专题五 保分突破 基因的本质与表达-【创新大课堂】2026年高考二轮生物专题复习

保分突破 基因的本质与表达 1．DNA复制拓展 (1)DNA复制需要引物 ①原因：DNA聚合酶不能从头合成DNA链，只能从已存在的DNA链的3′端延伸。 ②引物的本质：在细胞中是一段与模板DNA互补配对的短链RNA。PCR中的引物是单链DNA。 ③引物的作用：使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸。 (2)半不连续复制 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。 2．基因表达过程中的方向问题总结(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′→3′。　 (3)密码子按照5′→3′的方向读取。核糖体按照5′→3′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。 3．基因表达中的数量问题 (1)肽链合成时，并不是只有一个核糖体和一个mRNA在工作，而是在一个mRNA分子上有若干个核糖体同时进行翻译以提高翻译效率。 (2)在一个细胞周期中，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。 4．表观遗传的常见类型 (1)DNA甲基化：在DNA碱基上增加甲基基团的化学修饰，DNA甲基化会抑制基因转录。 (2)组蛋白修饰 ①组蛋白乙酰化修饰一般与基因转录激活相关，而组蛋白去乙酰化则与基因沉默相关。 ②组蛋白甲基化修饰既与基因的转录抑制相关，又与转录激活相关，这取决于被修饰的氨基酸残基所处的位置、被修饰的程度，以及甲基转移酶的性质。 (3)RNA干扰 主要靠直接结合特异的靶标mRNA，从而阻止该mRNA进行翻译或者导致靶标mRNA的稳定性下降。 (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，甲基化模式都会重新设定。 【易错辨析】 1．判断下列有关DNA是主要的遗传物质的叙述 (1)在格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，可以从各组死亡小鼠体内分离得到S型活细菌和R型活细菌(　×　) 提示：格里菲思的肺炎链球菌转化实验为①R型活细菌→小鼠→存活；②S型活细菌→小鼠→死亡；③加热致死的S型细菌→小鼠→存活；④加热致死的S型细菌＋R型活细菌→小鼠→死亡。②组死亡小鼠体内只含有S型活细菌，④组死亡小鼠体内含有S型活细菌和R型活细菌。 (2)艾弗里在S型细菌的细胞提取物中加DNA酶进行实验运用了加法原理(　×　) 提示：艾弗里在S型细菌的细胞提取物中加DNA酶是去除其中的DNA，该实验从反面证明DNA是遗传物质，运用了减法原理。 (3)赫尔希和蔡斯用T2噬菌体侵染大肠杆菌，证明了DNA是主要的遗传物质(　×　) 提示：赫尔希和蔡斯用T2噬菌体侵染大肠杆菌，证明了DNA是遗传物质。 2．判断下列有关DNA分子结构和复制及基因表达的叙述 (1)DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上(　×　) 提示：DNA复制和转录均以DNA为模板，故DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都在DNA上。 (2)重叠基因是指两个或两个以上的基因共用一段DNA序列，因此重叠基因的编码区中可能存在多个起始密码子(　×　) 提示：起始密码子存在于mRNA中，而非基因的编码区。 (3)基因“上游”甲基化后，可能导致DNA聚合酶不能与启动子结合(　×　) 提示：与启动子结合的是RNA聚合酶。 1．(2024·河北，4)下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是(　　) A．DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链 B．复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋 C．复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开 D．DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均由5′端向3′端 答案　D 解析　DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误；复制时，在细胞提供的能量驱动下，解旋酶将DNA双链解开，其中一条链由5′端向3′端解旋，另一条链由3′端向5′端解旋，B错误；转录时，RNA聚合酶将DNA双链解开，而不是解旋酶，C错误；DNA聚合酶和RNA聚合酶均作用于模板链的3′端，使子链DNA和RNA由5′端向3′端延伸，D正确。 2．(2025·北京高考)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；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。 3．(2025·湖北高考)大数据时代，全球每天产生海量数据，预计2040年需一百万吨硅基芯片才能储存全球一年产生的数据。为解决这一难题，科学家尝试运用DNA来储存数据。我国科学家已经将汉代拓片、熊猫照片等文化数据写入DNA，实现数据长期保存。下列叙述中，DNA可以作为存储介质的优点不包括(　　) A．DNA具有可复制性，有利于数据的传播 B．可通过DNA转录和翻译传递相应数据信息 C．DNA长链中碱基排列的多样化，为大量数据的存储提供可能 D．DNA作为存储介质体积小，为数据携带和保存节约了大量空间 答案　B 解析　DNA具有可复制性，通过复制可以将数据进行传播，这是DNA作为存储介质的优点之一，A不符合题意。数据存储主要强调信息的储存和传播，DNA转录和翻译是表达遗传信息合成蛋白质的过程，不是DNA作为存储介质的优点，B符合题意。DNA长链中碱基排列具有多样化的特点，不同的碱基排列顺序可以代表不同的数据，为大量数据的存储提供可能，这是DNA作为存储介质的优点之一，C不符合题意。DNA作为存储介质体积小，相比传统的存储方式，为数据携带和保存节约了大量空间，这是DNA作为存储介质的优点之一，D不符合题意。 4．(2025·河南高考)构成染色体的组蛋白可发生乙酰化。由组蛋白基因表达到产生乙酰化的组蛋白，需经历转录、转录后加工、翻译、翻译后加工与修饰等过程。下列叙述错误的是(　　) A．组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列但可影响个体表型 B．具有生物活性的tRNA的形成涉及转录和转录后加工过程 C．编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同，可影响翻译的准确度和效率 D．组蛋白乙酰化发生在翻译后，是基因表达调控的结果，也会影响基因的表达 答案　C 解析　组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列，但能降低染色质的紧密程度，从而促进基因的表达，可影响个体表型，A正确；具有生物活性的tRNA的形成，需要DNA转录，还需要转录后加工形成三叶草结构，B正确；编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同，会影响翻译效率，但不会影响翻译的准确度，C错误；组蛋白乙酰化发生在翻译出组蛋白后，是基因表达调控的结果，也会影响基因的表达，D正确。 5．(2025·河北高考)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′­UCUACA­3′ ③ 5′­AGCUGU­3′ ② 5′­UGUAGA­3′ ④ 5′­ACAGCU­3′ A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 答案　C 解析　mRNA的延伸方向为5′→3′，mRNA的5′端与模板链的3′端碱基互补配对，根据转录方向可确定基因M和N的转录模板链，如下： 由上图可知，基因M和N转录产物的碱基序列分别对应编号②和③，C正确。 1．(2025·青海西宁三模)噬菌体侵染细菌实验中，需用T2噬菌体与大肠杆菌混合，使其侵染大肠杆菌，通过追踪物质的去向，进一步明确其遗传物质。下列相关叙述正确的是(　　) A．用35S标记的噬菌体侵染细菌，若保温时间过长，会影响上清液放射性的强度 B．分别用含32P、35S的培养基培养噬菌体可获得被标记的噬菌体 C．该实验证明了T2噬菌体的主要遗传物质是DNA D．该实验不可采用3H对噬菌体进行标记 答案　D 解析　35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，而蛋白质外壳在侵染细菌时并没有进入细菌体内，而是留在细菌外部，因此，无论保温时间长短，蛋白质外壳都会分布在离心后的上清液中，其放射性强度保持不变，A错误；噬菌体必须寄生于活细胞才能繁殖，因此分别用含32P、35S的培养基培养噬菌体不能获得被标记的噬菌体，B错误；该实验证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA，C错误；DNA和蛋白质都含有3H元素，故噬菌体侵染细菌实验中不能用3H对噬菌体进行标记，D正确。 2．(2025·山西晋城二模)研究发现，许多真核生物细胞中都存在染色体外的环状DNA分子，环状DNA的复制原点通常富含AT重复序列，有利于复制起始蛋白的结合，启动复制过程。下列叙述正确的是(　　) A．复制原点富含AT重复序列，不利于环状DNA双链解旋 B．环状DNA分子的一条脱氧核苷酸链上的嘌呤比例为1/2 C．若用3H标记环状DNA并将其置于不含标记的缓冲液中连续复制3次，子代DNA中一半有标记 D．若环状DNA分子中胸腺嘧啶为M个，占总碱基数的比例为q，则其含有鸟嘌呤M(1－2q)/2q个 答案　D 解析　AT重复序列的稳定性较低，利于环状DNA双链解旋，A错误；整个DNA分子中嘌呤和嘧啶数量相等，各占1/2，但每条链上的嘌呤比例不确定，不一定为1/2，B错误；若用3H标记环状DNA并将其置于不含标记的缓冲液中连续复制3次，子代DNA中1/4有3H标记，C错误；由胸腺嘧啶的数量和占总碱基数的比例可知：该DNA分子的总碱基数为M/q个，因“任意两个不互补的碱基之和占总碱基数的一半”，故该DNA分子中鸟嘌呤的数量＝M/2q－M＝M(1－2q)/2q个，即M(1－2q)/2q个，D正确。 3．(2025·甘肃白银三模)M13噬菌体是一种单链DNA病毒，在大肠杆菌细胞内的合成过程如图所示。该过程先合成复制型双链DNA，其中一条链上被制造了一个切口(产生了一个游离的3′－OH末端)，再进行滚环复制，其中SSB是单链DNA结合蛋白，不考虑变异。下列相关叙述错误的是(　　) A．形成复制型DNA与滚环复制的过程均按5′→3′方向延伸子链 B．DNA单链切口的形成与闭合伴随着磷酸二酯键的断裂与形成 C．①～⑤整个过程中消耗的嘌呤类碱基数目与嘧啶类碱基数目不一定相等 D．复制结束后形成的新的单链环状DNA可作为子代M13噬菌体的遗传物质 答案　C 解析　DNA的合成方向总是从5′端到3′端，无论是复制型DNA的形成还是滚环复制，子链的延伸方向都是5′→3′，A正确；DNA切口的形成涉及磷酸二酯键的断裂，而切口的闭合则涉及磷酸二酯键的形成，B正确；分析题图可知，经过①～⑤整个过程，相当于新形成了一个复制型双链DNA分子，因此在整个过程中消耗的嘌呤类碱基数目与嘧啶类碱基数目是相等的，C错误；M13噬菌体的遗传物质是单链环状DNA，复制结束后形成的新的单链环状DNA可以作为子代噬菌体的遗传物质，D正确。 4．(2025·辽宁二模)研究表明，某些单链环状RNA可以作为吸附microRNA的“海绵”，通过与microRNA特异性结合解除其对特定mRNA作用的抑制，这种机制被称为“microRNA海绵效应”。下列有关叙述正确的是(　　) A．microRNA与tRNA、rRNA的相似处在于它们本身都不是翻译为蛋白质的模板 B．这些环状RNA是通过脱水缩合方式形成的特定环状结构，不再具有磷酸基团 C．这些环状RNA与microRNA的结合遵循碱基互补配对原则，配对方式与转录相同 D．这些环状RNA能够通过吸附microRNA，解除对相应基因转录过程的抑制作用 答案　A 解析　rRNA用来合成核糖体，tRNA用来转运氨基酸，本身不会被翻译成蛋白质，根据题意可知microRNA也不是翻译为蛋白质的模板，A正确；环状RNA通过脱水缩合的方式形成特定的环状结构，不再具有游离的磷酸基团，但含有磷酸基团，其主链是由核糖与磷酸基团交替连接形成的，B错误；环状RNA与microRNA结合遵循碱基互补配对原则，即A－U，G－C，转录过程遵循碱基互补配对原则，即A－U，G－C，T－A，配对方式不完全相同，C错误；这些环状RNA能够通过吸附microRNA，会解除其对特定mRNA作用的抑制，从而解除了对相应基因翻译过程的抑制作用，D错误。 5．(2025·青海西宁三模)PXo小体是动物细胞储存磷酸盐(Pi)的细胞器，而酵母菌和植物细胞中没有PXo小体，但它们有一种共同的细胞器储存Pi。研究发现，磷酸盐感应蛋白(PXo)存在于动物细胞的PXo小体中。当磷酸盐缺乏时，果蝇中肠细胞的有丝分裂次数会显著增加，此时PXo编码基因的表达水平会下调。下列相关叙述正确的是(　　) A．在翻译形成PXo时，一种tRNA可转运多种氨基酸 B．磷酸盐缺乏时，PXo编码基因的碱基序列发生改变，导致表达水平下调 C．PXo基因转录时，解旋酶可以与启动子结合并催化氢键断裂 D．推测植物细胞内的Pi最可能储存在液泡中 答案　D 解析　tRNA是转运氨基酸的工具，一种tRNA只能转运一种氨基酸，A错误；磷酸盐缺乏时，磷酸盐感应蛋白编码基因PXo表达水平下调，题干并未提到基因会发生突变，B错误；PXo基因转录时，RNA聚合酶可以与启动子结合并催化双链解旋，氢键断裂，C错误；Pi作为无机盐被吸收进入细胞内，酵母菌和植物细胞有一种共同的细胞器储存Pi，最有可能储存在液泡中，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $