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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
1
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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。
(1) RNA 的结构与功能
(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)。
注意说明：
不同的细胞由于基因
的选择性表达，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，该过程不需要解
旋酶
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
有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫作翻译。
(1)场所：核糖体。
知识小结：
遗传信息传递过程中
都遵循碱基互补配对
2
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(2)条件：模板mRNA、氨基酸、ATP、酶、tRNA
(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)。
原则，真核生物中能
进行碱基互补配对的
场所有4 个，即细胞
核、叶绿体线粒体、
核糖体。
3
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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
传变化的现象。
(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)特点
①可遗传：基因表达和表型可以遗传给后代。
②不变性：基因的碱基序列保持不变。
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
注意说明：
①表观遗传不遵循孟
德尔遗传规律；
②表观遗传可以通过
有丝分裂和减数分裂
传递被修饰的基因；
③表观遗传一般是影
响到基因的转录过
程，进而影响蛋白质
的合成。
考点3 基因表达与性状的关系
4
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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
真核细胞的基因是先转录后翻译的，转录的主要场所是
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。
原核细胞
边转录边翻译。原核细胞没有核膜，mRNA 一经形成
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( )
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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
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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
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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，F1雌雄个体间相互交
配，F2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)
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 。
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(2)正交的父本基因型为 ，F1基因型及表型为 。
(3)反交的母本基因型为 ，F1基因型及表型为 。
(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，F2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，
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，F1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)、
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F1的基因型为
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。
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