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第21讲 基因的表达、基因与性状的关系
目 录
01考情解码·考点定标 2
02体系构建·思维领航 3
03考点突破·考向探究 3
考点一 遗传信息的转录和翻译 3
知识点1 RNA的结构、种类和功能 3
知识点2 遗传信息的转录 4
知识点3 遗传信息的翻译 4
知识点4 遗传信息、密码子与反密码子之间的联系 5
考向1 转录和翻译 7
考向2 遗传信息、密码子、反密码子的分析与判断 8
考点二 中心法则的提出及其发展 10
知识点1 遗传信息的传递过程 10
知识点2 几个重要过程的比较 11
考向1 中心法则的提出及其发展 12
考点三 基因表达产物与性状的关系 14
知识点1 基因控制生物性状的途径 14
知识点2 细胞分化 15
知识点3 表观遗传 15
考向1 基因表达产物与性状的关系 17
考向2 表观遗传现象 19
重难点透析 真、原核细胞基因的表达 21
04真题感知·命题洞见（含2025年高考真题） 22
05 学以致用·能力提升 28
一、教材知识链接 28
二、教材深挖拓展 29
三、新情境（表观遗传的几种类型） 29
考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年
遗传信息的转录和翻译 选择题 非选择题 重庆卷T11，3分 湖北卷T16,2分 江苏卷T6,2分
基因表达产物与性状的关系 选择题 非选择题 云南卷T6,3分 山东卷T15，3分 湖南卷T8,3分
表观遗传 选择题 非选择题 河南T14,3分 甘肃卷T6,3分 湖北卷T13,2分
考情分析： 1．从命题题型和内容上看，本章知识点在选择题和非选择题中均有考查，是常考内容。主要从以下几方面考查：转录和翻译的场所和过程、遗传物质的具体传递过程及特点、基因表达与性状的关系等。 2．从命题思路上看，从以下几个方面进行考查 (1)以真实科研案例或生活现象为背景，考查基因表达如何受环境因素的影响，或探究基因表达异常导致性状的变化。 (2)结合具体情境，让学生运用基因表达的知识解释生命现象，体现知识迁移能力。
复习目标： 1.掌握遗传信息的传递过程，从分子水平阐述生命的延续性，理解生命的延续和发展规律。(生命观念) 2．通过遗传信息传递过程中的相关数量计算，培养逻辑推理与分析计算能力。(科学思维) 3.通过实例分析基因与性状的关系、细胞分化与基因表达的关系及表观遗传现象。(生命观念) 4．通过分析吸烟会使DNA甲基化水平升高，认识到吸烟有害健康。(社会责任)
考点一 遗传信息的转录和翻译
知识夯基
知识点1 RNA的结构、种类和功能
元素组成：C、H、O、N、P
基本单位：核糖核苷酸
3.种类及功能：
（1）信使RNA（mRNA）：合成蛋白质的直接模板。
（2）转运RNA（tRNA)：识别密码子，转运氨基酸。（提醒：tRNA为单链，但含有氢键）
（3）核糖体RNA（rRNA)：与蛋白质构成核糖体。
4.结构：一般是单链，长度比DNA短；能通过核孔从细胞核转移到细胞质。
【名师提醒】
教材隐性知识：必修2 P67“图4－6”：tRNA含有(填“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA分子中不是(填“是”或“不是”)只有3个碱基。
知识点2　遗传信息的转录
1.概念：在细胞核中，以DNA双链中的一条链为模板，以四种核糖核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程称为转录。
2.场所：真核生物的转录主要发生在细胞核内，原核生物的转录发生在细胞质内。（提醒：线粒体、叶绿体也可以发生转录过程）
3.过程：（提醒：RNA聚合酶可以对DNA解旋）
4.产物：　信使RNA　、　核糖体RNA　、　转运RNA　。
【易错提醒】
（1）遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程不需要解旋酶。
（2）一个基因转录时以基因的一条链为模板，一个DNA分子上的所有基因的模板链不一定相同。
（3）转录方向的判定方法：已合成的mRNA释放的一端（5'-端）为转录的起始方向。
知识点3　遗传信息的翻译
1.定义：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，这一过程叫作翻译。
2.场所：核糖体。
3.条件：模板mRNA、氨基酸、ATP、酶、tRNA
4.过程：
（1）mRNA进入细胞质与核糖体结合后，携带甲硫氨酸的tRNA通过与碱基AUG互补配对，进入位点1。
（2）携带另一个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2。
（3）甲硫氨酸通过与位点2上的氨基酸形成肽键而转移到占据位点2的tRNA上。
（4）核糖体读取下一个密码子，原占据位点1的tRNA离开核糖体，核糖体移动，使占据位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。
（5）就这样，随着核糖体的移动，tRNA以上述方式将携带的氨基酸输送过来，以合成肽链。直到核糖体遇到mRNA的终止密码子，合成才告终止。（提醒：核糖体沿着mRNA移动合成肽链）
5.产物：肽链蛋白质。
【易错提醒】
遗传信息传递过程中都遵循碱基互补配对原则，真核生物中能进行碱基互补配对的场所有4个，即细胞核、叶绿体线粒体、核糖体。　
知识点4　遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
1.相关概念及联系
2.数量关系
（1）密码子有64种，不同生物共用一套遗传密码。
（2）有2种起始密码子：在真核生物中AUG作为起始密码子；在原核生物中，GUG也可以作为起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。
（3）有3种终止密码子：UAA、UAG、UGA。正常情况下，终止密码子不编码氨基酸，仅作为翻译终止的信号，但在特殊情况下，终止密码子UGA可以编码硒代半胱氨酸。
（4）通常一种密码子决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。
（5）每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并)，可由一种或几种tRNA转运。
3．模型解读——多聚核糖体
(1)图中c所指的3条链最终的氨基酸序列相同，因为这3条链的模板相同(均为a)。（提醒：3个核糖体各合成一条肽链）
(2)图中信息显示，一条mRNA分子上可结合多个核糖体，其意义是少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。
(3)图中核糖体移动的方向为由左向右。（提醒：从肽链短的一侧向肽链长的一侧移动）
【易错提醒】
启动子和终止子均为DNA片段，起始密码子和终止密码子均为mRNA上三个相邻的碱基。
【名师提醒】
教材隐性知识：必修2 P67“思考·讨论”：几乎所有的生物体都共用一套密码子，这体现了密码子的通用性，说明当今生物可能有着共同的起源。
【易错辨析】
(1)碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同。(2024·贵州卷，7D)(×)
　由于密码子的简并，碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同。
(2)tRNA分子内部不发生碱基互补配对。(2023·江苏卷，6A)(×)
　tRNA分子内部局部双链区存在碱基互补配对。
(3)mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA。(2023·江苏卷，6C)(×)
　终止密码子不能决定氨基酸，不能结合tRNA。
(4)tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成。(2020·全国卷Ⅲ，3C)(×)
　二者都是单链结构。
(5)细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽。(2020·全国卷Ⅲ，1B)(×)
　转录可产生mRNA、tRNA、rRNA等，其中tRNA和rRNA不能编码多肽。
(6)多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链。(2019·浙江4月选考，22C)(×)
　合成多条多肽链。
(7)携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合。(2019·海南卷，20C)(×)
　携带第一个氨基酸的tRNA与核糖体的位点1结合，其他都先与核糖体的位点2结合再进入位点1。
考向研析
考向1 转录和翻译
例1．科研人员发现，某病毒的DNA复制方式特殊：其DNA为环状，复制时无需解旋酶，而是依赖一种“末端蛋白”结合在DNA复制起点，直接引发子链合成。此外，该病毒基因转录出的mRNA可直接翻译。加入物质C后，病毒DNA不能开始复制，且宿主细胞核糖体无法与病毒mRNA结合。下列相关叙述错误的是（　　）
A．该病毒DNA复制无需解旋酶，可能因“末端蛋白”可替代解旋酶的功能
B．该病毒DNA复制除了需要依赖“末端蛋白”，可能还需要DNA聚合酶
C．物质C可能抑制了病毒末端蛋白的功能，导致DNA复制无法起始
D．核糖体无法与病毒mRNA结合，表明物质C抑制了宿主细胞的转录过程
【答案】D
【解析】A、已知该病毒DNA复制时无需解旋酶，而是依赖“末端蛋白”结合在DNA复制起点引发子链合成，所以推测“末端蛋白”可能替代解旋酶的功能，A正确；
B、DNA复制过程中需要将单个的脱氧核苷酸连接成子链，这一过程需要DNA聚合酶的催化，所以该病毒DNA复制除了依赖“末端蛋白”，可能还需要DNA聚合酶，B正确；
C、因为加入物质C后病毒DNA不能开始复制，而“末端蛋白”结合在DNA复制起点引发子链合成，所以推测物质C可能抑制了病毒末端蛋白的功能，导致DNA复制无法起始，C正确；
D、核糖体无法与病毒mRNA结合，表明物质C可能抑制了宿主细胞的翻译过程，而不是转录过程，转录是DNA形成mRNA的过程，与核糖体和mRNA的结合无关，D错误。
故选D。
【变式训练1·变考法】某生物体内遗传信息的传递和表达过程分别如图①~③。下列叙述错误的是（　　）
A．以α链为模板合成的子链半不连续的原因是酶2只能从5'端→3'端合成新链
B．③中mRNA上的终止密码子没有反密码子与之配对
C．酶3使DNA双链打开，是mRNA合成的必要条件
D．①②过程均遵循碱基互补配对原则，酶1和酶3是同一种酶
【答案】D
【解析】A、在DNA复制过程中，以α链为模板合成的子链半不连续，原因是DNA聚合酶（酶2）只能从5'端→3'端合成新链，由于DNA的两条链是反向平行的，所以其中一条链的合成是连续的，另一条链的合成是不连续的，A正确；
B、终止密码子不编码氨基酸，没有对应的tRNA，所以mRNA上的终止密码子没有反密码子与之配对，B正确；
C、酶3是RNA聚合酶，在转录过程中，RNA聚合酶可以使DNA双链打开（解旋），以其中一条链为模板合成mRNA，所以酶3使DNA双链打开是mRNA合成的必要条件，C正确；
D、①是DNA复制过程，②是转录过程，这两个过程都遵循碱基互补配对原则，酶1和酶3不是同一种酶，酶1是解旋酶，酶3是RNA聚合酶，D错误。
【变式训练2·变载体】脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的单链DNA分子。下图为10-23型脱氧核酶与靶RNA结合并进行定点切割的示意图。切割位点在一个未配对的嘌呤核苷酸（图中R所示）和一个配对的嘧啶核苷酸（图中Y所示）之间，图中字母均代表由相应碱基构成的核苷酸。下列有关叙述正确的是（ ）
A．脱氧核酶的作用过程受温度的影响
B．图中Y与两个R之间通过氢键相连
C．脱氧核酶与靶RNA之间的碱基配对方式有两种
D．利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的转录过程
【答案】A
【解析】A、脱氧核酶的本质是DNA，温度会影响脱氧核酶的结构，从而影响脱氧核酶的作用，A正确；
B、由图示可知，靶RNA中的Y与R之间通过磷酸二酯键相连，两条链配对过程中Y与R之间通过氢键相连，B错误；
C、脱氧核酶的本质是DNA，与靶RNA之间的碱基配对方式有A-U、T-A、G-C、C- G四种，C错误；
D、mRNA是翻译的模板，利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的翻译过程，D错误。
考向2 遗传信息、密码子、反密码子的分析与判断
例2．下列有关遗传信息、密码子和反密码子的叙述正确的是（ ）
A．在翻译过程中，tRNA分子的—OH端与相应的氨基酸结合
B．每种氨基酸仅由一种密码子编码，称为密码子的简并性
C．一个tRNA上的反密码子可与mRNA上的多种密码子配对
D．mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子
【答案】A
【解析】A、在翻译过程中，tRNA分子的-OH端与相应的氨基酸结合，携带氨基酸参与翻译过程，A正确；
B、密码子的简并性是指一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码，而不是每种氨基酸仅由一种密码子编码，B错误；
C、一个tRNA上的反密码子只能与mRNA上的一种特定密码子配对，遵循碱基互补配对原则，C错误；
D、mRNA上的终止密码子没有对应的反密码子，不能编码氨基酸，起终止翻译的作用，D错误。
【变式训练1·变考法】次黄嘌呤（I）是一种稀有碱基，常作为反密码子的第1个碱基，可与密码子的第3个碱基A或U或C配对，这种现象称为密码子的摆动性。已知AUC是异亮氨酸的一种密码子。相关叙述正确的是（　　）
A．翻译过程从mRNA的启动子开始，由RNA聚合酶催化
B．mRNA上的每个密码子都能结合相应的tRNA
C．含有反密码子GAU和IAU的tRNA，都能携带异亮氨酸进入核糖体合成多肽链
D．摆动性增加了反密码子与密码子识别的灵活性，提高了突变频率
【答案】C
【解析】A、翻译过程起始于核糖体识别mRNA的起始密码子，而启动子是RNA聚合酶结合并启动转录的DNA区域，RNA聚合酶催化转录而非翻译，A错误；
B、终止密码子（如UAA、UAG、UGA）不编码氨基酸，没有对应的tRNA与之结合，因此并非所有密码子都能结合tRNA，B错误；
C、密码子AUC的第三个碱基为C。反密码子GAU（与AUC互补配对）和IAU（I可配对C）均能识别AUC，故携带异亮氨酸的两种tRNA均可参与翻译，C正确；
D、摆动性增强了密码子与反密码子配对的灵活性，但突变频率由DNA复制错误或外界因素决定，与摆动性无关，D错误。
【变式训练2·变载体】下图所示为遗传信息的翻译过程，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分子的合成过程不属于转录
B．编码起始密码子的启动子位于基因模板链的5'端
C．一种密码子至少决定一种氨基酸，而一种tRNA只能携带一种氨基酸
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
【答案】D
【解析】A、tRNA分子也是通过转录过程产生的，A错误；
B、启动子位于模板链的3'端，启动子是转录起始的位置，不编码起始密码子，B错误；
C、终止密码子一般没有对应的氨基酸，一种tRNA只能携带一种氨基酸，C错误；
D、由题知，在密码子第3位的碱基A、U或C可与反密码子第1位的I配对，这种摆动性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。
考点二 中心法则的提出及其发展
知识夯基
知识点1 遗传信息的传递过程
1.提出者：克里克。
2.补充后的内容图解：
①DNA的复制；②转录；③翻译；④RNA的复制；⑤逆转录。（提醒：④⑤在病毒体内发生）
3.不同生物中心法则表达式:
①以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递(DNA病毒及细胞生物)
②具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)
③具有逆转录功能的RNA病毒(如HIV)
④高度分化的细胞遗传信息的传递（提醒：高度分化细胞不在分裂，不存在DNA的复制过程）
DNARNA蛋白质
4.生命是物质、能量和信息的统一体：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。
知识点2 几个重要过程的比较
DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较
项目 DNA复制 转录 翻译 逆转录 RNA复制
场所 主要细胞核 主要细胞核 核糖体 宿主细胞 宿主细胞
模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA RNA RNA
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 21种氨基酸 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸
酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 缩合反应的酶 逆转录酶 RNA聚合酶
能量 ATP提供
碱基互补配对原则 G－C、C－G
A－T、T－A A－U、T－A A－U、U－A A－T、U－A A－U、U－A
产物 两个子代DNA RNA 多肽链 DNA RNA
信息 传递 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋白质 RNA→DNA RNA→RNA
考向研析
考向1 中心法则的提出及其发展
例1.丙肝病毒（HCV）是一种正链RNA（+RNA）病毒，主要侵染肝细胞，引发肝炎，其增殖过程如图所示。核苷酸类似物PSI797能够抑制HCV的增殖。下列说法错误的是（　　）
A．图示过程①②③中所涉及的碱基配对的方式相同
B．HCV的“+RNA”中含有编码氨基酸的密码子
C．过程①消耗的嘧啶核苷酸数和过程②消耗的嘧啶核苷酸数相等
D．核苷酸类似物PSI797可能通过抑制①或②达到治疗丙肝的目的
【答案】C
【解析】A、过程①（+RNA→-RNA）和②（-RNA→+RNA）均为RNA复制，碱基配对方式均为A-U、U-A、C-G、G-C，过程③（+RNA→蛋白质）涉及mRNA与tRNA的配对，碱基配对方式也为A-U、U-A、C-G、G-C，A正确；
B、HCV的“+RNA”可直接作为mRNA翻译蛋白质，因此含有编码氨基酸的密码子，B正确；
C、过程①是+RNA→-RNA，过程②是从-RNA→+RNA，+RNA和-RNA是互补的，过程①消耗的嘧啶核苷酸数与+RNA中的嘌呤互补，和过程②消耗的嘌呤核苷酸数（与-RNA中的嘧啶互补）相等，C错误；
D、核苷酸类似物PSI797可能通过抑制①或②从而抑制HCV增殖，从而达到治疗丙肝的目的，D正确。
【变式训练1·变载体】人类的许多疾病与病毒的感染有关，如图为四种病毒在宿主细胞内的增殖过程，序号代表相关生理过程。下列叙述错误的是（　　）
A．中心法则由克里克提出，但克里克提出的观点未涉及过程④⑤⑥
B．感染宿主的病毒合成子代病毒过程所需各种物质均由宿主提供
C．乙肝与艾滋病不易治愈可能与相应病毒的过程⑧有关
D．过程①和②分别需要DNA聚合酶和RNA聚合酶，人正常体细胞中不会发生过程⑤
【答案】B
【解析】A、图中①为DNA复制，②为转录，③⑦为翻译，④为逆转录，⑤⑥为RNA复制。克里克提出的遗传信息传递过程包括①②③，④⑤⑥是其他科学家作出的补充内容，A正确；
B、感染宿主的病毒合成子代病毒过程所需各种原料均由宿主提供，合成子代病毒遗传物质的模板由亲代病毒提供，B错误；
C、乙肝病毒的DNA与艾滋病病毒逆转录DNA可整合到人体核DNA上，随人体核DNA复制而遗传给子代体细胞，不易清除，故乙肝与艾滋病不易治愈可能与过程⑧有关，C正确；
D、过程①和②分别需要DNA聚合酶和RNA聚合酶，人正常体细胞中无RNA复制酶，不可进行过程⑤，D正确。
【变式训练2·变考法】柯萨奇病毒是一种单股正链RNA病毒，病毒与人体口、咽和肠道细胞接触后可通过胞吞作用进入人体细胞，该病毒的增殖过程如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．人体口、咽和肠道细胞膜上可能有识别该病毒的特异性受体
B．该病毒侵入人体细胞后，b过程通常发生在a过程之前
C．+RNA是该病毒的遗传物质，可指导-RNA的合成，也可作为翻译的直接模板
D．a和c过程消耗的嘧啶碱基的种类、数量应相同
【答案】D
【解析】A、病毒与人体口、咽和肠道细胞接触后可通过胞吞作用进入人体细胞，这依赖于细胞膜上可能存在的识别该病毒的特异性受体，A正确；
B、从图中可以看出，先以+RNA为模板合成RNA复制酶（b过程），然后在RNA复制酶的作用下进行+RNA的复制（a过程），所以b过程通常发生在a过程之前，B正确；
C、由题意可知柯萨奇病毒是单股正链RNA病毒，+RNA是该病毒的遗传物质，从图中可见可指导-RNA的合成，也可直接作为翻译的模板合成病毒蛋白质，C正确；
D、a过程是以+RNA为模板合成-RNA，c过程是以-RNA为模板合成+RNA，根据碱基互补配对原则，a过程中消耗的嘧啶碱基与c过程中消耗的嘌呤碱基数量相同，但由于+RNA和-RNA的碱基序列不是完全相同的，所以a和c过程消耗的嘧啶碱基的种类相同，但数量不一定相同，D错误。
考点三 基因表达产物与性状的关系
知识夯基
知识点1 基因控制生物性状的途径
1.基因对性状的直接控制途径
（1）方式：基因通过控制　蛋白质的结构　直接控制生物体的性状。
（2）实例：镰状细胞贫血，囊性纤维化等。
（3）结论：基因蛋白质的结构生物体的性状。
2.基因对性状的间接控制途径
（1）方式：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。
（2）实例：皱粒豌豆的形成机制，白化病等。（提醒：老年人白发是由于酪氨酸酶活性降低）
（3）结论：基因酶的合成代谢过程生物体的性状。
知识点2 细胞分化
1.细胞分化的本质：　基因的选择性表达　（如图所示）。
2.表达的基因的类型：
（1）在所有细胞中都能表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因。
（2）只在某类细胞中特异性表达的基因，如卵清蛋白基因、胰岛素基因。
3.细胞分化的结果：由于基因的选择性表达，导致来自同一个体的体细胞中　mRNA　和　蛋白质　不完全相同，从而导致细胞具有不同的　形态和功能　。
知识点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.存在时期：象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。
3.机制：DNA的　甲基化　；　组蛋白　的甲基化和乙酰化等。
4.实例：
（1）柳穿鱼花的形态结构遗传
（2）某种小鼠毛色的遗传
亲本 黄色　黑色
AvyAvy　×　aa
↓
F1　　 　 Avya
表现出不同毛色的小鼠
（介于　黄色与黑色　系列过渡类型）
5.表观遗传的特点
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。
6．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。
①一个基因一种性状(多数性状受单基因控制)；
②一个基因多种性状(如基因间相互作用)；
③多个基因一种性状(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。
【易错提醒】
（1）表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。
（2）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基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。
【名师提醒】
教材隐性知识：(1)(必修2 P73“思考·讨论”拓展)某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制，Avy为显性基因，表现为黄色体毛，a为隐性基因，表现为黑色体毛。将纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交，子一代小鼠的基因型都是Avya，却表现出不同的毛色：介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。请分析可能的原因。
在Avy基因的前端(或称“上游”)有一段特殊的碱基序列决定着该基因的表达水平，这段碱基序列具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点。当这些位点没有甲基化时，Avy基因正常表达，小鼠表现为黄色；当这些位点甲基化后，Avy基因的表达就受到抑制。这段碱基序列的甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越明显，小鼠体毛的颜色就越深。
(2)(必修2 P75“拓展应用”拓展)某种猫的雄性个体有两种毛色：黄色和黑色；而雌性个体有三种毛色：黄色、黑色、黑黄相间。分析这种猫的基因，发现控制毛色的基因是位于X染色体上的一对等位基因：XO(黄色)和XB(黑色)，雄猫只有一条X染色体，因此，毛色不是黄色就是黑色。而雌猫却出现了黑黄相间的类型，请分析可能的原因。
对于基因型为XBXO的雌猫，如果体细胞中携带黑毛基因B的X染色体失活，XB就不能表达，而另一条X染色体上的XO表达，那么由该细胞增殖而来的皮肤上会长出黄色体毛；同理，如果体细胞中携带黄毛基因O的X染色体失活，则XO不表达，XB表达，由该细胞增殖而来的皮肤上就会长出黑色体毛。因此，基因型为XBXO的雌猫会出现黑黄相间的类型。
考向研析
考向1 基因表达产物与性状的关系
例1.血橙被誉为“橙中贵族”，因果肉富含花色苷，颜色像血一样鲜红而得名。当遇极寒天气时，为避免血橙冻伤通常提前采摘，此时果肉花色苷含量极少而“血量”不足。血橙中花色苷合成和调节途径如图，下列分析不正确的是（ ）
注：T序列和G序列是Ruby基因启动子上的两段序列。
A．同一植株不同血橙果肉的“血量”不同可能与光照有关
B．若提前采摘，可将果实置于低温环境激活Ruby基因表达
C．血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的
D．低温引起T序列改变及去甲基化进而使血橙“血量”增多
【答案】D
【解析】A、由图可知，光照会促进HY5蛋白与G序列结合，激活Ruby基因，促进合成关键酶，使花色苷前体转为花色苷，增加“血量”，所以同一植株不同血橙果肉的“血量”不同可能与光照有关，A正确；
B、由图可知，低温引起T序列去甲基化激活Ruby基因，所以若提前采摘，可将果实置于低温环境激活Ruby基因表达，B正确；
C、由图可知，基因通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物的性状，所以血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的，C正确；
D、由图可知，低温引起T序列去甲基化进而使血橙“血量”增多，T序列未改变，D错误。
【变式训练1·变考法】经X射线照射后，豌豆高茎基因D发生了一个碱基对的替换而突变为d基因，导致其编码的赤霉素3-氧化酶中第229位的丙氨酸(GCU、GCC、GCA、GCG)被替换为苏氨酸(ACU、ACC、ACA、ACG)，使得该酶失去了将无活性的赤霉素前体(GA20)转变为有活性的赤霉素(GA1)的催化能力。下列叙述正确的是（ ）
A．高茎的形成机理体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
B．由题意推知，D基因由于G-C被替换为A-T而突变为d基因
C．不同密码子编码同一种氨基酸可增强密码子的容错性，但会降低翻译的速度
D．若X射线照射后，豌豆的D基因及线粒体基因都发生了突变，这说明基因突变具有不定向性
【答案】B
【解析】A、高茎的形成是因为基因控制合成的赤霉素3-氧化酶催化无活性的赤霉素前体转变为有活性的赤霉素，体现了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，而不是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，A错误；
B、丙氨酸的密码子（GCU、GCC等）对应DNA模板链的碱基对为C-G，突变为苏氨酸的密码子（ACU、ACC等）后，DNA模板链的C-G对替换为T-A对，导致互补链的G-C对变为A-T对，因此，D基因的G-C对被替换为A-T，B正确；
C、密码子的简并性（不同密码子编码同一氨基酸）可减少基因突变的影响，增强容错性，同时提高翻译的速度，C错误；
D、X射线同时导致核基因（D）和线粒体基因突变，说明基因突变的随机性（可发生在任何DNA部位），而非不定向性（同一基因可向不同方向突变），D错误。
【变式训练2·变载体】皱粒豌豆的形成是由于编码SBE1蛋白的基因中插入了一段800bp（碱基对）的Ips-r片段（如图所示），从而使豌豆种子内淀粉合成受阻，使淀粉含量降低，当豌豆成熟时不能有效地保留水分，导致种子皱缩。下列相关叙述正确的是（ ）
A．SBE1基因中插入了800bp导致染色体结构变异
B．该实例说明基因可以通过控制蛋白质结构直接控制生物体的性状
C．外来DNA序列的插入，导致相应基因转录形成的mRNA长度变长，但终止密码提前出现
D．过程①还未结束，过程②就已经开始进行了
【答案】C
【解析】A、皱粒豌豆形成是由于编码SBE1蛋白的基因中插入了一段800bp（碱基对）的Ips-r片段，属于基因突变中碱基对的增添所致，A错误；
B、该实例说明基因可以通过控制淀粉分支酶1的合成控制豌豆的粒形，属于基因可以通过控制酶的合成间接控制生物体的性状，B错误；
C、插入了一段DNA序列，导致翻译得到的mRNA增加，但编码产生的SBE1蛋白缺少了61个氨基酸，说明终止密码子提前了，C正确；
D、①表示翻译，②表示转录，真核生物是先在细胞核中转录，再在核糖体上翻译，D错误。
考向2 表观遗传现象
例2.研究表明，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。如图为组蛋白乙酰化程度对蛋白质合成影响的示意图。已知X射线可破坏DNA结构，从而用于癌症治疗，丁酸钠是一种组蛋白去乙酰化酶抑制剂。下列叙述正确的是（　　）
A．组蛋白乙酰化与DNA甲基化对基因表达的影响效果相同
B．组蛋白去乙酰化酶的过量合成可抑制某些基因的表达
C．X酶与DNA结合使其双链打开有利于基因表达，X酶为DNA聚合酶
D．利用X射线照射治疗癌症时不宜使用丁酸钠对癌症进行治疗
【答案】B
【解析】A、由图可知，组蛋白乙酰化引起有关染色质结构松散，可促使某些基因的表达，而DNA发生甲基化修饰会抑制基因的表达，A错误；
B、组蛋白去乙酰化酶的过量合成导致组蛋白去乙酰化作用增强，从而使DNA与组蛋白紧密结合，可抑制某些基因的表达；B正确；
C、组蛋白乙酰化引起有关染色质结构松散，促使X酶与DNA结合，使DNA双链打开进行转录过程，X酶为RNA聚合酶，C错误；
D、丁酸钠是一种组蛋白去乙酰化酶抑制剂，使组蛋白不能去乙酰化，使染色质结构维持松散，有利于X射线破坏癌细胞的DNA结构，有利于癌症治疗，D错误。
【变式训练1·变考法】两种柳穿鱼植株杂交，F1均开两侧对称花，F1自交产生的F2中开两侧对称花34株，开辐射对称花的5株。进一步研究发现，两种柳穿鱼植株的Lcyc基因碱基序列相同，只是在开两侧对称花植株中表达，在开辐射对称花植株中不表达，二者Lcyc基因的甲基化情况如下图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．控制两侧对称和辐射对称花的基因的遗传效应相同
B．控制辐射对称花的Lcyc基因的甲基化程度相对较高
C．F2表型比说明柳穿鱼花型的遗传遵循基因的分离定律
D．推测甲基化的程度与Lcyc基因的表达程度成正相关
【答案】B
【解析】A、根据题干信息：进一步研究发现，两种柳穿鱼的Lcyc基因序列相同，但表达情况不同，控制两侧对称花与辐射对称花的基因所含遗传信息相同，但遗传效应不同，A错误；
B、根据图可知，控制辐射对称的Lcyc基因的甲基化程度相对较高，B正确；
C、所得F2植株数较少，且性状比不是1：3，所以F2性状分离比不能说明花型遗传遵循基因的分离定律，C错误；
D、控制辐射对称的Lcyc基因的甲基化程度相对较高，两侧对称花植株Lcyc基因表达而辐射对称花植株不表达，推测甲基化程度与Lcyc基因的表达程度成负相关，D错误。
【变式训练2·变载体】蜂群中存在蜂王、工蜂和雄蜂三种类型。遗传组成相同的雌性蜜蜂幼虫，若一直以蜂王浆为食将发育成蜂王，若以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。研究表明蜂王浆能导致幼虫DNA甲基化显著减少，细胞内的DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团，如下图所示。下列说法错误的是（ ）
A．若①过程以DNMT3基因的β链为模板，RNA聚合酶沿着β链的5’→3’移动
B．②过程中仅存在A与U（或U与A）、G与C（或C与G）的碱基互补配对方式
C．DNA甲基化可能会影响RNA聚合酶与该序列的识别与结合，进而抑制转录过程
D．蜂王浆中的物质有可能是抑制了DNMT3蛋白活性，进而减少DNA甲基化
【答案】A
【解析】A、①过程为转录，RNA 的合成方向是5′→3′，因此 RNA 聚合酶需沿模板链（β 链）的3′→5′方向移动，A错误；
B、②过程为翻译，碱基配对方式为 mRNA 上的密码子与 tRNA 上的反密码子互补配对，仅存在A与U（或U与A）、G与C（或C与G）的碱基互补配对方式，B正确；
C、DNA 甲基化可能会导致基因启动子区域结构改变，阻碍 RNA 聚合酶与启动子的识别和结合，从而抑制转录过程， C正确；
D、DNMT3 蛋白是 DNA 甲基化转移酶，可促进 DNA 甲基化；蜂王浆使幼虫 DNA 甲基化减少，推测其可能通过抑制 DNMT3 蛋白活性实现，D正确。
重难点透析 真、原核细胞基因的表达
1.原核生物基因的表达
2.真核生物基因的表达
3.“两看法”判断真、原核生物的基因表达过程
1．（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、好氧环境中，PA转录效率高（与氧浓度成正比），产生的mRNA会与PT转录的mRNA互补形成双链，通过RNA干扰抑制asd基因表达。而asd是生存必需基因，其表达受抑制会导致Y菌死亡。因此，PA的作用是促进有氧环境下Y菌死亡，而非防止，C错误；
D、改造X菌的目的是让Y菌无氧环境中，PT高效转录asd基因（Y菌存活），PA低效转录（无干扰），Y菌可杀伤肿瘤细胞；有氧环境中，PA高效转录引发干扰（Y菌死亡），减少对正常细胞的损伤。改造目的是提高靶向性，而非单纯增强无氧环境下的杀伤能力，D错误。
故选A。
2．（2025·湖南·高考真题）基因W编码的蛋白W能直接抑制核基因P和M转录起始。P和M可分别提高水稻抗虫性和产量。下列叙述错误的是（　　）
A．蛋白W在细胞核中发挥调控功能
B．敲除基因W有助于提高水稻抗虫性和产量
C．在基因P缺失突变体水稻中，增加基因W的表达量能提高其抗虫性
D．蛋白W可能通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用
【答案】C
【解析】A、因为蛋白W能抑制核基因P和M的转录起始，转录发生在细胞核中，所以蛋白W在细胞核中发挥调控功能，A正确；
B、敲除基因W后，就不会有蛋白W抑制核基因P和M的转录起始，P和M能正常表达，有助于提高水稻抗虫性和产量，B正确；
C、在基因P缺失突变体水稻中，本身就没有基因P ，增加基因W的表达量也无法提高其抗虫性，因为没有基因P来发挥提高抗虫性的作用，C错误；
D、转录起始需要RNA聚合酶识别基因的启动子，蛋白W能抑制核基因P和M转录起始，可能是通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用，D正确。
3．（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。
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，使翻译提前终止，蛋白序列缩短，D正确。
故选D。
5．（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。
6．（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。
7．（2025·河北·高考真题）M和N是同一染色体上两个基因的部分序列，其转录方向如图所示。表中对M和N转录产物的碱基序列分析正确的是（ ）
编号 M的转录产物 编号 N的转录产物
① 5'-UCUACA-3' ③ 5'-AGCUGU-3'
② 5'-UGUAGA-3' ④ 5'-ACAGCU-3'
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【答案】C
【解析】基因转录是以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程，其中模板链的方向为3'--5'，分析题图基因的转录方向可知，M基因以上面的链为模板，N基因以下面的链为模板，故M基因转录产物为5'-UGUAGA-3'，N基因转录产物为5'-AGCUGU-3'，②③正确，C正确。
8．（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。
9．（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。
10．（2025·云南·高考真题）云南省是著名的鲜花产地，所产鲜花花色鲜艳与其独特的自然环境息息相关。花青素苷是决定被子植物色彩呈现的主要色素物质，花冠中糖类或被紫外光激活的紫外光受体均可促进相关基因表达，从而增加花青素苷的合成。下列说法错误的是（　　）
A．云南平均海拔高，紫外光强，能够促进花青素苷的合成
B．鲜切花中花青素苷会缓慢降解，在浸泡液中添加适量糖可延缓鲜花褪色
C．云南平均海拔高，昼夜温差大，有利于呈色
D．鲜花中花青素苷的含量，与紫外光受体基因表达水平呈负相关
【答案】D
【解析】A、云南海拔高紫外光强，紫外光激活的紫外光受体可促进相关基因表达，增加花青素苷合成，A正确；
B、鲜切花褪色与花青素苷降解相关，糖类可促进相关基因表达，增加花青素苷合成，从而延缓褪色，B正确；
C、昼夜温差大时，白天高温促进光合作用积累糖类，夜间低温减少呼吸消耗，积累更多糖类，糖类可促进相关基因表达，从而增加花青素苷的合成，花青素苷是决定被子植物色彩呈现的主要色素物质，所以昼夜温差大，有利于呈色，C正确；
D，紫外光受体被激活后，可促进相关基因表达，增加花青素苷合成，所以紫外光受体基因表达水平越高，花青素苷合成量应越多，两者应为正相关，D错误。
11．（2025·湖北·高考真题）我国科学家对三万余株水稻进行筛选，成功定位并克隆出耐碱—耐热基因ATT，发现该基因编码GA20氧化酶，从而调控赤霉素的生物合成。适宜浓度的赤霉素通过调节SLR1蛋白的含量，能减少碱性和高温环境对植株的损伤。下列叙述错误的是（　　）
A．该研究表明基因与性状是一一对应关系
B．ATT基因通过控制酶的合成影响水稻的性状
C．可以通过调节ATT基因的表达调控赤霉素的水平
D．该研究成果为培育耐碱—耐热水稻新品种提供了新思路
【答案】A
【解析】A、题干中ATT基因通过调控赤霉素合成影响耐碱和耐热两种性状，体现基因和性状不是简单的一一对应关系，A错误；
B、ATT基因编码GA20氧化酶，通过控制酶的合成调控代谢过程，进而影响性状，符合基因间接控制性状的途径，B正确；
C、ATT基因的表达产物是赤霉素合成的关键酶，调节其表达可改变赤霉素水平，C正确；
D、克隆ATT基因后，可通过转基因技术培育耐碱—耐热水稻，D正确；
12．（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。
长句作答类
一、教材知识链接
1.(必修2 P65)转录：RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的，这一过程叫作转录。
2.(必修2 P66)密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫作一个密码子。
3.(必修2 P74)表观遗传：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。
4.(必修2 P71)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。
5.(必修2 P71)基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
6.(必修2 P72)细胞分化的本质就是基因的选择性表达。
二、教材深挖拓展
1．一个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，其意义是少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。
2．遗传密码具有简并性，其意义：有利于保持蛋白质(或生物性状)的稳定性。
3．起始密码子(AUG)决定甲硫氨酸，但蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸的原因：翻译生成的多肽链往往需要进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中会被剪切掉。
4．人的胰岛素基因能够在酵母菌细胞中得以表达的原因：几乎所有生物共用一套遗传密码。
5．正常基因编码的血红蛋白组成的红细胞正常，异常基因编码的血红蛋白组成的红细胞结构异常，其功能也受到影响，这个实例说明：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
6．基因控制性状的两种方式：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。
7．表型、基因型及环境之间的关系：表型是由基因型和环境共同决定的。
8．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。
9．表观遗传的机制：DNA部分碱基甲基化，抑制了基因的表达，进而影响了表型；组蛋白乙酰化就是用乙酰基把组蛋白的正电荷屏蔽掉，使组蛋白与DNA的结合减弱，激活相关基因的转录。
10．白化病产生的直接原因：不能合成酪氨酸酶；根本原因：控制酪氨酸酶的基因异常(注意：老年人白发只是酪氨酸酶活性降低)。
三、新情境
表观遗传的几种类型
1．DNA甲基化：指在DNA碱基上增加甲基基团的化学修饰。
2．基因(组)印记：指因亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象，DNA甲基化就是基因组印记的重要方式之一。在印记基因中，来自亲本的“印记”在子一代体细胞的有丝分裂中保持终生；但在子一代的原始生殖细胞中，甲基化都会被清除，然后形成配子时，甲基化模式都会重新设定。
3．组蛋白修饰
(1)组蛋白乙酰化修饰一般与基因转录激活相关，而组蛋白去乙酰化则与基因沉默相关。
(2)组蛋白甲基化修饰既与基因的转录抑制相关，又与转录激活相关，这取决于被修饰的氨基酸残基所处的位置、被修饰的程度，以及甲基转移酶的性质。
4．RNA干扰
主要靠直接结合特异的靶标mRNA，从而阻止该mRNA进行翻译或者导致靶标mRNA的稳定性下降。
5．X染色体失活
是“强制性的男女平等”。雌性动物体细胞中X染色体的失活遵循n－1规律：不管有多少条X染色体，除了一条以外其余的都失活。染色体失活是一个与基因沉默相关的过程。这些变化使失活的X染色体形成巴氏小体。虽然在体细胞中失活的X染色体非常稳定，但在正常发育过程中的一些情况下，整条染色体还可以再被激活。例如，在发育中的原始生殖细胞内，可以激活失活的X染色体。
1中小学教育资源及组卷应用平台
第21讲 基因的表达、基因与性状的关系
目 录
01考情解码·考点定标 2
02体系构建·思维领航 3
03考点突破·考向探究 3
考点一 遗传信息的转录和翻译 3
知识点1 RNA的结构、种类和功能 3
知识点2 遗传信息的转录 4
知识点3 遗传信息的翻译 4
知识点4 遗传信息、密码子与反密码子之间的联系 5
考向1 转录和翻译 7
考向2 遗传信息、密码子、反密码子的分析与判断 8
考点二 中心法则的提出及其发展 9
知识点1 遗传信息的传递过程 9
知识点2 几个重要过程的比较 9
考向1 中心法则的提出及其发展 10
考点三 基因表达产物与性状的关系 11
知识点1 基因控制生物性状的途径 11
知识点2 细胞分化 12
知识点3 表观遗传 13
考向1 基因表达产物与性状的关系 14
考向2 表观遗传现象 15
重难点透析 真、原核细胞基因的表达 17
04真题感知·命题洞见（含2025年高考真题） 18
05 学以致用·能力提升 21
一、教材知识链接 21
二、教材深挖拓展 21
三、新情境（表观遗传的几种类型） 22
考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年
遗传信息的转录和翻译 选择题 非选择题 重庆卷T11，3分 湖北卷T16,2分 江苏卷T6,2分
基因表达产物与性状的关系 选择题 非选择题 云南卷T6,3分 山东卷T15，3分 湖南卷T8,3分
表观遗传 选择题 非选择题 河南T14,3分 甘肃卷T6,3分 湖北卷T13,2分
考情分析： 1．从命题题型和内容上看，本章知识点在选择题和非选择题中均有考查，是常考内容。主要从以下几方面考查：转录和翻译的场所和过程、遗传物质的具体传递过程及特点、基因表达与性状的关系等。 2．从命题思路上看，从以下几个方面进行考查 (1)以真实科研案例或生活现象为背景，考查基因表达如何受环境因素的影响，或探究基因表达异常导致性状的变化。 (2)结合具体情境，让学生运用基因表达的知识解释生命现象，体现知识迁移能力。
复习目标： 1.掌握遗传信息的传递过程，从分子水平阐述生命的延续性，理解生命的延续和发展规律。(生命观念) 2．通过遗传信息传递过程中的相关数量计算，培养逻辑推理与分析计算能力。(科学思维) 3.通过实例分析基因与性状的关系、细胞分化与基因表达的关系及表观遗传现象。(生命观念) 4．通过分析吸烟会使DNA甲基化水平升高，认识到吸烟有害健康。(社会责任)
考点一 遗传信息的转录和翻译
知识夯基
知识点1 RNA的结构、种类和功能
元素组成
基本单位：
3.种类及功能：
（1）信使RNA（mRNA）：合成蛋白质的 模板。
（2）转运RNA（tRNA)：识别 ，转运 。（提醒：tRNA为单链，但含有氢键）
（3）核糖体RNA（rRNA)：与蛋白质构成 。
4.结构：一般是 ，长度比DNA短；能通过核孔从细胞核转移到 。
【名师提醒】
教材隐性知识：必修2 P67“图4－6”：tRNA (填“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA分子中 (填“是”或“不是”)只有3个碱基。
知识点2　遗传信息的转录
1.概念：在细胞核中，以DNA双链中的 链为模板，以 为原料，按照碱基互补配对原则，合成 的过程称为转录。
2.场所：真核生物的转录主要发生在 内，原核生物的转录发生在 内。（提醒：线粒体、叶绿体也可以发生转录过程）
3.过程：（提醒：RNA聚合酶可以对DNA解旋）
4.产物：　 　、　 　、　 　。
【易错提醒】
（1）遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程不需要解旋酶。
（2）一个基因转录时以基因的一条链为模板，一个DNA分子上的所有基因的模板链不一定相同。
（3）转录方向的判定方法：已合成的mRNA释放的一端（5'-端）为转录的起始方向。
知识点3　遗传信息的翻译
1.定义：游离在细胞质中的各种 ，以 为模板合成具有一定氨基酸顺序的 ，这一过程叫作翻译。
2.场所： 。
3.条件：模板mRNA、 、ATP、酶、tRNA
4.过程：
（1）mRNA进入细胞质与 结合后，携带甲硫氨酸的tRNA通过与碱基AUG互补配对，进入位点1。
（2）携带另一个 的tRNA以同样的方式进入位点2。
（3）甲硫氨酸通过与位点2上的氨基酸形成 而转移到占据位点2的 上。
（4）核糖体读取下一个 ，原占据位点1的tRNA离开核糖体，核糖体移动，使占据位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。
（5）就这样，随着 的移动，tRNA以上述方式将携带的氨基酸输送过来，以合成肽链。直到核糖体遇到mRNA的 ，合成才告终止。（提醒：核糖体沿着mRNA移动合成肽链）
5.产物： 蛋白质。
【易错提醒】
遗传信息传递过程中都遵循碱基互补配对原则，真核生物中能进行碱基互补配对的场所有4个，即细胞核、叶绿体线粒体、核糖体。　
知识点4　遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
1.相关概念及联系
2.数量关系
（1）密码子有 种，不同生物共用一套遗传密码。
（2）有2种 密码子：在真核生物中AUG作为起始密码子；在原核生物中， 也可以作为起始密码子，此时它编码 氨酸。
（3）有3种终止密码子： 。正常情况下，终止密码子不编码氨基酸，仅作为翻译终止的信号，但在特殊情况下，终止密码子UGA可以编码 。
（4）通常一种密码子决定 氨基酸，一种tRNA只能转运 氨基酸。
（5）每种氨基酸对应 密码子(密码子的简并)，可由一种或几种tRNA转运。
3．模型解读——多聚核糖体
(1)图中c所指的3条链最终的氨基酸序列相同，因为这 。（提醒：3个核糖体各合成一条肽链）
(2)图中信息显示，一条mRNA分子上可结合多个核糖体，其意义是 。
(3)图中核糖体移动的方向为 。（提醒：从肽链短的一侧向肽链长的一侧移动）
【易错提醒】
启动子和终止子均为DNA片段，起始密码子和终止密码子均为mRNA上三个相邻的碱基。
【名师提醒】
教材隐性知识：必修2 P67“思考·讨论”：几乎所有的生物体都共用一套密码子，这体现了密码子的通用性，说明 。
【易错辨析】
(1)碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同。(2024·贵州卷，7D)( )
　
(2)tRNA分子内部不发生碱基互补配对。(2023·江苏卷，6A)( )
　
(3)mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA。(2023·江苏卷，6C)( )
　
(4)tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成。(2020·全国卷Ⅲ，3C)( )
　
(5)细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽。(2020·全国卷Ⅲ，1B)( )
(6)多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链。(2019·浙江4月选考，22C)( )
(7)携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合。(2019·海南卷，20C)( )
　
考向研析
考向1 转录和翻译
例1．科研人员发现，某病毒的DNA复制方式特殊：其DNA为环状，复制时无需解旋酶，而是依赖一种“末端蛋白”结合在DNA复制起点，直接引发子链合成。此外，该病毒基因转录出的mRNA可直接翻译。加入物质C后，病毒DNA不能开始复制，且宿主细胞核糖体无法与病毒mRNA结合。下列相关叙述错误的是（　　）
A．该病毒DNA复制无需解旋酶，可能因“末端蛋白”可替代解旋酶的功能
B．该病毒DNA复制除了需要依赖“末端蛋白”，可能还需要DNA聚合酶
C．物质C可能抑制了病毒末端蛋白的功能，导致DNA复制无法起始
D．核糖体无法与病毒mRNA结合，表明物质C抑制了宿主细胞的转录过程
【变式训练1·变考法】某生物体内遗传信息的传递和表达过程分别如图①~③。下列叙述错误的是（　　）
A．以α链为模板合成的子链半不连续的原因是酶2只能从5'端→3'端合成新链
B．③中mRNA上的终止密码子没有反密码子与之配对
C．酶3使DNA双链打开，是mRNA合成的必要条件
D．①②过程均遵循碱基互补配对原则，酶1和酶3是同一种酶
【变式训练2·变载体】脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的单链DNA分子。下图为10-23型脱氧核酶与靶RNA结合并进行定点切割的示意图。切割位点在一个未配对的嘌呤核苷酸（图中R所示）和一个配对的嘧啶核苷酸（图中Y所示）之间，图中字母均代表由相应碱基构成的核苷酸。下列有关叙述正确的是（ ）
A．脱氧核酶的作用过程受温度的影响
B．图中Y与两个R之间通过氢键相连
C．脱氧核酶与靶RNA之间的碱基配对方式有两种
D．利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的转录过程
考向2 遗传信息、密码子、反密码子的分析与判断
例2．下列有关遗传信息、密码子和反密码子的叙述正确的是（ ）
A．在翻译过程中，tRNA分子的—OH端与相应的氨基酸结合
B．每种氨基酸仅由一种密码子编码，称为密码子的简并性
C．一个tRNA上的反密码子可与mRNA上的多种密码子配对
D．mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子
【变式训练1·变考法】次黄嘌呤（I）是一种稀有碱基，常作为反密码子的第1个碱基，可与密码子的第3个碱基A或U或C配对，这种现象称为密码子的摆动性。已知AUC是异亮氨酸的一种密码子。相关叙述正确的是（　　）
A．翻译过程从mRNA的启动子开始，由RNA聚合酶催化
B．mRNA上的每个密码子都能结合相应的tRNA
C．含有反密码子GAU和IAU的tRNA，都能携带异亮氨酸进入核糖体合成多肽链
D．摆动性增加了反密码子与密码子识别的灵活性，提高了突变频率
【变式训练2·变载体】下图所示为遗传信息的翻译过程，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分子的合成过程不属于转录
B．编码起始密码子的启动子位于基因模板链的5'端
C．一种密码子至少决定一种氨基酸，而一种tRNA只能携带一种氨基酸
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
考点二 中心法则的提出及其发展
知识夯基
知识点1 遗传信息的传递过程
1.提出者： 。
2.补充后的内容图解：
①DNA的复制；② ；③翻译；④ ；⑤ 。（提醒：④⑤在病毒体内发生）
3.不同生物中心法则表达式:
①以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递( 病毒及细胞生物)
②具有RNA复制功能的RNA病毒(如 )
③具有 功能的RNA病毒(如HIV)
④高度分化的细胞遗传信息的传递（提醒：高度分化细胞不在分裂，不存在DNA的复制过程）
DNARNA蛋白质
4.生命是物质、能量和信息的统一体： 是信息的载体， 是信息的表达产物，而 为信息的流动提供能量。
知识点2 几个重要过程的比较
DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较
项目 DNA复制 转录 翻译 逆转录 RNA复制
场所 主要细胞核 主要细胞核 核糖体 宿主细胞 宿主细胞
模板 DNA的两条链 DNA的一条链 RNA RNA
原料
酶 缩合反应的酶 逆转录酶 RNA聚合酶
能量 ATP提供
碱基互补配对原则 G－C、C－G
A－T、T－A
产物 两个子代DNA RNA 多肽链 DNA RNA
信息 传递 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋白质 RNA→DNA RNA→RNA
考向研析
考向1 中心法则的提出及其发展
例1.丙肝病毒（HCV）是一种正链RNA（+RNA）病毒，主要侵染肝细胞，引发肝炎，其增殖过程如图所示。核苷酸类似物PSI797能够抑制HCV的增殖。下列说法错误的是（　　）
A．图示过程①②③中所涉及的碱基配对的方式相同
B．HCV的“+RNA”中含有编码氨基酸的密码子
C．过程①消耗的嘧啶核苷酸数和过程②消耗的嘧啶核苷酸数相等
D．核苷酸类似物PSI797可能通过抑制①或②达到治疗丙肝的目的
【变式训练1·变载体】人类的许多疾病与病毒的感染有关，如图为四种病毒在宿主细胞内的增殖过程，序号代表相关生理过程。下列叙述错误的是（　　）
A．中心法则由克里克提出，但克里克提出的观点未涉及过程④⑤⑥
B．感染宿主的病毒合成子代病毒过程所需各种物质均由宿主提供
C．乙肝与艾滋病不易治愈可能与相应病毒的过程⑧有关
D．过程①和②分别需要DNA聚合酶和RNA聚合酶，人正常体细胞中不会发生过程⑤
【变式训练2·变考法】柯萨奇病毒是一种单股正链RNA病毒，病毒与人体口、咽和肠道细胞接触后可通过胞吞作用进入人体细胞，该病毒的增殖过程如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．人体口、咽和肠道细胞膜上可能有识别该病毒的特异性受体
B．该病毒侵入人体细胞后，b过程通常发生在a过程之前
C．+RNA是该病毒的遗传物质，可指导-RNA的合成，也可作为翻译的直接模板
D．a和c过程消耗的嘧啶碱基的种类、数量应相同
考点三 基因表达产物与性状的关系
知识夯基
知识点1 基因控制生物性状的途径
1.基因对性状的直接控制途径
（1）方式：基因通过控制　 　直接控制生物体的性状。
（2）实例：镰状细胞贫血，囊性纤维化等。
（3）结论：基因 的结构 的性状。
2.基因对性状的间接控制途径
（1）方式：基因通过控制　 　来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。
（2）实例：皱粒豌豆的形成机制，白化病等。（提醒：老年人白发是由于酪氨酸酶活性降低）
（3）结论：基因 生物体的性状。
知识点2 细胞分化
1.细胞分化的本质：　 　（如图所示）。
2.表达的基因的类型：
（1）在所有细胞中 的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因。
（2）只在某类细胞中 的基因，如卵清蛋白基因、胰岛素基因。
3.细胞分化的结果：由于基因的选择性表达，导致来自同一个体的体细胞中　 　和　 　不完全相同，从而导致细胞具有不同的　 　。
知识点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.存在时期：象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。
3.机制：DNA的　 　；　 　的甲基化和乙酰化等。
4.实例：
（1）柳穿鱼花的形态结构遗传
（2）某种小鼠毛色的遗传
亲本 黄色　黑色
　×　
↓
F1　　 　 Avya
表现出不同毛色的小鼠
（介于　 　系列过渡类型）
5.表观遗传的特点
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　 　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。
6．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 (多数性状受单基因控制)；
②一个基因 (如基因间相互作用)；
③ (如身高、体重等)。
(2)生物体的性状也不完全由基因决定， 对性状也有着重要影响。
【易错提醒】
（1）表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。
（2）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基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。
【名师提醒】
教材隐性知识：(1)(必修2 P73“思考·讨论”拓展)某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制，Avy为显性基因，表现为黄色体毛，a为隐性基因，表现为黑色体毛。将纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交，子一代小鼠的基因型都是Avya，却表现出不同的毛色：介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。请分析可能的原因。
(2)(必修2 P75“拓展应用”拓展)某种猫的雄性个体有两种毛色：黄色和黑色；而雌性个体有三种毛色：黄色、黑色、黑黄相间。分析这种猫的基因，发现控制毛色的基因是位于X染色体上的一对等位基因：XO(黄色)和XB(黑色)，雄猫只有一条X染色体，因此，毛色不是黄色就是黑色。而雌猫却出现了黑黄相间的类型，请分析可能的原因。
考向研析
考向1 基因表达产物与性状的关系
例1.血橙被誉为“橙中贵族”，因果肉富含花色苷，颜色像血一样鲜红而得名。当遇极寒天气时，为避免血橙冻伤通常提前采摘，此时果肉花色苷含量极少而“血量”不足。血橙中花色苷合成和调节途径如图，下列分析不正确的是（ ）
注：T序列和G序列是Ruby基因启动子上的两段序列。
A．同一植株不同血橙果肉的“血量”不同可能与光照有关
B．若提前采摘，可将果实置于低温环境激活Ruby基因表达
C．血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控的
D．低温引起T序列改变及去甲基化进而使血橙“血量”增多
【变式训练1·变考法】经X射线照射后，豌豆高茎基因D发生了一个碱基对的替换而突变为d基因，导致其编码的赤霉素3-氧化酶中第229位的丙氨酸(GCU、GCC、GCA、GCG)被替换为苏氨酸(ACU、ACC、ACA、ACG)，使得该酶失去了将无活性的赤霉素前体(GA20)转变为有活性的赤霉素(GA1)的催化能力。下列叙述正确的是（ ）
A．高茎的形成机理体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
B．由题意推知，D基因由于G-C被替换为A-T而突变为d基因
C．不同密码子编码同一种氨基酸可增强密码子的容错性，但会降低翻译的速度
D．若X射线照射后，豌豆的D基因及线粒体基因都发生了突变，这说明基因突变具有不定向性
【变式训练2·变载体】皱粒豌豆的形成是由于编码SBE1蛋白的基因中插入了一段800bp（碱基对）的Ips-r片段（如图所示），从而使豌豆种子内淀粉合成受阻，使淀粉含量降低，当豌豆成熟时不能有效地保留水分，导致种子皱缩。下列相关叙述正确的是（ ）
A．SBE1基因中插入了800bp导致染色体结构变异
B．该实例说明基因可以通过控制蛋白质结构直接控制生物体的性状
C．外来DNA序列的插入，导致相应基因转录形成的mRNA长度变长，但终止密码提前出现
D．过程①还未结束，过程②就已经开始进行了
考向2 表观遗传现象
例2.研究表明，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。如图为组蛋白乙酰化程度对蛋白质合成影响的示意图。已知X射线可破坏DNA结构，从而用于癌症治疗，丁酸钠是一种组蛋白去乙酰化酶抑制剂。下列叙述正确的是（　　）
A．组蛋白乙酰化与DNA甲基化对基因表达的影响效果相同
B．组蛋白去乙酰化酶的过量合成可抑制某些基因的表达
C．X酶与DNA结合使其双链打开有利于基因表达，X酶为DNA聚合酶
D．利用X射线照射治疗癌症时不宜使用丁酸钠对癌症进行治疗
【变式训练1·变考法】两种柳穿鱼植株杂交，F1均开两侧对称花，F1自交产生的F2中开两侧对称花34株，开辐射对称花的5株。进一步研究发现，两种柳穿鱼植株的Lcyc基因碱基序列相同，只是在开两侧对称花植株中表达，在开辐射对称花植株中不表达，二者Lcyc基因的甲基化情况如下图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．控制两侧对称和辐射对称花的基因的遗传效应相同
B．控制辐射对称花的Lcyc基因的甲基化程度相对较高
C．F2表型比说明柳穿鱼花型的遗传遵循基因的分离定律
D．推测甲基化的程度与Lcyc基因的表达程度成正相关
【变式训练2·变载体】蜂群中存在蜂王、工蜂和雄蜂三种类型。遗传组成相同的雌性蜜蜂幼虫，若一直以蜂王浆为食将发育成蜂王，若以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。研究表明蜂王浆能导致幼虫DNA甲基化显著减少，细胞内的DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团，如下图所示。下列说法错误的是（ ）
A．若①过程以DNMT3基因的β链为模板，RNA聚合酶沿着β链的5’→3’移动
B．②过程中仅存在A与U（或U与A）、G与C（或C与G）的碱基互补配对方式
C．DNA甲基化可能会影响RNA聚合酶与该序列的识别与结合，进而抑制转录过程
D．蜂王浆中的物质有可能是抑制了DNMT3蛋白活性，进而减少DNA甲基化
重难点透析 真、原核细胞基因的表达
1.原核生物基因的表达
2.真核生物基因的表达
3.“两看法”判断真、原核生物的基因表达过程
1．（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
2．（2025·湖南·高考真题）基因W编码的蛋白W能直接抑制核基因P和M转录起始。P和M可分别提高水稻抗虫性和产量。下列叙述错误的是（　　）
A．蛋白W在细胞核中发挥调控功能
B．敲除基因W有助于提高水稻抗虫性和产量
C．在基因P缺失突变体水稻中，增加基因W的表达量能提高其抗虫性
D．蛋白W可能通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用
3．（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
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·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
6．（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
7．（2025·河北·高考真题）M和N是同一染色体上两个基因的部分序列，其转录方向如图所示。表中对M和N转录产物的碱基序列分析正确的是（ ）
编号 M的转录产物 编号 N的转录产物
① 5'-UCUACA-3' ③ 5'-AGCUGU-3'
② 5'-UGUAGA-3' ④ 5'-ACAGCU-3'
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
8．（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
9．（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
10．（2025·云南·高考真题）云南省是著名的鲜花产地，所产鲜花花色鲜艳与其独特的自然环境息息相关。花青素苷是决定被子植物色彩呈现的主要色素物质，花冠中糖类或被紫外光激活的紫外光受体均可促进相关基因表达，从而增加花青素苷的合成。下列说法错误的是（　　）
A．云南平均海拔高，紫外光强，能够促进花青素苷的合成
B．鲜切花中花青素苷会缓慢降解，在浸泡液中添加适量糖可延缓鲜花褪色
C．云南平均海拔高，昼夜温差大，有利于呈色
D．鲜花中花青素苷的含量，与紫外光受体基因表达水平呈负相关
11．（2025·湖北·高考真题）我国科学家对三万余株水稻进行筛选，成功定位并克隆出耐碱—耐热基因ATT，发现该基因编码GA20氧化酶，从而调控赤霉素的生物合成。适宜浓度的赤霉素通过调节SLR1蛋白的含量，能减少碱性和高温环境对植株的损伤。下列叙述错误的是（　　）
A．该研究表明基因与性状是一一对应关系
B．ATT基因通过控制酶的合成影响水稻的性状
C．可以通过调节ATT基因的表达调控赤霉素的水平
D．该研究成果为培育耐碱—耐热水稻新品种提供了新思路
12．（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
长句作答类
一、教材知识链接
1.(必修2 P65)转录：RNA是在细胞核中，通过 以DNA的 为模板合成的，这一过程叫作转录。
2.(必修2 P66)密码子：mRNA上决定一个氨基酸的 的碱基叫作一个密码子。
3.(必修2 P74)表观遗传：生物体基因的 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。
4.(必修2 P71)基因通过控制 来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。
5.(必修2 P71)基因还能通过控制 直接控制生物体的性状。
6.(必修2 P72)细胞分化的本质就是 。
二、教材深挖拓展
1．一个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，其意义是 。
2．遗传密码具有简并性，其意义： 。
3．起始密码子(AUG)决定甲硫氨酸，但蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸的原因： 。
4．人的胰岛素基因能够在酵母菌细胞中得以表达的原因： 。
5．正常基因编码的血红蛋白组成的红细胞正常，异常基因编码的血红蛋白组成的红细胞结构异常，其功能也受到影响，这个实例说明： 。
6．基因控制性状的两种方式： 。
7．表型、基因型及环境之间的关系： 。
8． 的现象，叫作表观遗传。
9．表观遗传的机制： 。
10．白化病产生的直接原因： 。
三、新情境
表观遗传的几种类型
1．DNA甲基化：指在DNA碱基上增加甲基基团的化学修饰。
2．基因(组)印记：指因亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象，DNA甲基化就是基因组印记的重要方式之一。在印记基因中，来自亲本的“印记”在子一代体细胞的有丝分裂中保持终生；但在子一代的原始生殖细胞中，甲基化都会被清除，然后形成配子时，甲基化模式都会重新设定。
3．组蛋白修饰
(1)组蛋白乙酰化修饰一般与基因转录激活相关，而组蛋白去乙酰化则与基因沉默相关。
(2)组蛋白甲基化修饰既与基因的转录抑制相关，又与转录激活相关，这取决于被修饰的氨基酸残基所处的位置、被修饰的程度，以及甲基转移酶的性质。
4．RNA干扰
主要靠直接结合特异的靶标mRNA，从而阻止该mRNA进行翻译或者导致靶标mRNA的稳定性下降。
5．X染色体失活
是“强制性的男女平等”。雌性动物体细胞中X染色体的失活遵循n－1规律：不管有多少条X染色体，除了一条以外其余的都失活。染色体失活是一个与基因沉默相关的过程。这些变化使失活的X染色体形成巴氏小体。虽然在体细胞中失活的X染色体非常稳定，但在正常发育过程中的一些情况下，整条染色体还可以再被激活。例如，在发育中的原始生殖细胞内，可以激活失活的X染色体。
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