第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成-【新课程能力培养】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化学习手册（人教版）

教材拓展 提示：6个；这些错误产生的影响可能很大，也可 能没有影响。 >"第4节基因通常是有遗传效应的 DNA片段 知识点一说明基因与DNA关系的实例 知识梳理 2.片段3.遗传效应 教材拓展 提示：染色体主要由DNA和蛋白质组成，基因通 第4章 >m第1节基因指导蛋白质的合成 知识点一遗传信息的转录 知识梳理 1.C、H、O、N、P2.核孔 3.(2)DNA的一条链RNA聚合酶(3)游离 的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在 RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成(4)5'端→3' 端(6)信使RNA,转运RNA,核糖体RNA 要点精析 变式训练1D【解析】①为DNA上的模板链 RNA聚合酶只能在3'端进行mRNA分子的延伸，故② 链的右侧为3端，左侧为5'端，A错误；②中含有U, 表示多聚核糖核苷酸链，B错误；图中甲处圆圈内为 腺嘌呤脱氧核苷酸，乙处为腺嘌呤核糖核苷酸，C 错误。 变式训练2C【解析】题图中正在合成的单链含 有碱基U,说明该链为RNA,据此结合题意可知，图示 为人体细胞核中发生的转录过程，其中的酶为RNA聚 合酶，DNA单链为转录时的模板链，游离的核糖核苷 酸为转录的原料。该过程主要发生在细胞核内，此外还 可以发生在人体细胞的线粒体中，A错误；该过程与 DNA复制时碱基互补配对方式不完全相同，该过程中 存在A一U的碱基互补配对方式，而DNA复制过程中 没有A一U的碱基互补配对方式，B错误：转录时需要 RNA聚合酶，不需要DNA聚合酶，D错误。 知识点二遗传信息的翻译 知识梳理 1.核糖体2.mRNA21种氨基酸tRNA 3.AUG肽键终止密码子5.5'端→3'端 教材拓展 1.对应的氨基酸序列为甲硫氨酸一谷氨酸一丙氨 酸一半胱氨酸一脯氨酸一赖氨酸 2.说明当今生物可能有着共同的起源。 参考答案与解析。 常是有遗传效应的DNA片段。能说明其关系即可，形 式不限。 知识点二DNA片段的遗传信息 知识梳理 1.4种碱基排列顺序之中4 2.(1)多样性(2)特异性 要点精析 变式训练D【解析】DNA分子的多样性主要表现 为碱基排列顺序的千变万化：特异性主要表现为每个特 定的DNA分子的碱基都有特定的排列顺序。 基因的表达 3.提示：当密码子中有一个碱基改变时，由于密码 子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸，在一定 程度上保证了遗传性状的稳定性：当某种氨基酸使用频 率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保 证翻译的速度。 要点精析 变式训练3C【解析】结构②为tRNA,其反密码 子为AAG,对应的密码子为UUC,则其转运的氨基酸 为苯丙氨酸，A错误；物质③为mRNA,mRNA在细胞 核内合成后，通过核孔进人细胞质，其跨膜方式不是协 助扩散，B错误；结构④为核糖体，线粒体内能发生翻 译过程，所以含有核糖体，C正确；根据tRNA的移动 方向可知，翻译的方向（即核糖体移动的方向）为从左 到右，D错误。 变式训练4C【解析】大肠杆菌是原核生物，其 细胞中没有细胞核，也没有线粒体，A、B错误；图中 展示的是翻译过程，除mRNA外，该过程还涉及rRNA 和RNA,C正确；图中不同核糖体结合在同一条 mRNA分子上，由于模板相同，所以不同核糖体合成的 蛋白质相同，D错误。 知识点三中心法则 知识梳理 1.(1)DNADNA (2)DNA RNA (3)RNA 蛋白质(4)RNA RNA(5)RNA DNA 2.(1)信息(2)表达产物(3)ATP 教材拓展 1.提示：蛋白质是生物性状的体现者，基因通过控 制蛋白质的合成从而控制生物的性状。 2.直接原因：蛋白质的种类及其多样性，体现了不 同的性状。 根本原因：DNA分子上的脱氧核苷酸的排列顺序 不同。 要点精析 变式训练5C【解析】分析图乙可知，图中五碳 107 高中生物学必修2（人教版） 糖为核糖，碱基是腺嘌呤，故图乙所示为腺嘌呤核糖核 苷酸，可为合成ATP提供原料，图甲过程所需的原料 是四种脱氧核苷酸，C错误，D正确。 >第2节基因表达与性状的关系 知识点一基因表达产物与性状的关系 知识梳理 1.酶的合成(1)淀粉分支酶淀粉分支酶 (2)酪氨酸酶酪氨酸酶黑色素 2.蛋白质的结构苯丙氨酸 教材拓展 (1)①代表转录，②代表翻译，两者合称基因的表达。 (2)囊性纤维化的直接原因是CFTR蛋白结构异常： 根本原因是编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基。 要点精析 变式训练1D【解析】“若基因的碱基序列保持 不变，表型不会发生可遗传的变化”，该叙述与表观遗 传的定义相矛盾，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， D错误。 知识点二 基因的选择性表达与细胞分化 知识梳理 1.(1)核糖体蛋白基因ATP合成酶基因(2) 特异性卵清蛋白基因胰岛素基因 2.基因的选择性表达 3.基因的选择性表达mRNA蛋白质 教材拓展 1.提示：这三种细胞都属于同一只鸡的体细胞，是 经过有丝分裂而来的，因此基因组成相同，但合成的蛋 白质种类不同。 2.提示：在高度分化的体细胞中，基因是选择性表 达的。 第5章 基因影 "第1节基因突变和基因重组 知识点一基因突变的概念及实例 知识梳理 1.DNA增添缺失替换基因碱基序列 2.(1)替换①A②U③T④A⑤A⑥T (2)①原癌基因抑癌基因异常②a.无限增殖b. 形态结构C.糖蛋白黏着性扩散和转移 要点精析 变式训练1A【解析】基因突变是指DNA分子中 发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列 的改变，进行有性生殖和无性生殖的生物都有可能发生 基因突变。 108 3.提示：不是。控制细胞基本生命活动的基因在所 有细胞中都能表达，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基 因等。 要点精析 变式训练2C【解析】管家基因在所有细胞中都 表达，其指导合成的蛋白质是维持细胞生命活动所必需 的，A正确；奢侈基因只在某类细胞中特异性表达，其 表达产物赋予细胞特定的形态、结构和功能，B正确； 所有细胞中都含有管家基因和奢侈基因，奢侈基因只在 特定细胞中表达，C错误。 知识点三表观遗传 知识梳理 1.(1)基因表达表型(2)整个生命活动 (3)甲基化甲基化和乙酰化 2.(2)环境条件(3)基因与基因表达产物 教材拓展 (1)图中反映的途径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；另一条途径是基 因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 (2)不是。牵牛花的颜色是由多对基因共同控制的。 (3)生物体的性状也受环境因素的影响。 要点精析 变式训练3C【解析】DNA甲基化会影响基因的 表达，因此，会影响细胞分化，A错误；DNA甲基化不 改变基因的碱基序列，因此，不会影响DNA复制时碱 基的互补配对，B错误；糖尿病患者体内瘦素基因启动 部位甲基化水平显著降低，导致瘦素含量明显升高，可 推断瘦素基因启动部位甲基化水平下降会促使其与 RNA聚合酶的结合，促进该基因的转录，C正确：DNA 甲基化修饰等表观遗传现象不改变基因的碱基序列，但 能使个体表型发生可遗传的变化，D错误。 突变及其他变异 知识点二基因突变的原因和特点 知识梳理 1.(1)DNA复制(2)物理化学生物突变率 物理化学生物 2.(1)普遍性(2)任何时期DNA不同部位 (3)不定向性不同等位(4)很低 知识点三基因突变的意义 知识梳理 1.新基因根本原材料2.有利有害中性 知识点四基因重组 知识梳理 1.有性生殖不同性状 2.(1)非等位基因自由组合(2)同源染色体第4章基因的表达。 第4章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成 核心素养 (3)过程： 第一步：DNA双链解开，碱基暴露出来。 1.通过掌握遗传信息的表达过程，明确蛋白： 第二步： 质作为生命活动主要承担者的意义。（生 命观念) 第三步：新结合的核糖核苷酸连接到正在合 2.运用数学方法，分析转录和翻译过程中： 成的mRNA分子上。 DNA上碱基、密码子、氨基酸数量间的： 第四步：合成的mRNA从DNA链上释放。 对应关系。（科学思维）》 而后，DNA双链恢复。 川知识点一 (4)方向： 遗传信息的转录 (5)碱基配对方式：A一T、GC、A-U 知识梳理 (6)产物： 1.RNA的组成 要点精析 元素： 1.转录时只能以基因的一条链为模板；不同 基本单位：4种核糖核苷酸 的基因模板链不一定相同。 2.RNA适于做DNA信使的原因 2.DNA和RNA合成的判断：用放射性同位 RNA分子组成与DNA的很相似，具备 素标记T或U可判断DNA和RNA的合 准确传递遗传信息的可能；RNA一般是单链， 成。若大量消耗T,可推断正在发生 而且比DNA短，因此能够通过 DNA的合成；若大量利用U,可推断正 从细胞核转移到细胞质中。 在进行RNA的合成。 3.转录 3.(1)在转录时，DNA模板链中的A+T (1)场所：细胞核（主要） (或G+C)与RNA分子中的U+A 模板： (或C+G)相等。 原料：4种核糖核苷酸 (2)条件 (2)无论在双链DNA分子中，还是在单链 能量：ATP DNA分子中以及RNA分子中，互补 酶： 配对的两碱基之和(A+T或G+C或 学 57 高中生物学必修2（人教版） A+U)所占总碱基的量都是相同的。 甲 例1下列关于RNA和DNA的叙述错误 的是() RNA聚合酶 A.RNA和DNA都是多核苷酸大分子 B.RNA是核糖核苷酸的简称，DNA是脱氧 A.①为DNA上的模板链，②链的左侧为 核苷酸的简称 3'端 C.RNA包括mRNA、tRNA、rRNA等 B.②表示多聚脱氧核苷酸链 D.染色体由DNA、RNA和蛋白质组成 C.图中甲、乙两处圆圈内均代表腺嘌呤核 答案：B 糖核苷酸 解析：RNA和DNA都是由多个核苷酸聚合 D.细胞核和线粒体内均可发生该过程 而成的大分子，A正确；RNA是核糖核酸 的简称，DNA是脱氧核糖核酸的简称，B B变式训练② 错误；RNA包括mRNA、RNA、rRNA等， 如图表示在人体细胞核中进行的某一生命 C正确；染色体主要由蛋白质和DNA组成， 过程，据图分析，下列说法正确的是() 此外还含有少量RNA,D正确。 酶 一DNA单链 例2下图表示某细胞中的转录过程，相关 G 叙述错误的是() ① ③ nwwwww A.该过程仅发生在细胞核内 B.该过程与DNA复制时的碱基互补配对方 ② 式完全相同 A.①表示DNA B.②表示RNA C.该过程涉及ATP的消耗 C.③表示解旋酶 D.图中可有5种碱基 D.该过程需要DNA聚合酶 答案：C 川知识点二遗传信息的翻译 解析：据分析，A、B正确，C错误，图中 既有DNA,又有RNA,所以含有A、T、 知识梳理 C、G、U共5种碱基，D正确。 1.场所或装配机器： B变式训练① 模板： 如图为真核细胞内的转录过程示意图， 原料： ①②表示两条多聚核苷酸链，下列叙述正确：2.条件能量：ATP 的是（) 酶：多种酶 搬运工具： 58)学 第4章基因的表达。 3.过程： 要点精析 多肽链 ①②③ 1.教材P69图示信息显示一条mRNA可结 合多个核糖体，其意义在于少量的mRNA 反密 UAC 分子可以迅速合成大量的蛋白质。 GAAGA 2.刚从核糖体上脱落下来的只能称为多肽， 密码子 位点位点 2 其必须经过一定的加工才能成为具有特定 (核糖体在mRNA上的移动方向)》 功能的成熟蛋白质。 第一步：mRNA与核糖体结合携带甲硫氨酸：3.原核生物因为没有核膜，所以mRNA没 的tRNA,与碱基 互补配对，进入 有合成结束时，核糖体就可以与之结合开 位点1。 始翻译。 第二步：携带某个氨基酸的tRNA进入位点2。 例3如图表示真核细胞的翻译过程，下列 第三步：甲硫氨酸与第2个氨基酸形成 有关叙述错误的是( ) ,转移到位点2的RNA上 异亮氨酸 亮氨酸 精氨酸 第四步：核糖体沿tRNA移动，读取下一个 UAG 密码子，直到遇到 4.产物：多肽盘曲折叠蛋白质。 -（② 5.核糖体在mRNA上的方向： 核糖体 A.核糖体由rRNA和蛋白质组成 教材拓展 B.异亮氨酸的密码子是UAG L.已知一段mRNA的碱基序列是AUGGAA C.翻译时，核糖体沿着②向右移动 GCAUGCCGCAAGCCG,你能写出对应 :D.一个mRNA分子可结合多个核糖体 的氨基酸序列吗？ 答案：B 解析：核糖体由RNA和蛋白质组成，A正 2.几乎所有的生物体都共用上述密码子表。： 确；分析题图可知，异亮氨酸的反密码子是 根据这一事实说明什么？ UAG,密码子是AUC,B错误；翻译时核 糖体沿着②mRNA向右移动，C正确；一个 3.从密码子表可以看出，一种氨基酸可能有 mRNA分子可结合多个核糖体同时进行翻 几个密码子，这一现象称作密码子的简并 :译，这样可以提高翻 性。你认为密码子的简并性对生物体的生：译的效率，D正确。 存发展有什么意义？ 例4如图是细胞中多 聚核糖体合成多肽链 的过程，对此过程的 学 59 高中生物学必修2（人教版） 理解错误的是() A.合成多肽链过程的模板是RNA,原料 是氨基酸 B.该过程表明细胞可以迅速合成大量不同 种类的蛋白质 A.图中展示的是细胞核DNA的翻译过程 C.该过程发生在核糖体上，②③④是多肽链 B.该过程发生在细胞质的线粒体中 D.多聚核糖体有利于提高翻译的效率 C.除mRNA外，该过程还涉及另两种RNA 答案：B D.图中不同核糖体合成的蛋白质不同 解析：图示为翻译过程，该过程的模板是 川知识点三 中心法则 mRNA,原料是氨基酸，A正确；该过程表 明细胞可以迅速合成大量相同种类的蛋白 知识梳理 质，B错误；图示为翻译过程，发生在细胞 质的核糖体中，②③④是翻译过程合成的多： 1.中心法则 肽链，C正确；多聚核糖体有利于提高翻译 ① 的效率，D正确。 ③ DNA ,蛋白质 ⑤ B变式训练3 (I)DNA的复制：遗传信息从 流 如图表示动物细胞中遗传信息表达的某 向 0 一过程，下列相关叙述正确的是( ) (2)转录：遗传信息从 流向 吊② AUG甲硫氨酸 (3)翻译：遗传信息从 流向 ①5 AAG GCU丙氨酸 (4)RNA的复制：遗传信息从 流 AAG赖氨酸 AUGGCUUCUUUC ③ UUG苯丙氨酸 向 左 ④ 右 UCU丝氨酸 (5)逆转录：遗传信息从 流 A.结构②转运的氨基酸为赖氨酸 向 B.物质③以协助扩散的方式跨膜进入细 2.生命是物质、能量和信息的统一体 胞质 (I)DNA、RNA是 的载体。 C.结构④可存在于线粒体中 (2) 蛋白质是信息的 D.图中核糖体移动的方向是从右到左 (3) 为信息的流动提供能量。 B变式训练④ 散材拓展 如图是大肠杆菌中一条mRNA链的电：1.基因控制蛋白质合成的最终结果是什么？ 镜照片，下列叙述正确的是() 60 第4章基因的表达。 2.生物表现出多样性的根本原因和直接原因 核苷酸为原料 是什么？ C.DNA的合成一定以DNA为模板，以脱 氧核苷酸为原料 D.中心法则揭示了遗传信息在生物大分子 要点精析 之间的传递过程 HIV的遗传物质是RNA,经逆转录形成 答案：ABC DNA可以整合到患者细胞的基因组中，再通： 解析：肽链的合成是以mRNA为模板的，A 过转录和翻译合成子代病毒的蛋白质外壳。 错误；RNA的合成可能以DNA或RNA为 例5研究发现，人类免疫缺陷病毒(HV) 模板，B错误；DNA的合成可能以DNA或 携带的RNA在宿主细胞内不能直接作为合 RNA为模板，C错误。 成蛋白质的模板。依据中心法则（如图）， B变式训练⑤ 下列相关叙述错误的是( ① ⑤ 图甲为中心法则中某过程的示意图，图 ② ③ DNA -之RNA- ④、. →蛋白质 乙为某核苷酸的化学结构图，下列有关说法 A.合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至 错误的是( 少要经过④②③环节 H B.侵染细胞时，病毒中的蛋白质不会进入 a(rNA (单留 宿主细胞 DNA) C.通过④形成的DNA可以整合到宿主细胞 OH OH 甲 的染色体DNA上 A.图甲中酶为逆转录酶 D.科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的 B.图甲过程可发生在艾滋病病毒侵染的细 药物来治疗艾滋病 胞内 答案：B C.图乙物质可以为图甲过程提供原料 解析：侵染细胞时，HV中的递转录酶能进 D.图乙物质可为合成ATP提供原料 入宿主细胞；若抑制逆转录过程，则不能产 例7下图表示DNA(基因)控制蛋白质合 生子代病毒的蛋白质和RNA,故科研人员 成的过程，请分析回答： 可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗 ①… 艾滋病。 DNA片段 A C (基因) 例6（不定项）下列关于中心法则的叙 A T G ②…- 述，错误的是（) 信使RNA③ A C A.肽链的合成一定以RNA为模板，以氨基 转运RA④A 酸为原料 B.RNA的合成一定以RNA为模板，以核糖 氨基酸⑤酪氨酸一… 学 61 高中生物学必修2（人教版） (1)根据图中的碱基，可推测包括了 苷酸；RNA(③、④)也包括了四种碱基A、 种核苷酸。 U、G、C,因此有四种核糖核苷酸，所以共 (2)DNA的两条链中， 链为转录 有八种核苷酸。(2)能够与信使RNA③碱 链，遗传信息贮存于 链上。遗： 基互补配对的模板链是②，所以DNA的两 传密码（密码子）存在于 链上。 条链中，②链为转录链，其上的脱氧核苷酸 (均填标号) 的排列顺序代表遗传信息，因此遗传信息贮 (3)如果控制合成的蛋白质中共含有51个 存于②链上。信使RNA③上三个相邻的碱 氨基酸，则控制其合成的基因中，至少 基决定一个氨基酸代表的遗传密码（密码 有 个脱氧核苷酸。 子)。(3)信使RNA上每3个碱基决定一 答案：(1)八(2)②②③ 个特定的氨基酸，合成一个由51个氨基酸 (3)306 组成的蛋白质，需要基因中脱氧核苷酸的数 解析：(1)据图可知，DNA的两条链包括了 目至少为6x51=306(个)。 四种碱基A、T、G、C,因此有四种脱氧核 第2节 基因表达与性状的关系 异常，活性大大降低→淀粉合成受阻， 核心素养 含量降低→成熟时失水皱缩。 1.认知遗传信息传递的规律。（生命观念） (2)人白化病的形成：编码 的 2.掌握中心法则模式图及变式，培养建模学 基因异常→不能合成 →酪 习的能力。（科学思维） 氨酸不能转变为 →表现出 白化症状。 知识点一基因表达产物与性状的关系！ 2. 直接途径：基因还能通过控制 直接控制生物体的性状。 知识梳理 举例： 1.间接途径：基因通过控制 来控制 囊性纤维化：编码CFTR蛋白（一种转 代谢过程，进而控制生物体的性状。 运蛋白)的基因缺失了3个碱基CFTR蛋白 举例： 在第508位缺少 CFTR蛋白结构与 (1)豌豆的圆粒与皱粒 功能异常→支气管中黏液增多，管腔受阻，细 圆粒豌豆：淀粉含量高→成熟时有效地 菌在肺部大量繁殖，最终使肺功能严重受损。 保留水分。 教材拓展 皱粒豌豆：编码 的基因被 插入的DNA序列打乱→ 如图表示基因与性状之间的关系示意 62