第21讲 基因的表达、基因与性状的关系（复习课件）（天津专用）高考生物一轮复习讲练测

该高中生物学高考复习课件聚焦“基因的表达、基因与性状的关系”核心考点，依据高考评价体系梳理RNA结构与功能、转录翻译、中心法则及基因控制性状（直接间接、表观遗传）等考查要求，结合近三年真题分析考点权重，如遗传信息的转录和翻译在2025重庆卷、2024湖北卷等高频出现，表观遗传在2025河南卷、2024甘肃卷多次考查，归纳选择、非选择常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于真题训练与核心素养融合，如以2025广东广州模拟题分析转录泡中A-U碱基对作用（科学思维），2024江苏卷真题解析表观遗传与染色质结构关系（生命观念），通过“原核与真核转录翻译模型对比”“基因-氨基酸数量关系计算”突破难点，长句作答类总结“基因控制性状的两种方式”等模板，帮助学生掌握答题技巧，教师可据此精准教学，提升复习效率。

第21讲 基因的表达、 基因与性状的关系 【上好课】2026年高考生物一轮复习备课系列 天津专用 1 01 考情解码·考点定标 智能导览·极速定位 02 体系构建·思维领航 03 考点突破·考向探究 04 真题感知·命题洞见 考点一 基因的表达 知识点1 RNA的结构、种类和功能 知识点2 遗传信息的转录和翻译 知识点2 中心法则 考向1 基因的转录与翻译 考向2 中心法则 05 学以致用·能力提升 考点二　基因表达与性状的关系 知识点1 基因表达产物与性状的关系 知识点2 基因的选择性表达与细胞分化 知识点3 表观遗传 考向1 基因、蛋白与性状之间的关系 考向2 表观遗传 ★重 长句作答类 ★重 ★难 ★重 01 考情解码·考点定标 考情解码·考点定标 考点要求 考查形式 2025年 2024年 202年 遗传信息的转录和翻译 √选择题 √非选择题 重庆卷T11,3分 湖北卷T16,2分 江苏卷T6,2分 基因表达产物与性状的关系 √选择题 非选择题 云南卷T6,3分 山东卷T15,3分 湖南卷T8,3分 表观遗传 √选择题 非选择题 河南T14,3分 甘肃卷T6,3分 湖北卷T13,2分 4 考情解码·考点定标 考情分析 1．从命题题型和内容上看，本章知识点在选择题和非选择题中均有考查，是常考内容。主要从以下几方面考查：转录和翻译的场所和过程、遗传物质的具体传递过程及特点、基因表达与性状的关系等。 2．从命题思路上看，从以下几个方面进行考查 (1)以真实科研案例或生活现象为背景，考查基因表达如何受环境因素的影响，或探究基因表达异常导致性状的变化。 (2)结合具体情境，让学生运用解释生命现象，体现知识迁移能力 复习目标 1. 掌握遗传信息的传递过程，从分子水平阐述生命的延续性，理解生命的延续和发展规律。(生命观念) 2．通过遗传信息传递过程中的相关数量计算，培养逻辑推理与分析计算能力。(科学思维) 3. 通过实例分析基因与性状的关系、细胞分化与基因表达的关系及表观遗传现象。(生命观念) 4．通过分析吸烟会使DNA甲基化水平升高，认识到吸烟有害健康。(社会责任) 5 02 体系构建·思维领航 体系构建·思维领航 基因的表达 基因指导蛋白质的合成 基因与性状的关系 RNA 遗传信息的转录 遗传信息的翻译 基因表达产物与性状的关系 细胞分化 表观遗传 组成元素：C、H、O、N、P 基本单位：核糖核苷酸 种类：mRNA、tRNA、rRNA 场所 酶：RNA聚合酶 原料：4种核糖核苷酸 真核细胞：主要在细胞核 原核细胞：细胞质 场所：核糖体 原料：21 种氨基酸 模板：mRNA 产物：多肽链 基因对性状的直接控制 基因对性状的间接控制 实质 基因的选择性表达 特点 不变性 可遗传性 可逆性 03 考点突破·考向探究 知识点1  RNA的结构、种类和功能 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 生物多样性的直接原因 ，根本原因 。 蛋白质的多样性 基因的多样性 DNA 蛋白质的合成 碱基的排列顺序 氨基酸的种类、数目、排列顺序等 主要在细胞核 细胞质中的核糖体 思考1：DNA和核糖体两者在空间上是隔开的，那么DNA怎样指导核糖体上蛋白质的合成？ 核心概念：遗传信息的转录和翻译 思考2：如何设计一个实验说明RNA可能就是基因与蛋白质之间的信使？ 实验思路： 实验结果及结论： 加入RNA酶降解细胞中的RNA后，蛋白质合成停止，再加入细胞中提取的RNA后，细胞又可重新合成蛋白质。 加入RNA酶降解细胞中的RNA，观察蛋白质合成情况，再加入从细胞提取的RNA，观察蛋白质的合成情况。 思考3：如何设计实验追踪RNA的产生和转移？ 用放射性同位素标记变形虫RNA的原料（3H-尿嘧啶），观察放射性同位素出现的位置 知识点1  RNA的结构、种类和功能 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 1.RNA的结构与功能 （1）元素组成： 。 C、H、O、N、P （2）基本单位： 。 核糖核苷酸 知识点1  RNA的结构、种类和功能 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 （3）组成： 一分子磷酸 一分子核糖 一分子含氮碱基 U 尿嘧啶 A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤 C 胞嘧啶 （4）结构： 一般是 ，长度比DNA ；能通过 从细胞核转移到细胞质中。 单链 短 核孔 信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)、核糖体RNA(rRNA)等 （4）种类及功能： ①信使RNA(mRNA)： 遗传信息的使者、翻译的模板。 以密码子的形式，携带来自DNA的遗传信息 1.RNA的结构与功能 知识点1  RNA的结构、种类和功能 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 从左至右，依次每相邻的三个碱基为一个遗传密码（密码子）。 ②转运RNA(tRNA)： 识别并转运氨基酸 携带的反密码子能与mRNA上的密码子互补配对，从而转运氨基酸。 ③核糖体RNA(rRNA)： 核糖体的组成成分 还能催化肽键的形成（肽酰转移酶） 1.RNA的结构与功能 知识点1  RNA的结构、种类和功能 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 RNA为单链结构，不稳定，易降解，使得完成使命的RNA能迅速分解，保证生命活动的有序进行。 （5）特点： DNA RNA 基本单位 五碳糖 含氮碱基 链的条数 功能 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 脱氧核糖 核糖 A、T、G、C A、U、G、C 通常为双链，组成双螺旋，相对分子质量较大 通常为单链，相对分子质量较小 （6）DNA和RNA的比较： 是主要的 ，携带和复制 ，并指导 的合成。 ①是RNA病毒的 。 ②少数作为 ，具有 作用。 ③mRNA ④tRNA ⑤rRNA 遗传物质 酶 催化 遗传物质 遗传信息 蛋白质 1.RNA的结构与功能 知识点1  RNA的结构、种类和功能 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 14 DNA RNA 分布 真核生物： 原核生物： 显色 反应 与 反应呈绿色， 与 在沸水浴加热条件下呈 。 与 反应呈 。 主要在细胞核 （线粒体、叶绿体） 主要在拟核 （质粒） 主要存在于细胞质 甲基绿 二苯胺 蓝色 吡罗红 红色 （6）DNA和RNA的比较： 1.RNA的结构与功能 知识点1  RNA的结构、种类和功能 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 15 通过RNA聚合酶，以 为模板， 按照 的 原则合成 的过程。 1.遗传信息的转录 ①概念： DNA的一条链 碱基互补配对 RNA ③场所： 真核：细胞核（主要）、叶绿体、线粒体 ②产物： mRNA、tRNA、rRNA ④条件： 原料 能量 模板 酶 4种游离的核糖核苷酸 DNA一条链的片段 一般是ATP RNA聚合酶（作用于磷酸二酯键和氢键） 原核：细胞质 知识点2  遗传信息的转录和翻译 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 RNA聚合酶将DNA双链解开，碱基暴露出来 第一步 游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对 第二步 在RNA聚合酶的作用下，新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的RNA分子上 第三步 合成的RNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复 第四步 3´ 3´ 5´ 5´ 5´ RNA与模板链是反向的 ⑦原则： 碱基互补配对（A-U，T-A，C-G，G-C） DNA→RNA ⑧遗传信息流动： ⑤过程特点： 边解旋边转录 ⑥合成方向： 子链的5’端→ 3’端 1.遗传信息的转录 知识点2  遗传信息的转录和翻译 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 （1）不是整个DNA单链都参与转录，而是基因的一条单链参与转录。不同的基因的模板链也不一定是同一条DNA单链。 （2）不是所有基因都会转录，转录是有选择的。细胞分化时基因选择性表达源于基因的选择性转录。 易错提醒 （3）RNA聚合酶既有合成RNA的功能又有解旋的功能，故转录不需要解旋酶。 （4）RNA一般是单链，而且比DNA短，因此细胞核中转录形成的RNA经核孔进入细胞质，跨膜层数为0。 （5）新形成的RNA与DNA模板链之间为互补关 系；RNA与DNA非模板链在序列上基本相同，区 别在于DNA非模板链上的T对应RNA上的U。 1.遗传信息的转录 知识点2  遗传信息的转录和翻译 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 易错提醒 DNA复制与DNA转录的比较 比较项目 DNA复制 DNA转录 模板 DNA的两条链 DNA的一条链 原料 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸 碱基互补配对原则 A-T；G-C A-U；T-A；G-C 酶 解旋酶、DNA聚合酶等 RNA聚合酶 产物 DNA RNA 1.遗传信息的转录 知识点2  遗传信息的转录和翻译 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 1.细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子,也可结合非编码RNA分子CsrB,如图所示,思考并回答下列问题。 (1)细菌glg基因转录时,RNA聚合酶的作用是什么? 提示: (2)细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时,核糖体沿glg mRNA的移动方向是_________________。  从5'端向3'端移动 识别和结合glg基因的启动子并驱动转录。 知识点2  遗传信息的转录和翻译 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 1.细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子,也可结合非编码RNA分子CsrB,如图所示,思考并回答下列问题。 (3)抑制CsrB基因的转录能_____ (填“促进”或“抑制”)细菌糖原合成,判断的依据是什么?  提示: 由题图可知,抑制CsrB 基因转录会使CsrB的RNA减少,使CsrA更多地与glg mRNA结合形成不稳定构象,最终核糖核酸酶会降解glg mRNA,而glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用,故抑制CsrB基因的转录能抑制细菌糖原合成。 知识点2  遗传信息的转录和翻译 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 抑制 ①概念： mRNA合成以后，通过核孔进入细胞质中。游离在细胞质中的各种 ，以 为模板合成具有一定氨基酸顺序的 的过程叫作翻译。 蛋白质 mRNA 氨基酸 ②场所： 核糖体 ③密码子的阅读方向： 5´→3´（即核糖体沿着mRNA的5´→3´阅读） 2.遗传信息的翻译 ④条件： 原料 能量 模板 产物 21种氨基酸 mRNA 一般是ATP 具有一定氨基酸顺序的蛋白质 酶 肽酰转移酶 知识点2  遗传信息的转录和翻译 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 23 ⑥原则： 碱基互补配对（A-U，U-A，C-G，G-C） ⑦遗传信息流动： mRNA→蛋白质 2.遗传信息的翻译 知识点2  遗传信息的转录和翻译 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 ⑧翻译能精确进行的原因 Ⅰ.RNA为翻译提供了精确的模板。 Ⅱ.通过mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子的碱基互补配对，保证了翻译能够准确地进行。 24 方向： 意义： 结果： 1个mRNA可相继结合 个核糖体， 进行多条肽链的合成。 多 同时 从 到 （如图：从 ）。 短 长 左到右 少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。 合成多条 的肽链。 相同 模板mRNA 特点： 快速高效 ⑧多聚核糖体： （理由： 相同） 2.遗传信息的翻译 知识点2  遗传信息的转录和翻译 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 25 比较项目 实质 联系 遗传信息 DNA中脱氧核苷酸的排列顺序   遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序。通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上； 密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子可识别密码子 密码子 mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 反密码子 位于tRNA上的能与mRNA上对应密码子互补配对的三个相邻碱基 3.遗传信息、密码子与反密码子 知识点2  遗传信息的转录和翻译 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 （1）种类：密码子共有 种，负责21种氨基酸的编码，其中 种终止密码子（UAA、UAG、UGA）通常不编码氨基酸，但UGA在特殊情况下可编码硒代半胱氨酸。 64 3 密码子认读：从mRNA的5'→3'，相邻的密码子无间隔、不重叠 4.密码子 知识点2  遗传信息的转录和翻译 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 4.密码子 知识点2  遗传信息的转录和翻译 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 （2）特点 ① ：一种氨基酸可能由多个密码子决定。 a.通常一种密码子决定1种氨基酸，一种tRNA只能转运1种氨基酸。 b.每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并性)，可由一种或几种tRNA转运。 ② ：几乎所有生物体都共用一套密码子。 ③专一性：一般一种密码子只决定一种氨基酸。 简并性 通用性 5.反密码子 知识点2  遗传信息的转录和翻译 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 反密码子 ①分子结构特别：三叶草的叶形，环的部分没有碱基互补配对，一端是携带氨基酸的部位（3'-OH端），另一端有3个相邻的碱基，这3个碱基可以与mRNA上的密码子配对，叫作反密码子。 （1）tRNA的特点： ②种类很多，已知的tRNA种类在60种以上 ③一种tRNA只能识别并转运1种氨基酸，一种氨基酸可能被多种tRNA运输。 ④不是所有的密码子都有与之对应的反密码子。 （2）功能：识别并转运氨基酸进入核糖体。 1种tRNA只能转运1种氨基酸，1种氨基酸可由1种或多种tRNA转运。 tRNA与氨基酸之间不是一一对应关系！ 项目 密码子 反密码子 种类 64种 目前发现有很多种 位置 mRNA上 tRNA一端 实质 决定1个氨基酸的3个相邻的碱基 与mRNA上密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基 5.反密码子 知识点2  遗传信息的转录和翻译 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 真核生物 核基因：先转录，后翻译（异时异地） DNA mRNA 边转录边翻译（同时同地） 原核生物 细胞质基因：边转录边翻译 6.真核细胞和原核细胞遗传信息表达的区别 知识点2  遗传信息的转录和翻译 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 1.理论上基因碱基数、mRNA碱基数与蛋白质氨基酸数的关系 （1）图示 （2）计算公式：蛋白质中的氨基酸数=1/3mRNA中碱基数=1/6基因中碱基数。 7.基因表达中的相关数量关系 知识点2  遗传信息的转录和翻译 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 2.实际基因表达过程中的数量关系不符合6:3:1的原因 （1）基因中含有不编码氨基酸的序列，不进行转录。 （2）转录出的mRNA上有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。 （3）合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。 3.基因表达过程中的“最多”或“最少”问题：如果mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中最少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。如果蛋白质中的氨基酸数为n,则对应的mRNA分子中的碱基数最少为3n,DNA(基因)中的碱基数最少为6n。 7.基因表达中的相关数量关系 知识点2  遗传信息的转录和翻译 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 三种翻译模型比较 1.图甲模型分析 （1）I、Ⅱ、Ⅲ、IV分别为 。 （2）一个核糖体与mRNA的结合部位形成 个tRNA的结合位点。 （3）翻译起点：从 开始。 （4）翻译终点：识别到 时翻译终止。 知识点2  遗传信息的转录和翻译 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 tRNA、核糖体、mRNA、多肽链 2 起始密码子 终止密码子 核糖体 mRNA （5）翻译进程： 沿着 移动，mRNA不移动。 2.图乙模型分析 1是 ，6是 ，2、3、4、5表示正在合成的 。 （1）数量关系：一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，形成 。 （2）意义：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。 三种翻译模型比较 知识点2  遗传信息的转录和翻译 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 （3）方向：核糖体的移动方向为 ，判断依据是多肽链的长短，长的多肽链翻译先开始。 mRNA 核糖体 4条氨基酸序列相同多肽链 多聚核糖体 从左向右 模板mRNA是相同的 3.图丙模型分析 图丙表示原核细胞的转录和翻译过程，图中①是 ，②③④⑤表示正在合成的 ，在转录的同时在核糖体上进行翻译。 三种翻译模型比较 知识点2  遗传信息的转录和翻译 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 DNA模板链 4条mRNA 知识点3  中心法则 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 （1）提出者： 克里克 （2）内容： DNA RNA 蛋白质 转录 翻译 复制 DNA RNA 蛋白质 转录 翻译 复制 逆转录 复制 随着研究的不断深人，科学家对中心法则作出了补充: 少数生物(如一些RNA病毒)的遗传信息可以从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA 高度分化的细胞不可进行DNA复制过程，如神经元、叶肉细胞等。 （3）各种生物遗传信息的传递途径 生物种类 举例 遗传信息的传递过程 DNA病毒 T2噬菌体 RNA（复制）病毒 烟草花叶病毒 RNA（逆转录）病毒 艾滋病病毒 细胞生物(能分裂) 动物、植物、细菌、真菌等 细胞生物 神经细胞（高度分化） 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 复制 复制 RNA 翻译 蛋白质 逆转录 DNA 复制 RNA 转录 RNA 翻译 蛋白质 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 复制 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 知识点3  中心法则 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 项目 DNA复制 转录 翻译 逆转录 RNA复制 场所 模板 原料 酶 产生 碱基互补配对方式 主要在细胞核中 核糖体上 宿主细胞中 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA RNA 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 氨基酸 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 解旋酶，DNA聚合酶 RNA聚合酶 特定的酶 逆转录酶 RNA复制酶 两个子代DNA RNA 多肽 DNA RNA A-T，T-A C-G，G-C A-U，T-A C-G，G-C A-U，U-A C-G，G-C A-T，U-A C-G，G-C A-U，U-A C-G，G-C （4）与遗传信息流动有关的几个过程比较 知识点3  中心法则 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 正链RNA（+RNA）可直接作为翻译的模板链，产生蛋白质； +RNA复制产生的是其互补链（-RNA），再复制才能产生+RNA -RNA不能直接翻译，需先复制产生+RNA，再翻译产生蛋白质。 （5）±RNA的复制和翻译 知识点3  中心法则 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 ①DNA、RNA是____的载体。 ②蛋白质是信息的__________。 ③ _____为信息的流动提供能量。 信息 表达产物 ATP （6）生命是物质、能量和信息的统一体 知识点3  中心法则 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 （7）判断中心法则各生理过程的三大依据 某单链RNA病毒的遗传物质是正链 RNA(+RNA)。该病毒感染宿主后,合成相应物质的过程如图所示,其中①~④代表相应的过程,思考并回答下列问题。 (1)该病毒的基因分布在_____上,病毒蛋白的直接模板是______。  (2)①②③表示信息传递的哪些过程? 提示: (3)过程④在哪里进行? 提示: +RNA +RNA ①②过程是RNA复制,③是翻译。 过程④在宿主细胞的核糖体中进行。 知识点3  中心法则 知识夯基 考向研析 考点一 基因的表达 1.(2025·广东广州模拟)如图,细菌中一 个正在转录的RNA在3'端可自发形成一 种茎环结构,导致RNA聚合酶出现停顿并进一步终止转录。茎环结构的后面是一串连续的碱基U,容易与模板链分离,有利于转录产物的释放。下列说法正确的是(　　) A.图中转录泡中的基因片段可能存在一段连续的A—T碱基对 B.图中的RNA聚合酶的移动方向是从右到左 C.图中转录结束后,mRNA将通过核孔进入细胞质指导蛋白质的合成 D.转录产物释放的原因是遇到了茎环结构后面的终止密码子 A 知识夯基 考向研析 考向1 基因的转录与翻译 考点一 基因的表达 从左至右 边转录边翻译 A—U之间氢键较少,容易与模板链分离,且终止密码子为翻译终点 2.(2025·广东茂名模拟)HIGS和SIGS是两种作物病害防控技术,两种技术都是通过dsRNA(单链RNA)和病毒基因表达的mRNA结合,从而抑制病毒基因的表达,使植物获得对病毒的抗性,其中HIGS技术是通过人工诱导获得dsRNA,SIGS技术则是通过外界喷洒dsRNA获得dsRNA。下列叙述正确的是(　　) A.dsRNA能在转录水平上抑制病毒基因的表达 B.SIGS技术能使植株获得稳定遗传的抗病毒性状 C.喷洒多种dsRNA能达到防控多种病害的效果 D.和HIGS相比,SIGS可发挥更持久的抗病毒作用 C 知识夯基 考向研析 考向1 基因的转录与翻译 考点一 基因的表达 翻译水平 没有改变植株的遗传物质 3.(2025·广东湛江模拟)四环素(Tet)诱导表达系统是一种基于大肠杆菌的Tet抗性所建立的用于诱导基因表达的调控系统,分为激活型系统(Tet⁃on)和抑制型系统(Tet⁃off),如图为该系统的模式图。下列叙述错误的是(　　) A.四环素可以改变tTA和rtTA蛋白质的构象 B.rtTA蛋白与TRE结合开启下游基因的表达 C.控制四环素的添加量会影响下游基因表 达水平 D.Tet⁃on和Tet⁃off都能体现出对四环素的抗性 D 知识夯基 考向研析 考向1 基因的转录与翻译 考点一 基因的表达 1.(2025·广东珠海模拟)“中心法则”反映了遗传信息的传递方向,如图为其中某过程的示意图。下列叙述正确的是(　　) A.该过程中,遗传信息由DNA向RNA传递 B.催化该过程的酶为RNA聚合酶 C.该过程普遍存在于细胞生命活动过程中 D.该过程中,a链和b链之间会形成氢键 D 知识夯基 考向研析 考向2 中心法则 考点一 基因的表达 逆转录酶 只发生于逆转录病毒侵染的细胞中 知识点1  基因表达产物与性状的关系 知识夯基 考向研析 考点二 基因表达与性状的关系 （1）基因控制性状的两种方式 Ⅰ.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。 基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 Ⅱ.直接控制： 基因 结构蛋白 细胞结构 生物性状 酶或激素 细胞代谢 生物性状 皱粒豌豆的形成机制 编码淀粉分支酶的基因插入一段DNA序列 淀粉分支酶异常，活性降低 淀粉合成受阻，含量降低 淀粉含量低的由于失水而皱缩 基因 酶 细胞代谢 性状 实例：圆粒、皱粒豌豆的形成机制白化病的成因 知识点1  基因表达产物与性状的关系 知识夯基 考向研析 考点二 基因表达与性状的关系 白化病 酪氨酸酶基因突变 酪氨酸酶缺乏 导致 酪氨酸 无黑色素 × 受阻 囊性纤维病形成机制 编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基 CFTR蛋白异常，缺少苯丙氨酸 CFTR转运氯离子的功能异常 黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染 实例：镰刀细胞贫血和囊性纤维病形成机制 知识点1  基因表达产物与性状的关系 知识夯基 考向研析 考点二 基因表达与性状的关系 血红蛋白基因突变（替换：A//T→T//A） 血红蛋白中谷氨酸被缬氨酸替换，空间结构改变 基因 蛋白质结构 功能 性状 红细胞异常(镰刀状，容易破裂) 使人患溶血性贫血 镰刀细胞贫血形成机制 49 间接控制 直接控制 表达 基因 结构蛋白 酶或激素 细胞结构 细胞代谢 生物性状 生物性状 实例3：囊性纤维化病(CFTR基因缺失3个碱基对) 实例4：镰刀型贫血症（血红蛋白基因发生一个碱基对的替换） 实例1：皱粒豌豆（淀粉分支酶基因中插入外来DNA片段） 实例2：白化病（酪氨酸酶基因突变） 知识点1  基因表达产物与性状的关系 知识夯基 考向研析 考点二 基因表达与性状的关系 知识点1  基因表达产物与性状的关系 知识夯基 考向研析 考点二 基因表达与性状的关系 （2）基因控制生物体的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响 性状的形成往往是内因（基因）与外因（环境）相互作用的结果，并且环境能够通过对基因或染色体上其他成分的修饰，调控基因的表达，进而影响性状。例如，后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。 （3）环境因素可使生物体的性状发生改变 环境因素可以通过表观遗传使生物体的性状发生改变，也可以通过改变遗传物质，使生物体的性状发生改变。 基因型相同，表现型可能不同；基因型不同，表现型可能相同。反之，亦是如此。 （4）多数情况下，基因与性状不是简单的一一对应关系 ①一个性状可以受到多个基因的影响。 例如，人的身高是由多个基因决定，其中每个基因对身高都有一定的作用。 ②一个基因也可以影响多个性状。 例如，我国科学家研究发现水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质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。 知识点1  基因表达产物与性状的关系 知识夯基 考向研析 考点二 基因表达与性状的关系 基因与性状的关系并不都是简单的线性关系，基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在复杂的相互关系，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络。 1．(必修2 P75“思维训练”)果蝇幼虫正常的培养温度为25 ℃，将刚孵化的残翅果蝇幼虫放在31 ℃的环境中培养，得到了一些翅长接近正常的果蝇成虫，这些翅长接近正常的果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是残翅果蝇。对这一现象的解释是________________________________________________。 提示：表型是基因型和环境共同作用的结果，不同的环境，比如温度，可以影响细胞内多种酶的活性，这些酶很可能参与了果蝇幼虫的发育，所以当温度改变时，果蝇的表型也发生改变 知识点1  基因表达产物与性状的关系 知识夯基 考向研析 考点二 基因表达与性状的关系 1.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,如图甲所示,其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。图乙表示基因B,α链是转录链,经诱导β链也能转录,从而形成双链mRNA (1)据图甲分析,你认为提高油菜产油量的基本思路是什么? 抑制酶b合成(活性),促进酶a合成(活性)。 知识点1  基因表达产物与性状的关系 知识夯基 考向研析 考点二 基因表达与性状的关系 (3)为什么基因B经诱导后转录出双链mRNA就能提高产油量? 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,从而提高了产油量。 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。 (4)该过程体现了基因控制性状的哪种途径? 知识点2  基因的选择性表达与细胞分化 知识夯基 考向研析 考点二 基因表达与性状的关系 1.资料分析：不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果 检测的3种细胞 卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因 卵清蛋白mRNA 珠蛋白mRNA 胰岛素mRNA 输卵管细胞 红细胞 胰岛细胞 + + + + + + + + + + － + + － － － － － ①.3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因，但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？ 细胞中并非所有的基因都表达，不同种类细胞中基因的表达情况有差别。 细胞分化：在个体发育中，一个或一群细胞的后代在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程 2.细胞分化的实质 细胞分化是 的结果，即在个体发育过程中，不同种类细胞中遗传信息的表达情况不同。 基因选择性表达 知识点2  基因的选择性表达与细胞分化 知识夯基 考向研析 考点二 基因表达与性状的关系 3.细胞分化的结果 1.分子水平：合成某种细胞特有的蛋白质(如唾液淀粉酶、胰岛素等);细胞中mRNA种类、数量不完全相同。 2.细胞水平：形成不同种类的细胞，细胞形态、结构、功能发生改变。 在细胞中的表达情况 举例 在所有细胞中都表达，指导合成的蛋白质是维持细胞_______________所必需的 如ATP合成酶基因、____________ 只在某类细胞中特异性表达，即___________ 如卵清蛋白基因、胰岛素基因 基本生命活动 核糖体蛋白基因 选择性表达 4.细胞中表达的基因分类 知识点2  基因的选择性表达与细胞分化 知识夯基 考向研析 考点二 基因表达与性状的关系 （2）细胞分化的“不变”与“变” ①不变： 、tRNA、rRNA；细胞的数目； ② 变： 的种类；细胞的形态、结构和功能。 DNA mRNA、蛋白质 Lcyc基因 植株A 开花时表达 Lcyc基因 植株B 开花时不表达 高度 甲基化 正 常 × F1 （自 交） F2 绝大部分植株的花与植株A相似 少部分植株的花与植株B相似 Lcyc基因 植株A Lcyc基因 表达 Lcyc基因 植株B Lcyc基因 不表达 甲基化 知识点3  表观遗传 知识夯基 考向研析 考点二 基因表达与性状的关系 1.柳穿鱼花的形态结构的遗传 植株B的Lcyc基因由于部分碱基被甲基化,基因表达受到抑制，表现为隐性； 植株A的Lcyc基因能够表达，表现为显性； Lcyc基因 植株A 开花时表达 Lcyc基因 植株B 开花时不表达 高度 甲基化 正 常 × F1植株同时含有来自植株A和植株B的Lcyc基因； F1 （自 交） F2 F1的花为什么与植株A相似？ 在F2中，为什么有些植株的花与植株B的相似？ 甲基化的·Lcyc的基因可遗传，并控制生物的性状 知识点3  表观遗传 知识夯基 考向研析 考点二 基因表达与性状的关系 1.柳穿鱼花的形态结构的遗传 某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制，Avy 为显性基因，控制黄色体毛；a为隐性基因，控制黑色体毛。 F1 Avy a P × Avy Avy aa 黄色鼠 黑色鼠 Avy基因 决定基因表 达水平的序列 无甲 基化 Avy基因不受抑制 黄色鼠 Avy基因高表达 不同程度的甲基化 Avy受不同抑制 Avy基因低表达 介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型 甲基化的程度最高 Avy基因受抑制最高 黑色鼠 Avy基因不表达 介于黄和黑之间的一系列过渡类型 知识点3  表观遗传 知识夯基 考向研析 考点二 基因表达与性状的关系 2、小鼠的毛色遗传 ①概念： 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(可逆)。 ②形成原因： DNA_______； 构成染色体的组蛋白发生_______、_______等修饰。 甲基化 甲基化 乙酰化 DNA甲基化是在甲基转移酶的催化下，DNA的CG两个核苷酸中的胞嘧啶，被选择性地添加甲基，形成5-甲基胞嘧啶，这常见于基因的5'-CG-3'序列。 知识点3  表观遗传 知识夯基 考向研析 考点二 基因表达与性状的关系 61 ③存在时期： 普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。 ④特点： ①DNA序列_____；②可以_ 给后代；③受_____影响、可逆。 遗传 不变 环境 ⑤理解表观遗传应注意的三个问题： Ⅰ.表观遗传不遵循孟德尔遗传规律（分离比偏离）。 Ⅱ.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。 Ⅲ.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。 ⑥意义： 表观遗传可使生物打破 DNA 变化缓慢的限制，提高了生物对环境的适应性，为生物进化提供了原材料，对于种群的繁衍和生存可能有利。 知识点3  表观遗传 知识夯基 考向研析 考点二 基因表达与性状的关系 62 ⑦常见的调控机制 启动子：是RNA聚合酶识别和结合的位点，DNA甲基化后转录异常 知识点3  表观遗传 知识夯基 考向研析 考点二 基因表达与性状的关系 RNA干扰是指与靶基因序列同源的双链RNA所诱导的一种序列特异性转录后基因沉默现象。RNA干扰主要是对mRNA进行干扰，起作用的主要是三类小分子RNA:miRNA、siRNA和piRNA。这三类小分子均能够调控基因的表达—主要靠直接结合特异的靶标mRNA,从而阻止依赖该mRNA的蛋白质进行翻译或者导致靶标mRNA的稳定性下降。 ⑧RNA的干扰 知识点3  表观遗传 知识夯基 考向研析 考点二 基因表达与性状的关系 DNA mRNA 蛋白质 性状 转录 翻译 体现 经典遗传 表观遗传 碱基序列不变，引起的性状变化可遗传 仅由环境变化引起的性状变化，不可遗传 碱基序列改变，引起的性状变化可遗传 环境 经典遗传 表观遗传 可通过改变遗传物质而影响性状 可通过表观遗传影响基因的表达 知识点3  表观遗传 知识夯基 考向研析 考点二 基因表达与性状的关系 1.(2025·辽宁大连模拟)白化病与镰状细胞贫血是两种常见的人类单基因遗传病,发病机理如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A.①②分别表示转录、翻译,主要发生在细胞核中 B.基因1和基因2不会出现在人体内的同一个细胞中 C.图中两基因对生物性状的控制方式相同 D.①②两个过程中碱基互补配对的方式不完全相同 D 知识夯基 考向研析 考向1 基因、蛋白与性状之间的关系 考点二 基因表达与性状的关系 1.(2025·江苏无锡模拟)在胚胎学研究中,人们注意到细胞间的相互作用对细胞分化和器官构建有一定的影响,还有实验证明,改变细胞所处的位置可导致细胞分化方向发生改变。下列关于细胞分化的叙述,不正确的是(　　) A.细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞分化完全由基因决定 B.已分化的细胞仍具有细胞分裂能力 C.人口腔上皮细胞的形成是细胞分裂、分化的结果 D.改变细胞所处的位置可导致细胞分化方向发生改变,可能与周围细胞分泌的信号分子的诱导有关 A 知识夯基 考向研析 考向1 基因、蛋白与性状之间的关系 考点二 基因表达与性状的关系 2.(2025·河北张家口模拟)科学家提取老鼠脑垂体某基因的mRNA并以此为模板得到一个cDNA(这里特指与mRNA互补的DNA链),以此为探针,与从胚性心脏(EH)、成年鼠心脏(AH)、胚性脑垂体(EP)、成年鼠脑垂体(AP)及睾丸(T)组织中提取的RNA进行杂交,结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A.杂交结果表明,该基因在成年鼠的脑垂体 细胞中表达,而在心脏细胞中不表达 B.睾丸中该mRNA的大小与其他组织存在 明显差异,可能是选择性剪接导致 C.此实验结果说明基因表达调控的复杂性,同一基因可以表达出不同的产物 D.此实验过程需用到逆转录酶和DNA聚合酶 D 知识夯基 考向研析 考向1 基因、蛋白与性状之间的关系 考点二 基因表达与性状的关系 知识夯基 考向研析 考向2 表观遗传 考点二 基因表达与性状的关系 3.(2025·广东广州模拟)VEGFA基因编码的蛋白质是一种重要的血管生成因子,能够促进血管内皮细胞的增殖、迁移和存活,从而诱导新血管的形成。科学研究发现,癌细胞VEGFA基因的启动子区域存在大量的组蛋白乳酸化修饰,这导致了VEGFA基因高度表达。乳酸化修饰是一种常见的表观遗传修饰。下列相关叙述正确的是(　　) A.乳酸化修饰会改变启动子区域的碱基序列 B.乳酸化修饰促进DNA聚合酶与启动子结合,启动转录 C.表观遗传中的分子修饰只发生在蛋白质上 D.抑制组蛋白乳酸化修饰可能不利于癌细胞的转移 D RNA聚合酶 或在DNA上 04 真题感知·命题洞见 1.(2024·重庆卷)某种海鱼鳃细胞的NKA酶是一种载体蛋白,负责将细胞内的Na+转运到血液中,为研究NKA与Na+浓度的关系,研究小组将若干海鱼放在低于海水盐度的盐水中,按时间点分组取样检测,部分结果见表。结合数据分析,下列叙述错误的是(　　) A.NKAmRNA和蛋白质表 达趋势不一致是NKA基因 中甲基化导致的 B.本实验中时间变化不是 影响NKA基因转录变化的 直接因素 C.NKA酶在维持海鱼鳃细胞内渗透压平衡时需要直接消耗ATP D.与0 h组相比,表中其他时间点的海鱼红细胞体积会增大 时间/ h Na+浓度(单位略) NKA表达(相对值) NKA酶的相对活性 血液 鳃细胞 mRNA 蛋白质 0 320 15 1.0 1.0 1.0 0.5 290 15 1.5 1.0 0.8 3 220 15 0.6 1.0 0.6 6 180 15 0.4 0.4 0.4 12 180 15 0.2 0.2 0.4 A 真题溯源·考向感知 可能与NKA基因的转录和翻译不同步有关 2.(2024·江苏卷)图示果蝇细胞中基因沉默蛋白(PcG)的缺失,引起染色质结构变化,导致细胞增殖失控形成肿瘤。下列相关叙述错误的是(　　) A.PcG使组蛋白甲基化和染色质凝集,抑制了基因表达 B.细胞增殖失控可由基因突变引起,也可由染色质结构变化引起 C.DNA和组蛋白的甲基化修饰都能影响细胞中基因的转录 D.图示染色质结构变化也是原核细胞表观遗传调控的一种机制 D 真题溯源·考向感知 原核细胞没有染色质 3.(2024·辽宁卷)如图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现, 50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是(　　) A.酶E的作用是催化DNA复制 B.甲基是DNA半保留复制的原料之一 C.环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素 D.DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型 C 真题溯源·考向感知 催化DNA发生甲基化 05 学以致用·能力提升 一、教材深挖扩展 1．一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，其意义是 。 2．遗传密码具有简并性，其意义： 。 3．起始密码子(AUG)决定甲硫氨酸，但蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸的原因： 。 4．人的胰岛素基因能够在酵母菌细胞中得以表达的原因： 。 5．正常基因编码的血红蛋白组成的红细胞正常，异常基因编码的血红蛋白组成的红细胞结构异常，其功能也受到影响，这个实例说明： 。 学以致用·能力提升 长句作答类 少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质 有利于保持蛋白质(或生物性状)的稳定性 翻译生成的多肽链往往需要进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中会 被剪切掉 几乎所有生物共用一 套遗传密码 基因通过控制蛋白质 的结构直接控制生物体的性状 75 6．基因控制性状的两种方式： 。 7．表型、基因型及环境之间的关系： 。 8． ，叫作表观遗传。 9．表观遗传的机制： 。 10．白化病产生的直接原因： 。 学以致用·能力提升 长句作答类 一是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；二是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 表型是由基因型和环境共同决定的 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 DNA部分碱基甲基化，抑制了基因的表达，进而影响了， 表型；组蛋白乙酰化就是用乙酰基把组蛋白的正电荷屏蔽掉使组蛋白与DNA的 结合减弱，激活相关基因的转录 不能合成酪氨酸酶；根本原因：控制酪氨酸酶 的基因异常(注意：老年人白发只是酪氨酸酶活性降低) 76 $