資源簡介

　專題四
專題練
基礎達標測試
一、選擇題
1．(2024·臨沂模擬)科學家在用噬菌體侵染細菌實驗中發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)基中添加14C標記的尿嘧啶(14C—U)，培養(yǎng)一段時間后，裂解細菌離心并分離出的RNA和核糖體，分離出RNA含有14C標記(14C—RNA)。把分離得到的14C—RNA分別與細菌DNA、噬菌體DNA雜交，發(fā)現(xiàn)其可與噬菌體的DNA結(jié)合形成DNA—RNA雙鏈雜交分子，而不能與細菌的DNA結(jié)合。下列說法正確的是(　　)
A．培養(yǎng)基中的14C—U可以標記新合成的RNA
B．該14C—RNA是以細菌DNA為模板合成的
C．該14C—RNA能作為細菌蛋白質(zhì)合成的模板
D．該實驗證明DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)
【答案】　A
【解析】　尿嘧啶(U)是組成RNA的特有堿基，培養(yǎng)基中的14C—U可以標記新合成的RNA，A正確；該14C—RNA可與噬菌體的DNA結(jié)合形成DNA—RNA雙鏈雜交分子，不能與細菌的DNA結(jié)合，說明該14C—RNA是以噬菌體的DNA為模板合成的，B錯誤；該14C—RNA不能與細菌的DNA結(jié)合，說明該14C—RNA不是以細菌DNA為模板合成的，故不能作為細菌蛋白質(zhì)合成的模板，C錯誤；該實驗不能證明DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)，D錯誤。
2．(2024·衡陽模擬)下圖甲是加熱殺死的S型細菌與R型活菌混合后注射到小鼠體內(nèi)后兩種細菌的含量變化；圖乙是噬菌體侵染細菌實驗的部分操作步驟。下列有關敘述正確的是(　　)
A．圖甲中，后期出現(xiàn)的大量S型細菌主要是由R型細菌增殖而來的
B．若用S型細菌DNA與R型活菌進行體外轉(zhuǎn)化，兩種細菌數(shù)量變化與圖甲相似
C．圖乙離心后的試管中沉淀物放射性很低，上清液中放射性很高，說明蛋白質(zhì)不是噬菌體的遺傳物質(zhì)
D．圖乙若用32P標記親代噬菌體，則子代噬菌體中大部分都具有放射性
【答案】　A
【解析】　加熱殺死的S型細菌中存在轉(zhuǎn)化因子能將R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌，所以圖甲中，后期出現(xiàn)的大量S型細菌是由R型細菌轉(zhuǎn)化并增殖而來的，主要是增殖而來的，A正確；若用S型細菌DNA與R型活菌進行體外轉(zhuǎn)化，由于沒有免疫系統(tǒng)清除細菌，且轉(zhuǎn)化效率低，則主要是R型菌，B錯誤；乙圖中噬菌體被標記的成分是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)不能進入細菌，上清液中放射性很高，不能證明蛋白質(zhì)不是噬菌體的遺傳物質(zhì)，C錯誤；32P標記的是噬菌體的遺傳物質(zhì)DNA，會進入細菌，由于DNA分子的半保留復制，所以用32P標記親代噬菌體，子代噬菌體中只有少部分具有放射性，D錯誤。
3．(2024·淮南模擬)如圖為DNA分子部分片段的示意圖，下列有關敘述正確的是(　　)
A．①為3′端，⑥為5′端
B．解旋酶作用于④，DNA聚合酶作用于⑤
C．該分子復制時，⑩與尿嘧啶配對
D．若該分子中G—C堿基對比例高，則熱穩(wěn)定性較高
【答案】　D
【解析】　DNA的每條鏈都具有兩個末端，一端有一個游離的磷酸基團，這一端稱作5′端，另一端有一個游離的羥基(—OH)，稱作3′端，故①為5′端，⑥為5′端，A錯誤；解旋酶作用于⑤氫鍵，DNA聚合酶作用于④磷酸二酯鍵，B錯誤；DNA分子復制時，⑩胸腺嘧啶與腺嘌呤配對，C錯誤；C和G之間有3個氫鍵，A與T之間有2個氫鍵，因此G—C堿基對比例高的DNA分子結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，D正確。故選D。
4．(2024·滄州模擬)1966年，科學家提出了DNA半不連續(xù)復制假說：DNA復制形成互補子鏈時，一條子鏈連續(xù)形成，另一條子鏈不連續(xù)，即先形成短片段后再進行連接(如圖1)，為驗證該假說，進行如下實驗：用3H標記T4噬菌體，在培養(yǎng)噬菌體的不同時刻，分離出噬菌體DNA并加熱使其變性，再進行密度梯度離心，以DNA單鏈片段分布位置確定片段大小，并檢測相應位置DNA單鏈片段的放射性，結(jié)果如圖2。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．與60秒相比，120秒結(jié)果中短鏈片段減少的原因是短鏈片段連接形成長片段
B．DNA的半不連續(xù)復制保證了DNA的兩條鏈能夠同時作為模板進行復制
C．該實驗可用32P標記的脫氧核苷酸代替3H標記的脫氧核苷酸標記DNA
D．若以DNA連接缺陷的T4噬菌體為材料，則圖2中的曲線峰值將右移
【答案】　D
【解析】　圖2中，與60秒結(jié)果相比，120秒時有些短鏈片段連接成長鏈片段，所以短鏈片段減少了，A正確；DNA的半不連續(xù)復制，使得一條子鏈連續(xù)形成，另一條子鏈不連續(xù)形成，即先形成短片段后再進行連接，保證了DNA的兩條鏈能夠同時作為模板進行復制，B正確；32P和3H都具有放射性，脫氧核苷酸中含有H和P，故該實驗可用32P標記的脫氧核苷酸代替3H標記的脫氧核苷酸標記DNA，C正確；DNA連接缺陷的T4噬菌體內(nèi)缺少DNA連接酶，復制形成的短鏈片段無法連接，故圖2中的曲線峰值將向左移，D錯誤。
5．(2024·濟寧模擬)如表所示為DNA分子模板鏈上的堿基序列最終翻譯的氨基酸，如圖為某tRNA的結(jié)構(gòu)簡圖，下列分析正確的是(　　)
TGC GCT TCG CGT
蘇氨酸 精氨酸 絲氨酸 丙氨酸
　
A．圖中tRNA結(jié)合的b為絲氨酸
B．圖中tRNA結(jié)合的b為精氨酸
C．圖、表中所示物質(zhì)所含有堿基共4種，所含的核苷酸也是4種
D．圖中堿基C與相鄰的G之間通過磷酸二酯鍵連接
【答案】　B
【解析】　根據(jù)表中DNA分子模板鏈上的堿基序列最終翻譯的氨基酸可知，對應的密碼子分別為ACG、CGA、AGC、GCA，與之配對的反密碼子分別為UGC、GCU、UCG、CGU，由于信使RNA讀法是從5′端到3′端，與之配對的反密碼子是從3′端到5′端，轉(zhuǎn)運RNA的3′(—OH)為結(jié)合氨基酸部位。該tRNA的反密碼子為GCU，結(jié)合的b為精氨酸，A錯誤，B正確；圖、表中T是DNA特有的，U是RNA特有的，G、C是DNA和RNA共有的，又因DNA和RNA所含五碳糖不同，故所含的核苷酸是6種，C錯誤；圖中的C和G表示兩種堿基，兩種堿基之間不是通過磷酸二酯鍵連接，D錯誤。
6．(2024·漳州模擬)玉米條紋病毒的遺傳物質(zhì)是單鏈環(huán)狀DNA分子。如圖為該病毒DNA在玉米細胞內(nèi)的復制過程。相關敘述正確的是(　　)
A．復制時A與U、G與C進行配對
B．復制時以四種脫氧核苷酸為原料
C．形成子代DNA時，親本DNA邊解旋邊復制
D．新合成的互補鏈是子代病毒的遺傳物質(zhì)
【答案】　B
【解析】　DNA復制時，根據(jù)堿基互補配對原則，A和T配對，C和G配對，A錯誤；DNA復制時，以四種脫氧核苷酸為原料，B正確；形成子代DNA分子時，親本DNA是單鏈不需要解旋，C錯誤；新合成的互補鏈與親本堿基序列不同，不是子代病毒的遺傳物質(zhì)，D錯誤。
7．(2024·亳州模擬)遺傳信息的翻譯過程包括起始、延伸和終止。在延伸過程中，偶爾會出現(xiàn)核糖體一次移動的不是三個堿基的“距離”，而是兩個或者四個堿基的“距離”的現(xiàn)象，此現(xiàn)象稱為“核糖體移框”。下列關于該現(xiàn)象的推斷，錯誤的是(　　)
A．會導致細胞中某些基因的堿基發(fā)生增添或缺失
B．不會導致mRNA上的起始密碼子的位置發(fā)生改變
C．可能會導致mRNA上的終止密碼子提前或者延后出現(xiàn)
D．會導致翻譯出的多肽鏈的氨基酸順序發(fā)生改變
【答案】　A
【解析】　核糖體在mRNA上移動，因此“核糖體移框”不會影響DNA的結(jié)構(gòu)，即該現(xiàn)象不會導致細胞中某些基因的堿基發(fā)生增添或缺失，A錯誤；“核糖體移框”現(xiàn)象只可能使合成的肽鏈發(fā)生變化，作為模板的mRNA中的堿基序列不會發(fā)生改變，故不會導致mRNA上的起始密碼子的位置發(fā)生變化，B正確；由于核糖體移動距離有變化，可能會導致mRNA上提前或者延后出現(xiàn)終止密碼子，C正確；由于核糖體移動的距離有變化，可能會導致tRNA的識別出現(xiàn)變化，從而導致翻譯出的肽鏈相應位置上的氨基酸的種類發(fā)生改變，即氨基酸的順序發(fā)生改變，D正確。
8．(2024·鞍山模擬)在體外用14C標記半胱氨酸－tRNA復合物中的半胱氨酸(Cys)，得到*Cys－tRNACys，再用無機催化劑鎳將其中的半胱氨酸還原成丙氨酸(Ala)，得到*Ala－tRNACys(見下圖，tRNA不變)。如果該*Ala－tRNACys參與翻譯過程，那么下列說法正確的是(　　)
A．在一個mRNA分子上不可以同時合成多條被14C標記的多肽鏈
B．反密碼子與密碼子的配對由tRNA上結(jié)合的氨基酸決定
C．新合成的肽鏈中，原來Cys的位置會被替換為14C標記的Ala
D．新合成的肽鏈中，原來Ala的位置會被替換為14C標記的Cys
【答案】　C
【解析】　一個mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個核糖體，同時合成多條相同的被14C標記的多肽鏈，A錯誤；mRNA 在翻譯時其上的密碼子與tRNA一端的反密碼子配對，tRNA攜帶的氨基酸最終是由密碼子決定的，B錯誤；由題意可知，*Cys－tRNACys經(jīng)無機催化劑鎳作用變成了*Ala－tRNACys，原有的氨基酸由Cys替換成了Ala，C正確，D錯誤。
9．(2024·泉州模擬)在真核細胞中，基因表達分三步進行，分別由RNA聚合酶、剪接體和核糖體執(zhí)行轉(zhuǎn)錄、剪接和翻譯的過程(如圖所示)。剪接體主要由蛋白質(zhì)和小分子的核RNA組成。下列說法不正確的是(　　)
A．信使RNA前體通過剪接后進入細胞質(zhì)用于翻譯
B．信使RNA前體轉(zhuǎn)錄時，RNA聚合酶與基因的起始密碼子相結(jié)合
C．若剪接體剪接位置出現(xiàn)差錯，可能導致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變
D．剪接體結(jié)構(gòu)的揭曉，對研究基因表達的相關疾病的發(fā)病機理有重要意義
【答案】　B
【解析】　由圖示可知，信使RNA前體必須通過剪接后進入細胞質(zhì)才能用于翻譯，A正確；信使RNA前體轉(zhuǎn)錄時，RNA聚合酶與基因的啟動子結(jié)合，B錯誤；若剪接位置出現(xiàn)差錯，形成的mRNA與正常的mRNA不一樣，但最終編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)可能發(fā)生改變，也可能不變，C正確；剪接體結(jié)構(gòu)的揭曉，對揭示與剪接體相關遺傳病的發(fā)病機理提供了結(jié)構(gòu)基礎和理論指導，D正確。
10．(2024·沈陽模擬)丙型肝炎病毒(HCV)是單股正鏈(＋RNA)病毒，能編碼一長度約為3 014個氨基酸殘基的多聚蛋白質(zhì)前體，后者經(jīng)宿主細胞和病毒自身蛋白酶作用后，裂解成10種病毒蛋白，不同的病毒蛋白具有不同的功能。人體感染后主要損傷肝細胞。HCV侵染肝細胞后的增殖過程如圖所示，其中①②③表示相關生理過程。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．HCV增殖過程中在①②③處均存在A—U和U—A的堿基互補配對方式
B．病毒的＋RNA由9 042個核糖核苷酸構(gòu)成
C．目前確定和臨床廣泛應用的HCV診斷方法有兩大類：血清學檢測技術以及核酸檢測。要盡早檢測出是否感染HCV，應優(yōu)先進行核酸檢測
D．已知HCV上存在糖蛋白，它們的功能可能是識別宿主細胞表面受體，啟動病毒感染的發(fā)生
【答案】　B
【解析】　圖中①②表示RNA復制過程，③表示翻譯過程，這些過程中堿基互補配對發(fā)生在RNA之間，因此，圖中①②③處均存在A—U和U—A的堿基互補配對方式，A正確；由于HCV的遺傳物質(zhì)能編碼一長度約為3 014個氨基酸殘基的多聚蛋白質(zhì)前體，每個氨基酸對應一個密碼子，每個密碼子包括3個相鄰的堿基，因此HCV的遺傳物質(zhì)中編碼氨基酸的核苷酸有3 014×3＝9 042個，而HCV的遺傳物質(zhì)中還有不決定氨基酸的核苷酸，如終止密碼子等，因此HCV的遺傳物質(zhì)中的核苷酸數(shù)多于9 042個，B錯誤；目前確定和臨床廣泛應用的HCV診斷方法有血清學檢測技術以及核酸檢測兩大類，為了盡早檢測出是否感染HCV，應優(yōu)先進行核酸檢測，因為抗體的產(chǎn)生需要一定的時間，C正確；已知HCV上存在糖蛋白，而糖蛋白具有識別作用，據(jù)此可推測，它們的功能可能是識別宿主細胞表面受體，進而啟動病毒感染的發(fā)生，D正確。
10．(多選)(2024·沈陽模擬)丙型肝炎病毒(HCV)是單股正鏈(＋RNA)病毒，能編碼一長度約為3 014個氨基酸殘基的多聚蛋白質(zhì)前體，后者經(jīng)宿主細胞和病毒自身蛋白酶作用后，裂解成10種病毒蛋白，不同的病毒蛋白具有不同的功能。人體感染后主要損傷肝細胞。HCV侵染肝細胞后的增殖過程如圖所示，其中①②③表示相關生理過程。下列有關敘述正確的是(　　)
A．HCV增殖過程中在①②③處均存在A—U和U—A的堿基互補配對方式
B．病毒的＋RNA由9 042個核糖核苷酸構(gòu)成
C．目前確定和臨床廣泛應用的HCV診斷方法有兩大類：血清學檢測技術以及核酸檢測。要盡早檢測出是否感染HCV，應優(yōu)先進行核酸檢測
D．已知HCV上存在糖蛋白，它們的功能可能是識別宿主細胞表面受體，啟動病毒感染的發(fā)生
【答案】　ACD
【解析】　圖中①②表示RNA復制過程，③表示翻譯過程，這些過程中堿基互補配對發(fā)生在RNA之間，因此，圖中①②③處均存在A—U和U—A的堿基互補配對方式，A正確；由于HCV的遺傳物質(zhì)能編碼一長度約為3 014個氨基酸殘基的多聚蛋白質(zhì)前體，每個氨基酸對應一個密碼子，每個密碼子包括3個相鄰的堿基，因此HCV的遺傳物質(zhì)中編碼氨基酸的核苷酸有3 014×3＝9 042個，而HCV的遺傳物質(zhì)中還有不決定氨基酸的核苷酸，如終止密碼子等，因此HCV的遺傳物質(zhì)中的核苷酸數(shù)多于9 042個，B錯誤；目前確定和臨床廣泛應用的HCV診斷方法有血清學檢測技術以及核酸檢測兩大類，為了盡早檢測出是否感染HCV，應優(yōu)先進行核酸檢測，因為抗體的產(chǎn)生需要一定的時間，C正確；已知HCV上存在糖蛋白，而糖蛋白具有識別作用，據(jù)此可推測，它們的功能可能是識別宿主細胞表面受體，進而啟動病毒感染的發(fā)生，D正確。
11．(2024·臺州模擬)基因E編碼玉米花青素合成途徑的關鍵蛋白，其突變基因ED′通過某種機制加速E基因的mRNA降解，導致花青素產(chǎn)量減少(表現(xiàn)為微量色素)。下列分析正確的是(　　)
A．雜合子ED′E表現(xiàn)為微量色素，說明ED′對E為隱性
B．ED′和E位于同源染色體的不同位置，遵循分離定律
C．ED′基因影響E基因的轉(zhuǎn)錄，從而降低花青素的產(chǎn)量
D．E對花青素合成的控制是通過控制酶的合成來實現(xiàn)的
【答案】　D
【解析】　因為雜合子ED′E表現(xiàn)為微量色素，所以ED′基因?qū)基因為顯性，A錯誤；ED′和E為等位基因，位于同源染色體的相同位置，B錯誤；根據(jù)題意可知，ED′通過某種機制加速E基因的mRNA降解，影響翻譯過程，導致花青素產(chǎn)量減少，C錯誤；基因E編碼玉米花青素合成途徑的關鍵蛋白，所以基因E是通過控制酶的合成來起作用的，D正確。
11．(多選)(2024·臺州模擬)基因E編碼玉米花青素合成途徑的關鍵蛋白，其突變基因ED′通過某種機制加速E基因的mRNA降解，導致花青素產(chǎn)量減少(表現(xiàn)為微量色素)。下列分析正確的是(　　)
A．雜合子ED′E表現(xiàn)為微量色素，說明ED′對E為顯性
B．ED′和E位于同源染色體的不同位置，遵循分離定律
C．ED′基因影響E基因的轉(zhuǎn)錄，從而降低花青素的產(chǎn)量
D．E對花青素合成的控制是通過控制酶的合成來實現(xiàn)的
【答案】　AD
【解析】　因為雜合子ED′E表現(xiàn)為微量色素，所以ED′基因?qū)基因為顯性，A正確；ED′和E為等位基因，位于同源染色體的相同位置，B錯誤；根據(jù)題意可知，ED′通過某種機制加速E基因的mRNA降解，影響翻譯過程，導致花青素產(chǎn)量減少，C錯誤；基因E編碼玉米花青素合成途徑的關鍵蛋白，所以基因E是通過控制酶的合成來起作用的，D正確。
12．(2024·溫州質(zhì)檢)操縱元是原核細胞基因表達調(diào)控的一種組織形式，它由啟動子、結(jié)構(gòu)基因(編碼蛋白基因)、終止子等部分組成。如圖表示大腸桿菌細胞中核糖體蛋白(RP)的合成及調(diào)控過程，圖中①②表示相關生理過程，mRNA上的RBS是核糖體結(jié)合位點。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．過程①表示轉(zhuǎn)錄，所需原料為4種核糖核苷酸
B．過程②表示翻譯，需要mRNA、rRNA和tRNA的參與
C．啟動子是RNA聚合酶的結(jié)合位點
D．終止子一般有UAA、UAG、UGA三種
【答案】　D
【解析】　據(jù)題圖分析，過程①是以基因(DNA)的一條鏈為模板合成RNA的過程，該過程中以4種核糖核苷酸為原料，A正確；過程②表示翻譯，故需要mRNA(模板)、rRNA(參與構(gòu)成核糖體)和tRNA(轉(zhuǎn)運氨基酸)的參與，B正確；啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，用于驅(qū)動基因的轉(zhuǎn)錄，C正確；UAA、UAG、UGA屬于終止密碼子而非終止子，D錯誤。
12．(多選)(2024·溫州質(zhì)檢)操縱元是原核細胞基因表達調(diào)控的一種組織形式，它由啟動子、結(jié)構(gòu)基因(編碼蛋白基因)、終止子等部分組成。如圖表示大腸桿菌細胞中核糖體蛋白(RP)的合成及調(diào)控過程，圖中①②表示相關生理過程，mRNA上的RBS是核糖體結(jié)合位點。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．過程①表示轉(zhuǎn)錄，所需原料為4種脫氧核苷酸
B．過程②表示翻譯，需要mRNA、rRNA和tRNA的參與
C．啟動子是RNA聚合酶的結(jié)合位點
D．終止子一般有UAA、UAG、UGA三種
【答案】　AD
【解析】　據(jù)題圖分析，過程①是以基因(DNA)的一條鏈為模板合成RNA的過程，該過程中以4種核糖核苷酸為原料，A錯誤；過程②表示翻譯，故需要mRNA(模板)、rRNA(參與構(gòu)成核糖體)和tRNA(轉(zhuǎn)運氨基酸)的參與，B正確；啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，用于驅(qū)動基因的轉(zhuǎn)錄，C正確；UAA、UAG、UGA屬于終止密碼子而非終止子，D錯誤。
二、非選擇題
13．(2024·九江質(zhì)檢)miRNA是一類由基因編碼的，長約22個核苷酸的單鏈RNA分子。在線蟲細胞中，Lin－4基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物經(jīng)加工后形成miRNA－miRNA*雙鏈，其中miRNA與Lin－14 mRNA部分配對，使其翻譯受阻(這是RNA干擾的一種機制)，進而調(diào)控幼蟲的正常發(fā)育模式。Lin－4 miRNA的形成過程及其對Lin－14基因的表達調(diào)控如下圖所示。請回答下列問題：
(1)在真核細胞中，miRNA和mRNA合成的場所主要是________，Lin－14基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物加工為miRNA的場所是______________________。圖中過程①需要的酶是__________________。miRNA的轉(zhuǎn)錄模板區(qū)段的堿基序列與miRNA*的堿基序列__________(填“相同”或“不同”)。
(2)據(jù)圖判斷，Lin－4基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物調(diào)控Lin－14基因選擇性表達的結(jié)果是Lin－14基因________水平降低。Lin－4基因和mRNA在基本組成單位上的不同表現(xiàn)在________________________兩個方面。
(3)RNA干擾是一種在轉(zhuǎn)錄后通過小分子RNA調(diào)控基因表達的現(xiàn)象，另一種RNA干擾(siRNA)通常與核酸酶等蛋白結(jié)合成誘導沉默復合體，復合體活化后與靶mRNA結(jié)合，沉默復合體產(chǎn)生RNA干擾的可能機制是_____________________
___________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】　(1)細胞核　細胞核和細胞質(zhì)　RNA聚合酶　不同
(2)翻譯　五碳糖和堿基
(3)誘導沉默復合體中的核酸酶活化后會使mRNA降解，使相應基因的翻譯受阻
【解析】　(1)據(jù)圖分析可知，在真核細胞中，mRNA合成屬于轉(zhuǎn)錄，miRNA和mRNA合成的場所主要是細胞核。Lin－4基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物加工為miRNA的場所首先在細胞核中進行，再進入細胞質(zhì)中進行加工。圖中過程①是轉(zhuǎn)錄，需要的酶是RNA聚合酶。miRNA的轉(zhuǎn)錄模板區(qū)段是DNA單鏈，含堿基T，miRNA*的堿基含U，所以miRNA的轉(zhuǎn)錄模板區(qū)段的堿基序列與miRNA*的堿基序列不同。(2)據(jù)圖判斷，miRNA與Lin－14 mRNA部分配對，使其翻譯受阻，所以Lin－4基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物調(diào)控Lin－14基因選擇性表達的結(jié)果是Lin－14基因翻譯水平降低。Lin－4基因的基本單位是脫氧核苷酸，mRNA的基本組成單位是核糖核苷酸，所以基本單位上的不同表現(xiàn)在五碳糖和堿基兩個方面。(3)由題意可知，siRNA與核酸酶等蛋白結(jié)合成誘導沉默復合體，復合體活化后與靶RNA結(jié)合，其中含有的核酸酶可能會導致靶RNA的降解使相應的基因翻譯過程受阻。
14．(2024·三亞模擬)下圖為蛋白質(zhì)合成過程示意圖，請據(jù)圖回答有關問題。
(1)圖1中基因表達的最后階段是在[____]__________中完成的。
(2)圖2為該細胞中多聚核糖體合成多肽鏈的過程。對此過程的理解錯誤的是________。
A．X在MN上的移動方向是從左到右，所用原料是氨基酸
B．該過程表明一個mRNA分子上，可以同時進行多條肽鏈的合成
C．合成MN時需要解旋酶和DNA聚合酶
D．該過程直接合成的T1、T2、T3三條多肽鏈中氨基酸的順序相同
(3)一個mRNA上連接的多個核糖體叫作多聚核糖體，形成這種多聚核糖體的意義在于___________________________________________________________
_____________。在原核細胞中，分離的多聚核糖體常與DNA結(jié)合在一起，這說明___________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(4)苯丙酮尿癥是由控制某種酶的基因異常而引起的，這說明基因和性狀的關系是__________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
【答案】　(1)⑤　核糖體　(2)C
(3)少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)　原核細胞中的轉(zhuǎn)錄和翻譯是同時、同地點進行的
(4)基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀
【解析】　(1)基因的表達包括轉(zhuǎn)錄和翻譯，其中翻譯在[⑤]核糖體中完成。(2)圖2中，MN表示mRNA，合成mRNA需要RNA聚合酶，不需要DNA聚合酶和解旋酶，因此C錯誤。(3)多聚核糖體的意義在于少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)，大大提高了蛋白質(zhì)的合成速率。在原核細胞中，轉(zhuǎn)錄尚未結(jié)束翻譯即已開始，DNA與mRNA結(jié)合在一起，mRNA又常與多聚核糖體結(jié)合在一起。這說明原核細胞中的轉(zhuǎn)錄和翻譯是同時、同地點進行的。(4)苯丙酮尿癥是由控制某種酶的基因異常而引起的，這說明基因和性狀的關系是基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。
15．(2024·太原模擬)如圖為中心法則及其發(fā)展的圖解和某病毒侵入細胞后其遺傳信息傳遞的圖解。請回答下列相關問題：
(1)人體正常細胞內(nèi)可發(fā)生圖1中的過程________(填序號)。
(2)由圖2可知，該病毒的遺傳物質(zhì)是________RNA(填“＋”“－”或“＋和－”)。請參照圖1中心法則，寫出該病毒遺傳信息傳遞過程中進行的過程：________(填序號)。相對較短的時間內(nèi)，該病毒出現(xiàn)了較多的變異毒株，其原因是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________。
(3)雙鏈DNA分子①過程的方式是____________。DNA 分子的基本骨架是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)某雙鏈DNA分子在復制過程中，某位點上的一個正常堿基(設為P)經(jīng)誘變成了尿嘧啶。該DNA分子連續(xù)復制兩次，得到的4個子代DNA分子的相應位點上的堿基對分別為U—A、A—T、G—C、C—G。推測“P” 可能是_______________
________________________________________。
(5)提取一個人的未成熟的紅細胞的全部mRNA，并以此為模板在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下合成相應的單鏈DNA(L)，再提取同一個人的胰島B細胞(能合成并分泌胰島素)中的全部mRNA與L配對，能互補的胰島B細胞中的mRNA包括編碼________(選擇對應的編號填寫：①核糖體蛋白的mRNA；②胰島素的mRNA；③有氧呼吸第一階段有關酶的mRNA；④血紅蛋白的mRNA)。
【答案】　(1)①②③　(2)＋　③④　RNA為單鏈結(jié)構(gòu)，不穩(wěn)定，易發(fā)生基因突變(或變異率高)
(3)半保留復制　脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)　(4)胞嘧啶或鳥嘌呤　(5)①③
【解析】　(1)圖1表示中心法則的主要內(nèi)容及其發(fā)展，其中①是DNA的復制，②是轉(zhuǎn)錄，③是翻譯，④是RNA的復制，⑤是逆轉(zhuǎn)錄，因此圖1中能在人體細胞中發(fā)生的是①②③。(2)由圖2可知，該病毒的遺傳物質(zhì)是＋RNA。從圖2看，該病毒能進行RNA的自我復制，還能充當翻譯的模板，即進行的過程有圖1中的③④。相對較短的時間內(nèi)，該病毒出現(xiàn)了較多的變異毒株，其原因是該病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，RNA為單鏈結(jié)構(gòu)，不穩(wěn)定，易發(fā)生基因突變(或變異率高)。(3)雙鏈DNA分子復制的方式是半保留復制，DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，堿基在內(nèi)側(cè)。(4)由于正常堿基P變成了U后，能與A配對，因此含有U與A、A與T的2個DNA分子是發(fā)生了突變的，而含有G—C、C—G的2個DNA分子是未發(fā)生突變的。又因為這兩個正常的DNA分子和親代DNA分子的堿基組成是一致的，即親代DNA分子中的堿基組成是G—C或C—G，因此P可能是胞嘧啶或鳥嘌呤。(5)以人體的未成熟的紅細胞的全部mRNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下合成的相應的單鏈DNA中，含有核糖體蛋白的基因片段、有氧呼吸第一階段有關酶的基因片段、血紅蛋白基因片段；同一個人體的胰島B細胞中的全部mRNA中含有核糖體蛋白的mRNA、有氧呼吸第一階段有關酶的mRNA、胰島素的mRNA，所以與L能互補的胰島B細胞的mRNA包括編碼①核糖體蛋白的mRNA和③有氧呼吸第一階段有關酶的mRNA。
能力達標測試
一、選擇題
1．(2024·承德模擬)許多生物學結(jié)論都是經(jīng)過不斷摸索才得出的，例如生物遺傳物質(zhì)的探索、DNA復制方式的探索。下列相關敘述正確的是(　　)
A．傘藻的嫁接實驗能夠說明DNA是傘藻的遺傳物質(zhì)
B．只用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，根據(jù)放射性位置不能確定遺傳物質(zhì)
C．將雙鏈均被15N標記的DNA放入14N中復制一次后再斷開氫鍵離心，只能出現(xiàn)一條密度帶
D．一段雙鏈DNA分子中G占20%，可確定其轉(zhuǎn)錄出來的RNA中C所占的比例
【答案】　B
【解析】　傘藻的嫁接實驗只能說明細胞核能控制生物遺傳，不能說明DNA是傘藻的遺傳物質(zhì)，A錯誤；只用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，根據(jù)放射性位置不能確定遺傳物質(zhì)，還需設置35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌的實驗組進行對比，并且需檢測子代噬菌體是否具有放射性，B正確；將雙鏈均被15N標記的DNA放入14N中復制一次后再斷開氫鍵，含有兩條15N標記的DNA鏈和兩條14N標記的DNA鏈，離心后會出現(xiàn)兩條密度帶，C錯誤；轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板，一段雙鏈DNA分子中G占20%，無法計算出一條鏈中G的數(shù)量，故無法確定其轉(zhuǎn)錄出來的RNA中C所占的比例，D錯誤。
2．(2024·德州模擬)DNA單鏈上的G和G配對，可形成G－四鏈體；C與C配對，則形成i－motif，二者結(jié)構(gòu)如下圖。研究發(fā)現(xiàn)，某蛋白質(zhì)與bcl－2基因的啟動子(基因中啟動轉(zhuǎn)錄的部位)結(jié)合會抑制該基因的表達，若bcl－2基因的啟動子中形成了G－四鏈體或i－motif，則該蛋白質(zhì)不能與啟動子結(jié)合。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．G－四鏈體和i－motif的形成都沒有改變核苷酸之間的連接方式
B．在形成G－四鏈體的DNA分子中，嘌呤堿基數(shù)與嘧啶堿基數(shù)相等
C．DNA的一條鏈形成G－四鏈體時，另一條鏈可能同時形成i－motif
D．若bcl－2基因的啟動子中形成G－四鏈體，bcl－2基因的轉(zhuǎn)錄會受到抑制
【答案】　D
【解析】　G－四鏈體和i－motif的形成都沒有改變核苷酸之間的連接方式，A正確；由題圖可知，在形成G－四鏈體的DNA分子中，G和G配對是在其中一條鏈，對應的另一條鏈上對應的是相應的C，只是此時C沒有其他堿基與之配對，故嘌呤堿基數(shù)與嘧啶堿基數(shù)相等，B正確；DNA的一條鏈形成G－四鏈體時，G－四鏈體G的位置對應另一條鏈的C，可能同時形成i－motif，C正確；根據(jù)題意，若bcl－2基因的啟動子中形成了G－四鏈體或i－motif，則該蛋白質(zhì)不能與啟動子結(jié)合，則轉(zhuǎn)錄可以正常進行，D錯誤。
3．(2024·貴陽模擬)某病毒關鍵受體(ACE2)，廣泛存在于人體各類器官的細胞膜上，是該病毒侵入細胞的主要“通道”。藥物熊去膽氧酸可以有效降低ACE2受體基因表達，從而減輕該病毒危害的程度。下列有關說法正確的是(　　)
A．ACE2受體基因表達需要RNA聚合酶等酶的參與
B．熊去膽氧酸有效阻止病毒與ACE2的互相識別
C．控制ACE2合成的基因主要在肺泡細胞中表達
D．熊去膽氧酸能預防該種病毒感染且無副作用
【答案】　A
【解析】　基因的表達包括轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，其中轉(zhuǎn)錄過程需要RNA聚合酶的催化，A正確；分析題意可知，藥物熊去膽氧酸可以有效降低ACE2受體基因表達，導致ACE2合成受阻，而不是阻止病毒與ACE2的互相識別，B錯誤；據(jù)題可知，ACE2廣泛存在于人體各類器官的細胞膜上，故控制ACE2合成的基因可在各類細胞中表達，C錯誤；分析題意可知，熊去膽氧酸能減輕病毒危害的程度，但不能預防該種病毒感染，且據(jù)題干信息無法得知其是否具有副作用，D錯誤。
4．(2024·吉安模擬)隨年齡的增長，核糖體“暫停”的增加導致RQC機制超負荷(RQC是指為防止錯誤折疊的多肽鏈持續(xù)積累，細胞激活特有的監(jiān)控機制，降解mRNA以及異常的多肽)。研究發(fā)現(xiàn)新生肽鏈的折疊在合成早期即開始，隨肽鏈的延伸同時進行折疊。科學家構(gòu)建了如圖所示的酵母細胞研究模型，下列說法錯誤的是(　　)
A．核糖體能按照mRNA的指令將遺傳密碼轉(zhuǎn)換成氨基酸序列
B．衰老的酵母模型表現(xiàn)出RQC機制超負荷，多肽聚集增加
C．衰老的酵母細胞能通過負反饋調(diào)節(jié)RQC保護機制
D．新生肽鏈的折疊與組成肽鏈的氨基酸序列密切相關
【答案】　C
【解析】　核糖體是翻譯的場所，其能按照mRNA的指令將遺傳密碼轉(zhuǎn)換成氨基酸序列，A正確；衰老的酵母細胞內(nèi)核糖體“暫停”的增加導致RQC機制超負荷，所以其模型表現(xiàn)出RQC機制超負荷，多肽聚集增加，B正確；衰老的酵母細胞內(nèi)核糖體“暫停”的增加導致RQC機制超負荷，說明其通過正反饋調(diào)節(jié)RQC保護機制，C錯誤；新生肽鏈的折疊與組成肽鏈的氨基酸序列密切相關，形成特定的結(jié)構(gòu)，D正確。
5．(2024·秦皇島模擬)下圖為真核生物細胞核內(nèi)RNA的合成示意圖，下列有關敘述正確的是(　　)
A．圖示RNA聚合酶沿著DNA自右向左催化轉(zhuǎn)錄過程
B．圖示完整DNA分子可轉(zhuǎn)錄合成多個不同種類RNA分子
C．圖示生物可邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯，大大提高了蛋白質(zhì)的合成速率
D．圖示物質(zhì)③穿過核孔進入細胞質(zhì)，可直接作為翻譯過程的模板
【答案】　B
【解析】　轉(zhuǎn)錄過程中起催化作用的酶是RNA聚合酶，根據(jù)合成的mRNA長短及DNA和RNA的結(jié)合區(qū)域可知，它在圖中的移動方向是自左向右，A錯誤；轉(zhuǎn)錄是以基因為單位進行的，一個DNA分子上含有多個基因，故圖示完整DNA分子可轉(zhuǎn)錄合成多個不同種類RNA分子，B正確；由于圖示細胞為真核生物細胞，具有核膜等結(jié)構(gòu)，故圖示生物轉(zhuǎn)錄完成后才進行翻譯，C錯誤；③可表示mRNA，需要經(jīng)過加工編輯才可以轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中作為翻譯過程的模板，D錯誤。
6．(2024·菏澤模擬)某種甜瓜的花的發(fā)育機制如圖所示，已知心皮原基中CRC基因的表達是其發(fā)育為雌蕊的前提條件。下列敘述錯誤的是(　　)
A．若僅ACS7基因缺失，則該甜瓜開兩性花
B．若僅CRC基因缺失，則該甜瓜只開雄花
C．若僅WIP1基因缺失，則該甜瓜只開雌花
D．若ACS7 、WIP1基因均缺失，則該甜瓜開兩性花
【答案】　A
【解析】　若僅ACS7基因缺失，ACS7不能發(fā)揮作用，原始雄蕊能發(fā)育成雄蕊，但WIP1基因和CRC基因正常，WIP1能抑制CRC基因表達，心皮原基不能發(fā)育成雌蕊，因此該甜瓜開雄花，A錯誤；若僅CRC基因缺失，WIP1基因和ACS7基因正常，WIP1能抑制ACS7基因表達，ACS7能抑制原始雄蕊發(fā)育成雄蕊，因此原始雄蕊能發(fā)育成雄蕊，即該甜瓜只開雄花，B正確；若僅WIP1基因缺失，心皮原基中CRC基因表達，發(fā)育成雌蕊，ACS7能抑制原始雄蕊發(fā)育成雄蕊，因此該甜瓜只開雌花，C正確；若ACS7基因缺失，該甜瓜原始雄蕊能發(fā)育成雄蕊，若WIP1基因缺失，不會抑制CRC基因表達，即心皮原基中CRC基因正常表達，該甜瓜心皮原基能發(fā)育成雌蕊，總的來說，該甜瓜開兩性花，D正確。
7．(2024·臨沂模擬)RNaseP(E)是一種由蛋白質(zhì)和RNA組成的核酶，下圖是E對pre－tRNA(S)進行加工的過程，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．E可水解磷酸二酯鍵
B．S物質(zhì)通過轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生
C．E的化學成分與核糖體相同
D．成熟tRNA有64種
【答案】　D
【解析】　圖示過程中E可以催化S的分解，S的本質(zhì)是RNA，因此，E可水解磷酸二酯鍵，A正確；S的本質(zhì)是RNA，目前認為RNA的合成是通過轉(zhuǎn)錄完成的，B正確；E是一種由蛋白質(zhì)和RNA組成的核酶，核糖體也是由RNA和蛋白質(zhì)組成的結(jié)構(gòu)，因此，E與核糖體的化學成分相同，C正確；成熟tRNA有61或62種，D錯誤。
8．(2024·郴州模擬)近年來，科研人員在小鼠的基因文庫測序中發(fā)現(xiàn)一種新的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物——長鏈非編碼RNA(IncRNA)。研究發(fā)現(xiàn)，在真核細胞中，IncRNA能和DNA通過堿基互補形成穩(wěn)定的三螺旋復合物，調(diào)控靶基因的表達。下列說法錯誤的是(　　)
A．IncRNA中僅和一個核糖相連的磷酸基團只有一個
B．IncRNA可能通過影響基因的轉(zhuǎn)錄過程調(diào)控基因的表達
C．穩(wěn)定的三螺旋復合物中嘌呤和嘧啶的數(shù)量相等
D．三螺旋復合物中最多含5種堿基，8種核苷酸
【答案】　C
【解析】　IncRNA為單鏈，只有一個游離的磷酸基團，A正確；結(jié)合題干“IncRNA能和DNA通過堿基互補形成穩(wěn)定的三螺旋復合物”，可推測該結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，難以解旋暴露模板鏈從而影響基因的轉(zhuǎn)錄過程，B正確；由于穩(wěn)定的三螺旋復合物存在三條鏈，因此該復合物中嘌呤和嘧啶的數(shù)量不一定相等，C錯誤；三螺旋復合物中既有DNA又有RNA，DNA有4種核苷酸，RNA也有4種核苷酸，DNA和RNA堿基共5種(A、U、G、C、T)，D正確。
9．(2024·漳州模擬)天使綜合征(簡稱AS)是與15號染色體上的UBE3A和SNRPN基因有關的表觀遺傳現(xiàn)象，某AS患兒從父親獲得的UBE3A基因DNA序列正常，但鄰近的SNRPN基因產(chǎn)生了一段RNA(UBE3A－ATS)，干擾了父源UBE3A基因合成蛋白質(zhì)，下列分析錯誤的是(　　)
A．SNRPN基因與UBE3A基因的部分堿基序列相同
B．反義RNA會抑制UBE3A基因的翻譯
C．雙鏈RNA會被細胞內(nèi)聚合酶識別后降解
D．開發(fā)可抑制SNRPN基因表達藥物可治療AS
【答案】　C
【解析】　據(jù)題意“鄰近的SNRPN基因產(chǎn)生了一段RNA(UBE3A－ATS)，干擾了父源UBE3A基因合成蛋白質(zhì)”，并結(jié)合題圖可知，SNRPN基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA(反義RNA，即UBE3A－ATS)能與UBE3A基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA部分堿基互補配對，使UBE3A基因的翻譯受阻，故SNRPN基因與UBE3A基因的部分堿基序列相同，A、B正確；由圖示可知，由SNRPN基因轉(zhuǎn)錄形成的反義RNA與UBE3A基因的mRNA互補結(jié)合形成的雙鏈RNA，能被細胞內(nèi)RNA水解酶識別后降解，從而使UBE3A基因無法表達，因此，開發(fā)可抑制SNRPN基因表達的藥物有望治療AS，C錯誤，D正確。
10．(2024·岳陽模擬)科學家分析了多種生物DNA的堿基組成，一部分實驗數(shù)據(jù)如下表所示。下列說法正確的是(　　)
來源 A/G T/C A/T G/C 嘌呤/嘧啶
人 1.56 1.43 1.00 1.00 1.0
鯡魚 1.43 1.43 1.02 1.02 1.02
小麥 1.22 1.18 1.00 0.97 0.99
結(jié)核分枝桿菌 0.4 0.4 1.09 1.08 1.1
A.表中四種生物的DNA中A/T、G/C比例不同，說明DNA具有多樣性
B．如果分析表中四種生物RNA的嘌呤/嘧啶，會出現(xiàn)與表中類似的結(jié)果
C．表中數(shù)據(jù)說明結(jié)核分枝桿菌DNA分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性高于其他三種生物
D．生物的DNA都含有A、T、G、C 4種堿基，可作為生物進化的直接證據(jù)
【答案】　C
【解析】　表中四種生物的DNA中A/T、G/C比例都接近1，說明DNA為雙鏈結(jié)構(gòu)，A與T配對，G與C配對，不能說明DNA具有多樣性，A錯誤；DNA一般為雙鏈結(jié)構(gòu)，DNA中嘌呤和嘧啶互補配對，因此嘌呤數(shù)一般等于嘧啶數(shù)，而RNA一般為單鏈結(jié)構(gòu)，嘌呤數(shù)不一定等于嘧啶數(shù)，因此如果分析表中四種生物RNA的嘌呤/嘧啶，可能不會出現(xiàn)與表中類似的結(jié)果，B錯誤；根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，結(jié)核分枝桿菌的A/G、T/C的值低于其他三種生物，說明結(jié)核分枝桿菌的DNA中G和C堿基所占比例較大，而G和C之間為三個氫鍵，A與T之間為兩個氫鍵，因此表中數(shù)據(jù)說明結(jié)核分枝桿菌DNA分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性高于其他三種生物，C正確；生物進化最直接的證據(jù)是化石，D錯誤。
10．(多選)(2024·岳陽模擬)科學家分析了多種生物DNA的堿基組成，一部分實驗數(shù)據(jù)如下表所示。下列說法錯誤的是(　　)
來源 A/G T/C A/T G/C 嘌呤/嘧啶
人 1.56 1.43 1.00 1.00 1.0
鯡魚 1.43 1.43 1.02 1.02 1.02
小麥 1.22 1.18 1.00 0.97 0.99
結(jié)核分枝桿菌 0.4 0.4 1.09 1.08 1.1
A.表中四種生物的DNA中A/T、G/C比例不同，說明DNA具有多樣性
B．如果分析表中四種生物RNA的嘌呤/嘧啶，會出現(xiàn)與表中類似的結(jié)果
C．表中數(shù)據(jù)說明結(jié)核分枝桿菌DNA分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性高于其他三種生物
D．生物的DNA都含有A、T、G、C 4種堿基，可作為生物進化的直接證據(jù)
【答案】　ABD
【解析】　表中四種生物的DNA中A/T、G/C比例都接近1，說明DNA為雙鏈結(jié)構(gòu)，A與T配對，G與C配對，不能說明DNA具有多樣性，A錯誤；DNA一般為雙鏈結(jié)構(gòu)，DNA中嘌呤和嘧啶互補配對，因此嘌呤數(shù)一般等于嘧啶數(shù)，而RNA一般為單鏈結(jié)構(gòu)，嘌呤數(shù)不一定等于嘧啶數(shù)，因此如果分析表中四種生物RNA的嘌呤/嘧啶，可能不會出現(xiàn)與表中類似的結(jié)果，B錯誤；根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，結(jié)核分枝桿菌的A/G、T/C的值低于其他三種生物，說明結(jié)核分枝桿菌的DNA中G和C堿基所占比例較大，而G和C之間為三個氫鍵，A與T之間為兩個氫鍵，因此表中數(shù)據(jù)說明結(jié)核分枝桿菌DNA分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性高于其他三種生物，C正確；生物進化最直接的證據(jù)是化石，D錯誤。
11．(2024·濟寧模擬)科學研究發(fā)現(xiàn)，紫外線的主要作用是使同一條DNA單鏈上相鄰胸腺嘧啶間形成共價結(jié)合的胸腺嘧啶二聚體，而在互補雙鏈間形成該結(jié)構(gòu)的機會很少，一旦形成，則會影響雙鏈的解開。如果經(jīng)紫外線照射后的微生物立即暴露于可見光下，則可明顯降低其死亡率，這種現(xiàn)象被稱為光復活作用，簡要過程如下圖所示。據(jù)此推測，下列敘述正確的是(　　)
A．圖中紫外線造成的胸腺嘧啶二聚體是互補雙鏈間形成的
B．互補雙鏈間形成胸腺嘧啶二聚體后會影響復制和轉(zhuǎn)錄
C．圖示中的二聚體解離是指兩個胸腺嘧啶之間的氫鍵斷裂
D．圖中顯示紫外線可引起基因突變或染色體變異
【答案】　B
【解析】　圖中紫外線造成的胸腺嘧啶二聚體是同一條DNA單鏈形成的，A錯誤；互補雙鏈間一旦形成胸腺嘧啶二聚體，會影響雙鏈解旋，進而影響復制和轉(zhuǎn)錄，B正確；互補堿基之間以氫鍵連接，而嘧啶二聚體的兩個胸腺嘧啶之間形成的是共價鍵，不是氫鍵，C錯誤；圖中顯示紫外線可引起兩個脫氧核苷酸之間的連接，引起的是基因突變而不是染色體變異，D錯誤。
11．(多選)(2024·濟寧模擬)將某種細菌培養(yǎng)在含有3H胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)基上一段時間，檢測發(fā)現(xiàn)細菌的擬核中含有兩種類型的DNA分子如圖所示，虛線表示含放射性的脫氧核苷酸鏈。下列說法錯誤的是(　　)
A．細菌擬核DNA第一次復制后產(chǎn)生的DNA分子為乙類型
B．細菌擬核DNA第三次復制后產(chǎn)生的DNA分子為甲、乙兩種類型，比例為1∶3
C．細菌擬核DNA復制n次產(chǎn)生的含有放射性脫氧核苷酸鏈的數(shù)目為2n－2條
D．若該細菌擬核DNA分子中，G占堿基總數(shù)的38%，其中一條鏈中的T占該單鏈堿基數(shù)的5%，那么另一條鏈中T占該單鏈堿基數(shù)的比例為19%
【答案】　AC
【解析】　根據(jù)題目信息和圖形分析，由于親本DNA沒有放射性，根據(jù)半保留復制，子一代的DNA分子應該一條鏈含有放射性，一條鏈沒有放射性，即圖甲所示；子二代及以后會出現(xiàn)兩條鏈都具有放射性的DNA分子，即圖乙所示；無論繁殖多少代，子代都有且只有兩個DNA分子為甲類型，細菌擬核DNA第一次復制后產(chǎn)生的DNA分子為甲類型，A錯誤。細菌擬核DNA第三次復制后產(chǎn)生的DNA分子有8個，其中有2個為甲類型，因此甲、乙兩種類型的比例為1∶3，B正確。細菌擬核DNA復制n次后產(chǎn)生的含有放射性脫氧核苷酸鏈的數(shù)目＝2n×2－2＝2n＋1－2，C錯誤。該細菌擬核DNA分子是雙鏈DNA分子，G占堿基總數(shù)的38%，則該DNA分子T占堿基總數(shù)的12%，其中一條鏈中的T占該單鏈堿基數(shù)的5%，那么另一條鏈中T占該單鏈堿基數(shù)的比例為19%，D正確。
12．(2024·焦作模擬)細胞中核基因的表達過程嚴格并且準確，若偶爾出現(xiàn)差錯，也會有一定的補救措施，如圖所示，以下敘述正確的是(　　)
A．過程①將DNA雙鏈螺旋解開的酶是解旋酶
B．過程①③堿基配對方式完全相同
C．異常mRNA的出現(xiàn)可能是對RNA前體剪切出現(xiàn)異常造成的
D．若過程④受阻表達出了異常蛋白質(zhì)而引起性狀改變屬于可遺傳變異
【答案】　C
【解析】　過程①為轉(zhuǎn)錄，將DNA雙鏈螺旋解開的酶是RNA聚合酶，A錯誤；過程③為翻譯過程，堿基配對方式為A—U、C—G、U—A、G—C，過程①為轉(zhuǎn)錄，堿基配對方式為G—C、T—A、A—U、C—G，堿基配對方式不完全相同，B錯誤；據(jù)圖分析，異常mRNA的出現(xiàn)可能是對RNA前體剪切出現(xiàn)異常造成的，C正確；由題意可知，異常蛋白質(zhì)雖然使生物體性狀改變了，但其遺傳物質(zhì)沒有改變，所以屬于不可遺傳變異，D錯誤。
12．(多選)(2024·焦作模擬)細胞中核基因的表達過程嚴格并且準確，若偶爾出現(xiàn)差錯，也會有一定的補救措施，如圖所示，以下敘述錯誤的是(　　)
A．過程①將DNA雙鏈螺旋解開的酶是解旋酶
B．過程①③堿基配對方式完全相同
C．異常mRNA的出現(xiàn)可能是對RNA前體剪切出現(xiàn)異常造成的
D．若過程④受阻表達出了異常蛋白質(zhì)而引起性狀改變屬于可遺傳變異
【答案】　ABD
【解析】　過程①為轉(zhuǎn)錄，將DNA雙鏈螺旋解開的酶是RNA聚合酶，A錯誤；過程③為翻譯過程，堿基配對方式為A—U、C—G、U—A、G—C，過程①為轉(zhuǎn)錄，堿基配對方式為G—C、T—A、A—U、C—G，堿基配對方式不完全相同，B錯誤；據(jù)圖分析，異常mRNA的出現(xiàn)可能是對RNA前體剪切出現(xiàn)異常造成的，C正確；由題意可知，異常蛋白質(zhì)雖然使生物體性狀改變了，但其遺傳物質(zhì)沒有改變，所以屬于不可遺傳變異，D錯誤。
二、非選擇題
13．(2024·無錫質(zhì)檢)人體中的促紅細胞生成素(EPO)是由腎皮質(zhì)、腎小管周圍間質(zhì)細胞和肝臟分泌的一種激素類物質(zhì)，能夠促進紅細胞生成。服用促紅細胞生成素可以使患腎病、貧血的病人增加血細胞比容(即增加血液中紅細胞百分比)。EPO興奮劑正是根據(jù)促紅細胞生成素的原理人工合成，它能促進肌肉中氧氣生成，從而使肌肉更有勁、工作時間更長。當機體缺氧時，低氧誘導因子(HIF)與促紅細胞生成素(EPO)基因的低氧應答元件(非編碼蛋白質(zhì)序列)結(jié)合，使EPO基因表達加快，促進EPO的合成，過程如下圖所示，回答下列問題：
(1)HIF基因的本質(zhì)是__________________________________________，其獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)可為復制提供精確的模板。
(2)請用中心法則表示出腎皮質(zhì)、腎小管周圍間質(zhì)細胞中遺傳信息的傳遞方向：_________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)過程②中，除mRNA外，還需要的RNA有____________________________
_____________________________________________________________。
(4)HIF在________(填“轉(zhuǎn)錄”或“翻譯”)水平調(diào)控EPO基因的表達。
(5)癌細胞因迅速增殖往往會造成腫瘤附近局部供氧不足，但可通過提高HIF蛋白的表達，刺激機體產(chǎn)生紅細胞，為腫瘤提供更多氧氣和養(yǎng)分。根據(jù)上述機制，請簡述一種治療癌癥的措施：____________________________________________
____________________________________________________________________________________________________。
【答案】　(1)具有遺傳效應的DNA片段
(2)DNAmRNA蛋白質(zhì)
(3)rRNA、tRNA
(4)轉(zhuǎn)錄
(5)可以通過抑制HIF蛋白基因的表達來達到治療癌癥的目的(符合題意，合理即可)
【解析】　(1)HIF基因是具有遺傳效應的DNA片段。(2)腎皮質(zhì)、腎小管周圍間質(zhì)細胞是高度分化的細胞，只能進行轉(zhuǎn)錄和翻譯，則腎皮質(zhì)、腎小管周圍間質(zhì)細胞中遺傳信息的傳遞方向如圖所示：DNAmRNA蛋白質(zhì)。(3)過程①表示轉(zhuǎn)錄，需要RNA聚合酶的催化；過程②表示翻譯，該過程中mRNA作為翻譯的模板，tRNA運輸氨基酸，rRNA和蛋白質(zhì)組成核糖體，是翻譯的場所，因此該過程還需要rRNA、tRNA。(4)根據(jù)題干信息，“當機體缺氧時，低氧誘導因子(HIF)與促紅細胞生成素(EPO)基因的低氧應答元件(非編碼蛋白質(zhì)序列)結(jié)合，使EPO基因表達加快，促進EPO的合成”，說明HIF在轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控EPO基因的表達，促進EPO的合成。(5)癌細胞因迅速增殖往往會造成腫瘤附近局部供氧不足，但可通過提高HIF蛋白的表達，刺激機體產(chǎn)生紅細胞，為腫瘤提供更多氧氣和養(yǎng)分。根據(jù)上述機制，可以通過抑制HIF蛋白基因的表達來達到治療癌癥的目的。
14．(2024·南通模擬)研究發(fā)現(xiàn)，當細胞中缺乏氨基酸時，負載tRNA(攜帶氨基酸的tRNA)會轉(zhuǎn)化為空載tRNA(沒有攜帶氨基酸的tRNA)參與基因表達的調(diào)控。如圖是缺乏氨基酸時，tRNA調(diào)控基因表達的相關過程，圖中的①②③④表示過程，a、b、c、d表示合成的多肽鏈。利用該圖作用的機理分析饑餓療法治療癌癥的方法和原理(饑餓療法是指通過微導管向腫瘤供血動脈內(nèi)注入栓塞劑，阻斷腫瘤的血液供應，使腫瘤細胞缺血、缺氧死亡)。請回答下列相關問題：
(1)癌細胞被稱為不死細胞，能夠進行無限增殖，在增殖過程中需要不斷合成需要的蛋白質(zhì)，DNA控制合成蛋白質(zhì)的過程包括________(填序號)，參與此過程的RNA有_____________________________________________________________
________________________________________________________________________________。
(2)根據(jù)圖中多肽合成的過程，判斷核糖體的移動方向為________，判斷a、b、c、d合成的先后順序為______________。從圖中可知合成蛋白質(zhì)的速度非常快的原因是________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)結(jié)合饑餓療法治療癌癥的方法，利用上圖展示的調(diào)控過程，從兩個方面說明如何通過抑制蛋白質(zhì)的合成，來控制癌細胞的分裂：_______________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】　(1)①②　mRNA、tRNA、rRNA
(2)由右向左　a、b、c、d　一個mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成，因此少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)
(3)缺少氨基酸會使負載tRNA(攜帶氨基酸的tRNA)轉(zhuǎn)化為空載tRNA。空載tRNA通過抑制DNA的轉(zhuǎn)錄和激活蛋白激酶抑制蛋白質(zhì)合成，減少蛋白質(zhì)的含量，影響癌細胞的分裂
【解析】　(1)DNA控制蛋白質(zhì)的合成包括圖中的①轉(zhuǎn)錄、②翻譯兩個過程；需要mRNA(翻譯的模板)、tRNA(轉(zhuǎn)運氨基酸)、rRNA(參與構(gòu)成核糖體)三種RNA共同參與完成。(2)依據(jù)圖可知，最早合成的多肽是a，其次是b、c、d，所以核糖體沿mRNA移動的方向是從右到左；因為一個mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成，因此少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。(3)由圖可知，缺少氨基酸會使負載tRNA(攜帶氨基酸的tRNA)轉(zhuǎn)化為空載tRNA，空載tRNA通過抑制DNA的轉(zhuǎn)錄從而減少蛋白質(zhì)的合成，空載tRNA還可以激活蛋白激酶抑制蛋白質(zhì)的合成，減少蛋白質(zhì)的含量，從而影響癌細胞的分裂。
15．(2024·邢臺模擬)學習以下材料，回答(1)～(3)題。
真核細胞內(nèi)“聚合酶θ(Pol θ)”的發(fā)現(xiàn)又豐富了傳統(tǒng)認知。Pol θ主要承擔檢測和修復DNA雙鏈斷裂的工作。當DNA雙鏈斷裂時，斷裂處的5′端被某些酶切后，出現(xiàn)局部單鏈DNA(ssDNA懸臂)，其上有些區(qū)域的堿基可互補配對，稱為微同源區(qū)。微同源區(qū)結(jié)合后，Pol θ可延伸微同源區(qū)的3′端，促進雙鏈斷裂處DNA的連接(圖1)，但該過程極易出現(xiàn)突變等錯誤。Pol θ在大多數(shù)組織細胞中不表達，但在許多癌細胞中高表達，促進癌細胞生長，同時使其產(chǎn)生耐藥性。
為驗證Pol θ具有圖1所示功能，開發(fā)了一種綠色熒光蛋白(GFP)報告基因檢測法，原理如圖2實驗組1所示。為進一步探究Pol θ是否還有其他功能，在此基礎上，將實驗組1中甲片段分別替換為摻入部分RNA的乙、丙片段，導入受體細胞，記為實驗組2、3。觀察到三組細胞均發(fā)出綠色熒光。
上述研究證明Pol θ也能夠?qū)NA序列“寫入”DNA，是遺傳信息在分子間傳遞的重大發(fā)現(xiàn)，這一發(fā)現(xiàn)再次豐富了中心法則的內(nèi)涵。
(1)根據(jù)所學知識，用箭頭和文字寫出中心法則的內(nèi)容。___________________
___________________________________________________。
(2)分析Pol θ修復DNA過程中產(chǎn)生突變的原因可能有________。
A．微同源區(qū)的形成造成斷裂部位堿基對缺失
B．Pol θ在催化蛋白質(zhì)合成過程中不遵循堿基互補配對原則
C．延伸微同源區(qū)的3′端時，堿基對錯配引起基因突變
D．將不同來源的DNA片段連接在一起，引起DNA序列改變
(3)圖2所示實驗中，導入受體細胞的核酸片段并未與載體相連，則含有GFP基因上、下游的片段還應該有__________________。實驗組2的結(jié)果說明Pol θ還具有__________功能。闡釋實驗組3的細胞發(fā)綠色熒光的機制_______________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】　(1)
(2)ACD
(3)啟動子和終止子　逆轉(zhuǎn)錄　Pol θ以RNA片段的正確序列為模板，使合成的轉(zhuǎn)錄模板鏈中原引入的編碼終止密碼子序列被正確序列替換，表達出GFP蛋白，發(fā)出綠色熒光
【解析】　(1)中心法則表示的是遺傳信息的傳遞方向。
(2)B選項中，催化蛋白質(zhì)合成過程中即使不遵循堿基互補配對，也不會反過來改變DNA的堿基序列，所以不可能是引發(fā)基因突變的原因。而A、C、D選項中均可能引起基因中堿基缺失、替換而導致突變。(3)導入受體細胞的核酸片段并未與載體相連，因此需要人為添加啟動子和終止子使目標基因能夠正常表達，實驗組2中即使基因序列中摻入RNA片段，Pol θ與之相同依然可以將其修改成正常的DNA片段，實驗組3中不僅摻入RNA片段，還將終止密碼子引入轉(zhuǎn)錄模板鏈，但GFP基因依然正確表達出綠色熒光蛋白，因此推測Pol θ以RNA片段的正確序列為模板，使合成的轉(zhuǎn)錄模板鏈中原引入的編碼終止密碼子序列被正確序列替換，表達出GFP蛋白，發(fā)出綠色熒光。
16．(2024·大慶模擬)羅氏沼蝦是我國重要的經(jīng)濟蝦類之一，具有生長速度快、營養(yǎng)價值高等優(yōu)點。研究者利用RNA干擾技術降低了羅氏沼蝦COX2基因的表達水平，借此探索了影響羅氏沼蝦生長速度的相關因素。
(1)RNA干擾的基本原理是向細胞中導入一段RNA(反義RNA)，它能與COX2mRNA按照____________________原則結(jié)合，從而阻止該基因的________過程，降低該基因表達水平。
(2)研究者給羅氏沼蝦注射COX2基因的反義RNA后，檢測了其有氧呼吸中催化ATP大量合成的X酶的活性，結(jié)果如圖所示。
①X酶主要存在于細胞中的____________上。
②對照組應向羅氏沼蝦注射無關RNA，該無關RNA的序列和反義RNA的序列關系應為__________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________。
③羅氏沼蝦在生長發(fā)育過程中進行生命活動時需要大量的ATP提供能量，根據(jù)圖中結(jié)果推測，注射COX2基因的反義RNA后，羅氏沼蝦的生長速度將變________，判斷依據(jù)是__________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)結(jié)合上述研究結(jié)果，提出一條提高羅氏沼蝦生長速度的思路：__________
______________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】　(1)堿基互補配對　翻譯
(2)①線粒體內(nèi)膜　②具有相同的堿基數(shù)目，且不能與COX2基因轉(zhuǎn)錄的mRNA發(fā)生堿基互補配對　③慢　注射COX2基因的反義RNA后，COX2基因的表達水平下降，X酶的活性下降，而X酶能催化ATP的大量合成，因而生長變慢
(3)設法提高羅氏沼蝦COX2基因的表達水平，進而提高相關X酶的活性，促進沼蝦的生長
【解析】　(1)RNA干擾的基本原理是向細胞中導入一段RNA(反義RNA)，它能與COX2基因的mRNA按照堿基互補配對原則結(jié)合，從而阻止該基因的翻譯過程，降低該基因表達水平。(2)①有氧呼吸過程中ATP的大量合成發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上，因而可推測X酶主要存在于細胞中的線粒體內(nèi)膜上。②對照組應向羅氏沼蝦注射無關RNA，該無關RNA的序列和反義RNA的序列中的堿基數(shù)目應該相同，且不能與COX2基因轉(zhuǎn)錄的mRNA發(fā)生堿基互補配對，因而對相關基因的表達無影響，從而形成對照。③羅氏沼蝦在生長發(fā)育過程中進行生命活動時需要大量的ATP提供能量，根據(jù)圖中結(jié)果推測，注射COX2基因的反義RNA后，X酶的活性下降，而X酶能催化ATP大量合成，因而羅氏沼蝦的生長速度由于ATP供應不足而變慢。(3)結(jié)合上述研究結(jié)果可推測RNA干擾技術能降低相關基因的表達，為此若要促進沼蝦的生長，則需要設法提高羅氏沼蝦COX2基因的表達水平，進而提高相關X酶的活性，促進沼蝦的生長。
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專題四　遺傳的分子基礎
3.1 親代傳遞給子代的遺傳信息主要編碼在DNA分子上
3.1.1 概述多數(shù)生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上
3.1.2 概述DNA分子是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成，通常由兩條堿基互補配對的反向平行長鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，堿基的排列順序編碼了遺傳信息
3.1.3 概述DNA分子通過半保留方式進行復制
3.1.4 概述DNA分子上的遺傳信息通過RNA指導蛋白質(zhì)的合成，細胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達的結(jié)果，生物的性狀主要通過蛋白質(zhì)表現(xiàn)
3.1.5 概述某些基因中堿基序列不變但表型改變的表觀遺傳現(xiàn)象
1．艾弗里通過肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 (　　)
提示：×　DNA是主要的遺傳物質(zhì)是在對大量生物的遺傳物質(zhì)進行探索后歸納得出的結(jié)論，并不是某一個實驗的結(jié)論。
2．加熱致死的S型細菌仍可使R型細菌轉(zhuǎn)化，說明在加熱條件下DNA未失活。 (　　)
提示：√
3．S型細菌侵入宿主細胞后，可利用宿主細胞的營養(yǎng)物質(zhì)和核糖體等細胞結(jié)構(gòu)繁殖后代。 (　　)
提示：×　細菌是原核細胞，具有自己的核糖體。
4．艾弗里實驗證明S型肺炎鏈球菌的DNA可以使小鼠死亡。 (　　)
提示：×　艾弗里實驗證明S型肺炎鏈球菌的DNA可以使R型肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化為S型肺炎鏈球菌，并未進行小鼠活體實驗。
5．赫爾希和蔡斯實驗中，細菌裂解后得到的子代噬菌體都帶有32P標記。 (　　)
提示：×　根據(jù)DNA的半保留復制可知，細菌裂解后得到的子代噬菌體DNA已復制多代，只有少數(shù)子代噬菌體DNA帶有32P標記。
6．在噬菌體侵染細菌的實驗過程中，攪拌、離心可使噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分開。 (　　)
提示：×　攪拌可使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離；離心是讓上清液中析出質(zhì)量較輕的噬菌體顆粒，沉淀物中留下被侵染的大腸桿菌。
7．在用35S標記的噬菌體的侵染實驗中，沉淀物中存在少量放射性可能是攪拌不充分導致的。 (　　)
提示：√
8．環(huán)狀DNA分子中有兩個游離的磷酸基團，RNA分子有一個游離的磷酸基團，位置在3′端。 (　　)
提示：×　環(huán)狀DNA分子中沒有游離的磷酸基團；單鏈RNA分子有一個游離的磷酸基團，位置在5′端。
9．DNA中磷酸二酯鍵用限制酶處理可切割，用DNA連接酶處理可連接。 (　　)
提示：√
10．DNA分子中每個脫氧核糖都連接兩個磷酸，每個堿基都連接一個脫氧核糖。 (　　)
提示：×　非環(huán)狀DNA分子中，兩條鏈3′端的脫氧核糖只連接一個磷酸。
11．沃森和克里克拍攝了DNA的衍射圖譜，并提出了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。 (　　)
提示：×　DNA的衍射圖譜是威爾金斯和富蘭克林拍攝的。
12．可以通過檢測15N的放射性來研究DNA半保留復制的特點。 (　　)
提示：×　15N為穩(wěn)定性同位素，沒有放射性。
13．DNA復制時，解旋酶和DNA聚合酶能同時發(fā)揮作用。 (　　)
提示：√
14．某一個基因的堿基排列順序的多樣化構(gòu)成了基因的多樣性。 (　　)
提示：×　對一個特定基因來說，具有特定的堿基序列，具有特異性，不具有多樣性。
15．一種tRNA只能轉(zhuǎn)運一種氨基酸，一種氨基酸可能由多種tRNA轉(zhuǎn)運。 (　　)
提示：√
16．每種氨基酸都對應多種密碼子，每個密碼子都決定一種氨基酸。 (　　)
提示：×　有的氨基酸只具有一種密碼子，如色氨酸；有的密碼子不決定氨基酸，如終止密碼子。
17．核糖體與mRNA的結(jié)合部位形成三個tRNA的結(jié)合位點，mRNA沿著核糖體移動并讀取下一個密碼子。 (　　)
提示：×　核糖體與mRNA的結(jié)合部位形成兩個tRNA的結(jié)合位點。核糖體沿著mRNA移動并讀取下一個密碼子。
18．同一個體的胰島B細胞和未成熟的紅細胞所含有的基因相同，所有的RNA和所有的蛋白質(zhì)都不同。 (　　)
提示：×　同一個體的胰島B細胞和未成熟的紅細胞所含有的RNA和所有的蛋白質(zhì)有一些相同(如管家基因相關RNA和蛋白質(zhì))，有一些不同(如奢侈基因相關RNA和蛋白質(zhì))。
19．轉(zhuǎn)錄過程與DNA復制過程的共同點是都以DNA單鏈為模板，在DNA聚合酶的作用下進行。 (　　)
提示：×　DNA復制過程以DNA兩條鏈為模板，轉(zhuǎn)錄過程在RNA聚合酶的作用下進行。
20．DNA甲基化會影響DNA復制但不會影響堿基的排列順序。 (　　)
提示：×　DNA甲基化不會影響DNA復制，會影響基因的表達過程。
1.T2噬菌體是專一侵染大腸桿菌的病毒，如果想用放射性同位素標記T2噬菌體，該如何操作？______________________________________
_________________________________________。
2．一般情況下，RNA病毒比DNA病毒的變異性更大，原因是__________________________________________________________________________________。
先用含有放射性同位素的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再用標記后的大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體
RNA病毒的遺傳物質(zhì)RNA是單鏈結(jié)構(gòu)，不穩(wěn)定，相比DNA更容易發(fā)生變異
3．從控制自變量的角度分析，艾弗里實驗的基本思路是_________
____________________________________________________________________，從而鑒定出DNA是遺傳物質(zhì)。
4．在證明DNA半保留復制的實驗中，如何區(qū)分親代與子代的DNA分子？________________________________________________________
__________________________________________________________________。
在每個實驗組中特異性地去除某一種物質(zhì)，然后在沒有這種物質(zhì)的情況下觀察結(jié)果
因為本實驗是根據(jù)半保留復制的原理和DNA密度的變化來設計的，所以根據(jù)試管中DNA帶所在的位置就可以區(qū)分親代與子代的DNA分子
5．DNA分子復制的意義：___________________________________
____________________________________________。
6．原核生物的擬核基因表達速率往往比真核生物的核基因表達速率要快很多，原因是____________________________________________
____________________________________________。
DNA通過復制，將遺傳信息從親代細胞傳遞給子代細胞，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性
原核生物基因表達時轉(zhuǎn)錄和翻譯可以同步進行，真核生物核基因表達時先完成轉(zhuǎn)錄，再完成翻譯
7．嘗試總結(jié)tRNA與其攜帶的氨基酸之間的對應關系：_________
________________________________________________________________________。
8．一種氨基酸可以由多個密碼子決定，對于生物生存和發(fā)展的重要意義是：__________________________________________________。
一種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸，但一種氨基酸可能被多種tRNA識別并轉(zhuǎn)運
在一定程度上能防止堿基改變而導致的生物性狀的改變
核心考點一
DNA是遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)
1.肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗
2.肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗
注意：關于轉(zhuǎn)化的三點提醒
(1)轉(zhuǎn)化的實質(zhì)：基因重組。
(2)體外轉(zhuǎn)化實驗的變量控制原理：減法原理。
(3)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗證明存在轉(zhuǎn)化因子，體外轉(zhuǎn)化實驗證明轉(zhuǎn)化因子是DNA。
3.T2噬菌體侵染細菌的實驗
(1)標記T2噬菌體
(2)侵染大腸桿菌
(3)噬菌體侵染細菌實驗的誤差分析
①32P噬菌體侵染大腸桿菌
②35S噬菌體侵染大腸桿菌
4.“遺傳物質(zhì)”探索的四種方法
5.明確不同生物的遺傳物質(zhì)
遺傳物質(zhì) 生物種類 結(jié)論
DNA 所有細胞生物及DNA病毒 絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，因此說DNA是主要的遺傳物質(zhì)
RNA RNA病毒
常考題型　探索生物遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實驗及變式分析
1. (2024·甘肅卷)科學家發(fā)現(xiàn)染色體主要是由蛋白質(zhì)和DNA組成。關于證明蛋白質(zhì)和核酸哪一種是遺傳物質(zhì)的系列實驗，下列敘述正確的是(　　)
A．肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗中，加熱致死的S型菌株的DNA分子在小鼠體內(nèi)可使R型活菌的相對性狀從無致病性轉(zhuǎn)化為有致病性
B．肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗中，利用自變量控制的“加法原理”，將“S型菌DNA＋DNA酶”加入R型活菌的培養(yǎng)基中，結(jié)果證明DNA是轉(zhuǎn)化因子
C．噬菌體侵染實驗中，用放射性同位素分別標記了噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNA，發(fā)現(xiàn)其DNA進入宿主細胞后，利用自身原料和酶完成自我復制
D．煙草花葉病毒實驗中，以病毒顆粒的RNA和蛋白質(zhì)互為對照進行侵染，結(jié)果發(fā)現(xiàn)自變量RNA分子可使煙草出現(xiàn)花葉病斑性狀
【答案】　D
【解析】　格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗未單獨研究每種物質(zhì)的作用，在艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗中，S型菌株的DNA分子可使R型活菌的相對性狀從無致病性轉(zhuǎn)化為有致病性，A錯誤；在肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗中，利用自變量控制中的“減法原理”設置對照實驗，通過觀察只有某種物質(zhì)存在或只有某種物質(zhì)不存在時，R型菌的轉(zhuǎn)化情況，最終證明了DNA是遺傳物質(zhì)，例如“S型菌DNA＋DNA酶”組除去了DNA，B錯誤；噬菌體為DNA病毒，其DNA進入宿主細胞后，利用宿主細胞的原料和酶完成自我復制，C錯誤；煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，以病毒顆粒的RNA和蛋白質(zhì)互為對照進行侵染，結(jié)果發(fā)現(xiàn)RNA分子可使煙草出現(xiàn)花葉病斑性狀，而蛋白質(zhì)不能使煙草出現(xiàn)花葉病斑性狀，D正確。故選D。
2. (2022·海南卷)某團隊從下表①～④實驗組中選擇兩組，模擬T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗，驗證DNA是遺傳物質(zhì)。結(jié)果顯示：第一組實驗檢測到放射性物質(zhì)主要分布在沉淀物中，第二組實驗檢測到放射性物質(zhì)主要分布在上清液中。該團隊選擇的第一、二組實驗分別是(　　)
　　　　　　 材料及標記
實驗組　　　　　　　 T2噬菌體 大腸桿菌
① 未標記 15N標記
② 32P標記 35S標記
③ 3H標記 未標記
④ 35S標記 未標記
A．①和④　　　 B．②和③
C．②和④ D．④和③
【答案】　C
【解析】　噬菌體侵染細菌時，只有DNA進入細菌，蛋白質(zhì)外殼沒有進入，為了區(qū)分DNA和蛋白質(zhì)，可用32P標記噬菌體的DNA，用35S標記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，根據(jù)第一組實驗檢測到放射性物質(zhì)主要分布在沉淀物中，說明親代噬菌體的DNA被32P標記，根據(jù)第二組實驗檢測到放射性物質(zhì)主要分布在上清液中，說明第二組噬菌體的蛋白質(zhì)被35S標記，即C正確，A、B、D錯誤。故選C。
3. (2022·湖南卷)T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程中，下列哪一項不會發(fā)生(　　)
A．新的噬菌體DNA合成 　
B．新的噬菌體蛋白質(zhì)外殼合成
C．噬菌體在自身RNA聚合酶作用下轉(zhuǎn)錄出RNA 　
D．合成的噬菌體RNA與大腸桿菌的核糖體結(jié)合
【答案】　C
【解析】　T2噬菌體侵染大腸桿菌時，首先吸附在大腸桿菌上，然后，T2噬菌體將自身遺傳物質(zhì)(DNA)注入大腸桿菌內(nèi)部，大腸桿菌體內(nèi)會合成新的噬菌體DNA，然后以噬菌體DNA轉(zhuǎn)錄出噬菌體RNA，該RNA與大腸桿菌核糖體結(jié)合，翻譯出新的噬菌體蛋白質(zhì)外殼，噬菌體DNA與新的噬菌體蛋白質(zhì)外殼組裝成子代噬菌體，噬菌體以這種方式大量繁殖，當其增殖到一定數(shù)量后，大腸桿菌裂解，釋放出大量噬菌體。T2噬菌體侵染大腸桿菌時只有DNA進入大腸桿菌，則其DNA轉(zhuǎn)錄形成RNA時需要的RNA聚合酶來自大腸桿菌。故選C。
4. (2022·浙江1月卷)S型肺炎鏈球菌的某種“轉(zhuǎn)化因子”可使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌。研究“轉(zhuǎn)化因子”化學本質(zhì)的部分實驗流程如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A．步驟①中，酶處理時間不宜過長，以免底物完全水解
B．步驟②中，甲或乙的加入量不影響實驗結(jié)果
C．步驟④中，固體培養(yǎng)基比液體培養(yǎng)基更有利于細菌轉(zhuǎn)化
D．步驟⑤中，通過涂布分離后觀察菌落或鑒定細胞形態(tài)得到實驗結(jié)果
【答案】　D
【解析】　步驟①中，酶處理時間要足夠長，以使底物完全水解，A錯誤；步驟②中，甲或乙的加入量屬于無關變量，應相同，否則會影響實驗結(jié)果，B錯誤；步驟④中，液體培養(yǎng)基比固體培養(yǎng)基更有利于細菌轉(zhuǎn)化，C錯誤；S型細菌有莢膜，菌落光滑，R型細菌無莢膜，菌落粗糙，步驟⑤中，通過涂布分離后觀察菌落或鑒定細胞形態(tài)，判斷是否出現(xiàn)S型細菌，D正確。故選D。
1.噬菌體的增殖周期
(1)吸附：噬菌體的尾絲與宿主細胞壁上的相關受體特異性識別，從而引導噬菌體吸附到宿主細胞表面。
(2)注入核酸：噬菌體的尾髓刺入細胞壁和細胞膜，隨后頭部的遺傳物質(zhì)DNA被注入細菌體內(nèi)，而蛋白質(zhì)外殼則遺留在了大腸桿菌外面。
(3)合成：病毒大分子的合成，包括病毒基因組的復制與表達。該過程所需要的DNA模板由噬菌體提供，而所需要的原料、能量、酶、核糖體等均由宿主細胞提供。
(4)組裝：經(jīng)過半保留復制形成的子代DNA與表達形成的蛋白質(zhì)組裝成子代病毒。
(5)釋放：大腸桿菌裂解死亡，大量子代噬菌體釋放出來。
2.噬菌體進行同位素標記時需注意的問題
(1)35S(標記蛋白質(zhì))和32P(標記DNA)不能同時標記在同一噬菌體上，因為檢測放射性時只能檢測到放射性的存在部位，不能確定是何種放射性元素。
(2)必須同時做32P標記和35S標記的對比實驗才能得出DNA是遺傳物質(zhì)的結(jié)論。
(3)不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng)T2噬菌體，因為T2噬菌體是病毒，只能寄生于大腸桿菌細胞中。
(4)蛋白質(zhì)和DNA都含有C、H、O、N，不能依據(jù)14C、3H、18O和15N四種元素將噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分開。
核心考點二
DNA的結(jié)構(gòu)、復制與相關計算
1.DNA的結(jié)構(gòu)及特點
(1)利用數(shù)字“五、四、三、二、一”巧記DNA分子的結(jié)構(gòu)
①DNA單鏈中相鄰的脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵連接。
②DNA雙鏈中相鄰的兩個堿基通過氫鍵連接，DNA單鏈中相鄰的兩個堿基通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”連接。
③DNA中有兩個游離的磷酸基團，所在的位置為每條鏈的5′端。
④某條DNA單鏈不互補堿基之和的比值與其互補鏈的該比值互為倒數(shù)。
⑤脫氧核糖上與堿基相連的C為1′－C，與磷酸基團相連的是5′－C，與下一個脫氧核苷酸磷酸基團相連的是3′－C。
⑥脫氧核糖(C5H10O4)與核糖(C5H10O5)的區(qū)別是2′－C上少一個O，只剩下一個H。
⑦DNA初步水解的產(chǎn)物為四種脫氧核苷酸，徹底水解的產(chǎn)物為磷酸、脫氧核糖、四種堿基。
⑧若某DNA片段中有n個堿基對，則磷酸和脫氧核糖之間的連接物共有(4n－2)個。
(2)DNA的結(jié)構(gòu)特點
(3)DNA分子的形狀不一
①染色體DNA呈鏈狀。
②原核生物的擬核、質(zhì)粒DNA和真核生物的葉綠體DNA、線粒體DNA一般為環(huán)狀。
2.DNA的復制
(1)分析下圖歸納DNA復制過程
(2)DNA的復制方式為半保留復制，一個DNA分子復制n次，則有：
①子代DNA分子數(shù)＝2n個；
②含有親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)＝2個；
③不含親代DNA鏈的子代DNA分子數(shù)＝(2n－2)個。
④子代DNA分子中脫氧核苷酸鏈數(shù)＝2n＋1條；
⑤若親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經(jīng)過n次復制需要消耗該脫氧核苷酸數(shù)＝m·(2n－1)個；第n次復制需要該脫氧核苷酸數(shù)＝m·(2n－2n－1)＝m·2n－1個。
常考題型一　DNA分子的結(jié)構(gòu)特點
1. (2024·浙江6月卷)下列關于雙鏈DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是(　　)
A．磷酸與脫氧核糖交替連接構(gòu)成了DNA的基本骨架
B．雙鏈DNA中T占比越高，DNA熱變性溫度越高
C．兩條鏈之間的氫鍵形成由DNA聚合酶催化
D．若一條鏈的G＋C占47%，則另一條鏈的A＋T也占47%
【答案】　A
【解析】　DNA的外側(cè)由脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成基本骨架，內(nèi)側(cè)是堿基通過氫鍵連接形成的堿基對，A正確；雙鏈DNA中GC堿基對占比越高，DNA熱變性溫度越高，B錯誤；DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯鍵，C錯誤；互補的堿基在單鏈上所占的比例相等，若一條鏈的G＋C占47%，則另一條鏈的G＋C也占47%，A＋T占1－47%＝53%，D錯誤。故選A。
2. (2022·廣東卷)λ噬菌體的線性雙鏈DNA兩端各有一段單鏈序列。這種噬菌體在侵染大腸桿菌后其DNA會自連環(huán)化(如圖)，該線性分子兩端能夠相連的主要原因是(　　)
A．單鏈序列脫氧核苷酸數(shù)量相等
B．分子骨架同為脫氧核糖與磷酸
C．單鏈序列的堿基能夠互補配對
D．自連環(huán)化后兩條單鏈方向相同
【答案】　C
【解析】　單鏈序列脫氧核苷酸數(shù)量相等、分子骨架同為脫氧核糖與磷酸交替連接，不能決定該線性DNA分子兩端能夠相連，A、B錯誤；據(jù)圖可知，單鏈序列的堿基能夠互補配對，決定該線性DNA分子兩端能夠相連，C正確；DNA的兩條鏈是反向的，因此自連環(huán)化后兩條單鏈方向相反，D錯誤。故選C。
3. (2021·北京卷)酵母菌的DNA中堿基A約占32%，關于酵母菌核酸的敘述錯誤的是(　　)
A．DNA復制后A約占32%
B．DNA中C約占18%
C．DNA中(A＋G)/(T＋C)＝1
D．RNA中U約占32%
【答案】　D
【解析】　DNA分子為半保留復制，復制時遵循A—T、G—C的配對原則，則DNA復制后的A約占32%，A正確；酵母菌的DNA中堿基A約占32%，則A＝T＝32%，G＝C＝(1－2×32%)/2＝18%，B正確；DNA遵循堿基互補配對原則，A＝T、G＝C，則(A＋G)/(T＋C)＝1，C正確；由于RNA為單鏈結(jié)構(gòu)，且RNA是以DNA的一條單鏈為模板進行轉(zhuǎn)錄而來，故RNA中U不一定占32%，D錯誤。故選D。
4. (2021·廣東卷)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的提出是二十世紀自然科學的偉大成就之一。下列研究成果中，為該模型構(gòu)建提供主要依據(jù)的是(　　)
①赫爾希和蔡斯證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗 　②富蘭克林等拍攝的DNA分子X射線衍射圖譜
③查哥夫發(fā)現(xiàn)的DNA中嘌呤含量與嘧啶含量相等 　④沃森和克里克提出的DNA半保留復制機制
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
【答案】　B
【解析】　赫爾希和蔡斯通過噬菌體侵染大腸桿菌的實驗，證明了DNA是遺傳物質(zhì)，與構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型無關，①錯誤；沃森和克里克根據(jù)富蘭克林等拍攝的DNA分子X射線衍射圖譜，推算出DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)，②正確；查哥夫發(fā)現(xiàn)的DNA中嘌呤含量與嘧啶含量相等，沃森和克里克據(jù)此推出堿基的配對方式，③正確；沃森和克里克提出的DNA半保留復制機制，是在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型之后提出的，④錯誤。故選B。
雙鏈DNA分子中的堿基計算規(guī)律
1.在DNA中，A＝T、G＝C；A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G；(A＋G)/(T＋C)＝1。
2.在DNA中，兩個非配對堿基之和占堿基總數(shù)的50%。
3.若一條鏈中的(A＋T)/(G＋C)＝a，則另一條鏈中的(A＋T)/(G＋C)比例也是a；若一條鏈中的(A＋G)/(T＋C)＝b，則另一條鏈中的(A＋G)/(T＋C)的比例是1/b。
4.在DNA的一條鏈中，A＋T占這一條鏈的堿基比例等于另一條鏈中A＋T占其鏈的堿基比例，還等于雙鏈DNA中A＋T占整個DNA的堿基比例。即(A1＋T1)%＝(A2＋T2)%＝總(A＋T)%；同理，(G1＋C1)%＝(G2＋C2)%＝總(G＋C)%。
常考題型二　DNA的復制
5. (2024·河北卷)下列關于DNA復制和轉(zhuǎn)錄的敘述，正確的是(　　)
A．DNA復制時，脫氧核苷酸通過氫鍵連接成子鏈
B．復制時，解旋酶使DNA雙鏈由5′端向3′端解旋
C．復制和轉(zhuǎn)錄時，在能量的驅(qū)動下解旋酶將DNA雙鏈解開
D．DNA復制合成的子鏈和轉(zhuǎn)錄合成的RNA延伸方向均為由5′端向3′端
【答案】　D
【解析】　DNA復制時，脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵連接成子鏈，A錯誤；復制時，解旋酶使得DNA雙鏈從復制起點開始，以雙向進行的方式解旋，這并不是從5′端到3′端的單向解旋，B錯誤；轉(zhuǎn)錄時不需要解旋酶，RNA聚合酶即可完成解旋，C錯誤；DNA復制合成的子鏈和轉(zhuǎn)錄合成的RNA延伸方向均為由5′端向3′端，D正確。故選D。
6. (2024·浙江1月卷)大腸桿菌在含有3H－脫氧核苷培養(yǎng)液中培養(yǎng)，3H－脫氧核苷摻入到新合成的DNA鏈中，經(jīng)特殊方法顯色，可觀察到雙鏈都摻入3H－脫氧核苷的DNA區(qū)段顯深色，僅單鏈摻入的顯淺色，未摻入的不顯色。摻入培養(yǎng)中，大腸桿菌擬核DNA第2次復制時，局部示意圖如圖。DNA雙鏈區(qū)段①、②、③對應的顯色情況可能是(　　)
A．深色、淺色、淺色
B．淺色、深色、淺色
C．淺色、淺色、深色
D．深色、淺色、深色
【答案】　B
【解析】　大腸桿菌在含有3H－脫氧核苷培養(yǎng)液中培養(yǎng)，DNA的復制方式為半保留復制，大腸桿菌擬核DNA第1次復制后產(chǎn)生的子代DNA的兩條鏈一條被3H標記，另一條未被標記，大腸桿菌擬核DNA第2次復制時，以兩條鏈中一條被3H標記，另一條未被標記的DNA分子為模板，結(jié)合題干顯色情況，DNA雙鏈區(qū)段①為淺色，②中兩條鏈均含有3H顯深色，③中一條鏈含有3H一條鏈不含3H顯淺色，A、C、D錯誤，B正確。故選B。
7. (2023·山東卷)將一個雙鏈DNA分子的一端固定于載玻片上，置于含有熒光標記的脫氧核苷酸的體系中進行復制。甲、乙和丙分別為復制過程中3個時間點的圖像，①和②表示新合成的單鏈，①的5′端指向解旋方向，丙為復制結(jié)束時的圖像。該DNA復制過程中可觀察到單鏈延伸暫停現(xiàn)象，但延伸進行時2條鏈延伸速率相等。已知復制過程中嚴格遵守堿基互補配對原則，下列說法錯誤的是(　　)
A．據(jù)圖分析，①和②延伸時均存在暫停現(xiàn)象
B．甲時①中A、T之和與②中A、T之和可能相等
C．丙時①中A、T之和與②中A、T之和一定相等
D．②延伸方向為5′端至3′端，其模板鏈3′端指向解旋方向
【答案】　D
【解析】　據(jù)題圖分析，圖甲時新合成的單鏈①比②短，圖乙時①比②長，因此可以說明①和②延伸時均存在暫停現(xiàn)象，A正確；圖甲時單鏈①和②雖然不等長，但是A、T之和存在相等的可能性，因為長出的部分可能不含A和T，B正確；①和②兩條鏈中堿基是互補的，丙為復制結(jié)束時的圖像，新合成的單鏈①與②等長，圖丙時①中A、T之和與②中A、T之和一定相等，C正確；①和②分別由一個雙鏈DNA分子的其中一條鏈復制而來，所以①和②的方向是相反的，①的5′端指向解旋方向，那②的3′端則指向解旋方向，但②的模板鏈與②的方向相反，與①的方向相同，所以②的模板鏈5′端指向解旋方向，D錯誤。故選D。
8. (2022·海南卷)科學家曾提出DNA復制方式的三種假說：全保留復制、半保留復制和分散復制(圖1)。對此假說，科學家以大腸桿菌為實驗材料，進行了如下實驗(圖2)：
下列有關敘述正確的是(　　)
A．第一代細菌DNA離心后，試管中出現(xiàn)1條中帶，說明DNA復制方式一定是半保留復制
B．第二代細菌DNA離心后，試管中出現(xiàn)1條中帶和1條輕帶，說明DNA復制方式一定是全保留復制
C．結(jié)合第一代和第二代細菌DNA的離心結(jié)果，說明DNA復制方式一定是分散復制
D．若DNA復制方式是半保留復制，繼續(xù)培養(yǎng)至第三代，細菌DNA離心后試管中會出現(xiàn)1條中帶和1條輕帶
【答案】　D
【解析】　第一代細菌DNA離心后，試管中出現(xiàn)1條中帶，則可以排除全保留復制，但不能肯定是半保留復制或分散復制，繼續(xù)做子代ⅡDNA密度鑒定，若子代Ⅱ可以分出一條中密度帶和一條輕密度帶，則可以排除分散復制，同時肯定是半保留復制，A、B、C錯誤；若DNA復制方式是半保留復制，繼續(xù)培養(yǎng)至第三代，形成的子代DNA或者兩條鏈均為14N或者一條鏈含有14N一條鏈含有15N，只有這兩種類型，因此細菌DNA離心后試管中只會出現(xiàn)1條中帶和1條輕帶，D正確。故選D。
【特別提醒】(1)哺乳動物成熟紅細胞中無細胞核和細胞器，不能進行DNA的復制。
(2)DNA復制并非只發(fā)生在細胞核中，凡DNA存在的部位均可發(fā)生，如葉綠體、線粒體、擬核等。
(3)一個細胞周期中DNA只復制一次，而轉(zhuǎn)錄是以基因為單位，因此在一個細胞周期中，轉(zhuǎn)錄可發(fā)生多次。
(4)真核、原核細胞DNA復制有不同：①真核生物的DNA復制為多起點、雙向復制；②原核生物的DNA復制為單起點、雙向復制。
核心考點三
遺傳信息的傳遞與表達
1.轉(zhuǎn)錄
(1)圖中轉(zhuǎn)錄的方向是從右向左，催化的酶是RNA聚合酶，該酶既可以斷開DNA中的氫鍵，也可以連接核糖核苷酸之間的磷酸二酯鍵。
(2)DNA的復制、轉(zhuǎn)錄不只發(fā)生在細胞核中。DNA存在的部位，如細胞核、葉綠體、線粒體、擬核和質(zhì)粒等都可發(fā)生。
(3)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物不只是mRNA。轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物有多種RNA，但攜帶遺傳信息的只有mRNA。
2.翻譯
(1)模型一
(2)模型二
①密碼子、反密碼子、氨基酸并非是一一對應的關系。
②密碼子的專一性和簡并性保證翻譯的準確性和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及遺傳性狀的穩(wěn)定性。
③翻譯過程中核糖體沿著mRNA移動，讀取下一個密碼子，mRNA不移動。一個mRNA分子上可結(jié)合多個核糖體，同時合成多條相同的肽鏈。
④解答蛋白質(zhì)合成的相關計算時，應看清是DNA上(或基因中)的堿基對數(shù)還是個數(shù)；是mRNA上密碼子的個數(shù)還是堿基的個數(shù)；是合成蛋白質(zhì)中氨基酸的個數(shù)還是種類。
3.遺傳信息在不同生物的傳遞過程
(1)高等動植物只有DNA復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯三條途徑，但具體到不同細胞，情況不盡相同，如根尖分生區(qū)細胞等分裂旺盛的組織細胞中三條途徑都有；葉肉細胞等高度分化的細胞一般無DNA復制途徑，只有轉(zhuǎn)錄和翻譯兩條途徑；哺乳動物成熟的紅細胞中三條途徑都沒有。
(2)RNA復制和逆轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在被RNA病毒感染的宿主細胞中，是后來發(fā)現(xiàn)的，是對中心法則的補充和完善。
(3)DNA的復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、RNA復制和逆轉(zhuǎn)錄過程中都進行堿基互補配對，但是配對的方式不完全相同。
4.基因?qū)π誀畹目刂?br/>(1)基因控制生物體性狀的途徑
(2)細胞分化
(3)表觀遺傳
常考題型一　遺傳信息的傳遞和表達
1. (2024·湖北卷)編碼某蛋白質(zhì)的基因有兩條鏈，一條是模板鏈(指導mRNA合成)，其互補鏈是編碼鏈。若編碼鏈的一段序列為5′－ATG－3′，則該序列所對應的反密碼子是(　　)
A．5′－CAU－3′ B．5′－UAC－3′　
C．5′－TAC－3′　 D．5′－AUG－3′
【答案】　A
【解析】　若編碼鏈的一段序列為5′－ATG－3′，則模板鏈的一段序列為3′－TAC－5′，則mRNA堿基序列為5′－AUG－3′，該序列所對應的反密碼子是5′－CAU－3′，A正確，B、C、D錯誤。故選A。
2. (2024·安徽卷)真核生物細胞中主要有3類RNA聚合酶，它們在細胞內(nèi)定位和轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物見下表。此外，在線粒體和葉綠體中也發(fā)現(xiàn)了分子量小的RNA聚合酶。下列敘述錯誤的是(　　)
注：各類rRNA均為核糖體的組成成分
種類 細胞內(nèi)定位 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物
RNA聚合酶Ⅰ 核仁 5.8SrRNA、18SrRNA 、28SrRNA
RNA聚合酶Ⅱ 核質(zhì) mRNA
RNA聚合酶Ⅲ 核質(zhì) tRNA、5SrRNA
A．線粒體和葉綠體中都有DNA，兩者的基因轉(zhuǎn)錄時使用各自的RNA聚合酶
B．基因的 DNA 發(fā)生甲基化修飾，抑制RNA聚合酶的結(jié)合，可影響基因表達
C．RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物都有rRNA，兩種酶識別的啟動子序列相同
D．編碼 RNA 聚合酶Ⅰ的基因在核內(nèi)轉(zhuǎn)錄、細胞質(zhì)中翻譯，產(chǎn)物最終定位在核仁
【答案】　C
【解析】　線粒體和葉綠體中都有DNA，二者均是半自主細胞器，其基因轉(zhuǎn)錄時使用各自的RNA聚合酶，A正確；基因的 DNA 發(fā)生甲基化修飾，抑制RNA聚合酶的結(jié)合，從而影響基因的轉(zhuǎn)錄，可影響基因表達，B正確；由表可知，RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物都有rRNA，但種類不同，說明兩種酶識別的啟動子序列不同，C錯誤；RNA 聚合酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，編碼 RNA 聚合酶Ⅰ在核仁中，該基因在核內(nèi)轉(zhuǎn)錄、細胞質(zhì)(核糖體)中翻譯，產(chǎn)物最終定位在核仁發(fā)揮作用，D正確。故選C。
3. (2023·浙江1月卷)核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所。某細菌進行蛋白質(zhì)合成時，多個核糖體串聯(lián)在一條mRNA上形成念珠狀結(jié)構(gòu)——多聚核糖體(如圖所示)。多聚核糖體上合成同種肽鏈的每個核糖體都從mRNA同一位置開始翻譯，移動至相同的位置結(jié)束翻譯。多聚核糖體所包含的核糖體數(shù)量由mRNA的長度決定。下列敘述正確的是(　　)
A．圖示翻譯過程中，各核糖體從mRNA的3′端向5′端移動
B．該過程中，mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子互補配對
C．圖中5個核糖體同時結(jié)合到mRNA上開始翻譯，同時結(jié)束翻譯
D．若將細菌的某基因截短，相應的多聚核糖體上所串聯(lián)的核糖體數(shù)目不會發(fā)生變化
【答案】　B
【解析】　圖示翻譯過程中，各核糖體從mRNA的5′端向3′端移動，A錯誤；該過程中，mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子互補配對，tRNA通過識別mRNA上的密碼子攜帶相應氨基酸進入核糖體，B正確；圖中5個核糖體結(jié)合到mRNA上開始翻譯，從識別到起始密碼子開始進行翻譯，識別到終止密碼子結(jié)束翻譯，并非是同時開始同時結(jié)束，C錯誤；若將細菌的某基因截短，相應的多聚核糖體上所串聯(lián)的核糖體數(shù)目可能會減少，D錯誤。故選B。
4. (2023·全國乙卷)已知某種氨基酸(簡稱甲)是一種特殊氨基酸，迄今只在某些古菌(古細菌)中發(fā)現(xiàn)含有該氨基酸的蛋白質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)這種情況出現(xiàn)的原因是，這些古菌含有特異的能夠轉(zhuǎn)運甲的tRNA(表示為tRNA甲)和酶E，酶E催化甲與tRNA甲結(jié)合生成攜帶了甲的tRNA甲(表示為甲－tRNA甲)，進而將甲帶入核糖體參與肽鏈合成。已知tRNA甲可以識別大腸桿菌mRNA中特定的密碼子，從而在其核糖體上參與肽鏈的合成。若要在大腸桿菌中合成含有甲的肽鏈，則下列物質(zhì)或細胞器中必須轉(zhuǎn)入大腸桿菌細胞內(nèi)的是(　　)
①ATP　②甲　③RNA聚合酶　④古菌的核糖體　⑤酶E的基因　⑥tRNA甲的基因
A．②⑤⑥
B．①②⑤
C．③④⑥
D．②④⑤
【答案】　A
【解析】　根據(jù)題干信息“已知tRNA甲可以識別大腸桿菌mRNA中特定的密碼子，從而在其核糖體上參與肽鏈的合成”，說明該肽鏈合成所需能量、核糖體、RNA聚合酶均由大腸桿菌提供，①③④不符合題意；據(jù)題意可知，氨基酸甲是一種特殊氨基酸，迄今只在某些古菌(古細菌)中發(fā)現(xiàn)含有該氨基酸的蛋白質(zhì)，所以要在大腸桿菌中合成含有甲的肽鏈，必須往大腸桿菌中轉(zhuǎn)入氨基酸甲，②符合題意；古菌含有特異的能夠轉(zhuǎn)運甲的tRNA(表示為tRNA甲)和酶E，酶E催化甲與tRNA甲結(jié)合生成攜帶了甲的tRNA甲(表示為甲－tRNA甲)，進而將甲帶入核糖體參與肽鏈合成，所以大腸桿菌細胞內(nèi)要含有tRNA甲的基因以便合成tRNA甲，大腸桿菌細胞內(nèi)也要含有酶E的基因以便合成酶E，催化甲與tRNA甲結(jié)合，⑤⑥符合題意。故選A。
原核細胞與真核細胞基因表達的不同
常考題型二　基因、環(huán)境、表觀遺傳與性狀的關系
5. (2024·遼寧卷)下圖表示DNA半保留復制和甲基化修飾過程。研究發(fā)現(xiàn)，50歲同卵雙胞胎間基因組DNA甲基化的差異普遍比3歲同卵雙胞胎間的差異大。下列敘述正確的是(　　)
A．酶E的作用是催化DNA復制 　
B．甲基是DNA半保留復制的原料之一
C．環(huán)境可能是引起DNA甲基化差異的重要因素 　
D．DNA甲基化不改變堿基序列和生物個體表型
【答案】　C
【解析】　由圖可知，酶E的作用是催化DNA甲基化，A錯誤；DNA半保留復制的原料為四種脫氧核糖核苷酸，沒有甲基，B錯誤；“研究發(fā)現(xiàn)，50歲同卵雙胞胎間基因組DNA甲基化的差異普遍比3歲同卵雙胞胎間的差異大”，說明環(huán)境可能是引起DNA甲基化差異的重要因素，C正確；DNA甲基化不改變堿基序列，但會影響生物個體表型，D錯誤。故選C。
6. (2024·浙江1月卷)某種蜜蜂的蜂王和工蜂具有相同的基因組。雌性工蜂幼蟲主要食物是花蜜和花粉，若喂食蜂王漿，也能發(fā)育成為蜂王。利用分子生物學技術降低 DNA 甲基化酶的表達后， 即使一直喂食花蜜花粉，雌性工蜂幼蟲也會發(fā)育成蜂王。下列推測正確的是(　　)
A．花蜜花粉可降低幼蟲發(fā)育過程中DNA的甲基化 　
B．蜂王DNA的甲基化程度高于工蜂
C．蜂王漿可以提高蜜蜂DNA的甲基化程度 　
D．DNA的低甲基化是蜂王發(fā)育的重要條件
【答案】　D
【解析】　降低 DNA 甲基化酶的表達后， 即使一直喂食花蜜花粉，雌性工蜂幼蟲也會發(fā)育成蜂王，說明甲基化不利于其發(fā)育成蜂王，而工蜂幼蟲主要食物是花蜜和花粉，不會發(fā)育成蜂王，因此花蜜花粉可增強幼蟲發(fā)育過程中DNA的甲基化，A錯誤；甲基化不利于其發(fā)育成蜂王，故蜂王DNA的甲基化程度低于工蜂，B錯誤；蜂王漿可以降低蜜蜂DNA的甲基化程度，使其發(fā)育成蜂王，C錯誤；甲基化不利于發(fā)育成蜂王，因此DNA的低甲基化是蜂王發(fā)育的重要條件，D正確。故選D。
7. (2024·廣東卷)研究發(fā)現(xiàn)，短暫地抑制果蠅幼蟲中PcG 蛋白(具有組蛋白修飾功能)的合成，會啟動原癌基因zfhl的表達，導致腫瘤形成。驅(qū)動此腫瘤形成的原因?qū)儆?　　)
A．基因突變 B．染色體變異
C．基因重組 D．表觀遺傳
【答案】　D
【解析】　由題意可知，短暫地抑制果蠅幼蟲中PcG 蛋白(具有組蛋白修飾功能)的合成，會啟動原癌基因zfhl的表達，導致腫瘤形成，即基因型未發(fā)生變化而表型卻發(fā)生了改變，因此驅(qū)動此腫瘤形成的原因?qū)儆诒碛^遺傳，A、B、C錯誤，D正確。故選D。
8. (2023·廣東卷)放射性心臟損傷是由電離輻射誘導的大量心肌細胞凋亡產(chǎn)生的心臟疾病。一項新的研究表明，circRNA可以通過miRNA調(diào)控P基因表達進而影響細胞凋亡，調(diào)控機制見圖。miRNA是細胞內(nèi)一種單鏈小分子RNA，可與mRNA靶向結(jié)合并使其降解。circRNA是細胞內(nèi)一種閉合環(huán)狀RNA，可靶向結(jié)合miRNA使其不能與mRNA結(jié)合，從而提高mRNA的翻譯水平。
回答下列問題：
(1)放射刺激心肌細胞產(chǎn)生的____________會攻擊生物膜的磷脂分子，導致放射性心肌損傷。
(2)前體mRNA是通過____________酶以DNA的一條鏈為模板合成的，可被剪切成circRNA等多種RNA。circRNA和mRNA在細胞質(zhì)中通過對____________的競爭性結(jié)合，調(diào)節(jié)基因表達。
(3)據(jù)圖分析，miRNA表達量升高可影響細胞凋亡，其可能的原因是____________________________________________________________
____________________________。
(4)根據(jù)以上信息，除了減少miRNA的表達之外，試提出一個治療放射性心臟損傷的新思路________________________________________
___________________________________________________________________________________________________。
【答案】　(1)自由基　(2)RNA聚合　miRNA
(3)P蛋白能抑制細胞凋亡，miRNA表達量升高，與P基因的mRNA結(jié)合并將其降解的概率上升，導致合成的P蛋白減少，無法抑制細胞凋亡
(4)可通過增大細胞內(nèi)circRNA的含量，靶向結(jié)合miRNA，使其不能與P基因的mRNA結(jié)合，從而提高P基因的表達量，抑制細胞凋亡
【解析】　(1)放射刺激心肌細胞，可產(chǎn)生大量自由基，攻擊生物膜的磷脂分子，導致放射性心肌損傷。(2)RNA聚合酶能催化轉(zhuǎn)錄過程，以DNA的一條鏈為模板，通過堿基互補配對原則合成前體mRNA。由圖可知，miRNA既能與mRNA結(jié)合，降低mRNA的翻譯水平，又能與circRNA結(jié)合，提高mRNA的翻譯水平，故circRNA和mRNA在細胞質(zhì)中通過對miRNA的競爭性結(jié)合，調(diào)節(jié)基因表達。(3)P蛋白能抑制細胞凋亡，當miRNA表達量升高時，大量的miRNA與P基因的mRNA結(jié)合，并將P基因的mRNA降解，導致合成的P蛋白減少，無法抑制細胞凋亡。(4)根據(jù)以上信息，除了減少miRNA的表達之外，還能通過增大細胞內(nèi)circRNA的含量，靶向結(jié)合miRNA，使其不能與P基因的mRNA結(jié)合，從而提高P基因的表達量，抑制細胞凋亡。
【特別提醒】　一般來說，性狀是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果。基因與性狀之間并非一一對應的數(shù)量關系。

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