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生物学高考备考教案
第六章 遗传的分子基础
课时3 基因的表达及其与性状的关系
教师尊享·命题分析
课标要求 核心考点 五年考情 核心素养对接
1.概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现； 2.概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象 遗传信息的转录和翻译 2022：湖南T14； 2021：湖南T13、河北T8、广东T7、辽宁 、重庆T12、浙江1月T22、海南T15； 2020：天津T3、全国卷Ⅱ 、全国卷Ⅲ 和T3、海南T14； 2019：海南T20、全国卷Ⅰ 、浙江4月T22； 2018：浙江4月T25、江苏 1.生命观念——基于遗传信息流动的方向，阐明生命是物质、能量和信息的统一体；基于地球上几乎所有生物都共用一套遗传密码的事实，阐明生物的统一性。 2.科学思维——分析与综合:理解转录和翻译的差别。批判性思维：摒弃简单机械的线性决定论思维模式，对基因和性状之间的关系多角度、多因素分析；辩证看待中心法则的提出和修正过程及表观遗传的发现等
中心法则 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、全国卷Ⅲ ； 2018：海南T13
基因表达与性状的关系 2022：湖南 、浙江1月T21、北京 ; 2021：北京
命题分析预测 1.基因的表达既可以单独考查，也可以与蛋白质、DNA的结构、DNA的复制等内容综合考查，常涉及病毒、原核生物以及真核生物中叶绿体、线粒体和核糖体等细胞器。对中心法则的考查，多以文字叙述形式呈现。基因的表达与性状的关系常结合遗传规律的应用等进行综合考查。题型既有选择题,又有非选择题。 2.预计2024年高考对转录和翻译、中心法则进行考查时,可能会借助一些科研成果或科学发现,将基础知识与科技创新结合；表观遗传的内容也是一个命题的热点
知识导图 教材读薄
考点1 遗传信息的转录和翻译
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1.RNA的结构与功能
2.遗传信息的转录
（1）一个DNA分子上有许多个基因，其中某个基因进行转录时，其他基因可能转录，也可能不转录，它们之间互不影响。
（2）真核生物的核DNA转录形成的mRNA需要在细胞核加工处理成为成熟的mRNA后才能作为翻译的模板。
3.遗传信息的翻译
[必修2 P67图4-6] 含有氢键， 端是结合氨基酸的部位，一个 分子中不是只有三个碱基。
4.遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系
（1）遗传信息、密码子与反密码子
（2）氨基酸与密码子、反密码子的数量关系
①一种氨基酸可对应一种或几种密码子（即密码子的简并），可由一种或几种 转运。
②一种密码子只能决定一种氨基酸；一种 只能转运一种氨基酸。
③终止密码子并非不能编码氨基酸，如 在特殊情况下，可以编码硒代半胱氨酸。
④在原核生物中， 可以作起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。
5.与基因表达有关的数量关系
转录、翻译过程中DNA（基因）的碱基数 的碱基数 多肽链的氨基酸
数 ，参考图解如图所示：
知识活用 教材读活
深度思考
1. DNA复制和转录过程中都需要解开DNA双链，都需要解旋酶吗？
提示 不都需要。DNA复制过程需要解旋酶，但转录过程不需要解旋酶，因为RNA聚合酶具有解旋功能。
2. 一个DNA分子上的所有基因都同时转录吗？一个DNA分子上的所有基因的模板链都相同吗？
提示 不是。转录是以基因为单位进行的，但基因是选择性表达的，因此同一个DNA分子上的基因有的转录，有的不转录。不同基因的模板链不一定相同。
3. RNA适合作为信使的原因是什么？
提示 RNA由核糖核苷酸连接而成，可以携带遗传信息；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。
4. 起始密码子 决定甲硫氨酸，但为什么蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸？
提示 翻译形成的多肽链往往需进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中可能会被剪切掉。
5. 真核生物翻译时少量的mRNA为什么可迅速合成大量的蛋白质
提示 一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。
6. 根据mRNA中碱基的排列顺序能否准确写出氨基酸的序列？若已知氨基酸的序列，能否确定mRNA中的碱基排列顺序？
提示 前者可以，后者不能确定。因为一种密码子只对应一种氨基酸（在一般情况下，终止密码子没有对应的氨基酸），但一种氨基酸可以有多种密码子。
7. 实际基因表达过程中，DNA（基因）的碱基数、mRNA的碱基数、多肽链的氨基酸数的数量关系不符合6：3：1的原因有哪些？
提示 （1）基因中的内含子转录后被剪切。（2）在基因中，有的片段（非编码区）起调控作用，不转录。（3）合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。（4）转录出的mRNA中有终止密码子，一般情况下，终止密码子不编码氨基酸。
基础自测
1. 转录和翻译过程都存在 、 、 碱基配对方式。( × )
2. 地球上几乎所有的生物体都共用一套密码子。( √ )
3. mRNA上每3个相邻的碱基都决定一种氨基酸。( × )
4. 一个DNA只能控制合成一种蛋白质。( × )
5. 反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基。( × )
6. 每种氨基酸仅由一种密码子编码。( × )
7. DNA复制和转录时，其模板都是DNA的一整条链。( × )
8. 起始密码上具有RNA聚合酶识别、结合位点。( × )
（提示 RNA聚合酶识别、结合位点位于DNA上）
9. [2020海南，T14A、B]转录时基因的两条链可同时作为模板；( × )转录时会形成 杂合双链区。( √ )
10. [2021广东，T7改编]金霉素（一种抗生素）可抑制 与mRNA的结合，该作用直接影响的过程是翻译。
高考帮 研透高考 明确方向
命题点1 遗传信息、密码子与反密码子的分析与判断
1. [2022郑州联考]遗传信息的翻译过程中需要密码子与反密码子的相互识别，从而完成氨基酸的正确连接。下列关于密码子及反密码子的叙述，错误的是( B )
A. mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基称为密码子
B. 不同生物细胞中，遗传信息翻译时一种密码子只能决定一种氨基酸
C. 反密码子是 上可以与mRNA上的密码子互补配对的三个相邻碱基
D. 一种氨基酸可有几种密码子，密码子和反密码子不一定都是对应的
[解析]mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基称为密码子，A正确；在原核生物中，密码子 可编码甲硫氨酸，在真核生物中，该密码子编码缬氨酸，B错误；反密码子是 上能与mRNA上的密码子配对的三个相邻的碱基，C正确；一种氨基酸可有几种密码子，密码子和反密码子不一定都是对应的，如一般情况下，终止密码子没有反密码子，D正确。
2. [2020全国卷Ⅲ]细胞内有些 分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤（I）。含有 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（ 表示甘氨酸）。下列说法错误的是( C )
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. 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
[解析]根据图像可知，反密码子 可与mRNA中的 、 、 互补配对，说明一种反密码子可以识别不同的密码子，A正确；密码子与反密码子的碱基互补配对，密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合，B正确； 分子和mRNA分子都是单链结构，C错误；由于某些氨基酸可对应多种密码子，故mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变，D正确。
命题拓展
[设问拓展型]在题干条件不改变的情况下，下列叙述错误的是( C )
A. 分子由基因转录产生，该分子内存在氢键
B. 密码子与反密码子的碱基配对发生在核糖体上
C. 蛋白质的氨基酸序列由专一性的反密码子决定
D. 多数情况下，密码子中的碱基改变意味着基因中的遗传信息发生了变化
[解析] 分子由基因转录产生，该分子内存在局部双链结构，因此存在氢键，A正确；密码子与反密码子的碱基配对发生在核糖体上，B正确；蛋白质的氨基酸序列由mRNA上的密码子决定，C错误；由于mRNA是由基因经转录产生的，遵从严格的碱基互补配对关系，所以一般密码子中的碱基改变意味着基因中的遗传信息发生了变化，D正确。
命题点2 遗传信息的转录和翻译过程分析
3. [2021浙江1月]如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 是：丝氨酸 ;亮氨酸 、 ；异亮氨酸 、 ；精氨酸 。下列叙述正确的是( B )
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
[解析]密码子存在于mRNA上，读取的方向为 ，由图可知，图中①（氨基酸）对应的密码子为 ，①为异亮氨酸，A错误。②是核糖体，分析题图可知，②（核糖体）移动的方向是从右向左，B正确。该过程中存在碱基互补配对，碱基互补配对时有氢键的形成， 离开核糖体时有氢键的断裂，C错误。该过程为翻译，可发生在线粒体基质和细胞质基质中，细胞核基质中可进行DNA复制和转录，无翻译过程，D错误。
4. [2022湖南，不定项]大肠杆菌核糖体蛋白与 分子亲和力较强，二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的 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( D )
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 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 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
[解析]一个mRNA上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，从而提高翻译效率，A正确。核糖体蛋白与 分子的亲和力较强，当细胞中有足够的 分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身的mRNA分子，B正确。当细胞中缺乏足够的 分子时，核糖体蛋白自身mRNA的翻译过程受到抑制，核糖体蛋白合成受阻；反之，核糖体蛋白正常合成，这种机制可以维持 和核糖体蛋白数量上的平衡，C正确。大肠杆菌为原核生物，其细胞内的转录和翻译可同时进行，D错误。
通性通法
“二看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程
命题点3 基因表达中的有关计算
5. 已知一个蛋白质分子由4条肽链组成，连接该蛋白质分子中氨基酸的肽键共有396个，翻译成这个蛋白质分子的信使RNA中的 和 共800个，则转录成信使RNA的对应DNA分子中， 和 最少共有( B )
A. 600个 B. 1 200个 C. 800个 D. 1 600个
[解析]4条肽链有396个肽键，说明共有400个氨基酸，则mRNA碱基数至少为 （个），DNA中碱基数至少为 （个），又知 为DNA总碱基数的一半，则DNA分子中 和 最少共有1 200个。
6. 一个mRNA分子有 个碱基，其中 有 个；由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的 数最少、合成蛋白质时脱去的水分子数最多分别是（不考虑终止密码子等）( D )
A. 、 B. 、
C. 、 D. 、
[解析]题述mRNA有 个碱基，其中 有 个，则 有 个，则模板DNA分子中， 最少有 个，合成的蛋白质中最多有 个氨基酸，合成蛋白质时脱去的水分子数为氨基酸数－肽链数，则合成蛋白质时脱去的水分子数最多为 ，D正确。
考点2 中心法则
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1.提出者： 克里克 。
2.各种生物遗传信息的传递途径
（1）通常宿主细胞中不存在RNA复制酶和逆转录酶。
（2）一部分RNA病毒自身携带RNA复制酶或逆转录酶，另一部分RNA病毒在入侵宿主细胞后，先通过翻译过程合成相应的酶，再完成RNA复制或逆转录。
3.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。
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深度思考
1. 中心法则中几个生理过程能准确进行的原因是什么？
提示 （1）前者为后者的产生提供了一个标准化的模板。（2）都遵循碱基互补配对原则。
2. 中心法则体现了基因的哪两大基本功能？
提示 （1）对遗传信息的传递功能:它是通过DNA复制完成的，发生在亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖等过程中。（2）对遗传信息的表达功能:它是通过转录和翻译完成的，发生在个体发育过程中。
基础自测
1. 线粒体中遗传信息的传递也遵循中心法则。( √ )
2. DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则。( × )
3. 模板相同，其产物可能不同；产物相同，其模板一定相同。( × )
高考帮 研透高考 明确方向
命题点 依托中心法则，考查遗传信息流动
1. [2022河北]关于中心法则相关酶的叙述，错误的是( C )
A. 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
B. DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成
C. 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
D. DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用
[解析]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，在转录和逆转录的过程中会与模板链形成氢键，A正确；DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的本质是蛋白质，蛋白质由核酸编码并在核糖体上合成，B正确；转录过程中，RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA，该过程不需要解旋酶参与，C错误；DNA聚合酶和RNA聚合酶在生物体内和体外均能发挥催化作用，D正确。
2. [2021浙江6月]某单链RNA病毒的遗传物质是正链 ,该病毒感染宿主后，合成相应物质的过程如图所示，其中①~④代表相应的过程。下列叙述正确的是( A )
A. 复制出的子代RNA具有mRNA的功能
B. 病毒蛋白基因以半保留复制的方式传递给子代
C. 过程①②③的进行需RNA聚合酶的催化
D. 过程④在该病毒的核糖体中进行
[解析]过程③④表示以 为模板翻译出蛋白质，故 复制出的子代 具有mRNA的功能，A正确；该病毒的遗传物质是单链RNA，因此病毒蛋白基因不会以半保留复制的方式传递给子代，B错误；③过程是翻译，不需要RNA聚合酶参与，C错误；病毒不具有核糖体，D错误。
命题拓展
[设问拓展型]（1） 据图分析，该病毒的 可以作为复制和翻译（填具体生理过程）的模板。
[解析]由图示可知，该病毒的 可以作为复制和翻译的模板。
（2） 在宿主细胞核糖体中进行的生理过程有③④（填图中标号），参与该过程的核酸分子除模板外，还有 、 。
[解析]在宿主细胞核糖体中进行的生理过程是翻译，为图中的③④过程，其中参与上述过程的核酸分子除模板外，还有 、 。
（3） 与该病毒相比， 噬菌体特有的遗传信息传递途径有 、 （填具体生理过程）。
[解析]与该病毒相比， 噬菌体特有的遗传信息传递途径有 、 。
通性通法
“三看法”判断中心法则的各个过程
考点3 基因表达与性状的关系
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1.基因表达产物与性状的关系
2.基因的选择性表达与细胞分化
3.表观遗传
（1）表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。
（2）表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因。
（3）表观遗传一般是通过影响基因的转录过程,进而影响蛋白质的合成。
4.基因与性状的关系
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深度思考
1. 生长素、赤霉素等不是蛋白质，它们的合成受基因控制吗？基因通过哪一途径来控制它们的合成？
提示 受基因控制。基因能通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而间接控制生物体的性状，基因通过这一途径控制它们的合成。
2. 在DNA发生甲基化之后，其对应中心法则的哪些过程受到影响？
提示 DNA甲基化可遗传，说明DNA的复制过程可正常进行,而转录过程受到抑制，进而可影响翻译过程。
3. 研究表明，吸烟会影响后代的遗传性状，结合表现遗传的知识，分析其原因是什么？
提示 吸烟会使人的体细胞内DNA甲基化水平提高，对染色体上的组蛋白也会产生影响。
4. 表观遗传机制对生物有哪些有利的影响？
提示 表观遗传机制可以使动物打破DNA序列变化缓慢的限制，使后代能迅速获得上一代生物对环境因素作出反应而发生的变化；对生物种群的生存和繁衍可能有利。
基础自测
1. 人类白化病症状是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状来实现的。( × )
2. 一个细胞中所含的基因都一定表达。( × )
3. 表观遗传现象由于基因的碱基序列没有改变，属于不可遗传的变异。( × )
4. DNA甲基化可以抑制基因的表达,进而对表型产生影响。( √ )
5. 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。( × )
6. DNA的甲基化、组蛋白的甲基化和乙酰化都会导致表观遗传现象。( √ )
7. 某些性状由多个基因共同决定，有的基因可能影响多个性状。( √ )
高考帮 研透高考 明确方向
命题点1 基因表达产物与性状的关系分析
1. [2022浙江1月]羊瘙痒病是感染性蛋白粒子 引起的。某些羊体内存在蛋白质 ，但不发病。当羊感染了 后, 将 不断地转变为 ，导致 积累，从而发病。把患瘙痒病的羊组织匀浆接种到小鼠后,小鼠也会发病。下列分析合理的是( D )
A. 动物体内的 可全部被蛋白酶水解
B. 患病羊体内存在指导 合成的基因
C. 产物 对 转变为 具有反馈抑制作用
D. 给 基因敲除小鼠接种 ,小鼠不会发病
[解析]由题干可知，感染性蛋白粒子 可在羊体内积累，推测 不能全部被蛋白酶水解， 不合理；据题干“某些羊 从而发病”，推测患病羊体内不存在指导 合成的基因， 不合理；由题干可知， 不断地将 转变成 ，并没有体现出反馈抑制作用， 不合理；由题意可知， 基因敲除的小鼠无法合成 ，接种 后，不会导致 积累，所以小鼠不会发病， 合理。
2. [2023洛阳模拟]如图表示人体内基因对性状的控制，下列叙述错误的是( A )
A. ①过程需要解旋酶的催化，②过程需要 的协助
B. 基因1和基因2可出现在人体的同一个细胞中
C. ④⑤过程形成的结果存在差异的根本原因是发生了碱基的替换
D. 图中过程体现了基因控制生物体性状的直接途径和间接途径
[解析]①过程为转录，需要RNA聚合酶，不需要解旋酶，A错误；基因1和基因2可出现在人体的同一个细胞中，但是在不同的细胞中进行选择性表达，B正确；④⑤过程形成的结果存在差异的根本原因是发生了碱基的替换，C正确；图中过程体现了基因控制生物体性状的直接途径（血红蛋白的合成）和间接途径（酶影响黑色素的合成），D正确。
命题拓展
[设问拓展型]（1） 图中②所示的过程在核糖体进行。
[解析]图中②表示翻译，该过程在核糖体上进行。
（2） 基因1和基因2的遗传不遵循（填“遵循”或“不遵循”）基因的分离定律。
[解析]基因1和基因2是非等位基因，它们的遗传不遵循基因分离定律。
命题点2 表观遗传分析
3. [2022内江三模]DNA甲基化是指在有关酶的作用下，DNA分子中的胞嘧啶结合一个甲基基团的过程，它能在不改变DNA序列的前提下调控基因的表达。细胞中存在两种DNA甲基化酶，从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点，使其全甲基化（如图所示）。下列有关叙述正确的是( D )
A. 甲基化后的DNA在复制时，碱基配对的方式会发生改变
B. 甲基基团与胞嘧啶结合导致基因突变，进而引起生物性状改变
C. 从头甲基化酶与维持甲基化酶功能不同，但二者结构可能相同
D. 从头甲基化酶不能作用于全甲基化的DNA复制一次所形成的子代DNA
[解析]甲基化是在不改变DNA序列的前提下调控基因的表达，因此甲基化后的DNA复制时，碱基配对的方式不会发生改变，A错误；甲基化是DNA分子中的胞嘧啶结合一个甲基基团，从而调控基因的表达，进而引起生物性状改变，该过程没有发生基因突变，B错误；一般情况下，酶的结构不同，功能就不同，从头甲基化酶与维持甲基化酶的功能不同，所以它们的结构也不同，C错误；全甲基化的DNA复制一次所形成的子代DNA都是半甲基化的，需要维持甲基化酶的催化才能获得与亲代分子相同的全甲基化DNA，而从头甲基化酶不能作用于半甲基化的DNA，D正确。
4. 柳穿鱼是一种园林花卉，其花的形态结构与 基因的表达直接相关。甲、乙两株柳穿鱼体内 基因的碱基序列相同，但花的形态结构不同。研究表明，植株甲中 基因在开花时表达，植株乙中 基因开花时不表达，其原因是 基因被高度甲基化（ 基因有多个碱基连接甲基基团）。将甲、乙植株作为亲本进行杂交， 的花与植株甲相似， 自交得到的 中绝大部分植株的花与植株甲相似，少部分植株的花与植株乙相似。对此现象的叙述，错误的是( A )
A. DNA甲基化导致基因中的遗传信息发生改变
B. 基因高度甲基化后其表达被抑制的原因可能是RNA聚合酶不能与该基因结合
C. DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代表现出同样的表型
D. 同卵双胞胎之间的差异可能由基因的甲基化引起
[解析]根据题中信息“甲、乙两株柳穿鱼体内 基因的碱基序列相同”可知，DNA甲基化过程中基因的碱基序列并未改变，故DNA甲基化过程不会改变基因中的遗传信息，A错误。 基因高度甲基化后不能表达，可能是其不能与RNA聚合酶结合，无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译最终合成相关蛋白质，B正确。DNA甲基化修饰属于可遗传的变异，可以遗传给后代，使后代表现出同样的表型，C正确。同卵双胞胎的基因型相同，他们之间的差异可能是由基因的甲基化引起的，D正确。
教师尊享·备课题组
1. [2022浙江6月]“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( C )
A. 催化该过程的酶为RNA聚合酶
B. 链上任意3个碱基组成一个密码子
C. 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
[解析]图中表示的是以RNA为模板合成DNA的过程，催化该过程的酶是逆转录酶，A错误；mRNA链上3个相邻核苷酸排列而成的能决定氨基酸种类的三联体称为一个密码子，B错误；DNA单链上的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连，C正确；逆转录过程中遗传信息从RNA向DNA传递，D错误。
2. [2021河北]关于基因表达的叙述，正确的是( C )
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， 读取mRNA上全部碱基序列信息
[解析]某些RNA病毒的基因表达过程中用到的部分RNA和蛋白质可由RNA编码，A错误；转录时，DNA双链解开，RNA聚合酶识别并结合启动子，驱动基因转录，移动到终止子时停止转录，B错误；翻译过程中， 能识别mRNA上的密码子并转运氨基酸，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性，C正确；多肽链的合成过程中， 读取mRNA上部分碱基序列信息，D错误。
3. [2021福建]下列关于遗传信息的叙述，错误的是( A )
A. 亲代遗传信息的改变都能遗传给子代
B. 流向DNA的遗传信息来自DNA或RNA
C. 遗传信息的传递过程遵循碱基互补配对原则
D. DNA指纹技术运用了个体遗传信息的特异性
[解析]如果亲代遗传信息的改变发生在体细胞中，则一般不会遗传给子代，A错误；DNA可通过复制、RNA可通过逆转录使遗传信息流向DNA，B正确；因为每个人的DNA指纹图是独一无二的，所以可以根据分析指纹图的吻合程度来帮助确认身份，该技术运用了个体遗传信息的特异性，D正确。
4. [2021重庆]科学家建立了一个蛋白质体外合成体系（含有人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸、除去了DNA和mRNA的细胞提取液）。在盛有该合成体系的四支试管中分别加入苯丙氨酸、丝氨酸、酪氨酸和半胱氨酸后,发现只有加入苯丙氨酸的试管中出现了多肽链。下列叙述错误的是( C )
A. 合成体系中多聚尿嘧啶核苷酸为翻译的模板
B. 合成体系中的细胞提取液含有核糖体
C. 反密码子为 的 可携带苯丙氨酸
D. 试管中出现的多肽链为多聚苯丙氨酸
[解析]据题干信息可知，蛋白质体外合成体系中有人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸，推测合成体系中多聚尿嘧啶核苷酸为翻译的模板，A正确；多肽链的合成场所是核糖体，推测细胞提取液中含有核糖体，B正确；多聚尿嘧啶核苷酸为翻译的模板，则运输苯丙氨酸的 上的反密码子为 ，C错误；据题干信息可知，只有加入苯丙氨酸的试管中出现了多肽链，推测该多肽链为多聚苯丙氨酸，D正确。
5. [2021海南]终止密码子为 、 和 。图中①为大肠杆菌的一段mRNA序列，②~④为该mRNA序列发生碱基缺失的不同情况（“-”表示一个碱基缺失）。下列有关叙述正确的是( C )
A. ①编码的氨基酸序列长度为7个氨基酸
B. ②和③编码的氨基酸序列长度不同
C. ②～④中，④编码的氨基酸排列顺序与①最接近
D. 密码子有简并性，一个密码子可编码多种氨基酸
[解析]终止密码子不编码氨基酸，因此①编码的氨基酸序列长度为6个氨基酸，A错误；根据图中mRNA的序列可知，②和③编码的氨基酸序列长度相同,均为6个氨基酸，B错误；②中缺失一个碱基，③中缺失2个碱基，与①相比，②③编码的氨基酸排列顺序可能从起始密码子之后就开始改变了,④中在起码密码子之后缺失3个连续的碱基，④编码的氨基酸排列顺序与①相比，少了一个氨基酸，与①最接近，C正确；密码子具有简并性指的是一种氨基酸可以对应多个密码子，但一个密码子最多只能编码一种氨基酸，D错误。
作业帮 练透好题 精准分层
基础过关
一、选择题
1. [2023惠州一调]如图为某生物进行基因表达的过程。下列叙述正确的是( A )
A. 与DNA复制时相比，图中RNA聚合酶所参与的过程不需要解旋酶
B. 转录过程中mRNA在核糖体上移动以便合成肽链
C. 图中多个核糖体共同完成一条肽链的合成，从而提高翻译效率
D. 转录时DNA上的碱基 与mRNA上的碱基 互补配对
[解析]在DNA复制过程中,需要解旋酶、DNA聚合酶等参与，在转录过程中，由于RNA聚合酶有解旋作用，故不需要解旋酶参与，A正确；在翻译过程中，核糖体在mRNA上移动以便合成肽链，B错误；多个核糖体同时进行多条肽链的合成，从而提高翻译效率，C错误；转录时DNA上的碱基 与mRNA上的碱基 互补配对，D错误。
2. [2023广东六校联考]DNA甲基化是指DNA分子胞嘧啶上共价连接一个甲基基团。基因组中转录沉默区常常发生甲基化。将携带甲基化和非甲基化肌动蛋白基因的重组质粒分别导入培养的肌细胞后，发现二者转录水平相同。下列推测不合理的是( B )
A. 构成染色体的组蛋白发生甲基化可能也会影响基因的表达
B. 甲基化通过影响细胞分裂的过程，从而影响细胞的结构和功能
C. 基因启动子甲基化后，可能会影响RNA聚合酶的结合
D. 肌细胞可能通过相关的酶移除甲基基团从而去甲基化
[解析]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， 合理；DNA甲基化可通过影响基因的转录过程,从而影响细胞的结构和功能，甲基化不一定会影响细胞分裂的过程, 不合理；启动子是RNA聚合酶识别并结合的部位,基因启动子甲基化后，可能会影响RNA聚合酶的结合， 合理；肌细胞可能通过相关的酶移除甲基基团，从而去甲基化， 合理。
3. [2023南昌模拟]某病毒为单股正链 ，如图为病毒在宿主细胞内增殖的示意图。病毒的正链RNA进入细胞后，首先作为模板翻译出RNA聚合酶等物质，然后在酶的作用下合成负链 ，再以负链RNA为模板合成大量的正链RNA。①②③为生理过程，据图分析，下列说法错误的是( B )
A. 该病毒增殖的过程与艾滋病病毒的不相同
B. 中嘌呤与嘧啶的比值与 中的相等
C. ①过程在宿主细胞的核糖体中完成
D. 遗传信息的传递过程遵循中心法则
[解析]据题意可知， 和 的碱基可发生互补配对，故二者中嘌呤与嘧啶的比值互为倒数，B错误。
4. [多选]如图1、 是两种细胞中遗传信息的主要表达过程。据图分析，下列叙述正确的是( CD )
A. 图1细胞可以是酵母菌，可以边转录边翻译
B. 在上述两种细胞中，遗传信息转录和翻译的场所均相同
C. 真核生物细胞核中转录出的mRNA合成后通过核孔进入细胞质中
D. 根据图1、 可知，在细胞质中，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条相同肽链的合成
[解析]图1的细胞没有被核膜包被的成形的细胞核，属于原核细胞，可以边转录边翻译，酵母菌属于真核细胞，A错误；在真核细胞中，染色体上基因的转录和翻译是在细胞内的不同区室中进行的，即转录主要在细胞核中进行，而翻译过程发生在细胞质基质中的核糖体上，B错误；真核生物细胞核DNA中的遗传信息转录到mRNA中，mRNA必须通过核孔到细胞质中的核糖体上才能作为翻译的模板，C正确；在蛋白质合成过程中，同一条mRNA分子能够同多个核糖体结合，这样一个基因在短时间内可表达出多条相同的肽链，D正确。
5. [2023湖北联考] 结构是一种三链 杂合片段。由于新产生的mRNA与DNA模板链形成了稳定的杂合链，导致该片段中DNA模板链的互补链只能以单链状态存在。研究发现， 蛋白能够识别并结合 结构，同时激活了 去甲基化酶，使DNA上一些区域去甲基化，促进相关基因的转录，从而改变表型。下列说法正确的是( D )
A. 结构中碱基 只能与碱基 进行配对
B. 结构的形成导致相关蛋白质表达量升高
C. DNA甲基化会导致基因的碱基序列的改变
D. 作用于 结构引起的表型改变可以遗传
[解析] 结构中，一部分碱基 与碱基 配对，另一部分碱基 与碱基 配对，A错误；根据题干信息可推测， 结构影响了遗传信息的转录和翻译，故 结构的形成导致相关蛋白质表达量下降，B错误；DNA甲基化不会导致基因的碱基序列的改变，C错误； 作用于 结构引起的表型改变属于表观遗传，可以遗传，D正确。
6. [2023长沙模拟]黄色小鼠 与黑色小鼠 杂交，产生的 出现了不同体色。研究表明，不同体色的小鼠 基因的碱基序列相同，但 基因上二核苷酸 胞嘧啶出现不同程度的甲基化（如图），甲基化不影响DNA复制。下列有关分析错误的是( D )
A. 体色的差异与 基因甲基化程度有关
B. 甲基化可能影响RNA聚合酶与该基因启动子的结合
C. 碱基甲基化不影响碱基互补配对过程
D. 甲基化是引起基因结构改变的常见方式
[解析]黄色小鼠 与黑色小鼠 杂交，产生的 的基因型都是 ，而 中不同体色小鼠 基因的碱基序列相同，但 基因上二核苷酸 胞嘧啶出现不同程度的甲基化，说明 体色的差异与 基因甲基化程度有关，A正确；RNA聚合酶能够与基因中的启动子结合，驱动转录，推测甲基化可能影响RNA聚合酶与该基因启动子的结合，从而影响该基因的表达过程，B正确；碱基甲基化不影响DNA复制过程，而DNA复制过程中有碱基互补配对现象，所以碱基甲基化不影响碱基互补配对过程，C正确；碱基甲基化后碱基种类和碱基排列顺序没有改变，即基因结构（基因中碱基排列顺序）没有发生改变，D错误。
7. [2023青岛检测]心肌细胞是高度分化的体细胞， 基因在心肌细胞中特异性表达，抑制心肌细胞凋亡，以维持正常数量。细胞中某些基因转录形成的前体RNA加工过程中会产生许多小RNA，如 （链状）， （环状）。 可以吸附 以达到清除的目的，其作用机理如图所示。当心肌细胞缺血、缺氧时，某些基因过度表达会产生过多的 ，导致心肌细胞凋亡，最终引起心力衰竭。下列叙述错误的是( B )
A. ①为转录，所需的原料为4种核糖核苷酸
B. 前体RNA形成的 中含有2个游离的磷酸基团
C. 核酸杂交分子 、 中的碱基配对方式和过程②相同
D. 促进 的合成能够在一定程度上减缓心力衰竭
[解析]①过程为转录，产物是RNA，所需的原料为4种核糖核苷酸，A正确；前体RNA形成的 是环状结构，所以含有0个游离的磷酸基团，B错误；核酸杂交分子 、 中的碱基配对方式和过程②完全相同，都是 与 配对、 与 配对、 与 配对、 与 配对，C正确；由于过多的 会导致心肌细胞凋亡，最终引起心力衰竭，而 可以吸附 ，使 发挥不了作用，所以促进 的合成能够在一定程度上减缓心力衰竭，D正确。
二、非选择题
8. [2023广东三校质检，9分]如图是基因控制蛋白质合成的部分过程示意图。图中 、 、 、 、 代表不同种类的氨基酸，①、②代表参与此过程的分子。请分析回答下列问题。
（1） 图A中，能发生碱基 配对的过程有②④⑤（填序号）；在正常人体细胞中不会发生的过程有③④（填序号）。
[解析]遗传信息传递过程中能发生碱基 配对的过程有②④⑤，图A中②为转录（以DNA为模板合成RNA）,③为RNA逆转录，④为RNA复制，⑤为翻译;正常人体细胞中不会出现逆转录和RNA复制，即③④。
（2） 图B中②表示 （转运RNA）分子， 如果①的某一碱基发生改变， 则对应蛋白质中氨基酸序列不一定（填“一定”或“不一定”）改变，原因可能是密码子的简并。
[解析]图B中②表示 ,可以识别密码子并转运相应的氨基酸;由于密码子的简并等原因，如果①的某一碱基发生改变,则对应蛋白质中氨基酸序列不一定改变。
（3） 由图B可知，细胞中RNA的功能包括携带遗传信息、转运氨基酸、组成核糖体（至少写2个） 。一个①上相继结合多个核糖体的意义是少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。
[解析]RNA有多种功能，如 是核糖体的组成成分，mRNA携带着从DNA转录来的遗传信息， 可携带氨基酸进入核糖体中参与蛋白质的合成。一个①上相继结合多个核糖体的意义是:少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质,提高了翻译的效率。
（4） 豌豆的圆粒和皱粒与细胞内的淀粉分支酶有关，这说明基因对该性状的控制方式是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状。
[解析]基因控制性状有直接途径和间接途径,其中豌豆的圆粒和皱粒与细胞内的淀粉分支酶有关，这说明基因对该性状的控制是:基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状。
能力提升
一、选择题
9. [2022武汉武昌区质检]原核生物的核糖体由大、小两个亚基组成，完整的核糖体上有3个 结合位点，其中氨酰位（ 位）是进入核糖体的 结合位点，当 分子所携带的氨基酸与其他氨基酸形成肽键后，该 就从 位移动到肽酰位（ 位），出口位（ 位）是无氨基酸负载的 结合位点，如图所示，下列说法正确的是( A )
A. 携带有氨基酸的 会先后占据核糖体的2个 结合位点
B. 位 上携带的氨基酸会转移到位于 位的 上
C. 当终止密码子进入 位时，由于 不携带氨基酸，翻译终止
D. 由图可知核糖体将沿着mRNA向左移动
[解析]携带有氨基酸的 先进入 位，然后进入 位，A正确； 位 上携带的氨基酸或多肽会转移到 位的 上，B错误；一般情况下，终止密码子没有对应的 ，因此，当终止密码子进入 位时，不会有 进入核糖体，翻译终止，C错误；由图可知核糖体沿着mRNA由左向右移动，D错误。
10. [2023湖北联考]如图为黄花蒿细胞中青蒿素的合成途径。酵母细胞可以合成 但无法形成青蒿素，下列说法正确的是( C )
A. 过程①需要的DNA聚合酶通过核孔进入细胞核
B. 同种密码子决定不同的氨基酸可以提高过程②的效率
C. 图示过程可以说明基因通过控制酶的合成进而控制生物体的性状
D. ①②过程中碱基互补配对的方式完全相同
[解析]过程①以DNA为模板形成RNA，需要RNA聚合酶，DNA聚合酶参与DNA复制过程，A错误；一种密码子只能决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以有多种密码子，B错误； 合成酶基因能合成 合成酶，图示过程可以说明基因通过控制酶的合成进而控制生物体的性状，C正确；①是转录，碱基互补配对方式为 、 、 、 ，②是翻译，碱基互补配对方式为 、 、 、 ，两者的碱基互补配对的方式不完全相同，D错误。
11. [2023汕头模拟] 是一种不编码任何蛋白的由22个核苷酸组成的细胞内小分子RNA，某 能抑制 基因控制的蛋白质（ 蛋白）的合成。如图为某真核细胞内形成该 及其发挥作用的过程示意图，下列叙述正确的是( B )
A. 基因转录时，RNA聚合酶与该基因上的起始密码子相结合
B. 基因转录产物RNA在细胞核内加工时会发生磷酸二酯键的断裂
C. 上最多有7个密码子， 翻译过程需 来转运氨基酸
D. 抑制 蛋白的合成是通过直接与 基因mRNA结合从而阻止翻译
[解析] 基因转录时，RNA聚合酶与该基因上的启动子相结合，A错误；由题图可知， 基因转录形成的RNA在细胞核内加工需要切去一部分，因此会发生磷酸二酯键的断裂，B正确； 是一种不编码任何蛋白的由22个核苷酸组成的细胞内小分子RNA，因此不参与翻译过程，也无密码子，C错误； 抑制 蛋白的合成，是通过单链结构的 与蛋白质结合形成的 蛋白质复合物直接与 基因的mRNA结合，阻断其翻译过程正常进行来实现的，D错误。
12. [2023沧州模拟] 病毒的 抗原基因可以编码两种蛋白质： 抗原和 抗原。 抗原基因合成两种蛋白质的过程如图所示。外显子转录的产物一般出现在成熟mRNA中；外显子之间的基因结构是内含子，其转录的产物一般不出现在成熟mRNA中。下列有关叙述错误的是( C )
A. 抗原基因转录时，内含子和外显子均可作为转录的模板
B. 抗原合成的模板是外显子1和2对应的RNA直接连接的产物
C. 抗原基因中的内含子可以转录，且转录产物能出现在成熟mRNA中
D. 若 抗原的氨基酸序列比 抗原的短，推测成熟 序列的中段可能存在终止密码子
[解析] 抗原基因转录时，基因中的内含子与外显子均可作为转录的模板，A正确；由图示可知， 抗原合成的模板mRNA是由外显子1和2转录出的RNA直接连接的产物，B正确； 抗原基因中的内含子可以转录，但转录产物不出现在成熟mRNA中，C错误；若 抗原的氨基酸序列比 抗原的短，则成熟 序列的中段可能存在终止密码子，导致蛋白质合成提前终止，D正确。
二、非选择题
13. [11分]人体中的促红细胞生成素 主要由肾脏的部分细胞分泌，是一种能够促进造血干细胞增殖分化为红细胞的蛋白质。研究发现，在氧气供应不足时，低氧诱导因子 可与 基因的低氧应答元件（非编码蛋白质序列）结合，使得 基因对应的mRNA的含量增多，促进 的合成，最终导致红细胞增多以适应低氧环境，相关机理如图所示。请回答下列问题：
（1） 过程①需要四种核糖核苷酸作为原料，需要RNA聚合酶进行催化，除mRNA外，参与过程②的RNA还有 和 。
[解析]①表示转录，需要四种核糖核苷酸作为原料，通过RNA聚合酶催化合成RNA。②表示翻译，除mRNA外，参与的RNA还有 和 。
（2） 请用文字和箭头表示出造血干细胞中遗传信息的传递方向：。
[解析]造血干细胞分裂旺盛，可进行DNA复制、转录、翻译过程，因此遗传信息的传递方向为：。
（3） 在转录（填“转录”或“翻译”）水平调控 基因的表达。
[解析]根据题干信息可知，当机体缺氧时，低氧诱导因子 与促红细胞生成素 基因的低氧应答元件结合，使 基因表达加快，促进 的合成，这说明 在转录水平调控 基因的表达，促进 的合成。
（4） 若 基因的部分碱基发生了甲基化修饰，则基因的碱基序列不变（填“改变”或“不变”），基因表达和表型发生可遗传变化，这种现象叫表观遗传。
[解析]若 基因的部分碱基发生了甲基化修饰，则基因的碱基序列不变，基因表达和表型发生可遗传变化，这种现象叫表观遗传。
（5） 在氧气供应充足时，细胞内的 在脯氨酸羟化酶的作用下被羟基化，最终被降解。如果将细胞中的脯氨酸羟化酶基因敲除， 基因的表达水平会升高（填“升高”或“降低”），原因是 无法降解，细胞内积累过多，促进 基因表达。
[解析]如果将细胞中的脯氨酸羟化酶基因敲除， 不能被降解，会在细胞内积累，进而促进 基因的表达，故 基因的表达水平会升高。
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