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专题7　遗传的分子基础
辨　易　错
1．将加热致死的S型菌与R型活菌混合后注射给小鼠，从死亡小鼠体内只能分离出S型菌。（）
2．在噬菌体侵染细菌实验过程中，通过搅拌、离心使噬菌体的蛋白质和DNA分开。（）
3．用35S和32P同时标记的噬菌体侵染大肠杆菌，可使实验更具说服力。（）
4．同一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基通过氢键相连。（）
5．腺嘌呤和胸腺嘧啶含量高的DNA分子，结构更稳定。（）
6．解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、限制酶都能作用于DNA分子，它们的作用部位都是相同的。（）
7．真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期。（）
8．在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在两条DNA母链之间。（）
9．一个DNA转录只能转录出1条、1种mRNA。（）
10．DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别位于DNA和RNA上。（）
11．密码子的简并性有利于提高转录的速率。（）
12．合成肽链一定以RNA为模板，但不一定发生在核糖体上。（）
13．核苷酸序列不同的基因表达出的蛋白质一定不同。（）
14．基因与性状之间并不是简单的线性关系，性状也并非完全取决于基因。（）
15．启动子被甲基化后可能影响RNA聚合酶与其结合。（）
16．表观遗传现象是因为在减数分裂产生配子的过程中遗传信息发生改变。（）
破　重　难
突破1　基因的本质、基因与性状的关系
1．DNA分子结构解读
2．基因与性状之间存在着复杂性，是个错综复杂的调控网络
(1)基因控制生物体性状的2条途径
①间接途径：通过控制酶的合成控制代谢，进而控制性状。
②直接途径：通过控制蛋白质合成来控制性状。
(2)表观遗传是一种基因序列不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
(3)基因与性状之间并不是简单的线性关系。
(4)性状并非完全取决于基因，表型＝基因型＋环境条件。
3．中心法则在不同类型生物中的体现
突破2　(难点)基因的表达
1．基因(遗传信息)的表达包括转录和翻译两个过程。
因为核膜的存在，真核生物的核基因的转录和翻译过程在时空上分开，且转录形成的前体RNA需经过加工、修饰，将其内含子对应部分切除，并把外显子对应部分连接起来，形成的成熟mRNA才可作为翻译的模板。原核生物因无核膜，故边转录边翻译。
2．DNA复制、转录和翻译的比较
过程 模式图及解读
DNA半保留复制
转录
翻译
多聚核糖体 真核细胞的翻译过程。图中①是mRNA，⑥是核糖体，②③④⑤表示正在合成的4条多肽链，翻译的方向是自右向左
原核细胞的转录和翻译过程。图中①是DNA，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA
溯　考　情
1．(2025·广东卷)VHL基因的一个碱基发生突变，使其编码区中某CCA(编码脯氨酸)变成CCG(编码脯氨酸)，导致合成的mRNA变短，引发VHL综合征。该突变（）
A．改变了DNA序列中嘧啶的数目
B．没有体现密码子的简并性
C．影响了VHL基因的转录起始
D．改变了VHL基因表达的蛋白质序列
2．(2022·广东卷)λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后，其DNA会自连环化(如图)，该线性分子两端能够相连的主要原因是（）
A．单链序列脱氧核苷酸数量相等
B．分子骨架同为脱氧核糖与磷酸
C．单链序列的碱基能够互补配对
D．自连环化后两条单链方向相同
3．(2024·广东卷)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（）
A．基因突变 B．染色体变异
C．基因重组 D．表观遗传
4．(2022·广东卷)拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构，功能是协助mRNA转移。与野生型相比，推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中，有更多mRNA分布于（）
A．细胞核 B．细胞质
C．高尔基体 D．细胞膜
5．(2023·广东卷)放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达，进而影响细胞凋亡，调控机制见图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。回答下列问题：
(1)放射刺激心肌细胞产生的__ __会攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。
(2)前体mRNA是通过__ __酶以DNA的一条链为模板合成的，可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对__ __的竞争性结合，调节基因表达。
(3)据图分析，miRNA表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是__ __。
(4)根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路：__ __。
提　考　能
考向1　基因的本质
1．(2025·浙江1月卷)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
2．(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
考向2　基因的表达
3．(2024·安徽卷)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内的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，在细胞质中翻译，产物最终定位在核仁
4．(2025·四川卷)为杀死蜜蜂寄生虫瓦螨，研究人员对蜜蜂肠道中的S菌进行改造，使其能释放特定的双链RNA（dsRNA）。进入瓦螨体内的dsRNA被加工成siRNA后，能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合，使其降解，导致瓦螨死亡。下列叙述正确的是（）
A．siRNA的嘌呤与嘧啶之比和dsRNA相同
B．dsRNA加工成siRNA会发生氢键的断裂
C．瓦螨死亡的原因是目标基因的转录被抑制
D．用改造后的S菌来杀死瓦螨属于化学防治
考向3　基因表达与性状的关系
5．(2025·湖南卷)基因W编码的蛋白W能直接抑制核基因P和M转录起始。P和M可分别提高水稻抗虫性和产量。下列叙述错误的是（）
A．蛋白W在细胞核中发挥调控功能
B．敲除基因W有助于提高水稻抗虫性和产量
C．在基因P缺失突变体水稻中，增加基因W的表达量能提高其抗虫性
D．蛋白W可能通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用
6．(2025·汕头三模)血橙因果肉富含花色苷(C16H16O6)，颜色鲜红而得名。当遇极寒天气时，为避免血橙冻伤，通常提前采摘，此时果肉花色苷含量极少而鲜红不足。血橙中花色苷合成和调节途径如下图所示。下列分析合理的是（）
A．甲基化的T序列不影响RNA聚合酶与Ruby基因启动子的结合
B．血橙果肉颜色的控制情况可反映出基因对性状控制的直接途径
C．T序列甲基化修饰没有改变基因的碱基序列，不能遗传给后代
D．同一植株上层血橙果肉的颜色一般较下层血橙果肉颜色更鲜红
配 套 热 练
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。下列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·黑吉辽蒙卷)下列关于基因表达及其调控的叙述，错误的是（）
A．转录和翻译过程中，碱基互补配对的方式不同
B．转录时通过RNA聚合酶打开DNA双链
C．某些DNA甲基化可通过抑制基因转录影响生物表型
D．核糖体与mRNA的结合部位形成1个tRNA结合位点
3．(2025·山东卷)关于豌豆胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程，下列说法错误的是（）
A．三个过程均存在碱基互补配对现象
B．三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内
C．根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列
D．RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同
4．(2025·广州一模)密码子偏好性是指在生物体中，编码相同氨基酸的不同密码子有着不同的使用频率。研究人员对短乳杆菌中的L-阿拉伯糖异构酶（L-AI）的基因进行密码子偏好性的优化，提高短乳杆菌L-AI合成速率，进而提高了D-塔格糖的生产效率。下列叙述错误的是（）
A．可以通过序列数据库等寻找短乳杆菌偏好的密码子对应序列
B．可以通过人工合成或基因突变等技术优化L-AI的基因碱基序列
C．密码子偏好性优化后L-AI的基因的表达水平得到一定程度提高
D．D-塔格糖的产量提高与优化后L-AI的空间结构发生改变有关
5．(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，如下图所示。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
6．(2025·肇庆二模)2024年诺贝尔生理学或医学奖授予了发现微小核糖核酸（microRNA）及其在转录后基因调控中的作用的两位科学家。下图为真核生物秀丽隐杆线虫lin-4基因的microRNA抑制lin-14基因表达的过程。下列说法错误的是（）
A．过程①和②都需要RNA聚合酶将DNA的双链解开
B．lin-4 microRNA和lin-14 mRNA的碱基排列顺序不相同
C．lin-4和lin-14至少含有2个碱基排列顺序相同的DNA片段
D．设计新的microRNA能治疗单基因隐性遗传病
7．(2025·云南卷)RNA干扰原理是指mRNA形成局部互补结构后阻断mRNA翻译。X菌是兼性厌氧菌，能杀伤正常细胞和处于缺氧微环境的肿瘤细胞。我国科学家基于RNA干扰原理改造X菌获得Y菌时，将厌氧启动子PT置于X菌生存必需基因asd上游，启动基因asd转录，PT启动转录效率与氧浓度成反比；同时将好氧启动子PA置于基因asd下游，启动互补链转录，PA启动转录效率与氧浓度成正比。下列说法正确的是（）
A．Y菌存在asd基因DNA双链同时启动转录的状态
B．PT和PA分别启动转录得到的mRNA相同
C．PA的作用是防止有氧环境下Y菌死亡
D．改造X菌的目的是增强无氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力
8．(2025·肇庆二模)朊病毒侵入牛体内后，可以诱导牛脑部组织细胞中的蛋白PrPc的空间结构发生改变，成为蛋白PrPSc，实现朊病毒的增殖，最终引起疯牛病。某小组设计实验如下，结果证实了朊病毒是不含核酸且具有感染性的蛋白质。下列叙述正确的是（）
A．操作①②提取的朊病毒中分别含有35S、32P
B．搅拌后离心的目的是使牛脑部组织细胞裂解释放朊病毒
C．甲试管上清液和沉淀物的实验现象一定与乙试管不同
D．子代蛋白PrPSc的形成场所是牛脑部组织细胞中的核糖体
9．(2025·汕头一模)Cas13是一种能结合活细胞内RNA并对其进行切割的核酸酶。科研人员改造Cas13获得失去切割能力的dCas13，将其与sgRNA(向导RNA)、荧光RNA适体(能结合并激活荧光染料)结合形成结构a，以实现对目标RNA的靶向结合、可视化检测和成像(如图)。下列叙述正确的是（）
A．dCas13失去的是断裂核糖和碱基间氢键的能力
B．sgRNA序列越短，则与目标RNA的结合越精准
C．用不同的sgRNA制备a可同时检测不同RNA
D．细胞成像情况可评估目标RNA的位置和含量
10．(2025·河南卷)构成染色体的组蛋白可发生乙酰化。由组蛋白基因表达到产生乙酰化的组蛋白，需经历转录、转录后加工、翻译、翻译后加工与修饰等过程。下列叙述错误的是（）
A．组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列，但可影响个体表型
B．具有生物活性的tRNA的形成涉及转录和转录后加工过程
C．编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同，可影响翻译的准确度和效率
D．组蛋白乙酰化发生在翻译后，是基因表达调控的结果，也会影响基因的表达
11．(2025·珠海一模)“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。下列叙述正确的是（）
A．该过程中，遗传信息由DNA向RNA传递
B．催化该过程的酶为RNA聚合酶
C．该过程普遍存在于细胞生命活动过程中
D．该过程中，a链和b链之间会形成氢键
12．(2025·湖北卷)我国科学家对三万余株水稻进行筛选，成功定位并克隆出耐碱—耐热基因ATT，发现该基因编码GA20氧化酶，从而调控赤霉素的生物合成。适宜浓度的赤霉素通过调节SLR1蛋白的含量，能减少碱性和高温环境对植株的损伤。下列叙述错误的是（）
A．该研究表明基因与性状是一一对应关系
B．ATT基因通过控制酶的合成影响水稻的性状
C．可以通过调节ATT基因的表达来调控赤霉素的水平
D．该研究成果为培育耐碱—耐热水稻新品种提供了新思路
13．(2025·珠海一模)小麦的D1b基因是调控光周期的重要基因，当小麦细胞接受足够时长的短日照刺激后，细胞中的A蛋白就会与D1b基因启动子中的光周期响应序列结合，进而启动该基因的表达，导致小麦延迟开花。
(1)D1b基因的实质是__ __，D1b基因启动子的功能是__ __。
(2)与D1b基因相比，D1a基因的启动子缺失了含光周期响应序列的片段，但其他序列相同，因此D1a基因会使小麦表现为提前开花。为利用PCR扩增出D1b和D1a基因的启动子，科研人员设计了如图1中的引物DF和DR。若D1a基因启动子扩增产物为709 bp，D1b基因启动子扩增产物为2 518 bp，则光周期响应序列片段长度为__ __bp。
图1
(3)为找到光周期响应序列的位置，科研人员设计引物F1～F9，对D1b启动子进行扩增，得到了9种片段，分别与报告基因连接成基因表达载体(如图2所示)，对照组F0设计_。为正确构建基因表达载体，引物DR的序列应为__ __(5′→3′，写出10个碱基)。将构建成功的10组基因表达载体分别转入受体植物，用短日照处理后检测不同组报告基因开始表达的时间。若光周期响应序列位于引物F7～F8结合的DNA片段之间，则实验结果应为__ __。
图2
(1)DNA甲基化是表观遗传调控中一种重要修饰，它并未改变__ __，但基因的表达和表型发生了可遗传的变化。
(2)科研团队从玉米B73品系突变体库中筛选得到两种去甲基化酶(酶A、酶B)的突变体，突变后的相关基因分别为a和b。
①测序发现，两个突变基因均为单个碱基发生替换，导致最终合成的多肽链缩短，形成的DNA去甲基化酶功能减弱。这种变异类型属于__ __。
②玉米籽粒中的胚和胚乳经受精发育而成，籽粒大小主要取决于胚乳体积。两对基因均为杂合的植株自交后代中，纯合双突变体籽粒的重量明显低于其他基因型个体，所占比例为1/16。推测基因A/a、B/b的位置关系最可能是__ __。
③研究人员检测了授粉14 d后双杂合植株自交后代胚乳中的DNA甲基化情况，结果如下表。请解释纯合双突变体的籽粒比其他个体的籽粒轻的原因：__ __。
基因组成 A_B_ aaB_ A_bb aabb
胚乳基因的 DNA甲基化水平 * ** *** *****
注：“*”越多，表示甲基化水平越高
(3)基因印记表达是子代中的等位基因基于亲本来源特异性表达的现象，即子代只表达来源于母方(或父方)的等位基因。研究人员用B73品系（BBhh）和另一稳定遗传的品系做亲本进行杂交实验，证明与胚乳发育有关的H/h为母源等位基因，且其特异性表达由来自母本的酶B介导的DNA去甲基化导致。请在下表中补充其余3组亲本的H基因表达情况。
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大专题二
专题7　遗传的分子基础
遗传与进化
知能融通
1．将加热致死的S型菌与R型活菌混合后注射给小鼠，从死亡小鼠体内只能分离出S型菌。 (　　)
2．在噬菌体侵染细菌实验过程中，通过搅拌、离心使噬菌体的蛋白质和DNA分开。 (　　)
3．用35S和32P同时标记的噬菌体侵染大肠杆菌，可使实验更具说服力。
(　　)
4．同一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基通过氢键相连。 (　　)
5．腺嘌呤和胸腺嘧啶含量高的DNA分子，结构更稳定。 (　　)
辨　易　错
×
×
×
×
×
6．解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、限制酶都能作用于DNA分子，它们的作用部位都是相同的。 (　　)
7．真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期。 (　　)
8．在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在两条DNA母链之间。
(　　)
9．一个DNA转录只能转录出1条、1种mRNA。 (　　)
10．DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别位于DNA和RNA上。(　　)
11．密码子的简并性有利于提高转录的速率。 (　　)
×
×
√
×
×
×
12．合成肽链一定以RNA为模板，但不一定发生在核糖体上。 (　　)
13．核苷酸序列不同的基因表达出的蛋白质一定不同。 (　　)
14．基因与性状之间并不是简单的线性关系，性状也并非完全取决于基因。
(　　)
15．启动子被甲基化后可能影响RNA聚合酶与其结合。 (　　)
16．表观遗传现象是因为在减数分裂产生配子的过程中遗传信息发生改变。
(　　)
提示：表观遗传不会导致DNA中碱基序列改变，因此遗传信息没有发生变化。
×
×
√
√
×
1．DNA分子结构解读
破　重　难
突破1　基因的本质、基因与性状的关系
2．基因与性状之间存在着复杂性，是个错综复杂的调控网络
(1)基因控制生物体性状的2条途径
①间接途径：通过控制酶的合成控制
代谢，进而控制性状。
②直接途径：通过控制蛋白质合成来
控制性状。
(2)表观遗传是一种基因序列不变，但
基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
(3)基因与性状之间并不是简单的线性关系。
(4)性状并非完全取决于基因，表型＝基因型＋环境条件。
3．中心法则在不同类型生物中的体现
1．基因(遗传信息)的表达包括转录和翻译两个过程。
因为核膜的存在，真核生物的核基因的转录和翻译过程在时空上分开，且转录形成的前体RNA需经过加工、修饰，将其内含子对应部分切除，并把外显子对应部分连接起来，形成的成熟mRNA才可作为翻译的模板。原核生物因无核膜，故边转录边翻译。
突破2　(难点)基因的表达
2．DNA复制、转录和翻译的比较
过程 模式图及解读
DNA半保留复制
过程 模式图及解读
转录
过程 模式图及解读
翻译
过程 模式图及解读
多聚核糖体
真核细胞的翻译过程。图中①是mRNA，⑥是核糖体，②③④⑤表示正在合成的4条多肽链，翻译的方向是自右向左
过程 模式图及解读
多聚核糖体
原核细胞的转录和翻译过程。图中①是DNA，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA
考能提升
1．(2025·广东卷)VHL基因的一个碱基发生突变，使其编码区中某CCA(编码脯氨酸)变成CCG(编码脯氨酸)，导致合成的mRNA变短，引发VHL综合征。该突变
(　　)
A．改变了DNA序列中嘧啶的数目
B．没有体现密码子的简并性
C．影响了VHL基因的转录起始
D．改变了VHL基因表达的蛋白质序列
溯　考　情
D
解析：该突变将DNA中的CCA变为CCG，原互补链GGT变为GGC，嘧啶数目(T→C)未改变，仅种类变化，A错误；突变后CCA(脯氨酸)变为CCG(脯氨酸)，不同密码子编码同一种氨基酸，体现了密码子的简并性，B错误；转录起始由启动子调控，位于非编码区，而突变发生在编码区，不影响转录起始，C错误；突变虽未改变脯氨酸，但导致mRNA变短，使翻译提前终止，蛋白质序列缩短，D正确。
解析：根据题图分析可知，λ噬菌体侵入大肠杆菌后其DNA自连环化，是由其DNA两端的单链序列能够互补配对决定的。
2．(2022·广东卷)λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后，其DNA会自连环化(如图)，该线性分子两端能够相连的主要原因是 (　　)
A．单链序列脱氧核苷酸数量相等
B．分子骨架同为脱氧核糖与磷酸
C．单链序列的碱基能够互补配对
D．自连环化后两条单链方向相同
C
3．(2024·广东卷)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 (　　)
A．基因突变 B．染色体变异
C．基因重组 D．表观遗传
解析：由题意可知，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，即基因型未发生变化而表型却发生了改变，因此驱动此肿瘤形成的原因属于表观遗传。
D
4．(2022·广东卷)拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构，功能是协助mRNA转移。与野生型相比，推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中，有更多mRNA分布于
(　　)
A．细胞核 B．细胞质
C．高尔基体 D．细胞膜
解析：mRNA在细胞核产生，可以携带DNA的遗传信息，作为翻译的模板，从核孔出细胞核，与核糖体结合起作用，可推测拟南芥HPR1蛋白的作用是协助mRNA从核孔出细胞核，所以若该蛋白功能缺失，则mRNA不能出细胞核，会在细胞核中积累。
A
5．(2023·广东卷)放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达，进而影响细胞凋亡，调控机制见图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。回答下列问题：
(1)放射刺激心肌细胞产生的___________________会攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。
(2)前体mRNA是通过__________酶以DNA的一条链为模板合成的，可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对________的竞争性结合，调节基因表达。
(3)据图分析，miRNA表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是___________ _______________________________________________________________。
(4)根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路：___________________________________________________________。
自由基(或活性氧)
RNA聚合
miRNA
(P基因) mRNA减少，P蛋白减少[或miRNA与(P基因)mRNA结合，使P蛋白减少]
增加circRNA的含量；提高P蛋白的表达量；添加细胞凋亡抑制剂
解析：(1)放射性心脏损伤是由电离辐射诱导产生的，辐射会刺激细胞产生自由基，自由基会攻击生物膜的磷脂分子。(2)前体mRNA是通过转录产生的，RNA聚合酶催化转录过程。结合题图可知，miRNA既能与mRNA结合并使其降解，降低mRNA的翻译水平，又能与circRNA结合。当miRNA与circRNA结合时，就不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。故circRNA和mRNA在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合，调节基因表达。
考向1　基因的本质
1．(2025·浙江1月卷)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
提　考　能
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。
解析：DNA储存数据时，信息读取依赖测序技术而非转录和翻译(后者为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。
2．(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
B
考向2　基因的表达
3．(2024·安徽卷)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内的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。
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。
下列叙述错误的是 (　　)
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，在细胞质中翻译，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 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。
C
解析：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的基因在核内转录，在细胞质(核糖体)中翻译，产物最终定位在核仁发挥作用，D正确。
4．(2025·四川卷)为杀死蜜蜂寄生虫瓦螨，研究人员对蜜蜂肠道中的S菌进行改造，使其能释放特定的双链RNA(dsRNA)。进入瓦螨体内的dsRNA被加工成siRNA后，能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合，使其降解，导致瓦螨死亡。下列叙述正确的是 (　　)
A．siRNA的嘌呤与嘧啶之比和dsRNA相同
B．dsRNA加工成siRNA会发生氢键的断裂
C．瓦螨死亡的原因是目标基因的转录被抑制
D．用改造后的S菌来杀死瓦螨属于化学防治
A
解析：dsRNA为双链结构，siRNA是由dsRNA加工而来的双链小片段，它们的嘌呤与嘧啶之比均为1∶1，A正确；dsRNA加工成siRNA的过程是通过酶(如Dicer酶)切割磷酸二酯键，而非断裂氢键，B错误；根据题干信息，siRNA能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合使其降解，导致瓦螨死亡，所以siRNA直接抑制的是翻译过程，C错误；用改造后的S菌来杀死瓦螨属于生物防治，D错误。
考向3　基因表达与性状的关系
5．(2025·湖南卷)基因W编码的蛋白W能直接抑制核基因P和M转录起始。P和M可分别提高水稻抗虫性和产量。下列叙述错误的是 (　　)
A．蛋白W在细胞核中发挥调控功能
B．敲除基因W有助于提高水稻抗虫性和产量
C．在基因P缺失突变体水稻中，增加基因W的表达量能提高其抗虫性
D．蛋白W可能通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用
C
解析：因为蛋白W能抑制核基因P和M的转录起始，转录发生在细胞核中，所以蛋白W在细胞核中发挥调控功能，A正确；敲除基因W后，基因P和M的转录可以起始，P和M能正常表达，有助于提高水稻抗虫性和产量，B正确；在基因P缺失突变体水稻中，本身就没有基因P ，增加基因W的表达量，无法对P基因起作用，不会提高水稻抗虫性，C错误；转录起始需要RNA聚合酶识别基因的启动子，蛋白W能抑制核基因P和M转录起始，可能是通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用，D正确。
6．(2025·汕头三模)血橙因果肉富含花色苷(C16H16O6)，颜色鲜红而得名。当遇极寒天气时，为避免血橙冻伤，通常提前采摘，此时果肉花色苷含量极少而鲜红不足。血橙中花色苷合成和调节途径如图所示。下列分析合理的是 (　　)
A．甲基化的T序列不影响RNA聚合酶与Ruby基因启动子的结合
B．血橙果肉颜色的控制情况可反映出基因对性状控制的直接途径
C．T序列甲基化修饰没有改变基因的碱基序列，不能遗传给后代
D．同一植株上层血橙果肉的颜色一般较下层血橙果肉颜色更鲜红
D
解析：甲基化修饰一般会影响转录因子或RNA聚合酶与启动子区域的结合，从而调节基因表达，A不合理；由图可知，基因通过控制酶的合成来控制代谢，进而间接控制生物的性状，所以血橙果肉“血量”多少体现了基因对生物性状的间接控制，B不合理；甲基化等表观遗传修饰虽然不改变基因的碱基序列，但在一定条件下可以通过减数分裂或有丝分裂传递至子代，C不合理；由图可知，光照会促进HY5蛋白与G序列结合，激活Ruby基因，促进合成关键酶，使花色苷前体转为花色苷，增加“血量”，同一植株中，上层光照强度多于下层，因此上层血橙果肉的颜色一般较下层血橙果肉更鲜红，D正确。
热练
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。下列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
B
解析：15N没有放射性，A错误；在15N标记 DNA 的实验中，得到的 DNA 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 在离心后出现的这些带的位置和比例，证明了 DNA 的半保留复制，B正确；若将DNA解链为单链后离心，无论是全保留复制还是半保留复制，得到的条带相同，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．(2025·黑吉辽蒙卷)下列关于基因表达及其调控的叙述，错误的是 (　　)
A．转录和翻译过程中，碱基互补配对的方式不同
B．转录时通过RNA聚合酶打开DNA双链
C．某些DNA甲基化可通过抑制基因转录影响生物表型
D．核糖体与mRNA的结合部位形成1个tRNA结合位点
D
解析：转录过程的碱基配对方式是A—U、T—A、C—G、G—C，翻译过程的碱基配对方式是A—U、U—A、C—G、G—C，配对方式不完全相同，A正确；转录时，RNA聚合酶结合启动子并解开DNA双链，以其中一条链为模板合成RNA，B正确；DNA甲基化是表观遗传的一种，甲基化可阻碍DNA与转录因子结合，从而抑制基因转录，影响蛋白质合成及生物表型，C正确；一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA的结合位点，D错误。
3．(2025·山东卷)关于豌豆胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程，下列说法错误的是 (　　)
A．三个过程均存在碱基互补配对现象
B．三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内
C．根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列
D．RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同
解析：DNA复制和转录可以通过产物序列确定其模板序列，但翻译的产物是蛋白质，蛋白质的基本单位是氨基酸，由于密码子具有简并性，因此知道氨基酸序列不一定能准确知道mRNA上的碱基序列，C错误。
C
4．(2025·广州一模)密码子偏好性是指在生物体中，编码相同氨基酸的不同密码子有着不同的使用频率。研究人员对短乳杆菌中的L-阿拉伯糖异构酶(L-AI)的基因进行密码子偏好性的优化，提高短乳杆菌L-AI合成速率，进而提高了D-塔格糖的生产效率。下列叙述错误的是 (　　)
A．可以通过序列数据库等寻找短乳杆菌偏好的密码子对应序列
B．可以通过人工合成或基因突变等技术优化L-AI的基因碱基序列
C．密码子偏好性优化后L-AI的基因的表达水平得到一定程度提高
D．D-塔格糖的产量提高与优化后L-AI的空间结构发生改变有关
解析：L-AI的空间结构发生改变，则功能就会发生改变，D-塔格糖的产量提高，是由于L-AI的合成速率提高，D错误。
D
5．(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
答案：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，D正确。
6．(2025·肇庆二模)2024年诺贝尔生理学或医学奖授予了发现微小核糖核酸(microRNA)及其在转录后基因调控中的作用的两位科学家。如图为真核生物秀丽隐杆线虫lin-4基因的microRNA抑制lin-14基因表达的过程。下列说法错误的是 (　　)

A．过程①和②都需要RNA聚合酶将DNA的双链解开
B．lin-4 microRNA和lin-14 mRNA的碱基排列顺序不相同
C．lin-4和lin-14至少含有2个碱基排列顺序相同的DNA片段
D．设计新的microRNA能治疗单基因隐性遗传病
D
解析：过程①和②为转录，RNA聚合酶将DNA的双链解开，并以DNA的一条链为模板进行转录，A正确；由图可知，lin-4 microRNA和lin-14 mRNA部分碱基能互补配对，因此，两者的碱基排列顺序不同，B正确；由于lin-4 microRNA和lin-14 mRNA的配对区域有2个，可推测lin-4和lin-14中碱基排列顺序相同的DNA片段至少有2个，C正确；microRNA通过与目标mRNA结合来抑制基因表达，但单基因隐性遗传病的病因是基因突变导致的功能缺失，而microRNA难以直接修复突变的基因，因此不能通过设计microRNA来治疗单基因隐性遗传病，D错误。
7．(2025·云南卷)RNA干扰原理是指mRNA形成局部互补结构后阻断mRNA翻译。X菌是兼性厌氧菌，能杀伤正常细胞和处于缺氧微环境的肿瘤细胞。我国科学家基于RNA干扰原理改造X菌获得Y菌时，将厌氧启动子PT置于X菌生存必需基因asd上游，启动基因asd转录，PT启动转录效率与氧浓度成反比；同时将好氧启动子PA置于基因asd下游，启动互补链转录，PA启动转录效率与氧浓度成正比。下列说法正确的是 (　　)
A．Y菌存在asd基因DNA双链同时启动转录的状态
B．PT和PA分别启动转录得到的mRNA相同
C．PA的作用是防止有氧环境下Y菌死亡
D．改造X菌的目的是增强无氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力
A
解析：在一定的氧浓度条件下，有可能同时满足PT(厌氧)和PA(好氧)的启动条件，从而存在asd基因DNA双链同时启动转录的状态，A正确；PT启动的是基因asd转录，PA启动的是基因asd互补链转录，所以PT和PA分别启动转录得到的mRNA是互补的，B错误；在有氧环境中，PA启动转录效率高，其转录产生的mRNA与PT启动asd基因转录出的mRNA形成局部互补结构，从而阻断asd基因的翻译，使得Y菌无活存活，避免对正常细胞造成杀伤，而在缺氧环境下，PT启动转录效率高，Y菌可生存并杀伤肿瘤细胞，因此，改造X菌目的是使其能够特异性作用于肿瘤细胞，避免损伤正常细胞，C、D错误。
8．(2025·肇庆二模)朊病毒侵入牛体内后，可以诱导牛脑部组织细胞中的蛋白PrPc的空间结构发生改变，成为蛋白PrPSc，实现朊病毒的增殖，最终引起疯牛病。某小组设计实验如下，结果证实了朊病毒是不含核酸且具有感染性的蛋白质。下列叙述正确的是 (　　)
A．操作①②提取的朊病毒中分别含有35S、32P
B．搅拌后离心的目的是使牛脑部组织细胞裂解释放朊病毒
C．甲试管上清液和沉淀物的实验现象一定与乙试管不同
D．子代蛋白PrPSc的形成场所是牛脑部组织细胞中的核糖体
答案：C
解析：朊病毒的元素组成是C、H、N、O、S，故32P不会出现在朊病毒中，A错误；搅拌后离心的目的是使牛脑部组织细胞与吸附在细胞表面的朊病毒分离，B错误；甲试管上清液和沉淀物中可能都含有放射性，由于32P不会出现在朊病毒中，乙试管上清液没有放射性，C正确；子代朊病毒的蛋白PrPSc是利用现有的蛋白质进行空间结构改变形成的，因此形成场所不是核糖体，D错误。
9．(2025·汕头一模)Cas13是一种能结合活细胞内RNA并对其进行切割的核酸酶。科研人员改造Cas13获得失去切割能力的dCas13，将其与sgRNA(向导RNA)、荧光RNA适体(能结合并激活荧光染料)结合形成结构a，以实现对目标RNA的靶向结合、可视化检测和成像(如图)。下列叙述正确的是 (　　)
A．dCas13失去的是断裂核糖和碱基间氢键的能力
B．sgRNA序列越短，则与目标RNA的结合越精准
C．用不同的sgRNA制备a可同时检测不同RNA
D．细胞成像情况可评估目标RNA的位置和含量
答案：D
解析：dCas13失去的是断裂核糖核苷酸之间磷酸二酯键的能力，A错误；sgRNA序列越短，特异性越差，脱靶率越高，B错误；由题意可知，对RNA的位置和含量的检测是通过绿色荧光呈现的，因此用不同的sgRNA制备a不能同时检测不同RNA，可分别检测，C错误。
10．(2025·河南卷)构成染色体的组蛋白可发生乙酰化。由组蛋白基因表达到产生乙酰化的组蛋白，需经历转录、转录后加工、翻译、翻译后加工与修饰等过程。下列叙述错误的是 (　　)
A．组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列，但可影响个体表型
B．具有生物活性的tRNA的形成涉及转录和转录后加工过程
C．编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同，可影响翻译的准确度和效率
D．组蛋白乙酰化发生在翻译后，是基因表达调控的结果，也会影响基因的表达
C
解析：组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列，但能降低染色质的紧密程度，从而促进基因的表达，可影响个体表型，A正确；具有生物活性的tRNA的形成，需要DNA转录，还需要转录后加工形成三叶草结构，B正确；编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同，会影响翻译效率，但不会影响翻译的准确度，C错误；组蛋白乙酰化发生在翻译出组蛋白后，是基因表达调控的结果，也会影响基因的表达，D正确。
11．(2025·珠海一模)“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。下列叙述正确的是 (　　)
A．该过程中，遗传信息由DNA向RNA传递
B．催化该过程的酶为RNA聚合酶
C．该过程普遍存在于细胞生命活动过程中
D．该过程中，a链和b链之间会形成氢键
D
解析：该过程是以RNA为模板合成DNA的过程，为逆转录，遗传信息从RNA向DNA传递，催化该过程的酶为逆转录酶，A、B错误；逆转录过程只发生于逆转录病毒侵染的细胞中，并不是普遍存在于细胞生命活动过程中，C错误。
12．(2025·湖北卷)我国科学家对三万余株水稻进行筛选，成功定位并克隆出耐碱—耐热基因ATT，发现该基因编码GA20氧化酶，从而调控赤霉素的生物合成。适宜浓度的赤霉素通过调节SLR1蛋白的含量，能减少碱性和高温环境对植株的损伤。下列叙述错误的是 (　　)
A．该研究表明基因与性状是一一对应关系
B．ATT基因通过控制酶的合成影响水稻的性状
C．可以通过调节ATT基因的表达来调控赤霉素的水平
D．该研究成果为培育耐碱—耐热水稻新品种提供了新思路
解析：题干中ATT基因通过调控赤霉素的合成来影响耐碱和耐热两种性状，体现基因和性状不是简单的一一对应关系，A错误。
A
13．(2025·珠海一模)小麦的D1b基因是调控光周期的重要基因，当小麦细胞接受足够时长的短日照刺激后，细胞中的A蛋白就会与D1b基因启动子中的光周期响应序列结合，进而启动该基因的表达，导致小麦延迟开花。
(1)D1b基因的实质是______________________，D1b基因启动子的功能是_____________________。
有遗传效应的DNA片段
驱动基因转录出mRNA
(2)与D1b基因相比，D1a基因的启动子缺失了含光周期响应序列的片段，但其他序列相同，因此D1a基因会使小麦表现为提前开花。为利用PCR扩增出D1b和D1a基因的启动子，科研人员设计了如图1中的引物DF和DR。若D1a基因启动子扩增产物为709 bp，D1b基因启动子扩增产物为2 518 bp，则光周期响应序列片段长度为________bp。
1 809
图1
(3)为找到光周期响应序列的位置，科研人员设计引物F1～F9，对D1b启动子进行扩增，得到了9种片段，分别与报告基因连接成基因表达载体(如图2所示)，对照组F0设计为____________________________________________。为正确构建基因表达载体，引物DR的序列应为_____________________________________(5′→3′，写出10个碱基)。将构建成功的10组基因表达载体分别转入受体植物，用短日照处理后检测不同组报告基因开始表达的时间。若光周期响
应序列位于引物F7～F8结合的DNA片段之间，
则实验结果应为__________________________
_____________________。
D1b全长启动子与报告基因连接成基因表达载体
5′-GGATCCCATG-3′(或GGATCCCATG)
图2
F0～F7组表现为延迟开花，F8、F9表现为提前开花
解析：(2)依据题干信息，与D1b基因相比，D1a基因的启动子缺失了含光周期响应序列的片段，但其他序列相同。D1a基因启动子扩增产物为709 bp，D1b基因启动子扩增产物为2 518 bp，故光周期响应序列片段长度为2 518－709＝1 809 bp。(3)对照组是空白对照，故为了找到光周期相应序列的位置，则对照组F0应以D1b全长启动子与报告基因连接成基因表达载体作为对照。为正确构建基因表达载体，需要在引物DR的5′端添加限制酶的识别序列，根据转录的方向，需要在引物DR的5′端添加BamH Ⅰ的识别序列，然后根据碱基互补配对得出引物DR的部分序列为5′-CATGA-3′，因此引物DR的序列应为5′-GGATCCCATG-3′。若光周期响应序列位于引物F7～F8结合的DNA片段之间，则用引物F0～F7扩增出的片段含有光周期序列，因此将F0～F7扩增出的片段与报告基因构建的基因表达载体转入拟南芥后，用短日照处理，报告基因表达，表现为延迟开花；F8、F9为引物时，报告基因不表达，表现为提前开花。
14．玉米是我国种植面积最大的粮食作物，研究籽粒的发育机制对提高产量有重要意义。
(1)DNA甲基化是表观遗传调控中一种重要修饰，它并未改变_________________，但基因的表达和表型发生了可遗传的变化。
(2)科研团队从玉米B73品系突变体库中筛选得到两种去甲基化酶(酶A、酶B)的突变体，突变后的相关基因分别为a和b。
①测序发现，两个突变基因均为单个碱基发生替换，导致最终合成的多肽链缩短，形成的DNA去甲基化酶功能减弱。这种变异类型属于___________。
基因的碱基序列
基因突变
②玉米籽粒中的胚和胚乳经受精发育而成，籽粒大小主要取决于胚乳体积。两对基因均为杂合的植株自交后代中，纯合双突变体籽粒的重量明显低于其他基因型个体，所占比例为1/16。推测基因A/a、B/b的位置关系最可能是_________________ __________________。
③研究人员检测了授粉14 d后双杂合植株自交后代胚乳中的DNA甲基化情况，结果如下表。请解释纯合双突变体的籽粒比其他个体的籽粒轻的原因：___________ ______________________________________________________________________________。
两对基因分别位于两对同源染色体上
纯合双突变体不能产生去甲基化酶A或B，DNA甲基化水平高于其他个体，胚乳发育较慢，籽粒较轻
基因组成 A_B_ aaB_ A_bb aabb
胚乳基因的
DNA甲基化水平 * ** *** *****
注：“*”越多，表示甲基化水平越高
(3)基因印记表达是子代中的等位基因基于亲本来源特异性表达的现象，即子代只表达来源于母方(或父方)的等位基因。研究人员用B73品系(BBhh)和另一稳定遗传的品系做亲本进行杂交实验，证明与胚乳发育有关的H/h为母源等位基因，且其特异性表达由来自母本的酶B介导的DNA去甲基化导致。请在下表中补充其余3组亲本的H基因表达情况。
组别 杂交组合 H基因表达情况
1 BBhh(♂)× BBHH(♀) 不表达
2 BBHH(♂)×BBhh (♀) ①_______
3 bbHH(♂)× BBhh(♀) ②_________
4 BBhh(♂)× bbHH(♀) ③_________
表达
不表达
不表达
解析：(2)②由两对基因均为杂合的植株自交后代中，纯合双突变体籽粒的重量明显低于其他基因型个体，所占比例为1/16，推测纯合双突变体籽粒的基因型为aabb，其所占比例为1/16，说明双杂合植株自交产生的子代表型比为9∶3∶3∶1的变式，两对等位基因遵循基因的自由组合定律，位于非同源染色体上。③据表可知，aabb甲基化水平最高，其重量最低，而籽粒大小主要取决于胚乳体积，可能是由于酶A和酶B均能使促进胚乳组织发育的相关基因去甲基化，提高其表达水平。单突变体分别能合成酶A或酶B，发挥去甲基化作用，双突变体aabb中酶A和酶B均无法合成，因此相关基因的甲基化水平高，胚乳发育受抑制。(3)在酶B介导的DNA去甲基化影响下，子代特异性表达母源基因H/h，所以BBhh(♂)×BBHH(♀)→子代H基因来自父本，不表达；BBHH(♂)×BBhh(♀)→子代可合成酶B，H基因来自母本，可正常表达；bbHH(♂)×BBhh(♀)→子代B基因来自父本，不能合成酶B，H基因不表达；BBhh(♂)×bbHH(♀)→子代H基因来自父本，不表达。专题7　遗传的分子基础
辨　易　错
1．将加热致死的S型菌与R型活菌混合后注射给小鼠，从死亡小鼠体内只能分离出S型菌。(　×　)
2．在噬菌体侵染细菌实验过程中，通过搅拌、离心使噬菌体的蛋白质和DNA分开。(　×　)
3．用35S和32P同时标记的噬菌体侵染大肠杆菌，可使实验更具说服力。(　×　)
4．同一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基通过氢键相连。(　×　)
5．腺嘌呤和胸腺嘧啶含量高的DNA分子，结构更稳定。(　×　)
6．解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、限制酶都能作用于DNA分子，它们的作用部位都是相同的。(　×　)
7．真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期。(　×　)
8．在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在两条DNA母链之间。(　√　)
9．一个DNA转录只能转录出1条、1种mRNA。(　×　)
10．DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别位于DNA和RNA上。(　×　)
11．密码子的简并性有利于提高转录的速率。(　×　)
12．合成肽链一定以RNA为模板，但不一定发生在核糖体上。(　×　)
13．核苷酸序列不同的基因表达出的蛋白质一定不同。(　×　)
14．基因与性状之间并不是简单的线性关系，性状也并非完全取决于基因。(　√　)
15．启动子被甲基化后可能影响RNA聚合酶与其结合。(　√　)
16．表观遗传现象是因为在减数分裂产生配子的过程中遗传信息发生改变。(　×　)
提示：表观遗传不会导致DNA中碱基序列改变，因此遗传信息没有发生变化。
破　重　难
突破1　基因的本质、基因与性状的关系
1．DNA分子结构解读
2．基因与性状之间存在着复杂性，是个错综复杂的调控网络
(1)基因控制生物体性状的2条途径
①间接途径：通过控制酶的合成控制代谢，进而控制性状。
②直接途径：通过控制蛋白质合成来控制性状。
(2)表观遗传是一种基因序列不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
(3)基因与性状之间并不是简单的线性关系。
(4)性状并非完全取决于基因，表型＝基因型＋环境条件。
3．中心法则在不同类型生物中的体现
突破2　(难点)基因的表达
1．基因(遗传信息)的表达包括转录和翻译两个过程。
因为核膜的存在，真核生物的核基因的转录和翻译过程在时空上分开，且转录形成的前体RNA需经过加工、修饰，将其内含子对应部分切除，并把外显子对应部分连接起来，形成的成熟mRNA才可作为翻译的模板。原核生物因无核膜，故边转录边翻译。
2．DNA复制、转录和翻译的比较
过程 模式图及解读
DNA半保留复制
转录
翻译
多聚核糖体 真核细胞的翻译过程。图中①是mRNA，⑥是核糖体，②③④⑤表示正在合成的4条多肽链，翻译的方向是自右向左
原核细胞的转录和翻译过程。图中①是DNA，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA
溯　考　情
1．(2025·广东卷)VHL基因的一个碱基发生突变，使其编码区中某CCA(编码脯氨酸)变成CCG(编码脯氨酸)，导致合成的mRNA变短，引发VHL综合征。该突变(　D　)
A．改变了DNA序列中嘧啶的数目
B．没有体现密码子的简并性
C．影响了VHL基因的转录起始
D．改变了VHL基因表达的蛋白质序列
解析：该突变将DNA中的CCA变为CCG，原互补链GGT变为GGC，嘧啶数目(T→C)未改变，仅种类变化，A错误；突变后CCA(脯氨酸)变为CCG(脯氨酸)，不同密码子编码同一种氨基酸，体现了密码子的简并性，B错误；转录起始由启动子调控，位于非编码区，而突变发生在编码区，不影响转录起始，C错误；突变虽未改变脯氨酸，但导致mRNA变短，使翻译提前终止，蛋白质序列缩短，D正确。
2．(2022·广东卷)λ噬菌体的线性双链DNA两端各有一段单链序列。这种噬菌体在侵染大肠杆菌后，其DNA会自连环化(如图)，该线性分子两端能够相连的主要原因是(　C　)
A．单链序列脱氧核苷酸数量相等
B．分子骨架同为脱氧核糖与磷酸
C．单链序列的碱基能够互补配对
D．自连环化后两条单链方向相同
解析：根据题图分析可知，λ噬菌体侵入大肠杆菌后其DNA自连环化，是由其DNA两端的单链序列能够互补配对决定的。
3．(2024·广东卷)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(　D　)
A．基因突变 B．染色体变异
C．基因重组 D．表观遗传
解析：由题意可知，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，即基因型未发生变化而表型却发生了改变，因此驱动此肿瘤形成的原因属于表观遗传。
4．(2022·广东卷)拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构，功能是协助mRNA转移。与野生型相比，推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中，有更多mRNA分布于(　A　)
A．细胞核 B．细胞质
C．高尔基体 D．细胞膜
解析：mRNA在细胞核产生，可以携带DNA的遗传信息，作为翻译的模板，从核孔出细胞核，与核糖体结合起作用，可推测拟南芥HPR1蛋白的作用是协助mRNA从核孔出细胞核，所以若该蛋白功能缺失，则mRNA不能出细胞核，会在细胞核中积累。
5．(2023·广东卷)放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达，进而影响细胞凋亡，调控机制见图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。回答下列问题：
(1)放射刺激心肌细胞产生的__自由基(或活性氧)__会攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。
(2)前体mRNA是通过__RNA聚合__酶以DNA的一条链为模板合成的，可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对__miRNA__的竞争性结合，调节基因表达。
(3)据图分析，miRNA表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是__(P基因)mRNA减少，P蛋白减少[或miRNA与(P基因)mRNA结合，使P蛋白减少]__。
(4)根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路：__增加circRNA的含量；提高P蛋白的表达量；添加细胞凋亡抑制剂__。
解析：(1)放射性心脏损伤是由电离辐射诱导产生的，辐射会刺激细胞产生自由基，自由基会攻击生物膜的磷脂分子。(2)前体mRNA是通过转录产生的，RNA聚合酶催化转录过程。结合题图可知，miRNA既能与mRNA结合并使其降解，降低mRNA的翻译水平，又能与circRNA结合。当miRNA与circRNA结合时，就不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。故circRNA和mRNA在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合，调节基因表达。
提　考　能
考向1　基因的本质
1．(2025·浙江1月卷)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(　D　)
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
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。
2．(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(　B　)
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
解析：DNA储存数据时，信息读取依赖测序技术而非转录和翻译(后者为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。
考向2　基因的表达
3．(2024·安徽卷)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内的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(　C　)
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，在细胞质中翻译，产物最终定位在核仁
解析：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的基因在核内转录，在细胞质(核糖体)中翻译，产物最终定位在核仁发挥作用，D正确。
4．(2025·四川卷)为杀死蜜蜂寄生虫瓦螨，研究人员对蜜蜂肠道中的S菌进行改造，使其能释放特定的双链RNA(dsRNA)。进入瓦螨体内的dsRNA被加工成siRNA后，能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合，使其降解，导致瓦螨死亡。下列叙述正确的是(　A　)
A．siRNA的嘌呤与嘧啶之比和dsRNA相同
B．dsRNA加工成siRNA会发生氢键的断裂
C．瓦螨死亡的原因是目标基因的转录被抑制
D．用改造后的S菌来杀死瓦螨属于化学防治
解析：dsRNA为双链结构，siRNA是由dsRNA加工而来的双链小片段，它们的嘌呤与嘧啶之比均为1∶1，A正确；dsRNA加工成siRNA的过程是通过酶(如Dicer酶)切割磷酸二酯键，而非断裂氢键，B错误；根据题干信息，siRNA能与瓦螨目标基因的mRNA特异性结合使其降解，导致瓦螨死亡，所以siRNA直接抑制的是翻译过程，C错误；用改造后的S菌来杀死瓦螨属于生物防治，D错误。
考向3　基因表达与性状的关系
5．(2025·湖南卷)基因W编码的蛋白W能直接抑制核基因P和M转录起始。P和M可分别提高水稻抗虫性和产量。下列叙述错误的是(　C　)
A．蛋白W在细胞核中发挥调控功能
B．敲除基因W有助于提高水稻抗虫性和产量
C．在基因P缺失突变体水稻中，增加基因W的表达量能提高其抗虫性
D．蛋白W可能通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用
解析：因为蛋白W能抑制核基因P和M的转录起始，转录发生在细胞核中，所以蛋白W在细胞核中发挥调控功能，A正确；敲除基因W后，基因P和M的转录可以起始，P和M能正常表达，有助于提高水稻抗虫性和产量，B正确；在基因P缺失突变体水稻中，本身就没有基因P ，增加基因W的表达量，无法对P基因起作用，不会提高水稻抗虫性，C错误；转录起始需要RNA聚合酶识别基因的启动子，蛋白W能抑制核基因P和M转录起始，可能是通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用，D正确。
6．(2025·汕头三模)血橙因果肉富含花色苷(C16H16O6)，颜色鲜红而得名。当遇极寒天气时，为避免血橙冻伤，通常提前采摘，此时果肉花色苷含量极少而鲜红不足。血橙中花色苷合成和调节途径如下图所示。下列分析合理的是(　D　)
A．甲基化的T序列不影响RNA聚合酶与Ruby基因启动子的结合
B．血橙果肉颜色的控制情况可反映出基因对性状控制的直接途径
C．T序列甲基化修饰没有改变基因的碱基序列，不能遗传给后代
D．同一植株上层血橙果肉的颜色一般较下层血橙果肉颜色更鲜红
解析：甲基化修饰一般会影响转录因子或RNA聚合酶与启动子区域的结合，从而调节基因表达，A不合理；由图可知，基因通过控制酶的合成来控制代谢，进而间接控制生物的性状，所以血橙果肉“血量”多少体现了基因对生物性状的间接控制，B不合理；甲基化等表观遗传修饰虽然不改变基因的碱基序列，但在一定条件下可以通过减数分裂或有丝分裂传递至子代，C不合理；由图可知，光照会促进HY5蛋白与G序列结合，激活Ruby基因，促进合成关键酶，使花色苷前体转为花色苷，增加“血量”，同一植株中，上层光照强度多于下层，因此上层血橙果肉的颜色一般较下层血橙果肉更鲜红，D正确。
配 套 热 练
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。下列关于这一经典实验的叙述，正确的是(　B　)
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
解析：15N没有放射性，A错误；在15N标记 DNA 的实验中，得到的 DNA 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 在离心后出现的这些带的位置和比例，证明了 DNA 的半保留复制，B正确；若将DNA解链为单链后离心，无论是全保留复制还是半保留复制，得到的条带相同，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．(2025·黑吉辽蒙卷)下列关于基因表达及其调控的叙述，错误的是(　D　)
A．转录和翻译过程中，碱基互补配对的方式不同
B．转录时通过RNA聚合酶打开DNA双链
C．某些DNA甲基化可通过抑制基因转录影响生物表型
D．核糖体与mRNA的结合部位形成1个tRNA结合位点
解析：转录过程的碱基配对方式是A—U、T—A、C—G、G—C，翻译过程的碱基配对方式是A—U、U—A、C—G、G—C，配对方式不完全相同，A正确；转录时，RNA聚合酶结合启动子并解开DNA双链，以其中一条链为模板合成RNA，B正确；DNA甲基化是表观遗传的一种，甲基化可阻碍DNA与转录因子结合，从而抑制基因转录，影响蛋白质合成及生物表型，C正确；一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA的结合位点，D错误。
3．(2025·山东卷)关于豌豆胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程，下列说法错误的是(　C　)
A．三个过程均存在碱基互补配对现象
B．三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内
C．根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列
D．RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同
解析：DNA复制和转录可以通过产物序列确定其模板序列，但翻译的产物是蛋白质，蛋白质的基本单位是氨基酸，由于密码子具有简并性，因此知道氨基酸序列不一定能准确知道mRNA上的碱基序列，C错误。
4．(2025·广州一模)密码子偏好性是指在生物体中，编码相同氨基酸的不同密码子有着不同的使用频率。研究人员对短乳杆菌中的L-阿拉伯糖异构酶(L-AI)的基因进行密码子偏好性的优化，提高短乳杆菌L-AI合成速率，进而提高了D-塔格糖的生产效率。下列叙述错误的是(　D　)
A．可以通过序列数据库等寻找短乳杆菌偏好的密码子对应序列
B．可以通过人工合成或基因突变等技术优化L-AI的基因碱基序列
C．密码子偏好性优化后L-AI的基因的表达水平得到一定程度提高
D．D-塔格糖的产量提高与优化后L-AI的空间结构发生改变有关
解析：L-AI的空间结构发生改变，则功能就会发生改变，D-塔格糖的产量提高，是由于L-AI的合成速率提高，D错误。
5．(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，如下图所示。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(　C　)
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
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，D正确。
6．(2025·肇庆二模)2024年诺贝尔生理学或医学奖授予了发现微小核糖核酸(microRNA)及其在转录后基因调控中的作用的两位科学家。下图为真核生物秀丽隐杆线虫lin-4基因的microRNA抑制lin-14基因表达的过程。下列说法错误的是(　D　)
A．过程①和②都需要RNA聚合酶将DNA的双链解开
B．lin-4 microRNA和lin-14 mRNA的碱基排列顺序不相同
C．lin-4和lin-14至少含有2个碱基排列顺序相同的DNA片段
D．设计新的microRNA能治疗单基因隐性遗传病
解析：过程①和②为转录，RNA聚合酶将DNA的双链解开，并以DNA的一条链为模板进行转录，A正确；由图可知，lin-4 microRNA和lin-14 mRNA部分碱基能互补配对，因此，两者的碱基排列顺序不同，B正确；由于lin-4 microRNA和lin-14 mRNA的配对区域有2个，可推测lin-4和lin-14中碱基排列顺序相同的DNA片段至少有2个，C正确；microRNA通过与目标mRNA结合来抑制基因表达，但单基因隐性遗传病的病因是基因突变导致的功能缺失，而microRNA难以直接修复突变的基因，因此不能通过设计microRNA来治疗单基因隐性遗传病，D错误。
7．(2025·云南卷)RNA干扰原理是指mRNA形成局部互补结构后阻断mRNA翻译。X菌是兼性厌氧菌，能杀伤正常细胞和处于缺氧微环境的肿瘤细胞。我国科学家基于RNA干扰原理改造X菌获得Y菌时，将厌氧启动子PT置于X菌生存必需基因asd上游，启动基因asd转录，PT启动转录效率与氧浓度成反比；同时将好氧启动子PA置于基因asd下游，启动互补链转录，PA启动转录效率与氧浓度成正比。下列说法正确的是(　A　)
A．Y菌存在asd基因DNA双链同时启动转录的状态
B．PT和PA分别启动转录得到的mRNA相同
C．PA的作用是防止有氧环境下Y菌死亡
D．改造X菌的目的是增强无氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力
解析：在一定的氧浓度条件下，有可能同时满足PT(厌氧)和PA(好氧)的启动条件，从而存在asd基因DNA双链同时启动转录的状态，A正确；PT启动的是基因asd转录，PA启动的是基因asd互补链转录，所以PT和PA分别启动转录得到的mRNA是互补的，B错误；在有氧环境中，PA启动转录效率高，其转录产生的mRNA与PT启动asd基因转录出的mRNA形成局部互补结构，从而阻断asd基因的翻译，使得Y菌无活存活，避免对正常细胞造成杀伤，而在缺氧环境下，PT启动转录效率高，Y菌可生存并杀伤肿瘤细胞，因此，改造X菌目的是使其能够特异性作用于肿瘤细胞，避免损伤正常细胞，C、D错误。
8．(2025·肇庆二模)朊病毒侵入牛体内后，可以诱导牛脑部组织细胞中的蛋白PrPc的空间结构发生改变，成为蛋白PrPSc，实现朊病毒的增殖，最终引起疯牛病。某小组设计实验如下，结果证实了朊病毒是不含核酸且具有感染性的蛋白质。下列叙述正确的是(　C　)
A．操作①②提取的朊病毒中分别含有35S、32P
B．搅拌后离心的目的是使牛脑部组织细胞裂解释放朊病毒
C．甲试管上清液和沉淀物的实验现象一定与乙试管不同
D．子代蛋白PrPSc的形成场所是牛脑部组织细胞中的核糖体
解析：朊病毒的元素组成是C、H、N、O、S，故32P不会出现在朊病毒中，A错误；搅拌后离心的目的是使牛脑部组织细胞与吸附在细胞表面的朊病毒分离，B错误；甲试管上清液和沉淀物中可能都含有放射性，由于32P不会出现在朊病毒中，乙试管上清液没有放射性，C正确；子代朊病毒的蛋白PrPSc是利用现有的蛋白质进行空间结构改变形成的，因此形成场所不是核糖体，D错误。
9．(2025·汕头一模)Cas13是一种能结合活细胞内RNA并对其进行切割的核酸酶。科研人员改造Cas13获得失去切割能力的dCas13，将其与sgRNA(向导RNA)、荧光RNA适体(能结合并激活荧光染料)结合形成结构a，以实现对目标RNA的靶向结合、可视化检测和成像(如图)。下列叙述正确的是(　D　)
A．dCas13失去的是断裂核糖和碱基间氢键的能力
B．sgRNA序列越短，则与目标RNA的结合越精准
C．用不同的sgRNA制备a可同时检测不同RNA
D．细胞成像情况可评估目标RNA的位置和含量
解析：dCas13失去的是断裂核糖核苷酸之间磷酸二酯键的能力，A错误；sgRNA序列越短，特异性越差，脱靶率越高，B错误；由题意可知，对RNA的位置和含量的检测是通过绿色荧光呈现的，因此用不同的sgRNA制备a不能同时检测不同RNA，可分别检测，C错误。
10．(2025·河南卷)构成染色体的组蛋白可发生乙酰化。由组蛋白基因表达到产生乙酰化的组蛋白，需经历转录、转录后加工、翻译、翻译后加工与修饰等过程。下列叙述错误的是(　C　)
A．组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列，但可影响个体表型
B．具有生物活性的tRNA的形成涉及转录和转录后加工过程
C．编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同，可影响翻译的准确度和效率
D．组蛋白乙酰化发生在翻译后，是基因表达调控的结果，也会影响基因的表达
解析：组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列，但能降低染色质的紧密程度，从而促进基因的表达，可影响个体表型，A正确；具有生物活性的tRNA的形成，需要DNA转录，还需要转录后加工形成三叶草结构，B正确；编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同，会影响翻译效率，但不会影响翻译的准确度，C错误；组蛋白乙酰化发生在翻译出组蛋白后，是基因表达调控的结果，也会影响基因的表达，D正确。
11．(2025·珠海一模)“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。下列叙述正确的是(　D　)
A．该过程中，遗传信息由DNA向RNA传递
B．催化该过程的酶为RNA聚合酶
C．该过程普遍存在于细胞生命活动过程中
D．该过程中，a链和b链之间会形成氢键
解析：该过程是以RNA为模板合成DNA的过程，为逆转录，遗传信息从RNA向DNA传递，催化该过程的酶为逆转录酶，A、B错误；逆转录过程只发生于逆转录病毒侵染的细胞中，并不是普遍存在于细胞生命活动过程中，C错误。
12．(2025·湖北卷)我国科学家对三万余株水稻进行筛选，成功定位并克隆出耐碱—耐热基因ATT，发现该基因编码GA20氧化酶，从而调控赤霉素的生物合成。适宜浓度的赤霉素通过调节SLR1蛋白的含量，能减少碱性和高温环境对植株的损伤。下列叙述错误的是(　A　)
A．该研究表明基因与性状是一一对应关系
B．ATT基因通过控制酶的合成影响水稻的性状
C．可以通过调节ATT基因的表达来调控赤霉素的水平
D．该研究成果为培育耐碱—耐热水稻新品种提供了新思路
解析：题干中ATT基因通过调控赤霉素的合成来影响耐碱和耐热两种性状，体现基因和性状不是简单的一一对应关系，A错误。
13．(2025·珠海一模)小麦的D1b基因是调控光周期的重要基因，当小麦细胞接受足够时长的短日照刺激后，细胞中的A蛋白就会与D1b基因启动子中的光周期响应序列结合，进而启动该基因的表达，导致小麦延迟开花。
(1)D1b基因的实质是__有遗传效应的DNA片段__，D1b基因启动子的功能是__驱动基因转录出mRNA__。
(2)与D1b基因相比，D1a基因的启动子缺失了含光周期响应序列的片段，但其他序列相同，因此D1a基因会使小麦表现为提前开花。为利用PCR扩增出D1b和D1a基因的启动子，科研人员设计了如图1中的引物DF和DR。若D1a基因启动子扩增产物为709 bp，D1b基因启动子扩增产物为2 518 bp，则光周期响应序列片段长度为__1 809__bp。
图1
(3)为找到光周期响应序列的位置，科研人员设计引物F1～F9，对D1b启动子进行扩增，得到了9种片段，分别与报告基因连接成基因表达载体(如图2所示)，对照组F0设计为__D1b全长启动子与报告基因连接成基因表达载体__。为正确构建基因表达载体，引物DR的序列应为__5′-GGATCCCATG-3′(或GGATCCCATG)__(5′→3′，写出10个碱基)。将构建成功的10组基因表达载体分别转入受体植物，用短日照处理后检测不同组报告基因开始表达的时间。若光周期响应序列位于引物F7～F8结合的DNA片段之间，则实验结果应为__F0～F7组表现为延迟开花，F8、F9表现为提前开花__。
图2
解析：(2)依据题干信息，与D1b基因相比，D1a基因的启动子缺失了含光周期响应序列的片段，但其他序列相同。D1a基因启动子扩增产物为709 bp，D1b基因启动子扩增产物为2 518 bp，故光周期响应序列片段长度为2 518－709＝1 809 bp。(3)对照组是空白对照，故为了找到光周期相应序列的位置，则对照组F0应以D1b全长启动子与报告基因连接成基因表达载体作为对照。为正确构建基因表达载体，需要在引物DR的5′端添加限制酶的识别序列，根据转录的方向，需要在引物DR的5′端添加BamH Ⅰ的识别序列，然后根据碱基互补配对得出引物DR的部分序列为5′-CATGA-3′，因此引物DR的序列应为5′-GGATCCCATG-3′。若光周期响应序列位于引物F7～F8结合的DNA片段之间，则用引物F0～F7扩增出的片段含有光周期序列，因此将F0～F7扩增出的片段与报告基因构建的基因表达载体转入拟南芥后，用短日照处理，报告基因表达，表现为延迟开花；F8、F9为引物时，报告基因不表达，表现为提前开花。
14．玉米是我国种植面积最大的粮食作物，研究籽粒的发育机制对提高产量有重要意义。
(1)DNA甲基化是表观遗传调控中一种重要修饰，它并未改变__基因的碱基序列__，但基因的表达和表型发生了可遗传的变化。
(2)科研团队从玉米B73品系突变体库中筛选得到两种去甲基化酶(酶A、酶B)的突变体，突变后的相关基因分别为a和b。
①测序发现，两个突变基因均为单个碱基发生替换，导致最终合成的多肽链缩短，形成的DNA去甲基化酶功能减弱。这种变异类型属于__基因突变__。
②玉米籽粒中的胚和胚乳经受精发育而成，籽粒大小主要取决于胚乳体积。两对基因均为杂合的植株自交后代中，纯合双突变体籽粒的重量明显低于其他基因型个体，所占比例为1/16。推测基因A/a、B/b的位置关系最可能是__两对基因分别位于两对同源染色体上__。
③研究人员检测了授粉14 d后双杂合植株自交后代胚乳中的DNA甲基化情况，结果如下表。请解释纯合双突变体的籽粒比其他个体的籽粒轻的原因：__纯合双突变体不能产生去甲基化酶A或B，DNA甲基化水平高于其他个体，胚乳发育较慢，籽粒较轻__。
基因组成 A_B_ aaB_ A_bb aabb
胚乳基因的 DNA甲基化水平 * ** *** *****
注：“*”越多，表示甲基化水平越高
(3)基因印记表达是子代中的等位基因基于亲本来源特异性表达的现象，即子代只表达来源于母方(或父方)的等位基因。研究人员用B73品系(BBhh)和另一稳定遗传的品系做亲本进行杂交实验，证明与胚乳发育有关的H/h为母源等位基因，且其特异性表达由来自母本的酶B介导的DNA去甲基化导致。请在下表中补充其余3组亲本的H基因表达情况。
组别 杂交组合 H基因表达情况
1 BBhh()× BBHH() 不表达
2 BBHH()×BBhh () ①__表达__
3 bbHH()× BBhh() ②__不表达__
4 BBhh()× bbHH() ③__不表达__
解析：(2)②由两对基因均为杂合的植株自交后代中，纯合双突变体籽粒的重量明显低于其他基因型个体，所占比例为1/16，推测纯合双突变体籽粒的基因型为aabb，其所占比例为1/16，说明双杂合植株自交产生的子代表型比为9∶3∶3∶1的变式，两对等位基因遵循基因的自由组合定律，位于非同源染色体上。③据表可知，aabb甲基化水平最高，其重量最低，而籽粒大小主要取决于胚乳体积，可能是由于酶A和酶B均能使促进胚乳组织发育的相关基因去甲基化，提高其表达水平。单突变体分别能合成酶A或酶B，发挥去甲基化作用，双突变体aabb中酶A和酶B均无法合成，因此相关基因的甲基化水平高，胚乳发育受抑制。(3)在酶B介导的DNA去甲基化影响下，子代特异性表达母源基因H/h，所以BBhh()×BBHH()→子代H基因来自父本，不表达；BBHH()×BBhh()→子代可合成酶B，H基因来自母本，可正常表达；bbHH()×BBhh()→子代B基因来自父本，不能合成酶B，H基因不表达；BBhh()×bbHH()→子代H基因来自父本，不表达。
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