2023版创新设计高考生物（新教材人教版）总复习一轮讲义第18讲 基因的表达

第18讲　基因的表达考点一　遗传信息的转录和翻译1.RNA的结构与功能提醒　DNA和RNA的区别（1）正确判断DNA和RNA①含有碱基T或脱氧核糖⇒DNA；②含有碱基U或核糖⇒RNA。（2）DNA和RNA合成的判断：用放射性同位素标记T或U可判断DNA和RNA的合成。若大量消耗T，可推断正在进行DNA的合成；若大量利用U，可推断正在进行RNA的合成。2.转录　以基因为单位进行，在同一个细胞内的不同基因可以选择性转录。（1）概念：RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的 ，这一过程叫作转录。（2）场所：主要是细胞核，在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。（3）过程提醒　（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，它们之间互不影响。（2）真核生物的DNA转录形成的mRNA需要在细胞核加工处理成为成熟的mRNA后才能作为翻译的模板。3.翻译（1）概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。（2）场所或装配机器：核糖体。 唯一场所（3）过程（4）产物：多肽eq \o(――→,\s\up7(盘曲折叠))蛋白质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、密码子与反密码子之间的联系（2）密码子、tRNA和氨基酸之间的对应关系①密码子有64种，其中AUG既可以编码甲硫氨酸，又是起始密码子；GUG在原核生物中，可以作为起始密码子，此时它编码甲硫氨酸；在其他情况下，它编码缬氨酸；UGA在正常情况下是终止密码子，在特殊情况下可以编码硒代半胱氨酸。②一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tRNA转运。（1）转录和翻译过程都存在T—A、A—U、G—C的碱基配对方式（×）（2）细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板，提高转录效率（×）（3）DNA复制和转录时，其模板都是DNA的一整条链（×）（4）RNA为单链结构，无碱基互补配对现象（×）（5）mRNA沿着核糖体从起始密码子向终止密码子移动，完成肽链的翻译（×）（6）不同tRNA转运的氨基酸一定不同（×）（7）密码子和反密码子分别位于mRNA和DNA上（×）（8）多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链（×）1.起始密码子AUG决定甲硫氨酸，为什么蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸？翻译过程中，核糖体是如何使肽链延伸的？从核糖体上脱落下来的是有特定功能的成熟蛋白质吗？提示　翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中往往会被剪切掉。翻译过程中，核糖体在mRNA上移动并依次读取密码子进行肽链的合成，直到读取到mRNA上的终止密码子，合成才能终止。刚从核糖体上脱落下来的只能称之为多肽，其通常经过一定的加工修饰才能成为具有特定功能的成熟蛋白质。2.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。1.（科学思维）RNA和DNA在化学组成上的区别在于：RNA中含有核糖和尿嘧啶，DNA中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶。2.（科学思维）真核生物翻译时少量的mRNA可迅速合成大量的蛋白质的原因是：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。1.常考图示解读2.用“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程3.基因表达中的相关数量关系DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1。提醒　实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因①DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA。②在基因片段中，有的片段（如非编码区）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，正常情况下，终止密码子不编码氨基酸。考向1　结合转录和翻译过程分析，考查科学思维能力1.（2021·广东卷，7）金霉素（一种抗生素）可抑制tRNA与mRNA的结合，该作用直接影响的过程是（　　）A.DNA复制 B.转录C.翻译 D.逆转录答案　C解析　翻译时，mRNA为模板，tRNA是转运氨基酸的工具，通过一端的反密码子与mRNA上的密码子碱基互补配对；金霉素可抑制tRNA与mRNA的结合，故会影响翻译过程，C符合题意。2.（2022·西安五校联考）如图为细胞中遗传信息的传递过程，下列有关叙述正确的是（　　）A.图①过程为遗传信息的复制，在人体的所有细胞中都可能发生B.图②过程为遗传信息的转录，需要四种脱氧核糖核苷酸作为原料C.图③过程为遗传信息的翻译，最后得到的三条多肽链的结构相同D.图④过程为染色体上基因的表达，需要多种RNA和多种酶的参与答案　C解析　图①过程为遗传信息的复制，并不是在人体的所有细胞中都能发生，如成熟的红细胞，A错误；图②过程为遗传信息的转录，需要四种核糖核苷酸作为原料，B错误；图③过程为遗传信息的翻译，最后得到的三条多肽链的结构相同，C正确；图④是转录和翻译同时进行，染色体上基因的转录和翻译不能同时进行，D错误。考向2　结合DNA复制、转录和翻译的关系，考查科学思维能力3.（2021·河北卷，8）关于基因表达的叙述，正确的是（　　）A.所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码B.DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录C.翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性D.多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息答案　C解析　绝大多数生物的遗传物质是DNA，其RNA和蛋白质均由DNA编码，也有某些病毒的遗传物质是RNA，部分RNA病毒可直接以RNA作为模板合成RNA和蛋白质，A错误；RNA聚合酶催化转录过程，从启动子开始启动转录，到终止子结束，终止密码子存在于mRNA上，B错误；翻译过程中，mRNA与tRNA的碱基互补配对，从而保证遗传信息传递的准确性，C正确；多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上从起始密码子到终止密码子的碱基序列，而不是mRNA上全部碱基序列，D错误。4.(不定项)(2022·江苏如皋期初)miRNA是一种小分子RNA，某miRNA能抑制W基因控制的蛋白质(W蛋白)的合成，某真核细胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图如下。下列叙述正确的是(　　)A.RNA聚合酶在细胞质中合成，在miRNA基因转录时发挥作用B.miRNA与W基因mRNA结合时碱基配对方式是C与G、A与U配对C.miRNA在细胞核中转录合成后进入细胞质中加工，用于翻译D.miRNA抑制W蛋白的合成发生在翻译过程中答案　ABD解析　RNA聚合酶为蛋白质，在细胞质中合成，并通过核孔与DNA结合，启动miRNA基因的转录，A正确；miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则，即A与U、C与G配对，B正确；miRNA在细胞核中转录形成RNA后，经过初步加工，然后通过核孔到达细胞质中，在细胞质中再加工后，与蛋白质结合形成miRNA－蛋白质复合物，不用于翻译，C错误；由题图信息可知，该miRNA与蛋白质结合形成的miRNA－蛋白质复合物直接与W基因的mRNA结合，从而使翻译过程终止，D正确。考点二　中心法则及基因表达与性状的关系1.中心法则（1）提出者：克里克。（2）补充后的内容图解：①DNA的复制；②转录；③翻译；④RNA的复制；⑤RNA逆转录。（3）不同生物遗传信息的传递过程提醒　高度分化的细胞不可进行DNA复制过程，如神经元、叶肉细胞等。“三看法”判断中心法则各过程　　　都遵循碱基互补配对的原则2.基因表达产物与性状的关系（1）直接控制途径①方式：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状②实例：镰状细胞贫血、囊性纤维化等（2）间接控制途径①方式：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②实例：皱粒豌豆的形成机制，白化病等3.基因与性状的关系（1）一个基因eq \o(――→,\s\up7(控制))一种性状（多数性状受单基因控制）（2）一个基因eq \o(――→,\s\up7(控制))多种性状（如基因间相互作用）（3）多个基因eq \o(――→,\s\up7(控制))一种性状（如身高、体重等）（4）生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同，表型可能不同，基因型不同，表型也可能相同。4.表观遗传（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）模板相同，其产物可能不同；产物相同，其模板一定相同（×）（4）表观遗传现象由于基因的碱基序列没有改变，因此生物体的性状也不会发生改变 （×） （5）吸烟会导致精子中DNA的甲基化水平升高，从而影响基因的表达（√）（6）同一蜂群中的蜂王和工蜂在形态、结构、生理和行为等方面的不同与表观遗传有关（√）（7）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（×）考向1　结合中心法则过程分析，考查科学思维能力1.（2021·浙江6月选考，19）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.＋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答案　A解析　由图可知，＋RNA复制出的子代RNA可以通过④翻译产生蛋白质，因此，具有mRNA的功能，A正确；该病毒的遗传物质为单链RNA，半保留复制是DNA复制的方式，单链RNA的复制不具有半保留复制的特点，B错误；该病毒RNA的复制过程（①②）需要RNA聚合酶的催化，翻译过程（③）不需要，C错误；病毒没有核糖体，病毒的翻译是在宿主细胞的核糖体上进行，D错误。2.（2021·安徽六校二联）如图是中心法则示意图，下列相关叙述错误的是 （　　）A.果蝇精原细胞的基因突变主要发生在a过程B.洋葱根尖细胞的b过程可以发生在细胞核和线粒体中C.c、d过程所需的原料分别是氨基酸、脱氧核苷酸D.d、e过程可分别发生在HIV和烟草花叶病毒体内答案　D解析　DNA分子自我复制时需要解旋，解旋后的DNA分子不稳定，易发生突变，故果蝇精原细胞的基因突变主要发生在a过程，A正确；在真核细胞中，a和b过程都主要发生在细胞核中，此外这两个过程在线粒体和叶绿体中也能进行，洋葱根尖细胞没有叶绿体，故b过程可以发生在细胞核和线粒体中，B正确；c表示翻译过程，所需的原料为氨基酸，d过程表示逆转录，所需的原料是脱氧核苷酸，C正确；d表示逆转录过程，e表示RNA分子的复制过程，均发生在宿主细胞内，D错误。考向2　围绕表观遗传，考查科学思维能力3.（2022·山东日照期中）DNA甲基化是在相关酶的作用下将甲基选择性地添加到DNA上的过程，能够在不改变DNA序列的前提下控制基因的表达，是一种基本的表观遗传学修饰。DNA甲基化与很多疾病的发生有关，下列相关叙述正确的是（　　）A.添加甲基并脱氨基后的胞嘧啶会转化为胸腺嘧啶使所在DNA的稳定性增强B.DNA甲基化一定会使生物的性状发生改变C.DNA甲基化会改变DNA中碱基的数量D.若DNA甲基化发生在原癌基因中，细胞周期可能会受到影响答案　D解析　由于A—T之间有2个氢键，C—G之间有3个氢键，因此添加甲基并脱氨基后的胞嘧啶会转化为胸腺嘧啶使所在DNA的稳定性降低，A错误；DNA甲基化不一定会使生物的性状发生改变，B错误；DNA甲基化是在相关酶的作用下将甲基选择性地添加到DNA上的过程，这不会改变DNA中碱基的数量，C错误；原癌基因负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的过程，因此若DNA甲基化发生在原癌基因中，细胞周期可能会受到影响，D正确。4.(不定项)（2022·山东烟台模拟）在一个蜂群中，少数幼虫一直取食蜂王浆才能发育成蜂王，大多数幼虫以一般的蜂蜜为食而发育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团，如图1所示，图2是被甲基化的DNA片段。敲除DNMT3基因后，蜜蜂幼虫不取食蜂王浆也可直接发育成蜂王。下列分析正确的是（　　）A.蜂王浆的作用可能是抑制DNMT3基因的表达B.胞嘧啶甲基化可能会干扰RNA聚合酶与DNA结合，从而影响DNA复制C.DNA甲基化后不会改变遗传信息，但可能会改变生物性状D.敲除DNMT3基因与取食蜂王浆对幼虫发育有相同的作用答案　ACD解析　取食蜂王浆的幼虫和不含DNMT3基因的幼虫都会发育成蜂王，因此可推测蜂王浆可能会抑制DNMT3基因的表达，A正确；胞嘧啶甲基化影响了DNA分子的结构，可能会干扰DNA聚合酶的作用，从而影响DNA复制，B错误；DNA甲基化后并没有改变碱基的序列，但可能会影响基因的表达过程，因此可能会改变生物的性状，C正确；题干中敲除DNMT3基因与取食蜂王浆都能使幼虫发育成蜂王，推知它们对幼虫的发育具有相同的作用，D正确。重温真题　经典再现1.经典重组　判断正误（1）细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生（2017·全国卷Ⅲ，1C）（　　）（2）每种氨基酸都至少有两种相应的密码子（2017·海南卷，25A）（　　）（3）转录和逆转录所需要的反应物都是核糖核苷酸（2018·海南卷，13C）（　　）（4）一个tRNA分子中只有一个反密码子（2015·全国卷Ⅰ，1B）（　　）（5）mRNA从细胞核到细胞质的过程不属于胞吐作用（2015·全国卷Ⅱ，3B）（　　）提示　（1）×　线粒体和叶绿体中也能合成RNA。（2）×　色氨酸只有一种密码子与之对应。（3）×　逆转录所需要的原料是脱氧核苷酸。（4）√　（5）√2.（2020·全国卷Ⅲ，3）细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤（I）。含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时，存在如图所示的配对方式（Gly表示甘氨酸）。下列说法错误的是（　　）A.一种反密码子可以识别不同的密码子B.密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合C.tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成D.mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变答案　C解析　根据图像可知，反密码子CCI可与mRNA中的GGU、GGC、GGA互补配对，说明一种反密码子可以识别不同的密码子，A正确；密码子与反密码子的碱基互补配对，碱基之间通过氢键结合，B正确；tRNA分子和mRNA分子都是单链结构，C错误；由于某些氨基酸可对应多种密码子，故mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变，D正确。3.（2020·全国卷Ⅲ，1）关于真核生物的遗传信息及其传递的叙述，错误的是（　　）A.遗传信息可以从DNA流向RNA，也可以从RNA流向蛋白质B.细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽C.细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等D.染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子答案　B解析　在真核生物中，遗传信息可以从DNA流向DNA，也可以从DNA流向RNA，还可以从RNA流向蛋白质，A正确；细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA包括mRNA、tRNA、rRNA等，其中tRNA、rRNA不能编码多肽，B错误；基因通常是有遗传效应的DNA片段，由于真核细胞中的DNA分子中还存在非基因片段，故真核细胞中DNA分子的碱基总数大于所有基因的碱基数之和，C正确；基因在染色体上呈线性排列，一个DNA分子上有许多个基因，转录是以基因为单位进行的，因此染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子，D正确。4.（2021·海南卷，15）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（　　）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答案　C解析　由于在正常情况下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；根据图中密码子显示：在该段mRNA链中，②和③编码的氨基酸序列长度相同，B错误；②缺失一个碱基，③缺失2个碱基，④缺失一个密码子中的3个碱基，因此②～④中，④编码的氨基酸排列顺序与①最接近，C正确；密码子有简并性是指一种氨基酸可以有多个密码子对应，但一个密码子只能编码一种氨基酸，D错误。5.(不定项)(2021·湖南卷，13)细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。相关叙述正确的是(　　)A.细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，图中基因A的表达效率高于基因BB.真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中C.人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物D.②过程中，rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子答案　ABC解析　由题图可知，基因A表达过程中产生的mRNA和蛋白质都多于基因B表达过程产生的mRNA和蛋白质，因此基因A的表达效率高于基因B的表达效率，A正确；真核生物的细胞核具有核膜，将核基因的转录和翻译过程分开，转录发生在细胞核，翻译发生在细胞质的核糖体上，B正确；人的mRNA、rRNA和tRNA都属于RNA，都是以DNA为模板转录形成的，C正确；②为翻译，该过程中tRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子，D错误。课后·分层训练（时间：35分钟）考点一　遗传信息的转录和翻译1.（2022·贵州贵阳摸底）在某真核生物细胞中，以mRNA为模板合成蛋白质时，部分氨基酸的密码子包括：色氨酸（UGG）、谷氨酸（GAA/GAG）、酪氨酸（UAC/UAU）、组氨酸（CAU/CAC）。若某小肽对应的mRNA序列为UACGAACAUUGG，下列有关该小肽的叙述，错误的是（　　）A.小肽的模板的合成场所为细胞核，小肽的合成场所为核糖体B.小肽的氨基酸序列是酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸C.合成小肽时，mRNA沿核糖体移动，依次读取下一个密码子D.若该小肽对应的DNA序列发生碱基替换，有可能改变小肽的氨基酸序列答案　C解析　小肽的模板是mRNA，其合成场所是细胞核，该小肽的合成场所是核糖体，A正确；由氨基酸及其密码子的对应关系可判断，该小肽的氨基酸序列是酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸，B正确；合成小肽时，核糖体沿mRNA移动，依次读取下一个密码子，C错误；若该小肽对应的DNA序列发生碱基替换，则其转录产生的mRNA序列可能会发生改变，有可能改变小肽的氨基酸序列，D正确。2.（2022·蚌埠质监）如图为真核细胞内发生的生理过程，下列相关叙述正确的是 （　　）A.图示为翻译的过程，核糖体在①上从右向左移动B.随核糖体移动，②将读取mRNA上的反密码子C.该过程中既有氢键的形成，也有氢键的断裂D.①的碱基总数与其模板DNA的一条链上碱基总数相等答案　C解析　图示为翻译的过程，根据tRNA从右边将氨基酸运输到核糖体、从左边离开可知，核糖体在①上从左向右移动，A错误；随着核糖体移动，核糖体将读取mRNA上的密码子，B错误；翻译过程有密码子与反密码子的碱基配对与分开，每对碱基通过氢键连接，因此既有氢键的形成，也有氢键的断裂，C正确；①mRNA是以DNA的一条链为模板转录形成的，由于真核细胞基因中存在非编码区域和内含子，因此mRNA的碱基总数小于其模板DNA的一条链上碱基总数，D错误。3.(2021·河南六市调研)研究表明，下丘脑SCN细胞中PER基因的表达与昼夜节律有关，其表达产物的浓度呈周期性变化，如图为相关过程。据此判断，下列说法正确的是(　　)A.PER基因两条链均参与转录B.图1中过程②所需的原料为核糖核苷酸，发生的场所是核糖体C.若图2中DNA模板链中一个碱基C变成了T，则碱基改变前后转录形成的mRNA中嘌呤与嘧啶比例不变D.图3过程与图1中的过程①不同答案　D解析　图1中过程①为转录过程，过程②为翻译过程，过程③表示PER蛋白进入细胞核；图2表示以DNA分子的一条链为模板合成RNA的转录过程；图3表示以mRNA为模板合成蛋白质的翻译过程。转录以DNA的一条链为模板，A错误；图1中过程②为翻译过程，所需的原料为氨基酸，该过程发生在核糖体中，B错误；若DNA模板链中一个碱基改变导致转录提前或延后终止，则模板链中碱基改变很可能影响转录形成的mRNA中嘌呤与嘧啶比例；若DNA模板链中一个碱基改变不影响转录形成的mRNA的长度，根据碱基互补配对原则，碱基C与T对应的碱基都是嘌呤，则DNA模板链中一个碱基C变成T，碱基改变前后转录形成的mRNA中嘌呤与嘧啶比例不变，C错误；图3表示翻译过程，与图1中的过程②相同，D正确。4.（2022·广东深圳模拟）研究发现，携带某种氨基酸的tRNA上反密码子中某个碱基改变，对该氨基酸的携带和转运不产生影响。下列叙述正确的是（　　）A.tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息B.反密码子与密码子的配对由tRNA上结合的氨基酸决定C.转录时RNA聚合酶能识别tRNA中特定碱基序列D.细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸答案　D解析　tRNA携带的氨基酸的种类是由其上的反密码子对应的mRNA上的密码子决定的，A错误；反密码子与密码子的配对是根据碱基互补配对原则进行的，B错误；转录时RNA聚合酶能识别位于基因首端的特定碱基序列，C错误；细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸，同一种氨基酸可由一种或多种tRNA转运，D正确。考点二　中心法则及基因表达与性状的关系5.（2022·四川五校联考）请根据中心法则及其拓展，判断下列说法正确的是（　　）A.HIV在宿主细胞中可通过逆转录或RNA自我复制传递遗传信息B.DNA转录可产生多种RNA，该过程发生的碱基配对方式有A—U、T—A、G—C和C—GC.转录和翻译过程都以核酸作为模板，都需要运载工具D.根尖分生区细胞中发生的DNA复制与转录过程均需要核糖体的直接参与答案　B解析　HIV属于逆转录病毒，其遗传物质为RNA，在宿主细胞中通过逆转录、DNA复制和转录等传递遗传信息，不能进行RNA的自我复制，A错误；DNA转录可产生tRNA、rRNA和mRNA等多种RNA，转录的模板是DNA的一条链，产物是RNA，所以该过程发生的碱基配对方式有A—U、T—A、G—C和C—G，B正确；转录与翻译的模板分别是DNA和mRNA，DNA和mRNA都是核酸，翻译过程需要tRNA作为氨基酸的运载工具，而转录不需要运载工具，C错误；根尖分生区细胞中发生的DNA复制与转录过程均不需要核糖体的直接参与，核糖体直接参与蛋白质的合成过程，D错误。6.（2021·山东日照一模）豌豆的圆粒和皱粒是由R、r基因控制的一对相对性状，当R基因插入一段800个碱基对的DNA片段时就成为r基因。豌豆种子圆粒性状的产生机制如图所示。下列分析错误的是 （　　）A.R基因插入一段800个碱基对的DNA片段属于基因突变B.图示说明基因可通过控制酶的合成间接控制生物体的性状C.过程①需RNA聚合酶参与，能发生A—U、C—G、T—A配对D.参与过程②的mRNA上每三个相邻碱基都能决定一个氨基酸答案　D解析　当R基因插入一段800个碱基对的DNA片段时就成为r基因，该变异属于基因突变，A正确；图示表明，基因能够通过控制酶的合成来控制代谢过程，间接控制生物的性状，B正确；①表示转录过程中，以DNA的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下合成RNA，该过程能发生A—U、C—G、T—A配对，C正确；终止密码子不能编码氨基酸，因此mRNA上三个相邻的碱基不能都决定一个氨基酸，D错误。7.(2022·山东潍坊高三)DNA甲基化对于特定类型细胞基因表达的建立与维持起关键性作用。在哺乳动物的生殖细胞形成过程和胚胎早期，某些基因通过大规模的去甲基化和再甲基化过程进行重新编程，从而产生具有发育潜能的细胞。下列有关基因甲基化的叙述，错误的是(　　)A.基因甲基化异常可引起某些基因表达异常，导致细胞的生命历程异常B.特定阶段的细胞基因甲基化程度与细胞全能性的大小相关C.高度分化的细胞不存在基因的甲基化D.基因的去甲基化可调控遗传信息的表达答案　C解析　DNA甲基化对于特定类型细胞基因表达的建立与维持起关键性作用，基因甲基化异常可引起某些基因表达异常，导致细胞的生命历程异常，A正确；某些基因通过大规模的去甲基化和再甲基化过程进行重新编程，从而产生具有发育潜能的细胞，说明特定阶段的细胞基因甲基化程度与细胞全能性的大小相关，B正确；DNA甲基化对于特定类型细胞基因表达的建立与维持起关键性作用，而细胞分化的实质是基因的选择性表达，高度分化的细胞存在基因的甲基化，C错误；基因的去甲基化进行重新编程，可调控遗传信息的表达，D正确。8.(不定项)(2021·河北卷，16)许多抗肿瘤药物通过干扰DNA合成及功能抑制肿瘤细胞增殖。下表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述正确的是(　　)A.羟基脲处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都出现原料匮乏B.放线菌素D处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都受到抑制C.阿糖胞苷处理后，肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸D.将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响答案　BCD解析　DNA复制的原料是脱氧核苷酸，DNA转录的原料是核糖核苷酸，羟基脲会阻止脱氧核糖核苷酸的合成，故会抑制DNA复制，但不会影响DNA转录，A错误；DNA复制和转录都需要DNA作为模板，故放线菌素D处理后，DNA复制和转录过程都会受到抑制，B正确；阿糖胞苷抑制DNA聚合酶的活性，会使DNA复制过程中子链无法延伸，C正确；将三种药物精准导入肿瘤细胞会使药物只杀伤肿瘤细胞，从而减弱对正常细胞的不利影响，D正确。9.(不定项)（2022·山东淄博联考）激素依赖性乳腺癌患者，癌细胞的增殖依赖雌激素的持续存在。三苯氧胺可用于治疗这种疾病，其作用原理是跟雌激素受体竞争性结合（如图所示）。下列有关说法正确的是（　　）A.三苯氧胺—受体复合体可阻碍相关基因的表达B.RNA聚合酶与DNA的结合需依赖解旋酶打开DNA双链C.翻译时，一个mRNA可与多个核糖体结合D.雌激素—受体复合体通过改变DNA碱基序列促进基因表达答案　AC解析　由题图可看出，三苯氧胺与雌激素受体结合，导致雌激素无法与雌激素受体结合，进而阻止基因转录过程，阻碍了相关基因的表达，A正确；RNA聚合酶具有解旋的功能，转录时RNA聚合酶与DNA结合不需要解旋酶解旋，B错误；通常，一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时完成多条肽链的合成，大大提高了蛋白质合成速率，C正确；由题图分析，雌激素—受体复合物结合到相关基因的启动子区传导信号，促进RNA聚合酶与DNA结合，促进转录，此过程没有改变DNA碱基序列，D错误。10.（2021·山东日照期中）SARS－CoV－2是单股正链（＋RNA）病毒，外被囊膜，囊膜上有与入侵宿主细胞密切相关的多个蛋白质。如图表示SARS－CoV－2侵入人体细胞以及在细胞中的增殖过程。请回答下列问题：（1）由图可知，SARS－CoV－2通过囊膜表面的蛋白质与宿主细胞膜上的　　　　结合后，通过细胞的　　　　作用进入细胞。（2）过程③表示　　　　，该过程除了需要图中所示的物质外，还需要宿主细胞提供　　　　　　　　；据图分析，该过程的产物的功能是________________________________________________________________。（3）目前，研究人员已经筛选获得了一些对SARS－CoV－2有抑制作用的药物，其中一种是核苷酸类似物，其作用原理是在病毒进行核酸合成时被整合进病毒的核酸，这类药物主要抑制图中的　　　　过程（填序号），参与该过程的酶与宿主细胞自身的RNA聚合酶在行使功能时的区别是____________________________________________________________________。答案　（1）特异性受体　胞吞　（2）翻译　氨基酸、tRNA和能量　一是参与RNA复制，二是参与构成子代病毒蛋白质外壳和囊膜　（3）⑤⑥　参与该过程的酶与RNA结合，宿主细胞的RNA聚合酶与DNA结合（或宿主细胞的RNA聚合酶需要与启动子结合）解析　（1）SARS－CoV－2囊膜上有与入侵宿主细胞密切相关的多个蛋白质，通过囊膜表面的蛋白质与宿主细胞膜上的特异性受体结合后，通过细胞的胞吞作用进入细胞。（2）过程③在核糖体上进行，表示翻译，该过程病毒提供遗传物质RNA，宿主细胞提供氨基酸、tRNA和能量等；由图可知，该过程的产物可参与RNA复制，也可参与构成子代病毒蛋白质外壳和囊膜。（3）此类药物是核苷酸类似物，其作用原理是在病毒进行核酸合成时被整合进病毒的核酸，因此这类药物主要抑制图中的⑤⑥过程，参与该过程的酶与宿主细胞自身的RNA聚合酶在行使功能时的区别是参与该过程的酶与RNA结合，宿主细胞的RNA聚合酶与DNA结合（或宿主细胞的RNA聚合酶需要与启动子结合）。11.（2022·河北正定调研）细胞中核基因的表达过程严格并且准确，若偶尔出现差错，也会有一定的补救措施，如图一所示；图二表示基因控制合成多肽的过程，其中a～d表示4种基因突变。a为丢失T/A，b为由T/A变为C/G，c为由T/A变为G/C，d为由G/C变为A/T（假设4种突变都单独发生）。请回答下列有关问题。可能用到的密码子：天冬氨酸（GAC），甘氨酸（GGU、GGG），甲硫氨酸（AUG），终止密码（UAG）。（1）图一中异常mRNA的出现是　　　　出现异常造成的。（2）若图一中细胞检测失误，导致异常mRNA翻译成了蛋白质，表达出的异常蛋白质使生物体性状改变了，判断这种变异是不是可遗传变异，并简要说明理由：_________________________________________________________________。（3）若图二中按照a方式突变，则合成多肽链时所用的tRNA（用反密码子表示）依次是　　　　　　　　；图二所示突变中，　　　　（填a～d）突变对生物体产生的影响最小，其意义是____________________________________________________________。（4）图二中的甲和乙过程分别对应图一中　　　　过程和　　　　过程（填图一中的序号）。答案　（1）对RNA前体剪切　（2）不是，其遗传物质没有发生改变（合理即可）　（3）CUG－AUA－CCA－UAC　b　有利于维持生物遗传性状的相对稳定　（4）①②　③解析　（1）分析题图可知，图一中异常mRNA的出现是由于②过程异常，即对RNA前体剪切出现异常。（2）变异分为可遗传变异和不可遗传变异，前者是遗传物质发生改变，后者是遗传物质没有改变。由题意可知，异常蛋白质虽然使生物体性状改变了，但其遗传物质没有改变，所以属于不可遗传变异。（3）a方式突变后mRNA的碱基序列变为GACUAUGGUAUG，即密码子为GAC－UAU－GGU－AUG，其对应的反密码子依次是CUG－AUA－CCA－UAC；b方式突变后图二第一个密码子变为GAC，仍与天冬氨酸相对应，该突变没有改变多肽链中氨基酸的种类和排列顺序，对生物体产生的影响最小，这有利于维持生物遗传性状的相对稳定。（4）图二中甲为转录过程（实际是DNA→mRNA，包含了转录后加工），对应图一中的①②过程；乙为翻译过程，对应图一中的③过程。内容要求——明考向近年考情——知规律（1）概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成；（2）概述基因与性状的关系。2021·广东卷（7）、2021·河北卷（8、16）、2021·湖南卷（13）、2020·全国卷Ⅱ（29）、2020·全国卷Ⅲ（1，3）、2019·全国卷Ⅰ（2）、2019·海南卷（20）必修2 P67“表4－1”密码子表拓展必修2 P67“表4－1”密码子表拓展药物名称作用机理羟基脲阻止脱氧核糖核苷酸的合成放线菌素D抑制DNA的模板功能阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性