2026年高考生物二轮专题复习：重难05 基因表达的调控难点（重难专练）（全国适用）（解析版）

/重难05基因表达的调控难点内容导航内容导航重难突破技巧掌握速度提升重难考向聚焦锁定目标精准打击：快速掌握重难考向核心靶点，明确主攻方向重难要点剖析授予利器瓦解难点：深入剖析知识要点，链接核心，学透重难知识重难技巧突破授予利器瓦解难点：总结瓦解重难考向的核心方法论与实战技巧重难提分必刷模拟实战挑战顶尖：挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感”核心考点重难考向高考考情原核与真核基因表达调控的差异及机制1.转录、翻译的过程差异2.影响基因表达的因素（2025湖南卷）原核生物翻译的场所（核糖体）；转录与翻译的模板链特异性（2025河北卷）基因转录方向与mRNA序列的关系；转录过程的碱基互补配对规则（2025山东卷）真核生物复制、转录、翻译的场所差异；RNA聚合酶与核糖体的移动方向区别；表观遗传调控的分子机制及应用DNA甲基化与表观遗传效应的关联基因型与表型的表观遗传关联基因表达调控的多级性（2025江苏卷）mRNA甲基化的转录后调控机制；DNA甲基化与表观遗传效应的关联（2025陕甘青宁卷）表观遗传对基因表达的可逆调控；基因型与表型的表观遗传关联（2025河南卷）表观遗传对表型的影响；基因表达调控的多级性基因表达多级调控的实验分析基因表达的双向调控设计基因敲除的表型效应预测（2025云南卷）启动子的环境响应特性（氧浓度依赖性）；基因表达的双向调控设计（2025云南卷）环境因素（紫外光、糖类）对基因转录的诱导作用；基因表达与性状（花色）的关联（2025湖南、湖北卷）基因表达的负调控机制；基因敲除的表型效应预测1．基因表达过程中的方向问题总结(图中b链为该基因转录时的模板链)(1)基因启动子端是模板链的3′端。(2)RNA链的合成方向跟DNA复制一样也是5′→3′。(3)密码子按照5′→3′的方向读取。核糖体按照5′→3′的方向在mRNA上移动，产生的多肽链则是从氨基端开始到羧基端结束。当核糖体移动到终止密码子时翻译结束。2．基因表达中的数量问题(1)肽链合成时，并不是只有一个核糖体和一个mRNA在工作，而是在一个mRNA分子上有若干个核糖体同时进行翻译以提高翻译效率。(2)在一个细胞周期中，核DNA复制一次；每个复制起点只起始一次；而在一个细胞周期中，基因可多次转录，因此转录起点可多次起始。3．表观遗传的常见类型(1)DNA甲基化：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。(2)组蛋白修饰①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。②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。(3)RNA干扰主要靠直接结合特异的靶标mRNA，从而阻止该mRNA进行翻译或者导致靶标mRNA的稳定性下降。(4)X染色体失活是“强制性的男女平等”。雌性动物体细胞中X染色体的失活遵循n－1规律：不管有多少条X染色体，除了一条以外其余的都失活。染色体失活是一个与基因沉默相关的过程。这些变化使失活的X染色体形成巴氏小体。虽然在体细胞中失活的X染色体非常稳定，但在正常发育过程中的一些情况下，整条染色体还可以再被激活。例如，在发育中的原始生殖细胞内，可以激活失活的X染色体。(5)基因(组)印记指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甲基化就是基因组印记的重要方式之一。在印记基因中，来自亲本的“印记”在子一代体细胞的有丝分裂中保持终生；但在子一代的原始生殖细胞中，甲基化都会被清除，然后形成配子时，甲基化模式都会重新设定。长难句剖析1．基因表达就是基因转录及翻译的过程，在一定调节机制控制下，大多数基因经历基因激活、转录及翻译等过程，产生具有特异生物学功能的蛋白质分子，但并非所有基因表达过程都产生蛋白质，tRNA、rRNA编码基因转录合成RNA的过程也属于基因表达（必修2P72）。​2.基因表达的时间特异性是指按功能需要，某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序发生，多细胞生物基因表达的时间特异性又称阶段特异性（必修2P73）。​3.原核生物的操纵子通常由2个以上的编码序列与启动序列、操纵序列以及其他调节序列在基因组中成簇串联组成（选择性必修3P45）。​4.顺式作用元件是指可影响自身基因表达活性的DNA序列，根据其位置、功能可分为启动子、增强子及沉默子等（选择性必修3P46）。​5.DNA甲基化是指DNA分子中的胞嘧啶被选择性地添加甲基基团的过程，这种修饰可以在不改变DNA序列的情况下影响基因表达（选择性必修3P48）。​6.组蛋白乙酰化会使染色质的结构变得松散，从而促进基因的表达；而组蛋白的甲基化则可能抑制基因的表达（选择性必修3P48）。​7.miRNA是一类长度较短的RNA分子，它可以与靶mRNA的特定序列结合，导致mRNA降解或抑制其翻译，从而调控基因表达（选择性必修3P50）。​8.原核生物通过σ因子决定RNA聚合酶对启动序列的特异性识别和结合能力，不同的σ因子调控不同基因的转录（选择性必修3P45）。​考向突破01原核与真核调控差异解题技巧解题技巧点拨1.机制定位法：题干出现“操纵子”“σ因子”“多顺反子mRNA”可判定为原核调控；出现“染色质”“甲基化”“转录因子协同”则为真核调控。如2024安徽卷11题，通过“RNA聚合酶Ⅰ定位核仁”直接关联真核转录特点，排除原核机制。​2.对比排除法：牢记核心差异点——原核无染色质调控、以转录为唯一关键阶段；真核多阶段调控且依赖表观修饰。2025湖南卷3题中“细菌核糖体合成蛋白”属于原核翻译特征，“双链DNA仅一条链为模板”为通用规则，可快速区分选项。​3.模型迁移法：将乳糖操纵子模型迁移到其他原核调控问题，如判断“缺乏诱导物时基因是否表达”，可类比乳糖缺失时阻遏蛋白结合操纵序列的抑制效应。1．（2025·江西景德镇·一模）柳穿鱼花形态受Lcyc基因调控。野生型花两侧对称，Lcyc基因正常表达；变异型花辐射对称，Lcyc基因高度甲基化导致表达被抑制。野生型与变异型杂交，F1花均两侧对称，F1自交，F解题技巧点拨1.机制定位法：题干出现“操纵子”“σ因子”“多顺反子mRNA”可判定为原核调控；出现“染色质”“甲基化”“转录因子协同”则为真核调控。如2024安徽卷11题，通过“RNA聚合酶Ⅰ定位核仁”直接关联真核转录特点，排除原核机制。​2.对比排除法：牢记核心差异点——原核无染色质调控、以转录为唯一关键阶段；真核多阶段调控且依赖表观修饰。2025湖南卷3题中“细菌核糖体合成蛋白”属于原核翻译特征，“双链DNA仅一条链为模板”为通用规则，可快速区分选项。​3.模型迁移法：将乳糖操纵子模型迁移到其他原核调控问题，如判断“缺乏诱导物时基因是否表达”，可类比乳糖缺失时阻遏蛋白结合操纵序列的抑制效应。A．柳穿鱼花的形态结构可能与Lcyc基因的表达直接相关B．被高度甲基化的Lcyc基因在遗传时遵循孟德尔遗传规律C．变异型自交后代也偶尔出现两侧对称花，说明基因的甲基化可能会在某些情况下被解除D．两株柳穿鱼花的差异是由于其基因序列不同【答案】D【详解】A、野生型的Lcyc基因正常表达导致两侧对称，而高度甲基化导致表达被抑制，花呈辐射对称说明花的形态结构可能与Lcyc基因的表达直接相关，A正确；B、被甲基化的Lcyc基因只是发生了表观修饰（甲基化不改变基因序列），其基因序列的遗传仍遵循孟德尔遗传规律，B正确；C、变异型自交后代偶现两侧对称花，可能是因为部分基因的甲基化被解除，恢复了Lcyc基因的表达，C正确；D、变异型柳穿鱼花的Lcyc基因高度甲基化，这属于表观遗传现象。在表观遗传中基因的碱基序列不会改变，但基因表达受到抑制，花由两侧对称变为辐射对称，且这种变化能遗传给后代，D错误。故选D。2．（2025·云南·模拟预测）青霉素和头孢霉素是由特定霉菌（如产黄青霉）在发酵过程中产生的两种抗生素，其生物合成途径及关键酶如图所示。因头孢霉素比青霉素更稳定，且可以口服、过敏反应低、抗菌谱广、病菌的耐药性低，其在临床上得到广泛应用。如果改造青霉素生产菌使其只生产头孢霉素，下列思路最合理的是（

）A．用基因编辑技术敲除酰基转移酶基因 B．用基因编辑技术敲除羧化酶基因C．将异构酶基因拷贝导入菌株 D．将强启动子插入扩环酶基因的上游【答案】A【详解】A、用基因编辑技术敲除酰基转移酶基因后，可阻断生成青霉素的代谢途径，使青霉素生产菌只能生产头孢霉素，A正确；B、用基因编辑技术敲除羧化酶基因后会阻断生成头孢霉素，B错误；CD、将异构酶基因拷贝导入菌株和将强启动子插入扩环酶基因的上游都会增强头孢霉素生产途径，但未完全阻断青霉素途径，CD错误。故选A。3．（2025·广东·模拟预测）某种生物体内，存在两个基因G1和G2，它们分别编码两种关键酶E1和E2基因G1和G2的转录过程均受同一转录因子TF的调控。现发现一个突变体生物，其体内E1和E2酶的活性均显著降低，研究发现，该突变体生物中G1和G2基因的转录水平并未明显下降，但G2基因的mRNA含量远低于正常水平，而G1基因的mRNA含量则接近正常。下列相关推测正确的是（）A．突变体生物中G1和G2基因均发生了甲基化B．突变体生物中G2基因的mRNA降解速率可能会加快C．突变体生物中编码转录因子TF的基因发生了突变D．突变体生物中G1和G2基因的编码区一定发生了突变【答案】B【详解】A、基因甲基化通常抑制转录，但题干指出G1和G2的转录水平未明显下降，因此G1和G2基因没有发生甲基化，A错误；B、G2的mRNA含量低但转录正常，可能是其mRNA降解速率加快导致积累减少，B正确；C、若转录因子TF突变，G1和G2的转录应同时受影响，但题干中转录水平未下降，C错误；D、编码区突变可能导致酶结构异常，但G1的mRNA含量正常且E1活性低可能由翻译或翻译后修饰问题引起，且G2的mRNA减少可能由非编码区突变（如UTR影响稳定性）导致，D错误。故选B。考向突破02表观遗传调控解题技巧解题技巧点拨1.概念辨析法：明确表观遗传与基因突变的本质区别——前者不改变碱基序列（如甲基化、组蛋白修饰），后者碱基序列改变。2.解题技巧点拨1.概念辨析法：明确表观遗传与基因突变的本质区别——前者不改变碱基序列（如甲基化、组蛋白修饰），后者碱基序列改变。2.效应推导法：根据修饰类型推导表达结果：启动子甲基化→抑制转录（2024广西联考6题）；组蛋白乙酰化→促进表达；miRNA结合mRNA→降解或抑制翻译。3.实例联想：积累典型案例（如肿瘤发生中抑癌基因甲基化、亲本印记的甲基化差异）A．抑癌基因甲基化过程中碱基序列会发生改变B．TET2从细胞质进入细胞核需要穿过4层磷脂分子C．正常人体细胞中可能存在激活的β-catenin蛋白促进TET2入核的机制D．DNA甲基化引起表观遗传现象主要通过影响遗传信息翻译过程实现【答案】C【详解】A、DNA甲基化是在碱基上添加甲基基团的化学修饰，不会改变基因的碱基序列（只是表观遗传修饰），A错误；B、TET2是蛋白质，通常通过核孔进入细胞核，不需要穿过磷脂双分子层，B错误；C、从图中可知：在“肿瘤消退”的机制中，激活的β-catenin蛋白能促进TET2入核，进而启动抑癌基因去甲基化。正常人体细胞中，抑癌基因需要维持活性（避免肿瘤发生），因此可能存在类似机制（激活β-catenin促进TET2入核，维持抑癌基因功能），C正确；D、DNA甲基化（如抑癌基因高度甲基化）主要影响遗传信息的转录过程（使基因难以转录，而非翻译），进而导致表观遗传现象，D错误。故选C。2．（2025·四川成都·一模）科研工作者发现，当细胞中缺乏氨基酸时，负载tRNA(携带氨基酸的tRNA)会转化为空载tRNA(没有携带氨基酸的tRNA)参与基因表达的调控。下图是缺乏氨基酸时tRNA调控基因表达的相关过程，图中的①②③④表示过程。下列有关说法错误的是（）A．DNA的甲基化和组蛋白的乙酰化会影响图中的①过程B．空载tRNA的3'端结合特定的氨基酸后转变为负载tRNAC．根据图中多肽合成的过程判断核糖体的移动方向为从左向右D．当细胞中缺乏氨基酸时，空载tRNA可参与对转录和翻译的抑制【答案】C【详解】A、DNA的甲基化和组蛋白的乙酰化均会影响转录过程，即图中的①过程，进而影响蛋白质的形成，A正确；B、当氨基酸充足时，空载tRNA的3′端可结合特定氨基酸后转变为负载tRNA，B正确；C、根据肽链的长度可知，左侧肽链较长，结合核糖体的时间较早，说明过程②中核糖体在mRNA上的移动方向是从右向左，C错误；D、当细胞缺乏氨基酸时，空载tRNA可直接抑制基因的转录，另一方面，空载tRNA还可以激活蛋白激酶，但蛋白激酶可以抑制翻译过程，因此当细胞中缺乏氨基酸时，空载tRNA可参与对转录和翻译的抑制，D正确。故选C。3．（2025·四川泸州·一模）某野生型植物的愈伤组织中，A基因促进M基因表达，进而促进分化生芽。用转基因方法使突变体（A基因功能缺失）过量表达M基因，获得材料甲，并进行相关实验、结果如图，下列结论正确的有（）①野生型愈伤组织分化生芽的过程，与A基因表达有密切关系②A基因缺失，即使M基因表达增强，愈伤组织也不能分化生芽③基因A、M相互作用，M基因表达的产物调控A基因的表达④提高M基因的表达水平，可以缩短愈伤组织分化生芽的时间A．①④ B．①③ C．②③ D．③④【答案】A【详解】①据题图中的数据可知，突变体的愈伤组织不能分化出芽，而野生型的愈伤组织可以，说明A基因在愈伤组织分化生芽的过程中发挥作用，①正确；②③④根据图示，材料甲M基因过量表达，比突变体愈伤组织分化出芽的比例大幅度提高，与野生型相同（即过量表达M基因不会提高愈伤组织生芽的比例），但可使愈伤组织分化生芽的时间提前，说明A基因的表达产物可能会促进M基因的表达，综上所述可得出：②③错误，④正确；故选A。考向突破03实验分析解题技巧解题技巧点拨解题技巧点拨1.变量控制法：探究调控因素时，明确自变量（如氧浓度、紫外光、转录因子有无）和因变量（基因表达量、蛋白含量、表型）​2.结果解读法：若mRNA含量变化→转录调控；mRNA不变但蛋白减少→翻译调控（如miRNA干扰）；蛋白存在但无功能→翻译后修饰问题。3.对照设计法：验证转录因子功能时，设置“无转录因子的空载体组”为对照，通过mRNA水平差异判断其促进/抑制作用1．（2025·河南·一模）果蝇（2n=8）的猩红眼和亮红眼、正常眼和棒状眼分别由B/b和E/e基因控制，两对基因均不位于Y染色体上。现让猩红棒状眼雌果蝇与亮红棒状眼雄果蝇杂交，F1雌果蝇中猩红棒状眼：亮红棒状眼=2：1，雄果蝇中猩红棒状眼：猩红正常眼：亮红棒状眼：亮红正常眼=2：2：1：1.回答下列问题。(1)显性性状分别是、。亲本群体中猩红棒状眼雌果蝇的基因型及比例为。(2)F1雄果蝇中E的基因频率为。若F1中猩红棒状眼雌雄果蝇自由交配，则F2中猩红棒状眼果蝇占。(3)对果蝇猩红眼和亮红眼基因进行测序，基因cDNA（转录的非模板链）的部分序列如图所示。①对果蝇进行基因组测序，需检测条染色体中的DNA碱基序列。②已知转录从第1位碱基开始，据图可知，b基因内发生了碱基对的，导致b基因控制合成的蛋白质翻译到第位氨基酸后提前终止。（起始密码子：AUG，终止密码子：UAA、UAG、UGA）。【答案】(1)猩红眼棒状眼BBXEXe：BbXEXe=1:2(2)1/221/32(3)5/五缺失和替换441【分析】亲本猩红棒状眼雌果蝇与亮红棒状眼雄果蝇杂交，F1雌果蝇中猩红棒状眼：亮红棒状眼=2：1，雄果蝇中猩红棒状眼：猩红正常眼：亮红棒状眼：亮红正常眼=2：2：1：1，说明猩红眼为显性，且控制该性状的基因B、b存在于常染色体上；棒状眼为显性，且控制该性状的基因E、e存在于X染色体上。【详解】（1）亲本猩红棒状眼雌果蝇与亮红棒状眼雄果蝇杂交，F1雌果蝇中猩红棒状眼：亮红棒状眼=2：1，雄果蝇中猩红棒状眼：猩红正常眼：亮红棒状眼：亮红正常眼=2：2：1：1，雌雄均为猩红眼：亮红眼=2:1，说明猩红眼位显性，且控制该性状的基因B、b存在于常染色体上，说明猩红眼雌果蝇有两种基因型，BB和Bb，且比值为1:2，；雌果蝇均为棒状眼，雄果蝇棒状眼：正常眼=1:1，说明棒状眼为显性，且控制该性状的基因E、e存在于X染色体上，基因型为XEXe、XEY。综合分析，亲本群体中猩红棒状眼雌果蝇的基因型及比例为BBXEXe、BbXEXe，比值为1:2。（2）亲本雌果蝇基因型种类及比例为BBXEXe：BbXEXe=1:2，雄果蝇基因型为bbXEY，仅考虑基因E，子一代雄果蝇基因型及比例为XEY：XeY=1:1，E的基因频率为1/（1+1）=1/2。F1中猩红棒状眼雌雄果蝇自由交配，F1猩红棒状眼雌果蝇的基因型种类及比例为BbXEXE：BbXEXe=1:1，雄果蝇为BbXEY，利用分离定律思维求解，先考虑B、b，子代猩红眼比例为3/4；棒状眼的比例为1-1/4×1/2=7/8，因此F2中猩红棒状眼果蝇占3/4×7/8=21/32。（3）果蝇的染色体组成为2n=8，对果蝇进行基因组测序，需检测3条常染色体和1条X、1条Y染色体，即需要检测5条染色体中的DNA碱基序列。对比果蝇猩红眼和亮红眼基因，b基因缺少1个碱基对，还有一个碱基对缺失了，即b基因内发生了碱基对的缺失和替换。已知缺失的是第1319号碱基，该链为非模板链，因此对应的440位密码子变为CUA，441位密码子为UAG，UAG为终止密码子，即导致b基因控制合成的蛋白质翻译到第441位氨基酸后提前终止。2．（2025·四川自贡·一模）科研人员将图1所示的一段人工合成的mRNA（AUG为起始密码子，UAA、UAG、UGA为终止密码子）转入体外培养的人体细胞（实验组），一段时间后分别提取对照组和实验组细胞中的蛋白质并通过特定抗体进行检测，结果如图2.下列有关叙述错误的是（）A．核糖体与该mRNA的结合部位形成两个tRNA结合位点B．以上述mRNA为模板翻译出的肽链中可能含有4个肽键C．与该mRNA上第3个密码子对应的反密码子是5’-AGU-3’D．实验说明人体细胞自身缺乏该mRNA对应的基因组DNA【答案】D【详解】A、核糖体与mRNA结合后形成2个tRNA结合位点，A正确；B、AUG是起始密码，mRNA序列为AUGGCUACUAACUGUUAG...翻译出5个氨基酸，含4个肽键，B正确；C、第3个密码子ACU对应的反密码子为5’-AGU-3’，符合碱基互补配对原则，C正确；D、实验仅说明未转入外源mRNA时，人体细胞不表达该蛋白，但无法推断其基因组中无对应DNA，D错误。故选D。3．（2025·浙江·一模）部分植物种子需在光照条件下才能正常萌发。若置于无光环境中，这类种子不仅难以萌发，即便其萌发同样无法正常进行光合作用。下图为光照等因素调控种子萌发过程的示意图，下列叙述错误的是（

）A．若敲除编码ABA受体的基因，种子将在黑暗条件下萌发B．光敏色素和叶绿素都能够吸收红光，进行能量转化，为生命活动提供能量C．无光条件下ABA合成基因表达，ABA作用于靶细胞膜上受体，引起细胞内信号转导D．无光条件下种子萌发后将无法进行光合作用，可能原因是无光条件下不能合成叶绿素【答案】B【详解】A、若敲除编码ABA受体的基因，不会引起ABI5基因表达，种子将在黑暗条件下萌发，A正确；B、光敏色素和叶绿素都能够吸收红光，但光敏色素吸收光作为信号，不进行能量转化，B错误；C、由图可知，光敏色素吸收光，最终能抑制ABA合成基因表达，ABA合成量减少，而无光条件下ABA合成基因表达，ABA作用于靶细胞膜上受体，引起细胞内信号转导，ABA合成基因表达，ABA合成量增多，抑制种子萌发，C正确；D、光合作用需要叶绿素的参与，无光条件下种子萌发后将无法进行光合作用，可能原因是无光条件下不能合成叶绿素，D正确。故选B。（建议用时：30分钟）1．（2025·湖南·高考真题）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【答案】C【分析】中心法则：（1）遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；（2）遗传信息可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。【详解】A、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，这是噬菌体侵染细菌的特点，A正确；B、细菌有核糖体，蛋白Neo是在细菌细胞内合成的蛋白质，所以在细菌的核糖体中合成，B正确；C、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，而不是双链DNA的两条链都作为模板指导蛋白Neo合成，C错误；D、因为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，若有终止密码子就会提前终止翻译，不能形成含多个串联重复肽段的蛋白，D正确。故选C。2．（2025·湖北·高考真题）大数据时代，全球每天产生海量数据，预计2040年需一百万吨硅基芯片才能储存全球一年产生的数据。为解决这一难题，科学家尝试运用DNA来储存数据。我国科学家已经将汉代拓片、熊猫照片等文化数据写入DNA，实现数据长期保存。下列叙述中，DNA可以作为存储介质的优点不包括（）A．DNA具有可复制性，有利于数据的传播B．可通过DNA转录和翻译传递相应数据信息C．DNA长链中碱基排列的多样化，为大量数据的存储提供可能D．DNA作为存储介质体积小，为数据携带和保存节约了大量空间【答案】B【分析】DNA独特的双螺旋结构构成了DNA分子的稳定性；DNA分子由于碱基对的数量不同，碱基对的排列顺序千变万化，因而构成了DNA分子的多样性；不同的每个DNA分子的碱基对都有特定的排列顺序，特定的遗传信息，从而使DNA分子具有特异性。遗传信息就储存在DNA分子碱基对（脱氧核苷酸）的排列顺序中。【详解】A、DNA通过半保留复制可快速扩增数据，便于传播，A不符合题意；B、DNA储存数据时，信息读取依赖测序技术而非转录翻译（后者为生物体内表达遗传信息的过程），与数据存储无关，B符合题意；C、DNA碱基对排列顺序的多样性使其可编码海量信息，是存储优势，C不符合题意；D、DNA分子结构紧凑，单位体积存储密度极高，节省空间，D不符合题意；故选B。3．（2025·云南·高考真题）RNA干扰原理是指mRNA形成局部互补结构后阻断mRNA翻译。X菌是兼性厌氧菌，能杀伤正常细胞和处于缺氧微环境的肿瘤细胞。我国科学家基于RNA干扰原理改造X菌获得Y菌时，将厌氧启动子PT置于X菌生存必需基因asd上游，启动基因asd转录，PT启动转录效率与氧浓度成反比；同时将好氧启动子PA置于基因asd下游，启动互补链转录，PA启动转录效率与氧浓度成正比。下列说法正确的是（）A．Y菌存在asd基因DNA双链同时启动转录的状态B．PT和PA分别启动转录得到的mRNA相同C．PA的作用是防止有氧环境下Y菌死亡D．改造X菌目的是增强无氧环境下杀伤肿瘤细胞的能力【答案】A【分析】启动子是一段位于基因上游的DNA序列，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能启动基因的转录过程，其作用类似于“开关”，决定基因表达的起始时间和表达程度。【详解】A、因为将厌氧启动子PT置于X菌生存必需基因asd上游启动基因asd转录，将好氧启动子PA置于基因asd下游启动互补链转录，在一定的氧浓度条件下，有可能同时满足PT和PA的启动条件，从而存在asd基因DNA双链同时启动转录的状态，A正确；B、PT启动的是基因asd转录，PA启动的是基因asd互补链转录，所以PT和PA分别启动转录得到的mRNA是互补的，不相同，B错误；

C、好氧环境中，PA转录效率高（与氧浓度成正比），产生的mRNA会与PT转录的mRNA互补形成双链，通过RNA干扰抑制asd基因表达。而asd是生存必需基因，其表达受抑制会导致Y菌死亡。因此，PA的作用是促进有氧环境下Y菌死亡，而非防止，C错误；D、改造X菌的目的是让Y菌无氧环境中，PT高效转录asd基因（Y菌存活），PA低效转录（无干扰），Y菌可杀伤肿瘤细胞；有氧环境中，PA高效转录引发干扰（Y菌死亡），减少对正常细胞的损伤。改造目的是提高靶向性，而非单纯增强无氧环境下的杀伤能力，D错误。故选A。4．（2025·河南·高考真题）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【答案】C【分析】表观遗传是指生物体的碱基序列保持不变，但基因的表达和表型发生了可遗传变化的现象，即基因型未发生变化而表型却发生了改变，如DNA的甲基化、构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰。【详解】A、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；B、具有生物活性的tRNA的形成，需要DNA转录，还需要转录后加工形成三叶草结构，B正确；C、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；D、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，也会影响基因的表达，D正确。故选C。5．（2025·广东·高考真题）VHL基因的一个碱基发生突变，使其编码区中某CCA（编码脯氨酸）变成CCG（编码脯氨酸），导致合成的mRNA变短，引发VHL综合征。该突变（

）A．改变了DNA序列中嘧啶的数目B．没有体现密码子的简并性C．影响了VHL基因的转录起始D．改变了VHL基因表达的蛋白序列【答案】D【分析】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阶段。转录：以DNA的一条链为模板合成RNA。在细胞核中，RNA聚合酶与DNA结合，解开双链，以其中一条链为模板，按碱基互补配对原则（A-U、T-A、C-G、G-C），利用游离的核糖核苷酸合成mRNA。mRNA合成后从核孔进入细胞质。翻译：以mRNA为模板合成蛋白质。在细胞质的核糖体上，mRNA与核糖体结合，tRNA携带氨基酸按mRNA上密码子顺序依次连接。tRNA一端的反密码子与mRNA上密码子互补配对，另一端携带对应氨基酸。多个氨基酸脱水缩合形成肽链，肽链盘曲折叠形成有特定空间结构和功能的蛋白质。【详解】A、该突变将DNA中的CCA变为CCG，原互补链GGT变为GGC，嘧啶数目（T→C）未改变，仅种类变化，A错误；B、突变后CCA（脯氨酸）变为CCG（脯氨酸），不同密码子编码同一氨基酸，体现密码子简并性，B错误；C、转录起始由启动子调控，突变发生在编码区（外显子），不影响转录起始，C错误；D、突变虽未改变脯氨酸，但导致mRNA变短，使翻译提前终止，蛋白序列缩短，D正确。故选D。6．（2025·湖南·高考真题）基因W编码的蛋白W能直接抑制核基因P和M转录起始。P和M可分别提高水稻抗虫性和产量。下列叙述错误的是（）A．蛋白W在细胞核中发挥调控功能B．敲除基因W有助于提高水稻抗虫性和产量C．在基因P缺失突变体水稻中，增加基因W的表达量能提高其抗虫性D．蛋白W可能通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用【答案】C【分析】转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以DNA分子的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下消耗能量，合成RNA。【详解】A、因为蛋白W能抑制核基因P和M的转录起始，转录发生在细胞核中，所以蛋白W在细胞核中发挥调控功能，A正确；B、敲除基因W后，就不会有蛋白W抑制核基因P和M的转录起始，P和M能正常表达，有助于提高水稻抗虫性和产量，B正确；C、在基因P缺失突变体水稻中，本身就没有基因P，增加基因W的表达量也无法提高其抗虫性，因为没有基因P来发挥提高抗虫性的作用，C错误；D、转录起始需要RNA聚合酶识别基因的启动子，蛋白W能抑制核基因P和M转录起始，可能是通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用，D正确。故选C。7．（2025·安徽·高考真题）大肠杆菌的两个基因Y和Z彼此相邻，转录时共用一个启动子（P）。科研小组分离到一株不能合成Y和Z蛋白的缺失突变体，但该突变体能合成另一种蛋白质，此蛋白质氨基端的30个氨基酸序列与Z蛋白氨基端的序列一致，而羧基端的25个氨基酸序列与Y蛋白羧基端的序列一致。据此，科研小组绘制了野生型菌株中Y和Z基因的排列顺序图，并推测突变体缺失的DNA碱基数目。下列图示和推测正确的是（

）A．缺失碱基数目是3的整倍数B．缺失碱基数目是3的整倍数C．缺失碱基数目是3的整倍数+1D．缺失碱基数目是3的整倍数+2【答案】B【分析】碱基替换发生的位置不同引起的效应不一样。如果碱基的替换发生在基因的编码区，可引起密码子改变，对应的氨基酸改变，蛋白质功能改变；但由于密码子的简并性，基因发生碱基替换后，其编码的蛋白质的氨基酸序列也可能不变；碱基替换还可能会导致起始密码子和终止密码子的位置改变，使得氨基酸序列改变，数目改变，相应蛋白质功能也改变。如果碱基的替换发生在基因的非编码区，则对蛋白质无影响。【详解】已知突变体合成的蛋白质氨基端的30个氨基酸序列与Z蛋白氨基端的序列一致，羧基端的25个氨基酸序列与Y蛋白羧基端的序列一致。这说明转录是以Z基因起始，然后连接到Y基因进行转录的，所以野生型菌株中基因的排列顺序应该是Z基因在前，Y基因在后，且共用一个启动子P，转录时，模板链的方向是3'→5'，因此图示的方向应为3'-P-Z-Y-5'，符合该特征的是BC选项的图示，由于该蛋白质氨基端有Z蛋白的部分序列，羧基端有Y蛋白的部分序列，说明缺失突变后，转录形成的mRNA依然可以编码氨基酸，没有造成移码突变（移码突变会导致突变位点后的氨基酸序列全部改变）。因为一个氨基酸由mRNA上的一个密码子（3个相邻碱基）决定，所以缺失的碱基数目应该是3的整倍数，这样才不会改变后续的阅读框，保证氨基端和羧基端的氨基酸序列分别与Z、Y蛋白部分序列一致，综上，B正确，ACD错误。故选B。8．（2025·江苏·高考真题）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【答案】D【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表型却发生了改变，如DNA的甲基化，甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合，故无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译最终合成蛋白质，从而抑制了基因的表达，导致了性状的改变。【详解】A、观察可知，甲基化是发生在mRNA上，不是抑制转录过程，而是影响mRNA的翻译或稳定性来调控基因表达，A错误；B、由图可知甲基化发生在mRNA上，mRNA是核糖核苷酸链，不是脱氧核糖核苷酸链，B错误；C、从图中可以甲基化的mRNA会降解，而蛋白Y与甲基化的mRNA结合后可以表达，说明蛋白Y结合甲基化的mRNA并促进表达，C错误；D、表观遗传可以由某些碱基的甲基化或蛋白质乙酰化引起，若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应，D正确。故选D。9．（2025·山东·高考真题）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【答案】C【分析】DNA复制模板是DNA的两条链，原料是四种游离的脱氧核苷酸，产物是DNA；转录的模板是DNA的一条链，原料是四种游离的核糖核苷酸，产物是RNA；翻译的模板是mRNA，原料是氨基酸，产物是多肽。【详解】A、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；B、翻译发生在细胞质基质中的核糖体上，豌豆胞核中淀粉酶基因复制和转录的场所都是细胞核，B正确；C、DNA复制和转录可以通过产物序列确定其模板序列，但翻译的产物是蛋白质，蛋白质的基本单位是氨基酸，由于密码子具有简并性，因此知道氨基酸序列不一定能准确知道mRNA上的碱基序列，C错误；D、转录时需要RNA聚合酶的参与，RNA聚合酶从模板链的3'→5'，翻译时，核糖体从mRNA的5'→3'，移动方向不同，D正确。故选C。10．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）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【答案】D【分析】转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以DNA分子的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下消耗能量，合成RNA。翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生的mRNA为模板，在酶的作用下，消耗能量产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。【详解】A、转录过程的碱基配对是A-U、T-A、C-G、G-C，翻译过程的碱基配对是A-U、U-A、C-G、G-C，配对方式不完全相同，A正确；B、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；C、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；D、一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA的结合位点，D错误。故选D。11．（2024·天津·高考真题）环境因素可通过下图所示途径影响生物性状。有关叙述错误的是（

）A．①可引起DNA的碱基序列改变B．②可调节③水平的高低C．②引起的变异不能为生物进化提供原材料D．④可引起蛋白质结构或功能的改变【答案】C【分析】基因与性状的关系：（1）基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状，细胞内的基因表达与否以及表达水平的高低都是受到调控的；（2）基因与性状的关系并不是简单的一一对应关系：①一个性状可以受多个基因的影响；②一个基因也可以影响多个性状；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影响。【详解】A、①诱变可引起DNA的碱基序列改变，产生新基因，A正确；B、②甲基化修饰DNA的启动子，RNA聚合酶不能结合在启动子，使③转录过程无法进行，故②可调节③水平的高低，B正确；C、②引起的变异为DNA甲基化，属于表观遗传，是可遗传变异，能为生物进化提供原材料，C错误；D、④环境因素如温度、pH可影响蛋白质空间结构，结构决定功能，功能也会随之改变，D正确。故选C。12．（2025·广东汕尾·一模）细胞中F蛋白和M蛋白均可进入细胞核。X蛋白选择性地与F蛋白或乙酰化修饰的M蛋白结合，从而阻止F蛋白或乙酰化修饰的M蛋白进入细胞核，具体机制如图。下列说法合理的是（

）A．M基因是原癌基因，F基因是抑癌基因B．M蛋白乙酰化后导致自身的氨基酸序列发生改变C．正常细胞中F基因过量表达不会促进细胞增殖D．在癌细胞中抑制M蛋白的乙酰化可减缓癌细胞的增殖【答案】D【详解】A、由图可知，正常细胞中的M蛋白进入细胞核促进凋亡基因转录，癌细胞中的F蛋白进入细胞核促进增殖基因转录，说明M基因属于抑癌基因，F基因属于原癌基因，A错误；B、蛋白质中氨基酸的序列由编码基因决定，蛋白质乙酰化不会改变其氨基酸的序列，B错误；C、F基因属于原癌基因，其表达的蛋白质是细胞生长和增殖所需的，若过量表达则可能促进细胞增殖，C错误；D、在癌细胞中抑制M蛋白乙酰化，则更多X蛋白会选择性地和F蛋白结合，从而可能会抑制癌细胞的增殖，D正确。故选D。13．（2025·四川成都·一模）真核生物的基本启动子没有组织特异性，本身不足以启动基因表达。增强子与基本启动子共同组成基因表达的调控序列。基因工程所用表达载体中的启动子，实际上包含增强子和基本启动子。很多增强子具有组织特异的活性，它们与特定蛋白结合后激活基本启动子，驱动相应基因在特定组织中表达，如下图甲所示。下列说法正确的是（）A．增强子的位置只能位于基本启动子的上游，从而激活启动子驱动基因转录B．增强子通过与特定的基本启动子作用来调控基因表达C．增强子在不同组织中的活性不同的根本原因是基因的选择性表达D．增强子是含有特定碱基序列的DNA片段，能与RNA聚合酶结合激活启动子【答案】C【详解】A、由图可知，增强子可位于基本启动子的上游或下游，从图中能看到增强子位置不固定，可在基本启动子两侧，A错误；B、由图可知，一个增强子可以作用于多个基本启动子，B错误；C、增强子具有组织特异性，能驱动相应基因在同一个体中特定组织中表达，直接原因是有特定的蛋白质激活，根本原因是基因的选择性表达，C正确；D、由图可知，增强子位于基因上游或下游，是有特定碱基序列的DNA片段，但与RNA聚合酶结合的是启动子，不是增强子，D错误。故选C。15．（2024·四川成都·三模）如图为某细胞中遗传信息的传递和表达过程的示意图，下列说法错误的是（）A．该图可表示人体神经细胞核中，RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNAB．一种tRNA只能转运一种氨基酸，核糖体和mRNA的结合部位会形成2个tRNA结合位点C．在RNA—DNA的杂交双链中，形成的碱基的配对方式是A—T、U—A、C—G、G—CD．已知过程②的a链及其模板链中鸟嘌呤分别占27%、17%，该a链对应的双链DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为28%【答案】A【分析】分析题图：过程①表示以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程，该过程称为转录。过程②表示以a链所示的mRNA为模板合成多肽的过程，该过程称为翻译。图中所示的转录过程还未结束就开始了翻译过程，因此发生在原核细胞中。b链为转录时的模板链。【详解】A、该图是原核细胞转录翻译过程图，不可表示人体神经细胞核中基因的转录和翻译，A错误；B、一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，核糖体和mRNA的结合部位会形成2个tRNA结合位点，B正确；C、RNA含有碱基A、G、C、U，DNA含有碱基A、G、C、T，在RNA—DNA的杂交双链中，形成的碱基的配对方式是A—T、U—A、C—G、G—C，C正确；D、转录时a链及其模板链中鸟嘌呤（G）分别占27%、17%，根据碱基互补配对原则可得出模板链的C占27%，则模板链C＋G占44%，因此双链DNA中的C＋G占44%，双链DNA分子中A＋T占56%，双链中A＝T，则该a链对应的双链DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为28%，D正确。故选A。16．（2024·天津河西·二模）重叠基因是指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列。感染大肠杆菌的φX174噬菌体的遗传物质为环状单链DNA，含有6870个碱基，其中A、G、T、C四种碱基比例依次为20%、10%、30%、40%。图甲表示该噬菌体复制的部分过程，①~④表示相应生理过程，②③均以一DNA为模板。图乙表示该噬菌体部分DNA的碱基排列顺序（图中数字表示对应氨基酸的编号）。下列选项中说法错误的是（

）A．φX174噬菌体DNA分子中含有0个游离的磷酸基团B．完成过程①和②共需要消耗3435个含A的核苷酸C．③和④过程的碱基配对方式不完全相同D．据图乙推断，D基因和E基因的重叠部分指导合成的氨基酸序列相同【答案】D【分析】噬菌体的遗传物质是单链DNA，据图可知，图中基因D的碱基序列中包含了基因E和基因J的起点，由此看出基因发生了重叠，这样就增大了遗传信息储存的容量。【详解】A、由题意可知，大肠杆菌的φX174噬菌体的遗传物质为环状单链DNA，因此φX174噬菌体DNA分子中含有0个游离的磷酸基团，A正确；B、根据图1可知-DNA的功能是作为转录、复制的模板；含有6870个碱基，其中A、G、T、C四种碱基比例依次为20%、10%、30%、40%，过程①合成一条与噬菌体＋DNA互补的-DNA，消耗含A的核苷酸数量与＋DNA中的含T的核苷酸数量相等，过程2合成一条与-DNA互补的＋DNA，消耗含A的核苷酸数量与-DNA中的含T的核苷酸数量相等，共消耗约6870×50%=3435个含A的核苷酸，B正确；C、过程③④分别为DNA—RNA，mRNA—tRNA之间发生碱基互补配对：前者为A-T、T-A、G-C、C-G；后者为A-U、U-A、G-C、C-G，C正确；D、据图乙可知，基因D和基因E的重叠部分相差一个碱基,故对应的密码子不同，指导合成的氨基酸序列也不相同，D错误。故选D。17．（2025·江苏·高考真题）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