第1篇 10 大概念五 课时1 基因的本质和表达（Word讲义）-【金版新学案】2026年高考生物学大二轮专题复习与测试（不定项）

课时1　基因的本质和表达 [自我校对]　①双螺旋结构　②通常是有遗传效应的DNA片段　③特定的碱基排列顺序　④有丝分裂间期和减数分裂前的间期　⑤边解旋边复制　⑥DNA的一条链　⑦mRNA　⑧酶的合成　　 1．判断下列有关DNA是主要的遗传物质的实验的叙述的正误 (1)(2024·贵州卷)注射加热致死的S型肺炎链球菌，小鼠不死亡，推测S型肺炎链球菌的DNA被破坏。(×) (2)(2023·天津卷)艾弗里证明DNA是肺炎链球菌的转化因子和探究抗生素对细菌的选择作用都利用了“减法原理”。(×) (3)(2022·广东卷)赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质。(√) (4)(2022·河北卷)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。(√) 2．判断下列有关DNA结构和复制的叙述的正误 (1)(2024·北京卷)科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲，依据的是DNA的碱基序列。(√) (2)(2022·广东卷)沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式。(×) (3)(2022·河北卷)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。(√) (4)(2022·重庆卷)DNA半保留复制是以DNA双螺旋结构模型为理论基础的。(√) 3．判断下列有关基因的本质及其指导蛋白质合成的叙述的正误 (1)(2024·湖北卷)某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5′-ATT-3′。(×) (2)(2024·江苏卷)药物DIC是一种嘌呤类生物合成的前体，能干扰嘌呤的合成，细胞中蛋白质的合成不会受DIC的影响。(×) (3)(2023·山东卷)rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子。(×) (4)(2023·广东卷)RNA逆转录现象的发现是对中心法则的补充。(√) (5)(2022·河北卷)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。(√) 4．判断下列有关基因表达与性状的关系的叙述的正误 (1)(2024·广西卷)自身基因表达和表型发生变化的现象，称为表观遗传。(×) (2)(2024·广东卷)短暂地抑制果蝇幼虫中PcG蛋白(具有组蛋白修饰功能)的合成，会启动原癌基因zfh1的表达，导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于表观遗传。(√) (3)(2023·天津卷)癌细胞来源的某种酶，比正常细胞来源的同种酶活性低，原因不可能是酶基因启动子发生甲基化。(√) 保分点一　探究遗传物质本质的相关实验 1．(2024·甘肃卷)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．噬菌体侵染细菌实验中，用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA，发现其DNA进入宿主细胞后，利用自身原料和酶完成自我复制 D．烟草花叶病毒实验中，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状 答案：D 解析：格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验未单独研究每种物质的作用，A错误；在肺炎链球菌的体外转化实验中，利用自变量控制中的“减法原理”设置对照实验，最终证明了DNA是转化因子，B错误；噬菌体的DNA进入宿主细胞后，以自身DNA为模板，利用宿主细胞的原料和酶完成自我复制，C错误；烟草花叶病毒实验中，从烟草花叶病毒中提取的蛋白质不能使烟草感染病毒，而从这些病毒中提取的RNA可使烟草感染病毒，D正确。 2．(2022·海南卷)某团队从表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(　　) 　材料及标记 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 答案：C 解析：15N是稳定同位素，不含放射性。T2噬菌体侵染大肠杆菌时仅将DNA注入大肠杆菌内，蛋白质外壳留在细胞外，经实验处理后主要分布于上清液中，而沉淀物主要为含有亲代T2噬菌体DNA的大肠杆菌，故②组的放射性物质主要分布在沉淀物中，③组的上清液和沉淀物均有放射性，④组的放射性物质主要分布在上清液中。并且想要验证DNA是遗传物质，应使用32P和35S分别标记T2噬菌体的DNA和蛋白质外壳进行侵染实验，故选C。 ◎(2025·江西萍乡一模)在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，实验条件的变化会影响实验结果。分别用35S、32P标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌(分别记为甲组、乙组)，经保温(35～40 ℃)、搅拌和离心后，检测甲、乙两组上清液及沉淀物的放射性强度变化。下列叙述正确的是(　　) A．若只延长保温时间，则甲组上清液的放射性强度减小 B．若只缩短搅拌时间，则甲组沉淀物的放射性强度增大 C．若保温的温度过低，则乙组沉淀物的放射性强度增大 D．若将搅拌步骤省略，则甲组沉淀物的放射性强度减小 答案：B 解析：若只延长保温时间，其余操作正常，会有部分大肠杆菌裂解，将子代T2噬菌体释放，甲组上清液中放射性强度基本不变，A错误；若只缩短搅拌时间，其余操作正常，会有部分T2噬菌体未与大肠杆菌分离，甲组沉淀物中放射性强度增大，B正确；若保温的温度过低，T2噬菌体侵染大肠杆菌的速度会减慢，乙组沉淀物中放射性强度减小，C错误；若将搅拌步骤省略，吸附在大肠杆菌表面的T2噬菌体不能与大肠杆菌分离，导致离心后甲组沉淀物中放射性强度增大，D错误。 1．纠正肺炎链球菌转化实验的两个易错认知 (1)肺炎链球菌转化实验的实质并不是基因突变 肺炎链球菌转化实验是将S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，使受体细胞获得了新的遗传信息，即发生了基因重组。 (2)肺炎链球菌转化实验中并非所有的R型细菌都被转化 由于转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响，因此转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，只是少部分R型细菌被转化成S型细菌。 2．理解噬菌体侵染大肠杆菌实验中的标记现象疑点 (1)32P标记噬菌体的DNA，因DNA注入到大肠杆菌内，而大肠杆菌经搅拌、离心分布到沉淀物中，故32P主要出现在沉淀物中。35S标记噬菌体的蛋白质，因噬菌体的蛋白质外壳经搅拌、离心分布到上清液中，故35S主要出现在上清液中。 (2)不用14C、3H、18O、15N标记噬菌体的原因是蛋白质和DNA分子中都含有C、H、O、N，且18O、15N不具放射性，是稳定同位素，因此无法确认被标记的是何种物质。 保分点二　DNA的结构和复制 1．(2024·浙江6月选考)下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是(　　) A．磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架 B．双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高 C．两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化 D．若一条链的G＋C占47%，则另一条链的A＋T也占47% 答案：A 解析：DNA的外侧是由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是由碱基通过氢键连接形成的碱基对，A正确；双链DNA中G—C碱基对占比越高，DNA热变性温度越高，B错误；DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键，C错误；互补的碱基在单链上所占的比例相等，若一条链的G＋C占47%，则另一条链的G＋C也占47%，A＋T占1－47%＝53%，D错误。 2．(2025·北京卷)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 解析：15N属于稳定同位素，不具有放射性，A错误。亲代大肠杆菌离心后出现一条DNA带(15N/15N-DNA)，位置靠近试管的底部；转移培养后第一代细菌的DNA离心后，试管中也只有一条DNA带(15N/14N-DNA)，位置居中；第二代细菌的DNA离心后，试管中出现两条带，一条带位置居中(15N/14N-DNA)，另一条带的位置更靠上(14N/14N-DNA)，因此得到的DNA带的位置有三个，证明了DNA的半保留复制，B正确。将DNA变成单链后再进行离心，只能得到15N—DNA和14N—DNA两条带，与实验结果不同，C错误。大肠杆菌易培养、繁殖快，因此选择大肠杆菌作为实验材料，D错误。 ◎(2025·河南安阳一模)在一个正在复制的DNA分子中，亲代链正在分离、子链正在合成的区域称为复制叉。如图为大肠杆菌体内质粒复制过程的示意图，箭头方向为子链的延伸方向，a表示两个复制叉之间未复制的DNA片段。下列相关叙述正确的是(　　) A．复制叉处有解旋酶分布，b、c的碱基序列相同 B．在复制过程中，a长度逐渐变短，b、c长度逐渐变长 C．复制过程中两条子链都按照3′端→5′端的方向进行延伸 D．双向复制机制提高了复制速度，保证了复制的准确进行 答案：B 解析：DNA复制离不开解旋酶，b、c的碱基序列互补，A错误；a表示两个复制叉之间未复制的DNA片段，在复制过程中逐渐变短，b、c表示正在合成的子链，长度逐渐变长，B正确；DNA为反向平行的结构，在DNA复制过程中，新合成的子链是按照5′端→3′端的方向进行延伸的，C错误；双向复制机制主要是提高了复制速度，严格的碱基互补配对原则保证了复制的准确进行，D错误。 1．纠正对DNA分子结构和复制的四个错误认知 (1)DNA分子中嘌呤数并不都等于嘧啶数 DNA分子一般为“双螺旋结构”，但也有些DNA分子呈“单链”结构，在“单链”DNA分子中嘌呤数与嘧啶数可能相等也可能不相等。 (2)氢键≠磷酸二酯键 在DNA双链中，氢键连接的是碱基，如A与T之间通过两个氢键相连，而G与C之间通过三个氢键相连。磷酸二酯键连接的是脱氧核苷酸或核糖核苷酸。 (3)DNA分子复制并不只发生于细胞核中 细胞生物中凡存在DNA分子的场所均可进行DNA分子的复制，其场所除细胞核外，还包括叶绿体、线粒体、原核细胞的拟核等。 (4)DNA病毒并不能独立进行DNA复制 病毒的DNA复制必须借助宿主细胞完成，病毒的DNA分子复制时，其提供模板，其他条件(包括场所、原料、酶、能量等)均由宿主细胞提供。 2．理解DNA的半不连续复制现象疑点 (1)连续复制链(前导链)复制方向与解旋方向相同，不连续复制链(后随链)复制方向与解旋方向相反，合成一些小的不连续片段。 (2)连续复制链(前导链)：切除引物后，子链会比母链短一截，这就是端粒DNA在每次细胞分裂后缩短的原因，可由端粒酶延长。 (3)不连续复制链(后随链)：切除引物后继续延长子链，补充切除引物留下的空隙。各个片段由DNA连接酶将其连成一条完整的DNA子链。 保分点三　基因表达 1．(2024·安徽卷)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 答案：C 解析：线粒体和叶绿体中都有DNA，二者均是半自主细胞器，其基因转录时使用各自的RNA聚合酶，A正确；DNA发生甲基化修饰，会抑制RNA聚合酶与DNA的结合，从而影响基因的转录，可影响基因表达，B正确；由表可知，RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，但种类不同，说明两种酶识别的启动子序列不同，C错误；RNA聚合酶的本质是蛋白质，据表可知，RNA聚合酶Ⅰ定位在核仁中，因此编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质(核糖体)中翻译，产物最终定位在核仁发挥作用，D正确。 2．(2025·河北卷)M和N是同一染色体上两个基因的部分序列，其转录方向如图所示。表中对M和N转录产物的碱基序列分析正确的是(　　) 编号 M的转录产物 编号 N的转录产物 ① 5′-UCUACA-3′ ③ 5′-AGCUGU-3′ ② 5′-UGUAGA-3′ ④ 5′-ACAGCU-3′ A．①③　 B．①④　 C．②③　 D．②④ 答案：C 解析：转录的方向为DNA模板链的3′端→5′端，由图可知，M转录的模板链的部分序列为5′-TCTACA-3′，N转录的模板链的部分序列为5′-ACAGCT-3′，因此，M转录产物的部分碱基序列为5′-UGUAGA-3′，N转录产物的部分碱基序列为5′-AGCUGU-3′，C正确。 ◎(2025·辽宁大连一模)动物细胞中遗传信息传递时某过程示意图如下，下列叙述正确的是(　　) A．发生该过程标志着细胞开始分化 B．基因1和基因2发生该过程时的模板链不同 C．产物与模板链的互补链的碱基排列顺序相同 D．基因1的启动子在其下游，基因2的启动子在其上游 答案：B 解析：启动子是DNA上的一个特定区域，通常位于基因的上游(即5′端)，负责调控基因转录的起始，该过程为转录，发生转录不能标志着细胞开始分化，A错误；基因1和基因2发生该过程时的模板链不同，B正确；产物与模板链的互补链的碱基排列顺序不相同[产物(RNA)中U的位置，在模板链的互补链为T]，C错误；基因1和基因2的启动子都在其上游，D错误。 1．纠正基因表达中的4个错误认知 (1)转录的产物并不是只有mRNA 转录的产物不只有mRNA，还有tRNA和rRNA等，所以准确来说，转录的产物是RNA。 (2)DNA聚合酶≠RNA聚合酶≠DNA解旋酶 DNA聚合酶的作用是将游离的脱氧核苷酸组成脱氧核苷酸长链。RNA聚合酶有两大作用：一是在转录的过程中，把DNA分子的双螺旋结构解开，得到转录的模板链，二是将游离的核糖核苷酸组成核糖核苷酸长链。DNA解旋酶的作用是解开DNA分子的双螺旋结构。 (3)密码子≠反密码子 mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基叫作1个密码子。每个tRNA上有3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子。 (4)模板链≠编码链 DNA分子中的模板链与编码链互补配对，模板链与mRNA互补配对，所以编码链与mRNA碱基序列不完全相同(编码链上是T，则mRNA上是U)，编码链与反密码子碱基序列互补。 2．理解基因表达过程中的方向问题疑点(图中b链为该基因转录时的模板链) (1)基因启动子端是模板链的3′端。 (2)RNA链的合成方向跟DNA复制一样也是5′端→3′端。 (3)密码子按照5′端→3′端的方向读取。核糖体按照5′端→3′端的方向在mRNA上移动，产生的多肽链则是从氨基端开始到羧基端结束。当核糖体移动到终止密码子时翻译结束。 争分点　基因表达的调控(表观遗传、RNA干扰、操纵子等) ◎(2025·江苏卷)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 解析：由图可知，甲基化修饰发生在mRNA上，即图中甲基化的碱基位于核糖核苷酸链上，图中甲基化影响翻译过程，没有影响转录过程，A、B错误；由图可知，被蛋白Y结合的甲基化修饰的mRNA可以正常表达出肽链，没有被蛋白Y结合的甲基化修饰的mRNA则被降解，不能翻译产生蛋白质，C错误；DNA的碱基甲基化也属于表观遗传，也可引起表观遗传效应，D正确。 1．表观遗传 (1)DNA的甲基化与基因表达 (2)组蛋白的甲基化和乙酰化 组蛋白是组成染色质的主要蛋白，组蛋白的乙酰化和甲基化修饰影响染色质的结构和基因表达。组蛋白中赖氨酸乙酰化有利于基因表达，而组蛋白不同部位的精氨酸或赖氨酸甲基化可能促进或抑制基因表达。 (3)RNA干扰 RNA干扰(RNAi)主要是对mRNA进行干扰，起作用的有miRNA和siRNA。miRNA是由基因组内源DNA编码产生，其可与目标mRNA配对，影响核糖体的移动，作用过程如图1；siRNA主要来源于外来生物，例如寄生在宿主体内的病毒会产生异源双链RNA(dsRNA)，dsRNA经过酶2的加工后成为siRNA，可引起基因沉默，作用过程如图2。 (4)X染色体失活 是“强制性的男女平等”。雌性动物体细胞中X染色体的失活遵循n－1规律：不管有多少条X染色体，除了一条以外其余的都失活。染色体失活是一个与基因沉默相关的过程。这些变化使失活的X染色体形成巴氏小体。虽然在体细胞中失活的X染色体非常稳定，但在正常发育过程中的一些情况下，整条染色体还可以再被激活。例如，在发育中的原始生殖细胞内，可以激活失活的X染色体。 (5)基因(组)印记 指因亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象，DNA甲基化就是基因组印记的重要方式之一。在印记基因中，来自亲本的“印记”在子一代体细胞的有丝分裂中保持终生；但在子一代的原始生殖细胞中，甲基化都会被清除，然后形成配子时，甲基化模式都会被重新设定。 2．操纵子 原核细胞基因表达调控的一种结构形式，下图为大肠杆菌乳糖操纵子模型，P为RNA聚合酶结合位点，lacZ、lacY、lacA为三种结构基因，阻遏蛋白与操纵基因(O)结合会抑制RNA聚合酶与P的结合，阻遏蛋白的作用可以被乳糖解除。 1．(不定项)(2025·山东名校联盟高三联考)性染色体组成为XX的生物往往会有一条X染色体随机失活。研究发现，X染色体上存在一个活性基因XIST，其编码的小分子RNA与X染色体上大多数基因结合，使这些基因活性被抑制，从而使该条染色体失活，而活性染色体上的XIST基因则处于沉默状态。DNA甲基转移酶基因的敲除能阻止XIST基因的沉默。下列说法正确的是(　　) A．失活的X染色体上有表达基因，未失活的X染色体上有沉默基因 B．DNA甲基转移酶可能作用于XIST基因的启动子处停止其转录过程，从而使染色体失活 C．X染色体上大多数基因的失活机理与XIST基因的沉默机理不相同 D．该随机失活现象会使X染色体上的某些基因编码的酶或其他产物在两种性别中的含量近乎相等 答案：ACD 解析：失活的X染色体上存在一个活性基因XIST，其编码的小分子RNA与X染色体上大多数基因结合，使这些基因活性被抑制，而活性染色体上的XIST基因则处于沉默状态，说明失活的X染色体上有表达基因，未失活的X染色体上有沉默基因，A正确；活性基因XIST编码的小分子RNA与X染色体失活有关，DNA甲基转移酶可能作用于XIST基因的启动子处促进其转录过程，从而使染色体失活，B错误；DNA甲基转移酶基因的敲除能阻止XIST基因的沉默，说明DNA甲基转移酶基因表达的DNA甲基转移酶通过使XIST基因甲基化而导致XIST基因的沉默，而X染色体上大多数基因的失活机理则是活性基因XIST编码的小分子RNA与X染色体上大多数基因结合，使这些基因活性被抑制，C正确；性染色体组成为XX的雌性生物往往会有一条X染色体随机失活，使得失活的X染色体上大多数基因活性被抑制，因此该随机失活现象会使X染色体上的某些基因编码的酶或其他产物在两种性别中的含量近乎相等，D正确。 2．(2025·河北沧州一模)操纵子是原核细胞中基因表达调控的一种结构。下图为大肠杆菌乳糖操纵子模型，其中lacZ、lacY、lacA为三种结构基因，在其上游有三个对结构基因起调控作用的核苷酸序列R、P、O，P序列中含有RNA聚合酶结合位点，阻遏蛋白与O序列结合会抑制RNA聚合酶与P序列的结合。下列叙述正确的是(　　) A．R序列的表达产物与O序列结合会抑制结构基因的表达 B．①和②过程中的碱基互补配对方式相同 C．该模型中的三种结构基因在染色体上呈线性排列 D．P序列中有能与RNA聚合酶结合的起始密码子 答案：A 解析：R序列的表达产物—阻遏蛋白与O序列结合，会抑制RNA聚合酶与P序列的结合，无法开始转录，结构基因不能表达，A正确；①和②分别表示转录和翻译过程，两过程中的碱基互补配对分别发生在DNA与mRNA、mRNA与tRNA之间，配对方式不完全相同，B错误；图为大肠杆菌乳糖操纵子模型，大肠杆菌是原核生物，没有染色体，C错误；起始密码子分布在mRNA上，P序列中有启动子，D错误。 课时训练10　基因的本质和表达 (时间：40分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (1－8题每小题3分，共24分) 保分点一　探究遗传物质本质的相关实验 1．(2025·辽宁部分学校高三期末)科学家们围绕“核酸是遗传物质的证据”进行了许多相关实验。有关说法中正确的是(　　) A．肺炎链球菌活体细菌转化实验中，整合到R型细菌内的DNA片段所携带基因的表达产物是荚膜多糖 B．肺炎链球菌活体细菌转化实验中，S型细菌在小鼠体内以无丝分裂方式大量繁殖 C．肺炎链球菌离体细菌转化实验中，DNA、蛋白质和荚膜多糖可以完全分开 D．噬菌体侵染细菌的实验中，通过同位素示踪技术区分蛋白质与DNA，证明了DNA是遗传物质 答案：D 解析：荚膜多糖不是基因表达的产物，基因表达的产物是蛋白质或RNA，A错误；肺炎链球菌活体细菌转化实验中，S型细菌在小鼠体内以二分裂方式大量繁殖，B错误；肺炎链球菌离体细菌转化实验中，DNA、蛋白质和荚膜多糖不能完全分开，C错误；噬菌体侵染细菌的实验中，通过同位素示踪技术区分蛋白质与DNA存在的部位，发现使亲子代细胞间具有连续性的物质是DNA，因而证明了DNA是遗传物质，D正确。 2．(2025·广东肇庆二模)朊病毒侵入牛体内后，可以诱导牛脑部组织细胞中的蛋白PrPc的空间结构发生改变，成为蛋白PrPSc，实现朊病毒的增殖，最终引起疯牛病。某小组设计实验如下，结果证实了朊病毒是不含核酸且具有感染性的蛋白质。下列叙述正确的是(　　) A．操作①②提取的朊病毒中分别含有35S、32P B．搅拌后离心的目的是使牛脑部组织细胞裂解释放朊病毒 C．甲试管上清液和沉淀物的实验现象一定与乙试管不同 D．子代蛋白PrPSc的形成场所是牛脑部组织细胞中的核糖体 答案：C 解析：由于朊病毒的元素组成是C、H、N、O、S，故32P不会出现在朊病毒中，A错误；搅拌后离心的目的是使牛脑部组织细胞与吸附在细胞表面的朊病毒分离，B错误；甲试管上清液和沉淀物中可能都含有放射性，乙试管上清液和沉淀物中都没有放射性，C正确；朊病毒诱导牛脑部组织细胞中的蛋白PrPc的空间结构发生改变，成为蛋白PrPSc，实现朊病毒的增殖，所以子代朊病毒的蛋白PrPSc是现有的蛋白质发生空间结构改变形成的，形成场所不是核糖体，D错误。 保分点二　DNA的结构和复制 3．(2025·辽宁大连一模)某同学要构建链状DNA平面结构模型。用带孔的小圆片、五边形木片、长方形木片分别表示磷酸、脱氧核糖、含氮碱基，数量各50个：用铁丝和订书钉分别代表化学键和氢键，数量充足。下列叙述错误的是(　　) A．应先构建出脱氧核苷酸模型　 B．长方形木片排列在模型内侧 C．每个五边形连接2个小圆片　 D．模型中碱基对最多可以有25个 答案：C 解析：DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，所以构建链状DNA平面结构模型应先构建出脱氧核苷酸模型，A正确；在DNA结构中，磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，含氮碱基排列在内侧，长方形木片表示含氮碱基，所以长方形木片排列在模型内侧，B正确；DNA链两端的脱氧核苷酸中的五边形(脱氧核糖)只连接1个小圆片(磷酸)，而中间的五边形连接2个小圆片，C错误；由于碱基互补配对原则，A与T配对，G与C配对，所以50个含氮碱基最多可形成25个碱基对，D正确。 4．(2025·黑龙江二模)染色体外环状DNA(eccDNA)是一种在细胞核或细胞质中存在的，与染色体DNA分开的小型环形DNA分子。eccDNA为闭合的环形结构，不包含染色体上的标准端粒结构，但常含有完整或部分基因，能够被转录和翻译，从而影响细胞功能和个体表型。下列叙述错误的是(　　) A．加热首先会破坏脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，使eccDNA分子变性 B．若某eccDNA有100个碱基，其中A有20个，则其氢键有130个 C．eccDNA可通过提供额外的基因，从而增加生物的遗传多样性 D．若eccDNA只有一条链上的一个C突变成了T，则复制n次后，发生差错的eccDNA占1/2 答案：A 解析：加热首先会破坏脱氧核苷酸之间的氢键，使eccDNA分子变性，A错误；若某eccDNA有100个碱基，其中A有20个，则G＝C＝30个，则其氢键有20×2＋30×3＝130个，B正确；eccDNA是一种在细胞核或细胞质中存在的，与染色体DNA分开的小型环形DNA分子，含有完整或部分基因，因此可通过提供额外的基因，从而增加生物的遗传多样性，C正确；若eccDNA只有一条链上的一个C突变成了T，DNA复制时其模板一半正常一半错误，则复制n次后，发生差错的eccDNA占1/2，正常的占1/2，D正确。 5．(2025·河南开封二模)哺乳动物线粒体DNA复制的过程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．OH、OL是线粒体DNA两条链的启动子 B．线粒体DNA的复制方式属于半保留复制 C．按照碱基互补配对原则，A链和H链的碱基互补 D．L链作模板时，其子链的延伸方向是3′端→5′端 答案：B 解析：图示是线粒体DNA复制过程，线粒体DNA两条链分别从OH、OL开始复制，OH、OL是线粒体DNA两条链的复制起点，A错误；线粒体DNA分别以H链、L链为模板进行复制，其方式属于半保留复制，B正确；按照碱基互补配对原则，L链和H链、L链和A链的碱基互补，所以A链和H链的碱基相同，C错误；DNA复制时两条子链的延伸方向都是5′端→3′端，D错误。 保分点三　基因表达 6．(2025·河北石家庄一模)许多抗肿瘤药物通过干扰DNA的合成及其功能抑制肿瘤细胞增殖，例如羟基脲能阻止脱氧核苷酸的合成、放线菌素D能抑制DNA的模板功能、阿糖胞苷能抑制DNA聚合酶的活性。相关叙述错误的是(　　) 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．将药物精准导入肿瘤细胞的技术可以减弱它们对正常细胞的副作用 答案：A 解析：羟基脲能够阻止脱氧核糖核苷酸的合成，从而影响肿瘤细胞中DNA复制过程，而转录过程需要的原料是核糖核苷酸，不会受到影响，A错误；放线菌素D能抑制DNA的模板功能，由于DNA复制和转录都要以DNA为模板，因此会抑制DNA复制和转录，B正确；阿糖胞苷通过抑制DNA聚合酶活性来影响DNA复制过程，DNA聚合酶活性受抑制后，会使肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸，C正确；将三种药物精准导入肿瘤细胞可以抑制肿瘤细胞的增殖，同时可以减弱它们对正常细胞的不利影响，D正确。 7．(2025·河北部分学校高三调研)下图表示某基因的部分碱基序列，其中含有编码起始密码子的碱基序列(注：起始密码子为AUG，终止密码子为UAA、UAG或UGA，不考虑特殊情况下的UGA)，横箭头表示转录方向。下列叙述正确的是(　　) A．若“↑”位置为复制原点，则DNA聚合酶与该位置结合并催化解旋和子链合成 B．该基因转录时以乙链为模板链，该链的左侧为“—OH”端、右侧为“—P”端 C．该基因复制和转录过程，均会发生T—A、G—C、C—G碱基配对方式 D．若“↑”处缺失一个碱基对，则该基因控制合成的肽链含9个氨基酸 答案：C 解析：DNA复制时，解旋酶催化解旋，DNA聚合酶催化脱氧核苷酸连接形成子链，而不是DNA聚合酶催化解旋，A错误。起始密码子为AUG，根据碱基互补配对原则，转录形成AUG的模板链碱基序列为TAC，从图中可知甲链左侧为TAC，所以该基因转录时以甲链为模板链。在转录过程中，RNA聚合酶从模板链的3′-OH端向5′-P端移动进行转录，所以甲链的左侧为“—OH”端、右侧为“—P”端，B错误。DNA复制过程中碱基配对方式为A—T、T—A、G—C、C—G；转录过程中碱基配对方式为A—U、T—A、G—C、C—G，因此该基因复制和转录过程均会发生T—A、G—C、C—G碱基配对方式，C正确。若“↑”处缺失一个碱基对，转录形成的mRNA的碱基序列会发生改变，从起始密码子AUG到终止密码子(UAA、UAG或UGA)之间的碱基序列为AUGGUUAGCGGAAUCUCAAUGUGA，经计算可知，该基因控制合成的肽链含7个氨基酸，D错误。 8．(2025·天津武清一模)研究发现，鱼体内用于去除RNA甲基化修饰的m6A去甲基化酶FTO，可擦除NOD基因的mRNA甲基化修饰，避免mRNA被YTHDF2蛋白质识别并降解，从而提高鱼类的抗病能力。下列叙述正确的是(　　) A．mRNA的甲基化修饰会抑制RNA聚合酶与mRNA的结合 B．FTO蛋白基因表达增强有利于提高mRNA的稳定性 C．饲喂适量的FTO抑制剂有助于提高鱼类的抗病能力 D．mRNA甲基化不会改变遗传物质的碱基序列和生物的表型 答案：B 解析：RNA聚合酶是与DNA上的启动子结合，启动转录过程，并非与mRNA结合，A错误；FTO可擦除NOD基因的mRNA甲基化修饰，避免mRNA被YTHDF2蛋白质识别并降解，这意味着FTO蛋白基因表达增强，能使更多mRNA避免被降解，从而有利于提高mRNA的稳定性，B正确；因为FTO能提高鱼类抗病能力，而饲喂FTO抑制剂会抑制FTO的作用，不利于提高鱼类抗病能力，C错误；虽然mRNA甲基化不改变遗传物质的碱基序列，但从题干可知它会影响mRNA的降解，进而影响基因表达，最终可能改变生物的表型，D错误。 (9－12题每小题5分，共20分) 9．研究发现，当细胞中缺乏氨基酸时，负载tRNA(携带氨基酸的tRNA)会转化为空载tRNA(没有携带氨基酸的tRNA)，进而调控相关基因的表达，过程如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．与过程①相比，过程②特有的碱基配对方式为U—A B．过程②上核糖体的移动方向是从右向左，最终形成相同的多肽链 C．当氨基酸充足时，空载tRNA的5′端结合特定氨基酸后转变为负载tRNA D．当缺乏氨基酸时，空载tRNA可以通过抑制过程①和②来抑制基因表达 答案：C 解析：图中过程①表示转录，过程②表示翻译，与过程①转录(A—U、T—A、G—C、C—G)相比，过程②翻译(A—U、U—A、G—C、C—G)特有的碱基配对方式为U—A，A正确；根据肽链的长度可知，翻译的方向是从右向左，由于这些核糖体结合的模板相同，因此，最终形成的多肽链是相同的，B正确；题意显示，当细胞中缺乏氨基酸时，负载tRNA会转化为空载tRNA，使肽链合成终止；当氨基酸充足时，空载tRNA的3′端可能结合特定氨基酸后转变为负载tRNA，C错误；由图可知，细胞缺乏氨基酸时，空载tRNA既抑制细胞核中的转录过程，又通过激活蛋白激酶来抑制翻译过程，D正确。 10．(2025·广东肇庆二模)2024年诺贝尔生理学或医学奖授予了发现微小核糖核酸(microRNA)及其在转录后基因调控中的作用的两位科学家。如图为真核生物秀丽隐杆线虫lin-4基因的microRNA抑制lin-14基因表达的过程。下列有关说法错误的是(　　) A．过程①和②都需要RNA聚合酶将DNA的双链解开 B．lin-4microRNA和lin-14mRNA的碱基排列顺序不相同 C．lin-4和lin-14至少含有2个碱基排列顺序相同的DNA片段 D．设计新的microRNA能治疗单基因隐性遗传病 答案：D 解析：过程①和②为转录，RNA聚合酶将DNA的双链解开，并以DNA的一条链为模板进行转录，A正确；lin-4microRNA和lin-14mRNA只有部分碱基互补配对，因此两者的碱基排列顺序不同，B正确；由于lin-4microRNA和lin-14mRNA的配对区域有2个，所以可推测lin-4和lin-14中碱基排列顺序相同的DNA片段至少有2个，C正确；microRNA通过与目标mRNA结合来抑制基因表达，但单基因隐性遗传病的病因是基因突变导致的功能缺失，而microRNA难以直接补充或修复突变的基因，因此不能通过设计microRNA来治疗单基因隐性遗传病，D错误。 11．(不定项)(2025·辽宁沈阳一模)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。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，如下图所示。分析实验结果不可以得出的结论是(　　) 注：McrBC只能切割DNA的甲基化区域，对未甲基化区域不起作用；“＋”表示加入McrBC，“－”表示未加入McrBC。 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基因启动子高度甲基化 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：ACD 解析：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；根据启动子区域的电泳图可知，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高度甲基化，B正确；白色部位PrF3H基因启动子甲基化程度高，而花色素苷表达少，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；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。 12．(不定项)(2025·湖南邵阳二模)乙型肝炎病毒(HBV)感染是导致肝癌的重要原因，HBV基因组中的HBx基因编码的HBx蛋白能通过调控ALKBH5基因表达进而影响HBx基因的mRNA的m6A(常见的RNA甲基化修饰形式)水平，其中ALKBH5基因的高表达可促进肝癌的发生发展。图1、2表示HBx高表达及低表达的HBV体外感染模型中，ALKBH5基因表达水平及HBx的m6A水平，下列相关叙述错误的是(　　) A．ALKBH5基因的表达产物可能是一种甲基化酶 B．mRNA的m6A水平可能影响转录效率 C．与正常人相比，肝癌患者HBx的mRNA的m6A水平较低 D．HBV通过负反馈调节机制促进肝癌的发展 答案：ABD 解析：HBx的表达量与ALKBH5表达量呈正相关，与HBx的mRNA的m6A水平呈负相关，推测ALKBH5可能是一种去甲基化酶，故ALKBH5基因的表达产物可能是一种去甲基化酶，A错误；由于ALKBH5的高表达可促进肝癌的发生发展，因此HBV感染的宿主细胞中HBx应呈现高表达状态，由题图可知，HBx高表达时，HBx的m6A水平低，由此推测mRNA的m6A水平应影响翻译效率，B错误；与正常人相比，肝癌患者ALKBH5基因处于高表达水平，所以HBx的mRNA的m6A水平较低，即甲基化修饰水平较低，C正确；HBV通过正反馈调节机制促进肝癌的发展，D错误。 13．(8分)(2025·重庆五区一模)一种影响斑马鱼肝脏发育的钙调蛋白酶的两个控制基因Capn3a(基因型表示Capn3a＋/＋)均正常时肝脏正常，当该基因被敲低(基因型无变化，降低mRNA的含量，简称Capn3a－MO)会出现小肝脏表型，但当两个Capn3a基因都被敲除(终止密码子提前，形成无功能的蛋白质，称无义突变PTC，基因型表示Capn3a－/－)时该突变体的肝脏却发育正常，对这一反常现象我国研究人员用下图所示的机制——“遗传补偿效应”(GCR)来解释。请回答： (1)据图，当无义突变基因表达的PTC－mRNA进入到__________进行首轮翻译时会触发NMD途径，引起降解。COMPASS在无义基因的PTC－mRNA引导下，靶向到同源基因并改变其启动子区域组蛋白H3K4me3的修饰，促进同源基因表达形成遗传补偿效应，同源基因因H3K4me3的修饰而影响其活性的方式属于__________。 (2)在PTC－mRNA如何激发补偿效应(GCR)时需要的关键因子上存在争议：步骤①的观点认为需要upf3a，与NMD过程中upf1、upf2、upf3b无关；步骤②的观点需要NMD过程中的upf1。研究人员利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建的upf1－/－、upf2－/－、upf3b－/－、upf3a－/－等四种突变体，分别与Capn3a－/－相互杂交，可以在________代可分别获得上述四个因子与Capn3a形成的双敲除突变体，通过观察其遗传补偿效应，支持了步骤①的观点，则相关的实验结果是_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (3)根据遗传补偿效应机制，Capn3a－MO之所以没有观察到遗传补偿效应，是因为缺少______________。斑马鱼超过80%的基因被敲除后没有表型变化，致使很难研究这些基因的功能，根据本研究结论，你认为可以采取的方法是________________________________。 答案：(1)细胞质(核糖体)　表观遗传　(2)F2　Capn3a－/－和upf3a－/－的双敲除突变体没观察到遗传补偿效应(或小肝脏表型)，其他双敲除组合均观察到遗传补偿效应　(3)PTC－mRNA　阻断遗传补偿效应(同时敲除upf3a基因) 解析：(1)无义突变基因表达的PTC－mRNA通过核孔进入细胞质进行首轮翻译时会触发NMD途径，引起降解。同源基因启动子区域发生了组蛋白H3K4me3的修饰，这属于表观遗传。(2)upf1－/－、upf2－/－、upf3b－/－、upf3a－/－等四种突变体，其对于Capn3a基因而言是正常的，Capn3a－/－突变体，其upf1、upf2、upf3b、upf3a是正常的，四种突变体分别与Capn3a－/－相互杂交，子一代都是双杂合，则F1继续自由交配所得出F2可得到上述四个因子与Capn3a形成的双敲除突变体。若补偿效应(GCR)需要的关键因子是upf3a，则Capn3a－/－和upf3a－/－的双敲除突变体无法实现遗传补偿，会出现小肝脏表型，其他双敲除组合因含有正常的关键因子upf3a，均观察到遗传补偿效应。(3)单基因敲除的Capn3a－MO没有出现遗传补偿效应，是因为缺少PTC－mRNA的转录，进而缺乏PTC－mRNA的诱导。斑马鱼超过80%的基因被敲除后没有表型变化，发生了遗传补偿效应，致使很难研究这些基因的功能，据此可阻断遗传补偿效应或同时敲除upf3a基因，使得遗传补偿效应不发生。 14．(8分)(2025·河南名校一模联考)研究发现小鼠毛色的遗传受多种因素调控，其中复等位基因Avy/A/a起着关键作用。A基因可使黑素细胞短暂地合成褐黑素，令小鼠毛色表现为胡椒色，a基因无此效果，令小鼠毛色表现为黑色。Avy基因是在A基因编码区上游的PS1A内插入IAP序列所得，IAP可作为启动子促使相关基因持续表达，令小鼠毛色表现为黄色，而其中的LTR区发生甲基化会使IAP的作用消失。具体机制如图所示，回答下列问题： (1)若Avy基因的IAP的LTR区处于低甲基化状态，则小鼠的毛色为________；研究发现甲基化可以遗传数千代，这使生物进化理论得到进一步完善，即生物进化的原材料可来自___________________________________________________ _______________________________________________________(答出4点)。 (2)给怀孕小鼠的膳食中添加叶酸、维生素B12、胆碱、甜菜碱等富含甲基的添加剂，会使基因型为Avya的子代小鼠毛色呈现从黄色到胡椒色的一系列过渡类型，其原因是____________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (3)某种群中的小鼠基因型全为Avya，且雌雄比例相当，该种群中Avy基因LTR区高甲基化(简称甲基化，可视为IAP无作用)的比例为30%，未甲基化(包括低甲基化和未甲基化，可视为IAP作用完全)的比例为70%。小鼠随机交配，不考虑其他影响毛色的因素，则子代未甲基化的Avy基因的基因频率为________，子代中黄色小鼠所占的比例为________(注：基因甲基化与否不影响其遗传规律)。 (4)在小鼠胚胎发育过程中，Avy基因LTR区的甲基化状态会发生动态变化。利用绿色荧光蛋白基因构建转基因小鼠可实时监测LTR区的甲基化动态，该实验的设计思路为__________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 答案：(1)黄色　基因突变、基因重组、染色体变异和表观遗传　(2)富含甲基的食物使子代小鼠体内Avy基因LTR区的甲基化程度发生改变，导致IAP的作用不同程度地消失，几乎未消失的表现为黄色，几乎完全消失的表现为胡椒色，其余的为过渡类型　(3)35%　57.75%　(4)将绿色荧光蛋白基因与Avy基因的LTR区域连接，使GFP的表达受LTR区甲基化状态调控，通过观察绿色荧光的变化来实时监测LTR区的甲基化动态 解析：(1)已知Avy基因是在A基因编码区上游的PS1A内插入IAP序列所得，IAP可作为启动子促使相关基因持续表达，令小鼠毛色表现为黄色，当基因的IAP的LTR区处于低甲基化状态时，IAP作用正常，可促使相关基因持续表达，所以小鼠的毛色为黄色。生物进化的原材料可来自基因突变、基因重组、染色体变异和表观遗传。基因突变产生新的等位基因，基因重组产生多样化的基因组合，染色体变异会导致染色体结构或数目改变，表观遗传变异如本题中的甲基化也能引起生物可遗传的性状改变，它们都为生物进化提供了原材料。(2)给怀孕小鼠的膳食中添加富含甲基的添加剂，富含甲基的食物使子代小鼠体内Avy基因LTR区的甲基化程度发生改变，导致IAP的作用不同程度地消失，几乎未消失的表现为黄色，几乎完全消失的表现为胡椒色，其余的为过渡类型。(3)小鼠基因型全为Avya，且雌雄比例相当，小鼠随机交配，AvyAvy∶Avya∶aa＝1∶2∶1，则子代Avy基因的基因频率为50%，Avy未甲基化的比例为70%，那么子代未甲基化的Avy未基因的基因频率为50%×70%＝35%，甲基化的Avy甲基因频率为50%×30%＝15%，a的基因频率为50%，后代只要出现Avy未基因就表现黄色，所以黄色小鼠的基因型为Avy未Avy甲、Avy未a、Avy未Avy未，所占比例为15%×35%×2＋35%×50%×2＋35%×35%＝57.75%。(4)将绿色荧光蛋白基因与Avy基因的LTR区连接，构建基因表达载体，然后将其导入小鼠受精卵中，培育转基因小鼠。当Avy基因LTR区处于低甲基化状态时，绿色荧光蛋白基因表达，小鼠表现出绿色荧光；当Avy基因LTR区处于高甲基化状态时，绿色荧光蛋白基因不表达，小鼠不表现出绿色荧光，从而可实时监测LTR区的甲基化动态。 学科网（北京）股份有限公司 $