专题06 基因的本质与表达（期中真题汇编，北京专用）高三生物上学期

**基本信息** 聚焦基因本质6大高频考点，汇编北京多区县高三期中试题，通过经典实验与前沿情境融合考查核心素养。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|22题|涵盖人类探索遗传物质过程（肺炎链球菌转化实验）、DNA结构（古DNA脱氨基）、复制（15N标记大肠杆菌）、基因表达（microRNA调控）、表观遗传（甲基化修饰）等|结合2024诺贝尔生理学或医学奖（microRNA），设置基础判断与实验分析题| |非选择题|9题|涉及基因表达调控（大豆耐碱机理）、表观遗传（玉米籽粒重量调控）、实验设计（凝胶迁移实验）|以科研情境（如ecDNA复制转录冲突）设计分层问题，考查科学思维与探究实践能力|

专题06 基因的本质与表达 6大高频考点 1. 人类探索遗传物质的过程 2. DNA 分子的结构和特点 3. DNA 分子的复制过程及探究 4. 基因的表达 5. 基因、蛋白质与性状的关系 6. 表观遗传 考点1 人类探索遗传物质的过程 1．（24-25高三上·北京海淀·期中）下列关于核酸是遗传物质的相关实验分析，正确的是（    ） A．肺炎链球菌转化实验中，DNA酶处理组不能长出S型菌落 B．肺炎链球菌转化实验中，R型菌通过基因突变转化为S型菌 C．含32P的噬菌体侵染细菌时，上清液放射性高是搅拌不充分所致 D．重组烟草花叶病毒侵染烟草，确认遗传物质是DNA而非RNA 【答案】A 【解析】肺炎双球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”，能将R型细菌转化为S型细菌；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。 A、在肺炎链球菌转化实验中，DNA 酶会分解S型菌的DNA。没有了S型菌的DNA，R型菌就无法转化为S型菌，所以不能长出S型菌落，A正确； B、肺炎链球菌转化实验中，R型菌是通过基因重组转化为S型菌的，而不是基因突变，B错误； C、含32P的噬菌体侵染细菌时，上清液放射性高是保温时间过长或过短导致的，搅拌不充分不会导致上清液放射性高，C错误； D、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，重组烟草花叶病毒侵染烟草的实验只能说明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，D错误。 故选A。 2．（24-25高三上·北京朝阳·期中）T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。关于T2噬菌体增殖过程的叙述，正确的是（    ） A．亲代噬菌体的蛋白质外壳进入细菌 B．子代噬菌体蛋白质是以细菌氨基酸为原料合成的 C．用32P标记亲代噬菌体，子代噬菌体都具有放射性 D．噬菌体DNA在复制过程中不会发生基因突变 【答案】B 【解析】噬菌体侵染细菌的实验过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放。 A、亲代噬菌体的蛋白质外壳留在外面，只有DNA进入细菌内，A错误； B、氨基酸是蛋白质的原料，子代噬菌体蛋白质是以细菌氨基酸为原料合成的，B正确； C、32P标记的是噬菌体的遗传物质DNA，噬菌体侵染细菌时DNA会进入细菌，由于DNA分子的复制方式是半保留复制，所以用32P标记亲代噬菌体，子代噬菌体中只有少部分具有放射性，C错误； D、噬菌体DNA复制过程中若发生碱基对的增添、缺失或替换，则可能会导致基因突变，D错误。 故选B。 考点2 DNA 分子的结构和特点 1．（25-26高三上·北京朝阳·期中）埋藏万年的古DNA中，胞嘧啶易脱氨基变为尿嘧啶。关于发生脱氨基的古DNA，下列叙述合理的是（    ） A．基本骨架由排列在内侧的碱基对构成 B．脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键被破坏 C．嘌呤与嘧啶的比值并未发生改变 D．与其PCR产物的碱基对类型一致 【答案】C 【解析】A、DNA的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接构成，排列在外侧，而非内侧的碱基对，A错误； B、胞嘧啶脱氨基仅改变碱基结构（C→U），未破坏脱氧核苷酸间的磷酸二酯键，B错误； C、原C-G对中，C（嘧啶）脱氨基变为U（嘧啶），互补链仍为G（嘌呤）。复制后形成U-A（嘧啶-嘌呤）和G-C（嘌呤-嘧啶），嘌呤与嘧啶总数仍相等，比值未改变，C正确； D、PCR过程中，U会被当作T，其互补链生成A，而原互补链G生成C，产物碱基对为T-A和C-G，与原DNA（U-G错配）类型不一致，D错误。 故选C。 2．（24-25高三上·北京通州·期中）λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化（如图），该线性分子两端能够相连的主要原因是（    ） A．单链序列脱氧核苷酸数量相等 B．分子骨架同为脱氧核糖与磷酸 C．单链序列的碱基能够互补配对 D．自连环化后两条单链方向相同 【答案】C 【解析】双链DNA的两条单链方向相反，脱氧核糖与磷酸交替连接构成DNA分子的基本骨架，两条单链之间的碱基互补配对。 AB、单链序列脱氧核苷酸数量相等、分子骨架同为脱氧核糖与磷酸交替连接，不能决定该线性DNA分子两端能够相连，AB错误； C、据图可知，单链序列的碱基能够互补配对，决定该线性DNA分子两端能够相连，C正确； D、DNA的两条链是反向的，因此自连环化后两条单链方向相反，D错误。 故选C。 3．（24-25高三上·北京海淀·期中）DNA指纹技术应用于亲子鉴定时，先用酶切法将待检测的样品DNA切成许多片段，然后用电泳的方法将这些片段按大小分开，形成DNA指纹图。下列相关叙述错误的是（    ） A．血液、精液和头发中提取的DNA可作为待测样品 B．两个随机个体间DNA序列相同的可能性微乎其微 C．同一个体不同组织样品间的DNA指纹图一般不同 D．子代DNA指纹条带通常在亲本中有对应指纹条带 【答案】C 【解析】DNA分子的多样性和特异性： （1）DNA分子的多样性主要表现为构成DNA分子的四种脱氧核苷酸的排列顺序千变万化； （2）DNA分子的特异性主要表现为每个DNA分子都有特定的碱基序列，这也是DNA指纹的主要依据。 A、可用人的精液、头发等样品中含有DNA，可以进行DNA指纹鉴定，A正确； B、DNA分子具有特异性，即每个DNA分子都有其特定的脱氧核苷酸排列顺序，所以两个随机个体间DNA序列相同的可能性微乎其微，B正确； C、同一个人不同组织的细胞都是由受精卵有丝分裂、分化形成的，故同一个人的不同组织产生的DNA指纹图相同，C错误； D、因为子女的每对同源染色体中，各含有从父母那里获得的一份拷贝，所以在进行指纹比较时，子女DNA指纹中的所有条带应是双亲DNA指纹条带的组合，D正确。 故选C。 考点3 DNA 分子的复制过程及探究 1．（25-26高三上·北京顺义一中·期中）大肠杆菌是现代生物学研究中的模式生物.环境适宜时约20min繁殖一代。研究人员将15N标记的大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养基中，40min后收集大肠杆菌，提取其DNA。下列有关叙述正确的是（　　） A．所有DNA都含有15N B．所有DNA单链都含有14N C．含15N的DNA占50% D．含15N的DNA占25% 【答案】C 【解析】DNA的复制方式为半保留复制：以亲代DNA的两条链为模板，合成子代DNA的过程，每个子代DNA分子含有一条母链和一条新合成的子链。 大肠杆菌是现代生物学研究中的模式生物，环境适宜时约20min繁殖一代，40min后收集大肠杆菌，提取其DNA，意味着大肠杆菌繁殖两代，DNA的复制方式为半保留复制，研究人员将15N标记的大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养基中，繁殖一代得到的每个DNA分子中1条链为15N，1条链为14N，再繁殖1代，一共得到4个DNA分子，只有2个DNA分子1条链为15N，1条链为14N，另外2个DNA分子两条链均为14N，C正确，ABD错误。 故选C。 2．（25-26高三上·北京朝阳·期中）癌细胞的染色体外环状DNA（ecDNA）可同时复制和转录，两者间的冲突会引发DNA损伤并诱导细胞凋亡，蛋白C可缓解该冲突。下列叙述正确的是（    ） A．ecDNA复制所需的原料是四种核糖核苷酸 B．ecDNA的复制和转录过程都以同一条链为模板 C．DNA聚合酶与RNA聚合酶在ecDNA上移动方向相反 D．抑制蛋白C功能可诱导含ecDNA的癌细胞凋亡 【答案】D 【解析】A、ecDNA复制所需的原料是四种脱氧核糖核苷酸，而非核糖核苷酸，核糖核苷酸是RNA合成的原料，A错误； B、ecDNA复制时以两条链为模板进行半保留复制，而转录以其中一条链为模板，因此复制和转录的模板链不同，B错误； C、DNA复制时，DNA聚合酶沿模板链的方向是从5'到3'；转录时，RNA聚合酶沿DNA模板链的方向也是从5'到3'，二者移动方向相同，C错误； D、蛋白C可缓解复制与转录的冲突，抑制其功能会加剧DNA损伤，从而诱导癌细胞凋亡，D正确。 故选D。 3．（25-26高三上·北京海淀·期中）DNA的复制类型有两种，如下图。起始点是DNA序列中启动复制的位置，发生复制的位点称为复制叉。下列叙述正确的是（　　） A．两种复制类型所需的原料和酶不同 B．新DNA的合成是在复制叉处启动 C．每条新链都与作为模板的亲代链互补 D．类型二得到的DNA数目为类型一的二倍 【答案】C 【解析】A、DNA复制类型的不同主要体现在复制起始点的数量以及复制的方向等方面，而两种复制类型所需的原料均为四种脱氧核苷酸，所需的酶均包括解旋酶、DNA聚合酶等，即所需的原料和酶是相同的，A错误； B、从图中可以看出，新DNA的合成是从复制起点开始，随着复制叉的移动进行延伸的，而不是在复制叉处启动，B错误； C、在DNA复制过程中，遵循碱基互补配对原则，即A（腺嘌呤）与T（胸腺嘧啶）配对，G（鸟嘌呤）与C（胞嘧啶）配对，所以每条新链都与作为模板的亲代链互补，C正确； D、由图可知，两种复制方式均为一个复制起始点，只是一个单向复制，一个双向复制，但最终两种类型都得到两个DNA分子，得到的DNA数目相同，D错误。 故选C。 4．（24-25高三上·北京回民学校·期中）用31P标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链，再将这些细胞转入含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是（    ） A．中期20和20、后期40和20 B．中期20和10、后期40和20 C．中期20和10、后期40和40 D．中期20和20、后期40和40 【答案】D 【解析】1、有丝分裂过程中，染色体数目变化规律为：后期加倍（4N），平时不变（2N）；2、DNA分子的复制方式为半保留复制。 据分析可知，玉米体细胞含20条染色体，则有丝分裂中期、后期染色体条数分别为20和40条。以1个DNA分子为例，双链被31P标记，转入含32P的培养液中培养，由于DNA具有半保留复制的特点，第一次细胞分裂时，每个DNA分子中都有1条链被32P标记，第二次细胞分裂时，同一条染色体两条姐妹染色单体上的DNA一个是1条链被32P标记，另一条链被31P标记，一个是两条链都被32P标记，则第二次有丝分裂中期、后期被32P标记的染色体条数分别为20和40条，D正确。 故选D。 考点4 基因的表达 1．（25-26高三上·北京通州·期中）细胞中的RNA有着重要的作用。如microRNA能与mRNA结合从而参与基因表达的调控，环状RNA具有多个microRNA的结合位点。下列叙述不正确的是（    ） A．环状RNA可能参与基因转录水平上的调控 B．环状RNA彻底水解后得到6种小分子物质 C．microRNA与mRNA结合时遵循碱基互补配对的原则 D．环状RNA、microRNA和mRNA都是基因转录的产物 【答案】A 【解析】A、环状RNA含有多个microRNA结合位点，可能通过竞争性结合microRNA，间接影响mRNA的翻译调控，而基因转录水平的调控通常发生在DNA或转录因子层面，因此环状RNA参与的是翻译水平而非转录水平的调控，A错误； B、RNA彻底水解产物包括磷酸、核糖、4种含氮碱基（A、U、C、G），共6种小分子，B正确； C、microRNA与mRNA结合通过碱基互补配对（如A-U配对），C正确； D、环状RNA、microRNA和mRNA均为以DNA为模板转录生成的RNA，属于基因表达的产物，D正确。 故选A。 2．（25-26高三上·北京育才学校·期中）RAD51基因在肝癌组织中高表达。将重组载体导入肝癌细胞（以抑制RAD51基因的表达），然后将一部分肝癌细胞接种于小鼠皮下，另一部分培养72h后检测有丝分裂相关基因表达情况，结果如图。下列推测不合理的是（    ） A．RAD51促进NEK7基因的表达 B．TACC1和NEK7基因是抑癌基因 C．RAD51可能通过TACC1和NEK7调控细胞的增殖 D．RAD51有望成为肝癌预防或治疗的靶点 【答案】B 【解析】1、据图分析，与对照组相比，抑制RAD51基因的表达后，TACC1和NEK7基因的表达也减弱了，接种于小鼠皮下后肿瘤出现的更晚，且体积更小。 2、原癌基因负责调节细胞周期、控制细胞生长和分裂的过程，抑癌基因负责抑制细胞不正常增殖。 A、抑制RAD51基因的表达后，NEK7基因的表达也减弱了，可推测RAD51促进NEK7基因的表达，A正确； B、抑制RAD51基因的表达后，TACC1和NEK7基因的表达减弱，接种于小鼠皮下后肿瘤出现的更晚，且体积更小，如果TACC1和NEK7基因是抑癌基因，其表达应该增强，与题意不符，B错误； C、抑制RAD51基因的表达后，TACC1和NEK7基因的表达减弱，说明RAD51可能通过TACC1和NEK7调控细胞的增殖，C正确； D、抑制RAD51基因的表达后，接种于小鼠皮下后肿瘤出现的更晚，且体积更小，肝癌预防或治疗可以RAD51作为靶点，D正确。 故选B。 3．（25-26高三上·北京海淀·期中）科学家研发了无细胞参与的体外基因表达体系，用来模拟体内基因的表达过程，下列叙述错误的是（　　） A．可以用重组质粒为该体系提供模板 B．该体系应包含核糖体和RNA聚合酶 C．该体系所需原料只有21种氨基酸 D．无细胞表达系统需要保证能量供应 【答案】C 【解析】A、重组质粒含有目的基因，可作为转录的模板，因此可以为该体系提供模板，A正确； B、体外基因表达需进行转录（需RNA聚合酶）和翻译（需核糖体），B正确； C、基因表达包括转录（原料为4种核糖核苷酸）和翻译（原料为21种氨基酸），C错误； D、转录和翻译均为耗能过程，无细胞表达系统需保证能量供应，D正确。 故选C。 4．（24-25高三上·北京回民学校·期中）人体载脂蛋白apo—B基因在肝、肾细胞中控制合成的蛋白质含有4563个氨基酸，但在小肠细胞中控制合成的蛋白质仅有2153个氨基酸，原因是小肠细胞中的脱氨酶将apo—B的mRNA上的一个碱基C转变成了U，如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．与RNA结合的脱氨酶导致apo—B基因发生基因突变 B．与RNA结合的脱氨酶能识别并结合RNA的特定序列 C．CAA编码特定的氨基酸，而UAA是终止密码子 D．图示机制导致人体同一基因控制合成不同蛋白质 【答案】A 【解析】分析图示：由于小肠细胞中的脱氨酶将apo-B的mRNA上一个碱基C转变成了U，导致人体载脂蛋白apo-B基因在肝、肾细胞中控制合成的蛋白质含有4563个氨基酸，但在小肠细胞中控制合成的蛋白质仅有2153个氨基酸，说明在小肠细胞中mRNA的序列并没有改变，只是相应的密码子UAA为终止密码子，提前终止了翻译。 A、结合题意可知，脱氨酶将apo-B的mRNA上的一个碱基C转变成了U，而控制mRNA合成的 apo-B基因碱基序列没有改变，A错误； B、小肠细胞中的脱氨酶将apo-B的mRNA上的一个碱基C转变成了U，故与RNA结合的脱氨酶能识别并结合RNA的特定序列，B正确； C、CAA编码特定的氨基酸，而UAA是终止密码子，导致肽链合成提前终止，故蛋白质氨基酸减少，C正确； D、图示机制导致人体内同一基因可以合成正常mRNA和异常mRNA，不同的mRNA可控制合成出不同蛋白质，D正确。 故选A。 5．（24-25高三上·北京海淀·期中）结核分枝杆菌寄生在肺泡上皮细胞，可激活巨噬细胞合成抗菌肽。通过进化，结核分枝杆菌产生“毒力因子”来对抗宿主防御。人体感染该病菌后，巨噬细胞仅含有极低水平的抗菌肽mRNA。下列相关叙述错误的是（    ） A．人体免疫系统通过免疫监视功能对抗结核分枝杆菌 B．巨噬细胞的核糖体、线粒体等结构参与抗菌肽合成 C．病菌的毒力因子可能会抑制抗菌肽基因的转录过程 D．增强抗菌肽合成的药物可作为治疗结核病的研发方向 【答案】A 【解析】1、人体免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质组成，其中免疫活性物质包括细胞因子、抗体和溶菌酶等，它们共同实现免疫防御、免疫自稳和免疫监视功能。 A、免疫监视是指机体识别和清除突变的细胞，防止肿瘤发生的功能，免疫防御是机体排除外来抗原性异物的一种免疫防护作用，因此人体免疫系统通过免疫防御功能对抗结核分枝杆菌，A错误； B、抗菌肽本质属于蛋白质类物质，其合成场所为核糖体，该过程消耗能量，需要线粒体供能，B正确； C、根据题意可知人体感染该病菌后，巨噬细胞仅含有极低水平的抗菌肽mRNA，所以病菌的毒力因子可能会抑制抗菌肽基因的转录过程，C正确； D、增强抗菌肽合成的药物可以提高抗菌肽的合成，增强免疫力，因此增强抗菌肽合成的药物可作为治疗结核病的研发方向，D正确。 故选A。 6．（24-25高三上·北京朝阳·期中）2024年诺贝尔生理学或医学奖授予了发现微小核糖核酸（microRNA）及其作用的两位科学家。图示真核生物秀丽隐杆线虫lin-4基因的microRNA抑制lin-14基因的表达。 据图判断，错误的是（    ） A．microRNA是由lin-4基因转录形成的 B．lin-4基因的microRNA编码特定的蛋白质 C．lin-4microRNA和lin-14mRNA通过氢键形成局部双链 D．lin-4基因突变可能导致lin-14基因表达出更多蛋白质 【答案】B 【解析】1、RNA是在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成的，这一过程称为转录，转录是以基因为单位。 2、游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫作翻译。 A、分析图可知，microRNA是由lin-4基因转录形成的，A正确； B、分析图可知，lin-4基因的microRNA与lin-14mRNA形成局部双链，从而抑制lin-14基因的表达，microRNA并未编码特定的蛋白质，B错误； C、分析图可知，lin-4microRNA和lin-14mRNA通过氢键形成局部双链，C正确； D、lin-4基因突变可能导致lin-4microRNA不能形成，从而使lin-14基因表达出更多蛋白质，D正确。 故选B。 7．（24-25高三上·北京朝阳·期中）研究人员将大量14C标记的亮氨酸加入蛋白质体外合成体系中，发现体系中很快产生放射性亮氨酸-小RNA复合物。将该复合物转移到无放射性的蛋白质体外合成体系中，结果如图。相关叙述错误的是（    ） A．放射性亮氨酸-小RNA复合物中的小RNA是mRNA B．放射性亮氨酸从复合物转移到新合成的蛋白质中 C．蛋白质体外合成体系中具有核糖体、氨基酸和RNA D．亮氨酸与小RNA的结合具有特异性 【答案】A 【解析】基因的表达包括转录和翻译。转录是以DNA的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用利用核糖核苷酸合成RNA的过程，翻译是以mRNA模板，核糖体沿着mRNA移动而翻译出具有一定氨基酸顺序的多肽，在此过程中密码子与反密码子碱基互补配对。 A、翻译时，转运RNA用来运输氨基酸，故与亮氨酸结合的小RNA应该是tRNA，A错误； B、据题图分析可知，放射性最初出现在亮氨酸-小RNA复合物中，然后在新合成的蛋白质中检测到了放射性。这说明放射性亮氨酸从复合物中转移到了新合成的蛋白质中，B正确； C、蛋白质的合成是一个复杂的过程，需要多种成分的参与。其中，核糖体是蛋白质合成的场所，氨基酸是蛋白质的原料，而RNA（包括mRNA、tRNA和rRNA等）则在这个过程中起到了关键的作用。题目中提到的“蛋白质体外合成体系”应该包含了这些基本成分，C正确； D、在蛋白质合成过程中，氨基酸与特定的tRNA结合形成氨基酰-tRNA复合物，然后这个复合物根据mRNA上的密码子进行配对并加入到正在合成的蛋白质链中。由于密码子和反密码子的特异性配对关系以及tRNA对氨基酸的特异性识别作用，亮氨酸只能与特定的tRNA结合并加入到蛋白质中。因此，亮氨酸与小RNA的结合具有特异性，D正确。 故选A。 8．（25-26高三上·北京通州·期中）栽培大豆在驯化中虽产量提高但抗逆性减弱，为培育耐碱大豆品种，研究人员对大豆耐碱机理进行了系列研究。 （1）有氧呼吸第三阶段在________内膜生成水，此过程产生活性氧（ROS），过量ROS会对细胞造成损伤，交替氧化酶（AOX1）可减少ROS的产生。 （2）将野生型大豆和L基因缺失突变体种植于碱性土壤中，2周后发现突变体的叶绿素含量及地上部分鲜重均显著高于野生型，表明L基因对大豆的耐碱性有________作用。 （3）与野生型大豆相比，碱胁迫诱导的ROS积累在L基因突变体中显著减少，AOX1基因表达量显著升高。为探究L蛋白是否通过结合AOX1基因的启动子，来调控其表达，研究人员进行了凝胶迁移实验，如下图所示。 ①如果一部分带生物素标记（能被检测）的核酸探针能与目标蛋白结合，在电泳检测后，条带会出现________现象。 ②实验中未标记探针与标记探针序列一致，其作用是________，从而阻断标记探针与目标蛋白结合，进而验证标记探针与目标蛋白的结合是特异的，并非生物素与目标蛋白结合。 ③结果表明，AOX1基因是L蛋白的直接靶标，且L蛋白通过结合AOX1基因启动子的EE1序列调控其转录（EE1、EE2为AOX1基因启动子的不同部位序列，长度相似）。请在上图中补充电泳条带________。 （4）研究表明，碱胁迫下L基因表达受抑制，请综合以上研究尝试写出大豆耐碱机制________。 【答案】（1）线粒体 （2）抑制 （3） 滞后 与标记探针竞争目标蛋白（L蛋白） （4）碱胁迫抑制L基因的表达，使L蛋白减少，解除了对AOX1基因的抑制，AOX1表达升高，减少ROS积累，同时提升叶绿素含量和地上部分鲜重，从而增强大豆的耐碱性。 【解析】凝胶迁移实验的原理是DNA探针（如图中AOX1基因启动子的EE1和EE2序列）和目标蛋白（L蛋白）结合，形成的“蛋白质-DNA”复合物分子量比游离的DNA探针大，在电场中，分子量越大，迁移速率越慢。通过观察条带迁移是否滞后，判断蛋白质与DNA是否结合，竞争探针可验证结合的特异性。 （1）有氧呼吸第三阶段是【H】与氧气结合生成水和释放大量的能量的过程，其发生的场所是线粒体内膜。 （2）根据突变体的叶绿素含量及地上部分鲜重均显著高于野生型可知，突变体比野生型更加适合种植在碱性土壤中，说明突变体耐碱性增强，而这一变化是由L基因缺失引起的，说明L基因对大豆的耐碱性有抑制作用。 （3）①带生物素标记（能被检测）的核酸探针能与目标蛋白结合，形成了“蛋白质-DNA”复合物，分子量比游离的DNA探针大，在电泳检测后，条带会出现滞后现象。 ②实验中未标记探针与标记探针序列一致，其作用是与标记探针竞争目标蛋白（L蛋白），从而阻断标记探针与目标蛋白结合，进而验证标记探针与目标蛋白结合的特异性。 ③根据AOX1基因是L蛋白的直接靶标，且L蛋白通过结合AOX1基因启动子的EE1序列调控其转录可知，EE1能与L蛋白结合，而EE2不能与L蛋白质结合，所以对于EE2探针来说，只有游离探针条带，无滞后条带。对于EE1探针来说，第一列只有生物素标记探针，无L蛋白，不会出现滞后条带，只有游离探针条带；第二列有L蛋白和生物素标记探针，二者可以结合形成“蛋白质-DNA”复合物，从而出现滞后条带；第三列加入了L蛋白、生物素标记探针和不含生物素标记的探针，由于不含生物素标记探针与标记探针竞争目标蛋白，导致生物素标记探针不能与L蛋白结合，而不会出现滞后条带，因没有加生物素，不加生物素标记的探针与目标蛋白形成的复合物不可检测，因此第三列只有游离探针条带；第四列加入的是L蛋白和生物素标记的突变探针，L蛋白不能与生物素标记的突变探针结合而出现滞后条带。因此，要补充的电泳条带是在EE1探针第二列增加一条滞后条带，位置比游离探针条带更靠近电泳方向的起始端，如图 （4）碱胁迫抑制L基因的表达，使L蛋白减少，解除了对AOX1基因的抑制，AOX1表达升高，减少ROS积累，同时提升叶绿素含量和地上部分鲜重，从而增强大豆的耐碱性。 9．（25-26高三上·北京通州·期中）斑马鱼是研究心脏发育的重要模式生物。 （1）研究人员发现一心脏畸形的斑马鱼突变体甲，甲和野生型斑马鱼杂交得到野生型F1，F1之间相互交配得到F2，F2中野生型∶心脏畸形=220∶76，据此可知这一相对性状的遗传遵循________定律。 （2）SSLP是染色体上的特异DNA序列，一对同源染色体的SSLP大小可能不同。斑马鱼3号和5号染色体上的SSLP分别命名为SSLP3、SSLP5。为确定突变基因的染色体位置，分别提取F2的野生型和心脏畸形斑马鱼的DNA，并进行SSLP的PCR，结果如图1，突变基因最可能位于________号染色体。进一步研究表明该突变基因是kc10。将已有的kc10突变体和突变体甲杂交，若子代性状及比例为________，可证明上述结论。 （3）研究人员分析发现突变体甲和tb5基因突变体的心脏畸形类似。tb5蛋白促进has2基因的转录，has2基因表达量过高或过低都会导致心脏发育畸形。为了研究kc10蛋白对tb5蛋白的作用，研究人员将has2基因的启动子序列和荧光素酶基因连接并转入细胞中，同时添加tb5蛋白和kc10蛋白，如图2所示，结果表明，________。 （4）科学家分别构建了含有Flag-kc10和HA-tb5的质粒并导入细胞中，然后利用HA或FLag的抗体纯化细胞中蛋白质，并利用相关抗体进行检测。综合上述信息，请完善图3中①处实验处理______。若证明kc10蛋白和tb5蛋白可以直接结合（“+”或者“-”表示抗原-抗体杂交带有无）则②处的实验结果为______选项。 A.－、－、+、+  B.－、－、－、+ C.－、+、－、+  D.－、+、+、+ （5）请从稳态与平衡的角度，完善kc10基因突变导致心脏发育异常的机制：与野生型相比，kc10基因突变体中________，从而导致心脏发育畸形。 【答案】（1）分离 （2） 5 全为突变体 （3）kc10部分抑制tb5的转录活性 （4） HA D （5）kc10蛋白与tb5蛋白结合异常，破坏了心脏发育相关蛋白的相互作用稳态 【解析】分离定律的主要内容是：在生物体的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。 （1）由F2可知，野生型：突变体≈3：1，该性状符合孟德尔分离定律。 （2）分析图1，野生型和心脏畸形3号染色体PCR结果一致，5号染色体结果不同，说明突变基因在5号染色体上。 kc10突变体与突变体甲杂交，子代全部表现为心脏畸形，说明两者为隐性纯合突变（基因型均为 kc10/kc10），即 kc10是突变基因。 （3）根据图2结果，kc10含量增加，荧光素酶相对活性减弱，但没有降到0，说明kc10部分抑制tb5的转录活性。 （4）本实验目的：探究 kc10 和 tb5 蛋白是否直接结合。原理：对照组包括只转 Flag-kc10、只转 HA-tb5、两者都转、两者都不转。如果 kc10 与 tb5 直接结合，那么用 HA 抗体去抓 HA-tb5 时，会一起把 Flag-kc10 拉下来（反之亦然）。① 是在“纯化蛋白质”这一步用的抗体，只有 HA-tb5，没有 Flag-kc10，如果用 HA 抗体，能拉下 HA-tb5，但 Flag-kc10 不存在，所以 Flag 检测应为阴性（对照）。从逻辑上，要证明两者直接结合，常用方法是用一种抗体去拉一种蛋白，看是否共沉淀另一种蛋白，所以②中蛋白质应该都存在杂交带。 （5）从稳态与平衡角度，kc10基因突变体中kc10蛋白与tb5蛋白的结合异常（或kc10蛋白功能异常），破坏了心脏发育相关蛋白的相互作用稳态，从而导致心脏发育畸形。 10．（24-25高三上·北京通州·期中）学习下面材料，回答（1）～（4）题。 水稻高温抗性的昼夜差异调控机制 全球变暖引发的极端高温严重威胁水稻的产量。在过去的一个世纪里，夜间的日最低温度比白天的日最高温度增加得更快。水稻耐热性的昼夜差异是如何调控的呢? GRP3和GRP162（以下简称GRP3/162）基因的表达具有昼夜节律性和热诱导性，其表达水平在夜间达到峰值，且明显受高温诱导，主要与转录阻遏因子复合物EC的核心组分ELF的调节有关，下图为相关基因的表达量。为确定GRP3/162基因在水稻耐热性中的功能，研究人员获得了GRP3/162双突变体（dm），常温下，dm正常生长；热胁迫下，dm苗期存活率和生殖期结实率均显著低于野生型。进一步的研究证明了GRP3/162基因调控水稻耐热性具有昼夜差异，夜间高温条件下发挥了更重要的作用。 研究人员还发现热胁迫下，dm中以外显子跳跃（某些外显子连同它两端的内含子一起被剪接而不能出现在成熟mRNA中）为主的mRNA选择性剪接事件增加，这些错误的mRNA可能会被细胞降解，这是细胞降低基因表达水平的一种手段。GRP3/162蛋白能够直接结合靶标基因的mRNA，与RNA剪接体（能将DNA的最初转录产物中的内含子片段除去，并将外显子片段连接起来的复合体）发生相互作用参与选择性剪接调控，防止外显子跳跃等事件发生，保证热响应基因的正常功能，实现了对水稻耐热性的昼夜调控，更多地在深夜保护水稻免受高温伤害。 （1）转录阻遏因子会靠近或覆盖启动子，阻碍________酶进入此区域。抑制了基因的表达。 （2）根据文中信息选择合适的选项完善以下流程图。 1________2________。 A．ELF蛋白增加  B．GRP3/162蛋白增加 C．ELF蛋白减少  D．GRP3/162蛋白减少 （3）科研人员用野生型和dm水稻进行了如下种植实验；证明了“GRP3/162基因调控水稻耐热性具有昼夜差异，夜间高温条件下发挥了更重要的作用。”请在方框中填写合适的昼夜温度，完善实验设计。 ①________②________。 （4）结合本文和已学知识，列举基因表达调控的方式________（至少答出2种）。 【答案】（1）RNA聚合 （2） C B （3） 白天30℃，夜晚30℃ 白天30℃，夜晚38℃ （4）通过调节转录阻遏因子调控基因的转录过程；通过调节mRNA的合成和降解调控基因的翻译过程 【解析】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。 （1）启动子调控基因的表达，转录阻遏因子会通过阻碍RNA聚合酶与启动子的结合来抑制基因的转录。 （2）分析题图可知，夜晚高温诱导比夜间常温条件下ELF蛋白含量少，导致ELF对GRP3/162蛋白基因表达的抑制作用减弱，从而使GRP3/162蛋白增加。 （3）本实验目的为证明“GRP3/162基因调控水稻耐热性具有昼夜差异，夜间高温条件下发挥了更重要的作用。”故应该设置3组实验，对照组（白天30℃，夜晚30℃）、实验组1（白天38℃，夜晚30℃）、实验组2（白天30℃，夜晚38℃）；因为对照组设置的均为常温，没有高温胁迫，故野生型和dm（GRP3/162双突变体）水稻的每穗籽粒数差异不大；而实验组2中是白天常温，夜间高温，故野生型和dm水稻的每穗籽粒数差异最大；对比题图可知，①应为对照组（白天30℃，夜晚30℃），②为实验组2（白天30℃，夜晚38℃）。 （4）据题中“GRP3和GRP162（以下简称GRP3/162）基因的表达具有昼夜节律性和热诱导性，其表达水平在夜间达到峰值，且明显受高温诱导，主要与转录阻遏因子复合物EC的核心组分ELF的调节有关”可知，生物体可以通过调节转录阻遏因子调控基因的转录过程；又据题中“热胁迫下，dm中以外显子跳跃（某些外显子连同它两端的内含子一起被剪接而不能出现在成熟mRNA中）为主的mRNA选择性剪接事件增加，这些错误的mRNA可能会被细胞降解，这是细胞降低基因表达水平的一种手段。”可知，生物体可以通过调节mRNA的合成和降解调控基因的翻译过程。 11．（24-25高三上·北京海淀·期中）单链反义RNA（asRNA）在细胞中的含量很高，科研人员以酵母菌为材料研究其功能。 （1）与mRNA一样，asRNA在细胞核中通过______过程产生，然后通过核孔进入细胞质，但并不指导蛋白质的合成。某些asRNA能够根据______原则与对应序列的mRNA形成双链RNA（dsRNA），D酶可促进dsRNA的形成。 （2）已知D酶与asRNA的功能有关，科研人员使用asRNA合成促进剂处理野生型（WT）和D酶基因缺失突变体（dp），发现细胞中与asRNA碱基序列对应的mRNA总含量不变，检测这些mRNA在细胞中的分布情况，如图1。据图1分析，asRNA可______对应的mRNA更多地分布到细胞质中，该作用依赖于D酶。 （3）已知M蛋白直接参与单链RNA（ssRNA）和dsRNA出细胞核的过程。将M蛋白与ssRNA（带有红色荧光标记）和dsRNA（带有绿色荧光标记）进行混合，一段时间后，检测结果如下表。 组别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ M蛋白浓度/μM 0 0 12 12 12 12 12 12 ssRNA浓度/μM 3 0 3 3 3 3 3 0 dsRNA浓度/μM 0 3 0 1 2 3 4 4 检测M蛋白-RNA 复合物荧光强度 红色 未检出 绿色              注：泡泡体积表示强度，体积越大，强度越高。 表格表明：M蛋白______。 （4）综上所述，请用图例、文字和箭头等形式表征mRNA1区别于mRNA2的出核过程，并预测其出核速率，完善答题纸上图2所示模型____。 （5）研究发现，酵母菌在高盐等胁迫条件下asRNA的合成量迅速增加。请结合上述研究，从稳态与平衡的角度，分析这一现象的适应性意义_____。 【答案】（1） 转录 碱基互补配对 （2）促进 （3）与ssRNA和dsRNA均可结合，且优先结合dsRNA （4） （5）对抗高盐等胁迫相关的mRNA出核加快，翻译相关蛋白质，实现对胁迫的快速响应，维持细胞生命活动的稳态。 【解析】基因表达的过程包括转录和翻译，转录是指在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程；翻译是指游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 （1）mRNA的产生过程是转录，因此asRNA在细胞核中产生过程也是转录；asRNA与对应序列的mRNA形成双链RNA（dsRNA），是依据碱基互补配对原则（A与U配对,U与A配对,C与G配对，G与C配对）。 （2）野生型（WT）含有D酶，而D酶基因缺失突变体（dp）不含D酶，据图1知，野生型细胞质中对应的mRNA更多，因此，asRNA可促进对应的mRNA更多地分布到细胞质中，该作用依赖于D酶。 （3）根据检测结果，组Ⅰ和组Ⅱ，在未加入M蛋白时，细胞质中未检出荧光，组Ⅲ检出红色荧光，且强度最高，组Ⅷ检出绿色荧光，且绿色荧光强度最高，说明M蛋白与单链RNA（ssRNA）和dsRNA均可结合，组Ⅳ至组Ⅶ，绿色荧光强度逐渐增强，红色荧光强度逐渐减弱，说明M蛋白与dsRNA优先结合。 （4）D酶可促进mRNA1与asRNA形成dsRNA，M蛋白与dsRNA优先结合，加速出核，如图： （5）asRNA的合成量迅速增加，可使对抗高盐等胁迫相关的mRNA出核加快，翻译相关蛋白质，实现对胁迫的快速响应，维持细胞生命活动的稳态。 12．（24-25高三上·北京朝阳·期中）胰腺外分泌腺主要由腺泡细胞和导管细胞组成，负责合成和分泌消化液。研究者以斑马鱼为材料研究胰腺外分泌腺早期发育的机制。 （1）斑马鱼的早期胚胎细胞经______发育为胰腺。 （2）研究发现，受精后72h，tmed10基因在斑马鱼胚胎的胰腺腺泡细胞高表达。研究者利用基因编辑技术获得tmed10基因敲除的斑马鱼突变体，检测其发育情况，部分结果如图。    推测tmed10基因特异性影响斑马鱼胰腺外分泌腺的发育，依据是______，要证实这一推测，还需检测______。 （3）研究者在野生型胚胎中注射与tmed10mRNA序列互补的短RNA，干扰tmed10基因表达中的______过程，注射后个体与突变体表型相同，证实突变体的表型是由tmed10基因突变造成的。 （4）胰腺外分泌腺发育受胞外信号调控，γ酶在该信号转导过程中发挥重要作用。已知tmed10表达产物可结合γ酶并抑制其活性。研究者设计实验证实了tmed10表达产物通过作用于γ酶来调节胰腺外分泌腺的发育。请选择字母完善实验组的方案并预期实验结果。 分组 实验材料 实验处理 实验结果 实验组一 ①______ 表达γ酶 ②______ 实验组二 突变体斑马鱼 ③______ ④______ A.野生型斑马鱼        B.突变体斑马鱼 C.γ酶抑制剂处理        D.表达γ酶 E.胰腺外分泌腺体积与突变体相似    F.胰腺外分泌腺体积与野生型相似 【答案】（1）增殖、分化 （2） 受精后72h，突变体与野生型的体长差距不显著，但胰腺外分泌腺相对较小 其他器官的发育状况 （3）翻译 （4） A E C F 【解析】细胞分化：个体发育过程中，一个或一种细胞通过分裂产生的后代，在形态、结构和生理功能上发 生差异性的变化过程。细胞分化只是细胞形态、结构和功能发生了差异性的变化，细胞内的遗传物质并未发生变化，细胞分化形成组织是基因选择性表达的结果。 （1）斑马鱼的早期胚胎细胞经增殖、分化发育为胰腺。 （2）据实验结果分析，受精后72h，突变体与野生型的体长差距不显著，但胰腺外分泌腺相对较小，可推测tmed10基因特异性影响斑马鱼胰腺外分泌腺的发育。要证实这一推测，还需检测其他器官的发育状况。 （3）研究者在野生型胚胎中注射与tmed10mRNA序列互补的短RNA，干扰tmed10基因表达中的翻译过程，注射后个体与突变体表型相同，证实突变体的表型是由tmed10基因突变造成的。 （4）本实验要验证tmed10表达产物通过作用于γ酶来调节胰腺外分泌腺的发育，实验组一选择野生型斑马鱼（A），表达γ酶，实验结果是胰腺外分泌腺体积与突变体相似 （E）。实验组二选择突变体斑马鱼，实验处理是γ酶抑制剂处理 （C），实验结果是胰腺外分泌腺体积与野生型相似（F）。 考点5 基因、蛋白质与性状的关系 1．（25-26高三上·北京朝阳·期中）R基因编码的R蛋白是钙离子通道蛋白，可将内质网中的Ca2+释放至细胞质。若R基因转录模板链的碱基序列由TTA变为CTA，导致其肽链相应位点的氨基酸改变，引发小脑萎缩等疾病。下列叙述错误的是（    ） A．突变R基因mRNA中相应密码子变为CCA B．氨基酸序列改变导致R蛋白的空间结构改变 C．R基因突变可能会引起内质网中的Ca2+增加 D．此例体现了R基因通过控制蛋白质的结构直接控制性状 【答案】A 【解析】A、模板链由TTA变为CTA，转录生成的mRNA对应密码子应为GAU（原为AAU），而非CCA，A错误； B、蛋白质结构的多样性的原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链盘曲折叠形成的空间结构不同，序列变化直接影响空间结构，B正确； C、R基因编码的R蛋白是钙离子通道蛋白，R基因突变导致R蛋白功能异常使得内质网中的Ca²⁺无法释放，内质网中Ca²⁺积累，C正确； D、R基因编码的R蛋白是钙离子通道蛋白，R基因突变导致R蛋白功能异常，从而引发小脑萎缩等疾病，体现了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A。 2．（25-26高三上·北京二中·期中）人类视网膜上有分辨红、绿色的视锥细胞，若编码红、绿色觉（感光色素）的基因表达异常则会出现色弱或色盲。 （1）编码红、绿感光色素的基因位于X染色体上，其遗传和性别相关联的现象称为_____________。图1是一个红绿色盲家族系谱图，Ⅲ-2和Ⅲ-3是一对同卵双胞胎。判断该家系的遗传是否符合典型的伴X染色体隐性遗传病的特点并写出判断依据_____________。 （2）研究发现，红、绿色觉基因起源于同一祖先色觉基因，二者编码的蛋白有96%的氨基酸序列相同。正常情况下，X染色体上有一个红色觉基因和一个或多个绿色觉基因，只有完整的红色觉基因和距离红色觉基因最近的绿色觉基因才能在视网膜中表达，因二者高度同源，可发生片段交换形成嵌合基因，影响色觉，机理如图2所示。 ①检测发现Ⅱ-1的色觉基因组成为，其父母均为色觉正常的纯合子，请推测Ⅱ-1患病的原因_____。 ②Ⅲ-2的色觉基因组成为，据图判断其色觉（辨别红、绿颜色）的具体表现为_____________。 （3）检测发现Ⅲ-2和Ⅲ-3的色觉基因及相关基因（DXS）序列并无差异。扩增二人X染色体上的DXS，用限制酶PstⅠ处理结果相同（图3中P组所示），用限制酶HapⅡ和PstⅠ混合处理（H组）结果有差异（图3）。已知HapⅡ对甲基化的DNA无效，推测Ⅲ-2和Ⅲ-3这对双胞胎色觉表现差异的原因_____________。 （4）请根据该色盲家系所揭示的研究结果，阐释你对“基因控制生物性状”的理解。 【答案】（1） 伴性遗传 不符合，Ⅲ-2色盲，IV-2、 IV-3正常 （2） I-2减数分裂时X染色体上的红、绿色觉基因发生片段交换重组形成嵌合基因并传递给Ⅱ-1，嵌合基因不能正常表达，影响色觉 红色觉正常，绿色盲或绿色弱 （3）Ⅲ-2来自父方的DXS甲基化，Ⅲ-3来自母方的DXS甲基化，甲基化的DXS使同一条染色体上的色觉基因表达（Ⅲ-2表达来自父方的色觉基因，Ⅲ-3表达来自母方的色觉基因），因此Ⅲ-2 患红绿色盲而Ⅲ-3色觉正常 （4）基因结构的改变、基因的修饰、相关基因的调控均影响基因编码的蛋白质，进而影响生物的性状 【解析】伴性遗传的基因是指位于性染色体上的基因在遗传时性状总是与性别相关联的现象。父本携带有致病基因的X染色体总是来自其母亲，也必然传给其女儿。 （1）根据伴性遗传的定义可知，编码红、绿感光色素的基因位于X染色体上，则说明其遗传和性别相关联的现象称为伴性遗传。分析图1家系图可知，I-1和I-2表现正常，而Ⅱ-1患病，说明该病为隐性遗传病，若该病致病基因位于X染色体上，则Ⅲ-2的X染色体会传给其儿子IV-1和IV-3，导致其儿子患色盲，但家系图中Ⅲ-2色盲，而IV-1、 IV-3正常，则说明该家系的遗传不符合典型的伴X染色体隐性遗传病的特点。 （2）分析题意“只有完整的红色觉基因和距离红色觉基因最近的绿色觉基因才能在视网膜中表达，因二者高度同源，可发生片段交换形成嵌合基因，影响色觉”，结合题图可知，Ⅱ-1中含有红、绿色觉基因发生片段交换重组形成嵌合基因，又因Ⅱ-1的父母表现正常，因此嵌合基因的形成发生在Ⅱ-1的母亲中，因此可推测Ⅱ-1患病的原因I-2减数分裂时X染色体上的红、绿色觉基因发生片段交换重组形成嵌合基因并传递给Ⅱ-1，嵌合基因不能正常表达，影响色觉。分析Ⅲ-2的色觉基因组成可知其含有正常红色觉基因和绿红嵌合基因，因此其表型为红色觉正常，绿色盲或绿色弱。 （3）对比分析图3的扩增条带可知，Ⅲ-2中含有一条来自父方（Ⅱ-1）的DXS甲基化，Ⅲ-3含有一条来自母方（Ⅱ-2）的DXS甲基化，甲基化的DXS使同一条染色体上的色觉基因表达，即Ⅲ-2表达来自父方的色觉基因，由于父方携带色盲基因，因此Ⅲ-2 患红绿色盲，而Ⅱ-2含正常基因，Ⅲ-3表达来自母方的正常色觉基因，因此Ⅲ-3色觉正常。 （4）题目中涉及到因为基因片段交换而导致基因结构的改变、基因的甲基化等，说明基因结构的改变、基因的修饰、相关基因的调控均影响基因编码的蛋白质，进而直接或间接影响生物的性状。 【点睛】本题以色盲、色弱的形成机理为信息背景考查学生对遗传方式的判断以及基因与性状间的关系的分析能力，结合已有知识从题干中获取并处理信息得出结论是解答本题的关键。 2．（24-25高三上·北京通州·期中）近年来我国对甜玉米的需求量不断增多，科研人员对其育种过程进行了系列研究。 （1）科研人员发现一株甜玉米突变体甲，用该株玉米与野生型非甜玉米杂交，若F1表型为________，则说明甜玉米性状由隐性基因控制。 （2）为确定甲植株的产生原因进行了进一步研究。 ①基因检测发现，甲植株位于4号染色体上的Bi2基因的模板链发生了如下图所示变化，导致该基因表达的多肽链第22位氨基酸由________转变为________，进而影响了性状。 ②Bt2基因是编码ADP-葡萄糖焦磷酸化酶的基因之一，ADP-葡萄糖焦磷酸化酶在玉米可溶性糖转化为淀粉的过程中发挥重要催化作用。综合上述结果完善甜玉米形成过程________。 （3）研究者后续又发现乙、丙两个品系的甜玉米突变体，甲、乙、丙杂交及F1自交结果如下表所示： 组别 杂交组合 F1表型及比例 F2表型及比例 1 甲×乙 均为野生型 野生型：甜玉米≈9：7 2 甲×丙 均为甜玉米 均为甜玉米 3 乙×丙 均为野生型 野生型：甜玉米≈9：7 推测乙、丙的突变基因可能分别为：________、_________ a、位于4号染色体上的ADP-葡萄糖焦磷酸化酶另一编码基因 b、位于9号染色体上的ADP-葡萄糖焦磷酸化酶另一编码基因 c、位于4号染色体上的Bt2的等位基因 （4）研究人员利用甲品系甜玉米与优质非甜玉米“良玉99”培育优质甜玉米用于推广种植，请将如下育种过程补充完整_________。 【答案】（1）非甜玉米 （2） 脯氨酸 亮氨酸 Bt2基因突变→ADP-葡萄糖焦磷酸化酶（正常/失活）→ →积累→甜玉米 （3） b c （4）甜玉米 良玉99 【解析】杂交育种：杂交育种是指利用具有不同基因组成的同种生物个体进行杂交，获得所需要的表现型类型的育种方法。其原理是基因重组。方法：杂交→自交→选优。优点：能根据人的预见把位于两个生物体上的优良性状集于一身。缺点：时间长，需及时发现优良性状。 （1）具有一对相对性状的纯合子杂交，F1表现的表型为显性性状，未表现的表型为隐性性状。甜玉米突变体甲与野生型非甜玉米杂交，若F1表型为非甜玉米，说明非甜玉米为显性，由显性基因控制；甜玉米为隐性，由隐性基因控制。 （2）①据图可知，与野生型非甜玉米模板链比较，甜玉米模板链上第65位的碱基由G变成了A，导致编码第22位氨基酸的模板链碱基序列由GGG变成了GAG，对应使得mRNA上的密码子由CCC变成了CUC。由密码子表可知，CCC编码脯氨酸，CUC编码亮氨酸，故甲植株位于4号染色体上的Bi2基因的模板链发生了如下图所示变化，导致该基因表达的多肽链第22位氨基酸由脯氨酸转变为亮氨酸，进而影响了性状。 ②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。依题意，Bt2基因是编码ADP-葡萄糖焦磷酸化酶的基因之一，ADP-葡萄糖焦磷酸化酶在玉米可溶性糖转化为淀粉的过程中发挥重要催化作用。若Bt2基因发生突变，则ADP-葡萄糖焦磷酸化酶失活，可溶性糖无法转化为淀粉，导致可溶性糖在细胞内积累，玉米表现为甜玉米。其形成过程为：Bt2基因突变→ADP-葡萄糖焦磷酸化酶 （正常/失活）→ → 可溶性糖→甜玉米。 （3）依题意，甲中控制该性状的基因在4号染色体上。据表格数据分析可知，甲与乙杂交，F1均为野生型，F1自交得F2为野生型：甜玉米≈9：7，说明控制甲和乙该性状的基因有两对，且两对基因独立遗传。故推测乙的突变基因不大4号染色体上，可能是位于9号染色体上的ADP-葡萄糖焦磷酸化酶另一编码基因；乙和丙杂交，F1均为野生型，F1自交得F2为野生型：甜玉米≈9：7，说明控制乙和丙该性状的基因有两对，且两对基因独立遗传。故推测丙的突变基因不在9号染色体上。又知，甲（甜玉米）与丙（甜玉米）杂交，F1均为甜玉米，F1自交得F2均为甜玉米，推测丙的基因是位于4号染色体上的Bt2的等位基因。综合以上分析，推测乙、丙的突变基因可能分别为：b（位于9号染色体上的ADP-葡萄糖焦磷酸化酶另一编码基因）、c（位于4号染色体上的Bt2的等位基因）。 （4）杂交育种的育种方法，可把不同个体的优良基因集中到同一个体。依题意，利用甲品系甜玉米与优质非甜玉米“良玉99”培育优质甜玉米，说明优质非甜玉米“良玉99”中有许多优质基因。利用品系甲与良玉“99”杂交得到F1，再F1自交，可以筛选出甜玉米，筛选出的甜玉米中也含有部分优质基因。再用筛选出的甜玉米与良玉“99”重复以上过程，则可筛选出集中有多种优质基因的优良甜玉米。 考点6 表观遗传 1．（25-26高三上·北京顺义一中·期中）甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA，引起基因表达效应改变，如图所示。下列相关叙述正确的是（    ） A．甲基化通过抑制转录过程调控基因表达 B．图中甲基化的碱基位于脱氧核糖核苷酸链上 C．蛋白Y可结合甲基化的mRNA并抑制表达 D．若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应 【答案】D 【解析】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合成蛋白质，从而抑制了基因的表达，导致了性状的改变。 A、观察可知，甲基化是发生在 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； B、由图可知甲基化发生在 mRNA 上，mRNA 是核糖核苷酸链，不是脱氧核糖核苷酸链，B 错误； C、从图中可以甲基化的 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； D、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。 故选D。 2．（25-26高三上·北京育才学校·期中）侏儒小鼠作父本，野生型小鼠作母本，F1都是侏儒小鼠；反交后F1都是野生型小鼠。正交实验的F1雌雄个体间相互交配、反交实验的F1雌雄个体间相互交配，F2均出现1：1的性状分离比。以下能够解释上述实验现象的是（    ） A．控制侏儒性状的基因位于X染色体上 B．控制侏儒性状的基因在线粒体DNA上 C．来源于母本的侏儒和野生型基因不表达 D．含侏儒基因的精子不能完成受精作用 【答案】C 【解析】基因分离定律实质：在杂合子细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；当细胞进行减数分裂，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子当中，独立地随配子遗传给后代。 A、假定控制侏儒性状的基因位于X染色体上，控制侏儒性状的基因是显性，侏儒小鼠作父本（XAY），野生型小鼠作母本（XaXa），F1应该为雌性为侏儒，雄性应该是野生型，不符合题意；假定控制侏儒性状的基因位于X染色体上，控制侏儒性状的基因是隐性，侏儒小鼠作父本（XaY），野生型小鼠作母本（XAXA），F1雌雄性都应该是野生型，不符合题意，A错误； B、假定控制侏儒性状的基因在线粒体DNA上，后代性状随母本，那么侏儒小鼠作父本，野生型小鼠作母本，F1应该都是野生型小鼠，不符合题意，B错误； C、假定来源于母本的侏儒和野生型基因不表达，侏儒小鼠作父本，野生型小鼠作母本，F1性状随父本，都是侏儒小鼠；反交（侏儒小鼠作母本，野生型小鼠作父本）后F1都是野生型小鼠，无论正交还是反交，F1都是既含有侏儒基因，也含有野生型基因，如果来源于母本的侏儒和野生型基因不表达，F1雌雄个体间相互交配，F2均出现1：1的性状分离比，符合题意，C正确； D、假定含侏儒基因的精子不能完成受精作用，反交（侏儒小鼠作母本，野生型小鼠作父本）后F1不一定都是野生型小鼠，不符合题意，D错误。 故选C。 3．（25-26高三上·北京朝阳·期中）与正常开花型相比，菊花晚花型M基因的启动子甲基化程度较低，表达水平较高。M基因表达产物可促进开花基因启动子甲基化。下列分析合理的是（    ） A．两种类型菊花M基因碱基序列不同 B．甲基化抑制M基因表达的翻译过程 C．M基因甲基化程度升高有利于开花基因表达 D．基因甲基化引起的性状改变不会遗传给子代 【答案】C 【解析】A、两种类型菊花的M基因属于同一基因，碱基序列相同，只是启动子甲基化程度不同，导致表达水平不同，A错误； B、启动子是与RNA聚合酶结合、启动转录的部位，甲基化会影响转录过程，而不是翻译过程，所以甲基化抑制M基因表达的转录过程，B错误； C、已知M基因表达产物可促进开花基因启动子甲基化，而开花基因启动子甲基化会抑制开花基因表达。若M基因甲基化程度升高，其表达水平会降低，产生的促进开花基因启动子甲基化的产物减少，开花基因启动子甲基化程度降低，有利于开花基因表达，C正确； D、基因甲基化属于表观遗传，表观遗传引起的性状改变可以遗传给子代，D错误。 故选C。 4．（25-26高三上·北京海淀·期中）将小鼠的两个精子注射到去核卵母细胞中，形成的胚胎通常不能正常发育。我国研究者通过改变DNA上特定基因的甲基化修饰，使其能正常发育为成年小鼠（M鼠）。以下叙述错误的是（　　） A．M鼠的性状主要由来自精子的基因控制 B．DNA甲基化修饰不改变其碱基序列 C．胚胎发育受甲基化修饰的影响 D．M鼠的性别均为雄性 【答案】D 【解析】A、M鼠是由两个精子注射到去核卵母细胞中，经甲基化修饰后发育而来，其细胞核基因主要来自精子，所以性状主要由来自精子的基因控制，A正确； B、DNA甲基化修饰属于表观遗传，不改变DNA的碱基序列，只是影响基因的表达，B正确； C、题干中提到通过改变DNA上特定基因的甲基化修饰，能使原本不能正常发育的胚胎正常发育为成年小鼠，说明胚胎发育受甲基化修饰的影响，C正确； D、虽然M鼠的基因主要来自精子，但仅根据题干信息，不能确定M鼠的性别均为雄性，因为性别决定还可能受其他因素影响，且两个精子的性染色体组成可能会为XX或XY或YY，D错误。 故选D。 5．（25-26高三上·北京海淀·期中）玉米籽粒重量是决定产量的重要因素之一。籽粒重量主要取决于胚乳，胚乳的染色体组成相当于一套精子染色体加上两套相同的卵细胞染色体。 （1）研究人员在籽粒正常的纯合品系甲（基因型为DD）中，发现一株籽粒重量减轻的植株 乙（基因型为dd）。 ①甲与乙杂交得到F1，F1自交所结籽粒胚乳的基因型及比例为______。 ②为进一步验证植株乙是D基因功能缺失的突变体，研究人员对品系甲进行靶向基因编辑，获得多种籽粒重量减轻的突变体。将上述突变体与植株乙杂交，所得子代均出现籽粒重量减轻性状。则上述突变体应满足的条件为______。 （2）已知D基因仅在胚乳中表达，为明确胚乳中来自双亲的D或d基因的表达情况，研究人员将甲和乙进行正、反交，从母本所结籽粒的胚乳中提取总RNA，经逆转录获得cDNA，经限制酶A处理后，凝胶电泳的结果如下图。 结果表明______。 （3）为进一步研究D及d基因对籽粒重量的影响，研究人员用甲与乙杂交所得的F1与甲进行正、反交，检测母本所结籽粒重量，结果如下表。 组别 F1♀×甲♂ 甲♀×F1♂ 籽粒重量 全部正常 正常：减轻=1：1 该实验结果进一步表明籽粒重量______。 （4）玉米籽粒胚乳中的有机物全部来自于母本，D基因可促进有机物向胚乳转运。若母本植株上单个籽粒重量过大，则所结籽粒数目会减少。请结合本研究，从物质与能量、进化与适应的角度阐述来自双亲的D基因表达模式的意义________。 【答案】（1） DDD：Ddd：DDd：ddd=1：1：1：1 突变体的一对D基因均为D基因的隐性基因 （2）籽粒胚乳中，来自父本的D或d基因的转录活性高于来自母本的D或d基因 （3）主要由来自父本的D或d基因决定 （4）母本能提供的物质和能量是有限的。玉米胚乳中来自父本的D基因表达活性高，有利于籽粒获得营养物质，保障含父本D基因的籽粒存活；来自母本的D基因表达活性低，减少单个籽粒的营养，有利于结出更多籽粒。这种物质和能量的分配机制有利于该物种更好地繁衍 【解析】基因分离定律实质：在杂合子细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；当细胞进行减数分裂，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子当中，独立地随配子遗传给后代。 （1）①已知品系甲基因型为DD，植株乙基因型为dd，甲与乙杂交得到F1​，F1​的基因型为Dd。  F1（Dd）自交时，由于胚乳具有“母本提供两套、父本提供一套”染色体的特点，母本为Dd产生的雌配子有D或d两种（各1/2概率），父本为Dd产生的雄配子也有D或d两种（各1/2概率）。因此，胚乳的基因型共有四种，且各占1/4，母本配子为D、父本配子为D→胚乳基因型DDD，母本配子为D、父本配子为d →胚乳基因型DDd，母本配子为d、父本配子为D→胚乳基因型ddD，母本配子为d、父本配子为d→胚乳基因型ddd，故甲与乙杂交得到F1，F1自交所结籽粒胚乳的基因型及比例为DDD：Ddd：DDd：ddd=1：1：1：1。 ②为进一步验证植株乙是D基因功能缺失的突变体，将上述突变体与植株乙杂交，所得子代均出现籽粒重量减轻性状，说明这些突变体和植株乙杂交后，子代中D基因功能缺失，即突变体应满足的条件为突变体的一对D基因均为D基因的隐性基因。 （2）已知D基因仅在胚乳中表达，限制酶A仅能切割D基因的cDNA。将甲和乙进行正、反交，从母本所结籽粒的胚乳中提取总RNA，经逆转录获得cDNA，经限制酶A处理后，经凝胶电泳得到的结果可知，从泳道3（甲占2/3，乙占1/3）和泳道5（甲占21/3，乙占2/3）的电泳结果来看，无论甲、乙作母本还是作父本，其所含的基因在后代的籽粒中都可以转录出RNA，当甲（DD）为父本时（泳道6），转录出的RNA量较多，为母本时（泳道4）转录出的量较少，说明籽粒胚乳中，来自父本的D或d基因的转录活性高于来自母本的D或d基因。 （3）将F1（Dd）作母本与甲（DD）作父本杂交，所结籽粒全部正常；而甲（DD）作母本与F1（Dd）作父本杂交时，籽粒有一半正常、一半减轻。由此可知，籽粒重量与来自父本的基因有关，即籽粒重量主要由来自父本的D或d基因决定。 （4）玉米籽粒胚乳中的有机物全部来自于母本，D基因可促进有机物向胚乳转运。若母本植株上单个籽粒重量过大，则所结籽粒数目会减少。从物质与能量分配及进化适应的角度看，母本能提供的物质和能量是有限的。玉米胚乳中来自父本的D基因表达活性高，有利于籽粒获得营养物质，保障含父本D基因的籽粒存活；来自母本的D基因表达活性低，减少单个籽粒的营养，有利于结出更多籽粒。这种物质和能量的分配机制有利于该物种更好地繁衍。 6．（24-25高三上·北京回民学校·期中）学习以下材料，回答以下问题。 植物春化作用的分子机制及应用，越冬植物在长期进化过程中形成了一种自我保护机制，即经历一定时间、一定温度范围内的低温处理才能开花，这种现象称为春化作用。春化作用是系统调控的结果。除温度外，春化作用还受到光照、水分、营养等因素的共同影响。植物激素在一定程度上也与春化作用有关，如两年生植物在成花诱导过程中赤霉素含量增加而脱落酸含量处于低水平，但具体的调控机理尚不明确。分子和遗传学研究表明，不同植物春化作用的分子调控机制不同。图1中，FRI和FLC是双子叶模式植物拟南芥的春化基因，FLC编码抑制成花因子，FLC的转录依赖于FRI蛋白。温暖条件下，FLC高表达，抑制开花；低温条件下，FRI蛋白容易在核内形成凝聚体，FLC无法表达。同时通过组蛋白（组成染色体的蛋白质）修饰的调整也抑制了FLC的表达。当完成开花后，表观修饰重置。    单子叶作物春化作用的调控主要由开花促进基因V1进行调控。图2中，温暖条件下，组蛋白抑制标记的沉积阻止V1转录，V2表达上调，从而阻止V3表达来抑制开花。低温通过两条途径诱导V1高表达：（1）通过活性组蛋白修饰标记在V1基因中逐渐增加，而抑制标记减少，使V1表达水平上调；（2）GRP2是一种RNA结合蛋白，能够改变V1的前体mRNA的剪接。低温时，植物凝集素蛋白能够与GRP2相互作用，将其从细胞核移至细胞质，使VI表达水平上调。研究人员通过调控春化作用，实现南北引种，使正常条件下一年两季的冬小麦实现一年多季。人工低温春化技术还能够应用于改变花卉观赏期等。此外，生产实践中有时还需应用脱春化作用来抑制植物开花，如提高洋葱鳞茎产量等。 （1）赤霉素和脱落酸都是在植物体内合成，对植物完成春化作用具有_____作用的化学物质，其作用都具有________特点。 （2）据本文信息选择双子叶或单子叶植物之一，完成春化开花的分子机制示意图_____。 （3）植物春化作用的分子调控机制属于表观遗传，理由是_____。 （4）据本文信息可知，植物春化作用的整体调控是由_______共同完成的。 A．光合作用 B．激素调节 C．环境因素调节 D．基因表达调控 （5）春化作用后，开花抑制被解除的“记忆”必须在完成开花后或者在其后代中消除或重置，请从进化与适应的角度分析其意义______。 【答案】（1） 调节 微量高效性/可移动性/内源性 （2）   （3）该调控未改变基因的碱基序列，而是通过调整组蛋白的修饰等，使基因的表达发生了变化 （4）BCD （5）开花“记忆”消除或重置使植物或者后代能避免在寒冷的冬季到来之前开花受冻害，这是植物经过长期寒冷选择的结果。 【解析】植物激素是指由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。植物激素包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸等，生长素具有促进植物生长、促进插条生根和促进子房发育成果实的作用；赤霉素具有促进植物生长，接触种子休眠、促进种子萌发的作用，细胞分裂素的作用是促进细胞分裂；乙烯的作用是促进果实成熟；脱落酸的作用是促进果实、叶片等器官的衰老和脱落。 （1）赤霉素和脱落酸都是植物激素，植物激素是植物体内合成，对于植物有调节作用的化学物质；植物激素的作用都具有微量高效性/可移动性/内源性。 （2）结合题意分析可知，双子叶植物春化作用的调节机制：低温条件下，组蛋白调整修饰，FRI形成凝聚体，二者共同抑制FLC基因表达，从而解除成花因子对开花的抑制，使植物开花。单子叶植物春化作用的调节机制：低温条件下，组蛋白调整修饰，植物凝集素与GRP2相互作用并将其移出细胞核，二者共同作用，使V1基因表达水平上调，V2基因表达水平下调，从而解除对V3基因表达的抑制，V3基因表达，植物开花。可绘制图形如下：    （3）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，植物春化作用的调控未改变基因的碱基序列，而是通过调整组蛋白的修饰等，使基因的表达发生了变化，故属于表观遗传。 （4）据信息可知，植物春化作用的整体调控既受到植物激素的作用，也受到光照等环境的影响，此外基因决定性状。 故选BCD。 （5）分析题意，春化作用后，开花抑制被解除的“记忆”必须在完成开花后或者在其后代中消除或重置，原因可能是：开花“记忆”消除或重置使植物或者后代能避免在寒冷的冬季到来之前开花受冻害，这是植物经过长期寒冷选择的结果。 7．（24-25高三上·北京海淀·期中）学习以下材料，回答问题（1）～（4）。 肿瘤发生机制的新见解 传统观点认为，癌症起源于细胞突变的积累。新近研究则发现，癌症的发生与基因组的大量表观遗传修饰改变密切相关。 多梳蛋白抑制复合物（PR）通过催化染色质中组蛋白甲基化等机制，在染色质水平抑制相关基因的转录。利用热敏RNA干扰系统可以实现短暂性PR表达抑制，即一段时间内抑制PR合成，之后在适宜温度下恢复PR合成。在果蝇中，持续性PR表达抑制或经历24小时短暂性抑制，均可诱导肿瘤形成。 这类肿瘤形成过程中，PR表达抑制并未提高细胞的基因突变频率，但其调控的靶基因表达水平会发生改变，PR表达抑制诱发的肿瘤被称为“表观遗传引发的癌症（EIC）”。为探究EIC的成因，科研人员测定PR表达抑制调控的靶基因表达水平，发现短暂性抑制实验结束后，一些基因的表达可以恢复如常，称为“可逆基因”，而另一些基因的表达则不能恢复正常，称为“不可逆基因”。 为验证上述靶基因表达的变化与PR表达抑制诱导的表观遗传修饰改变有关，科研人员选取了30个不可逆基因和42个可逆基因，检测与这些基因结合的组蛋白甲基化修饰情况，结果如图。该结果表明，尽管很多基因在持续性PR表达抑制时，组蛋白甲基化水平下降，但其中的大多数基因在短暂性PR表达抑制结束后，能够恢复正常甲基化水平，只有少数基因不能恢复。从“命运”被永久逆转的基因中，科研人员筛选出Z基因。后续研究发现，Z基因编码一种转录因子，可抑制果蝇细胞发育所需的多种基因的表达，进而阻止细胞分化，诱导EIC形成。 科研人员将果蝇幼虫的EIC细胞移植到成年果蝇体内，发现它们始终具有致瘤能力，可持续分裂直至杀死宿主。 （1）据文中信息推测，在癌变过程中，科研人员感兴趣的Z基因属于______基因，最可能是从图中______（选填Ⅰ～Ⅳ序号）所示范围中筛选获得的。 （2）本文提出“癌症可由表观遗传改变引起”这一新观点，文中提供的证据包括：______。 （3）据上文分析，下列推测合理的是______（多选）。 a.可逆基因在短暂性PR表达抑制后，组蛋白甲基化水平一定能恢复 b.不可逆基因在持续性PR表达抑制后，组蛋白甲基化水平一定不能恢复 c.组蛋白甲基化水平改变，一定影响相应基因的表达 d.组蛋白甲基化水平不变，相应基因的表达也有可能改变 e.短暂性PR表达抑制，会导致不可逆基因的表达情况永久改变 （4）综上所述，______、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。 【答案】（1） 原癌 Ⅱ （2） PR 表达抑制诱导肿瘤形成的过程中，并未提高基因突变频率，而是通过组蛋白甲基化等修饰改变使靶基因表达水平改变 （3）d、e （4）基因与基因、基因与基因表达产物 【解析】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作表观遗传。 （1）根据文章内容，Z基因编码一种转录因子，可抑制果蝇细胞发育所需的多种基因的表达，进而阻止细胞分化，诱导EIC形成，所以Z基因属于原癌基因。Z基因的改变是不可逆的，所以应该从Ⅰ、Ⅱ这种不可逆基因中选择，选择无论持续性还是短暂性都表达抑制后，甲基化水平都不能恢复的基因，所以应该从Ⅱ中选择。 （2）文中提到在果蝇中，持续性PR表达抑制或经历24小时短暂性抑制，均可诱导肿瘤形成，且PR表达抑制并未提高细胞的基因突变频率，但调控的靶基因表达水平通过组蛋白甲基化等修饰而改变。 （3）文中提到可逆基因在短暂性PR表达抑制结束后一些基因的表达可以恢复如常，但未明确组蛋白甲基化水平一定能恢复，a错误。 b选项：从图中可以看出，不可逆基因在持续性PR表达抑制后，大多数基因在短暂性PR表达抑制结束后能够恢复正常甲基化水平，并非一定不能恢复，b错误。 c选项：组蛋白甲基化水平改变只是影响基因表达的一种机制，不一定必然影响相应基因的表达，c错误。 d选项：由文章可知PR表达抑制诱发肿瘤过程中存在基因表达改变而不一定是组蛋白甲基化水平改变引起，所以组蛋白甲基化水平不变，相应基因的表达也有可能改变，d正确。e、发现短暂性抑制实验结束后，另一些基因的表达则不能恢复正常，e正确。故推测合理的是d、e。 （4）基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 基因的本质与表达 6大高频考点 1. 人类探索遗传物质的过程 2. DNA 分子的结构和特点 3. DNA 分子的复制过程及探究 4. 基因的表达 5. 基因、蛋白质与性状的关系 6. 表观遗传 考点1 人类探索遗传物质的过程 1．（24-25高三上·北京海淀·期中）下列关于核酸是遗传物质的相关实验分析，正确的是（    ） A．肺炎链球菌转化实验中，DNA酶处理组不能长出S型菌落 B．肺炎链球菌转化实验中，R型菌通过基因突变转化为S型菌 C．含32P的噬菌体侵染细菌时，上清液放射性高是搅拌不充分所致 D．重组烟草花叶病毒侵染烟草，确认遗传物质是DNA而非RNA 2．（24-25高三上·北京朝阳·期中）T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。关于T2噬菌体增殖过程的叙述，正确的是（    ） A．亲代噬菌体的蛋白质外壳进入细菌 B．子代噬菌体蛋白质是以细菌氨基酸为原料合成的 C．用32P标记亲代噬菌体，子代噬菌体都具有放射性 D．噬菌体DNA在复制过程中不会发生基因突变 考点2 DNA 分子的结构和特点 1．（25-26高三上·北京朝阳·期中）埋藏万年的古DNA中，胞嘧啶易脱氨基变为尿嘧啶。关于发生脱氨基的古DNA，下列叙述合理的是（    ） A．基本骨架由排列在内侧的碱基对构成 B．脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键被破坏 C．嘌呤与嘧啶的比值并未发生改变 D．与其PCR产物的碱基对类型一致 2．（24-25高三上·北京通州·期中）λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后其DNA会自连环化（如图），该线性分子两端能够相连的主要原因是（    ） A．单链序列脱氧核苷酸数量相等 B．分子骨架同为脱氧核糖与磷酸 C．单链序列的碱基能够互补配对 D．自连环化后两条单链方向相同 3．（24-25高三上·北京海淀·期中）DNA指纹技术应用于亲子鉴定时，先用酶切法将待检测的样品DNA切成许多片段，然后用电泳的方法将这些片段按大小分开，形成DNA指纹图。下列相关叙述错误的是（    ） A．血液、精液和头发中提取的DNA可作为待测样品 B．两个随机个体间DNA序列相同的可能性微乎其微 C．同一个体不同组织样品间的DNA指纹图一般不同 D．子代DNA指纹条带通常在亲本中有对应指纹条带 考点3 DNA 分子的复制过程及探究 1．（25-26高三上·北京顺义一中·期中）大肠杆菌是现代生物学研究中的模式生物.环境适宜时约20min繁殖一代。研究人员将15N标记的大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的培养基中，40min后收集大肠杆菌，提取其DNA。下列有关叙述正确的是（　　） A．所有DNA都含有15N B．所有DNA单链都含有14N C．含15N的DNA占50% D．含15N的DNA占25% 2．（25-26高三上·北京朝阳·期中）癌细胞的染色体外环状DNA（ecDNA）可同时复制和转录，两者间的冲突会引发DNA损伤并诱导细胞凋亡，蛋白C可缓解该冲突。下列叙述正确的是（    ） A．ecDNA复制所需的原料是四种核糖核苷酸 B．ecDNA的复制和转录过程都以同一条链为模板 C．DNA聚合酶与RNA聚合酶在ecDNA上移动方向相反 D．抑制蛋白C功能可诱导含ecDNA的癌细胞凋亡 3．（25-26高三上·北京海淀·期中）DNA的复制类型有两种，如下图。起始点是DNA序列中启动复制的位置，发生复制的位点称为复制叉。下列叙述正确的是（　　） A．两种复制类型所需的原料和酶不同 B．新DNA的合成是在复制叉处启动 C．每条新链都与作为模板的亲代链互补 D．类型二得到的DNA数目为类型一的二倍 4．（24-25高三上·北京回民学校·期中）用31P标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链，再将这些细胞转入含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是（    ） A．中期20和20、后期40和20 B．中期20和10、后期40和20 C．中期20和10、后期40和40 D．中期20和20、后期40和40 考点4 基因的表达 1．（25-26高三上·北京通州·期中）细胞中的RNA有着重要的作用。如microRNA能与mRNA结合从而参与基因表达的调控，环状RNA具有多个microRNA的结合位点。下列叙述不正确的是（    ） A．环状RNA可能参与基因转录水平上的调控 B．环状RNA彻底水解后得到6种小分子物质 C．microRNA与mRNA结合时遵循碱基互补配对的原则 D．环状RNA、microRNA和mRNA都是基因转录的产物 2．（25-26高三上·北京育才学校·期中）RAD51基因在肝癌组织中高表达。将重组载体导入肝癌细胞（以抑制RAD51基因的表达），然后将一部分肝癌细胞接种于小鼠皮下，另一部分培养72h后检测有丝分裂相关基因表达情况，结果如图。下列推测不合理的是（    ） A．RAD51促进NEK7基因的表达 B．TACC1和NEK7基因是抑癌基因 C．RAD51可能通过TACC1和NEK7调控细胞的增殖 D．RAD51有望成为肝癌预防或治疗的靶点 3．（25-26高三上·北京海淀·期中）科学家研发了无细胞参与的体外基因表达体系，用来模拟体内基因的表达过程，下列叙述错误的是（　　） A．可以用重组质粒为该体系提供模板 B．该体系应包含核糖体和RNA聚合酶 C．该体系所需原料只有21种氨基酸 D．无细胞表达系统需要保证能量供应 4．（24-25高三上·北京回民学校·期中）人体载脂蛋白apo—B基因在肝、肾细胞中控制合成的蛋白质含有4563个氨基酸，但在小肠细胞中控制合成的蛋白质仅有2153个氨基酸，原因是小肠细胞中的脱氨酶将apo—B的mRNA上的一个碱基C转变成了U，如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．与RNA结合的脱氨酶导致apo—B基因发生基因突变 B．与RNA结合的脱氨酶能识别并结合RNA的特定序列 C．CAA编码特定的氨基酸，而UAA是终止密码子 D．图示机制导致人体同一基因控制合成不同蛋白质 5．（24-25高三上·北京海淀·期中）结核分枝杆菌寄生在肺泡上皮细胞，可激活巨噬细胞合成抗菌肽。通过进化，结核分枝杆菌产生“毒力因子”来对抗宿主防御。人体感染该病菌后，巨噬细胞仅含有极低水平的抗菌肽mRNA。下列相关叙述错误的是（    ） A．人体免疫系统通过免疫监视功能对抗结核分枝杆菌 B．巨噬细胞的核糖体、线粒体等结构参与抗菌肽合成 C．病菌的毒力因子可能会抑制抗菌肽基因的转录过程 D．增强抗菌肽合成的药物可作为治疗结核病的研发方向 6．（24-25高三上·北京朝阳·期中）2024年诺贝尔生理学或医学奖授予了发现微小核糖核酸（microRNA）及其作用的两位科学家。图示真核生物秀丽隐杆线虫lin-4基因的microRNA抑制lin-14基因的表达。 据图判断，错误的是（    ） A．microRNA是由lin-4基因转录形成的 B．lin-4基因的microRNA编码特定的蛋白质 C．lin-4microRNA和lin-14mRNA通过氢键形成局部双链 D．lin-4基因突变可能导致lin-14基因表达出更多蛋白质 7．（24-25高三上·北京朝阳·期中）研究人员将大量14C标记的亮氨酸加入蛋白质体外合成体系中，发现体系中很快产生放射性亮氨酸-小RNA复合物。将该复合物转移到无放射性的蛋白质体外合成体系中，结果如图。相关叙述错误的是（    ） A．放射性亮氨酸-小RNA复合物中的小RNA是mRNA B．放射性亮氨酸从复合物转移到新合成的蛋白质中 C．蛋白质体外合成体系中具有核糖体、氨基酸和RNA D．亮氨酸与小RNA的结合具有特异性 8．（25-26高三上·北京通州·期中）栽培大豆在驯化中虽产量提高但抗逆性减弱，为培育耐碱大豆品种，研究人员对大豆耐碱机理进行了系列研究。 （1）有氧呼吸第三阶段在________内膜生成水，此过程产生活性氧（ROS），过量ROS会对细胞造成损伤，交替氧化酶（AOX1）可减少ROS的产生。 （2）将野生型大豆和L基因缺失突变体种植于碱性土壤中，2周后发现突变体的叶绿素含量及地上部分鲜重均显著高于野生型，表明L基因对大豆的耐碱性有________作用。 （3）与野生型大豆相比，碱胁迫诱导的ROS积累在L基因突变体中显著减少，AOX1基因表达量显著升高。为探究L蛋白是否通过结合AOX1基因的启动子，来调控其表达，研究人员进行了凝胶迁移实验，如下图所示。 ①如果一部分带生物素标记（能被检测）的核酸探针能与目标蛋白结合，在电泳检测后，条带会出现________现象。 ②实验中未标记探针与标记探针序列一致，其作用是________，从而阻断标记探针与目标蛋白结合，进而验证标记探针与目标蛋白的结合是特异的，并非生物素与目标蛋白结合。 ③结果表明，AOX1基因是L蛋白的直接靶标，且L蛋白通过结合AOX1基因启动子的EE1序列调控其转录（EE1、EE2为AOX1基因启动子的不同部位序列，长度相似）。请在上图中补充电泳条带________。 （4）研究表明，碱胁迫下L基因表达受抑制，请综合以上研究尝试写出大豆耐碱机制________。 9．（25-26高三上·北京通州·期中）斑马鱼是研究心脏发育的重要模式生物。 （1）研究人员发现一心脏畸形的斑马鱼突变体甲，甲和野生型斑马鱼杂交得到野生型F1，F1之间相互交配得到F2，F2中野生型∶心脏畸形=220∶76，据此可知这一相对性状的遗传遵循________定律。 （2）SSLP是染色体上的特异DNA序列，一对同源染色体的SSLP大小可能不同。斑马鱼3号和5号染色体上的SSLP分别命名为SSLP3、SSLP5。为确定突变基因的染色体位置，分别提取F2的野生型和心脏畸形斑马鱼的DNA，并进行SSLP的PCR，结果如图1，突变基因最可能位于________号染色体。进一步研究表明该突变基因是kc10。将已有的kc10突变体和突变体甲杂交，若子代性状及比例为________，可证明上述结论。 （3）研究人员分析发现突变体甲和tb5基因突变体的心脏畸形类似。tb5蛋白促进has2基因的转录，has2基因表达量过高或过低都会导致心脏发育畸形。为了研究kc10蛋白对tb5蛋白的作用，研究人员将has2基因的启动子序列和荧光素酶基因连接并转入细胞中，同时添加tb5蛋白和kc10蛋白，如图2所示，结果表明，________。 （4）科学家分别构建了含有Flag-kc10和HA-tb5的质粒并导入细胞中，然后利用HA或FLag的抗体纯化细胞中蛋白质，并利用相关抗体进行检测。综合上述信息，请完善图3中①处实验处理______。若证明kc10蛋白和tb5蛋白可以直接结合（“+”或者“-”表示抗原-抗体杂交带有无）则②处的实验结果为______选项。 A.－、－、+、+  B.－、－、－、+ C.－、+、－、+  D.－、+、+、+ （5）请从稳态与平衡的角度，完善kc10基因突变导致心脏发育异常的机制：与野生型相比，kc10基因突变体中________，从而导致心脏发育畸形。 10．（24-25高三上·北京通州·期中）学习下面材料，回答（1）～（4）题。 水稻高温抗性的昼夜差异调控机制 全球变暖引发的极端高温严重威胁水稻的产量。在过去的一个世纪里，夜间的日最低温度比白天的日最高温度增加得更快。水稻耐热性的昼夜差异是如何调控的呢? GRP3和GRP162（以下简称GRP3/162）基因的表达具有昼夜节律性和热诱导性，其表达水平在夜间达到峰值，且明显受高温诱导，主要与转录阻遏因子复合物EC的核心组分ELF的调节有关，下图为相关基因的表达量。为确定GRP3/162基因在水稻耐热性中的功能，研究人员获得了GRP3/162双突变体（dm），常温下，dm正常生长；热胁迫下，dm苗期存活率和生殖期结实率均显著低于野生型。进一步的研究证明了GRP3/162基因调控水稻耐热性具有昼夜差异，夜间高温条件下发挥了更重要的作用。 研究人员还发现热胁迫下，dm中以外显子跳跃（某些外显子连同它两端的内含子一起被剪接而不能出现在成熟mRNA中）为主的mRNA选择性剪接事件增加，这些错误的mRNA可能会被细胞降解，这是细胞降低基因表达水平的一种手段。GRP3/162蛋白能够直接结合靶标基因的mRNA，与RNA剪接体（能将DNA的最初转录产物中的内含子片段除去，并将外显子片段连接起来的复合体）发生相互作用参与选择性剪接调控，防止外显子跳跃等事件发生，保证热响应基因的正常功能，实现了对水稻耐热性的昼夜调控，更多地在深夜保护水稻免受高温伤害。 （1）转录阻遏因子会靠近或覆盖启动子，阻碍________酶进入此区域。抑制了基因的表达。 （2）根据文中信息选择合适的选项完善以下流程图。 1________2________。 A．ELF蛋白增加  B．GRP3/162蛋白增加 C．ELF蛋白减少  D．GRP3/162蛋白减少 （3）科研人员用野生型和dm水稻进行了如下种植实验；证明了“GRP3/162基因调控水稻耐热性具有昼夜差异，夜间高温条件下发挥了更重要的作用。”请在方框中填写合适的昼夜温度，完善实验设计。 ①________②________。 （4）结合本文和已学知识，列举基因表达调控的方式________（至少答出2种）。 11．（24-25高三上·北京海淀·期中）单链反义RNA（asRNA）在细胞中的含量很高，科研人员以酵母菌为材料研究其功能。 （1）与mRNA一样，asRNA在细胞核中通过______过程产生，然后通过核孔进入细胞质，但并不指导蛋白质的合成。某些asRNA能够根据______原则与对应序列的mRNA形成双链RNA（dsRNA），D酶可促进dsRNA的形成。 （2）已知D酶与asRNA的功能有关，科研人员使用asRNA合成促进剂处理野生型（WT）和D酶基因缺失突变体（dp），发现细胞中与asRNA碱基序列对应的mRNA总含量不变，检测这些mRNA在细胞中的分布情况，如图1。据图1分析，asRNA可______对应的mRNA更多地分布到细胞质中，该作用依赖于D酶。 （3）已知M蛋白直接参与单链RNA（ssRNA）和dsRNA出细胞核的过程。将M蛋白与ssRNA（带有红色荧光标记）和dsRNA（带有绿色荧光标记）进行混合，一段时间后，检测结果如下表。 组别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ M蛋白浓度/μM 0 0 12 12 12 12 12 12 ssRNA浓度/μM 3 0 3 3 3 3 3 0 dsRNA浓度/μM 0 3 0 1 2 3 4 4 检测M蛋白-RNA 复合物荧光强度 红色 未检出 绿色              注：泡泡体积表示强度，体积越大，强度越高。 表格表明：M蛋白______。 （4）综上所述，请用图例、文字和箭头等形式表征mRNA1区别于mRNA2的出核过程，并预测其出核速率，完善答题纸上图2所示模型____。 （5）研究发现，酵母菌在高盐等胁迫条件下asRNA的合成量迅速增加。请结合上述研究，从稳态与平衡的角度，分析这一现象的适应性意义_____。 12．（24-25高三上·北京朝阳·期中）胰腺外分泌腺主要由腺泡细胞和导管细胞组成，负责合成和分泌消化液。研究者以斑马鱼为材料研究胰腺外分泌腺早期发育的机制。 （1）斑马鱼的早期胚胎细胞经______发育为胰腺。 （2）研究发现，受精后72h，tmed10基因在斑马鱼胚胎的胰腺腺泡细胞高表达。研究者利用基因编辑技术获得tmed10基因敲除的斑马鱼突变体，检测其发育情况，部分结果如图。    推测tmed10基因特异性影响斑马鱼胰腺外分泌腺的发育，依据是______，要证实这一推测，还需检测______。 （3）研究者在野生型胚胎中注射与tmed10mRNA序列互补的短RNA，干扰tmed10基因表达中的______过程，注射后个体与突变体表型相同，证实突变体的表型是由tmed10基因突变造成的。 （4）胰腺外分泌腺发育受胞外信号调控，γ酶在该信号转导过程中发挥重要作用。已知tmed10表达产物可结合γ酶并抑制其活性。研究者设计实验证实了tmed10表达产物通过作用于γ酶来调节胰腺外分泌腺的发育。请选择字母完善实验组的方案并预期实验结果。 分组 实验材料 实验处理 实验结果 实验组一 ①______ 表达γ酶 ②______ 实验组二 突变体斑马鱼 ③______ ④______ A.野生型斑马鱼        B.突变体斑马鱼 C.γ酶抑制剂处理        D.表达γ酶 E.胰腺外分泌腺体积与突变体相似    F.胰腺外分泌腺体积与野生型相似 考点5 基因、蛋白质与性状的关系 1．（25-26高三上·北京朝阳·期中）R基因编码的R蛋白是钙离子通道蛋白，可将内质网中的Ca2+释放至细胞质。若R基因转录模板链的碱基序列由TTA变为CTA，导致其肽链相应位点的氨基酸改变，引发小脑萎缩等疾病。下列叙述错误的是（    ） A．突变R基因mRNA中相应密码子变为CCA B．氨基酸序列改变导致R蛋白的空间结构改变 C．R基因突变可能会引起内质网中的Ca2+增加 D．此例体现了R基因通过控制蛋白质的结构直接控制性状 2．（25-26高三上·北京二中·期中）人类视网膜上有分辨红、绿色的视锥细胞，若编码红、绿色觉（感光色素）的基因表达异常则会出现色弱或色盲。 （1）编码红、绿感光色素的基因位于X染色体上，其遗传和性别相关联的现象称为_____________。图1是一个红绿色盲家族系谱图，Ⅲ-2和Ⅲ-3是一对同卵双胞胎。判断该家系的遗传是否符合典型的伴X染色体隐性遗传病的特点并写出判断依据_____________。 （2）研究发现，红、绿色觉基因起源于同一祖先色觉基因，二者编码的蛋白有96%的氨基酸序列相同。正常情况下，X染色体上有一个红色觉基因和一个或多个绿色觉基因，只有完整的红色觉基因和距离红色觉基因最近的绿色觉基因才能在视网膜中表达，因二者高度同源，可发生片段交换形成嵌合基因，影响色觉，机理如图2所示。 ①检测发现Ⅱ-1的色觉基因组成为，其父母均为色觉正常的纯合子，请推测Ⅱ-1患病的原因_____。 ②Ⅲ-2的色觉基因组成为，据图判断其色觉（辨别红、绿颜色）的具体表现为_____________。 （3）检测发现Ⅲ-2和Ⅲ-3的色觉基因及相关基因（DXS）序列并无差异。扩增二人X染色体上的DXS，用限制酶PstⅠ处理结果相同（图3中P组所示），用限制酶HapⅡ和PstⅠ混合处理（H组）结果有差异（图3）。已知HapⅡ对甲基化的DNA无效，推测Ⅲ-2和Ⅲ-3这对双胞胎色觉表现差异的原因_____________。 （4）请根据该色盲家系所揭示的研究结果，阐释你对“基因控制生物性状”的理解。 2．（24-25高三上·北京通州·期中）近年来我国对甜玉米的需求量不断增多，科研人员对其育种过程进行了系列研究。 （1）科研人员发现一株甜玉米突变体甲，用该株玉米与野生型非甜玉米杂交，若F1表型为________，则说明甜玉米性状由隐性基因控制。 （2）为确定甲植株的产生原因进行了进一步研究。 ①基因检测发现，甲植株位于4号染色体上的Bi2基因的模板链发生了如下图所示变化，导致该基因表达的多肽链第22位氨基酸由________转变为________，进而影响了性状。 ②Bt2基因是编码ADP-葡萄糖焦磷酸化酶的基因之一，ADP-葡萄糖焦磷酸化酶在玉米可溶性糖转化为淀粉的过程中发挥重要催化作用。综合上述结果完善甜玉米形成过程________。 （3）研究者后续又发现乙、丙两个品系的甜玉米突变体，甲、乙、丙杂交及F1自交结果如下表所示： 组别 杂交组合 F1表型及比例 F2表型及比例 1 甲×乙 均为野生型 野生型：甜玉米≈9：7 2 甲×丙 均为甜玉米 均为甜玉米 3 乙×丙 均为野生型 野生型：甜玉米≈9：7 推测乙、丙的突变基因可能分别为：________、_________ a、位于4号染色体上的ADP-葡萄糖焦磷酸化酶另一编码基因 b、位于9号染色体上的ADP-葡萄糖焦磷酸化酶另一编码基因 c、位于4号染色体上的Bt2的等位基因 （4）研究人员利用甲品系甜玉米与优质非甜玉米“良玉99”培育优质甜玉米用于推广种植，请将如下育种过程补充完整_________。 考点6 表观遗传 1．（25-26高三上·北京顺义一中·期中）甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA，引起基因表达效应改变，如图所示。下列相关叙述正确的是（    ） A．甲基化通过抑制转录过程调控基因表达 B．图中甲基化的碱基位于脱氧核糖核苷酸链上 C．蛋白Y可结合甲基化的mRNA并抑制表达 D．若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应 2．（25-26高三上·北京育才学校·期中）侏儒小鼠作父本，野生型小鼠作母本，F1都是侏儒小鼠；反交后F1都是野生型小鼠。正交实验的F1雌雄个体间相互交配、反交实验的F1雌雄个体间相互交配，F2均出现1：1的性状分离比。以下能够解释上述实验现象的是（    ） A．控制侏儒性状的基因位于X染色体上 B．控制侏儒性状的基因在线粒体DNA上 C．来源于母本的侏儒和野生型基因不表达 D．含侏儒基因的精子不能完成受精作用 3．（25-26高三上·北京朝阳·期中）与正常开花型相比，菊花晚花型M基因的启动子甲基化程度较低，表达水平较高。M基因表达产物可促进开花基因启动子甲基化。下列分析合理的是（    ） A．两种类型菊花M基因碱基序列不同 B．甲基化抑制M基因表达的翻译过程 C．M基因甲基化程度升高有利于开花基因表达 D．基因甲基化引起的性状改变不会遗传给子代 4．（25-26高三上·北京海淀·期中）将小鼠的两个精子注射到去核卵母细胞中，形成的胚胎通常不能正常发育。我国研究者通过改变DNA上特定基因的甲基化修饰，使其能正常发育为成年小鼠（M鼠）。以下叙述错误的是（　　） A．M鼠的性状主要由来自精子的基因控制 B．DNA甲基化修饰不改变其碱基序列 C．胚胎发育受甲基化修饰的影响 D．M鼠的性别均为雄性 5．（25-26高三上·北京海淀·期中）玉米籽粒重量是决定产量的重要因素之一。籽粒重量主要取决于胚乳，胚乳的染色体组成相当于一套精子染色体加上两套相同的卵细胞染色体。 （1）研究人员在籽粒正常的纯合品系甲（基因型为DD）中，发现一株籽粒重量减轻的植株 乙（基因型为dd）。 ①甲与乙杂交得到F1，F1自交所结籽粒胚乳的基因型及比例为______。 ②为进一步验证植株乙是D基因功能缺失的突变体，研究人员对品系甲进行靶向基因编辑，获得多种籽粒重量减轻的突变体。将上述突变体与植株乙杂交，所得子代均出现籽粒重量减轻性状。则上述突变体应满足的条件为______。 （2）已知D基因仅在胚乳中表达，为明确胚乳中来自双亲的D或d基因的表达情况，研究人员将甲和乙进行正、反交，从母本所结籽粒的胚乳中提取总RNA，经逆转录获得cDNA，经限制酶A处理后，凝胶电泳的结果如下图。 结果表明______。 （3）为进一步研究D及d基因对籽粒重量的影响，研究人员用甲与乙杂交所得的F1与甲进行正、反交，检测母本所结籽粒重量，结果如下表。 组别 F1♀×甲♂ 甲♀×F1♂ 籽粒重量 全部正常 正常：减轻=1：1 该实验结果进一步表明籽粒重量______。 （4）玉米籽粒胚乳中的有机物全部来自于母本，D基因可促进有机物向胚乳转运。若母本植株上单个籽粒重量过大，则所结籽粒数目会减少。请结合本研究，从物质与能量、进化与适应的角度阐述来自双亲的D基因表达模式的意义________。 6．（24-25高三上·北京回民学校·期中）学习以下材料，回答以下问题。 植物春化作用的分子机制及应用，越冬植物在长期进化过程中形成了一种自我保护机制，即经历一定时间、一定温度范围内的低温处理才能开花，这种现象称为春化作用。春化作用是系统调控的结果。除温度外，春化作用还受到光照、水分、营养等因素的共同影响。植物激素在一定程度上也与春化作用有关，如两年生植物在成花诱导过程中赤霉素含量增加而脱落酸含量处于低水平，但具体的调控机理尚不明确。分子和遗传学研究表明，不同植物春化作用的分子调控机制不同。图1中，FRI和FLC是双子叶模式植物拟南芥的春化基因，FLC编码抑制成花因子，FLC的转录依赖于FRI蛋白。温暖条件下，FLC高表达，抑制开花；低温条件下，FRI蛋白容易在核内形成凝聚体，FLC无法表达。同时通过组蛋白（组成染色体的蛋白质）修饰的调整也抑制了FLC的表达。当完成开花后，表观修饰重置。    单子叶作物春化作用的调控主要由开花促进基因V1进行调控。图2中，温暖条件下，组蛋白抑制标记的沉积阻止V1转录，V2表达上调，从而阻止V3表达来抑制开花。低温通过两条途径诱导V1高表达：（1）通过活性组蛋白修饰标记在V1基因中逐渐增加，而抑制标记减少，使V1表达水平上调；（2）GRP2是一种RNA结合蛋白，能够改变V1的前体mRNA的剪接。低温时，植物凝集素蛋白能够与GRP2相互作用，将其从细胞核移至细胞质，使VI表达水平上调。研究人员通过调控春化作用，实现南北引种，使正常条件下一年两季的冬小麦实现一年多季。人工低温春化技术还能够应用于改变花卉观赏期等。此外，生产实践中有时还需应用脱春化作用来抑制植物开花，如提高洋葱鳞茎产量等。 （1）赤霉素和脱落酸都是在植物体内合成，对植物完成春化作用具有_____作用的化学物质，其作用都具有________特点。 （2）据本文信息选择双子叶或单子叶植物之一，完成春化开花的分子机制示意图_____。 （3）植物春化作用的分子调控机制属于表观遗传，理由是_____。 （4）据本文信息可知，植物春化作用的整体调控是由_______共同完成的。 A．光合作用 B．激素调节 C．环境因素调节 D．基因表达调控 （5）春化作用后，开花抑制被解除的“记忆”必须在完成开花后或者在其后代中消除或重置，请从进化与适应的角度分析其意义______。 7．（24-25高三上·北京海淀·期中）学习以下材料，回答问题（1）～（4）。 肿瘤发生机制的新见解 传统观点认为，癌症起源于细胞突变的积累。新近研究则发现，癌症的发生与基因组的大量表观遗传修饰改变密切相关。 多梳蛋白抑制复合物（PR）通过催化染色质中组蛋白甲基化等机制，在染色质水平抑制相关基因的转录。利用热敏RNA干扰系统可以实现短暂性PR表达抑制，即一段时间内抑制PR合成，之后在适宜温度下恢复PR合成。在果蝇中，持续性PR表达抑制或经历24小时短暂性抑制，均可诱导肿瘤形成。 这类肿瘤形成过程中，PR表达抑制并未提高细胞的基因突变频率，但其调控的靶基因表达水平会发生改变，PR表达抑制诱发的肿瘤被称为“表观遗传引发的癌症（EIC）”。为探究EIC的成因，科研人员测定PR表达抑制调控的靶基因表达水平，发现短暂性抑制实验结束后，一些基因的表达可以恢复如常，称为“可逆基因”，而另一些基因的表达则不能恢复正常，称为“不可逆基因”。 为验证上述靶基因表达的变化与PR表达抑制诱导的表观遗传修饰改变有关，科研人员选取了30个不可逆基因和42个可逆基因，检测与这些基因结合的组蛋白甲基化修饰情况，结果如图。该结果表明，尽管很多基因在持续性PR表达抑制时，组蛋白甲基化水平下降，但其中的大多数基因在短暂性PR表达抑制结束后，能够恢复正常甲基化水平，只有少数基因不能恢复。从“命运”被永久逆转的基因中，科研人员筛选出Z基因。后续研究发现，Z基因编码一种转录因子，可抑制果蝇细胞发育所需的多种基因的表达，进而阻止细胞分化，诱导EIC形成。 科研人员将果蝇幼虫的EIC细胞移植到成年果蝇体内，发现它们始终具有致瘤能力，可持续分裂直至杀死宿主。 （1）据文中信息推测，在癌变过程中，科研人员感兴趣的Z基因属于______基因，最可能是从图中______（选填Ⅰ～Ⅳ序号）所示范围中筛选获得的。 （2）本文提出“癌症可由表观遗传改变引起”这一新观点，文中提供的证据包括：______。 （3）据上文分析，下列推测合理的是______（多选）。 a.可逆基因在短暂性PR表达抑制后，组蛋白甲基化水平一定能恢复 b.不可逆基因在持续性PR表达抑制后，组蛋白甲基化水平一定不能恢复 c.组蛋白甲基化水平改变，一定影响相应基因的表达 d.组蛋白甲基化水平不变，相应基因的表达也有可能改变 e.短暂性PR表达抑制，会导致不可逆基因的表达情况永久改变 （4）综上所述，______、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 基因的本质与表达 考点1 人类探索遗传物质的过程 1.【答案】A 2.【答案】B 考点2 DNA 分子的结构和特点 1.【答案】C 2.【答案】C 3.【答案】C 考点3 DNA 分子的复制过程及探究 1.【答案】C 2.【答案】D 3.【答案】C 4.【答案】D 考点4 基因的表达 1.【答案】A 2.【答案】B 3.【答案】C 4.【答案】A 5.【答案】A 6.【答案】B 7.【答案】A 8.【答案】（1）线粒体 （2）抑制 （3） 滞后 与标记探针竞争目标蛋白（L蛋白） （4）碱胁迫抑制L基因的表达，使L蛋白减少，解除了对AOX1基因的抑制，AOX1表达升高，减少ROS积累，同时提升叶绿素含量和地上部分鲜重，从而增强大豆的耐碱性。 9.【答案】（1）分离 （2） 5 全为突变体 （3）kc10部分抑制tb5的转录活性 （4） HA D （5）kc10蛋白与tb5蛋白结合异常，破坏了心脏发育相关蛋白的相互作用稳态 10.【答案】（1）RNA聚合 （2） C B （3） 白天30℃，夜晚30℃ 白天30℃，夜晚38℃ （4）通过调节转录阻遏因子调控基因的转录过程；通过调节mRNA的合成和降解调控基因的翻译过程 11.【答案】（1） 转录 碱基互补配对 （2）促进 （3）与ssRNA和dsRNA均可结合，且优先结合dsRNA （4） （5）对抗高盐等胁迫相关的mRNA出核加快，翻译相关蛋白质，实现对胁迫的快速响应，维持细胞生命活动的稳态。 12.【答案】（1）增殖、分化 （2） 受精后72h，突变体与野生型的体长差距不显著，但胰腺外分泌腺相对较小 其他器官的发育状况 （3）翻译 （4） A E C F 考点5 基因、蛋白质与性状的关系 1.【答案】A 2.【答案】（1） 伴性遗传 不符合，Ⅲ-2色盲，IV-2、 IV-3正常 （2） I-2减数分裂时X染色体上的红、绿色觉基因发生片段交换重组形成嵌合基因并传递给Ⅱ-1，嵌合基因不能正常表达，影响色觉 红色觉正常，绿色盲或绿色弱 （3）Ⅲ-2来自父方的DXS甲基化，Ⅲ-3来自母方的DXS甲基化，甲基化的DXS使同一条染色体上的色觉基因表达（Ⅲ-2表达来自父方的色觉基因，Ⅲ-3表达来自母方的色觉基因），因此Ⅲ-2 患红绿色盲而Ⅲ-3色觉正常 （4）基因结构的改变、基因的修饰、相关基因的调控均影响基因编码的蛋白质，进而影响生物的性状 2.【答案】（1）非甜玉米 （2） 脯氨酸 亮氨酸 Bt2基因突变→ADP-葡萄糖焦磷酸化酶（正常/失活）→ →积累→甜玉米 （3） b c （4）甜玉米 良玉99 考点6 表观遗传 1.【答案】D 2.【答案】C 3.【答案】C 4.【答案】D 5.【答案】（1） DDD：Ddd：DDd：ddd=1：1：1：1 突变体的一对D基因均为D基因的隐性基因 （2）籽粒胚乳中，来自父本的D或d基因的转录活性高于来自母本的D或d基因 （3）主要由来自父本的D或d基因决定 （4）母本能提供的物质和能量是有限的。玉米胚乳中来自父本的D基因表达活性高，有利于籽粒获得营养物质，保障含父本D基因的籽粒存活；来自母本的D基因表达活性低，减少单个籽粒的营养，有利于结出更多籽粒。这种物质和能量的分配机制有利于该物种更好地繁衍 6.【答案】（1） 调节 微量高效性/可移动性/内源性 （2）   （3）该调控未改变基因的碱基序列，而是通过调整组蛋白的修饰等，使基因的表达发生了变化 （4）BCD （5）开花“记忆”消除或重置使植物或者后代能避免在寒冷的冬季到来之前开花受冻害，这是植物经过长期寒冷选择的结果。 7.【答案】（1） 原癌 Ⅱ （2） PR 表达抑制诱导肿瘤形成的过程中，并未提高基因突变频率，而是通过组蛋白甲基化等修饰改变使靶基因表达水平改变 （3）d、e （4）基因与基因、基因与基因表达产物 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $