第2节 基因表达与性状的关系
导学 聚焦 1.举例说明基因控制生物体性状的两种方式。 2.描述基因选择性表达与细胞分化的关系。 3.阐述表观遗传现象
知识点（一） 基因表达产物与性状的关系
1.基因对生物性状的间接控制
（1）实质：基因通过控制 酶的合成 来控制 代谢过程 ，进而控制生物体的性状。
（2）实例
2.基因对生物性状的直接控制
（1）实质：基因通过控制 蛋白质的结构 直接控制生物体的性状。
（2）实例：囊性纤维化成因
3.判断下列说法是否正确
（1）基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。（ √ ）
（2）基因都是通过控制酶的合成来控制性状的。（ × ）
提示：基因对性状的控制有直接控制途径和间接控制途径。
（3）豌豆的皱粒和圆粒这对相对性状的形成说明基因可以通过控制酶的合成控制代谢过程，进而控制生物体的性状。（ √ ）
（4）生物的表型是生物的基因型和环境条件共同作用的结果。（ √ ）
探讨 分析基因对性状的控制，提高理解能力
1.牵牛花的颜色主要由花青素决定，如图为花青素的合成与颜色变化的过程示意图。请回答下列问题：
（1）牵牛花的颜色是只由一个基因控制吗？
提示：不是，牵牛花的颜色由多个基因控制。
（2）牵牛花的颜色还与细胞中的pH有关，这说明什么？
提示：生物体的性状也受环境的影响。
（3）牵牛花的叶肉细胞中是否也含有基因①②③。如果有，也能全部表达吗？
提示：牵牛花的叶肉细胞中含有基因①②③。但由于细胞的分化，基因选择性表达，故这3个基因不一定都能表达。
（4）图中反映了基因是如何控制生物体性状的？
提示：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。
2.镰状细胞贫血的出现是由于控制血红蛋白合成的基因中一个碱基对发生变化，导致血红蛋白的结构发生变化，血细胞呈镰刀状，容易破裂，使人患溶血性贫血。据图分析回答下列问题：
（1）基因中碱基对的变化如何改变蛋白质的结构？
提示：基因中碱基对发生改变，导致转录形成的mRNA中密码子改变，进而导致翻译的蛋白质的结构发生改变。
（2）上述实例说明，基因如何控制生物体的性状？
提示：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
1.如图为人体内基因对性状的控制过程，下列相关叙述不正确的是（ ）
A.图中进行①②过程的场所分别是细胞核、核糖体
B.镰状细胞贫血的直接致病原因是血红蛋白分子结构的改变
C.人体衰老引起白发的原因是图中的酪氨酸酶活性下降
D.该图反映了基因都是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
解析：D ①表示转录过程，发生在细胞核中，②表示翻译过程，发生在核糖体上，A正确；镰状细胞贫血的直接致病原因是血红蛋白分子结构的改变，B正确；黑色素是由酪氨酸酶控制合成的，所以人体衰老引起白发是由酪氨酸酶的活性降低，合成的黑色素含量减少所致，C正确；该图反映了基因控制性状的途径：左边表示基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状；右边表示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，D错误。
2.（2024·辽宁铁岭高一期中）如图为基因对性状的控制过程示意图。下列叙述正确的是（ ）
A.图中过程b是转录和翻译
B.最终形成的蛋白质结构和功能不同的根本原因是M1与M2中碱基序列不同
C.图中基因1和基因2都是通过控制蛋白质的结构直接控制人性状的
D.若基因2不能表达，人体会因缺乏酪氨酸酶导致酪氨酸不能形成黑色素，而患白化病
解析：D 图中的M1与M2均为mRNA，图中的过程b是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，因此在生物学上均称为翻译，A错误；基因控制蛋白质的合成，最终形成的蛋白质结构和功能不同的根本原因是基因1和2中碱基序列不同，B错误；图中基因1是通过控制血红蛋白的结构直接控制人的性状的；若基因2不能表达，则人体就不能合成酪氨酸酶，其是通过酶来间接控制性状的，C错误；若基因2不能表达，人体缺乏酪氨酸酶，酪氨酸就不能形成黑色素，导致人患白化病，D正确。
知识点（二） 基因的选择性表达与细胞分化
1.生物体多种性状的形成，都是以 细胞分化 为基础的。同一生物体中不同类型的细胞， 基因 都是相同的，而形态、结构和功能却各不相同。
2.细胞分化的实质： 基因的选择性表达 。
3.表达的基因的类型
4.基因选择性表达的原因：与基因表达的 调控 有关。
小提醒：基因选择性表达过程中，遗传物质没有发生改变。
5.判断下列说法是否正确
（1）细胞分化形成的细胞一般会保持分化后的状态，不可逆转。（ √ ）
（2）同一生物体的细胞形态、结构和功能不同是由基因不同造成。（ × ）
提示：同一生物体的细胞一般具有相同基因，其形态、结构和功能不同是基因选择性表达的结果。
（3）基因的选择性表达与基因表达的调控有关。（ √ ）
（4）核糖体蛋白基因几乎在所有细胞中表达。（ √ ）
探讨 分析细胞分化的原理，提高理解能力
科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞（有细胞核）和胰岛B细胞，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示。回答有关问题：
检测的3种细胞 卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因 卵清蛋白mRNA 珠蛋白mRNA 胰岛素mRNA
输卵管细胞 ＋＋＋ ＋ － －
红细胞 ＋＋＋ － ＋ －
胰岛B细胞 ＋＋＋ － － ＋
说明：“＋”表示检测发现相应的分子，“－”表示检测未发现相应的分子。
（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？
提示：这三种细胞都属于同一只鸡的体细胞，基因组成相同。但由于基因的选择性表达，三种细胞合成的蛋白质种类不完全相同。
（2）三种细胞中的DNA都有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因，但只检测到其中一种基因的mRNA，这说明了什么？
提示：说明在高度分化的体细胞中，基因是选择性表达的。
1.细胞分化的标志、表达的基因、“变”与“不变”
2.分化细胞表达的基因：所有管家基因和部分奢侈基因。
（1）管家基因是指所有细胞中均要稳定表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的。
（2）奢侈基因是指不同类型细胞中特异性表达的基因，奢侈基因的产物赋予各种类型细胞特定的形态结构特征与功能。
1.下列关于细胞分化的叙述，正确的是（ ）
A.细胞分化只发生在胚胎期 B.不同的细胞中，mRNA完全不同
C.细胞分化过程中，细胞内的DNA会发生改变 D.细胞分化是基因选择性表达的结果
解析：D 细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞分化发生在整个生命进程中，在胚胎期达到最大限度，A错误；分化过程中，由于基因的选择性表达，不同细胞中mRNA不完全相同，B错误；细胞分化过程中，遗传物质不发生改变，C错误；细胞分化是基因选择性表达的结果，D正确。
2.管家基因是指所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的，而奢侈基因是指不同类型细胞中特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与功能。下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态。下列有关叙述不正确的是（ ）
A.基因a属于管家基因 B.细胞B为胰岛细胞
C.与细胞A相比，细胞B中含有较多的高尔基体 D.三种细胞成熟后均含有基因a、b、c
解析：D 基因a表达产生的酶催化葡萄糖→丙酮酸，葡萄糖→丙酮酸属于细胞呼吸的第一阶段，细胞呼吸是维持细胞基本生命活动所必需的，因此基因a属于管家基因，A正确；细胞B能表达胰岛素基因，胰岛素是胰岛细胞分泌的，因此细胞B为胰岛细胞，含有较多的高尔基体，B、C正确；细胞A表达血红蛋白基因，则细胞A为红细胞，人成熟的红细胞无细胞核，不含基因a、b、c，D错误。
规律方法
“四看”法判断细胞分化
知识点（三） 表观遗传
1.表观遗传
2.基因与性状间的对应关系
（2）生物体的性状还受 环境条件 的影响。
（3）基因与基因、基因与基因表达产物、 基因与环境 之间存在着复杂的相互作用，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 。
3.判断下列说法是否正确
（1）表观遗传现象比较少见，不能普遍存在于生物体整个生命活动过程中。（ × ）
提示：表观遗传现象比较常见，普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命过程中。
（2）表观遗传现象由于基因的碱基序列没有改变，因此生物体的性状也不会发生改变。（ × ）
提示：表观遗传是指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。
（3）吸烟会使人的体细胞内DNA的乙酰化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响。（ × ）
提示：吸烟会使人的体细胞内DNA的甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响。
（4）生物有些性状可以由多个基因决定，但一个基因不会与多个性状有关。（ × ）
提示：生物有些性状可以由多个基因决定，一个基因也可能与多个性状有关。
探讨 分析柳穿鱼花的形态结构和小鼠毛色的遗传，提高理解能力
1.阅读教材资料1“柳穿鱼花的形态结构”，简要回答相关问题：
（1）资料1中，柳穿鱼是一种园林花卉。教材所示的两株柳穿鱼，除了花的 形态结构 不同，其他方面基本相同。
（2）资料1中植株A和植株B的花的形态不同是基因不同导致的，还是基因的表达不同导致的？
提示：植株A与植株B的花形态不同是基因的表达不同导致的。
（3）导致植株B中Lcyc基因不表达的原因是什么？
提示：植株B的Lcyc基因被高度甲基化。
（4）分析资料1，F1的花为什么与植株A的相似？在F2中，为什么有些植株的花与植株B的相似？
提示：F1植株同时含有来自植株A和植株B的Lcyc基因。植株A的Lcyc基因能够表达，表现为显性；植株B的Lcyc基因由于被高度甲基化，基因表达受到抑制，表现为隐性。因此，同时含有这两个基因的F1中，F1的花与植株A的相似。F1自交后，F2中有少部分植株含有两个来自植株B的Lcyc基因，由于该基因被高度甲基化，基因表达受到抑制，因此，这部分植株的花与植株B相似。
（5）Lcyc基因的高度甲基化修饰能够遗传吗？判断的理由是什么？
提示：能；因为F2中一部分植株的花与植株B相似，说明Lcyc基因的高度甲基化修饰能够遗传。
2.阅读教材资料2“小鼠毛色的遗传”，简要回答相关问题：
（1）资料2中，某种小鼠实验中子一代的基因型均为Avya，却表现为介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型，原因是 Avy基因前端甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越明显，小鼠体毛的颜色就越深 。
（2）柳穿鱼Lcyc基因和小鼠Avy基因发生甲基化修饰如下图：
从图中看出，两种基因的 碱基序列 没有改变，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。
表观遗传类型的比较
类型 图示 影响基因表达的原理及过程
DNA 甲基化 DNA甲基化，转录就会被阻止，去甲基化基因就开启转录 转录过程
组蛋白 甲基化 组蛋白甲基化会促进组蛋白与DNA结合，使染色体螺旋化程度提高，从而抑制基因表达；组蛋白去甲基化时，染色体螺旋化程度降低，有利于基因的表达 转录过程
组蛋白 乙酰化 组蛋白乙酰化会促进基因的表达；去乙酰化则会抑制基因的表达 转录过程
2.表观遗传的原因和特点
1.（2024·湖南武冈高一月考）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.甲基化导致DNA碱基序列发生改变
D.可由组蛋白的某些修饰导致
解析：C 表观遗传对表型的影响，可以遗传给后代，使后代出现同样的表型，A不符合题意；一段碱基序列中可能存在多个可发生DNA甲基化修饰的位点，所以DNA分子碱基可能连接多个甲基基团，B不符合题意；甲基化不会导致DNA碱基序列发生改变，但会抑制相关基因表达，进而对表型产生影响，C符合题意；除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达，D不符合题意。
2.（2024·山西朔州高一期末）黄色小鼠（AA）与黑色小鼠（aa）杂交，产生的F1（Aa）不同个体出现了不同体色。研究表明，不同体色的小鼠A基因的碱基序列相同，但A基因上二核苷酸（CpG）胞嘧啶有不同程度的甲基化（如图）现象出现，甲基化不影响DNA复制。有关分析错误的是（ ）
A.小鼠体色的不同是生物体普遍存在的一种表观遗传现象
B.碱基甲基化不影响碱基互补配对过程
C.A基因甲基化修饰不可以遗传给子代
D.甲基化影响了A基因的表达，进而对表型产生影响
解析：C 小鼠体色的不同是由于出现不同程度的甲基化，是生物体普遍存在的一种表观遗传现象，A正确；碱基甲基化不影响DNA复制过程，而DNA复制过程有碱基互补配对现象，所以碱基甲基化不影响碱基互补配对过程，B正确；A基因甲基化属于表观遗传，可以遗传给子代，C错误；不同体色的小鼠A基因的碱基序列相同，不同程度的甲基化导致不同个体出现了不同体色，说明甲基化影响了A基因的表达，进而对表型产生了影响，D正确。
3.（2024·辽宁庄河高一联考）关于基因的表达与性状关系的叙述中，错误的是（ ）
A.基因与性状之间不是一一对应的关系
B.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
C.基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型可发生可遗传的变化
D.生物体的一切性状完全由基因控制，与环境因素无关
解析：D 基因与性状之间并不是一一对应的关系，如一对相对性状可由2对等位基因共同调控，A正确；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，如豌豆圆粒和皱粒，白化病等，B正确；表观遗传是指基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传的变化，如同卵双胞胎之间细微的差异，C正确；生物体的性状不完全由基因决定，环境对性状也有着重要影响，D错误。
易错提醒
理解表观遗传注意三个问题
（1）表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。
（2）表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因。
（3）表观遗传一般是影响到基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。
（1）基因控制生物体性状的两条途径是 ①基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；②基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 。
（2）基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系，表现为 一个性状可以受多个基因的影响，一个基因也可以影响多个性状 。
1.（2024·陕西咸阳高一期中）着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病，起因为DNA损伤。深入研究后发现患者体内缺乏DNA修复酶，DNA损伤后不能修复而引起突变。这说明一些基因（ ）
A.是通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状
B.是通过控制蛋白质分子的结构，从而直接控制生物的性状
C.是通过控制酶的合成，从而直接控制生物的性状
D.可以直接控制生物的性状，发生改变后生物的性状随之改变
解析：A 着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病，起因为DNA损伤，患者体内缺乏DNA修复酶，DNA损伤后不能修补从而引起突变。这说明一些基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状，A正确。
2.豌豆种子有圆粒和皱粒两种，如图为圆粒种子形成机制的示意图，下列相关说法不正确的是（ ）
A.图中显示了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状
B.当编码淀粉分支酶的基因被打乱时，细胞内淀粉的含量会上升
C.皱粒种子中蔗糖含量相对更高，味道更甜美
D.图中①②过程中碱基互补配对的方式有差异
解析：B 当编码淀粉分支酶的基因被打乱时，会导致淀粉分支酶异常，其活性大大降低，从而使淀粉的含量下降，B错误。
3.蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来，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。下列叙述不正确的是（ ）
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.该实例中的由食物引起的表型改变是可以遗传给后代的
解析：B 据图可知，蜂王浆可通过抑制Dnmt3基因的表达而影响DNA甲基化，B错误。
4.（2024·辽宁锦州高二月考）关于基因、性状及中心法则的叙述，正确的是（ ）
A.受精卵中的RNA以自身为模板进行自我复制
B.囊性纤维化的发病原因说明基因可以通过控制酶的合成间接控制生物体的性状
C.基因通常是有遗传效应的DNA片段，但某些RNA中也含有基因
D.构成染色体的组蛋白乙酰化、RNA干扰等不会影响基因的表达
解析：C 真核细胞中的RNA不能进行自我复制，A错误；人类编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基，导致CFTR蛋白缺少一个氨基酸，进而使蛋白质结构改变，使人患囊性纤维化，这说明基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状，B错误；基因通常是具有遗传效应的DNA片段，但对于某些病毒，如HIV和流感病毒，其遗传物质是RNA，所以基因还可能是具有遗传效应的RNA片段，C正确；构成染色体的组蛋白乙酰化、RNA干扰等会影响基因的表达，D错误。
5.囊性纤维化是一种遗传病，由一对等位基因控制，其致病机理如图所示。请回答下列有关问题：
（1）据图分析，①过程需要 RNA聚合 酶参与催化反应，②过程发生的场所是 核糖体（或细胞质） 。
（2）异常CFTR蛋白在第508位缺失一个氨基酸（苯丙氨酸）的原因是 正常CFTR基因缺失了3个碱基对，成为异常CFTR基因 ，缺失氨基酸后，CFTR蛋白的空间结构 改变 （填“改变”或“不变”）。
（3）囊性纤维化的实例表明，基因表达产物与性状的关系是 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 。
（4）一对表型正常的夫妇生育了一个患囊性纤维化的女儿，推测CFTR基因位于 常染色体 （填“常染色体”或“性染色体”）上。该夫妇第二胎生下一对表型均正常的“龙凤胎”，则这对“龙凤胎”均为携带者的概率为 4/9 。
解析：（1）据图分析可知，①过程表示转录，需要RNA聚合酶参与催化反应，②过程表示翻译，发生的场所是核糖体（或细胞质）。（2）据图分析可知，异常CFTR蛋白在第508位缺失一个氨基酸，推测异常CFTR基因比正常CFTR基因少3个碱基对，异常CFTR蛋白的氨基酸数目减少，其空间结构和功能发生改变。（4）由一对表型正常的夫妇生育了一个患囊性纤维化的女儿，可推测CFTR基因位于常染色体上。“龙凤胎”是异卵双胞胎，二者均是携带者的概率为4/9。
6.生物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，进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。像这样，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，叫作表观遗传。
（1）基因通过其表达产物—— 蛋白质 来控制性状。1957年，科学家克里克首先预见了遗传信息传递的一般规律，并将这一规律命名为 中心法则 。即遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的自我复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的 转录 和 翻译 。表观遗传现象是否违背了上述法则？ 否 （填“是”或“否”）。
（2）细胞分化的本质是 基因的选择性表达 ，表观遗传能够使生物体在基因的碱基序列不变的情况下发生可遗传的性状改变。
（3）生物体的性状也不完全是由基因决定的， 环境 对性状也有着重要的影响。例如，后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。
知识点一 基因表达产物与性状的关系
1.（2024·河北唐山开学考试）如图为人体内基因对性状的控制过程，据图分析正确的是（ ）
A.基因1和基因2不能出现在人体内的同一个细胞中
B.图中①过程需RNA聚合酶的催化，②过程需tRNA的协助
C.老年人头发变白的原因是基因1结构异常，导致不能合成酪氨酸酶
D.黑色素的形成过程能看出基因通过控制蛋白质的结构，直接控制生物性状
解析：B 人体所有的体细胞都是由同一个受精卵通过有丝分裂形成的，含有相同的基因，因此基因1和基因2能同时存在于人体所有的体细胞中，A错误；图中①过程表示转录过程，需RNA聚合酶的催化，②过程表示翻译过程，需tRNA运输氨基酸，B正确；老年人头发变白的原因是酪氨酸酶活性降低（但基因1结构没有发生改变），黑色素的合成减少，C错误；黑色素的形成过程需要经过①②③过程，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，D错误。
2.（2024·辽宁阜新高一月考）现代科学对皱粒性状豌豆的形成给出了一个完整的回答：皱粒豌豆中的DNA插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，导致淀粉分支酶不能合成，而淀粉分支酶的缺乏又导致细胞内淀粉含量降低，游离蔗糖的含量升高。根据以上信息，下列说法不正确的是（ ）
A.圆粒豌豆具有淀粉分支酶
B.基因通过控制酶的合成来间接控制生物体的性状
C.淀粉分支酶具有分解淀粉的作用
D.淀粉是亲水性很强的大分子有机物
解析：C 淀粉分支酶具有合成淀粉的作用，C错误；淀粉是亲水性很强的大分子有机物，圆粒豌豆中淀粉含量多，亲水性强而饱满，D正确。
知识点二 基因的选择性表达与细胞分化
3.同一个体的胰岛A细胞能分泌胰高血糖素，胰岛B细胞能分泌胰岛素。下列有关这两种细胞的叙述，正确的是（ ）
A.所含的DNA和mRNA相同，合成的蛋白质不完全相同
B.所含的DNA相同，合成的mRNA和蛋白质不完全相同
C.所含的DNA、mRNA和蛋白质完全相同
D.所含的DNA、mRNA和蛋白质均不完全相同
解析：B 同一个体的胰岛A细胞和胰岛B细胞都含有该个体的全套遗传物质（DNA），在细胞分化过程中，由于基因的选择性表达，两种细胞所含的mRNA不完全相同，指导合成的蛋白质也不完全相同，B正确。
4.同一个体中，在所有细胞中都表达的一类基因，称为管家基因，只在某类细胞中特异性表达的基因称为奢侈基因。下列相关叙述错误的是（ ）
A.管家基因指导合成的蛋白质是维持细胞生命活动所必需的
B.奢侈基因表达的产物赋予细胞特定的形态、结构和功能
C.所有细胞中都含有管家基因，但只有部分细胞含有奢侈基因
D.奢侈基因能表达说明细胞已发生了分化
解析：C 管家基因在所有细胞中都表达，其指导合成的蛋白质是维持细胞生命活动所必需的，A正确；奢侈基因只在某类细胞中特异性表达，其表达产物赋予细胞特定的形态、结构和功能，B正确；所有细胞中都含有管家基因和奢侈基因，奢侈基因只在特定细胞中表达，C错误。
知识点三 表观遗传
5.（2024·江苏连云港高一月考）关于表观遗传现象，下列说法正确的是（ ）
A.表观遗传修饰无法遗传给下一代
B.表观遗传修饰主要有DNA甲基化和组蛋白修饰两种形式
C.幼虫取食蜂王浆改变了基因碱基排列顺序发育为蜂王
D.吸烟喝酒不会引起表观遗传修饰的变化
解析：B 表观遗传导致的性状改变可以遗传给下一代，使后代出现同样的表型，A错误；除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达，也属于表观遗传，B正确；幼虫取食蜂王浆发育为蜂王属于表观遗传现象，不改变基因碱基序列，可能影响了该基因的甲基化水平，从而影响该基因的表达，C错误；吸烟喝酒会使人体细胞甲基化水平升高，会引起表观遗传修饰的变化，D错误。
6.（2023·福建泉州高二月考）组蛋白乙酰化可使染色质的DNA与组蛋白结合程度下降，结构变松散。异常Ht蛋白的积累会抑制组蛋白的乙酰化，从而引起细胞凋亡。下列相关叙述错误的是（ ）
A.组蛋白乙酰化不会改变DNA的核苷酸序列
B.组蛋白乙酰化有利于RNA聚合酶与启动子的结合
C.异常Ht蛋白可促进染色质的DNA与组蛋白紧密结合
D.细胞凋亡是由异常Ht蛋白决定的自动结束生命的过程
解析：D 组蛋白乙酰化属于表观遗传，不会改变DNA的核苷酸序列，A正确；组蛋白乙酰化可使染色质的DNA与组蛋白结合程度下降，结构变松散，因此，组蛋白乙酰化有利于RNA聚合酶与启动子的结合，有利于转录过程，B正确；异常Ht蛋白的积累会抑制组蛋白的乙酰化，可促进染色质的DNA与组蛋白紧密结合，抑制转录过程，C正确；细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，不是由Ht蛋白决定的，D错误。
7.（2024·河北石家庄高一期末）DNA甲基化、构成染色体的组蛋白甲基化和乙酰化等修饰都会影响基因的表达。某动物的毛色有黑色和黄色，分别由基因A、a控制。基因A在精子中不会发生甲基化，而在卵细胞中会发生甲基化，使基因A不能正常表达。下列有关叙述错误的是（ ）
A.甲基化修饰不会改变DNA中的碱基排列顺序
B.该动物卵细胞中发生的甲基化现象不会遗传给子代
C.相同环境下，基因型为Aa的个体的表型不一定相同
D.基因型为AA和aa的个体正反交的子代表型不同
解析：B 甲基化的实质是影响基因的表达，不会改变DNA分子中的碱基排列顺序，A正确；该动物卵细胞中发生的甲基化现象属于表观遗传，会遗传给子代，B错误；基因A在精子中不会发生甲基化，而在卵细胞中会发生甲基化，说明来自精子的A和来自卵细胞的a结合成的Aa表现为黑色，而来自精子的a和来自卵细胞的A结合成的Aa表现为黄色，故相同环境下，基因型为Aa个体的表型不一定相同，C正确；如果AA（母本）和aa（父本）杂交是正交，后代为Aa，由于A在卵细胞内表现为甲基化，表现为黄色，则AA（父本）和aa（母本）杂交为反交，后代Aa的个体表现为黑色，因此正反交的子代表型不同，D正确。
8.（2024·辽宁丹东高一期末）取同一个真核生物不同类型的正常体细胞，检测其核基因表达情况，结果如右图所示。下列叙述错误的是（ ）
A.基因1～6中控制ATP合成酶的基因最可能是基因2
B.细胞a～g中生理功能最为近似的可能是细胞b和细胞e
C.不同细胞同种基因表达情况不同主要与DNA的甲基化有关
D.图中a～g各个细胞中所含核基因的种类相同
解析：C 任何细胞都能进行细胞呼吸，都能合成ATP，所以1～6个细胞中都能合成ATP合成酶，控制ATP合成酶的基因最可能是基因2，A正确；蛋白质是生命活动的承担者，功能越相似的细胞，含有的蛋白质种类越相似，表达的基因越相似，所以b、e细胞的功能最为相似，B正确；不同细胞同种基因表达情况不同主要是基因选择性表达的结果，也与DNA的甲基化有关，但不是主要的原因，C错误；a～g细胞来自同一生物体，都是由一个受精卵分裂、分化形成的，所以各个细胞中所含核基因的种类相同，D正确。
9.（多选）（2024·湖南岳阳高一联考）一种名为粗糙脉孢菌的真菌细胞中精氨酸的合成途径如下图所示，其中精氨酸是细胞生活的必需物质，而鸟氨酸等中间代谢产物都不是必需物质。下列有关叙述正确的是（ ）
A.图中的4个基因和该染色体的其他基因在染色体上呈线性排列
B.基因1突变导致酶1缺陷的粗糙脉孢菌可在添加鸟氨酸的培养基上生长
C.若基因4发生突变，则粗糙脉孢菌不能在含有精氨酸的培养基上生长
D.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
解析：ABD 对于细胞生物而言，基因是有遗传效应的DNA片段，基因在染色体上呈线性排列，A正确；基因1突变会缺少酶1，导致无法合成鸟氨酸，因此可以在培养基上添加鸟氨酸促进生长，B正确；若基因4发生突变，则粗糙脉孢菌不能合成精氨酸，而精氨酸是细胞生活的必需物质，因此可以在含有精氨酸的培养基上生长，C错误；据图可知，图中的性状与酶的合成有关，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正确。
10.（多选）（2024·山东青岛高一期末）蛋白D是某种小鼠正常发育所必需的，缺乏时表现为侏儒鼠。小鼠体内的A基因（位于染色体上）能控制该蛋白的合成，a基因则不能。A基因的表达受位于其上游的P序列的调控。P序列在精子中是非甲基化状态，传给子代则A基因正常表达；在卵细胞中是甲基化状态，传给子代则A基因不能正常表达，如图不能表达所示。下列说法正确的是（ ）
A.基因是否表达与DNA甲基化有关，DNA甲基化对机体是不利的
B.基因型是Aa的个体不一定是正常鼠，若是AA则一般是正常鼠
C.降低甲基化酶的活性，发育中的小鼠侏儒症状都能一定程度上缓解
D.基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关
解析：BD DNA甲基化会影响基因的表达，但DNA甲基化不一定对机体是不利的，A错误；P序列在精子中是非甲基化，传给子代能正常表达；在卵细胞中是甲基化，传给子代不能正常表达，故基因型为Aa的个体可能是侏儒鼠，其A基因来自母本，若是AA，则必有一个A来自雄鼠，则表现为正常鼠，B正确；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的症状无法缓解，C错误；表观遗传是指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的变化，基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关，D正确。
11.（2024·山东聊城高一期末）胰岛素样生长因子2（IGF-2）是小鼠细胞中的Igf-2基因控制合成的单链多肽分子，对个体生长发育具有重要作用。图1为Igf-2基因表达的有关示意图。当Igf-2突变为Igf-2m后会失去原有功能，产生矮小型小鼠。据资料显示，该对等位基因位于常染色体上，遗传时，有一种有趣的基因印迹现象，即子代中来自双亲的两个等位基因中只有一方能表达，另一方被印迹而不表达。图2为研究基因印迹规律的两组杂交实验。回答下列问题。
（1）Igf-2基因与Igf-2m基因的本质区别是 基因中碱基的排列顺序不同 。
（2）图1遗传信息的流动过程是 Igf-2基因mRNAIGF-2 （用文字和箭头表示）。一个mRNA结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，其意义是 少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质 。
（3）根据图2实验结果得出的结论是：总是被印迹而不表达的基因来自 母 （填“父”或“母”）方，而来自另一亲本的基因能表达。由此结论推测：将上述杂交实验子代中正常型的雌雄小鼠自由交配，产生的子代表型及比例为正常型∶矮小型＝1∶1。
（4）研究基因印迹发现，基因的碱基序列不变，但表达水平发生可遗传变化，这种现象称为 表观遗传 。DNA甲基化是基因印迹重要的方式之一，甲基化在体细胞中会保持终生，形成配子时甲基化模式会重新设定。DNA没有甲基化时基因正常表达，发生甲基化时基因表达受到抑制。据此解释图2正反交实验结果不同的原因是 在雄鼠的精母细胞中Igf-2基因或Igf-2m基因未甲基化，基因正常表达；在雌鼠的卵母细胞中Igf-2基因或Igf-2m基因被甲基化不能表达 。
解析：（1）Igf-2m基因是Igf-2基因突变后产生的，两者的根本区别是基因中碱基（脱氧核苷酸）的排列顺序不同。（2）图1中①是以DNA为模板合成RNA的过程，表示转录；②以RNA为模板合成蛋白质的过程，表示翻译，故图1遗传信息的流动过程是Igf-2基因mRNAIGF-2；一个mRNA分子可结合多个核糖体，可同时合成多条肽链，因此在细胞中少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。（3）两组实验为正反交实验，产生的子一代基因型相同，但是表型不同，都表现为与父本表型相同，因此可以说明总是被印迹而不表达的基因来自母本；将上述杂交实验子代中正常型的雌雄小鼠自由交配，产生的后代基因型及其比例为Igf-2Igf-2∶Igf-2Igf-2m∶Igf-2mIgf-2m＝1∶2∶1，由于Igf-2Igf-2m中一半表现为正常型、一半表现为矮小型，因此后代的表型及其比例为正常型∶矮小型＝1∶1。（4）表观遗传是指基因的碱基序列不变，但表达水平发生可遗传变化的现象。在雄鼠的精母细胞中Igf-2基因或Igf-2m基因未甲基化，基因正常表达；在雌鼠的卵母细胞中Igf-2基因或Igf-2m基因被甲基化不能表达，故乙正反交实验结果不同。
15 / 151.探索遗传物质的实验方法
1.病毒甲、乙为两种不同的植物病毒，经重建形成杂种病毒丙（如图所示），用病毒丙去感染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是（ ）
解析：D 生物的性状是由遗传物质决定的，病毒丙的遗传物质是由病毒乙提供的，所以病毒丙增殖后产生的子代的蛋白质外壳以及遗传物质，在正常情况下与病毒乙完全相同，D正确。
2.（2024·河南南阳模拟）有些病毒对人类健康会造成很大危害，如SARS病毒、天花病毒等。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计可相互对照的甲、乙两组实验，以确定该病毒的核酸类型。下列有关实验设计思路最合理的是（ ）
①应选用35S、32P分别标记该病毒的蛋白质和核酸
②先将甲、乙两组宿主细胞分别培养在含放射性标记的U或T的培养基中
③再将病毒分别接种到含有甲、乙两组宿主细胞的培养液中
④一定时间后离心并收集、检测病毒的放射性，以确定病毒的类型
A.①②④ B.①③④
C.②③④ D.①②③④
解析：C DNA和RNA的化学组成存在差异，如DNA特有的碱基是T，而RNA特有的碱基是U，因此可用放射性同位素分别标记碱基T和碱基U，通过检测子代的放射性可知该病毒的类型。因此，实验思路为：甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性，即实验思路为②③④，所以C正确，A、B、D错误。
2.DNA复制与“冈崎片段”
DNA复制时，由于DNA聚合酶合成方向均是5'到3'方向，而DNA的两条链是反向平行的，故在复制叉附近解开的DNA链，一条是5'到3'方向，另一条是3'到5'方向。那么如何解释DNA的两条链是同时进行复制的呢？日本学者冈崎等人发现，在DNA复制中，后随链的合成是由DNA聚合酶合成的不连续、相对较短的DNA片段通过DNA连接酶连接而成的长链，此不连续、相对较短的DNA片段称为冈崎片段。如图：
3.下图表示DNA复制的过程，结合图示判断，下列有关叙述错误的是（ ）
A.DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链间的氢键，使两条链解开
B.DNA分子的复制具有边解旋边复制的特点，生成的两条子链方向相反
C.DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段
D.DNA的两条子链都是连续合成的
解析：D 由图可知，两条子链中，一条是连续合成的，另一条是不连续合成的。
4.（2024·安徽安庆高二月考）如图为某DNA复制的过程，其中一条子链连续复制，另一条子链先合成小片段（冈崎片段），最后由酶将这些小片段连接成一条链，图中字母表示位点。下列相关叙述错误的是（ ）
A.a、c、f均表示DNA一条链的3'端，该端有一个游离的羟基
B.酶乙为DNA聚合酶，只能将游离的脱氧核苷酸加在子链的3'端
C.冈崎片段需通过DNA连接酶连接成链，两条子链的合成存在时间差异
D.两条新合成的子链的碱基序列能互补配对，且（A＋G）/（C＋T）的值相等
解析：D 由DNA子链复制的方向5'→3'可以判断，a、c、f均表示DNA一条链的3'端，该端有一个游离的羟基，b、d、e均表示DNA一条链的5'端，该端有一个游离的磷酸基团，A正确；酶乙为DNA聚合酶，只能从子链的3'端延伸子链，B正确；由图可知，一条子链为连续复制，另一条子链为不连续复制，冈崎片段需通过DNA连接酶连接成链，因此两条子链在合成时间上具有差异，C正确；以两条母链为模板合成的两条子链的碱基也能互补配对，但（A＋G）/（C＋T）的值互为倒数，D错误。
3.DNA复制、转录和翻译的比较（以真核生物为例）
项目 复制 转录 翻译
场所 主要在细胞核 主要在细胞核 细胞质（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
配对原则 T—A、A—T、G—C、C—G T—A、A—U、G—C、C—G U—A、A—U、G—C、C—G
结果 两个子代DNA分子 mRNA、tRNA、rRNA 蛋白质
信息传递 DNA→DNA DNA→mRNA mRNA→蛋白质
意义 传递遗传信息 表达遗传信息
5.（2024·山东烟台月考）RNA剪接是真核细胞基因表达中非常重要的一个过程，是从DNA转录出的RNA前体中除去内含子，并将外显子连接起来形成一个新的RNA分子的过程，它对生物的发育及进化至关重要。下图是某基因的表达过程，下列分析错误的是（ ）
A.①过程发生的碱基互补配对方式和③过程不完全相同
B.②过程中既有磷酸二酯键的形成，也有磷酸二酯键的断裂
C.③过程中需要多种转运RNA，转运RNA不同其所携带的氨基酸也不相同
D.④过程可有效阻止异常蛋白的合成，有助于维持生命活动的相对稳定
解析：C ③过程为翻译，不同转运RNA所携带的氨基酸可能相同，C错误。
6.（2024·山东济南高一月考）下列有关图示生理过程的叙述，错误的是（ ）
A.甲、乙、丙三个过程均有氢键的破坏也有氢键的形成
B.甲、乙、丙三个过程中只有一个过程能在胰岛细胞内进行
C.图乙表示翻译过程，通过多个核糖体的工作，细胞可在短时间内合成多条肽链
D.图甲表示DNA的复制，通过增加复制起点加快复制的速率
解析：B DNA复制、转录和翻译过程中均存在碱基互补配对，DNA复制过程中的解旋和子链的形成，翻译过程中的tRNA和mRNA的结合和脱离，转录过程中的解旋和mRNA的形成过程中均存在氢键的破坏和氢键的形成，A正确；胰岛细胞属于高度分化的细胞，其细胞中能进行转录和翻译，不能进行DNA复制，B错误；图甲表示DNA的复制过程，通过增加复制起点，缩短DNA复制的时间，D正确。
4.“两看法”巧判真核生物和原核生物基因表达
（1）过程图
（2）判断方法
说明：真核细胞的线粒体、叶绿体中也有DNA和核糖体，其转录、翻译也存在同时进行的情况。
7.（2024·河南商丘高一期末）下图是某细胞内基因表达的过程示意图，下列叙述正确的是（ ）
A.图示过程发生在该细胞的细胞核中
B.密码子存在mRNA中，编码氨基酸的密码子共64种
C.过程①②中的碱基互补配对方式完全相同
D.②过程可合成多条相同的肽链
解析：D 图示为边转录边翻译过程，发生在真核生物线粒体、叶绿体中，也发生在原核生物中，细胞核中只能发生转录，A错误；密码子共64种，包括不编码氨基酸的终止密码子，故编码氨基酸的密码子低于64种，B错误；过程①（转录）配对方式为T—A、A—U、G—C、C—G，②（翻译）配对方式为U—A、A—U、G—C、C—G，其碱基互补配对方式不完全相同，C错误；②过程表示翻译，一个mRNA上结合多个核糖体，可合成多条相同的肽链，D正确。
8.（2024·湖北宜昌高一期末）如图是两种细胞中遗传信息的表达过程。据图（甲细胞为原核细胞）分析，下列叙述错误的是（ ）
A.两种表达过程均要消耗能量
B.甲、乙细胞中存在相同的碱基互补配对方式
C.乙细胞中核糖体在mRNA上的移动方向是从右到左
D.乙细胞中合成的mRNA需要通过核孔才能进入细胞质
解析：C 甲细胞为原核细胞，乙细胞为真核细胞，两种细胞的基因表达过程均要消耗能量，A正确；碱基互补配对原则在甲、乙细胞中普遍存在，B正确；乙细胞中左侧的核糖体合成的肽链更短，右侧的核糖体合成的肽链更长，所以核糖体移动的方向是从左到右，C错误；乙细胞中转录形成的mRNA通过核孔进入细胞质，参与翻译过程，D正确。
5.翻译过程的分析
（1）图1表示真核细胞的翻译过程，其中①是mRNA，⑥是核糖体，②③④⑤表示正在合成的4条多肽链，具体分析如下：
a.数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。
b.目的意义：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。
c.方向：翻译过程中，mRNA相对静止，核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子，故核糖体移动的方向就是翻译的方向。可以根据肽链的长度判断翻译进行的方向，越长的肽链，翻译开始的时间越早。
d.形成的多条肽链的氨基酸序列相同：其原因是有相同的模板mRNA。
（2）图2表示原核细胞的转录和翻译过程，图中①是DNA，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA在核糖体上同时进行翻译的过程。
6 / 6第2课时 遗传信息的翻译和中心法则
导学 聚焦 1.构建翻译的过程模型，分析基因表达的场所、原料、模板及特点，理解基因指导蛋白质合成的过程。 2.结合中心法则，比较不同生物遗传信息传递的异同
知识点（一） 遗传信息的翻译
1.翻译的概念理解
2.密码子
小提醒：GUG在原核生物中，可以作为起始密码子，此时它编码甲硫氨酸，在其他情况下，它编码缬氨酸；UGA在正常情况下是终止密码子，在特殊情况下可以编码硒代半胱氨酸。
3.tRNA的结构和功能特点
（1）结构和功能
（2）功能特点：每种tRNA只能识别并转运 一种 氨基酸。
4.翻译过程
5.判断下列说法是否正确
（1）每种氨基酸都具有两种或两种以上的密码子。（ × ）
提示：部分氨基酸只有一种密码子。
（2）tRNA由3个碱基构成。（ × ）
提示：tRNA上含有多个碱基，但每个tRNA上的3个相邻碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，这3个碱基称为反密码子。
（3）每种氨基酸仅由一种tRNA转运。（ × ）
提示：一种氨基酸可由一种或多种tRNA转运。
（4）核糖体的翻译通常是从mRNA上的起始密码子开始到终止密码子结束。（ √ ）
（5）在蛋白质合成过程中密码子都决定氨基酸。（ × ）
提示：终止密码子决定氨基酸。
（6）mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质。（ × ）
提示：核糖体在mRNA上移动。
探讨一 分析密码子、反密码子及二者的关系，提高理解能力
1.观察密码子示意图和密码子表，回答下列问题。
（1）DNA是怎样决定mRNA的碱基序列的？
提示：通过碱基互补配对原则决定mRNA中的碱基序列。
（2）所有密码子都能决定氨基酸吗？
提示：不是，正常情况下，三种终止密码子不编码氨基酸，分别是UAG、UAA、UGA。
（3）在真核生物中，一种密码子只能决定一种氨基酸吗？一种氨基酸只有一种密码子吗？
提示：在真核生物中，一种密码子只能决定一种氨基酸，而一种氨基酸可能有多种密码子。
2.如图为tRNA的结构示意图，据图回答有关问题：
（1）图中的tRNA携带哪种氨基酸？判断依据是什么？
提示：甲硫氨酸。图中的tRNA的反密码子是UAC，其对应的密码子是AUG，根据密码子表可以确定AUG是甲硫氨酸的密码子。
（2）在tRNA中是不是只有反密码子的这3个碱基？在tRNA是否存在氢键？
提示：不是。存在。
（3）tRNA与氨基酸之间是一一对应的吗？
提示：不是。每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，每种氨基酸可能由一种或几种tRNA转运。
（4）为什么说tRNA是真正起“翻译”作用的结构？
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，一端能携带氨基酸，是真正起“翻译”作用的结构。
探讨二 分析翻译过程，提高理解能力和模型构建能力
3.下图是翻译过程的示意图，请据图分析：
（1）上图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是哪种分子或结构？该过程发生的碱基互补配对与DNA复制和转录相比完全一样吗？
提示：Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是tRNA、核糖体、多肽链；不完全一样，DNA复制：A—T、T—A、G—C、C—G，转录：A—U、T—A、C—G、G—C，翻译：A—U、U—A、C—G、G—C。
（2）判断图中核糖体沿着mRNA移动的方向，根据教材中的密码子表，写出图中翻译出的氨基酸序列。
提示：核糖体沿着mRNA从左向右移动；图中对应的氨基酸序列为甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸。
4.下图表示一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条多肽链的现象。请回答下列相关问题：
（1）图中每个核糖体是共同合成一条多肽链，还是分别合成一条完整的多肽链？
提示：每个核糖体分别合成一条完整的多肽链。
（2）图中合成的4条多肽链是否相同？判断依据是什么？
提示：相同，因为它们结合的模板mRNA相同。
（3）图中翻译的方向是 从左向右 ，判断的依据是 多肽链的长短，长的翻译在前 。
（4）图中所示的翻译特点，其意义是 少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质 。
5.结合下面图解，思考下列问题：
假设蛋白质中氨基酸为m个，则其对应的mRNA上碱基及基因中碱基至少各是多少个？
提示：mRNA上碱基至少为3m个，基因中碱基至少为6m个。
1.遗传信息、密码子与反密码子的区别与联系
项目 遗传信息 密码子 反密码子
概念 基因中碱基的排列顺序 mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基 tRNA上与mRNA上的密码子互补配对的3个相邻碱基
位置 主要在DNA中 mRNA tRNA
作用 控制生物的性状 直接决定蛋白质中氨基酸序列 识别密码子，转运氨基酸
联系 ①基因中碱基的序列决定mRNA中的碱基序列。 ②mRNA中的碱基序列与基因模板链中的碱基序列互补。 ③密码子与反密码子的相应序列能互补配对。 ④氨基酸一定由密码子决定；密码子与反密码子并不是一一对应的关系，如终止密码子没有相应的反密码子。 ⑤对应关系如图所示
2.基因表达过程中相关数量的计算方法
（1）DNA（基因）、mRNA上碱基数目与肽链中氨基酸数目之间的关系
①图示
②规律：肽链中氨基酸数目＝1/3 mRNA中碱基数目＝1/6 DNA（基因）中碱基数目。
（2）计算“最多”和“最少”等的分析
①翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，则mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。
②基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。
③在回答问题时应加上“最多”或“最少”等字样，如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中最少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。
1.（2024·山东滨州高一期末）科学家研究谷胱甘肽过氧化物酶的合成过程时发现，其mRNA中一个终止密码子UGA出现的位置并没有导致肽链合成终止，而是决定一种未曾发现的氨基酸——硒代半胱氨酸。下列说法错误的是（ ）
A.谷胱甘肽过氧化物酶合成时，核糖体沿mRNA由5'端向3'端移动
B.为证实这一发现，需要找到可以转运硒代半胱氨酸的rRNA
C.谷胱甘肽过氧化物酶基因转录产生的mRNA中可能含有两个UGA序列
D.推测该mRNA中决定硒代半胱氨酸的UGA序列附近具有特定调控序列使肽链合成继续进行
解析：B 谷胱甘肽过氧化物酶是一种蛋白质，合成时，核糖体沿mRNA由5'端向3'端移动，A正确；为证实这一发现，需要找到可以转运硒代半胱氨酸的tRNA，B错误；谷胱甘肽过氧化物酶基因转录产生的mRNA中可能含有两个UGA序列，中间的UGA决定硒代半胱氨酸，后面的UGA使翻译过程终止，C正确；中间的UGA决定硒代半胱氨酸，而不是终止翻译，推测该mRNA中决定硒代半胱氨酸的UGA序列附近具有特定调控序列使肽链合成继续进行，D正确。
2.（2024·黑龙江佳木斯高一期中）下图所示为基因控制蛋白质的合成过程，①～⑦代表不同的结构或成分，Ⅰ和Ⅱ代表过程。下列叙述不正确的是（ ）
A.③表示解旋酶和DNA聚合酶，图示过程可发生在鼠的细胞核中
B.①与④、④与⑥之间都存在A—U配对
C.一个mRNA结合多个⑤使过程Ⅱ快速高效
D.⑦的氨基酸种类、数目、排列顺序和⑦的形成的空间结构决定蛋白质空间结构的多样性
解析：A 该过程为边转录和翻译的过程，③表示催化转录的RNA聚合酶，图示过程发生在原核细胞中，A错误；④为mRNA，①为DNA模板链，①与④之间存在A—U配对，④mRNA与⑥tRNA之间也存在A—U配对，B正确；一个RNA结合多个⑤核糖体使过程Ⅱ（翻译过程）快速高效，能在短时间内合成大量蛋白质，C正确；⑦多肽链中的氨基酸种类、数目、排列顺序及其形成的空间结构决定蛋白质空间结构的多样性，D正确。
规律方法
“三步”判断真、原核细胞的DNA复制、转录及翻译
说明 真核细胞的线粒体、叶绿体中也有DNA和核糖体，其转录、翻译也存在同时进行的情况。
知识点（二） 中心法则
1.中心法则的提出者： 克里克
2.中心法则的提出及其发展
（1）图示
（2）根据图示，完成下表
项目 序号 生理过程 遗传信息传递过程
最初提出 ① DNA复制 DNA 流向 DNA
② 转录 DNA 流向 RNA
③ 翻译 RNA 流向 蛋白质
发展补充 ④ RNA复制 RNA 流向 RNA
⑤ 逆转录 RNA 流向 DNA
3.生命是物质、能量和信息的统一体
（1） DNA、RNA 是信息的载体。
（2） 蛋白质 是信息的表达产物。
（3） ATP 为信息的流动提供能量。
4.判断下列说法是否正确
（1）中心法则表示的是遗传信息的流动过程。（ √ ）
（2）遗传信息只能从DNA流向RNA，进而流向蛋白质。（ × ）
提示：遗传信息可以由DNA流向RNA，也可经过逆转录过程由RNA流向DNA。
（3）DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则。（ × ）
提示：DNA病毒中虽没有RNA，但其遗传信息的传递遵循中心法则。
（4）正常情况下，真核生物细胞内可发生中心法则的每个过程。（ × ）
（5）叶绿体和线粒体中遗传信息的传递也遵循中心法则。（ √ ）
探讨 分析中心法则与遗传信息传递，提高理解能力
1.下图为中心法则内容及其发展图解，请回答有关问题：
（1）结合中心法则，思考DNA、RNA产生的途径有哪些？
提示：DNA产生途径有DNA的复制及逆转录；RNA的产生途径有RNA的复制及转录。
（2）线粒体和叶绿体中的DNA是否遵循中心法则？
提示：遵循。在线粒体和叶绿体中也有DNA的复制及基因的表达过程。
（3）图中的过程都是遗传信息流动的过程，每个过程为什么能准确地将遗传信息传递？
提示：①每个过程都有精确的模板；②严格遵守碱基互补配对原则。
2.下列四个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？
提示：a：DNA的复制；b：转录；c：RNA的复制；d：逆转录。
（2）四个试管模拟的过程分别需要什么酶？
提示：a：解旋酶和DNA聚合酶；b：RNA聚合酶；c：RNA聚合酶（RNA复制酶）；d：逆转录酶。
1.中心法则各过程的适用范围
2.“三看法”判断中心法则各过程
1.中心法则揭示了生物遗传信息传递的一般规律。下列叙述错误的是（ ）
A.①②③三个过程可在根尖分生区细胞中发生
B.①②③分别表示DNA的复制、转录和翻译过程
C.④表示逆转录，某些病毒增殖时可发生该过程
D.④⑤是虚线，表示其在生物界可能不存在
解析：D 根尖分生区细胞能进行有丝分裂，细胞分裂间期发生DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，基因的表达通过转录和翻译过程合成蛋白质，A正确；据图分析可知，①表示DNA分子的复制过程，②表示转录过程，③表示翻译过程，B正确；④表示逆转录，某些RNA病毒（如HIV病毒）增殖时可发生该过程，C正确；④逆转录过程和⑤RNA分子复制过程可发生在被某些病毒侵染的细胞中，D错误。
2.（2024·河北石家庄一中高一期末）冠状病毒具有很强的传染力，其遗传物质为“＋RNA”，繁殖过程如图。与大肠杆菌相比下列相关叙述正确的是（ ）
A.完成遗传物质的复制均需RNA聚合酶
B.遗传物质复制过程中所需的原料相同
C.蛋白质的合成均需要宿主细胞的核糖体
D.遗传物质复制均遵循碱基互补配对原则
解析：D 图中冠状病毒遗传物质的复制需要RNA聚合酶，而大肠杆菌细胞内的遗传物质是DNA，复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶，A错误；病毒的遗传物质是RNA，复制时需要的原料为四种核糖核苷酸，而大肠杆菌细胞内的遗传物质是DNA，复制时所需原料为四种脱氧核苷酸，B错误；病毒的蛋白质的合成需要在宿主细胞的核糖体上进行，而大肠杆菌细胞内具有自己的核糖体结构，C错误；无论是RNA还是DNA的复制，其过程均遵循碱基互补配对原则，D正确。
易错提醒
（1）并不是所有的生物均能发生中心法则的所有过程。
（2）DNA复制只发生在能分裂的细胞中，而转录和翻译则可以发生在任何细胞（除哺乳动物成熟的红细胞等外）中。
（3）在病毒体内不会发生RNA的复制和逆转录过程，该过程是在被病毒寄生的宿主细胞内进行的。
（4）细胞生物体内不会自主发生RNA的复制和逆转录过程，除非被病毒侵染。
（1）翻译是游离在细胞质中的各种氨基酸， 以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质 的过程。
（2）密码子是 mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基 。
（3）反密码子是 tRNA上与mRNA上的密码子互补配对的3个碱基 。
（4）中心法则图解（在下方空白处画出）
提示：
1.（2024·湖北枝江高一月考）基因指导蛋白质的合成是指根据来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程，包括转录和翻译两个步骤。下列有关叙述错误的是（ ）
A.遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中
B.转录过程中，形成了蛋白质—核酸复合物
C.翻译过程中，没有氢键的形成和断裂过程
D.转录和翻译过程中，碱基互补配对的方式不完全相同
解析：C 基因的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中，A正确；转录是DNA为模板合成RNA的过程，该过程需要RNA聚合酶结合到DNA模板链上，故形成“蛋白质—核酸”复合物，B正确；翻译过程，tRNA中的反密码子和mRNA上的密码子互补配对，形成氢键，脱离后又有氢键的断裂，C错误；转录过程中碱基互补配对有：A—U、T—A、C—G、G—C，翻译过程中碱基互补配对有：A—U、U—A、C—G、G—C，D正确。
2.（2024·海南海口高二月考）如图代表的是某种转运RNA，对此分析正确的是（ ）
A.此转运RNA含有五种元素、两种含氮碱基
B.该结构参与蛋白质合成中的翻译过程
C.合成此转运RNA的场所是核糖体
D.每种氨基酸的转运RNA都只有一种
解析：B 此转运RNA含有五种元素（C、H、O、N、P）、四种含氮碱基（A、C、G、U），A错误；该结构为tRNA，其参与蛋白质合成中的翻译过程，作用是转运氨基酸，B正确；转运RNA是转录过程中形成的，其合成场所主要是细胞核，C错误；由于密码子的简并性，一种氨基酸可由一种或几种特定的tRNA来转运，D错误。
3.（2022·浙江6月选考16题）“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：C 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链上3个相邻核苷酸排列而成的能决定氨基酸种类的三联体才能称为一个密码子，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。
4.（2024·河南安阳高一期末）原核细胞无以核膜为界限的细胞核，可以边转录边翻译，过程如图所示，下列相关说法错误的是（ ）
A.a为模板链
B.b表示RNA聚合酶
C.c从mRNA的3'向5'移动
D.该过程碱基互补配对方式为A—U、U—A、C—G、G—C、T—A
解析：C c为核糖体，核糖体从mRNA的5'向3'移动，C错误；图示过程包括转录和翻译两个过程，该过程中碱基互补配对方式有A—U、U—A、C—G、G—C、T—A，D正确。
5.下列关于真核生物遗传信息的翻译的叙述中，正确的是（ ）
A.通过翻译将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质中的氨基酸序列
B.生物体内合成蛋白质时，一种氨基酸只能由一种密码子决定
C.生物体内合成蛋白质的氨基酸有21种，则tRNA也有21种
D.生物体内合成蛋白质时，一种密码子一定能决定一种氨基酸
解析：A mRNA上的一个密码子决定一个氨基酸，所以在翻译过程中mRNA中的碱基序列决定了蛋白质中的氨基酸序列，A正确；密码子具有简并性，一种氨基酸可以由一种或多种密码子决定，B错误；真核生物生物体内组成蛋白质的氨基酸有21种，tRNA有61种，C错误；正常情况下终止密码子不能决定氨基酸，D错误。
6.如图表示某真核生物基因表达的部分过程，请回答下列问题：
（1）图中表示遗传信息的 翻译 过程，发生的场所是 核糖体 ，此过程除图中所示条件外，还需要 酶和能量 等。
（2）图中③表示 mRNA，合成的主要场所是 细胞核 ，通过 核孔 运输到细胞质中，穿过 0 层膜， 需要 （填“需要”或“不需要”）能量。
（3）图中方框内的碱基应为 UUU ，对应的aa5应为 赖氨酸 （赖氨酸的密码子为AAA，苯丙氨酸的密码子为UUU）。
（4）图中的氨基酸共对应 7 个密码子。核糖体的移动方向是 从左到右 。
解析：（1）图中核糖体上进行的是翻译过程，此过程需要的条件是模板、原料、能量、酶等。（2）③为mRNA，主要在细胞核中合成，通过核孔转移到细胞质中，此过程穿过0层膜，需要能量。（3）密码子存在于mRNA分子上，与tRNA上的反密码子进行碱基互补配对，故图中方框内的碱基为UUU，对应的密码子为AAA，相应氨基酸是赖氨酸。（4）图中共有7个氨基酸，对应7个密码子。根据图中最后一个氨基酸的加入位置可知，核糖体的移动方向为从左到右。
知识点一 遗传信息的翻译
1.下列有关真核细胞基因表达的叙述，正确的是（ ）
A.转录形成的RNA都可以成为翻译的模板
B.转录和翻译不可能发生在同一时间和空间上
C.转录和翻译过程中的碱基互补配对方式完全相同
D.转录和翻译过程中都会发生氢键的形成和断裂
解析：D 只有mRNA才可以作为翻译的模板，A错误；原核生物可以边转录边翻译，转录和翻译可能发生在同一时间和空间上，B错误；转录过程中碱基互补配对的方式是A—U、C—G、G—C、T—A，而翻译过程中的碱基互补配对方式为A—U、C—G、G—C、U—A，C错误；转录涉及解旋与配对，翻译涉及碱基的配对等，这些过程中都会发生氢键的形成和断裂，D正确。
2.（2024·山西名校联考）基因控制蛋白质合成的过程中，mRNA、tRNA和rRNA（核糖体RNA）均参与其中。下列说法正确的是（ ）
A.只有mRNA是由DNA转录而来的
B.肽链延长时，1位点tRNA上的肽链脱离下来，与2位点tRNA上的氨基酸脱水缩合
C.合成肽链时，决定肽链上氨基酸种类的碱基位于tRNA上
D.密码子的简并性是指每种氨基酸都有多个密码子与之对应
解析：B tRNA、mRNA、rRNA都是以基因区段为模板转录而来，A错误；核糖体上有2个结合位点，肽链延长时，1位点tRNA上的肽链脱离下来，与2位点tRNA上的氨基酸发生脱水缩合形成肽链，从而转移到位点2上，B正确；密码子位于mRNA上，即决定肽链上氨基酸种类的碱基位于mRNA上，C错误；一种氨基酸可能由一种或几种密码子编码，并不是每一种氨基酸都有多个密码子，如色氨酸只有UGG一种密码子，D错误。
3.（2024·河北张家口高一期末）某基因转录时模板链的部分碱基序列为3'-TACACGGACTCC-5'，下表为部分密码子对应的氨基酸，据此判断该片段控制合成的肽链中氨基酸序列为（ ）
ACG UAC UGC UCC CUG AUG GAC AGG
苏氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 丝氨酸 亮氨酸 甲硫氨酸 天冬氨酸 精氨酸
A.—酪氨酸—苏氨酸—天冬氨酸—丝氨酸—
B.—甲硫氨酸—半胱氨酸—亮氨酸—精氨酸—
C.—甲硫氨酸—半胱氨酸—天冬氨酸—丝氨酸—
D.—酪氨酸—苏氨酸—亮氨酸—精氨酸—
解析：B 根据转录时模板链的部分碱基序列3'-TACACGGACTCC-5'，可知其转录出的mRNA片段对应的碱基序列为5'-AUGUGCCUGAGG-3'，翻译时是从mRNA的5'开始，因此结合密码子表可知，对应的氨基酸序列为—甲硫氨酸—半胱氨酸—亮氨酸—精氨酸—，B正确。
4.下列关于图中①②两种分子的说法正确的是（ ）
A.①为DNA，在正常情况下复制后形成两个相同的DNA
B.②为tRNA，一种tRNA可携带不同的氨基酸
C.遗传信息位于①上，密码子位于②上
D.①和②共有的碱基是A、C、G、T
解析：A ①为DNA，复制时两条链都作为模板，形成两个相同的DNA，A正确；②为tRNA，一种tRNA只能携带一种氨基酸，B错误；遗传信息位于DNA上，密码子位于mRNA上，C错误；DNA和tRNA共有的碱基为A、C、G，D错误。
5.（2024·江苏南京高二月考）下图表示大肠杆菌遗传信息的表达过程。下列叙述正确的是（ ）
A.DNA转录形成c的过程发生在细胞核中
B.翻译时核糖体在c上的移动方向是②→①
C.在DNA解旋酶的作用下以b链为模板合成c链
D.图中tRNA携带的天冬氨酸对应的密码子是5'-UAG-3'
解析：B 大肠杆菌是原核生物，没有成形的细胞核，在真核生物体内，DNA转录形成c的过程才主要发生在细胞核中，A错误；翻译的方向是mRNA的5'→3'，tRNA的3'-端是结合氨基酸的部位，tRNA能与mRNA碱基互补配对，推测c（mRNA）的②是5'-端，因此翻译时核糖体在c上的移动方向是②→①，B正确；在DNA聚合酶的作用下以b链为模板合成c链，解旋酶的作用是打开DNA中的氢键，C错误；图中tRNA携带的天冬氨酸的反密码子为3'-CUA-5'，因此对应的密码子是5'-GAU-3'，D错误。
6.（2024·福建莆田高二月考）下图表示某生物细胞内发生的一系列生理变化，X表示某种酶，请据图分析，下面有关叙述不正确的是（ ）
A.X为RNA聚合酶，具有打开DNA双链的作用
B.过程Ⅰ是染色体DNA上的转录过程
C.过程Ⅱ的进行与3种RNA有关
D.图示的遗传信息的传递方向为DNA→RNA→蛋白质
解析：B 过程Ⅰ是以双链DNA中的一条链为模板合成RNA的转录过程，过程Ⅱ是以mRNA为模板合成蛋白质的翻译过程，并且转录和翻译同时进行，故过程Ⅰ不是染色体DNA上的转录过程，X为RNA聚合酶，其可以断开氢键，打开DNA双链，A正确，B错误；过程Ⅱ是以mRNA为模板合成蛋白质的翻译过程，需要mRNA作为模板，需要rRNA合成翻译的场所核糖体，需要tRNA转运翻译的原料氨基酸，故过程Ⅱ的进行与3种RNA有关，C正确；图中进行的是转录和翻译的过程，故图示的遗传信息的传递方向为DNA→RNA→蛋白质，D正确。
知识点二 中心法则
7.如图为中心法则图解，下列有关叙述正确的是（ ）
A.过程③发生在含有逆转录酶的病毒体内
B.正常植物细胞中能够体现①～⑤过程
C.①～⑤过程中都能发生碱基互补配对
D.③过程中碱基互补配对时，遵循A—U、U—A、C—G、G—C的原则
解析：C 由图可知，①是DNA复制、②是转录、③是逆转录、④是RNA复制、⑤是翻译。逆转录过程发生在宿主细胞中；正常植物细胞中能够体现DNA复制、转录、翻译过程，没有逆转录、RNA复制过程；DNA复制、转录、逆转录、RNA复制、翻译都能发生碱基互补配对；逆转录过程中碱基互补配对时，遵循A—T、U—A、C—G、G—C的原则。
8.（2024·山东烟台高一月考）肠道病毒EV71为单股正链RNA（＋RNA）病毒，是引起手足口病的主要病原体之一。如图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。据图回答下列问题：
（1）图中物质M的合成场所是 宿主细胞的核糖体 。催化①②过程的物质N是 RNA聚合酶 。
（2）假定病毒基因组＋RNA含有7 500个碱基，其中A和U占碱基总数的40％。以病毒基因组＋RNA为模板合成一条子代＋RNA的过程共需要碱基G和C 9 000 个。
（3）图中＋RNA有三方面功能，分别是 翻译的模板 、 复制的模板 、 病毒的重要组成成分 。
解析：（1）题图中的物质M是一条多肽链，EV71病毒没有细胞结构，该多肽链合成的场所是宿主细胞的核糖体；①②过程是以＋RNA为模板合成＋RNA的过程，需要的是RNA聚合酶。（2）由＋RNA合成新的＋RNA的过程需要先以＋RNA为模板合成－RNA，再以－RNA为模板合成＋RNA，也就相当于合成了一条完整的双链RNA，在这条双链RNA中A＝U，G＝C，根据题目中的条件，在病毒＋RNA中A＋U＝40％，则G＋C＝60％，所以以病毒基因组＋RNA为模板合成一条子代＋RNA的过程共需要碱基G和C的个数为7 500×2×60％＝9 000（个）。（3）据图可知，＋RNA的功能是作为翻译的模板翻译出新的蛋白质；也作为复制的模板形成新的＋RNA；还是病毒的重要组成成分之一。
9.（2024·辽宁沈阳高一期末）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.同一个核糖体可以合成不同种类的蛋白质
B.形成mRNA时，DNA双链在解旋酶作用下解开，RNA聚合酶起始转录
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还未完成时，mRNA就与核糖体结合进行翻译
解析：B 同一个核糖体可以反复利用，可与不同mRNA结合，合成不同种类的蛋白质，A正确；在RNA聚合酶的作用下，DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录，B错误；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，导致蛋白质合成停止，核糖体蛋白对自身mRNA的抑制维持了RNA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，即边转录边翻译，D正确。
10.（多选）（2024·湖南株洲高一期中）如图是真核细胞中遗传信息表达过程的部分示意图。某些氨基酸的部分密码子（5'→3'）是：丝氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；异亮氨酸AUC、AUU；精氨酸AGA。下列叙述正确的是（ ）
A.该过程可发生在线粒体基质和细胞核中
B.图中结构②从右向左移动，一条mRNA上往往会相继结合多个核糖体
C.该过程中有氢键的形成和断裂
D.图中翻译方向为从右向左，所以①为异亮氨酸
解析：BCD 该过程表示翻译，能发生在线粒体中，但不能在细胞核中发生，A错误；由图中转运RNA的位置可判断，核糖体移动的方向是从右向左，一条mRNA上往往会相继结合多个核糖体形成多聚核糖体，提高翻译效率，B正确；翻译过程中，信使RNA与转运RNA会结合和断开，有氢键的形成和断裂，C正确；翻译的方向为从右向左，图中①对应的密码子为AUU，即①为异亮氨酸，D正确。
11.（多选）下列关于下图所示生理过程的叙述，正确的是（ ）
A.过程①需要解旋酶和RNA复制酶的参与
B.物质2上的任意三个碱基叫作密码子
C.同时有A—U和U—A配对的是过程②
D.过程②从左向右进行，形成多条相同的多肽链
解析：CD 过程①为转录，需要RNA聚合酶的参与，不需要解旋酶的参与，A错误；物质2上只有决定一个氨基酸的三个相邻碱基才能叫作一个密码子，B错误；过程②为翻译，同时有A—U和U—A配对，C正确；过程②从左向右进行，形成多条相同的多肽链，D正确。
12.（2024·山东临沂高二月考）miRNA是真核生物中广泛存在的一种小分子RNA，它在细胞中通常与核酸酶等蛋白结合成诱导沉默复合物（RISC-miRNA复合物），复合物被活化后与靶RNA结合，①～⑧代表相关生理过程。
（1）基因的表达包括 转录和翻译 过程，该过程中某tRNA的反密码子序列为3'-UAG-5'，若严格遵循碱基互补配对原则，则其对应基因中相应位置模板链序列为5'- GAT -3'。氨基酸大多可被多种tRNA转运，其意义是 提高了氨基酸的转运效率，加快翻译速率；增强了密码子的容错率，保证了遗传的稳定性 。
（2）据图可知，转录因子KLF5进入细胞核后能特异性识别基因，并与 RNA聚合 酶结合启动基因IGFL2-AS1和IGFL1的转录过程。综上分析，RNA干扰的可能机制是 RISC-miRNA复合物活化后，miRNA与IGFL1的mRNA互补，核酸酶使靶mRNA降解，从而抑制翻译过程 ，IGFL2-AS1基因转录的RNA竞争性地与miRNA结合，从而对⑦⑧有 抑制 （填“促进”或“抑制”）作用， 提高 （填“提高”或“降低”）IGFL1的表达量。
（3）请结合上述信息，为研发治疗乳腺癌新药提供两种新思路。 设计抑制IGFL2-AS1基因转录的药物；设计抑制IGFL1基因表达（转录、翻译）的药物；研制抑制转录因子KLF5活性的药物；研制降低炎症因子TNF-α活性的药物等 。
解析：（1）基因表达指基因指导蛋白质合成的过程，包括转录和翻译两个过程。在翻译过程中，tRNA和mRNA之间遵循碱基互补配对原则，若tRNA的反密码子序列为3'-UAG-5'，对应的mRNA的碱基为3'-CUA-5'，则其对应基因中相应位置模板链序列为5'-GAT-3'。氨基酸大多可被多种tRNA转运，这种转运机制提高了氨基酸的转运效率，加快翻译速率；增强了密码子的容错率，保证了遗传的稳定性。（2）基因的转录过程需要RNA聚合酶起作用，据图所知，转录因子KLF5进入细胞核后能特异性识别基因，并与RNA聚合酶结合启动基因IGFL2-AS1和IGFL1的转录过程。由题意“miRNA是真核生物中广泛存在的一种小分子RNA，它在细胞中通常与核酸酶等蛋白结合成诱导沉默复合物（RISC-miRNA复合物），复合物被活化后与靶RNA结合”，综合以上分析，RNA干扰的可能机制是RISC-miRNA复合物活化后，miRNA与IGFL1的mRNA互补，核酸酶使靶mRNA降解，从而抑制翻译过程，IGFL2-AS1基因转录的RNA竞争性地与miRNA结合，从而对⑦⑧有抑制作用，提高IGFL1的表达量。（3）IGFL1会促进乳腺癌细胞增殖，则所有可抑制IGFL1产生的的措施都是可行的思路，如设计药物抑制基因IGFL2-AS1，以减轻对⑦⑧过程的抑制作用，从而减少IGFL1的表达量；也可以直接研发抑制IGFL1基因表达（转录、翻译）的药物；研制抑制转录因子KLF5活性的药物；研制降低炎症因子TNF-α活性的药物等。
16 / 16章末质量检测（三） 基因的本质 基因的表达
（满分：100分）
一、单项选择题（本题共14小题，每小题2分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.（2024·辽宁锦州高一月考）肺炎链球菌和T2噬菌体是探究遗传物质本质的两类重要的生物，下列有关叙述正确的是（ ）
A.肺炎链球菌和T2噬菌体都属于原核生物，其DNA不与蛋白质形成染色体
B.艾弗里利用肺炎链球菌的体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质
C.用含有35S（32P）的培养基培养噬菌体后可得到被标记的T2噬菌体
D.32P标记的T2噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌，子代噬菌体全部含有35S，部分含有32P
解析：D T2噬菌体是病毒，不是原核生物，A错误；肺炎链球菌的体外转化实验证明了DNA是遗传物质，而不是“主要的遗传物质”，B错误；T2噬菌体是病毒，需寄生在活细胞中繁殖，不能用培养基直接培养，C错误；32P标记的T2噬菌体进入大肠杆菌，利用大肠杆菌的原料合成子代DNA，原料是未标记的P，且DNA复制方式是半保留复制，所以部分子代噬菌体含有32P。合成子代蛋白质的原料全部来自大肠杆菌，被35S标记，所以子代噬菌体全部含有35S，部分含有32P，D正确。
2.如表是人体内的红细胞（未成熟）、胰岛B细胞、浆细胞内所含有的部分核基因及这些基因表达的情况（“＋”表示该基因表达，“－”表示该基因未表达）。下列有关说法正确的是（ ）
项目 血红蛋白基因 胰岛素基因 抗体基因 有氧呼吸有关酶基因
红细胞 ＋ － － ＋
胰岛B细胞 － ① － ＋
浆细胞 － － ＋ ②
A.①②均表示“＋”
B.此表说明细胞分化导致基因的选择性表达
C.三种细胞中mRNA和蛋白质种类完全不同
D.三种细胞的形态、结构和生理功能不同的根本原因是核基因种类不完全相同
解析：A 血红蛋白基因只在未成熟的红细胞中表达，胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达，抗体基因只在浆细胞中表达，有氧呼吸有关酶基因在三种细胞中均表达，则①②均表示“＋”，A正确；此表说明基因的选择性表达导致细胞分化，B错误；三种细胞中mRNA和蛋白质种类不完全相同，C错误；三种体细胞中都含有表中所列的四种基因，是因为人体细胞都来源于同一个受精卵，含有相同的遗传信息，三种细胞的形态、结构和生理功能不同的根本原因是基因的选择性表达，D错误。
3.（2024·安徽宿州高一期末）在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C、6个G、3个A、7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则（ ）
A.能搭建出20个脱氧核苷酸
B.所搭建出DNA分子片段最多含18个氢键
C.理论上能搭建出47种不同的DNA分子模型
D.能搭建出一个含4个碱基对的DNA分子片段
解析：D 每一个脱氧核苷酸中脱氧核糖和磷酸之间的连接物只有1个，搭建DNA分子模型的过程中，因脱氧核糖和磷酸之间的连接物只有14个，最多能搭建14个脱氧核苷酸，A错误；设能搭建的DNA分子含有n个碱基对，则每条链需要脱氧核糖和磷酸之间的连接物的数目为2n－1，共需（2n－1）×2个，已知脱氧核糖和磷酸之间的连接物有14个，则n＝4，所以只能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段，由于A—T有3对，C—G有4对，A与T之间2个氢键，C与G之间3个氢键，因此，DNA分子片段全由C—G构成时氢键最多，为12个，B错误，D正确；能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段，由于A—T有3对，C—G有4对，因此能搭建的DNA分子模型种类少于44种，C错误。
4.图1是用DNA测序仪测出的某生物的一个DNA分子片段上被标记的一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序（TGCGTATTGG），下列说法错误的是（ ）
A.据图1推测，此DNA片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是5个
B.根据图1脱氧核苷酸链的碱基排列顺序，分析图2显示的脱氧核苷酸链的碱基序列为CCAGTGCGCC（从上往下排序）
C.图1所测定的DNA片段与图2所显示的DNA片段中（A＋G）/（T＋C）都为1
D.若用35S标记某噬菌体，让其在不含35S的细菌中繁殖5代，则含有35S标记的噬菌体所占比例为50％
解析：D 图1的一条脱氧核苷酸链的碱基排列顺序是TGCGTATTGG，其中鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量是4个，此链有一个C，推出互补链中还有一个G，故此DNA片段上的鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量共5个，A正确；根据图1脱氧核苷酸链的碱基排列顺序，分析图中碱基序列应从上向下读，且由左至右的顺序依次是ACGT，故图2显示的脱氧核苷酸链的碱基序列为CCAGTGCGCC，B正确；双链DNA遵循碱基互补配对原则，其中A＝T，C＝G，嘌呤数＝嘧啶数，故图1所测定的DNA片段与图2所显示的DNA片段中（A＋G）/（T＋C）都为1，C正确；噬菌体侵染细菌过程，蛋白质外壳不会进入细菌内部，35S标记的是噬菌体蛋白质外壳，若用35S标记某噬菌体，让其在不含35S的细菌中繁殖5代，则含有35S标记的噬菌体所占比例为0，D错误。
5.如图为某链状DNA分子部分结构示意图，下列相关叙述正确的是（ ）
A.甲、丙端是该DNA分子片段两条链的5'端
B.该DNA中碱基配对的方式储存了遗传信息
C.图中虚线框内代表的结构也存在于RNA中
D.每个脱氧核糖上均连接着1个磷酸和1个碱基
解析：A 游离磷酸基团端为DNA的5'端，羟基端为3'端，因此甲、丙端是该DNA片段的5'端，乙、丁端是该DNA片段的3'端，A正确；DNA中碱基的排列顺序储存了遗传信息，碱基配对方式是相同的，B错误；DNA中的五碳糖为脱氧核糖，而RNA中的五碳糖为核糖，因此图中虚线框内代表的结构不会存在于RNA中，C错误；DNA中大多数脱氧核糖都与2个磷酸基团相连接，但每条链末端的1个磷酸基团只连接1个脱氧核糖，D错误。
6.（2024·河北保定一中高一月考）如图为DNA分子片段结构示意图。下列关于DNA分子的结构与特点的叙述，正确的是（ ）
A.碱基总数相同的DNA链中，含胞嘧啶15％的DNA比含腺嘌呤17％的DNA耐热性高
B.⑨的数量只与碱基的数量有关
C.若一条单链的序列是5'-AGCTT-3'，则其互补链的对应序列是5'-AAGCT-3'
D.若一条单链中G和C共占1/2，则DNA分子中G占1/2
解析：C 碱基总数相同的DNA链中，含胞嘧啶15％的DNA比含腺嘌呤17％的DNA耐热性低，A错误；A与T之间是两个氢键，C与G之间是三个氢键，⑨氢键的数量与碱基数目和种类都有关，B错误；若一条单链中G和C共占1/2，则DNA分子中G＋C占1/2，G占1/4，D错误。
7.科学家在研究DNA复制时，提出了DNA的半不连续复制模型（如图所示），以图中b链为模板时，最终合成的互补链实际上是由许多沿5'端到3'端方向合成的DNA片段连接起来的。下列叙述错误的是（ ）
A.a链、b链都可作为模板，其互补链的合成方向均为5'端到3'端
B.前导链和后随链的合成都需要模板、原料、能量、酶等基本条件
C.复制形成的两个DNA分子会在有丝分裂后期、减数分裂Ⅰ后期分开
D.DNA通过复制将遗传信息从亲代细胞传给子代细胞，保持了遗传信息的连续性
解析：C 复制后形成的两个DNA分子存在于同一条染色体的姐妹染色单体上，会在有丝分裂的后期和减数分裂Ⅱ的后期分开，C错误。
8.（2024·河北晋州高一月考）如图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，下列有关叙述正确的是（ ）
A.由图可知，基因在染色体上呈线性排列，因此基因都位于染色体上
B.R、S、N、O是非等位基因，在遗传中遵循基因的自由组合定律
C.R、S、N、O四个片段的基本组成单位都是脱氧核苷酸
D.R、S、N、O之间的间隔序列也是基因的一部分
解析：C 染色体是核基因的载体，线粒体上还存在少量基因，A错误；R、S、N、O位于一条染色体上，是非等位基因，不遵循自由组合定律，B错误；R、S、N、O是有遗传效应的DNA片段，基本单位是脱氧核苷酸，C正确；R、S、N、O之间的间隔序列没有遗传效应，不是基因，D错误。
9.（2024·山东潍坊高一期末）细胞中某些基因转录形成的mRNA分子难以与模板链分离，会形成相对稳定的RNA-DNA杂交体，此时非模板链与RNA-DNA杂交体共同构成的结构称为R-loop。若某R-loop中DNA单链含1 000个碱基，其中A和T占该链碱基总数的20％。下列说法错误的是（ ）
A.R-loop中嘌呤碱基与嘧啶碱基数目相等
B.R-loop可能使DNA分子的稳定性降低
C.该R-loop中的G和C共有2 400个
D.推测G—C含量高的DNA序列更容易形成R-loop
解析：A R-loop中有三条链，嘌呤碱基数与嘧啶碱基数目不一定相等，A错误；R-loop结构的存在使DNA单链分子不能与互补链碱基互补配对，故该结构的存在使DNA分子的稳定性降低，B正确；R-loop中DNA单链含1 000个碱基，则DNA两条链共有2 000个碱基，互补碱基在单双链中的比值是相等的，该结构中A与T碱基总和为400个，G与C碱基总和为1 600个，单链中G与C之和为800个，则转录出的mRNA中G与C碱基之和为800个，因此该R-loop中的G和C共有1 600＋800＝2 400个，C正确；由于C—G之间有3个氢键，A—T之间有2个氢键，因此含较多碱基G—C的DNA片段容易形成R环结构，因为这种DNA片段的模板链与mRNA之间形成的氢键比例较高，mRNA分子更难与模板链分离，D正确。
10.如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法正确的是（ ）
A.②是以4种核糖核苷酸为原料合成的
B.①链的碱基A与②链的碱基T互补配对
C.若③表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶
D.②的右侧端为3'端
解析：A ②为转录形成的mRNA，该过程需要以四种核糖核苷酸为原料，A正确；①链为转录的模板链，②链为转录形成的RNA链，因此，①链的碱基A与②链的碱基U互补配对，B错误；如果③表示酶分子，则它的名称是RNA聚合酶，C错误；RNA链的合成方向是从5'端向3'端，②的右侧端为5'端，D错误。
11.（2024·辽宁盘锦高一月考）如图为细胞中遗传信息表达部分过程，其中UCU、UCG、AGC均可编码丝氨酸，AGA、CGA均可编码精氨酸，GCU可编码丙氨酸，下列叙述正确的是（ ）
A.图中①为丝氨酸 B.结构②移动方向是从左往右
C.图中③的b端为5'端 D.细胞在有丝分裂各个时期都可能发生该过程
解析：D 根据图中③离开核糖体的方向可知，②核糖体沿着mRNA从右向左读取密码子，故图中①的密码子是GCU，对应的是丙氨酸，A、B错误；图中③的b端为3'端，C错误；该过程是翻译，细胞在有丝分裂各个时期都可能发生该过程，D正确。
12.（2024·河北石家庄一中高一期末）下列是某同学关于遗传信息传递的叙述，正确的是（ ）
选项 生理过程 模板 原料 产物
A DNA复制 DNA双链 核糖核苷酸 DNA
B 转录 DNA一条链 核糖核苷酸 RNA
C 翻译 rRNA 氨基酸 多肽
D RNA复制 RNA 脱氧核苷酸 RNA
解析：B DNA的原料为脱氧核苷酸，A错误；转录是以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程，B正确；翻译的模板是mRNA，C错误；RNA的基本单位是核糖核苷酸，D错误。
13.（2024·山东德州高一期末）劳氏肉瘤病毒是一种单链RNA病毒，属于逆转录病毒。该病毒首先以自身RNA为模板，经逆转录形成双链DNA并整合到宿主细胞的DNA上，进而指导子代病毒RNA和蛋白质的合成。下列关于劳氏肉瘤病毒的说法正确的是（ ）
A.逆转录和转录过程中需要的原料相同
B.遗传信息蕴藏在RNA的四种脱氧核苷酸的排列顺序中
C.遗传信息的复制和表达分别发生在病毒和宿主细胞中
D.遗传信息的传递过程中存在T—A、A—U的配对
解析：D 逆转录是RNA合成DNA的过程，需要的原料为脱氧核苷酸，转录的过程是以DNA为模板合成RNA的过程，需要的原料是核糖核苷酸，A错误；劳氏肉瘤病毒是一种单链RNA病毒，遗传信息蕴藏在RNA的四种核糖核苷酸的排列顺序中，B错误；病毒没有细胞结构，不能进行独立的代谢，遗传信息的复制和表达都发生在宿主细胞中，C错误；遗传信息的传递过程如转录的过程中存在T—A、A—U的配对，D正确。
14.（2024·广东湛江高一月考）DNA上的遗传信息是如何控制生物性状的呢？最初，G.Beadle和E.Tatum发现了基因和酶之间的特殊关系，于是就提出了一个基因一个酶的假说，后来又拓宽为一个基因一个蛋白质。下列叙述错误的是（ ）
A.实际上许多蛋白质是由两条或多条相同或不同的多肽链构成的
B.有些基因编码的产物是不同种类的RNA，如tRNA和rRNA
C.基因是DNA上的一段编码某种多肽链或RNA的序列
D.一个基因一个酶说明机体只能通过控制酶的合成控制生物性状
解析：D 有些蛋白质由多条肽链构成，这些肽链有的相同也有的不同，A正确；人类基因组中含有一些非编码序列，可以转录出非编码RNA，它们不能编码蛋白质，但有重要的生理和生化功能，如tRNA可以转运氨基酸识别密码子，rRNA组成核糖体，B正确；基因是DNA上的一段编码某种多肽链或RNA的序列，如tRNA和rRNA，C正确；基因可以通过控制酶的合成控制细胞代谢进而间接控制生物的性状，基因也可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状，D错误。
二、多项选择题（本题共4小题，每小题3分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）
15.（2024·山西大同高一期中）T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌细胞内的病毒，其结构包含蛋白质外壳和DNA的核心。关于T2噬菌体注入大肠杆菌细胞内的遗传物质的假说有三种，某研究小组利用35S标记病毒蛋白质进行侵染实验来验证假说，预期实验结果见下表。下列叙述正确的是（ ）
搅拌、离心后离心管的位置 假说1（DNA注入） 假说2（蛋白质注入） 假说3 （蛋白质和DNA均注入）
上清液 ① ③
沉淀物 无放射性 ② ④
A.若假说2成立，则放射性主要集中在②中
B.若假说3成立，则放射性主要集中在④中
C.若沉淀物放射性高则无法确定假说2和假说3的正确性
D.改用32P标记，则实验结果与本实验完全相反
解析：ABC 若假说2成立，即带有放射性的蛋白质进入大肠杆菌内，则放射性主要集中在沉淀物②中，A正确；若假说3成立，即带有放射性的噬菌体进入大肠杆菌内，则放射性主要集中在沉淀物④中，B正确；若沉淀物放射性高则无法确定假说2和假说3的正确性，因为假说2和3推测的结果是相同的，C正确；改用32P标记，则假说1支配的实验结果为沉淀物有放射性，假说2支配的结果是沉淀物无放射性，假说3支配的结果是沉淀物有放射性，可见实验结果与本实验并非完全相反，D错误。
16.（2024·山东菏泽一中高一期中）科研人员对五种细胞核DNA的碱基含量做了定量分析，并统计了五种细胞中核DNA的（C＋G）/（A＋T）的值，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.五种细胞的核DNA中，结构最稳定的是猪肝细胞和猪脾细胞的核DNA
B.小麦细胞和鼠细胞核DNA的（C＋G）/（A＋T）值相同，但不能说明二者的遗传信息相同
C.猪肝细胞和猪脾细胞的核DNA的（C＋G）/（A＋T）值相同
D.若统计不同细胞核DNA的（A＋C）/（T＋G）值，也会出现如图所示的结果
解析：ABC DNA分子中，C和G所占的比例越高，DNA分子的稳定性就越高，根据表中数据可知，结构最稳定的是猪肝细胞和猪脾细胞的核DNA，A正确；遗传信息指碱基的排列顺序，小麦细胞和鼠细胞核DNA的（C＋G）/（A＋T）值相同，但碱基排列顺序不相同，所以不能说明二者的遗传信息相同，B正确；猪肝细胞和猪脾细胞的核DNA的（C＋G）/（A＋T）值相同，C正确；双链DNA分子中，A与T配对，C与G配对，即A＝T，C＝G，则不同细胞的核DNA的（A＋C）/（T＋G）的值都为1，不会出现如图所示的结果，D错误。
17.DNA缠绕在组蛋白周围形成核小体，是染色质的结构单位。组蛋白的乙酰化是由乙酰化酶催化，乙酰化会弱化组蛋白和DNA的相互作用，疏松了染色质的结构，细胞内还存在组蛋白去乙酰化酶，使组蛋白去乙酰化，进而调控基因的表达。下列说法正确的是（ ）
A.组蛋白的乙酰化可使生物表型发生可遗传变化
B.组蛋白去乙酰化伴随着对基因转录的抑制
C.组蛋白去乙酰化酶与染色体形态构建有关
D.染色质中的组蛋白乙酰化和去乙酰化是可逆反应
解析：ABC 组蛋白的乙酰化修饰使得DNA分子片段缠绕力量减弱，进而影响性状，因此这是一种可遗传的变化，A正确；组蛋白去乙酰化能抑制相关基因的转录，进而影响性状，B正确；组蛋白去乙酰化酶使组蛋白去乙酰化，进而调控基因的表达，与染色体形态构建有关，C正确；染色质中的组蛋白乙酰化和去乙酰化所需酶不同，是不可逆反应，D错误。
18.（2024·河北石家庄一中高一期末）DNA分子甲基化是表观遗传中常见的现象，在哺乳动物的生殖细胞形成过程中和胚胎发育早期，某些基因可通过去甲基化和再甲基化进行重新编程，从而产生具有发育潜能的细胞。下列有关叙述正确的是（ ）
A.基因组成相同的同卵双胞胎具有的微小差异可能与表观遗传有关
B.DNA去甲基化药物可用于治疗DNA甲基化引起的疾病
C.高度分化的细胞一般不再继续增殖，不存在DNA甲基化修饰
D.特定阶段细胞中DNA的甲基化程度可能与该细胞的全能性大小有关
解析：ABD 基因组成相同的同卵双胞胎具有的微小差异可能与表观遗传有关，A正确；DNA去甲基化药物可促进细胞通过去甲基化和再甲基化进行重新编程，从而产生具有发育潜能的细胞，可用于治疗DNA甲基化引起的疾病，B正确；DNA甲基化可影响基因的表达过程，DNA甲基化与细胞是否分裂无关，高度分化的细胞中也可能发生DNA甲基化，从而影响基因的表达，C错误；某些基因通过去甲基化和再甲基化进行重新编程，从而产生具有发育潜能的细胞，说明特定阶段的细胞基因甲基化程度与细胞全能性的大小相关，D正确。
三、非选择题（本题共4小题，共60分）
19.（15分）（2024·四川绵阳南山中学高一月考）图1是DNA片段的结构模式图，图2是刑事侦查人员为侦破案件搜集获得的DNA指纹图。请回答下列问题：
（1）图1中DNA分子两条链上的碱基遵循碱基互补配对原则连接成碱基对。图1中4所示物质所处的一端为 5' （填“3'”或“5'”）端，图1中1所示的碱基对在DNA分子中比例越高则DNA分子的稳定性 越高 ，理由是 G—C碱基对中的氢键有3个，而A—T碱基对中的氢键只有2个，两条脱氧核苷酸链间的氢键越多，DNA分子的稳定性越高 。
（2）图1中的5的名称是 腺嘌呤脱氧核苷酸 。乙的两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构； DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧 ，构成DNA的基本骨架。
（3）据图2可知，三个怀疑对象中， 1 最可能是犯罪嫌疑人；如果有一个人与该犯罪嫌疑人的DNA指纹完全相同，则这两个人的关系最可能是 同卵双胞胎 （填“同卵双胞胎”“异卵双胞胎”或“同卵或异卵双胞胎”）；除用于判断犯罪嫌疑人外，DNA指纹技术还可用于 亲子鉴定（或死者遗骸的鉴定） （答出一点）。
解析：（1）图1中4所示物质为磷酸，其所处的一端为5'端；DNA分子中G—C间的氢键数量是3个，A—T间的氢键只有2个，两条脱氧核苷酸链间的氢键越多，DNA分子的稳定性越高，故图1中1所示的碱基对在DNA分子中比例越高则DNA分子的稳定性越高。（2）5是一个脱氧核苷酸，因为其中的碱基是A，所以5的名称是腺嘌呤脱氧核苷酸。DNA的两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成DNA的基本骨架。（3）从图2中可以看出，1的DNA指纹与从受害者体内分离的精液样品相同，所以1最可能是犯罪嫌疑人。如果有一个人的DNA指纹与1完全相同，则这个人与1最可能是同卵双胞胎，因为同卵双胞胎源于一个受精卵细胞，遗传物质相同。除用于判断犯罪嫌疑人外，DNA指纹技术还可用于亲子鉴定、死者遗骸的鉴定等。
20.（15分）（2024·天津河西区高一月考）如图为DNA复制的有关图示，A→B→C表示大肠杆菌的DNA复制，D→E→F表示哺乳动物的DNA复制。图中黑点表示复制起点，“→”表示复制方向，“ ”表示时间顺序，图G为果蝇DNA的电镜照片，图中箭头所指的泡状结构叫DNA复制泡，是DNA正在复制的部分：
（1）若A中含有48 502个碱基对，按正常的延伸速度，此DNA分子复制约需30 s，而实际上只需约16 s，根据A～C分析，这是因为 DNA分子复制是双向进行的 。
（2）哺乳动物体细胞中的DNA分子展开可达2 m长，若按A～C的方式复制，至少需要8 h，则实验上只需约6 h，根据D～F分析，这是因为 DNA分子复制是从多个起点开始的 。
（3）从图G的电镜照片中看到复制泡大小不一，可推测 复制起点并非同时启动 。
（4）图H表示大肠杆菌环状DNA复制过程：
①由图可知，大肠杆菌DNA复制时，最先与复制起点结合的是 解旋 酶，作用是 断裂氢键，打开双链 ；该DNA复制的方式为 半保留复制 。
②该DNA复制时，子链都是沿 5'端 → 3'端 方向延伸的。
解析：（1）单起点单向复制，按正常的子链延伸速度，此DNA分子需复制30 s，而实际上复制只需16 s，说明该DNA的复制是单起点双向复制。（2）哺乳动物的DNA分子展开可达2 m长，若按A～C的方式复制，至少需要8 h，而实际上只需约6 h，根据D～F分析，该DNA分子复制是从多个起点开始的。（3）复制泡大小不一，可能是因为复制起点并不是同时开始复制的。（4）①大肠杆菌DNA复制时，最先与复制原点结合的是解旋酶，作用是使氢键断裂，打开DNA双链，便于DNA聚合酶与单链结合，DNA复制的方式为半保留复制；②DNA复制时，子链都是由5'端→3'端方向延伸的。
21.（15分）（2024·山东青岛高一期末）某些RNA病毒的遗传信息储存在RNA分子中，当它们进入宿主细胞后，先以病毒的RNA分子为模板合成一个DNA分子，再以DNA分子的一条链为模板合成新的病毒RNA（图1所示）。R环（R-loop）是细胞内一种特殊的三链核酸结构，由一条mRNA链、一条DNA模板链和一条DNA非模板链组成（图2所示）。细胞内存在某种RNA酶（酶X），酶X可以作用于R-loop，阻止它的积累和持久存在，有助于维持细胞中基因结构的稳定。
（1）图1中③过程是指 逆转录 能够发生碱基A与U配对的过程有 ①②③ （填图中序号）。若病毒RNA分子中U∶A∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则形成的DNA分子的碱基比例为 A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7 。
（2）②过程中新产生的子链延伸方向为 5'→3' ，①过程中携带氨基酸的结构是 tRNA 。
（3）R-loop形成于基因表达的 转录 过程中，该结构中嘌呤碱基与嘧啶碱基的数量是否相等？ 不一定相等 。该结构容易导致某些蛋白质的含量下降，原因是 该结构影响了翻译过程 。
（4）酶X有助于维持细胞中基因结构的稳定，推测其原理是 酶X水解R-loop中的mRNA，使R-loop中的基因恢复稳定的双螺旋结构 。
解析：（1）图1中③过程是以RNA为模板合成DNA的过程，为逆转录，能够发生碱基A与U配对的过程有①翻译、②转录、③逆转录；若病毒RNA分子中U∶A∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则以RNA为模板合成的一条DNA链中T∶A∶G∶C＝1∶2∶3∶4，和该DNA链碱基互补配对的另一条DNA链中A∶T∶C∶G＝1∶2∶3∶4，则形成的DNA分子的碱基比例为A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7。（2）②转录过程中新产生的子链延伸方向为5'→3'，①翻译过程中携带氨基酸的结构是tRNA。（3）R环（R-loop）是细胞内一种特殊的三链核酸结构，由一条mRNA链、一条DNA模板链和一条DNA非模板链组成，故R-loop形成于基因表达的转录过程中，该结构中嘌呤碱基与嘧啶碱基的数量不一定相等；该结构中转录出的mRNA链和一条DNA模板链和一条DNA非模板链结合，影响了翻译过程，故该结构容易导致某些蛋白质的含量下降。（4）细胞内存在某种RNA酶（酶X），酶X可以作用于R-loop，故可推测酶X水解R-loop中的mRNA，使R-loop中的基因恢复稳定的双螺旋结构，从而有助于维持细胞中基因结构的稳定。
22.（15分）（2024·广东东莞高一期末）遗传印记是因亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象，DNA甲基化是产生遗传印记的方式之一。印记是在配子发生和个体发育过程中获得的，即子代中来自双亲的基因中只有一方能表达，另一方被“印记”而不表达；在产生配子时形成印记重建。胰岛素样生长因子2基因是最早发现的印记基因，存在有功能型的A基因和无功能型的a基因，正常情况下，A基因能促进小鼠正常生长，而a基因无此功能，即小鼠表现为生长缺陷。雌鼠形成配子时A基因和a基因印记重建为甲基化，雄鼠形成配子时A基因和a基因印记重建为去甲基化，过程如图所示。回答问题：
（1）据题可知，基因型为AA、aa、Aa的小鼠的表型分别为正常型、缺陷型和 正常型 （填“正常型”“缺陷型”“不能确定”）。雌配子中印记重建会发生甲基化，雄配子中印记重建会发生 去甲基化 ，可以断定图示亲代雌鼠的A基因来自它的 父方 （填“父方”“母方”或“不确定”）。
（2）为确定一生长缺陷雄鼠的基因型，让该生长缺陷雄鼠与任一雌鼠杂交，若后代 全为生长缺陷鼠 ，则其基因型为aa；若后代 生长正常鼠∶生长缺陷鼠＝1∶1 ，则其基因型为 Aa 。
（3）表观遗传的机制有很多，包括DNA甲基化、组蛋白乙酰化、非编码RNA调控等。非编码RNA指不编码蛋白质的RNA，其发挥作用的一种机制是RNA干扰，即非编码RNA能特异性地与相应mRNA结合，抑制mRNA的功能。RNA干扰技术可应用于研究基因的功能，其原理是 RNA干扰技术干扰生物体本身的mRNA，导致相应蛋白质无法合成，从而使特定基因沉默 。
解析：（1）存在有功能型的A基因和无功能型的a基因，A基因能促进小鼠正常生长，而a基因无此功能，即小鼠表现为生长缺陷，故Aa为正常型。根据图示可知，雄配子中印记重建去甲基化，雌配子中印记重建甲基化，由于雌鼠的A基因未甲基化，可以断定亲代雌鼠的A基因来自它的父方。（2）让该生长缺陷雄鼠与任一雌鼠杂交，若该生长缺陷雄鼠基因型为aa，则子代一定含有无功能型的a基因，又由于雌配子中印记重建会发生甲基化，即使雌配子含有A基因也不表达，因此后代全为生长缺陷鼠；若该生长缺陷雄鼠基因型为Aa，其产生配子类型为A∶a＝1∶1，由于雄配子中印记重建会发生去甲基化，因此后代生长正常鼠∶生长缺陷鼠＝1∶1。（3）由于RNA是基因表达的媒介，科学家可通过向生物体内注入特定的非编码RNA，干扰生物体本身的mRNA，导致相应蛋白质无法合成，从而使特定基因沉默，进而用于研究某个基因的功能。
10 / 10第1课时 遗传信息的转录
导学 聚焦 1.比较DNA与RNA的异同和功能联系。 2.构建转录过程的模型，分析转录的场所、原料、模板及特点
知识点（一） RNA的结构和功能
1.RNA的组成
2.RNA的种类及其作用
（1）
（2）
（3）
3.判断下列说法是否正确
（1）DNA通常是双链，RNA一般为单链。（ √ ）
（2）DNA和RNA都含有核糖。（ × ）
提示：DNA中含有脱氧核糖，RNA中含有核糖。
（3）RNA可以通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。（ √ ）
（4）核糖核苷酸是组成RNA的基本单位，共有4种。（ √ ）
（5）RNA主要有三种，主要分布在细胞质中。（ √ ）
（6）RNA一般是单链，所有的RNA都不含有氢键。（ × ）
提示：tRNA中含有氢键。
探讨 对比分析DNA和RNA的结构与功能
如图为不同类型的RNA，思考并回答下列问题：
（1）图中哪种分子可以携带遗传信息？
提示：mRNA分子。
（2）rRNA的合成与细胞核中的哪种结构有关？rRNA参与构成的细胞器是什么？
提示：rRNA的合成与细胞核中的核仁有关；rRNA参与核糖体的构成。
（3）DNA和RNA的初级水解产物是否相同？若不同，各是什么？
提示：不同。DNA的初级水解产物是脱氧核糖核苷酸；RNA的初级水解产物是核糖核苷酸。
（4）DNA和RNA的彻底水解产物各是什么？
提示：DNA的彻底水解产物有脱氧核糖、磷酸和A、T、G、C四种碱基；而RNA的彻底水解产物有核糖、磷酸和A、U、G、C四种碱基。
RNA与DNA的比较
1.下列关于RNA的叙述，错误的是（ ）
A.有些RNA可催化细胞内的某些生化反应
B.RNA的基本单位由磷酸、核糖和含氮碱基组成
C.RNA参与构成核糖体
D.RNA参与构成细胞膜
解析：D 有些酶的化学本质为RNA；RNA的基本单位是核糖核苷酸，由磷酸、核糖和含氮碱基组成；rRNA参与构成核糖体，选ABC。
2.下列关于DNA和RNA的结构与功能的说法，错误的是（ ）
A.区分单双链DNA、单双链RNA四种核酸可以依据碱基比例和种类判定
B.双链DNA分子中碱基G、C含量越高，其结构稳定性相对越大
C.含有DNA的生物，遗传物质是DNA不是RNA
D.含有RNA的生物，遗传物质是RNA不是DNA
解析：D 组成DNA和RNA的碱基种类不完全相同，且双链DNA和RNA分子中碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，因此区分单双链DNA、单双链RNA四种核酸可以根据碱基比例和种类判定，A正确；双链DNA分子中，C和G之间有3个氢键，A和T之间有2个氢键，因此碱基G、C含量越高，其结构稳定性相对越大，B正确；含有DNA的生物，遗传物质是DNA不是RNA，C正确；含有RNA的生物，遗传物质是RNA或DNA，D错误。
规律方法
DNA与RNA的快速判定
知识点（二） 遗传信息的转录
1.概念
2.过程（以mRNA为例）
小提醒：①转录时不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋的作用。②完成正常使命的RNA易迅速降解，从而保证生命活动的有序进行。
3.判断下列说法是否正确
（1）遗传信息转录的产物只有mRNA。（ × ）
提示：转录的产物有mRNA、tRNA和rRNA。
（2）细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与。（ √ ）
（3）转录以DNA的两条链作为模板，以4种核糖核苷酸为原料。（ × ）
提示：转录以DNA的一条链作为模板。
（4）细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生。（ × ）
提示：细胞中的RNA合成过程可在线粒体、叶绿体中发生。
（5）DNA复制与转录都遵循碱基互补配对原则，且配对方式相同。（ × ）
提示：DNA复制与转录都遵循碱基互补配对原则，但配对方式不完全相同。
探讨 分析转录过程，提高理解能力
1.如图表示某真核生物细胞内DNA的转录过程，请据图分析回答下列问题：
（1）图中DNA进行转录的方向是从左到右还是从右到左？
提示：从右到左。
（2）物质a为启动转录过程必需的有机物，其名称是什么？
提示：RNA聚合酶。
（3）b和c相同吗？若不同，其名称分别是什么？
提示：不同；b是胞嘧啶脱氧核苷酸，c是胞嘧啶核糖核苷酸。
（4）在植物的叶肉细胞中，上述过程发生的场所是哪里？
提示：细胞核、线粒体和叶绿体。
（5）转录的产物d一定是mRNA吗？
提示：不一定，转录的产物有mRNA、tRNA、rRNA三种。
（6）转录时，DNA链完全解开吗？
提示：不完全解开，只有部分片段（基因）解开。
2.结合下列图解，回答相关问题。
（1）甲、乙两过程有何相同之处？
提示：甲表示DNA复制，乙表示转录。转录与复制都需要模板、原料、能量和酶，都遵循碱基互补配对原则，在真核细胞中都主要发生在细胞核内。
（2）甲、乙过程所需要的原料和酶各有什么不同？
提示：甲过程所需要的原料是4种游离的脱氧核苷酸，所需要的酶是解旋酶和DNA聚合酶；乙过程所需要的原料是4种游离的核糖核苷酸，所需要的酶是RNA聚合酶。
（3）转录时，DNA的一条链作为转录的模板链，可为反意义链，与其互补的另一条链称为有意义链。如图表示一个DNA分子的片段，讨论相关问题。
5'-TACGCTCCGTACCC-3' 非模板链（有意义链）
3'-ATGCGAGGCATGGG-5' 模板链（反意义链）
①写出该片段转录出的mRNA中的碱基排列顺序。
提示：5'-UACGCUCCGUACCC-3'。
②转录出的mRNA碱基序列与DNA模板链的碱基序列有什么关系？
提示：转录出的mRNA的碱基与DNA模板链的碱基是互补配对的关系。
③转录出的mRNA碱基序列与DNA非模板链的碱基序列有哪些异同？
提示：转录出的mRNA碱基序列与DNA非模板链的碱基序列基本相同，区别是RNA链上的碱基U，对应在非模板链上的碱基是T。
遗传信息转录的六点总结
（1）转录不是转录整个DNA，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的种类和数量不完全相同，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，需要能量。
（3）完成正常使命的RNA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）控制蛋白质合成时也进行转录。
（5）转录的产物不只是mRNA，还有tRNA和rRNA。
（6）转录的模板：同一DNA分子中，转录的模板链不是固定的一条。也就是说，可能这个基因转录是以DNA的一条链为模板，另一个基因的转录是以同一个DNA的另一条链为模板。
1.下列关于真核细胞中转录的叙述，正确的是（ ）
A.DNA中有氢键，RNA中无氢键
B.只有mRNA由DNA转录而来
C.细胞中RNA的形成过程可以在细胞核外发生
D.转录时，RNA聚合酶沿着整条DNA长链移动
解析：C DNA分子中有氢键，tRNA分子中也含有少量的氢键，A错误；mRNA、tRNA、rRNA都是由DNA转录而来的，B错误；真核细胞的细胞质中的线粒体和叶绿体中含有少量的DNA，也可以转录形成RNA，C正确；基因是有遗传效应的DNA片段，转录是以基因为单位进行的，所以转录不是RNA聚合酶沿着整条DNA长链进行的，D错误。
2.下图表示细胞核中所完成的mRNA的形成过程示意图，有关叙述正确的是（ ）
A.图中RNA聚合酶的移动方向是从左向右
B.图中RNA与a链碱基互补
C.图示RNA-DNA杂交区域中DNA上的A与RNA上的T配对
D.DNA双螺旋解开需要解旋酶的参与，同时消耗能量
解析：A 依图示可知，RNA聚合酶的移动方向是从左向右；RNA与a链上碱基除U与T不同外，其他碱基相同，不能互补；图示RNA-DNA杂交区域中DNA上的A与RNA上的U配对；RNA聚合酶本身具有解旋功能，转录时不需要解旋酶的参与。
（1）与DNA相比，RNA在化学组成上的区别是 组成RNA的五碳糖是核糖而不是脱氧核糖；RNA的碱基组成中没有碱基T，而替换成碱基U 。
（2）RNA适于做DNA的信使的原因是 RNA一般为单链，且比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中 。
（3）转录是在细胞核中，通过RNA聚合酶 以DNA的一条链为模板合成RNA的过程 。
1.（2024·湖南岳阳高一月考）下列关于DNA和RNA的叙述，错误的是（ ）
A.DNA和RNA都能携带生物的遗传信息
B.真核细胞中RNA主要分布在细胞质中
C.原核细胞中同时含有DNA和RNA分子
D.RNA分子彻底水解的产物有5种
解析：D RNA彻底水解的产物是核糖、磷酸和4种含氮碱基，共6种，D错误。
2.下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是（ ）
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
解析：C 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。
3.对于下列图解的说法，正确的有（ ）
①表示DNA复制过程 ②表示遗传信息的转录过程
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
解析：C 由题图可知，此过程是遗传信息的转录过程，整个过程涉及5种碱基——A、T、G、C、U，但由于组成DNA链的是4种脱氧核苷酸，组成RNA链的是4种核糖核苷酸，因此题图中共有8种核苷酸。
4.（2024·河北承德高一月考）如图为某细胞中发生的两个生理过程，关于这两个过程，下列叙述正确的是（ ）
A.②过程为DNA复制，①过程为转录
B.两个过程都需要解旋酶破坏双链之间的氢键，暴露单链模板
C.①过程的模板是DNA的两条链，②过程的模板是DNA中任意一条
D.能进行①过程的细胞一定能进行②过程，能进行②过程的细胞不一定能进行①过程
解析：D ①过程为DNA复制，需要解旋酶断开氢键，亲代DNA的两条链都要作为模板；②过程为转录，不需要解旋酶，由RNA聚合酶断开氢键，两条链中特定的一条作为模板而不是任意一条，A、B、C错误。DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶，这两种酶化学本质都是蛋白质；能够进行DNA复制的细胞在分裂间期要进行蛋白质的合成，故一定会发生转录和翻译，而能进行转录的细胞却不一定能进行分裂，也就不一定能进行DNA复制，如神经细胞，D正确。
5.如图为三种RNA示意图，下列关于它们的叙述中，错误的是（ ）
A.合成三种RNA都遵循碱基互补配对原则
B.三种RNA都可通过转录形成
C.甲中没有碱基对，但乙和丙中含有
D.甲可以传递遗传信息，但乙和丙不能
解析：C RNA一般都是单链，甲和乙中都不含碱基对，丙中部分区段会发生碱基互补配对，含有碱基对，C错误。
知识点一 RNA的结构和功能
1.关于RNA的结构和功能的叙述，错误的是（ ）
A.所有RNA中都不含氢键
B.RNA含有的五碳糖是核糖
C.RNA能在细胞内传递遗传信息，也能携带氨基酸
D.某些RNA能在细胞内催化化学反应
解析：A tRNA中含有氢键，A错误；RNA含有的五碳糖是核糖，B正确；mRNA能在细胞核与细胞质之间传递遗传信息，tRNA能将氨基酸运输到核糖体上，C正确；少数酶的本质为RNA，具有催化功能，D正确。
2.（2024·山东泰山中学高一月考）“RNA世界假说”认为：最早出现的生物大分子很可能是RNA，它兼具了DNA和蛋白质的功能。下列关于RNA的结构和功能叙述错误的是（ ）
A.RNA分子中磷酸和核糖通过氢键连接
B.RNA合成过程可以在细胞核外发生
C.核糖体中的RNA能催化肽键形成
D.RNA与ATP中所含元素的种类相同
解析：A RNA分子中磷酸和核糖通过磷酸二酯键连接，A错误；线粒体、叶绿体等中也可以合成RNA，B正确；依据题意“RNA兼具了蛋白质的功能”可知，核糖体中的RNA能催化肽键形成，C正确；RNA与ATP中都含有C、H、O、N和P元素，D正确。
3.下列关于DNA和RNA的叙述，不合理的是（ ）
A.DNA双链中腺嘌呤一定与胸腺嘧啶配对
B.RNA中相邻两个碱基通过—磷酸—核糖—磷酸—相连接
C.DNA中磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧构成基本骨架
D.tRNA局部双链中腺嘌呤一定与尿嘧啶配对
解析：B 双链DNA分子中碱基按照互补配对的原则进行配对，A（腺嘌呤）与T（胸腺嘧啶）配对，G（鸟嘌呤）与C（胞嘧啶）配对，A正确；RNA中相邻两个碱基通过—核糖—磷酸—核糖—进行连接，B错误；DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，C正确；tRNA局部双链中腺嘌呤与尿嘧啶配对形成氢键，形成三叶草结构，D正确。
4.乙肝病毒和艾滋病病毒的遗传物质分别是DNA和RNA。下列有关DNA和RNA的比较中，正确的是（ ）
A.从元素组成上，DNA和RNA的元素组成不相同
B.从化学组成上，DNA与RNA的碱基种类完全不同
C.从结构上，DNA多为双链结构，RNA通常为单链结构
D.从分布上，真核细胞中的DNA全部存在于细胞核中，RNA全部存在于细胞质中
解析：C DNA和RNA的组成元素都是C、H、O、N、P，A错误；组成DNA的碱基为A、C、G、T，而组成RNA的碱基为A、C、G、U，因此两者的碱基种类不完全相同，而不是完全不同，B错误；真核细胞的DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中，D错误。
知识点二 遗传信息的转录
5.（2024·四川南充高一期末）下列有关转录过程的叙述错误的是（ ）
A.转录过程遵循碱基互补配对原则
B.一个DNA转录可形成多种mRNA
C.转录时RNA聚合酶首先会与DNA结合
D.转录成的RNA的碱基序列与DNA模板链相同
解析：D 转录是以DNA一条链为模板合成RNA的过程，该过程遵循碱基互补配对原则，A正确；一个DNA上含有多个基因，转录是以基因为单位的，因此转录可形成多种mRNA，B正确；转录时RNA聚合酶首先会与DNA上的启动子部位结合，然后合成RNA链，C正确；根据碱基互补配对原则可知，转录成的RNA的碱基序列与DNA模板链互补，而不是相同，D错误。
6.下列关于转录的叙述，正确的是（ ）
A.基因的两条链都作为转录的模板
B.同一细胞中两种RNA的合成不可能同时发生
C.转录过程只可能发生在细胞核中
D.转录过程所需原料是核糖核苷酸
解析：D 转录过程中，一个基因只有一条链可作为转录的模板，A错误；同一细胞中两种RNA的合成可能同时发生，B错误；基因的转录主要发生在细胞核中，也发生在线粒体和叶绿体中，C错误；转录合成RNA，所需原料是核糖核苷酸，D正确。
7.甲（ATGG）是一种单链DNA片段，乙是该片段的转录产物，丙（A—P～P～P）是转录过程中需要的一种物质。下列叙述错误的是（ ）
A.甲、乙、丙的组分中均有糖
B.甲和乙中共含有6种核苷酸
C.丙可作为细胞内的直接能源物质
D.乙的初步水解产物中含有4种核苷酸
解析：D 甲是单链DNA，乙是RNA，丙是ATP，乙的初步水解产物中含有3种核苷酸，D错误。
8.（2024·河北石家庄一中高一期末）如图是人体细胞内进行的某项生理过程，①②③表示核苷酸链，下列相关叙述错误的是（ ）
A.图示过程不可能发生在人成熟红细胞中
B.酶A可催化核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键
C.该过程存在A—U、T—A、C—G和G—C的碱基配对方式
D.①与②的碱基种类和排列顺序相同
解析：D 人成熟红细胞中没有DNA，不能进行图示转录过程，A正确；该图是人体细胞内进行的转录过程，A表示RNA聚合酶，RNA聚合酶可催化核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键，B正确；转录过程遵循碱基互补配对，存在A—U、T—A、C—G和G—C的碱基配对方式，C正确；①表示mRNA，②表示DNA，①与②的碱基种类不完全相同，①中含有U，②中含有T，且碱基的排列顺序也不同，D错误。
9.如图为某真核生物中DNA分子的一段碱基序列，请分析回答下列问题：
（1）转录时遵循 碱基互补配对 原则，若以图中的b链为模板进行转录，得到的mRNA的碱基序列是 GGCCUGAAGAGAAGU 。
（2）转录的主要场所是 细胞核 ，原料是 （4种游离的）核糖核苷酸 ，提供能量的物质是 ATP ，需要在 RNA聚合 酶的作用下进行。
（3）转录的产物除mRNA外，还有 tRNA ，其具有转运氨基酸的功能；还有 rRNA ，其参与构成 核糖体 （填细胞器）。
10.（2024·湖北武汉高一期末）RNA聚合酶在执行基因转录时类似高速行驶的汽车，以大约每秒50个核苷酸的速度合成RNA，当RNA聚合酶转录至终止序列时，需要从高速延伸的状态刹车、停止转录并释放RNA。下列相关说法错误的是（ ）
A.RNA聚合酶能够局部解开DNA的两条链，所以转录时无须将DNA双链完全解开
B.一条染色体上的多个部位可同时启动转录过程，从而提高转录效率
C.在细胞周期中，mRNA的种类和含量基本没有变化
D.细胞中RNA的合成在细胞核和细胞质中均能发生
解析：C RNA聚合酶能够局部解开DNA的两条链，所以转录时无须将DNA双链完全解开，为边解螺旋边复制，A正确；一条染色体上含有多个基因，各基因可同步转录，即一条染色体上可多个部位同时启动转录过程，从而提高转录效率，B正确；在细胞周期中，不同时期基因选择性表达，需要不同的酶和蛋白质，所以mRNA的种类和含量均不断发生变化，C错误；细胞中RNA的合成主要发生在细胞核，在细胞质的线粒体和叶绿体中也能发生，D正确。
11.（2024·广东揭阳高一期末）已知一段双链DNA分子中，腺嘌呤（A）所占的比例为35％，该双链DNA分子中T所占的比例以及由这段DNA分子转录出来的mRNA中尿嘧啶所占的比例分别是（ ）
A.35％、35％ B.25％、30％
C.35％、无法确定 D.25％、无法确定
解析：C 双链DNA分子中A与T配对，A的数目与T的数目相等，因此T占的比例为35％，由这段DNA分子转录出来的mRNA是以DNA的一条链为模板形成，由于一条链中A的数量未知，因此U（尿嘧啶）所占比例未知，故选C。
12.（多选）科学家在实验中发现，DNA分子中含基因的两条链中只有一条具有转录功能，这条具有转录功能的链叫作模板链，另一条无转录功能的链叫作编码链。下图DNA分子中基因A和基因b（ ）
A.是位于两个DNA分子上的非等位基因
B.分别以DNA的两条单链为转录的模板
C.其中一个基因复制，另一个基因不一定复制
D.其中一个基因转录，另一个基因不一定转录
解析：BD 据图分析可知，基因A和b位于同一个DNA分子上，A错误；图中显示，基因A和b的模板链不同，是分别以同一个DNA分子的两条单链为模板，B正确；DNA复制时，以两条链为模板，进行复制，C错误；DNA中基因是选择性表达的，两个基因不一定都转录，D正确。
13.（多选）（2024·辽宁铁岭高一期末）如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递过程中的某两个阶段的示意图，图丙为图乙中部分片段的放大示意图。对此分析不合理的是（ ）
A.图甲所示过程主要发生于细胞核内，图乙所示过程主要发生于细胞质内
B.催化图甲、乙所示两过程的酶1、酶2和酶3是相同的
C.图丙中a链为模板链，b链为转录出的子链
D.图丙中含有2种单糖、5种碱基、8种核苷酸
解析：AB 图甲所示过程是以DNA的两条链为模板合成DNA，为DNA复制过程；图乙所示过程是以DNA的一条链为模板合成RNA，为转录过程，真核生物的DNA复制和转录都主要发生在细胞核中，A错误；图中催化图甲（DNA复制）过程的酶1、酶2是DNA聚合酶，催化图乙（转录）过程的酶3是RNA聚合酶，B错误；图乙过程为转录，图丙为图乙中部分片段的放大示意图，丙中a链含有碱基T，属于转录时的DNA模板链，b链含有碱基U，属于转录出的RNA子链，C正确；丙中a链为DNA链，b链为RNA链，图丙中含有2种单糖（脱氧核糖、核糖）、5种碱基（A、T、C、G、U）、8种核苷酸（4种脱氧核苷酸＋4种核糖核苷酸），D正确。
14.（2024·浙江衢州高一月考）R环是细胞内一种特殊的三链核酸结构，由一条mRNA链、一条DNA模板链和一条DNA非模板链所组成（如图），在原核和真核生物的基因组中分布广泛且普遍存在，在很多关键的生物学过程中发挥重要功能。请回答下列问题：
（1）在高等动物细胞的核基因表达过程中，能产生R环的过程为 转录 ，该过程中的酶A是 RNA聚合酶 。
（2）R环结构通常出现在DNA非转录模板链上含较多碱基G的片段，R环中含有碱基G的核苷酸有 鸟嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸 ，富含G的片段容易形成R环的原因是 模板链与mRNA之间形成的氢键比例高 ，使得mRNA不易脱离模板链。
（3）R环结构中嘌呤碱基总数 不一定等于 （填“等于”或“不一定等于”）嘧啶碱基总数，原因是 杂合链部分因嘌呤碱基与嘧啶碱基配对，嘌呤碱基与嘧啶碱基的数量相等，但DNA单链部分嘌呤碱基与嘧啶碱基数量不一定相等 。
（4）R环的存在使DNA分子的稳定性 降低 （填“增大”或“降低”或“保持不变”）。某RNA酶有助于维持细胞中基因结构的稳定，可能原因是 该RNA酶水解R环中的mRNA，从而使R环中基因恢复稳定的双螺旋结构 。如果原核细胞中形成了R环，则DNA复制可能会被迫停止，原因可能是由于R环阻碍了解旋酶的移动。
解析：（1）R环是一种由RNA-DNA杂合链和单链DNA组成的特殊核酸结构，推测R环结构中的碱基对为A—U、T—A、G—C、C—G。R环结构是产生的RNA与DNA模板链形成了稳定的杂合链，因此该结构应该是转录形成RNA过程时形成的产物，那么酶A则为RNA聚合酶。（2）R环是细胞内一种特殊的三链核酸结构，由一条mRNA链、一条DNA模板链和一条DNA非模板链所组成，故R环中含有G的核苷酸有鸟嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸。由于G—C碱基对之间有三个氢键，富含G—C的片段容易形成R环的原因是模板链与mRNA之间形成的氢键比例高，导致mRNA不易脱离模板链。（3）R环是一种由RNA-DNA杂合链和单链DNA组成的特殊的三链核酸结构，杂合链部分因嘌呤碱基与嘧啶碱基配对，嘌呤碱基与嘧啶碱基的数量相等，但DNA单链部分嘌呤碱基与嘧啶碱基数量不一定相等，所以R环结构中嘌呤碱基总数不一定等于嘧啶碱基总数。（4）R环结构的存在使DNA单链分子不能与互补链碱基互补配对，使得碱基暴露出来，容易受到环境影响，故该结构的存在使DNA分子的稳定性降低。RNA酶可以水解RNA，即作用于R环，使其中的mRNA链被水解，从而使两条DNA重新恢复双螺旋结构，有助于维持细胞中基因结构的稳定。原核细胞，转录和DNA复制同时进行，如果转录形成R环，则DNA复制可能会被迫停止，原因可能是由于R环阻碍了解旋酶的移动。
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