新高考专用备战2024年高考生物易错题精选易错点09基因表达的“三个”理解误区教师版

这是一份新高考专用备战2024年高考生物易错题精选易错点09基因表达的“三个”理解误区教师版，共13页。

易错陷阱1：DNA聚合酶就是DNA连接酶或者DNA酶
【分析】DNA连接酶：主要是连接DNA片段之间的磷酸二酯键，DNA聚合酶：主要是连接DNA片段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，DNA酶：一般就是指DNA水解酶。
易错陷阱2：生物表型改变就一定是碱基序列改变引起的
【分析】表观遗传：生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。表观遗传机制：DNA的甲基化；组蛋白的甲基化和乙酰化等。
易错陷阱3：真核生物细胞内基因表达只能先转录后翻译
【分析】真核生物叶绿体和线粒体内基因可以边转录边翻译。
【易错点提醒一】DNA聚合酶≠DNA连接酶≠DNA酶
【例1】复制泡是DNA进行同一起点双向复制时形成的。图1为真核细胞核DNA复制的电镜照片，其中泡状结构为复制泡。图2为DNA复制时，形成的复制泡的示意图，图中箭头表示子链延伸方向。下列叙述错误的是（ ）
A．图1过程发生在分裂间期，以脱氧核苷酸为原料
B．图1显示DNA上有多个复制起点，可加快复制速率
C．图2中a端和b端分别是模板链的3°端和5°端
D．DNA复制过程需要解旋酶、DNA聚合酶和DNA连接酶
易错分析：DNA连接酶是连接DNA片段，DNA聚合酶连接DNA片段与单个脱氧核苷酸
【答案】C
【解析】由题意可知，图1表示DNA复制的照片，所以图1过程发生在分裂间期，以脱氧核苷酸为原料，A正确；由图可知，真核细胞为多起点复制、双向复制、边解旋边复制，因此DNA的复制速率较快，B正确；子链的延伸方向是从5'端向3’端延伸，且与模板链的关系是反向平行关系，因此，根据子链的延伸方向，可以判断图中a处是模板链的5'端，b处是模板链的3'端，C错误；DNA复制时，解旋酶作用于氢键，两条螺旋的双链解开，以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链，在这个过程中还需要DNA连接酶连接新形成的子链片段，D正确。【变式1-1】（2023·河北沧州·统考三模）将DNA双链均被15N标记的大肠杆菌放在以14NHCl为唯一氮源的培养液中培养，连续分裂4次。下列相关叙述不合理的是（ ）
A．可通过检测有无放射性及其强弱的方法判断子代DNA是否被标记
B．根据子一代的结果即可区分DNA的复制方式为半保留复制还是全保留复制
C．DNA复制需要解旋酶、DNA聚合酶等多种酶参与
D．分裂4次形成的脱氧核苷酸链中有1/16不含14N
【答案】A
【解析】15N没有放射性，本实验根据14N和15N具有不同密度，利用密度梯度离心的方法区分不同的DNA，A错误；大肠杆菌繁殖一代，若为半保留复制，将得到两个均含15N的子一代DNA，若为全保留复制，将得到1个含15N和一个不含15N的子一代DNA，通过密度梯度离心即可区分，B正确；DNA复制时需要解旋酶（催化DNA双链打开）、DNA聚合酶（催化单个的脱氧核苷酸连接到正在形成的子代DNA上）等多种酶的参与，C正确；分裂4次形成16个DNA分子，共32条脱氧核苷酸链，其中有2条不含14N，占1/16，D正确。
【变式1-2】中国南瓜曲叶病毒的遗传物质是单链环状DNA分子，下图为该病毒DNA的复制过程。相关叙述错误的是（ ）
A．中国南瓜曲叶病毒的遗传物质中嘌呤数与嘧啶数不一定相等
B．过程①②产生复制型DNA需要DNA聚合酶、DNA连接酶等参与
C．过程③滚动复制需要RNA聚合酶催化形成的引物引导子链延伸
D．滚动复制的结果是产生一个双链DNA和一个单链DNA
【答案】C
【解析】中国南瓜曲叶病毒的遗传物质是单链环状DNA分子，则遗传物质中嘌呤数与嘧啶数不一定相等，A正确；过程①②产生复制型DNA需要DNA聚合酶合成子链DNA，通过DNA连接酶将DNA分子连接成环状，B正确；过程③滚动复制不需要引物，C错误；据图可知，滚动复制的结果是产生④一个双链DNA和一个单链DNA，D正确。
【变式1-3】用一段由放射性同位素标记的DNA片段可以确定基因在染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位素32P标记的脱氧腺苷三磷酸（dATP，dA-Pα~Pβ~Pγ）等材料制备了DNA片段甲（单链），对W基因在染色体上的位置进行了研究，实验流程的示意图如下。下列叙述不正确的是（ ）

A．制备了染色体样品，在混合操作之前去除了样品中的RNA分子，去除RNA分子的目的是防止RNA分子与染色体DNA的W基因片段发生杂交
B．漂洗的目的洗去未杂交的DNA片段甲，防止无关变量的干扰
C．制备32P标记的DNA片段甲时，所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32P
D．如果用该实验操作方法对某动物细胞内某基因的mRNA进行了检测，在实验过程中用DNA酶去除了样品中的DNA
【答案】B
【解析】为了防止RNA与DNA片段甲碱基互补配对，影响基因在染色体上的定位，因此以细胞为材料制备染色体样品时，在混合操作之前应去除样品中的RNA分子，A正确；漂洗的目的是去除未杂交目标基因杂交和DNA片段甲，以便后续的放射性检测，B错误；dATP去掉后面的两个磷酸基团即为DNA的基本单位之一，因此制备DNA片段甲时，所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32P，但是β位和γ位磷酸基团中的磷不一定要是32P，C正确；如果用该实验操作方法对某动物细胞内某基因的mRNA进行了检测，在实验过程中用DNA酶去除了样品中的DNA，以防DNA与W配对，D正确。
【易错点提醒二】表型改变≠碱基序列改变
【例2】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，如图所示。研究发现小鼠体内一对等位基因A和a（完全显性），在卵子中均发生甲基化，传给子代后仍不能表达；但在精子中都是非甲基化的，传给子代后都能正常表达。下列有关叙述错误的是（ ）
A．DNA甲基化修饰后基因蕴藏的遗传信息不变，但表型可能发生变化并遗传给下一代
B．启动子甲基化可能影响DNA聚合酶对其的识别进而影响基因的表达
C．雄鼠体内可能存在相应的去甲基化机制
D．基因型为Aa的小鼠随机交配，子代性状分离比约为1∶1
易错分析：DNA甲基化后，DNA碱基序列未发生改变，但表型会发生可遗传变化。
【答案】B
【解析】DNA甲基化后，DNA碱基序列未发生改变，但表型会发生可遗传变化。A正确；启动子甲基化可能影响RNA聚合酶对其的识别，影响基因的转录．B错误；A和a基因在精子中都是非甲基化的、所以雄鼠体内可能存在相应的去甲基化机制，C正确；由于A和a基因位于卵子时均发生甲基化，且在子代不能表达；但A和a基因在精子中都是非甲基化的．传给子代后都能正常表达，所以基因型为Aa的小鼠随机交配，子代性状分离比约为1:1．D正确。
【变式2-1】多组黄色小鼠（AvyAvy）与黑色小鼠（aa）杂交，F1中小鼠表现出不同的体色，是介于黄色和黑色之间的一些过渡类型。经研究，不同体色小鼠的Avy基因中碱基序列相同，但某些核苷酸有不同程度的甲基化现象。甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越明显。下列有关推测错误的是（ ）
A．Avy和a基因可能存在部分相同的序列
B．不同体色的F1小鼠的基因型不同
C．Avy和a基因的遗传时遵循孟德尔分离定律
D．基因的甲基化程度越高，F1小鼠体色就越偏黑
【答案】B
【解析】Avy和a是等位基因，他们之间可能存在相同的序列，A正确；亲代是AvyAvy与黑色小鼠aa杂交，所以不同体色的F1小鼠基因型相同，都是Avya，B错误；Avy和a基因属于等位基因，遵循孟德尔分离定律，C正确；甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越明显甲基化程度越高，F1小鼠体色就越偏黑，D正确。
【变式2-2】某植物野生型个体全为抗虫个体，现发现一不抗虫的突变体甲。F基因是不抗虫的主要抑制基因。研究者对野生型和突变体甲的F基因相对表达水平进行了检测，结果如图，发现突变体甲染色体中组蛋白甲基化影响F基因的表达。已知F基因的表达水平与某种酶的合成有关，下列分析错误的是（ ）
A．染色体中组蛋白甲基化影响F基因表达的现象属于表观遗传
B．不抗虫表型出现的原因是：基因突变→F基因表达水平上升→解除对不抗虫的抑制→个体表现出不抗虫特性
C．以上事实说明基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，间接控制生物的性状
D．突变体甲的F基因中碱基序列没有改变，但这一突变性状可以遗传给后代
【答案】B
【解析】染色体中组蛋白甲基化是导致表观遗传的重要原因之一，A正确；突变体甲表现出不抗虫的相关机理应该是：甲基转移酶基因突变→F基因表达水平下降→解除对不抗虫的抑制→个体表现出不抗虫特性，B错误；F基因的表达水平与某种酶有关，如甲基转移酶，故以上事实说明基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，间接控制生物的性状，C正确；表观遗传是指基因的碱基序列没有发生改变，而基因的表达和表型发生可遗传变化的现象，D正确。
【变式2-3】下列关于表观遗传的说法正确的是（ ）
A．表观遗传不改变基因的碱基序列，不能遗传给后代
B．组蛋白的乙酰化有利于基因与RNA聚合酶的结合
C．DNA甲基化对细胞的结构和功能没有影响
D．人们的生活习惯不会改变组蛋白乙酰化和DNA甲基化的程度
【答案】B
【解析】表观遗传不改变基因的碱基序列，可以遗传给后代，A错误；组蛋白的乙酰化有利于基因进行转录，因此有利于基因与RNA聚合酶的结合，B正确；DNA甲基化不利于基因进行转录，使有关蛋白质不能合成，从而影响细胞的有关结构和功能，C错误；人们的生活习惯，无论是精神上还是身体上的，都能改变组蛋白乙酰化和DNA甲基化的程度，从而对人们的精神生活和身体状况产生影响，D错误。
【易错点提醒三】真核生物≠只能先转录后翻译
【例3】图表示某基因表达时转录和翻译相偶联的现象，也就是在一个mRNA转录尚未完成，已经有核糖体结合到先合成的区段进行翻译。下列结构中的基因表达时最不可能发生此现象的是（ ）
A．酵母菌细胞核B．大肠杆菌拟核
C．肌肉细胞线粒体D．叶肉细胞叶绿体
易错分析：叶绿体、线粒体为半自主细胞细胞器，基因表达时可边转录边翻译。
【答案】A
【解析】酵母菌为真核细胞，细胞核中发生转录过程，转录出的mRNA通过核孔进入到细胞质中进行翻译，与图示的过程不同，符合题意，A正确；图示转录尚未结束，翻译即已开始，应该发生在原核细胞中，而大肠杆菌为原核生物，其拟核中会发生图示的过程，不符合题意，B错误；线粒体为半自主细胞细胞器，其中会发生图示的过程，即边转录边翻译，据此可知，肌肉细胞线粒体中会发生图示的过程，与题意不符，C错误；叶绿体为半自主细胞细胞器，其中会发生图示的过程，即边转录边翻译，据此可知，叶肉细胞的线粒体中会发生图示的过程，与题意不符，D错误。
【变式3-1】下图1和图2分别表示不同生物体内基因的表达过程，下列叙述正确的是（ ）
A．图1中核糖体沿mRNA移动的方向是从b到a
B．酵母菌中核基因的表达过程与图2一致，其中A具有解旋功能
C．两图中均可边转录边翻译以加快蛋白质的合成速度
D．两图中mRNA上均可结合多个核糖体以提高翻译效率
【答案】D
【解析】据图可知，图1中翻译的方向是从a到b，A错误；图2为原核细胞中基因的表达过程，边转录边翻译，而酵母菌为真核生物，核基因先转录，形成的mRNA进入细胞质中再翻译，A为RNA聚合酶，具有解旋功能，B错误；图1中转录完成后mRNA由细胞核中通过核孔运到细胞质中进行翻译，图2中可边转录边翻译，C错误；
两图中的mRNA均可结合多个核糖体，以提高翻译效率，D正确。
【变式3-2】（2023·广西北海·统考一模）基因在转录时形成的mRNA分子与模板链结合难以分离，形成了RNA-DNA杂交体，称为R环结构。下图是R环结构及其对DNA复制、基因表达、基因稳定性等的影响。下列叙述正确的是（ ）
A．图示过程发生在真核细胞的细胞核中，R环结构中嘌呤与嘧啶含量相等
B．过程①的特点包括边解旋边复制、半保留复制，酶A为RNA聚合酶
C．过程②中的酶C能使DNA双链发生解旋，也能催化磷酸二酯键的形成
D．R环结构的存在有利于核糖体与mRNA结合，使基因的表达正常进行
【答案】C
【解析】图示过程是边转录边翻译，不可能存在于细胞核中，R环结构包括3条链，其中嘌呤与嘧啶含量不一定相等，A错误；过程①为DNA复制，特点是边解旋边复制、半保留复制，酶A为DNA聚合酶，B错误；过程②中的酶C是RNA聚合酶，能使DNA双链解旋，也能催化磷酸二酯键形成，C正确；R环结构的存在不利于基因表达的正常进行，D错误。
【变式3-3】叶绿体为半自主性的细胞器，具有自身的基因组和遗传信息表达系统。叶绿体中的蛋白质一部分由叶绿体基因编码，一部分由核基因编码。据此推测（ ）
A．叶绿体中储存遗传信息的物质是RNA
B．叶绿体中的代谢反应不受细胞核基因控制
C．叶绿体基因表达时，转录和翻译可同时进行
D．叶绿体基因表达时，不需要解旋，可直接进行转录和翻译
【答案】C
【解析】细胞生物的遗传物质是DNA，叶绿体内储存遗传信息的物质是DNA，A错误；
叶绿体的蛋白质有一部分是核基因控制的，其代谢反应也受到核基因的控制，B错误；叶绿体内的转录和翻译在同一个场所，因此转录和翻译可以同时进行，C正确；
叶绿体基因的表达和核基因的表达相同，有转录和翻译过程，DNA也需要解旋，D错误。
1．DNA 是绝大多数生物的遗传物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。下列有关 DNA 的叙述，正确的是（ ）
A．体内 DNA 复制过程需要解旋酶和 DNA 聚合酶，一般不需要引物参与
B．DNA 分子中碱基特定的排列顺序构成了每个 DNA 分子的特异性
C．DNA 分子复制过程中，DNA 聚合酶既能断开氢键也能连接磷酸二酯键
D．生物体内的DNA 数和基因数不同，构成基因的碱基总数大于构成 DNA 的碱基总数
【答案】B
【解析】DNA复制时，在引物作用下，DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链，体内 DNA 复制过程需要引物参与，A错误；不同的DNA分子碱基对的排列顺序不同，每个DNA分子的碱基对的排列顺序是特定的，DNA分子中碱基特定的排列顺序构成了每个DNA分子的特异性，B正确；DNA分子复制过程中，DNA聚合酶不能断开氢键，C错误；生物体内的DNA数和基因数不同，构成基因的碱基总数小于构成DNA的碱基总数，D错误。
2．科学家在研究DNA复制时发现如下现象：①至少有一半新合成的DNA首先以短片段形式出现，之后连接在一起；②T4噬菌体在DNA连接酶缺失的大肠杆菌中培养，导致新生短链积累；③不管是连续复制还是不连续复制都会因为DNA修复产生短片段，进一步研究发现缺失修复能力的生物DNA短片段占新合成DNA片段的一半。下列相关叙述正确的是（ ）
A．现象①②表明发生在两条模板链上的DNA复制为不连续复制
B．现象②表明DNA新链的合成需要DNA连接酶催化形成氢键
C．现象③在现象①②基础上进一步表明DNA复制时存在不连续复制
D．T4噬菌体在大肠杆菌中合成新的DNA时，存在碱基A与U配对
【答案】C
【解析】①至少有一半新合成的DNA首先以短片段形式出现，之后连接在一起，②T4噬菌体在DNA连接酶缺失的大肠杆菌中培养，导致新生短链积累，说明DNA复制存在连续复制和不连续复制，A错误；②T4噬菌体在DNA连接酶缺失的大肠杆菌中培养，导致新生短链积累，表明DNA新链合成需DNA连接酶催化形成磷酸二酯键，将DNA短链连接，B错误；③不管是连续复制还是不连续复制都会因为DNA修复产生短片段，现象③进一步表明DNA复制时存在不连续复制，C正确；T4噬菌体的遗传物质是DNA，在大肠杆菌中合成新的DNA时（即DNA复制），不存在碱基A与U配对，D错误。
3．1956年，美国生化学家科恩伯格首次分离出DNA聚合酶，并构建了DNA体外合成体系。他将大肠杆菌破碎，用其提取液加上4种脱氧核苷三磷酸（其中至少有1种进行放射性同位素标记），再加一点微量DNA作为模板。将上述混合物在有Mg2+存在的条件下于37℃静置30分钟，结果发现合成了新的DNA分子。以下分析错误的是（ ）
A．大肠杆菌提取液为DNA体外合成体系提供所需的酶等必要条件
B．新合成的DNA具有放射性，说明其合成的原料有脱氧核苷三磷酸
C．新合成的DNA与模板DNA碱基序列相似，说明新DNA的特异性由加入的模板决定
D．通过密度梯度离心技术可以区分子一、二代DNA，继而证明DNA为半保留复制
【答案】D
【解析】大肠杆菌提取液为DNA体外合成体系提供多种酶、适宜的pH等多种条件，A正确；新合成的DNA具有放射性，这说明具有放射性的脱氧核苷三磷酸掺入到新的DNA分子中，B正确；测定产物DNA的碱基组成，且它们同模板DNA的组成相似，证明新合成的DNA由所加入的那一点DNA为复制模板，所以其特异性由所加入的DNA模板决定，C正确；在大肠杆菌体外合成体系中，DNA复制的原料被放射性同位素标记，能通过检测放射性区分亲子代DNA，故不能用密度梯度离心技术区分子一、二代DNA，D错误。
4．小鼠体内的黑色素由B基因控制合成，而A+基因可以通过调控抑制黑色素的合成，使小鼠表现出黄色，具体过程如图所示。A+基因还会发生不同程度的甲基化修饰，从而失去部分调控作用，导致其毛色出现了介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。下列分析正确的是（ ）
A．B基因通过控制蛋白质的结构直接控制黑色素的合成
B．A+基因甲基化后，由于基因碱基序列改变导致毛色发生变化
C．同时含有A+基因和B基因的小鼠可能表现出不同的毛色
D．图中实例说明基因与性状的关系是简单的一一对应关系
【答案】C
【解析】B基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制黑色素的合成，A错误；
A+基因发生甲基化修饰后，基因碱基序列并未发生改变，而是由于基因表达受到了调控，导致毛色发生变化，B错误；A+基因发生不同程度的甲基化修饰后，A+基因表达的程度可能不同，从而失去部分调控作用而表现出介于黄色和黑色之间的毛色，C正确；由图中信息可知，黑色素至少受A+基因和B基因控制，所以基因与性状的关系并不是简单的一一对应关系，D错误。
5．在肿瘤细胞中，许多抑癌基因通过表观遗传机制被关闭，CDK9的特异性小分子抑制剂MC18可以重新激活这些基因的表达。研究人员在人结肠癌细胞系YB-5中引入了绿色荧光蛋白（GFP）报告系统，如图1所示。利用小分子药物MC18处理YB-5细胞系后，得到的结果如图2（DMSO为小分子药物的溶剂）。MC18对小鼠（已诱导形成肿瘤）体内肿瘤生长的影响如图3。下列说法错误的是（ ）

A．启动子甲基化可导致抑癌基因不能转录
B．MC18可能干扰了肿瘤细胞的细胞周期，影响肿瘤细胞增殖
C．MC18可能使DNA去甲基化
D．CDK9是打开抑癌基因的关键物质
【答案】D
【解析】根据图1，启动子CMV被甲基化，影响了绿色荧光蛋白（GFP）的转录，绿色荧光蛋白（GFP）无法表达，因此启动子甲基化可导致抑癌基因不能转录，A正确；
根据图3两组对照可知，在使用MC18后，肿病的体积的增长速度减缓，可能是由于MC18干扰了肿瘤细胞周期，使肿瘤细胞的增殖速度变缓，B正确；根据题意和图1肿病细胞中的许多抑癌基因通过启动子上的表观遗传标记机制被关闭，根据图2，用小分子药物MC18处理该YB-5细胞系后，绿色荧光蛋白（GFP）的表达量增大，由结果推测，MC18能去除CMV启动子上的甲基化标记，C正确；肿瘤细胞的抑癌基因被关闭，CDK9的特异性小分子抑制剂MC18可以重新激活这些基因的表达，说明CDK9没被抑制会发生肿瘤，说明CDK9可能与抑癌基因的关闭有关，D错误。
6．下列关于基因与性状的关系说法错误的是（ ）
A．基因可以通过控制酶的合成或蛋白质分子结构控制生物性状
B．生物体在基因的碱基序列不发生改变情况下不能发生可遗传性状改变
C．生物体的性状不完全由基因决定，环境对性状也有重要影响
D．DNA甲基化、染色体组蛋白甲基化、乙酰化等修饰会影响基因的表达
【答案】B
【解析】基因既可以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，也能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，A正确；表观遗传属于可遗传变异，但是基因的碱基序列保持不变，B错误；环境对性状也有着重要影响，例如，后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用，C正确；DNA甲基化、构成染色体的组蛋白发生甲基化和乙酰化等修饰会影响基因的表达，D正确。
7．下图一所示为细胞中遗传信息的表达过程，图二表示遗传信息的传递途径，下列叙述正确的是（ ）
A．图一所示的核糖体在mRNA上从左往右移动
B．进行②时，RNA聚合酶与基因的起始密码子结合
C．进行①时，DNA双螺旋全部解旋后才开始DNA复制
D．人体细胞线粒体内和大肠杆菌细胞内有发生图一所示过程
【答案】D
【解析】图一中左侧核糖体上的肽链长，所以核糖体的移动方向是从右往左，A错误；起始密码子是RNA上的序列，进行②时，RNA聚合酶与基因的启动子结合，B错误；根据DNA复制的特点，DNA复制时，DNA边解旋变复制，C错误；人体细胞线粒体内DNA呈裸露态，合成蛋白质时，与大肠杆菌一样，边转录边翻译，D正确。
8．某细胞中有关物质的合成过程如图所示，①～⑤表示生理过程，Ⅰ、Ⅱ表示结构或物质，蛋白质1和蛋白质2均在线粒体中发挥作用。下列叙述错误的是（ ）
A．物质Ⅱ是DNA，其上的基因遗传不遵循孟德尔遗传定律
B．③过程中核糖体在mRNA上由右向左移动
C．线粒体的性状不是全部由其自身DNA控制的
D．③过程中tRNA与氨基酸结合需要通过碱基互补配对
【答案】D
【解析】孟德尔遗传定律适用于细胞核基因的遗传，物质Ⅱ表示线粒体DNA，其上基因的遗传不遵循孟德尔遗传定律，A正确；③表示翻译，是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，据图中肽链长短可知，核糖体在mRNA上由右向左移动，B正确；
线粒体的性状不是全部由其自身DNA控制的，主要受细胞核内的DNA控制，C正确；
③表示翻译，该过程中tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子碱基互补配对，与氨基酸不配对，D错误。