第4章 基因的表达——必修2第4章单元作业设计

参赛作业设计 作业涉及教科书版本：必修2遗传与进化 人民教育出版社 作业涉及单元、章节：第4章 基因的表达 案例名称：第4章 基因的表达——必修2第4章单元作业设计 本设计的宗旨是提高学生生物学学科核心素养，指导思想为“ 减负增效”， 注重在作业中渗透学科思维方式，彰显学科育人价值，充分体现出如下特点： 首先是依据“ 学习进阶”理论系统规划本章作业，帮助学生建构系统的知识 体系。创新性设计了“基因的表达”概念学习进阶的实施路径（如图），依此统 筹每个课时的课前、课中、课后作业，协调两节共4个课时的作业内容，形成 完整的学习进阶过程。课前作业侧重前概念检测，力求激发学生学习新知的欲 望；课中作业聚焦新概念检测，及时评价学习效果；课后作业重在巩固概念， 加深对概念理解，同时增加实践性、应用型的作业内容，以实践促发展。 其次是基于“ 深度学习”理论设计基础性作业和发展性作业。基础性作业 帮助学生掌握生物学事实、基本概念和基本原理等生物学知识；发展性作业 基于真实的问题情境设置资料分析、科学论证、实验探究、模型建构、调查 实践等作业，培养学生科学思维和科学探究能力。 1 学科网（北京）股份有限公司 第三是基于单元教学的视角整体规划作业的体例，构建了概念检测与应 用、科学思维与论证、科学探究与创新等三个作业模块。概念检测与应用模块 包括概念回顾、检测、应用等类型， 目的是检测学生对生物学事实、概念和原 理等理解程度，及生物学概念、原理在生产生活实际中的应用能力。科学思维 与论证包括归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、科学论证等类型，意图是 引导学生运用科学的思维方法，建构并加深理解生物学知识。科学探究与创新 包括资料分析、实验探究、调查实践等类型，力图引导学生开展探究性学习活 动，从而内化概念并建构知识体系，并基于真实、综合的问题情境解决问题， 提升生物学学科核心素养。 （设计意图见表格，完整的课时作业、章末作业及作业答案见附件。） 2 学科网（北京）股份有限公司 第一节 基因指导蛋白质的合成 第一课时 使用 时段 作业 内容 作业设计 设计意图 使用 者 预计 时长 预估 难度 系数 课前 基 础 性 作 业 请阅读以下资料，回答相关问题： 转基因抗虫棉的培育 棉花是我国重要的经济作物，但易受棉铃虫虫 害侵袭。全国每年用于棉花害虫防治的杀虫剂约占 杀虫剂使用总量的三分之二，但化学农药会造成严 重的环境污染，长期使用导致害虫的抗药性增加， 人们急需有效而环保的棉虫治理方法。1993年，我 国科学家成功培育出转基因抗虫棉品种，并大面积 推广应用。转基因抗虫棉是将抗虫基因通过一定的 途径导入棉花中，使其在寄主细胞内稳定地遗传和 表达，从而形成抗虫新品系。 目前在基因工程中使 用的抗虫基因主要来自苏云金杆菌的Bt抗虫蛋白基 因，其能产生具有强烈杀虫作用的晶体毒素蛋白， 但对人、畜和天敌无害，而且不污染环境。将苏云 原创资料。本资料编纂了我国科 学家研制转基因棉花的基本原理及 其在生产中的应用。核心内容是让学 生通过阅读资料后，认识到转基因作 物成功的前提之一是目的基因能在 受体细胞中顺利表达，而基因的表达 正是本章的核心概念。核心意图是创 设贯穿本章新课教学及作业设计的 大情境，围绕转基因抗虫棉的培育原 理，将抗虫基因的表达、抗虫棉细胞 中遗传信息的流动等关键问题串联 起来，体现出知识的系统性和内在逻 辑关系，促进概念形成。同时，在资 全体 学生 2分钟 0.9 3 学科网（北京）股份有限公司 课前 基 础 性 作 业 金杆菌的Bt抗虫蛋白基因转入普通棉花的染色体 上，可以培育出能合成Bt抗虫蛋白的转基因抗虫棉。 至2019年底，我国选育具有自主知识产权的抗虫棉 品种176个，累计推广面积达4.7亿亩，极大减少了 化学农药的使用量，大大降低了棉田虫害的防治成 本，生态环境也得到保护。 料中介绍转基因抗虫棉的研究意义 及我国的研究现状，引导学生认同抗 虫作物的生态学价值并增强民族自 信。 概念回顾 1. 请在下图中的横线上分别填写染色体、 DNA 、基因的名称，以表示三者在概念上的从属关 系。 【1】原创题。本题是以建构概念 模型的方式 ，考查学生对基因 、 DNA 、染色体三个概念之间的逻辑 关系，通过回顾已有知识，帮助学生 阅读材料、理解抗虫棉的培育原理， 进而引导学生从分子水平思考DNA 中遗传信息的流动。 全体 学生 1分钟 0.9 概念回顾 2. 下图表示苏云金杆菌抗虫基因的片段。请回 答下列问题： 对苏云金杆菌来说，抗虫基因与其他基因都是 , 在图中的碱基排列顺序中蕴藏着 ; 而抗虫基因中碱基特定的排列顺序构成 了DNA分子的 。 【2】原创题。本题以抗虫基因的 一段序列为例，采用模型分析的方 式，要求学生回忆遗传信息与基因的 概念，从基因结构特异性的角度阐明 其功能特性，为新课学习中领会遗传 信息从DNA精确流动到RNA奠定知 识基础，逐步树立“ 结构与功能相适 应” 的生命观念。 全体 学生 2分钟 0.9 4 学科网（北京）股份有限公司 课前 发 展 性 作 业 批判性思维 3. 将苏云金杆菌的Bt抗虫蛋白基因转入普通棉 花的染色体上，可以培育出能合成Bt抗虫蛋白的转 基因抗虫棉。基因是如何控制蛋白质合成的呢？物 理学家伽莫夫曾提出过设想：“DNA结构本身就是蛋 白质合成的直接模板”。他的设想与实际情况是否相 符？请基于以下证据作出判断。 证据1：在细胞内，染色体存在的场所是 而蛋白质的合成场所在 。 证据2：DNA分子直径约2nm ，核糖体直径约 23nm ，细胞核的核孔只有0.9nm。 推理：由证据1可知， 。 由证据2可知， 。 结论：DNA结构本身 （填“是”或“不 是” ）蛋白质合成的直接模板。 【3】原创题。本题仍以转基因抗 虫棉为问题情境，设计了低阶难度的 科学论证活动：论证物理学家伽莫夫 猜想——“DNA 是蛋白质合成的直 接模板” 的合理性。意在引导学生依 据生物学事实（基于证据）进行推理 论证，从时间和空间（场所）两个维 度推导蛋白质合成的场所与条件。通 过这样的科学论证活动，一是激发学 生新课学习的兴趣；二是通过论证， 认识到科学家的认识也是具有时代 的局限性，从而发展学生批判性思 维，并引发学生的认知冲突，为学习 新课打下基础。 全体 学生 5分钟 0.8 课中 基 础 性 作 业 概念检测 1. 下图为Bt抗虫蛋白基因的一段碱基序列： α链： … …CCTCTTCTAAC … … β链： … …GGAGAAGATTG … … 如果以β链为模板进行转录，请写出转录形成的 mRNA碱基序列： 。 【1】原创题。本题以Bt抗虫蛋白 基因的一段序列为例，采用模型分析 的方式，检测学生对转录的基本过程 及碱基互补配对原则的理解水平，以 及归纳与演绎的科学思维能力。 全体 学生 1分钟 0.9 5 学科网（北京）股份有限公司 课中 基 础 性 作 业 概念检测 2. 密码子决定着翻译的起始和终止，以及蛋白 质中氨基酸的种类。下列有关密码子的叙述中，正 确的是 ( ) A. 每种氨基酸都能对应多个密码子 B. 密码子是tRNA上3个相邻的碱基 C. 一个密码子通常只能对应一种氨基酸 D. 一个密码子在不同细胞中决定不同种氨基 酸 【2】改编题。本题主要检测学生 对密码子概念和特点、反密码子概念 等知识的理解水平，同时检测学生的 比较与归纳的科学思维能力。 全体 学生 1分钟 0.9 3. 列表比较DNA与RNA的异同。 【3】改编题。本题以“列表比较” 的作业形式，要求学生归纳DNA和 RNA的相关知识，并通过比较概括 二者的异同。意图有三：一是为“RNA 可作为DNA的信使”做铺垫；二是培 养学生归纳总结的学习习惯；三是让 学生进一步认同结构与功能观。 全体 学生 3分钟 0.9 科学论证 4. 1955年，科学家拉斯特等人设计并完成变形 虫的核移植实验，实验方法及过程如下表所示。 【4】原创题。本题创设“ 变形虫的 核移植实验” 的真实探究情境，要求 学生分析放射性标记物存在部位发 全体 学生 5分钟 0.8 6 学科网（北京）股份有限公司 课中 发 展 性 作 业 请分析材料回答问题： （1）实验结果中出现的放射性标记物是 ， 首先出现在细胞核的原因是 。 （2）实验中放射性标记物的存在部位发生变化， 证明 ；以此想说明 。 （3）本实验用放射性同位素3H标记尿嘧啶核苷 酸的原因是 。 生变化的原因，检测学生对“ 转录” 概念的理解程度；引导学生领悟转录 在遗传信息传递中的意义。通过对实 验现象的分析开展中阶难度的科学 论证活动，意在检测学生分析与综合 的思维能力，以促进学生科学思维能 力的发展。 课后 基 础 性 作 业 概念检测 1. 判断下列表述是否正确。 （1）转录的产物有mRNA 、rRNA和tRNA ( ) （2）mRNA的产生过程中发生了碱基间氢键的断裂 和形成 ( ) （3）抗虫棉细胞中DNA复制和转录过程都存在T— A 、A—U 、G—C的碱基配对方式 ( ) 【1】改编题。本题以“判断题 ” 的形式快速检测本节课中的一些重 要概念，包括：转录的产物、过程及 遵循的碱基互补配对原则等，引导学 生建构准确的科学概念。 全体 学生 2分钟 0.9 7 学科网（北京）股份有限公司 课后 基 础 性 作 业 概念检测 2. 遗传信息表达的过程中，mRNA的三个碱基 是5′－UAC－3′，则DNA模板链上对应的三个碱基是 ( ) A. 5 ′－GTA－3′ B. 5 ′－CAT－3′ C. 5 ′－CUT－3′ D. 5 ′－GUA－3′ 【2】改编题。本题是检测学生对 转录过程的理解，要求学生回顾转录 的基本过程，判断基因转录的方向。 全体 学生 1分钟 0.9 概念检测 3. 关于 Bt抗虫基因转录过程的叙述中，不正确 的是 ( ) A. 转录是遗传信息由DNA 流向 RNA 的过程 B. 转录是以完全解开螺旋的一条脱氧核苷酸 链为模板 C. RNA 聚合酶沿着DNA 模板从 3′端向 5 ′端移 行 D. 同一细胞中可以同时合成mRNA 和 tRNA 【3】原创题。本题依托转基因抗 虫棉的问题情境，检测学生对转录的 概念、转录的过程、转录的结果等基 础知识的理解水平；同时考查学生归 纳、概括的思维能力。 全体 学生 2分钟 0.85 概念检测 4. 下图为三种核酸分子（RNA）示意图，在 Bt 抗虫蛋白基因指导合成晶体毒素蛋白过程中，具 【4】原创题。本题仍是以Bt抗虫 基因为命题材料，设计模型分析的形 式，要求学生分析、比较RNA的结 构模型，归纳、概括不同类型RNA 的功能，检测学生对转录和翻译过程 中RNA功能的理解程度；同时也引 全体 学生 5分钟 0.85 8 学科网（北京）股份有限公司 课后 基 础 性 作 业 有重要作用。回答下列问题： （1）转录是指在 合成RNA的过 程。 （2）携带来自DNA上合成蛋白质的遗传信息是 图中的 （填图中番号），其作用是 。 （3）RNA聚合酶在转录中的作用是 。 （4）乙的作用是 ；丙的作用是 。 导学生通过完成作业，养成比较归纳 的学习习惯。 发 展 性 作 业 论证推理 5. 在转基因作物的培育中，人们可根据蛋白质 的氨基酸序列人工合成对应的基因片段。已知 Bt 抗 虫蛋白的一段多肽链序列是“ 甘氨酸－赖氨酸－苏 氨酸－苏氨酸－异亮氨酸” ，回答下列问题。 （1）请查阅密码子表，写出一种编码该多肽链 的DNA片段。 α链：ⅆ ⅆ ⅆ ⅆ（非模板链） β链：ⅆ ⅆ ⅆ ⅆ（模板链） （2）编码该多肽链的DNA片段碱基序列是唯一 的吗？为什么？ 。 （3）抗虫基因转录时，模板链与非模板链是否 可以互换？为什么？ 。 【5】原创题。本题要求学生基于 证据和推理分析生物学现象，运用科 学论证的思维方式 ， 阐明基因 、 mRNA、多肽链之间的关系，意在全 面考查学生对转录和翻译两个概念 的理解与应用。题目以人工合成抗虫 基因为实验情境，（1）小题引导学 生运用逆向思维，由肽链序列推理相 应的基因序列，在新情境中检测学生 对转录概念的理解；（2）小题要求 学生解释人工合成多种抗虫基因的 原因，在实例中领会密码子的简并 性；（3）小题引导学生进行演绎推 理，完成中阶难度的科学论证活动， 科学解释转录是以基因特定的一条 链为模板。 选考 意愿 学生 10分钟 0.8 9 第一节 基因指导蛋白质的合成 第二课时 课前 基 础 性 作 业 概念回顾 1. 如图是抗虫棉细胞内抗虫基因（Bt）转录的 过程模式图，请在图片方框内用文字、数字、箭头 完成相关标注。 【1】原创题。本题采用“识图作答” 的形式，要求学生观察转录过程模式 图，引导学生回顾转录过程，以检测 学生对“转录”概念的理解程度，强化 对概念的理解，为学习“翻译” 奠定基 础。 全体 学生 3分钟 0.8 发 展 性 作 业 科学探究 2. 右图是科学家在适宜条件 下模拟DNA复制和转录的实验。实 验结果是a 、b两个试管都有对应产 物生成。请根据材料回答下列问 题： （1）a试管模拟的是 过程，判断的依 【2】改编题。本题提供体外模拟 “DNA复制”和“ 转录”真实科研素材 作为问题情境，意在激发学生的兴趣 的前提下， 引导学生运用分析与比 较、归纳与演绎的的科学思维方法， 阐述生命活动中遗传信息流动的差 异性和统一性，领悟“生命是物质、 全体 学生 5分钟 0.7 10 学科网（北京）股份有限公司 据有 。 （2）a、b两个试管合成的产物分别是 。 （3）若要模拟翻译的过程，需提供的条件是， 产物是 。 能量和信息的统一体”这一观念，并 在科学实验的分析过程中，提高学生 的科学思维和科学探究能力。 课中 基 础 性 作 业 概念检测 1. 抗虫基因（Bt）转录的mRNA合成以后，通 过核孔进入细胞质中，与核糖体结合作为翻译的模 板，以游离在细胞质中的氨基酸为原料合成具有一 定氨基酸顺序的蛋白质。请查阅密码子表，完成下 表。 【1】原创题。意图是检测学生在 真实的情境下，运用密码子的概念， 说明转录和翻译、密码子和反密码子 的碱基配对方式，阐明遗传信息在转 录和翻译过程中传递基本规律。同 时，检测学生概括与推理的科学思维 能力。 全体 学生 2分钟 0.8 概念检测 2. 如图为生物体内转运亮氨酸的 转运RNA ，下列相关叙述正确的是 ( ) A. 亮氨酸的密码子是AAU B. tRNA由多个核糖核苷酸构成 C. 亮氨酸只能由该转运RNA转运 【2】改编题。要求学生观察tRNA 的模式图，并从其结构特征推理得出 功能特性，说明tRNA能作为“ 搬运 工” 的原因，考查学生对tRNA的理解 程度，以及运用类比推理等科学思维 方法的能力。 全体 学生 2分钟 0.8 D. 该tRNA能识别并转运其他氨基酸 11 学科网（北京）股份有限公司 课中 基 础 性 作 业 语言表达 3. 遮挡教材P68图4-7（蛋白质合成示意图）中 左侧“ 第一步至第四步” 的文字部分，根据左侧模式 图向小组同学描述翻译的过程，并按照评价等级给 予评价和修正。 【3】原创题。本题采用“看图说话” 这一创新的作业形式，意图是采用语 言表达的方式，检测学生“图文→语 言”“静态→ 动态” 的思维转化水平， 外显学生的思维，检测学生对“翻译” 概念的理解。通过小组合作学习的方 式，激活学生的思维和表达欲望，用 评价量表能对学生的学习进行真实 地过程性评价。 全体 学生 4分钟 0.8 发 展 性 作 业 科学思维 4. 在蛋白质的合成过程完全弄清楚之前，科学 家克里克首先预见了遗传信息传递的一般规律，并 提出了中心法则。请依据题意，绘制遗传信息流动 的路径。 （1）绘制抗虫棉叶肉细胞中，遗传信息流动的 路径。 （2）随着研究的深入，科学家对中心法则作出 【4】原创题。本题采用模型与建 模的形式，检测学生在真实地情境中 建构并应用“ 中心法则”概念的水平。 创新点有二：一是全题采用绘图的直 观表达方式；二是基于真实的科学研 究资料设置问题情境。（1）（2）小 题聚焦概念的完善；（3）小题着重 选考 意愿 学生 4分钟 0.7 12 学科网（北京）股份有限公司 课中 发 展 性 作 业 了补充。阅读资料，补充完善中心法则。 资料：1965年，科学家在RNA肿瘤病毒里发现 了一种RNA复制酶，像DNA复制酶能对DNA进行复 制一样，RNA复制酶能对RNA进行复制。1970年， 科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以 RNA为模板合成DNA。 （3）烟草花叶病毒是RNA 病毒，右图是它遗传物质的部 分片段，类比DNA的复制过程， 请绘制（可用图示加文字的形 式）完成其遗传物质复制的过 程。 概念的应用。整体考查学生对“ 中心 法则” 的深度理解，以及模型与建模 的思维能力。 课后 基 础 性 作 业 概念检测 1. 判断下列表述是否正确。 （1）生物的遗传信息可储存在DNA或RNA中 ( ) （2）以DNA作为模板才能合成DNA ( ) （3）不同的脱氧核苷酸序列可能编码出相同氨 基酸序列的蛋白质 ( ) （4）生命是物质、能量和信息的统一体 ( ) 【1】原创题。意图是检测学生对 “ 中心法则” 的理解程度。本题采用 “判断题” 的形式，引导学生辨析不同 遗传信息传递路径，建构遗传信息、 mRNA和蛋白质之间信息传递的相 互关系。 全体 学生 1分钟 0.8 13 学科网（北京）股份有限公司 课后 基 础 性 作 业 概念检测 2. 下图为真核细胞中核基因X的表达过程 （AUG为起始密码子且编码甲硫氨酸），下列叙述 正确的是 ( ) A. 完成过程①的模板是α链 B. 图中甘氨酸的密码子是GGA C. ②过程不涉及氢键的断裂和生成 D. ①②过程碱基互补配对原则完全相同 【2】改编题。本题采用“ 文字+模 式图” 的形式，要求学生观察图示并 查阅密码子表，阐明遗传信息在转录 和翻译过程中传递的基本规律。以此 检测学生对“ 基因的表达”概念及其 过程的理解水平，并考查学生模型分 析的思维能力水平。 全体 学生 2分钟 0.75 科学思维 3. 抗虫基因（Bt）在棉花植株中能够指导合成 晶体毒素蛋白，说明抗虫基因在细胞内完成了复制、 转录和翻译过程。请通过表格比较这3个生理过程。 【3】原创题。本题采用“列表比较” 的形式，要求学生归纳DNA复制、 转录和翻译三个不同的生理过程，通 过比较它们的异同，建构遗传信息的 传递与表达的知识体系。在检测学生 对概念、原理等知识理解水平的基础 上，考查学生的归纳与概括、比较与 分析等思维能力。意图是引导学生在 课后作业中，养成比较归纳、反思课 堂教学、调控学习过程等思维和行为 全体 学生 5分钟 0.7 14 学科网（北京）股份有限公司 课后 基 础 性 作 业 （提醒：除表格中提供的比较项目外，还可补充设 置合理的比较项目）。 习惯，提升元认知水平。 科学思维 4. 甲、乙和丙是基因指导蛋白质合成过程的三 个模式图，观察模式图并分析回答下列问题： 【4】原创题。意图是通过比较辨 析涉及“翻译” 的三个不同的模式图， 检测学生对概念的理解水平，以及模 型分析的科学思维水平。本题的创新 点在于提供不同视角的“ 翻译”模式 图，引导学生比较辨析，并结合“ 结 构与功能观”说明转录和翻译的基本 过程，提升学生图文转化和迁移应用 知识的能力。 全体 学生 5分钟 0.75 （ 1 ）模型甲 中核糖体沿着mRNA 移动方向 是 ，判断的依据是 。 （2）模型乙反映出mRNA与核糖体在数量上存 在的关系是 ，这种数量关系的意义 是 。 （3）模型丙是原核细胞内发生的基因控制蛋白 质合成过程。从细胞结构分析，它与真核细胞不同 的 原 因 是 ， 它 具 有的 特 点 是 。 15 学科网（北京）股份有限公司 课后 发 展 性 作 业 调查实践 5. 日常生活中，有很多药物具有阻止病原体生 存、繁殖等功效。如环丙沙星的药理毒理是通过阻 止细菌中的DNA旋转酶（DNA复制过程中一种重要 的酶）而导致细菌死亡。 完成下列学习任务（备注：本作业是长周期作 业，（1）为本节课后作业，（2）为本节课后的周 末实践性作业，其成果将在章末作业使用）： （1）根据遗传信息的传递，解释环丙沙星可用 于治疗疾病的机理。 （2）除了环丙沙星， 日常生活中还有哪些药物 具有抗击病原体的功效，它们发挥作用的机理是什 么？请完成调查实践任务。 提示： ①调查对象：在家和学校附近等地的药店，选 【5】原创题。本题设计了“调查实 践” 的形式，要求学生调查常用的抗 菌和抗病毒类药物，并撰写调查报告 等。在作业内容设计具有创新性的特 点：一是长周期，本作业不仅是本节 课后完成，还需要利用周末的课余时 间完成调查，并在本章学习完成结束 后，完成小报告的撰写；二是项目式 学习，学生需要以小课题的方式、采 用以小组合作的形式完成调查，并做 好调查记录与统计；三是实践性，学 生只能通过实地调查的方式才能完 成作业，调查的结果具有真实性。因 此，本题的意图是通过调查并利用生 物学知识解释现实生活中的真实现 象与真实问题，引导学生关注生活中 的争辩议题，通过调查实践活动、评 价等活动，提升学生自主学习、合作 学习和探究学习的能力；运用知识和 针对社会议题给出科学评判的能力， 增强社会责任感。 选考 意愿 学生 7分钟 0.65 16 学科网（北京）股份有限公司 择抗菌药物和抗病毒药物进行调查； ②调查过程：分小组查阅“ 药品使用说明书”； 设计适当的表格，记录药物的作用机理；保存调查 结果，作为章末作业的资料。 17 学科网（北京）股份有限公司 第二节 基因表达与性状的关系 第一课时 课前 基 础 性 作 业 概念回顾 1. 抗虫棉中遗传信息流动过程可用“ 中心法则” 表示，其中某过程如图所示，依据图示分析下列叙 述，正确的是 ( ) A. 图中的酶与DNA复制时所需酶相同 B. 图中原料为4种游离的脱氧核苷酸 C. a 、b链之间遵循碱基互补配对原则 D. 流向RNA的遗传信息来自DNA和RNA 【1】改编题。本题采用模型分析 的形式，要求学生根据模型中的图示 信息，辨识并判断图示代表的生理过 程——转录，进而需要归纳转录的条 件、过程等。检测学生对转录过程的 理解及比较与归纳的科学思维能力， 并为学习“ 基因表达与性状的关系” 做知识铺垫。 全体 学生 1分钟 0.9 概念回顾 2. 我国科学家将苏云金杆菌的Bt抗虫蛋白基因 转入普通棉花的染色体上，成功培育出能合成Bt抗 虫蛋白的转基因抗虫棉。该研究结果不能说明的是 ( ) A. 基因具有特定的遗传效应 B. 不同生物共用一套遗传密码 【2】原创题。本题创设我国研制 的转基因抗虫棉为情境，提供了转基 因技术成功的基本要素，要求学生依 此分析、推理、演绎，说明转基因成 功的原因，进而阐明生物在进化上的 关系，意在帮助学生认识生物界的统 一性；同时，说明基因与性状的关系、 全体 学生 1分钟 0.9 18 学科网（北京）股份有限公司 课前 C. 蛋白质是遗传信息的表达产物 D. 该棉花的后代不会含抗虫基因 细胞的全能性等。检测的知识覆盖面 大，思维水平要求高。而材料选择我 国科学家的成就，意在增强学生的民 族自豪感。 发 展 性 作 业 科学思维 3. 科学家在培育转基因抗虫棉过程中，将经过 特殊修饰的Bt基因导入棉花受精卵而培育成的抗虫 植株,可以对抗虫基因有效调控，只在特定器官（蕾、 花、铃、叶等）表达,检测到了Bt抗虫蛋白，而在棉 花根等细胞中不表达，未检测到Bt抗虫蛋白，从而 实现棉花产量免受损失的作用（如图）。 请分析资料，回答下列问题： （1）导入Bt基因的棉花受精卵，经过细胞分裂 与细胞分化的过程，发育形成蕾、花、铃、叶等器 官。所谓细胞分化是指 ， 细胞分化的意义是 。 （2）转基因过程中，将Bt基因只导入了棉花的 受精卵，而在发育形成的蕾、花、铃、叶等器官的 【3】原创题。本题仍以抗虫棉为 背景资料，要求学生根据资料中提供 的生命现象，分析、推理得出相关概 念、原理等。目的是引导学生回顾细 胞分化的概念及意义，并应用基因的 表达等相关概念解释复杂情境中的 生命现象。意图有二：一是引导学生 复习细胞分化、基因表达等知识，为 进一步学习基因选择性表达与细胞 分化的关系奠定基础；二是检测学生 分析问题、解释生命现象的能力，尤 其是逻辑推理能力。 选考 意愿 学生 5分钟 0.75 19 学科网（北京）股份有限公司 细胞中都检测到了Bt抗虫蛋白，说明 。 （3）由含Bt基因棉花受精卵发育成抗虫棉植 株，在蕾、花、铃、叶等细胞中能检测到Bt抗虫蛋 白，而在根细胞中没有检测到Bt抗虫蛋白的原因是 。 课中 基 础 性 作 业 概念检测 1. 个体的性状与基因表达的产物息息相关，下 列关于生物的性状与基因表达产物的关系叙述正确 的是 ( ) A. 若基因的碱基序列相同，则控制的生物性状 就相同 B. 若基因控制合成了淀粉，则体现基因直接控 制性状 C. 若基因的碱基序列改变，则编码的氨基酸序 列也改变 D. 若基因表达的产物改变，则可能会影响细胞 分化 【4】原创题。本题要求学生分析 基因、基因表达的产物与生物性状的 关系，检测学生对“生物的性状主要 通过蛋白质表现” 这一概念内涵的掌 握情况，同时促进学生发展演绎与推 理的科学思维，并逐步形成结构与功 能观。 全体 学生 1分钟 0.9 概念检测 2. 下列有关细胞分化的原因及其结果的叙述 中，错误的是 ( ) A. 不同细胞生理功能差异与基因的选择性表 达有关 【2】原创题。本题要求学生阐明 细胞分化的原因及其结果，说明基因 选择性表达与细胞分化的内在关系， 全体 学生 1分钟 0.9 20 课中 B. 分化形成的各种细胞中mRNA和蛋白质不 完全相同 C. 细胞调控基因表达的机制导致基因的选择 性表达 D. 生物的基因都具有在某类细胞特异性表达 的特性 以检测学生对细胞分化实质的理解 水平，以及演绎与推理的科学思维能 力。 发 展 性 作 业 概念应用 3. 如图所示为人体内基因控制红细胞形态和 皮肤颜色等性状的基本原理，图中数字番号代表细 胞内进行的某项生理过程，字母代表某种物质。请 据图回答下列相关问题： （1）①②和④⑤都表示基因的表达过程， （能/不能）发生在同一细胞中，理由是 。 （2）研究发现，这两个基因的改变是导致镰刀 型细胞贫血症和白化病等遗传病的原因，而这些遗 传病都与基因表达的产物有关，分析该图反映基因 控制生物体性状的方式是 。 （3）白化病患者常表现为皮肤、眉毛、头发及 【3】改编题。本题采用模型分析 的形式，以基因控制红细胞形态和皮 肤颜色等性状的基本原理构建模型， 检测学生辨析模型、图文转换的科学 思维能力，同时考查学生对概念的应 用能力，引导学生依据所学知识对基 因控制性状的生物学现象进行分析 与综合，抽象、概括出其本质特征， 并能运用概念解释较为复杂的生命 现象。 选考 意向 学生 4分钟 0.8 21 学科网（北京）股份有限公司 其他体毛都呈白色或黄白色，而人体衰老过程中头 发等也会逐渐变白，请从细胞衰老的特点和基因与 性状的关系角度解释出现这两种现象的原因 。 课后 基 础 性 作 业 概念检测 1. 下图表示人体部分细胞变化情况，相关叙述 【1】改编题。本题通过设置“模式 图” 的形式，要求学生辨析细胞分裂 和细胞分化两个概念，考查学生对 “ 细胞分化”概念的掌握情况，并认同 细胞的多样性。同时，检测学生演绎 与推理的科学思维能力。 全体 学生 1分钟 0.9 错误的是 ( ) A. A细胞形成C和D细胞过程中DNA发生改变 B. 人体中C细胞和D细胞保持分化状态直至死 亡 C. B、C和D细胞差异是因遗传信息执行情况不 同 D. A细胞与B细胞的基因表达产物相同 概念检测 2. 粗糙脉孢菌细胞中精氨酸的合成途径如下图 所示，其中精氨酸是细胞生活的必需物质，而鸟氨 酸等中间代谢产物都不是必需物质。下列有关叙述 错误的是 ( ) 【2】改编题。本题将真实的生物 学事实与模型相结合，检测学生对基 因控制性状等相关原理的理解水平， 同时检测学生分析模型、归纳与概 括、演绎与推理等思维能力。 全体 学生 1分钟 0.9 22 学科网（北京）股份有限公司 课后 基 础 性 作 业 A. 粗糙脉孢菌中精氨酸的合成是由多对基因 共同控制的 B. 酶4缺陷型脉孢菌必须在培养基中添加精氨 酸才能生长 C. 若在缺少精氨酸的培养基上不能生长，则一 定是基因4没有表达 D. 基因可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 科学思维 3. 科学研究初步探明嗅觉形成的机制。气味分 子首先要与特定受体蛋白结合，然后激活G蛋白， G蛋白进一步激活腺苷酸环化酶，该酶能催化ATP 转化为cAMP ，在cAMP的作用下引发一系列信号转 导，最终形成嗅觉（如图所示）。有研究证明苯乙 【3】原创题。本题设置“ 嗅觉的形 成机制” 的真实情境，以物理模型的 形式呈现其过程及基本原理，要求学 生分析模式图阐明性状控制的途径， 检测学生对基因、蛋白质和性状三者 关系的理解水平；同时检测学生分 析、归纳、概括、模型等科学思维能 力。 全体 学生 3分钟 0.8 23 课后 基 础 性 作 业 酮的受体蛋白由F基因控制，若F基因异常，则该受 体蛋白结构异常，进而导致小鼠对苯乙酮气味的敏 感性改变。请分析回答下列问题： （1）从嗅觉的形成机制看，受体蛋白质、腺苷 酸环化酶分别具有 功能，体现出蛋白质 的价值。 （2）F基因异常导致受体蛋白结构异常，使小鼠 的嗅觉改变，说明 ，也阐明了基因、蛋 白质、性状三者之间的关系是 。 基 础 性 作 业 科学论证 4. 下图是人体三种细胞内的部分基因及它们 的活动状态，请据图回答下列问题。 （1）从基因表达的角度看，a代表的基因类型是 ; b和c代表的基因类型是 。 （2）同一生物体中各类细胞的基因是 （填“相同”或“不相同），由于细胞分化使不同组织、 器官在形态、结构和功能出现差异，细胞分化的本 【4】改编题。本题要求学生从基 因表达的角度判断其在细胞中的类 型，检测对“ 细胞分化”概念、“ 细胞 分化的实质”等知识的理解水平，同 时检测学生归纳、概括、分析、综合 等科学思维能力。 全体 学生 3分钟 0.8 24 学科网（北京）股份有限公司 课后 质是 ，而这与 有关，一般来说，分化的细胞 （“保持” 或“不保持” ）分化后的状态。 （3）个体发育过程中，细胞分化是 的基础，也是生物体 形成的基础。 发 展 性 作 业 科学思维 5. 干细胞是一种未充分分化、尚不成熟的细 胞，具有再生为各种组织器官和人体细胞的潜在功 能。因此，干细胞在医学界被称为“ 万用细胞” ，它 可以分化成多种功能细胞或组织器官。科学家正在 研究干细胞移植治疗，就是把健康的干细胞移植到 患者体内，以达到修复或替换受损细胞或组织，从 而达到治愈的目的。2018年，我国科学家实现全球 首例人类自体肺干细胞移植再生：从肺病患者的支 气管中刷取几十个干细胞，在体外扩增数千万倍之 后，移植到肺部的病灶部位，成功实现了损伤组织 的修复替代，请分析回答下列问题： （1）人体干细胞在体外大量增殖，并能代替体 内损伤组织，体现了干细胞具 能力。 （2）人体干细胞能够再生为各种组织器官，其 根本原因是 。而干细胞能在体内形成不同 组织细胞的根本原因是 。 【5】原创题。本题以我国的干细 胞研究为情境，提供干细胞应用的资 料，要求学生运用所学知识分析资 料，概括出干细胞基本特征及其应用 原理；并通过科学推理，阐明“ 干细 胞治疗”和“ 干细胞移植” 的原理，主 要考查学生对“ 细胞分化”概念的应 用能力，以及分析、综合等科学思维 能力。其中特别要求学生分析得出白 血病治疗方法的原理，重点是检测并 促进学生发展创新性思维的能力。 选考 意愿 学生 5分钟 0.7 25 学科网（北京）股份有限公司 课后 发 展 性 作 业 （3）白血病是白细胞细胞增殖失控、分化障碍、 凋亡受阻等导致骨髓和其他造血组织中白细胞大量 增殖累积，并浸润其他非造血组织和器官，同时抑 制正常造血功能。白血病患者患病前后白细胞的遗 传物质 （填“相同”或“不同” ），可以通过 骨髓移植的方法治疗白血病，骨髓中含有 细胞，并能够增殖分化成正常的白细胞，尝试分析 白血病治疗需要异体移植而不刷取自身的细胞体外 培养治疗的原因 。 26 学科网（北京）股份有限公司 第二节 基因表达与性状的关系 第二课时 课前 基 础 性 作 业 概念回顾 1. 细胞内不同基因的表达情况存在差异，如图 所示是某细胞内部分基因的表达情况。相关叙述错 误的是 ( ) A. 过程①中，基因A和B都以DNA同一条链作 为模板 B. 基因C处于沉默状态，不可能代表核糖体蛋 白基因 C. 基因B的表达产物，有可能会影响基因A的 表达 D. 在基因表达调控过程中，基因A的转录和翻 译效率均高于基因B 【1】改编题。本题采用模型分析 的形式，要求学生通过比较不同基因 的表达情况，引导学生回顾基因表达 及对基因表达的调控过程，以检测学 生对“ 基因选择性表达”概念的理解 程度，同时检测学生比较与归纳的科 学思维。 全体 学生 1分钟 0.9 27 学科网（北京）股份有限公司 课前 基 础 性 作 业 概念检测 2. 我国转基因抗虫棉抗虫蛋白的表达量受多 种因素影响。不同季节，不同部位表达量均有差异。 研究表明，经修饰的Bt抗虫基因在转基因棉花植株 的叶、铃、蕾、花等不同器官中均有表达，在叶片 中表达量最高。下列叙述正确的是 ( ) A. 抗虫蛋白质的合成在棉花细胞的细胞核中 进行 B. Bt抗虫基因在不同生长发育时期表达量不 同，可能导致抗虫效果不同 C. Bt抗虫基因在叶片中表达量最高，说明叶片 细胞的分化程度最高 D. 生物的性状表现受基因型决定，和环境无关 【2】原创题。本题以抗虫基因在 抗虫棉细胞中的表达情况为情境载 体，意图检测学生对基因选择性表达 与细胞分化的概念理解水平，要求学 生阐明基因选择性表达与细胞分化 及生物体性状的关系，同时检测学生 归纳与概括的科学思维能力。 全体 学生 1分钟 0.9 发 展 性 作 业 科学论证 3. 针对“如何评价基因决定性状这一观点？”有 人曾提出：“一个基因一个酶” 的假说。他的假说与 实际情况是否相符？请基于以下证据作出你的判 断。 证据1：“人的身高是由多个基因决定的，其中 每个基因对身高都有一定的作用”。 推论1：一个性状可以受到 基因的影 【3】原创题。本题提供相关的生 物学事实，要求学生针对“如何评价 基因决定性状这一观点”、“一个基因 一个酶”等生物学议题，进行简单推 理论证，检测学生对基因与性状数量 关系、性状与环境的关系等知识的理 解水平，帮助学生初步认识基因与性 状关系的复杂性，为新课学习基因与 选考 意愿 学生 3分钟 0.75 28 学科网（北京）股份有限公司 课前 发 展 性 作 业 响。 证据2：“水稻Chd7基因编码蛋白质的作用不仅 参与了开花的调控，而且对水稻的生长、发育和产 量都有重要作用”。 推论2：一个基因可以影响 性状。 证据3：“ 同一株水毛茛两种叶形的形成”。 推论3： 对性状也有重要的作用。 结论：基因与性状的关系 （是/不 是）简单的一一对应关系。 基因、基因与基因表达产物、基因与 环境之间存在着复杂的相互作用奠 定基础。同时培养学生批判性科学思 维，引导其认同生命的复杂性。 课中 基 础 性 作 业 概念检测 1. 转基因抗虫棉在生长发育过程中，Bt基因也 会发生甲基化从而影响抗虫效果，下列关于Bt基因 甲基化的原因及结果分析正确的是 ( ) A. 基因甲基化可能与环境因素有关 B. 基因甲基化影响基因的翻译过程 C. 基因甲基化未改变Bt基因的结构 D. 基因甲基化不会遗传给子代棉株 【1】原创题。本题要求学生分析 抗虫基因在转基因棉花细胞中发生 甲基化的原因及结果，检测学生对表 观遗传的概念及特点等知识的理解 水平，同时检测学生概括与演绎的科 学思维能力。 全体 学生 1分钟 0.9 概念检测 2. 某种羊的性别决定为XY型，已知其有角和无 角由位于常染色体上的等位基因（N/n）控制，一对 杂合公羊和母羊杂交，其子代基因型和表现型如下 表，这一事实说明了 ( ) 【2】改编题。本题以羊的性别会 影响性状的生物学现象为情境资料 检测学生对基因型、表现型和环境之 间的关系的理解水平。着重考查学生 对环境影响表现型除外界环境外，还 全体 学生 1分钟 0.9 29 学科网（北京）股份有限公司 课中 基 础 性 作 业 子代基因型 1/4 NN 1/2 Nn 1/4 nn 子代雄性表现型 有 角 有 角 无 角 子代雌性表现型 有 角 无 角 无 角 A. 基因型相同，表现型一定相同 B. 表现型相同，基因型一定相同 C. 基因型不同，表现型一定不同 D. 表现型=基因型+环境共同作用 包括内部环境（如此题中性激素）等 知识的认知水平，并检测学生的辩证 思维。 发 展 性 作 业 概念应用 3. 生物体的性状受多种因素的调控。 资料1. DNA可发生甲基化修饰。DNMT1主要是 维持DNA甲基化，通过DNA复制将亲代甲基化DNA 遗传到子代DNA，在相关酶的作用下甲基化的DNA 可以发生去甲基化。 资料2. 组蛋白修饰会使构成染色体的组蛋白 与DNA结合的紧密程度发生改变，从而促进或抑制、 甚至关闭相关基因的表达。 资料3. 有一种miRNA会与转录形成的mRNA 【3】原创题。本题通过提供真实 科研素材为情境资料，意图检测学生 对表观遗传及对基因表达的调控概 念的应用能力， 以及运用归纳与概 括、演绎与推理的科学思维方法揭示 选考 意愿 学生 5分钟 0.8 30 课中 发 展 性 作 业 结合，使mRNA被切割成片段，影响基因的表达。 资料4. 果蝇幼虫正常的培养温度为25℃ , 将孵 化的残翅果蝇幼虫放在31℃的环境中培养，得到了 一些正常翅的果蝇幼虫，将这些正常翅的果蝇幼虫 在正常环境温度下产生的后代仍然是残翅果蝇。 阅读资料，回答下列问题： （1）上述资料中属于表观遗传机制的有资料 （填序号），理由是 。 （2）依据资料2推测，在抗虫棉根细胞中，控制 ATP合成酶的基因与组蛋白的紧密程度 （填 “ 高于”“低于”或“等于”）叶绿素基因，原因是 。 （3）根据上述资料，归纳表观遗传具有的特 点 （至少答两点）。 （4）有人认为“表观遗传过程中发生了遗传信息 的改变” ，请结合所学内容和你对遗传信息的理解， 判断这一观点是否正确，并阐述理由 。 表观遗传的机制及特点的能力；同时 设计学术界“表观遗传过程中发生了 遗传信息的改变” 这一仍存争议的议 题，检测学生批判性思维等高阶思维 能力。 课后 基 础 性 作 业 概念检测 1. 根据以下材料：①藏报春甲（aa）在20℃时 开白花；②藏报春乙（AA）在20℃时开红花；③藏 报春丙（AA）在30℃时开白花。在分析基因型和表 型相互关系时，下列说法错误的是 ( ) 【1】改编题。本题要求学生分析 藏报春的花色表现等生命现象的生 物学原理，意在检测学生对基因、环 全体 学生 1分钟 0.9 31 课后 基 础 性 作 业 A. 由材料①②可知生物的性状表现是由基因 型决定的 B. 由材料①③可知生物的性状表现是由基因 型和环境共同决定的 C. 由材料②③可知环境影响基因型的表达 D. 由材料①②③可知生物的性状表现是基因 型和环境共同作用的结果 境与性状之间关系等知识的理解水 平， 以及归纳与概括的科学思维能 力。促使学生认同生命的复杂性。 概念检测 2. 表观遗传学是指细胞内DNA序列没有改变， 但基因的表达发生可遗传变化的现象，下列有关表 观遗传的叙述错误的是 ( ) A. 基因的甲基化和组蛋白的乙酰化均会影响 基因的表达 B. DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出 现相同的表现型 C. 基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小 差异与表观遗传有关 D. 表观遗传由于基因中碱基序列不变，故不能 将性状遗传给下一代 【2】改编题。本题检测学生对表 观遗传这一概念的理解水平，要求学 生根据概念识别、分析并辨析表观遗 传现象，同时考查学生逻辑推理科学 思维。 全体 学生 1分钟 0.9 科学思维 3. 在大鼠中，表现出良好育婴行为的雌鼠的后 代相较于表现出较少育婴行为的雌鼠的后代，会产 【3】改编题。本题依托大鼠育婴 行为的真实情境，通过甲基化的实例 全体 学生 1分钟 0.9 32 课后 基 础 性 作 业 生较少的焦虑行为，大脑海马区糖皮质激素受体 （gr）含量也更多。通过比较两种雌鼠后代的gr基因， 发现二者基因序列并没有改变，但较少育婴行为雌 鼠的后代在gr基因启动子位点上的甲基化程度更 高，并且这种差异和焦虑行为可以遗传给下一代。 下列相关叙述错误的是 ( ) A. 焦虑行为是否遗传给下一代主要由基因的 碱基序列决定 B. 亲代有较好的育婴行为后代产生的焦虑行 为会减少 C. 较多育婴行为个体中的gr基因甲基化较少 D. gr基因的甲基化干扰了与焦虑相关的激素 受体基因的表达 检测学生对表观遗传概念的理解，同 时考查学生提取信息，分析问题的能 力，培养学生科学与论证的思维能 力。 概念应用 4. 根据一对等位基因、多对等位基因和环境与 人类性状的关系，完成下列概念模型。 【4】原创题。本节的概念、事实 较多，本题意在梳理基因、环境和性 状之间的关系，促进学生建立有逻辑 的知识框架，考查学生模型与建模的 思维能力，并帮助学生形成用事实支 撑概念及分析概念层级的学习能力。 全体 学生 2分钟 0.9 33 学科网（北京）股份有限公司 课后 基 础 性 作 业 科学论证 5. 遗传印记是因亲本来源不同而导致等位基 因表达差异的一种遗传现象，DNA甲基化是遗传印 记重要的方式之一。印记是在配子发生过程中获得 的，在个体发育过程中获得的，在下一代配子形成 时印记重建。下图为遗传印记对转基因鼠的Igf2基因 （存在有功能型A和无功能型a两种基因）表达和传 递影响的示意图，被甲基化的基因不能表达。 （1）雌配子中印记重建后，A基因碱基序列 （填“是”或者“否” ）发生改变，亲代雌、雄鼠的基 因型均为Aa ，但表现型 ，这种现象称 为表观遗传，根据题干信息阐述出现表观遗传现象 的原因 。 （2）由图中配子形成过程中印记发生的机制， 【5】改编题。本题以遗传印记、 DNA甲基化为背景材料创设情境， 通过模式图考查学生对表观遗传的 概念掌握情况，要求学生分析图文信 息，比较雌雄个体中表观遗传的差 异，检测学生比较归纳、演绎与推理 的科学思维。 全体 学生 5分钟 0.8 34 学科网（北京）股份有限公司 课后 基 础 性 作 业 可以断定亲代雌鼠的A基因来自 （填父方或 母方或不确定），理由是 。 （3）亲代雌鼠和雄鼠杂交，子代小鼠的表现型 及比例为 。 科学思维 6. DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之 一。某些基因在启动子上存在富含双核苷酸的区域， 称为“CpG岛” 。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变 成5-甲基胞嘧啶，5-甲基胞嘧啶仍能与鸟嘌呤互补配 对。细胞中存在两种DNA甲基化酶（如图1所示）， 从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA使其半甲基 化；维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点， 使其全甲基化。回答下列问题： 【6】改编题。本题以DNA甲基 化为大情境，以两种DNA甲基化酶 的机理构建模型，考查学生运用表观 遗传、DNA复制、DNA转录等概念 分析生物学现象、阐明生物学原理的 能力，检测学生提取信息、分析问题 和解决问题的能力，培养学生归纳与 演绎的科学思维。 全体 学生 4分钟 0.8 35 学科网（北京）股份有限公司 课后 基 础 性 作 业 （1）图2中经过程①形成的DNA复制产物都是· （填“全”或“半” ）甲基化的，因此，过程②必须经 过 的催化才能获得与亲代分子相同的 甲基化状态。 （2）研究发现，启动子中“CpG岛” 的甲基化会 影响相关蛋白质与基因的结合，从而抑制 。 （3）小鼠的A基因编码胰岛素样生长因子-2 （IGF-2），a基因无此功能（A、a位于常染色体上）。 IGF-2是小鼠正常发育所必需的一种蛋白质，缺乏时 小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中，来自父本的A基因及 其等位基因能够表达，来自母本的则不能表达。检 测发现，这对基因的启动子在精子中是非甲基化的， 在卵细胞中则是甲基化的。若纯合矮小雌鼠与纯合 正常雄鼠杂交，则 F1 的表型应为 。 F1雌雄个体间随机交配，F2 的表型及其比例 （填“是”或“否” ）符合孟德尔遗传规律，其原因是 。 （4）5-氮杂胞嘧啶核苷（5-AZA）常用于临床 上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测5-AZA可能的 作用机制之一是：5-AZA与“CpG岛” 中的 竞争甲基化酶，从而降低DNA的甲基化程度。 36 学科网（北京）股份有限公司 课后 发 展 性 作 业 科学创新 7. 不良的生活习惯如吸烟、酗酒、过度肥胖也 会影响体细胞DNA的甲基化，香烟烟雾会导致细胞 发生异常的甲基化，进而使抑癌基因表达量下降， 这会引起促进细胞生长的K-ras基因表达量升高，从 而可能启动肺癌的发生。请据以上事实回答下列问 题： （1）请尝试用表观遗传学相关知识解释吸烟的 危害。 。 （2）根据表观遗传学，设计一则戒烟宣传的“ 宣 传语”。 。 （3）也有科学家发现，与没有戒烟的人相比， 戒烟10年以上的人异常甲基化水平明显降低。从这 个研究中，你有什么结论？ 。 【7】原创题。本题设置“ 崇尚健康 生活方式” 的社会性议题，要求学生 运用表观遗传的知识解释不良生活 方式的危害，认识健康的生活方式对 人类及后代健康都有长远的影响，并 检测学生批判性思维能力。同时，促 进学生确立健康生活的态度，养成良 好的生活习惯。 选考 意愿 学生 5分钟 0.8 共四课时 37 学科网（北京）股份有限公司 附件1 课时作业 第一节 基因指导蛋白质的合成 第一课时 请阅读以下资料，回答相关问题。 转基因抗虫棉的培育 棉花是我国重要的经济作物，但易受棉铃虫虫害侵袭。全国每年用于棉花害 虫防治的杀虫剂约占杀虫剂使用总量的三分之二，但化学农药会造成严重的环境 污染，长期使用导致害虫的抗药性增加，人们急需有效而环保的棉虫治理方法。 1993年，我国科学家成功培育出转基因抗虫棉品种，并大面积推广应用。 转基因抗虫棉是将抗虫基因通过一定的途径导入棉花中，使其在寄主细胞内 稳定地遗传和表达，从而形成抗虫新品系。目前在基因工程中使用的抗虫基因主 要来自苏云金杆菌的Bt抗虫蛋白基因，其能产生具有强烈杀虫作用的晶体毒素蛋 白，但对人、畜和天敌无害，而且不污染环境。将苏云金杆菌的Bt抗虫蛋白基因 转入普通棉花的染色体上，可以培育出能合成Bt抗虫蛋白的转基因抗虫棉。至2 019年底，我国选育具有自主知识产权的抗虫棉品种176个，累计推广面积达4.7 亿亩，极大减少了化学农药的使用量，大大降低了棉田虫害的防治成本，生态环 境也得到保护。 1. 请在下图中的横线上分别填写染色体、DNA 、基因的名称，以表示三者 在概念上的从属关系。 2. 右图表示苏云金杆菌抗虫基因的片段。请 回答下列问题：对苏云金杆菌来说，抗虫基因与 其他基因都是 ，在图中的碱基排列 38 学科网（北京）股份有限公司 顺序中蕴藏着 ；而抗虫基因中碱基特定的排列顺序构成了DNA分子 的 。 3. 将苏云金杆菌的Bt抗虫蛋白基因转入普通棉花的染色体上，可以培育出 能合成Bt抗虫蛋白的转基因抗虫棉。基因是如何控制蛋白质合成的呢？物理学家 伽莫夫曾提出过设想：“DNA结构本身就是蛋白质合成的直接模板”。他的设想与 实际情况是否相符？请基于以下证据作出判断。 证据1：在细胞内染色体存在的场所是 , 而蛋白质的合成场所在 。 证据2：DNA分子直径约2nm ，核糖体直径约23nm ，细胞核的核孔只有0.9nm 。 推理：由证据1可知， 。 由证据2可知， 。 结论：DNA结构本身 （填“是”或“不是”）蛋白质合成的直接模板。 1. 下图为Bt抗虫蛋白基因的一段碱基序列： α链：……CCTCTTCTAAC …… β链：……GGAGAAGATTG…… 如果以β链为模板进行转录，请写出转录形成的mRNA碱基序列： 。 2. 密码子决定着翻译的起始和终止，以及蛋白质中氨基酸的种类。下列有 关密码子的叙述中，正确的是 ( ) A. 每种氨基酸都能对应多个密码子 B. 密码子是tRNA上3个相邻的碱基 C. 一个密码子通常只能对应一种氨基酸 D. 一个密码子在不同细胞中决定不同种氨基酸 39 学科网（北京）股份有限公司 3. 列表比较DNA与RNA的异同。 对像 内容 DNA RNA 化学组成 组成元素 碱基 五碳糖 基本组成单位 空间结构 主要分布场所 种类 / 种 4. 1955年，科学家拉斯特等人设计并完成变形虫的核移植实验，实验方法 及过程如下表所示。 实验 步骤 实验处理 实验结果 1 A组变 形虫 在用放射性同位素3H标记的尿 嘧啶核糖核苷酸培养液中培养 首先在细胞核中出现放射性标记物，并很 快出现在细胞质中 B组变 形虫 在未用放射性同位素标记的尿 嘧啶核糖核苷酸培养液中培养 变形虫的细胞核和细胞质中均未发现放 射性标记物 2 将A组变形虫的细胞核移植到B组去核变 形虫的细胞质中，将B组变形虫的细胞核 移植到A组去核变形虫的细胞质中，分别 培养、观察 A组没有出现放射性标记物；B组中出现 放射性标记物，并逐渐由细胞核中转移到 细胞质中 请分析材料回答问题： （1）实验结果中出现的放射性标记物是 ，首先出现在细胞核的 原因是 。 （2）实验中放射性标记物的存在部位发生变化，证明 ； 以此想说明 。 （3）本实验用放射性同位素3H标记尿嘧啶核苷酸的原因是 。 40 学科网（北京）股份有限公司 1. 判断下列表述是否正确。 （1）转录的产物有mRNA 、rRNA和tRNA ( ) （2）mRNA的产生过程中发生了碱基间氢键的断裂和形成 ( ) （3）抗虫棉细胞中DNA复制和转录过程都存在T—A 、A—U 、G—C的碱基 配对方式 ( ) 2. 遗传信息表达的过程中，mRNA的三个碱基是5′－UAC－3′，则DNA模板 链上对应的三个碱基是 ( ) A. 5 ′－GTA－3′ B. 5 ′－CAT－3′ C. 5 ′－CUT－3′ D. 5 ′－GUA－3′ 3. 关于Bt抗虫基因转录过程的叙述中，不正确的是 ( ) A. 转录是遗传信息由DNA流向RNA的过程 B. 转录是以完全解开螺旋的一条脱氧核苷酸链为模板 C. RNA聚合酶沿着DNA模板从3′端向5′端移行 D. 同一细胞中可以同时合成mRNA和tRNA 4. 下图为三种核酸分子（RNA）示意图，在Bt抗虫蛋白基因指导合成晶体 毒素蛋白过程中，具有重要作用。回答下列问题: （1）转录是指在 合成RNA的过程。 （2）携带来自DNA上合成蛋白质的遗传信息是图中的 （填图中番号）， 其作用是 。 （3）RNA聚合酶在转录中的作用是 。 （4）乙的作用是 ；丙的作用是 。 5. 在转基因作物的培育中，人们可根据蛋白质的氨基酸序列人工合成对应 的基因片段。已知Bt抗虫蛋白的一段多肽链序列是“ … … 甘氨酸－赖氨酸－苏氨 酸－苏氨酸－异亮氨酸 … …” ，回答下列问题。 （1）请查阅密码子表，写出一种编码该多肽链的DNA片段。 α链：ⅆ ⅆ ⅆ ⅆ（非模板链） 41 学科网（北京）股份有限公司 β链：ⅆ ⅆ ⅆ ⅆ（模板链） （2）编码该多肽链的DNA片段碱基序列是唯一的吗？为什么？ 。 （3）抗虫基因转录时，模板链与非模板链是否可以互换？为什么？ 。 42 学科网（北京）股份有限公司 第一节 基因指导蛋白质的合成 第二课时 1. 如图是抗虫棉细胞内抗虫基因（Bt）转录的过程模式图，请在图片方框 内用文字、数字、箭头完成相关标注。 2. 下图是科学家在适宜条件下模拟DNA复制和转录的实验。实验结果是a、 b两个试管都有对应产物生成。请根据材料回答下列问题： （1）a试管模拟的是 过程，判断的依据有 。 （2）a 、b两个试管合成的产物分别是 、 。 （3）若要模拟翻译的过程，需提供的条件是 ， 产物是 。 43 学科网（北京）股份有限公司 1. 抗虫基因（Bt）转录的mRNA合成以后，通过核孔进入细胞质中，与核糖 体结合作为翻译的模板，以游离在细胞质中的氨基酸为原料合成具有一定氨基酸 顺序的蛋白质。请查阅密码子表，完成下表。 DNA模板链碱基序列 CCA ATT 密码子 CUA 对应氨基酸 色氨酸 2. 如图为生物体内转运亮氨酸的转运RNA ，下列相关叙述正确的是 ( ) A. 亮氨酸的密码子是AAU B .tRNA由多个核糖核苷酸构成 C. 亮氨酸只能由该转运RNA转运 D. 该tRNA能识别并转运其他氨基酸 3. 遮挡教材P68图4-7（蛋白质合成示意图）中左侧“ 第一步至第四步” 的文字 部分，根据左侧模式图向小组同学描述翻译的过程，并按照评价等级给予评价和 修正。 口头描述评价内容 评价等级 不需要借助教材中的文字或老师、同学的提示，自主概述全 过程；概述的内容完整、过程流畅，语言表述逻辑清晰，符合知 识的内在联系；准确使用生物学概念（术语、定义等）、原理。 优秀 偶尔（1~2次）借助教材中的文字或老师、 同学的提示概述 翻译的全过程；概述的内容较完整、过程较流畅，语言表述清晰， 能够体现知识的内在联系；能准确使用生物学概念（术语、定义 等）、原理， 出错较少（1~2处）。 良好 需要借助教材中的文字或老师、同学的提示（3次以上）才 能概述全过程；概述的内容基本完整、过程不够流畅，语言表述 基本清晰，能够反映知识之间的关系；能使用生物学概念（术语、 定义等）、原理，少量出错（3~4处）。 合格 44 学科网（北京）股份有限公司 4. 在蛋白质的合成过程完全弄清楚之前，科学家克里克首先预见了遗传信 息传递的一般规律，并提出了中心法则。请依据题意，绘制遗传信息流动的路径。 （1）绘制抗虫棉叶肉细胞中，遗传信息流动的路径。 （2）随着研究的深入，科学家对中心法则作出了补充。阅读资料，补充完 善中心法则。 资料：1965年，科学家在RNA肿瘤病毒里发现了一种RNA复制酶，像DNA 复制酶能对DNA进行复制一样，RNA复制酶能对RNA进行复制。1970年，科学 家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。 （3）烟草花叶病毒是RNA病毒，下图是它遗传物质的部分片段，类比DNA 的复制过程，请绘制（可用图示加文字的形式）完成其遗传物质复制的过程。 1. 判断下列表述是否正确。 （1）生物的遗传信息可储存在DNA或RNA中 ( ) （2）以DNA作为模板才能合成DNA ( ) （3）不同的脱氧核苷酸序列可能编码出相同氨基酸序列的蛋白质 ( ) （4）生命是物质、能量和信息的统一体 ( ) 2. 下图为真核细胞中核基因X的表达过程（AUG为起始密码子且编码甲硫 氨酸），下列叙述正确的是 ( ) 45 学科网（北京）股份有限公司 A. 完成过程①的模板是α链 B. 图中甘氨酸的密码子是GGA C. ②过程不涉及氢键的断裂和生成 D. ①②过程碱基互补配对原则完全相同 3. 抗虫基因（Bt）在棉花植株中能够指导合成晶体毒素蛋白，说明抗虫基 因在细胞内完成了复制、转录和翻译过程。请通过表格比较这3个生理过程（提 醒：除表格中提供的比较项目外，还可补充设置合理的比较项目）。 项目 复制 转录 翻译 时间 细胞分裂前的间期 场所 核糖体 模板 DNA的两条单链 mRNA 原料 4种核糖核苷酸 酶 氨基酰tRNA合成酶、脱甲 酰酶、氨肽酶等多种酶 产物 mRNA 、rRNA、 tRNA 碱基 配对 A—U 、T—A C—G 、G—C 4. 甲、乙和丙是基因指导蛋白质合成过程的三个模式图，观察模式图并分 析回答下列问题： （1）模型甲中核糖体沿着mRNA移动方向是 ，判断的依据是 。 （2）模型乙反映出mRNA与核糖体在数量上存在的关系是 ， 这种数量关系的意义是 。 （3）模型丙是原核细胞内发生的基因控制蛋白质合成过程。从细胞结构分析， 46 学科网（北京）股份有限公司 它与真核细胞不同的原因是 ，它具有的特点是 。 5. 日常生活中，有很多药物具有阻止病原体生存、繁殖等功效。如环丙沙 星的药理毒理是通过阻止细菌中的DNA旋转酶（DNA复制过程中一种重要的酶） 而导致细菌死亡。完成下列学习任务（备注：本作业是长周期作业，（1）为本 节课后作业，（2）为本节课后的周末实践性作业，其成果将在章末作业使用）： （1）根据遗传信息的传递，解释环丙沙星可用于治疗疾病的机理。 （2）除了环丙沙星， 日常生活中还有哪些药物具有抗击病原体的功效，它 们发挥作用的机理是什么？请完成调查实践任务。 提示： ①调查对象：在家和学校附近等地的药店，选择抗菌药物和抗病毒药物进行 调查； ②调查过程：分小组查阅“ 药品使用说明书”；设计适当的表格，记录药物的 作用机理；保存调查结果，作为章末作业的资料。 47 学科网（北京）股份有限公司 第二节 基因表达与性状的关系 第一课时 1. 抗虫棉中遗传信息流动过程可用“ 中心法则”表示，其中某过程如图所示， 依据图示分析下列叙述，正确的是 ( ) A. 图中的酶与DNA复制时所需酶相同 B. 图中原料为4种游离的脱氧核苷酸 C. a 、b链之间遵循碱基互补配对原则 D. 流向RNA的遗传信息来自DNA和RNA 2. 我国科学家将苏云金杆菌的Bt抗虫蛋白基因转入普通棉花的染色体上， 成功培育出能合成Bt抗虫蛋白的转基因抗虫棉。该研究结果不能说明的是 ( ) A. 基因具有特定的遗传效应 B. 不同生物共用一套遗传密码 C. 蛋白质是遗传信息的表达产物 D. 该棉花的后代不会含抗虫基因 3. 科学家在培育转基因抗虫棉过程中，将经过特殊修饰的Bt基因导入棉花 受精卵而培育成的抗虫植株,可以对抗虫基因有效调控，只在特定器官（蕾、花、 铃、叶等）表达,检测到了Bt抗虫蛋白，而在棉花根等细胞中不表达，未检测到 Bt抗虫蛋白，从而实现棉花产量免受损失的作用（如图）。 请分析资料，回答下列问题： 48 学科网（北京）股份有限公司 （1）导入Bt基因的棉花受精卵，经过细胞分裂与细胞分化的过程，发育形成 蕾、花、铃、叶等器官。所谓细胞分化是指 ，细 胞分化的意义是 。 （2）转基因过程中，将Bt基因只导入了棉花的受精卵，而在发育形成的蕾、 花、铃、叶等器官的细胞中都检测到了Bt抗虫蛋白，说明 。 （3）由含Bt基因棉花受精卵发育成抗虫棉植株，在蕾、花、铃、叶等细胞中 能检测到Bt抗虫蛋白，而在根细胞中没有检测到Bt抗虫蛋白原因是 。 1. 个体的性状与基因表达的产物息息相关，下列关于生物的性状与基因表 达产物的关系叙述正确的是 ( ) A. 若基因的碱基序列相同，则控制的生物性状就相同 B. 若基因控制合成了淀粉，则体现基因直接控制性状 C. 若基因的碱基序列改变，则编码的氨基酸序列也改变 D. 若基因表达的产物改变，则可能会影响细胞分化 2. 下列有关细胞分化的原因及其结果的叙述中，错误的是 ( ) A. 不同细胞生理功能差异与基因的选择性表达有关 B. 分化形成的各种细胞中mRNA和蛋白质不完全相同 C. 细胞调控基因表达的机制导致基因的选择性表达 D. 生物的基因都具有在某类细胞特异性表达的特性 3. 如图所示为人体内基因控制红细胞形态和皮肤颜色等性状的基本原理， 图中数字番号代表细胞内进行的某项生理过程，字母代表某种物质。请据图回答 49 学科网（北京）股份有限公司 下列相关问题： （1）①②和④⑤都表示基因的表达过程， （能/不能）发生在同一细 胞中，理由是 。 （2）研究发现，这两个基因的改变是导致镰刀型细胞贫血症和白化病等遗传 病的原因，而这些遗传病都与基因表达的产物有关，分析该图反映基因是控制生 物体性状的方式是 。 （3） 白化病患者常表现为皮肤、眉毛、头发及其他体毛都呈白色或黄白色， 而人体衰老过程中头发等也会逐渐变白，请从细胞衰老的特点和基因与性状的关 系角度解释出现这两种现象的原因。 。 1. 下图表示人体部分细胞变化情况，相关叙述错误的是 ( ) A. A细胞形成C和D细胞过程中DNA发生改变 B. 人体中C细胞和D细胞保持分化状态直至死亡 C. B 、C和D细胞差异是因遗传信息执行情况不同 D. A细胞与B细胞的基因表达产物相同 2. 粗糙脉孢菌细胞中精氨酸的合成途径如下图所示，其中精氨酸是细胞生 活的必需物质，而鸟氨酸等中间代谢产物都不是必需物质。下列有关叙述错误的 是 ( ) 50 学科网（北京）股份有限公司 A. 粗糙脉孢菌中精氨酸的合成是由多对基因共同控制的 B. 酶4缺陷型脉孢菌必须在培养基中添加精氨酸才能生长 C. 若在缺少精氨酸的培养基上不能生长，则一定是基因4没有表达 D. 基因可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 3. 科学研究初步探明嗅觉形成的机制。气味分子首先要与特定受体蛋白结 合，然后激活G蛋白，G蛋白进一步激活腺苷酸环化酶，该酶能催化ATP转化为 cAMP ，在cAMP的作用下引发一系列信号转导，最终形成嗅觉（如图所示）。 有研究证明苯乙酮的受体蛋白由F基因控制，若F基因异常，则该受体蛋白结 构异常，进而导致小鼠对苯乙酮气味的敏感性改变。请分析回答下列问题： （1）从嗅觉的形成机制看，受体蛋白质、腺苷酸环化酶分别具有 功能，体现出蛋白质是 的价值。 （2）F基因异常导致受体蛋白结构异常，使小鼠的嗅觉改变，说明 ， 也阐明了基因、蛋白质、性状三者之间的关系是 。 4. 下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态，请据图回答下列 问题。 51 学科网（北京）股份有限公司 （1）从基因表达的角度看，a代表的基因类型是 ；b和c代表 的基因类型是 。 （2）同一生物体中各类细胞的基因是 （填“ 相同”或“ 不相同）， 由于细胞分化使不同组织、器官在形态、结构和功能出现差异，细胞分化的本质 是 ，而这与 有关， 一般来说，分化的细胞 （填“ 保持”或“ 不保持” ）分化后的状态。 （3）个体发育过程中，细胞分化是 的基础，也是生物 体 形成的基础 5. 干细胞是一种未充分分化、尚不成熟的细胞，具有再生为各种组织器官 和人体细胞的潜在功能。因此，干细胞在医学界被称为“ 万用细胞” ，它可以分化 成多种功能细胞或组织器官。科学家正在研究干细胞移植治疗，就是把健康的干 细胞移植到患者体内，以达到修复或替换受损细胞或组织，从而达到治愈的目的。 2018年，我国科学家实现全球首例人类自体肺干细胞移植再生：从肺病患者的支 气管中刷取几十个干细胞，在体外扩增数千万倍之后，移植到肺部的病灶部位， 成功实现了损伤组织的修复替代。请分析回答下列问题： （1）人体干细胞在体外大量增殖，并能代替体内损伤组织，体现了干细胞具 能力。 （2）人体干细胞能够再生为各种组织器官，其根本原因是 。而干 细胞能在体内形成不同组织细胞的根本原因是 。 （3）白血病是白细胞细胞增殖失控、分化障碍、凋亡受阻等导致骨髓和其他 造血组织中 白细胞大量增殖累积，并浸润其他非造血组织和器官，同时抑制正常 造血功能。白血病患者患病前后白细胞的遗传物质 （填“相同”或“不 同”），可以通过骨髓移植的方法治疗白血病，骨髓中含有 细胞， 并能够增殖分化成正常的白细胞，尝试分析白血病治疗需要异体移植而不刷取自 身的细胞体外培养治疗的原因 。 52 学科网（北京）股份有限公司 第二节 基因表达与性状的关系 第二课时 1. 细胞内不同基因的表达情况存在差异，如图所示是某细胞内部分基因的 表达情况。相关叙述错误的是 ( ) A. 过程①中，基因A和B都以DNA同一条链作为模板 B. 基因C处于沉默状态，不可能代表核糖体蛋白基因 C. 基因B的表达产物，有可能会影响基因A的表达 D. 在基因表达调控过程中，基因A的转录和翻译效率均高于基因B 2. 我国转基因抗虫棉抗虫蛋白的表达量受多种因素影响。不同季节，不同 部位表达量均有差异。研究表明，经修饰的Bt抗虫基因在转基因棉花植株的叶、 铃、蕾、花等不同器官中均有表达，在叶片中表达量最高。下列叙述正确的是( ) A. 抗虫蛋白质的合成在棉花细胞的细胞核中进行 B. Bt抗虫基因在不同生长发育时期表达量不同，可能导致抗虫效果不同 C. Bt抗虫基因在叶片中表达量最高，说明叶片细胞的分化程度最高 D. 生物的性状表现受基因型决定，和环境无关 3. 针对“如何评价基因决定性状这一观点？”有人曾提出：“一个基因一个酶” 的假说。他的假说与实际情况是否相符？请基于以下证据作出你的判断。 证据1“人的身高是由多个基因决定的，其中每个基因对身高都有一定的作 用”。 推论1：一个性状可以受到 基因的影响。 53 学科网（北京）股份有限公司 证据2：“水稻Chd7基因编码蛋白质的作用不仅参与了开花的调控，而且对 水稻的生长、发育和产量都有重要作用 ”。 推论2：一个基因可以影响 性状。 证据3：“ 同一株水毛茛两种叶形的形成”。 推论3： 对性状也有重要的作用。 结论：基因与性状的关系 （是/不是）简单的一一对应关系。 1. 转基因抗虫棉在生长发育过程中，Bt基因也会发生甲基化从而影响抗虫 效果，下列关于Bt基因甲基化的原因及结果分析正确的是 ( ) A. 基因甲基化可能与环境因素有关 B. 基因甲基化影响基因的翻译过程 C. 基因甲基化未改变Bt基因的结构 D. 基因甲基化不会遗传给子代棉株 2. 某种羊的性别决定为 XY 型，已知其有角和无角由位于常染色体上的等 位基因（N/n）控制，一对杂合公羊和母羊杂交，其子代基因型和表现型如下表， 这一事实说明了 ( ) 子代基因型 1/4NN 1/2Nn 1/4nn 子代雄性表现型 有角 有角 无角 子代雌性表现型 有角 无角 无角 A. 基因型相同，表现型一定相同 B. 表现型相同，基因型一定相同 C. 基因型不同，表现型一定不同 D. 表现型=基因型+环境共同作用 3. 生物体的性状受多种因素的调控。 资料1. DNA可发生甲基化修饰。DNMT1主要是维持DNA甲基化，通过DNA 复制将亲代甲基化DNA遗传到子代DNA ，在相关酶的作用下甲基化的DNA可以 发生去甲基化。 资料2. 组蛋白修饰会使构成染色体的组蛋白与DNA结合的紧密程度发生改 变，从而促进或抑制、甚至关闭相关基因的表达。 54 学科网（北京）股份有限公司 资料3. 有一种mRNA会与转录形成的mRNA结合，使mRNA被切割成片段， 影响基因的表达。 资料4. 果蝇幼虫正常的培养温度为25℃ , 将孵化的残翅果蝇幼虫放在31℃ 的环境中培养，得到了一些正常翅的果蝇幼虫，将这些正常翅的果蝇幼虫在正常 环境温度下产生的后代仍然是残翅果蝇。 阅读资料，回答下列问题： （1）上述资料中属于表观遗传机制的有资料 （填序号），理由是 。 （2）依据资料2推测，在抗虫棉根细胞中，控制ATP合成酶的基因与组蛋白 的紧密程度 （填“高于”“低于”或“等于”）叶绿素基因，原因是 。 （3）根据上述资料，归纳表观遗传具有的特点 （至少答两点）。 （4）有人认为“表观遗传过程中发生了遗传信息的改变”，请结合所学内容和 你对遗传信息的理解，判断这一观点是否正确，并阐述理由 。 1. 根据以下材料：①藏报春甲（aa）在20℃时开白花；②藏报春乙（AA） 在20℃时开红花；③藏报春丙（AA）在30℃时开白花。在分析基因型和表型相 互关系时，下列说法错误的是 ( ) A. 由材料①②可知生物的性状表现是由基因型决定的 B. 由材料①③可知生物的性状表现是由基因型和环境共同决定的 C. 由材料②③可知环境影响基因型的表达 D. 由材料①②③可知生物的性状表现是基因型和环境共同作用的结果 2. 表观遗传学是指细胞内DNA序列没有改变，但基因的表达发生可遗传变 化的现象，下列有关表观遗传的叙述错误的是 ( ) A. 基因的甲基化和组蛋白的乙酰化均会影响基因的表达 B. DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现相同的表现型 C. 基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关 D. 表观遗传由于基因中碱基序列不变，故不能将性状遗传给下一代 55 学科网（北京）股份有限公司 3. 在大鼠中，表现出良好育婴行为的雌鼠的后代相较于表现出较少育婴行 为的雌鼠的后代，会产生较少的焦虑行为，大脑海马区糖皮质激素受体（gr）含 量也更多。通过比较两种雌鼠后代的gr基因，发现二者基因序列并没有改变，但 较少育婴行为雌鼠的后代在gr基因启动子位点上的甲基化程度更高，并且这种差 异和焦虑行为可以遗传给下一代。下列相关叙述错误的是 ( ) A. 焦虑行为是否遗传给下一代主要由基因的碱基序列决定 B. 亲代有较好的育婴行为后代产生的焦虑行为会减少 C. 有较多育婴行为个体中的gr基因甲基化较少 D. gr基因的甲基化干扰了与焦虑相关的激素受体基因的表达 4. 根据一对等位基因、多对等位基因和环境与人类性状的关系，完成下列 概念模型。 人类性状 受控制于 ( 多对等位基因 ) ( 等位基因 ) ( 环境 ) ( 例如 ) ( 例如 ) 例如 ( 原发性高血压 ) ( 身高 )例如 镰刀型贫血症 = + 5. 遗传印记是因亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象， DNA甲基化是遗传印记重要的方式之一。印记是在配子发生过程中获得的，在 个体发育过程中获得的，在下一代配子形成时印记重建。下图为遗传印记对转基 因鼠的Igf2基因（存在有功能型A和无功能型a两种基因）表达和传递影响的示意 图，被甲基化的基因不能表达。 56 学科网（北京）股份有限公司 （1）雌配子中印记重建后，A基因碱基序列 （填“是”或者“否”）发生 改变，亲代雌、雄鼠的基因型均为Aa ，但表现型 ，这种现象称为 表观遗传，根据题干信息阐述出现表观遗传现象的原因 。 （2）由图中配子形成过程中印记发生的机制，可以断定亲代雌鼠的A基因来 自 （填父方或母方或不确定），理由是 。 （3）亲代雌鼠和雄鼠杂交，子代小鼠的表现型及比例为 。 6. DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子上存在 富含双核苷酸的区域，称为“CpG岛” 。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5-甲 基胞嘧啶，5-甲基胞嘧啶仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶 （如图1所示），从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA使其半甲基化；维持甲 基化酶只作用于DNA的半甲基化位点，使其全甲基化。回答下列问题： （1）图2中经过程①形成的DNA复制产物都是 （填“全”或“半”） 甲基化的，因此，过程②必须经过 的催化才能获得与亲代分子相同 57 学科网（北京）股份有限公司 的甲基化状态。 （2）研究发现，启动子中“CpG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与基因的结合， 从而抑制 。 （3）小鼠的A基因编码胰岛素样生长因子-2（IGF-2），a基因无此功能（A、 a位于常染色体上）。IGF-2是小鼠正常发育所必需的一种蛋白质，缺乏时小鼠个 体矮小。在小鼠胚胎中，来自父本的A基因及其等位基因能够表达，来自母本的 则不能表达。检测发现，这对基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵细胞中 则是甲基化的。若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则F1 的表型应为 。F1雌雄个体间随机交配，F2 的表型及其比例 （填“是”或“否”） 符合孟德尔遗传规律，其原因是 。 （4）5-氮杂胞嘧啶核苷（5-AZA）常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。 推测5-AZA可能的作用机制之一是：5-AZA与“CpG岛”中的 竞争甲基化 酶，从而降低DNA的甲基化程度。 7. 不良的生活习惯如吸烟、酗酒、过度肥胖也会影响体细胞DNA的甲基化， 香烟烟雾会导致细胞发生异常的甲基化，进而使抑癌基因表达量下降，这会引起 促进细胞生长的K-ras基因表达量升高，从而可能启动肺癌的发生。请据以上事 实： （1）请尝试用表观遗传学相关知识解释吸烟的危害。 。 （2）根据表观遗传学，设计一则戒烟宣传的“宣传语”。 。 （3）也有科学家发现，与没有戒烟的人相比，戒烟10年以上的人异常甲基 化水平明显降低。从这个研究中，你有什么结论？ 。 58 学科网（北京）股份有限公司 附件2 章末作业 1. Bt抗虫蛋白会破坏棉铃虫的消化道进而杀死这些昆虫，科学家将Bt抗虫蛋 白基因转入普通棉花细胞的染色体上，成功培育出了能产生Bt抗虫蛋白的棉花植 株。下列叙述正确的是 ( ) A. 棉花细胞中的一种tRNA一般只能携带一种氨基酸 B. Bt抗虫蛋白基因转录产生的mRNA碱基序列与非模板链相同 C. 棉花细胞的tRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸 D. 棉花细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之相等 2. 如图为细胞中核糖体合成肽链的过程，下列叙述错误的是 ( ) A. X在MN上的移动方向是从左到右，所用原料是氨基酸 B. 该过程表明一个mRNA分子上，可以同时进行多条肽链的合成 C. 合成MN时需要解旋酶和DNA聚合酶 D. 该过程直接合成的T1 、T2 、T3 三条肽链中氨基酸的顺序相同 3. 牵牛花的颜色主要是由花青素决定的。如图为花青素合成途径与颜色变 化示意图，请根据图示判断下列相关叙述中，不正确的是 ( ) A. 基因① 、② 、③的表达产物不同 B. 牵牛花的颜色会受基因和环境的共同作用 C. 基因①不表达会导致基因②和基因③也不表达 D. 图中基因通过控制酶的合成来控制代谢进而控制生物性状 59 学科网（北京）股份有限公司 4. 下列有关表观遗传的叙述不正确的是 ( ) A. DNA的甲基化修饰未改变基因的碱基序列，但会影响生物的表型 B. 由于DNA甲基化而导致的生物表型发生的变化，不能遗传给后代 C. 构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰会影响基因的表达 D. 基因组成相同的同卵双胞胎出现了某种性状差异，与表观遗传有关 5. 如图表示“ 中心法则” 的内容，图中① 、② 、③ 、④ 、⑤分别表示相关过 程。下列相关说法正确的是 ( ) A. 人体造血干细胞中可以进行① 、②和③ B. 人体口腔上皮细胞内只能进行① 、② C. 乳酸菌细胞内可以发生① 、④过程 D. ④和⑤过程需要的原料和酶种类相同 6. 油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）运向种子后有两 条转变途径，如模型甲所示，其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。我 国陈锦清教授根据这一机制培育出高产油菜，产油率由原来的34%提高到58%。 请回答下列问题： （1）据模型甲分析，你认为提高油菜产油量的基本思路是 。 （2）模型乙表示基因B ，α链是转录链，陈教授及助手诱导β链也能转录，从 而形成双链mRNA ，试回答： ①控制酶b合成的基因的基本单位是 。 ②控制酶a与酶b合成的基因在结构上的本质区别是 。 ③转录出的双链mRNA与模型乙基因在化学组成上的区别是 。 ④为什么基因B经诱导后转录出双链mRNA就能提高产油量？ 。 ___________________________________________________________ 60 学科网（北京）股份有限公司 7. 在一个典型的基因内部，转录起始位点（TSS）、转录终止位点（TTS） 起始密码子编码序列（ATG）、终止密码子编码序列（TGA）的排列顺序是 ( ) A. ATG—TGA—TSS—TTS B. TSS—ATG—TGA—TTS C. ATG—TSS—TTS—TGA D. TSS—TTS—ATG—TGA 8. 在一个蜂群中，少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而大多数幼虫 以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。DNMT3蛋白是DNMT3基因表达的一种DNA 甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团（如图所示）。敲除DNMT3基 因的蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。下列有关叙述不正 确的是 ( ) A. DNMT3基因发生异常，可能导致蜜蜂幼虫不取食蜂王浆也会发育成蜂王 B. 被甲基化的DNA片段可能影响RNA聚合酶的结合，使得生物的表型改变 C. 胞嘧啶被DNMT3蛋白甲基化后，其碱基互补配对的方式并没有发生改变 D. 被甲基化的DNA片段中遗传信息发生改变，从而使生物的表型发生改变 9. 下图表示抗虫基因表达的部分过程，其中①~⑤表示相关物质或结构， 请回答下列问题： （1）物质①是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成规则的 结构， 其中 构成基本骨架。该物质的遗传信息蕴藏在 之中。 （2）合成物质③时， （至少答出两种）等物质需要从细胞 质进入细胞核。物质③通过与密码子互补配对发挥作用，密码子是指物质②上决 定一个氨基酸的 碱基。 （3）结构⑤由 组成，图示过程中该结构移动的方向是 61 学科网（北京）股份有限公司 （填“左→ 右”或“右→ 左”）。 （4）若物质②中某个碱基发生改变，但物质④却没有变化，其原因是 。 __________________________________________________________________ 10. 同学们，你们已经完成抗菌药物和抗病毒药物的调查，请以学习小组为 单位，综合每个人的调查结果，完成下列学习任务： （1）撰写调查报告，归纳的抗菌药物和抗病毒药物种类，在班级展示汇报； 并尝试用遗传学等生物学知识解释药物的作用原理，与同学们讨论交流。 （2）根据药物发挥作用的机理，以“ 感冒就要及时服用抗生素” 为话题，撰写 小报告说明赞同或者反对该观点。 62 学科网（北京）股份有限公司 附件3 答案 第一节 基因指导蛋白质的合成 第一课时 1. 2. 有遗传效应的DNA片段 遗传信息 特异性 3. 细胞核 核糖体（细胞质） 基因存在部位和执行功能的部位不一致 DNA 分子无法通过核孔 不是 1. … …CCUCUUCUAAC … … 2. C 3. 对象 内容 DNA RNA 化学组成 组成元素 C H O N P 碱基 A T C G A U C G 五碳糖 脱氧核糖 核糖 基本组成单位 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 空间结构 双螺旋结构 一般为单链 主要分布场所 细胞核 细胞质 种类 / 3种 4.（1）RNA 转录合成RNA的场所在细胞核 （2）RNA由细胞核向细胞质中移动 RAN能够将遗传信息传递到细胞质中或 者RNA与蛋白质的合成有关） （3）尿嘧啶核苷酸是RNA与DNA在组成物质上的区别，可以证明RNA在细胞 内发生的变化 63 学科网（北京）股份有限公司 1.（1） √ （2） √ （3） × 2. A 3. D 4.（1）在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板 tRNA 、mRNA、 rRNA （2）甲 合成蛋白质的模板 （3）解旋DNA双链 将核糖核苷酸依次连接成RNA （4）构成核糖体的主要结构成分 识别并转运特定的氨基酸 5.（1）略 （2）不是 因为密码子的简并性，所以一种氨基酸可对应多种密码子，使得 同一段多肽链序列可对应多种DNA序列。 （3）不可以 因为同一基因指导合成的蛋白质通常是相同的，若将模板链与 非模板链互换，指导合成的蛋白质中氨基酸的排列顺序可能不同。 第一节 基因指导蛋白质的合成 第二课时 1. 2.（1）DNA的复制；以DNA作为模板且原料是脱氧核苷酸； （2）DNA 、RNA； （3）加入RNA 、各种氨基酸、ATP和RNA聚合酶等；蛋白质. 1. DNA模板链碱基序列 CCA GAT ACC ATT 密码子 GGU CUA UGG UAA 64 学科网（北京）股份有限公司 对应氨基酸 甘氨酸 亮氨酸 色氨酸 无对应氨基酸 2.B 3. 评价标准： （1）是否自主概述，包括：查阅左侧文字、同学提示、教师提示均计为提示； （2）概述的内容是否完整、过程是否流畅、语言表述逻辑是否清晰等，包括： 4个步骤是否完整，描述是否卡顿；包括核糖体的移动方向、tRNA的来去次序、 多肽的转移走向、多肽的延伸方向等； （3）是否准确使用生物学概念（术语、定义等）、原理，包括：mRNA与核 糖体结合、碱基互补配对、位点1和位点2 、肽键、核糖体的移动方向、tRNA 的运动、合成终止等。 4.（1） （2） （3） 1.（1）√ 、（2）× 、（3）√ 、（4）√ 2. B 3. 项目 复制 转录 翻译 时间 细胞分裂前的间期 个体生长发育的整个时期 场所 主要在细胞核中 主要在细胞核中 核糖体 模板 DNA的两条单链 DNA的一条单链 mRNA 原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 21种氨基酸 酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 氨基酰tRNA合成酶、脱 甲酰酶、氨肽酶等多种 酶 产物 DNA分子 mRNA 、rRNA 、tRNA 蛋白质 65 学科网（北京）股份有限公司 碱基 配对 A—T 、T—A C—G 、G—C A—U 、T—A C—G 、G—C A—U 、U—A C—G 、G—C 4.（1）从左向右；1位点的tRNA离开，将多肽转移至2位点的tRNA ，移动到1位 点，再向右移动1个位点； （2）一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体；少量的mRNA分子可以迅速 合成大量的蛋白质； （3）原核细胞无以核膜为界限的细胞核；边转录边翻译。 5.（1）环丙沙星通过阻止DNA旋转酶影响DNA的复制，从而使病原体细胞增殖 受阻，达到治疗疾病的目的； （2）提示：如大环内酯类抗生素、磺胺类人工合成抗菌药、四环素类抗生素， 只能抑制病原菌的生长繁殖，不引起病原菌死亡，称之为抑菌药；如青霉素类 抗生素、头孢菌素类抗生素、氨基糖苷类抗生素等，不仅可以抑制病原菌的生 长繁殖，而且可以杀灭病原菌，称之为杀菌药。 （3）提示：A.观点明确；B.论据充分，尽可能利用调查资料；C.论述的逻辑清 晰，推理科学。 第2节 基因表达与性状的关系 第一课时 1. C 2. D 3.（1）在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生 理功能上发生稳定性差异的过程 使细胞趋向专门化有利于提高生物体各 种生理功能的效率 （2）这些细胞都含有Bt基因，并且Bt基因得以表达 （3）Bt抗虫在蕾、花、铃、叶等器官的细胞中成功表达，而在根细胞中不表 达，说明经修饰的Bt抗虫基因在抗虫植株中发生了选择性表达 1. D 2. D 3.（1）不能 血红蛋白的形成只发生在红细胞中，而酪氨酸酶在皮肤等组织细 胞中表达 66 学科网（北京）股份有限公司 （2）基因通过控制血红蛋白的结构直接控制生物体的性状；基因通过控制酪 氨酸酶的合成来控制代谢进程，进而控制生物体的性状 （3）衰老的人的头发之所以变白，是因为细胞衰老过程中控制黑色素形成的 酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少。而白化病人是由于控制黑色素合成的酪 氨酸酶基因异常，使酪氨酸酶根本无法合成，导致该类患者不能合成黑色素， 表现为白化症状 1. A 2. C 3.（1）信息传递、催化 生命活动主要承担者 （2）基因是性状的控制者 （3）基因通过其表达产物---蛋白质来控制性状 4.（1）所有细胞中都表达 只在某类细胞中特异性表达 （2）相同 基因的选择性表达 基因表达的调控 （3）个体发育 多种性状 5.（1）分裂和分化 （2）干细胞具有人体细胞的全部基因 基因选择性表达 （3）不相同 造血干细胞 自身的造血干细胞遗传物质改变，不能分化 成正常的干细胞，异体干细胞能分裂分化形成正常的血细胞。 67 学科网（北京）股份有限公司 第2节 1. A 2. B 3. 多个 多种 环境 1. A 2. D 基因表达与性状的关系 第二课时 不是 3.（1）1 、2 、3 资料1 、2 、3中基因的碱基序列没有发生改变的情况下，基 因功能发生了可遗传的变化，并最终导致了表型的变化；而资料4中，这种残翅 性状是单纯由于环境条件的改变而引起的，其遗传物质（基因型）并没有发生改 变，不能遗传 （2）低于 ATP合成酶的基因在根细胞中表达，而叶绿素基因在根细胞中不 表达 （3）基因的碱基序列不变；基因表达和表型改变； 可遗传；可逆性 （4）正确，外部环境因素改变基因的表观修饰来影响基因的表达，从而可以 影响后代性状（或不正确，表观遗传只是对基因等进行化学修饰，基因的碱基序 列并没有发生改变） 1. B 2. C 3. A 4. 人类性状 ( 一对 等位基因 )受控制于 多对等位基因 ( 环境 ) ( 例如 ) ( 例如 ) 例如 ( 原发性高血 压 ) ( 眼睑 头发形状 ) ( 身高 肤色 )例如 镰刀型贫血症 红绿色盲 ( 环境 ) ( 基因型 ) ( = + ) 性状 5.（1）否 不同 基因被甲基化，影响基因的表达 （2）父方 雄配子 中印记重建去甲基化，雌配子中印记重建甲基化，雌鼠的A基因未甲基化 （3） 生长正常鼠：生长缺陷鼠=1:1 6.（1）全 维持甲基化酶 （2）基因的转录（基因的表达） （3）正常 否 雌性和雄性个体基因型相同，但是表现型不同，未出现遗 传规律中的常见比例 （4） 胞嘧啶 7. （1）吸烟导致DNA甲基化，抑制抑癌基因的表达，可能导致细胞癌变； DNA甲基化还会遗传给后代，导致后代患癌概率增加。 （2）略 （3）戒烟越早越好，肺癌风险降低 68 学科网（北京）股份有限公司 章末作业 1. A 2. C 3. C 4. B 5. A 6. （1）抑制酶b合成，促进酶a合成 （2）①脱氧核苷酸 ②碱基的数量及 排列顺序不同 ③mRNA中不含T含U ，五碳糖为核糖 ④双链mRNA不 能翻译（不能与核糖体结合）形成酶b ，而细胞能正常合成酶a ，故生成 的油脂比例高 7. B 8. D 9.（1）双螺旋 磷酸和脱氧核糖交替连接 碱基的排列顺序 （2）ATP 、核糖核苷酸、（RNA聚合）酶 相邻的3个 （3）蛋白质和rRNA 右→ 左 （4）一种氨基酸可能对应多种密码子 10. 提示：A.观点明确；B.论据充分，尽可能利用调查资料；C.论述的逻辑 清晰，推理科学。 69 学科网（北京）股份有限公司 $$