专题02 基因的表达-【暑假自学课】2025年新高二生物暑假提升精品讲义（人教版2019）

专题02 基因的表达 内容导航 考点聚焦：核心考点+高考考点，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 复习提升：真题感知+提升专练，全面突破 核心考点聚焦 1、DNA与RNA的结构与功能比较 2、遗传信息的转录过程（模板、原料、酶） 3、遗传信息的翻译过程（密码子、反密码子、核糖体移动） 4、中心法则的内容与扩展（逆转录、RNA复制） 5、基因表达与性状的关系（直接控制/间接控制） 6、基因的选择性表达与细胞分化 7、表观遗传的机制与实例（DNA甲基化、组蛋白修饰） 8、原核生物基因表达调控（操纵子模型） 9、基因表达与疾病关联（癌症发病的基因突变） 高考考点聚焦 常考考点 真题举例  中心法则的内容与扩展 2025·河南卷·第14题 基因表达与性状的关系 2025·广东卷·第9题 基因的选择性表达与细胞分化 2025·黑吉辽卷·第14题  表观遗传的机制与实例 2025·江苏卷·第15题 基因表达与疾病关联 2025·广东卷·第9题 一、DNA和RNA的比较 比较项目 DNA RNA 全称 组成单位 组成元素 化学 组成 共有 特有 结构 规则的 结构 通常呈 (比DNA ，能通过 ) 种类 、 、 三种 分布 (主要)、 、 主要分布在 中 鉴定 DNA＋ → 色 RNA＋ → 色 功能 和 的遗传物质 (DNA是主要的遗传物质) ① 的遗传物质 ②翻译的 (mRNA)和 (tRNA) ③ 与 结合形成核糖体 ④少数RNA具有 作用 二、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 和 两个过程) 项目 转录 翻译 图例 概念 以 为模板合成 的过程 以 为模板合成 的过程 场所 (主要)、 、 细胞质中的 上 条件 ①模板： ②原料：4种游离的 ③能量： ④酶： ①模板： ②原料： ③能量： ④酶：多种酶 ⑤搬运工： 碱基互补 配对方式 DNA A T G C 配对方式 种 mRNA A U G C 配对方式 种 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ mRNA tRNA 方向 0图例中转录方向： 0 (技巧：mRNA伸出的一端为转录起点) 0图例中翻译方向： 0 (注： 沿着 移动，mRNA与核糖体结合部位有 个tRNA结合位点) 特点 ① ； ②转录结束DNA恢复 结构(DNA全保留) 一个mRNA分子上可相继结合 个核糖体，同时合成 条相同的肽链，因此， (意义) 图中翻译方向 (肽链短→长) 产物 (包括 、 、 ) 0具一定氨基酸排列顺序的 0 (需在 和 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 ＝ : : 三、转录和翻译的常规考点 1. 密码子(遗传密码) (1)概念： 上决定一个氨基酸的 。 (2)种类：共 种，其中能决定氨基酸的密码子只有 种，有三种终止密码子。 ①起始密码子：翻译的 信号，有 种， (能/不能)决定氨基酸。 ( 氢 )②终止密码子：翻译的 信号，有 种， (能/不能)决定氨基酸。 ③普通密码子：有 种， (能/不能)决定氨基酸。 (3)特点：①除 密码子外，每种密码子都只能决定 种氨基酸。(专一性) ②一种氨基酸可对应 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。 的稳定性)。 2. tRNA(填充右图) (1)作用：识别mRNA上的 ，转运特定 到 中。 (2)种类：有 种，因为 密码子无对应的反密码子(tRNA)。 (3)特点：①每种tRNA只能识别并转运 种特定的氨基酸。(专一性) ②一种氨基酸可对应 种tRNA。 练习：图中tRNA识别的密码子是 ，携带的氨基酸是 。 3. 据蛋白质合成中遗传信息的传递过程，在表格的空白处填入相应的字母，并分析归纳下列问题： DNA双链 a链 G T A T A C A G T b链 A mRNA G U A U A C A G U tRNA 氨基酸 缬氨酸(密码子为GUA) 酪氨酸(密码子为UAC) 丝氨酸(密码子为 ) (1)DNA中 代表遗传信息，a链和b链的遗传信息 (相同/不同)。 (2)表中转录形成mRNA的模板链是DNA的 (a/b)链，DNA中的A对应mRNA中的 。 mRNA与模板链 ，与非模板链 ，只是用 代替 。 (3)遗传信息在 上，密码子(遗传密码)在 上，反密码子在 上。 (4)在这段mRNA中包含 个密码子，编码 个氨基酸，需要 个tRNA才能把所需氨基酸转运到核糖体中，也就是说tRNA数等于 数。 4. 真核细胞染色体DNA(核DNA)转录、翻译特点： 。 6. 原核细胞DNA转录、翻译特点： 。 ( 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) 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) 转录方向： 翻译方向： ) 5. 体细胞主要是通过有丝分裂进行增殖的，因此同一个体不同细胞中染色体 ，DNA ； 细胞分化(实质是 )增加了细胞的种类，因此同一个体不同细胞中mRNA ，蛋白质 ，酶 。 (填“相同”“不同”“不完全相同”) 6. 写出下列物质中“A”的名称 ( ④ A—P～P～P ① A T CGT GCT TA ② U G A C 磷酸 ③ A P 核糖 ) 四、基因表达与性状的关系 1. 中心法则：由 提出，总结了 在 细胞内的传递规律。如右图所示： (1)各过程名称：① ；② ；③ ； ④ ； ⑤ 。其中过程⑤需要 酶。 (2)在正常细胞中能发生 过程， 过程只能发生在被 感染的宿主细胞中。 (3)中心法则各过程都遵循 原则。 2. 中心法则各过程比较 过程 信息流动方向 条件 场所 模板 原料 能量 酶 其他 DNA复制 DNA→DNA 细胞核(主要)、线粒体、叶绿体 转录 DNA→RNA 细胞核(主要)、线粒体、叶绿体 翻译 mRNA→蛋白质 多种酶 tRNA核糖体 核糖体 RNA复制 RNA→RNA RNA病毒感染 的 逆转录 RNA→DNA 3. DNA两大功能 (1)传递遗传信息：通过 完成的，发生于亲代产生子代的 过程或细胞 过程中。 (2)表达遗传信息：通过 和 完成的，发生在 过程中。 4. 不同生物的遗传信息流动过程 生物种类 遗传信息传递表达过程图 细胞生物、DNA病毒(如T2噬菌体，发生在被其感染的 中) 大多数RNA病毒(如烟草花叶病毒，发生在被其感染的 中) 逆转录病毒(如致癌的RNA病毒、HIV，发生在被其感染的 中) 5. 基因对性状的控制：基因控制生物体性状是通过控制 的合成来实现的，有两条途径： (1)间接控制：基因通过控制 来控制 过程，进而控制生物体的性状。 实例：淀粉分支酶基因异常→不能转录翻译出淀粉分支酶→淀粉含量低，蔗糖含量高→皱粒豌豆 酪氨酸酶基因异常→不能转录翻译出酪氨酸酶→不能将酪氨酸转化为黑色素→白化病 (2)直接控制：基因通过控制 直接控制生物体的性状。 实例：CFTR基因 →CFTR蛋白缺少 →CFTR蛋白 异常→囊性纤维病 异常→血红蛋白 异常→血红蛋白 异常→镰刀型细胞贫血症 6. 基因与性状的关系并不都是简单的 关系。一个基因可能影响 种性状，一种性状也可能由 个基因控制。如身高由 个基因决定，也与后天营养、锻炼等有关。 7. 表现型是 和 共同作用的结果。如水毛茛的叶形，水中呈丝状，空气中呈片状。 8. 细胞质基因 (1)分布： 和 中。 (2)功能：①能进行 复制。②通过 和 控制某些蛋白质的合成。 注：线粒体DNA和叶绿体DNA转录、翻译特点： 。 (3)遗传特点：① 遗传，子代性状与 相同。受精卵中的细胞质几乎全部来自 。 ② (遵循/不遵循)孟德尔遗传规律，杂交后代无一定的性状 。 1.DNA复制、转录与翻译的比较 项目 复制 转录 翻译 时间 分裂前的间期 个体发育的整个过程 场所 主要是细胞核 主要是细胞核 细胞质 模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA 原料 4种游离的脱氧核苷酸 4种游离的核糖核苷酸 21种氨基酸 产物 DNA RNA 肽链 碱基配对 A—T、T—A、C—G、G—C A—U、T—A、C—G、G—C A—U、U—A、C—G、G—C 2.不同生物中的中心法则 3.基因控制生物性状的途径的判断 (1)若生物性状直接由蛋白质体现，则应为基因控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 (2)若体现生物性状所涉及的物质并非蛋白质(如激素)，则基因往往是通过“控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状”这一间接途径实现的。 4.基因控制生物性状的途径的判断 (1)若生物性状直接由蛋白质体现，则应为基因控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 (2)若体现生物性状所涉及的物质并非蛋白质(如激素)，则基因往往是通过“控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状”这一间接途径实现的。 5.表观遗传的特点： (1)可遗传性：这类改变通过有丝分裂或减数分裂能在细胞、个体间遗传。 (2)可逆性的基因表达：如甲基化时，可影响基因的表达；去甲基化时，可恢复基因的表达。 (3)不变性：基因的碱基序列不变。 真题感知 1．（2025·湖北·高考真题）大数据时代，全球每天产生海量数据，预计2040年需一百万吨硅基芯片才能储存全球一年产生的数据。为解决这一难题，科学家尝试运用DNA来储存数据。我国科学家已经将汉代拓片、熊猫照片等文化数据写入DNA，实现数据长期保存。下列叙述中，DNA可以作为存储介质的优点不包括（　） A．DNA具有可复制性，有利于数据的传播 B．可通过DNA转录和翻译传递相应数据信息 C．DNA长链中碱基排列的多样化，为大量数据的存储提供可能 D．DNA作为存储介质体积小，为数据携带和保存节约了大量空间 2．（2025·湖南·高考真题）被噬菌体侵染时，某细菌以一特定RNA片段为重复单元，逆转录成串联重复DNA，再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo，如图所示。该蛋白能抑制细菌生长，从而阻止噬菌体利用细胞资源。下列叙述错误的是（　） A．噬菌体侵染细菌时，会将核酸注入细菌内 B．蛋白Neo在细菌的核糖体中合成 C．串联重复的双链DNA的两条链均可作为模板指导蛋白Neo合成 D．串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子 3．（2025·河南·高考真题）构成染色体的组蛋白可发生乙酰化。由组蛋白基因表达到产生乙酰化的组蛋白，需经历转录、转录后加工、翻译、翻译后加工与修饰等过程。下列叙述错误的是（　） A．组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列但可影响个体表型 B．具有生物活性的tRNA的形成涉及转录和转录后加工过程 C．编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同，可影响翻译的准确度和效率 D．组蛋白乙酰化发生在翻译后，是基因表达调控的结果，也会影响基因的表达 4．（2025·广东·高考真题）VHL基因的一个碱基发生突变，使其编码区中某CCA（编码脯氨酸）变成CCG（编码脯氨酸），导致合成的mRNA变短，引发VHL综合征。该突变（　） A．改变了DNA序列中嘧啶的数目 B．没有体现密码子的简并性 C．影响了VHL基因的转录起始 D．改变了VHL基因表达的蛋白序列 5．（2025·山东·高考真题）关于豌豆胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程，下列说法错误的是（　） A．三个过程均存在碱基互补配对现象 B．三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内 C．根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列 D．RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同 6．（2025·云南·高考真题）RNA干扰原理是指mRNA形成局部互补结构后阻断mRNA翻译。X菌是兼性厌氧菌，能杀伤正常细胞和处于缺氧微环境的肿瘤细胞。我国科学家基于RNA干扰原理改造X菌获得Y菌时，将厌氧启动子PT置于X菌生存必需基因asd上游，启动基因asd转录，PT启动转录效率与氧浓度成反比；同时将好氧启动子PA置于基因asd下游，启动互补链转录，PA启动转录效率与氧浓度成正比。下列说法正确的是（　） A．Y菌存在asd基因DNA双链同时启动转录的状态 B．PT和PA分别启动转录得到的mRNA相同 C．PA的作用是防止有氧环境下Y菌死亡 D．改造X菌目的是增强无氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力 7．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）下列关于基因表达及其调控的叙述错误的是（　） A．转录和翻译过程中，碱基互补配对的方式不同 B．转录时通过RNA聚合酶打开DNA双链 C．某些DNA甲基化可通过抑制基因转录影响生物表型 D．核糖体与mRNA的结合部位形成1个tRNA结合位点 8．（2025·江苏·高考真题）甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA，引起基因表达效应改变，如图所示。下列相关叙述正确的是（　） A．甲基化通过抑制转录过程调控基因表达 B．图中甲基化的碱基位于脱氧核糖核苷酸链上 C．蛋白Y可结合甲基化的mRNA并抑制表达 D．若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应 提升专练 一、单选题 1．20世纪50年代，科学家发现了 DNA 的结构，对DNA 的空间结构与功能研究取得了重大突破。下列有关 DNA 的叙述，正确的是（　） A．原核细胞只含有 DNA,不含 RNA B．真核细胞的 DNA 分子都位于细胞核中 C．人体细胞中含 A、G、T碱基的核苷酸共有5种 D．多糖、脂肪和 DNA 都是以碳链为骨架的生物大分子 2．施一公院士团队因对“剪接体的结构与分子机理研究”的突出贡献获得陈嘉庚生命科学奖。剪接体主要是由 RNA 和蛋白质组成，其作用是对最初转录产物加工，除去一些片段，并将剩余片段连接起来，形成成熟 RNA。真核细胞中的基因表达过程为①转录②剪接③翻译三步，具体过程如下图所示。据图分析下列说法错误的是（　） A．剪接体发挥作用的过程中涉及磷酸二酯键的断裂和形成 B．剪接体剪接位置出现错误，不会导致基因序列发生改变 C．图中③翻译时，核糖体在信使 RNA 上从左向右移动 D．剪接体具有限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶的双重功能 3．下列图 1、图 2 分别表示人体细胞中某一基因表达的相关过程（图 2 中甘、天、色等表示甘氨酸、天门冬氨酸、色氨酸等氨基酸），据图分析，下列有关叙述不正确的是（　） A．图 1 表示转录过程，需要的原料为核糖核苷酸，需要的酶是 RNA 聚合酶 B．若图中多肽由 60 个氨基酸缩合而成，则相应基因中至少有 180 个碱基对 C．若图 1 模板链中一个碱基 C 变成了 T，表现型未改变，说明遗传信息没变 D．图 2 过程需要 3 种 RNA 的参与，据图可以判断出色氨酸的密码子是 UGG 4．下图为中心法则示意图。下列有关叙述正确的是（　） A．真核细胞内都能发生DNA复制、转录和翻译的过程 B．RNA病毒均可以通过RNA自我复制的方式实现遗传信息的传递 C．转录过程中既有氢键的断裂又有氢键的生成 D．DNA复制和转录都需要解旋酶的参与 5．丙型肝炎病毒(HCV)是一种单链RNA病毒，下图为该病毒在人体肝细胞内增殖的过程示意图。据图分析下列叙述正确的是（　） A．①过程为逆转录过程，需要的原料为游离的核糖核苷酸 B．①②③过程均会发生碱基互补配对且配对方式相同 C．③过程为翻译过程，核糖体移动的方向为从左向右 D．图示过程遗传信息没有从DNA流向RNA，不遵循中心法则 6．图甲是真核细胞遗传信息表达的某过程示意图，图乙是中心法则的示意图。下列相关叙述正确的是（　） A．图甲中①上面的反密码子可以和③上的密码子配对 B．图甲过程中mRNA沿着核糖体移动，遇到终止密码子时翻译停止 C．图乙中d、e过程均存在碱基互补配对及氢键的形成和断裂 D．劳氏肉瘤病毒感染人体过程的遗传信息流动途径同图乙中的a→b→c 7．皱粒种子形成的原因是淀粉分支酶基因中插入了一段DNA序列导致淀粉分支酶出现异常，细胞中淀粉含量下降，豌豆种子皱缩，但是蔗糖含量较高。下列关于基因表达与性状关系的叙述，正确的是（　） A．皱粒种子的形成说明基因可通过控制酶的活性间接控制生物性状 B．淀粉分支酶基因对皱粒种子的影响体现了一个基因不只影响一种性状 C．基因还可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状，如白化病 D．基因与性状的关系是一一对应的，环境的变化不会导致生物性状发生改变 8．下列关于基因表达与性状的关系的叙述，错误的是（　） A．基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状 B．DNA甲基化会改变DNA的碱基序列并使其表达增加 C．DNA甲基化引起的性状改变可以遗传给子细胞 D．生物的性状不完全由基因决定，环境对性状也有影响 9．“干细胞疗法”是一门先进的医学技术，2009年卫生部将其归入“第三类医疗技术”，为许多恶性疾病患者带来希望。自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为“胰岛样”细胞，以替代损伤的胰岛B细胞，达到治疗糖尿病的目的，下列叙述正确的是（　） A．胰腺组织微环境造成骨髓干细胞基因丢失，从而分化成为胰岛样细胞 B．骨髓干细胞与胰岛样细胞的核基因组成不相同，基因表达产物不完全相同 C．骨髓干细胞分化成胰岛样细胞的原因是基因的选择性表达 D．胰岛样细胞可以继续分裂产生更多的胰岛样细胞，以替代损伤的胰岛B细胞 10．DNA甲基化是生物学中重要的表观遗传学修饰之一，在DNA甲基转移酶（DNMTs）催化下部分胞嘧啶被修饰成5′甲基胞嘧啶，使得体内部分DNA甲基化水平升高，抑制基因的表达。在机体发育中干细胞生长、细胞增殖、衰老和肿瘤发生等多个进程中参与调控，因此DNMTs可以作为肿瘤等疾病治疗时的理想靶点。下列说法错误的是（　） A．表观遗传现象主要是通过影响遗传信息转录过程实现 B．表观遗传指在基因碱基序列改变的情况下发生可遗传的性状改变的现象 C．DNA甲基化增加时可能会抑制相关基因的复制 D．基因与基因表达产物、环境之间相互影响来精细调控生物体的性状 二、非选择题 11．脑源性神经营养因子（BDNF）是由两条肽链构成的蛋白质，能够促进和维持中枢神经系统的正常生长发育。若BDNF基因表达受阻，则会导致精神异常，如图为BDNF基因的表达及调控过程。回答下列问题： (1)据图甲分析，过程③中核糖体的移动方向为 （填“从左向右”或“从右向左”）。与过程③相比，过程①特有的碱基配对方式是 。图中的miRNA-195基因不能编码蛋白质，但仍将其称作基因，理由是 。 (2)图乙中tRNA所携带的氨基酸为 （部分密码子及对应氨基酸：UCG丝氨酸；GCU丙氨酸；AGC丝氨酸；CGA精氨酸。以上密码子均从5'端到3'端方向书写）。 (3)m6A甲基化是指RNA中腺嘌呤（A）的第6位N原子上添加甲基基团的修饰现象，其RNA的碱基序列 （填“发生”或“不发生”）变化，RNA甲基化会影响RNA的稳定性，调控基因表达中的 过程。 (4)研究发现，精神分裂症患者体内BDNF的含量低于正常人，据图尝试提出一种治疗该疾病的思路： 。 12．放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。研究表明，circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可通过miRNA（细胞内一种单链小分子RNA）调控P基因表达，进而影响细胞凋亡，其大致调控机制如下图。 (1)催化过程①的酶是 ，与过程②相比，该过程中特有的碱基配对方式是 。 (2)图中P基因mRNA的a端为 （填“3′”或“5′”）端，其最终合成的P1、P2、P3三条多肽链的氨基酸序列 （填“相同”或“不同”）。 (3)据图分析，circRNA影响细胞凋亡的作用机制是 。 13．如图是遗传信息在生物大分子间传递的示意图。图中字母表示物质，编号表示过程。请回答下列问题： (1)真核生物中过程②需要的原料是 。过程④和⑤的名称分别为 。与①过程相比，③过程特有的碱基互补配对方式是 。根尖分生区细胞可以发生图示过程 （填图中序号）。 (2)某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是 A．     B．   C．     D．   (3)DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶（Dnmt）的作用下将甲基（-CH3）选择性地添加至DNA上的过程，是一种基本的表观遗传学修饰，DNA甲基化会抑制基因表达过程中 的步骤，这种现象 （选填“能”或“不能”）遗传给后代。 (4)已知蜂王的基因组甲基化程度低于工蜂，注射Dnmt-siRNA能使Dnmt基因表达沉默，请设计实验验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素。 ①实验思路：取多只生理状况相同的雌蜂幼虫，均分为A、B两组；A组不作处理，B组 ，其他条件 ；用花粉和花蜜饲喂一段时间后，观察并记录幼蜂发育情况。 ②实验结果：A组 ，B组 ，从而验证上述实验结论。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 基因的表达 内容导航 考点聚焦：核心考点+高考考点，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 复习提升：真题感知+提升专练，全面突破 核心考点聚焦 1、DNA与RNA的结构与功能比较 2、遗传信息的转录过程（模板、原料、酶） 3、遗传信息的翻译过程（密码子、反密码子、核糖体移动） 4、中心法则的内容与扩展（逆转录、RNA复制） 5、基因表达与性状的关系（直接控制/间接控制） 6、基因的选择性表达与细胞分化 7、表观遗传的机制与实例（DNA甲基化、组蛋白修饰） 8、原核生物基因表达调控（操纵子模型） 9、基因表达与疾病关联（癌症发病的基因突变） 高考考点聚焦 常考考点 真题举例  中心法则的内容与扩展 2025·河南卷·第14题 基因表达与性状的关系 2025·广东卷·第9题 基因的选择性表达与细胞分化 2025·黑吉辽卷·第14题  表观遗传的机制与实例 2025·江苏卷·第15题 基因表达与疾病关联 2025·广东卷·第9题 一、DNA和RNA的比较 比较项目 DNA RNA 全称 脱氧核糖核酸 核糖核酸 组成单位 脱氧(核糖)核苷酸 核糖核苷酸 组成元素 C、H、O、N、P 化学 组成 共有 磷酸、A、G、C 特有 脱氧核糖、T 核糖、U 结构 规则的 双螺旋 结构 通常呈 单链 (比DNA 短 ，能通过 核孔 ) 种类 mRNA 、 tRNA 、 rRNA 三种 分布 细胞核 (主要)、 线粒体 、 叶绿体 主要分布在 细胞质 中 鉴定 DNA＋ 甲基绿 → 绿 色 RNA＋ 吡罗红 → 红 色 功能 细胞生物 和 大部分病毒 的遗传物质 (DNA是主要的遗传物质) ① RNA病毒 的遗传物质 ②翻译的 模板 (mRNA)和 搬运工 (tRNA) ③ rRNA 与 蛋白质 结合形成核糖体 ④少数RNA具有 催化 作用 二、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 和 两个过程) 项目 转录 翻译 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 三、转录和翻译的常规考点 1. 密码子(遗传密码) (1)概念： mRNA 上决定一个氨基酸的 三个相邻碱基 。 (2)种类：共 64 种，其中能决定氨基酸的密码子只有 61 种，有三种终止密码子。 ①起始密码子：翻译的 起始 信号，有 2 种， 能 (能/不能)决定氨基酸。 ( 氢 反密码子 氨基酸 )②终止密码子：翻译的 终止 信号，有 3 种， 不能 (能/不能)决定氨基酸。 ③普通密码子：有 59 种， 能 (能/不能)决定氨基酸。 (3)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)。 2. tRNA(填充右图) (1)作用：识别mRNA上的 密码子 ，转运特定 氨基酸 到 核糖体 中。 (2)种类：有 61 种，因为 终止 密码子无对应的反密码子(tRNA)。 (3)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。 练习：图中tRNA识别的密码子是 UGG ，携带的氨基酸是 色氨酸 。 3. 据蛋白质合成中遗传信息的传递过程，在表格的空白处填入相应的字母，并分析归纳下列问题： DNA双链 a链 G T A T A C A G T b链 C A T A T G T C A mRNA G U A U A C A G U tRNA C A U A U G U C A 氨基酸 缬氨酸(密码子为GUA) 酪氨酸(密码子为UAC) 丝氨酸(密码子为 AGU ) (1)DNA中 碱基排列顺序 代表遗传信息，a链和b链的遗传信息 不同 (相同/不同)。 (2)表中转录形成mRNA的模板链是DNA的 b (a/b)链，DNA中的A对应mRNA中的 U 。 mRNA与模板链 互补 ，与非模板链 基本相同 ，只是用 U 代替 T 。 (3)遗传信息在 DNA 上，密码子(遗传密码)在 mRNA 上，反密码子在 tRNA 上。 (4)在这段mRNA中包含 3 个密码子，编码 3 个氨基酸，需要 3 个tRNA才能把所需氨基酸转运到核糖体中，也就是说tRNA数等于 氨基酸 数。 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 。 ( 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) 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) 转录方向： 从左向右 翻译方向： 从下到上 ) 5. 体细胞主要是通过有丝分裂进行增殖的，因此同一个体不同细胞中染色体 相同 ，DNA 相同 ； 细胞分化(实质是 基因的选择性表达 )增加了细胞的种类，因此同一个体不同细胞中mRNA 不完全相同 ，蛋白质 不完全相同 ，酶 不完全相同 。 (填“相同”“不同”“不完全相同”) 6. 写出下列物质中“A”的名称 ( ④ A—P～P～P ① A T CGT GCT TA ② U G A C 磷酸 ③ A P 核糖 ) ( 腺嘌呤脱氧核糖核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤 腺苷 ) 四、基因表达与性状的关系 1. 中心法则：由 克里克 提出，总结了 遗传信息 在 细胞内的传递规律。如右图所示： (1)各过程名称：① DNA复制 ；② 转录 ；③ 翻译 ； ④ RNA复制 ； ⑤ 逆转录 。其中过程⑤需要 逆转录 酶。 (2)在正常细胞中能发生 ①②③ 过程， ④⑤ 过程只能发生在被 RNA病毒 感染的宿主细胞中。 (3)中心法则各过程都遵循 碱基互补配对 原则。 2. 中心法则各过程比较 过程 信息流动方向 条件 场所 模板 原料 能量 酶 其他 DNA复制 DNA→DNA DNA的两条链 脱氧核糖核苷酸 ATP 解旋酶 DNA聚合酶 细胞核(主要)、线粒体、叶绿体 转录 DNA→RNA DNA的一条链 核糖核苷酸 ATP RNA聚合酶 细胞核(主要)、线粒体、叶绿体 翻译 mRNA→蛋白质 mRNA 氨基酸 ATP 多种酶 tRNA核糖体 核糖体 RNA复制 RNA→RNA RNA 核糖核苷酸 ATP RNA复制酶 RNA病毒感染 的 宿主细胞 逆转录 RNA→DNA RNA 脱氧核糖核苷酸 ATP 逆转录酶 3. DNA两大功能 (1)传递遗传信息：通过 DNA复制 完成的，发生于亲代产生子代的 繁殖 过程或细胞 分裂 过程中。 (2)表达遗传信息：通过 转录 和 翻译 完成的，发生在 个体发育 过程中。 4. 不同生物的遗传信息流动过程 生物种类 遗传信息传递表达过程图 细胞生物、DNA病毒(如T2噬菌体，发生在被其感染的 宿主细胞 中) 大多数RNA病毒(如烟草花叶病毒，发生在被其感染的 宿主细胞 中) 逆转录病毒(如致癌的RNA病毒、HIV，发生在被其感染的 宿主细胞 中) 5. 基因对性状的控制：基因控制生物体性状是通过控制 蛋白质 的合成来实现的，有两条途径： (1)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。 实例：淀粉分支酶基因异常→不能转录翻译出淀粉分支酶→淀粉含量低，蔗糖含量高→皱粒豌豆 酪氨酸酶基因异常→不能转录翻译出酪氨酸酶→不能将酪氨酸转化为黑色素→白化病 (2)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。 实例：CFTR基因缺失3个碱基对→CFTR蛋白缺少一个氨基酸→CFTR蛋白结构异常→囊性纤维病 血红蛋白基因异常→血红蛋白结构异常→血红蛋白功能异常→镰刀型细胞贫血症 6. 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。 7. 表现型是 基因型 和 环境 共同作用的结果。如水毛茛的叶形，水中呈丝状，空气中呈片状。 8. 细胞质基因 (1)分布： 线粒体 和 叶绿体 中。 (2)功能：①能进行 DNA复制 复制。②通过 转录 和 翻译 控制某些蛋白质的合成。 注：线粒体DNA和叶绿体DNA转录、翻译特点： 边转录边翻译，同时同地进行 。 (3)遗传特点：① 母系 遗传，子代性状与 母本 相同。受精卵中的细胞质几乎全部来自 母方 。 ② 不遵循 (遵循/不遵循)孟德尔遗传规律，杂交后代无一定的性状 分离比 。 1.DNA复制、转录与翻译的比较 项目 复制 转录 翻译 时间 分裂前的间期 个体发育的整个过程 场所 主要是细胞核 主要是细胞核 细胞质 模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA 原料 4种游离的脱氧核苷酸 4种游离的核糖核苷酸 21种氨基酸 产物 DNA RNA 肽链 碱基配对 A—T、T—A、C—G、G—C A—U、T—A、C—G、G—C A—U、U—A、C—G、G—C 2.不同生物中的中心法则 3.基因控制生物性状的途径的判断 (1)若生物性状直接由蛋白质体现，则应为基因控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 (2)若体现生物性状所涉及的物质并非蛋白质(如激素)，则基因往往是通过“控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状”这一间接途径实现的。 4.基因控制生物性状的途径的判断 (1)若生物性状直接由蛋白质体现，则应为基因控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 (2)若体现生物性状所涉及的物质并非蛋白质(如激素)，则基因往往是通过“控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状”这一间接途径实现的。 5.表观遗传的特点： (1)可遗传性：这类改变通过有丝分裂或减数分裂能在细胞、个体间遗传。 (2)可逆性的基因表达：如甲基化时，可影响基因的表达；去甲基化时，可恢复基因的表达。 (3)不变性：基因的碱基序列不变。 真题感知 1．（2025·湖北·高考真题）大数据时代，全球每天产生海量数据，预计2040年需一百万吨硅基芯片才能储存全球一年产生的数据。为解决这一难题，科学家尝试运用DNA来储存数据。我国科学家已经将汉代拓片、熊猫照片等文化数据写入DNA，实现数据长期保存。下列叙述中，DNA可以作为存储介质的优点不包括（　） A．DNA具有可复制性，有利于数据的传播 B．可通过DNA转录和翻译传递相应数据信息 C．DNA长链中碱基排列的多样化，为大量数据的存储提供可能 D．DNA作为存储介质体积小，为数据携带和保存节约了大量空间 【答案】B 【解析】 A、DNA通过半保留复制可快速扩增数据，便于传播，A不符合题意； B、DNA储存数据时，信息读取依赖测序技术而非转录翻译（后者为生物体内表达遗传信息的过程），与数据存储无关，B符合题意； C、DNA碱基对排列顺序的多样性使其可编码海量信息，是存储优势，C不符合题意； D、DNA分子结构紧凑，单位体积存储密度极高，节省空间，D不符合题意； 故选B。 2．（2025·湖南·高考真题）被噬菌体侵染时，某细菌以一特定RNA片段为重复单元，逆转录成串联重复DNA，再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo，如图所示。该蛋白能抑制细菌生长，从而阻止噬菌体利用细胞资源。下列叙述错误的是（　） A．噬菌体侵染细菌时，会将核酸注入细菌内 B．蛋白Neo在细菌的核糖体中合成 C．串联重复的双链DNA的两条链均可作为模板指导蛋白Neo合成 D．串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子 【答案】C 【解析】 A、噬菌体侵染细菌时，会将自身的核酸注入细菌内，而蛋白质外壳留在外面，这是噬菌体侵染细菌的特点，A正确； B、细菌有核糖体，蛋白Neo是在细菌细胞内合成的蛋白质，所以在细菌的核糖体中合成，B正确； C、在转录过程中，以DNA的一条链为模板合成mRNA，进而指导蛋白质的合成，而不是双链DNA的两条链都作为模板指导蛋白Neo合成，C错误； D、因为最终合成的是含多个串联重复肽段的蛋白Neo，说明串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子，若有终止密码子就会提前终止翻译，不能形成含多个串联重复肽段的蛋白，D正确。 故选C。 3．（2025·河南·高考真题）构成染色体的组蛋白可发生乙酰化。由组蛋白基因表达到产生乙酰化的组蛋白，需经历转录、转录后加工、翻译、翻译后加工与修饰等过程。下列叙述错误的是（　） A．组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列但可影响个体表型 B．具有生物活性的tRNA的形成涉及转录和转录后加工过程 C．编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同，可影响翻译的准确度和效率 D．组蛋白乙酰化发生在翻译后，是基因表达调控的结果，也会影响基因的表达 【答案】C 【解析】 A、组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列，但能降低染色质的紧密程度，从而促进基因的表达，可影响个体表型，A正确； B、具有生物活性的tRNA的形成，需要DNA转录，还需要转录后加工形成三叶草结构，B正确； C、编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同，会影响翻译效率，但不会影响翻译的准确度，C错误； D、组蛋白乙酰化发生在翻译出组蛋白后，是基因表达调控的结果，也会影响基因的表达，D正确。 故选C。 4．（2025·广东·高考真题）VHL基因的一个碱基发生突变，使其编码区中某CCA（编码脯氨酸）变成CCG（编码脯氨酸），导致合成的mRNA变短，引发VHL综合征。该突变（　） A．改变了DNA序列中嘧啶的数目 B．没有体现密码子的简并性 C．影响了VHL基因的转录起始 D．改变了VHL基因表达的蛋白序列 【答案】D 【解析】 A、该突变将DNA中的CCA变为CCG，原互补链GGT变为GGC，嘧啶数目（T→C）未改变，仅种类变化，A错误； B、突变后CCA（脯氨酸）变为CCG（脯氨酸），不同密码子编码同一氨基酸，体现密码子简并性，B错误； C、转录起始由启动子调控，突变发生在编码区（外显子），不影响转录起始，C错误； D、突变虽未改变脯氨酸，但导致mRNA变短（如提前出现终止密码子），使翻译提前终止，蛋白序列缩短，D正确。 故选D。 5．（2025·山东·高考真题）关于豌豆胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程，下列说法错误的是（　） A．三个过程均存在碱基互补配对现象 B．三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内 C．根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列 D．RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同 【答案】C 【解析】 A、DNA复制、转录和翻译过程中均遵循碱基互补配对原则，因此都存在碱基互补配对现象，A正确； B、翻译发生在细胞质基质中的核糖体上，豌豆胞核中淀粉酶基因复制和转录的场所都是细胞核，B正确； C、DNA复制和转录可以通过产物序列确定其模板序列，但翻译的产物是蛋白质，蛋白质的基本单位是氨基酸，由于密码子具有简并性，因此知道氨基酸序列不一定能准确知道mRNA上的碱基序列，C错误； D、转录时需要RNA聚合酶的参与，RNA聚合酶从模板链的3'→5'，翻译时，核糖体从mRNA的5'→3'，移动方向不同，D正确。 故选C。 6．（2025·云南·高考真题）RNA干扰原理是指mRNA形成局部互补结构后阻断mRNA翻译。X菌是兼性厌氧菌，能杀伤正常细胞和处于缺氧微环境的肿瘤细胞。我国科学家基于RNA干扰原理改造X菌获得Y菌时，将厌氧启动子PT置于X菌生存必需基因asd上游，启动基因asd转录，PT启动转录效率与氧浓度成反比；同时将好氧启动子PA置于基因asd下游，启动互补链转录，PA启动转录效率与氧浓度成正比。下列说法正确的是（　） A．Y菌存在asd基因DNA双链同时启动转录的状态 B．PT和PA分别启动转录得到的mRNA相同 C．PA的作用是防止有氧环境下Y菌死亡 D．改造X菌目的是增强无氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力 【答案】A 【解析】 A、因为将厌氧启动子PT置于X菌生存必需基因asd上游启动基因asd转录，将好氧启动子PA置于基因asd下游启动互补链转录，在一定的氧浓度条件下，有可能同时满足PT和PA的启动条件，从而存在asd基因DNA双链同时启动转录的状态，A正确； B、PT启动的是基因asd转录，PA启动的是基因asd互补链转录，所以PT和PA分别启动转录得到的mRNA是互补的，不相同，B错误；    C、由于好氧启动子PA置于基因asd下游，启动互补链转录，PA启动转录效率与氧浓度成正比，目的是让Y菌在有氧环境下能生存，C错误； D、改造X菌的目的是让Y菌在有氧环境下能生存（通过PA启动子的作用 ），同时保留在缺氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力，而不是单纯增强无氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力，D错误。    故选A。 7．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）下列关于基因表达及其调控的叙述错误的是（　） A．转录和翻译过程中，碱基互补配对的方式不同 B．转录时通过RNA聚合酶打开DNA双链 C．某些DNA甲基化可通过抑制基因转录影响生物表型 D．核糖体与mRNA的结合部位形成1个tRNA结合位点 【答案】D 【解析】 A、转录过程的碱基配对是A-U、T-A、C-G、G-C，翻译过程的碱基配对是A-U、U-A、C-G、G-C，配对方式 不完全相同，A正确； B、转录时，RNA聚合酶结合启动子并解开DNA双链，以其中一条链为模板合成RNA，B正确； C、DNA甲基化是表观遗传的一种，甲基化可阻碍DNA与转录因子结合，从而抑制基因转录，影响蛋白质合成及生物表型，C正确； D、一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA的结合位点，D错误。 故选D。 8．（2025·江苏·高考真题）甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA，引起基因表达效应改变，如图所示。下列相关叙述正确的是（　） A．甲基化通过抑制转录过程调控基因表达 B．图中甲基化的碱基位于脱氧核糖核苷酸链上 C．蛋白Y可结合甲基化的mRNA并抑制表达 D．若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应 【答案】D 【解析】 A、观察可知，甲基化是发生在 mRNA 上，不是抑制转录过程，而是影响 mRNA 的翻译或稳定性来调控基因表达，A 错误； B、由图可知甲基化发生在 mRNA 上，mRNA 是核糖核苷酸链，不是脱氧核糖核苷酸链，B 错误； C、从图中可以甲基化的 mRNA 会降解，而蛋白 Y与甲基化的 mRNA结合后可以表达，说明蛋白Y结合甲基化的mRNA并促进表达，C 错误； D、表观遗传可以由某些碱基的甲基化或蛋白质乙酰化引起，若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应，D 正确。 故选D。 提升专练 一、单选题 1．20世纪50年代，科学家发现了 DNA 的结构，对DNA 的空间结构与功能研究取得了重大突破。下列有关 DNA 的叙述，正确的是（　） A．原核细胞只含有 DNA,不含 RNA B．真核细胞的 DNA 分子都位于细胞核中 C．人体细胞中含 A、G、T碱基的核苷酸共有5种 D．多糖、脂肪和 DNA 都是以碳链为骨架的生物大分子 【答案】C 【解析】 A、原核细胞既含有DNA也含有RNA，A错误； B、真核细胞的DNA分子主要位于细胞核中，线粒体和叶绿体中也有少量DNA，B错误； C、人体细胞中含有DNA和RNA，含A、G碱基的核苷酸各有2种（腺嘌呤脱氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸），含T碱基的核苷酸只有1种（胸腺嘧啶脱氧核苷酸），所以共有5种，C正确； D、脂肪不是生物大分子，D错误。 故选C。 2．施一公院士团队因对“剪接体的结构与分子机理研究”的突出贡献获得陈嘉庚生命科学奖。剪接体主要是由 RNA 和蛋白质组成，其作用是对最初转录产物加工，除去一些片段，并将剩余片段连接起来，形成成熟 RNA。真核细胞中的基因表达过程为①转录②剪接③翻译三步，具体过程如下图所示。据图分析下列说法错误的是（　） A．剪接体发挥作用的过程中涉及磷酸二酯键的断裂和形成 B．剪接体剪接位置出现错误，不会导致基因序列发生改变 C．图中③翻译时，核糖体在信使 RNA 上从左向右移动 D．剪接体具有限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶的双重功能 【答案】D 【解析】 A、RNA的核糖核苷酸之间由磷酸二酯键连接，剪接体发挥作用的过程中涉及磷酸二酯键的断裂和形成，A正确； B、剪接体剪接的是RNA，剪接位置出现错误，不会导致基因序列发生改变，B正确； C、根据核糖体上的两个tRNA可知，核糖体在信使 RNA 上从左向右移动，C正确； D、限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶的作用对象是DNA，剪接体剪接的是RNA，D错误。 故选D。 3．下列图 1、图 2 分别表示人体细胞中某一基因表达的相关过程（图 2 中甘、天、色等表示甘氨酸、天门冬氨酸、色氨酸等氨基酸），据图分析，下列有关叙述不正确的是（　） A．图 1 表示转录过程，需要的原料为核糖核苷酸，需要的酶是 RNA 聚合酶 B．若图中多肽由 60 个氨基酸缩合而成，则相应基因中至少有 180 个碱基对 C．若图 1 模板链中一个碱基 C 变成了 T，表现型未改变，说明遗传信息没变 D．图 2 过程需要 3 种 RNA 的参与，据图可以判断出色氨酸的密码子是 UGG 【答案】C 【解析】 A、图1以一条链为模板，表示转录过程，产物是RNA，需要的原料为核糖核苷酸，需要的酶是RNA聚合酶，A正确； B、基因控制蛋白质合成过程中，若不考虑终止密码子和内含子，DNA(或基因)中碱基数：mRNA上碱基数：氨基酸个数=6：3：1，因此若多肽由60个氨基酸脱水缩合形成，则DNA中至少含有360个碱基，即180个碱基对，B正确； C、遗传信息指的是基因中碱基的排列顺序，图1模板链中一个碱基C变成了T，基因中碱基的排列顺序发生改变，遗传信息改变，C错误； D、图2是翻译过程，需要mRNA、tRNA和rRNA的共同参与，携带色氨酸的tRNA上的反密码子是ACC，则色氨酸的密码子是UGG，D正确。 故选C。 4．下图为中心法则示意图。下列有关叙述正确的是（　） A．真核细胞内都能发生DNA复制、转录和翻译的过程 B．RNA病毒均可以通过RNA自我复制的方式实现遗传信息的传递 C．转录过程中既有氢键的断裂又有氢键的生成 D．DNA复制和转录都需要解旋酶的参与 【答案】C 【解析】 A、一般高度分化的真核细胞不能进行DNA复制，A错误； B、逆转录病毒通过逆转录的方式实现遗传信息的传递，B错误； C、转录过程中，DNA解旋有氢键的断裂，核糖核苷酸与模板链碱基配对有氢键的生成，C正确； D、转录不需要解旋酶的参与，需要RNA聚合酶，D错误。 故选C。 5．丙型肝炎病毒(HCV)是一种单链RNA病毒，下图为该病毒在人体肝细胞内增殖的过程示意图。据图分析下列叙述正确的是（　） A．①过程为逆转录过程，需要的原料为游离的核糖核苷酸 B．①②③过程均会发生碱基互补配对且配对方式相同 C．③过程为翻译过程，核糖体移动的方向为从左向右 D．图示过程遗传信息没有从DNA流向RNA，不遵循中心法则 【答案】B 【解析】 A、①是“+RNA合成-RNA”，属于RNA复制，而非逆转录（需以RNA为模板合成DNA），A错误； B、①和②（RNA复制）​​：配对方式为A-U、U-A、C-G、G-C。 ​​③（翻译）​​：mRNA与tRNA反密码子的配对同样遵循A-U、U-A、C-G、G-C。 三者配对方式完全相同，B正确； C、据图分析多聚核糖体上肽链长短，判断核糖体移动方向为“从右向左”，C错误； D、中心法则包括RNA复制（RNA→RNA）和翻译（RNA→蛋白质）。虽然HCV增殖不涉及DNA，但仍遵循中心法则，D错误。 故选B。 6．图甲是真核细胞遗传信息表达的某过程示意图，图乙是中心法则的示意图。下列相关叙述正确的是（　） A．图甲中①上面的反密码子可以和③上的密码子配对 B．图甲过程中mRNA沿着核糖体移动，遇到终止密码子时翻译停止 C．图乙中d、e过程均存在碱基互补配对及氢键的形成和断裂 D．劳氏肉瘤病毒感染人体过程的遗传信息流动途径同图乙中的a→b→c 【答案】C 【解析】 A、观察图甲可知，①为 mRNA，③为tRNA，tRNA 上的反密码子可以和 mRNA 上的密码子配对，A错误； B、图甲翻译过程中是核糖体沿着 mRNA 移动，B错误； C、据图可知，过程d过程表示逆转录，过程中以RNA为模板，通过碱基互补配对合成DNA，e过程表示RNA复制，以RNA为模板，通过碱基互补配对合成RNA，两个过程中均伴随氢键的形成和断裂，C正确； D、劳氏肉瘤病毒是逆转录病毒，先发生逆转录，合成DNA，再进行转录和翻译，所以遗传信息传递与表达的途径为d→a→b→c，D错误。 故选C。 7．皱粒种子形成的原因是淀粉分支酶基因中插入了一段DNA序列导致淀粉分支酶出现异常，细胞中淀粉含量下降，豌豆种子皱缩，但是蔗糖含量较高。下列关于基因表达与性状关系的叙述，正确的是（　） A．皱粒种子的形成说明基因可通过控制酶的活性间接控制生物性状 B．淀粉分支酶基因对皱粒种子的影响体现了一个基因不只影响一种性状 C．基因还可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状，如白化病 D．基因与性状的关系是一一对应的，环境的变化不会导致生物性状发生改变 【答案】B 【解析】 A、淀粉分支酶基因通过控制淀粉分支酶的合成，进而控制代谢过程，从而间接控制生物的性状，A错误； B、淀粉分支酶基因中插入了一段DNA序列导致淀粉分支酶出现异常，蔗糖转化为淀粉的过程受到影响，导致淀粉含量下降，蔗糖含量增多，豌豆种子皱缩，说明一个基因不只影响一种性状，还会影响细胞某些代谢，B正确； C、基因可以通过控制蛋白质分子结构来直接控制性状，但白化病是由于基因突变导致酶发生改变而间接影响性状，C错误； D、基因与性状的关系并不都是简单的线性关系，一种性状可能会由多个基因控制，或一个基因可能会控制多个性状，环境的变化也会导致生物性状发生改变，D错误。 故选B。 8．下列关于基因表达与性状的关系的叙述，错误的是（　） A．基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状 B．DNA甲基化会改变DNA的碱基序列并使其表达增加 C．DNA甲基化引起的性状改变可以遗传给子细胞 D．生物的性状不完全由基因决定，环境对性状也有影响 【答案】B 【解析】 A、基因既可以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，也能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，A正确； B、DNA甲基化不会改变DNA的碱基序列，反而会抑制其表达，B错误； C、DNA甲基化引起的性状改变可以遗传给子细胞，C正确； D、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，D正确。 故选B。 9．“干细胞疗法”是一门先进的医学技术，2009年卫生部将其归入“第三类医疗技术”，为许多恶性疾病患者带来希望。自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为“胰岛样”细胞，以替代损伤的胰岛B细胞，达到治疗糖尿病的目的，下列叙述正确的是（　） A．胰腺组织微环境造成骨髓干细胞基因丢失，从而分化成为胰岛样细胞 B．骨髓干细胞与胰岛样细胞的核基因组成不相同，基因表达产物不完全相同 C．骨髓干细胞分化成胰岛样细胞的原因是基因的选择性表达 D．胰岛样细胞可以继续分裂产生更多的胰岛样细胞，以替代损伤的胰岛B细胞 【答案】C 【解析】 A、胰岛样细胞的形成是基因的选择性表达，不是基因的丢失，A错误； B、同一生物体内不同细胞的基因相同，故骨髓干细胞与胰岛样细胞的核基因组成相同，但由于基因选择性表达，基因表达产物不完全相同，B错误； C、骨髓干细胞分化成胰岛样细胞的原因是基因的选择性表达，C正确； D、胰岛样细胞高度分化，不能继续分裂，D错误。 故选C。 10．DNA甲基化是生物学中重要的表观遗传学修饰之一，在DNA甲基转移酶（DNMTs）催化下部分胞嘧啶被修饰成5′甲基胞嘧啶，使得体内部分DNA甲基化水平升高，抑制基因的表达。在机体发育中干细胞生长、细胞增殖、衰老和肿瘤发生等多个进程中参与调控，因此DNMTs可以作为肿瘤等疾病治疗时的理想靶点。下列说法错误的是（　） A．表观遗传现象主要是通过影响遗传信息转录过程实现 B．表观遗传指在基因碱基序列改变的情况下发生可遗传的性状改变的现象 C．DNA甲基化增加时可能会抑制相关基因的复制 D．基因与基因表达产物、环境之间相互影响来精细调控生物体的性状 【答案】B 【解析】 A、依据题干信息，DNA甲基化水平升高，会抑制基因的表达，基因的表达包括转录和翻译，表观遗传现象主要通过影响遗传信息的转录过程实现，A正确； B、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，B错误； C、DNMTs可参与调控细胞的增殖过程，DNMTs可导致体内DNA甲基化水平升高，故当DNA甲基化增加时可能会抑制相关基因的复制，C正确； D、基因与基因表达产物、环境之间相互影响来精细调控生物体的性状，D正确。 故选B。 二、非选择题 11．脑源性神经营养因子（BDNF）是由两条肽链构成的蛋白质，能够促进和维持中枢神经系统的正常生长发育。若BDNF基因表达受阻，则会导致精神异常，如图为BDNF基因的表达及调控过程。回答下列问题： (1)据图甲分析，过程③中核糖体的移动方向为 （填“从左向右”或“从右向左”）。与过程③相比，过程①特有的碱基配对方式是 。图中的miRNA-195基因不能编码蛋白质，但仍将其称作基因，理由是 。 (2)图乙中tRNA所携带的氨基酸为 （部分密码子及对应氨基酸：UCG丝氨酸；GCU丙氨酸；AGC丝氨酸；CGA精氨酸。以上密码子均从5'端到3'端方向书写）。 (3)m6A甲基化是指RNA中腺嘌呤（A）的第6位N原子上添加甲基基团的修饰现象，其RNA的碱基序列 （填“发生”或“不发生”）变化，RNA甲基化会影响RNA的稳定性，调控基因表达中的 过程。 (4)研究发现，精神分裂症患者体内BDNF的含量低于正常人，据图尝试提出一种治疗该疾病的思路： 。 【答案】 (1)从右向左 T——A miRNA-195基因能转录形成miRNA-195，可通过miRNA-195调控BDNF基因表达，进而影响生物性状，说明miRNA-195是具有遗传效应的DNA片段 (2)精氨酸 (3)不发生 翻译 (4)抑制miRNA-195基因的转录或开发与miRNA-195基因的转录产物特异性结合的药物 【解析】 （1）③为翻译过程（mRNA上的密码子与mRNA上的反密码子的碱基互补配对），由于mRNA左端结合的核糖体正在合成的肽链比较长，右端的比较短，先翻译的肽链更长，因此③过程中核糖体的移动方向为由右向左，①表示转录，与过程③相比，过程①特有的碱基配对方式是T—A，图中的miRNA-195基因不能编码蛋白质，但仍将其称作基因，理由是miRNA-195基因能转录形成miRNA-195，可通过miRNA-195调控BDNF基因表达，进而影响生物性状，说明miRNA-195是具有遗传效应的DNA片段。 （2）图乙是某种tRNA，tRNA是转录形成的，故是以DNA的一条链为模板合成的。图乙中tRNA反密码子为GCU，对应的氨基酸密码子为CGA，编码精氨酸，因此图乙中tRNA在③过程中携带的氨基酸是精氨酸。 （3）甲基化属于表观遗传，RNA的碱基序列不发生变化，RNA甲基化会影响RNA的稳定性，调控基因表达中的翻译过程。 （4）精神分裂症患者体内BDNF的含量低于正常人，可以开发药物抑制miRNA-195基因的转录或开发含与miRNA-195基因的转录产物特异性结合的mRNA的药物。 12．放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。研究表明，circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可通过miRNA（细胞内一种单链小分子RNA）调控P基因表达，进而影响细胞凋亡，其大致调控机制如下图。 (1)催化过程①的酶是 ，与过程②相比，该过程中特有的碱基配对方式是 。 (2)图中P基因mRNA的a端为 （填“3′”或“5′”）端，其最终合成的P1、P2、P3三条多肽链的氨基酸序列 （填“相同”或“不同”）。 (3)据图分析，circRNA影响细胞凋亡的作用机制是 。 【答案】 (1)RNA聚合酶 T-A (2)5′ 相同 (3)circRNA能靶向结合miRNA，阻断miRNA与P基因mRNA结合，提高P基因的表达量 【解析】 （1）过程①是转录，催化该过程的酶是RNA聚合酶；过程②是翻译，转录和翻译中均遵循碱基互补配对，与翻译相比，转录特有的碱基配对方式是T-A。 （2）由图可知，翻译过程中核糖体沿着mRNA移动的方向是5′→3′，根据图中合成肽链的长度可知核糖体移动的方向是从左向右，故图中P基因mRNA的a端为5′端。由于P1、P2、P3三条多肽链合成时以同一条mRNA为模板，故其最终合成的P1、P2、P3三条多肽链的氨基酸序列相同。 （3）结合题意分析题图可知，miRNA能与mRNA结合，使其降解，降低mRNA的翻译水平。当miRNA与circRNA结合时，就不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。故circRNA影响细胞凋亡的作用机制是circRNA能靶向结合miRNA，阻断miRNA与P基因mRNA结合，提高P基因的表达量。 13．如图是遗传信息在生物大分子间传递的示意图。图中字母表示物质，编号表示过程。请回答下列问题： (1)真核生物中过程②需要的原料是 。过程④和⑤的名称分别为 。与①过程相比，③过程特有的碱基互补配对方式是 。根尖分生区细胞可以发生图示过程 （填图中序号）。 (2)某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是 A．     B．   C．     D．   (3)DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶（Dnmt）的作用下将甲基（-CH3）选择性地添加至DNA上的过程，是一种基本的表观遗传学修饰，DNA甲基化会抑制基因表达过程中 的步骤，这种现象 （选填“能”或“不能”）遗传给后代。 (4)已知蜂王的基因组甲基化程度低于工蜂，注射Dnmt-siRNA能使Dnmt基因表达沉默，请设计实验验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素。 ①实验思路：取多只生理状况相同的雌蜂幼虫，均分为A、B两组；A组不作处理，B组 ，其他条件 ；用花粉和花蜜饲喂一段时间后，观察并记录幼蜂发育情况。 ②实验结果：A组 ，B组 ，从而验证上述实验结论。 【答案】 (1)核糖核苷酸 逆转录、翻译 A-U、U-A ①②⑤ (2)C (3)转录 能 (4)注射适量的Dnmt-siRNA 相同且适宜 发育为工蜂 发育为蜂王 【解析】 （1）过程②以DNA为模板合成RNA，是转录，需要的原料是游离的四种核糖核苷酸。过程④以RNA为模板合成DNA，是逆转录，过程⑤以mRNA为模板合成蛋白质，是翻译。过程①是DNA复制，碱基互补配对方式有A-T、T-A、G-C、C-G，过程③是RNA复制，碱基互补配对方式有A-U、U-A、G-C、C-G，因此③过程特有的碱基互补配对方式是A-U、U-A。根尖分生区细胞可以发生①DNA复制，②转录，⑤翻译。 （2）DNA复制的方式是半保留复制，复制一次获得2个DNA均是一条白色一条灰色，进行第二次复制，每个DNA再次变为两个，分别是两个DNA分子是一条白一条黑、两个DNA分子是一条灰一条黑。C正确，ABD错误。 故选C。 （3）DNA甲基化会抑制DNA与RNA聚合酶结合，抑制基因表达中转录的过程，这种现象叫作表观遗传，能遗传给后代。 （4）为了验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素，对照组不做处理，实验组注射适量的Dnmt-siRNA能使Dnmt基因表达沉默降低甲基化水平，其他条件适宜且相同。若基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素，则A组发育为工蜂，B组发育为蜂王。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$