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专题06 遗传的分子基础
目录
1.命题趋势：明考情知方向
2.重难诠释：知重难、掌技巧、攻薄弱
3.创新情境练：知情境练突破
4.限时提升练：（30min）综合能力提升
考点
三年考情分析
2025 考向预测
DNA 的结构、复制和功
能
（2024.贵州.T15）DNA 的复制和功能
（2024. 北京卷.T2）DNA 的结构
（2024.河北卷.T4）基因的复制和转录
（2024.浙江卷.T10）DNA 的复制
考点预测：DNA 是主要的遗传物
质；DNA 的半保留复制；DNA 的结
构
考法预测：结合实例综合考察DNA
的分子结构，并依托结构与功能观
考察DNA 分子的功能；实验考察
DNA 分子的复制方式。
基因的表达与性状
（2024.g 卷.T7）基因指导蛋白质的合成
（2024.湖北卷.T16）基因指导蛋白质的合
成
（2024.湖南卷.T10）基因指导蛋白质的合
成
（2024.广东卷.T10）基因表达与性状的关
系
（2024.贵州卷.T5）基因表达与性状的关系
（2024.黑吉辽卷.T9）基因表达与性状的关
系
（2024.浙江卷.T9）基因表达与性状的关系
考点预测：DNA 分子的转录和翻
译；基因表达与性状的关系；表观
遗传。
考法预测：综合考察DNA 分子复
制、转录和翻译的异同；考察表观
遗传在基因表达过程中所发挥的作
用。
1. DNA 是主要的遗传物质
（1）肺炎链球菌的转化实验
①体内转化实验：1928 年由英国微生物学家格里菲思等人进行。
结论：在S 型细菌中存在转化因子可以使R 型细菌转化为S 型细菌。
②
体外转化实验
：20 世纪40 年代由美国微生物学家艾弗里等人进行。
1
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结论：DNA
才是使
R 型细菌产生稳定遗传变化的物质
。
（2）赫尔希和蔡斯利用了放射性同位素标记技术，设计并完成了噬菌体侵染细菌的实验。
实验过程（实验分为两组，相互对照）
①标记大肠杆菌 ②标记噬菌体
含35S 的培养基＋大肠杆菌→含
35 S
的大肠杆菌 含35S 的大肠杆菌＋噬菌体→含
35 S
的噬菌体
含32P 的培养基＋大肠杆菌→含
32 P 的大肠杆菌 含32P 的大肠杆菌＋噬菌体→含
32 P 的噬菌体
③用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，保温一段时间后 搅拌、离心
搅拌的目的：使吸附在细菌上的
噬菌体
与
细菌
分离。
离心的目的：让离心管的上清液中析出重量较轻的 T 2 噬菌体颗粒 ，沉淀物中留下 被感染的大肠杆菌 。
④放射性检测
组别
放射性高低
原因分析
35S 标记蛋白
质外壳组
上清液
高
沉淀物
低
搅拌不充分
32P 标记DNA
分子组
上清液
低
原因1：保温时间过短，部分亲代噬菌体未完成侵染
原因2：保温时间过长，部分被感染的大肠杆菌破裂释放出子代噬菌体
沉淀物
高
⑤实验结果：细菌裂解释放出的子噬菌体中，
能
(能/不能)检测到32P 标记的DNA，
不能
(能/不能)检测到35S 标记的蛋白质。
⑥实验结论：实验表明噬菌体侵染细菌时，
DNA
进入到细菌体内，而
蛋白质
外壳留在外面。
实验证明了
DNA
是噬菌体的遗传物质，还证明了DNA
能自我复制
，在前后代之间保持连续性
；
DNA
能控制蛋白质的合成。该实验
不能
(能/不能)证明蛋白质不是遗传物质，因蛋白质外壳未进入细菌。
（3）在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态比较，人为增加某种影
响因素的称为“加法原理”。与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。
2. DNA 的结构
（1）DNA 双螺旋结构模型的构建者：
沃森和克里克
。（方法：
物理模型构建
法）
（2）DNA 的组成单位：
脱氧核糖核苷酸
，其化学组成包括 磷酸 、 脱氧核糖 、 含氮碱基 ，
结构简图为 。构成DNA 的碱基有腺嘌呤
(A)
、 鸟嘌呤
( G ) 、 胞嘧啶
( C ) 、
胸腺嘧啶
( T ) 四种。DNA 的组成元素有
C 、
H 、
O 、
N 、
P 五种。
3. 基因通常是有遗传效应的
DNA
片段
4. 基因指导蛋白质的合成
（1）转录和翻译过程的比较（基因表达，即基因指导蛋白质的合成，包括
转录
和
翻译
两个过
程）
项目
转录
翻译
R R S R
2
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图例
概念
以
DNA
一条链
为模板合成
RNA
的过程
以
mRNA
为模板合成
蛋白质
的过程
场所
细胞核
(主要)、
线粒体
、
叶绿体
细胞质中的
核糖体
上
条件
①模板：
DNA
的一条链
②原料：4 种游离的
脱氧核糖核苷酸
③能量：
ATP
④酶：
RNA
聚合酶
①模板： mRNA
②原料：
氨基酸
③能量：
ATP
④酶：多种酶
⑤搬运工：
tRNA
碱基互补
配对方式
DNA
A
T
G
C
配对方式 3 种
mRNA
A
U
G
C
配对方式 2 种
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
mRNA
U
A
C
G
tRNA
U
A
C
G
方向
0 图例中转录方向：
从右向左
0
(技巧：mRNA 伸出的一端为转录起点)
0 图例中翻译方向：
从左向右
0
(注： 核糖体
沿着 mRNA
移动，mRNA
与核糖体结合部位有 2
个tRNA 结合位点)
特点
①
边解旋边转录
；
②转录结束DNA 恢复
双螺旋
结构(DNA
全保留)
一个mRNA 分子上
可相继结合 多 个
核糖体，同时合成
多 条相同的肽
链，因此，
少量
mRNA
分子就可以迅速合成大量的蛋白
质 (意义)
图中翻译方向
从左向右
(肽链短→长)
产物
RNA
(包括 mRNA
、 tRNA
、 rRNA
)
0 具一定氨基酸排列顺序的
蛋白质
0
(需在 内质网
和 高尔基体
中加工成蛋白质)
数量关系
DNA 中碱基数:mRNA 中碱基数:蛋白质中氨基酸数
＝
6
:
3
:
1
（2）密码子(遗传密码)
特点：①除
终止
密码子外，每种密码子都只能决定 1 种氨基酸。(专一性)
②一种氨基酸可对应
一种或多
种密码子(简并性，可保证生物
③生物界所有生物共用一套密码子。
遗传性状
的稳定性)。
（3）tRNA
特点：①每种tRNA 只能识别并转运
1
种特定的氨基酸。(专一性)
②一种氨基酸可对应
一种或多
种tRNA。
氨基酸
反密码子
氢
3
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长难句作答：
1.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重量
较轻的
T2
噬菌
体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。
2.DNA 的结构特点：DNA
是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构；
DNA
中的
磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；
DNA
分子内侧由两条链上的碱基通过氢键形成碱
基对，即
A 和
T 配对（氢键有
2 个），
G 和
C 配对（氢键有
3 个）。碱基之间的这种一一对应的关系，叫
作碱基互补配对原则。双链
DNA
中
A （腺嘌呤）的量总是和
T （胸腺嘧啶）的量相等，
C （胞嘧啶）的量
总是和
G （鸟嘌呤）的量相等。
3.DNA 复制发生的时间：发生在细胞分裂的间期，即有丝分裂间期和减数分裂Ⅰ前的间期。
4. DNA 复制发生的场所：细胞核
( 主要场所
) 、线粒体和叶绿体
。
5. DNA 复制发生的条件：模板：
DNA
的两条链；原料：
4 种游离的脱氧核糖核苷酸；能量：
ATP
；酶：
解旋酶、
DNA
聚合酶
。
6. DNA 复制的特点：①边解旋边复制；②半保留复制。
7.DNA 精确复制的原因：①
DNA
分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；②通过碱基互补配
对原则，保证了复制能够准确的进行
。
8. DNA 分子半保留复制的实验方法：同位素标记法（同位素示踪）、密度梯度离心法。
9. DNA 分子能够储存足够量的遗传信息；遗传信息蕴藏在4 种碱基的排列顺序之中
。
10. 等位基因的根本区别：碱基排列顺序不同。
11. DNA 的特性：多样性：碱基排列顺序的千变万化，构成了
DNA
分子的多样性；
DNA
的特性：特异
性：碱基的特定的排列顺序，构成了每一个
DNA
分子的特异性
。
12.参与翻译过程的RNA 有mRNA
、
tRNA
和
rRNA
。
13. 密码子是指mRNA
上
3 个相邻的碱基
决定1 个氨基酸。
14. 基因控制性状的两条途径：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物性状；基因通
过控制蛋白质的结构直接控制生物性状。
15. 表观遗传是指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。
16. 真核生物翻译时少量的mRNA 可迅速合成大量的蛋白质的原因是：一个
mRNA
分子上可以相继结合多
个核糖体同时进行多条肽链的合成。
高分解题技巧：
1. 碱基互补配对原则的相关计算
（1）在双链DNA 中，A ＝
T、G ＝
C；任意两个不互补碱基之和
相等
，并为碱基总数的
50%
，
即A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝50%。
（2）双链DNA 中，互补碱基之和的比值，在两条单链和双链中都
相等
。
如：若＝n，则＝n，＝n。(互补等)
（3）双链DNA 中，不互补碱基之和的比值，在两条互补链中互为 倒数
，在双链中比值为
1
。
如：若＝m，则＝ (不互补倒)； ＝1。
2. DNA 分子半保留复制的相关计算
4
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1 个含15N 的DNA 分子，放在含14N 脱氧核苷酸的环境中复制n 次，产生子代DNA 2 n 个，其中：
（1）含15N 的DNA 分子有 2
个；含14N 的DNA 分子有
2 n
个。
（2）只含15N 的DNA 分子有
0
个；只含14N 的DNA 分子有
2 n －
2
个。
（3）脱氧核苷酸链有
2×2
n
条，其中含15N 的链有
2
条，含14N 的链有
2 n+1
－
2
条。
（4）若某DNA 分子含某种碱基m 个，如果该DNA 分子复制n 次，则需消耗含该碱基的游离脱氧核苷
酸数为
m
· ( 2 n －
1 )
个；第n 次复制需消耗含该碱基的游离脱氧核苷酸数为
m
· 2 n － 1
个。
3. 脱氧核苷酸、基因、DNA 和染色体的关系
4. 真核细胞染色体DNA(核DNA)转录、翻译特点：
先转录后翻译，时间场所不同
。
6. 原核细胞DNA 转录、翻译特点：
边转录边翻译，转录翻译同时同地进行
。
5.
不同生物遗传信息的传递过程
6.
易错易混
（1）
基因与性状的关系并不都是简单的线性(一一对应) 关系。一个基因可能影响多种性状，一种性状
…… n 代
14N
n 代
14N
2 代
14N
15N
14N
14N
14N
14N
15N
14N
14N
15N
15N
14N
15N
15N
14N
1 代
主要载体
每条染色体上含有
1 个或
2 个DNA 分子
具有 遗传效应
的
DNA 片段
每个DNA 分子中
含有 许多
个基因
特定的
碱基排列顺序
代表遗传信息
每个基因含
许多
个脱氧核苷酸
基因在染色体上呈 排列
基本组成单位
基因 DNA 染色体
4 种脱氧
核苷酸
转录方向：
从左向右
翻译方向：
从下到上
原核细胞中的转录和翻译
(边转录边翻译，转录翻译同时同地进行)
真核细胞染色体DNA 的转录和翻译
(先转录后翻译，时间场所不同)
5
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也可能由多个基因控制。如身高由多个基因决定，也与后天营养、锻炼等有关。
（2）
表现型是基因型和环境共同作用的结果。
（3）
含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒营专性寄生生活，所以应先培养细菌，再
用细菌培养噬菌体。
（4）
35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一个噬菌体上。
（5）
不能用15N、18O 和14C 标记细菌，DNA 和蛋白质都含有N、O 和C，不能确定哪一种物质是遗传物质。
（6）
在脱氧核苷酸链中，并不是每个磷酸都与两个脱氧核糖相连，如链的一端游离的磷酸只与一个脱氧
核糖相连。
（建议用时：10 分钟）
1．【蜜蜂种群】某种蜜蜂的蜂王和工蜂具有相同的基因组。雌性工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉,若喂食
蜂王浆,也能发育成为蜂王。利用分子生物学技术降低DNA 甲基化酶的表达后,即使一直喂食花蜜花粉,雌性
工蜂幼虫也会发育成蜂王。下列推测正确的是( )
A.花蜜花粉可降低幼虫发育过程中DNA 的甲基化
B.蜂王DNA 的甲基化程度高于工蜂
C.蜂王浆可以提高蜜蜂DNA 的甲基化程度
D.DNA 的低甲基化是蜂王发育的重要条件
【答案】D
【来源】2024 年1 月浙江省普通高校招生选考科目考试生物学试题
【分析】DNA 甲基化为DNA 化学修饰的一种形式，能够在不改变DNA 序列的前提下，改变遗传表现。大
量研究表明，DNA 甲基化能引起染色质结构、DNA 构象、DNA 稳定性及DNA 与蛋白质相互作用方式的改变，
从而控制基因表达。
【详解】A、降低 DNA 甲基化酶的表达后， 即使一直喂食花蜜花粉，雌性工蜂幼虫也会发育成蜂王，说
明甲基化不利于其发育成蜂王，而工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉，不会发育成蜂王，因此花蜜花粉可增
强幼虫发育过程中DNA 的甲基化，A 错误；
B、甲基化不利于其发育成蜂王，故蜂王DNA 的甲基化程度低于工蜂，B 错误；
C、蜂王浆可以降低蜜蜂DNA 的甲基化程度，使其发育成蜂王，C 错误；
D、甲基化不利于发育成蜂王，因此DNA 的低甲基化是蜂王发育的重要条件，D 正确。
故选D。
2.【皮肤癌】紫外线引发的DNA 损伤,可通过“核苷酸切除修复(NER)”方式修复,机制如图所示。着色性干
皮症(XP)患者的NER 酶系统存在缺陷,受阳光照射后,皮肤出现炎症等症状。患者幼年发病,20 岁后开始发
展成皮肤癌。下列叙述错误的是( )
6
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A.修复过程需要限制酶和DNA 聚合酶
B.填补缺口时,新链合成以5'到3'的方向进行
C.DNA 有害损伤发生后,在细胞增殖后进行修复,对细胞最有利
D.随年龄增长,XP 患者几乎都会发生皮肤癌的原因,可用突变累积解释
【答案】C
【来源】2023 浙江省高考生物6 月二次选考卷
【分析】DNA 分子复制的过程：①解旋：在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。②合成子链：以解
开的每一条母链为模板，以游离的四种脱氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，
各自合成与母链互补的子链。③形成子代DNA：每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构。从而形成2
个与亲代DNA 完全相同的子代DNA 分子。
【详解】A、由图可知，修复过程中需要将损伤部位的序列切断，因此需要限制酶的参与；同时修复过程
中，单个的脱氧核苷酸需要依次连接，要借助DNA 聚合酶，A 正确；
B、填补缺口时，新链即子链的延伸方向为5’到3’的方向进行，B 正确；
C、DNA 有害损伤发生后，在细胞增殖中进行修复，保证DNA 复制的正确进行，对细胞最有利，C 错误；
D、癌症的发生是多个基因累积突变的结果，随年龄增长，XP 患者几乎都会发生皮肤癌的原因，可用突变
累积解释，D 正确。
3．【抗肿瘤】许多抗肿瘤药物通过干扰DNA 合成及功能抑制肿瘤细胞增殖。下表为三种抗肿瘤药物的主要
作用机理。下列叙述错误的是( )
药物名称
作用机理
羟基脲
阻止脱氧核糖核苷酸的合成
放线菌素D
抑制DNA 的模板功能
阿糖胞苷
抑制DNA 聚合酶活性
A.羟基脲处理后,肿瘤细胞中DNA 复制和转录过程都出现原料匮乏
B.放线菌素D 处理后,肿瘤细胞中DNA 复制和转录过程都受到抑制
C.阿糖胞苷处理后,肿瘤细胞DNA 复制过程中子链无法正常延伸
7
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D.将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响
【答案】A
【来源】2021 年新高考河北生物高考真题
【分析】根据表格中信息可知，羟基脲阻止脱氧核糖核苷酸的合成，从而影响DNA 复制过程中原料的供应；
放线菌素D 通过抑制DNA 的模板功能，可以影响DNA 复制和转录，因为DNA 复制和转录均需要DNA 模板；
阿糖胞苷通过抑制DNA 聚合酶活性而影响DNA 复制过程。
【详解】A、据分析可知，羟基脲阻止脱氧核糖核苷酸的合成，从而影响肿瘤细胞中DNA 复制过程，而转
录过程需要的原料是核糖核苷酸，不会受到羟基脲的影响，A 错误；
B、据分析可知，放线菌素D 通过抑制DNA 的模板功能，可以抑制DNA 复制和转录，因为DNA 复制和转录
均需要DNA 模板，B 正确；
C、阿糖胞苷抑制DNA 聚合酶活性而影响DNA 复制过程，DNA 聚合酶活性受抑制后，会使肿瘤细胞DNA 复
制过程中子链无法正常延伸，C 正确；
D、将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可以抑制肿瘤细胞的增殖，由于三种药物是精准导入肿瘤细胞，
因此，可以减弱它们对正常细胞的不利影响，D 正确；
故选A。
4.【古细菌】已知某种氨基酸(简称甲)是一种特殊氨基酸,迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸
的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是,这些古菌含有特异的能够转运甲的tRNA(表示为tRNA 甲)和酶
E。酶E 催化甲与tRNA 甲结合生成携带了甲的tRNA 甲(表示为甲-tRNA 甲),进而将甲带入核糖体参与肽链合成。
已知tRNA 甲可以识别大肠杆菌mRNA 中特定的密码子,从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌
中合成含有甲的肽链,则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是( )
①ATP ②甲 ③RNA 聚合酶 ④古菌的核糖体 ⑤酶E 的基因 ⑥tRNA 甲的基因
A.②⑤⑥ B.①②⑤ C.③④⑥ D.②④⑤
【答案】A
【来源】2023 年高考全国乙卷生物真题
【分析】分泌蛋白合成与分泌过程：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→
高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，整个过程还需要线粒体提
供能量。
【详解】①③④、根据题干信息“已知tRNA 甲可以识别大肠杆菌mRNA 中特定的密码子，从而在其核糖
体上参与肽链的合成肽链”，说明该肽链合成所需能量、核糖体、RNA 聚合酶均由大肠杆菌提供，①③④
不符合题意；
8
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②、据题意可知，氨基酸甲是一种特殊氨基酸，迄今只在某些古菌（古细菌）中发现含有该氨基酸的蛋白
质，所以要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，必须往大肠杆菌中转入氨基酸甲，②符合题意；
⑤⑥、古菌含有特异的能够转运甲的tRNA（表示为tRNA 甲）和酶E，酶E 催化甲与tRNA 甲结合生成携带了
甲的tRNA 甲（表示为甲－tRNA 甲），进而将甲带入核糖体参与肽链合成，所以大肠杆菌细胞内要含有tRNA
甲的基因以便合成tRNA 甲，大肠杆菌细胞内也要含有酶E 的基因以便合成酶E，催化甲与tRNA 甲结合，⑤⑥
符合题意。
②⑤⑥组合符合题意，A 正确。
故选A。
（建议用时：30 分钟）
一、单选题
1.（2024·贵州卷）研究结果的合理推测或推论,可促进科学实验的进一步探究。下列对研究结果的推测或
推论正确的是( )
序号
研究结果
推测或推论
①
水分子通过细胞膜的速率高
于人工膜
细胞膜存在特殊的水分子通道
②
人成熟红细胞脂质单分子层
面积为表面积的2 倍
细胞膜的磷脂分子为两层
③
注射加热致死的S 型肺炎链球
菌,小鼠不死亡
S 型肺炎链球菌的DNA 被破坏
④
DNA 双螺旋结构
半保留复制
⑤
单侧光照射,胚芽鞘向光弯曲
生长
胚芽鞘尖端产生生长素
A.①②④
B.②③⑤
C.①④⑤
D.②③④
【答案】A
【分析】1925 年，两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气一水界面上铺展成单分子层，
测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2 倍。由此他们得出的结论是细胞膜中的脂质分子排列为连续的
两层。
【详解】①由于水可以通过水通道蛋白进入细胞，且速度更快，而人工膜缺少水分子通道蛋白，所以水分
子通过细胞膜的速率高于人工膜，①正确；
②人成熟红细胞不含任何细胞器，故可由其脂质单分子层面积为表面积的2 倍，推测细胞膜中的磷脂分子
为两层，②正确；
9
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③如果只是注射加热致死的S 型肺炎链球菌，由于缺少R 型细菌，所以小鼠不会死亡，不能得出S 型肺炎
链球菌的DNA 被破坏的结论，③错误；
④沃森和克里克根据DNA 的双螺旋结构提出了遗传物质自我复制假说，这种复制方式称作半保留复制，④
正确；
⑤单侧光照射时，胚芽鞘向光弯曲生长，只能说明胚芽鞘具有向光性，由于缺乏相应对照，无法说明胚芽
鞘尖端产生生长素，⑤错误。
故选A。
2.（2024·北京卷）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.（2024·河北卷）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
【答案】D
【分析】DNA 分子复制的方式是半保留复制，且合成两条子链的方向是相反的；DNA 在复制过程中，边解
旋边进行半保留复制。由图可知，DNA 解旋酶能使双链DNA 解开，且需要消耗ATP；
【详解】A、DNA 复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A 错误；
B、复制时，解旋酶使得DNA 双链从复制起点开始，以双向进行的方式解旋，这并不是从5′端到3′端的单
向解旋，B 错误；
C、转录时不需要解旋酶，RNA 聚合酶即可完成解旋，C 错误；
10
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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，D 正确；
故选D。
4.（2024·浙江卷）大肠杆菌在含有3H-脱氧核苷培养液中培养,3H-脱氧核苷掺入到新合成的DNA 链中,
经特殊方法显色,可观察到双链都掺入3H-脱氧核苷的DNA 区段显深色,仅单链掺入的显浅色,未掺入的不显
色。掺入培养中,大肠杆菌拟核DNA 第2 次复制时,局部示意图如图。DNA 双链区段①、②、
③对应的显色情况可能是( )
A.深色、浅色、浅色
B.浅色、深色、浅色
C.浅色、浅色、深色
D.深色、浅色、深色
【答案】B
【分析】DNA 的复制方式为半保留复制，子代DNA 分子其中的一条链来自亲代DNA ，另一条链是新合成
的，这种方式称半保留复制。半保留复制的意义：遗传稳定性的分子机制。
【详解】大肠杆菌在含有³ H-脱氧核苷培养液中培养，DNA 的复制方式为半保留复制，大肠杆菌拟核 DNA
第1 次复制后产生的子代DNA 的两条链一条被³ H 标记，另一条未被标记，大肠杆菌拟核 DNA 第2 次复
制时，以两条链中一条被³ H 标记，另一条未被标记的DNA 分子为模板，DNA 双链区段①为浅色，②③中
DNA 两条模板链中一条有掺入
3 H-脱氧核苷，另一条无，而新合成的子链都掺入
3 H-脱氧核苷。故双链都
掺入
3 H-脱氧核苷的 DN 双链区段，显深色；仅单链掺入的 DNA 双链区段，显浅色。ACD 错误，B 正确。
故选B。
5. （2024·贵州卷）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( )
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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
【答案】C
【分析】转录是以DNA 的一条链为模板，合成RNA 的过程。
【详解】A、转录是以DNA 的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA 的过程，由于起始密码子是
AUG，故①链是转录的模板链，转录时模板链读取的方向是3'→5'，即左侧是3'端，右侧是5'端，A 错误；
B、在①链5～6 号碱基间插入一个碱基G，将会导致终止密码子提前出现，故合成的肽链变短，B 错误；
C、若在①链1 号碱基前插入一个碱基G，在起始密码子之前加了一个碱基，不影响起始密码子和终止密码
子之间的序列，故合成的肽链不变，C 正确；
D、由于mRNA 是翻译模板，但由于密码子的简并性，故碱基序列不同的mRNA 翻译得到的肽链也可能相
同，D 错误。
故选C。
6．（2024·湖北卷）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'
【答案】A
【分析】DNA 中进行mRNA 合成模板的链为模板链，与模板链配对的为编码链，因此mRNA 上的密码子与
DNA 编码链的碱基序列相近，只是不含T，用U 代替，据此答题。
【详解】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，BCD 错误。
故选A。
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7．（2024·湖南卷）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
【答案】C
【分析】由题干信息可知，蛋白R1 需要经过S1 和S2 蛋白水解酶酶切后才被激活，进而启动脂肪酸合成基
因的转录，而糖原合成的中间代谢产物UDPG 抑制S1 蛋白水解酶的活性，据此可知糖原合成的中间代谢产
物UDPG 可抑制脂肪酸的合成。
【详解】A、由题干信息可知，糖原合成的中间代谢产物UDPG 抑制S1 蛋白水解酶的活性，蛋白R1 需要经
过S1 和S2 蛋白水解酶酶切后才被激活，进而启动脂肪酸合成基因的转录，据此可知糖原合成的中间代谢
产物UDPG 可抑制脂肪酸的合成，因此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，A 正确；
B、由题干信息可知，中间代谢产物UDPG 通过F5 膜转运蛋白进入高尔基体内，抑制S1 蛋白水解酶的活性，
进而抑制脂肪酸的合成，因此敲除F5 蛋白的编码基因有利于脂肪酸的合成，会增加非酒精性脂肪肝的发生
率，B 正确；
C、由题干信息可知，中间代谢产物UDPG 进入高尔基体不利于脂肪酸的合成，降低高尔基体中UDPG 量有
利于脂肪酸的合成，从而会诱发非酒精性脂肪性肝病；蛋白R1 经S1、S2 蛋白水解酶酶切后被激活，进而
启动脂肪酸合成基因的转录，S2 蛋白失活不利于脂肪酸的合成，不会诱发非酒精性脂肪性肝病，C 错误；
D、转录发生在细胞核中，因此R1 可通过核孔进入细胞核，启动脂肪酸合成基因的转录，D 正确。
故选C。
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8．（2024·广东卷）研究发现,短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白(具有组蛋白修饰功能)的合成,会启动原癌
基因zfh1 的表达,导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于( )
A.基因突变
B.染色体变异
C.基因重组
D.表观遗传
【答案】D
【分析】表观遗传是指DNA 序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化
而表现型却发生了改变。表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。
【详解】由题意可知，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白（具有组蛋白修饰功能）的合成，会启动原癌基因
zfhl 的表达，导致肿瘤形成，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，因此驱动此肿瘤形成的原因属
于表观遗传，ABC 错误、D 正确。
故选D。
9．（2024·贵州卷）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( )
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
【答案】D
【分析】表观遗传是指DNA 序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化
而表现型却发生了改变，如DNA 的甲基化，甲基化的基因不能与RNA 聚合酶结合，故无法进行转录产生
mRNA，也就无法进行翻译，最终无法合成相应蛋白，从而抑制了基因的表达。
【详解】A、由题意可知，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，导致仅细胞Ⅰ能合成催乳素，说明甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录，A 正确；
B、细胞Ⅱ经氮胞苷处理后，再培养可合成催乳素，说明氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化，B 正确；
C、甲基化可以遗传，同理，细胞Ⅱ经氮胞苷处理后，再培养可合成催乳素，这一特性也可遗传，所以处
理后细胞Ⅱ的子代细胞能合成催乳素，C 正确；
D、题中细胞Ⅰ和细胞Ⅱ两种类型就是按基因是否甲基化划分的，D 错误。
故选D。
10．（2024·黑吉辽卷）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( )
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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
【答案】C
【分析】甲基化是指在DNA 某些区域的碱基上结合一个甲基基团，故不会发生碱基对的缺失、增加或减少，
甲基化不同于基因突变。DNA 甲基化后会控制基因表达，可能会造成性状改变，DNA 甲基化后可以遗传给
后代。
【详解】A、由图可知，酶E 的作用是催化DNA 甲基化，A 错误；
B、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；
C、“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；
D、DNA 甲基化不改变碱基序列，但会影响生物个体表型，D 错误。
故选C。
11. 科学发现中蕴含着值得后人借鉴的方法或原理。下列探究实践与科学发现运用的方法或原理
不一致的是( )
选项
科学发现
探究实践
A
沃森和克里克用建构物理模型的
方法研究DNA 的结构
建立减数分裂中染色体变化的模型
B
鲁宾和卡门用对比实验证明光合
作用中氧气的来源是水
探究酵母菌细胞呼吸的方式
C
艾弗里用减法原理证明DNA 是肺炎
链球菌的转化因子
探究抗生素对细菌的选择作用
D
孟德尔用统计分析法研究豌豆遗
传规律
调查人群中的遗传病
【答案】C
【来源】2023 年新教材天津高考生物真题
【分析】1、模型构建法：模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述，
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这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助具体的实物或其它形象化的手段，有的则抽象的形式
来表达。模型的形式很多，包括物理模型、概念模型、数学模型等。
2、同位素标记法：同位素可用于追踪物质运行和变化的规律，例如噬菌体侵染细菌的实验。
【详解】A、模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述，研究DNA 结
构时构建了DNA 双螺旋的物理模型，研究减数分裂时可通过橡皮泥等工具进行物理模型的构建，A 正确；
B、鲁宾和卡门用对比实验证明光合作用中氧气的来源是水，探究酵母菌呼吸方式时用的也是对比实验法，
分别设置有氧和无氧组进行探究，B 正确；
C、在探究DNA 是遗传物质的实验中，肺炎链球菌的体外实验中用对应的酶设法去除相应物质，观察其作
用，用到了减法原则，研究抗生素对细菌的选择作用时，利用了加法原理，C 错误；
D、孟德尔验证分离定律和摩尔根研究伴性遗传都用到了假说演绎法，D 正确。
故选C。
二、综合题
12. 根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA 病毒和DNA 病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成
很大危害。通常,一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。
假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的宿主细胞
等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路,(2)预期实验结果及结论即可。(要
求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
【答案】 甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段
时间后收集病毒病监测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接
种新病毒。培养一段时间后收集病毒病监测其放射性。 若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为
RNA 病毒；反之为DNA 病毒。
【来源】2017 年全国普通高等学校招生统一考试生物（全国卷1）
【详解】（1）思路
甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒
并监测其放射性。
乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病
毒并监测其放射性。
（2）结果及结论
由于DNA 和RNA 有各自的特有碱基，DNA 特有碱基为T，RNA 特有碱基为U，在用放射性同位素标记碱基
U 的培养基中培养宿主细胞，使宿主细胞含有放射性。再用病毒去侵染含放射性的宿主细胞，看子代病毒
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是否含有放射性，为甲组；在用放射性同位素标记碱基T 的培养基中培养宿主细胞，使宿主细胞含有放射
性。再用病毒去侵染含放射性的宿主细胞，看子代病毒是否含有放射性，为乙组。若甲组收集的病毒有放
射性，乙组无，即为RNA 病毒；反之为DNA 病毒。
【点睛】本题考查利用同位素标记法区分病毒的种类、病毒体内只有一种核酸、DNA 和RNA 的区别和病毒
的培养等知识点，要求考生遵循课本上噬菌体侵染细菌实验的过程，掌握DNA 与RNA 在碱基上的区别，病
毒是非细胞结构的生物，必须在含有宿主细胞的培养基上培养才能进行代谢和繁殖是解题的关键。
13．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。
回答下列问题:
(1)该研究人员在制备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,原因是
。
(2)该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品,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
。
(3)为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W 基因结合,需要通过某种处理使样品中的染色
体DNA 。
(4)该研究人员在完成上述实验的基础上,又对动物细胞内某基因的mRNA 进行了检测,在实验过程中用某种
酶去除了样品中的DNA,这种酶是 。
【答案】 dATP 脱去β、γ 位上的两个磷酸基团后，则为腺嘌呤脱氧核苷酸，是合成DNA 的原料之一
避免RNA 分子与DNA 探针的结合
解旋 DNA 酶
【来源】2021 年高考全国甲卷生物真题
【分析】根据题意，通过带
32p 标记的DNA 分子与被测样本中的W 基因进行碱基互补配对，形成杂交带，
可以推测出W 基因在染色体上的位置。
【详解】（1）dA-Pα~Pβ~Pγ脱去β、γ 位上的两个磷酸基团后，则为腺嘌呤脱氧核苷酸，是合成DNA 的原料
之一。因此研究人员在制备
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。
（2）去除样品中RNA 分子，避免了RNA 分子与DNA 探针的结合，使杂交条带仅为DNA 探针与染色体上
DNA 结合产生的。
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（3）DNA 分子解旋后的单链片段才能与
32p 标记的DNA 片段甲进行碱基互补配对，故需要使样品中的染色
体DNA 解旋。
（4）DNA 酶可以水解DNA 分子从而去除了样品中的DNA。
【点睛】本题考查知识点中对DNA 探针法的应用，考生需要掌握DNA 探针的原理，操作的基本过程才能
解题。
14. 大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后,可形成小肽(短的肽链)。回答下列问题:
氨基酸
密码子
色氨酸
UGG
谷氨酸
GAA
GAG
酪氨酸
UAC
UAU
组氨酸
CAU
CAC
(1)在大豆细胞中,以mRNA 为模板合成蛋白质时,除mRNA 外还需要其他种类的核酸分子参与,它们是
。
(2)大豆细胞中大多数mRNA 和RNA 聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞质这
两个部位来说,作为mRNA 合成部位的是 ,作为mRNA 执行功能部位的是 ;作为RNA 聚合酶合
成部位的是 ,作为RNA 聚合酶执行功能部位的是 。
(3)部分氨基酸的密码子如表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG,则该小肽的氨基
酸序列是 。若该小肽对应的DNA 序列有3 处碱基发生了替换,但小肽的
氨基酸序列不变,则此时编码小肽的RNA 序列为 。
【答案】 rRNA tRNA 细胞核 细胞质 细胞质 细胞核 酪氨酸-谷氨酸-组氨
酸-色氨酸 UAUGAGCACUGG
【来源】2020 年全国统一高考生物试卷（新课标Ⅱ）
【分析】翻译：
1、概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA 为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
2、场所：核糖体。
3、条件：①模板：mRNA； ②原料：氨基酸； ③酶； ④能量；⑤tRNA
4、结果：形成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。
【详解】（1）翻译过程中除了需要mRNA 外，还需要的核酸分子有组成核糖体的rRNA 和运输氨基酸的
tRNA。
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（2）就细胞核和细胞质这两个部位来说，mRNA 是在细胞核内以DNA 的一条链为模板合成的，合成后需
进入细胞质翻译出相应的蛋白质。RNA 聚合酶的化学本质是蛋白质，在细胞质中合成后，进入细胞核用于
合成RNA。
（3）根据该小肽的编码序列和对应的部分密码子表可知，该小肽的氨基酸序列是：酪氨酸-谷氨酸-组氨酸-
色氨酸。由于谷氨酸、酪氨酸、组氨酸对应的密码子各有两种，故可知对应的DNA 序列有3 处碱基发生替
换后，氨基酸序列不变，则形成的编码序列为UAUGAGCACUGG。
【点睛】本题考查蛋白质合成的相关知识，要求考生能够识记蛋白质的合成过程以及密码子的相关知识，
结合实例准确答题。
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