(共50张PPT)
专题四 基因的本质和表达
专题体系 重构建
01
1．(必修2 P45图3-6)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀物中不含放射性，但实际上含有少量放射性，原因是____________
_______________________________________________________________________________________________________。
可能由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现了少量放射性
2．(必修2 P45“相关信息”)在噬菌体侵染细菌的实验中选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA标记，而不用14C和18O同位素标记，原因是_______________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________。
S元素仅存在于T2噬菌体的蛋白质中，而P元素几乎都存在于DNA分子中；而T2噬菌体的蛋白质和DNA分子中都含有C和O这两种元素，用14C和18O同位素标记无法区分DNA和蛋白质
3．(必修2P45正文)在噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌和离心的目的分别是_____________________________________________________
________________________________________________________________________________________。
搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离；离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌
4．(必修2 P65图4-4)(1)遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程需要__________酶。
(2)一个基因转录时以基因的___条链为模板，一个DNA分子上的所有基因的模板链_________(填“一定”或“不一定”)相同。
(3)转录方向的判定方法：____________________________________
_____________为转录的起始端。
RNA聚合
一
不一定
已合成的mRNA释放的一端(或已合成的mRNA 5′端)
5．(必修2P67“思考·讨论”)密码子简并的意义是_______________
___________________________________________________________。
密码子的通用性说明________________________________________
________。
6．(必修2P69小字部分)一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，其意义是__________________________
____________________。
一方面可增强容错性，减少蛋白质或性状的差错，另一方面有利于提高翻译的效率
各种生物都有一定的亲缘关系(生命本质上是统一的)
少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质
7．(必修2P74“相关信息”)除了DNA甲基化，__________________
____________________等修饰也会影响基因的表达。
8．(必修2P75“思维训练”)果蝇幼虫正常的培养温度为25 ℃，将刚孵化的残翅果蝇幼虫放在31 ℃的环境中培养，得到了一些翅长接近正常的果蝇成虫，这些翅长接近正常的果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是残翅果蝇。请提出假说解释这一现象。__________
________________________________________________________________________。
构成染色体的组蛋白
发生甲基化、乙酰化
果蝇翅的发育需要经过酶的催化，而酶是在基因控制下合成的，酶的活性受温度的影响
高频考点 精研析
02
1．遗传物质探索的三种方法
考点一 基因的本质
2．探索遗传物质经典实验中注意的几个问题
(1)关于肺炎链球菌的转化实验
①转化的实质是基因重组而非基因突变，转化的只是少部分R型细菌。
②体内转化实验证明了“转化因子”的存在，体外转化实验证明了_______是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质。
DNA
(2)关于噬菌体侵染细菌的实验
①35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一个噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。
②噬菌体侵染细菌的实验误差分析
a．32P噬菌体侵染大肠杆菌
b．35S噬菌体侵染大肠杆菌
③“二看法”分析噬菌体侵染细菌实验的放射性
3．DNA的双螺旋结构
(5)特点
①DNA单链上相邻脱氧核苷酸通过____________连接。
②双链DNA分子中常用公式：A＝T、C＝G、A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G。
③“单链中互补碱基和”占该链碱基数比例等于“双链中互补碱基和”占双链总碱基数比例。
④某单链不互补碱基之和的比值与其互补链的该比值互为______。
磷酸二酯键
倒数
4．DNA的半保留复制(以真核细胞为例)
5．基因与DNA的关系
考向1| DNA是主要的遗传物质
1．(2024·甘肃卷)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
√
D 解析：格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验未单独研究每种物质的作用，在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，S型菌株的DNA分子可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性，A错误；在肺炎链球菌的体外转化实验中，利用自变量控制中的“减法原理”设置对照实验，通过观察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，R型菌不发生转化，B错误；噬菌体为DNA病毒，其DNA进入宿主细胞后，利用宿主细胞的原料和酶完成自我复制，C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正确。
2．(2024·济南三模)下列关于证明DNA是主要遗传物质的相关实验，叙述错误的是( )
A．艾弗里等人的肺炎链球菌转化实验不仅证明了遗传物质是DNA，还证明了DNA可以在同种生物的不同个体之间转移
B．赫尔希和蔡斯在明确T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程后，选择其作为证明DNA是遗传物质的实验材料
C．32P标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，经搅拌、离心后上清液放射性来自子代或亲代噬菌体
D．格里菲思的第四组实验小鼠的血清中含有抗R型肺炎链球菌的抗体
√
B 解析：艾弗里等人的肺炎链球菌体外转化实验不仅证明了DNA是使R型活细菌产生稳定遗传变化的物质，即肺炎链球菌的遗传物质是DNA，还证明了DNA可以在S型细菌和R型细菌之间转移，A正确；赫尔希和蔡斯选择T2噬菌体作为证明DNA是遗传物质的实验材料的原因是T2噬菌体结构简单，只含有DNA和蛋白质，B错误；用32P标记T2噬菌体的DNA，再用被标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，由于保温时间过长或过短，经搅拌、离心后上清液会有放射性，其上清液放射性来自子代或亲代噬菌体，C正确；格里菲思的第四组实验小鼠体内含有S型细菌和R型细菌，其血清中含有抗R型肺炎链球菌的抗体，D正确。
考向2| DNA的结构和复制
3．(2024·浙江1月选考)大肠杆菌在含有3H-脱氧核苷培养液中培养，3H-脱氧核苷掺入到新合成的 DNA 链中，经特殊方法显色，可观察到双链都掺入3H-脱氧核苷的DNA区段显深色，仅单链掺入的显浅色，未掺入的不显色。掺入培养中，大肠杆菌拟核DNA第2次复制时，局部示意图如图。DNA双链区段①②③对应的显色情况可能是( )
A．深色、浅色、浅色
B．浅色、深色、浅色
C．浅色、浅色、深色
D．深色、浅色、深色
√
B 解析：DNA的复制方式为半保留复制，大肠杆菌在含有3H-脱氧核苷培养液中培养，DNA第1次复制后产生的子代 DNA的两条链一条被3H标记，另一条未被标记，如图所示。大肠杆菌拟核DNA第2次复制时，以两条链中一条被3H标记，另一条未被标记的 DNA分子为模板，结合题图分析显色情况，DNA双链区段①为浅色，区域②③中两条子链均含有3H，其中一条模板链含有3H，一条模板链不含3H，故区域②③分别呈现深色、浅色，B 符合题意。
4．(2024·武汉模拟)2023年7月，国际科研小组发明了一种被称为“DNA折纸”的技术，该技术将多条较短的“装订”DNA链(装订链)固定在纳米尺度的“支架”上，利用“胶水”DNA链(胶水链)和“释放”DNA链(释放链)，使“支架”实现折叠和重新打开，从而构建可重复使用的复杂“支架”结构。其原理如图所示，下列叙述错误的是( )
A．该技术涉及的3种DNA链都应是单链DNA分子
B．需依据3′装订链和5′装订链的碱基序列来设计胶水链
C．3′装订链和5′装订链的碱基遵循碱基互补配对原则
D．若将胶水链初步水解，其产物可能有4种
√
C 解析：根据题意和示意图分析，该技术涉及的支架和胶水链、释放链都是单链DNA分子，A正确。根据题图可知，由于胶水链和支架的3′装订链和5′装订链的碱基序列进行互补配对，形成了双链，说明3′装订链、5′装订链和胶水链可以碱基互补配对，因此需依据3′装订链和5′装订链的碱基序列来设计胶水链，B正确。3′装订链和5′装订链的碱基并未进行配对，因此碱基的排列可能不遵循碱基互补配对原则，C错误。胶水链是DNA链，初步水解的产物有4种脱氧核苷酸，D正确。
1．遗传信息的转录和翻译
(1)转录
考点二 基因的表达
(2)翻译
2．原核细胞与真核细胞中的基因表达
3．中心法则
4．基因与性状的关系
(1)基因控制性状的途径
(2)基因与性状的关系
5．表观遗传
考向1| 遗传信息的转录和翻译
1．(2024·贵州卷)下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( )
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
√
C 解析：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①链的左侧是3′端，右侧是5′端，A错误；在①链5～6号碱基间插入一个碱基G，将会导致终止密码子提前出现，合成的肽链变短，B错误；若在①链1号碱基前插入一个碱基G，就是在起始密码子之前加了一个碱基，不影响起始密码子和终止密码子之间的序列，故合成的肽链不变，C正确；mRNA是翻译模板，但由于密码子的简并，碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同，D错误。
2．(2024·湖北卷)编码某蛋白质的基因有两条链，一条是模板链(指导mRNA合成)，其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5′-ATG-3′，则该序列所对应的反密码子是( )
A．5′-CAU-3′ B．5′-UAC-3′
C．5′-TAC-3′ D．5′-AUG-3′
[审题指导] DNA中进行mRNA合成时，作为模板的链为模板链，与模板链配对的为编码链，因此mRNA上的密码子与DNA编码链的碱基序列相近，只是不含T，用U代替，据此答题。
√
A 解析：若编码链的一段序列为5′-ATG-3′，则模板链的一段序列为3′-TAC-5′，则mRNA碱基序列为5′-AUG-3′，该序列所对应的反密码子是5′-CAU-3′，A正确，B、C、D错误。
考向2| 中心法则及基因与性状的关系
3．(2024·山东卷)酵母菌在合成色氨酸时需要3种酶X、Y和Z，trpX、trpY和trpZ分别为相应酶的编码基因突变的色氨酸依赖型突变体。已知3种酶均不能进出细胞，而色氨酸合成途径的中间产物积累到一定程度时可分泌到胞外。将这3种突变体均匀划线接种到含有少量色氨酸的培养基上，生长情况如图。据图分析，3种酶在该合成途径中的作用顺序为( )
A．X→Y→Z B．Z→Y→X
C．Y→X→Z D．Z→X→Y
√
[审题指导] 酵母菌合成色氨酸的过程如图所示，缺失酶1或酶2时酵母菌突变体可以通过获取外源中间产物继续合成色氨酸。
突变体在同一培养基中接种，会使培养基上含有底物、中间产物1、中间产物2。所以酵母菌能否存活取决于最后一个环节的酶(酶3)是否正常。酶3正常，酵母菌能存活、繁殖，不能大量存活的，则是控制酶3合成的基因突变了。从题图培养基上可知，trpX菌菌落数量多，范围最广，trpY其次，trpZ最少，说明trpX、trpY能利用环境中的物质合成色氨酸，trpZ几乎不能合成色氨酸，由此推测Z是最后一环节的酶，而trpX长得最好，说明在中间产物都存在的情况下，对X影响最小，X是第一环节的酶，故选A。
4．(2024·黑吉辽卷)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
√
[巧避易错]①DNA甲基化不改变遗传信息，但会对表型产生影响。
②DNA 甲基化可以遗传给后代。
③DNA甲基化具有“可逆性”，甲基化位点会根据细胞的活性等去甲基化或重新甲基化。
C 解析：由图可知，在酶E的作用下，DNA发生甲基化，而不是进行DNA复制，A错误；DNA复制的原料是4种游离的脱氧核糖核苷酸，B错误；由题干“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，受环境影响的时间越长，甲基化差异越大，据此推测，甲基化差异可能与环境有关，C正确；DNA甲基化不会使生物体基因的碱基序列发生改变，但是会影响基因的表达，进而影响生物的性状，D错误。
5．(2024·临沂模拟)甲基转移酶介导的N6-甲基腺苷(m6A)修饰是小鼠肝脏发育所必需的，具体机制如图1所示，其中Mettl3基团是甲基转移酶复合物的重要组成元件，Hnf4a是核心转录因子，IGF2BP1是在该过程中发挥重要作用的一种有机物分子，ADOC3是与肝脏发育和成熟密切相关的基因。科学家分析了mRNA不同区域被m6A修饰的频率，结果如图2所示。下列说法错误的是( )
A．甲基转移酶复合物催化mRNA上的腺苷发生m6A修饰，影响ADOC3基因的转录过程
B．IGF2BP1发挥的作用可能是通过与m6A特异性结合，维持Hnf4a mRNA的稳定
C．若m6A修饰的碱基序列是GGAC，理论上mRNA上发生m6A修饰的概率是1/256
D．m6A修饰的峰值发生在mRNA上的终止密码子附近
√
D 解析：甲基转移酶复合物可以催化mRNA上的腺苷发生m6A修饰，影响ADOC3基因的表达过程，从而促进肝脏的发育和成熟，A正确；由图1可知，通过IGF2BP1与m6A特异性结合，维持 Hnf4a mRNA 的稳定性，从而避免其被RNA酶水解，B正确；若m6A 修饰的碱基序列是GGAC，由于mRNA每个碱基位置出现不同碱基的可能性均有4种，故出现GGAC的概率是1/4×1/4×1/4×1/4＝1/256，C正确；由图2可知，m6A修饰的峰值发生在mRNA 5′端的翻译区附近，即起始密码子附近，D错误。1．(必修2 P45图3-6)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀物中不含放射性，但实际上含有少量放射性，原因是可能由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现了少量放射性。
2．(必修2 P45“相关信息”)在噬菌体侵染细菌的实验中选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA标记，而不用14C和18O同位素标记，原因是S元素仅存在于T2噬菌体的蛋白质中，而P元素几乎都存在于DNA分子中；而T2噬菌体的蛋白质和DNA分子中都含有C和O这两种元素，用14C和18O同位素标记无法区分DNA和蛋白质。
3．(必修2P45正文)在噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌和离心的目的分别是搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离；离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
4．(必修2 P65图4-4)(1)遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程需要RNA聚合酶。
(2)一个基因转录时以基因的一条链为模板，一个DNA分子上的所有基因的模板链不一定(填“一定”或“不一定”)相同。
(3)转录方向的判定方法：已合成的mRNA释放的一端(或已合成的mRNA 5′端)为转录的起始端。
5．(必修2P67“思考·讨论”)密码子简并的意义是一方面可增强容错性，减少蛋白质或性状的差错，另一方面有利于提高翻译的效率。
密码子的通用性说明各种生物都有一定的亲缘关系(生命本质上是统一的)。
6．(必修2P69小字部分)一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，其意义是少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。
7.(必修2P74“相关信息”)除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。
8．(必修2P75“思维训练”)果蝇幼虫正常的培养温度为25 ℃，将刚孵化的残翅果蝇幼虫放在31 ℃的环境中培养，得到了一些翅长接近正常的果蝇成虫，这些翅长接近正常的果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是残翅果蝇。请提出假说解释这一现象。果蝇翅的发育需要经过酶的催化，而酶是在基因控制下合成的，酶的活性受温度的影响。
基因的本质
1．遗传物质探索的三种方法
2．探索遗传物质经典实验中注意的几个问题
(1)关于肺炎链球菌的转化实验
①转化的实质是基因重组而非基因突变，转化的只是少部分R型细菌。
②体内转化实验证明了“转化因子”的存在，体外转化实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质。
(2)关于噬菌体侵染细菌的实验
①35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一个噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。
②噬菌体侵染细菌的实验误差分析
a．32P噬菌体侵染大肠杆菌
b．35S噬菌体侵染大肠杆菌
③“二看法”分析噬菌体侵染细菌实验的放射性
3．DNA的双螺旋结构
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)特点
①DNA单链上相邻脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接。
②双链DNA分子中常用公式：A＝T、C＝G、A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G。
③“单链中互补碱基和”占该链碱基数比例等于“双链中互补碱基和”占双链总碱基数比例。
④某单链不互补碱基之和的比值与其互补链的该比值互为倒数。
4．DNA的半保留复制(以真核细胞为例)
5．基因与DNA的关系
考向1| DNA是主要的遗传物质
1．(2024·甘肃卷)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
D 解析：格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验未单独研究每种物质的作用，在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，S型菌株的DNA分子可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性，A错误；在肺炎链球菌的体外转化实验中，利用自变量控制中的“减法原理”设置对照实验，通过观察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，R型菌不发生转化，B错误；噬菌体为DNA病毒，其DNA进入宿主细胞后，利用宿主细胞的原料和酶完成自我复制，C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正确。
2．(2024·济南三模)下列关于证明DNA是主要遗传物质的相关实验，叙述错误的是( )
A．艾弗里等人的肺炎链球菌转化实验不仅证明了遗传物质是DNA，还证明了DNA可以在同种生物的不同个体之间转移
B．赫尔希和蔡斯在明确T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程后，选择其作为证明DNA是遗传物质的实验材料
C．32P标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，经搅拌、离心后上清液放射性来自子代或亲代噬菌体
D．格里菲思的第四组实验小鼠的血清中含有抗R型肺炎链球菌的抗体
B 解析：艾弗里等人的肺炎链球菌体外转化实验不仅证明了DNA是使R型活细菌产生稳定遗传变化的物质，即肺炎链球菌的遗传物质是DNA，还证明了DNA可以在S型细菌和R型细菌之间转移，A正确；赫尔希和蔡斯选择T2噬菌体作为证明DNA是遗传物质的实验材料的原因是T2噬菌体结构简单，只含有DNA和蛋白质，B错误；用32P标记T2噬菌体的DNA，再用被标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，由于保温时间过长或过短，经搅拌、离心后上清液会有放射性，其上清液放射性来自子代或亲代噬菌体，C正确；格里菲思的第四组实验小鼠体内含有S型细菌和R型细菌，其血清中含有抗R型肺炎链球菌的抗体，D正确。
考向2| DNA的结构和复制
3．(2024·浙江1月选考)大肠杆菌在含有3H-脱氧核苷培养液中培养，3H-脱氧核苷掺入到新合成的 DNA 链中，经特殊方法显色，可观察到双链都掺入3H-脱氧核苷的DNA区段显深色，仅单链掺入的显浅色，未掺入的不显色。掺入培养中，大肠杆菌拟核DNA第2次复制时，局部示意图如图。DNA双链区段①②③对应的显色情况可能是( )
A．深色、浅色、浅色 B．浅色、深色、浅色
C．浅色、浅色、深色 D．深色、浅色、深色
B 解析：DNA的复制方式为半保留复制，大肠杆菌在含有3H-脱氧核苷培养液中培养，DNA第1次复制后产生的子代 DNA的两条链一条被3H标记，另一条未被标记，如图所示。大肠杆菌拟核DNA第2次复制时，以两条链中一条被3H标记，另一条未被标记的 DNA分子为模板，结合题图分析显色情况，DNA双链区段①为浅色，区域②③中两条子链均含有3H，其中一条模板链含有3H，一条模板链不含3H，故区域②③分别呈现深色、浅色，B 符合题意。
4．(2024·武汉模拟)2023年7月，国际科研小组发明了一种被称为“DNA折纸”的技术，该技术将多条较短的“装订”DNA链(装订链)固定在纳米尺度的“支架”上，利用“胶水”DNA链(胶水链)和“释放”
DNA链(释放链)，使“支架”实现折叠和重新打开，从而构建可重复使用的复杂“支架”结构。其原理如图所示，下列叙述错误的是( )
A．该技术涉及的3种DNA链都应是单链DNA分子
B．需依据3′装订链和5′装订链的碱基序列来设计胶水链
C．3′装订链和5′装订链的碱基遵循碱基互补配对原则
D．若将胶水链初步水解，其产物可能有4种
C 解析：根据题意和示意图分析，该技术涉及的支架和胶水链、释放链都是单链DNA分子，A正确。根据题图可知，由于胶水链和支架的3′装订链和5′装订链的碱基序列进行互补配对，形成了双链，说明3′装订链、5′装订链和胶水链可以碱基互补配对，因此需依据3′装订链和5′装订链的碱基序列来设计胶水链，B正确。3′装订链和5′装订链的碱基并未进行配对，因此碱基的排列可能不遵循碱基互补配对原则，C错误。胶水链是DNA链，初步水解的产物有4种脱氧核苷酸，D正确。
基因的表达
1．遗传信息的转录和翻译
(1)转录
(2)翻译
2．原核细胞与真核细胞中的基因表达
3．中心法则
4．基因与性状的关系
(1)基因控制性状的途径
(2)基因与性状的关系
5．表观遗传
考向1| 遗传信息的转录和翻译
1．(2024·贵州卷)下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( )
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
C 解析：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①链的左侧是3′端，右侧是5′端，A错误；在①链5～6号碱基间插入一个碱基G，将会导致终止密码子提前出现，合成的肽链变短，B错误；若在①链1号碱基前插入一个碱基G，就是在起始密码子之前加了一个碱基，不影响起始密码子和终止密码子之间的序列，故合成的肽链不变，C正确；mRNA是翻译模板，但由于密码子的简并，碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同，D错误。
2．(2024·湖北卷)编码某蛋白质的基因有两条链，一条是模板链(指导mRNA合成)，其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5′-ATG-3′，则该序列所对应的反密码子是( )
A．5′-CAU-3′ B．5′-UAC-3′
C．5′-TAC-3′ D．5′-AUG-3′
[审题指导] DNA中进行mRNA合成时，作为模板的链为模板链，与模板链配对的为编码链，因此mRNA上的密码子与DNA编码链的碱基序列相近，只是不含T，用U代替，据此答题。
A 解析：若编码链的一段序列为5′-ATG-3′，则模板链的一段序列为3′-TAC-5′，则mRNA碱基序列为5′-AUG-3′，该序列所对应的反密码子是5′-CAU-3′，A正确，B、C、D错误。
考向2| 中心法则及基因与性状的关系
3．(2024·山东卷)酵母菌在合成色氨酸时需要3种酶X、Y和Z，trpX、trpY和trpZ分别为相应酶的编码基因突变的色氨酸依赖型突变体。已知3种酶均不能进出细胞，而色氨酸合成途径的中间产物积累到一定程度时可分泌到胞外。将这3种突变体均匀划线接种到含有少量色氨酸的培养基上，生长情况如图。据图分析，3种酶在该合成途径中的作用顺序为( )
A．X→Y→Z B．Z→Y→X
C．Y→X→Z D．Z→X→Y
[审题指导] 酵母菌合成色氨酸的过程如图所示，缺失酶1或酶2时酵母菌突变体可以通过获取外源中间产物继续合成色氨酸。
A 解析：酵母菌合成色氨酸需要3种酶，有先后顺序，酶不能进出细胞，中间产物积累到一定程度时能出细胞并且被其他细胞摄取。3种单一酶突变的细胞，刚开始在含有少量色氨酸的培养基上接种，都可以吸收环境中的色氨酸进行短暂的繁殖，消耗完现成的色氨酸之后，必须自身合成以维持正常生命活动，所以能合成色氨酸就能继续生存、繁殖，形成菌落。由题意分析可知，正常情况下，酵母菌中色氨酸合成途径为底物中间产物1中间产物2色氨酸。如果只有单一种类的突变酵母菌，因为缺少一种酶，导致色氨酸无法合成，酵母菌无法存活，且会导致该种酶的催化底物在细胞中积累，直至分泌到细胞外。将三种突变体在同一培养基中接种，会使培养基上含有底物、中间产物1、中间产物2。所以酵母菌能否存活取决于最后一个环节的酶(酶3)是否正常。酶3正常，酵母菌能存活、繁殖，不能大量存活的，则是控制酶3合成的基因突变了。从题图培养基上可知，trpX菌菌落数量多，范围最广，trpY其次，trpZ最少，说明trpX、trpY能利用环境中的物质合成色氨酸，trpZ几乎不能合成色氨酸，由此推测Z是最后一环节的酶，而trpX长得最好，说明在中间产物都存在的情况下，对X影响最小，X是第一环节的酶，故选A。
4．(2024·黑吉辽卷)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
[巧避易错]①DNA甲基化不改变遗传信息，但会对表型产生影响。
②DNA 甲基化可以遗传给后代。
③DNA甲基化具有“可逆性”，甲基化位点会根据细胞的活性等去甲基化或重新甲基化。
C 解析：由图可知，在酶E的作用下，DNA发生甲基化，而不是进行DNA复制，A错误；DNA复制的原料是4种游离的脱氧核糖核苷酸，B错误；由题干“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，受环境影响的时间越长，甲基化差异越大，据此推测，甲基化差异可能与环境有关，C正确；DNA甲基化不会使生物体基因的碱基序列发生改变，但是会影响基因的表达，进而影响生物的性状，D错误。
5．(2024·临沂模拟)甲基转移酶介导的N6-甲基腺苷(m6A)修饰是小鼠肝脏发育所必需的，具体机制如图1所示，其中Mettl3基团是甲基转移酶复合物的重要组成元件，Hnf4a是核心转录因子，IGF2BP1是在该过程中发挥重要作用的一种有机物分子，ADOC3是与肝脏发育和成熟密切相关的基因。科学家分析了mRNA不同区域被m6A修饰的频率，结果如图2所示。下列说法错误的是( )
A．甲基转移酶复合物催化mRNA上的腺苷发生m6A修饰，影响ADOC3基因的转录过程
B．IGF2BP1发挥的作用可能是通过与m6A特异性结合，维持Hnf4a mRNA的稳定
C．若m6A修饰的碱基序列是GGAC，理论上mRNA上发生m6A修饰的概率是1/256
D．m6A修饰的峰值发生在mRNA上的终止密码子附近
D 解析：甲基转移酶复合物可以催化mRNA上的腺苷发生m6A修饰，影响ADOC3基因的表达过程，从而促进肝脏的发育和成熟，A正确；由图1可知，通过IGF2BP1与m6A特异性结合，维持 Hnf4a mRNA 的稳定性，从而避免其被RNA酶水解，B正确；若m6A 修饰的碱基序列是GGAC，由于mRNA每个碱基位置出现不同碱基的可能性均有4种，故出现GGAC的概率是1/4×1/4×1/4×1/4＝1/256，C正确；由图2可知，m6A修饰的峰值发生在mRNA 5′端的翻译区附近，即起始密码子附近，D错误。
