第19講基因的表達(dá)

［素養(yǎng)目標(biāo)］

1.結(jié)合DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，闡明DNA分子轉(zhuǎn)錄、翻譯的過(guò)程。（生命觀念、科學(xué)思維）

2.通過(guò)實(shí)例分析基因與性狀的關(guān)系、細(xì)胞分化與基因表達(dá)的關(guān)系及表觀遺傳。（生命觀念）

3.通過(guò)掌握某藥物的作用機(jī)理，及有關(guān)中心法則的內(nèi)容，形成關(guān)注社會(huì)，關(guān)注人類健康的

理念。（社會(huì)責(zé)任）

考點(diǎn)1基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第250頁(yè)

F必備知識(shí)梳理

1.RNA的結(jié)構(gòu)與功能

元素組成：C、H、0、N、P

1/磷酸

基本單位：核糖核甘酸（4種）9含氮堿基A、U、C、G

,\核糖

朱n

種類功能

核糖核甘酸鏈

能將遺傳信息從組蹴傳遞到

1

mRNA細(xì)胞廈中

RNA1------tRNA識(shí)別密碼子,轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸

（通常是單鏈）

rRNA核糖體的組成成分

2.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄

（1）概念：RNA是在細(xì)胞核中，通過(guò)RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的,這一過(guò)程

叫作轉(zhuǎn)錄。

（2）場(chǎng)所：主要是細(xì)胞核,在葉綠體、線粒體中也能發(fā)生轉(zhuǎn)錄過(guò)程。

⑶過(guò)程（以為例）

mRNA3

解旋:DN檄鏈解開，堿基暴露出來(lái)

［原則：堿基互補(bǔ)配對(duì)原則（A-U、T-A、C-G）

R

N配對(duì)模板：解開的DNA雙鏈中的一條鏈

A餐；I原料：游離的4種核糖核甘酸

聚

合

酶■工伊RNA聚合酶

1^4I結(jié)果:形成fmRNA分子

［合成的RNA從DNA鏈上釋放

施珍今Q釋放

IDNA頻旋恢復(fù)

（4）產(chǎn)物：信使RNA、核糖體RNA、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA。

3.遺傳信息的翻譯

（1）場(chǎng)所或裝配機(jī)器：核糖體。

“模板：mRNA

原料：氨基酸

（2）條件0能量：ATP

酶:多種酶

'搬運(yùn)工具：tRNA

⑶過(guò)程

|起產(chǎn)HIPRNA與核糖體結(jié)合|

施H型吸攜帶氨基酸置于特定位置|

核糖體沿著mRNA移動(dòng)，讀取示一

占L一個(gè)密碼子，由對(duì)應(yīng)tRNA運(yùn)輸相

畢卜應(yīng)的氨基酸加到延伸中的肽鏈上

（一個(gè)mRNA可以結(jié)合多個(gè)核糖體）

當(dāng)核糖體到達(dá)mRNA上的終止密碼

[W-壬時(shí)，合成停止

肽鏈合成后從核糖體與mRNA的

復(fù)合物上脫離

（4）產(chǎn)物：多肽鯉弊蛋白質(zhì)。

4.中心法則

（1）提出者：克里克。

（2）補(bǔ)充后的內(nèi)容圖解：

G②./二飛③…

（①DNA_二t；?RNA-?蛋白質(zhì)

O⑤、'、J

①DNA的復(fù)制；②轉(zhuǎn)錄;③翻譯；④RNA的復(fù)制;

⑤RNA逆轉(zhuǎn)錄。

（3）生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體。

在遺傳信息的流動(dòng)過(guò)程中，DNA、RNA是信息的載體,蛋白質(zhì)是信息的表達(dá)產(chǎn)物,而ATP

為信息的流動(dòng)提供能量。

n易錯(cuò)易混診斷

1.（必修2P65正文）遺傳信息轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物只有mRNA。（X）

2.（必修2P65正文）轉(zhuǎn)錄過(guò)程中DNA雙鏈解開，需要解旋酶。（義）

3.（必修2P67圖4-6）tRNA不含有氫鍵，一個(gè)tRNA分子中不是只有三個(gè)堿基。（X）

4.（必修2P67圖4-6）反密碼子的讀取方向?yàn)橛砂被徇B接端開始讀（由長(zhǎng)臂端向短臂端讀

?。?。（V）

5.（必修2P66“相關(guān)信息”）tRNA和rRNA參與蛋白質(zhì)的合成過(guò)程，但是這兩種RNA本身

不會(huì)翻譯為蛋白質(zhì)。（J）

6.（必修2P67表4-1注解）終止密碼子一定不編碼氨基酸。（X）

n教材深挖拓展

1.必修2P64?65正文：RNA適合做信使的原因是什么？

提示：RNA由核糖核苜酸連接而成，可以儲(chǔ)存遺傳信息；一般是單鏈，而且比DNA短，因

此能夠通過(guò)核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。

2.必修2P69圖示：一條mRNA可結(jié)合多個(gè)核糖體，其意義是什么？

提示：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)。

3.必修2P67“思考.討論”：密碼子的簡(jiǎn)并對(duì)生物的生存發(fā)展有什么意義？

提示：可以從增強(qiáng)密碼容錯(cuò)性的角度來(lái)解釋，當(dāng)密碼子中有一個(gè)堿基改變時(shí)，由于密碼子的

簡(jiǎn)并性，可能并不會(huì)改變其對(duì)應(yīng)的氨基酸；也可以從密碼子使用頻率來(lái)考慮，當(dāng)某種氨基酸

使用頻率高時(shí)，幾種不同的密碼子都編碼一種氨基酸可以保證翻譯的速度。

?關(guān)鍵能力提升

1.對(duì)比分析DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯［科學(xué)思維］

；DNA復(fù)制遺蓼逾河

VVV

o主要在細(xì)主要在細(xì)細(xì)胞質(zhì)中

胞核中胞核中的核糖體

―親代DNADNA的

(W)B的兩條鏈一親鏈mRNA

-4種脫氧4種核糖

21種氨基酸

6核甘酸核甘酸

解旋酶、RNA聚合酶、ATP、

逐■=>DNA聚合酶、釀、ATP等tRNA等

ATP等

一條單鏈RNA

-2個(gè)雙鏈(mRNA或tRNA

分子多肽鏈

GDNA或rRNA)

半

保

復(fù)

留一條mRNA上

邊解旋邊轉(zhuǎn)

解

制

邊

點(diǎn).可結(jié)合多個(gè)核

，

制

復(fù)

旋錄；DNA雙

邊精布,同時(shí)合

鏈全保留成多條肽鏈

遺傳信

空DNA-DNADNA-RNAmRNAf蛋白質(zhì)

息傳遞

2.理清中心法則與基因表達(dá)關(guān)系［生命觀念］

控制蛋白質(zhì)合成（表達(dá)遺傳信息）

傳

遺

息

信

遞

傳

脫氧核甘酸序列一核糖核甘酸序列——-氨基酸序列

I1

遺傳信息一遺傳密碼（密碼子）-----------

3.基因表達(dá)中相關(guān)計(jì)算［科學(xué)思維］

(l)DNA模板鏈中A+T(或C+G)與mRNA中A+U(或C+G)相等，貝!](A+T)總％=(A+

U)mRNA%0

(2)DNA(基因)、mRNA上堿基數(shù)目與氨基酸數(shù)目之間的關(guān)系，如圖所示:

DNA(基因)6n個(gè)堿基

I

mRNA------------------------------------3n個(gè)堿基

盛000……000”個(gè)氨基酸

可見(jiàn)，蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目=1/3mRNA堿基數(shù)目=1/6DNA(或基因)堿基數(shù)目。

：3情境式探究

甘果究意圖：以基因表達(dá)的圖示為情境信息考查理解及問(wèn)題解決能力］

如圖表示T2噬菌體侵染大腸桿菌后某些基因表達(dá)的部分過(guò)程，思考回答：

①

(1)圖示過(guò)程發(fā)生在大腸桿菌內(nèi)，分子①②通常是否相同？為什么？

提示：不同。轉(zhuǎn)錄獲得的RNA是以DNA分子的不同片段的一條鏈為模板合成的。

(2)圖示過(guò)程中形成的化學(xué)鍵有哪些？

提示：磷酸二酯鍵、氫鍵、肽鍵等。

(3)圖中的核糖體移動(dòng)方向是從“a-b”或“b-a”？判斷的依據(jù)是什么？

提示：b-a,因?yàn)閎端對(duì)應(yīng)的肽鏈④較肽鏈③短，說(shuō)明肽鏈④離起點(diǎn)近，即b端為翻譯的起

點(diǎn)。

(4)在核糖體合成③④的過(guò)程中，能將mRNA分子上攜帶的遺傳信息進(jìn)行準(zhǔn)確翻譯的原因有

哪些？

提示：一種tRNA只轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸，tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對(duì)。

■核心素養(yǎng)突破

突破點(diǎn)1以轉(zhuǎn)錄和翻譯為載體考查科學(xué)思維及科學(xué)探究

1.(2021.湖南卷改編)細(xì)胞內(nèi)不同基因的表達(dá)效率存在差異，如圖所示。下列敘述不正確的

是()

基因A基因B

r0

?JmRNAi)mRNA

■②

I②

?@???國(guó)

注：?國(guó)代表蛋白質(zhì)分子

A.細(xì)胞能在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平上調(diào)控基因表達(dá)，圖中基因A的表達(dá)效率高于基因B

B.真核生物核基因表達(dá)的①和②過(guò)程分別發(fā)生在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中

C.人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物

D.②過(guò)程中，rRNA中含有與mRNA上密碼子互補(bǔ)配對(duì)的反密碼子

解析：基因的表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過(guò)程，圖中基因A表達(dá)的蛋白質(zhì)分子數(shù)量明顯多于

基因B表達(dá)的蛋白質(zhì)分子數(shù)量，說(shuō)明基因A表達(dá)的效率高于基因B,A正確；核基因的轉(zhuǎn)

錄是以DNA的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄出RNA的過(guò)程，發(fā)生的場(chǎng)所為細(xì)胞核，翻譯是以mRNA

為模板合成出具有氨基酸排列順序的多肽鏈，翻譯的場(chǎng)所發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體,B正確;

三種RNA（mRNA、rRNA、tRNA）都是以DNA中的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄而來(lái)的，C正確；反

密碼子位于tRNA上，rRNA是構(gòu)成核糖體的成分，不含有反密碼子，D錯(cuò)誤。

答案：D

2.原核生物和真核生物在基因表達(dá)方面既有區(qū)別又有聯(lián)系，圖甲和圖乙為兩類不同生物細(xì)

胞內(nèi)基因表達(dá)的示意圖。下列說(shuō)法正確的是（）

A.圖甲的轉(zhuǎn)錄需要RNA聚合酶，圖乙的轉(zhuǎn)錄不需要

B.圖乙的翻譯需要tRNA參與，圖甲的翻譯不需要

C.細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌和酵母菌只進(jìn)行圖甲所示的基因表達(dá)過(guò)程

D.圖乙三個(gè)核糖體上最終合成的肽鏈氨基酸序列相同

解析：轉(zhuǎn)錄都需要RNA聚合酶催化，A錯(cuò)誤；tRNA可轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸，翻譯都需要tRNA參

與，B錯(cuò)誤；圖甲所示基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯在同一空間內(nèi)同時(shí)發(fā)生，為原核細(xì)胞中發(fā)生的基因

表達(dá)過(guò)程，故藍(lán)細(xì)菌和細(xì)菌只有類似圖甲所示的基因表達(dá)過(guò)程，但酵母菌為真核生物，主要

進(jìn)行如圖乙所示的基因表達(dá)過(guò)程，C錯(cuò)誤；圖乙中翻譯這些肽鏈的模板（mRNA）相同，故最

終3個(gè)核糖體上合成的肽鏈氨基酸序列相同，D正確。

答案：D

［技法提煉］

“三步”判斷真、原核細(xì)胞的DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及翻譯

「一-、「判斷真、原核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄和翻譯的方法：看轉(zhuǎn)錄和

（第一步AT翻譯是否同時(shí)進(jìn)行，不同時(shí)進(jìn)行的是真核細(xì)胞，

一"〔同時(shí)進(jìn)行的是原核細(xì)胞

「若有細(xì)胞核，觀察核內(nèi)的生理過(guò)程有幾條鏈，有

廨三即，4條鏈，則為DNA復(fù)制；有3條鏈，則為轉(zhuǎn)錄。

I原核生物也是依據(jù)相同的方法區(qū)分DNA復(fù)制和

〔轉(zhuǎn)錄

找核糖體，確定翻譯過(guò)程。由于核糖體的形態(tài)具

罡三少工有鮮明的特點(diǎn)，容易被發(fā)現(xiàn)

突破點(diǎn)2以中心法則為載體考查科學(xué)探究及社會(huì)責(zé)任

3.（2021?河北卷改編）許多抗腫瘤藥物通過(guò)干擾DNA合成及功能抑制腫瘤細(xì)胞增殖。下表為

三種抗腫瘤藥物的主要作用機(jī)理。下列敘述不正確的是（）

藥物名稱作用機(jī)理

羥基版阻止脫氧核糖核甘酸的合成

放線菌素D抑制DNA的模板功能

阿糖胞首抑制DNA聚合酶活性

A.羥基JR處理后，腫瘤細(xì)胞中DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過(guò)程都出現(xiàn)原料匱乏

B.放線菌素D處理后，腫瘤細(xì)胞中DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過(guò)程都受到抑制

C.阿糖胞昔處理后，腫瘤細(xì)胞DNA復(fù)制過(guò)程中子鏈無(wú)法正常延伸

D.將三種藥物精準(zhǔn)導(dǎo)入腫瘤細(xì)胞的技術(shù)可減弱它們對(duì)正常細(xì)胞的不利影響

解析：DNA復(fù)制的原料是脫氧核糖核甘酸，轉(zhuǎn)錄的原料是核糖核苜酸，所以羥基腺處理后，

會(huì)導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞中DNA復(fù)制過(guò)程出現(xiàn)原料匱乏，但不影響轉(zhuǎn)錄過(guò)程，A錯(cuò)誤；DNA復(fù)制和

轉(zhuǎn)錄都要以DNA鏈為模板，放線菌素D處理后，腫瘤細(xì)胞中DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過(guò)程都會(huì)受

到抑制，B正確；DNA聚合酶能催化DNA復(fù)制過(guò)程中子鏈的延伸，阿糖胞菩可通過(guò)抑制

DNA聚合酶活性，進(jìn)而導(dǎo)致DNA復(fù)制過(guò)程中子鏈無(wú)法正常延伸，C正確；三種藥物對(duì)正常

細(xì)胞也會(huì)發(fā)揮作用，故將三種藥物精準(zhǔn)導(dǎo)入腫瘤細(xì)胞的技術(shù)可減弱其對(duì)正常細(xì)胞的不利影

響，D正確。

答案：A

4.科學(xué)家把等量的小白鼠敗血癥病毒（一種RNA病毒）顆粒加入甲乙兩支試管，其中甲試管

中含有帶放射性標(biāo)記的脫氧核糖核甘三磷酸緩沖溶液，乙試管中含有帶放射性標(biāo)記的核糖核

昔三磷酸緩沖溶液。一段時(shí)間后，甲試管中能檢測(cè)到含有放射性的核酸，乙試管中不能檢測(cè)

到含有放射性的核酸。下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A.甲、乙試管中都不能檢測(cè)到子代病毒

B.該病毒顆粒中含有與DNA合成有關(guān)的酶

C.乙試管中無(wú)放射性核酸的合成是因?yàn)槿鄙賀NA酶

D.加入RNA酶，甲試管中放射性核酸明顯減少

解析：據(jù)分析可知，甲試管中發(fā)生了逆轉(zhuǎn)錄，但是甲試管中不能合成RNA和蛋白質(zhì)，故甲

試管中沒(méi)有子代病毒，乙試管中只有病毒RNA存在，也不能合成蛋白質(zhì)，因此乙試管中也

沒(méi)有子代病毒，A正確；甲試管中完成了DNA的合成，因此加入的病毒顆粒中含有逆轉(zhuǎn)錄

酶，B正確；乙試管中無(wú)放射性核酸的合成是因?yàn)槿鄙俸铣蒁NA的原料脫氧核糖核普酸,

C錯(cuò)誤；加入RNA酶，病毒模板減少，故甲試管中放射性核酸明顯減少，D正確。

答案：C

［技法提煉］

“三看法”判斷中心法則各過(guò)程

一看~>[DNA}{RNA]

原料一脫氧核核糖核脫氧核核糖核氨基酸

二看甘酸苜酸甘酸甘酸［

產(chǎn)物II

三看>DNARNA4AR|A慨）

生理▼?

確定時(shí)DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制翻譯

突破點(diǎn)3以基因表達(dá)為載體考查科學(xué)探究

5.（2022?浙江紹興模擬）科研人員做了如下實(shí)驗(yàn)：將DNA模板和RNA聚合酶混合一段時(shí)間

后加入原料，其中鳥喋吟核糖核甘酸用32P標(biāo)記，一起培育一段時(shí)間后，加入肝素（可以與

RNA聚合酶結(jié)合），然后再加入蛋白S,結(jié)果如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A.RNA聚合酶能識(shí)別DNA模板上的某一啟動(dòng)子并與之結(jié)合

B.肝素與RNA聚合酶結(jié)合后能破壞RNA聚合酶的空間結(jié)構(gòu)并使之失去活性

C.對(duì)照組應(yīng)加入不含蛋白S的緩沖液，實(shí)驗(yàn)組加入肝素后基本沒(méi)有新的mRNA合成

D.曲線反映的是DNA轉(zhuǎn)錄的過(guò)程，蛋白S能解除肝素抑制轉(zhuǎn)錄的作用

解析：RNA聚合酶能識(shí)別DNA模板上特定的位點(diǎn)即啟動(dòng)子，并與之結(jié)合，催化RNA的合

成，A正確；加入肝素后，RNA合成受阻，據(jù)此可推測(cè)肝素與RNA聚合酶結(jié)合抑制了轉(zhuǎn)錄

過(guò)程，而加入蛋白S后，轉(zhuǎn)錄過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行，可推測(cè)肝素能改變RNA聚合酶的空間結(jié)構(gòu)，

但不會(huì)使之失去活性，B錯(cuò)誤；自變量為是否加入蛋白S,故對(duì)照組應(yīng)加入不含蛋白S的緩

沖液，由于肝素能與RNA聚合酶結(jié)合，使RNA聚合酶不能與啟動(dòng)子結(jié)合，所以加入肝素

后mRNA的合成受到抑制，因而沒(méi)有新的mRNA合成，C正確；根據(jù)兩曲線的比較可知，

加入蛋白S的實(shí)驗(yàn)組產(chǎn)物中放射性明顯增多，說(shuō)明蛋白S能解除肝素對(duì)轉(zhuǎn)錄的抑制作用，D

正確。

答案：B

基因表達(dá)與性狀的關(guān)系

授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第254頁(yè)

F必備知識(shí)梳理

i.基因控制性狀的途徑

（1）直接控制途徑

控制直接控制?

基因蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)生物體的性狀

（完善實(shí)例分析如下）

囊性纖維化一般過(guò)程鐮狀細(xì)胞貧血

的病因的病因

（2）間接控制途徑

控制控制間接「生物體I

基因酶的合成代謝過(guò)程說(shuō)rI的性狀I(lǐng)

（完善實(shí)例分析如下）

①白化病致病機(jī)理圖解

突變

酪氨酸酒基因酪氨酸酶基因異常

性乏

控制

酪氨酸度

里三黑色素

酪氨酸不能將酪氨酸轉(zhuǎn)化為黑色素

（膚色正常）（白化?。?/p>

②豌豆的圓粒和皺粒的形成機(jī)理圖解

一

編

碼

淀

粉淀粉降低,

分蔗糖升高

支減少

酶

的

基

因

一

2.基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化

（1）細(xì)胞分化的本質(zhì)：基因的選擇性表達(dá)。

⑵表達(dá)的基因的類型

①在所有細(xì)胞中都能表達(dá)的基因，指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)是維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必需的,如

核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因。

②只在某類細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因，如卵清蛋白基因、胰島素基因。

（3）基因選擇性表達(dá)的原因：與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)。

3.表觀遺傳

（1）概念：生物體基因的堿基序列保持不變,但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。

⑵實(shí)例：柳穿魚Lcyc基因和小鼠A，y基因的堿基序列沒(méi)有變化，但部分堿基發(fā)生了甲基化

修飾,抑制了基因的表達(dá)，進(jìn)而對(duì)表型產(chǎn)生影響。這種DNA甲基化修飾可以遺傳給后代,

使后代出現(xiàn)同樣的表型。

（3）基因與性狀的關(guān)系

基因與性狀的關(guān)系并不都是簡(jiǎn)單的二rZi應(yīng)的關(guān)系。

①一個(gè)性狀可以受到多個(gè)基因的影響。

②一個(gè)基因也可以影響多個(gè)性狀。

③生物體的性狀也不完全是由基因決定的，坯境對(duì)性狀也有著重要影響。

口易錯(cuò)易混診斷

1.泌修2P71黑體）基因只能通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。（X）

2.（必修2P72黑體）基因的選擇性表達(dá)導(dǎo)致細(xì)胞分化。（X）

3.（必修2P74黑體）表觀遺傳現(xiàn)象由于基因的堿基序列沒(méi)有改變，因此生物體的性狀也不會(huì)

發(fā)生改變。（X）

4.（必修2P74"與社會(huì)的聯(lián)系”）吸煙會(huì)導(dǎo)致精子中DNA的甲基化水平升高，從而影響基

因的表達(dá)。（J）

二教材深挖拓展

1.必修2P72“思考?討論”節(jié)選：3種細(xì)胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和

胰島素基因，但只檢測(cè)到其中一種基因的mRNA,這一事實(shí)說(shuō)明了什么？

提示：這一事實(shí)說(shuō)明，細(xì)胞中并不是所有的基因都表達(dá)，基因的表達(dá)存在選擇性。

2.必修2P73“思考?討論”節(jié)選：資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象有什么共同點(diǎn)？這對(duì)你

認(rèn)識(shí)基因和性狀的關(guān)系有什么啟示？

提示：資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象都表現(xiàn)為基因的堿基序列保持不變，但部分堿基發(fā)生

了甲基化修飾，抑制了基因的表達(dá)，進(jìn)而對(duì)表型產(chǎn)生影響。這種DNA甲基化修飾可以遺傳

給后代，使后代出現(xiàn)同樣的表型。

3.必修2P74”批判性思維"：你如何評(píng)價(jià)基因決定生物體的性狀這一觀點(diǎn)？

提示：生物性狀的形成往往是內(nèi)因（基因）與外因（環(huán)境因素等）相互作用的結(jié)果。

?關(guān)鍵能力提升

1.細(xì)胞分化本質(zhì)［生命觀念］

---閃回■回回=血紅蛋白+ATP合成酶紅細(xì)胞

/ABCDE\I

《基因〃j國(guó)■■固固一肌動(dòng)蛋白+ATP合成酶肌細(xì)胞

1回回■叵］■=胰島素+ATP合成酶胰島B細(xì)胞

（注：灰色代表表達(dá)的基因，即處于活動(dòng)狀態(tài)；

白色代表不表達(dá)的基因，即處于關(guān)閉狀態(tài)）

（1）分化前和分化后形成的各種細(xì)胞中DNA（基因）不變。

⑵表達(dá)的基因有兩類：所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因（如ATP合成酶基因、核糖體蛋白基因）；只

在某類細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因（如胰島素基因、血紅蛋白基因）。

（3）分化形成的各種細(xì)胞中mRNA和蛋白質(zhì)不完全相同。

2.表觀遺傳的分子機(jī)制［生命的信息觀］

（l）DNA的甲基化

基因中的堿基序列沒(méi)有變化，但部分堿基發(fā)生了甲基化修飾，抑制了基因的表達(dá)，進(jìn)而影響

表型。

（2）構(gòu)成染色體的組蛋白的乙酰化修飾

真核生物細(xì)胞核中的DNA與一些蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，帶負(fù)電荷的DNA“纏繞”在帶正電

荷的蛋白質(zhì)（如組蛋白）上，使細(xì)長(zhǎng)的DNA卷成緊密的結(jié)構(gòu)。乙酰化修飾就是用乙?；呀M

蛋白的正電荷屏蔽掉。組蛋白的正電荷一旦減少,其與DNA的結(jié)合就會(huì)減弱,這部分的DNA

就會(huì)“松開”，激活相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。

（3）RNA干擾

RNA干擾是正常生物體內(nèi)抑制特定基因表達(dá)的一種現(xiàn)象。當(dāng)細(xì)胞中導(dǎo)入或內(nèi)源產(chǎn)生與某個(gè)

特定mRNA同源的雙鏈RNA時(shí)，該mRNA發(fā)生降解或者翻譯阻滯，導(dǎo)致基因表達(dá)沉默。

這種現(xiàn)象發(fā)生在轉(zhuǎn)錄后水平，又稱為轉(zhuǎn)錄后基因沉默，是表觀遺傳的重要機(jī)制之一。

3.基因與性狀關(guān)系［科學(xué)思維］

基因產(chǎn)物性狀

基

UA基因多效性：因

同一個(gè)基因如控制豌豆粒］與

B性

9C會(huì)影響多種形的基因也決狀

定其甜度之

一④D性狀

間

多基因效應(yīng)：不

分成＞E多個(gè)基因控制和、基因表達(dá)是

___表達(dá)同一性狀簡(jiǎn)

的多樣性單

--------?

0——如玉米葉綠素的

___的合成與5好線

--------?》

特異性：?jiǎn)位蛐?/p>

C5——F基因有關(guān),

c「控制一種性狀的關(guān)

---------?2一:表達(dá)，并且不受

系

--------A6―?H其他基因的干擾1

=3情境式探究

自果究意圖：以提高油菜產(chǎn)油量為情境信息考查問(wèn)題解決及創(chuàng)新能力］

油菜植物體內(nèi)的中間代謝產(chǎn)物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)運(yùn)向種子后有兩條轉(zhuǎn)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。

|PEP|

|油脂|

甲乙

(1)據(jù)圖甲分析，寫出提高油菜產(chǎn)油量的基本思路。

提示：抑制酶b合成(活性)，促進(jìn)酶a合成(活性)。

(2)圖乙表示基因B,a鏈?zhǔn)寝D(zhuǎn)錄鏈，經(jīng)誘導(dǎo)。鏈也能轉(zhuǎn)錄，從而形成雙鏈mRNA,轉(zhuǎn)錄出的

雙鏈mRNA與圖乙基因在化學(xué)組成上的區(qū)別是什么？

提示：mRNA中不含T含U,五碳糖為核糖。

(3)為什么基因B經(jīng)誘導(dǎo)后轉(zhuǎn)錄出mRNA就能提高產(chǎn)油量？

提示：雙鏈mRNA不能翻譯(不能與核糖體結(jié)合)形成酶b,而細(xì)胞能正常合成酶a,故生成

的油脂比例高。

■核心素養(yǎng)突破

突破點(diǎn)1以基因與性狀的關(guān)系為載體考查生命觀念

1.白化病和黑尿病都是因?yàn)槊溉毕菀鸬姆肿舆z傳病，前者不能由酪氨酸合成黑色素，后

者不能將尿黑酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ宜?，排出的尿液中因含有尿黑酸，遇空氣后氧化變黑。如圖表

示人體內(nèi)與之相關(guān)的一系列生化過(guò)程，據(jù)圖分析下列敘述不正確的是()

苯丙氨酸暨A酪氨酸一陽(yáng)羥苯丙氨酸且尿黑酸

白化病;B8B黑尿?。窪

黑色素乙酰乙酸

A.若一個(gè)皮膚角質(zhì)層細(xì)胞控制酶B合成的基因異常，不會(huì)導(dǎo)致白化病

B.若一個(gè)胚胎干細(xì)胞控制酶D合成的基因異常，可能會(huì)導(dǎo)致黑尿病

C.白化病和黑尿病說(shuō)明基因是通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體性狀的

D.圖中代謝過(guò)程可說(shuō)明一個(gè)基因可影響多個(gè)性狀，一個(gè)性狀也可受多個(gè)基因控制

解析：白化病和黑尿病是基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而間接控制生物體性狀

的，而非直接控制，C項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案：C

突破點(diǎn)2以表觀遺傳為載體考查科學(xué)思維

2.柳穿魚是一種園林花卉，其花的形態(tài)結(jié)構(gòu)與Lcyc基因的表達(dá)直接相關(guān)。兩株柳穿魚，它

們體內(nèi)Lcyc基因的序列相同，但花的形態(tài)結(jié)構(gòu)不同。研究表明，植株甲的Lcyc基因在開花

時(shí)表達(dá)了，植株乙的Lcyc基因不表達(dá)的原因是它被高度甲基化了0c聲基因有多個(gè)堿基連接

甲基基團(tuán)）。將這兩個(gè)植株作為親本進(jìn)行雜交，R的花與植株甲的相似，F(xiàn)i自交的F2中絕大

部分植株的花與植株甲的相似，少部分植株的花與植株乙的相似。對(duì)此現(xiàn)象的敘述，錯(cuò)誤的

是（）

A.DNA甲基化過(guò)程導(dǎo)致基因中的遺傳信息發(fā)生改變

B.若基因的啟動(dòng)部位被修飾，可能遏制RNA聚合酶的作用而影響轉(zhuǎn)錄過(guò)程

C.DNA甲基化修飾可以遺傳給子代，使后代表現(xiàn)出同樣的表型

D.同卵雙胞胎之間的差異可能由基因的甲基化引起

解析：DNA甲基化過(guò)程中基因的堿基序列并未改變，所以基因中的遺傳信息未發(fā)生改變，

A錯(cuò)誤；若基因的啟動(dòng)部位被修飾，則可能遏制了RNA聚合酶的作用而影響轉(zhuǎn)錄過(guò)程，B

正確；DNA甲基化修飾可以遺傳給子代，使后代表現(xiàn)出同樣的表現(xiàn)型，C正確；同卵雙胞

胎之間的差異可能由基因的甲基化引起，D正確。

答案：A

3.（2022?山東泰安模擬）DNA上含有的一段能被RNA聚合酶識(shí)別、結(jié)合并驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄的

序列稱為啟動(dòng)子，如果啟動(dòng)子序列的某些堿基被甲基化修飾（DNA分子上連入甲基基團(tuán)），其

將不能被RNA聚合酶識(shí)別。擬南芥種子的萌發(fā)依賴于N/C基因的表達(dá)，該基因啟動(dòng)子中的

甲基基團(tuán)能夠被R基因編碼的D酶切除。如圖表示N/C基因轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程，下列敘述

不正確的是（）

A.種子萌發(fā)受R基因和N/C基因共同控制

B.R基因缺失突變體細(xì)胞中的N/C基因不能發(fā)生圖示過(guò)程

C.圖甲中合成C鏈的原料是核糖核甘酸，另外還需能量供應(yīng)

D.若圖乙中tRNA上的反密碼子堿基發(fā)生替換，則導(dǎo)致肽鏈中氨基酸種類發(fā)生改變

解析：R基因的表達(dá)產(chǎn)物可以解除N/C基因的甲基化，使N/C基因表達(dá)，從而影響種子萌

發(fā)，即種子萌發(fā)受R基因和N/C基因共同控制，A正確；圖甲為轉(zhuǎn)錄，圖乙為翻譯，R基

因缺失突變體細(xì)胞中的N/C基因被甲基化，不能轉(zhuǎn)錄和翻譯，即不能發(fā)生圖示過(guò)程，B正

確；圖甲中C鏈?zhǔn)荝NA鏈，故合成C鏈的原料是核糖核菩酸，另外還需能量供應(yīng)，C正

確；決定氨基酸的是mRNA上的密碼子，若圖乙中tRNA上的反密碼子堿基發(fā)生替換，肽

鏈中氨基酸種類不發(fā)生改變，D錯(cuò)誤。

答案：D

叔能冰'給一遺聞紹惘段窟

［構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)］

還

［強(qiáng)化生命觀念］

1.轉(zhuǎn)錄是指在細(xì)胞核中，通過(guò)RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過(guò)程。

2.翻譯是指游離在細(xì)胞質(zhì)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(zhì)的過(guò)程。

3.表觀遺傳是指生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)

象。

4.遺傳信息可以從DNA流向DNA,即DNA的復(fù)制；也可以從DNA流向RNA,進(jìn)而流

向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。

真題再現(xiàn)感悟考情

授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第258頁(yè)

1.（2021?河北卷）關(guān)于基因表達(dá)的敘述，正確的是（）

A.所有生物基因表達(dá)過(guò)程中用到的RNA和蛋白質(zhì)均由DNA編碼

B.DNA雙鏈解開，RNA聚合酶起始轉(zhuǎn)錄、移動(dòng)到終止密碼子時(shí)停止轉(zhuǎn)錄

C.翻譯過(guò)程中，核酸之間的相互識(shí)別保證了遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性

D.多肽鏈的合成過(guò)程中，tRNA讀取mRNA上全部堿基序列信息

解析：真核生物和原核生物基因表達(dá)過(guò)程中用到的RNA與蛋白質(zhì)均由DNA編碼，但某些

RNA病毒可以通過(guò)RNA復(fù)制出來(lái)的mRNA進(jìn)行翻譯，此時(shí)的mRNA不是由DNA編碼的，

A錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)錄時(shí)，RNA聚合酶移動(dòng)到終止子時(shí)停止轉(zhuǎn)錄，B錯(cuò)誤；翻譯過(guò)程中，mRNA與

tRNA通過(guò)密碼子和反密碼子的相互識(shí)別保證了遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性，C正確；翻譯過(guò)程

中，tRNA遇到終止密碼子后便結(jié)束翻譯過(guò)程，所以tRNA不一定能讀取mRNA上的全部堿

基序列信息，D錯(cuò)誤。

答案：C

2.（2021?廣東卷）金霉素（一種抗生素）可抑制tRNA與mRNA的結(jié)合，該作用直接影響的過(guò)

程是（）

A.DNA復(fù)制B.轉(zhuǎn)錄

C.翻譯D.逆轉(zhuǎn)錄

解析：DNA復(fù)制是以DNA為模板合成DNA的過(guò)程，不涉及tRNA與mRNA的結(jié)合，A不

符合題意；轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過(guò)程，依據(jù)題意分析可知金霉素沒(méi)

有抑制轉(zhuǎn)錄過(guò)程，B不符合題意；tRNA與mRNA結(jié)合發(fā)生在翻譯過(guò)程中，金霉素的作用直

接影響的過(guò)程是翻譯，C符合題意；逆轉(zhuǎn)錄是以RNA為模板合成DNA的過(guò)程，此過(guò)程中

不涉及tRNA與mRNA的結(jié)合，D不符合題意。

答案：C

3.（2021?浙江1月選考）如圖是真核細(xì)胞遺傳信息表達(dá)中某過(guò)程的示意圖。某些氨基酸的部

分密碼子（5'-3'）是：絲氨酸UCU；亮氨酸UUA、CUA；異亮氨酸AUC、AUU；精氨酸

AGAo下列敘述正確的是（）

A,圖中①為亮氨酸

B.圖中結(jié)構(gòu)②從右向左移動(dòng)

C.該過(guò)程中沒(méi)有氫鍵的形成和斷裂

D.該過(guò)程可發(fā)生在線粒體基質(zhì)和細(xì)胞核基質(zhì)中

解析：翻譯的方向是從mRNA的5,-3',由圖示可知，攜帶①的tRNA上的反密碼子為

UAA,與其互補(bǔ)配對(duì)的mRNA上的密碼子為AUU,因此氨基酸①為異亮氨酸，A錯(cuò)誤；由

圖示可知，結(jié)構(gòu)②核糖體移動(dòng)并讀取密碼子的方向?yàn)閺挠蚁蜃?，B正確；互補(bǔ)配對(duì)的堿基之