2024版高考生物一轮总复习第6单元基因的本质和表达第19课基因的表达（课件+课时质量评价+教师用书）（3份）

第19课　基因的表达
学业质量水平要求
1．通过掌握遗传信息的传递过程，能够从分子水平阐述生命的延续性，从而理解生命的延续和发展规律。(生命观念)
2．通过掌握遗传信息传递过程中碱基数目、氨基酸数目等数量关系，提升分析与计算能力。(科学思维)
3．通过模拟中心法则各过程实验，提升对实验结果的逻辑分析能力。(科学探究)
4．通过掌握抗菌药物作用机理及有关中心法则内容，形成关注社会、关注人体健康的理念。(社会责任)
考点一　遗传信息的转录和翻译
1．RNA的结构与功能
2．遗传信息的转录
(1)场所：主要是在细胞核中，在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。
(2)条件
(3)过程。
(4)产物：信使RNA(mRNA)、核糖体RNA(rRNA)、转运RNA(tRNA)。
3．翻译
(1)场所或装配机器：核糖体。
(2)条件
(3)过程。
(4)产物：多肽蛋白质。
4．密码子与反密码子
项目 密码子 反密码子
位置 mRNA tRNA
作用 直接决定蛋白质中氨基酸的序列 识别密码子
特点 与DNA模板链上的碱基互补 与mRNA上的密码子的碱基互补
1．tRNA分子中的部分碱基两两配对形成氢键。 (√)
2．mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子。 (×)
3．转录和翻译都是以DNA的一条链为模板合成生物大分子的过程。 (×)
4．转录和翻译过程都存在A—U、G—C的碱基配对方式。 (√)
【教材细节命题】
(必修2 P65正文思考)一个基因的两条链都可以作为转录的模板吗？转录时只能以基因的一条链作为模板。一个DNA分子上的所有基因的模板链都相同吗？不同基因的模板链不一定相同。
1．DNA复制、转录和翻译的比较(以真核生物为例)
项目 DNA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
碱基配 对原则 A—T，G—C T—A，A—U，G—C A—U，G—C
条件 解旋酶、DNA聚合酶、ATP等 RNA聚合酶、ATP等 酶、ATP、tRNA等
特点 半保留复制；边解旋边复制 边解旋边转录；DNA双链全保留 一条mRNA上可结合多个核糖体，同时合成多条肽链
结果 两个子代DNA分子 mRNA、tRNA、rRNA 多肽链
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
2．遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子
3．基因表达中相关计算
(1)DNA模板链中A＋T(或C＋G)与mRNA中A＋U(或C＋G)相等，则(A＋T)总%＝(A＋U)mRNA%。
(2)基因(DNA)、mRNA上碱基数目最多对应的肽链中氨基酸数目，如下图所示。
可见，蛋白质中氨基酸数目＝1/3mRNA碱基数目＝1/6DNA碱基数目。
4．RNA的种类
种类 mRNA tRNA rRNA
结构 单链 单链，呈三叶草形 单链
特点 携带从DNA上转录来的遗传信息 一端携带特定的氨基酸，另一端相邻的3个碱基可与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子 核糖体的组成成分
功能 作为翻译的模板 识别密码子，转运特定的氨基酸 参与构成核糖体
分布 细胞核、细胞质中(常与核糖体结合) 细胞质中 核糖体
共同点 都是经过转录产生的，基本单位都相同，都与翻译的过程有关
考向1|DNA与RNA的比较
1．核糖体RNA即rRNA，是三类RNA(tRNA、mRNA、rRNA)中相对分子质量最大的一类，它可与多种蛋白质结合成核糖体，作为蛋白质生物合成的“装配机器”。核糖体中催化肽键合成的是rRNA，蛋白质只是维持rRNA的构象，起辅助作用。下列相关叙述错误的是(　　)
A．rRNA的合成需要以DNA的一条链为模板
B．合成肽链时，rRNA可以降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能
C．在真核细胞中，有些rRNA的合成与核内某结构有关
D．基因表达过程中，DNA上的碱基与mRNA上的碱基、mRNA上的碱基与rRNA上的碱基互补配对
D　解析：细胞内的三类RNA都是通过转录形成的，rRNA的合成需要以DNA的一条链为模板，A正确；由题中信息“核糖体中催化肽键合成的是rRNA”可知，rRNA是催化肽键合成的酶，所以可以降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能，B正确；真核细胞中的核仁与rRNA的合成以及核糖体的形成有密切关系，C正确；基因表达的过程中，mRNA上的碱基不与rRNA上的碱基进行互补配对，D错误。
考向2|基因的表达过程
2．图1、图2是两种细胞中遗传信息的主要表达过程。据图分析，下列叙述中不正确的是(　　)
A．图1细胞没有核膜围成的细胞核，可以边转录边翻译
B．两细胞中基因表达过程均由线粒体提供能量
C．真核生物细胞核中转录出的mRNA必须通过核孔后才能翻译
D．图中所示的遗传信息的流动方向都是DNA→mRNA→蛋白质
B　解析：图1细胞没有核膜包被的成形的细胞核，属于原核细胞，可以边转录边翻译，A正确；图1细胞是原核细胞，没有线粒体，B错误；真核生物细胞核中转录出的mRNA，必须通过核孔到细胞质中的核糖体上才能作为翻译的模板，C正确；图示表示遗传信息的转录和翻译过程，遗传信息的流动方向为DNA→mRNA→蛋白质，D正确。
【方法规律】转录、翻译过程中的四个关注点
(1)转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。
(2)翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。
(3)转录和翻译过程中的碱基配对不完全相同，转录是A—U、T—A、G—C、C—G，翻译是A—U、U—A、G—C、C—G。
(4)明确mRNA链和多肽链的关系。mRNA是以DNA为模板在RNA聚合酶的作用下产生的；而在同一条mRNA链上结合的多个核糖体，同时合成的是若干条多肽链，且肽链长的，翻译在前。
【技法总结】“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程图
考向3|基因表达中的相关数量关系
3．胰岛素含有51个氨基酸、两条肽链，是由“胰岛素原”在高尔基体内转变而成的。“胰岛素原”有86个氨基酸、一条肽链。由此可推知(　　)
A．编码胰岛素的基因转录形成的mRNA至少含有156个碱基
B．一个胰岛素分子的合成中最多有87个相同或不同的tRNA分子的参与
C．“胰岛素原”由核糖体直接转运到高尔基体中
D．高尔基体中有催化肽键断裂的酶
D　解析：编码胰岛素的基因转录形成的mRNA至少含有3×87＝261(个)碱基，A错误；终止密码子没有tRNA与之对应，B错误；“胰岛素原”合成后先运输到内质网进行加工，再运往高尔基体内进行加工，C错误；由题干信息，胰岛素(51个氨基酸、两条肽链)是由“胰岛素原”(86个氨基酸、一条肽链)在高尔基体内转变而成，这一过程需要催化肽键断裂的酶的参与，D正确。
4．一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子含有的碱基个数、合成这段多肽需要的tRNA个数及转录此mRNA的基因中碱基个数至少依次为(　　)
A．33、11、66 B．36、12、72
C．12、36、72 D．11、36、66
B　解析：该肽链中的氨基酸数目＝肽键数目＋肽链数目＝11＋1＝12(个)，DNA(或基因)中碱基数∶mRNA上碱基数∶氨基酸个数＝6∶3∶1，该肽链含有12个氨基酸，则控制其合成的mRNA分子至少含有的碱基个数为12×3＝36(个)；mRNA上相邻的3个碱基构成一个密码子，决定一个氨基酸，因此该mRNA最多决定12个氨基酸，每个氨基酸都需要一个tRNA来运载，因此合成该多肽需要12个tRNA；转录此mRNA的基因中碱基数至少为12×6＝72(个)，B正确。
【易错提醒】关注计算题中“最多”和“最少”问题
(1)mRNA上碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。
(2)DNA上的碱基数目与蛋白质中的氨基酸的数目关系：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)不能忽略“最多”或“最少”等字：如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。
考点二　中心法则及基因与性状的关系
1．中心法则
(1)提出者：克里克。
(2)补充后的内容图解。
①DNA的复制；②转录；③翻译；④RNA的复制；⑤逆转录。
(3)分别写出下列生物中心法则表达式。
生物种类 举例 遗传信息的传递过程
DNA病毒 T2噬菌体
RNA病毒 烟草花叶病毒
逆转录病毒 艾滋病病毒
细胞生物 动物、植物、细菌、真菌等
(4)请写出洋葱表皮细胞内遗传信息传递式：。
(5)请写出洋葱根尖分生区细胞内的遗传信息传递式：。
2．基因控制性状的途径
(1)直接控制途径。
(2)间接控制途径。
3．表观遗传
(1)概念：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)原因：DNA甲基化、构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰会影响基因的表达。
(3)吸烟与人体健康的关系：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。
1．所有活细胞均可发生中心法则中的全部过程。 (×)
2．线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则。 (√)
3．DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则。 (×)
4．线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成。 (√)
5．基因与性状之间是一一对应的关系。 (×)
【教材细节命题】
(必修2 P71正文拓展)生长素、赤霉素等物质不是蛋白质，它们的合成受基因控制吗？受。基因是通过哪一途径来控制它们的合成的？基因能通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而间接控制生物的性状。基因正是通过这一途径来控制非蛋白质类物质的合成的。
1．中心法则体现DNA的两大基本功能
(1)传递功能：Ⅰ(DNA复制)过程体现了遗传信息的传递功能，它是通过DNA复制完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中；Ⅳ(RNA复制)过程表示以RNA作为遗传物质的生物亲代与子代之间遗传信息的传递功能。
(2)表达功能：Ⅱ(转录)、Ⅲ(翻译)过程共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体发育过程中；Ⅴ过程表示了部分以RNA作为遗传物质的病毒的逆转录过程，是RNA中遗传信息表达的首要步骤。此类生物专营寄生生活，必须在宿主细胞中完成其遗传物质的信息表达，所以需先通过逆转录过程形成DNA，再进行Ⅱ、Ⅲ过程。
2．基因与性状的联系
考向1|中心法则
1．(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　解析：由题意可知，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。
2．(2022·浙江6月选考)“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
C　解析：图示为逆转录过程，催化该过程的酶为逆转录酶，A错误；a(RNA)链上能决定一个氨基酸的3个相邻碱基，组成一个密码子，B错误；b为单链DNA，相邻的两个脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，C正确；该过程为逆转录，遗传信息从RNA向DNA传递，D错误。
【技法总结】“三看法”判断中心法则各过程
考向2|基因与性状的关系
3．(2022·重庆联考)豌豆的圆粒和皱粒产生机理如图所示，下列相关叙述正确的是(　　)
A．皱粒豌豆的产生属于染色体结构变异
B．此题能够表现基因对生物性状的直接控制
C．插入外来DNA序列导致基因数目增加
D．豌豆的圆粒和皱粒是一对相对性状
D　解析：插入外来DNA序列导致皱粒豌豆的产生属于基因突变，A错误；插入外来DNA序列导致基因结构改变，基因数目没有增加，使淀粉分支酶基因表达异常，能够表现基因对生物性状的间接控制，B、C错误；豌豆的圆粒和皱粒是一对相对性状，D正确。
4．下图为人体内苯丙氨酸的部分代谢途径，下列有关叙述错误的是(　　)
A．该过程可以说明，基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状
B．一对正常的夫妇生了一个患苯丙酮尿症的孩子，则这对夫妇再生一个正常男孩的概率为3/8
C．若酶1是由m个氨基酸形成的蛋白质，则A基因至少有3m个碱基对(不考虑终止密码子)
D．细胞衰老以后，酶3的活性升高，使黑色素合成减少，头发变白
D　解析：由题图过程可知，基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状，A正确。苯丙酮尿症是常染色体隐性遗传病，设相关基因为D、d，一对正常的夫妇生了一个患苯丙酮尿症的孩子，说明这对夫妇的相关基因型均为Dd，则这对夫妇再生一个正常男孩的概率为(3/4)×(1/2)＝3/8，B正确。在不考虑终止密码子的情况下，合成含m个氨基酸的蛋白质，则A基因至少含有6m个碱基，即3m个碱基对，C正确。细胞衰老以后，酶3的活性下降，使黑色素合成减少，头发变白，D错误。
考向3|细胞分化与表观遗传
5．(2022·天津卷)小鼠Avy基因控制黄色体毛，该基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制，使小鼠毛色发生可遗传的改变。有关叙述正确的是(　　)
A．Avy基因的碱基序列保持不变
B．甲基化促进Avy基因的转录
C．甲基化导致Avy基因编码的蛋白质结构改变
D．甲基化修饰不可遗传
A　解析：由题可知，Avy基因上游不同程度的甲基化修饰，其碱基序列保持不变，A正确；Avy基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制，基因表达包括转录和翻译，据此推测，应该是甲基化抑制Avy基因的转录，B错误；甲基化导致Avy基因不能完成转录，对已表达的蛋白质的结构没有影响，C错误；据题意可知，甲基化修饰使小鼠毛色发生可遗传的改变，即可以遗传，D错误。
6．DNA甲基化是指DNA分子胞嘧啶上共价连接一个甲基。基因组中转录沉默区常甲基化，在个体发育中甲基化区域是动态变化的。将携带甲基化和非甲基化肌动蛋白基因的重组质粒分别导入培养的肌细胞后，发现二者转录水平相同。下列推测不合理的是(　　)
A．启动子甲基化影响其与核糖体结合
B．DNA甲基化可以抑制基因的转录
C．DNA甲基化可以影响细胞的分化
D．肌细胞中可能存在去甲基化的酶
A　解析：启动子甲基化影响其与RNA聚合酶结合，进而影响了该基因的转录，A错误；因为基因组中转录沉默区常甲基化，若启动子甲基化，会影响启动子与RNA聚合酶结合，进而影响该基因的转录，B正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，而DNA甲基化会导致mRNA合成受阻，即会影响基因表达，因此DNA甲基化可能会影响细胞分化，C正确；由题意可知，将携带甲基化和非甲基化肌红蛋白基因的重组质粒分别导入培养的肌细胞后，二者转录水平一致，因此可知肌细胞中可能存在去甲基化的酶，D正确。
【命题动态】新高考模式下，“基因的表达”和“基因与性状的关系”多结合生物学学科新进展、医疗技术新突破等情境命题，以揭示基因表达、基因控制性状的本质和分子机理。通常以选择题的形式出现，偶有非选择题，难度适中。
1．(2021·河北卷)关于基因表达的叙述，正确的是(　　)
A．所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码
B．DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录
C．翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性
D．多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息
[思维培养]
C　解析：RNA病毒的蛋白质由病毒的遗传物质RNA编码合成，A错误；DNA双链解开，RNA聚合酶与启动子结合进行转录，移动到终止子时停止转录，终止密码子是翻译终止的地方，B错误；翻译过程中，核酸之间通过碱基互补配对相互识别保证了遗传信息传递的准确性，C正确；没有相应的反密码子与mRNA上的终止密码子配对，故tRNA不能读取mRNA上的全部碱基序列信息，D错误。
[易错提醒]
(1)转录实际上是DNA分子上部分片段(基因)控制合成RNA的过程。转录产生的RNA的长度明显小于模板DNA。
(2)并非所有细胞都可进行复制、转录与翻译，如哺乳动物成熟红细胞既不进行复制，也不进行转录和翻译。
2．(2022·江苏卷)科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防，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：编码新型冠状病毒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。
(6)接种了两次新型冠状病毒灭活疫苗后，若第三次加强接种改为重组新型冠状病毒疫苗，根据人体特异性免疫反应机制分析，进一步提高免疫力的原因有_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[思维培养]
解析：(1)转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程需要RNA聚合酶的催化。mRNA需要加工为成熟mRNA后才能被转移到细胞质中发挥作用，该过程是通过核孔进行的，说明核孔对大分子物质的转运具有选择性。(2)若DMD蛋白基因的51外显子片段中发生基因突变，即发生碱基对的增添、替换或缺失，可能导致mRNA上的碱基发生改变，终止密码子提前出现，从而不能合成DMD蛋白而引发杜兴氏肌营养不良。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，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)高胆固醇血症是由于胆固醇含量过高引起的，转入与PCSK9 mRNA特异性结合的siRNA，导致PCSK9 mRNA不能发挥作用，即不能作为模板翻译出PCSK9蛋白，密度脂蛋白的内吞受体降解减慢，从而使胆固醇含量正常。(4)通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，是因为脂质体与细胞膜的基本结构类似，利于mRNA药物进入组织细胞。(5)新型冠状病毒的S蛋白在核糖体合成后，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。(6)接种了两次新型冠状病毒灭活疫苗后，若第三次加强接种改为重组新型冠状病毒疫苗，由于该疫苗可激发机体的二次免疫过程，能产生更多的抗体和记忆细胞，故可以进一步提高免疫力。
答案：(1)DNA的一条链　RNA聚合酶　核孔　(2)基因突变　双链RNA　(3)PCSK9蛋白　(4)利于mRNA药物进入组织细胞　(5)内质网和高尔基体　抗原　(6)可激发机体的二次免疫过程，能产生更多的抗体和记忆细胞
[易错提醒]
(1)转录实际上是DNA分子上部分片段(基因)控制合成RNA的过程。转录产生的RNA的长度明显小于模板DNA。
(2)并非所有细胞都可进行复制、转录与翻译，如哺乳动物成熟红细胞既不进行复制，也不进行转录和翻译。
1．(生活、学习和实践情境)HIV能把人体的辅助性T细胞作为主要攻击目标，大量破坏该细胞，使人体丧失免疫功能，其侵染辅助性T细胞的过程如下图。因此，人体感染HIV后，易感染各种疾病，或发生恶性肿瘤。下相关叙述错误的是(　　)
A．过程①②需要的酶和原料均不相同
B．过程③在辅助性T细胞的核糖体上完成的
C．CD4受体主要存在于辅助性T细胞的细胞膜上
D．HIV患者易患恶性肿瘤是免疫监视功能减弱导致的
A　解析：①是逆转录过程，需要的酶是逆转录酶，原料是四种脱氧核苷酸，②是DNA复制过程，所需的酶是解旋酶和DNA聚合酶，原料是四种脱氧核苷酸，A错误；病毒外壳蛋白的翻译是在宿主细胞的核糖体上完成的，B正确；HIV通过识别并结合CD4受体特异性侵染辅助性T细胞，C正确；HIV能把人体的辅助性T细胞作为主要攻击目标，大量破坏该细胞，使人体丧失免疫功能，HIV患者易患恶性肿瘤是免疫监视功能减弱导致的，D正确。
2．(生活、学习和实践情境)许多抗肿瘤药物通过干扰DNA合成及功能抑制肿瘤细胞增殖。下表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述错误的是(　　)
药物名称 作用机理
羟基脲 阻止脱氧核糖核苷酸的合成
放线菌素D 抑制DNA的模板功能
阿糖胞苷 抑制DNA聚合酶活性
A．羟基脲处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都出现原料匮乏
B．放线菌素D处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都受到抑制
C．阿糖胞苷处理后，肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸
D．将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响
A　解析：据题表可知，羟基脲阻止脱氧核糖核苷酸的合成，从而影响肿瘤细胞中DNA复制过程原料的供应，而转录过程需要的原料是核糖核苷酸，不会受到羟基脲的影响，A错误；放线菌素D通过抑制DNA的模板功能，可以抑制DNA的复制和转录过程，因为DNA复制和转录均需要以DNA为模板，B正确；阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性从而影响DNA复制过程，DNA聚合酶活性受抑制后，会使肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸，C正确；将三种药物导入肿瘤细胞可以抑制肿瘤细胞的增殖，由于三种药物是精准导入肿瘤细胞，因此，可以减弱它们对正常细胞的不利影响，D正确。
课时质量评价(十九)
(建议用时：40分钟)
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1．下图为人体内胰岛素基因的表达过程。胰岛素含有2条多肽链，其中A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，含有3个二硫键(二硫键是由2个—SH连接而成)，下列说法错误的是(　　)
A．过程①以核糖核苷酸为原料，RNA聚合酶催化该过程
B．过程②发生在细胞质中，需要3种RNA参与
C．胰岛素基因的两条链分别控制A、B两条肽链的合成
D．51个氨基酸形成胰岛素后，相对分子质量比原来减少了888
C　解析：过程①表示转录，以核糖核苷酸为原料，在RNA聚合酶催化下合成RNA，A正确；过程②表示翻译，发生在细胞质中，需要mRNA、tRNA、rRNA参与，B正确；转录是以基因的一条链为模板，胰岛素基因的一条链控制胰岛素分子中A、B两条肽链的合成，C错误；51个氨基酸形成胰岛素后，其相对分子质量的减少量＝脱水数×18＋形成的二硫键×2＝49×18＋3×2＝888，D正确。
2．下图是新型冠状病毒在宿主细胞的增殖过程，下列叙述错误的是(　　)
A．＋RNA中的嘌呤碱基数与－RNA嘧啶碱基数相等
B．在＋RNA和mRNA中都具有决定氨基酸的密码子
C．RNA聚合酶在宿主细胞中起作用，催化RNA合成
D．新型冠状病毒遗传信息的传递方式与HIV一致
D　解析：由题图可知，－RNA是以＋RNA为模板合成，根据碱基互补配对原则，＋RNA中的嘌呤碱基与－RNA中的嘧啶碱基配对，则＋RNA中的嘌呤碱基数与－RNA的嘧啶碱基数相等，A正确；由题图可知，＋RNA能翻译出RNA聚合酶，mRNA能翻译出结构蛋白，说明＋RNA和mRNA中都具有决定氨基酸的密码子，B正确；RNA聚合酶在宿主细胞内的核糖体上合成，能催化＋RNA、－RNA、mRNA的合成，C正确；HIV是逆转录病毒，侵染宿主细胞后，遗传信息由RNA先传递到DNA，再传递到RNA，与新型冠状病毒遗传信息传递方式不一致，D错误。
3．如下图所示，哺乳动物载脂蛋白B(ApoB)基因在肝脏和小肠细胞中通过mRNA的编辑翻译出不同蛋白质。以下有关叙述错误的是(　　)
A．肝脏和小肠中具有相同的载脂蛋白B基因
B．小肠细胞中编辑后的mRNA翻译提前终止
C．mRNA编辑过程发生的碱基变化属于基因突变
D．RNA编辑增加了基因产物种类，提高了生物的适应性
C　解析：同一生物体内的不同体细胞都是由同一个受精卵有丝分裂而来的，含有相同的DNA，所以肝脏和小肠细胞中具有相同的载脂蛋白B基因，A正确；CAA编码特定的氨基酸，而UAA是终止密码子，导致肽链合成提前终止，故小肠细胞中编辑后的mRNA翻译提前终止，B正确；基因突变发生在DNA上而非mRNA上，C错误；图示机制导致人体内同一基因可以合成不同的mRNA，不同的mRNA可控制合成出不同的蛋白质，增加了基因产物的多样性，提高了生物的适应性，有利于生物的进化，D正确。
4．(2023·江苏苏州联考)DNA分子中碱基上连接一个“—CH3”，称为DNA甲基化。基因甲基化可以导致其不能转录。这种变化可以在细胞间遗传。下列叙述正确的是(　　)
A．基因型相同的生物表型也相同
B．基因甲基化引起的变异是可遗传的变异，属于基因突变
C．基因甲基化属于不利于生物的变异
D．原癌、抑癌基因甲基化可能会导致细胞癌变
D　解析：基因型相同的生物表型可能不同，生物的性状还受环境的影响，A错误；基因甲基化引起的变化影响的是转录过程，不属于基因突变，B错误；若被甲基化的基因是有害的，则有害基因不能表达，基因甲基化不一定属于不利于生物的变异，C错误；原癌、抑癌基因甲基化后，则不能正常控制细胞周期，会导致细胞癌变，D正确。
5．豌豆的圆粒和皱粒是由R、r基因控制的一对相对性状，当R基因插入一段800个碱基对的DNA片段时就成为r基因。豌豆种子圆粒性状的产生机制如图所示。下列分析错误的是(　　)
A．R基因插入一段800个碱基对的DNA片段属于基因突变
B．图示说明基因可通过控制酶的合成间接控制生物体的性状
C．过程①需RNA聚合酶参与，能发生A—U、C—G、T—A、G—C配对
D．参与过程②的mRNA上每三个相邻碱基都能决定一个氨基酸
D　解析：根据题意可知，当R基因插入一段800个碱基对的DNA片段时就成为r基因，该变异属于基因突变，A正确；图示表明，基因能够通过控制酶的合成，从而间接控制生物性状，B正确；①表示转录过程，以DNA的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下合成RNA，该过程发生A—U、C—G、T—A、G—C碱基互补配对，C正确；mRNA上每三个相邻的碱基构成一个密码子，其中终止密码子不能编码氨基酸，因此mRNA上每三个相邻的碱基不都能决定一个氨基酸，D错误。
6．脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的单链DNA分子。下图为10-23型脱氧核酶与靶RNA结合并进行定点切割的示意图。切割位点在一个未配对的嘌呤核苷酸(图中R所示)和一个配对的嘧啶核苷酸(图中Y所示)之间，图中字母均代表由相应碱基构成的核苷酸。下列有关叙述正确的是(　　)
A．脱氧核酶的作用过程受温度的影响
B．图中Y与两个R之间通过氢键相连
C．脱氧核酶与靶RNA之间的碱基配对方式有两种
D．利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的转录过程
A　解析：脱氧核酶的本质是DNA，温度会影响脱氧核酶的结构，从而影响脱氧核酶的作用，A正确；题图中Y与同一条链上的R之间通过磷酸二酯键相连，B错误；脱氧核酶本质是DNA，与靶RNA之间的碱基配对方式有A—U、T—A、C—G、G—C四种，C错误；利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的翻译过程，D错误。
7．某种花卉的红色花瓣(A)对白色花瓣(a)为显性。将纯种红色植株与纯种白色植株进行杂交，F1表现出介于红色和白色之间的多种不同花色。研究表明A基因的某段序列具有多个可发生甲基化修饰的位点(甲基化为DNA化学修饰的一种形式，能够在不改变DNA序列的前提下，改变遗传表现)，甲基化程度越高，A基因的表达水平越低。下列叙述正确的是(　　)
A．F1不同花色植株的基因型为AA或Aa
B．甲基化可能影响了A基因的转录过程
C．甲基化可以在不改变A基因中碱基对排列顺序的情况下，使A基因突变为a基因
D．A基因的甲基化可以直接导致其后代中A基因频率下降
B　解析：纯种红色植株与纯种白色植株进行杂交，正常情况下，产生F1的基因型并未改变，即都为Aa，A错误；A基因甲基化程度越高，A基因的表达水平越低，是因为基因甲基化导致基因某些区域构象变化，从而影响了蛋白质与基因的相互作用，从而抑制基因转录过程，B正确；A基因的甲基化是基因化学修饰的一种形式，并不改变A基因中碱基对排列顺序，所以不会使A基因突变为a基因，C错误；A基因的甲基化不改变A基因的碱基排列顺序，也不影响A基因传给子代的概率，所以A基因的甲基化不会直接导致其后代中A基因频率下降，D错误。
8．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甲基化是遗传印记重要的方式之一。印记是在配子发生和个体发育过程中获得的，在下一代配子形成时印记重建。下图为遗传印记对转基因鼠的Igf2基因(存在有功能型A和无功能型a两种基因)表达和传递影响的示意图，被甲基化的基因不能表达。下列说法错误的是(　　)
A．雌配子中印记重建后，A基因碱基序列保持不变
B．由图中配子形成过程中印记发生的机制，可以断定亲代雌鼠的A基因来自它的父方
C．亲代雌、雄鼠的基因型均为Aa，但表型不同
D．亲代雌鼠与雄鼠杂交，子代小鼠的表型及比例为生长正常鼠∶生长缺陷鼠＝3∶1
D　解析：遗传印记是对基因进行甲基化，影响其表达，碱基序列并没有改变，故雌配子中印记重建后，A基因碱基序列保持不变，A正确；由图中配子形成过程中印记发生的机制可知，雄配子中印记重建去甲基化，雌配子中印记重建甲基化，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，B正确；亲代雌、雄鼠的基因型均为Aa，但表型不同，原因是体细胞里发生甲基化的等位基因不同，且甲基化的基因不能表达，C正确；亲代雌鼠的基因型为Aa，产生配子为甲基化A′∶甲基化a′＝1∶1，雄鼠的基因型为Aa，产生的配子为未甲基化A∶未甲基化a＝1∶1，由于被甲基化的基因不能表达，所以子代小鼠基因型及比例为AA′(生长正常鼠)∶Aa′(生长正常鼠)∶A′a(生长缺陷鼠)∶aa′(生长缺陷鼠)＝1∶1∶1∶1，即子代小鼠的表型及比例为生长正常鼠∶生长缺陷鼠＝1∶1，D错误。
9．现有四种氨基酸：甲硫氨酸、脯氨酸、谷氨酸、精氨酸，各有1、4、2、6组对应密码子，假设一多肽链序列为：[N端]—甲硫氨酸—脯氨酸—谷氨酸—精氨酸—[C端]，其中N端为甲硫氨酸的—NH2端，下图是tRNA的分子结构。下列叙述错误的是(　　)
A．多肽链的C端为精氨酸的羧基
B．谷氨酸的羧基与精氨酸的氨基之间形成肽键
C．脯氨酸与相应tRNA的羟基端结合后第二个进入核糖体
D．理论上最多有13种不同的mRNA序列可以产生此多肽链
D　解析：多肽链是一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基依次相连，由于排列顺序是[N端]—甲硫氨酸—脯氨酸—谷氨酸—精氨酸—[C端]，所以N端为甲硫氨酸的—NH2端，C端为精氨酸的羧基，A正确；根据A项分析，该多肽链是谷氨酸的羧基与精氨酸的氨基之间形成肽键，而精氨酸的羧基呈游离状态，B正确；氨基酸连接在tRNA的羟基端，由于脯氨酸是第二个氨基酸，所以第二个进入核糖体，C正确；由于甲硫氨酸、脯氨酸、谷氨酸、精氨酸各有1、4、2、6组对应密码子，所以理论上最多有1×4×2×6＝48(种)mRNA序列，D错误。
10．(2023·广东广州模拟)施一公团队致力于“剪接体结构与工作机理”的攻关。研究发现真核生物基因表达过程中，需要剪接体对前体信使RNA进行有效遗传信息的“剪断”与重新“拼接”，使之成为成熟信使RNA，称为RNA剪接。剪接体由多种蛋白质和RNA分子组成，下列有关剪接体说法正确的是(　　)
A．过程②需要剪接体催化磷酸二酯键的断裂
B．过程①需要DNA聚合酶的参与并以核糖核苷酸为原料
C．过程③中一个核糖体结合多条mRNA链从而提高蛋白质的合成速率
D．过程④分解异常mRNA以阻止异常蛋白的合成，需要RNA酶的参与
D　解析：据题图可知，过程②需要剪接体进行有效遗传信息的“剪断”与重新“拼接”，故其作用是催化磷酸二酯键的断裂与形成，A错误；过程①表示转录，转录需要的原料是核糖核苷酸，需要RNA聚合酶的参与，DNA聚合酶参与DNA复制过程，B错误；过程③中一条mRNA链可结合多个核糖体以提高蛋白质的合成速率，同时进行多条相同多肽链的合成，C错误；过程④利用RNA酶分解异常mRNA以阻止异常蛋白的合成，D正确。
二、非选择题
11．(2022·江苏无锡调研)生物体中的基因可分为管家基因和奢侈基因。管家基因为多细胞生物体的细胞中均表达的基因，奢侈基因只在生物体中某些特定种类的细胞中表达。下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态，请据图分析：
(1)上述基因属于管家基因的是________，属于奢侈基因的是___________________________________________________________________。
(2)这三种细胞是否可能为红细胞，__________，理由是___________________________________________________________________。
(3)据图分析A细胞最可能是________________，B细胞最可能是___________________________________________________________________。
(4)若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子，则是否能与其形成杂交带？____________。若用该探针检测三类细胞内的mRNA，其杂交带状况如何？
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
解析：(1)根据题图可知，基因中a在细胞中均表达，属于管家基因。b只在B中表达、c只在A中表达，d在3种细胞中均不表达，属于奢侈基因。(2)d(血红蛋白基因)只在红细胞中表达，所以这三种细胞不可能为红细胞。(3)据题图分析A细胞可以产生胰岛素，最可能是胰岛B细胞。B细胞可以产生生长激素，最可能是垂体细胞。(4)不同细胞的基因组成是相同的，所以若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子，都能与其形成杂交带。若用该探针检测3类细胞内的mRNA，由于只有A细胞中胰岛素基因表达，转录出mRNA，因此仅A细胞出现杂交带。
答案：(1)a　bcd　(2)不可能　血红蛋白基因在这三种细胞中都没有表达　(3)胰岛B细胞　垂体细胞　(4)是　仅A细胞出现杂交带
12．(2020·全国卷Ⅱ)大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后，可形成小肽(短的肽链)。回答下列问题：
(1)在大豆细胞中，以mRNA为模板合成蛋白质时，除mRNA外还需要其他种类的核酸分子参与，它们是________________。
(2)大豆细胞中大多数mRNA和RNA聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞质这两个部位来说，作为mRNA合成部位的是________，作为mRNA执行功能部位的是________；作为RNA聚合酶合成部位的是____________，作为RNA聚合酶执行功能部位的是________________。
(3)部分氨基酸的密码子如下表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG，则该小肽的氨基酸序列是____________________________。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，则此时编码小肽的RNA序列为________________________________________。
氨基酸 密码子
色氨酸 UGG
谷氨酸 GAA、GAG
酪氨酸 UAC、UAU
组氨酸 CAU、CAC
解析：(1)在大豆细胞中，以mRNA为模板合成蛋白质时，还需要rRNA参与构成核糖体、tRNA参与氨基酸的转运。(2)大豆细胞中，仅考虑细胞核和细胞质这两个部位，mRNA的合成部位是细胞核，mRNA合成以后通过核孔进入细胞质，与核糖体结合起来进行翻译过程；RNA聚合酶在细胞质中的核糖体上合成，经加工后，通过核孔进入细胞核，与DNA结合起来进行转录过程。(3)根据该小肽对应的编码序列，结合表格中部分氨基酸的密码子可知，该小肽的氨基酸序列是酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，结合表格中部分氨基酸的密码子可知，谷氨酸、酪氨酸和组氨酸的密码子均有两个，且均为最后一个碱基不同，因此应该是这三种氨基酸分别对应的密码子的最后一个碱基发生了替换，此时编码小肽的RNA序列为UAUGAGCACUGG。
答案：(1)rRNA、tRNA　(2)细胞核　细胞质　细胞质　细胞核　(3)酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸　UAUGAGCACUGG(共71张PPT)
第六单元　基因的本质和表达
第19课　基因的表达
学业质量水平要求
1．通过掌握遗传信息的传递过程，能够从分子水平阐述生命的延续性，从而理解生命的延续和发展规律。(生命观念)
2．通过掌握遗传信息传递过程中碱基数目、氨基酸数目等数量关系，提升分析与计算能力。(科学思维)
3．通过模拟中心法则各过程实验，提升对实验结果的逻辑分析能力。(科学探究)
4．通过掌握抗菌药物作用机理及有关中心法则内容，形成关注社会、关注人体健康的理念。(社会责任)
层级一
构建必备知识 培养关键能力
01
考点一　遗传信息的转录和翻译
考点二　中心法则及基因与性状的关系
考点一　遗传信息的转录和翻译
1．RNA的结构与功能
核糖核苷酸
A、U、C、G
单链
细胞核
细胞质
密码子
氨基酸
核糖体
2．遗传信息的转录
(1)场所：主要是在______中，在______、______中也能发生转录过程。
(2)条件
细胞核
叶绿体
线粒体
DNA的一条链
4种核糖核苷酸
RNA聚合酶
(3)过程。
RNA
游离的核糖核苷酸
RNA
(4)产物：________________________________________________。
信使RNA(mRNA)、核糖体RNA(rRNA)、转运RNA(tRNA)
3．翻译
(1)场所或装配机器：______。
(2)条件
核糖体
氨基酸
tRNA
(3)过程。
(4)产物：多肽蛋白质。
mRNA
tRNA
mRNA
tRNA
终止密码子
脱离
4．密码子与反密码子
项目 密码子 反密码子
位置 ________ ________
作用 直接决定蛋白质中______的序列 识别______
特点 与___________上的碱基互补 与__________________的碱基互补
mRNA
tRNA
氨基酸
密码子
DNA模板链
mRNA上的密码子
1．tRNA分子中的部分碱基两两配对形成氢键。 ( )
2．mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子。 ( )
3．转录和翻译都是以DNA的一条链为模板合成生物大分子的过程。 ( )
4．转录和翻译过程都存在A—U、G—C的碱基配对方式。 ( )
×
√
×
√
【教材细节命题】
(必修2 P65正文思考)一个基因的两条链都可以作为转录的模板吗？________________________________。一个DNA分子上的所有基因的模板链都相同吗？__________________________。
转录时只能以基因的一条链作为模板
不同基因的模板链不一定相同
1．DNA复制、转录和翻译的比较(以真核生物为例)
项目 DNA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
碱基配 对原则 A—T，G—C T—A，A—U，G—C A—U，G—C
条件 解旋酶、DNA聚合酶、ATP等 RNA聚合酶、ATP等 酶、ATP、tRNA等
项目 DNA复制 转录 翻译
特点 半保留复制；边解旋边复制 边解旋边转录；DNA双链全保留 一条mRNA上可结合多个核糖体，同时合成多条肽链
结果 两个子代DNA分子 mRNA、tRNA、rRNA 多肽链
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 2．遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子
3．基因表达中相关计算
(1)DNA模板链中A＋T(或C＋G)与mRNA中A＋U(或C＋G)相等，则(A＋T)总%＝(A＋U)mRNA%。
(2)基因(DNA)、mRNA上碱基数目最多对应的肽链中氨基酸数目，如下图所示。
可见，蛋白质中氨基酸数目＝1/3mRNA
碱基数目＝1/6DNA碱基数目。
4．RNA的种类
种类 mRNA tRNA rRNA
结构 单链 单链，呈三叶草形 单链
特点 携带从DNA上转录来的遗传信息 一端携带特定的氨基酸，另一端相邻的3个碱基可与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子 核糖体的组成成分
种类 mRNA tRNA rRNA
功能 作为翻译的模板 识别密码子，转运特定的氨基酸 参与构成核糖体
分布 细胞核、细胞质中(常与核糖体结合) 细胞质中 核糖体
共同点 都是经过转录产生的，基本单位都相同，都与翻译的过程有关 1
2
3
4
考向1| DNA与RNA的比较
1．核糖体RNA即rRNA，是三类RNA(tRNA、mRNA、rRNA)中相对分子质量最大的一类，它可与多种蛋白质结合成核糖体，作为蛋白质生物合成的“装配机器”。核糖体中催化肽键合成的是rRNA，蛋白质只是维持rRNA的构象，起辅助作用。下列相关叙述错误的是(　　)
A．rRNA的合成需要以DNA的一条链为模板
B．合成肽链时，rRNA可以降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能
C．在真核细胞中，有些rRNA的合成与核内某结构有关
D．基因表达过程中，DNA上的碱基与mRNA上的碱基、mRNA上的碱基与rRNA上的碱基互补配对
1
2
3
4
D　解析：细胞内的三类RNA都是通过转录形成的，rRNA的合成需要以DNA的一条链为模板，A正确；由题中信息“核糖体中催化肽键合成的是rRNA”可知，rRNA是催化肽键合成的酶，所以可以降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能，B正确；真核细胞中的核仁与rRNA的合成以及核糖体的形成有密切关系，C正确；基因表达的过程中，mRNA上的碱基不与rRNA上的碱基进行互补配对，D错误。
1
2
3
4
考向2| 基因的表达过程
2．图1、图2是两种细胞中遗传信息的
主要表达过程。据图分析，下列叙述中
不正确的是(　　)
A．图1细胞没有核膜围成的细胞核，可以边转录边翻译
B．两细胞中基因表达过程均由线粒体提供能量
C．真核生物细胞核中转录出的mRNA必须通过核孔后才能翻译
D．图中所示的遗传信息的流动方向都是DNA→mRNA→蛋白质
1
2
3
4
B　解析：图1细胞没有核膜包被的成形的细胞核，属于原核细胞，可以边转录边翻译，A正确；图1细胞是原核细胞，没有线粒体，B错误；真核生物细胞核中转录出的mRNA，必须通过核孔到细胞质中的核糖体上才能作为翻译的模板，C正确；图示表示遗传信息的转录和翻译过程，遗传信息的流动方向为DNA→mRNA→蛋白质，D正确。
【方法规律】转录、翻译过程中的四个关注点
(1)转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。
(2)翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。
(3)转录和翻译过程中的碱基配对不完全相同，转录是A—U、T—A、G—C、C—G，翻译是A—U、U—A、G—C、C—G。
(4)明确mRNA链和多肽链的关系。mRNA是以DNA为模板在RNA聚合酶的作用下产生的；而在同一条mRNA链上结合的多个核糖体，同时合成的是若干条多肽链，且肽链长的，翻译在前。
【技法总结】“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程图
1
2
3
4
考向3| 基因表达中的相关数量关系
3．胰岛素含有51个氨基酸、两条肽链，是由“胰岛素原”在高尔基体内转变而成的。“胰岛素原”有86个氨基酸、一条肽链。由此可推知(　　)
A．编码胰岛素的基因转录形成的mRNA至少含有156个碱基
B．一个胰岛素分子的合成中最多有87个相同或不同的tRNA分子的参与
C．“胰岛素原”由核糖体直接转运到高尔基体中
D．高尔基体中有催化肽键断裂的酶
1
2
3
4
D　解析：编码胰岛素的基因转录形成的mRNA至少含有3×87＝261(个)碱基，A错误；终止密码子没有tRNA与之对应，B错误；“胰岛素原”合成后先运输到内质网进行加工，再运往高尔基体内进行加工，C错误；由题干信息，胰岛素(51个氨基酸、两条肽链)是由“胰岛素原”(86个氨基酸、一条肽链)在高尔基体内转变而成，这一过程需要催化肽键断裂的酶的参与，D正确。
1
2
3
4
4．一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子含有的碱基个数、合成这段多肽需要的tRNA个数及转录此mRNA的基因中碱基个数至少依次为(　　)
A．33、11、66 B．36、12、72
C．12、36、72 D．11、36、66
1
2
3
4
B　解析：该肽链中的氨基酸数目＝肽键数目＋肽链数目＝11＋1＝12(个)，DNA(或基因)中碱基数∶mRNA上碱基数∶氨基酸个数＝6∶3∶1，该肽链含有12个氨基酸，则控制其合成的mRNA分子至少含有的碱基个数为12×3＝36(个)；mRNA上相邻的3个碱基构成一个密码子，决定一个氨基酸，因此该mRNA最多决定12个氨基酸，每个氨基酸都需要一个tRNA来运载，因此合成该多肽需要12个tRNA；转录此mRNA的基因中碱基数至少为12×6＝72(个)，B正确。
【易错提醒】关注计算题中“最多”和“最少”问题
(1)mRNA上碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。
(2)DNA上的碱基数目与蛋白质中的氨基酸的数目关系：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)不能忽略“最多”或“最少”等字：如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。
考点二　中心法则及基因与性状的关系
1．中心法则
(1)提出者：______。
(2)补充后的内容图解。
①DNA的复制；②____；③翻译；④____________；⑤______。
克里克
转录
RNA的复制
逆转录
(3)分别写出下列生物中心法则表达式。
生物种类 举例 遗传信息的传递过程
DNA病毒 T2噬菌体 __________________
RNA病毒 烟草花叶病毒 __________________
逆转录病毒 艾滋病病毒 __________________
细胞生物 动物、植物、细菌、真菌等 __________________
(4)请写出洋葱表皮细胞内遗传信息传递式：_________________。
(5)请写出洋葱根尖分生区细胞内的遗传信息传递式：_____________。
2．基因控制性状的途径
(1)直接控制途径。
(2)间接控制途径。
蛋白质的结构
酶的合成
代谢过程
3．表观遗传
(1)概念：生物体基因的碱基序列________，但______________发生______变化的现象。
(2)原因：DNA甲基化、构成染色体的______发生甲基化、______等修饰会影响基因的表达。
(3)吸烟与人体健康的关系：吸烟会使人的体细胞内DNA的______水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响。
保持不变
基因表达和表型
可遗传
组蛋白
乙酰化
甲基化
1．所有活细胞均可发生中心法则中的全部过程。 ( )
2．线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则。 ( )
3．DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则。
( )
4．线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成。 ( )
5．基因与性状之间是一一对应的关系。 ( )
×
√
×
√
×
【教材细节命题】
(必修2 P71正文拓展)生长素、赤霉素等物质不是蛋白质，它们的合成受基因控制吗？__。基因是通过哪一途径来控制它们的合成的？_________________________________________________________________________________________________________________。
受
基因能通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而间接控制生物的性状。基因正是通过这一途径来控制非蛋白质类物质的合成的
1．中心法则体现DNA的两大基本功能
(1)传递功能：Ⅰ(DNA复制)过程体现了遗传信息的传递功能，它是通过DNA复制完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中；Ⅳ(RNA复制)过程表示以RNA作为遗传物质的生物亲代与子代之间遗传信息的传递功能。
(2)表达功能：Ⅱ(转录)、Ⅲ(翻译)过程共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体发育过程中；Ⅴ过程表示了部分以RNA作为遗传物质的病毒的逆转录过程，是RNA中遗传信息表达的首要步骤。此类生物专营寄生生活，必须在宿主细胞中完成其遗传物质的信息表达，所以需先通过逆转录过程形成DNA，再进行Ⅱ、Ⅲ过程。
2．基因与性状的联系
1
3
5
2
4
6
考向1| 中心法则
1．(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　解析：由题意可知，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。
2
1
3
4
5
6
2．(2022·浙江6月选考)“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
2
1
3
4
5
6
C　解析：图示为逆转录过程，催化该过程的酶为逆转录酶，A错误；a(RNA)链上能决定一个氨基酸的3个相邻碱基，组成一个密码子，B错误；b为单链DNA，相邻的两个脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，C正确；该过程为逆转录，遗传信息从RNA向DNA传递，D错误。
【技法总结】“三看法”判断中心法则各过程
3
1
2
4
5
6
考向2| 基因与性状的关系
3．(2022·重庆联考)豌豆的圆粒和
皱粒产生机理如图所示，下列相关
叙述正确的是(　　)
A．皱粒豌豆的产生属于染色体结构变异
B．此题能够表现基因对生物性状的直接控制
C．插入外来DNA序列导致基因数目增加
D．豌豆的圆粒和皱粒是一对相对性状
3
1
2
4
5
6
D　解析：插入外来DNA序列导致皱粒豌豆的产生属于基因突变，A错误；插入外来DNA序列导致基因结构改变，基因数目没有增加，使淀粉分支酶基因表达异常，能够表现基因对生物性状的间接控制，B、C错误；豌豆的圆粒和皱粒是一对相对性状，D正确。
4
1
2
3
5
6
4．下图为人体内苯丙氨酸的部分代谢途径，下列有关叙述错误的是(　　)
A．该过程可以说明，基因可以通过
控制酶的合成来控制代谢过程，进而
控制生物体的性状
B．一对正常的夫妇生了一个患苯丙酮尿症的孩子，则这对夫妇再生一个正常男孩的概率为3/8
C．若酶1是由m个氨基酸形成的蛋白质，则A基因至少有3m个碱基对(不考虑终止密码子)
D．细胞衰老以后，酶3的活性升高，使黑色素合成减少，头发变白
4
1
2
3
5
6
D　解析：由题图过程可知，基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状，A正确。苯丙酮尿症是常染色体隐性遗传病，设相关基因为D、d，一对正常的夫妇生了一个患苯丙酮尿症的孩子，说明这对夫妇的相关基因型均为Dd，则这对夫妇再生一个正常男孩的概率为(3/4)×(1/2)＝3/8，B正确。在不考虑终止密码子的情况下，合成含m个氨基酸的蛋白质，则A基因至少含有6m个碱基，即3m个碱基对，C正确。细胞衰老以后，酶3的活性下降，使黑色素合成减少，头发变白，D错误。
2
4
5
1
3
6
考向3| 细胞分化与表观遗传
5．(2022·天津卷)小鼠Avy基因控制黄色体毛，该基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制，使小鼠毛色发生可遗传的改变。有关叙述正确的是(　　)
A．Avy基因的碱基序列保持不变
B．甲基化促进Avy基因的转录
C．甲基化导致Avy基因编码的蛋白质结构改变
D．甲基化修饰不可遗传
2
4
5
1
3
6
A　解析：由题可知，Avy基因上游不同程度的甲基化修饰，其碱基序列保持不变，A正确；Avy基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制，基因表达包括转录和翻译，据此推测，应该是甲基化抑制Avy基因的转录，B错误；甲基化导致Avy基因不能完成转录，对已表达的蛋白质的结构没有影响，C错误；据题意可知，甲基化修饰使小鼠毛色发生可遗传的改变，即可以遗传，D错误。
2
4
5
1
3
6
6．DNA甲基化是指DNA分子胞嘧啶上共价连接一个甲基。基因组中转录沉默区常甲基化，在个体发育中甲基化区域是动态变化的。将携带甲基化和非甲基化肌动蛋白基因的重组质粒分别导入培养的肌细胞后，发现二者转录水平相同。下列推测不合理的是(　　)
A．启动子甲基化影响其与核糖体结合
B．DNA甲基化可以抑制基因的转录
C．DNA甲基化可以影响细胞的分化
D．肌细胞中可能存在去甲基化的酶
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1
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A　解析：启动子甲基化影响其与RNA聚合酶结合，进而影响了该基因的转录，A错误；因为基因组中转录沉默区常甲基化，若启动子甲基化，会影响启动子与RNA聚合酶结合，进而影响该基因的转录，B正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，而DNA甲基化会导致mRNA合成受阻，即会影响基因表达，因此DNA甲基化可能会影响细胞分化，C正确；由题意可知，将携带甲基化和非甲基化肌红蛋白基因的重组质粒分别导入培养的肌细胞后，二者转录水平一致，因此可知肌细胞中可能存在去甲基化的酶，D正确。
层级二
凝练学科素养 探析高考命题
02
【命题动态】新高考模式下，“基因的表达”和“基因与性状的关系”多结合生物学学科新进展、医疗技术新突破等情境命题，以揭示基因表达、基因控制性状的本质和分子机理。通常以选择题的形式出现，偶有非选择题，难度适中。
1．(2021·河北卷)关于基因表达的叙述，正确的是(　　)
A．所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码
B．DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录
C．翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性
D．多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息
[思维培养]
C　解析：RNA病毒的蛋白质由病毒的遗传物质RNA编码合成，A错误；DNA双链解开，RNA聚合酶与启动子结合进行转录，移动到终止子时停止转录，终止密码子是翻译终止的地方，B错误；翻译过程中，核酸之间通过碱基互补配对相互识别保证了遗传信息传递的准确性，C正确；没有相应的反密码子与mRNA上的终止密码子配对，故tRNA不能读取mRNA上的全部碱基序列信息，D错误。
[易错提醒]
(1)转录实际上是DNA分子上部分片段(基因)控制合成RNA的过程。转录产生的RNA的长度明显小于模板DNA。
(2)并非所有细胞都可进行复制、转录与翻译，如哺乳动物成熟红细胞既不进行复制，也不进行转录和翻译。
2．(2022·江苏卷)科学家研发了多种RNA药物用于疾病治疗和预防，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：编码新型冠状病毒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。
(6)接种了两次新型冠状病毒灭活疫苗后，若第三次加强接种改为重组新型冠状病毒疫苗，根据人体特异性免疫反应机制分析，进一步提高免疫力的原因有________________________________________
_________________________________________________________。
[思维培养]
解析：(1)转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，该过程需要RNA聚合酶的催化。mRNA需要加工为成熟mRNA后才能被转移到细胞质中发挥作用，该过程是通过核孔进行的，说明核孔对大分子物质的转运具有选择性。(2)若DMD蛋白基因的51外显子片段中发生基因突变，即发生碱基对的增添、替换或缺失，可能导致mRNA上的碱基发生改变，终止密码子提前出现，从而不能合成DMD蛋白而引发杜兴氏肌营养不良。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，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)高胆固醇血症是由于胆固醇含量过高引起的，转入与PCSK9 mRNA特异性结合的siRNA，导致PCSK9 mRNA不能发挥作用，即不能作为模板翻译出PCSK9蛋白，密度脂蛋白的内吞受体降解减慢，从而使胆固醇含量正常。(4)通常将mRNA药物包装成脂质体纳米颗粒，是因为脂质体与细胞膜的基本结构类似，利于mRNA药物进入组织细胞。(5)新型冠状病毒的S蛋白在核糖体合成后，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。(6)接种了两次新型冠状病毒灭活疫苗后，若第三次加强接种改为重组新型冠状病毒疫苗，由于该疫苗可激发机体的二次免疫过程，能产生更多的抗体和记忆细胞，故可以进一步提高免疫力。
答案：(1)DNA的一条链　RNA聚合酶　核孔　(2)基因突变　双链RNA　(3)PCSK9蛋白　(4)利于mRNA药物进入组织细胞　(5)内质网和高尔基体　抗原　(6)可激发机体的二次免疫过程，能产生更多的抗体和记忆细胞
[易错提醒]
(1)转录实际上是DNA分子上部分片段(基因)控制合成RNA的过程。转录产生的RNA的长度明显小于模板DNA。
(2)并非所有细胞都可进行复制、转录与翻译，如哺乳动物成熟红细胞既不进行复制，也不进行转录和翻译。
1．(生活、学习和实践情境)HIV能把人体的辅助性T细胞作为主要攻击目标，大量破坏该细胞，使人体丧失免疫功能，其侵染辅助性T细胞的过程如下图。因此，人体感染HIV后，易感染各种疾病，或发生恶性肿瘤。下相关叙述错误的是(　　)
A．过程①②需要的酶和原料均不相同
B．过程③在辅助性T细胞的核糖体上完成的
C．CD4受体主要存在于辅助性T细胞的细胞膜上
D．HIV患者易患恶性肿瘤是免疫监视功能减弱导致的
A　解析：①是逆转录过程，需要的酶是逆转录酶，原料是四种脱氧核苷酸，②是DNA复制过程，所需的酶是解旋酶和DNA聚合酶，原料是四种脱氧核苷酸，A错误；病毒外壳蛋白的翻译是在宿主细胞的核糖体上完成的，B正确；HIV通过识别并结合CD4受体特异性侵染辅助性T细胞，C正确；HIV能把人体的辅助性T细胞作为主要攻击目标，大量破坏该细胞，使人体丧失免疫功能，HIV患者易患恶性肿瘤是免疫监视功能减弱导致的，D正确。
2．(生活、学习和实践情境)许多抗肿瘤药物通过干扰DNA合成及功能抑制肿瘤细胞增殖。下表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述错误的是(　　)
药物名称 作用机理
羟基脲 阻止脱氧核糖核苷酸的合成
放线菌素D 抑制DNA的模板功能
阿糖胞苷 抑制DNA聚合酶活性
A．羟基脲处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都出现原料匮乏
B．放线菌素D处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都受到抑制
C．阿糖胞苷处理后，肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸
D．将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响
A　解析：据题表可知，羟基脲阻止脱氧核糖核苷酸的合成，从而影响肿瘤细胞中DNA复制过程原料的供应，而转录过程需要的原料是核糖核苷酸，不会受到羟基脲的影响，A错误；放线菌素D通过抑制DNA的模板功能，可以抑制DNA的复制和转录过程，因为DNA复制和转录均需要以DNA为模板，B正确；阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性从而影响DNA复制过程，DNA聚合酶活性受抑制后，会使肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸，C正确；将三种药物导入肿瘤细胞可以抑制肿瘤细胞的增殖，由于三种药物是精准导入肿瘤细胞，因此，可以减弱它们对正常细胞的不利影响，D正确。十九　基因的表达
(建议用时：40分钟)
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1．下图为人体内胰岛素基因的表达过程。胰岛素含有2条多肽链，其中A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，含有3个二硫键(二硫键是由2个—SH连接而成)，下列说法错误的是(　　)
A．过程①以核糖核苷酸为原料，RNA聚合酶催化该过程
B．过程②发生在细胞质中，需要3种RNA参与
C．胰岛素基因的两条链分别控制A、B两条肽链的合成
D．51个氨基酸形成胰岛素后，相对分子质量比原来减少了888
2．下图是新型冠状病毒在宿主细胞的增殖过程，下列叙述错误的是(　　)
A．＋RNA中的嘌呤碱基数与－RNA嘧啶碱基数相等
B．在＋RNA和mRNA中都具有决定氨基酸的密码子
C．RNA聚合酶在宿主细胞中起作用，催化RNA合成
D．新型冠状病毒遗传信息的传递方式与HIV一致
3．如下图所示，哺乳动物载脂蛋白B(ApoB)基因在肝脏和小肠细胞中通过mRNA的编辑翻译出不同蛋白质。以下有关叙述错误的是(　　)
A．肝脏和小肠中具有相同的载脂蛋白B基因
B．小肠细胞中编辑后的mRNA翻译提前终止
C．mRNA编辑过程发生的碱基变化属于基因突变
D．RNA编辑增加了基因产物种类，提高了生物的适应性
4．(2023·江苏苏州联考)DNA分子中碱基上连接一个“—CH3”，称为DNA甲基化。基因甲基化可以导致其不能转录。这种变化可以在细胞间遗传。下列叙述正确的是(　　)
A．基因型相同的生物表型也相同
B．基因甲基化引起的变异是可遗传的变异，属于基因突变
C．基因甲基化属于不利于生物的变异
D．原癌、抑癌基因甲基化可能会导致细胞癌变
5．豌豆的圆粒和皱粒是由R、r基因控制的一对相对性状，当R基因插入一段800个碱基对的DNA片段时就成为r基因。豌豆种子圆粒性状的产生机制如图所示。下列分析错误的是(　　)
A．R基因插入一段800个碱基对的DNA片段属于基因突变
B．图示说明基因可通过控制酶的合成间接控制生物体的性状
C．过程①需RNA聚合酶参与，能发生A—U、C—G、T—A、G—C配对
D．参与过程②的mRNA上每三个相邻碱基都能决定一个氨基酸
6．脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的单链DNA分子。下图为10 23型脱氧核酶与靶RNA结合并进行定点切割的示意图。切割位点在一个未配对的嘌呤核苷酸(图中R所示)和一个配对的嘧啶核苷酸(图中Y所示)之间，图中字母均代表由相应碱基构成的核苷酸。下列有关叙述正确的是(　　)
A．脱氧核酶的作用过程受温度的影响
B．图中Y与两个R之间通过氢键相连
C．脱氧核酶与靶RNA之间的碱基配对方式有两种
D．利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的转录过程
7．某种花卉的红色花瓣(A)对白色花瓣(a)为显性。将纯种红色植株与纯种白色植株进行杂交，F1表现出介于红色和白色之间的多种不同花色。研究表明A基因的某段序列具有多个可发生甲基化修饰的位点(甲基化为DNA化学修饰的一种形式，能够在不改变DNA序列的前提下，改变遗传表现)，甲基化程度越高，A基因的表达水平越低。下列叙述正确的是(　　)
A．F1不同花色植株的基因型为AA或Aa
B．甲基化可能影响了A基因的转录过程
C．甲基化可以在不改变A基因中碱基对排列顺序的情况下，使A基因突变为a基因
D．A基因的甲基化可以直接导致其后代中A基因频率下降
8．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甲基化是遗传印记重要的方式之一。印记是在配子发生和个体发育过程中获得的，在下一代配子形成时印记重建。下图为遗传印记对转基因鼠的Igf2基因(存在有功能型A和无功能型a两种基因)表达和传递影响的示意图，被甲基化的基因不能表达。下列说法错误的是(　　)
A．雌配子中印记重建后，A基因碱基序列保持不变
B．由图中配子形成过程中印记发生的机制，可以断定亲代雌鼠的A基因来自它的父方
C．亲代雌、雄鼠的基因型均为Aa，但表型不同
D．亲代雌鼠与雄鼠杂交，子代小鼠的表型及比例为生长正常鼠∶生长缺陷鼠＝3∶1
9．现有四种氨基酸：甲硫氨酸、脯氨酸、谷氨酸、精氨酸，各有1、4、2、6组对应密码子，假设一多肽链序列为：[N端]—甲硫氨酸—脯氨酸—谷氨酸—精氨酸—[C端]，其中N端为甲硫氨酸的—NH2端，下图是tRNA的分子结构。下列叙述错误的是(　　)
A．多肽链的C端为精氨酸的羧基
B．谷氨酸的羧基与精氨酸的氨基之间形成肽键
C．脯氨酸与相应tRNA的羟基端结合后第二个进入核糖体
D．理论上最多有13种不同的mRNA序列可以产生此多肽链
10．(2023·广东广州模拟)施一公团队致力于“剪接体结构与工作机理”的攻关。研究发现真核生物基因表达过程中，需要剪接体对前体信使RNA进行有效遗传信息的“剪断”与重新“拼接”，使之成为成熟信使RNA，称为RNA剪接。剪接体由多种蛋白质和RNA分子组成，下列有关剪接体说法正确的是(　　)
A．过程②需要剪接体催化磷酸二酯键的断裂
B．过程①需要DNA聚合酶的参与并以核糖核苷酸为原料
C．过程③中一个核糖体结合多条mRNA链从而提高蛋白质的合成速率
D．过程④分解异常mRNA以阻止异常蛋白的合成，需要RNA酶的参与
二、非选择题
11．(2022·江苏无锡调研)生物体中的基因可分为管家基因和奢侈基因。管家基因为多细胞生物体的细胞中均表达的基因，奢侈基因只在生物体中某些特定种类的细胞中表达。下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态，请据图分析：
(1)上述基因属于管家基因的是________，属于奢侈基因的是________________。
(2)这三种细胞是否可能为红细胞，____________，理由是_________________。
(3)据图分析A细胞最可能是__________________，B细胞最可能是____________________________________________________________________。
(4)若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子，则是否能与其形成杂交带？____________。若用该探针检测三类细胞内的mRNA，其杂交带状况如何？
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
12．(2020·全国卷Ⅱ)大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后，可形成小肽(短的肽链)。回答下列问题：
(1)在大豆细胞中，以mRNA为模板合成蛋白质时，除mRNA外还需要其他种类的核酸分子参与，它们是________________。
(2)大豆细胞中大多数mRNA和RNA聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞质这两个部位来说，作为mRNA合成部位的是________，作为mRNA执行功能部位的是________；作为RNA聚合酶合成部位的是____________，作为RNA聚合酶执行功能部位的是________________。
(3)部分氨基酸的密码子如下表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG，则该小肽的氨基酸序列是____________________________。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，则此时编码小肽的RNA序列为__________________________________________
____________________________________________________________________。
氨基酸 密码子
色氨酸 UGG
谷氨酸 GAA、GAG
酪氨酸 UAC、UAU
组氨酸 CAU、CAC
十九　基因的表达
1．C　解析：过程①表示转录，以核糖核苷酸为原料，在RNA聚合酶催化下合成RNA，A正确；过程②表示翻译，发生在细胞质中，需要mRNA、tRNA、rRNA参与，B正确；转录是以基因的一条链为模板，胰岛素基因的一条链控制胰岛素分子中A、B两条肽链的合成，C错误；51个氨基酸形成胰岛素后，其相对分子质量的减少量＝脱水数×18＋形成的二硫键×2＝49×18＋3×2＝888，D正确。
2．D　解析：由题图可知，－RNA是以＋RNA为模板合成，根据碱基互补配对原则，＋RNA中的嘌呤碱基与－RNA中的嘧啶碱基配对，则＋RNA中的嘌呤碱基数与－RNA的嘧啶碱基数相等，A正确；由题图可知，＋RNA能翻译出RNA聚合酶，mRNA能翻译出结构蛋白，说明＋RNA和mRNA中都具有决定氨基酸的密码子，B正确；RNA聚合酶在宿主细胞内的核糖体上合成，能催化＋RNA、－RNA、mRNA的合成，C正确；HIV是逆转录病毒，侵染宿主细胞后，遗传信息由RNA先传递到DNA，再传递到RNA，与新型冠状病毒遗传信息传递方式不一致，D错误。
3．C　解析：同一生物体内的不同体细胞都是由同一个受精卵有丝分裂而来的，含有相同的DNA，所以肝脏和小肠细胞中具有相同的载脂蛋白B基因，A正确；CAA编码特定的氨基酸，而UAA是终止密码子，导致肽链合成提前终止，故小肠细胞中编辑后的mRNA翻译提前终止，B正确；基因突变发生在DNA上而非mRNA上，C错误；图示机制导致人体内同一基因可以合成不同的mRNA，不同的mRNA可控制合成出不同的蛋白质，增加了基因产物的多样性，提高了生物的适应性，有利于生物的进化，D正确。
4．D　解析：基因型相同的生物表型可能不同，生物的性状还受环境的影响，A错误；基因甲基化引起的变化影响的是转录过程，不属于基因突变，B错误；若被甲基化的基因是有害的，则有害基因不能表达，基因甲基化不一定属于不利于生物的变异，C错误；原癌、抑癌基因甲基化后，则不能正常控制细胞周期，会导致细胞癌变，D正确。
5．D　解析：根据题意可知，当R基因插入一段800个碱基对的DNA片段时就成为r基因，该变异属于基因突变，A正确；图示表明，基因能够通过控制酶的合成，从而间接控制生物性状，B正确；①表示转录过程，以DNA的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下合成RNA，该过程发生A—U、C—G、T—A、G—C碱基互补配对，C正确；mRNA上每三个相邻的碱基构成一个密码子，其中终止密码子不能编码氨基酸，因此mRNA上每三个相邻的碱基不都能决定一个氨基酸，D错误。
6．A　解析：脱氧核酶的本质是DNA，温度会影响脱氧核酶的结构，从而影响脱氧核酶的作用，A正确；题图中Y与同一条链上的R之间通过磷酸二酯键相连，B错误；脱氧核酶本质是DNA，与靶RNA之间的碱基配对方式有A—U、T—A、C—G、G—C四种，C错误；利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的翻译过程，D错误。
7．B　解析：纯种红色植株与纯种白色植株进行杂交，正常情况下，产生F1的基因型并未改变，即都为Aa，A错误；A基因甲基化程度越高，A基因的表达水平越低，是因为基因甲基化导致基因某些区域构象变化，从而影响了蛋白质与基因的相互作用，从而抑制基因转录过程，B正确；A基因的甲基化是基因化学修饰的一种形式，并不改变A基因中碱基对排列顺序，所以不会使A基因突变为a基因，C错误；A基因的甲基化不改变A基因的碱基排列顺序，也不影响A基因传给子代的概率，所以A基因的甲基化不会直接导致其后代中A基因频率下降，D错误。
8．D　解析：遗传印记是对基因进行甲基化，影响其表达，碱基序列并没有改变，故雌配子中印记重建后，A基因碱基序列保持不变，A正确；由图中配子形成过程中印记发生的机制可知，雄配子中印记重建去甲基化，雌配子中印记重建甲基化，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，B正确；亲代雌、雄鼠的基因型均为Aa，但表型不同，原因是体细胞里发生甲基化的等位基因不同，且甲基化的基因不能表达，C正确；亲代雌鼠的基因型为Aa，产生配子为甲基化A′∶甲基化a′＝1∶1，雄鼠的基因型为Aa，产生的配子为未甲基化A∶未甲基化a＝1∶1，由于被甲基化的基因不能表达，所以子代小鼠基因型及比例为AA′(生长正常鼠)∶Aa′(生长正常鼠)∶A′a(生长缺陷鼠)∶aa′(生长缺陷鼠)＝1∶1∶1∶1，即子代小鼠的表型及比例为生长正常鼠∶生长缺陷鼠＝1∶1，D错误。
9．D　解析：多肽链是一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基依次相连，由于排列顺序是[N端]—甲硫氨酸—脯氨酸—谷氨酸—精氨酸—[C端]，所以N端为甲硫氨酸的—NH2端，C端为精氨酸的羧基，A正确；根据A项分析，该多肽链是谷氨酸的羧基与精氨酸的氨基之间形成肽键，而精氨酸的羧基呈游离状态，B正确；氨基酸连接在tRNA的羟基端，由于脯氨酸是第二个氨基酸，所以第二个进入核糖体，C正确；由于甲硫氨酸、脯氨酸、谷氨酸、精氨酸各有1、4、2、6组对应密码子，所以理论上最多有1×4×2×6＝48(种)mRNA序列，D错误。
10．D　解析：据题图可知，过程②需要剪接体进行有效遗传信息的“剪断”与重新“拼接”，故其作用是催化磷酸二酯键的断裂与形成，A错误；过程①表示转录，转录需要的原料是核糖核苷酸，需要RNA聚合酶的参与，DNA聚合酶参与DNA复制过程，B错误；过程③中一条mRNA链可结合多个核糖体以提高蛋白质的合成速率，同时进行多条相同多肽链的合成，C错误；过程④利用RNA酶分解异常mRNA以阻止异常蛋白的合成，D正确。
11．解析：(1)根据题图可知，基因中a在细胞中均表达，属于管家基因。b只在B中表达、c只在A中表达，d在3种细胞中均不表达，属于奢侈基因。(2)d(血红蛋白基因)只在红细胞中表达，所以这三种细胞不可能为红细胞。(3)据题图分析A细胞可以产生胰岛素，最可能是胰岛B细胞。B细胞可以产生生长激素，最可能是垂体细胞。(4)不同细胞的基因组成是相同的，所以若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子，都能与其形成杂交带。若用该探针检测3类细胞内的mRNA，由于只有A细胞中胰岛素基因表达，转录出mRNA，因此仅A细胞出现杂交带。
答案：(1)a　bcd　(2)不可能　血红蛋白基因在这三种细胞中都没有表达　(3)胰岛B细胞　垂体细胞　(4)是　仅A细胞出现杂交带
12．解析：(1)在大豆细胞中，以mRNA为模板合成蛋白质时，还需要rRNA参与构成核糖体、tRNA参与氨基酸的转运。(2)大豆细胞中，仅考虑细胞核和细胞质这两个部位，mRNA的合成部位是细胞核，mRNA合成以后通过核孔进入细胞质，与核糖体结合起来进行翻译过程；RNA聚合酶在细胞质中的核糖体上合成，经加工后，通过核孔进入细胞核，与DNA结合起来进行转录过程。(3)根据该小肽对应的编码序列，结合表格中部分氨基酸的密码子可知，该小肽的氨基酸序列是酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，结合表格中部分氨基酸的密码子可知，谷氨酸、酪氨酸和组氨酸的密码子均有两个，且均为最后一个碱基不同，因此应该是这三种氨基酸分别对应的密码子的最后一个碱基发生了替换，此时编码小肽的RNA序列为UAUGAGCACUGG。
答案：(1)rRNA、tRNA　(2)细胞核　细胞质　细胞质　细胞核　(3)酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸　UAUGAGCACUGG