2027年高考一轮生物学总复习（必修2）讲义-6.3基因的表达

第3讲基因的表达考情研读·备考定位课标要求核心素养1．概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的实质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现。2．概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象。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、关注人类健康的理念。(社会责任)考点一基因指导蛋白质的合成知|识|巩|固1．RNA(1)RNA的结构和种类(2)DNA与RNA的区别物质组成结构特点五碳糖特有碱基DNA脱氧核糖T(胸腺嘧啶)一般是双链RNA核糖U(尿嘧啶)通常是单链2．遗传信息的转录(1)概念：以DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。(2)转录过程(见图)以mRNA为例3．遗传信息的翻译4．遗传信息、密码子与反密码子之间的联系教材隐含知识(必修2P67图4－6)(1)tRNA含有(填“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA分子中不是(填“是”或“不是”)只有三个碱基。(2)反密码子的读取方向为由氨基酸连接端开始读(由长臂端向短臂端读取)。思|维|辨|析易错整合，判断正误。(1)tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成。()(2)所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码。()(3)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。()(4)DNA复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开。()(5)DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端。()(6)多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链。()延|伸|探|究图形探究：(1)图中a、b、c依次为何种物质或结构？图中显示a、b间存在何种数量关系？其意义何在？(2)图示翻译方向是A→B还是B→A，判断依据是什么？(3)图中c所指的3条链的氨基酸序列是否相同？为什么？重|难|精|讲1．“列表法”比较复制、转录和翻译(1)区别项目DNA的复制转录翻译时间有丝分裂前的间期；减数分裂前的间期整个生长发育的过程中场所主要在细胞核中(线粒体、叶绿体中也存在)主要在细胞核中(线粒体、叶绿体中也存在)核糖体上模板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种氨基酸酶解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶多种酶碱基配对原则A—T，G—C，T—A，C—GA—U，G—C，T—A，C—GA—U，G—C，U—A，C—G产物2个子代DNA分子mRNA、tRNA、rRNA等蛋白质特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，提高合成蛋白质的效率信息传递方向DNA→DNADNA→RNAmRNA→蛋白质(性状)意义传递遗传信息表达遗传信息(2)联系2．用“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程精|准|命|题考向一转录和翻译(科学思维)》例1(2023·江苏卷)翻译过程如图所示，其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I)，与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对。下列相关叙述正确的是()A．tRNA分子内部不发生碱基互补配对B．反密码子为5′－CAU－3′的tRNA可转运多种氨基酸C．mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNAD．碱基Ⅰ与密码子中碱基配对的特点，有利于保持物种遗传的稳定性》例2(2024·安徽卷)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是()种类细胞内定位转录产物RNA聚合酶Ⅰ核仁5.8SrRNA、18SrRNA、28SrRNARNA聚合酶Ⅱ核质mRNARNA聚合酶Ⅲ核质tRNA、5SrRNA注：各类rRNA均为核糖体的组成成分。A．线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶B．基因的DNA发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响基因表达C．RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同D．编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁考向二考查遗传信息密码子和反密码子》例3(2023·辽宁卷)CD163蛋白是PRRSV病毒感染家畜的受体。为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程，将红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因拼接在一起(如图)，使其表达成一条多肽。该拼接过程的关键步骤是除去()A．CD163基因中编码起始密码子的序列B．CD163基因中编码终止密码子的序列C．RFP基因中编码起始密码子的序列D．RFP基因中编码终止密码子的序列》例4(2024·湖北卷)编码某蛋白质的基因有两条链，一条是模板链(指导mRNA合成)，其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5′—ATG—3′，则该序列所对应的反密码子是()A．5′—CAU—3′ B．5′—UAC—3′C．5′—TAC—3′ D．5′—AUG—3′考点二中心法则及基因表达与性状的关系知|识|巩|固1．中心法则(1)提出者：。(2)补充后的内容图解2．基因控制性状的途径(1)直接控制途径(用文字和箭头表示)基因eq\o(→,\s\up7(控制))eq\o(→,\s\up7(直接控制))生物体的性状(完善实例分析如下)(2)间接控制途径(用文字和箭头表示)基因eq\o(→,\s\up7(控制))酶的合成eq\o(→,\s\up7(控制))代谢过程eq\o(→,\s\up7(间接控制))生物体的性状(完善实例分析如下)①白化病致病机理图解②豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解3．基因的选择性表达与细胞分化4．表观遗传5．基因与性状间的对应关系教材隐含知识(必修2P73思考·讨论)资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点？这对你认识基因和性状的关系有什么启示？DNA甲基化修饰可以遗传给后代。基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状。思|维|辨|析易错整合，判断正误。(1)遗传信息可以从DNA流向RNA，也可以从RNA流向蛋白质。()(2)在真核细胞中，转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补。()(3)HIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板。()延|伸|探|究某种猫的雄性个体有两种毛色：黄色和黑色；而雌性个体有三种毛色：黄色、黑色、黑黄相间。分析这种猫的基因，发现控制毛色的基因是位于X染色体上的一对等位基因：XO(黄色)和XB(黑色)，雄猫只有一条X染色体，因此，毛色不是黄色就是黑色。而雌猫却出现了黑黄相间的类型。请写出合理的解释。重|难|精|讲不同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eq\o(→,\s\up7(转录))RNAeq\o(→,\s\up7(翻译))蛋白质RNA病毒烟草花叶病毒eq\o(→,\s\up7(翻译))蛋白质逆转录病毒艾滋病病毒RNAeq\o(→,\s\up7(转录))RNAeq\o(→,\s\up7(翻译))蛋白质细胞生物动物、植物、细菌、真菌等eq\o(→,\s\up7(转录))RNAeq\o(→,\s\up7(翻译))蛋白质精|准|命|题考向一中心法则过程分析》例120世纪末人们发现的一种能诱发羊瘙痒症的朊粒，对下图所示的中心法则提出了挑战。研究发现，羊细胞核中的基因编码产生的正常糖蛋白PrPC一旦遇到PrPSC(朊粒)，其构象就会转变为PrPSC，从而使朊粒增殖。而PrPSC在神经细胞中沉积，最终会引发羊瘙痒症。下列相关叙述正确的是()A．图中表示的5个遗传信息流动方向遵循相同的碱基互补配对原则B．不能独立进行“氨基酸→蛋白质”这个过程的生物，其遗传物质可能是RNAC．羊心肌细胞中的遗传信息流动过程可表示为D．朊粒的发现可使中心法则修正为》例2关于中心法则相关酶的叙述，错误的是()A．RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键B．DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成C．在解旋酶协助下，RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNAD．DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用考向二基因的选择性表达和表观遗传》例3(2024·黑吉辽卷)下图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是()A．酶E的作用是催化DNA复制B．甲基是DNA半保留复制的原料之一C．环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素D．DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型》例4(2025·广东三校摸底)DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶的作用下，胞嘧啶上结合一个甲基基团。甲基化的胞嘧啶仍能与鸟嘌呤互补配对。DNA甲基化若发生在启动子区域会导致该基因不能转录，且这种变化是可遗传的。下列有关叙述正确的是()A．DNA甲基化转移酶的合成是在细胞核中完成的B．DNA甲基化若发生在启动子区域可能会影响RNA聚合酶与启动子结合C．甲基化改变了DNA分子的化学元素组成和碱基中嘌呤的比例D．DNA甲基化使DNA的碱基序列发生改变从而导致生物性状发生改变(1)表观遗传的部分分子机制①DNA的甲基化。基因中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，进而影响表型。②构成染色体的组蛋白的乙酰化修饰。真核生物细胞核中的DNA与一些蛋白质结合在一起，带负电荷的DNA“缠绕”在带正电荷的蛋白质(如组蛋白)上，使细长的DNA卷成紧密的结构。乙酰化可中和组蛋白赖氨酸残基固有的正电荷，组蛋白的正电荷一旦减少，其与DNA的结合就会减弱，这部分的DNA就会“松开”，激活相关基因的转录。(2)理解表观遗传需注意的两个问题①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。②表观遗传一般是影响基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。真|题|再|现1．(2025·云南卷)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2．(2025·山东卷)关于豌豆细胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程，下列说法错误的是()A．三个过程均存在碱基互补配对现象B．三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内C．根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列D．RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同3．(2025·江苏卷)甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA，引起基因表达效应改变，如图所示。下列相关叙述正确的是()A．甲基化通过抑制转录过程调控基因表达B．图中甲基化的碱基位于脱氧核糖核苷酸链上C．蛋白Y可结合甲基化的mRNA并抑制表达D．若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应4．(2025·湖南卷)被噬菌体侵染时，某细菌以一特定RNA片段为重复单元，逆转录成串联重复DNA，再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo，如图所示。该蛋白能抑制细菌生长，从而阻止噬菌体利用细胞资源。下列叙述错误的是()A．噬菌体侵染细菌时，会将核酸注入细菌内B．蛋白Neo在细菌的核糖体中合成C．串联重复的双链DNA的两条链均可作为模板指导蛋白Neo合成D．串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子5．(2024·河北卷)下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是()A．DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链B．复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋C．复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开D．DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端6．(2023·湖南卷)细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glgmRNA分子，也可结合非编码RNA分子CsrB，如图所示。下列叙述错误的是()A．细菌glg基因转录时，RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录B．细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时，核糖体沿glgmRNA从5′端向3′端移动C．抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成D．CsrA蛋白都结合到CsrB上，有利于细菌糖原合成提能训练练案[23]A组一、选择题1．(2025·河北承德调研)如图是细胞中三种主要的RNA模式图，下列关于RNA的结构和功能的叙述，错误的是()A．tRNA中不一定含有氢键B．三种RNA中一定都含有磷酸二酯键C．细胞中的RNA是相关基因表达的产物D．三种RNA共同参与细胞内蛋白质的合成2．(2026·云南省楚雄彝族自治州高三期末)下列关于基因的表达过程中相关酶的叙述，正确的是()A．RNA聚合酶与RNA结合，参与翻译过程B．DNA聚合酶参与的DNA复制过程可在体外进行C．逆转录酶参与的逆转录过程需要核糖核苷酸作为原料D．在解旋酶的作用下，单链DNA可作为模板转录合成多种RNA3．(2026·江苏省扬州市高三上学期期末检测)下图为真核生物核基因的转录过程示意图，相关叙述正确的是()A．转录出的RNA均可与核糖体结合作为合成多肽链的模板B．图示的转录方向为从左向右，a端为恢复双螺旋C．该过程需要RNA聚合酶，其可催化氢键和磷酸二酯键的形成D．在一个细胞周期中，每个核基因只能复制并转录一次4．(2025·山东泰安模拟)下列关于基因的表达和性状的关系的说法，正确的是()A．某些基因在各种分化后的细胞中都能表达B．基因控制生物体性状的方式都是通过控制酶的合成来进行的C．表观遗传的出现都是由DNA甲基化造成的D．表观遗传会受到环境影响，其导致的性状改变不能遗传给后代5．(2025·广东省潮州市高三质量检测)组蛋白乙酰化修饰有利于DNA与组蛋白的解离，使染色体结构松弛。下列相关叙述错误的是()A．组蛋白乙酰化修饰也是表观遗传的重要方式B．组蛋白乙酰化修饰在一定程度上可遗传C．组蛋白乙酰化修饰会使遗传信息发生改变D．组蛋白乙酰化修饰可能会调节某些基因的转录过程6．(2026·八省T8联考)真核生物中U12型剪接体由蛋白质与RNA组成，负责将少数核基因转录生成的前体信使RNA(pre-mRNA)进行剪切拼接，使其成为成熟的mRNA，随后成熟的mRNA出核孔进行翻译。下列叙述错误的是()A．U12型剪接体的结构与成分中包含肽键与脱氧核糖B．U12型剪接体的组成元素至少包括C、H、O、N、PC．U12型剪接体能断开pre-mRNA的磷酸二酯键D．U12型剪接体在细胞核中对pre-mRNA进行剪接加工7．(2026·河北省部分学校高三上学期期末联考)美国科学家安布罗斯和鲁夫昆由于发现仅由21—23个核苷酸组成的微小RNA(microRNA)及其在转录后基因调控中的作用，获得了2024年诺贝尔生理学或医学奖。下图展示了microRNA在秀丽隐杆线虫基因调控中发挥作用的示意图。下列有关叙述正确的是()A．microRNA基因的表达包括转录和翻译两个阶段B．microRNA通过抑制mRNA与核糖体的结合来抑制翻译过程C．若lin－4基因正常表达，会阻止Lin－14蛋白的合成D．若lin－4microRNA与Lin－14mRNA不能结合，会导致合成异常的Lin－14蛋白质二、非选择题8．(2025·内蒙古赤峰市名校高三上学期期中联考)流感病毒是一种单链RNA病毒，其侵入宿主细胞后，可直接以RNA为模板进行翻译。轮状病毒是一种典型的双链RNA病毒，其遗传信息的传递途径如图所示，复制时，首先以双链RNA为模板，生成正链RNA(mRNA)，然后以此正链RNA为模板合成负链RNA，形成双链RNA。回答下列问题：(1)与宿主细胞DNA的转录相比，流感病毒的RNA翻译时独特的碱基配对方式为________，与流感病毒相比，轮状病毒遗传物质的稳定性________(填“更高”或“更低”)。(2)图中的①过程为基因表达的________过程。②过程需要多种核酸参与，如________(请写出3种)。(3)若mRNA链中腺嘌呤与尿嘧啶共有a个，则b个mRNA通过③过程获得双链RNA，需要消耗腺嘌呤与尿嘧啶共____________个。该过程从模板链的________(填“3′”或“5′”)端开始进行。(4)侵入宿主细胞中的轮状病毒颗粒中除了含有外壳蛋白和双链RNA，还含有R酶，请推测R酶对病毒的意义：________。B组一、选择题1．(2026·江苏省镇江市高三期中考试)microRNA是一种非编码单链微小RNA，能与成熟的mRNA结合从而参与基因表达调控，其相关研究获得2024年诺贝尔生理学或医学奖。下列叙述错误的是()A．microRNA基因的表达包括转录和翻译两个过程B．microRNA在真核细胞中发挥作用的场所是细胞质基质C．microRNA结合mRNA的碱基配对方式与翻译过程相同D．microRNA可能通过阻碍基因的翻译发挥作用2．(2025·内蒙古自治区赤峰市高三上学期11月期中)染色质由DNA和组蛋白等物质构成，组蛋白乙酰化会调控基因的表达，相关过程如下图。下列说法正确的是()A．图甲中a过程使组蛋白与DNA结合紧密程度降低，不利于相关基因转录B．图乙中多个核糖体沿着mRNA由f端向e端移动，e为3′端，f为5′端C．图乙对应图甲中的d过程，d过程与图甲中c过程的碱基互补方式相同D．图甲中a过程导致相关基因的碱基排列顺序发生改变，进而改变表型3．(2025·四川省百师联盟高三上学期11月期中)柳穿鱼Lcyc基因和小鼠Avy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，这样的现象称为表观遗传。下列叙述错误的是()A．柳穿鱼Lcyc基因表达时，需要RNA聚合酶识别并启动转录B．小鼠Avy基因甲基化程度越高，其表达越受抑制C．某基因是否发生甲基化不能通过测定DNA中脱氧核苷酸的序列来检测D．表观遗传未改变DNA的碱基排列顺序，属于不可遗传变异4．(2026·八省T8联考)AARS是氨基酰－tRNA(氨基酸与tRNA结合形成的复合物)合成酶之一，可以催化丙氨酸(Ala)与tRNA结合形成丙氨酰－tRNA，作用机制如图1。产生的丙氨酰－tRNA会被引导至核糖体参与肽链的合成，图2为部分密码子表。下列叙述正确的是()图1CG丙氨酸U丙氨酸C丙氨酸A丙氨酸G图2A．ATP脱去PPi后形成的AMP可作为原料用于DNA的合成B．翻译时丙氨酰－tRNA上的反密码子5′－GGC－3′可与mRNA结合C．核糖体上的tRNA结合位点最多能结合1个丙氨酰－tRNAD．AARS可以结合Ala、AMP和tRNA，表明其没有专一性5．(2025·辽宁省名校联盟高三联合考试)2024年诺贝尔生理学或医学奖授予维克托·安布罗斯和加里·鲁夫昆，表彰他们发现微小核糖核酸(microRNA)及其在转录后基因调控中的作用。microRNA是一组由基因组编码的长度约20～23个核苷酸的非编码单链RNA，在发挥作用之前，microRNA需要同细胞内的某些蛋白质结合形成蛋白质—RNA复合物(miRNA)，它能与靶mRNA部分序列配对并结合，引起靶mRNA的降解或抑制翻译过程，从而调控生物性状。下列说法错误的是()A．miRNA能与mRNA结合，前者上有反密码子，后者上有密码子B．一种miRNA可以对多种靶mRNA进行调节C．miRNA识别靶mRNA时采取与翻译相同的碱基配对方式D．由于microRNA的调控作用导致生物体表型发生可遗传变化的现象，属于表观遗传6．(2025·山西省高三上学期1月期末)RNA的生物合成有两种方式，一种是转录，一种是RNA的复制(以RNA为模板的RNA合成)。下列相关叙述正确的是()A．人体正常细胞中可以进行转录和RNA的复制B．RNA的两种生物合成过程中所发生的碱基互补配对方式相同C．一条RNA链上相邻核糖核苷酸是通过磷酸二酯键连接的D．两种方式合成的RNA都是遗传物质7．(2025·安徽省江南十校高三下学期联考)防御相关逆转录酶(DRT)系统在细菌抵抗噬菌体侵染方面发挥着重要作用，科研人员最新解析了肺炎克雷伯菌的DRT2系统抵御T5噬菌体侵染的机制如图所示。下列叙述正确的是()A．该研究表明细菌能以RNA为模板创造自身不含有的基因B．抑制细菌生长影响了噬菌体从细菌中获取相应的氨基酸、核酸、能量等C．①、②过程都有氢键、磷酸二酯键的形成与断裂D．图示过程包括了中心法则的所有内容二、非选择题8．(2025·河北省高三阶段性测试)蛋白质的2－羟基异丁酰化(Khib)修饰与去修饰对植物抗病性具有重要调节作用。棉花M蛋白是去除Khib修饰的酶，大丽轮枝菌感染可以诱导易感棉M基因表达上调，而抗病棉无论感染与否，M基因一直低表达。H4是结合并稳定染色质DNA的组蛋白之一。M蛋白可降低H4的Khib修饰，导致DNA螺旋化程度提高，使转录相关酶更难与DNA结合、降低抗病相关基因(如水杨酸受体基因)的表达。P蛋白由核内P基因编码，经翻译后转移并定位于叶绿体中，参与捕光复合体Ⅱ的损伤修复。M蛋白可降低P蛋白的Khib修饰，从而削弱P蛋白对捕光复合体Ⅱ的修复功能，进而降低叶绿体产生活性氧的能力，导致易感棉抗病性下降。回答下列问题：(1)H4的合成场所是________。H4的Khib修饰改变了水杨酸受体基因的________水平。大丽轮枝菌感染可以使易感棉抗病性________(填“提高”或“降低”)。(2)为提高易感棉的抗病性，采取的措施正确的是________。A．将抗病棉的M基因转入易感棉B．上调M基因表达C．降低H4的Khib修饰D．增加P蛋白的Khib修饰(3)P基因表达及其产物行使功能直接涉及的细胞结构有________。(4)Khib修饰从________和________两个层面影响棉花抗病性。(5)水杨酸受体和捕光复合体Ⅱ的Khib修饰可________(填“提高”或“降低”)棉花抗病性。第3讲基因的表达考情研读·备考定位课标要求核心素养1．概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的实质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现。2．概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象。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、关注人类健康的理念。(社会责任)考点一基因指导蛋白质的合成知|识|巩|固1．RNA(1)RNA的结构和种类(2)DNA与RNA的区别物质组成结构特点五碳糖特有碱基DNA脱氧核糖T(胸腺嘧啶)一般是双链RNA核糖U(尿嘧啶)通常是单链2．遗传信息的转录(1)概念：以DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。(2)转录过程(见图)以mRNA为例3．遗传信息的翻译4．遗传信息、密码子与反密码子之间的联系教材隐含知识(必修2P67图4－6)(1)tRNA含有(填“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA分子中不是(填“是”或“不是”)只有三个碱基。(2)反密码子的读取方向为由氨基酸连接端开始读(由长臂端向短臂端读取)。思|维|辨|析易错整合，判断正误。(1)tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成。()(2)所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码。()(3)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。()(4)DNA复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开。()(5)DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端。()(6)多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×延|伸|探|究图形探究：(1)图中a、b、c依次为何种物质或结构？图中显示a、b间存在何种数量关系？其意义何在？(2)图示翻译方向是A→B还是B→A，判断依据是什么？(3)图中c所指的3条链的氨基酸序列是否相同？为什么？提示：(1)a是mRNA，b是核糖体，c是肽链。图示表明一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，其意义是少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。(2)由c中三条链越往B侧越长，可确认翻译方向是A→B。(3)图中c所指的3条链的模板相同(均为a)，故其氨基酸序列均相同。重|难|精|讲1．“列表法”比较复制、转录和翻译(1)区别项目DNA的复制转录翻译时间有丝分裂前的间期；减数分裂前的间期整个生长发育的过程中场所主要在细胞核中(线粒体、叶绿体中也存在)主要在细胞核中(线粒体、叶绿体中也存在)核糖体上模板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种氨基酸酶解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶多种酶碱基配对原则A—T，G—C，T—A，C—GA—U，G—C，T—A，C—GA—U，G—C，U—A，C—G产物2个子代DNA分子mRNA、tRNA、rRNA等蛋白质特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，提高合成蛋白质的效率信息传递方向DNA→DNADNA→RNAmRNA→蛋白质(性状)意义传递遗传信息表达遗传信息(2)联系2．用“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程精|准|命|题考向一转录和翻译(科学思维)》例1(2023·江苏卷)翻译过程如图所示，其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I)，与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对。下列相关叙述正确的是()A．tRNA分子内部不发生碱基互补配对B．反密码子为5′－CAU－3′的tRNA可转运多种氨基酸C．mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNAD．碱基Ⅰ与密码子中碱基配对的特点，有利于保持物种遗传的稳定性答案：D解析：单链tRNA分子内部存在局部双链区，双链区发生碱基互补配对，A错误；每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，B错误；正常情况下，mRNA上的终止密码子不能决定氨基酸，因此其不能结合tRNA，C错误；反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I)，与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对，这种特点可提高翻译的容错率，有利于保持物种遗传的稳定性，D正确。》例2(2024·安徽卷)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是()种类细胞内定位转录产物RNA聚合酶Ⅰ核仁5.8SrRNA、18SrRNA、28SrRNARNA聚合酶Ⅱ核质mRNARNA聚合酶Ⅲ核质tRNA、5SrRNA注：各类rRNA均为核糖体的组成成分。A．线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶B．基因的DNA发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响基因表达C．RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同D．编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁答案：C解析：线粒体和叶绿体中都含有DNA，线粒体和叶绿体基因转录时使用的是各自的RNA聚合酶，A正确；若基因的DNA发生甲基化修饰，导致RNA聚合酶不能与该基因的启动子正常结合启动转录过程，则会影响基因表达，B正确；分析表格可知，RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，但两种酶催化形成的rRNA种类不同，且酶具有专一性，故两种酶识别的启动子序列不同，C错误；RNA聚合酶Ⅰ的化学本质为蛋白质，其表达时先在细胞核内转录形成mRNA，mRNA再通过核孔进入细胞质中进行翻译，产物最终定位在核仁，D正确。考向二考查遗传信息密码子和反密码子》例3(2023·辽宁卷)CD163蛋白是PRRSV病毒感染家畜的受体。为实时监控CD163蛋白的表达和转运过程，将红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因拼接在一起(如图)，使其表达成一条多肽。该拼接过程的关键步骤是除去()A．CD163基因中编码起始密码子的序列B．CD163基因中编码终止密码子的序列C．RFP基因中编码起始密码子的序列D．RFP基因中编码终止密码子的序列答案：B解析：由题意可知，若想使红色荧光蛋白RFP基因与CD163基因拼接在一起，使其表达成一条多肽，即CD163基因和红色荧光蛋白RFP基因都需进行转录和翻译，再结合图示可知，CD163基因转录形成的mRNA中不能出现终止密码子，否则在翻译时会提前终止，无法表达出既含CD163蛋白又含红色荧光蛋白的一整条多肽，因此该拼接过程的关键步骤是除去CD163基因中编码终止密码子的序列，B符合题意，A、C、D不符合题意。》例4(2024·湖北卷)编码某蛋白质的基因有两条链，一条是模板链(指导mRNA合成)，其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5′—ATG—3′，则该序列所对应的反密码子是()A．5′—CAU—3′ B．5′—UAC—3′C．5′—TAC—3′ D．5′—AUG—3′答案：A解析：若编码链的一段序列为5′—ATG—3′，则模板链的一段序列为3′—TAC—5′，则mRNA碱基序列为5′—AUG—3′，该序列所对应的反密码子是5′—CAU—3′，A正确，B、C、D错误。真核细胞和原核细胞基因表达过程的判断方法考点二中心法则及基因表达与性状的关系知|识|巩|固1．中心法则(1)提出者：克里克。(2)补充后的内容图解2．基因控制性状的途径(1)直接控制途径(用文字和箭头表示)基因eq\o(→,\s\up7(控制))蛋白质的结构eq\o(→,\s\up7(直接控制))生物体的性状(完善实例分析如下)(2)间接控制途径(用文字和箭头表示)基因eq\o(→,\s\up7(控制))酶的合成eq\o(→,\s\up7(控制))代谢过程eq\o(→,\s\up7(间接控制))生物体的性状(完善实例分析如下)①白化病致病机理图解②豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解3．基因的选择性表达与细胞分化4．表观遗传5．基因与性状间的对应关系教材隐含知识(必修2P73思考·讨论)资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点？这对你认识基因和性状的关系有什么启示？DNA甲基化修饰可以遗传给后代。基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状。思|维|辨|析易错整合，判断正误。(1)遗传信息可以从DNA流向RNA，也可以从RNA流向蛋白质。()(2)在真核细胞中，转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补。()(3)HIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板。()答案：(1)√(2)√(3)√延|伸|探|究某种猫的雄性个体有两种毛色：黄色和黑色；而雌性个体有三种毛色：黄色、黑色、黑黄相间。分析这种猫的基因，发现控制毛色的基因是位于X染色体上的一对等位基因：XO(黄色)和XB(黑色)，雄猫只有一条X染色体，因此，毛色不是黄色就是黑色。而雌猫却出现了黑黄相间的类型。请写出合理的解释。提示：对于基因型为XBXO的雌猫，如果体细胞中携带黑毛基因B的X染色体失活，XB就不能表达，而另一条X染色体上的XO表达，那么由该细胞增殖而来的皮肤上会长出黄色体毛；同理，如果体细胞中携带黄毛基因O的X染色体失活，则XO不表达，XB表达，由该细胞增殖而来的皮肤上就会长出黑色体毛。因此，基因型为XBXO的雌猫会出现黑黄相间的类型。重|难|精|讲不同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eq\o(→,\s\up7(转录))RNAeq\o(→,\s\up7(翻译))蛋白质RNA病毒烟草花叶病毒eq\o(→,\s\up7(翻译))蛋白质逆转录病毒艾滋病病毒RNAeq\o(→,\s\up7(转录))RNAeq\o(→,\s\up7(翻译))蛋白质细胞生物动物、植物、细菌、真菌等eq\o(→,\s\up7(转录))RNAeq\o(→,\s\up7(翻译))蛋白质精|准|命|题考向一中心法则过程分析》例120世纪末人们发现的一种能诱发羊瘙痒症的朊粒，对下图所示的中心法则提出了挑战。研究发现，羊细胞核中的基因编码产生的正常糖蛋白PrPC一旦遇到PrPSC(朊粒)，其构象就会转变为PrPSC，从而使朊粒增殖。而PrPSC在神经细胞中沉积，最终会引发羊瘙痒症。下列相关叙述正确的是()A．图中表示的5个遗传信息流动方向遵循相同的碱基互补配对原则B．不能独立进行“氨基酸→蛋白质”这个过程的生物，其遗传物质可能是RNAC．羊心肌细胞中的遗传信息流动过程可表示为D．朊粒的发现可使中心法则修正为答案：B解析：DNA复制的碱基配对方式为A—T、T—A、G—C和C—G，转录的碱基配对方式为A—U、T—A、G—C和C—G，所以题图中所示的5个遗传信息流动方向所遵循的碱基互补配对原则不完全相同，A错误；病毒必须寄生在宿主的活细胞内才能生存和繁殖，即不能独立进行“氨基酸→蛋白质”这个过程，而病毒的遗传物质可能是DNA或RNA，B正确；羊心肌细胞为高度分化的细胞，其通常不具有细胞分裂的能力，一般不再进行DNA复制，C错误；分析题意可知，朊粒是一类不含核酸而仅由蛋白质构成的具有感染性的因子，且朊粒是由正常蛋白质的空间构象发生变化而形成的，而中心法则是对生物遗传物质和性状关系的概括，所以朊粒的发现并未使中心法则有任何调整，D错误。》例2关于中心法则相关酶的叙述，错误的是()A．RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键B．DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成C．在解旋酶协助下，RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNAD．DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用答案：C解析：RNA聚合酶催化DNA→RNA的转录过程，逆转录酶催化RNA→DNA的逆转录过程，均遵循碱基互补配对原则，且DNA与RNA之间有氢键形成，A正确；DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的本质都是蛋白质，蛋白质是由核酸控制合成的，其合成场所是核糖体，B正确；以单链DNA为模板合成多种RNA的转录过程不需要解旋酶，C错误；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，从而起催化作用，在适宜条件下，酶在体内、外均可发挥作用，D正确。解决中心法则问题的技巧(1)从模板分析①如果模板是DNA，生理过程可能是DNA复制或转录。②如果模板是RNA，生理过程可能是翻译、RNA复制或逆转录。(2)从原料分析①如果原料为脱氧核苷酸，产物一定是DNA。②如果原料为核糖核苷酸，产物一定是RNA。③如果原料为氨基酸，产物一定是蛋白质。(3)从生物种类分析①如果是细胞生物，能进行DNA复制、转录和翻译过程。②如果是RNA病毒，分两种情况a．RNA自我复制和翻译。b．RNA逆转录、DNA复制、转录和翻译。考向二基因的选择性表达和表观遗传》例3(2024·黑吉辽卷)下图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是()A．酶E的作用是催化DNA复制B．甲基是DNA半保留复制的原料之一C．环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素D．DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型答案：C解析：据题图可知，酶E的作用是催化DNA分子中的胞嘧啶脱氧核苷酸甲基化，A错误；DNA半保留复制后形成的子链并没有携带甲基基团，说明甲基不是DNA半保留复制的原料之一，B错误；由题意可知，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大，说明环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素，C正确；DNA甲基化不改变DNA的碱基序列，但可能影响基因的表达，进而影响生物个体表型，D错误。》例4(2025·广东三校摸底)DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶的作用下，胞嘧啶上结合一个甲基基团。甲基化的胞嘧啶仍能与鸟嘌呤互补配对。DNA甲基化若发生在启动子区域会导致该基因不能转录，且这种变化是可遗传的。下列有关叙述正确的是()A．DNA甲基化转移酶的合成是在细胞核中完成的B．DNA甲基化若发生在启动子区域可能会影响RNA聚合酶与启动子结合C．甲基化改变了DNA分子的化学元素组成和碱基中嘌呤的比例D．DNA甲基化使DNA的碱基序列发生改变从而导致生物性状发生改变答案：B解析：DNA甲基化转移酶的化学本质为蛋白质，其合成在核糖体上完成，A错误；启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，用于驱动基因的转录，启动子区域甲基化会抑制基因的转录，说明甲基化可能会阻碍RNA聚合酶与启动子结合，B正确；甲基化不改变DNA的碱基序列，故甲基化不能改变DNA分子的化学元素组成和碱基中嘌呤的比例，C、D错误。(1)表观遗传的部分分子机制①DNA的甲基化。基因中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，进而影响表型。②构成染色体的组蛋白的乙酰化修饰。真核生物细胞核中的DNA与一些蛋白质结合在一起，带负电荷的DNA“缠绕”在带正电荷的蛋白质(如组蛋白)上，使细长的DNA卷成紧密的结构。乙酰化可中和组蛋白赖氨酸残基固有的正电荷，组蛋白的正电荷一旦减少，其与DNA的结合就会减弱，这部分的DNA就会“松开”，激活相关基因的转录。(2)理解表观遗传需注意的两个问题①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。②表观遗传一般是影响基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。真|题|再|现1．(2025·云南卷)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解析：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；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；由于好氧启动子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，目的是让Y菌在有氧环境下不能生存，避免对正常细胞造成杀伤，C错误；改造X菌目的是让Y菌在有氧环境下生存能力减弱，避免杀伤正常细胞，同时保留在缺氧环境下生存并杀伤肿瘤细胞的能力，使Y菌能针对性地杀伤肿瘤细胞，D错误。2．(2025·山东卷)关于豌豆细胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程，下列说法错误的是()A．三个过程均存在碱基互补配对现象B．三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内C．根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列D．RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同答案：C解析：DNA复制、转录和翻译过程中均遵循碱基互补配对原则，因此都存在碱基互补配对现象，A正确；翻译发生在细胞质基质中的核糖体上，豌豆细胞核中淀粉酶基因复制和转录的场所都是细胞核，B正确；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；转录时需要RNA聚合酶的参与，RNA聚合酶从模板链的3′→5′移动，翻译时，核糖体从mRNA的5′→3′，移动方向不同，D正确。3．(2025·江苏卷)甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA，引起基因表达效应改变，如图所示。下列相关叙述正确的是()A．甲基化通过抑制转录过程调控基因表达B．图中甲基化的碱基位于脱氧核糖核苷酸链上C．蛋白Y可结合甲基化的mRNA并抑制表达D．若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应答案：D解析：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；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；从图中可以看出甲基化的mRNA会降解，而蛋白Y与甲基化的mRNA结合后可以表达，说明蛋白Y结合甲基化的mRNA并促进表达，C错误；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。4．(2025·湖南卷)被噬菌体侵染时，某细菌以一特定RNA片段为重复单元，逆转录成串联重复DNA，再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo，如图所示。该蛋白能抑制细菌生长，从而阻止噬菌体利用细胞资源。下列叙述错误的是()A．噬菌体侵染细菌时，会将核酸注入细菌内B．蛋白Neo在细菌的核糖体中合成C．串联重复的双链DNA的两条链均可作为模板指导蛋白Neo合成D．串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子答案：C解析：噬菌体侵染细菌时，会将自身的核酸注入细菌内，而蛋白质外壳留在外面，这是噬菌体侵染细菌的特点，A正确；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；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；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。5．(2024·河北卷)下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是()A．DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链B．复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋C．复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开D．DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端答案：D解析：DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误；复制时，解旋酶使得DNA双链从复制起点开始，以双向进行的方式解旋，这并不是从5′端到3′端的单向解旋，B错误；转录时不需要解旋酶，RNA聚合酶即可完成解旋，C错误；DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端，D正确。6．(2023·湖南卷)细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glgmRNA分子，也可结合非编码RNA分子CsrB，如图所示。下列叙述错误的是()A．细菌glg基因转录时，RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录B．细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时，核糖体沿glgmRNA从5′端向3′端移动C．抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成D．CsrA蛋白都结合到CsrB上，有利于细菌糖原合成答案：C解析：基因转录时，RNA聚合酶识别并结合到基因的启动子区域从而启动转录，A正确；基因表达中的翻译是核糖体沿着mRNA的5′端向3′端移动，B正确；由题图可知，抑制CsrB基因转录会使CsrB的RNA减少，使CsrA更多地与glgmRNA结合形成不稳定构象，最终核糖核酸酶会降解glgmRNA，而glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用，故抑制CsrB基因的转录能抑制细菌糖原合成，C错误；由题图及C选项分析可知，若CsrA都结合到CsrB上，则CsrA没有与glgmRNA结合，从而使glgmRNA不被降解，有利于细菌糖原的合成，D正确。提能训练练案[23]A组一、选择题1．(2025·河北承德调研)如图是细胞中三种主要的RNA模式图，下列关于RNA的结构和功能的叙述，错误的是()A．tRNA中不一定含有氢键B．三种RNA中一定都含有磷酸二酯键C．细胞中的RNA是相关基因表达的产物D．三种RNA共同参与细胞内蛋白质的合成答案：A解析：tRNA呈三叶草结构，一定含有氢键，A错误；RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，核苷酸之间通过磷酸二酯键进行连接，所以三种RNA中一定都含有磷酸二酯键，B正确；RNA都是由基因经过转录形成的，是相关基因表达的产物，C正确；mRNA作为翻译的模板，tRNA运输氨基酸至核糖体，rRNA是组成核糖体的成分，所以三种RNA共同参与细胞内蛋白质的合成，D正确。2．(2026·云南省楚雄彝族自治州高三期末)下列关于基因的表达过程中相关酶的叙述，正确的是()A．RNA聚合酶与RNA结合，参与翻译过程B．DNA聚合酶参与的DNA复制过程可在体外进行C．逆转录酶参与的逆转录过程需要核糖核苷酸作为原料D．在解旋酶的作用下，单链DNA可作为模板转录合成多种RNA答案：B解析：RNA聚合酶与DNA结合，参与转录过程，A错误；DNA聚合酶参与的DNA复制过程可在体外进行，如PCR，B正确；逆转录酶参与的逆转录过程需要脱氧核糖核苷酸作为原料，C错误；以单链DNA为模板转录合成多种RNA属于转录过程，该过程不需要解旋酶，D错误。3．(2026·江苏省扬州市高三上学期期末检测)下图为真核生物核基因的转录过程示意图，相关叙述正确的是()A．转录出的RNA均可与核糖体结合作为合成多肽链的模板B．图示的转录方向为从左向右，a端为恢复双螺旋C．该过程需要RNA聚合酶，其可催化氢键和磷酸二酯键的形成D．在一个细胞周期中，每个核基因只能复制并转录一次答案：B解析：转录出的RNA有mRNA、tRNA、rRNA，mRNA可与核糖体结合作为合成多肽链的模板，tRNA、rRNA参与蛋白质的合成过程，但是这两种RNA本身不会翻译为蛋白质，A错误；mRNA合成方向是从5′端到3′端，所以图示的转录方向是从左到右，合成的mRNA从DNA链上释放后，a端的DNA双链恢复，B正确；该过程需要RNA聚合酶，其可催化氢键的断开，及磷酸二酯键的形成，C错误；在一个细胞周期中，每个核基因只能复制一次，但可能转录多次或者不转录，D错误。4．(2025·山东泰安模拟)下列关于基因的表达和性状的关系的说法，正确的是()A．某些基因在各种分化后的细胞中都能表达B．基因控制生物体性状的方式都是通过控制酶的合成来进行的C．表观遗传的出现都是由DNA甲基化造成的D．表观遗传会受到环境影响，其导致的性状改变不能遗传给后代答案：A解析：某些基因在各种分化后的细胞中都能表达，如ATP合成酶基因、细胞呼吸酶基因，A正确；基因控制生物体性状的方式不都是通过控制酶的合成来进行的，有些是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，B错误；表观遗传中生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达过程发生变化，最终导致表型发生可遗传变化，表观遗传的出现不一定都是由DNA甲基化造成的，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变化的现象，D错误。5．(2025·广东省潮州市高三质量检测)组蛋白乙酰化修饰有利于DNA与组蛋白的解离，使染色体结构松弛。下列相关叙述错误的是()A．组蛋白乙酰化修饰也是表观遗传的重要方式B．组蛋白乙酰化修饰在一定程度上可遗传C．组蛋白乙酰化修饰会使遗传信息发生改变D．组蛋白乙酰化修饰可能会调节某些基因的转录过程答案：C解析：组蛋白乙酰化修饰也会影响基因的表达，进而使生物性状发生改变，因而也是表观遗传的重要方式，A正确；组蛋白乙酰化可以传给下一代，影响下一代遗传物质的表达，B正确；组蛋白乙酰化修饰不会导致碱基序列的改变，因而不会使遗传信息发生改变，C错误；组蛋白乙酰化修饰可能会通过调节某些基因的转录过程实现对基因表达过程的影响，进而引起性状的改变，D正确。6．(2026·八省T8联考)真核生物中U12型剪接体由蛋白质与RNA组成，负责将少数核基因转录生成的前体信使RNA(pre-mRNA)进行剪切拼接，使其成为成熟的mRNA，随后成熟的mRNA出核孔进行翻译。下列叙述错误的是()A．U12型剪接体的结构与成分中包含肽键与脱氧核糖B．U12型剪接体的组成元素至少包括C、H、O、N、PC．U12型剪接体能断开pre-mRNA的磷酸二酯键D．U12型剪接体在细胞核中对pre-mRNA进行剪接加工答案：A解析：U12型剪接体由蛋白质与RNA组成，蛋白质中含肽键，RNA中的五碳糖为核糖，A错误；蛋白质至少由C、H、O、N组成，RNA由C、H、O、N、P组成，B正确；U12型剪接体负责将前体信使RNA(pre-mRNA)进行剪切拼接，使其成为成熟的mRNA，故能断开pre-mRNA的磷酸二酯键，C正确；前体信使RNA(pre-mRNA)被加工为成熟的mRNA后，出核孔进行翻译，因此U12型剪接体在细胞核中对pre-mRNA进行剪接加工，D正确。7．(2026·河北省部分学校高三上学期期末联考)美国科学家安布罗斯和鲁夫昆由于发现仅由21—23个核苷酸组成的微小RNA(microRNA)及其在转录后基因调控中的作用，获得了2024年诺贝尔生理学或医学奖。下图展示了microRNA在秀丽隐杆线虫基因调控中发挥作用的示意图。下列有关叙述正确的是()A．microRNA基因的表达包括转录和翻译两个阶段B．microRNA通过抑制mRNA与核糖体的结合来抑制翻译过程C．若lin－4基因正常表达，会阻止Lin－14蛋白的合成D．若lin－4microRNA与Lin－14mRNA不能结合，会导致合成异常的Lin－14蛋白质答案：C解析：microRNA是lin－4基因的转录产物，且microRNA调控表达，本身不翻译，A错误；据图可知，microRNA与mRNA的中段而非5′端结合，因此microRNA与mRNA结合后，通过抑制核糖体沿着mRNA移动的方式阻止翻译，microRNA本身并不阻止核糖体与mRNA的5′端结合，B错误；若lin－4基因正常表达，其产物会影响核糖体在mRNA(Lin－14蛋白的合成模板)上的移动来阻止蛋白质合成，C正确；若lin－4microRNA与Lin－14mRNA不能结合，会合成正常的Lin－14蛋白质，D错误。二、非选择题8．(2025·内蒙古赤峰市名校高三上学期期中联考)流感病毒是一种单链RNA病毒，其侵入宿主细胞后，可直接以RNA为模板进行翻译。轮状病毒是一种典型的双链RNA病毒，其遗传信息的传递途径如图所示，复制时，首先以双链RNA为模板，生成正链RNA(mRNA)，然后以此正链RNA为模板合成负链RNA，形成双链RNA。回答下列问题：(1)与宿主细胞DNA的转录相比，流感病毒的RNA翻译时独特的碱基配对方式为________，与流感病毒相比，轮状病毒遗传物质的稳定性________(填“更高”或“更低”)。(2)图中的①过程为基因表达的________过程。②过程需要多种核酸参与，如________(请写出3种)。(3)若mRNA链中腺嘌呤与尿嘧啶共有a个，则b个mRNA通过③过程获得双链RNA，需要消耗腺嘌呤与尿嘧啶共____________个。该过程从模板链的________(填“3′”或“5′”)端开始进行。(4)侵入宿主细胞中的轮状病毒颗粒中除了含有外壳蛋白和双链RNA，还含有R酶，请推测R酶对病毒的意义：________。答案：(1)U—A更高(2)RNA的自我复制tRNA、rRNA、mRNA(3)ab3′(4)轮状病毒侵入宿主细胞后，R酶可以及时催化遗传物质表达，利于轮状病毒的繁殖解析：(1)DNA的转录过程是DNA与RNA配对，翻译过程是RNA与RNA配对，其独特的碱基配对方式为U—A。流感病毒的核酸为单链，轮状病毒的核酸为双链，故轮状病毒遗传物质的稳定性更高。(2)①过程以双链RNA为模板，生成正链RNA(mRNA)，所以是RNA的自我复制过程。②过程为翻译过程，需要3种RNA参与，即tRNA、rRNA、mRNA。(3)mRNA通过③过程合成其互补链，从而得到双链RNA。mRNA及其互补链的腺嘌呤数与尿嘧啶数之和相等。故b个mRNA通过③过程获得双链RNA的过程需要消耗腺嘌呤与尿嘧啶共ab个。③过程是从模板链的3′端开始进行的。(4)宿主细胞中没有R酶，病毒的R酶需要自身携带，才能保证其侵入宿主细胞后，可以及时催化遗传物质表达，利于轮状病毒的繁殖。B组一、选择题1．(2026·江苏省镇江市高三期中考试)microRNA是一种非编码单链微小RNA，能与成熟的mRNA结合从而参与基因表达调控，其相关研究获得2024年诺贝尔生理学或医学奖。下列叙述错误的是()A．microRNA基因的表达包括转录和翻译两个过程B．microRNA在真核细胞中发挥作用的场所是细胞质基质C．microRNA结合mRNA的碱基配对方式与翻译过程相同D．microRNA可能通过阻碍基因的翻译发挥作用答案：A解析：microRNA是一种非编码单链RNA，不参与基因的表达过程，A错误；分析题意，microRNA能与成熟的mRNA结合抑制翻译过程，故microRNA发挥作用的场所是细胞质基质，B正确；microRNA识别靶mRNA时采取与翻译相同的碱基配对方式，即A—U、U—A、G—C、C—G，C正确；mRNA是翻译的模板，而microRNA能识别靶mRNA，故microRNA能抑制其翻译过程，D正确。2．(2025·内蒙古自治区赤峰市高三上学期11月期中)染色质由DNA和组蛋白等物质构成，组蛋白乙酰化会调控基因的表达，相关过程如下图。下列说法正确的是()A．图甲中a过程使组蛋白与DNA结合紧密程度降低，不利于相关基因转录B．图乙中多个核糖体沿着mRNA由f端向e端移动，e为3′端，f为5′端C．图乙对应图甲中的d过程，d过程与图甲中c过程的碱基互补方式相同D．图甲中a过程导致相关基因的碱基排列顺序发生改变，进而改变表型答案：B解析：由图甲可知，a过程(组蛋白的乙酰化)使组蛋白与DNA结合的紧密程度降低，利于相关基因的转录，从而促进基因的表达，A错误；图乙所示过程为翻译，根据图乙中肽链的长度可知，核糖体沿着mRNA由f端向e端移动，翻译是核糖体沿mRNA的5′→3′移动，所以e为3′端，f为5′端，B正确；图乙所示过程为翻译，对应图甲中过程d(翻译)，c(转录)过程的碱基互补配对方式有A—U、T—A、C—G、G—C，d(翻译)过程中的碱基互补配对方式有A—U、C—G、U—A、G—C，C错误；表观遗传是指DNA的碱基序列不发生变化，但基因的表达和表型发生可遗传变化的现象，a过程为组蛋白的乙酰化，属于表观遗传，因此a过程不会导致相关基因的碱基排列顺序发生改变，D错误。3．(2025·四川省百师联盟高三上学期11月期中)柳穿鱼Lcyc基因和小鼠Avy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，这样的现象称为表观遗传。下列叙述错误的是()A．柳穿鱼Lcyc基因表达时，需要RNA聚合酶识别并启动转录B．小鼠Avy基因甲基化程度越高，其表达越受抑制C．某基因是否发生甲基化不能通过测定DNA中脱氧核苷酸的序列来检测D．表观遗传未改变DNA的碱基排列顺序，属于不可遗传变异答案：D解析：柳穿鱼Lcyc基因表达时，需要RNA聚合酶识别DNA序列并启动转录，A正确；Avy基因“上游”具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点，甲基化程度越高，其表达越受抑制，B正确；甲基化并不改变基因的碱基序列，不能通过测定DNA中脱氧核苷酸的序列来检测，C正确；表观遗传没有改变碱基序列，但属于可遗传变异，D错误。4．(2026·八省T8联考)AARS是氨基酰－tRNA(氨基酸与tRNA结合形成的复合物)合成酶之一，可以催化丙氨酸(Ala)与tRNA结合形成丙氨酰－tRNA，作用机制如图1。产生的丙氨酰－tRNA会被引导至核糖体参与肽链的合成，图2为部分密码子表。下列叙述正确的是()图1CG丙氨酸U丙氨酸C丙氨酸A丙氨酸G图2A．ATP脱去PPi后形成的AMP可作为原料用于DNA的合成B．翻译时丙氨酰－tRNA上的反密码子5′－GGC－3′可与mRNA结合C．核糖体上的tRNA结合位点最多能结合1个丙氨酰－tRNAD．AARS可以结合Ala、AMP和tRNA，表明其没有专一性答案：B解析：ATP脱去PPi后形成的AMP为腺嘌呤核糖核苷酸，是合成RNA的原料之一，A错误；根据密码子表可知，丙氨酸的密码子有5′－GCU－3′、5′－GCC－3′、5′－GCA－3′、5′－GCG－3′，由于tRNA与mRNA是反向配对的，故对应tRNA上的反密码子依次为3′－CGA－5′、3′－CGG－5′、3′－CGU－5′、3′－CGC－5′，翻译时丙氨酰－tRNA上的反密码子5′－GGC－3′可与mRNA上的密码子5′－GCC－3′结合，B正确；核糖体上有2个tRNA的结合位点，若某肽链的mRNA上存在连续的2个丙氨酸对应的密码子，则核糖体上能结合2个丙氨酰－tRNA，C错误；AARS可以结合Ala、AMP和tRNA，但也只能结合Ala、AMP和tRNA，有专一性，D错误。5．(2025·辽宁省名校联盟高三联合考试)2024年诺贝尔生理学或医学奖授予维克托·安布罗斯和加里·鲁夫昆，表彰他们发现微小核糖核酸(microRNA)及其在转录后基因调控中的作用。microRNA是一组由基因组编码的长度约20～23个核苷酸的非编码单链RNA，在发挥作用之前，microRNA需要同细胞内的某些蛋白质结合形成蛋白质—RNA复合物(miRNA)，它能与靶mRNA部分序列配对并结合，引起靶mRNA的降解或抑制翻译过程，从而调控生物性状。下列说法错误的是()A．mi