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第19讲 基因的表达
【知识框架】
课前自主检测
1．构成RNA的核苷酸含有A、G、C、T四种碱基，可以储存遗传信息。 ( )
2．RNA是在细胞核中以DNA的两条链为模板合成的。 ( )
3．mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基称作一个密码子。( )
4．地球上几乎所有的生物体都共用一套密码子。 ( )
5．tRNA的种类很多，但是每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸也只能由一种tRNA转运。 ( )
6．通常,一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，同时进行一条肽链的合成。 ( )
7．基因通过控制酶的合成直接控制生物性状。 ( )
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。 ( )
×
×
√
√
×
×
×
√
基因表达的概述
回顾：
肤色
眼皮单双
血型
基因
有遗传效应的DNA片段
控制生物性状
在染色体上呈线性排列
DNA
基因表达的概述
基因控制生物性状
指导
合成
蛋白质
体现者
基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。
问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？
思考：RNA为什么可以作为DNA的信使传递信息呢？
DNA的基本单位
RNA的基本单位
3
RNA的种类和功能
（1）信使RNA（mRNA）
（1）遗传信息的使者
（2）翻译的模板
①由DNA中脱氧核苷酸序列决定的核糖核苷酸序列蕴藏着遗传信息；
②单链，比DNA短，能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质，与核糖体结合。
结构：
①单链；
②从左至右，依次每相邻的三个碱基为一个遗传密码（密码子）。
功能：
3
RNA的种类和功能
(2)转运RNA（tRNA）
功能：
转运氨基酸至核糖体中
(3)核糖体RNA（rRNA）
核糖体的组成成分；与蛋白质合成密切相关！
1.tRNA在细胞核内合成（核孔出去）
2.tRNA是单链，大约含有70多个碱基，但有部分双链，因此碱基间也有氢键。
3.tRNA有顺序的，由长到短，反密码子就是有顺序的。
4.tRNA共有61种，与密码子和氨基酸的对应关系。
解读：高中涉猎的6(8)种RNA
1.核酶(RNA)，
2.遗传物质(RNA)
3.调节基因表达(miRNA)
4.剪接体(snRNA)
5.rRNA加工(snoRNA)
6.反义RNA
7.引物RNA
3'
5'
遗传信息储存在细胞核的DNA中
蛋白质的合成发生在核糖体
充当信使的中间物质---RNA
真核细胞
原核细胞
转录
翻译
思考：RNA为什么可以作为DNA的信使传递信息呢？
思考：RNA为什么可以作为DNA的信使传递信息呢？
①RNA也是由核苷酸组成，含氮碱基有A、G、C、U，具备准确传递遗传信息的可能。
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。
③遵循“碱基互补配对原则”。
思考：DNA的遗传信息是如何传递给mRNA的？
如图中甲表示酵母丙氨酸tRNA的结构示意图。乙和丙是甲相应部分的放大图，其中I表示次黄嘌呤，能够与A、U或C配对。
下列有关叙述正确的是
A．图中tRNA的p端是结合氨基酸的部位
B．丙氨酸的密码子与反密码子是一一对应的
C．单链tRNA分子内部存在碱基互补配对
D．转录丙所示序列的双链DNA片段含有3个腺嘌呤
D
1
遗传信息的转录
(1)概念：以 为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。
(2)场所：主要是 ，在 、 中也能发生转录过程。
(3)过程
(4)产物： 。
DNA的一条链
细胞核
叶绿体
线粒体
游离的4种核糖核苷酸
信使RNA、核糖体RNA、转运RNA
1.解旋
2.催化磷酸二酯键的形成
RNA聚合酶
蛋白质
rRNA
tRNA
mRNA
mRNA(信使RNA）
蛋白质合成的模板
tRNA (转运RNA）
氨基酸的运载工具
rRNA (核糖体RNA）
核糖体的组成部分
2
RNA的种类
①“三叶草型”
②“叶柄”-OH是与氨基酸结合的部位;“中间叶”有三个相邻的核糖核苷酸─反密码子，与信使RNA上的密码子互补配对。
DNA复制与DNA转录
比较项目 DNA复制 DNA转录
模板
原料
碱基互补配对原则
酶
产物
DNA
RNA
DNA的两条链
DNA的一条链
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
A-T；G-C
A-U；T-A；G-C
解旋酶、DNA聚合酶等
RNA聚合酶
模板链
mRNA携带的遗传信息如何翻译成蛋白质？
3
遗传信息的翻译
(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以 为模板合成_______
_____________________的过程。
mRNA
具有一
定氨基酸顺序的蛋白质
(2)场所或装配机器：________。
(3)条件
模板 原料 能量 酶 搬运工具
_________________ ATP 多种酶 __________________
核糖体
氨基酸
tRNA
mRNA
(4)概念辨析：遗传信息、密码子与反密码子
比较项目 遗传信息 密码子 反密码子
实质
作用
联系 DNA中脱氧核苷酸的排列顺序
mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基（64种）
位于tRNA上的能与mRNA上对应密码子互补配对的3个相邻碱
间接决定蛋白质中氨基酸的序列
直接决定蛋白质中氨基酸的序列
21种氨基酸的密码子表(P67)
第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基
U C A G U 苯丙氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 亮氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 酪氨酸 酪氨酸 终止 终止 半胱氨酸 半胱氨酸 终止、硒代半胱氨酸 色氨酸 U
C
A
G
C 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 组氨酸 组氨酸 谷氨酰胺 谷氨酰胺 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 U
C
A
G
A 异亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸(起始) 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 天冬酰胺 赖氨酸 赖氨酸 丝氨酸 丝氨酸 精氨酸 精氨酸 U
C
A
G
G 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸、甲硫氨酸(起始) 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 天冬氨酸 谷氨酸 谷氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 U
C
A
G
密码子：共64种
起始密码子：2种（AUG、GUG）
终止密码子：3种（UAA，UGA，UAG）UGA在特殊情况下，终止密码子UGA可以编码硒代半胱氨酸
不同生物共用一套遗传密码。
Ⅱ.通常一种密码子决定 种氨基酸，一种tRNA只能转运 种氨基酸。
Ⅲ.每种氨基酸对应 密码子(密码子的简并性)，可由________
_____tRNA转运。
一
一
一种或几种
一种或
几种
密码子与反密码子
天冬酰胺
亮氨酸
异亮氨酸
A A U
C U A
U A G
U U A
G A U
A U C
mRNA
tRNA
(1)必修2 P67“思考·讨论”：从密码子表可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？
提示　当一个密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸，增强了密码子的容错性；当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。
(2)几乎所有的生物体都共用一套密码子，这体现了密码子的什么特点？
提示　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。
(5)过程
mRNA
tRNA
mRNA
tRNA
终止密码子
脱离
4
遗传信息的翻译
翻译方向：5‘-3’
观察下图比较转录和翻译。
试写出与①②有关的知识：
过程 ① ②
名称 转录 翻译
场所 主要是细胞核 核糖体
模板 DNA的一条链 mRNA
原料 4种游离的核糖核苷酸 21种氨基酸
产物 RNA 多肽链
①源于必修2 P68～P69图片：翻译过程的三种模型图解读
a.模型甲中一个核糖体与mRNA的结合位点形成 个tRNA结合位点，核糖体沿着mRNA移动的方向是 。
2
由左往右
b.乙图反映的数量关系是______________________________________。翻译的方向从____向____，判断依据是________________________
1个mRNA分子上可结合多个核糖体，同时合成多条多肽链
　　多肽链的长短，长的翻译在前
左
右
c.模型丙是原核细胞内发生的 过程，特点是 ，与真核细胞不同的原因是 ，原核细胞的基因中无内含子，转录形成的mRNA不需要加工即可作为翻译的模板。
转录和翻译
边转录边翻译
原核细胞无以核膜为界限的细胞核
③实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因:
A.基因中的内含子转录后被剪切。
B.在基因中，有的片段(非编码区)起调控作用，不转录。
C.合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。
D.转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。
关注计算中“最多”和“最少”问题
1.提出者： 。
2.补充后的内容图解
3.各种生物遗传信息的传递途径
(1)能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒遗传信息的传递：
。
克里克
(2)具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)遗传信息的传递
。
5
中心法则
①DNA复制；②转录；③翻译；④RNA复制；⑤逆转录。
(3)具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)遗传信息的传递
。
(4)高度分化的细胞遗传信息的传递 。
4.生命是物质、能量和信息的统一体
(1)DNA、RNA是 的载体。
(2)蛋白质是信息的 。
(3) 为信息的流动提供能量。
信息
表达产物
ATP
串联生命活动中遗传信息的传递
判断正误。
1．(2021·河北卷)羟基脲(作用机理：阻止脱氧核糖核苷酸的合成)处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都出现原料匮乏。(×)
2．(2021·河北卷)放线菌素D(作用机理：抑制DNA的模板功能)处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都受到抑制。(√)
3．(2019·天津卷)用3H标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸，注入真核细胞，可用于研究mRNA与核糖体的结合。(×)
提示：羟基脲阻止脱氧核糖核苷酸的合成，从而影响肿瘤细胞中DNA复制过程，而转录过程需要的原料是核糖核苷酸，不会受到羟基脲的影响。
提示：mRNA与核糖体的结合，开始翻译mRNA上的密码子，需要tRNA运输氨基酸，不需要脱氧核苷酸。
4．(2019·全国卷Ⅰ)用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料有同位素标记的苯丙氨酸、人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸、除去了DNA和mRNA的细胞裂解液。(√)
5．(2019·全国卷Ⅲ)细胞核是遗传信息转录和翻译的场所。(×)
6．(2019·江苏卷)RNA和RNA聚合酶穿过核孔的方向相同。(×)
提示：遗传信息转录的主要场所是细胞核，还可以发生在细胞质的叶绿体和线粒体，翻译的场所在核糖体。
提示：RNA穿过核孔从细胞核出细胞质，聚合酶穿过核孔从细胞质到细胞核。
4.(2021·湖南，13改编)细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述不正确的是
A.细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，
　图中基因A的表达效率高于基因B
B.真核生物核基因表达的①和②过程分别发
　生在细胞核和细胞质中
C.人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为
　模板进行转录的产物
D.②过程中，rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子
D
5.(2021·浙江1月选考，22)下图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某些氨基酸的部分密码子(5′→3′)是：丝氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；异亮氨酸AUC、AUU；精氨酸AGA。下列叙述正确的是
A.图中①为亮氨酸
B.图中结构②从右向左移动
C.该过程中没有氢键的形成和断裂
D.该过程可发生在线粒体基质和细
　胞核基质中
B
6．（2022·浙江·高考）“中心法则”反映了遗传信息的传递方向，其中某过程的示意图如下。下列叙述正确的是
A．催化该过程的酶为RNA聚合酶 B．a链上任意3个碱基组成一个密码子
C．b链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连
D．该过程中遗传信息从DNA向RNA传递
C
2.(2021·广东，7)金霉素(一种抗生素)可抑制tRNA与mRNA的结合，该作用直接影响的过程是
A.DNA复制 B.转录 C.翻译 D.逆转录
C
7．（2022·湖南·高考）大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强，二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是
A．一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链
B．细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子
C．核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡
D．编码该核糖体蛋白的基因转录完成后，mRNA才能与核糖体结合进行翻译
D
8．（2022·广东·高考）拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构，功能是协助mRNA转移。与野生型相比，推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中，有更多mRNA分布 A．细胞核 B．细胞质 C．高尔基体 D．细胞膜
A
考向一　围绕DNA与RNA的比较，考查生命观念
[典型例题1]　(2018·江苏卷改编)下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是(　　)
A．DNA有氢键，RNA没有氢键
B．叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA
C．一种病毒同时含有DNA和RNA
D．原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与
答案：D
[典型例题3]　(2021·河北卷)下列关于基因表达的叙述，正确的是(　　)
A．所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码
B．DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录
C．翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性
D．多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息
答案：C
考向三　围绕密码子和编码氨基酸的关系，考查科学思维
[典型例题4]　(2020·全国卷Ⅲ)细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(Ⅰ)，含有Ⅰ的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时，存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是(　　)
A．一种反密码子可以识别不同的密码子
B．密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合
C．tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成
D．mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
答案：C
考向四　通过中心法则信息的传递过程，考查生命观念
[典型例题5]　(2020·全国卷Ⅲ)关于真核生物的遗传信息及其传递的叙述，错误的是(　　)
A．遗传信息可以从DNA流向RNA，也可以从RNA流向蛋白质
B．细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽
C．细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等
D．染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子
答案：B
3.(2021·辽宁，17改编)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
A
3．(2020·全国卷Ⅱ)大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后，可形成小肽(短的肽链)。回答下列问题：
(1)在大豆细胞中，以mRNA为模板合成蛋白质时，除mRNA外还需要其他种类的核酸分子参与，它们是__________、__________。
(2)大豆细胞中大多数mRNA和RNA聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞质这两个部位来说，作为mRNA合成部位的是__________，作为mRNA执行功能部位的是__________；作为RNA聚合酶合成部位的是__________，作为RNA聚合酶执行功能部位的是__________。
(3)部分氨基酸的密码子如表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG，则该小肽的氨基酸序列是__________。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，则此时编码小肽的RNA序列为__________。
答案：(1)rRNA、tRNA　(2)细胞核　细胞质　细胞质　细胞核　
(3)酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸　UAUGAGCACUGG
氨基酸 密码子
色氨酸 UGG
谷氨酸 GAA、GAG
酪氨酸 UAC、UAU
组氨酸 CAU、CAC
考点二　基因表达与性状的关系

1．核心概念
(1)基因控制性状的途径。
①间接控制途径：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。(必修2 P71)
②直接控制途径：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。(必修2 P71)
(2)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。(必修2 P74)
2．基因控制性状的实例(连线)
查课本71-72，完成连线
3．基因的选择性表达与细胞分化
分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果:
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？
细胞并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。
1. 这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？
都是该细胞中的特异性蛋白质。
生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。同一生物体中不同类型的细胞，基因都是相同的，而形态、结构和功能却各不相同，这是为什么呢？
3．基因的选择性表达与细胞分化
(2)表达的基因的类型：
类型 合成蛋白质的类型 举例
在所有细胞中都表达的基因 维持细胞基本生命活动所必需的 核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因、呼吸酶基因　　
只在某类细胞中特异性表达的基因 不是维持细胞基本生命活动所必需的 卵清蛋白基因、胰岛素基因
(3)细胞分化的本质是基因的选择性表达。基因的选择性表达与基因表达的调控有关。
3. 3种细胞中有表达情况相同的基因吗？说明理由。
有，ATP合成酶基因、细胞呼吸酶基因等在所有细胞中都有表达。
4．表观遗传
(1)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过程中。
(2)调控原理：
①DNA甲基化。
②构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰。
(3)表观遗传的特点：
①DNA碱基序列没有改变。
②基因表达及表型改变，且可遗传。
(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。
1．(教材必修2 P73“思考·讨论”)柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。两株柳穿鱼体内的Lcyc基因的序列相同，只是植株A的Lcyc基因在开花时表达，植株B的Lcyc基因不表达。植株B的Lcyc基因不表达的原因是Lcyc基因被高度甲基化了。现将植株A和B进行杂交，得F1，再让F1自交得F2。
(1)F1的花为什么与植株A的相似？
(2)在F2中，为什么有些植株的花与植株B的相似？
答案：(1)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基因由于部分碱基被甲基化，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中，花与植株A相似。
(2)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，由于该基因的部分碱基被甲基化，表达均受到抑制，因此，这部分植株的花与植株B的相似。
(4)生物的性状还受环境条件的影响，生物的性状是基因型和环境条件共同作用的结果。如水毛茛，其裸露于空气中的叶为扁平状，而浸在水中的叶却为丝状。
1．苯丙酮尿症、白化病是由于代谢异常引起的疾病，下图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。
由上图分析可知，基因与性状的关系是：
(1)_____________________________________________________________；
(2)______________________________________________________________；
(3)______________________________________________________________。
基因可以通过控制酶的合成来控制代谢的过程、控制生物体的性状
一个基因可以影响多种性状
一个性状可以由多个基因影响
判断正误。
1．(经典高考题)基因与性状之间是一一对应的关系。(×)
2．同一生物体内的不同组织细胞中，细胞质中的mRNA不完全相同。(√)
3．人的胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，据此推测胰岛细胞中没有血红蛋白基因。(×)
4．DNA甲基化会导致基因碱基序列的改变。(×)
5．(经典高考题改编)某细胞中存在珠蛋白，说明其已经发生分化。(√)
提示：基因与性状之间不是简单的线性关系，一个基因可以控制一种性状，多个基因也可控制一种性状。
提示：胰岛细胞中有血红蛋白基因，基因会选择性表达，因此血红蛋白基因只在红细胞中表达出来。
提示：DNA甲基化不会导致基因碱基序列的改变。
考向一　分析基因对性状的控制方式，考查生命观念
[典型例题1]　(2021·汕头二模)下图为人体内基因对性状的控制过程，据图分析正确的是(　　)
A．人体成熟的红细胞中只进行①②过程而不进行③④过程
B．X1与X2的区别主要是脱氧核苷酸排列顺序的不同
C．人体衰老引起白发的原因是③④过程不能完成
D．上图反映了基因通过控制蛋白质的结构及酶的合成来控制生物体的性状
答案：D
考向二　围绕表观遗传，考查生命观念
[典型例题2]　(2018·浙江卷)miRNA是一种小分子RNA，某miRNA能抑制W基因控制的蛋白质(W蛋白)的合成。某真核细胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图如下，下列叙述正确的是(　　)
A．miRNA基因转录时，RNA聚合酶与该基因的起始密码相结合
B．W基因转录形成的mRNA在细胞核内加工后，进入细胞质用于翻译
C．miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则，即A与T、C与G配对
D．miRNA抑制W蛋白的合成是通过双链结构的miRNA直接与W基因的mRNA结合所致
答案：B
[典型例题3]　(2021·辽宁模拟)DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶(如DNMT3蛋白)的作用下，在DNA某些区域结合一个甲基基团(如图所示)。大量研究表明，DNA甲基化能引起染色质结构、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代。下列说法正确的是(　　)
A．DNA甲基化后会影响DNA的半保留复制从而抑制细胞分裂
B．DNA片段甲基化后会导致碱基对的排列顺序发生变化，因此性状也会发生改变
C．DNA甲基化产生的变异一定属于不利于生物的变异
D．DNMT3蛋白及其他细胞内的蛋白质的合成都是核糖体中完成的
答案：D
考向三　围绕基因的选择性表达，考查生命观念
[典型例题4]　(经典高考题)分别用β珠蛋白基因、卵清蛋白基因和丙酮酸激酶(与细胞呼吸相关的酶)基因的片段为探针，与鸡的成红细胞、输卵管细胞和胰岛细胞中提取的总RNA进行分子杂交，结果见下表(注：“＋”表示阳性，“－”表示阴性)。下列叙述不正确的是(　　)
细胞总RNA 探针 β珠蛋白基因 卵清蛋白基因 丙酮酸激酶基因
成红细胞 ＋ － ＋
输卵管细胞 － ＋ ＋
胰岛细胞 － － ＋
A．在成红细胞中，β珠蛋白基因处于活动状态，卵清蛋白基因处于关闭状态
B．输卵管细胞的基因组DNA中存在卵清蛋白基因，缺少β珠蛋白基因
C．丙酮酸激酶基因的表达产物对维持鸡细胞的基本生命活动很重要
D．上述不同类型细胞的生理功能差异与基因的选择性表达有关
答案：B
1．(2019·江苏卷改编)下列关于细胞生命活动的叙述，错误的是(　　)
A．细胞分裂间期既有基因表达又有DNA复制
B．细胞分化要通过基因的选择性表达来实现
C．细胞凋亡由程序性死亡相关基因的表达所启动
D．细胞癌变是由染色体变异引起的
解析：细胞分裂间期主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，其中基因控制蛋白质的合成过程属于基因的表达，A正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，B正确；细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡的过程，是由程序性死亡相关的基因的表达所启动的，C正确；细胞癌变的根本原因是原癌基因或抑癌基因发生基因突变，D错误。
答案：D
2．(2020·重庆模拟)柳穿鱼是一种园林花卉，其花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。A、B两株柳穿鱼体内Lcyc基因的碱基序列完全相同，只是植株A的Lcyc基因在开花时表达，植株B的Lcyc基因被高度甲基化(Lcyc基因有多个碱基连接了甲基)，开花时不能表达，从而导致A、B植株的花明显不同。将A、B植株作为亲本进行杂交，F1的花与植株A相同，F1自交的F2中绝大部分植株的花与植株A相同，少部分植株的花与植株B相同，科学家将这种特殊的遗传方式称作表观遗传。据此判断，下列有关说法错误的是(　　)
A．上述柳穿鱼的杂交情况说明植株B的Lcyc基因发生了隐性突变
B．细胞中基因表达与否以及表达水平的高低会导致生物的性状发生差异
C．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
D．基因组成完全相同的同卵双胞胎具有的微小差异可能与表观遗传有关
答案：A
4．如图是人体某细胞中遗传信息的传递及表达过程示意图。
据图分析，以下描述正确的是
A．①②过程中两种酶的结合位点分别位于DNA和RNA分子上
B．②过程生成的mRNA长度与DNA分子的每一条链都不同
C．b中具有tRNA的结合位点，翻译时mRNA从右往左移动
D．该图可表示胰岛B细胞中胰岛素基因指导胰岛素的合成过程
B
1.生物体中编码tRNA的DNA某些碱基改变后，可以产生被称为校正tRNA的分子。某种突变产生了一种携带甘氨酸但是识别精氨酸遗传密码的tRNA。tRNA上识别遗传密码的三个碱基称为反密码子。下列叙述错误的是
A.tRNA分子上的反密码子并不决定其携带的氨基酸种类
B.新合成的多肽链中，原来精氨酸的位置可被替换为甘氨酸
C.此种突变改变了编码蛋白质氨基酸序列的遗传密码序列
D.校正tRNA分子的存在可以弥补某些突变引发的遗传缺陷
√
2.科学家发现，当四膜虫缺乏必需氨基酸时，tRNA会被细胞内某些蛋白类内切酶切割成若干个片段，从而影响蛋白质的合成，而非必需氨基酸缺乏时，不会引起tRNA的切割。下列说法正确的是
A.内切酶破坏tRNA中的磷酸二酯键将其切割成若干片段
B.内切酶与tRNA之间可能通过碱基互补配对相互识别
C.缺乏必需氨基酸会直接影响转录过程，减少蛋白质的合成
D.四膜虫细胞合成蛋白质时不需要非必需氨基酸的参与
√
5．如图是两种细胞中主要遗传信息的表达过程，据图分析，下列叙述不正确的是
A．图甲细胞没有核膜包被的细胞核，所以转录和翻译同时发生
B．图中所示的遗传信息都是从DNA传递给mRNA再传递给蛋白质的
C．两种表达过程均主要由线粒体提供能量，由细胞质提供原料
D．图乙细胞中每个核糖体合成的多肽链都相同，翻译的方向是由5′端到3′端
C
6.DNA上含有的一段能被RNA聚合酶识别、结合并驱动基因转录的序列称为启动子，如果启动子序列的某些碱基被甲基化修饰(DNA分子上连入甲基基团)，其将不能被RNA聚合酶识别。拟南芥种子的萌发依赖于NIC基因的表达，该基因启动子中的甲基基团能够被R基因编码的D酶切除。如图表示NIC基因转录和翻译的过程，下列叙述不正确的是
A.种子萌发受R基因和NIC基因共同控制
B.R基因缺失突变体细胞中的NIC基因不能发生图示过程
C.图甲中合成C链的原料是核糖核苷酸，另外还需能量供应
D.若图乙中tRNA上的反密码子碱基发生替换，则导致肽链中氨基酸种类
　发生改变
D
7．一个mRNA分子有m个碱基，其中G＋C有n个；由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的A＋T数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是(不考虑终止密码子)
A．m、(m/3)－1 　 B．m、(m/3)－2
C．2(m－n)、(m/3)－1 　 D．2(m－n)、(m/3)－2
解析：mRNA分子中有m个碱基，其中G＋C的数目为n个，则A＋U的数目为(m－n)个，故模板DNA中A＋T数目为2(m－n)个。根据mRNA碱基数目∶蛋白质中氨基酸数目＝3∶1可知，氨基酸数目为m/3个。合成蛋白质时，脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数＝(m/3)－2。
答案：D　
D
8.图1所示为某种生物细胞内进行的部分生理活动，图2表示中心法则，图中字母代表具体过程。下列叙述错误的是
A.图1所示过程可在原核细胞中进行，
　其转录和翻译过程可同时进行
B.图2中过程c和d的产物不同，但涉及
　的碱基配对方式完全相同
C.图1中酶甲和酶乙催化形成磷酸二酯
　键，而酶丙则催化磷酸二酯键的水解
D.图1体现了图2中的a、b、c三个生理过程
C
9.TATA框是多数真核生物基因的一段DNA序列，位于基因转录起始点上游，作为启动子的重要组分，在转录mRNA前，先由转录因子TFⅡ－D蛋白和TATA框结合，形成稳定的复合物，然后由RNA聚合酶依据模板链进行转录。继而基因进行表达形成相应的蛋白质分子。下图所示为人体内基因1、基因2表达从而控制生物性状的过程，以下说法正确的是
A.TATA框共含有2种五碳糖和5种碱基
B.TATA框经RNA聚合酶催化转录形成的片
　段中含有启动子
C.人体的红细胞中能进行①②过程，不能进行③④过程
D.人体衰老引起白发的原因是③④过程不能完成
C

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