2026高考生物专题复习之历年真题精选分类汇编_专题九 遗传的分子学基础（学生版+教师版）

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题点1 肺炎链球菌的转化实验
1．（2022·浙江卷，20）S型肺炎双球菌的某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示
下列叙述正确的是（ ）
A．步骤①中，酶处理时间不宜过长，以免底物完全水解
B．步骤②中，甲或乙的加入量不影响实验结果
C．步骤④中，固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化
D．步骤⑤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果
答案 D
解析 步骤①中，酶处理时间要足够长，以使底物完全水解，A错误；步骤②中，甲或乙的加入量属于无关变量，应相同，否则会影响实验结果，B错误；步骤④中，液体培养基比固体培养基更有利于细菌转化，C错误；S型细菌有荚膜，菌落光滑，R型细菌无荚膜，菌落粗糙。步骤⑤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态，判断是否出现S型细菌，D正确。
【难度】中档题
2．（2020·浙江卷，12）下列关于“肺炎双球菌转化实验”的叙述，正确的是（ ）
A．活体转化实验中，R型菌转化成的S型菌不能稳定遗传
B．活体转化实验中，S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌
C．离体转化实验中，蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传
D．离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌
答案 D
解析 肺炎双球菌活体转化实验中，由R型菌转化成的S型菌能稳定遗传，A项错误；活体转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化成有荚膜的S型菌，B项错误；离体转化实验中，蛋白质不能使R型菌转化成S型菌，C项错误；离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物中的DNA被水解，因此其不能使R型菌转化成S型菌，D项正确。
【难度】中档题
题点2 噬菌体侵染细菌实验
1．（2022·浙江卷，22）下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是（ ）
A．需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌
B．搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来
C．离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌
D．该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
答案 C
解析 实验过程中需单独用32P标记噬菌体的DNA和35S标记噬菌体的蛋白质，A错误；实验过程中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离，B错误；大肠杆菌的质量大于噬菌体，离心的目的是为了沉淀培养液中的大肠杆菌，C正确；该实验证明噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。
【难度】中档题
2．（2022·辽宁卷，4）选用合适的实验材料对生物科学研究至关重要。下表对教材中相关研究的叙述，错误的是（ ）
答案 B
解析 科学家利用小球藻、运用同位素标记技术研究卡尔文循环，A正确；科学家通过培养大肠杆菌，探究DNA半保留复制方式，运用了同位素标记技术和密度梯度离心法，B错误；科学家以枪乌贼离体粗大的神经纤维为实验材料，研究动作电位原理，C正确；赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记技术分别用35S或32P标记的噬菌体进行噬菌体侵染细菌的实验，证明DNA是遗传物质，D正确。
【关联题点】肺炎链球菌的转化实验；光合作用的发现史；兴奋在神经纤维上的传导
【难度】中档题
3．（2022·海南卷，13）某团队从下表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（ ）
A．①和④ B．②和③
C．②和④ D．④和③
答案 C
解析 噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌，蛋白质外壳没有进入，为了区分DNA和蛋白质，可用32P标记噬菌体的DNA，用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，根据第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，说明亲代噬菌体的DNA被32P标记，根据第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中，说明第二组噬菌体的蛋白质被35S标记，C正确。
【难度】中档题
4．（2022·湖南卷，2）T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，下列哪一项不会发生（ ）
A．新的噬菌体DNA合成
B．新的噬菌体蛋白质外壳合成
C．噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA
D．合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合
答案 C
解析 T2噬菌体侵染大肠杆菌后，其DNA会在大肠杆菌体内复制，合成新的噬菌体DNA，A正确；T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，只有DNA进入大肠杆菌，T2噬菌体会用自身的DNA和大肠杆菌的氨基酸等来合成新的噬菌体蛋白质外壳，B正确；噬菌体在大肠杆菌RNA聚合酶作用下转录出RNA，C错误；合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合，合成蛋白质，D正确。
【关联题点】病毒的结构、代谢及生活方式
【难度】中档题
5．（2020·浙江卷，23）某研究小组用放射性同位素32P、35S分别标记T2噬菌体，然后将大肠杆菌和被标记的噬菌体置于培养液中培养，如图所示。一段时间后，分别进行搅拌、离心，并检测沉淀物和悬浮液中的放射性。下列分析错误的是（ ）
A．甲组的悬浮液含极少量32P标记的噬菌体DNA，但不产生含32P的子代噬菌体
B．甲组被感染的细菌内含有32P标记的噬菌体DNA，也可产生不含32P的子代噬菌体
C．乙组的悬浮液含极少量35S标记的噬菌体蛋白质，也可产生含35S的子代噬菌体
D．乙组被感染的细菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质，也不产生含35S的子代噬菌体
答案 C
解析 甲组用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，由于P存在于DNA中，DNA主要进入宿主细胞内，所以悬浮液含极少量32P标记的噬菌体DNA，且未进入宿主细胞的噬菌体留在悬浮液中，无法繁殖，所以不会产生含32P的子代噬菌体，A正确；甲组用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，由于P存在于DNA中，在侵染过程中，DNA进入大肠杆菌体内，由于噬菌体繁殖所需原料来自未被标记的大肠杆菌，且DNA复制为半保留复制，所以可产生含32P的子代噬菌体和不含32P的子代噬菌体，B正确；噬菌体的蛋白质外壳不会进入大肠杆菌，所以乙组的悬浮液含较多35S标记的噬菌体蛋白质，不会产生含35S的子代噬菌体，C错误； 由于噬菌体的蛋白质外壳不会进入大肠杆菌，乙组被感染的细菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质，也不产生含35S的子代噬菌体，D正确。
【难度】中档题
题点3 DNA是主要的遗传物质的理解
1．（2024·甘肃卷，5）科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验，下列叙述正确的是（ ）
A．肺炎链球菌体内转化实验中，加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性
B．肺炎链球菌体外转化实验中，利用自变量控制的“加法原理”，将“S型菌DNA＋DNA酶”加入R型活菌的培养基中，结果证明DNA是转化因子
C．噬菌体侵染细菌实验中，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
答案 D
解析 格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验未单独研究每种物质的作用，A错误；在肺炎链球菌的体外转化实验中，利用自变量控制中的“减法原理”设置对照实验，最终证明了DNA是转化因子，B错误；噬菌体的DNA进入宿主细胞后，以自身DNA为模板，利用宿主细胞的原料和酶完成自我复制，C错误。
【难度】中档题
知识点2 DNA的结构及相关计算
1．（2024·北京卷，2）科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲，依据的是DNA的（ ）
A．元素组成 B．核苷酸种类
C．碱基序列 D．空间结构
答案 C
解析 不同生物DNA的元素组成都是C、H、O、N、P，A不符合题意；不同生物DNA的核苷酸种类都只有4种，B不符合题意；不同生物DNA的空间结构都是规则的双螺旋结构，D不符合题意。
【难度】基础题
2．（2024·河北卷，5）某病毒具有蛋白质外壳，其遗传物质的碱基含量如表所示，下列叙述正确的是（ ）
A．该病毒复制合成的互补链中G＋C含量为51．2%
B．病毒的遗传物质可能会引起宿主DNA变异
C．病毒增殖需要的蛋白质在自身核糖体合成
D．病毒基因的遗传符合分离定律
答案 B
解析 该病毒不含碱基T，且互补碱基含量不同，为单链RNA病毒，复制合成的互补链中G＋C含量与该病毒自身C＋G含量一致，为20．8%＋28．0%＝48．8%，A错误；RNA病毒的遗传物质可以通过逆转录产生DNA，整合到宿主DNA中，导致宿主DNA变异，B正确；病毒没有细胞结构，没有核糖体，C错误；分离定律的适用条件是进行有性生殖的真核生物的细胞核基因的遗传，病毒基因的遗传不符合分离定律，D错误。
【关联题点】原核细胞、真核细胞与病毒；中心法则综合考察；基因的分离定律
【难度】中档题
3．（2024·浙江卷，9）下列关于双链DNA分子结构的叙述，正确的是（ ）
A．磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架
B．双链DNA中T占比越高，DNA热变性温度越高
C．两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化
D．若一条链的G＋C占47%，则另一条链的A＋T也占47%
答案 A
解析 在DNA分子中，磷酸与脱氧核糖通过磷酸二酯键交替连接，形成了DNA双螺旋结构的外侧骨架，A正确；G－C碱基对含三个氢键，A－T碱基对含两个氢键，DNA中G－C含量越高，稳定性越强，DNA的热变性温度越高，故T占比越高，DNA热变性温度越低，B错误；DNA分子中两条链之间的氢键是在DNA复制或转录过程中自然形成的，不需要酶的催化，C错误；互补的碱基在DNA单链上所占的比例相等，若一条链的G＋C占47%，则另一条链的G＋C也占47%，A＋T占1－47%＝53%，D错误。
【关联考点】DNA的结构及相关计算
【难度】简单题
4．（2023·天津卷，5）下列生物实验探究中运用的原理，前后不一致的是（ ）
A．建立物理模型研究DNA结构—研究减数分裂染色体变化
B．运用同位素标记法研究卡尔文循环—研究酵母菌呼吸方式
C．运用减法原理研究遗传物质—研究抗生素对细菌的选择作用
D．孟德尔用假说演绎法验证分离定律—摩尔根研究伴性遗传
答案 B
解析 模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述，研究DNA结构时构建了DNA双螺旋结构的模型，研究减数分裂时通过橡皮泥等工具建立了减数分裂中染色体变化的模型，A不符合题意；卡尔文循环用14C进行标记探究，但研究酵母菌呼吸方式时分别设置有氧和无氧组，用的是对比实验法，B符合题意；在探究DNA是遗传物质的实验中，肺炎链球菌的体外转化实验运用了减法原理，研究抗生素对细菌的选择作用时，也可通过去除抗生素后进行观察，运用了减法原理，C不符合题意；孟德尔验证分离定律和摩尔根研究伴性遗传都用到了假说演绎法，D不符合题意。
【关联题点】减数分裂过程中的相关结构或物质数量变化；光合作用的发现史；探究酵母菌细胞呼吸的方式；DNA是主要的遗传物质；孟德尔的遗传实验的科学方法；伴性遗传及其应用
【难度】中档题
5．（2022·浙江卷，13）某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了足够的相关材料，下列叙述正确的是（ ）
A．在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸上连接脱氧核糖和碱基
B．制作模型时，鸟嘌呤与胞嘧啶之间用2个氢键连接物相连
C．制成的模型中，腺嘌呤与胞嘧啶之和等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶之和
D．制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧
答案 C
解析 在制作脱氧核苷酸时，需在脱氧核糖上连接磷酸和碱基，A错误；鸟嘌呤和胞嘧啶之间由3个氢键连接，B错误；DNA的两条链之间遵循碱基互补配对原则，即A＝T、C＝G，故在制作的模型中A＋C＝G＋T，C正确；DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧，D错误。
【难度】基础题
6．（2022·广东卷，5）下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述，错误的是（ ）
A．孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律
B．摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上
C．赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质
D．沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式
答案 D
解析 孟德尔用统计学方法分析杂合子自交子代的表型及比例，发现了遗传规律，A正确；摩尔根等基于果蝇眼色与性别的关联，证明了基因在染色体上，B正确；赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，通过对比两组实验结果，证明了DNA是遗传物质，C正确；沃森和克里克用DNA衍射图谱推算出DNA呈螺旋结构，D错误。
【关联题点】孟德尔的遗传实验的科学方法；基因在染色体上；噬菌体侵染细菌实验
【难度】中档题
7．（2022·广东卷，12）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
答案 C
解析 单链序列脱氧核苷酸数量相等、分子骨架同为脱氧核糖与磷酸交替连接，不能决定线性DNA分子两端能够相连，A、B错误；据图可知，单链序列的碱基能够互补配对，决定线性DNA分子两端能够相连，C正确；DNA的两条链是反向的，因此自连环化后两条单链方向相反，D错误。
【难度】中档题
8．（2021·广东卷，5）DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是（ ）
①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验
②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱
③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等
④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
答案 B
解析 赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了DNA是遗传物质，与构建DNA双螺旋结构模型无关，①错误；沃森和克里克根据富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱，推算出DNA分子呈螺旋结构，②正确；查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等，沃森和克里克据此推出碱基的配对方式，③正确；沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制，是在DNA双螺旋结构模型之后提出的，④错误。
【难度】基础题
9．（2021·北京卷，4）酵母菌的DNA中碱基A约占32%，关于酵母菌核酸的叙述错误的是（ ）
A．DNA复制后A约占32%
B．DNA中C约占18%
C．DNA中（A＋G）/（T＋C）＝1
D．RNA中U约占32%
答案 D
解析 DNA分子为半保留复制，复制时遵循A－T、G－C的配对原则，则DNA复制后的A约占32%，A正确；酵母菌的DNA中碱基A约占32%，则A＝T＝32%，G＝C＝（1－2×32%）/2＝18%，B正确；DNA遵循碱基互补配对原则，A＝T、G＝C，则（A＋G）/（T＋C）＝1，C正确；由于RNA为单链结构，且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来，故RNA中U不一定占32%，D错误。
【关联题点】DNA的复制及相关计算
【难度】中档题
10．（2021·山东卷，4）我国考古学家利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”，成功将极其微量的古人类DNA从提取自土壤沉积物中的多种生物的DNA中识别并分离出来，用于研究人类起源及进化。下列说法正确的是（ ）
A．“引子”的彻底水解产物有两种
B．设计“引子”的DNA序列信息只能来自核DNA
C．设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列
D．土壤沉积物中的古人类双链DNA可直接与“引子”结合从而被识别
答案 C
解析 根据分析“引子”是一段DNA序列，彻底水解产物有磷酸、脱氧核糖和四种含氮碱基，共6种产物，A错误；由于线粒体中也含有DNA，因此设计“引子”的 DNA 序列信息还可以来自线粒体DNA，B错误；根据题干信息“利用现代人的 DNA 序列设计并合成了引子”，说明设计“引子”前不需要知道古人类的 DNA 序列，C正确；土壤沉积物中的古人类双链 DNA 需要经过提取，且在体外经过加热解旋后，才能与“引子”结合，而不能直接与引子结合，D错误。故选C。
【关联题点】PCR技术
【难度】中档题
11．（2020·浙江卷，3）某DNA片段的结构如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．①表示胞嘧啶 B．②表示腺嘌呤
C．③表示葡萄糖 D．④表示氢键
答案 D
解析 图中①表示胸腺嘧啶，②表示胞嘧啶，③表示脱氧核糖，④表示氢键，D项正确。
【难度】基础题
知识点3 DNA分子的多样性和特异性
1．（2022·河北卷，16）人染色体DNA中存在串联重复序列，对这些序列进行体外扩增、电泳分离后可得到个体的DNA指纹图谱。该技术可用于亲子鉴定和法医学分析。下列叙述错误的是（ ）
A．DNA分子的多样性、特异性及稳定性是DNA鉴定技术的基础
B．串联重复序列在父母与子女之间的遗传不遵循孟德尔遗传定律
C．指纹图谱显示的DNA片段属于人体基础代谢功能蛋白的编码序列
D．串联重复序列突变可能会造成亲子鉴定结论出现错误
答案 BC
解析 串联重复序列在染色体上，属于核基因，在父母与子女之间的遗传遵循孟德尔遗传定律，B错误；指纹图谱由串联重复序列扩增获得，串联重复序列是广泛分布于真核生物核基因组中的简单重复序列，主要分布在非编码区，C错误；串联重复序列突变后，分离得到的指纹图谱可能会发生改变，可能会造成亲子鉴定结论出现错误，D正确。
【关联题点】基因的本质
【难度】较难题
知识点4 DNA的复制及相关计算
1．(2025·北京，5)1958年，Meselsn和Stahl通过15N标记DNA的实验，证明了DNA的半保留复制。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
答案 B
解析 15N是稳定同位素，不具有放射性，它与14N的相对原子质量不同，可利用离心技术区分含不同氮元素的DNA，进而区分DNA的母链和子链，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变成单链后离心，无论是全保留还是半保留复制，都是只有两条条带，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。
【难度】基础题
【关联考点】同位素
2．(2025·湖北，14)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
答案 B
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(后两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。
【难度】基础题
【关联考点】基因的表达
3．(2025·广东，7)Slexa测序是一种将PCR与荧光检测相结合的高通量测序技术。为了确保该PCR过程中，DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后，DNA链不继续延伸，应保护底物中脱氧核糖结构上的( )
A．1′-碱基 B．2′-氢
C．3′-羟基 D．5′-磷酸基团
答案 C
解析 DNA聚合酶催化游离脱氧核苷酸加到已有的DNA片段3′端的羟基上，形成磷酸二酯键，如果保护底物中脱氧核糖结构上的3′-羟基，使其无法参与反应，那么DNA聚合酶就不能继续催化下一个脱氧核苷酸的加入，DNA链也就不再继续延伸，C符合题意。
【难度】较难题
【关键题点】DNA的复制、PCR技术
4．（2023·山东卷，5）将一个双链DNA分子的一端固定于载玻片上，置于含有荧光标记的脱氧核苷酸的体系中进行复制。甲、乙和丙分别为复制过程中3个时间点的图像，①和②表示新合成的单链，①的5′端指向解旋方向，丙为复制结束时的图像。该DNA复制过程中可观察到单链延伸暂停现象，但延伸进行时2条链延伸速率相等。已知复制过程中严格遵守碱基互补配对原则，下列说法错误的是（ ）
A．据图分析，①和②延伸时均存在暂停现象
B．甲时①中A、T之和与②中A、T之和可能相等
C．丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等
D．②延伸方向为5′端至3′端，其模板链3′端指向解旋方向
答案 D
解析 据图分析，甲时新合成的单链①比②短，乙时①比②长，因此可以说明①和②延伸时均存在暂停现象，A正确；①和②两条链中碱基是互补的，甲时新合成的单链①比②短，但②中多出的部分可能不含有A、T，因此①中A、T之和与②中A、T之和可能相等，B正确；①和②两条链中碱基是互补的，丙为复制结束时的图像，新合成的单链①与②等长，丙时①中A、T之和与②中A、T之和一定相等，C正确；①和②两条单链由一个双链DNA分子复制而来，其中一条母链合成子链①时，①的5′端指向解旋方向，则另一条母链合成子链②时，②的延伸方向为5′端至3′端，其模板链5′端指向解旋方向，D错误。
【关联题点】DNA的结构及相关计算
【难度】较难题
5． （2022·重庆卷，4）下列发现中，以DNA双螺旋结构模型为理论基础的是（ ）
A． 遗传因子控制性状B． 基因在染色体上
C． DNA是遗传物质D． DNA半保留复制
答案 D
解析 孟德尔利用假说—演绎法提出了生物的性状是由遗传因子控制的，总结出了分离定律，并未以DNA双螺旋结构模型为理论基础，A不符合题意；萨顿根据基因与染色体的平行关系，运用类比推理法得出基因位于染色体上的推论，并未以DNA双螺旋结构模型为理论基础，B不符合题意；艾弗里、赫尔希和蔡斯等科学家，设法将DNA和蛋白质分开，单独、直接地研究它们的作用，证明了DNA是遗传物质，并未以DNA双螺旋结构模型为理论基础，C不符合题意；沃森和克里克成功构建DNA双螺旋结构模型，并进一步提出了DNA半保留复制的假说， DNA半保留复制，以DNA双螺旋结构模型为理论基础，D符合题意。
【关联题点】DNA的结构及相关计算
【难度】基础题
6．（2022·海南卷，11）科学家曾提出DNA复制方式的三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制（图1）。对此假说，科学家以大肠杆菌为实验材料，进行了如下实验（图2）。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，说明DNA复制方式一定是半保留复制
B．第二代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带和1条轻带，说明DNA复制方式一定是全保留复制
C．结合第一代和第二代细菌DNA的离心结果，说明DNA复制方式一定是分散复制
D．若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带
答案 D
解析 第一代细菌DNA离心后，试管中出现1条中带，则可以排除全保留复制，但不能肯定是半保留复制或分散复制，继续做子二代DNA密度鉴定，若子二代可以分出一条中带和一条轻带，则可以排除分散复制，同时肯定是半保留复制，A、B、C错误；若DNA复制方式是半保留复制，继续培养至第三代，形成的子代DNA有两条链均为14N，或一条链为14N一条链为15N两种类型，因此细菌DNA离心后试管中会出现1条中带和1条轻带，D正确。
【难度】中档题
7．（2021·浙江卷，22）在DNA复制时，5溴尿嘧啶脱氧核苷（BrdU）可作为原料，与腺嘌呤配对，掺入新合成的子链。用Giemsa染料对复制后的染色体进行染色，DNA分子的双链都含有BrdU的染色单体呈浅蓝色，只有一条链含有BrdU的染色单体呈深蓝色。现将植物根尖放在含有BrdU的培养液中培养，取根尖用Giemsa染料染色后，观察分生区细胞分裂中期染色体的着色情况。下列推测错误的是（ ）
A．第一个细胞周期的每条染色体的两条染色单体都呈深蓝色
B．第二个细胞周期的每条染色体的两条染色单体着色都不同
C．第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体均为1/4
D．根尖分生区细胞经过若干个细胞周期后，还能观察到深蓝色的染色单体
答案 C
解析 根据分析，第一个细胞周期的每条染色体的染色单体都只有一条链含有 BrdU，故呈深蓝色，A正确；第二个细胞周期的每条染色体复制之后，每条染色体上的两条染色单体均为一条单体双链都含有 BrdU呈浅蓝色，一条单体只有一条链含有 BrdU呈深蓝色，故着色都不同，B正确；第二个细胞周期结束后，不同细胞中含有的带有双链都含有 BrdU的染色体和只有一条链含有 BrdU 的染色体的数目是不确定的，故第三个细胞周期的细胞中染色单体着色不同的染色体比例不能确定，C错误；根尖分生区细胞可以持续进行有丝分裂，所以不管经过多少个细胞周期，依旧可以观察到一条链含有BrdU的染色单体，呈深蓝色，D正确。
【关联题点】细胞周期；有丝分裂过程及相关物质和结构的变化
【难度】较难题
8．（2021·浙江卷，14）含有100个碱基对的—个DNA分子片段，其中一条链的A＋T占40%，它的互补链中G与T分别占22%和18%，如果连续复制2 次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为（ ）
A．240个 B．180个
C．114个 D．90个
答案 B
解析 分析题意可知：该DNA片段含有100个碱基对，即每条链含有100个碱基，其中一条链（设为1链）的A＋T占40%，即A1＋T1＝40个，则C1＋G1＝60个；互补链（设为2链）中G与T分别占22%和18%，即G2＝22，T2＝18，可知C1＝22，则G1＝60－22＝38＝C2，故该DNA片段中C＝22＋38＝60。已知DNA复制了2次，则DNA的个数为22＝4，4个DNA中共有胞嘧啶脱氧核苷酸的数量为4×60＝240，原DNA片段中有60个胞嘧啶脱氧核苷酸，则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数量为240－60＝180，B正确。
【难度】中档题
9．（2021·辽宁卷，4）下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是（ ）
A．子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端
B．子链的合成过程不需要引物参与
C．DNA每条链的5′端是羟基末端
D．DNA聚合酶的作用是打开DNA双链
答案 A
解析 子链延伸时由5′→3′合成，故游离的脱氧核苷酸添加到3′端，A正确；子链的合成过程需要引物参与，B错误；DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，3′端是羟基末端，C错误；解旋酶的作用是打开DNA双链，D错误。
【难度】中档题
10．（2021·山东卷，5）利用农杆菌转化法，将含有基因修饰系统的T－DNA插入到水稻细胞M的某条染色体上，在该修饰系统的作用下，一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U，脱氨基过程在细胞M中只发生一次。将细胞M培育成植株N。下列说法错误的是（ ）
A．N的每一个细胞中都含有T－DNA
B．N自交，子一代中含T－DNA的植株占3/4
C．M经n（n≥1）次有丝分裂后，脱氨基位点为A－U的细胞占1/2n
D．M经3次有丝分裂后，含T－DNA且脱氨基位点为A－T的细胞占1/2
答案 D
解析 N是由M细胞形成的，在形成过程中没有DNA的丢失，由于T－DNA 插入到水稻细胞 M 的某条染色体上，所以M细胞含有T－DNA，因此N的每一个细胞中都含有 T－DNA，A正确；N植株的一条染色体中含有T－DNA，可以记为＋，因此N植株关于是否含有T－DNA的基因型记为＋－，如果自交，则子代中相关的基因型为＋＋∶＋－∶－－＝1∶2∶1，有 3/4的植株含T－DNA ，B正确；M中只有1个DNA分子上的单链上的一个C脱去氨基变为U，所以复制n次后，产生的子细胞有2n个，但脱氨基位点为A－U的细胞只有1个，所以这种细胞的比例为1/2n，C正确；如果M 经 3 次有丝分裂后，形成子细胞有8个，由于M细胞DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U，所以是G和U配对，所以复制三次后，有4个细胞脱氨基位点为C－G，3个细胞脱氨基位点为A－T，1个细胞脱氨基位点为U－A，因此含T－DNA且脱氨基位点为 A－T 的细胞占 3/8，D错误。故选D。
【难度】较难题
11．（2021·海南卷，6）已知5-溴尿嘧啶（BU）可与碱基A或G配对。大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A-T转变为A-BU，要使该位点由A-BU转变为G-C，则该位点所在的DNA至少需要复制的次数是（ ）
A．1B．2C．3D．4
答案 B
解析 由题干已知5-BU可以与碱基A或G配对，由于大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A-T转变为A-BU，由半保留复制可知，复制一次会得到G-BU，复制第二次时会得到有G-C，所以至少需要经过2次复制后，才能实现该位点由A-BU转变为G-C，B正确。
【难度】中档题
知识点5 基因的本质及其对性状的控制
题点1 基因的本质
题点2 基因与性状的关系
1．(2025·湖北，3)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
答案 A
解析 由题意可知，ATT基因通过调控赤霉素合成影响耐碱和耐热两种性状，体现了一个基因影响多个性状，A错误。
【难度】基础题
【关联考点】植物激素调节
2．（2024·浙江卷，25）瓢虫鞘翅上的斑点图案多样而复杂。早期的杂交实验发现，鞘翅的斑点图案由某条染色体上同一位点（H基因位点）的多个等位基因（h、HC、HS、HSP等）控制。HC、HS、HSP等基因各自在鞘翅相应部位控制黑色素的生成，分别使鞘翅上形成独特的斑点图案；基因型为hh的个体不生成黑色素，鞘翅表现为全红。通过杂交实验研究，并不能确定H基因位点的具体位置、序列等情况。回答下列问题：
（1）两个体杂交，所得F1的表型与两个亲本均不同，如图所示。
黑色凸形是基因型为__________亲本的表型在F1中的表现，表明该亲本的黑色斑是______性状。若F1雌雄个体相互交配，F2表型的比例为__________。
（2）近期通过基因序列研究发现了P和G两个基因位点，推测其中之一就是H基因位点。为验证该推测，研究人员在翻译水平上分别阻止了P和G位点的基因表达，实验结果如表所示。结果表明，P位点就是控制黑色素生成的H基因位点，那么阻止P位点基因表达的实验结果对应表中哪两组？__________，判断的依据是_______________________________________。
此外，还可以在__________水平上阻止基因表达，以分析基因对表型的影响。
（3）为进一步研究P位点基因的功能，进行了相关实验。两个大小相等的完整鞘翅P位点基因表达产生的mRNA总量，如图甲所示，说明P位点基因的表达可以促进鞘翅黑色素的生成，判断的理由是____________________________________________________________；黑底红点鞘翅面积相等的不同部位P位点基因表达产生的mRNA总量，如图乙所示，图中a、b、c部位mRNA总量的差异，说明P位点基因在鞘翅不同部位的表达决定__________________________________________________________________________。
（4）进一步研究发现，鞘翅上有产生黑色素的上层细胞，也有产生红色素的下层细胞，P位点基因只在产生黑色素的上层细胞内表达，促进黑色素的生成，并抑制下层细胞生成红色素。综合上述研究结果，下列对第（1）题中F1（HCHS）表型形成原因的分析，正确的有________。
A．F1鞘翅上，HC、HS选择性表达
B．F1鞘翅红色区域，HC、HS都不表达
C．F1鞘翅黑色凸形区域，HC、HS都表达
D．F1鞘翅上，HC、HS只在黑色区域表达
答案 （1）HCHC 显性 1∶2∶1 （2）组3、组4 组3、组4相应位点基因表达被阻止后，黑色素无法合成，表现为全红色；组1、组2相应位点基因表达被阻止后，不影响黑色素合成，表型不变 转录 （3）黑色素多的鞘翅mRNA总量高，黑色素少的鞘翅mRNA总量低 黑色素在鞘翅上不同部位的分布 （4）ABD
解析 （1）由图分析，HCHC个体有黑色凸形，所以F1的黑色凸形是基因型为HCHC亲本的表型在F1中的表现，表明该亲本的黑色斑是显性性状。F1的基因型为HCHS，若F1雌雄个体相互交配，F2基因型及比例为HCHC∶HCHS∶HSHS＝1∶2∶1，三种基因型对应的表型各不相同，所以表型比例为1∶2∶1。（2）为验证该推测，研究人员在翻译水平上分别阻止了P和G位点的基因表达，实验结果如表所示。结果表明，P位点就是控制黑色素生成的H基因位点，那么阻止P位点基因表达后实验结果应该是没有黑色素生成，对应组3、组4。此外，还可以在转录水平上阻止基因表达，以分析基因对表型的影响。（3）两个大小相等的完整鞘翅P位点基因表达产生的mRNA总量如图甲所示，说明P位点基因的表达可以促进鞘翅黑色素的生成，判断的理由是黑底红点P位点基因表达产生的mRNA总量远远大于红底黑点；黑底红点鞘翅面积相等的不同部位P位点基因表达产生的mRNA总量如图乙所示，图中a、b、c部位mRNA总量的差异说明P位点基因在鞘翅不同部位的表达决定黑色素在鞘翅上不同部位的分布。（4）P位点基因只在产生黑色素的上层细胞内表达，促进黑色素的生成，并抑制下层细胞生成红色素，所以红色区域HC、HS都不表达，HC、HS只在黑色区域表达，根据（1）可知HC控制黑色凸形生成，HS控制大片黑色区域生成，所以F1鞘翅上，HC、HS选择性表达，黑色凸形区域HC表达，A、B、D正确。
【关联考点】基因分离定律、基因与性状的关系
【难度】较难题
3．（2022·浙江卷，21）羊瘙痒病是感染性蛋白粒子PrPSc引起的。某些羊体内存在蛋白质PrPc，但不发病。当羊感染了PrPSc后，PrPSc将PrPc不断地转变为PrPSc，导致PrPSc积累，从而发病。把患瘙痒病的羊组织匀浆接种到小鼠后，小鼠也会发病。下列分析合理的是（ ）
A．动物体内的PrPSc可全部被蛋白酶水解
B．患病羊体内存在指导PrPSc合成的基因
C．产物PrPSc对PrPc转变为PrPSc具有反馈抑制作用
D．给PrPc基因敲除小鼠接种PrPSc，小鼠不会发病
答案 D
解析 由题干可知PrPSc可将PrPc不断地转变为PrPSc，导致PrPSc在羊体内积累，说明PrPSc不会被蛋白酶水解，A错误；患病羊体内不存在指导PrPSc合成的基因，但存在指导蛋白质PrPc合成的基因，PrPc合成后，PrPSc将PrPc不断地转变为PrPSc，导致PrPSc积累，从而使羊发病，B错误；由题干可知当羊感染了PrPSc后，PrPSc将PrPc不断地转变为PrPSc，导致PrPSc积累，从而使羊发病，说明产物PrPSc对PrPc转变为PrPSc不具有反馈抑制作用，C错误；小鼠的PrPc基因敲除后，不会表达产生蛋白质PrPc，因此小鼠接种PrPSc后，不会出现PrPc转变为PrPSc，也就不会导致PrPSc积累，因此小鼠不会发病，D正确。
【难度】基础题
4． （2022·重庆卷，18）研究发现在野生型果蝇幼虫中降低lint基因表达，能影响另一基因inr的表达（如图），导致果蝇体型变小等异常。下列叙述错误的是（ ）
WT：野生型果蝇幼虫
lintRi：降低lint基因表达后的幼虫
A． lint基因的表达对inr基因的表达有促进作用
B． 提高幼虫lint基因表达可能使其体型变大
C． 降低幼虫inr基因表达可能使其体型变大
D． 果蝇体型大小是多个基因共同作用的结果
答案 A
解析 对比野生型果蝇幼虫的inr的表达量可知，降低lint基因表达后，幼虫体内的inr基因的表达量显著上升，说明lint基因的表达对inr基因的表达有抑制作用，A错误；根据题干信息可知，inr的表达量增加后“导致果蝇体型变小”，可推测提高幼虫lint基因表达，inr的表达量下降，进而可能使果蝇体型变大，B正确，C正确；由以上分析可知，果蝇体型大小与lint基因和inr基因都有关，说明果蝇体型大小是多个基因共同作用的结果，D正确。
【难度】中档题
5．（2022·天津卷，9）染色体架起了基因和性状之间的桥梁。有关叙述正确的是（ ）
A．性状都是由染色体上的基因控制的
B．相对性状分离是由同源染色体上的等位基因分离导致的
C．不同性状自由组合是由同源染色体上的非等位基因自由组合导致的
D．可遗传的性状改变都是由染色体上的基因突变导致的
答案 B
解析 细胞质基质中的基因也可以影响性状，性状不都是由染色体上的基因控制的，A错误；等位基因控制相对性状，等位基因位于同源染色体上，同源染色体上等位基因的分离会导致相对性状的分离，B正确；不同性状自由组合是由非同源染色体的非等位基因进行自由组合导致的，C错误；可遗传的性状改变可能是由染色体上的基因突变导致的，也可能是基因重组或者染色体变异引起的，D错误。
【关联题点】基因的分离定律；基因的自由组合定律；基因的本质
【难度】中档题
6．（2021·湖南卷，14）独脚金内酯（SL）是近年来新发现的一类植物激素。SL合成受阻或SL不敏感突变体都会出现顶端优势缺失。现有拟南芥SL突变体1（max1）和SL突变体2（max2），其生长素水平正常，但植株缺失顶端优势，与野生型（W）形成明显区别；在幼苗期进行嫁接试验，培养后植株形态如图所示。据此分析，下列叙述正确的是（ ）
注：R代表根，S代表地上部分，“＋”代表嫁接。
A．SL不能在产生部位发挥调控作用
B．max1不能合成SL，但对SL敏感
C．max2对SL不敏感，但根能产生SL
D．推测max2_S＋max1_R表现顶端优势缺失
答案 BCD
解析 根据野生型W和③、④的生长情况进行分析，W可以产生SL，且W和③、④地上部分都表现出了顶端优势，说明SL可以在产生部位（地上部位）发挥调控作用，A错误；max1没有表现出顶端优势，但当其地上部分和W植株的根进行嫁接后（①），就表现出了顶端优势，说明其自身不能产生SL，由于野生型产生的SL从根运输至地上部分，所以max1接受了SL，表现出顶端优势，因此对SL敏感，B正确；②中max2的地上部分和野生型的根进行嫁接后，没有恢复顶端优势，说明max2对SL不敏感，又从⑤中（max1不能产生SL，但当其与max2的根进行嫁接后，表现出了顶端优势）可以看出，max2的根产生了SL，运输至地上部分，使地上部分表现出顶端优势，C正确；当max2的地上部分和max1的根进行嫁接后由于max2对SL不敏感，因此不会表现出顶端优势，即表现为顶端优势缺失，D正确。
【难度】较难题
7．（2020·浙江卷，8）细菌内某种物质在酶的作用下转变为另一种物质的过程如图所示，其中甲～戊代表生长必需的不同物质，①～⑤代表不同的酶。野生型细菌只要在培养基中添加甲就能生长，而突变型细菌必须在培养基中添加甲、乙、丁才能生长。下列叙述正确的是
A．突变型细菌缺乏酶①、②、③
B．酶④与乙结合后不会改变酶④的形状
C．酶②能催化乙转变为丙，也能催化丙转变为丁
D．若丙→戊的反应受阻，突变型细菌也能生长
答案 D
解析 突变型细菌必须在培养基中添加甲、乙、丁才能生长，说明缺乏合成乙、丁所必需的的酶，即酶①、③，A错误；酶与底物结合后会改变酶的形状，反应完成后，酶分子又恢复原状，B错误；酶具有专一性，酶②能催化乙转变为丙，酶③能催化丙转变为丁，C错误； 若丙→戊的反应受阻，乙可以合成戊，所以突变型细菌也能生长，D正确。
【难度】较难题
题点3 表观遗传
1．(2025·湖北，22)治疗疟疾的药物青蒿素主要从植物黄花蒿中提取，但含量低。为培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种，科研工作者开展了相关研究，发现青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累，并受到如水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)等植物激素的调节。研究表明，SA和MeJA通过调控miR160的表达量(miR160是一种微小RNA，能与靶mRNA结合，引起后者降解)，影响黄花蒿腺毛密度和青蒿素含量。miR160的一种靶mRNA编码ARF1蛋白，该蛋白影响青蒿素合成关键酶基因DBR2的表达。研究结果如图所示。
回答下列问题：
(1)青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累，其根本原因是___________________________。
(2)据图分析可知，miR160的表达量与青蒿素含量间呈现____________相关性，并且可以推测外源MeJA处理对青蒿素含量的影响是____________________________________。
(3)基于上述材料，miR160通过直接影响______________________，调控青蒿素的合成。
(4)请写出SA、ARF1、miR160和DBR2调控青蒿素生物合成的通路(用“→”表示促进，用“”表示抑制，显示各成员间的调控关系)：________________________________。
(5)请根据上述材料，提出一种培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种的思路：__________________________________________________________________________。
答案 (1)与青蒿素合成相关的基因在叶片腺毛细胞中选择性表达 (2)负 外源MeJA处理会使青蒿素含量增加 (3)ARF1蛋白的合成(或ARF1基因的表达) (4)SAmiR160ARF1→DBR2→青蒿素 (5)通过基因工程技术敲除黄花蒿中的miR160基因(或抑制miR160基因的表达)
解析 (2)由图可知，miR160基因过表达时，青蒿素含量降低；敲除miR160基因时，青蒿素含量升高，所以miR160的表达量与青蒿素含量间呈现负相关。由图可知，MeJA处理组与对照组相比，miR160表达量降低，而miR160表达量与青蒿素含量呈负相关，故外源MeJA处理会使青蒿素含量增加。
【难度】中档题
【关联考点】基因工程
2. (2025·云南，16)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菌目的是增强无氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力
答案 A
解析 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，将好氧启动子PA置于基因asd下游，启动互补链转录，在一定的氧浓度条件下，有可能同时满足PT和PA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互补，B错误；由于好氧启动子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，目的是让Y菌在有氧环境下能生存，C错误；改造X菌的目的是让Y菌在有氧环境下能生存(通过PA启动子的作用)，同时保留在无氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力，而不是单纯增强无氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力，D错误。
【关联考点】基因表达调控
【难度】中档题
3.(2025·江苏，15)甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA，引起基因表达效应改变，如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A．甲基化通过抑制转录过程调控基因表达
B．图中甲基化的碱基位于脱氧核糖核苷酸链上
C．蛋白Y可结合甲基化的mRNA并抑制表达
D．若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应
答案 D
解析 由图可知，甲基化发生在mRNA上，不是抑制转录过程，而是影响mRNA的翻译或稳定性来调控基因表达，A错误；由图可知，甲基化发生在mRNA上，mRNA是核糖核苷酸链，B错误；甲基化的mRNA会降解，而蛋白Y与甲基化的mRNA结合后可以表达，说明蛋白Y结合甲基化的mRNA并促进表达，C错误；表观遗传可以由某些碱基的甲基化或蛋白质乙酰化引起，若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应，D正确。
【关联考点】表观遗传
【难度】中档题
4.(2025·江苏，20)真核细胞进化出精细的基因表达调控机制，如图表示部分调控过程。请回答下列问题：
(1)细胞核中，DNA缠绕在组蛋白上形成____________。由于核膜的出现，实现了基因的转录和________在时空上的分隔。
(2)基因转录时，________酶结合到DNA链上催化合成RNA。加工后转运到细胞质中的RNA，直接参与蛋白质肽链合成的有rRNA、mRNA和________。分泌蛋白的肽链在________完成合成后，还需转运到高尔基体进行加工。
(3)转录后加工产生的IncRNA、miRNA参与基因的表达调控。据图分析，IncRNA调控基因表达的主要机制有____________。miRNA与AGO等蛋白结合形成沉默复合蛋白，引导降解与其配对结合的RNA。据图可知，miRNA发挥的调控作用有____________。
(4)外源RNA进入细胞后，经加工可形成siRNA引导的沉默复合蛋白，科研人员据此研究防治植物虫害的RNA生物农药。根据RNA的特性及其作用机理，分析RNA农药的优点有____________。
答案 (1)染色质(染色体) 翻译 (2)RNA聚合 tRNA 粗面内质网 (3)与DNA结合，调控基因的转录；与mRNA结合，调控翻译 降解IncRNA，解除对翻译的影响；降解mRNA，调控翻译 (4)专一性强；易降解，不会污染环境
解析 (1)细胞核中，DNA缠绕在组蛋白上形成染色质(染色体)。转录在细胞核内进行，翻译在细胞质中的核糖体上进行，故由于核膜的出现，实现了基因的转录和翻译在时空上的分隔。(2)基因转录时，RNA聚合酶结合到DNA链上催化合成RNA。加工后转运到细胞质中的RNA，直接参与蛋白质肽链合成的有rRNA(组成核糖体)、mRNA(翻译的模板)和tRNA(运输氨基酸)。分泌蛋白的肽链在粗面内质网完成合成后，还需转运到高尔基体进行加工。(3)转录后加工产生的IncRNA、miRNA参与基因的表达调控。据图分析，IncRNA调控基因表达的主要机制：一方面与DNA结合，调控基因的转录；另一方面与mRNA结合，调控翻译。miRNA与AGO等蛋白结合形成沉默复合蛋白，一方面降解IncRNA，解除对翻译的影响，另一方面降解mRNA，调控翻译。
【关联考点】土壤中动物类群的丰富度调查
【难度】中档题
5．(2025·河南，14)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
答案 C
解析 组蛋白乙酰化指在酶的作用下，乙酰基转移到组蛋白特定的氨基酸残基上，这一过程发生在翻译后，并未改变组蛋白自身的氨基酸序列，但组蛋白乙酰化会影响染色质的结构和功能，从而影响基因的表达，最终可能会影响个体的表型，是基因表达调控的结果，A、D正确。tRNA是由DNA转录而来的，转录生成的前体RNA需要经过剪切、修饰等过程，才能形成具有生物活性的tRNA，B正确。通常而言，编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体越多，在同一时间内合成的蛋白质分子就越多，翻译效率越高；翻译的准确度与mRNA上结合的核糖体数量无关，C错误。
【关联考点】基因表达、表观遗传
【难度】中档题
6．（2025·陕晋宁青，10）金刚鹦鹉的羽毛色彩缤纷。研究发现乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基，造成羽色由红到黄的渐变。同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异，该现象最不可能源于( )
A．乙醛脱氢酶基因序列的差异
B．编码乙醛脱氢酶mRNA量的差异
C．乙醛脱氢酶活性的差异
D．鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异
答案 A
解析 同一只鹦鹉的体细胞由同一受精卵分裂、分化而来，基因序列应相同，差异不可能来自乙醛脱氢酶基因序列，A符合题意；编码乙醛脱氢酶mRNA量的差异，导致产生的乙醛脱氢酶含量变化，造成羽色由红到黄的能力改变，进而引起生物性状的变化，B不符合题意；不同细胞中乙醛脱氢酶活性可能存在一定的差异，造成羽色由红到黄的能力改变，进而导致同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异，C不符合题意；乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基，造成羽色由红到黄的渐变，因此可能是不同部位鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异，导致同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异，D不符合题意。
【难度】中档题
7．（2024·贵州卷，5）大鼠脑垂体瘤细胞可分化成细胞Ⅰ和细胞Ⅱ两种类型，仅细胞Ⅰ能合成催乳素。细胞Ⅰ和细胞Ⅱ中催乳素合成基因的碱基序列相同，但细胞Ⅱ中该基因多个碱基被甲基化。细胞Ⅱ经氮胞苷处理后，再培养可合成催乳素。下列叙述错误的是（ ）
A．甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录
B．氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化
C．处理后细胞Ⅱ的子代细胞能合成催乳素
D．该基因甲基化不能用于细胞类型的区分
答案 D
解析 甲基化后基因序列虽然不变，但甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合，因此甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录，A正确；细胞Ⅱ经氮胞苷处理后，再培养可合成催乳素，说明氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化，B正确；甲基化可以遗传，同理，细胞Ⅱ经氮胞苷处理后，再培养可合成催乳素，这一特性也可遗传，所以处理后细胞Ⅱ的子代细胞能合成催乳素，C正确；题中细胞Ⅰ和细胞Ⅱ两种类型就是按基因是否甲基化区分的，D错误。
【难度】中档题
8．（2024·广东卷，10）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
答案 D
解析 此肿瘤形成的原因是PcG蛋白合成受阻，不能修饰组蛋白，使原癌基因zfhl表达，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰会抑制基因的表达，使表型发生可遗传变化的现象，属于表观遗传，所以组蛋白修饰受阻导致形成肿瘤属于表观遗传，D正确。
【关联考点】表观遗传、细胞癌变
【难度】中档题
9．（2024·黑吉辽，9）如图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是（ ）
A．酶E的作用是催化DNA复制
B．甲基是DNA半保留复制的原料之一
C．环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素
D．DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型
答案 C
解析 由图可知，酶E的作用是催化DNA甲基化，A错误；DNA半保留复制的原料为4种脱氧核苷酸，没有甲基，B错误；DNA甲基化不改变碱基序列，但会影响生物个体表型，D错误。
【关联考点】DNA半保留复制
【难度】简单题
10．阅读下列材料，回答下列问题。
基因启动子区发生DNA甲基化可导致基因转录沉默。研究表明，某植物需经春化作用才能开花，该植物的DNA甲基化水平降低是开花的前提。用5－azaC处理后，该植株开花提前，检测基因组DNA，发现5'胞嘧啶的甲基化水平明显降低，但DNA序列未发生改变，这种低DNA甲基化水平引起的表型改变能传递给后代。
（1）（2023·浙江卷，5）这种DNA甲基化水平改变引起表型改变，属于（ ）
A．基因突变B．基因重组C．染色体变异D．表观遗传
答案 D
解析 表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化。
【难度】基础题
（2）（2023·浙江卷，6）该植物经5－azaC去甲基化处理后，下列各项中会发生显著改变的是（ ）
A．基因的碱基数量 B．基因的碱基排列顺序
C．基因的复制 D．基因的转录
答案 D
解析 由题干信息可知，基因启动子区发生DNA甲基化可导致基因转录沉默，使植物需经春化作用才能开花。而经5-azaC去甲基化处理后，该植株开花提前，说明植物经5-azaC去甲基化处理后，可解除对基因转录的抑制，有利于基因的正常表达。而经5- azaC去甲基化处理后，基因的碱基数量和排列顺序都不会改变，另外此过程也不会引起基因的复制。
【关联题点】转录和翻译的过程
【难度】基础题
11．（2023·海南卷，11）某植物的叶形与R基因的表达直接相关。现有该植物的植株甲和乙，二者R基因的序列相同。植株甲R基因未甲基化，能正常表达；植株乙R基因高度甲基化，不能表达。下列有关叙述正确的是（ ）
A．植株甲和乙的R基因的碱基种类不同
B．植株甲和乙的R基因的序列相同，故叶形相同
C．植株乙自交，子一代的R基因不会出现高度甲基化
D．植株甲和乙杂交，子一代与植株乙的叶形不同
答案 D
解析 植株甲和乙的R基因的序列相同，但植株甲R基因能正常表达，植株乙R基因不能表达，因而叶形不同，B错误；甲基化相关性状可以遗传，因此，植株乙自交，子一代的R基因可能会出现高度甲基化，C错误；植株甲含有未甲基化的R基因，故植株甲和乙杂交，子一代与植株乙的叶形不同，与植株甲的叶形相同，D正确。
【难度】中档题
12．（2022·天津卷，5）小鼠Avy基因控制黄色体毛，该基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制，使小鼠毛色发生可遗传的改变。有关叙述正确的是（ ）
A．Avy基因的碱基序列保持不变
B．甲基化促进Avy基因的转录
C．甲基化导致Avy基因编码的蛋白质结构改变
D．甲基化修饰不可遗传
答案 A
解析 据题意可知，Avy基因上游不同程度的甲基化修饰，但它的碱基序列保持不变，A正确；Avy基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制，基因表达包括转录和翻译，据此推测，应该是甲基化抑制Avy基因的转录，B错误；甲基化导致Avy基因不能完成转录，对已表达的蛋白质的结构没有影响，C错误；据题意可知，甲基化修饰使小鼠毛色发生可遗传的改变，即可以遗传，D错误。
【关联题点】转录和翻译的过程
【难度】基础题
13．（2022·辽宁卷，16）视网膜病变是糖尿病常见并发症之一。高血糖环境中，在DNA甲基转移酶催化下，部分胞嘧啶加上活化的甲基被修饰为5'－甲基胞嘧啶，使视网膜细胞线粒体DNA碱基甲基化水平升高，可引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常。下列叙述正确的是（ ）
A．线粒体DNA甲基化水平升高，可抑制相关基因的表达
B．高血糖环境中，线粒体DNA在复制时也遵循碱基互补配对原则
C．高血糖环境引起的甲基化修饰改变了患者线粒体DNA碱基序列
D．糖尿病患者线粒体DNA高甲基化水平可遗传
答案 ABD
解析 线粒体DNA甲基化水平升高，可抑制相关基因的表达，可引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常，A正确；线粒体DNA也是双螺旋结构，在复制时也遵循碱基互补配对原则，B正确；甲基化修饰并不改变患者线粒体DNA碱基序列，C错误；女性糖尿病患者线粒体DNA高甲基化水平可遗传，D正确。
【关联题点】DNA的复制
【难度】中档题
知识点6 基因的表达
题点1 遗传信息、密码子与反密码子的关系
题点2 转录和翻译的过程
1. （2025四川，7）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
答案 A
解析 dsRNA为双链结构，嘌呤数等于嘧啶数，其嘌呤与嘧啶之比为1∶1，siRNA是由dsRNA加工而来的双链小片段，其嘌呤与嘧啶之比仍为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。
【关联考点】转录和翻译的过程
【难度】中档题
2．(2025·北京，18)植物的光合作用效率与叶绿体的发育(形态结构建成)密切相关。叶绿体发育受基因的精细调控，以适应环境。科学家对光响应基因BG在此过程中的作用进行了研究。
(1)实验中发现一株叶绿素含量升高的拟南芥突变体。经鉴定，其BG基因功能缺失，命名为bg。图1是使用__________观察到的叶绿体亚显微结构。与野生型相比，可见突变体基粒(“”所示)中的__________增多。
(2)已知GK蛋白促进叶绿体发育相关基因的转录，BG蛋白可以与GK蛋白结合。研究者构建了GK功能缺失突变体gk(叶绿素含量降低)及双突变体bggk。对三种突变体进行观察，发现双突变体的表型与突变体____________相同，由此推测BG通过抑制GK的功能影响叶绿体发育。
(3)为进一步证明BG对GK的抑制作用并探索其作用机制，将一定浓度的GK蛋白与系列浓度BG蛋白混合后，再加入GK蛋白靶基因CAO的启动子DNA片段，反应一段时间后，经电泳检测DNA所在位置，结果如图2。分析实验结果可得出BG抑制GK功能的机制是__________________________________________________________________________。
(4)基于突变体bg的表型，从进化与适应的角度推测光响应基因BG存在的意义：__________________________________________________________________________。
答案 (1)电子显微镜 类囊体 (2)gk
(3)BG通过与CAO启动子DNA片段竞争结合GK蛋白，从而抑制GK与CAO启动子DNA片段的结合 (4)光响应基因BG的表达水平受光照的影响，生长在强光环境中的植物，BG基因表达水平高，导致叶绿素含量低、基粒片层数量少，利于适应强光环境，避免光损伤；生长在弱光环境中的植物，BG基因表达水平低，导致叶绿素含量高、基粒片层数量多，利于弱光下高效吸收光能
解析 (1)观察叶绿体亚显微结构需要使用电子显微镜，因为光学显微镜的分辨率有限，无法观察到叶绿体内部的精细结构，而电子显微镜能够提供更高的分辨率，从而清晰地看到叶绿体的亚显微结构。基粒是由类囊体堆叠而成的结构。与野生型相比，突变体叶绿素含量升高，且BG基因功能缺失，观察可知突变体基粒中的类囊体(片层)增多。因为叶绿素主要分布在类囊体薄膜上，类囊体增多可能是导致叶绿素含量升高的原因之一。(2)由题意可知，BG通过抑制GK的功能影响叶绿体发育，可对如图通路进行相关分析：
(3)观察图2可知：
【难度】基础题
【关联考点】细胞器
3．(2025·广东，9)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基因表达的蛋白序列
答案 D
解析 VHL基因编码区CCA变成CCG，只是将一个腺嘌呤替换为鸟嘌呤，DNA序列中嘧啶(T、C)数目不变，A错误；CCA和CCG都编码脯氨酸，体现了密码子的简并性，B错误；题干中所涉及的基因突变发生在基因的编码区，而不是启动子区域，不影响VHL基因转录起始，C错误；合成的mRNA变短，引发VHL综合征，推测该突变改变了VHL基因表达的蛋白序列，D正确。
【难度】中档题
【关键题点】基因突变与基因的表达
4.（2025湖南，9）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
答案 C
解析 据题干信息可知，蛋白W能直接抑制核基因P和M转录起始，而核基因的转录过程发生在细胞核中，所以蛋白W在细胞核中发挥调控功能，A正确；P和M可分别提高水稻抗虫性和产量，敲除基因W可解除蛋白W对基因P和M转录的抑制，进而提高水稻抗虫性和产量，B正确；基因P缺失突变体水稻中无法合成蛋白P，无论是否增加基因W的表达量，均无法提高该突变体水稻的抗虫性，C错误；蛋白W能直接抑制核基因P和M转录起始，而转录起始的关键步骤是RNA聚合酶识别并结合启动子区域，因此蛋白W很可能通过这一机制抑制基因P和M的转录，D正确。
【关联考点】转录和翻译的过程
【难度】中档题
5.（2025河北，6）M和N是同一条染色体上两个基因的部分序列，其转录方向如图所示。表中对M和N转录产物的碱基序列，分析正确的是( )
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
答案 C
解析 转录是以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程，其中模板链的方向为3′→5′，分析题图基因的转录方向可知，M基因以上面的链为模板，N基因以下面的链为模板，故M基因转录产物为5′－UGUAGA－3′，N基因转录产物为5′－AGCUGU－3′，②③正确，故选C。
【关联考点】转录的过程、方向
【难度】中档题
6．（2025·黑吉辽内，14）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
答案 D
解析 转录过程中碱基配对方式是A－U、T－A、C－G、G－C，翻译过程中碱基配对方式是A－U、U－A、C－G、G－C，配对方式不完全相同，A正确；一个核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点，D错误。
【难度】中档题
7．（2024·贵州卷，7）如图是某基因编码区部分碱基序列，在体内其指导合成肽链的氨基酸序列为甲硫氨酸－组氨酸－脯氨酸－赖氨酸……下列叙述正确的是（ ）
注：AUG（起始密码子）：甲硫氨酸 CAU、CAC：组氨酸 CCU：脯氨酸 AAG：赖氨酸 UCC：丝氨酸 UAA（终止密码子）
A．①链是转录的模板链，其左侧是5′端，右侧是3′端
B．若在①链5～6号碱基间插入一个碱基G，合成的肽链变长
C．若在①链1号碱基前插入一个碱基G，合成的肽链不变
D．碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同
答案 C
解析 转录是以DNA的一条链为模板，通过RNA聚合酶，按照碱基互补配对原则合成RNA，由于起始密码子是AUG，故①链是转录的模板链，转录时模板链读取的方向是3′→5′，即左侧是3′端，右侧是5′端，A错误；在①链5～6号碱基间插入一个碱基G，则①链转录出的mRNA序列为5′－AUGCACUCCUAA（终止密码子）G…－3′，会导致终止密码子提前出现，合成的肽链变短，B错误；若在①链1号碱基前插入一个碱基G，在起始密码子之前加了一个碱基，不影响起始密码子和终止密码子之间的序列，故合成的肽链不变，C正确；密码子具有简并性，故碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同，D错误。
【关联题点】基因突变与细胞癌变
【难度】中档题
8．（2024·湖南卷，10）非酒精性脂肪性肝病是以肝细胞的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝病。葡萄糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1在高尔基体膜上先后经S1和S2蛋白水解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成基因（核基因）的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG能够通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内，抑制S1蛋白水解酶的活性，调控机制如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原饱和后转向脂肪酸合成
B．敲除F5蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪肝的发生率
C．降低高尔基体内UDPG量或S2蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病
D．激活后的R1通过核孔进入细胞核，启动脂肪酸合成基因的转录
答案 C
解析 由图示可知，糖原合成的中间代谢产物UDPG抑制S1蛋白水解酶的活性，而蛋白R1需要经过S1和S2蛋白水解酶酶切后才被激活，进而启动脂肪酸合成基因的转录，据此可知，体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原合成过程中的中间代谢产物UDPG会抑制脂肪酸的合成，待糖原饱和后，才会继续合成脂肪酸，A正确；由图示可知，中间代谢产物UDPG通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内，抑制S1蛋白水解酶的活性，进而抑制脂肪酸的合成，因此敲除F5蛋白的编码基因有利于脂肪酸的合成，会增加非酒精性脂肪肝的发生率，B正确；由图示可知，中间代谢产物UDPG进入高尔基体不利于脂肪酸的合成，降低高尔基体中UDPG量有利于脂肪酸的合成，从而会诱发非酒精性脂肪性肝病，蛋白R1经S1、S2蛋白水解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成基因的转录，S2蛋白失活不利于脂肪酸的合成，不会诱发非酒精性脂肪性肝病，C错误；转录发生在细胞核中，因此R1可通过核孔进入细胞核，启动脂肪酸合成基因的转录，D正确。
【难度】中档题
9．（2024·安徽卷，11）真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内定位和转录产物见表。此外，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是（ ）
注：各类rRNA均为核糖体的组成成分。
A．线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶
B．基因的DNA发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响基因表达
C．RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同
D．编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁
答案 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；DNA发生甲基化修饰，会抑制RNA聚合酶与DNA的结合，从而影响基因的转录，可影响基因表达，B正确；由表可知，RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，但种类不同，说明两种酶识别的启动子序列不同，C错误；RNA聚合酶的本质是蛋白质，据表可知，RNA聚合酶Ⅰ定位在核仁中，因此编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质（核糖体）中翻译，产物最终定位在核仁发挥作用，D正确。
【关联题点】表观遗传
【难度】中档题
10．（2024·河北卷，4）下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是（ ）
A．DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链
B．复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋
C．复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开
D．DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端
答案 D
解析 DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误；复制时，在细胞提供的能量驱动下，解旋酶将DNA双链解开，其中一条链由5′端向3′端解旋，另一条链由3′端向5′端解旋，B错误；转录时，RNA聚合酶将DNA双链解开，而不是解旋酶，C错误；DNA聚合酶和RNA聚合酶分别作用于模板链的3′端，使子链DNA和RNA由5′端向3′端延伸，D正确。
【关联题点】DNA的复制及相关计算
【难度】中档题
11．（2024·河北卷，1）细胞内不具备运输功能的物质或结构是（ ）
A．结合水 B．囊泡
C．细胞骨架 D．tRNA
答案 A
解析 结合水是细胞结构的重要组成部分，不具备运输功能，A符合题意；囊泡参与胞吞、胞吐，具有运输功能，B不符合题意；细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，维持细胞的形态，与物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关，C不符合题意；tRNA也叫转运 RNA ，能运输特定氨基酸参与遗传信息的翻译，D不符合题意。
【关联题点】细胞中的无机物；常见细胞器的功能及细胞器之间的分工合作
【难度】基础题
12．（2024湖北卷，16）编码某蛋白质的基因有两条链，一条是模板链（指导mRNA合成），其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5′—ATG—3′，则该序列所对应的反密码子是（ ）
A．5′—CAU—3′ B．5′—UAC—3′
C．5′—TAC—3′ D．5′—AUG—3′
答案 A
解析 若编码链的一段序列为5′—ATG—3′，则模板链的一段序列为3′—TAC—5′，则mRNA的碱基序列为5′—AUG—3′，该序列所对应的反密码子是5′—CAU—3′，A正确。
【难度】中档题
13．（2023·浙江卷，15）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（ ）
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
答案 B
解析 图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的5'端向3'端移动，A错误；该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，tRNA通过识别mRNA上的密码子携带相应氨基酸进入核糖体，B正确；图中5个核糖体结合到mRNA上开始翻译，从识别到起始密码子开始进行翻译，识别到终止密码子结束翻译，并非是同时开始同时结束，C错误；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可能会减少，D错误。
【难度】中档题
14．（2023·辽宁卷，18）DNA在细胞生命过程中会发生多种类型的损伤。如损伤较小，RNA聚合酶经过损伤位点时，腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA（如图1）；如损伤较大，修复因子Mfd识别、结合滞留的RNA聚合酶，“招募”多种修复因子、DNA聚合酶等进行修复（如图2）。下列叙述正确的是（ ）

A．图1所示的DNA经复制后有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因
B．图1所示转录产生的mRNA指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不变
C．图2所示的转录过程是沿着模板链的5'端到3'端进行的
D．图2所示的DNA聚合酶催化DNA损伤链的修复，方向是从n到m
答案 ABD
解析 根据半保留复制可知，图1所示的DNA经复制后有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因，A正确；由题意可知，图1所示损伤较小，RNA聚合酶经过损伤位点时，腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA，又因为密码子存在简并性，mRNA掺入腺嘌呤脱氧核苷酸之后，不同的密码子可能对应相同的氨基酸，B正确；转录过程是沿着模板链的3'端到5'端进行的，C错误； 图2中，上侧链为模板链，由mRNA的合成方向可知，m是3'端，n是5'端，所以切除片段后，DNA聚合酶修复损伤链的修复方向是从n（5'）到m（3'），D正确。
【关联题点】DNA的复制及相关计算
【难度】较难题
15．（2023·广东卷，17）放射性心脏损伤是由电离辐射诱导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，调控机制如图。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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 （1）自由基 （2）RNA聚合 miRNA （3）P蛋白能抑制细胞凋亡，miRNA表达量升高，与P基因的mRNA结合并将其降解的概率上升，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡 （4）可通过增大细胞内circRNA的含量，靶向结合miRNA使其不能与P基因的mRNA结合，从而提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡
解析 （1）放射刺激心肌细胞可产生大量自由基攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。（2）RNA聚合酶能催化转录过程，以DNA的一条链为模板，通过碱基互补配对原则合成前体mRNA。由图可知，miRNA既能与P基因mRNA结合，降低mRNA的翻译水平，又能与circRNA结合，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。（3）P蛋白能抑制细胞凋亡，当miRNA表达量升高时，大量的miRNA与P基因的mRNA结合，并将P基因的mRNA降解，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡。（4）根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，还能通过增大细胞内circRNA的含量，靶向结合miRNA，使其不能与P基因的mRNA结合，从而提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡。
【关联题点】细胞的衰老、死亡
【难度】较难题
16．（2023·海南卷，13）噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子，部分序列如图。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．D基因包含456个碱基，编码152个氨基酸
B．E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列，其互补DNA序列是5′－GCGTAC－3′
C．噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸
D．E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，且重叠序列编码的氨基酸序列相同
答案 B
解析 根据图示信息，D基因编码152个氨基酸，但D基因上包含终止密码子对应序列，故应包含459个碱基，A错误；分析图示信息，E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列是5′－GTACGC－3′，根据DNA分子两条链反向平行，其互补DNA序列是5′－GCGTAC－3′，B正确；噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核苷酸，C错误；E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，但重叠序列编码的氨基酸序列不同，D错误。
【关联题点】DNA的复制
【难度】较难题
17．（2023·湖南卷，12）细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子，也可结合非编码RNA分子CsrB，如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．细菌glg基因转录时，RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录
B．细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时，核糖体沿glg mRNA从5′端向3′端移动
C．抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成
D．CsrA蛋白都结合到CsrB上，有利于细菌糖原合成
答案 C
解析 基因转录时，RNA聚合酶识别并结合到基因的启动子区域从而启动转录，A正确；基因表达中的翻译是核糖体沿着mRNA的5′端向3′端移动，B正确；由题图可知，抑制CsrB基因转录会使CsrB的RNA减少，使CsrA更多地与glg mRNA结合形成不稳定构象，最终核糖核酸酶会降解glg mRNA，而glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用，故抑制CsrB基因的转录能抑制细菌糖原合成，C错误；由题图及C选项分析可知，若CsrA都结合到CsrB上，则没有CsrA与glg mRNA结合，从而使glg mRNA不被降解而正常进行翻译，有利于细菌糖原的合成，D正确。
【难度】较难题
18．（2023·江苏卷，6）翻译过程如图所示，其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤（I），与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对。下列相关叙述正确的是（ ）
A．tRNA分子内部不发生碱基互补配对
B．反密码子为5′－CAU－3′的tRNA可转运多种氨基酸
C．mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA
D．碱基I与密码子中碱基配对的特点，有利于保持物种遗传的稳定性
答案 D
解析 tRNA链存在空间折叠，局部双链之间通过碱基对相连，A错误；反密码子为5′－CAU－3′的tRNA只能与密码子3′－GUA－5′配对，只能携带一种氨基酸，B错误；mRNA中有终止密码子，核糖体读取到终止密码子时翻译结束，终止密码子没有相应的tRNA结合，C错误；由题意可知，在密码子第3位的碱基A、U或C可与反密码子第1位的I配对，这种配对方式增加了反密码子与密码子识别的灵活性，提高了容错率，有利于保持物种遗传的稳定性，D正确。
【难度】中档题
19．（2023·江苏卷，20）帕金森综合征是一种神经退行性疾病，神经元中α－Synuclein蛋白聚积是主要致病因素。研究发现患者普遍存在溶酶体膜蛋白TMEM175变异，如图所示。为探究TMEM175蛋白在该病发生中的作用，进行了一系列研究。请回答下列问题：
（1）帕金森综合征患者TMEM175蛋白的第41位氨基酸由天冬氨酸突变为丙氨酸，说明TMEM175基因发生______________而突变，神经元中发生的这种突变________（填“能”“不能”或“不一定”）遗传。
（2）突变的TMEM175基因在细胞核中以________________________________________为原料，由RNA聚合酶催化形成____________键，不断延伸合成mRNA。
（3）mRNA转移到细胞质中，与________________结合，合成一段肽链后转移到粗面内质网上继续合成，再由囊泡包裹沿着细胞质中的________由内质网到达高尔基体。突变的TMEM175基因合成的肽链由于氨基酸之间作用的变化使肽链的____________改变，从而影响TMEM175蛋白的功能。
（4）基因敲除等实验发现TMEM175蛋白参与溶酶体内酸碱稳态调节。如图1所示，溶酶体膜的______________对H＋具有屏障作用，膜上的H＋转运蛋白将H＋以________的方式运入溶酶体，使溶酶体内pH小于细胞质基质。TMEM175蛋白可将H＋运出，维持溶酶体内pH约为4．6。据图2分析，TMEM175蛋白变异将影响溶酶体的功能，原因是____________
________________________________________________________________________。
（5）综上推测，TMEM175蛋白变异是引起α－Synuclein蛋白聚积致病的原因，理由是
________________________________________________________________________。
答案 （1）碱基的替换 不能 （2）（游离的）核糖核苷酸 磷酸二酯 （3）游离的核糖体 细胞骨架 空间结构 （4）磷脂双分子层 主动运输 阻止H＋运出溶酶体，降低溶酶体内pH，使水解酶活性降低 （5）溶酶体内水解酶活性降低，抑制α－Synuclein蛋白质的水解
解析 （1）帕金森综合征患者TMEM175蛋白的第41位氨基酸由天冬氨酸突变为丙氨酸，说明TMEM175基因发生了突变，突变的结果是蛋白质中某个氨基酸发生了改变，因而可推测该基因发生突变的原因是基因中碱基的替换造成的，神经元属于体细胞，其中发生的这种突变不能遗传。（2）突变的TMEM175基因在细胞核中以双链DNA的一条链为模板，利用细胞核中游离的四种核糖核苷酸为原料，由RNA聚合酶催化形成磷酸二酯键，不断延伸合成mRNA，完成转录过程。（3）mRNA通过核孔转移到细胞质中，与游离的核糖体结合，合成一段肽链后转移到粗面内质网上继续合成，再由囊泡包裹沿着细胞质中的细胞骨架由内质网到达高尔基体。突变的TMEM175基因合成的肽链由于氨基酸之间作用的变化使肽链的空间结构发生改变，从而影响TMEM175蛋白的功能，进而表现出患病症状。（4）基因敲除等实验发现TMEM175蛋白参与溶酶体内酸碱稳态调节。如图1所示，溶酶体膜的磷脂双分子层对H＋具有屏障作用，膜上的H＋转运蛋白将H＋以主动运输的方式运入溶酶体，使溶酶体内pH小于细胞质基质，维持其中pH的相对稳定，TMEM175蛋白可将H＋运出，维持溶酶体内pH约为4．6，图中显示，TMEM175蛋白结构改变将不能把溶酶体中多余的H＋转运到细胞质基质中，进而使溶酶体中的pH下降，而pH会影响酶的活性，影响溶酶体作为消化车间的功能。（5）综上推测，TMEM175蛋白变异是引起α－Synuclein蛋白聚积致病的原因，结合图示可推测，TMEM175蛋白结构改变导致无法行使正常的功能，即使得溶酶体中的H＋无法转运到细胞质基质，导致溶酶体中的pH下降，影响了溶酶体中相关酶的活性，导致细胞中α－Synuclein蛋白无法被分解，进而聚积致病。
【关联题点】基因突变；细胞的生物膜系统；物质进出细胞的方式及其影响因素；常考细胞器的结构、功能及分离方法
【难度】较难题
20．（2023·山东卷，1）细胞中的核糖体由大、小2个亚基组成。在真核细胞的核仁中，由核rDNA转录形成的rRNA与相关蛋白组装成核糖体亚基。下列说法正确的是（ ）
A．原核细胞无核仁，不能合成rRNA
B．真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成
C．rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子
D．细胞在有丝分裂各时期都进行核DNA的转录
答案 B
解析 原核细胞无核仁，有核糖体，核糖体由rRNA和蛋白质组成，因此原核细胞能合成rRNA，A错误；核糖体是蛋白质合成的场所，真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成，B正确；mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基构成一个密码子，C错误；在有丝分裂过程中，染色质形成染色体，核DNA无法解旋，无法转录，D错误。
【关联题点】真核细胞和原核细胞的异同
【难度】中档题
21．（2020·海南卷，14）下列关于人胃蛋白酶基因在细胞中表达的叙述，正确的是（ ）
A．转录时基因的两条链可同时作为模板
B．转录时会形成DNA-RNA杂合双链区
C．RNA聚合酶结合起始密码子启动翻译过程
D．翻译产生的新生多肽链具有胃蛋白酶的生物学活性
答案 B
解析 转录是以DNA（基因）的一条链为模板的，A错误；转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA分子的过程，会形成DNA-RNA杂合双链区，B正确；RNA聚合酶结合启动子启动转录过程，C错误；翻译产生的新生多肽链还需要经过加工才能成为具有生物学活性的胃蛋白酶，D错误。
【难度】基础题
22．（2023·全国乙卷，5）已知某种氨基酸（简称甲）是一种特殊氨基酸，迄今只在某些古菌（古细菌）中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是：这些古菌含有特异的能够转运甲的tRNA（表示为tRNA甲）和酶E，酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲（表示为甲－tRNA甲），进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子，从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是（ ）
①ATP ②甲 ③RNA聚合酶 ④古菌的核糖体 ⑤酶E的基因 ⑥tRNA甲的基因
A．②⑤⑥ B．①②⑤
C．③④⑥ D．②④⑤
答案 A
解析 根据题干信息“已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子，从而在其核糖体上参与肽链的合成”，说明该肽链合成所需能量、核糖体、RNA聚合酶均由大肠杆菌提供，①③④不符合题意；据题意可知，甲是一种特殊氨基酸，迄今只在某些古菌（古细菌）中发现含有该氨基酸的蛋白质，所以要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，必须往大肠杆菌细胞内转入甲，②符合题意；古菌含有特异的能够转运甲的tRNA和酶E，酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲，进而将甲带入核糖体参与肽链合成，所以大肠杆菌细胞内要含有tRNA甲的基因以便合成tRNA甲，大肠杆菌细胞内也要含有酶E的基因以便合成酶E，催化甲与tRNA甲结合，⑤⑥符合题意。故选A。
【难度】中档题
23．（2022·广东卷，7）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
答案 A
解析 分析题意可知，野生型的拟南芥HPR1蛋白是位于核孔协助mRNA转移的，mRNA是转录的产物，翻译的模板，故可推测其转移方向是从细胞核内通过核孔到细胞核外，因此该蛋白功能缺失的突变型细胞，不能协助mRNA转移，mRNA会聚集在细胞核中，A正确。
【难度】中档题
24．（2022·福建卷，2）科研人员在2003年完成了大部分的人类基因组测序工作，2022年宣布测完剩余的8%序列。这些序列富含高度重复序列，且多位于端粒区和着丝粒区。下列叙述错误的是（ ）
A．通过人类基因组可以确定基因的位置和表达量
B．人类基因组中一定含有可转录但不翻译的基因
C．着丝粒区的突变可能影响姐妹染色单体的正常分离
D．人类基因组测序全部完成有助于细胞衰老分子机制的研究
答案 A
解析 基因的表达包括转录和翻译，通常最终翻译为蛋白质，通过人类基因组测序可确定基因的位置，但不能确定其表达量，A错误；转录是以DNA一条链为模板合成RNA的过程，翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，真核生物的基因还可以转录出tRNA，以及起催化作用的RNA，故人类基因组中一定含有可转录但不翻译的基因，B正确；着丝粒（着丝粒）分裂，姐妹染色单体分离，染色体数目加倍，着丝粒区的突变可能影响姐妹染色单体的正常分离，C正确；细胞的衰老与基因有关，人类基因组测序全部完成有助于细胞衰老分子机制的研究，D正确。
【关联题点】有丝分裂过程及相关物质和结构的变化；细胞的衰老、死亡
【难度】中档题
25．（2022·福建卷，9）无义突变是指基因中单个碱基替换导致出现终止密码子，肽链合成提前终止。科研人员成功合成了一种tRNA（sup—tRNA），能帮助A基因第401位碱基发生无义突变的成纤维细胞表达出完整的A蛋白。该 sup—tRNA对其他蛋白的表达影响不大。过程如下图。
下列叙述正确的是（ ）
A．基因模板链上色氨酸对应的位点由UGG突变为UAG
B．该sup—tRNA修复了突变的基因A，从而逆转因无义突变造成的影响
C．该sup—tRNA能用于逆转因单个碱基发生插入而引起的蛋白合成异常
D．若A基因无义突变导致出现UGA，则此sup—tRNA无法帮助恢复读取
答案 D
解析 成纤维细胞中基因是有遗传效应的DNA片段，DNA中不含碱基U，A错误；由图可知，该sup－tRNA并没有修复突变基因A，但是在sup－tRNA作用下，能在翻译过程中恢复读取，进而抵消因无义突变造成的影响，B错误；由图可知，该sup－tRNA能用于逆转因单个碱基发生替换而引起的蛋白合成异常，C错误；若A基因无义突变导致出现UGA，由于碱基互补配对原则，此sup－tRNA只能帮助AUC恢复读取UAG，无法帮助UGA突变恢复读取，D正确。
【关联题点】基因突变
【难度】较难题
26．（2022·江苏卷，21）科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防，图中①～④示意4种RNA药物的作用机制。请回答下列问题：
（1）细胞核内RNA转录合成以______________为模板，需要__________的催化。前体mRNA需加工为成熟的mRNA，才能转运到细胞质中发挥作用，说明__________对大分子物质的转运具有选择性。
（2）机制①：有些杜兴氏肌营养不良症患者DMD蛋白基因的51外显子片段中发生__________，提前产生终止密码子，从而不能合成DMD蛋白。为治疗该疾病，将反义RNA药物导入细胞核，使其与51外显子转录产物结合形成__________，DMD前体mRNA剪接时，异常区段被剔除，从而合成有功能的小DMD蛋白，减轻症状。
（3）机制②：有些高胆固醇血症患者的PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解，血液中胆固醇含量偏高。转入与PCSK9 mRNA特异性结合的siRNA，导致PCSK9 mRNA被剪断，从而抑制细胞内的__________合成，治疗高胆固醇血症。
（4）机制③：mRNA药物进入患者细胞内可表达正常的功能蛋白，替代变异蛋白发挥治疗作用。通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，目的是_________________________________。
（5）机制④：编码新冠病毒S蛋白的mRNA疫苗，进入人体细胞，在内质网上的核糖体中合成S蛋白，经过________________修饰加工后输送出细胞，可作为__________诱导人体产生特异性免疫反应。
（6）接种了两次新冠病毒灭活疫苗后，若第三次加强接种改为重组新冠病毒疫苗，根据人体特异性免疫反应机制分析，进一步提高免疫力的原因有________________________________。
答案 （1）DNA的一条链 RNA聚合酶 核孔
（2）基因突变 双链RNA （3）PCSK9蛋白
（4）利于mRNA药物进入组织细胞 （5）内质网和高尔基体 抗原
（6）可激发机体的二次免疫过程，能产生更多的抗体和记忆细胞；促进机体产生不同的抗体和记忆细胞
解析 （1）转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程需要RNA聚合酶的催化；mRNA需要加工为成熟mRNA后才能被转移到细胞质中发挥作用，该过程是通过核孔进行的，说明核孔对大分子物质的转运具有选择性。（2）若DMD蛋白基因的51外显子片段中发生基因突变，即发生碱基对的增添、替换或缺失，可能导致mRNA上的碱基发生改变，终止密码子提前出现，从而不能合成DMD蛋白而引发杜兴氏肌营养不良；为治疗该疾病，将反义RNA药物导入细胞核，使其与51外显子转录产物结合形成双链RNA，DMD前体mRNA剪接时，异常区段被剔除，从而合成有功能的小DMD蛋白，减轻症状。（3）高胆固醇是由于胆固醇含量过高引起的，转入与PCSK9 mRNA特异性结合的siRNA，导致PCSK9 mRNA不能发挥作用，即不能作为模板翻译出PCSK9蛋白，低密度脂蛋白的内吞受体降解减慢，从而使血液中胆固醇含量正常。（4）通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，脂质体与细胞膜的基本结构类似，利于mRNA药物进入组织细胞。（5）新冠病毒的S蛋白属于膜上的蛋白，膜上的蛋白质在核糖体合成后，还需要经过内质网和高尔基体的修饰加工后输送出细胞；疫苗相当于抗原，可诱导人体产生特异性免疫反应。
【关联题点】基因突变；物质进出细胞的方式；免疫学的应用
【难度】中档题
27．（2022·湖南卷，14）大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强，二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是（ ）
A．一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链
B．细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子
C．核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡
D．编码该核糖体蛋白的基因转录完成后，mRNA才能与核糖体结合进行翻译
答案 D
解析 一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链，以提高翻译效率，A正确；细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子，其与rRNA分子结合，二者组装成核糖体，B正确；当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白只能结合到自身mRNA分子上，导致蛋白质合成停止，核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡，C正确；大肠杆菌为原核生物，没有核膜，转录形成的mRNA在转录未结束时和核糖体结合，开始翻译过程，D错误。
【难度】中档题
28．（2022·福建卷，2）科研人员在2003年完成了大部分的人类基因组测序工作，2022年宣布测完剩余的8%序列。这些序列富含高度重复序列，且多位于端粒区和着丝点区。下列叙述错误的是（ ）
A．通过人类基因组可以确定基因的位置和表达量
B．人类基因组中一定含有可转录但不翻译的基因
C．着丝点区的突变可能影响姐妹染色单体的正常分离
D．人类基因组测序全部完成有助于细胞衰老分子机制的研究
答案 A
解析 基因的表达包括转录和翻译，通常是最终翻译为蛋白质，通过人类基因组测序可确定基因的位置，但不能知道表达量，A错误；转录是以DNA一条链为模板翻译出RNA的过程，翻译是以mRNA为模板翻译蛋白质的过程，真核生物的基因编码区都能够转录，但包括外显子和内含子，其中编码蛋白质的序列是外显子，分布在外显子之间的多个只转录但不编码蛋白质的序列是内含子，故人类基因组中一定含有可转录但不翻译的基因，B正确；着丝点（着丝粒）分裂姐妹染色单体可分离为子染色体，染色体数目加倍，着丝点区的突变可能影响姐妹染色单体的正常分离，C正确；细胞的衰老与基因有关，人类基因组测序全部完成有助于细胞衰老分子机制的研究，D正确。
【关联题点】有丝分裂过程及相关物质和结构的变化；细胞的衰老、死亡
【难度】中档题
29．（2022·福建卷，9）无义突变是指基因中单个碱基替换导致出现终止密码子，肽链合成提前终止。科研人员成功合成了一种tRNA（sup—tRNA），能帮助A基因第401位碱基发生无义突变的成纤维细胞表达出完整的A蛋白。该 sup—tRNA对其他蛋白的表达影响不大。过程如下图。

下列叙述正确的是（ ）
A．基因模板链上色氨酸对应的位点由UGG突变为UAG
B．该sup—tRNA修复了突变的基因A，从而逆转因无义突变造成的影响
C．该sup—tRNA能用于逆转因单个碱基发生插入而引起的蛋白合成异常
D．若A基因无义突变导致出现UGA，则此sup—tRNA无法帮助恢复读取
答案 D
解析 基因是有遗传效应的DNA片段，DNA中不含碱基U，A错误；由图可知，该sup-tRNA并没有修复突变的基因A，但是在sup-tRNA作用下，能在翻译过程中恢复读取，进而抵消因无义突变造成的影响，B错误；由图可知，该sup-tRNA能用于逆转因单个碱基发生替换而引起的蛋白合成异常，C错误；若A基因无义突变导致出现UGA，由于碱基互补原则，则此sup-tRNA只能帮助AUC恢复读取UAG，无法帮助UGA突变恢复读取，D正确。
【关联题点】基因突变
【难度】中档题
30．（2022·重庆卷，24） 科学家用基因编辑技术由野生型番茄（HH）获得突变体番茄（hh），发现突变体中DML2基因的表达发生改变，进而影响乙烯合成相关基因ACS2等的表达及果实中乙烯含量（如图I、II），导致番茄果实成熟期改变。请回答以下问题：
（1）图I中，基因h是由基因H编码区第146位碱基后插入一个C（虚线框所示）后突变产生，致使h蛋白比H蛋白少93个氨基酸，其原因是________。基因h转录形成的mRNA上第49个密码子为________。另有研究发现，基因H发生另一突变后，其转录形成的mRNA上有一密码子发生改变，但翻译的多肽链氨基酸序列和数量不变，原因是________。
（2）图II中，t1～t2时段，突变体番茄中DML2基因转录的mRNA相对量低于野生型，推测在该时间段，H蛋白对DML2基因的作用是________。突变体番茄果实成熟期改变的可能机制为：H突变为h后，由于DML2基因的作用，果实中ACS2基因________，导致果实成熟期________（填“提前”或“延迟”）。
（3）番茄果肉红色（R）对黄色（r）为显性。现用基因型为RrHH和Rrhh的番茄杂交，获得果肉为红色、成熟期为突变体性状的纯合体番茄，请写出杂交选育过程（用基因型表示）。
答案 （1）翻译的过程中提前遇见终止密码子 GCC 密码子具有简并性 （2）促进DML2基因的转录过程 延迟表达 延迟 （3）将RrHH×Rrhh的番茄杂交，获得基因型为RRHh、RrHh、rrHh的F1代，然后让红果（RRHh、RrHh）分别自交，基因型RRHh自交，获得RRhh得到RRH_，从中选出RRhh，红果且成熟期晚的就是RRhh。
解析 （1）由图I可知：基因h是由基因H编码区第146位碱基后插入一个C后突变产生，插入一个C后导致基因h后的碱基排列顺序发生改变，即终止密码子的位置提前，导致翻译过程提前终止，所以致使h蛋白比H蛋白少93个氨基酸；密码子是由位于mRNA上的3个相邻的碱基决定的，基因h是由基因H编码区第146位碱基后插入一个C后突变产生，插入一个C后就变成了147位的碱基，所以基因h转录形成的mRNA（与非模板链碱基序列相似，只是U取代了T）上第49个密码子为GCC；由于密码子具有简并性，当基因H发生另一突变后，其转录形成的mRNA上有一密码子发生改变，但翻译的多肽链氨基酸序列和数量不变。
（2）由图II可知：t1~t2时段，野生型番茄（HH）中有H蛋白，促进DML2基因转录的mRNA相对量高，突变体（hh）番茄中没有H蛋白，DML2基因转录的mRNA相对量低，说明H蛋白促进DML2基因的转录过程；H突变为h后，突变体（hh）ACS2基因转录的mRNA相对量下降，所以推测由于DML2基因的作用，导致果实中ACS2基因延迟表达，导致果实成熟期延迟。
（3）现用基因型为RrHH和Rrhh的番茄杂交，获得果肉为红色、成熟期为突变体性状的纯合体番茄，可将RrHH×Rrhh的番茄杂交，获得基因型为RRHh、RrHh、rrHh的F1代，让RRHh、RrHh分别自交，基因型RRHh自交，获得RRHh得到RRH_，从中选出RRhh，红果且成熟期晚的就是RRhh。
【关联题点】基因的自由组合定律；生物育种的原理、方法和操作；其他植物激素的种类和作用
【难度】较难题
31．（2021·广东卷，7）金霉素（一种抗生素）可抑制tRNA与mRNA的结合，该作用直接影响的过程是（ ）
A．DNA复制 B．转录
C．翻译 D．逆转录
答案 C
解析 分析题意可知，金霉素可抑制tRNA与mRNA的结合，使tRNA不能携带氨基酸进入核糖体，从而直接影响翻译的过程，C正确。
【难度】基础题
32．（2021·湖南卷，13）细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，图中基因A的表达效率高于基因B
B．真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中
C．人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物
D．②过程中，rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子
答案 ABC
解析 基因的表达包括转录和翻译两个过程，图中基因A表达的蛋白质分子数量明显多于基因B表达的蛋白质分子，说明基因A表达的效率高于基因B，A正确；核基因的转录是以DNA的一条链为模板转录出RNA的过程，发生的场所为细胞核，翻译是以mRNA为模板翻译出具有氨基酸排列顺序的多肽链，翻译发生的场所在细胞质中的核糖体，B正确；三种RNA（mRNA、rRNA、tRNA）都是以DNA中的一条链为模板转录而来的，C正确；反密码子位于tRNA上，rRNA是构成核糖体的成分，不含有反密码子，D错误。
【难度】中档题
33．（2021·北京卷，21）近年来发现海藻糖6磷酸（T6P）是一种信号分子，在植物生长发育过程中起重要调节作用。研究者以豌豆为材料研究了T6P在种子发育过程中的作用。
（1）豌豆叶肉细胞通过光合作用在__________________中合成三碳糖，在细胞质基质中转化为蔗糖后运输到发育的种子中转化为淀粉贮存。
（2）细胞内T6P的合成与转化途径如下：
将P酶基因与启动子U（启动与之连接的基因仅在种子中表达）连接，获得U－P基因，导入野生型豌豆中获得U－P纯合转基因植株，预期U－P植株种子中T6P含量比野生型植株____________，检测结果证实了预期，同时发现U－P植株种子中淀粉含量降低，表现为皱粒。用同样方法获得U－S纯合转基因植株，检测发现植株种子中淀粉含量增加。
（3）本实验使用的启动子U可以排除由于目的基因____________对种子发育产生的间接影响。
（4）在进一步探讨T6P对种子发育的调控机制时，发现U－P植株种子中一种生长素合成酶基因R的转录降低，U－S植株种子中R基因转录升高。已知R基因功能缺失突变体r的种子皱缩，淀粉含量下降。据此提出假说：T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累。请从①～⑤选择合适的基因与豌豆植株，进行转基因实验，为上述假说提供两个新的证据。写出相应组合并预期实验结果。
①U－R基因 ②U－S基因 ③野生型植株 ④U－P植株 ⑤突变体r植株
答案 （1）叶绿体基质 （2）低 （3）在其他器官（过量）表达 （4）②⑤；与突变体r植株相比，转基因植株种子的淀粉含量不变，仍皱缩 或①④；与U－P植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒 或②④；与U－P植株相比，转基因植株种子R基因转录提高，淀粉含量增加，为圆粒（答出任意两条即可）
解析 （1）豌豆叶肉细胞通过光合作用形成三碳糖是暗反应过程，该过程发生在叶绿体基质中。
（2）结合题意可知，P酶基因与启动子U结合后则可启动P基因表达，则P基因在种子中表达增高，P酶增多，T6P更多转化为海藻糖，故预期U－P植株种子中T6P含量比野生型植株低。
（3）结合题意可知，启动子U启动与之连接的基因仅在种子中表达，该过程可以排除由于目的基因在其他器官（过量）表达对种子发育产生的间接影响。
（4）分析题意可知，本实验的目的是验证T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累，且结合（2）可知，U－P植株种子中淀粉含量降低，表现为皱粒。用同样方法获得U－S纯合转基因植株，检测发现植株种子中淀粉含量增加，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验如下：
②（U－S基因，S酶可以较高表达）⑤（R基因功能缺失突变体），与突变体r植株相比，转基因植株种子的淀粉含量不变，仍皱缩；
①（U－R基因，R基因较高表达）④（U－P植株，P基因表达较高），与U－P植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒；
②（U－S基因，S酶可以较高表达）④（U－P植株，P基因表达较高），与U－P植株相比，转基因植株种子R基因转录提高，淀粉含量增加，为圆粒。
【关联题点】光合作用的原理和过程
【难度】较难题
34．（2021·辽宁卷，17）脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的单链DNA分子。下图为10－23型脱氧核酶与靶RNA结合并进行定点切割的示意图。切割位点在一个未配对的嘌呤核苷酸（图中R所示）和一个配对的嘧啶核苷酸（图中Y所示）之间，图中字母均代表由相应碱基构成的核苷酸。下列有关叙述错误的是（ ）
A．脱氧核酶的作用过程受温度的影响
B．图中Y与两个R之间通过氢键相连
C．脱氧核酶与靶RNA之间的碱基配对方式有两种
D．利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的转录过程
答案 BCD
解析 脱氧核酶的化学本质是DNA，温度会影响脱氧核酶的结构，从而影响脱氧核酶的作用，A正确；图中Y与同一条链上的R之间通过磷酸二酯键相连，B错误；脱氧核酶本质是DNA，与靶RNA之间的碱基配对方式有A－U、T－A、C－G、G－C四种，C错误；利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的翻译过程，D错误。
【关联题点】酶的特性；DNA的结构
【难度】中档题
35．（2021·福建卷，16）水稻等作物在即将成熟时，若经历持续的干热之后又遇大雨天气，穗上的种子就容易解除休眠而萌发。脱落酸有促进种子休眠的作用，同等条件下，种子对脱落酸越敏感，越容易休眠。研究发现，XM基因表达的蛋白发生变化会影响种子对脱落酸的敏感性。XM基因上不同位置的突变影响其蛋白表达的情况和产生的种子休眠效应如下图所示。
下列分析错误的是（ ）
A．位点1突变会使种子对脱落酸的敏感性降低
B．位点2突变可以是碱基对发生替换造成的
C．可判断位点3突变使XM基因的转录过程提前终止
D．位点4突变的植株较少发生雨后穗上发芽的现象
答案 C
解析 种子正常休眠，主要由脱落酸起作用，而位点1突变则无XM蛋白产生，休眠减少，可推测脱落酸作用减弱，即敏感性降低，A正确；比较表中位点2突变和无突变表达的蛋白质图示，蛋白质长度相同，只是中间有一小段氨基酸序列不同，可推测该突变可能是碱基对发生替换造成的，B正确；比较表中位点3突变和无突变表达的蛋白质图示，蛋白质长度变短，可推测模板mRNA上的终止密码提前，翻译提前终止，C错误；位点4突变的结果是XM蛋白的表达倍增，使得种子对脱落酸的敏感性增强，休眠增加，因此雨后穗上的种子不易解除休眠而萌发，D正确。
【关联题点】基因突变；其他植物激素的种类和作用
【难度】中档题
36．（2021·海南卷，15）终止密码子为UGA、UAA和UAG。图中①为大肠杆菌的一段mRNA序列，②~④为该mRNA序列发生碱基缺失的不同情况（“-”表示一个碱基缺失）。下列有关叙述正确的是（ ）
A．①编码的氨基酸序列长度为7个氨基酸
B．②和③编码的氨基酸序列长度不同
C．②~④中，④编码的氨基酸排列顺序与①最接近
D．密码子有简并性，一个密码子可编码多种氨基酸
答案 C
解析 由于终止密码子不编码氨基酸，因此①编码的氨基酸序列长度为6个氨基酸，A错误；根据图中密码子显示，②和③编码的氨基酸序列长度相同，都是6个氨基酸，B错误；从起始密码子开始，mRNA上每三个相邻碱基决定一个氨基酸，②~④中，②③编码的氨基酸序列从第二个开始都发生改变，④编码的氨基酸序列除了少了第二个氨基酸，之后的序列都与①相同，因此④编码的氨基酸排列顺序与①最接近， C正确；密码子有简并性，一个密码子只能编码一种氨基酸，但一种氨基酸可以由一个或多个密码子对应，D错误；
【关联题点】基因突变
【难度】中档题
37．（2021·江苏卷，22）根据新冠病毒致病机制及人体免疫反应特征研制新冠疫苗，广泛接种疫苗可以快速建立免疫屏障，阻击病毒扩大。图1为新冠病毒入侵细胞后的增殖示意图，图2为人体免疫应答产生抗体的一般规律示意图。请据图回答下列问题。
（1）图1中，新冠病毒通过S蛋白与细胞表面的ACE2受体结合，侵入细胞释放出病毒的（+）RNA，在宿主细胞中经 合成病毒的RNA聚合酶。
（2）在RNA聚合酶的作用下，病毒利用宿主细胞中的原料，按照 原则合成（-）RNA。随后大量合成新的（+）RNA。再以这些RNA为模板，分别在 大量合成病毒的N蛋白和S、M、E蛋白。
（3）制备病毒灭活疫苗时，先大量培养表达 的细胞，再接入新冠病毒扩大培养，灭活处理后制备疫苗。细胞培养时需通入CO2，其作用是 。
（4）制备S蛋白的mRNA疫苗时，体外制备的mRNA常用脂质分子包裹后才用于接种。原因一是人体血液和组织中广泛存在 ，极易将裸露的mRNA水解，二是外源mRNA分子不易进入人体细胞产生抗原。
（5）第一次接种疫苗后，人体内识别到S蛋白的B细胞，经过增殖和分化，形成的 细胞可合成并分泌特异性识别 的IgM和IgG抗体（见图2），形成的 细胞等再次接触到S蛋白时，发挥免疫保护作用。
（6）有些疫苗需要进行第二次接种，据图2分析进行二次接种的意义是 。
答案 （1）翻译 （2）碱基互补配对 游离核糖体和粗面内质网上的核糖体 （3）ACE2受体 维持培养液的酸碱度 （4）RNA酶 （5）浆 新冠病毒S蛋白 记忆
（6）激发再次应答在人体内产生更多维持时间更长的抗体，并储备更多的记忆细胞
解析 （1）由图可知，新冠病毒通过S蛋白与细胞表面的ACE2受体结合，侵入细胞释放出病毒的（+）RNA，在宿主细胞中经翻译合成病毒的RNA聚合酶，参与宿主细胞内合成病毒的RNA。
（2）在RNA聚合酶的作用下，病毒利用宿主细胞中的原料，按照碱基互补配对原则合成（-）RNA；随后再通过复制合成大量新的（+）RNA，再以这些RNA为模板，分别在游离核糖体和粗面内质网上的核糖体大量合成病毒的N蛋白和S、M、E蛋白。
（3）病毒表面的蛋白质可作为抗原激发机体的特异性免疫过程，制备新冠病毒灭活疫苗时，先大量培养能够表达ACE2受体的细胞，再接入新冠病毒扩大培养，经灭活处理后制备疫苗；动物细胞培养时常需通入CO2，其目的是维持培养液的酸碱度。
（4）由于人体血液和组织中广泛存在RNA酶极易将裸露的mRNA水解，另外外源mRNA分子不易进入人体细胞产生抗原，因此，制备S蛋白的mRNA疫苗时，体外制备的mRNA常用脂质分子包裹后才用于接种。
（5）第一次接种疫苗后，刺激B细胞增殖和分化，形成的浆细胞可合成并分泌特异性识别新冠病毒S蛋白的IgM和IgG抗体，并产生记忆细胞；当再次接触到S蛋白时，记忆细胞增殖分化，产生大量浆细胞，分泌大量抗体，发挥免疫保护作用。
（6）进行二次接种的意义：激发再次应答在人体内产生更多维持时间更长的抗体，并储备更多的记忆细胞。
【关联题点】动物细胞培养；体液免疫与细胞免疫；免疫学的应用
【难度】中档题
38．（2021·浙江卷，22）下图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某些氨基酸的部分密码子（5'→3'）是：丝氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；异亮氨酸AUC、AUU；精氨酸AGA。下列叙述正确的是（ ）
A．图中①为亮氨酸
B．图中结构②从右向左移动
C．该过程中没有氢键的形成和断裂
D．该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中
答案 B
解析 已知密码子的方向为5'→3'，由图示可知，携带①的tRNA上的反密码子为UAA，与其互补配对的mRNA上的密码子为AUU，因此氨基酸①为异亮氨酸，A错误；由图示可知，tRNA的移动方向是由左向右，则结构②核糖体移动并读取密码子的方向为从右向左，B正确；互补配对的碱基之间通过氢键连接，图示过程中，tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对时有氢键的形成，tRNA离开核糖体时有氢键的断裂，C错误；细胞核内不存在核糖体，细胞核基质中不会发生图示的翻译过程，D错误。
【难度】中档题
39．（2021·河北卷，8）关于基因表达的叙述，正确的是（ ）
A．所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码
B．DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录
C．翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性
D．多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息
答案 C
解析 一些RNA病毒的蛋白质由病毒自身的遗传物质RNA编码合成，A错误；DNA双链解开，RNA聚合酶与启动子结合进行转录，移动到终止子时停止转录，B错误；翻译过程中，核酸之间通过碱基互补配对相互识别保证了遗传信息传递的准确性，C正确；没有相应的反密码子与mRNA上的终止密码子配对，故tRNA不能读取mRNA上全部碱基序列信息，D错误。
【难度】中档题
40．（2020·天津卷，3）对于基因如何指导蛋白质合成，克里克认为要实现碱基序列向氨基酸序列的转换，一定存在一种既能识别碱基序列，又能运载特定氨基酸的分子。该种分子后来被发现是（ ）
A．DNA B．mRNA
C．tRNA D．rRNA
答案 C
解析 既能识别碱基序列，又能运载特定氨基酸的分子是tRNA。
【难度】基础题
41．（2020·浙江卷，17）HIV侵染辅助性T细胞后，可复制出子代HIV继续侵染，导致人体免疫功能削弱。下列叙述错误的是（ ）
A．HIV通过识别并结合辅助性T细胞表面的相应受体，进入细胞
B．DNA分子整合到辅助性T细胞的DNA过程会形成磷酸二酯键
C．HIV侵染辅助性T细胞后形成DNA分子过程需要逆转录酶参与
D．在辅助性T细胞内，以RNA为模板分别直接指导合成DNA、RNA和蛋白质
答案 D
解析 HIV主要攻击辅助性T细胞，通过其表面的蛋白质识别并结合辅助性T细胞表面的相应受体而进入细胞，A项正确；HIV的RNA经逆转录产生的DNA整合到辅助性T细胞的DNA中，两个DNA的末端连接时形成磷酸二酯键，B项正确；HIV的RNA经逆转录产生DNA的过程需要逆转录酶的参与，C项正确；在辅助性T细胞内，不能以HIV的RNA为模板直接合成RNA和蛋白质，D项错误。
【关联题点】体液免疫与细胞免疫；DNA的结构
【难度】中档题
42．（2020·江苏卷，30）研究发现，线粒体内的部分代谢产物可参与调控核内基因的表达，进而调控细胞的功能。下图为T细胞中发生上述情况的示意图，请据图回答下列问题：
（1）丙酮酸进入线粒体后先经氧化脱羧形成乙酰辅酶A，再彻底分解成________和[H]。[H]经一系列复杂反应与________结合，产生水和大量的能量，同时产生自由基。
（2）线粒体中产生的乙酰辅酶A可以进入细胞核，使染色质中与________结合的蛋白质乙酰化，激活干扰素基因的转录。
（3）线粒体内产生的自由基穿过线粒体膜到________________中，激活NFAT等调控转录的蛋白质分子，激活的NFAT可穿过________进入细胞核，促进白细胞介素基因的转录。转录后形成的________分子与核糖体结合，经________过程合成白细胞介素。
（4）T细胞内乙酰辅酶A和自由基调控核内基因的表达，其意义是________________________。
答案 （1）CO2 O2
（2）DNA
（3）细胞质基质 核孔 mRNA 翻译
（4）提高机体的免疫能力
解析 （1）有氧呼吸过程中，丙酮酸在线粒体中先经氧化脱羧形成乙酰辅酶A，再被彻底分解为CO2和[H]，产生的[H]在线粒体内膜上与O2结合产生水和大量的能量，同时产生自由基。（2）染色质主要由DNA和蛋白质构成，线粒体中产生的乙酰辅酶A进入细胞核后，会使染色质中与DNA结合的蛋白质乙酰化，削弱蛋白质与DNA的结合能力，从而使DNA解螺旋，激活干扰素基因的转录。（3）线粒体内产生的自由基穿过线粒体膜进入细胞质基质中，可以激活NFAT等调控转录的蛋白质分子，即NFAT是蛋白质，蛋白质通过核孔进出细胞核，所以NFAT可以通过核孔进入细胞核，促进白细胞介素基因的转录。转录产生的mRNA通过核孔进入细胞质基质后可以与其中的核糖体结合，进行翻译过程合成相应的白细胞介素。（4）由题意可知，T细胞内乙酰辅酶A和自由基调控核基因的表达，可以促进合成干扰素和白细胞介素，干扰素具有抗病毒等功能，白细胞介素是一种淋巴因子，能够促进淋巴细胞的增殖、分化，从而提高机体的免疫能力。
【关联题点】细胞呼吸的方式及过程；细胞的结构与功能；免疫系统的组成与功能
【难度】中档题
题点3 中心法则及其发展
1.（2025湖南，11）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Ne，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Ne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Ne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 噬菌体识别并吸附在细菌表面后，会将核酸注入细菌内，A正确；细菌有核糖体，蛋白质在核糖体上合成，B正确；转录时，以串联重复的双链DNA 特定的一条链为模板合成mRNA，指导蛋白Ne合成，C 错误；由“合成含多个串联重复肽段的蛋白Ne”可知，单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子，否则每个重复单元翻译时遇到终止密码子都会终止，不能合成含多个串联重复肽段的蛋白，D正确。
【关联考点】中心法则
【难度】中档题
2.（2025山东，5）关于豌豆细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
答案 C
解析 DNA复制、转录和翻译过程中均遵循碱基互补配对原则，因此都存在碱基互补配对现象，A正确；翻译发生在细胞质基质中的核糖体上，豌豆细胞核中淀粉酶基因复制和转录的场所都是细胞核，B正确；DNA复制和转录可以通过产物序列确定其模板序列，但翻译的直接产物是多肽链，其基本单位是氨基酸，由于密码子具有简并现象，因此知道多肽链中氨基酸序列不一定能准确知道mRNA上的碱基序列，C错误；转录时RNA聚合酶从模板链的3′→5′移动，翻译时，核糖体从mRNA的5′→3′移动，移动方向不同，D正确。
【关联考点】中心发则
【难度】基础题
3．（2023·浙江卷，4）叠氮脱氧胸苷（AZT）可与逆转录酶结合并抑制其功能。下列过程可直接被AZT阻断的是（ ）
A．复制 B．转录 C．翻译 D．逆转录
答案 D
解析 题中显示，叠氮脱氧胸苷（AZT）可与逆转录酶结合并抑制其功能，而逆转录过程需要逆转录酶的催化，而复制、转录和翻译过程均不需要逆转录酶，因而叠氮脱氧胸苷（AZT）可直接阻断逆转录过程，即D正确。
【难度】基础题
4．（2022·浙江卷，16）“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．催化该过程的酶为RNA聚合酶
B．a链上任意3个碱基组成一个密码子
C．b链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连
D．该过程中遗传信息从DNA向RNA传递
答案 C
解析 图示为逆转录过程，催化该过程的酶为逆转录酶，A错误；a（RNA）链上能决定一个氨基酸的3个相邻碱基，组成一个密码子，B错误；b为单链DNA，相邻的两个脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，C正确；该过程为逆转录，遗传信息从RNA向DNA传递，D错误。
【难度】中档题
5．（2022·河北卷，9）下列关于中心法则相关酶的叙述，错误的是（ ）
A．RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键
B．DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成
C．在解旋酶协助下，RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNA
D．DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用
答案 C
解析 RNA聚合酶催化DNA→RNA的转录过程，逆转录酶催化RNA→DNA的逆转录过程，两个过程中均遵循碱基互补配对原则，且存在DNA－RNA之间的氢键形成，A正确；DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的本质都是蛋白质，蛋白质是由核酸控制合成的，其合成场所是核糖体，B正确；以单链DNA为模板转录合成多种RNA是转录过程，该过程不需要解旋酶，C错误；酶起催化作用，作用机理是降低化学反应的活化能，在适宜条件下，酶在体内、体外均可发挥作用，如体外扩增DNA分子的PCR技术中可用到热稳定DNA聚合酶，D正确。
【难度】中档题
6．（2021·浙江卷，19）某单链RNA病毒的遗传物质是正链RNA（＋RNA）。该病毒感染宿主后，合成相应物质的过程如图所示，其中①～④代表相应的过程。下列叙述正确的是（ ）
A．＋RNA 复制出的子代 RNA具有mRNA 的功能
B．病毒蛋白基因以半保留复制的方式传递给子代
C．过程①②③的进行需 RNA 聚合酶的催化
D．过程④在该病毒的核糖体中进行
答案 A
解析 结合图示可以看出，以＋RNA 复制出的子代 RNA为模板合成了蛋白质，因此＋RNA 复制出的子代 RNA具有mRNA 的功能，A正确；病毒蛋白基因是RNA，为单链结构，通过两次复制过程将基因传递给子代，而不是通过半保留复制传递给子代，B错误；①②过程是RNA复制，原料是4种核糖核苷酸，需要RNA聚合酶；而③过程是翻译，原料是氨基酸，不需要RNA聚合酶催化，C错误；病毒不具有细胞结构，没有核糖体，过程④在宿主细胞的核糖体中进行，D错误。
【关联题点】病毒的结构、代谢及生活方式
【难度】中档题
7．（2021·河北卷，16）许多抗肿瘤药物通过干扰DNA合成及功能抑制肿瘤细胞增殖。下表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述正确的是（ ）
A．羟基脲处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都出现原料匮乏
B．放线菌素D处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都受到抑制
C．阿糖胞苷处理后，肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸
D．将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响
答案 BCD
解析 羟基脲阻止脱氧核糖核苷酸的合成，从而影响肿瘤细胞中DNA复制过程，而转录过程需要的原料是核糖核苷酸，不会受到羟基脲的影响，A错误；放线菌素D通过抑制DNA的模板功能，可以抑制DNA复制和转录，因为DNA复制和转录均需要DNA模板，B正确；阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性而影响DNA复制过程，DNA聚合酶活性受抑制后，会使肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸，C正确；将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可以抑制肿瘤细胞的增殖，由于三种药物是精准导入肿瘤细胞，因此，可以减弱它们对正常细胞的不利影响，D正确。
【关联题点】细胞癌变
【难度】中档题
8．（2021·福建卷，3）下列关于遗传信息的叙述，错误的是（ ）
A．亲代遗传信息的改变都能遗传给子代
B．流向DNA的遗传信息来自DNA或RNA
C．遗传信息的传递过程遵循碱基互补配对原则
D．DNA指纹技术运用了个体遗传信息的特异性
答案 A
解析 亲代遗传信息的改变不一定都能遗传给后代，如亲代发生基因突变若发生在体细胞，则突变一般不能遗传给子代，A错误；流向DNA的遗传信息可来自DNA（DNA分子的复制），也可来自RNA（逆转录过程），B正确；遗传信息的传递过程遵循碱基互补配对原则，如DNA分子复制过程中会发生A-T、G-C的配对关系，该配对关系保证了亲子代之间遗传信息的稳定性，C正确；由于DNA分子具有特异性，故可用于DNA指纹鉴定，D正确。
【关联题点】DNA分子的多样性和特异性
【难度】基础题
9．（2020·浙江卷，21）遗传信息传递方向可用中心法则表示。下列叙述正确的是（ ）
A．劳氏肉瘤病毒的RNA可通过逆转录合成单链DNA
B．烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传密码传递给子代
C．果蝇体细胞中核DNA分子通过转录将遗传信息传递给子代
D．洋葱根尖细胞中DNA聚合酶主要在G2期通过转录和翻译合成
答案 A
解析 劳氏肉瘤病毒是逆转录病毒，其RNA可通过逆转录合成单链DNA，A正确；烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传信息传递给子代，B错误；果蝇体细胞中核DNA分子通过复制将遗传信息传递给子代，C错误；洋葱根尖细胞中DNA聚合酶主要在G1期通过转录和翻译合成，D错误。
【关联题点】有丝分裂过程及相关物质和结构的变化
【难度】中档题
选项
实验材料
生物学研究
A
小球藻
卡尔文循环
B
肺炎链球菌
DNA半保留复制
C
枪乌贼
动作电位原理
D
T2噬菌体
DNA是遗传物质
材料及标记
实验组
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
碱基种类
A
C
G
T
U
含量/%
31．2
20．8
28．0
0
20．0
组1
组2
组3
组4
未阻止表达
阻止表达
编号
M的转录产物
编号
N的转录产物
①
5′－UCUACA－3′
③
5′－AGCUGU－3′
②
5′－UGUAGA－3′
④
5′－ACAGCU－3′
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
药物名称
作用机理
羟基脲
阻止脱氧核糖核苷酸的合成
放线菌素D
抑制DNA的模板功能
阿糖胞苷
抑制DNA聚合酶活性