专题9 遗传的分子学基础-【十年高考】备战2027年高考生物真题分类解析与应试策略（Word版）

专题九　遗传的分子学基础 考点 2017~2021年 2022年 2023年 2024年 2025年 2026年 合计 28.DNA是主要的遗传物质 0 3 0 1 1 0 5 29.DNA的结构 2 1 0 2 1 1 7 30.DNA的复制及基因的本质 2 1 2 0 5 2 12 31.基因指导蛋白质的合成 1 3 3 3 9 2 21 32.基因表达与性状的关系 0 0 1 10 12 3 26 命题热度 本专题命题热度较高() 课程标准 备考策略 1概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段,有些病毒的基因在RNA分子上 　　近几年高考试题以选择题为主,主要围绕遗传物质的实验探究、DNA分子的结构与复制、基因的表达以及生物性状与基因表达的关系命题,近几年表观遗传的考查频率较高。试题大多数题目是信息题,以曲线图或过程图呈现,考查考生获取和加工信息、分析和推理、归纳与概括等能力。 在高考备考中,考生要掌握基础知识,可通过列表和概念图等比较复制、转录与翻译的过程,掌握不同生物的中心法则信息流、用生命的信息观解释生命是物质、能量、信息的统一体的观念。 2.概述DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成,通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构,碱基的排列顺序编码了遗传信息 3.概述DNA分子通过半保留方式进行复制 4.概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成,细胞分化的本质是基因选择性表达的结果,生物的性状主要通过蛋白质表现 5.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 教学活动:(1)搜集DNA分子结构模型建立过程的资料并进行讨论和交流;(2)制作DNA分子双螺旋结构模型 考点28DNA是主要的遗传物质答案P359　 1.(2025·海南,13,3分,难度★★★)某小组模拟赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验时,应用假说-演绎法推测出①~⑥种假设,如图。下列有关叙述错误的是 (　　) 　 　　　　　 　　　　　 　　　　 实验1 实验2 A.实验1中,若离心后上清液的放射性高,沉淀物的放射性极低,则说明仅假设②正确 B.实验2中,若离心后上清液的放射性极低,沉淀物的放射性高,则说明仅假设⑤正确 C.若实验1子代噬菌体无放射性、实验2子代的部分菌体有放射性,则说明噬菌体的遗传物质是DNA D.若用35S和32P同时标记的噬菌体进行实验,则离心后上清液和沉淀物均有放射性 2.(讲解 2024·甘肃,5,3分,难度★★)科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验,下列叙述正确的是 (　　) A.肺炎链球菌体内转化实验中,加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性 B.肺炎链球菌体外转化实验中,利用自变量控制的“加法原理”,将“S型菌DNA+DNA酶”加入R型活菌的培养基中,结果证明DNA是转化因子 C.噬菌体侵染实验中,用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA,发现其DNA进入宿主细胞后,利用自身原料和酶完成自我复制 D.烟草花叶病毒实验中,以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染,结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状 3.(讲解 2022·海南,13,3分,难度★★)某团队从下表①~④实验组中选择两组,模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验,验证DNA是遗传物质。结果显示:第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中,第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是(　　) 实验组 T2噬菌体 大肠杆菌 ① 未标记 15N标记 ② 32P标记 35S标记 ③ 3H标记 未标记 ④ 35S标记 未标记 A.①和④　B.②和③　C.②和④　D.④和③ 4.(讲解 2022·河北,8,2分,难度★★)下列关于遗传物质DNA的经典实验,叙述错误的是 (　　) A.摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上 B.孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”化学本质相同 C.肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术 D.双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径 5.(讲解 2022·湖南,2,2分,难度★)T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,下列哪一项不会发生? (　　) A.新的噬菌体DNA合成 B.新的噬菌体蛋白质外壳合成 C.噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA D.合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合 考点29DNA的结构答案P359　 1.(2026·广东,2,2分,难度★) 紫外线辐射能使DNA分子形成异常化学键(如图所示)。该异常化学键发生在(　　) A.碱基 B.磷酸 C.脱氧核糖 D.核糖 2.(2025·贵州,5,3分,难度★★)下图为核酸的部分结构及遗传信息传递过程的示意图。下列叙述正确的是 (　　) A.图中箭头所指碳原子上连接的基团是-OH B.甲链中相邻两个五碳糖通过磷酸二酯键连接 C.若图中序列编码一个氨基酸,则其密码子为UAC D.遗传信息可从甲链流向乙链,但不能从乙链流向甲链 3.(讲解 2024·浙江,9,2分,难度★★)下列关于双链DNA分子结构的叙述,正确的是 (　　) A.磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架 B.双链DNA中T占比越高,DNA热变性温度越高 C.两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化 D.若一条链的G+C占47%,则另一条链的A+T也占47% 4.(讲解 2024·广西,4,2分,难度★)研究发现真核生物基因组DNA普遍存在5-甲基胞嘧啶和N6-甲基腺嘌呤,分别被称为DNA的第5、6个碱基。关于这两个碱基的说法,正确的是 (　　) A.均含有N元素 B.均含有脱氧核糖 C.都排列在DNA骨架的外侧 D.都不参与碱基互补配对 5.(讲解 2022·广东,12,2分,难度★★)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(如下图所示),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 6.(讲解 2021·山东,4,2分,难度★★)我国考古学家利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”,成功将极其微量的古人类DNA从提取自土壤沉积物中的多种生物的DNA中识别并分离出来,用于研究人类起源及进化。下列说法正确的是 (　　) A.“引子”的彻底水解产物有两种 B.设计“引子”的DNA序列信息只能来自核DNA C.设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列 D.土壤沉积物中的古人类双链DNA可直接与“引子”结合从而被识别 7.(讲解 2021·广东,5,2分,难度★★★)DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中,为该模型构建提供主要依据的是 (　　) ①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验 ②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱 ③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等 ④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制 A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 考点30DNA的复制及基因的本质答案P360　 1.(2026·山东,6,2分,难度★★★)以4种脱氧核苷酸(dATP、dCTP、dGTP和32P标记的dTTP)为原料,以一段单链DNA为模板进行PCR,获得大量双链DNA。酶W可切断DNA中5'碳与磷酸基团之间的化学键。用酶W对上述PCR产物充分酶切后获得3'-核苷酸,如图所示。所有带32P的3'-核苷酸中,碱基均为胞嘧啶。若用32P标记某种脱氧核苷酸,以相同单链DNA为模板进行PCR,产物经充分酶切后,带32P的3'-核苷酸的碱基均为腺嘌呤,则被标记的脱氧核苷酸为 (　　) A.dATP B.dGTP C.dCTP或dGTP D.dATP或dCTP 2.(2026·河南,6,3分,难度★★)某细菌在高温环境下依然能够进行DNA的复制。下列叙述正确的是 (　　) A.该菌体内DNA复制时,不需要解旋酶的参与 B.该菌DNA复制时,母链从5'端到3'端被阅读 C.该菌DNA聚合酶在高温下仍能保持活性,催化子链的延伸 D.该菌DNA复制系统耐高温特性与氢键有关,与二硫键无关 3.(讲解 2025·北京,5,2分,难度★★)1958年,Meselson和Stahl通过15N标记DNA的实验,证明了DNA的半保留复制。关于这一经典实验的叙述正确的是 (　　) A.因为15N有放射性,所以能够区分DNA的母链和子链 B.得到的DNA带的位置有三个,证明了DNA的半保留复制 C.将DNA变成单链后再进行离心也能得到相同的实验结果 D.选择大肠杆菌作为实验材料是因为它有环状质粒DNA 4.(2025·福建,8,2分,难度★★)关于生物科学史中经典实验对应的实验设计,下列叙述错误的是 (　　) 选项 经典实验 实验设计 A 恩格尔曼探究叶绿体的功能 选择水绵为实验材料,利用需氧细菌指示氧气释放的场所 B 艾弗里证明DNA是遗传物质 利用“减法原理”设法分离DNA和蛋白质等物质,研究它们的作用 C 梅塞尔森和斯塔尔证明DNA的半保留复制 选择大肠杆菌为实验材料,应用同位素标记技术进行探究 D 毕希纳探究发酵是否需要酵母菌活细胞的参与 破碎酵母菌细胞,获得不含细胞的提取液进行发酵 5.(2025·广东,7,2分,难度★★)Solexa测序是一种将PCR与荧光检测相结合的高通量测序技术。为了确保该PCR过程中,DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后,DNA链不继续延伸,应保护底物中脱氧核糖结构上的 (　　) A.1'-碱基 B.2'-氢 C.3'-羟基 D.5'-磷酸基团 6.(讲解 2025·湖北,14,2分,难度★★★)大数据时代,全球每天产生海量数据,预计2040年需一百万吨硅基芯片才能储存全球一年产生的数据。为解决这一难题,科学家尝试运用DNA来储存数据。我国科学家已经将汉代拓片、熊猫照片等文化数据写入DNA,实现数据长期保存。下列叙述中,DNA可以作为存储介质的优点不包括 (　　) A.DNA具有可复制性,有利于数据的传播 B.可通过DNA转录和翻译传递相应数据信息 C.DNA长链中碱基排列的多样化,为大量数据的存储提供可能 D.DNA作为存储介质体积小,为数据携带和保存节约了大量空间 7.(讲解 2025·河南,2,3分,难度★)在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,子代噬菌体中的元素全部来自其宿主细胞的是 (　　) A.C B.S C.P D.N 8.(2023·辽宁,18,3分,难度★★★★)(多选)DNA在细胞生命过程中会发生多种类型的损伤。如损伤较小,RNA聚合酶经过损伤位点时,腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA(如图1);如损伤较大,修复因子Mfd识别、结合滞留的RNA聚合酶,“招募”多种修复因子、DNA聚合酶等进行修复(如图2)。下列叙述正确的是 (　　) 图1 图2 A.图1所示的DNA经复制后有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因 B.图1所示转录产生的mRNA指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不变 C.图2所示的转录过程是沿着模板链的5'端到3'端进行的 D.图2所示的DNA聚合酶催化DNA损伤链的修复,方向是从n到m 9.(2023·山东,5,2分,难度★★★)将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上,置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像,①和②表示新合成的单链,①的5'-端指向解旋方向,丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象,但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则,下列说法错误的是 (　　) A.据图分析,①和②延伸时均存在暂停现象 B.甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等 C.丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等 D.②延伸方向为5'-端至3'-端,其模板链3'-端指向解旋方向 10.(2022·海南,11,3分,难度★★)科学家曾提出DNA复制方式的三种假说:全保留复制、半保留复制和弥散复制(图1)。对此假说,科学家以大肠杆菌为实验材料,进行了如下实验(图2): 图1 图2 下列有关叙述正确的是 (　　) A.第一代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带,说明DNA复制方式一定是半保留复制 B.第二代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带和1条轻带,说明DNA复制方式一定是全保留复制 C.结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果,说明DNA复制方式一定是弥散复制 D.若DNA复制方式是半保留复制,继续培养至第三代,细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带 11.(2021·山东,5,2分,难度★★★)利用农杆菌转化法,将含有基因修饰系统的T-DNA插入到水稻细胞M的某条染色体上,在该修饰系统的作用下,一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U,脱氨基过程在细胞M中只发生一次。将细胞M培育成植株N。下列说法错误的是 (　　) A.N的每一个细胞中都含有T-DNA B.N自交,子一代中含T-DNA的植株占3/4 C.M经n(n≥1)次有丝分裂后,脱氨基位点为A-U的细胞占1/2n D.M经3次有丝分裂后,含T-DNA且脱氨基位点为A-T的细胞占1/2 12.(2021·海南,6,2分,难度★★)已知5-溴尿嘧啶(BU)可与碱基A或G配对。大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A—T转变为A—BU,要使该位点由A—BU转变为G—C,则该位点所在的DNA至少需要复制的次数是 (　　) A.1 B.2 C.3 D.4 考点31基因指导蛋白质的合成答案P361　 1.(2026·贵州,6,3分,难度★★)1957年,科学家发现一种RNA可以结合氨基酸形成偶联物(如图所示),将放射性同位素标记的偶联物与微粒体(附着有核糖体的内质网)在体外混合,测定RNA和微粒体的放射性强度随时间的变化,确定了此RNA的功能,并命名为tRNA。下列叙述错误的是 (　　) A.图中a连接在b的3'端形成偶联物 B.微粒体上有指导肽链合成的模板RNA C.应对偶联物中的a进行放射性同位素标记 D.实验结果应为微粒体的放射性强度逐渐减小 2.(2026·河北,4,2分,难度★★)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 3.(讲解 2025·黑吉辽内蒙古,14,2分,难度★★)下列关于基因表达及其调控的叙述,错误的是 (　　) A.转录和翻译过程中,碱基互补配对的方式不同 B.转录时通过RNA聚合酶打开DNA双链 C.某些DNA甲基化可通过抑制基因转录影响生物表型 D.核糖体与mRNA的结合部位形成1个tRNA结合位点 4.(讲解 2025·山东,5,2分,难度★★)关于豌豆细胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程,下列说法错误的是 (　　) A.三个过程均存在碱基互补配对现象 B.三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内 C.根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列 D.RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同 5.(2025·广东,9,2分,难度★★)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 6.(2025·云南,16,3分,难度★★)RNA干扰原理是指mRNA形成局部互补结构后阻断mRNA翻译。X菌是兼性厌氧菌,能杀伤正常细胞和处于缺氧微环境的肿瘤细胞。我国科学家基于RNA干扰原理改造X菌获得Y菌时,将厌氧启动子PT置于X菌生存必需基因asd上游,启动基因asd转录,PT启动转录效率与氧浓度成反比;同时将好氧启动子PA置于基因asd下游,启动互补链转录,PA启动转录效率与氧浓度成正比。下列说法正确的是 (　　) A.Y菌存在asd基因DNA双链同时启动转录的状态 B.PT和PA分别启动转录得到的mRNA相同 C.PA的作用是防止有氧环境下Y菌死亡 D.改造X菌目的是增强无氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力 7.(2025·四川,7,3分,难度★★)为杀死蜜蜂寄生虫瓦螨,研究人员对蜜蜂肠道中的S菌进行改造,使其能释放特定的双链RNA(dsRNA)。进入瓦螨体内的dsRNA被加工成siRNA后,能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合使其降解,导致瓦螨死亡。下列叙述正确的是 (　　) A.siRNA的嘌呤与嘧啶之比和dsRNA相同 B.dsRNA加工成siRNA会发生氢键的断裂 C.瓦螨死亡的原因是目标基因的转录被抑制 D.用改造后的S菌来杀死瓦螨属于化学防治 8.(2025·湖南,11,2分,难度★★)被噬菌体侵染时,某细菌以一特定RNA片段为重复单元,逆转录成串联重复DNA,再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo,如图所示。该蛋白能抑制细菌生长,从而阻止噬菌体利用细胞资源。下列叙述错误的是 (　　) A.噬菌体侵染细菌时,会将核酸注入细菌内 B.蛋白Neo在细菌的核糖体中合成 C.串联重复的双链DNA的两条链均可作为模板指导蛋白Neo合成 D.串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子 9.(讲解 2025·河北,6,2分,难度★★★)M和N是同一染色体上两个基因的部分序列,其转录方向如图所示。表中对M和N转录产物的碱基序列分析正确的是 (　　) 编号 M的转录产物 编号 N的转录产物 ① 5'-UCUACA-3' ③ 5'-AGCUGU-3' ② 5'-UGUAGA-3' ④ 5'-ACAGCU-3' A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 10.(讲解 2024·福建,10,2分,难度★★)人肠道细胞中载脂蛋白B基因转录后,其mRNA上特定位置的碱基C在相关酶的作用下转变为碱基U,造成该位置相应的密码子变为终止密码子UAA,该终止密码子对应的DNA模板链序列为(　　) A.5'-TTG-3' B.5'-ATT-3' C.5'-GTT-3' D.5'-TTA-3' 11.(讲解 2024·河北,4,2分,难度★)下列关于DNA复制和转录的叙述,正确的是 (　　) A.DNA复制时,脱氧核苷酸通过氢键连接成子链 B.复制时,解旋酶使DNA双链由5'端向3'端解旋 C.复制和转录时,在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开 D.DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5'端向3'端 12.(讲解 2024·贵州,7,3分,难度★★)如图是某基因编码区部分碱基序列,在体内其指导合成肽链的氨基酸序列为:甲硫氨酸—组氨酸—脯氨酸—赖氨酸……下列叙述正确的是 (　　) 注AUG(起始密码子):甲硫氨酸;CAU、CNC:组氨酸;CCU:脯氨酸;AAG:赖氨酸;UCC:丝氨酸;UAA(终止密码子)。 A.①链是转录的模板链,其左侧是5'端,右侧是3'端 B.若在①链5~6号碱基间插入一个碱基G,合成的肽链变长 C.若在①链1号碱基前插入一个碱基G,合成的肽链不变 D.碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同 13.(讲解 2023·江苏,6,2分,难度★★)翻译过程如图所示,其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I),与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对。下列相关叙述正确的是 (　　) A.tRNA分子内部不发生碱基互补配对 B.反密码子为5'-CAU-3'的tRNA可转运多种氨基酸 C.mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA D.碱基I与密码子中碱基配对的特点,有利于保持物种遗传的稳定性 14.(讲解 2023·湖南,12,2分,难度★★★)细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子,也可结合非编码RNA分子CsrB,如图所示。下列叙述错误的是 (　　) A.细菌glg基因转录时,RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录 B.细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时,核糖体沿glg mRNA从5'端向3'端移动 C.抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成 D.CsrA蛋白都结合到CsrB上,有利于细菌糖原合成 15.(讲解 2022·河北,9,2分,难度★★)下列关于中心法则相关酶的叙述,错误的是 (　　) A.RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键 B.DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成 C.在解旋酶协助下,RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNA D.DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用 16.(讲解 2022·湖南,14,4分,难度★★★)大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强,二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时,核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是(　　) A.一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条肽链 B.细胞中有足够的rRNA分子时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子 C.核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡 D.编码该核糖体蛋白的基因转录完成后,mRNA才能与核糖体结合进行翻译 17.(讲解 2021·河北,8,2分,难度★★★)关于基因表达的叙述,正确的是 (　　) A.所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码 B.DNA双链解开,RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录 C.翻译过程中,核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性 D.多肽链的合成过程中,tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息 18.(2025·江苏,20,11分,难度★★★★)真核细胞进化出精细的基因表达调控机制,图示部分调控过程。请回答下列问题。 (1)细胞核中,DNA缠绕在组蛋白上形成　　　。由于核膜的出现,实现了基因的转录和　　　在时空上的分隔。  (2)基因转录时,　　　　　酶结合到DNA链上催化合成RNA。加工后转运到细胞质中的RNA,直接参与蛋白质肽链合成的有rRNA、mRNA和　　　　　。分泌蛋白的肽链在　　　　　完成合成后,还需转运到高尔基体进行加工。  (3)转录后加工产生的lncRNA、miRNA参与基因的表达调控。据图分析,lncRNA调控基因表达的主要机制有  　。  miRNA与AGO等蛋白结合形成沉默复合蛋白,引导降解与其配对结合的RNA。据图可知,miRNA发挥的调控作用有  　。  (4)外源RNA进入细胞后,经加工可形成siRNA引导的沉默复合蛋白,科研人员据此研究防治植物虫害的RNA生物农药。根据RNA的特性及其作用机理,分析RNA农药的优点有     　。  19.(2025·江西,19,12分,难度★★★★)流行病学调查在传染病防治中具有重要意义。AB基因编码的AB蛋白是致病菌W的一种特异性分泌蛋白。为构建快速检测致病菌W感染的血清学诊断技术(一种抗原抗体特异性反应技术),研究人员从致病菌W中克隆AB基因,构建表达载体,导入原核宿主E,诱导后,分析表达情况(如表)。 细胞 AB基因的mRNA AB蛋白 致病菌W + + 宿主E - - 工程菌 + - 注:“+”表示有检出,“-”表示未检出。 回答下列问题: (1)根据中心法则,结合表中数据判断,AB基因在工程菌中能进行　　　　,但不能进行有效的　　　　。  (2)分析发现,致病菌W合成AB蛋白时,某些氨基酸使用的部分密码子在宿主E中的使用频率低(称为该物种的稀有密码子,如表中密码子CGG在宿主E中为稀有密码子)。从蛋白质合成条件的角度分析,形成这一现象的原因是宿主E中缺乏　　　　　　　　。  精氨酸 的密码子 密码子使用频率(10-3) 致病菌W 宿主E CGA 7.2 4.3 CGC 28.5 26.0 CGG 24.7 4.1 CGU 8.5 21.1 AGA 1.3 1.4 AGG 3.2 1.6 (3)进一步分析发现,宿主E缺乏高效表达GC含量过高的外源基因所需要的机制。已知AB基因的GC含量较高,为在宿主E中实现AB蛋白的高效表达,可将精氨酸密码子CGG的使用进行优化,从第(2)题表中选择最佳密码子为　。  (4)现有一位体内未检测到致病菌W的人。为了解此人是否有致病菌W感染史,设计一个直接利用AB蛋白的血清学诊断实验。①简要写出实验思路:　　　　　　　　　　　　　　　　　　;②预测实验结果:　　　　　　　　;③分析实验结果:　  　。  20.(2023·广东,17,10分,难度★★★★)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,调控机制见下图。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:　。  21.(2022·江苏,21,12分,难度★★)科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防,图中①~④示意4种RNA药物的作用机制。请回答下列问题。 (1)细胞核内RNA转录合成以　　　　为模板,需要　　　　的催化。前体mRNA需加工为成熟的mRNA,才能转运到细胞质中发挥作用,说明　　　　对大分子物质的转运具有选择性。  (2)机制①:有些杜兴氏肌营养不良症患者DMD蛋白基因的51外显子片段中发生　　　　,提前产生终止密码子,从而不能合成DMD蛋白。为治疗该疾病,将反义RNA药物导入细胞核,使其与51外显子转录产物结合形成　　　　,DMD前体mRNA剪接时,异常区段被剔除,从而合成有功能的小DMD蛋白,减轻症状。  (3)机制②:有些高胆固醇血症患者的PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解,血液中胆固醇含量偏高。转入与PCSK9 mRNA特异性结合的siRNA,导致PCSK9 mRNA被剪断,从而抑制细胞内的　　　　合成,治疗高胆固醇血症。  (4)机制③:mRNA药物进入患者细胞内可表达正常的功能蛋白,替代变异蛋白发挥治疗作用。通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒,目的是  　。  (5)机制④:编码新冠病毒S蛋白的mRNA疫苗,进入人体细胞,在内质网上的核糖体中合成S蛋白,经过　　　　　　　　修饰加工后输送出细胞,可作为　　　　诱导人体产生特异性免疫反应。  (6)接种了两次新型冠状病毒灭活疫苗后,若第三次加强接种改为重组新型冠状病毒疫苗,根据人体特异性免疫反应机制分析,进一步提高免疫力的原因有:  　。  考点32基因表达与性状的关系答案P364　 1.(2026·湖南,3,2分,难度★★)某基因的转录模板链部分序列为5'-GGCTACATGC-3'。下列叙述正确的是 (　　) A.若基因碱基序列发生改变,则生物体的性状发生改变 B.转录产物部分序列为5'-GCAUGUAGCC-3' C.DNA的甲基化修饰不能遗传给后代 D.该基因复制与转录都需要4种游离的脱氧核苷酸 2.(2026·安徽,12,3分,难度★★)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 3.(2026·陕晋宁青,12,3分,难度★★)心脏少见癌发生,移植到小鼠心脏的肺癌细胞增殖也受到抑制,原因是心脏搏动形成的力学负荷会通过心肌细胞和肺癌细胞的核膜蛋白N2传递至核内,引起组蛋白去甲基化酶基因表达上调,染色质去螺旋,最终抑制细胞增殖。下列叙述错误的是 (　　) A.力学负荷不改变DNA碱基序列但影响基因表达 B.若降低心肌细胞N2表达,转移至心脏的肺癌细胞增殖加快 C.用无搏动心肌组织证明力学负荷作用利用了“减法原理” D.研究结果提示力学刺激有望成为治疗肺癌的物理手段 4.(讲解 2025·江苏,15,2分,难度★★)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 5.(2025·福建,7,2分,难度★★)一个蜂群中,受精卵孵化的幼虫若用蜂王浆饲喂会发育成蜂王,而用花粉和花蜜饲喂则发育成工蜂。若降低基因组甲基化水平,饲喂花粉和花蜜的雌蜂幼虫也能发育成蜂王。下列叙述正确的是 (　　) A.蜂王和工蜂的表观修饰水平相同 B.蜂王和工蜂的表型是由食物决定的 C.蜂王和工蜂体内的蛋白质组成相同 D.蜂王和工蜂体细胞的染色体数目相同 6.(2025·海南,6,3分,难度★★)孟德尔发现豌豆果荚的颜色和形状是两对独立遗传性状,某团队解析这两对性状显隐性分子机制时,发现绿荚(G)与黄荚(g)基因序列完全相同,但基因g的上游缺失一段DNA,导致其转录产物结构异常;果荚饱满(R)和皱缩(r)的基因序列存在一个碱基对的不同,使基因r翻译提前终止。下列有关叙述错误的是 (　　) A.豌豆中基因G和g序列完全相同,两者指导合成的蛋白质结构和功能也相同 B.豌豆基因组特定序列的变化导致基因g转录产物结构异常,出现黄荚性状 C.与基因R相比,基因r表达的肽链缩短,可导致果荚皱缩 D.G和g、R和r这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律 7.(2025·广西,11,2分,难度★★)科研人员对肥胖组与正常组小鼠的精子进行相关检测,结果见下表。下列说法错误的是 (　　) 检测指标 正常组 肥胖组 精子活动率(%) 45.67+5.49 21.37+3.70* 形态正常的精子(%) 83.38+2.87 61.32+2.46* 精子中组蛋白乙酰化水平 1.03±0.51 0.46±0.18* A.肥胖导致精子活动率下降,进而使生育潜能降低 B.肥胖可能影响性激素的产生,进而影响精子的正常发育 C.精子中组蛋白乙酰化水平的高低,不会影响基因的表达水平 D.低水平的组蛋白乙酰化表观修饰可传递给子代,并使其容易肥胖 8.(2025·广西,16,4分,难度★★★)某种二倍体鱼(XY型)会发生性逆转现象,研究人员运用基因编辑技术对雌鱼的雌激素合成主要基因进行敲除实验,并得到雌鱼性逆转的有关结果,见下表。下列有关分析正确的是 (　　) 组别 f基因 c基因 s基因 雌激素水平 鱼的性别 野生型 + + + ***** ♀ 甲 + - + * ♂ 乙 - + - ** ♂ 丙 - - + * ♂ 丁 + - - * ♂ 戊 - + + ** ♂ 己 + + - **** ♀ 注:“+”表示不敲除基因;“-”表示敲除基因;“*****”表示野生型雌鱼正常的雌激素水平。 A.c、f基因都能直接控制合成少量且相等的雌激素 B.s、f基因的表达产物,共同促进c基因控制雌激素合成 C.饲喂外源雌激素,不能阻止甲、丙、丁三组雌鱼性逆转 D.乙、戊组鱼分别与己组鱼交配,后代性染色体组成不全是XX 9.(2025·重庆,11,3分,难度★★)细胞中的F蛋白和M蛋白均可进入细胞核。X蛋白选择性地结合F蛋白或乙酰化修饰的M蛋白,从而阻止被结合的蛋白进入细胞核,具体作用机制如图。下列说法合理的是 (　　) A.M基因和F基因都属于原癌基因 B.M蛋白和F蛋白都是DNA聚合酶 C.在癌细胞中过量表达X蛋白,可能会减缓癌细胞增殖 D.在正常细胞中去除F蛋白,可能会抑制正常细胞凋亡 10.(2025·湖南,9,2分,难度★★)基因W编码的蛋白W能直接抑制核基因P和M转录起始。P和M可分别提高水稻抗虫性和产量。下列叙述错误的是 (　　) A.蛋白W在细胞核中发挥调控功能 B.敲除基因W有助于提高水稻抗虫性和产量 C.在基因P缺失突变体水稻中,增加基因W的表达量能提高其抗虫性 D.蛋白W可能通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用 11.(讲解 2025·湖北,3,2分,难度★★)我国科学家对三万余株水稻进行筛选,成功定位并克隆出耐碱—耐热基因ATT,发现该基因编码GA20氧化酶,从而调控赤霉素的生物合成。适宜浓度的赤霉素通过调节SLR1蛋白的含量,减少碱性和高温环境对植株的损伤。下列叙述错误的是 (　　) A.该研究表明基因与性状是一一对应关系 B.ATT基因通过控制酶的合成影响水稻的性状 C.可以通过调节ATT基因的表达调控赤霉素的水平 D.该研究成果为培育耐碱—耐热水稻新品种提供了新思路 12.(讲解 2025·安徽,13,3分,难度★★★★)大肠杆菌的两个基因Y和Z彼此相邻,转录时共用一个启动子(P)。科研小组分离到一株不能合成Y和Z蛋白的缺失突变体,但该突变体能合成另一种蛋白质,此蛋白质氨基端的30个氨基酸序列与Z蛋白氨基端的序列一致,而羧基端的25个氨基酸序列与Y蛋白羧基端的序列一致。据此,科研小组绘制了野生型菌株中Y和Z基因的排列顺序图,并推测突变体缺失的DNA碱基数目。下列图示和推测正确的是 (　　) A.,缺失碱基数目是3的整倍数 B.,缺失碱基数目是3的整倍数 C.,缺失碱基数目是3的整倍数+1 D.,缺失碱基数目是3的整倍数+2 13.(讲解 2025·河南,14,3分,难度★★)构成染色体的组蛋白可发生乙酰化。由组蛋白基因表达到产生乙酰化的组蛋白,需经历转录、转录后加工、翻译、翻译后加工与修饰等过程。下列叙述错误的是(　　) A.组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列但可影响个体表型 B.具有生物活性的tRNA的形成涉及转录和转录后加工过程 C.编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同,可影响翻译的准确度和效率 D.组蛋白乙酰化发生在翻译后,是基因表达调控的结果,也会影响基因的表达 14.(讲解 2025·陕晋宁青,10,3分,难度★★★)金刚鹦鹉的羽毛色彩缤纷。研究发现乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基,造成羽色由红到黄的渐变。同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异,该现象最不可能源于 (　　) A.乙醛脱氢酶基因序列的差异 B.编码乙醛脱氢酶mRNA量的差异 C.乙醛脱氢酶活性的差异 D.鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异 阅读下列材料,完成下面15~17题。 蛋白质的2-羟基异丁酰化(Khib)修饰与去修饰对植物抗病性具有重要调节作用。棉花M蛋白是去除Khib修饰的酶,大丽轮枝菌感染可以诱导易感棉M基因表达上调,而抗病棉无论感染与否,M基因一直低表达。 H4是结合并稳定染色质DNA的组蛋白之一。M蛋白可降低H4的Khib修饰,导致DNA螺旋化程度提高,使转录相关酶更难与DNA结合,降低抗病相关基因(如水杨酸受体基因)的表达。 P蛋白由核内P基因编码,经翻译后转移并定位于叶绿体中,参与捕光复合体Ⅱ的损伤修复。M蛋白可降低P蛋白的Khib修饰,从而削弱P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复功能,进而降低叶绿体产生活性氧的能力,导致易感棉抗病性下降。 15.(2024·天津,10,4分,难度★★)H4的Khib修饰改变了 (　　) A.染色质的DNA序列 B.水杨酸受体基因的转录水平 C.转录相关酶的活性 D.M蛋白的活性 16.(2024·天津,11,4分,难度★★)为提高易感棉的抗病性,采取的措施正确的是(　　) A.将抗病棉的M基因转入易感棉 B.上调M基因表达 C.降低H4的Khib修饰 D.增加P蛋白的Khib修饰 17.(2024·天津,12,4分,难度★★)棉花通过复杂的机制调节其抗病能力,下列说法错误的是 (　　) A.P基因表达及其产物行使功能涉及细胞核、核糖体和叶绿体等 B.棉花的抗病能力既受核蛋白也受叶绿体蛋白的调控 C.Khib修饰从基因表达和蛋白质功能两个层面影响棉花抗病性 D.水杨酸受体和捕光复合体Ⅱ的Khib修饰可提高棉花抗病性 18.(讲解 2024·黑吉辽,9,2分,难度★★★★)下图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现,50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是 (　　) A.酶E的作用是催化DNA复制 B.甲基是DNA半保留复制的原料之一 C.环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素 D.DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型 19.(讲解 2024·江苏,15,2分,难度★★)图示果蝇细胞中基因沉默蛋白(PcG)的缺失,引起染色质结构变化,导致细胞增殖失控形成肿瘤。下列相关叙述错误的是 (　　) A.PcG使组蛋白甲基化和染色质凝集,抑制了基因表达 B.细胞增殖失控可由基因突变引起,也可由染色质结构变化引起 C.DNA和组蛋白的甲基化修饰都能影响细胞中基因的转录 D.图示染色质结构变化也是原核细胞表观遗传调控的一种机制 20.(讲解 2024·海南,13,3分,难度★★)某种鸟的卵黄蛋白原基因的启动子部分区域存在甲基化修饰。成熟雌鸟产生的雌激素可将此甲基化去除,雄鸟因缺乏雌激素仍保持高度甲基化。下列有关叙述正确的是 (　　) A.卵黄蛋白原基因在成熟雌鸟中可以表达,在雄鸟中表达受到抑制 B.卵黄蛋白原基因转录出的mRNA中,含有甲基化区域序列的互补序列 C.该种雌鸟和雄鸟交配产生的雌雄后代发育成熟后,体内均无卵黄蛋白原 D.卵黄蛋白原基因的乙酰化和甲基化均可产生表观遗传现象 21.(讲解 2024·广西,12,2分,难度★★★)科学家通过小鼠低蛋白饮食与正常饮食的对比实验,发现亲代的低蛋白饮食可影响自身基因表达(其机理如图),且这种影响可遗传给子代。据图分析,下列说法正确的是 (　　) A.自身基因表达和表型发生变化的现象,称为表观遗传 B.组蛋白甲基化水平增加,将导致相关基因表达水平降低 C.ATF7的磷酸化,将导致组蛋白表观遗传修饰水平提高 D.亲代的低蛋白饮食,会改变子代小鼠的DNA碱基序列 22.(讲解 2024·重庆,12,3分,难度★★)某种海鱼鳃细胞的NKA酶是一种载体蛋白,负责将细胞内的Na+转运到血液中,为研究NKA与Na+浓度的关系,研究小组将若干海鱼放在低于海水盐度的盐水中,按时间点分组取样检测,部分结果见下表。结合数据分析,下列叙述错误的是 (　　) 时间 (h) Na+浓度(单位略) NKA表达(相对值) NKA酶 的相对 活性 血液 鳃细胞 mRNA 蛋白质 0 320 15 1.0 1.0 1.0 0.5 290 15 1.5 1.0 0.8 3 220 15 0.6 1.0 0.6 6 180 15 0.4 0.4 0.4 12 180 15 0.2 0.2 0.4 A.NKAmRNA和蛋白质表达趋势不一致是NKA基因中甲基化导致的 B.本实验中时间变化不是影响NKA基因转录变化的直接因素 C.NKA酶在维持海鱼鳃细胞内渗透压平衡时需要直接消耗ATP D.与0 h组相比,表中其他时间点的海鱼红细胞体积会增大 23.(讲解 2024·贵州,5,3分,难度★★)大鼠脑垂体瘤细胞可分化成细胞Ⅰ和细胞Ⅱ两种类型,仅细胞Ⅰ能合成催乳素。细胞Ⅰ和细胞Ⅱ中催乳素合成基因的碱基序列相同,但细胞Ⅱ中该基因多个碱基被甲基化。细胞Ⅱ经氮胞苷处理后,再培养可合成催乳素。下列叙述错误的是 (　　) A.甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录 B.氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化 C.处理后细胞Ⅱ的子代细胞能合成催乳素 D.该基因甲基化不能用于细胞类型的区分 24.(2023·湖南,3,2分,难度★★)酗酒危害人类健康。乙醇在人体内先转化为乙醛,在乙醛脱氢酶2(ALDH2)作用下再转化为乙酸,最终转化成CO2和水。头孢类药物能抑制ALDH2的活性。ALDH2基因某突变导致ALDH2活性下降或丧失。在高加索人群中该突变的基因频率不足5%,而东亚人群中高达30%~50%。下列叙述错误的是(　　) A.相对于高加索人群,东亚人群饮酒后面临的风险更高 B.患者在服用头孢类药物期间应避免摄入含酒精的药物或食物 C.ALDH2基因突变人群对酒精耐受性下降,表明基因通过蛋白质控制生物性状 D.饮酒前口服ALDH2酶制剂可催化乙醛转化成乙酸,从而预防酒精中毒 25.(2025·湖北,22,16分,难度★★★★)治疗疟疾的药物青蒿素主要从植物黄花蒿中提取,但含量低。为培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种,科研工作者开展了相关研究,发现青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累,并受到如水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)等植物激素的调节。研究表明,SA和MeJA通过调控miR160的表达量(miR160是一种微小RNA,能与靶mRNA结合,引起后者降解),影响黄花蒿腺毛密度和青蒿素含量。miR160的一种靶mRNA编码ARPI蛋白,该蛋白影响青蒿素合成关键酶基因DBR2的表达。研究结果如图所示。 回答下列问题。 (1)青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累,其根本原因是:            　。  (2)据图分析可知,miR160的表达量与青蒿素含量间呈现　　　　　相关性,并且可以推测外源MeJA处理对青蒿素含量的影响是:　              　。  (3)基于上述材料,miR160通过直接影响　　　　　,调控青蒿素的合成。  (4)请写出SA、ARFI、miR160和DBR2调控青蒿素生物合成的通路(用“→”表示促进,用“”表示抑制,显示各成员间的调控关系):              　。  (5)请根据上述材料,提出一种培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种的思路:            　。  26.(2024·北京,21,12分,难度★★★★)玉米是我国栽培面积最大的农作物,籽粒大小是决定玉米产量的重要因素之一,研究籽粒的发育机制,对保障粮食安全有重要意义。 (1)研究者获得矮秆玉米突变株,该突变株与野生型杂交,F1表型与　　　　相同,说明矮秆是隐性性状。突变株基因型记作rr。  (2)观察发现,突变株所结籽粒变小。籽粒中的胚和胚乳经受精发育而成,籽粒大小主要取决于胚乳体积。研究发现,R基因编码DNA去甲基化酶,亲本的该酶在本株玉米所结籽粒的发育中发挥作用。突变株的R基因失活,导致所结籽粒胚乳中大量基因表达异常,籽粒变小。野生型及突变株分别自交,检测授粉后14天胚乳中DNA甲基化水平,预期实验结果为　。  (3)已知Q基因在玉米胚乳中特异表达,为进一步探究R基因编码的DNA去甲基化酶对Q基因的调控作用,进行如下杂交实验,检测授粉后14天胚乳中Q基因的表达情况,结果如表1。 表1 组别 杂交组合 Q基因表达情况 1 RRQQ(♀)×RRqq(♂) 表达 2 RRqq(♀)×RRQQ(♂) 不表达 3 rrQQ(♀)×RRqq(♂) 不表达 4 RRqq(♀)×rrQQ(♂) 不表达 综合已有研究和表1结果,阐述R基因对胚乳中Q基因表达的调控机制:    　。  (4)实验中还发现另外一个籽粒变小的突变株甲,经证实,突变基因不是R或Q。将甲与野生型杂交,F1表型正常,F1配子的功能及受精卵活力均正常。利用F1进行下列杂交实验,统计正常籽粒与小籽粒的数量,结果如表2。 表2 组别 杂交组合 正常籽粒∶小籽粒 5 F1(♂)×甲(♀) 3∶1 6 F1(♀)×甲(♂) 1∶1 已知玉米子代中,某些来自父本或母本的基因,即使是显性也无功能。 ①根据这些信息,如何解释基因与表2中小籽粒性状的对应关系?请提出你的假设:            　。  ②若F1自交,所结籽粒的表型及比例为　　　　,则支持上述假设。  学科网（北京）股份有限公司 $ 专题九　遗传的分子学基础 考点28　DNA是主要的遗传物质 1.B　本题考查T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的相关知识,主要考查学生的实验探究能力。实验1中,35S标记的是噬菌体蛋白质,若离心后上清液的放射性高,沉淀物的放射性极低,则说明仅假设②正确,即噬菌体侵染细菌时只有蛋白质进入,A项正确;实验2中,32P标记的是噬菌体DNA,若离心后上清液的放射性极低,沉淀物的放射性高,则说明仅假设⑤⑥正确,即噬菌体侵染细菌时只有DNA进入或噬菌体的DNA和蛋白质均进入,B项错误;若实验1子代噬菌体无放射性,说明蛋白质没有实现亲子代之间的连续性,实验2子代的部分噬菌体有放射性说明亲子代之间有连续性的物质是DNA,则说明噬菌体的遗传物质是DNA,C项正确;若用35S和32P同时标记的噬菌体进行实验,则离心后上清液和沉淀物均有放射性,因为上清液中含有放射性标记的蛋白质,沉淀物中含有放射性标记的DNA,D项正确。 2.D　格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验未单独研究每种物质的作用,在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中,加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性,A项错误。在肺炎链球菌的体外转化实验中,利用 “减法原理”设置对照实验,通过观察只有某种物质存在或只有某种物质不存在时R型菌的转化情况,最终证明了DNA是遗传物质,例如“S型菌DNA+DNA酶”组除去了DNA,B项错误。噬菌体为DNA病毒,其DNA进入宿主细胞后,整合到宿主的染色体上,利用宿主细胞的原料和酶完成自我复制,C项错误。烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染,结果发现RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状,而蛋白质不能使烟草出现花叶病斑性状,D项正确。 3.C　噬菌体侵染细菌时,只有DNA进入细菌,蛋白质外壳没有进入,为了区分DNA和蛋白质,可用32P标记噬菌体的DNA,用35S标记噬菌体的蛋白质外壳,第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中,说明亲代噬菌体的DNA被32P标记,第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中,说明第二组噬菌体的蛋白质被35S标记。 4.A　摩尔根利用假说—演绎法,通过果蝇眼色杂交遗传实验证明了基因位于染色体上,A项错误。孟德尔描述的“遗传因子”实质是基因,基因通常是有遗传效应的DNA片段,格里菲思提出的“转化因子”是DNA,两者化学本质是相同的,B项正确。肺炎链球菌体外转化实验利用酶解法去除DNA或者蛋白质,噬菌体侵染细菌实验利用同位素标记法区分DNA和蛋白质,两者均采用了能区分DNA和蛋白质的技术,C项正确。DNA两条链上的碱基通过氢键连接形成碱基对,碱基间遵循“A与T配对、G与C配对”的碱基互补配对原则,使DNA分子具有稳定的直径,D项正确。 5.C　解答本题时需明确噬菌体属于DNA病毒,必须寄生在宿主细胞中才能完成各项生理活动。当噬菌体侵入大肠杆菌细胞中时,以自身DNA为模板,利用大肠杆菌细胞中的脱氧核苷酸为原料合成子代噬菌体的DNA,A项不符合题意。子代噬菌体的DNA合成后,再利用大肠杆菌细胞中的氨基酸合成噬菌体的蛋白质外壳,B项不符合题意。噬菌体先形成DNA,再转录形成mRNA,转录过程需要的RNA聚合酶是由宿主细胞提供的,C项符合题意。噬菌体的蛋白质外壳是由自身DNA转录形成的RNA与大肠杆菌的核糖体结合,经过翻译过程形成的,D项不符合题意。 考点29　DNA的结构 1.A　本题结合紫外线辐射诱导DNA形成异常化学键的结构示意图,考查DNA分子的结构组成与紫外线致损伤的机理,以及生命观念、科学思维等学科素养。方框代表含氮碱基,由题图可知,紫外线诱导形成的异常化学键位于同一条脱氧核苷酸链上相邻的两个含氮碱基之间,即该异常化学键发生在碱基部位,A项正确。圆形结构代表磷酸、五边形代表脱氧核糖,异常化学键未出现在磷酸与磷酸之间,也未出现在脱氧核糖与脱氧核糖之间,B、C、D三项错误。 紫外线照射DNA会使同一条链上相邻的嘧啶碱基(如胸腺嘧啶)之间形成环丁烷嘧啶二聚体,化学键形成于碱基部位,会造成DNA结构扭曲,干扰DNA的复制与转录过程。 2.B　本题主要考查转录、翻译和核酸的结构的相关知识,考查学生的识图与理解能力。题图中含有尿嘧啶和胸腺嘧啶,应该代表的是转录(或逆转录)过程,题图中箭头所指碳原子为脱氧核糖的2号碳原子,其上连接的基团是-H,A项错误;甲链中相邻两个五碳糖通过磷酸二酯键连接,即核酸中连接两个核苷酸的是磷酸二酯键,B项正确;若题图中序列编码一个氨基酸,即图示过程为转录过程,则其密码子为5'-CAU-3',因为密码子读取的方向是5'端→3'端,C项错误;遗传信息通过转录过程从甲链流向乙链,还可通过逆转录过程从乙链流向甲链,D项错误。 3.A　DNA的外侧是由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架,内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对,A项正确。双链DNA中G—C碱基对占比越高,DNA热变性温度越高,B项错误。DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键,C项错误。互补的碱基在单链上所占的比例相等,若一条链的G+C占47%,则另一条链的G+C也占47%,A+T占1-47%=53%,D项错误。 4.A　DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸,每个脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮的碱基组成,故5-甲基胞嘧啶和N6-甲基腺嘌呤这两种碱基均含有N元素,但不含有脱氧核糖,A项正确,B项错误。碱基都排列在DNA骨架的内侧,并参与碱基互补配对,外侧为磷酸和脱氧核糖,C、D两项错误。 5.C　分析图中DNA两端单链的碱基序列可知,单链序列的碱基能够互补配对,从而使其DNA自连环化,C项符合题意。 6.C　由题干可知,“引子”是根据现代人的DNA序列设计合成的一段DNA,其彻底水解产物有磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基,共6种产物,A项错误。人类的细胞核与线粒体中都含有DNA,因此设计“引子”的DNA序列信息还可以来自线粒体DNA,B项错误。由题干中“利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的‘引子’”,说明设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列,C项正确。土壤沉积物中的古人类双链DNA必须解旋为单链后才能与“引子”进行碱基互补配对,从而被识别,D项错误。 7.B　赫尔希和蔡斯证明了DNA是遗传物质,才引起人们对DNA结构的探索;富兰克林等拍摄的DNA衍射图谱以及查哥夫发现的DNA中嘌呤含量等于嘧啶含量,为DNA双螺旋结构模型的构建提供了实验依据;DNA半保留复制则是沃森和克里克在DNA双螺旋结构模型构建之后提出的,故②③符合题意。 考点30　DNA的复制及基因的本质 1.B　本题考查碱基互补配对原则。酶W可切断DNA中5'碳与磷酸基团之间的化学键,用酶W酶切后获得的3'-核苷酸所含磷酸基团来自其3'端相邻的核苷酸,即原料dNTP中32P标记的磷酸基团最终会出现在其5'端相邻的核苷酸上。由题意可知,用32P标记原料中的dTTP,获得的双链DNA被酶W酶切后,所有带32P的3'-核苷酸中,碱基均为胞嘧啶,说明双链DNA中胸腺嘧啶(T)脱氧核苷酸只会在胞嘧啶(C)脱氧核苷酸相邻的3'端出现,根据碱基互补配对原则,双链DNA中腺嘌呤(A)脱氧核苷酸只会在鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸相邻的5'端出现。若用32P标记某种脱氧核苷酸,以相同单链DNA为模板进行PCR,产物经充分酶切后,带32P的3'-核苷酸的碱基均为腺嘌呤,则被标记的脱氧核苷酸是dGTP,B项符合题意。 2.C　本题结合嗜热细菌的DNA复制情境,考查DNA复制的过程、酶的特性及结构与功能相适应的知识,以及生命观念与科学思维等学科素养。嗜热细菌的DNA复制同样需要解开双链,该过程需要解旋酶参与,该细菌的解旋酶具备耐高温特性,A项错误。DNA聚合酶只能沿子链的5'→3'方向催化脱氧核苷酸的连接,因此模板母链的读取方向为3'端到5'端,B项错误。该细菌可在高温环境下正常进行DNA复制,说明其DNA聚合酶具有热稳定性,高温条件下仍能保持催化活性,完成子链的延伸过程,C项正确。该菌DNA复制系统的耐高温特性,既与DNA分子中高GC含量带来的更多氢键有关,也与复制相关酶分子中二硫键等维持空间结构稳定的化学键密切相关,D项错误。 嗜热微生物DNA复制系统的耐热机制 嗜热微生物的DNA通常具有更高的GC碱基比例,通过增加氢键数量提升双链热稳定性,部分类群还可通过反向旋转酶引入正超螺旋进一步增强DNA的抗热解链能力;其复制相关的解旋酶、DNA聚合酶等蛋白多含有更多二硫键与疏水相互作用,可在高温下维持空间结构稳定,这类耐热DNA聚合酶也是PCR技术的核心工具酶。 3.B　15N不具有放射性,A项错误。在实验过程中,两条链均被15N标记的亲代双链DNA离心后在离心管中出现一条带(重带),将第一代细菌的DNA离心后,在离心管中出现一条带(中带),将第二代细菌的DNA离心后,在离心管中出现两条带(中带与轻带)。该实验证明了DNA进行半保留复制,B项正确。将DNA变成单链后再进行离心时,亲代DNA在离心管中仅出现在重带区,第一代、第二代细菌的DNA在离心管中出现在重带区与轻带区,C项错误。本实验选择大肠杆菌作为实验材料是因为其拟核区DNA可进行复制,其DNA分子几乎不与组蛋白结合,利于研究,D项错误。 4.B　本题主要考查课本中的生物学实验,考查学生的识记和理解分析能力。恩格尔曼探究叶绿体的功能时,选择水绵为实验材料,水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察,需氧细菌指示氧气释放的场所,因为需氧细菌会向氧气浓度高的部位聚集,A项正确;艾弗里利用“减法原理”(即通过酶解法分别去除DNA、蛋白质、RNA等成分)去除某种化学成分,研究哪种成分是转化因子(遗传物质),证明DNA是遗传物质,而不是设法分离DNA和蛋白质等物质,B项错误;梅塞尔森和斯塔尔证明DNA的半保留复制时,选择大肠杆菌为实验材料,应用同位素标记技术(用15N和14N标记)和密度梯度离心,进行探究,C项正确;毕希纳探究发酵是否需要酵母菌活细胞的参与,是把酵母菌细胞放在石英砂中研磨,加水搅拌,再进行过滤,获得不含酵母菌细胞的提取液,然后进行发酵,D项正确。 5.C　本题考查DNA的复制过程。DNA聚合酶能催化单个脱氧核苷酸连接到脱氧核苷酸链的3'-羟基末端,使子链从5'端→3'端延伸,故为了确保该PCR过程中,DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后,DNA链不继续延伸,应保护底物中脱氧核糖结构上的3'-羟基,C项符合题意。 6.B　DNA的可复制性使得数据可以高效传递和备份是其作为存储介质的优点之一,A项不符合题意。DNA存储数据是利用碱基序列编码信息,而不是通过转录和翻译过程传递信息,不符合DNA作为存储介质的实际机制,B项符合题意。碱基排列的多样性使DNA能存储海量信息,这是其作为存储介质的核心优势之一,C项不符合题意。DNA分子密度极高,存储相同数据所需的物理空间远小于传统介质,这是其显著优点,D项不符合题意。 7.B　T2噬菌体由蛋白质外壳(主要含C、H、O、N、S)和DNA(含C、H、O、N、P)组成。T2噬菌体侵染大肠杆菌时,噬菌体的DNA进入大肠杆菌细胞中,而蛋白质外壳则留在细胞外,故子代噬菌体中的S全部来自其宿主细胞,B项符合题意。 8.AB　图1所示的DNA经半保留复制后有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因,A项正确。由题干可知,图1所示为DNA损伤较小,RNA聚合酶经过损伤位点时,腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA的情况,因为密码子存在简并性,mRNA掺入腺嘌呤脱氧核苷酸之后,指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不变,B项正确。转录时mRNA是由5'端到3'端进行的,模板链是由3'端到5'端进行的,C项错误。由题意可知,损伤较大,修复因子Mfd识别、结合滞留的RNA聚合酶,“招募”多种修复因子、DNA聚合酶等进行修复,即修复因子Mfd识别在前,滞留的RNA聚合酶及多种修复因子、DNA聚合酶等修复在后,结合图2可知,DNA聚合酶催化DNA损伤链的修复方向是从m到n,D项错误。 DNA复制、转录与翻译的方向 DNA复制的方向:模板链3'端到5'端,子链5'端到3'端;转录的方向:模板链3'端到5'端,子链5'端到3'端;翻译的方向:模板链mRNA 5'端到3'端,肽链的延伸方向是从N端到C端。 9.D　由题干可知,该DNA复制过程中有单链延伸暂停现象,题图复制过程中不同时间点的子链①和②出现不同长度,因此可判断①和②延伸时均存在暂停现象,A项正确。①和②表示新合成的单链,二者碱基互补配对,若②长于①的此段链中无A与T,则可推知甲时①中A、T之和与②中A、T之和相等,B项正确。丙时①和②等长,根据碱基互补配对原则,可判断此时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等,C项正确。DNA复制过程中子链的延伸方向为5'-端至3'-端,根据题干“①的5'-端指向解旋方向”,可判断①的合成方向与解旋方向相反,故②的模板链的5'-端指向解旋方向,D项错误。 DNA复制的过程 10.D　将DNA被15N标记的大肠杆菌移到含14N的培养液中培养,新合成的DNA链均含14N,即第一代DNA分子应一条链含15N,一条链含14N。第一代细菌DNA离心后,试管中出现1条中带,则可以排除全保留复制,但不能肯定是半保留复制或弥散复制,继续做第二代DNA分子密度鉴定,若第二代细菌DNA离心后可以分出一条中带和一条轻带,则可以排除弥散复制,同时确定DNA复制是半保留复制,A、B、C三项错误。 11.D　M细胞中含有T-DNA,N是由M细胞经有丝分裂与细胞分化发育成的,因此N的每一个细胞中都含有T-DNA,A项正确。T-DNA插入细胞M一对同源染色体中的一条染色体上,植株N的基因型可写为TO(T为含T-DNA,O为不含),N自交产生的子一代基因型及比例为1TT、2TO、1OO,含T-DNA的植株占3/4,B项正确。在基因修饰系统的作用下,一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变成U,该DNA首次复制后脱氨基位点碱基组成出现U—A(后续复制时为A—T),因脱氨基过程只发生一次,n次有丝分裂形成的2n个细胞中只有一个细胞中的一条DNA链脱氨基位点为A—U,即占1/2n,C项正确。M经3次有丝分裂后,形成的子细胞有8个,均含T-DNA,其中有4个细胞脱氨基位点为C—G,3个细胞脱氨基位点为A—T,1个细胞脱氨基位点为U—A,因此含T-DNA且脱氨基位点为A—T的细胞占3/8,D项错误。 12.B　5—BU可以与A配对,又可以和G配对,由于大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A—T转变为A—5BU,所以复制一次会得到5—BU—G,复制第二次时会得到G—C,所以至少需要经过2次复制后,才能实现该位点由A—5—BU转变为G—C,B项正确。 DNA双螺旋结构的热考点 (1) (2) (3) 考点31　基因指导蛋白质的合成 1.D　本题结合tRNA发现的经典实验,考查tRNA的结构与功能、翻译过程等知识,以及生命观念、科学思维等学科素养。tRNA的3'端为保守的CCA序列,是氨基酸的结合位点,题图中a为氨基酸,b为tRNA,a通过酯键连接在b的3'端形成氨酰-tRNA偶联物,A项正确。微粒体是附着有核糖体的内质网,核糖体是肽链合成的场所,翻译过程必须以mRNA为模板指导肽链合成,因此微粒体上存在指导肽链合成的模板RNA,B项正确。本实验的核心是验证tRNA转运氨基酸的功能,需标记氨基酸a以追踪其转移路径,证明氨基酸可从tRNA转移至核糖体合成肽链,C项正确。翻译过程中tRNA会将携带的标记氨基酸转移到微粒体的核糖体上,并整合到正在合成的肽链中,因此微粒体的放射性强度应随时间逐渐增大,D项错误。 tRNA功能验证实验的核心逻辑是通过放射性同位素标记氨基酸,追踪其从tRNA向核糖体肽链的转移过程;tRNA的氨基酸结合位点固定位于3'端的CCA末端,反密码子则位于另一端的反密码子环上,二者在空间上分离,分别承担氨基酸携带与密码子识别的功能。 2.B　本题考查逆转录病毒的增殖过程与核酸结构特点,以及生命观念、科学思维等学科素养。逆转录过程中,以病毒自身RNA为模板合成DNA时,沿RNA模板链的3'→5'方向移动,子链DNA沿5'→3'方向延伸,A项正确。RNA/DNA双链中遵循碱基互补配对,总嘌呤数等于总嘧啶数,即A+G=U+T+C,因此U+C<A+G,不满足U+C=A+G,B项错误。病毒无细胞结构,衣壳蛋白的合成需借助宿主细胞的核糖体、tRNA及原料等完成,C项正确。该病毒脂质包膜来自宿主动物细胞膜,动物细胞膜中含有胆固醇,因此包膜中含有胆固醇,D项正确。 3.D　转录过程中存在T和A的配对,翻译过程中存在U和A的配对,A项正确。转录时通过RNA聚合酶打开DNA双链,B项正确。某些DNA甲基化可通过抑制基因转录影响生物表型,C项正确。核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点,D项错误。 4.C　复制时DNA双链碱基互补配对,转录时DNA与RNA碱基互补配对,翻译时mRNA与tRNA碱基互补配对,三个过程均有碱基互补配对,A项正确。细胞核中淀粉酶基因的复制以DNA双链为模板,转录以DNA单链为模板,均在细胞核内进行;翻译以mRNA为模板,在细胞质中核糖体上进行,B项正确。因密码子的简并(一种氨基酸可能对应多种密码子),由翻译产物(氨基酸序列)无法确定模板mRNA序列,C项错误。RNA聚合酶催化转录沿DNA模板链3'→5'移动,核糖体沿mRNA模板链5'→3'移动,二者移动方向不同,D项正确。 5.D　本题考查基因突变对DNA序列、密码子及蛋白质合成的影响。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),原互补链由GGT变为GGC,因此嘧啶数目(T→C)未改变,仅种类变化,A项不符合题意。突变后CCA(编码脯氨酸)变为CCG(编码脯氨酸),不同密码子编码同一氨基酸,体现了密码子的简并性,B项不符合题意。转录起始由启动子调控,该突变发生在编码区,不影响基因的转录起始,C项不符合题意。该突变虽未改变脯氨酸,但导致合成的mRNA变短,mRNA为翻译的模板,其变短会使翻译提前终止,从而使表达的蛋白序列缩短,D项符合题意。 6.A　本题考查RNA干扰原理及其应用。由题干信息可知,将厌氧启动子PT置于X菌生存必需基因asd上游启动基因asd转录,将好氧启动子PA置于基因asd下游启动互补链转录效率高,在一定的氧浓度下,有可能同时满足PT和PA的启动条件,从而使Y菌存在asd基因DNA双链同时启动转录的状态,A项正确。PT启动的是基因asd转录,PA启动的是基因asd互补链转录,所以PT和PA分别启动转录得到的mRNA是互补的,B项错误。由于好氧启动子PA置于基因asd下游,启动互补链转录效率高,PA启动转录效率与氧浓度成正比,通过RNA干扰原理抑制asd基因表达,而asd基因是生存必需基因,受抑制后会导致Y菌死亡,C项错误。改造X菌目的是减轻或避免杀伤正常细胞,同时保留无氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力,而不是增强无氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力,D项错误。 7.B　本题考查基因传递与表达、RNA干扰机制等相关知识。dsRNA为双链结构,嘌呤数等于嘧啶数,其嘌呤与嘧啶之比为1∶1;单链RNA是由dsRNA加工而来的单链片段,其嘌呤与嘧啶之比不一定为1∶1,A项错误。双链dsRNA加工成单链RNA的过程中会发生氢键的断裂,B项正确。根据题干信息可知,单链RNA能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合使其降解,导致瓦螨死亡,所以瓦螨死亡的原因是单链RNA直接抑制翻译过程,C项错误。用改造后的S菌来杀死瓦螨属于生物防治,D项错误。故选B。 8.C　本题考查基因的表达。噬菌体侵染细菌时,识别并吸附在细菌表面后,会将自身的核酸注入细菌内,而蛋白质外壳留在外面,A项正确。细菌有核糖体,蛋白Neo是在细菌细胞内合成的蛋白质,即在细菌的核糖体中合成,B项正确。在转录过程中,以串联重复的双链DNA特定的一条链为模板合成mRNA,进而指导蛋白Neo的合成,而不是双链DNA的两条链都作为模板指导蛋白Neo合成,C项错误。由题意可知,最终合成的是含多个串联重复肽段的蛋白Neo,说明串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子,若有终止密码子则会提前终止翻译,不能形成含多个串联重复肽段的蛋白Neo,D项正确。 9.C　转录时,以DNA模板链为模板,遵循A—U、T—A、G—C、C—G的碱基互补配对原则,且RNA合成方向为5'端→3'端,模板链方向为3'端→5'端。 M基因的部分DNA双链序列为: 链1(5'端→3'端):TCTACA 链2(3'端→5'端):AGATGT 转录方向向左,故模板链为链1(5'端→3'端),其碱基序列为5'-TCTACA-3'。转录产物RNA与模板链互补,因此M转录产物的碱基序列为5'-UGUAGA-3'(对应②)。 N基因的部分DNA双链序列为: 链3(5'端→3'端):AGCTGT 链4(3'端→5'端):TCGACA 转录方向向右,故模板链为链4(3'端→5'端),其碱基序列为3'-TCGACA-5'。转录产物RNA与模板链互补,因此N转录产物的碱基序列为5'-AGCUGU-3'(对应③)。 综上所述,M和N转录产物的碱基序列分别为②③,C项正确。 10.A　载脂蛋白B基因转录后,其mRNA上特定位置的碱基发生改变后,密码子5'-CAA-3'变为终止密码子5'-UAA-3',但是DNA模板链的碱基序列并没有改变,所以该终止密码子和原密码子对应的DNA模板链序列相同;又知mRNA序列与对应的DNA模板链序列是互补配对的,根据碱基互补配对原则,与5'-CAA-3'密码子配对的DNA模板链序列为3'-GTT-5',即5'-TTG-3',A项符合题意。 11.D　DNA复制时,脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链,A项错误。复制时,解旋酶使DNA双链的一条链由3'端向5'端解旋,另一条链由5'端向 3'端解旋,B项错误。转录时,RNA聚合酶将DNA双链解开,而不是解旋酶,C项错误。DNA聚合酶和RNA聚合酶都作用于模板链的3'端,使DNA子链和RNA由5'端向3'端延伸,D项正确。 12.C　转录是以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则合成RNA的过程。由于起始密码子是AUG,故①链是转录的模板链,转录时模板链读取的方向是3'→5',即左侧是3'端,右侧是5'端,A项错误。在①链5~6号碱基间插入一个碱基G,则mRNA的5~6号碱基间插入一个碱基C,变为5'-AUGCACUCCUAAG-3',第4个密码子为终止密码子UAA,合成的肽链变短,B项错误。若在①链1号碱基前插入一个碱基G,在起始密码子之前加了一个碱基,不影响起始密码子和终止密码子之间的序列,故合成的肽链不变,C项正确。mRNA是翻译的模板,但由于密码子具有简并性,故碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同,D项错误。 13.D　单链tRNA分子内部存在局部双链区,双链区发生碱基互补配对,A项错误。反密码子为5'-CAU-3'的tRNA只能与密码子3'-GUA-5'配对,只能携带一种氨基酸,B项错误。mRNA是翻译的模板,其上的终止密码子不能结合相应的tRNA,C项错误。由题干可知,密码子第3位的碱基A、U、C均可与反密码子第1位的碱基I配对,这种摆动性增加了反密码子与密码子识别的灵活性,提高了容错率,有利于保持物种遗传的稳定性,D项正确。 密码子的特性 (1)密码子的连续性:密码的三联体不间隔,必须连续读取。 (2)一个氨基酸有一个或多个密码子,称为密码子的简并性,氨基酸使用频率越高,其对应密码子类型越多。密码子的简并对生物体的生存发展的意义是:①当一个密码子中有一个碱基改变时,可能并不会改变其对应的氨基酸,增强了密码子的容错性;②当某种氨基酸使用频率高时,几种不同的密码子都编码同一种氨基酸,可以保证翻译的速度,提高基因表达的效率。 (3)密码子具有通用性:不同生物的密码子基本相同,即生物共用一套遗传密码。这说明当今生物可能有着共同的起源,也使得一种生物的基因能在另外一种生物体内表达产生相同的蛋白质成为可能。 (4)摆动性指密码子与反密码子配对过程中有时会出现不遵从碱基配对规律的情况。摆动性配对情况多见于密码子的第三碱基与反密码子的第一碱基之间。 14.C　转录过程需要RNA聚合酶与基因中的启动子结合以驱动转录,A项正确。翻译过程中核糖体移动的方向是从mRNA的5'端到3'端,B项正确。CsrB可与CsrA蛋白结合,减少CsrA蛋白与glg mRNA的结合,所以如果抑制CsrB基因的转录,则CsrB减少,CsrA蛋白更多地与glg mRNA结合,不利于UDPG焦磷酸化酶的合成,从而抑制细菌糖原合成,C项错误。如果CsrA蛋白都与CsrB结合,则不会与glg mRNA结合,从而不会使glg mRNA降解,可以合成出更多的UDPG焦磷酸化酶,有利于细菌糖原的合成,D项正确。 15.C　RNA聚合酶能催化DNA→RNA的转录过程,逆转录酶能催化RNA→DNA的逆转录过程,两个过程均遵循碱基互补配对原则,且在DNA和RNA间形成氢键,A项正确。DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的本质都是蛋白质,蛋白质是在核糖体上由核酸控制合成的,B项正确。以单链DNA为模板合成多种RNA的过程是转录,该过程不需要解旋酶,C项错误。在适宜条件下,酶在体内外均可发挥催化作用,如体外扩增DNA分子的PCR技术中可用到耐高温的DNA聚合酶,D项正确。 16.D　一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体,称为多聚核糖体,同时合成多条肽链,提高了翻译的效率,A项正确。细胞中有足够的rRNA分子时,核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子,而是与rRNA分子结合组装成核糖体,B项正确。根据题干信息可知,核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡,C项正确。大肠杆菌为原核生物,没有核膜,可以边转录边翻译,D项错误。 17.C　RNA病毒的基因表达用到的RNA和蛋白质由RNA编码,A项错误。转录时,RNA聚合酶移动到终止子时停止转录,B项错误。翻译过程中,tRNA和mRNA相互识别保证了遗传信息传递的准确性,C项正确。tRNA从起始密码子开始读取,起始密码子之前的片段不进行翻译,D项错误。 18. (1)染色体(或染色质)　翻译 (2)RNA聚合　tRNA　粗面内质网 (3)在细胞核中,lncRNA与DNA模板链结合调控转录;在细胞质中,lncRNA与mRNA结合,影响翻译　miRNA与AGO等蛋白结合形成的沉默复合蛋白既可以与lncRNA结合,又能与mRNA结合,并引导其发生降解 (4)可精准沉默害虫的关键基因,抑制害虫关键基因的表达,且RNA易被分解,避免造成环境污染 解析 (1)DNA与组蛋白结合形成染色体(或染色质),核膜分隔细胞核与细胞质,使基因转录(细胞核内)和翻译(细胞质中)在时空上分离,保障调控有序。 (2)转录由RNA聚合酶启动,催化RNA合成;翻译过程依赖rRNA(核糖体成分)、mRNA(模板)、tRNA(转运氨基酸)的参与;分泌蛋白的肽链在粗面内质网完成合成后,再经高尔基体加工。 (3)lncRNA调控基因表达的机制分两步:细胞核内与DNA模板链结合调控转录;细胞质中与mRNA结合影响翻译。miRNA与AGO等蛋白结合后形成的沉默复合蛋白,既可以与lncRNA结合,又能与mRNA结合,并引导其发生降解。 (4)RNA农药利用序列特异性,精准沉默害虫的关键基因,干扰其生命活动;且RNA易被环境分解,无残留污染风险,绿色高效。 19. (1)转录　翻译 (2)稀有密码子对应的tRNA (3)CGU (4)①取血清,与AB蛋白反应,观察反应情况　②阳性或阴性　③阳性结果表示有致病菌W感染史,或接种过疫苗;阴性结果表示没有致病菌W感染史,或致病菌W感染后经过较长时间,体内抗体被降解 解析 本题考查遗传信息的转录和翻译过程,主要考查学生的理解和实验探究能力。 (1)结合题表中数据可知,工程菌中含有AB基因的mRNA,说明AB基因在工程菌中能进行转录。工程菌中没有AB蛋白,说明该基因不能进行有效的翻译。(2)蛋白质合成过程中,需要tRNA搬运氨基酸,致病菌W合成AB蛋白时,某些氨基酸使用的部分密码子在宿主E中的使用频率低,形成这一现象的原因是宿主E中缺乏该密码子所对应的tRNA。(3)进一步分析发现,宿主E缺乏高效表达GC含量过高的外源基因所需要的机制,AB基因的GC含量较高,精氨酸密码子CGG的GC含量高,精氨酸密码子还有CGU(GC含量降低,可使该基因在宿主E中高效表达),要对精氨酸密码子CGG的使用进行优化,选择最佳密码子为CGU。(4)血清学诊断是利用抗原-抗体反应,AB蛋白可作为抗原,若有病菌W感染史,体内会产生相应抗体,能与AB蛋白发生特异性结合,并形成沉淀,故实验思路为:取此人血清,与AB蛋白混合,观察是否发生抗原-抗体反应(是否出现沉淀)。若此人有致病菌W感染史,血清中存在AB蛋白的相应抗体,AB蛋白能与抗体反应形成沉淀。若此人无致病菌W感染史,血清中不存在AB蛋白的相应抗体,不会形成沉淀。 20. (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mRNA结合并提高其降解的概率,导致合成的P蛋白减少,从而影响细胞凋亡 (4)增加circRNA的数量,使更多的miRNA与之结合,从而减少对P基因表达的抑制 解析 (1)放射刺激心肌细胞可以使细胞产生更多的自由基,自由基会攻击生物膜的磷脂分子,从而造成放射性心肌损伤。(2)前体mRNA是基因转录的产物,转录过程需要的酶是RNA聚合酶。从图中可以看出,miRNA既可以与P基因mRNA结合,也可以与circRNA结合。(3)从图中可以看出,miRNA是通过与P基因mRNA结合来抑制P蛋白合成的,所以当miRNA表达量升高,会导致P蛋白含量降低,进而影响细胞凋亡。(4)只要使miRNA与P基因mRNA结合的机会减少,则可以治疗放射性心脏损伤。由于circRNA可以与miRNA结合,所以增加circRNA的数量就可以减少miRNA与P基因mRNA结合的机会,从而达到治疗放射性心脏损伤的目的。 21. (1)DNA的一条链　RNA聚合酶　核孔　(2)突变(碱基的替换、增添或缺失)　双链RNA　(3)PCSK9蛋白　(4)保护并把mRNA送入细胞内,使之能够表达正常的功能蛋白　(5)内质网和高尔基体　抗原　(6)重组新型冠状病毒疫苗作为抗原可持续刺激机体产生更多的记忆细胞和抗体,进一步提高机体的免疫力 解析 (1)细胞核中的RNA是以DNA的一条链为模板,在RNA聚合酶的催化作用下合成的。前体mRNA不能通过核孔,而成熟的mRNA可通过核孔,说明核孔对大分子物质的转运具有选择性。(2)外显子是基因中可以编码蛋白质的脱氧核苷酸序列,外显子中碱基的替换、增添或缺失可能导致mRNA中终止密码子提前出现,进而影响蛋白质的合成。可利用反义RNA药物与51外显子转录的mRNA通过碱基互补配对结合为双链RNA,在对DMD前体mRNA修饰的过程中将该异常双链区段切除,从而合成有功能的小DMD蛋白,减轻症状。(3)PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解,导致血液中胆固醇含量偏高,可以转入与PCSK9mRNA特异性结合的siRNA,二者结合形成双链RNA,使PCSK9 mRNA被剪断,从而抑制PCSK9 mRNA的表达,达到治疗疾病的目的。(4)脂质体包裹mRNA药物既可以保护mRNA药物,又能使该大分子通过脂质体与细胞膜融合的方式进入细胞,使之表达正常的功能蛋白。(5)由题图可知,mRNA疫苗需在细胞内合成抗原蛋白,分泌到细胞外,可作为抗原刺激机体产生免疫应答。故该抗原蛋白的合成、加工、分泌过程需核糖体、内质网、高尔基体和线粒体(提供能量)参与。(6)重组新型冠状病毒疫苗可以具有与新型冠状病毒灭活疫苗相同的抗原成分,故第三次注射重组新型冠状病毒疫苗可以持续刺激机体发生二次免疫反应,产生更多的记忆细胞和抗体,进一步提高免疫力。 考点32　基因表达与性状的关系 1.B　本题考查基因的复制、转录与表观遗传等知识,以及生命观念、科学思维等学科素养。基因碱基序列发生改变后,由于密码子具有简并性,突变后对应的氨基酸序列可能不变,且隐性突变后形成的杂合子的表型也不一定发生改变,A项错误。转录时沿模板链的3'→5'方向合成5'→3'的mRNA,根据碱基互补配对原则,可得出转录产物的部分序列为5'-GCAUGUAGCC-3',B项正确。DNA的甲基化修饰属于表观遗传修饰,可通过配子传递给后代,使后代表现出对应性状,C项错误。基因复制以4种游离的脱氧核苷酸为原料,转录的原料是4种游离的核糖核苷酸,二者原料种类不同,D项错误。 基因复制与表达的易混概念辨析 基因突变不一定导致生物性状改变,密码子的简并性、隐性突变、非编码区突变均可能维持原有表型;转录需注意模板链与mRNA的反向互补关系,碱基中T替换为U;DNA甲基化属于可遗传的表观修饰,复制与转录的原料种类存在本质差异,切勿混淆。 2.B　本题以基因敲除和杂交育种为情境,从基础性、综合性的维度考查基因突变和杂交育种,主要考查理解能力、实验探究能力、解决问题的能力和科学思维。受精卵是发育成完整个体的起点,经有丝分裂、细胞分化发育为成体,有丝分裂能保持亲子代细胞遗传的稳定性,细胞分化也不会改变细胞的遗传物质。对受精卵基因组进行编辑,可确保突变的基因随细胞增殖与分化稳定遗传到子细胞中,A项正确。F0个体基因型为RR-,且只获得了1个F0个体。用F0个体进行杂交培育,需将F0与野生型(RR)杂交,F1全部为RR-;F1雌雄个体杂交,F2中会出现纯合突变体(R-R-),B项错误。R基因的编码序列缺失4个连续的碱基后变为R-,会导致氨基酸序列从缺失位点后完全改变,纯合突变体可用于研究R基因的功能,C项正确。与野生型相比,突变体的体型变小、体色变浅,说明R基因的功能可能影响多个性状,即基因具有“一因多效”的效应,D项正确。 3.B　本题结合心脏力学负荷抑制癌细胞增殖的机制,考查表观遗传、实验原理及科研应用的相关知识,以及生命观念、科学思维等学科素养。力学负荷通过调控组蛋白去甲基化修饰影响基因表达,属于表观遗传调控,不会改变DNA的碱基序列,A项正确。核膜蛋白N2位于细胞自身的核膜上,力学负荷可直接通过肺癌细胞自身的核膜蛋白N2传递信号,进而抑制其增殖,仅降低心肌细胞的N2表达,肺癌细胞仍可通过自身N2接收力学信号,增殖不会明显加快,B项错误。设置无搏动的心肌组织实验组,去除了力学负荷这一研究变量,利用了实验设计的“减法原理”,C项正确。研究证实力学负荷可抑制肺癌细胞增殖,提示力学刺激有望成为治疗肺癌的新型物理手段,D项正确。 4.D　由题图可知,转录产生的mRNA发生碱基甲基化修饰后可被降解,或被甲基化读取蛋白Y识别后引起表达效应的改变,因此可通过影响翻译过程调控基因的表达,A项错误。mRNA的基本组成单位是核糖核苷酸,B项错误。由题图可知,蛋白Y可结合甲基化的mRNA并促使其翻译表达出肽链,C项错误。DNA的碱基甲基化可通过影响基因的转录过程调控基因的表达,引起表观遗传效应,D项正确。 5.D　本题主要考查表观遗传等知识,考查学生的分析应用能力。蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来,但结合题干信息,它们在形态、结构、生理、行为等方面的不同,是表观修饰水平的差异导致基因表达模式不同,进而造成的表型差异,A项错误;表型由遗传和环境因素共同决定,食物通过影响甲基化间接起作用,B项错误;蜂王和工蜂的DNA甲基化水平不同,导致基因选择性表达,因此二者体内的蛋白质组成必然存在差异,C项错误;蜂王和工蜂均为受精卵发育成的二倍体,体细胞的染色体数目相同,D项正确。 6.A　本题考查基因表达和基因自由组合定律及运用的相关知识,主要考查学生的理解能力和分析解决问题的能力。题干指出基因G和g序列完全相同,但基因g上游缺失一段DNA导致转录产物结构异常,这会影响mRNA的正常形成,进而可能使翻译出的蛋白质结构或功能异常,因此,两者指导合成的蛋白质结构和功能不一定相同,A项错误;基因g上游缺失DNA片段属于基因组特定序列的变化,该变化导致转录产物结构异常,从而表现黄荚性状,B项正确;基因r因一个碱基对差异使翻译提前终止(即发生无义突变),导致表达的肽链缩短,影响蛋白质功能,最终引起果荚皱缩,C项正确;题干明确说明果荚颜色和形状是“两对独立遗传性状”,根据孟德尔自由组合定律,控制不同性状的独立遗传的等位基因(如G/g和R/r)在遗传时遵循自由组合定律,D项正确。 7.C　本题考查组蛋白乙酰化等表观遗传修饰对基因表达的调控作用及其可遗传性。由题表可知,肥胖组精子活动率显著低于正常组,精子活动率低会直接影响精子与卵子的结合能力,导致生育潜能下降,A项正确。肥胖组形态正常的精子显著低于正常组,因此肥胖可能干扰内分泌系统,影响性激素产生,进而影响精子的正常发育,B项正确。组蛋白乙酰化属于表观遗传修饰,乙酰化水平升高可使染色质结构松散,促进基因转录;反之则抑制。题表中肥胖组乙酰化水平降低,必然影响基因表达,C项错误。表观遗传修饰(如组蛋白乙酰化)可通过生殖细胞遗传给子代,若父本精子乙酰化水平低导致相关基因表达异常,可能使子代易患肥胖,D项正确。 8.B　本题考查基因与性状的关系和性别决定方式。雌激素的化学本质是脂质而非蛋白质,因此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,即c、f基因间接控制雌激素的合成,且通过甲、戊对比,c、f基因敲除后雌激素变化不同,说明c、f基因对雌激素的影响不相等,A项错误。甲、丙、丁组敲除c基因,均导致雌激素水平明显降低,对比野生型和其他组,野生型s、f基因共同起作用时,雌激素水平最高,推测s、f基因的表达产物共同促进c基因控制雌激素合成,B项正确。性逆转是因内源雌激素不足导致的,因此补充外源雌激素可阻止雌鱼性逆转,C项错误。性逆转雄鱼(乙、戊组)的性染色体组成为XX,己组为XX雌鱼。乙、戊组鱼分别与己组鱼交配,后代性染色体组成全是XX,D项错误。 根据实验数据,野生型雌鱼(f+c+s+)雌激素水平高,性别为雌性。当敲除不同基因后,雌激素水平降低,导致性逆转为雄性,但性染色体组成未发生改变,需结合各基因敲除组合的结果,分析选项。 9.C　本题考查细胞癌变和基因表达的相关知识,主要考查学生的理解和判断能力。一般来说,原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的,抑癌基因表达的蛋白质能促进细胞凋亡,由题图可知,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项错误;DNA聚合酶参与DNA复制,M蛋白和F蛋白在转录过程中发挥作用,所以M蛋白和F蛋白都不是DNA聚合酶,B项错误;X蛋白选择性地结合F蛋白或乙酰化修饰的M蛋白,从而阻止被结合的蛋白进入细胞核,在癌细胞中,X蛋白结合乙酰化修饰的M蛋白,促进F蛋白进入细胞核,若过量表达X蛋白,可能会导致部分X蛋白与F蛋白结合,使进入细胞核内的F蛋白减少,从而减缓癌细胞增殖,C项正确;正常细胞中F蛋白与X蛋白结合,已然无法发挥作用,即使去除F蛋白,X蛋白也不会结合未乙酰化的M蛋白,不影响正常细胞原有的生命活动,即M蛋白依然在细胞核中促进凋亡基因转录,不会抑制正常细胞凋亡,D项错误。 10.C　本题考查基因的表达。由题干信息可知,蛋白W能直接抑制核基因P和M的转录起始,而核基因的转录过程发生在细胞核中,故蛋白W在细胞核中发挥调控功能,A项正确。P和M可分别提高水稻抗虫性和产量,敲除基因W可解除蛋白W对核基因P和M转录起始的抑制,P和M能正常表达,有助于提高水稻抗虫性和产量,B项正确。在基因P缺失突变体水稻中,本身就没有基因P,增加基因W的表达量也无法提高其抗虫性,C项错误。转录起始需要RNA聚合酶识别并结合基因的启动子,蛋白W能抑制核基因P和M转录起始,可能是通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用的,D项正确。 11.A　据题干信息可知,水稻的耐碱—耐热性状至少与ATT基因和控制SLR1蛋白合成的基因有关,该研究表明基因与性状不都是简单的一一对应关系,A项错误。据题干信息可知,ATT基因编码GA20氧化酶,从而调控赤霉素的生物合成,来影响水稻的性状,B、C两项正确。该研究明确了ATT基因的作用机理,为培育耐碱—耐热水稻新品种提供了新思路,D项正确。 12.B　突变体蛋白氨基端的30个氨基酸序列与Z蛋白氨基端的序列一致、羧基端的25个氨基酸序列与Y蛋白羧基端的序列一致,说明转录起始后,先读取Z基因部分序列、再读取Y基因部分序列,故基因排列应为Z相邻于启动子P。正常基因转录、翻译对应连续氨基酸序列,突变体蛋白有Z的30个氨基酸(对应30×3=90个碱基,3的整倍数)和Y的25个氨基酸(对应25×3=75个碱基,3的整倍数),因基因相邻共用启动子,推测缺失区域使Z、Y基因部分序列连续,缺失碱基数目是3的整倍数(保证读码框连续,不改变后续氨基酸对应关系),B项基因排列(Z靠近P)及缺失特征符合推理。 基因排列与蛋白序列的“对应逻辑” 基因转录顺序决定蛋白序列,本题中突变体蛋白同时含Z蛋白氨基端和Y蛋白羧基端序列,说明基因转录时先读取Z基因、后读取Y基因(Z靠近启动子)。此外,氨基酸由3个碱基编码(密码子),因此基因缺失碱基数目若为3的整倍数,可保证读码框连续,不改变后续氨基酸对应关系(如本题,缺失后蛋白序列仍连续)。 13.C　组蛋白乙酰化即在组蛋白乙酰化转移酶的作用下将乙酰基添加到组蛋白的赖氨酸残基上。这一过程发生在翻译后,并未改变组蛋白自身的氨基酸序列,但会影响染色质的结构和功能,从而影响基因的表达,最终可能会影响个体表型,这是基因表达调控的结果,A、D两项正确。tRNA是DNA转录的产物,转录生成的前体RNA需要经过剪切、修饰等加工过程,才能形成具有生物活性的tRNA,B项正确。一般来说,编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量越多,在同一时间内合成的蛋白质分子就越多,即翻译的效率越高;翻译的准确度主要取决于mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子的互补配对及tRNA携带氨基酸的准确度等,与mRNA上结合的核糖体数量无关,C项错误。 14.A　同一个体的不同细胞由一个受精卵发育而来,基因序列应相同,乙醛脱氢酶基因序列改变属于基因突变,发生的可能性较低,A项符合题意。编码乙醛脱氢酶mRNA的量有差异,会改变乙醛脱氢酶的含量,可能造成羽色差异,B项不符合题意。乙醛脱氢酶活性有差异,可能造成羽色差异,C项不符合题意。鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异也可能造成羽色差异,D项不符合题意。 15.B　据题干信息“H4是结合并稳定染色质DNA的组蛋白之一。M蛋白可降低H4的Khib修饰,导致DNA螺旋化程度提高,使转录相关酶更难与DNA结合,降低抗病相关基因(如水杨酸受体基因)的表达”可知,H4的Khib修饰改变了H4蛋白质的结构,从而提高了相关基因(如水杨酸受体基因)的表达,而不会影响转录相关酶和M蛋白的活性。H4的Khib修饰是一种表观遗传现象,并不会改变染色质的DNA序列,B项正确。 16.D　据题干信息“M蛋白可降低H4的Khib修饰,导致DNA螺旋化程度提高,使转录相关酶更难与DNA结合,降低抗病相关基因(如水杨酸受体基因)的表达”可知,将抗病棉的M基因转入易感棉后,M蛋白的表达量提高,则会降低H4的Khib修饰,从而降低抗病相关基因的表达,A、B、C三项错误。据题干信息“M蛋白可降低P蛋白的Khib修饰,从而削弱P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复功能,进而降低叶绿体产生活性氧的能力,导致易感棉抗病性下降”可知,P蛋白的Khib修饰可促进P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复,提高叶绿体产生活性氧的能力,使易感棉的抗病性上升,故增加P蛋白的Khib修饰可提高易感棉的抗病性,D项正确。 17.D　据题干信息“P蛋白由核内P基因编码,经翻译后转移并定位于叶绿体中”可知,P基因在细胞核中转录出mRNA,加工成熟后在细胞质中的核糖体上进行翻译,随后转移并进入叶绿体中,故P基因表达及其产物行使功能涉及细胞核、核糖体和叶绿体等,A项正确。棉花的抗病能力与H4和P蛋白的Khib修饰与去修饰有关,H4是结合染色质DNA的组蛋白,位于细胞核中,P蛋白定位于叶绿体中,是叶绿体中的蛋白质,B项正确。H4的Khib修饰影响抗病相关基因的表达,而P蛋白的Khib修饰影响它对捕光复合体Ⅱ的修复功能,二者都影响棉花的抗病性,C项正确。H4的Khib修饰提高了水杨酸受体的合成量,P蛋白的Khib修饰提高了它对捕光复合体Ⅱ的修复功能,所以Khib修饰的是H4和P蛋白,D项错误。 18.C　由题图可知,经过酶E作用后,DNA的甲基化部位增多,推测酶E可催化DNA甲基化,而不是催化DNA复制,A项错误。DNA半保留复制的原料是四种游离的脱氧核苷酸,B项错误。由题干中“50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大”可知,环境会引起DNA甲基化差异从而产生表观遗传现象,C项正确。DNA甲基化不改变碱基序列,但会影响生物的表型,D项错误。 19.D　PcG使组蛋白甲基化和染色质凝集,影响RNA聚合酶与DNA分子的结合,抑制了基因表达,A项正确。细胞增殖失控可由基因突变(如原癌基因和抑癌基因发生突变)引起;由题意“基因沉默蛋白(PcG)的缺失,引起染色质结构变化,导致细胞增殖失控形成肿瘤”可知,细胞增殖失控也可由染色质结构变化引起,B项正确。DNA和组蛋白的甲基化修饰属于表观遗传,都能影响细胞中基因的转录,C项正确。原核细胞中没有染色质,D项错误。 20.A　分析题干可知,某种鸟的卵黄蛋白原基因的启动子部分区域存在甲基化修饰,成熟雌鸟产生的雌激素可将此甲基化去除,雄鸟因缺乏雌激素仍保持高度甲基化,而启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点,用于驱动基因的转录,因此卵黄蛋白原基因在成熟雌鸟中可以表达,在雄鸟中表达受到抑制,A项正确。甲基化的DNA无法转录,不能形成mRNA,B项错误。该种雌鸟和雄鸟交配产生的雌雄后代发育成熟后,卵黄蛋白原基因在成熟雌鸟中可以表达,成熟雌鸟中有卵黄蛋白原,C项错误。除了DNA的甲基化,组蛋白的甲基化和乙酰化修饰也可产生表观遗传现象,D项错误。 21.B　表观遗传涉及基因表达的可遗传变化,这些变化不涉及碱基序列的改变,A项错误。由图可知,组蛋白甲基化程度低会促进相关基因表达,组蛋白甲基化程度增加会抑制相关基因表达,B项正确。ATF7的磷酸化,会抑制组蛋白甲基化,将导致组蛋白表观遗传修饰水平降低,C项错误。表观遗传不会改变子代的基因,故亲代的低蛋白饮食,不会改变子代小鼠的DNA碱基序列,D项错误。 22.A　甲基化会使基因表达受到影响,即影响了基因的转录过程,导致mRNA的合成改变,而NKAmRNA和蛋白质表达趋势不一致,可能与NKA基因的转录和翻译不是同步的有关,A项错误。时间变化属于该实验的无关变量,并不是影响NKA基因转录变化的直接因素,B项正确。NKA酶介导的运输是一种主动运输,在维持海鱼鳃细胞内渗透压平衡时需要直接消耗ATP,C项正确。与0 h组相比,其他时间点的血液中Na+浓度降低,与红细胞内的渗透压相比较,浓度差减小,细胞会吸水,从而使得细胞体积增大,D项正确。 23.D　由题意可知,细胞Ⅰ和细胞Ⅱ中催乳素合成基因的碱基序列相同,但细胞Ⅱ中该基因多个碱基被甲基化,导致仅细胞Ⅰ能合成催乳素,说明甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录,A项正确。细胞Ⅱ经氮胞苷处理后,再培养可合成催乳素,说明氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化,B项正确。由题意可知,处理后的细胞Ⅱ的催乳素合成基因去甲基化可传给子代细胞,故其子代细胞能合成催乳素,C项正确。该基因甲基化后不能合成催乳素,故可根据是否合成催乳素区分细胞类型,D项错误。 理解表观遗传应注意的三个问题 (1)表观遗传不遵循孟德尔遗传规律;(2)表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因;(3)表观遗传一般是影响基因的转录过程,进而影响蛋白质的合成。 24.D　ALDH2基因发生突变会导致ALDH2活性下降或丧失,ALDH2可催化乙醇转变为乙酸,东亚人群中ALDH2基因发生突变的概率高于高加索人群,所以东亚人群饮酒后面临的风险更高,A项正确。由于头孢类药物能抑制ALDH2的活性,所以患者在服用头孢类药物期间应避免摄入含酒精的药物或食物,B项正确。由题意可知,ALDH2基因某突变导致ALDH2活性下降或丧失,说明ALDH2基因通过控制ALDH2来控制代谢过程,进而控制生物性状,而ALDH2是蛋白质,所以该实例表明基因通过蛋白质控制生物性状,C项正确。口服ALDH2酶制剂,其会在消化道中分解成氨基酸,从而失去生理功能,D项错误。 25. (1)基因的选择性表达,青蒿素相关基因在叶片的腺毛特异性表达 (2)负　通过降低miR160的表达量提高青蒿素的含量 (3)ARP1 mRNA　 (4)SAmiR160ARF1→DBR2→青蒿素合成 (5)敲除miR160基因,增加ARF1和DBR2基因的表达 解析 由图1可知,SA或MeJA处理后miR160表达量下降。由图2可知,miR160表达会导致青蒿素含量下降。由图3可知,ARF1基因表达可以促进DBR2基因的表达。 (1)青蒿素在叶片腺毛中合成的根本原因是基因的选择性表达,青蒿素相关基因在叶片的腺毛特异性表达。 (2)由图2可知,miR160的表达量与青蒿素含量间呈现负相关性,结合图1 MeJA可以抑制miR160的表达量,因此MeJA可以提高青蒿素的含量。 (3)由“miR160的一种靶mRNA编码ARF1蛋白”可知,miR160直接影响的靶mRNA为ARF1 mRNA。 (4)由图1可知,SA抑制miR160,miR160会降解ARF1 mRNA,ARF1会促进DBR2的表达,DBR2是青蒿素合成关键酶基因。 (5)可以敲除miR160基因,增加ARF1和DBR2基因的表达进而增加青蒿素的含量。 本题涉及探究实验的对照原则的空白对照和相互对照。 (1)空白对照:例如通过图1、图2和图3实验组和空白对照组进行比较,我们可以得出施加的影响是促进还是抑制的结论。 (2)相互对照:如果将两个处理组作为对照,我们可以得出哪一组效果更显著的结论,例如图1 SA的处理效果比MeJA显著。 26. (1)野生型 (2)突变株胚乳中DNA甲基化水平高于野生型 (3)母本R基因编码的DNA去甲基化酶只能降低母本Q基因的甲基化水平,使母本Q基因在胚乳中表达;对父本的Q基因不起激活作用。父本R基因对Q基因不起激活作用。 (4)①突变性状受两对独立遗传的基因控制,两对基因同时无活性才表现为小籽粒。其中一对等位基因在子代中,来自母本的不表达,来自父本的表达。 ②正常籽粒∶小籽粒=7∶1 解析 (1)若矮秆是隐性性状(rr),则矮秆玉米突变株与野生型(RR)杂交,子代(Rr)表型与野生型相同。 (2)野生型R基因正常,能编码DNA去甲基化酶,催化DNA去甲基化,所以野生型及突变株分别自交,野生型植株所结籽粒胚乳中DNA甲基化水平较低。 (3)由组别2、4可知,母本中R基因编码的DNA去甲基化酶无法为父本提供的Q基因去甲基化,由组别3可知父本中R基因编码的DNA去甲基化酶不能对母本上所结籽粒的胚乳中的Q基因发挥功能。结合(2)的研究成果“亲本的该酶在本株玉米所结籽粒的发育中发挥作用”,可得母本R基因编码的DNA去甲基化酶只能降低母本Q基因的甲基化水平,使母本Q基因在胚乳中表达,对父本的Q基因不起激活作用;父本R基因对Q基因也不起激活作用。 (4)①甲与野生型杂交得到的子代为正常个体,说明小籽粒为隐性性状。F1配子的功能及受精卵活力均正常,若性状为一对等位基因控制,则F1与甲杂交后,不论正反交,子代正常籽粒∶小籽粒应为1∶1,故根据子代性状分离比可推测该性状受到两对等位基因的控制,且只有不含显性基因的个体表现为小籽粒。已知玉米子代中,某些来自父本或母本的基因,即使是显性也无功能,结合F1作母本时,与甲杂交,后代正常籽粒∶小籽粒=1∶1可知,两对显性杂合子作母本时,有一对等位基因无法正常表达。故结合以上推论提出假设:突变性状受两对独立遗传的基因控制,两对基因同时无活性才表现为小籽粒。其中一对等位基因在子代中,来自母本的不表达,来自父本的表达。 ②若以上假设正确,则F1自交,F1产生的能正常表达的精子中含显性基因的配子∶不含显性基因的配子=3∶1,F1产生的能正常表达的卵细胞中含显性基因的配子∶不含显性基因的配子=1∶1,所以F1自交所结籽粒的表型及比例为正常籽粒∶小籽粒=(1-1/4×1/2)∶(1/4×1/2)=7∶1。 学科网（北京）股份有限公司 $