【备考2024】生物高考一轮复习学案：第19讲 基因的表达(含答案）

【备考2024】生物高考一轮复习
第19讲　基因的表达
[课标要求] 1.概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现2.概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象
[核心素养](教师用书独具) 1.结合DNA双螺旋结构模型，阐明DNA分子转录、翻译的过程。(生命观念)2.运用中心法则，阐明遗传信息的传递途径；分析基因表达产物蛋白质与生物性状关系的实例，认识到生物的性状主要通过蛋白质来表现。(科学思维)3.模拟中心法则各过程的实验，提高观察能力及表达交流能力。(科学探究)4.通过分析吸烟会使人体细胞和精子细胞中DNA甲基化水平升高，认识到吸烟有害健康。(社会责任)
考点1　基因指导蛋白质合成
一、RNA的结构和种类
1．基本单位
核糖核苷酸。
2．组成成分
3．结构
一般是单链，长度比DNA短；能通过核孔从细胞核转移到细胞质中。
4．种类及功能
5．DNA与RNA的区别
物质组成 结构特点
五碳糖 特有碱基
DNA 脱氧核糖 T(胸腺嘧啶) 一般是双链，相对分子质量较大
RNA 核糖 U(尿嘧啶) 通常是单链，相对分子质量较小
二、遗传信息的转录
1．概念
在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。
2．转录的过程
三、遗传信息的翻译
1．密码子与反密码子的比较
密码子 反密码子
种类 64种 目前发现有很多种
位置 mRNA上 tRNA一端
实质 决定一个氨基酸的3个相邻的碱基 与mRNA上密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基
2.过程
四、中心法则
1．图解
2．遗传信息传递的途径
途径 遗传信息的传递 举例
①DNA复制 从DNA流向DNA 细胞生物、DNA病毒、逆转录病毒
②转录 从DNA流向RNA 细胞生物、DNA病毒、逆转录病毒
③翻译 从RNA流向蛋白质 所有生物
④RNA自我复制 从RNA流向RNA 某些RNA病毒(如烟草花叶病毒)
⑤RNA逆转录 从RNA流向DNA 逆转录RNA病毒(如HIV)
1．tRNA分子中的部分碱基两两配对形成氢键。 (√)
2．mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子。 (×)
提示：终止密码子无对应的反密码子。
3．一种氨基酸只由一种tRNA转运。 (×)
提示：一种tRNA转运一种氨基酸，一种氨基酸可以由一种或多种tRNA转运。
4．核糖体与mRNA的结合部位会形成3个tRNA结合位点。 (×)
提示：应是两个tRNA结合位点。
5．核糖体从mRNA的3′ 端向5′ 端移动，读取密码子。 (×)
提示：核糖体的移动方向是从mRNA的5′ 端向3′ 端。
6．存在于叶绿体和线粒体中的DNA都能进行复制、转录，进而翻译出蛋白质。 (√)
7．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病毒中没有RNA，但其遗传信息的传递仍遵循中心法则，包括DNA的复制、转录和翻译三个过程。
1．一种氨基酸可能有几个密码子的现象称为密码子的简并性，密码子的简并性有何意义？地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码子称为密码子的统一性，密码子的统一性说明了什么？(必修2　P67“思考·讨论”)
提示：密码子具有简并性，一方面可增强容错性，减少蛋白质或性状的差错；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。密码子的统一性说明当今生物可能有共同的起源，或者说生命本质上是统一的。
2．图示信息显示一条mRNA可结合多个核糖体，其意义是什么？A端是mRNA的5′ 端，还是3′ 端？(必修2　P69“插图”)
提示：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。
1．mRNA适于作DNA的信使的特点有______________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
提示：由核糖核苷酸连接而成，含有四种碱基可以携带遗传信息；一般为单链，而且比DNA短，能够通过核孔从细胞核转移到细胞质
2．原核生物的拟核基因表达速度往往比真核生物的核基因表达的速度要快很多，原因是_______________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示：原核生物没有核膜，基因表达时转录和翻译可以同步进行，真核生物有核膜，基因表达时先完成转录，再完成翻译
1．DNA复制、转录和翻译的区别
项目 复制 转录 翻译
作用 传递遗传信息 表达遗传信息
时间 细胞分裂前的间期 个体生长发育的整个过程
场所 主要在细胞核 主要在细胞核 细胞质的核糖体
模板 DNA的两条单链 DNA的一条链 mRNA
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 21种氨基酸
能量 都需要
酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 多种酶
产物 两个双链DNA分子 一个单链RNA分子 多肽链(或蛋白质)
产物去向 传递到两个细胞或子代 通过核孔进入细胞质 组成细胞结构蛋白或功能蛋白
特点 边解旋边复制，半保留复制 边解旋边转录，转录后DNA恢复原状 翻译结束后，mRNA被降解成单体
碱基配对 A—T、T—A、C—G、G—C A—U、T—A、C—G、G—C A—U、U—A、C—G、G—C
2.遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系
(1)遗传信息、密码子与反密码子之间的联系
(2)密码子、tRNA和氨基酸之间的对应关系
①一种密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。
②每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并性)，可由一种或几种tRNA转运。
3．基因表达过程中碱基数和氨基酸数之间的关系
DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1。
【特别提醒】　实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因：
(1)DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA。
(2)在基因中，有的片段起调控作用，不转录。
(3)合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。
(4)转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。
1．油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径，如图甲所示，其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。
甲　　　　　　　　　　　乙
(1)据图甲分析，写出提高油菜产油量的基本思路。
(2)图乙表示基因B，α链是转录链，经诱导β链也能转录，诱导基因B的β链转录后，提高了产油量，请解析原因。
提示：(1)抑制酶b合成(活性)，促进酶a合成(活性)。
(2)基因B的β链转录的mRNA与α链转录的mRNA互补配对成双链RNA，双链RNA不能与核糖体结合，不能翻译成酶b，而酶a正常合成，因此生成油脂的量增多。
2．为了研究线粒体内RNA聚合酶的合成，科学家采用溴化乙啶(能专一性抑制线粒体DNA的转录)完成了下表实验。
分组 实验处理 实验结果
实验组 用含溴化乙啶的培养基培养链孢霉 链孢霉线粒体RNA聚合酶含量很高
对照组 用不含溴化乙啶的培养基培养链孢霉 链孢霉线粒体RNA聚合酶含量正常
从实验结果来看链孢霉线粒体内的RNA聚合酶是由细胞核DNA控制合成的还是线粒体DNA控制合成？线粒体基因表达的产物对细胞核基因的表达有没有影响？
提示：由实验结果看出链孢霉线粒体内的RNA聚合酶由细胞核DNA控制合成，因为线粒体DNA的转录被抑制后，链孢霉线粒体RNA聚合酶含量很高。线粒体基因表达的产物对细胞核基因的表达有反馈作用，线粒体DNA转录不被抑制时，链孢霉线粒体RNA聚合酶含量正常。
考查遗传信息的转录和翻译
1．(2021·徐州模拟)RNA合成发生在DNA双链部分解开的区域内(见下图)。下列相关叙述正确的是(　　)
A．RNA与DNA只有一种核苷酸有差异
B．与RNA序列一致的链是模板链
C．RNA聚合酶是结构复杂的RNA大分子
D．转录时RNA的延伸方向总是5′→3′
D　[RNA与DNA的四种核苷酸都不同，A项错误；与RNA序列一致的链是非模板链，B项错误；RNA聚合酶是结构复杂的蛋白质，C项错误；RNA的延伸方向总是5′→3′，D项正确。]
2．(2021·深圳一模)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。下列叙述正确的是(　　)
A．图中①为亮氨酸
B．图中结构②从右向左移动
C．该过程中没有氢键的形成和断裂
D．该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中
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，A错误；由图示可知，tRNA的移动方向是由左向右，则结构②核糖体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，细胞核基质中不会发生图示的翻译过程，D错误。]
3．(2021·河北选择性考试)关于基因表达的叙述，正确的是(　　)
A．所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码
B．DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录
C．翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性
D．多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息
C　[绝大多数生物的遗传物质是DNA，其RNA和蛋白质均由DNA编码，也有某些病毒的遗传物质是RNA，部分RNA病毒可直接以RNA作为模板合成RNA和蛋白质，A错误；RNA聚合酶催化转录过程，从启动子开始启动转录，到终止子结束，终止密码子存在于mRNA上，B错误；翻译过程中，mRNA与tRNA的碱基互补配对，从而保证遗传信息传递的准确性，C正确；多肽链的合成过程中，核糖体读取mRNA上的密码子，D错误。]
考查密码子和反密码子
4．(2021·唐山摸底考试)1982年我国科学家在世界上第一次用人工方法合成具有生物活性的酵母丙氨酸转运核糖核酸(用tRNAyAla表示)。在兔网织红细胞裂解液体系中加入人工合成的tRNAyAla和3H 丙氨酸，不但发现人工合成的tRNAyAla能携带3H 丙氨酸，而且能将所携带的丙氨酸参与到蛋白质合成中去。此外还发现另外四种天然的tRNA携带3H 丙氨酸。下列相关叙述，错误的是(　　)
A．tRNAyAla只能识别并转运丙氨酸
B．tRNAyAla为单链结构，不含氢键
C．与丙氨酸对应的密码子具有四种
D．tRNAyAla存在能与mRNA上的丙氨酸密码子配对的反密码子
B　[每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，所以tRNAyAla只能识别并转运丙氨酸，A正确；tRNAyAla为单链结构，tRNA链经折叠成三叶草形，部分区域碱基配对存在氢键，B错误；题干可知，发现四种天然的tRNA携带3H 丙氨酸，所以与丙氨酸对应的密码子具有四种，C正确；tRNAyAla能携带3H 丙氨酸，所以存在能与mRNA上的丙氨酸密码子配对的反密码子，D正确。]
5．(2020·全国卷Ⅲ)细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I)。含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时，存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是(　　)
A．一种反密码子可以识别不同的密码子
B．密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合
C．tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成
D．mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
C　[根据图像可知，反密码子CCI可与mRNA中的GGU、GGC、GGA互补配对，说明一种反密码子可以识别不同的密码子，A项正确；密码子与反密码子的碱基互补配对，密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合，B项正确；tRNA分子和mRNA分子都是单链结构，C项错误；由于某些氨基酸可对应多种密码子，故mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变，D项正确。]
考查中心法则
6．(2021·唐山一中期中)新型冠状病毒感染的肺炎疫情发生以来，全国人民同舟共济、众志成城，打赢了一场没有硝烟的疫情阻击战，经研究，该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。下列说法中正确的是(　　)
A．由图示可知，＋RNA 和－RNA上都含有决定氨基酸的密码子
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．可利用抗生素类药物抑制新型冠状病毒在宿主细胞内的增殖
D．新型冠状病毒和HIV的增殖过程都需要RNA复制酶的作用
B　[由过程①和③可知，＋RNA能指导蛋白质的合成，而－RNA不能，因此可判断＋RNA上有决定氨基酸的密码子，而－RNA上没有，A错误；过程②和④都要遵循碱基互补配对原则，因此过程②消耗的嘧啶核苷酸的数量与过程④消耗的嘌呤核苷酸的数量相等，B正确；抗生素类药物主要作用于细菌，不能抑制病毒的增殖，C错误；HIV是逆转录病毒，增殖过程需要逆转录酶的作用，不需要RNA复制酶的作用，D错误。]
7．(2021·广东名校联考)图甲和图乙是两种RNA病毒的繁殖过程。下列相关分析错误的是(　　)
甲
乙
A．两种病毒繁殖过程中均有U和A间的碱基互补配对
B．图乙中的病毒DNA可能作为子代病毒的遗传物质
C．两种病毒繁殖所需的原料都来自宿主细胞
D．两种病毒翻译时所需的酶均由宿主细胞提供
B　[两种病毒繁殖过程中均存在U和A间的碱基互补配对，A正确；图乙中的病毒是以RNA作为遗传物质，DNA只是繁殖过程中的一种中间物质，B错误；所有病毒繁殖所需的原料都来自宿主细胞，C正确；病毒翻译时所需的酶是由宿主细胞提供的，D正确。]
　“三看法”判断中心法则各过程
考点2　基因表达与性状的关系
一、基因表达产物与性状的关系
1．基因控制性状的两种途径
(1)直接途径：基因蛋白质的结构生物体的性状。
(2)间接途径：基因酶的合成代谢过程生物体的性状。
2．基因对性状的控制实例(连线)
提示：①②—b　③④—a
二、基因的选择性表达与细胞分化
1．生物多种性状形成的基础
细胞分化。
2．表达的基因的分类
(1)在所有细胞中都表达的基因——管家基因：指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，如核糖体蛋白基因，ATP合成酶基因。
(2)只在某类细胞中特异性表达的基因——奢侈基因：如卵清蛋白基因、胰岛素基因。
3．细胞分化的实质
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。
三、表观遗传
1．基因表达的调控
基因在哪种细胞中表达、什么时候表达以及表达水平的高低都是受到调控的，这种调控会直接影响性状。
2．表观遗传现象
(1)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。
(2)存在时期：普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。
(3)实例：同卵双胞胎的微小差异，蜂王与工蜂在形态、结构、生理和行为上的不同。
(4)形成原因：DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化等修饰。
3．基因与性状间的对应关系
大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。
(1)生物的有些性状可以受到多个基因的影响，如人的身高。
(2)一个基因也可以影响多个性状，如水稻中的Ghd7基因。
(3)生物的性状还受环境条件的影响，是生物的基因和环境条件共同作用的结果。
1．豌豆粒形的形成机理体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 (×)
提示：豌豆粒形的形成机理体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物体的性状。
2．淀粉分支酶基因中插入一段外来DNA，属于基因重组。 (×)
提示：基因中插入一段外来DNA，使基因结构发生改变，属于基因突变。
3．在一个细胞中所含的基因都一定表达。 (×)
提示：细胞中的基因是选择性表达的。
4．表观遗传现象由于基因的碱基序列没有改变，因此生物体的性状也不会发生改变。 (×)
提示：表观遗传现象中，虽然基因的碱基序列没有改变，但由于部分碱基被甲基化，基因的表达受到了影响，生物的性状会改变。
5．表观遗传现象是偶然现象，比较少见。 (×)
提示：表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的生命过程中。
6．某些性状由多个基因共同决定，有的基因可能影响多个性状。 (√)
1．教材P73资料1中，柳穿鱼植株A和植株B体内的Lcyc基因的碱基序列是否相同？为什么植株A、B的花形态结构出现差异？(必修2　P73“思考·讨论”)
提示：柳穿鱼植株A和植株B体内的Lcyc基因的碱基序列是相同的，由于植株B体内的Lcyc基因被高度甲基化，从而抑制表达。
2．教材P73资料2中，F1小鼠基因型是Avya，小鼠毛色为什么不是黄色而是表现出介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型？(必修2　P73“思考·讨论”)
提示：因为小鼠的Avya基因的前端有多个可发生甲基化的位点，当Avya基因发生甲基化后表达受抑制，并且甲基化程度越高，表达受抑制越明显，小鼠的毛色越深。
3．果蝇幼虫正常的培养温度为25 ℃，将刚孵化的残翅果蝇幼虫放在31 ℃的环境中培养，得到了一些翅长接近正常的果蝇成虫，这些翅长接近正常的果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是残翅果蝇。请提出假说解释这一现象。(必修2　P75“思维训练”)
提示：果蝇翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因控制下合成的，酶的活性受温度、pH等条件的影响。
1．同一头大蒜上的蒜瓣，种在大田里长的叶片是绿色的，种在地窖里长的蒜黄是黄色的，说明叶绿素的合成需要光照，其机理是____________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示：光照诱导了与叶绿素合成相关酶的基因的表达
2．在寒冷水域和温暖水域中生活的章鱼，二者K＋通道的基因序列相同，但在相同强度的刺激下，K＋通道灵敏度有很大差异，这一现象说明_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示：生物的性状是基因与环境共同作用的结果
1．在一个蜂群中，少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而大多数幼虫以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团(如图所示)，DNA被甲基化后会干扰RNA聚合酶的识别。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。据此研究解释蜜蜂幼虫因食物不同而发育不同的原因。
提示：蜜蜂的幼虫以花粉和花蜜为食，DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，造成一些基因被甲基化而不能表达，发育成工蜂；蜜蜂的幼虫以蜂王浆为食，使DNMT3基因不表达，一些基因正常表达而发育成蜂王。
2．某两种蛋白质可以形成含铁的杆状多聚体，这种多聚体能识别外界磁场并自动顺应磁场方向排列。编码这两种蛋白质的基因，在家鸽的视网膜中共同表达。如果家鸽的这两个基因失去功能，将无法“导航”，失去方向感。请利用基因敲除的方法，设计实验验证这一问题，写出实验思路。
提示：以A、B分别代表编码这两种蛋白质的基因。先设法去除家鸽的这两个基因(基因敲除)，设置四组实验：组别为①去除A基因，②去除B基因，③同时去除A基因和B基因，④不去除基因的家鸽(对照组)；分别测定4组家鸽视网膜细胞中是否有含铁的杆状蛋白质多聚体，如果有，进一步测定含量；然后在同一条件下放飞4组家鸽，观察它们的定向运动能力。
考查基因的表达产物与性状的关系
1．(2021·冀州中学期中)如图所示为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述正确的是 (　　)
A．①②和⑦⑥都表示基因的表达过程，但发生在不同细胞中
B．由题中信息判断基因1和基因2的遗传一定遵循自由组合定律
C．生物体中一个基因只能决定一种性状
D．⑦→⑥→⑤过程说明基因可通过控制酶的合成，直接控制生物的性状
A　[由图可知，①和⑦表示转录，②和⑥表示翻译，基因的表达包括转录和翻译，图中的血红蛋白的形成只发生在红细胞中，酪氨酸酶在皮肤和眼睛等组织细胞中表达，A正确；仅由题中信息不能确定基因1和基因2的遗传是否遵循自由组合定律，因为仅由题中信息不能确定这两个基因是否位于同一对同源染色体上，B错误；生物体中一个基因可以参与控制多种性状，C错误；⑦→⑥→⑤过程说明基因可通过控制酶的合成，间接控制生物的性状，D错误。]
2．(2021·历城二中检测)眼皮肤白化病(OCA)是一种与黑色素(合成时需要酪氨酸酶)合成有关的疾病，虹膜、毛发及皮肤呈现白色症状。该病的两种类型OCA1(Ⅰ型)与OCA2(Ⅱ型)均是隐性突变造成的，有关该病的介绍如下表。有一对患病的夫妇生下了两个正常的孩子。下列说法错误的是(　　)
类型 染色体 原因 结果 性状
Ⅰ型 11号 酪氨酸酶基因突变 酪氨酸酶含量较低 毛发均呈白色
Ⅱ型 15号 P基因突变 黑色素细胞中pH异常，酪氨酸酶含量正常 患者症状较轻
A．OCA两种突变类型体现了基因突变具有随机性的特点
B．Ⅱ型患病原因可能是黑色素细胞中pH异常导致酪氨酸酶活性降低
C．这对夫妇的基因型可能是纯合的，但他们的两个孩子都是杂合子
D．OCA两种突变类型都体现了基因通过控制蛋白质的合成直接控制生物性状
D　[OCA两种突变类型是不同的基因突变产生的，体现了基因突变具有随机性的特点，A项正确；Ⅱ型患病原因是基因突变造成了黑色素细胞中pH异常，导致酪氨酸酶活性降低，B项正确；该病的两种类型都是隐性突变造成的，因此这对夫妇的基因型是纯合的，他们的两个孩子是双杂合子，C项正确；OCA两种突变类型体现的都是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状，D项错误。]
考查细胞分化和基因的选择性表达
3．(2021·潍坊一模)管家基因是指所有细胞中均要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。基因的选择性表达与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，甲基化能抑制某些基因的活性。下列叙述错误的是(　　)
A．管家基因结构应保持相对稳定，且一般情况下持续表达
B．管家基因表达产物是维持细胞基本生命活动必需的
C．有些奢侈基因的表达产物赋予各种类型细胞特异的形态结构
D．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
D　[DNA的甲基化过程没有改变基因中的碱基排列顺序，只是调控了基因的表达。]
4．(2021·武汉质检)白水牛的皮肤呈粉红色，被毛、角和蹄均为白色，而眼睛呈现黑色，是我国稀有且珍贵的畜禽遗传资源。我国科学家经过多年的研究，揭示了白水牛白毛色形成的分子机制。白水牛常染色体上一个名叫ASIP基因的基因，其上游插入了一段长度为2 809个核苷酸的特殊DNA片段，使得ASIP基因表达量相较于黑水牛提高了近10倍，而大量的ASIP基因表达产物的积累，会阻碍黑色素细胞的增殖分化和发育成熟，最终导致白水牛皮肤中缺乏成熟的黑色素细胞及黑色素颗粒。下列相关说法正确的是(　　)
A．白水牛的变异类型为染色体数目变异
B．白水牛白毛色与人类白化病的形成机制一样
C．基因表达水平的高低，会影响生物体的性状
D．白水牛稀有，据此推测白毛性状受隐性基因控制
C　[白水牛的染色体数目没有发生变化，A项错误；人类的白化病是由于控制催化黑色素合成的酶的基因发生突变，造成黑色素不能合成造成的，与白水牛白毛色形成的机制不同，B项错误；不能判断白水牛的白毛性状的显隐性，D项错误。]
考查表观遗传
5．(2021·河北选择性考试模拟)DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基基团，此种变化可影响基因的表达，对细胞分化具有调控作用。基因启动子区域被甲基化后，会抑制该基因的转录，如图所示。研究发现，多种类型的癌细胞中发生了抑癌基因的过量甲基化。下列叙述错误的是(　　)
A．细胞的内外环境因素均可引起DNA的甲基化
B．甲基化的启动子区更易暴露转录模板链的碱基序列
C．抑癌基因过量甲基化后会导致细胞不正常增殖
D．某些DNA甲基化抑制剂可作为抗癌药物研发的候选对象
B　[DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基基团，细胞的内外环境因素均可引起DNA的甲基化，从而影响基因的表达，进而调控细胞分化，A正确；从图中可以看出，基因包括启动子、转录区域、终止子等部分，启动子和转录区域为基因中不同的区段，基因启动子区域被甲基化后，会抑制该基因的转录，因此甲基化的启动子区不利于暴露转录模板链的碱基序列，B错误；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖，抑癌基因过量甲基化后，抑癌基因不能正常表达，会导致细胞不正常增殖，C正确；某些DNA甲基化抑制剂，可以抑制抑癌基因过量甲基化，阻止细胞癌变，可作为抗癌药物研发的候选对象，D正确。]
6．(2021·唐山摸底考试)柳穿鱼是一种园林花卉，它的花有两种形态结构：左右对称的(品种A)和中心对称的(品种B)，花形态结构与Lcyc基因的表达与否直接相关。已知品种A和B的Lcyc的基因相同，品种A的Lcyc基因表达，品种B的Lcyc基因由于甲基化修饰不表达。品种A与品种B杂交，F1的花左右对称，F1自交产生的F2中大部分植株的花左右对称，少部分植株的花中心对称。下列相关说法，错误的是(　　)
A．Lcyc基因的DNA甲基化修饰可能阻碍了RNA聚合酶发挥作用
B．品种A与品种B的花形态结构不同是因为Lcyc基因碱基序列不同
C．F2中少部分植株的花中心对称说明甲基化修饰的Lcyc基因可以遗传
D．F1的花左右对称的原因是来自品种A的Lcyc基因表达，品种B的Lcyc基因不表达
B　[由分析可知，Lcyc基因的DNA甲基化修饰可能阻碍了RNA聚合酶发挥作用，A正确；由题可知品种A与品种B的Lcyc基因碱基序列完全相同，只存在能否表达的差异，B错误；从A、B植株作为亲本进行杂交的F1和F2情况分析，植株B的Lcyc基因碱基与植株A相同，仅因被高度甲基化后不能表达，基因不表达会使其花的性状与植株A的出现明显差异，并且这种差异在F2中重新出现，说明细胞中基因表达与否以及表达水平的高低会导致生物的性状发生改变并遗传下去，C正确；由题“左右对称的品种A和中心对称的品种B，品种A的Lcyc基因表达，品种B的Lcyc基因由于甲基化修饰不表达”可知，F1的花左右对称的原因是来自品种A的Lcyc基因表达，品种B的Lcyc基因不表达，D正确。]
1．核心概念
(1)(必修2 P65)转录：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)(必修2 P66)翻译：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，这一过程叫作翻译。
(3)(必修2 P66)密码子：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基叫作1个密码子。
(4)(必修2 P67)反密码子：tRNA的一端可以与mRNA上的密码子互补配对的3个碱基。
(5)(必修2 P74)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。2.结论语句
(1)(必修2 P69)遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。
(2)(必修2 P69)生命是物质、能量和信息的统一体。
(3)(必修2 P71)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；基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
(4)(必修2 P72)细胞分化的本质就是基因的选择性表达。
(5)(必修2 P74)在大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。
(6)(必修2 P77)一般来说，性状是基因和环境共同作用的结果。
1．(不定项)(2021·湖南选择性考试)细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。相关叙述正确的是(　　)
A．细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，图中基因A的表达效率高于基因B
B．真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中
C．人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物
D．②过程中，rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子
ABC　[由题图可知，基因A表达过程中产生的mRNA和蛋白质都多于基因B表达过程中产生的mRNA和蛋白质，因此基因A的表达效率高于基因B的表达效率，A叙述正确；真核生物的细胞核具有核膜，将核基因的转录和翻译过程分开，转录发生在细胞核，翻译发生在细胞质的核糖体上，B叙述正确；人的mRNA、rRNA和tRNA都属于RNA，都是以DNA为模板转录形成的，C叙述正确；②为翻译，该过程中tRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子，D叙述错误。]
2．(不定项)(2021·河北选择性考试)许多抗肿瘤药物通过干扰DNA合成及功能抑制肿瘤细胞增殖。下表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述正确的是(　　)
A．羟基脲处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都出现原料匮乏
B．放线菌素D处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都受到抑制
C．阿糖胞苷处理后，肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸
D．将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响
BCD　[DNA复制的原料是脱氧核苷酸，DNA转录的原料是核糖核苷酸，羟基脲会阻止脱氧核糖核苷酸的合成，故会抑制DNA复制，但不会影响DNA转录，A叙述错误；DNA复制和转录都需要DNA作为模板，故放线菌素D处理后，DNA复制和转录过程都会受到抑制，B叙述正确；阿糖胞苷抑制DNA聚合酶的活性，会使DNA复制过程中子链无法延伸，C叙述正确；将三种药物精准导入肿瘤细胞会使药物只杀伤肿瘤细胞，从而减弱对正常细胞的不利影响，D叙述正确。]
3．(不定项)(2021·河北选择考模拟)生物体中编码tRNA的DNA某些碱基改变后，可以产生被称为校正tRNA的分子。某种突变产生了一种携带甘氨酸但是识别精氨酸遗传密码的tRNA。下列叙述正确的是(　　)
A．tRNA分子上的反密码子决定了其携带的氨基酸
B．新合成的多肽链中，原来精氨酸的位置可被替换为甘氨酸
C．此种突变改变了编码蛋白质氨基酸序列的遗传密码序列
D．校正tRNA分子的存在可以弥补某些突变引发的遗传缺陷
BD　[mRNA分子上的密码子决定了相应的tRNA携带的氨基酸的种类，A错误；题中显示，某种突变产生了一种携带甘氨酸但是识别精氨酸遗传密码的tRNA，该tRNA的存在可能使新合成的多肽链中，原来精氨酸的位置被替换为甘氨酸，B正确；根据题目信息可知，此种突变产生了校正tRNA，并没有改变编码蛋白质氨基酸序列中的遗传密码序列，C错误；校正tRNA分子的作用是校正发生错误的翻译的过程，故某些突变引发密码子改变，但由于校正tRNA分子的存在使得该位置的氨基酸未发生改变，D正确。]
4．(不定项)(2021·辽宁适应性测试)如图中甲表示酵母丙氨酸tRNA的结构示意图。乙和丙是甲相应部分的放大图，其中I表示次黄嘌呤，能够与A、U或C配对。下列有关叙述正确的是(　　)
A．图中tRNA的p端是结合氨基酸的部位
B．丙氨酸的密码子与反密码子是一一对应的
C．单链tRNA分子内部存在碱基互补配对
D．转录丙所示序列的双链DNA片段含有3个腺嘌呤
CD　[图中tRNA在3′ OH端是结合氨基酸的部位，A错误；据题意，丙氨酸的反密码子是IGC，则丙氨酸的密码子可能是ACG、UCG、CCG，B错误；单链tRNA分子内部存在局部双链区，双链区存在碱基互补配对，C正确；转录时遵循碱基互补配对原则，转录丙的双链DNA片段为TGGACGAG/ACCTGCTC，D正确。]
5．(2020·全国卷Ⅱ)大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后，可形成小肽(短的肽链)。回答下列问题：
(1)在大豆细胞中，以mRNA为模板合成蛋白质时，除mRNA外还需要其他种类的核酸分子参与，它们是____________________。
(2)大豆细胞中大多数mRNA和RNA聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞质这两个部位来说，作为mRNA合成部位的是________，作为mRNA执行功能部位的是________；作为RNA聚合酶合成部位的是________，作为RNA聚合酶执行功能部位的是________。
(3)部分氨基酸的密码子如表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG，则该小肽的氨基酸序列是____________________________。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，则此时编码小肽的RNA序列为_________________________________________________________________。
氨基酸 密码子
色氨酸 UGG
谷氨酸 GAA　GAG
酪氨酸 UAC　UAU
组氨酸 CAU　CAC
[解析]　(1)在大豆细胞中，以mRNA为模板合成蛋白质时，还需要rRNA参与构成核糖体、tRNA参与氨基酸的转运。(2)大豆细胞中，仅考虑细胞核和细胞质这两个部位，mRNA的合成部位是细胞核，mRNA合成以后通过核孔进入细胞质，与核糖体结合起来进行翻译过程；RNA聚合酶在细胞质中的核糖体上合成，经加工后，通过核孔进入细胞核，与DNA结合起来进行转录过程。(3)根据该小肽对应的编码序列，结合表格中部分氨基酸的密码子可知，该小肽的氨基酸序列是酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，结合表格中部分氨基酸的密码子可知，谷氨酸、酪氨酸和组氨酸的密码子均有两个，且均为最后一个碱基不同，因此应该是这三种氨基酸分别对应的密码子的最后一个碱基发生了替换，此时编码小肽的RNA序列为UAUGAGCACUGG。
[答案]　(1)rRNA、tRNA　(2)细胞核　细胞质　细胞质　细胞核　(3)酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸　UAUGAGCACUGG
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