資源簡介

生物學高考備考教案
第六章 遺傳的分子基礎
課時3 基因的表達及其與性狀的關系
教師尊享·命題分析
課標要求 核心考點 五年考情 核心素養對接
1.概述DNA分子上的遺傳信息通過RNA指導蛋白質的合成，細胞分化的本質是基因選擇性表達的結果，生物的性狀主要通過蛋白質表現； 2.概述某些基因中堿基序列不變但表型改變的表觀遺傳現象 遺傳信息的轉錄和翻譯 2022：湖南T14； 2021：湖南T13、河北T8、廣東T7、遼寧 、重慶T12、浙江1月T22、海南T15； 2020：天津T3、全國卷Ⅱ 、全國卷Ⅲ 和T3、海南T14； 2019：海南T20、全國卷Ⅰ 、浙江4月T22； 2018：浙江4月T25、江蘇 1.生命觀念——基于遺傳信息流動的方向，闡明生命是物質、能量和信息的統一體；基于地球上幾乎所有生物都共用一套遺傳密碼的事實，闡明生物的統一性。 2.科學思維——分析與綜合:理解轉錄和翻譯的差別。批判性思維：摒棄簡單機械的線性決定論思維模式，對基因和性狀之間的關系多角度、多因素分析；辯證看待中心法則的提出和修正過程及表觀遺傳的發現等
中心法則 2022：河北T9、浙江6月T16； 2021：河北T16、福建 、浙江6月T19； 2020：浙江1月T21、全國卷Ⅲ ； 2018：海南T13
基因表達與性狀的關系 2022：湖南 、浙江1月T21、北京 ; 2021：北京
命題分析預測 1.基因的表達既可以單獨考查，也可以與蛋白質、DNA的結構、DNA的復制等內容綜合考查，常涉及病毒、原核生物以及真核生物中葉綠體、線粒體和核糖體等細胞器。對中心法則的考查，多以文字敘述形式呈現。基因的表達與性狀的關系常結合遺傳規律的應用等進行綜合考查。題型既有選擇題,又有非選擇題。 2.預計2024年高考對轉錄和翻譯、中心法則進行考查時,可能會借助一些科研成果或科學發現,將基礎知識與科技創新結合；表觀遺傳的內容也是一個命題的熱點
知識導圖 教材讀薄
考點1 遺傳信息的轉錄和翻譯
教材幫 讀透教材 融會貫通
知識整合 教材讀厚
1.RNA的結構與功能
2.遺傳信息的轉錄
（1）一個DNA分子上有許多個基因，其中某個基因進行轉錄時，其他基因可能轉錄，也可能不轉錄，它們之間互不影響。
（2）真核生物的核DNA轉錄形成的mRNA需要在細胞核加工處理成為成熟的mRNA后才能作為翻譯的模板。
3.遺傳信息的翻譯
[必修2 P67圖4-6] 含有氫鍵， 端是結合氨基酸的部位，一個 分子中不是只有三個堿基。
4.遺傳信息、密碼子、反密碼子及與氨基酸的關系
（1）遺傳信息、密碼子與反密碼子
（2）氨基酸與密碼子、反密碼子的數量關系
①一種氨基酸可對應一種或幾種密碼子（即密碼子的簡并），可由一種或幾種 轉運。
②一種密碼子只能決定一種氨基酸；一種 只能轉運一種氨基酸。
③終止密碼子并非不能編碼氨基酸，如 在特殊情況下，可以編碼硒代半胱氨酸。
④在原核生物中， 可以作起始密碼子，此時它編碼甲硫氨酸。
5.與基因表達有關的數量關系
轉錄、翻譯過程中DNA（基因）的堿基數 的堿基數 多肽鏈的氨基酸
數 ，參考圖解如圖所示：
知識活用 教材讀活
深度思考
1. DNA復制和轉錄過程中都需要解開DNA雙鏈，都需要解旋酶嗎？
提示 不都需要。DNA復制過程需要解旋酶，但轉錄過程不需要解旋酶，因為RNA聚合酶具有解旋功能。
2. 一個DNA分子上的所有基因都同時轉錄嗎？一個DNA分子上的所有基因的模板鏈都相同嗎？
提示 不是。轉錄是以基因為單位進行的，但基因是選擇性表達的，因此同一個DNA分子上的基因有的轉錄，有的不轉錄。不同基因的模板鏈不一定相同。
3. RNA適合作為信使的原因是什么？
提示 RNA由核糖核苷酸連接而成，可以攜帶遺傳信息；一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細胞核轉移到細胞質中。
4. 起始密碼子 決定甲硫氨酸，但為什么蛋白質的第一個氨基酸往往不是甲硫氨酸？
提示 翻譯形成的多肽鏈往往需進行加工修飾，甲硫氨酸在此過程中可能會被剪切掉。
5. 真核生物翻譯時少量的mRNA為什么可迅速合成大量的蛋白質
提示 一個mRNA分子上可相繼結合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成。
6. 根據mRNA中堿基的排列順序能否準確寫出氨基酸的序列？若已知氨基酸的序列，能否確定mRNA中的堿基排列順序？
提示 前者可以，后者不能確定。因為一種密碼子只對應一種氨基酸（在一般情況下，終止密碼子沒有對應的氨基酸），但一種氨基酸可以有多種密碼子。
7. 實際基因表達過程中，DNA（基因）的堿基數、mRNA的堿基數、多肽鏈的氨基酸數的數量關系不符合6：3：1的原因有哪些？
提示 （1）基因中的內含子轉錄后被剪切。（2）在基因中，有的片段（非編碼區）起調控作用，不轉錄。（3）合成的肽鏈在加工過程中可能會被剪切掉部分氨基酸。（4）轉錄出的mRNA中有終止密碼子，一般情況下，終止密碼子不編碼氨基酸。
基礎自測
1. 轉錄和翻譯過程都存在 、 、 堿基配對方式。( × )
2. 地球上幾乎所有的生物體都共用一套密碼子。( √ )
3. mRNA上每3個相鄰的堿基都決定一種氨基酸。( × )
4. 一個DNA只能控制合成一種蛋白質。( × )
5. 反密碼子是位于mRNA上相鄰的3個堿基。( × )
6. 每種氨基酸僅由一種密碼子編碼。( × )
7. DNA復制和轉錄時，其模板都是DNA的一整條鏈。( × )
8. 起始密碼上具有RNA聚合酶識別、結合位點。( × )
（提示 RNA聚合酶識別、結合位點位于DNA上）
9. [2020海南，T14A、B]轉錄時基因的兩條鏈可同時作為模板；( × )轉錄時會形成 雜合雙鏈區。( √ )
10. [2021廣東，T7改編]金霉素（一種抗生素）可抑制 與mRNA的結合，該作用直接影響的過程是翻譯。
高考幫 研透高考 明確方向
命題點1 遺傳信息、密碼子與反密碼子的分析與判斷
1. [2022鄭州聯考]遺傳信息的翻譯過程中需要密碼子與反密碼子的相互識別，從而完成氨基酸的正確連接。下列關于密碼子及反密碼子的敘述，錯誤的是( B )
A. mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基稱為密碼子
B. 不同生物細胞中，遺傳信息翻譯時一種密碼子只能決定一種氨基酸
C. 反密碼子是 上可以與mRNA上的密碼子互補配對的三個相鄰堿基
D. 一種氨基酸可有幾種密碼子，密碼子和反密碼子不一定都是對應的
[解析]mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基稱為密碼子，A正確；在原核生物中，密碼子 可編碼甲硫氨酸，在真核生物中，該密碼子編碼纈氨酸，B錯誤；反密碼子是 上能與mRNA上的密碼子配對的三個相鄰的堿基，C正確；一種氨基酸可有幾種密碼子，密碼子和反密碼子不一定都是對應的，如一般情況下，終止密碼子沒有反密碼子，D正確。
2. [2020全國卷Ⅲ]細胞內有些 分子的反密碼子中含有稀有堿基次黃嘌呤（I）。含有 的反密碼子在與mRNA中的密碼子互補配對時，存在如圖所示的配對方式（ 表示甘氨酸）。下列說法錯誤的是( C )
A. 一種反密碼子可以識別不同的密碼子
B. 密碼子與反密碼子的堿基之間通過氫鍵結合
C. 分子由兩條鏈組成，mRNA分子由單鏈組成
D. mRNA中的堿基改變不一定造成所編碼氨基酸的改變
[解析]根據圖像可知，反密碼子 可與mRNA中的 、 、 互補配對，說明一種反密碼子可以識別不同的密碼子，A正確；密碼子與反密碼子的堿基互補配對，密碼子與反密碼子的堿基之間通過氫鍵結合，B正確； 分子和mRNA分子都是單鏈結構，C錯誤；由于某些氨基酸可對應多種密碼子，故mRNA中的堿基改變不一定造成所編碼氨基酸的改變，D正確。
命題拓展
[設問拓展型]在題干條件不改變的情況下，下列敘述錯誤的是( C )
A. 分子由基因轉錄產生，該分子內存在氫鍵
B. 密碼子與反密碼子的堿基配對發生在核糖體上
C. 蛋白質的氨基酸序列由專一性的反密碼子決定
D. 多數情況下，密碼子中的堿基改變意味著基因中的遺傳信息發生了變化
[解析] 分子由基因轉錄產生，該分子內存在局部雙鏈結構，因此存在氫鍵，A正確；密碼子與反密碼子的堿基配對發生在核糖體上，B正確；蛋白質的氨基酸序列由mRNA上的密碼子決定，C錯誤；由于mRNA是由基因經轉錄產生的，遵從嚴格的堿基互補配對關系，所以一般密碼子中的堿基改變意味著基因中的遺傳信息發生了變化，D正確。
命題點2 遺傳信息的轉錄和翻譯過程分析
3. [2021浙江1月]如圖是真核細胞遺傳信息表達中某過程的示意圖。某些氨基酸的部分密碼子 是：絲氨酸 ;亮氨酸 、 ；異亮氨酸 、 ；精氨酸 。下列敘述正確的是( B )
A. 圖中①為亮氨酸
B. 圖中結構②從右向左移動
C. 該過程中沒有氫鍵的形成和斷裂
D. 該過程可發生在線粒體基質和細胞核基質中
[解析]密碼子存在于mRNA上，讀取的方向為 ，由圖可知，圖中①（氨基酸）對應的密碼子為 ，①為異亮氨酸，A錯誤。②是核糖體，分析題圖可知，②（核糖體）移動的方向是從右向左，B正確。該過程中存在堿基互補配對，堿基互補配對時有氫鍵的形成， 離開核糖體時有氫鍵的斷裂，C錯誤。該過程為翻譯，可發生在線粒體基質和細胞質基質中，細胞核基質中可進行DNA復制和轉錄，無翻譯過程，D錯誤。
4. [2022湖南，不定項]大腸桿菌核糖體蛋白與 分子親和力較強，二者組裝成核糖體。當細胞中缺乏足夠的 分子時，核糖體蛋白可通過結合到自身mRNA分子上的核糖體結合位點而產生翻譯抑制。下列敘述錯誤的是( D )
A. 一個核糖體蛋白的mRNA分子上可相繼結合多個核糖體，同時合成多條肽鏈
B. 細胞中有足夠的 分子時， 核糖體蛋白通常不會結合自身mRNA分子
C. 核糖體蛋白對自身mRNA翻譯的抑制維持了 和核糖體蛋白數量上的平衡
D. 編碼該核糖體蛋白的基因轉錄完成后，mRNA才能與核糖體結合進行翻譯
[解析]一個mRNA上可以相繼結合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成，從而提高翻譯效率，A正確。核糖體蛋白與 分子的親和力較強，當細胞中有足夠的 分子時，核糖體蛋白通常不會結合自身的mRNA分子，B正確。當細胞中缺乏足夠的 分子時，核糖體蛋白自身mRNA的翻譯過程受到抑制，核糖體蛋白合成受阻；反之，核糖體蛋白正常合成，這種機制可以維持 和核糖體蛋白數量上的平衡，C正確。大腸桿菌為原核生物，其細胞內的轉錄和翻譯可同時進行，D錯誤。
通性通法
“二看法”判斷真核生物和原核生物基因表達過程
命題點3 基因表達中的有關計算
5. 已知一個蛋白質分子由4條肽鏈組成，連接該蛋白質分子中氨基酸的肽鍵共有396個，翻譯成這個蛋白質分子的信使RNA中的 和 共800個，則轉錄成信使RNA的對應DNA分子中， 和 最少共有( B )
A. 600個 B. 1 200個 C. 800個 D. 1 600個
[解析]4條肽鏈有396個肽鍵，說明共有400個氨基酸，則mRNA堿基數至少為 （個），DNA中堿基數至少為 （個），又知 為DNA總堿基數的一半，則DNA分子中 和 最少共有1 200個。
6. 一個mRNA分子有 個堿基，其中 有 個；由該mRNA合成的蛋白質有兩條肽鏈。則其模板DNA分子的 數最少、合成蛋白質時脫去的水分子數最多分別是（不考慮終止密碼子等）( D )
A. 、 B. 、
C. 、 D. 、
[解析]題述mRNA有 個堿基，其中 有 個，則 有 個，則模板DNA分子中， 最少有 個，合成的蛋白質中最多有 個氨基酸，合成蛋白質時脫去的水分子數為氨基酸數－肽鏈數，則合成蛋白質時脫去的水分子數最多為 ，D正確。
考點2 中心法則
教材幫 讀透教材 融會貫通
知識整合 教材讀厚
1.提出者： 克里克 。
2.各種生物遺傳信息的傳遞途徑
（1）通常宿主細胞中不存在RNA復制酶和逆轉錄酶。
（2）一部分RNA病毒自身攜帶RNA復制酶或逆轉錄酶，另一部分RNA病毒在入侵宿主細胞后，先通過翻譯過程合成相應的酶，再完成RNA復制或逆轉錄。
3.生命是物質、能量和信息的統一體
在遺傳信息的流動過程中, DNA、RNA 是信息的載體, 蛋白質 是信息的表達產物,而 ATP 為信息的流動提供能量。
知識活用 教材讀活
深度思考
1. 中心法則中幾個生理過程能準確進行的原因是什么？
提示 （1）前者為后者的產生提供了一個標準化的模板。（2）都遵循堿基互補配對原則。
2. 中心法則體現了基因的哪兩大基本功能？
提示 （1）對遺傳信息的傳遞功能:它是通過DNA復制完成的，發生在親代產生子代的生殖過程或細胞增殖等過程中。（2）對遺傳信息的表達功能:它是通過轉錄和翻譯完成的，發生在個體發育過程中。
基礎自測
1. 線粒體中遺傳信息的傳遞也遵循中心法則。( √ )
2. DNA病毒中沒有RNA，其遺傳信息的傳遞不遵循中心法則。( × )
3. 模板相同，其產物可能不同；產物相同，其模板一定相同。( × )
高考幫 研透高考 明確方向
命題點 依托中心法則，考查遺傳信息流動
1. [2022河北]關于中心法則相關酶的敘述，錯誤的是( C )
A. RNA聚合酶和逆轉錄酶催化反應時均遵循堿基互補配對原則且形成氫鍵
B. DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆轉錄酶均由核酸編碼并在核糖體上合成
C. 在解旋酶協助下，RNA聚合酶以單鏈DNA為模板轉錄合成多種RNA
D. DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在體外發揮催化作用
[解析]RNA聚合酶和逆轉錄酶催化反應時均遵循堿基互補配對原則，在轉錄和逆轉錄的過程中會與模板鏈形成氫鍵，A正確；DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆轉錄酶的本質是蛋白質，蛋白質由核酸編碼并在核糖體上合成，B正確；轉錄過程中，RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成RNA，該過程不需要解旋酶參與，C錯誤；DNA聚合酶和RNA聚合酶在生物體內和體外均能發揮催化作用，D正確。
2. [2021浙江6月]某單鏈RNA病毒的遺傳物質是正鏈 ,該病毒感染宿主后，合成相應物質的過程如圖所示，其中①~④代表相應的過程。下列敘述正確的是( A )
A. 復制出的子代RNA具有mRNA的功能
B. 病毒蛋白基因以半保留復制的方式傳遞給子代
C. 過程①②③的進行需RNA聚合酶的催化
D. 過程④在該病毒的核糖體中進行
[解析]過程③④表示以 為模板翻譯出蛋白質，故 復制出的子代 具有mRNA的功能，A正確；該病毒的遺傳物質是單鏈RNA，因此病毒蛋白基因不會以半保留復制的方式傳遞給子代，B錯誤；③過程是翻譯，不需要RNA聚合酶參與，C錯誤；病毒不具有核糖體，D錯誤。
命題拓展
[設問拓展型]（1） 據圖分析，該病毒的 可以作為復制和翻譯（填具體生理過程）的模板。
[解析]由圖示可知，該病毒的 可以作為復制和翻譯的模板。
（2） 在宿主細胞核糖體中進行的生理過程有③④（填圖中標號），參與該過程的核酸分子除模板外，還有 、 。
[解析]在宿主細胞核糖體中進行的生理過程是翻譯，為圖中的③④過程，其中參與上述過程的核酸分子除模板外，還有 、 。
（3） 與該病毒相比， 噬菌體特有的遺傳信息傳遞途徑有 、 （填具體生理過程）。
[解析]與該病毒相比， 噬菌體特有的遺傳信息傳遞途徑有 、 。
通性通法
“三看法”判斷中心法則的各個過程
考點3 基因表達與性狀的關系
教材幫 讀透教材 融會貫通
知識整合 教材讀厚
1.基因表達產物與性狀的關系
2.基因的選擇性表達與細胞分化
3.表觀遺傳
（1）表觀遺傳不遵循孟德爾遺傳規律。
（2）表觀遺傳可以通過有絲分裂和減數分裂傳遞被修飾的基因。
（3）表觀遺傳一般是通過影響基因的轉錄過程,進而影響蛋白質的合成。
4.基因與性狀的關系
知識活用 教材讀活
深度思考
1. 生長素、赤霉素等不是蛋白質，它們的合成受基因控制嗎？基因通過哪一途徑來控制它們的合成？
提示 受基因控制。基因能通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而間接控制生物體的性狀，基因通過這一途徑控制它們的合成。
2. 在DNA發生甲基化之后，其對應中心法則的哪些過程受到影響？
提示 DNA甲基化可遺傳，說明DNA的復制過程可正常進行,而轉錄過程受到抑制，進而可影響翻譯過程。
3. 研究表明，吸煙會影響后代的遺傳性狀，結合表現遺傳的知識，分析其原因是什么？
提示 吸煙會使人的體細胞內DNA甲基化水平提高，對染色體上的組蛋白也會產生影響。
4. 表觀遺傳機制對生物有哪些有利的影響？
提示 表觀遺傳機制可以使動物打破DNA序列變化緩慢的限制，使后代能迅速獲得上一代生物對環境因素作出反應而發生的變化；對生物種群的生存和繁衍可能有利。
基礎自測
1. 人類白化病癥狀是基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀來實現的。( × )
2. 一個細胞中所含的基因都一定表達。( × )
3. 表觀遺傳現象由于基因的堿基序列沒有改變，屬于不可遺傳的變異。( × )
4. DNA甲基化可以抑制基因的表達,進而對表型產生影響。( √ )
5. 表觀遺傳現象比較少見，不能普遍存在于生物體整個生命活動過程中。( × )
6. DNA的甲基化、組蛋白的甲基化和乙酰化都會導致表觀遺傳現象。( √ )
7. 某些性狀由多個基因共同決定，有的基因可能影響多個性狀。( √ )
高考幫 研透高考 明確方向
命題點1 基因表達產物與性狀的關系分析
1. [2022浙江1月]羊瘙癢病是感染性蛋白粒子 引起的。某些羊體內存在蛋白質 ，但不發病。當羊感染了 后, 將 不斷地轉變為 ，導致 積累，從而發病。把患瘙癢病的羊組織勻漿接種到小鼠后,小鼠也會發病。下列分析合理的是( D )
A. 動物體內的 可全部被蛋白酶水解
B. 患病羊體內存在指導 合成的基因
C. 產物 對 轉變為 具有反饋抑制作用
D. 給 基因敲除小鼠接種 ,小鼠不會發病
[解析]由題干可知，感染性蛋白粒子 可在羊體內積累，推測 不能全部被蛋白酶水解， 不合理；據題干“某些羊 從而發病”，推測患病羊體內不存在指導 合成的基因， 不合理；由題干可知， 不斷地將 轉變成 ，并沒有體現出反饋抑制作用， 不合理；由題意可知， 基因敲除的小鼠無法合成 ，接種 后，不會導致 積累，所以小鼠不會發病， 合理。
2. [2023洛陽模擬]如圖表示人體內基因對性狀的控制，下列敘述錯誤的是( A )
A. ①過程需要解旋酶的催化，②過程需要 的協助
B. 基因1和基因2可出現在人體的同一個細胞中
C. ④⑤過程形成的結果存在差異的根本原因是發生了堿基的替換
D. 圖中過程體現了基因控制生物體性狀的直接途徑和間接途徑
[解析]①過程為轉錄，需要RNA聚合酶，不需要解旋酶，A錯誤；基因1和基因2可出現在人體的同一個細胞中，但是在不同的細胞中進行選擇性表達，B正確；④⑤過程形成的結果存在差異的根本原因是發生了堿基的替換，C正確；圖中過程體現了基因控制生物體性狀的直接途徑（血紅蛋白的合成）和間接途徑（酶影響黑色素的合成），D正確。
命題拓展
[設問拓展型]（1） 圖中②所示的過程在核糖體進行。
[解析]圖中②表示翻譯，該過程在核糖體上進行。
（2） 基因1和基因2的遺傳不遵循（填“遵循”或“不遵循”）基因的分離定律。
[解析]基因1和基因2是非等位基因，它們的遺傳不遵循基因分離定律。
命題點2 表觀遺傳分析
3. [2022內江三模]DNA甲基化是指在有關酶的作用下，DNA分子中的胞嘧啶結合一個甲基基團的過程，它能在不改變DNA序列的前提下調控基因的表達。細胞中存在兩種DNA甲基化酶，從頭甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；維持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位點，使其全甲基化（如圖所示）。下列有關敘述正確的是( D )
A. 甲基化后的DNA在復制時，堿基配對的方式會發生改變
B. 甲基基團與胞嘧啶結合導致基因突變，進而引起生物性狀改變
C. 從頭甲基化酶與維持甲基化酶功能不同，但二者結構可能相同
D. 從頭甲基化酶不能作用于全甲基化的DNA復制一次所形成的子代DNA
[解析]甲基化是在不改變DNA序列的前提下調控基因的表達，因此甲基化后的DNA復制時，堿基配對的方式不會發生改變，A錯誤；甲基化是DNA分子中的胞嘧啶結合一個甲基基團，從而調控基因的表達，進而引起生物性狀改變，該過程沒有發生基因突變，B錯誤；一般情況下，酶的結構不同，功能就不同，從頭甲基化酶與維持甲基化酶的功能不同，所以它們的結構也不同，C錯誤；全甲基化的DNA復制一次所形成的子代DNA都是半甲基化的，需要維持甲基化酶的催化才能獲得與親代分子相同的全甲基化DNA，而從頭甲基化酶不能作用于半甲基化的DNA，D正確。
4. 柳穿魚是一種園林花卉，其花的形態結構與 基因的表達直接相關。甲、乙兩株柳穿魚體內 基因的堿基序列相同，但花的形態結構不同。研究表明，植株甲中 基因在開花時表達，植株乙中 基因開花時不表達，其原因是 基因被高度甲基化（ 基因有多個堿基連接甲基基團）。將甲、乙植株作為親本進行雜交， 的花與植株甲相似， 自交得到的 中絕大部分植株的花與植株甲相似，少部分植株的花與植株乙相似。對此現象的敘述，錯誤的是( A )
A. DNA甲基化導致基因中的遺傳信息發生改變
B. 基因高度甲基化后其表達被抑制的原因可能是RNA聚合酶不能與該基因結合
C. DNA甲基化修飾可以遺傳給后代，使后代表現出同樣的表型
D. 同卵雙胞胎之間的差異可能由基因的甲基化引起
[解析]根據題中信息“甲、乙兩株柳穿魚體內 基因的堿基序列相同”可知，DNA甲基化過程中基因的堿基序列并未改變，故DNA甲基化過程不會改變基因中的遺傳信息，A錯誤。 基因高度甲基化后不能表達，可能是其不能與RNA聚合酶結合，無法進行轉錄產生mRNA，也就無法進行翻譯最終合成相關蛋白質，B正確。DNA甲基化修飾屬于可遺傳的變異，可以遺傳給后代，使后代表現出同樣的表型，C正確。同卵雙胞胎的基因型相同，他們之間的差異可能是由基因的甲基化引起的，D正確。
教師尊享·備課題組
1. [2022浙江6月]“中心法則”反映了遺傳信息的傳遞方向，其中某過程的示意圖如下。
下列敘述正確的是( C )
A. 催化該過程的酶為RNA聚合酶
B. 鏈上任意3個堿基組成一個密碼子
C. 鏈的脫氧核苷酸之間通過磷酸二酯鍵相連
D. 該過程中遺傳信息從DNA向RNA傳遞
[解析]圖中表示的是以RNA為模板合成DNA的過程，催化該過程的酶是逆轉錄酶，A錯誤；mRNA鏈上3個相鄰核苷酸排列而成的能決定氨基酸種類的三聯體稱為一個密碼子，B錯誤；DNA單鏈上的脫氧核苷酸之間通過磷酸二酯鍵相連，C正確；逆轉錄過程中遺傳信息從RNA向DNA傳遞，D錯誤。
2. [2021河北]關于基因表達的敘述，正確的是( C )
A. 所有生物基因表達過程中用到的RNA和蛋白質均由DNA編碼
B. DNA雙鏈解開，RNA聚合酶起始轉錄、移動到終止密碼子時停止轉錄
C. 翻譯過程中，核酸之間的相互識別保證了遺傳信息傳遞的準確性
D. 多肽鏈的合成過程中， 讀取mRNA上全部堿基序列信息
[解析]某些RNA病毒的基因表達過程中用到的部分RNA和蛋白質可由RNA編碼，A錯誤；轉錄時，DNA雙鏈解開，RNA聚合酶識別并結合啟動子，驅動基因轉錄，移動到終止子時停止轉錄，B錯誤；翻譯過程中， 能識別mRNA上的密碼子并轉運氨基酸，核酸之間的相互識別保證了遺傳信息傳遞的準確性，C正確；多肽鏈的合成過程中， 讀取mRNA上部分堿基序列信息，D錯誤。
3. [2021福建]下列關于遺傳信息的敘述，錯誤的是( A )
A. 親代遺傳信息的改變都能遺傳給子代
B. 流向DNA的遺傳信息來自DNA或RNA
C. 遺傳信息的傳遞過程遵循堿基互補配對原則
D. DNA指紋技術運用了個體遺傳信息的特異性
[解析]如果親代遺傳信息的改變發生在體細胞中，則一般不會遺傳給子代，A錯誤；DNA可通過復制、RNA可通過逆轉錄使遺傳信息流向DNA，B正確；因為每個人的DNA指紋圖是獨一無二的，所以可以根據分析指紋圖的吻合程度來幫助確認身份，該技術運用了個體遺傳信息的特異性，D正確。
4. [2021重慶]科學家建立了一個蛋白質體外合成體系（含有人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸、除去了DNA和mRNA的細胞提取液）。在盛有該合成體系的四支試管中分別加入苯丙氨酸、絲氨酸、酪氨酸和半胱氨酸后,發現只有加入苯丙氨酸的試管中出現了多肽鏈。下列敘述錯誤的是( C )
A. 合成體系中多聚尿嘧啶核苷酸為翻譯的模板
B. 合成體系中的細胞提取液含有核糖體
C. 反密碼子為 的 可攜帶苯丙氨酸
D. 試管中出現的多肽鏈為多聚苯丙氨酸
[解析]據題干信息可知，蛋白質體外合成體系中有人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸，推測合成體系中多聚尿嘧啶核苷酸為翻譯的模板，A正確；多肽鏈的合成場所是核糖體，推測細胞提取液中含有核糖體，B正確；多聚尿嘧啶核苷酸為翻譯的模板，則運輸苯丙氨酸的 上的反密碼子為 ，C錯誤；據題干信息可知，只有加入苯丙氨酸的試管中出現了多肽鏈，推測該多肽鏈為多聚苯丙氨酸，D正確。
5. [2021海南]終止密碼子為 、 和 。圖中①為大腸桿菌的一段mRNA序列，②~④為該mRNA序列發生堿基缺失的不同情況（“-”表示一個堿基缺失）。下列有關敘述正確的是( C )
A. ①編碼的氨基酸序列長度為7個氨基酸
B. ②和③編碼的氨基酸序列長度不同
C. ②～④中，④編碼的氨基酸排列順序與①最接近
D. 密碼子有簡并性，一個密碼子可編碼多種氨基酸
[解析]終止密碼子不編碼氨基酸，因此①編碼的氨基酸序列長度為6個氨基酸，A錯誤；根據圖中mRNA的序列可知，②和③編碼的氨基酸序列長度相同,均為6個氨基酸，B錯誤；②中缺失一個堿基，③中缺失2個堿基，與①相比，②③編碼的氨基酸排列順序可能從起始密碼子之后就開始改變了,④中在起碼密碼子之后缺失3個連續的堿基，④編碼的氨基酸排列順序與①相比，少了一個氨基酸，與①最接近，C正確；密碼子具有簡并性指的是一種氨基酸可以對應多個密碼子，但一個密碼子最多只能編碼一種氨基酸，D錯誤。
作業幫 練透好題 精準分層
基礎過關
一、選擇題
1. [2023惠州一調]如圖為某生物進行基因表達的過程。下列敘述正確的是( A )
A. 與DNA復制時相比，圖中RNA聚合酶所參與的過程不需要解旋酶
B. 轉錄過程中mRNA在核糖體上移動以便合成肽鏈
C. 圖中多個核糖體共同完成一條肽鏈的合成，從而提高翻譯效率
D. 轉錄時DNA上的堿基 與mRNA上的堿基 互補配對
[解析]在DNA復制過程中,需要解旋酶、DNA聚合酶等參與，在轉錄過程中，由于RNA聚合酶有解旋作用，故不需要解旋酶參與，A正確；在翻譯過程中，核糖體在mRNA上移動以便合成肽鏈，B錯誤；多個核糖體同時進行多條肽鏈的合成，從而提高翻譯效率，C錯誤；轉錄時DNA上的堿基 與mRNA上的堿基 互補配對，D錯誤。
2. [2023廣東六校聯考]DNA甲基化是指DNA分子胞嘧啶上共價連接一個甲基基團。基因組中轉錄沉默區常常發生甲基化。將攜帶甲基化和非甲基化肌動蛋白基因的重組質粒分別導入培養的肌細胞后，發現二者轉錄水平相同。下列推測不合理的是( B )
A. 構成染色體的組蛋白發生甲基化可能也會影響基因的表達
B. 甲基化通過影響細胞分裂的過程，從而影響細胞的結構和功能
C. 基因啟動子甲基化后，可能會影響RNA聚合酶的結合
D. 肌細胞可能通過相關的酶移除甲基基團從而去甲基化
[解析]除了DNA甲基化，構成染色體的組蛋白發生甲基化、乙酰化等修飾也會影響基因的表達， 合理；DNA甲基化可通過影響基因的轉錄過程,從而影響細胞的結構和功能，甲基化不一定會影響細胞分裂的過程, 不合理；啟動子是RNA聚合酶識別并結合的部位,基因啟動子甲基化后，可能會影響RNA聚合酶的結合， 合理；肌細胞可能通過相關的酶移除甲基基團，從而去甲基化， 合理。
3. [2023南昌模擬]某病毒為單股正鏈 ，如圖為病毒在宿主細胞內增殖的示意圖。病毒的正鏈RNA進入細胞后，首先作為模板翻譯出RNA聚合酶等物質，然后在酶的作用下合成負鏈 ，再以負鏈RNA為模板合成大量的正鏈RNA。①②③為生理過程，據圖分析，下列說法錯誤的是( B )
A. 該病毒增殖的過程與艾滋病病毒的不相同
B. 中嘌呤與嘧啶的比值與 中的相等
C. ①過程在宿主細胞的核糖體中完成
D. 遺傳信息的傳遞過程遵循中心法則
[解析]據題意可知， 和 的堿基可發生互補配對，故二者中嘌呤與嘧啶的比值互為倒數，B錯誤。
4. [多選]如圖1、 是兩種細胞中遺傳信息的主要表達過程。據圖分析，下列敘述正確的是( CD )
A. 圖1細胞可以是酵母菌，可以邊轉錄邊翻譯
B. 在上述兩種細胞中，遺傳信息轉錄和翻譯的場所均相同
C. 真核生物細胞核中轉錄出的mRNA合成后通過核孔進入細胞質中
D. 根據圖1、 可知，在細胞質中，一個mRNA分子上可以相繼結合多個核糖體，同時進行多條相同肽鏈的合成
[解析]圖1的細胞沒有被核膜包被的成形的細胞核，屬于原核細胞，可以邊轉錄邊翻譯，酵母菌屬于真核細胞，A錯誤；在真核細胞中，染色體上基因的轉錄和翻譯是在細胞內的不同區室中進行的，即轉錄主要在細胞核中進行，而翻譯過程發生在細胞質基質中的核糖體上，B錯誤；真核生物細胞核DNA中的遺傳信息轉錄到mRNA中，mRNA必須通過核孔到細胞質中的核糖體上才能作為翻譯的模板，C正確；在蛋白質合成過程中，同一條mRNA分子能夠同多個核糖體結合，這樣一個基因在短時間內可表達出多條相同的肽鏈，D正確。
5. [2023湖北聯考] 結構是一種三鏈 雜合片段。由于新產生的mRNA與DNA模板鏈形成了穩定的雜合鏈，導致該片段中DNA模板鏈的互補鏈只能以單鏈狀態存在。研究發現， 蛋白能夠識別并結合 結構，同時激活了 去甲基化酶，使DNA上一些區域去甲基化，促進相關基因的轉錄，從而改變表型。下列說法正確的是( D )
A. 結構中堿基 只能與堿基 進行配對
B. 結構的形成導致相關蛋白質表達量升高
C. DNA甲基化會導致基因的堿基序列的改變
D. 作用于 結構引起的表型改變可以遺傳
[解析] 結構中，一部分堿基 與堿基 配對，另一部分堿基 與堿基 配對，A錯誤；根據題干信息可推測， 結構影響了遺傳信息的轉錄和翻譯，故 結構的形成導致相關蛋白質表達量下降，B錯誤；DNA甲基化不會導致基因的堿基序列的改變，C錯誤； 作用于 結構引起的表型改變屬于表觀遺傳，可以遺傳，D正確。
6. [2023長沙模擬]黃色小鼠 與黑色小鼠 雜交，產生的 出現了不同體色。研究表明，不同體色的小鼠 基因的堿基序列相同，但 基因上二核苷酸 胞嘧啶出現不同程度的甲基化（如圖），甲基化不影響DNA復制。下列有關分析錯誤的是( D )
A. 體色的差異與 基因甲基化程度有關
B. 甲基化可能影響RNA聚合酶與該基因啟動子的結合
C. 堿基甲基化不影響堿基互補配對過程
D. 甲基化是引起基因結構改變的常見方式
[解析]黃色小鼠 與黑色小鼠 雜交，產生的 的基因型都是 ，而 中不同體色小鼠 基因的堿基序列相同，但 基因上二核苷酸 胞嘧啶出現不同程度的甲基化，說明 體色的差異與 基因甲基化程度有關，A正確；RNA聚合酶能夠與基因中的啟動子結合，驅動轉錄，推測甲基化可能影響RNA聚合酶與該基因啟動子的結合，從而影響該基因的表達過程，B正確；堿基甲基化不影響DNA復制過程，而DNA復制過程中有堿基互補配對現象，所以堿基甲基化不影響堿基互補配對過程，C正確；堿基甲基化后堿基種類和堿基排列順序沒有改變，即基因結構（基因中堿基排列順序）沒有發生改變，D錯誤。
7. [2023青島檢測]心肌細胞是高度分化的體細胞， 基因在心肌細胞中特異性表達，抑制心肌細胞凋亡，以維持正常數量。細胞中某些基因轉錄形成的前體RNA加工過程中會產生許多小RNA，如 （鏈狀）， （環狀）。 可以吸附 以達到清除的目的，其作用機理如圖所示。當心肌細胞缺血、缺氧時，某些基因過度表達會產生過多的 ，導致心肌細胞凋亡，最終引起心力衰竭。下列敘述錯誤的是( B )
A. ①為轉錄，所需的原料為4種核糖核苷酸
B. 前體RNA形成的 中含有2個游離的磷酸基團
C. 核酸雜交分子 、 中的堿基配對方式和過程②相同
D. 促進 的合成能夠在一定程度上減緩心力衰竭
[解析]①過程為轉錄，產物是RNA，所需的原料為4種核糖核苷酸，A正確；前體RNA形成的 是環狀結構，所以含有0個游離的磷酸基團，B錯誤；核酸雜交分子 、 中的堿基配對方式和過程②完全相同，都是 與 配對、 與 配對、 與 配對、 與 配對，C正確；由于過多的 會導致心肌細胞凋亡，最終引起心力衰竭，而 可以吸附 ，使 發揮不了作用，所以促進 的合成能夠在一定程度上減緩心力衰竭，D正確。
二、非選擇題
8. [2023廣東三校質檢，9分]如圖是基因控制蛋白質合成的部分過程示意圖。圖中 、 、 、 、 代表不同種類的氨基酸，①、②代表參與此過程的分子。請分析回答下列問題。
（1） 圖A中，能發生堿基 配對的過程有②④⑤（填序號）；在正常人體細胞中不會發生的過程有③④（填序號）。
[解析]遺傳信息傳遞過程中能發生堿基 配對的過程有②④⑤，圖A中②為轉錄（以DNA為模板合成RNA）,③為RNA逆轉錄，④為RNA復制，⑤為翻譯;正常人體細胞中不會出現逆轉錄和RNA復制，即③④。
（2） 圖B中②表示 （轉運RNA）分子， 如果①的某一堿基發生改變， 則對應蛋白質中氨基酸序列不一定（填“一定”或“不一定”）改變，原因可能是密碼子的簡并。
[解析]圖B中②表示 ,可以識別密碼子并轉運相應的氨基酸;由于密碼子的簡并等原因，如果①的某一堿基發生改變,則對應蛋白質中氨基酸序列不一定改變。
（3） 由圖B可知，細胞中RNA的功能包括攜帶遺傳信息、轉運氨基酸、組成核糖體（至少寫2個） 。一個①上相繼結合多個核糖體的意義是少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白質。
[解析]RNA有多種功能，如 是核糖體的組成成分，mRNA攜帶著從DNA轉錄來的遺傳信息， 可攜帶氨基酸進入核糖體中參與蛋白質的合成。一個①上相繼結合多個核糖體的意義是:少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白質,提高了翻譯的效率。
（4） 豌豆的圓粒和皺粒與細胞內的淀粉分支酶有關，這說明基因對該性狀的控制方式是基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物的性狀。
[解析]基因控制性狀有直接途徑和間接途徑,其中豌豆的圓粒和皺粒與細胞內的淀粉分支酶有關，這說明基因對該性狀的控制是:基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物的性狀。
能力提升
一、選擇題
9. [2022武漢武昌區質檢]原核生物的核糖體由大、小兩個亞基組成，完整的核糖體上有3個 結合位點，其中氨酰位（ 位）是進入核糖體的 結合位點，當 分子所攜帶的氨基酸與其他氨基酸形成肽鍵后，該 就從 位移動到肽酰位（ 位），出口位（ 位）是無氨基酸負載的 結合位點，如圖所示，下列說法正確的是( A )
A. 攜帶有氨基酸的 會先后占據核糖體的2個 結合位點
B. 位 上攜帶的氨基酸會轉移到位于 位的 上
C. 當終止密碼子進入 位時，由于 不攜帶氨基酸，翻譯終止
D. 由圖可知核糖體將沿著mRNA向左移動
[解析]攜帶有氨基酸的 先進入 位，然后進入 位，A正確； 位 上攜帶的氨基酸或多肽會轉移到 位的 上，B錯誤；一般情況下，終止密碼子沒有對應的 ，因此，當終止密碼子進入 位時，不會有 進入核糖體，翻譯終止，C錯誤；由圖可知核糖體沿著mRNA由左向右移動，D錯誤。
10. [2023湖北聯考]如圖為黃花蒿細胞中青蒿素的合成途徑。酵母細胞可以合成 但無法形成青蒿素，下列說法正確的是( C )
A. 過程①需要的DNA聚合酶通過核孔進入細胞核
B. 同種密碼子決定不同的氨基酸可以提高過程②的效率
C. 圖示過程可以說明基因通過控制酶的合成進而控制生物體的性狀
D. ①②過程中堿基互補配對的方式完全相同
[解析]過程①以DNA為模板形成RNA，需要RNA聚合酶，DNA聚合酶參與DNA復制過程，A錯誤；一種密碼子只能決定一種氨基酸，但一種氨基酸可以有多種密碼子，B錯誤； 合成酶基因能合成 合成酶，圖示過程可以說明基因通過控制酶的合成進而控制生物體的性狀，C正確；①是轉錄，堿基互補配對方式為 、 、 、 ，②是翻譯，堿基互補配對方式為 、 、 、 ，兩者的堿基互補配對的方式不完全相同，D錯誤。
11. [2023汕頭模擬] 是一種不編碼任何蛋白的由22個核苷酸組成的細胞內小分子RNA，某 能抑制 基因控制的蛋白質（ 蛋白）的合成。如圖為某真核細胞內形成該 及其發揮作用的過程示意圖，下列敘述正確的是( B )
A. 基因轉錄時，RNA聚合酶與該基因上的起始密碼子相結合
B. 基因轉錄產物RNA在細胞核內加工時會發生磷酸二酯鍵的斷裂
C. 上最多有7個密碼子， 翻譯過程需 來轉運氨基酸
D. 抑制 蛋白的合成是通過直接與 基因mRNA結合從而阻止翻譯
[解析] 基因轉錄時，RNA聚合酶與該基因上的啟動子相結合，A錯誤；由題圖可知， 基因轉錄形成的RNA在細胞核內加工需要切去一部分，因此會發生磷酸二酯鍵的斷裂，B正確； 是一種不編碼任何蛋白的由22個核苷酸組成的細胞內小分子RNA，因此不參與翻譯過程，也無密碼子，C錯誤； 抑制 蛋白的合成，是通過單鏈結構的 與蛋白質結合形成的 蛋白質復合物直接與 基因的mRNA結合，阻斷其翻譯過程正常進行來實現的，D錯誤。
12. [2023滄州模擬] 病毒的 抗原基因可以編碼兩種蛋白質： 抗原和 抗原。 抗原基因合成兩種蛋白質的過程如圖所示。外顯子轉錄的產物一般出現在成熟mRNA中；外顯子之間的基因結構是內含子，其轉錄的產物一般不出現在成熟mRNA中。下列有關敘述錯誤的是( C )
A. 抗原基因轉錄時，內含子和外顯子均可作為轉錄的模板
B. 抗原合成的模板是外顯子1和2對應的RNA直接連接的產物
C. 抗原基因中的內含子可以轉錄，且轉錄產物能出現在成熟mRNA中
D. 若 抗原的氨基酸序列比 抗原的短，推測成熟 序列的中段可能存在終止密碼子
[解析] 抗原基因轉錄時，基因中的內含子與外顯子均可作為轉錄的模板，A正確；由圖示可知， 抗原合成的模板mRNA是由外顯子1和2轉錄出的RNA直接連接的產物，B正確； 抗原基因中的內含子可以轉錄，但轉錄產物不出現在成熟mRNA中，C錯誤；若 抗原的氨基酸序列比 抗原的短，則成熟 序列的中段可能存在終止密碼子，導致蛋白質合成提前終止，D正確。
二、非選擇題
13. [11分]人體中的促紅細胞生成素 主要由腎臟的部分細胞分泌，是一種能夠促進造血干細胞增殖分化為紅細胞的蛋白質。研究發現，在氧氣供應不足時，低氧誘導因子 可與 基因的低氧應答元件（非編碼蛋白質序列）結合，使得 基因對應的mRNA的含量增多，促進 的合成，最終導致紅細胞增多以適應低氧環境，相關機理如圖所示。請回答下列問題：
（1） 過程①需要四種核糖核苷酸作為原料，需要RNA聚合酶進行催化，除mRNA外，參與過程②的RNA還有 和 。
[解析]①表示轉錄，需要四種核糖核苷酸作為原料，通過RNA聚合酶催化合成RNA。②表示翻譯，除mRNA外，參與的RNA還有 和 。
（2） 請用文字和箭頭表示出造血干細胞中遺傳信息的傳遞方向：。
[解析]造血干細胞分裂旺盛，可進行DNA復制、轉錄、翻譯過程，因此遺傳信息的傳遞方向為：。
（3） 在轉錄（填“轉錄”或“翻譯”）水平調控 基因的表達。
[解析]根據題干信息可知，當機體缺氧時，低氧誘導因子 與促紅細胞生成素 基因的低氧應答元件結合，使 基因表達加快，促進 的合成，這說明 在轉錄水平調控 基因的表達，促進 的合成。
（4） 若 基因的部分堿基發生了甲基化修飾，則基因的堿基序列不變（填“改變”或“不變”），基因表達和表型發生可遺傳變化，這種現象叫表觀遺傳。
[解析]若 基因的部分堿基發生了甲基化修飾，則基因的堿基序列不變，基因表達和表型發生可遺傳變化，這種現象叫表觀遺傳。
（5） 在氧氣供應充足時，細胞內的 在脯氨酸羥化酶的作用下被羥基化，最終被降解。如果將細胞中的脯氨酸羥化酶基因敲除， 基因的表達水平會升高（填“升高”或“降低”），原因是 無法降解，細胞內積累過多，促進 基因表達。
[解析]如果將細胞中的脯氨酸羥化酶基因敲除， 不能被降解，會在細胞內積累，進而促進 基因的表達，故 基因的表達水平會升高。
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