两种，如下图。起始点是DNA序列中启动复制的位置，发生复制的位点称为复制叉。下列叙述正确的是（　　） A．两种复制类型所需的原料和酶不同 B．新DNA的合成是在复制叉处启动 C．每条新链都与作为模板的亲代链互补 D．类型二得到的DNA数目为类型一的二倍 【答案】C 【详解】A、DNA复制类型的不同主要体现在复制起始点的数量以及复制的方向等方面，而两种复制类型所需的原料均为四种脱氧核苷酸，所需的酶均包括解旋酶、DNA聚合酶等，即所需的原料和酶是相同的，A错误； B、从图中可以看出，新DNA的合成是从复制起点开始，随着复制叉的移动进行延伸的，而不是在复制叉处启动，B错误； C、在DNA复制过程中，遵循碱基互补配对原则，即A（腺嘌呤）与T（胸腺嘧啶）配对，G（鸟嘌呤）与C（胞嘧啶）配对，所以每条新链都与作为模板的亲代链互补，C正确； D、类型一是从一个复制起点开始进行单向复制，类型二是从两个复制起点开始进行双向复制，但最终两种类型都得到两个DNA分子，得到的DNA数目相同，D错误。 故选C。 【典例5】将蚕豆根尖置于含放射性³H标记胸腺嘧啶的培养液中，培养一个细胞周期的时间。取出根尖，移至不含放射性物质的培养液中，继续培养两个细胞周期的时间。在第一个、第二个和第三个细胞周期取样，检测中期细胞染色体上的放射性分布。下列判断正确的是（    ） A．第一个细胞周期中的染色体均如甲所示 B．第二个细胞周期中的染色体有乙、丙两种情况 C．第三个细胞周期中每个细胞内均有 1/4 的染色体如丙所示 D．乙、丙在第二和第三个细胞周期中均出现，但所占比例不同 【答案】A 【详解】A、DNA分子的复制方式为半保留复制，将蚕豆根尖置于含放射性3H标记胸腺嘧啶的培养液中，培养一个细胞周期的时间，则第一个细胞周期的放射性检测结果是每条染色体含有两条染色单体，其两条单体都含有放射性，如图甲所示，A正确； B、第二个细胞周期的中期，每一个染色体都含有两个DNA分子，共4条单链，一个DNA分子的一条链含有放射性，另3条链没有放射性，染色体均如乙所示，B错误； C、第三个细胞周期的放射性检测结果是有一半染色体不含放射性，另一半染色体的姐妹染色单体中，有一条单体含有放射性，另一条单体不含放射性，因此第三个细胞周期中1/2的染色体如丙所示，1/2的染色体如乙所示，C错误； D、结合ABC选项可知，图丙所示染色体仅出现在第三个细胞周期，D错误。 故选A。 核心串讲2 基因表达 一、基因表达 1．转录 （1）概念：以DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。 （2）场所：主要是细胞核在叶绿体线粒体中也能发生转录过程。 （3）条件： ①模板：DNA的一条链（模板链）； ②原料：4种核糖核苷酸； ③能量：ATP（由细胞呼吸提供）； ④酶：RNA聚合酶。 （4）过程 （5）产物：信使RNA、核糖体RNA、转运RNA。 2．遗传信息的翻译 （1）概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 （2）场所或装配机器：核糖体。 （3）条件：模版：mRNA 原料：氨基酸 酶：多种酶 能量：ATP 搬运工具：tRNA （4）易混淆的遗传信息、密码子与反密码子 比较项目 实质 联系 遗传信息 DNA中脱氧核苷酸的排列顺序 遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序。通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上； 密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子可识别密码子 密码子 mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 反密码子 位于tRNA上的能与mRNA上对应密码子互补配对的三个相邻碱基 （5）密码子 ①种类：密码子共有64种，负责21种氨基酸的编码，其中3种终止密码子（UAA、UAG、UGA）通常不编码氨基酸，但UGA在特殊情况下可编码硒代半胱氨酸。 ②特点 A.简并性：一种氨基酸可能由多个密码子决定。 通常一种密码子决定1种氨基酸，一种tRNA只能转运1种氨基酸。 每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并性)，可由一种或几种tRNA转运。 B.通用性：几乎所有的生物体都共用一套密码子。 (5)翻译过程 ( 起 始→ mRNA 与核糖体结合 运输→ tRNA 携带氨基酸进入特定位置 延伸→ 核糖体 沿着mRNA移动，读取下一个密码子，由对应tRNA运输相应的氨基酸添加到延伸中的肽链上（一个mRNA可以结合多个核糖体） 停止→当核糖体遇到mRNA上的 终止密码子 时，合成终止 脱离→肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离 ) 3．原核细胞与真核细胞中的基因表达 【易错提醒】 (1)多聚核糖体现象：在真、原核细胞中都存在，少量mRNA就可以合成大量蛋白质，但不能缩短每条多肽链的合成时间。 (2)起点问题：核DNA复制一次；每个复制起点只起始一次；而在一个细胞周期中，基因可多次转录，因此转录起点可多次起始。 二、中心法则 不同生物中心法则表达式 生物种类 举例 遗传信息的传递过程 DNA病毒 T2噬菌体 RNA病毒 烟草花叶病毒 逆转录病毒 艾滋病病毒 细胞生物 动物、植物、细菌、真菌等 三、基因对性状的控制 1．直接控制途径：基因蛋白质的结构生物体的性状 2．间接控制途径：基因酶的合成代谢过程生物体的性状。 3．细胞分化 4、 表观遗传 1．概念：生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。 2．特点 （1）可遗传：基因表达和表型可以遗传给后代。 （2）不变性：基因的碱基序列保持不变。 （3）可逆性：DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化，即被修饰的DNA可能发生去甲基化。 3．表观遗传调节机制 DNA修饰 DNA甲基化是目前研究较充分的表观遗传修饰形式(如下图)。DNA甲基化可在空间上阻碍RNA聚合酶与DNA的结合 组蛋白修饰 常见的表观遗传修饰包括甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化、糖基化等。组蛋白的表观遗传修饰会导致染色体结构改变，导致基因不能表达(基因沉默)或高表达(如图)。 【典例1】DNA甲基转移酶基因中一个碱基发生改变，会使密码子CGA（编码精氨酸）变为UGA（终止密码子），从而使DNA甲基转移酶活性降低、基因组甲基化程度降低，过度激活转录因子基因myc，最终导致细胞恶性增殖，引发癌症。下列分析错误的是（　　） A．基因组甲基化不会改变基因的碱基序列 B．从功能上分析，基因myc属于原癌基因 C．该突变不能改变DNA序列中嘧啶碱基的占比 D．该突变导致DNA甲基转移酶基因的转录产物变短 【答案】D 【详解】A、基因组甲基化是在DNA碱基上添加甲基基团的表观遗传修饰，仅改变基因表达活性，不会改变DNA的碱基序列，A正确； B、原癌基因是细胞中正常存在的基因，过度激活会导致细胞恶性增殖（致癌）。题目中 “基因 myc 过度激活导致细胞恶性增殖”，符合原癌基因的功能，B正确； C、密码子由CGA（mRNA）变为UGA（mRNA），DNA模板链的G→A（G、A 均为嘌呤碱基），嘧啶碱基的总数未发生改变，因此嘧啶碱基占比不变，C正确； D、“转录产物” 是指mRNA，转录的终止由DNA上的转录终止位点决定；而终止密码子（UGA）是翻译的终止信号，仅会导致翻译出的多肽链提前终止（变短），但不会改变mRNA（转录产物）的长度，D错误。 故选D。 【典例2】（25-26高三上·北京通州·期中）细胞中的RNA有着重要的作用。如microRNA能与mRNA结合从而参与基因表达的调控，环状RNA具有多个microRNA的结合位点。下列叙述不正确的是（    ） A．环状RNA可能参与基因转录水平上的调控 B．环状RNA彻底水解后得到6种小分子物质 C．microRNA与mRNA结合时遵循碱基互补配对的原则 D．环状RNA、microRNA和mRNA都是基因转录的产物 【答案】A 【详解】A、环状RNA含有多个microRNA结合位点，可能通过竞争性结合microRNA，间接影响mRNA的翻译调控，而基因转录水平的调控通常发生在DNA或转录因子层面，因此环状RNA参与的是翻译水平而非转录水平的调控，A错误； B、RNA彻底水解产物包括磷酸、核糖、4种含氮碱基（A、U、C、G），共6种小分子，B正确； C、microRNA与mRNA结合通过碱基互补配对（如A-U配对），C正确； D、环状RNA、microRNA和mRNA均为以DNA为模板转录生成的RNA，属于基因表达的产物，D正确。 故选A。 【典例3】（25-26高三上·北京朝阳·期中）与正常开花型相比，菊花晚花型M基因的启动子甲基化程度较低，表达水平较高。M基因表达产物可促进开花基因启动子甲基化。下列分析合理的是（    ） A．两种类型菊花M基因碱基序列不同 B．甲基化抑制M基因表达的翻译过程 C．M基因甲基化程度升高有利于开花基因表达 D．基因甲基化引起的性状改变不会遗传给子代 【答案】C 【详解】A、两种类型菊花的M基因属于同一基因，碱基序列相同，只是启动子甲基化程度不同，导致表达水平不同，A错误； B、启动子是与RNA聚合酶结合、启动转录的部位，甲基化会影响转录过程，而不是翻译过程，所以甲基化抑制M基因表达的转录过程，B错误； C、已知M基因表达产物可促进开花基因启动子甲基化，而开花基因启动子甲基化会抑制开花基因表达。若M基因甲基化程度升高，其表达水平会降低，产生的促进开花基因启动子甲基化的产物减少，开花基因启动子甲基化程度降低，有利于开花基因表达，C正确； D、基因甲基化属于表观遗传，表观遗传引起的性状改变可以遗传给子代，D错误。 故选C。 【典例4】（25-26高三上·北京海淀·期中）科学家研发了无细胞参与的体外基因表达体系，用来模拟体内基因的表达过程，下列叙述错误的是（　　） A．可以用重组质粒为该体系提供模板 B．该体系应包含核糖体和RNA聚合酶 C．该体系所需原料只有21种氨基酸 D．无细胞表达系统需要保证能量供应 【答案】C 【详解】A、重组质粒含有目的基因，可作为转录的模板，因此可以为该体系提供模板，A正确； B、体外基因表达需进行转录（需RNA聚合酶）和翻译（需核糖体），B正确； C、基因表达包括转录（原料为4种核糖核苷酸）和翻译（原料为21种氨基酸），C错误； D、转录和翻译均为耗能过程，无细胞表达系统需保证能量供应，D正确。 故选C。 【典例5】（25-26高三上·北京朝阳·期中）R基因编码的R蛋白是钙离子通道蛋白，可将内质网中的Ca2+释放至细胞质。若R基因转录模板链的碱基序列由TTA变为CTA，导致其肽链相应位点的氨基酸改变，引发小脑萎缩等疾病。下列叙述错误的是（    ） A．突变R基因mRNA中相应密码子变为CCA B．氨基酸序列改变导致R蛋白的空间结构改变 C．R基因突变可能会引起内质网中的Ca2+增加 D．此例体现了R基因通过控制蛋白质的结构直接控制性状 【答案】A 【详解】A、模板链由TTA变为CTA，转录生成的mRNA对应密码子应为GAU（原为AAU），而非CCA，A错误； B、蛋白质结构的多样性的原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链盘曲折叠形成的空间结构不同，序列变化直接影响空间结构，B正确； C、R基因编码的R蛋白是钙离子通道蛋白，R基因突变导致R蛋白功能异常使得内质网中的Ca²⁺无法释放，内质网中Ca²⁺积累，C正确； D、R基因编码的R蛋白是钙离子通道蛋白，R基因突变导致R蛋白功能异常，从而引发小脑萎缩等疾病，体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。D正确。 故选A。 能力1 DNA的半不连续复制和多起点复制 1．半不连续复制 （1）在复制起点处，两条链解开形成复制泡，DNA向两侧复制形成两个复制叉。解开的两条母链都可以作为模板链。 （2）DNA聚合酶只能催化子链沿5′→3′方向延伸。因此以3'→5'的链为模板链时，DNA聚合酶可以沿5′→3’的方向合成互补的新链，这条新链称为前导链。 （3）当以5′→3'的链为模板时则不能连续合成新链，这条新链称为滞后链。DNA聚合酶先合成冈崎片段。DNA连接酶负责把这些冈崎片段的缺口补平，使冈崎片段连成完整的DNA链。 （4）这种前导链的连续复制和滞后链的不连续复制在生物细胞中是普遍存在的，称为DNA的半不连续复制。 2．DNA的复制方向 （1）DNA的双向复制(最普遍) （2）DNA的单向复制—某些环状DNA的复制方式 3．多起点复制 （1）真核生物染色体DNA的复制方式为多起点复制(如图),细菌DNA只有一个复制起点。 （2)多起点复制能提高DNA复制的速率，满足细胞对DNA的需要。 【典例1】大肠杆菌拟核主要由环状双链DNA分子等组成，其DNA复制过程是单起点双向复制，如下图。下列有关大肠杆菌DNA复制的叙述正确的是（    ） A．单起点双向复制使其DNA复制不具有边解旋边复制的特点 B．复制起点处富含A—T碱基对，易于解旋酶识别并解开双链 C．碱基互补配对原则是保证DNA能准确复制的唯一条件 D．双向复制时子链的合成方向相反，一条为5'→3'，另一条为3'→5' 【答案】B 【详解】A、单起点双向复制过程中DNA复制也是边解旋边复制，A错误； B、AT碱基对具有2个氢键，CG 碱基对有3个氢键， “富含 AT”序列更易于DNA 双链的分离，B正确； C、虽然碱基互补配对原则在DNA复制中起着至关重要的作用，但它并不是唯一条件，还有影响DNA准确复制的其他重要因素，C错误； D、子链合成的方向都是5'→3'，D错误。 故选B。 【典例2】复制泡是DNA进行同一起点双向复制时形成的。图1为真核细胞核DNA复制的电镜照片，其中泡状结构为复制泡。复制启动时，尚未解开螺旋的亲代双链DNA同新合成的两条子代双链DNA的交界处形成的Y型结构，称为复制叉。图2为DNA复制时形成的复制泡和复制叉的示意图，其中a～h代表相应位置。下列叙述正确的是（    ） A．图1显示DNA分子具有多起点同时双向复制的特点 B．图2中，根据子链的延伸方向，可以判断a处是模板链的3'端 C．f位置子链延伸不连续的原因是解旋酶与DNA聚合酶的移动方向不同 D．e、f位置对应的子链中（A+T）/（C+G）的比值不同 【答案】C 【详解】A、图1中复制泡大小不同，说明DNA分子复制不是同时复制的，A错误； B、子链的延伸方向是从5'→3'端延伸，且与模板链的关系是反向平行，因此，根据子链的延伸方向，可以判断图中a处是模板链的5'端，B错误； C、f位置合成的DNA聚合酶和解旋酶移动方向相反，因此其合成不连续的，C正确； D、e、f位置遵循A-T、G-C的碱基互补配对原则，且DNA分子复制时遵循上述配对方式，e、f位置对应的子链中（A+T）/（C+G）的比值相同，D错误。 故选C。 能力2 DNA复制与细胞分裂中染色体标记情况分析 一、有丝分裂中染色体的标记情况 1．DNA复制后DNA分子存在位置与去向 （1）2个子DNA位置：当1个DNA分子复制后形成2个新DNA分子后，这2个子DNA位于两条姐妹染色单体上，且由着丝粒连在一起，如图所示： （2）子DNA去向：在有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期，当着丝粒分裂时，两条姐妹染色单体分开，分别移向细胞两极，此时子DNA随染色单体分开而分开。 2．过程图解：用15N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含14N的培养液中进行两次有丝分裂，情况如图所示： （1）第一次有丝分裂形成的两个细胞中所有的DNA分子都呈“杂合状态”，即15N/14N－DNA； （2）第二次有丝分裂形成的子细胞有多种可能性，可能子细胞的所有染色体都含15N，也可能子细胞的所有染色体都不含15N。即子细胞含有15N的染色体为0～2n条(体细胞染色体为2n条)。 （3）规律总结:若只复制一次，产生的子染色体都带有标记，若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。 二、DNA复制与减数分裂中染色体标记情况分析 若进行减数分裂，则细胞只在减数第一次分裂前的间期进行了一次DNA分子的复制，染色体中DNA的标记情况如图所示(DNA被15N标记的细胞在不含标记的培养液中培养，以一对同源染色体为例): 由图可以看出，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂两次，但DNA只在减数第一次分裂前的间期复制一次，所以4个子细胞中所有DNA分子均呈杂合状态，即“15N/14N-DNA”。 【典例1】“逆反”减数分裂指第一次分裂时染色单体分离，第二次分裂时同源染色体分离的过程。将一个双链均被14C标记的基因A和一个双链均被13C标记的基因B插入某动物的卵原细胞的一条染色体两端、将此卵原细胞在只含12C培养液中培养，先完成一次有丝分裂，再发生如图所示的“逆反”减数分裂，共产生8个子细胞。不考虑其他变异，下列叙述正确的是（　　） A．可以用碱性染料对染色体染色，以便观察其动态变化 B．“逆反”减数分裂时，基因重组只发生在减数分裂I C．最多有2个子细胞同时含有13C和14C标记 D．可能有4个卵细胞含有14C标记 【答案】C 【详解】A、对细胞染色时，细胞已死亡，不能观察其动态变化，A错误； B、“逆反”减数分裂指第一次分裂时染色单体分离，第二次分裂时同源染色体分离的过程，因此在减数分裂I可以发生同源染色体上非姐妹染色单体互换发生基因重组，也可以在减数分裂Ⅱ发生非同源染色体的自由组合导致基因重组，B错误； C、据题意可知：一个卵原细胞共产生8个细胞，应该是先进行一次有丝分裂，然后又进行一次“逆反”减数分裂，该卵原细胞一个染色体两端均插入14C标记的基因A和13C标记的基因B，在普通12C培养液中培养，形成的2个卵原细胞均有一个染色体两端均插入14C标记的基因A和13C标记的基因B，然后这两个卵原细胞分别进行一次“逆反”减数分裂，若两个卵原细胞都存在含插入基因的四分体发生同源染色体上的非姐妹染色单体的交叉互换，且姐妹染色单体分离，在减数第一次分裂时都产生的是一条染色体同时含14C标记和含13C标记的细胞和两条染色体都不含14C标记和13C标记的细胞，这样就可能形成2个子细胞同时含有13C标记和14C标记，C正确； D、据题意可知，此卵原细胞共产生8个子细胞，推测应该先进行一次有丝分裂，然后进行减数分裂，最终只能形成2个卵细胞，D错误。 故选C。 【典例2】在DNA复制时，3H-脱氧核苷掺入新合成的DNA链中，经特殊方法显色，可观察到双链都掺入3H-脱氧核苷的染色体区段显深色，仅单链掺入的显浅色，未掺入的不显色。将一个不含3H的果蝇(2n=8)精原细胞放在含3H标记的脱氧核苷酸的培养基中培养，让其先进行一次有丝分裂，后进行减数分裂，不考虑染色体互换。下列叙述正确的是（　　） A．有丝分裂中期可观察到呈深色的染色体有8条 B．产生的精子中4个DNA分子一半呈深色，一半呈浅色 C．减数分裂得到的8个精细胞中，DNA都呈深色的细胞可能有4个 D．初级精母细胞中可观察到一条染色单体上部分区段呈深色、部分区段呈浅色 【答案】C 【详解】A、有丝分裂中期含8条染色体，DNA的复制方式为半保留复制，有丝分裂时 DNA复制一次，每个DNA分子中有一条链含3H，因此可观察到呈浅色的染色体有8条，A错误； B、有丝分裂产生的子细胞中，DNA分子都是一条链含3H，一条链不含3H。随后进行减数分裂，减数第一次分裂前的间期DNA再次复制，此时每个DNA分子复制后形成的两个DNA分子，一个是双链都含3H（深色），一个是单链含3H（浅色）。减数分裂产生的精子中，DNA分子要么是双链都含3H（深色），要么是单链含3H（浅色），不是一半呈深色，一半呈浅色这种情况，B错误； C、1个精原细胞先进行一次有丝分裂，产生2个精原细胞，每个精原细胞进行减数分裂，形成的2个初级精母细胞中每条染色体含有两条染色单体，一条染色单体上的DNA分子两条链都含3H，呈深色，另一条染色单体上的DNA分子一条链含3H，一条链不含3H，呈浅色，形成的4个次级精母细胞中每条染色体含有两条染色单体，一条染色单体上的DNA分子两条链都含3H，呈深色，另一条染色单体上的DNA分子一条链含3H，一条链不含3H，呈浅色，故每个次级精母细胞最终分裂形成的2个精细胞中DNA都呈深色的细胞可能有1个或0个（4个次级精母细胞形成情况相同，共产生8个精细胞），故减数分裂得到的8个精细胞中，DNA都呈深色的细胞可能有4个、3个、2个、1个、0个，C正确； D、初级精母细胞中，每条染色单体上的DNA分子，要么是双链都含3H（深色），要么是单链含3H（浅色），不会出现一条染色单体上部分区段呈深色、部分区段呈浅色的情况，D错误。 故选C。 热点情境01 表观遗传调控机制研究取得重大进展 情境解读： 清华大学颉伟团队与合作者在2025年11月于《自然-细胞生物学》发表突破性研究，揭示了H3K36me2（组蛋白H3第36位赖氨酸的二甲基化）在哺乳动物胚胎着床后DNA甲基化重建中的关键作用。研究发现，H3K36me2通过"两步"机制建立：着床前在增强子区域"播种"(Seeding)，着床后则遍布大部分基因组（除失活的X染色体外）进行"扩散"(Spreading)。 （1） DNA甲基化修饰（主要抑制转录） ①启动子：是RNA聚合酶识别和结合的位点； ②DNA的甲基化可以引起基因的失活，基因不能表达。 （2）染色体组蛋白甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因表达（乙酰化主要是激活转录） （3）非编码RNA（主要抑制翻译） 非编码RNA：不编码蛋白质的RNA。(除tRNA和rRNA) 【注意】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到基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。 典型例题： 1．研究表明，染色质一些区域发生DNA甲基化会影响相关基因的表达，并引发更紧密的染色质结构形成。人类个体由年轻走向衰老过程中，细胞中染色质变化如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．与年轻细胞相比，衰老细胞中的染色质紧密连接蛋白减少、染色变浅 B．DNA发生甲基化时生物体基因的碱基序列保持不变，所以不能遗传给后代 C．年轻细胞中DNA甲基化会阻碍基因转录，可能会影响细胞的正常功能 D．细胞衰老时大多数酶活性降低，但端粒酶活性升高 【答案】C 【详解】A、由图可知，衰老细胞中紧密连接蛋白减少，染色质松散，染色加深（因松散染色质更易被染色），A错误； B、DNA甲基化属于表观遗传修饰，不改变基因的碱基序列，但表观遗传信息（如DNA甲基化）可以遗传给后代，B错误； C、年轻细胞中DNA甲基化会使染色质更紧密，阻碍基因转录，可能影响细胞正常功能，C正确； D、细胞衰老时大多数酶活性降低，端粒酶活性通常降低或失活，导致端粒缩短，进而促进衰老，D错误。 故选C。 2．乳腺癌是女性最为常见的恶性肿瘤之一。科研人员研究发现：某miRNA(一种微小RNA)在乳腺癌细胞中的表达水平显著下降；用DAC(一种DNA 甲基化抑制剂)处理乳腺癌细胞48小时后，该miRNA基因的表达水平显著提高；同时，沉默DNA 甲基转移酶基因可促进该miRNA 的表达，并抑制乳腺癌细胞的增殖。下列相关叙述正确的是（    ） A．该miRNA 基因高度甲基化导致其在乳腺癌细胞中的表达水平升高 B．经 DAC 处理后，该miRNA 基因的碱基序列发生改变 C．该miRNA 可能通过调控细胞周期来促进乳腺癌细胞的增殖 D．DAC 有可能成为治疗乳腺癌的潜在药物 【答案】D 【详解】A、该miRNA基因高度甲基化导致其在乳腺癌细胞中的表达水平升高，DNA甲基化通常抑制基因转录（表观遗传机制）。题干中乳腺癌细胞miRNA表达水平下降，而使用DAC（甲基化抑制剂）后表达升高，说明甲基化抑制了该基因表达，A错误； B、经DAC处理后，该miRNA基因的碱基序列发生改变DAC作为DNA甲基化抑制剂，仅通过去除甲基基团（表观遗传修饰）影响基因表达，不改变DNA碱基序列。B错误； C、题干明确提示：恢复miRNA表达（通过DAC或沉默甲基转移酶）后，癌细胞增殖被抑制，说明该miRNA具有可能通过靶向调控细胞周期相关基因来阻滞细胞周期进程，从而抑制增殖，C错误； D．DAC有可能成为治疗乳腺癌的潜在药物，DAC通过抑制DNA甲基化，恢复抑癌miRNA的表达，从而抑制癌细胞增殖，D正确。 故选D。 01 遗传物质的探索 1．（2025·北京·模拟预测）噬菌体侵染细菌的实验流程如图所示，相关分析正确的是（    ） A．用含有32P的培养基获得带标记的噬菌体 B．短时间保温，A组沉淀物放射性很高 C．保温时间越长，B组沉淀物的放射性越高 D．该实验证明DNA的复制方式是半保留复制 【答案】B 【详解】A、 噬菌体是病毒，不能直接在培养基上培养，必须寄生在活细胞中。要用含有32P的培养基先培养细菌，再用被标记的细菌培养噬菌体才能获得带标记的噬菌体，A 错误； B、 A 组用32P标记噬菌体的 DNA，噬菌体侵染细菌时，DNA 进入细菌细胞中。短时间保温后，进行搅拌、离心，由于细菌较重，会沉淀在底部，而被32P标记的 DNA 也在细菌内，所以 A 组沉淀物放射性很高，B 正确； C、B 组用35S标记大肠杆菌，无论保温时间长短，35S都在大肠杆菌内，沉淀物的放射性不会因为保温时间的延长而升高，C 错误； D、该实验证明了 DNA 是遗传物质，而不是证明 DNA 的复制方式是半保留复制，D 错误。 故选B。 2．（2024·北京东城·二模）烟草花叶病毒（TMV）由蛋白质和RNA组成，用其RNA侵染正常烟草叶，叶片中可检测到TMV。TMV侵染会引发烟草细胞中基因N表达上调，介导烟草的抗病毒反应，在侵染位点处形成坏死斑。以下说法错误的是（    ） A．TMV的遗传物质是RNA B．可用烟草研磨液培养TMV C．敲除基因N会降低烟草抗TMV能力 D．坏死斑能限制TMV的进一步扩散 【答案】B 【详解】A、烟草花叶病毒（TMV）由蛋白质和RNA组成，用其RNA侵染正常烟草叶，叶片中可检测到TMV，因此TMV的遗传物质是RNA，A正确； B、不可用烟草研磨液培养TMV，因为TMV是病毒，必须要在活细胞中才能生存，B错误； C、TMV侵染会引发烟草细胞中基因N表达上调，介导烟草的抗病毒反应，在侵染位点处形成坏死斑，因此敲除基因N会降低烟草抗TMV能力，C正确； D、坏死斑能限制TMV的进一步扩散，防止整株烟草被感染，D正确。 故选B。 3．（2025·北京东城·二模）“DNA是主要的遗传物质”是经长期研究得出的结论。下列叙述错误的是（    ） A．加热杀死的S型菌中存在某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质 B．DNA酶处理的S型菌细胞提取液不能使R型菌发生转化，实验运用了“减法原理” C．用32P-噬菌体侵染细菌，部分子代噬菌体含32P，可作为DNA是遗传物质的证据 D．用烟草花叶病毒感染烟草的实验证明RNA是烟草花叶病毒和烟草的遗传物质 【答案】D 【详解】A、在肺炎链球菌转化实验中，加热杀死的S型菌中存在某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质，这种物质后来被证明是DNA，A正确； B、DNA酶处理S型菌细胞提取液，将提取液中的DNA水解，不能使R型菌发生转化，该实验通过去除DNA来观察结果，运用了“减法原理”，B正确； C、用32P - 噬菌体侵染细菌，32P标记的是噬菌体的DNA，部分子代噬菌体含32P，说明亲代噬菌体的DNA传递到了子代噬菌体中，可作为DNA是遗传物质的证据，C正确； D、用烟草花叶病毒感染烟草的实验证明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，但烟草是细胞生物，其遗传物质是DNA，D错误。 故选D。 4．（2024·北京石景山·一模）噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程如下图所示。该实验条件下，噬菌体每20分钟复制一代。下列叙述正确的是（　　） A．该实验证明了DNA的复制方式为半保留复制 B．大肠杆菌为噬菌体增殖提供了模板、原料、酶和能量 C．A组试管III中含32P的子代噬菌体比例较低 D．B组试管III上清液中的放射性强度与接种后的培养时间成正比 【答案】C 【详解】A、噬菌体侵染大肠杆菌实验，主要是证明DNA是遗传物质，同时也证明了DNA能自我复制，能控制蛋白质的合成，但不能证明DNA是以半保留方式复制的，A错误； B、噬菌体增殖过程中的原料、酶和能量均由细菌提供，噬菌体提供模板，B错误； C、35S标记的蛋白质外壳并未进入宿主细胞内，32P标记的DNA进入了宿主细胞内。经多次半保留复制，A组试管中沉淀中少量DNA含有32P，C正确； D、用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌，35S标记蛋白质，蛋白质不进入细菌菌体，保温时间长短不影响上清液中的放射性强度，D错误。 故选C。 5．（2023·北京·模拟预测）为了研究噬菌体侵染细菌的过程，研究者分别用32P和35S标记的噬菌体侵染了未被放射性标记的细菌。在短时间保温后进行离心（未搅拌），测定了上清液中的放射性，结果如下。下列相关说法中不正确的是（    ） 细菌处理 噬菌体处理 上清液中的放射性比例（%） 加入DNA酶 未加入DNA酶 不处理 35S 2 1 不处理 32P 8 7 侵染前加热杀死 35S 15 11 侵染前加热杀死 32P 76 13 注：DNA酶与噬菌体同时加入；离心后长链DNA出现在沉淀中、短链DNA出现在上清液中 A．用32P和35S分别标记了噬菌体的DNA和蛋白质 B．细菌被杀死后会促进噬菌体DNA被DNA酶降解 C．DNA被降解后产生的片段离心后会出现在上清液中 D．从实验结果中可知噬菌体的蛋白质没有进入细菌 【答案】D 【详解】A、DNA含有P元素，蛋白质含有S元素，则用32P和35S分别标记了噬菌体的DNA和蛋白质，A正确； BC、细菌被杀死后加入DNA酶，上清液中的放射性比例上升，说明DNA被降解后产生的片段离心后会出现在上清液中，细菌被杀死后会促进噬菌体DNA被DNA酶降解，BC正确； D、本实验结果中用35S标记的噬菌体处理，加入DNA酶和未加入DNA酶，结果差异不大，则本实验不能判断噬菌体的蛋白质有没有进入细菌，D错误。 故选D。 02 DNA分子的复制 6．（2025·北京·模拟预测）某科学家分析了多种生物DNA的碱基组成，一部分实验数据如表所示。相关叙述错误的是（    ） 来源 A/G T/C A/T G/C 嘌呤/嘧啶 人 1.56 1.75 1.00 1.00 1.0 鲱鱼 1.43 1.43 1.02 1.02 1.02 小麦 1.22 1.18 1.00 0.97 0.99 结核分枝杆菌 0.4 0.4 1.09 1.08 1.1 A．该结果支持生物由共同祖先进化而来 B．该结果不能支持DNA能进行半保留复制 C．该结果支持DNA排列顺序具有多样性 D．该结果不能支持DNA具有双链双螺旋结构 【答案】D 【详解】A、表中四种生物DNA中A/T、G/C比例都接近1，说明地球上所有生物都是由原始的共同祖先进化而来，A正确； B、表中的碱基组成和碱基之间的比值不能支持DNA能进行半保留复制，B正确； C、不同生物的A、T之和与G、C之和的比值不一致，说明不 同生物的DNA碱基比例组成不同，表明了DNA的多样性，C正确； D、表中四种生物DNA中A/T、G/C比例都接近1，支持DNA为双链结构，D错误。 故选D。 7．（2025·北京朝阳·二模）科研人员为研究DNA复制方式；将DNA被15N标记的大肠杆菌作为第0代．转移到含14NH4Cl的培养液中，在不同时刻收集细菌，提取DNA，离心观察DNA在试管中的位置（如图）。图中甲最可能来自（　　） A．第0.5代 B．第1.0代 C．第2.0代 D．第2.5代 【答案】B 【详解】将DNA被15N（重）标记的大肠杆菌作为第0代．转移到含14NH4Cl（轻）的培养液中，在不同时刻收集细菌，提取DNA，根据半保留复制规律，最初全部是¹⁵N“重”链的细菌，转入“轻”氮环境后，经历一次完整复制（即第1.0代）时，所有新合成的DNA双链均是一条旧（重）链和一条新（轻）链，因而只出现一条介于“重”与“轻”之间的“中间型”DNA带（图中甲即为该中间型带），若是第0.5代则会同时存在“重”带和“中间型”带，而第2.0代及以后则会出现“中间型”带和“轻”带两条带。故图中甲最可能来自第1.0代。 故选B。 8．（2025·北京海淀·二模）为探究DNA的复制方式，梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料进行实验，结果如下图。关于该实验的叙述，错误的是（　　） A．利用含有15NH4Cl的培养液获得第0代大肠杆菌 B．第1代离心结果不支持DNA的复制方式为全保留复制 C．第2代大肠杆菌的DNA中，15N/14N-DNA占1/2 D．本实验采用差速离心技术 【答案】D 【详解】A、第0代需在15NH4Cl培养基中培养多代，使 DNA 双链均被15NH4Cl标记（重DNA），作为实验起始材料，A正确； B、实际实验中，第1代离心结果仅出现中带（DNA），支持半保留复制，排除全保留复制，B正确； C、第1代 DNA均为15N/14N（中带）。第2代复制后，每个15N/14N产生：1个15N/14N-DNA和1个14N/14N-DNA。因此，第2代DNA中15N/14N-DNA 占50%（中带），14N/14N-DNA占50%（轻带）。离心结果显示中带和轻带各占一半，C正确； D、梅塞尔森和斯塔尔实验通过密度梯度离心而非差速离心，证明DNA的半保留复制，D错误。 故选D。 9．（2025·北京丰台·二模）如图为果蝇DNA的电镜照片，图中箭头所指结构叫复制泡，是DNA上正在复制的部分。关于复制泡的推测不合理的是（　　） A．证明DNA复制过程是边解旋边复制 B．证明DNA复制方式为半保留复制 C．复制泡越大说明复制起始时间越早 D．多个复制泡能提高DNA复制效率 【答案】B 【详解】A、由图可知，图中DNA部分解旋的同时正在进行复制，说明DNA复制是边解旋边复制，A正确； B、图示不能判断DNA的复制方式，可以通过同位素标记法来证明DNA的复制方式，B错误； C、复制泡越大，说明复制开始的时间越早，复制进行的时间越长，C正确； D、多个复制泡同时进行复制，可以提高复制的效率，能够在短时间内完成DNA的复制，D正确。 故选B。 10．（2024·北京西城·二模）为加速绿色荧光蛋白基因（GFP）进化，快速获得荧光强度更高的GFP蛋白，科研人员将DNA1（编码易错DNA聚合酶）和DNA2共同导入大肠杆菌（如图）。下列说法错误的是（    ） A．用卡那霉素筛选含DNA1的大肠杆菌 B．易错DNA聚合酶催化GFP基因复制 C．GFP基因在此复制过程中突变率升高 D．连续传代并筛选强荧光菌落加速GFP进化 【答案】A 【详解】A、由图可知，卡那霉素抗性基因与GFP基因融合到DNA2上后导入大肠杆菌，因此用用卡那霉素筛选含DNA2的大肠杆菌，A错误； B、易错DNA聚合酶能催化DNA的复制，即能催化GFP基因复制，B正确； C、易错DNA聚合酶使DNA复制过程中发生基因突变的概率增加，因此GFP基因在复制过程中突变率升高，C正确； D、连续传代并筛选，逐代淘汰，就会筛选出荧光菌落，从而加速GFP进化，D正确。 故选A。 03 基因表达 11．（2025·北京海淀·二模）下图所示的基因编码区序列，编码的氨基酸序列为：甲硫氨酸-组氨酸-脯氨酸-赖氨酸……。下列叙述错误的是（    ） A．甲链是转录的模板链，其左侧是3'端，右侧是5'端 B．6号碱基对由A/T替换为G/C后，合成的肽链不变 C．5号和6号碱基对之间插入G/C，合成的肽链变短 D．甲链和乙链上均有终止密码子，可使转录终止 【答案】D 【详解】A、转录时RNA聚合酶从模板链的3'端向5'端移动，合成RNA，且起始密码子是AUG，模板链的碱基与mRNA的碱基互补配对，相应的转录的模板链上含有TAC，据此可知甲链是转录的模板链，其左侧是3'端，右侧是5'端，A正确； B、6号碱基对由A/T替换为G/C后，密码子CAU变为CAC，都是编码氨基酸，合成的肽链不变，B正确； C、mRNA上的密码子依次为AUGCAUCCUAAG，当5号和6号碱基对之间插入G/C，mRNA上的密码子依次为AUGCACUCCUAA（终止密码子），故会导致终止密码子提前出现，肽链变短，C正确； D、甲链和乙链都是DNA链，终止密码子是在mRNA上，而不是在DNA链上，D错误。 故选D。 12．（2025·北京·模拟预测）S10和S12是新发现的多肽类植物激素，对叶片的衰老有调节作用，S10的受体是M。为研究两种激素的相互作用，研究人员做了相关实验，结果如图所示。关于该研究结果的叙述，错误的是（    ） A．S10促进S12合成相关基因的表达，二者有协同作用 B．S10和S12在调节叶片衰老过程中作用相反 C．S12与S10竞争结合M受体 D．S10、S12的相互作用有利于精准调控叶片衰老过程 【答案】A 【详解】AB、由左图可知，S10处理后S12相对含量上升，且S12处理后叶绿素含量高于对照组，S10处理后叶绿素含量低于对照组，并能抑制S12的作用，A错误，B正确； C、由右图可知在S10含量不变的情况下，随着S12的添加量逐渐增加，S10与M蛋白的结合剂量依赖性减少，说明S10与S12竞争结合M受体，C正确； D、两种作用相反的植物激素相互作用有利于对叶片衰老的调控，D正确。 故选A。 13．（2025·北京东城·二模）如下图所示，细胞内存在修复DNA损伤的机制，若正在转录的基因发生损伤，来不及修复时，可能发生跨损伤转录。将终止密码子对应序列 插入荧光素酶基因，并去除碱基A引入损伤，将损伤的荧光素酶基因导入细菌中进行实验。下列说法错误的是（    ） A．DNA修复的过程中有氢键形成 B．图中终止密码子的序列为TAA C．若检测到细菌产生荧光，能够说明细菌存在跨损伤转录机制 D．跨损伤转录和DNA修复能降低基因突变对细菌的不利影响 【答案】B 【详解】A、DNA修复过程中，DNA双链需要重新配对，配对过程中会形成氢键，A正确； B、终止密码子在mRNA上，mRNA中不含T，B错误； C、如果细菌中存在跨损伤转录机制，即使荧光素酶基因中有损伤，细菌仍可能通过跨损伤转录产生荧光素酶，进而产生荧光。因此，检测到荧光可以说明细菌存在跨损伤转录机制，C正确； D、跨损伤转录和DNA修复都是细胞应对DNA损伤的机制，能够减少基因突变的发生，从而降低对细菌的不利影响，D正确。 故选B。 14．（2025·北京海淀·二模）高温导致番茄叶片运输到果实的蔗糖难以转化为单糖，果实糖度降低。为解决该问题，研究者将一个热响应元件序列插入蔗糖转化酶基因（CN）的启动子中，培育环境智能型作物。下列关于热响应元件的叙述，错误的是（　　） A．导致番茄CN发生基因突变 B．抑制RNA聚合酶与CN的启动子结合 C．促进高温条件下CN的转录 D．提高高温环境下番茄果实的糖度 【答案】B 【详解】A、将热响应元件序列插入蔗糖转化酶基因（CN）的启动子中，改变了基因的结构，属于基因突变，A正确； B、若抑制RNA聚合酶与CN的启动子结合，就无法启动转录过程，而培育环境智能型作物是为了在高温下使蔗糖转化酶基因更好地表达，所以热响应元件不是抑制RNA聚合酶与启动子结合，B错误； C、因为要解决高温下果实糖度降低的问题，将热响应元件插入启动子中，应该是促进高温条件下CN的转录，从而使蔗糖转化酶能正常合成，将蔗糖转化为单糖，C正确； D、促进高温条件下CN的转录，蔗糖转化酶合成增加，能将运输到果实的蔗糖转化为单糖，进而提高高温环境下番茄果实的糖度，D正确。 故选B。 15．（2025·北京海淀·一模）马德隆畸形是由S基因控制的显性遗传病，基因位于X、Y染色体的同源区段。正常人和患者的S基因（编码序列）测序结果如下图。下列叙述正确的是（    ） A．该病遗传方式与抗维生素D佝偻病相同 B．图示序列与S基因转录时的模板链互补 C．患者S基因mRNA的第75个密码子变为终止密码子 D．对母方产生的极体进行基因检测就能确定胎儿是否患病 【答案】C 【详解】A、抗维生素D佝偻病为伴X染色体显性遗传病，基因只位于X染色体上，而本题中马德隆畸形基因位于X、Y染色体的同源区段，两者遗传方式不同，A错误； B、DNA转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA，mRNA上的碱基序列与DNA模板链互补，图中3’端在左侧，前三个碱基对应密码子为AUG，可推断图示序列为S基因转录时的模板链，B错误； C、3个相邻碱基为一个密码子，从起始密码子开始数，患者S基因mRNA从起始密码子开始数到第75个密码子（从第1位碱基开始数，222÷3 = 74，再往后3个碱基是第75个密码子）的三个碱基是UAG，为终止密码子，C正确； D、母方产生的极体不参与受精作用，且根据母方产生极体推测出的卵细胞不含有致病基因，但不清楚精子的基因型，也不能判断出后代的患病情况，因此对母方产生的极体进行基因检测不能确定胎儿是否患病，D错误。 故选C。 04 表观遗传 16．（2025·北京丰台·一模）玉米籽粒大小主要取决于胚乳体积。研究者发现一矮杆玉米突变株（rr）所结籽粒变小。R基因编码的DNA去甲基化酶在本株玉米所结籽粒发育中起关键作用。据此推测合理的是（    ） A．DNA甲基化修饰会使基因碱基序列发生可遗传变化 B．突变株所结籽粒胚乳中DNA甲基化水平低于野生型 C．基因通过控制酶的合成直接控制生物体的性状 D．突变株R基因失活使胚乳中相关基因表达异常，籽粒变小 【答案】D 【详解】A、DNA甲基化属于表观遗传修饰，不改变碱基序列，但可影响基因表达，属于可遗传变异，A错误； B、突变株（rr）的R基因失活，无法合成DNA去甲基化酶，导致胚乳中DNA甲基化水平升高，高于野生型，B错误； C、R基因通过编码DNA去甲基化酶（间接控制代谢过程）影响性状，而非直接控制（如结构蛋白），因此属于基因间接控制性状的实例，C错误； D、突变株R基因失活，导致DNA去甲基化酶缺失，胚乳相关基因因甲基化水平升高而表达异常，最终籽粒变小，D正确。 故选D。 17．（2025·北京·模拟预测）下丘脑AgRP神经元与能量代谢有关，该神经元的DNA甲基化酶可在小鼠胎儿及幼年期对特定DNA进行甲基化修饰。研究人员敲除小鼠AgRP神经元的DNA甲基化酶基因后，发现小鼠的体重和运动能力与正常小鼠无显著差异，但运动意愿显著降低。下列叙述正确的是（    ） A．DNA的甲基化影响基因的翻译，属于表观遗传现象 B．实验组小鼠DNA甲基化修饰导致遗传信息发生改变 C．“特定DNA”中的某些基因可能与小鼠的运动意愿有关 D．表观遗传现象推翻了遗传信息的流动所遵循的中心法则 【答案】C 【详解】A、DNA甲基化主要影响基因的转录过程（如抑制转录），而非直接作用于翻译。翻译是mRNA被翻译成蛋白质的过程，甲基化通过调控转录间接影响翻译，A错误； B、DNA的甲基化并不改变基因的碱基序列，只通过抑制转录改变基因表达与表型，遗传信息未发生改变，B错误； C、由题干信息可知，敲除小鼠AgRP神经元的DNA甲基化酶基因后，发现小鼠的体重和运动能力与正常小鼠无显著差异，但运动意愿显著降低，说明“特定DNA”中的某些基因可能与小鼠的运动意愿有关，C正确； D、中心法则描述遗传信息从DNA到RNA再到蛋白质的流动。表观遗传（如DNA甲基化）是在此基础上的调控机制，影响基因表达，但不改变信息流动方向或推翻中心法则，D错误。 故选C。 18．（2025·北京通州·模拟预测）高血糖环境中，在DNA甲基转移酶催化下使视网膜细胞线粒体DNA碱基甲基化水平升高，引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常。下列叙述错误的是（　　） A．线粒体DNA甲基化水平升高，可以影响相关基因的表达 B．高血糖环境中线粒体DNA复制时遵循碱基互补配对原则 C．高血糖环境引起的甲基化改变患者线粒体DNA碱基序列 D．糖尿病患者容易发生视网膜细胞线粒体DNA甲基化水平升高 【答案】C 【详解】A、线粒体DNA甲基化水平升高，可抑制相关基因的转录，从而影响基因的表达，A正确； 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，B正确； C、高血糖环境，部分胞嘧啶加上活化的甲基被修饰为5'-甲基胞嘧啶，没有改变患者线粒体DNA碱基序列，C错误； D、高血糖环境中，在DNA甲基转移酶催化下使视网膜细胞线粒体DNA碱基甲基化水平升高，则糖尿病患者容易发生视网膜细胞线粒体DNA基甲基化水平升高，D正确。 故选C。 19．（2024·北京昌平·二模）为探究DNA甲基化与动脉粥样硬化（As）的关系，研究者给予大耳兔高脂饮食以制备As模型组，提取脾脏DNA进行水解并检测其甲基化水平，实验结果如下表。相关叙述错误的是（    ） 组别 DNA甲基化水平（%） 对照组 3.706 模型组 2.259 A．DNA甲基化不影响DNA碱基对的排列顺序 B．检测DNA水解产物有无U以排除RNA影响 C．高脂饮食引起的As与基因表达水平改变无关 D．As模型组大耳兔的DNA甲基化可能会遗传 【答案】C 【详解】A、DNA甲基化是表观遗传的一种，表观遗传不影响DNA碱基对的排列顺序，A正确； B、U（尿嘧啶）是RNA特有的碱基，检测DNA水解产物有无U以排除RNA影响，B正确； C、分析题意，模型组是高脂饮食组，而对照组是正常组别，据表可知，模型组的DNA甲基化水平较低，说明高脂饮食引起的As与基因表达水平有关，C错误； D、DNA甲基化是表观遗传的一种，表观遗传属于可遗传变异，As模型组大耳兔的DNA甲基化可能会遗传，D正确。 故选C。 1．（2024·北京朝阳·二模）血橙被誉为“橙中贵族”，因果肉富含花色苷，颜色像血一样鲜红而得名。当遇极寒天气时，为避免血橙冻伤通常提前采摘，此时果肉花色苷含量极少而“血量”不足。血橙中花色苷合成和调节途径如图。 注：T序列和G序列是Ruby基因启动子上的两段序列 下列分析不合理的是（    ） A．血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的 B．低温引起T序列改变及去甲基化进而使血橙“血量”增多 C．同一植株不同血橙果肉的“血量”不同可能与光照有关 D．若提前采摘，可将果实置于低温环境激活Ruby基因表达 【答案】B 【详解】A、由图可知，基因通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物的性状，所以血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的，A正确； B、由图可知，低温引起T序列去甲基化进而使血橙“血量”增多，T序列未改变，B错误； C、由图可知，光照会促进HY5蛋白与G序列结合，激活Ruby基因，促进合成关键酶，使花色苷前体转为花色苷，增加“血量”，所以同一植株不同血橙果肉的“血量”不同可能与光照有关，C正确； D、由图可知，低温引起T序列去甲基化激活Ruby基因，所以若提前采摘，可将果实置于低温环境激活Ruby基因表达，D正确。 故选B。 2．（2025·北京通州·一模）利用转基因技术将绿色荧光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata3基因一端，如图甲所示。实验得到表达Gata3 - GFP蛋白质的杂合子小鼠，交配获得Gata3 - GFP基因纯合子小鼠。为鉴定交配获得的4只新生小鼠的基因型，设计引物1和引物2用于PCR扩增，PCR产物电泳结果如图乙所示。 下列叙述正确的是（　　） A．Gata3基因的启动子无法控制GFP基因表达 B．翻译时先合成GFP蛋白，再合成Gata3蛋白 C．2号小鼠是Gata3 - GFP基因的纯合子，4号小鼠是野生型 D．用引物1和引物3进行PCR，能更好区分杂合子和纯合子 【答案】C 【详解】A、分析图中可知，启动子在左侧，GFP基因整合于Gata3基因的右侧，启动子启动转录后，可以使GFP基因转录，Gata3基因的启动子能控制GFP基因的表达，A错误； B、因启动子在左侧，转录的方向向右，合成的mRNA从左向右为5'→3'，刚好是翻译的方向，所以翻译时先合成Gata3蛋白，再合成GFP蛋白，B错误； C、整合GFP基因后，核酸片段变长，2号个体只有大片段，所以是Gata3-GFP基因纯合子，4号个体只有小片段，是野生型，C正确； D、用引物1和引物3进行PCR扩增，杂合子和Gata3—GFP基因纯合子都能扩增出相应片段，因此无法区分杂合子和纯合子，D错误。 故选C。 3．（2025·北京·模拟预测）哺乳动物细胞中某些基因会根据来源发生DNA甲基化，使来自父本或母本的基因不表达，称为印记基因。我国科学家通过基因编辑技术使印记基因恢复表达，培育出存活至成年的双父本小鼠（如图），增进了对印记基因的了解。相关叙述错误的是（　　） A．图中胚胎干细胞来自囊胚1的内细胞团细胞 B．通过基因编辑使两个父本的印记基因都恢复表达功能 C．双父本小鼠体细胞中的线粒体DNA来自去核卵母细胞 D．双父本小鼠培育过程中利用了体细胞核移植和胚胎移植等技术 【答案】B 【详解】A、囊胚的内细胞团细胞具有全能性，是胚胎干细胞的主要来源，图中胚胎干细胞必然来自囊胚1的内细胞团，A正确； B、印记基因的特点是“父本或母本来源的基因不表达”，双父本小鼠的两个基因均来自父本，原本均会因甲基化不表达；基因编辑解除精子1父本印记基因的甲基化抑制，使其恢复表达，而非“两个父本的印记基因都恢复”，B错误； C、线粒体DNA主要来自母本的细胞质，双父本小鼠的培育中使用了去核卵母细胞，其细胞质中的线粒体DNA会被保留，因此体细胞线粒体DNA来自去核卵母细胞，C正确； D、流程中“去除卵母细胞核”“注入基因编辑后的细胞和精子”属于体细胞核移植相关操作，后续胚胎需移植到代孕母体才能发育，因此利用了体细胞核移植和胚胎移植技术，D正确。 故选B。 4．（2024·北京顺义·二模）大肠杆菌是现代生物学研究中的模式生物．环境适宜时约20min繁殖一代。研究人员将15N标记的大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养基中，40min后收集大肠杆菌，提取其DNA。下列有关叙述正确的是（　　） A．所有DNA都含有14N B．所有DNA都含有15N C．含14N的DNA占50% D．含15N的DNA占25% 【答案】A 【详解】大肠杆菌在环境适宜时约20min繁殖一代，40min后收集大肠杆菌，提取其DNA，意味着大肠杆菌繁殖两代，DNA的复制方式为半保留复制，研究人员将15N标记的大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养基中，繁殖一代得到的每个DNA分子中1条链为15N，1条链为14N，再繁殖1代，一共得到4个DNA分子，只有2个DNA分子1条链为15N，1条链为14N，另外2个DNA分子两条链均为14N，即所有的子代DNA中均含有14N，而只有2个DNA分子含有15N，含量为50%，A正确。 故选A。 5．（2023·北京延庆·一模）一种名为粗糙脉孢菌的真菌细胞中精氨酸的合成途径如下图所示，其中精氨酸是细胞生活的必需物质，而鸟氨酸等中间代谢产物都不是必需物质。下列有关叙述错误的是（　　） A．基因在染色体上呈线性排列，是有遗传效应的DNA片段 B．酶4缺陷型脉孢菌必须在培养基中添加精氨酸才能生长 C．若在缺少精氨酸的培养基上不能生长，则一定是基因4发生了突变 D．基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状 【答案】C 【详解】A、对于细胞生物而言，基因是有遗传效应的DNA片段，基因在染色体上呈线性排列，A正确； B、据图可知，若缺乏酶4，则精氨酸琥珀酸无法转变为精氨酸，故酶4缺陷型脉孢菌必须在培养基中添加精氨酸才能生长，B正确； C、若在缺少精氨酸的培养基上不能生长，则可能是精氨酸之前的前体物质合成出现问题，可能是基因1、 2、 3或4发生突变所致，C错误； D、据图可知，图中的性状与酶的合成有关，说明基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，D正确。 故选C。 6．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 【答案】D 【详解】A、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正确； B、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；根据题意“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，也可由染色质结构变化引起，B正确； C、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正确； D、原核细胞没有染色质，D错误。 故选D。 7．（2023·北京东城·一模）研究发现，AGPAT2基因表达的下调会延缓脂肪生成。湖羊尾部蓄脂量小，而广灵大尾羊尾部蓄脂量大。研究人员以若干只两种羊的尾部脂肪组织为材料，检测AGPAT2基因启动子区7个位点的甲基化程度及基因表达水平，结果如下图。下列叙述正确的是（　　） A．甲基化程度的差异会导致两种羊脂肪组织中AGPAT2基因的碱基序列不同 B．DNA甲基化直接阻碍翻译过程实现了对AGPAT2基因表达的调控 C．第33和63位点上的甲基化差异是影响AGPAT2基因表达量的关键因素 D．两种羊中AGPAT2基因的甲基化程度与其在脂肪组织中的表达量呈正相关 【答案】C 【详解】A、基因的甲基化不会改变基因的碱基排列顺序，A错误； B、由柱形图可知，DNA甲基化后，基因转录产物mRNA减少，因此甲基化影响转录过程，间接影响翻译过程，B错误； C、由第一幅图可知，相对于广灵大尾羊，湖羊组第33和63位点上的甲基化程度较高，导致AGPAT2基因mRNA较少，因此第33和63位点上的甲基化差异是影响AGPAT2基因表达量的关键因素，C正确； D、相对于广灵大尾羊，湖羊AGPAT2基因甲基化程度较高，转录受阻，该基因表达量较小，由此可知，两种羊中AGPAT2基因的甲基化程度与其在脂肪组织中的表达量呈负相关，D错误。 故选C。 8．（2024·北京东城·一模）西北牡丹在白色花瓣基部呈现色斑，极具观赏价值。研究发现，紫色色斑内会积累花色素苷。PrF3H基因控制花色素苷合成途径中关键酶的合成。如图，分别提取花瓣紫色和白色部位的DNA，经不同处理后PCR扩增PrF3H基因的启动子区域，电泳检测扩增产物。分析实验结果可以得出的结论是（　　） A．花瓣紫色与白色部位PrF3H基因的碱基序列存在差异 B．白色部位PrF3H基因启动子甲基化程度高于紫色部位 C．PrF3H基因启动子甲基化程度高有利于花色素苷合成 D．启动子甲基化可调控基因表达说明性状并非由基因控制 【答案】B 【详解】A、紫色部位和白色部位PrF3H的碱基序列相同，只是甲基化程度不同，A错误； B、根据电泳结构白色部位加入McrBC后没有出现电泳条带，而McrBC只能切割DNA的甲基化区域，说明白色区域的启动子甲基化程度高，B正确； C、白色部位PrF3H基因启动子甲基化程度高，而色色素表达少，因此可以推测PrF3H基因启动子甲基化程度高不利于花色素苷合成，C错误； D、启动子甲基化属于表观遗传，说明生物性状是由基因决定的，D错误。 故选B。 9．（2025·北京·模拟预测）学习以下材料，回答（1）～（4）题。 细菌基因转录激活的新策略 利用工程菌生产化合物时，往往用强启动子驱动目的基因过表达以实现高产。研究者以一种固氮菌——施氏假单胞菌菌株P为研究对象，开发了一种基因转录激活新策略。 菌株P固氮所需的酶是由一组基因编码的，这样的一组基因叫作一个操纵子（图1）。该操纵子转录时，转录激活因子A蛋白结合到启动子（UAS）上并招募RNA聚合酶，开始转录，转录产生的mRNA中来自3个基因的产物有独立的起始密码和终止密码，会被翻译产生3种独立的蛋白质。 无A蛋白时，UAS也具有较低活性。将UAS与编码A蛋白的A基因连接后导入菌株P中，用菌株P组成型强启动子作为对照。与对照组相比，实验组固氮酶基因的转录水平明显较高。表明这种基因转录激活策略是有效的。 基于上述调控原理，构建灵菌红素合成基因（pig）操纵子（图2），并导入菌株P。检测发现，导入操纵子1、3的菌株A基因和pig基因转录量均很高，而导入操纵子2的菌株相关基因转录水平很低。据此推测：操纵子中，启动子下游第一个基因影响后面基因的转录水平。进一步研究发现，转录时被解开的DNA模板链会折叠形成二级结构，影响RNA聚合酶通过，不同基因转录时形成的二级结构强度不同。为验证这一理论，以荧光素酶基因（LUC）为报告基因，构建“组成型强启动子—G基因—LUC基因”操纵子，分别突变其中G基因的近启动子端、远启动子端和中间序列，导入受体菌并给予其荧光素酶底物，发现只有近启动子端形成强二级结构时，受体菌荧光水平较低，表明LUC基因转录受阻。 上述研究为提高工程菌产量提供了新的思路和方法。 (1)细菌的基因转录是以_______为模板合成mRNA的过程。除mRNA以外，参与细菌基因表达的其他RNA有_______。 (2)对文中“基因转录激活策略”的理解，正确的叙述包括_______。 A．需转录激活因子及其调控的启动子联合使用 B．通过负反馈调节机制来实现目的基因过表达 C．解决了传统过表达受限于启动子强度的问题 D．可直接用于所有工程菌目标产物的工业生产 (3)运用文中信息解释操纵子2无法转录而操纵子3转录量很高的原因。________。 (4)工程菌构建工作中，在将与特定启动子连接的目的基因导入受体菌前，往往用图3所示报告系统检测该启动子在受体菌中的活性。请对其进行改造，使其能反映表达载体导入后工程菌中启动子的真实活性_______。 【答案】(1) DNA的一条链 rRNA、tRNA (2)AC (3)操纵子2转录时，A基因的模板链在近启动子E端部位形成强二级结构，阻止RNA聚合酶通过，导致转录水平低；操纵子3中，pig基因模板链在近启动子端部位形成的二级结构强度较低，不影响转录 (4) 【详解】（1）细菌的基因转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。除mRNA以外，参与细菌基因表达的其他RNA还有tRNA和rRNA。 （2）AC、依据文中信息可知，将UAS与编码A蛋白的A基因连接后导入菌株P中，用菌株P组成型强启动子作为对照。与对照组相比，实验组固氮酶基因的转录水平明显较高，且操纵子转录时，转录激活因子A蛋白结合到启动子（UAS）上并招募RNA聚合酶，开始转录，说明了基因转录激活需要转录激活因子及其调控的启动子联合作用，同时解决了传统表达受限于启动子强度的问题，AC正确； B、依据文中信息无法得出基因过表达是通过负反馈调节来实现的结论，B错误； D、目的菌需要经过鉴定和筛选后才能用于目标产物的工业生产，D错误。 故选AC。 （3）依据文中信息：操纵子中，启动子下游第一个基因影响后面基因的转录水平，转录时被解开的DNA模板链会折叠形成二级结构，影响RNA聚合酶通过，不同基因转录时形成的二级结构强度不同，结合操纵子2的结构可知，之所以操纵子2无法转录而操纵子3转录量很高，其原因在于，操纵子2转录时，A基因的模板链在近启动子E端部位形成强二级结构，阻止RNA聚合酶通过，导致转录水平低；而操纵子3中，pig基因模板链在近启动子端部位形成的二级结构强度较低，不影响转录，所以转录水平高。 （4）依据文中信息，构建“组成型强启动子—G基因—LUC基因”操纵子，分别突变其中G基因的近启动子端、远启动子端和中间序列，导入受体菌并给予其荧光素酶底物，发现只有近启动子端形成强二级结构时，受体菌荧光水平较低，表明LUC基因转录受阻，所以为使能反映表达载体导入后工程菌中启动子的真实活性，应在LUC基因近启动子端和特定启动子之间添加中间序列，即目的基因启动子近端序列，如图所示： 10．（25-26高三上·北京东城·期末）已有研究发现，N蛋白(一种RNA甲基转移酶)在多种癌细胞中表达上调，具有促进癌细胞增殖和转移的作用，对其机制展开研究。 (1)N蛋白可以结合靶基因的相应RNA片段，使其胞嘧啶发生甲基化(修饰)，导致RNA稳定性提高，相应蛋白含量增加，此时RNA的碱基序列___________(填“改变”或“不改变”)。 (2)为寻找N蛋白调控肝癌发生的靶基因，研究者对肝癌细胞进行mRNA相关水平的检测，筛选出11个候选基因。写出图1中的筛选指标___________。 (3)进一步研究确定了P基因为N蛋白的靶基因。培养过表达N蛋白的肝癌细胞，收集细胞裂解液，利用图2技术进行验证。对照组加入无关抗体和磁珠组成的复合物，实验组应加入___________，一段时间后，用磁力架吸取磁珠并提取磁珠复合物上的RNA，逆转录后利用PCR技术检测___________。 (4)细胞呼吸中葡萄糖分解为丙酮酸的过程称为糖酵解，P基因编码该过程中的一种关键酶。糖酵解产生的某些物质会向细胞外释放，利用癌细胞进行实验，结果如图3. ①加入2-DG后，阶段三数值恢复至初始水平，该操作的目的是___________。 ②该实验为“N蛋白促进癌细胞的增殖和转移是通过调控P基因实现”提供了证据，请解释说明__________。 【答案】(1)不改变 (2)①mRNA的含量比正常细胞高；②mRNA含量下降 (3) N蛋白的抗体和磁珠组成的复合物 是否存在P基因 (4) 确认阶段二流出速率的变化是由糖酵解引起的 此实验证实N蛋白促进了肝癌细胞的糖酵解。已知N蛋白促进P基因的表达，P基因编码糖酵解过程中的关键酶。说明N蛋白通过促进P基因表达以促进糖酵解，从而使癌细胞获得能量进行增殖和转移 【分析】本题围绕基因表达调控与细胞代谢展开，具体考查以下知识点：1.RNA 甲基化仅修饰碱基，不改变碱基序列，可提高 RNA 稳定性，增加相应蛋白含量。2.图1分析：N 蛋白促进靶基因表达，故候选基因的 mRNA 含量在肝癌细胞中应高于正常细胞，且沉默 N 蛋白后 mRNA 含量下降。3.图2分析：验证 N 蛋白与靶基因 RNA 的结合，实验组需加入 N 蛋白的抗体 - 磁珠复合物，通过 PCR 检测 P 基因 RNA 的存在。4,。实验设计与结果分析：通过抑制剂（2-DG 抑制糖酵解）验证实验结论，结合 P 基因编码糖酵解关键酶，推导 N 蛋白的调控路径。 【详解】（1）N 蛋白使 RNA 的胞嘧啶发生甲基化，仅对 RNA 进行修饰，不改变其碱基序列，因此 RNA 的碱基序列不改变。 （2）N 蛋白具有促进癌细胞增殖和转移的作用，其靶基因的表达应被 N 蛋白上调。因此筛选指标为：①候选基因在肝癌细胞中的mRNA 含量比正常细胞高；②沉默 N 蛋白后，候选基因的mRNA 含量下降。 （3）实验目的是验证 N 蛋白与 P 基因 RNA 的结合，对照组加入无关抗体 - 磁珠复合物，实验组应加入N 蛋白的抗体和磁珠组成的复合物（特异性结合细胞裂解液中的 N 蛋白及其结合的 RNA）。提取磁珠复合物上的 RNA 后，逆转录为 cDNA，利用 PCR 技术检测是否存在 P 基因的 cDNA（若存在，说明 N 蛋白与 P 基因 RNA 结合）。 （4）2-DG 是糖酵解抑制剂，加入后阶段三数值恢复至初始水平，说明阶段二H+流出速率的变化是由糖酵解引起的，该操作的目的是确认阶段二H+流出速率的变化是由糖酵解引起的（排除其他代谢途径的干扰）。 实验中，N 蛋白过表达组的H+流出速率高于对照组，加入 2-DG 后恢复；且 P 基因编码糖酵解关键酶，N 蛋白促进 P 基因表达。由此说明：N 蛋白通过促进 P 基因表达，提高糖酵解速率，为癌细胞增殖和转移提供能量和物质，从而促进癌细胞的增殖和转移。 11．（25-26高三上·北京海淀·期末）植物感知到病毒侵染时，会启动依赖于水杨酸的防御反应（SADR）。病毒T能抑制SADR，科研人员对其机制进行研究。 (1)叶绿体是植物细胞进行______的场所，也被证实是调控SADR的中枢。类囊体腔内储存大量的Ca2+，浓度远高于细胞质基质，当类囊体膜上的钙感知受体（CAS）被激活时，其中储存的Ca2+依次通过______（生物膜结构），被释放到细胞质基质，启动SADR。 (2)植物细胞特有的C蛋白能感知病毒入侵，C蛋白具有两种定位信号—N位点与叶绿体转运肽（cTP），且二者无法同时发挥功能。无病毒入侵时，N位点使C蛋白被锚定在细胞膜上。 ①病毒T侵染植物细胞后，其DNA会进入细胞核，利用植物细胞的______进行转录，进而翻译出病毒蛋白。其中病毒T的C4基因表达的C4蛋白具有与C蛋白相同的N位点与cTP。 ②研究者将C4蛋白基因转入烟草细胞，使C4蛋白充分表达。加入翻译抑制剂处理，随后加入F蛋白模拟病毒T侵染，测定不同部位的C4蛋白含量，结果如下图。 结果表明，模拟病毒T侵染烟草时，C4蛋白______。实验通过“加入翻译抑制剂”这一处理确保了结论的严谨性，因为这排除了______的可能。 ③C4蛋白和C蛋白均能与CAS相互作用，推测二者对SADR的作用______。 (3)多种植物病原体独立进化，虽亲缘关系很远但均有与C4蛋白基因相似的基因。这是不同病原体在同一选择压力（如SADR）下______的结果。 【答案】(1) 光合作用 类囊体膜、叶绿体膜（或类囊体膜、叶绿体内膜、叶绿体外膜） (2) RNA聚合酶 从细胞膜转移到叶绿体 （病毒侵染后）新合成的C4蛋白干扰检测结果 相反(或拮抗) (3)协同进化（或趋同进化） 【分析】1、源自不同祖先的生物，由于相似的生活方式，整体或者部分形态构造向着 同一方向改变，这就属于趋同进化；物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和 发展，这就是协同进化。通过漫长的协同进化过 程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，丰富多彩的 基因库，而且形成了多种多样的生态系统。 2、叶绿体是绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换 站”。 【详解】（1）叶绿体是具有两层膜的细胞器，叶绿体是植物细胞进行光合作用的场所；细胞膜所有的膜统称为生物膜，类囊体腔内储存大量的Ca2+，浓度远高于细胞质基质，当类囊体膜上的钙感知受体（CAS）被激活时，储存的Ca2+顺着浓度梯度，通过协助扩散进入细胞质基质，依次通过的膜有类囊体膜、叶绿体内膜和叶绿体外膜。 （2）转录需要RNA聚合酶，病毒T侵染植物细胞后，其DNA会进入细胞核，利用植物细胞的RNA聚合酶进行转录。题干信息：C蛋白具有两种定位信号——N位点与叶绿体转运肽（cTP），无病毒入侵时，N位点使C蛋白被锚定在细胞膜上；而C4蛋白具有与C蛋白相同的N位点与cTP。F蛋白模拟病毒T侵染，题图可知，不加入F蛋白时，叶绿体不存在C4蛋白，加入F蛋白后，叶绿体上存在C4蛋白，结果表明，模拟病毒T侵染烟草时，C4蛋白从细胞膜转移到叶绿体。实验通过“加入翻译抑制剂”这一处理确保了结论的严谨性，因为这排除了（病毒侵染后）新合成的C4蛋白干扰检测结果的可能。植物细胞特有的C蛋白能感知病毒入侵，植物感知到病毒侵染时，会启动依赖于水杨酸的防御反应（SADR），而病毒T能抑制SADR，C4蛋白是病毒表达的蛋白，可知，C4蛋白和C蛋白均能与CAS相互作用，推测二者对SADR的作用相反(或拮抗)。 （3）不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和 发展，这就是协同进化；源自不同祖先的生物，由于相似的生活方式，整体或者部分形态构造向着 同一方向改变，这就属于趋同进化。多种植物病原体独立进化，虽亲缘关系很远但均有与C4蛋白基因相似的基因。这是不同病原体在同一选择压力（如SADR）下协同进化（或趋同进化）的结果。 12．（25-26高三上·北京朝阳·期中）苹果果皮颜色的深浅主要由花青苷的含量决定。研究者以“红富士”苹果为材料，探究植物激素茉莉酸（JA）和赤霉素（GA）影响花青苷生物合成的分子机制。 (1)JA和GA通过影响花青苷合成基因的表达，进而对花青苷的合成起到_____作用。 (2)已知B蛋白促进花青苷合成基因的转录，A蛋白可以与B蛋白结合。利用基因工程技术，在苹果果皮细胞中过表达A蛋白和抑制B蛋白表达，检测果皮花青苷含量，结果如图1。将一定浓度B蛋白与系列浓度A蛋白混合后，再加入花青苷合成基因的启动子DNA片段，一段时间后，电泳检测DNA所在位置，结果如图2。 据图1可知，_____。图2结果表明，A蛋白可以增强B蛋白的作用，且作用效果与浓度呈正相关。请补充图2中4、5、6组泳道的条带。_____ (3)Z蛋白和L蛋白分别是JA和GA信号转导过程的关键因子。Z蛋白通过与A蛋白结合抑制其发挥作用。将黄色荧光蛋白基因（YFP）分为两段（YFPN与YFPC），分别与A蛋白基因和Z蛋白基因融合构建表达载体，转入烟草叶片表皮细胞中表达，同时转入L蛋白基因，并用GA处理，检测荧光，结果如图3。 荧光强度相对值对照组的处理是_____。分析图3可得出GA影响Z蛋白功能的机制是_____。 (4)综合以上研究，能否得出“JA和GA在影响花青苷生物合成方面具有协同作用”的结论，请阐述理由：_____。 【答案】(1)调节 (2) A蛋白促进花青苷生物合成依赖于B蛋白 (3) 导入含有A-YFPN、Z-YFPC融合基因的质粒，以及不含L蛋白基因的空质粒 L蛋白干扰A蛋白与Z蛋白的相互作用，GA可部分阻遏L蛋白的作用 (4)不能。GA通过信号转导过程抑制花青苷的合成；Z蛋白对花青苷合成起抑制作用，但JA对Z蛋白的作用并不清楚，JA不一定抑制花青苷的合成 【详解】（1）植物激素通过影响基因表达来调节生理过程，JA和GA通过影响花青苷合成基因的表达，进而对花青苷的合成起到调节作用。 （2）①由图1看，“过表达A蛋白”组花青苷含量显著高于对照组，但在抑制B蛋白表达的情况下过表达 A蛋白花青苷的含量虽仍然高于对照组但明显下降，故A蛋白促进花青苷生物合成依赖于B蛋白。 ②根据“A蛋白可以增强B蛋白的作用，且作用效果与浓度呈正相关”，A蛋白浓度越高，B蛋白与花青苷合成基因启动子DNA片段结合越强，因此“与蛋白结合的DNA片段”条带宽度变宽，“游离DNA片段”条带宽度变窄。实验中④⑤⑥组A蛋白浓度依次升高，故补充图2中4、5、6组泳道的条带后的图像如下： （3）①对照组需排除无关变量，所以荧光强度相对值对照组的处理是导入含有A-YFPN、Z-YFPC融合基因的质粒，以及不含L蛋白基因的空质粒。 ②图3中，“L蛋白”组荧光强度低于对照组，说明L蛋白干扰A蛋白与Z蛋白的相互作用；“L蛋白 + GA”组荧光强度高于“L蛋白”组，说明GA可部分阻遏L蛋白的作用。故分析图3可得出GA影响Z蛋白功能的机制是L蛋白干扰A蛋白与Z蛋白的相互作用，GA可部分阻遏L蛋白的作用。 （4）综合以上研究，GA通过信号转导过程抑制花青苷的合成；Z蛋白对花青苷合成起抑制作用，但JA对Z蛋白的作用并不清楚，JA不一定抑制花青苷的合成，所以不得出“JA和GA在影响花青苷生物合成方面具有协同作用”的结论。 1．（2025·北京·高考真题）1958年，Meselson和Stahl通过15N标记DNA的实验，证明了DNA的半保留复制。关于这一经典实验的叙述正确的是（    ） A．因为15N有放射性，所以能够区分DNA的母链和子链 B．得到的DNA带的位置有三个，证明了DNA的半保留复制 C．将DNA变成单链后再进行离心也能得到相同的实验结果 D．选择大肠杆菌作为实验材料是因为它有环状质粒DNA 【答案】B 【详解】A 、15N没有放射性，它与14N只是氮元素的不同同位素，质量不同，可通过密度梯度离心技术区分含不同氮元素的DNA，进而区分DNA的母链和子链，A错误； B、在15N标记 DNA 的实验中，得到的 DNA 带的位置有轻带（两条链都含14N）、中带（一条链含14N，一条链含15N）、重带（两条链都含15N）三个。根据不同代 DNA 在离心后出现的这些带的位置和比例，证明了 DNA 的半保留复制，B正确； C、若将DNA解链为单链后离心，无论是全保留还是半保留复制，都是只有两条条带，不能证明DNA的半保留复制，C错误； D、选择大肠杆菌作为实验材料是因为大肠杆菌繁殖快，容易培养，能在短时间内获得大量的子代，便于观察实验结果，而不是因为它有环状质粒DNA，D错误。 故选B。 2．（2024·北京·高考真题）摩尔根和他的学生们绘出了第一幅基因位置图谱，示意图如图，相关叙述正确的是（    ） 果蝇X染色体上一些基因的示意图 A．所示基因控制的性状均表现为伴性遗传 B．所示基因在Y染色体上都有对应的基因 C．所示基因在遗传时均不遵循孟德尔定律 D．四个与眼色表型相关基因互为等位基因 【答案】A 【详解】A、 图为X染色体上一些基因的示意图，性染色体上基因控制的性状总是与性别相关联，图所示基因控制的性状均表现为伴性遗传，A正确； B、X染色体和Y染色体存在非同源区段，所以Y染色体上不一定含有与 所示基因对应的基因，B错误； C、在性染色体上的基因（位于细胞核内）仍然遵循孟德尔遗传规律，因此，图所示基因在遗传时遵循孟德尔分离定律，C错误； D、等位基因是指位于一对同源染色体相 同位置上，控制同一性状不同表现类型的基因，图中四个与眼色表型相关基因位于同一条染色 体上，其基因不是等位基因，D错误。 故选A。 3．（2024·北京·高考真题）科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲，依据的是DNA的（    ） A．元素组成 B．核苷酸种类 C．碱基序列 D．空间结构 【答案】C 【详解】A、DNA的元素组成都是C、H、O、N、P，A不符合题意； B、DNA分子的核苷酸种类只有4种，B不符合题意； C、每种DNA的碱基序列不同，“尼安德特人”与现代人的DNA 碱基序列有相似部分，证明“尼安德特人”与现代人是近亲，C符合题意； D、DNA的空间结构都是规则的双螺旋结构，D不符合题意。 故选C。 4．（2021·北京·高考真题）酵母菌的DNA中碱基A约占32%，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% 【答案】D 【详解】A、DNA分子为半保留复制，复制时遵循A-T、G-C的配对原则，则DNA复制后的A约占32%，A正确； B、酵母菌的DNA中碱基A约占32%，则A=T=32%，G=C=（1-2×32%）/2=18%，B正确； C、DNA遵循碱基互补配对原则，A=T、G=C，则（A+G）/（T+C）=1，C正确； D、由于RNA为单链结构，且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来，故RNA中U不一定占32%，D错误。 故选D。 5．（2025·北京·高考真题）植物的光合作用效率与叶绿体的发育（形态结构建成）密切相关。叶绿体发育受基因的精细调控，以适应环境。科学家对光响应基因BG在此过程中的作用进行了研究。 (1)实验中发现一株叶绿素含量升高的拟南芥突变体。经鉴定，其BG基因功能缺失，命名为bg。图1是使用_________观察到的叶绿体亚显微结构。与野生型相比，可见突变体基粒（“[”所示）中的_________增多。 (2)已知GK蛋白促进叶绿体发育相关基因的转录，BG蛋白可以与GK蛋白结合。研究者构建了GK功能缺失突变体gk（叶绿素含量降低）及双突变体bggk。对三种突变体进行观察，发现双突变体的表型与突变体__________相同，由此推测BG通过抑制GK的功能影响叶绿体发育。 (3)为进一步证明BG对GK的抑制作用并探索其作用机制，将一定浓度的GK蛋白与系列浓度BG蛋白混合后，再加入GK蛋白靶基因CAO的启动子DNA片段，反应一段时间后，经电泳检测DNA所在位置，结果如图2。分析实验结果可得出BG抑制GK功能的机制是___________。 (4)基于突变体bg的表型，从进化与适应的角度推测光响应基因BG存在的意义_______。 【答案】(1) 电子显微镜 类囊体 (2)gk (3)BG 通过与 CAO 启动子 DNA 片段竞争结合 GK 蛋白，从而抑制 GK 与 CAO 启动子 DNA 片段的结合 (4)BG响应光照强度变化，调控植物叶绿体发育（叶绿素含量），以实现不同光照条 件下光合效率最大化 【详解】（1）观察叶绿体亚显微结构需要使用电子显微镜。因为光学显微镜的分辨率有限，无法观察到叶绿体内部的精细结构，而电子显微镜能够提供更高的分辨率，从而清晰地看到叶绿体的亚显微结构。基粒是由类囊体堆叠而成的结构。与野生型相比，突变体叶绿素含量升高，且 BG 基因功能缺失，观察可知突变体基粒中的类囊体（片层）增多。因为叶绿素主要分布在类囊体薄膜上，类囊体增多可能是导致叶绿素含量升高的原因之一。 （2）已知 GK 蛋白促进叶绿体发育相关基因的转录，BG 蛋白可以与 GK 蛋白结合。GK 功能缺失突变体 gk 叶绿素含量降低，若 BG 通过抑制 GK 的功能影响叶绿体发育，那么双突变体 bggk 中，由于 GK 本身功能缺失，BG 也无法发挥抑制 GK 的作用，此时双突变体的表型应该与 gk 突变体相同。 （3）观察图 2 可知，随着 BG 蛋白与 GK 蛋白浓度比的增大，与 GK 蛋白结合的 DNA 片段逐渐减少，游离 DNA 片段逐渐增多。 这表明 BG 蛋白的存在阻碍了 GK 蛋白与 CAO 启动子 DNA 片段的结合 。因为 GK 蛋白要发挥功能，需要与靶基因 CAO 的启动子 DNA 片段结合来调控基因表达，而 BG 蛋白浓度越高，这种结合就越少。所以，BG 抑制 GK 功能的机制是 BG 通过与 CAO 启动子 DNA 片段竞争结合 GK 蛋白，从而抑制 GK 与 CAO 启动子 DNA 片段的结合。 （4）从进化与适应的角度来看，生物体内的基因存在必然是对生物的生存和繁衍有积极意义的。突变体 bg 由于缺乏光响应基因 BG，其表型可能在某些环境条件下不利于生存。而正常存在光响应基因 BG 时，植物可以通过 BG 对光信号做出响应，从而更好地调节自身的生理过程，例如，在光照过强时，BG 基因表达产物可能通过抑制 GK 功能，调节相关基因表达，避免植物因光照过强而受到伤害；在光照较弱时，可能通过调节使植物更好地利用有限的光能进行光合作用等。这使得植物在不同的光照环境中能够更有效地进行光合作用，获取能量，提高自身的生存和繁殖能力，以适应复杂多变的环境。 6．（2024·北京·高考真题）灵敏的嗅觉对多数哺乳动物的生存非常重要，能识别多种气味分子的嗅觉神经元位于哺乳动物的鼻腔上皮。科学家以大鼠为材料，对气味分子的识别机制进行了研究。 (1)嗅觉神经元的树突末梢作为感受器，在气味分子的刺激下产生___________，经嗅觉神经元轴突末端与下一个神经元形成的___________将信息传递到嗅觉中枢，产生嗅觉。 (2)初步研究表明，气味受体基因属于一个大的基因家族。大鼠中该家族的各个基因含有一些共同序列（保守序列），也含有一些有差异的序列（非保守序列）。不同气味受体能特异识别相应气味分子的关键在于___________序列所编码的蛋白区段。 (3)为了分离鉴定嗅觉神经元中的气味受体基因，科学家依据上述保守序列设计了若干对引物（图甲），利用PCR技术从大鼠鼻腔上皮组织mRNA的逆转录产物中分别扩增基因片段，再用限制酶HinfⅠ对扩增产物进行充分酶切。图乙显示用某对引物扩增得到的PCR产物（A）及其酶切片段（B）的电泳结果。结果表明酶切片段长度之和大于PCR产物长度，推断PCR产物由___________组成。 (4)在上述实验基础上，科学家们鉴定出多种气味受体，并解析了嗅觉神经元细胞膜上信号转导的部分过程（图丙）。 如果钠离子通道由气味分子直接开启，会使嗅觉敏感度大大降低。根据图丙所示机制，解释少量的气味分子即可被动物感知的原因______。 【答案】(1) 兴奋/动作电位/神经冲动 突触 (2)非保守 (3)长度相同但非保守序列不同的DNA片段 (4)少量的气体分子通过活化的G蛋白、活化的C酶，在C酶的催化下合成大量的cAMP使Na+通道打开，Na+内流，神经元细胞膜上产生动作电位，气味分子被动物感知 【详解】（1）气味分子刺激感受器产生兴奋。嗅觉神经元轴突末端、神经元间隙与下一个神经元组成突触，包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。 （2）不同气味受体能特异性识别相应气味分子的关键在于蛋白质中结构不同的部分，由非保守序列编码。 （3）由图可知，PCR产物含保守序列和非保守序列，若非保守序列不同，酶切产物的长度可能不同，导致酶切片段长度之和大于PCR产物长度，因此PCR产物由长度相同但非保守序列不同的DNA片段组成。 （4）由图丙可知，少量的气体分子通过活化G蛋白使得C酶活化，在C酶的催化下，由ATP合成大量的cAMP ，促使Na+通道打开，Na+内流，导致神经元细胞膜上产生动作电位，气味分子被动物感知。 7．（2023·北京·高考真题）变胖过程中，胰岛B细胞会增加。增加的B细胞可能源于自身分裂（途径I），也可能来自胰岛中干细胞的增殖、分化（途径Ⅱ）。科学家采用胸腺嘧啶类似物标记的方法，研究了L基因缺失导致肥胖的模型小鼠IK中新增B细胞的来源。 (1)EdU和BrdU都是胸腺嘧啶类似物，能很快进入细胞并掺入正在复制的DNA中，掺入DNA的EdU和BrdU均能与___________互补配对，并可以被分别检测。未掺入的EdU和BrdU短时间内即被降解。 (2)将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中，各孔同时加入EdU，随后每隔一定时间向一组培养孔加入BrdU，再培养十几分钟后收集该组孔内全部细胞，检测双标记细胞占EdU标记细胞的百分比（如图）。图中反映DNA复制所需时长的是从___________点到___________点。 (3)为研究变胖过程中B细胞的增殖，需使用一批同时变胖的小鼠。为此，本实验使用诱导型基因敲除小鼠，即饲喂诱导物后小鼠的L基因才会被敲除，形成小鼠IK。科学家利用以下实验材料制备小鼠IK： ①纯合小鼠Lx：小鼠L基因两侧已插入特异DNA序列（x），但L的功能正常；②Ce酶基因：源自噬菌体，其编码的酶进入细胞核后作用于x，导致两个x间的DNA片段丢失；③Er基因：编码的Er蛋白位于细胞质，与Er蛋白相连的物质的定位由Er蛋白决定；④口服药T：小分子化合物，可诱导Er蛋白进入细胞核。请完善制备小鼠IK的技术路线：______________________→连接到表达载体→转入小鼠Lx→筛选目标小鼠→____________→获得小鼠IK。 (4)各种细胞DNA复制所需时间基本相同，但途径I的细胞周期时长（t1）是途径Ⅱ细胞周期时长（t2）的三倍以上。据此，科学家先用EdU饲喂小鼠IK，t2时间后换用BrdU饲喂，再过t2时间后检测B细胞被标记的情况。研究表明，变胖过程中增加的B细胞大多数来源于自身分裂，与之相应的检测结果应是_________________________。 【答案】(1)A/腺嘌呤 (2) Q R (3) 将Ce酶基因和Er基因连接 饲喂口服药T (4)大多数B细胞没有被BrdU标记 【详解】（1）分析题意可知，EdU和BrdU都是胸腺嘧啶（T）类似物，根据碱基互补配对的原则可知，掺入DNA的EdU和BrdU均能与A（腺嘌呤）互补配对，并可以被分别检测。 （2）DNA分子复制时会发生模板链与子链的碱基互补配对，据题可知，将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中，各孔同时加入EdU，则EdU会与A结合，导致子链出现放射性，随后每隔一定时间向一组培养孔加入BrdU，则BrdU也会与A结合，使放射性增强，最终实现双标记，随复制完成达到峰值，故结合题图可知，图中反映DNA复制所需时长的是从Q点到R点。　 （3）分析题意，要制备IK小鼠，需要用诱导型基因敲除小鼠，而饲喂诱导物后小鼠的L基因才会被敲除，结合所给实验材料及药物可知，制备小鼠IK的技术路线为：将Ce酶基因和Er基因连接（Ce酶可作用于x，导致两个x间的DNA片段丢失）→连接到表达载体→转入小鼠Lx→筛选目标小鼠→饲喂口服药T（诱导Er蛋白进入细胞核）→获得小鼠IK。 （4）据题可知，变胖过程中增加的B细胞可能源于自身分裂（途径I），也可能来自胰岛中干细胞的增殖、分化（途径Ⅱ），由于但途径I的细胞周期时长（t1）是途径Ⅱ细胞周期时长（t2）的三倍以上，若先用EdU饲喂小鼠IK，各种细胞DNA复制所需时间基本相同，t2时间已经经过一个细胞周期，所有的细胞应都含有EdU标记，实验假设是变胖过程中增加的B细胞大多数来源于自身分裂，即来源于途径I，该过程已经复制的B细胞直接分裂，不会再有DNA复制过程，故t2时间后用BrdU饲喂则不起作用，即大多数B细胞没有被BrdU标记。 8．（2021·北京·高考真题）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 【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 2、启动子是位于基因的首端，是一段特殊的DNA序列，用于驱动基因的转录。 【详解】（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）结合题意可知，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）结合题意可知，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）分析题意可知，本实验的目的是验证T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累，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。 / 学科网（北京）股份有限公司 $