2025年高考生物答题技巧与模板构建 专题05 遗传的分子基础（原卷版）

专题05遗传的分子基础模板01”2个模型“弄懂DNA复制模板01”2个模型“弄懂DNA复制模板02“2个模型”析基因表达模板03“画流程图”解基因表达类题识·命题特点明命题特点、窥命题预测明·答题模板答题要点+答题技巧+模板运用练·高分突破模板综合演练，快速技巧突破本节导航命题点真题在线常见设问/关键词DNA结构、特点与计算2023·海南·T132022·广东·T122021·北京·T42020·浙江7月选考·T3设问关键词：DNA复制的目的、结果和特点DNA复制过程及计算2023·山东·T52022·海南·T112021·山东·T52021·浙江6月选考·T142021·海南·T62021·辽宁·T4遗传信息的转录和翻译2023·浙江1月选考·T152023·全国乙·T52023·江苏·T62023·湖南·T122023·山东·T12022·湖南·T142021·辽宁·T172021·河北·T82021·广东·T72021·浙江1月选考·T22设问关键词：转录、翻译、表观遗传基因表达产物与性状的关系2023·湖南·T82022·重庆·T182020·浙江1月选考·T8基因选择性表达与细胞分化2022·河北·T142022·重庆·T6表观遗传2023·海南·T112022·天津·T52022·辽宁·T162022·北京·T18命题预测结合DNA复制过程，对染色体复制、PCR等进行考查；结合复杂情境对基因表达进行考查关键技巧理解DNA复制的本质和逻辑；掌握基因表达的原理和逻辑模板01”2个模型“弄懂DNA复制DNA复制叉模型半保留复制通过碱基互补配对实现半保留复制，保证亲子代遗传信息的稳定性边解旋边复制通过边解旋边复制，减少碱基暴露的时间，减少基因突变的概率，增加遗传的稳定性需要引物DNA聚合酶不能从头开始合成DNA，只能把新的脱氧核苷酸加到已有的DNA或RNA链上，需要提供已有的脱氧核苷酸链或核糖核苷酸链作为复制起点固定延伸方向、半不连续复制DNA子链延伸的方向是从子链的5’到3’端，前导链可以连续复制，但后随链不连续复制DNA复制泡模型复制起点一段特殊的DNA序列，可以和DNA聚合酶结合，开始DNA的复制双向复制从DNA复制起点开始，DNA聚合酶沿着DNA双向复制，每个复制方向都符合复制叉模型链状DNA和环状DNA复制真核生物染色体DNA为链状DNA，较长，多起点复制和双向复制可以提高复制的效率。原核生物中的环状质粒DNA较小，往往是单起点双向复制【基础知识】DNA的复制(1)概念、时间、场所(2)过程(3)结果：一个DNA分子形成了两个完全相同的DNA分子。(4)特点eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(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，为复制提供精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能准确地进行。(6)DNA复制的意义：DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。技巧01”2个模型“弄懂DNA复制（2024·四川达州·一模）日本学者冈崎等人发现在DNA复制过程中，滞后链的合成是由酶X催化合成的不连续、相对较短的DNA片段通过酶Y连接而成的长链，这些不连续、相对较短的DNA片段称为冈崎片段。下列叙述不正确的是（

）

A．由此图可知DNA是边解旋边复制，复制方式是半保留方式B．图中的a链是滞后链，冈崎片段延伸的方向是3'→5'C．酶X、Y、Z分别为DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶D．细胞中有多种引物，蛋白质m可防止DNA双链重新螺旋【答案】B【技巧点拨】【该图为复制叉模型】因而图中酶X、Y、Z分别为DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶，a链和b链是新合成的子链，其中a链滞后链。【思路详解】A、由图可知，酶Z是DNA解旋酶，a、b链是新合成的DNA子链，说明DNA是边解旋边复制，复制方式是半保留方式，A正确；B、滞后链的合成是由酶X催化合成的不连续、相对较短的DNA片段通过酶Y连接而成的长链，说明图中的a链是滞后链，冈崎片段延伸的方向是也是从5'→3'，B错误；C、由图可知，酶X、Y、Z分别为DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶，C正确；D、由图可知，细胞中有多种引物，蛋白质m可防止DNA双链重新螺旋，以保证DNA复制的正常进行，D正确。（2024·山东菏泽·二模）放射自显影技术可用于区分DNA复制的方向，复制开始时，首先用低放射性的³H脱氧胸苷作原料进行培养，一定时间后转移到含有高放射性的原料中进行培养，在放射自显影图像上观察比较放射性标记的强度，结果如图甲和图乙。图丙和图丁分别表示不同DNA复制过程模式图。下列说法错误的是（

）A．图甲、图乙分别对应图丙、图丁代表的DNA复制方式B．若解旋酶移动速率恒定，图丙表示的复制方式比图丁表示的复制方式效率高C．⑤⑥复制完成后，两条完整子链中G与C含量之和相等D．②③⑤是不连续复制，其模板链的3’端都指向解旋方向模板02“2个模型”析基因表达基因表达的过程包括转录和翻译，转录可以将DNA的遗传信息转移给mRNA，翻译是利用mRNA的遗传信息合成蛋白质，转录和翻译的本质都是通过碱基互补配对实现遗传信息在不同分子间的准确传递。转录模型编码区和非编码区基因通常是有遗传效应的DNA片段，通过控制蛋白质合成决定生物的性状，可控制蛋白质合成的片段称为编码区，不能控制蛋白质合成的基因片段称为非编码区基因的选择性表达基因组的基因会选择性地在细胞中表达，使细胞发生分化，形成特定的结构和功能。决定基因选择性表达的是启动子，启动子是一段能使特定基因进行转录的DNA序列，可被RNA聚合酶识别与结合外显子和内含子外显子是基因中不连续的编码蛋白质的DNA序列，内含子是外显子之间间隔的不编码蛋白质的DNA序列。内含子转录的RNA序列在成熟的mRNA中会被切除。原核细胞的基因没有内含子模板链和非模板链DNA双链中作为模板转录出mRNA的链叫模板链，另一条链叫非模板链。转录出的mRNA链和非模板链的碱基序列基本相同（只是将T替换成了U），因此非模板链也被称为有义链，模板链被称为反义链RNA的合成和加工以模板链为模板合成的RNA包含内含子序列，称前体RNA，前体RNA在细胞核内经过剪接去除内含子，形成成熟的mRNA后经核孔进入细胞质进行翻译翻译模板密码子mRNA上每三个相邻碱基，可以决定一种氨基酸，64种密码子可以编制成密码子表。密码子的意义在于实现碱基序列信息转化为氨基酸序列信息。绝大多数氨基酸都对应着几个密码子，这一现象称为密码子的简并tRNA能识别密码子并转运特定氨基酸的RNA，具有三叶草结构，其识别原理是tRNA上具有反密码子，能识别密码子并携带密码子对应的氨基酸，从而实现密码子与氨基酸的对应关系翻译的过程翻译的过程需借助核糖体实现氨基酸的脱水缩合，具体过程为tRNA不断与mRNA配对结合，其上的氨基酸在核糖体上进行脱水缩合，从而根据mRNA序列合成肽链【基础知识】遗传信息的转录遗传信息的翻译技巧02“2个模型”析基因表达（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'【答案】A【技巧点拨】【该过程考查转录和翻译模型】转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸即为一个密码子。【思路详解】分析题意：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，说明该终止密码子这里原来是5'-CAA3'，那么其对应的DNA模板链序列为5'-TTG-3'，BCD错误，A正确。（2023·江苏·高考真题）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（）

A．tRNA分子内部不发生碱基互补配对B．反密码子为5'-CAU-3'的tRNA可转运多种氨基酸C．mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNAD．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模板03“画流程图”解基因表达类题第一步：画流程图→读题干，锁定关键词句并简化，依据关键词句间的联系构建流程图（找关键、建联系）↓第二步：据图析选项→根据构建的流程图，分析选项【基础知识】基因控制生物性状的间接途径：基因eq\o(→,\s\up7(控制))酶的合成eq\o(→,\s\up7(控制))代谢过程eq\o(→,\s\up7(间接控制))生物体的性状基因控制生物性状的直接途径：基因eq\o(→,\s\up7(控制))蛋白质的结构eq\o(→,\s\up7(直接控制))生物体的性状。基因与性状间的关系(1)在大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。①一个基因eq\o(→,\s\up7(控制))一种性状(多数性状受单基因控制)；②一个基因eq\o(→,\s\up7(控制))多种性状(如基因间相互作用)；③多个基因eq\o(→,\s\up7(控制))一种性状(如身高、体重等)。(2)生物体的性状也不完全由基因决定，环境对性状也有着重要影响。例如，后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。（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【答案】C【技巧点拨】【第一步：读题干、找关键词、画流程图】UDPG→抑制脂肪酸合成↓抑制S1和S2蛋白水解酶酶切蛋白R1→激活蛋白R1→脂肪酸合成基因的转录，【思路详解】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，【第二步：据图析选项】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，【第二步：据图析选项】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，【第二步：据图析选项】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。（2024·浙江·高考真题）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1．图甲为一个基因型为AaXBY的精原细胞（2N=4），将该细胞的核DNA双链均用15N标记后，置于只含14N的培养基中培养，经一次有丝分裂后，又将其子细胞置于只含有15N的培养基中完成减数分裂，产生了一个基因型为AaXB的异常精细胞，如图乙所示。整个过程中不考虑基因突变且染色体变异只发生1次，下列错误的是（）

A．图乙所示细胞不是每条染色体上都有14NB．基因型为AaXB的异常精子中含有14N的染色体数目为0或1或2或3C．异常精细胞可能由减数分裂Ⅰ时同源染色体未分离导致D．次级精母细胞中含14N的染色体数目可能为1~6中的任意整数2．DNA复制时两条子链的合成方式存在一定差异，其中一条新链可以连续合成，这条链称为前导链，而另一条不能连续合成的新链称为滞后链，具体过程如下图所示。下列相关叙述错误的是（

）A．滞后链和前导链的合成方向都为5'→3'B．前导链连续复制时需要酶①解旋酶、酶②DNA聚合酶C．合成RNA引物与合成冈崎片段的碱基互补配对方式完全相同D．DNA聚合酶和DNA连接酶均催化磷酸二酯键形成3．将大肠杆菌放在含有同位素15N培养基中培育若干代后，细菌DNA所有氮均为15N，它比14N分子密度大。然后将DNA被15N标记的大肠杆菌再移到14N培养基中培养，每隔4小时（相当于分裂繁殖一代的时间）取样一次，测定其不同世代细菌DNA的密度。实验结果DNA复制的密度梯度离心试验如下图所示。下列叙述正确的是（

）

A．大肠杆菌代谢类型属于自养厌氧型B．如果测定第四代DNA分子密度，中带：轻带N标记的比例为1∶7C．若将第一代DNA链的氢键断裂后再测密度，DNA单链分布在试管中的轻带和中带D．若子代DNA合成的方式是全保留复制，则所有子代DNA都分布在中带4．一个处在快速增长阶段的种群中，几乎所有DNA都在进行复制，因此离复制起点越近，基因出现的频率就越高，根据该原理可以确定大肠杆菌DNA复制起点的位置。图1为大肠杆菌的部分基因在DNA上的相对位置，图2为检测的部分基因的相对基因频率。下列说法错误的是（

）A．大肠杆菌的DNA只有一个复制起点，位于基因ilv中B．大肠杆菌DNA是双向复制的，可以加快DNA复制效率C．大肠杆菌DNA复制需要的酶、原料、能量和真核细胞相同D．大肠杆菌DNA复制时边解旋边复制，且为半不连续复制5．大肠杆菌在环境适宜的条件下，每20分钟就能分裂一次。科学家运用DNA紫外光吸收光谱的方法对其DNA复制方式进行研究，具体操作为：将DNA双链均被15N标记的大肠杆菌放入普通培养基中培养20分钟，提取大肠杆菌DNA并进行密度梯度离心，再测定溶液的紫外光吸收光谱（如甲图所示）；若培养时间为40分钟，则所得结果可能对应乙图中部分曲线。下列相关叙述正确的是（

）注：紫外光吸收光谱的峰值位置即离心管中DNA的主要分布位置，峰值越大，表明该位置的DNA数量越多。A．DNA是大肠杆菌的主要遗传物质，每20分钟复制一次B．大肠杆菌拟核的DNA分子中，并非每个脱氧核糖都连接两个磷酸基团C．若大肠杆菌DNA通过半保留方式复制，则40分钟后所得结果对应乙图中的e、f曲线D．大肠杆菌DNA复制过程中以四种游离的碱基为材料6．下图表示某哺乳动物细胞内的基因表达过程的是（）A．a B．c C．a和b D．b和c7．某基因的mRNA上具有SAM感受型核糖开关，SAM通过与mRNA结合来进行调节，机制如图所示，RBS为mRNA上的核糖体结合位点。下列相关叙述错误的是（

）A．核糖开关的构象发生改变的过程涉及了氢键的断裂和形成B．核糖开关的本质是RNA，RBS段与2段的碱基序列互补C．SAM与核糖开关的结合，可能会抑制基因表达的翻译过程D．SAM阻止RBS与核糖体结合，使核糖体无法向mRNA的3'端移动8．下图为大肠杆菌某段双链DNA的部分单链，Met、Ser等表示基因表达后相应位置的氨基酸，其对应数字表示氨基酸的排序，碱基上的数字表示碱基的排序，起始密码为AUG，终止密码为UAG、UAA。下列分析不正确的是（

）

A．由图可知，有的氨基酸可由多个密码子编码B．基因E表达出的肽链中含有127个氨基酸C．基因D和E均以该DNA单链为模板进行转录D．基因重叠可使有限的DNA储存更多的遗传信息9．密码子具有通用性，但研究发现，某些密码子在线粒体和细胞核中编码的氨基酸不同，具体情况如下表所示，若此时同一DNA分子的相同序列分别在细胞核和线粒体中表达，不可能出现的情况有（）密码子细胞核线粒体AUA异亮氨酸甲硫氨酸UGA终止密码子色氨酸A．二者转录产生mRNA存在差异B．二者形成的肽链长度有差异C．二者消耗的氨基酸数量有差异D．二者最终形成的蛋白质有差异10．经典的CRISPR-Cas9系统可以通过敲除基因实现基因沉默。近日研究人员基于CRISPR系统开发了一个名为CRISPRoff的新型编辑器，可以将甲基（Me）添加在DNA链的特定位点上：研究人员还创建了功能相反的编辑器—CRISPRon，它能逆转基因沉默。下列叙述正确的是（

）A．新型编辑器对染色体DNA的效果强于染色质DNAB．CRISPRoff利用基因突变来实现基因沉默C．CRISPRoff对基因的影响不能遗传给后代D．CRISPRon有助于基因与RNA聚合酶结合以恢复表达11．研究发现，K基因表达的K蛋白能抑制乳腺癌细胞增殖，K基因的表达又受到miRNA（非编码单链小分子RNA）和circRNA（非编码闭合环状RNA）的调控。已知miRNA与mRNA结合会导致mRNA降解，circRNA与miRNA结合会导致其无法结合mRNA，相关过程如下图所示。下列说法错误的是（

）A．过程①需要RNA聚合酶、解旋酶、核糖核苷酸B．mRNA、miRNA、circRNA均来自DNA转录C．miRNA影响K基因的表达能遗传给子代D．提高circRNA含量有助于抑制乳腺癌细胞增殖12．急性髓系白血病（AML）是髓系造血干细胞恶性疾病，与患者体内的DNA甲基转移酶（DNMT1）表达量过高有关。DNMT1会使基因启动子区发生胞嘧啶的甲基化，可导致基因转录沉默，当敲除DNMT1的基因时，甲基化的DNA复制出的子链不会被甲基化。下列叙述错误的是（

）A．DNMT1表达量过高导致人患AML属于表观遗传B．AML患者相关基因复制前后的碱基序列均未改变，但会抑制转录过程C．在无DNMT1时，甲基化的DNA复制三次才能得到去甲基化的DNAD．上述过程体现了基因