資源簡介

【備考2024】一輪新人教版生物學學案
第六單元　遺傳的分子基礎
第3講　基因的表達
考點1　基因指導蛋白質的合成
一、RNA的結構和種類
1．基本單位
核糖核苷酸。
2．組成成分
3．結構
一般是單鏈，長度比DNA短；能通過核孔從細胞核轉移到細胞質中。
4．種類及功能
(1)信使RNA(mRNA)：蛋白質合成的模板。
(2)轉運RNA(tRNA)：識別并轉運氨基酸。
(3)核糖體RNA(rRNA)：核糖體的組成成分。
5．DNA與RNA的區別
物質組成 結構特點
五碳糖 特有堿基
DNA 脫氧核糖 T(胸腺嘧啶) 一般是雙鏈，相對分子質量較大
RNA 核糖 U(尿嘧啶) 通常是單鏈，相對分子質量較小
二、遺傳信息的轉錄
1．概念
RNA是在細胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程叫作轉錄。
2．轉錄的過程
三、遺傳信息的翻譯
1．密碼子與反密碼子的比較
密碼子 反密碼子
種類 64種 目前發現有很多種
位置 mRNA上 tRNA一端
實質 決定一個氨基酸的3個相鄰的堿基 與mRNA上密碼子發生堿基互補配對的3個相鄰的堿基
2．過程
四、中心法則
1．圖解
2．遺傳信息傳遞的途徑
途徑 遺傳信息的傳遞 舉例
DNA復制 從DNA流向DNA 細胞生物、DNA病毒、逆轉錄病毒
轉錄 從DNA流向RNA 細胞生物、DNA病毒、逆轉錄病毒
翻譯 從RNA流向蛋白質 所有生物
RNA自我復制 從RNA流向RNA 某些RNA病毒(如煙草花葉病毒)
RNA逆轉錄 從RNA流向DNA 逆轉錄病毒(如HIV)
1．一種氨基酸可能有幾個密碼子的現象稱為密碼子的簡并，密碼子的簡并有何意義？地球上幾乎所有的生物都共用一套遺傳密碼子稱為密碼子的通用性，密碼子的通用性說明了什么？(必修2　P67“思考·討論”)
提示：密碼子的簡并，一方面可增強容錯性，減少蛋白質或性狀的差錯；幾種不同的密碼子都編碼同一種氨基酸可以保證翻譯的速度。密碼子的統一性說明當今生物可能有共同的起源，或者說生命本質上是統一的。
2．氨基酸結合在tRNA的哪一端？反密碼子的讀取方向是什么？(必修2　P67“圖4－6”)
提示：氨基酸結合在tRNA的3′ 端，反密碼子的讀取方向是3′→5′。
3．圖示信息顯示一條mRNA可結合多個核糖體，其意義是什么？A端是mRNA的5′ 端，還是3′ 端？(必修2　P69“插圖”)
提示：其意義是少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白質。A端是mRNA的5′ 端。
1．遺傳信息的轉錄過程中需要解旋酶解開DNA雙螺旋。 (×)
提示：遺傳信息轉錄過程中，RNA聚合酶有解旋功能，不需要解旋酶。
2．轉錄以基因為單位，一個DNA分子上的所有基因的模板鏈都相同。 (×)
提示：一個DNA分子上的所有基因模板鏈不一定相同。
3．已合成的mRNA先釋放的一端是3′ 端。 (×)
提示：mRNA合成是從5′ 端→3′ 端，因此已合成的mRNA先釋放的一端是5′ 端。
4．mRNA上所含有的密碼子均能在tRNA上找到相對應的反密碼子。 (×)
提示：在正常情況下，終止密碼子無對應的反密碼子。
5．一種氨基酸只由一種tRNA轉運。 (×)
提示：一種tRNA轉運一種氨基酸，一種氨基酸可以由一種或多種tRNA轉運。
6．核糖體與mRNA的結合部位會形成3個tRNA結合位點。 (×)
提示：核糖體與mRNA的結合部位會形成兩個tRNA結合位點。
7．核糖體從mRNA的3′ 端向5′ 端移動，讀取密碼子。 (×)
提示：核糖體的移動方向是從mRNA的5′ 端向3′ 端。
8．存在于葉綠體和線粒體中的DNA都能進行復制、轉錄，進而翻譯出蛋白質。 (√)
1．mRNA適于作DNA的信使的特點有__________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：由核糖核苷酸連接而成，含有四種堿基可以攜帶遺傳信息；一般為單鏈，而且比DNA短，能夠通過核孔從細胞核轉移到細胞質
2．原核生物的擬核基因表達速度往往比真核生物的核基因表達速度要快很多，原因是_______________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：原核生物沒有核膜，基因表達時轉錄和翻譯可以同步進行，真核生物有核膜，基因表達時先完成轉錄，再完成翻譯
1．對比分析DNA復制、轉錄和翻譯
2．遺傳信息、密碼子(遺傳密碼)、反密碼子
(1)相關概念辨析
(2)明確氨基酸與密碼子、反密碼子的數量關系
①一種氨基酸可對應一種或幾種密碼子(即密碼子的簡并)，可由一種或幾種tRNA轉運。
②除終止密碼子外，一種密碼子只能決定一種氨基酸；一種tRNA只能轉運一種氨基酸。
③終止密碼子并非不能編碼氨基酸，如UGA在特殊情況下，可以編碼硒代半胱氨酸。
④在原核生物中，GUG作為起始密碼子時編碼甲硫氨酸。
3．不同生物中心法則表達式
生物種類 舉例 遺傳信息的傳遞過程
DNA病毒 T2噬菌體
RNA病毒 煙草花葉病毒
逆轉錄病毒 艾滋病病毒
細胞生物 動物、植物、細菌、真菌等
1．油菜植物體內的中間代謝產物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)運向種子后有兩條轉變途徑，如圖甲所示，其中酶a和酶b分別由基因A和基因B控制合成。
甲　　　　　　　　　乙
(1)據圖甲分析，寫出提高油菜產油量的基本思路。
(2)圖乙表示基因B，α鏈是轉錄鏈，經誘導β鏈也能轉錄，誘導基因B的β鏈轉錄后，提高了產油量，請解析原因。
提示：(1)抑制酶b合成(活性)，促進酶a合成(活性)。
(2)基因B的β鏈轉錄的mRNA與α鏈轉錄的mRNA互補配對成雙鏈RNA，雙鏈RNA不能與核糖體結合，不能翻譯出酶b，而酶a正常合成，因此生成油脂的量增多。
2．為了研究線粒體內RNA聚合酶的合成，科學家采用溴化乙啶(能專一性抑制線粒體DNA的轉錄)完成了下表實驗。
分組 實驗處理 實驗結果
實驗組 用含溴化乙啶的培養基培養鏈孢霉 鏈孢霉線粒體RNA聚合酶含量很高
對照組 用不含溴化乙啶的培養基培養鏈孢霉 鏈孢霉線粒體RNA聚合酶含量正常
從實驗結果來看鏈孢霉線粒體內的RNA聚合酶是由細胞核DNA控制合成的還是線粒體DNA控制合成的？線粒體基因表達的產物對細胞核基因的表達有沒有影響？
提示：由實驗結果看出鏈孢霉線粒體內的RNA聚合酶由細胞核DNA控制合成，因為線粒體DNA的轉錄被抑制后，鏈孢霉線粒體RNA聚合酶含量很高。線粒體基因表達的產物對細胞核基因的表達有反饋作用，線粒體DNA轉錄不被抑制時，鏈孢霉線粒體RNA聚合酶含量正常。
考查遺傳信息的轉錄和翻譯
1．(2022·河北九師聯盟)如圖表示真核細胞內某基因正在發生的生理過程。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．RNA與DNA在組成上存在堿基和五碳糖的差異
B．圖中RNA聚合酶有解旋和催化磷酸二酯鍵形成的作用
C．RNA聚合酶與DNA形成的復合物可存在于細胞質中
D．圖示過程可表示人成熟紅細胞正在轉錄血紅蛋白mRNA
D　[RNA與DNA在組成上存在堿基和五碳糖的差異，RNA含堿基U和核糖，DNA含堿基T和脫氧核糖，A正確；真核細胞基因的轉錄不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋和連接磷酸二酯鍵的作用，B正確；細胞質的線粒體和葉綠體中含有DNA，也能發生轉錄，RNA聚合酶與DNA形成復合物也可發生在細胞質中，C正確；人的成熟紅細胞沒有細胞核和線粒體等細胞器，不能發生DNA的轉錄，D錯誤。]
2．(2022·北京海淀區期中)下圖所示為基因控制蛋白質的合成過程，①～⑦代表不同的結構或成分，Ⅰ和Ⅱ代表過程。下列敘述不正確的是(　　)
A．③表示解旋酶和DNA聚合酶
B．①與④、④與⑥之間都存在A―U配對
C．一個mRNA結合多個⑤使過程Ⅱ快速高效
D．⑦的氨基酸種類、數目、排列順序和⑦的空間結構決定蛋白質空間結構的多樣性
A　[該過程為轉錄和翻譯的過程，③表示催化轉錄的RNA聚合酶，A錯誤；④為mRNA，①為DNA鏈，①與④之間存在A―U配對，④mRNA與⑥tRNA之間也存在A―U配對，B正確；一個mRNA結合多個⑤使過程Ⅱ翻譯過程快速高效，能在短時間內合成大量蛋白質，C正確；⑦是肽鏈，氨基酸種類、數目和排列順序以及肽鏈的空間結構不同可決定蛋白質的空間結構多樣性，D正確。]
　真核細胞和原核細胞遺傳信息表達的區別
　
真核細胞　　　　　　原核細胞
核基因先轉錄后翻譯(異時異地)　 邊轉錄邊翻譯(同時同地)
考查密碼子和反密碼子
3．(2022·湖南長郡中學檢測)RNA是生物體內最重要的物質基礎之一，它與DNA、蛋白質一起構成了生命的框架。RNA包括tRNA、mRNA和rRNA三種(如下圖)，下列有關說法正確的是(　　)
A．mRNA上的遺傳密碼子和tRNA上的反密碼子都有相應的氨基酸與之對應
B．mRNA上決定1個氨基酸的三個相鄰的堿基稱作1個密碼子
C．核糖體和mRNA的結合部位只能形成1個tRNA的結合位點
D．一種tRNA只能轉運一種氨基酸，一種氨基酸只能由一種tRNA轉運
B　[tRNA上的反密碼子都對應著氨基酸，而mRNA上的終止密碼子在正常情況下，只起終止信號的作用，不編碼氨基酸，A錯誤；mRNA上決定1個氨基酸的三個相鄰的堿基稱作1 個密碼子，B正確；核糖體與mRNA的結合部位會形成6個堿基的位置，形成2個tRNA的結合位點，C錯誤；一種tRNA只能轉運一種氨基酸，但一種氨基酸能由一種或多種tRNA轉運，D錯誤。]
考查基因表達及調控
4．(2022·河北石家莊一模)細胞核內不同基因的表達效率存在差異，如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A．由圖可知，細胞能在轉錄和翻譯水平上調控基因表達
B．過程①、②分別發生在細胞核、細胞質中
C．若蛋白A、B共同決定同一性狀，則基因A、B為等位基因
D．過程②中，與mRNA上密碼子互補配對的反密碼子位于tRNA上
C　[基因表達包含轉錄和翻譯過程，可以從轉錄和翻譯水平上調控基因表達，A正確；①表示轉錄過程，②表示翻譯過程，真核生物核基因的①轉錄發生在細胞核中，②翻譯發生在細胞質的核糖體中，B正確；基因A、B在一個DNA分子上，為非等位基因，C錯誤；②翻譯過程中，與mRNA上密碼子互補配對的反密碼子位于tRNA上，D正確。]
考查中心法則
5．(2022·安徽合肥質檢)新型冠狀病毒遺傳信息的傳遞與表達過程如圖所示。下列相關敘述正確的是(　　)
A．新冠病毒的增殖需宿主細胞DNA指導合成的RNA聚合酶參與
B．新型冠狀病毒RNA是通過RNA聚合酶以RNA為模板合成的
C．－RNA上結合多個核糖體后在較短時間內會合成大量病毒蛋白
D．＋RNA中嘌呤與嘧啶的比值與－RNA中嘌呤與嘧啶的比值相等
B　[據圖可知，新型冠狀病毒所需的RNA聚合酶是以新型冠狀病毒的RNA為模板合成的，A錯誤；結合題圖分析可知，新型冠狀病毒RNA是通過RNA聚合酶以RNA為模板合成的，B正確；據圖可知，病毒蛋白是以＋RNA為模板合成的，C錯誤；根據堿基互補配對原則可知，＋RNA的堿基與－RNA的堿基互補配對，因此＋RNA中嘌呤與嘧啶的比值與－RNA中的比值互為倒數，D錯誤。]
　“三看法”判斷中心法則各過程
考點2　基因表達與性狀的關系
一、基因表達產物與性狀的關系
1．基因控制性狀的兩種途徑
(1)直接途徑：基因蛋白質的結構生物體的性狀。
(2)間接途徑：基因酶的合成代謝過程生物體的性狀。
2．基因對性狀的控制實例(連線)
提示：①②—b　③④—a
二、基因的選擇性表達與細胞分化
1．生物多種性狀形成的基礎
細胞分化。
2．表達的基因的分類
(1)在所有細胞中都表達的基因，指導合成的蛋白質是維持細胞基本生命活動所必需的，如核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因。
(2)只在某類細胞中特異性表達的基因，如卵清蛋白基因、胰島素基因。
3．細胞分化的實質
基因的選擇性表達。基因的選擇性表達與基因表達的調控有關。
三、表觀遺傳
1．基因表達的調控
基因什么時候表達、在哪種細胞中表達以及表達水平的高低都是受到調控的，這種調控會直接影響性狀。
2．表觀遺傳現象
(1)表觀遺傳：生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發生可遺傳變化的現象。
(2)存在時期：普遍存在于生物體的生長、發育和衰老的整個生命活動過程中。
(3)實例：同卵雙胞胎的微小差異；蜂王與工蜂在形態、結構、生理和行為上的不同。
(4)形成原因：DNA甲基化，構成染色體的組蛋白發生甲基化、乙酰化等修飾。
(5)特點：①DNA序列不變；②可遺傳給后代；③受環境影響、可逆性。
3．基因與性狀間的對應關系
大多數情況下，基因與性狀的關系并不是簡單的一一對應的關系。
(1)生物的有些性狀可以受到多個基因的影響，如人的身高。
(2)一個基因也可以影響多個性狀，如水稻中的Ghd7基因。
(3)生物的性狀還受環境條件的影響。一般來說，性狀是基因和環境共同作用的結果。
1．教材P73資料1中，柳穿魚植株A和植株B體內的Lcyc基因的堿基序列是否相同？為什么植株A、B的花形態結構出現差異？(必修2　P73“思考·討論”)
提示：柳穿魚植株A和植株B體內的Lcyc基因的堿基序列是相同的，由于植株B體內的Lcyc基因被高度甲基化，從而抑制表達。
2．教材P73資料2中，子一代小鼠基因型是Avya，小鼠毛色為什么不是黃色而是表現出介于黃色和黑色之間的一系列過渡類型？(必修2　P73“思考·討論”)
提示：因為小鼠的Avy基因的前端有多個可發生甲基化的位點，當這些位點甲基化后，Avy基因的表達就受到抑制，并且這段序列的甲基化程度越高，表達受抑制越明顯，小鼠的毛色越深。
3．果蠅幼蟲正常的培養溫度為25 ℃，將剛孵化的殘翅果蠅幼蟲放在31 ℃的環境中培養，得到了一些翅長接近正常的果蠅成蟲，這些翅長接近正常的果蠅在正常環境溫度下產生的后代仍然是殘翅果蠅。請提出假說解釋這一現象。(必修2　P75“思維訓練”)
提示：表型是基因型和環境共同作用的結果，不同的環境，比如溫度，可以影響細胞內多種酶的活性，這些酶很可能參與了果蠅幼蟲的發育，所以當溫度改變時，果蠅的表型也發生改變。
4．構成染色體的組蛋白發生甲基化、乙酰化等修飾是如何影響基因表達的？(必修2　P74“相關信息”)
提示：構成染色體的組蛋白發生甲基化、乙酰化等修飾之后，組蛋白與DNA的結合變得松弛，基因更容易被RNA聚合酶識別，影響基因的表達。
1．豌豆粒形的形成機理體現了基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。 (×)
提示：豌豆粒形的形成機理體現了基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而間接控制生物體的性狀。
2．淀粉分支酶基因中插入一段外來DNA，屬于基因重組。 (×)
提示：基因中插入一段外來DNA，使基因結構發生改變，屬于基因突變。
3．在一個細胞中所含的基因都一定表達。 (×)
提示：細胞中的基因是選擇性表達的。
4．表觀遺傳現象中，由于基因的堿基序列沒有改變，因此生物體的性狀也不會發生改變。 (×)
提示：表觀遺傳現象中，雖然基因的堿基序列沒有改變，但由于部分堿基被甲基化，基因的表達受到了影響，生物體的性狀也會改變。
5．表觀遺傳現象是偶然現象，比較少見。 (×)
提示：表觀遺傳現象普遍存在于生物體的生長、發育和衰老的生命過程中。
6．某些性狀由多個基因共同決定，有的基因可能影響多個性狀。 (√)
1．同一頭大蒜上的蒜瓣，種在大田里長的葉片是綠色的，種在地窖里長的蒜黃是黃色的，說明葉綠素的合成需要光照，其機理是_________________________
_____________________________________________________________________。
提示：光照誘導了與葉綠素合成相關酶的基因的表達
2．在寒冷水域和溫暖水域中生活的章魚，二者K＋通道的基因序列相同，但在相同強度的刺激下，K＋通道靈敏度有很大差異，這一現象說明_______________
_____________________________________________________________________。
提示：生物的性狀是基因與環境共同作用的結果
1．DNA甲基化是在DNA甲基轉移酶的作用下，將甲基選擇性地添加到胞嘧啶上形成5 胞嘧啶的過程。研究發現，雌蜂幼蟲用不同的食物喂養，基因組的甲基化程度不同(圖1)。科學家通過現代生物技術手段，得到Dnmt3(DNA甲基轉移酶的一種)基因被敲除的雌蜂幼蟲，在同樣喂食花粉和花蜜的條件下，該雌蜂幼蟲發育成蜂王(圖2)。據此研究解釋蜜蜂幼蟲因食物不同而發育不同的原因。
圖1　DNA甲基化與雌蜂幼蟲的發育
圖2　Dnmt3合成被破壞后雌蜂幼蟲的發育
提示：蜜蜂的幼蟲以花粉和花蜜為食，Dnmt3基因表達的一種DNA甲基化轉移酶，造成與性別分化有關的基因被甲基化而不能表達，發育成了工蜂；蜜蜂的幼蟲以蜂王漿為食，使Dnmt3基因不表達， 與性別分化有關的基因正常表達而發育成蜂王。
2．某兩種蛋白質可以形成含鐵的桿狀多聚體，這種多聚體能識別外界磁場并自動順應磁場方向排列。編碼這兩種蛋白質的基因，在家鴿的視網膜中共同表達。如果家鴿的這兩個基因失去功能，將無法“導航”，失去方向感。請利用基因敲除的方法，設計實驗驗證這一問題，寫出實驗思路。
實驗思路：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
提示：以A、B分別代表編碼這兩種蛋白質的基因。先設法去除家鴿的這兩個基因(基因敲除)，設置四組實驗：組別①去除A基因，組別②去除B基因，組別③同時去除A基因和B基因，組別④不去除基因的家鴿(對照組)；分別測定4組家鴿視網膜細胞中是否有含鐵的桿狀多聚體，如果有，進一步測定含量；然后在同一條件下放飛4組家鴿，觀察它們的定向運動能力。
考查基因的表達產物與性狀的關系
1．如圖所示為人體內基因對性狀的控制過程，下列敘述正確的是(　　)
A．①②和⑦⑥都表示基因的表達過程，但發生在不同細胞中
B．由題中信息判斷基因1和基因2的遺傳一定遵循自由組合定律
C．生物體中一個基因只能決定一種性狀
D．⑦→⑥→⑤過程說明基因可通過控制酶的合成，直接控制生物的性狀
A　[由圖可知，①和⑦表示轉錄，②和⑥表示翻譯，基因的表達包括轉錄和翻譯，圖中的血紅蛋白的形成只發生在紅細胞中，酪氨酸酶在皮膚和眼睛等組織細胞中表達，A正確；僅由題中信息不能確定基因1和基因2的遺傳是否遵循自由組合定律，因為僅由題中信息不能確定這兩個基因是否位于同一對同源染色體上，B錯誤；生物體中一個基因可以參與控制多種性狀，C錯誤；⑦→⑥→⑤過程說明基因可通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物的性狀，D錯誤。]
考查細胞分化和基因的選擇性表達
2．管家基因是指所有細胞中均要穩定表達的一類基因，奢侈基因是指不同類型的細胞特異性表達的基因。基因的選擇性表達與DNA的甲基化(將甲基從活性甲基化合物上轉移到特定部位的堿基上)有關，甲基化能抑制某些基因的活性。下列敘述錯誤的是(　　)
A．管家基因結構應保持相對穩定，且一般情況下持續表達
B．管家基因表達產物是維持細胞基本生命活動必需的
C．有些奢侈基因的表達產物賦予了各種類型細胞特異的形態結構
D．DNA的甲基化過程改變了堿基數量使細胞呈現多樣化
D　[DNA的甲基化過程沒有改變基因中的堿基數量和排列順序，只是調控了基因的表達。]
3．白水牛的皮膚呈粉紅色，被毛、角和蹄均為白色，而眼睛呈現黑色，是我國稀有且珍貴的畜禽遺傳資源。我國科學家經過多年的研究，揭示了白水牛白毛色形成的分子機制。白水牛常染色體上一個名叫ASIP的基因，其上游插入了一段長度為2 809個核苷酸的特殊DNA片段，使得ASIP基因表達量相較于黑水牛提高了近10倍，而大量的ASIP基因表達產物的積累，會阻礙黑色素細胞的增殖分化和發育成熟，最終導致白水牛皮膚中缺乏成熟的黑色素細胞及黑色素顆粒。下列相關說法正確的是(　　)
A．白水牛的變異類型為染色體數目變異
B．白水牛白毛色與人類白化病的形成機制一樣
C．基因表達水平的高低，會影響生物體的性狀
D．白水牛稀有，據此推測白毛性狀受隱性基因控制
C　[白水牛的染色體數目沒有發生變化，A項錯誤；人類的白化病是由于控制催化黑色素合成的酶的基因發生突變，造成黑色素不能合成造成的，與白水牛白毛色形成的機制不同，B項錯誤；不能判斷白水牛的白毛性狀的顯隱性，D項錯誤。]
考查表觀遺傳
4．(2022·福建龍巖質檢)表觀遺傳是指不依賴于DNA序列的基因表達狀態與表型的改變，其形成途徑之一是DNA分子內部堿基胞嘧啶發生甲基化，甲基化胞嘧啶雖然可以與鳥嘌呤正常配對，但會影響基因的表達。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．胞嘧啶甲基化會使基因發生突變
B．胞嘧啶甲基化可能會改變肽鏈的長度
C．胞嘧啶甲基化可能使子代性狀發生改變
D．胞嘧啶甲基化不會改變子代DNA堿基序列
A　[胞嘧啶甲基化沒有改變基因中堿基序列，沒有發生基因突變，A錯誤；DNA分子甲基化可影響基因的表達，因此有可能在翻譯過程中提前終止翻譯，最終影響蛋白質合成，因此胞嘧啶甲基化可能會改變肽鏈的長度，B正確；表觀遺傳是可遺傳的，根據B項分析，胞嘧啶甲基化可能會改變肽鏈的長度，進而使子代的性狀改變，C正確；表觀遺傳是可遺傳的，胞嘧啶甲基化沒有改變基因中堿基序列，因此也不會改變子代DNA堿基序列，D正確。]
5．(2022·廣東茂名檢測)研究表明，柳穿魚花的形態結構與Lcyc基因的表達直接相關。A、B兩株柳穿魚體內Lcyc基因的堿基序列完全相同，花明顯不同。在開花時，植株A的Lcyc基因表達，植株B的Lcyc基因由于被高度甲基化(Lcyc基因有多個堿基連接了甲基)而不能表達。將植株A、B作親本進行雜交，F1的花與植株A相似，F1自交獲得的F2中絕大部分植株的花與植株A相似，少部分植株的花與植株B相似。下列敘述錯誤的是(　　)
A．細胞中基因表達與否以及表達水平的高低會影響生物體的性狀
B．植株B的Lcyc基因不能表達的原因可能是甲基化阻礙了翻譯的進行
C．植株A的Lcyc基因與高度甲基化的Lcyc基因相比表現為顯性基因
D．同卵雙胞胎間的微小差異可能與柳穿魚花的形態結構形成的原因相同
B　[細胞中基因通過表達控制生物的性狀，細胞中基因表達與否以及表達水平的高低會影響生物體的性狀，A正確；植株B的Lcyc基因不能表達的原因可能是甲基化阻礙了轉錄的進行，B錯誤；將植株A、B作親本進行雜交，F1的花與植株A相似，據此可以判斷植株A的Lcyc基因與高度甲基化的Lcyc基因相比表現為顯性基因，C正確；同卵雙胞胎的遺傳物質相同，二者的微小差異可能是基因表達情況不同，與柳穿魚花的形態結構形成的原因相同，D正確。]
1．核心概念
(1)(必修2 P65)轉錄：RNA是在細胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程叫作轉錄。
(2)(必修2 P66)翻譯：游離在細胞質中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質，這一過程叫作翻譯。
(3)(必修2 P66)密碼子：mRNA上3個相鄰的堿基決定1個氨基酸，每3個這樣的堿基叫作1個密碼子。
(4)(必修2 P67)反密碼子：tRNA的一端可以與mRNA上的密碼子互補配對的3個堿基。　(5)(必修2 P74)表觀遺傳：生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發生可遺傳變化的現象。
2．結論語句
(1)(必修2 P69)遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復制；也可以從DNA流向RNA，進而流向蛋白質，即遺傳信息的轉錄和翻譯。
(2)(必修2 P69)生命是物質、能量和信息的統一體。
(3)(必修2 P71)基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀；基因還能通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。
(4)(必修2 P72)細胞分化的本質就是基因的選擇性表達。
(5)(必修2 P74)在大多數情況下，基因與性狀的關系并不是簡單的一一對應的關系。
(6)(必修2 P77)一般來說，性狀是基因和環境共同作用的結果。
1．(2022·湖南選擇性考試)大腸桿菌核糖體蛋白與rRNA分子親和力較強，二者組裝成核糖體。當細胞中缺乏足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白可通過結合到自身mRNA分子上的核糖體結合位點而產生翻譯抑制。下列敘述錯誤的是(　　)
A．一個核糖體蛋白的mRNA分子上可相繼結合多個核糖體，同時合成多條肽鏈
B．細胞中有足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白通常不會結合自身mRNA分子
C．核糖體蛋白對自身mRNA翻譯的抑制維持了RNA和核糖體蛋白數量上的平衡
D．編碼該核糖體蛋白的基因轉錄完成后，mRNA才能與核糖體結合進行翻譯
D　[一個核糖體蛋白的mRNA分子上可相繼結合多個核糖體，同時合成多條肽鏈，以提高翻譯效率，A正確；細胞中有足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白通常不會結合自身mRNA分子，而是與rRNA分子結合，二者組裝成核糖體，B正確；當細胞中缺乏足夠的rRNA分子時，核糖體蛋白只能結合到自身mRNA分子上，導致蛋白質合成停止，核糖體蛋白對自身mRNA翻譯的抑制維持了rRNA和核糖體蛋白數量上的平衡，C正確；大腸桿菌為原核生物，沒有核膜，轉錄形成的mRNA在轉錄未結束時即和核糖體結合，開始翻譯過程，D錯誤。]
2．(2022·山東等級考)液泡膜蛋白TOM2A的合成過程與分泌蛋白相同，該蛋白影響煙草花葉病毒(TMV)核酸復制酶的活性。與易感病煙草品種相比，煙草品種TI203中TOM2A的編碼序列缺失2個堿基對，被TMV侵染后，易感病煙草品種有感病癥狀，TI203無感病癥狀。下列說法錯誤的是(　　)
A．TOM2A的合成需要游離核糖體
B．TI203中TOM2A基因表達的蛋白與易感病煙草品種中的不同
C．TMV核酸復制酶可催化TMV核糖核酸的合成
D．TMV侵染后，TI203中的TMV數量比易感病煙草品種中的多
D　[從“液泡膜蛋白TOM2A的合成過程與分泌蛋白相同”可知，TOM2A最初是在游離的核糖體中以氨基酸為原料開始多肽鏈的合成，A正確；由題干信息可知，與易感病煙草相比，品種TI203中TOM2A的編碼序列缺失2個堿基對，并且被TMV侵染后的表現不同，說明品種TI203發生了基因突變，所以兩個品種TOM2A基因表達的蛋白不同，B正確；煙草花葉病毒(TMV)的遺傳物質是RNA，所以其核酸復制酶可催化TMV的RNA(核糖核酸)的合成，C正確；TMV侵染后，TI203品種無感病癥狀，也就是葉片上沒有出現花斑，推測是TMV侵染后，TI203中的TMV數量比易感病煙草品種中的少，D錯誤。]
3．(2022·河北選擇性考試)關于中心法則相關酶的敘述，錯誤的是(　　)
A．RNA聚合酶和逆轉錄酶催化反應時均遵循堿基互補配對原則且形成氫鍵
B．DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆轉錄酶均由核酸編碼并在核糖體上合成
C．在解旋酶協助下，RNA聚合酶以單鏈DNA為模板轉錄合成多種RNA
D．DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在體外發揮催化作用
C　[RNA聚合酶催化DNA→RNA的轉錄過程，逆轉錄酶催化RNA→DNA的逆轉錄過程，兩個過程中均遵循堿基互補配對原則，且有DNA－RNA之間的氫鍵形成，A正確；DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆轉錄酶的本質都是蛋白質，蛋白質是由核酸控制合成的，其合成場所是核糖體，B正確；以單鏈DNA為模板轉錄合成多種RNA是轉錄過程，該過程不需要解旋酶，C錯誤；酶的作用機理是降低化學反應的活化能，從而起催化作用，在適宜條件下，酶在體內和體外均可發揮作用，如體外擴增DNA分子的PCR技術中可用到耐高溫的DNA聚合酶，D正確。]
4．(2021·河北選擇性考試改編)許多抗腫瘤藥物通過干擾DNA合成及功能抑制腫瘤細胞增殖。下表為三種抗腫瘤藥物的主要作用機理。下列敘述不正確的是(　　)
藥物名稱 作用機理
羥基脲 阻止脫氧核苷酸的合成
放線菌素D 抑制DNA的模板功能
阿糖胞苷 抑制DNA聚合酶活性
A．羥基脲處理后，腫瘤細胞中DNA復制和轉錄過程都出現原料匱乏
B．放線菌素D處理后，腫瘤細胞中DNA復制和轉錄過程都受到抑制
C．阿糖胞苷處理后，腫瘤細胞DNA復制過程中子鏈無法正常延伸
D．將三種藥物精準導入腫瘤細胞的技術可減弱它們對正常細胞的不利影響
A　[DNA復制的原料是脫氧核苷酸，DNA轉錄的原料是核糖核苷酸，羥基脲會阻止脫氧核苷酸的合成，故會抑制DNA復制，但不會影響DNA轉錄，A錯誤；DNA復制和轉錄都需要DNA作為模板，故放線菌素D處理后，DNA復制和轉錄過程都會受到抑制，B正確；阿糖胞苷抑制DNA聚合酶的活性，會使DNA復制過程中子鏈無法正常延伸，C正確；將三種藥物精準導入腫瘤細胞會使藥物只殺傷腫瘤細胞，從而減弱對正常細胞的不利影響，D正確。]
課時分層作業(十九)　基因的表達
1．(2022·江蘇南通調研)某種物質可插入DNA分子兩條鏈的堿基對之間，使DNA雙鏈不能解開。若在細胞正常生長的培養液中加入適量的該物質，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．隨后細胞中的DNA復制發生障礙
B．隨后細胞中的RNA轉錄發生障礙
C．該物質可將細胞周期阻斷在分裂中期
D．可推測該物質對癌細胞的增殖有抑制作用
C　[某物質可插入DNA分子兩條鏈的堿基對之間，使DNA雙鏈不能打開，說明該物質會阻礙DNA分子的解旋，因此會阻礙DNA分子的復制、轉錄和抑制細胞增殖，A、B、D三項均正確；因DNA分子的復制發生在間期，所以該物質可將細胞周期阻斷在分裂間期，C項錯誤。]
2．(2022·廣東佛山質檢)密碼子的破譯對于生物遺傳和變異研究具有重要意義。下列敘述錯誤的是(　　)
A．密碼子位于mRNA上且每個密碼子由3個相鄰的堿基組成
B．密碼子的簡并對于生物性狀的穩定具有重要意義
C．反密碼子在翻譯的過程中起攜帶氨基酸的作用
D．翻譯過程密碼子和反密碼子存在堿基互補配對
C　[密碼子由位于mRNA上的3個相鄰的堿基組成，A正確；由于密碼子的簡并，基因突變等原因會造成密碼子的改變，可能決定的氨基酸不會發生改變，從而性狀沒有發生變化，故密碼子的簡并對于生物性狀的穩定具有重要意義，B正確；反密碼子位于tRNA上，攜帶氨基酸的是tRNA，C錯誤；翻譯過程中，密碼子與反密碼子通過堿基的互補配對，實現肽鏈的延伸，D正確。]
3．(2022·江蘇百校聯考)下圖表示核糖體上合成蛋白質的過程。下列有關敘述正確的是(　　)
A．翻譯進行過程中，A位點tRNA上攜帶的氨基酸會轉移到位于P位點的tRNA上
B．圖中從E位點離開的tRNA會在細胞質基質中被水解
C．圖中組成該蛋白質的前三個氨基酸序列為甲硫氨酸－組氨酸－色氨酸
D．在正常情況下，當終止密碼子進入A位點時，由于tRNA不攜帶氨基酸，導致翻譯終止
C　[翻譯進行過程中，P位點tRNA上攜帶的氨基酸會轉移到位于A位點的tRNA上，A項錯誤；圖中從E位點離開的tRNA會在細胞質中運輸其他的甲硫氨酸，不是被水解，B項錯誤；根據圖中信息可判斷組成該蛋白質的前三個氨基酸序列為甲硫氨酸－組氨酸－色氨酸，C項正確；在正常情況下，當終止密碼子進入A位點時，由于沒有對應的攜帶氨基酸的tRNA，導致翻譯終止，D項錯誤。]
4．(2022·北京石景山期末)DNA甲基化修飾是形成表觀遺傳的一種重要機制。下列相關敘述不正確的是(　　)
A．DNA甲基化可使基因型相同的個體產生不同表型
B．DNA甲基化并未改變基因儲存的遺傳信息
C．環境因素可以影響DNA甲基化水平高低
D．DNA甲基化引起的變異屬于基因突變
D　[DNA甲基化可使基因型相同的個體產生不同表型，A正確；DNA甲基化修飾能夠在不改變DNA序列的前提下改變遺傳表現，所以DNA甲基化并未改變基因儲存的遺傳信息，B正確；環境因素可以影響DNA甲基化水平高低，C正確；DNA甲基化后，基因表達情況可能不同，導致性狀有所差異，DNA堿基序列不變，不屬于基因突變，D錯誤。]
5．(2023·廣東汕頭聯考)黃曲霉毒素(AFT)是黃曲霉和寄生曲霉等菌株產生的一類致癌因子。AFT進入動物細胞中能引起內質網上的某種結構脫落，導致細胞膜蛋白合成受阻，而對呼吸酶的合成沒有影響。由此推測，AFT直接影響的過程是(　　)
A．DNA復制
B．轉錄
C．蛋白質的分類和包裝
D．蛋白質的合成與加工
D　[AFT進入動物細胞中能引起內質網上的某種結構脫落，導致膜蛋白合成受阻，而對呼吸酶合成沒有影響，說明從內質網上脫落的結構是核糖體，AFT影響的是分泌蛋白的合成和加工。故選D。]
6．(2022·江蘇百校聯考)下圖表示控制DNA甲基化轉移酶(Dnmt)合成的基因內部堿基組成及其表達過程中的對應關系。圖中數字的單位為千堿基對(kb)，基因長度共8 kb，已知該基因轉錄的直接產物mRNA中與d區間相對應的區域會被切除，而成為成熟的mRNA。下列敘述正確的是(　　)
A．圖中起始密碼子對應位點在該基因的非編碼區
B．由該基因控制合成的Dnmt由299個氨基酸脫水縮合形成的
C．控制Dnmt合成的基因徹底水解產物最多有4種
D．翻譯時成熟mRNA在核糖體上移動
B　[圖中起始密碼子對應位點在該基因的編碼區，A錯誤；據題圖分析可知，能翻譯的mRNA的長度為900個堿基，mRNA每三個相鄰堿基決定一個氨基酸，且終止密碼子沒有對應的氨基酸，該基因控制合成的酶由900/3－1＝299個氨基酸脫水縮合而成，B正確；基因徹底水解產物包括磷酸、脫氧核糖和4種含氮堿基，故最多有6種，C錯誤；翻譯時核糖體在成熟mRNA上移動，D錯誤。]
7．(2022·廣東佛山檢測)葉綠體具有自身的基因組和遺傳信息表達系統，葉綠體中的蛋白質一部分由自身基因編碼，一部分由核基因編碼。核基因編碼的葉綠體蛋白質前端含有一段轉運肽，可以引導其進入葉綠體。D1是葉綠體進行光反應依賴的一種核心蛋白，由自身的psbA基因編碼。高溫造成葉綠體內活性氧(ROS)的大量積累，ROS不但會破壞D1，還會抑制psbA mRNA的翻譯。為了克服高溫對作物產量的影響，我國科學家克隆了擬南芥葉綠體中的psbA基因，與高溫響應的啟動子連接，導入水稻細胞的核基因組中，培育出適應高溫的轉基因水稻。相關說法正確的是(　　)
A．D1核心蛋白主要分布在葉綠體基質中
B．擬南芥葉綠體中psbA基因的復制需要用到DNA酶
C．轉基因水稻細胞核中轉錄產生的psbA mRNA進入葉綠體翻譯
D．除高溫響應的啟動子外，目的基因psbA還要與編碼轉運肽的DNA片段連接
D　[D1核心蛋白是葉綠體進行光反應依賴的一種核心蛋白，因此其主要分布在葉綠體類囊體的薄膜上，A項錯誤；擬南芥葉綠體中psbA基因的復制需要用到DNA聚合酶，B項錯誤；轉基因水稻細胞核中轉錄產生的psbA mRNA在細胞質中的核糖體上合成D1核心蛋白，D1核心蛋白進入葉綠體，C項錯誤；除高溫響應的啟動子外，目的基因psbA還要與編碼轉運肽的DNA片段連接，因為目的基因psbA表達的產物要進入葉綠體中，D項正確。]
8．(2023·廣東惠州聯考)蜜蜂蜂王和工蜂都是由受精卵發育而來的。幼蟲食用蜂王漿會發育成蜂王，食用蜂蜜和花粉會發育成工蜂。研究發現工蜂細胞中有近600個基因被甲基化了，而蜂王細胞中沒有，下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．甲基化的基因的堿基序列保持不變
B．蜂王漿可能通過抑制DNA甲基化的酶起作用
C．DNA甲基化引起的表觀遺傳屬于不可遺傳的變異
D．以上實例說明生物的性狀也會受到環境影響
C　[甲基化的基因的堿基序列保持不變，只是影響了其表達，A正確；“幼蟲食用蜂王漿會發育成蜂王，食用蜂蜜和花粉會發育成工蜂。研究發現工蜂細胞中有近600個基因被甲基化了，而蜂王細胞中沒有”，因此可推測蜂王漿可能通過抑制DNA甲基化的酶起作用，B正確；DNA甲基化的修飾可以通過減數分裂遺傳給后代，使后代出現同樣的表型，因此DNA甲基化引起的表觀遺傳屬于可遺傳的變異，C錯誤；幼蟲食用蜂王漿會發育成蜂王，食用蜂蜜和花粉會發育成工蜂，因此說明生物的性狀也會受到環境影響，D正確。]
9．(2022·江蘇南通調研)miRNA是一種小分子RNA，某miRNA能抑制W基因控制的蛋白質(W蛋白)的合成，某真核細胞內形成該miRNA及其發揮作用的過程示意圖如下。下列敘述不正確的是(　　)
A．RNA聚合酶在細胞質中合成，在miRNA基因轉錄時發揮作用
B．miRNA與W基因mRNA結合時堿基配對方式是C與G、A與U配對
C．miRNA在細胞核中轉錄合成后進入細胞質中加工，用于翻譯
D．miRNA抑制W蛋白的合成發生在翻譯過程中
C　[RNA聚合酶為蛋白質，在細胞質中合成，并通過核孔與DNA結合，啟動miRNA基因的轉錄，A正確；miRNA與W基因mRNA結合遵循堿基互補配對原則，即A與U、C與G配對，B正確；miRNA在細胞核中轉錄形成后，經過初步加工，然后通過核孔到達細胞質中，在細胞質中再加工后，與蛋白質結合形成miRNA 蛋白質復合體，不用于翻譯，C錯誤；由題圖信息可知，該miRNA與蛋白質結合形成的miRNA 蛋白質復合物直接與W基因mRNA結合，從而使翻譯過程終止，D正確。]
10．(2022·山東菏澤期末)手足口病是嬰幼兒的一種常見疾病，癥狀主要表現為發熱和手、足、口典型部位的皮疹或皰疹，甚至破爛出現潰瘍。引起手足口病的主要病原體之一是腸道病毒EV71，為單股正鏈(＋RNA)病毒。下圖表示該病毒在宿主細胞腸道內增殖的過程，請分析回答問題：
(1)圖中①②過程需要的原料是______________________，物質N最有可能是____________。
(2)完成③翻譯過程需要________________的參與，氨基酸的結合部位是______________，按5′→3′方向合成肽鏈，直至出現__________。該過程中________(填“有”或“無”)水的生成。
(3)嬰幼兒患病后，一般一周左右會自愈。研究自愈機制時發現，該病毒正鏈RNA入侵后，在患者體內經過修飾后會生成雙鏈siRNA，隨后正鏈RNA(＋RNA)被降解，反鏈RNA(－RNA)被保留，反鏈RNA與后來入侵的正鏈RNA互補配對，并誘導正鏈RNA被核糖核酸酶降解。從中心法則信息傳遞的角度分析，患者自愈的原因是抑制了EV71的__________________________________過程。
[答案]　(1)(四種)核糖核苷酸　RNA復制酶　(2)tRNA和核糖體　tRNA的3′ 端　終止密碼子　有　(3)(＋RNA的)復制和翻譯
11．(2022·江蘇揚州中學檢測)動物細胞中受損細胞器被內質網包裹后形成自噬體，與溶酶體融合后被降解為小分子物質，這一現象稱為細胞自噬。在鼻咽癌細胞中抑痛基因NOR1的啟動子呈高度甲基化狀態，NOR1蛋白含量低。用DNA甲基化抑制劑處理后的鼻咽癌細胞，NOR1基因的表達得到恢復，自噬體囊泡難以形成，癌細胞增殖受到抑制，下列敘述不正確的是(　　)
A．細胞自噬在細胞廢物清除、結構重建中發揮著重要作用
B．癌細胞可借助細胞自噬作用對抗營養缺乏造成的不利影響
C．鼻咽細胞癌變后，NOR1基因轉錄受到抑制，自噬作用減弱
D．細胞自噬受相關基因調控，自噬過強時會引起細胞凋亡
C　[根據題意可知，細胞自噬在細胞廢物清除、結構重建、生長發育中發揮著重要作用，A正確；癌細胞可借助細胞自噬作用對抗營養缺乏造成的不利影響，從而緩解癌細胞增殖過程中對營養的需求，B正確；鼻咽細胞癌變后，NOR1基因轉錄受到抑制，自噬作用增強，NOR1基因表達，則自噬作用被抑制，C錯誤；題目顯示NOR1基因的表達能阻止細胞自噬的發生，顯然細胞自噬作用受到相關基因調控，與細胞程序性死亡有關，自噬過強時會引起細胞凋亡，D正確。]
12．(2022·湖北武漢調研)合成生物學家“創造”了一組可以識別并以非重疊方式解碼四聯體密碼子(如UAGA)的tRNA，稱為qtRNA，并在細菌細胞內成功實現了蛋白質片段的翻譯。據稱，四聯體密碼子可以額外編碼非標準氨基酸，如帶化學修飾的氨基酸。下列敘述錯誤的是(　　)
A．tRNA與qtRNA均為單鏈結構，內部不存在堿基互補配對
B．不考慮終止密碼子，理論上四聯體密碼子可以編碼256種氨基酸
C．對于同一mRNA片段，采用tRNA與qtRNA翻譯得到的肽鏈不同
D．四聯體密碼系統可以應用于生產含復雜化學修飾的蛋白質
A　[tRNA是三葉草結構，其內部存在雙鏈區域，有堿基互補配對，A錯誤；四聯體密碼子是由4個堿基編碼一個氨基酸，不考慮終止密碼子，理論上四聯體密碼子可以編碼4×4×4×4＝256種氨基酸，B正確；tRNA是相鄰三個堿基決定一個氨基酸，而qtRNA是相鄰四個堿基決定一個氨基酸，故對于同一mRNA片段，采用tRNA與qtRNA翻譯得到的肽鏈不同，C正確；結合題意“在細菌細胞內成功實現了蛋白質片段的翻譯”可知，四聯體密碼系統可以應用于生產含復雜化學修飾的蛋白質，D正確。]
13．(2022·山東青島膠州實驗中學檢測)抗生素主要是由細菌、霉菌或其他微生物產生的次級代謝產物，也可以人工合成其類似物。用于治療各種細菌感染類疾病的抗生素包括四環素類抗生素和嘌呤類抗生素，四環素類抗生素可與細菌核糖體相結合，嘌呤類抗生素可阻礙細菌DNA的復制和轉錄。下列相關敘述不正確的是(　　)
A．四環素類抗生素會抑制細菌結構蛋白和酶的合成
B．嘌呤類抗生素通過阻礙DNA復制使細菌的繁殖受阻
C．兩種抗生素均可阻止細菌和病毒蛋白質的合成過程
D．長期使用抗生素會對細菌進行定向選擇
C　[由題干信息可知，四環素類抗生素可影響核糖體的活動，進而抑制細菌存活所必需的結構蛋白和酶的合成，A正確；細菌細胞分裂過程中有DNA的復制，嘌呤類抗生素通過阻礙DNA復制使細菌增殖受阻，B正確；兩種抗生素均可阻止細菌蛋白質的合成過程，但對病毒無影響，病毒自身也無法合成蛋白質，C錯誤；若長期使用抗生素，會對細菌進行定向選擇，抗藥性基因頻率上升，種群發生進化，D正確。]
14．(2022·江蘇選擇性考試)科學家研發了多種RNA藥物用于疾病治療和預防，圖中①～④示意4種RNA藥物的作用機制。請回答下列問題。
(1)細胞核內RNA轉錄合成以____________為模板，需要____________的催化。前體mRNA需加工為成熟的mRNA，才能轉運到細胞質中發揮作用，說明________對大分子物質的轉運具有選擇性。
(2)機制①：有些杜興氏肌營養不良癥患者DMD蛋白基因的51外顯子片段中發生________，提前產生終止密碼子，從而不能合成DMD蛋白。為治療該疾病，將反義RNA藥物導入細胞核，使其與51外顯子轉錄產物結合形成________，DMD前體mRNA剪接時，異常區段被剔除，從而合成有功能的小DMD蛋白，減輕癥狀。
(3)機制②：有些高膽固醇血癥患者的PCSK9蛋白可促進低密度脂蛋白的內吞受體降解，血液中膽固醇含量偏高。轉入與PCSK9 mRNA特異性結合的siRNA，導致PCSK9 mRNA被剪斷，從而抑制細胞內的____________合成，治療高膽固醇血癥。
(4)機制③：mRNA藥物進入患者細胞內可表達正常的功能蛋白，替代變異蛋白發揮治療作用。通常將mRNA藥物包裝成脂質體納米顆粒，目的是_________
_____________________________________________________________________。
(5)機制④：編碼新冠病毒S蛋白的mRNA疫苗，進入人體細胞，在內質網上的核糖體中合成S蛋白，經過__________修飾加工后輸送出細胞，可作為__________誘導人體產生特異性免疫反應。
(6)接種了兩次新型冠狀病毒滅活疫苗后，若第三次加強接種改為重組新型冠狀病毒疫苗，根據人體特異性免疫反應機制分析，進一步提高免疫力的原因有：
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析]　(1)轉錄是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程，該過程需要RNA聚合酶的催化；前體mRNA需要加工為成熟的mRNA后才能被轉移到細胞質中發揮作用，該過程是通過核孔進行的，說明核孔對大分子物質的轉運具有選擇性。(2)若DMD蛋白基因的51外顯子片段中發生基因突變，即發生堿基的增添、替換或缺失，可能導致mRNA上的堿基發生改變，終止密碼提前出現，從而不能合成DMD蛋白而引發杜興氏肌營養不良癥；為治療該疾病，將反義RNA藥物導入細胞核，使其與51外顯子轉錄產物結合形成雙鏈RNA，DMD前體mRNA剪接時，異常區段被剔除，從而合成有功能的小DMD蛋白，減輕癥狀。(3)高膽固醇血癥是由膽固醇含量過高引起的，轉入與PCSK9 mRNA特異性結合的siRNA，導致PCSK9 mRNA不能發揮作用，即不能作為模板翻譯出PCSK9蛋白，低密度脂蛋白的內吞受體降解減慢，從而使膽固醇含量正常。(4)通常將mRNA藥物包裝成脂質體納米顆粒，脂質體與細胞膜的基本結構類似，利于mRNA藥物進入組織細胞。(5)新冠病毒的S蛋白屬于膜上的蛋白，膜上的蛋白質在核糖體合成后，還需要經過內質網和高爾基體的修飾加工然后輸送出細胞；疫苗相當于抗原，可誘導人體產生特異性免疫反應。(6)接種了兩次新型冠狀病毒滅活疫苗后，若第三次加強接種改為重組新型冠狀病毒疫苗，由于該疫苗可激發機體的二次免疫過程，能產生更多的抗體和記憶細胞，故可以進一步提高免疫力。
[答案]　(1)DNA的一條鏈　RNA聚合酶　核孔　(2)基因突變　雙鏈RNA　(3)PCSK9蛋白　(4)利于mRNA藥物進入組織細胞　(5)內質網和高爾基體　抗原　(6)可激發機體的二次免疫過程，能產生更多的抗體和記憶細胞
(教師用書獨具)
(2022·山東濟寧鄒城期中)以下是有關基因表達的實驗探索，請根據實驗分析以下問題。
實驗一：用RNA酶分解細胞中的RNA，蛋白質的合成停止，再加入酵母RNA，蛋白質合成有所恢復。
實驗二：用紅綠色染料分別標記DNA和新合成的RNA，發現綠色總是先出現在紅色存在的部位。
實驗三：SP8噬菌體實驗，從宿主細胞中分離出SP8的RNA，分別與噬菌體的2條DNA單鏈混合，發現只有一條DNA單鏈可與RNA形成雜交分子，如圖所示。
實驗四：α 鵝膏蕈堿實驗，α 鵝膏蕈堿是一種可抑制RNA聚合酶活性的物質，且隨著α 鵝膏蕈堿濃度和處理時間的增加，轉錄過程逐漸被抑制。
請分析以上實驗：
(1)實驗一說明蛋白質的合成可能與________有關。
(2)實驗二得出的結論是_______________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)實驗三中雜交分子形成的原理是____________，由此可知RNA合成的模板是圖中________。利用兩物種DNA分子雜交技術可鑒定物種親緣關系遠近，原因是___________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)實驗四說明了轉錄過程所需的酶是________________。已知酵母菌的核基因和線粒體中的質基因均能編碼蛋白質的合成，如用α 鵝膏蕈堿處理細胞后發現，細胞質基質中RNA含量顯著減少，那么推測α 鵝膏蕈堿抑制的是________(填“核基因”或“質基因”)的轉錄過程。
[解析]　(1)RNA分解，蛋白質合成停止，RNA加入，蛋白質合成恢復，實驗一說明蛋白質的合成可能與mRNA(或RNA或酵母RNA)有關。(2)綠色總是先出現在紅色存在的部位，說明RNA總是出現在DNA附近，據此可推測RNA合成需要在DNA的指導下完成，因為DNA主要存在于細胞核中，據此可知，RNA合成(轉錄)場所主要在細胞核內。(3)實驗三中，讓宿主細胞中的SP8的RNA，分別與噬菌體的2條DNA單鏈雜交形成雜合雙鏈區，雜交分子形成的原理是堿基互補配對原則，即A－U，G－C，T－A，C－G配對。圖中DNA單鏈可與RNA形成雜交分子的是b鏈，據此說明RNA合成的模板是b鏈。根據堿基互補配對原則可知，若兩物種DNA分子進行雜交時形成的雜合雙鏈區的部位越多，則DNA堿基序列的一致性越高，說明在生物進化過程中，DNA堿基序列發生的變化越小，說明物種之間關系越近。(4)加入抑制RNA聚合酶的物質，轉錄進程逐漸被抑制，說明轉錄過程需要RNA聚合酶。用α 鵝膏蕈堿處理酵母菌細胞后發現，細胞質基質中RNA含量顯著減少，說明α 鵝膏蕈堿抑制的是核基因的轉錄，因為核內形成的mRNA會通過核孔進入細胞質基質中，由于核基因的轉錄過程被抑制，因而細胞質基質中RNA含量顯著減少。
[答案]　(1)mRNA或RNA或酵母RNA
(2)RNA合成需要DNA的指導或RNA合成(轉錄)場所主要在細胞核內或RNA合成(轉錄)場所在DNA附近　(3)堿基互補配對原則　b鏈　由于DNA分子之間有嚴格的堿基互補配對原則，因此，兩物種DNA分子形成的雜合雙鏈區的部位越多，DNA堿基序列的一致性越高，說明物種之間關系越近　(4)RNA聚合酶　核基因
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