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第26讲　中心法则、基因表达与性状的关系
【课标要求】 1．概述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。
考点1　中心法则
考 点 剖 析
1．提出者：克里克。
2．中心法则总表达式及信息流分析
(1)总表达式
(2)信息流分析
3．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。
? 归 纳 总 结
DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较
项目 DNA复制 转录 翻译 逆转录 RNA复制
作用 传递遗 传信息 __表达__遗传信息 — 传递遗 传信息
场所 主要细胞核 主要细胞核 核糖体 宿主细胞 宿主细胞
模板 DNA的 两条链 DNA的 一条链 mRNA RNA RNA
原料 __4种脱氧核苷酸__ __4种核糖核苷酸__ __21种氨基酸__ __4种脱氧核苷酸__ __4种核糖核苷酸__
酶 __解旋酶、DNA聚合酶__ __RNA聚合酶__ 缩合反 应的酶 逆转 录酶 RNA 聚合酶
能量 ATP提供
碱基互 补配对 G—C、C—G
A—T、 T—A __A—U、T—A__ __A—U、U—A__ __A—T、U—A__ __A—U、U—A__
关键调 控序列 复制原点 启动子、__终止子__ 起始密码子、__终止密码子__ — —
产物 两个子 代DNA RNA 肽链 DNA RNA
信息 传递 DNA→ DNA DNA→ RNA mRNA→ 蛋白质 RNA→ DNA RNA→ RNA
思辨小练
据信息流图示回答问题：
(1)根据双链和单链，可判断图中①⑧为__转录__过程，②⑤⑨为__翻译__过程，__③⑩__为DNA复制过程，__④⑥__为RNA复制过程，⑦为__逆转录__过程。
(2)若甲、乙、丙为病毒，则甲为__DNA病毒__，如T2噬菌体；乙为复制型RNA病毒，如新型冠状病毒；丙为__逆转录病毒__，如HIV。
典 题 精 析
考向1　中心法则
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(　B　)
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
A．环丙沙星和红霉素均能抑制②③过程
B．青霉素和利福平均不能抑制细菌的①过程
C．结核分枝杆菌的①②过程均发生在细胞核中
D．①～⑤过程可发生在人体的健康细胞中
解析：环丙沙星能抑制细菌DNA解旋酶的活性，因此会抑制细菌的①DNA复制过程，而红霉素能与核糖体结合，因此会抑制细菌的③翻译过程，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转录过程，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，但结核分枝杆菌是原核生物，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过程一般发生在少数病毒侵染的宿主细胞中，在人体的健康细胞中不会出现，D错误。
? 深 度 指 津
中心法则与基因表达的关系
考向2　病毒的遗传信息流动
(2025·南京期中)某冠状病毒是一种单股正链RNA病毒，其在宿主细胞内的增殖过程如图所示。下列说法正确的是(　B　)
A．由图示可知，＋RNA和－RNA均可直接控制蛋白质合成
B．过程②消耗的嘧啶核苷酸数等于过程④消耗的嘌呤核苷酸数
C．该病毒在宿主细胞内增殖过程中需要宿主细胞提供模板、原料和酶
D．该冠状病毒和HIV的增殖过程都需要RNA复制酶的作用
解析：由图可知，＋RNA能直接控制蛋白质合成，－RNA不能直接控制蛋白质合成，A错误；过程②通过碱基互补配对得到－RNA，过程④再通过碱基互补配对得到＋RNA，－RNA上的嘧啶碱基(U、C)与＋RNA上的嘌呤碱基(A、G)互补配对，所以过程②消耗的嘧啶核苷酸数等于过程④消耗的嘌呤核苷酸数，B正确；该病毒在宿主细胞内增殖过程中，需要宿主细胞提供原料、能量等条件，模板由病毒自身提供，C错误；HIV为逆转录病毒，其增殖过程需要逆转录酶，不需要RNA复制酶，D错误。
考点2　基因表达与性状的关系
考 点 剖 析
知识1　 基因表达产物与性状的关系
1．基因对性状的两个控制途径
2．实例[连线]
(1)囊性纤维化是一种遗传病，病因是编码CFTR蛋白(一种__转运蛋白)的基因__缺失__了3个碱基对，导致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，使得该__蛋白质结构__变化，导致Cl－转运异常，从而使患者支气管黏液增多、管腔受阻。
(2)人的白化病的致病机理是编码酪氨酸酶的基因异常，导致缺乏__酪氨酸酶__，不能合成黑色素。
(3)豌豆皱粒性状的形成是因为编码淀粉分支酶的基因被一段__外来DNA序列__插入而打乱，淀粉分支酶异常，导致具有保水作用的淀粉含量降低。
知识2　基因的选择性表达与细胞分化
1．基因类型：①在__所有__细胞中都表达的基因，即管家基因；②只在__某类__细胞中特异性表达的基因，即奢侈基因。
2．细胞分化的本质：__基因的选择性表达__。(详见第17讲)
3．基因的选择性表达与基因表达的调控有关。
知识3　基因与性状的关系
1．基因和性状之间不是简单的一一对应关系
(1)由图示看出，基因在染色体上呈__线性__排列。
(2)基因与性状的数量关系
①由图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号基因分别控制性状A、B、C可判断，多数情况下，一个基因控制一种性状。
②由图中Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ号基因共同控制性状D可看出，一种性状可受到__多个__基因影响。
③由图中基因Ⅷ控制性状E、F、G、H可知，一个基因可控制__多个__性状。
(3)生物的性状是__基因和环境__共同作用的结果。基因型相同，表型可能不同；基因型不同，表型可能相同。
2．基因表达与性状关系的复杂性
基因与基因、基因与__基因表达产物__、基因与环境之间存在着复杂的__相互作用__，精细地调控着生物体的性状。
知识4　表观遗传
1． 概念：生物体基因的__碱基序列__保持不变，但基因表达和表型发生__可遗传__变化的现象。
2． 实例：柳穿鱼花形的遗传、某种小鼠毛色的遗传、蜂王和工蜂。
3． 类型：表观遗传的现象有很多，已知的有__DNA甲基化__、组蛋白修饰、染色体重塑、染色体失活、基因组印记、母体效应、基因沉默、核仁显性和RNA编辑等。
? 拓 展 延 伸
(1)DNA甲基化：真核细胞中DNA甲基化主要由DNA甲基化转移酶催化，该酶分两类：一类是维持甲基化转移酶，这类酶在甲基化的DNA模板指导下使新合成的脱氧核苷酸链甲基化；一类是从头甲基化转移酶，这类酶无须模板指导，从头合成甲基化修饰。DNA甲基化一般是阻止RNA聚合酶与启动子结合或者阻止RNA聚合酶移动，导致相关基因转录受到抑制。
　
(2)组蛋白修饰：包括组蛋白的乙酰化、甲基化、磷酸化等多种形式，其中组蛋白乙酰化和甲基化对染色质的结构和基因表达影响最大。组蛋白中赖氨酸乙酰化有利于基因表达，而组蛋白不同部位的精氨酸或赖氨酸甲基化可能促进或抑制靶基因表达。
(3)非编码RNA调控：高等真核生物基因组中大多数基因转录形成的RNA不能直接指导翻译，这类不编码蛋白质的RNA统称为非编码RNA(ncRNA)。参与表观遗传调控的非编码RNA主要有：微小RNA(miRNA)、环状RNA(circRNA)、长链非编码RNA(lncRNA)等。
①目前，miRNA对基因表达的调控机制基本明确，miRNA通过形成沉默复合体(RISC)来沉默靶基因。
②circRNA来源于真核基因转录后加工，能结合大量的miRNA，竞争性抑制miRNA的调控作用。
③lncRNA是长度大于200个核苷酸的非编码RNA，可能来自基因或非基因区域。lncRNA可与蛋白质(如RNA聚合酶、组蛋白)、DNA、RNA等结合，参与基因的转录和转录后调控。
(4)基因(组)印记：指因亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象，DNA甲基化就是基因组印记的重要方式之一。在印记基因中，来自亲本的“印记”在子一代体细胞的有丝分裂中保持终生；但在子一代的原始生殖细胞中，甲基化都会被清除，然后形成配子时，甲基化模式都会重新设定。
例如，鼠的灰色(A)与褐色(a)是一对相对性状，被甲基化修饰的基因不能表达。图中雌鼠与雄鼠杂交，子代小鼠的表型及比例是灰色∶褐色＝__1∶1__。
(5)染色质重塑：指基因表达的过程中，染色质的包装状态、核小体中组蛋白以及对应DNA分子发生改变。染色质重塑对于调控基因表达有着重要影响。
? 深 度 指 津
(1)表观遗传普遍存在于生物的生长、发育和衰老等整个生命过程中。
(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)表观遗传属于变异，是可逆转的，如甲基化与去甲基化，乙酰化与去乙酰化。
(4)与表型模拟的比较
①相同点：都是由环境改变引起的性状改变，遗传信息都没有改变。
②不同点：表观遗传的表型是可遗传的，表型模拟引起的性状改变是不可遗传的。
典 题 精 析
考向1　基因对性状的控制
如图为人体内基因对性状的控制过程，据图分析，下列叙述正确的是(　B　)
A．基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中
B．图中①过程需要RNA聚合酶的参与，②过程需要tRNA的协助
C．④⑤过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白的结构不同
D．过程①②③表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状
解析：人体体细胞是由受精卵经分裂和分化而来的，都含有相同的基因，但不同细胞中基因表达情况不同，基因1和基因2会出现在人体内的同一个细胞中，A错误；①是转录过程，需要RNA聚合酶的催化作用，②是翻译过程，需要tRNA运输氨基酸，B正确；④⑤不同的直接原因是血红蛋白的结构不同，其根本原因是基因突变使基因结构不同，C错误；①②③体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物的部分性状，D错误。
考向2　表观遗传
(2025·江苏卷)甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA，引起基因表达效应改变，如图所示。下列相关叙述正确的是(　D　)
A．甲基化通过抑制转录过程调控基因表达
B．图中甲基化的碱基位于脱氧核糖核苷酸链上
C．蛋白Y可结合甲基化的mRNA并抑制表达
D．若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应
解析：观察图知，该甲基化发生在mRNA上，通过影响翻译过程来调控基因表达，A错误；图示甲基化碱基位于mRNA(核糖核苷酸链)上，B错误；从图中可以看出，甲基化的mRNA会降解，而蛋白Y与甲基化的mRNA结合后可以促进表达，C错误；表观遗传可以由碱基的甲基化或组蛋白乙酰化、甲基化修饰引起，所以图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应，D正确。
BBB(2026·镇江开学考)科学家发现癌症治疗与染色质结构有关，染色质的组蛋白乙酰化和去乙酰化会影响染色质的结构，丁酸钠是一种组蛋白去乙酰化酶抑制剂。下列叙述错误的是(　C　)
A．细胞由分裂间期进入分裂期，组蛋白会大量去乙酰化
B．丁酸钠处理有利于Z酶催化DNA 氢键断裂并合成产物
C．细胞增殖失控只可由DNA序列的改变引起
D．丁酸钠处理可以增强X射线破坏癌细胞DNA结构，从而提高治疗效果
解析：细胞由分裂间期进入分裂期，染色质高度螺旋化形成染色体，此时组蛋白会大量去乙酰化，使染色质结构更紧密，A正确；丁酸钠是组蛋白去乙酰化酶抑制剂，会抑制组蛋白去乙酰化，有利于染色质处于松散状态，从而有利于Z酶(可能是 RNA 聚合酶等相关酶)催化转录(涉及DNA氢键断裂等过程)并合成mRNA等产物，B正确；细胞增殖失控可由DNA序列的改变、染色质结构的改变(如组蛋白乙酰化状态改变等表观遗传)引起，C错误；丁酸钠处理使染色质松散，DNA更易被X射线破坏结构，从而能提高对癌细胞的治疗效果，D正确。
一、 单项选择题
1．(2025·黑吉辽蒙卷)下列关于基因表达及其调控的叙述，错误的是(　D　)
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来影响生物表型
D．核糖体与mRNA的结合部位形成1个tRNA结合位点
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，A正确；转录时，RNA聚合酶结合启动子并解开DNA双链，以其中一条链为模板合成RNA，B正确；DNA甲基化是表观遗传的一种，甲基化可阻碍DNA与转录因子结合，从而抑制基因转录，影响蛋白质合成及生物表型，C正确；核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA的结合位点，D错误。
2．(2025·扬州期末)下列关于基因表达与性状之间关系的叙述，正确的是(　D　)
A．基因通过控制酶的合成来控制生物的所有性状
B．基因的表达水平相同，生物的性状就一定相同
C．基因可以通过控制蛋白质的结构间接控制生物体的性状
D．“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳”说明生物的性状不完全是由基因决定的
解析：基因通过控制酶的合成间接控制性状或通过控制蛋白质的结构直接控制性状，A、C错误；基因表达水平相同的情况下，性状可能因环境差异而不同(如表型受环境调控)，B错误；“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳”，表明同一基因型的生物在不同环境中性状不同，说明性状由基因和环境共同决定，D正确。
3．(2025·云南卷)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　)
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菌的目的是增强无氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力
解析：因为将厌氧启动子PT置于X菌生存必需基因asd上游，启动基因asd转录，将好氧启动子PA置于基因asd下游启动互补链转录，在一定的氧浓度条件下，有可能同时满足PT和PA的启动条件，从而存在asd基因DNA双链同时启动转录的状态，A正确；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，B错误；在有氧环境中，PA启动转录效率高，其转录产生的mRNA与PT启动asd基因转录出的mRNA形成局部互补结构，从而阻断asd基因的翻译，使得Y菌无活存活，避免对正常细胞造成杀伤，而在缺氧环境下，PT启动转录效率高，Y菌可生存并杀伤肿瘤细胞，因此，改造X菌目的是使其能够特异性作用于肿瘤细胞，避免损伤正常细胞，C、D错误。
4．(2025·湖南卷)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(　C　)
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
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，A正确；细菌有核糖体，噬菌体没有细胞结构，所以蛋白Neo在细菌的核糖体中合成，B正确；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，C错误；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，D正确。
5．(2024·江苏卷)图示果蝇细胞中基因沉默蛋白(PcG)缺失，引起染色质结构变化，导致细胞增殖失控形成肿瘤。下列相关叙述错误的是(　D　)
A． PcG使组蛋白甲基化和染色质凝集，抑制了基因表达
B．细胞增殖失控可由基因突变引起，也可由染色质结构变化引起
C．DNA和组蛋白的甲基化修饰都能影响细胞中基因的转录
D．图示染色质结构变化也是原核细胞表观遗传调控的一种机制
解析：PcG使组蛋白甲基化和染色质凝集，影响RNA聚合酶与DNA分子的结合，抑制了基因表达，A正确。细胞增殖失控可由基因突变(如原癌基因和抑癌基因发生突变)引起；根据题意“基因沉默蛋白(PcG)的缺失，引起染色质结构变化，导致细胞增殖失控形成肿瘤”可知，细胞增殖失控也可由染色质结构变化引起，B正确。DNA和组蛋白的甲基化修饰属于表观遗传，都能影响细胞中基因的转录，C正确。原核细胞没有染色质，D错误。
6．(2025·南通一模)研究人员发现肺炎克雷伯菌能以非编码RNA的局部为模板，通过多轮滚环逆转录产生cDNA，如图所示。当克雷伯菌被噬菌体侵染后，会以单链cDNA为模板合成双链cDNA，然后表达出氨基酸序列重复的蛋白质，抑制细胞自身生长，从而阻止噬菌体复制。下列相关叙述错误的是(　C　)
A．cDNA的合成需要引物的引导
B．逆转录过程的原料是脱氧核糖核苷酸
C．双链cDNA转录产生的mRNA中含有多个终止密码子
D．克雷伯菌能合成逆转录酶是其阻止噬菌体复制的基础
解析：逆转录酶不能将两个游离的脱氧核苷酸连接起来，因此cDNA的合成需要引物；双链cDNA转录形成的mRNA上只有一处含有终止密码子。
7．(2025·常州期末)表观遗传调控在诸如阿尔茨海默病等疾病中起重要作用。下列相关叙述错误的是(　A　)
A．表观遗传是一种可遗传但不可逆的生化过程
B．靶向调节相关基因的甲基化水平可治疗阿尔茨海默病
C．组蛋白的甲基化、乙酰化等修饰也是表观遗传调控的方式
D．表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老等生命历程中
解析：表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的变化，这种变化有些情况下是可逆的，如DNA甲基化后可去甲基化，A错误；表观遗传调控(如DNA甲基化)与阿尔茨海默病等疾病有关，靶向调节相关基因的甲基化水平，可影响相关基因表达，进而治疗该疾病，B正确；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，属于表观遗传调控的方式，C正确；表观遗传现象在生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中普遍存在，D正确。
8．(2025·泰州开学调研)miRNA是细胞内的单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内的闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而调控mRNA的翻译水平。下图表示circRNA通过miRNA调控P基因表达，进而影响细胞凋亡的过程，下列有关叙述错误的是(　A　)
A．核糖体读取P基因mRNA的方向是3′到5′
B．降低细胞内circRNA的含量会促进细胞凋亡
C．mRNA、circRNA、miRNA都由DNA转录形成
D．circRNA与miRNA的碱基配对方式与翻译过程相同
解析：翻译过程中核糖体读取P基因mRNA的方向是5′到3′，A错误；circRNA和P基因mRNA竞争结合miRNA，降低细胞内circRNA的含量，会有更多的miRNA与P基因mRNA结合，从而抑制P蛋白的合成，P蛋白的作用是抑制细胞凋亡，因此降低细胞内circRNA的含量会促进细胞凋亡，B正确；结合图示可知，circRNA由核基因转录而来，P基因mRNA由P基因转录而来，miRNA也是基因转录的产物，C正确；circRNA与miRNA的碱基互补配对方式有A—U、U—A、C—G、G—C，基因的翻译过程中tRNA和mRNA互补配对，碱基互补配对方式有A—U、U—A、C—G、G—C，D正确。
9．(2025·苏锡常镇调研一)图示细胞核内组蛋白乙酰化与去乙酰化的转变过程，其中TATA框为启动子中RNA聚合酶结合位点。下列相关叙述错误的是(　D　)
A．组蛋白乙酰化在间期的发生频率高于细胞分裂期
B．组蛋白乙酰化暴露TATA框，有利于RNA聚合酶与模板链结合
C．组蛋白乙酰化导致的基因表达水平的差异属于表观遗传
D．TATA框的上游发生碱基对的替换会改变起始密码子的位置
解析：在分裂间期，细胞主要进行DNA复制和相关蛋白质合成，结合图示可知，组蛋白乙酰化有助于染色质松弛，促进基因表达，而在细胞分裂期，组蛋白去乙酰化，染色质高度凝缩，A正确；组蛋白乙酰化会使染色质结构松弛，暴露启动子区域(如TATA框)，从而促进RNA聚合酶的结合和转录的启动，B正确；组蛋白乙酰化是一种表观遗传，它通过改变染色质结构来调控基因表达，而不改变DNA序列本身，C正确；TATA框位于启动子区域，是RNA聚合酶结合的位置，而起始密码子对应的序列位于基因编码区，D错误。
10．(2025·苏州调研)核小体是染色质的基本结构单位，其由DNA缠绕在组蛋白外形成。组蛋白上许多位点可发生甲基化、乙酰化的修饰，从而改变染色质的疏松和凝聚状态。下列叙述错误的是(　A　)
A．核小体可能存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中
B．核小体的组装过程通常发生在细胞分裂前的间期
C．有丝分裂前期，染色质变为染色体可能与组蛋白修饰有关
D．组蛋白修饰可能影响基因表达，导致生物表型发生变化
解析：核小体是染色质的基本结构单位，线粒体和叶绿体中无染色质，不存在核小体，A错误。
二、 多项选择题
11．(2026·如皋期初调研)脑源性神经营养因子(BDNF)能够促进和维持中枢神经系统正常的生长发育。若BDNF基因表达受阻，则会导致精神分裂症的发生。如图为BDNF基因的表达及调控过程。(AGC：丝氨酸；UCG：丝氨酸；GCU：丙氨酸；CGA：精氨酸)下列叙述正确的有(　BC　)
　　　
　　　　　　　　　　图1　　　　　　　　　　　　　图2
A．图1甲过程以核糖核苷三磷酸(NTPs)为原料，需解旋酶和RNA聚合酶的催化
B．图1乙过程需要三种RNA的参与，图示核糖体移动的方向为由右向左
C．图2 tRNA内部存在碱基互补配对，该tRNA携带的氨基酸为丝氨酸
D．精神分裂症可能与miRNA-195基因的表达抑制了BDNF基因的转录过程有关
解析：图1甲过程表示转录，该过程的原料是核糖核苷酸，需要RNA聚合酶催化，但不需要解旋酶的催化，A错误；图1乙过程为翻译过程，该过程需要mRNA、rRNA、tRNA 3种RNA的参与，根据多肽链的长度可知，图示核糖体移动的方向为由右向左，B正确；图2 tRNA内部存在碱基互补配对，即其结构中存在氢键，该tRNA对应的密码子为AGC，对应的氨基酸是丝氨酸，C正确；题意显示，若BDNF基因表达受阻，则会导致精神分裂症的发生，结合图示可知，精神分裂症可能与miRNA-195基因的表达抑制了BDNF基因的翻译过程有关，D错误。
12．(2025·徐州期中)蜂群中蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的，以蜂王浆为食的幼虫将发育成蜂王，而以花粉、花蜜为食的幼虫将发育成工蜂，幼虫发育成蜂王的机理如图所示。下列相关叙述正确的有(　ACD　)
A．DNA甲基化水平是发育成蜂王的关键要素
B．花粉可通过抑制Dnmt3基因的表达而影响DNA甲基化
C．DNA甲基化水平没有使Dnmt3基因的碱基序列发生改变
D．该实例中的由食物引起的表型改变可以遗传给后代
解析：据图可知，蜂王浆可通过抑制Dnmt3基因的表达，使DNA甲基化减少，幼虫发育为蜂王，故DNA甲基化水平是发育成蜂王的关键要素，A正确；据图可知，蜂王浆可通过抑制Dnmt3基因的表达而影响DNA甲基化，B错误；DNA甲基化水平没有使Dnmt3基因的碱基序列发生改变，可影响基因的表达，C正确；该实例中的由食物引起的表型改变是可以遗传给后代的，属于表观遗传，D正确。
三、 非选择题
13．(2025·江苏卷)真核细胞进化出精细的基因表达调控机制，图示部分调控过程。请回答下列问题：
(1)细胞核中，DNA缠绕在组蛋白上形成__染色质/染色体__。由于核膜的出现，实现了基因的转录和__翻译__在时空上的分隔。
(2)基因转录时，__RNA聚合__酶结合到DNA链上催化合成RNA。加工后转运到细胞质中的RNA，直接参与蛋白质肽链合成的有rRNA、mRNA和__tRNA__。分泌蛋白的肽链在__核糖体和内质网__完成合成后，还需转运到高尔基体进行加工。
(3)转录后加工产生的lncRNA、miRNA参与基因的表达调控。据图分析，lncRNA调控基因表达的主要机制有__在细胞核中与DNA结合，调控基因的转录；在细胞质中与mRNA结合，阻止翻译__。miRNA与AGO等蛋白结合形成沉默复合蛋白，引导降解与其配对结合的RNA。据图可知，miRNA发挥的调控作用有__与mRNA结合，引导mRNA降解；与lncRNA结合，引导lncRNA降解，解除其对翻译的阻止__。
(4)外源RNA进入细胞后，经加工可形成siRNA引导的沉默复合蛋白，科研人员据此研究防治植物虫害的RNA生物农药。根据RNA的特性及其作用机理，分析RNA农药的优点有__具有特异性，对其他生物没有危害；容易降解，不会污染环境__。
解析：(1)细胞核中，DNA缠绕在组蛋白上形成染色质(染色体)。转录在细胞核内进行，翻译在细胞质中的核糖体上进行，故由于核膜的出现，实现了基因的转录和翻译在时空上的分隔。(2)基因转录时，RNA聚合酶结合到DNA链上催化合成RNA。加工后转运到细胞质中的RNA，直接参与蛋白质肽链合成的有rRNA(组成核糖体)、mRNA(翻译的模板)和tRNA(运输氨基酸)。分泌蛋白的肽链在游离的核糖体中以氨基酸为原料合成，边合成边转移到内质网腔，再经加工、折叠，完成合成后，还需转运到高尔基体进行加工。
14．(2025·常州调研)血红蛋白由2条α肽链和2条β或γ肽链组成，控制α肽链合成的基因(用A表示)位于16号染色体，控制β和γ肽链合成的基因(分别用B、D表示)都位于11号染色体。正常人出生后，D基因的表达会关闭，机理如图1所示。请回答下列问题：
图1
图2
(1)DNMT基因在表达DNMT蛋白的过程中，充当信使的物质可以与多个__核糖体__相继结合，其意义是__少量mRNA可以迅速合成大量的DNMT(提高翻译的高效性)__。
(2)DNMT蛋白的直接作用是催化__基因D启动子的甲基化__，该过程没有改变D基因的碱基排列顺序，但导致D基因的启动子不能与__RNA聚合酶__结合，进而使D基因不能表达，这种现象称为__表观遗传__。
(3)图2是科研人员进行相关研究后的实验结果。正常人的测定结果表明D基因的表达__不完全关闭__(填“完全关闭”或“不完全关闭”)；甲的测定结果表明其运输氧气能力下降的直接原因是缺乏__由两条α肽链和2条β肽链组成的血红蛋白__；普通β地贫患者的测定结果推测其运输氧气能力下降的根本原因是缺乏__正常的基因B__。
(4)科研人员还测定了普通β地贫患者及甲的DNMT蛋白异常部分氨基酸序列，结果如图3。据图可以看出，甲发生的变异类型是由碱基对的__替换__造成的基因突变；治疗或缓解β地贫症状的方案有__诱发DNMT基因突变使其无法表达、开发药物阻止DNMT基因的表达、利用基因编辑技术敲除DNMT基因__。
解析：(1)DNMT基因在表达DNMT蛋白的过程中，信使是mRNA分子，mRNA分子与多个核糖体结合形成多聚核糖体，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。(2)DNMT基因表达出DNMT蛋白，催化D基因的启动子发生甲基化过程，导致启动子甲基化，不能与RNA聚合酶识别与结合，从而阻止D基因表达，但是没有改变D基因的碱基排列顺序，这种现象称为表观遗传。(3)通过读取图2，正常人D基因的mRNA的相对含量为0.5，说明D基因仍有表达，即“不完全关闭”。由题干两种血红蛋白的介绍可知，正常人出生后D基因表达会关闭，即正常人出生后血红蛋白应以“2条α链＋2条β链”构成的血红蛋白为主。但图2中甲D基因的mRNA含量和γ链含量均高，表明甲含有“2条α链＋2条γ链”构成的血红蛋白，结合题干中“甲的测定结果表明其运输氧气能力下降”，说明甲缺乏由“2条α链＋2条β链”构成的血红蛋白。图2中普通的β地贫患者D基因的mRNA和γ链的含量与正常人基本相当，表明其D基因在成年后是正常关闭的，运氧能力下降是由于“2条α链＋2条β链”构成的血红蛋白缺乏，即缺乏正常的基因B。(4)普通的β地贫患者D基因是正常的，通过图3对比甲与β地贫患者的DNMT蛋白序列，甲只有第878位氨基酸不同，因此甲发生的变异类型是由碱基对替换造成的基因突变。可以通过诱发DNMT基因突变，使其无法表达，或利用基因编辑技术敲除DNMT基因，或开发药物阻止DNMT基因的表达，使β地贫患者的γ肽链含量增加，与α肽链组成血红蛋白，治疗或缓解β地贫症状。
图3

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