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专题11 基因的本质与表达
目录
1.命题趋势：明考情知方向
2.重难诠释：知重难、攻薄弱（核心背记+长难句作答）
3.创新情境练：知情境、练突破（10min 限时练)
4.限时提升练：综合能力提升（30min 限时练）
考点
三年考情分析
2025 考向预测
DNA 的结构和
功能
2024·贵州卷，5；2024·湖南卷，5；
2024·黑吉辽卷，9；2024·广东卷，10；
2024·甘肃卷，6；2024·安徽卷，11；
2024·河北卷，3；
2023·山东卷，7；2023·海南卷，11；
2023·天津卷，6；2023·河北卷，7；
2023·福建卷，7；2023·广东卷，17；
2023·辽宁卷，18；2023·浙江6 月选考，
16；2022·辽宁卷，16；
1.考点预测：基于教材的肺炎链球菌体
内、体外转化实验，考查转化因子的
本质、DNA 复制、转录及翻译等。还
有DNA 复制错误、转录错误及翻译
异常。另外，基于基因甲基化和去甲
基化的表观遗传也有所涉猎，需引起
注意。
2.考法预测：选择题通常从DNA 复
制、转录和翻译情境中择其一进行考
查。在非选择题的小问 中有时会嵌入
上述情境，一般不会命制单一考查中
心法则的大题。设置复制、转录和翻
译异常 情境能更好地考查结构与功能
观。
DNA 复制、转
录和翻译
表观遗传现象
重难点核心背记
1．肺炎链球菌的转化实验
(1)格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验的结论：已经加热致死的S 型细菌中含有促使R 型细菌转化为S 型
活细菌的“转化因子”。
(2)艾弗里等人的肺炎链球菌体外转化实验的设计思路：每个实验组特异性地去除了某种物质。该实验证明
了DNA 是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质。
(3)肺炎链球菌转化的实质
①加热致死的S 型细菌，其蛋白质变性失活，DNA 在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却时，
1
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其结构可恢复。
②转化的实质是S 型细菌的DNA 片段整合到了R 型细菌的DNA 中，即实现了基因重组。
③一般情况下，转化率很低，形成的S 型细菌很少，转化后形成的S 型细菌可以遗传下去，并快速繁殖形
成大量的S 型细菌，说明S 型细菌的DNA 是遗传物质。
2．噬菌体侵染细菌的实验
(1)实验步骤：标记大肠杆菌→标记T2 噬菌体→侵染未被标记的大肠杆菌→搅拌、离心→检测放射性。
(2)搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。
(3)离心的目的：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。
(4)实验结果与分析
分组
结果
结果分析
对比实
验(相互
对照)
32P 标记的噬菌
体＋细菌
上清液中几乎无放射性，放射性
同位素主要分布在沉淀物中
32P 标记的DNA 进入了细菌体
内
35S 标记的噬菌
体＋细菌
沉淀物中几乎无放射性，放射性
同位素主要分布在上清液中
35S 标记的蛋白质外壳未进入细
菌体内
(5)实验结论：DNA 是遗传物质。
3．DNA 分子的结构
(1)DNA 分子的结构特点
DNA
①
由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成。
DNA
②
中的磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。
③两条链上的碱基通过氢键以碱基互补配对方式连接，A—T 碱基对之间通过2 个氢键连接，C—G 碱基对
之间通过3 个氢键连接。
(2)DNA 分子的特点：多样性、特异性和稳定性。
4．DNA 分子复制的5 个常考点
(1)复制时间(核DNA)：细胞分裂前的间期。
(2)复制场所：真核生物的细胞核、线粒体和叶绿体；原核生物的拟核和细胞质。
(3)复制条件：模板——双链DNA 分子的两条链，原料——4 种游离的脱氧核苷酸，酶——解旋酶和DNA
聚合酶，能量。
(4)复制特点：边解旋边复制，半保留复制。
(5)DNA 准确复制的原因
DNA 具有独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；碱基互补配对原则，保证了复制能准确地进行。
(6)复制意义：保持了遗传信息的连续性。
5．遗传信息的表达——转录和翻译
(1)转录：以DNA 的一条链为模板，通过碱基互补配对原则形成RNA 的过程。
①场所——细胞核(主要)。②模板——DNA 的一条链。③酶——RNA 聚合酶(不需要解旋酶)。④原料——
2
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4 种核糖核苷酸。
(2)翻译：在核糖体上以mRNA 为模板，以tRNA 为运载工具合成具有一定氨基酸顺序的多肽链的过程。
①场所——核糖体。②模板——mRNA。③原料——细胞中游离的21 种氨基酸。④运输工具——tRNA。
(3)中心法则
注：箭头代表遗传信息的流动方向。
(4)基因与性状的关系
①基因控制性状的途径
途径一：基因――→蛋白质的结构―――→生物体的性状。如囊性纤维化、镰状细胞贫血。
途径二：基因――→酶的合成――→代谢过程―――→生物体的性状。如豌豆的圆粒与皱粒、人类的白化病。
②细胞分化
同一生物个体内不同的细胞中，基因都是相同的，但mRNA 却不完全相同，原因是基因的选择性表达。
③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。
a．表观遗传的类型：DNA 发生甲基化修饰；构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰。
b．表观遗传的特点：可遗传、不变性、可逆性。
c．理解表观遗传应注意的三个问题：第一、表观遗传不遵循孟德尔遗传规律；第二、表观遗传可以通过
有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因；第三、表观遗传一般是影响基因的转录过程，进而影响蛋白质的
合成。
④基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。有的性状是由一对基因控制的，有的性状是由多对基
因共同控制的(如人的身高)，有时单个基因可影响多种性状。
⑤性状并非完全取决于基因。生物体的性状从根本上由基因决定，同时还受环境条件的影响，因此性状是
基因和环境共同作用的结果，即表型＝基因型＋环境条件。
⑥基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，所形成的复杂网络精细地调控
着生物体的性状。
（建议用时：10 分钟）
创新情境 联系生活
1．（miRNAx 相关）miRNA 是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA 靶向结合并使其降解。circRNA
是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA 使其不能与mRNA 结合，从而提高mRNA 的翻译水平。
P 蛋白具有抑制细胞凋亡的作用，circRNA 可以通过miRNA 调控P 基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制
如图所示。下列叙述正确的是（ ）
3
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A．miRNA 是由P 基因mRNA 逆转录而来
B．减少细胞内circRNA 的含量则凋亡的细胞会增加
C．circRNA 与miRNA 的碱基互补配对形式与DNA 转录过程相同
D．circRNA 与P 基因mRNA 可以碱基配对形成复合物
2．（甲基化相关）m6A 是发生在RNA 腺嘌呤碱基第6 位氮原子上的甲基化，也是哺乳动物mRNA 最为普
遍的修饰之一。最近研究表明mRNA 的m6A 甲基化修饰与非酒精性脂肝性肝病的形成存在密切联系，其
调控机制如图所示，最终导致肝细胞内脂滴不能通过自噬溶酶体途径降解而患病。已知m6A 修饰导致的基
因表达和表型变化是可遗传的。下列相关叙述错误的是（ ）
A．RNA 的m6A 甲基化修饰属于表观遗传的调控机制
B．正常肝细胞中RUBICON 蛋白含量更高
C．过度积累的脂肪是导致非酒精性脂肝性肝病的直接原因
D．抑制METTL3 的合成可以作为治疗该肝病的思路
3．有研究表明：一个环状的线粒体DNA（mtDNA）自身编码的7sRNA 可以特异性结合到线粒体转录酶
4
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上，诱导其构象发生变化，从而抑制mtDNA 的基因表达。下列叙述错误的是（ ）
A．线粒体内mDNA 的每个脱氧核糖均与两个磷酸基团连接
B．mtDNA 在线粒体内表达时需要解旋酶的参与
C．mtDNA 编码7sRNA 时需要以核糖核苷酸为原料
D．推测7sRNA 的合成可能有利于维持mtDNA 的基因表达的稳态
4．（X 失活中心）雌猫在胚胎发育早期，胚胎细胞中的1 条X 染色体会随机失活，只有1 条X 染色体保
留活性，相关的分子机制如图所示，Xist 和Tsix 表示相关基因。失活的X 染色体由其上的某个点开始往两
头产生皱缩，直到染色体的末端，这个开始产生皱缩的点被称为“X 失活中心”。人类同样具有上述X 染
色体失活的分子机制。下列叙述错误的是（ ）
A．随机失活的X 染色体碱基序列没有发生改变
B．随机失活的X 染色体来源于雌性或雄性亲本
C．XistRNA 吸引的失活因子可能使DNA 甲基化或使组蛋白乙酰化
D．推测Xist 基因与Tsix 基因都转录时，X 染色体保留活性
（建议用时：30 分钟）
一、单选题
1．（2024·天津·高考真题）实验中常根据菌落外表特征鉴别微生物，进而对实验结果做出判断，下列实验
不是根据菌落外表特征做出判断的是（ ）
A．艾弗里证明肺炎链球菌的转化因子是DNA
B．判断分离酵母菌的固体培养基是否被毛霉污染
C．利用浸有抗生素的滤纸片筛选大肠杆菌中耐药性强的菌株
D．判断在尿素为唯一氮源的培养基上生长的尿素降解菌是否有不同种类
2．（2024·天津·高考真题）环境因素可通过下图所示途径影响生物性状。有关叙述错误的是（ ）
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A．①可引起DNA 的碱基序列改变
B．②可调节③水平的高低
C．②引起的变异不能为生物进化提供原材料
D．④可引起蛋白质结构或功能的改变
3．（2024·福建·高考真题）人肠道细胞中载脂蛋白B 基因转录后，其mRNA 上特定位置的碱基C 在相关
酶的作用下转变为碱基U，造成该位置相应的密码子变为终止密码子UAA，该终止密码子对应的DNA 模
板链序列为（ ）
A．5'-TTG-3'
B．5'-ATT-3'
C．5'-GTT-3'
D．5'-TTA-3'
4．（2024·海南·高考真题）某种鸟的卵黄蛋白原基因的启动子部分区域存在甲基化修饰。成熟雌鸟产生的
雌激素可将此甲基化去除，雄鸟因缺乏雌激素仍保持高度甲基化。下列有关叙述正确的是（ ）
A．卵黄蛋白原基因在成熟雌鸟中可以表达，在雄鸟中表达受到抑制
B．卵黄蛋白原基因转录出的mRNA 中，含有甲基化区域序列的互补序列
C．该种雌鸟和雄鸟交配产生的雌雄后代发育成熟后，体内均无卵黄蛋白原
D．卵黄蛋白原基因的乙酰化和甲基化均可产生表观遗传现象
5．（2024·江苏·高考真题）图示果蝇细胞中基因沉默蛋白（PcG）的缺失，引起染色质结构变化，导致细
胞增殖失控形成肿瘤。下列相关叙述错误的是（ ）
A．PcG 使组蛋白甲基化和染色质凝集，抑制了基因表达
B．细胞增殖失控可由基因突变引起，也可由染色质结构变化引起
C．DNA 和组蛋白的甲基化修饰都能影响细胞中基因的转录
D．图示染色质结构变化也是原核细胞表观遗传调控的一种机制
6．（2024·江苏·高考真题）治疗恶性黑色素瘤的药物DIC 是一种嘌呤类生物合成的前体，能干扰嘌呤的合
成。下列相关叙述错误的是（ ）
A．嘌呤是细胞合成DNA 和RNA 的原料
B．DIC 可抑制细胞增殖使其停滞在细胞分裂间期
6
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C．细胞中蛋白质的合成不会受DIC 的影响
D．采用靶向输送DIC 可降低对患者的副作用
7．（2024·重庆·高考真题）某种海鱼鳃细胞的NKA 酶是一种载体蛋白，负责将细胞内的Na+转运到血液中，
为研究NKA 与Na+浓度的关系，研究小组将若干海鱼放在低于海水盐度的盐水中，按时间点分组取样检测，
部分结果见下表。结合数据分析，下列叙述错误的是（ ）
时间
（h）
Na+浓度（单位略）
NKA 表达（相对值）
NKA 酶的相对活性
血液
鳃细胞
mRNA
蛋白质
0
320
15
1.0
1.0
1.0
0.5
290
15
1.5
1.0
0.8
3
220
15
0.6
1.0
0.6
6
180
15
0.4
0.4
0.4
12
180
15
0.2
0.2
0.4
A．NKAmRNA 和蛋白质表达趋势不一致是NKA 基因中甲基化导致的
B．本实验中时间变化不是影响NKA 基因转录变化的直接因素
C．NKA 酶在维持海鱼鳃细胞内渗透压平衡时需要直接消耗ATP
D．与0h 组相比，表中其他时间点的海鱼红细胞体积会增大
8．（2024·贵州·高考真题）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
9．（2024·贵州·高考真题）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。
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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（ ）
A．甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录
B．氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化
C．处理后细胞Ⅱ的子代细胞能合成催乳素
D．该基因甲基化不能用于细胞类型的区分
10．（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
11．（2024·湖南·高考真题）非酒精性脂肪性肝病是以肝细胞的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝
病。葡萄糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1 在高尔基体膜上先后经S1 和S2 蛋白水解
酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成基因（核基因）的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG 能够通过
膜转运蛋白F5 进入高尔基体内，抑制S1 蛋白水解酶的活性，调控机制如图所示。下列叙述错误的是（
）
A．体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原饱和后转向脂肪酸合成
B．敲除F5 蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪肝的发生率
C．降低高尔基体内UDPG 量或S2 蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病
D．激活后的R1 通过核孔进入细胞核，启动脂肪酸合成基因的转录
12．（2024·湖南·高考真题）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
二、非选择题
13．（24-25 高三上·江西·阶段练习）2024 年10 月7 日，两位科学家因在微RNA（miRNA）领域的突破性
贡献获得2024 年诺贝尔生理学或医学奖。miRNA 是细胞内一种单链非编码小分子RNA，可与mRNA 靶向
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结合并使其降解。circRNA 是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA 使其不能与P 基因mRNA 结
合，从而提高P 基因mRNA 的翻译水平，其调控机制如图1。P 基因内部和周围的DNA 片段情况如图2，
距离以千碱基对（kb）表示，未按比例画出，基因长度共6．6kb，根据相应的位点和特点将其划分a～g
共7 个区间，转录直接生成的mRNA 中d 区间所对应的区域会被加工切除成为成熟的mRNA。回答下列问
题：
(1)根据图1 分析，circRNA （填“有”或“没有”）与P 基因的mRNA 相同的核苷酸序列。
(2)根据图2 分析，①P 基因转录的初始mRNA 的长度；②P 基因转录的成熟的mRNA 的长度；③基因的
长度，则三者长度的关系是 （用序号和“＞”表示）。
(3)P 基因的启动子区发生DNA 甲基化或发生碱基改变都可导致P 蛋白无法合成，请从基因表达的角度对其
解释： 。
(4)某科研团队研发了一种新型药物，该药物能 （填“增加”或“降低”）细胞内circRNA 的含量，
从而减少细胞凋亡。请以培养幼龄小鼠体细胞为实验手段（该药物的用量、测量细胞凋亡率和细胞内
circRNA 的含量的方法，都不做具体要求），设计实验进行验证该新型药物具有上述药效，请简要写出实
验思路和预期结果。 。
14．（2024·新疆·一模）单链RNA 病毒分为（+）RNA 病毒和（-）RNA 病毒。（+）RNA 可以直接作为
翻译的模板，而（-）RNA 则需要先复制形成互补的（+）RNA 才能进行翻译，如图为丙型肝炎病毒的增
殖过程；①~⑦表示相应生理过程，请回答下列问题。
(1)丙型肝炎病毒属于 RNA 病毒，该病毒侵入宿主细胞后，⑤过程通常是在③过程之 （填
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“前”或“后”）发生。
(2)
~
①⑦过程发生碱基配对的过程有 ，它们的配对方式 （填“完全相同”或“不完全相
同”）。④消耗的尿嘧啶核糖核苷酸的数目与⑤消耗的 相同。
(3)用³⁵ S 标记离体的肝脏细胞，然后用不含任何标记的丙型肝炎病毒去感染这些细胞，假设肝脏细胞没有
裂解，那么最后检测到 （填“沉淀”“上清液”或“沉淀和上清液”）存在放射性。
10
