第26讲 基因的表达
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。
考点1 基因指导蛋白质的合成
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，而且长度比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
4．种类及功能
(1)信使RNA(mRNA)：蛋白质合成的模板。
(2)转运RNA(tRNA)：识别并转运氨基酸。
(3)核糖体RNA(rRNA)：核糖体的组成成分。
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
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．转录的过程
1．(必修2 P65“图4-4”)(1)遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程不需要(填“需要”或“不需要”)解旋酶。
(2)一个基因转录时以基因的一条链为模板，一个DNA上的所有基因的模板链不一定(填“一定”或“不一定”)相同。
(3)mRNA合成的方向是5′→3′。
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
2．(必修2 P67“思考·讨论”)一种氨基酸可能有几个密码子的现象称为密码子的简并，密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？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。
地球上几乎所有的生物体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当今生物可能有共同的起源，或者说生命本质上是统一的。
3．(必修2 P67“图4-6”)(1)tRNA含有(填“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA分子中不是(填“是”或“不是”)只有三个碱基。
(2)反密码子的读取方向为由氨基酸连接端开始读(或由长臂端向短臂端读取或由3′→5′读取)。
4．(必修2 P69“旁栏插图”)图示信息显示一个mRNA分子结合多个核糖体，其意义是少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质，A端是mRNA的5′端(填“5′端”或“3′端”)。
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
DNA复制 从DNA流向DNA 细胞生物、DNA病毒等
转录 从DNA流向RNA 细胞生物、DNA病毒、逆转录病毒
翻译 从RNA流向蛋白质 所有生物
RNA自我复制 从RNA流向RNA 某些RNA病毒(如烟草花叶病毒)
RNA逆转录 从RNA流向DNA 逆转录病毒(如HIV)
1．遗传信息的转录过程中需要解旋酶解开DNA双螺旋。( × )
提示：遗传信息转录过程中，RNA聚合酶有解旋功能，不需要解旋酶。
2．转录以基因为单位，一个DNA分子上的所有基因的模板链都相同。( × )
提示：一个DNA分子上的所有基因模板链不一定相同。
3．已合成的mRNA先释放的一端是3′端。( × )
提示：mRNA合成是从5′端→3′端，因此已合成的mRNA先释放的一端是5′端。
4．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：在正常情况下，终止密码子无对应的反密码子。
5．一种氨基酸只由一种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。
6．核糖体与mRNA的结合部位会形成3个tRNA结合位点。( × )
提示：核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA结合位点。
7．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。
8．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。( √ )
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。
(1)据图甲分析，写出提高油菜产油量的基本思路：抑制酶b合成(活性)，促进酶a合成(活性)。
(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，原因是基因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，不能翻译出酶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。
组别 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
(1)从实验结果来看链孢霉线粒体内的RNA聚合酶由细胞核DNA(填“细胞核DNA”或“线粒体DNA”)控制合成，理由是线粒体DNA的转录被抑制后，链孢霉线粒体RNA聚合酶含量很高。
(2)线粒体基因表达的产物对细胞核基因的表达有(填“有”或“没有”)影响，理由是线粒体DNA的转录被抑制后，链孢霉线粒体RNA聚合酶含量很高，而线粒体DNA转录不被抑制时，链孢霉线粒体RNA聚合酶含量正常。
遗传信息的转录和翻译
1．(2022·广东卷)拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构，功能是协助mRNA转移。与野生型相比，推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中，有更多mRNA分布于( )
A．细胞核 B．细胞质
C．高尔基体 D．细胞膜
A [分析题意，野生型的拟南芥HPR1蛋白是位于核孔协助mRNA转移的，mRNA是转录的产物，翻译的模板，故可推测其转移方向是从细胞核内通过核孔到细胞核外，因此该蛋白功能缺失的突变型细胞，不能协助mRNA转移，mRNA会聚集在细胞核中，A正确。]
2．(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：_________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
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。由题图可知，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。
答案：(1)自由基 (2)RNA聚合 miRNA (3)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 (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
DNA复制、转录和翻译的比较
密码子和反密码子
3．(2023·江苏卷)翻译过程如图所示，其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I)，与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对。下列相关叙述正确的是( )
A．tRNA分子内部不发生碱基互补配对
B．反密码子为5′-CAU-3′的tRNA可转运多种氨基酸
C．mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA
D．碱基I与密码子中碱基配对的特点，有利于保持物种遗传的稳定性
D [tRNA链存在空间折叠，局部双链之间通过碱基对相连，A错误；反密码子为5′-CAU-3′的tRNA只能与密码子3′-GUA-5′配对，只能携带一种氨基酸，B错误；mRNA中的终止密码子，核糖体读取到终止密码子时翻译结束，终止密码子没有相应的tRNA与之结合，C错误；由题可知，在密码子第3位的碱基A、U或C可与反密码子第1位的碱基I配对，这种摆动性增加了反密码子与密码子识别的灵活性，提高了容错率，有利于保持物种遗传的稳定性，D正确。]
氨基酸与密码子、反密码子的数量关系
(1)一种氨基酸可对应一种或几种密码子(即密码子的简并)，可由一种或几种tRNA转运。
(2)除终止密码子外，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)终止密码子并非不能编码氨基酸，如UGA在特殊情况下，可以编码硒代半胱氨酸。
(4)在原核生物中，GUG作为起始密码子时编码甲硫氨酸。
基因表达的调控
4．转铁蛋白受体参与细胞对Fe3＋的吸收，但Fe3＋大量积累对细胞有毒害。下图是细胞中Fe3＋含量对转铁蛋白受体mRNA稳定性的调节过程(图中铁反应元件是转铁蛋白受体mRNA上一段富含碱基A、U的序列)。结合图文分析，描述错误的是( )
A．铁反应元件形成的茎环结构能影响转铁蛋白受体的氨基酸序列，从而影响该受体的结构
B．铁反应元件能形成茎环结构的原因是该片段存在能自身互补配对的碱基序列
C．指导合成转铁蛋白受体的模板被彻底水解的产物是磷酸、核糖和含氮碱基
D．这种调节机制既可以避免Fe3＋对细胞的毒性影响，又可以减少细胞内物质和能量的浪费
A [铁反应元件形成的茎环结构位于终止密码子之后，不影响转铁蛋白受体的氨基酸序列，A错误。图中铁反应元件是转铁蛋白受体mRNA上一段富含碱基A、U的序列，该片段能自身互补配对形成茎环，B正确。转铁蛋白受体的本质是蛋白质，所以其合成模板是mRNA，该模板被彻底水解的产物是磷酸、核糖和含氮碱基，C正确。当Fe3＋浓度低时，一方面铁调节蛋白受体能够结合Fe3＋，具有活性；另一方面剩余的铁调节蛋白受体能与转铁蛋白受体mRNA上的铁反应元件结合，使转铁蛋白受体mRNA难以被水解，以便要翻译出更多的铁调节蛋白受体。当Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白受体由于结合Fe3＋而不能与铁反应元件结合，导致转铁蛋白受体mRNA易被水解，进而无法指导合成更多的铁调节蛋白受体，使铁调节蛋白受体无活性。这种调节机制既可以避免Fe3＋对细胞的毒性影响，又可以减少细胞内物质和能量的浪费，D正确。]
中心法则
5．(2021·广东卷)金霉素(一种抗生素)可抑制tRNA与mRNA的结合，该作用直接影响的过程是( )
A．DNA复制 B．转录
C．翻译 D．逆转录
C [由题干可知，金霉素可抑制tRNA与mRNA的结合，使tRNA不能携带氨基酸进入核糖体，从而直接影响翻译的过程，C正确。]
6．(2022·河北卷)关于中心法则相关酶的叙述，错误的是( )
A．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
B．DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成
C．在解旋酶协助下，RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNA
D．DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用
C [RNA聚合酶催化DNA→RNA的转录过程，逆转录酶催化RNA→DNA的逆转录过程，两个过程中均遵循碱基互补配对原则，且有DNA-RNA之间的氢键形成，A正确；DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的本质都是蛋白质，蛋白质是由核酸控制合成的，其合成场所是核糖体，B正确；以单链DNA为模板转录合成多种RNA是转录过程，该过程不需要解旋酶，C错误；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，从而起催化作用，在适宜条件下，酶在体内和体外均可发挥作用，如体外扩增DNA分子的PCR技术中可用到耐高温的DNA聚合酶，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方式
(1)直接方式：基因蛋白质的结构生物体的性状。
(2)间接方式：基因酶的合成代谢过程生物体的性状。
2．基因控制性状的实例[连一连]
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
在细胞中的表达情况 举例
在所有细胞中都表达，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的 如ATP合成酶基因、核糖体蛋白基因
只在某类细胞中特异性表达，即选择性表达 如卵清蛋白基因、胰岛素基因
3．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。
三、表观遗传
1．基因表达的调控直接影响性状
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、生理和行为等方面截然不同。
(4)形成原因：DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰。
(5)特点：①DNA序列不变；②可遗传给后代；③受环境影响、可逆性。
1．(必修2 P74“相关信息”)除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰是如何影响基因表达的？
构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰之后，组蛋白与DNA的结合变得松弛，基因更容易被RNA聚合酶识别，影响基因的表达。
3．基因与性状间的对应关系
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。
(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。一般来说，性状是基因和环境共同作用的结果。
2．(必修2 P75“思维训练”)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。对这一现象的解释是表型是基因型和环境共同作用的结果，不同的环境，比如温度，可以影响细胞内多种酶的活性，这些酶很可能参与了果蝇幼虫的发育，所以当温度改变时，果蝇的表型也发生改变。
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．表观遗传现象中，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，生物体的性状也会改变。
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。( √ )
DNA甲基化是在DNA甲基转移酶的作用下，将甲基选择性地添加到胞嘧啶上形成5-胞嘧啶的过程。研究发现，雌蜂幼虫用不同的食物喂养，基因组的甲基化程度不同(图1)。科学家通过现代生物技术手段，得到Dnmt3(DNA甲基转移酶的一种)基因被敲除的雌蜂幼虫，在同样喂食花粉和花蜜的条件下，该雌蜂幼虫发育成蜂王(图2)。据此研究解释蜜蜂幼虫因食物不同而发育不同的原因。
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，造成与性别分化有关的基因被甲基化而不能表达，发育成了工蜂；蜜蜂的幼虫以蜂王浆为食，使Dnmt3基因不表达，与性别分化有关的基因正常表达而发育成蜂王。
基因表达与性状的关系
1．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，直接控制生物体的性状
A [由题图可知，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来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，D错误。]
2．(2022·重庆卷)研究发现在野生型果蝇幼虫中降低lint基因表达，能影响另一基因inr的表达(如图)，导致果蝇体型变小等异常。下列叙述错误的是( )
注：WT：野生型果蝇幼虫；
lintRi：降低lint基因表达后的幼虫。
A．lint基因的表达对inr基因的表达有促进作用
B．提高幼虫lint基因表达可能使其体型变大
C．降低幼虫inr基因表达可能使其体型变大
D．果蝇体型大小是多个基因共同作用的结果
A [对比野生型果蝇幼虫inr基因的表达量可知，降低lint基因表达后，幼虫体内的inr基因的表达量显著上升，说明lint基因的表达对inr基因的表达有抑制作用，A错误；根据题干信息可知，inr基因的表达量增加后“导致果蝇体型变小”，可推测提高幼虫lint基因表达，inr基因的表达量下降，进而可能使果蝇体型变大，B、C正确；由以上分析可知，果蝇体型大小与lint基因和inr基因都有关，说明果蝇体型大小是多个基因共同作用的结果，D正确。]
表观遗传
3．启动子中CpG岛上的胞嘧啶发生甲基化修饰，会使启动子区高度螺旋化，还会导致( )
A．相关基因的表达受到影响
B．CpG岛的甲基化引发基因突变
C．相关基因编码区的碱基序列改变
D．单链中相邻的CG碱基之间氢键断裂
A [启动子发生了甲基化修饰，会使染色质高度螺旋化，凝缩成团，不利于RNA聚合酶与被甲基化修饰的启动子结合，影响相关基因的转录，最终影响基因的表达，但并不改变基因编码区的碱基序列，A正确，B、C错误；被甲基化的DNA单链上相邻的C和G之间不是通过氢键连接，而是通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，D错误。]
4．(2024·广东卷)研究发现，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG蛋白(具有组蛋白修饰功能)的合成，会启动原癌基因zfhl的表达，导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于( )
A．基因突变 B．染色体变异
C．基因重组 D．表观遗传
D [由题可知，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG蛋白(具有组蛋白修饰功能)的合成，会启动原癌基因zfhl的表达，导致肿瘤形成，即基因型未发生变化而表型却发生了改变，因此驱动此肿瘤形成的原因属于表观遗传，D正确。]
课时分层作业(二十六)
1．用鸡卵清蛋白成熟的mRNA与转录该mRNA的模板DNA单链杂交，结果如图所示。对于造成此结果的原因，下列分析最合理的是( )
A．图中的DNA单链内部存在碱基互补配对
B．DNA单链转录后发生了变异
C．鸡卵清蛋白基因的转录过程是不连续、跳跃式的
D．鸡卵清蛋白mRNA成熟前经剪切加工后变短
D [图中表示的是mRNA与DNA单链进行的碱基互补配对，A错误；DNA单链转录后没有发生变异，B错误；鸡卵清蛋白基因的转录过程不是跳跃式的，转录是连续的，只是因为转录完成后进行了剪切，才出现了如图的结果，C错误；由于成熟的mRNA经过了剪切，所以mRNA比模板链短，且DNA链中有未配对的片段，D正确。]
2．Rous肉瘤病毒是诱发癌症的一类RNA病毒， 如图表示其致病原理， 下列叙述正确的是( )
A．过程①发生在宿主细胞内， 需要宿主细胞提供逆转录酶
B．过程②的目的是形成双链DNA, 其中酶A是一种RNA聚合酶
C．过程③是以＋DNA为模板合成大量Rous肉瘤病毒＋RNA的过程
D．Rous肉瘤病毒致癌的过程中， 宿主细胞的遗传信息发生改变
D [过程①表示逆转录过程，病毒是营寄生生活的生物，①过程发生在宿主细胞内，由病毒提供逆转录酶，A错误；据图分析，过程②表示DNA分子的复制，目的是形成双链DNA，根据酶A催化的产物是核糖核苷酸，可判断酶A是将RNA水解的酶，B错误；据图分析，－DNA与＋RNA的碱基互补配对，故过程③是以－DNA为模板合成大量Rous肉瘤病毒＋RNA的过程，C错误；Rous肉瘤病毒是逆转录病毒，由图可知，Rous肉瘤病毒是将病毒的RNA逆转录形成的DNA整合到宿主细胞的核DNA上，导致宿主细胞的遗传信息发生改变，D正确。]
3．(2025·广东深圳模拟)1986年，英国科学家钱伯斯发现了硒代半胱氨酸(非必需氨基酸)，并提出硒代半胱氨酸由密码子UGA编码。最初，人们仅把UGA视为多肽合成的终止密码子，现在发现它在某些情况下也可以编码硒代半胱氨酸。下列叙述正确的是( )
A．硒代半胱氨酸的出现使运载氨基酸的tRNA种类发生改变，tRNA的反密码子含有5′-ACU-3′碱基序列
B．正常情况下每个基因均含有终止密码子
C．多肽链中若含有1个硒代半胱氨酸，则其mRNA模板中含有两个UGA序列
D．反密码子与密码子的配对方式不由tRNA上结合的氨基酸决定
D [硒代半胱氨酸的出现使运载氨基酸的tRNA种类发生改变，tRNA的反密码子含有3′-ACU-5′碱基序列，A错误；密码子位于mRNA上，正常情况下每个基因转录出的mRNA均含有终止密码子，B错误；翻译的直接模板为mRNA，多肽链中硒代半胱氨酸需要UGA序列，若该mRNA的终止密码子为UGA，则其直接模板中可能含有两个UGA序列，不是一定含有两个UGA序列，C错误；反密码子与密码子按碱基互补配对原则进行配对，与tRNA上结合的氨基酸无关，D正确。]
4．CD163蛋白是PRRSV病毒感染家畜的受体。为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程，将红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因拼接在一起(如下图)，使其表达成一条多肽。该拼接过程的关键步骤是除去( )
A．CD163基因中编码起始密码子的序列
B．CD163基因中编码终止密码子的序列
C．RFP基因中编码起始密码子的序列
D．RFP基因中编码终止密码子的序列
B [为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程，则拼接在一起的红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因都能转录和翻译，使其表达成一条多肽，因此拼接在一起的CD163基因转录形成的mRNA中不能出现终止密码子，否则红色荧光蛋白RFP基因转录形成的mRNA不能进行翻译，无法合成红色荧光蛋白，因此该拼接过程的关键步骤是除去CD163基因中编码终止密码子的序列，B符合题意，A、C、D不符合题意。]
5．(2025·广东江门模拟)VEGFA基因编码的蛋白质是一种重要的血管生成因子，能够促进血管内皮细胞的增殖、迁移和存活，从而诱导新血管的形成。科学研究发现，癌细胞的VEGFA基因的启动子区域存在大量的组蛋白乳酸化修饰，这导致了VEGFA基因高度表达。乳酸化修饰是一种常见的表观遗传修饰。下列相关叙述正确的是( )
A．乳酸化修饰会改变启动子区域的碱基序列
B．乳酸化修饰促进DNA聚合酶与启动子结合，启动转录
C．表观遗传中的分子修饰只发生在蛋白质上
D．抑制组蛋白乳酸化修饰可能不利于癌细胞的转移
D [乳酸化修饰属于表观遗传的一种类型，不改变碱基序列，只是影响基因的表达，进而导致遗传性状的改变，A错误；乳酸化修饰可能促进RNA聚合酶与启动子结合，启动转录，因而导致了VEGFA基因高度表达，B错误；表观遗传中的分子修饰可发生在蛋白质上，也可发生在DNA上，C错误；题意显示，VEGFA基因编码的蛋白质能够促进血管内皮细胞的增殖、迁移和存活，从而诱导新血管的形成，且VEGFA基因的启动子区域发生组蛋白乳酸化修饰会导致VEGFA基因高度表达，可见抑制组蛋白乳酸化修饰可能不利于癌细胞的转移，D正确。]
6．CRISPR/Cas9系统主要由向导RNA(SgRNA)和Cas9蛋白两部分组成，SgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割，其机制如图所示。下列说法正确的是( )
A．Cas9蛋白相当于限制酶，切割特定基因位点的脱氧核糖和碱基之间的化学键
B．向导RNA可以在逆转录酶的催化下合成，合成的原料包括四种核糖核苷酸
C．CRISPR/Cas9基因编辑技术有时会因SgRNA错误结合而出现“脱靶”现象，一般SgRNA序列越长，脱靶率越低
D．对不同目标DNA进行编辑时，使用Cas9蛋白和相同的SgRNA进行基因编辑
C [Cas9蛋白切割特定基因位点，相当于限制酶，作用于脱氧核糖和磷酸之间的磷酸二酯键，A错误；向导RNA是以DNA的一条链为模板通过转录形成的，可以在RNA聚合酶的催化下合成，合成的原料包括四种核糖核苷酸，B错误；CRISPR/Cas9技术编辑基因有时会因SgRNA错误结合而出现“脱靶”现象，SgRNA的序列越短，可识别的DNA上的特定碱基序列越短，越容易发生脱靶现象，即脱靶率越高，C正确；在对不同目标DNA进行编辑时，应使用Cas9蛋白和不同的SgRNA结合进而实现对不同基因的编辑，D错误。]
7．大多数真核细胞核内转录的RNA在转录终止的同时，其3′端会立即加上一个含200～300个A的特殊结构，即polyA。科研人员将含有polyA尾和无polyA尾的珠蛋白mRNA分别注入爪蟾卵母细胞中，起初二者都能合成珠蛋白，6 h后后者不能继续合成珠蛋白。下列相关叙述错误的是( )
A．RNA形成的场所主要是细胞核
B．mRNA的polyA尾不含有终止子
C．polyA尾可能会增强mRNA的稳定性使其长时间发挥作用
D．含polyA尾的mRNA翻译出的多肽末端含多个密码子AAA对应的氨基酸
D [形成RNA的过程叫作转录，转录主要发生在细胞核内，因此RNA形成的场所主要是细胞核，A正确；终止子存在于DNA上，所以mRNA的polyA尾不含有终止子，B正确；由题干“科研人员将含有polyA尾和无polyA尾的珠蛋白mRNA分别注入爪蟾卵母细胞中，起初二者都能合成珠蛋白，6 h后后者不能继续合成珠蛋白”可知，polyA尾可能会增强mRNA的稳定性使其长时间发挥作用，C正确；RNA在转录终止的同时才加入polyA，且加入polyA尾也能合成珠蛋白，说明polyA尾并没有编码氨基酸，D错误。]
8．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。下列叙述错误的是( )
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．此种突变没有改变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
A [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正确；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。]
9．PTEN是人类肿瘤中突变率最高的基因之一，PTEN基因敲除后小鼠多脏器发生肿瘤。研究表明PTEN基因转录形成的非编码RNA(circPTEN1)在结直肠癌组织中明显减少。下列叙述错误的是( )
A．PTEN基因突变可能引起细胞癌变
B．PTEN基因表达的蛋白质能调控细胞的生长和增殖
C．提高circPTEN1的表达量能成为抑制结直肠癌的思路
D．circPTEN1上可能不存在启动子造成其不能编码蛋白质
D [PTEN基因敲除后小鼠多脏器发生肿瘤，可推测PTEN基因突变可能引起细胞癌变，A正确；根据题干信息，PTEN基因为抑癌基因，抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞生长和增殖，B正确；circPTEN1在结直肠癌组织中明显减少，提高circPTEN1的表达量，能够成为抑制结直肠癌的思路，C正确；启动子在DNA上，不在非编码RNA(circPTEN1)上，D错误。]
10．蛋白D是某种小鼠正常发育所必需的物质，缺乏则表现为侏儒鼠。小鼠体内的A基因能控制该蛋白的合成，a基因则不能。A基因的表达受P序列(一段DNA序列)的调控，如图所示。P序列在精子中是去甲基化的，传给子代能正常表达；在卵细胞中是甲基化(甲基化需要甲基化酶的参与)的，传给子代不能正常表达。下列有关叙述正确的是( )
A．基因型为Aa的侏儒鼠，A基因可能来自母本也可能来自父本
B．降低发育中的侏儒鼠甲基化酶的活性，侏儒症状都能一定程度上缓解
C．侏儒雌鼠与侏儒雄鼠交配，子代小鼠不一定是侏儒鼠
D．正常雌鼠与正常雄鼠交配，子代小鼠一定是正常鼠
C [P序列在精子中是非甲基化的，传给子代能正常表达；在卵细胞中是甲基化的，传给子代不能正常表达，故基因型为Aa的侏儒鼠，A基因一定来自母本，A错误。降低甲基化酶的活性，导致P序列甲基化程度降低，对A基因表达的抑制作用降低，从而使得发育中的小鼠侏儒症状(基因型为Aa)能一定程度上缓解，但基因型为aa的个体的侏儒症状无法缓解，B错误。若侏儒雌鼠(aa)与侏儒雄鼠(Aa，其中A基因来自母本)杂交，雄鼠的精子正常，后代中基因型为Aa的小鼠生长发育均正常，故子代小鼠不一定是侏儒鼠，C正确。若正常雌鼠(Aa)与正常雄鼠(Aa)杂交，后代中基因型为Aa的小鼠中的A基因若来自母本，则表现为侏儒鼠，aa的表型也为侏儒鼠，D错误。]
11．操纵元是原核细胞基因表达调控的一种结构形式，它由启动子、结构基因(编码蛋白基因)、终止子等组成。如图表示大肠杆菌细胞中核糖体蛋白(RP)的合成及调控过程，其中序号表示相关生理过程，mRNA上的RBS是核糖体结合位点。下列有关说法错误的是( )
A．过程①中RNA聚合酶与启动子结合后相继驱动多个基因的转录
B．过程②中核糖体与mRNA结合后逐一阅读密码子，直至终止子结束
C．细胞中缺乏rRNA时，RP1与mRNA上的RBS位点结合阻止翻译的起始
D．该机制保证了rRNA与RP的数量平衡，同时也减少了物质与能量的浪费
B [过程①(转录)中RNA聚合酶与启动子结合后相继驱动多个基因(基因1、基因2等)的转录，A正确；过程②(翻译)中核糖体与mRNA结合后逐一阅读密码子，直至终止密码子结束，B错误；当细胞中缺乏rRNA时，会导致mRNA与RP1结合，RBS被封闭，终止核糖体蛋白的合成，C正确；当细胞中缺乏rRNA分子时，阻止核糖体蛋白的合成，这种调节机制既保证了rRNA与RP的数量平衡，同时也减少了物质与能量的浪费，D正确。]
12．(2022·重庆卷)科学家用基因编辑技术由野生型番茄(HH)获得突变体番茄(hh)，发现突变体中DML2基因的表达发生改变，进而影响乙烯合成相关基因ACS2等的表达及果实中乙烯含量(如图1、2)，导致番茄果实成熟期改变。请回答以下问题：
(1)图1中，基因h是由基因H编码区第146位碱基后插入一个C(虚线框所示)后突变产生，致使蛋白h比蛋白H少93个氨基酸，其原因是________________。基因h转录形成的mRNA上第49个密码子为________________。另有研究发现，基因H发生另一突变后，其转录形成的mRNA上有一密码子发生改变，但翻译的多肽链氨基酸序列和数量不变，原因是_______________________________
_________________________________________________________。
(2)图2中，t1～t2时段，突变体番茄中DML2基因转录的mRNA相对量低于野生型，推测在该时间段，蛋白H对DML2基因的作用是______________________。突变体番茄果实成熟期改变的可能机制为：H突变为h后，由于DML2基因的作用，果实中ACS2基因________，导致果实成熟期________(填“提前”或“延迟”)。
(3)番茄果肉红色(R)对黄色(r)为显性。现用基因型为RrHH和Rrhh的番茄杂交，获得果肉为红色、成熟期为突变体性状的纯合子番茄，请写出杂交选育过程(用基因型表示)。_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)由图1可知，基因h是由基因H编码区第146位碱基后插入一个C后突变产生的，插入一个C后导致基因h后的碱基排列顺序发生改变，即终止密码子的位置提前，导致翻译过程提前终止，所以致使蛋白h比蛋白H少93个氨基酸；密码子是由位于mRNA上的3个相邻的碱基决定的，基因h是由基因H编码区第146位碱基后插入一个C后突变产生的，插入的C为第147位的碱基，所以基因h转录形成的mRNA上第49个密码子为GCC；由于密码子的简并，当基因H发生另一突变后，其转录形成的mRNA上有一密码子发生改变，但翻译的多肽链氨基酸序列和数量不变。(2)由图2可知，t1～t2时段，野生型番茄(HH)中有H蛋白，促进DML2基因转录的mRNA相对量高，突变体(hh)番茄中没有H蛋白，DML2基因转录的mRNA相对量低，说明H蛋白促进DML2基因的转录过程；H突变为h后，突变体(hh)ACS2基因转录的mRNA相对量下降，所以推测由于DML2基因的作用，导致果实中ACS2基因延迟表达，导致果实成熟期延迟。(3)让基因型为RrHH和Rrhh的番茄杂交，获得F1的基因型为RRHh、RrHh、rrHh，然后让F1中表现为红色、成熟期正常的番茄个体(RRHh、RrHh)自交，基因型为RRHh的个体自交，获得RRH_和RRhh，从中选出RRhh(红色果肉且成熟期晚)；基因型为RrHh的个体自交，获得rr__、R_H_和R_hh，选出红色果肉且成熟期为突变体的个体(R_hh)单株收获种子再单独种植，选择只有红色果肉的突变体即为RRhh。
答案：(1)翻译的过程中终止密码子提前出现 GCC 密码子的简并 (2)促进DML2基因的转录过程 延迟表达 延迟 (3)让基因型为RrHH和Rrhh的番茄杂交，获得F1的基因型为RRHh、RrHh、rrHh，然后让F1中表现为红色、成熟期正常的番茄个体(RRHh、RrHh)自交，基因型为RRHh的个体自交，获得RRH_和RRhh，从中选出RRhh(红色果肉且成熟期晚)；基因型为RrHh的个体自交，获得rr__、R_H_和R_hh，选出红色果肉且成熟期为突变体的个体(R_hh)单株收获种子再单独种植，后代只有红色果肉的突变体即为RRhh
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共63张PPT)
必修2 遗传与进化
第五单元 遗传的分子基础
第26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。
考点1 基因指导蛋白质的合成
一、RNA的结构和种类
1．基本单位
_____________。
2．组成成分
核糖核苷酸
3．结构
一般是___链，而且长度比DNA短，因此能够通过______，从细胞核转移到细胞质中。
4．种类及功能
(1)信使RNA(mRNA)：_________合成的模板。
(2)转运RNA(tRNA)：___________________。
(3)核糖体RNA(rRNA)：_________的组成成分。
单
核孔
蛋白质
识别并转运氨基酸
核糖体
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 _____________________ 一般是双链，相对分子质量较大
RNA ______ U(尿嘧啶) 通常是______，相对分子质量较小
T(胸腺嘧啶)
核糖
单链
二、遗传信息的转录
1．概念
RNA是在细胞核中，通过_______________以_______________为模板合成的，这一过程叫作转录。
RNA聚合酶
DNA的一条链
2．转录的过程
1．(必修2 P65“图4-4”)(1)遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程_________(填“需要”或“不需要”)解旋酶。
(2)一个基因转录时以基因的___条链为模板，一个DNA上的所有基因的模板链_________(填“一定”或“不一定”)相同。
(3)mRNA合成的方向是_________。
不需要
一
不一定
5′→3′
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 ____种 目前发现有很多种
位置 ____________上 ________一端
实质 决定一个氨基酸的3个相邻的碱基 与mRNA上________发生__________配对的3个相邻的碱基
64
mRNA
tRNA
密码子
碱基互补
2．过程
2．(必修2 P67“思考·讨论”)一种氨基酸可能有几个密码子的现象
称为密码子的简并，密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？
____________________________________________________________________________________________________。
地球上几乎所有的生物体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________________________________
_____________________。
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
当今生物可能有共同的起源，或者说生命本质上是统一的
3．(必修2 P67“图4-6”)(1)tRNA______(填“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA分子中______(填“是”或“不是”)只有三个碱基。
(2)反密码子的读取方向为____________________________________
__________________________。
4．(必修2 P69“旁栏插图”)图示信息显示一个mRNA分子结合多个核糖体，其意义是___________________________________________，A端是mRNA的_________(填“5′端”或“3′端”)。
含有
不是
由氨基酸连接端开始读(或由长臂端向短臂端读取或由3′→5′读取)
少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质
5′端
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
DNA复制 从________流向________ 细胞生物、DNA病毒等
转录 从________流向________ 细胞生物、DNA病毒、逆转录病毒
翻译 从________流向________ 所有生物
RNA自我复制 从________流向RNA 某些RNA病毒(如烟草花叶病毒)
RNA_________ 从RNA流向________ 逆转录病毒(如HIV)
DNA
DNA
DNA
RNA
RNA
蛋白质
RNA
逆转录
DNA
真核细胞和原核细胞遗传信息表达的区别
1．遗传信息的转录过程中需要解旋酶解开DNA双螺旋。( )
提示：遗传信息转录过程中，RNA聚合酶有解旋功能，不需要解旋酶。
2．转录以基因为单位，一个DNA分子上的所有基因的模板链都相同。( )
提示：一个DNA分子上的所有基因模板链不一定相同。
3．已合成的mRNA先释放的一端是3′端。( )
提示：mRNA合成是从5′端→3′端，因此已合成的mRNA先释放的一端是5′端。
×
×
×
4．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：在正常情况下，终止密码子无对应的反密码子。
5．一种氨基酸只由一种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。
6．核糖体与mRNA的结合部位会形成3个tRNA结合位点。( )
提示：核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA结合位点。
×
×
×
7．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。
8．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。( )
×
√
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。
(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，原因是________________________
____________________________________________________________________________________________________________________。
抑制酶b合成(活
性)，促进酶a合成(活性)
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，不能翻译出酶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。
组别 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
(1)从实验结果来看链孢霉线粒体内的RNA聚合酶由___________(填“细胞核DNA”或“线粒体DNA”)控制合成，理由是___________
________________________________________________。
(2)线粒体基因表达的产物对细胞核基因的表达___(填“有”或“没有”)影响，理由是__________________________________________
__________________________________________________________________________________。
细胞核DNA
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
有
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，而线粒体DNA转录不被抑制时，链孢霉线粒体RNA聚合酶含量正常
1．(2022·广东卷)拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构，功能是协助mRNA转移。与野生型相比，推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中，有更多mRNA分布于( )
A．细胞核 B．细胞质
C．高尔基体 D．细胞膜
A [分析题意，野生型的拟南芥HPR1蛋白是位于核孔协助mRNA转移的，mRNA是转录的产物，翻译的模板，故可推测其转移方向是从细胞核内通过核孔到细胞核外，因此该蛋白功能缺失的突变型细胞，不能协助mRNA转移，mRNA会聚集在细胞核中，A正确。]
1
遗传信息的转录和翻译
√
2．(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：__________________________________
__________________________________________________________。
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。由题图可知，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。
答案：(1)自由基 (2)RNA聚合 miRNA (3)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 (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
DNA复制、转录和翻译的比较
3．(2023·江苏卷)翻译过程如图所示，其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I)，与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对。下列相关叙述正确的是( )
A．tRNA分子内部不发生碱基互补配对
B．反密码子为5′-CAU-3′的tRNA可转运多
种氨基酸
C．mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA
D．碱基I与密码子中碱基配对的特点，有利于保持物种遗传的稳定
性
2
密码子和反密码子
√
D [tRNA链存在空间折叠，局部双链之间通过碱基对相连，A错误；反密码子为5′-CAU-3′的tRNA只能与密码子3′-GUA-5′配对，只能携带一种氨基酸，B错误；mRNA中的终止密码子，核糖体读取到终止密码子时翻译结束，终止密码子没有相应的tRNA与之结合，C错误；由题可知，在密码子第3位的碱基A、U或C可与反密码子第1位的碱基I配对，这种摆动性增加了反密码子与密码子识别的灵活性，提高了容错率，有利于保持物种遗传的稳定性，D正确。]
氨基酸与密码子、反密码子的数量关系
(1)一种氨基酸可对应一种或几种密码子(即密码子的简并)，可由一种或几种tRNA转运。
(2)除终止密码子外，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)终止密码子并非不能编码氨基酸，如UGA在特殊情况下，可以编码硒代半胱氨酸。
(4)在原核生物中，GUG作为起始密码子时编码甲硫氨酸。
4．转铁蛋白受体参与细胞对Fe3＋的吸收，但Fe3＋大量积累对细胞有毒害。下图是细胞中Fe3＋含量对转铁蛋白受体mRNA稳定性的调节过程(图中铁反应元件是转铁蛋白受体mRNA上一段富含碱基A、U的序列)。结合图文分析，描述错误的是( )
3
基因表达的调控
A．铁反应元件形成的茎环结构能影响转铁蛋白受体的氨基酸序列，
从而影响该受体的结构
B．铁反应元件能形成茎环结构的原因是该片段存在能自身互补配
对的碱基序列
C．指导合成转铁蛋白受体的模板被彻底水解的产物是磷酸、核糖
和含氮碱基
D．这种调节机制既可以避免Fe3＋对细胞的毒性影响，又可以减少
细胞内物质和能量的浪费
√
A [铁反应元件形成的茎环结构位于终止密码子之后，不影响转铁蛋白受体的氨基酸序列，A错误。图中铁反应元件是转铁蛋白受体mRNA上一段富含碱基A、U的序列，该片段能自身互补配对形成茎环，B正确。转铁蛋白受体的本质是蛋白质，所以其合成模板是mRNA，该模板被彻底水解的产物是磷酸、核糖和含氮碱基，C正确。当Fe3＋浓度低时，一方面铁调节蛋白受体能够结合Fe3＋，具有活性；另一方面剩余的铁调节蛋白受体能与转铁蛋白受体mRNA上的铁反应元件结合，使转铁蛋白受体mRNA难以被水解，以便要翻译出更多的铁调节蛋白受体。当Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白受体由
于结合Fe3＋而不能与铁反应元件结合，导致转铁蛋白受体mRNA易被水解，进而无法指导合成更多的铁调节蛋白受体，使铁调节蛋白受体无活性。这种调节机制既可以避免Fe3＋对细胞的毒性影响，又可以减少细胞内物质和能量的浪费，D正确。]
5．(2021·广东卷)金霉素(一种抗生素)可抑制tRNA与mRNA的结合，该作用直接影响的过程是( )
A．DNA复制 B．转录
C．翻译 D．逆转录
C [由题干可知，金霉素可抑制tRNA与mRNA的结合，使tRNA不能携带氨基酸进入核糖体，从而直接影响翻译的过程，C正确。]
√
4
中心法则
6．(2022·河北卷)关于中心法则相关酶的叙述，错误的是( )
A．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
B．DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体
上合成
C．在解旋酶协助下，RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种
RNA
D．DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用
√
C [RNA聚合酶催化DNA→RNA的转录过程，逆转录酶催化RNA→DNA的逆转录过程，两个过程中均遵循碱基互补配对原则，且有DNA-RNA之间的氢键形成，A正确；DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的本质都是蛋白质，蛋白质是由核酸控制合成的，其合成场所是核糖体，B正确；以单链DNA为模板转录合成多种RNA是转录过程，该过程不需要解旋酶，C错误；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，从而起催化作用，在适宜条件下，酶在体内和体外均可发挥作用，如体外扩增DNA分子的PCR技术中可用到耐高温的DNA聚合酶，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方式
蛋白质的结构
酶的合成
2．基因控制性状的实例[连一连]
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
在细胞中的表达情况 举例
在所有细胞中都表达，指导合成的蛋白质是维持细胞__________________所必需的 如ATP合成酶基因、_______________
只在某类细胞中特异性表达，即_________
___ 如卵清蛋白基因、胰岛素基因
基本生命活动
核糖体蛋白基因
选择性表
达
3．细胞分化的本质
__________________。基因的选择性表达与__________________有关。
基因的选择性表达
基因表达的调控
三、表观遗传
1．基因表达的调控直接影响性状
2．表观遗传现象
(1)表观遗传：生物体________________保持不变，但__________和______发生可遗传变化的现象。
(2)存在时期：普遍存在于生物体的__________________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、生理和行为等方面截然不同。
(4)形成原因：DNA_________，构成染色体的组蛋白发生_________、_________等修饰。
(5)特点：①DNA序列______；②可遗传给后代；③受______影响、可逆性。
基因的碱基序列
基因表达
表型
生长、发育和衰老
甲基化
甲基化
乙酰化
不变
环境
1．(必修2 P74“相关信息”)除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰是如何影响基因表达的？
构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰之后，组蛋白与DNA的结合变得松弛，基因更容易被RNA聚合酶识别，影响基因的表达。
3．基因与性状间的对应关系
在大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的____________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______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。一般来说，性状是_______和______共同作用的结果。
一一对应
多个基因
多个
基因
环境
2．(必修2 P75“思维训练”)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。对这一现象的解释是
表型是基因型和环境共同作用的结果，不同的环境，比如温度，可以影响细胞内多种酶的活性，这些酶很可能参与了果蝇幼虫的发育，所以当温度改变时，果蝇的表型也发生改变。
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．表观遗传现象中，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，生物体的性状也会改变。
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。
( )
×
×
√
DNA甲基化是在DNA甲基转移酶的作用下，将甲基选择性地添加到胞嘧啶上形成5-胞嘧啶的过程。研究发现，雌蜂幼虫用不同的食物喂养，基因组的甲基化程度不同(图1)。科学家通过现代生物技术手段，得到Dnmt3(DNA甲基转移酶的一种)基因被敲除的雌蜂幼虫，在同样喂食花粉和花蜜的条件下，该雌蜂幼虫发育成蜂王(图2)。据此研究解释蜜蜂幼虫因食物不同而发育不同的原因。
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，造成与性别分化有关的基因被甲基化而不能表达，发育成了工蜂；蜜蜂的幼虫以蜂王浆为食，使Dnmt3基因不表达，与性别分化有关的基因正常表达而发育成蜂王。
1．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
体的性状
1
基因表达与性状的关系
√
A [由题图可知，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来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，D错误。]
2．(2022·重庆卷)研究发现在野生型果蝇幼虫中降低lint基因表达，能影响另一基因inr的表达(如图)，导致果蝇体型变小等异常。下列叙述错误的是( )
注：WT：野生型果蝇幼虫；
lintRi：降低lint基因表达后的幼虫。
A．lint基因的表达对inr基因的表达有促进作用
B．提高幼虫lint基因表达可能使其体型变大
C．降低幼虫inr基因表达可能使其体型变大
D．果蝇体型大小是多个基因共同作用的结果
√
A [对比野生型果蝇幼虫inr基因的表达量可知，降低lint基因表达后，幼虫体内的inr基因的表达量显著上升，说明lint基因的表达对inr基因的表达有抑制作用，A错误；根据题干信息可知，inr基因的表达量增加后“导致果蝇体型变小”，可推测提高幼虫lint基因表达，inr基因的表达量下降，进而可能使果蝇体型变大，B、C正确；由以上分析可知，果蝇体型大小与lint基因和inr基因都有关，说明果蝇体型大小是多个基因共同作用的结果，D正确。]
3．启动子中CpG岛上的胞嘧啶发生甲基化修饰，会使启动子区高度螺旋化，还会导致( )
A．相关基因的表达受到影响
B．CpG岛的甲基化引发基因突变
C．相关基因编码区的碱基序列改变
D．单链中相邻的CG碱基之间氢键断裂
2
表观遗传
√
A [启动子发生了甲基化修饰，会使染色质高度螺旋化，凝缩成团，不利于RNA聚合酶与被甲基化修饰的启动子结合，影响相关基因的转录，最终影响基因的表达，但并不改变基因编码区的碱基序列，A正确，B、C错误；被甲基化的DNA单链上相邻的C和G之间不是通过氢键连接，而是通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接，D错误。]
4．(2024·广东卷)研究发现，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG蛋白(具有组蛋白修饰功能)的合成，会启动原癌基因zfhl的表达，导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于( )
A．基因突变 B．染色体变异
C．基因重组 D．表观遗传
D [由题可知，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG蛋白(具有组蛋白修饰功能)的合成，会启动原癌基因zfhl的表达，导致肿瘤形成，即基因型未发生变化而表型却发生了改变，因此驱动此肿瘤形成的原因属于表观遗传，D正确。]
√课时分层作业(二十六) 基因的表达
1．用鸡卵清蛋白成熟的mRNA与转录该mRNA的模板DNA单链杂交，结果如图所示。对于造成此结果的原因，下列分析最合理的是( )
A．图中的DNA单链内部存在碱基互补配对
B．DNA单链转录后发生了变异
C．鸡卵清蛋白基因的转录过程是不连续、跳跃式的
D．鸡卵清蛋白mRNA成熟前经剪切加工后变短
D [图中表示的是mRNA与DNA单链进行的碱基互补配对，A错误；DNA单链转录后没有发生变异，B错误；鸡卵清蛋白基因的转录过程不是跳跃式的，转录是连续的，只是因为转录完成后进行了剪切，才出现了如图的结果，C错误；由于成熟的mRNA经过了剪切，所以mRNA比模板链短，且DNA链中有未配对的片段，D正确。]
2．Rous肉瘤病毒是诱发癌症的一类RNA病毒， 如图表示其致病原理， 下列叙述正确的是( )
A．过程①发生在宿主细胞内， 需要宿主细胞提供逆转录酶
B．过程②的目的是形成双链DNA, 其中酶A是一种RNA聚合酶
C．过程③是以＋DNA为模板合成大量Rous肉瘤病毒＋RNA的过程
D．Rous肉瘤病毒致癌的过程中， 宿主细胞的遗传信息发生改变
D [过程①表示逆转录过程，病毒是营寄生生活的生物，①过程发生在宿主细胞内，由病毒提供逆转录酶，A错误；据图分析，过程②表示DNA分子的复制，目的是形成双链DNA，根据酶A催化的产物是核糖核苷酸，可判断酶A是将RNA水解的酶，B错误；据图分析，－DNA与＋RNA的碱基互补配对，故过程③是以－DNA为模板合成大量Rous肉瘤病毒＋RNA的过程，C错误；Rous肉瘤病毒是逆转录病毒，由图可知，Rous肉瘤病毒是将病毒的RNA逆转录形成的DNA整合到宿主细胞的核DNA上，导致宿主细胞的遗传信息发生改变，D正确。]
3．(2025·广东深圳模拟)1986年，英国科学家钱伯斯发现了硒代半胱氨酸(非必需氨基酸)，并提出硒代半胱氨酸由密码子UGA编码。最初，人们仅把UGA视为多肽合成的终止密码子，现在发现它在某些情况下也可以编码硒代半胱氨酸。下列叙述正确的是( )
A．硒代半胱氨酸的出现使运载氨基酸的tRNA种类发生改变，tRNA的反密码子含有5′-ACU-3′碱基序列
B．正常情况下每个基因均含有终止密码子
C．多肽链中若含有1个硒代半胱氨酸，则其mRNA模板中含有两个UGA序列
D．反密码子与密码子的配对方式不由tRNA上结合的氨基酸决定
D [硒代半胱氨酸的出现使运载氨基酸的tRNA种类发生改变，tRNA的反密码子含有3′-ACU-5′碱基序列，A错误；密码子位于mRNA上，正常情况下每个基因转录出的mRNA均含有终止密码子，B错误；翻译的直接模板为mRNA，多肽链中硒代半胱氨酸需要UGA序列，若该mRNA的终止密码子为UGA，则其直接模板中可能含有两个UGA序列，不是一定含有两个UGA序列，C错误；反密码子与密码子按碱基互补配对原则进行配对，与tRNA上结合的氨基酸无关，D正确。]
4．CD163蛋白是PRRSV病毒感染家畜的受体。为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程，将红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因拼接在一起(如下图)，使其表达成一条多肽。该拼接过程的关键步骤是除去( )
A．CD163基因中编码起始密码子的序列
B．CD163基因中编码终止密码子的序列
C．RFP基因中编码起始密码子的序列
D．RFP基因中编码终止密码子的序列
B [为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程，则拼接在一起的红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因都能转录和翻译，使其表达成一条多肽，因此拼接在一起的CD163基因转录形成的mRNA中不能出现终止密码子，否则红色荧光蛋白RFP基因转录形成的mRNA不能进行翻译，无法合成红色荧光蛋白，因此该拼接过程的关键步骤是除去CD163基因中编码终止密码子的序列，B符合题意，A、C、D不符合题意。]
5．(2025·广东江门模拟)VEGFA基因编码的蛋白质是一种重要的血管生成因子，能够促进血管内皮细胞的增殖、迁移和存活，从而诱导新血管的形成。科学研究发现，癌细胞的VEGFA基因的启动子区域存在大量的组蛋白乳酸化修饰，这导致了VEGFA基因高度表达。乳酸化修饰是一种常见的表观遗传修饰。下列相关叙述正确的是( )
A．乳酸化修饰会改变启动子区域的碱基序列
B．乳酸化修饰促进DNA聚合酶与启动子结合，启动转录
C．表观遗传中的分子修饰只发生在蛋白质上
D．抑制组蛋白乳酸化修饰可能不利于癌细胞的转移
D [乳酸化修饰属于表观遗传的一种类型，不改变碱基序列，只是影响基因的表达，进而导致遗传性状的改变，A错误；乳酸化修饰可能促进RNA聚合酶与启动子结合，启动转录，因而导致了VEGFA基因高度表达，B错误；表观遗传中的分子修饰可发生在蛋白质上，也可发生在DNA上，C错误；题意显示，VEGFA基因编码的蛋白质能够促进血管内皮细胞的增殖、迁移和存活，从而诱导新血管的形成，且VEGFA基因的启动子区域发生组蛋白乳酸化修饰会导致VEGFA基因高度表达，可见抑制组蛋白乳酸化修饰可能不利于癌细胞的转移，D正确。]
6．CRISPR/Cas9系统主要由向导RNA(SgRNA)和Cas9蛋白两部分组成，SgRNA可引导Cas9蛋白到特定基因位点进行切割，其机制如图所示。下列说法正确的是( )
A．Cas9蛋白相当于限制酶，切割特定基因位点的脱氧核糖和碱基之间的化学键
B．向导RNA可以在逆转录酶的催化下合成，合成的原料包括四种核糖核苷酸
C．CRISPR/Cas9基因编辑技术有时会因SgRNA错误结合而出现“脱靶”现象，一般SgRNA序列越长，脱靶率越低
D．对不同目标DNA进行编辑时，使用Cas9蛋白和相同的SgRNA进行基因编辑
C [Cas9蛋白切割特定基因位点，相当于限制酶，作用于脱氧核糖和磷酸之间的磷酸二酯键，A错误；向导RNA是以DNA的一条链为模板通过转录形成的，可以在RNA聚合酶的催化下合成，合成的原料包括四种核糖核苷酸，B错误；CRISPR/Cas9技术编辑基因有时会因SgRNA错误结合而出现“脱靶”现象，SgRNA的序列越短，可识别的DNA上的特定碱基序列越短，越容易发生脱靶现象，即脱靶率越高，C正确；在对不同目标DNA进行编辑时，应使用Cas9蛋白和不同的SgRNA结合进而实现对不同基因的编辑，D错误。]
7．大多数真核细胞核内转录的RNA在转录终止的同时，其3′端会立即加上一个含200～300个A的特殊结构，即polyA。科研人员将含有polyA尾和无polyA尾的珠蛋白mRNA分别注入爪蟾卵母细胞中，起初二者都能合成珠蛋白，6 h后后者不能继续合成珠蛋白。下列相关叙述错误的是( )
A．RNA形成的场所主要是细胞核
B．mRNA的polyA尾不含有终止子
C．polyA尾可能会增强mRNA的稳定性使其长时间发挥作用
D．含polyA尾的mRNA翻译出的多肽末端含多个密码子AAA对应的氨基酸
D [形成RNA的过程叫作转录，转录主要发生在细胞核内，因此RNA形成的场所主要是细胞核，A正确；终止子存在于DNA上，所以mRNA的polyA尾不含有终止子，B正确；由题干“科研人员将含有polyA尾和无polyA尾的珠蛋白mRNA分别注入爪蟾卵母细胞中，起初二者都能合成珠蛋白，6 h后后者不能继续合成珠蛋白”可知，polyA尾可能会增强mRNA的稳定性使其长时间发挥作用，C正确；RNA在转录终止的同时才加入polyA，且加入polyA尾也能合成珠蛋白，说明polyA尾并没有编码氨基酸，D错误。]
8．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。下列叙述错误的是( )
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．此种突变没有改变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
A [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正确；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。]
9．PTEN是人类肿瘤中突变率最高的基因之一，PTEN基因敲除后小鼠多脏器发生肿瘤。研究表明PTEN基因转录形成的非编码RNA(circPTEN1)在结直肠癌组织中明显减少。下列叙述错误的是( )
A．PTEN基因突变可能引起细胞癌变
B．PTEN基因表达的蛋白质能调控细胞的生长和增殖
C．提高circPTEN1的表达量能成为抑制结直肠癌的思路
D．circPTEN1上可能不存在启动子造成其不能编码蛋白质
D [PTEN基因敲除后小鼠多脏器发生肿瘤，可推测PTEN基因突变可能引起细胞癌变，A正确；根据题干信息，PTEN基因为抑癌基因，抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞生长和增殖，B正确；circPTEN1在结直肠癌组织中明显减少，提高circPTEN1的表达量，能够成为抑制结直肠癌的思路，C正确；启动子在DNA上，不在非编码RNA(circPTEN1)上，D错误。]
10．蛋白D是某种小鼠正常发育所必需的物质，缺乏则表现为侏儒鼠。小鼠体内的A基因能控制该蛋白的合成，a基因则不能。A基因的表达受P序列(一段DNA序列)的调控，如图所示。P序列在精子中是去甲基化的，传给子代能正常表达；在卵细胞中是甲基化(甲基化需要甲基化酶的参与)的，传给子代不能正常表达。下列有关叙述正确的是( )
A．基因型为Aa的侏儒鼠，A基因可能来自母本也可能来自父本
B．降低发育中的侏儒鼠甲基化酶的活性，侏儒症状都能一定程度上缓解
C．侏儒雌鼠与侏儒雄鼠交配，子代小鼠不一定是侏儒鼠
D．正常雌鼠与正常雄鼠交配，子代小鼠一定是正常鼠
C [P序列在精子中是非甲基化的，传给子代能正常表达；在卵细胞中是甲基化的，传给子代不能正常表达，故基因型为Aa的侏儒鼠，A基因一定来自母本，A错误。降低甲基化酶的活性，导致P序列甲基化程度降低，对A基因表达的抑制作用降低，从而使得发育中的小鼠侏儒症状(基因型为Aa)能一定程度上缓解，但基因型为aa的个体的侏儒症状无法缓解，B错误。若侏儒雌鼠(aa)与侏儒雄鼠(Aa，其中A基因来自母本)杂交，雄鼠的精子正常，后代中基因型为Aa的小鼠生长发育均正常，故子代小鼠不一定是侏儒鼠，C正确。若正常雌鼠(Aa)与正常雄鼠(Aa)杂交，后代中基因型为Aa的小鼠中的A基因若来自母本，则表现为侏儒鼠，aa的表型也为侏儒鼠，D错误。]
11．操纵元是原核细胞基因表达调控的一种结构形式，它由启动子、结构基因(编码蛋白基因)、终止子等组成。如图表示大肠杆菌细胞中核糖体蛋白(RP)的合成及调控过程，其中序号表示相关生理过程，mRNA上的RBS是核糖体结合位点。下列有关说法错误的是( )
A．过程①中RNA聚合酶与启动子结合后相继驱动多个基因的转录
B．过程②中核糖体与mRNA结合后逐一阅读密码子，直至终止子结束
C．细胞中缺乏rRNA时，RP1与mRNA上的RBS位点结合阻止翻译的起始
D．该机制保证了rRNA与RP的数量平衡，同时也减少了物质与能量的浪费
B [过程①(转录)中RNA聚合酶与启动子结合后相继驱动多个基因(基因1、基因2等)的转录，A正确；过程②(翻译)中核糖体与mRNA结合后逐一阅读密码子，直至终止密码子结束，B错误；当细胞中缺乏rRNA时，会导致mRNA与RP1结合，RBS被封闭，终止核糖体蛋白的合成，C正确；当细胞中缺乏rRNA分子时，阻止核糖体蛋白的合成，这种调节机制既保证了rRNA与RP的数量平衡，同时也减少了物质与能量的浪费，D正确。]
12．(2022·重庆卷)科学家用基因编辑技术由野生型番茄(HH)获得突变体番茄(hh)，发现突变体中DML2基因的表达发生改变，进而影响乙烯合成相关基因ACS2等的表达及果实中乙烯含量(如图1、2)，导致番茄果实成熟期改变。请回答以下问题：
(1)图1中，基因h是由基因H编码区第146位碱基后插入一个C(虚线框所示)后突变产生，致使蛋白h比蛋白H少93个氨基酸，其原因是________________。基因h转录形成的mRNA上第49个密码子为________________。另有研究发现，基因H发生另一突变后，其转录形成的mRNA上有一密码子发生改变，但翻译的多肽链氨基酸序列和数量不变，原因是________________________________________________________________________________________。
(2)图2中，t1～t2时段，突变体番茄中DML2基因转录的mRNA相对量低于野生型，推测在该时间段，蛋白H对DML2基因的作用是______________________。突变体番茄果实成熟期改变的可能机制为：H突变为h后，由于DML2基因的作用，果实中ACS2基因________，导致果实成熟期________(填“提前”或“延迟”)。
(3)番茄果肉红色(R)对黄色(r)为显性。现用基因型为RrHH和Rrhh的番茄杂交，获得果肉为红色、成熟期为突变体性状的纯合子番茄，请写出杂交选育过程(用基因型表示)。_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)由图1可知，基因h是由基因H编码区第146位碱基后插入一个C后突变产生的，插入一个C后导致基因h后的碱基排列顺序发生改变，即终止密码子的位置提前，导致翻译过程提前终止，所以致使蛋白h比蛋白H少93个氨基酸；密码子是由位于mRNA上的3个相邻的碱基决定的，基因h是由基因H编码区第146位碱基后插入一个C后突变产生的，插入的C为第147位的碱基，所以基因h转录形成的mRNA上第49个密码子为GCC；由于密码子的简并，当基因H发生另一突变后，其转录形成的mRNA上有一密码子发生改变，但翻译的多肽链氨基酸序列和数量不变。(2)由图2可知，t1～t2时段，野生型番茄(HH)中有H蛋白，促进DML2基因转录的mRNA相对量高，突变体(hh)番茄中没有H蛋白，DML2基因转录的mRNA相对量低，说明H蛋白促进DML2基因的转录过程；H突变为h后，突变体(hh)ACS2基因转录的mRNA相对量下降，所以推测由于DML2基因的作用，导致果实中ACS2基因延迟表达，导致果实成熟期延迟。(3)让基因型为RrHH和Rrhh的番茄杂交，获得F1的基因型为RRHh、RrHh、rrHh，然后让F1中表现为红色、成熟期正常的番茄个体(RRHh、RrHh)自交，基因型为RRHh的个体自交，获得RRH_和RRhh，从中选出RRhh(红色果肉且成熟期晚)；基因型为RrHh的个体自交，获得rr__、R_H_和R_hh，选出红色果肉且成熟期为突变体的个体(R_hh)单株收获种子再单独种植，选择只有红色果肉的突变体即为RRhh。
答案：(1)翻译的过程中终止密码子提前出现 GCC 密码子的简并 (2)促进DML2基因的转录过程 延迟表达 延迟 (3)让基因型为RrHH和Rrhh的番茄杂交，获得F1的基因型为RRHh、RrHh、rrHh，然后让F1中表现为红色、成熟期正常的番茄个体(RRHh、RrHh)自交，基因型为RRHh的个体自交，获得RRH_和RRhh，从中选出RRhh(红色果肉且成熟期晚)；基因型为RrHh的个体自交，获得rr__、R_H_和R_hh，选出红色果肉且成熟期为突变体的个体(R_hh)单株收获种子再单独种植，后代只有红色果肉的突变体即为RRhh
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
