小专题6 基因的本质与表达
【网络构建】
①双螺旋 ②通常是有遗传效应的DNA片段 ③有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期 ④半保留复制 ⑤DNA的一条链 ⑥核糖体 ⑦mRNA ⑧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
考点一
【核心提炼·抓主干】
一、1.(1)① ②③④⑤
2.(1)大肠杆菌 T2噬菌体
真题重组1
(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)×
[解析] (1)格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验证明了已经加热致死的S型细菌含有某种转化因子,能促使R型活细菌转化为S型活细菌,并未证明该转化因子的本质是DNA。
(3)噬菌体侵染细菌的实验中,需用32P标记的噬菌体和35S标记的噬菌体分别侵染大肠杆菌。
(6)T2噬菌体侵染大肠杆菌时,合成的子代T2噬菌体蛋白质外壳中的元素全部来自大肠杆菌,DNA中的元素一些来自亲代噬菌体,一些来自大肠杆菌。P存在于DNA中,因此,子代噬菌体中的P一些来自宿主细胞(大肠杆菌),一些来自亲代噬菌体。
真题重组2
(1)× (2)√ (3)×
[解析] (1)沃森和克里克以威尔金斯和其同事富兰克林提供的DNA衍射图谱的有关数据为基础推算出DNA呈螺旋结构,不久之后沃森和克里克从查哥夫提供的信息“在DNA中,腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量,鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量”中推测出碱基配对的方式。
(2)DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基排列在内侧。
(3)DNA每条链的5'端是磷酸基团末端,3'端是羟基末端。
【命题追踪·明考向】
1.D [解析] 噬菌体是病毒,没有细胞结构,不能独立存活,不能直接使用培养基培养T2噬菌体,A错误;新合成子代噬菌体DNA、蛋白质的原料均来自宿主细胞,B错误;图中实验结果为沉淀物中放射性很低,上清液中放射性很高,说明为35S标记的噬菌体侵染细菌的实验,实验结果不能说明DNA是遗传物质,更不能证明DNA是主要的遗传物质,C错误;用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌后,若搅拌不充分,部分35S标记的噬菌体的蛋白质外壳会吸附在大肠杆菌上,随大肠杆菌进入沉淀物中,导致沉淀物中放射性偏高,D正确。
2.D [解析] S型肺炎链球菌是原核生物,其遗传物质主要分布于拟核,因此,S型肺炎链球菌的遗传物质主要通过拟核传递给子代,A错误;水稻、小麦和玉米三大粮食作物都是植物,都属于真核生物,真核生物的遗传物质是DNA,B错误;基因指导蛋白质的合成过程是遗传信息的表达过程,伞藻通过复制传递遗传信息,而不是表达遗传信息,C错误;烟草叶肉细胞的遗传物质是DNA,其单体是脱氧核苷酸,DNA水解后可产生4种脱氧核苷酸,D正确。
3.A [解析] 碱基均含有N元素,A正确;5-甲基胞嘧啶和N6-甲基腺嘌呤属于碱基而不是脱氧核苷酸,两者不含脱氧核糖,B错误;DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基排列在内侧,C错误;5-甲基胞嘧啶和N6-甲基腺嘌呤参与碱基互补配对,D错误。
考点二
【核心提炼·抓主干】
一、1.①解旋酶 ②DNA聚合酶 ③四种脱氧核苷酸 ④5'端→3'端
2.①四种核糖核苷酸 ②5'端→3'端 ③RNA聚合酶
3.(1)①tRNA ②核糖体 ③氨基酸 ④5'端→3'端 ⑤多肽链
(2)mRNA、核糖体、多肽链 从左到右 多肽链的长短 模板mRNA
真题重组
(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)√ (8)×
[解析] (1)DNA半保留复制的原料为四种脱氧核糖核苷酸,没有甲基。
(2)DNA复制时,脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链,两条链上互补的碱基之间通过氢键连接成碱基对。
(3)DNA的两条链反向平行盘旋成双螺旋结构,解旋酶在使DNA解旋的过程中,一条链是从5'端向3'端解旋,另一条链是从3'端向5'端解旋。
(5)核糖体读取到mRNA上的终止密码子时翻译结束,终止密码子没有相应的tRNA与之结合。
(6)一个核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点。
(8)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。
【命题追踪·明考向】
1.B [解析] 15N和14N是氮元素的两种稳定同位素,不含放射性,它们的相对原子质量不同,可通过密度梯度离心技术区分含不同氮元素的DNA,进而区分DNA的母链和子链,A错误;在15N标记 DNA 的实验中,得到的 DNA条带的位置有轻带(两条链都含14N)、中带(一条链含14N,一条链含15N)、重带(两条链都含15N)三个,根据不同代 DNA 在离心后条带出现的位置和比例,证明了 DNA 的半保留复制,B正确;若将DNA解链为单链后再离心,无论是全保留复制还是半保留复制,结果都是只有两个条带,不能证明DNA的半保留复制,C错误;选择大肠杆菌作为实验材料是因为大肠杆菌繁殖快,容易培养,能在短时间内获得大量的子代,便于观察实验结果,而不是因为它有环状质粒DNA,D错误。
2.C [解析] 基因转录是以DNA的一条链为模板,合成RNA的过程,其中模板链的方向为3'→5',分析题图基因的转录方向可知,M基因以上面的链为模板,N基因以下面的链为模板,故M基因转录产物为5'-UGUAGA-3',N基因转录产物为5'-AGCUGU-3',②③正确,故选C。
3.C [解析] 噬菌体侵染细菌时,会将自身的核酸注入细菌内,而蛋白质外壳留在外面,这是噬菌体侵染细菌的特点,A正确;细菌有核糖体,蛋白Neo是在细菌细胞内合成的蛋白质,所以蛋白Neo在细菌的核糖体中合成,B正确;在转录过程中,以DNA的一条链为模板合成mRNA,进而指导相应蛋白质的合成,C错误;因为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,若有终止密码子就会提前终止翻译,不能形成含多个串联重复肽段的蛋白,D正确。
4.A [解析] 据图分析,图中ADS基因通过①过程合成ADS蛋白,SQS基因通过③过程合成SQS蛋白,即能代表转录和翻译过程的是①和③,A错误;青蒿素(C15H22O5)溶解性质与叶绿素类似,叶绿素能溶解在无水乙醇中,欲从黄花蒿新鲜叶片中提取青蒿素,可选择无水乙醇作为溶剂,B正确;据图分析,为了提高青蒿素产量,应阻止FPP转化为其他产物,故应促进ADS基因表达,抑制SQS基因表达,C正确;据图可知,ADS和SQS为催化相关反应的酶,ADS催化FPP生成紫穗槐-4,11-二烯,SQS催化FPP生成其他产物,由此可知青蒿素的合成体现了基因是通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物性状,D正确。
5.C [解析] 由题图可知①③均是+RNA,②是-RNA,②中的碱基可与①或③中的碱基完全互补配对,+RNA能作为翻译的模板,其上有决定氨基酸的密码子,-RNA上没有,A错误;病毒X的RNA复制酶是以①病毒RNA为模板合成的,RNA复制酶可催化过程a、b(RNA复制),B错误;④为mRNA,有多种,通过过程c即翻译合成多种蛋白质,该过程中存在mRNA和tRNA的结合和分离,故存在氢键的断裂和形成,C正确;根据图中信息可知,该病毒不是逆转录病毒,故抑制逆转录酶活性的药物不能用来治疗病毒X侵染机体引起的相关疾病,D错误。小专题6 基因的本质与表达
考点一 遗传物质的发现和DNA的结构
一、DNA是遗传物质的实验证据
1.感悟两个经典实验的设计原则
(1)“减法原理”在艾弗里的肺炎链球菌的转化实验中的应用
第 组是对照组,第 组是实验组。
(2)噬菌体侵染细菌的实验中的相互对照
2.噬菌体侵染细菌实验的两次标记及放射性分析
(1)两次标记
(2)放射性分布的误差分析
①用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌
②用35S标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌
(1)[2024·甘肃卷]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。( )
(2)[2022·河北卷]肺炎链球菌的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。( )
(3)[2022·浙江6月选考]“噬菌体侵染细菌的实验”中,需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌。( )
(4)[2022·广东卷]赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质。( )
(5)[2022·湖南卷]T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合。( )
(6)[2025·河南卷]在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,子代噬菌体中的P全部来自其宿主细胞。( )
二、归纳DNA分子结构
1.DNA分子结构的“五、四、三、二、一”
2.明确双链DNA的碱基之间的关系
(1)双链DNA分子中常用公式:A=T、C=G、A+G=T+C=A+C=T+G。
(2)“单链中互补碱基之和”占该链碱基数的比例=“双链中该互补碱基之和”占双链总碱基数的比例。
(3)某单链中不互补碱基之和的比值与其互补链中的该比值互为倒数。
(1)[2022·广东卷]沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式。( )
(2)[2024·浙江卷]磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架。( )
(3)[2021·辽宁卷]DNA每条链的5'端是羟基末端。( )
命题点1 DNA是遗传物质的实验证据
1.[2025·广东广州二模]图示为赫尔希和蔡斯利用T2噬菌体侵染细菌以探究遗传物质本质的部分实验过程。下列分析正确的是( )
A.以含35S的培养基直接培养T2噬菌体,可得到35S标记的噬菌体
B.新合成子代噬菌体DNA、蛋白质的原料均来自亲代噬菌体
C.图中实验结果可证明DNA是主要的遗传物质
D.搅拌不充分会导致沉淀物的放射性偏高
2.[2025·浙江1月选考]多种多样的生物通过遗传信息控制性状,并通过繁殖将遗传物质传递给子代。下列关于遗传物质的叙述正确的是( )
A.S型肺炎链球菌的遗传物质主要通过质粒传递给子代
B.水稻、小麦和玉米三大粮食作物的遗传物质主要是DNA
C.控制伞藻伞帽的遗传物质通过半保留复制表达遗传信息
D.烟草叶肉细胞的遗传物质水解后可产生4种脱氧核苷酸
命题点2 DNA的结构
3.[2024·广西卷]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
考点二 基因的传递与表达
一、有关DNA分子复制、转录和翻译过程的分析
1.DNA分子复制
注:DNA复制的特点有半保留复制、边解旋边复制、多起点双向复制、半不连续复制。
2.DNA分子转录
3.翻译
(1)模型一
(2)模型二
4.真、原核细胞基因表达过程的区别
(1)[2024·黑吉辽卷]甲基是DNA半保留复制的原料之一。( )
(2)[2024·河北卷]DNA复制时,脱氧核苷酸通过氢键连接成子链。( )
(3)[2024·河北卷]DNA复制时,解旋酶使DNA双链由5'端向3'端解旋。( )
(4)[2025·黑吉辽内蒙古卷]转录时通过RNA聚合酶打开DNA双链。( )
(5)[2023·江苏卷]mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA。( )
(6)[2025·黑吉辽内蒙古卷]核糖体与mRNA的结合部位形成1个tRNA结合位点。( )
(7)[2025·山东卷]RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同。( )
(8)[2024·贵州卷]碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同。( )
二、中心法则和基因表达与性状的关系
1.辨识不同生物的中心法则过程
2.经典遗传、表观遗传、环境等对表型的影响
总结:生物体能有序地生长、发育和繁殖,是基因表达受到调控的结果。一般来说,性状是基因和环境共同作用的结果,在大多数情况下,性状和基因不是一一对应的关系。
[警示]若最终合成的物质并非蛋白质(如植物激素),则基因对性状的控制往往是通过“控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状”这一间接途径实现的。
命题点1 DNA的复制和基因的表达
1.[2025·北京卷]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
2.[2025·河北卷]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.①③B.①④C.②③D.②④
3.[2025·湖南卷]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
命题点2 中心法则和基因表达与生物性状的关系
4.[2025·江西南昌二模]青蒿素(C15H22O5)溶解性质与叶绿素类似,高于60℃易分解。黄花蒿体内与青蒿素合成相关的部分代谢过程如图,其中IPP、FPP是合成所需的反应物和中间产物,ADS和SQS为催化相关反应的酶。下列叙述错误的是( )
A.图中能代表转录和翻译过程的是①②③④,都需要酶的催化
B.欲从黄花蒿新鲜叶片中提取青蒿素,可选择无水乙醇作为溶剂
C.据图可提出提高青蒿素产量方法:促进ADS基因表达,抑制SQS基因表达
D.图中能体现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
5.[2025·陕青宁晋二模]某新型病毒X是具有包膜的单链RNA病毒,其遗传物质为正链RNA(+RNA),以+RNA为模板可合成-RNA。该病毒入侵宿主细胞后合成并组装子代病毒的过程如图所示,a、b、c表示过程,①②③④表示核酸。下列相关叙述正确的是( )
A.②中的碱基可与①或③中的碱基完全互补配对,且②上含多种密码子
B.病毒X的RNA复制酶是由宿主核基因控制合成的,可以催化过程a和b
C.多种④通过过程c翻译合成多种病毒蛋白,c中可能涉及氢键的断裂与形成
D.可利用某种抑制逆转录酶活性的药物来治疗病毒X侵染机体引起的相关疾病(共68张PPT)
小专题6
基因的本质与表达
考点一 遗传物质的发现和的结构
考点二 基因的传递与表达
备用习题
◆
◆
◆
◆
答案速查
双螺旋
通常是有遗传效应的片段
有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期
半保留复制
的一条链
核糖体
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
考点一 遗传物质的发现和 的结构
一、 是遗传物质的实验证据
1.感悟两个经典实验的设计原则
(1)“减法原理”在艾弗里的肺炎链球
菌的转化实验中的应用
第____组是对照组，第__________
组是实验组。
①
②③④⑤
(2)噬菌体侵染细菌的实验中的相互对照
2.噬菌体侵染细菌实验的两次标记及放射性分析
(1)两次标记
大肠杆菌
噬菌体
(2)放射性分布的误差分析
①用标记的 噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌
②用标记的 噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌
真题重组1 自纠自查
(1)[2024·甘肃卷] 肺炎链球菌体内转化实验中,加热致死的 型菌株的
分子在小鼠体内可使 型活菌的相对性状从无致病性转化为有致
病性。( )
×
[解析] 格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验证明了已经加热致死的
型细菌含有某种转化因子，能促使型活细菌转化为 型活细菌，并
未证明该转化因子的本质是 。
(2)[2022·河北卷] 肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌实验均采
用了能区分 和蛋白质的技术。( )
√
(3)[2022·浙江6月选考] “噬菌体侵染细菌的实验”中,需用同时含有
和 的噬菌体侵染大肠杆菌。( )
×
[解析] 噬菌体侵染细菌的实验中，需用标记的噬菌体和 标记
的噬菌体分别侵染大肠杆菌。
(4)[2022·广东卷] 赫尔希和蔡斯用对比实验证明 是遗传物质。
( )
√
(5)[2022·湖南卷] 噬菌体侵染大肠杆菌的过程中合成的噬菌体
与大肠杆菌的核糖体结合。( )
√
(6)[2025·河南卷] 在 噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，子代噬菌体中
的 全部来自其宿主细胞。( )
×
[解析] 噬菌体侵染大肠杆菌时，合成的子代 噬菌体蛋白质外壳
中的元素全部来自大肠杆菌， 中的元素一些来自亲代噬菌体，
一些来自大肠杆菌。存在于中，因此，子代噬菌体中的 一些
来自宿主细胞(大肠杆菌)，一些来自亲代噬菌体。
二、归纳 分子结构
1.分子结构的“五、四、三、二、一”
2.明确双链的碱基之间的关系
(1)双链分子中常用公式: 、
、 。
(2)“单链中互补碱基之和”占该链碱基数的
比例 “双链中该互补碱基之和”占双链总碱
基数的比例。
(3)某单链中不互补碱基之和的比值与其互补链中的该比值互为倒数。
真题重组2 自纠自查
(1)[2022·广东卷] 沃森和克里克用 衍射图谱得出碱基配对方式。
( )
×
[解析] 沃森和克里克以威尔金斯和其同事富兰克林提供的 衍射
图谱的有关数据为基础推算出 呈螺旋结构,不久之后沃森和克里
克从查哥夫提供的信息“在中,腺嘌呤 的量总是等于胸腺嘧啶
的量,鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶 的量”中推测出碱基配对
的方式。
(2)[2024·浙江卷] 磷酸与脱氧核糖交替连接构成了 的基本骨架。
( )
√
[解析] 中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本
骨架,碱基排列在内侧。
(3)[2021·辽宁卷] 每条链的 端是羟基末端。( )
×
[解析] 每条链的端是磷酸基团末端， 端是羟基末端。
命题点1 是遗传物质的实验证据
1.[2025·广东广州二模]图示为赫尔希和蔡斯利用 噬菌体侵染细菌以
探究遗传物质本质的部分实验过程。下列分析正确的是( )
A.以含的培养基直接培养噬菌体，可得到 标记的噬菌体
B.新合成子代噬菌体 、蛋白质的原料均来自亲代噬菌体
C.图中实验结果可证明 是主要的遗传物质
D.搅拌不充分会导致沉淀物的放射性偏高
√
[解析] 噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能独立存活，不能直接使
用培养基培养噬菌体，A错误；新合成子代噬菌体 、蛋白质
的原料均来自宿主细胞，B错误；图中实验结果为沉淀物中放射性很
低，上清液中放射性很高，说明为 标记的噬菌体侵染细菌的实验，
实验结果不能说明是遗传物质，更不能证明 是主要的遗传
物质，C错误；用 标记的噬菌体侵染大肠杆菌后，若搅拌不充分，
部分 标记的噬菌体的蛋白质外壳会吸附在大肠杆菌上，随大肠杆
菌进入沉淀物中，导致沉淀物中放射性偏高，D正确。
2.[2025·浙江1月选考]多种多样的生物通过遗传信息控制性状,并通过
繁殖将遗传物质传递给子代。下列关于遗传物质的叙述正确的是
( )
A. 型肺炎链球菌的遗传物质主要通过质粒传递给子代
B.水稻、小麦和玉米三大粮食作物的遗传物质主要是
C.控制伞藻伞帽的遗传物质通过半保留复制表达遗传信息
D.烟草叶肉细胞的遗传物质水解后可产生4种脱氧核苷酸
√
[解析] 型肺炎链球菌是原核生物，其遗传物质主要分布于拟核，因
此， 型肺炎链球菌的遗传物质主要通过拟核传递给子代，A错误；
水稻、小麦和玉米三大粮食作物都是植物，都属于真核生物，真核
生物的遗传物质是 ，B错误；基因指导蛋白质的合成过程是遗传
信息的表达过程，伞藻通过复制传递遗传信息，而不是表达遗传信
息，C错误；烟草叶肉细胞的遗传物质是 ，其单体是脱氧核苷
酸， 水解后可产生4种脱氧核苷酸，D正确。
命题点2 的结构
3.[2024·广西卷]研究发现真核生物基因组普遍存在 甲基胞嘧啶
和甲基腺嘌呤，分别被称为 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 元素 B.均含有脱氧核糖
C.都排列在 骨架的外侧 D.都不参与碱基互补配对
√
[解析] 碱基均含有元素，A正确；甲基胞嘧啶和 甲基腺嘌
呤属于碱基而不是脱氧核苷酸，两者不含脱氧核糖，B错误； 中
的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基排
列在内侧，C错误；甲基胞嘧啶和 甲基腺嘌呤参与碱基互补
配对，D错误。
考点二 基因的传递与表达
一、有关 分子复制、转录和翻译过程的分析
1. 分子复制
注： 复制的特点有半保留复制、边解旋边复制、多起点双向复制、
半不连续复制。
解旋酶
聚合酶
四种脱氧核苷酸
端端
2. 分子转录
四种核糖核苷酸
端端
聚合酶
3.翻译
(1)模型一
核糖体
氨基酸
端端
多肽链
(2)模型二
、核糖体、多肽链
从左到右
多肽链的长短
模板
4.真、原核细胞基因表达过程的区别
真题重组 自纠自查
(1)[2024·黑吉辽卷] 甲基是 半保留复制的原料之一。( )
×
[解析] 半保留复制的原料为四种脱氧核糖核苷酸,没有甲基。
(2)[2024·河北卷] 复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链。
( )
×
[解析] 复制时,脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链,两条链上
互补的碱基之间通过氢键连接成碱基对。
(3)[2024·河北卷] 复制时,解旋酶使双链由端向 端解旋。
( )
×
[解析] 的两条链反向平行盘旋成双螺旋结构,解旋酶在使 解
旋的过程中,一条链是从端向端解旋,另一条链是从端向 端解旋。
(4)[2025·黑吉辽内蒙古卷] 转录时通过聚合酶打开 双链。( )
√
(5)[2023·江苏卷] 的每个密码子都能结合相应的 。( )
×
[解析] 核糖体读取到 上的终止密码子时翻译结束,终止密码子
没有相应的 与之结合。
(6)[2025·黑吉辽内蒙古卷] 核糖体与的结合部位形成1个 结
合位点。( )
×
[解析] 一个核糖体与的结合部位会形成2个 的结合位点。
(7)[2025·山东卷] 聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同。( )
√
(8)[2024·贵州卷] 碱基序列不同的 翻译得到的肽链不可能相同。
( )
×
[解析] 由于密码子具有简并性,故碱基序列不同的 翻译得到的
肽链也可能相同。
二、中心法则和基因表达与性状的关系
1.辨识不同生物的中心法则过程
2.经典遗传、表观遗传、环境等对表型的影响
总结：生物体能有序地生长、发育和繁殖,是基因表达受到调控的结果。
一般来说,性状是基因和环境共同作用的结果,在大多数情况下,性状和
基因不是一一对应的关系。
［警示］若最终合成的物质并非蛋白质(如植物激素),则基因对性状的
控制往往是通过“控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性
状”这一间接途径实现的。
命题点1 的复制和基因的表达
1.[2025·北京卷]1958年，和通过标记 的实验，证
明了 的半保留复制。关于这一经典实验的叙述正确的是( )
A.因为有放射性，所以能够区分 的母链和子链
B.得到的带的位置有三个，证明了 的半保留复制
C.将 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
√
[解析] 和 是氮元素的两种稳定同位素，不含放射性，它们的
相对原子质量不同，可通过密度梯度离心技术区分含不同氮元素的
，进而区分的母链和子链，A错误；在标记 的实验
中，得到的条带的位置有轻带两条链都含、中带
一条链含，一条链含、重带两条链都含 三个，根据不
同代在离心后条带出现的位置和比例，证明了 的半保留复
制，B正确；若将 解链为单链后再离心，无论是全保留复制还是
半保留复制，结果都是只有两个条带，不能证明 的半保留复制，
C错误；选择大肠杆菌作为实验材料是因为大肠杆菌繁殖快，容易培
养，能在短时间内获得大量的子代，便于观察实验结果，而不是因
为它有环状质粒 ，D错误。
2.[2025·河北卷]和 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。表中对和 转录产物的碱基序列分析正确的是( )
编号 的转录产物 编号 的转录产物
① ③
② ④
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
√
[解析] 基因转录是以的一条链为模板，合成 的过程，其中
模板链的方向为，分析题图基因的转录方向可知， 基因以
上面的链为模板，基因以下面的链为模板，故 基因转录产物为
，基因转录产物为， 正确，
故选C。
3.[2025·湖南卷]被噬菌体侵染时，某细菌以一特定 片段为重复单
元，逆转录成串联重复 ，再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白
，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 在细菌的核糖体中合成
C.串联重复的双链 的两条链均可作为模板
指导蛋白 合成
D.串联重复 中单个重复单元转录产生的
无终止密码子
√
[解析] 噬菌体侵染细菌时，会将自身的核酸
注入细菌内，而蛋白质外壳留在外面，这是
噬菌体侵染细菌的特点，A正确；细菌有核
糖体，蛋白 是在细菌细胞内合成的蛋白
质，所以蛋白 在细菌的核糖体中合成，B正确；在转录过程中，以的一条链为模板合成 ，进而指导相应蛋白质的合成，C错误；因为最终合成的是含多个串联重复肽段的蛋白 ，说明串联重复中单个重复单元转录产生的 无终止密码子，若有终止密码子就会提前终止翻译，不能形成含多个串联重复肽段的蛋白，D正确。
命题点2 中心法则和基因表达与生物性状的关系
4.[2025·江西南昌二模]青蒿素 溶解性质与叶绿素类似，高
于 易分解。黄花蒿体内与青蒿素合成相关的部分代谢过程如图，
其中、是合成所需的反应物和中间产物，和 为催化相
关反应的酶。下列叙述错误的是( )
A.图中能代表转录和翻译过程的是①②③④，都需要酶的催化
B.欲从黄花蒿新鲜叶片中提取青蒿素，可选择无水乙醇作为溶剂
C.据图可提出提高青蒿素产量方法：促进基因表达，抑制 基
因表达
D.图中能体现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
√
[解析] 据图分析，图中基因通过①过程合成蛋白， 基因
通过③过程合成 蛋白，即能代表转录和翻译过程的是①和③，A
错误；青蒿素 溶解性质与叶绿素类似，叶绿素能溶解在
无水乙醇中，欲从黄花蒿新鲜叶片中提取青蒿素，可选择无水乙醇
作为溶剂，B正确；据图分析，为了提高青蒿素产量，应阻止 转
化为其他产物，故应促进基因表达，抑制 基因表达，C正确；
据图可知，和为催化相关反应的酶，催化 生成紫穗
槐，二烯，催化 生成其他产物，由此可知青蒿素的合
成体现了基因是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物
性状，D正确。
5.[2025·陕青宁晋二模]某新型病毒是具有包膜的单链 病毒，其遗
传物质为正链，以为模板可合成 。该病毒入
侵宿主细胞后合成并组装子代病毒的过程如图所示，、、 表示过
程，①②③④表示核酸。下列相关叙述正确的是( )
A.②中的碱基可与①或③中的碱基完全互补配对，且②上含多种密码子
B.病毒的复制酶是由宿主核基因控制合成的，可以催化过程 和
C.多种④通过过程翻译合成多种病毒蛋白， 中可能涉及氢键的断裂
与形成
D.可利用某种抑制逆转录酶活性的药物来治疗病毒 侵染机体引起的
相关疾病
√
[解析] 由题图可知①③均是，②是 ，②中的碱基可与①
或③中的碱基完全互补配对， 能作为翻译的模板，其上有决定
氨基酸的密码子，上没有，A错误；病毒的 复制酶是以
①病毒为模板合成的，复制酶可催化过程、复制 ，
B错误；④为，有多种，通过过程 即翻译合成多种蛋白质，
该过程中存在和 的结合和分离，故存在氢键的断裂和形
成，C正确；根据图中信息可知，该病毒不是逆转录病毒，故抑制逆
转录酶活性的药物不能用来治疗病毒 侵染机体引起的相关疾病，D
错误。
备用习题
1.某研究小组用放射性同位素32P、35S分别标记T2噬菌体,然后将普通大肠杆菌和被标记的噬菌体置于培养液中培养,如图所示。一段时间后,分别进行搅拌、离心,并检测沉淀物和上清液中的放射性。下列有关叙述错误的是 ( )
A.甲组上清液含极少量32P标记的噬菌体DNA,说明可能有少数噬菌体没有侵染大肠杆菌
B.甲组被感染的大肠杆菌内含有32P标记的噬菌体DNA,可产生不含32P的子代噬菌体
C.乙组上清液含35S标记的噬菌体蛋白质,可产生含35S的子代噬菌体
D.乙组被感染的细菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质,产生的子代噬菌体不含35S
√
[解析]由于32P存在于DNA中,上清
液含极少量32P标记的噬菌体DNA,
说明这一部分DNA没有进入大肠杆
菌或已从大肠杆菌中释放,A正确;甲组实验中,噬菌体中被32P标记的DNA以大肠杆菌中未被标记的脱氧核苷酸为原料进行多次半保留复制,会产生不含32P的子代噬菌体,B正确;噬菌体中被标记的蛋白质外壳不会进入大肠杆菌,子代噬菌体的蛋白质外壳是以大肠杆菌中未被标记的氨基酸为原料合成的,不会产生含35S的子代噬菌体,C错误,D正确。
2. 人类对遗传物质的探索经历了漫长过程,关于以下几个重要科学探究,下列叙述错误的是 ( )
①摩尔根的果蝇杂交实验 ②肺炎链球菌体内转化实验 ③噬菌体侵染细菌实验 ④沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型
A.①中摩尔根首次将一个特定基因定位在一条特定染色体上
B.②中格里菲思提出的“转化因子”和孟德尔提出的“遗传因子”化学本质一致
C.③与DNA半保留复制方式的验证实验一样采用了放射性同位素标记的方法
D.④中DNA双螺旋结构模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径
√
[解析] ①摩尔根用果蝇做伴性遗传实验,首次将一个特定基因定位在一条特定染色体上(将白眼基因定位在X染色体上),A正确;②艾弗里证实“转化因子”是DNA,孟德尔提出“遗传因子”是基因,对于大多数生物而言,基因是有遗传效应的DNA片段,两者化学本质一致,B正确;③噬菌体侵染细菌实验采用了放射性同位素标记的方法,但在DNA半保留复制方式的验证实验中采用的同位素不具有放射性,C错误;DNA双螺旋结构中嘌呤与嘧啶配对,其中A与T、G与C互补配对,A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径,使DNA分子具有稳定的直径,D正确。
3. DNA单链上的G和G配对,可形成G-四链体,C与C配对,则形成i-motif,二者结构如图所示。下列有关叙述正确的是 ( )
A.在形成G-四链体的DNA分子中,完全遵循碱基互补配对原则
B.DNA分子的G-四链体或i-motif区域仍能形成双螺旋结构
C.G-四链体和i-motif的形成不会发生在同一DNA中
D.上述2种结构不会改变DNA中嘌呤和嘧啶的比例
√
[解析] G-四链体中G和G配对,
所以在形成G-四链体的DNA分
子中不完全遵循碱基互补配对
原则,A错误;从图中看出,G-四链体或i-motif区域没有形成双螺旋结构,B错误;DNA单链上的G和G配对,可形成G-四链体,C与C配对,则形成i-motif,二者有可能发生在同一个DNA分子中,C错误;上述2种结构是发生在双链DNA分子的单链区域上,没有改变碱基的种类和数目,而双链DNA分子遵循碱基互补配对的原则,因此题述2种结构不会改变DNA中嘌呤和嘧啶的比例,D正确。
4. 环状DNA分子在自然界中普遍存在,如质粒DNA。在真核生物中还有一类特殊的环状DNA分子(eccDNA),它从正常基因组中分离或脱落下来并进入细胞质,无着丝粒。图中途径1、2分别表示真核细胞中DNA复制的两种情况。下列叙述错误的是 ( )
A.在原核细胞和真核细胞中,都可能存在质粒DNA
B.途径1的两个复制泡中,DNA复制起始时间不同
C.途径2中,eccDNA的形成过程发生了磷酸二酯键的重连
D.eccDNA经复制后一定会平均分配到两个子细胞中
√
[解析] 质粒为小型环状DNA分子,在原核细胞和真核细胞的细胞质中都可能存在质粒DNA,A正确;途径1的两个复制泡大小不一,说明DNA复制起始的时间不同,B正确;从图中可知,eccDNA的形成过程中存在磷酸二酯键的形成,C正确;eccDNA存在于细胞质中,无着丝粒，复制后会随机分配到两个子细胞中,D错误。
5.真核生物基因转录形成前体RNA,再通过剪接成为成熟的mRNA。下图表示拟南芥F基因的转录及加工过程。当Fβ过多时,拟南芥响应高温开花的时间延后。下列有关分析正确的是( )
A.F基因和前体RNA的基本组成单位相同
B.图中F基因结构改变导致转录出不同的mRNA
C.促进F基因表达Fγ,拟南芥将提前开花
D.开花时间受环境及RNA剪接方式的影响
√
[解析] F基因为具有遗传效应的DNA片段,其
基本组成单位为脱氧核糖核苷酸,前体RNA
的基本组成单位为核糖核苷酸,A错误;转录
出不同的mRNA是因为前体RNA的剪接方式
不同,F基因结构未改变,B错误;依据题干信息可知,Fβ过多时,拟南芥响应高温开花的时间会延后,这说明开花时间受环境及RNA剪接方式的影响,但并不能说明促进Fγ的合成会使拟南芥提前开花,C错误,D正确。
6. 两个品种的柳穿鱼植株杂交,F1均开两侧对称花,F1自交,F2中大多数开两侧对称花,少数开辐射对称花。研究发现,柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关,Lcyc基因表达开两侧对称花,Lcyc基因不表达开辐射对称花。两品种柳穿鱼的Lcyc基因碱基序列相同,二者Lcyc基因的部分片段甲基化情况如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.控制两侧对称和辐射对称花的基因互为等位基因
B.Lcyc基因甲基化程度提高以后,导致其表达的蛋白质结构发生改变
C.图示Lcyc基因的片段可能是启动子所在位置
D.推测Lcyc基因的表达程度与其甲基化的程度呈正相关
√
[解析]根据题干信息,两个品种柳穿鱼的Lcyc基因碱基序列相同,但表达情况不同,控制两侧对称与辐射对称花的基因所含遗传信息相同,因此不是等位基因,A错误;Lcyc基因甲基化程度提高以后,该基因不会表达出蛋白质,B错误;根据题意可知,Lcyc基因甲基化影响了基因的表达,因此图示Lcyc基因的片段可能是启动子所在位置,C正确;控制花辐射对称的Lcyc基因的甲基化程度相对较高,且辐射对称花植株的Lcyc基因不表达,两侧对称花植株的Lcyc基因甲基化程度相对偏低,且两侧对称花植株的Lcyc基因表达,推测Lcyc基因的甲基化程度与Lcyc基因的表达程度呈负相关,D错误。
快速核答案
网络构建
双螺旋 通常是有遗传效应的片段 有丝分裂前的间期和减数分
裂前的间期 半保留复制 的一条链 核糖体 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
考点一 遗传物质的发现和的结构
核心提炼 抓主干
一、1.① ②③④⑤ 2.大肠杆菌 噬菌体
真题重组1 自纠自查
(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)×
真题重组2 自纠自查
(1)× (2)√ (3)×
命题追踪 明考向
1.D 2.D 3.A
考点二 基因的传递与表达
核心提炼 抓主干
一、1.解旋酶 聚合酶 四种脱氧核苷酸 端端 2.四种核糖核苷酸 端端 聚合酶
3.(1) 核糖体 氨基酸 端端 多肽链 (2)、核糖
体、多肽链 从左到右 多肽链的长短 模板
真题重组 自纠自查
(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)√ (8)×
命题追踪 明考向
1.B 2.C 3.C 4.A 5.C限时集训(六)
1.D [解析] 图中S型细菌的出现是R型细菌转化和S型细菌增殖的结果,A错误;该实验后续还需要使用减法原理以进一步探究“转化因子”是什么,B错误;艾弗里的实验结果证明了相关转化因子是DNA,但不能证明DNA是多数生物的遗传物质,C错误;R型细菌和S型细菌形成的菌落不同,因而可以根据菌落的形状和大小等来区分两种细菌的菌落,D正确。
2.D [解析] 分枝杆菌的K7基因是维持TM4噬菌体吸附能力的关键基因,由于35S标记的是TM4噬菌体的蛋白质外壳,而噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳未进入细菌内,搅拌离心后分布在上清液中,因此用35S标记的TM4噬菌体分别侵染未敲除K7组和敲除K7组的分枝杆菌,两组的上清液中放射性无明显区别,A正确;因为未敲除K7组的分枝杆菌可以维持TM4噬菌体的吸附能力,因此侵染未敲除K7组分枝杆菌的32P标记的TM4噬菌体可以将32P标记的DNA注入分枝杆菌的内部,并随着分枝杆菌离心到沉淀物中,而32P标记的DNA不能进入敲除K7的分枝杆菌,因此敲除K7组沉淀物中放射性强度低于未敲除组,B正确;未被标记的TM4噬菌体侵染被32P标记的分枝杆菌,噬菌体的DNA注入细胞内后利用宿主细胞中32P标记的原料进行DNA复制,根据DNA半保留复制的特点,子代TM4噬菌体的DNA均被32P标记,C正确;用未标记的TM4噬菌体侵染35S标记的未敲除K7组的分枝杆菌,TM4噬菌体可以完成吸附注入DNA,并且利用宿主细胞中35S标记的物质合成子代噬菌体的蛋白质外壳,子代会出现放射性,当侵染35S标记的敲除K7组的分枝杆菌时,TM4噬菌体不可以完成吸附注入,因此不能形成子代,D错误。
3.C [解析] DNA聚合酶催化子链延伸方向只能为5'→3',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,使其不能结合下一个脱氧核苷酸的5'-磷酸基团,C正确。
4.D [解析] 酶①是解旋酶,只参与DNA的复制,不参与基因的转录,A错误;真核生物的DNA复制发生在有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期,原核生物不进行有丝分裂,其DNA复制主要发生在二分裂过程,B错误;DNA复制时两条子链的延伸方向相反,其中一条子链的合成方向与复制叉移动方向一致,一条子链的合成方向与复制叉移动方向相反,C错误;DNA的两条链互补配对,DNA复制时,在相关酶作用下双链解开,DNA单链结合蛋白会与解旋后的单链结合,若DNA单链结合蛋白缺失,解旋后的DNA可能恢复双螺旋,D正确。
5.D [解析] 由于密码子具有简并性,即多种密码子可以编码同一种氨基酸,所以即使基因发生了某个碱基替换的变异,密码子改变后编码的氨基酸可能不变,有可能不会引起生物体性状改变,A正确。基因甲基化修饰可以遗传给子代,所以其子代细胞中该基因的转录可能会被抑制,B正确。根据BU可与A或G配对,以含BU的链为模板复制时,互补链对应位置会出现A或G,这里我们取出现G的情况(因为最终要得到G-C),此时形成的其中一个子代DNA,对应位点为G-BU;以含G-BU的DNA为例,以含G的链为模板复制时,互补链对应位置会出现C,所以要使该位点转变为G-C,该基因所在的DNA至少复制2次,C正确。该基因所在的DNA复制5次,得到25=32(个)子代DNA,无论复制多少次,该位点为BU的DNA链只有一条,BU可与A或G配对,若BU与A配对,经过5次复制后子代DNA中该位点没有变化(即还是A-BU)的比例为1/32;若BU与G配对,经过5次复制后子代DNA中该位点没有变化的比例为0,D错误。
6.B [解析] DNA通过半保留复制可快速扩增数据,便于数据传播,A不符合题意;DNA的转录、翻译是生物体内表达遗传信息的过程,与数据存储无关,B符合题意;DNA碱基排列顺序的多样性使其可存储海量信息,这属于它的存储优势,C不符合题意;DNA分子结构紧凑,单位体积存储信息的密度极高,节省空间,D不符合题意。
7.A [解析] 模板链为5'-CTTCGGGAA-3',根据碱基互补配对原则可知转录出的mRNA序列为3'-GAAGCCCUU-5',翻译时核糖体沿着mRNA从5'端移向3'端,因此翻译出的三肽序列为Phe-Pro-Lys,A符合题意;同理可知,模板链为5'-AAGGGCTTC-3',对应mRNA上的序列为5'-GAAGCCCUU-3',模板链为5'-ATCCCGAAG-3',对应mRNA上的序列为5'-CUUCGGGAU-3',模板链为5'-CAACGGGTT-3',对应mRNA上的序列为5'-AACCCGUUG-3',翻译出的三肽均不是Phe-Pro-Lys,B、C、D不符合题意。
8.C [解析] 在翻译过程中,氨基酸经活化后可与相对应的tRNA结合形成氨酰-tRNA,结合图甲可知,氨基酸与tRNA的3'端(—OH端)结合,A正确;tRNA上的反密码子从左到右为3'端→5'端,则对应mRNA从左到右为5'端→3'端,在翻译过程中,核糖体沿着mRNA从5'端向3'端移动,即从左向右移动,B正确;据图可知在肽链合成过程中,氨基酸的氨基端(N端)与肽链末端氨基酸的羧基端(C端)脱水缩合形成肽键,因此肽链的合成先形成游离的氨基端,C错误;tRNA的反密码子与mRNA的密码子结合时,两条链的方向是相反的,D正确。
9.C [解析] tRNA介导的mRNA降解,是对已经转录形成的mRNA进行降解,属于翻译水平的基因表达调控,A错误;物质X与识别特定密码子(如CGG、CGA、AGG)的tRNA 结合会启动mRNA降解,那么阻断物质X与tRNA结合,会减少mRNA降解,故会提高含AGG密码子的mRNA的稳定性,B错误;在翻译过程中,mRNA上密码子的阅读方向是5'→3',tRNA 上反密码子与密码子碱基互补配对,所以识别密码子 CGA 的 tRNA 含有的反密码子为 3'-GCU-5' ,即反密码子为5'-UCG-3',C正确;由于物质X与识别密码子CGG的tRNA结合会启动mRNA降解,所以增加密码子CGG的量会加速mRNA的降解,不利于提高mRNA疫苗效果,D错误。
10.D [解析] 根据题干信息可知,大肠杆菌ρ因子与RNA聚合酶结合,使其脱落,说明ρ因子与转录的终止有关,A正确;ρ因子能催化DNA-RNA杂合链分离,说明其具有解旋酶活性,能催化氢键的断裂,B正确;ρ因子缺乏会导致与ρ因子相关的生理过程无法完成,使合成的RNA无法正常脱落,C正确;终止密码子是翻译终止的信号,位于mRNA上,转录终止发生在DNA的特定位点,ρ因子会促使RNA聚合酶在该特定位点脱离,D错误。
11.B [解析] tRNA的反密码子环上有多个核糖核苷酸,A错误; 校正tRNA和正常tRNA可能识别相同的密码子,从而竞争结合密码子,B正确;tRNA的3'端可携带氨基酸进入核糖体并参与形成肽链,C错误;校正tRNA的功能是校正错误的编码信息(如无义突变或错义突变),有利于提高翻译的准确性,D错误。
12.B [解析] 由题图可知,刺豚鼠毛色淡化过程中伴随着细胞中半胱氨酸的大量消耗,生成更多的褐黑素,A正确;若细胞中Avy基因出现甲基化,则其转录过程受阻,而复制过程一般不受影响,B错误;ASIP蛋白可以抑制真黑素的合成,从而使得黑素体中的酪氨酸转化为褐黑素的比例升高,使小鼠的毛色淡化,C正确;该实例中Avy基因通过表达ASIP蛋白抑制真黑素合成,从而淡化刺豚鼠的毛色,体现了基因通过其表达产物间接控制生物的性状,D正确。
13.D [解析] 低温条件下,FRI蛋白在细胞内凝聚成团不与FLC基因结合,同时通过组蛋白修饰的调整抑制FLC基因的表达,从而解除对开花过程的抑制,A错误;组蛋白不是遗传物质,但组蛋白乙酰化属于表观遗传修饰,表观遗传修饰引起的植物表型改变是可以遗传给后代的,B错误。题干中未提及低温条件下组蛋白氨基酸序列发生改变,且FRI蛋白在细胞内凝聚成团不与FLC基因结合,不能得出FRI蛋白的含量升高的结论,C错误。由图可知,温暖条件下,FRI蛋白与FLC基因结合,FLC基因的组蛋白乙酰化,促进FLC基因的表达,D正确。
14.C [解析] 依据题干信息,饲喂高脂食物会使线虫表现出脂肪积累表型,此时P②组蛋白H3K4位点甲基化的程度高,当饲喂正常食物时,P①组蛋白H3K4位点甲基化的程度较低,说明高脂饮食可以提高组蛋白H3K4位点甲基化程度,A正确;当亲本饲喂高脂食物时,即使子代饲喂正常食物,也表现为脂肪积累,当亲本饲喂正常食物时,子代饲喂正常食物,子代表型正常,说明造成F①和F②表型不同的原因是亲代的饮食情况,B正确;高脂饮食可以使线虫表现出脂肪积累表型,可以提高组蛋白H3K4位点甲基化程度,染色体组蛋白H3K4位点甲基化可激活daf-16等脂代谢相关基因表达,说明daf-16等相关基因表达增加可以促进脂肪的积累,C错误;组蛋白甲基化会影响基因的表达,导致子代表型发生改变,属于表观遗传现象,D正确。
15.(1)转录 核孔 磷酸二酯键
(2)方式1中miRNA与mRNA结合后阻止核糖体移动,从而抑制翻译;方式2中miRNA与mRNA结合,导致mRNA降解
(3)①负相关 不能说明,需要测定对照组和实验组中人黑色素瘤细胞中ACLY mRNA的含量并对比分析 ②通过促进细胞中miR-509-5p的表达,降低ACLY蛋白表达量,从而抑制细胞的增殖(或降低ACLY mRNA表达量,减少ACLY蛋白,从而抑制细胞的增殖)
[解析] (1)RNA是在细胞核中,通过 RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的,这一过程叫作转录,细胞核中形成初级miRNA的过程叫转录;由题图可知,初级miRNA经剪切后经过核孔进入细胞质;图中再剪切过程主要是某种水解酶断开miRNA中的磷酸二酯键,最终形成成熟miRNA。(2)由题图可知,方式1中miRNA与mRNA结合后阻止核糖体移动,从而抑制翻译;方式2中miRNA与mRNA结合,导致mRNA降解。(3)①由题表可知,人黑色素瘤细胞中miR-509-5p的含量与ACLY的相对含量呈负相关;但表中数据不能说明miR-509-5p是通过图示中“结合方式1”还是“结合方式2”来影响ACLY的相对含量。需要测定对照组和实验组中人黑色素瘤细胞中ACLY mRNA的含量并对比分析。②ACLY是参与促进细胞增殖过程中有关代谢的关键酶,治疗人黑色素瘤需要抑制ACLY的活性或降低ACLY的含量,故治疗人黑色素瘤的新思路可为通过促进细胞中miR-509-5p的表达,降低ACLY蛋白表达量,从而抑制细胞的增殖;或降低ACLY mRNA表达量,减少ACLY蛋白,从而抑制细胞的增殖。限时集训(六) 基因的本质与表达
1.[2025·湖南郴州联考] 艾弗里利用肺炎链球菌进行转化实验的部分过程如图所示,下列分析正确的是 ( )
A.图中S型细菌的出现都是R型细菌转化的结果
B.该实验后续还需要使用加法原理以进一步探究“转化因子”是什么
C.艾弗里的实验结果证明了DNA是多数生物的遗传物质,而RNA不是
D.可以根据菌落的形状和大小等来区分两种细菌的菌落
2.[2025·北京房山区一模] 分枝杆菌的K7基因是维持TM4噬菌体吸附能力的关键基因。按照噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程,进行相关实验。下列分析错误的是 ( )
选项 分枝杆菌 TM4 噬菌体 实验结果
A 未敲除K7组和敲除K7组 35S标记 两组的上清液中放射性无明显区别
B 未敲除K7组和敲除K7组 32P标记 敲除K7组沉淀物中放射性强度低于未敲除组
C 32P标记的未敲除K7组 未标记 释放的子代TM4均带有32P标记
D 35S分别标记未敲除K7组和敲除K7组 未标记 两组子代TM4放射性强度无明显差别
3.[2025·广东卷] 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
4.[2025·内蒙古呼和浩特二模] DNA复制时,在相关酶作用下双链解开,DNA单链结合蛋白会与解旋后的单链结合(如图)。下列叙述正确的是( )
A.酶①既可参与DNA的复制,也可参与基因的转录
B.真核生物和原核生物的DNA复制只发生在有丝分裂前的间期
C.DNA复制时两条子链的延伸方向与复制叉移动方向一致
D.若DNA单链结合蛋白缺失,解旋后的DNA可能恢复双螺旋
5.[2025·天津重点学校联考] 已知 5-溴尿嘧啶(BU)可与碱基 A 或 G 配对。某基因内部某个碱基位点已由 A—T 转变为 A—BU,下列说法错误的是 ( )
A.因为密码子的简并性,这种变异有可能不引起生物体性状改变
B.若该基因被甲基化,其子代细胞中该基因的转录可能会被抑制
C.要使该位点转变为 G—C,该基因所在的 DNA 至少复制 2 次
D.该基因所在的 DNA 复制 5 次,子代 DNA 中该位点没有变化的比例为 1/2
6.[2025·湖北卷] 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.[2025·江西师大附中三模] UUU和UUC为苯丙氨酸(Phe)密码子,CCU、CCC、CCA和CCG为脯氨酸(Pro)密码子,AAA和AAG为赖氨酸(Lys)密码子。以下模板链中,能表达出Phe-Pro-Lys三肽的是 ( )
A.5'-CTTCGGGAA-3'
B.5'-AAGGGCTTC-3'
C.5'-ATCCCGAAG-3'
D.5'-CAACGGGTT-3'
8.[2025·黑龙江哈尔滨四模] 翻译过程中,氨基酸经活化后可与相对应的tRNA结合形成氨酰-tRNA(见图甲);氨酰-tRNA与核糖体结合的情况如图乙所示,其中色氨酸的氨基端和天冬氨酸的羧基端将脱水缩合形成肽键。下列叙述错误的是 ( )
A.图甲中,氨基酸与tRNA的3'端结合
B.图乙中,核糖体的移动方向是从左向右
C.据图分析,肽链合成时先形成游离的羧基端
D.tRNA与mRNA结合区域中两条链的方向相反
9.[2025·湖北武汉质检] 精氨酸有6种密码子,当核糖体读取其中的密码子CGG、CGA或AGG时,识别这些密码子的tRNA会与物质X结合,从而启动mRNA降解。下列叙述正确的是 ( )
A.tRNA介导的mRNA降解属于转录水平的基因表达调控
B.阻断物质X与tRNA结合会降低含AGG的mRNA稳定性
C.识别密码子CGA的tRNA含有的反密码子为5'-UCG-3'
D.为了提高mRNA疫苗效果,可增加其中密码子CGG的量
10.[2025·广东湛江联考] ρ因子是大肠杆菌内一种蛋白质,它沿着RNA链追踪RNA聚合酶并与RNA聚合酶结合,促使其空间构象发生改变而脱落,同时催化DNA-RNA杂合链分离。下列分析错误的是 ( )
A.大肠杆菌ρ因子与RNA的转录终止有关
B.ρ因子具有解旋酶活性,能催化氢键的断裂
C.ρ因子缺乏会导致合成的RNA无法正常脱落
D.ρ因子会促使RNA聚合酶在终止密码子处脱离
11.[2025·河南部分学校模拟] 校正tRNA通常是一些变异的tRNA,它们或是反密码子环(位于tRNA三叶草结构中间位置的单链环状区域)的碱基发生改变,或是决定tRNA特异性的碱基发生改变,从而改变了译码规则,使错误的编码信息得到校正。下列叙述正确的是 ( )
A.tRNA的反密码子环上只包含3个核糖核苷酸
B.校正tRNA可能会与正常tRNA竞争结合密码子
C.tRNA的5'端可携带氨基酸进入核糖体并参与形成肽链
D.校正tRNA的出现不利于确保翻译过程的准确性
12.[2025·湘豫名校三模] 刺豚鼠毛色的形成与Avy基因有关,该基因的表达产物ASIP蛋白参与了黑色素的合成过程。ASIP蛋白通过信号转导过程减少或阻断黑素体中真黑素的产生,相关机制如下图所示。下列相关叙述错误的是 ( )
A.刺豚鼠毛色淡化过程中伴随着细胞中半胱氨酸的大量消耗
B.若细胞中Avy基因出现甲基化,则其复制和转录过程受阻
C.ASIP蛋白使得黑素体中酪氨酸转化为褐黑素的比例升高
D.该实例体现了Avy基因通过其表达产物间接控制生物的性状
13.[2025·辽宁实验中学四模] 某些植物需要经过低温诱导才能开花的现象称为春化作用,与FRI和FLC基因有关。温暖条件下,FRI蛋白与FLC基因结合使其表达,抑制植物开花;低温条件下,FRI蛋白在细胞内凝聚成团不与FLC基因结合,同时通过组蛋白修饰的调整抑制FLC基因的表达。下列说法正确的是 ( )
A.春化作用的原理可能是低温通过抑制FRI基因的表达,解除对开花过程的抑制
B.组蛋白不是遗传物质,其乙酰化引起的植物表型改变是不会遗传给后代的
C.低温条件下,组蛋白氨基酸序列发生改变而凝聚成团,FRI蛋白的含量升高
D.温暖条件下,FLC基因的组蛋白乙酰化,促进FLC基因的表达
14.[2025·扬州高邮二模] 饲喂高脂食物的线虫表现出脂肪积累表型,其子代即使饲喂正常食物也表现为脂肪积累。染色体组蛋白H3K4位点甲基化可激活daf-16等脂代谢相关基因表达。检测各组线虫组蛋白H3K4位点甲基化情况,结果如图。下列分析不正确的是 ( )
A.高脂饮食可以提高组蛋白H3K4位点甲基化程度
B.造成F①和F②表型不同的原因在于亲代的饮食情况
C.daf-16等相关基因表达增加可以抑制脂肪积累
D.组蛋白甲基化导致子代表型变化属于表观遗传现象
15.[2025·广东惠州模拟] 微小RNA(miRNA)是一类由内源基因编码的长度约为22个核苷酸的非编码单链RNA分子,参与调控某些基因的表达,影响生命过程中一系列的重要进程,包括细胞增殖、细胞凋亡等。miRNA的形成过程和调控机理如下图所示,请结合信息回答下列问题:
(1)细胞核中形成初级miRNA的过程叫 ,剪切后经过 (结构)进入细胞质,图中再剪切过程主要是某种水解酶断开miRNA中的 ,最终形成成熟miRNA。
(2)成熟miRNA与靶mRNA的两种结合方式均会减少靶基因的翻译产物,据图分析两种方式作用机理的不同之处是 。
(3)研究团队为研究miR-509-5p(一种miRNA)在人黑色素瘤细胞中对ACLY(参与促进细胞增殖过程中有关代谢的关键酶)含量的影响,相关结果如下表:
组别 ACLY相对含量
对照组 0.81
miR-509-5p增强组 0.32
miR-509-5p拮抗组 1.06
①据此可以推断人黑色素瘤细胞中miR-509-5p的含量与ACLY的相对含量呈 关系。表中数据能否说明miR-509-5p是通过图示中“结合方式1”还是“结合方式2”来影响ACLY的相对含量 (若能,请说明理由,若不能,请提出进一步研究的思路) 。
②根据以上研究内容,尝试提出一个治疗人黑色素瘤的新思路: 。
