第22講基因表達、基因與性狀的關(guān)系1.了解基因控制貨白質(zhì)合威的過程和原理。通過基因控制蛋白質(zhì)的合成的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生分析綜合能力，理解結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)原理。2.概述基因控制生物體性狀的兩種方式，進一步理解基因、蛋白質(zhì)與性狀關(guān)系。3.概述基因選擇性表達與細胞分化的關(guān)系。4.概述生物體的表觀遺傳現(xiàn)象?？键c要求考題統(tǒng)計考情分析遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯2023，山東，湖南、全國海南、浙江2題（選擇）2023，廣東（2）2022，浙江、廣東，（選擇）2022，重慶，填空本專題知識難度較低、基礎(chǔ)性強?？疾閷W(xué)生對基因與性狀整體性的認識,或結(jié)合一些情景信息或表格信息設(shè)置題目，考查學(xué)生的應(yīng)變能力、獲取信息和綜合分析能力。中心法則基因與性狀的關(guān)系2023，海南，（選擇）2022，天津，重慶、遼寧、河北、湖南，（選擇）2022，北京（4）填空考點一遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯1.基因的結(jié)構(gòu)RNA聚合酶是由多個肽鏈構(gòu)成的蛋白質(zhì)，能識別并與調(diào)控序列中的啟動子結(jié)合,催化轉(zhuǎn)錄形成RNA。2.信使的發(fā)現(xiàn)思考1：如何設(shè)計一個實驗說明RNA可能就是基因與蛋白質(zhì)之間的信使？實驗思路：加入RNA酶降解細胞中的RNA，觀察蛋白質(zhì)合成情況，再加入從細胞提取的RNA，觀察蛋白質(zhì)的合成情況。實驗結(jié)果及結(jié)論：加入RNA酶降解細胞中的RNA后，蛋白質(zhì)合成停止，再加入細胞中提取的RNA后，細胞又可重新合成蛋白質(zhì)。說明RNA就是基因與蛋白質(zhì)之間的信使。思考2：作為信使需要具備什么條件？①能在細胞核中產(chǎn)生并轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中。RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中。②能儲存（或攜帶）攜帶遺傳信息。它的分子結(jié)構(gòu)與DNA很相似，也是由基本單位——核苷酸連接而成，也能儲存遺傳信息。思考3：如何設(shè)計實驗追蹤RNA的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)移？1955Goldstein和Plaut用放射性同位素標記變形蟲RNA的原料，發(fā)現(xiàn)放射性都在核內(nèi)，然后將細胞核轉(zhuǎn)移到未標記的變形蟲中。經(jīng)過一段時間發(fā)現(xiàn)放射性已在細胞質(zhì)中。放射性標記的RNA原料最可能是：3H-尿嘧啶。3.RNA的結(jié)構(gòu)及組成①結(jié)構(gòu)特點：一般是_單鏈_，不穩(wěn)定，變異頻率高。②少數(shù)RNA還有催化功能?！練w納總結(jié)】1.DNA與RNA的判斷方法①若某核酸分子中有脫氧核糖，一定為DNA；有核糖一定為RNA。②若含“T”，一定為DNA或其單位；若含“U”，一定為RNA或其單位。因而用放射性同位素標記“T”或“U”可探知DNA或RNA。若細胞中大量利用“T”，可認為進行DNA的復(fù)制；若大量利用“U”，可認為進行RNA_的合成。③若有T但T≠A或嘌呤≠嘧啶，則為單鏈DNA，因雙鏈DNA分子中A=T、G=C、嘌呤(A+G)=嘧啶(T+C)。④若發(fā)現(xiàn)嘌呤≠嘧啶，則肯定不是雙鏈DNA(可能為單鏈DNA，也可能為RNA)。2.遺傳信息、密碼子和反密碼子的比較：密碼子的特點：A.專一性：一種密碼子只決定一種氨基酸B.簡并性：一種氨基酸可以由幾種密碼子決定C.通用性：生物界共用一套遺傳密碼3.密碼子、tRNA和氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系4.基因的表達（1）遺傳信息的轉(zhuǎn)錄遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程中也有DNA的解旋過程,該過程不需要解旋酶。（2）遺傳信息的翻譯①概念：游離在細胞質(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)的過程。②場所或裝配機器:核糖體。

③過程④產(chǎn)物：多肽→蛋白質(zhì)【教材拾遺】教材隱性知識：(1)源于必修2P65“圖4－4”：①遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程中也有DNA的解旋過程，該過程不需要(填“需要”或“不需要”)解旋酶。②一個基因轉(zhuǎn)錄時以基因的1條鏈為模板，一個DNA分子上的所有基因的模板鏈不一定(填“一定”或“不一定”)相同。③轉(zhuǎn)錄方向的判定方法：已合成的mRNA釋放的一端(5′－端)為轉(zhuǎn)錄的起始方向。(2)必修2P67“思考·討論”：從密碼子表可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸這樣，絕大多數(shù)氨基酸都有幾個密碼子，這一現(xiàn)象稱作密碼子的簡并。你認為密碼子的簡并對生物體的生存發(fā)展有什么意義？提示當一個密碼子中有一個堿基改變時，可能并不會改變其對應(yīng)的氨基酸，增強了密碼子的容錯性；當某種氨基酸使用頻率高時，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。(3)幾乎所有的生物體都共用一套密碼子，這體現(xiàn)了密碼子的什么特點？提示這體現(xiàn)了密碼子的通用性，說明當今生物可能有著共同的起源。①源于必修2P67“圖4－6”：tRNA含(填“含有”或“不含有”)氫鍵，一個tRNA分子中不是(填“是”或“不是”)只有三個堿基。②源于必修2P68～P69圖片：翻譯過程的三種模型圖解讀A.模型甲中一個核糖體與mRNA的結(jié)合位點形成2個tRNA結(jié)合位點，核糖體沿著mRNA移動的方向是由左往右。B.模型乙反映出mRNA與核糖體存在的數(shù)量關(guān)系是一個mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個核糖體。圖中核糖體移動的方向是由右向左；多聚核糖體形成的意義是少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。C.模型丙是原核細胞內(nèi)發(fā)生的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，特點是邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯，與真核細胞不同的原因是原核細胞無以核膜為界限的細胞核，原核細胞的基因中無內(nèi)含子，轉(zhuǎn)錄形成的mRNA不需要加工即可作為翻譯的模板?！窘滩氖斑z】實際基因表達過程中的數(shù)量關(guān)系不符合6∶3∶1的原因(1)基因中的內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄后被剪切。(2)在基因中，有的片段(非編碼區(qū))起調(diào)控作用，不轉(zhuǎn)錄。(3)合成的肽鏈在加工過程中可能會被剪切掉部分氨基酸。(4)轉(zhuǎn)錄出的mRNA中有終止密碼子，終止密碼子不編碼氨基酸?！練w納總結(jié)】“列表法”比較復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯①轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物不只是mRNA，還有tRNA、rRNA，但只有mRNA攜帶遺傳信息，3種RNA都參與翻譯過程，只是作用不同②轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中A不是與T配對，而是與U配對。③翻譯過程中mRNA并不移動，而是核糖體沿著mRNA移動，進而讀取下一個密碼子。④真核生物首先在細胞核轉(zhuǎn)錄，然后在細胞質(zhì)中翻譯，異地、先后進行；原核細胞是邊轉(zhuǎn)錄、邊翻譯，同地、同時進行。DNA上含有的一段能被RNA聚合酶識別、結(jié)合并驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄的序列稱為啟動子，如果啟動子序列的某些堿基被甲基化修飾(DNA分子上連入甲基基團)，其將不能被RNA聚合酶識別。擬南芥種子的萌發(fā)依賴于NIC基因的表達，該基因啟動子中的甲基基團能夠被R基因編碼的D酶切除。如圖表示NIC基因轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程，下列敘述不正確的是A.種子萌發(fā)受R基因和NIC基因共同控制B.R基因缺失突變體細胞中的NIC基因不能發(fā)生圖示過程C.圖甲中合成C鏈的原料是核糖核苷酸，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5.中心法則(1)提出者：克里克。(2)補充后的內(nèi)容圖解:(3)不同類型生物遺傳信息的傳遞①能分裂的細胞生物及噬菌體等DNA病毒遺傳信息的傳遞②具有RNA復(fù)制功能的RNA病毒(如煙草花葉病毒)遺傳信息的傳遞③具有逆轉(zhuǎn)錄功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)遺傳信息的傳遞④高度分化的細胞遺傳信息的傳遞6.生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體(1)DNA、RNA是信息的載體。

(2)蛋白質(zhì)是信息的表達產(chǎn)物。

(3)ATP為信息的流動提供能量?！窘滩氖斑z】旁欄邊角(必修2P69“拓展應(yīng)用”)抗生素通過與結(jié)合,抑制肽鏈的延伸;或抑制細菌DNA的復(fù)制;或抑制細菌的活性來抑制轉(zhuǎn)錄,從而抑制細菌的生長。

提示:核糖體RNA聚合酶易錯辨析(1)由逆轉(zhuǎn)錄酶催化的是RNA→DNA。(必修2P69正文)()(2)生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體。(必修2P69正文)()(3)線粒體中遺傳信息的傳遞也遵循中心法則。(必修2P69正文)()(4)模板相同,其產(chǎn)物可能不同;產(chǎn)物相同,其模板一定相同。(必修2P69正文)()圖1所示為某種生物細胞內(nèi)進行的部分生理活動，圖2表示中心法則，圖中字母代表具體過程。下列敘述錯誤的是A.圖1所示過程可在原核細胞中進行，其轉(zhuǎn)錄和翻譯過程可同時進行B.圖2中過程c和d的產(chǎn)物不同，但涉及的堿基配對方式完全相同C.圖1中酶甲和酶乙催化形成磷酸二酯鍵，而酶丙則催化磷酸二酯鍵的水解D.圖1體現(xiàn)了圖2中的a、b、c三個生理過程考點二基因與性狀的關(guān)系1.基因控制性狀的途徑(1)直接控制途徑(用文字和箭頭表示)(2)間接控制途徑(用文字和箭頭表示)②豌豆的圓粒和皺粒的形成機理圖解2.基因的選擇性表達與細胞分化①基因的類型：在所有細胞中都能表達的基因只在某類細胞中特異性表達的基因②細胞分化的本質(zhì)：基因的選擇性表達。③細胞分化的結(jié)果由于基因的選擇性表達，導(dǎo)致來自同一個體的體細胞中mRNA和蛋白質(zhì)不完全相同，從而導(dǎo)致細胞具有不同的形態(tài)和功能。④細胞分化的本質(zhì)就是基因的選擇性表達。3.表觀遺傳①概念：生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。②特點A.可遺傳：基因表達和表型可以遺傳給后代。B.不變性：基因的堿基序列保持不變。C.可逆性：DNA的甲基化修飾可以發(fā)生可逆性變化，即被修飾的DNA可能發(fā)生去甲基化。D.受環(huán)境影響③理解表觀遺傳應(yīng)注意的三個問題A.表觀遺傳不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。B.表觀遺傳可以通過有絲分裂和減數(shù)分裂傳遞被修飾的基因。C.表觀遺傳一般是影響到基因的轉(zhuǎn)錄過程，進而影響蛋白質(zhì)的合成。④機制：DNA的甲基化；組蛋白的甲基化和乙酰化等。⑤實例：a.柳穿魚花形的遺傳；b.某種小鼠毛色的遺傳；c.蜂王和工蜂。【教材拾遺】旁欄邊角(必修2P73“思考·討論”)某種實驗小鼠的毛色受一對等位基因Avy和a的控制,Avy為顯性基因,表現(xiàn)為黃色體毛,a為隱性基因,表現(xiàn)為黑色體毛。將純種黃色體毛的小鼠與純種黑色體毛的小鼠雜交,子一代小鼠的基因型都是Avya,卻表現(xiàn)出不同的毛色:介于黃色和黑色之間的一系列過渡類型。請分析可能的原因。提示:在Avy基因的前端(或稱“上游”)有一段特殊的堿基序列決定著該基因的表達水平,這段堿基序列具有多個可發(fā)生DNA甲基化修飾的位點。當這些位點沒有甲基化時,Avy基因正常表達,小鼠表現(xiàn)為黃色;當這些位點甲基化后,Avy基因的表達就受到抑制。這段堿基序列的甲基化程度越高,Avy基因的表達受到的抑制越明顯,小鼠體毛的顏色就越深。(必修2P71正文拓展)下圖為人體內(nèi)基因?qū)π誀畹目刂七^程,根據(jù)對基因與性狀關(guān)系的理解,判斷如下分析是否正確。(1)基因1和基因2一般不會出現(xiàn)在人體內(nèi)的同一個細胞中。()(2)圖中①過程需RNA聚合酶的催化,②過程需tRNA的協(xié)助。()(3)④⑤過程的結(jié)果存在差異的直接原因是血紅蛋白結(jié)構(gòu)的不同。()(4)圖中①②過程發(fā)生的主要場所分別是細胞核、細胞質(zhì)中的核糖體。()(5)人體衰老引起白發(fā)的原因是上圖中酪氨酸酶不能合成。()(6)基因控制囊性纖維化與基因2控制性狀的方式相同。()4.基因與性狀間的對應(yīng)關(guān)系另外，生物體的性狀還受環(huán)境條件的影響?；蚺c基因、基因與基因表達產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的相互作用，這種相互作用形成了一個錯綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，精細地調(diào)控著生物體的性狀。(2023臨沂模擬)位于X染色體上的SXL基因在雌雄果蠅某些細胞中的表達情況不同,決定了這些細胞分化為卵原細胞還是精原細胞,從而影響了果蠅的性別發(fā)育(如圖所示)。下列敘述錯誤的()A.SXL蛋白參與了自身mRNA的剪切、加工,會使細胞中SXL蛋白有一定量積累B.外顯子可能含有編碼終止密碼子序列,導(dǎo)致翻譯提前終止C.充足的SXL蛋白質(zhì)可以促進原始生殖細胞分化為卵原細胞,若缺乏SXL蛋白,則分化為精原細胞D.可通過觀察細胞中是否含有Y染色體判定果蠅性別1．1.（2023·山東·高考真題）細胞中的核糖體由大、小2個亞基組成。在真核細胞的核仁中，由核rDNA轉(zhuǎn)錄形成的rRNA與相關(guān)蛋白組裝成核糖體亞基。下列說法正確的是（

）A．原核細胞無核仁，不能合成rRNA B．真核細胞的核糖體蛋白在核糖體上合成C．rRNA上3個相鄰的堿基構(gòu)成一個密碼子 D．細胞在有絲分裂各時期都進行核DNA的轉(zhuǎn)錄2．（2023·湖南·統(tǒng)考高考真題）細菌glg基因編碼的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起關(guān)鍵作用。細菌糖原合成的平衡受到CsrAB系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。CsrA蛋白可以結(jié)合glgmRNA分子，也可結(jié)合非編碼RNA分子CsrB,如圖所示。下列敘述錯誤的是（

）A．細菌glg基因轉(zhuǎn)錄時，RNA聚合酶識別和結(jié)合glg基因的啟動子并驅(qū)動轉(zhuǎn)錄B．細菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽鏈時，核糖體沿glgmRNA從5'端向3'端移動C．抑制CsrB基因的轉(zhuǎn)錄能促進細菌糖原合成D．CsrA蛋白都結(jié)合到CsrB上，有利于細菌糖原合成3．（2023·海南·高考真題）噬菌體ΦX174的遺傳物質(zhì)為單鏈環(huán)狀DNA分子，部分序列如圖。下列有關(guān)敘述正確的是（

）A．D基因包含456個堿基，編碼152個氨基酸B．E基因中編碼第2個和第3個氨基酸的堿基序列，其互補D