高考生物二轮复习大概念整合三遗传信息控制生物性状并代代相传 生物多样性和适应性是进化的结果专题七遗传的分子基础课件(共83张PPT)

(共83张PPT)
专题七　遗传的分子基础
基因的本质
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：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，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·浙江6月选考)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%
解析：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正确；双链DNA中G—C碱基对占比越高，DNA热变性温度越高，B错误；DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键，C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错误。
A
(1)(2024·河北卷)复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋。(　　)
(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5′—CAU—3′。(　　)
(3)(2022·河北卷)人染色体DNA中存在串联重复序列，对这些序列进行体外扩增、电泳分离后可得到个体的DNA指纹图谱。该技术可用于亲子鉴定和法医学分析。其中DNA分子的多样性、特异性及稳定性是DNA鉴定技术的基础。(　　)
×
√
√
(4)(经典高考题)将一个噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其侵染大肠杆菌，将大肠杆菌在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是什么？_________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________。
一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带标记。
1．遗传物质探究历程的“两标记”和“三结论”
(1)噬菌体侵染细菌实验中的两次标记的目的不同
(2)遗传物质发现的三个实验结论
①格里菲思的体内转化实验的结论：已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。
②艾弗里的体外转化实验的结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质。
③噬菌体侵染细菌实验的结论：DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质。
提醒：①转化的实质是基因重组。只有少量R型菌发生转化。
②加热致死的S型菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。
③T2噬菌体的标记：不能用35S和32P标记同一T2噬菌体。放射性检测时只能检测到放射性的存在部位，不能确定是何种元素的放射性。
2．厘清DNA的结构与复制
(1)“三看法”判断DNA分子结构的正误
(2)DNA分子复制(以真核细胞为例)：DNA→DNA
辨清DNA复制的半保留复制和半不连续复制
DNA复制时，一条模板链是3′→5′走向，其互补链在5′→3′方向上连续合成，并称为前导链；另一条模板链是5′→3′走向，其互补链也是沿5′→3′方向合成，但是与前导链的合成方向正好相反，随着复制的进行会形成许多不连续的片段，最后不连续片段连成一条完整的DNA单链，称为后随链。如图所示：
3．细胞分裂中标记染色体去向的分析方法
(1)若两次都是有丝分裂
注： 表示被3H标记的DNA链；|表示没有被3H标记的DNA链。
(2)若两次分裂分别是减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ
命题点
围绕遗传物质的证据考查科学思维及科学探究
1．如表为艾弗里及其同事进行肺炎链球菌转化实验的主要步骤。下列相关分析正确的是(　　)
实验步骤 主要操作
1 用脱氧胆酸盐溶液处理S型活菌，再加乙醇得到乳白色沉淀
2 用盐溶液溶解沉淀，再用氯仿抽提去除蛋白质，最后加乙醇得到沉淀
3 用盐溶液溶解沉淀，加多糖水解酶处理4～6 h后，再用氯仿抽提并用乙醇沉淀
4 用盐溶液溶解沉淀制得S型细菌细胞提取物，加入R型活菌混合培养，观察到转化成功的S型活菌
A.该实验能顺利进行的原因之一是DNA可溶于乙醇
B．步骤2、3的目的是去除细胞提取物中的蛋白质、多糖等杂质
C．步骤4中“转化成功”的标志是培养基上只有S型细菌的菌落
D．该实验中肺炎链球菌发生转化的变异类型属于基因突变
解析：B　从实验操作中可知，在用脱氧胆酸盐溶液处理S型活菌后，加入乙醇得到乳白色沉淀，说明DNA分子不溶于乙醇，A错误；通过实验操作可知，步骤2去掉了蛋白质，步骤3去掉了多糖，所以步骤2、3的目的是去除细胞提取物中的蛋白质、多糖等杂质，B正确；“转化成功”的标志是培养基上既有R型细菌的菌落，也有S型细菌的菌落，在混合培养的过程中，并不是所有的R型细菌都转化成S型细菌，C错误；该实验中肺炎链球菌发生转化的变异类型属于基因重组，是将S型细菌的DNA整合到了R型细菌的DNA分子上，D错误。
2．猴痘病毒可通过飞沫和接触等途径传播，感染后常见症状有发热、头痛、皮疹、肌肉痛等。猴痘病毒由DNA和蛋白质构成。研究者分别利用35S或32P标记猴痘病毒，之后侵染未标记的宿主细胞，短时间保温后，搅拌、离心，检查上清液和沉淀物中的放射性，探究猴痘病毒的遗传物质。下列相关叙述正确的是(　　)
A．在分别含有放射性35S和32P的完全培养液中培养以获得猴痘病毒
B．搅拌、离心的目的是让吸附在宿主细胞表面的DNA与其蛋白质外壳分离
C．采用32P标记的一组实验，保温培养时间过长时，上清液中放射性增强
D．若用15N标记猴痘病毒，则在上清液和沉淀物中都能检测到较高的放射性
C　
解析：C　病毒只能寄生在活细胞内，所以不能用含有放射性35S和32P的完全培养液培养猴痘病毒，A错误；搅拌、离心的目的是让吸附在宿主细胞表面的蛋白质脱离细菌，B错误；采用32P标记的一组实验，保温培养时间过长时，子代病毒从细菌细胞内释放出来，导致上清液中放射性增强，C正确；猴痘病毒的蛋白质外壳和DNA，都含有氮元素，但15N没有放射性，则上清液和沉淀物中都不能检测到放射性物质，D错误。
命题点
围绕DNA结构与复制考查生命观念与科学思维
3．(不定项)端粒的3′-端为含100～200个核苷酸的单链DNA，这段单链DNA可侵入端粒的双链区，并与其中的1条DNA链配对形成1个置换环(D-loop，如图所示)。下列说法正确的是(　　)
A．在端粒的D-loop结构中，嘌呤数一定等于嘧啶数
B．端粒中DNA与蛋白质的结合遵循碱基互补配对原则
C．在有丝分裂过程中，每条染色体上含有
2个或4个端粒
D．细菌中不含端粒结构，但会有DNA和蛋
白质形成的复合体
CD　
解析：CD　在端粒的D-loop结构中，D-loop是三链DNA杂合片段，端粒的DNA呈单链结构，嘌呤数不一定等于嘧啶数，因此，在端粒的D-loop结构中，嘌呤数不一定等于嘧啶数，A错误；蛋白质中不含碱基，端粒中DNA与蛋白质的结合不遵循碱基互补配对原则，B错误；每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA称为端粒，染色体复制后含有两条染色单体，因此每条染色体含有2个或4个端粒，C正确；细菌是原核生物，无染色体，不含端粒结构，但细菌的拟核中也
有DNA和蛋白质形成的复合体，如：DNA
与DNA聚合酶结合，催化复制，D正确。
4．DNA复制时双链DNA从复制原点处解开螺旋成单链，复制原点呈现叉子形的复制叉。复制原点的共同特点是含有丰富的AT序列，DNA复制从固定的起始点以双向等速方式进行的。如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．复制原点含有丰富的AT序列的原因是该序列氢键少，更容易解旋
B．后随链冈崎片段的合成需要引物，前导链的合成不需要引物
C．当后随链RNA引物被切除后可以利用后一个冈崎片段作为引物由5′→3′合成DNA填补缺口
D．DNA子链5′端的RNA引物被切除后无法修复，使DNA随复制次数的增加而缩短是细胞衰老的原因之一
解析：B　双链DNA的碱基A、T之间含有2个氢键，G、C之间含有3个氢键，故复制原点含有丰富的A、T序列的氢键少，更容易解旋，A正确；DNA复制时后随链和前导链的合成都需要引物，B错误；后随链RNA引物被切除后，在DNA聚合酶的作用下，将新的脱氧核苷酸连接到原来的冈崎片段上继续延伸，C正确；若DNA子链5′端的RNA引物被切除后无法修复，会导致子代DNA(端粒DNA)长度变短，是引起细胞衰老的原因之一，D正确。
命题点
围绕细胞分裂与DNA复制的关系考查生命观念与科学思维
5．某二倍体生物(2n＝4)精原细胞的一个染色体组中的每个DNA分子两条单链均被32P标记，置于不含32P的培养液中培养，得到4个子细胞，检测子细胞情况。若不考虑变异，则下列叙述正确的是(　　)
A．若某个子细胞中的染色体都不含32P，则一定进行有丝分裂
B．若某个子细胞中有2条染色体含32P，则一定进行减数分裂
C．若每个子细胞中均只有1条染色体含32P，则一定进行有丝分裂
D．若进行减数分裂，则4个子细胞中含有32P的染色体数的可能性有1、1、1、1条或2、0、2、0条
D　
解析：D　若某个子细胞中的染色体都不含32P，或者有2 条染色体含32P，可能是有丝分裂，也有可能是减数分裂，A错误，B错误。若进行有丝分裂，则4个子细胞中含有32P的染色体数的可能性有0、1、1、2条，或1、1、1、1条，或2、0、2、0条；若进行减数分裂，则4个子细胞中含有32P的染色体数的可能性有1、1、1、1条，或2、0、2、0条，故若每个子细胞中均只有1条染色体含32P，可能是有丝分裂也有可能是减数分裂，C错误。若进行减数分裂，则4个子细胞中含有32P的染色体数的可能性有1、1、1、1条，或2、0、2、0条，D正确。
6．某研究小组对基因型为CcDd(两对基因独立遗传)的二倍体动物(2n＝6)进行了减数分裂与受精作用的相关研究：用15N分别将一个卵原细胞和一个精原细胞的DNA完全标记，卵原细胞在不含15N 的培养液中培养得到卵细胞甲，精原细胞在含15N的培养液中培养得到精子乙，再将甲、乙受精形成受精卵丙。若细胞分裂过程中不存在染色体互换现象，下列叙述正确的是(　　)
A．甲、乙细胞染色体上的每条DNA单链均含有15N
B．若乙基因型为CD，则同时产生的另外3个精子的基因型分别为Cd、cD、cd
C．丙细胞染色质上有9条DNA单链被15N标记
D．若丙细胞在不含15N的培养液中进行1次有丝分裂，则子细胞中含15N标记的染色体数为3条或6条
C　
解析：C　被标记的卵原细胞在不含15N的培养液中经减数分裂得到卵细胞甲，每个DNA中各有一条链被15N标记，A错误；由于不存在染色体互换，若乙基因型为CD，则另外三个精子中，与乙由一个次级精母细胞发育来的那个精子基因型也为CD，另外两个精子基因型为cd，B错误；细胞甲、乙中均含有6条DNA单链，甲中3条被标记，乙中6条均被标记，故丙中有3＋6＝9条被标记，C正确；丙细胞染色体中有3个DNA只有一条DNA单链被标记，根据半保留复制，若丙细胞在不含15N的培养液中进行1次有丝分裂，则子细胞中含15N标记的染色体数为3或4或5或6条，D错误。
1．(批判性思维类)在证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA的实验中，能否利用噬菌体侵染细菌的实验的操作过程？请说明理由。____________
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
不能。因为烟草花叶病毒侵染烟草细胞时，RNA和蛋白质没有分开，是完整的病毒侵入宿主细胞。因此，本实验只能通过人工分离提纯技术分离RNA和蛋白质，然后再分别单独导入宿主细胞，单独观察它们的作用
2．(科学探究类)通常DNA分子复制从一个复制原点开始，有单向复制和双向复制，如下图所示：
放射性越高的3H-胸腺嘧啶脱氧核糖核苷(3H-脱氧胸苷)，在放射自显影技术的图像上，感光还原的银颗粒密度越高。请利用放射性自显影技术、低放射性3H-脱氧胸苷和高放射性3H-脱氧胸苷，设计实验探究大肠杆菌DNA复制的方向，简要写出：
(1)实验思路：___________________________________________________
___________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)预测实验结果和得出结论：_____________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________。
复制开始时，首先用含低放射性3H-脱氧胸苷培养基培养大肠杆菌，一段时间后转移到含有高放射性3H-脱氧胸苷的培养基中继续培养，用放射自显影技术观察复制原点和复制原点两侧银颗粒密度情况
若复制原点处银颗粒密度低，一侧银颗粒密度高，则DNA分子复制为单向复制；若复制原点处银颗粒密度低，复制原点的两侧银颗粒密度高，则DNA分子复制为双向复制
微专题2
基因的表达与表观遗传
1．(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
C　
解析：C　据DNA半保留复制和甲基化修饰过程可知，酶E的作用是催化DNA发生甲基化，A错误；DNA半保留复制的原料是脱氧核苷酸，B错误；据题干“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”推测，环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素，C正确；DNA甲基化不改变碱基序列，但可能会影响基因表达，进而对生物个体表型产生影响，D错误。
2．(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
解析：C　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。
(1)(2022·河北卷)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。(　　)
(2)(2022·湖南卷)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。其中核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡。(　　)
×
√
(3)(2022·浙江6月选考)“中心法则”反映了遗传信息的传递方向，其中某过程的示意图如下。其中该过程中遗传信息从DNA向RNA传递。(　　)
×
(4)(2021·北京卷，节选)近年来发现海藻糖-6-磷酸(T6P)是一种信号分子，在植物生长发育过程中起重要调节作用。研究者以豌豆为材料研究了T6P在种子发育过程中的作用。
①细胞内T6P的合成与转化途径如：
将P酶基因与启动子U(启动与之连接的基因仅在种子中表达)连接，获得UP基因，导入野生型豌豆中获得UP纯合转基因植株，预期UP植株种子中T6P含量比野生型植株__，检测结果证实了预期，同时发现UP植株种子中淀粉含量降低，表现为皱粒。用同样方法获得U－S纯合转基因植株，检测发现植株种子中淀粉含量增加。
②本实验使用的启动子U可以排除由于目的基因______________________对种子发育产生的间接影响。
低
在其他器官（过量）表达
1．原核细胞与真核细胞中的基因表达
提醒：①多聚核糖体现象：真、原核细胞中都存在，可同时合成多条多肽链，但不能缩短每条肽链的合成时间。
②起点问题：在一个细胞周期中，DNA复制一次，每个复制起点只起始一次；而在一个细胞周期中，基因可多次转录，因此转录起点可多次起始。
③范围问题：DNA复制时整个DNA分子为单位进行，产生两个相同的子代DNA分子。转录时，是以基因为单位进行，产生一段RNA，该RNA分子的长度远小于DNA分子。
④翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而依次读取密码子，最终因为模板mRNA相同，合成的多个多肽的氨基酸序列完全相同。
2．中心法则与遗传信息的传递类型
3．基因与性状的关系
(1)基因控制性状的途径
(2)表观遗传
提醒：表观遗传≠表型模拟
表观遗传可遗传；表型模拟不可遗传。
命题点
围绕基因的表达考查生命观念及科学思维
1．基因表达过度时，会引起细胞中氨基酸不足，此时空载tRNA(不携带氨基酸的RNA)会通过抑制基因的转录和激活Gcn2P(蛋白激酶，可抑制翻译过程)的活性来减少基因的表达。当氨基酸数量正常时，基因表达恢复。下列说法错误的是(　　)
A．核基因的转录和翻译过程可能有着时间和空间上的差异
B．空载tRNA进入细胞核时需穿过4层磷脂分子层
C．转录和翻译过程均会有水分子的生成
D．上述调节过程体现了负反馈调节机制
B　
解析：B　对真核生物来说，核基因的转录在细胞核中进行，转录生成的mRNA进入细胞质基质与核糖体结合后进行翻译，A正确；空载tRNA通过核孔进入细胞核，没有穿过磷脂分子层，B错误；转录和翻译过程中，核苷酸的连接和氨基酸的脱水缩合均会生成水分子，C正确；基因表达过度引起细胞中氨基酸不足，会引起空载tRNA对基因转录和翻译的调控，最终减少基因的表达，是一种负反馈调节，D正确。
2．LicV单体是由LicT蛋白与光敏蛋白(VVD)构成的融合蛋白。用不同的连接子蛋白连接LicT与VVD，形成的LicV存在差异，在黑暗和蓝光照射下检测，可筛选出调控效果最佳的LicV。该调控过程如图所示，图中RAT由终止子转录而来，可以使转录终止。下列说法错误的是(　　)
A．图中RAT是在RNA聚合酶的作用下转录形成的
B．图中红色荧光蛋白基因的表达情况可用于检测转录是否继续进行
C．LicT蛋白合成时核糖体沿着mRNA 5′-端移动到3′-端，直至遇到终止密码子翻译结束
D．黑暗条件下根据红色荧光强度差异筛选连接LicT与VVD的最佳连接子蛋白
解析：D　由图可知RAT是位于mRNA上，mRNA是转录而来的，因此图中RAT是在RNA聚合酶的作用下转录形成的，A正确；由图可知，如果转录在终止子以后正常进行，就会转录并进而翻译出红色荧光蛋白，因此图中红色荧光蛋白基因的表达情况可用于检测转录是否继续进行，B正
确；LicT蛋白属于蛋白质，经过转录和翻译合成，翻译的场所在核糖体，翻译时核糖体沿着mRNA 5′-端移动到3′-端，直至遇到终止密码子翻译结束，C正确；由图可知，黑暗条件下，转录会在遇到终止子时停止，因此并不会转录和翻译红色荧光蛋白，因此无法根据红色荧光强度差异筛选连接LicT与VVD的最佳连接子蛋白，D错误。
命题点
关注表观遗传与细胞分化
3．雌性哺乳动物体细胞核中，两条X染色体中的任意一条上的大部分片段会异固缩，异固缩片段上的基因不能表达，这条染色体称为巴氏小体。巴氏小体现象可能与该条X染色体上广泛甲基化有关。巴氏小体可以实现两性间在性染色体上基因表达的剂量补偿，即让雌雄个体性染色体上保证相等或近乎相等的有效基因表达剂量。下列与之相关的叙述错误的是(　　)
A．甲基化的DNA仍能完成复制过程
B．巴氏小体上与Y染色体同源部分比非同源部分的异固缩化程度更高
C．巴氏小体现象会导致人类女性群体中色盲实际发病率高于理论发病率
D．细胞分化可能与细胞中某些基因甲基化有关
B　
解析：B　染色体异固缩只会使基因无法表达，不影响 DNA的复制过程，A正确；根据两性间在性染色体上基因表达的剂量补偿，巴氏小体与Y染色体上同源部分应该能够表达，而巴氏小体与Y染色体上非同源部分无法表达，染色体异固缩会使基因不能表达，说明无法表达的基因位于染色体上异固缩程度高的片段。因此巴氏小体与Y染色体上同源部分，异固缩程度相比非同源部分更低，B错误；色盲是伴X染色体隐性遗传病，巴氏小体现象让女性一条X染色体失活，因此如果一个女性携带有色盲基因和正常基因，而且带有正常基因的X染色体失活，从而会表现出色盲性状，但是在理论上这一基因型不会发病，因此巴氏小体现象会使色盲实际发病率高于理论发病率，C正确；细胞分化是指由基因的选择性表达引起的，题干中巴氏小体现象可能与X染色体基因甲基化有关，说明基因甲基化可能与基因能否表达有关，D正确。
4．(不定项)油菜的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运输到种子后有两条转变途径，如图所示。科研人员根据这一机制培育出高油油菜，产油率由原来的35%提高到了58%，基因A和基因B是细胞核基因。据图分析正确的是(　　)
A．分析上图可知，油菜含油量提高的原因是物质C(双链RNA)的形成抑制了酶b合成过程中的翻译阶段
B．在细胞质中②过程是一个快速的过程，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量蛋白质，主要是因为一个mRNA上可以结合多个核糖体
C．在人体的成熟红细胞、口腔上皮细胞、癌细胞、神经细胞中能发生①、②过程，但不能发生③过程的细胞有口腔上皮细胞、神经细胞
D．图中能体现基因控制性状的方式是基因通过控制酶的合成控制代谢过程，进而控制生物体的性状
解析：ABD　分析题图可知，由于非模板链进行转录形成的RNA与模板链转录形成的mRNA形成了杂合双链RNA，抑制了酶b的翻译过程，使PEP不能转化成蛋白质，进而使油菜的油脂含量升高，A正确；在翻译的过程中，一个mRNA上可以结合多个核糖体，从而使少量的mRNA分子就可以迅速合成大量蛋白质，提高翻译的效率，B正确；①是转录，②是翻译，③是复制，高度分化的细胞已不能进行细胞分裂，但能进行细胞分化，如口腔上皮细胞和神经细胞，但人体成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器，①②③过程都不能发生，C错误；由图可知，基因可通过控制酶的合成控制细胞代谢进而控制生物体的性状，D正确。
1．(原因分析类)原核生物的拟核基因表达速率往往比真核生物的核基因表达的速率要快很多，原因是什么？_______________________________
________________________________________________________。
原核生物基因表达时转录和翻译可以同步进行，真核生物基因表达时先完成转录，再完成翻译
2．(结果结论类)冷驯化指植物经过不致死低温短时间处理后，可以获得更强的抗冷能力。为阐明植物对低温响应的分子机制，科研工作者利用拟南芥展开了相关研究。在冷驯化过程中，植物感受低温信号后会启动相关冷响应基因(COR基因)的表达以提高冷冻耐受性。CBF蛋白可以结合在COR基因的启动子上，调控COR基因的______________过程。研究结果显示，CBF过度表达导致冷冻耐受性增强，而CBF缺失突变体表现为对冷冻敏感，以上信息表明CBF蛋白________________________________
________________________。
转录（或表达）
能够促进COR基因的表达，进而提高植物的冷冻耐受性
3．(实验思路与预期结果类)某二倍体植物的花色有白色、黄色和红色三种，Y基因表达的酶Y使白色物质转化为黄色色素，R基因表达的酶R使黄色色素转化为红色色素，A基因表达的产物抑制Y基因的表达，色素转化的关系如图所示。3对等位基因独立遗传。请回答下列问题：
DNA甲基化会引起表观遗传(基因的碱基序列不变，但基因表达和表型发生变化的现象)。若将亲本黄花Y基因的—CCGG—位点甲基化，可使RNA聚合酶不能与之结合，以抑制转录过程，最终可使其变为白花个体。有报道称受精卵中来自父方的Y基因都会甲基化，而来自母方的Y基因都不会甲基化。现有纯合黄花与白花(aayyrr)，请设计一代杂交实验验证该报道的真实性。
实验思路：_____________________________________________________
____________________________；
预期结果：______________________________________________。
选取纯合黄花与纯合白花进行正反交实验，其中黄花作为父本时为正交，观察子代的表型　
正交时子代均为白花个体，反交时子代均为黄花个体
3
4
5
6
7
8
9
10
1
2
(限时：45分钟)
一、单项选择题
1．以下是探究DNA的结构时科学家提供的资料：①通过分析物理性质发现，细胞中的环境是亲水的而DNA分子的含氮碱基是疏水的，磷酸基团是亲水的；②嘌呤是双环化合物，所占空间大。嘧啶是单环化合物，所占空间小，但DNA螺旋直径是恒定的，约为2 nm；③富兰克林曾把DNA晶体上下颠倒180°，发现其X衍射图谱是一样的。据材料以下说法不正确的是(　　)
A．根据资料①得出磷酸基团可能排列在外侧，含氮碱基可能排列在内侧
B．根据资料②得出嘌呤与嘧啶可能相互配对，使DNA螺旋的直径恒定
C．根据资料②可推测出鸟嘌呤与胞嘧啶配对，腺嘌呤与胸腺嘧啶配对
D．根据资料②③得出DNA分子可能具有两条链，且是反向平行的关系
课时作业
训练(七)　遗传的分子基础
C
3
4
5
6
7
8
9
10
1
2
解析：C　根据资料②：嘌呤是双环化合物，所占空间大。嘧啶是单环化合物，所占空间小，但DNA螺旋直径是恒定的，可以推测嘌呤与嘧啶可能相互配对，但无法推测鸟嘌呤与胞嘧啶配对，腺嘌呤与胸腺嘧啶配对，C错误。
2
1
3
4
5
6
7
8
9
10
2．基因通过转录将遗传信息传递到RNA中，有些RNA携带遗传信息通过核孔从细胞核进入细胞质中指导蛋白质合成。如图为基因的转录过程，相关叙述正确的是(　　)
A．以DNA的一条链为模板转录
出的RNA均可编码多肽链
B．RNA聚合酶可使氢键断裂，
催化形成磷酸二酯键和氢键
C．图示的转录方向为从左向右，b为解开螺旋，a为恢复双螺旋
D．在一个细胞周期中，每个基因只转录一次
C　
2
1
3
4
5
6
7
8
9
10
解析：C　转录以DNA的一条链为模板合成RNA，合成的RNA并不都编码多肽链，如rRNA和tRNA，A错误；RNA聚合酶有解旋和延伸RNA链的功能，故可使氢键断裂和磷酸二酯键形成，氢键的形成不需要酶催化，B错误；转录的特点是边解旋边转录，RNA的延伸方向为5′-端到3′-端，故转录方向为从左往右，b为解螺旋，a为恢复螺旋，C正确；一个DNA上含有多个基因，转录以基因为单位，转录时需要RNA聚合酶结合到启动子部位，根据细胞的需求随时完成转录，
故在一个细胞周期中，有的基因可转录
多次，D错误。
2
3
1
4
5
6
7
8
9
10
3．mRNA 5′末端的N6-腺苷酸甲基化(m6A)修饰以及3′-端的ployA修饰是一种重要的转录后基因表达调控方式。现已明确3′-端ployA尾的长度随着翻译的进行逐渐变短。如图是真核细胞中翻译的示意图。下列叙述正确的是(　　)
A．一个mRNA上串联着多个核糖体，
大大提高了每个核糖体的翻译速率
B．ployA修饰可能与维持mRNA的稳
定、调控翻译过程等有关
C．mRNA的m6A修饰可通过DNA复制传递给下一代
D．mRNA 5′-端的甲基化修饰通过RNA聚合酶催化完成
B　
2
3
1
4
5
6
7
8
9
10
解析：B　一个mRNA上串联着多个核糖体，但不会提高每个核糖体的翻译速率，A错误；由题意分析，ployA的修饰可能与维持mRNA的稳定、调控翻译过程等有关，B正确；mRNA的m6A修饰不能通过DNA复制传递给下一代，C错误；RNA聚合酶的作用是催化合成RNA的酶，mRNA 5′-端的甲基化修饰与其无关，D错误。
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
4．20世纪30年代，MullerH.J在果蝇中发现了雌雄个体间某些基因数量不同，但表达水平总量相似的现象，并命名为“剂量补偿”。经研究发现果蝇雌性和雄性细胞里X染色体的基因表达产物在量上是相近的，这一过程与基因Sxl的开放与关闭有关，相关机制如图所示。下列说法错误的是
(　　)
注：msl-1，msl-2，msl-3，mle均为蛋白质。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
A．Sxl基因参与的“基因补偿”的实质是遗传信息执行情况不同
B．剂量补偿效应主要通过SXL蛋白促进雄性X染色体的过度转录
C．XX中每条X染色体的转录水平可能只是XY中X染色体的50%
D．剂量补偿机制有利于矫正因X染色体数目不同而导致性状差异
注：msl-1，msl-2，msl-3，mle均为蛋白质。
解析：B　由图可知，剂量补偿效应主要是通过SXL蛋白阻止雌性X染色体的过度转录来调节的，而雄性个体中Sxl基因关闭，无SXL蛋白，B错误。
2
3
4
5
1
6
7
8
9
10
5．科学家发现如果RNA聚合酶运行过快会导致与DNA聚合酶“撞车”而使DNA折断，引发细胞癌变。研究发现，一种特殊酶类RECQL5可以吸附到RNA聚合酶上减缓其运行速度，扮演“刹车”的角色，从而抑制癌症发生。下列分析错误的是(　　)
A．人体不同组织细胞的相同DNA进行转录时，启动的起始点不完全相同
B．“撞车”引发的DNA折断可能损伤DNA链上与细胞周期相关的基因
C．RECQL5可以与RNA聚合酶结合进而减慢细胞内DNA合成的速率
D．即使神经细胞不能合成RECQL5，其细胞核内通常也不会发生“撞车”现象
C　
2
3
4
5
1
6
7
8
9
10
解析：C　基因表达包括转录和翻译两个阶段，RNA聚合酶可以催化转录过程，RECQL5可以与RNA聚合酶结合减缓其运行速度，即减缓RNA合成的速率，C错误。
2
3
4
5
6
1
7
8
9
10
6．能行使多种不同功能的蛋白质被称为兼职蛋白。例如真核细胞中的组蛋白既能将DNA包装成核小体，形成染色体的基本结构单位；也能改变DNA分子上的基因表达，从而产生表观遗传；组蛋白的H3-H4四聚体还能作为一种还原酶，将胞内铜离子从有毒的二价态还原为安全的一价态。据此分析下列说法正确的是(　　)
A．兼职蛋白行使不同的功能时其活性部位的空间结构相同
B．细胞分裂时，染色体的高度螺旋化有利于基因的表达
C．在组蛋白上发生的化学修饰会改变DNA所携带的遗传信息
D．H3-H4四聚体能够降低铜离子还原反应所需的活化能
D　
2
3
4
5
6
1
7
8
9
10
解析：D　由于结构与功能是相统一的，也就是说不同的结构会发挥不同的功能，所以兼职蛋白行使不同功能时其活性部位的空间结构是不一样的，A错误；细胞分裂时染色体的高度螺旋化是不利于基因的表达的，因为基因的表达包括转录和翻译，其中基因(即具有遗传效应的DNA片段)在转录的过程中需要解旋，而染色体的高度螺旋化是不利于DNA解旋的，B错误；在组蛋白上发生的化学修饰是不会改变DNA携带的遗传信息的，因为DNA所携带的遗传信息指的是DNA中的碱基排列顺序，也就是说组蛋白上发生的化学修饰是不会改变DNA上的碱基排列顺序的，C错误；由于题干明确说明H3-H4四聚体还能作为一种还原酶可以将胞内铜离子还原为安全的状态，所以H3-H4四聚体能降低铜离子还原反应所需的活化能，D正确。
7
8
9
10
1
3
4
5
6
2
二、不定项选择题
7．某种噬菌体DNA可采用滚环复制方式，复制过程中，双链DNA环状分子先在一条单链的复制原点上产生一个切口，然后进行如图所示的复制过程。下列有关叙述错误的是(　　)
A．图中的L端为DNA单链的3′-端
B．经过过程①可产生两个游离的磷酸基团
C．④过程需要限制酶和DNA连接酶的参与
D．图示过程可为生物体内双链DNA复制为半保留半不连续性提供证据
AB　
7
8
9
10
1
3
4
5
6
2
解析：AB　DNA复制时，游离的脱氧核苷酸连接到DNA分子链的3′-端(R端)，DNA子链延伸方向是5′→3′，所以L端为5′-端，A错误；过程①用限制酶将DNA单链切开一个切口，破坏一个磷酸二酯键，产生一个游离的磷酸基团，B错误；④过程需要限制酶对母链的切割，需要DNA连接酶对子链进行连接，C正确；由图可知，环状DNA分子滚环复制过程是半保留复制，且L端的母链合成子链时是不连续的，为生物体双链DNA半保留半不连续性提供证据，D正确。
8
9
10
1
3
4
5
6
7
2
8．通读是指翻译过程中将终止密码子当作能编码一个氨基酸的密码子，而得到一个加长多肽链的过程。如鼠类白血病病毒在翻译其GAG蛋白时，将指导GAG蛋白合成的终止密码子UAG当作谷氨酰胺的密码子，但效率只有5%左右。下列叙述正确的是(　　)
A．鼠类白血病病毒的翻译场所在病毒的核糖体中
B．通读属于基因翻译水平的调控，基因结构没有改变
C．通读可能导致mRNA上的终止密码子提前或延后出现
D．通读可能导致mRNA上的起始密码子的位置发生改变
B　
8
9
10
1
3
4
5
6
7
2
解析：B　病毒无细胞结构，无核糖体，A错误；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，分析题意可知，通读是指翻译过程中将终止密码子当作能编码一个氨基酸的密码子，而得到一个加长多肽链的过程，通读属于基因翻译水平的调控，基因结构没有改变，mRNA上的碱基序列也不改变，B正确，C、D错误。
9
10
1
3
4
5
6
7
8
2
三、非选择题
9．反义RNA可以通过碱基互补配对与mRNA的某一片段结合，形成互补的双链阻断相关基因的表达。回答下列问题：
(1)若合成mRNA的DNA模板链某一片段的碱基序列是5′—AATTGGCCG—3′，则能与该片段转录形成的mRNA通过碱基互补配对结合的反义RNA的碱基序列是5′—__________________—3′。
9
10
1
3
4
5
6
7
8
2
(2)若要阻断胰岛素基因的表达，则应将人工合成的反义RNA导入________细胞。该反义RNA用放射性同位素标记，①若在细胞质中未检测到放射性，则该反义RNA与mRNA结合后阻断胰岛素基因表达最可能的原因是________________；②若在细胞质中检测到放射性，而核糖体中未检测到放射性，则该反义RNA与mRNA结合后阻断胰岛素基因表达最可能的原因是__________________________；③若在核糖体中检测到放射性，则该反义RNA与mRNA结合后阻断胰岛素基因表达最可能的原因是_____________________________________________________________
_________________。
9
10
1
3
4
5
6
7
8
2
解析：(1)若合成mRNA的DNA模板链某一片段的碱基序列是5′—AATTGGCCG—3′，则mRNA的碱基序列是5′—CGGCCAAUU—3′，反义RNA能与mRNA碱基互补配对，则反义RNA的碱基序列为5′—AAUUGGCCG—3′。(2)胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达，所以需要将人工合成的反义RNA导入胰岛B细胞。①该反义RNA与mRNA结合后，若在细胞质未检测到放射性，说明该反义RNA与mRNA结合后阻断胰岛素基因表达最可能的原因是mRNA不能由细胞核进入细胞质；②若在细胞质中检测到放射性，说明mRNA能由细胞核进入细胞质，该反义RNA与mRNA结合后，核糖体中未检测到放射性，则该反义RNA与mRNA结合后阻断胰岛素基因表达最可能的原因是该mRNA不能与核糖体结合；③若在核糖体中检测到放射性，则该反义RNA与mRNA结合后阻断胰岛素基因表达最可能的原因是核糖体不能沿该mRNA移动。
9
10
1
3
4
5
6
7
8
2
答案：(1)AAUUGGCCG　(2)胰岛B　该mRNA不能由细胞核进入细胞质　该mRNA不能与核糖体结合　核糖体不能沿该mRNA移动
10
1
3
4
5
6
7
8
9
2
10．DNA甲基化是DNA化学修饰的一种形式，能影响表型，也能遗传给子代。在蜂群中，雌蜂幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而以花粉和花蜜为食的幼蜂将发育成工蜂。研究发现，DNMT3蛋白是核基因DNMT3表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团。回答下列问题：
10
1
3
4
5
6
7
8
9
2
(1)蜜蜂细胞中DNMT3基因发生图1过程①的场所是________________，过程②需要的原料是________________。
(2)由图2可知发生甲基化后____________(填“会”或“不会”)改变基因的碱基序列。图3表示DNA甲基化对该基因表达的影响，由图可知发生甲基化的区域为_______________的识别位点，直接影响了_____________的合成。
(3)已知注射DNMT3 siRNA(小干扰RNA)能使DNMT3基因表达沉默，蜂王的基因组甲基化程度低于工蜂的，请设计实验验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素。
①实验思路：取多只生理状况相同的雌蜂幼虫，均分为A、B两组；A组不作处理，B组____________________________________，其他条件相同且适宜；用花粉和花蜜饲喂一段时间后，观察并记录幼蜂发育情况。
②预期实验结果：A组_____________________，B组______________。
10
1
3
4
5
6
7
8
9
2
解析：(1)过程①是转录过程，其中DNMT3基因是核基因，因此过程①发生在细胞核内；过程②为翻译过程，发生在核糖体中，需要的原料为21种氨基酸。(2)分析图2可知，基因甲基化不改变基因的碱基序列，但会影响转录，从而影响基因的表达。图3显示基因的甲基化区域发生在启动子，从而影响RNA聚合酶与启动子的结合，抑制转录过程，直接影响了mRNA的形成。
10
1
3
4
5
6
7
8
9
2
(3)根据题干可知DNMT3 siRNA能使DNMT3基因表达沉默，基因的甲基化程度降低，雌蜂幼虫发育成蜂王。实验的自变量为有无DNMT3 siRNA，因变量是幼蜂的发育类别。①据此取多只生理状况相同的雌蜂幼虫，均分为A、B两组；A组不作处理，B组注射适量的DNMT3 siRNA，其他条件相同且适宜；用花粉和花蜜饲喂一段时间后，观察并记录幼蜂发育情况。②如果A组发育成工蜂，B组发育成蜂王，则能验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素。
答案：(1)细胞核　氨基酸　(2)不会　RNA聚合酶　mRNA　(3)①注射适量的DNMT3 siRNA　②发育为工蜂　发育为蜂王