第4章 基因的表达【速记清单】-2024-2025学年高一生物单元速记·巧练（人教版2019必修2）

第4章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成 考点1:RNA的结构、种类和功能 1.DNA与RNA的比较 比较项目 DNA RNA 基本单位 五碳糖 脱氧核糖 核糖 含氮碱基 A T C G A U C G 结 构 通常呈双螺旋结构 多为单链结构 主要存在部位 细胞核 细胞质 2.RNA的结构与功能 图示 作用 考点2：遗传信息的转录和翻译 一、转录 1.概念：以 为模板，按 原则合成RNA的过程。 2.场所：主要是细胞核在叶绿体线粒体中也能发生转录过程。 3.条件： （1）模板： ； （2）原料： ； （3）能量： （由细胞呼吸提供）； （4）酶： 。 4. 过程 5. 产物： 。 二、遗传信息的翻译 1.概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以 为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 2.场所或装配机器： 。 3.条件：模版： 原料： 酶：多种酶 能量： 搬运工具： 4.易混淆的遗传信息、密码子与反密码子 比较项目 实质 联系 遗传信息 遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序。通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上； 密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子可识别密码子 密码子 反密码子 5.密码子 （1）种类：密码子共有 种，负责21种氨基酸的编码，其中 种终止密码子（UAA、UAG、UGA）通常不编码氨基酸，但UGA在特殊情况下可编码硒代半胱氨酸。 （2）特点 ① ：一种氨基酸可能由多个密码子决定。 通常一种密码子决定1种氨基酸，一种tRNA只能转运1种氨基酸。 B.每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并性)，可由一种或几种tRNA转运。 ② ：几乎所有的生物体都共用一套密码子。 6.翻译过程 起始→ 与核糖体结合 运输→ 携带氨基酸进入特定位置 延伸→ 沿着mRNA移动，读取下一个密码子，由对应tRNA运输相应的氨基酸添加到延伸中的肽链上（一个mRNA可以结合多个核糖体） 停止→当核糖体遇到mRNA上的 时，合成终止 脱离→肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离 考点3：中心法则 1.提出者:克里克。 2.过程 3.各种生物遗传信息的传递途径 （1）能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒遗传信息的传递： （2）具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)遗传信息的传递 （3）具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)遗传信息的传递 （4）高度分化的细胞遗传信息的传递 4.生命是物质、能量和信息的统一体 （1）DNA、RNA是信息的载体。 （2）蛋白质是信息的表达产物。 （3）ATP为信息的流动提供能量。 第2节 基因表达与性状的关系 考点1：基因表达产物与性状的关系 1.直接控制： 。 例子：镰刀型细胞贫血症 编码血红蛋白的基因中一个碱基变化→血红蛋白结构发生变化→红细胞形态呈镰刀状→红细胞容易破裂，患溶血性贫 2.间接控制： 。 例子：白化病：酪氨酸酶基因异常→酪氨酸酶不能合成→酪氨酸不能转为黑色素→白化病 考点2：基因的选择性表达与细胞分化 1.细胞中表达的基因分类： （1） ：在所有细胞中都表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必须的。如：ATP合成酶基因、核糖体蛋白基因等。 （2） ：只在某类细胞中特异性表达的基因，这类基因表达会使细胞在形态、结构和功能上产生稳定的差异。如：胰岛素基因、血红蛋白基因等。 2.细胞分化的实质： （1）细胞分化是 的结果，即在个体发育过程中，不同种类细胞中遗传信息的表达情况不同。 （2）细胞分化的“不变”与“变” ①不变： 、tRNA、rRNA；细胞的数目； ② 变： 的种类；细胞的形态、结构和功能。 3.基因的选择性表达的结果 （1）细胞形态的改变：如肌细胞的梭形、哺乳动物成熟红细胞的圆饼状、神经细胞的突起状等。 （2）细胞结构的变化：细胞器的种类和数量发生变化。 （3）细胞功能的特化：执行特定的功能，如运动功能、反射功能、免疫功能等。 （4）特殊分子的合成：如合成唾液淀粉酶、抗体、胰岛素、血红蛋白和肌动蛋白等。 考点3：表观遗传 1.概念：生物体基因的 保持不变，但 和 发生可遗传变化的现象。 2.特点 ① ：基因表达和表型可以遗传给后代。 ②不变性：基因的 保持不变。 ③ ：DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化，即被修饰的DNA可能发生去甲基化。 考点4：基因和性状的关系 1.基因控制生物体的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响 性状的形成往往是内因（ ）与外因（ ）相互作用的结果，并且环境能够通过对基因或染色体上其他成分的修饰，调控基因的 ，进而影响性状。 2.环境因素可使生物体的性状发生改变 环境因素可以通过 使生物体的性状发生改变，也可以通过改变遗传物质，使生物体的性状发生改变。 3.多数情况下，基因与性状不是简单的一一对应关系 （1）一个性状可以受到 的影响。 例如，人的身高是由多个基因决定的，其中每个基因对身高都有一定的作用。 （2） 也可以影响多个性状。 例如，我国科学家研究发现水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与了开花的调控，而且对水稻的生长、发育和产量都有重要作用。 （3）生物体的性状不完全是由基因决定的， 对性状也有着重要的影响。 例如，后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。 疑难1:RNA作为DNA的信使传递信息的原因 1.RNA也是由核苷酸组成，含氮碱基有A、G、C、U，具备准确传递遗传信息的可能。 2.RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 3.RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”；因此以mRNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。 4.RNA为单链结构，不稳定，易降解，使得完成使命的RNA能迅速分解，保证生命活动的有序进行。 疑难点2：DNA复制与DNA转录的比较 比较项目 DNA复制 DNA转录 模板 DNA的两条链 DNA的一条链 原料 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸 碱基互补配对原则 A-T；G-C A-U；T-A；G-C 酶 解旋酶、DNA聚合酶等 RNA聚合酶 产物 DNA RNA 疑难点3：翻译过程的三种模型图解读 （1）模型甲中一个核糖体与mRNA的结合位点形成2个tRNA结合位点，核糖体沿着mRNA移动的方向是由左往右。 （2）在细胞质中翻译是一个快速高效的过程。通常一个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。因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。 （3）模型丙是原核细胞内发生的转录和翻译过程，特点是边转录边翻译，与真核细胞不同的原因是原核细胞无以核膜为界限的细胞核，原核细胞的基因中无内含子，转录形成的mRNA不需要加工即可作为翻译的模板。 疑难点4：表观遗传常见的调控机制 （1） DNA甲基化修饰（主要抑制转录） ①启动子：是RNA聚合酶识别和结合的位点； ②DNA的甲基化可以引起基因的失活，基因不能表达。 （2）染色体组蛋白甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因表达（乙酰化主要是激活转录） （3）非编码RNA（主要抑制翻译） 非编码RNA：不编码蛋白质的RNA。(除tRNA和rRNA) 【注意】①表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。 ②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。 ③表观遗传一般是影响到基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。 【基因表达】该考点主要考查基因通常是有遗传效应的DNA片段、转录、翻译、中心法则(不同生物的遗传信息传递过程)等内容,转录和翻译的过程常结合蛋白质的结构与功能、细胞器、基因突变等内容进行考查。 【基因表达与性状的关系】该考点要求学生深刻理解分子水平对个体性状的影响,包括基因对性状的控制方式、基因的选择性表达与细胞分化等内容,通常会以某生物的某一具体性状为情境进行考查,常见的题型为选择题、信号通路类实验题或材料分析题等。 【真题再现】 1、 选择题 1．（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' 2．（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 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 3．（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 4．（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 5．（2024·安徽·高考真题）真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是（    ） 种类 细胞内定位 转录产物 RNA聚合酶I 核仁 5. 8SrENA、18SrFN4 、28SrRNA RNA聚合酶II 核质 mRNA RNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5SrRNA 注：各类RNA均为核糖体的组成成分 A．线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶 B．基因的 DNA 发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响基因表达 C．RNA聚合酶I和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同 D．编码 RNA 聚合酶I的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁 （2024·天津·高考真题）阅读下列材料，完成下面小题。 蛋白质的2-羟基异丁酰化（Khib）修饰与去修饰对植物抗病性具有重要调节作用。棉花M蛋白是去除Khib修饰的酶，大丽轮枝菌感染可以诱导易感棉M基因表达上调，而抗病棉无论感染与否，M基因一直低表达。 H4是结合并稳定染色质DNA的组蛋白之一。M蛋白可降低H4的Khib修饰，导致DNA螺旋化程度提高，使转录相关酶更难与DNA结合，降低抗病相关基因（如水杨酸受体基因）的表达。 P蛋白由核内P基因编码，经翻译后转移并定位于叶绿体中，参与捕光复合体Ⅱ的损伤修复。M蛋白可降低P蛋白的Khib修饰，从而削弱P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复功能，进而降低叶绿体产生活性氧的能力，导致易感棉抗病性下降。 6．H4的Khib修饰改变了（    ） A．染色质的DNA序列 B．水杨酸受体基因的转录水平 C．转录相关酶的活性 D．M蛋白的活性 7．为提高易感棉的抗病性，采取的措施正确的是（    ） A．将抗病棉的M基因转入易感棉 B．上调M基因表达 C．降低H4的Khib修饰 D．增加P蛋白的Khib修饰 8．棉花通过复杂的机制调节其抗病能力，下列说法错误的是（    ） A．P基因表达及其产物行使功能涉及细胞核、核糖体和叶绿体等 B．棉花的抗病能力既受核蛋白也受叶绿体蛋白的调控 C．Khib修饰从基因表达和蛋白质功能两个层面影响棉花抗病性 D．水杨酸受体和捕光复合体Ⅱ的Khib修饰可提高棉花抗病性 9．（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 10．（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 二、非选择题 11．（2024·浙江·高考真题）瓢虫鞘翅上的斑点图案多样而复杂。早期的杂交试验发现，鞘翅的斑点图案由某条染色体上同一位点（H基因位点）的多个等位基因（h、HC、HS、HSP等）控制的。HC、HS、HSP等基因各自在鞘翅相应部位控制黑色素的生成，分别使鞘翅上形成独特的斑点图案；基因型为hh的个体不生成黑色素，鞘翅表现为全红。通过杂交试验研究，并不能确定H基因位点的具体位置、序列等情况。回答下列问题： (1)两个体杂交，所得F1的表型与两个亲本均不同，如图所示。 F1的黑色凸形是基因型为 亲本的表型在F1中的表现，表明该亲本的黑色斑是 性状。若F1雌雄个体相互交配，F2表型的比例为 。 (2)近期通过基因序列研究发现了P和G两个基因位点，推测其中之一就是H基因位点。为验证该推测，研究人员在翻译水平上分别阻止了P和G位点的基因表达，实验结果如表所示。结果表明，P位点就是控制黑色素生成的H基因位点，那么阻止P位点基因表达的实验结果对应表中哪两组？ ，判断的依据是 。此外，还可以在 水平上阻止基因表达，以分析基因对表型的影响。 组1 组2 组3 组4 未阻止表达 阻止表达 (3)为进一步研究P位点基因的功能，进行了相关实验。两个大小相等的完整鞘翅P位点基因表达产生的mRNA总量，如图甲所示，说明P位点基因的表达可以促进鞘翅黑色素的生成，判断的理由是 ；黑底红点鞘翅面积相等的不同部位P位点基因表达产生的mRNA总量，如图乙所示，图中a、b、c部位mRNA总量的差异，说明P位点基因在鞘翅不同部位的表达决定 。 (4)进一步研究发现，鞘翅上有产生黑色素的上层细胞，也有产生红色素的下层细胞，P位点基因只在产生黑色素的上层细胞内表达，促进黑色素的生成，并抑制下层细胞生成红色素。综合上述研究结果，下列对第（1）题中F1（HCHS）表型形成原因的分析，正确的有哪几项_____ A．F1鞘翅上，HC、HS选择性表达 B．F1鞘翅红色区域，HC、HS都不表达 C．F1鞘翅黑色凸形区域，HC、HS都表达 D．F1鞘翅上，HC、HS只在黑色区域表达 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第4章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成 考点1:RNA的结构、种类和功能 1.DNA与RNA的比较 比较项目 DNA RNA 基本单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 五碳糖 脱氧核糖 核糖 含氮碱基 A T C G A U C G 结 构 通常呈双螺旋结构 多为单链结构 主要存在部位 细胞核 细胞质 2.RNA的结构与功能 mRNA(信使RNA）蛋白质合成的模板 rRNA (核糖体RNA）核糖体的组成部分 tRNA (转运RNA）氨基酸的运载工具 考点2：遗传信息的转录和翻译 一、转录 1.概念：以DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。 2.场所：主要是细胞核在叶绿体线粒体中也能发生转录过程。 3.条件： （1）模板：DNA的一条链（模板链）； （2）原料：4种核糖核苷酸； （3）能量：ATP（由细胞呼吸提供）； （4）酶：RNA聚合酶。 4. 过程 5.产物：信使RNA、核糖体RNA、转运RNA。 二、遗传信息的翻译 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.场所或装配机器：核糖体。 3.条件：模版：mRNA 原料：氨基酸 酶：多种酶 能量：ATP 搬运工具：tRNA 4.易混淆的遗传信息、密码子与反密码子 比较项目 实质 联系 遗传信息 DNA中脱氧核苷酸的排列顺序 遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序。通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上； 密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子可识别密码子 密码子 mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 反密码子 位于tRNA上的能与mRNA上对应密码子互补配对的三个相邻碱基 5.密码子 （1）种类：密码子共有64种，负责21种氨基酸的编码，其中3种终止密码子（UAA、UAG、UGA）通常不编码氨基酸，但UGA在特殊情况下可编码硒代半胱氨酸。 （2）特点 ①简并性：一种氨基酸可能由多个密码子决定。 通常一种密码子决定1种氨基酸，一种tRNA只能转运1种氨基酸。 B.每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并性)，可由一种或几种tRNA转运。 ②通用性：几乎所有的生物体都共用一套密码子。 6.翻译过程 起始→mRNA与核糖体结合 运输→tRNA携带氨基酸进入特定位置 延伸→核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，由对应tRNA运输相应的氨基酸添加到延伸中的肽链上（一个mRNA可以结合多个核糖体） 停止→当核糖体遇到mRNA上的终止密码子时，合成终止 脱离→肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离 考点3：中心法则 1.提出者:克里克。 2.过程 3.各种生物遗传信息的传递途径 （1）能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒遗传信息的传递： （2）具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)遗传信息的传递 （3）具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)遗传信息的传递 （4）高度分化的细胞遗传信息的传递 4.生命是物质、能量和信息的统一体 （1）DNA、RNA是信息的载体。 （2）蛋白质是信息的表达产物。 （3）ATP为信息的流动提供能量。 第2节 基因表达与性状的关系 考点1：基因表达产物与性状的关系 1.直接控制：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 例子：镰刀型细胞贫血症 编码血红蛋白的基因中一个碱基变化→血红蛋白结构发生变化→红细胞形态呈镰刀状→红细胞容易破裂，患溶血性贫 2.间接控制：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。 例子：白化病：酪氨酸酶基因异常→酪氨酸酶不能合成→酪氨酸不能转为黑色素→白化病 考点2：基因的选择性表达与细胞分化 1.细胞中表达的基因分类： （1）管家基因：在所有细胞中都表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必须的。如：ATP合成酶基因、核糖体蛋白基因等。 （2）奢侈基因：只在某类细胞中特异性表达的基因，这类基因表达会使细胞在形态、结构和功能上产生稳定的差异。如：胰岛素基因、血红蛋白基因等。 2.细胞分化的实质： （1）细胞分化是基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类细胞中遗传信息的表达情况不同。 （2）细胞分化的“不变”与“变” ①不变：DNA、tRNA、rRNA；细胞的数目； ② 变：mRNA、蛋白质的种类；细胞的形态、结构和功能。 3.基因的选择性表达的结果 （1）细胞形态的改变：如肌细胞的梭形、哺乳动物成熟红细胞的圆饼状、神经细胞的突起状等。 （2）细胞结构的变化：细胞器的种类和数量发生变化。 （3）细胞功能的特化：执行特定的功能，如运动功能、反射功能、免疫功能等。 （4）特殊分子的合成：如合成唾液淀粉酶、抗体、胰岛素、血红蛋白和肌动蛋白等。 考点3：表观遗传 1.概念：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。 2.特点 ①可遗传：基因表达和表型可以遗传给后代。 ②不变性：基因的碱基序列保持不变。 ③可逆性：DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化，即被修饰的DNA可能发生去甲基化。 考点4：基因和性状的关系 1.基因控制生物体的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响 性状的形成往往是内因（基因）与外因（环境）相互作用的结果，并且环境能够通过对基因或染色体上其他成分的修饰，调控基因的表达，进而影响性状。 2.环境因素可使生物体的性状发生改变 环境因素可以通过表观遗传使生物体的性状发生改变，也可以通过改变遗传物质，使生物体的性状发生改变。 3.多数情况下，基因与性状不是简单的一一对应关系 （1）一个性状可以受到多个基因的影响。 例如，人的身高是由多个基因决定的，其中每个基因对身高都有一定的作用。 （2）一个基因也可以影响多个性状。 例如，我国科学家研究发现水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与了开花的调控，而且对水稻的生长、发育和产量都有重要作用。 （3）生物体的性状不完全是由基因决定的，环境对性状也有着重要的影响。 例如，后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。 疑难1:RNA作为DNA的信使传递信息的原因 1.RNA也是由核苷酸组成，含氮碱基有A、G、C、U，具备准确传递遗传信息的可能。 2.RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 3.RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”；因此以mRNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。 4.RNA为单链结构，不稳定，易降解，使得完成使命的RNA能迅速分解，保证生命活动的有序进行。 疑难点2：DNA复制与DNA转录的比较 比较项目 DNA复制 DNA转录 模板 DNA的两条链 DNA的一条链 原料 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸 碱基互补配对原则 A-T；G-C A-U；T-A；G-C 酶 解旋酶、DNA聚合酶等 RNA聚合酶 产物 DNA RNA 疑难点3：翻译过程的三种模型图解读 （1）模型甲中一个核糖体与mRNA的结合位点形成2个tRNA结合位点，核糖体沿着mRNA移动的方向是由左往右。 （2）在细胞质中翻译是一个快速高效的过程。通常一个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。因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。 （3）模型丙是原核细胞内发生的转录和翻译过程，特点是边转录边翻译，与真核细胞不同的原因是原核细胞无以核膜为界限的细胞核，原核细胞的基因中无内含子，转录形成的mRNA不需要加工即可作为翻译的模板。 疑难点4：表观遗传常见的调控机制 （1） DNA甲基化修饰（主要抑制转录） ①启动子：是RNA聚合酶识别和结合的位点； ②DNA的甲基化可以引起基因的失活，基因不能表达。 （2）染色体组蛋白甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因表达（乙酰化主要是激活转录） （3）非编码RNA（主要抑制翻译） 非编码RNA：不编码蛋白质的RNA。(除tRNA和rRNA) 【注意】①表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。 ②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。 ③表观遗传一般是影响到基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。 【基因表达】该考点主要考查基因通常是有遗传效应的DNA片段、转录、翻译、中心法则(不同生物的遗传信息传递过程)等内容,转录和翻译的过程常结合蛋白质的结构与功能、细胞器、基因突变等内容进行考查。 【基因表达与性状的关系】该考点要求学生深刻理解分子水平对个体性状的影响,包括基因对性状的控制方式、基因的选择性表达与细胞分化等内容,通常会以某生物的某一具体性状为情境进行考查,常见的题型为选择题、信号通路类实验题或材料分析题等。 【真题再现】 1、 选择题 1．（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 【分析】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。 【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。 故选A。 2．（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 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 【答案】C 【分析】DIC能干扰嘌呤的合成，而嘌呤是合成核酸的原料，细胞分裂间期细胞进行DNA的复制和蛋白质的合成。 【详解】A、DNA和RNA都含有腺嘌呤和鸟嘌呤，所以是嘌呤细胞合成DNA和RNA的原料，A正确； B、细胞增殖间期，进行DNA的复制，DIC能干扰嘌呤的合成，从而阻止DNA的复制，使其停滞在细胞分裂间期，B正确； C、DIC能干扰嘌呤的合成，阻止RNA的合成，因此会影响细胞中蛋白质的合成，C错误； D、采用靶向输送DIC避免对其他正常细胞造成干扰，可降低对患者的副作用。D正确。 故选C。 3．（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 【答案】A 【分析】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，叫做表观遗传。 【详解】A、NKAmRNA和蛋白质表达趋势之所以不一致，可能与NKA基因的转录和翻译不是同步的有关，而不是由NKA基因中甲基化导致的，A错误； B、依据题干信息，NKA酶是一种载体蛋白，负责将海鱼鳃细胞内的Na+转运到血液中，将海鱼放在低于海水盐度的盐水中，随着时间的延长，血液中的Na+浓度逐渐降低，说明NKA酶参与向外转运的Na+减少，由此可推知，时间变化不是影响NKA基因转录变化的直接因素，B正确； C、NKA酶介导的运输是一种主动运输，在维持海鱼鳃细胞内渗透压平衡时需要直接消耗ATP，C正确； D、与0h组相比，其他时间点的血液Na+浓度降低，与红细胞内的渗透压相比较，浓度差减小，细胞会吸水，体积会增大，D正确。 故选A。 4．（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 【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。 5．（2024·安徽·高考真题）真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是（    ） 种类 细胞内定位 转录产物 RNA聚合酶I 核仁 5. 8SrENA、18SrFN4 、28SrRNA RNA聚合酶II 核质 mRNA RNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5SrRNA 注：各类RNA均为核糖体的组成成分 A．线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶 B．基因的 DNA 发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响基因表达 C．RNA聚合酶I和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同 D．编码 RNA 聚合酶I的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁 【答案】C 【分析】RNA聚合酶的作用是识别并结合特定的序列，启动基因的转录。 【详解】A、线粒体和叶绿体中都有DNA，二者均是半自助细胞器，其基因转录时使用各自的RNA聚合酶，A正确； B、基因的 DNA 发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，从而影响基因的转录，可影响基因表达，B正确； C、由表可知，RNA聚合酶I和Ⅲ的转录产物都有rRNA，但种类不同，说明两种酶识别的启动子序列不同，C错误； D、RNA 聚合酶的本质是蛋白质，编码 RNA 聚合酶I在核仁中，该基因在核内转录、细胞质（核糖体）中翻译，产物最终定位在核仁发挥作用，D正确。 故选C。 （2024·天津·高考真题）阅读下列材料，完成下面小题。 蛋白质的2-羟基异丁酰化（Khib）修饰与去修饰对植物抗病性具有重要调节作用。棉花M蛋白是去除Khib修饰的酶，大丽轮枝菌感染可以诱导易感棉M基因表达上调，而抗病棉无论感染与否，M基因一直低表达。 H4是结合并稳定染色质DNA的组蛋白之一。M蛋白可降低H4的Khib修饰，导致DNA螺旋化程度提高，使转录相关酶更难与DNA结合，降低抗病相关基因（如水杨酸受体基因）的表达。 P蛋白由核内P基因编码，经翻译后转移并定位于叶绿体中，参与捕光复合体Ⅱ的损伤修复。M蛋白可降低P蛋白的Khib修饰，从而削弱P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复功能，进而降低叶绿体产生活性氧的能力，导致易感棉抗病性下降。 6．H4的Khib修饰改变了（    ） A．染色质的DNA序列 B．水杨酸受体基因的转录水平 C．转录相关酶的活性 D．M蛋白的活性 7．为提高易感棉的抗病性，采取的措施正确的是（    ） A．将抗病棉的M基因转入易感棉 B．上调M基因表达 C．降低H4的Khib修饰 D．增加P蛋白的Khib修饰 8．棉花通过复杂的机制调节其抗病能力，下列说法错误的是（    ） A．P基因表达及其产物行使功能涉及细胞核、核糖体和叶绿体等 B．棉花的抗病能力既受核蛋白也受叶绿体蛋白的调控 C．Khib修饰从基因表达和蛋白质功能两个层面影响棉花抗病性 D．水杨酸受体和捕光复合体Ⅱ的Khib修饰可提高棉花抗病性 【答案】6．B 7．D 8．D 【分析】DNA甲基化抑制基因的转录，但不改变基因的碱基排序；组蛋白乙酰化，使缠绕DNA的组蛋白结构变得松散，促进基因的转录。 6．据题干信息“H4是结合并稳定染色质DNA的组蛋白之一，M蛋白可降低H4的Khib修饰，导致DNA螺旋化程度提高，使转录相关酶更难与DNA结合、降低抗病相关基因（如水杨酸受体基因）的表达”可知，H4的Khib修饰改变了H4蛋白质的结构，从而提高相关基因如水杨酸受体基因）的表达，而不会影响转录相关酶和M蛋白的活性，B正确，ACD错误。 故选B。 7．ABC、据题干信息“M蛋白可降低H4的Khib修饰，导致DNA螺旋化程度提高，使转录相关酶更难与DNA结合、降低抗病相关基因（如水杨酸受体基因）的表达”可知，将抗病棉的M基因转入易感棉后，M蛋白的表达量提高，则会降低H4的Khib修饰，将会降低抗病相关基因的表达，ABC错误； D、据题干信息“M蛋白可降低P蛋白的Khib修饰，从而削弱P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复功能，进而降低叶绿体产生活性氧的能力，导致易感棉抗病性下降”可知，P蛋白的Khib修饰可促进P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复，提高叶绿体产生活性氧的能力，使感棉抗病性上升，故增加P蛋白的Khib修饰可提高易感棉的抗病性，D正确。 故选D。 8．A、据题干信息“P蛋白由核内P基因编码，经翻译后转移并定位于叶绿体中”可知，P基因在细胞核中转录出mRNA，加工成熟后在细胞质中的核糖体上进行翻译，随后转移并进入叶绿体，A正确； B、据题干信息可知，棉花的抗病能力受核蛋白的调控，P蛋白定位于叶绿体中，即应为叶绿体蛋白，也可调控棉花的抗病能力，B正确； CD、H4蛋白的Khib修饰可促进抗病毒相关基因（如水杨酸受体基因）的表达，P蛋白的Khib修饰可促进P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复，提高叶绿体产生活性氧的能力，使感棉抗病性上升。题干是对P蛋白和H4蛋白的修饰，并非是对捕光复合体的修饰，D错误。 故选D。 9．（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 【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、PcG使组蛋白甲基化和染色质凝集，影响RNA聚合酶与DNA分子的结合，抑制了基因表达，A正确； B、细胞增殖失控可由基因突变（如原癌基因和抑癌基因发生突变）引起；根据题意“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”可知，也可由染色质结构变化引起，B正确； C、DNA和组蛋白的甲基化修饰属于表观遗传，都能影响细胞中基因的转录，C正确； D、原核细胞没有染色质，D错误。 故选D。 10．（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 【答案】D 【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。 二、非选择题 11．（2024·浙江·高考真题）瓢虫鞘翅上的斑点图案多样而复杂。早期的杂交试验发现，鞘翅的斑点图案由某条染色体上同一位点（H基因位点）的多个等位基因（h、HC、HS、HSP等）控制的。HC、HS、HSP等基因各自在鞘翅相应部位控制黑色素的生成，分别使鞘翅上形成独特的斑点图案；基因型为hh的个体不生成黑色素，鞘翅表现为全红。通过杂交试验研究，并不能确定H基因位点的具体位置、序列等情况。回答下列问题： (1)两个体杂交，所得F1的表型与两个亲本均不同，如图所示。 F1的黑色凸形是基因型为 亲本的表型在F1中的表现，表明该亲本的黑色斑是 性状。若F1雌雄个体相互交配，F2表型的比例为 。 (2)近期通过基因序列研究发现了P和G两个基因位点，推测其中之一就是H基因位点。为验证该推测，研究人员在翻译水平上分别阻止了P和G位点的基因表达，实验结果如表所示。结果表明，P位点就是控制黑色素生成的H基因位点，那么阻止P位点基因表达的实验结果对应表中哪两组？ ，判断的依据是 。此外，还可以在 水平上阻止基因表达，以分析基因对表型的影响。 组1 组2 组3 组4 未阻止表达 阻止表达 (3)为进一步研究P位点基因的功能，进行了相关实验。两个大小相等的完整鞘翅P位点基因表达产生的mRNA总量，如图甲所示，说明P位点基因的表达可以促进鞘翅黑色素的生成，判断的理由是 ；黑底红点鞘翅面积相等的不同部位P位点基因表达产生的mRNA总量，如图乙所示，图中a、b、c部位mRNA总量的差异，说明P位点基因在鞘翅不同部位的表达决定 。 (4)进一步研究发现，鞘翅上有产生黑色素的上层细胞，也有产生红色素的下层细胞，P位点基因只在产生黑色素的上层细胞内表达，促进黑色素的生成，并抑制下层细胞生成红色素。综合上述研究结果，下列对第（1）题中F1（HCHS）表型形成原因的分析，正确的有哪几项_____ A．F1鞘翅上，HC、HS选择性表达 B．F1鞘翅红色区域，HC、HS都不表达 C．F1鞘翅黑色凸形区域，HC、HS都表达 D．F1鞘翅上，HC、HS只在黑色区域表达 【答案】(1) HCHC 显性 1:2:1 (2) 组3、组4 组3和组4表现为全红，组1和组2表型不变 转录 (3) 黑底红点P位点基因表达产生的mRNA总量远远大于红底黑点 黑色斑点面积大小 (4)ABD 【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 亲本为HCHC×HSHS 一对等位基因的遗传遵循基因的分离定律 F1应该为HCHS，结合亲本的表型可知，F1的黑色凸形是基因型为HCHC亲本的表型在F1中的表现，说明黑色斑是显性性状 基因对表型的影响 基因通过控制蛋白质的合成，进而影响生物体性状 可以在转录水平上阻止基因表达，以分析基因对表型的影响 （2）逻辑推理与论证： 【详解】（1）由图分析，HCHC个体有黑色凸形，所以F1的黑色凸形是基因型为HCHC亲本的表型在F1中的表现，表明该亲本的黑色斑是显性性状。F1的基因型为HCHS，若F1雌雄个体相互交配，F2基因型及比例为HCHC：HCHS：HSHS=1:2:1，三种基因型对应的表型各不相同，所以表型比例为1:2:1。 （2）为验证该推测，研究人员在翻译水平上分别阻止了P和G位点的基因表达，实验结果如表所示。结果表明，P位点就是控制黑色素生成的H基因位点，那么阻止P位点基因表达后实验结果应该是没有黑色素生成，对应3、4组。判断的依据是组3和组4相应位点基因表达被阻止后，黑色素无法形成，表现为全红；组1和组2相应基因位点表达被阻止后不影响黑色素生成，表型不变。此外，还可以在转录水平上阻止基因表达，以分析基因对表型的影响。 （3）两个大小相等的完整鞘翅P位点基因表达产生的mRNA总量，如图甲所示，说明P位点基因的表达可以促进鞘翅黑色素的生成，判断的理由是黑底红点P位点基因表达产生的mRNA总量远远大于红底黑点；黑底红点鞘翅面积相等的不同部位P位点基因表达产生的mRNA总量，如图乙所示，图中a、b、c部位mRNA总量的差异，说明P位点基因在鞘翅不同部位的表达决定黑色斑点面积大小。 （4）P位点基因只在产生黑色素的上层细胞内表达，促进黑色素的生成，并抑制下层细胞生成红色素，所以红色区域，HC、HS都不表达，HC、HS只在黑色区域表达，根据图（1）可知HC控制黑色凸形生成，HS控制大片黑色区域生成，所以F1鞘翅上，HC、HS选择性表达，黑色凸形区域，HC表达，ABD正确。 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$