2023届高考生物二轮复习遗传的细胞学、分子学基础学案（多项选择版）

这是一份2023届高考生物二轮复习遗传的细胞学、分子学基础学案（多项选择版），共20页。

生物体通过减数分裂形成配子时，在减数分裂Ⅰ前期同源染色体联会时，同源染色体的非姐妹染色单体会发生交换，在减数分裂Ⅰ后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合；精子和卵细胞随机结合形成受精卵；染色体主要由DNA和蛋白质组成，DNA是主要的遗传物质，基因通常是有遗产效应的DNA片段，DNA通过半保留方式进行复制，基因通过控制蛋白质的合成来控制性状。
(对照课本回顾主干知识)
重要概念1 有性生殖中基因的分离和重组导致双亲后代的基因组合有多种可能
[例1] 某研究小组从二倍体蛙的精巢中提取一些细胞，测定不同细胞中的染色体数和核DNA数，结果如图所示。下列分析错误的是( )
A．a组细胞的染色体可能正在移向两极
B．b、c组细胞正在进行染色体的复制
C．d组细胞为减数分裂Ⅱ后期细胞
D．图中4组细胞都含有2个染色体组
答案 C
解析 根据图形中的数量关系，细胞a可能为减数分裂Ⅱ后期的细胞，此时期着丝粒分裂，子染色体移向两极，A正确；细胞b和c的染色体都为2n，核DNA数在2n到4n之间，所以正在进行染色体(核DNA)复制，B正确；细胞d可能是初级精母细胞，也可能是有丝分裂前期或中期的细胞，减数分裂Ⅱ后期细胞中染色体数与核DNA数相等，均为2n，C错误；上述4组细胞都含2个染色体组，D正确。
[例2] (2021·河北选择性考试改编)图中①、②和③为三个精原细胞，①和②发生了染色体变异，③为正常细胞。②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离，另一条随机移向一极。不考虑其他变异，下列叙述错误的是( )
A．①减数分裂Ⅰ前期两对同源染色体联会
B．②经减数分裂形成的配子有一半正常
C．③减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合，最终产生4种基因型配子
D．①和②的变异类型理论上均可以在减数分裂过程中通过光学显微镜观察到
答案 C
解析 ①细胞中有四条染色体，为两对同源染色体，在减数分裂Ⅰ前期两对同源染色体联会，A正确；②细胞减数分裂Ⅰ时三条同源染色体中任意两条正常分离，另一条随机移向一极，产生一个正常的次级精母细胞和一个异常的次级精母细胞，经过减数分裂Ⅱ，形成两个正常的配子和两个异常的配子，B正确；③细胞减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合，最终产生4个配子，2种基因型，为AR、AR、ar、ar或Ar、Ar、aR、aR，C错误；①发生了染色体结构变异中的易位，②发生了染色体数目变异，理论上通过光学显微镜观察染色体的结构和细胞中的染色体数目就可以观察到，D正确。
[例3] (多选)如图表示雌果蝇进行某种细胞分裂时，处于四个不同阶段的细胞(Ⅰ～Ⅳ)中遗传物质及其载体的数量。下列有关叙述错误的是( )
A．②、③分别代表染色体和核DNA
B．Ⅱ阶段可能发生基因重组或染色体变异
C．处于Ⅲ阶段的细胞是次级卵母细胞
D．处于Ⅳ阶段的细胞中含有一个染色体组
答案 AC
解析 处于Ⅲ阶段的细胞可能是次级卵母细胞或极体。
[练] 请绘出女性个体在生命活动中，细胞中核DNA数量是未分裂体细胞染色体数量2倍并且发生同源染色体分离的细胞模式图(以部分染色体代表即可)。
答案

重要概念2 亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA分子上
[例4] (2021·广东选择性考试)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是噬菌体的遗传物质，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，是在构建DNA双螺旋结构模型之后提出的，④错误。
[例5] (2021·全国乙卷改编)在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是( )
A．与R型菌相比，S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B．S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成
C．加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
D．将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合，可以得到S型菌
答案 D
解析 DNA酶可以将DNA水解，所以S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合，不能得到S型菌。
[例6] 赫尔希和蔡斯通过如下两组实验证实了DNA是遗传物质。实验一：35S标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌；实验二：32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌。下列关于该实验的叙述正确的是( )
A．实验一中可用15N代替35S标记噬菌体的蛋白质外壳
B．实验二中大肠杆菌转录出的RNA分子都带有32P标记
C．实验一中细菌裂解释放的部分子代噬菌体含有放射性
D．实验二中细菌裂解释放的部分子代噬菌体含有放射性
答案 D
解析 实验一中不能用15N代替35S标记噬菌体的蛋白质外壳，因为噬菌体的DNA中也含有氮元素，若用15N标记，则会导致噬菌体的DNA也被标记，A错误；32P标记的是噬菌体的DNA，大肠杆菌利用自己的核糖核苷酸合成RNA，不会有标记，B错误；35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，由于噬菌体的蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，故实验一中细菌裂解释放的子代噬菌体不会含有放射性，C错误；32P标记的是噬菌体的DNA，根据DNA半保留复制的特点，可知实验二中细菌裂解释放的部分子代噬菌体含有放射性，D正确。
[例7] (2022·广东，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。
[例8] (2022·北京海淀高三上学期期中)下图所示为DNA复制过程中的一个复制泡，①～⑨代表相应位置。下列叙述不正确的是( )
A．DNA的两条链均为复制模板
B．该复制泡的DNA解旋是双向的
C．DNA分子的双链是反向平行的，①④⑨为3′-端
D．若该片段碱基T占20%，则复制后碱基C占30%
答案 C
解析 DNA复制是以DNA两条链为模板合成子代DNA的过程，A正确；识图分析可知，DNA分子可以进行双向复制，因此DNA解旋也是双向的，B正确；由于DNA聚合酶只能使子链由5′-端向3′-端方向延伸，因此图中⑨为子链的3′-端，而模板链正好相反，故①④为5′-端，C错误；若该片段碱基T占20%，由于双链DNA分子中A＝T，C＝G，因此A＝T＝20%，则C＝G＝30%，复制后子代DNA中碱基与亲代相同，碱基比例不变，D正确。
[例9] (2022·湖南师范大学附属中学高三月考)新型冠状病毒(SARS-CV-2)为有包膜病毒，可以通过膜融合进入宿主细胞，其基因组长度29.8 kb，为单链＋RNA，其5′-端为甲基化帽子，3′-端有多聚腺苷酸(PlyA)结构，与真核生物的信使RNA非常相似，可直接作为翻译的模板，表达出RNA聚合酶等物质。下列有关说法合理的是( )
A．SARS-CV-2属于RNA病毒，其遗传信息传递过程中需要逆转录酶参与
B．SARS-CV-2需在宿主细胞内增殖，侵入方式和T2噬菌体相同
C．人类成熟mRNA应该具有5′-端甲基化帽子、3′-端多聚腺苷酸(PlyA)等结构
D．SARS-CV-2与宿主细胞在遗传信息的传递过程中具有相同的碱基互补配对方式
答案 C
解析 SARS-CV-2属于单链＋RNA病毒，能以自身的遗传物质为模板进行复制和翻译，在遗传信息传递过程中不需要逆转录酶参与，A错误；SARS-CV-2有包膜，通过膜融合进入宿主细胞，而T2噬菌体侵染大肠杆菌是直接吸附后注入核酸，不存在膜融合的现象，B错误；SARS-CV-2在遗传信息的传递过程中不存在A—T的碱基配对方式，与宿主细胞的碱基配对方式不完全相同，D错误。
[例10] 一位哺乳期女性的乳腺细胞能够合成乳蛋白，但不能合成唾液淀粉酶，而唾液腺细胞则相反。关于这两种细胞的说法正确的是( )
A．唾液腺细胞中没有合成乳蛋白的基因
B．基因在不同组织细胞中是选择性表达的
C．乳腺细胞中没有合成唾液淀粉酶的基因
D．两种细胞内的mRNA种类是完全不同的
答案 B
[例11] (2021·辽宁选择性考试)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 子链延伸时的方向是5′-端到3′-端，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。
[例12] (多选)视网膜神经节细胞(RGC)可把视觉信号从眼睛传向大脑。DNA甲基化是在相关酶的作用下将甲基选择性地添加到DNA上。随年龄增长，DNA甲基化水平升高，使RGC受损后不可恢复，视力下降。科学家将OCT、SOX和KLF三个基因导入成年小鼠的RGC，改变其DNA甲基化水平，使受损后的RGC能长出新的轴突。下列相关分析不合理的是( )
A．在视觉形成的反射弧中RGC属于神经中枢
B．DNA的甲基化水平会影响细胞中基因的表达
C．DNA甲基化会改变DNA碱基对的排列顺序
D．自然状态下干细胞分化为RGC的过程不可逆
答案 AC
解析 视觉的形成是在大脑皮层，不经过完整的反射弧，RGC属于传入神经，A错误；DNA甲基化是将甲基添加到DNA上，影响基因的转录，从而影响基因的表达，B正确；DNA甲基化是将甲基添加到DNA上，并不改变DNA的碱基序列，C错误；在自然状态下，细胞的分化是持久的、不可逆的，D正确。
[例13] (多选)(2021·河北选择性考试)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的复制和转录，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。
[例14] (多选)(2022·山东省菏泽高三上学期期中改编)转座子是一段可移动的DNA序列，这段DNA序列可以从原位上单独复制或断裂下来，插入另一位点。转座子可在真核细胞染色体内部和染色体间转移，在细菌的拟核DNA、质粒或噬菌体之间自行移动。下列推测合理的是( )
A．转座子的两条链为反向平行的双螺旋结构
B．转座子复制时以四种核糖核苷酸为原料，子链延伸方向为5′→3′
C．转座子转移过程中，伴随着磷酸二酯键的断裂与生成
D．转座子中的抗生素抗性基因，可使其他细菌具有抗性
答案 ACD
解析 依题意可知，转座子的化学本质是DNA，其两条链为反向平行的双螺旋结构，A正确；转座子的化学本质是DNA，因此其在复制过程中以四种脱氧核苷酸为原料，B错误；转座子从原位上断裂时，会伴随有磷酸二酯键的断裂，插入另一位点时，会伴随有磷酸二酯键的生成，C正确。
[练] 请阐述核苷酸、基因、核酸之间的关系。
答案 核酸分为DNA和RNA两种，DNA是由4种脱氧核苷酸构成的反向平行的双螺旋结构，绝大多数生物的基因是有遗传效应的DNA片段；RNA是由4种核糖核苷酸构成，有些病毒的基因是有遗传效应的RNA片段。
减数分裂
例1 (2020·北京等级考)如图是雄性哺乳动物体内处于分裂某时期的一个细胞的染色体示意图。相关叙述不正确的是( )
A．该个体的基因型为AaBbDd
B．该细胞正在进行减数分裂
C．该细胞分裂完成后只产生2种基因型的精子
D．A、a和D、d基因的遗传遵循自由组合定律
生物的一些题涉及的知识点是从微观层面看生理变化，对其生理过程认识往往比较模糊，如DNA复制过程、有丝分裂过程、减数分裂过程等，对于这类题目，如果仅仅在脑中通过重现其基本过程的方法，极容易出现错误，如果把生理过程的变化用图表示出来，则会起到事半功倍的效果。做此题的前提是要清晰地知道减数分裂过程。
1．读题，分析图，确定哪种分裂及所处的分裂时期
由图可知：同源染色体发生联会且有染色体互换故应为eq \x(\s\up1(01))减数分裂Ⅰ前期。
2．结合选项，联系所学生物学知识作答
C项：该细胞发生染色体互换后如图所示。
该细胞产生的精子为eq \x(\s\up1(02))ABd、Abd、aBD、abD四种或eq \x(\s\up1(03))ABD、AbD、aBd、abd四种。
D项：A、a和D、d位于eq \x(\s\up1(04))两对同源染色体上，故符合基因自由组合定律。
答案 C
[练1－1] (2019·全国卷Ⅲ)假设在特定环境中，某种动物基因型为BB和Bb的受精卵均可发育成个体，基因型为bb的受精卵全部死亡。现有基因型均为Bb的该动物1000对(每对含有1个父本和1个母本)，在这种环境中，若每对亲本只形成一个受精卵，则理论上该群体的子一代中BB、Bb、bb个体的数目依次为( )
A．250、500、0 B．250、500、250
C．500、250、0 D．750、250、0
答案 A
解析 基因型为Bb的个体产生的配子种类及比例为B∶b＝1∶1，若两亲本的基因型都为Bb，则产生的受精卵的基因型及比例为BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1，则理论上1000个受精卵发育形成的个体中BB、Bb、bb个体的数目依次为250、500、250，而在该特定环境中，基因型为bb的受精卵全部死亡，A正确。
[练1－2] (2021·重庆选择性考试适应性测试)如图为某生物细胞分裂期示意图。据图确定所属分裂期并推断间期染色体数，正确的是( )
A．有丝分裂中期，n＝8
B．有丝分裂中期，2n＝8
C．减数分裂Ⅱ中期，n＝8
D．减数分裂Ⅱ中期，2n＝8
答案 D
解析 该细胞有4条染色体，有姐妹染色单体，着丝粒整齐地排列在赤道板上，处于中期；四条染色体形态大小不一样，说明没有同源染色体，应该处于减数分裂Ⅱ中期，此时染色体数目为体细胞染色体数目的一半，即2n＝8，D正确。
基因表达
例2 (2022·北京东城高三模拟)非编码RNA是指不编码蛋白质的RNA，近年研究发现阿尔茨海默病患者体内一种非编码RNA(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，导致细胞中相应蛋白质含量增加，最终影响神经系统的功能。下列说法正确的是( )
A．细胞中的BACE1－AS是经转录过程产生的
B．BACE1－AS与BACE1基因的mRNA碱基序列完全相同
C．BACE1－AS通过促进BACE1基因的转录增加相应蛋白含量
D．BACE1－AS不能编码蛋白质，因此不会对性状造成影响
此题为高考常考信息题，解这类题的方法为：边读题边画关键信息，将题目信息与所学相关生物学知识联系起来，将分析结果记在题旁边，然后结合选项做题。不要过多纠结题干信息。
提取有效信息，写出分析结果
B项：“BACE1－AS可以与BACE1基因的mRNA结合”eq \(――→,\s\up7(推出))二者碱基可以eq \x(\s\up1(01))互补配对，碱基序列eq \x(\s\up1(02))不相同。
C、D项：根据题干可知：
答案 A
[练2－1] 有一种P品系的果蝇，细胞核中有特有的P因子(一段可转移的DNA)，P因子能表达出抑制P因子转移的阻遏蛋白，且在细胞质中大量积累，也能表达出P因子转移所需要的转移酶，两种蛋白前2/3的氨基酸序列完全相同。下列推测不正确的是( )
A．如果P因子发生了转移，则该果蝇发生了染色体结构的变异
B．推测阻遏蛋白和转移酶是以P因子两条链为模板控制合成的
C．两种蛋白质的氨基酸不同是由于P因子转录出的mRNA不同
D．精子中没有阻遏蛋白的原因是由于精子只有细胞核的缘故
答案 B
解析 P因子是一段核中的DNA，所以P因子发生了转移属于染色体结构的变异，A正确；阻遏蛋白和转移酶是以P因子的一条链为模板进行转录、翻译而成的，因为两种蛋白前2/3的氨基酸序列完全相同，B错误。
[练2－2] (2022·北京丰台期末)利福霉素是一类广谱抗生素，能与细菌的RNA聚合酶结合，起到抑菌和杀菌作用。下列相关叙述正确的是( )
A．RNA聚合酶能特异性识别并结合细菌mRNA的起始密码子
B．感染细菌的人体细胞在RNA聚合酶作用下合成细菌的蛋白质
C．利福霉素通过抑制mRNA的翻译过程来达到抑菌和杀菌的效果
D．滥用利福霉素可能导致细菌的抗药性基因频率升高而降低疗效
答案 D
[练2－3] (2022·北京师大附中高三期中)研究发现癌细胞的线粒体分裂加速。研究者设计了一种小分子药物，可特异性抑制线粒体中的RNA聚合酶。对癌症模型小鼠使用该药物，小鼠肿瘤体积显著减小。下列叙述不正确的是( )
A．线粒体分裂需要自身DNA参与
B．该药物可抑制线粒体基因的转录
C．该药物减少了癌细胞的能量供应
D．该药物导致癌细胞积累大量CO2
答案 D
解析 线粒体是半自主细胞器，能进行DNA复制和基因表达，线粒体分裂需要自身DNA参与DNA复制与转录过程，A正确；由题意可知，该药物特异性抑制线粒体中的RNA聚合酶，RNA聚合酶参与的是转录过程，所以该药物可抑制线粒体基因的转录，B正确；该药物可抑制线粒体基因的转录，抑制了线粒体中基因表达，使得与有氧呼吸相关的蛋白质减少，从而减少了癌细胞的能量供应，C正确；该药物抑制了线粒体功能的正常进行，使有氧呼吸第二阶段受到抑制，导致癌细胞中CO2的生成量减少，D错误。
病毒中遗传信息传递
例3 (2022·湖南长郡中学月考)2020年诺贝尔生理学或医学奖授予发现丙型肝炎病毒(HCV)的三位科学家。HCV为单股正链(＋RNA)病毒，如图表示该病毒在宿主细胞内增殖的过程(①②③表示过程)。以下分析错误的是( )
A．HCV的＋RNA进入宿主细胞后同时开始复制和翻译
B．HCV的＋RNA复制时，先合成－RNA再合成＋RNA
C．HCV的＋RNA既可作为复制的模板，也可作为翻译的模板
D．HCV的＋RNA的翻译产物有些参与复制，有些组成蛋白质外壳
答案 A
解析 据图可知，②③过程都表示RNA的自我复制过程，HCV的＋RNA复制时，先合成－RNA再合成＋RNA，B正确；据图可知，以丙肝病毒(HCV)的＋RNA为模板翻译形成病毒的衣壳蛋白和相应的酶(催化复制过程)后才进行复制，HCV的＋RNA进入宿主细胞后先翻译后复制，A错误；据图分析，HCV的＋RNA既可作为复制的模板通过＋RNA→－RNA→＋RNA途径合成新的＋RNA，也可作为翻译的模板合成蛋白质，C正确；据图分析，HCV的＋RNA的翻译产物有些参与复制形成的新的＋RNA，有些组成蛋白质外壳与＋RNA一起参与构成新的HCV，D正确。
[练3] (多选)(2022·河北邢台高三模拟改编)埃博拉病毒(EBV)为单股负链(－RNA)病毒，其蛋白质外壳内包裹有RNA依赖性RNA聚合酶。该病毒侵入人体细胞后，在细胞质中复制、装配，以出芽方式释放，如图所示。相关叙述正确的是( )
A．过程①、②需要RNA依赖性RNA聚合酶和核糖核苷酸
B．RNA依赖性RNA聚合酶是由人体细胞中核酸编码的
C．－RNA为mRNA，能指导EBV蛋白质的合成
D．过程①所需的嘌呤比例与过程②所需的嘧啶比例相同
答案 AD
解析 RNA复制过程需要RNA依赖性RNA聚合酶和核糖核苷酸，A正确；RNA依赖性RNA聚合酶是由病毒RNA编码，在人体细胞中核糖体上利用细胞中的原料和酶合成的，B错误；据图可知，＋RNA可直接指导EBV蛋白质的合成，故＋RNA为mRNA，C错误；－RNA和＋RNA之间存在碱基互补配对关系，过程①RNA复制所需的嘌呤比例与过程②所需的嘧啶比例相同，D正确。
表观遗传
例4 DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基基团，此种变化可影响基因的表达，对细胞分化具有调控作用。基因启动子区域被甲基化后，会抑制该基因的转录，如图所示。研究发现，多种类型的癌细胞中发生了抑癌基因的过量甲基化。下列叙述错误的是( )
A．细胞的内外环境因素均可引起DNA的甲基化
B．甲基化的启动子区更易暴露转录模板链的碱基序列
C．抑癌基因过量甲基化后会导致细胞不正常增殖
D．某些DNA甲基化抑制剂可作为抗癌药物研发的候选对象
答案 B
解析 DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基基团，细胞的内外环境因素均可引起DNA的甲基化，从而影响基因的表达，进而调控细胞分化，A正确；基因启动子区域被甲基化后，会抑制该基因的转录，因此甲基化启动子区不利于暴露转录模板链的碱基序列，B错误；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖，抑癌基因过量甲基化后，抑癌基因不能正常表达，会导致细胞不正常增殖，C正确；某些DNA甲基化抑制剂，可以抑制抑癌基因过量甲基化，阻止细胞癌变，可作为抗癌药物研发的候选对象，D正确。
[练4－1] 在一个蜂群中，一直取食蜂王浆的少数幼虫发育成蜂王，而以花粉和花蜜为食的大多数幼虫将发育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团(如下图所示)。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。下列叙述错误的是( )
A．胞嘧啶和5－甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以与鸟嘌呤配对
B．蜂群中蜜蜂幼虫发育成蜂王可能与体内重要基因是否正常表达有关
C．DNA甲基化后可能干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合
D．被甲基化的DNA片段中遗传信息发生了改变，使生物的性状发生改变
答案 D
解析 由图示可以看出，胞嘧啶和5－甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以与鸟嘌呤配对，A正确；DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，而甲基化将影响基因的转录，从而导致基因不能正常表达，敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这说明蜂群中蜜蜂幼虫发育成蜂王可能与体内重要基因是否甲基化有关，B正确；DNA甲基化后可能干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合，导致转录和翻译过程变化，使生物表现出不同的性状，C正确；从题目中的图示可以看出，DNA甲基化并没有改变DNA内部的碱基排列顺序，未改变DNA片段的遗传信息，但会使生物的性状发生改变，D错误。
[练4－2] (多选)(2022·重庆市百师联盟开年摸底联考改编)基因组印记是因亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象，DNA甲基化是基因组印记发生的重要方式之一。以小鼠常染色体上的A和a基因(A基因能控制合成某种生长因子，a基因不能，当小鼠体内无该生长因子时表现为生长缺陷)为例，精卵结合形成受精卵后，母源的A(或a)基因保持甲基化，在发育产生的体细胞中一直处于沉默状态；父源的A(或a)基因则保持非甲基化，在发育产生的体细胞中始终活跃表达。在生殖细胞的发育过程中，母源的A(或a)基因的甲基化被抹去，然后，在雌鼠的卵母细胞中，父源和母源的两个相关基因均发生甲基化；在雄鼠的精母细胞中，两个相关基因均不发生甲基化。下列叙述正确的是( )
A．造成这种现象的根本原因是基因突变
B．基因型为Aa×aa的双亲，其正交和反交的子代表型及比例不同
C．基因型为AA的雌性与基因型为aa的雄性杂交，F1全表现为生长缺陷型，F2表现为正常生长型∶生长缺陷型＝2∶1
D．A、a这对等位基因在减数分裂形成配子时，遵循基因分离定律
答案 BD
解析 根据题意，基因印记是指基因表达差异，而未影响A和a的碱基序列，因此未发生基因突变，A错误；结合题意可知，母本产生配子过程中，无论是A还是a，都发生甲基化，因此若Aa(♀)×aa(♂)，雌配子A和a均发生甲基化，因此后代Aa、aa均表现为生长缺陷，若Aa(♂)×aa(♀)，雌配子a发生甲基化，雄配子正常，因此后代Aa、aa分别表现为生长正常、生长缺陷，因此正反交后代表型及比例不同，B正确；基因型为AA的雌性产生的配子为A，发生了甲基化，与基因型为aa的雄性杂交，F1基因型为Aa，但是A无法正常表达，因此全表现为生长缺陷型，F1产生的雌配子为A∶a＝1∶1，均发生甲基化，而雄配子为A∶a＝1∶1，均正常，因此F2表现为正常生长型(1AA、1Aa)∶生长缺陷型(1Aa、1aa)＝1∶1，C错误；A、a这对等位基因在减数分裂形成配子时，仍然遵循基因分离定律，分离比为1∶1，D正确。
发散思维
(2022·北京西城高三期末)学习以下材料，回答(1)～(4)题。
Plθ的发现丰富了中心法则的内涵
发现RNA病毒后，科学家完善了克里克提出的“中心法则”，揭示了遗传信息传递的一般规律。真核细胞内“聚合酶θ(Plθ)”的发现又丰富了传统认知。Plθ主要承担检测和修复DNA双链断裂的工作。当DNA双链断裂时，断裂处的5′-端被某些酶切后，出现局部单链DNA(ssDNA悬臂)，其上有些区域的碱基可互补配对，称为微同源区。微同源区结合后，Plθ可延伸微同源区的3′-端，促进双链断裂处DNA的连接(图1)，但该过程极易出现突变等错误。Plθ在大多数组织细胞中不表达，但在许多癌细胞中高表达，促进癌细胞生长，同时使其产生耐药性。
为验证Plθ具有图1所示功能，开发了一种绿色荧光蛋白(GFP)报告基因检测法，原理如图2实验组1所示。为进一步探究Plθ是否还有其他功能，在此基础上，将实验组1中甲片段分别替换为掺入部分RNA的乙、丙片段，导入受体细胞，记为实验组2、3。观察到三组细胞均发出绿色荧光。
上述研究证明Plθ也能够将RNA序列“写入”DNA，是遗传信息在分子间传递的重大发现，这一发现再次丰富了中心法则的内涵。
(1)根据所学知识，用箭头和文字写出中心法则的内容。
(2)分析Plθ修复DNA过程中产生突变的原因可能有________。
A．微同源区的形成造成断裂部位碱基对缺失
B．Plθ在催化蛋白质合成过程中不遵循碱基互补配对原则
C．延伸微同源区的3′-端时，碱基对错配引起基因突变
D．将不同来源的DNA片段连接在一起，引起DNA序列改变
(3)图2所示实验中，导入受体细胞的核酸片段并未与载体相连，则含有GFP基因上、下游的片段还应该有________________。实验组2的结果说明Plθ还具有________功能。阐释实验组3的细胞发绿色荧光的机制__________________________________________________________________。
(4)说出Plθ酶的发现在医学领域的应用前景。
答案 (1)
(2)ACD (3)启动子和终止子 逆转录 Plθ以RNA片段的正确序列为模板，使合成的转录模板链中原引入的编码终止密码子序列被正确序列替换，表达出GFP蛋白
(4)治疗癌症、遗传病的基因治疗(合理即可)。
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