第20讲 基因的表达、基因与性状的关系（专项训练）（1图4核心8大招+3层精练）（广东专用） 2027年高考生物一轮复习讲练测

**基本信息** 以“考情-核心-方法-专练”四维架构系统突破基因表达与性状关系，八大解题大招提炼实用技巧，分层训练靶向广东高频考点，渗透结构与功能观、遗传与变异观等生命观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |五年考情|广东5年真题统计|高频考点情境分析、备考策略|紧扣新课标要求，构建“转录-翻译-中心法则-性状调控”主线| |四大核心|4核心梳理+速记口诀|一图串联知识网络|从RNA功能到表观遗传，层层递进构建逻辑链条| |八大解题大招|8类技巧（识图/计算/辨析等）|两看法、三步法、修正模板等|针对转录翻译、表观遗传等高频题型，提炼可迁移方法| |分层专练|基础/重难/真题三层|情境题融合科研新素材|从基础概念到压轴真题，适配一轮复习梯度需求|

第20讲 基因的表达、基因与性状的关系 一年模拟·基础题 一、单选题 1.B 2.C 3.D 4.D 5.C 6.D 7.B 8.A 9.B 10.C 11.C 12.B 13.A 14.D 两年重难·情境题 一、单选题 1.D 2.D 3.D 4.D 5.B 6.C 7.D 8.ACD 二、解答题 9.(1) 持续的2′-FL合成影响了菌体正常生长 pfkA基因高表达，futC基因低表达 (2) RNA聚合酶 37℃时荧光强度高于30℃ 温度诱导型、持续表达型 37℃时荧光强度低于30℃ (3) futC基因 靶向红色荧光蛋白基因的crRNA基因替换成靶向pfkA基因的crRNA基因 10.(1) Ca2+处理 翻译 T7RNA聚合酶 水杨酸和阿拉伯糖 (2) 能 只有两个输入信号均为“真”，即环境中无Mg2+和有AHL时，才发出荧光 (3)   11.(1) RNA 下降 (2) HERVK DNA 炎症细胞因子 (3) 旁分泌 另一部分病毒颗粒进入血管，通过血液进行远距离运输，进而侵染其他组织器官的年轻细胞，加速全身细胞衰老(或答炎症细胞因子进入血管，促进全身细胞衰老/产生更多炎症细胞因子，促进炎症反应，加速细胞 衰老) (4) HERVK病毒颗粒 病毒颗粒数与袁老细胞数成正相关，能反映机体中衰老细胞的数量，可以量化衰老程度，而炎症细胞 因子在机体内存在其他炎症时也会大量产生，其数量不仅与细胞衰老相关 12.(1) 1/2 Bms4b、BMs3 F1中Bms4b-T存在插入两个或多个Bms4b的个体 (2) 含有Bms4b、不含BMs3 Bms4b基因表达产物能促进叶绿体前体蛋白和Toc蛋白泛素化从而被降解，导致叶绿体蛋白减少，花粉不育；BMs3基因能抑制Bms4b蛋白的合成和作用，恢复花粉育性 13. 14.(1) 隐性 Mm (2) zm/zm 容易受到环境温度的影响 (3) 100％ 红色∶黄色＝1∶1 15.(1) HBOA的浓度、 HBOA处理时长 HBOA能促进胰腺癌细胞的凋亡，且与HBOA的浓度和处理时间呈正相关 (2) 短 S 抑制cyclinA1和CDK2基因的转录，促进P21基因的转录 (3)探究抑制胰腺癌细胞增殖的最佳HBOA浓度与HBOA处理时长的组合 三年真题·压轴题 一、单选题 1．D 2．B 3．C 4．D 5．A 6．B 7．B 二、解答题 8．(1) 1/2 1/4 (2) 父本 GGrr(父本)和ggrr（母本） (3) 表观遗传 来自母本的 G 基因促进 M 基因表达，抑制 D 基因的高表达。 (4)基因型为GGrr的公羊的精液 9．(1) 细胞核 L基因编码的大亚基 (2)突变体中Rubisco酶合成量减少，酶总浓度降低，酶总催化活性显著下降 (3) 降低 光照强度 CO2​浓度（二氧化碳浓度） (4) A 低光照强度下，光反应产生的ATP和NADPH不足，是光合速率的主要限制因素，A区光照强度较低，Rubisco活性差异不影响暗反应速率 10．(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 11． 核糖体、内质网、高尔基体 选择透过性 协助扩散、主动运输 肾小管细胞刷状缘形成很多突起，增大吸收面积 （有无）尿酸氧化酶抑制剂 和对照组相比，确定模型制备是否成功；和治疗组相比，说明治疗的效果如何 F抑制转运蛋白URAT1和GLUT9基因的表达 高尿酸血症大鼠灌服E 12．(1)聚乙二醇/PEG (2)A、C、F (3)2 (4) 中 有丝分裂中期每条染色体含有两条染色单体 (5)表观遗传 13．(1) 下丘脑 表观遗传 (2) B组与C组的血清KLK14含量 给皮肤KLK14基因敲除（KO）小鼠进行热应激处理，同时注射KLK14蛋白，检测L型星形胶质细胞的占比 (3)抑制、抑制 (4) 神经-体液 抑制KLK14蛋白的活性（或阻断KLK14进入脑组织/阻断GABA对OXT神经元的抑制作用） 14．(1)碳源、氮源、无机盐 (2) PT7、PBAD 和PBAD 启动子②和③选用 PBAD可以使工程菌无论有、无蓝光 照射都可表达无活性的T7RNAP，在蓝光照射后，无活性的 T7RNAP 转变为有活性的T7RNAP，与特异性启动子P7识别结合并转录基因1，即可用蓝光控制酪氨酸酶的表达 (3)杀死不含光控表达载体的杂菌，避免杂菌污染；筛选出含光控表达载体的工程菌 (4)蓝光诱导酪氨酸酶基因的表达，酪氨酸酶催化酪氨酸转化为黑色素，蓝光照射不到的部位酪氨酸酶不表达 (5)将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶(或将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白) 15．(1) 升高 突变体ubl中UbL基因功能缺失，不能催化磷转运蛋白T降解，磷转运蛋白T含量高，促进玉米对磷的吸收 (2) 负 将生理状态相同的野生型玉米均分为三组，第一组导入蛋白J基因使其过表达（增加蛋白J含量），第二组敲除蛋白J基因（减少蛋白J含量），第三组不做处理（作为对照），将三组玉米置于4℃低温环境中培养，一段时间后统计并比较三组玉米的存活率 (3)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 (4)扩大玉米的种植区域，可在气温偏低的北方或高海拔地区种植玉米；降低低温冻害造成的玉米减产，提高玉米在低温地区的产量 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $ 第20讲 基因的表达、基因与性状的关系第一部分 五年考情·精准定向 广东考情概览 高频考点情境 高效备考策略 第二部分 四大核心·主干速记 一图串联·核心梳理·速记口诀 核心01 遗传信息的转录和翻译 核心02 中心法则的提出及其发展 核心03 基因表达产物与性状的关系 核心04 基因的选择性表达与细胞分化、表观遗传 第三部分 八大解题大招·招招制胜 大招01 转录翻译识图两看法（真核/原核快速区分） 大招02 密码子、反密码子、启动终止位点辨析技巧 大招03 基因表达 6:3:1 数量关系修正计算模板 大招04 多聚核糖体图像判读三步法 大招05 中心法则五类过程对比速记口诀 大招06 基因控制性状两条途径答题模板 大招07 基因选择性表达判断解题要点 大招08 表观遗传概念+题型通用解法 第四部分 分层专练·靶向攻关 一年模拟·基础题（全国视野，单选） 两年重难·情境题（侧重广东，辐射全国，单选+非选择题） 三年真题·压轴题（侧重广东，辐射全国，单选+非选择题） 广东考情概览 新课标要求 考题统计 1. 概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成 2. 举例说明生物的性状主要通过蛋白质表现 3. 概述细胞分化的本质是基因选择性表达的结果 4. 概述某些基因中碱基序列不变，但表型改变的表观遗传现象 2026・广东・表观遗传 2025・广东・表观遗传、遗传信息的转录和翻译 2024・广东・表观遗传 2023・广东・表观遗传、中心法则及其发展 2021・广东・遗传信息的转录和翻译、中心法则及其发展 高频考点情境 1.考查频次：近 5 年广东高考持续高频考查，单选、综合大题均频繁出现；转录与翻译是分子遗传核心主干，表观遗传为广东卷持续热点，常结合中心法则、细胞分化综合设问，属于遗传模块重点考点。 2.考查要点：核心对比转录、翻译的场所、模板、原料、碱基配对方式；辨析mRNA、tRNA、rRNA功能；掌握密码子、反密码子特性；梳理中心法则完整流程及其拓展形式；理解基因选择性表达是细胞分化根本原因；厘清基因控制性状的两条途径；掌握表观遗传的本质、调控方式与实例，区分表观遗传与基因突变。广东卷侧重模式图解读、原核与真核表达过程差异，热衷于表观遗传新情境材料分析。 3.命题情境：试题多以转录翻译过程示意图、病毒中心法则、DNA 甲基化等表观遗传调控、动植物细胞分化为命题背景，落实生命观念中的结构与功能观、遗传与变异观，依托过程图解、科研文字材料分析遗传信息传递规律与性状调控机制。 高效备考策略 1.抓牢核心概念：必背：转录、翻译、密码子、反密码子、中心法则、基因选择性表达、表观遗传。 2.构建知识网络：以 “转录→翻译→中心法则→基因控制性状途径→基因选择性表达→表观遗传” 为主线；对比原核、真核生物转录翻译时间与空间差异；整理密码子简并性、通用性意义；区分基因突变与表观遗传的本质不同。 3.联系实际应用：依托病毒增殖理解 RNA 病毒的中心法则；借助 DNA 甲基化、组蛋白修饰解释环境影响性状却不改变碱基序列的现象；利用基因选择性表达解释同一生物不同细胞形态功能差异。 4.强化题型方法： 概念辨析题：区分易混点：密码子与反密码子、复制/转录/翻译模板、基因突变与表观遗传。 模式图分析题：识别转录翻译图示，判断原核/真核表达体系；依据碱基序列完成密码子、氨基酸推导。 信息材料题：快速提取表观遗传题干信息，辨析调控机制，规范书写原因分析长句。 5.紧扣命题趋势：广东高考持续青睐表观遗传创新情境；常搭配转录翻译图解、新型病毒素材命题，频繁串联 DNA 复制、变异综合考查；重视文字信息获取，侧重机制逻辑分析，突出新情境科学探究能力。 一图串联 核心梳理 核心01 遗传信息的转录和翻译 一、RNA 基础分类与结构特征 1. 元素组成：C、H、O、N、P；基本单位：核糖核苷酸；特有碱基U（尿嘧啶），无 T；一般为单链，长度短于 DNA，可通过核孔进出细胞核。 2. 三类功能 RNA 区分 RNA 类型 核心功能 结构特点 mRNA（信使 RNA） 携带基因遗传信息，作为翻译直接模板 线性单链，含密码子 tRNA（转运 RNA） 识别密码子、转运对应氨基酸 局部双链含氢键，一端反密码子 rRNA（核糖体 RNA） 构成核糖体核心组分 与蛋白质结合形成翻译场所 二、转录全过程基础要点 1. 概念：以基因的一条 DNA 单链为模板，RNA 聚合酶催化合成 RNA 的过程。 2. 场所：真核主要细胞核；线粒体、叶绿体也可发生；原核仅细胞质拟核区。 3. 完整条件 (1) 模板：DNA 单条模板链（一个 DNA 上不同基因模板链可不同） (2) 原料：4 种游离核糖核苷酸 (3) 酶：RNA 聚合酶（兼具解旋、催化磷酸二酯键功能，无需解旋酶） (4) 能量：ATP (5) 配对规则：A-U、T-A、C-G、G-C 4. 流程：DNA 局部解旋→RNA 聚合酶沿模板链 3′→5′移动合成 RNA→转录产物释放，DNA 恢复双螺旋。 5. 真核特有加工：转录前体 mRNA 剪切去除内含子片段，保留外显子序列形成成熟 mRNA。 三、翻译全过程基础要点 1. 概念：以成熟 mRNA为模板，tRNA 转运氨基酸，在核糖体合成多肽链。 2. 场所：全部核糖体（细胞质、内质网膜附着核糖体）。 3. 完整条件 (1) 模板：mRNA（携带连续密码子） (2) 原料：21 种氨基酸 (3) 搬运工具：tRNA（一种 tRNA 只转运一种氨基酸） (4) 酶、ATP、核糖体 (5) 配对规则：mRNA 密码子与 tRNA 反密码子 A-U、U-A、C-G、G-C 4. 完整阶段 (1) 起始：核糖体小亚基结合 mRNA，起始密码 AUG 启动翻译； (2) 延伸：核糖体沿 mRNA 5′→3′ 移动，两个 tRNA 结合位点依次运载氨基酸脱水缩合； (3) 终止：读取终止密码子（UAA/UAG/UGA），翻译停止，多肽脱离核糖体。 5. 多聚核糖体：一条 mRNA 结合多个核糖体，同步合成多条完全相同多肽，大幅提升蛋白质合成效率。 四、遗传信息、密码子、反密码子核心区分 1. 遗传信息：DNA 基因中脱氧核苷酸排列顺序，位于 DNA； 2. 密码子：mRNA 上 3 个相邻碱基，共 64 种；2 种起始密码、3 种终止密码（终止密码不编码常规氨基酸）； 3. 反密码子：tRNA 上与密码互补的 3 个碱基，负责识别转运氨基酸。 4. 数量对应关系：基因脱氧核苷酸∶mRNA 核糖核苷酸∶氨基酸 =6∶3∶1（忽略非编码区、内含子、终止密码）。 五、真核 vs 原核基因表达核心差异 对比项 真核生物 原核生物 时空关系 先核内转录，再出核翻译，不同步 转录、翻译同时同地进行 基因结构 含非编码区、外显子、内含子 编码区连续，无内含子 RNA 加工 前体 mRNA 剪切修饰形成成熟 mRNA 转录产物直接作为翻译模板 调控序列 启动子、终止子位于非编码区 启动子、终止子紧邻编码区两侧 核心02 中心法则的提出及其发展 一、中心法则完整信息流 1. 克里克原始内容：DNA 复制→转录→翻译（细胞生物、DNA 病毒通用）。 2. 后期补充两类特殊病毒途径： (1) RNA 复制：RNA→RNA（烟草花叶病毒等复制型 RNA 病毒） (2) 逆转录：RNA→DNA（HIV 等逆转录病毒，依赖逆转录酶） 二、五大遗传信息传递过程对比表 过程 模板 原料 关键酶 碱基配对 产物 发生生物 DNA复制 DNA两条链 4种脱氧核苷酸 解旋酶、DNA聚合酶 A-T、T-A、G-C、C-G 子代DNA 全部细胞、DNA 病毒 转录 DNA单条链 4种核糖核苷酸 RNA聚合酶 A-U、T-A、G-C、G-C mRNA/tRNA/rRNA 全部细胞、DNA 病毒 翻译 mRNA 氨基酸 多种缩合酶 A-U、U-A、G-C、G-C 多肽/蛋白质 全部具备核糖体生物 RNA复制 RNA单链 4种核糖核苷酸 RNA复制酶 A-U、U-A、G-C、G-C 子代RNA RNA 复制病毒 逆转录 RNA单链 4种脱氧核苷酸 逆转录酶 A-T、U-A、G-C、C-G 单链DNA 逆转录病毒 三、不同生物信息流分类 1. 细胞生物（动植物、细菌）：DNA 复制、转录、翻译； 2. DNA 病毒（T2 噬菌体）：宿主细胞内完成 DNA 复制、转录、翻译； 3. RNA 复制病毒：RNA 复制 + 翻译； 4. 逆转录病毒：逆转录→DNA 整合宿主→转录→翻译。 四、核心底层逻辑 DNA、RNA 是遗传信息载体；蛋白质是信息表达产物；ATP 为全部信息传递过程供能。 核心03 基因表达产物与性状的关系 一、基因控制性状两条核心途径 1. 间接途径：基因→酶→代谢过程→生物性状 机理：基因控制催化酶的合成，通过调控细胞代谢反应间接决定性状。 典型实例： 皱粒豌豆：淀粉分支酶基因异常，酶活性下降，淀粉合成不足，种子失水皱缩； 白化病：酪氨酸酶基因突变，无法合成酪氨酸酶，不能生成黑色素。 2. 直接途径：基因→结构蛋白→生物性状 机理：基因直接编码构成细胞、器官的结构蛋白，蛋白结构异常直接改变性状。 典型实例：囊性纤维化：CFTR 基因缺失 3 个碱基，通道蛋白结构异常，支气管黏液堆积，肺部受损。 二、基因与性状的多元对应关系 1. 一基因控制一种性状（多数单基因遗传病）； 2. 一基因影响多种性状（ATT 基因同时调控水稻耐碱、耐热）； 3. 多基因共同控制一种性状（人类身高、体重）。 三、环境对性状的影响 生物性状并非仅由基因决定，环境条件会修饰表型；例：水毛茛水下丝状叶、水面片状叶，基因型一致，环境导致表型差异（不属于表观遗传）。 核心04 基因的选择性表达与细胞分化、表观遗传 一、细胞分化本质：基因选择性表达 4. 同一生物体全部体细胞核 DNA、全套基因完全相同；分化差异源于转录的 mRNA、合成蛋白质种类不同。 5. 细胞内两类表达基因 基因类型 表达特点 代表基因 功能 管家基因 全部细胞持续表达 ATP 合成酶、核糖体蛋白基因 维持细胞基础生命活动必需 奢侈基因 仅特定细胞特异性表达 胰岛素、卵清蛋白基因 赋予细胞特有形态、生理功能 二、表观遗传完整主干知识 1. 标准概念：生物体基因碱基序列不改变，但基因表达、个体表型发生可遗传变化的现象。 2. 三大核心特征 (1) 碱基序列不变； (2) 修饰带来的表型改变可传递给子代； (3) DNA 甲基化、组修饰具备可逆性（可去甲基/去乙酰化）。 3. 四类分子修饰调控机制 (1) DNA 甲基化：基因调控区 CG 甲基化，阻碍 RNA 聚合酶结合，抑制转录； (2) 组蛋白修饰：乙酰化疏松染色质，激活转录；甲基化可抑制/激活转录； (3) RNA 干扰：miRNA、circRNA 结合 mRNA，阻碍翻译或降解 mRNA； (4) X 染色体失活：雌性体细胞随机沉默一条 X，形成巴氏小体。 4. 经典实例：柳穿鱼花型遗传、蜂王与工蜂性状差异、同卵双胞胎细微表型差别。 三、表观遗传与普通环境影响区分 普通环境诱导的表型改变不可遗传；表观遗传修饰改变基因表达模式，性状可通过配子传递后代。 大招01 转录翻译识图两看法（真核/原核快速区分） 1. 一看细胞结构：有核膜、细胞核 = 真核；无核膜 = 原核。 2. 二看时空顺序：转录翻译同时进行→原核生物（线粒体、叶绿体内的转录翻译也符合该特点，因二者起源于原核）；先转录、加工后翻译→细胞核内真核表达。 3. 转录方向分层判读： (1) 模板链读取方向：RNA 聚合酶沿模板链 3′→5′ 方向移动； (2) mRNA 合成方向：新合成的 mRNA 沿 5′→3′ 方向延伸； (3) 图中判定：mRNA 越长，转录起始越早，转录方向为从短链指向长链。 4. 翻译方向判定：核糖体沿 mRNA 5′→3′移动，和 mRNA 延伸方向统一。 大招02 密码子、反密码子、启动终止位点辨析技巧 1. DNA 层面：启动子、终止子（调控转录起点终点，位于基因两端 DNA）。 2. mRNA 层面：起始密码子、终止密码子（翻译信号，3 个碱基，终止密码不编码氨基酸）。 3. tRNA 层面：反密码子，与 mRNA 密码子互补配对；一种 tRNA 只转运一种氨基酸，一种氨基酸可对应多种 tRNA。 →高频选择题坑：终止密码无对应 tRNA；启动子≠起始密码，二者不能互换概念。 大招03 基因表达 6:3:1 数量关系修正计算模板 1. 理想最简比例：双链 DNA 碱基数∶mRNA 碱基数∶氨基酸数 = 6∶3∶1。 2. 计算时必须扣除干扰片段： (1) DNA 扣除：非编码区、内含子碱基； (2) mRNA 扣除：终止密码子碱基； (3) 多肽扣除：翻译后剪切的氨基酸。 3. 答题固定话术：实际氨基酸数远小于 DNA 总碱基数 ÷6，不可直接套用最简比例估算真实蛋白质氨基酸数量。 大招04 多聚核糖体图像判读三步法 1. 同一条 mRNA 结合多个核糖体，所有多肽链氨基酸序列完全相同（模板一致）。 2. 效率意义：少量 mRNA 快速合成大量同种蛋白质，大幅提升翻译效率。 3. 图中核糖体移动判定：靠近 5′端的核糖体肽链最长（先结合先翻译），靠近 3′端的核糖体肽链最短（后结合后翻译），核糖体沿 mRNA 从 5′→3′ 方向移动。 大招05 中心法则五类过程对比速记口诀 1. 细胞分裂细胞：只发生DNA 复制+转录+翻译；不分裂细胞仅转录、翻译。 2. RNA 复制病毒：RNA 复制+翻译；逆转录病毒（HIV）：RNA→DNA→RNA→蛋白质。 3. 配对方式区分： (1) DNA 复制：A-T、T-A； (2) 转录：DNA-T 配 RNA-A，DNA-A 配 RNA-U； (3) 翻译仅 A-U 配对。 4. 酶速记：复制 DNA 聚合；转录 RNA 聚合；逆转录专属逆转录酶。 大招06 基因控制性状两条途径答题模板 1. 间接途径（考最多）：基因→控制酶的合成→调控代谢过程→控制性状 标准实例：皱粒豌豆、白化病、青蒿素合成。 2. 直接途径：基因→控制蛋白质空间结构→直接决定性状 标准实例：囊性纤维化、镰刀型贫血。 3. 答题万能句式：题干出现 “酶 / 代谢产物” 答间接；出现 “结构蛋白、通道蛋白” 答直接。 大招07 基因选择性表达判断解题要点 1. 细胞分化本质：遗传物质不变，mRNA、蛋白质种类不同（基因选择性表达）。 2. 两类基因区分： (1) 管家基因：全部细胞均表达（呼吸酶、核糖体蛋白）； (2) 奢侈基因（组织特异性基因）：特定细胞专属表达（如胰岛素基因、卵清蛋白基因）。 3. 判断题核心依据：同一生物不同细胞 DNA 完全一致，RNA、蛋白质存在差异。 大招08 表观遗传概念+题型通用解法 1. 核心定义三要素：基因碱基序列不变、表达/表型改变、可遗传。 2. 三大修饰机制：DNA 甲基化、组蛋白乙酰/甲基化、RNA 干扰。 3. 甲基化解题规律：基因调控区高度甲基化→阻碍 RNA 聚合酶结合→抑制转录、基因沉默；组蛋白乙酰化染色质松散，促进转录。 4. 不属于表观遗传的常见反例：仅由环境因素直接导致的不可遗传表型变化（如高温培育的残翅果蝇，其翅型改变未涉及 DNA 甲基化等修饰，子代正常温度下可恢复，性状不可遗传）。 一年模拟·基础题 亮点预览：温度调控 Kdm6b 去甲基酶海龟性别决定环境表观跨模块（T2）；Igf2 亲本印记雌雄配子差异化甲基化遗传概率计算压轴（T3）；蜂王浆 miRNA 抑制甲基化酶蜜蜂级型分化新颖情境（T4）；piRNA 转录 + 翻译双层基因沉默双重表观途径（T9）；乳糖操纵子阻遏物负调控原核转录调控（T14）。 一、单选题 1.【DNA 启动子甲基化表观遗传・珠蛋白基因表达调控】（2026届甘肃省酒泉市高三一模生物试题）DNA甲基转移酶（DNMT）催化γ珠蛋白基因的启动子发生甲基化的过程如图所示，下列叙述正确的是（　　） A．DNMT基因表达时，mRNA上所有密码子都能被tRNA识别 B．γ珠蛋白在胎儿阶段的表达水平可能比出生后要高 C．γ珠蛋白基因上游的启动子是DNA聚合酶识别与结合的位点 D．DNMT基因转录和翻译过程中发生碱基配对的方式完全相同 【答案】B 【详解】A、DNMT基因表达时，mRNA上的终止密码子不能被tRNA识别，A错误； B、基因的甲基化会抑制基因的表达，据图可知胎儿的γ珠蛋白基因的启动子未发生甲基化，因此γ珠蛋白在胎儿阶段的表达水平可能比出生后要高，B正确； C、启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，C错误； D、DNMT基因转录时发生的碱基配对方式是A-U、T-A、C-G和G-C，翻译时发生的配对方式是A-U、U-A、C-G和G-C，因此DNMT基因转录和翻译过程中发生碱基配对的方式不完全相同，D错误。 故选B。 2.【温度介导 DNA 去甲基化・海龟性别决定】（浙江省名校新高考研究联盟2026届高三上学期第一次联考生物试题卷）生物的性别决定与多种因素有关。海龟的性别由性别决定基因决定，且这些基因受去甲基化酶基因Kdm6b表达产物的调控。去甲基化酶基因Kdm6b表达过程在性腺分化前受温度影响，低温时该基因活跃，导致胚胎发育成雄性；而高温条件下Kdm6b基因几乎不表达，使得胚胎发育成雌性。下列叙述错误的是（　　） A．海龟可通过DNA碱基序列决定下一代的某些性状 B．海龟可通过DNA序列以外的方式影响下一代的性别 C．低温时基因Kdm6b表达产物使性别决定基因不易被转录 D．温度的高低影响海龟性别属于表观遗传调控 【答案】C 【详解】A、DNA碱基序列蕴含着遗传信息，这些遗传信息可以控制生物的性状，海龟的性别决定基因等包含在 DNA碱基序列中，能够通过遗传将这些基因传递给下一代，从而决定下一代的某些性状，A正确； B、温度通过调控Kdm6b的表达（非DNA序列变化）影响性别，属于表观遗传机制，B正确； C、低温时Kdm6b活跃，其产物为去甲基化酶，去除甲基会促进基因转录，C错误； D、温度通过表观遗传（甲基化修饰的调控）影响性别决定基因表达，属于表观遗传调控，D正确。 故选C。 3.【亲本印记甲基化・Igf2 基因家系遗传计算】（东北三省三校（哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学）2025届高三下学期第二次联合模拟考试生物试题）小鼠的胰岛素样生长因子基因Igf2位于常染色体上，其中显性A基因的表达产物促进小鼠生长，而隐性a基因无此功能。雌配子中该基因发生甲基化，雄配子中则为去甲基化，如下图所示。甲基化的基因无法表达。下列叙述错误的是（    ） A．形成配子的过程中，雄鼠的A基因和雌鼠的a基因碱基序列均未发生改变 B．A/a基因在随配子传递过程中可以甲基化，也可以去甲基化 C．图示雌鼠和雄鼠相互交配，F₁小鼠体型正常：体型矮小=1:1 D．若干体型正常雄鼠与图示类型若干雌鼠随机交配，若F₁体型正常的占3/5，则亲代雄鼠中杂合子占2/5 【答案】D 【分析】表观遗传是指生物体基因的碱基序列不改变，而基因的表达和表型发生可遗传的改变。DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。 【详解】A、甲基化修饰，导致的表观遗传不改变遗传信息，因此，形成配子的过程中，雄鼠的A基因和雌鼠的a基因遗传信息均未发生改变，A正确； B、通过观察题干信息可以知道雌性A/a基因的启动子在随配子传递过程中可以被甲基化，雄性A/a基因的启动子在随配子传递过程中也可以去甲基化，B正确； C、图示杂合子小鼠相互交配，雄鼠形成含正常A与a的配子，雌鼠形成的含A被甲基化的配子所以F₁小鼠体型正常：体型矮小=1：1，C正确； D、若干体型正常的雄鼠与图示类型若干雌鼠随机交配，若F₁体型正常的占3/5，说明亲本雄鼠产生A：a=3：2，则亲代雄鼠中杂合子占4/5，D错误。 故选D。 4.【miRNA 抑制翻译・蜜蜂蜂王分化表观调控】（山西省太原市2024-2025学年高三下学期模拟考试（一）生物试题）蜂王浆中的microRNA进入蜜蜂的雌性幼虫体内，会与幼虫细胞中Dnmt3基因的mRNA结合并形成双链，进而导致幼虫体内dynactinp62基因的甲基化水平降低，促使雌性幼虫向蜂王方向分化。下列叙述错误的是（    ） A．相同基因型的幼虫因营养差异会产生不同表型 B．Dnmt3基因的表达产物可能是DNA甲基化酶 C．microRNA通过抑制Dnmt3基因的翻译影响其表达 D．抑制幼虫的dynactinp62基因表达可使其发育成蜂王 【答案】D 【分析】分析题干信息可知：蜂王浆中的microRNA能被幼虫直接摄入，摄入后与Dnmt3基因的mRNA结合，说明两者可以碱基互补配对，而抑制其表达，从而显著降低幼虫体内dynactinp62基因的甲基化水平，说明Dnmt3基因的mRNA翻译出的蛋白质与基因的甲基化有关。 【详解】A、根据题意：蜂王浆中的microRNA进入蜜蜂的雌性幼虫体内，促使雌性幼虫向蜂王方向分化，可以推测相同基因型的幼虫因营养差异会产生不同表型，A正确； B、Dnmt3基因的mRNA的翻译受抑制后，显著降低幼虫体内dynactinp62基因的甲基化水平，可知Dnmt3基因的表达产物可能是一种DNA甲基化酶，B正确； C、microRNA与Dnmt3基因的mRNA结合，从而使Dnmt3基因的翻译受抑制，C正确； D、显著降低幼虫体内dynactinp62基因的甲基化水平，可以促进幼虫的dynactinp62基因表达，可以使其发育成蜂王，D 错误。 故选D。 5.【mRNA 甲基化修饰・原癌基因表达肿瘤检测】（2025届四川省成都市高三二诊生物试题）WTAP是一类甲基转移酶，能将甲基转移到BMI1基因转录形成的mRNA上，影响BMI1基因的表达，从而增强人胶质瘤细胞的异常增殖。研究人员检测了人正常脑神经胶质细胞（HEB）和人胶质瘤细胞系（U251）中BMI1蛋白的相对量，结果如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．BMI1基因控制细胞的正常生长和增殖，是原癌基因 B．WTAP不改变BMI1基因的碱基序列，但会影响表型 C．WTAP能促进mRNA的甲基化来抑制BMI1基因的表达 D．WTAP的含量可作为人胶质瘤患者发病情况的检测指标 【答案】C 【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表型却发生了改变，如DNA的甲基化，甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合，故无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译，最终无法合成相应蛋白，从而抑制了基因的表达。 【详解】A、原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。 由题干可知，WTAP能影响BMI1基因的表达，从而增强人胶质瘤细胞的异常增殖，说明BMI1基因在正常情况下控制细胞的正常生长和增殖，当其功能异常时会导致细胞异常增殖，所以BMI1基因是原癌基因，A正确； B、WTAP是一类甲基转移酶，它能将甲基转移到BMI1基因转录形成的mRNA上，并没有改变BMI1基因的碱基序列。 但由于mRNA甲基化影响了BMI1基因的表达，进而影响了细胞的表现型（如增强人胶质瘤细胞的异常增殖），所以WTAP不改变BMI1基因的碱基序列，但会影响表型，B正确； C、从图中可以看出，U251（人胶质瘤细胞系）中BMI1蛋白的相对量明显高于HEB（人正常脑神经胶质细胞），而U251细胞中WTAP含量可能较高（因为WTAP能增强人胶质瘤细胞的异常增殖，推测其含量高会促进BMI1基因表达）。 这说明WTAP是通过促进mRNA的甲基化来增强BMI1基因的表达，而不是抑制其表达，C错误； D、因为WTAP能增强人胶质瘤细胞的异常增殖，所以WTAP的含量与人胶质瘤的发生发展相关。 那么WTAP的含量可作为人胶质瘤患者发病情况的检测指标，D正确。 故选C。 6.【启动子甲基化与寿命・人类性别表观差异】（河北省石家庄市2025届普通高中毕业年级教学质量检测（一）生物试题）研究表明，某些与健康相关的基因启动子甲基化可以抑制一些老年疾病的发生，女性比男性人均寿命长与此有关。下列叙述正确的是（    ） A．基因启动子甲基化可抑制mRNA的翻译过程 B．基因启动子甲基化可改变基因的碱基序列 C．基因启动子甲基化现象不能遗传给后代 D．女性与健康相关的基因启动子甲基化较男性多 【答案】D 【分析】表现遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变，所以DNA甲基化不会改变基因转录产物的碱基序列。 【详解】A、启动子的作用是启动转录，所以基因启动子甲基化可抑制基因的转录过程，A错误； B、基因启动子甲基化不改变基因的碱基序列，B错误； C、基因启动子甲基化现象可遗传给后代，C错误； D、依据题干信息，某些与健康相关的基因启动子甲基化可以抑制一些老年疾病的发生，女性比男性人均寿命长与此有关，故可推知，女性与健康相关的基因启动子甲基化较男性多，D正确。 故选D。 7.【碱基替换突变・蛋白结构直接控制性状】（2025年东北三省三校（哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学）高三下学期第一次联合模拟考试生物试题）细胞蛇是新发现的一种无膜细胞器，在荧光显微镜下可观察到其呈线性、环形或“C形”结构。已知其中一个成分是蛋白质CTPS，若其中第294位精氨酸突变为天冬氨酸，将影响线性或环状结构的形成（可能用到的密码子：精氨酸CGG、CGA、CGC、CGU；天冬氨酸：GAC、GAU）。以下说法错误的是（    ） A．CTPS蛋白中氨基酸的改变是基因突变的结果 B．改变的CTPS合成过程不需要遵循中心法则 C．该突变至少需要替换基因中的两个碱基对 D．该实例说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状 【答案】B 【分析】基因的表达是指基因通过mRNA指导蛋白质的合成，包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。转录是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，在细胞核内合成mRNA的过程。翻译是以mRNA为模板，按照密码子和氨基酸之间的对应关系，在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 【详解】A、基因指导蛋白质的合成，蛋白质中氨基酸发生了变化，说明指导蛋白质合成的基因发生了改变，A正确； B、无论蛋白质是否改变，其合成过程（转录和翻译）均需遵循中心法则。即使基因发生突变，CTPS的合成仍需DNA转录为mRNA，再翻译为蛋白质，B错误； C、精氨酸的密码子和天冬氨酸的密码子相比，至少有两个碱基不同，因此，相应的基因突变至少需替换两个碱基对，才能使密码子碱基替换两个，C正确； D、该实例中，基因的碱基对发生了改变，相应的氨基酸发生了改变，蛋白质的结构也发生了改变，该实例说明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B。 8.【细菌逆转录系统・中心法则拓展辨析】（2025届安徽省”江南十校“高三下学期联考生物试题）防御相关逆转录酶（DRT）系统在细菌抵抗噬菌体侵染方面发挥着重要作用，科研人员最新解析了肺炎克雷伯菌的DRT2系统抵御T5噬菌体侵染的机制如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．该研究表明细菌能以RNA为模板创造自身不含有的基因 B．抑制细菌生长影响了噬菌体从细菌中获取相应的氨基酸、核酸、能量等 C．①、②过程都有氢键、磷酸二酯键的形成与断裂 D．图示过程包括了中心法则的所有内容 【答案】A 【分析】中心法则：（1）遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；（2）遗传信息可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。 【详解】A、由图可知：①为转录过程，②为转录和翻译过程，非编码RNA通过一种滚环逆转录方式形成一段串联重复的单链互补DNA序列，应比模板RNA链长很多，③为以DNA一条链为模板合成互补DNA链过程，④为转录和翻译过程，⑤为Neo蛋白发挥作用，从而抑制细菌生长。编码Neo蛋白的基因并不在细菌DNA中，A正确； B、噬菌体是一种病毒，增殖过程中会从细菌中获取相应的氨基酸、核苷酸、能量等，不会获取细菌的核酸，B错误； C、细菌基因转录和翻译过程中会有氢键的形成与断裂，无磷酸二酯键的断裂，C错误； D、图示过程没有RNA的复制，D错误。 故选A。 9.【piRNA 双重沉默机制・转录翻译双重抑制】（天一大联考2024—2025学年高三下学期第一次联考生物试题）piRNA-Piwi复合物主要通过两种方式实现基因沉默：一是在转录水平上，piRNA-Piwi复合物可以结合到基因的启动子区域，招募一些染色质修饰因子，如组蛋白甲基转移酶等，从而导致染色质结构的改变，使基因转录受到抑制；二是在翻译水平上，piRNA-Piwi复合物可以识别并结合互补的mRNA序列，然后在核酸酶的作用下将mRNA降解，从而阻止mRNA的翻译过程，实现对基因表达的调控。下列相关叙述错误的是（    ） A．piRNA-Piwi复合物引起的基因沉默属于表观遗传的范畴 B．piRNA-Piwi复合物能识别特定序列的mRNA并将其降解 C．piRNA-Piwi复合物可结合在RNA聚合酶识别的DNA区段 D．基因转录而来的RNA上不一定都有编码氨基酸的密码子 【答案】B 【分析】转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以DNA分子的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下消耗能量，合成RNA。翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生的mRNA为模板，在酶的作用下，消耗能量产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。 【详解】A、piRNA-Piwi复合物引起的基因沉默可导致生物的性状发生改变，但其遗传信息并未改变，属于 表观遗传的范畴，A正确； B、从题干信息可知，能将 mRNA 降解的是核酸酶，并非 piRNA-Piwi复合物，B错误； C、在转录水平上，iRNA-Piw复合物可以结合到基因的启动子区域，即RNA聚合酶识别和结合的 DNA 区 段，C正确； D、转录的产物是RNA，一般情况下，基因转录而来的 RNA 中只有 mRNA 上有编码氨基酸的密码子，D正确。 故选B。 10.【吸烟精子甲基化修饰・可遗传表观变异】（2025届福建省福州市高三第二次质量检测生物试卷）图1是DNA的胞嘧啶甲基化与去甲基化的代谢过程。研究表明，吸烟男性的精子数量和质量均下降，研究人员检测了对照人群（A）、轻度吸烟人群（B）和重度吸烟人群（C）的精子中5-mdC、5-hmdC、m6A的平均水平（m6A是常见的RNA修饰形式，有利于mRNA进入细胞质与核糖体结合等过程），结果如图2。以下分析错误的是（    ）    A．甲基化不改变基因的碱基序列但可影响基因表达 B．吸烟降低细胞内mA水平可导致基因表达水平下降 C．吸烟者TET酶的活性升高导致5-hmdC的含量降低 D．长期吸烟者精子的DNA甲基化修饰会影响后代表型 【答案】C 【分析】表观遗传是指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。表观遗传的分子生物学基质包括：DNA的甲基化、基因印记、RNA干扰和组蛋白修饰。 【详解】A、由图1可知，DNA的胞嘧啶甲基化是在甲基转移酶的作用下，胞嘧啶（C）转化为5-甲基胞嘧啶（5-mdC），去甲基化是在TET酶的作用下，5-甲基胞嘧啶（5-mdC）转化为β-羟甲基胞嘧啶（5-hmdC），甲基化不改变基因的碱基序列，但可能影响基因表达，A正确； B、由图2可知，随着吸烟程度的加重，m6A的平均水平逐渐降低，m6A有利于mRNA进入细胞质与核糖体结合等过程，所以吸烟降低细胞内m6A水平可导致基因表达水平下降，B正确； C、吸烟是导致了5-hmdc含量的下降，而不是升高，并且5-hmdc的含量受来源和去路的影响，他的增加和减少不一定是TET酶活性的升高或下降，C错误； D、长期吸烟者精子的DNA甲基化修饰可能会影响基因表达，从而影响后代表型，D正确。 故选C。 11.【转录因子重编程・细胞转分化全能性变化】（山东省德州市六校联考2025-2026学年高三上学期1月期末生物试题）一种类型的分化细胞转变成另一种类型的分化细胞的现象称为转分化，通常是将已分化细胞先诱导成iPS细胞，再诱导形成另一种类型的分化细胞。科学家分别通过2组不同的转录因子（调节基因转录的蛋白质分子），使小鼠成纤维细胞经基因组重编程表达直接转分化为心肌细胞与神经细胞。下列说法错误的是（　　） A．经iPS细胞发生转分化的过程中，细胞的全能性会发生变化 B．若2组转录因子同时作用于小鼠成纤维细胞，可能无法获得心肌细胞或神经细胞 C．转录因子的作用是与基因组中特定部位的调控序列结合，促进相关基因的表达 D．与经iPS细胞发生转分化过程相比，成纤维细胞转分化过程可能会更加便捷 【答案】C 【详解】A、在经iPS细胞发生转分化的过程中，细胞从全能性的iPS细胞（具有发育全能性）分化为特定类型的分化细胞（丧失全能性），全能性由高变低，因此全能性发生变化，A正确； B、两组转录因子分别特异性诱导心肌细胞或神经细胞分化路径，若同时作用于同一细胞，可能因信号通路竞争或冲突导致基因表达紊乱，无法正常分化为目标细胞类型，B正确； C、转录因子是调节基因转录的蛋白质分子，所以转录因子的作用是与基因组中特定部位的调控序列结合，调节相关基因的转录，C错误； D、与经iPS细胞发生转分化过程相比，成纤维细胞转分化过程可能会更加便捷，D正确。 故选C。 12.【原核基因转录方向・密码子突变影响】（浙江省名校新高考研究联盟2026届高三上学期第一次联考生物试题卷）如图是原核生物的某基因编码区部分碱基序列。1、2、3……编号表示核苷酸序号，α、β表示核苷酸链。基因在体内指导合成肽链的部分氨基酸序列为：甲酰甲硫氨酸—组氨酸—脯氨酸—赖氨酸……。下列叙述正确的是（　　） A．α链为编码链，且α链左侧为5’端 B．该基因在转录时RNA聚合酶从左往右移动 C．肽链的氨基酸序列会因核内mRNA加工的不同发生改变 D．10号碱基对T//A突变为A//T，比突变为C//G对肽链影响小 【答案】B 【详解】AB、分析题意可知，AUG是起始密码子，密码子位于mRNA上，与DNA的模板链碱基互补配对，则可知α链为编码链，转录时子链的延伸方向是5'→3'，则α链为编码链，且α链左侧为3’端，该基因在转录时RNA聚合酶从左往右移动，A错误，B正确； C、分析题意可知，该生物是原核生物，原核生物无成形的细胞核，C错误； D、10号碱基对T//A突变为A//T，则对应的密码子由AAG变为UAG，氨基酸由赖氨酸变为终止密码子，而10号碱基对T//A突变为突变为C//G，对应密码子由AAG变为GAG，变为谷氨酸，后者影响可能较小，D错误。 故选B。 13.【体外破译遗传密码・阅读框偏移实验】（2025年江西省南昌市高三下学期二模生物考试题）科学家采集到一份细菌样本，将其破碎后，提取液中检测到有DNA无mRNA。为探究生物的遗传密码，将提取液中的DNA去除后，加入一些人工合成的“mRNA”进行多肽合成，部分实验结果如下表所示。下列说法错误的是（    ） 实验 人工合成的“mRNA”碱基序列 人工合成的多肽 ① ACACACACACACACA 苏氨酸-组氨酸-苏氨酸-组氨酸-苏氨酸 组氨酸-苏氨酸-组氨酸-苏氨酸 ② ACAACAACAACAACA 苏氨酸-苏氨酸-苏氨酸-苏氨酸-苏氨酸 谷氨酰胺-谷氨酰胺-谷氨酰胺-谷氨酰胺 天冬氨酸-天冬氨酸-天冬氨酸-天冬氨酸 A．提取液没有检测到mRNA可能是因为该细菌无法自身合成mRNA B．去除提取液中DNA的目的是防止细胞自身DNA转录成mRNA干扰结果 C．该细菌中编码苏氨酸的密码子是ACA，编码组氨酸的密码子是CAC D．实验②获得三种不同的多肽是mRNA首次被读取的碱基位置差异造成的 【答案】A 【分析】基因的表达是指基因通过mRNA指导蛋白质的合成，包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。转录是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，在细胞核内合成mRNA的过程。翻译是以mRNA为模板，按照密码子和氨基酸之间的对应关系，在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 【详解】A、细菌是原核生物，能够通过RNA聚合酶将自身DNA转录为mRNA。提取液中未检测到mRNA，可能是提取过程中mRNA被降解（如RNA酶作用），A错误； B、细菌能够通过RNA聚合酶将自身DNA转录为mRNA，去除提取液中DNA的目的是防止细胞自身DNA转录成mRNA干扰结果，B正确； C、分析实验①②结果，人工mRNA序列为ACACACAC…，翻译得到苏氨酸和组氨酸交替的多肽。从第一个碱基开始阅读，ACA对应苏氨酸，CAC对应组氨酸，C正确； D、实验②的mRNA序列为ACAACAACA…，根据起始位置不同，可拆分为三种密码子组合（如ACA、CAA、AAC）。这三种组合分别对应苏氨酸、谷氨酰胺和天冬氨酸，表明阅读框架的起始位置差异导致了不同多肽的合成，D正确。 故选A。 14.【乳糖操纵子・原核转录阻遏调控机制】（2025届浙江省杭州市高三下学期4月二模生物试题）大肠杆菌仅在乳糖存在时合成乳糖分解相关的蛋白质，其机理如图所示。P表示启动子，О表示操纵序列。大肠杆菌细胞内存在一种阻遏物蛋白，能与О序列特异性结合，从而阻止RNA聚合酶转录乳糖分解相关基因。乳糖可导致阻遏物从О序列上脱落。下列叙述错误的是（　　） A．P、O均由脱氧核糖核苷酸组成 B．上述机制调控了基因的转录过程 C．上述机制体现了大肠杆菌结构与功能的适应性 D．若阻遏物缺失，则大肠杆菌不具备利用乳糖的能力 【答案】D 【分析】转录过程中，需要以DNA的一条链为模板合成mRNA；翻译过程中，需要以mRNA为模板，tRNA运送氨基酸，从而合成多肽链，多肽链经盘曲折叠变成具有一定空间结构的蛋白质。 【详解】A、P表示启动子、O表示操纵序列，两者都位于DNA上，所以两者均由脱氧核糖核苷酸组成，A正确； B、通过题干信息可知上述机制调控了基因的转录过程，B正确； C、根据题意可知上述机制使大肠杆菌仅在乳糖存在时合成乳糖分解相关的蛋白质，这样节约了能量并且避免了物质的浪费，体现了大肠杆菌结构与功能的适应性，C正确； D、若阻遏物缺失，乳糖分解相关基因表达，则大肠杆菌具备利用乳糖的能力，D错误。 故选D。 两年重难·情境题 设题创新：依托 Prader-Willi 印记基因甲基化转化电泳分型（T1）；CRISPRi 温控双基因动态调控工业菌株合成代谢（T9）；双诱导启动子 tRNA 通读 “与门” 基因线路合成生物学创新题型（T10）；内源性逆转录病毒甲基化沉默，旁分泌 / 体液传递加速个体衰老图表大题（T11）；温敏核不育 + 转基因荧光保持系玉米育种实操计算（T14）。 一、单选题 1.【基因组印记甲基化・Prader-Willi 综合征电泳分析】（2026年广东深圳市高三年级第二次调研考试生物学）人类15号染色体某区段内的基因表达受亲本来源影响。其中S基因仅父源表达，母源S基因由于甲基化而无法表达。缺失父源S基因可导致Prader-Willi综合征。研究者对两名女性待测个体进行分子检测：先用特定试剂处理DNA，使无甲基化的胞嘧啶（C）转化为胸腺嘧啶（T），然后用2组引物（M1/M2和U1/U2）分别扩增S基因，将扩增产物混合后电泳（图）。下列分析正确的是（　　） 注：图中只给出S基因一条链的部分碱基序列；□表示甲基化位点；引物标注部位就是其结合部位。 A．M1/M2可扩增有转录活性的S基因 B．U2的序列为5′-TCGCG-3′ C．个体1与正常男性婚配，子代患Prader-Willi综合征概率为1/2 D．个体2为Prader-Willi综合征患者 【答案】D 【详解】A、有转录活性的是父源S基因，它的左侧区域转化后是5'-GGTGT-3' ，和M1（ 5'-GGCGC-3' ）不互补，无法结合，无转录活性的是母源S基因，左侧区域保持5'-GGCGC-3' ，和M1完全互补，可结合， M1/M2扩增的是无转录活性的母源S基因，A错误； B、父源S基因左侧区域转化后是5'-GGTGT-3' ，和U1互补，可知U1/U2是扩增父源链的，不是母源链，父源链的右侧序列转化后是5'-TGTGA-3' ，因此U2的5'→3'序列应为5'-TCACA-3' ，B错误； C、引物M1/M2扩增母源S基因，片段短，电泳条带在下方，引物U1/U2扩增父源S基因，片段长，电泳条带在上方，个体1有上方U1/U2条带（含父源S基因），无下方M1/M2条带（无母源S基因），由此可推出个体1含正常父源S基因，母源S基因缺失，个体1与正常男性婚配，子代一定正常，不会患Prader‑Willi综合征，患病概率为0，C错误；   D、个体2有下方M1/M2条带（含母源S基因），无上方U1/U2条带（无父源S基因），由此可推出个体2仅含母源S基因（甲基化不表达），父源S基因缺失，无功能性S基因，符合Prader‑Willi综合征的患病条件，D正确。 2.【CRISPR-dCas13・靶向 RNA 荧光成像检测】（2025届广东省汕头高三第一次模拟考试生物学科试题）Cas13是一种能结合活细胞内RNA并对其进行切割的核酸酶。科研人员改造Cas13获得失去切割能力的dCas13，将其与sgRNA(向导RNA)、荧光RNA适体(能结合并激活荧光染料)结合形成结构a，以实现对目标RNA的靶向结合、可视化检测和成像(下图)。下列叙述正确的是（　　）    A．dCas13失去的是断裂核糖和碱基间氢键的能力 B．sgRNA序列越短则与目标RNA的结合越精准 C．用不同的sgRNA制备a可同时检测不同RNA D．细胞成像情况可评估目标RNA的位置和含量 【答案】D 【分析】由图可知，sgRNA（向导RNA）可以与目标RNA进行碱基互补配对，Cas13蛋白可以对目标RNA进行剪切。 【详解】A、Cas13是能结合活细胞内RNA并对其进行切割的核酸酶，失去切割能力的dCas13失去的是断裂核糖核苷酸之间的磷酸二酯键，A错误； B、sgRNA序列越短，特异性越差，脱靶率越高，B错误； C、由题意可知，对RNA的位置和含量的检测是通过绿色荧光呈现的，因此用不同的sgRNA制备a不能同时检测不同RNA，可分别检测，C错误； D、由图可知，细胞成像情况可评估目标RNA的位置和含量，D正确。 故选D。 3.【蛋白乙酰化修饰・抑癌原癌核转运调控】（2026届广东省汕尾市高三一模生物试题）细胞中F蛋白和M蛋白均可进入细胞核。X蛋白选择性地与F蛋白或乙酰化修饰的M蛋白结合，从而阻止F蛋白或乙酰化修饰的M蛋白进入细胞核，具体机制如图。下列说法合理的是（    ） A．M基因是原癌基因，F基因是抑癌基因 B．M蛋白乙酰化后导致自身的氨基酸序列发生改变 C．正常细胞中F基因过量表达不会促进细胞增殖 D．在癌细胞中抑制M蛋白的乙酰化可减缓癌细胞的增殖 【答案】D 【详解】A、由图可知，正常细胞中的M蛋白进入细胞核促进凋亡基因转录，癌细胞中的F蛋白进入细胞核促进增殖基因转录，说明M基因属于抑癌基因，F基因属于原癌基因，A错误； B、蛋白质中氨基酸的序列由编码基因决定，蛋白质乙酰化不会改变其氨基酸的序列，B错误； C、F基因属于原癌基因，其表达的蛋白质是细胞生长和增殖所需的，若过量表达则可能促进细胞增殖，C错误； D、在癌细胞中抑制M蛋白乙酰化，则更多X蛋白会选择性地和F蛋白结合，从而可能会抑制癌细胞的增殖，D正确。 故选D。 4.【抗生素作用机理・转录翻译细胞壁 DNA 复制区分】（2026届广东省汕尾市高三一模生物试题）不同的抗生素抗菌机制有所不同。下列有关常见抗生素作用的相关表述不正确的是（    ） A．红霉素能与核糖体结合，抑制细菌遗传信息的翻译 B．青霉素能抑制细菌的细胞壁合成，使细菌胀裂死亡 C．环丙沙星能抑制细菌DNA的复制，阻止细菌增殖 D．利福平能抑制细菌RNA聚合酶的活性，阻止细菌RNA的复制 【答案】D 【详解】A、红霉素属于大环内酯类抗生素，可结合细菌核糖体的大亚基，阻断肽链延伸，抑制翻译过程，从而阻止蛋白质合成，A正确； B、青霉素通过抑制细菌细胞壁中肽聚糖的合成，导致细胞壁缺损，使细菌在低渗环境中吸水胀裂死亡，B正确； C、环丙沙星是喹诺酮类抗生素，通过抑制细菌DNA解旋酶（拓扑异构酶）活性，干扰DNA复制，阻断细菌增殖，C正确； D、利福平通过抑制细菌RNA聚合酶的活性，阻断以DNA为模板的转录过程，从而抑制RNA合成，细菌中的RNA不会发生复制，D错误。 故选D。 5.【mRNA 结合蛋白・鱼类性别分化表观调控】（2025届广东省茂名市高三第二次综合测试生物试卷）研究人员发现斑马鱼zar1蛋白能与透明带糖蛋白mRNA结合并抑制其翻译。zar1基因缺失突变体存在卵母细胞凋亡，卵巢被精巢取代的现象。下列推测错误的是（    ） A．zar1蛋白调控透明带糖蛋白的合成属于表观遗传 B．透明带糖蛋白增多能缓解卵巢被精巢取代的现象 C．zar1基因在成年斑马鱼卵巢中的表达水平可能显著高于精巢 D．幼年斑马鱼可能同时存在向卵巢和精巢分化的原始生殖细胞 【答案】B 【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化，甲基化的Leyc基因不能与RNA聚合酶结合，故无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译最终合成Leyc蛋白，从而抑制了基因的表达。 【详解】A、表观遗传是指基因的碱基序列不变，但基因的表达和表型发生变化的过程，斑马鱼zar1蛋白能与透明带糖蛋白mRNA结合并抑制其翻译，因此该过程基因的碱基序列未变，但基因的表达发生了变化，属于表观遗传，A正确； B、斑马鱼zar1蛋白能与透明带糖蛋白mRNA结合并抑制其翻译。zar1基因缺失突变体不能形成zar1蛋白，不能与透明带糖蛋白mRNA结合并抑制其翻译，结果该突变体中存在卵母细胞凋亡，卵巢被精巢取代的现象，说明透明带糖蛋白增多能促进卵巢被精巢取代的现象，B错误； C、根据zar1基因缺失突变体存在卵母细胞凋亡，卵巢被精巢取代的现象，可推测zar1基因在成年斑马鱼卵巢中的表达水平可能显著高于精巢，从而保证卵母细胞的存活，C正确； D、zar1基因缺失突变体存在卵母细胞凋亡，卵巢被精巢取代的现象，说明不同的基因表达会影响精巢和卵巢的分化，即在幼年斑马鱼可能同时存在向卵巢和精巢分化的原始生殖细胞，D正确。 故选B。 6.【DNA / 组蛋白修饰・表观遗传癌变辨析】（2025届广东省湛江市高三第一次调研考试生物试题）研究表明DNA甲基化可导致基因沉默，去甲基化后基因可正常表达。构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰，也是DNA转录调控的重要因素。下列叙述错误的是（    ） A．DNA甲基化与组蛋白甲基化、乙酰化会引起表观遗传现象 B．甲基化不改变基因的碱基序列，但引起的性状改变可遗传给下一代 C．DNA甲基化会导致原癌基因突变，从而易诱发细胞癌变 D．组蛋白乙酰化可能会影响细胞的分化 【答案】C 【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变。 【详解】A、甲基化和乙酰化都会影响基因的表达，均属于表观遗传学的范畴，A正确； B、甲基化不会改变DNA的碱基序列，DNA甲基化属于表观遗传，其引起的性状改变可以遗传给下一代，B正确； C、原癌基因表达的蛋白质是细胞正常生长和增殖所必需的，DNA甲基化会使原癌基因的表达受抑制，不会导致原癌基因发生基因突变，C错误； D、组蛋白乙酰化会影响某些基因的表达，因而可能会影响细胞的分化，D正确。 故选C。 7.【tRNA 甲基化修饰・翻译效率调控】（2025届广东省深圳市高三下学期第一次调研考试（一模）生物试卷）T细胞被激活并快速增殖时，T细胞内tRNA反密码子环中的“滑动”位点上的甲基化修饰显著减少。则甲基化修饰作用的结果是（    ） A．提高转录效率 B．降低转录效率 C．提高翻译效率 D．降低翻译效率 【答案】D 【分析】1、关于tRNA：（1）结构：单链，存在局部双链结构，含有氢键；（2）特点：一种tRNA只能携带一种氨基酸，但一种氨基酸可由一种或几种特定的tRNA来转运；（3）作用：识别密码子并转运相应的氨基酸。 2、有关密码子：（1）概念：密码子是mRNA上相邻的3个碱基；（2）特点：一种密码子只能编码一种氨基酸，但一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码；密码子具有通用性，即自然界所有的生物共用一套遗传密码。 【详解】ABCD、题目中提到T细胞被激活并快速增殖时，该“滑动”位点上的甲基化修饰显著减少，所以甲基化可以降低翻译效率，D正确，ABC错误。 故选D。 8.【小鼠孤雌生殖・印记与胚胎移植多选】（河北省衡水中学2023-2024学年高三上学期第一次调研考试生物试题）基因组印记（通过甲基化实现受精卵中来自双亲的两个等位基因一个表达另一个不表达）阻碍了哺乳动物孤雌生殖的实验。某研究团队利用甲基化酶、去甲基化酶和基因编辑技术，改变了小鼠生殖细胞的“基因组印记”，使其“变性”，然后将一个极体注入修饰后的次级卵母细胞（类似受精作用），最终创造出“孤雌生殖”的小鼠。实验过程如图所示。下列相关叙述错误的是（　　）    A．体外培养卵母细胞时，需将培养皿置于只含CO2的培养箱中进行培养 B．需对代孕母鼠进行同期发情处理后，再进行胚胎移植 C．“孤雌小鼠”的诞生过程没有精子参与，其基因型与提供卵母细胞的雌鼠相同 D．移植后的囊胚进一步扩大，会导致滋养层破裂，胚胎从其中伸展出来 【答案】ACD 【分析】1、表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化，甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合，故无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译，最终无法合成相应蛋白，从而抑制了基因的表达。 2、分析图示，从卵泡中取出卵母细胞，再将经过甲基化处理的卵母细胞进行早期胚胎培养、胚胎移植等获得孤雌小鼠。 【详解】A、体外培养卵母细胞时，需将培养皿置于含95%空气和5%CO2的培养箱中培养，A错误； B、胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎或通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为个体的技术；以运用胚胎移植技术繁殖良种山羊为例，人们可以选择经济价值较高、遗传性状优良的母畜，经过激素处理，使其超数排卵后受精，然后将发育的早期胚胎分别移植到同期发情的代孕母羊的子宫内，通过代孕母羊妊娠产仔。故需对代孕母鼠进行同期发情处理后，再进行胚胎移植，B正确； C、“孤雌小鼠”是由修饰后的次级卵母细胞和一个第二极体结合后发育形成的，同时由于配子在形成过程中会经历减数分裂的基因重组，或发生基因突变，将导致“孤雌小鼠”的基因型不一定与提供卵母细胞的雌鼠相同，C错误； D、移植后的囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫作孵化，D错误。 故选ACD。 二、解答题 9.【合成生物学温控线路・CRISPRi 代谢调控大题】（2026年广东深圳市高三年级第二次调研考试生物学）生物制造是推动我国高质量发展的重要新质生产力。2′-岩藻糖基乳糖（2′-FL）是一种具有改善肠道健康等功能的婴儿配方食品成分。我国科学家通过基因工程技术动态调节枯草芽孢杆菌的代谢过程，提高2′-FL的产量。回答下列问题： (1)已知futC和pfkA分别是2′-FL合成和菌体生长的关键基因（图）。研究人员构建了持续高表达futC基因的枯草芽孢杆菌并进行发酵实验，结果显示2′-FL产量较低，推测原因很可能是________________。因此，理想的合成过程为：前期两种基因的表达状态是________，待菌体数量达到一定值后两种基因的表达正好相反，从而实现2′-FL的高产。 (2)为了实现2′-FL的高产，研究人员利用温度作为“开关”来动态调控相关代谢基因的表达，并由此构建了质粒1和质粒2（图），利用荧光蛋白基因进行功能测试。 ①构建质粒1的目的是实现基因的温控激活。在30℃时，C蛋白结合至温度诱导型启动子，使________无法结合到该区域；37℃时，C蛋白失活下游基因启动表达。若在测试过程中观察到________，说明质粒1构建成功。 ②质粒2的CRISPRi系统中，人工设计的crRNA（一种RNA分子）可通过碱基互补配对识别靶基因，引导dCpfl蛋白结合并抑制靶基因转录。利用由启动子P2驱动的红色荧光蛋白基因测试质粒2的功能。图14中P1和P2应分别为________型启动子。若在测试过程中观察到________，说明质粒2构建成功。 (3)在实际生产中，需要将测试完成的质粒1和质粒2中的基因进行替换，质粒1中将绿色荧光蛋白基因替换为________，质粒2中将________。 【答案】(1) 持续的2′-FL合成影响了菌体正常生长 pfkA基因高表达，futC基因低表达 (2) RNA聚合酶 37℃时荧光强度高于30℃ 温度诱导型、持续表达型 37℃时荧光强度低于30℃ (3) futC基因 靶向红色荧光蛋白基因的crRNA基因替换成靶向pfkA基因的crRNA基因 【详解】（1）从代谢路径图可以看到，持续高表达futC基因，会与pfkA基因竞争中间体，导致菌体生长所需的中间体不足，菌体生长受抑制，菌体数量不足，最终2'-FL总产量较低。要实现高产，需要分两个阶段，前期：需要让菌体快速生长、积累足够的生物量，因此需要pfkA基因高表达，futC基因低表达，让中间体优先用于菌体生长，保证菌体数量达到一定水平。后期：菌体数量足够后，需要让中间体优先用于2'-FL合成，因此futC基因高表达，pfkA基因低表达，实现2'-FL的高产。 （2）①质粒1中，C基因由持续表达型启动子驱动，持续合成C蛋白；绿色荧光蛋白基因由温度诱导型启动子驱动。30℃时，C蛋白结合至温度诱导型启动子，会空间竞争性结合，使RNA聚合酶无法结合到该启动子区域，绿色荧光蛋白基因不表达；37℃时，C蛋白失活，下游温度诱导型启动子激活，RNA聚合酶结合启动子，启动绿色荧光蛋白基因表达。 因此，若测试成功，会观察到：37℃时荧光强度高于30℃。 ②CRISPRi系统的功能是抑制靶基因转录，需要可调控的启动子来控制该系统的表达，从而实现对靶基因的动态抑制。   - 质粒1用了温度诱导型启动子实现温控，因此质粒2中，CRISPRi系统的启动子P1，应与质粒1的绿色荧光蛋白基因启动子类型一致，为温度诱导型；红色荧光蛋白基因由启动子P2驱动，用于测试质粒2功能，P2应为持续表达型。30℃时，CRISPRi系统不表达，红色荧光正常发光；37℃时，CRISPRi系统表达，抑制红色荧光蛋白基因的转录，红色荧光消失/减弱。因此，若构建成功会观察到：37℃时荧光强度低于30℃。 （3）前期需要pfkA高表达、futC低表达，后期需要futC高表达、pfkA低表达。质粒1的功能是温控激活基因表达，因此将绿色荧光蛋白基因替换为futC基因；质粒2的CRISPRi系统功能是温控抑制基因表达，因此需要将crRNA基因的靶基因改为pfkA基因，即靶向红色荧光蛋白基因的crRNA基因替换成靶向pfkA基因的crRNA基因。 10.【基因逻辑与门・tRNA 通读 T7 聚合荧光线路】（2025届广东省佛山市高三下学期4月教学质量检测（二）生物学试题）逻辑基因线路是借鉴数字电路中逻辑运算的思想，利用基因重组、基因表达调控原理设计、改造生物系统，实现特定功能的合成生物学技术。研究人员设计出“与”门基因线路，将其导入大肠杆菌，实现了当两个输入信号均为“真”时就能发出绿色荧光的“与”门计算逻辑，其真值表和基因线路示意图如下所示。其中启动子Psal和PBAD分别受水杨酸和阿拉伯糖的诱导激活。supD编码一种特殊tRNA，其可识别终止密码子（UAG）并将其翻译为丝氨酸（Ser）。T7RNAP编码T7噬菌体来源的RNA聚合酶，但其序列中修饰了两个终止密码子对应的序列（T7ptag）。gfp为绿色荧光蛋白基因。 输入1 输入2 输出 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 注：0表示“假”，1表示“真”。    回答下列问题： (1)在构建该“与”门基因线路过程中，将基因表达载体导入大肠杆菌常用的方法是_______。据图分析，只有PBAD被激活时，T7RNA聚合酶合成过程中的_______过程异常。图中启动子Px可被______（填“T7RNA聚合酶”或“大肠杆菌RNA聚合酶”）识别。为让大肠杆菌发出绿色荧光，应将其置于含_____的环境中。 (2)为测试该“与”门基因线路组分的可替换性，研究人员将Psal和PBAD分别替换成响应细菌群体信号AHL的PluxR和响应外源性镁缺失信号的PmgrB。在不同条件下检测荧光强度，结果如图所示。    替换后的基因线路______（填“能”或“不能”）体现“与”门计算逻辑，理由是______。 (3)“或”门计算逻辑是输入信号有一个为“真”时，输出即为“真”，真值表如下所示。已知基因RhaS和AraC由启动子PCON启动，两者表达产物能分别抑制启动子PRHAB和PBAD。当鼠李糖和阿拉伯糖均不存在时，RhaS和AraC能发挥抑制作用；当存在鼠李糖或阿拉伯糖时，RhaS或AraC不能发挥抑制作用，启动子PRHAB或PBAD能驱动相关基因转录。请设计“或”门基因线路，使大肠杆菌在有鼠李糖或阿拉伯糖存在时发出绿色荧光，画出基因线路示意图______。 输入1 输入2 输出 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 注：0表示“假”，1表示“真”。    【答案】(1) Ca2+处理 翻译 T7RNA聚合酶 水杨酸和阿拉伯糖 (2) 能 只有两个输入信号均为“真”，即环境中无Mg2+和有AHL时，才发出荧光 (3)   【分析】基因工程基本操作程序：目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）在构建该“与”门基因线路过程中，将基因表达载体导入大肠杆菌常用的方法是Ca2+处理，钙离子处理后大肠杆菌的通透性增强，可以提高转化的效率。据图分析，只有PBAD被激活时，T7RNA聚合酶合成过程中的翻译过程异常。图中启动子Px可被“T7RNA聚合酶识别，进而驱动绿色应该蛋白基因的表达，为让大肠杆菌发出绿色荧光，应将其置于含水杨酸和阿拉伯糖的环境中，因为启动子Psal和PBAD分别受水杨酸和阿拉伯糖的诱导激活。 （2）为测试该“与”门基因线路组分的可替换性，研究人员将Psal和PBAD分别替换成响应细菌群体信号AHL的PluxR和响应外源性镁缺失信号的PmgrB。在不同条件下检测荧光强度，结果如图所示，根据图示结果可知，替换后的基因线路“能”体现“与”门计算逻辑，因为图示结果显示，只有两个输入信号均为“真”，即环境中无Mg2+和有AHL时，才发出荧光，与之前发出荧光的机制是相同的。 （3）“或”门计算逻辑是输入信号有一个为“真”时，输出即为“真”，真值表如下所示。已知基因RhaS和AraC由启动子PCON启动，两者表达产物能分别抑制启动子PRHAB和PBAD。当鼠李糖和阿拉伯糖均不存在时，RhaS和AraC能发挥抑制作用；当存在鼠李糖或阿拉伯糖时，RhaS或AraC不能发挥抑制作用，启动子PRHAB或PBAD能驱动相关基因转录。请设计“或”门基因线路，使大肠杆菌在有鼠李糖或阿拉伯糖存在时发出绿色荧光，结合之前的分析画出相关基因线路示意图如下：   图示含义为：启动子PCON启动基因RhaS和AraC的表达，两者表达产物能分别抑制启动子PRHAB和PBAD，进而表现为无法发出荧光，此时鼠李糖和阿拉伯糖均不存在，RhaS和AraC能发挥抑制作用；当鼠李糖或阿拉伯糖存在时，两个基因均不表达相应的产物，RhaS或AraC不能发挥抑制作用，启动子PRHAB或PBAD能驱动相关基因转录，发出绿色荧光。 11.【逆转录病毒甲基化沉默・细胞衰老旁分泌大题】（2025届广东省江门市高三一模生物试题）世界人口老龄化日益严重，探究个体衰老的机制至关重要。人类内源性逆转录病毒（HERV）是一类古老的逆转录病毒，它们在进化过程中整合到了宿主的基因组中，但长期处于“沉默”状态。人类鼠乳腺肿瘤病毒（HERVK）是其中一员，它的“复活”与细胞衰老存在一定的相关性，其机理如图所示。 回答下列问题： (1)HERVK的遗传物质是______。随着细胞衰老，HERVKDNA的甲基化修饰水平_______，合成相应产物并组装成病毒颗粒，HERVK“复活”。 (2)科学家向细胞培养液中加入逆转录酶抑制剂，衰老细胞中的_______、______含量均降低，以及一系列衰老相关表型得到缓解，从而证实了图中的相关途径。 (3)对多细胞生物而言，个体衰老的过程是机体细胞普遍衰老的过程。由图推测可知HERVK“复活”还会加速个体衰老，机理是：①一部分HERVK病毒颗粒通过______的路径侵染邻近的年轻细胞，加速其衰老；②_______。 (4)为进一步探索如何延缓衰老，需对个体衰老程度进行量化评估。观测指标选择血浆中______（填“HERVK病毒颗粒”或“炎症细胞因子”）的数量更适宜，理由是_____。 【答案】(1) RNA 下降 (2) HERVK DNA 炎症细胞因子 (3) 旁分泌 另一部分病毒颗粒进入血管，通过血液进行远距离运输，进而侵染其他组织器官的年轻细胞，加速全身细胞衰老(或答炎症细胞因子进入血管，促进全身细胞衰老/产生更多炎症细胞因子，促进炎症反应，加速细胞 衰老) (4) HERVK病毒颗粒 病毒颗粒数与袁老细胞数成正相关，能反映机体中衰老细胞的数量，可以量化衰老程度，而炎症细胞 因子在机体内存在其他炎症时也会大量产生，其数量不仅与细胞衰老相关 【分析】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，叫做表观遗传。包括DNA甲基化、组蛋白乙酰化等。 【详解】（1）HERVK属于逆转录病毒，其遗传物质是RNA。随着细胞衰老，HERVK DNA的甲基化修饰水平降低，导致其转录活性增强，合成相应的RNA和蛋白质，并组装成病毒颗粒，从而“复活”。 （2）逆转录酶抑制剂可以抑制HERVK RNA逆转录为DNA的过程，从而减少HERVK DNA和炎症细胞因子，进而缓解细胞衰老的相关表型。 （3）HERVK病毒颗粒可以通过旁分泌的路径侵染邻近的年轻细胞，加速其衰老。此外，另一部分病毒颗粒进入血管，通过血液进行远距离运输，进而侵染其他组织器官的年轻细胞，加速全身细胞衰老(或答炎症细胞因子进入血管，促进全身细胞衰老/产生更多炎症细胞因子，促进炎症反应，加速细胞 衰老)。 （4）选择血浆中HERVK病毒颗粒作为对个体衰老程度进行量化评估的观测指标，理由是：一方面，该颗粒与衰老细胞数呈正相关，可反映衰老细胞数量，量化衰老程度；另一方面，炎症细胞因子量会受到其他因素影响，如机体感染其他病毒等发生炎症时会产生大量炎症细胞因子，其数量不一定反映衰老程度。 12.【泛素化修饰・油菜雄性不育基因互作遗传】（2025届广东省佛山市高三下学期4月教学质量检测（二）生物学试题）油菜中的非等位基因Bms4b和BMs3与油菜的雄性不育、胚胎致死等性状有关，但两者相互作用机制仍不明确。我国科学家率先对此开展研究。他们将这两个基因分别转入拟南芥，获得了两种转基因拟南芥：Bms4b-T（转入了Bms4b）和BMs3-T（转入了BMs3）。每种转基因植物至少插入了一个目的基因。随后，他们利用野生型拟南芥（WT）分别与多株转基因植株进行杂交实验。经分析，发现F1中存在胚胎致死现象，统计F1中存活的株数，结果如下表所示。 杂交组合 F1株数 F1中含Bms4b的株数 F1中不含Bms4b的株数 甲：Bms4b-T×WT 183 36 147 乙：Bms4b-T×BMs3-T 227 160 67 回答下列问题： (1)正常情况下，F1群体中含Bms4b的植株所占比例至少是______。据表推测，胚胎致死与胚胎活性恢复分别与_______基因有关。在杂交组合乙中，F1代中含Bms4b的株数远多于不含Bms4b的株数，其原因可能是________。 (2)雄蕊绒毡层细胞叶绿体蛋白主要由细胞核基因表达，由叶绿体蛋白转运复合体（Toc）运入叶绿体，该过程异常会使叶绿体内蛋白减少，从而导致花粉不育。泛素-蛋白酶体系统参与该过程的调控，其机理是：泛素连接酶（SP1）对Toc进行泛素化修饰，随后蛋白酶体使其降解。研究发现蛋白Bms4b、BMs3对叶绿体蛋白转运过程有调控作用，如图所示。 据图分析，F1中雄性不育个体的基因组成特点是______，其基因作用机制是______。 【答案】(1) 1/2 Bms4b、BMs3 F1中Bms4b-T存在插入两个或多个Bms4b的个体 (2) 含有Bms4b、不含BMs3 Bms4b基因表达产物能促进叶绿体前体蛋白和Toc蛋白泛素化从而被降解，导致叶绿体蛋白减少，花粉不育；BMs3基因能抑制Bms4b蛋白的合成和作用，恢复花粉育性 【分析】位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 【详解】（1）根据题意可知，每种转基因植物至少插入了一个目的基因，因此Bms4b-T植株最少转入了一个Bms4b基因，该植株可看做一个杂合子，此时Bms4b-T×WT，子一代有两种情况，一种含有Bms4b基因，一种不含Bms4b基因，两种情况各占1/2，因此正常情况下，F1群体中含Bms4b的植株所占比例至少是1/2。由于Bms4b-T植株可能转入了一个Bms4b基因、也可能是两个或多个Bms4b基因，理论上甲组的子一代含Bms4b的株数应大于1/2，但根据表格数据可知，F1中含Bms4b的株数（36）明显少于F1中不含Bms4b的株数（147），因此可推测Bms4b基因与胚胎致死有关。杂交组合乙中，Bms4b-T×BMs3-T，子一代中由于BMs3基因的掺入导致含Bms4b的株数（160）明显大于不含Bms4b的株数（67），因此可知，与胚胎活性恢复有关的基因为BMs3基因。由于Bms4b-T植株可能转入了一个Bms4b基因、也可能是两个或多个Bms4b基因，故F1中Bms4b-T存在插入两个或多个Bms4b的个体，这些个体在Bms4b基因的作用下胚胎活性恢复，因此会导致乙组的F1中含Bms4b的株数明显多于不含Bms4b的株数。 （2）根据图示可知，Bms4b基因表达产物Bms4b蛋白能促进叶绿体前体蛋白和叶绿体膜上的Toc蛋白与Ub结合而被泛素化后进而被降解，Toc可将叶绿体蛋白运入叶绿体，因此Toc蛋白被降解后会导致叶绿体蛋白减少，从而导致花粉不育；BMs3基因形成的BMs3蛋白能抑制Bms4b蛋白的合成和作用，使花粉育性得到恢复，因此F1中雄性不育个体的基因组成中应含有Bms4b基因、不含BMs3基因。 13.【转座子插入・甜瓜果皮色素合成遗传实验】（2025届广东省茂名市高三第二次综合测试生物试卷）我国科研团队在育种中发现甜瓜果皮表现出丰富的颜色变化，除纯墨绿UDG、纯白WR外，还存在墨绿色斑纹SS（墨绿色部位SSG，白色部位SSW）。为研究其产生机制，设计并开展了相关实验，部分实验结果见图。 杂交类型 SS UDG WR SS：WR ①PSS♀×WR♂ 159 1 – – ②PSS♂×WR♀ 102 18 – – ③F1–SS×F1–SS 537 34 183 3：1 ④F1–SS×P–SS 94 2 – – ⑤F1–SS×P–WR 82 – 108 1：1 实验二 请回答下列问题： (1)实验一，科研人员使用试剂__________提取色素，实验结果表明甜瓜SS和UDG果皮的墨绿色部分产生的原因可能是___________。 (2)为进一步探究甜瓜果皮颜色形成的遗传机理，设计并开展了实验二和三。 ①实验二利用纯合亲本进行了多种杂交实验，实验二结果表明墨绿色可能由__________基因控制，F1和F2中纯墨绿色（UDG）甜瓜产生的原因可能是__________（填“基因突变”或“基因重组”）。 ②基因序列比对结果发现，果皮颜色由位于4号染色体上叶绿素合成基因CmAPRR2控制，与白色果皮（WR）甜瓜相比，甜瓜SS的CmAPRR2基因含有Tcml插入序列（如下图）。设计引物对一株甜瓜SS植株上生长的墨绿色斑纹（SS）和纯墨绿（UDG）甜瓜进行了PCR扩增（实验三），结果表明纯墨绿（UDG）甜瓜产生的原因可能是__________。 注：F、R1和R2是引物。 (3)进一步研究发现，甜瓜SS的CmAPRR2基因中的Tcml序列能被随机剪切，产生不同长度的CmAPRR2基因。结合实验四结果（果实成熟期10天、25天、35天），推测实验二中F1SS自交后代出现少量墨绿色（UDG）的原因可能是______________。 【答案】(1) 无水乙醇 叶绿素的积累 (2) 显性 基因突变 （UDG）甜瓜的基因CmAPRR2不存在Tcml序列，结构未被破坏，能合成并积累叶绿素，形成墨绿色瓜皮。 (3)在果实成熟过程中，Tcml序列全部被剪切，激活了CmAPRR2基因的表达，促进叶绿素的合成进而形成了全部墨绿色瓜皮。 【分析】1、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。 2、基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性;生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。 3、PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术 【详解】（1）叶绿体中色素溶解于有机溶剂中，可用有机溶剂进行提取，通常用无水乙醇作为提取剂。由实验一结果可知，SSG和UDG含叶绿素含量明显更多，故叶绿素的积累导致甜瓜SS和UDG果皮呈墨绿色。 （2）①分析实验二表格数据，第①组实验亲本是具有相对性状的杂合子，子代为SS（UDG只有1个个体，可能是变异个体），F1为SS，表现墨绿色斑纹，可知墨绿色可能由显性基因控制。假设控制墨绿色的基因为A，控制白色的基因为a。亲本为具有相对性状的纯合子（AA、aa），若F1（Aa）、F2（AA、Aa、aa）要出现第三种表型纯墨绿色，只可能是通过基因突变产生了一个新的等位基因。 ②据实验三电泳结果可知，UDG中的基因没有引物F/R2的扩增产物，则UDG中不含Tcml序列，故纯墨绿（UDG）甜瓜产生的原因可能是（UDG）甜瓜的基因CmAPRR2不存在Tcml序列，结构未被破坏，能合成并积累叶绿素，形成墨绿色瓜皮。 （3）SS的CmAPRR2基因中含Tcml序列，UDG甜瓜的基因CmAPRR2不存在Tcml序列。依题意，甜瓜SS的CmAPRR2基因中的Tcml序列能被随机剪切，产生不同长度的CmAPRR2基因。若F1传递给F2的含Tcml序列的CmAPRR2基因的Tcml序列全部被切除，则F1SS自交后代会出现UDG，但由于酶切的随机性，这种概率极低，故只能产生少量的墨绿色（UDG）。结合实验四的结果，故推测实验二中F1SS自交后代出现少量墨绿色（UDG）的原因可能是在果实成熟过程中，Tcml序列全部被剪切，激活了CmAPRR2基因的表达，促进叶绿素的合成进而形成了全部墨绿色瓜皮。 14.【玉米温敏雄性不育・转基因保持系育种大题】（2025届广东省深圳市高三下学期第一次调研考试（一模）生物试卷）玉米是雌雄同株异花作物，利用雄性不育系开展玉米杂交育种能提高玉米产量。科研人员对玉米雄性不育系进行研究，回答下列问题： (1)科研人员获得了玉米核雄性不育系7024，其性状由单基因控制，其与野生型杂交的F1群体均可育，再将F1自交、F1与亲本7024进行杂交，结果如下表，据表分析，该不育系的不育性状为__________（填“显性”或“隐性”）性状，F1的基因型为__________（相关基因用M/m表示）。 群体 总株数 可育株数 不可育株数 F1自交 964 717 247 F1×7024 218 116 102 (2)科研人员通过培育筛选获得温敏核雄性不育系zm/zm，该不育系表现出高温不育低温可育的特性，当处于低温环境时，其基因型为__________（相关基因用ZM/zm表示）。与7024核雄性不育系相比，温敏核雄性不育系的缺点主要表现在__________。 (3)科研人员采用玉米隐性核雄性不育系ms7/ms7创建了多控不育（MCS）技术体系，将育性恢复基因（Ms7）、花粉失活基因以及荧光标记基因组成中联表达框（pMCS），通过转基因技术获得转基因保持系，过程如图所示。 ①转基因保持系与核雄性不育系杂交，子代不育系的比例为__________。 ②pMCS中的荧光标记基因表达的荧光蛋白能使玉米呈现红色，野生型玉米为黄色，则转基因保持系自交获得F1种子的颜色及比例是__________。 【答案】(1) 隐性 Mm (2) zm/zm 容易受到环境温度的影响 (3) 100％ 红色∶黄色＝1∶1 【分析】表型受基因控制，也受环境影响，即相同的基因型在不同的环境下，可能出现不同的性状。 【详解】（1）依据题干信息，雄性不育系7024与野生型杂交的F1群体均可育，且F1（可育）自交，后代出现不育株，说明，雄性不育性状为隐性性状，野生型为显性性状，也说明了F1的基因型为Mm。 （2）温敏核雄性不育系zm/zm，高温不育低温可育，即在低温环境下表现为可育，但并不改变植株的基因型zm/zm。与7024核雄性不育系相比，温敏核雄性不育系的缺点主要在于该株系容易受环境因素影响。 （3）①依据题干信息，转基因保持系ms7/ms7：pMCSl-，当作为父本时，只能产生ms7一种雄配子，与和雄性不育系（ms7/ms7）杂交时，后者只能产生ms7一种雌配子，雌雄配子结合，能使F1保持雄性不育性，所以转基因保持系与核雄性不育系杂交，子代不育系的比例为100%。 ②转基因保持系ms7/ms7：pMCSl-自交时，可以产生ms7、ms7：pMCSl-两种雌配子，而只能产生ms7一种雄配子，雌雄配子随机结合，可以产生的ms7/ms、ms7/ms7：pMCSl-两种基因型，由于pMCS中的荧光标记基因表达的荧光蛋白能使玉米呈现红色，野生型玉米为黄色，所以两种基因型对应的表型分别为黄色和红色，比例关系为1:1。 15.【植物生物碱抗癌・癌细胞周期调控图表实验】（2024届广东省韶关市高三下学期综合测试（二）生物试题）胰腺癌临床症状隐匿，是一种诊断和治疗都很困难的消化道恶性肿瘤。生物碱A（HBOA）是一种从植物老鼠筋中提取的化合物，具有抗肿瘤等药理作用。为探究HBOA对人胰腺癌细胞增殖和凋亡的影响，某研究小组开展了一系列探究实验。请回答下列问题 (1)研究人员分别利用含不同浓度HBOA的完全培养液处理等量人胰腺癌细胞24h和48h（其它条件均相同且适宜），所得实验结果如图1所示。在该探究过程中，自变量为________，实验结论为________。 (2)研究人员利用相应的技术手段测量（1）中经含0mmol·L-1、0.4mmol·L-1和0.6mmol·L-1HBOA的完全培养液处理人胰腺癌细胞48小时后的相关指标，所得结果如图2和图3所示。 ①细胞周期包括G1（DNA合成前期）、S（DNA合成期）、G2（DNA合成后期）、M（分裂期）4个时期。与正常胰腺细胞相比，胰腺癌细胞的细胞周期较______（填“长”或“短”）；据图2可知，经HBOA处理后，胰腺癌细胞的细胞周期会停滞在______（填“G1”或“S”或“G2-M”）期。 ②人胰腺癌细胞中遗传信息的传递途径为______（用文字与箭头表示）。通过图5推测，HBOA抑制胰腺癌细胞增殖的机理是_____。 (3)若在上述研究的基础上继续开展相关定量研究，请提出一个可行的研究方向（不需要写出具体过程）________。 【答案】(1) HBOA的浓度、 HBOA处理时长 HBOA能促进胰腺癌细胞的凋亡，且与HBOA的浓度和处理时间呈正相关 (2) 短 S 抑制cyclinA1和CDK2基因的转录，促进P21基因的转录 (3)探究抑制胰腺癌细胞增殖的最佳HBOA浓度与HBOA处理时长的组合 【分析】细胞周期是指连续分裂的细胞一次分裂完成开始到下一次分裂完成为止，称为一个细胞周期，分为分裂间期和分裂期，分裂间期持续的时间远比分裂期长．分裂期又可以分为前期、中期、后期、末期，其中分裂间期进行了DNA的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期做了物质准备。 【详解】（1）本实验利用含不同浓度HBOA的完全培养液处理等量人胰腺癌细胞24h和48h（其它条件均相同且适宜），统计细胞存活率，因此在该探究过程中，自变量为HBOA的浓度、 HBOA处理时长。据图1分析可知，HBOA能促进胰腺癌细胞的凋亡，且与HBOA的浓度和处理时间呈正相关。 （2）①胰腺癌细胞细胞增殖速度快，因此与正常胰腺细胞相比，胰腺癌细胞的细胞周期较短。据图2分析可知，经HBOA处理后，S期细胞所占比例增大，说明经HBOA处理后，胰腺癌细胞的细胞周期会停滞在S期。 ②人胰腺癌细胞具有无限增殖能力，因此核DNA可以复制，还可以通过转录和翻译合成蛋白质，因此人胰腺癌细胞中遗传信息的传递途径为。据图可知，HBOA处理后cyclinA1和CDK2基因对应的mRNA减少，P21基因对应的mRNA增加，所以HBOA抑制胰腺癌细胞增殖的机理是抑制cyclinA1和CDK2基因的转录，促进P21基因的转录。 （3）据上图分析可知，不同浓度的HBOA抑制胰腺癌细胞增殖，因此研究方向是探究抑制胰腺癌细胞增殖的最佳HBOA浓度与HBOA处理时长的组合。 三年真题·压轴题 设题创新：亲本特异性 G 基因印记绵羊美臀，杂合子来源决定表型遗传概率计算压轴大题（T8）；核 + 叶绿体双基因组装 Rubisco，突变酶总量下降光合曲线变化（T9）；环状 circRNA 海绵吸附 miRNA 解除 mRNA 降解，细胞凋亡调控通路（T10）；下丘脑体温中枢表观热记忆，KLK14 体液介导神经通路长期肥胖（T13）；蓝光分阶段调控 T7 聚合酶表达酪氨酸酶，工程菌生物膜图案染色合成生物学实操（T14）。 一、单选题 1．（2024年新课标广东卷高考生物真题试卷）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 【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变。表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。 【详解】由题意可知，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，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，因此驱动此肿瘤形成的原因属于表观遗传，ABC错误、D正确。 故选D。 2．（2023年新高考广东生物高考真题试卷）科学理论随人类认知的深入会不断被修正和补充，下列叙述错误的是（    ） A．新细胞产生方式的发现是对细胞学说的修正 B．自然选择学说的提出是对共同由来学说的修正 C．RNA逆转录现象的发现是对中心法则的补充 D．具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充 【答案】B 【分析】细胞学说是由德植物学家施莱登和动物学家施旺提出的，其内容为：（1）细胞是一个有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞的产物所构成；（2）细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用；（3）新细胞可以从老细胞中产生。 【详解】A、细胞学说主要由施莱登和施旺建立，魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”是对细胞学说的修正和补充，A正确； B、共同由来学说指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的；自然选择学说揭示了生物进化的机制，揭示了适应的形成和物种形成的原因。共同由来学说为自然选择学说提供了基础，B错误； C、中心法则最初的内容是遗传信息可以从DNA流向DNA，也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，随着研究的不断深入，科学家发现一些RNA病毒的遗传信息可以从RNA流向RNA（RNA的复制）以及从RNA流向DNA（逆转录），对中心法则进行了补充，C正确； D、最早是美国科学家萨姆纳证明了酶是蛋白质，在20世纪80年代，美国科学家切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有催化功能，这一发现对酶化学本质的认识进行了补充，D正确。 故选B。 3．（2021年广东高考生物试题）金霉素（一种抗生素）可抑制tRNA与mRNA的结合，该作用直接影响的过程是（    ） A．DNA复制 B．转录 C．翻译 D．逆转录 【答案】C 【分析】1、转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。 2、翻译是指以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。 3、DNA复制是指以亲代DNA为模板，按照碱基互补配对原则，合成子代DNA的过程。 4、逆转录是指以RNA为模板，按照碱基互补配对原则，合成DNA的过程。 【详解】分析题意可知，金霉素可抑制tRNA与mRNA的结合，使tRNA不能携带氨基酸进入核糖体，从而直接影响翻译的过程，C正确。 故选C。 4．（2025年广东省高考生物真题）VHL基因的一个碱基发生突变，使其编码区中某CCA（编码脯氨酸）变成CCG（编码脯氨酸），导致合成的mRNA变短，引发VHL综合征。该突变（    ） A．改变了DNA序列中嘧啶的数目 B．没有体现密码子的简并性 C．影响了VHL基因的转录起始 D．改变了VHL基因表达的蛋白序列 【答案】D 【分析】基因表达指基因指导蛋白质合成的过程，包括转录和翻译两个阶段。 转录：以 DNA 的一条链为模板合成 RNA。在细胞核中，RNA 聚合酶与 DNA 结合，解开双链，以其中一条链为模板，按碱基互补配对原则（A - U、T - A、C - G、G - C），利用游离的核糖核苷酸合成 mRNA。mRNA 合成后从核孔进入细胞质。 翻译：以 mRNA 为模板合成蛋白质。在细胞质的核糖体上，mRNA 与核糖体结合，tRNA 携带氨基酸按 mRNA 上密码子顺序依次连接。tRNA 一端的反密码子与 mRNA 上密码子互补配对，另一端携带对应氨基酸。多个氨基酸脱水缩合形成肽链，肽链盘曲折叠形成有特定空间结构和功能的蛋白质。 【详解】A、该突变将DNA中的CCA变为CCG，原互补链GGT变为GGC，嘧啶数目（T→C）未改变，仅种类变化，A错误； B、突变后CCA（脯氨酸）变为CCG（脯氨酸），不同密码子编码同一氨基酸，体现密码子简并性，B错误； C、转录起始由启动子调控，突变发生在编码区（外显子），不影响转录起始，C错误； D、突变虽未改变脯氨酸，但导致mRNA变短，使翻译提前终止，蛋白序列缩短，D正确。 故选D。 5．（2022年新高考广东生物高考真题）拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构，功能是协助mRNA转移。与野生型相比，推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中，有更多mRNA分布于（    ） A．细胞核 B．细胞质 C．高尔基体 D．细胞膜 【答案】A 【分析】在细胞核中，以DNA的一条链为模板，转录得到的mRNA会从核孔出去，与细胞质的核糖体结合，继续进行翻译过程。 【详解】分析题意，野生型的拟南芥HPR1蛋白是位于核孔协助mRNA转移的，mRNA是转录的产物，翻译的模板，故可推测其转移方向是从细胞核内通过核孔到细胞核外，因此该蛋白功能缺失的突变型细胞，不能协助mRNA转移，mRNA会聚集在细胞核中，A正确。 故选A。 6．（2026年高考河北卷生物高考真题（网络收集版））某RNA病毒为侵染动物细胞的逆转录病毒，其衣壳外有来自宿主细胞膜的脂质包膜。下列分析错误的是（     ） A．该病毒逆转录时，沿RNA模板链的3'→5' 方向合成DNA链 B．逆转录形成的RNA/DNA双链中碱基数量符合U+C=A+G C．该病毒衣壳蛋白的合成需借助宿主细胞的tRNA D．该病毒的脂质包膜中含有胆固醇 【答案】B 【详解】A、DNA 聚合酶、逆转录酶合成核酸的方向均为 5'→3'，即沿着模板链的 3'→5' 方向延伸子链。逆转录以 RNA 为模板合成 DNA，沿 RNA 模板 3'→5' 方向合成 DNA 链，A正确； B、RNA/DNA双链的碱基配对规则为A-T、U-A、C-G、G-C，双链中嘌呤总数量（A+G）等于嘧啶总数量（U+C+T），B错误； C、病毒无核糖体、tRNA 等翻译系统，衣壳蛋白的翻译完全依赖宿主细胞的核糖体、tRNA 转运氨基酸，C正确； D、该病毒的脂质包膜来自宿主动物细胞膜，动物细胞膜的脂质成分包含胆固醇，因此包膜中含有胆固醇，D正确。 7．（2026年高考安徽卷生物高考真题（网络收集版））为研究某种鱼中新发现的R基因的功能，对该种鱼的受精卵进行基因敲除，使R基因的编码序列缺失4个连续的碱基成为R-，获得1条能正常生长的F0代个体（RR-），经杂交培育获得了纯合突变体。与野生型相比，纯合突变体的体型变小，体色变为浅红色。下列叙述错误的是（　　） A．选用受精卵进行基因敲除，目的是确保突变的基因可以遗传给子代 B．用F0个体进行杂交培育，最早可以在F1获得纯合突变体 C．R-编码的氨基酸序列发生改变，纯合突变体可用于R基因功能的研究 D．突变体有多种表型变异，说明一个基因的功能可能影响多个性状 【答案】B 【详解】A、由于受精卵具有全能性，可发育为动物个体，因此选用受精卵进行基因敲除，可保证该受精卵形成的个体每个性原细胞都含有R-，从而保证R-可通过生殖细胞传递给子代，A正确； B、由于经过基因敲除后只获得了1条能正常生长的F0代个体（RR-），因此第一次杂交只能选择野生型个体与F0代个体（RR-）杂交，再从子一代中选择RR-个体杂交，从子二代中筛选纯合突变体，或者让子一代RR-个体与F0代个体（RR-）杂交，从子二代中筛选纯合突变体，因此最早可以在F2获得纯合突变体，B错误； C、由于基因敲除使R基因的编码序列缺失4个连续的碱基成为R-，因此R-转录形成的mRNA中会缺失4个连续的碱基，由于mRNA上每3个连续的碱基决定一个氨基酸，因此R-编码的氨基酸序列会发生改变，纯合突变体中缺少正常的R基因，其对应的突变性状是由于R基因功能缺失导致的，因此纯合突变体可用于R基因功能的研究，C正确； D、纯合突变体中缺少正常的R基因，由题意可知，与野生型相比，纯合突变体的体型变小，体色变为浅红色，即突变体有多种表型变异，这些变异性状是由于R基因功能缺失导致的，说明一个基因的功能可能影响多个性状，D正确。 二、解答题 8．（2025年广东省高考生物真题）在繁育陶赛特绵羊的过程中，发现一只臀部骨骼肌尤为发达、产肉量高（美臀）的个体。研究发现，美臀性状由单基因（G/g）突变所导致，以常染色体显性方式遗传。此外，美臀性状仅在杂合子中，且G基因来源于父本时才会表现；母本来源的G基因可通过其雄性子代使下一代杂合子再次表现美臀性状。回答下列问题： (1)育种人员将美臀公羊和野生型正常母羊杂交，子一代中美臀羊的理论比例为______；选择子一代中的美臀羊杂交，子二代中美臀羊的理论比例为______。 (2)由于羊角具有一定的伤害性，育种人员尝试培育美臀无角羊。陶赛特绵羊另一条常染色体上R基因的隐性突变导致无角性状产生，如图a进行杂交，P美臀有角羊应作为______（填“父本”或“母本”），便于从中选择亲本；若要实现F3中美臀无角个体比例最高，应在中选择亲本基因型为______。 (3)研究发现，美臀性状由G基因及其附近基因（图b）共同参与调控，其中D基因调控骨骼肌发育，其高表达使羊产生美臀性状；M基因的表达则抑制D基因的表达。来自父本的G基因使D基因高表达，而来自母本、具有相同序列的G基因只促进M基因的表达，这种遗传现象属于______。GG基因型个体的体型正常，推测其原因_______。 (4)在育种过程中，较难实现美臀无角性状稳定遗传，考虑到胚胎操作过程较繁琐，可采集并保存________，用于美臀无角羊的人工繁育。 【答案】(1) 1/2 1/4 (2) 父本 GGrr(父本)和ggrr（母本） (3) 表观遗传 来自母本的 G 基因促进 M 基因表达，抑制 D 基因的高表达。 (4)基因型为GGrr的公羊的精液 【分析】自由组合定律 定义：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合 。 实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合 。例如，具有两对相对性状（如黄色圆粒豌豆 YYRR 和绿色皱粒豌豆 yyrr）杂交，子一代（YyRr）产生配子时，Y 与 y 分离，R 与 r 分离，同时 Y（y）与 R（r）自由组合 。 【详解】（1）①美臀公羊（基因型为 Gg，且 G 来自父本）和野生型正常母羊（基因型为 gg）杂交，父本产生 G 和 g 两种配子，母本产生 g 一种配子，根据基因的分离定律，子一代的基因型及比例为 Gg∶gg = 1∶1。由于美臀性状仅在杂合子中且 G 基因来源于父本时才会表现，所以子一代中美臀羊（Gg 且 G 来自父本）的理论比例为 1/2。 ②子一代中的美臀羊（Gg，G 来自父本）杂交，父本产生 G 和 g 两种配子，母本也产生 G 和 g 两种配子。G基因来源于父本时才会表现；母本来源的G基因可通过其雄性子代使下一代杂合子再次表现美臀性状，子二代中美臀羊的理论比例为 1/4。 （2）①因为母本来源的 G 基因可通过其雄性子代使下一代杂合子再次表现美臀性状，若 P 美臀有角羊作为父本，其产生的含 G 基因的配子与母本（正常无角羊）产生的配子结合，在 F₁中更容易根据美臀性状选择出含有 G 基因的个体作为亲本。所以 P 美臀有角羊应作为父本。 ②欲在F3中获得尽可能多的美臀无角个体（Ggrr 且 G 来自父本）。F2中选择GGrr(父本)和ggrr（母本）杂交，这种组合子代均为美臀无角个体。 （3）①：这种来自父本和母本的相同基因（G 基因）由于来源不同而表现出不同的遗传效应的现象属于表观遗传。 ②：GG 基因型个体中，两个 G 基因分别来自父本和母本，来自父本的 G 基因使 D 基因高表达，但来自母本的 G 基因促进 M 基因表达，M 基因的表达抑制 D 基因的表达，所以 D 基因不能持续高表达，导致 GG 基因型个体的体型正常。 （4）在育种过程中，较难实现美臀无角性状稳定遗传，考虑到胚胎操作过程较繁琐，可采集并保存基因型为GGrr的公羊的精液，用于美臀无角羊的人工繁育，通过人工授精的方式繁殖后代。 9．（2026年高考广东卷生物高考真题（网络收集版））Rubisco是植物光合作用暗反应阶段的关键酶。水稻中的Rubisco由核基因（S）编码的小亚基和叶绿体基因（L）编码的大亚基组成。通过对野生型水稻S基因进行编辑，获得了单基因突变体植株，以研究Rubisco对光合作用的影响。 回答下列问题： (1)S基因在__________中转录形成的mRNA在细胞质翻译成肽链后进入叶绿体，肽链在叶绿体基质中形成一定空间结构后与____________组装构成完整Rubisco。 (2)研究发现，突变体与野生型叶片中Rubisco的蛋白结构无明显差异且功能未发生改变，但突变体叶片中Rubisco总活性显著降低，可能的原因是____________________________________________________。 (3)水稻在大气CO2浓度条件下净光合速率与光照强度关系如图所示。已知突变体与野生型的呼吸速率基本一致，推测突变体的净光合速率变化曲线。与野生型相比，突变体的光饱和点___________（填“升高”“不变”或“降低”）；在达到光饱和点之前，突变体净光合速率的限制因素是_____________；在C区提高_____________________________时，野生型净光合速率的变化趋势为先升高后趋于稳定。 注：a点为光饱和点（光合速率不再随光照强度增加而增加时的光照强度） (4)野生型与突变体净光合速率的变化曲线会出现部分重合，重合部分一定会在__________区出现，推测曲线重合的原因是______________________________________________________________________。 【答案】(1) 细胞核 L基因编码的大亚基 (2)突变体中Rubisco酶合成量减少，酶总浓度降低，酶总催化活性显著下降 (3) 降低 光照强度 CO2​浓度（二氧化碳浓度） (4) A 低光照强度下，光反应产生的ATP和NADPH不足，是光合速率的主要限制因素，A区光照强度较低，Rubisco活性差异不影响暗反应速率 【详解】（1）S是核基因，真核生物的核基因转录发生在细胞核中；Rubisco由核基因（S）编码的小亚基和叶绿体基因（L）编码的大亚基组成，S编码的小亚基进入叶绿体后，需要和叶绿体基因L编码的大亚基组装才能形成完整的Rubisco。 （2）突变体叶片中Rubisco的蛋白结构无明显差异且功能未发生改变，说明单个Rubisco的催化能力不变；突变是S基因被编辑，S负责编码小亚基，因此S基因突变后，小亚基合成量减少，能组装得到的完整Rubisco总数量减少、总浓度降低，最终导致总催化活性显著下降。 （3）突变体Rubisco总活性更低，暗反应固定CO₂的能力更弱，较低光照强度下，光反应产生的ATP和NADPH就能满足减弱的暗反应需求，光合速率就会达到饱和，因此和野生型相比，突变体的光饱和点降低；达到光饱和点之前，净光合速率随光照强度升高而升高，说明此时光照强度是净光合速率的主要限制因素；C区是光照强度超过野生型光饱和点的区域，此时光照已经不再是限制因素，大气CO₂浓度条件下，暗反应的限制因素主要是CO₂浓度，因此提高CO₂浓度（二氧化碳浓度）后，暗反应速率提升，净光合速率先升高，CO₂饱和后趋于稳定。 （4）结合题意及题图信息可知，A区光照强度极低，此时限制光合作用的关键因素是光照强度：低光照强度下，光反应产生的ATP和NADPH不足，是光合速率的主要限制因素，A区光照强度较低，Rubisco活性差异不影响暗反应速率，因此突变体和野生型净光合速率没有明显差异，曲线重合。 10．（2023年新高考广东生物高考真题试卷）放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的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，调控机制见图。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 【分析】结合题意分析题图可知，miRNA能与mRNA结合，使其降解，降低mRNA的翻译水平。当miRNA与circRNA结合时，就不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。 【详解】（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。 （4）根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，还能通过增大细胞内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。 11．（2021年广东高考生物试题）人体缺乏尿酸氧化酶，导致体内嘌呤分解代谢的终产物是尿酸（存在形式为尿酸盐）。尿酸盐经肾小球滤过后，部分被肾小管细胞膜上具有尿酸盐转运功能的蛋白URAT1和GLUT9重吸收，最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前，E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物，研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠（有尿酸氧化酶）灌服尿酸氧化酶抑制剂，获得了若干只高尿酸血症大鼠，并将其随机分成数量相等的两组，一组设为模型组，另一组灌服F设为治疗组，一段时间后检测相关指标，结果见图。 回答下列问题： （1）与分泌蛋白相似，URAT1和GLUT9在细胞内的合成、加工和转运过程需要___________及线粒体等细胞器（答出两种即可）共同参与。肾小管细胞通过上述蛋白重吸收——尿酸盐，体现了细胞膜具有___________的功能特性。原尿中还有许多物质也需借助载体蛋白通过肾小管的细胞膜，这类跨膜运输的具体方式有___________。 （2）URAT1分布于肾小管细胞刷状缘（下图示意图），该结构有利于尿酸盐的重吸收，原因是___________。 （3）与空白对照组（灌服生理盐水的正常实验大鼠）相比，模型组的自变量是___________。与其它两组比较，设置模型组的目的是___________。 （4）根据尿酸盐转运蛋白检测结果，推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是___________，减少尿酸盐重吸收，为进一步评价F的作用效果，本实验需要增设对照组，具体为___________。 【答案】 核糖体、内质网、高尔基体 选择透过性 协助扩散、主动运输 肾小管细胞刷状缘形成很多突起，增大吸收面积 （有无）尿酸氧化酶抑制剂 和对照组相比，确定模型制备是否成功；和治疗组相比，说明治疗的效果如何 F抑制转运蛋白URAT1和GLUT9基因的表达 高尿酸血症大鼠灌服E 【分析】由图可知，模型组（有尿酸氧化酶的正常实验大鼠灌服尿酸氧化酶抑制剂）尿酸盐转运蛋白增多，血清尿酸盐含量增高；治疗组尿酸盐转运蛋白减少，F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量。 分泌蛋白的合成与分泌过程：附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。 【详解】（1）分泌蛋白在细胞内的合成、加工和转运过程需要核糖体、内质网、高尔基体及线粒体等细胞器共同参与，由于URAT1和GLUT9与分泌蛋白相似，因此URAT1和GLUT9在细胞内的合成、加工和转运过程需要核糖体、内质网、高尔基体及线粒体等细胞器共同参与。肾小管细胞通过URAT1和GLUT9蛋白重吸收尿酸盐，体现了细胞膜的选择透过性。借助载体蛋白的跨膜运输的方式有协助扩散和主动运输。 （2）由图可知，肾小管细胞刷状缘形成很多突起，增大吸收面积，有利于尿酸盐的重吸收。 （3）模型组灌服尿酸氧化酶抑制剂，与空白对照组灌服生理盐水的正常实验大鼠（有尿酸氧化酶）相比，模型组的自变量是有无尿酸氧化酶抑制剂，和对照组相比，确定模型制备是否成功；和治疗组相比，说明治疗的效果如何。 （4）根据尿酸盐转运蛋白检测结果，模型组灌服尿酸氧化酶抑制剂后转运蛋白增加，灌服F的治疗组转运蛋白和空白组相同，可推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是F可能抑制转运蛋白URAT1和GLUT9基因的表达，减少尿酸盐重吸收。为进一步评价F的作用效果，本实验需要增设对照组，将高尿酸血症大鼠灌服E与F进行对比，得出两者降尿酸的作用效果。 【点睛】本题以高尿酸血症的治疗原理为背景，答题关键在于分析实验结果得出结论，明确分泌蛋白的合成过程、跨膜运输方式及细胞膜功能。 12．（2026年高考湖北卷生物高考真题（网络收集版））L基因编码一种水解酶，对人体消化营养物质非常重要。为研究L基因在染色体上的定位，科研人员进行了如下实验。 实验一：通过PCR技术从人—鼠融合细胞A～F（每个细胞保留了部分人染色体）中检测L基因，结果如图1。通过染色体分析确定了融合细胞中所含人染色体信息，结果如图2。 实验二：用荧光探针（特异性检测L基因的模板链）检测人细胞中L基因在染色体上的定位，结果如图3。 回答下列问题： (1)可用化学试剂________诱导人细胞和鼠细胞融合。 (2)据图1可知，L基因存在于_______（填A～F标号）融合细胞中。 (3)据图1、图2推测L基因定位在人________号染色体上。 (4)实验二中，应选择有丝分裂________期的细胞进行观察；图3中每条染色体上出现两个信号点的原因是________________。 (5)随着年龄的增长，大多数人的基因甲基化修饰程度增加，基因表达水平降低，这种遗传现象属于________。 【答案】(1)聚乙二醇/PEG (2)A、C、F (3)2 (4) 中 有丝分裂中期每条染色体含有两条染色单体 (5)表观遗传 【详解】（1）诱导动物细胞融合的化学试剂是聚乙二醇（PEG），所以可用化学试剂聚乙二醇（PEG）诱导人细胞和鼠细胞融合。 （2）观察图1，其中显示了人细胞、鼠细胞以及人-鼠融合细胞A-F中L基因的检测结果，根据图1可知，人-鼠融合细胞的A、C、F中含有对应的条带，所以L基因存在于A、C、F融合细胞中。 （3）结合图1中L基因存在的融合细胞以及图2中融合细胞含有人染色体情况，通过对两者信息的分析推测，L基因定位在人2号染色体上，原因是含L基因的A、C、F融合细胞均含有人2号染色体，不含L基因的B、D、E融合细胞均不含人2号染色体。 （4）实验二中，因为有丝分裂中期染色体形态固定、数目清晰，便于观察，所以应选择有丝分裂中期的细胞进行观察；图3中每条染色体上出现两个信号点，是由于DNA进行了复制，形成了姐妹染色单体，使得每条染色体上有两个DNA分子，即有丝分裂中期每条染色体含有两条染色单体，从而与荧光探针结合出现两个信号点。 （5）随着年龄的增长，大多数人的基因甲基化修饰程度增加，基因表达水平降低，这种仅由基因甲基化修饰等引起的性状改变，遗传物质未发生改变的遗传现象属于表观遗传。 13．（2026年高考广东卷生物高考真题（网络收集版））近年高温天气频发，给人类健康带来严峻挑战。研究发现，经热应激预处理的小鼠，更易出现肥胖及代谢紊乱。我国科学家围绕“热应激如何导致持久性代谢功能障碍”展开研究。回答下列问题： (1)对小鼠脑内位于_____________的体温调节中枢进行检测，发现热应激后L型星形胶质细胞内特定基因发生去甲基化，可形成持久的“热记忆”，该现象属于______________。 (2)蛋白组学筛查发现，热应激显著增加皮肤和血清中的KLK14蛋白含量。该蛋白可经血液循环进入脑内。为明确KLK14蛋白对L型星形胶质细胞的作用，研究人员构建了皮肤特异性KLK14基因敲除（KO）小鼠，实验结果见图1。 据图1分析，______________________________________（答组别+指标）存在显著差异，说明热应激引起的KLK14蛋白增多主要源于皮肤。为进一步验证KLK14蛋白能促进L型星形胶质细胞增多，需增设一个实验组：_____________________________________________________________________________________。 (3)实验证明，热应激促进L型星形胶质细胞释放GABA递质，抑制邻近OXT神经元活动。已知OXT神经元可激活交感神经系统来调节机体的代谢。综合上述信息，补充图2调节通路中①、②效应 ___________（填“兴奋”或“抑制”）。 (4)该研究揭示了机体对热应激长期效应的______________调节机制。基于上述调节通路，提出一种干预热应激长期效应，且不影响其短期效应的策略。__________________________________________________。 【答案】(1) 下丘脑 表观遗传 (2) B组与C组的血清KLK14含量 给皮肤KLK14基因敲除（KO）小鼠进行热应激处理，同时注射KLK14蛋白，检测L型星形胶质细胞的占比 (3)抑制、抑制 (4) 神经-体液 抑制KLK14蛋白的活性（或阻断KLK14进入脑组织/阻断GABA对OXT神经元的抑制作用） 【详解】（1）小鼠的体温调节中枢位于下丘脑；表观遗传是指DNA碱基序列不改变，仅通过甲基化等化学修饰改变基因表达，产生可遗传的性状改变，基因去甲基化形成持久“热记忆”的现象属于表观遗传。 （2）据题图1信息可知，同为热应激处理，野生型B组和皮肤KLK14敲除的C组相比，血清KLK14含量显著更高，说明热应激引起的KLK14增多主要来源于皮肤。要进一步验证KLK14促进L型星形胶质细胞增多，需要在敲除KLK14的基础上补充KLK14，因此增设实验组为：对皮肤KLK14敲除小鼠做热应激处理，同时注射KLK14蛋白，检测L型星形胶质细胞占比。 （3）据题干信息可知，热应激短期效应是降低体温，需要增加皮肤散热，因此支配皮肤血管的交感神经被抑制，使血管舒张、散热增加；OXT神经元可激活支配脂肪组织的交感神经，而热应激促进L型星形胶质细胞释放GABA递质，抑制邻近OXT神经元活动，因此支配脂肪组织的交感神经被抑制，脂肪代谢减慢、脂肪积累，最终体重增加，符合长期效应。 （4）据题干信息可知，机体对热应激长期效应的调节通路既有神经系统（神经中枢、传入、传出神经）参与，又有KLK14蛋白通过体液运输发挥作用，因此属于神经-体液调节。基于上述调节通路可知，短期降温通路不依赖KLK14通路，因此仅阻断KLK14通路的任意环节，即可干预长期效应，同时不影响热应激的短期体温调节效应，故干预策略为抑制KLK14蛋白的活性（或阻断KLK14进入脑组织/阻断GABA对OXT神经元的抑制作用）。 14．（2024年新课标广东卷高考生物真题试卷）驹形杆菌可合成细菌纤维素（BC）并将其分泌到胞外组装成膜。作为一种性能优异的生物材料，BC膜应用广泛。研究者设计了酪氨酸酶（可催化酪氨酸形成黑色素）的光控表达载体，将其转入驹形杆菌后构建出一株能合成BC膜并可实现光控染色的工程菌株，为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路（图一）。 回答下列问题： (1)研究者优化了培养基的_______（答两点）等营养条件，并控制环境条件，大规模培养工程菌株后可在气液界面处获得BC菌膜（菌体和 BC膜的复合物）。 (2)研究者利用T7 噬菌体来源的RNA聚合酶（T7RNAP）及蓝光光敏蛋白标签，构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体（光控原理见图二a，载体的部分结构见图二b）。构建载体时，选用了通用型启动子 PBAD（被工程菌 RNA 聚合酶识别）和特异型启动子PT7（仅被T7RNAP识别）。为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为________，理由是___________。 (3)光控表达载体携带大观霉素（抗生素）抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，其作用为________________________（答两点）。 (4)根据预设的图案用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色，其原因是_____。 (5)有企业希望生产其他颜色图案的BC膜。按照上述菌株的构建模式提出一个简单思路______。 【答案】(1)碳源、氮源、无机盐 (2) PT7、PBAD 和PBAD 启动子②和③选用 PBAD可以使工程菌无论有、无蓝光 照射都可表达无活性的T7RNAP，在蓝光照射后，无活性的 T7RNAP 转变为有活性的T7RNAP，与特异性启动子P7识别结合并转录基因1，即可用蓝光控制酪氨酸酶的表达 (3)杀死不含光控表达载体的杂菌，避免杂菌污染；筛选出含光控表达载体的工程菌 (4)蓝光诱导酪氨酸酶基因的表达，酪氨酸酶催化酪氨酸转化为黑色素，蓝光照射不到的部位酪氨酸酶不表达 (5)将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶(或将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白) 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）培养基的营养物质包括水、无机盐、碳源、氮源等，研究者培养工程菌，需要优化培养基的碳源、氮源等营养条件，并控制环境条件。 （2）题图二a分析可知，蓝光照射下，T7RNAP N端-nMag与T7RNAP C端结合，导致无活性的T7RNAP变成有活性的T7RNAP，结合图一，蓝光处理后，RNA聚合酶（T7RNAP）识别启动子①使基因1转录获得相应的mRNA，再以其为模板通过翻译过程获得酪氨酸酶，酪氨酸酶从而催化染色液中酪氨酸形成黑色素，可见基因2和3正常表达无活性产物，被蓝光激活后再启动基因1表达，综合上述分析可知，为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为PT7、PBAD 和PBAD。 （3）光控表达载体携带大观霉素（抗生素）抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，可杀死不含光控表达载体的杂菌，避免杂菌污染；筛选出含光控表达载体的工程菌。 （4）由小问2分析可知，细胞中T7RNAP激活，酪氨酸酶表达并合成黑色素，故用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色。蓝光照射不到的部位酪氨酸酶不表达。 （5）由小问2分析可知，题干信息的设计思路最终BC膜被染成黑色，希望生产其他颜色图案的BC膜，则需要将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶(或将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白)。 15．（2026年高考湖北卷生物高考真题（网络收集版））玉米是重要粮食作物之一，对低温极为敏感。低温不仅限制玉米的生长，还抑制其对磷的吸收。研究发现，一种泛素连接酶UbL是协调玉米低温响应与磷吸收的核心调控因子，UbL通过泛素化修饰靶蛋白促使其降解，UbL的靶蛋白包括低温信号通路关键蛋白J和磷转运蛋白T。为阐明UbL基因调控玉米低温响应与磷吸收的分子机制，科研人员对野生型玉米（WT）进行UbL基因敲除和定向改造，分别获得功能缺失突变体ubl与定向改造的突变体，并进行了相关实验研究，结果如图所示。 回答下列问题： (1)与野生型玉米相比，低温条件下突变体玉米植株中磷的含量________，原因是____________________。 (2)推测蛋白J含量与玉米耐寒性之间呈________相关性，请设计实验证明上述推论________________（写出实验思路）。 (3)UbL作为枢纽蛋白，体现了基因与性状之间的关系是____________。 (4)培育耐低温玉米，对农业种植的积极意义是____________________（回答一点即可）。 【答案】(1) 升高 突变体ubl中UbL基因功能缺失，不能催化磷转运蛋白T降解，磷转运蛋白T含量高，促进玉米对磷的吸收 (2) 负 将生理状态相同的野生型玉米均分为三组，第一组导入蛋白J基因使其过表达（增加蛋白J含量），第二组敲除蛋白J基因（减少蛋白J含量），第三组不做处理（作为对照），将三组玉米置于4℃低温环境中培养，一段时间后统计并比较三组玉米的存活率 (3)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 (4)扩大玉米的种植区域，可在气温偏低的北方或高海拔地区种植玉米；降低低温冻害造成的玉米减产，提高玉米在低温地区的产量 【详解】（1）由图D可知，与野生型玉米相比，低温条件下突变体玉米植株中磷的含量升高，因为UbL通过泛素化修饰靶蛋白促使其降解，UbL的靶蛋白包括磷转运蛋白T，突变体ubl中UbL基因功能缺失，不能催化磷转运蛋白T降解，磷转运蛋白T含量高，促进玉米对磷的吸收，所以低温条件下突变体玉米植株中磷的含量升高。 （2）UbL通过泛素化修饰靶蛋白促使其降解，ubl中UbL基因功能缺失，蛋白J不能被降解，含量高，4℃低温处理下，与野生型玉米相比，突变体ubl玉米植株相对存活率低，所以推测蛋白J含量与玉米耐寒性之间呈负相关性，为了验证上述推论，实验思路为将生理状态相同的野生型玉米均分为三组，第一组导入蛋白J基因使其过表达（增加蛋白J含量），第二组敲除蛋白J基因（减少蛋白J含量），第三组不做处理（作为对照），将三组玉米置于4℃低温环境中培养，一段时间后统计并比较三组玉米的存活率。若玉米植株存活率表现为过表达蛋白J组存活率＜对照组存活率＜敲除蛋白J组存活率，则证明蛋白J含量与玉米耐寒性呈负相关性。 （3）UbL是一种泛素连接酶，其作为枢纽蛋白，通过泛素化修饰靶蛋白促使其降解，来影响调控玉米低温响应与磷吸收，体现了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。 （4）培育耐低温玉米，对农业种植的积极意义是在低温环境下仍能正常生长，扩大玉米的种植区域，可在气温偏低的北方或高海拔地区种植玉米；降低低温冻害造成的玉米减产，提高玉米在低温地区的产量。 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $ 第20讲 基因的表达、基因与性状的关系第一部分 五年考情·精准定向 广东考情概览 高频考点情境 高效备考策略 第二部分 四大核心·主干速记 一图串联·核心梳理·速记口诀 核心01 遗传信息的转录和翻译 核心02 中心法则的提出及其发展 核心03 基因表达产物与性状的关系 核心04 基因的选择性表达与细胞分化、表观遗传 第三部分 八大解题大招·招招制胜 大招01 转录翻译识图两看法（真核/原核快速区分） 大招02 密码子、反密码子、启动终止位点辨析技巧 大招03 基因表达 6:3:1 数量关系修正计算模板 大招04 多聚核糖体图像判读三步法 大招05 中心法则五类过程对比速记口诀 大招06 基因控制性状两条途径答题模板 大招07 基因选择性表达判断解题要点 大招08 表观遗传概念+题型通用解法 第四部分 分层专练·靶向攻关 一年模拟·基础题（全国视野，单选） 两年重难·情境题（侧重广东，辐射全国，单选+非选择题） 三年真题·压轴题（侧重广东，辐射全国，单选+非选择题） 广东考情概览 新课标要求 考题统计 1. 概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成 2. 举例说明生物的性状主要通过蛋白质表现 3. 概述细胞分化的本质是基因选择性表达的结果 4. 概述某些基因中碱基序列不变，但表型改变的表观遗传现象 2026・广东・表观遗传 2025・广东・表观遗传、遗传信息的转录和翻译 2024・广东・表观遗传 2023・广东・表观遗传、中心法则及其发展 2021・广东・遗传信息的转录和翻译、中心法则及其发展 高频考点情境 1.考查频次：近 5 年广东高考持续高频考查，单选、综合大题均频繁出现；转录与翻译是分子遗传核心主干，表观遗传为广东卷持续热点，常结合中心法则、细胞分化综合设问，属于遗传模块重点考点。 2.考查要点：核心对比转录、翻译的场所、模板、原料、碱基配对方式；辨析mRNA、tRNA、rRNA功能；掌握密码子、反密码子特性；梳理中心法则完整流程及其拓展形式；理解基因选择性表达是细胞分化根本原因；厘清基因控制性状的两条途径；掌握表观遗传的本质、调控方式与实例，区分表观遗传与基因突变。广东卷侧重模式图解读、原核与真核表达过程差异，热衷于表观遗传新情境材料分析。 3.命题情境：试题多以转录翻译过程示意图、病毒中心法则、DNA 甲基化等表观遗传调控、动植物细胞分化为命题背景，落实生命观念中的结构与功能观、遗传与变异观，依托过程图解、科研文字材料分析遗传信息传递规律与性状调控机制。 高效备考策略 1.抓牢核心概念：必背：转录、翻译、密码子、反密码子、中心法则、基因选择性表达、表观遗传。 2.构建知识网络：以 “转录→翻译→中心法则→基因控制性状途径→基因选择性表达→表观遗传” 为主线；对比原核、真核生物转录翻译时间与空间差异；整理密码子简并性、通用性意义；区分基因突变与表观遗传的本质不同。 3.联系实际应用：依托病毒增殖理解 RNA 病毒的中心法则；借助 DNA 甲基化、组蛋白修饰解释环境影响性状却不改变碱基序列的现象；利用基因选择性表达解释同一生物不同细胞形态功能差异。 4.强化题型方法： 概念辨析题：区分易混点：密码子与反密码子、复制/转录/翻译模板、基因突变与表观遗传。 模式图分析题：识别转录翻译图示，判断原核/真核表达体系；依据碱基序列完成密码子、氨基酸推导。 信息材料题：快速提取表观遗传题干信息，辨析调控机制，规范书写原因分析长句。 5.紧扣命题趋势：广东高考持续青睐表观遗传创新情境；常搭配转录翻译图解、新型病毒素材命题，频繁串联 DNA 复制、变异综合考查；重视文字信息获取，侧重机制逻辑分析，突出新情境科学探究能力。 一图串联 核心梳理 核心01 遗传信息的转录和翻译 一、RNA 基础分类与结构特征 1. 元素组成：C、H、O、N、P；基本单位：核糖核苷酸；特有碱基U（尿嘧啶），无 T；一般为单链，长度短于 DNA，可通过核孔进出细胞核。 2. 三类功能 RNA 区分 RNA 类型 核心功能 结构特点 mRNA（信使 RNA） 携带基因遗传信息，作为翻译直接模板 线性单链，含密码子 tRNA（转运 RNA） 识别密码子、转运对应氨基酸 局部双链含氢键，一端反密码子 rRNA（核糖体 RNA） 构成核糖体核心组分 与蛋白质结合形成翻译场所 二、转录全过程基础要点 1. 概念：以基因的一条 DNA 单链为模板，RNA 聚合酶催化合成 RNA 的过程。 2. 场所：真核主要细胞核；线粒体、叶绿体也可发生；原核仅细胞质拟核区。 3. 完整条件 (1) 模板：DNA 单条模板链（一个 DNA 上不同基因模板链可不同） (2) 原料：4 种游离核糖核苷酸 (3) 酶：RNA 聚合酶（兼具解旋、催化磷酸二酯键功能，无需解旋酶） (4) 能量：ATP (5) 配对规则：A-U、T-A、C-G、G-C 4. 流程：DNA 局部解旋→RNA 聚合酶沿模板链 3′→5′移动合成 RNA→转录产物释放，DNA 恢复双螺旋。 5. 真核特有加工：转录前体 mRNA 剪切去除内含子片段，保留外显子序列形成成熟 mRNA。 三、翻译全过程基础要点 1. 概念：以成熟 mRNA为模板，tRNA 转运氨基酸，在核糖体合成多肽链。 2. 场所：全部核糖体（细胞质、内质网膜附着核糖体）。 3. 完整条件 (1) 模板：mRNA（携带连续密码子） (2) 原料：21 种氨基酸 (3) 搬运工具：tRNA（一种 tRNA 只转运一种氨基酸） (4) 酶、ATP、核糖体 (5) 配对规则：mRNA 密码子与 tRNA 反密码子 A-U、U-A、C-G、G-C 4. 完整阶段 (1) 起始：核糖体小亚基结合 mRNA，起始密码 AUG 启动翻译； (2) 延伸：核糖体沿 mRNA 5′→3′ 移动，两个 tRNA 结合位点依次运载氨基酸脱水缩合； (3) 终止：读取终止密码子（UAA/UAG/UGA），翻译停止，多肽脱离核糖体。 5. 多聚核糖体：一条 mRNA 结合多个核糖体，同步合成多条完全相同多肽，大幅提升蛋白质合成效率。 四、遗传信息、密码子、反密码子核心区分 1. 遗传信息：DNA 基因中脱氧核苷酸排列顺序，位于 DNA； 2. 密码子：mRNA 上 3 个相邻碱基，共 64 种；2 种起始密码、3 种终止密码（终止密码不编码常规氨基酸）； 3. 反密码子：tRNA 上与密码互补的 3 个碱基，负责识别转运氨基酸。 4. 数量对应关系：基因脱氧核苷酸∶mRNA 核糖核苷酸∶氨基酸 =6∶3∶1（忽略非编码区、内含子、终止密码）。 五、真核 vs 原核基因表达核心差异 对比项 真核生物 原核生物 时空关系 先核内转录，再出核翻译，不同步 转录、翻译同时同地进行 基因结构 含非编码区、外显子、内含子 编码区连续，无内含子 RNA 加工 前体 mRNA 剪切修饰形成成熟 mRNA 转录产物直接作为翻译模板 调控序列 启动子、终止子位于非编码区 启动子、终止子紧邻编码区两侧 核心02 中心法则的提出及其发展 一、中心法则完整信息流 1. 克里克原始内容：DNA 复制→转录→翻译（细胞生物、DNA 病毒通用）。 2. 后期补充两类特殊病毒途径： (1) RNA 复制：RNA→RNA（烟草花叶病毒等复制型 RNA 病毒） (2) 逆转录：RNA→DNA（HIV 等逆转录病毒，依赖逆转录酶） 二、五大遗传信息传递过程对比表 过程 模板 原料 关键酶 碱基配对 产物 发生生物 DNA复制 DNA两条链 4种脱氧核苷酸 解旋酶、DNA聚合酶 A-T、T-A、G-C、C-G 子代DNA 全部细胞、DNA 病毒 转录 DNA单条链 4种核糖核苷酸 RNA聚合酶 A-U、T-A、G-C、G-C mRNA/tRNA/rRNA 全部细胞、DNA 病毒 翻译 mRNA 氨基酸 多种缩合酶 A-U、U-A、G-C、G-C 多肽/蛋白质 全部具备核糖体生物 RNA复制 RNA单链 4种核糖核苷酸 RNA复制酶 A-U、U-A、G-C、G-C 子代RNA RNA 复制病毒 逆转录 RNA单链 4种脱氧核苷酸 逆转录酶 A-T、U-A、G-C、C-G 单链DNA 逆转录病毒 三、不同生物信息流分类 1. 细胞生物（动植物、细菌）：DNA 复制、转录、翻译； 2. DNA 病毒（T2 噬菌体）：宿主细胞内完成 DNA 复制、转录、翻译； 3. RNA 复制病毒：RNA 复制 + 翻译； 4. 逆转录病毒：逆转录→DNA 整合宿主→转录→翻译。 四、核心底层逻辑 DNA、RNA 是遗传信息载体；蛋白质是信息表达产物；ATP 为全部信息传递过程供能。 核心03 基因表达产物与性状的关系 一、基因控制性状两条核心途径 1. 间接途径：基因→酶→代谢过程→生物性状 机理：基因控制催化酶的合成，通过调控细胞代谢反应间接决定性状。 典型实例： 皱粒豌豆：淀粉分支酶基因异常，酶活性下降，淀粉合成不足，种子失水皱缩； 白化病：酪氨酸酶基因突变，无法合成酪氨酸酶，不能生成黑色素。 2. 直接途径：基因→结构蛋白→生物性状 机理：基因直接编码构成细胞、器官的结构蛋白，蛋白结构异常直接改变性状。 典型实例：囊性纤维化：CFTR 基因缺失 3 个碱基，通道蛋白结构异常，支气管黏液堆积，肺部受损。 二、基因与性状的多元对应关系 1. 一基因控制一种性状（多数单基因遗传病）； 2. 一基因影响多种性状（ATT 基因同时调控水稻耐碱、耐热）； 3. 多基因共同控制一种性状（人类身高、体重）。 三、环境对性状的影响 生物性状并非仅由基因决定，环境条件会修饰表型；例：水毛茛水下丝状叶、水面片状叶，基因型一致，环境导致表型差异（不属于表观遗传）。 核心04 基因的选择性表达与细胞分化、表观遗传 一、细胞分化本质：基因选择性表达 4. 同一生物体全部体细胞核 DNA、全套基因完全相同；分化差异源于转录的 mRNA、合成蛋白质种类不同。 5. 细胞内两类表达基因 基因类型 表达特点 代表基因 功能 管家基因 全部细胞持续表达 ATP 合成酶、核糖体蛋白基因 维持细胞基础生命活动必需 奢侈基因 仅特定细胞特异性表达 胰岛素、卵清蛋白基因 赋予细胞特有形态、生理功能 二、表观遗传完整主干知识 1. 标准概念：生物体基因碱基序列不改变，但基因表达、个体表型发生可遗传变化的现象。 2. 三大核心特征 (1) 碱基序列不变； (2) 修饰带来的表型改变可传递给子代； (3) DNA 甲基化、组修饰具备可逆性（可去甲基/去乙酰化）。 3. 四类分子修饰调控机制 (1) DNA 甲基化：基因调控区 CG 甲基化，阻碍 RNA 聚合酶结合，抑制转录； (2) 组蛋白修饰：乙酰化疏松染色质，激活转录；甲基化可抑制/激活转录； (3) RNA 干扰：miRNA、circRNA 结合 mRNA，阻碍翻译或降解 mRNA； (4) X 染色体失活：雌性体细胞随机沉默一条 X，形成巴氏小体。 4. 经典实例：柳穿鱼花型遗传、蜂王与工蜂性状差异、同卵双胞胎细微表型差别。 三、表观遗传与普通环境影响区分 普通环境诱导的表型改变不可遗传；表观遗传修饰改变基因表达模式，性状可通过配子传递后代。 大招01 转录翻译识图两看法（真核/原核快速区分） 1. 一看细胞结构：有核膜、细胞核 = 真核；无核膜 = 原核。 2. 二看时空顺序：转录翻译同时进行→原核生物（线粒体、叶绿体内的转录翻译也符合该特点，因二者起源于原核）；先转录、加工后翻译→细胞核内真核表达。 3. 转录方向分层判读： (1) 模板链读取方向：RNA 聚合酶沿模板链 3′→5′ 方向移动； (2) mRNA 合成方向：新合成的 mRNA 沿 5′→3′ 方向延伸； (3) 图中判定：mRNA 越长，转录起始越早，转录方向为从短链指向长链。 4. 翻译方向判定：核糖体沿 mRNA 5′→3′移动，和 mRNA 延伸方向统一。 大招02 密码子、反密码子、启动终止位点辨析技巧 1. DNA 层面：启动子、终止子（调控转录起点终点，位于基因两端 DNA）。 2. mRNA 层面：起始密码子、终止密码子（翻译信号，3 个碱基，终止密码不编码氨基酸）。 3. tRNA 层面：反密码子，与 mRNA 密码子互补配对；一种 tRNA 只转运一种氨基酸，一种氨基酸可对应多种 tRNA。 →高频选择题坑：终止密码无对应 tRNA；启动子≠起始密码，二者不能互换概念。 大招03 基因表达 6:3:1 数量关系修正计算模板 1. 理想最简比例：双链 DNA 碱基数∶mRNA 碱基数∶氨基酸数 = 6∶3∶1。 2. 计算时必须扣除干扰片段： (1) DNA 扣除：非编码区、内含子碱基； (2) mRNA 扣除：终止密码子碱基； (3) 多肽扣除：翻译后剪切的氨基酸。 3. 答题固定话术：实际氨基酸数远小于 DNA 总碱基数 ÷6，不可直接套用最简比例估算真实蛋白质氨基酸数量。 大招04 多聚核糖体图像判读三步法 1. 同一条 mRNA 结合多个核糖体，所有多肽链氨基酸序列完全相同（模板一致）。 2. 效率意义：少量 mRNA 快速合成大量同种蛋白质，大幅提升翻译效率。 3. 图中核糖体移动判定：靠近 5′端的核糖体肽链最长（先结合先翻译），靠近 3′端的核糖体肽链最短（后结合后翻译），核糖体沿 mRNA 从 5′→3′ 方向移动。 大招05 中心法则五类过程对比速记口诀 1. 细胞分裂细胞：只发生DNA 复制+转录+翻译；不分裂细胞仅转录、翻译。 2. RNA 复制病毒：RNA 复制+翻译；逆转录病毒（HIV）：RNA→DNA→RNA→蛋白质。 3. 配对方式区分： (1) DNA 复制：A-T、T-A； (2) 转录：DNA-T 配 RNA-A，DNA-A 配 RNA-U； (3) 翻译仅 A-U 配对。 4. 酶速记：复制 DNA 聚合；转录 RNA 聚合；逆转录专属逆转录酶。 大招06 基因控制性状两条途径答题模板 1. 间接途径（考最多）：基因→控制酶的合成→调控代谢过程→控制性状 标准实例：皱粒豌豆、白化病、青蒿素合成。 2. 直接途径：基因→控制蛋白质空间结构→直接决定性状 标准实例：囊性纤维化、镰刀型贫血。 3. 答题万能句式：题干出现 “酶 / 代谢产物” 答间接；出现 “结构蛋白、通道蛋白” 答直接。 大招07 基因选择性表达判断解题要点 1. 细胞分化本质：遗传物质不变，mRNA、蛋白质种类不同（基因选择性表达）。 2. 两类基因区分： (1) 管家基因：全部细胞均表达（呼吸酶、核糖体蛋白）； (2) 奢侈基因（组织特异性基因）：特定细胞专属表达（如胰岛素基因、卵清蛋白基因）。 3. 判断题核心依据：同一生物不同细胞 DNA 完全一致，RNA、蛋白质存在差异。 大招08 表观遗传概念+题型通用解法 1. 核心定义三要素：基因碱基序列不变、表达/表型改变、可遗传。 2. 三大修饰机制：DNA 甲基化、组蛋白乙酰/甲基化、RNA 干扰。 3. 甲基化解题规律：基因调控区高度甲基化→阻碍 RNA 聚合酶结合→抑制转录、基因沉默；组蛋白乙酰化染色质松散，促进转录。 4. 不属于表观遗传的常见反例：仅由环境因素直接导致的不可遗传表型变化（如高温培育的残翅果蝇，其翅型改变未涉及 DNA 甲基化等修饰，子代正常温度下可恢复，性状不可遗传）。 一年模拟·基础题 亮点预览：温度调控 Kdm6b 去甲基酶海龟性别决定环境表观跨模块（T2）；Igf2 亲本印记雌雄配子差异化甲基化遗传概率计算压轴（T3）；蜂王浆 miRNA 抑制甲基化酶蜜蜂级型分化新颖情境（T4）；piRNA 转录 + 翻译双层基因沉默双重表观途径（T9）；乳糖操纵子阻遏物负调控原核转录调控（T14）。 一、单选题 1.【DNA 启动子甲基化表观遗传・珠蛋白基因表达调控】（2026届甘肃省酒泉市高三一模生物试题）DNA甲基转移酶（DNMT）催化γ珠蛋白基因的启动子发生甲基化的过程如图所示，下列叙述正确的是（　　） A．DNMT基因表达时，mRNA上所有密码子都能被tRNA识别 B．γ珠蛋白在胎儿阶段的表达水平可能比出生后要高 C．γ珠蛋白基因上游的启动子是DNA聚合酶识别与结合的位点 D．DNMT基因转录和翻译过程中发生碱基配对的方式完全相同 2.【温度介导 DNA 去甲基化・海龟性别决定】（浙江省名校新高考研究联盟2026届高三上学期第一次联考生物试题卷）生物的性别决定与多种因素有关。海龟的性别由性别决定基因决定，且这些基因受去甲基化酶基因Kdm6b表达产物的调控。去甲基化酶基因Kdm6b表达过程在性腺分化前受温度影响，低温时该基因活跃，导致胚胎发育成雄性；而高温条件下Kdm6b基因几乎不表达，使得胚胎发育成雌性。下列叙述错误的是（　　） A．海龟可通过DNA碱基序列决定下一代的某些性状 B．海龟可通过DNA序列以外的方式影响下一代的性别 C．低温时基因Kdm6b表达产物使性别决定基因不易被转录 D．温度的高低影响海龟性别属于表观遗传调控 3.【亲本印记甲基化・Igf2 基因家系遗传计算】（东北三省三校（哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学）2025届高三下学期第二次联合模拟考试生物试题）小鼠的胰岛素样生长因子基因Igf2位于常染色体上，其中显性A基因的表达产物促进小鼠生长，而隐性a基因无此功能。雌配子中该基因发生甲基化，雄配子中则为去甲基化，如下图所示。甲基化的基因无法表达。下列叙述错误的是（    ） A．形成配子的过程中，雄鼠的A基因和雌鼠的a基因碱基序列均未发生改变 B．A/a基因在随配子传递过程中可以甲基化，也可以去甲基化 C．图示雌鼠和雄鼠相互交配，F₁小鼠体型正常：体型矮小=1:1 D．若干体型正常雄鼠与图示类型若干雌鼠随机交配，若F₁体型正常的占3/5，则亲代雄鼠中杂合子占2/5 4.【miRNA 抑制翻译・蜜蜂蜂王分化表观调控】（山西省太原市2024-2025学年高三下学期模拟考试（一）生物试题）蜂王浆中的microRNA进入蜜蜂的雌性幼虫体内，会与幼虫细胞中Dnmt3基因的mRNA结合并形成双链，进而导致幼虫体内dynactinp62基因的甲基化水平降低，促使雌性幼虫向蜂王方向分化。下列叙述错误的是（    ） A．相同基因型的幼虫因营养差异会产生不同表型 B．Dnmt3基因的表达产物可能是DNA甲基化酶 C．microRNA通过抑制Dnmt3基因的翻译影响其表达 D．抑制幼虫的dynactinp62基因表达可使其发育成蜂王 5.【mRNA 甲基化修饰・原癌基因表达肿瘤检测】（2025届四川省成都市高三二诊生物试题）WTAP是一类甲基转移酶，能将甲基转移到BMI1基因转录形成的mRNA上，影响BMI1基因的表达，从而增强人胶质瘤细胞的异常增殖。研究人员检测了人正常脑神经胶质细胞（HEB）和人胶质瘤细胞系（U251）中BMI1蛋白的相对量，结果如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．BMI1基因控制细胞的正常生长和增殖，是原癌基因 B．WTAP不改变BMI1基因的碱基序列，但会影响表型 C．WTAP能促进mRNA的甲基化来抑制BMI1基因的表达 D．WTAP的含量可作为人胶质瘤患者发病情况的检测指标 6.【启动子甲基化与寿命・人类性别表观差异】（河北省石家庄市2025届普通高中毕业年级教学质量检测（一）生物试题）研究表明，某些与健康相关的基因启动子甲基化可以抑制一些老年疾病的发生，女性比男性人均寿命长与此有关。下列叙述正确的是（    ） A．基因启动子甲基化可抑制mRNA的翻译过程 B．基因启动子甲基化可改变基因的碱基序列 C．基因启动子甲基化现象不能遗传给后代 D．女性与健康相关的基因启动子甲基化较男性多 7.【碱基替换突变・蛋白结构直接控制性状】（2025年东北三省三校（哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学）高三下学期第一次联合模拟考试生物试题）细胞蛇是新发现的一种无膜细胞器，在荧光显微镜下可观察到其呈线性、环形或“C形”结构。已知其中一个成分是蛋白质CTPS，若其中第294位精氨酸突变为天冬氨酸，将影响线性或环状结构的形成（可能用到的密码子：精氨酸CGG、CGA、CGC、CGU；天冬氨酸：GAC、GAU）。以下说法错误的是（    ） A．CTPS蛋白中氨基酸的改变是基因突变的结果 B．改变的CTPS合成过程不需要遵循中心法则 C．该突变至少需要替换基因中的两个碱基对 D．该实例说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状 8.【细菌逆转录系统・中心法则拓展辨析】（2025届安徽省”江南十校“高三下学期联考生物试题）防御相关逆转录酶（DRT）系统在细菌抵抗噬菌体侵染方面发挥着重要作用，科研人员最新解析了肺炎克雷伯菌的DRT2系统抵御T5噬菌体侵染的机制如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．该研究表明细菌能以RNA为模板创造自身不含有的基因 B．抑制细菌生长影响了噬菌体从细菌中获取相应的氨基酸、核酸、能量等 C．①、②过程都有氢键、磷酸二酯键的形成与断裂 D．图示过程包括了中心法则的所有内容 9.【piRNA 双重沉默机制・转录翻译双重抑制】（天一大联考2024—2025学年高三下学期第一次联考生物试题）piRNA-Piwi复合物主要通过两种方式实现基因沉默：一是在转录水平上，piRNA-Piwi复合物可以结合到基因的启动子区域，招募一些染色质修饰因子，如组蛋白甲基转移酶等，从而导致染色质结构的改变，使基因转录受到抑制；二是在翻译水平上，piRNA-Piwi复合物可以识别并结合互补的mRNA序列，然后在核酸酶的作用下将mRNA降解，从而阻止mRNA的翻译过程，实现对基因表达的调控。下列相关叙述错误的是（    ） A．piRNA-Piwi复合物引起的基因沉默属于表观遗传的范畴 B．piRNA-Piwi复合物能识别特定序列的mRNA并将其降解 C．piRNA-Piwi复合物可结合在RNA聚合酶识别的DNA区段 D．基因转录而来的RNA上不一定都有编码氨基酸的密码子 10.【吸烟精子甲基化修饰・可遗传表观变异】（2025届福建省福州市高三第二次质量检测生物试卷）图1是DNA的胞嘧啶甲基化与去甲基化的代谢过程。研究表明，吸烟男性的精子数量和质量均下降，研究人员检测了对照人群（A）、轻度吸烟人群（B）和重度吸烟人群（C）的精子中5-mdC、5-hmdC、m6A的平均水平（m6A是常见的RNA修饰形式，有利于mRNA进入细胞质与核糖体结合等过程），结果如图2。以下分析错误的是（    ）    A．甲基化不改变基因的碱基序列但可影响基因表达 B．吸烟降低细胞内mA水平可导致基因表达水平下降 C．吸烟者TET酶的活性升高导致5-hmdC的含量降低 D．长期吸烟者精子的DNA甲基化修饰会影响后代表型 11.【转录因子重编程・细胞转分化全能性变化】（山东省德州市六校联考2025-2026学年高三上学期1月期末生物试题）一种类型的分化细胞转变成另一种类型的分化细胞的现象称为转分化，通常是将已分化细胞先诱导成iPS细胞，再诱导形成另一种类型的分化细胞。科学家分别通过2组不同的转录因子（调节基因转录的蛋白质分子），使小鼠成纤维细胞经基因组重编程表达直接转分化为心肌细胞与神经细胞。下列说法错误的是（　　） A．经iPS细胞发生转分化的过程中，细胞的全能性会发生变化 B．若2组转录因子同时作用于小鼠成纤维细胞，可能无法获得心肌细胞或神经细胞 C．转录因子的作用是与基因组中特定部位的调控序列结合，促进相关基因的表达 D．与经iPS细胞发生转分化过程相比，成纤维细胞转分化过程可能会更加便捷 12.【原核基因转录方向・密码子突变影响】（浙江省名校新高考研究联盟2026届高三上学期第一次联考生物试题卷）如图是原核生物的某基因编码区部分碱基序列。1、2、3……编号表示核苷酸序号，α、β表示核苷酸链。基因在体内指导合成肽链的部分氨基酸序列为：甲酰甲硫氨酸—组氨酸—脯氨酸—赖氨酸……。下列叙述正确的是（　　） A．α链为编码链，且α链左侧为5’端 B．该基因在转录时RNA聚合酶从左往右移动 C．肽链的氨基酸序列会因核内mRNA加工的不同发生改变 D．10号碱基对T//A突变为A//T，比突变为C//G对肽链影响小 13.【体外破译遗传密码・阅读框偏移实验】（2025年江西省南昌市高三下学期二模生物考试题）科学家采集到一份细菌样本，将其破碎后，提取液中检测到有DNA无mRNA。为探究生物的遗传密码，将提取液中的DNA去除后，加入一些人工合成的“mRNA”进行多肽合成，部分实验结果如下表所示。下列说法错误的是（    ） 实验 人工合成的“mRNA”碱基序列 人工合成的多肽 ① ACACACACACACACA 苏氨酸-组氨酸-苏氨酸-组氨酸-苏氨酸 组氨酸-苏氨酸-组氨酸-苏氨酸 ② ACAACAACAACAACA 苏氨酸-苏氨酸-苏氨酸-苏氨酸-苏氨酸 谷氨酰胺-谷氨酰胺-谷氨酰胺-谷氨酰胺 天冬氨酸-天冬氨酸-天冬氨酸-天冬氨酸 A．提取液没有检测到mRNA可能是因为该细菌无法自身合成mRNA B．去除提取液中DNA的目的是防止细胞自身DNA转录成mRNA干扰结果 C．该细菌中编码苏氨酸的密码子是ACA，编码组氨酸的密码子是CAC D．实验②获得三种不同的多肽是mRNA首次被读取的碱基位置差异造成的 14.【乳糖操纵子・原核转录阻遏调控机制】（2025届浙江省杭州市高三下学期4月二模生物试题）大肠杆菌仅在乳糖存在时合成乳糖分解相关的蛋白质，其机理如图所示。P表示启动子，О表示操纵序列。大肠杆菌细胞内存在一种阻遏物蛋白，能与О序列特异性结合，从而阻止RNA聚合酶转录乳糖分解相关基因。乳糖可导致阻遏物从О序列上脱落。下列叙述错误的是（　　） A．P、O均由脱氧核糖核苷酸组成 B．上述机制调控了基因的转录过程 C．上述机制体现了大肠杆菌结构与功能的适应性 D．若阻遏物缺失，则大肠杆菌不具备利用乳糖的能力 两年重难·情境题 设题创新：依托 Prader-Willi 印记基因甲基化转化电泳分型（T1）；CRISPRi 温控双基因动态调控工业菌株合成代谢（T9）；双诱导启动子 tRNA 通读 “与门” 基因线路合成生物学创新题型（T10）；内源性逆转录病毒甲基化沉默，旁分泌 / 体液传递加速个体衰老图表大题（T11）；温敏核不育 + 转基因荧光保持系玉米育种实操计算（T14）。 一、单选题 1.【基因组印记甲基化・Prader-Willi 综合征电泳分析】（2026年广东深圳市高三年级第二次调研考试生物学）人类15号染色体某区段内的基因表达受亲本来源影响。其中S基因仅父源表达，母源S基因由于甲基化而无法表达。缺失父源S基因可导致Prader-Willi综合征。研究者对两名女性待测个体进行分子检测：先用特定试剂处理DNA，使无甲基化的胞嘧啶（C）转化为胸腺嘧啶（T），然后用2组引物（M1/M2和U1/U2）分别扩增S基因，将扩增产物混合后电泳（图）。下列分析正确的是（　　） 注：图中只给出S基因一条链的部分碱基序列；□表示甲基化位点；引物标注部位就是其结合部位。 A．M1/M2可扩增有转录活性的S基因 B．U2的序列为5′-TCGCG-3′ C．个体1与正常男性婚配，子代患Prader-Willi综合征概率为1/2 D．个体2为Prader-Willi综合征患者 2.【CRISPR-dCas13・靶向 RNA 荧光成像检测】（2025届广东省汕头高三第一次模拟考试生物学科试题）Cas13是一种能结合活细胞内RNA并对其进行切割的核酸酶。科研人员改造Cas13获得失去切割能力的dCas13，将其与sgRNA(向导RNA)、荧光RNA适体(能结合并激活荧光染料)结合形成结构a，以实现对目标RNA的靶向结合、可视化检测和成像(下图)。下列叙述正确的是（　　）    A．dCas13失去的是断裂核糖和碱基间氢键的能力 B．sgRNA序列越短则与目标RNA的结合越精准 C．用不同的sgRNA制备a可同时检测不同RNA D．细胞成像情况可评估目标RNA的位置和含量 3.【蛋白乙酰化修饰・抑癌原癌核转运调控】（2026届广东省汕尾市高三一模生物试题）细胞中F蛋白和M蛋白均可进入细胞核。X蛋白选择性地与F蛋白或乙酰化修饰的M蛋白结合，从而阻止F蛋白或乙酰化修饰的M蛋白进入细胞核，具体机制如图。下列说法合理的是（    ） A．M基因是原癌基因，F基因是抑癌基因 B．M蛋白乙酰化后导致自身的氨基酸序列发生改变 C．正常细胞中F基因过量表达不会促进细胞增殖 D．在癌细胞中抑制M蛋白的乙酰化可减缓癌细胞的增殖 4.【抗生素作用机理・转录翻译细胞壁 DNA 复制区分】（2026届广东省汕尾市高三一模生物试题）不同的抗生素抗菌机制有所不同。下列有关常见抗生素作用的相关表述不正确的是（    ） A．红霉素能与核糖体结合，抑制细菌遗传信息的翻译 B．青霉素能抑制细菌的细胞壁合成，使细菌胀裂死亡 C．环丙沙星能抑制细菌DNA的复制，阻止细菌增殖 D．利福平能抑制细菌RNA聚合酶的活性，阻止细菌RNA的复制 5.【mRNA 结合蛋白・鱼类性别分化表观调控】（2025届广东省茂名市高三第二次综合测试生物试卷）研究人员发现斑马鱼zar1蛋白能与透明带糖蛋白mRNA结合并抑制其翻译。zar1基因缺失突变体存在卵母细胞凋亡，卵巢被精巢取代的现象。下列推测错误的是（    ） A．zar1蛋白调控透明带糖蛋白的合成属于表观遗传 B．透明带糖蛋白增多能缓解卵巢被精巢取代的现象 C．zar1基因在成年斑马鱼卵巢中的表达水平可能显著高于精巢 D．幼年斑马鱼可能同时存在向卵巢和精巢分化的原始生殖细胞 6.【DNA / 组蛋白修饰・表观遗传癌变辨析】（2025届广东省湛江市高三第一次调研考试生物试题）研究表明DNA甲基化可导致基因沉默，去甲基化后基因可正常表达。构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰，也是DNA转录调控的重要因素。下列叙述错误的是（    ） A．DNA甲基化与组蛋白甲基化、乙酰化会引起表观遗传现象 B．甲基化不改变基因的碱基序列，但引起的性状改变可遗传给下一代 C．DNA甲基化会导致原癌基因突变，从而易诱发细胞癌变 D．组蛋白乙酰化可能会影响细胞的分化 7.【tRNA 甲基化修饰・翻译效率调控】（2025届广东省深圳市高三下学期第一次调研考试（一模）生物试卷）T细胞被激活并快速增殖时，T细胞内tRNA反密码子环中的“滑动”位点上的甲基化修饰显著减少。则甲基化修饰作用的结果是（    ） A．提高转录效率 B．降低转录效率 C．提高翻译效率 D．降低翻译效率 8.【小鼠孤雌生殖・印记与胚胎移植多选】（河北省衡水中学2023-2024学年高三上学期第一次调研考试生物试题）基因组印记（通过甲基化实现受精卵中来自双亲的两个等位基因一个表达另一个不表达）阻碍了哺乳动物孤雌生殖的实验。某研究团队利用甲基化酶、去甲基化酶和基因编辑技术，改变了小鼠生殖细胞的“基因组印记”，使其“变性”，然后将一个极体注入修饰后的次级卵母细胞（类似受精作用），最终创造出“孤雌生殖”的小鼠。实验过程如图所示。下列相关叙述错误的是（　　）    A．体外培养卵母细胞时，需将培养皿置于只含CO2的培养箱中进行培养 B．需对代孕母鼠进行同期发情处理后，再进行胚胎移植 C．“孤雌小鼠”的诞生过程没有精子参与，其基因型与提供卵母细胞的雌鼠相同 D．移植后的囊胚进一步扩大，会导致滋养层破裂，胚胎从其中伸展出来 二、解答题 9.【合成生物学温控线路・CRISPRi 代谢调控大题】（2026年广东深圳市高三年级第二次调研考试生物学）生物制造是推动我国高质量发展的重要新质生产力。2′-岩藻糖基乳糖（2′-FL）是一种具有改善肠道健康等功能的婴儿配方食品成分。我国科学家通过基因工程技术动态调节枯草芽孢杆菌的代谢过程，提高2′-FL的产量。回答下列问题： (1)已知futC和pfkA分别是2′-FL合成和菌体生长的关键基因（图）。研究人员构建了持续高表达futC基因的枯草芽孢杆菌并进行发酵实验，结果显示2′-FL产量较低，推测原因很可能是________________。因此，理想的合成过程为：前期两种基因的表达状态是________，待菌体数量达到一定值后两种基因的表达正好相反，从而实现2′-FL的高产。 (2)为了实现2′-FL的高产，研究人员利用温度作为“开关”来动态调控相关代谢基因的表达，并由此构建了质粒1和质粒2（图），利用荧光蛋白基因进行功能测试。 ①构建质粒1的目的是实现基因的温控激活。在30℃时，C蛋白结合至温度诱导型启动子，使________无法结合到该区域；37℃时，C蛋白失活下游基因启动表达。若在测试过程中观察到________，说明质粒1构建成功。 ②质粒2的CRISPRi系统中，人工设计的crRNA（一种RNA分子）可通过碱基互补配对识别靶基因，引导dCpfl蛋白结合并抑制靶基因转录。利用由启动子P2驱动的红色荧光蛋白基因测试质粒2的功能。图14中P1和P2应分别为________型启动子。若在测试过程中观察到________，说明质粒2构建成功。 (3)在实际生产中，需要将测试完成的质粒1和质粒2中的基因进行替换，质粒1中将绿色荧光蛋白基因替换为________，质粒2中将________。 10.【基因逻辑与门・tRNA 通读 T7 聚合荧光线路】（2025届广东省佛山市高三下学期4月教学质量检测（二）生物学试题）逻辑基因线路是借鉴数字电路中逻辑运算的思想，利用基因重组、基因表达调控原理设计、改造生物系统，实现特定功能的合成生物学技术。研究人员设计出“与”门基因线路，将其导入大肠杆菌，实现了当两个输入信号均为“真”时就能发出绿色荧光的“与”门计算逻辑，其真值表和基因线路示意图如下所示。其中启动子Psal和PBAD分别受水杨酸和阿拉伯糖的诱导激活。supD编码一种特殊tRNA，其可识别终止密码子（UAG）并将其翻译为丝氨酸（Ser）。T7RNAP编码T7噬菌体来源的RNA聚合酶，但其序列中修饰了两个终止密码子对应的序列（T7ptag）。gfp为绿色荧光蛋白基因。 输入1 输入2 输出 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 注：0表示“假”，1表示“真”。    回答下列问题： (1)在构建该“与”门基因线路过程中，将基因表达载体导入大肠杆菌常用的方法是_______。据图分析，只有PBAD被激活时，T7RNA聚合酶合成过程中的_______过程异常。图中启动子Px可被______（填“T7RNA聚合酶”或“大肠杆菌RNA聚合酶”）识别。为让大肠杆菌发出绿色荧光，应将其置于含_____的环境中。 (2)为测试该“与”门基因线路组分的可替换性，研究人员将Psal和PBAD分别替换成响应细菌群体信号AHL的PluxR和响应外源性镁缺失信号的PmgrB。在不同条件下检测荧光强度，结果如图所示。    替换后的基因线路______（填“能”或“不能”）体现“与”门计算逻辑，理由是______。 (3)“或”门计算逻辑是输入信号有一个为“真”时，输出即为“真”，真值表如下所示。已知基因RhaS和AraC由启动子PCON启动，两者表达产物能分别抑制启动子PRHAB和PBAD。当鼠李糖和阿拉伯糖均不存在时，RhaS和AraC能发挥抑制作用；当存在鼠李糖或阿拉伯糖时，RhaS或AraC不能发挥抑制作用，启动子PRHAB或PBAD能驱动相关基因转录。请设计“或”门基因线路，使大肠杆菌在有鼠李糖或阿拉伯糖存在时发出绿色荧光，画出基因线路示意图______。 输入1 输入2 输出 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 注：0表示“假”，1表示“真”。    11.【逆转录病毒甲基化沉默・细胞衰老旁分泌大题】（2025届广东省江门市高三一模生物试题）世界人口老龄化日益严重，探究个体衰老的机制至关重要。人类内源性逆转录病毒（HERV）是一类古老的逆转录病毒，它们在进化过程中整合到了宿主的基因组中，但长期处于“沉默”状态。人类鼠乳腺肿瘤病毒（HERVK）是其中一员，它的“复活”与细胞衰老存在一定的相关性，其机理如图所示。 回答下列问题： (1)HERVK的遗传物质是______。随着细胞衰老，HERVKDNA的甲基化修饰水平_______，合成相应产物并组装成病毒颗粒，HERVK“复活”。 (2)科学家向细胞培养液中加入逆转录酶抑制剂，衰老细胞中的_______、______含量均降低，以及一系列衰老相关表型得到缓解，从而证实了图中的相关途径。 (3)对多细胞生物而言，个体衰老的过程是机体细胞普遍衰老的过程。由图推测可知HERVK“复活”还会加速个体衰老，机理是：①一部分HERVK病毒颗粒通过______的路径侵染邻近的年轻细胞，加速其衰老；②_______。 (4)为进一步探索如何延缓衰老，需对个体衰老程度进行量化评估。观测指标选择血浆中______（填“HERVK病毒颗粒”或“炎症细胞因子”）的数量更适宜，理由是_____。 12.【泛素化修饰・油菜雄性不育基因互作遗传】（2025届广东省佛山市高三下学期4月教学质量检测（二）生物学试题）油菜中的非等位基因Bms4b和BMs3与油菜的雄性不育、胚胎致死等性状有关，但两者相互作用机制仍不明确。我国科学家率先对此开展研究。他们将这两个基因分别转入拟南芥，获得了两种转基因拟南芥：Bms4b-T（转入了Bms4b）和BMs3-T（转入了BMs3）。每种转基因植物至少插入了一个目的基因。随后，他们利用野生型拟南芥（WT）分别与多株转基因植株进行杂交实验。经分析，发现F1中存在胚胎致死现象，统计F1中存活的株数，结果如下表所示。 杂交组合 F1株数 F1中含Bms4b的株数 F1中不含Bms4b的株数 甲：Bms4b-T×WT 183 36 147 乙：Bms4b-T×BMs3-T 227 160 67 回答下列问题： (1)正常情况下，F1群体中含Bms4b的植株所占比例至少是______。据表推测，胚胎致死与胚胎活性恢复分别与_______基因有关。在杂交组合乙中，F1代中含Bms4b的株数远多于不含Bms4b的株数，其原因可能是________。 (2)雄蕊绒毡层细胞叶绿体蛋白主要由细胞核基因表达，由叶绿体蛋白转运复合体（Toc）运入叶绿体，该过程异常会使叶绿体内蛋白减少，从而导致花粉不育。泛素-蛋白酶体系统参与该过程的调控，其机理是：泛素连接酶（SP1）对Toc进行泛素化修饰，随后蛋白酶体使其降解。研究发现蛋白Bms4b、BMs3对叶绿体蛋白转运过程有调控作用，如图所示。 据图分析，F1中雄性不育个体的基因组成特点是______，其基因作用机制是______。 13.【转座子插入・甜瓜果皮色素合成遗传实验】（2025届广东省茂名市高三第二次综合测试生物试卷）我国科研团队在育种中发现甜瓜果皮表现出丰富的颜色变化，除纯墨绿UDG、纯白WR外，还存在墨绿色斑纹SS（墨绿色部位SSG，白色部位SSW）。为研究其产生机制，设计并开展了相关实验，部分实验结果见图。 杂交类型 SS UDG WR SS：WR ①PSS♀×WR♂ 159 1 – – ②PSS♂×WR♀ 102 18 – – ③F1–SS×F1–SS 537 34 183 3：1 ④F1–SS×P–SS 94 2 – – ⑤F1–SS×P–WR 82 – 108 1：1 实验二 请回答下列问题： (1)实验一，科研人员使用试剂__________提取色素，实验结果表明甜瓜SS和UDG果皮的墨绿色部分产生的原因可能是___________。 (2)为进一步探究甜瓜果皮颜色形成的遗传机理，设计并开展了实验二和三。 ①实验二利用纯合亲本进行了多种杂交实验，实验二结果表明墨绿色可能由__________基因控制，F1和F2中纯墨绿色（UDG）甜瓜产生的原因可能是__________（填“基因突变”或“基因重组”）。 ②基因序列比对结果发现，果皮颜色由位于4号染色体上叶绿素合成基因CmAPRR2控制，与白色果皮（WR）甜瓜相比，甜瓜SS的CmAPRR2基因含有Tcml插入序列（如下图）。设计引物对一株甜瓜SS植株上生长的墨绿色斑纹（SS）和纯墨绿（UDG）甜瓜进行了PCR扩增（实验三），结果表明纯墨绿（UDG）甜瓜产生的原因可能是__________。 注：F、R1和R2是引物。 (3)进一步研究发现，甜瓜SS的CmAPRR2基因中的Tcml序列能被随机剪切，产生不同长度的CmAPRR2基因。结合实验四结果（果实成熟期10天、25天、35天），推测实验二中F1SS自交后代出现少量墨绿色（UDG）的原因可能是______________。 14.【玉米温敏雄性不育・转基因保持系育种大题】（2025届广东省深圳市高三下学期第一次调研考试（一模）生物试卷）玉米是雌雄同株异花作物，利用雄性不育系开展玉米杂交育种能提高玉米产量。科研人员对玉米雄性不育系进行研究，回答下列问题： (1)科研人员获得了玉米核雄性不育系7024，其性状由单基因控制，其与野生型杂交的F1群体均可育，再将F1自交、F1与亲本7024进行杂交，结果如下表，据表分析，该不育系的不育性状为__________（填“显性”或“隐性”）性状，F1的基因型为__________（相关基因用M/m表示）。 群体 总株数 可育株数 不可育株数 F1自交 964 717 247 F1×7024 218 116 102 (2)科研人员通过培育筛选获得温敏核雄性不育系zm/zm，该不育系表现出高温不育低温可育的特性，当处于低温环境时，其基因型为__________（相关基因用ZM/zm表示）。与7024核雄性不育系相比，温敏核雄性不育系的缺点主要表现在__________。 (3)科研人员采用玉米隐性核雄性不育系ms7/ms7创建了多控不育（MCS）技术体系，将育性恢复基因（Ms7）、花粉失活基因以及荧光标记基因组成中联表达框（pMCS），通过转基因技术获得转基因保持系，过程如图所示。 ①转基因保持系与核雄性不育系杂交，子代不育系的比例为__________。 ②pMCS中的荧光标记基因表达的荧光蛋白能使玉米呈现红色，野生型玉米为黄色，则转基因保持系自交获得F1种子的颜色及比例是__________。 15.【植物生物碱抗癌・癌细胞周期调控图表实验】（2024届广东省韶关市高三下学期综合测试（二）生物试题）胰腺癌临床症状隐匿，是一种诊断和治疗都很困难的消化道恶性肿瘤。生物碱A（HBOA）是一种从植物老鼠筋中提取的化合物，具有抗肿瘤等药理作用。为探究HBOA对人胰腺癌细胞增殖和凋亡的影响，某研究小组开展了一系列探究实验。请回答下列问题 (1)研究人员分别利用含不同浓度HBOA的完全培养液处理等量人胰腺癌细胞24h和48h（其它条件均相同且适宜），所得实验结果如图1所示。在该探究过程中，自变量为________，实验结论为________。 (2)研究人员利用相应的技术手段测量（1）中经含0mmol·L-1、0.4mmol·L-1和0.6mmol·L-1HBOA的完全培养液处理人胰腺癌细胞48小时后的相关指标，所得结果如图2和图3所示。 ①细胞周期包括G1（DNA合成前期）、S（DNA合成期）、G2（DNA合成后期）、M（分裂期）4个时期。与正常胰腺细胞相比，胰腺癌细胞的细胞周期较______（填“长”或“短”）；据图2可知，经HBOA处理后，胰腺癌细胞的细胞周期会停滞在______（填“G1”或“S”或“G2-M”）期。 ②人胰腺癌细胞中遗传信息的传递途径为______（用文字与箭头表示）。通过图5推测，HBOA抑制胰腺癌细胞增殖的机理是_____。 (3)若在上述研究的基础上继续开展相关定量研究，请提出一个可行的研究方向（不需要写出具体过程）________。 三年真题·压轴题 设题创新：亲本特异性 G 基因印记绵羊美臀，杂合子来源决定表型遗传概率计算压轴大题（T8）；核 + 叶绿体双基因组装 Rubisco，突变酶总量下降光合曲线变化（T9）；环状 circRNA 海绵吸附 miRNA 解除 mRNA 降解，细胞凋亡调控通路（T10）；下丘脑体温中枢表观热记忆，KLK14 体液介导神经通路长期肥胖（T13）；蓝光分阶段调控 T7 聚合酶表达酪氨酸酶，工程菌生物膜图案染色合成生物学实操（T14）。 一、单选题 1．（2024年新课标广东卷高考生物真题试卷）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 2．（2023年新高考广东生物高考真题试卷）科学理论随人类认知的深入会不断被修正和补充，下列叙述错误的是（    ） A．新细胞产生方式的发现是对细胞学说的修正 B．自然选择学说的提出是对共同由来学说的修正 C．RNA逆转录现象的发现是对中心法则的补充 D．具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充 3．（2021年广东高考生物试题）金霉素（一种抗生素）可抑制tRNA与mRNA的结合，该作用直接影响的过程是（    ） A．DNA复制 B．转录 C．翻译 D．逆转录 4．（2025年广东省高考生物真题）VHL基因的一个碱基发生突变，使其编码区中某CCA（编码脯氨酸）变成CCG（编码脯氨酸），导致合成的mRNA变短，引发VHL综合征。该突变（    ） A．改变了DNA序列中嘧啶的数目 B．没有体现密码子的简并性 C．影响了VHL基因的转录起始 D．改变了VHL基因表达的蛋白序列 5．（2022年新高考广东生物高考真题）拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构，功能是协助mRNA转移。与野生型相比，推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中，有更多mRNA分布于（    ） A．细胞核 B．细胞质 C．高尔基体 D．细胞膜 6．（2026年高考河北卷生物高考真题（网络收集版））某RNA病毒为侵染动物细胞的逆转录病毒，其衣壳外有来自宿主细胞膜的脂质包膜。下列分析错误的是（     ） A．该病毒逆转录时，沿RNA模板链的3'→5' 方向合成DNA链 B．逆转录形成的RNA/DNA双链中碱基数量符合U+C=A+G C．该病毒衣壳蛋白的合成需借助宿主细胞的tRNA D．该病毒的脂质包膜中含有胆固醇 7．（2026年高考安徽卷生物高考真题（网络收集版））为研究某种鱼中新发现的R基因的功能，对该种鱼的受精卵进行基因敲除，使R基因的编码序列缺失4个连续的碱基成为R-，获得1条能正常生长的F0代个体（RR-），经杂交培育获得了纯合突变体。与野生型相比，纯合突变体的体型变小，体色变为浅红色。下列叙述错误的是（　　） A．选用受精卵进行基因敲除，目的是确保突变的基因可以遗传给子代 B．用F0个体进行杂交培育，最早可以在F1获得纯合突变体 C．R-编码的氨基酸序列发生改变，纯合突变体可用于R基因功能的研究 D．突变体有多种表型变异，说明一个基因的功能可能影响多个性状 二、解答题 8．（2025年广东省高考生物真题）在繁育陶赛特绵羊的过程中，发现一只臀部骨骼肌尤为发达、产肉量高（美臀）的个体。研究发现，美臀性状由单基因（G/g）突变所导致，以常染色体显性方式遗传。此外，美臀性状仅在杂合子中，且G基因来源于父本时才会表现；母本来源的G基因可通过其雄性子代使下一代杂合子再次表现美臀性状。回答下列问题： (1)育种人员将美臀公羊和野生型正常母羊杂交，子一代中美臀羊的理论比例为______；选择子一代中的美臀羊杂交，子二代中美臀羊的理论比例为______。 (2)由于羊角具有一定的伤害性，育种人员尝试培育美臀无角羊。陶赛特绵羊另一条常染色体上R基因的隐性突变导致无角性状产生，如图a进行杂交，P美臀有角羊应作为______（填“父本”或“母本”），便于从中选择亲本；若要实现F3中美臀无角个体比例最高，应在中选择亲本基因型为______。 (3)研究发现，美臀性状由G基因及其附近基因（图b）共同参与调控，其中D基因调控骨骼肌发育，其高表达使羊产生美臀性状；M基因的表达则抑制D基因的表达。来自父本的G基因使D基因高表达，而来自母本、具有相同序列的G基因只促进M基因的表达，这种遗传现象属于______。GG基因型个体的体型正常，推测其原因_______。 (4)在育种过程中，较难实现美臀无角性状稳定遗传，考虑到胚胎操作过程较繁琐，可采集并保存________，用于美臀无角羊的人工繁育。 9．（2026年高考广东卷生物高考真题（网络收集版））Rubisco是植物光合作用暗反应阶段的关键酶。水稻中的Rubisco由核基因（S）编码的小亚基和叶绿体基因（L）编码的大亚基组成。通过对野生型水稻S基因进行编辑，获得了单基因突变体植株，以研究Rubisco对光合作用的影响。 回答下列问题： (1)S基因在__________中转录形成的mRNA在细胞质翻译成肽链后进入叶绿体，肽链在叶绿体基质中形成一定空间结构后与____________组装构成完整Rubisco。 (2)研究发现，突变体与野生型叶片中Rubisco的蛋白结构无明显差异且功能未发生改变，但突变体叶片中Rubisco总活性显著降低，可能的原因是____________________________________________________。 (3)水稻在大气CO2浓度条件下净光合速率与光照强度关系如图所示。已知突变体与野生型的呼吸速率基本一致，推测突变体的净光合速率变化曲线。与野生型相比，突变体的光饱和点___________（填“升高”“不变”或“降低”）；在达到光饱和点之前，突变体净光合速率的限制因素是_____________；在C区提高_____________________________时，野生型净光合速率的变化趋势为先升高后趋于稳定。 注：a点为光饱和点（光合速率不再随光照强度增加而增加时的光照强度） (4)野生型与突变体净光合速率的变化曲线会出现部分重合，重合部分一定会在__________区出现，推测曲线重合的原因是______________________________________________________________________。 10．（2023年新高考广东生物高考真题试卷）放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的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，调控机制见图。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_________。 11．（2021年广东高考生物试题）人体缺乏尿酸氧化酶，导致体内嘌呤分解代谢的终产物是尿酸（存在形式为尿酸盐）。尿酸盐经肾小球滤过后，部分被肾小管细胞膜上具有尿酸盐转运功能的蛋白URAT1和GLUT9重吸收，最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前，E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物，研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠（有尿酸氧化酶）灌服尿酸氧化酶抑制剂，获得了若干只高尿酸血症大鼠，并将其随机分成数量相等的两组，一组设为模型组，另一组灌服F设为治疗组，一段时间后检测相关指标，结果见图。 回答下列问题： （1）与分泌蛋白相似，URAT1和GLUT9在细胞内的合成、加工和转运过程需要___________及线粒体等细胞器（答出两种即可）共同参与。肾小管细胞通过上述蛋白重吸收——尿酸盐，体现了细胞膜具有___________的功能特性。原尿中还有许多物质也需借助载体蛋白通过肾小管的细胞膜，这类跨膜运输的具体方式有___________。 （2）URAT1分布于肾小管细胞刷状缘（下图示意图），该结构有利于尿酸盐的重吸收，原因是___________。 （3）与空白对照组（灌服生理盐水的正常实验大鼠）相比，模型组的自变量是___________。与其它两组比较，设置模型组的目的是___________。 （4）根据尿酸盐转运蛋白检测结果，推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是___________，减少尿酸盐重吸收，为进一步评价F的作用效果，本实验需要增设对照组，具体为___________。 12．（2026年高考湖北卷生物高考真题（网络收集版））L基因编码一种水解酶，对人体消化营养物质非常重要。为研究L基因在染色体上的定位，科研人员进行了如下实验。 实验一：通过PCR技术从人—鼠融合细胞A～F（每个细胞保留了部分人染色体）中检测L基因，结果如图1。通过染色体分析确定了融合细胞中所含人染色体信息，结果如图2。 实验二：用荧光探针（特异性检测L基因的模板链）检测人细胞中L基因在染色体上的定位，结果如图3。 回答下列问题： (1)可用化学试剂________诱导人细胞和鼠细胞融合。 (2)据图1可知，L基因存在于_______（填A～F标号）融合细胞中。 (3)据图1、图2推测L基因定位在人________号染色体上。 (4)实验二中，应选择有丝分裂________期的细胞进行观察；图3中每条染色体上出现两个信号点的原因是________________。 (5)随着年龄的增长，大多数人的基因甲基化修饰程度增加，基因表达水平降低，这种遗传现象属于________。 13．（2026年高考广东卷生物高考真题（网络收集版））近年高温天气频发，给人类健康带来严峻挑战。研究发现，经热应激预处理的小鼠，更易出现肥胖及代谢紊乱。我国科学家围绕“热应激如何导致持久性代谢功能障碍”展开研究。回答下列问题： (1)对小鼠脑内位于_____________的体温调节中枢进行检测，发现热应激后L型星形胶质细胞内特定基因发生去甲基化，可形成持久的“热记忆”，该现象属于______________。 (2)蛋白组学筛查发现，热应激显著增加皮肤和血清中的KLK14蛋白含量。该蛋白可经血液循环进入脑内。为明确KLK14蛋白对L型星形胶质细胞的作用，研究人员构建了皮肤特异性KLK14基因敲除（KO）小鼠，实验结果见图1。 据图1分析，______________________________________（答组别+指标）存在显著差异，说明热应激引起的KLK14蛋白增多主要源于皮肤。为进一步验证KLK14蛋白能促进L型星形胶质细胞增多，需增设一个实验组：_____________________________________________________________________________________。 (3)实验证明，热应激促进L型星形胶质细胞释放GABA递质，抑制邻近OXT神经元活动。已知OXT神经元可激活交感神经系统来调节机体的代谢。综合上述信息，补充图2调节通路中①、②效应 ___________（填“兴奋”或“抑制”）。 (4)该研究揭示了机体对热应激长期效应的______________调节机制。基于上述调节通路，提出一种干预热应激长期效应，且不影响其短期效应的策略。__________________________________________________。 14．（2024年新课标广东卷高考生物真题试卷）驹形杆菌可合成细菌纤维素（BC）并将其分泌到胞外组装成膜。作为一种性能优异的生物材料，BC膜应用广泛。研究者设计了酪氨酸酶（可催化酪氨酸形成黑色素）的光控表达载体，将其转入驹形杆菌后构建出一株能合成BC膜并可实现光控染色的工程菌株，为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路（图一）。 回答下列问题： (1)研究者优化了培养基的_______（答两点）等营养条件，并控制环境条件，大规模培养工程菌株后可在气液界面处获得BC菌膜（菌体和 BC膜的复合物）。 (2)研究者利用T7 噬菌体来源的RNA聚合酶（T7RNAP）及蓝光光敏蛋白标签，构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体（光控原理见图二a，载体的部分结构见图二b）。构建载体时，选用了通用型启动子 PBAD（被工程菌 RNA 聚合酶识别）和特异型启动子PT7（仅被T7RNAP识别）。为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为________，理由是___________。 (3)光控表达载体携带大观霉素（抗生素）抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，其作用为________________________（答两点）。 (4)根据预设的图案用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色，其原因是_____。 (5)有企业希望生产其他颜色图案的BC膜。按照上述菌株的构建模式提出一个简单思路______。 15．（2026年高考湖北卷生物高考真题（网络收集版））玉米是重要粮食作物之一，对低温极为敏感。低温不仅限制玉米的生长，还抑制其对磷的吸收。研究发现，一种泛素连接酶UbL是协调玉米低温响应与磷吸收的核心调控因子，UbL通过泛素化修饰靶蛋白促使其降解，UbL的靶蛋白包括低温信号通路关键蛋白J和磷转运蛋白T。为阐明UbL基因调控玉米低温响应与磷吸收的分子机制，科研人员对野生型玉米（WT）进行UbL基因敲除和定向改造，分别获得功能缺失突变体ubl与定向改造的突变体，并进行了相关实验研究，结果如图所示。 回答下列问题： (1)与野生型玉米相比，低温条件下突变体玉米植株中磷的含量________，原因是____________________。 (2)推测蛋白J含量与玉米耐寒性之间呈________相关性，请设计实验证明上述推论________________（写出实验思路）。 (3)UbL作为枢纽蛋白，体现了基因与性状之间的关系是____________。 (4)培育耐低温玉米，对农业种植的积极意义是____________________（回答一点即可）。 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $