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所属成套资源：【最新版】23届生物新高考二轮专题复习
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【最新版】23届生物新高考二轮专题复习之专题4 遗传的分子基础
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[考纲要求] 1.人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ) 2.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ) 3.基因的概念(Ⅱ) 4.DNA分子的复制(Ⅱ) 5.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ) 6.基因与性状的关系(Ⅱ)
1．(2021·全国乙卷)在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中，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。
2．(2019·全国卷Ⅰ)用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是( )
①同位素标记的tRNA ②蛋白质合成所需的酶 ③同位素标记的苯丙氨酸 ④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸 ⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液
A．①②④ B．②③④
C．③④⑤ D．①③⑤
答案 C
解析 在体外合成同位素标记的多肽链，需要有翻译合成该多肽链的模板——mRNA，人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸即为翻译的模板；还需要有合成该多肽链的原料——同位素标记的氨基酸(苯丙氨酸)。此外，合成该多肽链还需要酶、能量等，可由除去了DNA和mRNA的细胞裂解液提供。
3．(2016·全国卷Ⅱ)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是( )
A．随后细胞中的DNA复制发生障碍
B．随后细胞中的RNA转录发生障碍
C．该物质可将细胞周期阻断在分裂中期
D．可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用
答案 C
解析 因为该物质可使DNA双链不能解开，DNA复制和转录时都需要解旋，所以若在细胞培养液中加入该物质，会导致细胞中DNA复制和转录发生障碍，A、B正确；因为该物质使DNA复制不能完成，所以可将细胞周期阻断在分裂间期，C错误；该物质能抑制DNA复制和转录，因此，可抑制癌细胞增殖，D正确。
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。
5．(2021·河北选择性考试改编)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。下列叙述错误的是( )
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
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 A
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。
6．(2021·湖南选择性考试改编)细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述不正确的是( )
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 D
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；核基因的转录是以细胞核中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，翻译的场所发生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。
7．(2021·山东等级考)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 根据题干信息分析“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，共六种产物，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。
考点
全国Ⅰ卷5年考情分析
热度
2017
2018
2019
2020
2021
人类对遗传物质的探索历程
T5[6分]
★
DNA分子结构与复制
★
基因的表达
T2
[6分]
★
每年本专题考查的分值
6分
6分
五年均分2.4
分
考点
全国Ⅱ卷5年考情分析
2017
2018
2019
2020
2021
热度
人类对遗传物质的探索历程
T2
[6分]
★
DNA分子结构与复制
基因的表达
T29
[10分]
★
每年本专题考查的分值
6分
10分
五年均分3.2分
考点
全国Ⅲ卷5年考情分析
热度
2016
2017
2018
2019
2020
人类对遗传物质的探索历程
T1
[6分]
★
DNA分子结构与复制
基因的表达
T1
[6分]
T6
[6分]
T1
[6分]
T3
[6分]
★★
每年本专题考查的分值
12分
6分
12分
五年
均分
6分
1．用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，侵染一段时间后搅拌、离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中放射性32P约占初始标记T2噬菌体放射性的30%。在实验时间内，被侵染细菌的存活率接近100%。下列相关叙述不正确的是( )
A．离心后大肠杆菌主要分布在沉淀物中
B．沉淀物的放射性来自T2噬菌体的DNA
C．上清液具有放射性的原因是保温时间过长
D．本结果尚不能说明T2噬菌体的遗传物质是DNA
答案 C
解析 在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，离心后大肠杆菌主要在沉淀物中，A正确；32P标记的是T2噬菌体的DNA，T2噬菌体侵染大肠杆菌时将DNA注入大肠杆菌细胞中，经离心后随大肠杆菌沉淀，B正确；若保温时间过长，大肠杆菌裂解，新合成的T2噬菌体会释放到培养液，经离心出现在上清液中，但由“被侵染细菌的存活率接近100%”可知，上清液出现放射性不是保温时间过长细菌裂解造成的，是因为保温时间短部分T2噬菌体未侵染大肠杆菌造成的，C错误；本实验只对DNA进行标记，未进行蛋白质标记的相关实验，尚不能说明T2噬菌体的遗传物质是DNA，D正确。
2．真核细胞中的miRNA是一类由内源基因编码的单链RNA分子，它能识别靶mRNA并与之发生部分互补结合，从而调控基因的表达。据此分析，下列说法正确的是( )
A．真核细胞中所有miRNA的核苷酸序列都相同
B．miRNA中的碱基类型决定此RNA是单链结构
C．miRNA通过阻止靶基因的转录来调控基因表达
D．miRNA的调控作用可能会影响细胞分化的方向
答案 D
解析 miRNA是一类单链RNA分子，不同的miRNA核苷酸排列顺序一般不同，A错误；RNA的碱基都有A、U、C、G四种类型，因此碱基类型不能决定RNA是双链结构还是单链结构，B错误；miRNA能识别靶mRNA并与之发生部分互补结合，该过程会影响翻译过程，从而影响基因的表达，C错误；miRNA的调控作用可能对基因的选择性表达产生影响，即影响细胞分化的方向，D正确。
3．双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)与脱氧核苷三磷酸(dNTP)的结构如图所示。已知ddNTP按碱基互补配对的方式加到正在复制的子链中后，子链的延伸立即终止。某同学要通过PCR技术获得被32P标记且以碱基“C”为末端的、不同长度的子链DNA片段。在反应管中已经有单链模板、引物、DNA聚合酶和相应的缓冲液等，还需要加入下列哪些原料( )
①dGTP，dATP，dTTP，dCTP ②dGTP，dATP，dTTP
③α位32P标记的ddCTP ④γ位32P标记的ddCTP
A．①③ B.①④
C.②③ D.②④
答案 A
解析 由题意可知，该同学的目的是为得到放射性标记“C”为末端的、不同长度的子链DNA片段。则必须提供四种dNTP，如果没有dCTP则所有片段长度均一致，因为所有子链在合成时均在第一个C处掺入ddCTP而停止复制，故选①；由图可知，ddCTP要作为DNA复制的原料，则需要脱去两个磷酸基团，故应将放射性32P标记于α位，故选③。
4．(多选)大肠杆菌拟核DNA是环状DNA分子。将无放射性标记的大肠杆菌，置于含3H标记的dTTP的培养液中培养，使新合成的DNA链中的脱氧胸苷均被3H标记。在第二次复制未完成时将DNA复制阻断，结果如图所示。
下列对此实验的理解正确的是( )
A．DNA复制过程中，双链会局部解旋
B．Ⅰ所示的DNA链被3H标记
C．双链DNA复制以两条链作为模板
D．DNA复制方式是半保留复制
答案 ABCD
解析 由图Ⅰ的形成可知DNA复制过程中双链会局部解旋，A正确；由题意可知，将无放射性标记的大肠杆菌，置于含3H标记的dTTP的培养液中培养，使新合成的DNA链中的脱氧胸苷均被3H标记，而Ⅰ是新合成的子链，所以Ⅰ所示的DNA链被3H标记，B正确。
5．(多选)新型冠状病毒(2019nCoV)为有包膜病毒，其遗传物质是一种单股正链RNA，以ss(＋)RNA表示。ss(＋)RNA可直接作为mRNA翻译成蛋白质，下图是病毒的增殖过程示意图。有关该病毒说法不正确的是( )
A．该病毒的遗传物质彻底水解会得到四种核糖核苷酸
B．(＋)RNA的嘧啶碱基数与(－)RNA的嘧啶碱基数相等
C．RNA复制酶在宿主细胞内可催化磷酸二酯键的形成
D．由于没有核糖体，所以病毒包膜上不存在蛋白质
答案 ABD
解析 该病毒的遗传物质彻底水解产物为四种碱基、核糖、磷酸，A错误；(＋)RNA与(－)RNA彼此之间的碱基互补配对，所以(＋)RNA的嘧啶碱基数与(－)RNA的嘌呤碱基数相等，B错误；病毒没有细胞结构，不含有核糖体，病毒包膜上的蛋白质在宿主细胞核糖体上合成，D错误。
考点1 遗传物质的探究历程
1 肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验比较
肺炎双球菌转化实验
噬菌体侵染细菌实验
科学家
及年代
格里菲思1928年；艾弗里1944年
赫尔希和蔡斯1952年
实验
材料
R型和S型肺炎双球菌
噬菌体和大肠杆菌
实验
过程
格里菲思实验：R型活菌→小鼠不死亡(第一组)；
S型活菌→小鼠死亡(第二组)；
加热杀死的S型细菌→小鼠不死亡(第三组)；
R型活菌＋加热杀死的S型细菌→小鼠死亡，死亡小鼠体内分离到R型和S型活菌(第四组)。
艾弗里实验：提取S型活菌中的蛋白质、多糖、DNA等，分别加入培养R型细菌的培养基中；用DNA酶处理S型菌DNA后加入培养R型细菌的培养基
第一步：用分别含放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到分别含有35S和32P标记的噬菌体；
第二步：用35S或32P标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，搅拌、离心后检测放射性；
第三步：进一步检测细菌裂解释放的子代噬菌体的放射性
实验
结果
格里菲思实验：第四组小鼠死亡，死亡小鼠体内分离到R型和S型活菌。
艾弗里实验：加入DNA时，R型细菌转化成S型细菌；DNA酶则使转化效力丧失
用35S标记的一组实验，放射性同位素主要分布在上清液中，子代噬菌体不含放射性。用32P标记的一组实验，放射性同位素主要分布在试管的沉淀物中，子代噬菌体含放射性
实验
结论
格里菲思实验：加热杀死的S型细菌中存在某种转化因子可以将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌。
艾弗里实验：DNA是使细菌发生稳定遗传变化的物质
T2噬菌体的DNA是遗传物质
2 理清转化实验与噬菌体侵染实验相关问题
(1)格里菲思转化实验不能证明DNA是转化因子，仅能证明转化因子的存在。R型细菌转化为S型细菌的实质是S型细菌的DNA整合到了R型细菌的DNA中，从变异类型看属于基因重组。
(2)由于转化受到DNA的纯度、两种菌的亲缘关系、受体菌的状态等的影响，实验中并不是所有的R型细菌都转化成S型细菌，而只是小部分R型细菌发生转化。
(3)噬菌体侵染细菌的实验中，两次用到大肠杆菌：第一次是利用大肠杆菌对噬菌体进行放射性同位素标记；第二次是将标记的噬菌体与未标记的大肠杆菌进行混合培养，观察放射性同位素的去向。
(4)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因：①保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性；②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后子代释放出来，经离心后分布于上清液，使上清液中出现放射性。
(5)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。
(6)子代噬菌体的标记情况：
(7)加热使生命活动的承担者——蛋白质变性，表现为细菌生命活动的终止；加热时可以破坏DNA双链间的氢键，使DNA的双螺旋结构被破坏，在温度降低后可恢复原结构，保持其作为遗传物质的功能。
(8)噬菌体不能用培养基直接培养，因为其没有细胞结构，专营细菌寄生，只能用细菌来培养。
1．(2020·山东等级考)下列各项中，能作为DNA是遗传物质直接证据的是( )
A．不同生物的DNA不同
B．同种生物的不同细胞中，DNA的性质和含量保持恒定
C．用加热杀死的S型肺炎双球菌能把R型活细菌转化为S型活细菌
D．赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记技术进行的噬菌体侵染细菌的实验
答案 D
解析 用加热杀死的S型肺炎双球菌能把R型活细菌转化为S型活细菌，只能说明在S型肺炎双球菌体内含有能够使R型活细菌转化为S型活细菌的物质，但不能证明DNA是遗传物质，C不符合题意；赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记技术进行的噬菌体侵染细菌的实验，证明了DNA是噬菌体的遗传物质，D符合题意。
2．肺炎双球菌有许多类型，有荚膜的有毒性，能使小鼠患败血症而死亡，无荚膜的无毒性。科研人员所做的细菌转化实验如图所示，下列相关说法不正确的是( )
A．能导致小鼠死亡的有a、d两组
B．d、e两组对比可说明转化因子是DNA而不是蛋白质
C．d组产生的有毒性的肺炎双球菌能将该性状遗传给后代
D．培养后的d组中所有的肺炎双球菌都具有毒性
答案 D
解析 能导致小鼠死亡的有a、d两组，A正确；d、e两组将DNA和蛋白质分开，对比可说明转化因子是DNA而不是蛋白质，B正确；DNA是肺炎双球菌的遗传物质，d组产生的有毒性的肺炎双球菌能将该性状遗传给后代，C正确；培养后的d组中少数的肺炎双球菌具有毒性，大部分的未发生转化，无毒，D错误。
3．用35S标记的噬菌体侵染无标记的大肠杆菌，短时间保温后，离心获得上清液并进行检测。下列关于该实验的叙述，正确的是( )
A．该实验与细菌转化实验相同，也是根据遗传物质具有控制性状的特性设计的
B．该实验使用的噬菌体必须是接种在用35S标记的大肠杆菌的培养基中再释放出来的
C．上清液放射性很高，可推测DNA是遗传物质
D．新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明DNA是遗传物质而蛋白质不是
答案 B
解析 噬菌体侵染细菌的原理是噬菌体的成分简单，只有DNA和蛋白质，而且其侵染细菌时，只有DNA进入细菌细胞，蛋白质外壳留在细菌细胞外，这样就可以单独地、直接地去观察DNA和蛋白质的作用，没有利用遗传物质控制性状的特性；细菌转化实验是根据遗传物质具有控制生物的性状的特性设计的，A错误；噬菌体不能在普通培养基上生长，必须在细菌体内才能进行繁殖，因此必须使用无标记的噬菌体去侵染被35S标记的细菌，才能得到含35S的噬菌体，B正确；上清液中的放射性很高是因为35S标记的蛋白质未进入大肠杆菌，不能证明DNA是遗传物质，C错误；新形成的噬菌体中没有检测到35S，即蛋白质未进入到大肠杆菌，噬菌体的蛋白质没有参与噬菌体的繁殖过程，因此既不能证明蛋白质是遗传物质，也不能证明蛋白质不是遗传物质，D错误。
考点2 遗传信息的传递和表达
1 DNA复制、转录、翻译、逆转录、RNA复制的比较
项目
DNA复制
转录
翻译
逆转录
RNA复制
场所
主要在细
胞核内
主要在细
胞核内
核糖体
宿主细胞
宿主细胞
模板
DNA的
两条链
DNA的
一条链
mRNA
RNA
RNA
原料
4种脱氧
核苷酸
4种核糖
核苷酸
20种
氨基酸
4种脱氧
核苷酸
4种核糖
核苷酸
酶
解旋酶、
DNA
聚合酶等
RNA聚
合酶等
多种酶
逆转录酶
RNA聚
合酶等
碱基
互补
配对
原则
A—T；
G—C；
T—A；
C—G
A—U；
G—C；
T—A；
C—G
A—U；
G—C；
U—A；
C—G
A—T；
G—C；
U—A；
C—G
A—U；
G—C；
U—A；
C—G
结果
两个子代
DNA
RNA
蛋白质
DNA
RNA
信息
传递
DNA
↓
DNA
DNA
↓
RNA
mRNA
↓
蛋白质
RNA
↓
DNA
RNA
↓
RNA
实例
绝大多数
生物
绝大多数
生物
所有
生物
艾滋病
病毒
烟草花叶
病毒
(1)细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与，没有专门的解旋酶。
(2)DNA复制和转录：并非只发生在细胞核中，凡DNA存在的部位均可发生，如叶绿体、线粒体、拟核和质粒等。
(3)转录的产物除了mRNA外，还有tRNA和rRNA，三种RNA均参与翻译过程但携带遗传信息的只有mRNA。
(4)翻译：并非所有密码子都能决定氨基酸，3种终止密码子不能决定氨基酸。
(5)哺乳动物成熟红细胞中无细胞核和细胞器，不能进行DNA的复制、转录和翻译。
(6)在翻译过程中，一条mRNA上可同时结合多个核糖体，可同时合成多条相同的多肽链，加快翻译速度，但不能缩短每条肽链的合成时间。多聚核糖体现象在真、原核细胞中都存在。
(7)原核生物中边转录边翻译；真核生物中先在细胞核中转录，后在细胞质中完成翻译过程。
(8)从核糖体上脱离下来的多肽链经折叠、加工成为具有复杂空间结构的蛋白质。真核细胞内有内质网、高尔基体参与蛋白质的加工，原核细胞内蛋白质合成后也有加工，但没有内质网、高尔基体的参与。
(9)DNA复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则，真核生物的某些细胞中也存在逆转录过程。
(10)RNA复制只发生在被RNA病毒寄生的宿主细胞中。
(11)一个细胞周期中DNA只复制一次，而转录是以基因为单位，因此在一个细胞周期中，转录可发生多次。
(12)在蛋白质的合成过程中，转录是以DNA(基因)的两条链中的一条为模板，合成一条mRNA单链；在翻译时，mRNA每三个碱基决定一种氨基酸，因此，三者之间的数量关系一般可表示为：
蛋白质中氨基酸数目＝mRNA碱基数目＝DNA(或基因)碱基数目。
2 遗传信息的传递过程分析
(1)细胞生物(真核、原核)
(2)DNA病毒(T2噬菌体)
(3)RNA病毒
①自我复制型(烟草花叶病毒)
②逆转录病毒(HIV病毒)
注：(1)自我复制型RNA病毒要得到亲本RNA需以亲代RNA链为模板经一次复制得反链RNA，再以反链RNA为模板得遗传物质RNA。
(2)RNA病毒侵染宿主细胞时，除将其RNA注入细胞内，还可能携带蛋白质进入，故不采用放射性同位素标记法研究RNA病毒的遗传物质是蛋白质还是RNA。
3 中心法则图解
题型一 遗传信息的传递和表达
1．下列关于大肠杆菌细胞中基因表达过程的叙述中，正确的是( )
A．在转录和翻译过程中，出现2种完全不同的碱基互补配对形式
B．一种tRNA可以转运多种氨基酸
C．tRNA上的碱基序列是由mRNA决定的
D．多肽链合成时，一个mRNA上有若干个核糖体同时工作
答案 D
解析 转录过程中出现DNA上的碱基与RNA的碱基互补配对，翻译过程mRNA上的碱基与tRNA的碱基互补配对，两种配对过程有一种不同的碱基互补配对形式，即T—A、U—A不同，A错误；一种tRNA只能转运一种氨基酸，B错误；mRNA上的密码子决定了氨基酸的种类，并不能决定tRNA上的碱基序列，C错误；一条mRNA上可串联多个核糖体同时进行工作，因为翻译的模板相同，最终得到多条相同的肽链，D正确。
2．(2021·河北名校联盟高三下学期开学考试)有一种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主的基因组中。物质W与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，那么物质W抑制该病毒增殖的机制是( )
A．抑制该病毒RNA的转录过程
B．抑制该病毒蛋白质的翻译过程
C．抑制该病毒RNA的自我复制过程
D．抑制该RNA病毒的反(逆)转录过程
答案 D
解析 该RNA病毒在增殖过程中遗传物质需要经过某种转变才能整合到真核宿主细胞的基因组中，由于真核细胞的遗传物质是DNA，因此该RNA病毒的转变过程是逆转录过程，又知物质W与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，因此不抑制DNA分子复制，则该物质抑制的是逆转录过程，D正确。
题型二 关于病毒正负链遗传物质传递问题
3．(2021·湖北十一校第二次联考)2020年全球发生了一场严重的新冠肺炎疫情，其病原体2019nCoV是一种具有包膜，单条正链RNA(＋)的冠状病毒，该病毒在宿主细胞内的增殖过程如图所示，a～e表示相应的生理过程。下列相关叙述正确的是( )
A．RNA(＋)既含有该病毒的基因，也含有起始密码子和终止密码子
B．a、c、d表示RNA的复制过程，图中的mRNA与RNA(＋)序列相同
C．b、d、e表示翻译过程，该过程所需要的原料、tRNA和能量均来自于宿主细胞
D．该病毒经主动运输方式进入宿主细胞
答案 A
解析 RNA(＋)是该病毒的遗传物质，因此其含有该病毒的基因，同时RNA(＋)可直接作为模板翻译形成RNA聚合酶，说明其上含有起始密码子和终止密码子，A正确；过程a、c表示RNA的复制过程，d不是RNA的复制过程，d形成的mRNA只用于表达病毒蛋白质，长度比RNA(－)短，其碱基序列与RNA(＋)不完全相同，B错误；b、e表示翻译过程，因为其产物为蛋白质，由于病毒的增殖均在宿主细胞内进行，翻译所需原料、tRNA、能量均来自宿主细胞，而d过程不为翻译，因其产物不是翻译产物蛋白质，C错误；新冠病毒进入宿主细胞的方式为胞吞，D错误。
4．(多选)(2021·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。相关叙述不正确的是( )
A．过程①、②需要RNA依赖性RNA聚合酶和脱氧核苷酸
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 ABC
解析 RNA复制过程需要RNA依赖性RNA聚合酶和核糖核苷酸，A错误；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。
题型三 DNA甲基化引起的遗传表达及表现型的变化
5．(2021·河北选择性考试)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；从图中可以看出，基因包括启动子、转录区域、终止子等部分，启动子和转录区域为基因中不同的区段，基因启动子区域被甲基化后，会抑制该基因的转录，因此甲基化的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。
6．(2021·四川成都二诊)DNA甲基化是指在甲基转移酶的作用下，DNA分子中的胞嘧啶结合一个甲基基团的过程(如图所示)。DNA甲基化不会改变基因序列但能抑制基因的表达，亲代甲基化的DNA可以遗传给后代，使后代出现相同的表现型。DNA甲基化抑制基因表达的原因可能是( )
A．DNA分子中的碱基配对方式发生了改变
B．DNA的结构改变导致解旋酶不能发挥作用
C．影响基因与RNA聚合酶结合而抑制基因转录
D．改变mRNA的密码子顺序使肽链出现多种变化
答案 C
解析 DNA甲基化不会改变基因序列，其碱基配对方式也未发生改变，A错误；DNA甲基化不会改变基因序列但能抑制基因的表达，并不影响解旋酶发挥作用，解旋酶用于DNA复制，B错误；DNA甲基化能抑制基因的表达，可能是影响基因与RNA聚合酶结合而抑制基因转录，C正确；DNA甲基化不会改变基因序列，也不改变mRNA的密码子顺序，D错误。
7．(多选)(2021·北京海淀一模改编)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的甲基化水平不会影响细胞中基因的表达
C．DNA甲基化不改变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 AB
解析 形成视觉是在大脑皮层，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错误；DNA甲基化是将甲基添加到DNA上，并不改变DNA的碱基序列，C正确；在自然状态下，细胞的分化是持久的、不可逆的，D正确。
8．如图表示真核细胞内某DNA片段上遗传信息的传递过程，其中①～④表示物质，a、b、c表示过程。请分析回答下列问题：
(1)能识别密码子的物质是[ ]________，遗传信息表达的过程指图中的________(填字母)。
(2)a过程参与的酶是________________。若a过程发生差错会导致____________(变异类型)。诱变育种时，被处理的生物个体中性状改变的个体数远少于a过程实际发生差错的个体数，其原因在于__________________(答出一项即可)。
(3)由②的核苷酸序列可确定①的核苷酸序列，其依据是______________ ____________，若在②上起始密码子后插入三个核苷酸，合成的④中除在甲硫氨酸(起始密码子决定)后多一个氨基酸外，其余的氨基酸序列没有发生变化，这说明__________________________。
(4)若④参与构成的蛋白质进入线粒体基质中发挥作用，则它可能参与有氧呼吸的第________阶段，该过程揭示出基因对性状的控制方式是_____________ __________________________________________________________________。
答案 (1)③ tRNA b、c
(2)DNA聚合酶和解旋酶 基因突变 密码子具有简并性
(3)碱基互补配对原则 一个密码子由三个核苷酸组成
(4)二 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状
[基础测试]
一、单项选择题(在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)
1．为研究R型肺炎双球菌转化为S型菌的转化因子是DNA还是蛋白质，研究者进行了下图所示的转化实验。对本实验作出的分析，不正确的是( )
A．本实验通过酶解去除单一成分进行研究
B．甲、乙组培养基中只有S型菌落出现
C．蛋白酶处理结果显示提取物仍有转化活性
D．本实验结果表明DNA使R型菌发生转化
答案 B
解析 甲、乙组培养基中除了有S型菌落出现，还有R型菌落出现，B错误。
2．有科学家发现普遍存在于动物中的磁受体基因，其编码的磁受体蛋白能识别外界磁场和顺应磁场方向排列，并据此提出一个新的“生物指南针”分子模型。下列叙述正确的是( )
A．磁受体基因的骨架是由磷酸和核糖交替排列而成的
B．基因中相邻碱基之间通过一个五碳糖和一个磷酸相连
C．同位素标记该基因中的两条链，每次复制后带有标记的DNA分子数目不变
D．翻译时，每种密码子都有与之相对应的反密码子
答案 C
解析 磁受体基因是有遗传效应的DNA片段，其骨架是由磷酸和脱氧核糖交替排列而成的，A错误；基因中同一条链上的相邻碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连，而不同链之间的相邻碱基通过氢键相连，B错误；同位素标记该基因中的两条链，根据DNA分子半保留复制的特点，每次复制后带有标记的DNA分子数目不变，C正确；终止密码子不编码氨基酸，没有与之对应的反密码子，D错误。
3．(2021·北京西城一模)一些基因表达抑制剂的作用机制和靶细胞如下表所示。相关分析错误的是( )
抑制剂
作用机制
靶细胞
四环素
阻断tRNA与核糖体结合
细菌
氯霉素
与核糖体结合
细菌
α鹅膏菌素
与RNA聚合酶结合
真核细胞
嘌呤霉素
tRNA类似物
细菌及真核细胞
A．上述抑制剂均适合做临床使用的抗生素
B．真核细胞与原核细胞核糖体结构可能有区别
C．基因工程中可用四环素抗性基因作标记基因
D．α鹅膏菌素和嘌呤霉素分别抑制基因的转录和翻译
答案 A
解析 α－鹅膏菌素和嘌呤霉素可作用于真核细胞，不能作为抗生素，A错误；氯霉素与细菌核糖体结合，而不与真核细胞的核糖体结合，说明真核细胞与原核细胞核糖体结构可能有区别，B正确；α－鹅膏菌素与RNA聚合酶结合抑制基因的转录，而嘌呤霉素是tRNA类似物，抑制翻译过程，D正确。
4．正在进行复制的DNA分子上的“Y”形交叉点称为复制叉。在每个复制起始位点处形成两个复制叉，它们朝相反方向移动，在“复制机器”的作用下沿途打开母链合成新的子链。图示为果蝇早期胚胎细胞正在进行DNA复制的电镜照片。以下说法错误的是( )
A．DNA多起点双向复制提高了合成效率
B．图中DNA上的可见颗粒可能是蛋白质
C．该图证明DNA子链延伸方向是从5′到3′
D．“复制机器”含有DNA聚合酶和解旋酶等
答案 C
解析 据图可知DNA多起点双向复制，这种复制方式极大地提高了合成效率，A正确；图中DNA上的可见颗粒可能是蛋白质，因为DNA复制时需要多种酶参与，B正确；据该图无法证明DNA子链延伸方向是从5′到3′，C错误；“复制机器”含有DNA聚合酶和解旋酶等，D正确。
5．用32P标记的一个含有200个碱基对的亲代链状DNA分子中，有鸟嘌呤40个，将其放在含31P的PCR体系中连续复制4次，下列相关分析中正确的是( )
A．亲代链状DNA中含有2个游离的磷酸基团
B．复制中共需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸900个
C．子代DNA中含有32P的DNA单链占总单链的1/8
D．DNA分子的一条链与另一条链中碱基A＋T所占比例互为倒数
答案 A
解析 一个DNA分子有200对即400个碱基，其中鸟嘌呤40个，则腺嘌呤有160个，复制中共需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸＝(24－1)×160＝2400个，B错误；由于DNA分子的半保留复制，子代DNA中含有32P的DNA单链2条，占总单链32条中的1/16，C错误；DNA分子的一条链与另一条链中碱基A＋T所占比例相同，D错误。
6. (2021·河北唐山高三一模)四种氨基酸：甲硫氨酸、脯氨酸、谷氨酸、精氨酸，各有1、4、2、6组对应密码子，假设一多肽链序列为：[N端]—甲硫氨酸—脯氨酸—谷氨酸—精氨酸—[C端]，其中N端为甲硫氨酸的—NH2端，如图是tRNA的分子结构。下列叙述错误的是( )
A．多肽链的C端为精氨酸的羧基
B．谷氨酸的羧基与精氨酸的氨基之间形成肽键
C．脯氨酸与相应tRNA的羟基端结合后第二个进入核糖体
D．理论上最多有13种不同的mRNA序列可以产生此多肽链
答案 D
解析 多肽链是一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基依次相连，由于排列顺序是[N端]—甲硫氨酸—脯氨酸—谷氨酸—精氨酸—[C端]，所以如果N端为甲硫氨酸的—NH2端，则C端为精氨酸的羧基，A正确；该多肽链中谷氨酸的羧基与精氨酸的氨基之间形成肽键，而精氨酸的羧基呈游离状态，B正确；氨基酸连接在tRNA的羟基，由于脯氨酸是第二个氨基酸，所以第二个进入核糖体，C正确；由于甲硫氨酸、脯氨酸、谷氨酸、精氨酸，各有1、4、2、6组对应密码子，所以理论上最多有1×4×2×6＝48种mRNA序列可以产生此多肽链，D错误。
7．某生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是( )
A．在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开
B．DNA—RNA杂交区域中A应与T配对
C．mRNA翻译只能得到一条肽链
D．该过程发生在真核细胞中
答案 A
解析 从图中可以看出，在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开，开始转录，A正确；DNA—RNA杂交区域中碱基A在转录模板DNA链上，应与mRNA上的碱基U配对，B错误；据图可知，一条mRNA为模板，可结合多个核糖体，翻译得到多条肽链，C错误；据图可知，转录还未结束，核糖体上的翻译过程已经开始，该过程应该发生在原核细胞中，D错误。
二、多项选择题(在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求)
8．(2021·福建适应性测试改编)下列关于遗传物质的叙述，正确的是( )
A．双链DNA分子的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接构成
B．T2噬菌体侵染细菌后，利用细菌提供的解旋酶催化DNA的复制
C．利用DNA指纹技术鉴定身份的依据是个体的DNA具有特异性
D．通过基因修饰或基因合成能对蛋白质进行改造或制造新蛋白质
答案 ABCD
解析 脱氧核糖和磷酸交替连接构成双链DNA分子的基本骨架，A正确；T2噬菌体侵染细菌后，其DNA复制所需要的解旋酶由宿主细胞提供，B正确；DNA分子具有多样性和特异性，利用DNA指纹技术鉴定身份的依据是个体的DNA具有特异性，C正确；基因通过转录、翻译控制蛋白质的合成，通过基因修饰或基因合成可对蛋白质进行改造或制造新蛋白质，D正确。
9．下图为基因控制性状的流程示意图。请据图分析，下列说法正确的是( )
A．①过程以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成RNA
B．某段DNA上发生了基因突变，但形成的蛋白质不一定会改变
C．③过程中需要多种转运RNA，转运RNA不同，所搬运的氨基酸也不相同
D．人的镰刀型细胞贫血症是基因对性状的直接控制，使结构蛋白发生变化
答案 ABD
解析 图示①过程是以DNA一条链为模板，四种核糖核苷酸为原料合成RNA的过程，①为转录，A正确；某段DNA上发生了基因突变，导致密码子发生改变，但因密码子的简并性，其决定的氨基酸不一定改变，形成的蛋白质不一定会改变，B正确；③是翻译过程，需要多种转运RNA，因密码子的简并性，不同的转运RNA可能搬运相同的氨基酸，C错误；人的镰刀型细胞贫血症是基因突变引起的蛋白质结构改变所致，属于基因对性状的直接控制，D正确。
三、非选择题
10．下图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程，回答有关问题：
(1)图示甲、乙、丙过程分别表示________、转录和翻译的过程。其中甲、乙过程可以发生在细胞核中，也可以发生在________及________中。
(2)生物学中，经常使用3HTdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸)研究甲过程的物质合成情况，原因是_______________________________________________ __________________________________________。
(3)转录时，与DNA中转录起点结合的酶是______________。一个细胞周期中，乙过程在每个起点可起始多次，而细胞核中的甲过程在每个起点一般起始________次。
(4)丙过程在核糖体上进行，通过________上的反密码子来识别mRNA上的碱基，将氨基酸转移到相应位点上。AUG是甲硫氨酸的密码子，又是肽链合成的起始密码子，某种分泌蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸，这是因为细胞中新生肽链经________和________加工修饰的结果。
答案 (1)DNA复制 线粒体 叶绿体(两空顺序可颠倒)
(2)3HTdR是DNA合成的原料之一，可根据放射性强度变化来判断DNA合成情况
(3)RNA聚合酶 一
(4)tRNA 内质网 高尔基体
解析 (1)图甲是以DNA的两条链为模板合成子代DNA的过程，即DNA复制；DNA存在于细胞核、叶绿体和线粒体中，所以，在叶绿体和线粒体中，也可发生DNA复制和转录。
(3)转录的产物是RNA，与DNA中转录起点结合的酶是RNA聚合酶；一个细胞周期中，核DNA只复制一次，而基因的转录可进行多次。
(4)反密码子存在于tRNA上；AUG是起始密码子，新合成的多肽链首端应是甲硫氨酸，但某种分泌蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸，这说明新生肽链经过内质网和高尔基体的加工修饰后，甲硫氨酸被切除。
11．表观遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变。DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子(RNA聚合酶与基因结合，开始转录的位点)上存在富含双核苷酸“CG”的区域，称为“CG岛”。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶(如图1所示)，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。
(1)由上述材料可知，DNA甲基化________(选填“会”或“不会”)改变基因转录产物的碱基序列。
(2)由于图2中过程①的方式是______________，所以其产物都是________甲基化的，因此过程②必须经过______________的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
(3)研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质(RNA聚合酶)与启动子的结合，从而抑制________________。
(4)5氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测AZA可能的作用机制之一是：AZA在________过程中掺入DNA分子，导致与DNA结合的甲基化酶活性降低，从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的机制是：AZA与“CG岛”中的________竞争甲基化酶，从而降低DNA的甲基化程度。
(5)小鼠的A基因编码胰岛素生长因子2(IGF2)，a基因无此功能(A、a位于常染色体上)。IGF2是小鼠正常发育必需的一种蛋白质，缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中，来自父本的A及其等位基因能够表达，来自母本的则不能表达。检测发现，这对基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵细胞中则是甲基化的。若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠(AA)杂交，则F1的表现型应为____________________。F1雌雄个体间随机交配，则F2的表现型及其比例应为____________________。结合F1配子中A及其等位基因启动子的甲基化状态，分析F2出现这种比例的原因是_________________________________________ _______________________________________。
答案 (1)不会
(2)半保留复制 半 维持甲基化酶
(3)基因的表达
(4)DNA复制 胞嘧啶
(5)全部正常 正常∶矮小＝1∶1 卵细胞中的A及其等位基因由于启动子甲基化而不表达，精子中的A及其等位基因由于启动子非甲基化而表达，并且含A的精子∶含a的精子＝1∶1
解析 (1)由题图1和图2可知，DNA甲基化不会改变基因转录产物的碱基序列，仅是对碱基的化学修饰。
(2)由于图2中过程①的方式是半保留复制，所以其产物都是半甲基化的，因此过程②必须经过维持甲基化酶的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
(3)研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质(RNA聚合酶)与启动子的结合，从而抑制基因的表达(或转录)。
(5)若纯合矮小雌鼠(aa)与纯合正常雄鼠(AA)杂交，则F1的基因型均为Aa，且其中来自父亲的A能够表达，来自母亲的a不能表达，因此F1的表现型是(全部)正常。F1雌雄个体(父Aa×母Aa)间随机交配，由于来自父本的A及其等位基因能够表达，来自母本的则不能表达，则F2的表现型及其比例应为正常∶矮小＝1∶1。
[能力提升]
一、单项选择题(在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)
1．HIV(人类免疫缺陷病毒)是一种逆转录病毒，下列有关该病毒的叙述正确的是( )
A．在逆转录酶的催化下遗传物质以半保留的方式进行复制
B．以病毒的核酸为模板进行转录进而合成HIV的核糖体
C．HIV的蛋白质是在宿主细胞的核糖体上经脱水缩合形成的
D．HIV遗传信息的传递和表达过程可以表示为
答案 C
解析 在逆转录酶的催化下以遗传物质RNA作为模板进行逆转录，并非以半保留的方式进行复制，A错误；HIV病毒是逆转录病毒，故以病毒的RNA为模板进行逆转录合成DNA，再以DNA作模板转录和翻译HIV的蛋白质，HIV病毒无细胞结构，不含有核糖体，B错误；HIV遗传信息的传递和表达过程可以表示为，D错误。
2．(2021·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，下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，以丙型肝炎病毒(HCV)的＋RNA为模板翻译形成病毒的衣壳蛋白和相应的蛋白酶(催化复制)，HCV的＋RNA进入宿主细胞后先翻译后复制，A错误；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。
3．(2021·湖南高三六校联考)果蝇细胞中含有调控“生物钟”的per基因，表达产物为PER蛋白，PER蛋白在白天会被降解，而到晚上PER蛋白与TIM蛋白绑定后被运输到细胞核中积累，从而抑制per基因的表达。通过这样的机制，PER蛋白持续而周期性地调控着果蝇的“生物钟”。据图分析，下列有关描述正确的是( )
A．图中mRNA从右向左在核糖体中移动
B．per基因能持续地进行复制、转录、翻译以补充被降解的PER蛋白
C．果蝇“生物钟”的调节过程体现了per基因与基因产物之间的相互作用
D．PER－TIM蛋白复合物对per基因表达的调控属于翻译水平的调控
答案 C
解析 翻译过程中是核糖体沿mRNA移动，A错误；per基因通过转录、翻译以补充被降解的PER蛋白，不涉及per基因的复制，B错误；该过程体现了per基因与基因产物之间的相互作用，C正确；PER－TIM蛋白复合物对per基因表达的调控属于转录水平的调控，D错误。
4．Qβ噬菌体的遗传物质(QβRNA)是一条单链RNA，当噬菌体侵染大肠杆菌后，QβRNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如下图)，然后利用该复制酶复制QβRNA，下列叙述正确的是( )
A．QβRNA的复制需经历一个逆转录过程
B．QβRNA的复制需经历形成双链RNA的过程
C．一条QβRNA模板只能翻译出一条肽链
D．QβRNA复制后，复制酶基因才能进行表达
答案 B
解析 由题意可知，Qβ噬菌体的遗传物质(QβRNA)是一条单链RNA，且可直接作为模板进行翻译，不需要逆转录，A错误；QβRNA复制时，直接以RNA为模板进行复制：先以＋RNA为模板合成－RNA，此时正负链之间是结合在一起的(即双链RNA形式)，再以双链中的－RNA为模板合成新的＋RNA，B正确；由图可知，一条QβRNA模板可翻译多条肽链，C错误；由题意知，QβRNA可直接翻译出蛋白质，D错误。
5．(2021·山东临沂高三期末)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，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，而甲基化将影响基因的转录，从而影响基因正常表达，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，D错误。
6．人类白化病和苯丙酮尿症是由代谢异常引起的疾病，下图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图中不能得出的结论是( )
A．基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状
B．基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状
C．一个基因可以控制多种性状
D．一种性状可以由多个基因控制
答案 A
解析 据图可以得出基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，A错误，B正确；由图可知基因和性状之间不是一一对应的关系，一个基因可以参与控制多种性状，一种性状可以由多个基因参与控制，C、D正确。
二、多项选择题(在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求)
7．下图简要概括了真核细胞中基因指导蛋白质合成过程中相关物质间的关系。下列说法正确的是( )
A．图中①表示基因，主要位于染色体上
B．图中②表示转录，该过程中碱基配对的方式与DNA复制过程中有所不同
C．图中③表示翻译，该过程离不开④
D．图中④上的密码子决定其携带的氨基酸的种类
答案 ABC
解析 真核细胞中，①基因主要分布在染色体上，少量基因在线粒体和叶绿体中，A正确；②表示转录过程，该过程中碱基配对方式为A－U、T－A、C－G、G－C，DNA复制过程中碱基配对方式为A－T、T－A、C－G、G－C，B正确；③表示翻译过程，该过程离不开④tRNA，tRNA识别mRNA上密码子，并运载相应氨基酸，C正确；密码子在mRNA上，而④是tRNA，D错误。
8．(2021·河北选择性考试模拟考改编)生物大分子之间的相互结合在生物体的生命活动中发挥重要作用。下列叙述不正确的是( )
A．蛋白质与DNA结合后都能调控基因表达
B．RNA聚合酶与起始密码子结合启动转录的起始
C．RNA与蛋白质的结合在细胞生物中普遍存在
D．DNA与RNA的结合可发生在HIV中
答案 ABD
解析 DNA和DNA水解酶结合后无法调控基因表达，A错误；RNA聚合酶是结合在启动子上启动转录的，B错误；RNA主要分为：mRNA、tRNA和rRNA，rRNA与蛋白质组成核糖体，在翻译过程中mRNA、tRNA都至少与核糖体结合，所以RNA与蛋白质的结合在细胞生物中普遍存在，C正确；HIV是艾滋病病毒，病毒没有细胞结构，是异养生物，病毒只有寄生在其他生物的活细胞中利用宿主细胞内的代谢系统和营养物质才能进行生命活动，所以DNA与RNA的结合发生在宿主细胞中，D错误。
三、非选择题
9．真核细胞中DNA主要位于细胞核内，而蛋白质合成在细胞质中的核糖体上。依据这一事实，科学家推测存在某种“信使”分子，能将遗传信息从细胞核携带到细胞质中。为确定遗传信息从DNA传递给蛋白质的中间载体，科学家们做了如下研究。
(1)对于“信使”有两种不同假说。假说一：核糖体RNA可能就是信息的载体；假说二：另有一种RNA(称为mRNA)作为遗传信息传递的信使。
①若假说一成立，则细胞内的核糖体种类是否相同？为什么？
②若假说二成立，则mRNA在指导蛋白质合成过程中与细胞内原有的核糖体什么关系？
(2)用含15N的培养基培养细菌，标记细菌的核糖体(即“重核糖体”)，然后将细菌转移至含14N和32P的培养基中，同时接种噬菌体，进行一定时间的培养，将被侵染后裂解的细菌进行密度梯度离心和放射性检测，结果如下图所示。实验结果支持哪个假说？请说出判断依据。
(3)若要证明新合成的噬菌体RNA为“信使”，还需要进行两组分子杂交实验，请选择下列序号填入表格。
①将新合成的噬菌体RNA与细菌DNA混合
②将新合成的噬菌体RNA与噬菌体DNA混合
③出现DNA－RNA杂交现象
④不出现DNA－RNA杂交现象
组别
实验处理
预期结果
1
2
答案 (1)①若假说一成立，则细胞内的核糖体种类是不相同的。因为细胞核中的DNA所控制合成的蛋白质多种多样，作为两者之间传递信息的载体RNA也多种多样，所以由这些RNA参与形成的核糖体是不同的。②若假说二成立，则mRNA在指导蛋白质合成过程中与细胞内原有的核糖体结合。
(2)实验结果与假说二的预期结果一致，假说二成立。依据是离心的结果只有“重”核糖体，且含放射性32P的新合成的噬菌体RNA出现的位置与“重”核糖体的位置一致，说明噬菌体没有合成新的核糖体，噬菌体侵入大肠杆菌后合成的具有放射性标记的RNA与原有细菌的“重核糖体”结合，指导其蛋白质合成。
(3)如下表
组别
实验处理
预期结果
1
②
③
2
①
④
10．小鼠的毛色有agouti色、黑色、白色、黄色等几种类型，科研人员对小鼠毛色的形成机理进行了相关研究。
(1)实验用黑色品系小鼠与agouti色系小鼠杂交，F1代均为agouti色，F2代结果见下表。
杂交组合
agouti色
黑色
组合一
agouti色♂×黑色♀
168
58
组合二
黑色♂×agouti色♀
152
49
据此推断控制小鼠毛色的基因位于________染色体上，若用A和a表示控制毛色形成的相关基因，F2代agouti色小鼠的基因型为________。
(2)小鼠的毛色主要由毛囊黑色素细胞合成的黑色素种类所决定，其分子机制如下图所示。
①已知A基因表达结构正常的ASP，a基因表达结构异常的ASP。由图可知，Mc1R为MSH和结构正常ASP的____________，且当MSH和ASP共存时，Mc1R优先与____________________结合。据此分析黑毛小鼠形成的原因是___________________________________________________________________。
②下表为agouti毛色小鼠的A基因在毛发生长不同时间的表达情况，请在图示相应位置标出毛色。agouti毛色形成机理说明：A基因并不直接控制agouti毛色形成，其产物ASP作为一种____________分子起作用。
毛发生长时间
A基因表达情况
1～3天
不表达
4～6天
表达
6天以后
停止表达
③A基因可以突变成显性黄色基因(Avy)，使小鼠每根毛全为黄色，说明Avy基因和A基因在表达上的差异是：____________________________________。
(3)小鼠毛色的形成还与控制色素合成的B基因有关，b基因不合成色素，成为白鼠。即A基因的显性作用是建立在小鼠毛囊黑色素细胞能够产生色素的基础上，推测组合一中父本和母本的基因型分别为____________。
(4)给怀孕母鼠食物中添加叶酸、胆碱等富含甲基的添加剂，出生的Avya小鼠也会出现agouti毛色，此现象说明：__________________________________。
答案 (1)常 AA或Aa
(2)①受体 结构正常的ASP 黑毛小鼠只有a基因，只产生结构异常的ASP，导致MSH与Mc1R结合，形成真黑素
② 信号 ③Avy基因持续表达，A基因不持续表达
(3)AABB和aaBB
(4)环境因素(和遗传因素共同)影响生物性状
解析 (1)由表可得选择agouti色和黑色作亲本进行正反交，F2代结果都接近3∶1，故该基因应该位于常染色体上，若用A和a表示控制毛色形成的相关基因，F2代agouti色小鼠的基因型为AA或Aa。
(2)②由题表可知，毛发生长时间1～3天agouti毛色小鼠的A基因不表达，在毛发生长时间4～6天表达，在毛发生长时间6天以后停止表达，故在毛尖处为黑色，依次往下为黄色和黑色。
(3)小鼠毛色的形成还与控制色素合成的B基因有关，b基因不合成色素，成为白鼠。即A基因的显性作用是建立在小鼠毛囊黑素细胞能够产生色素的基础上，推测组合一中父本和母本的基因型分别为AABB和aaBB。
[考纲要求] 1.人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ) 2.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ) 3.基因的概念(Ⅱ) 4.DNA分子的复制(Ⅱ) 5.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ) 6.基因与性状的关系(Ⅱ)
1．(2021·全国乙卷)在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中，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。
2．(2019·全国卷Ⅰ)用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是( )
①同位素标记的tRNA ②蛋白质合成所需的酶 ③同位素标记的苯丙氨酸 ④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸 ⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液
A．①②④ B．②③④
C．③④⑤ D．①③⑤
答案 C
解析 在体外合成同位素标记的多肽链，需要有翻译合成该多肽链的模板——mRNA，人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸即为翻译的模板；还需要有合成该多肽链的原料——同位素标记的氨基酸(苯丙氨酸)。此外，合成该多肽链还需要酶、能量等，可由除去了DNA和mRNA的细胞裂解液提供。
3．(2016·全国卷Ⅱ)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是( )
A．随后细胞中的DNA复制发生障碍
B．随后细胞中的RNA转录发生障碍
C．该物质可将细胞周期阻断在分裂中期
D．可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用
答案 C
解析 因为该物质可使DNA双链不能解开，DNA复制和转录时都需要解旋，所以若在细胞培养液中加入该物质，会导致细胞中DNA复制和转录发生障碍，A、B正确；因为该物质使DNA复制不能完成，所以可将细胞周期阻断在分裂间期，C错误；该物质能抑制DNA复制和转录，因此，可抑制癌细胞增殖，D正确。
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。
5．(2021·河北选择性考试改编)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。下列叙述错误的是( )
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
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 A
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。
6．(2021·湖南选择性考试改编)细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述不正确的是( )
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 D
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；核基因的转录是以细胞核中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，翻译的场所发生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。
7．(2021·山东等级考)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 根据题干信息分析“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，共六种产物，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。
考点
全国Ⅰ卷5年考情分析
热度
2017
2018
2019
2020
2021
人类对遗传物质的探索历程
T5[6分]
★
DNA分子结构与复制
★
基因的表达
T2
[6分]
★
每年本专题考查的分值
6分
6分
五年均分2.4
分
考点
全国Ⅱ卷5年考情分析
2017
2018
2019
2020
2021
热度
人类对遗传物质的探索历程
T2
[6分]
★
DNA分子结构与复制
基因的表达
T29
[10分]
★
每年本专题考查的分值
6分
10分
五年均分3.2分
考点
全国Ⅲ卷5年考情分析
热度
2016
2017
2018
2019
2020
人类对遗传物质的探索历程
T1
[6分]
★
DNA分子结构与复制
基因的表达
T1
[6分]
T6
[6分]
T1
[6分]
T3
[6分]
★★
每年本专题考查的分值
12分
6分
12分
五年
均分
6分
1．用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，侵染一段时间后搅拌、离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中放射性32P约占初始标记T2噬菌体放射性的30%。在实验时间内，被侵染细菌的存活率接近100%。下列相关叙述不正确的是( )
A．离心后大肠杆菌主要分布在沉淀物中
B．沉淀物的放射性来自T2噬菌体的DNA
C．上清液具有放射性的原因是保温时间过长
D．本结果尚不能说明T2噬菌体的遗传物质是DNA
答案 C
解析 在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，离心后大肠杆菌主要在沉淀物中，A正确；32P标记的是T2噬菌体的DNA，T2噬菌体侵染大肠杆菌时将DNA注入大肠杆菌细胞中，经离心后随大肠杆菌沉淀，B正确；若保温时间过长，大肠杆菌裂解，新合成的T2噬菌体会释放到培养液，经离心出现在上清液中，但由“被侵染细菌的存活率接近100%”可知，上清液出现放射性不是保温时间过长细菌裂解造成的，是因为保温时间短部分T2噬菌体未侵染大肠杆菌造成的，C错误；本实验只对DNA进行标记，未进行蛋白质标记的相关实验，尚不能说明T2噬菌体的遗传物质是DNA，D正确。
2．真核细胞中的miRNA是一类由内源基因编码的单链RNA分子，它能识别靶mRNA并与之发生部分互补结合，从而调控基因的表达。据此分析，下列说法正确的是( )
A．真核细胞中所有miRNA的核苷酸序列都相同
B．miRNA中的碱基类型决定此RNA是单链结构
C．miRNA通过阻止靶基因的转录来调控基因表达
D．miRNA的调控作用可能会影响细胞分化的方向
答案 D
解析 miRNA是一类单链RNA分子，不同的miRNA核苷酸排列顺序一般不同，A错误；RNA的碱基都有A、U、C、G四种类型，因此碱基类型不能决定RNA是双链结构还是单链结构，B错误；miRNA能识别靶mRNA并与之发生部分互补结合，该过程会影响翻译过程，从而影响基因的表达，C错误；miRNA的调控作用可能对基因的选择性表达产生影响，即影响细胞分化的方向，D正确。
3．双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)与脱氧核苷三磷酸(dNTP)的结构如图所示。已知ddNTP按碱基互补配对的方式加到正在复制的子链中后，子链的延伸立即终止。某同学要通过PCR技术获得被32P标记且以碱基“C”为末端的、不同长度的子链DNA片段。在反应管中已经有单链模板、引物、DNA聚合酶和相应的缓冲液等，还需要加入下列哪些原料( )
①dGTP，dATP，dTTP，dCTP ②dGTP，dATP，dTTP
③α位32P标记的ddCTP ④γ位32P标记的ddCTP
A．①③ B.①④
C.②③ D.②④
答案 A
解析 由题意可知，该同学的目的是为得到放射性标记“C”为末端的、不同长度的子链DNA片段。则必须提供四种dNTP，如果没有dCTP则所有片段长度均一致，因为所有子链在合成时均在第一个C处掺入ddCTP而停止复制，故选①；由图可知，ddCTP要作为DNA复制的原料，则需要脱去两个磷酸基团，故应将放射性32P标记于α位，故选③。
4．(多选)大肠杆菌拟核DNA是环状DNA分子。将无放射性标记的大肠杆菌，置于含3H标记的dTTP的培养液中培养，使新合成的DNA链中的脱氧胸苷均被3H标记。在第二次复制未完成时将DNA复制阻断，结果如图所示。
下列对此实验的理解正确的是( )
A．DNA复制过程中，双链会局部解旋
B．Ⅰ所示的DNA链被3H标记
C．双链DNA复制以两条链作为模板
D．DNA复制方式是半保留复制
答案 ABCD
解析 由图Ⅰ的形成可知DNA复制过程中双链会局部解旋，A正确；由题意可知，将无放射性标记的大肠杆菌，置于含3H标记的dTTP的培养液中培养，使新合成的DNA链中的脱氧胸苷均被3H标记，而Ⅰ是新合成的子链，所以Ⅰ所示的DNA链被3H标记，B正确。
5．(多选)新型冠状病毒(2019nCoV)为有包膜病毒，其遗传物质是一种单股正链RNA，以ss(＋)RNA表示。ss(＋)RNA可直接作为mRNA翻译成蛋白质，下图是病毒的增殖过程示意图。有关该病毒说法不正确的是( )
A．该病毒的遗传物质彻底水解会得到四种核糖核苷酸
B．(＋)RNA的嘧啶碱基数与(－)RNA的嘧啶碱基数相等
C．RNA复制酶在宿主细胞内可催化磷酸二酯键的形成
D．由于没有核糖体，所以病毒包膜上不存在蛋白质
答案 ABD
解析 该病毒的遗传物质彻底水解产物为四种碱基、核糖、磷酸，A错误；(＋)RNA与(－)RNA彼此之间的碱基互补配对，所以(＋)RNA的嘧啶碱基数与(－)RNA的嘌呤碱基数相等，B错误；病毒没有细胞结构，不含有核糖体，病毒包膜上的蛋白质在宿主细胞核糖体上合成，D错误。
考点1 遗传物质的探究历程
1 肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验比较
肺炎双球菌转化实验
噬菌体侵染细菌实验
科学家
及年代
格里菲思1928年；艾弗里1944年
赫尔希和蔡斯1952年
实验
材料
R型和S型肺炎双球菌
噬菌体和大肠杆菌
实验
过程
格里菲思实验：R型活菌→小鼠不死亡(第一组)；
S型活菌→小鼠死亡(第二组)；
加热杀死的S型细菌→小鼠不死亡(第三组)；
R型活菌＋加热杀死的S型细菌→小鼠死亡，死亡小鼠体内分离到R型和S型活菌(第四组)。
艾弗里实验：提取S型活菌中的蛋白质、多糖、DNA等，分别加入培养R型细菌的培养基中；用DNA酶处理S型菌DNA后加入培养R型细菌的培养基
第一步：用分别含放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到分别含有35S和32P标记的噬菌体；
第二步：用35S或32P标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，搅拌、离心后检测放射性；
第三步：进一步检测细菌裂解释放的子代噬菌体的放射性
实验
结果
格里菲思实验：第四组小鼠死亡，死亡小鼠体内分离到R型和S型活菌。
艾弗里实验：加入DNA时，R型细菌转化成S型细菌；DNA酶则使转化效力丧失
用35S标记的一组实验，放射性同位素主要分布在上清液中，子代噬菌体不含放射性。用32P标记的一组实验，放射性同位素主要分布在试管的沉淀物中，子代噬菌体含放射性
实验
结论
格里菲思实验：加热杀死的S型细菌中存在某种转化因子可以将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌。
艾弗里实验：DNA是使细菌发生稳定遗传变化的物质
T2噬菌体的DNA是遗传物质
2 理清转化实验与噬菌体侵染实验相关问题
(1)格里菲思转化实验不能证明DNA是转化因子，仅能证明转化因子的存在。R型细菌转化为S型细菌的实质是S型细菌的DNA整合到了R型细菌的DNA中，从变异类型看属于基因重组。
(2)由于转化受到DNA的纯度、两种菌的亲缘关系、受体菌的状态等的影响，实验中并不是所有的R型细菌都转化成S型细菌，而只是小部分R型细菌发生转化。
(3)噬菌体侵染细菌的实验中，两次用到大肠杆菌：第一次是利用大肠杆菌对噬菌体进行放射性同位素标记；第二次是将标记的噬菌体与未标记的大肠杆菌进行混合培养，观察放射性同位素的去向。
(4)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因：①保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性；②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后子代释放出来，经离心后分布于上清液，使上清液中出现放射性。
(5)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。
(6)子代噬菌体的标记情况：
(7)加热使生命活动的承担者——蛋白质变性，表现为细菌生命活动的终止；加热时可以破坏DNA双链间的氢键，使DNA的双螺旋结构被破坏，在温度降低后可恢复原结构，保持其作为遗传物质的功能。
(8)噬菌体不能用培养基直接培养，因为其没有细胞结构，专营细菌寄生，只能用细菌来培养。
1．(2020·山东等级考)下列各项中，能作为DNA是遗传物质直接证据的是( )
A．不同生物的DNA不同
B．同种生物的不同细胞中，DNA的性质和含量保持恒定
C．用加热杀死的S型肺炎双球菌能把R型活细菌转化为S型活细菌
D．赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记技术进行的噬菌体侵染细菌的实验
答案 D
解析 用加热杀死的S型肺炎双球菌能把R型活细菌转化为S型活细菌，只能说明在S型肺炎双球菌体内含有能够使R型活细菌转化为S型活细菌的物质，但不能证明DNA是遗传物质，C不符合题意；赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记技术进行的噬菌体侵染细菌的实验，证明了DNA是噬菌体的遗传物质，D符合题意。
2．肺炎双球菌有许多类型，有荚膜的有毒性，能使小鼠患败血症而死亡，无荚膜的无毒性。科研人员所做的细菌转化实验如图所示，下列相关说法不正确的是( )
A．能导致小鼠死亡的有a、d两组
B．d、e两组对比可说明转化因子是DNA而不是蛋白质
C．d组产生的有毒性的肺炎双球菌能将该性状遗传给后代
D．培养后的d组中所有的肺炎双球菌都具有毒性
答案 D
解析 能导致小鼠死亡的有a、d两组，A正确；d、e两组将DNA和蛋白质分开，对比可说明转化因子是DNA而不是蛋白质，B正确；DNA是肺炎双球菌的遗传物质，d组产生的有毒性的肺炎双球菌能将该性状遗传给后代，C正确；培养后的d组中少数的肺炎双球菌具有毒性，大部分的未发生转化，无毒，D错误。
3．用35S标记的噬菌体侵染无标记的大肠杆菌，短时间保温后，离心获得上清液并进行检测。下列关于该实验的叙述，正确的是( )
A．该实验与细菌转化实验相同，也是根据遗传物质具有控制性状的特性设计的
B．该实验使用的噬菌体必须是接种在用35S标记的大肠杆菌的培养基中再释放出来的
C．上清液放射性很高，可推测DNA是遗传物质
D．新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明DNA是遗传物质而蛋白质不是
答案 B
解析 噬菌体侵染细菌的原理是噬菌体的成分简单，只有DNA和蛋白质，而且其侵染细菌时，只有DNA进入细菌细胞，蛋白质外壳留在细菌细胞外，这样就可以单独地、直接地去观察DNA和蛋白质的作用，没有利用遗传物质控制性状的特性；细菌转化实验是根据遗传物质具有控制生物的性状的特性设计的，A错误；噬菌体不能在普通培养基上生长，必须在细菌体内才能进行繁殖，因此必须使用无标记的噬菌体去侵染被35S标记的细菌，才能得到含35S的噬菌体，B正确；上清液中的放射性很高是因为35S标记的蛋白质未进入大肠杆菌，不能证明DNA是遗传物质，C错误；新形成的噬菌体中没有检测到35S，即蛋白质未进入到大肠杆菌，噬菌体的蛋白质没有参与噬菌体的繁殖过程，因此既不能证明蛋白质是遗传物质，也不能证明蛋白质不是遗传物质，D错误。
考点2 遗传信息的传递和表达
1 DNA复制、转录、翻译、逆转录、RNA复制的比较
项目
DNA复制
转录
翻译
逆转录
RNA复制
场所
主要在细
胞核内
主要在细
胞核内
核糖体
宿主细胞
宿主细胞
模板
DNA的
两条链
DNA的
一条链
mRNA
RNA
RNA
原料
4种脱氧
核苷酸
4种核糖
核苷酸
20种
氨基酸
4种脱氧
核苷酸
4种核糖
核苷酸
酶
解旋酶、
DNA
聚合酶等
RNA聚
合酶等
多种酶
逆转录酶
RNA聚
合酶等
碱基
互补
配对
原则
A—T；
G—C；
T—A；
C—G
A—U；
G—C；
T—A；
C—G
A—U；
G—C；
U—A；
C—G
A—T；
G—C；
U—A；
C—G
A—U；
G—C；
U—A；
C—G
结果
两个子代
DNA
RNA
蛋白质
DNA
RNA
信息
传递
DNA
↓
DNA
DNA
↓
RNA
mRNA
↓
蛋白质
RNA
↓
DNA
RNA
↓
RNA
实例
绝大多数
生物
绝大多数
生物
所有
生物
艾滋病
病毒
烟草花叶
病毒
(1)细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与，没有专门的解旋酶。
(2)DNA复制和转录：并非只发生在细胞核中，凡DNA存在的部位均可发生，如叶绿体、线粒体、拟核和质粒等。
(3)转录的产物除了mRNA外，还有tRNA和rRNA，三种RNA均参与翻译过程但携带遗传信息的只有mRNA。
(4)翻译：并非所有密码子都能决定氨基酸，3种终止密码子不能决定氨基酸。
(5)哺乳动物成熟红细胞中无细胞核和细胞器，不能进行DNA的复制、转录和翻译。
(6)在翻译过程中，一条mRNA上可同时结合多个核糖体，可同时合成多条相同的多肽链，加快翻译速度，但不能缩短每条肽链的合成时间。多聚核糖体现象在真、原核细胞中都存在。
(7)原核生物中边转录边翻译；真核生物中先在细胞核中转录，后在细胞质中完成翻译过程。
(8)从核糖体上脱离下来的多肽链经折叠、加工成为具有复杂空间结构的蛋白质。真核细胞内有内质网、高尔基体参与蛋白质的加工，原核细胞内蛋白质合成后也有加工，但没有内质网、高尔基体的参与。
(9)DNA复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则，真核生物的某些细胞中也存在逆转录过程。
(10)RNA复制只发生在被RNA病毒寄生的宿主细胞中。
(11)一个细胞周期中DNA只复制一次，而转录是以基因为单位，因此在一个细胞周期中，转录可发生多次。
(12)在蛋白质的合成过程中，转录是以DNA(基因)的两条链中的一条为模板，合成一条mRNA单链；在翻译时，mRNA每三个碱基决定一种氨基酸，因此，三者之间的数量关系一般可表示为：
蛋白质中氨基酸数目＝mRNA碱基数目＝DNA(或基因)碱基数目。
2 遗传信息的传递过程分析
(1)细胞生物(真核、原核)
(2)DNA病毒(T2噬菌体)
(3)RNA病毒
①自我复制型(烟草花叶病毒)
②逆转录病毒(HIV病毒)
注：(1)自我复制型RNA病毒要得到亲本RNA需以亲代RNA链为模板经一次复制得反链RNA，再以反链RNA为模板得遗传物质RNA。
(2)RNA病毒侵染宿主细胞时，除将其RNA注入细胞内，还可能携带蛋白质进入，故不采用放射性同位素标记法研究RNA病毒的遗传物质是蛋白质还是RNA。
3 中心法则图解
题型一 遗传信息的传递和表达
1．下列关于大肠杆菌细胞中基因表达过程的叙述中，正确的是( )
A．在转录和翻译过程中，出现2种完全不同的碱基互补配对形式
B．一种tRNA可以转运多种氨基酸
C．tRNA上的碱基序列是由mRNA决定的
D．多肽链合成时，一个mRNA上有若干个核糖体同时工作
答案 D
解析 转录过程中出现DNA上的碱基与RNA的碱基互补配对，翻译过程mRNA上的碱基与tRNA的碱基互补配对，两种配对过程有一种不同的碱基互补配对形式，即T—A、U—A不同，A错误；一种tRNA只能转运一种氨基酸，B错误；mRNA上的密码子决定了氨基酸的种类，并不能决定tRNA上的碱基序列，C错误；一条mRNA上可串联多个核糖体同时进行工作，因为翻译的模板相同，最终得到多条相同的肽链，D正确。
2．(2021·河北名校联盟高三下学期开学考试)有一种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主的基因组中。物质W与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，那么物质W抑制该病毒增殖的机制是( )
A．抑制该病毒RNA的转录过程
B．抑制该病毒蛋白质的翻译过程
C．抑制该病毒RNA的自我复制过程
D．抑制该RNA病毒的反(逆)转录过程
答案 D
解析 该RNA病毒在增殖过程中遗传物质需要经过某种转变才能整合到真核宿主细胞的基因组中，由于真核细胞的遗传物质是DNA，因此该RNA病毒的转变过程是逆转录过程，又知物质W与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，因此不抑制DNA分子复制，则该物质抑制的是逆转录过程，D正确。
题型二 关于病毒正负链遗传物质传递问题
3．(2021·湖北十一校第二次联考)2020年全球发生了一场严重的新冠肺炎疫情，其病原体2019nCoV是一种具有包膜，单条正链RNA(＋)的冠状病毒，该病毒在宿主细胞内的增殖过程如图所示，a～e表示相应的生理过程。下列相关叙述正确的是( )
A．RNA(＋)既含有该病毒的基因，也含有起始密码子和终止密码子
B．a、c、d表示RNA的复制过程，图中的mRNA与RNA(＋)序列相同
C．b、d、e表示翻译过程，该过程所需要的原料、tRNA和能量均来自于宿主细胞
D．该病毒经主动运输方式进入宿主细胞
答案 A
解析 RNA(＋)是该病毒的遗传物质，因此其含有该病毒的基因，同时RNA(＋)可直接作为模板翻译形成RNA聚合酶，说明其上含有起始密码子和终止密码子，A正确；过程a、c表示RNA的复制过程，d不是RNA的复制过程，d形成的mRNA只用于表达病毒蛋白质，长度比RNA(－)短，其碱基序列与RNA(＋)不完全相同，B错误；b、e表示翻译过程，因为其产物为蛋白质，由于病毒的增殖均在宿主细胞内进行，翻译所需原料、tRNA、能量均来自宿主细胞，而d过程不为翻译，因其产物不是翻译产物蛋白质，C错误；新冠病毒进入宿主细胞的方式为胞吞，D错误。
4．(多选)(2021·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。相关叙述不正确的是( )
A．过程①、②需要RNA依赖性RNA聚合酶和脱氧核苷酸
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 ABC
解析 RNA复制过程需要RNA依赖性RNA聚合酶和核糖核苷酸，A错误；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。
题型三 DNA甲基化引起的遗传表达及表现型的变化
5．(2021·河北选择性考试)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；从图中可以看出，基因包括启动子、转录区域、终止子等部分，启动子和转录区域为基因中不同的区段，基因启动子区域被甲基化后，会抑制该基因的转录，因此甲基化的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。
6．(2021·四川成都二诊)DNA甲基化是指在甲基转移酶的作用下，DNA分子中的胞嘧啶结合一个甲基基团的过程(如图所示)。DNA甲基化不会改变基因序列但能抑制基因的表达，亲代甲基化的DNA可以遗传给后代，使后代出现相同的表现型。DNA甲基化抑制基因表达的原因可能是( )
A．DNA分子中的碱基配对方式发生了改变
B．DNA的结构改变导致解旋酶不能发挥作用
C．影响基因与RNA聚合酶结合而抑制基因转录
D．改变mRNA的密码子顺序使肽链出现多种变化
答案 C
解析 DNA甲基化不会改变基因序列，其碱基配对方式也未发生改变，A错误；DNA甲基化不会改变基因序列但能抑制基因的表达，并不影响解旋酶发挥作用，解旋酶用于DNA复制，B错误；DNA甲基化能抑制基因的表达，可能是影响基因与RNA聚合酶结合而抑制基因转录，C正确；DNA甲基化不会改变基因序列，也不改变mRNA的密码子顺序，D错误。
7．(多选)(2021·北京海淀一模改编)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的甲基化水平不会影响细胞中基因的表达
C．DNA甲基化不改变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 AB
解析 形成视觉是在大脑皮层，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错误；DNA甲基化是将甲基添加到DNA上，并不改变DNA的碱基序列，C正确；在自然状态下，细胞的分化是持久的、不可逆的，D正确。
8．如图表示真核细胞内某DNA片段上遗传信息的传递过程，其中①～④表示物质，a、b、c表示过程。请分析回答下列问题：
(1)能识别密码子的物质是[ ]________，遗传信息表达的过程指图中的________(填字母)。
(2)a过程参与的酶是________________。若a过程发生差错会导致____________(变异类型)。诱变育种时，被处理的生物个体中性状改变的个体数远少于a过程实际发生差错的个体数，其原因在于__________________(答出一项即可)。
(3)由②的核苷酸序列可确定①的核苷酸序列，其依据是______________ ____________，若在②上起始密码子后插入三个核苷酸，合成的④中除在甲硫氨酸(起始密码子决定)后多一个氨基酸外，其余的氨基酸序列没有发生变化，这说明__________________________。
(4)若④参与构成的蛋白质进入线粒体基质中发挥作用，则它可能参与有氧呼吸的第________阶段，该过程揭示出基因对性状的控制方式是_____________ __________________________________________________________________。
答案 (1)③ tRNA b、c
(2)DNA聚合酶和解旋酶 基因突变 密码子具有简并性
(3)碱基互补配对原则 一个密码子由三个核苷酸组成
(4)二 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状
[基础测试]
一、单项选择题(在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)
1．为研究R型肺炎双球菌转化为S型菌的转化因子是DNA还是蛋白质，研究者进行了下图所示的转化实验。对本实验作出的分析，不正确的是( )
A．本实验通过酶解去除单一成分进行研究
B．甲、乙组培养基中只有S型菌落出现
C．蛋白酶处理结果显示提取物仍有转化活性
D．本实验结果表明DNA使R型菌发生转化
答案 B
解析 甲、乙组培养基中除了有S型菌落出现，还有R型菌落出现，B错误。
2．有科学家发现普遍存在于动物中的磁受体基因，其编码的磁受体蛋白能识别外界磁场和顺应磁场方向排列，并据此提出一个新的“生物指南针”分子模型。下列叙述正确的是( )
A．磁受体基因的骨架是由磷酸和核糖交替排列而成的
B．基因中相邻碱基之间通过一个五碳糖和一个磷酸相连
C．同位素标记该基因中的两条链，每次复制后带有标记的DNA分子数目不变
D．翻译时，每种密码子都有与之相对应的反密码子
答案 C
解析 磁受体基因是有遗传效应的DNA片段，其骨架是由磷酸和脱氧核糖交替排列而成的，A错误；基因中同一条链上的相邻碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连，而不同链之间的相邻碱基通过氢键相连，B错误；同位素标记该基因中的两条链，根据DNA分子半保留复制的特点，每次复制后带有标记的DNA分子数目不变，C正确；终止密码子不编码氨基酸，没有与之对应的反密码子，D错误。
3．(2021·北京西城一模)一些基因表达抑制剂的作用机制和靶细胞如下表所示。相关分析错误的是( )
抑制剂
作用机制
靶细胞
四环素
阻断tRNA与核糖体结合
细菌
氯霉素
与核糖体结合
细菌
α鹅膏菌素
与RNA聚合酶结合
真核细胞
嘌呤霉素
tRNA类似物
细菌及真核细胞
A．上述抑制剂均适合做临床使用的抗生素
B．真核细胞与原核细胞核糖体结构可能有区别
C．基因工程中可用四环素抗性基因作标记基因
D．α鹅膏菌素和嘌呤霉素分别抑制基因的转录和翻译
答案 A
解析 α－鹅膏菌素和嘌呤霉素可作用于真核细胞，不能作为抗生素，A错误；氯霉素与细菌核糖体结合，而不与真核细胞的核糖体结合，说明真核细胞与原核细胞核糖体结构可能有区别，B正确；α－鹅膏菌素与RNA聚合酶结合抑制基因的转录，而嘌呤霉素是tRNA类似物，抑制翻译过程，D正确。
4．正在进行复制的DNA分子上的“Y”形交叉点称为复制叉。在每个复制起始位点处形成两个复制叉，它们朝相反方向移动，在“复制机器”的作用下沿途打开母链合成新的子链。图示为果蝇早期胚胎细胞正在进行DNA复制的电镜照片。以下说法错误的是( )
A．DNA多起点双向复制提高了合成效率
B．图中DNA上的可见颗粒可能是蛋白质
C．该图证明DNA子链延伸方向是从5′到3′
D．“复制机器”含有DNA聚合酶和解旋酶等
答案 C
解析 据图可知DNA多起点双向复制，这种复制方式极大地提高了合成效率，A正确；图中DNA上的可见颗粒可能是蛋白质，因为DNA复制时需要多种酶参与，B正确；据该图无法证明DNA子链延伸方向是从5′到3′，C错误；“复制机器”含有DNA聚合酶和解旋酶等，D正确。
5．用32P标记的一个含有200个碱基对的亲代链状DNA分子中，有鸟嘌呤40个，将其放在含31P的PCR体系中连续复制4次，下列相关分析中正确的是( )
A．亲代链状DNA中含有2个游离的磷酸基团
B．复制中共需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸900个
C．子代DNA中含有32P的DNA单链占总单链的1/8
D．DNA分子的一条链与另一条链中碱基A＋T所占比例互为倒数
答案 A
解析 一个DNA分子有200对即400个碱基，其中鸟嘌呤40个，则腺嘌呤有160个，复制中共需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸＝(24－1)×160＝2400个，B错误；由于DNA分子的半保留复制，子代DNA中含有32P的DNA单链2条，占总单链32条中的1/16，C错误；DNA分子的一条链与另一条链中碱基A＋T所占比例相同，D错误。
6. (2021·河北唐山高三一模)四种氨基酸：甲硫氨酸、脯氨酸、谷氨酸、精氨酸，各有1、4、2、6组对应密码子，假设一多肽链序列为：[N端]—甲硫氨酸—脯氨酸—谷氨酸—精氨酸—[C端]，其中N端为甲硫氨酸的—NH2端，如图是tRNA的分子结构。下列叙述错误的是( )
A．多肽链的C端为精氨酸的羧基
B．谷氨酸的羧基与精氨酸的氨基之间形成肽键
C．脯氨酸与相应tRNA的羟基端结合后第二个进入核糖体
D．理论上最多有13种不同的mRNA序列可以产生此多肽链
答案 D
解析 多肽链是一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基依次相连，由于排列顺序是[N端]—甲硫氨酸—脯氨酸—谷氨酸—精氨酸—[C端]，所以如果N端为甲硫氨酸的—NH2端，则C端为精氨酸的羧基，A正确；该多肽链中谷氨酸的羧基与精氨酸的氨基之间形成肽键，而精氨酸的羧基呈游离状态，B正确；氨基酸连接在tRNA的羟基，由于脯氨酸是第二个氨基酸，所以第二个进入核糖体，C正确；由于甲硫氨酸、脯氨酸、谷氨酸、精氨酸，各有1、4、2、6组对应密码子，所以理论上最多有1×4×2×6＝48种mRNA序列可以产生此多肽链，D错误。
7．某生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是( )
A．在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开
B．DNA—RNA杂交区域中A应与T配对
C．mRNA翻译只能得到一条肽链
D．该过程发生在真核细胞中
答案 A
解析 从图中可以看出，在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开，开始转录，A正确；DNA—RNA杂交区域中碱基A在转录模板DNA链上，应与mRNA上的碱基U配对，B错误；据图可知，一条mRNA为模板，可结合多个核糖体，翻译得到多条肽链，C错误；据图可知，转录还未结束，核糖体上的翻译过程已经开始，该过程应该发生在原核细胞中，D错误。
二、多项选择题(在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求)
8．(2021·福建适应性测试改编)下列关于遗传物质的叙述，正确的是( )
A．双链DNA分子的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接构成
B．T2噬菌体侵染细菌后，利用细菌提供的解旋酶催化DNA的复制
C．利用DNA指纹技术鉴定身份的依据是个体的DNA具有特异性
D．通过基因修饰或基因合成能对蛋白质进行改造或制造新蛋白质
答案 ABCD
解析 脱氧核糖和磷酸交替连接构成双链DNA分子的基本骨架，A正确；T2噬菌体侵染细菌后，其DNA复制所需要的解旋酶由宿主细胞提供，B正确；DNA分子具有多样性和特异性，利用DNA指纹技术鉴定身份的依据是个体的DNA具有特异性，C正确；基因通过转录、翻译控制蛋白质的合成，通过基因修饰或基因合成可对蛋白质进行改造或制造新蛋白质，D正确。
9．下图为基因控制性状的流程示意图。请据图分析，下列说法正确的是( )
A．①过程以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成RNA
B．某段DNA上发生了基因突变，但形成的蛋白质不一定会改变
C．③过程中需要多种转运RNA，转运RNA不同，所搬运的氨基酸也不相同
D．人的镰刀型细胞贫血症是基因对性状的直接控制，使结构蛋白发生变化
答案 ABD
解析 图示①过程是以DNA一条链为模板，四种核糖核苷酸为原料合成RNA的过程，①为转录，A正确；某段DNA上发生了基因突变，导致密码子发生改变，但因密码子的简并性，其决定的氨基酸不一定改变，形成的蛋白质不一定会改变，B正确；③是翻译过程，需要多种转运RNA，因密码子的简并性，不同的转运RNA可能搬运相同的氨基酸，C错误；人的镰刀型细胞贫血症是基因突变引起的蛋白质结构改变所致，属于基因对性状的直接控制，D正确。
三、非选择题
10．下图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质的合成过程，回答有关问题：
(1)图示甲、乙、丙过程分别表示________、转录和翻译的过程。其中甲、乙过程可以发生在细胞核中，也可以发生在________及________中。
(2)生物学中，经常使用3HTdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸)研究甲过程的物质合成情况，原因是_______________________________________________ __________________________________________。
(3)转录时，与DNA中转录起点结合的酶是______________。一个细胞周期中，乙过程在每个起点可起始多次，而细胞核中的甲过程在每个起点一般起始________次。
(4)丙过程在核糖体上进行，通过________上的反密码子来识别mRNA上的碱基，将氨基酸转移到相应位点上。AUG是甲硫氨酸的密码子，又是肽链合成的起始密码子，某种分泌蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸，这是因为细胞中新生肽链经________和________加工修饰的结果。
答案 (1)DNA复制 线粒体 叶绿体(两空顺序可颠倒)
(2)3HTdR是DNA合成的原料之一，可根据放射性强度变化来判断DNA合成情况
(3)RNA聚合酶 一
(4)tRNA 内质网 高尔基体
解析 (1)图甲是以DNA的两条链为模板合成子代DNA的过程，即DNA复制；DNA存在于细胞核、叶绿体和线粒体中，所以，在叶绿体和线粒体中，也可发生DNA复制和转录。
(3)转录的产物是RNA，与DNA中转录起点结合的酶是RNA聚合酶；一个细胞周期中，核DNA只复制一次，而基因的转录可进行多次。
(4)反密码子存在于tRNA上；AUG是起始密码子，新合成的多肽链首端应是甲硫氨酸，但某种分泌蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸，这说明新生肽链经过内质网和高尔基体的加工修饰后，甲硫氨酸被切除。
11．表观遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变。DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子(RNA聚合酶与基因结合，开始转录的位点)上存在富含双核苷酸“CG”的区域，称为“CG岛”。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶(如图1所示)，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。
(1)由上述材料可知，DNA甲基化________(选填“会”或“不会”)改变基因转录产物的碱基序列。
(2)由于图2中过程①的方式是______________，所以其产物都是________甲基化的，因此过程②必须经过______________的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
(3)研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质(RNA聚合酶)与启动子的结合，从而抑制________________。
(4)5氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测AZA可能的作用机制之一是：AZA在________过程中掺入DNA分子，导致与DNA结合的甲基化酶活性降低，从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的机制是：AZA与“CG岛”中的________竞争甲基化酶，从而降低DNA的甲基化程度。
(5)小鼠的A基因编码胰岛素生长因子2(IGF2)，a基因无此功能(A、a位于常染色体上)。IGF2是小鼠正常发育必需的一种蛋白质，缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中，来自父本的A及其等位基因能够表达，来自母本的则不能表达。检测发现，这对基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵细胞中则是甲基化的。若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠(AA)杂交，则F1的表现型应为____________________。F1雌雄个体间随机交配，则F2的表现型及其比例应为____________________。结合F1配子中A及其等位基因启动子的甲基化状态，分析F2出现这种比例的原因是_________________________________________ _______________________________________。
答案 (1)不会
(2)半保留复制 半 维持甲基化酶
(3)基因的表达
(4)DNA复制 胞嘧啶
(5)全部正常 正常∶矮小＝1∶1 卵细胞中的A及其等位基因由于启动子甲基化而不表达，精子中的A及其等位基因由于启动子非甲基化而表达，并且含A的精子∶含a的精子＝1∶1
解析 (1)由题图1和图2可知，DNA甲基化不会改变基因转录产物的碱基序列，仅是对碱基的化学修饰。
(2)由于图2中过程①的方式是半保留复制，所以其产物都是半甲基化的，因此过程②必须经过维持甲基化酶的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
(3)研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质(RNA聚合酶)与启动子的结合，从而抑制基因的表达(或转录)。
(5)若纯合矮小雌鼠(aa)与纯合正常雄鼠(AA)杂交，则F1的基因型均为Aa，且其中来自父亲的A能够表达，来自母亲的a不能表达，因此F1的表现型是(全部)正常。F1雌雄个体(父Aa×母Aa)间随机交配，由于来自父本的A及其等位基因能够表达，来自母本的则不能表达，则F2的表现型及其比例应为正常∶矮小＝1∶1。
[能力提升]
一、单项选择题(在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)
1．HIV(人类免疫缺陷病毒)是一种逆转录病毒，下列有关该病毒的叙述正确的是( )
A．在逆转录酶的催化下遗传物质以半保留的方式进行复制
B．以病毒的核酸为模板进行转录进而合成HIV的核糖体
C．HIV的蛋白质是在宿主细胞的核糖体上经脱水缩合形成的
D．HIV遗传信息的传递和表达过程可以表示为
答案 C
解析 在逆转录酶的催化下以遗传物质RNA作为模板进行逆转录，并非以半保留的方式进行复制，A错误；HIV病毒是逆转录病毒，故以病毒的RNA为模板进行逆转录合成DNA，再以DNA作模板转录和翻译HIV的蛋白质，HIV病毒无细胞结构，不含有核糖体，B错误；HIV遗传信息的传递和表达过程可以表示为，D错误。
2．(2021·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，下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，以丙型肝炎病毒(HCV)的＋RNA为模板翻译形成病毒的衣壳蛋白和相应的蛋白酶(催化复制)，HCV的＋RNA进入宿主细胞后先翻译后复制，A错误；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。
3．(2021·湖南高三六校联考)果蝇细胞中含有调控“生物钟”的per基因，表达产物为PER蛋白，PER蛋白在白天会被降解，而到晚上PER蛋白与TIM蛋白绑定后被运输到细胞核中积累，从而抑制per基因的表达。通过这样的机制，PER蛋白持续而周期性地调控着果蝇的“生物钟”。据图分析，下列有关描述正确的是( )
A．图中mRNA从右向左在核糖体中移动
B．per基因能持续地进行复制、转录、翻译以补充被降解的PER蛋白
C．果蝇“生物钟”的调节过程体现了per基因与基因产物之间的相互作用
D．PER－TIM蛋白复合物对per基因表达的调控属于翻译水平的调控
答案 C
解析 翻译过程中是核糖体沿mRNA移动，A错误；per基因通过转录、翻译以补充被降解的PER蛋白，不涉及per基因的复制，B错误；该过程体现了per基因与基因产物之间的相互作用，C正确；PER－TIM蛋白复合物对per基因表达的调控属于转录水平的调控，D错误。
4．Qβ噬菌体的遗传物质(QβRNA)是一条单链RNA，当噬菌体侵染大肠杆菌后，QβRNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如下图)，然后利用该复制酶复制QβRNA，下列叙述正确的是( )
A．QβRNA的复制需经历一个逆转录过程
B．QβRNA的复制需经历形成双链RNA的过程
C．一条QβRNA模板只能翻译出一条肽链
D．QβRNA复制后，复制酶基因才能进行表达
答案 B
解析 由题意可知，Qβ噬菌体的遗传物质(QβRNA)是一条单链RNA，且可直接作为模板进行翻译，不需要逆转录，A错误；QβRNA复制时，直接以RNA为模板进行复制：先以＋RNA为模板合成－RNA，此时正负链之间是结合在一起的(即双链RNA形式)，再以双链中的－RNA为模板合成新的＋RNA，B正确；由图可知，一条QβRNA模板可翻译多条肽链，C错误；由题意知，QβRNA可直接翻译出蛋白质，D错误。
5．(2021·山东临沂高三期末)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，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，而甲基化将影响基因的转录，从而影响基因正常表达，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，D错误。
6．人类白化病和苯丙酮尿症是由代谢异常引起的疾病，下图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图中不能得出的结论是( )
A．基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状
B．基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状
C．一个基因可以控制多种性状
D．一种性状可以由多个基因控制
答案 A
解析 据图可以得出基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，A错误，B正确；由图可知基因和性状之间不是一一对应的关系，一个基因可以参与控制多种性状，一种性状可以由多个基因参与控制，C、D正确。
二、多项选择题(在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求)
7．下图简要概括了真核细胞中基因指导蛋白质合成过程中相关物质间的关系。下列说法正确的是( )
A．图中①表示基因，主要位于染色体上
B．图中②表示转录，该过程中碱基配对的方式与DNA复制过程中有所不同
C．图中③表示翻译，该过程离不开④
D．图中④上的密码子决定其携带的氨基酸的种类
答案 ABC
解析 真核细胞中，①基因主要分布在染色体上，少量基因在线粒体和叶绿体中，A正确；②表示转录过程，该过程中碱基配对方式为A－U、T－A、C－G、G－C，DNA复制过程中碱基配对方式为A－T、T－A、C－G、G－C，B正确；③表示翻译过程，该过程离不开④tRNA，tRNA识别mRNA上密码子，并运载相应氨基酸，C正确；密码子在mRNA上，而④是tRNA，D错误。
8．(2021·河北选择性考试模拟考改编)生物大分子之间的相互结合在生物体的生命活动中发挥重要作用。下列叙述不正确的是( )
A．蛋白质与DNA结合后都能调控基因表达
B．RNA聚合酶与起始密码子结合启动转录的起始
C．RNA与蛋白质的结合在细胞生物中普遍存在
D．DNA与RNA的结合可发生在HIV中
答案 ABD
解析 DNA和DNA水解酶结合后无法调控基因表达，A错误；RNA聚合酶是结合在启动子上启动转录的，B错误；RNA主要分为：mRNA、tRNA和rRNA，rRNA与蛋白质组成核糖体，在翻译过程中mRNA、tRNA都至少与核糖体结合，所以RNA与蛋白质的结合在细胞生物中普遍存在，C正确；HIV是艾滋病病毒，病毒没有细胞结构，是异养生物，病毒只有寄生在其他生物的活细胞中利用宿主细胞内的代谢系统和营养物质才能进行生命活动，所以DNA与RNA的结合发生在宿主细胞中，D错误。
三、非选择题
9．真核细胞中DNA主要位于细胞核内，而蛋白质合成在细胞质中的核糖体上。依据这一事实，科学家推测存在某种“信使”分子，能将遗传信息从细胞核携带到细胞质中。为确定遗传信息从DNA传递给蛋白质的中间载体，科学家们做了如下研究。
(1)对于“信使”有两种不同假说。假说一：核糖体RNA可能就是信息的载体；假说二：另有一种RNA(称为mRNA)作为遗传信息传递的信使。
①若假说一成立，则细胞内的核糖体种类是否相同？为什么？
②若假说二成立，则mRNA在指导蛋白质合成过程中与细胞内原有的核糖体什么关系？
(2)用含15N的培养基培养细菌，标记细菌的核糖体(即“重核糖体”)，然后将细菌转移至含14N和32P的培养基中，同时接种噬菌体，进行一定时间的培养，将被侵染后裂解的细菌进行密度梯度离心和放射性检测，结果如下图所示。实验结果支持哪个假说？请说出判断依据。
(3)若要证明新合成的噬菌体RNA为“信使”，还需要进行两组分子杂交实验，请选择下列序号填入表格。
①将新合成的噬菌体RNA与细菌DNA混合
②将新合成的噬菌体RNA与噬菌体DNA混合
③出现DNA－RNA杂交现象
④不出现DNA－RNA杂交现象
组别
实验处理
预期结果
1
2
答案 (1)①若假说一成立，则细胞内的核糖体种类是不相同的。因为细胞核中的DNA所控制合成的蛋白质多种多样，作为两者之间传递信息的载体RNA也多种多样，所以由这些RNA参与形成的核糖体是不同的。②若假说二成立，则mRNA在指导蛋白质合成过程中与细胞内原有的核糖体结合。
(2)实验结果与假说二的预期结果一致，假说二成立。依据是离心的结果只有“重”核糖体，且含放射性32P的新合成的噬菌体RNA出现的位置与“重”核糖体的位置一致，说明噬菌体没有合成新的核糖体，噬菌体侵入大肠杆菌后合成的具有放射性标记的RNA与原有细菌的“重核糖体”结合，指导其蛋白质合成。
(3)如下表
组别
实验处理
预期结果
1
②
③
2
①
④
10．小鼠的毛色有agouti色、黑色、白色、黄色等几种类型，科研人员对小鼠毛色的形成机理进行了相关研究。
(1)实验用黑色品系小鼠与agouti色系小鼠杂交，F1代均为agouti色，F2代结果见下表。
杂交组合
agouti色
黑色
组合一
agouti色♂×黑色♀
168
58
组合二
黑色♂×agouti色♀
152
49
据此推断控制小鼠毛色的基因位于________染色体上，若用A和a表示控制毛色形成的相关基因，F2代agouti色小鼠的基因型为________。
(2)小鼠的毛色主要由毛囊黑色素细胞合成的黑色素种类所决定，其分子机制如下图所示。
①已知A基因表达结构正常的ASP，a基因表达结构异常的ASP。由图可知，Mc1R为MSH和结构正常ASP的____________，且当MSH和ASP共存时，Mc1R优先与____________________结合。据此分析黑毛小鼠形成的原因是___________________________________________________________________。
②下表为agouti毛色小鼠的A基因在毛发生长不同时间的表达情况，请在图示相应位置标出毛色。agouti毛色形成机理说明：A基因并不直接控制agouti毛色形成，其产物ASP作为一种____________分子起作用。
毛发生长时间
A基因表达情况
1～3天
不表达
4～6天
表达
6天以后
停止表达
③A基因可以突变成显性黄色基因(Avy)，使小鼠每根毛全为黄色，说明Avy基因和A基因在表达上的差异是：____________________________________。
(3)小鼠毛色的形成还与控制色素合成的B基因有关，b基因不合成色素，成为白鼠。即A基因的显性作用是建立在小鼠毛囊黑色素细胞能够产生色素的基础上，推测组合一中父本和母本的基因型分别为____________。
(4)给怀孕母鼠食物中添加叶酸、胆碱等富含甲基的添加剂，出生的Avya小鼠也会出现agouti毛色，此现象说明：__________________________________。
答案 (1)常 AA或Aa
(2)①受体 结构正常的ASP 黑毛小鼠只有a基因，只产生结构异常的ASP，导致MSH与Mc1R结合，形成真黑素
② 信号 ③Avy基因持续表达，A基因不持续表达
(3)AABB和aaBB
(4)环境因素(和遗传因素共同)影响生物性状
解析 (1)由表可得选择agouti色和黑色作亲本进行正反交，F2代结果都接近3∶1，故该基因应该位于常染色体上，若用A和a表示控制毛色形成的相关基因，F2代agouti色小鼠的基因型为AA或Aa。
(2)②由题表可知，毛发生长时间1～3天agouti毛色小鼠的A基因不表达，在毛发生长时间4～6天表达，在毛发生长时间6天以后停止表达，故在毛尖处为黑色，依次往下为黄色和黑色。
(3)小鼠毛色的形成还与控制色素合成的B基因有关，b基因不合成色素，成为白鼠。即A基因的显性作用是建立在小鼠毛囊黑素细胞能够产生色素的基础上，推测组合一中父本和母本的基因型分别为AABB和aaBB。
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