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第1节 基因指导蛋白质的合成
课前自主预习案
夯基提能 分层突破
强化落实 学业达标
高效课堂 实践运用
疑难解答 全程培优
课前自主预习案
知识梳理·填准记牢——自主·预习·先知
一、RNA的结构与种类
1．RNA的结构
(1)基本单位及组成
①______；②______；③碱基：__________；④____________。
(2)空间结构：一般是_____，且比DNA短。
(3)RNA的种类：分为________(mRNA)、________(tRNA)、____________(rRNA)。
磷酸
核糖
A、U、G、C
核糖核苷酸
单链
信使RNA
转运RNA
核糖体RNA
2．RNA与DNA的比较
比较项目 DNA RNA
组成单位 基本组成 单位不同 ________________ ____________
五碳糖不同 ________ ____
碱基不同 特有的碱基是________ 特有的碱基是
__________
结构不同 一般为____________ 一般为____
脱氧核糖核苷酸
核糖核苷酸
脱氧核糖
核糖
胸腺嘧啶(T)
尿嘧啶(U)
规则的双螺旋结构
单链
二、遗传信息的转录
1．概念
细胞核
一条链
核糖核苷酸
mRNA
2．过程
碱基
碱基互补配对
一条链
RNA聚合酶
mRNA
DNA
双螺旋
三、遗传信息的翻译
1．密码子与反密码子
密码子 反密码子
种类 ①____种 ②____种
位置 ③______ ④________
实质 mRNA上决定一个氨基酸的⑤____________ 与⑥________发生碱基互补配对的tRNA一端的3个相邻的碱基
64
61
mRNA
tRNA
3个相邻的碱基
密码子
2.翻译
(1)概念
21种游离的氨基酸
tRNA
核糖体
mRNA
模板
多肽
(2)过程
①起始：mRNA与________结合。
②运输：________携带氨基酸。
③延伸：核糖体沿______移动，读取下一个密码子，由对应______运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上(一个mRNA分子上可以结合多个核糖体)。
④终止：当核糖体读取到mRNA上的________时，合成终止。
⑤脱离：肽链合成后，从核糖体与mRNA的复合物上脱离，盘曲折叠成具有特定________和________的蛋白质分子。
核糖体
tRNA
mRNA
tRNA
终止密码
空间结构
功能
四、中心法则
1．中心法则的提出及内容
(1)提出者：________。
(2) 内容：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的______；也可以从DNA流向______，进而流向________，即遗传信息的转录和翻译。
(3)中心法则的图解：复制 ______蛋白质
克里克
复制
RNA
蛋白质
RNA
2．中心法则的发展
发展内容 信息流动 举例
RNA自我复制 遗传信息从______流向______ RNA病毒
RNA逆转录合成DNA 遗传信息从______流向______ HIV病毒、致癌的RNA病毒
RNA
RNA
RNA
DNA
3.完善后的中心法则图解
知识应用·强化落实——效果·检测·定向
一、连线
1．翻译的概念
2．中心法则的内容
二、判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．转录和翻译都是以mRNA为模板合成生物大分子的过程。（ ）
2．mRNA在核糖体上移动时可翻译出蛋白质。（ ）
3．在蛋白质合成过程中，密码子都可决定氨基酸。（ ）
提示：× 转录的模板是DNA分子的一条单链，不是mRNA。
提示：× 核糖体在mRNA上移动时可翻译出蛋白质。
提示：× 密码子共有64种，在正常情况下，有3种终止密码子不决定氨基酸，因此决定氨基酸的密码子有61种。
4．DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则。（ ）
5．正常情况下，真核生物细胞内可发生中心法则的每个过程。（ ）
6．RNA病毒都能进行逆转录。（ ）
提示：× DNA病毒中没有RNA，但在其宿主细胞内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。
提示：× 正常情况下，真核生物细胞内不能发生RNA复制和逆转录过程。
提示：× 不是所有RNA病毒都能进行逆转录，只有含逆转录酶的RNA病毒才能进行逆转录，如HIV。
夯基提能 分层突破
课程标准
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
素养达成
1.利用对比分析、归纳和概括，辨别三种RNA的结构和组成。(科学思维)
2．通过图示和列表比较转录和翻译的异同。(科学思维)
3．从存在位置、作用等方面，探讨密码子、反密码子和遗传信息之间的关系，构建知识脉络。(生命观念)
4．通过对资料进行分析归纳，概括中心法则的提出及发展过程。(科学思维)
5．通过对中心法则的理解，认同遗传信息流动的观念。(生命观念)
科学家们开发了一种新荧光标记技术，首次确定了蛋白质合成的时间和地点。该技术允许研究者在活细胞中直接观察mRNA分子翻译成蛋白质的过程，有助于揭示蛋白质合成异常引发人类疾病的具体机制。mRNA在运出细胞核之后没有马上开始蛋白质翻译，而是进入细胞质几分钟之后才开始翻译。试问mRNA在蛋白质形成过程中起什么作用？
学习主题一 遗传信息的转录
任务一 为了探究遗传信息的传递途径，科学家做了如下实验。完成下列问题：
实验一：变形虫放射性标记实验，如图见【图文联动】。
实验二：有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验，当加入RNA酶后，细胞中的蛋白质合成就停止了；再加入从酵母菌中提取出来的RNA，则又重新合成了一定数量的蛋白质。
分析讨论下列问题：
1．从实验一可以看出RNA的合成发生在细胞的哪一部位？
2．细胞核交换后，B组变形虫的细胞质为什么会出现有标记的RNA分子？
3．从实验二可以得出的结论是什么？
4．综合分析实验一和实验二，你认为遗传信息的传递途径是什么？
5．实验一的设计有何巧妙之处？
提示：细胞核。
提示：细胞核中合成的RNA分子可以通过核孔进入细胞质。
提示：RNA与蛋白质的合成有直接关系。
提示：DNA→RNA→蛋白质。
提示：在适当的时间交换了细胞核，形成了相互对照。
任务二 仔细分析教材P65图4－4，探究下列问题：
如下所示为一段DNA分子，如果以β链为模板进行转录，试回答下列问题：
1．写出对应的mRNA的碱基序列。
2．转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有何关系？与DNA的另一条链的碱基序列相比有哪些异同？
提示：……AUGAUAGGGAAAC……。
提示：①转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列互补配对。②相同点：a.碱基数目相等；b.都含A、G、C3种碱基。不同点：RNA中含有U，DNA中含有T。
任务三 经测定，甲、乙、丙、丁4种生物的核酸中碱基所占的比例如下表：
A G C T U
甲 60 40 60 40
乙 30 20 20 30
丙 41 23 44 28
丁 32 15 16 24 13
1.甲、乙含有哪种核酸？二者有什么区别？
2．丙含有的核酸是哪种？依据是什么？
3．丁的核酸中含有几种核苷酸？
提示：甲、乙中含有碱基T，因此为DNA；在甲中，A与T不相等，G与C不相等，因此甲只能为单链DNA。在乙中，A与T相等，G与C相等，最可能是双链DNA。
提示：RNA；丙的核酸中含有碱基U，但不含碱基T。
提示：丁的核酸既有DNA，又有RNA，因此含有8种核苷酸。
【重点笔记】
1．误区警示
(1)转录不是转录整个DNA，而是转录其中的基因，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)细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质，穿过0层膜，并消耗能量。
(3)完成正常使命的mRNA易迅速降解，保证生命活动的有序进行。
(4)质基因(线粒体和叶绿体中的基因)控制蛋白质合成过程时也进行转录。
2．DNA与RNA的判定方法
(1)根据五碳糖种类判定：若核酸分子中含核糖，一定为RNA；含脱氧核糖，一定为DNA。
(2)根据含氮碱基判定：含T的核酸一定是DNA；含U的核酸一定是RNA。
(3)DNA中单、双链的判定：若A≠T、G≠C或嘌呤≠嘧啶，则为单链DNA；若A＝T，G＝C，A＋G＝T＋C，则一般认为是双链DNA。
1．核糖核酸
种类 mRNA tRNA rRNA
结构 单链 单链，呈三叶草形 单链
特点 携带从DNA上转录来的遗传信息 一端携带特定的氨基酸，另一端的特定的三个碱基(可与mRNA上的密码子互补配对)，叫反密码子 核糖体
的组成
成分
功能 作为翻译的模板 识别密码子，转运特定的氨基酸 参与构
成核糖
体
共同点 都是经过转录产生的，基本单位都相同，都与翻译的过程有关
2.转录有关问题分析
(1)碱基互补配对关系：G—C、C—G、T—A、A—U。
(2)mRNA与DNA模板链的碱基互补，但与非模板链碱基序列基本相同，只是用U代替T。
(3)转录特点：边解旋边转录，单链转录。
(4)转录所需的酶：RNA聚合酶等。
1．(合格考)下列哪项是DNA和RNA共同具有的( )
A. 双螺旋结构 B．脱氧核糖
C. 尿嘧啶 D．腺嘌呤
答案：D
解析：具有双螺旋结构的是DNA，RNA一般不具有；脱氧核糖是DNA中特有的五碳糖；尿嘧啶是RNA中特有的碱基；腺嘌呤是DNA和RNA共同具有的碱基。
2．(合格考)对于下列图解，正确的说法有( )
①可能表示DNA复制过程 ②可能表示DNA转录过程 ③共有5种碱基
④共有8种核苷酸 ⑤共有5种核苷酸 ⑥A均代表同一种核苷酸
A.①②③ B．④⑤⑥ C.②③④ D．①③⑤
答案：C
解析：图为DNA转录或逆转录过程，因为DNA与RNA的基本单位不同，故相同碱基代表不同核苷酸，所以图示核苷酸种类数为8，碱基种类数为5。
3．(等级考)(不定项)下列关于真核细胞中转录的叙述，正确的是( )
A.tRNA、rRNA和mRNA都由DNA转录而来
B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生
C.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
答案：ABD
解析：真核细胞中的RNA主要在细胞核内合成，线粒体和叶绿体中的DNA也能进行转录合成RNA，C错误。
4．(等级考)图甲和图乙是在人体某细胞的细胞核中发生的两个过程，下列相关判断不正确的是( )
A.该细胞可能是造血干细胞，不可能是胰岛B细胞
B.与图甲过程相比，图乙过程可频繁发生
C.图甲过程形成产物的长度与图乙形成的大致相同
D.基因1与基因2转录的模板链可能不在DNA的一条单链上
答案：C
解析：胰岛B细胞为高度分化的细胞，不能增殖，DNA也不进行复制，A正确；对于一个细胞来说，核DNA最多只能复制一次，但多个基因可表达，即可频繁转录，B正确；图甲过程产物是DNA，图乙过程产物是RNA，DNA比RNA大得多，C错误；一个DNA分子上有多个基因，不同基因的模板链可能不同，D正确。
学习主题二 遗传信息的翻译
任务一 组成生物体的氨基酸有21种，如果mRNA上的1个碱基决定1个氨基酸，则能决定多少种氨基酸？如果2个碱基决定1个氨基酸，则能决定多少种氨基酸？试推测mRNA上至少几个碱基决定1个氨基酸，才能决定21种氨基酸？
提示：mRNA上的碱基有4种，如果1个碱基决定1个氨基酸，能决定41＝4种氨基酸。如果2个碱基决定1个氨基酸则能决定42＝16种氨基酸。当由3个碱基决定一个氨基酸时，可以编码43＝64种氨基酸，所以至少需要3个碱基决定1种氨基酸才足以编码出构成蛋白质的21种氨基酸。
任务二 结合教材P67表4－1中21种氨基酸的密码子表思考：
1．密码子有多少种？在蛋白质合成过程中都决定氨基酸吗？
2．一种氨基酸可能对应几个密码子，这一现象称做密码子的简并性，密码子的简并性对生物体的生存发展有什么意义？
提示：密码子共有64种，但有3种为终止密码子，正常情况下不决定氨基酸，因此决定氨基酸的密码子共有61种。
提示：密码子的简并性在遗传的稳定性和提高翻译速率上有一定的意义，具体如下：
①当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能不会改变对应的氨基酸。
②当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速率。
任务三 结合下面图解，思考：
1．基因中的碱基数、mRNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之间有何数量关系？
2．在蛋白质合成过程中，DNA中碱基数、mRNA中碱基数、氨基酸数是否一定遵循以上数量关系？
提示：基因中的碱基、mRNA分子中的碱基与蛋白质分子中的氨基酸三者之间的数量比为6∶3∶1。
提示：不一定。因为在一段多肽链对应的mRNA中含有不编码氨基酸的终止密码子，而在其对应的DNA中，还含有一些不能转录为mRNA的DNA片段。
任务四 下图是翻译过程的示意图，请据图分析：
1．图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是哪种分子或结构？
2．Ⅲ是mRNA，其中的起始密码子和终止密码子分别是什么？它们都能决定氨基酸吗？
提示：Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是tRNA、核糖体、多肽链。
提示：起始密码子：AUG，编码甲硫氨酸；终止密码子：UAA，不编码氨基酸。
3．图乙中①、⑥分别是什么分子或结构？核糖体移动的方向是怎样的？
4．最终合成的多肽链②、③、④、⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？
5．运输氨基酸的工具是哪种结构？为什么说它是真正起“翻译”作用的结构？
提示：①、⑥分别是mRNA、核糖体；核糖体移动的方向是由右向左。
提示：相同；因为它们的模板是同一条mRNA。
提示：运输氨基酸的工具是tRNA；它一端有反密码子，能和mRNA上的密码子相识别，另一端能携带氨基酸，是真正起“翻译”作用的结构。
【重点笔记】
1．特别提醒
(1)一个mRNA翻译出的肽链不一定是一条，可以相继结合多个核糖体，翻译出多条相同的肽链。
(2)从核糖体上脱离下来的只是肽链，肽链还要进一步加工，才能成为具有生物活性的蛋白质。
(3)由于终止密码子的存在，因此mRNA中碱基数比氨基酸数的3倍还要多一些，注意题目中是否有限定词，如“最少”等。
2.转录、翻译过程中的四个易错点
(1)转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。
(2)翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。
(3)转录和翻译过程中的碱基配对不是A—T，而是A—U。
(4)并不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码子不决定氨基酸。
DNA复制、转录、翻译的联系
遗传信息、密码子、反密子的图解
真核生物先转录，后翻译
原核生物边转录边翻译
1．DNA复制、转录、翻译的比较
项目 DNA复制 转录 翻译
场所 主要是细胞核 主要是细胞核 细胞质中
的核糖体
模板 DNA的两条链 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
时间 细胞分裂间期 生物生长发育的过程中 产物 2个相同 的DNA RNA(mRNA、 tRNA、rRNA) 有一定氨基酸排列顺序的蛋白质
方向 5′－端 5′－端 5′－端
特点 边解旋边复制，半保留复制 边解旋边转录，DNA仍保留 1个mRNA分子可结合多个核糖体，提高合成蛋白质的速度
研究 方法 可用放射性同位素标记“T” 可用放射性同位素标记“U” 可用放射性同位素标记“氨基酸”
2．遗传信息、密码子、反密码子的比较
项目 遗传信息 密码子 反密码子
概念 DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序 mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基 tRNA上与密码子互补的3个碱基
作用 控制生物 的性状 直接决定蛋白质中的氨基酸序列 识别密码子，转运氨基酸
种类 多样性 64种 61(62)种
3.基因表达过程中的相关数量计算
DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系
(1)图示：
(2)规律：蛋白质中氨基酸数目＝1/3 mRNA中碱基数目＝1/6DNA(或基因)中碱基数目。
4．原核生物与真核生物基因转录和翻译的辨别
(1)真核细胞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，即先转录后翻译。
(2)原核细胞的转录和翻译没有分隔，可以同时进行，即边转录边翻译。
1．(合格考)下列对基因表达翻译过程的说法中，错误的是( )
A.以细胞质中游离的氨基酸为原料
B.以核糖体RNA作为遗传信息模板
C.以转运RNA为氨基酸运输工具
D.合成具有一定氨基酸序列的蛋白质
答案：B
解析：翻译是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程，B错误；蛋白质的基本组成单位是氨基酸，A、D正确；在翻译过程中，搬运工具是tRNA，C正确。
2．(合格考)某研究人员利用酵母菌成功合成了氨基酸序列为Phe Pro Lys的三肽。三种氨基酸的密码子见表：
据此分析，正确的是( )
A．一种氨基酸可以由多种密码子编码，但只能由一种tRNA转运
B．控制该三肽合成的基因只有9对脱氧核苷酸
C．合成该三肽过程中需要mRNA、tRNA和rRNA参与
D．mRNA上编码该三肽的核苷酸序列可能为AAGGGAUUC
氨基酸 密码子
苯丙氨酸(Phe) UUU、UUC
脯氨酸(Pro) CCU、CCC、CCA、CCG
赖氨酸(Lys) AAA、AAG
答案：C
解析：由于密码子的简并性，一种氨基酸可以由一种或多种密码子决定，因此也可以由一种或多种tRNA转运，A错误；控制该三肽合成的mRNA中对应氨基酸的密码子有3个，还有不编码氨基酸的终止密码子，因此根据碱基互补配对的原则，该基因中至少含有12个碱基对，B错误；蛋白质合成过程中需要mRNA、rRNA和tRNA的参与，C正确；mRNA上编码三肽的核苷酸序列为AAGGGAUUC时，AAG编码赖氨酸，GGA不清楚编码氨基酸的种类，但不能编码脯氨酸，UUC编码苯丙氨酸，与题干信息中的氨基酸序列不符，D错误。
3．(等级考)原核基因的mRNA形成的发夹结构能阻止RNA聚合酶的移动，进而使转录终止，其过程如图所示。下列说法错误的是( )
A．原核细胞中转录和翻译过程可以同时进行
B．发夹结构中存在终止密码子，可以使转录终止
C．图示过程中存在T—A、U—A、C—G等碱基配对方式
D．图示过程中mRNA既可作为翻译的模板又能调节转录过程
答案：B
解析：由于原核细胞没有核膜，因此原核细胞中转录和翻译可以同时进行，A正确；发夹结构能阻止RNA聚合酶的移动，进而使转录终止，而不是存在终止密码子，B错误；图示转录过程中存在T—A配对，翻译过程中tRNA上的反密码子会和mRNA上的密码子进行碱基互补配对，因此核糖体上的碱基配对方式有C—G、U—A，C正确；mRNA既可作为翻译的模板，又能调节转录过程，D正确。
4．(等级考)(不定项)在体外用14C标记半胱氨酸－tRNA复合物中的半胱氨酸(Cys)，得到*Cys－tRNACys，再用无机催化剂镍将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸(Ala)，得到*Ala－tRNACys(见图，tRNA不变)。如果该*Ala－tRNACys参与翻译过程，那么下列说法正确的是( )
A．在一个mRNA分子上可以同时合成多条被14C标记的肽链
B．反密码子与密码子的配对由tRNA上结合的氨基酸决定
C．新合成的肽链中，原来Cys的位置会被替换为14C标记的Ala
D．新合成的肽链中，原来Ala的位置会被替换为14C标记的Cys
答案：AC
解析：翻译过程中，在一个mRNA分子上可以先后结合多个核糖体同时合成多条肽链，依据题干中信息，*Ala－tRNACys参与翻译过程，因此可以同时合成多条被14C标记的肽链，A正确；tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配对是由二者的碱基序列决定的，B错误；由于半胱氨酸在镍的催化作用下还原成丙氨酸，但tRNA未变，所以该*Ala－tRNACys参与翻译时，新合成的肽链中原来Cys的位置会被替换为14C标记的Ala，但原来Ala的位置不会被替换为14C标记的Cys，C正确，D错误。
学习主题三 中心法则及其发展
【师问导学】
任务一 阅读教材P69，探究下列不同生物的遗传信息是如何传递的(用中心法则表示)。
1．以DNA为遗传物质的生物中遗传信息是如何传递的？请写出遗传信息传递过程的图解。
2．在以RNA为遗传物质的生物中遗传信息是如何传递的？请写出遗传信息传递过程的图解。
(1)含有RNA复制酶的生物：
(2)含有逆转录酶的生物：
任务二 病毒的遗传信息传递过程能发生在病毒自身体内吗？
提示：不能。只能发生在宿主细胞内。
任务三 见【图文联动】四支试管中分别模拟的是中心法则中的某个过程。
1．四个试管分别模拟中心法则中的哪个过程？
2．四个试管模拟的过程分别需要什么酶？
提示：a：DNA的复制；b：转录；c：RNA的复制；d：逆转录。
提示：a：解旋酶和DNA聚合酶；b：RNA聚合酶；c：RNA复制酶；d：逆转录酶。
任务四 甲、乙、丙为三种类型的病毒，它们的遗传信息的遗传方式分别如图见【图文联动】所示。请据图思考下列问题：
1．HIV、噬菌体、流感病毒分别对应图中的哪个类型？
2．说出甲、乙、丙中的数字分别表示什么过程。
3．不管哪种病毒，其增殖过程都要合成自身的蛋白质外壳和核酸，该过程需要的原料都来自哪里？
提示：HIV：丙；噬菌体：甲；流感病毒：乙。
提示：甲：1——转录，2——翻译，3——DNA的复制；乙：4——RNA的复制，5——翻译，6——RNA的复制；丙：7——逆转录，8——转录，9——翻译，10——DNA的复制。
提示：均由宿主细胞提供。
【重点笔记】
特别提醒
(1)逆转录需要逆转录酶。
(2)逆转录和RNA复制只有在某些病毒侵染的宿主细胞中进行。
(3)哺乳动物成熟的红细胞中无遗传信息的传递。
(4)并不是所有的生物均能发生中心法则的所有过程。
(5)DNA复制、转录、翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则。
(6)DNA复制主要发生在细胞分裂过程中，而转录和翻译则可以发生在任何时期。
任务四图示
1．中心法则的内容及应用
(1)细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则
(2)烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则
(3)HIV等逆转录病毒的中心法则
(4)高度分化的细胞内中心法则的表达式
(5)能分裂的细胞内中心法则的表达式
2．中心法则体现了DNA的两大基本功能
(1)传递遗传信息：通过DNA复制完成，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。
(2)表达遗传信息：通过转录和翻译完成，发生在个体发育过程中。
3．对中心法则各过程的分析
过程 模板 原料 碱基互 补配对 方式 产物 实例
DNA的复制 DNA→DNA DNA 的两 条链 A、T、C、G 四种脱氧 核苷酸 A→T T→A C→G G→C DNA 以DNA
作遗传物
质的生物
DNA的转录 DNA→RNA DNA 的一 条链 A、U、G、C 四种核糖 核苷酸 A→U T→A C→G G→C RNA 几乎所
有生物
翻译 RNA→多肽 信使 RNA 21种氨 基酸 A→U U→A C→G G→C 多肽 几乎
所有
生物
RNA的复制 RNA→RNA RNA A、U、G、C 四种核糖 核苷酸 A→U U→A C→G G→C RNA 以RNA
作遗传物
质的生物
(如流感
病毒)
RNA的 逆转录 RNA→DNA RNA A、T、C、G 四种脱氧 核苷酸 A→T U→A C→G G→C DNA 某些致癌
的RNA
病毒等
(如HIV)
1．(合格考)如图所示过程中，正常情况下在动植物细胞中均可发生的是( )
A．①④⑤ B．②③⑥
C．②③⑤ D．①③⑤
答案：A
解析：①②③④⑤分别代表转录、逆转录、RNA复制、翻译、DNA复制。②和③只在某些RNA病毒侵染宿主细胞后进行，⑥目前还没发现。
2．(等级考)染色质由DNA、组蛋白等组成。组蛋白乙酰化引起染色质结构松散，有关基因进行表达；组蛋白去乙酰化，有关基因表达受到抑制(如图)。下列有关叙述不正确的是( )
A．组蛋白乙酰化可能发生在细胞分化过程中
B．过程c需要解旋酶先催化DNA双链解旋
C．一个DNA分子可通过过程c合成多种mRNA分子
D.过程d还需要核糖体、tRNA、ATP等参与
答案：B
解析：细胞分化是基因选择性表达的结果，存在基因的表达，组蛋白乙酰化使染色体结构松散，有利于基因的表达，A正确；过程c为转录，需要的是RNA聚合酶，RNA聚合酶具有解旋作用，而DNA复制需要用解旋酶先将DNA双链解旋，B错误；因为一个DNA分子上有多个基因，一个DNA分子可以控制合成多种mRNA，进而合成多种蛋白质，C正确；过程d为翻译，翻译时以mRNA为模板，游离在细胞质中的各种氨基酸由tRNA转运，在核糖体上合成一条具有特定氨基酸序列的蛋白质，该过程需要ATP供能，D正确。
3．(等级考)某种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变，然后整合到真核宿主的基因组中。物质Y与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，那么物质Y抑制该病毒增殖的机制是( )
A．抑制该病毒RNA的转录过程
B．抑制该病毒蛋白质的翻译过程
C．抑制该RNA病毒的逆转录过程
D．抑制该病毒RNA的自我复制过程
答案：C
解析：RNA病毒可经逆转录过程把RNA转变成DNA，该过程需要的原料是4种脱氧核苷酸，物质Y与脱氧核苷酸结构相似，会混入逆转录生成的DNA中，致使逆转录生成的DNA不能整合到真核宿主的基因组中，影响病毒RNA及蛋白质的合成，从而抑制该病毒增殖，故C正确。
4．(等级考)(不定项)许多抗癌药物通过干扰DNA的合成及功能抑制癌细胞增殖。下表为某制药公司研发的三种抗癌新药(三种新药代号分别为RH 2208、YH 0501、CC 6868)的主要作用机理。
药物名称 作用机理
YH 0501 抑制DNA的模板功能
CC 6868 抑制DNA聚合酶活性
RH 2208 阻止脱氧核糖核苷酸的合成
下列叙述正确的是( )
A.YH 0501处理癌细胞后，DNA复制和转录过程都受到抑制
B．CC 6868处理癌细胞后，DNA复制过程中子链无法正常延伸
C．RH 2208处理癌细胞后，DNA复制和转录过程都出现原料匮乏
D．将上述三种药物精准导入癌细胞的技术可减小药物治疗的副作用
答案： ABD
解析： YH 0501通过抑制DNA的模板功能，可以抑制DNA复制和转录，因为DNA复制和转录均需要DNA模板，A正确；CC 6868能抑制DNA聚合酶活性而影响DNA复制过程，DNA聚合酶活性受抑制后，会使癌细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸，B正确；RH 2208阻止脱氧核糖核苷酸的合成，从而影响癌细胞中DNA复制过程，而转录过程需要的原料是核糖核苷酸，不会受到RH 2208的影响，C错误；将三种药物精准导入癌细胞的技术可以抑制癌细胞的增殖，由于三种药物是精准导入癌细胞的，因此，可以减弱它们对正常细胞的不利影响从而减小药物副作用，D正确。
强化落实 学业达标
网络建构
主干落实
1.RNA有三种：信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)。
2．转录的主要场所是细胞核，条件是模板(DNA的一条链)、原料(4种核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量。
3．翻译的场所是核糖体，条件是模板(mRNA)、原料(21种氨基酸)、酶和能量。
4．密码子共有64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，3种终止密码子正常情况下不决定氨基酸。
5．一种氨基酸对应一种或多种密码子，一种密码子最多只决定一种氨基酸。
6．每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸可由一种或多种tRNA识别和转运。
7．生物遗传信息流动可表示为：
8．逆转录和RNA复制只发生在某些病毒侵染的细胞中。
高效课堂 实践运用
1.下列肯定不属于密码子的是( )
A．TAC B．UUG
C．CAG D．GAC
答案：A
解析：密码子位于mRNA上，可能含有A、U、C、G，但不可能含有T，A正确。
2．一个转运RNA的一端碱基为GUA，则此转运RNA所运载的氨基酸是( )
A．GUA(缬氨酸) B．CAU(组氨酸)
C．UAC(酪氨酸) D．AUG(甲硫氨酸)
答案：B
解析：题干中转运RNA中的反密码子为GUA，根据碱基互补配对原则，推知位于mRNA上的密码子为CAU，其决定的氨基酸为组氨酸。
3．DNA分子复制、转录、翻译所需的原料依次是( )
A．脱氧核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸
B．脱氧核苷酸、核糖核苷酸、蛋白质
C．核糖核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸
D．脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸
答案：D
解析：组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，而DNA复制是合成DNA分子的过程，需要的原料是脱氧核苷酸；转录是以DNA分子的一条链为模板合成RNA，而RNA的基本组成单位是核糖核苷酸；翻译是合成蛋白质，其原料是氨基酸。
4．增强子是DNA上一小段可与特定蛋白质(转录因子)结合的序列，可增强多个基因的转录水平(如下图)。相关推测不合理的是( )
A．增强子具有特定的碱基序列
B．增强子与启动子互补配对
C．增强子可以远距离发挥作用
D．A酶可能是RNA聚合酶
答案：B
解析：根据题意，增强子是DNA上一小段可与特定蛋白质结合的序列，因此增强子具有特定的碱基序列，A正确；由图可知，增强子是DNA上一小段可与特定蛋白质结合的序列，并不与启动子进行结合，因此并不与启动子互补配对，B错误；由图可知，增强子使所要作用基因所在的DNA链发生了弯折，距离所要作用的基因有一定的距离，因此增强子可以远距离发挥调控作用，C正确；启动子是RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列，图中A酶与启动子结合，因此A酶可能为RNA聚合酶，D正确。
5．若mRNA上决定氨基酸的某个密码子的一个碱基发生替换，则识别该密码子的tRNA及其携带的氨基酸的变化情况是( )
A．tRNA一定改变，氨基酸不一定改变
B．tRNA不一定改变，氨基酸不一定改变
C．tRNA一定改变，氨基酸一定改变
D．tRNA不一定改变，氨基酸一定改变
答案：A
解析：mRNA上决定氨基酸的某个密码子的一个碱基发生替换，根据碱基互补配对原则，则tRNA上的反密码子也发生改变；一种密码子只决定一种氨基酸，一种氨基酸可由一种或几种密码子来决定，即存在密码子的简并性，因此氨基酸不一定改变，A正确。
6．(等级考)下图表示生物界的中心法则，下列有关叙述，正确的是( )
A．健康的人体内可以发生图中所有过程
B．烟草花叶病毒侵入宿主细胞后发生①→②→③→④的过程
C．⑤过程需要逆转录酶的参与
D．该图揭示了遗传信息传递的一般规律
答案：D
解析：分析题图可知，健康的人体内可以发生图中①DNA复制、②转录和③翻译过程，A错误；烟草花叶病毒是RNA病毒，侵入宿主细胞后发生⑤RNA复制和⑥翻译过程，B错误；④过程需要逆转录酶的参与，C错误。
7．回答下列有关遗传信息传递和表达的问题。
(1)图一为细胞中合成蛋白质的示意图，该过程的模板是________(填序号)，核糖体的移动方向为________(填“右→左”或“左→右”)，图中②③④⑤在图二c过程完成后结构________(填“相同”或“不相同”)。
(2)图二表示某DNA片段遗传信息的传递过程，①～⑤表示物质或结构，a、b、c表示生理过程。a过程所需的酶有__________________，b过程所需的酶有_________，完成遗传信息表达的是________(填字母)过程，c过程中读取密码子的结构是________(填序号)，反密码子位于________(填序号)上，由②指导合成的多肽链中的氨基酸序列是________________________________。(密码子表：AUG 甲硫氨酸、GCU 丙氨酸、AAG 赖氨酸、UUC 苯丙氨酸、UCU 丝氨酸、UAC 酪氨酸。)
①
右→左
相同
解旋酶和DNA聚合酶
RNA聚合酶
b、c
③
⑤
甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸
解析：(1)图一所示为翻译过程，模板是①mRNA；根据②③④⑤肽链的长度分析可知，核糖体的移动方向是从右到左；由于模板mRNA相同，因此翻译形成的多肽链②③④⑤的最终结构相同。(2)图二中a表示DNA的自我复制过程，b表示转录过程，c表示翻译过程。a表示DNA复制，需要解旋酶和DNA聚合酶的催化；b表示转录过程，需要RNA聚合酶的催化；遗传信息的表达包括转录和翻译，即图二中的b、c过程，c表示翻译过程，读取密码子的结构是③核糖体；反密码子位于⑤tRNA上；mRNA上相邻的三个碱基组成一个密码子，密码子决定氨基酸，所以由②(AUG GCU UCU UUC)指导合成的多肽链中氨基酸序列是甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸。
疑难解答 全程培优
教材第64页 【问题探讨】
提示：一种生物的整套DNA分子中储存着该种生物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息，也可以说是构建生物体的蓝图。但是，从DNA到具有各种性状的生物体，需要通过极其复杂的基因表达及调控过程才能实现，因此，在可预见的将来，利用DNA使灭绝的生物复活仍是难以做到的。
教材第64页 【想象空间】
提示：DNA相当于总司令。在战争中，如果总司令总是深入前线直接指挥，就会影响他指挥全局。DNA被核膜限制在细胞核内，使转录和翻译过程分别在细胞的不同区域进行，有利于这两项重要生命活动的高效、准确进行。
教材第66页 【思考·讨论】
1．提示：可以从所需条件、过程中的具体步骤和过程中所表现出的规律等角度来分析。例如，转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对原则等。碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性。
2．提示：转录所需要的原料是4种核糖核苷酸，DNA复制所需要的原料是4种脱氧核糖核苷酸；转录所需要的酶是RNA聚合酶，DNA复制所需要的酶是解旋酶、DNA聚合酶等。
3．提示：转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系，与DNA双链间碱基互补配对不同的是：RNA链中与DNA链的A配对的是U，不是T；转录成的RNA的碱基序列与该DNA的另一条链(非模板链)的碱基序列基本相同，只是DNA链上T的位置，RNA链上是U。
教材第67页 【思考·讨论】
1．提示：此题具有一定的开放性，要积极思考。可以从增强密码容错性的角度来解释，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；也可以从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。
2．提示：这是一道开放性较强的题，答案并不唯一，旨在培养学生的分析能力和发散性思维。通过这一事实可以想到生物都具有相同的遗传语言，所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的，等等。
教材第69页 【练习与应用】
一、概念检测
1．(1)×
(2)× 绝大多数氨基酸有多个密码子。
2．D 密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基。基因中的脱氧核苷酸序列(或碱基序列)代表遗传信息，tRNA一端的三个相邻碱基称为反密码子。
二、拓展应用
提示：红霉素能与核糖体结合，通过抑制翻译过程来干扰细菌蛋白质的合成，抑制细菌的生长；环丙沙星抑制细菌DNA的复制过程，从而抑制细菌的增殖过程；利福平通过抑制RNA聚合酶的活性，可能抑制细菌的转录过程。因此这些抗生素可用于治疗因细菌感染而引起的疾病。(共91张PPT)
第2节 基因表达与性状的关系
课前自主预习案
夯基提能 分层突破
强化落实 学业达标
高效课堂 实践运用
疑难解答 全程培优
课前自主预习案
知识梳理·填准记牢——自主·预习·先知
一、基因表达产物与性状的关系
1．基因控制生物性状的两条途径
(1)基因对生物性状的间接控制
①实质：基因通过控制________来控制________，进而控制生物体的性状。
酶的合成
代谢过程
(2)举例：
①皱粒豌豆的形成
皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序列，使编码 的基因被打乱→ 异常，活性大大降低→ 合成受阻，含量降低→豌豆成熟时因失水而皱缩。
②人的白化病的形成
控制 的基因异常→不能合成 → 不能转变为黑色素→表现出白化症状。
淀粉分支酶
淀粉分支酶
淀粉
酪氨酸酶
酪氨酸酶
酪氨酸
(2)基因对生物性状的直接控制
①实质：基因通过控制____________直接控制生物体的性状。
②举例：
囊性纤维病 镰状细胞贫血
编码CFTR蛋白的基因缺失________ ↓ CFTR蛋白在第508位缺少________ ↓ CFTR蛋白结构异常，导致功能异常 ↓ 患者支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量生长繁殖，使肺功能严重受损 编码血红蛋白的基因发生改变
↓
血红蛋白组成的红细胞结构异常，功能受损
蛋白质的结构
3个碱基
苯丙氨酸
二、基因的选择性表达与细胞分化
1．基因表达的调控直接影响性状
(1)表达时期：如柳穿鱼体内的Lcyc基因在______时表达。
(2)表达细胞：如柳穿鱼的Lcyc基因在花的细胞中表达。
(3)表达水平的高低：如Avy基因的甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的______越明显。
2．表达的基因分类
(1)所有细胞中都表达的基因：指导合成的蛋白质是维持细胞____________所必需的。
(2)某类细胞中特异性表达的基因：即____________________。
3．细胞分化的本质：________________。
4．基因的选择性表达：与基因表达的_____有关。
开花
抑制
基本生命活动
基因的选择性表达
基因的选择性表达
调控
三、表观遗传
1．基因表达调控的含义：基因什么时候表达、在哪种细胞中表达以及________的高低都是受到调控的。
2．表观遗传概念：生物体基因的________保持不变，但基因表达和表型发生________变化的现象。
3．存在：生物体的________________的整个生命活动过程中。
表达水平
碱基序列
可遗传
生长、发育和衰老
四、基因与性状间的对应关系
1．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________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____________和________共同作用的结果。
2．基因与基因、基因与____________、基因与______之间存在着复杂的相互作用，精细地调控着生物体的性状。
多个基因
生物的基因
环境条件
基因表达产物
环境
知识应用·强化落实——效果·检测·定向
一、连线
1．基因对性状的控制实例
2．表达基因的分类
二、判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．生物的大多数性状受核基因控制。( )
2．一个基因只能控制一种性状。( )
3．有些性状是由多个基因决定的。( )
4．基因型相同的个体表型一定相同。( )
5．表型相同的个体基因型不一定相同。( )
6．基因与性状的关系是一一对应的线性关系。( )
7．生物的性状是由基因型和环境共同控制的。( )
提示：× 生物体的一种性状有时受多个基因的影响，有的基因可以影响多种性状。
√
×
√
×
√
√
夯基提能 分层突破
课程标准
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
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
素养达成
1.结合实例，阐述基因控制性状的两种方式，掌握基因、蛋白质与性状之间的关系。(科学思维)
2．通过与细胞核遗传比较，了解细胞质遗传及特点。(科学思维)
3．依据结构决定功能观理解细胞分化的实质和表观遗传现象。(生命观念)
在矮牵牛蓝和白的复色品种中，蓝色部分和白色部分的多少，受温度影响很大。如果在30 ℃～35 ℃高温下，开花繁茂时，花瓣完全呈蓝色或紫色，可是在15 ℃时，同样开花很繁茂时，花瓣呈白色。而在上述两种温度之间，呈现蓝和白的复色花的蓝色和白色的比例随温度的变化而变化。
请思考下列问题：
(1)牵牛花多变的颜色受哪些因素的影响？
(2)生物的性状表现只受基因控制吗？
学习主题一 基因、蛋白质与性状的关系
任务一 分析教材P71～72豌豆粒形与囊性纤维化的遗传实例，并结合下列图解探讨并归纳相关问题。
1．图1中豌豆呈圆粒或皱粒与哪种基因和酶有关？为什么相关基因异常则为皱粒？
2．囊性纤维化的直接病因是什么？根本病因又是什么？
3．图1和图2分别表示基因控制性状的哪种途径？
提示：与豌豆的淀粉分支酶基因及其表达的产物——淀粉分支酶有关；如果淀粉分支酶基因异常，导致淀粉分支酶异常，活性大大降低，进而使细胞内淀粉含量降低，豌豆失水而表现为皱粒。
提示：直接病因是CFTR蛋白结构异常；根本病因是CFTR基因缺失3个碱基。
提示：图1所示的是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；图2所示的是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
4．总结基因、蛋白质与性状之间的关系。
提示：基因通过控制酶的合成或蛋白质结构来控制生物的性状。
任务二 思考回答下列问题。
1．基因与蛋白质有什么关系？
2．回顾蛋白质的知识，思考蛋白质与生命活动有什么关系？
提示：基因能够通过转录、翻译控制蛋白质的合成。
提示：蛋白质是生命活动的主要体现者和承担者。
【重点笔记】
1．归纳概括
基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。
2．基因、蛋白质、环境和性状之间的关系
1.皱粒豌豆的形成机制
2．基因控制性状的方式
直接途径 间接途径
方 式 基因通过控制“蛋白质的结构”直接控制生物性状 基因通过控制“酶”的合成来控制代谢过程，进而控制生物性状
图 解 3.基因、蛋白质与性状之间的关系
基因与性状的关系并非简单的线性关系，可以是多个基因决定一个性状；也可以是一个基因与多个性状有关；而且还会受到环境的影响。
1．(合格考)基于对基因与生物体性状关系的理解，判断下列表述正确的是( )
A.生物体的性状主要是由基因决定的
B.每种性状都是由一个特定的基因决定的
C.基因都是通过控制酶的合成来控制性状的
D.基因的碱基序列相同，该基因决定的性状一定相同
答案： A
解析：生物体的性状主要是由基因决定的，还受环境的影响，A正确；基因与性状之间不是简单的一一对应关系，有些性状可能由多对基因控制，有些基因也可能会影响多种性状，B错误；基因也可以通过控制蛋白质分子的结构来直接控制性状，C错误；基因的碱基序列相同，基因的表达不一定相同，因此该基因决定的性状不一定相同，D错误。
2．(合格考)囊性纤维化患者的患病原因是编码跨膜蛋白的基因发生了碱基对的缺失，导致跨膜蛋白转运氯离子的功能异常，最终使患者肺功能严重受损。下列有关分析错误的是( )
A.发生改变的基因是有遗传效应的DNA片段
B.该实例体现了基因控制生物性状的间接途径
C.跨膜蛋白的形成过程经历了转录和翻译过程
D.碱基对的替换不一定会引起蛋白质的改变
答案：B
解析：基因是遗传物质的结构单位和功能单位，发生改变的基因是有遗传效应的DNA片段，A正确；该实例说明了基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状，B错误；基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程，跨膜蛋白的形成过程经历了转录和翻译过程，C正确；由于密码子的简并性，碱基对替换后，可能其氨基酸还是不变的，这样蛋白质未改变，D正确。
3．(等级考)(不定项)下图为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述正确的是( )
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.图中过程①需要RNA聚合酶的催化，过程②不需要tRNA的协助
C.过程④⑤的结果存在差异的直接原因是血红蛋白结构的不同
D.过程①②③表明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
答案：CD
解析：人体细胞由同一个受精卵增殖、分化而来，基因1和基因2可出现在同一细胞中，A错误；图中过程①为转录，需要RNA聚合酶的催化，过程②为翻译，需要tRNA的协助，B错误。
4．(等级考)人类白化病和苯丙酮尿症是由代谢异常引起的疾病，下图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程，由图不能得出的结论是( )
A.基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状
B.基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状
C.一个基因可以控制多种性状
D.一种性状可以由多个基因控制
答案：A
解析：图中显示的是基因通过控制酶的合成控制代谢进而控制生物的性状，A错误，B正确；若基因1发生变化，则多巴胺和黑色素的合成都受影响，C正确；多巴胺和黑色素的合成也都受多个基因的控制，D正确。
学习主题二 基因的选择性表达与表观遗传
任务一 根据课本P72的“思考·讨论”，回答下列问题：
1．这三种细胞的基因组成是否相同？它们合成的蛋白质种类是否相同？
2．三种细胞中都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因，但只检测到了其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？
3．是不是这三类细胞中表达的基因完全不相同？如不是，请举例说明。
任务二 下图表示同一个体的5种细胞中5种基因的表达情况，判断哪种基因在5种细胞中均需表达；根据细胞的结构和功能可以判断，5种细胞中除RNA聚合酶基因均需表达外，还可能有哪些基因均需要表达？
提示：b；ATP合成酶基因、呼吸酶基因、解旋酶基因和核糖体蛋白基因等。
任务三 表观遗传的实例分析
1．柳穿鱼花形的遗传分析
柳穿鱼花形有左右对称和中心对称两种。柳穿鱼细胞内的DNA序列完全相同，不同的是Lcyc基因的甲基化程度。即
科学家进行了如下实验：
这说明_______________________________________________________。
DNA甲基化能通过生殖细胞遗传给下一代
2．某种实验小鼠不同毛色的遗传分析
该种小鼠的毛色除了受Avy基因控制，还受到Avy基因上游的一段DNA序列(a序列)控制。a序列既可以使Avy基因持续表达(小鼠毛色全部为黄色)，也可以使Avy基因的表达处于完全关闭状态(小鼠毛色全部为黑色)。另外，a序列还能够调控Avy基因的表达水平，使小鼠毛色呈现介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。
上述资料信息，请用流程图描述出纯种黄毛鼠和纯种黑毛鼠杂交，子鼠毛色呈现介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型的机制？
提示：
3．根据1、2题中资料展示的遗传现象有什么共同点？这对你认识基因和性状的关系有什么启示？
提示：1题和2题中资料展示的遗传现象都表现为基因的碱基序列保持不变，但基因的表达受到抑制，因此性状发生改变，而且这种改变可以遗传。基因的碱基序列相同，性状可能不同，这表明基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系，基因的表达受到很多因素的影响，体现了基因与性状之间关系的复杂性。
【重点笔记】
1．易错提醒
(1)多细胞生物的个体发育离不开细胞的分化，但细胞分化后的不同细胞中核DNA相同，mRNA和蛋白质不完全相同。
(2)单细胞生物与多细胞生物分化形式的不同：单细胞生物的细胞分化不表现为细胞间的差异，而是在生活史中有规律地发生形态和生理上的阶段性变化。多细胞生物通过细胞分化形成特定形态、结构和功能的组织和器官。
(3)细胞分化的标志：在所有细胞中都表达的基因，与细胞分化无关，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等不能证明细胞已经发生分化；只有在特定细胞中选择性表达的基因才可控制细胞分化，如胰岛素基因、血红蛋白基因的表达可以证明细胞发生了分化。
2．表观遗传的相关提醒
(1)表观遗传机制可以使动物打破DNA序列变化缓慢的限制，使后代能迅速获得上一代生物对环境因素作出反应而发生的变化。
(2)表观遗传机制对生物种群的生存和繁衍可能是有利的，也可能是有害的。
(3)表观遗传并不是进化。在外因消失后，表观遗传现象会逐渐淡化消失，DNA会回到原先的调控状态。
(4)表观遗传状况的改变是可逆的。
1.细胞分化的机制
(1)不同细胞中基因“执行情况”不同，即基因选择性表达，如胰岛细胞中胰岛素基因表达，抗体基因关闭，而浆细胞则与之相反。
(2)由于基因的选择性表达，导致含遗传信息相同的细胞中mRNA和蛋白质各不相同，从而导致出现细胞形态、结构或生理功能的“与众不同”(即分化)。
2．对细胞分化过程的理解
(1)从细胞水平分析：细胞的形态、结构和功能发生改变。
(2)从亚显微结构水平分析：细胞器的数目及细胞质基质成分和功能发生改变。
(3)从分子水平分析：
①蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。
②基因角度：基因选择性表达，即遗传信息的执行情况不同，这是细胞分化的根本原因。
3．表观遗传的特征及机制
(1)表观遗传的特征
①不发生DNA序列的变化
表观遗传不发生DNA序列的变化。如同卵双胞胎具有完全相同的基因组成，但在长大成人后性格、健康方面等会出现差异，这种现象与表观遗传有关。
②可遗传
表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂在细胞或个体间遗传。如一个遗传物质完全一致的小鼠品系，其体毛具有不同颜色，这与基因的甲基化程度有关，并且这种毛色的性状差异往往可以传递给后代。
③受环境影响
环境的变化可以导致基因表观修饰的变化，进而引起表型改变。个体在生长和发育过程中获得的环境影响，可能会遗传给后代。
(2)表观遗传的机制
①DNA的甲基化
基因中的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而影响表型。
②构成染色体的组蛋白的乙酰化修饰
真核生物细胞核中的DNA与一些蛋白质结合在一起，带负电荷的DNA“缠绕”在带正电荷的蛋白质(如组蛋白)上，使细长的DNA卷成紧密的结构。乙酰化修饰就是用乙酰基把组蛋白的正电荷屏蔽掉。组蛋白的正电荷一旦减少，其与DNA的结合就会减弱，这部分的DNA就会“松开”，激活相关基因的转录。
(3)RNA干扰
RNA干扰是正常生物体内抑制特定基因表达的一种现象。当细胞中导入或内源产生与某个特定mRNA同源的双链RNA时，该mRNA发生降解或者翻译阻滞，导致基因表达沉默。这种现象发生在转录后水平，又称为转录后基因沉默，是表观遗传的重要机制之一。
4．基因与性状的关系
(1)一个基因决定一种性状(多数性状受单基因控制)。
(2)一个基因影响多种性状(如基因间相互作用)。
(3)多个基因控制一种性状(如身高、体重等)。
图解如下：
1．(合格考)下列关于细胞分化的描述正确的是( )
A.老年人体内没有细胞分化
B.细胞分化的方向是可逆转的
C.细胞分化使细胞功能趋向专门化
D.细胞分化增加了细胞的数量和种类
答案：C
解析：老年人体内也有细胞分化，A错误；细胞分化的方向不可逆转，B错误；细胞分化使细胞功能趋向专门化，如胰岛B细胞可以分泌胰岛素，C正确；细胞分化增加了细胞的种类，未增加细胞的数量，D错误。
2．(合格考)如图为基因与性状关系的示意图，据图判断，错误的是( )
A.一种基因可以影响和控制多种性状
B.多种基因可以影响和控制一种性状
C.所有基因都能控制表现出相应的性状
D.图中的产物可以是酶、激素或者抗体等
答案：C
解析：由题图可知，性状a、b、c、d受同一种基因产物影响，说明一种基因可以影响和控制多种性状，A正确；性状e受三种基因产物影响，表明多种基因可以影响和控制一种性状，B正确；生物的性状除了受基因控制外，还受环境条件的影响，并非所有基因都能控制表现出相应的性状，C错误；多数酶、有些激素和抗体是蛋白质，可以是基因表达的产物，D正确。
3．(合格考)下列哪项不属于表观遗传的特点( )
A.对表型的影响可遗传给后代
B.DNA分子碱基可能连接多个甲基基团
C.吸烟会使DNA的甲基化水平升高
D.甲基化导致DNA碱基序列发生改变
答案：D
解析：表观遗传的特点是对表型的影响可遗传给后代，A正确；DNA分子碱基可能连接多个甲基基团，属于表观遗传的特点，B正确；环境因素会影响DNA的甲基化，例如吸烟会使DNA的甲基化水平升高，C正确；表观遗传中生物体基因的碱基序列保持不变，D错误。
4．(等级考)(不定项)人类基因组中有数以万计的基因，但在细胞内并非所有的基因都表达，因此需要“关闭”部分基因。rest基因编码的R蛋白能抑制其他基因的表达。R蛋白通过使组蛋白去乙酰化来抑制相关基因的表达。在动物模型实验中发现，R蛋白含量降低的动物，会出现神经兴奋活动增强以及更早死亡的现象。下列推断合理的是( )
A.rest基因可能参与细胞分化和个体发育
B.组蛋白的乙酰化会抑制相关基因的转录
C.增强rest基因的表达可能会使神经兴奋性降低
D.抑制rest基因的表达可能会导致动物寿命缩短
答案： ACD
解析：rest基因编码的R蛋白能抑制其他基因的表达，而细胞分化是基因选择性表达的结果，故rest基因可能参与细胞分化和个体发育，A推断合理；由题意可知，R蛋白通过使组蛋白去乙酰化来抑制相关基因的表达，基因的表达包括基因的转录和翻译，故组蛋白的乙酰化不会抑制相关基因的转录，B推断不合理；由题意可知，R蛋白含量降低的动物，会出现神经兴奋活动增强，R蛋白是rest基因的表达产物，能抑制其他基因的表达，故增强rest基因的表达可能会使神经兴奋性降低，C推断合理；R蛋白含量降低的动物，会出现更早死亡的现象，且R蛋白是rest基因的表达产物，故抑制rest基因的表达，R蛋白含量会降低，可能会导致动物寿命缩短，D推断合理。
强化落实 学业达标
网络建构
主干落实
1.基因控制生物性状的两条途径
(1)通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状。
(2)通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。
2．一个基因可能影响多种性状，一种性状也可能由多个基因控制。
3．线粒体DNA和叶绿体DNA也能进行复制、转录和翻译，并控制生物的性状。
高效课堂 实践运用
1.在生物体中，基因控制性状表现的主要途径是( )
A．RNA→蛋白质(性状)
B．DNA→蛋白质(性状)
C．RNA→DNA→蛋白质(性状)
D．DNA→RNA→蛋白质(性状)
答案：D
解析：DNA→RNA→蛋白质是细胞生物基因控制性状表现的主要途径；只有少数以RNA为遗传物质的生物以RNA→DNA→RNA→蛋白质或RNA→蛋白质为控制性状表现的途径；DNA→蛋白质(性状)只在离体实验中发现，还没有在生物体内发现。
2．细胞分化过程中，一般不会出现的是( )
A．DNA上的基因发生改变
B．mRNA种类发生改变
C．蛋白质的种类发生改变
D．细胞的功能发生改变
答案： A
解析：细胞分化的本质是基因的选择性表达，该过程中DNA上的基因不会发生改变；细胞分化后，细胞中蛋白质和mRNA的种类会发生改变；细胞分化后，细胞的形态、结构和功能会发生稳定性差异。
3．在甲基转移酶的催化下，DNA的胞嘧啶被选择性地添加甲基导致DNA甲基化，进而使染色质高度螺旋化，因此失去转录活性。下列相关叙述不正确的是( )
A．DNA甲基化，会导致基因碱基序列的改变
B．DNA甲基化，会导致mRNA合成受阻
C. DNA甲基化，可能会影响生物体的性状
D．DNA甲基化，可能会影响细胞分化
答案： A
解析：DNA甲基化是DNA的胞嘧啶被选择性地添加甲基，不会导致基因碱基序列的改变，A错误。
4．下列关于人类表观遗传现象的叙述中，正确的是( )
A．基因序列不改变
B．以RNA作为遗传物质
C．通过蛋白质遗传
D．表观遗传性状都是有利的
答案： A
解析：表观遗传现象是指基因表达发生改变但基因的碱基序列不变，A正确；表观遗传中，人类仍以DNA作为遗传物质，B错误；表观遗传中，仍是通过调控基因的表达来影响生命活动或性状，亲子代之间仍是通过DNA遗传，C错误；通过表观遗传的性状并不都是有利的，D错误。
5．(等级考)(不定项)春化是植物必须经过一段时间低温才能开花的现象，研究发现，FLC基因是抑制拟南芥开花的基因，低温条件下，H3酶被激活，进而解除FLC基因对开花的抑制作用。温度升高后，FLC基因在一段时间内仍被抑制。下列说法合理的是( )
A．H3酶在低温条件下活性较高
B．该过程不涉及FLC基因序列的改变
C．FLC基因在春化后表达量提高
D．H3酶无法合成的个体在自然界中可能无法传代
答案：ABD
解析：由题意可知，低温条件下，H3酶被激活，说明H3酶在低温条件下活性较高，A正确；由题意“低温条件下，H3酶被激活，进而解除FLC基因对开花的抑制作用，温度升高后，FLC基因在一段时间内仍被抑制”可知，该过程没有涉及到FLC基因序列的改变，B正确；由题意可知，FLC基因是抑制拟南芥开花的基因，而春化是植物必须经过一段时间低温才能开花的现象，所以FLC基因在春化后表达被抑制，C错误；由题意可知，被激活的H3酶可以解除FLC基因对开花的抑制作用，不能合成H3酶的植物不能正常开花，所以H3酶无法合成的个体在自然界中可能无法传代，D正确。
6．1970年，科学家发现了致癌的RNA病毒。该病毒感染人体细胞后，将其基因组整合到人的基因组中，从而诱发人的细胞癌变。回答下列问题：
(1)RNA病毒进入人体细胞后，以自身的RNA为模板，通过________酶，合成DNA片段。在此过程中，存在的碱基互补配对方式有________________________，其原料为宿主细胞提供的____________。
(2)若将同一人体胰岛B细胞和浆细胞的全部的mRNA分别提取出来，通过相关的酶反应分别获得多段DNA单链，通过碱基测序发现两份DNA单链的序列__________(填“相同”“不同”或“不完全相同”)，这说明人体胰岛B细胞和浆细胞的基因表达具有________。
逆转录
A－T、U－A、C－G、G－C
4种脱氧核苷酸
不完全相同
选择性
解析：(1)以RNA为模板合成DNA的过程为逆转录过程，需要逆转录酶的催化，原料是宿主细胞提供的脱氧核苷酸；该过程遵循碱基互补配对原则，具体为A－T、U－A、C－G、G－C。(2)同一人体不同的细胞中含有的基因是相同的，但是基因是选择性表达的，所以将胰岛B细胞和浆细胞的全部的mRNA分别提取出来，通过相关的酶反应分别获得多段DNA单链，检测的结果是这些DNA单链的序列不完全相同。
疑难解答 全程培优
教材第71页 【问题探讨】
1．这两种形态的叶，其细胞的基因组成是一样的。
2．可能是由环境因素引起的。
教材第72页 【思考·讨论】
1．这3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同。
2．基因在细胞中选择性表达。
教材第73页 【思考·讨论】
1．提示：柳穿鱼Lcyc基因和小鼠Avy基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰抑制了基因的表达，进而对表型产生了影响。
2．提示：F1中含有没有被甲基化的Lcyc基因，Lcyc基因在开花时表达。F2中有些植株中只含有被甲基化的Lcyc基因，Lcyc基因在开花时不表达。
3．DNA甲基化修饰可以遗传给后代。基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状。
教材第74页 【批判性思维】
提示：要客观全面地评价基因决定论的观点，认识到性状的形成往往是内因(基因)与外因(环境因素等)相互作用的结果。
教材第75页 【思维训练】
提示：翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因指导下合成的，酶的活性受温度、pH等条件的影响。
教材第75页 【练习与应用】
一、概念检测
1．(1)× 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。
(2)√ 细胞分化的本质就是基因的选择性表达。
2．C
二、拓展应用
1．提示：有道理，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，或通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
2．提示：(1)可能受到环境的影响导致某种性状无法表达出来；可能是某种基因型致死，无法被统计出来；可能这些植物并不像豌豆那样严格自花传粉。(合理即可)
(2)应客观地看待实验的可重复性。
3．提示：资料显示，哺乳动物雌雄个体的体细胞中虽然X染色体数量不同，但X染色体上的基因所表达的蛋白质的量是平衡的，这个过程称为剂量补偿。雌猫比雄猫多出1条X染色体，由于剂量补偿效应，在胚胎初期，细胞中的1条X染色体就会随机发生固缩失活，形成巴氏小体，而且发生染色体失活的细胞通过有丝分裂产生的子细胞也保留相同的染色体失活状态。对于基因型为XBXO的雌猫，如果体细胞中携带黑毛基因B的X染色体失活，XB就不能表达，而另一条X染色体上的XO表达，那么由该细胞增殖而来的皮肤上会长出黄色体毛；同理，如果体细胞中携带黄毛基因O的X染色体失活，则XO不表达，XB表达，由该细胞增殖而来的皮肤上就会长出黑色体毛。因此，基因型为XBXO的雌猫会呈现黑黄相间的毛色(开放性问题，答案合理即可)。(共43张PPT)
专项培优 四 章末排查强化
易错易混早防范
疑难解答·全程培优
基础排查过三关
易错易混早防范
易混点1 辨析遗传信息、密码子和反密码子
点拨 遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子的区别
遗传信息、密码子、反密码子的位置可用如图表示：
易混点2 辨析氨基酸与密码子、反密码子的数量关系
(1)每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子简并性)，可由一种或几种tRNA转运。
(2)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。
(3)密码子有64种(3种终止密码子和61种决定氨基酸的密码子)，反密码子理论上有61种。
特别提醒 由于基因中有的片段不转录，以及转录出的mRNA中有终止密码子等原因，所以基因中碱基数比蛋白质中氨基酸数目的6倍多(6∶3∶1的计算方法应注意前提条件)。
易错点1 混淆四类酶——解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆转录酶
点拨 ①“解旋酶”的作用是DNA分子复制时使氢键断裂。
②“DNA聚合酶”的作用是DNA分子复制时依据碱基互补配对原则使单个脱氧核苷酸连成脱氧核苷酸链。
③“RNA聚合酶”的作用是RNA复制或DNA转录时依据碱基互补配对原则将单个核糖核苷酸连接成RNA链。
④“逆转录酶”的作用是某些RNA病毒在宿主细胞内利用宿主细胞的脱氧核苷酸合成DNA的一种酶。
易错点2 正确区分翻译过程中多聚核糖体模式图
点拨 (1)图1表示真核细胞的翻译过程。图中①是mRNA，⑥是核糖体，②、③、④、⑤表示正在合成的4条多肽链，翻译的方向是自右向左。
(2)图2表示原核细胞的转录和翻译过程，图中①是DNA模板链，②、③、④、⑤表示正在合成的4条mRNA链，在核糖体上同时进行翻译过程。
解题技法
(1)分析此类问题要正确分清mRNA链和多肽链的关系。DNA模板链在RNA聚合酶的作用下产生的是mRNA，而在同一条mRNA链上结合的多个核糖体，同时合成的是若干条相同的多肽链。
(2)解答此类问题还要明确真核细胞的转录和翻译不同时进行，而原核细胞能边转录、边翻译。
疑难解答·全程培优
教材第78页 【复习与提高】
一、选择题
1．D 知道双链DNA中G占20%，就能算出其他3种碱基的含量，但不能确定模板链(单链)上G的含量，所以无法确定mRNA中C的含量。
2．D 合成该肽链的mRNA分子至少有碱基500×3＝1 500(个)，用来转录mRNA的DNA分子至少有碱基500×6＝3 000(个)。
3．C 遗传信息可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，但不能从蛋白质流向RNA或DNA。
4．A 一个性状可以受到多个基因的影响，B错误；基因除能通过控制酶的合成来控制性状外，还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，C错误；生物体的性状不完全由基因决定，还受到环境的影响，D错误。
5．C 同一个人的神经细胞和肌细胞都是由同一个受精卵发育而来的，两者的DNA上的遗传信息一般相同，选择表达的基因不同，所含mRNA的种类不同。
二、非选择题
1．(1)DNA→mRNA→蛋白质
(2)否 基因的选择性表达
(3)家鸽失去方向感，无法正确辨别方向 设计实验使两个基因不表达，观察鸽子的飞行状况，与正常鸽子进行比较
2．(1)酶①或酶⑤；酶③。
(2)提示：由这个例子可以看出，白化病等遗传病是由某些基因缺陷引起的，这些基因的产物可能是参与代谢途径的重要的酶。基因可以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。
(3)提示：为贫困苯丙酮尿症患儿免费提供无苯丙氨酸配方奶粉，帮助他们解决特殊食物问题。启动苯丙酮尿症患儿特殊奶粉补助项目，不仅使苯丙酮尿症患儿得到救助，还推动了社会对苯丙酮尿症及其他罕见病群体的关注，同时，这是党和政府对国民健康状况的关怀，彰显了我国社会主义制度的优越性。
基础排查过三关
第1关：基础知识——填一填
1．复制、转录和翻译都需要________、原料、能量和酶等条件，除此之外，翻译还需要运输工具________。
2．一种氨基酸可对应________种密码子，可由________种tRNA来运输，但一种密码子只对应________种氨基酸，一种tRNA也只能运输________种氨基酸。
3．生物的表型由________和________共同决定。
4．中心法则可表示为_____________________________________。
模板
tRNA
多
多
一
一
基因型
环境
5．中心法则体现了DNA的两大基本功能
(1)通过_________完成遗传信息的传递功能。
(2)通过__________完成遗传信息的表达功能。
6．已知AUG、GUG为起始密码子，UAA、UGA、UAG为终止密码子。某信使RNA的碱基排列顺序如下：A—U—U—C—G—A—U—G—A—C……(40个碱基)……C—U—C—U—A—G—A—U—C—U。此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为________个。
DNA复制
转录和翻译
16
7．如图是中心法则的部分示意图，该示意图表示的过程可以是____________。
转录或逆转录
8．小鼠有40条染色体，将其卵原细胞的DNA分子用15N标记，并供给14N的原料，该小鼠进行减数分裂产生的卵细胞中，含15N标记的DNA的卵细胞的可能性为________。
100%
9．如图表示细胞中蛋白质合成的部分过程，甲分子上有m个密码子，乙分子上有n个密码子，若不考虑终止密码子，则该蛋白质中有__________个肽键。
m＋n－2
10．真核细胞中，线粒体和________中的DNA，都能够进行____________复制，并通过________和________控制蛋白质的合成，为了和细胞核基因相区别，将这两种细胞器中的基因称为__________基因，细胞质基因控制的遗传病的遗传特点是______________________。
叶绿体
半自主性自我
转录
翻译
细胞质
只能通过母亲遗传给后代
11．从密码子表中可以看到，一种氨基酸可以由多种密码子与之对应，这一现象称为密码子的________性，这种特性对生物体的生存发展有什么意义？
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
__________________________________________________________。
简并
密码子的简并性可以在一定程度上防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。增强了密码子的容错性，当密码子中有一个碱基发生改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸。从密码子的使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率较高时，几种不同的密码子都可以编码一种氨基酸以保证翻译的速度
12．豌豆的圆粒种子和皱粒种子的出现说明了基因控制性状的方式之一是__________________________________________________，具体来说，皱粒种子的成因是与圆粒种子的DNA不同，皱粒种子的DNA中插入了一段外来DNA序列，打乱了编码________酶的基因，导致发生________，最终使该酶无法合成，进而导致淀粉含量降低，淀粉在细胞中具有保留水分的作用。当豌豆成熟时，淀粉含量高的种子能够有效地保留水分，十分饱满；淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩。
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
淀粉分支
基因突变
第2关：切入高考——判一判
1．基因通常是有遗传效应的DNA片段，基因对性状的决定都是通过基因控制结构蛋白的合成来实现的。( )
2．人体细胞中的某基因的碱基对数为N，则由其转录成的mRNA的碱基数等于N，由其翻译形成的多肽的氨基酸数目等于N/3。( )
3．转运RNA与mRNA的基本单位相同，但前者是双链，后者是单链，且转运RNA是由三个碱基组成的。( )
4．某细胞中，一条还未完成转录的mRNA已有核糖体与之结合，并翻译合成蛋白质，则该细胞可能不是真核细胞。( )
5．正常情况下，终止密码子不编码氨基酸。( )
×
×
×
√
√
6．tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息。( )
7．核糖体可在mRNA上移动。( )
8．细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板，以提高转录效率。( )
9．mRNA完成翻译过程后只能得到一条肽链。( )
10．在真核细胞中转录过程在细胞质基质中进行，以核糖核苷酸为原料。( )
×
√
×
×
×
第3关：做高考——攀顶峰
1．[2023·山东卷]细胞中的核糖体由大、小2个亚基组成。在真核细胞的核仁中，由核rDNA转录形成的rRNA与相关蛋白组装成核糖体亚基。下列说法正确的是( )
A．原核细胞无核仁，不能合成rRNA
B．真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成
C．rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子
D．细胞在有丝分裂各时期都进行核DNA的转录
解析：原核细胞无核仁，有核糖体，核糖体由rRNA和蛋白质组成，因此原核细胞能合成rRNA，A错误；核糖体是蛋白质合成的场所，真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成，B正确；mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基构成一个密码子，C错误；细胞在有丝分裂的分裂期染色质变成染色体，核DNA无法解旋，无法转录，D错误。
答案：B
2．[2023·浙江6月]叠氮脱氧胸苷(AZT)可与逆转录酶结合并抑制其功能。下列过程可直接被AZT阻断的是( )
A．复制 B．转录
C．翻译 D．逆转录
解析：题中显示，叠氮脱氧胸苷（AZT）可与逆转录酶结合并抑制其功能，而逆转录过程需要逆转录酶的催化，因而叠氮脱氧胸苷（AZT）可直接阻断逆转录过程，而复制、转录和翻译过程均不需要逆转录酶，即D正确。
答案：D
3．[2023·湖南卷]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，也可结合非编码RNA分子CsrB，如图所示。下列叙述错误的是( )
A．细菌glg基因转录时，RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录
B．细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时，核糖体沿glg mRNA从5′端向3′端移动
C．抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成
D．CsrA蛋白都结合到CsrB上，有利于细菌糖原合成
答案：C
解析：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，A正确；基因表达中的翻译是核糖体沿着mRNA的5′端向3′端移动，B正确；由题图可知，抑制CsrB基因转录会使CsrB的RNA减少，使CsrA更多地与glg mRNA结合形成不稳定构象，最终核糖核酸酶会降解glg mRNA，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基因的转录能抑制细菌糖原合成，C错误；由题图及C选项分析可知，若CsrA都结合到CsrB上，则CsrA没有与glg mRNA结合，从而使glg mRNA不被降解而正常进行，有利于细菌糖原的合成，D正确。
4．[2023·湖南卷]基因Bax和Bcl 2分别促进和抑制细胞凋亡。研究人员利用siRNA干扰技术降低TRPM7基因表达，研究其对细胞凋亡的影响，结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A．细胞衰老和细胞凋亡都受遗传信息的调控
B．TRPM7基因可能通过抑制Bax基因的表达来抑制细胞凋亡
C．TRPM7基因可能通过促进Bcl 2基因的表达来抑制细胞凋亡
D．可通过特异性促进癌细胞中TRPM7基因的表达来治疗相关癌症
答案：D
解析：细胞衰老和细胞凋亡都是由基因控制的细胞正常的生命活动，都受遗传信息的调控，A正确；据题图可知，siRNA干扰TRPM7基因实验组的TRPM7基因表达量下降，Bax基因表达量增加，细胞凋亡率增加，由此可以得出，TRPM7基因可能通过抑制Bax基因的表达来抑制细胞凋亡，B正确；siRNA干扰TRPM7基因实验组细胞凋亡率高，Bcl 2基因表达量降低，而Bcl 2基因抑制细胞凋亡，故TRPM7基因可能通过促进Bcl 2基因的表达来抑制细胞凋亡，C正确；由题图可知，siRNA干扰TRPM7基因实验组，Bax基因表达量增加，Bcl 2基因表达量减少，细胞凋亡率增加，所以可以通过抑制癌细胞中TRPM7基因表达来治疗相关癌症，D错误。
5．[2023·全国乙卷]已知某种氨基酸(简称甲)是一种特殊氨基酸，迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是，这些古菌含有特异的能够转运甲的tRNA(表示为tRNA甲)和酶E。酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲(表示为甲－tRNA甲)，进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子，从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是( )
①ATP ②甲 ③RNA聚合酶 ④古菌的核糖体
⑤酶E的基因 ⑥tRNA甲的基因
A．②⑤⑥ B．①②⑤ C．③④⑥ D．②④⑤
答案：A
解析：据题意可知，氨基酸甲是一种特殊氨基酸，迄今只在某些古菌（古细菌）中发现含有该氨基酸的蛋白质，所以要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，必须往大肠杆菌中转入氨基酸甲，②正确；又因古菌含有特异的能够转运甲的tRNA（表示为tRNA甲）和酶E，酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲（表示为甲－tRNA甲），进而将甲带入核糖体参与肽链合成。tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子，从而在其核糖体上参与肽链的合成。所以大肠杆菌细胞内要含有tRNA甲的基因以便合成tRNA甲，大肠杆菌细胞内也要含有酶E的基因以便合成酶E，催化甲与tRNA甲结合，⑤⑥正确。肽链的合成过程需要能量（ATP），但是大肠杆菌可通过无氧呼吸提供能量。
6．[2023·浙江1月]核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时，多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体(如图所示)。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译，移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是( )
A.图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的3′端向5′端移动
B．该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对
C．图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译
D．若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化
答案：B
解析：图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的5′端向3′端移动，A错误；该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，tRNA通过识别mRNA上的密码子携带相应氨基酸进入核糖体，B正确；图中5个核糖体结合到mRNA是从识别到起始密码子开始进行翻译，识别到终止密码子结束翻译，并非是同时开始同时结束，C错误；若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目可能会减少，D错误。
[2023·浙江1月]阅读下列材料，回答7、8题。
基因启动子区发生DNA甲基化可导致基因转录沉默。研究表明，某植物需经春化作用才能开花，该植物的DNA甲基化水平降低是开花的前提。用5 azaC处理后，该植株开花提前，检测基因组DNA，发现5′胞嘧啶的甲基化水平明显降低，但DNA序列未发生改变，这种低DNA甲基化水平引起的表型改变能传递给后代。
7．这种DNA甲基化水平改变引起表型改变，属于( )
A．基因突变 B．基因重组 C．染色体变异 D．表观遗传
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改变，即基因型未发生变化而表型却发生了改变，如DNA的甲基化。
答案：D
8．该植物经5 azaC去甲基化处理后，下列各项中会发生显著改变的是( )
A．基因的碱基数量 B．基因的碱基排列顺序
C．基因的复制 D．基因的转录
解析：DNA甲基化不改变基因的碱基数量、碱基排列顺序，A、B不符合题意；由题干可知，基因启动子区发生DNA甲基化可导致基因转录沉默，推测DNA甲基化不影响基因的复制，影响基因的转录，故植物经5 azaC去甲基化处理后，基因的转录发生显著改变，C不符合题意，D符合题意。
答案：D
9．[2022·浙江6月]“中心法则”反映了遗传信息的传递方向，其中某过程的示意图如下。下列叙述正确的是( )
A．催化该过程的酶为RNA聚合酶
B．a链上任意3个碱基组成一个密码子
C．b链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连
D．该过程中遗传信息从DNA向RNA传递
解析：图中表示的是以RNA为模板合成DNA的过程，催化该过程的酶是逆转录酶，A错误；mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基称作一个密码子，B错误；DNA单链上的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连，C正确；逆转录过程中遗传信息从RNA向DNA传递，D错误。
答案：C
10．[2022·湖南卷]大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强，二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是( )
A．一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链
B．细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子
C．核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡
D．编码该核糖体蛋白的基因转录完成后，mRNA才能与核糖体结合进行翻译
答案：D
解析：一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链，以提高翻译效率，A正确；细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子，与rRNA分子结合，二者组装成核糖体，B正确；当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白只能结合到自身mRNA分子上，导致蛋白质合成停止，核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了rRNA和核糖体蛋白数量上的平衡，C正确；大肠杆菌为原核生物，没有核膜，转录形成的mRNA在转录未结束时即和核糖体结合，开始翻译过程，D错误。
11．[2023·广东卷]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：
(1)放射刺激心肌细胞产生的________会攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。
(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_______________________________________。
自由基
RNA聚合
miRNA
P蛋白能抑制细胞凋亡，miRNA表达量升高，与P基因的mRNA结合并将其降解的概率上升，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡
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：（1）放射刺激心肌细胞，可产生大量自由基，攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。（2）RNA聚合酶能催化转录过程，以DNA的一条链为模板，通过碱基互补配对原则合成前体mRNA。由图可知，miRNA既能与mRNA结合，降低mRNA的翻译水平，又能与circRNA结合，提高mRNA的翻译水平，故circRNA和mRNA在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合，调节基因表达。（3）P蛋白能抑制细胞凋亡，当miRNA表达量升高时，大量的miRNA与P基因的mRNA结合，并将P基因的mRNA降解，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡。（4）根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，还能通过增大细胞内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。
