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专题 05 遗传的分子基础
考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势
考点1 基因的 1.高考对这部分内容的考查单独考
本质及结构特 的不多，考查时常以选择题的形
2025、2024、2023年都有考查
点 式呈现，考生需要理解碱基互补
（5年3考） 配对原则，DNA半保留复制相关
计算，用同位素标记法进行探究
实验。
考点2 基因的
2.基因的表达是高考的重要考点，
表达 2025、2024、2022年都有考查
要求考生准确识记转录与翻译的
（5年3考）
过程，特点，这两年，基因的甲
基化考查的也较多。
考点 01 基因的本质及结构特点
1．（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
【分析】DNA复制是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。DNA复制条件：模板（DNA的双
链）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和聚合酶等）、原料（游离的脱氧核苷酸）；DNA复制过程：
边解旋边复制；DNA复制特点：半保留复制。
【详解】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。
故选B。
2．（2024·北京·高考真题）科学家证明“尼安德特人”是现代人的近亲，依据的是DNA的（ ）
A．元素组成 B．核苷酸种类 C．碱基序列 D．空间结构
【答案】C
【分析】DNA分子的多样性主要表现为构成DNA分子的四种脱氧核苷酸的排列顺序千变万化；特异性主要
表现为每个DNA分子都有特定的碱基序列。
【详解】A、DNA的元素组成都是C、H、O、N、P，A不符合题意；
B、DNA分子的核苷酸种类只有4种，B不符合题意；
C、每种DNA的碱基序列不同，“尼安德特人”与现代人的DNA 碱基序列有相似部分，证明“尼安德特
人”与现代人是近亲，C符合题意；
D、DNA的空间结构都是规则的双螺旋结构，D不符合题意。
故选C。
3．（2021·北京·高考真题）酵母菌的DNA中碱基A约占32%，关于酵母菌核酸的叙述错误的是（ ）
A．DNA复制后A约占32% B．DNA中C约占18%
C．DNA中（A+G）/（T+C）=1 D．RNA中U约占32%
【答案】D
【分析】酵母菌为真核生物，细胞中含有DNA和RNA两种核酸；其中DNA分子为双链结构，A=T，G=C，
RNA分子为单链结构。据此分析作答。
【详解】A、DNA分子为半保留复制，复制时遵循A-T、G-C的配对原则，则DNA复制后的A约占32%，A
正确；
B、酵母菌的DNA中碱基A约占32%，则A=T=32%，G=C=（1-2×32%）/2=18%，B正确；
C、DNA遵循碱基互补配对原则，A=T、G=C，则（A+G）/（T+C）=1，C正确；
D、由于RNA为单链结构，且RNA是以DNA的一条单链为模板进行转录而来，故RNA中U不一定占32%，
D错误。
故选D。
4．（2024·北京·高考真题）摩尔根和他的学生们绘出了第一幅基因位置图谱，示意图如图，相关叙述正确
的是（ ）
果蝇X染色体上一些基因的示意图A．所示基因控制的性状均表现为伴性遗传
B．所示基因在Y染色体上都有对应的基因
C．所示基因在遗传时均不遵循孟德尔定律
D．四个与眼色表型相关基因互为等位基因
【答案】A
【分析】该图是摩尔根和学生绘出的第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置的图。由图示可知，控制果
蝇图示性状的基因在该染色体上呈线性排列，果蝇的短硬毛和棒眼基因位于同一条染色体上。
【详解】A、 图为X染色体上一些基因的示意图，性染色体上基因控制的性状总是与性别相关联，图所示
基因控制的性状均表现为伴性遗传，A正确；
B、X染色体和Y染色体存在非同源区段，所以Y染色体上不一定含有与 所示基因对应的基因，B错误；
C、在性染色体上的基因（位于细胞核内）仍然遵循孟德尔遗传规律，因此，图所示基因在遗传时遵循孟
德尔分离定律，C错误；
D、等位基因是指位于一对同源染色体相 同位置上，控制同一性状不同表现类型的基因，图中四个与眼色
表型相关基因位于同一条染色 体上，其基因不是等位基因，D错误。
故选A。
5．（2023·北京·高考真题）变胖过程中，胰岛B细胞会增加。增加的B细胞可能源于自身分裂（途径I），
也可能来自胰岛中干细胞的增殖、分化（途径Ⅱ）。科学家采用胸腺嘧啶类似物标记的方法，研究了L基
因缺失导致肥胖的模型小鼠IK中新增B细胞的来源。
(1)EdU和BrdU都是胸腺嘧啶类似物，能很快进入细胞并掺入正在复制的DNA中，掺入DNA的EdU和BrdU
均能与 互补配对，并可以被分别检测。未掺入的EdU和BrdU短时间内即被降解。
(2)将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中，各孔同时加入EdU，随后每隔一定时间向一
组培养孔加入BrdU，再培养十几分钟后收集该组孔内全部细胞，检测双标记细胞占EdU标记细胞的百分比
（如图）。图中反映DNA复制所需时长的是从 点到 点。(3)为研究变胖过程中B细胞的增殖，需使用一批同时变胖的小鼠。为此，本实验使用诱导型基因敲除小鼠，
即饲喂诱导物后小鼠的L基因才会被敲除，形成小鼠IK。科学家利用以下实验材料制备小鼠IK：
①纯合小鼠Lx：小鼠L基因两侧已插入特异DNA序列（x），但L的功能正常；②Ce酶基因：源自噬菌体，
其编码的酶进入细胞核后作用于x，导致两个x间的DNA片段丢失；③Er基因：编码的Er蛋白位于细胞质，
与Er蛋白相连的物质的定位由Er蛋白决定；④口服药T：小分子化合物，可诱导Er蛋白进入细胞核。请
完善制备小鼠IK的技术路线： →连接到表达载体→转入小鼠Lx→筛选目标小鼠→
→获得小鼠IK。
(4)各种细胞DNA复制所需时间基本相同，但途径I的细胞周期时长（t ）是途径Ⅱ细胞周期时长（t ）的三
1 2
倍以上。据此，科学家先用EdU饲喂小鼠IK，t 时间后换用BrdU饲喂，再过t 时间后检测B细胞被标记的
2 2
情况。研究表明，变胖过程中增加的B细胞大多数来源于自身分裂，与之相应的检测结果应是
。
【答案】(1)A/腺嘌呤
(2) Q R
(3) 将Ce酶基因和Er基因连接 饲喂口服药T
(4)大多数B细胞没有被BrdU标记
【分析】DNA分子的复制时间：有丝分裂和减数分裂间期；条件：模板（DNA的双链）、能量（ATP水解
提供）、酶（解旋酶和DNA聚合酶等）、原料（游离的脱氧核苷酸）；过程：边解旋边复制；结果：一条
DNA复制出两条DNA；特点：半保留复制。
【详解】（1）分析题意可知，EdU和BrdU都是胸腺嘧啶（T）类似物，根据碱基互补配对的原则可知，掺
入DNA的EdU和BrdU均能与A（腺嘌呤）互补配对，并可以被分别检测。
（2）DNA分子复制时会发生模板链与子链的碱基互补配对，据题可知，将处于细胞周期不同阶段的细胞混合培养于多孔培养板中，各孔同时加入EdU，则EdU会与A结合，导致子链出现放射性，随后每隔一定
时间向一组培养孔加入BrdU，则BrdU也会与A结合，使放射性增强，最终实现双标记，随复制完成达到
峰值，故结合题图可知，图中反映DNA复制所需时长的是从Q点到R点。
（3）分析题意，要制备IK小鼠，需要用诱导型基因敲除小鼠，而饲喂诱导物后小鼠的L基因才会被敲除，
结合所给实验材料及药物可知，制备小鼠IK的技术路线为：将Ce酶基因和Er基因连接（Ce酶可作用于
x，导致两个x间的DNA片段丢失）→连接到表达载体→转入小鼠Lx→筛选目标小鼠→饲喂口服药T（诱导
Er蛋白进入细胞核）→获得小鼠IK。
（4）据题可知，变胖过程中增加的B细胞可能源于自身分裂（途径I），也可能来自胰岛中干细胞的增殖、
分化（途径Ⅱ），由于但途径I的细胞周期时长（t ）是途径Ⅱ细胞周期时长（t ）的三倍以上，若先用
1 2
EdU饲喂小鼠IK，各种细胞DNA复制所需时间基本相同，t 时间已经经过一个细胞周期，所有的细胞应都
2
含有EdU标记，实验假设是变胖过程中增加的B细胞大多数来源于自身分裂，即来源于途径I，该过程已
经复制的B细胞直接分裂，不会再有DNA复制过程，故t 时间后用BrdU饲喂则不起作用，即大多数B细
2
胞没有被BrdU标记。
考点 02 基因的表达
1．（2025·北京·高考真题）植物的光合作用效率与叶绿体的发育（形态结构建成）密切相关。叶绿体发育
受基因的精细调控，以适应环境。科学家对光响应基因BG在此过程中的作用进行了研究。
(1)实验中发现一株叶绿素含量升高的拟南芥突变体。经鉴定，其BG基因功能缺失，命名为bg。图1是使
用 观察到的叶绿体亚显微结构。与野生型相比，可见突变体基粒（“[”所示）中的 增
多。
(2)已知GK蛋白促进叶绿体发育相关基因的转录，BG蛋白可以与GK蛋白结合。研究者构建了GK功能缺失
突变体gk（叶绿素含量降低）及双突变体bggk。对三种突变体进行观察，发现双突变体的表型与突变体
相同，由此推测BG通过抑制GK的功能影响叶绿体发育。
(3)为进一步证明BG对GK的抑制作用并探索其作用机制，将一定浓度的GK蛋白与系列浓度BG蛋白混合后，
再加入GK蛋白靶基因CAO的启动子DNA片段，反应一段时间后，经电泳检测DNA所在位置，结果如图
2。分析实验结果可得出BG抑制GK功能的机制是 。(4)基于突变体bg的表型，从进化与适应的角度推测光响应基因BG存在的意义 。
【答案】(1) 电子显微镜 类囊体
(2)gk
(3)BG 通过与 CAO 启动子 DNA 片段竞争结合 GK 蛋白，从而抑制 GK 与 CAO 启动子 DNA 片段的结合
(4)使植物能够更好地响应光信号，调节自身生理过程，以适应不同光照环境，提高生存和繁殖能力
【分析】叶绿体是进行光合作用的场所，叶绿体是双层膜结构，其内部含有基粒，基粒是类囊体堆叠而成，
类囊体膜上含有光合作用有关的色素和酶。
【详解】（1）观察叶绿体亚显微结构需要使用电子显微镜。因为光学显微镜的分辨率有限，无法观察到
叶绿体内部的精细结构，而电子显微镜能够提供更高的分辨率，从而清晰地看到叶绿体的亚显微结构。基
粒是由类囊体堆叠而成的结构。与野生型相比，突变体叶绿素含量升高，且 BG 基因功能缺失，观察可知
突变体基粒中的类囊体（片层）增多。因为叶绿素主要分布在类囊体薄膜上，类囊体增多可能是导致叶绿
素含量升高的原因之一。
（2）已知 GK 蛋白促进叶绿体发育相关基因的转录，BG 蛋白可以与 GK 蛋白结合。GK 功能缺失突变体
gk 叶绿素含量降低，若 BG 通过抑制 GK 的功能影响叶绿体发育，那么双突变体 bggk 中，由于 GK 本
身功能缺失，BG 也无法发挥抑制 GK 的作用，此时双突变体的表型应该与 gk 突变体相同。
（3）观察图 2 可知，随着 BG 蛋白与 GK 蛋白浓度比的增大，与 GK 蛋白结合的 DNA 片段逐渐减少，
游离 DNA 片段逐渐增多。 这表明 BG 蛋白的存在阻碍了 GK 蛋白与 CAO 启动子 DNA 片段的结合 。
因为 GK 蛋白要发挥功能，需要与靶基因 CAO 的启动子 DNA 片段结合来调控基因表达，而 BG 蛋白浓
度越高，这种结合就越少。所以，BG 抑制 GK 功能的机制是 BG 通过与 CAO 启动子 DNA 片段竞争结
合 GK 蛋白，从而抑制 GK 与 CAO 启动子 DNA 片段的结合。
（4）从进化与适应的角度来看，生物体内的基因存在必然是对生物的生存和繁衍有积极意义的。突变体
bg 由于缺乏光响应基因 BG，其表型可能在某些环境条件下不利于生存。而正常存在光响应基因 BG 时，
植物可以通过 BG 对光信号做出响应，从而更好地调节自身的生理过程，例如，在光照过强时，BG 基因
表达产物可能通过抑制 GK 功能，调节相关基因表达，避免植物因光照过强而受到伤害；在光照较弱时，
可能通过调节使植物更好地利用有限的光能进行光合作用等。这使得植物在不同的光照环境中能够更有效
地进行光合作用，获取能量，提高自身的生存和繁殖能力，以适应复杂多变的环境。
2．（2022·北京·高考真题）番茄果实成熟涉及一系列生理生化过程，导致果实颜色及硬度等发生变化。果
实颜色由果皮和果肉颜色决定。为探究番茄果实成熟的机制，科学家进行了相关研究。(1)果皮颜色由一对等位基因控制。果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F 果皮为黄色，F 自交所得F 果皮颜
1 1 2
色及比例为 。
(2)野生型番茄成熟时果肉为红色。现有两种单基因纯合突变体，甲（基因A突变为a）果肉黄色，乙（基
因B突变为b）果肉橙色。用甲、乙进行杂交实验，结果如下图1。据此，写出F 中黄色的基因型：
2
。
(3)深入研究发现，成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色，当番茄红素量较少时，果肉呈黄色，而
前体物质2积累会使果肉呈橙色，如下图2。上述基因A、B以及另一基因H均编码与果肉颜色相关的酶，
但H在果实中的表达量低。根据上述代谢途径，aabb中前体物质2积累、果肉呈橙色的原因是 。
(4)有一果实不能成熟的变异株M，果肉颜色与甲相同，但A并未突变，而调控A表达的C基因转录水平极
低。C基因在果实中特异性表达，敲除野生型中的C基因，其表型与M相同。进一步研究发现M中C基因
的序列未发生改变，但其甲基化程度一直很高。推测果实成熟与C基因甲基化水平改变有关。欲为此推测
提供证据，合理的方案包括 ，并检测C的甲基化水平及表型。
①将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M
②敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因
③将果实特异性表达的甲基化酶基因导入M
④将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型
【答案】(1)黄色∶无色＝3∶1
(2)aaBB、aaBb
(3)基因A突变为a，但果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H，持续生成前体物质2；基因B突变为b，前
体物质2无法转变为番茄红素(4)①②④
【分析】1、基因分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体的等位基因，具有一定的
独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，
独立的随配子遗传给后代。
2、基因的自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减
数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
3、甲、乙为两种单基因纯合突变体，甲（基因A突变为a）果肉黄色，乙（基因B突变为b）果肉橙色。
由图1可知，F 比值约为为9：3：4，F 基因型为AaBb，红色基因型为A_B_，黄色为aaB_，橙色为
2 1
A_bb、aabb，甲乙基因型分别为aaBB、AAbb。
【详解】（1）果皮黄色与果皮无色的番茄杂交的F 果皮为黄色，说明黄色是显性性状，F 为杂合子，则F
1 1 1
自交所得F 果皮颜色及比例为黄色∶无色＝3∶1。
2
（2）由图可知，F 比值约为为9：3：4，说明F 基因型为AaBb，则F 中黄色的基因型aaBB、aaBb。
2 1 2
（3）由题意和图2可知，成熟番茄的果肉由于番茄红素的积累而呈红色，当番茄红素量较少时，果肉呈
黄色，而前体物质2积累会使果肉呈橙色，则存在A或H，不在B基因时，果肉呈橙色。因此，aabb中前
体物质2积累、果肉呈橙色的原因是基因A突变为a，但果肉细胞中的基因H仍表达出少量酶H，持续生
成前体物质2；基因B突变为b，前体物质2无法转变为番茄红素。
（4）C基因表达的产物可以调控A的表达，变异株M中C基因的序列未发生改变，但其甲基化程度一直
很高，欲检测C的甲基化水平及表型，可以将果实特异性表达的去甲基化酶基因导入M，使得C去甲基化，
并检测C的甲基化水平及表型；或者敲除野生型中果实特异性表达的去甲基化酶基因，检测野生型植株C
的甲基化水平及表型，与突变植株进行比较；也可以将果实特异性表达的甲基化酶基因导入野生型，检测
野生型C的甲基化水平及表型。而将果实特异性表达的甲基化酶基因导入M无法得到果实成熟与C基因甲
基化水平改变有关，故选①②④。
3．（2024·北京·高考真题）玉米是我国栽培面积最大的农作物，籽粒大小是决定玉米产量的重要因素之一，
研究籽粒的发育机制，对保障粮食安全有重要意义。
(1)研究者获得矮秆玉米突变株，该突变株与野生型杂交，F 表型与 相同，说明矮秆是隐性性
1
状。突变株基因型记作rr。
(2)观察发现，突变株所结籽粒变小。籽粒中的胚和胚乳经受精发育而成，籽粒大小主要取决于胚乳体积。
研究发现，R基因编码DNA去甲基化酶，亲本的该酶在本株玉米所结籽粒的发育中发挥作用。突变株的R
基因失活，导致所结籽粒胚乳中大量基因表达异常，籽粒变小。野生型及突变株分别自交，检测授粉后14
天胚乳中DNA甲基化水平，预期实验结果为 。
(3)已知Q基因在玉米胚乳中特异表达，为进一步探究R基因编码的DNA去甲基化酶对Q基因的调控作用，
进行如下杂交实验，检测授粉后14天胚乳中Q基因的表达情况，结果如表1。
表1
组别 杂交组合 Q基因表达情况
1 RRQQ（♀）×RRqq（♂） 表达2 RRqq（♀）×RRQQ（♂） 不表达
3 rrQQ（♀）×RRqq（♂） 不表达
4 RRqq（♀）×rrQQ（♂） 不表达
综合已有研究和表1结果，阐述R基因对胚乳中Q基因表达的调控机制 。
(4)实验中还发现另外一个籽粒变小的突变株甲，经证实，突变基因不是R或Q。将甲与野生型杂交，F 表
1
型正常，F 配子的功能及受精卵活力均正常。利用F 进行下列杂交实验，统计正常籽粒与小籽粒的数量，
1 1
结果如表2。
表2
组别 杂交组合 正常籽粒：小籽粒
5 F （♂）×甲（♀） 3：1
1
6 F （♀）×甲（♂） 1：1
1
已知玉米子代中，某些来自父本或母本的基因，即使是显性也无功能。
①根据这些信息，如何解释基因与表2中小籽粒性状的对应关系？请提出你的假设 。
②若F 自交，所结籽粒的表型及比例为 ，则支持上述假设。
1
【答案】(1)野生型
(2)野生型所结籽粒胚乳中DNA甲基化水平低于突变株
(3)母本R基因编码的DNA去甲基化酶只能降低母本Q基因的甲基化水平，使母本Q 基因在胚乳中表达：
对父本的Q基因不起激活作用。父本R基因对Q基因不起激活 作用
(4) 突变性状受两对独立遗传的基因控制，两对基因同时无活性才表现为小籽粒，其中一对等位基因
在子代中，来自母本的不表达，来自父本的表达 正常籽粒：小籽粒=7：1
【分析】【关键能力】
（1）信息获取与加工
题干关键信息 所学知识 信息加工
显隐性性状的植株杂
矮秆玉米突变株与野生型杂交，子代表
矮秆是隐性性状 交，子一代全为显性
型与野生型相同
性状
野生型R基因正常，能编码DNA去甲基
R基因编码DNA去甲
DNA甲基化影响植株 化酶，催化DNA去甲基化，野生型及突
基化酶，突变株的R
的表观遗传 变株分别自交，野生型植株所结籽粒胚
基因失活
乳中DNA甲基化水平更低
（2）逻辑推理与论证【详解】（1）若矮秆是隐性性状，矮秆玉米突变株与野生型杂交，子代表型与野生型相同。
（2）野生型R基因正常，能编码DNA去甲基化酶，催化DNA去甲基化，所以野生型及突变株分别自交，
野生型植株所结籽粒胚乳中DNA甲基化水平更低。
（3）由组别2、4可知，母本中的R基因编码的DNA去甲基化酶无法为父本提供的Q基因去甲基化，由组
别3可知父本中R基因编码的DNA去甲基化酶不能对母本上所结籽粒的胚乳中的Q基因发挥功能。结合前
面的研究成果：亲本的该酶在本株玉米所结籽粒的发育中发挥作用，可得母本R基因编码的DNA去甲基化
酶只能降低母本Q基因的甲基化水平，使母本Q 基因在胚乳中表达：对父本的Q基因不起激活作用。父
本R基因对Q基因不起激活 作用。
（4）①甲与野生型杂交得到的子代为正常个体，说明小籽粒为隐性性状。F 与甲杂交属于测交，F 作父本
1 1
时，结果出现正常籽粒：小籽粒=3：1，推测该性状受到两对等位基因的控制，且只有不含显性基因的个
体表现为小籽粒。F 作母本时，与甲杂交，后代正常籽粒：小籽粒=1：1，结合题目中“已知玉米子代中，
1
某些来自父本或母本的基因，即使是显性也无功能”推测，母本产生配子时有一对等位基因是不发挥功能
的。因此提出的假设为：籽粒变小受到两对等位基因的控制，任意一对等位基因中的显性基因正常发挥功
能的个体表现为正常籽粒，没有显性基因或显性基因均无法正常发挥功能的个体表现为小籽粒，其中有一
对等位基因的显性基因来自母本的时候无法发挥功能。②F 自交，F 产生的精子中含显性基因正常发挥功
1 1
能的配子：不含显性基因的配子=3：1，F 产生的卵细胞中含显性基因正常发挥功能的配子：不含显性基因
1
的配子和含显性基因不发挥功能的配子=1：1，所以F 自交所结籽粒的表型及比例为正常籽粒：小籽粒=
1
（1-1/4×1/2）：（1/4×1/2）=7：1。
1．（2025·北京·模拟预测）噬菌体侵染细菌的实验流程如图所示，相关分析正确的是（ ）A组32P标记噬菌体：B组：S标记大肠杆菌
A．用含有32P的培养基获得带标记的噬菌体
B．实验结果为A组沉淀物放射性高于上清液
C．保温时间越长，B组沉淀物的放射性越高
D．该实验证明DNA的复制方式是半保留复制
【答案】B
【分析】噬菌体侵染细菌过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：
细菌的化学成分）→组装→释放。噬菌体的结构：蛋白质外壳（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、
P）；噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵
染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质．实验结论：DNA
是遗传物质。
【详解】A、 噬菌体是病毒，不能直接在培养基上培养，必须寄生在活细胞中。要用含有32P的培养基先
培养细菌，再用被标记的细菌培养噬菌体才能获得带标记的噬菌体，A错误；
B、A组用32P标记噬菌体的DNA，DNA会注入细菌并留在沉淀物中（细菌细胞），因此沉淀物放射性高于
上清液（游离的噬菌体外壳），B正确；
C、B组用35S标记大肠杆菌，无论保温时间长短，35S都在大肠杆菌内，沉淀物的放射性不会因为保温时间
的延长而升高，C错误；
D、该实验证明了DNA是遗传物质，而不是证明DNA的复制方式是半保留复制，D错误。
故选B。
2．（2025·北京·模拟预测）下丘脑AgRP神经元与能量代谢有关，该神经元的DNA甲基化酶可在小鼠胎儿
及幼年期对特定DNA进行甲基化修饰。研究人员敲除小鼠AgRP神经元的DNA甲基化酶基因后，发现小鼠
的体重和运动能力与正常小鼠无显著差异，但运动意愿显著降低。下列叙述正确的是（ ）
A．DNA的甲基化影响基因的翻译，属于表观遗传现象
B．实验组小鼠DNA甲基化修饰导致遗传信息发生改变
C．“特定DNA”中的某些基因可能与小鼠的运动意愿有关
D．表观遗传现象推翻了遗传信息的流动所遵循的中心法则
【答案】C
【分析】表观遗传学是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下，基因功能发生了可遗传的变化，并最
终导致了表型的变化。【详解】A、DNA甲基化主要影响基因的转录过程（如抑制转录），而非直接作用于翻译。翻译是mRNA
被翻译成蛋白质的过程，甲基化通过调控转录间接影响翻译，A错误；
B、DNA的甲基化并不改变基因的碱基序列，只通过抑制转录改变基因表达与表型，遗传信息未发生改变，
B错误；
C、由题干信息可知，敲除小鼠AgRP神经元的DNA甲基化酶基因后，发现小鼠的体重和运动能力与正常小
鼠无显著差异，但运动意愿显著降低，说明“特定DNA”中的某些基因可能与小鼠的运动意愿有关，C正确；
D、中心法则描述遗传信息从DNA到RNA再到蛋白质的流动。表观遗传（如DNA甲基化）是在此基础上的
调控机制，影响基因表达，但不改变信息流动方向或推翻中心法则，D错误。
故选C。
3．（2025·北京·模拟预测）下图是电子显微镜下绿色植物某细胞器的结构图。相关叙述正确的是（ ）
A．1中不可能发生碱基互补配对 B．2是由两层磷脂分子组成的
C．3中的嵴增大酶的附着面积 D．缺Mg影响该细胞器的功能
【答案】D
【分析】图示为叶绿体，1是叶绿体基质，2是叶绿体的外膜和内膜，3是基粒。
【详解】A、该细胞器为叶绿体，1为叶绿体基质，作为半自主细胞器，叶绿体编码基因能在叶绿体基质内
复制、转录、翻译，存在碱基互补配对，A错误；
B、2为叶绿体的外膜与内膜，双层膜共有4层磷脂分子，B错误；
C、3为基粒，是由类囊体膜堆叠形成的，而不是线粒体内膜形成的嵴，C错误；
D、Mg2+参与合成叶绿素，叶绿素参与光反应过程，叶绿体的主要功能就是进行光合作用，所以缺Mg影响
该细胞器的功能，D正确。
故选D。
4．（2025·北京·模拟预测）噬菌体侵染细菌的实验流程如图所示，相关分析正确的是（ ）
A．用含有32P的培养基获得带标记的噬菌体 B．短时间保温，A组沉淀物放射性很高C．保温时间越长，B组沉淀物的放射性越高 D．该实验证明DNA的复制方式是半保留复制
【答案】B
【分析】噬菌体侵染细菌过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：
细菌的化学成分）→组装→释放。噬菌体的结构：蛋白质外壳（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、
P）；噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵
染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质．实验结论：DNA
是遗传物质。
【详解】A、 噬菌体是病毒，不能直接在培养基上培养，必须寄生在活细胞中。要用含有32P的培养基先
培养细菌，再用被标记的细菌培养噬菌体才能获得带标记的噬菌体，A 错误；
B、 A 组用32P标记噬菌体的 DNA，噬菌体侵染细菌时，DNA 进入细菌细胞中。短时间保温后，进行搅拌、
离心，由于细菌较重，会沉淀在底部，而被32P标记的 DNA 也在细菌内，所以 A 组沉淀物放射性很高，
B 正确；
C、B 组用35S标记大肠杆菌，无论保温时间长短，35S都在大肠杆菌内，沉淀物的放射性不会因为保温时间
的延长而升高，C 错误；
D、该实验证明了 DNA 是遗传物质，而不是证明 DNA 的复制方式是半保留复制，D 错误。
故选B。
5．（2025·北京·模拟预测）某科学家分析了多种生物DNA的碱基组成，一部分实验数据如表所示。相关叙
述错误的是（ ）
嘌呤/嘧
来源 A/G T/C A/T G/C
啶
人 1.56 1.75 1.00 1.00 1.0
鲱鱼 1.43 1.43 1.02 1.02 1.02
小麦 1.22 1.18 1.00 0.97 0.99
结核分枝
0.4 0.4 1.09 1.08 1.1
杆菌
A．该结果支持生物由共同祖先进化而来 B．该结果不能支持DNA能进行半保留复制
C．该结果支持DNA排列顺序具有多样性 D．该结果不能支持DNA具有双链双螺旋结构
【答案】D
【分析】DNA两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律，A(腺嘌呤)一定与T
(胸腺嘧啶)配对，G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对，碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原
则。
【详解】A、表中四种生物DNA中A/T、G/C比例都接近1，说明地球上所有生物都是由原始的共同祖先进
化而来，A正确；
B、表中的碱基组成和碱基之间的比值不能支持DNA能进行半保留复制，B正确；C、不同生物的A、T之和与G、C之和的比值不一致，说明不 同生物的DNA碱基比例组成不同，表明了
DNA的多样性，C正确；
D、表中四种生物DNA中A/T、G/C比例都接近1，支持DNA为双链结构，D错误。
故选D。
6．（2025·北京·模拟预测）S10和S12是新发现的多肽类植物激素，对叶片的衰老有调节作用，S10的受体
是M。为研究两种激素的相互作用，研究人员做了相关实验，结果如图所示。关于该研究结果的叙述，错
误的是（ ）
A．S10促进S12合成相关基因的表达，二者有协同作用
B．S10和S12在调节叶片衰老过程中作用相反
C．S12与S10竞争结合M受体
D．S10、S12的相互作用有利于精准调控叶片衰老过程
【答案】A
【分析】调节植物生命活动的激素不是孤立的，而是相互作用共同调节的，植物生命活动的调节从根本上
说是植物基因组程序性表达的结果。植物的生长发育既受内部因子（激素）的调节，也受外部因子（如光、
温度、日照长度、重力、化学物质等）的影响。
【详解】AB、由左图可知，S10处理后S12相对含量上升，且S12处理后叶绿素含量高于对照组，S10处理
后叶绿素含量低于对照组，并能抑制S12的作用，A错误，B正确；
C、由右图可知在S10含量不变的情况下，随着S12的添加量逐渐增加，S10与M蛋白的结合剂量依赖性减
少，说明S10与S12竞争结合M受体，C正确；
D、两种作用相反的植物激素相互作用有利于对叶片衰老的调控，D正确。
故选A。
7．（2025·北京东城·二模）如下图所示，细胞内存在修复DNA损伤的机制，若正在转录的基因发生损伤，来不及修复时，可能发生跨损伤转录。将终止密码子对应序列 插入荧光素酶基因，并去除碱基A
引入损伤，将损伤的荧光素酶基因导入细菌中进行实验。下列说法错误的是（ ）
A．DNA修复的过程中有氢键形成
B．图中终止密码子的序列为TAA
C．若检测到细菌产生荧光，能够说明细菌存在跨损伤转录机制
D．跨损伤转录和DNA修复能降低基因突变对细菌的不利影响
【答案】B
【分析】转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以DNA分子的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下消耗
能量，合成RNA。翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生的mRNA为模板，在酶的作用下，消耗能量
产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。
【详解】A、DNA修复过程中，DNA双链需要重新配对，配对过程中会形成氢键，A正确；
B、终止密码子在mRNA上，mRNA中不含T，B错误；
C、如果细菌中存在跨损伤转录机制，即使荧光素酶基因中有损伤，细菌仍可能通过跨损伤转录产生荧光
素酶，进而产生荧光。因此，检测到荧光可以说明细菌存在跨损伤转录机制，C正确；
D、跨损伤转录和DNA修复都是细胞应对DNA损伤的机制，能够减少基因突变的发生，从而降低对细菌的
不利影响，D正确。
故选B。
8．（2025·北京丰台·二模）如图为果蝇DNA的电镜照片，图中箭头所指结构叫复制泡，是DNA上正在复
制的部分。关于复制泡的推测不合理的是（ ）
A．证明DNA复制过程是边解旋边复制
B．证明DNA复制方式为半保留复制
C．复制泡越大说明复制起始时间越早D．多个复制泡能提高DNA复制效率
【答案】B
【分析】图为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分，果蝇
DNA形成多个复制泡，而且复制泡大小不同，可能的原因是DNA分子的复制为多起点复制。
【详解】A、由图可知，图中DNA部分解旋的同时正在进行复制，说明DNA复制是边解旋边复制，A正确；
B、图示不能判断DNA的复制方式，可以通过同位素标记法来证明DNA的复制方式，B错误；
C、复制泡越大，说明复制开始的时间越早，复制进行的时间越长，C正确；
D、多个复制泡同时进行复制，可以提高复制的效率，能够在短时间内完成DNA的复制，D正确。
故选B。
9．（2025·北京东城·二模）“DNA是主要的遗传物质”是经长期研究得出的结论。下列叙述错误的是（
）
A．加热杀死的S型菌中存在某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质
B．DNA酶处理的S型菌细胞提取液不能使R型菌发生转化，实验运用了“减法原理”
C．用32P-噬菌体侵染细菌，部分子代噬菌体含32P，可作为DNA是遗传物质的证据
D．用烟草花叶病毒感染烟草的实验证明RNA是烟草花叶病毒和烟草的遗传物质
【答案】D
【分析】赫尔希和蔡斯用T2噬菌体和大肠杆菌作为实验材料，将DNA和蛋白质彻底分开进行研究，通过
放射性同位素标记法，证明了DNA是遗传物质。
【详解】A、在肺炎链球菌转化实验中，加热杀死的S型菌中存在某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的
活性物质，这种物质后来被证明是DNA，A正确；
B、DNA酶处理S型菌细胞提取液，将提取液中的DNA水解，不能使R型菌发生转化，该实验通过去除
DNA来观察结果，运用了“减法原理”，B正确；
C、用32P - 噬菌体侵染细菌，32P标记的是噬菌体的DNA，部分子代噬菌体含32P，说明亲代噬菌体的DNA
传递到了子代噬菌体中，可作为DNA是遗传物质的证据，C正确；
D、用烟草花叶病毒感染烟草的实验证明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，但烟草是细胞生物，其遗传物
质是DNA，D错误。
故选D。
10．（2025·北京朝阳·二模）科研人员为研究DNA复制方式；将DNA被15N标记的大肠杆菌作为第0代．
转移到含14NH Cl的培养液中，在不同时刻收集细菌，提取DNA，离心观察DNA在试管中的位置（如图）。
4
图中甲最可能来自（ ）A．第0.5代 B．第1.0代 C．第2.0代 D．第2.5代
【答案】B
【分析】DNA分子的复制时间：有丝分裂和减数分裂间期；条件：模板（DNA的双链）、能量（ATP水解
提供）、酶（解旋酶和DNA聚合酶等）、原料（游离的脱氧核苷酸）；过程：边解旋边复制；结果：一条
DNA复制出两条DNA；特点：半保留复制。
【详解】将DNA被15N（重）标记的大肠杆菌作为第0代．转移到含14NH Cl（轻）的培养液中，在不同时
4
刻收集细菌，提取DNA，根据半保留复制规律，最初全部是¹⁵N“重”链的细菌，转入“轻”氮环境后，经
历一次完整复制（即第1.0代）时，所有新合成的DNA双链均是一条旧（重）链和一条新（轻）链，因而
只出现一条介于“重”与“轻”之间的“中间型”DNA带（图中甲即为该中间型带），若是第0.5代则会
同时存在“重”带和“中间型”带，而第2.0代及以后则会出现“中间型”带和“轻”带两条带。故图中
甲最可能来自第1.0代。
故选B。
11．（2025·北京海淀·二模）下图所示的基因编码区序列，编码的氨基酸序列为：甲硫氨酸-组氨酸-脯氨
酸-赖氨酸……。下列叙述错误的是（ ）
A．甲链是转录的模板链，其左侧是3'端，右侧是5'端
B．6号碱基对由A/T替换为G/C后，合成的肽链不变
C．5号和6号碱基对之间插入G/C，合成的肽链变短
D．甲链和乙链上均有终止密码子，可使转录终止
【答案】D
【分析】转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以DNA分子的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下消耗
能量，合成RNA。翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生的mRNA为模板，在酶的作用下，消耗能量
产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。
【详解】A、转录时RNA聚合酶从模板链的3’端向5’端移动，合成RNA，且起始密码子是AUG，模板链碱基与mRNA的碱基互补配对，相应的转录的模板链上含有TAC，据此可知甲链是转录的模板链，其左侧是
3’端，右侧是5’端，A正确；
B、6号碱基对由A/T替换为G/C后，密码子CAU变为CAC，都是编码氨基酸，合成的肽链不变，B正确；
C、mRNA上的密码子依次为 AUG CAU CCU AAG，当5号和6号碱基对之间插入G/C，mRNA上的密码子
依次为 AUG CAC UCC UAA（终止密码子），故会导致终止密码子提前出现，肽链变短，C正确；
D、甲链和乙链都是DNA链，终止密码子是在mRNA上，而不是在DNA链上，D错误。
故选D。
12．（2025·北京海淀·二模）为探究DNA的复制方式，梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料进行实验，
结果如下图。关于该实验的叙述，错误的是（ ）
A．利用含有15NH Cl的培养液获得第0代大肠杆菌
4
B．第1代离心结果不支持DNA的复制方式为全保留复制
C．第2代大肠杆菌的DNA中，15N/14N-DNA占1/2
D．本实验采用差速离心技术
【答案】D
【分析】梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料进行实验，运用同位素标记技术和密度梯度离心技术证
明DNA复制方式为半保留复制。
【详解】A、第0代需在15NH Cl培养基中培养多代，使 DNA 双链均被15NH Cl标记（重DNA），作为实验
4 4
起始材料，A正确；
B、实际实验中，第1代离心结果仅出现中带（DNA），支持半保留复制，排除全保留复制，B正确；
C、第1代 DNA均为15N/14N（中带）。第2代复制后，每个15N/14N产生：1个15N/14N-DNA和1个14N/14N-
DNA。因此，第2代DNA中15N/14N-DNA 占50%（中带），14N/14N-DNA占50%（轻带）。离心结果显示中
带和轻带各占一半，C正确；
D、梅塞尔森和斯塔尔实验通过密度梯度离心而非差速离心，证明DNA的半保留复制，D错误。
故选D。
13．（2025·北京海淀·二模）高温导致番茄叶片运输到果实的蔗糖难以转化为单糖，果实糖度降低。为解
决该问题，研究者将一个热响应元件序列插入蔗糖转化酶基因（CN）的启动子中，培育环境智能型作物。
下列关于热响应元件的叙述，错误的是（ ）
A．导致番茄CN发生基因突变
B．抑制RNA聚合酶与CN的启动子结合
C．促进高温条件下CN的转录D．提高高温环境下番茄果实的糖度
【答案】B
【分析】基因突变是指DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，从而引起的基因碱基序列的改变。
【详解】A、将热响应元件序列插入蔗糖转化酶基因（CN）的启动子中，改变了基因的结构，属于基因突
变，A正确；
B、若抑制RNA聚合酶与CN的启动子结合，就无法启动转录过程，而培育环境智能型作物是为了在高温下
使蔗糖转化酶基因更好地表达，所以热响应元件不是抑制RNA聚合酶与启动子结合，B错误；
C、因为要解决高温下果实糖度降低的问题，将热响应元件插入启动子中，应该是促进高温条件下CN的转
录，从而使蔗糖转化酶能正常合成，将蔗糖转化为单糖，C正确；
D、促进高温条件下CN的转录，蔗糖转化酶合成增加，能将运输到果实的蔗糖转化为单糖，进而提高高温
环境下番茄果实的糖度，D正确。
故选B。
14．（2025·北京大兴·模拟预测）血红素加氧酶（HO）催化血红素降解，HO基因突变常引发叶色变异。科
研人员从辐射诱变的水稻纯合品系T98B的后代中发现了1株黄叶突变体yl（t）。
(1)将yl（t）与野生品种T98B杂交，获得F 和F 群体；室温条件下（28 ℃）种子正常萌发，观察并统计F
1 2 1
和F 植株叶色表型，结果如下表。
2
F F
1 2
亲本
野生型 突变型 野生型 突变型
总数 总数
单株数 单株数 单株数 单株数
T98B×yl（t） 46 46 0 784 603 181
根据结果判断，黄叶突变为 性突变，该相对性状由1对等位基因控制，理由是 。
(2)OsH01是已知的HO基因第１外显子突变基因，以T98B为对照，对yl（t）中的OsH01基因进行测序，
确定突变位点，结果如下：
①结合图1、图2分析，RsaI的识别序列是 ，由于突变体中OsH01基因发生了 ，导致
。
②电泳结果显示 ，说明该突变位点与叶色变异高度关联。
(3)比较yl（t）与T98B基因编码序列发现，mRNA较野生型（870 bp）缩短179 bp，推测由于突变导致转录
后 ，较野生型缺失了59个氨基酸残基，缺失区域中的亚铁血红素结合位点完全缺失，从而丧失
催化功能。(4)综合以上研究，在图3方框中填写必要的文字，推测yl（t）植株生长弱小、株高下降和穗粒数减少的原
因 。
【答案】(1) 隐 T98B与yl（t）杂交，F 全为野生型，F 自交后代出现性状分离，且野生型﹕突变
1 1
型接近3﹕1
(2) （第2外显子与内含子之间）碱基T缺失 RasI无法在识别位点进行
切割 F 黄叶突变体yl（t）的OsH01基因酶切片段电泳结果全部一致
2
(3)拼接异常，使得mRNA编码序列提前出现终止密码子，翻译提前终止
(4)
【分析】基因突变是指DNA中的碱基对的增添、缺失、替换，导致基因结构的改变。基因突变具有普遍性、
随机性、不定向性、多害少利性、低频性。利用物理因素或化学因素诱导基因突变，可以提高基因突变的
频率。
【详解】（1）F 全为野生型，说明野生型为显性性状，那么黄叶突变为隐性突变。F 中野生型与突变型单
1 2
株数之比约为 603:181=3.33:1≈3:1，符合孟德尔一对相对性状杂交实验中 F 的性状分离比，所以该相对性
2
状由 1 对等位基因控制。
（2）观察图 1 可知，T98B 基因序列中有AGGTAC能被RsaI切割，所以RsaI的识别序列是GTAC或
（只要包含GTAC即可）。突变体中OsH01基因发生了碱基对的缺失（T
碱基缺失 ），导致RsaI的识别序列消失，不能被RsaI切割。电泳结果显示F 黄叶单株的酶切片段与突变
2体yl(t)高度一致，与野生型 T98B 不同，说明该突变位点与叶色变异高度关联。
（3）比较yl(t)与 T98B 基因编码序列发现，mRNA 较野生型缩短，推测由于突变导致转录后 mRNA拼接
异常，使得mRNA编码序列提前出现终止密码子，翻译提前终止。
（4）因为yl(t)中OsH01基因突变，导致血红素加氧酶（HO）丧失催化功能，血红素降解受阻，进而抑制
了尿卟啉原 Ⅲ 的合成，使得叶绿素合成减少，影响光合作用，导致植株生长弱小、株高下降和穗粒数减
少。方框补充完整如下：
。
15．（2025·北京·模拟预测）疫苗是现代医学最伟大的成就之一，传统疫苗通常利用灭活的或减毒的病原
体制成。研究者进行系列实验，探索利用病原体mRNA制备新型疫苗。
(1)mRNA疫苗诱导机体免疫应答反应的过程如图1所示。
①图1中a、b、c所示的细胞依次为 。
②利用脂质体包裹mRNA可实现将mRNA直接递送至细胞内，该过程利用了生物膜的 。
(2)RNA本身也可作为抗原引发机体炎症反应，带来安全性问题。研究者向培养的树突状细胞中加入不同种
类的脂质体，一段时间后检测培养液中促炎细胞因子的含量，结果如图2。据图2推测，研究者的研究假设是 。
(3)研究者发现修饰mRNA的翻译效率高于未修饰mRNA。为探究造成两种mRNA翻译效率差异的原因，研
究者向体外培养的成纤维细胞中递送荧光素酶的mRNA，一段时间后检测培养液中荧光素酶的活性和促炎
细胞因子的含量，结果如图3。已知RIG-Ⅰ是细胞识别外来RNA的受体，被激活后可诱导细胞释放促炎细
胞因子。
图3结果说明： 。
(4)结合上述研究和已学，利用脂质体和修饰mRNA制备的新型疫苗相比传统疫苗所具有的优势包括_____。
（多选）
A．不仅能激活体液免疫，还能激活细胞免疫 B．新型疫苗不易引发机体的炎症反应
C．无需通过大规模的细胞工程技术制备疫苗 D．新型疫苗作用的靶细胞可以被调控
【答案】(1) 抗原呈递细胞、辅助性T细胞、浆细胞 流动性
(2)相比未修饰RNA，修饰RNA引发机体炎症反应的能力较弱
(3)修饰mRNA激活RIG-Ⅰ的能力弱于未修饰mRNA，但这不是造成两种mRNA翻译效率差异的原因
(4)ABCD
【分析】疫苗属于抗原，常见的疫苗有减毒活疫苗、灭活病毒疫苗、重组蛋白疫苗、重组病毒载体疫苗、
核酸疫苗等。
【详解】（1）①根据图示，图1中a细胞可以摄取、呈递抗原到B细胞，因此是抗原呈递细胞；b细胞可
以分化成为记忆T细胞和细胞毒性T细胞，因此属于辅助性T细胞；c细胞可以分泌抗体，属于浆细胞；因
此图1中a、b、c所示的细胞依次为抗原呈递细胞、辅助性T细胞、浆细胞。
②利用脂质体包裹mRNA可实现将mRNA直接递送至细胞内，该过程利用了生物膜的流动性。
（2）根据图示，实验自变量是RNA的种类，因变量是培养液中促炎细胞因子的含量，而实验结果显示含
修饰RNA1的脂质体、含修饰RNA2的脂质体、含修饰RNA3的脂质体的促炎因子产生量均少于不含修饰的
RNA脂质体，可推测实验的研究假设是相比未修饰RNA，修饰RNA引发机体炎症反应的能力较弱。
（3）根据图3结果，RIG-Ⅰ缺陷细胞中，修饰mRNA的促炎因子相对含量高于未修饰mRNA，但两组的荧
光素酶活性均较低，翻译没有区别，因此说明修饰mRNA激活RIG-Ⅰ的能力弱于未修饰mRNA，但这不是
造成两种mRNA翻译效率差异的原因。（4）A、根据图1，mRNA疫苗可以直接激活液免疫，还能激活细胞免疫，A正确；
B、根据图2， 修饰mRNA新型疫苗不易引发机体的炎症反应，B正确；
C、根据图3的相关信息，修饰mRNA的翻译效率高于未修饰mRNA，以mRNA疫苗激活特异性免疫的模式
是将编码病原体抗原的mRNA注入体内，通过利用细胞内的蛋白质合成系统表达出蛋白质，蛋白质作为抗
原激活特异性免疫，因此无需通过大规模的细胞工程技术制备疫苗，C正确；
D、利用脂质体包裹mRNA可实现将mRNA直接递送至细胞内，因此新型疫苗作用的靶细胞可以被调控，D
正确。
故选ABCD。
16．（2025·北京朝阳·二模）学习以下材料，回答（1）～（5）题。
小环大威力：ecDNA在癌症发生和进展中的作用
细胞中可能由于染色体断裂和重新连接，形成游离于染色体外的环状DNA分子，称为ecDNA。细胞周期中，
ecDNA复制后随机分配给两个子细胞。
含原癌基因的ecDNA的产生概率极低，但临床调查发现约17.1%的癌症患者癌细胞中存在携带原癌基因的
ecDNA。为构建与癌细胞中类似的ecDNA，研究者将两段含loxP位点和标记基因的外源DNA插入12号染
色体，再用Cre酶处理．使染色体中的一个片段脱落并环化，形成含原癌基因MDM2的ecDNA（图1）。
处理后同时发出绿色和红色荧光的细胞即为含有/ecDNA的细胞，称为ec细胞。研究者对ec细胞进行传代
培养，发现其后代中丢失绿色荧光的细胞比例逐渐增加。推测由于细胞分裂中ecDNA随机分配，产生不含
ecDNA的子细胞，且这些子细胞在适宜环境中继续增殖；如果培养环境改变为ecDNA能为细胞带来更强适
应能力的环境，则子代中ec细胞比例会增加，ec细胞中ecDNA的拷贝数也会增加。为检验假设，研究者
将上述ec细胞分别放在含不同浓度潮霉素的培养基中培养，结果表明，潮霉素处理能够增加子代中ec细
胞占比和ec细胞中ecDNA拷贝数。
为进一步研究ecDNA在体内的作用，研究者在小鼠肝细胞中诱导生成含有MDM2基因的ecDNA。小鼠肝脏
中迅速出现癌细胞，形成肿瘤。
ecDNA的工程化构建为研究其致癌机制提供了新工具，未来有可能成为癌症精准治疗的靶点。
(1)eeDNA缺少着丝粒，因此复制后的ecDNA不能在 的作用下均分给两个子细胞。
(2)ecDNA的染色质状态更开放，其上的MDM2基因表达量 ，能促进细胞癌变和已癌变细胞的增殖。
(3)研究者进行外源DNA插入操作后，用含 的培养液筛选出成功插入的细胞。
(4)Cre酶可以将DNA上两个相同loxP位点之间的片段切割后环化（图2）。用Cre酶处理已插入片段1和片
段2的12号染色体（图3），产生图1所示ecDNA。请写出片段2上各字母代表的表达元件。(5)请根据潮霉素培养实验和小鼠肝细胞诱导实验推测携带原癌基因的ecDNA在癌细胞中广泛存在的原因
。
【答案】(1)纺锤体
(2)较高
(3)潮霉素和嘌呤霉素
(4)a．潮霉素抗性基因、b．GFP基因上游序列、c．红色荧光蛋白基因
(5)若含原癌基因的ecDNA产生于正常细胞中，会促进细胞癌变，是部分癌症的发生原因；若含原癌基因的
ecDNA产生于已癌变细胞中，会促进细胞增殖，使这些细胞占据竞争优势。
【分析】1、基因工程至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。
2、基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因
导入受体细胞；④目的基因的检测与表达。
【详解】（1）染色体的着丝粒两侧都有纺锤丝附着在上面，纺锤丝牵引着染色体的运动，eeDNA缺少着
丝粒，因此复制后的ecDNA不能在纺锤体的作用下均分给两个子细胞。
（2）ecDNA的染色质状态更开放，有利于基因的表达，其上的MDM2基因表达量较高，能促进细胞癌变
和已癌变细胞的增殖。
（3）分析题图1可知，插入外源DNA片段后，12号染色体上含有嘌呤霉素抗性基因和潮霉素抗性基因，
可以用含有嘌呤霉素和潮霉素的培养液筛选出成功插入的细胞。
（4）结合题图1、2、3可知，图3的位点1已含有嘌呤霉素抗性基因和GFP基因下游序列，则位点2的a
应为潮霉素抗性基因，b为GFP基因上游序列，c为红色荧光蛋白基因。
（5）结合题干信息可知：潮霉素处理能够增加子代中ec细胞占比和ec细胞中ecDNA拷贝数；研究者在小
鼠肝细胞中诱导生成含有MDM2基因的ecDNA。小鼠肝脏中迅速出现癌细胞，形成肿瘤，由此推测：若含
原癌基因的ecDNA产生于正常细胞中，会促进细胞癌变，是部分癌症的发生原因；若含原癌基因的ecDNA
产生于已癌变细胞中，会促进细胞增殖，使这些细胞占据竞争优势。
17．（2025·北京大兴·模拟预测）了解睡眠的调节机制可为健康生活和衰老方面的研究奠定基础。“自然
短睡眠”（NSS）指的是那些终身倾向于每晚只睡4-6小时且感觉休息良好的人。
(1)研究人员找到一个 “自然短睡眠”的家族（FNSS）。经DNA测序分析发现，FNSS的ADRB1基因发生了
，导致其编码的去甲肾上腺素β受体（β1-AR）的一个丙氨酸被缬氨酸替代。
(2)研究人员利用CRISPR/Cas9创建了Adrb敲入小鼠模型（Adrb1+/m）。检测了该小鼠体内β1-AR及其
mRNA水平，结果如图1所示。①结果显示，该小鼠的 ，说明 。
②利用红外摄像头监测小鼠在迷宫的活动情况，发现 ，证明Adrb1+/m小鼠具有短睡眠表型。
(3)科研人员用多巴酚丁胺（可选择性地兴奋β1-AR受体）处理Adrb1+/+ 和Adrb1+/m小鼠后，快速从小鼠
体内分离出脑桥背侧（DP）并对处于抑制、无变化和激活状态的神经元分别进行统计，结果如图2所示。
Adrb1+/+ Adrb1+/m
inhibition 119 70
unchanged 269 313
activation 90 113
结果显示，突变小鼠的DP中 。
(4)综合上述实验结果，可得出结论： 。
【答案】(1)碱基对替换
(2) β1-AR水平显著降低，而mRNA水平保持不变 蛋白质水平的降低是由转录后过程引起的（蛋
白质合成减少或降解引起的） 与野生型小鼠相比，Adrb1+/m小鼠活动时间更长，睡眠时间显著缩短
(3)受抑制的神经元所占比例比野生型小得多，无变化和激活的神经元所占百分比在两组之间无显著差异
(4)DP中表达β1-AR受体神经元活性增加可能有助于产生短睡眠表型，β1-AR在睡眠或觉醒调节中的具有重要作用
【分析】1、DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变。
2、游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫作
翻译。
【详解】（1）基因中一个氨基酸被另一个氨基酸替代，这是由于基因发生了碱基对替换，导致密码子改
变，从而使编码的氨基酸发生变化。
（2）①观察可知，与野生型（Adrb1+/+）相比，Adrb1+/m小鼠体内β1-AR蛋白质相对含量降低，而β1-AR
的mRNA相对含量基本不变 ，因为mRNA含量基本不变，蛋白质含量降低，所以说明蛋白质水平的降低
是由转录后过程引起的（蛋白质合成减少或降解引起的）。
②要证明Adrb1+/m小鼠具有短睡眠表型，利用红外摄像头监测小鼠在迷宫的活动情况，应该发现与野生
型小鼠相比，Adrb1+/m小鼠活动时间更长，睡眠时间显著缩短，因为睡眠短才会有更多时间在迷宫活动。
（3）从图中数据及统计结果可知，在inhibition（抑制）状态下，Adrb1+/+小鼠神经元百分比高于
Adrb1+/m突变小鼠，且有极显著差异，在 activation（激活）状态下，Adrb1+/m突变小鼠神经元百分比高
于Adrb1+/+小鼠，但差异不显著，在 unchanged（无变化）状态下，两者神经元百分比也无显著差异，结
合数据和统计学分析得出结论：受抑制的神经元所占比例比野生型小得多，无变化和激活的神经元所占百
分比在两组之间无显著差异。
（4）综合上述实验结果，Adrb1基因发生突变（碱基对替换），导致β1-AR蛋白改变，使小鼠体内β1-AR
蛋白水平降低，出现短睡眠表型，且用多巴酚丁胺处理后DP中神经元状态发生改变，可得出结论：DP中
表达β1-AR受体神经元活性增加可能有助于产生短睡眠表型，β1-AR在睡眠或觉醒调节中的具有重要作用。
18．（2025·北京·模拟预测）机体通过反馈调节机制调控线粒体的正常运转，以维持细胞的正常生理状态。
(1)人体内细胞呼吸的主要方式是 ；无氧呼吸时丙酮酸在 中可代谢产生乳酸。
(2)某疾病是由细胞代谢异常导致的，患者的相关检测指标如下表：
检测项目 结果 参考值
乳酸
15 ≤1.1
（mmol/L）
丙酮酸
0.1 0.09±0.02
（mmol/L
FGF21（pg/
617.4 ≤90
mL）
注：FOF21是调节细胞呼吸的关键因子
据此推测该病是细胞水平上 的功能异常导致的。
(3)为研究FGF21的作用机制，研究者体外培养成肌细胞，用FGF21刺激后检测ATP含量和细胞呼吸路径中
的相关蛋白的含量变化，结果如下图。由此可知FGF21 。
(4)有研究表明 FGF21可以通过P-T蛋白促进Y蛋白表达。研究者抑制Y基因表达后，检测有氧呼吸第二阶
段关键基因IDH、第三阶段关键基因 ATP合酶基因的表达量，发现两者均较对照组低。综合上述信息，完
善FGF21调控细胞呼吸的路径图 。请在方框中选填“Y基因”、“ATP合酶基因”、“P-T蛋白”、
“IDH基因”，并在箭头上选标“+”、“-”（+表示促进，-表示抑制）。
【答案】(1) 有氧呼吸 细胞质基质
(2)线粒体
(3)通过提高Y蛋白、P-T蛋白含量，促进细胞呼吸
(4)
【分析】有氧呼吸是细胞彻底氧化分解有机物产生二氧化碳和水同时释放能量的过程，有氧呼吸的第一阶
段是葡萄糖酵解产生丙酮酸和还原氢的过程，发生在细胞质基质中，第二阶段是丙酮酸和水反应形成二氧
化碳和还原氢的过程，发生在线粒体基质中，第三阶段是还原氢与氧气结合形成水的过程，发生在线粒体
内膜上。
【详解】（1）人体细胞在有氧气供应时，主要进行有氧呼吸，它能彻底分解有机物，释放大量能量，满
足生命活动需求；人体细胞无氧呼吸的场所是细胞质基质，在无氧条件下，丙酮酸在细胞质基质中被还原
为乳酸 。（2）从表格数据看，患者乳酸含量远超参考值，丙酮酸含量正常，FGF21 含量大幅升高。FGF21 是调节
细胞呼吸关键因子，且线粒体是有氧呼吸主要场所，当线粒体功能异常时，有氧呼吸受阻，细胞会通过无
氧呼吸供能，导致乳酸积累，所以推测该病是线粒体功能异常导致。
（3）由图 1 可知，经 FGF21 刺激后，ATP 含量比对照组高；由图 2 可知，FGF21 刺激后，P - T 蛋白、
Y 蛋白含量比对照组高，说明 FGF21 能促进相关蛋白合成（增加其含量），进而促进细胞呼吸，使 ATP
生成量增加。
（4）已知 FGF21 可通过 P - T 蛋白促进 Y 蛋白表达，抑制 Y 基因表达后，有氧呼吸第二阶段关键基因
IDH、第三阶段关键基因 ATP 合酶基因的表达量均较对照组低。所以 FGF21 先作用于 P - T 蛋白（促进作
用） ，P - T 蛋白再作用于 Y 基因（促进作用） ，Y 基因分别促进 IDH 基因（有氧呼吸第二阶段关键基
因）和 ATP 合酶基因（有氧呼吸第三阶段关键基因）的表达。具体如图：
。
19．（2025·北京海淀·二模）研究者对植物遭受机械损伤后的防御和再生机制开展了下列研究。
(1)番茄遭受机械损伤后会启动与防御相关的基因的表达，以避免病虫侵害；同时，伤口处细胞经脱分化形
成 ，以完成组织修复与器官再生。
(2)野生型番茄（WT）的R基因编码R肽，突变型番茄（r）的R基因缺失。研究者分别检测茎切除后WT、
r和外施R肽的r三者茎的再生能力，结果如图1。结合图1，若补充检测上述3种番茄植株茎切除后的细
胞中 ，则可得出“R基因可以启动防御反应并促进再生”这一结论。
(3)跨膜蛋白P可催化胞内蛋白磷酸化过程，且能结合R肽。研究者开展如下实验，证实了P蛋白是R肽的
受体。请完善下表实验方案，并预期相应结果（ⅰ、ⅱ处选填字母序号，ⅲ、ⅳ处填适合数量的“+”）。
组别 番茄 处理 再生能力
1 蒸馏水 ++
WT
2 ⅰ． ++++
3 ⅱ． 蒸馏水 ⅲ．4 同i ⅳ．
注：“+”的多少代表再生能力的强弱。
A．WT B．突变体r C．P基因缺失突变体 D．蒸馏水 E．外源P蛋白 F．外源R肽
(4)受到机械损伤或外施R肽时，番茄相应部位的细胞中W基因的表达均显著增加。为确认W基因的作用，
研究者分别检测茎切除后WT、W基因缺失突变体（w）、外施R肽的w三者的再生情况，如图2。进一步
研究发现，W蛋白可以结合R基因的启动子；切除茎后，突变体w损伤处细胞中的R基因mRNA含量显著
低于WT。
综上所述，研究者提出番茄受机械损伤后启动修复与再生的调控模型，如图3。请利用上述研究结果评述
该模型，若认为正确，请基于上述研究提供支持①～④的证据；若认为错误，请指出错误序号并基于上述
研究证据进行改正 。
【答案】(1)愈伤组织
(2)与防御相关的基因的表达量
(3) F C + +
(4)该模型①②④正确。证据：①R肽结合P蛋白，因为P蛋白是R肽的受体；②R肽结合P蛋白后激活W
基因，因为受到机械损伤或外施R肽时，番茄相应部位的细胞中W基因的表达均显著增加；③W蛋白结
合R基因的启动子，促进R基因表达，因为切除茎后，突变体w损伤处细胞中的R基因mRNA含量显著低
于WT；④R基因表达产生的R肽进一步激活相关过程，属于正反馈，从R基因可以启动防御反应并促进
再生可推测存在正反馈调节；③错误。图2结果显示， w+R和w的再生能力无显著差异，且均明显弱于
WT。可知R肽必须通过促进W基因表达，才能激活与修复和再生相关基因的表达。
【分析】愈伤是指植物体的局部受到创伤刺激后，在适宜环境条件下，在伤口表面新生的组织。它由活的
薄壁细胞组成，可起源于植物体任何器官内各种组织的活细胞。
【详解】（1）伤口处细胞经脱分化形成愈伤组织，是一团未分化的细胞。
（2）图1中茎切除后WT、r和外施R肽的r三者茎的再生能力比较，WT与r+R相近，r最小，说明R基因
与茎再生能力相关，若再检测WT、r和外施R肽的r中的与防御相关的基因的表达量，可得出“R基因可
以启动防御反应并促进再生”这一结论。
（3）①P蛋白是R肽的受体，R基因编码R肽可促进茎的再生，WT的两组，一组加蒸馏水处理，再生能
力较弱，一组经外源R肽处理，R蛋白更多地促进茎的再生。②另两组为P基因缺失突变体 ，一组加蒸馏
水，一组经外源R肽处理。③加蒸馏水处理的无P蛋白，故促进茎的再生能力比野生型（WT）的弱。④经外源R肽处理，R肽不能与P蛋白结合，再生能力同蒸馏水处理组。
（4）该模型正确。证据：①R肽结合P蛋白，因为P蛋白是R肽的受体；②R肽结合P蛋白后激活W基因，
因为受到机械损伤或外施R肽时，番茄相应部位的细胞中W基因的表达均显著增加；③W蛋白结合R基
因的启动子，促进R基因表达，因为切除茎后，突变体w损伤处细胞中的R基因mRNA含量显著低于
WT；④R基因表达产生的R肽进一步激活相关过程，属于正反馈，从R基因可以启动防御反应并促进再生
可推测存在正反馈调节。③错误。图2结果显示， w+R和w的再生能力无显著差异，且均明显弱于WT。
可知R肽必须通过促进W基因表达，才能激活与修复和再生相关基因的表达。
