第4章 基因的表达（知识清单）生物人教版必修2

该高中生物学知识清单系统梳理了“基因的表达”单元内容，涵盖RNA结构与功能、转录翻译过程、中心法则及基因与性状关系等核心考点，为学生搭建了从基础概念到综合应用的递进式学习支架。 清单采用星级标注（如翻译过程★★★★★）、易错辨析表（如转录翻译碱基配对差异）及跨学科整合（如蛋白质合成与化学缩聚反应），培养学生生命观念与科学思维。特别设计“记忆技巧”（如“序列不变，表型可变”）和热点分析（新冠病毒基因表达），助力不同学生高效掌握，教师可据此精准教学，提升课堂实效。

第04章 基因的表达（知识清单） 学习导航站 知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架 核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、陷阱规避 第1节 基因指导蛋白质的合成（4个考点+1个特别提醒） 考点1 RNA的结构与种类★★★☆☆ 考点2 遗传信息的转录过程★★★★☆ 考点3 遗传信息的翻译过程★★★★★ 考点4 转录和翻译的相关计算★★★★☆ 第2节 基因表达与性状的关系（4个考点+1个易错辨析） 考点1 中心法则及其补充★★★★☆ 考点2 基因控制性状的两种途径★★★☆☆ 考点3 细胞分化与基因的选择性表达★★★☆☆ 考点4 表观遗传★★★★☆ 素养加油站：跨学科内容与热点问题分析、聚焦考点预测 方法储备库：高频考点，方法归纳 第1节 基因指导蛋白质的合成 考点1 RNA的结构与种类★★★☆☆ 1.基本组成 组成元素： 基本单位： （4种，根据含氮碱基分为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶核糖核苷酸） 单体结构：一分子磷酸+一分子核糖+一分子含氮碱基（A/U/C/G） 2.DNA与RNA的核心区别 对比项目 DNA RNA 五碳糖 含氮碱基 结构 主要分布 细胞核 细胞质（核糖体、线粒体、叶绿体） 功能 细胞生物和DNA病毒的遗传物质 mRNA传递遗传信息；tRNA转运氨基酸；rRNA构成核糖体；部分RNA病毒的遗传物质 3.三种核心RNA的功能 RNA种类 全称 核心功能 信使RNA 传递DNA的遗传信息，作为翻译的直接模板 转运RNA 识别密码子，转运特定的氨基酸到核糖体上 核糖体RNA 核糖体的重要组成成分，是翻译的场所 考点2 遗传信息的转录过程★★★★☆ 1. 概念：以DNA的一条链为模板，按照 原则合成RNA的过程。 2. 时间： 。 3. 场所：真核生物主要在细胞核，线粒体、叶绿体中也可发生；原核生物主要在拟核和质粒。 4. 转录的条件 模板： 原料： 酶： （兼具解旋和催化磷酸二酯键形成的功能，无需单独解旋酶） 能量： 5. 核心过程（以真核生物核基因为例） 过程阶段 核心行为 解旋与启动 识别并结合特定区域，解开DNA双螺旋的局部片段，暴露模板链 合成RNA 以DNA模板链为依据，RNA聚合酶按照碱基互补配对原则，从 方向催化核糖核苷酸连接，合成RNA链 终止与释放 RNA聚合酶识别基因的终止子序列，转录停止，合成的RNA链从DNA模板链上释放，DNA双螺旋恢复 6.产物与特点 产物：初级转录产物（真核生物需经剪切、拼接等加工后形成成熟的mRNA，原核生物无需加工） 特点： ；一个基因可多次转录，形成多条相同的mRNA。 考点3 遗传信息的翻译过程★★★★★ 1. 概念：游离在细胞质中的氨基酸，以 为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 2. 场所： 3. 翻译的条件 模板： 原料： 工具：tRNA（氨基酸的转运工具）、核糖体（翻译的场所） 酶：多种催化酶 能量：ATP 4. 核心概念辨析 密码子：mRNA上决定1个氨基酸的 个相邻的碱基。 总数 种：61种密码子可编码氨基酸（包含起始密码子AUG，少数为GUG）；3种终止密码子（UAA、UAG、UGA）不编码氨基酸，仅作为翻译终止信号。 核心特性： （一种氨基酸可对应多种密码子）、 （几乎所有生物共用一套遗传密码）。 反密码子：tRNA一端的3个相邻碱基，可与mRNA上的密码子互补配对，共61种（与编码氨基酸的密码子对应）。 5. 核心过程 过程阶段 核心行为 起始 核糖体与mRNA的 部位结合，携带起始氨基酸的tRNA通过反密码子与起始密码子配对，进入位点1 延伸 核糖体沿mRNA从 方向移动，依次读取密码子；对应tRNA携带氨基酸进入核糖体，通过反密码子与密码子配对；相邻氨基酸通过脱水缩合形成 ，肽链不断延长 终止 核糖体读取到mRNA上的 ，无对应的tRNA结合，翻译停止；合成的肽链从核糖体上释放，合成终止 6. 特点 翻译的高效性：一条mRNA上可相继结合 个核糖体，同时进行多条相同肽链的合成，极大提高翻译效率。 原核生物：转录和翻译 进行（边转录边翻译）；真核生物核基因：先转录（细胞核）后翻译（细胞质），时空分离。 肽链合成后，需经 的加工折叠，才能形成具有特定空间结构和功能的蛋白质。 考点4 转录和翻译的相关计算 ★★★★☆ 1. 核心数量关系 基因（DNA双链）的碱基数:mRNA的碱基数:蛋白质中氨基酸数= （注：该比例为理论最大值，未考虑终止密码子、非编码区、内含子等序列，实际计算中若题干提及终止密码子，需额外增加3个mRNA碱基） 2. 细分计算公式 已知蛋白质中氨基酸数为n，则mRNA上至少有 个碱基，基因（DNA）中至少有 个碱基。 已知基因中碱基对数为m，则编码的蛋白质中氨基酸数最多为 个。 肽键数=氨基酸数-肽链数；脱水数=肽键数。 3. 碱基互补配对相关计算 mRNA中A+U的比例=对应DNA模板链中A+T的比例=DNA双链中A+T的比例；G+C同理。 mRNA中(A+G)/(U+C)=m，则对应DNA模板链中该比值为1/m，DNA双链中该比值恒为1。 特别提醒： 1. 转录并非转录DNA的整条链，仅转录基因的模板链，一个DNA分子上有多个基因，不同基因的模板链可能位于DNA的不同单链上。 2. RNA聚合酶的功能是解开DNA双螺旋、催化核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键，无需单独的解旋酶参与转录。 3. 密码子的简并性可减少基因突变对生物性状的影响，增强生物的容错性；密码子的通用性是生物界亲缘关系和共同起源的重要证据。 4. 多聚核糖体合成的多条肽链氨基酸序列完全相同，因为模板mRNA相同；多聚核糖体仅提高翻译效率，不改变肽链的合成速度。 5. 真核生物的mRNA必须经过核孔进入细胞质才能进行翻译，原核生物无核膜，转录和翻译可同步进行。 第2节 基因表达与性状的关系 考点1 中心法则及其补充 ★★★★☆ 1. 提出者： （1957年提出核心内容，后续经科学家补充完善） 2. 中心法则的完整过程图解 3. 不同生物的中心法则过程差异 生物类型 可发生的过程 实例 细胞生物（真核、原核） DNA复制、转录、翻译 动植物、大肠杆菌、真菌 DNA病毒 DNA复制、转录、翻译（需宿主细胞提供原料和场所） T2噬菌体、天花病毒 RNA复制型RNA病毒 RNA复制、翻译 逆转录型RNA病毒 逆转录、DNA复制、转录、翻译 核心说明 DNA复制、转录、翻译是细胞生物和DNA病毒的核心过程，是遗传信息传递的主流方向。 逆转录过程需要逆转录酶催化，该酶是基因工程中重要的工具酶。 所有过程均遵循碱基互补配对原则，均需要模板、原料、酶和能量。 考点2 基因控制性状的两种途径 ★★★☆☆ 控制途径 核心逻辑 实例 间接控制（主要途径） 基因→控制酶的合成→控制细胞代谢过程→间接控制生物体的性状 豌豆的圆粒与皱粒（淀粉分支酶）；白化病（酪氨酸酶缺乏）；人苯丙酮尿症 直接控制 基因→控制蛋白质的结构→直接控制生物体的性状 囊性纤维化（CFTR蛋白结构异常）；镰刀型细胞贫血症（血红蛋白结构异常） 补充说明： 基因与性状的关系并非简单的一一对应：一个基因可以影响多个性状，一个性状可以由多个基因共同控制。 生物的性状是 共同作用的结果，基因型相同的个体，在不同环境下表型可能不同。 考点3 细胞分化与基因的选择性表达 ★★★☆☆ 1. 细胞分化的本质： （细胞中的遗传物质始终不变，不同类型的细胞中，表达的基因种类不同）。 2. 基因的分类 管家基因：所有细胞中均表达的基因，其产物维持细胞基本的生命活动，如核糖体蛋白基因、呼吸酶基因、ATP合成酶基因。 奢侈基因（组织特异性基因）：只在特定细胞中选择性表达的基因，其产物赋予细胞特定的形态、结构和功能，如胰岛素基因、血红蛋白基因、肌动蛋白基因。 3. 特点：基因的选择性表达具有时空特异性，在生物不同发育阶段、不同组织细胞中，表达的基因存在差异。 4. 结果：形成 不同的细胞，进而形成不同的组织和器官。 考点4 表观遗传 ★★★★☆ 1. 概念：生物体基因的 保持不变，但 发生 的变化的现象。 2. 核心特点 ：DNA的碱基序列无任何改变，不属于基因突变。 表型可遗传：表观修饰引起的表型变化，可以通过细胞分裂传递给子代细胞，甚至在亲子代个体间遗传。 可逆性：表观修饰可以在一定条件下发生逆转，是环境因素影响生物性状的重要途径。 3. 常见表观遗传机制 在DNA分子上添加甲基基团，甲基化程度越高，基因的表达通常被抑制越明显。 组蛋白的乙酰化、甲基化等修饰，会改变染色质的疏松程度，进而影响基因的转录。 4. 意义：表观遗传是生物适应环境的重要方式，参与细胞分化、个体发育等过程；表观遗传异常与癌症、心血管疾病、神经退行性疾病等多种疾病的发生密切相关。 易错辨析： 易错表现 正确理解 记忆技巧 认为“转录和翻译过程中碱基配对方式完全相同” 转录配对：A-U、T-A、C-G、G-C；翻译配对：A-U、U-A、C-G、G-C，二者配对方式存在差异（转录有T-A，翻译无） 转录有T配U，翻译全是U配A 认为“一种密码子可以对应多种氨基酸，一种氨基酸只能对应一种密码子” 一种密码子只能对应一种氨基酸（终止密码子除外）；一种氨基酸可对应多种密码子（密码子简并性） 一密一氨基，一氨基多密 认为“表观遗传中基因序列改变，导致性状改变” 表观遗传的核心是基因碱基序列不变，仅通过基因表达调控改变性状，可遗传 序列不变，表型可变，还能遗传 认为“生物的性状仅由基因决定，环境无影响” 性状是基因与环境共同作用的结果，基因型是内因，环境是外因，二者共同决定表型 基因定基础，环境塑表型 认为“中心法则的所有过程均可在人体细胞中发生” 人体正常细胞仅能发生DNA复制、转录、翻译；逆转录和RNA复制仅发生在被RNA病毒侵染的细胞中 人体细胞：复制、转录、翻译，逆转录仅病毒侵染才发生 一、跨学科知识整合（生物与化学） 蛋白质合成的化学本质：翻译过程中，氨基酸之间通过脱水缩合形成肽键（-CO-NH-），该过程发生在核糖体的肽基转移酶中心，每形成一个肽键脱去1分子水，与化学中缩聚反应的原理完全一致。 表观遗传的化学基础：DNA甲基化是在DNA的胞嘧啶上共价结合甲基基团（-CH₃），该化学修饰不改变DNA的碱基序列，但会改变DNA分子的空间结构，阻碍RNA聚合酶与启动子的结合，从而抑制基因转录，体现了化学结构决定生物功能的核心逻辑。 RNA的结构与化学稳定性：RNA的核糖上有2'-羟基，化学稳定性弱于DNA的脱氧核糖，因此RNA更易水解，适合作为传递遗传信息的中间载体，而DNA更适合作为长期储存遗传信息的物质。 二、热点问题分析： 新冠病毒的基因表达机制：新冠病毒属于单股正链RNA病毒，其遗传物质RNA可直接作为mRNA，在宿主细胞的核糖体上翻译出病毒所需的RNA复制酶等蛋白质，再通过RNA复制酶完成病毒RNA的复制，整个过程不涉及DNA环节，仅发生RNA复制和翻译，是中心法则补充内容的典型实例。 表观遗传与精准医疗：肿瘤细胞中常出现抑癌基因的高度甲基化，导致抑癌基因沉默，细胞异常增殖。目前临床已开发出针对DNA甲基化的去甲基化药物，通过逆转抑癌基因的表观修饰，恢复其表达，实现对血液肿瘤等癌症的靶向治疗，是表观遗传理论的重要医学应用。 基因编辑与基因表达调控：CRISPR-Cas9基因编辑技术不仅可修改基因序列，还可通过失活的Cas9蛋白结合甲基化酶/去甲基化酶，靶向调控特定基因的表观修饰，在不改变基因序列的前提下调控基因表达，为遗传病、罕见病的治疗提供了新方向。 考点预测： 1.结合真核、原核生物转录翻译的过程图，考查转录、翻译的场所、过程、条件及二者的区别，涉及多聚核糖体的功能分析。 2.以密码子、反密码子为背景，结合碱基互补配对原则，考查基因表达的相关计算，区分理论值与实际值的差异。 3.结合病毒侵染实例，考查中心法则不同过程的判断、发生条件及所需酶的种类，区分不同生物的遗传信息传递路径。 4.结合实例考查基因控制性状的两种途径，辨析基因与性状的对应关系，分析环境对性状的影响。 5.以教材实例或科研热点为背景，考查表观遗传的概念、特点、机制及意义，区分表观遗传与基因突变、基因重组的差异。 题型1：RNA的结构与功能辨析： 1.下列关于RNA的叙述，错误的是 A.有些RNA可催化细胞内的某些生化反应 B.RNA的基本单位由磷酸、核糖和含氮碱基组成 C.RNA参与构成核糖体 D.RNA参与构成细胞膜 题型2：转录和翻译的过程分析 2.如图为真核细胞内的转录过程示意图，①②表示两条多聚核苷酸链，下列叙述正确的是 A.①为DNA上的模板链，②链的左侧为3′端 B.②表示多聚脱氧核苷酸链 C.图中甲、乙两处圆圈内均代表腺嘌呤核糖核苷酸 D.细胞核和线粒体内均可发生该过程 3.下面的甲、乙两图为真核细胞中发生的部分代谢过程示意图，下列有关说法中，正确的是（ ） A．甲图所示过程称为翻译，多个核糖体共同完成一条多肽链的合成 B．甲图所示过程中核糖体移动的方向是从左到右 C．乙图所示过程称为转录，转录的场所主要在细胞核 D．甲图和乙图所示过程中都发生了碱基配对，并且碱基互补配对方式相同 题型3：中心法则的过程判断 4.如图表示“中心法则”的内容，图中①～⑤分别表示相关过程。下列说法正确的是（ ） A.人体造血干细胞中可以进行过程①②③ B.人体口腔上皮细胞内只能进行过程①② C.乳酸菌可以发生过程①④ D.过程④和⑤需要的原料相同 题型4：基因表达的相关计算 5.某双链DNA中，G与C之和占全部碱基总数的34%，其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它转录的mRNA中，U和C分别占该链碱基总数的 A.34%和18% B.34%和16% C.16%和34% D.32%和18% 题型5：表观遗传与性状控制的实例分析 6.(2025·驻马店高一月考)科学家发现某水稻对盐碱环境的耐受性明显增强，研究表明其与表观遗传有关。下列关于该现象的叙述，正确的是 A.水稻基因的碱基排列顺序可能发生了改变 B.表观遗传导致的这些性状变化不能遗传给子代 C.可能是水稻DNA甲基化水平改变影响了相关基因的表达 D.这种表观遗传现象只能发生在水稻的生殖细胞中，体细胞不会出现 学科网（北京）股份有限公司第1页共14页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第04章 基因的表达（知识清单） 学习导航站 知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架 核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、陷阱规避 第1节 基因指导蛋白质的合成（4个考点+1个特别提醒） 考点1 RNA的结构与种类★★★☆☆ 考点2 遗传信息的转录过程★★★★☆ 考点3 遗传信息的翻译过程★★★★★ 考点4 转录和翻译的相关计算★★★★☆ 第2节 基因表达与性状的关系（4个考点+1个易错辨析） 考点1 中心法则及其补充★★★★☆ 考点2 基因控制性状的两种途径★★★☆☆ 考点3 细胞分化与基因的选择性表达★★★☆☆ 考点4 表观遗传★★★★☆ 素养加油站：跨学科内容与热点问题分析、聚焦考点预测 方法储备库：高频考点，方法归纳 第1节 基因指导蛋白质的合成 考点1 RNA的结构与种类★★★☆☆ 1.基本组成 组成元素：C、H、O、N、P 基本单位：核糖核苷酸（4种，根据含氮碱基分为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶核糖核苷酸） 单体结构：一分子磷酸+一分子核糖+一分子含氮碱基（A/U/C/G） 2.DNA与RNA的核心区别 对比项目 DNA RNA 五碳糖 脱氧核糖 核糖 含氮碱基 A、T、C、G A、U、C、G 结构 双链双螺旋 多为单链，可局部形成双链 主要分布 细胞核 细胞质（核糖体、线粒体、叶绿体） 功能 细胞生物和DNA病毒的遗传物质 mRNA传递遗传信息；tRNA转运氨基酸；rRNA构成核糖体；部分RNA病毒的遗传物质 3.三种核心RNA的功能 RNA种类 全称 核心功能 mRNA 信使RNA 传递DNA的遗传信息，作为翻译的直接模板 tRNA 转运RNA 识别密码子，转运特定的氨基酸到核糖体上 rRNA 核糖体RNA 核糖体的重要组成成分，是翻译的场所 考点2 遗传信息的转录过程★★★★☆ 1. 概念：以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的过程。 2. 时间：生物生长发育的全过程，主要发生在细胞分裂前的间期。 3. 场所：真核生物主要在细胞核，线粒体、叶绿体中也可发生；原核生物主要在拟核和质粒。 4. 转录的条件 模板：DNA分子中的一条链（模板链/反义链） 原料：4种游离的核糖核苷酸 酶：RNA聚合酶（兼具解旋和催化磷酸二酯键形成的功能，无需单独解旋酶） 能量：ATP 5. 核心过程（以真核生物核基因为例） 过程阶段 核心行为 解旋与启动 RNA聚合酶识别并结合特定区域，解开DNA双螺旋的局部片段，暴露模板链 合成RNA 以DNA模板链为依据，RNA聚合酶按照碱基互补配对原则，从5'→3'方向催化核糖核苷酸连接，合成RNA链 终止与释放 RNA聚合酶识别基因的终止子序列，转录停止，合成的RNA链从DNA模板链上释放，DNA双螺旋恢复 6.产物与特点 产物：初级转录产物（真核生物需经剪切、拼接等加工后形成成熟的mRNA，原核生物无需加工） 特点：边解旋边转录；一个基因可多次转录，形成多条相同的mRNA。 考点3 遗传信息的翻译过程 ★★★★★ 1. 概念：游离在细胞质中的氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 2. 场所：核糖体（细胞质游离核糖体、内质网附着核糖体） 3. 翻译的条件 模板：成熟的mRNA 原料：21种游离的氨基酸 工具：tRNA（氨基酸的转运工具）、核糖体（翻译的场所） 酶：多种催化酶 能量：ATP 4. 核心概念辨析 密码子：mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。 总数64种：61种密码子可编码氨基酸（包含起始密码子AUG，少数为GUG）；3种终止密码子（UAA、UAG、UGA）不编码氨基酸，仅作为翻译终止信号。 核心特性：简并性（一种氨基酸可对应多种密码子）、通用性（几乎所有生物共用一套遗传密码）。 反密码子：tRNA一端的3个相邻碱基，可与mRNA上的密码子互补配对，共61种（与编码氨基酸的密码子对应）。 5. 核心过程 过程阶段 核心行为 起始 核糖体与mRNA的起始密码子部位结合，携带起始氨基酸的tRNA通过反密码子与起始密码子配对，进入位点1 延伸 核糖体沿mRNA从5'→3'方向移动，依次读取密码子；对应tRNA携带氨基酸进入核糖体，通过反密码子与密码子配对；相邻氨基酸通过脱水缩合形成肽键，肽链不断延长 终止 核糖体读取到mRNA上的终止密码子，无对应的tRNA结合，翻译停止；合成的肽链从核糖体上释放，合成终止 6. 特点 翻译的高效性：一条mRNA上可相继结合多个核糖体，同时进行多条相同肽链的合成，极大提高翻译效率。 原核生物：转录和翻译同时同地进行（边转录边翻译）；真核生物核基因：先转录（细胞核）后翻译（细胞质），时空分离。 肽链合成后，需经内质网、高尔基体的加工折叠，才能形成具有特定空间结构和功能的蛋白质。 考点4 转录和翻译的相关计算 ★★★★☆ 1. 核心数量关系 基因（DNA双链）的碱基数:mRNA的碱基数:蛋白质中氨基酸数=6:3:1 （注：该比例为理论最大值，未考虑终止密码子、非编码区、内含子等序列，实际计算中若题干提及终止密码子，需额外增加3个mRNA碱基） 2. 细分计算公式 已知蛋白质中氨基酸数为n，则mRNA上至少有3n个碱基，基因（DNA）中至少有6n个碱基。 已知基因中碱基对数为m，则编码的蛋白质中氨基酸数最多为m/3个。 肽键数=氨基酸数-肽链数；脱水数=肽键数。 3. 碱基互补配对相关计算 mRNA中A+U的比例=对应DNA模板链中A+T的比例=DNA双链中A+T的比例；G+C同理。 mRNA中(A+G)/(U+C)=m，则对应DNA模板链中该比值为1/m，DNA双链中该比值恒为1。 特别提醒： 1. 转录并非转录DNA的整条链，仅转录基因的模板链，一个DNA分子上有多个基因，不同基因的模板链可能位于DNA的不同单链上。 2. RNA聚合酶的功能是解开DNA双螺旋、催化核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键，无需单独的解旋酶参与转录。 3. 密码子的简并性可减少基因突变对生物性状的影响，增强生物的容错性；密码子的通用性是生物界亲缘关系和共同起源的重要证据。 4. 多聚核糖体合成的多条肽链氨基酸序列完全相同，因为模板mRNA相同；多聚核糖体仅提高翻译效率，不改变肽链的合成速度。 5. 真核生物的mRNA必须经过核孔进入细胞质才能进行翻译，原核生物无核膜，转录和翻译可同步进行。 第2节 基因表达与性状的关系 考点1 中心法则及其补充 ★★★★☆ 1. 提出者：克里克（1957年提出核心内容，后续经科学家补充完善） 2. 中心法则的完整过程图解 3. 不同生物的中心法则过程差异 生物类型 可发生的过程 实例 细胞生物（真核、原核） DNA复制、转录、翻译 动植物、大肠杆菌、真菌 DNA病毒 DNA复制、转录、翻译（需宿主细胞提供原料和场所） T2噬菌体、天花病毒 RNA复制型RNA病毒 RNA复制、翻译 烟草花叶病毒、新冠病毒 逆转录型RNA病毒 逆转录、DNA复制、转录、翻译 HIV 核心说明 DNA复制、转录、翻译是细胞生物和DNA病毒的核心过程，是遗传信息传递的主流方向。 逆转录过程需要逆转录酶催化，该酶是基因工程中重要的工具酶。 所有过程均遵循碱基互补配对原则，均需要模板、原料、酶和能量。 考点2 基因控制性状的两种途径 ★★★☆☆ 控制途径 核心逻辑 实例 间接控制（主要途径） 基因→控制酶的合成→控制细胞代谢过程→间接控制生物体的性状 豌豆的圆粒与皱粒（淀粉分支酶）；白化病（酪氨酸酶缺乏）；人苯丙酮尿症 直接控制 基因→控制蛋白质的结构→直接控制生物体的性状 囊性纤维化（CFTR蛋白结构异常）；镰刀型细胞贫血症（血红蛋白结构异常） 补充说明： 基因与性状的关系并非简单的一一对应：一个基因可以影响多个性状，一个性状可以由多个基因共同控制。 生物的性状是基因与环境共同作用的结果，基因型相同的个体，在不同环境下表型可能不同。 考点3 细胞分化与基因的选择性表达 ★★★☆☆ 1. 细胞分化的本质：基因的选择性表达（细胞中的遗传物质始终不变，不同类型的细胞中，表达的基因种类不同）。 2. 基因的分类 管家基因：所有细胞中均表达的基因，其产物维持细胞基本的生命活动，如核糖体蛋白基因、呼吸酶基因、ATP合成酶基因。 奢侈基因（组织特异性基因）：只在特定细胞中选择性表达的基因，其产物赋予细胞特定的形态、结构和功能，如胰岛素基因、血红蛋白基因、肌动蛋白基因。 3. 特点：基因的选择性表达具有时空特异性，在生物不同发育阶段、不同组织细胞中，表达的基因存在差异。 4. 结果：形成形态、结构和功能不同的细胞，进而形成不同的组织和器官。 考点4 表观遗传 ★★★★☆ 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的变化的现象。 2. 核心特点 遗传物质不变：DNA的碱基序列无任何改变，不属于基因突变。 表型可遗传：表观修饰引起的表型变化，可以通过细胞分裂传递给子代细胞，甚至在亲子代个体间遗传。 可逆性：表观修饰可以在一定条件下发生逆转，是环境因素影响生物性状的重要途径。 3. 常见表观遗传机制 DNA甲基化：在DNA分子上添加甲基基团，甲基化程度越高，基因的表达通常被抑制越明显。 组蛋白修饰：组蛋白的乙酰化、甲基化等修饰，会改变染色质的疏松程度，进而影响基因的转录。 4. 意义：表观遗传是生物适应环境的重要方式，参与细胞分化、个体发育等过程；表观遗传异常与癌症、心血管疾病、神经退行性疾病等多种疾病的发生密切相关。 易错辨析： 易错表现 正确理解 记忆技巧 认为“转录和翻译过程中碱基配对方式完全相同” 转录配对：A-U、T-A、C-G、G-C；翻译配对：A-U、U-A、C-G、G-C，二者配对方式存在差异（转录有T-A，翻译无） 转录有T配U，翻译全是U配A 认为“一种密码子可以对应多种氨基酸，一种氨基酸只能对应一种密码子” 一种密码子只能对应一种氨基酸（终止密码子除外）；一种氨基酸可对应多种密码子（密码子简并性） 一密一氨基，一氨基多密 认为“表观遗传中基因序列改变，导致性状改变” 表观遗传的核心是基因碱基序列不变，仅通过基因表达调控改变性状，可遗传 序列不变，表型可变，还能遗传 认为“生物的性状仅由基因决定，环境无影响” 性状是基因与环境共同作用的结果，基因型是内因，环境是外因，二者共同决定表型 基因定基础，环境塑表型 认为“中心法则的所有过程均可在人体细胞中发生” 人体正常细胞仅能发生DNA复制、转录、翻译；逆转录和RNA复制仅发生在被RNA病毒侵染的细胞中 人体细胞：复制、转录、翻译，逆转录仅病毒侵染才发生 一、跨学科知识整合（生物与化学） 蛋白质合成的化学本质：翻译过程中，氨基酸之间通过脱水缩合形成肽键（-CO-NH-），该过程发生在核糖体的肽基转移酶中心，每形成一个肽键脱去1分子水，与化学中缩聚反应的原理完全一致。 表观遗传的化学基础：DNA甲基化是在DNA的胞嘧啶上共价结合甲基基团（-CH₃），该化学修饰不改变DNA的碱基序列，但会改变DNA分子的空间结构，阻碍RNA聚合酶与启动子的结合，从而抑制基因转录，体现了化学结构决定生物功能的核心逻辑。 RNA的结构与化学稳定性：RNA的核糖上有2'-羟基，化学稳定性弱于DNA的脱氧核糖，因此RNA更易水解，适合作为传递遗传信息的中间载体，而DNA更适合作为长期储存遗传信息的物质。 二、热点问题分析： 新冠病毒的基因表达机制：新冠病毒属于单股正链RNA病毒，其遗传物质RNA可直接作为mRNA，在宿主细胞的核糖体上翻译出病毒所需的RNA复制酶等蛋白质，再通过RNA复制酶完成病毒RNA的复制，整个过程不涉及DNA环节，仅发生RNA复制和翻译，是中心法则补充内容的典型实例。 表观遗传与精准医疗：肿瘤细胞中常出现抑癌基因的高度甲基化，导致抑癌基因沉默，细胞异常增殖。目前临床已开发出针对DNA甲基化的去甲基化药物，通过逆转抑癌基因的表观修饰，恢复其表达，实现对血液肿瘤等癌症的靶向治疗，是表观遗传理论的重要医学应用。 基因编辑与基因表达调控：CRISPR-Cas9基因编辑技术不仅可修改基因序列，还可通过失活的Cas9蛋白结合甲基化酶/去甲基化酶，靶向调控特定基因的表观修饰，在不改变基因序列的前提下调控基因表达，为遗传病、罕见病的治疗提供了新方向。 考点预测： 1.结合真核、原核生物转录翻译的过程图，考查转录、翻译的场所、过程、条件及二者的区别，涉及多聚核糖体的功能分析。 2.以密码子、反密码子为背景，结合碱基互补配对原则，考查基因表达的相关计算，区分理论值与实际值的差异。 3.结合病毒侵染实例，考查中心法则不同过程的判断、发生条件及所需酶的种类，区分不同生物的遗传信息传递路径。 4.结合实例考查基因控制性状的两种途径，辨析基因与性状的对应关系，分析环境对性状的影响。 5.以教材实例或科研热点为背景，考查表观遗传的概念、特点、机制及意义，区分表观遗传与基因突变、基因重组的差异。 题型1：RNA的结构与功能辨析： 1.下列关于RNA的叙述，错误的是 A.有些RNA可催化细胞内的某些生化反应 B.RNA的基本单位由磷酸、核糖和含氮碱基组成 C.RNA参与构成核糖体 D.RNA参与构成细胞膜 【答案】D 【详解】有些酶的化学本质为RNA；RNA的基本单位是核糖核苷酸，由磷酸、核糖和含氮碱基组成；rRNA参与构成核糖体。 【解题方法归纳】RNA的基本单位是核糖核苷酸，由磷酸、核糖和含氮碱基组成 题型2：转录和翻译的过程分析 2.如图为真核细胞内的转录过程示意图，①②表示两条多聚核苷酸链，下列叙述正确的是 A.①为DNA上的模板链，②链的左侧为3′端 B.②表示多聚脱氧核苷酸链 C.图中甲、乙两处圆圈内均代表腺嘌呤核糖核苷酸 D.细胞核和线粒体内均可发生该过程 【答案】D 【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。 【解题方法归纳】(1)转录不是转录整个DNA，是转录其中的基因。 (2)转录时不需要解旋酶。 (3)完成正常使命的RNA易迅速降解，从而保证生命活动的有序进行。 (4)线粒体、叶绿体中也可以进行转录。 (5)细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质，穿过0层膜，需要消耗能量。 (6)转录时，边解旋边转录，单链转录。 3.下面的甲、乙两图为真核细胞中发生的部分代谢过程示意图，下列有关说法中，正确的是（ ） A．甲图所示过程称为翻译，多个核糖体共同完成一条多肽链的合成 B．甲图所示过程中核糖体移动的方向是从左到右 C．乙图所示过程称为转录，转录的场所主要在细胞核 D．甲图和乙图所示过程中都发生了碱基配对，并且碱基互补配对方式相同 【答案】C 【解析】A、甲图所示为翻译过程，多个核糖体同时完成多条多肽链的合成，A错误； B、根据肽链的长度分析，甲图所示过程中核糖体移动的方向是从右到左，B错误； C、乙图所示过程称为转录，主要发生在细胞核，C正确； D、转录和翻译过程都遵循碱基互补配对原则，但是碱基互补配对方式不完全相同，D错误。 故选C。 【解题方法归纳】原核与真核基因表达的判断： （1）有核膜、转录在细胞核、翻译在细胞质，时空分离→真核核基因表达； （2）转录和翻译同步进行，无核膜分隔→原核生物基因表达。 （3）多聚核糖体的移动方向判断：核糖体上肽链越长，说明翻译开始越早，核糖体的移动方向是从短肽链向长肽链的方向。 （4）转录翻译的核心区别：看模板、场所、原料、碱基配对方式，尤其是T-A和U-A配对的差异。 题型3：中心法则的过程判断 4.如图表示“中心法则”的内容，图中①～⑤分别表示相关过程。下列说法正确的是（ ） A.人体造血干细胞中可以进行过程①②③ B.人体口腔上皮细胞内只能进行过程①② C.乳酸菌可以发生过程①④ D.过程④和⑤需要的原料相同 【答案】A 【解析】人体造血干细胞可以进行①DNA复制、②转录和③翻译，A正确； 人体口腔上皮细胞是高度分化的细胞，不能进行①DNA复制，B错误； 乳酸菌的遗传物质是DNA，在乳酸菌中可以发生过程①②③，但不能进行过程④RNA复制，C错误； 过程④RNA复制需要的原料是核糖核苷酸，过程⑤逆转录需要的原料是脱氧核苷酸，二者需要的原料不同，D错误。 【解题方法归纳】1. 不同生物中心法则过程的快速判断： （1）看生物类型：细胞生物→DNA复制、转录、翻译； （2）看病毒类型：DNA病毒→DNA复制、转录、翻译；RNA复制型病毒→RNA复制、翻译；逆转录病毒→逆转录、DNA复制、转录、翻译。 2. 过程辨析核心： （1）DNA复制：模板DNA双链，产物DNA，原料脱氧核苷酸； （2）转录：模板DNA一条链，产物RNA，原料核糖核苷酸； （3）翻译：模板mRNA，产物蛋白质，原料氨基酸； （4）逆转录：模板RNA，产物DNA，需逆转录酶。 题型4：基因表达的相关计算 5.某双链DNA中，G与C之和占全部碱基总数的34%，其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它转录的mRNA中，U和C分别占该链碱基总数的 A.34%和18% B.34%和16% C.16%和34% D.32%和18% 【答案】B 【解析】已知某双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，则C＝G＝17%，A＝T＝50%－17%＝33%。其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，即T1＝32%、C1＝18%，则该链上G1＝34%－C1＝16%，A1＝1－32%－18%－16%＝34%，根据碱基互补配对原则，则在它转录的mRNA中，U＝A1＝34%，C＝G1＝16%。 【解题方法归纳】mRNA中A+U的比例=对应DNA模板链中A+T的比例=DNA双链中A+T的比例；G+C同理。 mRNA中(A+G)/(U+C)=m，则对应DNA模板链中该比值为1/m，DNA双链中该比值恒为1。 题型5：表观遗传与性状控制的实例分析 6.(2025·驻马店高一月考)科学家发现某水稻对盐碱环境的耐受性明显增强，研究表明其与表观遗传有关。下列关于该现象的叙述，正确的是 A.水稻基因的碱基排列顺序可能发生了改变 B.表观遗传导致的这些性状变化不能遗传给子代 C.可能是水稻DNA甲基化水平改变影响了相关基因的表达 D.这种表观遗传现象只能发生在水稻的生殖细胞中，体细胞不会出现【答案】A 【解析】依据题干信息，该水稻对盐碱环境的耐受性明显增强，与表观遗传有关，所以水稻基因的碱基排列顺序未发生改变，A错误； 表观遗传导致的这些性状变化会通过生殖细胞遗传给子代，B错误。 【解题方法归纳】表观遗传的核心判断标准：基因序列不变+表型可遗传，两个条件缺一不可，仅基因表达改变、不可遗传的表型变化，不属于表观遗传。 学科网（北京）股份有限公司第1页共14页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $