专题5 保分点专攻 基因的本质与表达-【步步高·大二轮专题复习】2025年高考生物复习讲义课件(冀赣) (课件PPT+word教案)

基因的本质与表达 保分点专攻　 ③_______________________ ④____________________ ②___________________________ 建网络 抓主干 发现者 结构 特点 DNA 细胞生物和病毒的遗传物质 联 系 DNA是遗传 物质的证据 RNA是遗传 物质的证据 肺炎链球菌的转化实验 噬菌体侵染细菌的实验 放射性同位素标记法 联 系 烟草花叶病毒感染烟草实验 DNA是主要的 遗传物质 结构 沃森、克里克 ①____________ 稳定性、多样性、特异性 双螺旋结构 联 系 “加法原理” “减法原理” 基因 本质 联 系 等位基因、非等位基因、基因突变、 基因重组、基因与染色体的关系 通常是有遗传效应的DNA片段 细胞核、线粒体、叶绿体 特定的碱基排列顺序 分布 遗传信息 储存形式 2 建网络 抓主干 基因 指导蛋 白质的 合成 场所 模板 产物 主要在细胞核 ⑦_____________ RNA(mRNA、tRNA、rRNA) 转录 RNA的功能 联系 翻译 中心 法则 场所 模板 产物 核糖体   ⑧_______   多肽或蛋白质   ⑨_____________________________ 联系 比较5个过程的模板、原料、产物、场所等 DNA的一条链 mRNA DNA 复制 场所 时间 条件 特点 真核细胞主要是细胞核 ⑤________________________________ 模板、原料、能量、酶等 ⑥________________________ 有丝分裂间期和减数分裂前的间期 半保留复制、边解旋边复制 两种分裂过程中DNA数目的变化及原因分析 联系 3 建网络 抓主干 基因 同一生物分化的细胞中DNA、mRNA、 tRNA、rRNA和蛋白质的相同与不同 基因表达与 性状的关系 基因表达产物与性状的关系 基因的选择性表 达与细胞分化 表观遗传 基因通过控制⑩________来控 制代谢过程，进而控制生物体 的性状 基因通过控制⑪____________ 直接控制生物体的性状 联系 酶的合成 蛋白质的结构 4 一 核心提炼 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。 6 (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。 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。 × 易错辨析 (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。 × 易错辨析 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。 × 易错辨析 (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。 × 易错辨析 二 真题演练 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 √ 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.(2024·甘肃，5)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 √ 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。 3.(2024·贵州，7)如图是某基因编码区部分 碱基序列，在体内其指导合成肽链的氨基 酸序列为甲硫氨酸－组氨酸－脯氨酸－赖 氨酸……下列叙述正确的是 注：AUG(起始密码子)：甲硫氨酸　CAU、CAC：组氨酸　CCU：脯氨酸　AAG：赖氨酸　UCC：丝氨酸　UAA(终止密码子) A.①链是转录的模板链，其左侧是5′端，右侧是3′端 B.若在①链5～6号碱基间插入一个碱基G，合成的肽链变长 C.若在①链1号碱基前插入一个碱基G，合成的肽链不变 D.碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同 √ 转录是以DNA的一条链为模板，通过 RNA聚合酶，按照碱基互补配对原则 合成RNA，由于起始密码子是AUG， 故①链是转录的模板链，转录时模板 链读取的方向是3′→5′，即左侧是3′端，右侧是5′端，A错误； 在①链5～6号碱基间插入一个碱基G，则①链转录出的mRNA序列为5′－AUGCACUCCUAA(终止密码子)G…－3′，会导致终止密码子提前出现，合成的肽链变短，B错误； 若在①链1号碱基前插入一个碱基G，在 起始密码子之前加了一个碱基，不影响 起始密码子和终止密码子之间的序列， 故合成的肽链不变，C正确； 密码子具有简并性，故碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同，D错误。 4.(2023·湖南，12)细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子，也可结合非编码RNA分子CsrB，如图所示。下列叙述错误的是 A.细菌glg基因转录时，RNA聚合酶识别和结 合glg基因的启动子并驱动转录 B.细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时，核糖 体沿glg mRNA从5′端向3′端移动 C.抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成 D.CsrA蛋白都结合到CsrB上，有利于细菌糖 原合成 √ 抑制CsrB基因转录会使CsrB的RNA减少，使CsrA更多地与glg mRNA结合形成不稳定构象，最终核糖核酸酶会降解glg mRNA，而glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用，故抑制CsrB基因的转录能抑制细菌糖原合成，C错误； 由题图及C选项分析可知，若CsrA都结合 到CsrB上，则没有CsrA与glg mRNA结合，从而使glg mRNA不被降解而正常进行翻译，有利于细菌糖原的合成，D正确。 5.(2024·安徽，11)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。 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。 下列叙述错误的是 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 √ 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 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； 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 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。 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 6.(2024·广东，10)研究发现，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zfhl的表达，导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于 A.基因突变 B.染色体变异 C.基因重组 D.表观遗传 √ 此肿瘤形成的原因是PcG蛋白合成受阻，不能修饰组蛋白，使原癌基因zfhl表达，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰会抑制基因的表达，使表型发生可遗传变化的现象，属于表观遗传，所以组蛋白修饰受阻导致肿瘤形成属于表观遗传，D正确。 三 模拟预测 1.(2024·揭阳高三二模)下列关于遗传物质DNA的经典实验的叙述，错误的是 A.摩尔根用测交实验验证了白眼基因位于X染色体上 B.格里菲思通过杂交实验提出了“转化因子”的假说 C.赫尔希和蔡斯通过对比实验证明了DNA是遗传物质 D.碱基互补配对原则解释了DNA分子具有恒定的直径 √ 摩尔根通过果蝇杂交实验，提出控制果蝇白眼性状的基因只位于X染色体上的假说，并通过测交实验验证了果蝇白眼基因位于X染色体上，A正确； 格里菲思通过肺炎链球菌转化实验，证明S型细菌中存在某种转化因子，能将R型细菌转化为S型细菌，而不是提出“转化因子”的假说，B错误； 赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，通过对比两组实验结果，证明了DNA是遗传物质，C正确； DNA双螺旋结构中A与T、G与C互补配对，碱基之间距离是相同的，使DNA分子具有恒定的直径，D正确。 2.如图为环状DNA分子的复制方式，被称为滚环复制。其过程是先打开其中一条单链a的一个磷酸二酯键，游离出一个3′－OH和一个5′－磷酸基团末端，随后在DNA聚合酶催化下，以b链为模板，从a链的3′－OH末端加入与b链互补的脱氧核苷酸，使链不断延长，新合成的子链随b链的滚动而延伸。与此同时，以伸展的a链为模板，合成新的子链。最后合成两个子代双链分子。 下列说法正确的是 A.DNA甲需要DNA水解酶断裂磷酸二酯键打开缺口 B.滚环复制中，b链滚动方向为逆时针 C.每条子链的合成都需要合成引物 D.DNA乙和DNA丙中新合成链的碱基序列相同 √ DNA甲需要特定的酶断裂磷酸二酯键打开缺口，DNA水解酶会将DNA水解，A错误； 以环状b链为模板，从a链的3′－OH末端加入与b链互补的脱氧核苷酸，使链不断延长，通过逆时针滚动而合成新的子链，B正确； 滚环复制前亲代双链DNA的一条链在DNA复制起点处被切开，其3′和5′端游离出来，滚环复制在3′－OH端开始以切开的该链为引物向前延伸，不需要合成引物，C错误； DNA乙(以b链为模板)和DNA丙(以a链为模板)中新合成链的碱基序列互补，D错误。 3.噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子，部分序列如图。 下列有关叙述正确的是 A.D基因包含456个碱基，编码152个氨基酸 B.E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列，其互补DNA序列是 5′－GCGTAC－3′ C.噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸 D.E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，且重叠序列编码的氨基酸序列 相同 √ 根据图示信息，D基因编码152个氨基酸，但D基因上包含终止密码子对应序列，故应包含459个碱基，A错误； 分析图示信息，E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列是 5′－GTACGC－3′，根据DNA分子两条链反向平行，其互补DNA序列是5′－GCGTAC－3′，B正确； 噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核苷酸，C错误； E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，但重叠序列编码的氨基酸序列不同，D错误。 4.(2024·烟台高三三模)DNA转录时作为模板功能的链叫作反义链，另一条叫作有义链。如图是DNA分子中某些基因有义链和反义链示意图。下列说法错误的是 A.不同基因可能同时复制，但不能 同时转录 B.根据启动子和终止子的相对位置 可判断哪条链作为反义链 C.DNA分子的一条链对不同基因来说，有的是有义链，有的是反义链 D.基因的转录和翻译并不都是沿着模板的3′端到5′端进行的 √ 不同的基因位置不同，可能同时复 制，也可能同时转录，A错误； 启动子的作用是RNA聚合酶识别和 结合的位点，驱动基因转录，因此 根据启动子和终止子的相对位置可以判断哪条链作为反义链，B正确； 不同基因的有义链和反义链不同，因此DNA分子的一条链对不同基因来说，有的是有义链，有的是反义链，C正确； 基因的转录是沿着模板的3′端到5′端进行的，翻译是沿着模板的5′端到3′端进行的，D正确。 5.(2024·保定高三一模)DNA甲基化是表观遗传修饰中的一种，在DNA甲基转移酶的催化作用下，S－腺苷甲硫氨酸作为甲基供体，其核苷酸胞嘧啶被甲基基团共价修饰。DNA甲基化维持流程如图所示。下列相关叙述正确的是 A.DNA甲基化后DNA中的碱基序列发生改变， 基因表达和表型发生可遗传变化 B.全甲基化亲代双链经全保留复制后形成2分 子的半甲基化子代双链 C.DNA甲基化的复制需要模板，一个甲基化 DNA连续复制n次可得2n－2个DNA D.甲基化的维持依赖DNA的复制过程，离不开维持甲基转移酶的作用 √ 由题意可知，DNA甲基化是其核苷酸胞嘧啶被 甲基基团共价修饰，该过程不改变DNA中的碱 基序列，A错误； 全甲基化亲代双链经半保留复制后形成2分子的 半甲基化子代双链，B错误； 一个甲基化DNA连续复制n次可得2n个DNA，C错误； 全甲基化亲代双链先经复制形成半甲基化子代双链，再在维持甲基转移酶的作用下形成全甲基化子代双链，说明甲基化的维持依赖DNA的半保留复制过程，离不开维持甲基转移酶的作用，D正确。 6.(多选)(2024·长春高三一模)真核细胞中基因表达过程受到多个水平的调控，包括转录前调控、转录调控、翻译调控等，每一水平的调控都会实现基因的选择性表达。如图表示几种调控的原理，下列相关叙述正确的是 A.图1中表示转录的过程是②，图2中表示翻译的过程是⑥ B.图2中Lin—14基因编码的mRNA与miRNA不完全互补配对属于翻译调控 C.图1中B细胞DNA的选择性重排属于转录调控 D.与DNA复制相比较，图2中过程④特有的碱基互补配对形式是A—U √ √ √ 转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，图1中②表示转录过程，翻译是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程，图2中⑥表示翻译过程，A正确； 图2中，miRNA与mRNA不完全互补配对，使mRNA形成局部双链结构，导致tRNA上的反密码子无法与mRNA上的密码子进行配对，抑制了翻译过程，因此该过程属于翻译调控，B正确； 图1中B细胞DNA的选择性重排属于转录前调控，C错误； DNA复制是以DNA双链为模板合成DNA的过程，存在的碱基互补配对方式有A—T、T—A、G—C、C—G，图2中过程④(转录)存在的碱基互补配对方式有A—U、T—A、G—C、C—G，D正确。 四 专题强化练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 对一对 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 A C B B C B C B 题号 9 10 11 12 答案 A CD ABD CD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对一对 题号 13 答案 (1)自由基　(2)RNA聚合　miRNA　(3)P蛋白能抑制细胞凋亡，miRNA表达量升高，与P基因的mRNA结合并将其降解的概率上升，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡　(4)可通过增大细胞内circRNA的含量，靶向结合miRNA使其不能与P基因的mRNA结合，从而提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡 题号 14 答案 (1)磷酸二酯　限制性内切核酸(限制)　基因突变　(2)①抗原－抗体杂交　表观遗传　保持相同　②突变频率无明显差异，但产生更多的DSB，表观年龄增大　③衰老表型可以恢复到年轻水平 答案 1.“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验示意图如图所示。已知在以下实验条件中，该噬菌体在大肠杆菌中每20分钟复制一代，不考虑大肠杆菌裂解，下列叙述正确的是 A.提取A组试管Ⅲ沉淀中的 子代噬菌体DNA，仅少量 DNA含有32P B.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 C.离心前应充分搅拌使大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体 D.该实验证明了DNA是主要遗传物质 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 由于DNA为半保留复制，亲代DNA被标记，原料没有被标记，子代中只有部分噬菌体被标记，故A组试管Ⅲ中有少量子代噬菌体含32P，A正确； B组用35S标记的是噬菌体的蛋白质，经搅拌和离心后放射性主要出现在上清液中，但上清液中的放射性强度与接种后的培养时间无关，B错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 离心前应充分搅拌使大肠杆菌与噬菌体分离，而不是使大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体，C错误； 该实验证明了DNA是遗传物质，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 2.(2024·保定高三二模)根据S型肺炎链球菌荚膜多糖的差异，将其分为SⅠ、SⅡ、SⅢ等类型，不同类型的S型细菌发生基因突变后失去荚膜，成为相应类型的R型细菌(RⅠ、RⅡ、RⅢ)，R型细菌也可回复突变为相应类型的S型细菌(SⅠ、SⅡ、SⅢ)。S型细菌的荚膜能阻止外源DNA进入细胞，为探究S型细菌的形成机制，科研人员将加热致死的甲菌破碎后获得提取物，冷却后加入乙菌培养液中混合均匀，再接种到平板上，经培养后检测子代细菌的类型。下列相关叙述正确的是 A.肺炎链球菌的拟核DNA有2个游离的磷酸基团 B.若甲菌为RⅡ，乙菌为SⅢ，子代细菌可能为SⅢ和RⅡ，则能说明RⅡ是转化而 来的 C.若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅡ，子代细菌为SⅢ和RⅡ，则能说明SⅢ是转化而来的 D.若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅢ，子代细菌为SⅢ和RⅢ，则能排除基因突变的可能 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 肺炎链球菌的拟核DNA为环状DNA分子，有0个游离的磷酸基团，A错误； S型细菌的荚膜能阻止外源DNA进入细胞，RⅡ的DNA不能进入SⅢ中，不会导致SⅢ转化为RⅡ，B错误； 若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅡ，RⅡ接受加热致死的SⅢ的DNA，经转化得到SⅢ，繁殖所得子代细菌为SⅢ和RⅡ，RⅡ经回复突变得到SⅡ，繁殖所得子代细菌只能是SⅡ和RⅡ，C正确； 若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅢ，RⅢ经转化形成的S型细菌为SⅢ，RⅢ经回复突变形成的S型细菌也是SⅢ，繁殖后形成的子代细菌都为SⅢ和RⅢ，不能排除基因突变的可能，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 3.DNA复制时，一条新子链可以进行连续复制，而另一条链只能先合成新链片段即冈崎片段(如图所示)。DNA聚合酶不能直接起始DNA新链或冈崎片段的合成，需先借助引物酶以DNA为模板合成RNA引物，DNA聚合酶再在引物的末端上聚合脱氧核苷酸。当DNA整条单链合成完毕或冈崎片段相连后，DNA聚合酶再把RNA引物水解掉，换上相应的DNA片段。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 下列说法错误的是 A.引物酶属于RNA聚合酶 B.DNA复制时，一条新子链按5′→3′ 方向进行，而另一条链复制方向相反， 按3′→5′方向进行 C.DNA聚合酶既能催化磷酸二酯键形成 也能催化磷酸二酯键断裂 D.对DNA进行标记时，标记物应在胸腺 嘧啶上 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 引物酶以DNA为模板合成RNA引物，引物酶属于RNA聚合酶，A正确； DNA聚合酶只能在子链的3′端延伸DNA，DNA复制时，两条新子链都按5′→3′方向进行，B错误； 引物酶以DNA为模板合成RNA引物，DNA 聚合酶再在引物的3′—OH上聚合脱氧核苷酸，当DNA整条单链合成完毕或冈崎片段相连后，DNA聚合酶再把RNA引物去掉，故DNA聚合酶既能催化磷酸二酯键形成也能催化磷酸二酯键断裂，C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 4.(2024·邢台高三联考)在DNA分子双螺旋结构模型提出之后，人们推测DNA可能通过图1中三种方式进行复制。生物兴趣小组准备通过实验来探究DNA的复制方式，基本实验思路是用14N标记大肠杆菌的DNA双链，然后在含15N的培养基上让其繁殖两代，提取每代大肠杆菌的DNA并做相应处理，可能出现的实验结果如图2所示。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 下列说法错误的是 A.该实验中用到了同位素标记技术和密度梯 度离心法 B.若亲代大肠杆菌繁殖一代，出现实验结果1， 可以说明DNA的复制方式是分散复制 C.若亲代大肠杆菌繁殖两代，出现实验结果2， 说明DNA的复制方式是半保留复制 D.若为半保留复制，则亲代大肠杆菌繁殖n(n ≥2)代后，实验结果中轻带、 中带、重带中DNA分子数量之比应为 0∶2∶(2n－2) √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 该实验中，使用14N对DNA分子进行了标记，应用了同位素标记技术，同时用密度梯度离心法对DNA分子进行分离得到不同的密度带，A正确； 若亲代大肠杆菌繁殖一代，出现实验结果1，也就是离心后只有1条中带，可以说明DNA的复制方式可能是半保留复制，也可能是分散复制，B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 5.(2024·黑吉辽，9)如图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是 A.酶E的作用是催化DNA复制 B.甲基是DNA半保留复制的原 料之一 C.环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素 D.DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 由图可知，酶E的作用是催化DNA甲基化，A错误； DNA半保留复制的原料为4种脱氧核苷酸，没有甲基，B错误； DNA甲基化不改变碱基序列，但会影响生物个体表型，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 6.M13噬菌体是一种寄生于大肠杆菌的丝状噬菌体，其DNA为含有6 407个核苷酸的单链环状DNA。M13噬菌体增殖的部分过程如图所示，其中SSB是单链DNA结合蛋白。下列相关叙述正确的是 A.M13噬菌体的遗传物质复制过程中不 需要先合成引物来引导子链延伸 B.SSB的作用是防止解开的两条单链重 新形成双链，利于DNA复制 C.过程⑥得到的单链环状DNA是过程② ～⑤中新合成的DNA D.过程②～⑥需要断裂2个磷酸二酯键，合成6 407个磷酸二酯键 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 过程①需要先合成引物来引导子链 延伸，过程③不需要，A错误； 过程⑥得到的单链环状DNA是原来 的，过程②～⑤中新合成的DNA单 链存在于复制型双链DNA中，C错误； 该DNA为含有6 407个核苷酸的单链环状DNA，由图可知，过程②～⑥需要断裂2个磷酸二酯键，一共合成6 409个磷酸二酯键，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 7.真核生物染色体末端的端粒是由非转录的短的重复片段(5′－GGGTTA－3′)及一些结合蛋白组成的。端粒DNA序列随细胞分裂次数增加而缩短，当短到一定程度时，端粒内侧的正常基因会受到损伤。端粒酶对端粒DNA序列的修复机制如图，下列相关叙述错误的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 A.过程②属于逆转录 B.过程③需要DNA聚合酶的催化 C.端粒酶RNA中与DNA重复片段互补配对的序列是5′－CCCAAU－3′ D.与胰岛B细胞相比，肿瘤细胞中端粒酶的活性高 √ 由题图可知，过程②是以RNA为模板合成DNA，因此属于逆转录，A正确； 过程③为DNA聚合反应，故需要DNA聚合酶的催化，B正确； 端粒的重复片段为5′－GGGTTA－3′，因此端粒酶RNA中与DNA重复片段互补配对的序列是5′－UAACCC－3′(反向平行)，C错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 端粒DNA序列随细胞分裂次数增加而缩短，当短到一定程度时，端粒内侧的正常基因会受到损伤，肿瘤细胞有无限增殖能力，因此可推测与胰岛B细胞相比，肿瘤细胞中端粒酶的活性高，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 8.大肠杆菌一般将葡萄糖作为碳元素的来源，但是当生活的环境中没有葡萄糖而有乳糖时，大肠杆菌会合成半乳糖苷酶(催化乳糖水解)，保障大肠杆菌的正常生存。相关机制如图所示。下列说法错误的是 A.若物质a中A占23%、U占25%，则对应的阻遏基因编码片段中A占24% B.RNA聚合酶通过与图中物质a结合后表达出的物质b的化学本质是蛋白质 C.无乳糖时，物质b与半乳糖苷酶合成基因相关序列结合来影响其转录过程 D.有乳糖时，半乳糖苷酶的基因由关闭状态变为工作状态，实现对乳糖的水解 利用 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 物质a是mRNA，若物质a中A占23%、 U占25%，则基因模板链中T占23%、 A占25%，非模板链中A占23%、T占 25%，故对应阻遏基因的编码片段中 A占(25%＋23%)/2＝24%，A正确； 物质a是mRNA，是翻译的模板，而RNA聚合酶是在转录过程中起作用，其结合位点是DNA区域，B错误； 无乳糖时，相关物质有活性，物质b与半乳糖苷酶合成基因相关序列结合来影响其转录过程，C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 9.(2024·白城高三调研)转铁蛋白受体参与细胞对Fe3＋的吸收，Fe3＋大量积累对细胞有毒害。如图是细胞中Fe3＋含量对转铁蛋白受体mRNA稳定性的调节过程(图中铁反应元件是转铁蛋白受体mRNA上一段富含碱基A、U的序列)。结合图文分析，下列叙述错误的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 A.铁反应元件形成的茎环结构能影响 转铁蛋白受体的氨基酸序列，从而 影响该受体的结构 B.铁反应元件能形成茎环结构的原因 是该片段存在能自身互补配对的碱 基序列 C.合成转铁蛋白受体的模板是mRNA，该模板被彻底水解的产物是磷酸、核糖 和含氮碱基 D.这种调节机制既可以避免Fe3＋对细胞的毒性影响，又可以减少细胞内物质和 能量的浪费 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 铁反应元件形成的茎环结构位于 终止密码子之后，不影响转铁蛋 白受体的氨基酸序列，A错误； 图中铁反应元件是转铁蛋白受体 mRNA上一段富含碱基A、U的序 列，该片段能自身互补配对形成 茎环，B正确； 转铁蛋白受体的本质是蛋白质，所以其合成模板是mRNA，该模板被彻底水解的产物是磷酸、核糖和含氮碱基，C正确。 10.(多选)(2024·沧州高三模拟)Rous肉瘤病毒是诱发癌症的一类RNA病毒，如图表示其致病原理，下列叙述正确的是 A.过程①发生在宿主细胞内，需要宿主细胞提供逆转录酶 B.过程②的目的是形成双链DNA，其中酶A是一种RNA聚合酶 C.过程③是以－DNA为模板合成大量Rous肉瘤病毒＋RNA的过程 D.Rous肉瘤病毒致癌的过程中，宿主细胞的遗传信息发生改变 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 √ 图中过程①为RNA形成DNA，表示逆转录过程，病毒是营寄生生活的生物，过程①发生在宿主细胞内，但逆转录酶由病毒提供，A错误； 据图分析，根据酶A催化的产物是核糖核苷酸，可判断酶A是将RNA水解的酶，RNA聚合酶是催化转录过程的酶，B错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 据图分析，－DNA与＋RNA的碱基互补配对，故过程③是以－DNA为模板合成大量Rous肉瘤病毒＋RNA的过程，C正确； Rous肉瘤病毒是逆转录病毒，由图可知，Rous肉瘤病毒是将病毒的RNA逆转录形成的DNA整合到宿主细胞的核DNA上后引起宿主细胞癌变，导致宿主细胞的遗传信息发生改变，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 11.(多选)(2024·吉安高三期中)研究人员采用化学方法人工合成了四种新碱基：P(嘌呤)、Z(嘧啶)、B(嘌呤)、S(嘧啶)，其中P和Z配对，B和S配对。研究人员进一步利用上述碱基与天然碱基成功构建了一种合成DNA分子，该DNA与天然DNA拥有十分相似的外形结构。下列关于该合成DNA的推断，正确的是 A.P—Z碱基对、B—S碱基对与天然碱基对具有相近的形态和直径 B.该合成DNA分子也是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成 C.该合成DNA分子中，碱基的比例(A＋G＋P＋Z)/(T＋C＋B＋S)＝1 D.四种新碱基加入后，同样长度的DNA能储存的遗传信息量大增 √ √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 人工合成碱基与天然碱基构建的合成DNA分子与天然DNA拥有十分相似的外形结构，说明P—Z碱基对、B—S碱基对与天然碱基对具有相近的形态和直径，A正确； 合成DNA与天然DNA拥有十分相似的外形结构，说明该合成DNA分子也是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成，B正确； P和Z配对，B和S配对，则该合成DNA分子中，碱基的比例(A＋G＋P＋B)/(T＋C＋Z＋S)＝1，C错误； 四种新碱基加入后，脱氧核苷酸成为8种，同样长度的DNA排列的可能性由4n变为8n，故同样长度的DNA能储存的遗传信息量大增，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 12.(多选)科学家用同位素标记法研究了T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程。图甲表示T2噬菌体某些基因表达的部分过程，图乙为图甲中④部分的放大。下列叙述错误的是 A.图甲所示的RNA聚合酶是 在大肠杆菌体内合成的 B.图乙各物质或结构中含有核糖的有tRNA、mRNA和核糖体 C.图甲中形成①②时存在A－U配对，形成③④时存在T－A配对 D.图乙中核糖体沿着mRNA移动的方向是由右向左 √ 由图乙可知，核糖体沿着mRNA移动的方向是由左向右，D错误。 √ 13.(2023·广东，17)放射性心脏损伤是由电离辐射诱导大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制如图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 回答下列问题： (1)放射刺激心肌细胞产生的________会攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。 自由基 放射刺激心肌细胞可产生大量自由基攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 (2)前体mRNA是通过_________酶以DNA的一条链为模板合成的，可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对_______ 的竞争性结合，调节基因表达。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 RNA聚合 miRNA RNA聚合酶能催化转录过程， 以DNA的一条链为模板，通 过碱基互补配对原则合成前 体mRNA。由图可知，miRNA 既能与P基因mRNA结合，降 低mRNA的翻译水平，又能与circRNA结合，提高mRNA的翻译水平，故circRNA和mRNA在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合，调节基因表达。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 (3)据图分析，miRNA表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 P蛋白能抑制细胞凋亡，miRNA表达量升高，与P基因的mRNA结合并将其降解的概率上升，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡　 P蛋白能抑制细胞凋亡，当miRNA表达量升高时，大量的miRNA与P基因的mRNA结合，并将P基因的mRNA降解，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 (4)根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路_______________________________________________ _______________________________________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 可通过增大细胞内circRNA的含量，靶向结合miRNA 使其不能与P基因的mRNA结合，从而提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡 14.DNA双链断裂(DSB)是真核生物中一种严重的DNA损伤形式，哺乳动物体内存在相关机制修复DSB。在修复过程中可能会发生改变遗传信息的情况，例如丢失DNA上的甲基化信息(表观遗传信息改变)或发生基因突变，从而对基因的表达产生影响。已知DSB可以导致生物个体衰老，但相关的分子机制尚未明确。回答下列问题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 (1)用Ⅰ－PpoⅠ酶处理DNA可导致DSB，作用机理见图1。Ⅰ－PpoⅠ酶由Ⅰ－PpoⅠ基因编码，能够识别主要存在于非编码区(DNA中不能编码蛋白质的区段)的序列5′－CTCTCTTAAGGTAGC－3′，使第9位A与第10位G之间的________键断开，据此可知该酶属于___________________酶。科学家选用该酶诱发DSB，可以尽量减少__________带来的影响。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 磷酸二酯 限制性内切核酸(限制) 基因突变 相邻脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，因此Ⅰ－PpoⅠ酶能使第9位A与第10位G之间的磷酸二酯键断开，该酶属于限制性内切核酸(限制)酶；DSB在修复过程中可能会发生改变遗传信息的情况，而科学家选用Ⅰ－PpoⅠ酶诱发DSB，DNA经修复后碱基序列不变，可以尽量减少基因突变后改变遗传信息带来的影响。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 (2)为了探究DSB是通过表观遗传信息改变还是基因突变导致衰老，科学家以小鼠作为研究材料进行相关实验。该实验的流程大致如图2： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 ①在实验前，利用基因工程技术将Ⅰ－PpoⅠ基因导入小鼠细胞中，诱导表达后需通过_______________法检测细胞内是否产生Ⅰ－PpoⅠ酶。若产生Ⅰ－PpoⅠ酶，则会导致实验组小鼠发生__________信息的变化。表观年龄是根据整个基因组有多少碱基失去了原有的甲基作为测量依据。实验前，对照组和实验组小鼠的表观年龄应_________。 抗原－抗体杂交 表观遗传 保持相同 诱导Ⅰ－PpoⅠ基因表达形成Ⅰ－PpoⅠ酶，且该酶的本质是蛋白质，因此可以通过抗原—抗体杂交检测细胞内是否产生Ⅰ－PpoⅠ酶。若产生Ⅰ－PpoⅠ酶，该酶并不会改变DNA碱基序列，而是丢失DNA上的甲基化信息(表观遗传信息改变)，因此产生Ⅰ－PpoⅠ酶会导致实验组小鼠发生表观遗传信息的变化。实验要遵循单一变量的原则，因此实验前，对照组和实验组小鼠的表观年龄(属于无关变量)应保持相同。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 ②若实验结果为与对照组相比，实验组小鼠_________________________ ___________________________；且当实验组出现明显的衰老表型时，对照组依然保持年轻的状态，则证明DSB引起的表观遗传变化导致衰老。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 突变频率无明显差异，但产 生更多的DSB，表观年龄增大 若是DSB引起的表观遗传变化导致衰老而非基因突变引起，则实验结果应与对照组相比，实验组小鼠突变频率无明显差异，但产生更多的DSB(可导致生物个体衰老)，表观年龄增大；且实验组出现明显的衰老表型，对照组依然保持年轻的状态。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 ③若出现上述实验结果，科学家还需要对实验组小鼠进行基因治疗，使其恢复年轻时的表观遗传信息。若___________________________，则能确立表观遗传变化与衰老之间的因果关系。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 衰老表型可以恢复到年轻水平 更多精彩内容请登录：www.xinjiaoyu.com 本课结束 THANKS $ 　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．(2024·甘肃，5)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。 3．(2024·贵州，7)如图是某基因编码区部分碱基序列，在体内其指导合成肽链的氨基酸序列为甲硫氨酸－组氨酸－脯氨酸－赖氨酸……下列叙述正确的是(　　) 注：AUG(起始密码子)：甲硫氨酸　CAU、CAC：组氨酸　CCU：脯氨酸　AAG：赖氨酸　UCC：丝氨酸　UAA(终止密码子) A．①链是转录的模板链，其左侧是5′端，右侧是3′端 B．若在①链5～6号碱基间插入一个碱基G，合成的肽链变长 C．若在①链1号碱基前插入一个碱基G，合成的肽链不变 D．碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同 答案　C 解析　转录是以DNA的一条链为模板，通过RNA聚合酶，按照碱基互补配对原则合成RNA，由于起始密码子是AUG，故①链是转录的模板链，转录时模板链读取的方向是3′→5′，即左侧是3′端，右侧是5′端，A错误；在①链5～6号碱基间插入一个碱基G，则①链转录出的mRNA序列为5′－AUGCACUCCUAA(终止密码子)G…－3′，会导致终止密码子提前出现，合成的肽链变短，B错误；若在①链1号碱基前插入一个碱基G，在起始密码子之前加了一个碱基，不影响起始密码子和终止密码子之间的序列，故合成的肽链不变，C正确；密码子具有简并性，故碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同，D错误。 4．(2023·湖南，12)细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子，也可结合非编码RNA分子CsrB，如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．细菌glg基因转录时，RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录 B．细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时，核糖体沿glg mRNA从5′端向3′端移动 C．抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成 D．CsrA蛋白都结合到CsrB上，有利于细菌糖原合成 答案　C 解析　抑制CsrB基因转录会使CsrB的RNA减少，使CsrA更多地与glg mRNA结合形成不稳定构象，最终核糖核酸酶会降解glg mRNA，而glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用，故抑制CsrB基因的转录能抑制细菌糖原合成，C错误；由题图及C选项分析可知，若CsrA都结合到CsrB上，则没有CsrA与glg mRNA结合，从而使glg mRNA不被降解而正常进行翻译，有利于细菌糖原的合成，D正确。 5．(2024·安徽，11)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。 6．(2024·广东，10)研究发现，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zfhl的表达，导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于(　　) A．基因突变 B．染色体变异 C．基因重组 D．表观遗传 答案　D 解析　此肿瘤形成的原因是PcG蛋白合成受阻，不能修饰组蛋白，使原癌基因zfhl表达，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰会抑制基因的表达，使表型发生可遗传变化的现象，属于表观遗传，所以组蛋白修饰受阻导致肿瘤形成属于表观遗传，D正确。 1．(2024·揭阳高三二模)下列关于遗传物质DNA的经典实验的叙述，错误的是(　　) A．摩尔根用测交实验验证了白眼基因位于X染色体上 B．格里菲思通过杂交实验提出了“转化因子”的假说 C．赫尔希和蔡斯通过对比实验证明了DNA是遗传物质 D．碱基互补配对原则解释了DNA分子具有恒定的直径 答案　B 解析　摩尔根通过果蝇杂交实验，提出控制果蝇白眼性状的基因只位于X染色体上的假说，并通过测交实验验证了果蝇白眼基因位于X染色体上，A正确；格里菲思通过肺炎链球菌转化实验，证明S型细菌中存在某种转化因子，能将R型细菌转化为S型细菌，而不是提出“转化因子”的假说，B错误；赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，通过对比两组实验结果，证明了DNA是遗传物质，C正确；DNA双螺旋结构中A与T、G与C互补配对，碱基之间距离是相同的，使DNA分子具有恒定的直径，D正确。 2．如图为环状DNA分子的复制方式，被称为滚环复制。其过程是先打开其中一条单链a的一个磷酸二酯键，游离出一个3′－OH和一个5′－磷酸基团末端，随后在DNA聚合酶催化下，以b链为模板，从a链的3′－OH末端加入与b链互补的脱氧核苷酸，使链不断延长，新合成的子链随b链的滚动而延伸。与此同时，以伸展的a链为模板，合成新的子链。最后合成两个子代双链分子。下列说法正确的是(　　) A．DNA甲需要DNA水解酶断裂磷酸二酯键打开缺口 B．滚环复制中，b链滚动方向为逆时针 C．每条子链的合成都需要合成引物 D．DNA乙和DNA丙中新合成链的碱基序列相同 答案　B 解析　DNA甲需要特定的酶断裂磷酸二酯键打开缺口，DNA水解酶会将DNA水解，A错误；以环状b链为模板，从a链的3′－OH末端加入与b链互补的脱氧核苷酸，使链不断延长，通过逆时针滚动而合成新的子链，B正确；滚环复制前亲代双链DNA的一条链在DNA复制起点处被切开，其3′和5′端游离出来，滚环复制在3′－OH端开始以切开的该链为引物向前延伸，不需要合成引物，C错误；DNA乙(以b链为模板)和DNA丙(以a链为模板)中新合成链的碱基序列互补，D错误。 3．噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子，部分序列如图。 下列有关叙述正确的是(　　) A．D基因包含456个碱基，编码152个氨基酸 B．E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列，其互补DNA序列是5′－GCGTAC－3′ C．噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸 D．E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，且重叠序列编码的氨基酸序列相同 答案　B 解析　根据图示信息，D基因编码152个氨基酸，但D基因上包含终止密码子对应序列，故应包含459个碱基，A错误；分析图示信息，E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列是5′－GTACGC－3′，根据DNA分子两条链反向平行，其互补DNA序列是5′－GCGTAC－3′，B正确；噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核苷酸，C错误；E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，但重叠序列编码的氨基酸序列不同，D错误。 4．(2024·烟台高三三模)DNA转录时作为模板功能的链叫作反义链，另一条叫作有义链。如图是DNA分子中某些基因有义链和反义链示意图。下列说法错误的是(　　) A．不同基因可能同时复制，但不能同时转录 B．根据启动子和终止子的相对位置可判断哪条链作为反义链 C．DNA分子的一条链对不同基因来说，有的是有义链，有的是反义链 D．基因的转录和翻译并不都是沿着模板的3′端到5′端进行的 答案　A 解析　不同的基因位置不同，可能同时复制，也可能同时转录，A错误；启动子的作用是RNA聚合酶识别和结合的位点，驱动基因转录，因此根据启动子和终止子的相对位置可以判断哪条链作为反义链，B正确；不同基因的有义链和反义链不同，因此DNA分子的一条链对不同基因来说，有的是有义链，有的是反义链，C正确；基因的转录是沿着模板的3′端到5′端进行的，翻译是沿着模板的5′端到3′端进行的，D正确。 5．(2024·保定高三一模)DNA甲基化是表观遗传修饰中的一种，在DNA甲基转移酶的催化作用下，S－腺苷甲硫氨酸作为甲基供体，其核苷酸胞嘧啶被甲基基团共价修饰。DNA甲基化维持流程如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A．DNA甲基化后DNA中的碱基序列发生改变，基因表达和表型发生可遗传变化 B．全甲基化亲代双链经全保留复制后形成2分子的半甲基化子代双链 C．DNA甲基化的复制需要模板，一个甲基化DNA连续复制n次可得2n－2个DNA D．甲基化的维持依赖DNA的复制过程，离不开维持甲基转移酶的作用 答案　D 解析　由题意可知，DNA甲基化是其核苷酸胞嘧啶被甲基基团共价修饰，该过程不改变DNA中的碱基序列，A错误；全甲基化亲代双链经半保留复制后形成2分子的半甲基化子代双链，B错误；一个甲基化DNA连续复制n次可得2n个DNA，C错误；全甲基化亲代双链先经复制形成半甲基化子代双链，再在维持甲基转移酶的作用下形成全甲基化子代双链，说明甲基化的维持依赖DNA的半保留复制过程，离不开维持甲基转移酶的作用，D正确。 6．(多选)(2024·长春高三一模)真核细胞中基因表达过程受到多个水平的调控，包括转录前调控、转录调控、翻译调控等，每一水平的调控都会实现基因的选择性表达。如图表示几种调控的原理，下列相关叙述正确的是(　　) A．图1中表示转录的过程是②，图2中表示翻译的过程是⑥ B．图2中Lin—14基因编码的mRNA与miRNA不完全互补配对属于翻译调控 C．图1中B细胞DNA的选择性重排属于转录调控 D．与DNA复制相比较，图2中过程④特有的碱基互补配对形式是A—U 答案　ABD 解析　转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，图1中②表示转录过程，翻译是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程，图2中⑥表示翻译过程，A正确；图2中，miRNA与mRNA不完全互补配对，使mRNA形成局部双链结构，导致tRNA上的反密码子无法与mRNA上的密码子进行配对，抑制了翻译过程，因此该过程属于翻译调控，B正确；图1中B细胞DNA的选择性重排属于转录前调控，C错误；DNA复制是以DNA双链为模板合成DNA的过程，存在的碱基互补配对方式有A—T、T—A、G—C、C—G，图2中过程④(转录)存在的碱基互补配对方式有A—U、T—A、G—C、C—G，D正确。 专题强化练 1～2题每题5分，3～12题每题6分，共70分 1．“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验示意图如图所示。已知在以下实验条件中，该噬菌体在大肠杆菌中每20分钟复制一代，不考虑大肠杆菌裂解，下列叙述正确的是(　　) A．提取A组试管Ⅲ沉淀中的子代噬菌体DNA，仅少量DNA含有32P B．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 C．离心前应充分搅拌使大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体 D．该实验证明了DNA是主要遗传物质 答案　A 解析　由于DNA为半保留复制，亲代DNA被标记，原料没有被标记，子代中只有部分噬菌体被标记，故A组试管Ⅲ中有少量子代噬菌体含32P，A正确；B组用35S标记的是噬菌体的蛋白质，经搅拌和离心后放射性主要出现在上清液中，但上清液中的放射性强度与接种后的培养时间无关，B错误；离心前应充分搅拌使大肠杆菌与噬菌体分离，而不是使大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体，C错误；该实验证明了DNA是遗传物质，D错误。 2．(2024·保定高三二模)根据S型肺炎链球菌荚膜多糖的差异，将其分为SⅠ、SⅡ、SⅢ等类型，不同类型的S型细菌发生基因突变后失去荚膜，成为相应类型的R型细菌(RⅠ、RⅡ、RⅢ)，R型细菌也可回复突变为相应类型的S型细菌(SⅠ、SⅡ、SⅢ)。S型细菌的荚膜能阻止外源DNA进入细胞，为探究S型细菌的形成机制，科研人员将加热致死的甲菌破碎后获得提取物，冷却后加入乙菌培养液中混合均匀，再接种到平板上，经培养后检测子代细菌的类型。下列相关叙述正确的是(　　) A．肺炎链球菌的拟核DNA有2个游离的磷酸基团 B．若甲菌为RⅡ，乙菌为SⅢ，子代细菌可能为SⅢ和RⅡ，则能说明RⅡ是转化而来的 C．若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅡ，子代细菌为SⅢ和RⅡ，则能说明SⅢ是转化而来的 D．若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅢ，子代细菌为SⅢ和RⅢ，则能排除基因突变的可能 答案　C 解析　肺炎链球菌的拟核DNA为环状DNA分子，有0个游离的磷酸基团，A错误；S型细菌的荚膜能阻止外源DNA进入细胞，RⅡ的DNA不能进入SⅢ中，不会导致SⅢ转化为RⅡ，B错误；若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅡ，RⅡ接受加热致死的SⅢ的DNA，经转化得到SⅢ，繁殖所得子代细菌为SⅢ和RⅡ，RⅡ经回复突变得到SⅡ，繁殖所得子代细菌只能是SⅡ和RⅡ，C正确；若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅢ，RⅢ经转化形成的S型细菌为SⅢ，RⅢ经回复突变形成的S型细菌也是SⅢ，繁殖后形成的子代细菌都为SⅢ和RⅢ，不能排除基因突变的可能，D错误。 3．DNA复制时，一条新子链可以进行连续复制，而另一条链只能先合成新链片段即冈崎片段(如图所示)。DNA聚合酶不能直接起始DNA新链或冈崎片段的合成，需先借助引物酶以DNA为模板合成RNA引物，DNA聚合酶再在引物的末端上聚合脱氧核苷酸。当DNA整条单链合成完毕或冈崎片段相连后，DNA聚合酶再把RNA引物水解掉，换上相应的DNA片段。下列说法错误的是(　　) A．引物酶属于RNA聚合酶 B．DNA复制时，一条新子链按5′→3′方向进行，而另一条链复制方向相反，按3′→5′方向进行 C．DNA聚合酶既能催化磷酸二酯键形成也能催化磷酸二酯键断裂 D．对DNA进行标记时，标记物应在胸腺嘧啶上 答案　B 解析　引物酶以DNA为模板合成RNA引物，引物酶属于RNA聚合酶，A正确；DNA聚合酶只能在子链的3′端延伸DNA，DNA复制时，两条新子链都按5′→3′方向进行，B错误；引物酶以DNA为模板合成RNA引物，DNA聚合酶再在引物的3′—OH上聚合脱氧核苷酸，当DNA整条单链合成完毕或冈崎片段相连后，DNA聚合酶再把RNA引物去掉，故DNA聚合酶既能催化磷酸二酯键形成也能催化磷酸二酯键断裂，C正确。 4．(2024·邢台高三联考)在DNA分子双螺旋结构模型提出之后，人们推测DNA可能通过图1中三种方式进行复制。生物兴趣小组准备通过实验来探究DNA的复制方式，基本实验思路是用14N标记大肠杆菌的DNA双链，然后在含15N的培养基上让其繁殖两代，提取每代大肠杆菌的DNA并做相应处理，可能出现的实验结果如图2所示。下列说法错误的是(　　) A．该实验中用到了同位素标记技术和密度梯度离心法 B．若亲代大肠杆菌繁殖一代，出现实验结果1，可以说明DNA的复制方式是分散复制 C．若亲代大肠杆菌繁殖两代，出现实验结果2，说明DNA的复制方式是半保留复制 D．若为半保留复制，则亲代大肠杆菌繁殖n(n≥2)代后，实验结果中轻带、中带、重带中DNA分子数量之比应为0∶2∶(2n－2) 答案　B 解析　该实验中，使用14N对DNA分子进行了标记，应用了同位素标记技术，同时用密度梯度离心法对DNA分子进行分离得到不同的密度带，A正确；若亲代大肠杆菌繁殖一代，出现实验结果1，也就是离心后只有1条中带，可以说明DNA的复制方式可能是半保留复制，也可能是分散复制，B错误。 5．(2024·黑吉辽，9)如图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是(　　) A．酶E的作用是催化DNA复制 B．甲基是DNA半保留复制的原料之一 C．环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素 D．DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型 答案　C 解析　由图可知，酶E的作用是催化DNA甲基化，A错误；DNA半保留复制的原料为4种脱氧核苷酸，没有甲基，B错误；DNA甲基化不改变碱基序列，但会影响生物个体表型，D错误。 6．M13噬菌体是一种寄生于大肠杆菌的丝状噬菌体，其DNA为含有6 407个核苷酸的单链环状DNA。M13噬菌体增殖的部分过程如图所示，其中SSB是单链DNA结合蛋白。下列相关叙述正确的是(　　) A．M13噬菌体的遗传物质复制过程中不需要先合成引物来引导子链延伸 B．SSB的作用是防止解开的两条单链重新形成双链，利于DNA复制 C．过程⑥得到的单链环状DNA是过程②～⑤中新合成的DNA D．过程②～⑥需要断裂2个磷酸二酯键，合成6 407个磷酸二酯键 答案　B 解析　过程①需要先合成引物来引导子链延伸，过程③不需要，A错误；过程⑥得到的单链环状DNA是原来的，过程②～⑤中新合成的DNA单链存在于复制型双链DNA中，C错误；该DNA为含有6 407个核苷酸的单链环状DNA，由图可知，过程②～⑥需要断裂2个磷酸二酯键，一共合成6 409个磷酸二酯键，D错误。 7．真核生物染色体末端的端粒是由非转录的短的重复片段(5′－GGGTTA－3′)及一些结合蛋白组成的。端粒DNA序列随细胞分裂次数增加而缩短，当短到一定程度时，端粒内侧的正常基因会受到损伤。端粒酶对端粒DNA序列的修复机制如图，下列相关叙述错误的是(　　) A．过程②属于逆转录 B．过程③需要DNA聚合酶的催化 C．端粒酶RNA中与DNA重复片段互补配对的序列是5′－CCCAAU－3′ D．与胰岛B细胞相比，肿瘤细胞中端粒酶的活性高 答案　C 解析　由题图可知，过程②是以RNA为模板合成DNA，因此属于逆转录，A正确；过程③为DNA聚合反应，故需要DNA聚合酶的催化，B正确；端粒的重复片段为5′－GGGTTA－3′，因此端粒酶RNA中与DNA重复片段互补配对的序列是5′－UAACCC－3′(反向平行)，C错误；端粒DNA序列随细胞分裂次数增加而缩短，当短到一定程度时，端粒内侧的正常基因会受到损伤，肿瘤细胞有无限增殖能力，因此可推测与胰岛B细胞相比，肿瘤细胞中端粒酶的活性高，D正确。 8．大肠杆菌一般将葡萄糖作为碳元素的来源，但是当生活的环境中没有葡萄糖而有乳糖时，大肠杆菌会合成半乳糖苷酶(催化乳糖水解)，保障大肠杆菌的正常生存。相关机制如图所示。下列说法错误的是(　　) A．若物质a中A占23%、U占25%，则对应的阻遏基因编码片段中A占24% B．RNA聚合酶通过与图中物质a结合后表达出的物质b的化学本质是蛋白质 C．无乳糖时，物质b与半乳糖苷酶合成基因相关序列结合来影响其转录过程 D．有乳糖时，半乳糖苷酶的基因由关闭状态变为工作状态，实现对乳糖的水解利用 答案　B 解析　物质a是mRNA，若物质a中A占23%、U占25%，则基因模板链中T占23%、A占25%，非模板链中A占23%、T占25%，故对应阻遏基因的编码片段中A占(25%＋23%)/2＝24%，A正确；物质a是mRNA，是翻译的模板，而RNA聚合酶是在转录过程中起作用，其结合位点是DNA区域，B错误；无乳糖时，相关物质有活性，物质b与半乳糖苷酶合成基因相关序列结合来影响其转录过程，C正确。 9．(2024·白城高三调研)转铁蛋白受体参与细胞对Fe3＋的吸收，Fe3＋大量积累对细胞有毒害。如图是细胞中Fe3＋含量对转铁蛋白受体mRNA稳定性的调节过程(图中铁反应元件是转铁蛋白受体mRNA上一段富含碱基A、U的序列)。结合图文分析，下列叙述错误的是(　　) A．铁反应元件形成的茎环结构能影响转铁蛋白受体的氨基酸序列，从而影响该受体的结构 B．铁反应元件能形成茎环结构的原因是该片段存在能自身互补配对的碱基序列 C．合成转铁蛋白受体的模板是mRNA，该模板被彻底水解的产物是磷酸、核糖和含氮碱基 D．这种调节机制既可以避免Fe3＋对细胞的毒性影响，又可以减少细胞内物质和能量的浪费 答案　A 解析　铁反应元件形成的茎环结构位于终止密码子之后，不影响转铁蛋白受体的氨基酸序列，A错误；图中铁反应元件是转铁蛋白受体mRNA上一段富含碱基A、U的序列，该片段能自身互补配对形成茎环，B正确；转铁蛋白受体的本质是蛋白质，所以其合成模板是mRNA，该模板被彻底水解的产物是磷酸、核糖和含氮碱基，C正确。 10．(多选)(2024·沧州高三模拟)Rous肉瘤病毒是诱发癌症的一类RNA病毒，如图表示其致病原理，下列叙述正确的是(　　) A．过程①发生在宿主细胞内，需要宿主细胞提供逆转录酶 B．过程②的目的是形成双链DNA，其中酶A是一种RNA聚合酶 C．过程③是以－DNA为模板合成大量Rous肉瘤病毒＋RNA的过程 D．Rous肉瘤病毒致癌的过程中，宿主细胞的遗传信息发生改变 答案　CD 解析　图中过程①为RNA形成DNA，表示逆转录过程，病毒是营寄生生活的生物，过程①发生在宿主细胞内，但逆转录酶由病毒提供，A错误；据图分析，根据酶A催化的产物是核糖核苷酸，可判断酶A是将RNA水解的酶，RNA聚合酶是催化转录过程的酶，B错误；据图分析，－DNA与＋RNA的碱基互补配对，故过程③是以－DNA为模板合成大量Rous肉瘤病毒＋RNA的过程，C正确；Rous肉瘤病毒是逆转录病毒，由图可知，Rous肉瘤病毒是将病毒的RNA逆转录形成的DNA整合到宿主细胞的核DNA上后引起宿主细胞癌变，导致宿主细胞的遗传信息发生改变，D正确。 11．(多选)(2024·吉安高三期中)研究人员采用化学方法人工合成了四种新碱基：P(嘌呤)、Z(嘧啶)、B(嘌呤)、S(嘧啶)，其中P和Z配对，B和S配对。研究人员进一步利用上述碱基与天然碱基成功构建了一种合成DNA分子，该DNA与天然DNA拥有十分相似的外形结构。下列关于该合成DNA的推断，正确的是(　　) A．P—Z碱基对、B—S碱基对与天然碱基对具有相近的形态和直径 B．该合成DNA分子也是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成 C．该合成DNA分子中，碱基的比例(A＋G＋P＋Z)/(T＋C＋B＋S)＝1 D．四种新碱基加入后，同样长度的DNA能储存的遗传信息量大增 答案　ABD 解析　人工合成碱基与天然碱基构建的合成DNA分子与天然DNA拥有十分相似的外形结构，说明P—Z碱基对、B—S碱基对与天然碱基对具有相近的形态和直径，A正确；合成DNA与天然DNA拥有十分相似的外形结构，说明该合成DNA分子也是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成，B正确；P和Z配对，B和S配对，则该合成DNA分子中，碱基的比例(A＋G＋P＋B)/(T＋C＋Z＋S)＝1，C错误；四种新碱基加入后，脱氧核苷酸成为8种，同样长度的DNA排列的可能性由4n变为8n，故同样长度的DNA能储存的遗传信息量大增，D正确。 12．(多选)科学家用同位素标记法研究了T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程。图甲表示T2噬菌体某些基因表达的部分过程，图乙为图甲中④部分的放大。下列叙述错误的是(　　) A．图甲所示的RNA聚合酶是在大肠杆菌体内合成的 B．图乙各物质或结构中含有核糖的有tRNA、mRNA和核糖体 C．图甲中形成①②时存在A－U配对，形成③④时存在T－A配对 D．图乙中核糖体沿着mRNA移动的方向是由右向左 答案　CD 解析　由图乙可知，核糖体沿着mRNA移动的方向是由左向右，D错误。 13．(14分)(2023·广东，17)放射性心脏损伤是由电离辐射诱导大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制如图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。 回答下列问题： (1)放射刺激心肌细胞产生的________会攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。 (2)前体mRNA是通过________酶以DNA的一条链为模板合成的，可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对________的竞争性结合，调节基因表达。 (3)据图分析，miRNA表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是__________________ ____________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________。 (4)根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________。 答案　(1)自由基　(2)RNA聚合　miRNA　(3)P蛋白能抑制细胞凋亡，miRNA表达量升高，与P基因的mRNA结合并将其降解的概率上升，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡　(4)可通过增大细胞内circRNA的含量，靶向结合miRNA使其不能与P基因的mRNA结合，从而提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡 解析　(1)放射刺激心肌细胞可产生大量自由基攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。(2)RNA聚合酶能催化转录过程，以DNA的一条链为模板，通过碱基互补配对原则合成前体mRNA。由图可知，miRNA既能与P基因mRNA结合，降低mRNA的翻译水平，又能与circRNA结合，提高mRNA的翻译水平，故circRNA和mRNA在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合，调节基因表达。(3)P蛋白能抑制细胞凋亡，当miRNA表达量升高时，大量的miRNA与P基因的mRNA结合，并将P基因的mRNA降解，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡。 14．(16分)DNA双链断裂(DSB)是真核生物中一种严重的DNA损伤形式，哺乳动物体内存在相关机制修复DSB。在修复过程中可能会发生改变遗传信息的情况，例如丢失DNA上的甲基化信息(表观遗传信息改变)或发生基因突变，从而对基因的表达产生影响。已知DSB可以导致生物个体衰老，但相关的分子机制尚未明确。回答下列问题： (1)用Ⅰ－PpoⅠ酶处理DNA可导致DSB，作用机理见图1。Ⅰ－PpoⅠ酶由Ⅰ－PpoⅠ基因编码，能够识别主要存在于非编码区(DNA中不能编码蛋白质的区段)的序列5′－CTCTCTTAAGGTAGC－3′，使第9位A与第10位G之间的__________键断开，据此可知该酶属于__________________酶。科学家选用该酶诱发DSB，可以尽量减少__________带来的影响。 (2)为了探究DSB是通过表观遗传信息改变还是基因突变导致衰老，科学家以小鼠作为研究材料进行相关实验。该实验的流程大致如图2： ①在实验前，利用基因工程技术将Ⅰ－PpoⅠ基因导入小鼠细胞中，诱导表达后需通过__________法检测细胞内是否产生Ⅰ－PpoⅠ酶。若产生Ⅰ－PpoⅠ酶，则会导致实验组小鼠发生__________信息的变化。表观年龄是根据整个基因组有多少碱基失去了原有的甲基作为测量依据。实验前，对照组和实验组小鼠的表观年龄应__________。 ②若实验结果为与对照组相比，实验组小鼠______________________________；且当实验组出现明显的衰老表型时，对照组依然保持年轻的状态，则证明DSB引起的表观遗传变化导致衰老。 ③若出现上述实验结果，科学家还需要对实验组小鼠进行基因治疗，使其恢复年轻时的表观遗传信息。若________________________________，则能确立表观遗传变化与衰老之间的因果关系。 答案　(1)磷酸二酯　限制性内切核酸(限制)　基因突变　(2)①抗原－抗体杂交　表观遗传　保持相同　②突变频率无明显差异，但产生更多的DSB，表观年龄增大　③衰老表型可以恢复到年轻水平 解析　(1)相邻脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，因此Ⅰ－PpoⅠ酶能使第9位A与第10位G之间的磷酸二酯键断开，该酶属于限制性内切核酸(限制)酶；DSB在修复过程中可能会发生改变遗传信息的情况，而科学家选用Ⅰ－PpoⅠ酶诱发DSB，DNA经修复后碱基序列不变，可以尽量减少基因突变后改变遗传信息带来的影响。(2)①诱导Ⅰ－PpoⅠ基因表达形成Ⅰ－PpoⅠ酶，且该酶的本质是蛋白质，因此可以通过抗原—抗体杂交检测细胞内是否产生Ⅰ－PpoⅠ酶。若产生Ⅰ－PpoⅠ酶，该酶并不会改变DNA碱基序列，而是丢失DNA上的甲基化信息(表观遗传信息改变)，因此产生Ⅰ－PpoⅠ酶会导致实验组小鼠发生表观遗传信息的变化。实验要遵循单一变量的原则，因此实验前，对照组和实验组小鼠的表观年龄(属于无关变量)应保持相同。②若是DSB引起的表观遗传变化导致衰老而非基因突变引起，则实验结果应与对照组相比，实验组小鼠突变频率无明显差异，但产生更多的DSB(可导致生物个体衰老)，表观年龄增大；且实验组出现明显的衰老表型，对照组依然保持年轻的状态。 学科网（北京）股份有限公司 $