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2025年高考生物精品教案第六章遗传的分子基础课时3基因的表达
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这是一份2025年高考生物精品教案第六章遗传的分子基础课时3基因的表达，共23页。
考点1 遗传信息的转录和翻译
学生用书P175
1.RNA的结构与功能
2.遗传信息的转录
提醒 （1）一个DNA分子上有许多个基因，其中某个基因进行转录时，其他基因可能转录，也可能不转录。
（2）真核生物的核DNA转录形成的mRNA需要在细胞核经加工处理成为成熟的mRNA后才能作为翻译的模板。
3.遗传信息的翻译
教材深挖 （1）[必修2 P67 思考·讨论]密码子的简并对生物体的生存发展的意义：当一个密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸，增强了密码子的容错性；当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。
（2）[必修2 P67图4－6]tRNA含有氢键，3'－端是结合氨基酸的部位，一个tRNA分子中不是只有三个碱基。
4.遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系
（1）遗传信息、密码子与反密码子
（2）氨基酸与密码子、反密码子的数量关系
①一种氨基酸可对应一种或几种密码子（即密码子的简并），可由一种或几种tRNA转运。
②一般情况下，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。
③终止密码子并非不能编码氨基酸，如UGA在特殊情况下，可以编码硒代半胱氨酸；在原核生物中，GUG可以作起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。
5.与基因表达有关的数量关系
转录、翻译过程中DNA（基因）的碱基数∶mRNA的碱基数∶多肽链的氨基酸数＝6∶3∶1，参考图解如图所示：
基础自测
1.转录和翻译过程都存在T—A、A—U、G—C碱基配对方式。（ × ）
2.地球上几乎所有的生物体都共用一套密码子。（ √ ）
3.mRNA上每3个相邻的碱基都决定一种氨基酸。（ × ）
4.一个DNA只能控制合成一种蛋白质。（ × ）
5.反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基。（ × ）
6.每种氨基酸仅由一种密码子编码。（ × ）
7.DNA复制和转录时，其模板都是DNA的一整条链。（ × ）
8.起始密码子上具有RNA聚合酶识别、结合位点。（ × ）
提示 RNA聚合酶识别、结合位点位于DNA上。
9.DNA复制和转录过程中都需要解开DNA双链，都需要解旋酶。（ × ）
提示 DNA复制过程需要解旋酶，但转录过程不需要解旋酶，因为RNA聚合酶具有解旋功能。
10.一个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。（ √ ）
11.一个DNA分子上的所有基因的模板链一定相同。（ × ）
12.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 翻译 [2021广东，T7改编]。
深度思考
1.RNA适合作为信使的原因是什么？
提示 RNA由核糖核苷酸连接而成，可以携带遗传信息；一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
2.起始密码子AUG决定甲硫氨酸，但为什么蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸？
提示 翻译形成的多肽链往往需要进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中可能会被剪切掉。
3.根据mRNA中碱基的排列顺序能否准确写出氨基酸的序列？若已知氨基酸的序列，能否确定mRNA中的碱基排列顺序？
提示 前者可以，后者不能确定。因为一种密码子只对应一种氨基酸（在一般情况下，终止密码子没有对应的氨基酸），但一种氨基酸可以有多种密码子。
4.实际基因表达过程中，DNA（基因）的碱基数、mRNA的碱基数、多肽链的氨基酸数的数量关系不符合6：3：1的原因有哪些？
提示 （1）基因中的内含子转录后被剪切。（2）在基因中，有的片段（非编码区）起调控作用，不转录。（3）合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。（4）转录出的mRNA中有终止密码子，一般情况下，终止密码子不编码氨基酸。
学生用书P177
命题点1 遗传信息、密码子与反密码子的分析与判断
1.遗传信息的翻译过程中需要密码子与反密码子的相互识别，从而完成氨基酸的正确连接。下列关于密码子及反密码子的叙述，错误的是（ B ）
A.mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基称为密码子
B.不同生物细胞中，遗传信息翻译时一种密码子只能决定一种氨基酸
C.反密码子是tRNA上可以与mRNA上的密码子互补配对的三个相邻碱基
D.一种氨基酸可有几种密码子，密码子和反密码子不一定都是对应的
解析 mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基称为密码子，A正确；在原核生物中，密码子GUG可编码甲硫氨酸，在真核生物中，该密码子编码缬氨酸，B错误；反密码子是tRNA上能与mRNA上的密码子配对的三个相邻的碱基，C正确；一种氨基酸可有几种密码子，密码子和反密码子不一定都是对应的，如一般情况下，终止密码子没有反密码子，D正确。
2.[2023江苏]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（ D ）
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tRNA
D.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
解析 tRNA分子内部存在局部双链区，局部双链区存在碱基互补配对，A错误；反密码子5'－CAU－3'只能与密码子3'－GUA－5'配对，相应tRNA只能携带一种氨基酸，B错误；mRNA中的终止密码子没有相应的tRNA与其结合，C错误；由题意可知，反密码子第1位的I可与密码子第3位的碱基A、U、C配对，提高了容错率，有利于保持物种遗传的稳定性，D正确。
命题变式
[设问拓展型]在题干条件不改变的情况下，下列叙述错误的是（ C ）
A.反密码子的种类可能少于61种
B.密码子与反密码子的碱基配对发生在核糖体上
C.蛋白质的氨基酸序列由专一性的反密码子决定
D.多数情况下，密码子中的碱基改变意味着基因中的遗传信息发生了变化
解析 根据题意可知，反密码子的第1位碱基I与密码子的第3位碱基A、U、C皆可配对，则反密码子的种类可能少于61种，A正确；密码子与反密码子的碱基配对发生在核糖体上，B正确；蛋白质的氨基酸序列由mRNA上的密码子决定，C错误；由于mRNA是由基因经转录产生的，转录过程遵循严格的碱基互补配对原则，所以一般密码子中的碱基改变意味着基因中的遗传信息发生了变化，D正确。
命题点2 遗传信息的转录和翻译过程分析
3.[2023全国乙]已知某种氨基酸（简称甲）是一种特殊氨基酸，迄今只在某些古菌（古细菌）中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是，这些古菌含有特异的能够转运甲的tRNA （表示为tRNA甲）和酶E。酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲（表示为甲－tRNA甲），进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子，从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是（ A ）
①ATP ②甲 ③RNA聚合酶 ④古菌的核糖体
⑤酶E的基因 ⑥tRNA甲的基因
A.②⑤⑥B.①②⑤
C.③④⑥ D.②④⑤
解析 据题意可知，若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，需要加入特殊的氨基酸——甲作为合成肽链的原料，加入tRNA甲的基因，该基因经转录后可产生转运甲的tRNA，还需要加入酶E的基因，酶E的基因经表达后可产生酶E，酶E可催化甲与tRNA甲结合生成甲－tRNA甲，进而将甲带入核糖体参与肽链合成，故应加入②⑤⑥，A符合题意。
【一分钟快解】 对于ATP、RNA聚合酶，大肠杆菌中也含有，翻译过程可在大肠杆菌核糖体上进行，不需要加入古菌的核糖体，排除①③④，A符合题意。
命题变式
[题干拓展型]古细菌能合成含氨基酸甲的蛋白质，其他细菌不能合成，下列相关说法错误的是（ A ）
A.古细菌利用的氨基酸甲应该是21种氨基酸中的一种
B.古细菌含有的能够转运甲的tRNA，其结构可能和其他tRNA不同
C.tRNA甲的基因和酶E的基因应该是该古细菌所特有的
D.古细菌合成含氨基酸甲的蛋白质时遵循碱基互补配对原则
解析 由题意可知，某种氨基酸是一种特殊氨基酸，迄今只在某些古菌（古细菌）中发现，因而可推测，古细菌利用的氨基酸甲应该不是组成人体蛋白质的21种氨基酸中的一种，A错误；古细菌含有特异的能够转运氨基酸甲的tRNA，因而可推测其结构可能和其他tRNA不同 ，B正确；古细菌能合成含氨基酸甲的蛋白质，其他细菌不能合成，因而可推测，tRNA甲的基因和酶E的基因应该是该古细菌所特有的，C正确；由题干中“已知tRNA甲可以……肽链的合成”可知，古细菌合成蛋白质时也遵循碱基互补配对原则，D正确。
4.[2023湖南]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glg mRNA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（ C ）
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glg mRNA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
解析 转录时，RNA聚合酶识别和结合相关基因的启动子并驱动转录，A正确。合成肽链时，核糖体沿着mRNA从5'端向3'端移动，B正确。若抑制CsrB基因的转录，则非编码RNA分子CsrB的量减少，CsrA蛋白与CsrB结合减少，CsrA与glg mRNA分子结合增多，导致glg mRNA降解增多，从而使UDPG焦磷酸化酶的合成减少，进而抑制糖原合成，C错误。CsrA蛋白都结合到CsrB上，CsrA蛋白无法与glg mRNA结合，glg mRNA不降解，有利于UDPG焦磷酸化酶的合成，从而有利于细菌糖原合成，D正确。
考点2 中心法则
学生用书P179
1.提出者：[1] 克里克 。
2.各种生物遗传信息的传递途径
提醒 一部分RNA病毒自身携带RNA复制酶或逆转录酶，另一部分RNA病毒在入侵宿主细胞后，先通过翻译过程合成相应的酶，再完成RNA复制或逆转录。
3.生命是物质、能量和信息的统一体
在遗传信息的流动过程中，[2] DNA、RNA 是信息的载体，[3] 蛋白质 是信息的表达产物，而[4] ATP 为信息的流动提供能量。
基础自测
1.线粒体中遗传信息的传递也遵循中心法则。（ √ ）
2.DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则。（ × ）
3.正常人体细胞中会存在中心法则的每个过程。（ × ）
提示 由于逆转录过程和RNA的复制过程只发生在被病毒侵染的细胞中，因此正常人体细胞中不会存在中心法则的每个过程。
4.叠氮脱氧胸苷（AZT）可与逆转录酶结合并抑制其功能。可直接被AZT阻断的过程是 逆转录 [2023浙江6月，T4改编]。
深度思考
中心法则中几个生理过程能准确进行的原因是什么？
提示 （1）前者为后者的产生提供了一个标准化的模板。（2）都遵循碱基互补配对原则。
学生用书P179
命题点 依托中心法则，考查遗传信息的流动
1.[2022河北]关于中心法则相关酶的叙述，错误的是（ C ）
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RNA
D.DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用
解析 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，在转录和逆转录的过程中会与模板链形成氢键，A正确；DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的本质是蛋白质，蛋白质由核酸编码并在核糖体上合成，B正确；转录过程中，RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA，该过程不需要解旋酶参与，C错误；DNA聚合酶和RNA聚合酶在生物体内和体外均能发挥催化作用，D正确。
2.[2021浙江6月]某单链RNA病毒的遗传物质是正链RNA（＋RNA），该病毒感染宿主后，合成相应物质的过程如图所示，其中①～④代表相应的过程。下列叙述正确的是（ A ）
A.＋RNA复制出的子代RNA具有mRNA的功能
B.病毒蛋白基因以半保留复制的方式传递给子代
C.过程①②③的进行需RNA聚合酶的催化
D.过程④在该病毒的核糖体中进行
解析 过程③④表示以＋RNA为模板翻译出蛋白质，故＋RNA复制出的子代RNA（＋RNA）具有mRNA的功能，A正确；该病毒的遗传物质是单链RNA，因此病毒蛋白基因不会以半保留复制的方式传递给子代，B错误；③过程是翻译，不需要RNA聚合酶参与，C错误；病毒不具有核糖体，D错误。
命题变式
[设问拓展型]（1）据图分析，该病毒的＋RNA可以作为 复制和翻译 （填具体生理过程）的模板。
（2）在宿主细胞核糖体中进行的生理过程有 ③④ （填图中标号），参与该过程的核酸分子除模板外，还有 tRNA、rRNA 。
（3）与该病毒相比，T2噬菌体特有的遗传信息传递途径有 DNA→RNA、DNA→DNA （填具体生理过程）。
解析 （1）由图示可知，该病毒的＋RNA可以作为复制和翻译的模板。（2）在宿主细胞核糖体中进行的生理过程是翻译，为图中的③④过程，其中参与上述过程的核酸分子除模板外，还有tRNA、rRNA。（3）与该病毒相比，T2噬菌体特有的遗传信息传递途径有DNA→RNA、DNA→DNA。
通性通法
“三看法”判断中心法则的各个过程
考点3 基因表达与性状的关系
学生用书P180
1.基因表达产物与性状的关系
2.基因的选择性表达与细胞分化
3.表观遗传
提醒 表观遗传的特点
（1）不遵循孟德尔遗传规律。
（2）可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因。
4.基因与性状的关系
基础自测
1.人类白化病症状是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状来实现的。（ × ）
2.一个细胞中所含的基因都一定表达。（ × ）
3.表观遗传现象由于基因的碱基序列没有改变，属于不可遗传的变异。（ × ）
4.DNA甲基化可以抑制基因的表达，进而对表型产生影响。（ √ ）
5.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。（ × ）
6.DNA的甲基化、组蛋白的甲基化和乙酰化都会导致出现表观遗传现象。（ √ ）
7.某些性状由多个基因共同决定，有的基因可能影响多个性状。（ √ ）
深度思考
1.生长素、赤霉素等不是蛋白质，它们的合成仍受基因控制，基因通过什么途径来控制它们的合成？
提示 相关基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而间接控制它们的合成。
2.在DNA发生甲基化之后，其对应中心法则的哪些过程受到影响？
提示 DNA甲基化可遗传，说明DNA的复制过程可正常进行，而转录过程受到抑制，进而可影响翻译过程。
3.研究表明，吸烟会影响后代的遗传性状，结合表观遗传的知识，分析其原因是什么？
提示 吸烟会使人的体细胞内DNA甲基化水平提高，对染色体上的组蛋白也会产生影响。
学生用书P181
命题点1 基因表达产物与性状的关系分析
1.[2023湖南]酗酒危害人类健康。乙醇在人体内先转化为乙醛，在乙醛脱氢酶2（ALDH2）作用下再转化为乙酸，最终转化成CO2和水。头孢类药物能抑制ALDH2的活性。ALDH2基因某突变导致ALDH2活性下降或丧失。在高加索人群中该突变的基因频率不足5％，而东亚人群中高达30％～50％。下列叙述错误的是（ D ）
A.相对于高加索人群，东亚人群饮酒后面临的风险更高
B.患者在服用头孢类药物期间应避免摄入含酒精的药物或食物
C.ALDH2基因突变人群对酒精耐受性下降，表明基因通过蛋白质控制生物性状
D.饮酒前口服ALDH2酶制剂可催化乙醛转化成乙酸，从而预防酒精中毒
解析 由题干可知，乙醇在人体内先转化为乙醛，ALDH2可以将乙醛转化为乙酸，乙酸再经过一系列反应最终转化成CO2和水。若ALDH2基因突变，则可导致ALDH2活性下降或丧失，高加索人群中该突变的基因频率不足5％，而东亚人群中高达30％～50％，所以相对于高加索人群，东亚人群饮酒后面临的风险更高，A正确。头孢类药物能抑制ALDH2的活性，因此患者在服用头孢类药物期间，应避免摄入含酒精的药物或食物，B正确。ALDH2基因突变人群体内的ALDH2活性下降或丧失，对酒精耐受性下降，说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，又知ALDH2的化学本质是蛋白质，此实例表明基因通过蛋白质控制生物性状，C正确。ALDH2酶制剂可将乙醛转化为乙酸，但口服ALDH2酶制剂（化学本质是蛋白质）后，ALDH2酶制剂会被消化道中的蛋白酶分解，因此饮酒前口服ALDH2酶制剂不能催化乙醛转化为乙酸，无法预防酒精中毒，D错误。
2.[2024唐山模拟]如图表示人体内基因对性状的控制，下列叙述错误的是（ A ）
A.①过程需要解旋酶的催化，②过程需要tRNA的协助
B.基因1和基因2可出现在人体的同一个细胞中
C.④⑤过程形成的结果存在差异的根本原因是发生了碱基的替换
D.图中过程体现了基因控制生物体性状的直接途径和间接途径
解析 ①过程为转录，需要RNA聚合酶，不需要解旋酶，A错误；基因1和基因2可出现在人体的同一个细胞中，但是在不同的细胞中进行选择性表达，B正确；④⑤过程形成的结果存在差异的根本原因是发生了碱基的替换，C正确；图中过程体现了基因控制生物体性状的直接途径（血红蛋白的合成）和间接途径（酶影响黑色素的合成），D正确。
3.[2023衡水三模]研究表明，普通白菜中的青梗菜持绿突变体nye的持绿性（衰老后叶片仍然保持绿色的特性）由隐性核基因Brnye1控制。其产生的机理是其正常基因的第二外显子（编码蛋白质的基因序列，图中“↑”所示位置）中插入了一段40 bp的DNA片段，导致了移码突变，致使翻译提前终止，从而使叶绿素降解酶功能异常，不能催化叶绿素降解。下列叙述错误的是（ A ）
A.Brnye1基因转录时以α链为模板，需要RNA聚合酶的参与
B.正常基因中发生碱基对的增添无法借助光学显微镜直接观察
C.移码突变导致叶绿素降解酶的功能异常，是基因控制性状的一种表现
D.青梗菜突变体nye持绿性基因的突变可增强其对环境的适应性
解析 Brnye1基因转录时以具有转录功能的β链为模板，需要RNA聚合酶的参与，A错误。正常基因中发生碱基对的增添属于分子水平的变化，无法借助光学显微镜直接观察，B正确。基因可以通过控制酶的合成控制细胞代谢进而控制生物的性状，移码突变导致叶绿素降解酶的功能异常，是基因控制性状的一种表现，C正确。青梗菜突变体nye持绿性基因突变，可以延长青梗菜的光合作用时间，提高其产量，延缓衰老，增强其对环境的适应性，D正确。
命题点2 表观遗传分析
4.[2023海南]某植物的叶形与R基因的表达直接相关。现有该植物的植株甲和乙，二者R基因的序列相同。植株甲R基因未甲基化，能正常表达；植株乙R基因高度甲基化，不能表达。下列有关叙述正确的是（ D ）
A.植株甲和乙的R基因的碱基种类不同
B.植株甲和乙的R基因的序列相同，故叶形相同
C.植株乙自交，子一代的R基因不会出现高度甲基化
D.植株甲和乙杂交，子一代与植株乙的叶形不同
解析 甲基化会影响基因的表达，但不会改变基因的碱基序列，A错误。由题中信息可知，植株甲R基因未甲基化，则植株甲R基因可正常表达，植株乙R基因高度甲基化，则植株乙R基因不可正常表达，由于植株甲和植株乙的叶形与R基因的表达直接相关，故二者叶形不同，B错误。甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型，因此植株乙自交，子一代的R基因会出现高度甲基化，C错误。植株甲、植株乙杂交，子一代中来自植株甲的R基因可正常表达，子一代叶形与植株甲相同，与植株乙不同，D正确。
5.[2022辽宁，不定项]视网膜病变是糖尿病常见并发症之一。高血糖环境中，在DNA甲基转移酶催化下，部分胞嘧啶加上活化的甲基被修饰为5'－甲基胞嘧啶，使视网膜细胞线粒体DNA碱基甲基化水平升高，可引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常。下列叙述正确的是（ AB ）
A.线粒体DNA甲基化水平升高，可抑制相关基因的表达
B.高血糖环境中，线粒体DNA在复制时也遵循碱基互补配对原则
C.高血糖环境引起的甲基化修饰改变了患者线粒体DNA碱基序列
D.糖尿病患者线粒体DNA高甲基化水平可遗传
解析 DNA甲基化可抑制基因的转录过程，因此，线粒体DNA甲基化水平升高可抑制相关基因的表达，从而引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常，A正确。DNA分子复制过程都遵循碱基互补配对原则，B正确。DNA甲基化是特定碱基被甲基化，甲基化修饰不会改变DNA碱基序列，C错误。视网膜细胞是体细胞，糖尿病患者线粒体DNA高甲基化水平不会遗传给后代，后代不受影响，D错误。
6.[2023东莞模拟]DNA甲基化是指在有关酶的作用下，DNA分子中的胞嘧啶结合一个甲基基团的过程，它能在不改变DNA序列的前提下调控基因的表达。细胞中存在两种DNA甲基化酶，从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点，使其全甲基化（如图所示）。下列有关叙述正确的是（ D ）
A.甲基化后的DNA在复制时，碱基配对的方式会发生改变
B.甲基基团与胞嘧啶结合导致基因突变，进而引起生物性状改变
C.从头甲基化酶与维持甲基化酶功能不同，但二者结构可能相同
D.从头甲基化酶不能作用于全甲基化的DNA复制一次所形成的子代DNA
解析 甲基化是在不改变DNA序列的前提下调控基因的表达，因此甲基化后的DNA复制时，碱基配对的方式不会发生改变，A错误；甲基化是DNA分子中的胞嘧啶结合一个甲基基团，从而调控基因的表达，进而引起生物性状改变，该过程没有发生基因突变，B错误；一般情况下，酶的结构不同，功能就不同，从头甲基化酶与维持甲基化酶的功能不同，所以它们的结构也不同，C错误；全甲基化的DNA复制一次所形成的子代DNA都是半甲基化的，需要维持甲基化酶的催化才能获得与亲代分子相同的全甲基化DNA，而从头甲基化酶不能作用于半甲基化的DNA，D正确。
1.[2023海南]噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子，部分序列如图。下列有关叙述正确的是（ B ）
A.D基因包含456个碱基，编码152个氨基酸
B.E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列，其互补DNA序列是5'－GCGTAC－3'
C.噬菌体ФX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸
D.E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，且重叠序列编码的氨基酸序列相同
解析 分析题图可知，D基因包含的碱基数为152×3＋3＝459（个），A错误；据题图可知，E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列为5'－GTACGC－3'，根据碱基互补配对原则可知，其互补DNA序列是5'－GCGTAC－3'，B正确；DNA复制时所需的原料是4种脱氧核苷酸，C错误；分析题图可知，D基因和E基因重叠序列编码的氨基酸序列不相同，D错误。
2.[2023山东]细胞中的核糖体由大、小2个亚基组成。在真核细胞的核仁中，由核 rDNA 转录形成的 rRNA 与相关蛋白组装成核糖体亚基。下列说法正确的是（ B ）
A.原核细胞无核仁，不能合成rRNA
B.真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成
C.rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子
D.细胞在有丝分裂各时期都进行核 rDNA 的转录
解析 原核细胞中无核仁，但有核糖体，原核细胞可以合成rRNA，A错误。核糖体是氨基酸脱水缩合形成肽链的场所，真核细胞中的蛋白质都是在核糖体上合成的，B正确。mRNA上3个相邻的碱基决定一个氨基酸，每3个这样的碱基叫作一个密码子，C错误。细胞在有丝分裂分裂期，染色质变成染色体，DNA双链不易解旋，因而不能进行转录，故D错误。
3.[2023浙江1月]核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时，多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体（如图所示）。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译，移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是（ B ）
A.图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的3'端向5'端移动
B.该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对
C.图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译
D.若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化
解析 根据图中核糖体上肽链的长短可知，翻译的方向是从左到右，也就是说各核糖体从mRNA的5'端向3'端移动，A错误；翻译过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，B正确；图中5个核糖体不是同时结合到mRNA上开始翻译的，也不是同时结束翻译的，肽链越长的核糖体越早开始翻译，C错误；根据题干信息“多聚核糖体所……mRNA的长度决定”可知，若将细菌的某基因截短，会导致转录出来的mRNA变短，则相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数量会减少，D错误。
4.[2022浙江6月]“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（ C ）
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 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链上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基组成一个密码子，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。
5.[2022湖南]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（ D ）
A.一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链
B.细胞中有足够的rRNA分子时， 核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子
C.核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了rRNA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完成后，mRNA才能与核糖体结合进行翻译
解析 一个mRNA上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，从而提高翻译效率，A正确。核糖体蛋白与rRNA分子的亲和力较强，当细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身的mRNA分子，B正确。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白自身mRNA的翻译过程受到抑制，核糖体蛋白合成受阻；反之，核糖体蛋白正常合成，这种机制可以维持rRNA和核糖体蛋白数量上的平衡，C正确。大肠杆菌为原核生物，其细胞内的转录和翻译可同时进行，D错误。
6.[2021福建]下列关于遗传信息的叙述，错误的是（ A ）
A.亲代遗传信息的改变都能遗传给子代
B.流向DNA的遗传信息来自DNA或RNA
C.遗传信息的传递过程遵循碱基互补配对原则
D.DNA指纹技术运用了个体遗传信息的特异性
解析 如果亲代遗传信息的改变发生在体细胞中，则一般不会遗传给子代，A错误；DNA可通过复制、RNA可通过逆转录使遗传信息流向DNA，B正确；因为每个人的DNA指纹图是独一无二的，所以可以根据分析指纹图的吻合程度来帮助确认身份，该技术运用了个体遗传信息的特异性，D正确。
7.[2021重庆]科学家建立了一个蛋白质体外合成体系（含有人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸、除去了DNA和mRNA的细胞提取液）。在盛有该合成体系的四支试管中分别加入苯丙氨酸、丝氨酸、酪氨酸和半胱氨酸后，发现只有加入苯丙氨酸的试管中出现了多肽链。下列叙述错误的是（ C ）
A.合成体系中多聚尿嘧啶核苷酸为翻译的模板
B.合成体系中的细胞提取液含有核糖体
C.反密码子为UUU的tRNA可携带苯丙氨酸
D.试管中出现的多肽链为多聚苯丙氨酸
解析 据题干信息可知，蛋白质体外合成体系中有人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸，没有细胞的DNA和mRNA，推测合成体系中多聚尿嘧啶核苷酸为翻译的模板，A正确；多肽链的合成场所是核糖体，推测细胞提取液中含有核糖体，B正确；多聚尿嘧啶核苷酸为翻译的模板，则运输苯丙氨酸的tRNA上的反密码子为AAA，C错误；据题干信息可知，只有加入苯丙氨酸的试管中出现了多肽链，推测该多肽链为多聚苯丙氨酸，D正确。
8.[2021海南]终止密码子为UGA、UAA和UAG。图中①为大肠杆菌的一段mRNA序列，②～④为该mRNA序列发生碱基缺失的不同情况（“－”表示一个碱基缺失）。下列有关叙述正确的是（ C ）
A.①编码的氨基酸序列长度为7个氨基酸
B.②和③编码的氨基酸序列长度不同
C.②～④中，④编码的氨基酸排列顺序与①最接近
D.密码子有简并性，一个密码子可编码多种氨基酸
解析 终止密码子不编码氨基酸，因此①编码的氨基酸序列长度为6个氨基酸，A错误；根据图中mRNA的序列可知，②和③编码的氨基酸序列长度相同，均为6个氨基酸，B错误；②中缺失一个碱基，③中缺失2个碱基，与①相比，②③编码的氨基酸排列顺序可能从起始密码子之后就开始改变了，④中在起码密码子之后缺失3个连续的碱基，④编码的氨基酸排列顺序与①相比，少了一个氨基酸，与①最接近，C正确；密码子具有简并性指的是一种氨基酸可以对应多个密码子，但一个密码子最多只能编码一种氨基酸，D错误。
9.[2021浙江1月]如图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。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（ B ）
A.图中①为亮氨酸
B.图中结构②从右向左移动
C.该过程中没有氢键的形成和断裂
D.该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中
解析 密码子存在于mRNA上，读取的方向为5'→3'，由图可知，图中①（氨基酸）对应的密码子为AUU，①为异亮氨酸，A错误。②是核糖体，分析题图可知，②（核糖体）移动的方向是从右向左，B正确。该过程中存在碱基互补配对，碱基互补配对时有氢键的形成，tRNA离开核糖体时有氢键的断裂，C错误。该过程为翻译，可发生在线粒体基质和细胞质基质中，细胞核基质中可进行DNA复制和转录，无翻译过程，D错误。
学生用书·练习帮P457
一、选择题
1.[2023惠州一调]如图为某生物进行基因表达的过程。下列叙述正确的是（ A ）
A.与DNA复制时相比，图中RNA聚合酶所参与的过程不需要解旋酶
B.转录过程中mRNA在核糖体上移动以便合成肽链
C.图中多个核糖体共同完成一条肽链的合成，从而提高翻译效率
D.转录时DNA上的碱基A与mRNA上的碱基T互补配对
解析 在DNA复制过程中，需要解旋酶、DNA聚合酶等参与，在转录过程中，由于RNA聚合酶有解旋作用，故不需要解旋酶参与，A正确；在翻译过程中，核糖体在mRNA上移动以便合成肽链，B错误；多个核糖体同时进行多条肽链的合成，从而提高翻译效率，C错误；转录时DNA上的碱基A与mRNA上的碱基U互补配对，D错误。
2.[2024浙江联考]在真核细胞的核仁中，由rDNA转录形成的rRNA与相关蛋白组装成核糖体的大、小亚基。下列有关rRNA的叙述正确的是（ A ）
A.rRNA是以rDNA的一条链为模板合成的
B.rRNA上相邻的三个核苷酸可形成一个密码子
C.原核细胞中，不会发生rRNA的合成过程
D.核糖体蛋白的合成是在核内的核糖体上进行的
解析 转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，故rRNA是以rDNA的一条链为模板合成的，A正确；mRNA上三个相邻的碱基可形成一个密码子，B错误；原核细胞中也有核糖体，其核糖体也是由rRNA与相关蛋白组装而成的，因此原核细胞中会发生rRNA的合成过程，C错误；核糖体蛋白的合成是在细胞质中的核糖体上进行的，D错误。
3.[2024广东七校第一次联考]DNA甲基化是表观遗传的常见类型，DNA甲基化需要甲基化转移酶的催化，某药物能抑制DNA甲基化转移酶的活性，下列叙述正确的是（ B ）
A.DNA甲基化可能是阻碍了RNA聚合酶与起始密码子结合，抑制基因的转录
B.抑癌基因过度甲基化可能是细胞癌变的原因之一
C.该药物的作用机理是促进甲基化的DNA发生去甲基化从而达到治疗效果
D.DNA甲基化后，相应基因的碱基序列发生改变，属于可遗传变异
解析 基因启动子区域被甲基化后，会抑制该基因的转录，DNA甲基化可能是阻碍了RNA聚合酶与启动子的结合，抑制基因的转录，A错误；抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或促进细胞凋亡，抑癌基因过度甲基化可导致其表达受阻，可能会导致细胞癌变，B正确；DNA甲基化需要甲基化转移酶的催化，某药物能抑制DNA甲基化转移酶的活性，由此可知，该药物的作用机理是抑制DNA发生甲基化从而达到治疗效果，C错误；DNA甲基化后不会改变基因的碱基序列，D错误。
4.[多选]如图1、2是两种细胞中遗传信息的主要表达过程。据图分析，下列叙述正确的是（ CD ）
A.图1细胞可能是酵母菌，可以边转录边翻译
B.在上述两种细胞中，遗传信息转录和翻译的场所均相同
C.真核生物细胞核中转录出的mRNA合成后通过核孔进入细胞质中
D.根据图1、2可知，在细胞质中，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成
解析 图1的细胞没有被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，酵母菌属于真核细胞，A错误；在真核细胞中，染色体上基因的转录和翻译是在细胞内的不同区室中进行的，即转录主要在细胞核中进行，而翻译过程发生在细胞质基质中的核糖体上，B错误；真核生物细胞核DNA中的遗传信息转录到mRNA中，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；在蛋白质合成过程中，一条mRNA分子与多个核糖体结合，同时合成多条肽链，D正确。
二、非选择题
5.[2023广东三校质检，9分]如图是基因控制蛋白质合成的部分过程示意图。图B中M、H、T、W、P代表不同种类的氨基酸，①、②代表参与此过程的分子。请分析回答下列问题。
（1）图A中，能发生碱基A—U配对的过程有 ②④⑤ （填序号）；在正常人体细胞中不会发生的过程有 ③④ （填序号）。
（2）图B中②表示 tRNA （转运RNA） ， 如果①的某一碱基发生改变， 则对应蛋白质中氨基酸序列 不一定 （填“一定”或“不一定”）改变，原因可能是 密码子的简并 。
（3）由图B可知，细胞中RNA的功能包括 携带遗传信息、转运氨基酸、组成核糖体 （至少写2个）。一个①上相继结合多个核糖体的意义是 少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质 。
（4）豌豆的圆粒和皱粒与细胞内的淀粉分支酶有关，这说明基因对该性状的控制方式是 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状 。
解析 （1）遗传信息传递过程中能发生碱基A—U配对的过程有②④⑤，图A中②为转录（以DNA为模板合成RNA），③为RNA逆转录，④为RNA复制，⑤为翻译；正常人体细胞中不会出现逆转录和RNA复制，即③④。（2）图B中②表示tRNA，可以识别密码子并转运相应的氨基酸；由于密码子的简并等原因，如果①的某一碱基发生改变，则对应蛋白质中氨基酸序列不一定改变。（3）RNA有多种功能，如rRNA是核糖体的组成成分，mRNA携带着从DNA转录来的遗传信息，tRNA可携带氨基酸进入核糖体中参与蛋白质的合成。一个①上相继结合多个核糖体的意义是少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质，提高了翻译的效率。（4）基因控制性状有直接途径和间接途径，其中豌豆的圆粒和皱粒与细胞内的淀粉分支酶有关，这说明基因对该性状的控制是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状。
6.[2023武汉第二次调研]miRNA是一类广泛存在于真核细胞中的微小RNA。该RNA的前体经剪接加工最终与其他蛋白质形成沉默复合物，该复合物可通过与靶基因的mRNA结合介导mRNA的降解，从而调控生物性状。下列分析正确的是（ C ）
A.miRNA基因的表达过程包括转录和翻译两个阶段
B.原核细胞中不存在RNA剪接过程，因而不存在RNA—蛋白质复合物
C.miRNA含有的碱基越多，其与蛋白质形成的沉默复合物作用的靶基因的种类越少
D.沉默复合物将基因沉默的原理是通过碱基互补配对抑制靶基因的转录
解析 根据题意可知，miRNA基因的表达过程只有转录阶段，A错误；核糖体的组成成分是rRNA和蛋白质，因而原核细胞中存在RNA—蛋白质复合物，B错误；分析可知，miRNA含有的碱基越多，其与蛋白质形成的沉默复合物作用的靶基因的种类越少，C正确；据题干“miRNA是一类……介导mRNA的降解”可知，沉默复合物将基因沉默的原理是通过碱基互补配对抑制靶基因的翻译，D错误。
7.[基因表达的调控/2024惠州一调]真核细胞中基因表达过程受到多个水平的调控，包括转录前调控、转录调控、翻译调控等。如图是几种调控的原理示意图，下列相关叙述错误的是（ C ）
图1 图2
A.图1中表示转录的过程是②，图2中表示翻译的过程是⑥
B.图2中Lin－14基因编码的mRNA与miRNA不完全互补配对属于翻译调控
C.图1中B细胞DNA的选择性重排属于转录调控
D.与DNA复制过程相比，图2中④过程特有的碱基互补配对方式是A—U
解析 图1中，②过程是以DNA为模板合成RNA的过程（转录），图2中，⑥过程是以RNA为模板合成蛋白质的过程（翻译），A正确；图2中Lin－14基因编码的mRNA与miRNA不完全互补配对属于翻译调控，B正确；图1中B细胞DNA的选择性重排属于转录前调控，C错误；与DNA复制过程相比，图2中④过程特有的碱基互补配对方式是A—U（DNA复制时，碱基互补配对方式为A—T、T—A、C—G、G—C，转录时，碱基互补配对方式为A—U、T—A、C—G、G—C），D正确。
8.[2024湖南师大附中模拟]EPO是一类多肽类激素，可以使造血干细胞定向分化生成红细胞。当机体缺氧时，低氧诱导因子（HIF）与EPO基因的低氧应答元件结合，使EPO基因表达加快，促进EPO的合成，过程如图所示。下列说法正确的是（ B ）
A.过程①需要RNA聚合酶催化磷酸二酯键和氢键的形成
B.EPO作用于造血干细胞膜上的受体，调控造血干细胞基因选择性表达
C.HIF从翻译水平调控EPO基因的表达，进而影响红细胞生成
D.骨髓造血功能不全患者，EPO表达水平较正常人低
解析 ①是以DNA为模板合成mRNA的过程，表示转录，该过程需要RNA聚合酶的催化，主要是催化磷酸二酯键的形成，而氢键的形成不需要酶的催化，A错误。分析题意，EPO是一类多肽类激素，多肽类激素与细胞膜上的受体结合，调控造血干细胞基因选择性表达，B正确。据图和题干分析可知，当机体缺氧时，低氧诱导因子（HIF）与EPO基因的低氧应答元件结合，使EPO基因表达加快，促进EPO的合成，说明HIF在转录水平调控EPO基因的表达，促进EPO的合成，C错误。骨髓造血功能不全患者，红细胞数目较少，机体常处于缺氧状态，则EPO表达水平较正常人高，D错误。
9.[提出药物研发新思路/2023自贡一诊，8分]2022未来科学大奖——生命科学奖授予了李文辉教授，因其发现乙型和丁型肝炎病毒感染人体的受体为钠离子—牛磺胆酸共转运蛋白（NTCP），这一重大发现有助于提高治疗乙型和丁型肝炎的有效性。请回答：
（1）NTCP基因的表达受DNA甲基化影响，DNA甲基化是指DNA序列上特定的碱基在相关酶的作用下，结合一个甲基基团的过程。由此可知DNA甲基化 不能 （填“能”或“不能”）改变NTCP基因的遗传信息，DNA甲基化对NTCP基因表达过程中的 转录 阶段起调控作用。
（2）乙肝病毒是一种DNA病毒，主要依靠病毒包膜上的相关蛋白与肝细胞膜上的NTCP结合而侵入肝细胞，其入侵及增殖过程如图所示：
Ⅰ .请用文字和箭头表示乙肝病毒遗传信息的传递方向。
Ⅱ.目前用于抗乙肝病毒的药物主要是干扰素和核苷类似物。干扰素通过诱导细胞合成抗病毒蛋白发挥效应，但效率低且有副作用；核苷类似物通过抑制病毒基因组复制抑制病毒繁殖，但疗程不确定且机体易产生耐药性。请你结合图中信息为抗乙肝病毒药物的研发提出新思路： 研发能与NTCP特异性结合的药物，阻碍乙肝病毒包膜上的相关蛋白与NTCP结合，从而抑制乙肝病毒进入肝细胞；抑制病毒外壳的组装从而抑制病毒的繁殖 。
解析 （1）DNA的遗传信息包含在DNA分子的碱基排列顺序中，DNA甲基化是指DNA序列上特定的碱基在相关酶的作用下，结合一个甲基基团的过程，该过程没有改变碱基序列，故DNA甲基化不能改变NTCP基因的遗传信息；转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，DNA甲基化会影响DNA分子的功能，故DNA甲基化对NTCP基因表达过程中的转录阶段起调控作用。（2）Ⅰ.分析题意，乙肝病毒是一种DNA病毒，结合题图可知，其DNA转录的RNA可正常翻译，也可进行逆转录过程，据此可得乙肝病毒遗传信息的传递方向，具体见答案。Ⅱ.结合题意，NTCP是乙型和丁型肝炎病毒感染人体的受体，故可研发能与NTCP特异性结合的药物，阻碍乙肝病毒包膜上的相关蛋白与NTCP结合，从而抑制乙肝病毒进入肝细胞；也可抑制病毒外壳的组装从而抑制病毒的繁殖。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的本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
遗传信息的转录和翻译
2023：海南T13、重庆T1、辽宁T18、江苏T6和T20（2）、山东T1、湖南T12、广东T17（2）、全国乙T5、浙江1月T15；
2022：湖南T14、江苏T21（1）（2）、广东T7；
2021：湖南T13、河北T8、广东T7、辽宁T17D、重庆T12、浙江1月T22、海南T15；
2020：天津T3、全国ⅡT29、全国ⅢT1BD和T3、海南T14；
2019：海南T20、全国ⅠT2、浙江4月T22
1.生命观念——基于遗传信息流动的方向，阐明生命是物质、能量和信息的统一体；基于地球上几乎所有生物都共用一套遗传密码的事实，阐明生物的统一性。
2.科学思维——分析与综合：理解转录和翻译的差别。批判性思维：摒弃简单机械的线性决定论思维模式，对基因和性状之间的关系多角度、多因素分析；辩证看待中心法则的提出和修正过程及表观遗传的发现等
中心法则
2023：浙江6月T4；
2022：河北T9、浙江6月T16；
2021：河北T16、福建T3BC、浙江6月T19；
2020：浙江1月T21、全国ⅢT1A
基因表达与性状的关系
2023：浙江1月T5和T6、海南T11、天津T6B、山东T7、湖南T3；
2022：湖南T19（2）、浙江1月T21、北京T18（3）（4）、重庆T18、天津T5和T9；
2021：北京T21（4）
命题分析预测
1.基因的表达既可以单独考查，也可以与蛋白质、DNA的结构、DNA的复制等内容综合考查，常涉及病毒、原核生物以及真核生物中叶绿体、线粒体和核糖体等细胞器。对中心法则的考查，多以文字叙述形式呈现。基因的表达与性状的关系常结合遗传规律的应用等进行综合考查。题型既有选择题，又有非选择题。
2.预计2025年高考对转录和翻译、中心法则进行考查时，可能会借助一些科研成果或科学发现，将基础知识与科技创新结合；表观遗传的内容是近年命题的热点，不容忽视
考点1 遗传信息的转录和翻译
学生用书P175
1.RNA的结构与功能
2.遗传信息的转录
提醒 （1）一个DNA分子上有许多个基因，其中某个基因进行转录时，其他基因可能转录，也可能不转录。
（2）真核生物的核DNA转录形成的mRNA需要在细胞核经加工处理成为成熟的mRNA后才能作为翻译的模板。
3.遗传信息的翻译
教材深挖 （1）[必修2 P67 思考·讨论]密码子的简并对生物体的生存发展的意义：当一个密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸，增强了密码子的容错性；当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。
（2）[必修2 P67图4－6]tRNA含有氢键，3'－端是结合氨基酸的部位，一个tRNA分子中不是只有三个碱基。
4.遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系
（1）遗传信息、密码子与反密码子
（2）氨基酸与密码子、反密码子的数量关系
①一种氨基酸可对应一种或几种密码子（即密码子的简并），可由一种或几种tRNA转运。
②一般情况下，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。
③终止密码子并非不能编码氨基酸，如UGA在特殊情况下，可以编码硒代半胱氨酸；在原核生物中，GUG可以作起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。
5.与基因表达有关的数量关系
转录、翻译过程中DNA（基因）的碱基数∶mRNA的碱基数∶多肽链的氨基酸数＝6∶3∶1，参考图解如图所示：
基础自测
1.转录和翻译过程都存在T—A、A—U、G—C碱基配对方式。（ × ）
2.地球上几乎所有的生物体都共用一套密码子。（ √ ）
3.mRNA上每3个相邻的碱基都决定一种氨基酸。（ × ）
4.一个DNA只能控制合成一种蛋白质。（ × ）
5.反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基。（ × ）
6.每种氨基酸仅由一种密码子编码。（ × ）
7.DNA复制和转录时，其模板都是DNA的一整条链。（ × ）
8.起始密码子上具有RNA聚合酶识别、结合位点。（ × ）
提示 RNA聚合酶识别、结合位点位于DNA上。
9.DNA复制和转录过程中都需要解开DNA双链，都需要解旋酶。（ × ）
提示 DNA复制过程需要解旋酶，但转录过程不需要解旋酶，因为RNA聚合酶具有解旋功能。
10.一个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。（ √ ）
11.一个DNA分子上的所有基因的模板链一定相同。（ × ）
12.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 翻译 [2021广东，T7改编]。
深度思考
1.RNA适合作为信使的原因是什么？
提示 RNA由核糖核苷酸连接而成，可以携带遗传信息；一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
2.起始密码子AUG决定甲硫氨酸，但为什么蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸？
提示 翻译形成的多肽链往往需要进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中可能会被剪切掉。
3.根据mRNA中碱基的排列顺序能否准确写出氨基酸的序列？若已知氨基酸的序列，能否确定mRNA中的碱基排列顺序？
提示 前者可以，后者不能确定。因为一种密码子只对应一种氨基酸（在一般情况下，终止密码子没有对应的氨基酸），但一种氨基酸可以有多种密码子。
4.实际基因表达过程中，DNA（基因）的碱基数、mRNA的碱基数、多肽链的氨基酸数的数量关系不符合6：3：1的原因有哪些？
提示 （1）基因中的内含子转录后被剪切。（2）在基因中，有的片段（非编码区）起调控作用，不转录。（3）合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。（4）转录出的mRNA中有终止密码子，一般情况下，终止密码子不编码氨基酸。
学生用书P177
命题点1 遗传信息、密码子与反密码子的分析与判断
1.遗传信息的翻译过程中需要密码子与反密码子的相互识别，从而完成氨基酸的正确连接。下列关于密码子及反密码子的叙述，错误的是（ B ）
A.mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基称为密码子
B.不同生物细胞中，遗传信息翻译时一种密码子只能决定一种氨基酸
C.反密码子是tRNA上可以与mRNA上的密码子互补配对的三个相邻碱基
D.一种氨基酸可有几种密码子，密码子和反密码子不一定都是对应的
解析 mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基称为密码子，A正确；在原核生物中，密码子GUG可编码甲硫氨酸，在真核生物中，该密码子编码缬氨酸，B错误；反密码子是tRNA上能与mRNA上的密码子配对的三个相邻的碱基，C正确；一种氨基酸可有几种密码子，密码子和反密码子不一定都是对应的，如一般情况下，终止密码子没有反密码子，D正确。
2.[2023江苏]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（ D ）
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tRNA
D.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
解析 tRNA分子内部存在局部双链区，局部双链区存在碱基互补配对，A错误；反密码子5'－CAU－3'只能与密码子3'－GUA－5'配对，相应tRNA只能携带一种氨基酸，B错误；mRNA中的终止密码子没有相应的tRNA与其结合，C错误；由题意可知，反密码子第1位的I可与密码子第3位的碱基A、U、C配对，提高了容错率，有利于保持物种遗传的稳定性，D正确。
命题变式
[设问拓展型]在题干条件不改变的情况下，下列叙述错误的是（ C ）
A.反密码子的种类可能少于61种
B.密码子与反密码子的碱基配对发生在核糖体上
C.蛋白质的氨基酸序列由专一性的反密码子决定
D.多数情况下，密码子中的碱基改变意味着基因中的遗传信息发生了变化
解析 根据题意可知，反密码子的第1位碱基I与密码子的第3位碱基A、U、C皆可配对，则反密码子的种类可能少于61种，A正确；密码子与反密码子的碱基配对发生在核糖体上，B正确；蛋白质的氨基酸序列由mRNA上的密码子决定，C错误；由于mRNA是由基因经转录产生的，转录过程遵循严格的碱基互补配对原则，所以一般密码子中的碱基改变意味着基因中的遗传信息发生了变化，D正确。
命题点2 遗传信息的转录和翻译过程分析
3.[2023全国乙]已知某种氨基酸（简称甲）是一种特殊氨基酸，迄今只在某些古菌（古细菌）中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是，这些古菌含有特异的能够转运甲的tRNA （表示为tRNA甲）和酶E。酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲（表示为甲－tRNA甲），进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子，从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是（ A ）
①ATP ②甲 ③RNA聚合酶 ④古菌的核糖体
⑤酶E的基因 ⑥tRNA甲的基因
A.②⑤⑥B.①②⑤
C.③④⑥ D.②④⑤
解析 据题意可知，若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，需要加入特殊的氨基酸——甲作为合成肽链的原料，加入tRNA甲的基因，该基因经转录后可产生转运甲的tRNA，还需要加入酶E的基因，酶E的基因经表达后可产生酶E，酶E可催化甲与tRNA甲结合生成甲－tRNA甲，进而将甲带入核糖体参与肽链合成，故应加入②⑤⑥，A符合题意。
【一分钟快解】 对于ATP、RNA聚合酶，大肠杆菌中也含有，翻译过程可在大肠杆菌核糖体上进行，不需要加入古菌的核糖体，排除①③④，A符合题意。
命题变式
[题干拓展型]古细菌能合成含氨基酸甲的蛋白质，其他细菌不能合成，下列相关说法错误的是（ A ）
A.古细菌利用的氨基酸甲应该是21种氨基酸中的一种
B.古细菌含有的能够转运甲的tRNA，其结构可能和其他tRNA不同
C.tRNA甲的基因和酶E的基因应该是该古细菌所特有的
D.古细菌合成含氨基酸甲的蛋白质时遵循碱基互补配对原则
解析 由题意可知，某种氨基酸是一种特殊氨基酸，迄今只在某些古菌（古细菌）中发现，因而可推测，古细菌利用的氨基酸甲应该不是组成人体蛋白质的21种氨基酸中的一种，A错误；古细菌含有特异的能够转运氨基酸甲的tRNA，因而可推测其结构可能和其他tRNA不同 ，B正确；古细菌能合成含氨基酸甲的蛋白质，其他细菌不能合成，因而可推测，tRNA甲的基因和酶E的基因应该是该古细菌所特有的，C正确；由题干中“已知tRNA甲可以……肽链的合成”可知，古细菌合成蛋白质时也遵循碱基互补配对原则，D正确。
4.[2023湖南]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glg mRNA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（ C ）
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glg mRNA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
解析 转录时，RNA聚合酶识别和结合相关基因的启动子并驱动转录，A正确。合成肽链时，核糖体沿着mRNA从5'端向3'端移动，B正确。若抑制CsrB基因的转录，则非编码RNA分子CsrB的量减少，CsrA蛋白与CsrB结合减少，CsrA与glg mRNA分子结合增多，导致glg mRNA降解增多，从而使UDPG焦磷酸化酶的合成减少，进而抑制糖原合成，C错误。CsrA蛋白都结合到CsrB上，CsrA蛋白无法与glg mRNA结合，glg mRNA不降解，有利于UDPG焦磷酸化酶的合成，从而有利于细菌糖原合成，D正确。
考点2 中心法则
学生用书P179
1.提出者：[1] 克里克 。
2.各种生物遗传信息的传递途径
提醒 一部分RNA病毒自身携带RNA复制酶或逆转录酶，另一部分RNA病毒在入侵宿主细胞后，先通过翻译过程合成相应的酶，再完成RNA复制或逆转录。
3.生命是物质、能量和信息的统一体
在遗传信息的流动过程中，[2] DNA、RNA 是信息的载体，[3] 蛋白质 是信息的表达产物，而[4] ATP 为信息的流动提供能量。
基础自测
1.线粒体中遗传信息的传递也遵循中心法则。（ √ ）
2.DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则。（ × ）
3.正常人体细胞中会存在中心法则的每个过程。（ × ）
提示 由于逆转录过程和RNA的复制过程只发生在被病毒侵染的细胞中，因此正常人体细胞中不会存在中心法则的每个过程。
4.叠氮脱氧胸苷（AZT）可与逆转录酶结合并抑制其功能。可直接被AZT阻断的过程是 逆转录 [2023浙江6月，T4改编]。
深度思考
中心法则中几个生理过程能准确进行的原因是什么？
提示 （1）前者为后者的产生提供了一个标准化的模板。（2）都遵循碱基互补配对原则。
学生用书P179
命题点 依托中心法则，考查遗传信息的流动
1.[2022河北]关于中心法则相关酶的叙述，错误的是（ C ）
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RNA
D.DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用
解析 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，在转录和逆转录的过程中会与模板链形成氢键，A正确；DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的本质是蛋白质，蛋白质由核酸编码并在核糖体上合成，B正确；转录过程中，RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA，该过程不需要解旋酶参与，C错误；DNA聚合酶和RNA聚合酶在生物体内和体外均能发挥催化作用，D正确。
2.[2021浙江6月]某单链RNA病毒的遗传物质是正链RNA（＋RNA），该病毒感染宿主后，合成相应物质的过程如图所示，其中①～④代表相应的过程。下列叙述正确的是（ A ）
A.＋RNA复制出的子代RNA具有mRNA的功能
B.病毒蛋白基因以半保留复制的方式传递给子代
C.过程①②③的进行需RNA聚合酶的催化
D.过程④在该病毒的核糖体中进行
解析 过程③④表示以＋RNA为模板翻译出蛋白质，故＋RNA复制出的子代RNA（＋RNA）具有mRNA的功能，A正确；该病毒的遗传物质是单链RNA，因此病毒蛋白基因不会以半保留复制的方式传递给子代，B错误；③过程是翻译，不需要RNA聚合酶参与，C错误；病毒不具有核糖体，D错误。
命题变式
[设问拓展型]（1）据图分析，该病毒的＋RNA可以作为 复制和翻译 （填具体生理过程）的模板。
（2）在宿主细胞核糖体中进行的生理过程有 ③④ （填图中标号），参与该过程的核酸分子除模板外，还有 tRNA、rRNA 。
（3）与该病毒相比，T2噬菌体特有的遗传信息传递途径有 DNA→RNA、DNA→DNA （填具体生理过程）。
解析 （1）由图示可知，该病毒的＋RNA可以作为复制和翻译的模板。（2）在宿主细胞核糖体中进行的生理过程是翻译，为图中的③④过程，其中参与上述过程的核酸分子除模板外，还有tRNA、rRNA。（3）与该病毒相比，T2噬菌体特有的遗传信息传递途径有DNA→RNA、DNA→DNA。
通性通法
“三看法”判断中心法则的各个过程
考点3 基因表达与性状的关系
学生用书P180
1.基因表达产物与性状的关系
2.基因的选择性表达与细胞分化
3.表观遗传
提醒 表观遗传的特点
（1）不遵循孟德尔遗传规律。
（2）可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因。
4.基因与性状的关系
基础自测
1.人类白化病症状是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状来实现的。（ × ）
2.一个细胞中所含的基因都一定表达。（ × ）
3.表观遗传现象由于基因的碱基序列没有改变，属于不可遗传的变异。（ × ）
4.DNA甲基化可以抑制基因的表达，进而对表型产生影响。（ √ ）
5.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。（ × ）
6.DNA的甲基化、组蛋白的甲基化和乙酰化都会导致出现表观遗传现象。（ √ ）
7.某些性状由多个基因共同决定，有的基因可能影响多个性状。（ √ ）
深度思考
1.生长素、赤霉素等不是蛋白质，它们的合成仍受基因控制，基因通过什么途径来控制它们的合成？
提示 相关基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而间接控制它们的合成。
2.在DNA发生甲基化之后，其对应中心法则的哪些过程受到影响？
提示 DNA甲基化可遗传，说明DNA的复制过程可正常进行，而转录过程受到抑制，进而可影响翻译过程。
3.研究表明，吸烟会影响后代的遗传性状，结合表观遗传的知识，分析其原因是什么？
提示 吸烟会使人的体细胞内DNA甲基化水平提高，对染色体上的组蛋白也会产生影响。
学生用书P181
命题点1 基因表达产物与性状的关系分析
1.[2023湖南]酗酒危害人类健康。乙醇在人体内先转化为乙醛，在乙醛脱氢酶2（ALDH2）作用下再转化为乙酸，最终转化成CO2和水。头孢类药物能抑制ALDH2的活性。ALDH2基因某突变导致ALDH2活性下降或丧失。在高加索人群中该突变的基因频率不足5％，而东亚人群中高达30％～50％。下列叙述错误的是（ D ）
A.相对于高加索人群，东亚人群饮酒后面临的风险更高
B.患者在服用头孢类药物期间应避免摄入含酒精的药物或食物
C.ALDH2基因突变人群对酒精耐受性下降，表明基因通过蛋白质控制生物性状
D.饮酒前口服ALDH2酶制剂可催化乙醛转化成乙酸，从而预防酒精中毒
解析 由题干可知，乙醇在人体内先转化为乙醛，ALDH2可以将乙醛转化为乙酸，乙酸再经过一系列反应最终转化成CO2和水。若ALDH2基因突变，则可导致ALDH2活性下降或丧失，高加索人群中该突变的基因频率不足5％，而东亚人群中高达30％～50％，所以相对于高加索人群，东亚人群饮酒后面临的风险更高，A正确。头孢类药物能抑制ALDH2的活性，因此患者在服用头孢类药物期间，应避免摄入含酒精的药物或食物，B正确。ALDH2基因突变人群体内的ALDH2活性下降或丧失，对酒精耐受性下降，说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，又知ALDH2的化学本质是蛋白质，此实例表明基因通过蛋白质控制生物性状，C正确。ALDH2酶制剂可将乙醛转化为乙酸，但口服ALDH2酶制剂（化学本质是蛋白质）后，ALDH2酶制剂会被消化道中的蛋白酶分解，因此饮酒前口服ALDH2酶制剂不能催化乙醛转化为乙酸，无法预防酒精中毒，D错误。
2.[2024唐山模拟]如图表示人体内基因对性状的控制，下列叙述错误的是（ A ）
A.①过程需要解旋酶的催化，②过程需要tRNA的协助
B.基因1和基因2可出现在人体的同一个细胞中
C.④⑤过程形成的结果存在差异的根本原因是发生了碱基的替换
D.图中过程体现了基因控制生物体性状的直接途径和间接途径
解析 ①过程为转录，需要RNA聚合酶，不需要解旋酶，A错误；基因1和基因2可出现在人体的同一个细胞中，但是在不同的细胞中进行选择性表达，B正确；④⑤过程形成的结果存在差异的根本原因是发生了碱基的替换，C正确；图中过程体现了基因控制生物体性状的直接途径（血红蛋白的合成）和间接途径（酶影响黑色素的合成），D正确。
3.[2023衡水三模]研究表明，普通白菜中的青梗菜持绿突变体nye的持绿性（衰老后叶片仍然保持绿色的特性）由隐性核基因Brnye1控制。其产生的机理是其正常基因的第二外显子（编码蛋白质的基因序列，图中“↑”所示位置）中插入了一段40 bp的DNA片段，导致了移码突变，致使翻译提前终止，从而使叶绿素降解酶功能异常，不能催化叶绿素降解。下列叙述错误的是（ A ）
A.Brnye1基因转录时以α链为模板，需要RNA聚合酶的参与
B.正常基因中发生碱基对的增添无法借助光学显微镜直接观察
C.移码突变导致叶绿素降解酶的功能异常，是基因控制性状的一种表现
D.青梗菜突变体nye持绿性基因的突变可增强其对环境的适应性
解析 Brnye1基因转录时以具有转录功能的β链为模板，需要RNA聚合酶的参与，A错误。正常基因中发生碱基对的增添属于分子水平的变化，无法借助光学显微镜直接观察，B正确。基因可以通过控制酶的合成控制细胞代谢进而控制生物的性状，移码突变导致叶绿素降解酶的功能异常，是基因控制性状的一种表现，C正确。青梗菜突变体nye持绿性基因突变，可以延长青梗菜的光合作用时间，提高其产量，延缓衰老，增强其对环境的适应性，D正确。
命题点2 表观遗传分析
4.[2023海南]某植物的叶形与R基因的表达直接相关。现有该植物的植株甲和乙，二者R基因的序列相同。植株甲R基因未甲基化，能正常表达；植株乙R基因高度甲基化，不能表达。下列有关叙述正确的是（ D ）
A.植株甲和乙的R基因的碱基种类不同
B.植株甲和乙的R基因的序列相同，故叶形相同
C.植株乙自交，子一代的R基因不会出现高度甲基化
D.植株甲和乙杂交，子一代与植株乙的叶形不同
解析 甲基化会影响基因的表达，但不会改变基因的碱基序列，A错误。由题中信息可知，植株甲R基因未甲基化，则植株甲R基因可正常表达，植株乙R基因高度甲基化，则植株乙R基因不可正常表达，由于植株甲和植株乙的叶形与R基因的表达直接相关，故二者叶形不同，B错误。甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型，因此植株乙自交，子一代的R基因会出现高度甲基化，C错误。植株甲、植株乙杂交，子一代中来自植株甲的R基因可正常表达，子一代叶形与植株甲相同，与植株乙不同，D正确。
5.[2022辽宁，不定项]视网膜病变是糖尿病常见并发症之一。高血糖环境中，在DNA甲基转移酶催化下，部分胞嘧啶加上活化的甲基被修饰为5'－甲基胞嘧啶，使视网膜细胞线粒体DNA碱基甲基化水平升高，可引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常。下列叙述正确的是（ AB ）
A.线粒体DNA甲基化水平升高，可抑制相关基因的表达
B.高血糖环境中，线粒体DNA在复制时也遵循碱基互补配对原则
C.高血糖环境引起的甲基化修饰改变了患者线粒体DNA碱基序列
D.糖尿病患者线粒体DNA高甲基化水平可遗传
解析 DNA甲基化可抑制基因的转录过程，因此，线粒体DNA甲基化水平升高可抑制相关基因的表达，从而引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常，A正确。DNA分子复制过程都遵循碱基互补配对原则，B正确。DNA甲基化是特定碱基被甲基化，甲基化修饰不会改变DNA碱基序列，C错误。视网膜细胞是体细胞，糖尿病患者线粒体DNA高甲基化水平不会遗传给后代，后代不受影响，D错误。
6.[2023东莞模拟]DNA甲基化是指在有关酶的作用下，DNA分子中的胞嘧啶结合一个甲基基团的过程，它能在不改变DNA序列的前提下调控基因的表达。细胞中存在两种DNA甲基化酶，从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点，使其全甲基化（如图所示）。下列有关叙述正确的是（ D ）
A.甲基化后的DNA在复制时，碱基配对的方式会发生改变
B.甲基基团与胞嘧啶结合导致基因突变，进而引起生物性状改变
C.从头甲基化酶与维持甲基化酶功能不同，但二者结构可能相同
D.从头甲基化酶不能作用于全甲基化的DNA复制一次所形成的子代DNA
解析 甲基化是在不改变DNA序列的前提下调控基因的表达，因此甲基化后的DNA复制时，碱基配对的方式不会发生改变，A错误；甲基化是DNA分子中的胞嘧啶结合一个甲基基团，从而调控基因的表达，进而引起生物性状改变，该过程没有发生基因突变，B错误；一般情况下，酶的结构不同，功能就不同，从头甲基化酶与维持甲基化酶的功能不同，所以它们的结构也不同，C错误；全甲基化的DNA复制一次所形成的子代DNA都是半甲基化的，需要维持甲基化酶的催化才能获得与亲代分子相同的全甲基化DNA，而从头甲基化酶不能作用于半甲基化的DNA，D正确。
1.[2023海南]噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子，部分序列如图。下列有关叙述正确的是（ B ）
A.D基因包含456个碱基，编码152个氨基酸
B.E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列，其互补DNA序列是5'－GCGTAC－3'
C.噬菌体ФX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸
D.E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，且重叠序列编码的氨基酸序列相同
解析 分析题图可知，D基因包含的碱基数为152×3＋3＝459（个），A错误；据题图可知，E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列为5'－GTACGC－3'，根据碱基互补配对原则可知，其互补DNA序列是5'－GCGTAC－3'，B正确；DNA复制时所需的原料是4种脱氧核苷酸，C错误；分析题图可知，D基因和E基因重叠序列编码的氨基酸序列不相同，D错误。
2.[2023山东]细胞中的核糖体由大、小2个亚基组成。在真核细胞的核仁中，由核 rDNA 转录形成的 rRNA 与相关蛋白组装成核糖体亚基。下列说法正确的是（ B ）
A.原核细胞无核仁，不能合成rRNA
B.真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成
C.rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子
D.细胞在有丝分裂各时期都进行核 rDNA 的转录
解析 原核细胞中无核仁，但有核糖体，原核细胞可以合成rRNA，A错误。核糖体是氨基酸脱水缩合形成肽链的场所，真核细胞中的蛋白质都是在核糖体上合成的，B正确。mRNA上3个相邻的碱基决定一个氨基酸，每3个这样的碱基叫作一个密码子，C错误。细胞在有丝分裂分裂期，染色质变成染色体，DNA双链不易解旋，因而不能进行转录，故D错误。
3.[2023浙江1月]核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时，多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体（如图所示）。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译，移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是（ B ）
A.图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的3'端向5'端移动
B.该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对
C.图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译
D.若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化
解析 根据图中核糖体上肽链的长短可知，翻译的方向是从左到右，也就是说各核糖体从mRNA的5'端向3'端移动，A错误；翻译过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，B正确；图中5个核糖体不是同时结合到mRNA上开始翻译的，也不是同时结束翻译的，肽链越长的核糖体越早开始翻译，C错误；根据题干信息“多聚核糖体所……mRNA的长度决定”可知，若将细菌的某基因截短，会导致转录出来的mRNA变短，则相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数量会减少，D错误。
4.[2022浙江6月]“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（ C ）
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 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链上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基组成一个密码子，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。
5.[2022湖南]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（ D ）
A.一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链
B.细胞中有足够的rRNA分子时， 核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子
C.核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了rRNA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完成后，mRNA才能与核糖体结合进行翻译
解析 一个mRNA上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，从而提高翻译效率，A正确。核糖体蛋白与rRNA分子的亲和力较强，当细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身的mRNA分子，B正确。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白自身mRNA的翻译过程受到抑制，核糖体蛋白合成受阻；反之，核糖体蛋白正常合成，这种机制可以维持rRNA和核糖体蛋白数量上的平衡，C正确。大肠杆菌为原核生物，其细胞内的转录和翻译可同时进行，D错误。
6.[2021福建]下列关于遗传信息的叙述，错误的是（ A ）
A.亲代遗传信息的改变都能遗传给子代
B.流向DNA的遗传信息来自DNA或RNA
C.遗传信息的传递过程遵循碱基互补配对原则
D.DNA指纹技术运用了个体遗传信息的特异性
解析 如果亲代遗传信息的改变发生在体细胞中，则一般不会遗传给子代，A错误；DNA可通过复制、RNA可通过逆转录使遗传信息流向DNA，B正确；因为每个人的DNA指纹图是独一无二的，所以可以根据分析指纹图的吻合程度来帮助确认身份，该技术运用了个体遗传信息的特异性，D正确。
7.[2021重庆]科学家建立了一个蛋白质体外合成体系（含有人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸、除去了DNA和mRNA的细胞提取液）。在盛有该合成体系的四支试管中分别加入苯丙氨酸、丝氨酸、酪氨酸和半胱氨酸后，发现只有加入苯丙氨酸的试管中出现了多肽链。下列叙述错误的是（ C ）
A.合成体系中多聚尿嘧啶核苷酸为翻译的模板
B.合成体系中的细胞提取液含有核糖体
C.反密码子为UUU的tRNA可携带苯丙氨酸
D.试管中出现的多肽链为多聚苯丙氨酸
解析 据题干信息可知，蛋白质体外合成体系中有人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸，没有细胞的DNA和mRNA，推测合成体系中多聚尿嘧啶核苷酸为翻译的模板，A正确；多肽链的合成场所是核糖体，推测细胞提取液中含有核糖体，B正确；多聚尿嘧啶核苷酸为翻译的模板，则运输苯丙氨酸的tRNA上的反密码子为AAA，C错误；据题干信息可知，只有加入苯丙氨酸的试管中出现了多肽链，推测该多肽链为多聚苯丙氨酸，D正确。
8.[2021海南]终止密码子为UGA、UAA和UAG。图中①为大肠杆菌的一段mRNA序列，②～④为该mRNA序列发生碱基缺失的不同情况（“－”表示一个碱基缺失）。下列有关叙述正确的是（ C ）
A.①编码的氨基酸序列长度为7个氨基酸
B.②和③编码的氨基酸序列长度不同
C.②～④中，④编码的氨基酸排列顺序与①最接近
D.密码子有简并性，一个密码子可编码多种氨基酸
解析 终止密码子不编码氨基酸，因此①编码的氨基酸序列长度为6个氨基酸，A错误；根据图中mRNA的序列可知，②和③编码的氨基酸序列长度相同，均为6个氨基酸，B错误；②中缺失一个碱基，③中缺失2个碱基，与①相比，②③编码的氨基酸排列顺序可能从起始密码子之后就开始改变了，④中在起码密码子之后缺失3个连续的碱基，④编码的氨基酸排列顺序与①相比，少了一个氨基酸，与①最接近，C正确；密码子具有简并性指的是一种氨基酸可以对应多个密码子，但一个密码子最多只能编码一种氨基酸，D错误。
9.[2021浙江1月]如图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。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（ B ）
A.图中①为亮氨酸
B.图中结构②从右向左移动
C.该过程中没有氢键的形成和断裂
D.该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中
解析 密码子存在于mRNA上，读取的方向为5'→3'，由图可知，图中①（氨基酸）对应的密码子为AUU，①为异亮氨酸，A错误。②是核糖体，分析题图可知，②（核糖体）移动的方向是从右向左，B正确。该过程中存在碱基互补配对，碱基互补配对时有氢键的形成，tRNA离开核糖体时有氢键的断裂，C错误。该过程为翻译，可发生在线粒体基质和细胞质基质中，细胞核基质中可进行DNA复制和转录，无翻译过程，D错误。
学生用书·练习帮P457
一、选择题
1.[2023惠州一调]如图为某生物进行基因表达的过程。下列叙述正确的是（ A ）
A.与DNA复制时相比，图中RNA聚合酶所参与的过程不需要解旋酶
B.转录过程中mRNA在核糖体上移动以便合成肽链
C.图中多个核糖体共同完成一条肽链的合成，从而提高翻译效率
D.转录时DNA上的碱基A与mRNA上的碱基T互补配对
解析 在DNA复制过程中，需要解旋酶、DNA聚合酶等参与，在转录过程中，由于RNA聚合酶有解旋作用，故不需要解旋酶参与，A正确；在翻译过程中，核糖体在mRNA上移动以便合成肽链，B错误；多个核糖体同时进行多条肽链的合成，从而提高翻译效率，C错误；转录时DNA上的碱基A与mRNA上的碱基U互补配对，D错误。
2.[2024浙江联考]在真核细胞的核仁中，由rDNA转录形成的rRNA与相关蛋白组装成核糖体的大、小亚基。下列有关rRNA的叙述正确的是（ A ）
A.rRNA是以rDNA的一条链为模板合成的
B.rRNA上相邻的三个核苷酸可形成一个密码子
C.原核细胞中，不会发生rRNA的合成过程
D.核糖体蛋白的合成是在核内的核糖体上进行的
解析 转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，故rRNA是以rDNA的一条链为模板合成的，A正确；mRNA上三个相邻的碱基可形成一个密码子，B错误；原核细胞中也有核糖体，其核糖体也是由rRNA与相关蛋白组装而成的，因此原核细胞中会发生rRNA的合成过程，C错误；核糖体蛋白的合成是在细胞质中的核糖体上进行的，D错误。
3.[2024广东七校第一次联考]DNA甲基化是表观遗传的常见类型，DNA甲基化需要甲基化转移酶的催化，某药物能抑制DNA甲基化转移酶的活性，下列叙述正确的是（ B ）
A.DNA甲基化可能是阻碍了RNA聚合酶与起始密码子结合，抑制基因的转录
B.抑癌基因过度甲基化可能是细胞癌变的原因之一
C.该药物的作用机理是促进甲基化的DNA发生去甲基化从而达到治疗效果
D.DNA甲基化后，相应基因的碱基序列发生改变，属于可遗传变异
解析 基因启动子区域被甲基化后，会抑制该基因的转录，DNA甲基化可能是阻碍了RNA聚合酶与启动子的结合，抑制基因的转录，A错误；抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或促进细胞凋亡，抑癌基因过度甲基化可导致其表达受阻，可能会导致细胞癌变，B正确；DNA甲基化需要甲基化转移酶的催化，某药物能抑制DNA甲基化转移酶的活性，由此可知，该药物的作用机理是抑制DNA发生甲基化从而达到治疗效果，C错误；DNA甲基化后不会改变基因的碱基序列，D错误。
4.[多选]如图1、2是两种细胞中遗传信息的主要表达过程。据图分析，下列叙述正确的是（ CD ）
A.图1细胞可能是酵母菌，可以边转录边翻译
B.在上述两种细胞中，遗传信息转录和翻译的场所均相同
C.真核生物细胞核中转录出的mRNA合成后通过核孔进入细胞质中
D.根据图1、2可知，在细胞质中，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成
解析 图1的细胞没有被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，酵母菌属于真核细胞，A错误；在真核细胞中，染色体上基因的转录和翻译是在细胞内的不同区室中进行的，即转录主要在细胞核中进行，而翻译过程发生在细胞质基质中的核糖体上，B错误；真核生物细胞核DNA中的遗传信息转录到mRNA中，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；在蛋白质合成过程中，一条mRNA分子与多个核糖体结合，同时合成多条肽链，D正确。
二、非选择题
5.[2023广东三校质检，9分]如图是基因控制蛋白质合成的部分过程示意图。图B中M、H、T、W、P代表不同种类的氨基酸，①、②代表参与此过程的分子。请分析回答下列问题。
（1）图A中，能发生碱基A—U配对的过程有 ②④⑤ （填序号）；在正常人体细胞中不会发生的过程有 ③④ （填序号）。
（2）图B中②表示 tRNA （转运RNA） ， 如果①的某一碱基发生改变， 则对应蛋白质中氨基酸序列 不一定 （填“一定”或“不一定”）改变，原因可能是 密码子的简并 。
（3）由图B可知，细胞中RNA的功能包括 携带遗传信息、转运氨基酸、组成核糖体 （至少写2个）。一个①上相继结合多个核糖体的意义是 少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质 。
（4）豌豆的圆粒和皱粒与细胞内的淀粉分支酶有关，这说明基因对该性状的控制方式是 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状 。
解析 （1）遗传信息传递过程中能发生碱基A—U配对的过程有②④⑤，图A中②为转录（以DNA为模板合成RNA），③为RNA逆转录，④为RNA复制，⑤为翻译；正常人体细胞中不会出现逆转录和RNA复制，即③④。（2）图B中②表示tRNA，可以识别密码子并转运相应的氨基酸；由于密码子的简并等原因，如果①的某一碱基发生改变，则对应蛋白质中氨基酸序列不一定改变。（3）RNA有多种功能，如rRNA是核糖体的组成成分，mRNA携带着从DNA转录来的遗传信息，tRNA可携带氨基酸进入核糖体中参与蛋白质的合成。一个①上相继结合多个核糖体的意义是少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质，提高了翻译的效率。（4）基因控制性状有直接途径和间接途径，其中豌豆的圆粒和皱粒与细胞内的淀粉分支酶有关，这说明基因对该性状的控制是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状。
6.[2023武汉第二次调研]miRNA是一类广泛存在于真核细胞中的微小RNA。该RNA的前体经剪接加工最终与其他蛋白质形成沉默复合物，该复合物可通过与靶基因的mRNA结合介导mRNA的降解，从而调控生物性状。下列分析正确的是（ C ）
A.miRNA基因的表达过程包括转录和翻译两个阶段
B.原核细胞中不存在RNA剪接过程，因而不存在RNA—蛋白质复合物
C.miRNA含有的碱基越多，其与蛋白质形成的沉默复合物作用的靶基因的种类越少
D.沉默复合物将基因沉默的原理是通过碱基互补配对抑制靶基因的转录
解析 根据题意可知，miRNA基因的表达过程只有转录阶段，A错误；核糖体的组成成分是rRNA和蛋白质，因而原核细胞中存在RNA—蛋白质复合物，B错误；分析可知，miRNA含有的碱基越多，其与蛋白质形成的沉默复合物作用的靶基因的种类越少，C正确；据题干“miRNA是一类……介导mRNA的降解”可知，沉默复合物将基因沉默的原理是通过碱基互补配对抑制靶基因的翻译，D错误。
7.[基因表达的调控/2024惠州一调]真核细胞中基因表达过程受到多个水平的调控，包括转录前调控、转录调控、翻译调控等。如图是几种调控的原理示意图，下列相关叙述错误的是（ C ）
图1 图2
A.图1中表示转录的过程是②，图2中表示翻译的过程是⑥
B.图2中Lin－14基因编码的mRNA与miRNA不完全互补配对属于翻译调控
C.图1中B细胞DNA的选择性重排属于转录调控
D.与DNA复制过程相比，图2中④过程特有的碱基互补配对方式是A—U
解析 图1中，②过程是以DNA为模板合成RNA的过程（转录），图2中，⑥过程是以RNA为模板合成蛋白质的过程（翻译），A正确；图2中Lin－14基因编码的mRNA与miRNA不完全互补配对属于翻译调控，B正确；图1中B细胞DNA的选择性重排属于转录前调控，C错误；与DNA复制过程相比，图2中④过程特有的碱基互补配对方式是A—U（DNA复制时，碱基互补配对方式为A—T、T—A、C—G、G—C，转录时，碱基互补配对方式为A—U、T—A、C—G、G—C），D正确。
8.[2024湖南师大附中模拟]EPO是一类多肽类激素，可以使造血干细胞定向分化生成红细胞。当机体缺氧时，低氧诱导因子（HIF）与EPO基因的低氧应答元件结合，使EPO基因表达加快，促进EPO的合成，过程如图所示。下列说法正确的是（ B ）
A.过程①需要RNA聚合酶催化磷酸二酯键和氢键的形成
B.EPO作用于造血干细胞膜上的受体，调控造血干细胞基因选择性表达
C.HIF从翻译水平调控EPO基因的表达，进而影响红细胞生成
D.骨髓造血功能不全患者，EPO表达水平较正常人低
解析 ①是以DNA为模板合成mRNA的过程，表示转录，该过程需要RNA聚合酶的催化，主要是催化磷酸二酯键的形成，而氢键的形成不需要酶的催化，A错误。分析题意，EPO是一类多肽类激素，多肽类激素与细胞膜上的受体结合，调控造血干细胞基因选择性表达，B正确。据图和题干分析可知，当机体缺氧时，低氧诱导因子（HIF）与EPO基因的低氧应答元件结合，使EPO基因表达加快，促进EPO的合成，说明HIF在转录水平调控EPO基因的表达，促进EPO的合成，C错误。骨髓造血功能不全患者，红细胞数目较少，机体常处于缺氧状态，则EPO表达水平较正常人高，D错误。
9.[提出药物研发新思路/2023自贡一诊，8分]2022未来科学大奖——生命科学奖授予了李文辉教授，因其发现乙型和丁型肝炎病毒感染人体的受体为钠离子—牛磺胆酸共转运蛋白（NTCP），这一重大发现有助于提高治疗乙型和丁型肝炎的有效性。请回答：
（1）NTCP基因的表达受DNA甲基化影响，DNA甲基化是指DNA序列上特定的碱基在相关酶的作用下，结合一个甲基基团的过程。由此可知DNA甲基化 不能 （填“能”或“不能”）改变NTCP基因的遗传信息，DNA甲基化对NTCP基因表达过程中的 转录 阶段起调控作用。
（2）乙肝病毒是一种DNA病毒，主要依靠病毒包膜上的相关蛋白与肝细胞膜上的NTCP结合而侵入肝细胞，其入侵及增殖过程如图所示：
Ⅰ .请用文字和箭头表示乙肝病毒遗传信息的传递方向。
Ⅱ.目前用于抗乙肝病毒的药物主要是干扰素和核苷类似物。干扰素通过诱导细胞合成抗病毒蛋白发挥效应，但效率低且有副作用；核苷类似物通过抑制病毒基因组复制抑制病毒繁殖，但疗程不确定且机体易产生耐药性。请你结合图中信息为抗乙肝病毒药物的研发提出新思路： 研发能与NTCP特异性结合的药物，阻碍乙肝病毒包膜上的相关蛋白与NTCP结合，从而抑制乙肝病毒进入肝细胞；抑制病毒外壳的组装从而抑制病毒的繁殖 。
解析 （1）DNA的遗传信息包含在DNA分子的碱基排列顺序中，DNA甲基化是指DNA序列上特定的碱基在相关酶的作用下，结合一个甲基基团的过程，该过程没有改变碱基序列，故DNA甲基化不能改变NTCP基因的遗传信息；转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，DNA甲基化会影响DNA分子的功能，故DNA甲基化对NTCP基因表达过程中的转录阶段起调控作用。（2）Ⅰ.分析题意，乙肝病毒是一种DNA病毒，结合题图可知，其DNA转录的RNA可正常翻译，也可进行逆转录过程，据此可得乙肝病毒遗传信息的传递方向，具体见答案。Ⅱ.结合题意，NTCP是乙型和丁型肝炎病毒感染人体的受体，故可研发能与NTCP特异性结合的药物，阻碍乙肝病毒包膜上的相关蛋白与NTCP结合，从而抑制乙肝病毒进入肝细胞；也可抑制病毒外壳的组装从而抑制病毒的繁殖。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的本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
遗传信息的转录和翻译
2023：海南T13、重庆T1、辽宁T18、江苏T6和T20（2）、山东T1、湖南T12、广东T17（2）、全国乙T5、浙江1月T15；
2022：湖南T14、江苏T21（1）（2）、广东T7；
2021：湖南T13、河北T8、广东T7、辽宁T17D、重庆T12、浙江1月T22、海南T15；
2020：天津T3、全国ⅡT29、全国ⅢT1BD和T3、海南T14；
2019：海南T20、全国ⅠT2、浙江4月T22
1.生命观念——基于遗传信息流动的方向，阐明生命是物质、能量和信息的统一体；基于地球上几乎所有生物都共用一套遗传密码的事实，阐明生物的统一性。
2.科学思维——分析与综合：理解转录和翻译的差别。批判性思维：摒弃简单机械的线性决定论思维模式，对基因和性状之间的关系多角度、多因素分析；辩证看待中心法则的提出和修正过程及表观遗传的发现等
中心法则
2023：浙江6月T4；
2022：河北T9、浙江6月T16；
2021：河北T16、福建T3BC、浙江6月T19；
2020：浙江1月T21、全国ⅢT1A
基因表达与性状的关系
2023：浙江1月T5和T6、海南T11、天津T6B、山东T7、湖南T3；
2022：湖南T19（2）、浙江1月T21、北京T18（3）（4）、重庆T18、天津T5和T9；
2021：北京T21（4）
命题分析预测
1.基因的表达既可以单独考查，也可以与蛋白质、DNA的结构、DNA的复制等内容综合考查，常涉及病毒、原核生物以及真核生物中叶绿体、线粒体和核糖体等细胞器。对中心法则的考查，多以文字叙述形式呈现。基因的表达与性状的关系常结合遗传规律的应用等进行综合考查。题型既有选择题，又有非选择题。
2.预计2025年高考对转录和翻译、中心法则进行考查时，可能会借助一些科研成果或科学发现，将基础知识与科技创新结合；表观遗传的内容是近年命题的热点，不容忽视
相关教案
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2025年高考生物精品教案第十一章生物技术与工程课时3植物细胞工程： 这是一份2025年高考生物精品教案第十一章生物技术与工程课时3植物细胞工程，共16页。
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