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第21讲 基因的表达、基因与性状的关系
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01知识脑图·核心脉络搭建——梳理专题框架，搭建知识体系
02考点深研·知能分层突破——深挖高频考点，分层突破重难点
基础梳理·自主夯基（15条） 重难突破·考点深研
【考点一】 遗传信息的转录
【考点二】 遗传信息的翻译
【考点三】 中心法则的提出及其发展
【考点四】 基因表达与性状的关系
03能力进阶·方法专项提炼——总结解题方法，突破专项难点
【专项突破01】 基因表达中的相关数量关系(疑难解读)
【专项突破02】 三种翻译模型比较(规律方法)
【专项突破03】 真核细胞和原核细胞基因表达过程的判断方法(规律方法)
【专项突破04】 DNA复制、转录和翻译的比较(归纳总结)
【专项突破05】 病毒在细胞中的增殖(疑难解读)
【专项突破06】 遗传密码的破译(深度拓展)
【专项突破07】 表观遗传的机制(深度拓展)
04高考精练·专题实战通关——精选高考真题，强化实战应用
【考向一】 转录和翻译过程的分析
【考向二】 中心法则
【考向三】 基因表达产物与性状的关系
【考向四】 基因选择性表达与性状间的关系
【考向五】 表观遗传
知识脑图·核心脉络搭
考点深研·知能分层突破
基础梳理 自主夯基——课前5分钟核心背默
1.三种主要的 RNA 分别是 mRNA (信使 RNA)、 tRNA (转运 RNA)和 rRNA (核糖体 RNA)。核仁受损会影响 rRNA(核糖体 RNA) 的合成， 进而影响核糖体的形成。 2.密码子是 mRNA 上决定一个氨基酸的 三个相邻碱基 ， 共有 64 种， 其中编码氨基酸的密码子有 62 种， 起始密码子有 2 种， 终止密码子有 3 种。 3.密码子的特点： ①简并性： 一种氨基酸可对应 一种或多种 密码子。②通用性： 遗传密码在生物界是通用的。 4.每个 tRNA 上的 3 个碱基可以与mRNA 上的密码子互补配对， 叫作反密码子。 5.每种 tRNA 只能识别并转运 1 种特定的氨基酸 。一种氨基酸可对应 一种或多种 tRNA。 6.基因表达， 即基因指导蛋白质的合成， 包括 转录 和 翻译 两个过程。 7.翻译时， 核糖体是沿着 mRNA 移动的， 一个mRNA 分子上可以相继结合多个核糖体， 同时进行多条肽链的合成 。意义： 少量的mRNA 可以迅速合成出大量的蛋白质。 8.真核细胞核 DNA 转录 、翻译的时间 、场所不同(相同/不同)， 先转录后翻译。原核细胞 DNA 转录 、翻译的时间 、场所相同(相同/不同)， 边转录边翻译。 9.根据下面的中心法则图解回答 (1)各过程名称： ① DNA 复制 ； ② 转录 ； ③ RNA 复制 ； ④ 翻译 ； ⑤逆转录 (2)下列细胞中能发生哪些过程（填序号， 按发生顺序） 根尖分生区： ①②④ ； 口腔上皮细胞 、表皮细胞： ②④ 哺乳动物成熟红细胞： 无 ； 烟草花叶病毒(RNA 病毒)： ③④ ;HIV 病毒(RNA 病毒)： ⑤①②④(3)中心法则各过程都遵循 碱基互补配对 原则。
10.基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物性状；基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状。 11.基因与性状的关系并不都是简单的 一一对应 的关系，一个性状可以由 多 个基因控制；一个基因也可以影响 多 个性状； 生物体的性状不完全由基因决定， 环境 也有重要影响。 12.细胞分化的本质就是 基因的选择性表达 。 13.表观遗传： 生物体基因的碱基序列保持不变， 但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。 14.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。 15.细胞质基因分布在 线粒体 和 叶绿体 中(细胞器)，能(能/不能)进行 DNA 复制，能(能/不能)通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。
重难突破 考点深研——要点提炼
考点一 遗传信息的转录
1.RNA充当信使 DNA指导蛋白质的合成过程中充当信使的是RNA，它是核酸（化学本质），基本单位是核苷酸，由一分子含氮碱基、一分子五碳糖、一分子磷酸组成。组成RNA的碱基有4种，与DNA相同的碱基为A、G、C，独有的是U。组成RNA的是核糖而不是脱氧核糖。RNA一般是单链，比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核到达细胞质中。 RNA有三种：分别是mRNA、tRNA、rRNA。 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。 （2）场所：主要在细胞核中，在细胞质中也能发生转录过程。 （3）转录的条件： ①模板：DNA的一条链的某片段。 ②酶：RNA聚合酶。 ③原料：4种游离的核糖核苷酸。 ④能量：由ATP提供。 （4）过程： ①解旋：DNA双链解开（RNA聚合酶的催化），碱基暴露出来； ②mRNA开始合成：在RNA聚合酶的作用下，游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对。 ③mRNA的延伸：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上（方向：从5′-端到3′-端）。 ④转录的结束和mRNA的释放：合成的mRNA从DNA上释放，而后DNA恢复双螺旋结构（先合成的先释放）。 特别提醒 1.一个基因转录时以基因的一条链为模板，一个DNA分子上的所有基因的模板链不一定相同。 2.转录方向的判定方法：已合成的mRNA释放的一端（5′端）为转录的起始方向。 3.遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程不需要解旋酶。 4.转录是以基因为单位进行的，一个基因在细胞内可被多次转录。
考点二 遗传信息的翻译
1.翻译 （1）概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，就以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 场所细胞质的核糖体上模板mRNA原料21种氨基酸产物具有一定氨基酸顺序的蛋白质
2.密码子 （1）概念：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基为1个密码子。 （2）起始密码子：即在翻译时作为第一个密码子。AUG作为起始密码子编码甲硫氨酸；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）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）密码子和反密码子的比较 项目密码子反密码子位置mRNA上3个相邻的碱基tRNA上的3个相邻碱基（一个tRNA一般含70～90个核苷酸）作用直接决定蛋白质中氨基酸的序列识别密码子，转运氨基酸种类64种，其中一般有3种终止密码子（UAA、UAG、UGA）不决定氨基酸由于密码子的第3位碱基与反密码子的第1位碱基之间的配对有一定的摆动性，故tRNA种类小于61种，且具有物种差异性特点与DNA模板链互补，具有简并性、通用性、专一性与mRNA中密码子互补
（5）特点 ①不同生物共用一套遗传密码。 ②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。 3.tRNA： tRNA可以将氨基酸运输到核糖体上。1种tRNA只能识别并转运1种氨基酸。tRNA分子经过折叠，看上去像三叶草的叶形，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的可以与mRNA上的密码子互补配对的碱基，叫作反密码子。 4.过程 起始：mRNA与核糖体结合。 ↓ 运输：tRNA携带氨基酸置于特定位置。 ↓ 延伸：核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，由对应tRNA运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上。 ↓ 停止：当核糖体遇到mRNA上的终止密码子时，合成停止。 ↓ 脱离：肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离。 5.翻译过程中mRNA与核糖体数量关系 （1）数量关系：一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链（氨基酸序列完全相同）的合成。 （2）方向：从A向B（见上图），判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。 （3）意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。 6.遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系 （1）相关概念及联系 （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。 7.DNA复制、转录和翻译的比较 项目遗传信息的传递遗传信息的表达复制（DNA→DNA）转录（DNA→RNA）翻译（mRNA→蛋白质）范围/ 时间只有分裂的细胞才在分裂间期进行核DNA分子的复制，如分生区细胞几乎所有活细胞中（主要发生在分裂间期）场所主要是细胞核，叶绿体、线粒体、拟核也会发生细胞质（核糖体）模板亲代DNA的两条链分别作模板DNA（基因）的一条链mRNA模板去向子代DNA分子中DNA链恢复双螺旋降解成核糖核苷酸原料4种游离的脱氧核苷酸4种游离的核糖核苷酸氨基酸产物子代DNA分子3大类RNA蛋白质（多肽）和水酶解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶特定的酶过程DNA解旋，以两条链为模板，按碱基互补配对原则，合成两条子链，子链与对应模板链螺旋化DNA解旋，以其中一条链为模板，按碱基互补配对原则，形成RNAmRNA与核糖体结合，以mRNA为模板，以tRNA为搬运相应氨基酸的工具，合成有一定氨基酸序列的蛋白质关键调控 序列复制原点启动子（不转录）、终止子起始密码子、终止密码子（一般不翻译）碱基 配对A—T、T—A、C—G、G—CA—U、T—A、C—G、G—CA—U、U—A、C—G、G—C特点半保留复制；边解旋边复制等边解旋边转录一条mRNA上可相继结合多个核糖体，同时合成多条相同的多肽链意义复制遗传信息，使遗传信息由亲代传给子代表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状
【教材拾遗】 1.（必修2P69插图）图示信息显示一条mRNA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出大量的蛋白质，A端是mRNA的5′端。 2.核糖体沿mRNA移动的方向为5′→3′，即从上图左侧向右侧移动。也可根据肽链长短判断核糖体移动方向，从肽链短的一侧向肽链长的方向移动。 特别提醒 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。 【教材拾遗】必修2P67“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。
考点三 中心法则的提出及其发展
1.提出人：克里克。 2.中心法则图解 虚线表示少数生物的遗传信息的流向 ①DNA的复制；②转录；③翻译；④RNA的复制；⑤逆转录。 3.不同生物遗传信息的传递过程 （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 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。 5.中心法则功能 （1）信息传递功能：DNA复制过程体现了遗传信息的传递功能，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中；RNA复制是以RNA作为遗传物质的生物亲代与子代之间遗传信息的传递功能。 （2）信息表达功能：转录和翻译过程共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体发育过程中；逆转录过程表示了部分以RNA作为遗传物质的病毒（如HIV）以RNA为模板合成DNA的过程，是RNA中遗传信息表达的首要步骤。此类生物营寄生生活，必须在宿主细胞中完成其遗传物质的信息表达，所以需先通过逆转录过程形成DNA，整合在宿主DNA中，再进行转录和翻译过程。逆转录酶伴随着病毒的RNA一起侵染宿主细胞。 6.DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较 DNA复制转录翻译逆转录RNA复制场所主要在 细胞核主要在 细胞核核糖体宿主 细胞宿主 细胞模板DNA的两条链DNA一条链的片段mRNARNARNA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聚合酶等RNA聚合酶催化缩合 反应的酶逆转录酶　RNA复制酶能量ATP碱基互补配对原则G—C，C—GA—T，T—AA—U，T—AA—U，U—AA—T，U—AA—U，U—A产物两个子代DNARNA多肽链DNARNA信息传递DNA→DNADNA→RNAmRNA→蛋白质RNA→DNARNA→RNA意义前后代之间传递遗传信息表达遗传信息，使生物表现出各种遗传性状通过宿主细胞传递遗传信息，合成蛋白质前后代之间传递遗传信息
特别提醒 高度分化的细胞不可进行DNA复制过程，如神经元、叶肉细胞等。
考点四 基因表达与性状的关系
1.基因表达产物与性状的关系 （1）直接方式 ①机理：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 ②实例：囊性纤维化是一种遗传病，病因是转运蛋白——CFTR蛋白基因缺失3个碱基，导致CFTR蛋白第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、堵塞。 （2）间接方式 ①机理：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。 ②实例：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；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序列插入打乱，淀粉酶异常，导致具有保水作用的淀粉含量降低。 2.基因的选择性表达与细胞分化 （1）表达的基因类型 ①在所有细胞中都能表达的基因，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。基因的选择性表达与基因表达的调控有关。 （3）细胞分化的标志 ①分子水平：合成了某种细胞特有的蛋白质，如唾液淀粉酶、胰岛素等。 ②细胞水平：形成不同种类的细胞。 3.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）特征： ①不发生DNA序列的变化：如同卵双胞胎具有完全相同的基因，但在长大后性格、健康方面会出现差异。 ②可遗传：如遗传物质完全相同的小鼠，部分碱基发生甲基化修饰，其体毛具有不同颜色，这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代。 ③受环境影响。 （3）机制：①DNA的甲基化；②构成染色体的组蛋白的甲基化、乙酰化等修饰。 （4）注意： 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表观遗传一般是影响基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。 （5）实例：①柳穿鱼花形的遗传；②蜂王和工蜂的差异。 4.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。 特别提醒 1.表观遗传普遍存在于生物的生长、发育和衰老的整个生命过程中。 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。表观遗传不遵循（填“遵循”或“不遵循”）孟德尔遗传规律。 3.表观遗传属于变异，但是可逆转的，如甲基化←→去甲基化，乙酰化与去乙酰化。 4.表观遗传一般是影响基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。 5.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。
能力进阶·方法专项提炼
【专项突破01】 基因表达中的相关数量关系(疑难解读)
1．理论上基因碱基数、mRNA碱基数与蛋白质氨基酸数的关系
1）图示
2）计算公式：蛋白质中的氨基酸数=1/3mRNA中碱基数＝1/6基因中碱基数。
2．实际基因表达过程中的数量关系不符合6:3:1的原因
1）基因中含有不编码氨基酸的序列，不进行转录。
2）转录出的mRNA上有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。
3）合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。
3．基因表达过程中的“最多”或“最少”问题：如果mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中最少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。如果蛋白质中的氨基酸数为n，则对应的mRNA 分子中的碱基数最少为3n,DNA（基因）中的碱基数最少为6n。
【专项突破02】三种翻译模型比较(规律方法)
图丙
1．图甲模型分析
1)I、II、III、IV分别为tRNA、核糖体、mRNA、多肽链。
2）一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA的结合位点。
3）翻译起点：从起始密码子开始。4）翻译终点：识别到终止密码子时翻译终止。
5）翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，mRNA 不移动。
2．图乙模型分析
1是mRNA,6是核糖体，2、3、4、5表示正在合成的4条多肽链。
1）数量关系：一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，形成多聚核糖体。
2）意义：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。
3）方向：核糖体的移动方向为从左向右，判断依据是多肽链的长短，长的多肽链翻译先开始。
4）结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质往往还需要运送至细胞质基质或内质网、高尔基体中进一步加工。
5）形成的多条肽链的氨基酸序列相同的原因：模板mRNA是相同的。
3．图丙模型分析
图丙表示原核细胞的转录和翻译过程(叶绿体和线粒体中的DNA也可边转录边翻译
)，图中①是DNA模板链，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA，在转录的同时在核糖体上进行翻译。
【专项突破03】真核细胞和原核细胞基因表达过程的判断方法(规律方法)
【专项突破04】DNA复制、转录和翻译的比较(归纳总结)
【专项突破05】病毒在细胞中的增殖(疑难解读)
1．逆转录病毒（以HIV为例）
RNA(+)
RNA(-)
4.DNA病毒
【专项突破06】遗传密码的破译(深度拓展)
1．实验者：尼伦伯格和马太。
2．实验思路：采用蛋白质的体外合成技术，以人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸为模板合成多肽，以此确定氨基酸与密码子的对应关系。
3．实验过程：在每个试管中分别加入一种氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸.
4．实验结果：加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。
5．实验结论：多聚尿嘧啶核苷酸导致了多聚苯丙氨酸的合成
【专项突破07】表观遗传的机制(深度拓展)
1.DNA甲基化
在DNA碱基上增加甲基基团的化学修饰称为DNA甲基化。DNA甲基化在除酵母菌外的真核生物中普遍存在，多发生于胞嘧啶的第5位碳原子上，形成5'-甲基胞嘧啶
通常，基因表达调控区域的甲基化程度的降低会使基因表达的效率提高。
2．组蛋白修饰：甲基化和乙酰化
组成染色体的蛋白质分为组蛋白和非组蛋白，其中组蛋白是决定染色体螺旋化程度的重要因素。
1）组蛋白甲基化：组蛋白甲基化不仅修饰位点不同，而且每个残基的甲基化程度也不同，这极大地增加了组蛋白甲基化修饰调控的复杂性和多样性。组蛋白甲基化修饰既与基因的转录抑制相关，又与转录激活相关，这取决于被修饰的氨基酸残基所处的位置、被修饰的程度，以及甲基转移酶的性质。
2）组蛋白乙酰化：组蛋白乙酰化修饰一般与基因转录激活有关。在染色质复制时，组蛋白会被短暂地乙酰化。若染色质中组蛋白的乙酰化发生在细胞周期的其他时期，则可能与基因表达的状态有关。
3.RNA的干扰
RNA干扰是指与靶基因序列同源的双链RNA所诱导的一种序列特异性转录后基因沉默现象。RNA干扰主要是对mRNA进行干扰，起作用的主要是三类小分子RNA:miRNA、siRNA和piRNA。这三类小分子均能够调控基因的表达-主要靠直接结合特异的靶标mRNA，从而阻止依赖该mRNA的蛋白质进行翻译或者导致靶标mRNA的稳定性下降。
例（2023广东，17节选）放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制见图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。
回答下列问题：
（2）前体mRNA是通过 酶以DNA的一条链为模板合成的，可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对＿的竞争性结合，调节基因表达。
（3）据图分析，miRNA表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是
。
（4）根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路
。
【答案】（2)RNA聚合 miRNA (3)miRNA 表达量升高，与P基因的mRNA结合并使其降解，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡（4）可通过增大细胞内circRNA的含量，靶向结合miRNA使其不能与P基因的mRNA 结合，从而提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡
【解析】 分析题图，miRNA能与P基因的mRNA结合并使其降解，降低P基因的mRNA 的翻译水平；而circRNA与miRNA结合后，miRNA不能与P基因的mRNA结合，可提高P 基因的mRNA的翻译水平，因此circRNA和mRNA在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合，调节基因表达。
高考精练·专题实战通关
考向一　转录和翻译过程的分析
1．(2025·河北，6)M和N是同一条染色体上两个基因的部分序列，其转录方向如图所示。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′－UCUACA－3′ ③ 5′－AGCUGU－3′
② 5′－UGUAGA－3′ ④ 5′－ACAGCU－3′
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′→5′，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，故选C。
2.(2026·山东，17)果蝇的等位基因A、a的部分序列相关信息如表所示。基因a与A的单链序列相比，只有表中带下划线的碱基不同，但二者编码多肽链的氨基酸数目相同。已知AUG为起始密码子，UAA、UAG、UGA为终止密码子。据表推断，基因a中N代表的碱基为（　　）
基因a 单链DNA ……TAC ATT TNA CCA GTA……
基因A 单链DNA ……TAC ATT TGA CCA GTA……
mRNA ……AUG UAA ACU GGU CAU……
多肽 …………
注：“”表示对应位置的氨基酸
A. 腺嘌呤
B. 胞嘧啶
C. 腺嘌呤或胸腺嘧啶
D. 胞嘧啶或胸腺嘧啶
【答案】A
【解析】由表格可知，基因A的单链DNA与mRNA是碱基互补配对的，说明基因A的单链DNA是模板链，如果从左往右读，第二个UAA就是终止密码子，与能翻译出氨基酸相矛盾，说明阅读的方向是从右往左，所以mRNA右侧是5’端，左侧是3’端，而模板链左侧是5’端，右侧是3’端，基因a与A的单链序列相比，只有表中带下划线的碱基不同，所以基因a也是模板链，左侧是5’端，右侧是3’端。将基因a中的5’TNA3’写成3’ANT5’，对应的密码子是5’UXA3’，X与N碱基互补配对。若N=A，则X=U，密码子是UUA，不是终止密码子，不会减少氨基酸的个数；若N=T，则X=A，密码子是UAA，是终止密码子，会减少氨基酸的个数；若N=G，与碱基不一样相矛盾；若N=C，则X=G，密码子是UGA，是终止密码子，会减少氨基酸的个数。基因a与A的单链序列编码多肽链的氨基酸数目相同，符合要求的是N为A（腺嘌呤），A正确，BCD错误。
3．(2025·江苏，20)真核细胞进化出精细的基因表达调控机制，如图表示部分调控过程。请回答下列问题：
(1)细胞核中，DNA缠绕在组蛋白上形成____________。由于核膜的出现，实现了基因的转录和________在时空上的分隔。
(2)基因转录时，________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____________。分泌蛋白的肽链在______________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IncRNA、miRNA参与基因的表达调控。据图分析，IncRNA调控基因表达的主要机制有________________________________________________________。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__________________________________________________________。
(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________________________________。
【答案】　(1)染色质(染色体)　翻译　(2)RNA聚合　tRNA　粗面内质网　(3)与DNA结合，调控基因的转录；与mRNA结合，调控翻译　降解IncRNA，解除对翻译的影响；降解mRNA，调控翻译　(4)专一性强；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)。分泌蛋白的肽链在粗面内质网完成合成后，还需转运到高尔基体进行加工。(3)转录后加工产生的IncRNA、miRNA参与基因的表达调控。据图分析，IncRNA调控基因表达的主要机制：一方面与DNA结合，调控基因的转录；另一方面与mRNA结合，调控翻译。miRNA与AGO等蛋白结合形成沉默复合蛋白，一方面降解IncRNA，解除对翻译的影响；另一方面降解mRNA，调控翻译。
4.(2026·云南，18)研究人员在水稻辐射诱变群体中筛选到一株黄叶植株（突变型），将其与绿叶植株（野生型）杂交，F1全部为绿叶；F1自交，F2中绿叶196株，黄叶63株。回答下列问题：
（1）水稻叶色性状中，隐性性状为________。让F2中的绿叶植株全部自交，后代表型及比例为________。
（2）基因组分析发现，突变型的基因Y1的序列上有1个碱基发生缺失（图a）。起始密码子：AUG；终止密码子：UAA、UAG、UGA。
注：省略部分不含有起始密码子、终止密码子对应的序列，碱基数为3的倍数。
①基因Y1通过________过程形成mRNA。在该mRNA中，片段1对应的碱基序列是5′-________-3′。
②与野生型的基因Y相比，基因Y1编码的肽链长度________（填“变长”“变短”或“不变”），原因是_________。
（3）基因Y1编码的肽链无法形成有活性的蛋白质，根据图b推测基因Y的作用是________。
【答案】（1）①. 黄叶 ②. 绿叶:黄叶=5:1
（2）①. 转录 ②. GUGCA ③. 变短 ④. 碱基缺失使mRNA中提前出现终止密码子，翻译提前终止
（3）促进叶绿素（叶绿素a和叶绿素b）的合成
【解析】（1）黄叶与绿叶杂交，F1 全为绿叶，F2 绿叶:黄叶=196:63≈3:1，符合一对等位基因的分离定律，说明黄叶是隐性性状。设控制叶色的基因为A/a，F2 中绿叶基因型为1/3AA、2/3 Aa，自交后，仅Aa自交能产生黄叶，黄叶比例为2/3×1/4 =1/6，绿叶比例为1 1/6=5/6，因此后代表型比为绿叶:黄叶=5:1。（2）①基因通过转录过程合成mRNA；图中给出的序列位于DNA的5′→3′非模板链，mRNA序列和编码链仅碱基T换为U，因此片段1对应mRNA序列为5′ GUGCA 3′。 ②突变型DNA序列缺失1个碱基，缺失位点后密码子阅读框后移一位，所以碱基缺失使mRNA中提前出现终止密码子（UGA），翻译提前终止，因此编码的肽链长度变短。（3）由图b可知，Y1 突变后，突变体的叶绿素a、叶绿素b含量均远低于野生型，可推测正常基因Y的作用是促进叶绿素（叶绿素a和叶绿素b）的合成。
考向二　中心法则
5．(2025·河北，6)M和N是同一条染色体上两个基因的部分序列，其转录方向如图所示。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′－UCUACA－3′ ③ 5′－AGCUGU－3′
② 5′－UGUAGA－3′ ④ 5′－ACAGCU－3′
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′→5′，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，故选C。
6．(2024·湖南，10)非酒精性脂肪性肝病是以肝细胞的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝病。葡萄糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1在高尔基体膜上先后经S1和S2蛋白水解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成基因(核基因)的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG能够通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内，抑制S1蛋白水解酶的活性，调控机制如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原饱和后转向脂肪酸合成
B．敲除F5蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪肝的发生率
C．降低高尔基体内UDPG量或S2蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病
D．激活后的R1通过核孔进入细胞核，启动脂肪酸合成基因的转录
【答案】　C
【解析】　由图示可知，糖原合成的中间代谢产物UDPG抑制S1蛋白水解酶的活性，而蛋白R1需要经过S1和S2蛋白水解酶酶切后才被激活，进而启动脂肪酸合成基因的转录，据此可知，体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原合成过程中的中间代谢产物UDPG会抑制脂肪酸的合成，待糖原饱和后，才会继续合成脂肪酸，A正确；由图示可知，中间代谢产物UDPG通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内，抑制S1蛋白水解酶的活性，进而抑制脂肪酸的合成，因此敲除F5蛋白的编码基因有利于脂肪酸的合成，会增加非酒精性脂肪肝的发生率，B正确；由图示可知，中间代谢产物UDPG进入高尔基体不利于脂肪酸的合成，降低高尔基体中UDPG量有利于脂肪酸的合成，从而会诱发非酒精性脂肪性肝病，蛋白R1经S1、S2蛋白水解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成基因的转录，S2蛋白失活不利于脂肪酸的合成，不会诱发非酒精性脂肪性肝病，C错误；转录发生在细胞核中，因此R1可通过核孔进入细胞核，启动脂肪酸合成基因的转录，D正确。
考向三　基因表达产物与性状的关系
7．(2025·湖北，3)我国科学家对三万余株水稻进行筛选，成功定位并克隆出耐碱—耐热基因ATT，发现该基因编码GA20氧化酶，从而调控赤霉素的生物合成。适宜浓度的赤霉素通过调节SLR1蛋白的含量，能减少碱性和高温环境对植株的损伤。下列叙述错误的是(　　)
A．该研究表明基因与性状是一一对应关系
B．ATT基因通过控制酶的合成影响水稻的性状
C．可以通过调节ATT基因的表达调控赤霉素的水平
D．该研究成果为培育耐碱—耐热水稻新品种提供了新思路
【答案】　A
【解析】　由题意可知，ATT基因通过调控赤霉素合成影响耐碱和耐热两种性状，体现了一个基因影响多个性状，A错误。
8．(2025·陕晋宁青，10)金刚鹦鹉的羽毛色彩缤纷。研究发现乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基，造成羽色由红到黄的渐变。同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异，该现象最不可能源于(　　)
A．乙醛脱氢酶基因序列的差异
B．编码乙醛脱氢酶mRNA量的差异
C．乙醛脱氢酶活性的差异
D．鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异
【答案】　A
【解析】　同一只鹦鹉的体细胞由同一受精卵分裂、分化而来，基因序列应相同，差异不可能来自乙醛脱氢酶基因序列，A符合题意；编码乙醛脱氢酶mRNA量的差异，导致产生的乙醛脱氢酶含量变化，造成羽色由红到黄的能力改变，进而引起生物性状的变化，B不符合题意；不同细胞中乙醛脱氢酶活性可能存在一定的差异，造成羽色由红到黄的能力改变，进而导致同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异，C不符合题意；乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基，造成羽色由红到黄的渐变，因此可能是不同部位鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异，导致同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异，D不符合题意。
考向四　基因选择性表达与性状间的关系
9.(2026·河南，21)玉米是重要粮食作物之一，对低温极为敏感。低温不仅限制玉米的生长，还抑制其对磷的吸收。研究发现，一种泛素连接酶UbL是协调玉米低温响应与磷吸收的核心调控因子，UbL通过泛素化修饰靶蛋白促使其降解，UbL的靶蛋白包括低温信号通路关键蛋白J和磷转运蛋白T。为阐明UbL基因调控玉米低温响应与磷吸收的分子机制，科研人员对野生型玉米（WT）进行UbL基因敲除和定向改造，分别获得功能缺失突变体ubl与定向改造的突变体，并进行了相关实验研究，结果如图所示。
回答下列问题：
（1）与野生型玉米相比，低温条件下突变体玉米植株中磷的含量________，原因是____________________。
（2）推测蛋白J含量与玉米耐寒性之间呈________相关性，请设计实验证明上述推论________________（写出实验思路）。
（3）UbL作为枢纽蛋白，体现了基因与性状之间的关系是____________。
（4）培育耐低温玉米，对农业种植的积极意义是____________________（回答一点即可）。
【答案】（1）①. 升高 ②. 突变体ubl中UbL基因功能缺失，不能催化磷转运蛋白T降解，磷转运蛋白T含量高，促进玉米对磷的吸收
（2）①. 负 ②. 将生理状态相同的野生型玉米均分为三组，第一组导入蛋白J基因使其过表达（增加蛋白J含量），第二组敲除蛋白J基因（减少蛋白J含量），第三组不做处理（作为对照），将三组玉米置于4℃低温环境中培养，一段时间后统计并比较三组玉米的存活率
（3）基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状
（4）扩大玉米的种植区域，可在气温偏低的北方或高海拔地区种植玉米；降低低温冻害造成的玉米减产，提高玉米在低温地区的产量
【解析】（1）由图D可知，与野生型玉米相比，低温条件下突变体玉米植株中磷的含量升高，因为UbL通过泛素化修饰靶蛋白促使其降解，UbL的靶蛋白包括磷转运蛋白T，突变体ubl中UbL基因功能缺失，不能催化磷转运蛋白T降解，磷转运蛋白T含量高，促进玉米对磷的吸收，所以低温条件下突变体玉米植株中磷的含量升高。（2）UbL通过泛素化修饰靶蛋白促使其降解，ubl中UbL基因功能缺失，蛋白J不能被降解，含量高，4℃低温处理下，与野生型玉米相比，突变体ubl玉米植株相对存活率低，所以推测蛋白J含量与玉米耐寒性之间呈负相关性，为了验证上述推论，实验思路为将生理状态相同的野生型玉米均分为三组，第一组导入蛋白J基因使其过表达（增加蛋白J含量），第二组敲除蛋白J基因（减少蛋白J含量），第三组不做处理（作为对照），将三组玉米置于4℃低温环境中培养，一段时间后统计并比较三组玉米的存活率。若玉米植株存活率表现为过表达蛋白J组存活率＜对照组存活率＜敲除蛋白J组存活率，则证明蛋白J含量与玉米耐寒性呈负相关性。（3）UbL是一种泛素连接酶，其作为枢纽蛋白，通过泛素化修饰靶蛋白促使其降解，来影响调控玉米低温响应与磷吸收，体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。（4）培育耐低温玉米，对农业种植的积极意义是在低温环境下仍能正常生长，扩大玉米的种植区域，可在气温偏低的北方或高海拔地区种植玉米；降低低温冻害造成的玉米减产，提高玉米在低温地区的产量。
10．(2025·湖北，22)治疗疟疾的药物青蒿素主要从植物黄花蒿中提取，但含量低。为培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种，科研工作者开展了相关研究，发现青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累，并受到如水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)等植物激素的调节。研究表明，SA和MeJA通过调控miR160的表达量(miR160是一种微小RNA，能与靶mRNA结合，引起后者降解)，影响黄花蒿腺毛密度和青蒿素含量。miR160的一种靶mRNA编码ARF1蛋白，该蛋白影响青蒿素合成关键酶基因DBR2的表达。研究结果如图所示。
回答下列问题：
(1)青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累，其根本原因是_______________________。
(2)据图分析可知，miR160的表达量与青蒿素含量间呈现____________相关性，并且可以推测外源MeJA处理对青蒿素含量的影响是______________________________________。
(3)基于上述材料，miR160通过直接影响______________________，调控青蒿素的合成。
(4)请写出SA、ARF1、miR160和DBR2调控青蒿素生物合成的通路(用“→”表示促进，用“”表示抑制，显示各成员间的调控关系)：________________________________________。
(5)(4分)请根据上述材料，提出一种培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种的思路：___________
_______________________________________________________________________________。
【答案】　(1)与青蒿素合成相关的基因在叶片腺毛细胞中选择性表达　(2)负　外源MeJA处理会使青蒿素含量增加　(3)ARF1蛋白的合成(或ARF1基因的表达)　(4)SAmiR160ARF1→DBR2→青蒿素　(5)通过基因工程技术敲除黄花蒿中的miR160基因(或抑制miR160基因的表达)
【解析】　(2)由图可知，miR160基因过表达时，青蒿素含量降低；敲除miR160基因时，青蒿素含量升高，所以miR160的表达量与青蒿素含量间呈现负相关。由图可知，MeJA处理组与对照组相比，miR160表达量降低，而miR160表达量与青蒿素含量呈负相关，故外源MeJA处理会使青蒿素含量增加。
考向五　表观遗传
11．(2025·河南，14)构成染色体的组蛋白可发生乙酰化。由组蛋白基因表达到产生乙酰化的组蛋白，需经历转录、转录后加工、翻译、翻译后加工与修饰等过程。下列叙述错误的是(　　)
A．组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列但可影响个体表型
B．具有生物活性的tRNA的形成涉及转录和转录后加工过程
C．编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同，可影响翻译的准确度和效率
D．组蛋白乙酰化发生在翻译后，是基因表达调控的结果，也会影响基因的表达
【答案】　C
【解析】　组蛋白乙酰化指在酶的作用下，乙酰基转移到组蛋白特定的氨基酸残基上，这一过程发生在翻译后，并未改变组蛋白自身的氨基酸序列，但组蛋白乙酰化会影响染色质的结构和功能，从而影响基因的表达，最终可能会影响个体的表型，是基因表达调控的结果，A、D正确。tRNA是由DNA转录而来的，转录生成的前体RNA需要经过剪切、修饰等过程，才能形成具有生物活性的tRNA，B正确。通常而言，编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体越多，在同一时间内合成的蛋白质分子就越多，翻译效率越高；翻译的准确度与mRNA上结合的核糖体数量无关，C错误。
12．(2025·江苏，15)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。下列叙述正确的是(　　)
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
【答案】　D
【解析】　由图可知，甲基化发生在mRNA上，不是抑制转录过程，而是影响mRNA的翻译或稳定性来调控基因表达，A错误；由图可知，甲基化发生在mRNA上，mRNA是核糖核苷酸链，B错误；甲基化的mRNA会降解，而蛋白Y与甲基化的mRNA结合后可以表达，说明蛋白Y结合甲基化的mRNA并促进表达，C错误；表观遗传可以由某些碱基的甲基化或蛋白质乙酰化引起，若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应，D正确。第21讲 基因的表达、基因与性状的关系
目录导航
01知识脑图·核心脉络搭建——梳理专题框架，搭建知识体系
02考点深研·知能分层突破——深挖高频考点，分层突破重难点
基础梳理·自主夯基（15条） 重难突破·考点深研
【考点一】 遗传信息的转录
【考点二】 遗传信息的翻译
【考点三】 中心法则的提出及其发展
【考点四】 基因表达与性状的关系
03能力进阶·方法专项提炼——总结解题方法，突破专项难点
【专项突破01】 基因表达中的相关数量关系(疑难解读)
【专项突破02】 三种翻译模型比较(规律方法)
【专项突破03】 真核细胞和原核细胞基因表达过程的判断方法(规律方法)
【专项突破04】 DNA复制、转录和翻译的比较(归纳总结)
【专项突破05】 病毒在细胞中的增殖(疑难解读)
【专项突破06】 遗传密码的破译(深度拓展)
【专项突破07】 表观遗传的机制(深度拓展)
04高考精练·专题实战通关——精选高考真题，强化实战应用
【考向一】 转录和翻译过程的分析
【考向二】 中心法则
【考向三】 基因表达产物与性状的关系
【考向四】 基因选择性表达与性状间的关系
【考向五】 表观遗传
知识脑图·核心脉络搭
考点深研·知能分层突破
基础梳理 自主夯基——课前5分钟核心背默
1.三种主要的 RNA 分别是 (信使 RNA)、 (转运 RNA)和 (核糖体 RNA) 。核仁受损会影响 的合成， 进而影响 的形成。 2.密码子是 上决定一个氨基酸的 ， 共有 种， 其中编码氨基酸的密码子有 种， 起始密码子有 种， 终止密码子有 种。 3.密码子的特点： ① ： 一种氨基酸可对应 密码子 。② ： 遗传密码在生物界是通用的 4.每个 tRNA 上的 3 个碱基可以与mRNA 上的密码子互补配对， 叫作 。 5.每种 tRNA 只能识别并转运 种特定的氨基酸 。一种氨基酸可对应 tRN 6.基因表达， 即基因指导蛋白质的合成， 包括 和 两个过程。 7.翻译时， 是沿着 移动的， 一个 mRNA 分子上可以 结合 核糖体， 同时进行 的合成 。意义： 少量的mRNA 可以迅速合成出 。 真核细胞核 DNA 转录 、翻译的时间 、场所 (相同/不同)， 转录 翻译。原核细胞 DNA 转录 、翻译的时间 、场所 (相同/不同)， 转录 翻译。 根据下面的中心法则图解回答 (1)各过程名称： ① ; ② ; ③ ; ④ ; ⑤ (2)下列细胞中能发生哪些过程（填序号， 按发生顺序） 根尖分生区： ； 口腔上皮细胞 、表皮细胞： ； 哺乳动物成熟红细胞： ； 烟草花叶病毒(RNA 病毒)： ； HIV 病毒(RNA 病毒)： 。 (3)中心法则各过程都遵循 原则。 10.基因通过控制 来控制 ， 进而 控制生物性状； 基因通过控制 直接控制生物性状。 11.基因与性状的关系并不都是简单的 的关系， 一个性状可以由 个基因控制；一个基因也可以影响 个性状；生物体的性状不完全由基因决定， 也有重要影响。 12.细胞分化的本质就是 。 13.表观遗传：生物体基因的 保持不变，但基因表达和表型发生 的现象。 14.除了 DNA 甲基化， 构成染色体的 发生 、 等修饰也会影响基因的表达。 15.细胞质基因分布在 和 中(细胞器)， (能/不能)进行DNA 复制， (能/不能)通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。
重难突破 考点深研——要点提炼
考点一 遗传信息的转录
1.RNA充当信使 DNA指导蛋白质的合成过程中充当信使的是RNA，它是核酸（化学本质），基本单位是核苷酸，由一分子含氮碱基、一分子五碳糖、一分子磷酸组成。组成RNA的碱基有4种，与DNA相同的碱基为A、G、C，独有的是U。组成RNA的是核糖而不是脱氧核糖。RNA一般是单链，比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核到达细胞质中。 RNA有三种：分别是mRNA、tRNA、rRNA。 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。 （2）场所：主要在细胞核中，在细胞质中也能发生转录过程。 （3）转录的条件： ①模板：DNA的一条链的某片段。 ②酶：RNA聚合酶。 ③原料：4种游离的核糖核苷酸。 ④能量：由ATP提供。 （4）过程： ①解旋：DNA双链解开（RNA聚合酶的催化），碱基暴露出来； ②mRNA开始合成：在RNA聚合酶的作用下，游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对。 ③mRNA的延伸：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上（方向：从5′-端到3′-端）。 ④转录的结束和mRNA的释放：合成的mRNA从DNA上释放，而后DNA恢复双螺旋结构（先合成的先释放）。 特别提醒 1.一个基因转录时以基因的一条链为模板，一个DNA分子上的所有基因的模板链不一定相同。 2.转录方向的判定方法：已合成的mRNA释放的一端（5′端）为转录的起始方向。 3.遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程不需要解旋酶。 4.转录是以基因为单位进行的，一个基因在细胞内可被多次转录。
考点二 遗传信息的翻译
1.翻译 （1）概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，就以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 场所细胞质的核糖体上模板mRNA原料21种氨基酸产物具有一定氨基酸顺序的蛋白质
2.密码子 （1）概念：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基为1个密码子。 （2）起始密码子：即在翻译时作为第一个密码子。AUG作为起始密码子编码甲硫氨酸；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）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）密码子和反密码子的比较 项目密码子反密码子位置mRNA上3个相邻的碱基tRNA上的3个相邻碱基（一个tRNA一般含70～90个核苷酸）作用直接决定蛋白质中氨基酸的序列识别密码子，转运氨基酸种类64种，其中一般有3种终止密码子（UAA、UAG、UGA）不决定氨基酸由于密码子的第3位碱基与反密码子的第1位碱基之间的配对有一定的摆动性，故tRNA种类小于61种，且具有物种差异性特点与DNA模板链互补，具有简并性、通用性、专一性与mRNA中密码子互补
（5）特点 ①不同生物共用一套遗传密码。 ②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。 3.tRNA： tRNA可以将氨基酸运输到核糖体上。1种tRNA只能识别并转运1种氨基酸。tRNA分子经过折叠，看上去像三叶草的叶形，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的可以与mRNA上的密码子互补配对的碱基，叫作反密码子。 4.过程 起始：mRNA与核糖体结合。 ↓ 运输：tRNA携带氨基酸置于特定位置。 ↓ 延伸：核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，由对应tRNA运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上。 ↓ 停止：当核糖体遇到mRNA上的终止密码子时，合成停止。 ↓ 脱离：肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离。 5.翻译过程中mRNA与核糖体数量关系 （1）数量关系：一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链（氨基酸序列完全相同）的合成。 （2）方向：从A向B（见上图），判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。 （3）意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。 6.遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系 （1）相关概念及联系 （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。 7.DNA复制、转录和翻译的比较 项目遗传信息的传递遗传信息的表达复制（DNA→DNA）转录（DNA→RNA）翻译（mRNA→蛋白质）范围/ 时间只有分裂的细胞才在分裂间期进行核DNA分子的复制，如分生区细胞几乎所有活细胞中（主要发生在分裂间期）场所主要是细胞核，叶绿体、线粒体、拟核也会发生细胞质（核糖体）模板亲代DNA的两条链分别作模板DNA（基因）的一条链mRNA模板去向子代DNA分子中DNA链恢复双螺旋降解成核糖核苷酸原料4种游离的脱氧核苷酸4种游离的核糖核苷酸氨基酸产物子代DNA分子3大类RNA蛋白质（多肽）和水酶解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶特定的酶过程DNA解旋，以两条链为模板，按碱基互补配对原则，合成两条子链，子链与对应模板链螺旋化DNA解旋，以其中一条链为模板，按碱基互补配对原则，形成RNAmRNA与核糖体结合，以mRNA为模板，以tRNA为搬运相应氨基酸的工具，合成有一定氨基酸序列的蛋白质关键调控 序列复制原点启动子（不转录）、终止子起始密码子、终止密码子（一般不翻译）碱基 配对A—T、T—A、C—G、G—CA—U、T—A、C—G、G—CA—U、U—A、C—G、G—C特点半保留复制；边解旋边复制等边解旋边转录一条mRNA上可相继结合多个核糖体，同时合成多条相同的多肽链意义复制遗传信息，使遗传信息由亲代传给子代表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状
【教材拾遗】 1.（必修2P69插图）图示信息显示一条mRNA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出大量的蛋白质，A端是mRNA的5′端。 2.核糖体沿mRNA移动的方向为5′→3′，即从上图左侧向右侧移动。也可根据肽链长短判断核糖体移动方向，从肽链短的一侧向肽链长的方向移动。 特别提醒 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。 【教材拾遗】必修2P67“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。
考点三 中心法则的提出及其发展
1.提出人：克里克。 2.中心法则图解 虚线表示少数生物的遗传信息的流向 ①DNA的复制；②转录；③翻译；④RNA的复制；⑤逆转录。 3.不同生物遗传信息的传递过程 （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 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。 5.中心法则功能 （1）信息传递功能：DNA复制过程体现了遗传信息的传递功能，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中；RNA复制是以RNA作为遗传物质的生物亲代与子代之间遗传信息的传递功能。 （2）信息表达功能：转录和翻译过程共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体发育过程中；逆转录过程表示了部分以RNA作为遗传物质的病毒（如HIV）以RNA为模板合成DNA的过程，是RNA中遗传信息表达的首要步骤。此类生物营寄生生活，必须在宿主细胞中完成其遗传物质的信息表达，所以需先通过逆转录过程形成DNA，整合在宿主DNA中，再进行转录和翻译过程。逆转录酶伴随着病毒的RNA一起侵染宿主细胞。 6.DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较 DNA复制转录翻译逆转录RNA复制场所主要在 细胞核主要在 细胞核核糖体宿主 细胞宿主 细胞模板DNA的两条链DNA一条链的片段mRNARNARNA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聚合酶等RNA聚合酶催化缩合 反应的酶逆转录酶　RNA复制酶能量ATP碱基互补配对原则G—C，C—GA—T，T—AA—U，T—AA—U，U—AA—T，U—AA—U，U—A产物两个子代DNARNA多肽链DNARNA信息传递DNA→DNADNA→RNAmRNA→蛋白质RNA→DNARNA→RNA意义前后代之间传递遗传信息表达遗传信息，使生物表现出各种遗传性状通过宿主细胞传递遗传信息，合成蛋白质前后代之间传递遗传信息
特别提醒 高度分化的细胞不可进行DNA复制过程，如神经元、叶肉细胞等。
考点四 基因表达与性状的关系
1.基因表达产物与性状的关系 （1）直接方式 ①机理：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 ②实例：囊性纤维化是一种遗传病，病因是转运蛋白——CFTR蛋白基因缺失3个碱基，导致CFTR蛋白第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、堵塞。 （2）间接方式 ①机理：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。 ②实例：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；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序列插入打乱，淀粉酶异常，导致具有保水作用的淀粉含量降低。 2.基因的选择性表达与细胞分化 （1）表达的基因类型 ①在所有细胞中都能表达的基因，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。基因的选择性表达与基因表达的调控有关。 （3）细胞分化的标志 ①分子水平：合成了某种细胞特有的蛋白质，如唾液淀粉酶、胰岛素等。 ②细胞水平：形成不同种类的细胞。 3.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）特征： ①不发生DNA序列的变化：如同卵双胞胎具有完全相同的基因，但在长大后性格、健康方面会出现差异。 ②可遗传：如遗传物质完全相同的小鼠，部分碱基发生甲基化修饰，其体毛具有不同颜色，这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代。 ③受环境影响。 （3）机制：①DNA的甲基化；②构成染色体的组蛋白的甲基化、乙酰化等修饰。 （4）注意： 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表观遗传一般是影响基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。 （5）实例：①柳穿鱼花形的遗传；②蜂王和工蜂的差异。 4.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。 特别提醒 1.表观遗传普遍存在于生物的生长、发育和衰老的整个生命过程中。 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。表观遗传不遵循（填“遵循”或“不遵循”）孟德尔遗传规律。 3.表观遗传属于变异，但是可逆转的，如甲基化←→去甲基化，乙酰化与去乙酰化。 4.表观遗传一般是影响基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。 5.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。
能力进阶·方法专项提炼
【专项突破01】 基因表达中的相关数量关系(疑难解读)
1．理论上基因碱基数、mRNA碱基数与蛋白质氨基酸数的关系
1）图示
2）计算公式：蛋白质中的氨基酸数=1/3mRNA中碱基数＝1/6基因中碱基数。
2．实际基因表达过程中的数量关系不符合6:3:1的原因
1）基因中含有不编码氨基酸的序列，不进行转录。
2）转录出的mRNA上有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。
3）合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。
3．基因表达过程中的“最多”或“最少”问题：如果mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中最少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。如果蛋白质中的氨基酸数为n，则对应的mRNA 分子中的碱基数最少为3n,DNA（基因）中的碱基数最少为6n。
【专项突破02】三种翻译模型比较(规律方法)
图丙
1．图甲模型分析
1)I、II、III、IV分别为tRNA、核糖体、mRNA、多肽链。
2）一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA的结合位点。
3）翻译起点：从起始密码子开始。4）翻译终点：识别到终止密码子时翻译终止。
5）翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，mRNA 不移动。
2．图乙模型分析
1是mRNA,6是核糖体，2、3、4、5表示正在合成的4条多肽链。
1）数量关系：一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，形成多聚核糖体。
2）意义：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。
3）方向：核糖体的移动方向为从左向右，判断依据是多肽链的长短，长的多肽链翻译先开始。
4）结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质往往还需要运送至细胞质基质或内质网、高尔基体中进一步加工。
5）形成的多条肽链的氨基酸序列相同的原因：模板mRNA是相同的。
3．图丙模型分析
图丙表示原核细胞的转录和翻译过程(叶绿体和线粒体中的DNA也可边转录边翻译
)，图中①是DNA模板链，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA，在转录的同时在核糖体上进行翻译。
【专项突破03】真核细胞和原核细胞基因表达过程的判断方法(规律方法)
【专项突破04】DNA复制、转录和翻译的比较(归纳总结)
【专项突破05】病毒在细胞中的增殖(疑难解读)
1．逆转录病毒（以HIV为例）
RNA(+)
RNA(-)
4.DNA病毒
【专项突破06】遗传密码的破译(深度拓展)
1．实验者：尼伦伯格和马太。
2．实验思路：采用蛋白质的体外合成技术，以人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸为模板合成多肽，以此确定氨基酸与密码子的对应关系。
3．实验过程：在每个试管中分别加入一种氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸.
4．实验结果：加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。
5．实验结论：多聚尿嘧啶核苷酸导致了多聚苯丙氨酸的合成
【专项突破07】表观遗传的机制(深度拓展)
1.DNA甲基化
在DNA碱基上增加甲基基团的化学修饰称为DNA甲基化。DNA甲基化在除酵母菌外的真核生物中普遍存在，多发生于胞嘧啶的第5位碳原子上，形成5'-甲基胞嘧啶
通常，基因表达调控区域的甲基化程度的降低会使基因表达的效率提高。
2．组蛋白修饰：甲基化和乙酰化
组成染色体的蛋白质分为组蛋白和非组蛋白，其中组蛋白是决定染色体螺旋化程度的重要因素。
1）组蛋白甲基化：组蛋白甲基化不仅修饰位点不同，而且每个残基的甲基化程度也不同，这极大地增加了组蛋白甲基化修饰调控的复杂性和多样性。组蛋白甲基化修饰既与基因的转录抑制相关，又与转录激活相关，这取决于被修饰的氨基酸残基所处的位置、被修饰的程度，以及甲基转移酶的性质。
2）组蛋白乙酰化：组蛋白乙酰化修饰一般与基因转录激活有关。在染色质复制时，组蛋白会被短暂地乙酰化。若染色质中组蛋白的乙酰化发生在细胞周期的其他时期，则可能与基因表达的状态有关。
3.RNA的干扰
RNA干扰是指与靶基因序列同源的双链RNA所诱导的一种序列特异性转录后基因沉默现象。RNA干扰主要是对mRNA进行干扰，起作用的主要是三类小分子RNA:miRNA、siRNA和piRNA。这三类小分子均能够调控基因的表达-主要靠直接结合特异的靶标mRNA，从而阻止依赖该mRNA的蛋白质进行翻译或者导致靶标mRNA的稳定性下降。
例（2023广东，17节选）放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制见图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。
回答下列问题：
（2）前体mRNA是通过 酶以DNA的一条链为模板合成的，可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对＿的竞争性结合，调节基因表达。
（3）据图分析，miRNA表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是
。
（4）根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路
。
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考向一　转录和翻译过程的分析
1．(2025·河北，6)M和N是同一条染色体上两个基因的部分序列，其转录方向如图所示。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′－UCUACA－3′ ③ 5′－AGCUGU－3′
② 5′－UGUAGA－3′ ④ 5′－ACAGCU－3′
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
2.(2026·山东，17)果蝇的等位基因A、a的部分序列相关信息如表所示。基因a与A的单链序列相比，只有表中带下划线的碱基不同，但二者编码多肽链的氨基酸数目相同。已知AUG为起始密码子，UAA、UAG、UGA为终止密码子。据表推断，基因a中N代表的碱基为（　　）
基因a 单链DNA ……TAC ATT TNA CCA GTA……
基因A 单链DNA ……TAC ATT TGA CCA GTA……
mRNA ……AUG UAA ACU GGU CAU……
多肽 …………
注：“”表示对应位置的氨基酸
A. 腺嘌呤
B. 胞嘧啶
C. 腺嘌呤或胸腺嘧啶
D. 胞嘧啶或胸腺嘧啶
3．(2025·江苏，20)真核细胞进化出精细的基因表达调控机制，如图表示部分调控过程。请回答下列问题：
(1)细胞核中，DNA缠绕在组蛋白上形成____________。由于核膜的出现，实现了基因的转录和________在时空上的分隔。
(2)基因转录时，________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____________。分泌蛋白的肽链在______________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IncRNA、miRNA参与基因的表达调控。据图分析，IncRNA调控基因表达的主要机制有________________________________________________________。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__________________________________________________________。
(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________________________________。
4.(2026·云南，18)研究人员在水稻辐射诱变群体中筛选到一株黄叶植株（突变型），将其与绿叶植株（野生型）杂交，F1全部为绿叶；F1自交，F2中绿叶196株，黄叶63株。回答下列问题：
（1）水稻叶色性状中，隐性性状为________。让F2中的绿叶植株全部自交，后代表型及比例为________。
（2）基因组分析发现，突变型的基因Y1的序列上有1个碱基发生缺失（图a）。起始密码子：AUG；终止密码子：UAA、UAG、UGA。
注：省略部分不含有起始密码子、终止密码子对应的序列，碱基数为3的倍数。
①基因Y1通过________过程形成mRNA。在该mRNA中，片段1对应的碱基序列是5′-________-3′。
②与野生型的基因Y相比，基因Y1编码的肽链长度________（填“变长”“变短”或“不变”），原因是_________。
（3）基因Y1编码的肽链无法形成有活性的蛋白质，根据图b推测基因Y的作用是________。
考向二　中心法则
5．(2025·河北，6)M和N是同一条染色体上两个基因的部分序列，其转录方向如图所示。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′－UCUACA－3′ ③ 5′－AGCUGU－3′
② 5′－UGUAGA－3′ ④ 5′－ACAGCU－3′
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
6．(2024·湖南，10)非酒精性脂肪性肝病是以肝细胞的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝病。葡萄糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1在高尔基体膜上先后经S1和S2蛋白水解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成基因(核基因)的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG能够通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内，抑制S1蛋白水解酶的活性，调控机制如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原饱和后转向脂肪酸合成
B．敲除F5蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪肝的发生率
C．降低高尔基体内UDPG量或S2蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病
D．激活后的R1通过核孔进入细胞核，启动脂肪酸合成基因的转录
考向三　基因表达产物与性状的关系
7．(2025·湖北，3)我国科学家对三万余株水稻进行筛选，成功定位并克隆出耐碱—耐热基因ATT，发现该基因编码GA20氧化酶，从而调控赤霉素的生物合成。适宜浓度的赤霉素通过调节SLR1蛋白的含量，能减少碱性和高温环境对植株的损伤。下列叙述错误的是(　　)
A．该研究表明基因与性状是一一对应关系
B．ATT基因通过控制酶的合成影响水稻的性状
C．可以通过调节ATT基因的表达调控赤霉素的水平
D．该研究成果为培育耐碱—耐热水稻新品种提供了新思路
8．(2025·陕晋宁青，10)金刚鹦鹉的羽毛色彩缤纷。研究发现乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基，造成羽色由红到黄的渐变。同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异，该现象最不可能源于(　　)
A．乙醛脱氢酶基因序列的差异
B．编码乙醛脱氢酶mRNA量的差异
C．乙醛脱氢酶活性的差异
D．鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异
考向四　基因选择性表达与性状间的关系
9.(2026·河南，21)玉米是重要粮食作物之一，对低温极为敏感。低温不仅限制玉米的生长，还抑制其对磷的吸收。研究发现，一种泛素连接酶UbL是协调玉米低温响应与磷吸收的核心调控因子，UbL通过泛素化修饰靶蛋白促使其降解，UbL的靶蛋白包括低温信号通路关键蛋白J和磷转运蛋白T。为阐明UbL基因调控玉米低温响应与磷吸收的分子机制，科研人员对野生型玉米（WT）进行UbL基因敲除和定向改造，分别获得功能缺失突变体ubl与定向改造的突变体，并进行了相关实验研究，结果如图所示。
回答下列问题：
（1）与野生型玉米相比，低温条件下突变体玉米植株中磷的含量________，原因是____________________。
（2）推测蛋白J含量与玉米耐寒性之间呈________相关性，请设计实验证明上述推论________________（写出实验思路）。
（3）UbL作为枢纽蛋白，体现了基因与性状之间的关系是____________。
（4）培育耐低温玉米，对农业种植的积极意义是____________________（回答一点即可）。
10．(2025·湖北，22)治疗疟疾的药物青蒿素主要从植物黄花蒿中提取，但含量低。为培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种，科研工作者开展了相关研究，发现青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累，并受到如水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)等植物激素的调节。研究表明，SA和MeJA通过调控miR160的表达量(miR160是一种微小RNA，能与靶mRNA结合，引起后者降解)，影响黄花蒿腺毛密度和青蒿素含量。miR160的一种靶mRNA编码ARF1蛋白，该蛋白影响青蒿素合成关键酶基因DBR2的表达。研究结果如图所示。
回答下列问题：
(1)青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累，其根本原因是_______________________。
(2)据图分析可知，miR160的表达量与青蒿素含量间呈现____________相关性，并且可以推测外源MeJA处理对青蒿素含量的影响是______________________________________。
(3)基于上述材料，miR160通过直接影响______________________，调控青蒿素的合成。
(4)请写出SA、ARF1、miR160和DBR2调控青蒿素生物合成的通路(用“→”表示促进，用“”表示抑制，显示各成员间的调控关系)：________________________________________。
(5)(4分)请根据上述材料，提出一种培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种的思路：___________
_______________________________________________________________________________。
考向五　表观遗传
11．(2025·河南，14)构成染色体的组蛋白可发生乙酰化。由组蛋白基因表达到产生乙酰化的组蛋白，需经历转录、转录后加工、翻译、翻译后加工与修饰等过程。下列叙述错误的是(　　)
A．组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列但可影响个体表型
B．具有生物活性的tRNA的形成涉及转录和转录后加工过程
C．编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同，可影响翻译的准确度和效率
D．组蛋白乙酰化发生在翻译后，是基因表达调控的结果，也会影响基因的表达
12．(2025·江苏，15)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。下列叙述正确的是(　　)
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

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