第4章 第2节 基因表达与性状的关系-【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）

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 种核苷酸。 (2)DNA的两条链中， 链为转录 链，遗传信息贮存于 链上。遗 传密码（密码子）存在于 链上。 (均填标号) (3)如果控制合成的蛋白质中共含有51个 氨基酸，则控制其合成的基因中，至少 有 个脱氧核苷酸。 答案：(1)八(2)②②③ (3)306 解析：(1)据图可知，DNA的两条链包括了 四种碱基A、T、G、C,因此有四种脱氧核 第2节 基因表 核心素养 1.认知遗传信息传递的规律。（生命观念） 2.掌握中心法则模式图及变式，培养建模学 习的能力。（科学思维） 知识点一 基因表达产物与性状的关系 知识梳理 1.间接途径：基因通过控制 来控制 代谢过程，进而控制生物体的性状。 举例： (1)豌豆的圆粒与皱粒 圆粒豌豆：淀粉含量高→成熟时有效地 保留水分。 皱粒豌豆：编码 的基因被 插入的DNA序列打乱→ 62)学 苷酸；RNA(③、④)也包括了四种碱基A、 U、G、C,因此有四种核糖核苷酸，所以共 有八种核苷酸。(2)能够与信使RNA③碱 基互补配对的模板链是②，所以DNA的两 条链中，②链为转录链，其上的脱氧核苷酸 的排列顺序代表遗传信息，因此遗传信息贮 存于②链上。信使RNA③上三个相邻的碱 基决定一个氨基酸代表的遗传密码（密码 子)。(3)信使RNA上每3个碱基决定一 个特定的氨基酸，合成一个由51个氨基酸 组成的蛋白质，需要基因中脱氧核苷酸的数 目至少为6x51=306（个)。 达与性状的关系 异常，活性大大降低→淀粉合成受阻， 含量降低→成熟时失水皱缩。 (2)人白化病的形成：编码 的 基因异常→不能合成 →酪 氨酸不能转变为 →表现出 白化症状。 2.直接途径：基因还能通过控制 直接控制生物体的性状。 举例： 囊性纤维化：编码CFTR蛋白（一种转 运蛋白)的基因缺失了3个碱基CFTR蛋白 在第508位缺少 CFTR蛋白结构与 功能异常→支气管中黏液增多，管腔受阻，细 菌在肺部大量繁殖，最终使肺功能严重受损。 教材拓展 如图表示基因与性状之间的关系示意 图，据图回答下列问题： a rRNA 直接控制】 某段 性 ① mRNA ②》蛋白质 DNA 6 状 tRNA 间接控制》 (1)过程①和②分别代表什么过程？两者合 称是什么？ (2)囊性纤维化患者肺功能严重受损，其患 病的直接原因和根本原因是什么？ 要点精析 1.体现某性状的物质并不一定是“蛋白质”， 如甲状腺激素、黑色素、淀粉等。 2.若某mRNA中一个A替换成了U,合成 的多肽链中氨基酸序列没有变化的原因可 能是一种氨基酸可以对应多种密码子（或 碱基改变后控制的氨基酸种类相同或密码 子具有简并性)。 例1如图为圆粒豌豆的产生机制，请据图 判断下列叙述错误的是( 蔗糖 淀粉吸水胀大圆粒 A.淀粉分支酶基因R是豌豆种子细胞中具 有遗传效应的DNA片段 B.b过程能发生A与T、C与G的配对 C.R中插入一小段DNA序列使淀粉分支酶 出现异常，活性大大降低，可导致种子 中蔗糖增多 D.此图解体现了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 答案：B 第4章基因的表达⊙ 解析：豌豆种子细胞中，基因是有遗传效应 的DNA片段，A正确；b表示翻译过程， 该过程中的碱基配对方式为A一U、C一G, B错误；淀粉分支酶能催化蔗糖合成淀粉， R中插入一小段DNA序列使淀粉分支酶出 现异常，活性大大降低，可导致种子中蔗糖 增多，C正确；此图解说明基因能够通过控 制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物 体的性状，D正确。 例2结合基因与性状的对应关系。判断下 列说法正确的是（) ①生物的大多数性状受核基因控制②一个 基因只能控制一种性状③有些性状是由多 个基因决定的④基因型相同的个体表型一 定相同⑤表型相同的个体基因型不一定相同 A.①②③B.①③⑤C.②③④D.③④⑤ 答案：B 解析：基因是具有遗传效应的DNA片段， DNA主要在细胞核中，故生物的大多数性 状受核基因控制，①正确；大多数情况下， 一个基因控制一个性状，有时一个基因也可 能影响多个性状，②错误；大多数情况下， 一个基因控制一个性状，有时一个性状受多 个基因的控制，③正确；表型由基因型和环 境共同决定，基因型相同的个体表型不一定 相同，④错误；表型相同的个体基因型不一 定相同，如AA和Aa都表现为高茎，⑤正 确。 B变式训练① 下列关于基因与性状关系的叙述，错误 的是() A.基因与性状之间并不都是一一对应的关系 学(63 高中生物学必修2（人教版） B.基因能通过控制蛋白质的结构直接控制 生物体的性状 C.生物体的性状是由基因决定的，但会受 到环境等因素的影响 D.若基因的碱基序列保持不变，表型不会 发生可遗传的变化 川知识点二基因的选择性表达与细胞分化： 知识梳理 1.基因类型 (1)在所有细胞中都能表达的基因：指导合 成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所 必需的，如 (2)只在某类细胞中 表达的基因： 如 2.细胞分化的本质： 3.细胞分化的结果 由于 导致来自同 一个生物体的体细胞中 和 不完全相同，从而导致细胞具有不同的形态 和功能。 教材拓展 根据教材P72的思考讨论，回答下列问题： 1.这三种细胞的基因组成是否相同？它们合 成的蛋白质种类是否相同？ 2.三种细胞中都有卵清蛋白基因、珠蛋白基 因、胰岛素基因，但是都只检测到了一种 基因的mRNA,这说明了什么？ 3.是不是这三类细胞中表达的基因完全不相 64)学 同？如不是，请举例说明。 要点精析 1.细胞分化结果 (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。 (2)细胞水平：形成不同种类的细胞。 2.细胞分化的“变”与“不变” (1)改变：mRNA、蛋白质的种类，细胞的 形态、结构和功能。 (2)不变：DNA、tRNA、RNA、细胞的数目。 例3下列有关基因表达的叙述，正确的是 ) A.基因通过控制蛋白质的合成而使遗传信 息得到表达 B.细胞中的基因都通过控制蛋白质的合成 进行了表达 C.蛋白质合成旺盛的体细胞中，核DNA 多，mRNA也多 D.细胞出现生理功能上稳定的差异，直接 原因是基因表达的差异 答案：A 解析：基因通过控制蛋白质的合成而使遗传 信息得到表达，A正确；细胞中的基因不一 定通过控制蛋白质的合成进行表达，如转录 形成tRNA和rRNA的基因，B错误；蛋白 质合成旺盛的体细胞中，核DNA不变， mRNA量增多，C错误；成熟细胞中的基因 进行了选择性表达是细胞出现生理功能上稳 定差异的根本原因，直接原因是合成了特定 的蛋白质，D错误。 变式训练2 同一个体中，在所有细胞中都表达的一 类基因，称为管家基因；只在某类细胞中特 异性表达的基因称为奢侈基因。下列相关叙 述错误的是（) A.管家基因指导合成的蛋白质是维持细胞 生命活动所必需的 B.奢侈基因表达的产物赋予细胞特定的形 态、结构和功能 C.所有细胞中都含有管家基因，但只有部 分细胞含有奢侈基因 D.奢侈基因能表达说明细胞已发生了分化 例4同一个体体内的一个口腔上皮细胞与 一个胰岛细胞中，肯定相同的是( A.细胞核内DNA B.核孔数量 C.蛋白质种类 D.各种细胞器的数量 答案：A 解析：同一个体体内的一个口腔上皮细胞与 一个胰岛细胞是由同一个受精卵经有丝分裂 而形成的，含有相同的核DNA,A正确； 口腔上皮细胞与胰岛细胞合成蛋白质的多少 不同，核孔的数目也不同，B错误；口腔上 皮细胞与胰岛细胞选择性表达的基因不同， 因此两者所含的蛋白质有所区别，C错误； 口腔上皮细胞与胰岛细胞的功能不同，因此 两者所含的各种细胞器数量不同，D错误。 川知识点三表观遗传 知识梳理 1.表观遗传 (1)生物体基因的碱基序列保持不变，但 第4章基因的表达。 和 发生可遗传变化的 现象，叫作表观遗传。 (2)表观遗传现象普遍存在于生物体的生 长、发育和衰老的 过程中。 (3)表观遗传的类型有DNA的 组蛋白的 等。 (4)实例：蜂王和工蜂。 2.基因与性状间的对应关系 (1)基因控制生物体的性状：一对一、一对 多、多对一。 (2)生物体的性状还受 的影响。 (3)基因与基因、 、基因 与环境之间存在着复杂的相互作用，这 种相互作用形成了一个错综复杂的网 络，精细地调控着生物体的性状。 教材拓展 牵牛花的颜色主要是由花青素决定的， 如图为花青素的合成与颜色变化途径示意 图，回答下列问题： 基因① 基因② 基因③ 酶1 酶2 酶3 酸性·红色 苯丙嗣酸土辅酶上查尔翻十花青素 酸经、蓝色 (1)图中反映了基因控制生物体性状的哪条 途径？除此之外，另一条途径是什么？ 学(65 N 高中生物学必修2（人教版） (2)牵牛花的颜色是只由一对基因控制的吗？ (3)牵牛花的颜色还与细胞中的pH有关， 这说明了什么？ 要点精析 1.表观遗传学变化主要集中在三个方面： DNA甲基化修饰，组蛋白修饰，非编码 RNA的调控作用。 2.细胞内的基因表达与否以及表达水平的高 低都是受到调控的。 3.DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后 代出现同样的表型。 例5关于表观遗传的理解，下列说法正确 的是() A.DNA的甲基化与环境因素无关 (66)学 N B.DNA的甲基化影响基因的翻译过程 C.表观遗传现象不符合孟德尔遗传定律 D.DNA的甲基化导致基因的碱基序列改变 答案：C 解析：环境因素会影响DNA的甲基化，A 错误；DNA的甲基化影响基因的转录过程， B错误；表观遗传现象不符合孟德尔遗传定 律，C正确；DNA的甲基化不会导致基因 的碱基序列改变，D错误。 例6DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶 (Dnmts)的催化下，将甲基基团转移到胞嘧 啶上的一种修饰方式。DNA的甲基化可导 致基因表达的沉默，基因组总体甲基化水平 低会导致一些在正常情况下受抑制的基因 (如原癌基因)被激活，从而使细胞癌变， 据此分析下列说法正确的是() A.细胞癌变可能与原癌基因的高效表达 有关 B.抑制Dnmts酶活性会降低细胞癌变的 概率 C.DNA的甲基化会阻碍RNA聚合酶与基因 上的密码子的结合 D.DNA的甲基化改变了原癌基因的脱氧核 苷酸序列 答案：A 解析：据题意分析可知，DNA甲基化会导 致基因表达的沉默，而基因组总体甲基化水 平低会导致原来受抑制的基因如原癌基因被 激活，故细胞癌变可能与原癌基因的高效表 达有关，A正确；Dnmts酶会导致DNA甲 基化，抑制Dnmts酶活性会导致甲基化水平 降低，而基因组总体甲基化水平低可能会导 致癌变，故抑制Dnmts酶活性可能提高细胞 癌变的概率，B错误；DNA的甲基化可导 致基因表达的沉默，阻碍RNA聚合酶与基 因上的启动子结合，密码子在mRNA上，C 错误；DNA的甲基化会将甲基基团转移到 胞嘧啶上，并没有改变原癌基因的脱氧核苷 酸序列，D错误。 例7阅读教材P73“柳穿鱼花的形态结构 和小鼠毛色的遗传”，简要回答相关问题。 (1)资料1中，柳穿鱼是一种园林花卉。教材 所示的两株柳穿鱼，除了花的 不同，其他方面基本相同。 (2)资料2中，某种小鼠实验中子一代的基 因型均为A,却表现为介于黄色和 黑色之间的一系列过渡类型，原因是 (3)柳穿鱼植株B的Lcyc基因不表达的原 因是它被 (Lcyc基因有多个 )了。 (4)柳穿鱼Lcyc基因和小鼠Ay基因发生甲 基化修饰如下图： 从图中看出，两种基因的 没有 改变，但部分碱基发生了甲基化修饰， 抑制了基因的表达，进而对表型产生 影响。 (5)有研究表明，吸烟会使人的体细胞 的甲基化水平升高，对 染色体上的 也会产生影响。不 仅如此，还有研究发现，男性吸烟者的 第4章基因的表达。 精子活力下降，精子中 的甲基 化水平明显升高。 答案：(1)形态结构(2)A基因前端 甲基化程度越高，A”基因的表达受到的抑 制越明显，小鼠体毛的颜色就越深(3) 甲基化碱基连接甲基基团(4)碱基 序列(5)DNA组蛋白DNA 解析：(1)由教材P73资料1可知，两株 柳穿鱼除了花的形态结构不同，其他方面基 本相同。 (2)在Ay基因前端（或称“上游”）有一段 特殊的碱基序列决定着该基因的表达水平， 这段碱基序列具有多个可发生DNA甲基化 修饰的位点。当这些位，点没有甲基化时，A 基因正常表达，小鼠表现为黄色；当这些位 点甲基化后，A”基因的表达就受到抑制。 这段碱基序列的甲基化程度越高，Ay基因 的表达受到的抑制越明显，小鼠体毛的颜色 就越深。 (3)柳穿鱼植株B的Lcyc基因不表达的原 因是，这段基因的前端（或“上游”）具有 多个可发生DNA甲基化修饰位点，当这些 位点被甲基化后，LCyc基因的表达就受到 抑制。 (4)由分析可知基因的甲基化修饰是在 DNA碱基上增加甲基基团，并不会影响基 因的碱基序列。 (5)吸烟会使人的体细胞DNA甲基化水平 升高，使基因表达受到抑制，进而影响染色 体上的组蛋白。男性吸烟者的精子中DNA 甲基化水平明显升高，基因表达受到抑制从 而影响精子的活力，使其活力下降。 学 67 N 高中生物学必修2（人教版） 变式训练3 研究表明，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。母体瘦素基因的甲基化水平降低 能遗传给胎儿，使胎儿患糖尿病的概率增 大。下列叙述正确的是() (68)学 A.DNA甲基化不会影响细胞分化 B.DNA甲基化直接影响DNA复制时的碱 基互补配对 C.瘦素基因启动部位甲基化水平下降会促 进该基因的转录 D.若基因的碱基序列不改变，个体表型的 变化就无法遗传给后代