必修2 第6单元 第3讲 基因的表达及其与性状的关系(课件PPT)-【新高考方案】2027年高考生物一轮总复习（鲁、辽、湘、冀、苏、吉、黑、赣、内蒙古）

该高中生物学高考复习课件聚焦“基因的表达及其与性状的关系”专题，覆盖转录翻译、中心法则、表观遗传等核心考点，依据高考评价体系明确遗传信息传递、基因选择性表达等高频考查维度，通过近五年真题分析归纳密码子辨析、过程图解分析等常考题型，构建系统知识网络。 课件亮点在于“真题研析+认知建模+易错警示”策略，如以2024湖北卷密码子题为例，用“模板-原料-产物”三要素法突破中心法则过程分析，培养科学思维和生命观念。特设“数量关系计算”“表观遗传实例分析”等专题，助力学生掌握答题技巧，教师可据此精准定位学情，提升复习效率。

基因的表达及其与性状的关系 第3讲 明确目标 1.概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成,理解中心法则的含义; 2.理解细胞分化的本质是基因选择性表达的结果,生物的性状主要通过蛋白质表现; 3.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。 建构知识体系 目录 主题研习（一） 主题研习（二） 基因指导蛋白质的合成 作业验收评价 基因表达与性状的关系 主题研习（一）基因指导蛋白质的合成 厚基础 (一)遗传信息的转录和翻译 1.RNA的结构与功能 核糖核苷酸 细胞核 密码子 核糖体 A、U、C、G 细胞质 氨基酸 2.遗传信息的转录 (1)场所 真核细胞主要是________,在________________中也能发生转录过程;原核细胞发生在拟核、质粒处。 (2)条件 模板 原料 能量 酶 ______________________ ________________________ ATP _____________ 细胞核 叶绿体、线粒体 DNA的一条链 4种核糖核苷酸 RNA聚合酶 (3)过程(以形成mRNA为例) RNA聚合酶 游离的核糖核苷酸 mRNA (4)产物:__________________、核糖体RNA(rRNA)、转运RNA(tRNA)。 3.遗传信息的翻译 (1)场所或装配机器:_________。 (2)条件 模板 原料 能量 酶 搬运工具 mRNA _________ ATP 多种酶 _________ 信使RNA(mRNA) 核糖体 氨基酸 tRNA (3)过程 mRNA 终止密码子 (4)产物: 4.遗传信息、密码子、反密码子及与氨基酸的关系 (1)相关概念及联系 脱氧核 mRNA 苷酸 (2)明确氨基酸与密码子、反密码子的关系 ①一种氨基酸可对应______________密码子(即密码子具有简并性),可由一种或几种tRNA转运,一种tRNA只能转运一种氨基酸。 ②终止密码子并非不能编码氨基酸,如UGA在特殊情况下,可以编码_______________。 ③在原核生物中,GUG作为起始密码子时编码____________。 ④mRNA的读取方向为5'端→3'端;而tRNA上的反密码子应从3'端→5'端读取,3'端携带氨基酸。 一种或几种 硒代半胱氨酸 甲硫氨酸 (二)中心法则 1.提出者:_______。 2.补充后的内容图解 ①DNA的复制;②_______;③翻译;④______________;⑤_________。 3.生命是物质、能量和信息的统一体 (1) ________________是遗传信息的载体。 (2) _________是遗传信息的表达产物。 (3) _______为遗传信息的流动提供能量。 克里克 转录 RNA的复制 逆转录 DNA、RNA 蛋白质 ATP 基础盘查 1.微点判断——落实基本生命观念 (1)(2025·河南卷)具有生物活性的tRNA的形成涉及转录和转录后加工过程。 ( ) (2)(2025·黑吉辽蒙卷)转录和翻译过程中,碱基互补配对的方式不同。 ( ) (3)(2025·黑吉辽蒙卷)转录时通过RNA聚合酶打开DNA双链。 ( ) (4)(2024·贵州卷)碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同。 ( ) (5)(2023·江苏卷)tRNA分子内部不发生碱基互补配对。 ( ) (6)(2023·江苏卷)mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA。 ( ) (7)tRNA分子由两条链组成,mRNA分子由单链组成。 ( ) (8)细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽。 ( ) √ √ √ × × × × × 2.发掘教材——提升科学思维能力 (1)(人教版必修2 P67“表4⁃1”延伸思考)起始密码子AUG决定甲硫氨酸,蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸的原因是__________________ ______________________________________________________________。 (2)(人教版必修2 P67“思考·讨论”问题分析)密码子的简并的生物学意义是_____________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________。密码子的统一性是指____________ ______________________,密码子的统一性说明了____________________ _______________________________________。 翻译生成的多肽链 往往需进行加工修饰,甲硫氨酸在此过程中往往会被剪切掉 当密码子中有一个碱基改变时,由于密码子的简并,可能并不会改变其对应的氨基酸;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 几乎所有的 亲缘关系或者说生命在本质上是统一的 生物都共用一套密码子 各种生物都有一定的 (3)(人教版必修2 P69右栏图拓展分析)如图表示一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成。图示翻译方向是_______ (填“A→B”或“B→A”),判断依据是_______________________________ ____________________________________。 A→B c中三条链的长度由A到B依次增加,说明核糖体沿mRNA从A侧向B侧移动 析重难 重难点(一)　遗传信息的传递和表达 |情|境|探|究| 　　如图是真核细胞内基因表达的示意图。图中一个基因可由若干个外显子与内含子组成,基因被转录后经拼接加工把内含子转录出的片段切除,就形成了成熟mRNA。则: (1)基因1复制时基因2是否也复制?基因1转录时,基因2是否也转录?其转录的模板链一定相同吗? 提示:DNA分子复制为全程复制,故基因1复制时基因2也复制,但基因表达却为“选择性表达”,故基因1转录时,基因2未必转录,转录的模板链也未必相同。 (2)决定基因1转录生成的mRNA上终止密码子对应的碱基对位于基因1中还是位于基因1和基因2之间的区域? 提示:位于基因1中,基因之间的区域为无遗传效应的非基因片段,故其无转录功能,不存在决定mRNA上终止密码子的碱基对。 (3)图中c所指的3条链最终的氨基酸序列是否相同?为什么? 提示:图中c所指的3条链最终的氨基酸序列相同。因为这3条链的模板相同(均为a)。 (4)图中信息显示,一条mRNA分子上可结合多个核糖体,这有什么意义?图中核糖体移动的方向是什么? 提示:少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。图中核糖体移动的方向为由左向右。 |认|知|生|成| 1.原核生物基因的表达 2.真核生物基因的表达 3.“两看法”判断真、原核生物的基因表达过程 重难点(二)　中心法则的相关分析 |情|境|探|究| 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,思考回答: (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? +RNA +RNA 提示:过程①②是RNA复制,过程③是翻译。 (3)过程④在哪里进行? 提示:过程④在宿主细胞的核糖体中进行。 (4)引发手足口病的肠道病毒EV71也具有类似的生命过程。EV71侵入人体后,人体存在一种自愈机制,研究自愈机制时发现,该病毒正链RNA入侵后,在患者体内经过修饰后会生成双链siRNA,随后siRNA中正链RNA(+RNA)被降解,反链(-RNA)被保留,反链RNA与后来入侵的正链RNA互补配对,并诱导正链RNA被核糖核酸酶降解。从中心法则信息传递的角度分析,患者z自愈的原因是什么? 提示:抑制了EV71遗传物质复制和翻译过程。 |认|知|生|成| 1.不同生物遗传信息的传递过程 2.DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较 项目 DNA复制 转录 翻译 逆转录 RNA复制 场所 主要在细胞核 核糖体 宿主细胞 模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA RNA 原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖 核苷酸 21种氨基酸 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 主要酶 解旋酶、 DNA聚合酶 RNA聚合酶 缩合反应的酶 逆转录酶 RNA聚合酶 能量 一般由ATP提供 碱基互补配对原则 G—C、C—G A—T、T—A A—U、T—A A—U、U—A A—T、U—A A—U、U—A 产物 两个子代DNA RNA 多肽链 DNA RNA 信息 传递 DNA→DNA DNA→RNA mRNA → 蛋白质 RNA→DNA RNA→RNA 研考向 题点(一)　遗传信息、密码子与反密码子的关系 1.(2024·湖北高考)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' √ 解析:若编码链的一段序列为5'⁃ATG⁃3',其与模板链序列碱基互补配对,又因为mRNA上的密码子序列也与模板链序列碱基互补配对,故将编码链序列上的T改为U即可得mRNA序列为5'⁃AUG⁃3',又因为tRNA上的反密码子序列与mRNA上的密码子序列碱基互补配对,所以tRNA上的反密码子序列为5'⁃CAU⁃3',A符合题意。 2.(2026·长沙模拟)如图表示基因表达过程中决定异亮氨酸的密码子与反密码子的配对情况。反密码子从5'到3'方向阅读的第一个碱基与密码子的第三个碱基配对。反密码子与密码子配对时,密码子的第一位、第二位是严格按照碱基互补配对原则进行,而第三个碱基配对不严格,特别是tRNA反密码子中除A、G、C、U,往往在 第一位出现次黄嘌呤I,I可以与U、A、C形成碱基对, 这种现象称为密码子的摆动性。下列说法错误的是 (　) A.图中表示翻译过程,可发生在人体肝细胞的核糖体中 B.决定该异亮氨酸的DNA模板链碱基序列为5'⁃TAC⁃3' C.根据摆动性学说,图中反密码子可能是5'⁃IAU⁃3' D.每种tRNA的3'端只能转运一种氨基酸 √ 解析:翻译过程中密码子和反密码子配对,可发生在人体肝细胞的核糖体中,A正确;由于密码子碱基序列是5'⁃AUC⁃3',因此决定该异亮氨酸的DNA模板链碱基序列为3'⁃TAG⁃5',B错误;根据摆动性学说,反密码子的第一位是I,可以与密码子第三位的U、A、C形成碱基对,因此图中反密码子可能是5'⁃IAU⁃3',C正确;每种tRNA只能转运一种氨基酸,氨基酸结合在tRNA的3'端,D正确。 [易错提醒] 注意密码子和反密码子的阅读方向 　　密码子的读取方向为5'端→3'端,反密码子与之相反。如甲硫氨酸的密码子是AUG,其对应的反密码子则是UAC,如果标明二者的方向,则分别是5'⁃AUG⁃3'和3'⁃UAC⁃5'。 题点(二)　转录和翻译的相关过程 3.(2025·河北高考)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(　　) 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' A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ √ 解析:转录的方向为模板链DNA的3'→5',由图可知,M转录的模板链的部分 序列为5'⁃TCTACA⁃3',N转录的模板链的部分序列为5'⁃ACAGCT⁃3',因此, M转录产物的部分碱基序列为5'⁃UGUAGA⁃3',N转录产物的部分碱基序列为5'⁃AGCUGU⁃3',C正确。 4.(2025·天津二模)核糖体上有A、P、E三个位点与蛋白质的合成密切相关(如图)。研究发现当核糖体仅剩下一个位于P位点的tRNA时,CCR4⁃NOT复合物通过检测P位点的tRNA,以降解mRNA。下列叙述错误的是 (　　) A.tRNA的5'端是携带氨基酸的部位 B.图中mRNA的b端为3'端,翻译进行时,核糖体从mRNA的a端向b端移动 C.当核糖体仅剩下一个位于P位点的tRNA时,mRNA的A位点为终止密码子 D.tRNA能转运氨基酸、能与mRNA碱基互补配对和参与调节mRNA的降解 √ 解析:tRNA的3'端是携带氨基酸的部位,A错误;由图可知,翻译的方向从左到右,且翻译的方向是从mRNA的5'端向3'端,因此a端为5'端,b端为3'端,翻译进行时,核糖体从mRNA的a(5')端向b(3')端移动,B正确;当核糖体仅剩下一个位于P位点的tRNA时,说明mRNA的A位点不能再结合tRNA了,因此A位点为终止密码子,C正确;tRNA在翻译过程中能转运氨基酸、能与mRNA碱基互补配对和参与调节mRNA的降解,D正确。 5.噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子,部分序列如图。下列有关叙述错误的是 (　　) A.D基因包含459个碱基, 编码152个氨基酸 B.噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核苷酸 C.E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列,其互补DNA序列是5'⁃GCGTAC⁃3' D.E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠,且重叠序列编码的氨基酸序列相同 √ 解析:根据图示信息,D基因能编码152个氨基酸,但D基因上还应包含终止密码子对应的序列,且噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子,故D基因应包含152×3+3=459(个)碱基,A正确;DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸,噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核苷酸,B正确;E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列5'⁃GTACGC⁃3',根据DNA分子两条链反向平行,其互补DNA序列是5'⁃GCGTAC⁃3',C正确;E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠,但重叠序列编码的氨基酸序列不相同,D错误。 [归纳拓展]　基因表达中的相关数量关系 (1)三种数量关系(不考虑终止密码子) DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数=6∶3∶1。 (2)实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因 ①DNA中有的片段无遗传效应,转录的mRNA不含该片段。 ②在基因片段中,有的片段(如非编码区)起调控作用,不进行转录。 ③合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。 ④转录出的mRNA中有终止密码子,正常情况下,终止密码子不编码氨基酸。 题点(三)　中心法则的相关分析 6.(2025·广州三模)研究表明,tau蛋白在神经细胞中异常聚合,严重影响神经细胞功能,结合中心法则示意图,对tau蛋白的相关分析,错误的是(　　) A.tau蛋白的合成与细胞质中的②③过程密切相关 B.神经细胞中一般不会发生④⑤过程 C.③过程中一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体 D.tau蛋白具有一定空间结构的原因之一是氨基酸之间能形成氢键 √ 解析:tau蛋白的合成与图中的②(转录)③(翻译)过程密切相关,但转录过程发生在细胞核中,A错误;④为逆转录,⑤为RNA复制,神经细胞中一般不会发生④⑤过程,B正确;③为翻译过程,该过程中一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体,提高翻译效率,C正确;肽链中的氨基酸之间能形成氢键等,使肽链盘曲、折叠形成有一定空间结构的Tau蛋白,D正确。 7.如图为某“双链±RNA病毒”基因表达示意图。这类病毒携带有RNA复制酶,在该酶的作用下,-RNA作为模板合成新的+RNA。合成的+RNA既可以翻译出病毒的蛋白质,又可以作为模板合成-RNA,最终形成±RNA。已知逆转录病毒的核酸为+RNA。下列说法正确的是 (　) A.合成病毒蛋白质的原料来源于宿主,酶来源于病毒本身 B.与DNA的复制不同,±RNA的双链可能都是新合成的 C.该病毒与逆转录病毒基因表达时都存在A—T、A—U的配对 D.逆转录病毒与该病毒增殖时均有+RNA到-RNA的过程 √ 解析:双链±RNA病毒合成该病毒蛋白质所需的原料和部分酶(如RNA聚合酶)均来源于宿主,A错误;DNA的复制方式为半保留复制,据题可知,在双链±RNA复制过程中,-RNA作为模板合成新的+RNA,合成的+RNA可以作为模板合成—RNA,最终形成±RNA,故±RNA的双链可能都是新合成的,B正确;该病毒的基因表达主要发生在RNA与RNA、RNA与蛋白质之间,不存在A—T的配对,而逆转录病毒存在A—T、A—U的配对,C错误;逆转录病毒的核酸为+RNA,其增殖时不存在+RNA到-RNA的过程,D错误。 [思维建模]　判断中心法则各生理过程的三大依据 主题研习(二)　基因表达与性状的关系 厚基础 1.基因控制性状的两种途径与实例 直接途径 间接途径 2.基因的选择性表达与细胞分化 (1)细胞分化的本质:___________________。 (2)表达的基因的分类 ①在所有细胞中都表达的基因,指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的,如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因。 ②只在某类细胞中特异性表达的基因,如卵清蛋白基因、胰岛素基因。 (3)基因选择性表达的原因:与__________________有关。 基因的选择性表达 基因表达的调控 3.表观遗传 概念 生物体基因的___________保持不变,但_______________发生可遗传变化的现象 特征 ①可遗传:_________________可以遗传给后代 ②不变性:基因的___________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可能发生去甲基化 机制 ①DNA的甲基化;②构成染色体的组蛋白的________________等修饰 实例 ①柳穿鱼花形的遗传;②某种小鼠毛色的遗传;③蜂王和工蜂 碱基序列 基因表达和表型 基因表达和表型 碱基序列 甲基化、乙酰化 4.基因与性状的关系 另外,生物体的性状还受______的影响。 环境 基础盘查 1.微点判断——落实基本生命观念 (1)(2025·黑吉辽蒙卷)某些DNA甲基化可通过抑制基因转录影响生物表型。 ( ) (2)(2024·江苏卷)DNA和组蛋白的甲基化修饰都能影响细胞中基因的转录。 ( ) (3)(2023·湖南卷)乙醇在人体内先转化为乙醛,在乙醛脱氢酶2(ALDH2)作用下再转化为乙酸,最终转化成CO2和水。ALDH2基因突变人群对酒精耐受性下降,表明基因通过蛋白质控制生物性状。 ( ) (4)(2023·河北卷)染色体的组蛋白被修饰造成的结构变化不影响基因表达。 ( ) √ √ √ × 2.发掘教材——提升科学思维能力 (1)(苏教版必修2 P67“旁栏思考题”问题分析)有人认为,表观遗传学颠覆了传统的遗传学理论。这种观点对吗?为什么? ______________________________________________________。 不对。表观遗传学是对传统遗传学理论的补充,而不是颠覆 (2)(人教版必修2 P73“思考·讨论”素材挖掘)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,表现为黄色体毛,a为隐性基因,表现为黑色体毛。将纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交,子一代小鼠的基因型都是Avya,却表现出不同的毛色:介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。请分析可能的原因:__________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 在Avy基因的前端(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,Avy基因正常表达,小鼠表现为黄色;当这些位点甲基化后,Avy基因的表达就受到抑制。这段碱基序列的甲基化程度越高,Avy基因的表达受到的抑制越明显,小鼠体毛的颜色就越深 析重难 重难点(一)　分析基因的选择性表达与细胞分化 |情|境|探|究| 下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态,请据图分析并回答下列问题: (1)上述基因属于管家基因的是______,属于奢侈基因的是___________。 (2)这三种细胞中“血红蛋白基因”均不能表达,所以这三种细胞不包括_________;A细胞可产生“胰岛素”,应为__________细胞;B细胞可产生“生长激素”,应为_______细胞。 (3)细胞分化是_______基因选择性表达的结果。 a b、c、d 红细胞 胰岛B 垂体 奢侈 |认|知|生|成|　基因的类型与细胞分化 重难点(二)　探究表观遗传的原理和特点 |情|境|探|究| 　　 　　在一个蜂群中,少数雌蜂幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王,而大多数雌蜂幼虫以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。Dnmt3蛋白是Dnmt3基因表达的一种DNA甲基化转移酶,能使DNA某些区域添加甲基基团(如图所示),DNA被甲基化后会干扰RNA聚合酶的识别。敲除Dnmt3基因后,雌蜂幼虫将发育成蜂王,这与取食蜂王浆有相同的效果。 (1)据上述研究解释雌蜂幼虫因食物不同而发育不同的原因。 提示:蜜蜂的雌蜂幼虫以花粉和花蜜为食,Dnmt3基因表达一种DNA甲基化转移酶,造成一些基因被甲基化而不能表达,从而发育成工蜂;少数雌蜂幼虫以蜂王浆为食,Dnmt3基因不表达,一些基因正常表达而发育成蜂王。 (2)结合上述信息分析DNA甲基化与基因突变的原理是否相同。 提示:DNA的甲基化会导致基因不能表达或表达水平不同,从而引起生物表型的改变;DNA甲基化不改变基因的碱基序列,因此,DNA甲基化与基因突变原理不同。 (3)DNA甲基化常发生于DNA的CG序列密集区,发生甲基化后,会影响这段DNA和某些蛋白相结合。推测甲基化程度影响基因表达的机制。 提示:DNA甲基化影响了RNA聚合酶与该段DNA的结合,导致发生甲基化的DNA(基因)转录过程受到抑制,进而无法完成翻译过程,影响了相关基因的表达。 |认|知|生|成| 1.表观遗传的主要类型 (1)DNA的甲基化与基因表达 (2)组蛋白的甲基化和乙酰化 组蛋白是组成染色质的主要蛋白,组蛋白的乙酰化和甲基化修饰影响染色质的结构和基因表达。组蛋白中赖氨酸乙酰化有利于基因表达,而组蛋白不同部位的精氨酸或赖氨酸甲基化可能促进或抑制基因表达。 2.遗传印记与性状遗传 遗传印记是因亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象,DNA甲基化是遗传印记的重要方式之一。印记是在配子发生和个体发育过程中获得的,在下一代配子形成时印记重建。如图为遗传印记对转基因鼠的Igf2基因(存在有功能型A和无功能型a两种基因)表达和传递影响的示意图,被甲基化的基因不能表达。 研考向 题点(一)　基因对性状的控制与细胞分化 1.牵牛花的颜色主要是由花青素决定的。花青素的合成途径与颜色变化过程如图所示,下列分析正确的是(　　) A.牵牛花的颜色受多个基因控制,其遗传遵循自由组合定律 B.若图中基因P表达,则前提是基因M和N也能表达 C.图中基因通过控制酶的合成直接控制牵牛花的性状 D.两株牵牛花的基因型完全相同,其花色也可能不同 √ 解析:牵牛花的颜色受多个基因的控制,但不知这些基因的位置,不能确定其遗传符合自由组合定律,A错误;基因M、N表达与否,不影响基因P的表达,B错误;由图可知,基因可以通过控制酶的合成来控制代谢,从而间接控制生物性状,C错误;性状受基因和环境共同控制,两株牵牛花的基因型完全相同,在不同pH条件下其花色也可能不同,D正确。 2.(2026·宜昌模拟)ACC合成酶是植物体内乙烯合成的限速酶,如表是科学家以番茄ACC合成酶基因为探针,研究番茄果实不同成熟阶段及不同组织中该基因的表达情况。下列相关分析正确的是 (　　) 果实成熟的不同阶段 叶片 雌蕊 雄蕊 根 绿果 变红 桃红 橙红 亮红 红透 - + ++ ++++ ++++ +++ - - + - 注:“-”表示该基因不表达,“+”表示该基因表达,“+”的数目越多表示表达水平越高。 A.该基因的表达水平在不同的组织和果实成熟的不同阶段差异不明显 B.橙红和亮红的果实细胞中该基因转录产物可能相对较多 C.绿果、雌蕊、叶片和根中无该基因及其转录产物,体现了细胞基因的选择性表达 D.果实中该基因表达水平高于叶片,说明前者的分化程度高于后者 √ 解析:根据表中信息可知,在番茄的不同组织以及果实成熟的不同阶段,ACC合成酶基因的表达水平存在明显差异,A错误;橙红和亮红的果实中,ACC合成酶基因表达水平较高,故其细胞中该基因的转录产物可能相对较多,B正确;番茄不同的组织和果实成熟的不同阶段ACC合成酶基因的表达水平不同,体现了不同细胞中基因的选择性表达,而绿果、雌蕊、叶片和根中都含有该基因,C错误;开始成熟的果实中ACC合成酶基因的表达水平高于叶片,说明该基因在不同器官细胞内进行了选择性表达,但不能说明果实的分化程度高于叶片,D错误。 题点(二)　甲基化、乙酰化与表观遗传 3.(2025·江苏高考)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 √ 解析:题图中的甲基化修饰发生在mRNA上,即图中甲基化的碱基位于核糖核苷酸链上,图中甲基化影响翻译过程,没有影响转录过程,A、B错误。由图可知,被蛋白Y结合的甲基化修饰mRNA可以正常表达出肽链,没有被蛋白Y结合的甲基化修饰mRNA则被降解,不能翻译产生蛋白质,C错误。DNA的碱基甲基化也属于表观遗传,也可引起表观遗传效应,D正确。 4.(2025·河南高考)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 √ 解析:组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列,但能影响染色质的紧密程度,从而影响基因的表达,进而影响个体表型,A正确;具有生物活性的tRNA的形成,需要DNA的转录,还需要转录后加工形成“三叶草”结构,B正确;编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同,会影响翻译效率,但不会影响翻译的准确度,C错误;组蛋白乙酰化发生在翻译出组蛋白后,是基因表达调控的结果,也会影响基因的表达,D正确。 5.(2026·长治模拟)IGF⁃2是某小鼠正常发育必需的一种蛋白质,缺乏IGF⁃2时小鼠表现为个体矮小,位于常染色体上的A基因能编码IGF⁃2,a基因无此功能。下图为A、a基因在雌雄配子产生过程中甲基化印记重建情况及对小鼠等位基因表达和传递的影响。以下叙述错误的是 (　　) A.若干只个体矮小的小鼠杂交,子代表现正常的小鼠占比最多为1/2 B.欲确定一雄性小鼠的基因型,可让其与任意雌性小鼠杂交,通过观察子代表型及比例即可判断 C.个体正常的两只小鼠杂交,子代不可能出现个体矮小小鼠 D.除DNA甲基化以外,构成染色体的组蛋白的甲基化、乙酰化也可以导致表观遗传 √ 解析:假设A'表示A被甲基化,a'表示a被甲基化。由题图可知,雌性小鼠无论基因型是什么,其产生的配子都相当于“a”;个体矮小的小鼠基因型可以是A'a或aa',则若干只个体矮小的小鼠杂交,子代表现正常的小鼠占比最多为1/2(其他杂交组合后代均为矮小小鼠),A正确。由于雌性小鼠无论基因型是什么,其产生的配子均相当于“a”,欲确定一雄性小鼠的基因型,可让其与任意雌性小鼠杂交(相当于测交),通过观察子代表型及比例即可判断,B正确。个体正常小鼠杂交(Aa'×Aa'),子代可以出现个体矮小小鼠,C错误。除DNA甲基化以外,构成染色体的组蛋白的甲基化、乙酰化也可以导致表观遗传,D正确。 [易错提醒]　理解表观遗传需注意的3个问题 ①表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。 ②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。 ③表观遗传一般是影响基因的转录过程,进而影响蛋白质的合成。 作业验收评价 (标 的题目为推荐讲评题目，配有精品课件) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 一、选择题 1.(2026·湛江模拟)若土拨鼠某肽链中天冬氨酸的密码子是5'⁃AAC⁃3',则编码土拨鼠肽链天冬氨酸密码子的脱氧核糖核苷酸序列是(　　) A.5'⁃TTG⁃3' B.5'⁃GTT⁃3' C.5'⁃AAC⁃3' D.5'⁃CAA⁃3' 解析:某肽链中天冬氨酸的密码子是5'⁃AAC⁃3',即mRNA上碱基的序列为5'⁃AAC⁃3',根据碱基互补配对原则,编码mRNA的模板链上的碱基序列为3'⁃TTG⁃5',即5'⁃GTT⁃3',B正确。 √ 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 2.(2026·贵阳模拟)真核细胞中的rRNA是以DNA为模板转录形成的,转录rRNA的DNA称为rDNA,该过程主要发生在核仁。以下叙述正确的是 (　　) A.原核细胞内没有核仁结构,不存在rDNA分子 B.细胞中rDNA转录时,RNA聚合酶沿模板链的3'→5'方向移动 C.rDNA的转录产物可以作为蛋白质合成的模板 D.rDNA上模板链中的嘌呤碱基总数与rRNA的嘌呤碱基总数相等 √ 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 解析:原核细胞虽无核仁,但其DNA中仍含有编码rRNA的rDNA区域,用于转录合成rRNA,A错误;RNA聚合酶在转录时沿DNA模板链的3'→5'方向移动,同时催化RNA链按5'→3'方向合成,B正确;rDNA转录产物为rRNA,而蛋白质合成的模板是mRNA,rRNA参与构成核糖体而非直接作为模板,C错误;rDNA上模板链中的嘌呤碱基与rRNA的嘧啶碱基互补配对,因此rDNA上模板链中的嘌呤碱基总数与rRNA的嘌呤碱基总数不一定相等,D错误。 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 3.(2026·合肥模拟)核糖体RNA(rRNA)是由核糖体DNA(rDNA)转录出的前体rRNA经剪切后形成的。前体rRNA的形成过程如图所示,由此推测b链中与图中标明序列对应的部分核苷酸序列为 (　　) A.5'⁃TGGCA⁃3' B.5'⁃ACGGT⁃3' C.5'⁃ACCGT⁃3' D.5'⁃TGCCA⁃3' √ 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 解析:由图可知,转录的方向是从左到右,前体rRNA的序列是“5'⁃ACCGU⁃3'”,它是以rDNA的a链为模板转录而来的。根据碱基互补配对原则,a链对应的序列是“3'⁃TGGCA⁃5'”。DNA的两条链(a链和b链)也遵循碱基互补配对原则,则b链对应的序列就是“5'⁃ACCGT⁃3'”,C正确。 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 4.图甲表示细胞内合成RNA的酶促过程,图乙表示a、b、c三个核糖体相继结合到一个mRNA分子上,并沿着mRNA移动且合成肽链的过程。下列相关叙述正确的是 (　　) A.图甲和图乙碱基配对的共有方式为A—U、G—C、C—G B.图甲过程的模板是DNA的两条链,参与的酶是DNA聚合酶 C.图乙中核糖体沿箭头②的方向移动 D.活细胞均能发生图甲和图乙过程 √ 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 解析:图甲是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,碱基的配对方式为A—U、G—C、T—A、C—G;图乙是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,碱基的配对方式为A—U、G—C、U—A、C—G。图甲和图乙碱基配对的共有方式为A—U、G—C、C—G,A正确。图甲中转录的模板是DNA的一条链,参与的酶是RNA聚合酶,B错误。图乙中最早与mRNA结合的核糖体是c,核糖体沿箭头①的方向移动,C错误。哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器,因此不能发生图甲和图乙过程,D错误。 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 5.(2026·宝鸡模拟)中心法则中遗传信息的传递和表达都有明确的方向性,某mRNA中有一密码子GGC,下列叙述错误的是 (　　) A.RNA聚合酶是由DNA模板链的3'端向5'端移动 B.该mRNA对应的模板链碱基序列为5'⁃GCC⁃3' C.翻译时,核糖体沿着mRNA的5'端向3'端方向移动 D.密码子GGC的反密码子为CCG,反密码子在tRNA上的读取方向为5'端→3'端 解析:密码子GGC的反密码子为CCG,反密码子在tRNA上的读取方向与密码子相反,为3'端→5'端,D错误。 √ 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 6.(2026·武汉模拟)如图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径,尿黑酸在人体内积累会使人的尿液中含有尿黑酸,这种尿液暴露于氧气中会变成黑色,这种症状称为尿黑酸症。下列说法错误的是 (　　) A.酶⑤的缺乏会导致患白化病,酶③的缺乏会导致患尿黑酸症 B.由图可推知,同种底物经不同种酶的催化得到的产物不同 C.若图中的酶均由不同的基因表达产生,则可推知基因和性状之间并不都是简单的一一对应的关系 D.若图中的酶均由不同的基因表达产生,则说明基因可通过控制酶的合成直接控制生物体的性状 √ 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 解析:若图中的酶均由不同的基因表达产生,则说明基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而间接控制生物体的性状,D错误。 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 7.(2026·安康模拟)研究发现,鱼体内用于去除RNA甲基化修饰的m6A去甲基化酶FTO,可擦除NOD基因的mRNA甲基化修饰,避免mRNA被YTHDF2蛋白质识别并降解,从而提高鱼类的抗病能力。下列叙述正确的是 (　　) A.mRNA的甲基化修饰不会改变相应的表型 B.提高NOD基因的mRNA甲基化水平会抑制NOD基因的表达 C.FTO蛋白抑制剂提高鱼类的抗病能力 D.甲基化会使DNA聚合酶结合启动子的过程受到干扰 √ 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 解析:mRNA的甲基化不会改变自身碱基序列,但可能会影响翻译过程,从而改变生物相应的表型,A错误;FTO可擦除NOD基因的mRNA甲基化修饰,则FTO蛋白抑制剂可提高NOD基因的mRNA甲基化水平,导致被YTHDF2蛋白质识别并降解的mRNA量增加,从而抑制NOD基因的表达,进而降低了鱼类的抗病能力,B正确,C错误;甲基化会使RNA聚合酶结合启动子的过程受到干扰,D错误。 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 8.[多选]真核生物细胞中存在多种与核酸代谢相关的酶,它们在细胞内的定位及功能各有不同,如下表所示,已知线粒体中也含有少量DNA且能进行半自主复制,下列叙述错误的是 (　　) 酶的种类 细胞内定位 主要功能 RNA聚合酶α 细胞核 参与DNA复制起始阶段,合成RNA引物 DNA聚合酶δ 细胞核 在DNA复制延伸阶段,催化脱氧核苷酸聚合形成新的DNA链 RNA酶H 细胞核、线粒体 识别并降解DNA⁃RNA杂交双链中的RNA链 端粒酶 细胞核 以自身RNA为模板,合成端粒DNA,维持端粒长度 A.在细胞周期中,RNA聚合酶α和DNA聚合酶δ的活性在G1期可能会显著升高 B.若细胞中RNA酶H功能异常,可能会影响DNA复制和基因表达过程 C.端粒酶的化学本质是蛋白质,其合成过程涉及转录和翻译 D.RNA聚合酶α和DNA聚合酶δ都能催化磷酸二酯键的形成,二者识别的DNA序列不同 √ √ 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 解析:在细胞周期中,DNA复制发生在S期,RNA聚合酶α和DNA聚合酶δ主要在S期发挥作用,其活性在S期会显著升高,A错误。RNA酶H能识别并降解DNA⁃RNA杂交双链中的RNA链,在DNA复制过程中会有RNA引物与DNA模板链形成杂交双链,需要RNA酶H降解RNA引物以便完成DNA复制;在基因表达的转录过程中也会形成DNA⁃RNA杂交双链,因此若细胞中RNA酶H功能异常,可能会影响DNA复制和基因表达过程,B正确。端粒酶以自身RNA为模板逆转录成端粒DNA,说明端粒酶的化学本质是RNA和蛋白质的复合物,其合成过程涉及转录和翻译以及RNA的加工等过程,C错误。RNA聚合酶α和DNA聚合酶δ都能催化磷酸二酯键的形成,但二者功能不同,在DNA复制中发挥作用的阶段不同,所以二者识别的DNA序列不相同,D正确。 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 9.[多选](2026·九江模拟)一般情况下,Sry基因都受表观遗传调控保持沉默状态,只有在胚胎发育的短暂窗口期,才会被去甲基化酶KDMA3去甲基化从而被激活。研究者发现,Fe2+是去甲基化酶KDMA3的关键辅因子,缺乏Fe2+可能会使XY型胚胎无法正常发育出雄性生殖器官,也可能会导致雄性到雌性的完全性逆转。下列叙述正确的是 (　　) A.Fe2+是基因表达的产物,直接参与表观遗传修饰的过程 B.上述案例说明,Sry基因是决定睾丸发育的关键基因 C.性逆转的现象说明性别的发育受到基因与环境的共同作用 D.甲基化会抑制Sry基因的表达,但基因的碱基序列不变 √ √ √ 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 解析:基因表达的产物是蛋白质,Fe2+不是蛋白质,A错误;睾丸是雄性生殖器官的重要部分,由题干信息可推测Sry基因是决定睾丸发育的关键基因,B正确;由题干可知,性别发育受Sry基因等遗传因素影响,同时Fe2+(环境相关因素,属于环境因子范畴)缺乏会导致性逆转,这说明性别的发育受到基因与环境的共同作用,C正确;甲基化会抑制Sry基因的表达,但基因的碱基序列不变,D正确。 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 二、非选择题 10.(14分)蜜蜂蜂群中,雄蜂由未受精的卵细胞发育而成,染色体数目为N=16;蜂后与工蜂均是由受精卵发育形成的雌性蜂,染色体数目为2N=32。同一批次所有的雌性蜜蜂出生时都具有相同的基因,只因幼虫期食物的差异而向不同方向发育,在形态、结构、生理和行为等方面截然不同,最终导致社会地位两极化,这一现象被称作“级型分化”。请回答下列问题: 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 (1)蜜蜂级型分化与DNA甲基化水平息息相关,研究表明,蜂王浆导致幼虫DNA的甲基化减少,进而发育为蜂后。DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶,DNMT3蛋白的合成和作用过程如图所示。(6分) ①如果a过程以基因的β链为模板,则虚线框中的序列对应的RNA的碱基序列为___________________,b过程需要的原料是__________________________。 解析:①a过程为转录,若转录的模板为β链,根据碱基互补配对原则,虚线框中的序列对应的RNA的碱基序列为5'⁃UUGCCA⁃3';b过程为翻译,翻译过程需要的原料是21种游离的氨基酸。 5'⁃UUGCCA⁃3' 21种游离的氨基酸 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 ②DNMT3蛋白的作用_______ (填“会”或“不会”)改变基因的碱基序列; p62基因启动部位的胞嘧啶发生甲基化,导致______________________ _________________,使p62基因无法转录。 不会 RNA聚合酶无法 与启动子结合 解析:②DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶,DNA甲基化并不会改变基因的碱基序列。p62基因启动部位的胞嘧啶发生甲基化,导致RNA聚合酶无法与启动子结合,影响了p62基因的转录过程。 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 ③蜂王浆中某些物质是决定蜜蜂幼虫发育成为蜂后的关键因素,请推测蜂王浆中的这些物质可能________(填“促进”或“抑制”)DNMT3蛋白活性, p62基因对蜜蜂幼虫卵巢发育起________(填“促进”或“抑制”)作用。 抑制 促进 解析:③蜂王浆导致幼虫DNA甲基化的减少,而DNMT3蛋白是一种DNA甲基化转移酶,由此可推测蜂王浆中的这些物质可能抑制DNMT3蛋白活性。DNMT3蛋白活性降低,p62基因启动部位的甲基化减少,p62基因表达水平上升,蜜蜂幼虫发育成蜂后,由此可推测,p62基因对蜜蜂幼虫卵巢发育起促进作用。 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 (2)另外一项研究发现N6⁃甲基腺嘌呤(m6A)修饰在蜜蜂的级型分化中起着关键作用,m6A是真核生物mRNA甲基化修饰形式之一,科研人员通过质谱检测了蜂后和工蜂幼虫在三个龄期的m6A甲基化水平下表所示。(8分) 阶段 1龄幼虫 3龄幼虫 5龄幼虫 成虫 工蜂 蜂后 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 ①检测结果表明______________________________________________ _______________________________。 幼虫发育过程中m6A修饰明显增加,且工蜂幼虫比蜂后幼虫的m6A甲基化水平更高 解析: ①单独看工蜂或蜂后,检测结果表明幼虫发育过程中m6A修饰明显增加;比较同一龄期工蜂幼虫和蜂后幼虫,工蜂幼虫比蜂后幼虫的m6A甲基化水平更高。 1 5 6 7 8 10 2 3 4 9 ②脱氮腺苷能对m6A甲基化进行抑制,如果要进一步验证m6A修饰在蜜蜂的级型分化中起着关键作用,请写出实验思路和实验结果。 实验思路:__________________________________________________ __________________________________________________________________________________________。 实验结果:_________________________________________________ ___________________________________________________________。 在其他条件不变的情况下,再取一组工蜂幼虫,额外用脱氮腺苷进行合适的处理,质谱检测这组工蜂幼虫在三个龄期的m6A甲基化水平和最终发育情况 这组工蜂幼虫发育过程中m6A修饰水平接近蜂后幼虫,且最终也会展现出蜂后特有的特性(形态、结构、生理和行为等方面) 解析:②实验思路和实验结果见答案。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $