基因的表达（讲义）解析版

第8干遗传的分子基础

考点23基因的表达

国1核心知识点

一、RNA的组成和分类

1.RNA的组成

元素组成C、H、O、N、P

基本单位

（4种）核糖核甘

聚

酸

合

腺嚓吟核糖核甘酸胞喘度核糖核甘酸

核糖核酸RNA

2.空间结构：一般是单链，不稳定、变异频率高。

3.种类及功能

(1)mRNA：将遗传信息从细胞核传递到细胞质中。

(2)tRNA：转运一氮基酸，识别一密码子

(3)rRNA：核糖体的组成成分之一。

(4)少数RNA还有一催化功能。

二、遗传信息的转录

1.概念：在细胞核内，通过一RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。

2.场所：主要是细胞核，在叶绿体、线粒体中也能发生。

3.转录的条件

(1)模板:DNA的一条链（模板链）

⑵原料:4种核糖核核酸

⑶能量:ATP

(4)酶:RNA聚合萌

◊关于转录的模板：不是整个DNA单链都转录，而是基因的一条单链的录。不同的基因的模板链也不一定是同一条DNA

单链。

◊关于RNA聚合酹：RNA聚合酶是一种复合酶，既有合成RNA的功能又有解旋功能，故转录不需要解放瞄。

第1步aRNA聚合酶与一段DNA结合,使DNA双链解开，双链的碱基得以暴露

游离的核糖核小酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在RNA聚合核的作用下开始

第2步

mRNA的合成

第3步新结合的核糖核甘酸连接到正在合成的dmRNA分子上

第4步合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复

5.转录的产物：mRNA(信使RNA)、iRNA(转运RNA)、rRNA(核糖体RNA)等。

三、遗传信息的翻译

1.辨析密码子与反密码子

(1)密码子——mRNA上可决定〜个上基酸的三个相邻的碱基.

。-3C林象酸

①种类：密码子共64种,负责21种氨基酸的编码，其中3种终止密码子(UAA、UAG、

UGA)通常不编码氨基酸,但UGA在特殊情况下可编码硒代半胱氨酸。

②特点：

简并性:一种氨基酸可能由多个密码子决定。

通用性:几乎所有的生物体都共用一套密码子。

令密码子具有简并性的意义：可以加快潮译的速度，增加密码子的容错性。

(2)反密码子——tRNA上与mRNA上对应密码子互补配对的三个碱基。

。【RNA有很多种，但，每种IRNA只能识别并转运一种氮基酸。

2.翻译

(1)概念:游离在细胞质中的各种以-1111^^为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质过程。

(2)场所：细胞质，线粒休和叶绿体的核糖体上.

(3)翻译的两种模型

模型一：“微观”模型

①特殊工具：【RNA(转运RNA)

②原料：氨基酸，共21种

③产物：多肽链

④场所：核糖体

⑤范围：几乎所有活细胞

模型二：“宏观”模型

①图中序号名称：①mRNA、②核糖体、③多肽链

②数量关系：一个mRNA分子相继结合二J^核糖体，同时合成多条肽链

令意义：少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。

③方向：从左向右，判断依据：多肽链的长短，长的翻译在前

④结果：合成的多个氨基酸序列完全相同的多肽,因为模版mRNA相同

四、基因的概念和功能

1.基因的概念

(I)基因通常是有遗传效应的DNA片段。

(2)基因具有相对独立性，是控制生物性状的结构和功能单位。

(3)基因的位置：基因主要存在于染色体上,基因在染色体上呈一排列。

2.基因的功能：通过一复制传递遗传信息:通过控制蛋白质的合成表达遗传信息。

3.中心法则

(1)提出者：克里克

(2)中心法则图解

复转录.复翻译

制DNA过转录制RNA・蛋白质

4.基因表达产物与性状的关系

(1)直接控制：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。实例：镰状细胞贫血、囊性纤维

化。

(2)间接控制：基因通过控制基的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。实例：白化病、

皱粒豌豆。

5.基因的选择性表达与细胞分化

(1)表达基因的分类

①一类是•在所有细晌中都表认的都因，指导合成的蛋臼质是维持细胞某本牛畲活动所必需的,

如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因。(这类基因属于管家基因)

②另一类是只在某类细胞中特异性■达的基因,如卵清蛋白基因、胰岛素基因。(这类基因属于奢

侈基因)

(2)细胞分化的本质：基因的选择性表达。

(3)基因的选择性表达的结果

①细胞.形态的改变:如肌细胞的梭形、哺乳动物成熟红细胞的圆饼形、神经细胞的突起状等°

②细胞一结构的变化:组胞器的种类和数最发生变化。

③细胞一功能的特化:执行特定的功能，如运动功能、发射功能、免疫功能等。

④特殊分子的合成:如合成唾液淀粉酶、抗体、胰岛素、血红蛋白和肌动蛋白等。

五、表观遗传

1.定义：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.存在时期：普遍存在丁生物体的生长、发育和普老的整个生命活动过程中。

3.实例(柳穿鱼花的不同形态结构)

(I)柳穿鱼花形态结构遗传图解

耳典K的花巧植株A凶相似.

。(自交)

'拿簧簧泉

绝大部分植株的花与植株A的相似少部分植株的花与植株B的相似

(2)植物B的Lcyc基因不表达的机理

柳穿鱼基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了高度.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，使后代出现相同的表型。

令除了DNA甲基化，构成染超体的如买自发生甲基化、乙跳化等修饰，也会影响基因的表达v

六、基因、表观遗传和环境因素与性状之间的关系

1.基因控制生物体的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响

性状的形成往往是内因(基因)和外因(环境)相互作用的结果，并且环境能够通过对3§或

染电体上其他成分的修饰,调控基因的表达，进而影响性状。

2.环境因素可使生物体的性状发生改变

环境因素可以通过一表现遗传使生物体的性状发生改变,也可以通过改变遗传物质，使生物体的性

状发生改变。

3.多数情况下，基因与性状不是简单的一一对应关系

(1)一个性状可以受到，基因的影响。

如：人的身高是由多个基因决定的，其中每个基因对身高都有一定的作用。

(2)一个基因也可以影响多个性状。

如：我国科学家研究发现水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与了开花的调控，而且对水稻的生长、发

育和产量都有重要的作用。

（3）牛.物体的性状不完全是由基因决定的,对性状也有着重要的影响。

如：后天的营养和体育锻炼等对大的身高也有重要作用。

圈重难点突破

考法1转录和翻译的过程与结果分析

1.DNA复:制、转录和翻译的比较

DNA复制转录翻译

场所主要在细胞核中主要在细胞核中细胞质中的核糖体

原料4种脱氧核甘酸4种核糖核甘酸21种氨基酸

模板DNA的两条链DNA的一条链mRNA

酶

酶：解旋酶、DNA聚合酶等酶：RNA聚合酶

条件能量：ATP

能量：ATP能量：ATP

工具：tRNA

信^^传递DNA-DNADNA-RNAmRNA—蛋白质

一个单链RNA

产物2个双链DNA（mRNA、tRNA、多肽（经过盘曲折叠形成蛋白质）

rRNA等）

一条mRNA链上可结合多个核糖体，合成

特点半保留复制；边解旋边复制边解旋边转录

多条相同的肽链

①转录的产物不只是mRNA,还有rRNA、tRNA等，但只有mRNA携带遗传信息

易错点②mRNA、tRNA、rRNA这三种RNA均参与翻译的过程，只是作用不同

③转录和翻译过程中特有的碱基互补配对是A-U

2.DNA复制和转录图形的识别方法

（1）DNA两条链都作模板——DNA复制

（2）DNA的一条链作模板——转录

3.翻译起止点与进程

（I）翻译起点：一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。起始密码子决定的是甲硫氨酸

或缴氨酸。

（2）翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，mRNA不移动。

（3）翻译重点：识别到终止密码子（一般不决定氨基酸）时翻译停止。在特殊情况下，终止密码子UGA

可以编码硒代半胱氨酸。

4.mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系

（1）数量关系：一个mRNA可结合多个核糖体，形成多聚核糖体。因此少量的mRNA分子可以迅速合成

大量相同的蛋白质。

（2）方向：判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。

（3）结果：合成的仅是多肽链，要形成有功能活性的蛋白质往往还需要将其运送至内质网、高尔基体等结

构中进一步加工。

（4）多聚核糖体中，每个核糖体合成的多肽链都相同。

5.基因表达的两种模型

图I中a为mRNA,b为核糖体，c为肽链。图2中d为DNA,f为RNA聚合酶，e为mRNA。

（1）原核生物：转录和翻译同时进行，发生在细胞质中。

（2）真核生物：先转录，发生在细胞核（主要）中：后翻译，发生在细胞质中。

（3）多聚核糖体可以提高翻译的效率。

6.遗传信息、密码子与反密码子的关系

遗传信息密码子反密码子

直接决定蛋白质分子中识别n】RNA上密码子，以确

作用决定蛋白质中氨基酸的排列顺序

氨基酸的排列顺序定氨基酸在肽集上的位置

在DNA上，是基因中脱氧核甘酸在mRNA上，是决定1在IRNA上，是与密码子互补

存在位置

的排列顺序个氨基酸的3个相邻碱基配对的3个碱基

（1）基因中碱基数：mRNA中碱基数：多肽链中氨基酸数=6:3:1（不考虑非编码区、内含子和终止密码子）

（2）每种氨基酸对应一种或几种密码子（密码子的简并性），可由一种或几种（RNA转运。但一种密码子只

能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。

硼考法精练

【典例1】（2023•思明区校级模拟）如图表示基因表达过程中决定异亮氨酸的密码子与反密码子的配对情况。

反密码子的第一个碱基（从5,到W方向阅读）与密码子的第三个碱基配对。反密码子与密码子配对时,密码

子的第一位、第二位是严格按照碱基配对原则进行，而第三个碱基配对不严格，特别是tRNA反密码子中除

A、G、C、U外，往往在第一位出现次黄喋吟I,I可以与U、A、C形成碱基配对，这种现象称为密码子

的摆动性。下列说法错误的是（）

3，

tRNA5'

mRNA5,——AUC——3,

/23i

密码子

A.图中表示翻译过程，可发生在人体肝细胞的核糖体中

B.决定该异亮氨酸的DNA模板链碱基为5'-TAC-3,

C.根据摆动性学说，图中反密码子可能是5'・IAU・3'

D.每种tRNA的3,端只能识别并转运一种氨基酸

【分析】反密码子是指tRNA的A环的三个相邻的碱基，能专一地与mRNA上的特定的3个碱基（即密

码子）配对，与其3,端转运的氨基酸种类有对应关系，一种IRNA只能转运一种氨基酸。

【解答】解：A、翻译过程中密码子和反密码子配对，发生在核糖体，A正确；

B、由于密码子是S—AUC—3，，因此决定该异亮氨酸的DNA模板链碱基为3，一TAG—51B错误；

C、根据摆动性学说，反密码子的第一位是I,可以与密码子第三位的U、A、C形成碱基配对，因此图

中反密码子可能是5，一IAU—3',C正确；

D、每种tRNA只能转运一种氨基酸，氨基酸结合在tRNA的3,端，D正确。

故选：Bo

【点评】本题考查转录和翻译的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分

析问题的能力是解答本题的关键。

【典例2】（2023•陕西模拟）如图为基因产生特定的蛋白质的过程，请据图分析，下列说法正确的是（）

细胞质氨基©

肽链D吕

A.核糖体在mRNA上的移动方向为B—A

B.基因的表达是以E链和F桂的任一条为模板产生特定的mRNA

C.基因进行转录时需要DNA聚合酶的参与

D.在翻译过程中发生碱基互补配对的是mRNA与tRNA

【分析】基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程，其中转录是以DNA分子的•条链为模板合

成RNA的过程，该过程主要发生在细胞核中；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程发生

在核糖体上。

【解答】解：A、不携带氨基酸的tRNA从A端离开，携带氨基酸的tRNA从B端进入，说明核糖体在

ERNA上的移动方向为A-B,A错误；

B、基因的表达是指基因通过转录和翻译产生蛋白质或者通过转录产生RNA的过程，E链和F链表示

DNA单链，转录是只能以DNA双链中的特定的一条为模板合成mRNA,不是随机以任何一条链作为模

板，B错误；

C、基因进行转录时需要RNA聚合前的参与，C错误；

D、翻译是指以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程中需要IRNA来转运氨基酸，因此发生碱基互

补配对的是mRNA上的密码子和（RNA上的反密码子，D正确。

故选：Do

【点评】本题结合图解，考查了遗传信息的转录和翻译，要求考生识记遗传信息转录和翻译的过程、场

所、条件及产物，能准确判断图示过程的名称，再结合所学的知识准确判断各选项。

【典例3】（2023•怀仁市校级四模）DNA结合蛋白在DNA复钿、表达等过程中均起重要作用。生物体内

存在多种DNA结合蛋白，包括转录因子，DNA/RNA聚合酶、核酸酶等，其中转录因子是能特异性结合

DNA并调控其以特定强度在特定时间与空间表达的蛋白质。下列关TDNA结合蛋白的叙述，正确的是（）

A.DNA复制时，解旋酶、DNA聚合酶催化碱基间不同化学键的形成

B.转录因子、RNA聚合酹是基因转录的重要调控元件，催化DNA解旋

C.逆转录酶在宿主细胞的细胞质中催化与RNA互补的单链DNA的合成

D.核酸酶与DNA结合后可降低DNA水解成4种脱氧核昔酸时所需的活化能

【分析】DNA复制时，需要解旋酶和DNA聚合酶催化；转录时，需要RNA聚合酶催化，转录因子调

控：核酸酶（DNA的或RNA酣），可以催化核酸水解。

【解答】解：A、DNA复制时，解旋的催化碱基间氢键的断裂，DNA聚合能催化脱氧核甘酸之间磷酸二

酯键的形成，A错误；

B、转录因子、RNA聚合酶是基因转录的重要调控元件，但转录因子不催化DNA解旋，B错误；

C、逆转录酶结合在RNA上，催化逆转录过程，不属于DNA结合蛋白，C错误；

D、酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能，故核酸酶与DNA结合后可降低DNA水解成4种脱氧

核甘酸时所需的活化能，D正确。

故选：Do

【点评】本题主要考查遗传信息的转录和翻译，意在考查考生理解所学知识要点，把握知识间内在联系

的能力，能够运用所学知识，对生物学问题作出准确的判断，难度适中。

【典例4】（2023•济南三模）LicV单体是由LicT蛋臼与光敏蛋白（VVD）构成的融合蛋白。用不同的连接

子蛋白连接LicT与VVD,形成的LicV存在差异，在黑暗和蓝光照射下检测，可筛选出调控效果最佳的LicVo

该调控过程如图所示，图中RAT力终止了转录而来，可以使转录终止。下列说法错误的是（）

黑暗环境

技光照射

LicV单体RATjLicV二聚体

mRNA转■继续.

mRNA转录终止

DNA

DNA=终止子红色荧光

终止子红色荧光

蛋白基因

蛋白基因

A.图中RAT是在RNA聚合廨的作用下转录形成的

B.图中红色荧光蛋白基因的表达情况可用于检测转录是否维续进行

C.LicT蛋白合成时核糖体沿着mRNA5端移动到3,端，直至遇到终止密码子翻译结束

D.黑暗条件下根据红色荧光强度差异筛选连接LicT与VVD的最佳连接子蛋白

【分析】基因的表达是指遗传信息转录和翻译形成蛋白质的过程。转录是以DNA的一条链为模板合成

RNA的过程，该过程需要核糖核甘酸作为原料；翻译是指在核糖体上，以mRNA为模板、以氨基酸为

原料合成蛋白质的过程，该过程还需要tRNA来运转氨基酸。

【解答】解：A、RAT是位于n】RNA上，转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，故图中RAT

是在RNA聚合酶的作用下转录形成的，A正确；

B、如果转录在终止子以后正常进行，就会转录并进而翻译H红色荧光蛋白，故图中红色荧光蛋白基因

的表达情况可用于检测转录是否继续进行，B正确：

C、LicT雷白经过转录和翻译合成,翻译时核糖体沿着mRNA5,端移动到3端，直至遇到终止密码干翻

译结束，C正确；

D、黑暗条件下，转录会在遇到终止子时停止，因此并不会转录和翻译红色荧光蛋白，因此无法根据红

色荧光强度差异筛选连接LicT与VVD的最佳连接子蛋白，D错误。

故选：D。

【点评】本题主要考查遗传信息的转录和翻译，要求学生有•定的理解分析能力，能够结合题干信息和

所学知识进行分析应用。

【变式1】（2023•开封三模）下列有关生物遗传信息的叙述，正确的是（）

A.在生物体中，流向DNA的遗传信息来自DNA或RNA

B.遗传信息表达的过程中，RNA和蛋白质均由DNA编码

C.在翻译过程中，tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息

D.多个核糖体结合一个mRNA分子，共同合成一条多肽链

【分析】中心法则：

（1）遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的包: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。

【解答】解：A、流向DNA的遗传信息来自DNA（DNA分子的复制）或RNA（RNA的逆转录），A正

确；

B、RNA复制病毒的RNA和蛋白质由病毒的遗传物质RNA编码合成，B错误;

C、密码子有64种，一般反密码子有61种，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上全部碱基序列信息，C错误；

D、多个核糖体结合一个mRNA分子，每个核糖体合成一条肽链，D错误。

故选：Ao

【点评】本题主要考查遗传信息的转录和翻译的相关知识，意在考查考生理解所学知识要点，把握知识

间内在联系的能力，能够运用所学知识，对生物学问题作出准确的判断，难度适中。

【变式2］（2023•宇德一模）新冠病毒依赖核糖体“移码”的特殊机制来提高病毒蛋白表达水平。核糖体“移

码”是指病毒RNA翻译过程中核糖体会向前或向后滑动一两个核昔酸，导致病毒可以利用一条RNA为模板

翻译产生两种蛋白质。下列有关该现象叙述错误的是（）

A.核糖体“移码”可扩展病毒所携带遗传信息的利用率

B.核糖体“移码”可导致RNA上提前或延后出现终止密码子

C.核糖体“移码”会导致RNA上起始密码子位置发牛改变

D.细胞中若出现核糖体“移码”现象则机体细胞免疫活动增强

【分析】1、mRNA上3个相邻的碱基决定I个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个密码子。

2、游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具芍一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫作

翻译。

【解答】解：A、根据题意，核糖体“移码”导致病毒可以利用•条RNA为模板翻译产生两种蛋白质，故

核箱体“移码''可扩展病毒所携带遗传信息的利用率，A正确；

B、核糖体“移码”可使病毒RNA翻译过程中核糖体向前或向后滑动一两个核甘酸，可导致RNA上提前

或延后出现终止密码子，B正确；

C、核糖体“移码”可使病毒RNA翻译过程中核糖体向前或向后滑动一两个核甘酸，起始密码子位置不变，

C错误；

D、细胞中若出现核糖体"移码''现象，说明病毒已侵入到细胞中，则机体细胞免疫活动增强，D正确。

故选：Co

【点评】本题比较基础，考查遗传信息的转录和翻译，要求考生识记遗传信息转录和翻译的过程、场所、

条件及产物等基础知识；识记密码子的特点，能结合所学知识准确判断各选项。

【变式3］（2023•晋中三模）具有脑神经系统动物的基因表达有转录、剪接、翻译等过程，转录形成的pre

-mRNA需要借助剪接体剪接形成mRNA才可用于翻译，部分过程如图所示。研究发现癌细胞需要大量的

剪接以实现快速增殖。下列相关分析正确的是（）

③翻译

A.pre-mRNA比mRNA编码的多肽链中氨基酸数最多

B.核糖体在翻译模板mRNA上移动的方向为从右到左

C.特异性降低剪接体识别能力为药物研发开辟新方向

D.剪接体异常会导致基因结构发生改变进而引发疾病

【分析】基因的表达是指细胞在生命过程中，把储存在DNA顺序中遗传信息经过转录和翻译，转变成

具有生物活性的蛋白质分子。转录是在细胞核内进行的，它是指以DNA的一条链为模板，合成RNA的

过程。翻译是在细胞质中进行口勺，它是指以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过

程。翻译的方向判断依据：每个核融体合成1条肽链，移动越沅的核糖体（即越早开始翻译的核糖体）

合成的肽链越长，所以可以根据每个核糖体下延伸出的肽链的长短来确定核糖体的移动方向（即翻译方

向），所以翻译方向（即核糖体的移动方向）是：由多肽链短的核糖体―由多肽链长的核糖体.

【解答】解：A、pre-mRNA未经剪接体剪接不能直接作为翻译的模板，所以不能编码氨基酸，A错误；

B、核糖体是沿着mRNA的5'端向3'端移动，由图可知tRNA上与氨基酸结合的一端为3'端，因此tRNA

从左到右为3,端到5,端，mRNA从左到右为5,端到3,端，则图示核糖体移动的方向是从左到右，B错误；

C、由题意可知，痛细胞需要大量的剪接以实现快速增殖，若有药物能特异性降低剪接体识别能力，则

剪接过程无法正常进行进而影响基因的表达，可能会降低癌细胞的增殖速度，C正确；

D、剪接体异常会导致无法形成成熟的mRNA,但不会影响DNA上基因的结构，D错误。

故选：Co

【点评】本题考查遗传信息的转录与翻译的相关知识，意在考行学生的识记能力和判断能刀，运用所学

知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。

【变式4］（2023•滨州二模）构成核糖体的r蛋白与1RNA结合的能力比与mRNA强，只要有游离的rRNA,

新合成的1•蛋白就会与之结合装配核糖体（如图甲）。r蛋白的量总与rRNA数量相当，这是r蛋白进行自体

调控的结果（如图乙）。下列说法错误的是（）

\i006/

A.图甲中④过程需在核仁中进行

B.图甲中②过程核糖体沿mRNA由5'向3'方向移动

C.图乙中的mRNA是翻译r蛋白的模板

D.图乙过程以负反馈调节的方式避免物质与能量的浪费

【分析】分析题图：过程①为转录，过程②为翻译，过程③为rRNA的合成，过程④为rRNA与r蛋白

质结合。

【解答】解：A、结合题干信息“只要有游离的rRNA,新合成的r蛋白就会与之结合装配核糖体（如图

甲）”可知，图甲中④过程（rRNA与r蛋白质结合）需在细胞质中进行，A错误；

B、图甲中②过程表示翻译，该过程以mRNA为模板合成蛋白质，翻译时，核糖体沿mRNA由5,向31

方向移动，B正确；

C、结合图乙可知，mRNA是翻译r蛋白的模板，C正确；

D、结合题干以及图乙可知，若细胞内rRNA合成不足则会造成已经合成的rRNA蛋白过量，进而与r

蛋白mRNA结合阻止该种蛋白质的继续合成，即图乙过程以负反馈调节的方式避免物质与能量的浪费，

D正确。

故选：Ao

【点评】本题结合图解，考查遗传信息的转录和翻译，要求考生识记遗传信息转录和翻译的过程、条件、

产物等基础知识，能正确分析题图，再结合所学的知识准确答题。

考法2对基因及中心法则的理解与分析

I.染色体、DNA、基因、脱氧核讨酸之间的关系

基本组成单位

特定脱氧核昔酸排列顺序基因为具有遗传效应的

代表遗传信息主要载体

4种脱氧DNA片段

基因--------------------＞染色体

核甘酸

每个基因含许多个每个DNA分子中含每个染色体上含有1~~L

脱氧核昔酸许多个基因个或2个DNA分子

基因在染色体上呈线性排列

2.中心法则的应用

（I）各类生物遗传信息的传递过程

生物种类举例遗传信息的传递过程

复广、转录翻译

DNA病毒T2噬菌体露DNA——-RNA——►蛋白质

上译蛋白质

RNA病毒烟草花叶病毒£RNA•

逆转录病毒HIVRNA粗性］DNA幽*RNA-St蛋白质

复广、转录翻译

细胞生物动物、植物、细菌、真菌等菊（DNA——-RNA——►蛋白质

（2）细胞种类与遗传信息传递途径的关系

①细胞共有的途径：DNA复制、转录、翻译。但具体到不同的细胞，情况不尽相同。如根尖分生区细胞等

分裂旺盛的细胞中三条途径都有；成熟叶肉细胞等高度分化的细胞无DNA复制，只有转录和翻译途径；哺

乳动物成熟红细胞无遗传信息的传递。

②RNA的复制和逆转录过程只发生在以RNA为遗传物质的病毒的增殖过程中。

（3）进行碱基互补配对的过程和场所的总结

①过程：DNA复制、转录、翻译、RNA复制、逆转录。

②场所：细胞核、叶绿体、线粒体、核糖体。

3.表观遗传现象

表观遗传现象实在分子水平上调控基因表达的过程。

（1）表观遗传的研究内容

①基因选择性转录的调控，如DNA甲基化。

②基因转录后的调控，如基因组中非编码RNA（有多种功能性非编码RNA可对基因表达水平进行干扰，

如RNA干涉可使转录后的同源mRNA降解，从而使目的基因无法表达，

③翻译形成的蛋白质的修饰，如组蛋白修饰（组蛋白是构成染色体的小分子蛋白质，被甲基化或磷酸化后

影响基因的转录活性）。

（2）表观遗传的特点

①DNA序列不变。②可逆性的基因表达调节。③可遗传，即这类改变通过有丝分裂或减数分裂，能在细胞

或个体世代间遗传。

画考法精练

【典例1】（2023•和平区校级一模）下列关于“中心法则”含义的叙述中，错误的是（）

/\①/、④

⑤DNA（基因）不二7^：'RNA卫一粕'I质（性状）

O②7

A.基因通过控制蛋白质的合成来控制生物性状

B.②®过程可发生在被RNA病毒感染的细胞内

C.⑤©④过程所需的原料分别是脱氧核甘酸、核糖核甘酸、氨基酸

D.②过程中碱基互补配对时，遵循A-U、U-A、C-G、G-C的原则

【分析】1、中心法则是指遗传信息从DNA传递给RNA,再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的

转录和翻译的过程。也可以从DNA传递给DNA,即完成DNA的复制过程。这是所有有纽胞结构的生

物所遵循的法则。在某些病毒中的RNA自我复制（如烟草花叶病毒等）和在某些病毒中能以RNA为模

板逆转录成DNA的过程（某些致癌病毒）是对中心法则的补充。

2、据图分析可知，①是指转录，②是指逆转录，③是指RNA复制，④是指翻译，⑤是指DNA复制。

【解答】A、基因通过控制蛋白质的合成来控制生物性状，如血红蛋白，A正确；

B、②是指逆转录，③是指RNA复制，在某些病毒寄生在宿主细胞中，可以进行RNA自我复制（如烟

草花叶病毒等）或以RNA为模板逆转录成DNA的过程（某些致癌病毒），B正确；

C.DNA复制所需的原料是脱氧核苜酸，RNA复制所需的原料是核糖核甘酸，翻译所需的原料是氨基酸，

C正确；

D、②是指逆转录形成DNA,遵循A-T、U-A、C-G、G-C的原则，D错误。

故选：D。

【点评】本题考查基因法则的主要内容及发展，要求考生识记中心法则的.主要内容及后人对他的补充和

完善，能利用所学知识准确判断各选项。

【典例2】（2023•大祥区校级模拟）2020年诺贝尔生理学或医学奖颁给了哈维•阿尔特、迈克尔•霍顿和查

尔斯•赖斯这三位伟大的科学家，奖励他们在发现丙型肝炎病毒上作出的贡献。如图为丙型肝炎病毒的增殖

过程，下列相关叙述错误的是（）

亲代病毒

（D|

吸附、侵入、脱充

♦④色＞结构蛋白

♦RNA-^-*-RNAA

③卜译

RNA复制I*

子代病毒

A.该病毒和HIV的增殖过程都需要逆转录能的参与

B.该病毒侵入宿主细胞后，③过程通常发生在④过程之前

C.③@⑤⑥过程都发生了碱基配对且配对方式完全相同

D.④©过程需要消耗的尿喘咤核糖核甘酸的数目不相同

【分析】①过程为病毒侵入宿主细胞，②过程为病毒的RNA注入宿主细胞，③过程是以+RMA为模板翻

译形成RNA复制酶，④过程是+RNA为模板或制形成-RNA,⑤过程是以-RNA为模板复制形成+RNA,

⑥过程是以+RNA为模板翻译形成该病毒的结构蛋白，⑦过程是结构蛋白和+RNA组装形成子代病毒。

【解答】解：A、由图可以直接看出该病毒的增殖没有逆转录过程，不需要逆转录前的参与，A错误；

B、④过程为RNA复制，需要RNA复制酶的催化，而宿主细胞中不含有RNA复制酶，故③过程通常发

生在④过程之前，B正确；

C、④©过程发生+RNA和・RNA之间的配对，③⑥过程发生+RNA上的密码子和tRNA二的反密码子

之间的配对，配对方式都是A・U、C-G,C正确；

D、④过程合成的是-RNA,⑤过程合成的是+RNA,模板中的相同碱基的数目并不相同，因此两者需要

消耗的尿喀咤核糖核酸的数目不相同，D正确。

故选：Ao

【点评】本题借病毒侵入宿主细胞合成子代病毒的过程综合考查转录、翻译和中心法则等相关知识，旨

在考查学生把握知识间内在联系的能力。

【典例3】（2023•重庆模拟）一个蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的，但它们的形态、结构、

生理和行为等截然不同。研究发现蜜蜂的少数幼虫取食蜂王浆发育成蜂王，大多数幼虫取食花粉和花蜜发

育成工蜂。DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域甲基化（如图）。敲除DNMT3基

因后，蜜蜂幼虫取食花粉和花蜜也将发育成蜂王，与取食蜂王浆有相同效果。下列有关分析错误的是（）

胞嘴鸵5'甲基胞啼啜部分被甲基化的DNA片段

A.花粉和花蜜中可能含有抑制DNMT3蛋白活性的物质

B.甲基化的DNA可能干扰了RNA聚合晦与DNA相关区域结合

C.蜂王浆可能会导致细胞中DNMT3基因的表达水平下降

D.蜜蜂幼虫发育成蜂王可能与某些基因是否甲基化有关

【分析】蜂王浆抑制DNMT3基因表达DNMT3蛋白，该蛋白是一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某

些区域添加甲基基团，从而影响基因的表达。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这与取食

蜂王浆有相同的效果，推测DNA某些区域添加甲基基团后转录会被抑制。

【解答】解:A、敲除DNMT3某因后，密峰幼虫取食花粉和花密也将发育成蜂王，与取食峰干浆有相

同效果，应该是蜂王浆中可能含有抑制DNMT3蛋白活性的物质，A错误；

B、DNA甲基化使得DNA转录过程受阻，可能干扰了RNA聚合能与DNA相关区域结合，B正确；

C、敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼虫取食花粉和花蜜也将发育成蜂王，与取食蜂王浆有相同效果，说明

蜂王浆可能使DNMT3基因表达水平下降，C正确：

D、将DNA甲基化转移酶相关基因——DNMT3基因敲除后，蜜蜂幼虫取食花粉和花蜜也将发育成蜂王，

说明发育为蜂王可■能与某些基因是否甲基化有关，D正确.

故选：Ao

【点评】本题考杳基因与性状的关系、遗传信息的转录和翻译，意在考杳学生的识图能力和判断能力，

运用所学知识综合分析问题的能力。

【典例4】（2023•济宁二模）遗传印记是在一个基因或基因组上标记其双亲来源信息的过程，DNA甲基化

是该过程常见的方式。基因A的表达产物促进小鼠生长，a基因无此功能，如图表示遗传印记对该基因表

达和传递的影响。下列叙述正确的是（）

生长缺陷的雄性小鼠生长正常的雌性小鼠

A.图中雌鼠的A基因可能来自母本或父本

B.由图中配子形成过程可知DNA甲基化不可以遗传

C.具有遗传印记的基因可能由于无法与RNA聚合的结合而不能表达

D.牛长正常雄鼠与牛长缺陷雌鼠交配，则千代可能全为牛长缺陷型

【分析】L据图分析可知，雄配子中印记重建去甲基化，雌配子中印记重建甲基化。

2.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

现型却发生了改变，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，最终无法合成相应蛋白，从而抑制了基因的表达。

【解答】解：A、由图中配子形成过程中印记发生的机制可知，在雄鼠形成配子时为去甲基化，在雌鼠

形成配子时印记重建为甲基化，雌鼠的A基因未甲基化，可以断定亲代雌鼠的A基因来自父方，A错误；

B、据图可知，雌性小鼠的甲基化可通过配子遗传给后代，B错误；

C、基因的表达包括转录和翻译过程，而启动子是RNA聚合酹识别和结合的位点，用于驱动基因的转录，

具有遗传印记的基因可能由于无法与RNA聚合酶结合而不能表达，C正确；

D、据图可知，正常生长雄性小鼠（AA或Aa）在形成配子时去甲基化，产生的配子均正常，而生长缺

陷雌鼠的配子均甲基化，雌雄配子结合后，可能产生生长正常的雌性小鼠，D错误。

故选：Co

【点评】表观遗传的题把握住基因碱基序列不改变的关键即可得分。

【典例5】（2023•绵阳模拟）如图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径，能据图得出的结论是（）

基因1基因2

II

酶1酶2

食物蛋白质一苯丙氨酸」^酪氨酸’一黑色素

基因3―►酶3f||＜一酶4——基因4

苯丙酮酸多巴胺

A.基囚与性状的关系并不都是简单的线性关系

B.若基因1不表达，则基因2也不表达

C.基因I、2、3、4在所有细胞中都能表达

D.基因I、2、3、4都是先转录后翻译

【分析】由图可知，一个性状可能受多个基因影响。

【解答】解：A、由图可知，一个性状可能受多个基因影响，A正确；

B、基因1、2的表达没有直接关系，B错误；

C、基因1、2、3、4的表达产物，并不是每个细胞维持生命活动所必须的，所以不会在所有细胞中都表

达，C错误；

D、真核细胞的核基因都是先转录后翻译，但是据图并不能得出结论，D错误。

故选：A。

【点评】本题考查基因与性状的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分

析问题的能力是解答本题的关犍。

【变式1］（2023•丹东模拟）如图为某DNA分子中a、b、c三个基因的分布状况，图中I、II为无遗传

效应的序列。下列叙述正确的是（）

In

IlIIII

abc

A.基因一定是具有遗传效应的DNA片段

B.图中b基因的启动子和终止子分别位于I、II中

C.遗传信息蕴藏在碱基的种类及排列顺序之中

D.a、b、c三个基因在遗传时，不遵循基因的自由组合定律

【分析】1、基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干

扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自

由组合。

2、基因通常是具有遗传效应的DNA片段。

【解答】解：A、对于RNA病毒，基因是具有遗传效应的RNA片段，A错误；

B、基因在染色体上呈线性排列，基因b的启动子和终止子分别位于基因b的首端和尾端，B错误；

C、遗传信息蕴藏在碱基的排列顺序之中，C错误；

D、a、b、c三个基因位于同一条染色体上，在遗传时无法自由组合，不遵循基因的自由组合定律，D正

确。

故选：DP

【点评】本题考查基因的概念、遗传信息、基因自由组合定律等知识，要求考生识记基因的概念及特点，

能结合所学的知识准确答题。

【变式2］（2023•天心区校级模拟）不同抗菌药物的抗菌机理有所不同，如环丙沙星能抑制细菌DNA解

旋酶的活性，利福平能抑制RNA聚合酶的活性，红霉素能与核糖体结合抑制其功能。如图表示细胞中遗传

信息传递的规律，下列叙述正确的是（）

曳一蛋白殖

A.利福平和红霉素能通过抑制③©过程来抑制新冠病毒繁殖

B.完成图中②④两个过程所需的原料、模板和酶都相同

C.环丙沙星能够显著抑制细窗体内的①④两个生理过程

D.图中③⑤所代表的生理过程中都