2026年高考化学二轮专题复习：专题09 基因的本质和表达（专题专练）（全国适用）（解析版）

/专题09基因的本质和表达目录第一部分高考新风向洞察考向，感知前沿第二部分分层巧突破固本培优，精准提分A组·保分基础练题型01DNA是主要的遗传物质题型02DNA的结构与复制题型03基因指导蛋白质合成题型04基因表达与性状的关系B组·增分能力练第三部分真题刷进阶对标高考，感悟考法1．【新情境·以TM4噬菌体为情境】（2025·四川内江·一模）TM4噬菌体是一种专门侵染耻垢分枝杆菌的DNA病毒。耻垢分枝杆菌中stpK7基因的表达产物有利于TM4噬菌体吸附在细菌表面。研究人员按照赫尔希和蔡斯“噬菌体侵染大肠杆菌的实验”操作流程，进行以下各组实验，其中沉淀物具有较高放射性的是（

）A．用35S标记的TM4侵染敲除stpK7基因的耻垢分枝杆菌B．用32P标记的TM4侵染敲除stpK7基因的耻垢分枝杆菌C．用35S标记的TM4侵染未敲除stpK7基因的耻垢分枝杆菌D．用32P标记的TM4侵染未敲除stpK7基因的耻垢分枝杆菌【答案】D【解析】用35S标记TM4噬菌体（标记蛋白质外壳），侵染敲除stpK7基因的细菌。因细菌缺乏吸附能力，噬菌体无法注入蛋白质外壳，且蛋白质本身不进入宿主细胞，故沉淀物放射性低，A错误；用32P标记TM4噬菌体（标记DNA），侵染敲除stpK7基因的细菌。因无法吸附，噬菌体DNA不能注入宿主细胞，离心后DNA主要存在于上清液，沉淀物放射性低，B错误；用35S标记TM4噬菌体（标记蛋白质外壳），侵染未敲除stpK7基因的细菌。噬菌体可吸附并注入DNA，但蛋白质外壳不进入宿主细胞，故沉淀物放射性仍低，C错误；用32P标记TM4噬菌体（标记DNA），侵染未敲除stpK7基因的细菌。噬菌体成功吸附并将DNA注入宿主细胞，离心后含细菌的沉淀物中放射性较高，D正确。2．【新考法·考查单环DNA复制】（2025·四川达州·一模）含有一个单链环状DNA的M13噬菌体是一种寄生在大肠杆菌中的病毒。下图为M13噬菌体DNA复制的过程，SSB是与单链DNA结合的蛋白。下列叙述正确的是（

）A．M13噬菌体的DNA热稳定性与碱基G和C的含量呈正相关B．过程①需要解旋酶参与，M13噬菌体DNA复制是半保留复制C．过程⑥得到的单链环状DNA是过程②~⑤中新合成的DNAD．过程⑥得到的单链环状DNA与M13噬菌体的DNA碱基序列相同【答案】D【解析】DNA热稳定性主要由氢键数量决定，M13噬菌体的DNA为单链环状，其DNA热稳定性与碱基G和C的含量无关，A错误；过程①为从单链形成双链的过程，即合成互补链，此时不需要解旋酶，B错误；过程⑥释放的是被置换出的原始模板链，它是之前就已存在的亲代链，并非新合成，C错误；过程⑥得到的单链环状DNA为原始模板链，其与M13噬菌体的DNA碱基序列相同，D正确。3．【新载体·酶的结合位点】（2025·四川达州·一模）细胞中L酶的两个位点与ATP和亮氨酸结合后可催化tRNA与亮氨酸结合（如图1）。科研人员利用野生型细胞分别制备出位点1、位点2构象发生改变的细胞L1、L2，在不同条件下进行实验后检测L酶的放射性强度，结果如图2（“+”表示添加）。下列叙述正确的是（

）A．L酶能为tRNA与亮氨酸的结合提供活化能B．亮氨酸与tRNA的5端结合后转移到核糖体C．亮氨酸和ATP都含N，也可用15N标记两者D．ATP与L酶结合能促进亮氨酸与位点1结合【答案】D【解析】酶可以降低化学反应所需的活化能，但不能为化学反应提供能量，A错误；tRNA的3’端是结合氨基酸的部位，B错误；组成氨基酸的主要元素是C、H、O、N，有的含S；ATP的组成元素是C、H、O、N、P，二者都含有N，但不能用15N标记，否则无法区分亮氨酸和ATP，C错误；由图2可知，突变体细胞L1中检测到的放射性与野生型相同，说明该突变不影响与ATP结合，而突变体细胞L2中检测到的放射性明显降低，说明L2突变不能结合ATP，故推测ATP与亮氨酸分别与L酶上的位点2和位点1结合。亮氨酸与L酶的位点1结合，突变L2细胞检测到的亮氨酸放射性极低，而突变L2细胞是ATP结合位点2发生构象改变，结果位点1结合亮氨酸的量比突变体L1中位点1构象改变后结合亮氨酸的量还要低，说明ATP与L酶结合能够促进亮氨酸与相应的位点结合，D正确。4．【新考法·性别决定的表观遗传】（2025·四川资阳·一模）生物的性别决定与多种因素有关。海龟的性别由性别决定基因决定，且这些基因受去甲基化酶基因Kdm6b表达产物的调控。去甲基化酶基因Kdm6b表达过程在性腺分化前受温度影响，低温时该基因活跃，导致胚胎发育成雄性；而高温条件下Kdm6b基因几乎不表达，使得胚胎发育成雌性。下列叙述错误的是（

）A．Kdm6b调控海龟性别体现了基因通过控制蛋白质结构直接控制生物体性状B．海龟可通过DNA序列以外的方式影响性别C．甲基化可能会关闭某些基因的活性，进行去甲基化处理利于某些基因表达D．温度的高低影响海龟性别属于表观遗传调控【答案】A【解析】Kdm6b基因表达产物是去甲基化酶，属于酶类蛋白质，通过调控基因的表达间接影响性状，体现的是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物体的性状，而非直接控制蛋白质的结构，A错误；题干指出Kdm6b基因的表达受温度影响，导致性别差异，这属于表观遗传调控（如DNA甲基化修饰），并未改变DNA序列，B正确；DNA甲基化会抑制基因的表达，而去甲基化可解除抑制，使相关基因恢复活性，C正确；温度通过影响Kdm6b基因的表达水平改变甲基化状态，属于环境因素引起的表观遗传调控，D正确。01DNA是主要的遗传物质1．如图为“DNA是主要的遗传物质”论证模型。下列叙述正确的是（）A．艾弗里实验的检测指标是观察培养基中菌落的种类B．肺炎链球菌体内转化实验能证明DNA是遗传物质C．赫尔希和蔡斯实验中用32P标记的噬菌体侵染无标记的大肠杆菌，保温时间延长会使上清液中放射性的比例下降D．烟草花叶病毒（TMV）侵染烟草的实验证明了RNA是TMV的主要遗传物质【答案】A【解析】A、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验，通过观察培养基中菌落的种类数（R型菌和S型菌的菌落不同）来判断转化是否成功，以此作为检查指标，A正确；B、肺炎链球菌体内转化实验只能证明S型菌中存在“转化因子”，不能直接证明DNA是遗传物质，B错误；C、赫尔希和蔡斯实验中用32P标记的噬菌体侵染无标记的大肠杆菌，保温时间延长大肠杆菌裂解释放32P标记的噬菌体，会使上清液中放射性的比例升高，C错误；D、烟草花叶病毒（TMV）侵染烟草的实验证明了RNA是TMV的遗传物质，而非“主要”遗传物质，D错误。2．【新情境】肺炎链球菌中的R型细菌和S型细菌均有多种形态，研究表明R型细菌能转化为相应类型的S型细菌，且受体细胞必须处于感受态时才能被转化，部分实验过程与结果如下表所示。下列分析正确的是（）组别实验过程实验结果①RⅡ型细菌+SⅡ型细菌的DNA少数SⅡ型细菌、多数RⅡ型细菌②RⅡ型细菌+SⅢ型细菌的DNA少数SⅢ型细菌、多数RⅡ型细菌③SⅡ型细菌+RⅡ型细菌的DNA只有SⅡ型细菌④SⅢ型细菌+RⅡ型细菌的DNA只有SⅢ型细菌A．S型细菌是一种含多糖荚膜、菌落粗糙、有毒性的细菌B．①②对比说明R型细菌转化为S型细菌的原理是基因突变C．①②实验结果表明R型细菌转化为S型细菌的转化率很高D．S型细菌不能转化为R型细菌可能与S型细菌不存在感受态有关【答案】D【解析】A、S型细菌具有多糖荚膜，菌落光滑（而非粗糙），且有毒性能致病；R型细菌无荚膜，菌落粗糙，无毒，A错误；B、①②对比，说明R型细菌转化为S型细菌的原理是基因重组，若为基因突变，则①②的实验结果均会出现多种S型细菌类型，B错误；C、①②实验结果表明，R型细菌转化为S型细菌的转化率很低，C错误；D、R型细菌能转化为相应类型的S型细菌，其受体细胞必须处于感受态时才能被转化。R型细菌能转化为S型细菌的原因是R型细菌存在感受态，S型细菌不能转化为R型细菌的原因是S型细菌不存在感受态，D正确。3．S型肺炎链球菌的荚膜能阻止外源DNA进入细胞,根据S型肺炎链球菌荚膜的差异,可分为SⅠ、SⅡ等类型,不同类型的S型菌会突变成相应的R型肺炎链球菌（RⅠ、RⅡ）,R型菌只能突变为相应类型的S型菌。将加热杀死的肺炎链球菌甲破碎后获得提取物,冷却后加入肺炎链球菌乙培养液中培养，检测子代细菌的类型。下列说法正确的是（）A．将S型菌的DNA直接注入小鼠体内时会导致小鼠患败血症死亡B．转化形成的S型细菌遗传物质中不再含有R型细菌的遗传信息C．若甲菌为SⅠ，乙菌为RⅡ，子代细菌出现SⅡ,说明子代S型菌是通过转化形成的D．若甲菌为SⅡ，乙菌为RⅠ，子代细菌出现SⅡ,说明子代S型菌是通过转化形成的【答案】D【解析】A、S型菌的DNA单独存在时无法感染宿主，必须依赖完整的细菌结构才能致病。直接注入小鼠体内不会导致败血症，A错误；B、转化过程中，R型菌吸收S型菌的DNA片段并整合到自身基因组中，遗传物质包含R型菌原有信息和S型菌的DNA片段，B错误；C、若甲菌为SⅠ，乙菌为RⅡ，RⅡ只能突变为SⅡ，若子代出现SⅡ，说明是RⅡ自发突变的结果，而非转化（转化应产生SⅠ），C错误；D、若甲菌为SⅡ，乙菌为RⅠ，RⅠ只能突变为SⅠ，子代出现SⅡ，说明RⅠ吸收了SⅡ的DNA并成功转化，而非突变，D正确。4．【新考法】R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌的机理如下图所示。下列叙述正确的是（）注：capS为带有荚膜合成基因的DNA片段，capR为不带有荚膜合成基因的DNA片段A．S型细菌DNA断裂是由于氢键断裂，R型细菌的转化原理是基因重组B．若用Ca2+处理R型细菌，转化得到的S型细菌数量会增多C．右侧图中实线代表S型细菌数量变化，虚线代表R型细菌数量变化D．S型细菌数量增加主要来源于R型细菌的转化【答案】B【解析】A、S型细菌DNA断裂成多个片段是由于磷酸二酯键被破坏，R型细菌的转化原理是基因重组，A错误；B、用Ca2+处理R型细菌，使R型细菌成为感受态（容易吸收周围环境中DNA分子的状态），转化得到的S型细菌数量会增多，B正确；C、在该实验中，随着时间推移，R型细菌数量会先增加，因为R型细菌在适宜环境中会大量繁殖，而S型细菌是由R型细菌转化而来，其数量增加相对较晚且数量相对较少。所以实线代表R型细菌数量变化，虚线代表S型细菌数量变化，C错误；D、S型细菌数量增加主要是因为转化得到的S型细菌进行了分裂增殖，而不是主要来源于R型细菌的转化，D错误。02DNA的结构与复制5．噬菌体S—2L的DNA双链中腺嘌呤被完全替换成另一种碱基——二氨基嘌呤（Z）。Z是自然界中除A、T、C、G外，DNA的第5种碱基。研究发现含有Z的DNA稳定性更高，据此分析错误的是（）A．遗传信息储存在碱基对的排列顺序之中B．DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替排列在外侧C．推测Z和T之间或许形成了3个氢键D．若DNA中Z的比例为a，则C的比例为a【答案】D【解析】A、遗传信息储存在碱基对的排列顺序中，Z替换A未改变碱基排列顺序储存信息的本质，A正确；B、DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接构成基本骨架，位于外侧，Z替换A不影响骨架结构，B正确；C、普通DNA中A-T含2个氢键，G-C含3个氢键（稳定性更高）。题干指出含Z的DNA稳定性更高，推测Z与T可能形成3个氢键（类似G-C），C正确；D、Z完全替换A，故Z的比例等于原A的比例（a）。根据碱基互补配对原则，若Z的比例为a，则T的比例也为a，且C+G=1-2a（因Z+T=2a），故C的比例为(1-2a)/2，而非a，D错误。6．【新情境】水熊虫具有极强的生命力，能够在极端环境下生存。研究发现水熊虫中含有一种名为Dsup（损害抑制）的特殊基因，这种基因能够表达出具有保护机制的蛋白质，这些蛋白质能够让DNA链免于破损。当这种蛋白质被移植到人类肾脏细胞系时，这些细胞会比一般未经修改的正常细胞具有更有效地抵挡辐射与过氧化氢的能力。下列叙述错误的是（

）A．若彻底水解Dsup基因，将会得到6种产物B．Dsup基因和其表达的蛋白质都以碳链为基本骨架C．Dsup表达的蛋白质让DNA链免于破损，从而使细胞不会发生衰老和凋亡D．据自由基学说可推测，含有该蛋白质的人类肾脏细胞可减少自由基的产生【答案】C【解析】A、Dsup基因是DNA片段，彻底水解产物包括脱氧核糖、磷酸、A、T、C、G，共6种产物，A正确；B、DNA（基因）和蛋白质均为大分子，均以碳链为基本骨架，B正确；C、Dsup蛋白保护DNA链，可能延缓细胞损伤，但无法完全阻止细胞衰老和凋亡（由基因调控的自然过程），C错误；D、自由基学说认为，DNA损伤会加剧自由基产生，Dsup蛋白保护DNA可减少此恶性循环，从而减少自由基，D正确。7．【新载体】DNA复制泡是DNA上正在复制的部分。在复制启动时，尚未解开螺旋的亲代双链DNA与新合成的两条子代双链DNA的交界处形成的“Y”形结构，就称为复制叉。如图所示为DNA复制时，形成的复制泡和复制叉的示意图，其中a～h代表相应位置。下列说法中，错误的是（

）A．1个复制泡有2个复制叉，这体现了DNA的双向复制B．图中e、g链延伸方向和解旋酶的移动方向相反C．图中f、h处子链的合成需要DNA聚合酶和DNA连接酶催化D．一条染色体上出现多个复制泡有利于为细胞进入分裂期做好物质准备【答案】B【解析】A、DNA复制是双向复制，1个复制泡对应2个复制叉（复制向两个方向同时进行），A正确；B、DNA子链的延伸方向是5'→3'，而解旋酶的作用是解开DNA双链（移动方向与复制叉推进方向一致）。观察图中：复制叉向两侧推进（解旋酶随复制叉移动），而子链e和g的延伸方向是顺着解旋酶的移动方向（因为子链沿5'→3'延伸，与复制叉推进方向一致），B错误；C、图中f和h是后随链（不连续合成的子链）：DNA聚合酶催化后随链中冈崎片段的合成；DNA连接酶催化冈崎片段之间的磷酸二酯键连接，最终形成完整子链，C正确；D、一条染色体上出现多个复制泡，可以同时进行多处DNA复制，加快复制速率，从而为细胞进入分裂期快速做好物质准备，D正确。8．【新考法】被染色的DNA分子可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来，因此用紫外灯照射染色后的DNA分子，检测所得的吸收光谱的峰值对应离心管中DNA的主要分布位置。研究人员进行了如下实验：将含14N的大肠杆菌放在含有15NH4Cl的培养液中培养20分钟（大肠杆菌的DNA每20分钟复制一次），在培养的第0、20分钟时分别取样，提取DNA后对其进行染色，并用紫外灯照射，检测所得的吸收光谱的结果如图所示。继续培养到第40分钟时，取样检测吸收光谱，下列选项对应的结果中，能证明DNA半保留复制的是（）A．B．C． D．【答案】B【解析】根据题意可知，大肠杆菌的DNA每20分钟复制一次，故培养到第40分钟时，DNA分子可以复制2次。由于DNA是半保留复制，第一次复制后，所有DNA都是一条链含15N，一条链含14N，都分布在中间；第二次复制后，一半的DNA为一条链含15N，一条链含14N，分布在中间，另一半的DNA的两条链都含15N，分布在下面。03基因指导蛋白质合成9．【新情境】核应激小体是灵长类动物细胞在热休克等应激条件下于核内组装的一种无膜“应急工作站”，由SatⅢRNA、HSF1等蛋白构成。研究发现其通过增强NFIL3基因的表达，抑制TNF、IL-1β等炎症因子，参与脓毒症患者的炎症调控。下列说法中，正确的是（

）A．若抑制SatⅢRNA的合成，则NFIL3表达下调，炎症因子水平降低B．核应激小体是核膜内陷形成的结构，有利于提高核内相关基因表达水平C．核应激小体组装可能始于HSF1蛋白识别并结合SatⅢDNA，转录形成SatⅢRNAD．脓毒症患者体内核应激小体的活性与SatⅢRNA表达量呈负相关【答案】C【解析】A、核应激小体"增强NFIL3基因的表达"，抑制SatⅢRNA合成会破坏核应激小体组装，导致NFIL3基因表达减弱，进而减弱对炎症因子的抑制，使炎症因子水平升高，A错误；B、据题中信息可知，核应激小体是"无膜"结构，并非由核膜内陷形成，B错误；C、核应激小体是应激条件下于核内组装的一种无膜“应急工作站”，由SatⅢRNA、HSF1等蛋白构成，所以核应激小体组装可能始于HSF1蛋白识别并结合SatⅢDNA，启动转录，形成SatⅢRNA，C正确；D、SatⅢRNA是核应激小体的关键组分，其表达量越高，核应激小体活性应越强，二者呈正相关，D错误。10．真核细胞中的多数基因经转录会产生前体mRNA，前体mRNA中由内含子转录的RNA片段会被剪接体SnRNA切除并快速水解，由外显子转录的RNA片段会相互连接形成成熟mRNA。下图表示拟南芥F基因的转录及加工获得FγmRNA和FβmRNA的过程，其中Fγ、Fβ表示蛋白质。当Fβ含量过多时，拟南芥响应高温开花的时间延后。下列相关推测错误的是（

）A．在低温条件下，Fβ表达水平较低，从而抑制拟南芥开花B．F基因指导合成Fγ的过程中，存在磷酸二酯键的断裂和形成以及碱基互补配对C．剪接体SnRNA能特异性识别前体mRNA序列，剪切内含子转录的RNA片段D．拟南芥开花时间受环境和mRNA剪接形式的影响【答案】A【解析】A、题干只提到当Fβ含量过多时，拟南芥响应高温开花的时间延后，据此无法推测，在低温条件下，Fβ的表达水平，A错误；B、mRNA分子的剪接过程一定存在磷酸二酯键的断裂，转录和翻译过程都会有碱基互补配对，B正确；C、根据题干“前体mRNA中由内含子转录的RNA片段会被剪接体SnRNA切除并快速水解”，可知剪接体SnRNA能特异性识别前体mRNA序列，从而剪切内含子转录的RNA片段，C正确；D、由题可知，前体RNA的剪接方式有两种，通过剪接可形成两种mRNA，FβmRNA和FγmRNA，当Fβ过多时，拟南芥响应高温开花的时间延后，说明开花时间受环境及RNA剪接形式的影响，D正确。11．【新情境】脑源性神经营养因子（BDNF）是人体内含量最多的神经营养因子。BDNF基因表达受阻，会导致机体患抑郁症等疾病。BDNF异常减少的机制如下图所示。若BDNF基因共有个碱基对，其中含个碱基A，下列叙述错误的是（）A．miRNA-195阻碍了BDNF基因的翻译过程B．可通过降低miRNA-195的量来治疗抑郁症C．①中RNA聚合酶催化游离的核糖核苷酸连接到子链的3'端D．该基因第4次复制时消耗15m-15n个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸【答案】D【解析】A、据图可知，miRNA-195与BDNF转录的mRNA发生了碱基互补配对，进而阻止了该基因的翻译过程，A正确；B、题意显示，BDNF基因表达受阻，会导致机体患抑郁症等疾病，而miRNA-195阻碍了BDNF基因的翻译过程，因此可通过降低miRNA-195的量来治疗抑郁症，B正确；C、①为转录过程，该过程中RNA聚合酶催化游离的核糖核苷酸连接到子链的3'端，C正确；D、若BDNF基因共有m个碱基对，其中含n个碱基A，则其中胞嘧啶碱基的数目为（m-n），则该基因第4次复制时新产生的基因数目为23=8个，需要消耗8（m-n）=8m-8n个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸，D错误。12．乳糖操纵子是细菌中调控乳糖代谢相关的基因群，结构基因所表达的蛋白质是与乳糖代谢有关的酶。当培养液中没有乳糖时，该基因的表达量极低，加入乳糖后，细菌开始高效表达该基因群，相关机制如图所示。下列叙述错误的是（）A．RNA聚合酶沿着模板链的3’端到5’端合成mRNAB．结构基因转录出的一条mRNA上具有3种不同的启动子C．乳糖操纵子模型是在转录水平进行基因表达的调控D．上述调节机制可以保证细胞能量供应的前提下避免物质和能量的浪费【答案】B【解析】A、RNA聚合酶的转录方向是沿着模板链的3´端到5´端移动，从而合成mRNA（mRNA的延伸方向是5´-3´），A正确；B、mRNA上不含有启动子，启动子在DNA分子上，B错误；C、乳糖操纵子的调控发生在转录阶段（阻遏物与操纵基因结合或分离，影响RNA聚合酶的转录），属于转录水平的基因表达调控，C正确；D、若培养液无乳糖，参与乳糖分解的三种酶不表达，若培养液有乳糖，则参与乳糖分解的三种酶可表达，该调节机制既保证了大肠杆菌能量的供应，又可以避免物质和能量的浪费，D正确。04基因表达与性状的关系13．柳穿鱼Lcyc基因和小鼠Avy基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响，这样的现象称为表观遗传。下列叙述错误的是（

）A．柳穿鱼Lcyc基因表达时，需要RNA聚合酶识别并启动转录B．小鼠Avy基因甲基化程度越高，其表达越受抑制C．某基因是否发生甲基化可通过测定DNA中脱氧核苷酸的序列来检测D．表观遗传虽未改变DNA的碱基排列顺序，但属于可遗传变异【答案】C【解析】A、基因表达包括转录和翻译过程，转录时RNA聚合酶需识别启动子并启动转录。柳穿鱼Lcyc基因的表达需此过程，A正确；B、DNA甲基化会抑制基因表达，甲基化程度越高，基因表达受抑制程度越大。小鼠Avy基因的甲基化程度与其表达抑制呈正相关，B正确；C、DNA甲基化属于表观遗传修饰，不改变脱氧核苷酸序列（碱基序列），不能通过测定DNA中脱氧核苷酸的序列来检测，C错误；D、表观遗传通过改变DNA或组蛋白修饰（如甲基化）影响基因表达，且可通过配子遗传给后代，属于可遗传变异，但未改变DNA碱基序列，D正确。14．科研人员研究小鼠某基因的表观遗传调控机制，检测了该基因在不同处理组中基因启动子区甲基化水平和mRNA的相对含量，结果如下表所示（mRNA量与表达量呈正相关）。下列叙述正确的是（

）处理组甲基化水平（相对值）mRNA相对含量对照组1.02.0低甲基化组0.53.8高甲基化组1.80.6A．基因启动子区甲基化水平变化会改变该基因的碱基序列B．高甲基化组中mRNA含量低，是因为甲基化抑制了翻译过程C．基因甲基化引起的表观遗传属于可遗传变异，一般具有可逆性D．该研究表明，基因启动子区甲基化水平与基因表达量呈正相关【答案】C【解析】A、基因启动子区甲基化水平变化是表观遗传修饰，仅涉及DNA分子上甲基基团的添加或移除，不会改变基因的碱基序列，A错误；B、高甲基化组中mRNA含量低，是因为甲基化抑制了转录过程（DNA到mRNA的合成），而非翻译过程（mRNA到蛋白质的合成），B错误；C、基因甲基化引起的表观遗传属于可遗传变异，因其可通过有丝分裂或减数分裂遗传给子代，且环境因素可导致甲基化状态的逆转，具有可逆性，C正确；D、该研究数据显示，甲基化水平升高时（如高甲基化组），mRNA含量降低，表明甲基化水平与基因表达量呈负相关，而非正相关，D错误。15．DNA甲基化是表观遗传的调控机制之一。基因中富含CG的重复序列中的胞嘧啶易被甲基化修饰，胞嘧啶甲基化后仍能在DNA复制过程中与鸟嘌呤互补配对，但甲基化会抑制基因表达。下列说法正确的是（）A．基因的甲基化过程导致其碱基序列改变而影响生物的表型B．遗传物质相同的同卵双胞胎所具有的微小差异可能与表观遗传有关C．DNA甲基化抑制基因表达的原因可能是影响了DNA与DNA聚合酶的结合D．基因甲基化引起的表观遗传能通过DNA复制遗传给子代且该变异无法逆转【答案】B【解析】A、基因甲基化不改变DNA的碱基序列，而是通过修饰碱基（如胞嘧啶甲基化）调控基因表达，属于表观遗传变异，A错误；B、同卵双胞胎遗传物质相同，但环境等因素可能引起DNA甲基化差异，导致表型差异，可能和表观遗传有关，B正确；C、DNA甲基化主要抑制转录过程（如阻碍转录因子结合），应该影响RNA聚合酶，C错误；D、表观遗传可通过DNA复制遗传给子代（如甲基化模式可保留），但该变异可受环境等因素影响而逆转（如去甲基化），D错误。16．【新情境】水稻作为全球重要的粮食作物，其从热带起源地向高纬度地区的扩张过程中，耐寒性的获得与遗传机制一直未被完全揭示。我国科学家在哈尔滨自然条件下对KD8-N（冷敏感型）水稻进行人工低温处理（15℃，7天），通过种子结实率评估耐寒性，筛选出具有稳定遗传耐寒性的株系KD8-C。科研工作者通过比较KD8-N和KD8-C相关基因的表达水平，锁定了耐寒关键基因ACT1，在KD8-C中其表达显著上调。据图推测ACT1基因甲基化水平降低会促进其表达，提高耐寒性。请选择支持推测的证据（）A．将去甲基化酶基因导入KD8-N，ACTl表达升高，冷胁迫下结实率提升B．将去甲基化酶基因导入KD8-C，ACTl表达抑制，冷胁迫下结实率下降C．敲除ACT1基因的KD8-N株，耐冷性降低D．过表达ACT1基因的KD8-N株，耐冷性提升【答案】A【解析】A、将去甲基化酶基因导入KD8-N，ACT1表达升高，冷胁迫下结实率提升，说明去甲基化（甲基化水平降低）能促进ACT1表达，进而提高耐寒性，A符合题意；B、将去甲基化酶基因导入KD8-C，ACT1表达抑制，冷胁迫下结实率下降，说明去甲基化（甲基化水平降低）会抑制ACT1表达，降低耐寒性，题目的推测是ACT1基因甲基化水平降低会促进其表达，提高耐寒性，B不符合题意；C、敲除ACT1基因的KD8-N株，耐冷性降低，仅说明敲除ACT1基因耐寒性降低，未涉及甲基化，C不符合题意；D、过表达ACT1基因的KD8-N株，耐冷性提升，仅说明过表达ACT1基因耐寒性提升，未涉及甲基化，D不符合题意。1．（2025·广东汕尾·一模）DNA双螺旋结构被誉为生物学史上最重要的发现之一，标志着生物学发展进入分子时代。下列有关DNA的说法正确的是（

）A．DNA分子中A-T碱基对的数量一定与G-C碱基对数量相等B．双链DNA的热稳定性与G-C碱基对的含量呈正相关C．原核细胞内的DNA主要存在于染色质上D．DNA指纹技术的原理是DNA碱基序列的多样性【答案】B【解析】A、DNA分子中A-T碱基对的数量不一定与G-C碱基对数量相等，A错误；B、双链DNA的热稳定性与G-C碱基对含量呈正相关。G-C碱基对之间形成3个氢键，A-T碱基对之间形成2个氢键，G-C含量越高，氢键总数越多，解链所需温度越高，热稳定性越强，B正确；C、原核细胞内的DNA主要存在于拟核和质粒中，而非染色质上。染色质仅存在于真核细胞中，C错误；D、DNA指纹技术的原理是DNA分子中短串联重复序列的多态性，具有个体特异性，D错误。2．（2025·四川内江·一模）【新情境】细胞内DNA复制时，DNA聚合酶不能从头合成子链，先需要一段RNA引物与DNA母链结合，再以引物的一端为起点催化子链延伸（如图）。子链合成后，RNA引物被切除形成“缺口”，随后在DNA聚合酶的作用下将这些“缺口”填补，并连接相邻DNA片段。下列叙述错误的是（）A．DNA聚合酶以RNA引物的3'端为起点催化子链合成B．上述过程中存在A-T、A-U、G-C的碱基配对方式C．填补“缺口”的原料是细胞内4种游离的脱氧核苷酸D．一条子链中嘧啶数与嘌呤数的比值与另一条子链相同【答案】D【解析】A、DNA聚合酶的催化特点是从引物的3'端开始延伸子链（因为DNA合成方向是5'→3'），而RNA引物与DNA母链结合后，DNA聚合酶以引物的3'端为起点催化子链合成，A正确；B、RNA引物与DNA母链结合时，存在A-U（RNA与DNA配对），DNA子链合成时，存在A-T、G-C（DNA与DNA配对），B正确；C、缺口是RNA引物被切除后形成的，填补缺口是合成DNA片段，因此原料是4种游离的脱氧核苷酸（DNA的基本单位），C正确；D、根据碱基互补配对原则，一条子链中，嘧啶数（C+T）与嘌呤数（A+G）的比值，和它的互补链（另一条子链）的比值是倒数关系，D错误。3．（2025·河南·一模）如图为某个环状DNA的结构示意图。下列叙述正确的是（）A．与线性DNA相比，该DNA储存的遗传信息更少B．该DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接，每条链上嘌呤碱基可能占1/2C．3H标记该DNA的两条链后，在不含3H的环境中复制2次，子代DNA均含3HD．若该DNA中某基因含n个碱基对，则其核苷酸排序有4n种【答案】B【解析】A、遗传信息的多少由DNA中碱基对的数量和排列顺序决定，题干未给出环状DNA和线性DNA的碱基数量，无法比较遗传信息多少，A错误；B、DNA的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接构成；DNA双链中嘌呤（A+G）与嘧啶（T+C）总数相等，但单链中嘌呤碱基的比例可以为1/2（如单链中A+G的数量等于T+C），B正确；C、DNA为半保留复制，标记两条链后复制2次，会产生4个子代DNA，其中2个DNA含一条³H标记链，2个DNA不含³H，并非均含³H。C错误；D、特定基因的核苷酸排列顺序是固定的，只有随机的n个碱基对才会有4ⁿ种排列可能，D错误。4．（2025·四川成都·一模）【新情境】某科研团队新发现了一种感染A细菌的病毒B，并设计了如图所示的两种方法来探究B病毒的遗传物质是DNA还是RNA。经两种方法处理后，将甲、乙、丙、丁4组培养皿放在相同且适宜的条件下培养，一段时间后检测甲、乙两组子代病毒B的放射性和丙、丁两组子代病毒B的产生情况。下列相关叙述正确的是（）方法一：同位素标记法方法二：酶解法A．若甲组产生的子代病毒B有放射性而乙组无，说明该病毒的遗传物质是RNAB．方法一中，若换用18O替换32P标记上述两种核苷酸也能达成实验目的C．方法二的实验可增设未用任何酶处理的核酸去侵染A细菌的一组作为对照D．若丙组能产生子代病毒B而丁组不能产生，则说明该病毒的遗传物质是DNA【答案】C【解析】A、尿嘧啶是RNA特有的碱基，若甲组产生的子代病毒B有放射性而乙组无，说明子代病毒中含有32P标记的胸腺嘧啶，说明该病毒的遗传物质是DNA，A错误；B、18O无放射性，无法通过检测放射性判断，B错误；C、本实验可增设未用任何酶处理的核酸去侵染A细菌的一组作为对照，排除其他因素对实验结果的干扰，C正确；D、若丙组能产生子代病毒B而丁组不能产生，说明丁组的RNA被RNA酶水解后病毒无法增殖产生子代，所以该病毒的遗传物质是RNA，D错误，5．（2025·四川自贡·一模）【新考法】科研人员将图1所示的一段人工合成的mRNA（AUG为起始密码子，UAA、UAG、UGA为终止密码子）转入体外培养的人体细胞（实验组），一段时间后分别提取对照组和实验组细胞中的蛋白质并通过特定抗体进行检测，结果如图2.下列有关叙述错误的是（）A．核糖体与该mRNA的结合部位形成两个tRNA结合位点B．以上述mRNA为模板翻译出的肽链中可能含有4个肽键C．与该mRNA上第3个密码子对应的反密码子是5’-AGU-3’D．实验说明人体细胞自身缺乏该mRNA对应的基因组DNA【答案】D【解析】A、核糖体与mRNA结合后形成2个tRNA结合位点，A正确；B、AUG是起始密码，mRNA序列为AUGGCUACUAACUGUUAG...翻译出5个氨基酸，含4个肽键，B正确；C、第3个密码子ACU对应的反密码子为5’-AGU-3’，符合碱基互补配对原则，C正确；D、实验仅说明未转入外源mRNA时，人体细胞不表达该蛋白，但无法推断其基因组中无对应DNA，D错误。6．（2025·浙江·一模）面对当前时代海量数据的存储介质难题，科学家利用DNA作为存储数据的介质，并取得了初步成功。下列特点不能作为上述DNA应用原理的是（

）A．DNA能进行精确的半保留复制，有利于数据的准确传递B．DNA能进行高效地转录和翻译，有利于数据格式的转换C．DNA作为存储介质体积较小，有利于数据存储空间的扩容D．DNA长链中碱基对序列的多样化，有利于数据存储内容的多样性【答案】B【解析】A、DNA半保留复制能确保遗传信息准确传递，在数据存储中有利于数据的备份和传递，符合应用原理，A正确；B、转录和翻译是DNA指导蛋白质合成的过程，属于基因表达，而数据存储仅涉及序列的读取，不涉及生物体内的格式转换，B错误；C、DNA分子体积小，存储密度高，有利于在有限空间存储大量数据，符合扩容需求，C正确；D、DNA碱基序列的多样性可编码不同信息，支持存储内容的多样化，符合应用原理，D正确。7．（2025·云南大理·一模）如图为真核细胞分泌蛋白（丙）的合成与加工过程，甲、乙为单链核酸。下列叙述错误是（）A．a过程发生在核糖体上，需要多种RNA的作用B．a过程RNA聚合酶读取到甲和乙上的终止密码子时停止转录C．b过程需要内质网和高尔基体的参与D．b过程中氨基酸之间能够形成氢键【答案】B【解析】A、由图可知，甲、乙为单链核酸，且参与了分泌蛋白合成过程中的翻译阶段，所以甲、乙应为RNA，a为翻译过程，b为肽链盘曲折叠形成蛋白质的过程，翻译过程在核糖体上，需要三种RNA的参与，A正确；

B、在分泌蛋白的合成与加工过程中，a过程是翻译，场所是核糖体，不是转录过程，B错误；

C、b过程是对蛋白质进行加工和运输，分泌蛋白的合成过程中，需要内质网和高尔基体参与，C正确；

D、b过程中氨基酸之间能够形成氢键使肽链盘区折叠形成一定空间结构的蛋白质分子，D正确；8．（2025·广东·二模）【新考法】一项小鼠和人类细胞实验表明，肥胖导致脂肪细胞中构成染色质的组蛋白甲基化，即使减重以后脂肪组织仍保持转录状态，称为“肥胖记忆”。下列推论正确的是（

）A．人体脂肪细胞含的是不饱和脂肪酸B．肥胖导致脂肪细胞基因的碱基序列发生改变C．脂肪细胞转录过程中需要解旋酶解开DNA双链D．肥胖记忆可能导致减肥难以维持，增加体重反弹几率【答案】D【解析】A、人体脂肪细胞储存的脂肪酸包括饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸，具体组成受饮食等因素影响，但题干讨论的是肥胖引起的表观遗传变化（组蛋白甲基化），与脂肪酸类型无关，A错误；B、肥胖导致的组蛋白甲基化是表观遗传修饰，仅改变基因表达水平，不涉及基因碱基序列的改变（DNA序列未变），B错误；C、转录过程中，DNA双链的解开由RNA聚合酶完成（RNA聚合酶具有解旋功能），无需解旋酶参与，解旋酶主要在DNA复制中发挥作用，C错误；D、“肥胖记忆”指减重后脂肪组织仍保持转录活跃状态，可能促进脂肪合成相关基因表达，导致能量储存倾向增强，从而增加减肥后体重反弹的几率，符合题干推论，D正确。1．（2025·天津·高考真题）无机电解质在水溶液中能够电离成自由移动的离子，在动物体内可（

）A．分解产生能量 B．维持酸碱平衡C．缩合形成多肽 D．携带遗传信息1．（2025·海南·高考真题）某小组模拟赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验时，应用假说-演绎法推测出①~⑥种假设，如图。下列有关叙述错误的是（

）A．实验1中，若离心后上清液的放射性高，沉淀物的放射性极低，则说明仅假设②正确B．实验2中，若离心后上清液的放射性极低，沉淀物的放射性高，则说明仅假设⑤正确C．若实验1子代噬菌体无放射性、实验2子代的部分菌体有放射性，则说明噬菌体的遗传物质是DNAD．若用35S和32P同时标记的噬菌体进行实验，则离心后上清液和沉淀物均有放射性【答案】B【解析】A、实验1中，35S标记的是噬菌体蛋白质，若离心后上清液的放射性高，沉淀物的放射性极低，则说明仅假设②正确，即噬菌体侵染细菌时只有蛋白质进入，A正确；B、实验2中，32P标记的是噬菌体DNA，若离心后上清液的放射性极低，沉淀物的放射性高，则说明仅假设⑤⑥正确。即噬菌体侵染细菌时只有DNA进入或噬菌体的DNA和蛋白质均进入，B错误；C、若实验1子代噬菌体无放射性，说明蛋白质没有实现亲子代之间的连续性，实验2子代的部分噬菌体有放射性说明亲子代之间有连续性的物质是DNA，则说明噬菌体的遗传物质是DNA，D正确；D、若用35S和32P同时标记的噬菌体进行实验，则离心后上清液和沉淀物均有放射性，因为上清液中含有放射性标记的蛋白质，沉淀物中含有放射性标记的DNA,D正确。2．（2025·福建·高考真题）关于生物科学史中经典实验对应的实验设计，下列叙述错误的是（

）选项经典实验实验设计A恩格尔曼探究叶绿体的功能选择水绵为实验材料、利用需氧细菌指示氧气释放的场所B艾弗里证明DNA是遗传物质利用“减法原理”设法分离DNA和蛋白质等物质。研究它们的作用C梅塞尔森和斯塔尔证明DNA的半保留复制选择大肠杆菌为实验材料，应用同位素标记技术进行探究D毕希纳探究发酵是否需要酵母菌活细胞的参与破碎酵母菌细胞，获得不含细胞的提取液进行发酵A．A B．B C．C D．D【答案】B【解析】A、恩格尔曼探究叶绿体的功能时，选择水绵为实验材料，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，利用需氧细菌指示氧气释放的场所，因为需氧细菌会向氧气浓度高的部位聚集，A正确；B、艾弗里利用“减法原理”（即通过酶解法分别去除DNA、蛋白质、RNA等成分）去除某种化学成分，研究哪种成分是转化因子（遗传物质），证明DNA是遗传物质，而不是设法分离DNA和蛋白质等物质，B错误；C、梅塞尔森和斯塔尔证明DNA的半保留复制时，选择大肠杆菌为实验材料，应用同位素标记技术（用15N标记）和密度梯度离心，进行探究，C正确；D、毕希纳探究发酵是否需要酵母菌活细胞的参与，是把酵母菌细胞放在石英砂中研磨，加水搅拌，再进行过滤，获得不含酵母菌细胞的提取液，然后进行发酵，D正确。3．（2025·北京·高考真题）1958年，Meselson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】A、15N没有放射性，它与14N只是氮元素的不同同位素，质量不同，可通过密度梯度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；B、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；C、若将DNA解链为单链后离心，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；D、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。4．（2025·广西·高考真题）某种二倍体鱼（XY型）会发生性逆转现象，研究人员运用基因编辑技术对雌鱼的雌激素合成主要基因进行敲除实验，并得到雌鱼性逆转的有关结果，见表。下列有关分析正确的是（）表组别f基因c基因s基因雌激素水平鱼的性别野生型+++*****♀甲+-+*♂乙-+-**♂丙--+*♂丁+--*♂戊-++**♂己++-****♀注：“+”表示不敲除基因；“-”表示敲除基因；“*****”表示野生型雌鱼正常的雌激素水平。A．c、f基因都能直接控制合成少量且相等的雌激素B．s、f基因的表达产物，共同促进c基因控制雌激素合成C．饲喂外源雌激素，不能阻止甲、丙、丁三组雌鱼性逆转D．乙、戊组鱼分别与己组鱼交配，后代性染色体组成不全是XX【答案】B【解析】A、基因通过控制酶的合成间接调控雌激素（化学本质是脂质而非蛋白质）合成，并非“直接合成雌激素”；且不同基因敲除后雌激素变化不同，说明基因对雌激素的影响不“相等”，A错误；B、甲、丙、丁组敲除c基因，均导致雌激素水平明显降低，对比野生型和其它的其他组，野生型s、f基因共同起作用时，雌激素水平最高，推测s、f基因的表达产物共同促进c基因控制雌激素合成，B正确；C、性逆转因内源雌激素不足导致，补充外源雌激素可恢复雌性特征，因此饲喂外源雌激素能阻止性逆转，C错误；D、研究人员运用基因编辑技术对雌鱼的雌激素合成主要基因进行敲除实验，并得到雌鱼性逆转的有关结果，性逆转雄鱼（乙、戊组）的性染色体为XX；己组为XX雌鱼。二者交配时，后代性染色体组成全是XX，D错误。5．（2025·贵州·高考真题）下图为核酸的部分结构及遗传信息传递过程的示意图。下列叙述正确的是（）A．图中箭头所指碳原子上连接的基团是-OHB．甲链中相邻两个五碳糖通过磷酸二酯键连接C．若图中序列编码一个氨基酸，则其密码子为UACD．遗传信息可从甲链流向乙链，但不能从乙链流向甲链【答案】B【解析】A、图中含有尿嘧啶和胸腺嘧啶，应该代表的是转录（或逆转录）过程，图中箭头所指碳原子为脱氧核糖的2号碳原子，其上连接的基团是-H，A错误；B、甲链中相邻两个五碳糖通过磷酸二酯键连接，即核酸中连接两个核苷酸的是磷酸二酯键，B正确；C、若图中序列编码一个氨基酸，即图示过程为转录过程，则其密码子为5’-CAU-3’，因为密码子读取的方向是5’→3’，C错误；D、遗传信息通过转录过程从甲链流向乙链，还可通过逆转录过程从乙链流向甲链，D错误。6．（2025·云南·高考真题）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】A、因为将厌氧启动子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；B、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是互补的，不相同，B错误；

C、好氧环境中，PA转录效率高（与氧浓度成正比），产生的mRNA会与PT转录的mRNA互补形成双链，通过RNA干扰抑制asd基因表达。