考点通关卷22 基因的表达、基因与性状的关系-备战2024年高考生物一轮专题复习（新高考通用）

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考点01 基因指导蛋白质的合成
地 城
知识填空
考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：5分钟
1．RNA有三种，它们分别是mRNA、tRNA和rRNA；核仁受损会影响rRNA的合成，进而影响核糖体的形成。（P65）
2．基因的表达包括转录和翻译过程；细胞分化是基因选择性表达的结果。（P65）
3．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。（P65）
4．mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个密码子。（P66）
5．tRNA的种类很多，但是，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。tRNA比mRNA小得多，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基。每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子。（P67）
6．核糖体是沿着mRNA移动的。核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点。（P68）
7．通常，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，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。
8．科学家克里克于1957年提出了中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。
9．遗传信息、密码子和反密码子的区别
遗传信息指DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序。
密码子指mRNA上可以决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。
反密码子指tRNA上与密码子互补配对的三个碱基。
10．中心法则
（1）表示DNA复制 （2）表示转录 （3）表示翻译 （4）表示RNA复制 （5）表示逆转录。
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：25分钟
一、单选题
1．（2023·湖南·统考高考真题）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（ ）

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
【答案】C
【分析】转录主要发生在细胞核中，需要的条件：（1）模板：DNA的一条链；（2）原料：四种核糖核苷酸；（3）酶：RNA聚合酶；（4）能量(ATP)。
【详解】A、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；
B、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；
C、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glg mRNA结合形成不稳定构象，最终核糖核酸酶会降解glg mRNA，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CxrB基因的转录能抑制细菌糖原合成，C错误；
D、由题图及C选项分析可知，若CsrA都结合到CsrB上，则CsrA没有与glg mRNA结合，从而使glg mRNA不被降解而正常进行，有利于细菌糖原的合成，D正确。
故选C。
2．（2023·山东·高考真题）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（ ）
A．原核细胞无核仁，不能合成rRNAB．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DNA的转录
【答案】B
【分析】有丝分裂不同时期的特点：（1）间期：进行DNA的复制和有关蛋白质的合成；（2）前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；（3）中期：染色体形态固定、数目清晰；（4）后期：着丝粒（点）分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；（5）末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、原核细胞无核仁，有核糖体，核糖体由rRNA和蛋白质组成，因此原核细胞能合成rRNA，A错误；
B、核糖体是蛋白质合成的场所，真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成，B正确；
C、mRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子，C错误；
D、细胞在有丝分裂分裂期染色质变成染色体，核DNA无法解旋，无法转录，D错误。
故选B。
3．（2023·全国·统考高考真题）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（ ）
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．①②⑤C．③④⑥D．②④⑤
【答案】A
【分析】分泌蛋白合成与分泌过程：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。
【详解】①③④、根据题干信息“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肽链”，说明该肽链合成所需能量、核糖体、RNA聚合酶均由大肠杆菌提供，①③④不符合题意；
②、据题意可知，氨基酸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，所以要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，必须往大肠杆菌中转入氨基酸甲，②符合题意；
⑤⑥、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，所以大肠杆菌细胞内要含有tRNA甲的基因以便合成tRNA甲，大肠杆菌细胞内也要含有酶E的基因以便合成酶E，催化甲与tRNA甲结合，⑤⑥符合题意。
②⑤⑥组合符合题意，A正确。
故选A。
4．（2023·浙江·统考高考真题）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（ ）
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
【答案】B
【分析】图示为翻译的过程，在细胞质中，翻译是一个快速高效的过程。通常，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，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。
【详解】A、图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的5'端向3'端移动，A错误；
B、该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，tRNA通过识别mRNA上的密码子携带相应氨基酸进入核糖体，B正确；
C、图中5个核糖体结合到mRNA上开始翻译，从识别到起始密码子开始进行翻译，识别到终止密码子结束翻译，并非是同时开始同时结束，C错误；
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可能会减少，D错误。
故选B。
5．（2021·重庆·高考真题）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（ ）
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
【答案】C
【分析】1.转录过程以四种核糖核苷酸为原料，以DNA分子的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下消耗能量，合成RNA。
2.翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生的mRNA为模板，在酶的作用下，消耗能量产生多肽链。多肽链经过折叠加工后形成具有特定功能的蛋白质。
【详解】A、翻译过程以氨基酸为原料，以转录过程产生的mRNA为模板，所以在人工合成体系中多聚尿嘧啶核苷酸为翻译的模板，A正确；
B、翻译需要核糖体的参与，所以人工合成体系中的细胞提取液含有核糖体，才能开始翻译过程，B正确；
C、该实验不能证明苯丙氨酸的反密码子是UUU，题目中并未描述关于密码子与反密码子的信息，C错误；
D、加入苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链，因此，该实验说明在多聚尿嘧啶序列编码指导下合成了苯丙氨酸组成的肽链，D正确。
故选C。
6．（2022·湖南·高考真题）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（ ）
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RNA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
【答案】D
【分析】基因表达包括转录和翻译两个过程，其中转录的条件：模板（DNA的一条链）、原料（核糖核苷酸）、酶（RNA聚合酶）和能量；翻译过程的条件：模板（mRNA）、原料（氨基酸）、酶、tRNA和能量。
【详解】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，以提高翻译效率，A正确；
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，与rRNA分子结合，二者组装成核糖体，B正确；
C、当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白只能结合到自身mRNA分子上，导致蛋白质合成停止，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，C正确；
D、大肠杆菌为原核生物，没有核膜，转录形成的mRNA在转录未结束时即和核糖体结合，开始翻译过程，D错误。
故选D。
7．（2022·广东·高考真题）拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构，功能是协助mRNA转移。与野生型相比，推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中，有更多mRNA分布于（ ）
A．细胞核B．细胞质C．高尔基体D．细胞膜
【答案】A
【分析】在细胞核中，以DNA的一条链为模板，转录得到的mRNA会从核孔出去，与细胞质的核糖体结合，继续进行翻译过程。
【详解】分析题意，野生型的拟南芥HPR1蛋白是位于核孔协助mRNA转移的，mRNA是转录的产物，翻译的模板，故可推测其转移方向是从细胞核内通过核孔到细胞核外，因此该蛋白功能缺失的突变型细胞，不能协助mRNA转移，mRNA会聚集在细胞核中，A正确。
故选A。
8．（2023·贵州·校联考模拟预测）下列关于遗传信息传递的叙述，正确的是（ ）
A．DNA复制和转录过程中均需解旋酶解旋
B．转录和翻译过程中碱基的配对方式完全相同
C．转录过程中随机选择DNA的一条链作为模板
D．翻译过程中，tRNA只读取mRNA上的部分碱基序列信息
【答案】D
【分析】基因通过指导蛋白质的合成来控制性状，这一过程称为基因的表达。基因的表达包括转录和翻译两个阶段。转录是指以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。翻译是指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。
【详解】A、DNA复制需要解旋酶解旋，而转录过程中通过RNA聚合酶解旋，A错误；
B、转录过程中包含了T对A的配对方式，翻译过程中无该配对方式，所以基因转录和翻译过程中碱基互补配对方式不完全相同，B错误；
C、转录是只能以DNA 双链中的特定的一条链为模板，合成mRNA，不是随机选择DNA的一条链作为模板，C错误；
D、翻译过程中，tRNA读取mRNA上部分碱基序列信息，如tRNA不读取终止密码子，D正确。
故选D。
二、综合题
9．（2023·广东·统考高考真题）放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制见图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。

回答下列问题：
(1)放射刺激心肌细胞产生的 会攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。
(2)前体mRNA是通过 酶以DNA的一条链为模板合成的，可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对 的竞争性结合，调节基因表达。
(3)据图分析，miRNA表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是 。
(4)根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路 。
【答案】(1)自由基
(2) RNA聚合 miRNA
(3)P蛋白能抑制细胞凋亡，miRNA表达量升高，与P基因的mRNA结合并将其降解的概率上升，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡
(4)可通过增大细胞内circRNA的含量，靶向结合miRNA使其不能与P基因的mRNA结合，从而提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡
【分析】结合题意分析题图可知，miRNA能与mRNA结合，使其降解，降低mRNA的翻译水平。当miRNA与circRNA结合时，就不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。
【详解】（1）放射刺激心肌细胞，可产生大量自由基，攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。
（2）RNA聚合酶能催化转录过程，以DNA的一条链为模板，通过碱基互补配对原则合成前体mRNA。由图可知，miRNA既能与mRNA结合，降低mRNA的翻译水平，又能与circRNA结合，提高mRNA的翻译水平，故circRNA和mRNA在细胞质中通过对miRNA的竞争性结合，调节基因表达。
（3）P蛋白能抑制细胞凋亡，当miRNA表达量升高时，大量的miRNA与P基因的mRNA结合，并将P基因的mRNA降解，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡。
（4）根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，还能通过增大细胞内circRNA的含量，靶向结合miRNA，使其不能与P基因的mRNA结合，从而提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡。
10．（2023·浙江·统考模拟预测）科研工作者发现，当细胞中缺乏氨基酸时，负载tRNA（携带氨基酸的tRNA）会转化为空载tRNA（没有携带氨基酸的tRNA）参与基因表达的调控。下图是缺乏氨基酸时tRNA调控基因表达的相关过程，图中的①②③④表示过程。回答下列问题：

(1)DNA控制蛋白质的合成过程包括 （填数字编号），参与此过程的RNA有哪些？ 。
A．mRNA B．tRNA C．rRNA
(2)根据图中多肽合成的过程，判断核糖体的移动方向为 （填“从左向右”或“从右向左”），少量mRNA分子就可以迅速合成出大量蛋白质的原因是 。
(3)据图分析，当细胞中缺乏氨基酸时，负载tRNA会转化为空载tRNA，而空载tRNA通过 和 进而抑制翻译的过程来实现对蛋白质合成的抑制。
【答案】(1) ①② ABC
(2) 从右向左 一个mRNA可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成
(3) 抑制转录的过程/抑制mRNA的合成 激活蛋白激酶
【分析】分析题图：图中①为转录过程，②为翻译过程，③④表示缺乏氨基酸时，tRNA调控基因表达的相关过程。
【详解】（1）DNA控制蛋白质的合成过程包括转录和翻译，即图中的①②过程，参与翻译的过程的RNA有mRNA、tRNA和rRNA，其中mRNA作为翻译的模板，tRNA用来转运氨基酸，rRNA参与构成翻译的场所核糖体。
（2）由图可知d核糖体合成的肽链最短，a核糖体合成的肽链最长，因此②翻译的方向是从d向a，即从右向左。从图可知，一个mRNA可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，提高翻译的效率，导致短时间内细胞可合成大量蛋白质。
（3）由图可知，细胞缺乏氨基酸时，空载tRNA抑制转录的过程和激活蛋白激酶从而抑制翻译的过程，通过两条途径抑制基因的表达，空载RNA增多将导致相应mRNA减少，从而避免细胞物质和能量的浪费。
考点02 基因表达与性状的关系
地 城
知识填空
考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时：10分钟
1．基因、蛋白质与性状的关系
（1）基因控制性状的两条途径
基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物性状；基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状
（2）基因与性状的数量对应关系：一对一、一对多、多对一 。
2．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（如下图），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，使后代出现同样的表型。像这样，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，叫作表观遗传。（P74）
3．除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。（P74“相关信息”）
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值：50分 建议用时：25分钟
一、单选题
1．（2023·海南·高考真题）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（ ）
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
【答案】D
【分析】基因的碱基序列没有改变，而基因的表达和表型发生了可遗传的变化，称为表观遗传。
题意分析：乙品种R基因甲基化，不能表达，即无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译最终合成相应的蛋白，甲品种的R基因未甲基化，故可以合成相应的蛋白质。
【详解】A、题中显示植株甲和乙的R基因的序列相同，因此所含的碱基种类也相同，A错误；
B、植株甲和乙的R基因的序列相同，但植株甲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，因而叶形不同，B错误；
C、甲基化相关的性状可以遗传，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；
D、植株甲含有未甲基化的R基因，故植株甲和杂交，子一代与植株乙的叶形不同，与植株甲的叶形相同，D正确。
故选D。
2．（2022·天津·高考真题）小鼠Avy基因控制黄色体毛，该基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制，使小鼠毛色发生可遗传的改变。有关叙述正确的是（ ）
A．Avy基因的碱基序列保持不变
B．甲基化促进Avy基因的转录
C．甲基化导致Avy基因编码的蛋白质结构改变
D．甲基化修饰不可遗传
【答案】A
【分析】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。
【详解】A、据题意可知，Avy基因上游不同程度的甲基化修饰，但它的碱基序列保持不变，A正确；
B、Avy基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制，基因表达包括转录和翻译，据此推测，应该是甲基化抑制Avy基因的转录，B错误；
C、甲基化导致Avy基因不能完成转录，对已表达的蛋白质的结构没有影响，C错误；
D、据题意可知，甲基化修饰使小鼠毛色发生可遗传的改变，即可以遗传，D错误。
故选A。
3．（2023·湖南衡阳·校联考模拟预测）下列关于表观遗传的叙述正确的是（ ）
A．DNA甲基化可抑制DNA复制，使表型发生可遗传的变化
B．表观遗传通过改变DNA分子中的遗传信息来改变性状
C．细胞内的DNA甲基化水平不会影响染色体上的蛋白质
D．一般来说，DNA甲基化程度越高，转录被抑制程度越明显
【答案】D
【分析】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。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。像这样，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，叫作表观遗传。
【详解】A、DNA甲基化不影响DNA复制，A错误；
B、表观遗传中基因的碱基序列保持不变，即DNA分子中的遗传信息不变，B错误；
C、细胞内的DNA甲基化水平会影响染色体上的蛋白质（组蛋白），C错误；
D、甲基化修饰抑制了基因的表达，一般来说，DNA甲基化程度越高，转录被抑制程度越明显，D正确。
故选D。
4．（2023·江西·江西省乐平中学校联考一模）油菜的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）运输到种子后有两条转变途径，如下图所示。科研人员根据这一机制培育出高油油菜，产油率由原来的35%提高到了58%。基因A和基因B是细胞核基因。据图分析错误的是（ ）

A．分析上图可知，油菜含油量提高的原因是物质C（双链RNA）的形成抑制了酶b合成过程中的翻译阶段
B．在细胞质中②过程是一个快速的过程，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量蛋白质，主要是因为一个mRNA上可以结合多个核糖体，共同合成一条肽链
C．在人体的成熟红细胞、口腔上皮细胞、癌细胞、神经细胞中能发生①、②过程但不能发生③过程的细胞有口腔上皮细胞、神经细胞
D．图中能体现基因控制性状的方式是基因通过控制酶的合成控制代谢，进而控制生物的性状
【答案】B
【分析】1、基因控制蛋白质的合成是通过转录和翻译过程实现的，基因对性状的控制可以通过酶的合成控制细胞代谢进而控制生物的性状；
2、基因自由组合定律的实质是杂合子通过减数分裂产生配子过程中，位于同源染色体上的等位基因分离的同时，位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
【详解】A、分析题图可知，由于非模板链进行转录形成的RNA与模板链转录形成的mRNA形成了杂合双链DNA，抑制了酶b的形成的翻译过程，使PEP不能转化成蛋白质，进而油菜的油脂含量升高，A正确；
B、在翻译的过程中，一个mRNA上可以结合多个核糖体，从而使少量的mRNA分子就可以迅速合成大量蛋白质，提高翻译的效率，各个核糖体是独立完成多肽链的合成的，B错误；
C、①是转录，②是翻译，③是复制，高度分化的细胞已不能进行细胞分裂，但能进行转录和翻译，如口腔上皮细胞和神经细胞，但人体成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器，①②③过程都不能发生，C正确；
D、由图可知，基因可通过控制酶的合成控制细胞代谢进而控制生物体的性状，D正确。
故选B。
5．（2023·江苏南京·南京市中华中学校联考一模）如图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径，下列相关分析正确的是（ ）

A．基因2和基因4在不同细胞中表达，所以存在于人体内的不同细胞中
B．基因3不正常导致缺乏酶3可能引起苯丙酮尿症
C．酶2活性降低，会使老年人的头发变白
D．基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状
【答案】C
【分析】基因对性状的控制方式：①基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢，进而间接控制生物的性状；②基因通过控制蛋白质分子结构来直接控制性状。
【详解】A、人体内不同细胞都是由同一个受精卵经过有丝分裂和细胞分化形成，因此都含有基因2和基因4，A错误；
B、缺乏酶3，苯丙氨酸不会合成苯丙酮酸，不会导致苯丙酮酸在体内积累，不会引起苯丙酮尿症，B错误；
C、酶2的活性降低，导致黑色素合成减少，老年人头发会发白，C正确；
D、分析题图可知，基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状，D错误。
故选C。
6．（2022·全国·校联考一模）黄瓜为雌雄同株异花的植物，其雌蕊、雄蕊的发育与基因M、N有关，其调节过程见下图（未被乙烯抑制时，雄蕊正常发育），已知基因N的作用会造成乙烯持续积累。下列分析正确的是（ ）

A．黄瓜雌蕊、雄蕊的发育直接受基因控制
B．乙烯能促进雌蕊发育、抑制雄蕊发育，体现了乙烯的两重性
C．基因M的表达对基因N的表达起到抑制作用
D．基因N的表达与乙烯产生之间存在正反馈
【答案】D
【分析】题图分析，黄瓜的花受到基因和乙烯的共同影响，M基因存在时会合成乙烯，促进雌蕊的发育，同时激活N基因，N基因的表达会进一步促进乙烯合成而抑制雄蕊的发育。
【详解】A、基因通过控制相关基因的表达来控制乙烯的合成进而实现了对雌蕊、雄蕊的发育的调控，A错误；
B、乙烯能促进雌蕊发育、抑制雄蕊发育，只体现了乙烯的作用，并不能体现乙烯的两重性，B错误；
C、基因M的表达产物可促进乙烯的产生，乙烯可激活基因N的表达，因此起到促进作用，C错误；
D、基因N的作用会造成乙烯持续积累，因此基因N的表达与乙烯产生之间存在正反馈，D正确。
故选D。
二、多选题
7．（2022·辽宁·统考高考真题）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（ ）
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
【答案】ABD
【分析】1、表观遗传学是研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，基因表达的可遗传的变化的一门遗传学分支学科。表观遗传的现象很多，已知的有DNA甲基化，基因组印记，母体效应，基因沉默，核仁显性，休眠转座子激活和RNA编辑等。
2、基因的碱基序列不变，但表达水平发生可遗传变化，这种现象称为表观遗传。
【详解】A、线粒体DNA甲基化水平升高，可抑制相关基因的表达，可引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常，A正确；
B、线粒体DNA也是双螺旋结构，在复制时也遵循碱基互补配对原则，B正确；
C、基化修饰并不改变患者线粒体DNA碱基序列，C错误；
D、女性糖尿病患者线粒体DNA高甲基化水平可遗传，D正确。
故选ABD。
8．（2023·江苏苏州·统考三模）BDNF（脑源性神经营养因子）是小鼠大脑中表达最为广泛的一种神经营养因子。研究表明，抑郁症与BDNF基因甲基化水平及外周血中BDNFmRNA含量变化等有关。下图为BDNF基因表达及调控过程。相关叙述错误的有（ ）

A．BDNF基因被甲基化不会改变其碱基序列
B．过程③与②相比，碱基配对方式不完全相同
C．与正常鼠相比，抑郁症小鼠的过程②一定增强
D．图示揭示基因与基因之间存在着复杂的相互作用
【答案】BC
【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质，所有已知的生命，都利用基因表达来合成生命的大分子。转录过程由RNA聚合酶进行，以DNA为模板，产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动，留下新合成的RNA链。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，场所在核糖体。
【详解】A、BDNF基因被甲基化不会改变其碱基序列，会影响转录，A正确；
B、过程③是翻译，mRNA与tRNA配对方式为A-U、U-A、G-C、C-G，②mRNA与miRNA-195的配对方式为A-U、U-A、G-C、C-G，过程③与②相比，碱基配对方式完全相同，B错误；
C、抑郁症与BDNF基因甲基化水平及外周血中BDNFmRNA含量变化等有关，与正常鼠相比，抑郁症小鼠的过程②（降低BDNF基因表达水平）不一定增强，只是BDNF基因表达水平下降，C错误；
D、图示揭示基因与基因之间存在着复杂的相互作用，miRNA-195基因表达会降低BDNF基因的表达，D正确。
故选BC。
三、综合题
9．（2023春·贵州毕节·高一统考期末）DNA甲基化是DNA化学修饰的一种形式，能影响表型，也能遗传给子代。在蜂群中，雌蜂幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而以花粉和花蜜为食的幼蜂将发育成工蜂。研究发现，DNMT3蛋白是核基因DNMT3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，如图所示。回答下列问题：

(1)蜜蜂细胞中发生过程②的场所是 ，模板是 ；若①以基因的β链为模板，则虚线框中合成的RNA的碱基序列为 。
(2)DNA甲基化若发生在基因的启动子序列上，则会影响RNA聚合酶与该序列的识别与结合，进而抑制遗传信息的 （填“转录”或“翻译”）过程。
(3)已知注射DNMT3siRNA（小干扰RNA）能抑制DNMT3基因表达，且蜂王基因组的甲基化程度低于工蜂，为验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素。科研人员取多只生理状况相同的雌蜂幼虫，平均分为A、B两组，A组不做处理，B组注射适量的DNMT3siRNA，其他条件相同且适宜，用花粉和花蜜饲喂一段时间后，观察并记录幼蜂发育情况，预期结果是 。
【答案】(1) 核糖体（细胞质） mRNA/信使RNA CUUGCCAGC
(2)转录
(3)A组发育为工蜂，B组发育为蜂王
【分析】DNA甲基化是指DNA序列上特定的碱基在DNA甲基转移酶的催化作用下添加上甲基，虽然不改变DNA序列，但是导致相关基因转录沉默。
【详解】（1）过程②是以RNA为模板合成蛋白质的过程，表示翻译，翻译的场所是细胞质中的核糖体；翻译的模板是mRNA；若①以基因的β链为模板，根据碱基互补配对原则，则虚线框中合成的RNA的碱基序列为CUUGCCAGC。
（2）启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，用于驱动基因的转录，若DNA甲基化若发生在基因的启动子序列上，则会影响RNA聚合酶与该序列的识别与结合，进而抑制遗传信息的转录过程。
（3）根据题干可知DNMT3siRNA能使DNMT3基因表达沉默，基因的甲基化程度降低，雌蜂幼虫发育成蜂王，则实验的自变量为有无DNMT3siRNA，因变量是幼蜂的发育类别，B组（实验组）注射适量的DNMT3siRNA，DNMT3siRNA能使DNMT3基因表达沉默，基因的甲基化程度降低，雌蜂幼虫发育成蜂王，由于本实验是验证试验，则实验结果是唯一的，故预期结果是：A组（对照组）发育为工蜂，B组（实验组）发育为蜂王。
10．（2023春·新疆阿勒泰·高一统考期末）Ⅰ、图甲是胰岛素基因控制合成胰岛素的示意图，图乙是图甲中过程②的局部放大。根据图回答：

(1)图甲过程①所需的原料是 ，将两条链都含15N的DNA放入含14N的环境中同步复制3次，子代中含15N的DNA分子占 。
(2)图甲过程①称为 。
(3)图乙中决定苏氨酸的密码子是 ，tRNA的作用是 。
(4)已知图甲过程①产生的mRNA中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，其模板链对应区域中胞嘧啶占29%，则模板链中腺嘌呤所占比例为 。
Ⅱ、DNA甲基化是指在DNA甲基化酶（DNMT）的作用下将甲基基团（—CH3）选择性地加至DNA上的过程，是一种基本的表观遗传修饰。在不改变DNA序列的前提下控制基因的表达，在多个生物学过程中发挥重要作用。DNA异常甲基化与肿瘤的发生、发展以及细胞癌变有着密切的联系。请回答下列问题。
(5)若一个DNA分子中的一个C-G中的胞嘧啶甲基化后，又发生脱氨基生成了胸腺嘧啶，则该DNA分子经过n次复制后，所产生的子代DNA分子中正常的DNA占 。
(6)大多数脊椎动物基因组DNA都有少量的甲基化胞嘧啶，且甲基化位点可随DNA的复制而遗传，这是因为DNA复制后， 可将新合成的未甲基化的位点进行甲基化，从而控制基因的正常表达。
【答案】(1) （4种）核糖核苷酸 1/4
(2)转录
(3) ACU 识别并转运氨基酸（或“转运氨基酸”）
(4)25%
(5)1/2或0．5或50%
(6)DNA甲基化酶（或DNMT）
【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质，所有已知的生命，都利用基因表达来合成生命的大分子。转录过程由RNA聚合酶进行，以DNA为模板，产物为RNA。RNA聚合酶沿着一段DNA移动，留下新合成的RNA链。翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，场所在核糖体。
【详解】（1）图甲过程①是转录，所需的原料是核糖核苷酸；由于DNA进行半保留复制，将两条链都含15N的DNA放入含14N的环境中同步复制3次，一共得到23=8个DNA，其中有2个DNA含有15N，因此子代中含15N的DNA分子占1/4。
（2）图甲过程①称为转录，转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。
（3）图乙中翻译的方向为左向右，决定苏氨酸的密码子是ACU，在mRNA上；tRNA也称为转运RNA，能识别并转运氨基酸。
（4）已知图甲过程①产生的mRNA中鸟嘌呤（G）与尿嘧啶（U）之和占碱基总数的54%，则对应的DNA模板链中C+A=54%，模板链对应区域中胞嘧啶占29%，则模板链中腺嘌呤所占比为54%-29%=25%。
（5）若一个DNA分子中的一个C-G中的胞嘧啶甲基化后，又发生脱氨基生成了胸腺嘧啶，则该DNA中的C-G变成T-G，则该DNA分子经过n次复制后，所产生的子代DNA分子中正常的DNA（C-G）占1/2。
（6）DNA甲基化酶可将新合成的未甲基化的位点进行甲基化，抑制基因的表达。