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第3节　遗传信息控制生物的性状
第1课时　DNA分子通过RNA指导蛋白质的合成　答案P164
课时概念解析　本课时的概念为“概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成”，该概念的建构需要以下基本概念或证据的支持：1.基因是具有遗传效应的核酸片段，DNA具有携带遗传信息和表达遗传信息的功能。2.转录是以DNA的一条链为模板，依据碱基互补配对原则，合成RNA的过程。3.遗传密码是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的核苷酸。4.翻译是以mRNA为模板，依次合成具有一定氨基酸顺序的多肽链的过程。
一、遗传信息的转录
1.RNA的结构和功能
[微思考]　mRNA为什么适合作为DNA的信使传递遗传信息？
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2.遗传信息的转录
[微思考]　除了细胞核，转录还可以发生在哪些场所？
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ [辨正误]
(1)RNA一般是单链，所以RNA都不含有氢键。(　　)
(2)转录时，解开DNA双链的是解旋酶。(　　)
(3)转录的产物不只是mRNA，还有tRNA和rRNA。(　　)
(4)转录以DNA的两条链作为模板，以4种核糖核苷酸为原料。(　　)
如图表示某真核生物细胞内DNA的转录过程，请据图分析回答下列问题：
(1)图中遗传信息的转录方向为________(用“→”或“←”表示)。
(2)a为启动上述过程必需的有机物，其名称是____________，其作用是：①作用于________，使DNA双螺旋________；②催化核糖核苷酸连接到RNA链上。
(3)b和c的名称分别是________________、____________________。
遗传信息转录的几个说明
(1)转录不是转录整个DNA，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的种类没有差异。
(2)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，可能这个基因转录是以DNA的一条链为模板，另一个基因的转录是以同一个DNA的另一条链为模板。
(3)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。
(4)完成正常使命的RNA迅速降解，保证生命活动的有序进行。
【学以致用】
1.(多选)下列关于DNA和RNA的叙述正确的是(　　)
A.真核细胞的DNA都分布在细胞核中
B.RNA特有的组成成分是核糖与尿嘧啶
C.DNA通常是双链，RNA一般是单链
D.DNA、RNA的多样性与核苷酸序列有关
2.(2024·江苏盐城高二阶段练习)某DNA一条链的碱基序列是5′－CAGTAAGCC－3′，由其转录形成的RNA的碱基序列是(　　)
A.5′－GTCATTCGG－3′
B.5′－GGCTTACTG－3′
C.5′－GUCAUUCGG－3′
D.5′－GGCUUACUG－3′
3.(2024·江苏常州高一期末)如图表示真核细胞核内某种遗传信息流动过程，相关叙述正确的是(　　)
A.图示中核酸彻底水解产物最多有8种
B.在组成成分上，图中的1和2仅仅碱基不同
C.图中的4可断开氢键，也可形成氢键
D.哺乳动物成熟的红细胞可发生该过程
与转录有关的两个注意点
(1)转录时，需要解旋，但不需要解旋酶参与。因为RNA聚合酶本身就兼有解旋的作用。
(2)转录时，RNA子链的延伸方向为5′端→3′端，与RNA聚合酶的移动方向一致。　　　
二、遗传信息的翻译
1.翻译的概念
在细胞中，以mRNA为模板，从一个特定的起始位点开始，按照每三个相邻的核糖核苷酸代表一个氨基酸的原则，依次合成具有一定氨基酸顺序的多肽链的过程。
　　　　　场所：细胞质中的核糖体
2.密码子
(1)概念：________上决定一个氨基酸的____________的核苷酸，称为一个密码子。密码子共有________个。
(2)起始密码子和终止密码子：真核细胞唯一的起始密码子是____________，编码的是____________________。三种终止密码子是________________________，它们不编码任何氨基酸。
提醒　在细菌体内，除了AUG，GUG也可作为起始密码子，GUG作为起始密码子时编码甲硫氨酸。
[微思考]　在真核生物中，一种密码子只能决定一种氨基酸吗？一种氨基酸只有一种密码子吗？
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3.tRNA
(1)结构：一端是结合________的部位，另一端有3个碱基能和mRNA上的密码子互补配对，称为____________。
(2)功能：携带氨基酸进入核糖体。每种tRNA只能携带________种氨基酸，但是一种氨基酸可由一种或多种tRNA携带。
提醒　反密码子的阅读方向为长臂端向短臂端，即3′端→5′端。
4.翻译
(1)过程图解
(2)特点：一个mRNA分子上可以结合________个核糖体，同时进行________条多肽链的合成。
(3)多肽链的去向：多肽链合成后，从核糖体上脱离，经过________________、折叠、________________等加工，形成特定的____________________，最终成为具有一定功能的________________分子。
[知识扩展]　原核生物和真核生物基因的转录和翻译
真核生物的转录主要发生在细胞核中，翻译发生在细胞质中，在空间和时间上被分隔开进行；而原核生物的转录和翻译没有分隔，可以同时进行，边转录边翻译。
[辨正误]
(1)密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻核苷酸。(　　)
(2)密码子的种类有64种，所以对应64种氨基酸。(　　)
(3)每种转运RNA能识别并转运一种或多种氨基酸。(　　)
(4)翻译时，核糖体沿着mRNA移动，而mRNA不动。(　　)
(5)一个mRNA可以相继结合多个核糖体，同时进行一条肽链的合成。(　　)
下图是翻译过程的示意图，请据图分析：
甲
(1)图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是__________________，图乙中①是__________，⑥是__________，②是________。
(2)图甲中核糖体沿着mRNA移动的方向为____________，根据教材中的密码子表，写出图中翻译出的氨基酸序列：________________________。
(3)图乙中核糖体移动的方向是____________，判断的依据是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
“两看法”巧判真核生物和原核生物基因表达
(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。　　　
【学以致用】
4.(2024·江苏徐州高一期末)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。有关叙述正确的是(　　)
A.图中①为亮氨酸，②为核糖体
B.图中结构②沿mRNA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和细胞核中
5.(2023·镇江高一调研)已知一个蛋白质分子由3条不同肽链组成，连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有297个，翻译成这个蛋白质分子的mRNA中的A和G共有400个。则指导该蛋白质合成的mRNA中至少含有的碱基个数及合成该蛋白质需要的tRNA个数，以及转录此mRNA的基因中C和T的个数之和(最小)依次是(　　)
A.900　300　1 000 B.900　300　900
C.900　297　1 000 D.900　297　900
随堂检测
1.下列关于RNA的叙述，错误的是(　　)
A.有些RNA可催化细胞内的某些生化反应
B.RNA的基本单位由磷酸、核糖和含氮碱基组成
C.RNA参与构成核糖体
D.RNA参与构成细胞质膜
2.下列有关基因控制蛋白质合成的叙述，错误的是(　　)
A.转录和翻译都可发生在线粒体内
B.转录和翻译的原料分别是核糖核苷酸和氨基酸
C.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
D.转录和翻译的模板分别是DNA的一条链和mRNA
3.(2024·江苏南京期末)下列图示为真核细胞中发生的生理过程，有关描述错误的是(　　)
A.图甲表示DNA的复制，通过增加复制起点，细胞可以提高DNA复制的效率
B.图乙表示翻译，通过一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链，提高翻译的效率
C.图丙表示转录，以4种游离的脱氧核糖核苷酸为原料
D.甲、乙、丙三个过程均涉及碱基互补配对原则
4.(多选)(2024·江苏南通期中)在细胞内蛋白质的合成过程中，mRNA分子发挥着重要作用。下列有关叙述错误的是(　　)
A.若mRNA中缺失起始密码子，则肽链将不能合成
B.同一个体的不同组织细胞内，mRNA的种类相同
C.人体细胞中mRNA的合成需要DNA聚合酶的参与
D.一条mRNA分子上可以相继结合多个核糖体
第1课时　DNA分子通过RNA指导蛋白质的合成
一、
自主梳理
1.磷酸　核糖　A、U、 G、C　核糖核苷酸　单链　信使RNA(mRNA)　翻译　核糖体RNA(rRNA)　转运RNA(tRNA)　识别并转运氨基酸
微思考　提示：mRNA较小，可以从核孔进入细胞质，且mRNA上的碱基序列可以携带遗传信息。
2.细胞核　碱基互补配对　一条链　RNA　DNA　一条链　核糖核苷酸　ATP　RNA聚合酶
微思考　提示：存在DNA的地方都可以进行转录，转录的场所包括细胞核、线粒体、叶绿体。
辨正误
(1)×　提示：tRNA的局部含有氢键。
(2)×　提示：转录时不需要解旋酶的参与，需要RNA聚合酶。
(3)√
(4)×　提示：转录以DNA的一条链作为模板。
合作探究
(1)←　(2)RNA聚合酶　氢键　解开　(3)胞嘧啶脱氧核苷酸　胞嘧啶核糖核苷酸
学以致用
1.BCD　[真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，A错误；RNA特有的组成成分是核糖与尿嘧啶，DNA特有的组成成分是脱氧核糖与胸腺嘧啶，B正确；DNA通常是双链的，RNA一般是单链的，C正确；DNA、RNA的多样性主要与核苷酸排列序列有关，D正确。]
2.D　[转录遵循的碱基互补配对原则是A与U、T与A、G与C、C与G配对，且转录模板链5′端与子链3′端相对应，因此5′－CAGTAAGCC－3′转录应得到5′－GGCUUACUG－3′，D正确。]
3.A　[图示过程为转录过程，即由DNA指导合成RNA的过程，因此图中核酸彻底水解产物最多有8种，分别为脱氧核糖、核糖、磷酸和5种碱基，A正确；图中的1表示DNA，2表示RNA，在组成成分上，二者的不同除了碱基不完全相同外，还有五碳糖的种类不同，B错误；图中的4为RNA聚合酶，不仅可断开氢键，还能催化磷酸二酯键的形成，但不能催化氢键的形成，C错误；哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和细胞器结构，因而不能发生图示的过程，D错误。]
二、
自主梳理
2.(1)mRNA　三个相邻　64　(2)AUG　甲硫氨酸　UAA、UAG、UGA
微思考　提示：在真核生物中，一种密码子只能决定一种氨基酸，而一种氨基酸可能有多种密码子。
3.氨基酸　(1)氨基酸　反密码子　(2)一
4.(1)mRNA　tRNA　tRNA　肽键　mRNA　终止密码子
(2)多　多　(3)盘曲　修饰　空间结构　蛋白质
辨正误
(1)√
(2)×　提示：密码子有64种，其中61个密码子负责20种氨基酸的编码，另外三个不编码任何氨基酸，是终止密码子。
(3)×　提示：一种tRNA只能转运一种氨基酸，1种氨基酸可由1种或多种tRNA转运。
(4)√
(5)×　提示：一个mRNA可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。
合作探究
(1)tRNA、核糖体、多肽链　mRNA　核糖体　多肽链　(2)从左向右　甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸　(3)从右向左　多肽链的长短，长的翻译在前
学以致用
4.B　[已知密码子的方向为5′→3′，由图示可知，携带①的tRNA上的反密码子为UAA，与其互补配对的mRNA上的密码子为AUU，因此氨基酸①为异亮氨酸，②为核糖体，A错误；由图示可知，图中携带氨基酸的tRNA从左侧移向核糖体，空载tRNA从右侧离开核糖体，则结构②(核糖体)沿mRNA移动并读取密码子的方向为从右向左，B正确；互补配对的碱基之间通过氢键连接，图示过程中，tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对时有氢键的形成，tRNA离开核糖体时有氢键的断裂，C错误；细胞核内不存在核糖体，故不会发生图示的翻译过程；线粒体是“半自主细胞器”，含有少量的DNA和核糖体，可进行转录和翻译过程，D错误。]
5.B　[因为该蛋白质中有3条肽链，肽键297个，所以其中的氨基酸个数为300个。DNA中碱基∶mRNA碱基∶氨基酸个数＝6∶3∶1，故mRNA中碱基个数至少为300×3＝900(个)，需tRNA 300个，根据碱基互补配对原则，C＋T占基因碱基总数的一半，故转录此mRNA的基因中C＋T的个数之和(最小)为(300×6)?2＝900(个)。]
随堂检测
1.D　[有些酶的化学本质为RNA；RNA的基本单位是核糖核苷酸，由磷酸、核糖和含氮碱基组成；rRNA参与构成核糖体；细胞质膜主要由脂质和蛋白质组成。]
2.C　[转录主要发生在细胞核中，以DNA的一条链为模板，以核糖核苷酸为原料。翻译则主要发生在细胞质中，以mRNA为模板，以氨基酸为原料，但线粒体内也有DNA和核糖体，因此转录和翻译也可发生在线粒体内；一种氨基酸可对应多种密码子，即可由多种tRNA转运。]
3.C　[图甲表示DNA的复制，通过多起点复制，提高DNA复制的效率，A正确；图乙表示翻译，通过一个mRNA分子上结合多个核糖体，以少量的RNA在短时间内合成大量的蛋白质，提高翻译的效率，B正确；图丙表示转录，转录的产物可以是三种RNA(转运RNA，信使RNA和核糖体RNA)，故转录的原料是RNA的基本单位—核糖核苷酸，C错误；DNA的复制(A－T、C－G)、转录(A－U、T－A、C－G、C－G)和翻译(A－U、C－G)三个过程均涉及碱基互补配对原则，D正确。]
4.BC　[起始密码子是翻译的起点，若mRNA中缺失起始密码子，则肽链将不能合成，A正确；人体不同组织细胞由于基因的选择性表达，mRNA种类上存在差异，B错误；在人体细胞内mRNA通过转录合成，需要RNA聚合酶的催化，C错误；一条mRNA分子上可能相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，D正确。]第2课时　中心法则、细胞分化和表观遗传　答案P165
课时概念解析　本课时的概念为“遗传信息从DNA→RNA→蛋白质，生物体中存在基因碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象”，该概念的建构需要以下基本概念或证据的支持：1.在绝大多数生物体内，遗传信息通过复制从DNA传递到DNA，由DNA通过转录传递到RNA，然后由RNA通过翻译合成蛋白质。2.部分RNA病毒能以RNA为模板反向合成单链DNA。3.生物的性状主要由蛋白质表现，基因通过蛋白质的合成控制生物的性状。4.表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变，而表型发生可遗传变化的现象。
一、中心法则诠释了基因与生物性状的关系
1.中心法则的提出及发展
提醒　逆转录和RNA复制只有在某些病毒复制时才能在宿主细胞内进行。
2.基因对性状的控制
(1)基因控制性状的两种途径
①直接途径：基因____________生物性状。
②间接途径：基因________________________生物性状。
(2)基因与性状的关系
①一个基因一般控制____________。
②有时____________控制一个性状，如人的身高受到多个基因的综合作用。
③有时一个基因影响________性状，如控制豌豆开紫色花的基因也控制其种皮呈现灰色的性状。
[辨正误]
(1)遗传信息从DNA到RNA再到蛋白质是单向的。(　　)
(2)DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则。(　　)
(3)基因只能通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状。(　　)
(4)基因与性状的关系并不都是简单的线性关系，一个性状可能由多个基因控制。(　　)
1.中心法则揭示了生物遗传信息传递的规律，据图回答下列问题：
(1)②表示________过程，需要________酶；④表示________过程，需要________酶的参与。
(2)图中遵循碱基互补配对原则的过程是____________。正常情况下，在人体细胞内能进行的过程是________。
(3)任意一个人体细胞均能发生①②③过程吗？
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2.牵牛花的颜色主要由花青素决定，如图为花青素的合成与颜色变化的过程示意图。请回答下列问题：
(1)图中反映了基因是如何控制生物体性状的？
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (2)牵牛花的颜色是只由一个基因控制吗？
____________________________________________________________________________________________________________________________________________ (3)牵牛花的颜色还与细胞中的pH有关，这说明什么？______________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
不同生物的遗传信息传递过程
生物种类 举例 遗传信息的传递过程和图示
DNA病毒 T2噬菌体
RNA病毒 不含逆转录酶 烟草花叶病毒
含逆转录酶 艾滋病病毒
细胞生物 具有分裂能力的细胞
高度分化的细胞 DNARNA蛋白质
【学以致用】
1.中心法则揭示了生物遗传信息传递的一般规律。下列叙述错误的是(　　)
A.①②③三个过程可在根尖分生区细胞中发生
B.①②③分别表示DNA的复制、转录和翻译过程
C.④表示逆转录，某些病毒增殖时可发生该过程
D.④⑤是虚线，表示其在生物界可能不存在
2.(多选)(2024·江苏无锡高一联考)下图为人体内部分基因对相关性状的控制过程，下列相关叙述中正确的是(　　)
A.该图反映了基因控制生物性状得两条典型途径
B.X1与X2的主要区别是核糖核苷酸序列的不同
C.基因1和基因2是位于一对同源染色体上的一对等位基因
D.人体成熟的红细胞中可进行①②过程，而不进行③④过程
二、细胞分化的本质是基因选择性表达
1.在不同的体细胞中，虽然基因组序列都一样，但基因的表达却是____________的。
实例：鸡的一些体细胞内基因和mRNA的有无分析(用“＋”表示有；“－”表示无)
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 ＋＋＋ － － ＋
2.基因选择性表达的机制非常复杂，涉及多种调控方式。
实例：不参与编码蛋白质的________(miRNA)也能在转录后介导对________的降解，一些miRNA具有组织________和________，即只在特定的组织或某个发育阶段起着调控作用。
3.________________是多细胞生物个体发育的基础。
[辨正误]
(1)人体肌细胞与幼红细胞中基因、mRNA、蛋白质均不同。(　　)
(2)胰岛细胞有胰岛素基因而无抗体基因，故可以产生胰岛素而不能产生抗体。(　　)
(3)ATP合成酶基因在不同细胞中选择性表达。(　　)
(4)同一个体的不同组织、细胞形态、功能不同是基因选择性表达的结果。(　　)
如图是同一人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态。
(1)这三种细胞的基因组成是否相同？为什么？
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (2)这三种细胞合成的mRNA、蛋白质种类是否相同？原因是什么？
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
细胞分化
注：管家基因是指所有细胞中都表达的一类基因，这类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；奢侈基因是指只在某类细胞中特异性表达的基因。
【学以致用】
3.将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为“胰岛样”细胞，以替代损伤的胰岛B细胞，达到治疗糖尿病的目的。下列叙述正确的是(　　)
A.骨髓干细胞与“胰岛样”细胞的基因组成不同，基因表达情况不同
B.“胰岛样”细胞与胰岛B细胞基因组成不同，基因表达情况相同
C.骨髓干细胞与“胰岛样”细胞基因组成相同，基因表达情况也相同
D.骨髓干细胞与胰岛B细胞的基因组成相同，基因表达情况不同
4.(2024·江苏宿迁阶段考)TRAP酶为破骨细胞分化的标志。为研究大蒜素对间充质干细胞向破骨细胞分化的影响，研究者进行相关实验，结果如表。
组别 TRAP酶活性
第1天 第3天 第7天
对照组 0.382 0.443 1.185
实验组 0.381 0.443 0.449
下列叙述错误的是(　　)
A.干细胞分化过程中存在基因选择性表达
B.分化过程中TRAP酶活性逐渐提高
C.大蒜素对TRAP酶活性的影响需要一定时间
D.大蒜素促进干细胞向破骨细胞分化
三、表观遗传及其作用机制
1.表观遗传的概念
生物体基因的碱基序列____________，而表型发生____________的现象。
提醒　表观遗传在一定的条件下才能遗传给后代。
2.基因组表观遗传修饰的两种形式
(1)____________：主要发生在基因组DNA上某些区域的胞嘧啶上，它的第5位碳原子和甲基之间通过共价键结合，被修饰为5－甲基胞嘧啶。
(2)________________：在生物体内不同酶的作用下，在核小体的组蛋白不同氨基酸中加上多种化学基团的现象。这种修饰能改变________状态及其开放程度，进而调控基因的表达。
3.实例
柳穿鱼花型改变、蜂王和工蜂的异型分化。
4.基因、表型和环境之间的关系
____________、表观遗传信息和____________之间相互作用，共同调控着生物的各种生命活动。
[辨正误]
(1)表观遗传现象由于基因的碱基序列没有发生改变，因此生物体的性状也不会发生改变。(　　)
(2)吸烟会导致人的体细胞内DNA的甲基化水平升高，从而影响基因的表达。(　　)
(3)表观遗传现象比较少见，不能普遍存在于生物体的整个生命活动过程中。(　　)
生物体基因的碱基序列保持不变，而表型发生可遗传变化的现象称为表观遗传。表观遗传中生物表型的改变可能是通过DNA甲基化、RNA干扰等多种机制来实现的。某基因在启动子上存在富含双核苷酸“C—G”的区域，其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5－甲基胞嘧啶，仍能在DNA复制过程中与鸟嘌呤互补配对，甲基化会抑制基因的表达。
(1)DNA甲基化后还能正常复制吗？
______________________________________________________________________ (2)表观遗传改变的和没改变的分别是什么？
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (3)DNA甲基化是指在DNA碱基上选择性添加甲基，是表观遗传中常见的现象之一。某些基因非编码区的—CCGG—位点被甲基化后，使________________酶不能与之结合，抑制转录过程，从而导致生物的________________________发生改变。去甲基化后，该基因恢复功能。
(4)研究发现：小鼠胚胎中只要来自父方的A、a基因均不被甲基化(原来甲基化的基因去甲基化)，来自母方的A、a基因均被甲基化。现有纯合矮小雌鼠(aa)与纯合正常雄鼠(AA)杂交，则F1的表型为________________，F1雌雄个体随机交配，F2的表型及比例为________________。
表观遗传
【学以致用】
5.(多选)(2024·江苏南京市联考)DNA甲基化主要表现为抑制转录活性，而对DNA复制过程无明显影响。关于DNA甲基化的叙述正确的是(　　)
A.某基因发生甲基化，一般会导致该基因的表达量下降
B.DNA甲基化会干扰DNA聚合酶与模板的识别
C.若某基因发生甲基化，则该基因的碱基序列发生变化
D.DNA甲基化可能导致生物性状发生改变
6.黄色小鼠(AA)与黑色小鼠(aa)杂交，产生的F1(Aa)不同个体出现了不同体色。研究表明，不同体色的小鼠A基因的碱基序列相同，但A基因上二核苷酸胞嘧啶(CpG)有不同程度的甲基化(如图)现象出现，甲基化不影响基因DNA复制。有关分析错误的是(　　)
A.F1个体体色的差异与A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
1.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(　　)
A.人体所有细胞都有①②③过程
B.新冠病毒颗粒内会发生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模板
2.如图表示遗传信息流动和基因对性状控制的途径。下列叙述正确的是(　　)
A.根尖分生区细胞遗传信息的传递途径为②⑤
B.白化病是缺乏合成黑色素的酶所致，体现了基因对性状的直接控制
C.②和③过程需要的模板不同，原料相同
D.真核细胞内，①②主要发生在细胞核内，⑤发生在细胞质中
3.(2024·江苏南通期末)基因往往通过其表达产物——蛋白质来控制生物的性状。下列关于基因、蛋白质和性状之间关系的叙述，错误的是(　　)
A.基因可以是RNA上的功能片段，能控制生物的性状
B.基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状
C.基因突变必然导致蛋白质结构变化，改变生物性状
D.基因、蛋白质和环境相互作用，调控生物体的性状
4.(2024·江苏盐城阶段考)细胞分化过程中，一般不会出现的是(　　)
A.细胞表面结构改变
B.蛋白质的数量发生改变
C.蛋白质的种类发生改变
D.细胞核遗传物质发生改变
5.(多选)下列对表观遗传的叙述，错误的是(　　)
A.柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰，促进了基因的表达
B.DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现不同的表型
C.基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关
D.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
第2课时　中心法则、细胞分化和表观遗传
一、
自主梳理
1.DNA　DNA　RNA　RNA　蛋白质　RNA　自我复制　自身　蛋白质　RNA　RNA　DNA　DNA　RNA　核酸　蛋白质　正常　折叠状态
2.(1)①蛋白质的结构　②酶的合成　代谢过程　(2)①一个性状　②多个基因　③多种
辨正误
(1)×　提示：遗传信息从DNA到RNA是双向的。
(2)×　提示：DNA病毒入侵宿主细胞后的遗传信息传递仍遵循中心法则。
(3)×　提示：基因还可以通过控制酶的合成间接控制生物性状。
(4)√
合作探究
1.(1)转录　RNA聚合　逆转录　逆转录　(2)①②③④⑤　①②③
(3)提示：高度分化的细胞不再进行细胞分裂，因而不能发生①过程。
2.(1)提示：基因通过控制酶的合成控制代谢过程，进而间接控制生物性状。
(2)提示：不是，牵牛花的颜色由多个基因控制。
(3)提示：生物体的性状也受环境的影响。
学以致用
1.D　[根尖分生区细胞能进行有丝分裂，细胞分裂间期发生DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，基因的表达通过转录和翻译过程合成蛋白质，A正确；据题图分析可知，①表示DNA分子的复制过程，②表示转录过程，③表示翻译过程，B正确；④表示逆转录过程，某些RNA病毒(如HIV)增殖时可发生该过程，C正确；④(逆转录过程)和⑤(RNA分子复制过程)可发生在被某些病毒侵染的细胞中，D错误。]
2.AB　[该图反映了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状和基因通过控制酶的合成控制代谢过程，进而间接控制生物性状的两条典型途径，A正确；X1与X2为不同的mRNA，其主要区别是核糖核苷酸序列的不同，B正确；基因1和基因2是控制不同性状的基因，不是位于一对同源染色体上的一对等位基因，C错误；人体成熟的红细胞中没有细胞核以及各种细胞器，不发生转录和翻译，即不会发生①②③④过程，D错误。]
二、
自主梳理
1.有选择性
2.微RNA　mRNA　特异性　时序性
3.细胞分化
辨正误
(1)×　提示：人体肌细胞与幼红细胞中基因是相同的，mRNA、蛋白质不同。
(2)×　提示：胰岛细胞有胰岛素基因，也有抗体基因，但抗体基因在胰岛细胞中不表达。
(3)×　提示：ATP合成酶基因在所有细胞中都表达。
(4)√
合作探究
(1)提示：相同；原因是三种细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂和细胞分化形成的。
(2)提示：合成的mRNA、蛋白质种类不完全相同；原因是基因选择性表达。
学以致用
3.D　[“胰岛样”细胞由骨髓干细胞分化形成，二者基因组成相同，基因表达情况不同，A、C错误；分析题意可知，将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为“胰岛样”细胞，“胰岛样”细胞由骨髓干细胞分化而来，则“胰岛样”细胞与胰岛B细胞基因组成相同，基因表达情况不同，B错误；骨髓干细胞和胰岛B细胞是同一个体的不同类型细胞，基因组成相同，存在基因选择性表达，表达情况不同，D正确。]
4.D　[细胞分化的实质是基因选择性表达，表达出细胞需要的蛋白质，使细胞趋向专门化，A正确；根据对照组的结果，随着时间的延长，分化过程中TRAP酶活性逐渐提高，B正确；比较第1天和第3天的实验组和对照组几乎无差别，第7天出现了差异，说明大蒜素对TRAP酶活性的影响需要一定时间，C正确；对照组是正常分化，TRAP酶的活性在提高，与对照组相比，实验组第7天该酶活性降低，说明大蒜素抑制干细胞向破骨细胞分化，D错误。]
三、
自主梳理
1.保持不变　可遗传变化
2.(1)DNA甲基化　(2)组蛋白修饰　染色质
4.DNA序列信息　环境信息
辨正误
(1)×　提示：表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变，而表型发生可遗传变化的现象。
(2)√
(3)×　提示：表观遗传现象是普遍存在的。
合作探究
(1)提示：可以，5－甲基胞嘧啶在DNA复制过程中与鸟嘌呤正常配对。
(2)提示：表观遗传改变的是基因表达和表型，没改变的是基因的碱基序列。
(3)提示：RNA聚合　表型(性状、基因表达)
(4)提示：全部正常　正常∶矮小＝1∶1
学以致用
5.AD　[基因的表达包括转录和翻译，DNA甲基化主要表现为抑制转录活性，因此某基因发生甲基化，一般会导致该基因的表达量下降，A正确；DNA甲基化主要表现为抑制转录活性，会干扰RNA聚合酶与模板的识别，B错误；若某基因发生甲基化，则该基因的碱基序列不发生变化，C错误；DNA甲基化可引起生物的表型发生可遗传变化，即可能导致生物性状发生改变，D正确。]
6.D　[根据对题干信息的分析可知，F1个体的基因型都是Aa，而不同体色的小鼠A基因碱基序列相同，有不同程度的甲基化现象，说明F1个体体色差异与A基因甲基化程度有关，A正确；RNA聚合酶与基因的结合是基因表达的关键环节，而A基因甲基化会影响其表达过程，B正确；碱基甲基化不影响碱基互补配对过程，C正确；基因中碱基甲基化后碱基种类没有改变，因此基因结构(基因中碱基对排列顺序)没有发生改变，D错误。]
随堂检测
1.C　[人体内高度分化的细胞不再分裂，不会发生DNA的复制，A错误；新冠病毒的③(翻译)和④(RNA分子复制)发生在宿主细胞内，而不是新冠病毒颗粒内，B错误；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，是以其中一条链为模板，D错误。]
2.D　[根尖分生区细胞可以进行DNA复制、转录和翻译，所以遗传信息的传递途径为①②⑤，A错误；白化病体现了基因通过控制酶的合成控制生物性状，属于间接控制，B错误；②和③过程需要的模板不同，原料也不同，②以核糖核苷酸为原料，③以脱氧核苷酸为原料，C错误；真核细胞内，①(DNA的复制)和②(转录)主要发生在细胞核内，⑤(翻译)发生在细胞质的核糖体中，D正确。]
3.C　[对于RNA病毒而言，其遗传物质是RNA，基因是RNA上的功能片段，能控制生物的性状，A正确；基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状，属于基因控制性状的直接途径，B正确；基因突变不一定导致生物性状改变，C错误；基因、蛋白质和环境相互作用，基因与基因、基因与基因产物、基因与环境相互作用调控生物的性状，D正确。]
4.D　[细胞分化后，细胞的结构发生了稳定性差异，A正确；细胞分化的实质是基因选择性表达，因此细胞中蛋白质的种类和数量都会发生变化，B、C正确；细胞分化不会改变细胞核中的遗传物质，D错误。]
5.AB　[柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，A错误；DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型，B错误。](共52张PPT)
第二章　遗传的分子基础 第3节　遗传信息控制生物的性状
第1课时　
DNA分子通过RNA指导蛋白质的合成
课时概念解析
本课时的概念为“概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成”，该概念的建构需要以下基本概念或证据的支持：1.基因是具有遗传效应的核酸片段，DNA具有携带遗传信息和表达遗传信息的功能。2.转录是以DNA的一条链为模板，依据碱基互补配对原则，合成RNA的过程。3.遗传密码是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的核苷酸。4.翻译是以mRNA为模板，依次合成具有一定氨基酸顺序的多肽链的过程。
目录 CONTENTS
1.遗传信息的转录
2.遗传信息的翻译
3.随堂检测
自主梳理
合作探究
合作探究
思维导图
自主梳理
磷酸
1.RNA的结构和功能
核糖
A、U、
G、C
核糖核苷酸
单链
信使RNA(mRNA)
翻译
核糖体RNA(rRNA)
转运RNA(tRNA)
识别并转运氨基酸
[微思考]　mRNA为什么适合作为DNA的信使传递遗传信息？
提示：mRNA较小，可以从核孔进入细胞质，且mRNA上的碱基序列可以携带遗传信息。
2.遗传信息的转录
细胞核
碱基互补配对
一条链
RNA
DNA
一条链
核糖核苷酸
ATP
RNA聚合酶
[微思考]　除了细胞核，转录还可以发生在哪些场所？
提示：存在DNA的地方都可以进行转录，转录的场所包括细胞核、线粒体、叶绿体。
[辨正误]
(1)RNA一般是单链，所以RNA都不含有氢键。( )
提示：tRNA的局部含有氢键。
(2)转录时，解开DNA双链的是解旋酶。( )
提示：转录时不需要解旋酶的参与，需要RNA聚合酶。
(3)转录的产物不只是mRNA，还有tRNA和rRNA。( )
(4)转录以DNA的两条链作为模板，以4种核糖核苷酸为原料。( )
提示：转录以DNA的一条链作为模板。
×
×
√
×
如图表示某真核生物细胞内DNA的转录过程，请据图分析回答下列问题：
(1)图中遗传信息的转录方向为____ (用“→”或“←”表示)。
(2)a为启动上述过程必需的有机物，其名称是______________，其作用是：
①作用于______，使DNA双螺旋______；②催化核糖核苷酸连接到RNA链上。
(3)b和c的名称分别是__________________、__________________。
←
RNA聚合酶
氢键
解开
胞嘧啶脱氧核苷酸
胞嘧啶核糖核苷酸
●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：碱基互补配对方式有4种，分别是A与U、T与A、G与C、C与G；所形成的碱基对共有4种，分别是A—U、T—A、G—C和C—G。
●转录形成的RNA的碱基序列与其DNA模板链和非模板链的碱基序列相比较，有什么异同？
提示：转录形成的RNA的碱基序列与其DNA模板链的碱基序列是互补配对关系；与非模板链的碱基序列基本相同，只是DNA链上有T的位置，在RNA链上是U。
●结合DNA复制和转录过程图解，分析两过程有何不同之处。
提示：①DNA复制中A与T配对，转录中A与U配对。
②DNA复制时一个DNA分子完整复制，形成两个DNA分子；转录是以基因为单位进行的，在DNA分子中，只有处于表达状态的片段(基因)才会进行转录，转录形成一条单链RNA。　　　
遗传信息转录的几个说明
(1)转录不是转录整个DNA，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的种类没有差异。
(2)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，可能这个基因转录是以DNA的一条链为模板，另一个基因的转录是以同一个DNA的另一条链为模板。
(3)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。
(4)完成正常使命的RNA迅速降解，保证生命活动的有序进行。
【 学以致用 】
BCD
1.(多选)下列关于DNA和RNA的叙述正确的是(　 　)
A.真核细胞的DNA都分布在细胞核中
B.RNA特有的组成成分是核糖与尿嘧啶
C.DNA通常是双链，RNA一般是单链
D.DNA、RNA的多样性与核苷酸序列有关
解析　真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，A错误；
RNA特有的组成成分是核糖与尿嘧啶，DNA特有的组成成分是脱氧核糖与胸腺嘧啶，B正确；
DNA通常是双链的，RNA一般是单链的，C正确；
DNA、RNA的多样性主要与核苷酸排列序列有关，D正确。
　
D
2.(2024·江苏盐城高二阶段练习)某DNA一条链的碱基序列是5′－CAGTAAGCC－3′，由其转录形成的RNA的碱基序列是(　　)
A.5′－GTCATTCGG－3′
B.5′－GGCTTACTG－3′
C.5′－GUCAUUCGG－3′
D.5′－GGCUUACUG－3′
解析　转录遵循的碱基互补配对原则是A与U、T与A、G与C、C与G配对，且转录模板链5′端与子链3′端相对应，因此5′－CAGTAAGCC－3′转录应得到5′－GGCUUACUG－3′，D正确。
3.(2024·江苏常州高一期末)如图表示真核细胞核内某种遗传信息流动过程，相关叙述正确的是(　　)
A.图示中核酸彻底水解产物最多有8种
B.在组成成分上，图中的1和2仅仅碱基不同
C.图中的4可断开氢键，也可形成氢键
D.哺乳动物成熟的红细胞可发生该过程
解析　图示过程为转录过程，即由DNA指导合成RNA的过程，因此图中核酸彻底水解产物最多有8种，分别为脱氧核糖、核糖、磷酸和5种碱基，A正确；
图中的1表示DNA，2表示RNA，在组成成分上，二者的不同除了碱基不完全相同外，还有五碳糖的种类不同，B错误；
图中的4为RNA聚合酶，不仅可断开氢键，还能催化磷酸二酯键的形成，但不能催化氢键的形成，C错误；
哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和细胞器结构，因而不能发生图示的过程，D错误。
A
与转录有关的两个注意点
(1)转录时，需要解旋，但不需要解旋酶参与。因为RNA聚合酶本身就兼有解旋的作用。
(2)转录时，RNA子链的延伸方向为5′端→3′端，与RNA聚合酶的移动方向一致。　
1.翻译的概念
在细胞中，以mRNA为模板，从一个特定的起始位点开始，按照每三个相邻的核糖核苷酸代表一个氨基酸的原则，依次合成具有一定氨基酸顺序的多肽链的过程。 场所：细胞质中的核糖体
2.密码子
(1)概念：__________上决定一个氨基酸的__________的核苷酸，称为一个密码子。密码子共有______个。
mRNA
三个相邻
64
(2)起始密码子和终止密码子：真核细胞唯一的起始密码子是________，编码的是__________。三种终止密码子是________________________，它们不编码任何氨基酸。
提醒　在细菌体内，除了AUG，GUG也可作为起始密码子，GUG作为起始密码子时编码甲硫氨酸。
AUG
甲硫氨酸
UAA、UAG、UGA
[微思考]　在真核生物中，一种密码子只能决定一种氨基酸吗？一种氨基酸只有一种密码子吗？
提示：在真核生物中，一种密码子只能决定一种氨基酸，而一种氨基酸可能有多种密码子。
3.tRNA
氨基酸
(1)结构：一端是结合 的部位，另一端有3个碱基能和mRNA上的密码子互补配对，称为 。
(2)功能：携带氨基酸进入核糖体。每种tRNA只能携带一种氨基酸，但是一种氨基酸可由一种或多种tRNA携带。
提醒　反密码子的阅读方向为长臂端向短臂端，即3′端→5′端。
氨基酸
反密码子
4.翻译
(1)过程图解
mRNA
tRNA
tRNA
肽键
mRNA
终止密码子
(2)特点：一个mRNA分子上可以结合多个核糖体，同时进行多条多肽链的合成。
(3)多肽链的去向：多肽链合成后，从核糖体上脱离，经过 、折叠、______等加工，形成特定的__________，最终成为具有一定功能的________分子。
[知识扩展]　原核生物和真核生物基因的转录和翻译
真核生物的转录主要发生在细胞核中，翻译发生在细胞质中，在空间和时间上被分隔开进行；而原核生物的转录和翻译没有分隔，可以同时进行，边转录边翻译。
盘曲
修饰
空间结构
蛋白质
[辨正误]
(1)密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻核苷酸。( )
(2)密码子的种类有64种，所以对应64种氨基酸。( )
提示：密码子有64种，其中61个密码子负责20种氨基酸的编码，另外三个不编码任何氨基酸，是终止密码子。
(3)每种转运RNA能识别并转运一种或多种氨基酸。( )
提示：一种tRNA只能转运一种氨基酸，1种氨基酸可由1种或多种tRNA转运。
(4)翻译时，核糖体沿着mRNA移动，而mRNA不动。( )
(5)一个mRNA可以相继结合多个核糖体，同时进行一条肽链的合成。( )
提示：一个mRNA可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。
√
×
×
√
×
●组成蛋白质的20种氨基酸对应61种密码子，这表明密码子具有“简并性”，这一现象对生物体的生命活动有何意义？
提示：(1)增强容错性：当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸，因而有利于蛋白质或性状的稳定。
(2)保证翻译速度：当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子编码同一种氨基酸，可以保证翻译的速度。　　　
下图是翻译过程的示意图，请据图分析：
甲
(1)图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是__________________________，图乙中①是__________，⑥是________，②是________。
(2)图甲中核糖体沿着mRNA移动的方向为__________，根据教材中的密码子表，写出图中翻译出的氨基酸序列：__________________________。
(3)图乙中核糖体移动的方向是__________，判断的依据是____________________________。
tRNA、核糖体、多肽链
mRNA
核糖体
多肽链
从左向右
甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸
从右向左
多肽链的长短，长的翻译在前
●图乙中每个核糖体是共同合成一条多肽链，还是分别合成一条完整的多肽链？
提示：每个核糖体分别合成一条完整的多肽链。
●图乙中合成的4条多肽链是否相同？为什么？
提示：相同；因为它们结合的模板mRNA相同。
●图乙中所示翻译的特点，其意义是______________________________________
_____________。　　　
少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的
多肽链
“两看法”巧判真核生物和原核生物基因表达
(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。　　　
【 学以致用 】
BD
●(多选)(2024·江苏徐州高一期末)下表是科学家破译遗传密码所做的蛋白质体外合成实验，有关叙述错误的是(　　)
翻译模板 合成产物
实验一 UUU…(多聚尿嘧啶核糖核苷酸) 苯丙氨酸多聚体
实验二 ACACAC… 由苏氨酸和组氨酸组成多聚体
实验三 CAACAA… 谷氨酰胺多聚体或天冬酰胺多聚体或苏氨酸多聚体
A.体外合成蛋白质时可以不需要AUG作为起始密码子
B.这些多聚核糖核苷酸相当于mRNA，含反密码子
C.实验三产物多样的原因是每次读取密码子不同
D.通过实验二、三可以得出苏氨酸的密码子为CAC
解析　实验一中没有AUG，却可以合成多肽链，说明体外合成蛋白质时可以不需要AUG作为起始密码子，A正确；
这些多聚核糖核苷酸相当于mRNA，含有密码子，反密码子位于tRNA上，B错误；
一种密码子只能决定一种氨基酸，实验三中CAACAA可组成的密码子类型为CAA或AAC或ACA，因此实验三产物多样的原因是每次读取密码子不同，C正确；
实验二说明，苏氨酸的密码子可能为ACA或CAC，实验三中能合成苏氨酸多聚体，而实验三中CAACAA可组成的密码子类型为CAA或AAC或ACA，与实验二的密码子比较可知，苏氨酸密码子为ACA，因此实验二中CAC为组氨酸的密码子，即比较实验二、三能说明组氨酸的密码子为CAC，D错误。　　　
4.(2024·江苏徐州高一期末)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。有关叙述正确的是(　　)
A.图中①为亮氨酸，②为核糖体
B.图中结构②沿mRNA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和细胞核中
B
解析　已知密码子的方向为5′→3′，由图示可知，携带①的tRNA上的反密码子为UAA，与其互补配对的mRNA上的密码子为AUU，因此氨基酸①为异亮氨酸，②为核糖体，A错误；
由图示可知，图中携带氨基酸的tRNA从左侧移向核糖体，空载tRNA从右侧离开核糖体，则结构②(核糖体)沿mRNA移动并读取密码子的方向为从右向左，B正确；
互补配对的碱基之间通过氢键连接，图示过程中，tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对时有氢键的形成，tRNA离开核糖体时有氢键的断裂，C错误；
细胞核内不存在核糖体，故不会发生图示的翻译过程；线粒体是“半自主细胞器”，含有少量的DNA和核糖体，可进行转录和翻译过程，D错误。
A.图中①为亮氨酸，②为核糖体
B.图中结构②沿mRNA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和细胞核中
5.(2023·镇江高一调研)已知一个蛋白质分子由3条不同肽链组成，连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有297个，翻译成这个蛋白质分子的mRNA中的A和G共有400个。则指导该蛋白质合成的mRNA中至少含有的碱基个数及合成该蛋白质需要的tRNA个数，以及转录此mRNA的基因中C和T的个数之和(最小)依次是(　　)
A.900　300　1 000 B.900　300　900
C.900　297　1 000 D.900　297　900
B
解析　因为该蛋白质中有3条肽链，肽键297个，所以其中的氨基酸个数为300个。DNA中碱基∶mRNA碱基∶氨基酸个数＝6∶3∶1，故mRNA中碱基个数至少为300×3＝900(个)，需tRNA 300个，根据碱基互补配对原则，C＋T占基因碱基总数的一半，故转录此mRNA的基因中C＋T的个数之和(最小)为(300×6)/2＝900(个)。
●基因表达过程中相关数量关系
(1)DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系
(2)基因表达过程中相关的数量关系
比较（不考虑终止密码子） 数目/个
DNA中的碱基数（脱氧核苷酸数） 6n
mRNA中的碱基数（核糖核苷酸数） 3n
蛋白质中的氨基酸数 n
参与转运氨基酸的tRNA数 n
D
1.下列关于RNA的叙述，错误的是(　　)
A.有些RNA可催化细胞内的某些生化反应
B.RNA的基本单位由磷酸、核糖和含氮碱基组成
C.RNA参与构成核糖体
D.RNA参与构成细胞质膜
解析　有些酶的化学本质为RNA；RNA的基本单位是核糖核苷酸，由磷酸、核糖和含氮碱基组成；rRNA参与构成核糖体；细胞质膜主要由脂质和蛋白质组成。
C
2.下列有关基因控制蛋白质合成的叙述，错误的是(　　)
A.转录和翻译都可发生在线粒体内
B.转录和翻译的原料分别是核糖核苷酸和氨基酸
C.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
D.转录和翻译的模板分别是DNA的一条链和mRNA
解析　转录主要发生在细胞核中，以DNA的一条链为模板，以核糖核苷酸为原料。翻译则主要发生在细胞质中，以mRNA为模板，以氨基酸为原料，但线粒体内也有DNA和核糖体，因此转录和翻译也可发生在线粒体内；一种氨基酸可对应多种密码子，即可由多种tRNA转运。
C
3.(2024·江苏南京期末)下列图示为真核细胞中发生的生理过程，有关描述错误的是(　　)
A.图甲表示DNA的复制，通过增加复制起点，细胞可以提高DNA复制的效率
B.图乙表示翻译，通过一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链，提高翻译的效率
C.图丙表示转录，以4种游离的脱氧核糖核苷酸为原料
D.甲、乙、丙三个过程均涉及碱基互补配对原则
解析　图甲表示DNA的复制，通过多起点复制，提高DNA复制的效率，A正确；
图乙表示翻译，通过一个mRNA分子上结合多个核糖体，以少量的RNA在短时间内合成大量的蛋白质，提高翻译的效率，B正确；
图丙表示转录，转录的产物可以是三种RNA(转运RNA，信使RNA和核糖体RNA)，故转录的原料是RNA的基本单位—核糖核苷酸，C错误；
DNA的复制(A－T、C－G)、转录(A－U、T－A、C－G、C－G)和翻译(A－U、C－G)三个过程均涉及碱基互补配对原则，D正确。
A.图甲表示DNA的复制，通过增加复制起点，细胞可以提高DNA复制的效率
B.图乙表示翻译，通过一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链，提高翻译的效率
C.图丙表示转录，以4种游离的脱氧核糖核苷酸为原料
D.甲、乙、丙三个过程均涉及碱基互补配对原则
BC
4.(多选)(2024·江苏南通期中)在细胞内蛋白质的合成过程中，mRNA分子发挥着重要作用。下列有关叙述错误的是(　　)
A.若mRNA中缺失起始密码子，则肽链将不能合成
B.同一个体的不同组织细胞内，mRNA的种类相同
C.人体细胞中mRNA的合成需要DNA聚合酶的参与
D.一条mRNA分子上可以相继结合多个核糖体
解析　起始密码子是翻译的起点，若mRNA中缺失起始密码子，则肽链将不能合成，A正确；
人体不同组织细胞由于基因的选择性表达，mRNA种类上存在差异，B错误；
在人体细胞内mRNA通过转录合成，需要RNA聚合酶的催化，C错误；
一条mRNA分子上可能相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，D正确。
●(2024·江苏高二校联考)下图1是某动物基因控制蛋白质合成的示意图，图2为该动物细胞中合成毛发蛋白质的示意图。请据图回答下列问题：
(1)图1中催化过程①的酶是____________，若该DNA分子片段中鸟嘌呤占24%，则该DNA分子片段中腺嘌呤占________。
(2)图2过程为________(填名称)。
RNA聚合酶
26%
翻译
(3)图2中最终合成的多条肽链的氨基酸序列________(填“完全相同”或“不完全相同”)。
(4)据图2判断核糖体沿着mRNA移动的方向是________(填“从左向右”或“从右向左”)。
完全相同
从右向左
解析　(1)图1中①为转录过程，需要RNA聚合酶催化；根据碱基互补配对原则可知：A＋G＝1/2总碱基＝50%，所以若该DNA分子片段中鸟嘌呤占24%，则该DNA分子片段中腺嘌呤占26%。
(2)图2表示翻译过程，其中①是mRNA。
(3)图2合成的多条肽链的氨基酸序列完全相同，因为它们是以同一个mRNA为模板翻译形成的。
(4)根据多聚核糖体上合成肽链的长短，可以判断，核糖体沿着mRNA移动的方向为“从右向左”。　　　(共46张PPT)
第二章　遗传的分子基础 第3节　遗传信息控制生物的性状
第2课时　
中心法则、细胞分化和表观遗传
课时概念解析
本课时的概念为“遗传信息从DNA→RNA→蛋白质，生物体中存在基因碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象”，该概念的建构需要以下基本概念或证据的支持：1.在绝大多数生物体内，遗传信息通过复制从DNA传递到DNA，由DNA通过转录传递到RNA，然后由RNA通过翻译合成蛋白质。2.部分RNA病毒能以RNA为模板反向合成单链DNA。3.生物的性状主要由蛋白质表现，基因通过蛋白质的合成控制生物的性状。4.表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变，而表型发生可遗传变化的现象。
目录 CONTENTS
1.中心法则诠释了基因与生物性状的关系
2.细胞分化的本质是基因选择性表达
4.随堂检测
自主梳理
合作探究
合作探究
自主梳理
3.表观遗传及其作用机制
合作探究
思维导图
自主梳理
DNA
1.中心法则的提出及发展
DNA
RNA
RNA
蛋白质
RNA
自我复制
自身
蛋白质
RNA
RNA
DNA
DNA
RNA
核酸
蛋白质
正
常
折叠状态
提醒　逆转录和RNA复制只有在某些病毒复制时才能在宿主细胞内进行。
(2)基因与性状的关系
①一个基因一般控制__________。
②有时__________控制一个性状，如人的身高受到多个基因的综合作用。
③有时一个基因影响______性状，如控制豌豆开紫色花的基因也控制其种皮呈现灰色的性状。
蛋白质的结构
酶的合成
代谢过程
一个性状
多个基因
多种
[辨正误]
(1)遗传信息从DNA到RNA再到蛋白质是单向的。( )
提示：遗传信息从DNA到RNA是双向的。
(2)DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则。( )
提示：DNA病毒入侵宿主细胞后的遗传信息传递仍遵循中心法则。
(3)基因只能通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状。( )
提示：基因还可以通过控制酶的合成间接控制生物性状。
(4)基因与性状的关系并不都是简单的线性关系，一个性状可能由多个基因控制。( )
×
×
×
√
1.中心法则揭示了生物遗传信息传递的规律，据图回答下列问题：
(1)②表示______过程，需要____________酶；④表示________过程，需要________酶的参与。
(2)图中遵循碱基互补配对原则的过程是____________。正常情况下，在人体细胞内能进行的过程是________。
(3)任意一个人体细胞均能发生①②③过程吗？
提示：高度分化的细胞不再进行细胞分裂，因而不能发生①过程。
转录
RNA聚合
逆转录
逆转录
①②③④⑤
①②③
●请写出流行性感冒病毒遗传信息传递表达的过程。
提示：
●请写出劳斯肉瘤病毒遗传信息传递与表达的过程。
提示：
　
●镰状细胞贫血的出现是由于控制血红蛋白合成的基因中一个碱基对发生变化，导致血红蛋白的结构发生变化，血细胞呈镰刀状，容易破裂，使人患溶血性贫血。据图分析回答下列问题：
(1)基因中碱基对的变化如何改变蛋白质的结构？
提示：基因中碱基对发生改变，导致转录形成的mRNA中密码子改变，进而导致翻译形成的蛋白质的结构发生改变。
(2)上述实例说明，基因如何控制生物体的性状？
提示：基因通过控制蛋白质的结构，直接控制生物性状。　　　
2.牵牛花的颜色主要由花青素决定，如图为花青素的合成与颜色变化的过程示意图。请回答下列问题：
(1)图中反映了基因是如何控制生物体性状的？
提示：基因通过控制酶的合成控制代谢过程，进而间接控制生物性状。
(2)牵牛花的颜色是只由一个基因控制吗？
提示：不是，牵牛花的颜色由多个基因控制。
(3)牵牛花的颜色还与细胞中的pH有关，这说明什么？
提示：生物体的性状也受环境的影响。
不同生物的遗传信息传递过程
生物种类 举例 遗传信息的传递过程和图示
DNA病毒 T2噬菌体
RNA病毒 不含逆转录酶 烟草花叶病毒
含逆转录酶 艾滋病病毒
【 学以致用 】
D
1.中心法则揭示了生物遗传信息传递的一般规律。下列叙述错误的是(　　)
A.①②③三个过程可在根尖分生区细胞中发生
B.①②③分别表示DNA的复制、转录和翻译过程
C.④表示逆转录，某些病毒增殖时可发生该过程
D.④⑤是虚线，表示其在生物界可能不存在
解析　根尖分生区细胞能进行有丝分裂，细胞分裂间期发生DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，基因的表达通过转录和翻译过程合成蛋白质，A正确；
据题图分析可知，①表示DNA分子的复制过程，②表示转录过程，③表示翻译过程，B正确；
④表示逆转录过程，某些RNA病毒(如HIV)增殖时可发生该过程，C正确；
④(逆转录过程)和⑤(RNA分子复制过程)可发生在被某些病毒侵染的细胞中，D错误。
A.①②③三个过程可在根尖分生区细胞中发生
B.①②③分别表示DNA的复制、转录和翻译过程
C.④表示逆转录，某些病毒增殖时可发生该过程
D.④⑤是虚线，表示其在生物界可能不存在
AB
2.(多选)(2024·江苏无锡高一联考)下图为人体内部分基因对相关性状的控制过程，下列相关叙述中正确的是(　　)
A.该图反映了基因控制生物性状得两条典型途径
B.X1与X2的主要区别是核糖核苷酸序列的不同
C.基因1和基因2是位于一对同源染色体上的一对等位基因
D.人体成熟的红细胞中可进行①②过程，而不进行③④过程
解析　该图反映了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状和基因通过控制酶的合成控制代谢过程，进而间接控制生物性状的两条典型途径，A正确；
X1与X2为不同的mRNA，其主要区别是核糖核苷酸序列的不同，B正确；
基因1和基因2是控制不同性状的基因，不是位于一对同源染色体上的一对等位基因，C错误；
人体成熟的红细胞中没有细胞核以及各种细胞器，不发生转录和翻译，即不会发生①②③④过程，D错误。
A.该图反映了基因控制生物性状得两条典型途径
B.X1与X2的主要区别是核糖核苷酸序列的不同
C.基因1和基因2是位于一对同源染色体上的一对等位基因
D.人体成熟的红细胞中可进行①②过程，而不进行③④过程
1.在不同的体细胞中，虽然基因组序列都一样，但基因的表达却是__________的。
实例：鸡的一些体细胞内基因和mRNA的有无分析(用“＋”表示有；“－”表示无)
有选择性
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 ＋＋＋ － － ＋
2.基因选择性表达的机制非常复杂，涉及多种调控方式。
实例：不参与编码蛋白质的__________ (miRNA)也能在转录后介导对__________的降解，一些miRNA具有组织________和________，即只在特定的组织或某个发育阶段起着调控作用。
3.__________ 是多细胞生物个体发育的基础。
微RNA
mRNA
特异性
时序性
细胞分化
[辨正误]
(1)人体肌细胞与幼红细胞中基因、mRNA、蛋白质均不同。( )
提示：人体肌细胞与幼红细胞中基因是相同的，mRNA、蛋白质不同。
(2)胰岛细胞有胰岛素基因而无抗体基因，故可以产生胰岛素而不能产生抗体。( )
提示：胰岛细胞有胰岛素基因，也有抗体基因，但抗体基因在胰岛细胞中不表达。
(3)ATP合成酶基因在不同细胞中选择性表达。( )
提示：ATP合成酶基因在所有细胞中都表达。
(4)同一个体的不同组织、细胞形态、功能不同是基因选择性表达的结果。( )
×
×
×
√
如图是同一人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态。
(1)这三种细胞的基因组成是否相同？为什么？
提示：相同；原因是三种细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂和细胞分化形成的。
(2)这三种细胞合成的mRNA、蛋白质种类是否相同？原因是什么？
提示：合成的mRNA、蛋白质种类不完全相同；原因是基因选择性表达。
●若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子，其杂交带状况如何？若将探针改为检测胰岛素基因的mRNA，其杂交带状况如何？
提示：A、B、C三类细胞中均含胰岛素基因，但该基因只有在A细胞中才能转录产生mRNA，故用胰岛素基因作探针，三类细胞均可形成杂交带。但改为检测胰岛素基因的mRNA，则只有A细胞能产生杂交带。　　　
细胞分化
注：管家基因是指所有细胞中都表达的一类基因，这类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；奢侈基因是指只在某类细胞中特异性表达的基因。
【 学以致用 】
D
3.将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为“胰岛样”细胞，以替代损伤的胰岛B细胞，达到治疗糖尿病的目的。下列叙述正确的是(　　)
A.骨髓干细胞与“胰岛样”细胞的基因组成不同，基因表达情况不同
B.“胰岛样”细胞与胰岛B细胞基因组成不同，基因表达情况相同
C.骨髓干细胞与“胰岛样”细胞基因组成相同，基因表达情况也相同
D.骨髓干细胞与胰岛B细胞的基因组成相同，基因表达情况不同
解析　“胰岛样”细胞由骨髓干细胞分化形成，二者基因组成相同，基因表达情况不同，A、C错误；
分析题意可知，将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为“胰岛样”细胞，“胰岛样”细胞由骨髓干细胞分化而来，则“胰岛样”细胞与胰岛B细胞基因组成相同，基因表达情况不同，B错误；
骨髓干细胞和胰岛B细胞是同一个体的不同类型细胞，基因组成相同，存在基因选择性表达，表达情况不同，D正确。
D
4.(2024·江苏宿迁阶段考)TRAP酶为破骨细胞分化的标志。为研究大蒜素对间充质干细胞向破骨细胞分化的影响，研究者进行相关实验，结果如表。
组别 TRAP酶活性
第1天 第3天 第7天
对照组 0.382 0.443 1.185
实验组 0.381 0.443 0.449
下列叙述错误的是(　　)
A.干细胞分化过程中存在基因选择性表达
B.分化过程中TRAP酶活性逐渐提高
C.大蒜素对TRAP酶活性的影响需要一定时间
D.大蒜素促进干细胞向破骨细胞分化
解析　细胞分化的实质是基因选择性表达，表达出细胞需要的蛋白质，使细胞趋向专门化，A正确；
根据对照组的结果，随着时间的延长，分化过程中TRAP酶活性逐渐提高，B正确；
比较第1天和第3天的实验组和对照组几乎无差别，第7天出现了差异，说明大蒜素对TRAP酶活性的影响需要一定时间，C正确；
对照组是正常分化，TRAP酶的活性在提高，与对照组相比，实验组第7天该酶活性降低，说明大蒜素抑制干细胞向破骨细胞分化，D错误。
A.干细胞分化过程中存在基因选择性表达
B.分化过程中TRAP酶活性逐渐提高
C.大蒜素对TRAP酶活性的影响需要一定时间
D.大蒜素促进干细胞向破骨细胞分化
组别 TRAP酶活性
第1天 第3天 第7天
对照组 0.382 0.443 1.185
实验组 0.381 0.443 0.449
1.表观遗传的概念
生物体基因的碱基序列__________，而表型发生____________的现象。
提醒　表观遗传在一定的条件下才能遗传给后代。
2.基因组表观遗传修饰的两种形式
(1)______________ ：主要发生在基因组DNA上某些区域的胞嘧啶上，它的第5位碳原子和甲基之间通过共价键结合，被修饰为5－甲基胞嘧啶。
(2)____________ ：在生物体内不同酶的作用下，在核小体的组蛋白不同氨基酸中加上多种化学基团的现象。这种修饰能改变________状态及其开放程度，进而调控基因的表达。
保持不变
可遗传变化
DNA甲基化
组蛋白修饰
染色质
3.实例
柳穿鱼花型改变、蜂王和工蜂的异型分化。
4.基因、表型和环境之间的关系
________________、表观遗传信息和__________之间相互作用，共同调控着生物的各种生命活动。
DNA序列信息
环境信息
[辨正误]
(1)表观遗传现象由于基因的碱基序列没有发生改变，因此生物体的性状也不会发生改变。( )
提示：表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变，而表型发生可遗传变化的现象。
(2)吸烟会导致人的体细胞内DNA的甲基化水平升高，从而影响基因的表达。( )
(3)表观遗传现象比较少见，不能普遍存在于生物体的整个生命活动过程中。( )
提示：表观遗传现象是普遍存在的。
×
√
×
生物体基因的碱基序列保持不变，而表型发生可遗传变化的现象称为表观遗传。表观遗传中生物表型的改变可能是通过DNA甲基化、RNA干扰等多种机制来实现的。某基因在启动子上存在富含双核苷酸“C—G”的区域，其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5－甲基胞嘧啶，仍能在DNA复制过程中与鸟嘌呤互补配对，甲基化会抑制基因的表达。
(1)DNA甲基化后还能正常复制吗？
提示：可以，5－甲基胞嘧啶在DNA复制过程中与鸟嘌呤正常配对。
(2)表观遗传改变的和没改变的分别是什么？
提示：表观遗传改变的是基因表达和表型，没改变的是基因的碱基序列。
(3)DNA甲基化是指在DNA碱基上选择性添加甲基，是表观遗传中常见的现象之一。某些基因非编码区的—CCGG—位点被甲基化后，使________________酶不能与之结合，抑制转录过程，从而导致生物的________________________发生改变。去甲基化后，该基因恢复功能。
提示：RNA聚合　表型(性状、基因表达)
(4)研究发现：小鼠胚胎中只要来自父方的A、a基因均不被甲基化(原来甲基化的基因去甲基化)，来自母方的A、a基因均被甲基化。现有纯合矮小雌鼠(aa)与纯合正常雄鼠(AA)杂交，则F1的表型为________________，F1雌雄个体随机交配，F2的表型及比例为________________。
提示：全部正常　正常∶矮小＝1∶1
表观遗传
【 学以致用 】
AD
5.(多选)(2024·江苏南京市联考)DNA甲基化主要表现为抑制转录活性，而对DNA复制过程无明显影响。关于DNA甲基化的叙述正确的是(　　)
A.某基因发生甲基化，一般会导致该基因的表达量下降
B.DNA甲基化会干扰DNA聚合酶与模板的识别
C.若某基因发生甲基化，则该基因的碱基序列发生变化
D.DNA甲基化可能导致生物性状发生改变
解析　基因的表达包括转录和翻译，DNA甲基化主要表现为抑制转录活性，因此某基因发生甲基化，一般会导致该基因的表达量下降，A正确；
DNA甲基化主要表现为抑制转录活性，会干扰RNA聚合酶与模板的识别，B错误；
若某基因发生甲基化，则该基因的碱基序列不发生变化，C错误；
DNA甲基化可引起生物的表型发生可遗传变化，即可能导致生物性状发生改变，D正确。
D
6.黄色小鼠(AA)与黑色小鼠(aa)杂交，产生的F1(Aa)不同个体出现了不同体色。研究表明，不同体色的小鼠A基因的碱基序列相同，但A基因上二核苷酸胞嘧啶(CpG)有不同程度的甲基化(如图)现象出现，甲基化不影响基因DNA复制。有关分析错误的是(　　)
A.F1个体体色的差异与A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　根据对题干信息的分析可知，F1个体的基因型都是Aa，而不同体色的小鼠A基因碱基序列相同，有不同程度的甲基化现象，说明F1个体体色差异与A基因甲基化程度有关，A正确；
RNA聚合酶与基因的结合是基因表达的关键环节，而A基因甲基化会影响其表达过程，B正确；
碱基甲基化不影响碱基互补配对过程，C正确；
基因中碱基甲基化后碱基种类没有改变，因此基因结构(基因中碱基对排列顺序)没有发生改变，D错误。
A.F1个体体色的差异与A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
C
1.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(　　)
A.人体所有细胞都有①②③过程
B.新冠病毒颗粒内会发生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模板
解析　人体内高度分化的细胞不再分裂，不会发生DNA的复制，A错误；
新冠病毒的③(翻译)和④(RNA分子复制)发生在宿主细胞内，而不是新冠病毒颗粒内，B错误；
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，是以其中一条链为模板，D错误。
A.人体所有细胞都有①②③过程
B.新冠病毒颗粒内会发生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模板
D
2.如图表示遗传信息流动和基因对性状控制的途径。下列叙述正确的是(　　)
A.根尖分生区细胞遗传信息的传递途径为②⑤
B.白化病是缺乏合成黑色素的酶所致，体现了基因对性状的直接控制
C.②和③过程需要的模板不同，原料相同
D.真核细胞内，①②主要发生在细胞核内，⑤发生在细胞质中
解析　根尖分生区细胞可以进行DNA复制、转录和翻译，所以遗传信息的传递途径为①②⑤，A错误；
白化病体现了基因通过控制酶的合成控制生物性状，属于间接控制，B错误；
②和③过程需要的模板不同，原料也不同，②以核糖核苷酸为原料，③以脱氧核苷酸为原料，C错误；
真核细胞内，①(DNA的复制)和②(转录)主要发生在细胞核内，⑤(翻译)发生在细胞质的核糖体中，D正确。
A.根尖分生区细胞遗传信息的传递途径为②⑤
B.白化病是缺乏合成黑色素的酶所致，体现了基因对性状的直接控制
C.②和③过程需要的模板不同，原料相同
D.真核细胞内，①②主要发生在细胞核内，⑤发生在细胞质中
C
3.(2024·江苏南通期末)基因往往通过其表达产物——蛋白质来控制生物的性状。下列关于基因、蛋白质和性状之间关系的叙述，错误的是(　　)
A.基因可以是RNA上的功能片段，能控制生物的性状
B.基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状
C.基因突变必然导致蛋白质结构变化，改变生物性状
D.基因、蛋白质和环境相互作用，调控生物体的性状
解析　对于RNA病毒而言，其遗传物质是RNA，基因是RNA上的功能片段，能控制生物的性状，A正确；
基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状，属于基因控制性状的直接途径，B正确；
基因突变不一定导致生物性状改变，C错误；
基因、蛋白质和环境相互作用，基因与基因、基因与基因产物、基因与环境相互作用调控生物的性状，D正确。
D
4.(2024·江苏盐城阶段考)细胞分化过程中，一般不会出现的是(　　)
A.细胞表面结构改变
B.蛋白质的数量发生改变
C.蛋白质的种类发生改变
D.细胞核遗传物质发生改变
解析　细胞分化后，细胞的结构发生了稳定性差异，A正确；
细胞分化的实质是基因选择性表达，因此细胞中蛋白质的种类和数量都会发生变化，B、C正确；
细胞分化不会改变细胞核中的遗传物质，D错误。
AB
5.(多选)下列对表观遗传的叙述，错误的是(　　)
A.柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰，促进了基因的表达
B.DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现不同的表型
C.基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关
D.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
解析　柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，A错误；
DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型，B错误。课时精练11　DNA分子通过RNA指导蛋白质的合成
(时间:30分钟　分值:50分)
选择题:第1~11题,每小题3分,共33分。答案P180
【基础对点】
知识点1　RNA分子的结构与功能
1.如图为核苷酸的模式图,下列相关说法正确的是 (　　)
DNA与RNA在核苷酸上只有②不同
如果要构成ATP,在①位置上加上两个磷酸基团即可
③在人的遗传物质中只有4种
DNA分子中每个②均只与一个①相连
2.下列关于DNA和RNA的叙述,错误的是 (　　)
DNA两条链间的腺嘌呤与胸腺嘧啶通过氢键连接
mRNA与tRNA的基本单位都是核糖核苷酸
细胞中同一种tRNA可转运不同的氨基酸
细胞中一个DNA分子可转录出不同的RNA
知识点2　遗传信息的转录
3.下列关于真核细胞中转录的叙述,正确的是 (　　)
tRNA、rRNA和mRNA都从一条DNA链转录而来
同一细胞中两种RNA合成有可能同时发生
真核细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
转录出的RNA不存在碱基互补配对区
4.(2024·江苏苏州高一质检)如图1中m、n、l表示哺乳动物一条染色体上相邻的三个基因,a、b为基因的间隔序列,图2为l基因进行的某种生理过程。下列分析正确的是 (　　)
a、b、m、n、l都能控制蛋白质的合成
m、n、l在不同细胞中,表达情况可能不同
甲为DNA聚合酶,丙含脱氧核糖
若丙中A+U占70%,则丙对应的乙片段中G占15%
知识点3　遗传信息的翻译
5.(2024·江苏连云港期中)下列有关遗传信息、密码子和反密码子的叙述,错误的是 (　　)
遗传信息位于mRNA上,遗传密码位于DNA上,碱基组成相同
一种密码子在不同细胞中决定相同种类的氨基酸
不同密码子编码同种氨基酸可增强密码子的容错性
反密码子是tRNA中与mRNA碱基互补配对的三个碱基
6.下图表示的是某种蛋白质的合成过程,下列相关说法正确的是 (　　)
Ⅰ可以运载一种或几种氨基酸
翻译过程中Ⅱ在mRNA上移动
Ⅲ中每3个碱基为1个密码子,除终止密码子外都能决定一种氨基酸
该过程中密码子、反密码子、氨基酸为一一对应的关系
7.(2024·无锡高一期末)细胞中的核糖体通常不单独执行功能,而是构成多聚核糖体,如图所示。下列叙述正确的是 (　　)
图中①代表有一定氨基酸序列的多肽链
图中②的移动方向为由A端→B端
图中③由4种核糖核苷酸连接而成
多聚核糖体可同时合成大量相同的蛋白质
8.(2024·江苏南京联考)如图甲表示大肠杆菌细胞中遗传信息传递的部分过程,图乙为图甲中④的放大图。请判断下列相关说法,正确的是 (　　)
图甲所示的生理过程中涉及的RNA有3种
DNA的双链解开只能发生在图甲所示的过程中
图甲中形成③的模板是mRNA,原料是核糖核苷酸
图乙中正被运载的氨基酸对应的密码子是CGA
【综合提升】
9.(多选)核糖体RNA即rRNA,是三类RNA(tRNA、mRNA、rRNA)中相对分子质量最大的一类RNA,rRNA单独存在时不执行其功能,它可与多种蛋白质结合成核糖体,作为蛋白质生物合成的“装配机”。核糖体中催化肽键合成的是rRNA,蛋白质只是维持rRNA构象,起辅助作用。下列相关叙述正确的是 (　　)
rRNA的合成需要以DNA的一条链为模板
合成肽链时,rRNA可降低氨基酸间脱水缩合所需要的活化能
在真核细胞中rRNA的合成与核仁有关
翻译时,rRNA上的碱基与tRNA上的碱基互补配对
10.(多选)(2024·苏州高一统考)当某些基因转录形成的mRNA分子难与模板链分离时,会形成RNA—DNA杂交体,此时编码链、RNA—DNA杂交体共同构成R环结构,如图所示。下列叙述正确的是 (　　)
图中酶C能催化核苷酸之间化学键的形成和氢键的断裂
R环结构的出现与否可作为基因是否转录的判断依据
R环结构会阻碍酶B移动而使DNA复制被迫停止
该现象可发生在大肠杆菌、酵母菌等生物中
11.(多选)(2024·江苏苏州高一统考)下图是电镜下原核生物转录过程中的羽毛状现象。下列叙述错误的有 (　　)
图中存在A-U配对,不存在A-T配对
图中RNA聚合酶的移动方向为由右向左
当RNA聚合酶到达终止密码子时,RNA合成结束
由该现象推测,原核生物的转录和翻译过程可能同时进行
12.(17分)(2024·江苏常州开学考)如图表示人体细胞内两类物质的合成过程,结合所学知识回答下列相关问题:
(1)(5分)图A中生理过程发生的主要场所是　　　　,以　　　　作为单位进行,甲、乙代表的物质是　　　　。
(2)(2分)图B中若多肽链为前胰岛素原(胰岛素的前体物质),则其合成后的去向是　　　　(填场所)。
(3)(4分)RNA除了具有图B所示生理功能外,还具有的功能是　　　　、　　　　。
(4)(1分)四环素等抗生素能够抑制细菌的生长,原因之一是干扰了细菌核糖体的形成,从而阻碍了图　　　　(填“A”或“B”)中所示生理过程。
(5)(2分)丙是RNA的　　　　端(填“3'”或“5'”),abc共同完成一条多肽链的合成,大大提高了翻译的速率,这句话是　　　　(填“对”或“错”)的。
(6)(3分)若图B中的多肽链中含60个氨基酸,则决定该多肽链的基因中至少含有　　　　　　　个碱基。
课时精练11　DNA分子通过RNA指导蛋白质的合成
1.C　[分析题图可知，①是磷酸基团，②是五碳糖，③是含氮碱基。DNA与RNA在核苷酸上的不同主要有两点：一是在DNA中②为脱氧核糖，在RNA中②为核糖；二是在DNA中③有A、T、C、G 4种，在RNA中③有A、U、C、G 4种，A错误；如果要构成ATP，要在①位置上加上两个磷酸基团，②应为核糖，③应为腺嘌呤，B错误；人的遗传物质是DNA，在DNA中③只有4种(A、G、C、T)，C正确；DNA分子的一条脱氧核苷酸链中多数②与两个①相连，D错误。]
2.C　[DNA的两条脱氧核苷酸链之间的碱基是通过氢键连接的，其中A与T之间有两个氢键，G与C之间有三个氢键，A正确；mRNA与tRNA都是通过转录形成的RNA，基本单位都是核糖核苷酸，B正确；一种tRNA只能转运一种氨基酸，C错误；一个DNA分子上有多个基因，故细胞中一个DNA分子可转录出不同的RNA，D正确。]
3.B　[真核细胞的RNA均是通过DNA转录产生，但不一定都从一条DNA链转录而来，A错误；不同的RNA由不同的基因转录而来，所以同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生，B正确；真核细胞中的RNA合成过程主要发生在细胞核，此外细胞质中的线粒体和叶绿体也可能发生，C错误；转录出的tRNA存在碱基互补配对区，D错误。]
4.B　[哺乳动物中，基因能控制蛋白质的合成，而a、b为基因的间隔序列，不能控制蛋白质的合成，A错误；图2表示转录过程，甲为RNA聚合酶，丙表示转录形成的RNA，丙所含的五碳糖是核糖，C错误；依据碱基互补配对原则，若丙中A＋U占70%，可推算出丙对应的乙片段中A＋T占70%，C＋G占30%，但不能计算出G所占的比例，D错误。]
5.A　[所有细胞结构的生物遗传信息位于DNA上，DNA中的遗传信息通过转录传递给mRNA，遗传密码位于mRNA上，然后再由mRNA翻译给蛋白质，A错误；密码子具有通用性，生物界共用一套遗传密码，即一种密码子在不同细胞中决定同一种氨基酸，B正确；不同密码子编码同种氨基酸，在基因突变或其他原因导致mRNA上密码子出错时，生物性状可以不改变，所以可以增强密码子的容错性，C正确；反密码子是指tRNA上的三个碱基，这三个碱基可以与mRNA上的密码子碱基互补配对，D正确。]
6.B　[Ⅰ表示tRNA，一种tRNA只运载一种氨基酸，A错误；翻译过程中Ⅱ(核糖体)在mRNA上移动，mRNA不动，B正确；Ⅲ(mRNA)上决定一个氨基酸的三个相邻的核苷酸叫作1个密码子，除终止密码子外都能决定一种氨基酸，C错误；可能有多种密码子对应同一种氨基酸，D错误。]
7.D　[据图分析可知，图中①代表mRNA，③代表有一定氨基酸序列的多肽链，A错误；根据多聚核糖体上肽链的长短可知，核糖体结合到mRNA上的时间越早，合成的肽链越长，结合得越晚，合成的肽链越短，因此核糖体的移动方向为由B端→A端，B错误；图中③代表有一定氨基酸序列的多肽链，多肽是由氨基酸为原料合成的，C错误；多聚核糖体是以同一条mRNA为模板合成多肽链，因此可同时合成大量相同的蛋白质，提高了翻译的效率，D正确。]
8.A　[图甲所示的生理过程包括转录和翻译，涉及的RNA有3种，即mRNA、tRNA、rRNA，A正确；DNA的双链解开，除了发生在图甲所示的转录过程中外，还发生在DNA的复制过程中，B错误；图甲中形成③(多肽链)的模板是mRNA，原料是氨基酸，C错误；图乙中正被运载的氨基酸对应的密码子是GCU，D错误。]
9.ABC　[rRNA是以DNA的一条链为模板转录形成的，A正确；rRNA能催化肽键的合成，可见其具有催化功能，即可降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能，B正确；在真核细胞中，核仁与rRNA的合成及核糖体的形成有关，C正确；翻译时，mRNA的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，D错误。]
10.ABC　[酶C是RNA聚合酶，除了能催化核苷酸之间化学键形成外，还能催化氢键断裂，A正确；由题意可知，是否出现R环可作为DNA是否转录的判断依据，B正确；如图DNA复制和基因转录同向而行，R环结构能阻碍解旋酶(酶B)的移动，因此DNA复制会被迫停止，C正确；图中转录和翻译同时进行，发生在原核生物中，即在大肠杆菌中可发生，酵母菌为真核生物，转录和翻译不同时进行，D错误。]
11.ABC　[转录以DNA的一条链为模板，则DNA碱基中的T与形成的RNA中的A配对，DNA碱基中的A与形成的RNA中的U配对，故图示结构中同时存在A－T、A－U的配对关系，A错误；根据图中mRNA的长短，可判断RNA聚合酶的移动方向为由左向右，B错误；当RNA聚合酶到达终止子时，RNA合成结束，而终止密码子位于mRNA上，C错误；据图推测，原核生物的基因表达可边转录边翻译，即转录尚未结束，就能进行蛋白质合成，D正确。]
12.(1)细胞核　基因　RNA聚合酶
(2)内质网　(3)催化化学反应　作为遗传物质
(4)B　(5)3′　错　(6)360
解析　(1)图A表示转录过程，甲、乙代表的是RNA聚合酶，人体细胞中转录发生的主要场所是细胞核，转录是以基因作为单位进行。(2)胰岛素为分泌蛋白，故前胰岛素原(胰岛素的前体物质)合成后要去内质网进行加工。(3)RNA除了传递遗传信息外，还可以作为酶起催化作用，或者作为RNA病毒的遗传物质。(4)四环素等抗生素能够抑制细菌的生长，原因之一是干扰了细菌核糖体的形成，由于核糖体是翻译的场所，故四环素等抗生素阻碍了翻译过程，即图B中所示生理过程。(5)mRNA翻译时，方向是从5′到3′，根据肽链的长短可知，翻译的方向是从左到右，故丙是RNA的3′端，多个核糖体只是在同一时间内合成多条相同多肽链，但不能提高某一条多肽链的合成速率。(6)DNA(或基因)中碱基数∶mRNA上碱基数∶氨基酸个数＝6∶3∶1，若图B中含60个氨基酸，则决定该多肽链的基因中至少含有60×6＝360(个)碱基。课时精练12　中心法则、细胞分化和表观遗传
(时间:30分钟　分值:50分)
选择题:第1~11题,每小题2分,共22分。答案P180
【基础对点】
　　　　　　　　　　　　　　　　
知识点1　中心法则
1.下列关于大肠杆菌细胞内遗传信息传递规律的叙述,错误的是 (　　)
在逆转录酶的催化下,从RNA→DNA
从DNA→DNA,保证了遗传信息的稳定性
从DNA→蛋白质,实现了基因对性状的控制
从DNA→tRNA,保证细胞内氨基酸的转运
2.(2024·江苏南京高一联考)1957年克里克提出“中心法则”,1970年他又重申了中心法则的重要性并完善了中心法则(如图),有关叙述错误的是 (　　)
图中①~⑤过程都可以在细胞内发生
中心法则揭示了生物界共用同一套遗传密码
中心法则描述了生物界遗传信息的传递过程
碱基互补配对保证了遗传信息传递的准确性
3.(2024·江苏连云港高一期末)下图为遗传信息传递的过程,下表为几种抗生素的作用机制。结合图表分析,下列叙述正确的是 (　　)
抗菌药物 抗菌机制
青霉素 抑制细菌细胞壁的合成
环丙沙星 抑制细菌DNA解旋酶的活性(可促进DNA螺旋化)
红霉素 能与核糖体结合
利福平 抑制RNA聚合酶的活性
环丙沙星和红霉素均能抑制②③过程
青霉素和利福平均不能抑制细菌的①过程
结核杆菌的①②过程均发生在细胞核中
①~⑤过程可发生在人体的健康细胞中
知识点2　基因与生物性状的关系
4.(2024·江苏阜宁统考)如图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径,尿黑酸在人体内积累会使人的尿液中含有尿黑酸,这种尿液暴露于氧气中会变成黑色,这种症状称为尿黑酸症。下列说法错误的是 (　　)
酶⑤的缺乏会导致患白化病,酶③的缺乏会导致患尿黑酸症
由图可推知同种底物经不同种酶的催化得到的产物不同
图中的酶可在低温、低pH下进行保存
图示说明基因可通过控制酶的合成间接控制生物体的性状
知识点3　细胞分化的本质是基因选择性表达
5.如图甲、乙、丙分别表示某人体内的几种细胞,它们的形态、结构和功能各不相同的根本原因是
(　　)
DNA的结构不同
遗传信息的表达情况不同
细胞核内遗传物质不同
线粒体结构不同
6.(2024·江苏苏州高一统考)下列有关基因和性状之间关系的叙述,正确的是 (　　)
每种性状都是由一个特定的基因决定的
基因都是通过控制酶的合成来控制性状的
同一条染色体上的基因常表现为性状共遗传
基因型相同的个体,其性状表现也一定相同
知识点4　表观遗传及其作用机制
7.蜂群中的蜂王和工蜂是由拥有相同基因的雌性幼虫发育而来,只有食用充足蜂王浆的那个成为“女王”,其他的则沦为了“仆人”。下列叙述错误的是 (　　)
该现象属于表观遗传,在一定条件下可遗传给后代
蜂王和工蜂出现差异的原因可能是DNA甲基化影响表达
幼虫发育为蜂王的根本原因是蜂王浆导致其遗传物质改变
该机制可以使后代迅速获得亲代应对环境变化做出的反应
8.(2024·江苏连云港高一期末)DNA甲基化、组蛋白的修饰(乙酰化、甲基化、磷酸化)、RNA干扰等均可产生表观遗传现象。下列有关表观遗传的叙述,错误的是 (　　)
若DNA甲基化部位在基因前端,则可在空间上阻碍RNA聚合酶与DNA的结合
组蛋白的修饰会影响染色质状态及开放程度,从而调控基因的表达
若RNA干扰特异性作用于mRNA,导致其降解,则该过程属于转录后的调控
吸烟会使精子基因甲基化水平升高,导致碱基序列改变,并遗传给子代
【综合提升】
9.牵牛花的颜色可随液泡中酸碱度的不同而发生变化,如液泡中的花青素在碱性环境时显蓝色,中性环境时显紫色,酸性环境时显红色,生理机制如下图所示。下列说法中正确的是 (　　)
可以通过用无水乙醇提取花青素,体外模拟不同pH环境验证花色变化的机理
图中a、b过程是同时进行的,也能够发生在原核细胞中
牵牛花在清晨时开蓝花,中午转为紫色,下午则可能为红色
蛋白质R是一种载体蛋白,说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
10.(多选)科学家通过研究分离出了能够控制昼夜节律的P基因,它能够编码P蛋白。另外发现,D基因编码的D蛋白能够减缓P蛋白在细胞中的积累;T基因编码的T蛋白与P蛋白结合后进入细胞核,能够调节P基因的表达。下列叙述错误的是 (　　)
在一个生物个体内,P基因只存在于特定的细胞中
P蛋白通过核孔从细胞核转移到细胞质中
P蛋白在细胞质中积累从而抑制细胞核内P基因的表达
由题干信息可知,基因与性状的关系并不都是简单的线性关系
11.(多选)(2024·南京高一联考)管家基因是指所有细胞中均稳定表达的一类基因,奢侈基因是指不同类型的细胞特异性表达的基因。基因选择性表达与DNA的甲基化(将甲基从活性甲基化合物上转移到特定部位的碱基上)有关,甲基化能关闭某些基因的活性。下列叙述错误的是 (　　)
管家基因结构应保持相对稳定,且一般情况下持续表达
管家基因表达产物是维持细胞基本生命活动必需的
胰岛素基因和呼吸酶基因都是奢侈基因
DNA的甲基化过程改变了碱基种类与数量使细胞呈现多样化
12.(12分)如图表示真核细胞中遗传信息的传递过程。请据图回答下列问题:
(1)(2分)科学家克里克提出的中心法则包括图中字母　　　　　　所示的遗传信息的传递过程。
(2)(2分)D过程表示tRNA运输氨基酸参与翻译,已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC,某tRNA上的反密码子是3'-AUG-5',则该tRNA所携带的氨基酸是　　　　。
(3)(2分)如果图中④的相对分子质量为2 778,若氨基酸的平均相对分子质量为110,如考虑终止密码子,则编码④的基因长度至少有　　　　　　　对碱基。
(4)(6分)已知B过程是以DNA的一条链为模板合成的,若该链的一个碱基被替代,那么对①~④所代表的结构的影响可能是什么 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
13.(16分)(2024·江苏淮安联考)基因ARC在心肌细胞中特异性表达,而心肌细胞中的非编码RNA,如miR-223(链状)、HRCR(环状)等,又会对基因ARC的表达产生影响(如下图)。请回答:
(1)(3分)基因ARC在心肌细胞中特异表达,其生理意义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)(4分)miR-223、HRCR 均是某些前体RNA加工的产物,在RNA加工过程中断裂的化学键位于　　　　(填基团名称)之间,从分子结构分析,与miR-223比较,HRCR最主要的特点是HRCR呈环状,分子中没有　　　　　　。miR-223、HRCR对基因ARC表达调控属于表观遗传范畴,其依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)(5分)有研究发现心肌炎患者血液中miR-223含量明显增加,结合图示分析其原因是　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。HRCR可以吸附miR-223,链状的miRNA越短越容易与HRCR结合,这是因为RNA片段的碱基越少,其特异性越　　　　(填“强”或“弱”)。
(4)(1分)判断下列关于RNA功能的说法,正确的有　　　　(填写序号)。
a.有的RNA可作为遗传物质
b.有的RNA具有催化功能
c.有的RNA可作为翻译的直接模板
d.有的RNA可调控基因表达
(5)(3分)HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物,据图分析其依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
课时精练12　中心法则、细胞分化和表观遗传
1.A　[在逆转录酶的催化下，从RNA→DNA只发生在某些病毒侵染宿主细胞的过程中，大肠杆菌属于原核生物，无此过程，A错误；从DNA→DNA，即DNA的复制，通过复制，DNA将遗传信息从亲代传给子代，保证了遗传信息的稳定性、连续性，B正确；从DNA→蛋白质，即基因的表达，基因控制生物体的性状可以通过控制蛋白质的合成来实现，C正确；从DNA→tRNA，即转录形成tRNA，tRNA具有转运氨基酸的功能，D正确。]
2.B　[①～⑤过程依次表示转录、逆转录、DNA复制、RNA复制、翻译，其中③①⑤(DNA复制、转录、翻译)过程都可以在正常的细胞内发生，②④(逆转录、RNA复制)过程均可发生在相关病毒入侵的宿主细胞内，A正确；中心法则揭示了生物界遗传信息的传递过程中的规律，B错误；①～⑤过程都遵循碱基互补配对原则，碱基互补配对保证了遗传信息传递的准确性，D正确。]
3.B　[环丙沙星能抑制细菌DNA解旋酶的活性，因此会抑制细菌的①过程，而红霉素能与核糖体结合，因此会抑制细菌的③过程，A错误；青霉素能抑制细菌细胞壁的合成，与①过程无关，利福平能抑制RNA聚合酶的活性，因此会抑制细菌的②过程，不会抑制①过程，B正确；①为DNA的复制过程，②为转录过程，对真核生物来说，这两个过程均可发生在细胞核，但结核杆菌是原核生物，没有细胞核，C错误；④为RNA的复制过程，⑤为逆转录过程，其中④⑤过程只能发生在少数相关病毒入侵的细胞中，在人体的健康细胞中不会出现④⑤过程，D错误。]
4.C　[由图可知，酶⑤缺乏时，酪氨酸不能转化为黑色素，会导致人患白化病，酶③的缺乏时，尿黑酸不能转化为乙酰乙酸，会导致人患尿黑酸症，A正确；由图可知，苯丙氨酸和酪氨酸在不同的酶作用下，产物不同，B正确；酶适宜在低温和最适pH条件下保存，C错误；该图反映了基因控制性状的一种关系，即基因通过控制酶的合成控制代谢过程，进而间接控制生物性状，D正确。]
5.B　[题图甲、乙、丙是由同一受精卵经过增殖、分化形成的，它们的细胞核内遗传物质相同，DNA的结构相同，线粒体的结构也相同。它们的形态、结构和功能各不相同的根本原因是基因选择性表达，即遗传信息的表达情况不同。]
6.C　[生物体的性状都是由基因决定的，基因与性状之间不是简单的一一对应关系，有的性状受多个基因共同控制，A错误；基因可以通过控制酶的合成控制代谢过程，进而控制性状；也可通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状，B错误；同一条染色体上的基因均表现为随着染色体行为的变化而变化，因而常表现为性状共遗传，C正确；生物体的性状主要由基因控制，此外还受环境因素的影响，即基因型相同的个体，其性状表现不一定相同，D错误。]
7.C　[蜂王和工蜂是由拥有相同基因的雌性幼虫发育而来，但表型不同，这属于表观遗传，在一定条件下可遗传给后代，A正确；DNA甲基化影响表达，导致蜂王和工蜂表型不同，B正确；拥有相同基因的雌性幼虫发育为蜂王还是工蜂，与食用蜂王浆的量有关，其遗传物质未改变，该现象属于表观遗传，C错误；环境会导致表观遗传，表观遗传可以遗传给下一代，该机制可以使后代迅速获得亲代应对环境变化做出的反应，D正确。]
8.D　[基因启动子位于基因的前端，是RNA聚合酶的结合位点，因此如果DNA甲基化部位在基因前端，则可在空间上阻碍RNA聚合酶与DNA的结合，A正确；组蛋白修饰是指在生物体内不同酶的作用下，在核小体的组蛋白不同氨基酸中加上多种化学基团的现象，这种修饰能改变染色质状态及其开放程度，进而调控基因的表达，B正确；吸烟会使人的体细胞内DNA的甲基化水平升高，并遗传给子代，但不会导致碱基序列改变，D错误。]
9.D　[据图分析，a表示转录，b表示翻译，生成的蛋白质R为载体蛋白，可以协助H＋进入液泡，进而使花青素显现不同的颜色。花青素为水溶性色素，不可以用无水乙醇来提取，A错误；在真核细胞中核基因表达时a、b过程不是同时进行的，B错误；清晨，牵牛花经历了一个晚上，因为没有光，所以不能进行光合作用，只进行呼吸作用，氧化分解有机物，产生大量的二氧化碳，那么清晨的牵牛花含二氧化碳较多，二氧化碳溶于水呈酸性，使牵牛花中的花青素显红色，C错误。]
10.ABC　[同一生物体内所有体细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂和细胞分化形成的，P基因存在于所有的细胞中，A错误；P蛋白是在核糖体中合成的，从细胞质穿过核孔进入细胞核，B错误；P蛋白进入细胞核调节P基因的表达，通过负反馈调节，P蛋白在细胞核中积累会抑制细胞核内P基因的表达，C错误；根据题干信息可知，昼夜节律与多个基因有关，故基因与生物性状之间并不是简单的线性关系，D正确。]
11.CD　[根据题干信息“管家基因是指所有细胞中均稳定表达的一类基因”可知，管家基因结构应保持相对稳定，且一般情况下持续表达，A正确；管家基因在所有细胞中都会表达，其表达的产物应该是维持细胞基本生命活动必需的，B正确；胰岛素基因是奢侈基因，呼吸酶基因是管家基因，C错误；DNA甲基化不会改变DNA中碱基的种类与数量，D错误。]
12.(1)A、B、C　(2)酪氨酸　(3)93　(4)结构不变或改变肽链中一个氨基酸(但肽链长度不变)或肽链长度改变或肽链无法合成
解析　(1)科学家克里克提出的中心法则包括图中A所示的DNA复制过程、B所示的转录过程和C所示的翻译过程。(2)已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC。某tRNA上的反密码子是AUG，则该tRNA所携带的氨基酸的密码子是UAC，UAC编码的是酪氨酸。(3)题图中④为一条肽链，其相对分子质量为2 778。若氨基酸的平均相对分子质量为110，假设④由m个氨基酸脱水缩合而成，则2 778＝110m－18×(m－1)，解得m＝30。如考虑终止密码子，则翻译④的模板链mRNA上共有31个密码子、93个碱基，进而推知编码④的基因长度至少有93对碱基。(4)①～④均为多肽链。B过程表示转录。若转录时DNA模板链的一个碱基被替换，则对①～④所代表的肽链结构的影响可能有如下三种情况：a.由于一种氨基酸可对应多种密码子，可能导致其转录形成的密码子编码的氨基酸不变，所以控制合成的肽链的结构不变。b.若其转录形成的密码子编码的氨基酸改变，则导致其控制合成的肽链中一个氨基酸发生改变，但肽链长度不变。c.若转录形成的密码子变成终止密码子，则会导致肽链长度改变或肽链无法合成。
13.(1)心肌细胞一般不能增殖，而基因ARC表达产生凋亡抑制因子，能抑制心肌细胞凋亡，保持心肌细胞的正常数量
(2)磷酸基团与核糖　游离的磷酸基团　相应性状的改变不是由于基因的碱基序列改变引起的　(3)患者大量产生miR－223，miR－223与基因ARC的mRNA结合，心肌细胞凋亡加速，释放出更多的miR－223　弱　(4)abcd
(5)HRCR与miR－223互补配对，可吸附miR－223，使ARC基因表达产物增加，抑制吸附心肌细胞的凋亡
解析　(1)基因的表达包括转录和翻译过程，结合题意及题图分析可知，基因ARC在心肌细胞中特异表达，其生理意义是：心肌细胞一般不能增殖，而基因ARC表达产生凋亡抑制因子，能抑制心肌细胞凋亡，保持心肌细胞的正常数量。(2)在RNA加工过程中断裂的化学键是磷酸二酯键，位于磷酸基团与核糖之间；与miR－223比较，HRCR最主要的特点是HRCR呈环状，分子中没有游离的磷酸基团；表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变，而表型发生可遗传的现象，miR－223、HRCR对基因ARC表达调控过程中，相应性状的改变不是由于基因的碱基序列改变引起的，据此推测其属于表观遗传范畴。(3)分析题意，患者大量产生miR－223，miR－223与基因ARC的mRNA结合，心肌细胞凋亡加速，释放出更多的miR－223，故有研究发现心肌炎患者血液中miR－223含量明显增加；链状的miRNA越短越容易被HRCR吸附，这是因为其碱基数目少，特异性弱，更容易与HRCR结合。(4)在RNA病毒中，RNA是其遗传物质，a正确；绝大多数酶是蛋白质，少数RNA具有催化功能，b正确；mRNA可作为翻译的直接模板，c正确；根据题干中信息可知，有的RNA可调控基因表达，d正确。故选abcd。(5)结合题意及题图可知，HRCR与miR－223互补配对，可吸附miR－223，使ARC基因表达产物增加，抑制心肌细胞的凋亡，故HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物。

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