2027届人教版高三一轮复习必修二专题一遗传的分子基础讲义
2026-08-06
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2份
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50页
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普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版必修2 遗传与进化 |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | 第3章 基因的本质,第4章 基因的表达 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 遗传的分子基础 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 11.08 MB |
| 发布时间 | 2026-08-06 |
| 更新时间 | 2026-08-06 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-06 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59114455.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中生物学讲义聚焦遗传的分子基础,涵盖DNA是主要遗传物质、基因本质、转录翻译、中心法则及基因与性状关系五大核心考点,按“实验证据-结构功能-信息传递-调控表达”逻辑架构知识体系,通过考点梳理、方法指导(如“二看法”标记判断)、真题训练(2021-2025年考向题)等环节,帮助学生系统突破难点。
讲义以科学思维和探究实践为导向,创新采用“实验流程拆解+模型建构”教学法,如噬菌体侵染实验误差分析结合“二看法”图解,培养学生逻辑推理能力。设置基础考向与综合应用分层练习,配合真题精讲,确保高效复习,为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支撑。
内容正文:
遗传的分子基础
]
姓名:
2027高考专题
1
学科网(北京)股份有限公司
考点一DNA是主要的遗传物质
肺炎链球菌的转化实验
1.肺炎链球菌的类型
2.格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
3.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
噬菌体侵染细菌的实验
1.噬菌体侵染细菌的实验
(1)实验材料:T2噬菌体(模式图如下)和大肠杆菌。 T2噬菌体的专一宿主为大肠杆菌
噬菌体的增殖
过程
增殖需要的条件
内容
合成T2噬菌体DNA
模板
噬菌体的DNA
原料
大肠杆菌提供的4种脱氧核苷酸
合成T2噬菌体蛋白质
原料
大肠杆菌的氨基酸
场所
大肠杆菌的核糖体
(2)实验方法:放射性同位素标记技术,用35S、32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA。
(3)实验过程(对比实验)
①实验中,保温的目的是使T2噬菌体侵染大肠杆菌;搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体与大肠杆菌分离;离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
②实验结果分析:噬菌体侵染细菌时,DNA进入细菌的细胞中,而蛋白质外壳仍留在细胞外。子代噬菌体的各种性状,是通过亲代的DNA遗传的。
③结论:DNA才是噬菌体的遗传物质。
(4)噬菌体侵染细菌实验的误差分析
①32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌
②35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌
“二看法”判断子代噬菌体标记情况
烟草花叶病毒感染烟草的实验
DNA是主要的遗传物质
考向
1.S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型细菌转化为S型细菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示,下列叙述正确的是( )
A.步骤①中,酶处理时间不宜过长,以免底物完全水解
B.步骤②中,甲或乙的加入量不影响实验结果
C.步骤④中,固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化
D.步骤⑤中,通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果
2.(2024·天津河西区三模)“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验如图所示。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
3.(2025·开封期中)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。下列叙述错误的是( )
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无明显区别
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低于未敲除K7组
C
32P标记的未敲除K7组
未标记
释放的子代TM4噬菌体均带有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噬菌体放射性强度无明显差别
考点二基因的本质
1.DNA双螺旋结构模型的构建
(1)构建者:沃森和克里克。
(2)构建过程
2.DNA的结构
3.DNA的结构特点
多样性
若DNA含有n个碱基对,则其可能有4n种碱基排列顺序
特异性
每个DNA分子都有特定的碱基排列顺序
稳定性
两条主链上磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变,碱基配对方式不变等
[归纳总结] DNA双螺旋结构的热考点
4.DNA中碱基数量的计算规律
5.基因的本质
基因通常是有遗传效应的DNA片段。有些病毒的遗传物质是RNA,对于这些病毒而言,基因就是有遗传效应的RNA片段。
6.基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系
[拓展延伸] 真、原核细胞基因的结构
6.DNA的复制
(1).DNA半保留复制的实验证据(假说—演绎法)
(2)DNA的复制
概念、时间、场所
过程(特点:边解旋边复制;半保留复制)
结果:一个DNA分子形成了两个完全相同的DNA分子。
DNA准确复制
(3)“图解法”分析DNA复制的相关计算
将DNA被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养液中繁殖n代,则:
①子代DNA共2n个
②脱氧核苷酸链共2n+1条
DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数
①若亲代的DNA分子中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)。
②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为 m·2n-1。
考向
1.(2021·山东,4)我国考古学家利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”,成功将极其微量的古人类DNA从提取自土壤沉积物中的多种生物的DNA中识别并分离出来,用于研究人类起源及进化。下列叙述正确的是( )
A.“引子”的彻底水解产物有两种
B.设计“引子”的DNA序列信息只能来自核DNA
C.设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列
D.土壤沉积物中的古人类双链DNA可直接与“引子”结合从而被识别
2.DNA的复制方式有三种假说:全保留复制、半保留复制、分散复制(子代DNA的每条链都由亲本链的片段与新合成的片段随机拼接而成)。某科研小组同学以细菌为材料,进行了如下两组实验探究DNA的复制方式。下列叙述错误的是( )
实验一:将14N细菌置于15N培养基中培养一代并离心。
实验二:将15N细菌置于14N培养基中连续培养两代并离心。
A.若实验一离心结果为重带和轻带,则DNA的复制方式为全保留复制
B.若实验一离心结果为中带,可确定DNA的复制方式是半保留复制
C.若实验二离心结果为中带和轻带,则DNA的复制方式不是全保留复制
D.若实验二改为连续培养三代并离心,结果只出现一个条带,则可能为分散复制
3.当细菌在慢生长(慢复制)时,其环状DNA从起点开始进行正常的双向复制。当进入快生长(快复制)时,细菌内DNA复制到一半以上时,在模板DNA和新合成的一半DNA这两段DNA的中间同时开始复制,与此同时,已经复制了一半以上的DNA继续完成复制过程。下列叙述错误的是( )
A.细菌环状DNA分子中不含游离的磷酸基团
B.营养充足时,大肠杆菌可利用快生长模式快速增殖
C.细菌快生长时其拟核DNA上最多有4处正在发生解螺旋
D.细菌慢生长、快生长过程都会形成蛋白质—DNA复合体
4.条锈菌病毒PsV5是我国新发现的一种单链RNA病毒,该病毒寄生在小麦条锈菌(专性寄生真菌)中。对PsV5的研究为更好地认识和防治小麦条锈病提供了新思路。下列叙述正确的是( )
A.条锈菌病毒PsV5和小麦条锈菌的遗传物质元素组成相同
B.条锈菌病毒PsV5的基因通常是具有遗传效应的DNA片段
C.感染PsV5病毒的小麦条锈菌会将病毒RNA遗传给子代
D.PsV5病毒和小麦条锈菌都营寄生生活,都没有独立代谢能力
考点三遗传信息的转录和翻译
1.RNA的结构、种类和功能
2.遗传信息的转录
3.遗传信息的翻译
4.遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
(1)相关概念及联系
[提醒] 启动子和终止子均为DNA片段,起始密码子和终止密码子均为mRNA上三个相邻的碱基。
(2)数量关系
①密码子有64种,不同生物共用一套遗传密码。几乎所有的生物体都共用一套密码子,这体现了密码子的通用性,说明当今生物可能有着共同的起源。
②有2种起始密码子:在真核生物中AUG作为起始密码子;在原核生物中,GUG也可以作为起始密码子,此时它编码甲硫氨酸。
③有3种终止密码子:UAA、UAG、UGA。正常情况下,终止密码子不编码氨基酸,仅作为翻译终止的信号,但在特殊情况下,终止密码子UGA可以编码硒代半胱氨酸。
④通常一种密码子决定一种氨基酸,一种tRNA只能转运一种氨基酸。
⑤每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并),可由一种或几种tRNA转运。
5.模型解读——多聚核糖体
(1)图中c所指的3条链最终的氨基酸序列相同,因为这3条链的模板相同(均为a)。
(2)图中信息显示,一条mRNA分子上可结合多个核糖体,其意义是少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。
(3)图中核糖体移动的方向为由左向右。
真、原核细胞基因的表达
(1)原核生物基因的表达
(2)真核生物基因的表达
(3)“两看法”判断真、原核生物的基因表达过程
考向
1.(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
2.(2025·合肥二模)细菌的核糖体包含30S和50S两个亚基,两者均以rRNA-蛋白质的复合物形式存在。mRNA的上游特定序列被30S亚基识别结合后,再结合50S亚基,共同构成翻译机器,该机器内有两个RNA(携带氨基酸)结合位点:A位和P位,如图所示。下列关于翻译过程的叙述,正确的是( )
A.30S亚基的rRNA在3′端存在与mRNA互补的特殊序列
B.最早与mRNA结合的tRNA一定具有起始密码子序列
C.50S亚基催化A位的氨基酸转移到P位tRNA携带的肽链上
D.在图中肽链延伸过程中,核糖体沿着mRNA从右向左移动
3.若一个DNA分子某基因共含有N个碱基,其中胸腺嘧啶占模板链上所有碱基的比例为a(a<1/2),占该基因中所有碱基的比例为b(b<1/2)。下列叙述错误的是( )
A.该基因所含氢键数一定大于N个
B.该基因含有2N个脱氧核糖
C.该基因转录出的mRNA中,尿嘧啶最多占2b-a
D.该基因转录、翻译出的蛋白质中氨基酸数少于N/6
考点四 中心法则的提出及其发展
1.遗传信息的传递过程
2.DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较
项目
DNA复制
转录
翻译
逆转录
RNA复制
场所
主要细胞核
主要细胞核
核糖体
宿主细胞
宿主细胞
模板
DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
RNA
RNA
原料
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
21种氨基酸
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
酶
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
缩合反应的酶
逆转录酶
RNA聚合酶
能量
ATP提供
碱基互补配对原则
G-C、C-G
A-T、T-A
A-U、T-A
A-U、U-A
A-T、U-A
A-U、U-A
产物
两个子代DNA
RNA
多肽链
DNA
RNA
信息
传递
DNA→DNA
DNA→RNA
mRNA→蛋白质
RNA→DNA
RNA→RNA
1.(2023·全国乙,5)已知某种氨基酸(简称甲)是一种特殊氨基酸,迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是:这些古菌含有特异的能够转运甲的tRNA(表示为tRNA甲)和酶E,酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲(表示为甲-tRNA甲),进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子,从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链,则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是( )
①ATP ②甲 ③RNA聚合酶 ④古菌的核糖体 ⑤酶E的基因 ⑥tRNA甲的基因
A.②⑤⑥ B.①②⑤
C.③④⑥ D.②④⑤
2.(2025·山东,5)关于豌豆细胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程,下列叙述错误的是( )
A.三个过程均存在碱基互补配对现象
B.三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内
C.根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列
D.RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同
3.(2025·湖南,11)被噬菌体侵染时,某细菌以一特定RNA片段为重复单元,逆转录成串联重复DNA,再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo,如图所示。该蛋白能抑制细菌生长,从而阻止噬菌体利用细胞资源。下列叙述错误的是( )
A.噬菌体侵染细菌时,会将核酸注入细菌内
B.蛋白Neo在细菌的核糖体中合成
C.串联重复的双链DNA的两条链均可作为模板指导蛋白Neo合成
D.串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子
考点五 基因表达产物与性状的关系
1.基因控制生物性状的途径
(1)方式1:基因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。
实例:①豌豆种子圆粒与皱粒的原因
②白化病致病机理
(2)方式2:基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
实例:囊性纤维化
2.细胞分化的本质:基因的选择性表达(如图所示)。
.表达的基因类型
3.表观遗传
4.基因与性状间的关系
(1)在大多数情况下,基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。
①一个基因一种性状(多数性状受单基因控制);
②一个基因多种性状(如基因间相互作用);
③多个基因一种性状(如身高、体重等)。
(2)生物体的性状也不完全由基因决定,环境对性状也有着重要影响。
考向
1金刚鹦鹉的羽毛色彩缤纷。研究发现乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基,造成羽色由红到黄的渐变。同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异,该现象最不可能源于( )
A.乙醛脱氢酶基因序列的差异 B.编码乙醛脱氢酶 mRNA 量的差异
C.乙醛脱氢酶活性的差异 D.鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异
2.(2021·湖南,13)细胞内不同基因的表达效率存在差异,如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达,图中基因A的表达效率高于基因B
B.真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中
C.人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物
D.②过程中,rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子
3.(2022·湖北,5)BMI1基因具有维持红系祖细胞分化为成熟红细胞的能力。体外培养实验表明,随着红系祖细胞分化为成熟红细胞,BMI1基因表达量迅速下降。在该基因过量表达的情况下,一段时间后成熟红细胞的数量是正常情况下的1012倍。根据以上研究结果,下列叙述错误的是( )
A.红系祖细胞可以无限增殖分化为成熟红细胞
B.BMI1基因的产物可能促进红系祖细胞的体外增殖
C.该研究可为解决临床医疗血源不足的问题提供思路
D.红系祖细胞分化为成熟红细胞与BMI1基因表达量有关
4.(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
5.(2025·淮北模拟)青蒿素是从黄花蒿的茎叶中提取的一种小分子化合物,主要具有抗疟疾、抗肿瘤、抗炎等作用。如图为青蒿素合成相关的部分代谢过程,下列叙述错误的是( )
A.为了较大提高青蒿素的产量,可促进F基因表达,抑制G基因表达
B.酶F和酶G催化的底物都是FPP,所以这两种酶的组成和结构相同
C.①③均可代表转录和翻译,翻译时需要mRNA、tRNA、rRNA的参与
D.青蒿素合成过程可以说明,性状与基因的关系并不都是一一对应的
6.(2025·湖北,3)我国科学家对三万余株水稻进行筛选,成功定位并克隆出耐碱—耐热基因ATT,发现该基因编码GA20氧化酶,从而调控赤霉素的生物合成。适宜浓度的赤霉素通过调节SLR1蛋白的含量,能减少碱性和高温环境对植株的损伤。下列叙述错误的是( )
A.该研究表明基因与性状是一一对应关系
B.ATT基因通过控制酶的合成影响水稻的性状
C.可以通过调节ATT基因的表达调控赤霉素的水平
D.该研究成果为培育耐碱—耐热水稻新品种提供了新思路
7.(2025·河南,14)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
8.(2025·江苏,15)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
9.心脏少见癌发生,移植到小鼠心脏的肺癌细胞增殖也受到抑制,原因是心脏搏动形成的力学负荷会通 过心肌细胞和肺癌细胞的核膜蛋白N2 传递至核内,引起组蛋白去甲基化酶基因表达上调,染色质去螺旋, 最终抑制细胞增殖。下列叙述错误的是
A. 力学负荷不改变DNA 碱基序列但影响基因表达
B. 若降低心肌细胞N2 表达,转移至心脏的肺癌细胞增殖加快
C. 用无搏动心肌组织证明力学负荷作用利用了“减法原理”
D. 研究结果提示力学刺激有望成为治疗肺癌的物理手段
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遗传的分子基础
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姓名:
2027高考专题
1
学科网(北京)股份有限公司
考点一DNA是主要的遗传物质
肺炎链球菌的转化实验
1.肺炎链球菌的类型
2.格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
3.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
噬菌体侵染细菌的实验
1.噬菌体侵染细菌的实验
(1)实验材料:T2噬菌体(模式图如下)和大肠杆菌。 T2噬菌体的专一宿主为大肠杆菌
噬菌体的增殖
过程
增殖需要的条件
内容
合成T2噬菌体DNA
模板
噬菌体的DNA
原料
大肠杆菌提供的4种脱氧核苷酸
合成T2噬菌体蛋白质
原料
大肠杆菌的氨基酸
场所
大肠杆菌的核糖体
(2)实验方法:放射性同位素标记技术,用35S、32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA。
(3)实验过程(对比实验)
①实验中,保温的目的是使T2噬菌体侵染大肠杆菌;搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体与大肠杆菌分离;离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
②实验结果分析:噬菌体侵染细菌时,DNA进入细菌的细胞中,而蛋白质外壳仍留在细胞外。子代噬菌体的各种性状,是通过亲代的DNA遗传的。
③结论:DNA才是噬菌体的遗传物质。
(4)噬菌体侵染细菌实验的误差分析
①32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌
②35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌
“二看法”判断子代噬菌体标记情况
烟草花叶病毒感染烟草的实验
DNA是主要的遗传物质
考向
1.S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型细菌转化为S型细菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示,下列叙述正确的是( )
A.步骤①中,酶处理时间不宜过长,以免底物完全水解
B.步骤②中,甲或乙的加入量不影响实验结果
C.步骤④中,固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化
D.步骤⑤中,通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果
答案 D
解析 步骤①中,酶处理时间要足够长,以使底物完全水解,A错误;步骤②中,甲或乙的加入量属于无关变量,应相同且适宜,否则会影响实验结果,B错误;步骤④中,液体培养基有利于细菌与营养物质充分接触,比固体培养基更有利于细菌转化,C错误。
2.(2024·天津河西区三模)“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验如图所示。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。
3.(2025·开封期中)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。下列叙述错误的是( )
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无明显区别
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低于未敲除K7组
C
32P标记的未敲除K7组
未标记
释放的子代TM4噬菌体均带有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噬菌体放射性强度无明显差别
答案 D
解析 35S标记的是蛋白质,32P标记的是DNA。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正确。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K7组,B正确。未被标记的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。用未标记的TM4噬菌体侵染35S标记的未敲除K7组,TM4噬菌体可以完成吸附注入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;当未标记的TM4噬菌体侵染35S标记的敲除K7组时,TM4噬菌体吸附能力下降,放射性强度小,D错误。
考点二基因的本质
1.DNA双螺旋结构模型的构建
(1)构建者:沃森和克里克。
(2)构建过程
2.DNA的结构
3.DNA的结构特点
多样性
若DNA含有n个碱基对,则其可能有4n种碱基排列顺序
特异性
每个DNA分子都有特定的碱基排列顺序
稳定性
两条主链上磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变,碱基配对方式不变等
[归纳总结] DNA双螺旋结构的热考点
4.DNA中碱基数量的计算规律
5.基因的本质
基因通常是有遗传效应的DNA片段。有些病毒的遗传物质是RNA,对于这些病毒而言,基因就是有遗传效应的RNA片段。
6.基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系
[拓展延伸] 真、原核细胞基因的结构
6.DNA的复制
(1).DNA半保留复制的实验证据(假说—演绎法)
(2)DNA的复制
概念、时间、场所
过程(特点:边解旋边复制;半保留复制)
结果:一个DNA分子形成了两个完全相同的DNA分子。
DNA准确复制
(3)“图解法”分析DNA复制的相关计算
将DNA被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养液中繁殖n代,则:
①子代DNA共2n个
②脱氧核苷酸链共2n+1条
DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数
①若亲代的DNA分子中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)。
②第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为 m·2n-1。
考向
1.(2021·山东,4)我国考古学家利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”,成功将极其微量的古人类DNA从提取自土壤沉积物中的多种生物的DNA中识别并分离出来,用于研究人类起源及进化。下列叙述正确的是( )
A.“引子”的彻底水解产物有两种
B.设计“引子”的DNA序列信息只能来自核DNA
C.设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列
D.土壤沉积物中的古人类双链DNA可直接与“引子”结合从而被识别
答案 C
解析 根据分析“引子”是一段DNA序列,彻底水解产物有磷酸、脱氧核糖和四种含氮碱基,共6种产物,A错误;由于线粒体中也含有DNA,因此设计“引子”的 DNA 序列信息还可以来自线粒体DNA,B错误;根据题干信息“利用现代人的 DNA 序列设计并合成了引子”,说明设计“引子”前不需要知道古人类的 DNA 序列,C正确;土壤沉积物中的古人类双链 DNA 需要经过提取,且在体外经过加热解旋后,才能与“引子”结合,而不能直接与引子结合,D错误。
2.DNA的复制方式有三种假说:全保留复制、半保留复制、分散复制(子代DNA的每条链都由亲本链的片段与新合成的片段随机拼接而成)。某科研小组同学以细菌为材料,进行了如下两组实验探究DNA的复制方式。下列叙述错误的是( )
实验一:将14N细菌置于15N培养基中培养一代并离心。
实验二:将15N细菌置于14N培养基中连续培养两代并离心。
A.若实验一离心结果为重带和轻带,则DNA的复制方式为全保留复制
B.若实验一离心结果为中带,可确定DNA的复制方式是半保留复制
C.若实验二离心结果为中带和轻带,则DNA的复制方式不是全保留复制
D.若实验二改为连续培养三代并离心,结果只出现一个条带,则可能为分散复制
答案 B
解析 若实验一离心结果为重带(两条链均为15N)和轻带(两条链均为14N),则DNA的复制方式为全保留复制,A正确;若实验一离心结果为中带(一条链为15N,一条链为14N或者两条链上均含有15N和14N),可确定DNA的复制方式是半保留复制或分散复制,B错误;若实验二离心结果为中带和轻带,则DNA的复制方式不可能为全保留复制,若为全保留复制,则一定有重带,C正确;若DNA复制方式为分散复制,无论复制几次,离心后的条带只有一条密度带,若实验二改为连续培养三代并离心,结果只出现一个条带,则可能为分散复制,D正确。。
3.当细菌在慢生长(慢复制)时,其环状DNA从起点开始进行正常的双向复制。当进入快生长(快复制)时,细菌内DNA复制到一半以上时,在模板DNA和新合成的一半DNA这两段DNA的中间同时开始复制,与此同时,已经复制了一半以上的DNA继续完成复制过程。下列叙述错误的是( )
A.细菌环状DNA分子中不含游离的磷酸基团
B.营养充足时,大肠杆菌可利用快生长模式快速增殖
C.细菌快生长时其拟核DNA上最多有4处正在发生解螺旋
D.细菌慢生长、快生长过程都会形成蛋白质—DNA复合体
答案 C
解析 拟核DNA单一复制起点双向复制时,两处正在发生解螺旋,新一轮DNA复制与前一轮重叠,在前一轮形成的两个DNA分子的复制起点进行复制,再形成4个解螺旋的部位,因此细菌快生长时其拟核DNA上最多有6处正在发生解螺旋,C错误;DNA的复制需要酶的参与,所以细菌慢生长、快生长过程都会形成蛋白质—DNA复合体,D正确。
4.条锈菌病毒PsV5是我国新发现的一种单链RNA病毒,该病毒寄生在小麦条锈菌(专性寄生真菌)中。对PsV5的研究为更好地认识和防治小麦条锈病提供了新思路。下列叙述正确的是( )
A.条锈菌病毒PsV5和小麦条锈菌的遗传物质元素组成相同
B.条锈菌病毒PsV5的基因通常是具有遗传效应的DNA片段
C.感染PsV5病毒的小麦条锈菌会将病毒RNA遗传给子代
D.PsV5病毒和小麦条锈菌都营寄生生活,都没有独立代谢能力
答案 A
解析 条锈菌病毒PsV5是我国新发现的一种单链RNA 病毒,其遗传物质是RNA,小麦条锈菌的遗传物质是DNA,但DNA和RNA的元素组成相同,A正确,B错误;病毒在寄主亲子代个体之间可以传染,但感染PsV5病毒的小麦条锈菌不会以遗传的方式将病毒RNA传给子代,C错误;PsV5病毒和小麦条锈菌都营寄生生活,但小麦条锈菌具有独立代谢能力,D错误。
考点三遗传信息的转录和翻译
1.RNA的结构、种类和功能
2.遗传信息的转录
3.遗传信息的翻译
4.遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
(1)相关概念及联系
[提醒] 启动子和终止子均为DNA片段,起始密码子和终止密码子均为mRNA上三个相邻的碱基。
(2)数量关系
①密码子有64种,不同生物共用一套遗传密码。几乎所有的生物体都共用一套密码子,这体现了密码子的通用性,说明当今生物可能有着共同的起源。
②有2种起始密码子:在真核生物中AUG作为起始密码子;在原核生物中,GUG也可以作为起始密码子,此时它编码甲硫氨酸。
③有3种终止密码子:UAA、UAG、UGA。正常情况下,终止密码子不编码氨基酸,仅作为翻译终止的信号,但在特殊情况下,终止密码子UGA可以编码硒代半胱氨酸。
④通常一种密码子决定一种氨基酸,一种tRNA只能转运一种氨基酸。
⑤每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并),可由一种或几种tRNA转运。
5.模型解读——多聚核糖体
(1)图中c所指的3条链最终的氨基酸序列相同,因为这3条链的模板相同(均为a)。
(2)图中信息显示,一条mRNA分子上可结合多个核糖体,其意义是少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。
(3)图中核糖体移动的方向为由左向右。
真、原核细胞基因的表达
(1)原核生物基因的表达
(2)真核生物基因的表达
(3)“两看法”判断真、原核生物的基因表达过程
考向
1.(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 基因转录时,RNA聚合酶识别并结合基因的启动子区域从而启动转录,A正确;基因表达中的翻译是核糖体沿着mRNA的5′端向3′端移动,B正确;由题图可知,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。
2.(2025·合肥二模)细菌的核糖体包含30S和50S两个亚基,两者均以rRNA-蛋白质的复合物形式存在。mRNA的上游特定序列被30S亚基识别结合后,再结合50S亚基,共同构成翻译机器,该机器内有两个RNA(携带氨基酸)结合位点:A位和P位,如图所示。下列关于翻译过程的叙述,正确的是( )
A.30S亚基的rRNA在3′端存在与mRNA互补的特殊序列
B.最早与mRNA结合的tRNA一定具有起始密码子序列
C.50S亚基催化A位的氨基酸转移到P位tRNA携带的肽链上
D.在图中肽链延伸过程中,核糖体沿着mRNA从右向左移动
答案 A
解析 由“mRNA上游特定序列被30S亚基识别结合”,可知30S亚基的rRNA在3′端存在与mRNA互补的特殊序列,A正确;起始密码子位于mRNA上,tRNA上存在反密码子,B错误;结合题图可知,最左边的tRNA上不携带氨基酸,说明已经参与多肽链的合成,因此50S亚基催化P位的氨基酸转移到A位tRNA携带的肽链上,C错误;最左边的tRNA上不携带氨基酸,说明左边的氨基酸已参与多肽链的合成,而最右边的tRNA正携带氨基酸来参与多肽链的合成,因此在图中肽链延伸过程中,核糖体沿着mRNA从左向右移动,D错误。
3.若一个DNA分子某基因共含有N个碱基,其中胸腺嘧啶占模板链上所有碱基的比例为a(a<1/2),占该基因中所有碱基的比例为b(b<1/2)。下列叙述错误的是( )
A.该基因所含氢键数一定大于N个
B.该基因含有2N个脱氧核糖
C.该基因转录出的mRNA中,尿嘧啶最多占2b-a
D.该基因转录、翻译出的蛋白质中氨基酸数少于N/6
答案 B
解析 因胸腺嘧啶(T)占该基因中所有碱基的比例为b(b<1/2),则该基因中A+T=2b<1,即该基因中还有碱基对C/G,碱基对A/T之间有2个氢键,C/G之间有3个氢键,该基因共含有N个碱基,即碱基对为N/2个,故该基因所含氢键数一定大于N个,A正确;该基因共含有N个碱基,每一个碱基与一个磷酸、一个脱氧核糖构成一分子的脱氧核苷酸,故该基因含有N个脱氧核糖,B错误;设该基因的模板链为1链,据题意T1=a,T=A=b,双链中A+T=2b,模板链的A1+T1=2b,则A1=2b-a,又因该基因转录出的mRNA中尿嘧啶(U)与模板链的腺嘌呤(A)碱基互补配对,故U=A1=2b-a,C正确;该基因共含有N个碱基,则该基因转录形成的mRNA链中含有N/2个碱基,以该mRNA链为模板进行翻译时,每3个相邻碱基决定1个氨基酸,即该mRNA链翻译出的蛋白质中氨基酸数最多为N/6,由于mRNA链上的终止密码子不编码氨基酸,故氨基酸数少于N/6,D正确。
考点四 中心法则的提出及其发展
1.遗传信息的传递过程
2.DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较
项目
DNA复制
转录
翻译
逆转录
RNA复制
场所
主要细胞核
主要细胞核
核糖体
宿主细胞
宿主细胞
模板
DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
RNA
RNA
原料
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
21种氨基酸
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
酶
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
缩合反应的酶
逆转录酶
RNA聚合酶
能量
ATP提供
碱基互补配对原则
G-C、C-G
A-T、T-A
A-U、T-A
A-U、U-A
A-T、U-A
A-U、U-A
产物
两个子代DNA
RNA
多肽链
DNA
RNA
信息
传递
DNA→DNA
DNA→RNA
mRNA→蛋白质
RNA→DNA
RNA→RNA
考向
1.(2023·全国乙,5)已知某种氨基酸(简称甲)是一种特殊氨基酸,迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是:这些古菌含有特异的能够转运甲的tRNA(表示为tRNA甲)和酶E,酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲(表示为甲-tRNA甲),进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子,从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链,则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是( )
①ATP ②甲 ③RNA聚合酶 ④古菌的核糖体 ⑤酶E的基因 ⑥tRNA甲的基因
A.②⑤⑥ B.①②⑤
C.③④⑥ D.②④⑤
答案 A
解析 根据题干信息“已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子,从而在其核糖体上参与肽链的合成”,说明该肽链合成所需能量、核糖体、RNA聚合酶均由大肠杆菌提供,①③④不符合题意;据题意可知,甲是一种特殊氨基酸,迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质,所以要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链,必须往大肠杆菌细胞内转入甲,②符合题意;古菌含有特异的能够转运甲的tRNA和酶E,酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲,进而将甲带入核糖体参与肽链合成,所以大肠杆菌细胞内要含有tRNA甲的基因以便合成tRNA甲,大肠杆菌细胞内也要含有酶E的基因以便合成酶E,催化甲与tRNA甲结合,⑤⑥符合题意。故选A。
2.(2025·山东,5)关于豌豆细胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程,下列叙述错误的是( )
A.三个过程均存在碱基互补配对现象
B.三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内
C.根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列
D.RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同
答案 C
解析 DNA复制、转录和翻译过程中均遵循碱基互补配对原则,因此都存在碱基互补配对现象,A正确;翻译发生在细胞质基质中的核糖体上,豌豆细胞核中淀粉酶基因复制和转录的场所都是细胞核,B正确;DNA复制和转录可以通过产物序列确定其模板序列,但翻译的直接产物是多肽链,其基本单位是氨基酸,由于密码子具有简并现象,因此知道多肽链中氨基酸序列不一定能准确知道mRNA上的碱基序列,C错误;转录时,RNA聚合酶从模板链的3′→5′移动,翻译时,核糖体从mRNA的5′→3′移动,移动方向不同,D正确。
3.(2025·湖南,11)被噬菌体侵染时,某细菌以一特定RNA片段为重复单元,逆转录成串联重复DNA,再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo,如图所示。该蛋白能抑制细菌生长,从而阻止噬菌体利用细胞资源。下列叙述错误的是( )
A.噬菌体侵染细菌时,会将核酸注入细菌内
B.蛋白Neo在细菌的核糖体中合成
C.串联重复的双链DNA的两条链均可作为模板指导蛋白Neo合成
D.串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子
答案 C
解析 噬菌体识别并吸附在细菌表面后,会将核酸注入细菌内,A正确;细菌有核糖体,蛋白质在核糖体上合成,B正确;转录时,以串联重复的双链DNA 特定的一条链为模板合成mRNA,指导蛋白Neo合成,C 错误;由“合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo”可知,单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子,否则每个重复单元翻译时遇到终止密码子都会终止,不能合成含多个串联重复肽段的蛋白,D正确。
考点五 基因表达产物与性状的关系
1.基因控制生物性状的途径
(1)方式1:基因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。
实例:①豌豆种子圆粒与皱粒的原因
②白化病致病机理
(2)方式2:基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
实例:囊性纤维化
2.细胞分化的本质:基因的选择性表达(如图所示)。
.表达的基因类型
3.表观遗传
4.基因与性状间的关系
(1)在大多数情况下,基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。
①一个基因一种性状(多数性状受单基因控制);
②一个基因多种性状(如基因间相互作用);
③多个基因一种性状(如身高、体重等)。
(2)生物体的性状也不完全由基因决定,环境对性状也有着重要影响。
考向
1金刚鹦鹉的羽毛色彩缤纷。研究发现乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基,造成羽色由红到黄的渐变。同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异,该现象最不可能源于( )
A.乙醛脱氢酶基因序列的差异 B.编码乙醛脱氢酶 mRNA 量的差异
C.乙醛脱氢酶活性的差异 D.鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异
答案:A
解析:题干关键前提:同一只金刚鹦鹉,体细胞均由受精卵经有丝分裂而来,所有体细胞的核基因完全相同。A 不可能同一只鹦鹉的体细胞中,乙醛脱氢酶基因的碱基序列完全一致,不存在基因序列差异,因此羽色红黄差异不可能来源于基因序列不同。B 可能不同部位细胞中该基因转录水平不同,产生的 mRNA 含量不同,翻译出的乙醛脱氢酶含量不同,催化效果不同,羽色出现红黄区别(基因选择性表达)。C可能.不同部位细胞内乙醛脱氢酶活性不同,催化转化鹦鹉黄素的效率不一样,羽色渐变不同。D可能.醛基转化成羧基的数量不同,鹦鹉黄素结构不同,羽毛呈现的颜色就会出现红、黄差别。
2.(2021·湖南,13)细胞内不同基因的表达效率存在差异,如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达,图中基因A的表达效率高于基因B
B.真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中
C.人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物
D.②过程中,rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子
答案 D
解析 反密码子位于tRNA上,rRNA是构成核糖体的成分,不含有反密码子,D错误。
3.(2022·湖北,5)BMI1基因具有维持红系祖细胞分化为成熟红细胞的能力。体外培养实验表明,随着红系祖细胞分化为成熟红细胞,BMI1基因表达量迅速下降。在该基因过量表达的情况下,一段时间后成熟红细胞的数量是正常情况下的1012倍。根据以上研究结果,下列叙述错误的是( )
A.红系祖细胞可以无限增殖分化为成熟红细胞
B.BMI1基因的产物可能促进红系祖细胞的体外增殖
C.该研究可为解决临床医疗血源不足的问题提供思路
D.红系祖细胞分化为成熟红细胞与BMI1基因表达量有关
答案 A
解析 红系祖细胞能分化为成熟红细胞,但不具有无限增殖的能力,A错误。
4.(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。
5.(2025·淮北模拟)青蒿素是从黄花蒿的茎叶中提取的一种小分子化合物,主要具有抗疟疾、抗肿瘤、抗炎等作用。如图为青蒿素合成相关的部分代谢过程,下列叙述错误的是( )
A.为了较大提高青蒿素的产量,可促进F基因表达,抑制G基因表达
B.酶F和酶G催化的底物都是FPP,所以这两种酶的组成和结构相同
C.①③均可代表转录和翻译,翻译时需要mRNA、tRNA、rRNA的参与
D.青蒿素合成过程可以说明,性状与基因的关系并不都是一一对应的
答案 B
解析 酶的特异性不仅取决于底物,还取决于酶的活性位点的结构和化学性质,虽然酶F和酶G催化的底物都是FPP,但这并不意味着它们的组成和结构都相同,B错误;①③都是基因指导蛋白质合成的过程,代表转录和翻译,翻译时需要mRNA(翻译的模板)、tRNA(转运氨基酸)、rRNA(参与构成核糖体)的参与,C正确;青蒿素的合成涉及多个基因和酶,说明性状的形成通常是多个基因共同作用的结果,而不是单一基因决定的,即性状与基因的关系并不都是一一对应的,D正确。
6.(2025·湖北,3)我国科学家对三万余株水稻进行筛选,成功定位并克隆出耐碱—耐热基因ATT,发现该基因编码GA20氧化酶,从而调控赤霉素的生物合成。适宜浓度的赤霉素通过调节SLR1蛋白的含量,能减少碱性和高温环境对植株的损伤。下列叙述错误的是( )
A.该研究表明基因与性状是一一对应关系
B.ATT基因通过控制酶的合成影响水稻的性状
C.可以通过调节ATT基因的表达调控赤霉素的水平
D.该研究成果为培育耐碱—耐热水稻新品种提供了新思路
答案 A
解析 由题意可知,ATT基因通过调控赤霉素合成影响耐碱和耐热两种性状,体现了一个基因影响多个性状,A错误。
7.(2025·河南,14)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 组蛋白乙酰化指在酶的作用下,乙酰基转移到组蛋白特定的氨基酸残基上,这一过程发生在翻译后,并未改变组蛋白自身的氨基酸序列,但组蛋白乙酰化会影响染色质的结构和功能,从而影响基因的表达,最终可能会影响个体的表型,是基因表达调控的结果,A、D正确。tRNA是由DNA转录而来的,转录生成的前体RNA需要经过剪切、修饰等过程,才能形成具有生物活性的tRNA,B正确。通常而言,编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体越多,在同一时间内合成的蛋白质分子就越多,翻译效率越高;翻译的准确度与mRNA上结合的核糖体数量无关,C错误。
8.(2025·江苏,15)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;由图可知,甲基化发生在mRNA上,mRNA是核糖核苷酸链,B错误;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;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。
9.心脏少见癌发生,移植到小鼠心脏的肺癌细胞增殖也受到抑制,原因是心脏搏动形成的力学负荷会通 过心肌细胞和肺癌细胞的核膜蛋白N2 传递至核内,引起组蛋白去甲基化酶基因表达上调,染色质去螺旋, 最终抑制细胞增殖。下列叙述错误的是
A. 力学负荷不改变DNA 碱基序列但影响基因表达
B. 若降低心肌细胞N2 表达,转移至心脏的肺癌细胞增殖加快
C. 用无搏动心肌组织证明力学负荷作用利用了“减法原理”
D. 研究结果提示力学刺激有望成为治疗肺癌的物理手段
答案:B
解析A 正确力学负荷仅通过调控基因的表达(上调组蛋白去甲基化酶基因)、改变染色质螺旋状态来抑制增殖,没有改变 DNA 碱基序列,属于表观遗传调控,不改变基因结构,只影响基因表达。B 错误力学负荷依靠核膜蛋白 N2 传递信号,最终抑制肺癌细胞增殖。 若降低心肌细胞的 N2 表达,力学信号难以传递进细胞核,抑制增殖的通路减弱,肺癌细胞增殖会加快; 但题干机制是:力学负荷经心肌细胞、肺癌细胞二者的 N2传递信号。 该选项陷阱:N2 既存在于心肌细胞,也存在于肺癌细胞。只降低心肌细胞 N2,肺癌细胞自身仍有 N2 可传导力学信号,无法确定肺癌细胞增殖一定加快; 核心逻辑:抑制增殖的信号通路需要肺癌细胞自身的 N2 接收力学信号。仅仅降低心肌细胞的 N2,不能完全阻断信号传导,不能得出肺癌细胞增殖必然加快的结论,因此 B 叙述错误。C 正确减法原理:人为去除某种影响因素,观察实验结果变化。 正常心脏存在搏动带来的力学负荷,无搏动心肌组织去除了力学负荷,对比两组结果,以此证明力学负荷的作用,属于减法原理。D 正确
心脏的力学搏动可以抑制肺癌细胞增殖,据此推测,人为施加特定力学刺激,或许可以抑制肺癌细胞增殖,有望作为肺癌物理治疗手段。
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