资源简介 基因的本质与表达1．DNA复制拓展(1)DNA复制需要引物①原因：DNA聚合酶不能从头合成DNA链，只能从已存在的DNA链的3′端延伸。②引物的本质：在细胞中是一段与模板DNA互补配对的短链RNA。PCR中的引物是DNA。③引物的作用：使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸。(2)半不连续复制①连续复制链(前导链)复制方向与解旋方向相同，不连续复制链(后随链)复制方向与解旋方向相反，合成一些小的不连续片段。②连续复制链(前导链)：切除引物后，子链会比母链短一截，这就是端粒DNA在每次细胞分裂后缩短的原因，可由端粒酶延长。③不连续复制链(后随链)：切除引物后继续延长子链，补充切除引物留下的空隙。各个片段由DNA连接酶将其连成一条完整的DNA子链。2．基因表达过程中的方向问题总结(图中b链为该基因转录时的模板链)(1)基因启动子端是模板链的3′端。(2)RNA链的合成方向跟DNA复制一样也是5′→3′。(3)密码子按照5′→3′的方向读取。核糖体按照5′→3′的方向在mRNA上移动，产生的多肽链则是从氨基端开始到羧基端结束。当核糖体移动到终止密码子时翻译结束。3．基因表达中的数量问题(1)肽链合成时，并不是只有一个核糖体和一个mRNA在工作，而是在一个mRNA分子上有若干个核糖体同时进行翻译以提高翻译效率。(2)在一个细胞周期中，核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。4．表观遗传的常见类型(1)DNA甲基化：在DNA碱基上增加甲基基团的化学修饰，DNA甲基化会抑制基因转录。(2)组蛋白修饰①组蛋白乙酰化修饰一般与基因转录激活相关，而组蛋白去乙酰化则与基因沉默相关。②组蛋白甲基化修饰既与基因的转录抑制相关，又与转录激活相关，这取决于被修饰的氨基酸残基所处的位置、被修饰的程度，以及甲基转移酶的性质。(3)RNA干扰主要靠直接结合特异的靶标mRNA，从而阻止该mRNA进行翻译或者导致靶标mRNA的稳定性下降。(4)X染色体失活是“强制性的男女平等”。雌性动物体细胞中X染色体的失活遵循n－1规律：不管有多少条X染色体，除了一条以外其余的都失活。染色体失活是一个与基因沉默相关的过程。这些变化使失活的X染色体形成巴氏小体。虽然在体细胞中失活的X染色体非常稳定，但在正常发育过程中的一些情况下，整条染色体还可以再被激活。例如，在发育中的原始生殖细胞内，可以激活失活的X染色体。(5)基因(组)印记指因亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象，DNA甲基化就是基因组印记的重要方式之一。在印记基因中，来自亲本的“印记”在子一代体细胞的有丝分裂中保持终生；但在子一代的原始生殖细胞中，甲基化都会被清除，然后形成配子时，甲基化模式都会重新设定。易错辨析1．判断下列有关DNA是主要的遗传物质的叙述(1)在格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，可以从各组死亡小鼠体内分离得到S型活细菌和R型活细菌( )(2)艾弗里在S型细菌的细胞提取物中加DNA酶进行实验运用了加法原理( )(3)赫尔希和蔡斯用T2噬菌体侵染大肠杆菌，证明了DNA是主要的遗传物质( )2．判断下列有关DNA分子结构和复制及基因表达的叙述(1)DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上( )(2)重叠基因是指两个或两个以上的基因共用一段DNA序列，因此重叠基因的编码区中可能存在多个起始密码子( )(3)基因“上游”甲基化后，可能导致DNA聚合酶不能与启动子结合( )1．(2024·河北，4)下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是( )A．DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链B．复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋C．复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开D．DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均由5′端向3′端2．(2023·山东，5)将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上，置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像，①和②表示新合成的单链，①的5′端指向解旋方向，丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象，但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则，下列说法错误的是( )A．据图分析，①和②延伸时均存在暂停现象B．甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等C．丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等D．②延伸方向为5′端至3′端，其模板链3′端指向解旋方向3．(2023·全国乙，5)已知某种氨基酸(简称甲)是一种特殊氨基酸，迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是这些古菌含有特异的能够转运甲的tRNA(表示为tRNA甲)和酶E，酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲(表示为甲－tRNA甲)，进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子，从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是( )①ATP ②甲 ③RNA聚合酶 ④古菌的核糖体 ⑤酶E的基因 ⑥tRNA甲的基因A．②⑤⑥ B．①②⑤C．③④⑥ D．②④⑤4．(2023·湖南，12)细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子，也可结合非编码RNA分子CsrB，如图所示。下列叙述错误的是( )A．细菌glg基因转录时，RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录B．细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时，核糖体沿glg mRNA从5′端向3′端移动C．抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成D．CsrA蛋白都结合到CsrB上，有利于细菌糖原合成5．(2024·安徽，11)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 rRNARNA聚合酶Ⅱ 核质 mRNARNA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6．(2023·山东，7)某种XY型性别决定的二倍体动物，其控制毛色的等位基因G、g只位于X染色体上，仅G表达时为黑色，仅g表达时为灰色，二者均不表达时为白色。受表观遗传的影响，G、g来自父本时才表达，来自母本时不表达。某雄性与杂合子雌性个体为亲本杂交，获得4只基因型互不相同的F1。亲本与F1组成的群体中，黑色个体所占比例不可能是( )A．2/3 B．1/2 C．1/3 D．01．(2024·济南高三三模)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2．(2024·菏泽高三一模)如图为环状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′－磷酸基团末端，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3．(2023·海南，13)噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子，部分序列如图。下列有关叙述正确的是( )A．D基因包含456个碱基，编码152个氨基酸B．E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列，其互补DNA序列是5′－GCGTAC－3′C．噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸D．E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，且重叠序列编码的氨基酸序列相同4．(2024·烟台高三三模)DNA转录时作为模板功能的链叫作反义链，另一条叫作有义链。如图是DNA分子中某些基因有义链和反义链示意图。下列说法错误的是( )A．不同基因可能同时复制，但不能同时转录B．根据启动子和终止子的相对位置可判断哪条链作为反义链C．DNA分子的一条链对不同基因来说，有的是有义链，有的是反义链D．基因的转录和翻译并不都是沿着模板的3′端到5′端进行的5．(2024·遵义高三三模)某种小鼠毛色受基因控制情况如图所示。真黑素和褐黑素比例不同会呈现不同毛色，且褐黑素有淡化毛色的作用。在Avy基因(与a是一对等位基因)“上游”有多个甲基化修饰位点。下列叙述正确的是( )A．Avy基因“上游”甲基化后，碱基序列未发生变化，因此不可遗传给后代B．Avy基因“上游”甲基化后，可能导致DNA聚合酶不能与启动子结合C．基因型为Avya的不同个体毛色不同，Avy甲基化程度越高，小鼠毛色越浅D．基因通过其表达产物来控制生物性状，基因与性状不是简单的线性关系6．(2024·临沂高三二模)小麦根细胞中PHO2蛋白可调控细胞膜上磷转运蛋白的数量。当叶肉细胞磷含量变化时，叶肉细胞合成特定的miRNA并转运至根细胞，与控制PHO2合成的mRNA结合发挥调控作用以维持小麦的磷稳态，该机制如图所示。下列叙述错误的是( )A．细胞吸收的磷元素可参与构成核酸、ATP、磷脂等物质B．miRNA可通过抑制PHO2基因的翻译过程而发挥作用C．细胞内磷充足时促进miRNA合成，根细胞膜上磷转运蛋白数量减少D．该机制表明小麦通过负反馈调节机制维持细胞内磷稳态答案精析建网络 抓主干①双螺旋结构 ②通常是有遗传效应的DNA片段 ③细胞核、线粒体、叶绿体 ④特定的碱基排列顺序 ⑤有丝分裂间期和减数分裂前的间期 ⑥半保留复制、边解旋边复制 ⑦DNA的一条链 ⑧mRNA ⑨⑩酶的合成 蛋白质的结构核心提炼易错辨析1．(1)× 格里菲思的肺炎链球菌转化实验为①R型活细菌→小鼠→存活；②S型活细菌→小鼠→死亡；③加热致死的S型细菌→小鼠→存活；④加热致死的S型细菌＋R型活细菌→小鼠→死亡。②组死亡小鼠体内只含有S型活细菌，④组死亡小鼠体内含有S型活细菌和R型活细菌。(2)× 艾弗里在S型细菌的细胞提取物中加DNA酶是去除其中的DNA，该实验从反面证明DNA是遗传物质，运用了减法原理。(3)× 赫尔希和蔡斯用T2噬菌体侵染大肠杆菌，证明了DNA是遗传物质。2．(1)× DNA复制和转录均以DNA为模板，故DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都在DNA上。(2)× 起始密码子存在于mRNA中，而非基因的编码区。(3)× 与启动子结合的是RNA聚合酶。真题演练1．D [DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误；复制时，在细胞提供的能量驱动下，解旋酶将DNA双链解开，其中一条链由5′端向3′端解旋，另一条链由3′端向5′端解旋，B错误；转录时，RNA聚合酶将DNA双链解开，而不是解旋酶，C错误；DNA聚合酶和RNA聚合酶均作用于模板链的3′端，使子链DNA和RNA由5′端向3′端延伸，D正确。]2．D [据图分析，甲时新合成的单链①比②短，乙时①比②长，因此可以说明①和②延伸时均存在暂停现象，A正确；①和②两条链中碱基是互补的，甲时新合成的单链①比②短，但②中多出的部分可能不含有A、T，因此①中A、T之和与②中A、T之和可能相等，B正确；丙时，①②等长且互补，A、T之和相等，C正确；①和②两条单链由一个双链DNA分子复制而来，其中一条母链合成子链①时，①的5′端指向解旋方向，则另一条母链合成子链②时，②的延伸方向为5′端至3′端，其模板链5′端指向解旋方向，D错误。]3．A [由“tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子，从而在其核糖体上参与肽链的合成”说明，该肽链合成所需能量、核糖体、RNA聚合酶均由大肠杆菌提供，①③④不符合题意；据题意可知，甲是一种特殊氨基酸，迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质，所以要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，必须往大肠杆菌细胞内转入甲，②符合题意；古菌含有特异的能够转运甲的tRNA和酶E，酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲，进而将甲带入核糖体参与肽链合成，所以大肠杆菌细胞内要含有tRNA甲的基因以便合成tRNA甲，大肠杆菌细胞内也要含有酶E的基因以便合成酶E，催化甲与tRNA甲结合，⑤⑥符合题意。A正确。]4．C [抑制CsrB基因转录会使CsrB的RNA减少，使CsrA更多地与glg mRNA结合形成不稳定构象，最终核糖核酸酶会降解glg mRNA，而glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用，故抑制CsrB基因的转录能抑制细菌糖原合成，C错误；由题图及C选项分析可知，若CsrA都结合到CsrB上，则没有CsrA与glg mRNA结合，从而使glg mRNA不被降解而正常进行翻译，有利于细菌糖原的合成，D正确。]5．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；DNA发生甲基化修饰，会抑制RNA聚合酶与DNA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，据表可知，RNA聚合酶Ⅰ定位在核仁中，因此编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、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。]6．A [由题意可知，G、g来自父本时才表达，来自母本时不表达。某雄性与杂合子雌性个体为亲本杂交，获得4只基因型互不相同的F1，则雄性个体的基因型可能是XGY或XgY，其X染色体一定来自母方，基因不表达，一定表现为白色。其雌性个体基因型为XGXg，因不确定其哪条X染色体来自父方，所以该雌性表型可能为黑色或灰色。若雄性的基因型为XGY，其后代基因型和表型分别为XGXG(黑色)、XGXg(黑色)、XGY(白色)、XgY(白色)，则亲本与F1组成的群体中黑色个体所占的比例可能为1/2或1/3；若雄性的基因型为XgY，其后代基因型和表型分别为XGXg(灰色)、XgXg(灰色)、XGY(白色)、XgY(白色)，则亲本与F1组成的群体中黑色个体所占的比例可能为1/6或0。]模拟预测1．B [赫尔希和蔡斯选择T2噬菌体作为实验材料的原因是T2噬菌体只含有DNA和蛋白质两种结构，但是不明确哪种物质才是其遗传物质，即不明确其侵染过程，B错误；若保温时间过长，则上清液的放射性来自子代噬菌体，若保温时间过短，则上清液的放射性来自亲代噬菌体，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。]2．B [DNA甲需要特定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；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子链，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3′和5′端游离出来，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。]3．B [根据图示信息，D基因编码152个氨基酸，但D基因上包含终止密码子对应序列，故应包含459个碱基，A错误；分析图示信息，E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列是5′－GTACGC－3′，根据DNA分子两条链反向平行，其互补DNA序列是5′－GCGTAC－3′，B正确；噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核苷酸，C错误；E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，但重叠序列编码的氨基酸序列不同，D错误。]4．A [不同的基因位置不同，可能同时复制，也可能同时转录，A错误；启动子的作用是RNA聚合酶识别和结合的位点，驱动基因转录，因此根据启动子和终止子的相对位置可以判断哪条链作为反义链，B正确；不同基因的有义链和反义链不同，因此DNA分子的一条链对不同基因来说，有的是有义链，有的是反义链，C正确；基因的转录是沿着模板的3′端到5′端进行的，翻译是沿着模板的5′端到3′端进行的，D正确。]5．D [甲基化可遗传给后代，A错误；与启动子结合的是RNA聚合酶，B错误；Avy甲基化会抑制ASIP蛋白的合成，后者会抑制真黑素的合成，Avy甲基化程度越高，真黑素越容易合成，小鼠毛色越深，C错误。]6．C [叶肉细胞合成的miRNA转运至根细胞，与控制PHO2合成的mRNA结合，从而抑制PHO2基因的翻译过程，B正确；细胞内磷充足时会抑制miRNA合成，提高细胞内PHO2蛋白的含量，下调磷转运蛋白的数量，从而使根细胞膜上磷转运蛋白数量减少，C错误。](共86张PPT)基因的本质与表达保分点专攻 建网络 抓主干③_______________________④____________________②___________________________发现者结构特点DNA细胞生物和病毒的遗传物质联 系DNA是遗传物质的证据RNA是遗传物质的证据肺炎链球菌的转化实验噬菌体侵染细菌的实验放射性同位素标记法联 系烟草花叶病毒感染烟草实验DNA是主要的 遗传物质结构沃森、克里克①____________稳定性、多样性、特异性双螺旋结构联 系“加法原理”“减法原理”基因本质联 系等位基因、非等位基因、基因突变、基因重组、基因与染色体的关系通常是有遗传效应的DNA片段细胞核、线粒体、叶绿体特定的碱基排列顺序分布遗传信息储存形式建网络 抓主干基因指导蛋白质的合成场所模板产物主要在细胞核⑦_____________RNA(mRNA、tRNA、rRNA)转录RNA的功能联系翻译中心法则场所模板产物核糖体 ⑧_______ 多肽或蛋白质 ⑨_____________________________联系比较5个过程的模板、原料、产物、场所等DNA的一条链mRNADNA复制场所时间条件特点真核细胞主要是细胞核⑤________________________________模板、原料、能量、酶等⑥________________________有丝分裂间期和减数分裂前的间期半保留复制、边解旋边复制两种分裂过程中DNA数目的变化及原因分析联系建网络 抓主干基因同一生物分化的细胞中DNA、mRNA、tRNA、rRNA和蛋白质的相同与不同基因表达与性状的关系基因表达产物与性状的关系基因的选择性表达与细胞分化表观遗传基因通过控制⑩________来控制代谢过程，进而控制生物体的性状基因通过控制 ____________直接控制生物体的性状联系酶的合成蛋白质的结构一 核心提炼1.DNA复制拓展(1)DNA复制需要引物①原因：DNA聚合酶不能从头合成DNA链，只能从已存在的DNA链的3′端延伸。②引物的本质：在细胞中是一段与模板DNA互补配对的短链RNA。PCR中的引物是DNA。③引物的作用：使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸。(2)半不连续复制①连续复制链(前导链)复制方向与解旋方向相同，不连续复制链(后随链)复制方向与解旋方向相反，合成一些小的不连续片段。②连续复制链(前导链)：切除引物后，子链会比母链短一截，这就是端粒DNA在每次细胞分裂后缩短的原因，可由端粒酶延长。③不连续复制链(后随链)：切除引物后继续延长子链，补充切除引物留下的空隙。各个片段由DNA连接酶将其连成一条完整的DNA子链。2.基因表达过程中的方向问题总结(图中b链为该基因转录时的模板链)(1)基因启动子端是模板链的3′端。(2)RNA链的合成方向跟DNA复制一样也是5′→3′。(3)密码子按照5′→3′的方向读取。核糖体按照5′→3′的方向在mRNA上移动，产生的多肽链则是从氨基端开始到羧基端结束。当核糖体移动到终止密码子时翻译结束。3.基因表达中的数量问题(1)肽链合成时，并不是只有一个核糖体和一个mRNA在工作，而是在一个mRNA分子上有若干个核糖体同时进行翻译以提高翻译效率。(2)在一个细胞周期中，核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。4.表观遗传的常见类型(1)DNA甲基化：在DNA碱基上增加甲基基团的化学修饰，DNA甲基化会抑制基因转录。(2)组蛋白修饰①组蛋白乙酰化修饰一般与基因转录激活相关，而组蛋白去乙酰化则与基因沉默相关。②组蛋白甲基化修饰既与基因的转录抑制相关，又与转录激活相关，这取决于被修饰的氨基酸残基所处的位置、被修饰的程度，以及甲基转移酶的性质。(3)RNA干扰主要靠直接结合特异的靶标mRNA，从而阻止该mRNA进行翻译或者导致靶标mRNA的稳定性下降。(4)X染色体失活是“强制性的男女平等”。雌性动物体细胞中X染色体的失活遵循n－1规律：不管有多少条X染色体，除了一条以外其余的都失活。染色体失活是一个与基因沉默相关的过程。这些变化使失活的X染色体形成巴氏小体。虽然在体细胞中失活的X染色体非常稳定，但在正常发育过程中的一些情况下，整条染色体还可以再被激活。例如，在发育中的原始生殖细胞内，可以激活失活的X染色体。(5)基因(组)印记指因亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象，DNA甲基化就是基因组印记的重要方式之一。在印记基因中，来自亲本的“印记”在子一代体细胞的有丝分裂中保持终生；但在子一代的原始生殖细胞中，甲基化都会被清除，然后形成配子时，甲基化模式都会重新设定。1.判断下列有关DNA是主要的遗传物质的叙述(1)在格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，可以从各组死亡小鼠体内分离得到S型活细菌和R型活细菌( )提示：格里菲思的肺炎链球菌转化实验为①R型活细菌→小鼠→存活；②S型活细菌→小鼠→死亡；③加热致死的S型细菌→小鼠→存活；④加热致死的S型细菌＋R型活细菌→小鼠→死亡。②组死亡小鼠体内只含有S型活细菌，④组死亡小鼠体内含有S型活细菌和R型活细菌。×(2)艾弗里在S型细菌的细胞提取物中加DNA酶进行实验运用了加法原理( )提示：艾弗里在S型细菌的细胞提取物中加DNA酶是去除其中的DNA，该实验从反面证明DNA是遗传物质，运用了减法原理。×(3)赫尔希和蔡斯用T2噬菌体侵染大肠杆菌，证明了DNA是主要的遗传物质( )提示：赫尔希和蔡斯用T2噬菌体侵染大肠杆菌，证明了DNA是遗传物质。×2.判断下列有关DNA分子结构和复制及基因表达的叙述(1)DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上( )提示：DNA复制和转录均以DNA为模板，故DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点都在DNA上。×(2)重叠基因是指两个或两个以上的基因共用一段DNA序列，因此重叠基因的编码区中可能存在多个起始密码子( )提示：起始密码子存在于mRNA中，而非基因的编码区。×(3)基因“上游”甲基化后，可能导致DNA聚合酶不能与启动子结合( )提示：与启动子结合的是RNA聚合酶。×二 真题演练1.(2024·河北，4)下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是A.DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链B.复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋C.复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开D.DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均由5′端向3′端√DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误；复制时，在细胞提供的能量驱动下，解旋酶将DNA双链解开，其中一条链由5′端向3′端解旋，另一条链由3′端向5′端解旋，B错误；转录时，RNA聚合酶将DNA双链解开，而不是解旋酶，C错误；DNA聚合酶和RNA聚合酶均作用于模板链的3′端，使子链DNA和RNA由5′端向3′端延伸，D正确。2.(2023·山东，5)将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上，置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像，①和②表示新合成的单链，①的5′端指向解旋方向，丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象，但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则，下列说法错误的是A.据图分析，①和②延伸时均存在暂停现象B.甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等C.丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等D.②延伸方向为5′端至3′端，其模板链3′端指向解旋方向√据图分析，甲时新合成的单链①比②短，乙时①比②长，因此可以说明①和②延伸时均存在暂停现象，A正确；①和②两条链中碱基是互补的，甲时新合成的单链①比②短，但②中多出的部分可能不含有A、T，因此①中A、T之和与②中A、T之和可能相等，B正确；丙时，①②等长且互补，A、T之和相等，C正确；①和②两条单链由一个双链DNA分子复制而来，其中一条母链合成子链①时，①的5′端指向解旋方向，则另一条母链合成子链②时，②的延伸方向为5′端至3′端，其模板链5′端指向解旋方向，D错误。3.(2023·全国乙，5)已知某种氨基酸(简称甲)是一种特殊氨基酸，迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是这些古菌含有特异的能够转运甲的tRNA(表示为tRNA甲)和酶E，酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲(表示为甲－tRNA甲)，进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子，从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是①ATP ②甲 ③RNA聚合酶 ④古菌的核糖体 ⑤酶E的基因 ⑥tRNA甲的基因A.②⑤⑥ B.①②⑤ C.③④⑥ D.②④⑤√由“tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子，从而在其核糖体上参与肽链的合成”说明，该肽链合成所需能量、核糖体、RNA聚合酶均由大肠杆菌提供，①③④不符合题意；据题意可知，甲是一种特殊氨基酸，迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质，所以要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，必须往大肠杆菌细胞内转入甲，②符合题意；古菌含有特异的能够转运甲的tRNA和酶E，酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲，进而将甲带入核糖体参与肽链合成，所以大肠杆菌细胞内要含有tRNA甲的基因以便合成tRNA甲，大肠杆菌细胞内也要含有酶E的基因以便合成酶E，催化甲与tRNA甲结合，⑤⑥符合题意。A正确。4.(2023·湖南，12)细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子，也可结合非编码RNA分子CsrB，如图所示。下列叙述错误的是A.细菌glg基因转录时，RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录B.细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时，核糖体沿glg mRNA从5′端向3′端移动C.抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成D.CsrA蛋白都结合到CsrB上，有利于细菌糖原合成√抑制CsrB基因转录会使CsrB的RNA减少，使CsrA更多地与glg mRNA结合形成不稳定构象，最终核糖核酸酶会降解glg mRNA，而glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用，故抑制CsrB基因的转录能抑制细菌糖原合成，C错误；由题图及C选项分析可知，若CsrA都结合到CsrB上，则没有CsrA与glg mRNA结合，从而使glg mRNA不被降解而正常进行翻译，有利于细菌糖原的合成，D正确。5.(2024·安徽，11)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 rRNARNA聚合酶Ⅱ 核质 mRNARNA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√种类 细胞内定位 转录产物RNA聚合酶Ⅰ 核仁 5.8S rRNA、18S rRNA、28S rRNARNA聚合酶Ⅱ 核质 mRNARNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5S rRNA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；DNA发生甲基化修饰，会抑制RNA聚合酶与DNA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，据表可知，RNA聚合酶Ⅰ定位在核仁中，因此编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、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。6.(2023·山东，7)某种XY型性别决定的二倍体动物，其控制毛色的等位基因G、g只位于X染色体上，仅G表达时为黑色，仅g表达时为灰色，二者均不表达时为白色。受表观遗传的影响，G、g来自父本时才表达，来自母本时不表达。某雄性与杂合子雌性个体为亲本杂交，获得4只基因型互不相同的F1。亲本与F1组成的群体中，黑色个体所占比例不可能是A.2/3 B.1/2 C.1/3 D.0√由题意可知，G、g来自父本时才表达，来自母本时不表达。某雄性与杂合子雌性个体为亲本杂交，获得4只基因型互不相同的F1，则雄性个体的基因型可能是XGY或XgY，其X染色体一定来自母方，基因不表达，一定表现为白色。其雌性个体基因型为XGXg，因不确定其哪条X染色体来自父方，所以该雌性表型可能为黑色或灰色。若雄性的基因型为XGY，其后代基因型和表型分别为XGXG(黑色)、XGXg(黑色)、XGY(白色)、XgY(白色)，则亲本与F1组成的群体中黑色个体所占的比例可能为1/2或1/3；若雄性的基因型为XgY，其后代基因型和表型分别为XGXg(灰色)、XgXg(灰色)、XGY(白色)、XgY(白色)，则亲本与F1组成的群体中黑色个体所占的比例可能为1/6或0。三 模拟预测1.(2024·济南高三三模)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√赫尔希和蔡斯选择T2噬菌体作为实验材料的原因是T2噬菌体只含有DNA和蛋白质两种结构，但是不明确哪种物质才是其遗传物质，即不明确其侵染过程，B错误；若保温时间过长，则上清液的放射性来自子代噬菌体，若保温时间过短，则上清液的放射性来自亲代噬菌体，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。2.(2024·菏泽高三一模)如图为环状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′－磷酸基团末端，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√DNA甲需要特定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；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子链，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3′和5′端游离出来，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。3.(2023·海南，13)噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子，部分序列如图。 下列有关叙述正确的是A.D基因包含456个碱基，编码152个氨基酸B.E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列，其互补DNA序列是5′－GCGTAC－3′C.噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸D.E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，且重叠序列编码的氨基酸序列相同√根据图示信息，D基因编码152个氨基酸，但D基因上包含终止密码子对应序列，故应包含459个碱基，A错误；分析图示信息，E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列是5′－GTACGC－3′，根据DNA分子两条链反向平行，其互补DNA序列是5′－GCGTAC－3′，B正确；噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核苷酸，C错误；E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，但重叠序列编码的氨基酸序列不同，D错误。4.(2024·烟台高三三模)DNA转录时作为模板功能的链叫作反义链，另一条叫作有义链。如图是DNA分子中某些基因有义链和反义链示意图。下列说法错误的是A.不同基因可能同时复制，但不能同时转录B.根据启动子和终止子的相对位置可判断哪条链作为反义链C.DNA分子的一条链对不同基因来说，有的是有义链，有的是反义链D.基因的转录和翻译并不都是沿着模板的3′端到5′端进行的√不同的基因位置不同，可能同时复制，也可能同时转录，A错误；启动子的作用是RNA聚合酶识别和结合的位点，驱动基因转录，因此根据启动子和终止子的相对位置可以判断哪条链作为反义链，B正确；不同基因的有义链和反义链不同，因此DNA分子的一条链对不同基因来说，有的是有义链，有的是反义链，C正确；基因的转录是沿着模板的3′端到5′端进行的，翻译是沿着模板的5′端到3′端进行的，D正确。5.(2024·遵义高三三模)某种小鼠毛色受基因控制情况如图所示。真黑素和褐黑素比例不同会呈现不同毛色，且褐黑素有淡化毛色的作用。在Avy基因(与a是一对等位基因)“上游”有多个甲基化修饰位点。下列叙述正确的是A.Avy基因“上游”甲基化后，碱基序列未发生变化，因此不可遗传给后代B.Avy基因“上游”甲基化后，可能导致DNA聚合酶不能与启动子结合C.基因型为Avya的不同个体毛色不同，Avy甲基化程度越高，小鼠毛色越浅D.基因通过其表达产物来控制生物性状，基因与性状不是简单的线性关系√甲基化可遗传给后代，A错误；与启动子结合的是RNA聚合酶，B错误；Avy甲基化会抑制ASIP蛋白的合成，后者会抑制真黑素的合成，Avy甲基化程度越高，真黑素越容易合成，小鼠毛色越深，C错误。6.(2024·临沂高三二模)小麦根细胞中PHO2蛋白可调控细胞膜上磷转运蛋白的数量。当叶肉细胞磷含量变化时，叶肉细胞合成特定的miRNA并转运至根细胞，与控制PHO2合成的mRNA结合发挥调控作用以维持小麦的磷稳态，该机制如图所示。下列叙述错误的是A.细胞吸收的磷元素可参与构成核酸、ATP、磷脂等物质B.miRNA可通过抑制PHO2基因的翻译过程而发挥作用C.细胞内磷充足时促进miRNA合成，根细胞膜上磷转运蛋白数量减少D.该机制表明小麦通过负反馈调节机制维持细胞内磷稳态√叶肉细胞合成的miRNA转运至根细胞，与控制PHO2合成的mRNA结合，从而抑制PHO2基因的翻译过程，B正确；细胞内磷充足时会抑制miRNA合成，提高细胞内PHO2蛋白的含量，下调磷转运蛋白的数量，从而使根细胞膜上磷转运蛋白数量减少，C错误。四 专题强化练1234567891011121314答案对一对题号 1 2 3 4 5 6 7 8答案 A C B C C B C D题号 9 10 11 12答案 D B B C1234567891011121314对一对题号 13答案 (1)20 0或1或2 (2)相对性状 基因分离(或分离) (3)bbXrY、bb′XrY 雌猫体内含有两条X染色体，且表现为随机失活 (4)包裹X染色体并吸引失活因子聚集 Xist RNA题号 14答案 (1)RNA聚合酶 组蛋白去乙酰化酶 抑制 (2)碱基互补配对 转录后 (3)启动子 抑癌基因 基因突变(或碱基替换、增添或缺失) (4)不会 既能降低DNA接受甲基的能力，又可抑制DNA甲基化转移酶活性答案1.(2024·天津河西区高三三模)“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验示意图如图所示。已知在以下实验条件中，该噬菌体在大肠杆菌中每20分钟复制一代，不考虑大肠杆菌裂解，下列叙述正确的是A.提取A组试管Ⅲ沉淀中的子代噬菌体DNA，仅少量DNA含有32PB.B组试管Ⅲ上清液中的放射性强度与接种后的培养时间成正比C.离心前应充分搅拌使大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体D.该实验证明了DNA是主要遗传物质√1234567891011121314答案由于DNA为半保留复制，亲代DNA被标记，原料没有被标记，子代中只有部分噬菌体被标记，故A组试管Ⅲ中有少量子代噬菌体含32P，A正确；B组用35S标记的是噬菌体的蛋白质，经搅拌和离心后放射性主要出现在上清液中，但上清液中的放射性强度与接种后的培养时间无关，B错误；1234567891011121314答案离心前应充分搅拌使大肠杆菌与噬菌体分离，而不是使大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体，C错误；该实验证明了DNA是遗传物质，D错误。1234567891011121314答案2.(2024·沧州高三三模)根据S型肺炎链球菌荚膜多糖的差异，将其分为SⅠ、SⅡ、SⅢ等类型，不同类型的S型细菌发生基因突变后失去荚膜，成为相应类型的R型细菌(RⅠ、RⅡ、RⅢ)，R型细菌也可回复突变为相应类型的S型细菌(SⅠ、SⅡ、SⅢ)。S型细菌的荚膜能阻止外源DNA进入细胞，为探究S型细菌的形成机制，科研人员将加热致死的甲菌破碎后获得提取物，冷却后加入乙菌培养液中混合均匀，再接种到平板上，经培养后检测子代细菌的类型。下列相关叙述正确的是A.肺炎链球菌的拟核DNA有2个游离的磷酸基团B.若甲菌为RⅡ，乙菌为SⅢ，子代细菌可能为SⅢ和RⅡ，则能说明RⅡ是转化而来的C.若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅡ，子代细菌为SⅢ和RⅡ，则能说明SⅢ是转化而来的D.若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅢ，子代细菌为SⅢ和RⅢ，则能排除基因突变的可能√1234567891011121314答案肺炎链球菌的拟核DNA为环状DNA分子，有0个游离的磷酸基团，A错误；S型细菌的荚膜能阻止外源DNA进入细胞，RⅡ的DNA不能进入SⅢ中，不会导致SⅢ转化为RⅡ，B错误；若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅡ，RⅡ接受加热致死的SⅢ的DNA，经转化得到SⅢ，繁殖所得子代细菌为SⅢ和RⅡ，RⅡ经回复突变得到SⅡ，繁殖所得子代细菌只能是SⅡ和RⅡ，C正确；若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅢ，RⅢ经转化形成的S型细菌为SⅢ，RⅢ经回复突变形成的S型细菌也是SⅢ，繁殖后形成的子代细菌都为SⅢ和RⅢ，不能排除基因突变的可能，D错误。1234567891011121314答案3.(2024·十堰高三模拟)DNA复制时，一条新子链可以进行连续复制，而另一条链只能先合成新链片段即冈崎片段(如图所示)。DNA聚合酶不能直接起始DNA新链或冈崎片段的合成，需先借助引物酶以DNA为模板合成RNA引物，DNA聚合酶再在引物的末端上聚合脱氧核苷酸。当DNA整条单链合成完毕或冈崎片段相连后，DNA聚合酶再把RNA引物水解掉，换上相应的DNA片段。1234567891011121314答案下列说法错误的是A.引物酶属于RNA聚合酶B.DNA复制时，一条新子链按5′→3′方向进行，而另一条链复制方向相反，按3′→5′方向进行C.DNA聚合酶既能催化磷酸二酯键形成也能催化磷酸二酯键断裂D.对DNA进行标记时，标记物应在胸腺嘧啶上√1234567891011121314答案引物酶以DNA为模板合成RNA引物，引物酶属于RNA聚合酶，A正确；DNA聚合酶只能在子链的3′端延伸DNA，DNA复制时，两条新子链都按5′→3′方向进行，B错误；引物酶以DNA为模板合成RNA引物，DNA聚合酶再在引物的3′—OH上聚合脱氧核苷酸，当DNA整条单链合成完毕或冈崎片段相连后，DNA聚合酶再把RNA引物去掉，故DNA聚合酶既能催化磷酸二酯键形成也能催化磷酸二酯键断裂，C正确。1234567891011121314答案4.(2024·重庆八中高三检测)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1234567891011121314答案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，再进行离心，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DNAB.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.为了节省实验时间，DNA可不变性处理成单链直接离心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√1234567891011121314答案T4噬菌体寄生于大肠杆菌，合成DNA的原料全部来自大肠杆菌，因此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，A正确；如果抑制DNA连接酶的活性，DNA片段无法连接，故随着时间推移，短片段DNA 的数量一直较多，大部分放射性会出现在离心管顶部，B正确；DNA是双螺旋结构，不进行变性处理，则无论培养时间长短，离心分离后得到的DNA片段长度都是相同的，C错误；1234567891011121314答案DNA片段越短，与离心管顶部距离越近，由图可知，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。1234567891011121314答案5.(2024·许昌高三三模)当细菌在慢生长(慢复制)时，其环状DNA从起点开始进行正常的双向复制。当进入快生长(快复制)时，细菌内DNA复制到一半以上时，在模板DNA和新合成的一半DNA这两段DNA的中间同时开始复制，与此同时，已经复制了一半以上的DNA继续完成复制过程。下列叙述错误的是A.细菌环状DNA分子中不含游离的磷酸基团B.营养充足时，大肠杆菌可利用快生长模式快速增殖C.细菌快生长时其拟核DNA上最多有4处正在发生解螺旋D.细菌慢生长、快生长过程都会形成蛋白质—DNA复合体√1234567891011121314答案拟核DNA单一复制起点双向复制时，两处正在发生解螺旋，新一轮DNA复制与前一轮重叠，在前一轮形成的两个DNA分子的复制起点进行复制，再形成4个解螺旋的部位，因此细菌快生长时其拟核DNA上最多有6处正在发生解螺旋，C错误；DNA的复制需要酶的参与，所以细菌慢生长、快生长过程都会形成蛋白质—DNA复合体，D正确。1234567891011121314答案6.(2024·秦皇岛高三三模)M13噬菌体是一种寄生于大肠杆菌的丝状噬菌体，其DNA为含有6 407个核苷酸的单链环状DNA。M13噬菌体增殖的部分过程如图所示，其中SSB是单链DNA结合蛋白。下列相关叙述正确的是A.M13噬菌体的遗传物质复制过程中不需要先合成引物来引导子链延伸B.SSB的作用是防止解开的两条单链重新形成双链，利于DNA复制C.过程⑥得到的单链环状DNA是过程②～⑤中新合成的DNAD.过程②～⑥需要断裂2个磷酸二酯键，合成6 407个磷酸二酯键√1234567891011121314答案过程①需要先合成引物来引导子链延伸，过程③不需要，A错误；过程⑥得到的单链环状DNA是原来的，过程②～⑤中新合成的DNA单链存在于复制型双链DNA中，C错误；该DNA为含有6 407个核苷酸的单链环状DNA，由图可知，过程②～⑥需要断裂2个磷酸二酯键，一共合成6 409个磷酸二酯键，D错误。1234567891011121314答案7.(2024·泉州高三质检)真核生物染色体末端的端粒是由非转录的短的重复片段(5′－GGGTTA－3′)及一些结合蛋白组成的。端粒DNA序列随细胞分裂次数增加而缩短，当短到一定程度时，端粒内侧的正常基因会受到损伤。端粒酶对端粒DNA序列的修复机制如图，下列相关叙述错误的是1234567891011121314答案A.过程②属于逆转录B.过程③需要DNA聚合酶的催化C.端粒酶RNA中与DNA重复片段互补配对的序列是5′－CCCAAU－3′D.与胰岛B细胞相比，肿瘤细胞中端粒酶的活性高√由题图可知，过程②是以RNA为模板合成DNA，因此属于逆转录，A正确；过程③为DNA聚合反应，故需要DNA聚合酶的催化，B正确；端粒的重复片段为5′－GGGTTA－3′，因此端粒酶RNA中与DNA重复片段互补配对的序列是5′－UAACCC－3′(反向平行)，C错误；1234567891011121314答案端粒DNA序列随细胞分裂次数增加而缩短，当短到一定程度时，端粒内侧的正常基因会受到损伤，肿瘤细胞有无限增殖能力，因此可推测与胰岛B细胞相比，肿瘤细胞中端粒酶的活性高，D正确。1234567891011121314答案8.(2024·邢台高三二模)一个基因的转录产物在个体的不同组织细胞、发育阶段和生理状态下，通过不同的剪接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物，称为选择性剪接。如图为鼠降钙素基因在不同组织细胞中表达的过程。据图分析，下列叙述正确的是A.RNA聚合酶以基因一条链为模板转录合成多种前体RNAB.选择性剪接过程需要酶催化磷酸二酯键和氢键的断裂和形成C.鼠降钙素基因表达形成不同的蛋白质，是因为对翻译的调控不同D.不同组织细胞通过选择性剪接，可以满足机体对不同代谢活动的需要√1234567891011121314答案RNA聚合酶以基因一条链为模板转录合成一种前体RNA，A错误；通过不同的剪接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物，选择性剪接过程不需要氢键的断裂和形成，B错误；通过不同的剪接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物，即鼠降钙素基因表达形成不同的蛋白质，是选择性剪接的结果，是一种转录后调控机制不是对翻译调控不同引起的，C错误。1234567891011121314答案9.(2024·辽阳高三预测)科学家用同位素标记法研究了T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程。图甲表示T2噬菌体某些基因表达的部分过程，图乙为图甲中④部分的放大。下列叙述错误的是A.图甲所示的RNA聚合酶是在大肠杆菌体内合成的B.图乙各物质或结构中含有核糖的有tRNA、mRNA和核糖体C.图甲中形成①②时存在T－A配对，形成③④时存在A－U配对D.图乙中核糖体沿着mRNA移动的方向是由右向左√由图乙可知，核糖体沿着mRNA移动的方向是由左向右，D错误。1234567891011121314答案10.(2024·沈阳高三三模)单链RNA病毒有三种类型：正义RNA病毒可直接将RNA作为mRNA进行翻译，反义RNA病毒需先以自身RNA为模板合成出新的RNA再进行翻译，逆转录RNA病毒则需先逆转录出DNA再进行转录、翻译。下列叙述错误的是A.正义RNA病毒遗传信息流动过程中碱基配对方式为A―U、G―CB.反义RNA病毒遗传信息流动过程中需要逆转录酶C.逆转录RNA病毒的遗传信息可由RNA流向DNA再流向RNAD.上述三种病毒的遗传物质彻底水解产物均含有核糖√1234567891011121314答案反义RNA病毒需先以自身RNA为模板合成出新的RNA再进行翻译，该过程不存在RNA→DNA的逆转录过程，不需要逆转录酶，B错误。11.(2024·锦州高三模拟)大肠杆菌一般将葡萄糖作为碳元素的来源，但是当生活的环境中没有葡萄糖而有乳糖时，大肠杆菌会合成半乳糖苷酶(催化乳糖水解)，保障大肠杆菌的正常生存。相关机制如图所示。下列说法错误的是1234567891011121314答案A.若物质a中A占23%、U占25%，则对应的阻遏基因编码片段中A占24%B.RNA聚合酶通过与图中物质a结合后表达出的物质b的化学本质是蛋白质C.无乳糖时，物质b与半乳糖苷酶合成基因相关序列结合来影响其转录过程D.有乳糖时，半乳糖苷酶的基因由关闭状态变为工作状态，实现对乳糖的水解利用√物质a是mRNA，若物质a中A占23%、U占25%，则基因模板链中T占23%、A占25%，非模板链中A占23%、T占25%，故对应阻遏基因的编码片段中A占(25%＋23%)/2＝24%，A正确；物质a是mRNA，是翻译的模板，而RNA聚合酶是在转录过程中起作用，其结合位点是DNA区域，B错误；无乳糖时，相关物质有活性，物质b与半乳糖苷酶合成基因相关序列结合来影响其转录过程，C正确；1234567891011121314答案有乳糖时，基因的工作状态会发生改变，半乳糖苷酶的基因由关闭状态变为工作状态，实现对乳糖的水解利用，该过程能保障大肠杆菌的正常生存，D正确。1234567891011121314答案12.(2024·双鸭山高三模拟)原核生物DNA的转录经常会出现提早终止现象，产生不完整的mRNA，并翻译形成很多无效的蛋白质。不完整的mRNA可能导致参与翻译的核糖体不能正常脱离并重新投入使用，从而极大地1234567891011121314答案影响基因表达。针对这类问题，研究者设计了一套蛋白质翻译质量改善系统(ProQC)(如图所示)，通过开关序列与其互补序列的设计，使mRNA在完整时才能打开茎环结构并完成翻译。下列叙述正确的是A.原核生物的DNA转录时，需要RNA聚合酶识别起始密码子B.核糖体不能从不完整的mRNA上正常脱离，是因为该mRNA缺少终止子C.若与开关序列互补的序列出现突变，可能导致完整的mRNA不能正常翻译D.通过ProQC的优化，不完整的mRNA依然会翻译产生少量无效的蛋白质√1234567891011121314答案原核生物的DNA转录时，需要RNA聚合酶识别启动子，A错误；核糖体不能从不完整的mRNA上正常脱离，是因为该mRNA缺少终止密码子，B错误；若与开关序列互补的序列出现突变，可能导致开关序列不能正常发挥作用，从而导致完整的mRNA不能正常翻译，C正确；由图可知，通过ProQC的优化，不完整的mRNA不会翻译产生无效的蛋白质，D错误。1234567891011121314答案13.(2024·黑河高三预测)某种猫(2n＝38)的性别决定方式是XY型，基本花色只有黑色、红色、白色三种。其中黑色系是通过真黑素表现出来的，包括黑色、巧克力色、肉桂色等，分别由位于常染色体上的基因B、b、b′控制，且表达顺序为B>b>b′；当X染色体上存在R基因时，真黑素的合成会受到抑制，转而合成褐黑素表现为红色系；当体细胞中存在两条X染色体时，其中一条会随机失活，另一条X染色体上的基因表达。请回答下列问题：(1)若要对该种猫进行基因组测序，则需要测______条染色体。雄性猫的一个次级精母细胞中含有的X染色体数目可能为____________条。1234567891011121314答案200或1或2(2)在遗传学中，黑色系中的黑色、巧克力色、肉桂色被称为__________，控制它们的基因遵循_________________定律。(3)巧克力色雄猫的基因型为________________。雌猫可以同时拥有黑红两色的原因是___________________________________________。1234567891011121314答案相对性状bbXrY、bb′XrY基因分离(或分离)雌猫体内含有两条X染色体，且表现为随机失活(4)研究发现，X染色体失活的分子机制如图。当某条X染色体失活中心上的Xist基因转录出Xist RNA后，该分子能起到_________________________________的作用，使该X染色体失活。Tsix基因是Xist基因的反义基因(其模板链位于Xist基因的非模板链上)，该基因转录得到的Tsix RNA通过与转录出的__________结合，抑制Xist RNA包裹X染色体，就会阻止Xist RNA发挥作用，使表达该基因的X染色体保持活性。1234567891011121314答案包裹X染色体并吸引失活因子聚集Xist RNA14.(2024·连云港高三模拟)表观遗传通过调控基因表达进而影响性状。多种类型的肿瘤研究中发现表观遗传调控异常可导致肿瘤发生，如DNA甲基化异常、组蛋白修饰异常和非编码RNA(如miRNA)1234567891011121314答案调控异常等因素。据图分析回答下列问题：(1)组蛋白修饰乙酰化和去乙酰化是染色体结构调节的重要机制之一。组蛋白乙酰化通常使染色体结构松弛，有利于_____________识别并结合在启动子部位，进行转录；而当__________________的活性过高时，染色质处于紧密状态，从而______相关基因的表达。RNA聚合酶组蛋白去乙酰化酶抑制(2)miRNA通过____________方式与靶向mRNA的序列结合，在________(填“转录前”“转录后”或“翻译后”)抑制基因的表达，减少蛋白质的合成。1234567891011121314答案碱基互补配对(3)在研究肿瘤发生机制时发现，基因的________区域高甲基化可能导致_________的表达被抑制，或原癌基因和抑癌基因中发生多次_________________________________，都可引起肿瘤的发生。转录后启动子抑癌基因(或碱基替换、增添或缺失)基因突变(4)DNA甲基化通常发生在胞嘧啶的碳原子上，该过程_______(填“会”或“不会”)改变生物体的遗传信息。研究DNA甲基化转移酶抑制剂，促进有关基1234567891011121314答案因的表达，是癌症治疗药物开发的主要思路，生物药阿扎胞苷属于胞嘧啶类似物，可替代DNA复制过程中的胞嘧啶脱氧核苷酸，推测其可以治疗肿瘤的原因：___________________________________________________________。不会既能降低DNA接受甲基的能力，又可抑制DNA甲基化转移酶活性细胞内的信息传递 生物膜系统的结构与功能中心法则细胞间的信息传递 信息交流方式：物质传递、接触传递等，其中物质传递方式中的信息分子有激素、神经递质、细胞因子等，都是通过与靶细胞的特异性受体结合的方式，将信息传递给靶细胞生态系统的信息传递 ①生态系统的信息种类包括物理信息、化学信息和行为信息； ②信息传递在生态系统中的作用：维持生命活动的正常进行；调节生物种群的繁衍；调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定小结 任何一个生命系统都是物质、能量和信息的统一体，它们相互依存、相互制约。信息以物质和能量为媒介，穿越时间和空间进行传递；物质和能量的变化离不开信息驱动例题感悟1．(2024·南京高三二模)下列关于生命系统中的信息传递的叙述，正确的是( )A．真核细胞内，染色体组蛋白的合成过程中存在信息传递B．环境中食物及营养状况会引起生物行为发生变化属于行为信息C．信息传递过程中，信息源和信息受体的角色一般不可以相互转换D．高等生物除细胞间形成通道外都需要细胞膜上受体实现信息传递2．研究发现，COP膜泡运输是内质网和高尔基体之间物质转运机制之一。内质网驻留蛋白是指经核糖体合成、内质网折叠和组装后，留在内质网中的蛋白质。内质网驻留蛋白的羧基端有一段特殊的信号肽，若内质网驻留蛋白被意外包装进入COPⅡ转运膜泡，会从内质网逃逸到高尔基体，此时高尔基体顺面膜囊区的信号肽受体就会识别信号肽并与之结合，将整个蛋白质通过COPⅠ转运膜泡送回内质网。下列叙述错误的是( )A．内质网和高尔基体在结构上通过COP转运膜泡建立联系B．如果内质网驻留蛋白上缺乏信号肽，该蛋白质可能被分泌到细胞外C．信号肽与信号肽受体识别与结合的过程说明细胞间存在信息交流D．内质网驻留蛋白的合成和转运不需要高尔基体的加工3．(2024·商丘高三三模)糖皮质激素受体(GR)存在于T细胞中，糖皮质激素(脂溶性)进入细胞内与糖皮质激素受体结合形成激素受体复合物(GRa)，然后进入细胞核与糖皮质激素应答元件(GREs)结合，会导致基因Q的转录活性增强，表达的蛋白质可诱导细胞凋亡。下列叙述错误的是( )A．糖皮质激素以自由扩散的方式进入细胞后与GR结合B．GREs表达的蛋白质使基因Q的表达能力增强C．糖皮质激素不直接参与T细胞的凋亡，而是通过调节基因的表达发挥作用D．真核生物的核基因、原核生物的基因转录和翻译过程的场所不完全相同4．研究发现，当细胞中缺乏氨基酸时，负载tRNA(携带氨基酸的tRNA)会转化为空载tRNA(未携带氨基酸的tRNA)参与基因表达的调控。如图是缺乏氨基酸时，tRNA调控基因表达的相关过程。下列相关叙述正确的是( )A．过程①仅可以产生tRNA、mRNA两种RNAB．终止密码子与a距离最近，a结合过的tRNA最少C．细胞缺乏氨基酸时，空载tRNA既抑制转录也抑制翻译D．细胞缺乏氨基酸时，该调控机制不利于氨基酸的调配利用5．(2024·天津南开区高三预测)2020年，一场罕见的蝗灾席卷东非和亚欧大陆，毁坏大量草场、农田，对粮食安全造成巨大威胁。某地科学工作者进行了相关研究，发现草场蝗虫密度对牧草产量的影响结果如图所示(其中牧草产量＝牧草补偿量－蝗虫取食量)。请回答下列问题：(1)该实验的目的是研究__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)由图可知，当蝗虫密度小于5只·m－2时，牧草产量仍可能增加，原因是____________________________，表明蝗虫种群密度足够大时才会导致危害，其原因是生态系统具有__________________________________。(3)从生态系统能量流动的角度分析，有关国家和机构合作进行灭蝗减灾的意义：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，从而缓解可能出现的粮食短缺危机。(4)造成此次灾害的蝗虫有散居型和群居型两种类型。群居型蝗虫在受到鸟类攻击时会释放有毒的氢氰酸，使其被鸟类捕食的概率降低，这一过程说明信息传递在调节________________中起着重要作用。粉红椋鸟号称“蝗虫收割机”，主要捕食__________型蝗虫。(5)某动物研究所研究表明，散居型蝗虫密度增大时，体内会大量释放“集群信息素”，在蝗虫的触角上存在感知该种信息素的嗅觉受体，从而使蝗虫由散居转化为群居，这项研究使绿色可持续防控成为可能。据此研究，下列有关蝗灾防治的设想可行的是__________(填序号)。①可人工合成“集群信息素”，从而在田间长期监测蝗虫的种群动态②可根据“集群信息素”的结构设计拮抗剂，从而阻止蝗虫的聚集③可利用基因编辑技术敲除蝗虫的嗅觉受体基因，从而使蝗虫无法集群④可使用较高浓度的“集群信息素”代替农药来杀死蝗虫，减少环境污染答案精析例题感悟1．A [真核细胞内，染色体组蛋白的合成过程中涉及转录和翻译过程，存在信息传递，A正确；动物的特殊行为(主要指各种动作)能够向同种或异种生物传递某种信息属于行为信息，环境中食物及营养状况会引起生物行为发生变化不属于行为信息，B错误；信息传递通常是双向的，信息传递过程中，信息源和信息受体的角色可以相互转换，C错误；高等生物细胞间的信息交流有借助细胞膜上受体的，有通过通道的，还有通过细胞内受体的，D错误。]2．C [由题可知，COP膜泡运输是内质网和高尔基体之间物质转运机制之一，内质网和高尔基体在结构上通过COP转运膜泡建立联系，A正确；如果内质网驻留蛋白意外从内质网逃逸到高尔基体且缺乏信号肽，高尔基体顺面膜囊区的信号肽受体就不能识别该蛋白质，不会将该蛋白质送回内质网，该蛋白质可能被分泌到细胞外，B正确；信号肽与信号肽受体识别与结合的过程发生在细胞内，不能说明细胞间存在信息交流，C错误；内质网驻留蛋白是指经核糖体合成、内质网折叠和组装后，留在内质网中的蛋白质，不需要高尔基体加工，D正确。]3．B [糖皮质激素为脂溶性物质，因此以自由扩散的方式进入细胞，由图可知，糖皮质激素进入细胞后与GR结合，A正确；应答元件是能被转录因子识别和结合，从而调控基因专一性表达的DNA序列，GREs不表达蛋白质，B错误；糖皮质激素作为信息分子，不直接参与T细胞的凋亡，可通过增强基因Q的表达诱导细胞凋亡，C正确；真核生物核基因的转录和翻译过程分别发生在细胞核和核糖体，原核生物的转录和翻译过程分别发生在拟核和核糖体，D正确。]4．C [过程①为转录过程，该过程可以产生tRNA、rRNA、mRNA三种RNA，A错误；根据肽链的长度可知，翻译的方向是从右向左，因此终止密码子与a距离最近，a核糖体翻译出的肽链最长，a结合过的tRNA最多，B错误；细胞缺乏氨基酸时，该调控机制有利于氨基酸的调配利用，D错误。]5．(1)不同种类蝗虫的种群密度对牧草产量的影响 (2)牧草补偿量大于蝗虫取食量 一定的自我调节能力(抵抗力稳定性) (3)合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量更多地流向对人类最有益的部分 (4)生物的种间关系 散居 (5)①②解析 (5)根据题干信息可知，“集群信息素”可以使得密度增大的蝗虫种群由散居转化为群居，因此可人工合成“集群信息素”，从而在田间长期监测蝗虫的种群动态，也可以根据“集群信息素”的结构设计拮抗剂，阻止分散的蝗虫聚集在一起，①②正确；利用基因编辑技术敲除蝗虫的嗅觉受体基因，导致蝗虫不能产生相应的嗅觉受体来感受集群信息素，进而能阻止蝗虫聚集，但是通过该技术防治蝗灾是不现实的，③错误；“集群信息素”不能杀死蝗虫，④错误。(共16张PPT)生命的信息观模块整合 3 细胞内的信息传递 生物膜系统的结构与功能 中心法则 细胞间的 信息传递 信息交流方式：物质传递、接触传递等，其中物质传递方式中的信息分子有激素、神经递质、细胞因子等，都是通过与靶细胞的特异性受体结合的方式，将信息传递给靶细胞生态系统的信息传递 ①生态系统的信息种类包括物理信息、化学信息和行为信息；②信息传递在生态系统中的作用：维持生命活动的正常进行；调节生物种群的繁衍；调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定小结 任何一个生命系统都是物质、能量和信息的统一体，它们相互依存、相互制约。信息以物质和能量为媒介，穿越时间和空间进行传递；物质和能量的变化离不开信息驱动例题感悟1.(2024·南京高三二模)下列关于生命系统中的信息传递的叙述，正确的是A.真核细胞内，染色体组蛋白的合成过程中存在信息传递B.环境中食物及营养状况会引起生物行为发生变化属于行为信息C.信息传递过程中，信息源和信息受体的角色一般不可以相互转换D.高等生物除细胞间形成通道外都需要细胞膜上受体实现信息传递√真核细胞内，染色体组蛋白的合成过程中涉及转录和翻译过程，存在信息传递，A正确；动物的特殊行为(主要指各种动作)能够向同种或异种生物传递某种信息属于行为信息，环境中食物及营养状况会引起生物行为发生变化不属于行为信息，B错误；信息传递通常是双向的，信息传递过程中，信息源和信息受体的角色可以相互转换，C错误；高等生物细胞间的信息交流有借助细胞膜上受体的，有通过通道的，还有通过细胞内受体的，D错误。2.研究发现，COP膜泡运输是内质网和高尔基体之间物质转运机制之一。内质网驻留蛋白是指经核糖体合成、内质网折叠和组装后，留在内质网中的蛋白质。内质网驻留蛋白的羧基端有一段特殊的信号肽，若内质网驻留蛋白被意外包装进入COPⅡ转运膜泡，会从内质网逃逸到高尔基体，此时高尔基体顺面膜囊区的信号肽受体就会识别信号肽并与之结合，将整个蛋白质通过COPⅠ转运膜泡送回内质网。下列叙述错误的是A.内质网和高尔基体在结构上通过COP转运膜泡建立联系B.如果内质网驻留蛋白上缺乏信号肽，该蛋白质可能被分泌到细胞外C.信号肽与信号肽受体识别与结合的过程说明细胞间存在信息交流D.内质网驻留蛋白的合成和转运不需要高尔基体的加工√由题可知，COP膜泡运输是内质网和高尔基体之间物质转运机制之一，内质网和高尔基体在结构上通过COP转运膜泡建立联系，A正确；如果内质网驻留蛋白意外从内质网逃逸到高尔基体且缺乏信号肽，高尔基体顺面膜囊区的信号肽受体就不能识别该蛋白质，不会将该蛋白质送回内质网，该蛋白质可能被分泌到细胞外，B正确；信号肽与信号肽受体识别与结合的过程发生在细胞内，不能说明细胞间存在信息交流，C错误；内质网驻留蛋白是指经核糖体合成、内质网折叠和组装后，留在内质网中的蛋白质，不需要高尔基体加工，D正确。3.(2024·商丘高三三模)糖皮质激素受体(GR)存在于T细胞中，糖皮质激素(脂溶性)进入细胞内与糖皮质激素受体结合形成激素受体复合物(GRa)，然后进入细胞核与糖皮质激素应答元件(GREs)结合，会导致基因Q的转录活性增强，表达的蛋白质可诱导细胞凋亡。下列叙述错误的是A.糖皮质激素以自由扩散的方式进入细胞后与GR结合B.GREs表达的蛋白质使基因Q的表达能力增强C.糖皮质激素不直接参与T细胞的凋亡，而是通过调节基因的表达发挥作用D.真核生物的核基因、原核生物的基因转录和翻译过程的场所不完全相同√糖皮质激素为脂溶性物质，因此以自由扩散的方式进入细胞，由图可知，糖皮质激素进入细胞后与GR结合，A正确；应答元件是能被转录因子识别和结合，从而调控基因专一性表达的DNA序列，GREs不表达蛋白质，B错误；糖皮质激素作为信息分子，不直接参与T细胞的凋亡，可通过增强基因Q的表达诱导细胞凋亡，C正确；真核生物核基因的转录和翻译过程分别发生在细胞核和核糖体，原核生物的转录和翻译过程分别发生在拟核和核糖体，D正确。4.研究发现，当细胞中缺乏氨基酸时，负载tRNA(携带氨基酸的tRNA)会转化为空载tRNA(未携带氨基酸的tRNA)参与基因表达的调控。如图是缺乏氨基酸时，tRNA调控基因表达的相关过程。下列相关叙述正确的是A.过程①仅可以产生tRNA、mRNA两种RNAB.终止密码子与a距离最近，a结合过的tRNA最少C.细胞缺乏氨基酸时，空载tRNA既抑制转录也抑制翻译D.细胞缺乏氨基酸时，该调控机制不利于氨基酸的调配利用√过程①为转录过程，该过程可以产生tRNA、rRNA、mRNA三种RNA，A错误；根据肽链的长度可知，翻译的方向是从右向左，因此终止密码子与a距离最近，a核糖体翻译出的肽链最长，a结合过的tRNA最多，B错误；细胞缺乏氨基酸时，该调控机制有利于氨基酸的调配利用，D错误。5.(2024·天津南开区高三预测)2020年，一场罕见的蝗灾席卷东非和亚欧大陆，毁坏大量草场、农田，对粮食安全造成巨大威胁。某地科学工作者进行了相关研究，发现草场蝗虫密度对牧草产量的影响结果如图所示(其中牧草产量＝牧草补偿量－蝗虫取食量)。请回答下列问题：(1)该实验的目的是研究__________________________________________。不同种类蝗虫的种群密度对牧草产量的影响(2)由图可知，当蝗虫密度小于5只·m－2时，牧草产量仍可能增加，原因是_________________________，表明蝗虫种群密度足够大时才会导致危害，其原因是生态系统具有__________________________________。(3)从生态系统能量流动的角度分析，有关国家和机构合作进行灭蝗减灾的意义：________________________________________________________________________，从而缓解可能出现的粮食短缺危机。牧草补偿量大于蝗虫取食量一定的自我调节能力(抵抗力稳定性)合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量更多地流向对人类最有益的部分(4)造成此次灾害的蝗虫有散居型和群居型两种类型。群居型蝗虫在受到鸟类攻击时会释放有毒的氢氰酸，使其被鸟类捕食的概率降低，这一过程说明信息传递在调节________________中起着重要作用。粉红椋鸟号称“蝗虫收割机”，主要捕食_______型蝗虫。生物的种间关系散居(5)某动物研究所研究表明，散居型蝗虫密度增大时，体内会大量释放“集群信息素”，在蝗虫的触角上存在感知该种信息素的嗅觉受体，从而使蝗虫由散居转化为群居，这项研究使绿色可持续防控成为可能。据此研究，下列有关蝗灾防治的设想可行的是________(填序号)。①可人工合成“集群信息素”，从而在田间长期监测蝗虫的种群动态②可根据“集群信息素”的结构设计拮抗剂，从而阻止蝗虫的聚集③可利用基因编辑技术敲除蝗虫的嗅觉受体基因，从而使蝗虫无法集群④可使用较高浓度的“集群信息素”代替农药来杀死蝗虫，减少环境污染①②根据题干信息可知，“集群信息素”可以使得密度增大的蝗虫种群由散居转化为群居，因此可人工合成“集群信息素”，从而在田间长期监测蝗虫的种群动态，也可以根据“集群信息素”的结构设计拮抗剂，阻止分散的蝗虫聚集在一起，①②正确；利用基因编辑技术敲除蝗虫的嗅觉受体基因，导致蝗虫不能产生相应的嗅觉受体来感受集群信息素，进而能阻止蝗虫聚集，但是通过该技术防治蝗灾是不现实的，③错误；“集群信息素”不能杀死蝗虫，④错误。专题五 基因的本质与表达1～12题每题5分，共60分1．(2024·天津河西区高三三模)“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验示意图如图所示。已知在以下实验条件中，该噬菌体在大肠杆菌中每20分钟复制一代，不考虑大肠杆菌裂解，下列叙述正确的是( )A．提取A组试管Ⅲ沉淀中的子代噬菌体DNA，仅少量DNA含有32PB．B组试管Ⅲ上清液中的放射性强度与接种后的培养时间成正比C．离心前应充分搅拌使大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体D．该实验证明了DNA是主要遗传物质2．(2024·沧州高三三模)根据S型肺炎链球菌荚膜多糖的差异，将其分为SⅠ、SⅡ、SⅢ等类型，不同类型的S型细菌发生基因突变后失去荚膜，成为相应类型的R型细菌(RⅠ、RⅡ、RⅢ)，R型细菌也可回复突变为相应类型的S型细菌(SⅠ、SⅡ、SⅢ)。S型细菌的荚膜能阻止外源DNA进入细胞，为探究S型细菌的形成机制，科研人员将加热致死的甲菌破碎后获得提取物，冷却后加入乙菌培养液中混合均匀，再接种到平板上，经培养后检测子代细菌的类型。下列相关叙述正确的是( )A．肺炎链球菌的拟核DNA有2个游离的磷酸基团B．若甲菌为RⅡ，乙菌为SⅢ，子代细菌可能为SⅢ和RⅡ，则能说明RⅡ是转化而来的C．若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅡ，子代细菌为SⅢ和RⅡ，则能说明SⅢ是转化而来的D．若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅢ，子代细菌为SⅢ和RⅢ，则能排除基因突变的可能3．(2024·十堰高三模拟)DNA复制时，一条新子链可以进行连续复制，而另一条链只能先合成新链片段即冈崎片段(如图所示)。DNA聚合酶不能直接起始DNA新链或冈崎片段的合成，需先借助引物酶以DNA为模板合成RNA引物，DNA聚合酶再在引物的末端上聚合脱氧核苷酸。当DNA整条单链合成完毕或冈崎片段相连后，DNA聚合酶再把RNA引物水解掉，换上相应的DNA片段。下列说法错误的是( )A．引物酶属于RNA聚合酶B．DNA复制时，一条新子链按5′→3′方向进行，而另一条链复制方向相反，按3′→5′方向进行C．DNA聚合酶既能催化磷酸二酯键形成也能催化磷酸二酯键断裂D．对DNA进行标记时，标记物应在胸腺嘧啶上4．(2024·重庆八中高三检测)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，再进行离心，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DNAB．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．为了节省实验时间，DNA可不变性处理成单链直接离心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5．(2024·许昌高三三模)当细菌在慢生长(慢复制)时，其环状DNA从起点开始进行正常的双向复制。当进入快生长(快复制)时，细菌内DNA复制到一半以上时，在模板DNA和新合成的一半DNA这两段DNA的中间同时开始复制，与此同时，已经复制了一半以上的DNA继续完成复制过程。下列叙述错误的是( )A．细菌环状DNA分子中不含游离的磷酸基团B．营养充足时，大肠杆菌可利用快生长模式快速增殖C．细菌快生长时其拟核DNA上最多有4处正在发生解螺旋D．细菌慢生长、快生长过程都会形成蛋白质—DNA复合体6．(2024·秦皇岛高三三模)M13噬菌体是一种寄生于大肠杆菌的丝状噬菌体，其DNA为含有6 407个核苷酸的单链环状DNA。M13噬菌体增殖的部分过程如图所示，其中SSB是单链DNA结合蛋白。下列相关叙述正确的是( )A．M13噬菌体的遗传物质复制过程中不需要先合成引物来引导子链延伸B．SSB的作用是防止解开的两条单链重新形成双链，利于DNA复制C．过程⑥得到的单链环状DNA是过程②～⑤中新合成的DNAD．过程②～⑥需要断裂2个磷酸二酯键，合成6 407个磷酸二酯键7．(2024·泉州高三质检)真核生物染色体末端的端粒是由非转录的短的重复片段(5′－GGGTTA－3′)及一些结合蛋白组成的。端粒DNA序列随细胞分裂次数增加而缩短，当短到一定程度时，端粒内侧的正常基因会受到损伤。端粒酶对端粒DNA序列的修复机制如图，下列相关叙述错误的是( )A．过程②属于逆转录B．过程③需要DNA聚合酶的催化C．端粒酶RNA中与DNA重复片段互补配对的序列是5′－CCCAAU－3′D．与胰岛B细胞相比，肿瘤细胞中端粒酶的活性高8．(2024·邢台高三二模)一个基因的转录产物在个体的不同组织细胞、发育阶段和生理状态下，通过不同的剪接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物，称为选择性剪接。如图为鼠降钙素基因在不同组织细胞中表达的过程。据图分析，下列叙述正确的是( )A．RNA聚合酶以基因一条链为模板转录合成多种前体RNAB．选择性剪接过程需要酶催化磷酸二酯键和氢键的断裂和形成C．鼠降钙素基因表达形成不同的蛋白质，是因为对翻译的调控不同D．不同组织细胞通过选择性剪接，可以满足机体对不同代谢活动的需要9．(2024·辽阳高三预测)科学家用同位素标记法研究了T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程。图甲表示T2噬菌体某些基因表达的部分过程，图乙为图甲中④部分的放大。下列叙述错误的是( )A．图甲所示的RNA聚合酶是在大肠杆菌体内合成的B．图乙各物质或结构中含有核糖的有tRNA、mRNA和核糖体C．图甲中形成①②时存在T－A配对，形成③④时存在A－U配对D．图乙中核糖体沿着mRNA移动的方向是由右向左10．(2024·沈阳高三三模)单链RNA病毒有三种类型：正义RNA病毒可直接将RNA作为mRNA进行翻译，反义RNA病毒需先以自身RNA为模板合成出新的RNA再进行翻译，逆转录RNA病毒则需先逆转录出DNA再进行转录、翻译。下列叙述错误的是( )A．正义RNA病毒遗传信息流动过程中碱基配对方式为A―U、G―CB．反义RNA病毒遗传信息流动过程中需要逆转录酶C．逆转录RNA病毒的遗传信息可由RNA流向DNA再流向RNAD．上述三种病毒的遗传物质彻底水解产物均含有核糖11．(2024·锦州高三模拟)大肠杆菌一般将葡萄糖作为碳元素的来源，但是当生活的环境中没有葡萄糖而有乳糖时，大肠杆菌会合成半乳糖苷酶(催化乳糖水解)，保障大肠杆菌的正常生存。相关机制如图所示。下列说法错误的是( )A．若物质a中A占23%、U占25%，则对应的阻遏基因编码片段中A占24%B．RNA聚合酶通过与图中物质a结合后表达出的物质b的化学本质是蛋白质C．无乳糖时，物质b与半乳糖苷酶合成基因相关序列结合来影响其转录过程D．有乳糖时，半乳糖苷酶的基因由关闭状态变为工作状态，实现对乳糖的水解利用12．(2024·双鸭山高三模拟)原核生物DNA的转录经常会出现提早终止现象，产生不完整的mRNA，并翻译形成很多无效的蛋白质。不完整的mRNA可能导致参与翻译的核糖体不能正常脱离并重新投入使用，从而极大地影响基因表达。针对这类问题，研究者设计了一套蛋白质翻译质量改善系统(ProQC)(如图所示)，通过开关序列与其互补序列的设计，使mRNA在完整时才能打开茎环结构并完成翻译。下列叙述正确的是( )A．原核生物的DNA转录时，需要RNA聚合酶识别起始密码子B．核糖体不能从不完整的mRNA上正常脱离，是因为该mRNA缺少终止子C．若与开关序列互补的序列出现突变，可能导致完整的mRNA不能正常翻译D．通过ProQC的优化，不完整的mRNA依然会翻译产生少量无效的蛋白质13．(18分)(2024·黑河高三预测)某种猫(2n＝38)的性别决定方式是XY型，基本花色只有黑色、红色、白色三种。其中黑色系是通过真黑素表现出来的，包括黑色、巧克力色、肉桂色等，分别由位于常染色体上的基因B、b、b′控制，且表达顺序为B>b>b′；当X染色体上存在R基因时，真黑素的合成会受到抑制，转而合成褐黑素表现为红色系；当体细胞中存在两条X染色体时，其中一条会随机失活，另一条X染色体上的基因表达。请回答下列问题：(1)若要对该种猫进行基因组测序，则需要测______条染色体。雄性猫的一个次级精母细胞中含有的X染色体数目可能为____________条。(2)在遗传学中，黑色系中的黑色、巧克力色、肉桂色被称为__________，控制它们的基因遵循____________定律。(3)巧克力色雄猫的基因型为________________。雌猫可以同时拥有黑红两色的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)研究发现，X染色体失活的分子机制如图。当某条X染色体失活中心上的Xist基因转录出Xist RNA后，该分子能起到____________________________________的作用，使该X染色体失活。Tsix基因是Xist基因的反义基因(其模板链位于Xist基因的非模板链上)，该基因转录得到的Tsix RNA通过与转录出的________结合，抑制Xist RNA包裹X染色体，就会阻止Xist RNA发挥作用，使表达该基因的X染色体保持活性。14．(22分)(2024·连云港高三模拟)表观遗传通过调控基因表达进而影响性状。多种类型的肿瘤研究中发现表观遗传调控异常可导致肿瘤发生， 如DNA甲基化异常、组蛋白修饰异常和非编码RNA(如miRNA)调控异常等因素。据图分析回答下列问题：(1)组蛋白修饰乙酰化和去乙酰化是染色体结构调节的重要机制之一。组蛋白乙酰化通常使染色体结构松弛，有利于________________识别并结合在启动子部位，进行转录；而当________________的活性过高时，染色质处于紧密状态，从而______相关基因的表达。(2)miRNA通过____________方式与靶向mRNA的序列结合，在________(填“转录前”“转录后”或“翻译后”)抑制基因的表达，减少蛋白质的合成。(3)在研究肿瘤发生机制时发现，基因的________区域高甲基化可能导致__________的表达被抑制，或原癌基因和抑癌基因中发生多次______________________，都可引起肿瘤的发生。(4)DNA甲基化通常发生在胞嘧啶的碳原子上，该过程________(填“会”或“不会”)改变生物体的遗传信息。研究DNA甲基化转移酶抑制剂，促进有关基因的表达，是癌症治疗药物开发的主要思路，生物药阿扎胞苷属于胞嘧啶类似物，可替代DNA复制过程中的胞嘧啶脱氧核苷酸，推测其可以治疗肿瘤的原因：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案精析1．A [由于DNA为半保留复制，亲代DNA被标记，原料没有被标记，子代中只有部分噬菌体被标记，故A组试管Ⅲ中有少量子代噬菌体含32P，A正确；B组用35S标记的是噬菌体的蛋白质，经搅拌和离心后放射性主要出现在上清液中，但上清液中的放射性强度与接种后的培养时间无关，B错误；离心前应充分搅拌使大肠杆菌与噬菌体分离，而不是使大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体，C错误；该实验证明了DNA是遗传物质，D错误。]2．C [肺炎链球菌的拟核DNA为环状DNA分子，有0个游离的磷酸基团，A错误；S型细菌的荚膜能阻止外源DNA进入细胞，RⅡ的DNA不能进入SⅢ中，不会导致SⅢ转化为RⅡ，B错误；若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅡ，RⅡ接受加热致死的SⅢ的DNA，经转化得到SⅢ，繁殖所得子代细菌为SⅢ和RⅡ，RⅡ经回复突变得到SⅡ，繁殖所得子代细菌只能是SⅡ和RⅡ，C正确；若甲菌为SⅢ，乙菌为RⅢ，RⅢ经转化形成的S型细菌为SⅢ，RⅢ经回复突变形成的S型细菌也是SⅢ，繁殖后形成的子代细菌都为SⅢ和RⅢ，不能排除基因突变的可能，D错误。]3．B [引物酶以DNA为模板合成RNA引物，引物酶属于RNA聚合酶，A正确；DNA聚合酶只能在子链的3′端延伸DNA，DNA复制时，两条新子链都按5′→3′方向进行，B错误；引物酶以DNA为模板合成RNA引物，DNA聚合酶再在引物的3′—OH上聚合脱氧核苷酸，当DNA整条单链合成完毕或冈崎片段相连后，DNA聚合酶再把RNA引物去掉，故DNA聚合酶既能催化磷酸二酯键形成也能催化磷酸二酯键断裂，C正确。]4．C [T4噬菌体寄生于大肠杆菌，合成DNA的原料全部来自大肠杆菌，因此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，A正确；如果抑制DNA连接酶的活性，DNA片段无法连接，故随着时间推移，短片段DNA 的数量一直较多，大部分放射性会出现在离心管顶部，B正确；DNA是双螺旋结构，不进行变性处理，则无论培养时间长短，离心分离后得到的DNA片段长度都是相同的，C错误；DNA片段越短，与离心管顶部距离越近，由图可知，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。]5．C [拟核DNA单一复制起点双向复制时，两处正在发生解螺旋，新一轮DNA复制与前一轮重叠，在前一轮形成的两个DNA分子的复制起点进行复制，再形成4个解螺旋的部位，因此细菌快生长时其拟核DNA上最多有6处正在发生解螺旋，C错误；DNA的复制需要酶的参与，所以细菌慢生长、快生长过程都会形成蛋白质—DNA复合体，D正确。]6．B [过程①需要先合成引物来引导子链延伸，过程③不需要，A错误；过程⑥得到的单链环状DNA是原来的，过程②～⑤中新合成的DNA单链存在于复制型双链DNA中，C错误；该DNA为含有6 407个核苷酸的单链环状DNA，由图可知，过程②～⑥需要断裂2个磷酸二酯键，一共合成6 409个磷酸二酯键，D错误。]7．C [由题图可知，过程②是以RNA为模板合成DNA，因此属于逆转录，A正确；过程③为DNA聚合反应，故需要DNA聚合酶的催化，B正确；端粒的重复片段为5′－GGGTTA－3′，因此端粒酶RNA中与DNA重复片段互补配对的序列是5′－UAACCC－3′(反向平行)，C错误；端粒DNA序列随细胞分裂次数增加而缩短，当短到一定程度时，端粒内侧的正常基因会受到损伤，肿瘤细胞有无限增殖能力，因此可推测与胰岛B细胞相比，肿瘤细胞中端粒酶的活性高，D正确。]8．D [RNA聚合酶以基因一条链为模板转录合成一种前体RNA，A错误；通过不同的剪接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物，选择性剪接过程不需要氢键的断裂和形成，B错误；通过不同的剪接方式可以得到不同的mRNA和翻译产物，即鼠降钙素基因表达形成不同的蛋白质，是选择性剪接的结果，是一种转录后调控机制不是对翻译调控不同引起的，C错误。]9．D [由图乙可知，核糖体沿着mRNA移动的方向是由左向右，D错误。]10．B [反义RNA病毒需先以自身RNA为模板合成出新的RNA再进行翻译，该过程不存在RNA→DNA的逆转录过程，不需要逆转录酶，B错误。]11．B [物质a是mRNA，若物质a中A占23%、U占25%，则基因模板链中T占23%、A占25%，非模板链中A占23%、T占25%，故对应阻遏基因的编码片段中A占(25%＋23%)/2＝24%，A正确；物质a是mRNA，是翻译的模板，而RNA聚合酶是在转录过程中起作用，其结合位点是DNA区域，B错误；无乳糖时，相关物质有活性，物质b与半乳糖苷酶合成基因相关序列结合来影响其转录过程，C正确；有乳糖时，基因的工作状态会发生改变，半乳糖苷酶的基因由关闭状态变为工作状态，实现对乳糖的水解利用，该过程能保障大肠杆菌的正常生存，D正确。]12．C [原核生物的DNA转录时，需要RNA聚合酶识别启动子，A错误；核糖体不能从不完整的mRNA上正常脱离，是因为该mRNA缺少终止密码子，B错误；若与开关序列互补的序列出现突变，可能导致开关序列不能正常发挥作用，从而导致完整的mRNA不能正常翻译，C正确；由图可知，通过ProQC的优化，不完整的mRNA不会翻译产生无效的蛋白质，D错误。]13．(1)20 0或1或2 (2)相对性状 基因分离(或分离) (3)bbXrY、bb′XrY 雌猫体内含有两条X染色体，且表现为随机失活 (4)包裹X染色体并吸引失活因子聚集 Xist RNA14．(1)RNA聚合酶 组蛋白去乙酰化酶 抑制 (2)碱基互补配对 转录后 (3)启动子 抑癌基因 基因突变(或碱基替换、增添或缺失) (4)不会 既能降低DNA接受甲基的能力，又可抑制DNA甲基化转移酶活性 展开更多...... 收起↑ 资源列表 专题五 基因的本质与表达 练习（含解析）.docx 第一部分 专题五 保分点专攻 基因的本质与表达 学案（含答案）.docx 第一部分 专题五 保分点专攻 基因的本质与表达.pptx 第一部分 专题五 模块整合3 生命的信息观 学案（含答案）.docx 第一部分 专题五 模块整合3 生命的信息观.pptx
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