2025届高中生物学二轮复习 专题五 课时1　遗传信息主要编码在DNA分子上（课件 学案 练习共3份）

课时1　遗传信息主要编码在DNA分子上
重点1　基因的本质和结构
【知识盘查】
1.明确噬菌体侵染实验的“两标记”和“三原因”
(1)实验中的两次标记的目的
第一次标记 分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌，目的是________________________
第二次标记 分别用含35S和32P的大肠杆菌培养T2噬菌体，目的是________________________
(2)实验中放射性分布误差产生的三个原因
①32P标记DNA
②35S标记蛋白质外壳
提醒　①不能用35S和32P标记同一T2噬菌体，因为放射性检测时只能检测到放射性的存在部位，不能确定是何种元素。②不能用普通培养基直接培养T2噬菌体。③转化的实质是基因重组且概率低。④加热杀死S型菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复正常结构而具有活性。
2.遗传物质探索的四种方法
3.DNA的结构
(1)理清DNA结构的两种关系和两种化学键
数量关系 每个DNA分子片段中，游离的磷酸基团有 个
A—T之间有两个氢键，G—C之间有三个氢键
脱氧核糖数＝磷酸数＝含氮碱基数
位置关系 单链中相邻碱基：通过 连接
互补链中相邻碱基：通过 相连
化学键 氢键：连接互补链中相邻碱基的化学键
磷酸二酯键：连接单链中相邻两个 的化学键
(2)关注DNA结构与复制的3种“计算”
①牢记A＝T、G＝C，并牢记二者依次含2个氢键和3个氢键。
②牢记两种“和”
互补碱基之和即A＋T或G＋C在不同DNA中可不同，但在某一特定DNA中，该值在一条链、在另一条链及在整个DNA分子中为“定值”。
非互补碱基之和的比即(A＋C)/(T＋G)或(A＋G)/(T＋C)，在所有双链DNA中均等于1，无特异性，且该值在两条互补链中互为倒数。
③DNA复制时的计算：已知某亲代DNA中含某种脱氧核苷酸m个。
“复制n次”消耗的该种脱氧核苷酸数：m·(2n－1)。“第n次复制”消耗的该种脱氧核苷酸数：m·2n－1。
【曾经这样考】
1.(2024·浙江6月选考，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%
2.(2024·湖南卷，7)我国科学家成功用噬菌体治疗方法治愈了耐药性细菌引起的顽固性尿路感染。下列叙述错误的是(　　)
A.运用噬菌体治疗时，噬菌体特异性侵染病原菌
B.宿主菌经噬菌体侵染后，基因定向突变的几率变大
C.噬菌体和细菌在自然界长期的生存斗争中协同进化
D.噬菌体繁殖消耗宿主菌的核苷酸、氨基酸和能量等
3.(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
4.(真题重组)科学结论的获得离不开严谨的推理和确凿的实验证据，科学家对基因本质的探索历程也是如此。DNA作为绝大多数生物的遗传物质，其双螺旋结构和碱基互补配对原则保证了结构的稳定性。判断下列说法的正误。
(1)需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌。(2022·浙江6月选考，22A)(　　)
(2)沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式。(2022·广东卷，5D)(　　)
(3)DNA每条链的5′端是羟基末端。(2021·辽宁卷，4C)(　　)
(4)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。(2021·全国乙卷，5D)(　　)
(5)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中可用15N代替32P标记DNA。(2019·江苏卷，3A)(　　)
(6)T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解。(2018·全国卷Ⅱ，5B)(　　)
(7)赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记。(2017·江苏卷，2D)(　　)
【还会这样考】
考向1　围绕遗传物质的探索过程考查科学探究的能力
1.(2024·山东滨州检测)如图表示科研人员探究“烟草花叶病毒(TMV)遗传物质”的实验过程，由此可以判断(　　)
A.水和苯酚的作用是分离病毒中的蛋白质和RNA
B.TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中
C.侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程
D.RNA是TMV的主要遗传物质
2.(2024·中原名校联盟)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质。下列关于该实验的叙述正确的是(　　)
A.与RNA病毒相比，T2噬菌体的遗传物质特有的成分只有脱氧核糖
B.采用搅拌和离心手段，是为了把蛋白质和DNA分开，便于分别检测其放射性
C.35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，保温时间长短与沉淀中的放射性强弱无关
D.实验证明T2噬菌体和大肠杆菌的遗传物质都是DNA
考向2　DNA分子的结构
3.(2024·山东临沂统考)某同学利用塑料片、曲别针、扭扭棒、牙签、橡皮泥、铁丝等材料制作DNA双螺旋结构模型，以加深对DNA结构特点的认识和理解。下列操作或分析错误的是(　　)
A.一条链上相邻的两个碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接在一起
B.制成的模型上下粗细相同，是因为A—T碱基对与G—C碱基对的形状和直径相同
C.在构建的不同长度DNA分子中，碱基G和C的数量越多化学结构越稳定
D.观察所构建模型中只连接一个五碳糖的磷酸基团位置，可看出DNA两条链方向相反
重点2　遗传信息的传递与表达
【知识盘查】
1.DNA分子复制　DNA→DNA
2.基因的表达过程
(1)转录：DNA→RNA
　
(2)翻译：mRNA→蛋白质
(3)原核细胞与真核细胞中的基因表达
提醒　①多聚核糖体现象：在真、原核细胞中都存在，少量mRNA就可以合成大量蛋白质，但不能缩短每条多肽链的合成时间。
②起点问题：核DNA复制一次；每个复制起点只起始一次；而在一个细胞周期中，基因可多次转录，因此转录起点可多次起始。
3.遗传信息的传递过程
4.基因对性状的控制
(1)基因控制性状的途径
(2)细胞分化
(3)表观遗传
【曾经这样考】
1.(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′
2.(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
3.(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
4.(2024·黑吉辽卷，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
5.(真题重组)DNA分子上的脱氧核糖核苷酸的排列顺序就代表了遗传信息，并通过DNA复制，将遗传信息准确地传递给下一代。基因表达调控着细胞的结构和功能，同时也是细胞分化及生物体的多功能和适应性的基础。判断下列有关基因结构和表达的正误。
(1)DNA分子复制时，子链的合成过程不需要引物参与。(2021·辽宁卷，4B)(　　)
(2)DNA聚合酶的作用是打开DNA双链。(2021·辽宁卷，4D)(　　)
(3)烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传密码传递给子代。(2020·浙江1月选考，21B)(　　)
(4)tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成。(2020·全国卷Ⅲ，3C)(　　)
(5)细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽。(2020·全国卷Ⅲ，1B)(　　)
(6)多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链。(2019·浙江4月选考，22C)(　　)
(7)携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合。(2019·海南卷，20C)(　　)
【还会这样考】
考向1　围绕遗传信息的传递和表达，考查科学思维能力
1.(2024·九省联考安徽卷，10)大肠杆菌的RNA聚合酶功能强大，可以自主解开双链DNA，并进行RNA的合成。合成出的RNA一端，很快会结合核糖体合成多肽链。某同学绘制了一幅大肠杆菌转录和翻译的模式图，请同学们进行评议。下列有关该图的评议，正确的是(　　)
A.RNA聚合酶沿模板链移动的方向应该是从5′向3′
B.RNA聚合酶结合位置应该包含整个DNA的解链区
C.双链解开的DNA应该在RNA合成结束后恢复双螺旋
D.图中移动的3个核糖体上已合成的肽链长度应该相同
2.(2024·河南百校联盟)如图是DNA复制过程的相关示意图，其中甲图是复制时形成的复制叉，丙图是复制时形成的复制环。下列叙述错误的是(　　)
A.由丙图可知，DNA复制起点的两侧都能形成复制叉
B.由丙图可以推知复制环越大，复制启动的时间越早
C.丙图有1个解旋酶参与催化DNA分子中氢键的断裂
D.用同位素标记法可以探究乙图所示的复制方式是否为半保留复制
考向2　表观遗传及基因对性状的控制
3.(2024·浙江杭州联考)研究证实，被良好照顾的大鼠幼崽通过下列途径，使脑内激素皮质醇的受体表达量升高。据下图分析，下列说法错误的是(　　)
A.大鼠的情绪受多个基因的共同调控
B.皮质醇受体的高表达与表观遗传有关
C.据图可知，组蛋白乙酰化与DNA甲基化呈正相关
D.大鼠的情绪是神经—体液调节的结果
4.(2024·九省联考甘肃卷，6)20世纪50年代，科学家在研究DNA复制的酶促反应机制时，发现了一种从未见过的生物化学反应，这种反应需要酶对底物模板指令的绝对依赖。后经众多科学家的不断探索，最终揭示了遗传信息传递的一般规律——中心法则。下列叙述错误的是(　　)
A.DNA分子的碱基排列顺序构成了遗传信息的多样性
B.遗传信息的复制、转录、翻译和逆转录都需要模板
C.转录时，RNA聚合酶识别并结合RNA的特定序列
D.DNA复制与转录的过程中，碱基互补配对方式不完全相同
课时1　遗传信息主要编码在DNA分子上
重点1
知识盘查
1.(1)获得带有标记的大肠杆菌　使噬菌体带上放射性标记
(2)①未侵染大肠杆菌　子代噬菌体　②35S标记的噬菌体的蛋白质外壳
3.(1)2　—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—　氢键　脱氧核苷酸
曾经这样考
1.A　[DNA的外侧是由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是由碱基通过氢键连接形成的碱基对，A正确；双链DNA中GC碱基对占比越高，DNA热变性温度越高，B错误；DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键，C错误；互补的碱基在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。]
2.B　[噬菌体是一种特异性侵染细菌的病毒，营寄生生活，其繁殖时所消耗的核苷酸、氨基酸和能量等来源于宿主菌，A、D正确；基因突变是不定向的，B错误。]
3.D　[格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验未得出转化因子为DNA这一结论，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，通过观察只有某种物质存在或只有某种物质不存在时，R型菌的转化情况，最终证明了DNA是转化因子，例如“S型菌DNA＋DNA酶”组除去了DNA，B错误；噬菌体为DNA病毒，其DNA进入宿主细胞后，利用宿主细胞的原料和酶完成自我复制，C错误；烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状，而蛋白质不能使烟草出现花叶病斑性状，D正确。]
4.(1)×　提示　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。
(2)×　提示　沃森和克里克以DNA衍射图谱为基础推算出DNA呈螺旋结构。
(3)×　提示　DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，而3′端是羟基末端。
(4)×　提示　S型菌的DNA已被DNA酶降解失活。
(5)×　提示　蛋白质和DNA中都有N。
(6)×　提示　T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。
(7)×　提示　只有含有母链DNA的才有32P标记。
还会这样考
1.A　[据图示分析，TMV放入水和苯酚中后，RNA和蛋白质分离，A正确；TMV的蛋白质可以进入烟草细胞中，B错误；此实验不能看出TMV的RNA在烟草细胞中进行了逆转录过程，C错误；此实验说明TMV的遗传物质是RNA，而不是蛋白质，病毒的遗传物质只有一种，D错误。]
2.C　[与RNA病毒相比，T2噬菌体的遗传物质特有的成分是脱氧核糖和胸腺嘧啶，A错误；搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌，B错误；35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，保温时间长短与沉淀中的放射性强弱无关，C正确；实验证明T2噬菌体的遗传物质是DNA，无法证明大肠杆菌的遗传物质也是DNA，D错误。]
3.C　[一条链上相邻的两个碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接在一起，A正确；A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径，制成的模型上下粗细相同，B正确；在构建的相同长度DNA分子中，碱基G和C的数量越多，形成的氢键越多，化学结构越稳定，C错误；DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5′端，所以当观察所构建模型中只连接一个五碳糖的磷酸基团位置，可看出DNA两条链方向相反，D正确。]
重点2
知识盘查
1.DNA聚合酶　解旋酶　减数分裂　四种脱氧核苷酸
2.(1)五碳糖　四种核糖核苷酸　(2)多肽链或蛋白质　(3)细胞核　核孔
曾经这样考
1.A　[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，B、C、D错误。]
2.D　[DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误；复制开始时，在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开，这个过程叫作解旋，由于DNA双链反向平行，故其中一条链由5′端向3′端解旋，另一条链则相反，B错误；在转录过程中，不需要解旋酶参与，C错误。]
3.C　[mRNA链碱基排列顺序和编码链一致(只是将编码链中的T替换为U)，与模板链碱基互补配对，且方向相反，核糖体沿mRNA的5′端向3′端移动，再结合氨基酸的序列可推知，mRNA碱基序列为5′－AUGCAUCCUAAG－3′，故①链是转录的模板链，其左侧是3′端，右侧是5′端，A错误；若在①链5～6号碱基间插入碱基G，则mRNA的5～6号碱基间插入一个C，变为5′－AUGCACUCCUAAG－3′，第4个密码子为终止密码子UAA，使合成的肽链变短，B错误；若在①链1号碱基前插入一个碱基G，肽链的合成仍从起始密码子AUG开始，合成的肽链不变，C正确；由于密码子的简并，碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同，D错误。]
4.C　[由题图可知，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四种脱氧核糖核苷酸，没有甲基，B错误；“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”，说明环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素，C正确；DNA甲基化不改变碱基序列，但会影响生物个体表型，D错误。]
5.(1)×　提示　子链的合成过程需要引物。
(2)×　提示　解旋酶的作用是打开DNA双链。
(3)×　提示　烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传信息传递给子代。
(4)×　提示　二者都是单链结构。
(5)×　提示　转录可产生mRNA、tRNA、rRNA等，其中tRNA和rRNA不能编码多肽。
(6)×　提示　合成多条多肽链。
(7)×　提示　携带第一个氨基酸的tRNA与核糖体的位点1结合，其他都与核糖体的位点2结合。
还会这样考
1.C　[RNA聚合酶沿模板链移动的方向应该是从3′向5′，A错误；转录时，RNA聚合酶与模板链的启动子结合，启动转录，不包含整个DNA的解链区，B错误；细胞内遗传信息传至RNA后，RNA从DNA链上释放，而后DNA恢复双螺旋，C正确；图中移动的3个核糖体上已合成的肽链长度不同，D错误。]
2.C　[由甲图可知，DNA复制时形成复制叉，由丙图可知，DNA复制双向进行，因此复制起点的两侧都能形成复制叉，A正确，由丙图可以推知复制环越大，说明复制的DNA部分越多，复制启动的时间越早，B正确；丙图每个复制环的两端分别有一个解旋酶在参与催化DNA分子中氢键的断裂，C错误；乙图为环状DNA的复制过程，因此可以用同位素标记法探究乙图所示的复制方式是否为半保留复制，D正确。]
3.C　[由题图可知，大鼠的情绪受多个基因的共同调控，如神经递质血清素基因、皮质醇受体基因等，A正确；DNA的甲基化属于表观遗传修饰，皮质醇受体的高表达与DNA甲基化被移除有关，与表观遗传有关，B正确；根据题图可知，组蛋白乙酰化导致DNA甲基化被移除，故二者呈负相关，C错误；大鼠的情绪与神经递质、激素均有关，故其是神经—体液调节的结果，D正确。]
4.C　[DNA是主要的遗传物质，组成DNA分子的碱基排列顺序具有多样性，构成了DNA分子的多样性，即遗传信息的多样性，A正确；遗传信息的复制(模板是DNA的两条链)、转录(模板是DNA的一条链)、翻译(模板是mRNA)和逆转录(模板是RNA)都需要模板，B正确；转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，转录时，RNA聚合酶识别并结合DNA的特定序列，C错误；DNA复制时碱基互补配对方式是A－T、T－A、G－C、C－G，转录的过程中碱基互补配对方式是A－U、T－A、G－C、C－G，碱基互补配对方式不完全相同，D正确。](共53张PPT)
大概念 五
遗传信息控制生物性状、生物的变异、生物的多样性和适应性是进化的结果
思维导图
边解旋边复制
原癌基因或抑癌基因
发生突变
无限增殖
减数分裂Ⅰ前期和后期
染色体组
生物多样性和适应性
种群
自然选择
隔离
遗传信息主要编码在DNA分子上
课 时 1
目 录
重点1
基因的本质和结构
遗传信息的传递与表达
重点2
知识盘查
曾经这样考
重点1　
基因的本质和结构
还会这样考
1.明确噬菌体侵染实验的“两标记”和“三原因”
(1)实验中的两次标记的目的
第一次标记 分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌，目的是________________________
第二次标记 分别用含35S和32P的大肠杆菌培养T2噬菌体，目的是________________________
获得带有标记的大肠杆菌
使噬菌体带上放射性标记
(2)实验中放射性分布误差产生的三个原因
①32P标记DNA
未侵染大
肠杆菌
子代噬菌体
②35S标记蛋白质外壳
提醒　①不能用35S和32P标记同一T2噬菌体，因为放射性检测时只能检测到放射性的存在部位，不能确定是何种元素。②不能用普通培养基直接培养T2噬菌体。③转化的实质是基因重组且概率低。④加热杀死S型菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复正常结构而具有活性。
35S标记的噬
菌体的蛋白质外壳
2.遗传物质探索的四种方法
3.DNA的结构
(1)理清DNA结构的两种关系和两种化学键
数量关系 每个DNA分子片段中，游离的磷酸基团有____个
A—T之间有两个氢键，G—C之间有三个氢键
脱氧核糖数＝磷酸数＝含氮碱基数
位置关系 单链中相邻碱基：通过____________________________连接
互补链中相邻碱基：通过______相连
化学键 氢键：连接互补链中相邻碱基的化学键
磷酸二酯键：连接单链中相邻两个____________的化学键
2
—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—
氢键
脱氧核苷酸
(2)关注DNA结构与复制的3种“计算”
①牢记A＝T、G＝C，并牢记二者依次含2个氢键和3个氢键。
②牢记两种“和”
互补碱基之和即A＋T或G＋C在不同DNA中可不同，但在某一特定DNA中，该值在一条链、在另一条链及在整个DNA分子中为“定值”。
非互补碱基之和的比即(A＋C)/(T＋G)或(A＋G)/(T＋C)，在所有双链DNA中均等于1，无特异性，且该值在两条互补链中互为倒数。
③DNA复制时的计算：已知某亲代DNA中含某种脱氧核苷酸m个。
“复制n次”消耗的该种脱氧核苷酸数：m·(2n－1)。“第n次复制”消耗的该种脱氧核苷酸数：m·2n－1。
A
1.(2024·浙江6月选考，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%
解析　DNA的外侧是由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是由碱基通过氢键连接形成的碱基对，A正确；双链DNA中GC碱基对占比越高，DNA热变性温度越高，B错误；DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键，C错误；互补的碱基在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。
B
2.(2024·湖南卷，7)我国科学家成功用噬菌体治疗方法治愈了耐药性细菌引起的顽固性尿路感染。下列叙述错误的是(　　)
A.运用噬菌体治疗时，噬菌体特异性侵染病原菌
B.宿主菌经噬菌体侵染后，基因定向突变的几率变大
C.噬菌体和细菌在自然界长期的生存斗争中协同进化
D.噬菌体繁殖消耗宿主菌的核苷酸、氨基酸和能量等
解析　噬菌体是一种特异性侵染细菌的病毒，营寄生生活，其繁殖时所消耗的核苷酸、氨基酸和能量等来源于宿主菌，A、D正确；基因突变是不定向的，B错误。
D
3.(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.噬菌体侵染实验中，用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA，发现其DNA进入宿主细胞后，利用自身原料和酶完成自我复制
D.烟草花叶病毒实验中，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状
解析　格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验未得出转化因子为DNA这一结论，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，通过观察只有某种物质存在或只有某种物质不存在时，R型菌的转化情况，最终证明了DNA是转化因子，例如“S型菌DNA＋DNA酶”组除去了DNA，B错误；噬菌体为DNA病毒，其DNA进入宿主细胞后，利用宿主细胞的原料和酶完成自我复制，C错误；烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状，而蛋白质不能使烟草出现花叶病斑性状，D正确。
4.(真题重组)科学结论的获得离不开严谨的推理和确凿的实验证据，科学家对基因本质的探索历程也是如此。DNA作为绝大多数生物的遗传物质，其双螺旋结构和碱基互补配对原则保证了结构的稳定性。判断下列说法的正误。
(1)需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌。(2022·浙江6月选考，22A)( )
提示　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。
(2)沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式。(2022·广东卷，5D)( )
提示　沃森和克里克以DNA衍射图谱为基础推算出DNA呈螺旋结构。
×
×
(3)DNA每条链的5′端是羟基末端。(2021·辽宁卷，4C)( )
提示　DNA每条链的5′端是磷酸基团末端，而3′端是羟基末端。
(4)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。(2021·全国乙卷，5D)( )
提示　S型菌的DNA已被DNA酶降解失活。
(5)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中可用15N代替32P标记DNA。(2019·江苏卷，3A)( )
提示　蛋白质和DNA中都有N。
×
×
×
(6)T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解。(2018·全国卷Ⅱ，5B)( )
提示　T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。
(7)赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记。(2017·江苏卷，2D)( )
提示　只有含有母链DNA的才有32P标记。
×
×
A
考向1　围绕遗传物质的探索过程考查科学探究的能力
1.(2024·山东滨州检测)如图表示科研人员探究“烟草花叶病毒(TMV)遗传物质”的实验过程，由此可以判断(　　)
A.水和苯酚的作用是分离病毒中的蛋白质和RNA
B.TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中
C.侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程
D.RNA是TMV的主要遗传物质
解析　据图示分析，TMV放入水和苯酚中后，RNA和蛋白质分离，A正确；TMV的蛋白质可以进入烟草细胞中，B错误；此实验不能看出TMV的RNA在烟草细胞中进行了逆转录过程，C错误；此实验说明TMV的遗传物质是RNA，而不是蛋白质，病毒的遗传物质只有一种，D错误。
C
2.(2024·中原名校联盟)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质。下列关于该实验的叙述正确的是(　　)
A.与RNA病毒相比，T2噬菌体的遗传物质特有的成分只有脱氧核糖
B.采用搅拌和离心手段，是为了把蛋白质和DNA分开，便于分别检测其放射性
C.35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，保温时间长短与沉淀中的放射性强弱无关
D.实验证明T2噬菌体和大肠杆菌的遗传物质都是DNA
解析　与RNA病毒相比，T2噬菌体的遗传物质特有的成分是脱氧核糖和胸腺嘧啶，A错误；搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌，B错误；35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，保温时间长短与沉淀中的放射性强弱无关，C正确；实验证明T2噬菌体的遗传物质是DNA，无法证明大肠杆菌的遗传物质也是DNA，D错误。
C
考向2　DNA分子的结构
3.(2024·山东临沂统考)某同学利用塑料片、曲别针、扭扭棒、牙签、橡皮泥、铁丝等材料制作DNA双螺旋结构模型，以加深对DNA结构特点的认识和理解。下列操作或分析错误的是(　　)
A.一条链上相邻的两个碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接在一起
B.制成的模型上下粗细相同，是因为A—T碱基对与G—C碱基对的直径相同
C.在构建的不同长度DNA分子中，碱基G和C的数量越多化学结构越稳定
D.观察所构建模型中只连接一个五碳糖的磷酸基团位置，可看出DNA两条链方向相反
解析　一条链上相邻的两个碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接在一起，A正确；A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的直径，制成的模型上下粗细相同，B正确；在构建的相同长度DNA分子中，碱基G和C的数量越多，形成的氢键越多，化学结构越稳定，C错误；DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5′端，所以当观察所构建模型中只连接一个五碳糖的磷酸基团位置，可看出DNA两条链方向相反，D正确。
重点2　
遗传信息的传递与表达
知识盘查
曾经这样考
还会这样考
1.DNA分子复制　DNA→DNA
DNA聚合酶
解旋酶
减数分裂
四种脱氧核苷酸
2.基因的表达过程
(1)转录：DNA→RNA
五碳糖
四种核糖核
苷酸
(2)翻译：mRNA→蛋白质
多肽链或蛋白质
(3)原核细胞与真核细胞中的基因表达
提醒　①多聚核糖体现象：在真、原核细胞中都存在，少量mRNA就可以合成大量蛋白质，但不能缩短每条多肽链的合成时间。
②起点问题：核DNA复制一次；每个复制起点只起始一次；而在一个细胞周期中，基因可多次转录，因此转录起点可多次起始。
细胞核
核孔
3.遗传信息的传递过程
4.基因对性状的控制
(1)基因控制性状的途径
(2)细胞分化
(3)表观遗传
A
1.(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′
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，B、C、D错误。
D
2.(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
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；复制开始时，在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开，这个过程叫作解旋，由于DNA双链反向平行，故其中一条链由5′端向3′端解旋，另一条链则相反，B错误；在转录过程中，不需要解旋酶参与，C错误。
C
3.(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
解析　mRNA链碱基排列顺序和编码链一致(只是将
编码链中的T替换为U)，与模板链碱基互补配对，且
方向相反，核糖体沿mRNA的5′端向3′端移动，再
结合氨基酸的序列可推知，mRNA碱基序列为5′－AUGCAUCCUAAG－3′，故①链是转录的模板链，其左侧是3′端，右侧是5′端，A错误；若在①链5～6号碱基间插入碱基G，则mRNA的5～6号碱基间插入一个C，变为5′－AUGCACUCCUAAG－3′，第4个密码子为终止密码子UAA，使合成的肽链变短，B错误；若在①链1号碱基前插入一个碱基G，肽链的合成仍从起始密码子AUG开始，合成的肽链不变，C正确；由于密码子的简并，碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同，D错误。
C
4.(2024·黑吉辽卷，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
解析　由题图可知，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四种脱氧核糖核苷酸，没有甲基，B错误；“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”，说明环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素，C正确；DNA甲基化不改变碱基序列，但会影响生物个体表型，D错误。
5.(真题重组)DNA分子上的脱氧核糖核苷酸的排列顺序就代表了遗传信息，并通过DNA复制，将遗传信息准确地传递给下一代。基因表达调控着细胞的结构和功能，同时也是细胞分化及生物体的多功能和适应性的基础。判断下列有关基因结构和表达的正误。
(1)DNA分子复制时，子链的合成过程不需要引物参与。(2021·辽宁卷，4B)( )
提示　子链的合成过程需要引物。
(2)DNA聚合酶的作用是打开DNA双链。(2021·辽宁卷，4D)( )
提示　解旋酶的作用是打开DNA双链。
×
×
(3)烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传密码传递给子代。(2020·浙江1月选考，21B)( )
提示　烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传信息传递给子代。
(4)tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成。(2020·全国卷Ⅲ，3C)( )
提示　二者都是单链结构。
(5)细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽。(2020·全国卷Ⅲ，1B)( )
提示　转录可产生mRNA、tRNA、rRNA等，其中tRNA和rRNA不能编码多肽。
×
×
×
(6)多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链。(2019·浙江4月选考，22C)( )
提示　合成多条多肽链。
(7)携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合。(2019·海南卷，20C)( )
提示　携带第一个氨基酸的tRNA与核糖体的位点1结合，其他都与核糖体的位点2结合。
×
×
C
考向1　围绕遗传信息的传递和表达，考查科学思维能力
1.(2024·九省联考安徽卷，10)大肠杆菌的RNA聚合酶功能强大，可以自主解开双链DNA，并进行RNA的合成。合成出的RNA一端，很快会结合核糖体合成多肽链。某同学绘制了一幅大肠杆菌转录和翻译的模式图，请同学们进行评议。下列有关该图的评议，正确的是(　　)
A.RNA聚合酶沿模板链移动的方向应该是从5′向3′
B.RNA聚合酶结合位置应该包含整个DNA的解链区
C.双链解开的DNA应该在RNA合成结束后恢复双螺旋
D.图中移动的3个核糖体上已合成的肽链长度应该相同
解析　RNA聚合酶沿模板链移动的方向应该是从3′向5′，A错误；转录时，RNA聚合酶与模板链的启动子结合，启动转录，不包含整个DNA的解链区，B错误；细胞内遗传信息传至RNA后，RNA从DNA链上释放，而后DNA恢复双螺旋，C正确；图中移动的3个核糖体上已合成的肽链长度不同，D错误。
C
2.(2024·河南百校联盟)如图是DNA复制过程的相关示意图，其中甲图是复制时形成的复制叉，丙图是复制时形成的复制环。下列叙述错误的是(　　)
A.由丙图可知，DNA复制起点的两侧
都能形成复制叉
B.由丙图可以推知复制环越大，复制
启动的时间越早
C.丙图有1个解旋酶参与催化DNA分子
中氢键的断裂
D.用同位素标记法可以探究乙图所示的复制方式是否为半保留复制
解析　由甲图可知，DNA复制时形成复制叉，由丙图可知，DNA复制双向进行，因此复制起点的两侧都能形成复制叉，A正确，由丙图可以推知复制环越大，说明复制的DNA部分越多，复制启动的时间越早，B正确；丙图每个复制环的两端分别有一个解旋酶在参与催化DNA分子中氢键的断裂，C错误；乙图为环状DNA的复制过程，因此可以用同位素标记法探究乙图所示的复制方式是否为半保留复制，D正确。
C
考向2　表观遗传及基因对性状的控制
3.(2024·浙江杭州联考)研究证实，被良好照顾的大鼠幼崽通过下列途径，使脑内激素皮质醇的受体表达量升高。据下图分析，下列说法错误的是(　　)
A.大鼠的情绪受多个基因的共同调控
B.皮质醇受体的高表达与表观遗传有关
C.据图可知，组蛋白乙酰化与DNA甲基化呈正相关
D.大鼠的情绪是神经—体液调节的结果
解析　由题图可知，大鼠的情绪受多个基因的共同调控，如神经递质血清素基因、皮质醇受体基因等，A正确；DNA的甲基化属于表观遗传修饰，皮质醇受体的高表达与DNA甲基化被移除有关，与表观遗传有关，B正确；根据题图可知，组蛋白乙酰化导致DNA甲基化被移除，故二者呈负相关，C错误；大鼠的情绪与神经递质、激素均有关，故其是神经—体液调节的结果，D正确。
C
4.(2024·九省联考甘肃卷，6)20世纪50年代，科学家在研究DNA复制的酶促反应机制时，发现了一种从未见过的生物化学反应，这种反应需要酶对底物模板指令的绝对依赖。后经众多科学家的不断探索，最终揭示了遗传信息传递的一般规律——中心法则。下列叙述错误的是(　　)
A.DNA分子的碱基排列顺序构成了遗传信息的多样性
B.遗传信息的复制、转录、翻译和逆转录都需要模板
C.转录时，RNA聚合酶识别并结合RNA的特定序列
D.DNA复制与转录的过程中，碱基互补配对方式不完全相同
解析　DNA是主要的遗传物质，组成DNA分子的碱基排列顺序具有多样性，构成了DNA分子的多样性，即遗传信息的多样性，A正确；遗传信息的复制(模板是DNA的两条链)、转录(模板是DNA的一条链)、翻译(模板是mRNA)和逆转录(模板是RNA)都需要模板，B正确；转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，转录时，RNA聚合酶识别并结合DNA的特定序列，C错误；DNA复制时碱基互补配对方式是A－T、T－A、G－C、C－G，转录的过程中碱基互补配对方式是A－U、T－A、G－C、C－G，碱基互补配对方式不完全相同，D正确。限时练12 遗传信息主要编码在DNA分子上
(时间：30分钟　分值：50分)
选择题：第1～12题，每小题3分，共36分。
【精准强化】
重点1　基因的本质和结构
1.(2024·北师大附中期中)下列关于“肺炎链球菌转化实验”的叙述，错误的是(　　)
体内转化实验中，加热致死的S型细菌中存在转化因子
体内转化实验中，R型细菌转化为S型细菌的过程中遗传物质未发生改变
体外转化实验中，S型细菌提取物经蛋白酶处理后能使R型细菌发生转化
体外转化实验中，S型细菌提取物经DNA酶处理后不能使R型细菌发生转化
2.(2024·广东六校联盟联考)下列关于“肺炎链球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是(　　)
肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验中均用到了病毒的培养技术
艾弗里实验中用“S型细菌提取物＋DNA酶”作为对照组，更充分说明转化因子就是DNA
噬菌体侵染细菌实验中，35S和32P分别用于标记噬菌体蛋白质的R基和DNA的碱基部位
35S标记的噬菌体侵染细菌实验中，保温时间过长对放射性检测结果不会产生明显影响
3.(2024·河北张家口部分学校期中)下列有关探究遗传物质的实验叙述，正确的是(　　)
赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是主要的遗传物质
格里菲思的实验运用了放射性同位素标记法
艾弗里的肺炎链球菌转化实验中向细胞提取物添加酶利用了加法原理
S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞内指导蛋白质的合成
4.(2024·安徽皖北五校联考)某同学欲制作DNA双螺旋结构模型，已准备了充足的相关材料，其中用一种长度的塑料片代表碱基A和G，用另一种长度的塑料片代表碱基C和T，下列叙述正确的是(　　)
在制作脱氧核苷酸时，需在磷酸两侧连接脱氧核糖和碱基
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
制成的模型上下各处粗细不同，因为嘌呤与嘧啶的空间尺寸不同
制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的内侧
重点2　遗传信息的传递与表达
5.(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(　　)
原核细胞无核仁，不能合成rRNA
真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成
rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子
细胞在有丝分裂各时期都进行核rDNA的转录
6.(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(　　)
甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录
氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化
处理后细胞Ⅱ的子代细胞能合成催乳素
该基因甲基化不能用于细胞类型的区分
7.(2024·广东深圳光明区模拟)如图为某基因表达的过程示意图，①～⑦代表不同的结构或物质，Ⅰ和Ⅱ代表过程。下列叙述正确的是(　　)
过程Ⅰ中的③表示RNA聚合酶，①链的左末端为3′端
过程Ⅱ中RNA相继结合多个⑤，有利于迅速合成大量的蛋白质
除碱基T和U不同外，②④链的碱基排列顺序相同
该图可以表示人的垂体细胞中生长激素基因表达的过程
8.(2024·河北衡水中学四调)真核生物的DNA分子中有多个复制起始位点，可以大大提高DNA复制速率。某科研团队通过研究揭示了一种精细的DNA复制起始位点的识别调控机制。下列叙述正确的是(　　)
DNA复制起始位点是解旋酶与DNA的初始结合位点
DNA的两条链在复制起始位点解旋后都可以作为转录的模板
DNA复制时只能是从复制起始位点开始同时向同一个方向进行
DNA的复制需要尿嘧啶作为原料
9.(2024·北京清华附中期末)如图表示细胞内相关的生理活动，下列表述错误的是(　　)
图甲所示生理活动涉及图乙中的a、b、e、f、g过程
图甲所示生理活动可发生在原核细胞
图乙中涉及碱基A与U配对的过程为b、c、d、e
图乙的f和g过程通过反馈调节实现
【综合提升】
10.(2024·安徽安庆二中模拟)猴痘病毒可通过飞沫和接触等途径传播，感染后常见症状有发热、头痛、皮疹、肌肉痛等。猴痘病毒由DNA和蛋白质构成。研究者分别利用35S或32P标记猴痘病毒，之后侵染未标记的宿主细胞，短时间保温后，搅拌、离心，检查上清液和沉淀物中的放射性，探究猴痘病毒的遗传物质。下列相关叙述正确的是(　　)
在分别含有放射性35S和32P的细菌培养液中培养以获得猴痘病毒
搅拌、离心的目的是让吸附在宿主细胞表面的DNA与蛋白质分离
采用32P标记的一组实验，保温培养时间过长时，上清液中放射性增强
若用15N标记猴痘病毒，则上清液和沉淀物中都能检测到放射性物质
11.(2024·湖南卷，5)某同学将质粒DNA 进行限制酶酶切时，发现DNA 完全没有被酶切，分析可能的原因并提出解决方法。下列叙述错误的是(　　)
限制酶失活，更换新的限制酶
酶切条件不合适，调整反应条件如温度和酶的用量等
质粒DNA突变导致酶识别位点缺失，更换正常质粒DNA
酶切位点被甲基化修饰，换用对DNA甲基化不敏感的限制酶
12.(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(　　)
tRNA分子内部不发生碱基互补配对
反密码子为5′－CAU－3′的tRNA可转运多种氨基酸
mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA
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
13.(14分)(2024·江西卷，19)植物体表蜡质对耐干旱有重要作用。研究人员通过诱变获得一个大麦突变体Cer1(纯合体)，其颖壳蜡质合成有缺陷(本题假设完全无蜡质)。初步研究表明，突变表型是因为C基因突变为c，使棕榈酸转化为16－羟基棕榈酸受阻所致(本题假设完全阻断)，符合孟德尔遗传规律。回答下列问题：
(1)(2分)在C基因两侧设计引物，PCR扩增，电泳检测PCR产物。如图泳道1和2分别是突变体Cer1与野生型(WT，纯合体)。据图判断，突变体Cer1中c基因的突变类型是________。
(2)(6分)将突变体Cer1与纯合野生型杂交，F1全为野生型，F1与突变体Cer1杂交，获得若干个后代。利用上述引物PCR扩增这些后代的基因组DNA，电泳检测PCR产物，可以分别得到与如图泳道________和泳道________(从1～5中选择)中相同的带型，两种类型的电泳带型比例为________。
(3)(2分)进一步研究意外发现，16－羟基棕榈酸合成蜡质过程中必需的D基因(位于另一条染色体上)也发生了突变，产生了基因d1，其编码多肽链的DNA序列中有1个碱基由G变为T，但氨基酸序列没有发生变化，原因是__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(4)(4分)假设诱变过程中突变体Cer1中的D基因发生了使其丧失功能的突变，产生基因d2。CCDD与ccd2d2个体杂交，F1的表型为野生型，F1自交，F2野生型与突变型的比例为__________；完善以下表格：
F2部分个体基因型 Ccd2d2 CCDd2
棕榈酸(填“有”或“无”) 有 有
16－羟基棕榈酸(填“有”或“无”) __①__ 有
颖壳蜡质(填“有”或“无”) 无 __②__
限时练12　遗传信息主要编码在DNA分子上
1.B　[体内转化实验中，加热致死的S型细菌与活的R型细菌混合，可以导致小鼠死亡，且可以分离出活的S型细菌，与对照组对比，可以说明加热致死的S型细菌中存在转化因子，A正确；体内转化实验中，R型细菌转化为S型细菌的过程中，遗传物质发生了改变，B错误；体外转化实验中，蛋白酶只能水解破坏S型细菌的蛋白质，不能破坏DNA，故还可以使R型细菌转化为S型细菌，C正确；体外转化实验中，DNA酶处理会破坏S型细菌的DNA，不能使R型细菌转化为S型细菌，D正确。]
2.D　[肺炎链球菌转化实验中，需要用细菌培养技术对肺炎链球菌进行体外培养，并未涉及病毒的培养，A错误；艾弗里利用减法原理，在实验中用“S型细菌提取物＋DNA酶”作为实验组，B错误；用35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA，这两种元素分别存在于组成蛋白质的氨基酸的R基和组成DNA的脱氧核苷酸的磷酸分子中，C错误；35S标记的噬菌体侵染细菌实验中，亲代噬菌体的蛋白质具有放射性，但蛋白质不是遗传物质，并不会进入细菌体内，所以保温时间过长，对上清液中蛋白质的放射性强度无影响，D正确。]
3.D　[赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质，A错误；格里菲思以小鼠为实验材料，研究肺炎链球菌的致病情况，并未运用放射性同位素标记法，B错误；减法原理是与常态相比，人为地去除某种影响因素，艾弗里的肺炎链球菌转化实验中向细胞提取物添加酶利用了减法原理，C错误；R型细菌转化为S型细菌实质是基因重组，即S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞内指导蛋白质的合成，D正确。]
4.B　[根据脱氧核苷酸的结构可知，脱氧核糖两侧上连接着磷酸和碱基，A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，B正确；因为A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径，所以搭建而成的DNA双螺旋的整条模型上下各处粗细相同，C错误；制成的模型中，磷酸和脱氧核糖交替连接位于主链的外侧，构成DNA分子的基本骨架，内侧为碱基，D错误。]
5.B　[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；细胞有丝分裂前期核仁解体，有丝分裂末期核仁重建，核仁消失的时期，核rDNA无法转录，D错误。]
6.D　[由题意知，细胞Ⅱ不能合成催乳素的原因是细胞中催乳素合成基因的多个碱基被甲基化，故推测甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录；由细胞Ⅱ经氮胞苷处理后，再培养可合成催乳素，推测氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化，A、B正确；处理后的细胞Ⅱ的催乳素合成基因去甲基化可传给子代细胞，故其子代细胞能合成催乳素，C正确；该基因甲基化后不能合成催乳素，故可根据是否合成催乳素区分细胞类型，D错误。]
7.B　[根据图示可知，Ⅰ和Ⅱ分别代表转录和翻译，在基因表达的过程中“遗传信息通过碱基互补配对在分子间传递”，图示转录和翻译同时进行，该过程一般不发生在真核细胞中，可能发生在原核细胞中。①为模板链，②为非模板链，
③为RNA聚合酶，④为mRNA，⑤为核糖体，⑥为tRNA，⑦为肽链。根据图示，mRNA的合成方向为5′→3′，所以④mRNA的左端为3′链，与④互补的①链的左末端为5′端，A错误；翻译过程中，一个mRNA相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，少量mRNA就可以迅速合成大量蛋白质，B正确；②④链都与①链互补，但转录过程只转录①链的编码区，故②链和④链除T和U不同外，碱基序列长度亦有差异，C错误；人垂体细胞为真核细胞，核基因转录场所主要是细胞核，翻译场所是细胞质中的核糖体，一般不能同时进行转录和翻译，D错误。]
8.A　[DNA解旋成为单链之后才能开始复制，而解旋酶的作用是使DNA双链中氢键打开，所以DNA复制起始位点是解旋酶与DNA的初始结合位点，A正确；DNA的两条链在复制起始位点解旋后作为DNA复制的模板，B错误；DNA复制时可能是从复制起始位点开始同时向两个方向进行，而且表现为多起点复制，进而提高了DNA分子的合成效率，C错误；尿嘧啶不是组成DNA的碱基，D错误。]
9.A　[图甲涉及转录与翻译过程，应为图乙中的b、c过程，A错误；图甲所示细胞中转录与翻译过程同时进行，可发生在原核细胞中，B正确；DNA分子中没有碱基U，而有碱基T，因此DNA分子复制(a)不涉及A与U配对，RNA有碱基U，转录(b)、翻译(c)、RNA复制(d)、逆转录(e)都存在A与U配对，C正确；在一个系统中，系统本身的工作效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，这种调节方式叫反馈调节，由图乙可知，蛋白质可以通过f和g调控基因表达，该调控过程属于反馈调节，D正确。]
10.C　[病毒只能寄生在活细胞内，所以不能用含有放射性35S和32P的细菌培养液培养猴痘病毒，A错误；搅拌的目的让吸附在宿主细胞上的猴痘病毒与宿主细胞分离，离心的目的是让上清液中析出质量较轻的病毒，沉淀物中留下宿主细胞，B错误；采用32P标记的一组实验，保温培养时间过长时，子代病毒从宿主细胞内释放出来，导致上清液中放射性增强，C正确；猴痘病毒的蛋白质外壳和DNA都含有氮元素，但15N没有放射性，故上清液和沉淀物中都不能检测到放射性物质，D错误。]
11.B　[限制酶失活会使DNA完全没有被酶切，此时应更换新的限制酶，A正确；酶切条件不合适通常会使切割效果下降，此时应有部分DNA被酶切，B错误；质粒DNA突变会导致限制酶识别位点缺失，进而造成限制酶无法进行切割，此时应更换为正常质粒，C正确；质粒DNA上酶切位点被甲基化修饰，会导致对DNA甲基化敏感的限制酶无法进行酶切，此时应换用对DNA甲基化不敏感的限制酶，D正确。]
12.D　[单链tRNA分子内部存在局部双链区，双链区存在碱基互补配对，A错误；每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，B错误；mRNA上的终止密码子不能决定氨基酸，因此其不能结合tRNA，C错误；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，这种特点是密码子的简并，可减少变异对个体生存带来的影响，有利于保持物种遗传的稳定性，D正确。]
13.(1)缺失突变 (2)1　3　1∶1
(3)由于密码子的简并，使突变前后转录产生的mRNA上该位点的密码子编码同一个氨基酸 (4)9∶7　①有　②有
解析　(1)根据电泳图结果可知，野生型(WT)基因C的条带大小为1 960 bp，突变体Cer1基因c的条带大小为1 100 bp，说明c基因是C基因发生碱基的缺失所产生的。(2)突变体Cer1(cc)与野生型(CC)杂交，F1基因型为Cc，F1与突变体Cer1(cc)杂交，后代基因型及比例为Cc∶cc＝1∶1，因此电泳检测杂交后代PCR产物，可得到与题图中泳道1和泳道3相同的带型，且比例为1∶1。(3)由于密码子的简并，使突变前后转录产生的mRNA上该位点的密码子编码同一个氨基酸，故一个碱基发生替换(由G变为T)后，DNA编码的氨基酸序列没有发生变化。(4)CCDD与ccd2d2个体杂交，F1基因型为CcDd2，自交后得到F2的基因型及比例为C_D_∶C_d2d2∶ccD_∶ccd2d2＝9∶3∶3∶1。当C和D都存在时(C_D_)，棕榈酸能转化成16－羟基棕榈酸，16－羟基棕榈酸再合成颖壳蜡质，故个体表现为野生型，②处填“有”；当C存在、D不存在时(C_d2d2)，棕榈酸能转化成16－羟基棕榈酸，但16－羟基棕榈酸不能合成颖壳蜡质，个体表现为突变型，故①处填“有”；当C不存在时(ccD_和ccd2d2)，棕榈酸不能转化成16－羟基棕榈酸，个体都表现为突变型，所以F2野生型与突变型的比例为9∶7。