考点1 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
①不能用同位素标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，否则无法将DNA和蛋白质区分开。
②35S(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。
③噬菌体侵染细菌的实验误差分析
a．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌
b．用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌
3．DNA的结构
(1)DNA结构图解
(2)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＝“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________。
⑤脱氧核糖上与碱基相连的碳为1′-C，与磷酸基团相连的是5′-C，与下一个脱氧核苷酸磷酸基团相连的是3′-C。
⑥DNA两条单链一条从5′端到3′端，另一条________________。
4．DNA复制的分析
5．基因的结构
(1)原核生物基因
(2)真核生物基因
1．(2024·湖南卷) 我国科学家成功用噬菌体治疗方法治愈了耐药性细菌引起的顽固性尿路感染。下列叙述错误的是( )
A．运用噬菌体治疗时，噬菌体特异性侵染病原菌
B．宿主菌经噬菌体侵染后，基因定向突变的几率变大
C．噬菌体和细菌在自然界长期的生存斗争中协同进化
D．噬菌体繁殖消耗宿主菌的核苷酸、氨基酸和能量等
2．(2024·山东卷) 制备荧光标记的DNA探针时，需要模板、引物、DNA聚合酶等。在只含大肠杆菌DNA聚合酶、扩增缓冲液、H2O和4种脱氧核苷酸(dCTP、dTTP、dGTP和碱基被荧光标记的dATP)的反应管①～④中，分别加入如表所示的适量单链DNA，已知形成的双链DNA区遵循碱基互补配对原则，且在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区。能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有( )
反应管 加入的单链DNA
① 5′-GCCGATCTTTATA-3′ 3′-GACCGGCTAGAAA-5′
② 5′-AGAGCCAATTGGC-3′
③ 5′-ATTTCCCGATCCG-3′ 3′-AGGGCTAGGCATA-5′
④ 5′-TTCACTGGCCAGT-3′
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
判断
1．双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高。(2024·浙江6月卷T9) ( )
2．双链DNA分子两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化。(2024·浙江6月卷T9) ( )
3．DNA复制时，新链合成以5′到3′的方向进行。(2023·浙江6月卷T16) ( )
4．双螺旋DNA中互补配对的碱基所对应的核苷酸方向相反。(2023·河北卷T6) ( )
5．噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来。(2022·浙江6月卷T22) ( )
6．沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式。(2022·广东卷T5) ( )
探索生物遗传物质的经典实验分析
1．(2024·湖南长郡中学月考)艾弗里实验中，加热杀死的S型细菌会释放自身的DNA小片段，这些小片段和R型活细菌表面的感受态因子结合后，双链被解开，其中一条链被降解，另一条链进入受体菌，和R型细菌的部分同源区段配对，切除并替换相应的单链片段，形成杂合片段(如图所示)，使R型细菌(无荚膜多糖)转变成S型细菌(有荚膜多糖)。下列有关说法错误的是( )
A．转化形成的S型细菌和原S型细菌的遗传信息有差异
B．转化过程中会发生磷酸二酯键的断裂和形成
C．R型细菌向S型细菌的转化体现了基因对性状的直接控制
D．受受体菌状态等的影响，只有少数R型细菌能转化成S型细菌
2．(2024·山东莱芜一中检测)在肺炎链球菌的转化实验中，将加热杀死的S型细菌与活的R型细菌混合，注射到小鼠体内，小鼠死亡，从其体内能够分离出R型细菌和S型细菌。图1表示小鼠体内R型细菌和S型细菌的数量增长曲线，图2表示T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程。下列叙述正确的是( )
A．小鼠体内的转化实验可以说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
B．图1中R型细菌数量上升的原因是S型细菌转化为R型细菌
C．图2的35S标记组，若搅拌不充分，则试管A中上清液的放射性会增强
D．图2的32P标记组，大肠杆菌裂解后，试管B中大多数子代噬菌体不含32P
DNA复制方式的实验探究
3．(不定项)(2024·山东潍坊联考)科学家以大肠杆菌为实验材料，设计实验探究DNA的复制方式，部分实验过程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A．该实验利用差速离心技术在试管中区分含有不同N元素的DNA
B．假设为半保留复制，演绎推理试管③中DNA一半居中，一半位于底部
C．欲判断DNA的复制方式，大肠杆菌转移至14NH4Cl培养液中至少培养两代
D．该实验还需设置“大肠杆菌在14NH4Cl培养液中培养若干代后的DNA离心实验”当对照组
4．(2024·重庆八中月考)为了研究半保留复制的具体过程，以T4噬菌体和大肠杆菌为实验对象进行了实验探究：20 ℃条件下，用T4噬菌体侵染大肠杆菌，进入T4噬菌体DNA活跃复制期时，在培养基中添加含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸继续培养。然后在5 s、10 s、30 s、60 s时阻断DNA复制，分离出DNA并通过加热使DNA全部解旋为单链，分离不同长度的T4噬菌体的DNA片段，检测离心管不同位置的放射性强度，结果如图所示(DNA片段越短，与离心管顶部距离越近)。关于该实验，下列说法错误的是( )
A．T4噬菌体以培养基中3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为原料合成DNA
B．如果抑制DNA连接酶的活性，则会检测到靠近离心管顶部位置放射性增强
C．该实验运用的实验技术方法只有同位素标记法
D．据图可知，30 s内大量合成短片段DNA并在30 s时出现短片段合成长片段
DNA复制的过程
5．(2024·山东日照二模)DNA复制时，一条子链的合成是连续的，称为前导链；另一条子链的合成是不连续的(先合成一些小片段，最后连成一条完整的长链)，称为后随链。复制过程中，由于DNA聚合酶不能发动新链的合成，只能催化已有链的延长，因此DNA合成是由RNA引物引发的，如下图所示。下列叙述错误的是( )
A．前导链合成方向与复制叉移动方向一致，后随链的合成方向与之相反
B．前导链合成所需的嘌呤碱基数目等于后随链合成所需的嘌呤碱基数目
C．图中所示的“空白”区域可能由DNA聚合酶催化合成的新链来填补
D．图中引物的合成方向为5′→3′，该过程需要在RNA聚合酶的作用下进行
6．(2024·山东菏泽一模)下图为环状DNA分子的复制方式，被称为滚环复制。其过程是先打开其中一条单链a的一个磷酸二酯键，游离出一个3′-OH和一个5′-磷酸基末端，随后，在DNA聚合酶催化下，以b链为模板，从a链的3′-OH末端加入与b链互补的脱氧核苷酸，使链不断延长，新合成的子链随b链的滚动而延伸。与此同时，以伸展的a链为模板，合成新的子链。最后合成两个子代双链分子。下列说法正确的是( )
A．DNA甲需要DNA水解酶断裂磷酸二酯键打开缺口
B．滚环复制中，b链滚动方向为逆时针
C．每条子链的合成都需要合成引物
D．DNA乙和DNA丙中新合成链的碱基序列相同
考点2 基因的表达
1．转录和翻译过程
(1)转录
(2)翻译
①模型一
②模型二
2．原核细胞与真核细胞中的基因表达
3．遗传信息的传递过程
4．基因表达的调控
(1)转录水平的调控(以乳糖操纵子为例)
无诱导物存在时(如图1) 阻遏蛋白与操纵基因结合阻止了RNA聚合酶与启动子的结合，使得结构基因不能正常转录
有诱导物(乳糖)存在时(如图2) 诱导物与阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白结构改变，不能与操纵基因结合，则RNA聚合酶结合到启动子上并启动结构基因的表达
(2)翻译水平的调控——RNA干扰
RNA干扰(RNAi)的机制：RNA干扰是有效沉默或抑制目标基因表达的过程，指内源性或外源性双链RNA(dsRNA)介导的细胞内mRNA发生特异性降解，从而导致靶基因的表达沉默，产生相应的功能表型缺失的现象。RNA干扰由转运到细胞质中的双链RNA激活，沉默机制可导致由小干扰RNA(siRNA)或短发夹RNA(shRNA)诱导实现靶mRNA的降解，或者通过小RNA(miRNA)诱导特定mRNA翻译的抑制。
5．基因与性状的关系
(1)基因控制生物体性状的方式
(2)基因的选择性表达
(3)表观遗传
(4)基因与性状的关系
1．(2024·安徽卷)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是( )
种类 细胞内 定位 转录产物
RNA聚合酶Ⅰ 核仁 5.8S rRNA、18S rRNA、28S rRNA
RNA聚合酶Ⅱ 核质 mRNA
RNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5S rRNA
注：各类rRNA均为核糖体的组成成分。
A．线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶
B．基因的 DNA 发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响基因表达
C．RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同
D．编码 RNA 聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁
2．(2024·贵州卷)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( )
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
判断
1．DNA复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开。(2024·河北卷T4) ( )
2．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。(2024·河北卷T4) ( )
3．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5′-UAC-3′。(2024·湖北卷T16) ( )
4．DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型。(2024·黑、吉、辽卷T9) ( )
5．研究发现，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白(具有组蛋白修饰功能)的合成，会启动原癌基因zfhl的表达，导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于表观遗传。(2024·广东卷T10) ( )
6．mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA。(2023·江苏卷T6) ( )
7．翻译过程中，核糖体从mRNA的3′端向5′端移动。(2023·浙江1月卷T15) ( )
8．癌细胞来源的某种酶较正常细胞来源的同种酶活性较低，原因不可能是该酶基因启动子甲基化。(2023·天津卷T6) ( )
基因指导蛋白质合成的过程
1．(2024·湖南师大附中月考)关于下图所示基因表达过程的叙述，正确的是( )
A．②是多肽链，在核糖体上合成后都需内质网和高尔基体加工
B．乙细胞中核糖体移动的方向是由a→b，a是mRNA的3′端
C．乙细胞中，mRNA 上结合了多个核糖体，能快速形成多条相同的肽链，提高了翻译的效率
D．转录和翻译过程均有 A－U、U－A的配对，均涉及氢键的断裂和形成
2．(2024·安徽合肥检测)下图是大肠杆菌内某基因表达的过程示意图，①～⑦代表不同的结构或物质，Ⅰ和Ⅱ代表生理过程。下列叙述正确的是( )
A．过程Ⅰ中的③表示RNA聚合酶，过程Ⅱ中⑤的形成与核仁有关
B．过程Ⅰ中的④表示mRNA，其延伸方向和核糖体的移动方向相反
C．①②所属物质和④都是遗传信息载体，⑦是遗传信息的表达产物
D．多个⑤共同参与同一条肽链的合成，提高了过程Ⅱ的效率
基因表达与性状的关系
3．(2024·湖北武汉模拟)组蛋白是染色体的基本结构蛋白。组蛋白乙酰转移酶能将乙酰辅酶A的乙酰基转移到组蛋白赖氨酸残基上，削弱组蛋白与DNA的结合，使DNA解旋，影响基因表达，进而对表型产生影响。这种组蛋白乙酰化可以遗传给后代，使后代出现同样表型。下列叙述错误的是( )
A．组蛋白在细胞周期的分裂间期合成
B．组蛋白在核糖体上合成后穿核孔转移到核内
C．组蛋白乙酰化和DNA甲基化均抑制基因表达
D．组蛋白乙酰化是引起表观遗传的原因之一
4．(不定项)(2024·江苏南通一中检测)蛋白D是小鼠正常发育所必需的，缺乏时表现为侏儒鼠。小鼠体内的A基因能控制该蛋白的合成，a基因则不能。A基因的表达受P序列的调控，P序列在精子中是非甲基化状态，传给子代则A基因能正常表达；在卵细胞中是甲基化状态，传给子代则A基因不能正常表达，如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A．基因型为Aa的侏儒鼠，A基因一定来自母本
B．DNA甲基化一定不利于生物个体的生长、发育和繁殖
C．侏儒雌鼠与侏儒雄鼠交配，子代小鼠不一定是侏儒鼠
D．降低P序列甲基化程度，发育中的某些小鼠侏儒症状能在一定程度上缓解
基因表达的调控和中心法则
5．(2024·湖南长郡中学检测)RhyB-RNA是大肠杆菌中的一种小RNA，仅在铁“饥饿”时表达。当铁供应不足时，此RNA会与铁储存蛋白(一类含铁量高的蛋白质)的mRNA配对结合，致使mRNA被降解；当铁供应充足时，铁储存蛋白的mRNA稳定性提高。下列叙述错误的是( )
A．RhyB-RNA是通过RNA聚合酶以DNA单链为模板合成的
B．RhyB-RNA通过氢键与铁储存蛋白的mRNA相结合
C．铁供应不足时，铁储存蛋白的mRNA翻译受阻
D．RhyB-RNA合成量的增加，有利于铁储存蛋白的合成
6．(2024·湖南雅礼中学检测)某病毒为单股正链RNA(＋RNA)，下图为病毒在宿主细胞内增殖的示意图。病毒的正链RNA进入细胞后，首先作为模板翻译出RNA聚合酶等物质，然后在酶的作用下合成负链RNA(－RNA)，再以负链RNA为模板合成大量的正链RNA。①②③为生理过程，据图分析下列说法错误的是( )
A．该病毒增殖的过程与艾滋病病毒不相同
B．＋RNA中嘌呤与嘧啶的比值与－RNA中的相等
C．①过程在宿主细胞的核糖体完成
D．遗传信息的传递过程遵循中心法则
21世纪教育网(www.21cnjy.com)考点1 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
①不能用同位素标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，否则无法将DNA和蛋白质区分开。
②35S(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。
③噬菌体侵染细菌的实验误差分析
a．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌
b．用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌
3．DNA的结构
(1)DNA结构图解
(2)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＝“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。
⑤脱氧核糖上与碱基相连的碳为1′-C，与磷酸基团相连的是5′-C，与下一个脱氧核苷酸磷酸基团相连的是3′-C。
⑥DNA两条单链一条从5′端到3′端，另一条从3′端到5′端。
4．DNA复制的分析
5．基因的结构
(1)原核生物基因
(2)真核生物基因
1．(2024·湖南卷) 我国科学家成功用噬菌体治疗方法治愈了耐药性细菌引起的顽固性尿路感染。下列叙述错误的是( )
A．运用噬菌体治疗时，噬菌体特异性侵染病原菌
B．宿主菌经噬菌体侵染后，基因定向突变的几率变大
C．噬菌体和细菌在自然界长期的生存斗争中协同进化
D．噬菌体繁殖消耗宿主菌的核苷酸、氨基酸和能量等
B [噬菌体是一种特异性侵染细菌的病毒，运用噬菌体治疗时，噬菌体特异性侵染病原菌，A正确；基因突变具有不定向性，B错误；噬菌体和细菌在自然界长期的生存斗争中协同进化，C正确；噬菌体作为病毒，侵染细菌后利用宿主细胞的核苷酸、氨基酸和能量等来维持自身的生命活动，D正确。]
2．(2024·山东卷) 制备荧光标记的DNA探针时，需要模板、引物、DNA聚合酶等。在只含大肠杆菌DNA聚合酶、扩增缓冲液、H2O和4种脱氧核苷酸(dCTP、dTTP、dGTP和碱基被荧光标记的dATP)的反应管①～④中，分别加入如表所示的适量单链DNA，已知形成的双链DNA区遵循碱基互补配对原则，且在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区。能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有( )
反应管 加入的单链DNA
① 5′-GCCGATCTTTATA-3′ 3′-GACCGGCTAGAAA-5′
② 5′-AGAGCCAATTGGC-3′
③ 5′-ATTTCCCGATCCG-3′ 3′-AGGGCTAGGCATA-5′
④ 5′-TTCACTGGCCAGT-3′
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
D [分析反应管①～④中分别加入的适量单链DNA可知，①中两条单链DNA分子之间具有互补的序列，但双链DNA区之外的3′端无模板，因此无法进行DNA合成，不能得到带有荧光标记的DNA探针；②中单链DNA分子内具有自身互补的序列，由于在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区，故一条单链DNA分子不发生自身环化，但两条链可以形成双链DNA区，由于DNA合成的序列(5′-TCT-3′)中不含碱基A，不能得到带有荧光标记的DNA探针；③中两条单链DNA分子之间具有互补的序列，且双链DNA区之外的5′端有模板和碱基T，因此进行DNA合成能得到带有荧光标记的DNA探针；④中单链DNA分子内具有自身互补的序列，一条单链DNA分子不发生自身环化，两条链可以形成双链DNA区，且双链DNA区之外的5′端有模板和碱基T，因此进行DNA合成能得到带有荧光标记的DNA探针。综上所述，能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有③④。]
判断
1．双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高。(2024·浙江6月卷T9) (×)
提示：双链DNA中G—C碱基对占比越高，DNA热变性温度越高。
2．双链DNA分子两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化。(2024·浙江6月卷T9) (×)
提示：DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键。
3．DNA复制时，新链合成以5′到3′的方向进行。(2023·浙江6月卷T16)
(√)
4．双螺旋DNA中互补配对的碱基所对应的核苷酸方向相反。(2023·河北卷T6) (√)
5．噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来。(2022·浙江6月卷T22) (×)
提示：实验过程中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离。
6．沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式。(2022·广东卷T5) (×)
提示：沃森和克里克用DNA衍射图谱得出了DNA的螺旋结构。
探索生物遗传物质的经典实验分析
1．(2024·湖南长郡中学月考)艾弗里实验中，加热杀死的S型细菌会释放自身的DNA小片段，这些小片段和R型活细菌表面的感受态因子结合后，双链被解开，其中一条链被降解，另一条链进入受体菌，和R型细菌的部分同源区段配对，切除并替换相应的单链片段，形成杂合片段(如图所示)，使R型细菌(无荚膜多糖)转变成S型细菌(有荚膜多糖)。下列有关说法错误的是( )
A．转化形成的S型细菌和原S型细菌的遗传信息有差异
B．转化过程中会发生磷酸二酯键的断裂和形成
C．R型细菌向S型细菌的转化体现了基因对性状的直接控制
D．受受体菌状态等的影响，只有少数R型细菌能转化成S型细菌
C [由于S型细菌DNA片段双链拆开后，一条链降解，另一条单链进入R型细菌并与其基因相应“同源区段”配对，使R型细菌DNA的相应片段一条链被切除并将其替换，形成S型细菌，可见，由R型细菌转化形成的S型细菌和原S型细菌遗传信息有差异，A正确；由于S型细菌DNA片段的单链进入R型细菌并与其基因相应“同源区段”配对，使R型细菌DNA的相应片段一条链被切除并将其替换，因此，转化过程中会发生氢键和磷酸二酯键的断裂和形成，B正确；基因可以直接控制生物性状是指基因通过控制蛋白质合成从而控制性状，R型细菌向S型细菌的转化不能体现基因对性状的直接控制，C错误；根据题意可知，将S型细菌的DNA与R型活细菌混合培养后，受受体菌状态等的影响，只有少数R型细菌能转化成S型细菌，D正确。]
2．(2024·山东莱芜一中检测)在肺炎链球菌的转化实验中，将加热杀死的S型细菌与活的R型细菌混合，注射到小鼠体内，小鼠死亡，从其体内能够分离出R型细菌和S型细菌。图1表示小鼠体内R型细菌和S型细菌的数量增长曲线，图2表示T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程。下列叙述正确的是( )
A．小鼠体内的转化实验可以说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
B．图1中R型细菌数量上升的原因是S型细菌转化为R型细菌
C．图2的35S标记组，若搅拌不充分，则试管A中上清液的放射性会增强
D．图2的32P标记组，大肠杆菌裂解后，试管B中大多数子代噬菌体不含32P
D [小鼠体内的转化实验可以说明加热杀死的S型细菌含有某种转化因子可以促使 R型活细菌转化为S型活细菌，A错误；R型细菌在小鼠体内开始时大部分会被免疫系统消灭，随着小鼠免疫系统的破坏，R型细菌数量又开始增加，B错误；从理论上讲，图2中试管A的放射性只会出现在上清液①中，但在实际操作中沉淀物中也会出现部分放射性，如果没经过搅拌过程，则很多T2噬菌体会附着在大肠杆菌表面，经过离心后会进入沉淀物中，使得沉淀物中的放射性增强，C错误；32P标记的是T2噬菌体的DNA，根据DNA半保留复制的特点，大肠杆菌裂解释放的少部分子代T2噬菌体含有放射性，D正确。]
DNA复制方式的实验探究
3．(不定项)(2024·山东潍坊联考)科学家以大肠杆菌为实验材料，设计实验探究DNA的复制方式，部分实验过程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A．该实验利用差速离心技术在试管中区分含有不同N元素的DNA
B．假设为半保留复制，演绎推理试管③中DNA一半居中，一半位于底部
C．欲判断DNA的复制方式，大肠杆菌转移至14NH4Cl培养液中至少培养两代
D．该实验还需设置“大肠杆菌在14NH4Cl培养液中培养若干代后的DNA离心实验”当对照组
CD [该实验利用密度梯度离心技术在试管中区分含有不同N元素的DNA，A错误；假设为半保留复制，试管③为培养的第二代大肠杆菌，DNA复制了两次，演绎推理试管③中DNA一半居中，一半位于上部，B错误；欲判断DNA的复制方式，大肠杆菌转移至14NH4Cl培养液中至少培养两代，若为半保留复制，培养两代之后的DNA一半居中，一半位于上部，C正确；实验的自变量为NH4Cl的种类，因此该实验还需设置“大肠杆菌在14NH4Cl培养液中培养若干代后的DNA离心实验”当对照组，D正确。]
4．(2024·重庆八中月考)为了研究半保留复制的具体过程，以T4噬菌体和大肠杆菌为实验对象进行了实验探究：20 ℃条件下，用T4噬菌体侵染大肠杆菌，进入T4噬菌体DNA活跃复制期时，在培养基中添加含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸继续培养。然后在5 s、10 s、30 s、60 s时阻断DNA复制，分离出DNA并通过加热使DNA全部解旋为单链，分离不同长度的T4噬菌体的DNA片段，检测离心管不同位置的放射性强度，结果如图所示(DNA片段越短，与离心管顶部距离越近)。关于该实验，下列说法错误的是( )
A．T4噬菌体以培养基中3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为原料合成DNA
B．如果抑制DNA连接酶的活性，则会检测到靠近离心管顶部位置放射性增强
C．该实验运用的实验技术方法只有同位素标记法
D．据图可知，30 s内大量合成短片段DNA并在30 s时出现短片段合成长片段
C [大肠杆菌以培养基中3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为原料合成DNA，T4噬菌体寄生于大肠杆菌，合成DNA原料全部来自大肠杆菌，因此T4噬菌体能以培养基中3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为原料合成DNA，A正确；如果抑制DNA连接酶的活性，因DNA片段无法连接，故随着时间推移，距离心管顶部距离较近的区域放射性一直较强或短片段DNA 的数量一直较多，则大部分放射性会出现在离心管顶部，B正确；该实验运用的实验技术方法包括同位素标记法和密度梯度离心，C错误；DNA片段越短，与离心管顶部距离越近，由图得，30 s内与离心管顶部距离近的DNA片段较多，说明首先大量合成的是短片段DNA，同时在30 s时出现与离心管顶部距离较远的DNA分子，即出现短片段合成长片段，D正确。]
DNA复制的过程
5．(2024·山东日照二模)DNA复制时，一条子链的合成是连续的，称为前导链；另一条子链的合成是不连续的(先合成一些小片段，最后连成一条完整的长链)，称为后随链。复制过程中，由于DNA聚合酶不能发动新链的合成，只能催化已有链的延长，因此DNA合成是由RNA引物引发的，如下图所示。下列叙述错误的是( )
A．前导链合成方向与复制叉移动方向一致，后随链的合成方向与之相反
B．前导链合成所需的嘌呤碱基数目等于后随链合成所需的嘌呤碱基数目
C．图中所示的“空白”区域可能由DNA聚合酶催化合成的新链来填补
D．图中引物的合成方向为5′→3′，该过程需要在RNA聚合酶的作用下进行
B [据图可知，前导链的方向是5′→3′(从右到左)，复制叉的移动方向也是从右到左，后随链的方向是从左到右，A正确；前导链和后随链是互补的，前导链合成所需的嘌呤碱基数目等于后随链合成所需的嘧啶碱基数目，B错误；空白区域是去除RNA引物后形成的，可能由DNA聚合酶催化合成的新链来填补，C正确；图中的引物是RNA，图中引物的合成方向为5′→3′，该过程需要在RNA聚合酶的作用下进行，D正确。]
6．(2024·山东菏泽一模)下图为环状DNA分子的复制方式，被称为滚环复制。其过程是先打开其中一条单链a的一个磷酸二酯键，游离出一个3′-OH和一个5′-磷酸基末端，随后，在DNA聚合酶催化下，以b链为模板，从a链的3′-OH末端加入与b链互补的脱氧核苷酸，使链不断延长，新合成的子链随b链的滚动而延伸。与此同时，以伸展的a链为模板，合成新的子链。最后合成两个子代双链分子。下列说法正确的是( )
A．DNA甲需要DNA水解酶断裂磷酸二酯键打开缺口
B．滚环复制中，b链滚动方向为逆时针
C．每条子链的合成都需要合成引物
D．DNA乙和DNA丙中新合成链的碱基序列相同
B [DNA甲需要特异的酶断裂磷酸二酯键打开缺口，DNA水解酶会将DNA水解，A错误；由图可知，以环状b链为模板，从a链的3′-OH末端加入与b链互补的脱氧核苷酸，使链不断延长，通过逆时针滚动而合成新的正链，B正确；滚环复制前亲代双链DNA的一条链在DNA复制起点处被切开，其5′端游离出来，此后开始复制，由于DNA复制过程中子链的延伸在3′-OH端，结合图示可知，滚环复制在3′-OH端开始以切开的该链为引物向前延伸，不需要合成引物，C错误；DNA乙(以b链为模板)和DNA丙(以a链为模板)中新合成链的碱基序列互补，D错误。]
考点2 基因的表达
1．转录和翻译过程
(1)转录
(2)翻译
①模型一
②模型二
2．原核细胞与真核细胞中的基因表达
3．遗传信息的传递过程
4．基因表达的调控
(1)转录水平的调控(以乳糖操纵子为例)
无诱导物存在时(如图1) 阻遏蛋白与操纵基因结合阻止了RNA聚合酶与启动子的结合，使得结构基因不能正常转录
有诱导物(乳糖)存在时(如图2) 诱导物与阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白结构改变，不能与操纵基因结合，则RNA聚合酶结合到启动子上并启动结构基因的表达
(2)翻译水平的调控——RNA干扰
RNA干扰(RNAi)的机制：RNA干扰是有效沉默或抑制目标基因表达的过程，指内源性或外源性双链RNA(dsRNA)介导的细胞内mRNA发生特异性降解，从而导致靶基因的表达沉默，产生相应的功能表型缺失的现象。RNA干扰由转运到细胞质中的双链RNA激活，沉默机制可导致由小干扰RNA(siRNA)或短发夹RNA(shRNA)诱导实现靶mRNA的降解，或者通过小RNA(miRNA)诱导特定mRNA翻译的抑制。
5．基因与性状的关系
(1)基因控制生物体性状的方式
(2)基因的选择性表达
(3)表观遗传
(4)基因与性状的关系
1．(2024·安徽卷)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是( )
种类 细胞内定位 转录产物
RNA聚合酶Ⅰ 核仁 5.8S rRNA、18S rRNA、28S rRNA
RNA聚合酶Ⅱ 核质 mRNA
RNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5S rRNA
注：各类rRNA均为核糖体的组成成分。
A．线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶
B．基因的 DNA 发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响基因表达
C．RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同
D．编码 RNA 聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁
C [线粒体和叶绿体中都有DNA，二者均是半自主细胞器，其基因转录时使用各自的RNA聚合酶，A正确；基因的 DNA 发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，从而影响基因的转录，可影响基因表达，B正确；由表可知，RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，但种类不同，说明两种酶识别的启动子序列不同，C错误；RNA聚合酶的本质是蛋白质，编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在染色体上，该基因在核内转录、细胞质(核糖体)中翻译，产物最终定位在核仁发挥作用，D正确。]
2．(2024·贵州卷)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( )
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 [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′端→5′端，即左侧是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，故合成的肽链变短，B错误；若在①链1号碱基前插入一个碱基G，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是翻译的模板，但由于密码子的简并，故碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同，D错误。]
判断
1．DNA复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开。(2024·河北卷T4) (×)
提示：转录时不需要解旋酶，RNA聚合酶即可完成解旋。
2．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。(2024·河北卷T4) (√)
3．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5′-UAC-3′。(2024·湖北卷T16) (×)
提示：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′。
4．DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型。(2024·黑、吉、辽卷T9) (×)
提示：DNA甲基化不改变碱基序列，但可能会影响基因表达，进而影响生物个体表型。
5．研究发现，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白(具有组蛋白修饰功能)的合成，会启动原癌基因zfhl的表达，导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于表观遗传。(2024·广东卷T10) (√)
6．mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA。(2023·江苏卷T6) (×)
提示：核糖体读取到终止密码子时翻译结束，终止密码子没有相应的tRNA结合。
7．翻译过程中，核糖体从mRNA的3′端向5′端移动。(2023·浙江1月卷T15) (×)
提示：翻译过程中，核糖体从mRNA的5′端向3′端移动。
8．癌细胞来源的某种酶较正常细胞来源的同种酶活性较低，原因不可能是该酶基因启动子甲基化。(2023·天津卷T6) (√)
基因指导蛋白质合成的过程
1．(2024·湖南师大附中月考)关于下图所示基因表达过程的叙述，正确的是( )
A．②是多肽链，在核糖体上合成后都需内质网和高尔基体加工
B．乙细胞中核糖体移动的方向是由a→b，a是mRNA的3′端
C．乙细胞中，mRNA 上结合了多个核糖体，能快速形成多条相同的肽链，提高了翻译的效率
D．转录和翻译过程均有 A－U、U－A的配对，均涉及氢键的断裂和形成
C [②是多肽链，在核糖体上合成后，甲细胞不含内质网和高尔基体，因此不需内质网和高尔基体加工，A错误；据合成的肽链长短，可判断乙细胞中核糖体移动的方向是由a→b，b是mRNA的3′端，B错误；乙细胞中，mRNA上结合了多个核糖体，由于模板相同，能快速形成多条相同的肽链，提高了翻译的效率，C正确；转录过程中没有U—A的配对，转录和翻译过程均涉及氢键的断裂和形成，D错误。]
2．(2024·安徽合肥检测)下图是大肠杆菌内某基因表达的过程示意图，①～⑦代表不同的结构或物质，Ⅰ和Ⅱ代表生理过程。下列叙述正确的是( )
A．过程Ⅰ中的③表示RNA聚合酶，过程Ⅱ中⑤的形成与核仁有关
B．过程Ⅰ中的④表示mRNA，其延伸方向和核糖体的移动方向相反
C．①②所属物质和④都是遗传信息载体，⑦是遗传信息的表达产物
D．多个⑤共同参与同一条肽链的合成，提高了过程Ⅱ的效率
C [过程Ⅰ为转录，其中的③表示为RNA聚合酶，过程Ⅱ为翻译过程，⑤为核糖体，大肠杆菌为原核生物，不含核仁，A错误；过程Ⅰ为转录，④表示mRNA，由图可知，mRNA的延伸方向为从右向左，由肽链长度可知，核糖体的移动方向为从右向左，B错误；①②为DNA分子的两条链，④为mRNA，DNA、RNA都是遗传信息的载体，⑦蛋白质是遗传信息表达的产物，C正确；⑤为核糖体，有多个核糖体结合在一条mRNA分子上，形成多条相同的肽链，提高了蛋白质的合成效率，D错误。]
基因表达与性状的关系
3．(2024·湖北武汉模拟)组蛋白是染色体的基本结构蛋白。组蛋白乙酰转移酶能将乙酰辅酶A的乙酰基转移到组蛋白赖氨酸残基上，削弱组蛋白与DNA的结合，使DNA解旋，影响基因表达，进而对表型产生影响。这种组蛋白乙酰化可以遗传给后代，使后代出现同样表型。下列叙述错误的是( )
A．组蛋白在细胞周期的分裂间期合成
B．组蛋白在核糖体上合成后穿核孔转移到核内
C．组蛋白乙酰化和DNA甲基化均抑制基因表达
D．组蛋白乙酰化是引起表观遗传的原因之一
C [组蛋白是染色体的基本结构蛋白，组蛋白的合成和DNA的复制发生在细胞周期的分裂间期，A正确；蛋白质的合成场所为核糖体，由于组蛋白是染色体的基本结构蛋白(生物大分子)，染色体位于细胞核中，故组蛋白在核糖体上合成后穿核孔转移到核内，B正确；结合题干“组蛋白乙酰转移酶能将乙酰辅酶 A 的乙酰基转移到组蛋白赖氨酸残基上，削弱组蛋白与DNA的结合，使DNA解旋”可知组蛋白乙酰化可促进DNA的解旋从而促进基因表达，C错误；结合题干“使DNA解旋，影响基因表达，进而对表型产生影响。这种组蛋白乙酰化可以遗传给后代，使后代出现同样表型”，可知组蛋白乙酰化是引起表观遗传的原因之一，D正确。]
4．(不定项)(2024·江苏南通一中检测)蛋白D是小鼠正常发育所必需的，缺乏时表现为侏儒鼠。小鼠体内的A基因能控制该蛋白的合成，a基因则不能。A基因的表达受P序列的调控，P序列在精子中是非甲基化状态，传给子代则A基因能正常表达；在卵细胞中是甲基化状态，传给子代则A基因不能正常表达，如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A．基因型为Aa的侏儒鼠，A基因一定来自母本
B．DNA甲基化一定不利于生物个体的生长、发育和繁殖
C．侏儒雌鼠与侏儒雄鼠交配，子代小鼠不一定是侏儒鼠
D．降低P序列甲基化程度，发育中的某些小鼠侏儒症状能在一定程度上缓解
ACD [P序列在精子中是非甲基化状态，传给子代后A基因能正常表达，在卵细胞中是甲基化状态，传给子代后A基因不能表达，显然基因型为Aa的侏儒鼠的A基因没有正常表达，即A基因来自母本提供的卵细胞，A正确；DNA甲基化不一定不利于生物个体的生长、发育和繁殖，如小鼠毛色基因的甲基化，B错误；侏儒雌鼠与侏儒雄鼠交配，子代不一定是侏儒鼠，因为侏儒雄鼠可能含来自其母本的A基因，产生含有A基因的精子，而该精子参与受精形成的后代表现正常，C正确；降低P序列甲基化程度，发育中的基因型为Aa的小鼠侏儒症状可一定程度上得到缓解，D正确。]
基因表达的调控和中心法则
5．(2024·湖南长郡中学检测)RhyB-RNA是大肠杆菌中的一种小RNA，仅在铁“饥饿”时表达。当铁供应不足时，此RNA会与铁储存蛋白(一类含铁量高的蛋白质)的mRNA配对结合，致使mRNA被降解；当铁供应充足时，铁储存蛋白的mRNA稳定性提高。下列叙述错误的是( )
A．RhyB-RNA是通过RNA聚合酶以DNA单链为模板合成的
B．RhyB-RNA通过氢键与铁储存蛋白的mRNA相结合
C．铁供应不足时，铁储存蛋白的mRNA翻译受阻
D．RhyB-RNA合成量的增加，有利于铁储存蛋白的合成
D [RhyB-RNA是转录的产物，通过RNA聚合酶以DNA单链为模板合成，A正确；RhyB-RNA与铁储存蛋白的mRNA发生碱基互补配对，即RhyB-RNA通过氢键与铁储存蛋白的mRNA相结合，B正确；结合题干，铁供应不足时，致使mRNA被降解，从而使得铁储存蛋白的mRNA翻译受阻，C正确；RhyB-RNA合成量的增加，与mRNA结合增加，mRNA降解增加，不利于铁储存蛋白的合成，D错误。]
6．(2024·湖南雅礼中学检测)某病毒为单股正链RNA(＋RNA)，下图为病毒在宿主细胞内增殖的示意图。病毒的正链RNA进入细胞后，首先作为模板翻译出RNA聚合酶等物质，然后在酶的作用下合成负链RNA(－RNA)，再以负链RNA为模板合成大量的正链RNA。①②③为生理过程，据图分析下列说法错误的是( )
A．该病毒增殖的过程与艾滋病病毒不相同
B．＋RNA中嘌呤与嘧啶的比值与－RNA中的相等
C．①过程在宿主细胞的核糖体完成
D．遗传信息的传递过程遵循中心法则
B [艾滋病病毒属于逆转录病毒，需要逆转录为DNA后再复制增殖，与该病毒的增殖过程不同，A正确；RNA为单链，＋RNA到－RNA的过程中遵循碱基互补配对原则，该过程中＋RNA中嘌呤与嘧啶的比值与－RNA中的互为倒数，B错误；①是翻译过程，病毒无细胞结构，该过程在宿主细胞的核糖体中完成，C正确；病毒遗传信息的传递过程遵循中心法则，D正确。]
课后限时集训(五) 遗传的分子基础
(建议用时：30分钟)
一、选择题
1．(2024·山东烟台期末)在格里菲思的肺炎链球菌转化实验的第四组实验中，S型细菌的部分DNA片段进入R型细菌内并整合到R型细菌的DNA分子上，使这种R型细菌转化为能合成荚膜多糖的S型细菌。下列说法正确的是( )
A．实验的检测指标有两个，即是否出现S型活细菌和鼠的存活情况
B．进入R型细菌的DNA片段上，包含起始密码子和终止密码子
C．整合到R型细菌内的DNA分子片段的表达产物是荚膜多糖
D．分离转化得到的S型细菌单独培养，可以得到S型和R型两种菌落
A [该实验的检测指标是两个，鼠的存活情况，代表可能产生了S型活细菌，而为了具体确定是否转化出了S型细菌，需要进一步检测S型活细菌的存在，A正确；进入R型细菌的DNA片段上，包含启动子和终止子，而起始密码子和终止密码子位于RNA上，B错误；荚膜多糖不属于蛋白质，整合到R型细菌内的DNA分子片段，表达产物是蛋白质，C错误；R型细菌转化为S型细菌是稳定性转化的过程，挑取转化得到的S型细菌单独培养，只可得到S型细菌，D错误。]
2．(2024·广东潮州期末)T2噬菌体侵染大肠杆菌后，可使菌体破裂形成噬菌斑。T2噬菌体中，基因h＋、h控制噬菌斑的透明程度，r＋、r控制噬菌斑的大小。用基因组成为hr＋的噬菌体和h＋r的噬菌体同时侵染大肠杆菌后，将释放出的子代噬菌体涂布到长满大肠杆菌的培养基上，培养结果如图。下列说法正确的是( )
A．含基因r的T2噬菌体的侵染和繁殖能力强
B．含基因hr＋的T2噬菌体在普通培养基中能形成透明小菌斑
C．在大肠杆菌内多数hr＋T2噬菌体与h＋rT2噬菌体发生了基因重组
D．基因h可以突变为h＋，基因h＋也能突变为h，体现基因突变的随机性
A [分析题图可知，含有r＋的噬菌斑小，含有r的噬菌斑大，因此含有r基因病毒的侵染和繁殖能力强，A正确；噬菌体是病毒，没有细胞结构，在培养基中无法增殖，不能形成菌落，B错误；分析题图可知，两种噬菌体混合后出现的较多的是透明小菌斑(hr＋)和半透明大菌斑(h＋r)，说明在大肠杆菌内多数hr＋病毒与h＋r病毒没有发生基因重组，C错误；基因h可以突变为h＋，基因h＋也能突变为h，体现基因突变的不定向性，D错误。]
3．(2024·湖南长郡中学月考)科学家以大肠杆菌为实验材料，设计如下的实验：①在含15N的培养液中培养大肠杆菌若干代，使其DNA均被15N标记，在试管中离心结果如图Ⅰ；②转至含14N的培养液继续培养；③取出每代大肠杆菌的DNA样本，离心。某生物学小组绘制可能结果如图Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。下列有关叙述正确的是( )
A．酵母菌比大肠杆菌更适合作为本实验的材料
B．将图Ⅳ对应时期的DNA样本加热后立刻离心，试管中条带数量不会发生变化
C．图Ⅱ可表示转入含14N的培养液中繁殖的第二代
D．仅根据图Ⅱ和图Ⅳ的条带分布就能证明DNA复制的方式是半保留复制
B [大肠杆菌为原核生物，遗传物质简单，繁殖快，故相对于酵母菌，更适合作为本实验的材料，A错误；转入含14N的培养液中繁殖的第二代，得到4个DNA分子，其中2个DNA分子的两条链均为14N，另外2个DNA分子一条链14N，一条链15N，故图Ⅳ可表示转入含14N的培养液中繁殖的第二代，将图Ⅳ对应时期的DNA样本加热后立刻离心，试管中条带数量不会发生变化，仍有2条，分别是14N和15N带，B正确，C错误；图Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ根据DNA条带的位置能证明DNA复制的方式是半保留复制，D错误。]
4．(2023·山东菏泽一中月考)哺乳动物的线粒体DNA是双链闭合环状分子，外环为H链，内环为L链，如图所示。下列叙述正确的是( )
A．线粒体DNA分子中含有两个游离的磷酸基团
B．子链1的延伸方向是3′端→5′端，需要DNA聚合酶的催化
C．子链中新形成的磷酸二酯键数目和脱氧核苷酸数目相同
D．若该线粒体DNA放在含15N的培养液中复制3次，含15N的DNA有6个
C [线粒体DNA为环状DNA，环状DNA链首尾相连，不会有裸露的3′端、5′端，因而不会有游离的磷酸基团，A错误；图示表明，子链1的延伸方向是5′端→3′端，子链合成过程需要DNA聚合酶的催化，B错误；由于形成的DNA分子是环状的，因此子链中新形成的磷酸二酯键数目和脱氧核苷酸数目相同，C正确；若该线粒体DNA放在含15N的培养液中复制 3 次，新合成的子链中均含有15N，由于DNA进行半保留复制，故每个DNA分子都含有新合成的子链，即含15N的DNA有23＝8个，D错误。]
5．(2024·江苏南通模拟)通过碱基修饰的新冠RNA疫苗可以降低炎症反应和增加刺突蛋白合成。某新冠疫苗中常用N1-甲基假尿苷修饰，但在少数情况下会导致RNA翻译过程中的“＋1核糖体移码”，如图，合成“脱靶蛋白”。(注：CCU脯氨酸；UGC半胱氨酸；CUU亮氨酸；GCC丙氨酸)下列说法错误的是( )
A．N1-甲基假尿苷修饰后新冠 RNA碱基序列未发生改变
B．经过修饰的RNA稳定性提高，沿核糖体由5′→3′翻译出更多的刺突蛋白
C．“脱靶蛋白”与新冠抗原蛋白结构不同，不一定引发预期的免疫反应
D．与灭活疫苗相比，新冠RNA疫苗可激发体液免疫和细胞免疫
B [由图可知，N1-甲基假尿苷修饰后新冠RNA碱基序列未发生改变，但在少数情况下会导致RNA翻译过程中的“＋1核糖体移码”，A正确；经过N1-甲基假尿苷修饰的RNA稳定性提高，核糖体沿mRNA移动，翻译出更多的刺突蛋白，B错误；结合图可知，经过N1-甲基假尿苷修饰，密码子发生了改变，合成“脱靶蛋白”和新冠的抗原蛋白不同，因此脱靶蛋白不一定引发预期的免疫反应，C正确；灭活疫苗一般只引起体液免疫，新型的mRNA疫苗除了能激起体液免疫反应，还有一定程度的细胞免疫反应，D正确。]
6．(2024·湖南雅礼中学检测)下图为某细胞中相关生理活动，①～⑤表示生理过程，Ⅰ、Ⅱ表示结构或物质。据下图分析正确的是( )
A．③过程中，mRNA在核糖体上由左向右移动
B．图中只有①②③过程存在碱基互补配对
C．此细胞为真核细胞，真核细胞不一定都可以完成①～⑤过程
D．若上图细胞为人的神经细胞，用显微镜可观察到其含有23对染色体
C [③过程中，核糖体在mRNA上由右向左移动，A错误；图中①②③④⑤过程都存在碱基互补配对，B错误；不能分裂的细胞不能进行DNA复制，因此不是所有的真核细胞都可以完成①～⑤过程，C正确；神经细胞不分裂，不会出现染色体，D错误。]
7．(2024·重庆巴蜀中学检测)研究发现， 当某些基因转录形成的mRNA分子难与模板链分离时， 非模板链、RNA－DNA杂交体共同构成R环结构(如图所示)，R环结构会影响 DNA 复制、转录，降低DNA的稳定性。 当原核细胞的DNA复制和基因转录同向时，如果转录形成R环，则DNA复制会被迫停止。下列叙述错误的是( )
A．酶C既能催化核苷酸之间形成磷酸二酯键，又能催化氢键断裂
B．L链中含有起始密码子，位于L链的右侧，即mRNA的3′端
C．推测DNA片段中，R环结构越多，C－G碱基对的数量相对越多
D．原核细胞中DNA复制被迫停止是由于R环的存在阻碍了酶B的移动
B [酶C表示RNA聚合酶，酶C除了能催化核苷酸之间形成磷酸二酯键外，还能催化双链的DNA中氢键断裂(解旋)，A正确；L链表示mRNA，L链上含有起始密码子位于L链的左侧，即mRNA的5′端，B错误；R环结构出现在DNA非转录模板链上含较多碱基G的片段，富含G的片段容易形成R环的原因是C－G碱基对通过三个氢键相连接，导致模板链与mRNA之间形成的氢键多，mRNA不易脱离模板链，C正确；当原核细胞中DNA的复制向右进行被迫停止时，是由于转录形成的R环阻碍了酶B—解旋酶的移动，D正确。]
8．(2024·湖北重点中学联考)BDNF(脑源性神经营养因子)是小鼠大脑中表达最为广泛的一种神经营养因子。研究表明，抑郁症与BDNF基因甲基化水平及外周血中BDNF mRNA含量变化等有关。下图为BDNF基因表达及调控过程。下列相关叙述错误的有( )
A．BDNF基因被甲基化不会改变其碱基序列
B．过程③与②相比，碱基配对方式完全相同
C．与正常鼠相比，抑郁症小鼠的过程②一定增强
D．图示揭示基因与基因之间存在着复杂的相互作用
C [BDNF基因被甲基化属于表观遗传，不会改变其碱基序列，会影响转录，A正确；过程③是翻译，mRNA与tRNA配对方式为A－U、U－A、G－C、C－G，②mRNA与miRNA-195的配对方式为A－U、U－A、G－C、C－G，过程③与②相比，碱基配对方式完全相同，B正确；抑郁症与BDNF基因甲基化水平及外周血中BDNF mRNA含量变化等有关，与正常鼠相比，抑郁症小鼠的过程②(降低BDNF mRNA的含量)不一定增强，C错误；图示揭示基因与基因之间存在着复杂的相互作用，miRNA-195基因表达会降低BDNF基因的表达(影响其翻译)，D正确。]
9．(2024·山东潍坊二模)从大肠杆菌中提取某条mRNA逆转录形成一条cDNA单链并测序，测得该序列为5′-…CGTAGC…-3′。现将该序列形成双链，构建表达载体并导入细胞中表达形成肽链。反密码子与对应的氨基酸关系如下表所示。下列说法错误的是( )
反密码子(方向为3′到5′) CGA CGU UCC ACG AGC GCU
氨基酸 丙氨酸 丙氨酸 苏氨酸 半胱氨酸 丝氨酸 精氨酸
A．5′-GCU-3′和5′-GCA-3′是编码丙氨酸的密码子
B．编码该mRNA的DNA序列的模板链与该cDNA单链序列相同
C．构建表达载体时该cDNA单链的3′端与启动子相连
D．该细胞表达的多肽序列为“…-丙氨酸-半胱氨酸-…”
D [由表格可知，丙氨酸的反密码子是3′-CGA-5′，3′-CGU-5′，编码丙氨酸的密码子5′-GCU-3′和5′-GCA-3′，A正确；cDNA单链是mRNA逆转录形成的，编码该mRNA的DNA序列的模板链与该cDNA单链序列都和mRNA的序列互补，因此它们的序列相同，B正确；启动子的作用是启动转录，子链的延伸方向5′到3′，因此cDNA单链的3′端与启动子相连，C正确；cDNA单链并测序，测得该序列为5′-…CGTAGC…-3′，则mRNA的序列为3′-…GCAUCG…-5′，反密码子的序列5′-…CGUAGC…-3′，对照表格可知，细胞表达的多肽序列不是“…-丙氨酸-半胱氨酸-…”，D错误。]
10．(不定项)(2024·东北三校联考)用遗传学和生物化学的方法可确定大肠杆菌DNA复制起点在基因图谱上的位置。在一个增长的群体中几乎所有的DNA都在复制中，因此离复制起点越近的基因出现频率越高，越远的基因出现频率越低。图1为大肠杆菌基因图谱，图2为部分基因出现的频率。下列有关叙述，正确的是( )
A．大肠杆菌DNA复制的方向为逆时针
B．大肠杆菌DNA的复制起点位于ilv附近
C．大肠杆菌DNA只有一个复制起点
D．DNA双链解旋后，DNA聚合酶结合在复制起点上，子链开始延伸
BC [由图2可知，以his为中轴线，两侧曲线对应的各基因出现的概率基本相等，如trp＝tyrA，结合图1各基因所在位置，可知大肠杆菌DNA的复制方向是双向的，A错误；由图2分析可知，ilv出现的频率较高即离复制起点比较近，B正确；由图2可知，只有ilv出现的频率最高，即只有一个复制起点在其附近，C正确；DNA的复制是边解旋边复制的，并不是双链解旋后再开始子链的延伸，D错误。]
11．(不定项)(2024·湖南师大附中月考)人类胚胎干细胞分化存在下图所示的调控机制：H基因甲基化抑制其表达，从而促进胚胎干细胞分化。 H基因的产物为H－RNA，H－RNA上甲基化的腺嘌呤可与Y蛋白结合，使Y蛋白能够结合H基因的启动子，并招募去除DNA 甲基化的T酶。下列叙述错误的是( )
A．H基因甲基化使胚胎干细胞的分化可逆
B．DNA甲基化属于变异类型中的基因突变
C．Y基因表达量降低可促进胚胎干细胞分化
D．基因的转录产物可参与调控相应基因的表达
AB [由题干信息可知H基因甲基化其表达被抑制，促进胚胎干细胞分化，并没体现胚胎干细胞分化的可逆性，A错误；表观遗传是生物基因的碱基序列保持不变，但基因的表达和表型发生可遗传变化的现象，而基因突变指的是基因内部核苷酸序列发生了改变，因此不属于基因突变，B错误；由题干信息可知，Y蛋白与甲基化的腺嘌呤结合，可结合H基因的启动子，招募去除DNA甲基化的T酶，抑制胚胎干细胞分化，故Y基因表达量降低可促进胚胎干细胞分化，C正确；H基因的转录产物为H－RNA，H－RNA上甲基化的腺嘌呤可与Y蛋白结合，使Y蛋白能够结合H基因的启动子，并招募去除DNA甲基化的T酶，进而去调控H基因的表达，D正确。]
二、非选择题
12．(2024·山东潍坊期中)CHDIL基因与肝癌的发生密切相关，其在肝癌细胞中的表达远高于正常细胞。研究发现，CHDIL基因的转录产物LINC00624能与CHDIL基因的转录阻遏复合体结合，加速转录阻遏复合体的降解，具体过程如下图所示。
(1)该过程发生的场所主要是________，α链右端是________(填“3′端”或“5′端”)，β链与LINC00624结合部位中存在的碱基互补配对方式有_____________________________________________________________________。
(2)LINC00624的形成需要________酶的参与，该酶识别和结合的位点是________。
(3)假设CHDIL基因中有200个碱基对，其中α链腺嘌呤占该链的14%，β链腺嘌呤占该链的28%。若CHDIL基因复制2次，需要消耗游离的胞嘧啶________个。
(4)LINC00624的过量表达会________(填“促进”或“抑制”)肝癌的进展，请作出合理的解释_______________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析] (1)分析题图，图示是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，表示转录，转录的场所主要是细胞核；转录时延伸方向是5′→3′，则可推知β链的右侧是5′端，DNA的两条链反向平行，故α链右端是3′端；β链(DNA)与LINC00624(RNA)结合部位中存在的碱基互补配对方式有A－U、T－A 、C－G、 G－C。(2)LINC00624的形成是通过转录完成的，转录过程需要RNA聚合酶的参与；RNA聚合酶识别和结合的位点是启动子。(3)假设CHDIL基因中有200个碱基对，即400个碱基，α链腺嘌呤占该链的14%，β链腺嘌呤占该链的28%，则整个DNA分子中腺嘌呤A＝胸腺嘧啶T＝(14%＋28%)/2＝21%，则G＝C＝(1－42%)/2＝29%×400＝116个，该DNA分子复制2次，需要消耗游离的胞嘧啶C＝(22－1)×116＝348个。(4)据图可知，LINC00624能与CHDIL基因的转录阻遏复合体结合，加速转录阻遏复合体的降解，消除其对转录的抑制作用，从而激活CHDIL基因的转录，促进肝癌的进展，故LINC00624的过量表达会促进肝癌的进展。
[答案] (1)细胞核 3′端 A－U、T－A、C－G、G－C (2)RNA聚合 启动子 (3)348 (4)促进 LINC00624能与CHDIL基因的转录阻遏复合体结合，加速转录阻遏复合体的降解，消除其对转录的抑制作用，从而激活CHDIL基因的转录，促进肝癌的进展
(教师用书独具)
(2024·广东深圳外国语月考)DNA分子中的胞嘧啶被选择性的添加甲基基团而发生DNA甲基化，甲基化修饰的基因往往不能表达。 已知鼠的灰色(A)与褐色(a)是一对相对性状，下图表示部分被甲基化的 DNA片段及遗传印记对小鼠等位基因表达和传递的影响。下列叙述错误的是( )
A．子代小鼠的表型及比例为灰色∶褐色＝1∶1
B．从图中雄配子的形成过程可断定DNA甲基化是不可以遗传的
C．甲基化后的 DNA在复制时，碱基配对的方式遵循碱基互补配对原则
D．被甲基化的DNA片段中遗传信息不发生改变，而生物的性状可发生改变
B [雌鼠产生的雌配子中A基因、a基因均未被甲基化，都能表达，而雄鼠产生的雄配子中A基因、a基因都发生了甲基化，都不能表达，因此该雌鼠与雄鼠杂交，子代小鼠的表型比例为灰色∶褐色＝1∶1，A正确；从图中雄配子的形成过程可断定DNA甲基化是可以遗传的，B错误；甲基化后的DNA在复制时，碱基对的配对方式不发生改变，仍遵循碱基互补配对原则，C正确；被甲基化的DNA片段中遗传信息不发生改变，而由于甲基化修饰的基因往往不能表达，因而生物的性状可发生改变，D正确。]
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专题二 遗传
微专题5 遗传的分子基础
1．“遗传物质”探索的三种方法
考点1 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
①不能用同位素标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，否则无法将DNA和蛋白质区分开。
②35S(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。
③噬菌体侵染细菌的实验误差分析
a．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌
b．用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌
3．DNA的结构
(1)DNA结构图解
磷酸、脱氧核糖、碱基
反向平行
规则的双螺旋结构
(2)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＝“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____。
⑤脱氧核糖上与碱基相连的碳为1′-C，与磷酸基团相连的是5′-C，与下一个脱氧核苷酸磷酸基团相连的是3′-C。
⑥DNA两条单链一条从5′端到3′端，另一条______________。
磷酸二酯键
倒数
从3′端到5′端
4．DNA复制的分析
DNA聚合酶
解旋酶
减数分裂
叶绿体
线粒体
四种脱氧核苷酸
5′→3′
5．基因的结构
(1)原核生物基因
(2)真核生物基因
1．(2024·湖南卷) 我国科学家成功用噬菌体治疗方法治愈了耐药性细菌引起的顽固性尿路感染。下列叙述错误的是( )
A．运用噬菌体治疗时，噬菌体特异性侵染病原菌
B．宿主菌经噬菌体侵染后，基因定向突变的几率变大
C．噬菌体和细菌在自然界长期的生存斗争中协同进化
D．噬菌体繁殖消耗宿主菌的核苷酸、氨基酸和能量等
√
B [噬菌体是一种特异性侵染细菌的病毒，运用噬菌体治疗时，噬菌体特异性侵染病原菌，A正确；基因突变具有不定向性，B错误；噬菌体和细菌在自然界长期的生存斗争中协同进化，C正确；噬菌体作为病毒，侵染细菌后利用宿主细胞的核苷酸、氨基酸和能量等来维持自身的生命活动，D正确。]
2．(2024·山东卷) 制备荧光标记的DNA探针时，需要模板、引物、DNA聚合酶等。在只含大肠杆菌DNA聚合酶、扩增缓冲液、H2O和4种脱氧核苷酸(dCTP、dTTP、dGTP和碱基被荧光标记的dATP)的反应管①～④中，分别加入如表所示的适量单链DNA，已知形成的双链DNA区遵循碱基互补配对原则，且在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区。能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有( )
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
反应管 加入的单链DNA
① 5′-GCCGATCTTTATA-3′
3′-GACCGGCTAGAAA-5′
② 5′-AGAGCCAATTGGC-3′
③ 5′-ATTTCCCGATCCG-3′
3′-AGGGCTAGGCATA-5′
④ 5′-TTCACTGGCCAGT-3′
√
D [分析反应管①～④中分别加入的适量单链DNA可知，①中两条单链DNA分子之间具有互补的序列，但双链DNA区之外的3′端无模板，因此无法进行DNA合成，不能得到带有荧光标记的DNA探针；②中单链DNA分子内具有自身互补的序列，由于在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区，故一条单链DNA分子不发生自身环化，但两条链可以形成双链DNA区，由于DNA合成的序列(5′-TCT-3′)中不含碱基A，不能得到带有荧光标记的DNA探针；③中两条单链DNA分子之间具有互补的序列，且双链DNA区
之外的5′端有模板和碱基T，因此进行DNA合成能得到带有荧光标记的DNA探针；④中单链DNA分子内具有自身互补的序列，一条单链DNA分子不发生自身环化，两条链可以形成双链DNA区，且双链DNA区之外的5′端有模板和碱基T，因此进行DNA合成能得到带有荧光标记的DNA探针。综上所述，能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有③④。]
判断
1．双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高。(2024·浙江6月卷T9) ( )
提示：双链DNA中G—C碱基对占比越高，DNA热变性温度越高。
2．双链DNA分子两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化。(2024·浙江6月卷T9) ( )
提示：DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键。
×
×
3．DNA复制时，新链合成以5′到3′的方向进行。(2023·浙江6月卷T16) ( )
4．双螺旋DNA中互补配对的碱基所对应的核苷酸方向相反。(2023·河北卷T6) ( )
5．噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来。(2022·浙江6月卷T22) ( )
提示：实验过程中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离。
√
√
×
6．沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式。(2022·广东卷T5) ( )
提示：沃森和克里克用DNA衍射图谱得出了DNA的螺旋结构。
×
题组1 探索生物遗传物质的经典实验分析
1．(2024·湖南长郡中学月考)艾弗里实验中，加热杀死的S型细菌会释放自身的DNA小片段，这些小片段和R型活细菌表面的感受态因子结合后，双链被解开，其中一条链被降解，另一条链进入受体菌，和R型细菌的部分同源区段配对，切除并替换相应的单链片段，形成杂合片段(如图所示)，使R型细菌(无荚膜多糖)转变成S型细菌(有荚膜多糖)。
下列有关说法错误的是( )
2
4
1
3
题号
5
6
A．转化形成的S型细菌和原S型细菌的遗传信息有差异
B．转化过程中会发生磷酸二酯键的断裂和形成
C．R型细菌向S型细菌的转化体现了基因对性状的直接控制
D．受受体菌状态等的影响，只有少数R型细菌能转化成S型细菌
√
2
4
1
3
题号
5
6
C [由于S型细菌DNA片段双链拆开后，一条链降解，另一条单链进入R型细菌并与其基因相应“同源区段”配对，使R型细菌DNA的相应片段一条链被切除并将其替换，形成S型细菌，可见，由R型细菌转化形成的S型细菌和原S型细菌遗传信息有差异，A正确；由于S型细菌DNA片段的单链进入R型细菌并与其基因相应“同源区段”配对，使R型细菌DNA的相应片段一条链被切除并将其替换，因此，转化过程中会发生氢键和磷酸二酯键的断裂和形成，B正确；基因可以直接控制生物性状是指基因通过控制蛋白质合成从而控制性状，R型细菌向S型细菌的转化不能体现基因对性状的直接控制，C错误；根据题意可知，将S型细菌的DNA与R型活细菌混合培养后，受受体菌状态等的影响，只有少数R型细菌能转化成S型细菌，D正确。]
2
4
1
3
题号
5
6
2．(2024·山东莱芜一中检测)在肺炎链球菌的转化实验中，将加热杀死的S型细菌与活的R型细菌混合，注射到小鼠体内，小鼠死亡，从其体内能够分离出R型细菌和S型细菌。图1表示小鼠体内R型细菌和S型细菌的数量增长曲线，图2表示T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程。下列叙述正确的是( )
2
4
1
3
题号
5
6
A．小鼠体内的转化实验可以说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
B．图1中R型细菌数量上升的原因是S型细菌转化为R型细菌
C．图2的35S标记组，若搅拌不充分，则试管A中上清液的放射性会增强
D．图2的32P标记组，大肠杆菌裂解后，试管B中大多数子代噬菌体不含32P
√
2
4
1
3
题号
5
6
D [小鼠体内的转化实验可以说明加热杀死的S型细菌含有某种转化因子可以促使 R型活细菌转化为S型活细菌，A错误；R型细菌在小鼠体内开始时大部分会被免疫系统消灭，随着小鼠免疫系统的破坏，R型细菌数量又开始增加，B错误；从理论上讲，图2中试管A的放射性只会出现在上清液①中，但在实际操作中沉淀物中也会出现部分放射性，如果没经过搅拌过程，则很多T2噬菌体会附着在大肠杆菌表面，经过离心后会进入沉淀物中，使得沉淀物中的放射性增强，C错误；32P标记的是T2噬菌体的DNA，根据DNA半保留复制的特点，大肠杆菌裂解释放的少部分子代T2噬菌体含有放射性，D正确。]
2
4
1
3
题号
5
6
题组2 DNA复制方式的实验探究
3．(不定项)(2024·山东潍坊联考)科学家以大肠杆菌为实验材料，设计实验探究DNA的复制方式，部分实验过程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
2
4
1
3
题号
5
6
A．该实验利用差速离心技术在试管中区分含有不同N元素的DNA
B．假设为半保留复制，演绎推理试管③中DNA一半居中，一半位于底部
C．欲判断DNA的复制方式，大肠杆菌转移至14NH4Cl培养液中至少培养两代
D．该实验还需设置“大肠杆菌在14NH4Cl培养液中培养若干代后的DNA离心实验”当对照组
√
√
2
4
1
3
题号
5
6
CD [该实验利用密度梯度离心技术在试管中区分含有不同N元素的DNA，A错误；假设为半保留复制，试管③为培养的第二代大肠杆菌，DNA复制了两次，演绎推理试管③中DNA一半居中，一半位于上部，B错误；欲判断DNA的复制方式，大肠杆菌转移至14NH4Cl培养液中至少培养两代，若为半保留复制，培养两代之后的DNA一半居中，一半位于上部，C正确；实验的自变量为NH4Cl的种类，因此该实验还需设置“大肠杆菌在14NH4Cl培养液中培养若干代后的DNA离心实验”当对照组，D正确。]
2
4
1
3
题号
5
6
4．(2024·重庆八中月考)为了研究半保留复制的具体过程，以T4噬菌体和大肠杆菌为实验对象进行了实验探究：20 ℃条件下，用T4噬菌体侵染大肠杆菌，进入T4噬菌体DNA活跃复制期时，在培养基中添加含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸继续培养。然后在5 s、10 s、30 s、60 s时阻断DNA复制，分离出DNA并通过加热使DNA全部解旋为单链，分离不同长度的T4噬菌体的DNA片段，检测离心管不同位置的放射性强度，结果如图所示(DNA片段越短，与离心管顶部距离越近)。关于该实验，下列说法错误的是( )
2
4
1
3
题号
5
6
A．T4噬菌体以培养基中3H标记的胸
腺嘧啶脱氧核苷酸为原料合成DNA
B．如果抑制DNA连接酶的活性，则
会检测到靠近离心管顶部位置放射性增强
C．该实验运用的实验技术方法只有同位素标记法
D．据图可知，30 s内大量合成短片段DNA并在30 s时出现短片段合成长片段
√
2
4
1
3
题号
5
6
C [大肠杆菌以培养基中3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为原料合成DNA，T4噬菌体寄生于大肠杆菌，合成DNA原料全部来自大肠杆菌，因此T4噬菌体能以培养基中3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为原料合成DNA，A正确；如果抑制DNA连接酶的活性，因DNA片段无法连接，故随着时间推移，距离心管顶部距离较近的区域放射性一直较强或短片段DNA 的数量一直较多，则大部分放射性会出现在离心管顶部，B正确；该实验运用的实验技术方法包括同位素标记法和密度梯度离心，C错误；DNA片段越短，与离心管顶部距离越近，由图得，30 s内与离心管顶部距离近的DNA片段较多，说明首先大量合成的是短片段DNA，同时在30 s时出现与离心管顶部距离较远的DNA分子，即出现短片段合成长片段，D正确。]
2
4
1
3
题号
5
6
题组3 DNA复制的过程
5．(2024·山东日照二模)DNA复制时，一条子链的合成是连续的，称为前导链；另一条子链的合成是不连续的(先合成一些小片段，最后连成一条完整的长链)，称为后随链。复制过程中，由于DNA聚合酶不能发动新链的合成，只能催化已有链的延长，因此DNA合成是由RNA引物引发的，
如下图所示。下列叙述错误的
是( )
2
4
1
3
题号
5
6
A．前导链合成方向与复制叉移动方向一致，后随链的合成方向与之相反
B．前导链合成所需的嘌呤碱基数目等于后随链合成所需的嘌呤碱基数目
C．图中所示的“空白”区域可能由DNA聚合酶催化合成的新链来填补
D．图中引物的合成方向为5′→3′，该过程需要在RNA聚合酶的作用下进行
√
2
4
1
3
题号
5
6
B [据图可知，前导链的方向是5′→3′(从右到左)，复制叉的移动方向也是从右到左，后随链的方向是从左到右，A正确；前导链和后随链是互补的，前导链合成所需的嘌呤碱基数目等于后随链合成所需的嘧啶碱基数目，B错误；空白区域是去除RNA引物后形成的，可能由DNA聚合酶催化合成的新链来填补，C正确；图中的引物是RNA，图中引物的合成方向为5′→3′，该过程需要在RNA聚合酶的作用下进行，D正确。]
2
4
1
3
题号
5
6
6．(2024·山东菏泽一模)下图为环状DNA分子的复制方式，被称为滚环复制。其过程是先打开其中一条单链a的一个磷酸二酯键，游离出一个3′-OH和一个5′-磷酸基末端，随后，在DNA聚合酶催化下，以b链为模板，从a链的3′-OH末端加入与b链互补的脱氧核苷酸，使链不断延长，新合成的子链随b链的滚动而延伸。与此同时，以伸展的a链为模板，合成新的
子链。最后合成两个子代双链分子。
下列说法正确的是( )
2
4
1
3
题号
5
6
A．DNA甲需要DNA水解酶断裂磷酸二酯键打开缺口
B．滚环复制中，b链滚动方向为逆时针
C．每条子链的合成都需要合成引物
D．DNA乙和DNA丙中新合成链的碱基序列相同
√
2
4
1
3
题号
5
6
B [DNA甲需要特异的酶断裂磷酸二酯键打开缺口，DNA水解酶会将DNA水解，A错误；由图可知，以环状b链为模板，从a链的3′-OH末端加入与b链互补的脱氧核苷酸，使链不断延长，通过逆时针滚动而合成新的正链，B正确；滚环复制前亲代双链DNA的一条链在DNA复制起点处被切开，其5′端游离出来，此后开始复制，由于DNA复制过程中子链的延伸在3′-OH端，结合图示可知，滚环复制在3′-OH端开始以切开的该链为引物向前延伸，不需要合成引物，C错误；DNA乙(以b链为模板)和DNA丙(以a链为模板)中新合成链的碱基序列互补，D错误。]
2
4
1
3
题号
5
6
1．转录和翻译过程
(1)转录
考点2 基因的表达
RNA聚合
五碳糖
(2)翻译
①模型一
②模型二
起始密码子
mRNA
核糖体
多肽链
模板mRNA相同
2．原核细胞与真核细胞中的基因表达
3．遗传信息的传递过程
4．基因表达的调控
(1)转录水平的调控(以乳糖操纵子为例)
无诱导物存在时(如图1) 阻遏蛋白与操纵基因结合阻止了RNA聚合酶与启动子的结合，使得结构基因不能正常转录
有诱导物(乳糖)存在时(如图2) 诱导物与阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白结构改变，不能与操纵基因结合，则RNA聚合酶结合到启动子上并启动结构基因的表达
(2)翻译水平的调控——RNA干扰
RNA干扰(RNAi)的机制：RNA干扰是有效沉默或抑制目标基因表达的过程，指内源性或外源性双链RNA(dsRNA)介导的细胞内mRNA发生特异性降解，从而导致靶基因的表达沉默，产生相应的功能表型缺失的现象。RNA干扰由转运到细胞质中的双链RNA激活，沉默机制可导致由小干扰RNA(siRNA)或短发夹RNA(shRNA)诱导实现靶mRNA的降解，或者通过小RNA(miRNA)诱导特定mRNA翻译的抑制。
5．基因与性状的关系
(1)基因控制生物体性状的方式
(2)基因的选择性表达
ATP合成酶
核糖体
蛋白
胰岛素
卵清蛋白
(3)表观遗传
碱基序列
DNA的甲基化
(4)基因与性状的关系
1．(2024·安徽卷)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是( )
种类 细胞内定位 转录产物
RNA聚合酶Ⅰ 核仁 5.8S rRNA、18S rRNA、28S rRNA
RNA聚合酶Ⅱ 核质 mRNA
RNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5S rRNA
注：各类rRNA均为核糖体的组成成分。
A．线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶
B．基因的 DNA 发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响基因表达
C．RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同
D．编码 RNA 聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁
√
C [线粒体和叶绿体中都有DNA，二者均是半自主细胞器，其基因转录时使用各自的RNA聚合酶，A正确；基因的 DNA 发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，从而影响基因的转录，可影响基因表达，B正确；由表可知，RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，但种类不同，说明两种酶识别的启动子序列不同，C错误；RNA聚合酶的本质是蛋白质，编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在染色体上，该基因在核内转录、细胞质(核糖体)中翻译，产物最终定位在核仁发挥作用，D正确。]
2．(2024·贵州卷)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( )
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 [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′端→5′端，即左侧是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，故合成的肽链变短，B错误；若在①链1号碱基前插入一个碱基G，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是翻译的模板，但由于密码子的简并，故碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同，D错误。]
判断
1．DNA复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开。(2024·河北卷T4) ( )
提示：转录时不需要解旋酶，RNA聚合酶即可完成解旋。
2．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。(2024·河北卷T4) ( )
×
√
3．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5′-UAC-3′。(2024·湖北卷T16) ( )
×
提示：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′。
4．DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型。(2024·黑、吉、辽卷T9) ( )
提示：DNA甲基化不改变碱基序列，但可能会影响基因表达，进而影响生物个体表型。
×
5．研究发现，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白(具有组蛋白修饰功能)的合成，会启动原癌基因zfhl的表达，导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于表观遗传。(2024·广东卷T10) ( )
6．mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA。(2023·江苏卷T6) ( )
提示：核糖体读取到终止密码子时翻译结束，终止密码子没有相应的tRNA结合。
√
×
7．翻译过程中，核糖体从mRNA的3′端向5′端移动。(2023·浙江1月卷T15) ( )
提示：翻译过程中，核糖体从mRNA的5′端向3′端移动。
8．癌细胞来源的某种酶较正常细胞来源的同种酶活性较低，原因不可能是该酶基因启动子甲基化。(2023·天津卷T6) ( )
×
√
题组1 基因指导蛋白质合成的过程
1．(2024·湖南师大附中月考)关于下图所示基因表达过程的叙述，正确的是( )
A．②是多肽链，在核糖体上合成后都
需内质网和高尔基体加工
B．乙细胞中核糖体移动的方向是由a→
b，a是mRNA的3′端
C．乙细胞中，mRNA 上结合了多个核糖体，能快速形成多条相同的肽链，提高了翻译的效率
D．转录和翻译过程均有 A－U、U－A的配对，均涉及氢键的断裂和形成
2
4
1
3
题号
5
6
√
C [②是多肽链，在核糖体上合成后，甲细胞不含内质网和高尔基体，因此不需内质网和高尔基体加工，A错误；据合成的肽链长短，可判断乙细胞中核糖体移动的方向是由a→b，b是mRNA的3′端，B错误；乙细胞中，mRNA上结合了多个核糖体，由于模板相同，能快速形成多条相同的肽链，提高了翻译的效率，C正确；转录过程中没有U—A的配对，转录和翻译过程均涉及氢键的断裂和形成，D错误。]
2
4
1
3
题号
5
6
2．(2024·安徽合肥检测)下图是大肠杆菌内某基因表达的过程示意图，①～⑦代表不同的结构或物质，Ⅰ和Ⅱ代表生理过程。下列叙述正确的是( )
A．过程Ⅰ中的③表示RNA聚合酶，
过程Ⅱ中⑤的形成与核仁有关
B．过程Ⅰ中的④表示mRNA，其延伸方向和核糖体的移动方向相反
C．①②所属物质和④都是遗传信息载体，⑦是遗传信息的表达产物
D．多个⑤共同参与同一条肽链的合成，提高了过程Ⅱ的效率
√
2
4
1
3
题号
5
6
C [过程Ⅰ为转录，其中的③表示为RNA聚合酶，过程Ⅱ为翻译过程，⑤为核糖体，大肠杆菌为原核生物，不含核仁，A错误；过程Ⅰ为转录，④表示mRNA，由图可知，mRNA的延伸方向为从右向左，由肽链长度可知，核糖体的移动方向为从右向左，B错误；①②为DNA分子的两条链，④为mRNA，DNA、RNA都是遗传信息的载体，⑦蛋白质是遗传信息表达的产物，C正确；⑤为核糖体，有多个核糖体结合在一条mRNA分子上，形成多条相同的肽链，提高了蛋白质的合成效率，D错误。]
2
4
1
3
题号
5
6
题组2 基因表达与性状的关系
3．(2024·湖北武汉模拟)组蛋白是染色体的基本结构蛋白。组蛋白乙酰转移酶能将乙酰辅酶A的乙酰基转移到组蛋白赖氨酸残基上，削弱组蛋白与DNA的结合，使DNA解旋，影响基因表达，进而对表型产生影响。这种组蛋白乙酰化可以遗传给后代，使后代出现同样表型。下列叙述错误的是( )
A．组蛋白在细胞周期的分裂间期合成
B．组蛋白在核糖体上合成后穿核孔转移到核内
C．组蛋白乙酰化和DNA甲基化均抑制基因表达
D．组蛋白乙酰化是引起表观遗传的原因之一
√
2
4
1
3
题号
5
6
C [组蛋白是染色体的基本结构蛋白，组蛋白的合成和DNA的复制发生在细胞周期的分裂间期，A正确；蛋白质的合成场所为核糖体，由于组蛋白是染色体的基本结构蛋白(生物大分子)，染色体位于细胞核中，故组蛋白在核糖体上合成后穿核孔转移到核内，B正确；结合题干“组蛋白乙酰转移酶能将乙酰辅酶 A 的乙酰基转移到组蛋白赖氨酸残基上，削弱组蛋白与DNA的结合，使DNA解旋”可知组蛋白乙酰化可促进DNA的解旋从而促进基因表达，C错误；结合题干“使DNA解旋，影响基因表达，进而对表型产生影响。这种组蛋白乙酰化可以遗传给后代，使后代出现同样表型”，可知组蛋白乙酰化是引起表观遗传的原因之一，D正确。]
2
4
1
3
题号
5
6
4．(不定项)(2024·江苏南通一中检测)蛋白D是小鼠正常发育所必需的，缺乏时表现为侏儒鼠。小鼠体内的A基因能控制该蛋白的合成，a基因则不能。A基因的表达受P序列的调控，P序列在精子中是非甲基化状态，传给子代则A基因能正常表达；在卵细胞中是甲基化状态，传给子代则A基因不能正常表达，如图所示。下列有关叙述正确的是( )
2
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1
3
题号
5
6
A．基因型为Aa的侏儒鼠，A基因一定来自母本
B．DNA甲基化一定不利于生物个体的生长、发育和繁殖
C．侏儒雌鼠与侏儒雄鼠交配，子代小鼠不一定是侏儒鼠
D．降低P序列甲基化程度，发育中的某些小鼠侏儒症状能在一定程度上缓解
√
√
√
2
4
1
3
题号
5
6
ACD [P序列在精子中是非甲基化状态，传给子代后A基因能正常表达，在卵细胞中是甲基化状态，传给子代后A基因不能表达，显然基因型为Aa的侏儒鼠的A基因没有正常表达，即A基因来自母本提供的卵细胞，A正确；DNA甲基化不一定不利于生物个体的生长、发育和繁殖，如小鼠毛色基因的甲基化，B错误；侏儒雌鼠与侏儒雄鼠交配，子代不一定是侏儒鼠，因为侏儒雄鼠可能含来自其母本的A基因，产生含有A基因的精子，而该精子参与受精形成的后代表现正常，C正确；降低P序列甲基化程度，发育中的基因型为Aa的小鼠侏儒症状可一定程度上得到缓解，D正确。]
2
4
1
3
题号
5
6
题组3 基因表达的调控和中心法则
5．(2024·湖南长郡中学检测)RhyB-RNA是大肠杆菌中的一种小RNA，仅在铁“饥饿”时表达。当铁供应不足时，此RNA会与铁储存蛋白(一类含铁量高的蛋白质)的mRNA配对结合，致使mRNA被降解；当铁供应充足时，铁储存蛋白的mRNA稳定性提高。下列叙述错误的是( )
2
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1
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题号
5
6
A．RhyB-RNA是通过RNA聚合酶以DNA单链为模板合成的
B．RhyB-RNA通过氢键与铁储存蛋白的mRNA相结合
C．铁供应不足时，铁储存蛋白的mRNA翻译受阻
D．RhyB-RNA合成量的增加，有利于铁储存蛋白的合成
√
2
4
1
3
题号
5
6
D [RhyB-RNA是转录的产物，通过RNA聚合酶以DNA单链为模板合成，A正确；RhyB-RNA与铁储存蛋白的mRNA发生碱基互补配对，即RhyB-RNA通过氢键与铁储存蛋白的mRNA相结合，B正确；结合题干，铁供应不足时，致使mRNA被降解，从而使得铁储存蛋白的mRNA翻译受阻，C正确；RhyB-RNA合成量的增加，与mRNA结合增加，mRNA降解增加，不利于铁储存蛋白的合成，D错误。]
2
4
1
3
题号
5
6
6．(2024·湖南雅礼中学检测)某病毒为单股正链RNA(＋RNA)，下图为病毒在宿主细胞内增殖的示意图。病毒的正链RNA进入细胞后，首先作为模板翻译出RNA聚合酶等物质，然后在酶的作用下合成负链RNA(－RNA)，再以负链RNA为模板合成大量的正链RNA。①②③为生理过程，据图分析下列说法错误的是( )
2
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1
3
题号
5
6
A．该病毒增殖的过程与艾滋病病毒不相同
B．＋RNA中嘌呤与嘧啶的比值与－RNA中的相等
C．①过程在宿主细胞的核糖体完成
D．遗传信息的传递过程遵循中心法则
√
2
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1
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题号
5
6
B [艾滋病病毒属于逆转录病毒，需要逆转录为DNA后再复制增殖，与该病毒的增殖过程不同，A正确；RNA为单链，＋RNA到－RNA的过程中遵循碱基互补配对原则，该过程中＋RNA中嘌呤与嘧啶的比值与－RNA中的互为倒数，B错误；①是翻译过程，病毒无细胞结构，该过程在宿主细胞的核糖体中完成，C正确；病毒遗传信息的传递过程遵循中心法则，D正确。]
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题号
5
6
(建议用时：30分钟)
一、选择题
1．(2024·山东烟台期末)在格里菲思的肺炎链球菌转化实验的第四组实验中，S型细菌的部分DNA片段进入R型细菌内并整合到R型细菌的DNA分子上，使这种R型细菌转化为能合成荚膜多糖的S型细菌。下列说法正确的是( )
课后限时集训(五) 遗传的分子基础
题号
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A．实验的检测指标有两个，即是否出现S型活细菌和鼠的存活情况
B．进入R型细菌的DNA片段上，包含起始密码子和终止密码子
C．整合到R型细菌内的DNA分子片段的表达产物是荚膜多糖
D．分离转化得到的S型细菌单独培养，可以得到S型和R型两种菌落
√
题号
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A [该实验的检测指标是两个，鼠的存活情况，代表可能产生了S型活细菌，而为了具体确定是否转化出了S型细菌，需要进一步检测S型活细菌的存在，A正确；进入R型细菌的DNA片段上，包含启动子和终止子，而起始密码子和终止密码子位于RNA上，B错误；荚膜多糖不属于蛋白质，整合到R型细菌内的DNA分子片段，表达产物是蛋白质，C错误；R型细菌转化为S型细菌是稳定性转化的过程，挑取转化得到的S型细菌单独培养，只可得到S型细菌，D错误。]
题号
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2．(2024·广东潮州期末)T2噬菌体侵染大肠杆菌后，可使菌体破裂形成噬菌斑。T2噬菌体中，基因h＋、h控制噬菌斑的透明程度，
r＋、r控制噬菌斑的大小。用基因组成为hr＋的噬菌体和h＋r的噬菌体同时侵染大肠杆菌后，将释放出的
子代噬菌体涂布到长满大肠杆菌的培
养基上，培养结果如图。下列说法正
确的是( )
题号
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A．含基因r的T2噬菌体的侵染和繁殖能力强
B．含基因hr＋的T2噬菌体在普通培养基中能形成透明小菌斑
C．在大肠杆菌内多数hr＋T2噬菌体与h＋rT2噬菌体发生了基因重组
D．基因h可以突变为h＋，基因h＋也能突变为h，体现基因突变的随机性
√
题号
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A [分析题图可知，含有r＋的噬菌斑小，含有r的噬菌斑大，因此含有r基因病毒的侵染和繁殖能力强，A正确；噬菌体是病毒，没有细胞结构，在培养基中无法增殖，不能形成菌落，B错误；分析题图可知，两种噬菌体混合后出现的较多的是透明小菌斑(hr＋)和半透明大菌斑(h＋r)，说明在大肠杆菌内多数hr＋病毒与h＋r病毒没有发生基因重组，C错误；基因h可以突变为h＋，基因h＋也能突变为h，体现基因突变的不定向性，D错误。]
题号
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3．(2024·湖南长郡中学月考)科学家以大肠杆菌为实验材料，设计如下的实验：①在含15N的培养液中培养大肠杆菌若干代，使其DNA均被15N标记，在试管中离心结果如图Ⅰ；②转至含14N的培养液继续培养；③取出每代大肠杆菌的DNA样本，离心。某生物学小组绘制可能结果如图Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。下列有关叙述正确的是( )
题号
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A．酵母菌比大肠杆菌更适合作为本实验的材料
B．将图Ⅳ对应时期的DNA样本加热后立刻离心，试管中条带数量不会发生变化
C．图Ⅱ可表示转入含14N的培养液中繁殖的第二代
D．仅根据图Ⅱ和图Ⅳ的条带分布就能证明DNA复制的方式是半保留复制
√
题号
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B [大肠杆菌为原核生物，遗传物质简单，繁殖快，故相对于酵母菌，更适合作为本实验的材料，A错误；转入含14N的培养液中繁殖的第二代，得到4个DNA分子，其中2个DNA分子的两条链均为14N，另外2个DNA分子一条链14N，一条链15N，故图Ⅳ可表示转入含14N的培养液中繁殖的第二代，将图Ⅳ对应时期的DNA样本加热后立刻离心，试管中条带数量不会发生变化，仍有2条，分别是14N和15N带，B正确，C错误；图Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ根据DNA条带的位置能证明DNA复制的方式是半保留复制，D错误。]
题号
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4．(2023·山东菏泽一中月考)哺乳动物的线粒体DNA是双链闭合环状分子，外环为H链，内环为L链，如图所示。下列叙述正确的是
( )
A．线粒体DNA分子中含有两个游离的
磷酸基团
B．子链1的延伸方向是3′端→5′端，需
要DNA聚合酶的催化
C．子链中新形成的磷酸二酯键数目和脱氧核苷酸数目相同
D．若该线粒体DNA放在含15N的培养液中复制3次，含15N的DNA有6个
题号
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√
C [线粒体DNA为环状DNA，环状DNA链首尾相连，不会有裸露的3′端、5′端，因而不会有游离的磷酸基团，A错误；图示表明，子链1的延伸方向是5′端→3′端，子链合成过程需要DNA聚合酶的催化，B错误；由于形成的DNA分子是环状的，因此子链中新形成的磷酸二酯键数目和脱氧核苷酸数目相同，C正确；若该线粒体DNA放在含15N的培养液中复制 3 次，新合成的子链中均含有15N，由于DNA进行半保留复制，故每个DNA分子都含有新合成的子链，即含15N的DNA有23＝8个，D错误。]
题号
1
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5．(2024·江苏南通模拟)通过碱基修饰的新冠RNA疫苗可以降低炎症反应和增加刺突蛋白合成。某新冠疫苗中常用N1-甲基假尿苷修饰，但在少数情况下会导致RNA翻译过程中的“＋1核糖体移码”，如图，合成“脱靶蛋白”。(注：CCU脯氨酸；UGC半胱氨酸；CUU亮氨酸；GCC丙氨酸)下列说法错误的是( )
题号
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A．N1-甲基假尿苷修饰后新冠 RNA碱基序列未发生改变
B．经过修饰的RNA稳定性提高，沿核糖体由5′→3′翻译出更多的刺突蛋白
C．“脱靶蛋白”与新冠抗原蛋白结构不同，不一定引发预期的免疫反应
D．与灭活疫苗相比，新冠RNA疫苗可激发体液免疫和细胞免疫
√
题号
1
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B [由图可知，N1-甲基假尿苷修饰后新冠RNA碱基序列未发生改变，但在少数情况下会导致RNA翻译过程中的“＋1核糖体移码”，A正确；经过N1-甲基假尿苷修饰的RNA稳定性提高，核糖体沿mRNA移动，翻译出更多的刺突蛋白，B错误；结合图可知，经过N1-甲基假尿苷修饰，密码子发生了改变，合成“脱靶蛋白”和新冠的抗原蛋白不同，因此脱靶蛋白不一定引发预期的免疫反应，C正确；灭活疫苗一般只引起体液免疫，新型的mRNA疫苗除了能激起体液免疫反应，还有一定程度的细胞免疫反应，D正确。]
题号
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6．(2024·湖南雅礼中学检测)下图为某细胞中相关生理活动，①～⑤表示生理过程，Ⅰ、Ⅱ表示结构或物质。据下图分析正确的是
( )
题号
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A．③过程中，mRNA在核糖体上由左向右移动
B．图中只有①②③过程存在碱基互补配对
C．此细胞为真核细胞，真核细胞不一定都可以完成①～⑤过程
D．若上图细胞为人的神经细胞，用显微镜可观察到其含有23对染色体
√
C [③过程中，核糖体在mRNA上由右向左移动，A错误；图中①②③④⑤过程都存在碱基互补配对，B错误；不能分裂的细胞不能进行DNA复制，因此不是所有的真核细胞都可以完成①～⑤过程，C正确；神经细胞不分裂，不会出现染色体，D错误。]
题号
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7．(2024·重庆巴蜀中学检测)研究发现， 当某些基因转录形成的mRNA分子难与模板链分离时， 非模板链、RNA－DNA杂交体共同构成R环结构(如图所示)，R环结构会影响 DNA 复制、转录，降低DNA的稳定性。 当原核细胞的DNA复制和基因转录同向时，如果转录形成R环，则DNA复制会被迫停止。下列叙述错误的是
( )
题号
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A．酶C既能催化核苷酸之间形成磷酸二酯键，又能催化氢键断裂
B．L链中含有起始密码子，位于L链的右侧，即mRNA的3′端
C．推测DNA片段中，R环结构越多，C－G碱基对的数量相对越多
D．原核细胞中DNA复制被迫停止是由于R环的存在阻碍了酶B的移动
√
题号
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B [酶C表示RNA聚合酶，酶C除了能催化核苷酸之间形成磷酸二酯键外，还能催化双链的DNA中氢键断裂(解旋)，A正确；L链表示mRNA，L链上含有起始密码子位于L链的左侧，即mRNA的5′端，B错误；R环结构出现在DNA非转录模板链上含较多碱基G的片段，富含G的片段容易形成R环的原因是C－G碱基对通过三个氢键相连接，导致模板链与mRNA之间形成的氢键多，mRNA不易脱离模板链，C正确；当原核细胞中DNA的复制向右进行被迫停止时，是由于转录形成的R环阻碍了酶B—解旋酶的移动，D正确。]
题号
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8．(2024·湖北重点中学联考)BDNF(脑源性神经营养因子)是小鼠大脑中表达最为广泛的一种神经营养因子。研究表明，抑郁症与BDNF基因甲基化水平及外周血中BDNF mRNA含量变化等有关。下图为BDNF基因表达及调控过程。下列相关叙述错误的有( )
A．BDNF基因被甲基化不会改变其碱基序列
B．过程③与②相比，碱基配对方式完全相同
C．与正常鼠相比，抑郁症小鼠的过程②
一定增强
D．图示揭示基因与基因之间存在着复杂
的相互作用
题号
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√
C [BDNF基因被甲基化属于表观遗传，不会改变其碱基序列，会影响转录，A正确；过程③是翻译，mRNA与tRNA配对方式为A－U、U－A、G－C、C－G，②mRNA与miRNA-195的配对方式为A－U、U－A、G－C、C－G，过程③与②相比，碱基配对方式完全相同，B正确；抑郁症与BDNF基因甲基化水平及外周血中BDNF mRNA含量变化等有关，与正常鼠相比，抑郁症小鼠的过程②(降低BDNF mRNA的含量)不一定增强，C错误；图示揭示基因与基因之间存在着复杂的相互作用，miRNA-195基因表达会降低BDNF基因的表达(影响其翻译)，D正确。]
题号
1
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9．(2024·山东潍坊二模)从大肠杆菌中提取某条mRNA逆转录形成一条cDNA单链并测序，测得该序列为5′-…CGTAGC…-3′。现将该序列形成双链，构建表达载体并导入细胞中表达形成肽链。反密码子与对应的氨基酸关系如下表所示。下列说法错误的是( )
题号
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12
反密码子(方向为3′到5′) CGA CGU UCC ACG AGC GCU
氨基酸 丙氨酸 丙氨酸 苏氨酸 半胱氨酸 丝氨酸 精氨酸
A．5′-GCU-3′和5′-GCA-3′是编码丙氨酸的密码子
B．编码该mRNA的DNA序列的模板链与该cDNA单链序列相同
C．构建表达载体时该cDNA单链的3′端与启动子相连
D．该细胞表达的多肽序列为“…-丙氨酸-半胱氨酸-…”
√
题号
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D [由表格可知，丙氨酸的反密码子是3′-CGA-5′，3′-CGU-5′，编码丙氨酸的密码子5′-GCU-3′和5′-GCA-3′，A正确；cDNA单链是mRNA逆转录形成的，编码该mRNA的DNA序列的模板链与该cDNA单链序列都和mRNA的序列互补，因此它们的序列相同，B正确；启动子的作用是启动转录，子链的延伸方向5′到3′，因此cDNA单链的3′端与启动子相连，C正确；cDNA单链并测序，测得该序列为5′-…CGTAGC…-3′，则mRNA的序列为3′-…GCAUCG…-5′，反密码子的序列5′-…CGUAGC…-3′，对照表格可知，细胞表达的多肽序列不是“…-丙氨酸-半胱氨酸-…”，D错误。]
题号
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题号
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10．(不定项)(2024·东北三校联考)用遗传学和生物化学的方法可确定大肠杆菌DNA复制起点在基因图谱上的位置。在一个增长的群体中几乎所有的DNA都在复制中，因此离复制起点越近的基因出现频率越高，越远的基因出现频率越低。图1为大肠杆菌基因图谱，图2为部分基因出现的频率。下列有关叙述，正确的是( )
A．大肠杆菌DNA复制的方向为逆时针
B．大肠杆菌DNA的复制起点位于ilv附近
C．大肠杆菌DNA只有一个复制起点
D．DNA双链解旋后，DNA聚合酶结合在复制起点上，子链开始延伸
√
√
题号
1
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12
BC [由图2可知，以his为中轴线，两侧曲线对应的各基因出现的概率基本相等，如trp＝tyrA，结合图1各基因所在位置，可知大肠杆菌DNA的复制方向是双向的，A错误；由图2分析可知，ilv出现的频率较高即离复制起点比较近，B正确；由图2可知，只有ilv出现的频率最高，即只有一个复制起点在其附近，C正确；DNA的复制是边解旋边复制的，并不是双链解旋后再开始子链的延伸，D错误。]
题号
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11．(不定项)(2024·湖南师大附中月考)人类胚胎干细胞分化存在下图所示的调控机制：H基因甲基化抑制其表达，从而促进胚胎干细胞分化。 H基因的产物为H－RNA，H－RNA上甲基化的腺嘌呤可与Y蛋白结合，使Y蛋白能够结合H基因的启动子，并招募去除DNA 甲基化的T酶。下列叙述错误的是( )
A．H基因甲基化使胚胎干细胞的分化可逆
B．DNA甲基化属于变异类型中的基因突变
C．Y基因表达量降低可促进胚胎干细胞分化
D．基因的转录产物可参与调控相应基因的表达
题号
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√
√
AB [由题干信息可知H基因甲基化其表达被抑制，促进胚胎干细胞分化，并没体现胚胎干细胞分化的可逆性，A错误；表观遗传是生物基因的碱基序列保持不变，但基因的表达和表型发生可遗传变化的现象，而基因突变指的是基因内部核苷酸序列发生了改变，因此不属于基因突变，B错误；由题干信息可知，Y蛋白与甲基化的腺嘌呤结合，可结合H基因的启动子，招募去除DNA甲基化的T酶，抑制胚胎干细胞分化，故Y基因表达量降低可促进胚胎干细胞分化，C正确；H基因的转录产物为H－RNA，H－RNA上甲基化的腺嘌呤可与Y蛋白结合，使Y蛋白能够结合H基因的启动子，并招募去除DNA甲基化的T酶，进而去调控H基因的表达，D正确。]
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二、非选择题
12．(2024·山东潍坊期中)CHDIL基因与肝癌的发生密切相关，其在肝癌细胞中的表达远高于正常细胞。研究发现，CHDIL基因的转录产物LINC00624能与CHDIL基因的转录阻遏复合体结合，加速转录阻遏复合体的降解，具体过程如下图所示。
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(1)该过程发生的场所主要是________，α链右端是________(填“3′端”或“5′端”)，β链与LINC00624结合部位中存在的碱基互补配对方式有_________________________________。
(2)LINC00624的形成需要_________酶的参与，该酶识别和结合的位点是________。
(3)假设CHDIL基因中有200个碱基对，其中α链腺嘌呤占该链的14%，β链腺嘌呤占该链的28%。若CHDIL基因复制2次，需要消耗游离的胞嘧啶_____个。
细胞核
3′端
A－U、T－A、C－G、G－C
RNA聚合
启动子
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(4)LINC00624的过量表达会________(填“促进”或“抑制”)肝癌的进展，请作出合理的解释__________________________________
___________________________________________________________
_______________________________________________。
促进
LINC00624能与CHDIL基因的转录阻遏
复合体结合，加速转录阻遏复合体的降解，消除其对转录的抑制作
用，从而激活CHDIL基因的转录，促进肝癌的进展
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[解析] (1)分析题图，图示是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，表示转录，转录的场所主要是细胞核；转录时延伸方向是5′→3′，则可推知β链的右侧是5′端，DNA的两条链反向平行，故α链右端是3′端；β链(DNA)与LINC00624(RNA)结合部位中存在的碱基互补配对方式有A－U、T－A 、C－G、 G－C。
(2)LINC00624的形成是通过转录完成的，转录过程需要RNA聚合酶的参与；RNA聚合酶识别和结合的位点是启动子。
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(3)假设CHDIL基因中有200个碱基对，即400个碱基，α链腺嘌呤占该链的14%，β链腺嘌呤占该链的28%，则整个DNA分子中腺嘌呤A＝胸腺嘧啶T＝(14%＋28%)/2＝21%，则G＝C＝(1－42%)/2＝29%×400＝116个，该DNA分子复制2次，需要消耗游离的胞嘧啶C＝(22－1)×116＝348个。
(4)据图可知，LINC00624能与CHDIL基因的转录阻遏复合体结合，加速转录阻遏复合体的降解，消除其对转录的抑制作用，从而激活CHDIL基因的转录，促进肝癌的进展，故LINC00624的过量表达会促进肝癌的进展。
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(教师用书独具)
(2024·广东深圳外国语月考)DNA分子中的胞嘧啶被选择性的添加甲基基团而发生DNA甲基化，甲基化修饰的基因往往不能表达。 已知鼠的灰色(A)与褐色(a)是一对相对性状，下图表示部分被甲基化的 DNA片段及遗传印记对小鼠等位基因表达和传递的影响。下列叙述错误的是( )
A．子代小鼠的表型及比例为灰色∶褐色＝1∶1
B．从图中雄配子的形成过程可断定DNA甲基化是不可以遗传的
C．甲基化后的 DNA在复制时，碱基配对的方式遵循碱基互补配对原则
D．被甲基化的DNA片段中遗传信息不发生改变，而生物的性状可发生改变
√
B [雌鼠产生的雌配子中A基因、a基因均未被甲基化，都能表达，而雄鼠产生的雄配子中A基因、a基因都发生了甲基化，都不能表达，因此该雌鼠与雄鼠杂交，子代小鼠的表型比例为灰色∶褐色＝1∶1，A正确；从图中雄配子的形成过程可断定DNA甲基化是可以遗传的，B错误；甲基化后的DNA在复制时，碱基对的配对方式不发生改变，仍遵循碱基互补配对原则，C正确；被甲基化的DNA片段中遗传信息不发生改变，而由于甲基化修饰的基因往往不能表达，因而生物的性状可发生改变，D正确。]
