第21讲 基因的表达课件 2026届高三生物一轮复习（人教版）

必修二 第21讲 基因的表达 Never 1 基因的表达 包括遗传信息的转录和翻译两个阶段。 1.概念 基因指导蛋白质的合成的过程。 2.过程 考情分析 课标 要求 1.概述DNA分子上的遗传信息通过RNA 指导蛋白质的合成,细胞分化的本质 是基因的选择性表达,生物的性状主要通过蛋白质表现。 2.概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象。 考点 由高考知核心知识点 预测 基因的表达、基因与性状的关系 (2025·广东卷）基因的转录、翻译 (2025·重庆卷）基因的转录、翻译 (2025·云南卷）基因表达产物与性状的关系 (2025·河南卷）表观遗传 (2024·广东卷）基因表达综合 (2024·广湖北卷）基因的转录、翻译 基因的表达、基因与性状的关系专题是广东生物高考试题近几年的高频考点，选择题和非选择均有出现，考查遗传信息的转录和翻译过程，也会在非选择题中结合基因工程一起考查基因表达的调控。 3 01 基因指导蛋白质的合成 02 基因表达与性状的关系 考点 中心法则的提出及其发展 03 4 基因指导蛋白质的合成 01 5 一、信使的发现 1955年，布拉切特以洋葱根尖和变形虫为材料，用RNA酶分解细胞中的RNA，蛋白质的合成就停止。如果再加入酵母中提取的RNA，蛋白质又开始合成。 1955年，戈德斯坦和普劳特观察到放射性物质标记的RNA从细胞核转移到细胞质。 ——RNA是DNA与蛋白质之间的信使 思考：RNA适于作为信使的原因？ 6 （1）能够储存遗传信息 它的分子结构与DNA很相似，也是由基本单位——核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。 （2）容易转移到细胞质 RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔转移到细胞质中。 1.RNA适于作为信使的原因 一、信使的发现 7 2. DNA和RNA的主要区别 DNA RNA 全称： 基本单位： 全称： 基本单位： DNA一般为规则的双螺旋结构 RNA通常呈单链 核糖 P 含氮碱基 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） 尿嘧啶（U） 脱氧核糖核酸 脱氧核糖核苷酸 核糖核酸 核糖核苷酸 P 脱氧核糖 含氮碱基 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） 胸腺嘧啶（T） 结构： 结构： 分布（真核细胞）： 细胞核（主要） 线粒体、叶绿体 分布（真核细胞）： 细胞质（主要） C、H、O、N、P 化学组成： 磷酸、核糖、碱基 A(腺嘌呤） U(尿嘧啶) C(胞嘧啶) G(鸟嘌呤) 元素组成： 基本单位: 脱水缩合 RNA： 4种核糖核苷酸 1.RNA的结构 二、RNA的结构和种类 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。1.请同学们利用类比学习法，回顾DNA的结构，说一说。 9 种类 mRNA tRNA rRNA 名称 ①信使RNA ②转运RNA ③核糖体RNA 结构 示意图 功能 共同点 单链 单链 单链 ①都是转录产物 2.RNA的种类及功能： 部分碱基配对形成氢键 ②基本单位相同 ③都与翻译过程有关 ④病毒RNA：RNA病毒的遗传物质 ⑤酶：少数酶为RNA，起催化作用 翻译的直接模板 识别密码子、转运氨基酸 组成核糖体 ，部分碱基配对三叶草型结构 10 真核生物： 原核生物：拟核、细胞质（质粒） 通过 酶以DNA的 为模板合成 的过程。 1.概念： 2.场所： 细胞核（主要） 叶绿体和线粒体（基质） 3.产物： mRNA、rRNA、tRNA等 RNA聚合 一条链 RNA 三、遗传信息的转录 4.过程： 11 （1）解旋： 在ATP的驱动下，RNA聚合酶将DNA双螺旋的两条链解开。 C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A C G T A T A C G G C T A G C C G T A 3' 5' C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' ATP RNA聚合酶 RNA聚合酶 具有解旋的效果 13 （2）配对： 游离的核糖核苷酸按碱基互补配对原则随机地与DNA模板链上的碱基配对，确定RNA的核糖核苷酸排列顺序。 C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' U A U G C A U G A U C G A G C U U 14 C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' U A U G C A U G A U C G A G C U U U A U G C A U G A U C G A G C U U 5' 3' ATP （3）连接： 在RNA聚合酶的催化下从子链的5‘端把子链的核糖核苷酸聚合成核糖核苷酸链。 合成方向： 子链的5’端→ 3’端 形成磷酸二酯键 15 （4）脱离：mRNA释放，DNA双链恢复。 U A U G C A U G A U C G A G C U U C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A C G T A T A C G G C T A G C C G T A 3' 5' 细胞质 细胞核 mRNA 真核生物转录形成的RNA通过核孔，穿过 0 层膜，需要消耗能量 16 5.特点： 边解旋边转录 6.条件： （1）原料 （3）能量 （2）模板 （4）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） 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： 9.意义： 遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译做准备 从子链5’-端到3’-端 mRNA延伸方向： 17 1.概念： 2.场所： 以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程 核糖体 3.密码子： mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，叫做一个密码子。 四、遗传信息的翻译 (1)密码子的特性 ①（一般）一个密码子只对应一种氨基酸 ②一种氨基酸可对应一个或多个密码子 ③地球上几乎所有生物都共用一套密码子 （专一性） （简并性） （通用性） 增加密码子的容错性、保证翻译的速度 生物有共同的起源、生命的统一性 3个终止密码:（一般不决定氨基酸）UAA、UAG、UGA 2个起始密码: AUG（甲硫氨酸）、GUG（缬氨酸、甲硫氨酸） 43=64种 (2)密码子的种类 【特别注意】一般情况下3个终止密码子（UAA、UAG、UGA）不决定氨基酸，特殊情况下UGA可以编码硒代半胱氨酸。一般情况下，决定氨基酸的密码子61种，特殊情况下62种。 (1)形态： RNA链经过折叠，形成三叶草形 (2)功能： 识别并转运氨基酸 (3)反密码子： 3' 5' 反密码子 碱基配对 结合氨基酸的部位 密码子 AGG 位于tRNA上，其实质是与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基。 折叠后的RNA部分碱基之间会形成氢键 4.转运工具： tRNA 【特别注意】反密码子读取方向：3’→5’ tRNA与氨基酸 的对应关系： ①1种tRNA只能转运一种氨基酸。 ②1种氨基酸可以由一种或多种tRNA运输 遗传信息 密码子 反密码子 区别 概念 中脱氧 核苷酸的排列顺序 mRNA中决定一个氨基酸的 个相邻碱基 中与mRNA中 密码子互补的三个碱基 作用 控制生物的 遗传性状 直接决定蛋白质中的氨基酸序列 识别密码子， 转运氨基酸 特点 DNA两条链上的碱基互补 与 上的 碱基互补 与mRNA中密码子的 碱基互补 种类 64种，决定氨基酸的有61种，终止密码子3种 61种，并不是所有密码子都决定氨基酸，如终止密码子不决定氨基酸 DNA 3 tRNA DNA 遗传信息、密码子和反密码子的比较 21 遗传信息 密码子 反密码子 区别 对应关系 一种密码子只决定一种氨基酸，一种氨基酸可以由 密码子决定 一种tRNA只运输一种氨基酸，一种氨基酸可以由 tRNA转运 联系 ①基因中脱氧核苷酸的排列顺序 mRNA中核糖核苷酸 的排列顺序 ②mRNA中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补配对 ③密码子和反密码子的碱基序列互补配对 决定 遗传信息、密码子和反密码子的比较 一种或多种 一种或多种 22 5.翻译的过程： 5.翻译的过程： mRNA进入细胞质，与核糖体结合； 携带甲硫氨酸的tRNA通过与mRNA上的碱基互补配对进入位点1。 ①起始 核糖体移动方向 E 1 2 5’ 3’ A U G C A C U G G C G U U G C U G U C C U U A A 甲 核糖体 起始密码子 24 E 1 2 ②运输 甲 携带某个氨基酸的tRNA以同样的方法进入位点2。 通过脱水缩合形成肽键，甲硫氨酸被转移到位点2的tRNA上。 组 5’ 3’ A U G C A C U G G C G U U G C U G U C C U U A A 25 E 1 2 ③延伸 核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子 精 色 半 半 甲 组 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 3’ 脯 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 3’ 核糖体移动方向 A U G C A C U G G C G U U G C U G U C C U U A A 原占位点1的tRNA离开核糖体，原位点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。 肽链合成后，从核糖体上脱离，最终盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子。 ⑤脱离 直至核糖体读取到mRNA上的终止密码子，合成才告终止。 ④停止 氨基酸： 密码子： 反密码子： 21种 64种 61或62种（终止密码子无对应的反密码子，不编码氨基酸） 产物：多肽链密码子共有64种，由mRNA上每三个相邻的核苷酸组成，其中61种编码氨基酸，3种为终止密码子（UAA、UAG、UGA），不编码氨基酸。反密码子共有61种，位于tRNA上，与mRNA的密码子通过碱基互补配对结合，负责识别密码子并将特定氨基酸运送至核糖体。 6.条件 （1）原料 （3）能量 （2）模板 （4）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 7.原则 碱基互补配对（A-U，U-A，C-G，G-C） mRNA→蛋白质 8.遗传信息流动 （5）酶 肽酰转移酶 （6）转运工具： tRNA mRNA-tRNA 27 9.翻译效率 （1）数量关系 （2）方向 （3）意义 （4）结果 1个mRNA可相继结合 个核糖体， 进行多条肽链的合成，称为多聚核糖体。 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 的蛋白质。 大量 合成多条 的肽链。（理由： 相同） 相同 模板mRNA 10.特点 快速高效 28 6.真核生物与原核生物转录、翻译比较： 真核生物 先转录，后翻译 DNA mRNA RNA聚合酶 边转录边翻译（无核膜） 原核生物 注: 真核细胞中线粒体DNA和叶绿体DNA也是边转录边翻译 7.基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系的计算： 结论: C G T G C A C A T G C A C T G G T A DNA 谷氨酸 组氨酸 精氨酸 氨基酸 C G U G G A C A U mRNA G C A C U G G U A tRNA 遗传信息 遗传密码 反密码子 氨基酸序列 基因的碱基 ： 信使RNA的碱基： 氨基酸 = 6  3  1 【说明】因为基因中存在启动子、内含子等片段，实际上基因(DNA)上所含有的碱基数要大于6n,或氨基酸数目小于n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。 思考：判断各图中的翻译方向？ 课堂随练 31 1.如图1、2是两种细胞中遗传信息的主要表达过程。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．图1细胞中没有核膜围成的细胞核，可以边转录边翻译 B．两细胞中基因表达过程均由线粒体提供能量 C．真核生物细胞核中转录出的mRNA必须通过核孔后才能翻译 D．图中所示的遗传信息的流动方向都是DNA→mRNA→蛋白质 B 课堂随练 2.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′ 课堂随练 A 3.若一个DNA分子某基因共含有N个碱基，其中胸腺嘧啶占模板链上所有碱基的比例为a(a＜1/2)，占该基因中所有碱基的比例为b(b＜1/2)。下列相关叙述错误的是( ) A.该基因所含氢键数一定大于N个 B.该基因含有2N个脱氧核糖 C.该基因转录出的mRNA中，尿嘧啶最多占2b－a D.该基因转录、翻译出的蛋白质中氨基酸数少于N/6 B 4.关于基因表达的叙述，正确的是（ ） A.所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码 B.DNA双链解开，RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录 C.翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性 D.多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息 C 课堂随练 5.(2024·长沙期末)图1和图2是蛋白质合成的示意图。下列相关描述错误的是(　 ) A.图1表示转录过程， ③为参与该过程的RNA聚合酶 B.图1转录的方向是从左向右， 产物②是RNA C.图2表示翻译过程， 终止密码子位于mRNA的a端 D.图2过程中碱基互补配对的方式有A—U、U—A、C—G、G—C C 34 新型冠状病毒的＋RNA进入细胞， 首先翻译为RNA聚合酶。 (1)这一过程需要的条件： 模版是 ，原料 ， (填“需要”或“不需要”)能量。 (2)进行的场所是 。 (3)这说明＋RNA的作用最类似于人体的 。 1 6.新型冠状病毒为单股正链RNA病毒，用＋RNA表示。 下图表示新型冠状病毒的增殖和表达。 新型冠状病毒的＋RNA 游离的各种氨基酸 需要 核糖体 mRNA 35 ①复制原点位于DNA上，复制时需要解旋，相应序列富含碱基对A—T(便于解旋)。 ②启动子与终止子存在于基因(DNA)中，是与基因转录开始与结束有关的结构，但启动子本身不转录，转录起始位点在基因下游； ③起始密码子与终止密码子存在于mRNA上，是______开始与结束的信号，终止密码子一般不翻译，核糖体遇到它会脱落。 翻译 区分复制原点、启动子与起始密码子、终止子与终止密码子 拓展： 小结：DNA复制、转录、翻译的区别与联系 复　制 转  录 翻  译 时间 场所 模板 原料 条件 产物 碱基配对 特点 方向 意义 细胞分裂前的间期 个体生长发育的整个过程 主要在细胞核 主要在细胞核 核糖体 DNA的两条链 DNA中的一条链 mRNA 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 21种氨基酸 两个双链DNA分子 mRNA、tRNA、rRNA等 多肽（蛋白质） A-T T-A G-C C-G A-U T-A G-C C-G A-U U-A G-C C-G 半保留复制、边解旋边复制、双向复制 边解旋边转录 原核生物可以边转录边翻译；一个mRNA上结合多个核糖体提高翻译效率 新链从5’端-3’端延伸 从起始密码子到终止密码子 酶(解旋酶、DNA聚合酶)、ATP 酶(RNA聚合酶)、ATP 酶(多种)、ATP、tRNA 使遗传信息从亲代传递给子代，从而保持了遗传信息的连续性 表达遗传信息，使生物表现出各种性状 新链从5’端-3’端延伸 中心法则的提出及其发展 02 38 克里克 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 在生物体内的传递方向和规律。 1.提出者： 2.补充后的内容图解 遗传信息 生命是物质、能量和信息的统一体 是信息的载体 是信息的表达产物 为信息的流动提供能量 在遗传信息的流动过程中 ATP DNA、RNA 蛋白质 中心法则指的是什么？ 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 39 生物种类 举例 遗传信息的传递过程 DNA病毒 T2噬菌体 RNA病毒（复制） 烟草花叶病毒 RNA病毒 （逆转录） 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 3.各种生物遗传信息的传递途径 无复制 40 请判断以下图示分别代表什么过程？ 图1 图2 图3 图4 图5 图6 图7 DNA复制 转录 翻译 翻译 原核细胞：边转录边翻译 真核细胞：先转录后翻译 原核细胞：边转录边翻译 课堂随练 41 1.(2022·浙江6月选考)“中心法则”反映了遗传信息的传递方向，其中某过程的示意图如下。下列叙述正确的是(　 ) A.催化该过程的酶为RNA聚合酶 B.a链上任意3个碱基组成一个密码子 C.b链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连 D.该过程中遗传信息从DNA向RNA传递 C 课堂随练 图示为逆转录过程，催化该过程的酶为逆转录酶，A错误； mRNA上能决定一个氨基酸的3个相邻碱基才可组成一个密码子，B错误； b链为单链DNA，DNA单链上的相邻的两个脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接，C正确； 该过程为逆转录，遗传信息从RNA向DNA传递，D错误。 42 2.春季是流感高发季节，甲型H1N1流感病毒是引起流感的一类病毒。该病毒为单股负链RNA(－RNA)病毒，下图为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图，下列叙述正确的是(　 ) A.子代病毒中的RNA具有mRNA功能 B.甲型H1N1流感病毒可在含血清的动物细胞培养液中繁殖 C.甲型H1N1流感病毒与HIV的遗传信息传递方向相同 D.甲型H1N1流感病毒的遗传物质储存在基因中 1 D 课堂随练 据图可知，子代病毒中的RNA是－RNA，以－RNA为模板形成的mRNA才具有mRNA的功能，A错误； 甲型H1N1流感病毒无细胞结构，必须寄生在活细胞内才能生存，不可在含血清的动物细胞培养液中繁殖，B错误； 甲型H1N1流感病毒遗传信息的传递方向为RNA复制和翻译，HIV属于逆转录病毒，遗传信息的传递方向为逆转录、DNA复制、转录和翻译过程，两者遗传信息传递方向并不完全相同，C错误； 基因通常是有遗传效应的DNA片段，但RNA病毒中具有遗传效应的RNA片段也属于基因，D正确。 43 3.如图表示细胞内的相关生理过程，下列有关叙述正确的是(　 ) A.图1中组成b、c的化学成分完全相同 B.图1中a的移动方向与图2中e的移动方向相同 C.细胞内酶的合成都必须经过图1、图2所示过程 D.在真核、原核细胞中，图1、图2所示过程均可能同时同地进行 D 课堂随练 b为胞嘧啶脱氧核苷酸，c为胞嘧啶核糖核苷酸，两者的五碳糖不同，前者是脱氧核糖，后者是核糖，A错误； 图1中a的移动方向是向左，图2中e的移动方向是向右，B错误； 细胞内的酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA，其中RNA的合成不需要经过图2所示过程(翻译过程)，C错误； 在真核细胞的线粒体和叶绿体中、原核细胞中，图1转录过程、图2翻译过程均可能同时同地进行，D正确。 44 4.中心法则概括了自然界生物的遗传信息的流动途径，该途径如下图所示。对它的相关说法，正确的是(　　) A. 1957年，克里克提出的中心法则内容只包括图中的过程①②③ B. 图中过程③④均有碱基互补配对，且配对方式不完全相同 C. 图中过程①和⑤中用到的酶分别是DNA聚合酶和RNA聚合酶 D. 在人体胚胎干细胞和心肌细胞中均存在图中的过程①②③ A 课堂随练 5.单链RNA病毒有三种类型：正义RNA病毒可直接将RNA作为mRNA进行翻译，反义RNA病毒需先以自身RNA为模板合成出新的RNA再进行翻译，逆转录RNA病毒则需先逆转录出DNA再进行转录、翻译。下列叙述错误的是（ ） A.正义RNA病毒遗传信息流动过程中碱基配对方式为A―U、G―C B.反义RNA病毒遗传信息流动过程中需要逆转录酶 C.逆转录RNA病毒的遗传信息可由RNA流向DNA再流向RNA D.上述三种病毒的遗传物质彻底水解产物均含有核糖 B 课堂随练 基因表达与性状的关系 03 47 缺乏黑色素表现 。 酪氨酸不能转变为 ； 白化病 皱粒豌豆 圆粒豌豆 基因 酶 细胞代谢 性状 黑色素 白化症状 编码 异常 酪氨酸酶的基因 缺少 ； 酪氨酸酶 编码淀粉分支酶的基因被 打乱 淀粉分支酶 ，活性大大 ； 淀粉合成 ； 淀粉含量 ,保留水分 ，失水而 。 插入的DNA序列 异常 降低 少 皱缩 低 受阻 属于基因突变 一、基因对性状的控制 实例1：豌豆种子圆粒与皱粒 实例2：白化病 实例2：白化病的成因 实例1：豌豆种子圆粒与皱粒的原因 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。（间接） 基因 酶 细胞代谢 生物性状 控制 控制 控制 小结 编码CFTR蛋白的基因正常 CFTR蛋白正常 CFTR转运氯离子的功能正常 表现正常 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 基因 蛋白质结构 功能 性状 案例3：囊性纤维病 控制血红蛋白形成基因的一个碱基发生变化（碱基替换） 血红蛋白的结构发生变化 红细胞呈镰刀状 红细胞容易破裂，患溶血性贫血。 案例4：镰刀型贫血症 51 实例4：镰刀型贫血症的发病原因 实例3：囊性纤维化病的发病原因 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。（直接） 基因 蛋白质结构 生物性状 控制 控制 小结 (1)生物体的性状受DNA或RNA的控制，但主要通过蛋白质来体现。 (2)基因对性状的间接控制和直接控制大多是通过蛋白质来起作用的，与间接控制相关的蛋白质是酶、激素等，与直接控制相关的蛋白质是生物体的结构物质。 (3)体现某性状的物质并不一定都是蛋白质，如黑色素、淀粉等，此类性状往往是通过基因控制性状的间接途径实现的 即基因 酶的合成 产生该非蛋白质类物质的代谢过程 性状。 控制 控制 控制 注意 关系 1 2 3 一个基因 一种性状 控制 基因的特异性 如红绿色盲、白化病等单基因遗传病 多个基因 一种性状 控制 多基因效应 如: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。 一个基因 多种性状 控制 基因的多效性 如研究发现水稻中的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的作用。 注意：基因与性状并不是简单的一一对应的关系 生物的表型＝基因型＋环境，由于受环境影响，导致表型与基因型不符合的现象，发生表型模拟的个体遗传物质没有变化。 二、基因和性状的关系 1.如图反映了基因表达与性状的关系，下列说法正确的是（ ） A.基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中 B.人体衰老引起白发的原因是图中酪氨酸酶不能合成 C.基因控制囊性纤维化与基因2控制性状的方式相同 D.④⑤过程的结果不同是基因表达过程受到调控导致的 C 课堂随练 2.形成果蝇红眼的直接原因是红色色素的形成，而红色色素的形成需要经历一系列生化反应，每一个反应所涉及的酶都与相应的基因有关；科学家只将其中一个因突变而导致红眼不能形成的基因命名为红眼基因。下列叙述错误的是（ ） A.果蝇的红眼基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制红眼性状 B.果蝇红眼性状的形成，说明基因与性状的关系并不都是简单的一一对 应关系 C.果蝇细胞内形成红色色素的一系列生化反应遵循中心法则 D.红眼基因突变后其遗传性状不一定改变 C 课堂随练 3.细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述不正确的是（ ） A.细胞能在转录和翻译水平上调控基因表 达，图中基因A的表达效率高于基因B B.真核生物核基因表达的①和②过程分别 发生在细胞核和细胞质中 C.人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA 为模板进行转录的产物 D.②过程中，rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子 D 课堂随练 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.定义 2.存在时期 3.类型 表观 遗传 象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.实例 ②非编码RNA干扰（例如miRNA） ①DNA甲基化修饰 ③组蛋白甲基化、乙酰化等 柳穿鱼花形的遗传、某种小鼠毛色的遗传、蜂王和工蜂。 属于可遗传变异 三、表观遗传 植株A 植株B Lcyc基因 表达 不表达 Lcyc基因高度甲基化 × F1代花和A相似 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 实例1：柳穿鱼花的形态结构遗传 实例2：某种小鼠毛色的遗传 AvyAvy aa 黄色 伪黄色 P F1 （介于　黄色与黑色　系列过渡类型） Avya 5.表观遗传常见的调控机制： ①DNA甲基化修饰 (主要抑制转录) 5` 3` 3` 5` C G G C 5` 3` 3` 5` C G G C CH3 CH3 胞嘧啶甲基化 ②染色体组蛋白甲基化、乙酰化等修饰 （影响基因表达） DNA 组蛋白 甲基化 组蛋白甲基化示意图 ③非编码RNA 非编码RNA：不编码蛋白质的RNA。(除tRNA和rRNA) DNA DNA mRNA 非编码RNA 蛋白质 阻止翻译(抑制基因表达) 互补配对 如下图所示的一种非编码RNA （主要抑制翻译） 6.表观遗传的特征 (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可以发生去甲基化。 (4)普遍性: 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。 注意：表观遗传可以通过有丝分裂和____________传递被修饰的基因。 表观遗传_________(填“遵循”或“不遵循”)孟德尔遗传规律。 减数分裂 不遵循 1.下列属于表观遗传现象的有( ) ①果蝇的眼色基因所在的染色体区域，螺旋程度较高，出现红白相间的斑点复眼 ②F1高茎豌豆自交，F2出现高茎豌豆和矮茎豌豆 ③男子吸烟者精子中的DNA甲基化水平高，精子活力下降 ④编码酪氨酸酶的基因异常，导致白化病 A.①④ B.②③ C.①③ D.②④ C 课堂随练 2.小鼠Avy基因控制黄色体毛，该基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制，使小鼠毛色发生可遗传的改变。有关叙述正确的是（     ） A．Avy基因的碱基序列保持不变 B．甲基化促进Avy基因的转录 C．甲基化导致Avy基因编码的蛋白质结构改变 D．甲基化修饰不可遗传 A 3.表观遗传是指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，DNA甲基化是其中的机制之一。研究发现小鼠体内一对等位基因A和a(完全显性)，位于卵子时均发生甲基化，且在子代不能表达；但A和a基因在精子中都是非甲基化的，传给子代后都能正常表达。下列有关叙述错误的是（ ） A.DNA甲基化修饰后转录可能受阻 B.雄鼠体内可能存在相应的去甲基化机制 C.抑癌基因的过度甲基化修饰将抑制肿瘤的发生 D.基因型为Aa的小鼠随机交配，子代性状分离比约为1∶1 C 课堂随练 基因的表达 基因指导蛋白质的合成 基因与性状的关系 知识网络构建 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 1．（2025·广东·高考真题）VHL基因的一个碱基发生突变，使其编码区中某CCA（编码脯氨酸）变成CCG（编码脯氨酸），导致合成的mRNA变短，引发VHL综合征。该突变（     ） A．改变了DNA序列中嘧啶的数目 B．没有体现密码子的简并性 C．影响了VHL基因的转录起始 D．改变了VHL基因表达的蛋白序列 D 真题跟练 2．（2025·湖南·高考真题）基因W编码的蛋白W能直接抑制核基因P和M转录起始。P和M可分别提高水稻抗虫性和产量。下列叙述错误的是（　　） A．蛋白W在细胞核中发挥调控功能 B．敲除基因W有助于提高水稻抗虫性和产量 C．在基因P缺失突变体水稻中，增加基因W的表达量能提高其抗虫性 D．蛋白W可能通过抑制RNA聚合酶识别基因P和M的启动子而发挥作用 C 67 A．噬菌体侵染细菌时，会将核酸注入细菌内 B．蛋白Neo在细菌的核糖体中合成 C．串联重复的双链DNA的两条链均可作为模板指导蛋白Neo合成 D．串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子 3．（2025·湖南·高考真题）被噬菌体侵染时，某细菌以一特定RNA片段为重复单元，逆转录成串联重复DNA，再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo，如图所示。该蛋白能抑制细菌生长，从而阻止噬菌体利用细胞资源。下列叙述错误的是（　　） C 真题跟练 68 4．（2025·河南·高考真题）构成染色体的组蛋白可发生乙酰化。由组蛋白基因表达到产生乙酰化的组蛋白，需经历转录、转录后加工、翻译、翻译后加工与修饰等过程。下列叙述错误的是（　　） A．组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列但可影响个体表型 B．具有生物活性的tRNA的形成涉及转录和转录后加工过程 C．编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同，可影响翻译的准确度和效率 D．组蛋白乙酰化发生在翻译后，是基因表达调控的结果，也会影响基因的表达 C 真题跟练 69 5．（2025·湖北·高考真题）大数据时代，全球每天产生海量数据，预计2040年需一百万吨硅基芯片才能储存全球一年产生的数据。为解决这一难题，科学家尝试运用DNA来储存数据。我国科学家已经将汉代拓片、熊猫照片等文化数据写入DNA，实现数据长期保存。下列叙述中，DNA可以作为存储介质的优点不包括（　　） A．DNA具有可复制性，有利于数据的传播 B．可通过DNA转录和翻译传递相应数据信息 C．DNA长链中碱基排列的多样化，为大量数据的存储提供可能 D．DNA作为存储介质体积小，为数据携带和保存节约了大量空间 B 真题跟练 70 A.①③ B．①④ C．②③ D．②④ 编号 M的转录产物 编号 N的转录产物 ① 5'-UCUACA-3' ③ 5'-AGCUGU-3' ② 5'-UGUAGA-3' ④ 5'-ACAGCU-3' 6．（2025·河北·高考真题）M和N是同一染色体上两个基因的部分序列，其转录方向如图所示。表中对M和N转录产物的碱基序列分析正确的是（    ） C 真题跟练 71 7.（2025·江苏·高考真题）甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA，引起基因表达效应改变，如图所示。下列相关叙述正确的是（     ） A．甲基化通过抑制转录过程调控基因表达 B．图中甲基化的碱基位于脱氧核糖核苷酸链上 C．蛋白Y可结合甲基化的mRNA并抑制表达 D．若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应 D 真题跟练 72 THANKS 拜拜 73 $