2025届高考生物二轮专题复习与测试板块四遗传学与进化论专题八遗传的分子基础

这是一份2025届高考生物二轮专题复习与测试板块四遗传学与进化论专题八遗传的分子基础，共20页。试卷主要包含了肺炎链球菌转化实验，“遗传物质”探索的4种方法，核糖体是蛋白质合成的场所，茎腐病会严重影响玉米的产量等内容，欢迎下载使用。

答案：①RNA ②双螺旋结构 ③有遗传效应 ④线粒体 ⑤碱基排列顺序 ⑥间期 ⑦半保留 ⑧细胞核 ⑨核糖体 ⑩酶 ⑪蛋白质的结构
考点1 DNA是主要的遗传物质
1．肺炎链球菌转化实验
eq \(\s\up7(),\s\d5(因S型菌具有荚膜，故不能转化为R型菌))
2.
(2)用35S标记蛋白质的T2噬菌体侵染大肠杆菌
3．“遗传物质”探索的4种方法
答案： eq \(□,\s\up1(1)) 转化因子 eq \(□,\s\up1(2)) 蛋白质 eq \(□,\s\up1(3)) 高 eq \(□,\s\up1(4)) 高
【真题研读】
1．(2022·海南选择考)某团队从如表①～④实验组中选择两组，模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验，验证DNA是遗传物质。结果显示：第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是( C )
A．①和④ B．②和③
C．②和④ D．④和③
解析：T2噬菌体侵染大肠杆菌时仅将DNA注入大肠杆菌，蛋白质外壳仍留在细胞外，沉淀物为含有T2噬菌体DNA的大肠杆菌，故②组的放射性物质主要分布在沉淀物中、③组的上清液和沉淀物中均有放射性物质、④组的放射性物质主要分布在上清液中；15N为稳定同位素，①组中检测不到放射性。故第一、二组实验分别是②和④，C符合题意。
2．(2024·甘肃选择考)科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验，下列叙述正确的是( D )
A．肺炎链球菌体内转化实验中，加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性
B．肺炎链球菌体外转化实验中，利用自变量控制的“加法原理”，将“S型菌DNA＋DNA酶”加入R型活菌的培养基中，结果证明DNA是转化因子
C.噬菌体侵染实验中，用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA，发现其DNA进入宿主细胞后，利用自身原料和酶完成自我复制
D．烟草花叶病毒实验中，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状
解析：肺炎链球菌体内转化实验中，加热致死的S型菌的DNA分子可使R型活菌转化为S型菌，细菌的种类发生改变，而不是使R型菌从无致病性转化为有致病性，A错误；肺炎链球菌体外转化实验中，控制自变量的方法为“减法原理”，B错误；噬菌体侵染实验中，分别用35S、32P标记噬菌体的蛋白质、DNA，噬菌体的DNA进入细菌后，利用细菌的原料和酶完成自我复制，C错误；烟草花叶病毒实验中，从烟草花叶病毒中提取的蛋白质不能使烟草感染病毒，而从这些病毒中提取的RNA可使烟草感染病毒，出现花叶病斑性状，D正确。
[命题延伸]——判断与填空
(1)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中可用15N代替32P标记DNA。( )
(2)噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性。( )
(3)T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解。 ( )
(4)艾弗里实验证明从S型肺炎链球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡。( )
(5)艾弗里等人的肺炎链球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是__________________________________________。
(6)将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是________________________________________。
提示：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体中 (6)一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到2个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个含有32P标记
【对点突破】
1．下图为肺炎链球菌不同品系间的转化，在R型细菌转化为S型细菌的过程中，下列相关叙述正确的是( C )
A．加热致死的S型细菌DNA氢键被破坏，因而断裂为多个较短的DNA片段
B．由R型细菌转化得到的S型细菌与原S型细菌的遗传物质完全相同
C．S型细菌中的CapS进入R型细菌，使R型细菌转化为S型细菌，属于基因重组
D．CapS基因控制多糖类荚膜的形成体现了基因可以直接控制生物体性状
解析：氢键被破坏不会导致DNA链断裂，磷酸二酯键被破坏导致DNA链断裂，A错误；由R型细菌转化得到的S型细菌与原S型细菌的遗传物质不完全相同，B错误；转化产生的S型细菌中的CapS是S型细菌中的CapS进入R型细菌并与R型细菌的DNA重组导致的，C正确；CapS基因控制多糖类荚膜的形成体现了基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物体的性状，D错误。
2．下列关于噬菌体侵染大肠杆菌的实验的叙述，错误的是( B )
A．图中离心前通常需要搅拌，搅拌的目的是使大肠杆菌外的T2噬菌体外壳和大肠杆菌分离
B．用 35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，如果培养时间过长，将导致B的放射性增加
C．在锥形瓶中连续培养T2噬菌体n代后，子代中含亲代T2噬菌体DNA的个体占总数的1/2n－1
D．用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，离心后发现B有较弱的放射性，可能是因为少量T2噬菌体未侵染大肠杆菌
解析：该实验搅拌的目的是让T2噬菌体未侵染大肠杆菌的部分(蛋白质外壳)和大肠杆菌分离，A正确；用 35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，由于 35S标记的是蛋白质外壳，而蛋白质外壳未进入大肠杆菌细胞内，所以培养时间过长对实验无影响，B错误；假设起始为m个T2噬菌体，连续培养T2噬菌体n代，可得到(m×2n)个T2噬菌体，由于DNA复制方式为半保留复制，故含亲代DNA的T2噬菌体有2m个，占总数的＝1/2n－1，C正确；用 32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，离心后发现B有较弱的放射性，可能是因为培养时间过短，少量T2噬菌体未侵染大肠杆菌，D正确。
考点2 遗传信息的传递和表达
1．复制、转录和翻译过程
2．原核生物与真核生物中的基因表达
3．遗传信息的传递过程
4.
5.
答案： eq \(□,\s\up1(1)) 着丝粒 eq \(□,\s\up1(2)) 半保留 eq \(□,\s\up1(3)) 核糖核苷酸 eq \(□,\s\up1(4)) 五碳糖 eq \(□,\s\up1(5)) 转运RNA(tRNA) eq \(□,\s\up1(6)) 同时 eq \(□,\s\up1(7)) 细胞核
eq \(□,\s\up1(8)) 核孔 eq \(□,\s\up1(9)) 蛋白质 eq \(□,\s\up1(10)) 酶 eq \(□,\s\up1(11)) 碱基序列 eq \(□,\s\up1(12)) 基因表达 eq \(□,\s\up1(13)) 表型 eq \(□,\s\up1(14)) DNA序列
【真题研读】
1．(2024·广东选择考)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，D符合题意。
2．(2023·广东选择考)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，调控机制见下图。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。___________________________________________________________。
解析：(1)自由基学说认为：自由基产生后，即攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。最为严重的是，当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时，产物同样是自由基。因此放射刺激心肌细胞产生的自由基会攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。(2)前体mRNA是通过转录形成的，转录是在RNA聚合酶的催化下，以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。据图可知，P基因mRNA可通过翻译过程合成P蛋白，P蛋白可抑制细胞凋亡。miRNA可以和P基因mRNA结合，导致P基因 mRNA 的翻译过程受阻，P蛋白合成减少，抑制细胞凋亡的作用减弱。circRNA可以和miRNA结合，使miRNA 不能和P基因mRNA结合，导致P蛋白合成增多，从而抑制细胞凋亡。可见，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)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。据图分析，miRNA表达量升高可使miRNA和P基因mRNA结合增多，导致P基因mRNA的翻译过程受阻，P蛋白合成减少，从而影响细胞凋亡。(4)若要治疗放射性心脏损伤，需抑制细胞凋亡。一方面，可以促进P蛋白的合成，以提高细胞中P蛋白的含量；另一方面，可以促进前体mRNA的合成或促进circRNA的合成。
答案：(1)自由基 (2)RNA聚合 miRNA (3)miRNA表达量升高，导致其与P基因mRNA的结合量增加，P基因mRNA翻译合成的P蛋白减少，抑制细胞凋亡的作用减弱
(4)促进前体mRNA的合成；促进circRNA的合成；促进P蛋白的合成
[命题延伸]——判断与填空
(1)rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子。( )
(2)自然选择学说的提出是对共同由来学说的修正，RNA逆转录现象的发现是对中心法则的补充。( )
(3)“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。则催化该过程的酶为RNA聚合酶，a链上任意3个碱基组成一个密码子。( )
(4)染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子。( )
(5)mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变。( )
(6)某DNA片段的结构如图所示，则①为T(胸腺嘧啶)，②为C(胞嘧啶)，③为脱氧核糖，④为氢键。( )
(7)多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链。( )
(8)用 3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，注入真核细胞，可用于研究DNA复制的场所。( )
(9)蛋白质合成通常从起始密码子开始到终止密码子结束，且携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点。 ( )
(10)甲、乙两图所示真核细胞内两种物质的合成过程，一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次。( )
(11)某野生型水稻叶片绿色由基因C控制，突变型1叶片为黄色，由基因C突变为C1所致，基因C1纯合幼苗期致死。测序结果表明，突变基因C1转录产物编码序列第727位碱基改变，由5′—GAGAG—3′变为5′—GACAG—3′，导致第________位氨基酸突变为________，从基因控制性状的角度解释突变体叶片变黄的机理______________________________。
(部分密码子及对应氨基酸：GAG谷氨酸；AGA精氨酸；GAC天冬氨酸；ACA苏氨酸；CAG谷氨酰胺)
(12)部分氨基酸的密码子如表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG，则该小肽的氨基酸序列是___________________________________________________________。
若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，则此时编码小肽的RNA序列为___________________________________________________________。
提示：(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)√ (7)×
(8)√ (9)√ (10)√ (11)243 谷氨酰胺 基因突变影响与色素形成有关酶的合成，导致叶片变黄 (12)酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸 UAUGAGCACUGG
【对点突破】
题点1 DNA分子的结构、复制与表达
1．(2024·梅州高三一模)下图为某同学制作的DNA双螺旋结构模型，相关描述正确的是( B )
A．a链从左向右的碱基序列和b链从右向左的碱基序列相同
B．一个细胞周期中，c处的化学键可能发生断裂和生成
C．d处小球代表核糖，它和磷酸交替连接构成DNA分子的基本骨架
D．DNA分子上不具有遗传效应的片段一般不能遗传给下一代
解析：a、b链碱基互补配对，但a链从左向右的碱基序列和b链从右向左的碱基序列不相同，A错误；c处的化学键为氢键，在细胞分裂间期进行DNA复制，会发生氢键的断裂和生成，B正确；d处小球代表脱氧核糖，它和磷酸交替连接构成DNA分子的基本骨架，C错误；DNA 分子上不具有遗传效应的片段也能遗传给下一代，D错误。
2．(2024·深圳高三模拟)下图表示原核细胞中遗传信息的传递和表达过程，有关叙述正确的是( D )
A．图中①②过程的碱基配对方式相同
B．核糖体在mRNA上移动的方向为由b到a
C．图中rRNA和核糖体的合成与核仁有关
D．图中③④最终合成的物质结构相同
解析：①为DNA分子复制过程，②为转录过程，①和②过程中碱基配对的方式不完全相同，A错误；因为b端的肽链较长，所以核糖体在mRNA上是从a到b进行移动的，B错误；题图表示的是原核细胞中遗传信息的传递和表达过程，而原核生物没有核仁，C错误；图中③④翻译的模板是同一条mRNA，所以最终形成的蛋白质结构也是相同的，D正确。
题点2 表观遗传及基因对性状的控制
3．(2024·湛江高三一模)稻米的香味是由8号染色体上的Badh2基因突变而导致甜菜碱脱氢酶活性丧失，使2-AP大量积累而产生的。Badh2基因中至少存在17个变异位点。甜菜碱脱氢酶分布在水稻根部以外的各种器官中。下列分析正确的是( D )
A．Badh2基因的各种突变均会编码功能异常的甜菜碱脱氢酶
B．Badh2基因通过控制甜菜碱脱氢酶的结构直接控制水稻香味
C.水稻根部细胞中不存在Badh2基因
D．选取香味稻和正常稻杂交，可能无法判定这对相对性状的显隐性
解析：基因突变不一定引起编码蛋白质的改变，A错误；Badh2基因通过控制甜菜碱脱氢酶的合成控制代谢过程，从而间接控制水稻香味性状，B错误；水稻个体由一个受精卵发育而来，根细胞中存在Badh2基因，C错误；选取香味稻和正常稻杂交，若其中一方为杂合子，后代出现两种性状，则无法判定这对相对性状的显隐性，D正确。
4．DNA甲基化是指在有关酶的作用下，DNA分子中的胞嘧啶结合一个甲基基团的过程，它能在不改变DNA序列的前提下调控基因的表达。细胞中存在两种DNA甲基化酶，从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点，使其全甲基化(如下图所示)。下列有关叙述正确的是( D )
A．甲基化后的DNA在复制时，碱基配对的方式会发生改变
B．甲基基团与胞嘧啶结合导致基因突变，进而引起生物性状改变
C．从头甲基化酶与维持甲基化酶功能不同，但二者结构可能相同
D．从头甲基化酶不能作用于全甲基化的DNA复制一次所形成的子代DNA
解析：据题意可知，DNA甲基化后碱基序列不会发生改变，因此DNA在复制时，碱基配对的方式不会发生改变，A错误；基因突变是DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，甲基基团与胞嘧啶结合，但基因碱基序列并未发生改变，不属于基因突变，B错误；结构决定功能，功能与结构相适应，因此从头甲基化酶与维持甲基化酶功能不同，二者结构也不同，C错误；据题意可知，从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化，DNA复制是半保留方式，而全甲基化的DNA复制一次所形成的子代DNA是半甲基化，因此从头甲基化酶不能作用于全甲基化的DNA复制一次所形成的子代DNA，D正确。
事实概述类
1．在肺炎链球菌转化实验中，__________转化为S型细菌属于可遗传变异类型中的____________________，
这体现了基因通过________________，间接控制生物体的性状。
答案：R型细菌 基因重组 控制酶的合成
2．在噬菌体侵染细菌实验中，搅拌和离心的目的分别是______________________________________________。
答案：搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离；离心的目的是让上清液中析出质量较轻的噬菌体颗粒，沉淀物中留下被侵染的细菌
3．真核细胞的线粒体和叶绿体内能否进行基因的表达？____。它们控制的性状遗传具有的特点是________________________________________。
答案：能 由于受精卵中的细胞质几乎全部来自母方，线粒体和叶绿体控制的性状只能通过母方遗传给后代
4．同一头大蒜上的蒜瓣，种在大田里长的叶片是绿色的，种在地窖里长的蒜黄是黄色的，说明叶绿素的合成需要光照，其机理是光照诱导了与___________________________________________________________________________的基因的表达。
答案：叶绿素合成相关酶
5．起始密码子AUG决定甲硫氨酸，蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸的原因是翻译形成的多肽链往往需要进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中会被________。
答案：剪切掉
实践应用类
6．研究发现ALAE、BACE1-AS等非编码RNA，虽不编码蛋白质但对细胞的生命活动调节有重要作用。神经元中存在某种K蛋白，能与GAP43 mRNA结合形成复合体，从而抑制GAP43蛋白的合成，ALAE可通过调控GAP43蛋白的合成来调控神经元轴突的延伸，调控机理如下图。
(1)神经元内ALAE合成时，以____________________________为模板，以______________为原料，需________酶参与。
(2)据图分析，ALAE调控神经元轴突延伸的机理是ALAE 可与K蛋白结合，使K蛋白___________________________________________________________________________，从而促进轴突延伸。
(3)除上述功能外，RNA的功能还有
__________________________________________。
(答出两点即可)
(4)阿尔茨海默病患者体内一种BACE1-AS水平高于正常人。BACE1-AS可以与BACE1基因的mRNA结合，使后者不易被降解，导致细胞中BACE1蛋白质含量增加，最终影响神经系统的功能，请根据以上信息，从基因表达角度提供一条治疗阿尔茨海默病的思路：
__________________________________________。
答案：(1)DNA(ALAE基因)的一条链 核糖核苷酸 RNA聚合
(2)与GAP43 mRNA分离，促进翻译合成GAP43蛋白
(3)翻译时运载氨基酸；核糖体的组成成分；作为酶催化化学反应；作为RNA病毒的遗传物质携带遗传信息
(4)抑制BACE1-AS相关DNA片段转录或降低BACE1-AS与BACE1基因的mRNA结合的概率或促进BACE1基因的mRNA 的降解或抑制BACE1基因的转录或抑制BACE1基因的mRNA的翻译，使BACE1蛋白质含量减少
一、选择题
1．(2024·揭阳高三二模)下列关于遗传物质DNA的经典实验的叙述，错误的是( B )
A．摩尔根等人用测交实验验证了白眼基因位于X染色体上
B．格里菲思通过杂交实验提出了“转化因子”的假说
C．赫尔希和蔡斯通过对比实验证明了DNA是遗传物质
D．碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径
解析：摩尔根等人提出控制果蝇白眼性状的基因只位于X染色体上的假说，并通过测交实验验证了果蝇白眼基因位于X染色体上，A正确；格里菲思通过肺炎链球菌转化实验，证明S型细菌中存在某种转化因子，能促使R型活细菌转化为S型细菌，B错误；赫尔希和蔡斯分别用32P、35S标记T2噬菌体的DNA、蛋白质，通过对比两组实验结果，证明了DNA是遗传物质，C正确；DNA双螺旋结构中A与T、G与C互补配对，碱基之间距离是相同的，使DNA分子具有稳定的直径，D正确。
2．(2024·惠州高三调研)“基因通常是有遗传效应的DNA或RNA片段”，对这一概念的理解正确的是( C )
A．所有基因均具有双螺旋结构
B．所有基因中“A＋G＝T＋C”恒成立
C．基因中的碱基序列决定其特异性
D．所有基因均位于染色体上
解析：DNA具有双螺旋结构，若基因位于RNA上，RNA一般为单链，不具有双螺旋结构，A错误；对于双链的DNA分子，由于A＝T、G＝C，故A＋G＝T＋C成立，对于单链RNA分子不成立，B错误；不同的基因，其碱基对的排列方式各不相同，这就是基因的特异性，C正确；染色体是基因的主要载体，除此之外，线粒体和叶绿体中也有基因存在，D错误。
3．科学家将大肠杆菌的DNA全部用15N进行标记，然后转移到以14NH4Cl 为唯一氮源的培养液中繁殖三代，测定各代DNA的密度，从而验证DNA的半保留复制，结果如下图所示。下列说法正确的是( B )
A．图中阴影是利用放射自显影技术检测放射性同位素15N的结果
B．丙显示15N/15N-DNA所在的位置
C．有3/4的子二代DNA处于甲位置
D．乙、丙位置中每个DNA的相对分子质量相差2
解析：N是稳定性元素，不具有放射性，图中阴影是密度梯度离心的结果，A错误；丙显示的位置为亲代DNA离心位置，表示重带，即15N/15N-DNA所在的位置，B正确；子二代DNA一半为14N/14N-DNA分子、一半为15N/14N-DNA分子，处于甲位置的DNA占1/2，C错误；每个DNA中有大量碱基且均含有N，乙、丙两处的DNA的相对分子质量相差不止2，D错误。
4．番茄成熟果实中会表达大量多聚半乳糖醛酸酶(由PG基因决定)，它能水解果胶而溶解细胞壁，使番茄不耐储存。siRNA(一种小型的外源RNA，能与目标mRNA结合)可靶向抑制PG基因的表达，该作用直接影响的过程是( A )
A．翻译 B．转录
C．DNA复制 D．逆转录
解析：根据题意可知，siRNA是一种小型的外源RNA，能与目标mRNA结合，由于mRNA是翻译的模板，因此该作用直接影响了翻译过程，A符合题意。
5．重叠基因在病毒和原核生物中较为普遍出现。所谓重叠基因就是指两个或两个以上的基因共用一段DNA序列。以下推理错误的是( B )
A．一般而言一种生物的重叠基因越多，它的适应性就越小，在进化中就趋于保守
B．重叠基因的共同序列上发生的突变会导致所有重叠基因的功能改变
C.重叠基因有利于用较少的碱基数量决定较多的基因产物
D．重叠基因有利于减少DNA复制过程所需的时间和能量
解析：重叠基因中碱基对的改变会影响多个基因的功能，一般而言一种生物的重叠基因越多，则它的适应性就越小，在进化中就趋于保守，A正确；密码子具有简并性，重叠基因的共同序列上发生的突变，不一定导致重叠基因的功能改变，B错误；重叠基因有利于用较少的碱基数量决定较多的基因产物，C正确；重叠基因的生物基因组碱基数量较少，有利于减少DNA复制过程所需的时间和能量，D正确。
6．非编码RNA是指从基因组上转录而来，但不能翻译为蛋白质的功能性RNA分子，在RNA水平上行使各自的生物学功能。下列说法错误的是( B )
A．翻译过程中必须有非编码RNA的参与
B．RNA病毒中的RNA分子是非编码RNA
C．具有催化功能的RNA是一种非编码RNA
D．非编码RNA可能在表观遗传中发挥作用
解析：翻译过程中必须有非编码RNA的参与，如tRNA和rRNA，前者用于转运氨基酸，后者用于组成核糖体，A正确；RNA病毒中的RNA可以是编码RNA，进而指导病毒蛋白质的合成，故RNA病毒中的RNA分子是编码RNA，B错误；具有催化功能的RNA不能指导蛋白质的合成，但可作为酶发挥作用，因而是一种非编码RNA，C正确；表观遗传指的是生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，可见该过程中有些基因不能正常表达，因而导致性状的改变，在该过程中非编码RNA起了调控作用，即非编码RNA可能在表观遗传中发挥作用，D正确。
7．核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时，多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体(如图所示)。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译，移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是 ( B )
A．图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的3′端向5′端移动
B．该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对
C．图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译
D．若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化
解析：根据图中核糖体上肽链的长短可知，翻译的方向是从左到右，即各核糖体从mRNA的5′端向3′端移动，A错误；翻译过程中，mRNA上的密码子与 tRNA 上的反密码子互补配对，B正确；图中5个核糖体不是同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译，是有先后顺序的，C错误；根据题干信息“多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定”可知，若将细菌的某基因截短，会导致转录出来的mRNA变短，则相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目减少，D错误。
8．细菌内一条mRNA可能含有多个AUG密码子，仅起始密码子AUG上游有一段SD序列，该序列能与rRNA互补结合。下列叙述正确的是( C )
A．SD序列很可能与转录过程的起始有关
B．SD序列突变以后产生的肽链会变长
C．mRNA中含有的多个AUG并不是都作为起始密码子
D．一条mRNA结合多个核糖体就表明有多个SD序列
解析：SD序列能与rRNA互补结合，推测SD序列很可能与翻译过程的起始有关，A错误；SD序列突变后，该序列不能与rRNA互补结合，进而不能进行翻译过程，因此不会产生肽链，B错误；由题意可知，起始密码子AUG的上游有一段SD序列，因此mRNA中含有的多个AUG并不是都作为起始密码子，C正确；一条mRNA结合多个核糖体，多个核糖体可从同一个位点结合同时合成多条相同的肽链，故不能表明一条mRNA上有多个SD序列，D错误。
9．(2024·深圳高三一模)茎腐病会严重影响玉米的产量。研究发现玉米中茎腐病抗性基因的启动子区域甲基化和去甲基化受多种因素影响，甲基化程度增加会使该基因的表达程度降低，导致玉米容易感病。下列叙述正确的是( C )
A.启动子区域一旦甲基化，茎腐病抗性基因就无法进行表达
B．启动子区域的甲基化会导致该基因的碱基序列发生改变
C．含茎腐病抗性基因的感病玉米的易感病性状是可以遗传的
D．含茎腐病抗性基因的纯合感病玉米自交后代一定是感病的
解析：启动子区域发生甲基化，茎腐病抗性基因的表达程度降低，但不是无法进行表达，A错误；启动子区域的甲基化不会导致该基因的碱基序列发生改变，B错误；含茎腐病抗性基因的感病玉米的易感病性状是由甲基化导致的，可以遗传给后代，C正确；含茎腐病抗性基因的纯合感病玉米自交后代不一定是感病的，因为该基因的表达受到甲基化程度的影响，D错误。
10．(2024·汕头高三一模)乙肝病毒(HBV)感染可导致乙型肝炎、肝纤维化、肝癌等疾病。HBV在宿主细胞内可通过circRNA(一种环状单链RNA)调控病毒的复制，相关机制如下图所示。对于宿主细胞而言，下列不能作为靶点抑制HBV增殖的是( C )
A．激活线粒体自噬受体
B．促进Smc5/6蛋白复合体合成
C．增加X蛋白的表达量
D．RNA靶向抑制circRNA翻译
解析：激活线粒体自噬受体，可以促进细胞自噬，使HBV不能增殖，A不符合题意；破坏Smc5/6蛋白复合体会促进HBV增殖，因此促进Smc5/6蛋白复合体合成会抑制HBV增殖，B不符合题意；增加X蛋白的表达量会破坏Smc5/6蛋白复合体，进而促进HBV增殖，C符合题意；由题图可知，RNA靶向抑制circRNA翻译，可以抑制HBV增殖，D不符合题意。
11．在每个试管中分别加入一种氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸(如下图所示)，结果只在加入苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。下列相关叙述正确的是( D )
A．只根据该研究就可证明编码苯丙氨酸的密码子只有一种且为UUU
B．该研究证明了多聚尿嘧啶核苷酸是人体内广泛存在的遗传物质
C．该研究证明了翻译是从一个固定的起点开始以非重叠的方式阅读
D．加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液可以为翻译过程提供相关的酶、能量等
解析：该实验并不能证明编码苯丙氨酸的密码子只有UUU这一种，因为该试管中只加入了人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸，A错误；人体内的遗传物质是DNA，该研究中的多聚尿嘧啶核苷酸(RNA链)不是人体内的遗传物质，B错误；该研究证明了氨基酸与密码子之间的对应关系，不能证明翻译是从一个固定的起点开始以非重叠的方式阅读，C错误；加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液可以为翻译过程提供相关的酶、能量、核糖体、tRNA等，D正确。
12．研究发现，DNA分子存在同一条DNA链上的胞嘧啶彼此结合形成的特殊结构，称为 i-Mtif 结构(形成过程如下图所示)。该结构大多出现在原癌基因的启动子(RNA聚合酶识别并结合的部位)区域，根据以上信息，下列叙述中正确的是( D )
A．DNA解旋酶和限制酶参与i-Mtif结构的形成过程
B．i-Mtif结构遵循碱基互补配对原则且碱基数量会发生变化
C．i-Mtif结构的出现会使染色体变短，属于染色体结构变异
D．i-Mtif结构会影响原癌基因的表达，影响细胞生长和增殖
解析：i-Mtif结构由同一条DNA链上的胞嘧啶彼此结合形成，这个过程不涉及磷酸二酯键的断裂，没有限制酶的参与，A错误；i-Mtif结构由同一条DNA链上的胞嘧啶彼此结合形成，不遵循碱基互补配对原则，碱基数量并未发生变化，B错误；i-Mtif结构由同一条DNA链上的胞嘧啶彼此结合形成，是一种特殊的DNA结构，它的出现不是染色体结构变异的结果，C错误；i-Mtif结构大多出现在原癌基因的启动子区域，影响原癌基因的表达，从而影响细胞生长和增殖进程，D正确。
二、非选择题
13．基因什么时候表达以及表达水平的高低受多种因素的调控，下图表示三种调控基因表达的途径，且这三种调控途径都直接影响生物的性状，并可遗传给下一代。回答下列问题：
(1)图中属于表观遗传机制的途径有________(填序号)，理由是
_____________________________________________。
(2)途径1和途径2分别是通过干扰____________、____________调控基因表达的，正常情况下，通过这两个过程实现了遗传信息从______________到____________的流动。
(3)依据途径3推测，在神经细胞中，控制呼吸酶合成的基因与组蛋白结合的紧密程度________(填“高于”或“低于”或“等于”)肌蛋白基因的，原因是________________________________________。
答案：(1)1、2、3 基因的核苷酸序列保持不变，基因的表达和表型发生了可遗传的变化 (2)转录 翻译 DNA 蛋白质
(3)低于 呼吸酶合成基因在神经细胞中表达，而肌蛋白基因在神经细胞中不表达
14．肝癌是全球发病率最高的十大癌症之一。有研究表明P基因(表达的蛋白质促进细胞凋亡)与肝癌的发生密切相关。我国研究人员发现肝癌细胞(HG2)和正常肝细胞中的P基因存在差异，如下图所示。为了探究药物A的治疗作用，他们用含不同浓度药物A的培养液培养HG2，检测细胞的凋亡情况，结果如下表所示。
药物A对HG2细胞凋亡的影响情况
注：表中数值越大，表示凋亡率越高。
回答下列问题：
(1)P基因属于____________(填“原癌基因”或“抑癌基因”)。由图推测，正常肝细胞转变为HG2的原因是
_________________________________________________。
(2)表中对照组的处理是______________________________________。据表中数据分析，药物A的作用效果与______________________________有关。
(3)为进一步研究药物A影响HG2凋亡的作用机制，研究人员对细胞中P基因启动子区域甲基化水平进行检测。结合表中数据，你认为选择处理时间为________d的细胞进行检测最合适，各组细胞P基因启动子区域甲基化水平对比结果为
___________________________________________________________。
解析：(1)P基因的启动子被高度甲基化导致P基因不能表达，最终形成了肝癌细胞，说明P基因是抑癌基因。(2)为了排除其他因素的干扰，对照组应该用不含药物A的培养液培养HG2。据表可知，药物A的浓度为5 μml/L、处理时间为3 d时，细胞凋亡率最高，即作用效果与处理时间和药物A的浓度有关。(3)据表中每组的数据可知，处理时间为3 d的细胞凋亡率最高，则选择处理时间为3 d的细胞进行检测最合适，对比同一天的实验数据可知，药物A的浓度为5 μml/L时凋亡率最高，对照组凋亡率最低，细胞P基因启动子区域甲基化程度越高则P基因的表达量越低，细胞凋亡率越低，则细胞P基因启动子区域甲基化水平为对照组＞1 μml/L药物A组＞10 μml/L药物A组＞5 μml/L药物A组。
答案：(1)抑癌基因 P基因的表达量减少 (2)用不含药物A的培养液培养HG2 处理时间和药物A的浓度 (3)3 对照组＞1 μml/L药物A组＞10 μml/L药物A组＞5μml/L药物A组实验组
材料及标记
T2噬菌体
大肠杆菌
①
未标记
15N标记
②
32P标记
35S标记
③
3H标记
未标记
④
35S标记
未标记
氨基酸
密码子
色氨酸
UGG
谷氨酸
GAA、GAG
酪氨酸
UAC、UAU
组氨酸
CAU、CAC
处理时间/d
对照组
药物A浓度/(μml/L)
1
5
10
1
4.2
5.8
7.8
6.0
2
5.3
8.9
15.4
11.2
3
6.3
19.2
30.4
25.6
4
6.5
15.4
19.5
17.3
5
4.4
12.1
15.3
13.5