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第4章　基因的表达
章末整合
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体系构建　思想建模
第*页
研究考题　有的放矢　
A. ②⑤⑥ B. ①②⑤ C. ③④⑥ D. ②④⑤
A
解析：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”，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；据题意可知，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甲，②符合题意；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符合题意，A正确。
A. 细菌glg基因转录时，RNA聚合酶识别和结合glg
基因的启动子并驱动转录
B. 细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时，核糖体沿
glg mRNA从5'端向3'端移动
C. 抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成
D. CsrA蛋白都结合到CsrB上，有利于细菌糖原合成
C
解析：基因转录时，RNA聚合酶识别并结合到基因的启动子区域从而启动转录，A正 确；基因表达中的翻译是核糖体沿着mRNA的5'端向3'端移动，B正确；由题图可知， 抑制CsrB基因转录会使CsrB的RNA减少，使CsrA更多地与glg mRNA结合形成不稳定 构象，导致核糖核酸酶会降解glg mRNA，而glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原 合成中起关键作用，故抑制CsrB基因的转录能抑制细菌糖原合成，C错误；由题图及 C选项分析可知，若CsrA都结合到CsrB上，则没有CsrA与glg mRNA结合，从而使glg mRNA不被降解而正常发挥作用，有利于细菌糖原的合成，D正确。
A. 复制 B. 转录 C. 翻译 D. 逆转录
解析：题中显示，叠氮脱氧胸苷（AZT）可与逆转录酶结合并抑制其功能，而逆转录 过程需要逆转录酶的催化，因而叠氮脱氧胸苷（AZT）可直接阻断逆转录过程，而复 制、转录和翻译过程均不需要逆转录酶，即D正确。
D
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tRNA
D. 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
D
解析：tRNA分子存在空间折叠，局部双链之间通过碱基对相连，A错误；反密码子为 5'－CAU－3'的tRNA只能与密码子3'－GUA－5'配对，只能携带一种氨基酸，B错误； mRNA中的终止密码子一般不编码氨基酸，核糖体读取到终止密码子时翻译结束，终 止密码子没有相应的tRNA结合，C错误；由题知，在密码子第3位的碱基A、U或C均 可与反密码子第1位的I配对，增加了反密码子与密码子识别的灵活性，提高了容错 率，有利于保持物种遗传的稳定性，D正确。
A. 基因突变 B. 基因重组
C. 染色体变异 D. 表观遗传
解析：表观遗传是指基因的碱基序列不发生变化，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型却发生了改变，如DNA的甲基化。
D
A. 图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的3'端向5'端移动
B. 该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对
C. 图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译
D. 若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化
B
解析：图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的5'端向3'端移动，A错误；该过程中， mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，tRNA通过识别mRNA上的密码子 携带相应氨基酸进入核糖体，B正确；图中5个核糖体相继结合到mRNA上，从识别到 起始密码子开始进行翻译，识别到终止密码子结束翻译，并非是同时开始同时结束， C错误；若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目可能会减 少，D错误。第4章　基因的表达
第1节　基因指导蛋白质的合成
素养目标：1.生命观念：基于遗传信息的传递过程，阐明生命是物质、能量和信息的统一体。2.科学思维：利用分析与综合的方法，比较归纳DNA复制、转录和翻译的异同。3.科学思维：通过分类和比较，分析原核生物、真核生物、DNA病毒和RNA病毒遗传信息流动的规律，归纳出遗传信息流动的中心法则。4.社会责任：利用中心法则的原理，根据相关资料分析不同药物杀菌抗病毒的机理，科学选择药物，促进人体健康的恢复。
@研习任务一　RNA的组成及种类
梳理　教材
1.RNA的结构
2.RNA与DNA的比较
比较项目 DNA RNA
基本组成 单位 　脱氧核苷酸　 　核糖核苷酸　
五碳糖 　脱氧核糖　 　核糖　
碱基 特有的是 　胸腺嘧啶　（T） 特有的是 　尿嘧啶　（U）
结构 规则的　双螺旋结构　 一般为　单链　
3.RNA的种类、结构及功能
比较 项目 mRNA tRNA rRNA
分布 部位 常与核糖 体结合 细胞质中 与蛋白质结合 形成核糖体
结构
功能 翻译时 作模板 转运特定氨基酸，识别密码子 参与构成 核糖体
联系 ①组成相同：4种核糖核苷酸 ②来源相同：都由转录产生 ③功能协同：都与翻译有关
[自查自纠]
（1）DNA通常是双链，RNA一般为单链。（　√　）
（2）DNA和RNA都含有核糖。（ ×）
（3）RNA是某些原核生物的遗传物质。（ × ）
互动　探究
1.现有一核酸分子，若从化学组成入手，如何判断其是DNA还是RNA？（不考虑特殊情况）
提示：①根据五碳糖种类判断：若有核糖，一定为RNA；若有脱氧核糖，一定为DNA。②根据含氮碱基种类判断：若含T，一定为DNA；若含U，一定为RNA。③根据含氮碱基的含量判断：若嘌呤数≠嘧啶数，则肯定不是双链DNA。
2.同种生物的不同细胞中，三种RNA的种类相同吗？
提示：同种生物的不同细胞中，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和数量不完全相同，而tRNA、rRNA的种类一般相同。
3.从结构的角度分析，为什么RNA适于作DNA的信使？
提示：①RNA的分子结构与DNA很相似，也是由基本单位——核苷酸连接而成的，也能储存遗传信息。②RNA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。
重点　理解
　DNA与RNA的快速判定
随堂　练习
下列有关DNA和RNA的叙述中，正确的是（　D　）
A.DNA和RNA是同一物质在不同时期的两种形态
B.DNA和RNA的基本组成单位是一样的
C.－AGCTGA－既可能是DNA的碱基序列，也可能是RNA的碱基序列
D.mRNA的碱基序列，取决于DNA的碱基序列，同时又决定蛋白质中氨基酸的序列
解析：DNA和RNA是两类不同的核酸，A项错误；DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，B项错误；T为DNA特有的碱基，所以含有T的核苷酸序列只能是DNA，不可能是RNA，C项错误；DNA上的遗传信息通过转录转移到mRNA上，mRNA通过翻译指导蛋白质的合成，D项正确。
@研习任务二　遗传信息的转录
梳理　教材
[自查自纠]
（1）（2020·全国Ⅲ卷）DNA中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽。（ ×）
（2）（2023·湖南卷）细菌glg基因转录时，RNA聚合酶识别并结合glg基因的启动子并驱动转录。（　√　）
（3）（2020·全国Ⅲ卷）染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子。（　√　）
（4）（2022·河北卷）在解旋酶协助下，RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNA。（ × ）
互动　探究
1.转录时，需要解旋吗？需要解旋酶吗？为什么？
提示：需要解旋，因为DNA双链只有解开螺旋才能为转录提供模板；不需要解旋酶，因为RNA聚合酶本身就兼有解旋的作用。
2.转录时，RNA子链的延伸方向如何？与RNA聚合酶的移动方向一致吗？
提示：5'端→3'端；一致。
3.转录时，RNA子链与其模板链之间进行碱基互补配对，碱基互补配对的方式共有几种？分别是什么？所形成的碱基对共有几种？分别是什么？
提示：4种；A－T、U－A、G －C、C－G；4种；A－U、T－A、G －C和C－G。
4.转录只能形成mRNA一种RNA吗？转录形成的RNA中一定没有氢键吗？
提示：转录可以形成mRNA、tRNA和rRNA等；不一定，转录形成的tRNA中含有氢键。
重点　理解
遗传信息转录的几点总结
（1）转录不是转录整个DNA，而是转录其中的基因，不同种类的细胞，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和数量不同，但tRNA和rRNA的种类一般没有差异。
（2）细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质，穿过0层膜，需要能量。
（3）转录的模板：同一DNA分子中，转录的模板链不是固定的一条。也就是说，可能这个基因的转录是以DNA的这一条链为模板，另一个基因的转录是以同一个DNA的另一条链为模板。
（4）转录时，解开DNA双链的不是解旋酶，而是RNA聚合酶。
（5）RNA聚合酶除能催化氢键断裂外，还有催化核糖核苷酸单体之间形成磷酸二酯键的作用。
（6）转录时，DNA模板链与RNA发生碱基互补配对，配对方式有：G－C、C－G、A－U、T－A。
（7）转录的产物不是只有mRNA，还有rRNA和tRNA。
随堂　练习
（2024·浙江金华第一中学校联考期末）如图是某基因在细胞核内进行表达过程中的某一环节示意图。下列叙述错误的是（　B　）
A.该过程属于真核基因的转录过程
B.延伸过程核苷酸添加至模板链的3'端
C.起始过程RNA聚合酶与启动部位结合
D.终止后RNA须经加工后才能用于翻译
解析：转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，且该过程发生在细胞核内，因此该过程属于真核基因的转录过程，A正确；转录以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，将核苷酸添加至子链的3'端，B错误；转录时RNA聚合酶与基因的启动部位（启动子）结合后开始对基因进行转录，C正确；真核生物转录终止后的RNA为非成熟的RNA，须经加工后才能用于翻译，D正确。
@研习任务三　遗传信息的翻译
梳理　教材
1.翻译的概念
2.碱基与氨基酸之间的对应关系
（1）推测
①如1个碱基决定1个氨基酸，则4种碱基只能决定　4　种氨基酸。
②如2个碱基决定1个氨基酸，则4种碱基只能决定　16　种氨基酸。
③如3个碱基决定1个氨基酸，则4种碱基能决定　64　种氨基酸，这种方式能够满足组成蛋白质的21种氨基酸的需要。
（2）密码子
3.tRNA的结构和功能特点
（1）结构和功能
（2）功能特点：每种tRNA只能识别并转运　一种　氨基酸。
4.翻译的过程
5.翻译能精确进行的2个原因
6.翻译能高效进行的原因
1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。
[自查自纠]
（1）（2023·江苏卷）mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA。（ × ）
（2）（2023·山东卷）rRNA上三个相邻的碱基构成一个密码子。（ × ）
（3）（2023·湖南卷）细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时，核糖体沿glg mRNA以5'端向3'端移动。（　√　）
（4）（2019·浙江4月选考）多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链。（ × ）
互动　探究
1.几乎所有的生物体都共用一套遗传密码。根据这一事实，你能想到什么？
提示：说明当今生物可能有着共同的起源，或生物在本质上是统一的。
2.怎样判断核糖体在mRNA上的移动方向？
提示：根据肽链的长短进行判断，由肽链短的一端向肽链长的一端移动。
3.同一mRNA分子结合的不同核糖体合成的肽链氨基酸序列相同吗？为什么？
提示：相同；因为决定肽链氨基酸序列的mRNA的碱基序列相同，所以同一mRNA分子结合的不同核糖体合成的肽链氨基酸序列相同。
重点　理解
1.真核生物中DNA复制、转录、翻译的比较
项目 复制 转录 翻译
时间 细胞分裂 前的间期 个体生长发育的整个过程
场所 主要在细 胞核中 主要在细 胞核中 细胞质中的 核糖体
模板 DNA的 两条链 DNA的 一条链 mRNA
原料 4种脱氧 核苷酸 4种核糖 核苷酸 21种氨基酸
能量 都需要ATP
酶 解旋酶、DNA 聚合酶等 RNA聚合酶 多种酶
产物 双链DNA 单链RNA 多肽 （或蛋白质）
产物 去向 传递给子细胞 主要通过核孔 进入细胞质　 组成细胞结 构蛋白或功 能蛋白　　
特点 边解旋边复制，半保留复制 边解旋边转录，转录后DNA恢复双螺旋 形成肽链，翻译结束后，mRNA被降解
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
意义 传递遗传信息 表达遗传信息，使生物表现出各种性状
2.翻译过程中多聚核糖体模式图解读
（1）图1表示真核细胞的翻译过程，其中①是mRNA，⑥是核糖体，②③④⑤表示正在合成的4条肽链，具体内容分析如下：
①数量关系：一个mRNA分子可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。
②意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。
③方向：从右向左（见图1），判断依据是肽链的长短，长的翻译在前。
④形成的多条肽链氨基酸序列相同：其原因是有相同的模板mRNA。
（2）图2一般表示原核细胞的转录和翻译过程，图中①是DNA，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA同时进行翻译的过程。
3.遗传信息、密码子、反密码子之间的区别及联系
项目 遗传信息 密码子 反密码子
概念 基因中碱基的排列顺序 mRNA中决定一个氨基酸的3个相邻碱基 tRNA中与密码子互补配对的3个碱基
位置 主要在DNA中 mRNA tRNA
作用 控制生物的性状 直接决定蛋白质中氨基酸序列 识别密码子，转运氨基酸
种类 多样性 64种 多种
联系 ①基因中的碱基序列决定mRNA中的碱基序列。 ②mRNA中的碱基序列与基因模板链中的碱基序列互补。 ③密码子与反密码子的相应序列能互补配对。 ④氨基酸一定由密码子决定；密码子与反密码子并不是一一对应的关系，如终止密码子没有相应的反密码子。 ⑤对应关系如图所示
4.基因表达过程中相关数量计算
（1）DNA（基因）、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系
①图示：
②规律：蛋白质中氨基酸数目＝1/3 mRNA 中碱基数目＝1/6 DNA（或基因）中碱基数目。
③计算公式：蛋白质中肽链数＋肽键数＝氨基酸数＝1/3 mRNA中碱基数＝1/6基因中碱基数。
（2）计算中“最多”和“最少”等的分析
①翻译时，mRNA上的终止密码子一般不决定氨基酸，则mRNA 上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。
②基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。
③在回答问题时应加上“最多”或“最少”等字，如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中最少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。
5.“两看法”巧判真核生物和原核生物基因表达过程
（1）过程图
（2）判断方法
说明：真核细胞的线粒体、叶绿体中也有DNA和核糖体，其转录、翻译也存在同时进行的情况。
随堂　练习
如图是某细胞内遗传信息的传递过程，下列说法正确的是（　C　）
A.图示表示原核细胞中遗传信息的转录和翻译
B.⑤上含有的氨基酸数目与④上含有的密码子数目是一致的
C.参与图示过程的RNA有mRNA、tRNA和rRNA
D.如果终止密码子为UAA，则与该密码子配对的反密码子为AUU
解析：图中①是DNA，②是tRNA，③是氨基酸，④是mRNA，⑤是多肽，⑥是核糖体。图示转录和翻译在时空上是分开的，为真核生物遗传信息的转录和翻译，A错误；④上有终止密码子，终止密码子一般不决定氨基酸，也没有对应的反密码子，⑤上含有的氨基酸数目一般小于④上含有的密码子数目，B、D错误；据图可知，参与图示过程的RNA有mRNA、tRNA和rRNA（构成核糖体），C正确。
@研习任务四　中心法则
梳理　教材
1.提出者：　克里克　。
2.内容
（1）DNA复制：遗传信息从　DNA　流向　DNA　。
（2）转录：遗传信息从　DNA　流向　RNA　。
（3）翻译：遗传信息从　RNA　流向　蛋白质　。
3.发展
发展内容 信息流动 举例
RNA自我复制 遗传信息从　RNA　流向　RNA　 烟草花叶病毒
RNA　逆转录　 遗传信息从　RNA　流向　DNA　 HIV
完善后的中心法则，用图解表示为：
4.生命是物质、能量和信息的统一体
在遗传信息的流动过程中，　DNA、RNA　是信息的载体，　蛋白质　是信息的表达产物，而　ATP　为信息的流动提供能量，可见，生命是物质、能量和信息的统一体。
[自查自纠]
（1）（2021·福建卷）流向DNA的遗传信息来自DNA或RNA。（　√　）
（2）遗传信息只能从DNA流向RNA，进而流向蛋白质。（ × ）
（3）（2022·河北卷）RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键。（　√　）
（4）（2023·广东卷）RNA逆转录现象的发现是对中心法则的补充。（　√　）
互动　探究
1.通过中心法则分析，DNA和RNA产生的途径各有哪些？
提示：DNA产生的途径包括DNA的复制和逆转录。RNA产生的途径包括转录和RNA的复制。
2.各种细胞中都包含中心法则的五个过程吗？为什么？
提示：不是。中心法则的五个过程是各种生物综合的结果。
重点　理解
　“三看”法判断中心法则的各个过程
“一看” 模板 “二看” 原料 “三看” 产物 过程 相关酶
DNA 脱氧核 苷酸 DNA DNA复制 解旋酶、 DNA聚合酶
核糖核 苷酸 RNA 转录 RNA聚合酶
RNA 脱氧核 苷酸 DNA 逆转录 逆转录酶
核糖核 苷酸 RNA RNA复制 RNA复制酶
氨基酸 蛋白质 （多肽） 翻译
随堂　练习
中心法则反映了遗传信息在细胞内的生物大分子间传递的基本法则，RNA病毒的发现丰富了经典中心法则的内容，以下说法正确的是（　C　）
A.人体所有细胞都有①②③过程
B.HIV的病毒颗粒内会发生③④过程
C.①②③④⑤遗传信息传递过程都遵循碱基互补配对原则
D.②过程以基因为单位进行，基因的两条链都可以作为该过程的模板
解析：分析题图：①为DNA复制过程，②为转录过程，③为翻译过程，④为RNA分子复制过程，⑤为逆转录过程。人体内高度分化的细胞不再分裂，不会发生DNA的复制过程，A错误；HIV的③翻译过程发生在宿主细胞内，而不是HIV的病毒颗粒内，B错误；①②③④⑤遗传信息传递过程都遵循碱基互补配对原则，C正确；②转录过程以基因为单位进行，不是两条链都可以作为模板，而是以其中一条链为模板，D错误。
[知识结构]
[主题要点]
1.RNA与DNA在化学组成上的区别是RNA中含有核糖和尿嘧啶，DNA中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶。
2.转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，主要发生在细胞核中，以4种核糖核苷酸为原料。
3.密码子的简并性：绝大多数氨基酸都由多种密码子决定的现象。
4.翻译过程中，mRNA相对静止，核糖体沿着mRNA移动，核糖体移动的方向就是翻译的方向。
5.遗传信息的传递过程中遵循碱基互补配对原则。
6.并非所有的生物都能进行中心法则的5种生理过程。RNA的复制和逆转录只发生在被相应RNA病毒寄生的细胞中。
@课堂小测试
1.下列叙述错误的是（　D　）
A.密码子位于mRNA上，核糖体中的RNA是rRNA
B.一个tRNA分子中只有一个反密码子，而且含有碱基对
C.逆转录酶催化的是RNA→DNA的过程
D.细菌的遗传物质是DNA或RNA
解析：密码子位于mRNA上，核糖体中含有rRNA和蛋白质，A正确；一个tRNA中只含有一个反密码子，但有许多个碱基，而且也有双链的部分，即存在碱基对，B正确；逆转录酶催化的是中心法则中RNA→DNA的过程，C正确；细菌具有细胞结构，细胞生物的遗传物质均是DNA，D错误。
2.某蛋白质由两条肽链组成，共含42个氨基酸，若氨基酸的平均相对分子质量为110，则形成该蛋白质时脱掉的水分子数、该蛋白质的相对分子质量及编码该蛋白质的mRNA的碱基数至少是（　C　）
A.41、3 882、512 B.41、3 882、126
C.40、3 900、126 D.40、3 900、132
解析：氨基酸脱水缩合反应过程中脱去的水分子数＝氨基酸数－肽链数＝42－2＝40个。该蛋白质的相对分子质量＝组成蛋白质的氨基酸的相对分子质量之和－脱去的水的相对分子质量之和＝110×42－18×40＝3 900。编码该蛋白质的mRNA的碱基数至少＝氨基酸数×3＝42×3＝126，C正确。
3.生物的性状主要通过蛋白质来体现，下列关于基因控制蛋白质合成的叙述，正确的是（　C　）
A.基因表达指的就是以mRNA为模板合成蛋白质的过程
B.基因表达的过程发生在细胞核内
C.转录的模板是DNA的一条链，翻译的模板是mRNA
D.一个密码子只决定一种氨基酸，一种氨基酸只由一种tRNA转运
解析：基因的表达包括基因转录形成mRNA以及mRNA被翻译为蛋白质的过程，A错误；基因的表达中转录主要发生在细胞核内，翻译大都发生在细胞质中，B错误；转录时，以DNA的一条链为模板合成RNA，翻译时，以mRNA为模板合成蛋白质，C正确；一个密码子只决定一种氨基酸，但一种氨基酸可能由几种tRNA转运，D错误。
4.（2024·山东泰安第二中学高一校考期中）关于基因表达的过程，下列叙述正确的是（　C　）
A.不同的密码子编码同种氨基酸会增加翻译出错的概率
B.多个核糖体可结合在一个mRNA上共同合成一条多肽链
C.一种氨基酸可由多种tRNA转运
D.翻译过程中，mRNA会沿着核糖体移动，直至读取终止密码子
解析：不同密码子编码同种氨基酸可增强密码子的容错性，A错误；多个核糖体可结合在一个mRNA上分别合成多条相同的多肽链，提高翻译效率，B错误；一种氨基酸可由多个密码子编码，密码子可与tRNA的反密码子碱基互补配对，因此一种氨基酸可由多种不同的tRNA转运，C正确；翻译时核糖体在mRNA上移动，直到核糖体遇到mRNA的终止密码子合成才终止，D错误。
5.下图甲、乙为真核细胞中发生的代谢过程示意图，下列有关说法正确的是（　C　）
甲
乙
A.图甲所示的过程叫作翻译，多个核糖体共同完成1条肽链的合成
B.图乙所示过程叫作转录，转录产物的作用一定是作为图甲中的模板
C.图甲所示过程的方向是从右到左
D.图甲和图乙中都发生了碱基互补配对且碱基互补配对的方式完全相同
解析：图甲为翻译过程，其中①为mRNA，是翻译的模板；②③④⑤为肽链，⑥为核糖体，是翻译的场所；图乙为转录过程，其中DNA单链作为转录模板链，原料是四种核糖核苷酸，酶是RNA聚合酶。图甲所示为翻译过程，每个核糖体都会完成一条肽链的合成，因此多个核糖体能够完成多条相同肽链的合成，A错误；图乙是转录过程，其产物是RNA，包括mRNA、rRNA、tRNA，其中只有mRNA可以作为翻译的模板，B错误；图甲中，根据肽链的长度可知，翻译的方向是从右到左，C正确；图甲和图乙中都发生了碱基互补配对，但两者配对的方式不完全相同，图甲中碱基配对的方式为A－U、U－A、C－G、G －C，图乙中碱基配对的方式为A－U、T－A、C－G、G －C，D错误。
6.许多病毒会使人体患病，下图是一种病毒的基本结构和该病毒进入细胞后复制繁殖的过程。据图回答下列问题。
（1）图甲病毒的主要成分是　蛋白质、核酸（RNA）　。
（2）分析图乙，病毒在生命活动中的一个显著特征是　寄生性　。
（3）图乙中①表示的是　逆转录　过程，通过④过程形成的是　病毒　的RNA。
（4）图丙表示的是生物体内遗传信息的传递过程，在遗传学上称为　中心法则　。请在图乙的①～⑦中选择恰当的序号填入图丙中的括号内。
解析：（1）病毒是非细胞结构的生物，由蛋白质和核酸组成。（2）病毒自身没有能量供给和完整的酶系统，不能独立生活，只有寄生在活细胞内才能生存。（3）由图乙信息可知，①表示由RNA合成DNA的逆转录过程，④过程是转录。病毒RNA逆转录形成双链DNA进入宿主细胞的细胞核，整合到宿主细胞染色体DNA上，再转录形成病毒RNA。（4）图丙表示遗传信息的传递过程，称为中心法则，图中由DNA形成RNA是转录过程，由RNA形成蛋白质是翻译过程，分别对应图乙中的④和⑥。
（4）中心法则　④　⑥
7.抗生素是临床上治疗各种由细菌引起的疾病的特效药，能够有效地抑制细菌蛋白质的合成，而不影响人的蛋白质的合成。抗生素是通过什么机制抑制细菌蛋白质的合成的呢？有人推测是抗生素能抑制细菌DNA的转录过程，而不影响人体DNA的转录过程。请分析回答下列问题。
（1）实验设计的思路：
①设计两组实验（甲、乙两组），体外模拟细菌　①转录　的过程。甲组加适量　抗生素　，乙组加等量无菌水作为　对照　，检测两组实验中　RNA　的生成量。
②设计两组实验（丙、丁两组），体外模拟人体细胞　②转录　的过程。丙组加适量　抗生素　，丁组加等量无菌水，检测两组实验中　RNA　的生成量。
（2）实验结果及结论：
①若甲组　①RNA　的生成量明显少于乙组，则说明抗生素是通过抑制　细菌的转录　来抑制细菌蛋白质合成的。
②若　②丙组的RNA生成量等于丁组的RNA生成量　，则说明抗生素不影响人体DNA的转录过程。
解析：设计实验的基本原则是对照原则，要探究抗生素抑制细菌蛋白质合成的原因是否为抗生素能抑制细菌DNA的转录过程，而不影响人体DNA的转录过程，需要设计四组实验，即体外模拟细菌与人体细胞DNA转录的过程，其中两组加适量抗生素，另外两组加等量无菌水，观察指标是两组实验中RNA的生成量。（1）先设计甲、乙两组实验，体外模拟细菌DNA的转录过程，甲组加适量抗生素，乙组加等量蒸馏水作为对照，检测两组实验中RNA的生成量。再设计丙、丁两组实验，体外模拟人体细胞转录的过程。丙组加适量抗生素，丁组加等量无菌水，检测两组实验中RNA的生成量。（2）实验结果及结论：①若甲组RNA生成量明显少于乙组，则说明抗生素是通过抑制细菌的转录来抑制细菌蛋白质合成的。②若丙组的RNA生成量等于丁组的RNA生成量，说明抗生素不影响人体DNA的转录过程。
第2节　基因表达与性状的关系
素养目标：1.生命观念：结合实例，理解基因表达与性状的关系，明确基因控制性状的两种途径。2.科学探究：通过对实验结果的分析，理解细胞分化的本质是基因的选择性表达。3.科学思维：通过实例分析，理解表观遗传及其产生的原因。4.社会责任：通过分析吸烟会使人体细胞和精子中DNA甲基化水平升高，认识到吸烟有害健康。
@研习任务一　基因表达产物与性状的关系
梳理　教材
1.基因对性状的间接控制
（1）实例
①皱粒豌豆的形成机制：编码淀粉分支酶的基因被插入的一段外来DNA序列打乱→　淀粉分支酶　异常，活性大大降低→　淀粉　合成受阻，含量降低→淀粉含量低的豌豆由于　失水　而皱缩。
②人的白化症状的产生机制：编码　酪氨酸酶　的基因异常→酪氨酸酶不能合成→无法将酪氨酸转变为　黑色素　→皮肤、毛发因缺乏黑色素而出现白化症状。
（2）结论：通过上述实例可以看出，基因可以通过控制　酶的合成　来控制　代谢过程　，进而控制生物体的性状。
2.基因对性状的直接控制
（1）实例
囊性纤维化的发病机制：大约70％的囊性纤维化患者中，编码　CFTR蛋白　（一种转运蛋白）的基因缺失3个碱基→CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，空间结构发生变化→CFTR转运　氯离子　的功能异常→患者支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量生长繁殖，最终使肺功能严重受损。
（2）结论：基因可以通过控制　蛋白质的结构　直接控制生物体的性状。
[自查自纠]
（1）基因都是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状的。（ × ）
（2）人白化病的成因是控制酪氨酸酶的基因异常，导致酪氨酸酶不能合成。（　√　）
互动　探究
1.人类白化病和老年人头发都会变白，二者的原理有什么不同？
提示：白化病是因为编码酪氨酸酶的基因异常，缺少酪氨酸酶，进而导致患者不能合成黑色素；老年人头发变白是控制黑色素合成的酪氨酸酶活性降低造成的。
2.囊性纤维化患者肺功能严重受损，其患病的直接原因和根本原因分别是什么？
提示：囊性纤维化的直接原因是CFTR蛋白结构异常；根本原因是编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基。
重点　理解
基因、蛋白质和性状的关系
随堂　练习
有科学家深入研究发现，着色性干皮病是一种常染色体隐性遗传病，此病是由患者体内缺乏DNA修复酶，DNA损伤后不能修复而引起的。这说明一些基因（　C　）
A.通过控制酶的合成，从而直接控制生物性状
B.通过控制蛋白质分子结构，从而直接控制生物性状
C.通过控制酶的合成控制代谢过程，从而控制生物的性状
D.可以直接控制生物性状，发生突变后生物性状随之改变
解析：着色性干皮病是由患者体内缺乏DNA修复酶，DNA损伤后不能修复引起的，这说明一些基因通过控制酶的合成控制代谢过程，从而控制生物的性状。
@研习任务二　基因的选择性表达与细胞分化
梳理　教材
细胞分化是基因选择性表达的结果
[自查自纠]
（1）在一个细胞中所含的全部基因都一定表达。（ × ）
（2）基因的选择性表达与基因表达的调控有关。（　√　）
互动　探究
分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果
科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞（有细胞核）和胰岛细胞，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示：
检测的 3种细胞 卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因 卵清蛋白 mRNA 珠蛋白 mRNA 胰岛素 mRNA
输卵管 细胞 ＋＋＋ ＋ － －
红细胞 ＋＋＋ － ＋ －
胰岛 细胞 ＋＋＋ － － ＋
说明：“＋”表示检测发现相应的分子，“－”表示检测未发现相应的分子。
（1）这3种细胞合成的蛋白质种类有何差别？
（2）3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因，但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？
提示：（1）输卵管细胞能合成卵清蛋白，不能合成珠蛋白和胰岛素；红细胞能合成珠蛋白，不能合成卵清蛋白和胰岛素；胰岛细胞能合成胰岛素，不能合成卵清蛋白和珠蛋白。
（2）同一生物体内的不同种细胞，所含有的基因没有差异，但基因的表达存在着选择性。
重点　理解
1.根据“图示法”理解基因表达的作用
（1）基因表达控制着生物的性状：生物的某种性状可能由一个基因控制，也可能由多个基因同时控制；基因是遗传物质的基本单位，具有一定的独立性，一个基因的表达可以不受其他基因的影响。
①性状C受基因A和B的控制，如图：
②基因A控制性状B和性状C，如图：
（2）基因表达决定了细胞的分化：基因在一个个体细胞中不是全部都表达，有的基因只在特定的细胞中表达，即细胞分化的实质是基因的选择性表达。如图所示：
2.细胞分化
3.“四看”法判断细胞分化
（1）“管家基因”是指在所有细胞中均要稳定表达的一类基因，其产物是维持细胞基本生命活动所必需的。
（2）“奢侈基因”是指在某类型细胞中特异性表达的基因，奢侈基因的产物赋予各种类型细胞特定的形态结构特征与功能。
随堂　练习
细胞中存在两种类型的基因，一类是管家基因，是指在所有细胞中均要表达的基因；还有一类是奢侈基因，是指在某类型细胞中特异性表达的基因，下列表述不合理的是（　B　）
A.催化A家基因指导合成的
B.在同一个体的不同细胞中存在着特定的奢侈基因
C.组成管家基因和奢侈基因的脱氧核苷酸种类相同
D.奢侈基因的特异性表达可赋予细胞特定的功能
解析：同一个体所有体细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂形成的，都含有相同的基因，但奢侈基因只在特定的组织细胞内表达，B错误。
@研习任务三　表观遗传
梳理　教材
1.实例分析
（1）柳穿鱼花的形态结构的遗传
项目 柳穿鱼植株A 柳穿鱼植株B
性状表现 开两侧对称花 开辐射对称花
Lcyc基因 测序结果 植株A和植株B碱基组成及序列一样，没有差异
Lcyc基因表 达情况检测 表达 　不表达　
Lcyc基因甲 基化检测 与植株A相比，植株B的Lcyc基因高度　甲基化　
杂交实验 植株A与植株B杂交，F1开两侧对称花，F1自交的F2中绝大部分植株开两侧对称花，少部分植株开辐射对称花
（2）小鼠毛色的遗传（将纯种黄色体毛小鼠与纯种黑色体毛小鼠杂交）
子一代小鼠基因型 子一代均为Avya
子一代小鼠表型 不同小鼠表现出介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型
Avy基因甲基化检测 毛色越深的小鼠，Avy基因甲基化程度越　高　
根据上述两个实例分析，DNA的甲基化将会　抑制　该基因的表达，从而影响生物的性状。DNA的甲基化是　能　（填“能”或“不能”）遗传给下一代的。
2.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，叫作表观遗传。
3.类型
除了DNA甲基化，构成染色体的　组蛋白　发生甲基化、　乙酰化　等修饰也会影响基因的表达。
4.吸烟与人体健康的关系
吸烟会使人的体细胞内DNA的　甲基化　水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响等。
[自查自纠]
（1）表观遗传现象比较少见，不能普遍存在于生物体整个生命活动过程中。（ × ）
（2）表观遗传现象中基因的碱基序列发生了可遗传的变化。（ × ）
互动　探究
结合教材“思考·讨论：柳穿鱼花的形态结构和小鼠毛色的遗传”提供的资料，回答下列问题：
（1）资料1中植株A和植株B的花的形态不同是基因不同导致的，还是基因的表达不同导致的？
（2）导致植株B中Lcyc基因不表达的原因是什么？
（3）分析资料1，F1的花为什么与植株A的相似？在F2中，为什么有些植株的花与植株B的相似？
（4）Lcyc基因的高度甲基化修饰能够遗传吗？判断的理由是什么？
（5）资料2中，F1小鼠的基因型都是Avya，小鼠毛色为什么不是黄色而是表现出介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型？
（6）资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点？
提示：（1）植株A与植株B的花的形态不同是基因的表达不同导致的。
（2）植株B的Lcyc基因被高度甲基化了。
（3）F1植株同时含有来自植株A和植株B的Lcyc基因。植株A的Lcyc基因能够表达，表现为显性；植株B的Lcyc基因由于被高度甲基化，基因表达受到抑制，表现为隐性。因此，同时含有这两个基因的F1的花与植株A的相似。F1自交后，F2中有少部分植株含有两个来自植株B的Lcyc基因，由于该基因被高度甲基化，基因表达受到抑制，因此，这部分植株的花与植株B的相似。
（4）能；因为F2中一部分植株的花与植株B的相似，说明Lcyc基因的高度甲基化修饰能够遗传。
（5）因为小鼠的Avy基因的前端有多个可发生DNA甲基化修饰的位点，当这些位点甲基化后，Avy基因的表达就受到抑制，并且甲基化程度越高，受到的抑制越明显，小鼠体毛的颜色就越深。
（6）资料1和资料2展示的遗传现象都表现为基因的碱基序列保持不变，但基因的表达受到抑制，因此性状发生改变，而且这种改变可以遗传。
重点　理解
1.表观遗传调控基因表达的方式
（1）DNA修饰：DNA共价结合一个修饰基团，使具有相同序列的等位基因处于不同的修饰状态。
（2）组蛋白修饰：通过对组蛋白修饰或改变组蛋白的构象实现对基因表达的调控。
（3）非编码RNA的调控：RNA可通过某些机制实现对基因转录的调控以及对基因转录后的调控，如RNA干扰。
2.表观遗传的理解和解题方法
（1）
（2）比较表观遗传与基因控制的生物体性状的遗传
项目 表观遗传 基因控制的遗传
控制性状的方式 甲基化等影响基因表达 是否含有相应的基因
碱基序列 不变 改变
是否可以传递给下一代 可以 可以
（3）表观遗传的解题方法
①为了区分甲基化的基因和正常基因，可以做个标注，如正常基因为A，甲基化的基因用A°等方式表示，然后就可以按照正常的遗传解题方式进行解题了。
②当甲基化的基因和正常基因都存在时，生物性状一般表现出正常基因控制的性状。
随堂　练习
下列关于表观遗传的叙述，错误的是（　C　）
A.表观遗传能够使生物体在基因的碱基序列不变的情况下发生可遗传的性状改变
B.生物体部分碱基发生甲基化修饰，可对表型产生影响，属于表观遗传
C.我国古代记载的“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳”，这种现象可以用表观遗传进行解释
D.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中
解析：C项所述为环境因素对性状的影响，不可遗传，不能用表观遗传进行解释。
@研习任务四　基因与性状之间的关系
梳理　教材
1.基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系
（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。
2.性状是基因和环境共同作用的结果
（1）生物体的性状不完全由基因决定，　环境　对性状也有着重要影响。如后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。
（2）基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的　相互作用　，形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。
[自查自纠]
（1）基因与性状的关系是一一对应的。（ × ）
（2）生物体的一种性状有时受多个基因的影响。（　√　）
互动　探究
牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图：
（1）牵牛花的颜色是只由一对基因控制的吗？
（2）牵牛花的颜色还与细胞中的pH有关，这说明什么？
（3）牵牛花的叶肉细胞中是否也含有基因①②③？也能全部表达吗？
提示：（1）不是。牵牛花的颜色由多对基因共同控制。
（2）生物体的性状也受环境影响。
（3）牵牛花的叶肉细胞中也含有基因①②③；但是由于细胞分化，基因进行选择性表达，这3个基因不一定能够全部表达。
重点　理解
1.基因控制性状受到环境的影响，生物性状是基因型和环境条件共同作用的结果。
2.基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，共同调控着生物体的性状。
随堂　练习
（2024·四川成都高一期中）下列关于基因与性状关系的叙述，错误的是（　D　）
A.基因与性状之间并不都是一一对应的关系
B.基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
C.生物体的性状是由基因决定的，但会受到环境等因素的影响
D.若基因的碱基序列保持不变，表型不会发生可遗传的变化
解析：“若基因的碱基序列保持不变，表型不会发生可遗传的变化”，该叙述与表观遗传的定义相矛盾，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，D错误。
[知识结构]
[主题要点]
1.生物体的性状受DNA或RNA控制，但靠蛋白质来体现。
2.基因对性状的控制有两条途径：一是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；二是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
3.同一生物的不同类型的细胞中，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和数量不完全相同，但tRNA、rRNA的种类一般相同。
4.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，有些基因可决定或影响多个性状，一个性状也可受多个基因的影响。
5.生物体的性状是由基因和环境条件共同决定的。
6.表观遗传普遍存在于生物体整个生命活动过程中。
@课堂小测试
1.（2024·浙江高二统考期末）视网膜病变是糖尿病常见并发症之一。高血糖环境中，在DNA甲基转移酶催化下，视网膜细胞中线粒体DNA的碱基甲基化水平升高，引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常。下列叙述正确的是（　B　）
A.甲基化改变了线粒体DNA碱基序列
B.线粒体DNA在复制时遵循碱基互补配对原则
C.DNA高度甲基化可抑制RNA聚合酶与起始密码子结合
D.患者视网膜细胞线粒体DNA高甲基化水平可直接传给子代
解析：甲基化并没有改变线粒体DNA碱基序列，A错误；线粒体DNA也是双螺旋结构，在复制时也遵循碱基互补配对原则，B正确；DNA高度甲基化可抑制RNA聚合酶与启动子结合，C错误；视网膜细胞属于体细胞，其线粒体DNA碱基甲基化不会遗传给后代，D错误。
2.下列关于基因对性状控制的叙述，错误的是（　D　）
A.白化病患者缺乏酪氨酸酶，体现了基因通过控制酶的合成间接控制生物体性状
B.同一株水毛茛在空气和水中的叶形不同，体现了性状由基因和环境共同决定
C.原发性高血压与多对基因表达产物有关，体现了基因与基因共同作用控制性状
D.抗生素阻止细菌内tRNA和mRNA的结合，体现了基因产物通过影响转录而影响性状
解析：白化病患者由于缺乏酪氨酸酶而影响了黑色素的合成，进而导致出现白化症状，体现了基因通过控制酶的合成间接控制生物体的性状，A正确；同一株水毛茛的细胞内遗传物质相同，但是在空气和水中的叶形不同，体现了性状由基因和环境共同决定，B正确；原发性高血压与多对基因表达产物有关，体现该性状与多对基因有关，因此该性状体现了基因与基因共同作用控制性状，C正确；抗生素阻止细菌内tRNA和mRNA的结合，体现了基因产物通过影响翻译的过程而影响性状，D错误。
3.细胞分化是基因选择性表达的结果，下列关于基因的选择性表达的叙述正确的是（　B　）
A.不同的体细胞中表达的基因全不相同
B.基因的“沉默”可能与转录、翻译有关
C.去除细胞中不表达的基因，不影响细胞的全能性
D.在受精卵中，所有的基因都处于表达状态
解析：不同的体细胞中表达的基因有的相同，如细胞呼吸酶基因都表达，A错误；基因的“沉默”可能与基因的转录或翻译有关，B正确；细胞具有全能性的原因是细胞中含有该生物体全套的遗传物质，若去除部分基因，则影响细胞的全能性，C错误；在受精卵中，并非所有的基因都处于表达状态，如血红蛋白基因在受精卵中不表达，D错误。
4.（2024·重庆高二校联考期末）遗传学家曾做过这样的实验：果蝇幼虫正常的培养温度为25 ℃，将刚孵化的残翅果蝇幼虫放在31 ℃的环境中培养，得到了一些翅长接近正常的果蝇成虫，这些翅长接近正常的果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是残翅果蝇。下列分析中，正确的是（　D　）
A.果蝇的正常翅和残翅是由环境温度来决定的
B.残翅受显性基因控制，其性状不一定得到表现
C.残翅果蝇幼虫基因的碱基序列保持不变但表型发生了变化，符合表观遗传
D.翅长接近正常的果蝇的出现，可能与发育过程中某些酶的活性改变有关
解析：果蝇的正常翅和残翅是由基因型和环境温度共同决定的，A错误；由题干信息无法得知残翅受显性基因控制，B错误；残翅果蝇幼虫基因的碱基序列保持不变，是由于受到环境温度的影响，其表型发生了变化，但该表型不能遗传，不符合表观遗传，C错误；分析题意，果蝇幼虫正常的培养温度为25 ℃，将刚孵化的残翅果蝇幼虫放在31 ℃的环境中培养，得到了一些翅长接近正常的果蝇成虫，这些翅长接近正常的果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是残翅果蝇，由此可知，翅长接近正常的果蝇的出现，可能与发育过程中某些酶的活性改变有关，D正确。
5.如图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径。请根据图示回答下列问题：
（1）缺乏酶　⑤　会导致人患白化病。
（2）尿黑酸在人体内积累会使人的尿液中含有尿黑酸，这种尿液暴露在空气中会变成黑色，这种症状称为尿黑酸症。缺乏酶　③　会使人患尿黑酸症。
（3）导致苯丙酮尿症的直接原因是患者的体细胞中缺少酶　①　，致使体内的苯丙氨酸不能沿正常途径转变为酪氨酸，只能转变为苯丙酮酸。
（4）从以上实例可以看出，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。
解析：图示表示人体内苯丙氨酸的代谢途径，其中酶①能将苯丙氨酸转化为酪氨酸，若缺乏酶①，苯丙酮酸积累过多会引起苯丙酮尿症；酶②能将酪氨酸转化为尿黑酸；酶③能将尿黑酸转化为乙酰乙酸；酶④能将乙酰乙酸分解为二氧化碳和水；酶⑤能将酪氨酸转化为黑色素。（1）由题图可知，缺乏酶⑤会导致人患白化病。（2）尿黑酸在人体内积累会使人的尿液中含有尿黑酸，这种尿液暴露在空气中会变成黑色，这种症状称为尿黑酸症。由图可知，缺乏酶③会使人患尿黑酸症。（3）由题图可知，如果人体细胞中缺少酶①，致使体内的苯丙氨酸不能沿正常途径转变为酪氨酸，只能转变为苯丙酮酸，苯丙酮酸随尿排出，会患苯丙酮尿症。（4）从以上实例可以看出，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。
章末整合
@体系构建　思想建模
@研究考题　有的放矢　
1.（2023·全国乙卷）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（　A　）
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
解析：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”，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；据题意可知，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甲，②符合题意；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符合题意，A正确。
2.（2023·湖南卷）细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子，也可结合非编码RNA分子CsrB，如图所示。下列叙述错误的是（　C　）
A.细菌glg基因转录时，RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录
B.细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时，核糖体沿glg mRNA从5'端向3'端移动
C.抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成
D.CsrA蛋白都结合到CsrB上，有利于细菌糖原合成
解析：基因转录时，RNA聚合酶识别并结合到基因的启动子区域从而启动转录，A正确；基因表达中的翻译是核糖体沿着mRNA的5'端向3'端移动，B正确；由题图可知，抑制CsrB基因转录会使CsrB的RNA减少，使CsrA更多地与glg mRNA结合形成不稳定构象，导致核糖核酸酶会降解glg mRNA，而glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用，故抑制CsrB基因的转录能抑制细菌糖原合成，C错误；由题图及C选项分析可知，若CsrA都结合到CsrB上，则没有CsrA与glg mRNA结合，从而使glg mRNA不被降解而正常发挥作用，有利于细菌糖原的合成，D正确。
3.（2023·浙江6月选考）叠氮脱氧胸苷（AZT）可与逆转录酶结合并抑制其功能。下列过程可直接被AZT阻断的是（　D　）
A.复制 B.转录 C.翻译 D.逆转录
解析：题中显示，叠氮脱氧胸苷（AZT）可与逆转录酶结合并抑制其功能，而逆转录过程需要逆转录酶的催化，因而叠氮脱氧胸苷（AZT）可直接阻断逆转录过程，而复制、转录和翻译过程均不需要逆转录酶，即D正确。
4.（2023·江苏卷）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（　D　）
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tRNA
D.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
解析：tRNA分子存在空间折叠，局部双链之间通过碱基对相连，A错误；反密码子为5'－CAU－3'的tRNA只能与密码子3'－GUA－5'配对，只能携带一种氨基酸，B错误；mRNA中的终止密码子一般不编码氨基酸，核糖体读取到终止密码子时翻译结束，终止密码子没有相应的tRNA结合，C错误；由题知，在密码子第3位的碱基A、U或C均可与反密码子第1位的I配对，增加了反密码子与密码子识别的灵活性，提高了容错率，有利于保持物种遗传的稳定性，D正确。
5.（2023·浙江1月高考）基因启动子区发生DNA甲基化可导致基因转录沉默。研究表明，某植物需经春化作用才能开花，该植物的DNA甲基化水平降低是开花的前提。用5－azaC处理后，该植株开花提前，检测基因组DNA，发现5'胞嘧啶的甲基化水平明显降低，但DNA序列未发生改变，这种低DNA甲基化水平引起的表型改变能传递给后代。这种DNA甲基化水平改变引起表型改变，属于（　D　）
A.基因突变 B.基因重组 C.染色体变异 D.表观遗传
解析：表观遗传是指基因的碱基序列不发生变化，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型却发生了改变，如DNA的甲基化。
6.（2023·浙江1月高考）核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时，多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体（如图所示）。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译，移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是（　B　）
A.图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的3'端向5'端移动
B.该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对
C.图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译
D.若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化
解析：图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的5'端向3'端移动，A错误；该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，tRNA通过识别mRNA上的密码子携带相应氨基酸进入核糖体，B正确；图中5个核糖体相继结合到mRNA上，从识别到起始密码子开始进行翻译，识别到终止密码子结束翻译，并非是同时开始同时结束，C错误；若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目可能会减少，D错误。
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