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专题提优
专题4 遗传的分子基础
小专题2 基因的表达及其与性状的关系
高考回溯
1．(2023·江苏卷)翻译过程如右图所示，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
考向
1
基因的表达
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
解析：tRNA分子内部局部双链的部位存在碱基互补配对，A错误；通常情况下，除了终止密码子不对应氨基酸(不需要tRNA与之配对)，其他每种密码子对应一种氨基酸，则与密码子配对的反密码子所在的tRNA只携带相对应的一种氨基酸，B、C错误；根据题意，次黄嘌呤的存在使一种反密码子可与多种密码子配对，增加了翻译时的容错率，有利于保持物种遗传的稳定性，D正确。
2．(2023·江苏卷)帕金森综合征是一种神经退行性疾病，神经元中α－Synuclein蛋白聚积是主要致病因素。研究发现，患者普遍存在溶酶体膜蛋白TMEM175变异，如下图所示。为探究TMEM175蛋白在该病发生中的作用，进行了一系列研究。请回答下列问题：
图1
图2
(1)帕金森综合征患者TMEM175蛋白的第41位氨基酸由天冬氨酸突变为丙氨酸，说明TMEM175基因发生___________而突变，神经元中发生的这种突变_______ (填“能”“不能”或“不一定”)遗传。
(2)突变的TMEM175基因在细胞核中以___________________为原料，由RNA聚合酶催化形成____________键，不断延伸合成mRNA。
碱基替换
不能
(4种)核糖核苷酸
磷酸二酯
(3)mRNA转移到细胞质中，与________________结合，合成一段肽链后转移到粗面内质网上继续合成，再由囊泡包裹沿着细胞质中的____________由内质网到达高尔基体。突变的TMEM175基因合成的肽链由于氨基酸之间作用的变化使肽链的____________改变，从而影响TMEM175蛋白的功能。
游离的核糖体
细胞骨架
空间结构
(4)基因敲除等实验发现TMEM175蛋白参与溶酶体内酸碱稳态调节。如图1所示，溶酶体膜的________________对H＋具有屏障作用，膜上的H＋转运蛋白将H＋以____________的方式运入溶酶体，使溶酶体内pH小于细胞质基质。TMEM175蛋白可将H＋运出，维持溶酶体内pH约为4.6。据图2分析，TMEM175蛋白变异将影响溶酶体的功能，原因是__________________________________________________。
(5)综上推测，TMEM175蛋白变异是引起α－Synuclein蛋白聚积致病的原因，理由是____________________________________________________________________ ________________________。
磷脂双分子层
主动运输
H＋不能被运出，使溶酶体内pH下降，酶的活性下降
TMEM175蛋白变异引起溶酶体中蛋白酶的活性下降，导致α－Synuclein蛋白不能水解而聚积致病
解析：(1)TMEM175蛋白的第41位氨基酸由天冬氨酸突变为丙氨酸，单个氨基酸发生改变，最可能是基因中发生碱基对的替换导致。发生在体细胞中的基因突变不能直接遗传，神经元属于体细胞。(2)基因经转录过程合成mRNA，转录过程中RNA聚合酶催化形成磷酸二酯键，原料为4种核糖核苷酸。(3)mRNA经核孔转移到细胞质中，与游离核糖体结合，合成一段肽链后转移到粗面内质网上继续合成，再由囊泡包裹沿着细胞质中的细胞骨架由内质网到达高尔基体。突变的TMEM175基因合成的肽链由于氨基酸之间作用的变化使肽链的空间结构发生改变，从而影响TMEM175蛋白的功能，表现出患病症状。
(4)溶酶体膜的磷脂双分子层对H＋具有屏障作用，膜上的H＋转运蛋白将H＋以主动运输的方式运入溶酶体，使溶酶体内pH小于细胞质基质，维持其中pH的相对稳定，TMEM175蛋白可将H＋运出，维持溶酶体内pH约为4.6。图中显示，TMEM175蛋白结构改变导致溶酶体中多余的H＋无法转运到细胞质基质中，进而使溶酶体中的pH下降，而pH会影响酶的活性，进而影响溶酶体的功能。(5)综上推测，TMEM175蛋白结构改变导致溶酶体中的氢离子无法转运到细胞质基质，导致溶酶体中的pH下降，影响了溶酶体中相关酶的活性，导致细胞中α－Synuclein蛋白无法被分解，进而聚积致病。
3．(☆2025·江苏卷)甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA，引起基因表达效应改变，如图所示。下列相关叙述正确的是( )
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
考向
2
表观遗传及基因表达的调控
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
D
解析：观察图知，该甲基化发生在mRNA上，通过影响翻译过程来调控基因表达，A错误；mRNA是核糖核苷酸链，图示甲基化碱基位于核糖核苷酸链上，B错误；从图中可以看出，甲基化的mRNA会降解，而蛋白Y与甲基化的mRNA结合后可以促进表达，C错误；表观遗传可以由碱基的甲基化或组蛋白乙酰化、甲基化修饰引起，所以图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应，D正确。
4．(☆2025·江苏卷)真核细胞进化出精细的基因表达调控机制，图示部分调控过程。请回答下列问题：
(1)细胞核中，DNA缠绕在组蛋白上形成__________________。由于核膜的出现，实现了基因的转录和________在时空上的分隔。
染色质(染色体)
翻译
(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lncRNA、miRNA参与基因的表达调控。据图分析，lncRNA调控基因表达的主要机制有__________________________________________ ____________________________。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______________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
RNA聚合
tRNA
核糖体和内质网(粗面内质网)
在细胞核中与DNA结合，阻碍转录；在细胞质中与mRNA结合，阻止翻译
(与AGO等蛋白结合形成沉默复合蛋白后)与mRNA结合，降解mRNA(或结合并降解mRNA)，阻止其翻译；与lncRNA结合，降解lncRNA(或结合并降解lncRNA)，解除lncRNA对翻译的阻止
(4)外源RNA进入细胞后，经加工可形成siRNA引导的沉默复合蛋白，科研人员据此研究防治植物虫害的RNA生物农药。根据RNA的特性及其作用机理，分析RNA农药的优点有____________________________________________________________ ________________________________。
特异性强(，不影响植物mRNA)、不影响生物基因组(具有生物安全性)、不污染环境(环境友好性)
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。直接参与蛋白质肽链合成的RNA有rRNA(参与组成核糖体)、mRNA(翻译的模板)和tRNA(运输氨基酸)。分泌蛋白的合成过程大致是：在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成。当合成了一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程，并且边合成边转移到内质网腔内，再经过加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网膜鼓出形成囊泡，囊泡包裹着蛋白质与高尔基体膜融合，高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工。
(3)lncRNA、miRNA参与基因的表达调控，根据图示中这两种RNA及与mRNA的结合情况，再结合基因表达的转录和翻译过程，推测调控情况。(4)根据RNA的特性及其作用机理，分析RNA农药的优点。生物安全性：不会整合到DNA中，也就不会影响生物的基因组；特异性强：RNA农药具有高度的靶向性，不影响植物的mRNA；环境友好性：与传统的化学农药相比，RNA农药能够在不破坏生态平衡的情况下有效控制害虫。
5．(2022·江苏卷)科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防。右图中①～④示意4种RNA药物的作用机制。请回答下列问题：
(1)细胞核内RNA转录合成以______ ___________为模板，需要___________ _____的催化。前体mRNA需加工为成熟的mRNA，才能转运到细胞质中发挥作用，说明________对大分子物质的转运具有选择性。
DNA的一条链
RNA聚合酶
核孔
(2)机制①：有些杜兴氏肌营养不良症患者DMD蛋白基因的51外显子片段中发生________________________________________，提前产生终止密码子，从而不能合成DMD蛋白。为治疗该疾病，将反义RNA药物导入细胞核，使其与51外显子转录产物结合形成___________________________，DMD前体mRNA剪接时，异常区段被剔除，从而合成有功能的小DMD蛋白，减轻症状。
(3)机制②：有些高胆固醇血症患者的PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解，血液中胆固醇含量偏高。转入与PCSK9 mRNA特异性结合的siRNA，导致PCSK9 mRNA被剪断，从而抑制细胞内______________的合成，治疗高胆固醇血症。
(基因)突变(或碱基的增添、缺失或替换)
双链RNA(杂交RNA片段)
PCSK9蛋白
(4)机制③：mRNA药物进入患者细胞内可表达正常的功能蛋白，替代变异蛋白发挥治疗作用。通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，目的是______________ _____________________________________________________________________________。
(5)机制④：编码某病毒S蛋白的mRNA疫苗进入人体细胞，在内质网上的核糖体中合成S蛋白，经过____________修饰加工后输送出细胞，可作为________诱导人体产生特异性免疫反应。
保护并把mRNA送入细胞内(使mRNA通过胞吞进入受体细胞)，使之能够表达正常的功能蛋白
高尔基体
抗原
解析：(4)脂质体与细胞膜的基本结构类似，将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，既能保护RNA，防止其被RNA酶降解，也有利于mRNA药物进入组织细胞，从而表达出正常的功能蛋白。(5)某病毒的S蛋白属于膜上的蛋白，膜上的蛋白质在核糖体合成后，还需要经过内质网和高尔基体的修饰加工后输送出细胞。疫苗相当于抗原，可诱导人体产生特异性免疫反应。
重难整合
提升
1
基因的表达、中心法则
1．基因的表达
基因(一般)作为携带遗传信息的DNA片段，通过转录与翻译两个阶段，控制合成相应的蛋白质，即实现了基因表达。
(1)转录过程如下图所示
①转录是以基因为单位进行的，一个基因可被多次转录。一个基因转录时以基因的一条链为模板，一个DNA分子上的不同基因的模板链不一定相同。一种重要的酶——RNA聚合酶，既能催化双链DNA解旋，又能催化核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键。
②转录产物有mRNA、tRNA、rRNA和其他的非编码RNA如miRNA等，仅mRNA携带遗传信息。翻译过程中，mRNA作为模板，tRNA可转运氨基酸，rRNA构成核糖体并参与转肽过程。
③真核细胞的细胞核中转录产生的mRNA需经剪切、加工后才能形成成熟的mRNA，再通过核孔进入细胞质。
(2)翻译过程如下图所示
①mRNA上的密码子具有简并性、通用性和连续性的特点。密码子的简并性一方面有利于提高翻译速度；另一方面可增强容错性，减少蛋白质或性状差错。密码子的通用性为基因在不同生物细胞中控制同一性状提供了理论基础。密码子的连续性，表明在阅读密码子时是从起始密码子开始到终止密码子结束的，相邻的密码子无间隔、不重叠。
②起始密码子一般编码甲硫氨酸。当终止密码子出现时，细胞质中tRNA上没有相对应的反密码子与终止密码子配对，导致肽链合成终止。
③原核细胞与真核细胞内，一个mRNA分子上常常可附着有多个核糖体，形成多聚核糖体(见下图)。这些核糖体依次从起始密码子开始，沿着mRNA分子从5′→3′方向移动，可以同时合成多个相同的蛋白质分子，极大地提高了蛋白质的合成效率。
tRNA虽为单链RNA，但因其内部碱基序列间可发生互补配对形成氢键，故存在局部双链结构。tRNA的3′端与氨基酸结合，tRNA中有3个相连的碱基构成一个反密码子。1个tRNA分子只具有1个反密码子，携带一种氨基酸。无论是mRNA还是tRNA，其上碱基序列阅读方向均为5′→3′，书写密码子与反密码子时要注意方向或标明5′(—P)端和3′(—OH)端。
┃拓 展┃
2．遗传信息流——中心法则
(1)不仅逆转录病毒(如HIV)发生逆转录过程，端粒酶也可催化逆转录过程。
(2)单链RNA的复制过程：RNA(＋)→RNA(－)→RNA(＋)。
(3)病毒发生信息传递的场所为宿主细胞。
(4)有分裂能力的细胞中可发生DNA复制、转录和翻译；高度分化的细胞因不发生细胞分裂而不进行核DNA分子复制，只进行转录和翻译；哺乳动物的成熟红细胞因无细胞核而无法进行DNA复制、转录和翻译过程。
(5)中心法则中各过程均遵循碱基互补配对原则，以保证信息的准确传递。
(6)中心法则都遵循“5′→3′”。DNA和RNA合成时，子链的延伸方向均是5′→3′；翻译形成肽链时，核糖体在mRNA上的移动方向也是5′→3′。
提升
2
表观遗传的作用机制
主要类型 图 例 作用机制
DNA
甲基化
DNA甲基化示意图 在DNA碱基上增加甲基基团的化学修饰，DNA甲基化会抑制基因转录
主要类型 图 例 作用机制
组蛋白甲基化(组蛋白指染色质中的蛋白质)
(PcG具有组蛋白修饰功能) 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
组蛋白
乙酰化 组蛋白乙酰化修饰一般与基因转录激活相关，而组蛋白去乙酰化则与基因沉默相关
考能晋级
命题
1
基因的表达
(2025·山东卷)关于豌豆细胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程，下列说法错误的是 ( )
A．三个过程均存在碱基互补配对现象
B．三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内
C．根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列
D．RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同
C
1
解析：DNA复制、转录和翻译过程中均遵循碱基互补配对原则，因此都存在碱基互补配对现象，A正确；豌豆细胞核中淀粉酶基因复制和转录的场所都是细胞核，而翻译发生在细胞质基质中的核糖体上，B正确；DNA复制可通过产物序列确定其模板序列，转录产生的mRNA经过了剪切和加工，不能确定模板链的序列，翻译的产物是由氨基酸组成的蛋白质，而由于密码子具有简并性，因此根据氨基酸序列不一定能准确确定mRNA上的碱基序列，C错误；转录时需要RNA聚合酶的参与，RNA聚合酶从模板链的3′→5′方向移动，翻译时，核糖体从mRNA的5′→3′方向移动，移动方向不同，D正确。
(2025·苏州考前指导)图示两种细胞内遗传信息的部分传递过程，序号①～⑦表示物质或结构。下列相关叙述错误的是 ( )
A．甲、乙两图可分别表示乳酸菌和酵母菌的转录和翻译
B．甲图中③的延伸方向与⑤在③上的移动方向相同
2
C．乙图中④经核孔运输到细胞质后被加工成翻译的模板
D．甲、乙两细胞的同种密码子可决定不同的氨基酸
C
解析：甲图中边转录边翻译，是原核细胞(如乳酸菌)的特点；乙图先在细胞核中转录，再在细胞质中翻译，是真核细胞(如酵母菌)的特点，A正确。甲图中③是mRNA，mRNA从5′→3′方向延伸，⑤核糖体在③上移动方向也是从5′→3′，二者相同，B正确。乙图中④是mRNA前体，需在细胞核中加工成翻译模板再运输到细胞质，C错误。真核细胞中密码子GUG编码缬氨酸，但在原核生物中，GUG作起始密码子，编码甲硫氨酸，D正确。
命题
2
表观遗传
(2025·苏州调研)核小体是染色质的基本结构单位，其由DNA缠绕在组蛋白外形成。组蛋白上许多位点可发生甲基化、乙酰化的修饰，从而改变染色质的疏松和凝聚状态。下列叙述错误的是 ( )
A．核小体可能存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中
B．核小体的组装过程通常发生在细胞分裂前的间期
C．有丝分裂前期染色质变为染色体可能与组蛋白修饰有关
D．组蛋白修饰可能影响基因表达，导致生物表型发生变化
A
3
解析：核小体是染色质的基本结构单位，线粒体和叶绿体中无染色质，不存在核小体。
(2025·河南卷)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
C
4
解析：组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列，但能降低染色质的紧密程度，从而促进基因的表达，可影响个体表型，A正确；具有生物活性的tRNA的形成，需要经过转录，还需要转录后加工形成三叶草结构，B正确；编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同，会影响翻译效率，但不会影响翻译的准确度，C错误；组蛋白乙酰化发生在翻译出组蛋白后，是基因表达调控的结果，组蛋白是染色体上蛋白，其乙酰化也会影响基因的表达，D正确。
(多选)(2025·如东2.5模改编)X染色体上存在部分基因能够在失活X染色体(Xi)上逃避失活，可以正常表达。失活X染色体基因逃逸的分子机制如图所示，逃避失活过程涉及DNA甲基化、组蛋白修饰、多种非编码RNA调控等。另外，DNA带负电。
5
下列叙述错误的有 ( )
A．RNA聚合酶识别和结合的DNA片段中G、C含量偏高，有利于相应基因转录的发生
B．X染色体失活可能与CpG甲基化、组蛋白的甲基化和Xi失活基因的RNA包裹有关
C．组蛋白H3、H4乙酰化诱使DNA携带更多正电荷，导致Xi解螺旋和相应基因逃避失活
D．CTCF能够与特定基因结合，参与染色质结构的隔离，将失活基因与活性基因分离开
AC
解析：G—C之间有3个氢键，A—T之间有2个氢键，氢键数量越多，越不容易解旋，因此RNA聚合酶识别和结合的DNA片段中G、C含量偏低，有利于相应基因转录的发生，A错误；根据题图，左侧基因沉默区域结构中存在组蛋白甲基化、CpG甲基化以及Xi失活基因的RNA包裹，而右侧基因表达区域中组蛋白发生乙酰化、CpG去甲基化，以及Xi失活基因的RNA丢失，可知X染色体失活可能与CpG甲基化、组蛋白的甲基化和Xi失活基因的RNA包裹有关，B正确；组蛋白在未乙酰化时，由于赖氨酸等氨基酸残基带有正电荷，使得组蛋白整体带正电，而乙酰化过程中，乙酰基的添加中和了赖氨酸残基上的正电荷，导致组蛋白所带正电荷减少，这种电荷变化会使组蛋白与带负电的DNA之间的静电引力减弱，使染色质结构变得松散，容易解螺旋，有利于基因的表达，实现基因逃避失活，C错误；CTCF是一种在哺乳动物中高度保守的DNA结合蛋白，能够与特定DNA序列结合，可以隔离失活基因与活性基因(从图中也能看出)，D正确。
长题演示
4
遗传信息的传递和表达
下图为4种病毒侵染人体相应细胞后的增殖过程，请回答下列问题：
6
单纯疱疹病毒(双链DNA病毒)
乙肝病毒(双链DNA病毒)
脊髓灰质炎病毒(正链RNA病毒)
人体免疫缺陷病毒(HIV，正链RNA病毒)
(1)催化过程②的酶是________________，该酶正常控制过程②的起始需要的调控元件是__________。
(2)乙肝病毒感染肝细胞后，一般很难根除，原因是________________________ __________________。治疗乙肝时，通过药物抑制过程③比抑制过程④的副作用小，这是因为____________________________________________________________ ____________________。
RNA聚合酶
启动子
乙肝病毒的DNA会整合到人体细胞的DNA中
过程③是乙肝病毒增殖过程中的特有过程，而过程④在人体蛋白质合成过程中都存在
(3)脊髓灰质炎病毒的＋RNA除了参与病毒组成外，还具有的功能有_________ _____________________。假设脊髓灰质炎病毒基因组＋RNA含有a个碱基，其中G和C占碱基总数的比例为b。则以病毒基因组＋RNA为模板合成一条子代＋RNA，共需要含碱基A和U的核糖核苷酸____________个。
(4)逆转录酶在过程⑤⑥中发挥重要作用，由此判断，逆转录酶的作用有______ (填数字序号)。
①催化DNA链的形成
②催化RNA单链的形成
③切割DNA分子
作为翻译和RNA复制的模板
2a(1－b)
①③
(5)在____________________(场所)中病毒的一个RNA可翻译出多种蛋白质，其原因可能是______________________________，或者__________________________ __________。
(6)M13噬菌体的单链环状DNA复制开始时，首先需要通过转录过程合成一小段__________作引物。子链延伸需要引物的原因之一是_________________________ _______________________________________。
宿主细胞(核糖体)
一个RNA上有多个起始密码子
翻译后一条肽链被酶切成多条肽链
RNA
DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到已有的核酸片段上
(7)为了研究单纯疱疹病毒DNA复制特征，需先培养______________，然后接种单纯疱疹病毒，其DNA复制过程如右图所示，这一结果说明单纯疱疹病毒的DNA复制具有的特点有________________________________ ______________。
其宿主细胞
(8)就整个生物界而言，基因是指_______________________________。
半保留复制、边解旋边复制、单起点双向复制等
有遗传效应的DNA或RNA片段
(9)HIV主要的宿主细胞是________________，直接原因是__________________ ____________________________________。HIV侵染后处于潜伏期的细胞表面一般不含HIV抗原蛋白，这对HIV的主要意义是__________________________________ ________________________。
(10)与乙肝疫苗相比，HIV疫苗效果不是很理想，从遗传物质的角度阐述主要原因：____________________________________________________________。
辅助性T细胞
宿主细胞表面含有特定的受体，便于HIV的识别和侵染
有助于HIV逃避人体免疫系统的识别清除，有助于免疫逃逸
其遗传物质是单链RNA，易发生变异，不利于疫苗的研制与推广
热练
一、 单项选择题
1．(2025·黑吉辽蒙卷)下列关于基因表达及其调控的叙述，错误的是( )
A．转录和翻译过程中，碱基互补配对的方式不同
B．转录时通过RNA聚合酶打开DNA双链
C．某些DNA甲基化可通过抑制基因转录影响生物表型
D．核糖体与mRNA的结合部位形成1个tRNA结合位点
D
解析：转录过程的碱基配对方式是A—U、T—A、C—G、G—C，翻译过程的碱基配对方式是A—U、U—A、C—G、G—C，两者配对方式不完全相同，A正确；转录时，RNA聚合酶结合启动子并解开DNA双链，以其中一条链为模板合成RNA，B正确；DNA甲基化是表观遗传的一种，甲基化可阻碍DNA与转录因子结合，从而抑制基因转录，影响蛋白质合成及生物表型，C正确；核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点，D错误。
2．(2025·河北卷)M和N是同一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 ( )
解析：基因转录是以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，据此得出M、N基因的转录产物。
C
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
3．(2025·如东2.5模)核糖体是mRNA进行翻译的主要场所，主要由核糖体RNA(rRNA)和多种蛋白质构成，核糖体内部有3个tRNA结合位点，分别为E、P、A(如右图所示)，其中E是空载tRNA释放的位点。下列叙述正确的是 ( )
A．细胞核中的核仁与rRNA、tRNA及核糖体蛋白的形成有关
B．tRNA的3′—OH端结合的氨基酸是由其反密码子编码的
C．图中E位点的tRNA在进入核糖体时携带的氨基酸是Gly
D．图中mRNA的5′端在右侧，3′端在左侧
C
解析：真核细胞中核仁与核糖体的形成及rRNA的形成有关，A错误；tRNA的3′—OH端是结合氨基酸的部位，但氨基酸是由mRNA上的密码子决定的，反密码子可与密码子碱基互补配对，B错误；据图可知，图中E是空载tRNA释放的位点，说明移动到E位置时氨基酸已经转移完成被释放，则图中的核糖体从左→右沿mRNA移动，图中E位点的tRNA在进入核糖体时携带的氨基酸是Gly，C正确；翻译是从mRNA的5′端到3′端，因此图中mRNA的5′端在左侧，3′端在右侧，D错误。
4．(2025·盐城考前指导)采用焦磷酸测序法进行DNA测序的原理是：将待测DNA链固定到一个磁珠上，将磁珠包被在单个油水混合小滴(乳滴)中，在该乳滴里进行独立的DNA复制，4种脱氧核苷三磷酸依照T、A、C、G的顺序一个一个进入该乳滴，如果发生碱基配对，就会释放一个焦磷酸(PPi)，PPi经过一系列酶促反应后发出荧光。
下列说法错误的是 ( )
A．图中的“酶”表示DNA聚合酶，“系列酶”包括荧光素酶等
B．该过程中，4种脱氧核苷三磷酸在提供原料的同时，还提供了能量
C．该方法对DNA进行测序，必须已
知目标DNA的部分核苷酸序列
D．对癌细胞中DNA进行测序，可以
确定原癌基因是发生基因突变还是甲
基化
D
解析：图中是DNA复制过程，“酶”表示DNA聚合酶，“系列酶”包括荧光素酶等，A正确；该过程中，4种脱氧核苷三磷酸提供原料，并且反应中的能量来自脱氧核苷三磷酸水解放出的能量，B正确；焦磷酸测序法是边合成边测序的方法，需通过已知部分序列设计引物，使DNA链在乳滴中固定并复制，C正确；基因测序只能检测DNA碱基序列的变化，而甲基化属于表观遗传修饰，不改变碱基序列，测序无法区分甲基化，D错误。
5．(2025·南通四模)研究发现乳酸可以作为组蛋白(染色体成分)的修饰底物，乳酸化的组蛋白能引起染色体松散，以促进Y基因的表达，进而促进眼部黑色素瘤细胞的增殖。相关叙述正确的是 ( )
A．组蛋白乳酸化修饰的过程主要发生在细胞质基质
B．Y基因是抑癌基因，其过表达能促进肿瘤细胞增殖
C．组蛋白乳酸化改变了Y基因中碱基的排列顺序
D．眼部黑色素瘤细胞无氧呼吸加快有利于其增殖
D
解析：组蛋白是染色体的成分，染色体主要存在于细胞核中，所以组蛋白乳酸化修饰的过程主要发生在细胞核，A错误；原癌基因是细胞生长和增殖所必需的，这类基因一旦突变或过量表达会导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变，而题干中说Y基因的表达能促进眼部黑色素瘤细胞的增殖，所以Y基因是原癌基因，B错误；组蛋白乳酸化只是引起染色体松散，促进Y基因的表达，并没有改变Y基因中碱基的排列顺序，C错误；由题干可知，乳酸可以促进眼部黑色素瘤细胞的增殖，而无氧呼吸会产生乳酸，所以眼部黑色素瘤细胞无氧呼吸加快有利于产生更多的乳酸，从而有利于其增殖，D正确。
6．(2025·湖南卷)被噬菌体侵染时，某细菌以一特定RNA片段为重复单元，逆转录成串联重复DNA，再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo，如图所示。该蛋白能抑制细菌生长，从而阻止噬菌体利用细胞资源。下列叙述错误的是
( )
A．噬菌体侵染细菌时，会将核酸注入细菌内
B．蛋白Neo在细菌的核糖体中合成
C．串联重复的双链DNA的两条链均可作为模板指导蛋白Neo合成
D．串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子
C
解析：噬菌体侵染细菌时，会将自身的核酸注入细菌内，而蛋白质外壳留在外面，A正确；细菌有核糖体，噬菌体没有细胞结构，所以蛋白Neo在细菌的核糖体中合成，B正确；在转录过程中，以DNA的一条链为模板合成mRNA，进而指导蛋白质的合成，C错误；最终合成的是含多个串联重复肽段的蛋白Neo，说明串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子，D正确。
7．(2025·扬州考前调研)表观遗传现象广泛存在于生物体中，下列叙述错误的是 ( )
A．微小RNA(miRNA)与mRNA的结合属于表观遗传中转录后水平的调控
B．表观遗传能使生物体在碱基序列不变的情况下发生可遗传的性状改变
C．柳穿鱼Lcyc基因甲基化导致基因突变抑制了基因的转录过程
D．吸烟会使人体细胞内DNA甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响
解析：柳穿鱼Lcyc基因甲基化抑制了基因的转录过程，这属于表观遗传，不属于基因突变，C错误。
C
8．(2025·南京期末)人体适应氧气供应变化的调节过程如图所示，其中EPO是一种促进红细胞生成的蛋白质激素。下列分析正确的是( )
A．过程①需要解旋酶和RNA聚合酶
B．过程①和②可在人体成熟红细胞中完成
C．提高HIF的活性和含量可有望治疗贫血等缺氧性疾病
D．HIF可通过核孔进入细胞核，在翻译水平调控EPO基因的表达
C
解析：过程①为转录，需要RNA聚合酶，不需要解旋酶，A错误；过程②为翻译，人体成熟红细胞中细胞核、细胞器退化消失，不会发生①②过程，B错误；氧气充足条件下，HIF会迅速分解，当细胞缺氧时，HIF会与促红细胞生成素(EPO)基因的低氧应答元件(非编码蛋白质序列)结合，以适应低氧的环境，提高HIF的活性和含量可有望治疗贫血等缺氧性疾病，C正确；HIF与低氧应答元件结合，启动EPO基因的转录，是在转录水平调控EPO基因的表达，D错误。
二、 多项选择题
9．(2025·连云港四模)基因密码子拓展技术可将非天然氨基酸特异性地引入细胞内目标蛋白的指定位点，达到蛋白质功能创新的目的，原理如图所示。
下列相关叙述正确的是 ( )
A．氨酰—tRNA分子内部无碱基互补配对
B．图中氨酰—tRNA上的反密码子为5′－AUC－3′
C．释放因子与该氨酰—tRNA的竞争会导致翻译提前终止
D．该技术可用于开发在翻译水平上精确控制蛋白质表达的方法
CD
解析：氨酰—tRNA呈三叶草结构，分子内有局部双链区，存在碱基互补配对，A错误；mRNA上的密码子是5′－UAG－3′，按照碱基互补配对原则，氨酰—tRNA上的反密码子应为3′－AUC－5′，B错误；从图中可知，释放因子与氨酰—tRNA会竞争结合mRNA上的终止密码子UAG，若释放因子结合上去，就会导致翻译提前终止，C正确；该基因密码子拓展技术能将非天然氨基酸特异性引入目标蛋白特定位点，可在翻译水平精确控制蛋白质的氨基酸组成等，进而精确控制蛋白质表达，D正确。
10．(2025·扬州期末)研究表明猪内源性逆转录病毒(PERV)能将自己的基因整合到猪的基因组中，如图是PERV的生活史示意图，被侵染的细胞可增殖。下列有关叙述错误的是( )
C．可分别用35S和32P标记PERV的蛋白质和RNA
以探究其遗传物质
D．感染该病毒后，子代个体的基因组中可能仍含有该病毒的基因序列
A．过程①②③④都需要模板、原料、能量和酶
B．过程④需要猪细胞提供核糖体和tRNA等
AC
解析：过程①③④分别指逆转录、转录和翻译，这些过程都需要模板、原料、能量和酶，但过程②是逆转录获得的病毒DNA整合到宿主细胞的DNA上，该过程属于基因重组，不需要模板等，A错误；过程④为翻译，因为病毒没有独立的代谢系统，该过程需要猪细胞提供核糖体和tRNA等，B正确；该病毒是逆转录病毒，逆转录酶和RNA都会进入细胞，因此用35S和32P标记PERV的蛋白质和RNA无法探究其遗传物质，C错误；图中被侵染的细胞可增殖，感染的细胞中整合了病毒的相关基因组，因此该细胞增殖产生的子代细胞的基因组中可能仍含有该病毒的基因序列，若该细胞能产生成熟的生殖细胞，则子代个体中可能含有该病毒的基因序列，D正确。
11．(2025·徐州期中)蜂群中蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的，以蜂王浆为食的幼虫将发育成蜂王，而以花粉、花蜜为食的幼虫将发育成工蜂，幼虫发育成蜂王的机理如图所示。下列相关叙述正确的有 ( )
A．DNA甲基化水平是发育成蜂王的关键要素
B．花粉可通过抑制Dnmt3基因的表达而影响DNA甲基化
C．DNA甲基化水平没有使Dnmt3基因的碱基序列发生改变
D．该实例中的食物引起的表型改变可以遗传给后代
ACD
解析：据图可知，蜂王浆可抑制Dnmt3基因表达而使DNA甲基化减少，幼虫发育为蜂王，而以花粉、花蜜为食的幼虫发育为工蜂，说明花粉不能通过抑制Dnmt3基因表达而影响DNA甲基化，B错误。
三、 非选择题
12．(2025·盐城中学)小肽信号分子RGF7在调控植物生长发育及免疫应答的过程中发挥着重要作用。如图所示，在拟南芥叶片中，RGF7基因的表达受到转录因子WRKY33及其上游的蛋白激酶MPK3/6和钙依赖蛋白激酶CPK5/6的调控，RGF7可诱导拟南芥产生多种免疫反应。请回答下列问题：
(1)过程①为________，其需要的酶和原料分别为________________、
_________________________。
(2)过程③的模板是成熟mRNA，核糖体在mRNA上移动的方向是_________，核糖体内能在分子内部自我进行碱基配对的生物分子是__________。
转录
RNA聚合酶
4种游离的)核糖核苷酸
5′→3′
rRNA
(3)RGF7通过与__________________结合向靶细胞传递信息，促进________ ______________________，使CPK5/6得以激活，CPK 5/6和MPK3/6共同作用于WRKY33，使其发生__________。
受体蛋白复合体
钙离子通道打开和钙离子内流
磷酸化
13．(2025·常州期末)血红蛋白由2条α肽链和2条β或γ肽链组成，控制α肽链合成的基因(用A表示)位于16号染色体，控制β和γ肽链合成的基因(分别用B、D表示)都位于11号染色体。正常人出生后，D基因的表达会关闭，机理如图1所示。请回答下列问题：
图1
图2
(1)DNMT基因在表达DNMT蛋白的过程中，充当信使的物质可以与多个__________相继结合，其意义是____________________________________________ _____________。
(2)DNMT蛋白的直接作用是催化________________________，该过程没有改变D基因的碱基排列顺序，但导致D基因的启动子不能与________________结合，进而使D基因不能表达，这种现象称为____________。
(3)图2是科研人员进行相关研究后的实验结果。正常人的测定结果表明D基因的表达______________ (填“完全关闭”或“不完全关闭”)；甲的测定结果表明其运输氧气能力下降的直接原因是缺乏_______________________________________；根据普通β地贫患者的测定结果推测，其运输氧气能力下降的根本原因是缺乏________ _________。
核糖体
少量mRNA可以迅速合成大量的DNMT(提高翻译的高效性)
基因D启动子的甲基化
RNA聚合酶
表观遗传
不完全关闭
由两条α肽链和2条β肽链组成的血红蛋白
正常的
基因B
(4)科研人员还测定了普通β地贫患者及甲的DNMT蛋白异常部分氨基酸序列，结果如图3。据此可以看出，甲发生的变异类型是由碱基对的________造成的基因突变；治疗或缓解β地贫症状的方案有_______________________________________ __________________________________________________________。
替换
图3
诱发DNMT基因突变使其无法表达、开发药物阻止DNMT基因的表达、利用基因编辑技术敲除DNMT基因
解析：(1)DNMT基因在表达DNMT蛋白的过程中，信使是mRNA分子，mRNA分子与多个核糖体结合形成多聚核糖体，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。(2)DNMT基因表达出DNMT蛋白，催化D基因的启动子发生甲基化过程，导致启动子甲基化，不能与RNA聚合酶识别与结合，从而阻止D基因表达，但是没有改变D基因的碱基排列顺序，这种变化称为表观遗传。(3)通过读取图2，正常人D基因的mRNA的相对含量为0.5，说明D基因仍有表达，即“不完全关闭”；由题干两种血红蛋白的介绍可知，正常人出生后D基因表达会关闭，即正常人出生后血红蛋白应以“2条α链＋2条β链”构成的血红蛋白为主。
但图2中甲D基因的mRNA含量和γ链含量均较高，表明甲含有“2条α链＋2条γ链”构成的血红蛋白，结合题干中“甲的测定结果表明其运输氧气能力下降”，说明甲缺乏由“2条α链＋2条β链”构成的血红蛋白。图2中普通的β地贫患者D基因的mRNA和γ链的含量与正常人基本相当，表明其D基因在成年后是正常关闭的，运氧能力下降是由于缺乏“2条α链＋2条β链”构成的血红蛋白，即缺乏正常的基因B。(4)普通的β地贫患者D基因是正常的，通过图3对比甲与β地贫患者的DNMT蛋白序列，两者第878位氨基酸不同，因此甲发生的变异类型是碱基对替换造成的基因突变。可以通过诱发DNMT基因突变，使其无法表达，或利用基因编辑技术敲除DNMT基因，或开发药物阻止DNMT基因的表达，使γ肽链含量增加，与α肽链组成血红蛋白，治疗或缓解β地贫症状。小专题2 基因的表达及其与性状的关系
考向1 基因的表达
1．(2023·江苏卷)翻译过程如下图所示，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。下列叙述正确的是( D )
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
解析：tRNA分子内部局部双链的部位存在碱基互补配对，A错误；通常情况下，除了终止密码子不对应氨基酸(不需要tRNA与之配对)，其他每种密码子对应一种氨基酸，则与密码子配对的反密码子所在的tRNA只携带相对应的一种氨基酸，B、C错误；根据题意，次黄嘌呤的存在使一种反密码子可与多种密码子配对，增加了翻译时的容错率，有利于保持物种遗传的稳定性，D正确。
2．(2023·江苏卷)帕金森综合征是一种神经退行性疾病，神经元中α－Synuclein蛋白聚积是主要致病因素。研究发现，患者普遍存在溶酶体膜蛋白TMEM175变异，如下图所示。为探究TMEM175蛋白在该病发生中的作用，进行了一系列研究。请回答下列问题：
图1
图2
(1)帕金森综合征患者TMEM175蛋白的第41位氨基酸由天冬氨酸突变为丙氨酸，说明TMEM175基因发生__碱基替换__而突变，神经元中发生的这种突变__不能__(填“能”“不能”或“不一定”)遗传。
(2)突变的TMEM175基因在细胞核中以__(4种)核糖核苷酸__为原料，由RNA聚合酶催化形成__磷酸二酯__键，不断延伸合成mRNA。
(3)mRNA转移到细胞质中，与__游离的核糖体__结合，合成一段肽链后转移到粗面内质网上继续合成，再由囊泡包裹沿着细胞质中的__细胞骨架__由内质网到达高尔基体。突变的TMEM175基因合成的肽链由于氨基酸之间作用的变化使肽链的__空间结构__改变，从而影响TMEM175蛋白的功能。
(4)基因敲除等实验发现TMEM175蛋白参与溶酶体内酸碱稳态调节。如图1所示，溶酶体膜的__磷脂双分子层__对H＋具有屏障作用，膜上的H＋转运蛋白将H＋以__主动运输__的方式运入溶酶体，使溶酶体内pH小于细胞质基质。TMEM175蛋白可将H＋运出，维持溶酶体内pH约为4.6。据图2分析，TMEM175蛋白变异将影响溶酶体的功能，原因是__H＋不能被运出，使溶酶体内pH下降，酶的活性下降__。
(5)综上推测，TMEM175蛋白变异是引起α－Synuclein蛋白聚积致病的原因，理由是__TMEM175蛋白变异引起溶酶体中蛋白酶的活性下降，导致α－Synuclein蛋白不能水解而聚积致病__。
解析：(1)TMEM175蛋白的第41位氨基酸由天冬氨酸突变为丙氨酸，单个氨基酸发生改变，最可能是基因中发生碱基对的替换导致。发生在体细胞中的基因突变不能直接遗传，神经元属于体细胞。(2)基因经转录过程合成mRNA，转录过程中RNA聚合酶催化形成磷酸二酯键，原料为4种核糖核苷酸。(3)mRNA经核孔转移到细胞质中，与游离核糖体结合，合成一段肽链后转移到粗面内质网上继续合成，再由囊泡包裹沿着细胞质中的细胞骨架由内质网到达高尔基体。突变的TMEM175基因合成的肽链由于氨基酸之间作用的变化使肽链的空间结构发生改变，从而影响TMEM175蛋白的功能，表现出患病症状。(4)溶酶体膜的磷脂双分子层对H＋具有屏障作用，膜上的H＋转运蛋白将H＋以主动运输的方式运入溶酶体，使溶酶体内pH小于细胞质基质，维持其中pH的相对稳定，TMEM175蛋白可将H＋运出，维持溶酶体内pH约为4.6。图中显示，TMEM175蛋白结构改变导致溶酶体中多余的H＋无法转运到细胞质基质中，进而使溶酶体中的pH下降，而pH会影响酶的活性，进而影响溶酶体的功能。(5)综上推测，TMEM175蛋白结构改变导致溶酶体中的氢离子无法转运到细胞质基质，导致溶酶体中的pH下降，影响了溶酶体中相关酶的活性，导致细胞中α－Synuclein蛋白无法被分解，进而聚积致病。
考向2 表观遗传及基因表达的调控
3．(☆2025·江苏卷)甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA，引起基因表达效应改变，如图所示。下列相关叙述正确的是( D )
A．甲基化通过抑制转录过程调控基因表达
B．图中甲基化的碱基位于脱氧核糖核苷酸链上
C．蛋白Y可结合甲基化的mRNA并抑制表达
D．若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应
解析：观察图知，该甲基化发生在mRNA上，通过影响翻译过程来调控基因表达，A错误；mRNA是核糖核苷酸链，图示甲基化碱基位于核糖核苷酸链上，B错误；从图中可以看出，甲基化的mRNA会降解，而蛋白Y与甲基化的mRNA结合后可以促进表达，C错误；表观遗传可以由碱基的甲基化或组蛋白乙酰化、甲基化修饰引起，所以图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应，D正确。
4．(☆2025·江苏卷)真核细胞进化出精细的基因表达调控机制，图示部分调控过程。请回答下列问题：
(1)细胞核中，DNA缠绕在组蛋白上形成__染色质(染色体)__。由于核膜的出现，实现了基因的转录和__翻译__在时空上的分隔。
(2)基因转录时，__RNA聚合__酶结合到DNA链上催化合成RNA。加工后转运到细胞质中的RNA，直接参与蛋白质肽链合成的有rRNA、mRNA和__tRNA__。分泌蛋白的肽链在__核糖体和内质网(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lncRNA、miRNA参与基因的表达调控。据图分析，lncRNA调控基因表达的主要机制有__在细胞核中与DNA结合，阻碍转录；在细胞质中与mRNA结合，阻止翻译__。miRNA与AGO等蛋白结合形成沉默复合蛋白，引导降解与其配对结合的RNA。据图可知，miRNA发挥的调控作用有__(与AGO等蛋白结合形成沉默复合蛋白后)与mRNA结合，降解mRNA(或结合并降解mRNA)，阻止其翻译；与lncRNA结合，降解lncRNA(或结合并降解lncRNA)，解除lncRNA对翻译的阻止__。
(4)外源RNA进入细胞后，经加工可形成siRNA引导的沉默复合蛋白，科研人员据此研究防治植物虫害的RNA生物农药。根据RNA的特性及其作用机理，分析RNA农药的优点有__特异性强(，不影响植物mRNA)、不影响生物基因组(具有生物安全性)、不污染环境(环境友好性)__。
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。直接参与蛋白质肽链合成的RNA有rRNA(参与组成核糖体)、mRNA(翻译的模板)和tRNA(运输氨基酸)。分泌蛋白的合成过程大致是：在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成。当合成了一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程，并且边合成边转移到内质网腔内，再经过加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质。内质网膜鼓出形成囊泡，囊泡包裹着蛋白质与高尔基体膜融合，高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工。(3)lncRNA、miRNA参与基因的表达调控，根据图示中这两种RNA及与mRNA的结合情况，再结合基因表达的转录和翻译过程，推测调控情况。(4)根据RNA的特性及其作用机理，分析RNA农药的优点。生物安全性：不会整合到DNA中，也就不会影响生物的基因组；特异性强：RNA农药具有高度的靶向性，不影响植物的mRNA；环境友好性：与传统的化学农药相比，RNA农药能够在不破坏生态平衡的情况下有效控制害虫。
5．(2022·江苏卷)科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防。下图中①～④示意4种RNA药物的作用机制。请回答下列问题：
(1)细胞核内RNA转录合成以__DNA的一条链__为模板，需要__RNA聚合酶__的催化。前体mRNA需加工为成熟的mRNA，才能转运到细胞质中发挥作用，说明__核孔__对大分子物质的转运具有选择性。
(2)机制①：有些杜兴氏肌营养不良症患者DMD蛋白基因的51外显子片段中发生__(基因)突变(或碱基的增添、缺失或替换)__，提前产生终止密码子，从而不能合成DMD蛋白。为治疗该疾病，将反义RNA药物导入细胞核，使其与51外显子转录产物结合形成__双链RNA(杂交RNA片段)__，DMD前体mRNA剪接时，异常区段被剔除，从而合成有功能的小DMD蛋白，减轻症状。
(3)机制②：有些高胆固醇血症患者的PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解，血液中胆固醇含量偏高。转入与PCSK9 mRNA特异性结合的siRNA，导致PCSK9 mRNA被剪断，从而抑制细胞内__PCSK9蛋白__的合成，治疗高胆固醇血症。
(4)机制③：mRNA药物进入患者细胞内可表达正常的功能蛋白，替代变异蛋白发挥治疗作用。通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，目的是__保护并把mRNA送入细胞内(使mRNA通过胞吞进入受体细胞)，使之能够表达正常的功能蛋白__。
(5)机制④：编码某病毒S蛋白的mRNA疫苗进入人体细胞，在内质网上的核糖体中合成S蛋白，经过__高尔基体__修饰加工后输送出细胞，可作为__抗原__诱导人体产生特异性免疫反应。
解析：(4)脂质体与细胞膜的基本结构类似，将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，既能保护RNA，防止其被RNA酶降解，也有利于mRNA药物进入组织细胞，从而表达出正常的功能蛋白。(5)某病毒的S蛋白属于膜上的蛋白，膜上的蛋白质在核糖体合成后，还需要经过内质网和高尔基体的修饰加工后输送出细胞。疫苗相当于抗原，可诱导人体产生特异性免疫反应。
提升1 基因的表达、中心法则
1．基因的表达
基因(一般)作为携带遗传信息的DNA片段，通过转录与翻译两个阶段，控制合成相应的蛋白质，即实现了基因表达。
(1)转录过程如下图所示
①转录是以基因为单位进行的，一个基因可被多次转录。一个基因转录时以基因的一条链为模板，一个DNA分子上的不同基因的模板链不一定相同。一种重要的酶——RNA聚合酶，既能催化双链DNA解旋，又能催化核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键。
②转录产物有mRNA、tRNA、rRNA和其他的非编码RNA如miRNA等，仅mRNA携带遗传信息。翻译过程中，mRNA作为模板，tRNA可转运氨基酸，rRNA构成核糖体并参与转肽过程。
③真核细胞的细胞核中转录产生的mRNA需经剪切、加工后才能形成成熟的mRNA，再通过核孔进入细胞质。
(2)翻译过程如下图所示
①mRNA上的密码子具有简并性、通用性和连续性的特点。密码子的简并性一方面有利于提高翻译速度；另一方面可增强容错性，减少蛋白质或性状差错。密码子的通用性为基因在不同生物细胞中控制同一性状提供了理论基础。密码子的连续性，表明在阅读密码子时是从起始密码子开始到终止密码子结束的，相邻的密码子无间隔、不重叠。
②起始密码子一般编码甲硫氨酸。当终止密码子出现时，细胞质中tRNA上没有相对应的反密码子与终止密码子配对，导致肽链合成终止。
③原核细胞与真核细胞内，一个mRNA分子上常常可附着有多个核糖体，形成多聚核糖体(见下图)。这些核糖体依次从起始密码子开始，沿着mRNA分子从5′→3′方向移动，可以同时合成多个相同的蛋白质分子，极大地提高了蛋白质的合成效率。
┃ 拓 展 ┃
tRNA虽为单链RNA，但因其内部碱基序列间可发生互补配对形成氢键，故存在局部双链结构。tRNA的3′端与氨基酸结合，tRNA中有3个相连的碱基构成一个反密码子。1个tRNA分子只具有1个反密码子，携带一种氨基酸。无论是mRNA还是tRNA，其上碱基序列阅读方向均为5′→3′，书写密码子与反密码子时要注意方向或标明5′(—P)端和3′(—OH)端。
2．遗传信息流——中心法则
(1)不仅逆转录病毒(如HIV)发生逆转录过程，端粒酶也可催化逆转录过程。
(2)单链RNA的复制过程：RNA(＋)→RNA(－)→RNA(＋)。
(3)病毒发生信息传递的场所为宿主细胞。
(4)有分裂能力的细胞中可发生DNA复制、转录和翻译；高度分化的细胞因不发生细胞分裂而不进行核DNA分子复制，只进行转录和翻译；哺乳动物的成熟红细胞因无细胞核而无法进行DNA复制、转录和翻译过程。
(5)中心法则中各过程均遵循碱基互补配对原则，以保证信息的准确传递。
(6)中心法则都遵循“5′→3′”。DNA和RNA合成时，子链的延伸方向均是5′→3′；翻译形成肽链时，核糖体在mRNA上的移动方向也是5′→3′。
提升2 表观遗传的作用机制
主要类型 图 例 作用机制
DNA甲基化 DNA甲基化示意图 在DNA碱基上增加甲基基团的化学修饰，DNA甲基化会抑制基因转录
组蛋白甲基化 (组蛋白指染色质中的蛋白质) (PcG具有组蛋白修饰功能) 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
组蛋白乙酰化 组蛋白乙酰化修饰一般与基因转录激活相关，而组蛋白去乙酰化则与基因沉默相关
命题1 基因的表达
(2025·山东卷)关于豌豆细胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程，下列说法错误的是( C )
A．三个过程均存在碱基互补配对现象
B．三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内
C．根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列
D．RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同
解析：DNA复制、转录和翻译过程中均遵循碱基互补配对原则，因此都存在碱基互补配对现象，A正确；豌豆细胞核中淀粉酶基因复制和转录的场所都是细胞核，而翻译发生在细胞质基质中的核糖体上，B正确；DNA复制可通过产物序列确定其模板序列，转录产生的mRNA经过了剪切和加工，不能确定模板链的序列，翻译的产物是由氨基酸组成的蛋白质，而由于密码子具有简并性，因此根据氨基酸序列不一定能准确确定mRNA上的碱基序列，C错误；转录时需要RNA聚合酶的参与，RNA聚合酶从模板链的3′→5′方向移动，翻译时，核糖体从mRNA的5′→3′方向移动，移动方向不同，D正确。
(2025·苏州考前指导)图示两种细胞内遗传信息的部分传递过程，序号①～⑦表示物质或结构。下列相关叙述错误的是( C )
A．甲、乙两图可分别表示乳酸菌和酵母菌的转录和翻译
B．甲图中③的延伸方向与⑤在③上的移动方向相同
C．乙图中④经核孔运输到细胞质后被加工成翻译的模板
D．甲、乙两细胞的同种密码子可决定不同的氨基酸
解析：甲图中边转录边翻译，是原核细胞(如乳酸菌)的特点；乙图先在细胞核中转录，再在细胞质中翻译，是真核细胞(如酵母菌)的特点，A正确。甲图中③是mRNA，mRNA从5′→3′方向延伸，⑤核糖体在③上移动方向也是从5′→3′，二者相同，B正确。乙图中④是mRNA前体，需在细胞核中加工成翻译模板再运输到细胞质，C错误。真核细胞中密码子GUG编码缬氨酸，但在原核生物中，GUG作起始密码子，编码甲硫氨酸，D正确。
命题2 表观遗传
(2025·苏州调研)核小体是染色质的基本结构单位，其由DNA缠绕在组蛋白外形成。组蛋白上许多位点可发生甲基化、乙酰化的修饰，从而改变染色质的疏松和凝聚状态。下列叙述错误的是( A )
A．核小体可能存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中
B．核小体的组装过程通常发生在细胞分裂前的间期
C．有丝分裂前期染色质变为染色体可能与组蛋白修饰有关
D．组蛋白修饰可能影响基因表达，导致生物表型发生变化
解析：核小体是染色质的基本结构单位，线粒体和叶绿体中无染色质，不存在核小体。
(2025·河南卷)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( C )
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
解析：组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列，但能降低染色质的紧密程度，从而促进基因的表达，可影响个体表型，A正确；具有生物活性的tRNA的形成，需要经过转录，还需要转录后加工形成三叶草结构，B正确；编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同，会影响翻译效率，但不会影响翻译的准确度，C错误；组蛋白乙酰化发生在翻译出组蛋白后，是基因表达调控的结果，组蛋白是染色体上蛋白，其乙酰化也会影响基因的表达，D正确。
(多选)(2025·如东2.5模改编)X染色体上存在部分基因能够在失活X染色体(Xi)上逃避失活，可以正常表达。失活X染色体基因逃逸的分子机制如图所示，逃避失活过程涉及DNA甲基化、组蛋白修饰、多种非编码RNA调控等。另外，DNA带负电。下列叙述错误的有( AC )
A．RNA聚合酶识别和结合的DNA片段中G、C含量偏高，有利于相应基因转录的发生
B．X染色体失活可能与CpG甲基化、组蛋白的甲基化和Xi失活基因的RNA包裹有关
C．组蛋白H3、H4乙酰化诱使DNA携带更多正电荷，导致Xi解螺旋和相应基因逃避失活
D．CTCF能够与特定基因结合，参与染色质结构的隔离，将失活基因与活性基因分离开
解析：G—C之间有3个氢键，A—T之间有2个氢键，氢键数量越多，越不容易解旋，因此RNA聚合酶识别和结合的DNA片段中G、C含量偏低，有利于相应基因转录的发生，A错误；根据题图，左侧基因沉默区域结构中存在组蛋白甲基化、CpG甲基化以及Xi失活基因的RNA包裹，而右侧基因表达区域中组蛋白发生乙酰化、CpG去甲基化，以及Xi失活基因的RNA丢失，可知X染色体失活可能与CpG甲基化、组蛋白的甲基化和Xi失活基因的RNA包裹有关，B正确；组蛋白在未乙酰化时，由于赖氨酸等氨基酸残基带有正电荷，使得组蛋白整体带正电，而乙酰化过程中，乙酰基的添加中和了赖氨酸残基上的正电荷，导致组蛋白所带正电荷减少，这种电荷变化会使组蛋白与带负电的DNA之间的静电引力减弱，使染色质结构变得松散，容易解螺旋，有利于基因的表达，实现基因逃避失活，C错误；CTCF是一种在哺乳动物中高度保守的DNA结合蛋白，能够与特定DNA序列结合，可以隔离失活基因与活性基因(从图中也能看出)，D正确。
遗传信息的传递和表达
下图为4种病毒侵染人体相应细胞后的增殖过程，请回答下列问题：
单纯疱疹病毒(双链DNA病毒)
乙肝病毒(双链DNA病毒)
脊髓灰质炎病毒(正链RNA病毒)
人体免疫缺陷病毒(HIV，正链RNA病毒)
(1)催化过程②的酶是__RNA聚合酶__，该酶正常控制过程②的起始需要的调控元件是__启动子__。
(2)乙肝病毒感染肝细胞后，一般很难根除，原因是乙肝病毒的DNA会整合到人体细胞的DNA中__。治疗乙肝时，通过药物抑制过程③比抑制过程④的副作用小，这是因为__过程③是乙肝病毒增殖过程中的特有过程，而过程④在人体蛋白质合成过程中都存在__。
(3)脊髓灰质炎病毒的＋RNA除了参与病毒组成外，还具有的功能有__作为翻译和RNA复制的模板__。假设脊髓灰质炎病毒基因组＋RNA含有a个碱基，其中G和C占碱基总数的比例为b。则以病毒基因组＋RNA为模板合成一条子代＋RNA，共需要含碱基A和U的核糖核苷酸__2a(1－b)__个。
(4)逆转录酶在过程⑤⑥中发挥重要作用，由此判断，逆转录酶的作用有__①③__(填数字序号)。
①催化DNA链的形成
②催化RNA单链的形成
③切割DNA分子
(5)在__宿主细胞(核糖体)__(场所)中病毒的一个RNA可翻译出多种蛋白质，其原因可能是__一个RNA上有多个起始密码子__，或者__翻译后一条肽链被酶切成多条肽链__。
(6)M13噬菌体的单链环状DNA复制开始时，首先需要通过转录过程合成一小段__RNA__作引物。子链延伸需要引物的原因之一是__DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到已有的核酸片段上__。
(7)为了研究单纯疱疹病毒DNA复制特征，需先培养__其宿主细胞__，然后接种单纯疱疹病毒，其DNA复制过程如下图所示，这一结果说明单纯疱疹病毒的DNA复制具有的特点有__半保留复制、边解旋边复制、单起点双向复制等__。
(8)就整个生物界而言，基因是指__有遗传效应的DNA或RNA片段__。
(9)HIV主要的宿主细胞是__辅助性T细胞__，直接原因是__宿主细胞表面含有特定的受体，便于HIV的识别和侵染__。HIV侵染后处于潜伏期的细胞表面一般不含HIV抗原蛋白，这对HIV的主要意义是__有助于HIV逃避人体免疫系统的识别清除，有助于免疫逃逸__。
(10)与乙肝疫苗相比，HIV疫苗效果不是很理想，从遗传物质的角度阐述主要原因：__其遗传物质是单链RNA，易发生变异，不利于疫苗的研制与推广__。
一、 单项选择题
1．(2025·黑吉辽蒙卷)下列关于基因表达及其调控的叙述，错误的是( D )
A．转录和翻译过程中，碱基互补配对的方式不同
B．转录时通过RNA聚合酶打开DNA双链
C．某些DNA甲基化可通过抑制基因转录影响生物表型
D．核糖体与mRNA的结合部位形成1个tRNA结合位点
解析：转录过程的碱基配对方式是A—U、T—A、C—G、G—C，翻译过程的碱基配对方式是A—U、U—A、C—G、G—C，两者配对方式不完全相同，A正确；转录时，RNA聚合酶结合启动子并解开DNA双链，以其中一条链为模板合成RNA，B正确；DNA甲基化是表观遗传的一种，甲基化可阻碍DNA与转录因子结合，从而抑制基因转录，影响蛋白质合成及生物表型，C正确；核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点，D错误。
2．(2025·河北卷)M和N是同一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( C )
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
解析：基因转录是以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，据此得出M、N基因的转录产物。
3．(2025·如东2.5模)核糖体是mRNA进行翻译的主要场所，主要由核糖体RNA(rRNA)和多种蛋白质构成，核糖体内部有3个tRNA结合位点，分别为E、P、A(如下图所示)，其中E是空载tRNA释放的位点。下列叙述正确的是( C )
A．细胞核中的核仁与rRNA、tRNA及核糖体蛋白的形成有关
B．tRNA的3′—OH端结合的氨基酸是由其反密码子编码的
C．图中E位点的tRNA在进入核糖体时携带的氨基酸是Gly
D．图中mRNA的5′端在右侧，3′端在左侧
解析：真核细胞中核仁与核糖体的形成及rRNA的形成有关，A错误；tRNA的3′—OH端是结合氨基酸的部位，但氨基酸是由mRNA上的密码子决定的，反密码子可与密码子碱基互补配对，B错误；据图可知，图中E是空载tRNA释放的位点，说明移动到E位置时氨基酸已经转移完成被释放，则图中的核糖体从左→右沿mRNA移动，图中E位点的tRNA在进入核糖体时携带的氨基酸是Gly，C正确；翻译是从mRNA的5′端到3′端，因此图中mRNA的5′端在左侧，3′端在右侧，D错误。
4．(2025·盐城考前指导)采用焦磷酸测序法进行DNA测序的原理是：将待测DNA链固定到一个磁珠上，将磁珠包被在单个油水混合小滴(乳滴)中，在该乳滴里进行独立的DNA复制，4种脱氧核苷三磷酸依照T、A、C、G的顺序一个一个进入该乳滴，如果发生碱基配对，就会释放一个焦磷酸(PPi)，PPi经过一系列酶促反应后发出荧光。下列说法错误的是( D )
A．图中的“酶”表示DNA聚合酶，“系列酶”包括荧光素酶等
B．该过程中，4种脱氧核苷三磷酸在提供原料的同时，还提供了能量
C．该方法对DNA进行测序，必须已知目标DNA的部分核苷酸序列
D．对癌细胞中DNA进行测序，可以确定原癌基因是发生基因突变还是甲基化
解析：图中是DNA复制过程，“酶”表示DNA聚合酶，“系列酶”包括荧光素酶等，A正确；该过程中，4种脱氧核苷三磷酸提供原料，并且反应中的能量来自脱氧核苷三磷酸水解放出的能量，B正确；焦磷酸测序法是边合成边测序的方法，需通过已知部分序列设计引物，使DNA链在乳滴中固定并复制，C正确；基因测序只能检测DNA碱基序列的变化，而甲基化属于表观遗传修饰，不改变碱基序列，测序无法区分甲基化，D错误。
5．(2025·南通四模)研究发现乳酸可以作为组蛋白(染色体成分)的修饰底物，乳酸化的组蛋白能引起染色体松散，以促进Y基因的表达，进而促进眼部黑色素瘤细胞的增殖。相关叙述正确的是( D )
A．组蛋白乳酸化修饰的过程主要发生在细胞质基质
B．Y基因是抑癌基因，其过表达能促进肿瘤细胞增殖
C．组蛋白乳酸化改变了Y基因中碱基的排列顺序
D．眼部黑色素瘤细胞无氧呼吸加快有利于其增殖
解析：组蛋白是染色体的成分，染色体主要存在于细胞核中，所以组蛋白乳酸化修饰的过程主要发生在细胞核，A错误；原癌基因是细胞生长和增殖所必需的，这类基因一旦突变或过量表达会导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变，而题干中说Y基因的表达能促进眼部黑色素瘤细胞的增殖，所以Y基因是原癌基因，B错误；组蛋白乳酸化只是引起染色体松散，促进Y基因的表达，并没有改变Y基因中碱基的排列顺序，C错误；由题干可知，乳酸可以促进眼部黑色素瘤细胞的增殖，而无氧呼吸会产生乳酸，所以眼部黑色素瘤细胞无氧呼吸加快有利于产生更多的乳酸，从而有利于其增殖，D正确。
6．(2025·湖南卷)被噬菌体侵染时，某细菌以一特定RNA片段为重复单元，逆转录成串联重复DNA，再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo，如图所示。该蛋白能抑制细菌生长，从而阻止噬菌体利用细胞资源。下列叙述错误的是( C )
A．噬菌体侵染细菌时，会将核酸注入细菌内
B．蛋白Neo在细菌的核糖体中合成
C．串联重复的双链DNA的两条链均可作为模板指导蛋白Neo合成
D．串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子
解析：噬菌体侵染细菌时，会将自身的核酸注入细菌内，而蛋白质外壳留在外面，A正确；细菌有核糖体，噬菌体没有细胞结构，所以蛋白Neo在细菌的核糖体中合成，B正确；在转录过程中，以DNA的一条链为模板合成mRNA，进而指导蛋白质的合成，C错误；最终合成的是含多个串联重复肽段的蛋白Neo，说明串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子，D正确。
7．(2025·扬州考前调研)表观遗传现象广泛存在于生物体中，下列叙述错误的是( C )
A．微小RNA(miRNA)与mRNA的结合属于表观遗传中转录后水平的调控
B．表观遗传能使生物体在碱基序列不变的情况下发生可遗传的性状改变
C．柳穿鱼Lcyc基因甲基化导致基因突变抑制了基因的转录过程
D．吸烟会使人体细胞内DNA甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响
解析：柳穿鱼Lcyc基因甲基化抑制了基因的转录过程，这属于表观遗传，不属于基因突变，C错误。
8．(2025·南京期末)人体适应氧气供应变化的调节过程如图所示，其中EPO是一种促进红细胞生成的蛋白质激素。下列分析正确的是( C )
A．过程①需要解旋酶和RNA聚合酶
B．过程①和②可在人体成熟红细胞中完成
C．提高HIF的活性和含量可有望治疗贫血等缺氧性疾病
D．HIF可通过核孔进入细胞核，在翻译水平调控EPO基因的表达
解析：过程①为转录，需要RNA聚合酶，不需要解旋酶，A错误；过程②为翻译，人体成熟红细胞中细胞核、细胞器退化消失，不会发生①②过程，B错误；氧气充足条件下，HIF会迅速分解，当细胞缺氧时，HIF会与促红细胞生成素(EPO)基因的低氧应答元件(非编码蛋白质序列)结合，以适应低氧的环境，提高HIF的活性和含量可有望治疗贫血等缺氧性疾病，C正确；HIF与低氧应答元件结合，启动EPO基因的转录，是在转录水平调控EPO基因的表达，D错误。
二、 多项选择题
9．(2025·连云港四模)基因密码子拓展技术可将非天然氨基酸特异性地引入细胞内目标蛋白的指定位点，达到蛋白质功能创新的目的，原理如图所示。下列相关叙述正确的是( CD )
A．氨酰—tRNA分子内部无碱基互补配对
B．图中氨酰—tRNA上的反密码子为5′－AUC－3′
C．释放因子与该氨酰—tRNA的竞争会导致翻译提前终止
D．该技术可用于开发在翻译水平上精确控制蛋白质表达的方法
解析：氨酰—tRNA呈三叶草结构，分子内有局部双链区，存在碱基互补配对，A错误；mRNA上的密码子是5′－UAG－3′，按照碱基互补配对原则，氨酰—tRNA上的反密码子应为3′－AUC－5′，B错误；从图中可知，释放因子与氨酰—tRNA会竞争结合mRNA上的终止密码子UAG，若释放因子结合上去，就会导致翻译提前终止，C正确；该基因密码子拓展技术能将非天然氨基酸特异性引入目标蛋白特定位点，可在翻译水平精确控制蛋白质的氨基酸组成等，进而精确控制蛋白质表达，D正确。
10．(2025·扬州期末)研究表明猪内源性逆转录病毒(PERV)能将自己的基因整合到猪的基因组中，如图是PERV的生活史示意图，被侵染的细胞可增殖。下列有关叙述错误的是( AC )
A．过程①②③④都需要模板、原料、能量和酶
B．过程④需要猪细胞提供核糖体和tRNA等
C．可分别用35S和32P标记PERV的蛋白质和RNA以探究其遗传物质
D．感染该病毒后，子代个体的基因组中可能仍含有该病毒的基因序列
解析：过程①③④分别指逆转录、转录和翻译，这些过程都需要模板、原料、能量和酶，但过程②是逆转录获得的病毒DNA整合到宿主细胞的DNA上，该过程属于基因重组，不需要模板等，A错误；过程④为翻译，因为病毒没有独立的代谢系统，该过程需要猪细胞提供核糖体和tRNA等，B正确；该病毒是逆转录病毒，逆转录酶和RNA都会进入细胞，因此用35S和32P标记PERV的蛋白质和RNA无法探究其遗传物质，C错误；图中被侵染的细胞可增殖，感染的细胞中整合了病毒的相关基因组，因此该细胞增殖产生的子代细胞的基因组中可能仍含有该病毒的基因序列，若该细胞能产生成熟的生殖细胞，则子代个体中可能含有该病毒的基因序列，D正确。
11．(2025·徐州期中)蜂群中蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的，以蜂王浆为食的幼虫将发育成蜂王，而以花粉、花蜜为食的幼虫将发育成工蜂，幼虫发育成蜂王的机理如图所示。下列相关叙述正确的有( ACD )
A．DNA甲基化水平是发育成蜂王的关键要素
B．花粉可通过抑制Dnmt3基因的表达而影响DNA甲基化
C．DNA甲基化水平没有使Dnmt3基因的碱基序列发生改变
D．该实例中的食物引起的表型改变可以遗传给后代
解析：据图可知，蜂王浆可抑制Dnmt3基因表达而使DNA甲基化减少，幼虫发育为蜂王，而以花粉、花蜜为食的幼虫发育为工蜂，说明花粉不能通过抑制Dnmt3基因表达而影响DNA甲基化，B错误。
三、 非选择题
12．(2025·盐城中学)小肽信号分子RGF7在调控植物生长发育及免疫应答的过程中发挥着重要作用。如图所示，在拟南芥叶片中，RGF7基因的表达受到转录因子WRKY33及其上游的蛋白激酶MPK3/6和钙依赖蛋白激酶CPK5/6的调控，RGF7可诱导拟南芥产生多种免疫反应。请回答下列问题：
(1) 过程①为__转录__，其需要的酶和原料分别为__RNA聚合酶__、__(4种游离的)核糖核苷酸__。
(2) 过程③的模板是成熟mRNA，核糖体在mRNA上移动的方向是__5′→3′__，核糖体内能在分子内部自我进行碱基配对的生物分子是__rRNA__。
(3) RGF7通过与__受体蛋白复合体__结合向靶细胞传递信息，促进__钙离子通道打开和钙离子内流__，使CPK5/6得以激活，CPK5/6和MPK3/6共同作用于WRKY33，使其发生__磷酸化__。
13．(2025·常州期末)血红蛋白由2条α肽链和2条β或γ肽链组成，控制α肽链合成的基因(用A表示)位于16号染色体，控制β和γ肽链合成的基因(分别用B、D表示)都位于11号染色体。正常人出生后，D基因的表达会关闭，机理如图1所示。请回答下列问题：
图1
图2
(1) DNMT基因在表达DNMT蛋白的过程中，充当信使的物质可以与多个__核糖体__相继结合，其意义是__少量mRNA可以迅速合成大量的DNMT(提高翻译的高效性)__。
(2) DNMT蛋白的直接作用是催化__基因D启动子的甲基化__，该过程没有改变D基因的碱基排列顺序，但导致D基因的启动子不能与__RNA聚合酶__结合，进而使D基因不能表达，这种现象称为__表观遗传__。
(3) 图2是科研人员进行相关研究后的实验结果。正常人的测定结果表明D基因的表达__不完全关闭__(填“完全关闭”或“不完全关闭”)；甲的测定结果表明其运输氧气能力下降的直接原因是缺乏__由两条α肽链和2条β肽链组成的血红蛋白__；根据普通β地贫患者的测定结果推测，其运输氧气能力下降的根本原因是缺乏__正常的基因B__。
(4) 科研人员还测定了普通β地贫患者及甲的DNMT蛋白异常部分氨基酸序列，结果如图3。据此可以看出，甲发生的变异类型是由碱基对的__替换__造成的基因突变；治疗或缓解β地贫症状的方案有__诱发DNMT基因突变使其无法表达、开发药物阻止DNMT基因的表达、利用基因编辑技术敲除DNMT基因__。
图3
解析： (1) DNMT基因在表达DNMT蛋白的过程中，信使是mRNA分子，mRNA分子与多个核糖体结合形成多聚核糖体，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。(2) DNMT基因表达出DNMT蛋白，催化D基因的启动子发生甲基化过程，导致启动子甲基化，不能与RNA聚合酶识别与结合，从而阻止D基因表达，但是没有改变D基因的碱基排列顺序，这种变化称为表观遗传。(3) 通过读取图2，正常人D基因的mRNA的相对含量为0.5，说明D基因仍有表达，即“不完全关闭”；由题干两种血红蛋白的介绍可知，正常人出生后D基因表达会关闭，即正常人出生后血红蛋白应以“2条α链＋2条β链”构成的血红蛋白为主。但图2中甲D基因的mRNA含量和γ链含量均较高，表明甲含有“2条α链＋2条γ链”构成的血红蛋白，结合题干中“甲的测定结果表明其运输氧气能力下降”，说明甲缺乏由“2条α链＋2条β链”构成的血红蛋白。图2中普通的β地贫患者D基因的mRNA和γ链的含量与正常人基本相当，表明其D基因在成年后是正常关闭的，运氧能力下降是由于缺乏“2条α链＋2条β链”构成的血红蛋白，即缺乏正常的基因B。(4) 普通的β地贫患者D基因是正常的，通过图3对比甲与β地贫患者的DNMT蛋白序列，两者第878位氨基酸不同，因此甲发生的变异类型是碱基对替换造成的基因突变。可以通过诱发DNMT基因突变，使其无法表达，或利用基因编辑技术敲除DNMT基因，或开发药物阻止DNMT基因的表达，使γ肽链含量增加，与α肽链组成血红蛋白，治疗或缓解β地贫症状。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)小专题2 基因的表达及其与性状的关系
考向1 基因的表达
1．(2023·江苏卷)翻译过程如下图所示，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．(2023·江苏卷)帕金森综合征是一种神经退行性疾病，神经元中α－Synuclein蛋白聚积是主要致病因素。研究发现，患者普遍存在溶酶体膜蛋白TMEM175变异，如下图所示。为探究TMEM175蛋白在该病发生中的作用，进行了一系列研究。请回答下列问题：
图1
图2
(1)帕金森综合征患者TMEM175蛋白的第41位氨基酸由天冬氨酸突变为丙氨酸，说明TMEM175基因发生__ __而突变，神经元中发生的这种突变__ __(填“能”“不能”或“不一定”)遗传。
(2)突变的TMEM175基因在细胞核中以__ __为原料，由RNA聚合酶催化形成__ __键，不断延伸合成mRNA。
(3)mRNA转移到细胞质中，与__ __结合，合成一段肽链后转移到粗面内质网上继续合成，再由囊泡包裹沿着细胞质中的__ __由内质网到达高尔基体。突变的TMEM175基因合成的肽链由于氨基酸之间作用的变化使肽链的__ __改变，从而影响TMEM175蛋白的功能。
(4)基因敲除等实验发现TMEM175蛋白参与溶酶体内酸碱稳态调节。如图1所示，溶酶体膜的__ __对H＋具有屏障作用，膜上的H＋转运蛋白将H＋以__ __的方式运入溶酶体，使溶酶体内pH小于细胞质基质。TMEM175蛋白可将H＋运出，维持溶酶体内pH约为4.6。据图2分析，TMEM175蛋白变异将影响溶酶体的功能，原因是__ ___ _ 。
(5)综上推测，TMEM175蛋白变异是引起α－Synuclein蛋白聚积致病的原因，理由是__ ___ _ _ 。
考向2 表观遗传及基因表达的调控
3．☆(2025·江苏卷)甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA，引起基因表达效应改变，如图所示。下列相关叙述正确的是( )
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
4．☆(2025·江苏卷)真核细胞进化出精细的基因表达调控机制，图示部分调控过程。请回答下列问题：
(1)细胞核中，DNA缠绕在组蛋白上形成__ __。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lncRNA、miRNA参与基因的表达调控。据图分析，lncRNA调控基因表达的主要机制有__ __。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__ __。
5．(2022·江苏卷)科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防。下图中①～④示意4种RNA药物的作用机制。请回答下列问题：
(1)细胞核内RNA转录合成以__ __为模板，需要__ __的催化。前体mRNA需加工为成熟的mRNA，才能转运到细胞质中发挥作用，说明__ __对大分子物质的转运具有选择性。
(2)机制①：有些杜兴氏肌营养不良症患者DMD蛋白基因的51外显子片段中发生__ __，提前产生终止密码子，从而不能合成DMD蛋白。为治疗该疾病，将反义RNA药物导入细胞核，使其与51外显子转录产物结合形成__ __，DMD前体mRNA剪接时，异常区段被剔除，从而合成有功能的小DMD蛋白，减轻症状。
(3)机制②：有些高胆固醇血症患者的PCSK9蛋白可促进低密度脂蛋白的内吞受体降解，血液中胆固醇含量偏高。转入与PCSK9 mRNA特异性结合的siRNA，导致PCSK9 mRNA被剪断，从而抑制细胞内__ __的合成，治疗高胆固醇血症。
(4)机制③：mRNA药物进入患者细胞内可表达正常的功能蛋白，替代变异蛋白发挥治疗作用。通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，目的是__ __。
(5)机制④：编码某病毒S蛋白的mRNA疫苗进入人体细胞，在内质网上的核糖体中合成S蛋白，经过__ __修饰加工后输送出细胞，可作为__ __诱导人体产生特异性免疫反应。
提升1 基因的表达、中心法则
1．基因的表达
基因(一般)作为携带遗传信息的DNA片段，通过转录与翻译两个阶段，控制合成相应的蛋白质，即实现了基因表达。
(1)转录过程如下图所示
①转录是以基因为单位进行的，一个基因可被多次转录。一个基因转录时以基因的一条链为模板，一个DNA分子上的不同基因的模板链不一定相同。一种重要的酶——RNA聚合酶，既能催化双链DNA解旋，又能催化核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键。
②转录产物有mRNA、tRNA、rRNA和其他的非编码RNA如miRNA等，仅mRNA携带遗传信息。翻译过程中，mRNA作为模板，tRNA可转运氨基酸，rRNA构成核糖体并参与转肽过程。
③真核细胞的细胞核中转录产生的mRNA需经剪切、加工后才能形成成熟的mRNA，再通过核孔进入细胞质。
(2)翻译过程如下图所示
①mRNA上的密码子具有简并性、通用性和连续性的特点。密码子的简并性一方面有利于提高翻译速度；另一方面可增强容错性，减少蛋白质或性状差错。密码子的通用性为基因在不同生物细胞中控制同一性状提供了理论基础。密码子的连续性，表明在阅读密码子时是从起始密码子开始到终止密码子结束的，相邻的密码子无间隔、不重叠。
②起始密码子一般编码甲硫氨酸。当终止密码子出现时，细胞质中tRNA上没有相对应的反密码子与终止密码子配对，导致肽链合成终止。
③原核细胞与真核细胞内，一个mRNA分子上常常可附着有多个核糖体，形成多聚核糖体(见下图)。这些核糖体依次从起始密码子开始，沿着mRNA分子从5′→3′方向移动，可以同时合成多个相同的蛋白质分子，极大地提高了蛋白质的合成效率。
┃ 拓 展 ┃
tRNA虽为单链RNA，但因其内部碱基序列间可发生互补配对形成氢键，故存在局部双链结构。tRNA的3′端与氨基酸结合，tRNA中有3个相连的碱基构成一个反密码子。1个tRNA分子只具有1个反密码子，携带一种氨基酸。无论是mRNA还是tRNA，其上碱基序列阅读方向均为5′→3′，书写密码子与反密码子时要注意方向或标明5′(—P)端和3′(—OH)端。
2．遗传信息流——中心法则
(1)不仅逆转录病毒(如HIV)发生逆转录过程，端粒酶也可催化逆转录过程。
(2)单链RNA的复制过程：RNA(＋)→RNA(－)→RNA(＋)。
(3)病毒发生信息传递的场所为宿主细胞。
(4)有分裂能力的细胞中可发生DNA复制、转录和翻译；高度分化的细胞因不发生细胞分裂而不进行核DNA分子复制，只进行转录和翻译；哺乳动物的成熟红细胞因无细胞核而无法进行DNA复制、转录和翻译过程。
(5)中心法则中各过程均遵循碱基互补配对原则，以保证信息的准确传递。
(6)中心法则都遵循“5′→3′”。DNA和RNA合成时，子链的延伸方向均是5′→3′；翻译形成肽链时，核糖体在mRNA上的移动方向也是5′→3′。
提升2 表观遗传的作用机制
主要类型 图 例 作用机制
DNA甲基化 DNA甲基化示意图 在DNA碱基上增加甲基基团的化学修饰，DNA甲基化会抑制基因转录
组蛋白甲基化 (组蛋白指染色质中的蛋白质) (PcG具有组蛋白修饰功能) 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
组蛋白乙酰化 组蛋白乙酰化修饰一般与基因转录激活相关，而组蛋白去乙酰化则与基因沉默相关
命题1 基因的表达
(2025·山东卷)关于豌豆细胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程，下列说法错误的是( )
A．三个过程均存在碱基互补配对现象
B．三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内
C．根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列
D．RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同
(2025·苏州考前指导)图示两种细胞内遗传信息的部分传递过程，序号①～⑦表示物质或结构。下列相关叙述错误的是( )
A．甲、乙两图可分别表示乳酸菌和酵母菌的转录和翻译
B．甲图中③的延伸方向与⑤在③上的移动方向相同
C．乙图中④经核孔运输到细胞质后被加工成翻译的模板
D．甲、乙两细胞的同种密码子可决定不同的氨基酸
命题2 表观遗传
(2025·苏州调研)核小体是染色质的基本结构单位，其由DNA缠绕在组蛋白外形成。组蛋白上许多位点可发生甲基化、乙酰化的修饰，从而改变染色质的疏松和凝聚状态。下列叙述错误的是( )
A．核小体可能存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中
B．核小体的组装过程通常发生在细胞分裂前的间期
C．有丝分裂前期染色质变为染色体可能与组蛋白修饰有关
D．组蛋白修饰可能影响基因表达，导致生物表型发生变化
(2025·河南卷)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
(多选)(2025·如东2.5模改编)X染色体上存在部分基因能够在失活X染色体(Xi)上逃避失活，可以正常表达。失活X染色体基因逃逸的分子机制如图所示，逃避失活过程涉及DNA甲基化、组蛋白修饰、多种非编码RNA调控等。另外，DNA带负电。下列叙述错误的有( )
A．RNA聚合酶识别和结合的DNA片段中G、C含量偏高，有利于相应基因转录的发生
B．X染色体失活可能与CpG甲基化、组蛋白的甲基化和Xi失活基因的RNA包裹有关
C．组蛋白H3、H4乙酰化诱使DNA携带更多正电荷，导致Xi解螺旋和相应基因逃避失活
D．CTCF能够与特定基因结合，参与染色质结构的隔离，将失活基因与活性基因分离开
遗传信息的传递和表达
下图为4种病毒侵染人体相应细胞后的增殖过程，请回答下列问题：
单纯疱疹病毒(双链DNA病毒)
乙肝病毒(双链DNA病毒)
脊髓灰质炎病毒(正链RNA病毒)
人体免疫缺陷病毒(HIV，正链RNA病毒)
(1)催化过程②的酶是__ __，该酶正常控制过程②的起始需要的调控元件是__ __。
(2)乙肝病毒感染肝细胞后，一般很难根除，原因是 __。治疗乙肝时，通过药物抑制过程③比抑制过程④的副作用小，这是因为__ __。
(3)脊髓灰质炎病毒的＋RNA除了参与病毒组成外，还具有的功能有__ __。假设脊髓灰质炎病毒基因组＋RNA含有a个碱基，其中G和C占碱基总数的比例为b。则以病毒基因组＋RNA为模板合成一条子代＋RNA，共需要含碱基A和U的核糖核苷酸__ __个。
(4)逆转录酶在过程⑤⑥中发挥重要作用，由此判断，逆转录酶的作用有__ __(填数字序号)。
①催化DNA链的形成
②催化RNA单链的形成
③切割DNA分子
(5)在__ __(场所)中病毒的一个RNA可翻译出多种蛋白质，其原因可能是__ __，或者__ __。
(6)M13噬菌体的单链环状DNA复制开始时，首先需要通过转录过程合成一小段__ __作引物。子链延伸需要引物的原因之一是__ __。
(7)为了研究单纯疱疹病毒DNA复制特征，需先培养__ __，然后接种单纯疱疹病毒，其DNA复制过程如下图所示，这一结果说明单纯疱疹病毒的DNA复制具有的特点有__ __。
(8)就整个生物界而言，基因是指__ __。
(9)HIV主要的宿主细胞是__ __，直接原因是__ __。HIV侵染后处于潜伏期的细胞表面一般不含HIV抗原蛋白，这对HIV的主要意义是__ __。
(10)与乙肝疫苗相比，HIV疫苗效果不是很理想，从遗传物质的角度阐述主要原因：__ __。
一、 单项选择题
1．(2025·黑吉辽蒙卷)下列关于基因表达及其调控的叙述，错误的是( )
A．转录和翻译过程中，碱基互补配对的方式不同
B．转录时通过RNA聚合酶打开DNA双链
C．某些DNA甲基化可通过抑制基因转录影响生物表型
D．核糖体与mRNA的结合部位形成1个tRNA结合位点
2．(2025·河北卷)M和N是同一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
3．(2025·如东2.5模)核糖体是mRNA进行翻译的主要场所，主要由核糖体RNA(rRNA)和多种蛋白质构成，核糖体内部有3个tRNA结合位点，分别为E、P、A(如下图所示)，其中E是空载tRNA释放的位点。下列叙述正确的是( )
A．细胞核中的核仁与rRNA、tRNA及核糖体蛋白的形成有关
B．tRNA的3′—OH端结合的氨基酸是由其反密码子编码的
C．图中E位点的tRNA在进入核糖体时携带的氨基酸是Gly
D．图中mRNA的5′端在右侧，3′端在左侧
4．(2025·盐城考前指导)采用焦磷酸测序法进行DNA测序的原理是：将待测DNA链固定到一个磁珠上，将磁珠包被在单个油水混合小滴(乳滴)中，在该乳滴里进行独立的DNA复制，4种脱氧核苷三磷酸依照T、A、C、G的顺序一个一个进入该乳滴，如果发生碱基配对，就会释放一个焦磷酸(PPi)，PPi经过一系列酶促反应后发出荧光。下列说法错误的是( )
A．图中的“酶”表示DNA聚合酶，“系列酶”包括荧光素酶等
B．该过程中，4种脱氧核苷三磷酸在提供原料的同时，还提供了能量
C．该方法对DNA进行测序，必须已知目标DNA的部分核苷酸序列
D．对癌细胞中DNA进行测序，可以确定原癌基因是发生基因突变还是甲基化
5．(2025·南通四模)研究发现乳酸可以作为组蛋白(染色体成分)的修饰底物，乳酸化的组蛋白能引起染色体松散，以促进Y基因的表达，进而促进眼部黑色素瘤细胞的增殖。相关叙述正确的是( )
A．组蛋白乳酸化修饰的过程主要发生在细胞质基质
B．Y基因是抑癌基因，其过表达能促进肿瘤细胞增殖
C．组蛋白乳酸化改变了Y基因中碱基的排列顺序
D．眼部黑色素瘤细胞无氧呼吸加快有利于其增殖
6．(2025·湖南卷)被噬菌体侵染时，某细菌以一特定RNA片段为重复单元，逆转录成串联重复DNA，再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo，如图所示。该蛋白能抑制细菌生长，从而阻止噬菌体利用细胞资源。下列叙述错误的是( )
A．噬菌体侵染细菌时，会将核酸注入细菌内
B．蛋白Neo在细菌的核糖体中合成
C．串联重复的双链DNA的两条链均可作为模板指导蛋白Neo合成
D．串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子
7．(2025·扬州考前调研)表观遗传现象广泛存在于生物体中，下列叙述错误的是( )
A．微小RNA(miRNA)与mRNA的结合属于表观遗传中转录后水平的调控
B．表观遗传能使生物体在碱基序列不变的情况下发生可遗传的性状改变
C．柳穿鱼Lcyc基因甲基化导致基因突变抑制了基因的转录过程
D．吸烟会使人体细胞内DNA甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响
8．(2025·南京期末)人体适应氧气供应变化的调节过程如图所示，其中EPO是一种促进红细胞生成的蛋白质激素。下列分析正确的是( )
A．过程①需要解旋酶和RNA聚合酶
B．过程①和②可在人体成熟红细胞中完成
C．提高HIF的活性和含量可有望治疗贫血等缺氧性疾病
D．HIF可通过核孔进入细胞核，在翻译水平调控EPO基因的表达
二、 多项选择题
9．(2025·连云港四模)基因密码子拓展技术可将非天然氨基酸特异性地引入细胞内目标蛋白的指定位点，达到蛋白质功能创新的目的，原理如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A．氨酰—tRNA分子内部无碱基互补配对
B．图中氨酰—tRNA上的反密码子为5′－AUC－3′
C．释放因子与该氨酰—tRNA的竞争会导致翻译提前终止
D．该技术可用于开发在翻译水平上精确控制蛋白质表达的方法
10．(2025·扬州期末)研究表明猪内源性逆转录病毒(PERV)能将自己的基因整合到猪的基因组中，如图是PERV的生活史示意图，被侵染的细胞可增殖。下列有关叙述错误的是( )
A．过程①②③④都需要模板、原料、能量和酶
B．过程④需要猪细胞提供核糖体和tRNA等
C．可分别用35S和32P标记PERV的蛋白质和RNA以探究其遗传物质
D．感染该病毒后，子代个体的基因组中可能仍含有该病毒的基因序列
11．(2025·徐州期中)蜂群中蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的，以蜂王浆为食的幼虫将发育成蜂王，而以花粉、花蜜为食的幼虫将发育成工蜂，幼虫发育成蜂王的机理如图所示。下列相关叙述正确的有( )
A．DNA甲基化水平是发育成蜂王的关键要素
B．花粉可通过抑制Dnmt3基因的表达而影响DNA甲基化
C．DNA甲基化水平没有使Dnmt3基因的碱基序列发生改变
D．该实例中的食物引起的表型改变可以遗传给后代
三、 非选择题
12．(2025·盐城中学)小肽信号分子RGF7在调控植物生长发育及免疫应答的过程中发挥着重要作用。如图所示，在拟南芥叶片中，RGF7基因的表达受到转录因子WRKY33及其上游的蛋白激酶MPK3/6和钙依赖蛋白激酶CPK5/6的调控，RGF7可诱导拟南芥产生多种免疫反应。请回答下列问题：
(1) 过程①为__ __，其需要的酶和原料分别为__ __、__ __。
(2) 过程③的模板是成熟mRNA，核糖体在mRNA上移动的方向是__ __，核糖体内能在分子内部自我进行碱基配对的生物分子是__ __。
(3) RGF7通过与__ __结合向靶细胞传递信息，促进__ __，使CPK5/6得以激活，CPK5/6和MPK3/6共同作用于WRKY33，使其发生__ __。
13．(2025·常州期末)血红蛋白由2条α肽链和2条β或γ肽链组成，控制α肽链合成的基因(用A表示)位于16号染色体，控制β和γ肽链合成的基因(分别用B、D表示)都位于11号染色体。正常人出生后，D基因的表达会关闭，机理如图1所示。请回答下列问题：
图1
图2
(1) DNMT基因在表达DNMT蛋白的过程中，充当信使的物质可以与多个__ __相继结合，其意义是__ __。
(2) DNMT蛋白的直接作用是催化__ __，该过程没有改变D基因的碱基排列顺序，但导致D基因的启动子不能与__ __结合，进而使D基因不能表达，这种现象称为__ __。
(3) 图2是科研人员进行相关研究后的实验结果。正常人的测定结果表明D基因的表达__ __(填“完全关闭”或“不完全关闭”)；甲的测定结果表明其运输氧气能力下降的直接原因是缺乏__ __；根据普通β地贫患者的测定结果推测，其运输氧气能力下降的根本原因是缺乏__ __。
(4) 科研人员还测定了普通β地贫患者及甲的DNMT蛋白异常部分氨基酸序列，结果如图3。据此可以看出，甲发生的变异类型是由碱基对的__ __造成的基因突变；治疗或缓解β地贫症状的方案有__ __。
图3
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
