文档内容
知识清单 16 基因的表达
内容概览
知识导图：感知全局，了解知识要点
考点清单：3大考点总结，梳理必背知识、归纳重点
易混易错：3个错混点梳理，高效查漏补缺
真题赏析：感知真题、知识链接、知己知彼考点1 遗传信息的转录
1．遗传信息的转录：在细胞核中，以DNA双链中的一条链为模板，以四种核糖 注意说明：
核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程称为转录。
不同的细胞由于基因的
(1) RNA的结构与功能 选择性表达，mRNA的
种类和数量是不同的，
但tRNA、rRNA的种
类没有差异。
教材拾遗：
传信息的转录过程中也
有DNA的解旋过程，
(2)转录的场所：真核生物的转录主要发生在细胞核内，原核生物的转录发生
该过程不需要解旋酶
在细胞质内。
(3)转录过程
(4)结果：通过转录，DNA携带的遗传信息传递到mRNA上，mRNA通过核
孔进入细胞质，指导蛋白质的合成。这样，遗传信息便由细胞核传递到细胞质。
转录形成的RNA并非只有mRNA，还有tRNA和rRNA。tRNA携带氨基酸，参
与合成多肽(含量相对稳定)；rRNA是核糖体的结构成分(含量相对稳定)。
考点2 遗传信息的翻译
1．遗传信息的翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有 知识小结：
一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫作翻译。
遗传信息传递过程中都
(1)场所：核糖体。 遵循碱基互补配对原
则，真核生物中能进行
碱基互补配对的场所有(2)条件：模板mRNA、氨基酸、ATP、酶、tRNA 4个，即细胞核、叶绿
体线粒体、核糖体。
(3)过程：
①mRNA进入细胞质与核糖体结合后，携带甲硫氨酸的tRNA通过与碱基
AUG互补配对，进入位点1。
②携带另一个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2。
③甲硫氨酸通过与位点2上的氨基酸形成肽键而转移到占据位点2的tRNA
上。
④核糖体读取下一个密码子，原占据位点1的tRNA离开核糖体，核糖体移
动，使占据位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点
2，继续肽链的合成。
⑤就这样，随着核糖体的移动，tRNA以上述方式将携带的氨基酸输送过
来，以合成肽链。直到核糖体遇到mRNA的终止密码子，合成才告终止。
2．中心法则
(1)提出者：1957年，英国生物学家克里克提出中心法则。
(2)内容：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。如下图：
(3)中心法则的发展：随着研究的不断深入，科学家对中心法则做出了补充：
少数生物(如一些RNA病毒)的遗传信息可以从 RNA流向RNA以及RNA流向
DNA(新的中心法则图解如下)。考点3 基因表达与性状的关系
1．基因控制性状的途径
(1)基因对性状的间接控制：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。如豌豆种子的形状和人的白化症状。
(2)基因对性状的直接控制：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性
状。如镰刀型细胞贫血症和囊性纤维病。
2．基因的选择性表达与细胞分化
(1)细胞分化的本质：基因的选择性表达。
(2)表达的基因的类型
①在所有细胞中都能表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活
动所必需的，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因。
②只在某类细胞中特异性表达的基因，如卵清蛋白基因、胰岛素基因。
(3)基因选择性表达的原因：与基因表达的调控有关。
3．表观遗传：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
注意说明：
变化的现象。
①表观遗传不遵循孟德
(1)实例：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
尔遗传规律；
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。 ②表观遗传可以通过有
丝分裂和减数分裂传递
(2)特点
被修饰的基因；
①可遗传：基因表达和表型可以遗传给后代。
③表观遗传一般是影响
②不变性：基因的碱基序列保持不变。 到基因的转录过程，进
而影响蛋白质的合成。
③可逆性：DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化，即被修饰的DNA可能
发生去甲基化。
④受环境影响
4．表观遗传的分子机制：
(1)DNA的甲基化
(2)构成染色体的组蛋白的乙酰化修饰
(3)RNA干扰
5．中心法则与基因表达的关系易错点1 DNA与RNA的判断方法
(1)若某核酸分子中有脱氧核糖，一定为DNA；有核糖一定为RNA。
(2)若含“T”，一定为DNA或其单位；若含“U”，一定为RNA或其单位。因而用放射性同位素标记
“T”或“U”可探知DNA或RNA．若细胞中大量利用“T”，可认为进行DNA的复制；若大量利用“U”，
可认为进行RNA_的合成。
(3)若有T但T≠A或嘌呤≠嘧啶，则为单链DNA，因双链DNA分子中A=T、G=C、嘌呤（A+G）=嘧
啶（T+C）。
(4)若发现嘌呤≠嘧啶，则肯定不是双链DNA（可能为单链DNA，也可能为RNA）。
易错点2 遗传信息、密码子和反密码子的比较
(1)遗传信息：遗传信息通常是指DNA分子中基因上的脱氧核苷酸(碱基)的排列顺序；
(2)密码子：是指mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基，也称三联体密码子；密码子共有64种
密码子，编码21种氨基酸，一种氨基酸可以由多种密码子编码。
密码子的特点：不间断性，不重叠性，简并性，通用性
(3)反密码子：与mRNA中的密码子互补配对的tRNA一端的3个碱基称为反密码子。
易错点3 真核细胞和原核细胞基因表达的区别
细胞 区别
真核细胞的基因是先转录后翻译的，转录的主要场所是
真核细胞 细胞核，转录形成的mRNA通过核孔进入细胞质，翻
译的场所是细胞质中的核糖体。
边转录边翻译。原核细胞没有核膜，mRNA一经形成
原核细胞 就会有许多核糖体结合上来，所以会出现转录和翻译同
时进行的现象。
1．(2024·北京·高考真题)摩尔根和他的学生们绘出了第一幅基因位置图谱，示意图如图，相关叙述正确的
是( )果蝇X染色体上一些基因的示意图
A．所示基因控制的性状均表现为伴性遗传
B．所示基因在Y染色体上都有对应的基因
C．所示基因在遗传时均不遵循孟德尔定律
D．四个与眼色表型相关基因互为等位基因
[答案]A．[解析]A、 图为X染色体上一些基因的示意图，性染色体上基因控制的性状总是与性别相关
联，图所示基因控制的性状均表现为伴性遗传，A正确；B、X染色体和Y染色体存在非同源区段，所以
Y染色体上不一定含有与 所示基因对应的基因，B错误；C、在性染色体上的基因(位于细胞核内)仍然遵
循孟德尔遗传规律，因此，图所示基因在遗传时遵循孟德尔分离定律，C错误；D、等位基因是指位于一
对同源染色体相 同位置上，控制同一性状不同表现类型的基因，图中四个与眼色表型相关基因位于同一
条染色 体上，其基因不是等位基因，D错误。故选A。
知识链接：基因在染色体上呈线性排列，果蝇的短硬毛和棒眼基因位于同一条染色体上。
2．(2024·河北·高考真题)下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是( )
A．DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链
B．复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋
C．复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开
D．DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端
[答案]D．[解析]A、DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误；B、复制时，解
旋酶使得DNA双链从复制起点开始，以双向进行的方式解旋，这并不是从5′端到3′端的单向解旋，B错误；
C、转录时不需要解旋酶，RNA聚合酶即可完成解旋，C错误；D、DNA复制合成的子链和转录合成的
RNA延伸方向均为由5′端向3′端，D正确；故选D。
知识链接：DNA分子复制的方式是半保留复制，且合成两条子链的方向是相反的；DNA在复制过程中，
边解旋边进行半保留复制。由图可知，DNA解旋酶能使双链DNA解开，且需要消耗ATP。
3．(2024·安徽·高考真题)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内定位和转录产物见下表。
此外，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是( )
种类 细胞内定 转录产物位
RNA聚合酶I 核仁 5. 8SrENA、18SrFN4 、28SrRNA
RNA聚合酶II 核质 mRNA
RNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5SrRNA
注：各类RNA均为核糖体的组成成分
A．线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶
B．基因的 DNA 发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响基因表达
C．RNA聚合酶I和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同
D．编码 RNA 聚合酶I的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁
[答案]C．[解析]A、线粒体和叶绿体中都有DNA，二者均是半自助细胞器，其基因转录时使用各自的
RNA聚合酶，A正确；B、基因的 DNA 发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，从而影响基因的转
录，可影响基因表达，B正确；C、由表可知，RNA聚合酶I和Ⅲ的转录产物都有rRNA，但种类不同，
说明两种酶识别的启动子序列不同，C错误；D、RNA 聚合酶的本质是蛋白质，编码 RNA 聚合酶I在核
仁中，该基因在核内转录、细胞质(核糖体)中翻译，产物最终定位在核仁发挥作用，D正确。故选C。
知识链接：RNA聚合酶的作用是识别并结合特定的DNA序列，启动基因的转录。
4．(2024·湖北·高考真题)编码某蛋白质的基因有两条链，一条是模板链(指导mRNA合成)，其互补链是编
码链。若编码链的一段序列为5＇—ATG—3＇，则该序列所对应的反密码子是( )
A．5＇—CAU—3＇B．5＇—UAC—3＇ C．5＇—TAC—3＇ D．5＇—AUG—3＇
[答案]A．[解析]若编码链的一段序列为5＇—ATG—3＇，则模板链的一段序列为3＇—TAC—5＇，
则mRNA碱基序列为5＇—AUG—3＇，该序列所对应的反密码子是5＇—CAU—3＇，A正确，BCD错误。
故选A。
知识链接：DNA中进行mRNA合成模板的链为模板链，与模板链配对的为编码链，因此mRNA上的密码
子与DNA编码链的碱基序列相近，只是不含T，用U代替。
5．(2024·河北·高考真题)细胞内不具备运输功能的物质或结构是( )
A．结合水 B．囊泡 C．细胞骨架 D．tRNA
[答案]A．[解析]A、结合水是细胞结构的重要成分，不具备运输功能，A正确；
B、囊泡可运输分泌蛋白等，B错误；C、细胞骨架与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、
信息传递等生命活动密切相关，C错误；D、tRNA可运输氨基酸，D错误。故选A。
知识链接：细胞中的水以自由水和结合水的形式存在，结合水是细胞结构的主要组成成分，自由水是细胞内良好的溶剂，是许多化学反应的介质，还参与细胞内的化学反应和物质运输。细胞骨架是由蛋白质纤维
组成的网架结构，维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、
能量转化、信息传递等生命活动密切相关。囊泡与分泌蛋白的分泌相关；tRNA在翻译过程中运输氨基酸。
6．(2024·浙江·高考真题)某种蜜蜂的蜂王和工蜂具有相同的基因组。雌性工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉，
若喂食蜂王浆，也能发育成为蜂王。利用分子生物学技术降低 DNA 甲基化酶的表达后， 即使一直喂食
花蜜花粉，雌性工蜂幼虫也会发育成蜂王。下列推测正确的是( )
A．花蜜花粉可降低幼虫发育过程中DNA的甲基化
B．蜂王DNA的甲基化程度高于工蜂
C．蜂王浆可以提高蜜蜂DNA的甲基化程度
D．DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件
[答案]D．[解析]A、降低 DNA 甲基化酶的表达后， 即使一直喂食花蜜花粉，雌性工蜂幼虫也会发育
成蜂王，说明甲基化不利于其发育成蜂王，而工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉，不会发育成蜂王，因此花
蜜花粉可增强幼虫发育过程中DNA的甲基化，A错误；B、甲基化不利于其发育成蜂王，故蜂王DNA的
甲基化程度低于工蜂，B错误；C、蜂王浆可以降低蜜蜂DNA的甲基化程度，使其发育成蜂王，C错误；
D、甲基化不利于发育成蜂王，因此DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件，D正确。故选D。
知识链接：DNA甲基化为DNA化学修饰的一种形式，能够在不改变DNA序列的前提下，改变遗传表现。
大量研究表明，DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式
的改变，从而控制基因表达。
7．(2024·甘肃·高考真题)自然群体中太阳鹦鹉的眼色为棕色，现于饲养群体中获得了甲和乙两个红眼纯系。
为了确定眼色变异的遗传方式，某课题组选取甲和乙品系的太阳鹦鹉做正反交实验，F 雌雄个体间相互交
1
配，F 的表型及比值如下表。回答下列问题(要求基因符号依次使用A/a，B/b)
2
表型 正交 反交
棕眼雄 6/16 3/16
红眼雄 2/16 5/16
棕眼雌 3/16 3/16
红眼雌 5/16 5/16
(1)太阳鹦鹉的眼色至少由两对基因控制，判断的依据为 ；其中一对基因位于z染色体上，判断
依据为 。(2)正交的父本基因型为 ，F 基因型及表型为 。
1
(3)反交的母本基因型为 ，F 基因型及表型为 。
1
(4)下图为太阳鹦鹉眼色素合成的可能途径，写出控制酶合成的基因和色素的颜色 。
[答案](1) 6:2:3:5(3:5:3:5)是9:3:3:1的变式 正交、反交结果不同
(2) aaZBZB AaZBZb、AaZBW 表型均为棕色
(3) aaZBW AaZBZb、AaZbW 表型分别为棕色、红色
(4)①为基因A(或B)；②为基因B(或A)；③为红色；④为棕色
[解析](1)依据表格信息可知，无论是正交6:2:3:5，还是反交3:5:3:5，均是9:3:3:1的变式，故可判断
太阳鹦鹉的眼色至少由两对基因控制；但正交和反交结果不同，说明其中一对基因位于z染色体上。
(2)依据正交结果，F 中棕眼：红眼=9:7，说明棕眼性状为双显性个体，红眼为单显性或双隐性个体，
2
鹦鹉为ZW型性别决定，在雄性个体中，棕眼为6/8=3/4×1，在雌性个体中，棕眼为3/8=3/4×1/2，故可推
知，F 中的基因型为AaZBZb、AaZBW，表型均为棕色，亲本为纯系，其基因型为：aaZBZB(父本)、
1
AAZbW(母本)。
(3)依据反交结果，结合第二小问可知，亲本的基因型为，AAZbZb、aaZBW，则F 的基因型为
1
AaZBZb、AaZbW，对应的表型依次为棕色、红色。
(4)结合第二小问可知，棕眼性状为双显性个体，红眼为单显性或双隐性个体，故可知基因①为A(或
B)，控制酶1的合成，促进红色前体物合成红色中间物，基因②为B(或A)，控制酶2的合成，促进红色中
间物合成棕色产物。
知识链接：基因对性状的直接控制：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
