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第26讲　基因的表达
(时间:15分钟)
1.(2025·陕西咸阳模拟)生物遗传信息的传递和表达遵循中心法则。下列叙述正确的是(　　)
A.转录过程中,mRNA中的U可与DNA中的T形成碱基对
B.人体甲状腺腺泡细胞中所有的DNA序列都具有遗传效应
C.DNA复制和逆转录过程中均要形成磷酸二酯键和二硫键
D.HIV的遗传信息能够通过逆转录途径在宿主细胞中存储
2.(2025·辽宁盘锦三模)RNA在遗传信息的传递、转录、翻译以及调控等过程中发挥关键作用。下列叙述正确的是(　　)
A.被HIV侵染的T细胞中,RNA可来自转录和RNA复制
B.RNA一般呈单链结构,内部可能有氢键
C.合成RNA的过程不同,但碱基互补配对方式都相同
D.细胞内的基因转录过程,需要解旋酶、RNA聚合酶的催化
3.(2025·甘肃白银模拟)某细胞中可以发生如图所示的过程,①②为相关物质或结构。下列推断正确的是(　　)
A.该细胞属于原核生物的细胞
B.①移动方向为从右往左
C.结构②进行的生命活动需要两种RNA
D.结构②中Gly的密码子是CCU
4.(2025·河北衡水模拟)某项研究通过对人类和其他4种模式动物转录过程的分析,找到了动物王国普适的衰老线索,即基因的平均转录延伸速度会随着年龄的增长而增加,但转录过程的准确性下降。研究还发现通过限制热量摄入等方式可以逆转上述过程。下列有关叙述正确的是(　　)
A.转录延伸时,游离的脱氧核糖核苷酸添加到子链的3′端
B.在一定程度上低热量饮食可延缓实验动物的衰老
C.转录出的mRNA与DNA非模板链的碱基序列完全相同
D.转录延伸时,RNA聚合酶移动到终止密码子时转录停止
5.(2025·甘肃庆阳模拟)下图表示真核细胞中遗传信息的表达过程,其中①~④表示物质,Ⅰ、Ⅱ表示生理过程。下列叙述错误的是(　　)
A.进行Ⅰ过程的原料不包括胸腺嘧啶脱氧核苷酸
B.若⑤为终止密码子,特殊情况下,可以有编码的氨基酸
C.②可以结合多个核糖体,核糖体沿mRNA从3′端向5′端移动
D.①上的遗传信息蕴藏在其碱基的排列顺序中
6.(2025·贵州贵阳一模)microRNA是一种非编码RNA,它能够与mRNA结合从而阻断基因的表达。下列叙述正确的是(　　)
A.microRNA与靶RNA通过磷酸二酯键结合形成局部双链
B.根据突变后原癌基因的序列,可设计相应的microRNA来治疗癌症
C.microRNA通常通过影响转录过程来抑制基因的表达
D.microRNA编码的蛋白质在核糖体中形成
7.(2025·云南曲靖二模)如图表示真核生物遗传信息的相关传递过程,下列叙述正确的是(　　)
A.过程Ⅰ需在RNA聚合酶作用下以每一条母链为模板合成子链
B.过程Ⅱ中合成的RNA,其碱基组成和排列顺序与非模板链相同
C.酶2和酶3都可作用于磷酸二酯键,酶1可催化形成氢键
D.在有丝分裂前的间期,既发生过程Ⅰ,也发生过程Ⅱ
8.(2025·湖北黄冈模拟)核糖开关是一段具有复杂结构的RNA序列,能感受环境因素的变化而改变自身的结构和功能,从而调控基因的表达。在枯草杆菌中,有些基因的mRNA上具有SAM感受型核糖开关,其调节机制如图所示。据图分析,下列叙述正确的是(　　)
注:RBS为mRNA上的核糖体结合位点。
A.SAM可以抑制相关基因的翻译来调节代谢过程
B.RBS的下游区域中存在启动子,是翻译的起始位置
C.环境因素的变化可改变某些基因自身的结构和功能,进而影响该基因的表达
D.由于核糖开关分子内部存在碱基互补配对的区域,导致基因不能表达
9.(2025·安徽安庆三模)细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子,也可结合CsrB mRNA分子,如图所示。下列有关叙述正确的是(　　)
A.核糖体与glg mRNA的结合部位会形成3个tRNA的结合位点
B.若抑制CsrB基因的转录,则有利于细菌糖原合成
C.细菌glg基因在转录的同时,可以合成UDPG焦磷酸化酶的肽链
D.合成glg mRNA时,需要引物、RNA聚合酶、模板、原料等条件第26讲　基因的表达
课标 要求 概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成。
考情 分析 1.遗传信息的转录和翻译 2025·黑吉辽内蒙古卷,14;2025·河北卷,6;2025·广东卷,9;2025·湖南卷,9、11;2025·安徽卷,13;2025·云南卷,16;2025·江西卷,19;2025·山东卷,5;2024·安徽卷,11;2024·福建卷,10;2024·湖南卷,10;2024·湖北卷,16;2024·河北卷,4;2023·全国乙卷,5;2023·江苏卷,6;2023·湖南卷,12;2023·海南卷,13;2023·山东卷,1;2023·辽宁卷,18
2.中心法则 2022·河北卷,9;2022·浙江6月选考,16
考点一　基因指导蛋白质的合成
1.RNA的结构、种类和功能
2.遗传信息的转录
(1)概念:RNA是在细胞核中,通过　　　　　　以DNA的一条链为模板合成的,这一过程叫作转录。
提醒　转录以基因为单位进行,在同一个细胞内的不同基因可以选择性转录;不同的基因转录使用的模板不一定在DNA的同一条链上。
(2)场所:主要在　　　　　　中,在细胞质中也能发生转录过程。
(3)过程。
(4)产物:mRNA、tRNA、rRNA。
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　　　　为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(2)条件。
场所 模板 原料 能量 搬运工具 酶
核糖体 mRNA 　　 ATP 　　　 多种酶
(3)过程。
①图解。
②基本步骤。
(4)产物:多肽蛋白质。
提醒　原核细胞的转录和翻译过程可同时进行。
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。
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。
(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种起始密码子:在　　　　　　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　　　　　　。
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　　　　可以编码硒代半胱氨酸。
④通常一种密码子决定　 　种氨基酸,一种tRNA只能转运　 　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。
1.(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　　　　,说明当今生物可能有着共同的起源。
2.(必修2 P67表41)起始密码子AUG决定甲硫氨酸,为什么蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸 　。
3.(必修2 P67思考·讨论)密码子的简并具有的生物学意义是
　 。
5.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　　　　相同。
(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　　　　　　　　 　　　　。
6.DNA复制、转录、翻译的比较
项目 DNA复制 转录 翻译
场所 主要在细胞核 主要在细胞核 核糖体
模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA
原料 　　　　　 　　　　　　　 　　　　　
酶 　　　　　　　　　 　　　　　 与缩合反应相关的酶
能量 ATP提供
碱基互 补配对 原则 G—C、C—G
　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　
产物 两个子 代DNA RNA 多肽链
信息 传递 DNA→DNA DNA→ RNA mRNA→ 蛋白质
意义 前后代之间 传递遗传信息 表达遗传 信息 表达遗传信息
【判断正误】
(1)(2025·安徽卷,1)真核细胞的核糖体中有相应的酶,可将氨基酸结合到特定tRNA的3′端。(　　)
(2)(2024·河北卷,4)DNA复制和转录时,在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开。(　　)
(3)(2024·河北卷,4)DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端。(　　)
(4)(2024·贵州卷,7)碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同。(　　)
(5)(2023·江苏卷,6)tRNA分子内部不发生碱基互补配对。(　　)
考向1　结合遗传信息的转录和翻译过程,考查科学思维
1.(2025·河北卷,6)M和N是同一染色体上两个基因的部分序列,其转录方向如下图所示。下表中对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′UCUACA3′ ③ 5′AGCUGU3′
② 5′UGUAGA3′ ④ 5′ACAGCU3′
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
2.(2025·湖南卷,9)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
原核基因和真核基因的结构
(1)原核基因的结构。
(2)真核基因的结构。
考向2　围绕遗传信息、密码子、反密码子的概念,考查生命观念
3.(2024·福建卷,10)人肠道细胞中载脂蛋白B基因转录后,其mRNA上特定位置的碱基C在相关酶的作用下转变为碱基U,造成该位置相应的密码子变为终止密码子UAA,该终止密码子对应的DNA模板链序列为(　　)
A.5′TTG3′ B.5′ATT3′
C.5′GTT3′ D.5′TTA3′
4.(2024·湖北卷,16)编码某蛋白质的基因有两条链,一条是模板链(指导mRNA合成),其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5′ATG3′,则该序列所对应的反密码子是(　　)
A.5′CAU3′ B.5′UAC3′
C.5′TAC3′ D.5′AUG3′
考点二　中心法则的提出及发展
1.提出者:　　　　　。
2.补充后的内容图解
①DNA的复制;②　　　　;③翻译;④　　　　;⑤　　　　。
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。
DNARNA蛋白质
4.生命是物质、能量和信息的统一体
(1)DNA、RNA是信息的　　　　。
(2)蛋白质是信息的　　　　　　。
(3)ATP为信息的流动提供　　　　。
【判断正误】
　(1)(2023·浙江6月选考,4改编)“替诺福韦”能与艾滋病病毒逆转录酶结合并抑制其功能,这说明翻译过程可直接被“替诺福韦”阻断。(　　)
(2)(2022·河北卷,9)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。(　　)
(3)(2020·全国Ⅲ卷,1)遗传信息可以从DNA流向RNA,也可以从RNA流向蛋白质。(　　)
考向3　围绕中心法则过程,考查科学思维
5.(2025·江西鹰潭一模)下图表示细胞内某生理过程中发生的部分碱基互补配对情况。下列叙述错误的是(　　)
A.若该图表示DNA复制,①为模板,则子链②的延伸方向是从左向右
B.若该图表示转录,则该过程中RNA聚合酶可催化氢键的断裂与磷酸二酯键的形成
C.若该图表示翻译,②为模板,则核糖体沿着mRNA移动方向是从右向左
D.若该图表示病毒RNA复制,则所需原料为游离的4种核糖核苷酸,场所在宿主细胞内
6.(2025·安徽合肥模拟)诺如病毒(NV)是一种单链RNA(+RNA)病毒,人体感染后可导致急性肠胃炎。NV的+RNA进入宿主细胞后可作为模板合成RdRp蛋白,接着在RdRp蛋白的作用下,以+RNA为模板合成互补的-RNA,-RNA又可作为模板合成+RNA。下列叙述正确的是(　　)
A.NV在宿主细胞内的增殖过程与T2噬菌体相同
B.RdRp蛋白很可能是能够催化RNA复制的酶
C.NV衣壳蛋白的合成需要宿主细胞提供遗传信息、原料和酶
D.在+RNA→-RNA→+RNA过程中,消耗的嘧啶核苷酸与嘌呤核苷酸数量不等
1.(2025·山东卷,5)关于豌豆细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
2.(2025·黑吉辽内蒙古卷,14)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
3.(2025·湖南卷,11)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·云南卷,16)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(共49张PPT)
第26讲　基因的表达
课标 要求 概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成。
考情 分析 1.遗传信息的转录和 翻译 2025·黑吉辽内蒙古卷,14;2025·河北卷,6;2025·广东卷,9;
2025·湖南卷,9、11;2025·安徽卷,13;2025·云南卷,16;2025·江西卷,19;2025·山东卷,5;2024·安徽卷,11;2024·福建卷,10;
2024·湖南卷,10;2024·湖北卷,16;2024·河北卷,4;2023·全国乙卷,5;2023·江苏卷,6;2023·湖南卷,12;2023·海南卷,13;2023·山东卷,1;2023·辽宁卷,18
2.中心法则 2022·河北卷,9;2022·浙江6月选考,16
考点一
基因指导蛋白质的合成　
1.RNA的结构、种类和功能
必备知识·梳理
落实概念·夯实基础
C、H、O、N、P
核糖
鸟嘌呤(G)
尿嘧啶(U)
核糖核苷酸
蛋白质
直接模板
密码子
氨基酸
核糖体
遗传物质
催化
核孔
2.遗传信息的转录
(1)概念:RNA是在细胞核中,通过 以DNA的一条链为模板合成的,这一过程叫作转录。
提醒　转录以基因为单位进行,在同一个细胞内的不同基因可以选择性转
录;不同的基因转录使用的模板不一定在DNA的同一条链上。
(2)场所:主要在 中,在细胞质中也能发生转录过程。
RNA聚合酶
细胞核
(3)过程。
RNA聚合酶
核糖核苷酸
RNA聚合酶
(4)产物:mRNA、tRNA、rRNA。
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 为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(2)条件。
mRNA
场所 模板 原料 能量 搬运工具 酶
核糖体 mRNA ATP 多种酶
氨基酸
tRNA
(3)过程。
①图解。
②基本步骤。
mRNA
tRNA
mRNA
tRNA
终止
密码子
脱离
(4)产物:多肽 蛋白质。
提醒　原核细胞的转录和翻译过程可同时进行。
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。
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。
3
3
(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种起始密码子:在 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 。
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 可以编码硒代半胱氨酸。
④通常一种密码子决定 种氨基酸,一种tRNA只能转运 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。
64
真核生物
甲硫氨酸
UAA
UAG
UGA
UGA
一
一
1.(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 ,说明当今生物可能有着共同的起源。
2.(必修2 P67表4-1)起始密码子AUG决定甲硫氨酸,为什么蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸
。
细读教材
通用性
翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰,甲硫氨
酸在此过程中往往会被剪切掉
3.(必修2 P67思考·讨论)密码子的简并具有的生物学意义是
。
从增强密码子
容错性的角度看,当密码子中有一个碱基改变时,由于密码子的简并,可能并不会改变其对应的氨基酸;从密码子的使用频率来看,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
5.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 相同。
(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 。
模板
少量的
mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质
由左向右
6.DNA复制、转录、翻译的比较
项目 DNA复制 转录 翻译
场所 主要在细胞核 主要在细胞核 核糖体
模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA
原料
酶 与缩合反应相关的酶
能量 ATP提供
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
21种氨基酸
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
碱基互补配对原则 G—C、C—G
产物 两个子 代DNA RNA 多肽链
信息 传递 DNA→DNA DNA→ RNA mRNA→
蛋白质
意义 前后代之间 传递遗传信息 表达遗传 信息 表达遗传信息
A—T、T—A
A—U、T—A
A—U、U—A
(1)(2025·安徽卷,1)真核细胞的核糖体中有相应的酶,可将氨基酸结合到特定tRNA的3′端。(　　)
【判断正误】
×
(2)(2024·河北卷,4)DNA复制和转录时,在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开。(　　)
×
【提示】 转录时不需要解旋酶,RNA聚合酶即可完成解旋。
【提示】 将氨基酸活化并连接到特定tRNA上的过程,是由氨酰-tRNA合成酶催化的,这种酶存在于细胞质中,而不是在核糖体上。
(3)(2024·河北卷,4)DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端。(　　)
(4)(2024·贵州卷,7)碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同。
(　　)
√
【提示】 mRNA是翻译的模板,但由于密码子的简并,故碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同。
×
(5)(2023·江苏卷,6)tRNA分子内部不发生碱基互补配对。(　　)
×
【提示】 tRNA链存在空间折叠,局部双链之间通过碱基对相连。
考向1　结合遗传信息的转录和翻译过程,考查科学思维
1.(2025·河北卷,6)M和N是同一染色体上两个基因的部分序列,其转录方向如下图所示。下表中对M和N转录产物的碱基序列分析正确的是(　　)
核心考向·突破
把握方向·训练到位
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
C
【解析】 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′端→5′端,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。
2.(2025·湖南卷,9)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
C
【解析】 因为蛋白W能直接抑制核基因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;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;P可提高水稻抗虫性,在基因P缺失突变体水稻中,增加基因W的表达量无法提高其抗虫性;转录需要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,故蛋白W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。
原核基因和真核基因的结构
归纳总结
(1)原核基因的结构。
归纳总结
(2)真核基因的结构。
考向2　围绕遗传信息、密码子、反密码子的概念,考查生命观念
3.(2024·福建卷,10)人肠道细胞中载脂蛋白B基因转录后,其mRNA上特定位置的碱基C在相关酶的作用下转变为碱基U,造成该位置相应的密码子变为终止密码子UAA,该终止密码子对应的DNA模板链序列为(　　)
A.5′-TTG-3′ B.5′-ATT-3′
C.5′-GTT-3′ D.5′-TTA-3′
A
【解析】 根据题意,该终止密码子UAA中的碱基U是由碱基C转变而来的,则该位置原本mRNA上对应的密码子应为CAA。又知mRNA序列与对应的DNA模板链序列是反向配对的,根据碱基互补配对原则,与5′-CAA-3′密码子配对的DNA模板链序列为3′-GTT-5′,即5′-TTG-3′。
4.(2024·湖北卷,16)编码某蛋白质的基因有两条链,一条是模板链(指导mRNA合成),其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5′-ATG-3′,则该序列所对应的反密码子是(　　)
A.5′-CAU-3′ B.5′-UAC-3′
C.5′-TAC-3′ D.5′-AUG-3′
A
【解析】 编码链的一段序列为5′-ATG-3′,则模板链的一段序列为3′-TAC-5′,则mRNA碱基序列为5′-AUG-3′,该序列所对应的反密码子是5′-CAU-3′。
考点二
中心法则的提出及发展
1.提出者: 。
2.补充后的内容图解
必备知识·梳理
落实概念·夯实基础
①DNA的复制;② ;③翻译;④ ;⑤ 。
克里克
转录
RNA的复制
逆转录
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。
4.生命是物质、能量和信息的统一体
(1)DNA、RNA是信息的 。
(2)蛋白质是信息的 。
(3)ATP为信息的流动提供 。
载体
表达产物
能量
(1)(2023·浙江6月选考,4改编)“替诺福韦”能与艾滋病病毒逆转录酶结合并抑制其功能,这说明翻译过程可直接被“替诺福韦”阻断。(　　)
【判断正误】
×
(2)(2022·河北卷,9)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。(　　)
√
【提示】 “替诺福韦”能与艾滋病病毒逆转录酶结合并抑制其功能,会阻断逆转录过程。
(3)(2020·全国Ⅲ卷,1)遗传信息可以从DNA流向RNA,也可以从RNA流向蛋白质。(　　)
√
考向3　围绕中心法则过程,考查科学思维
5.(2025·江西鹰潭一模)下图表示细胞内某生理过程中发生的部分碱基互补配对情况。下列叙述错误的是(　　)
A.若该图表示DNA复制,①为模板,则子链②的延伸方向是从左向右
B.若该图表示转录,则该过程中RNA聚合酶可催化氢键的
断裂与磷酸二酯键的形成
C.若该图表示翻译,②为模板,则核糖体沿着mRNA移动方向是从右向左
D.若该图表示病毒RNA复制,则所需原料为游离的4种核糖核苷酸,场所在宿主细胞内
核心考向·突破
把握方向·训练到位
C
【解析】 在DNA复制过程中,DNA聚合酶只能使新合成的DNA子链从5′→3′方向延伸。若①为模板,根据图中①链的3′端和5′端位置,以及DNA子链的延伸方向规律可知,子链②的延伸方向是从左向右;转录过程中,RNA聚合酶具有解旋功能,能催化氢键断裂使DNA双链解开,同时还能催化核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键,从而合成RNA;在翻译过程中,核糖体沿着mRNA移动的方向是从mRNA的5′端向3′端。若②为模板(mRNA),根据图中②链的5′端和3′端位置,核糖体沿着mRNA移动方向应该是从左向右;病毒RNA复制时,所需原料为游离的4种核糖核苷酸,由于病毒没有细胞结构,其RNA复制过程发生在宿主细胞内。
6.(2025·安徽合肥模拟)诺如病毒(NV)是一种单链RNA(+RNA)病毒,人体感染后可导致急性肠胃炎。NV的+RNA进入宿主细胞后可作为模板合成RdRp蛋白,接着在RdRp蛋白的作用下,以+RNA为模板合成互补的-RNA,-RNA又可作为模板合成+RNA。下列叙述正确的是(　　)
A.NV在宿主细胞内的增殖过程与T2噬菌体相同
B.RdRp蛋白很可能是能够催化RNA复制的酶
C.NV衣壳蛋白的合成需要宿主细胞提供遗传信息、原料和酶
D.在+RNA→-RNA→+RNA过程中,消耗的嘧啶核苷酸与嘌呤核苷酸数量
不等
B
【解析】 由题可知,诺如病毒为RNA病毒,而T2噬菌体为DNA病毒,因此两者的增殖过程不同;由题干“接着在RdRp蛋白……合成+RNA”可知,RdRp蛋白很可能是能够催化RNA复制的酶;NV衣壳蛋白的合成需要NV
的+RNA提供遗传信息;在+RNA→-RNA→+RNA过程中,-RNA与+RNA互补,根据碱基互补配对原则,消耗的嘧啶核苷酸与嘌呤核苷酸数量相等。
演练真题·感悟高考
1.(2025·山东卷,5)关于豌豆细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
C
【解析】 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;翻译发生在细胞质基质中的核糖体上,豌豆细胞核中淀粉酶基因复制和转录的场所都是细胞核;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,因此根据氨基酸序列不能准确确定mRNA上的碱基序列;转录时需要RNA聚合酶的参与,RNA聚合酶从模板链的3′端→5′端移动,翻译时,核糖体从mRNA的5′端→3′端移动,因此RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同。
2.(2025·黑吉辽内蒙古卷,14)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
D
【解析】 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;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;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;一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。
3.(2025·湖南卷,11)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
C
【解析】 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;蛋白Neo是在细菌细胞内的核糖体中合成的;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;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,得到多个独立的重复肽段。
4.(2025·云南卷,16)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
A
【解析】 由题可知,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,因此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;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;在有氧环境中,PA启动转录效率高,其转录产生的mRNA与启动asd基因转录产生的mRNA形成局部互补结构,从而阻断asd基因转录出的mRNA进行翻译,使得Y菌无法存活,避免对正常细胞造成杀伤;利用RNA干扰原理改造X菌获得Y菌,让Y菌在有氧环境(正常细胞环境)中,因RNA干扰使asd基因表达受阻难以生存,而在缺氧微环境(肿瘤细胞处)中,PT启动转录效率高,asd基因正常表达,Y菌可生存并杀伤肿瘤细胞。因此,改造X菌目的是使得到的Y菌特异性作用于肿瘤细胞,避免损伤正常细胞,并非增强无氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力。
谢谢观赏第26讲　基因的表达
课标 要求 概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成。
考情 分析 1.遗传信息的转录和翻译 2025·黑吉辽内蒙古卷,14;2025·河北卷,6;2025·广东卷,9;2025·湖南卷,9、11;2025·安徽卷,13;2025·云南卷,16;2025·江西卷,19;2025·山东卷,5;2024·安徽卷,11;2024·福建卷,10;2024·湖南卷,10;2024·湖北卷,16;2024·河北卷,4;2023·全国乙卷,5;2023·江苏卷,6;2023·湖南卷,12;2023·海南卷,13;2023·山东卷,1;2023·辽宁卷,18
2.中心法则 2022·河北卷,9;2022·浙江6月选考,16
考点一　基因指导蛋白质的合成　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.RNA的结构、种类和功能
2.遗传信息的转录
(1)概念: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。
提醒　转录以基因为单位进行,在同一个细胞内的不同基因可以选择性转录;不同的基因转录使用的模板不一定在DNA的同一条链上。
(2)场所:主要在细胞核中,在细胞质中也能发生转录过程。
(3)过程。
(4)产物:mRNA、tRNA、rRNA。
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mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(2)条件。
场所 模板 原料 能量 搬运工具 酶
核糖体 mRNA 氨基酸 ATP tRNA 多种酶
(3)过程。
①图解。
②基本步骤。
(4)产物:多肽蛋白质。
提醒　原核细胞的转录和翻译过程可同时进行。
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。
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。
(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。
1.(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。
2.(必修2 P67表41)起始密码子AUG决定甲硫氨酸,为什么蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸 翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰,甲硫氨酸在此过程中往往会被剪切掉。
3.(必修2 P67思考·讨论)密码子的简并具有的生物学意义是从增强密码子容错性的角度看,当密码子中有一个碱基改变时,由于密码子的简并,可能并不会改变其对应的氨基酸;从密码子的使用频率来看,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。
5.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。
(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。
6.DNA复制、转录、翻译的比较
项目 DNA复制 转录 翻译
场所 主要在细胞核 主要在细胞核 核糖体
模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA
续　表
项目 DNA复制 转录 翻译
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 21种氨基酸
酶 解旋酶、 DNA聚合酶 RNA聚合酶 与缩合反应相关的酶
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
产物 两个子 代DNA RNA 多肽链
信息 传递 DNA→DNA DNA→ RNA mRNA→ 蛋白质
意义 前后代之间 传递遗传信息 表达遗传 信息 表达遗传信息
【判断正误】
(1)(2025·安徽卷,1)真核细胞的核糖体中有相应的酶,可将氨基酸结合到特定tRNA的3′端。(　　)
【答案】 ×
【提示】 将氨基酸活化并连接到特定tRNA上的过程,是由氨酰tRNA合成酶催化的,这种酶存在于细胞质中,而不是在核糖体上。
(2)(2024·河北卷,4)DNA复制和转录时,在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开。(　　)
【答案】 ×
【提示】 转录时不需要解旋酶,RNA聚合酶即可完成解旋。
(3)(2024·河北卷,4)DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端。(　　)
【答案】 √
(4)(2024·贵州卷,7)碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同。(　　)
【答案】 ×
【提示】 mRNA是翻译的模板,但由于密码子的简并,故碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链也可能相同。
(5)(2023·江苏卷,6)tRNA分子内部不发生碱基互补配对。(　　)
【答案】 ×
【提示】 tRNA链存在空间折叠,局部双链之间通过碱基对相连。
考向1　结合遗传信息的转录和翻译过程,考查科学思维
1.(2025·河北卷,6)M和N是同一染色体上两个基因的部分序列,其转录方向如下图所示。下表中对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′UCUACA3′ ③ 5′AGCUGU3′
② 5′UGUAGA3′ ④ 5′ACAGCU3′
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】 C
【解析】 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′端→5′端,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′UGUAGA3′,N基因转录产物为5′AGCUGU3′,②③正确。
2.(2025·湖南卷,9)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】 因为蛋白W能直接抑制核基因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;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;P可提高水稻抗虫性,在基因P缺失突变体水稻中,增加基因W的表达量无法提高其抗虫性;转录需要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,故蛋白W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。
原核基因和真核基因的结构
(1)原核基因的结构。
(2)真核基因的结构。
考向2　围绕遗传信息、密码子、反密码子的概念,考查生命观念
3.(2024·福建卷,10)人肠道细胞中载脂蛋白B基因转录后,其mRNA上特定位置的碱基C在相关酶的作用下转变为碱基U,造成该位置相应的密码子变为终止密码子UAA,该终止密码子对应的DNA模板链序列为(　　)
A.5′TTG3′ B.5′ATT3′
C.5′GTT3′ D.5′TTA3′
【答案】 A
【解析】 根据题意,该终止密码子UAA中的碱基U是由碱基C转变而来的,则该位置原本mRNA上对应的密码子应为CAA。又知mRNA序列与对应的DNA模板链序列是反向配对的,根据碱基互补配对原则,与5′CAA3′密码子配对的DNA模板链序列为3′GTT5′,即5′TTG3′。
4.(2024·湖北卷,16)编码某蛋白质的基因有两条链,一条是模板链(指导mRNA合成),其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5′ATG3′,则该序列所对应的反密码子是(　　)
A.5′CAU3′ B.5′UAC3′
C.5′TAC3′ D.5′AUG3′
【答案】 A
【解析】 编码链的一段序列为5′ATG3′,则模板链的一段序列为3′TAC5′,则mRNA碱基序列为5′AUG3′,该序列所对应的反密码子是5′CAU3′。
考点二　中心法则的提出及发展　　　　　　 　　　　　 　　　　　
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。
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。
DNARNA蛋白质
4.生命是物质、能量和信息的统一体
(1)DNA、RNA是信息的载体。
(2)蛋白质是信息的表达产物。
(3)ATP为信息的流动提供能量。
【判断正误】
　(1)(2023·浙江6月选考,4改编)“替诺福韦”能与艾滋病病毒逆转录酶结合并抑制其功能,这说明翻译过程可直接被“替诺福韦”阻断。(　　)
【答案】 ×
【提示】 “替诺福韦”能与艾滋病病毒逆转录酶结合并抑制其功能,会阻断逆转录过程。
(2)(2022·河北卷,9)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。(　　)
【答案】 √
(3)(2020·全国Ⅲ卷,1)遗传信息可以从DNA流向RNA,也可以从RNA流向蛋白质。(　　)
【答案】 √
考向3　围绕中心法则过程,考查科学思维
5.(2025·江西鹰潭一模)下图表示细胞内某生理过程中发生的部分碱基互补配对情况。下列叙述错误的是(　　)
A.若该图表示DNA复制,①为模板,则子链②的延伸方向是从左向右
B.若该图表示转录,则该过程中RNA聚合酶可催化氢键的断裂与磷酸二酯键的形成
C.若该图表示翻译,②为模板,则核糖体沿着mRNA移动方向是从右向左
D.若该图表示病毒RNA复制,则所需原料为游离的4种核糖核苷酸,场所在宿主细胞内
【答案】 C
【解析】 在DNA复制过程中,DNA聚合酶只能使新合成的DNA子链从5′→3′方向延伸。若①为模板,根据图中①链的3′端和5′端位置,以及DNA子链的延伸方向规律可知,子链②的延伸方向是从左向右;转录过程中,RNA聚合酶具有解旋功能,能催化氢键断裂使DNA双链解开,同时还能催化核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键,从而合成RNA;在翻译过程中,核糖体沿着mRNA移动的方向是从mRNA的5′端向3′端。若②为模板(mRNA),根据图中②链的5′端和3′端位置,核糖体沿着mRNA移动方向应该是从左向右;病毒RNA复制时,所需原料为游离的4种核糖核苷酸,由于病毒没有细胞结构,其RNA复制过程发生在宿主细胞内。
6.(2025·安徽合肥模拟)诺如病毒(NV)是一种单链RNA(+RNA)病毒,人体感染后可导致急性肠胃炎。NV的+RNA进入宿主细胞后可作为模板合成RdRp蛋白,接着在RdRp蛋白的作用下,以+RNA为模板合成互补的-RNA,-RNA又可作为模板合成+RNA。下列叙述正确的是(　　)
A.NV在宿主细胞内的增殖过程与T2噬菌体相同
B.RdRp蛋白很可能是能够催化RNA复制的酶
C.NV衣壳蛋白的合成需要宿主细胞提供遗传信息、原料和酶
D.在+RNA→-RNA→+RNA过程中,消耗的嘧啶核苷酸与嘌呤核苷酸数量不等
【答案】 B
【解析】 由题可知,诺如病毒为RNA病毒,而T2噬菌体为DNA病毒,因此两者的增殖过程不同;由题干“接着在RdRp蛋白……合成+RNA”可知,RdRp蛋白很可能是能够催化RNA复制的酶;NV衣壳蛋白的合成需要NV的+RNA提供遗传信息;在+RNA→-RNA→+RNA过程中,-RNA与+RNA互补,根据碱基互补配对原则,消耗的嘧啶核苷酸与嘌呤核苷酸数量相等。
1.(2025·山东卷,5)关于豌豆细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】 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;翻译发生在细胞质基质中的核糖体上,豌豆细胞核中淀粉酶基因复制和转录的场所都是细胞核;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,因此根据氨基酸序列不能准确确定mRNA上的碱基序列;转录时需要RNA聚合酶的参与,RNA聚合酶从模板链的3′端→5′端移动,翻译时,核糖体从mRNA的5′端→3′端移动,因此RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同。
2.(2025·黑吉辽内蒙古卷,14)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】 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;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;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;一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。
3.(2025·湖南卷,11)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】 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;蛋白Neo是在细菌细胞内的核糖体中合成的;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;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,得到多个独立的重复肽段。
4.(2025·云南卷,16)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】 由题可知,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,因此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;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;在有氧环境中,PA启动转录效率高,其转录产生的mRNA与启动asd基因转录产生的mRNA形成局部互补结构,从而阻断asd基因转录出的mRNA进行翻译,使得Y菌无法存活,避免对正常细胞造成杀伤;利用RNA干扰原理改造X菌获得Y菌,让Y菌在有氧环境(正常细胞环境)中,因RNA干扰使asd基因表达受阻难以生存,而在缺氧微环境(肿瘤细胞处)中,PT启动转录效率高,asd基因正常表达,Y菌可生存并杀伤肿瘤细胞。因此,改造X菌目的是使得到的Y菌特异性作用于肿瘤细胞,避免损伤正常细胞,并非增强无氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力。
(时间:15分钟)　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.(2025·陕西咸阳模拟)生物遗传信息的传递和表达遵循中心法则。下列叙述正确的是(　　)
A.转录过程中,mRNA中的U可与DNA中的T形成碱基对
B.人体甲状腺腺泡细胞中所有的DNA序列都具有遗传效应
C.DNA复制和逆转录过程中均要形成磷酸二酯键和二硫键
D.HIV的遗传信息能够通过逆转录途径在宿主细胞中存储
【答案】 D
【解析】 转录过程中,mRNA中的U可与DNA中的A形成碱基对;基因是具有遗传效应的DNA片段,并不是细胞中每段DNA序列都有遗传效应;DNA复制和逆转录过程中均要形成磷酸二酯键,但不会形成二硫键;HIV是逆转录病毒,可以进行逆转录,逆转录形成的DNA会随宿主细胞的DNA一起复制和存储。
2.(2025·辽宁盘锦三模)RNA在遗传信息的传递、转录、翻译以及调控等过程中发挥关键作用。下列叙述正确的是(　　)
A.被HIV侵染的T细胞中,RNA可来自转录和RNA复制
B.RNA一般呈单链结构,内部可能有氢键
C.合成RNA的过程不同,但碱基互补配对方式都相同
D.细胞内的基因转录过程,需要解旋酶、RNA聚合酶的催化
【答案】 B
【解析】 HIV为逆转录病毒,因此被HIV侵染的T细胞中,RNA的来源有转录,但没有RNA复制;tRNA是单链RNA,其结构呈三叶草状,内部有氢键;合成RNA的过程有转录和RNA复制,转录过程中碱基配对方式有T—A、A—U、C—G、G—C,RNA复制过程中碱基配对方式有U—A、A—U、C—G,G—C,碱基互补配对方式不完全相同;转录过程不需要解旋酶的催化。
3.(2025·甘肃白银模拟)某细胞中可以发生如图所示的过程,①②为相关物质或结构。下列推断正确的是(　　)
A.该细胞属于原核生物的细胞
B.①移动方向为从右往左
C.结构②进行的生命活动需要两种RNA
D.结构②中Gly的密码子是CCU
【答案】 B
【解析】 由图可知,该细胞中发生的过程为边转录边翻译,故该过程可能发生在原核生物的细胞中,也可能发生在真核生物的叶绿体和线粒体中;转录过程中,RNA聚合酶移动方向与mRNA延伸方向一致。题图中左侧mRNA较长,右侧mRNA较短,说明①的移动方向是从右往左;结构②为核糖体,进行的生命活动是翻译,翻译过程需要mRNA(作为模板)、tRNA(转运氨基酸)、rRNA(构成核糖体)共三种RNA;密码子位于mRNA上,tRNA上的反密码子与密码子互补配对。题图中携带Gly的tRNA反密码子为CCU,因此对应的密码子应为CCU的互补序列GGA。
4.(2025·河北衡水模拟)某项研究通过对人类和其他4种模式动物转录过程的分析,找到了动物王国普适的衰老线索,即基因的平均转录延伸速度会随着年龄的增长而增加,但转录过程的准确性下降。研究还发现通过限制热量摄入等方式可以逆转上述过程。下列有关叙述正确的是(　　)
A.转录延伸时,游离的脱氧核糖核苷酸添加到子链的3′端
B.在一定程度上低热量饮食可延缓实验动物的衰老
C.转录出的mRNA与DNA非模板链的碱基序列完全相同
D.转录延伸时,RNA聚合酶移动到终止密码子时转录停止
【答案】 B
【解析】 转录延伸时,游离的核糖核苷酸添加到子链的3′端,脱氧核糖核苷酸参与DNA复制;由题可知,限制热量摄入可逆转转录速度加快和准确性下降的过程,因此低热量饮食可延缓衰老;转录时mRNA仅与DNA非模板链的碱基序列相似,在mRNA上是U,在DNA非模板链上是T;转录终止由DNA上的终止子信号触发,终止密码子位于mRNA上,可使翻译终止。
5.(2025·甘肃庆阳模拟)下图表示真核细胞中遗传信息的表达过程,其中①～④表示物质,Ⅰ、Ⅱ表示生理过程。下列叙述错误的是(　　)
A.进行Ⅰ过程的原料不包括胸腺嘧啶脱氧核苷酸
B.若⑤为终止密码子,特殊情况下,可以有编码的氨基酸
C.②可以结合多个核糖体,核糖体沿mRNA从3′端向5′端移动
D.①上的遗传信息蕴藏在其碱基的排列顺序中
【答案】 C
【解析】 由题图可知,Ⅰ表示以DNA一条链为模板合成RNA的过程,原料不包括胸腺嘧啶脱氧核苷酸;在正常情况下,UGA是终止密码子,但在特殊情况下,UGA可以编码硒代半胱氨酸;核糖体沿mRNA从5′端向3′端移动;①DNA上的遗传信息蕴藏在其碱基的排列顺序中。
6.(2025·贵州贵阳一模)microRNA是一种非编码RNA,它能够与mRNA结合从而阻断基因的表达。下列叙述正确的是(　　)
A.microRNA与靶RNA通过磷酸二酯键结合形成局部双链
B.根据突变后原癌基因的序列,可设计相应的microRNA来治疗癌症
C.microRNA通常通过影响转录过程来抑制基因的表达
D.microRNA编码的蛋白质在核糖体中形成
【答案】 B
【解析】 microRNA与靶RNA通过氢键结合形成局部双链;原癌基因发生突变后会异常表达,导致细胞癌变。由于microRNA能够与mRNA结合从而阻断基因的表达,因此可以根据突变后原癌基因的序列,设计出能与之特异性结合的microRNA,使其与突变后的原癌基因转录形成的mRNA结合,阻断原癌基因的表达,从而达到治疗癌症的目的;根据题干“microRNA是一种非编码RNA,它能够与mRNA结合从而阻断基因的表达”可知,microRNA是通过与mRNA结合来阻断基因表达的,而mRNA是翻译的模板,所以microRNA通常是通过影响翻译过程来抑制基因的表达,而不是转录过程;由题干可知,microRNA是一种非编码RNA,非编码RNA不能编码蛋白质,所以不存在microRNA编码的蛋白质在核糖体中形成的情况。
7.(2025·云南曲靖二模)如图表示真核生物遗传信息的相关传递过程,下列叙述正确的是(　　)
A.过程Ⅰ需在RNA聚合酶作用下以每一条母链为模板合成子链
B.过程Ⅱ中合成的RNA,其碱基组成和排列顺序与非模板链相同
C.酶2和酶3都可作用于磷酸二酯键,酶1可催化形成氢键
D.在有丝分裂前的间期,既发生过程Ⅰ,也发生过程Ⅱ
【答案】 D
【解析】 过程Ⅰ为DNA复制过程,需在DNA聚合酶作用下以每一条母链为模板合成子链;过程Ⅱ中合成的RNA,其碱基组成和排列顺序与非模板链有差异,其差异表现在转录出的RNA中含有碱基U,而非模板链中含有的碱基是T;酶2为解旋酶,其作用部位是氢键,酶3为RNA聚合酶,其作用部位是磷酸二酯键,酶1是DNA聚合酶,其可催化形成磷酸二酯键;在有丝分裂前的间期,细胞中进行DNA复制和有关蛋白质的合成,即此时细胞中既发生过程Ⅰ(DNA复制),也发生过程Ⅱ(转录)。
8.(2025·湖北黄冈模拟)核糖开关是一段具有复杂结构的RNA序列,能感受环境因素的变化而改变自身的结构和功能,从而调控基因的表达。在枯草杆菌中,有些基因的mRNA上具有SAM感受型核糖开关,其调节机制如图所示。据图分析,下列叙述正确的是(　　)
注:RBS为mRNA上的核糖体结合位点。
A.SAM可以抑制相关基因的翻译来调节代谢过程
B.RBS的下游区域中存在启动子,是翻译的起始位置
C.环境因素的变化可改变某些基因自身的结构和功能,进而影响该基因的表达
D.由于核糖开关分子内部存在碱基互补配对的区域,导致基因不能表达
【答案】 A
【解析】 SAM是mRNA上的感受型核糖开关,RBS是核糖体结合的位点,与翻译过程有关,故SAM可以抑制相关基因的翻译来调节代谢过程;启动子是基因中RNA聚合酶识别并结合的区域,而RBS为mRNA上的核糖体结合位点,不存在启动子,启动子位于基因的上游;由题干信息可知,环境因素变化不是改变基因的结构和功能,而是改变核糖开关的结构和功能,进而影响基因的翻译过程;由题图可知,核糖开关开启时,其内部存在双链区域,故核糖开关分子内部存在的碱基互补配对区域,不影响基因的表达。
9.(2025·安徽安庆三模)细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子,也可结合CsrB mRNA分子,如图所示。下列有关叙述正确的是(　　)
A.核糖体与glg mRNA的结合部位会形成3个tRNA的结合位点
B.若抑制CsrB基因的转录,则有利于细菌糖原合成
C.细菌glg基因在转录的同时,可以合成UDPG焦磷酸化酶的肽链
D.合成glg mRNA时,需要引物、RNA聚合酶、模板、原料等条件
【答案】 C
【解析】 翻译时,核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点;由题图可知,抑制CsrB基因转录会使CsrB mRNA减少,使CsrA蛋白更多地与glg mRNA结合形成不稳定构象,导致glg mRNA降解,而glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用,故抑制CsrB基因的转录不利于细菌糖原合成;细菌属于原核生物,无核膜,其遗传信息可以实现边转录边翻译;基因转录时,RNA聚合酶识别并结合到基因的启动子区域从而启动转录,不需要引物。第26讲　基因的表达
(时间:15分钟)　
1.(2025·陕西咸阳模拟)生物遗传信息的传递和表达遵循中心法则。下列叙述正确的是(　　)
A.转录过程中,mRNA中的U可与DNA中的T形成碱基对
B.人体甲状腺腺泡细胞中所有的DNA序列都具有遗传效应
C.DNA复制和逆转录过程中均要形成磷酸二酯键和二硫键
D.HIV的遗传信息能够通过逆转录途径在宿主细胞中存储
【答案】 D
【解析】 转录过程中,mRNA中的U可与DNA中的A形成碱基对;基因是具有遗传效应的DNA片段,并不是细胞中每段DNA序列都有遗传效应;DNA复制和逆转录过程中均要形成磷酸二酯键,但不会形成二硫键;HIV是逆转录病毒,可以进行逆转录,逆转录形成的DNA会随宿主细胞的DNA一起复制和存储。
2.(2025·辽宁盘锦三模)RNA在遗传信息的传递、转录、翻译以及调控等过程中发挥关键作用。下列叙述正确的是(　　)
A.被HIV侵染的T细胞中,RNA可来自转录和RNA复制
B.RNA一般呈单链结构,内部可能有氢键
C.合成RNA的过程不同,但碱基互补配对方式都相同
D.细胞内的基因转录过程,需要解旋酶、RNA聚合酶的催化
【答案】 B
【解析】 HIV为逆转录病毒,因此被HIV侵染的T细胞中,RNA的来源有转录,但没有RNA复制;tRNA是单链RNA,其结构呈三叶草状,内部有氢键;合成RNA的过程有转录和RNA复制,转录过程中碱基配对方式有T—A、A—U、C—G、G—C,RNA复制过程中碱基配对方式有U—A、A—U、C—G,G—C,碱基互补配对方式不完全相同;转录过程不需要解旋酶的催化。
3.(2025·甘肃白银模拟)某细胞中可以发生如图所示的过程,①②为相关物质或结构。下列推断正确的是(　　)
A.该细胞属于原核生物的细胞
B.①移动方向为从右往左
C.结构②进行的生命活动需要两种RNA
D.结构②中Gly的密码子是CCU
【答案】 B
【解析】 由图可知,该细胞中发生的过程为边转录边翻译,故该过程可能发生在原核生物的细胞中,也可能发生在真核生物的叶绿体和线粒体中;转录过程中,RNA聚合酶移动方向与mRNA延伸方向一致。题图中左侧mRNA较长,右侧mRNA较短,说明①的移动方向是从右往左;结构②为核糖体,进行的生命活动是翻译,翻译过程需要mRNA(作为模板)、tRNA(转运氨基酸)、rRNA(构成核糖体)共三种RNA;密码子位于mRNA上,tRNA上的反密码子与密码子互补配对。题图中携带Gly的tRNA反密码子为CCU,因此对应的密码子应为CCU的互补序列GGA。
4.(2025·河北衡水模拟)某项研究通过对人类和其他4种模式动物转录过程的分析,找到了动物王国普适的衰老线索,即基因的平均转录延伸速度会随着年龄的增长而增加,但转录过程的准确性下降。研究还发现通过限制热量摄入等方式可以逆转上述过程。下列有关叙述正确的是(　　)
A.转录延伸时,游离的脱氧核糖核苷酸添加到子链的3′端
B.在一定程度上低热量饮食可延缓实验动物的衰老
C.转录出的mRNA与DNA非模板链的碱基序列完全相同
D.转录延伸时,RNA聚合酶移动到终止密码子时转录停止
【答案】 B
【解析】 转录延伸时,游离的核糖核苷酸添加到子链的3′端,脱氧核糖核苷酸参与DNA复制;由题可知,限制热量摄入可逆转转录速度加快和准确性下降的过程,因此低热量饮食可延缓衰老;转录时mRNA仅与DNA非模板链的碱基序列相似,在mRNA上是U,在DNA非模板链上是T;转录终止由DNA上的终止子信号触发,终止密码子位于mRNA上,可使翻译终止。
5.(2025·甘肃庆阳模拟)下图表示真核细胞中遗传信息的表达过程,其中①～④表示物质,Ⅰ、Ⅱ表示生理过程。下列叙述错误的是(　　)
A.进行Ⅰ过程的原料不包括胸腺嘧啶脱氧核苷酸
B.若⑤为终止密码子,特殊情况下,可以有编码的氨基酸
C.②可以结合多个核糖体,核糖体沿mRNA从3′端向5′端移动
D.①上的遗传信息蕴藏在其碱基的排列顺序中
【答案】 C
【解析】 由题图可知,Ⅰ表示以DNA一条链为模板合成RNA的过程,原料不包括胸腺嘧啶脱氧核苷酸;在正常情况下,UGA是终止密码子,但在特殊情况下,UGA可以编码硒代半胱氨酸;核糖体沿mRNA从5′端向3′端移动;①DNA上的遗传信息蕴藏在其碱基的排列顺序中。
6.(2025·贵州贵阳一模)microRNA是一种非编码RNA,它能够与mRNA结合从而阻断基因的表达。下列叙述正确的是(　　)
A.microRNA与靶RNA通过磷酸二酯键结合形成局部双链
B.根据突变后原癌基因的序列,可设计相应的microRNA来治疗癌症
C.microRNA通常通过影响转录过程来抑制基因的表达
D.microRNA编码的蛋白质在核糖体中形成
【答案】 B
【解析】 microRNA与靶RNA通过氢键结合形成局部双链;原癌基因发生突变后会异常表达,导致细胞癌变。由于microRNA能够与mRNA结合从而阻断基因的表达,因此可以根据突变后原癌基因的序列,设计出能与之特异性结合的microRNA,使其与突变后的原癌基因转录形成的mRNA结合,阻断原癌基因的表达,从而达到治疗癌症的目的;根据题干“microRNA是一种非编码RNA,它能够与mRNA结合从而阻断基因的表达”可知,microRNA是通过与mRNA结合来阻断基因表达的,而mRNA是翻译的模板,所以microRNA通常是通过影响翻译过程来抑制基因的表达,而不是转录过程;由题干可知,microRNA是一种非编码RNA,非编码RNA不能编码蛋白质,所以不存在microRNA编码的蛋白质在核糖体中形成的情况。
7.(2025·云南曲靖二模)如图表示真核生物遗传信息的相关传递过程,下列叙述正确的是(　　)
A.过程Ⅰ需在RNA聚合酶作用下以每一条母链为模板合成子链
B.过程Ⅱ中合成的RNA,其碱基组成和排列顺序与非模板链相同
C.酶2和酶3都可作用于磷酸二酯键,酶1可催化形成氢键
D.在有丝分裂前的间期,既发生过程Ⅰ,也发生过程Ⅱ
【答案】 D
【解析】 过程Ⅰ为DNA复制过程,需在DNA聚合酶作用下以每一条母链为模板合成子链;过程Ⅱ中合成的RNA,其碱基组成和排列顺序与非模板链有差异,其差异表现在转录出的RNA中含有碱基U,而非模板链中含有的碱基是T;酶2为解旋酶,其作用部位是氢键,酶3为RNA聚合酶,其作用部位是磷酸二酯键,酶1是DNA聚合酶,其可催化形成磷酸二酯键;在有丝分裂前的间期,细胞中进行DNA复制和有关蛋白质的合成,即此时细胞中既发生过程Ⅰ(DNA复制),也发生过程Ⅱ(转录)。
8.(2025·湖北黄冈模拟)核糖开关是一段具有复杂结构的RNA序列,能感受环境因素的变化而改变自身的结构和功能,从而调控基因的表达。在枯草杆菌中,有些基因的mRNA上具有SAM感受型核糖开关,其调节机制如图所示。据图分析,下列叙述正确的是(　　)
注:RBS为mRNA上的核糖体结合位点。
A.SAM可以抑制相关基因的翻译来调节代谢过程
B.RBS的下游区域中存在启动子,是翻译的起始位置
C.环境因素的变化可改变某些基因自身的结构和功能,进而影响该基因的表达
D.由于核糖开关分子内部存在碱基互补配对的区域,导致基因不能表达
【答案】 A
【解析】 SAM是mRNA上的感受型核糖开关,RBS是核糖体结合的位点,与翻译过程有关,故SAM可以抑制相关基因的翻译来调节代谢过程;启动子是基因中RNA聚合酶识别并结合的区域,而RBS为mRNA上的核糖体结合位点,不存在启动子,启动子位于基因的上游;由题干信息可知,环境因素变化不是改变基因的结构和功能,而是改变核糖开关的结构和功能,进而影响基因的翻译过程;由题图可知,核糖开关开启时,其内部存在双链区域,故核糖开关分子内部存在的碱基互补配对区域,不影响基因的表达。
9.(2025·安徽安庆三模)细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子,也可结合CsrB mRNA分子,如图所示。下列有关叙述正确的是(　　)
A.核糖体与glg mRNA的结合部位会形成3个tRNA的结合位点
B.若抑制CsrB基因的转录,则有利于细菌糖原合成
C.细菌glg基因在转录的同时,可以合成UDPG焦磷酸化酶的肽链
D.合成glg mRNA时,需要引物、RNA聚合酶、模板、原料等条件
【答案】 C
【解析】 翻译时,核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点;由题图可知,抑制CsrB基因转录会使CsrB mRNA减少,使CsrA蛋白更多地与glg mRNA结合形成不稳定构象,导致glg mRNA降解,而glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用,故抑制CsrB基因的转录不利于细菌糖原合成;细菌属于原核生物,无核膜,其遗传信息可以实现边转录边翻译;基因转录时,RNA聚合酶识别并结合到基因的启动子区域从而启动转录,不需要引物。

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