2027届高三生物人教版一轮复习课件　基因的表达

第25讲　基因的表达 课前检测——判断正误 1.每种氨基酸有一~多种密码子，每种密码子只能决定一种氨基酸。( ) 2.密码子与反密码子、反密码子与tRNA都是一一对应关系。( ) 3.密码子有64种，能决定氨基酸的密码子有61种。 ( ) 4.所有的多肽第一位的氨基酸都是甲硫氨酸。 ( ) 5.所有生物的起始密码子都有AUG。 ( ) 6.下图是遗传信息的转录示意图，其RNA聚合酶是由左向右移动的。 ( ) 基因 RNA聚合酶 mRNA × √ × × × × 0或 或62 有的多肽中的甲硫氨酸，在内质网加工时被切掉了。 原核生物的起始密码子，除了AUG还有GUG。 1.tRNA分子内部不发生碱基互补配对。(2023·江苏卷)(　　) 2.mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA。(2023·江苏卷)(　　) 3.tRNA分子由两条链组成,mRNA分子由单链组成。(　　) 4.rRNA是核糖体的组成成分,原核细胞中可由核仁参与合成。(　　) 5.tRNA、mRNA、rRNA都是DNA分子转录的产物,转录的方向是5'→3'。 (　　) 6.细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽。(　　) 7.碱基序列不同的mRNA翻译得到的肽链不可能相同。(2024·贵州卷) (　　) 易错排查 × × √ × × × × 1.遗传信息可以从DNA流向RNA,也可以从RNA流向蛋白质。(　　) 2.由逆转录酶催化的是RNA→DNA。(　　) 3.生命是物质、能量和信息的统一体。(　　) 4.线粒体中遗传信息的传递也遵循中心法则。(　　) 5.模板相同,其产物可能不同;产物相同,其模板一定相同。(　　) 易错排查 √ √ √ √ × (2)为什么说真核细胞的转录过程主要发生在细胞核中？ 提示　 DNA主要存在于细胞核中，线粒体和叶绿体中也存在少量的DNA，也有部分遗传信息的转录过程。 (1)遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程需要解旋酶吗？ 提示　不需要，RNA聚合酶也有解旋功能。 (3)图中翻译方向如何？判断依据是什么？ 提示　方向为从左向右；判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。 (4)图示信息显示一条mRNA可结合多个核糖体，其意义何在？ 提示　少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。 (5)起始密码子AUG决定甲硫氨酸，为什么蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸？ 提示　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会被剪切掉。 (6)翻译过程中，核糖体是如何使肽链延伸的？从核糖体上脱落下来的是有特定功能的成熟蛋白质吗？ 提示　翻译过程中，核糖体在mRNA上移动并依次读取密码子，进行肽链的合成，直到读取到mRNA上的终止密码子，合成才能终止。刚从核糖体上脱落下来的只能称之为多肽，其必须经过一定的加工才能成为具有特定功能的成熟蛋白质。 (7)一个基因的两条链都可以作为转录的模板吗？一个DNA分子上的所有基因的模板链都相同吗？ 提示 转录时只能以基因的一条链作为转录的模板。不同基因的模板链不一定相同 考点一　遗传信息的转录和翻译 必备知识•精读教材 1.RNA的结构与功能 A(腺嘌呤） U(尿嘧啶) C(胞嘧啶) G(鸟嘌呤) 结构 C、H、O、N、P 化学组成： 磷酸、核糖、碱基 元素组成： 基本单位: RNA： 4种核糖核苷酸 一般为单链 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 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 1.（必修正文） 适合作为信使的原因是_________________________ _________________________________________________________________________ ______________。 由核糖核苷酸连接而成， 可以携带遗传信息；一般是单链，而且比短，因此能够通过核孔，从细胞核转 移到细胞质中 2.（必修图4-6）tRNA______（填“含有”或“不含有”）氢键，一个 分子 中______（填“是”或“不是”）只有三个碱基。 含有 不是 思考 1.（2026·贵州·高考真题）1957年，科学家发现一种RNA可以结合氨基酸形成偶联物（如图），将放射性同位素标记的偶联物与微粒体（附着有核糖体的内质网）在体外混合，测定RNA和微粒体的放射性强度随时间的变化，确定了此RNA的功能，并命名为tRNA．下列叙述错误的是（      ） A．图中a连接在b的 端形成偶联物 B．微粒体上有指导肽链合成的模板RNA C．应对偶联物中的a进行放射性同位素标记 D．实验结果应为微粒体的放射性强度逐渐减小 02 基因的表达 D 2.遗传信息的转录 (1)场所:真核生物主要是　　　　,在　　 　　　　　中也能发生转录过程；原核生物：拟核、细胞质（质粒）  (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mRNA为例) 游离的核糖核苷酸 U A A A U U C G C A G C G U G C G C T T T G C G T C C 3’ 5’ 5’ 3’ 5’ 3’ RNA聚合酶 1. 解旋 RNA聚合酶使DNA双链解开，碱基暴露出来。 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。 2. 配对 新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。 3. 连接 合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。 4. 释放 形成磷酸二酯键 形成氢键 碱基互补配对： A-U，T-A，C-G，G-C 与DNA聚合酶不同，RNA聚合酶无须引物，它能直接在模板上合成RNA链； RNA聚合酶能够局部解开DNA的两条链，所以转录时无须将DNA双链完全解开。 (4)产物:　　　　　　　　、核糖体RNA(rRNA)、转运RNA(tRNA)。  信使RNA(mRNA) 1.（必修图4-4）遗传信息的转录过程中也有 的解旋过程，该过程_____ ___（填“需要”或“不需要”）解旋酶。 （2）（必修图4-4）一个基因转录时以基因的____条链为模板，一个 分子 上的所有基因的模板链________（填“一定”或“不一定”）相同。 不需 要 一 不一定 思考 A T C G A G C G A G T C T T C G T C A A T C G A T G A C A T C G G C DNA U C G C U A G C mRNA mRNA 基因1 基因2 a链 b链 部分解旋 CA …… UCCCUAAGGAUAG CCAUCCCAGAUG 思维拓展1 --ATGCATGCAT…… CGATCGTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC--- --TACGTACGTA ……GCTAGCATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG--- 基因 非编码区 非编码区 编码区 不编码mRNA 不编码mRNA (编码mRNA) 启动子 终止子 启动子：启动子是RNA 聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA 序列 终止子：给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列 RNA聚合酶 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 　　　  核糖体 氨基酸 tRNA 考点二：遗传信息的翻译 1.密码子：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基。 mRNA 密码子 决定 缬氨酸 3' 5' 氨基酸 U G A 反密码子 mRNA 5' 3' A C U 密码子 tRNA 2.反密码子：tRNA一端与密码子互补配对的3个相邻碱基。 ①密码子的认读方向：mRNA的5'→3' ②密码子共64种，起始密码子2种：AUG（真核、原核）GUG（原核）。 终止密码子3种：UAA/UAG/UGA（一般不编码氨基酸，特殊情况下，UGA可编码硒代半胱氨酸） 因此，编码氨基酸的密码子有61或62种。 第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基 U C A G U 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 U 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 C 亮氨酸 丝氨酸 终止 终止、硒代半胱氨酸 A 亮氨酸 丝氨酸 终止 色氨酸 G C 亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 U 亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 C 亮氨酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 A 亮氨酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 G A 异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 U 异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 C 异亮氨酸 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 A 甲硫氨酸（起始） 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 G G 缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 U 缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 C 缬氨酸 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 A 缬氨酸、甲硫氨酸（起始） 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 G 提示： AUG既可以编码甲硫氨酸，又是起始密码子 正常情况下UGA是终止密码子(不编码氨基酸)，特殊情况下编码硒代半胱氨酸。 GUG在原核生物中，可以作为起始密码子，此时它编码甲硫氨酸，在其他情况下，它编码缬氨酸 。 终止密码子： 、 __ 、____ 种类 起始密码子： （甲硫氨酸）、 （ 种） ___（缬氨酸、甲硫氨酸） 编码氨基酸的密码子______种或_____种 64 UAA GUG AUG UGA（硒代半胱氨酸） 61 UAG 62 3' 5' 氨基酸 U G A 反密码子 mRNA 5' 3' A C U 密码子 tRNA 3.密码子的特点： ①1种密码子决定一种氨基酸。（专一性） ②每种氨基酸对应一种或几种密码子。（简并性） ③不同生物共用一套遗传密码。（通用性） 4.tRNA的特点： ①1种tRNA只能转运一种氨基酸。 ②每种氨基酸可由一种或几种tRNA转运。 必修2 P67： tRNA (“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA分子中 (“是”或“不是”)只有3个碱基。 含有 不是 说明当今生物可能有着共同的起源。 ①反密码子为5′-ACU-3′，则携带的氨基酸是？ 由密码子5′-AGU-3′所决定的丝氨酸 ②若密码子为5′-UAA-3′，则对应的反密码子是？ 由于UAA是终止密码子，不决定氨基酸，所以没有与之对应的反密码子。 tRNA和mRNA配对时，两者方向如何？ 注意：不是所有的密码子都有与之对应的反密码子。 思维拓展 19 碱基和氨基酸间的对应关系可能 最多编码的氨基酸种类 1个碱基→1个氨基酸 2个碱基→1个氨基酸 3个碱基→1个氨基酸 4个碱基→1个氨基酸 …… …… 野生型噬菌体 插入或删掉3个碱基 噬菌体能侵染细菌，使细菌死亡 野生型噬菌体 噬菌体不能侵染细菌，不能使细菌死亡 插入或删掉1个或2个碱基 4 16 64 256 ①遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸。 ②遗传密码从一个固定的起点开始，以非重读的方式阅读，编码之间没有分隔符。 不受影响 不受影响 mRNA mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基叫做1个密码子。 科学史话：遗传密码的破译 （1）1961年，克里克：证实遗传密码是三个碱基 第一个遗传密码的破译 实验方案： ①取20支试管，分别加入二十种氨基酸。 ②给每支试管中加入去除了DNA和mRNA的细胞提取液、高浓度Mg2+ （可以使mRNA从任意起点合成肽链） 。 ③给每支试管加入人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸。 ④检测每支试管中肽链的合成情况。 预期结果与结论： 如果加入苯丙氨酸的试管中出现了肽链，则说明UUU是苯丙氨酸的密码子。 （2）1961年，尼伦伯格和马太：破译了第一个遗传密码 2、翻译（3）过程 思维拓展： 1.核糖体与mRNA每次结合形成几个tRNA的结合位点？ 2.核糖体在mRNA上移动一次读取几个密码子？ 3.氨基酸之间发生什么反应？形成的新键？ 4.翻译能准确进行的原因 第1步 mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA ，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1。 第2步 携带某个氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2 。 第3步 甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到位点2的tRNA上。 第4步 核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原位点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 随着核糖体的移动直到核糖体遇到mRNA的终止密码子，合成终止 2个tRNA的结合位点 (1)mRNA为翻译提供了精确的模板。 (2)通过碱基互补配对，保证了翻译能够准确进行。 n个氨基酸 【拓展】基因表达中的数量关系 至少n个密码子=3n个碱基 至少3n个碱基对=6n个碱基 注1：翻译时，mRNA上终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上碱基数是氨基酸数目的3倍还多一些。 2.基因上非编码区的碱基不编码氨基酸，因此基因的实际碱基数比mRNA碱基数的2倍更多，也比氨基酸数目的6倍还要多。 2.（2026·山东·高考真题）果蝇的等位基因A、a的部分序列相关信息如表所示。基因a与A的单链序列相比，只有表中带下划线的碱基不同，但二者编码多肽链的氨基酸数目相同。已知AUG为起始密码子，UAA、UAG、UGA为终止密码子。据表推断，基因a中N代表的碱基为（　　） 注：“ ”表示对应位置的氨基酸 A．腺嘌呤 B．胞嘧啶 C．腺嘌呤或胸腺嘧啶 D．胞嘧啶或胸腺嘧啶 A 3.(2023江苏,6,2分)翻译过程如图所示,其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I),与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对。下列相关叙述正确的是 (　　) A.tRNA分子内部不发生碱基互补配对 B.反密码子为5'-CAU-3'的tRNA可转运多种氨基酸 C.mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA D.碱基I与密码子中碱基配对的特点,有利于保持物种遗传的稳定性 D　 02 基因的表达 a．图乙中，1、2、3分别为 b．数量关系： c．目的意义： d．方向： e．结果： ②图乙翻译模型分析： mRNA、核糖体、多肽链。 一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。 少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。 从左向右，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。 合成多个氨基酸序列完全相同的多肽，因为模板mRNA相同。 思考：如何快速高效地进行翻译呢？ 翻译能够精确进行的原因是什么？ 一个基因可以转录生成多个相同的mRNA；一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。 ①mRNA为翻译提供了精确的模板；②通过mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子的碱基互补配对，保证了翻译能够准确地进行。 思考：判断下列各图中的翻译方向？ （1）图1表示真核细胞的________过程。图中①是________，⑥是________，②、③、④、⑤表示正在合成的4条______，核糖体的移动方向是___________。 （2）图2表示原核细胞的__________________过程，图中①是______________________________，②、③、④、⑤表示正在合成的4条__________。 mRNA 核糖体 肽链 自右向左 翻译 边转录边翻译 DNA（基因）的一条链 mRNA 04 比较真核细胞和原核细胞中基因的表达 DNA聚合酶不具备从头合成DNA链的能力，只能沿着引物提供的3 '端延伸子链。 RNA聚合酶具备从头合成RNA链的能力，沿着3 '端延伸子链。 RNA复制酶，本质是RNA依赖的RNA聚合酶，具备从头合成RNA链的能力，沿着3 '端延伸子链。 逆转录酶，本质是RNA依赖的DNA聚合酶，不具备从头合成RNA链的能力，沿着引物的3 '端延伸子链。 所有已知的核酸合成均遵循5’→ 3 ’的方向 03 比较复制、转录、翻译 4.(2025山东,5,2分)关于豌豆细胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程,下列说法错误的是( ) A. 三个过程均存在碱基互补配对现象 B.三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内 C.根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列 D.RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同 03 比较复制、转录、翻译 C 4.(2025·湛江部分学校联考)大肠杆菌通常直接利用葡萄糖，当培养基中无葡萄糖只有乳糖时，大肠杆菌会合成半乳糖苷酶分解乳糖并加以利用。如图为大肠杆菌中半乳糖苷酶在不同营养条件下的合成机理，图中①～⑤为不同过程。操纵基因(O)结合调节蛋白后会阻止酶X对半乳糖苷酶基因的正常转录。下列叙述错误的是 A.图中酶X为RNA聚合酶，能催化磷酸 二酯键的形成 B.当培养基中有葡萄糖无乳糖时，调节蛋 白会通过过程③以阻止Z基因的表达 C.过程⑤中多个核糖体同时翻译一条mRNA， 可缩短合成一条多肽链所需的时间 D.半乳糖苷酶合成时核糖体结合到mRNA 5′端从起始密码子开始进行翻译 C 1957年克里克提出中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。 少数生物遗传信息可以从RNA流向RNA（RNA复制）或RNA流向DNA（逆转录） 生命是物质、能量和信息的统一体 05 中心法则 克里克提出的中心法则其实并不是教材说的这样子，而出除了蛋白质不能自我复制，其余箭头都存在。不过这样讲阻力太大了，根本没法考试了，这里还是按照教材处理。 32 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 思考 (3)不同生物遗传信息的传递过程 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 无复制 DNA复制 转录 翻译 逆转录 RNA复制 场所 主要在细胞核 主要细胞核 核糖体 宿主细胞 宿主细胞 模板 DNA的两条链 DNA的一条链 RNA RNA 产物 多肽 原料 4种脱氧核苷酸 酶 解旋酶、 DNA聚合酶 缩合反应的酶 RNA聚合酶 能量 ATP提供 碱基配对 G－C、C－G A－T、T－A 信息传递 DNA→DNA 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 逆转录酶 RNA聚合酶 DNA RNA RNA DNA A－U、T－A DNA→RNA mRNA A－U、U－A mRNA→蛋白质 A－T、U－A A－U、U－A RNA→DNA RNA→RNA 2.(2025·河北卷)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 C 典例：新型冠状病毒仍在肆虐全球，新型冠状病毒遗传信息的传递与表达过程如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A.新冠病毒的增殖需宿主细胞DNA指导合成的RNA聚合酶参与 B.新型冠状病毒RNA是通过RNA聚合酶以RNA为模板合成的 C.－RNA上结合多个核糖体后在较短时间内会合成大量病毒蛋白 D.＋RNA中嘌呤与嘧啶的比值与－RNA中嘌呤与嘧啶的比值相等 E.在固体培养基上，我们可以直接培养，纯化新冠病毒 B 思考：+RNA有哪些作用？ 1.作遗传物质，指导-RNA的形成；作为翻译的模板 考点四：基因表达产物与性状的关系 1.基因对性状的控制途径 (1)基因通过控制 来控制 ，进而控制生物体的性状。（间接） 酶的合成 代谢过程 ①豌豆种子圆粒与皱粒 ②白化病致病机理 (2)基因通过控制蛋白质的 直接控制生物体的性状。（直接） 实例：囊性纤维化 结构 细胞分化：在个体发育中，一个或一群细胞的后代在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程 细胞分化是基因选择性表达的结果 管家基因：例如呼吸酶基因、核糖体蛋白基因等。 奢侈基因：组织特异性基因，是指不同类型细胞中特异性表达的基因，奢侈基因的产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与功能。 02 细胞分化的本质 遗传物质相同 细胞生理功能不同 蛋白质 不同 细胞形态结构不同 细胞器种类和数量不同 基因选择性表达 tRNA相同rRNA相同mRNA不同 (总)RNA不同 通常受表观遗传调控 通常情况下，基因甲基化导致基因不能表达(或表达量下降) 追问：基因在何时表达？在什么细胞中表达？表达水平的高低是如何调节的？ 02 细胞分化的本质 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。 定义 存在时期 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。 特征 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 可遗传性、可逆性、DNA不变 42 多数情况下，基因甲基化后会结合很多其他蛋白质来帮助关闭基因，防止RNA聚合酶结合到启动子上，从而阻止mRNA的生成，导致基因沉默，进而影响细胞的分化和功能。 二、改变了的表型有些可以遗传 ——DNA的甲基化 调控方式1• 表观遗传类型1 【学习任务 】表观遗传的主要类型 DNA甲基化转移酶 去甲基化酶 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 CpG二核苷酸序列 5-甲基胞嘧啶（5-mC） 基因表达与性状的关系之表观遗传： LcycLcyc 基因能表达 对称花 × Lcyc 。 基因能表达 LcycLcyc 基因不表达 对称花 辐射花 × LcycLcyc LcycLcyc 未甲基化 高度甲基化 对称花 辐射花 例如，柳穿鱼花花形的遗传——表观遗传 上述现象说明什么？ 答：说明甲基化的基因可以遗传给后代。柳穿鱼花的辐射花性状的遗传是表观遗传，能遗传。 44 资料2：小鼠的毛色遗传 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，控制黄色体毛；a为隐性基因，控制黑色体毛。 F1 Avy a P × Avy Avy aa 黄色鼠 黑色鼠 Avy基因 决定基因表 达水平的序列 无甲 基化 Avy基因不受抑制 黄色鼠 Avy基因高表达 不同程度的甲基化 Avy基因受不同抑制 Avy基因低表达 介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型 甲基化的程度最高 Avy基因受抑制最高 黑色鼠 Avy基因不表达 介于黄和黑之间的一系列过渡类型 03 表观遗传 45 2.(2024·浙江1月选考·9,2分)某种蜜蜂的蜂王和工蜂具有相同的基因组。雌性工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉,若喂食蜂王浆,也能发育成为蜂王。利用分子生物学技术降低DNA甲基化酶的表达后,即使一直喂食花蜜花粉,雌性工蜂幼虫也会发育成蜂王。下列推测正确的是(　　) A.花蜜花粉可降低幼虫发育过程中DNA的甲基化 B.蜂王DNA的甲基化程度高于工蜂 C.蜂王浆可以提高蜜蜂DNA的甲基化程度 D.DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件 03 表观遗传 D 2.(2024黑吉辽卷)下图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是( ) A. 酶E的作用是催化DNA复制 B. 甲基是DNA半保留复制的原料之一 C. 环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素 D. DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型 C DNA甲基转移酶 甲基化 改变 47 6.（2025江苏，15，2分）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 04 基因表达的调控 D 有丝分裂的分裂期，HDAC复合物使组蛋白去乙酰化，染色质凝缩成为非活性染色质，无转录活性，无法为转录提供模板，抑制了基因的转录。 凝缩（不利于转录） 松散（利于转录） 组蛋白乙酰化酶 组蛋白去乙酰化转移酶 运用图示机制推测有丝分裂的分裂期基因转录水平低的原因。 原核细胞也存在图示类型的表观遗传调控吗？理由是 。 无与组蛋白结合的染色体 ——组蛋白的修饰 调控方式1• 表观遗传——类型2 调控方式1• 表观遗传类型2 【学习任务 】表观遗传的主要类型 资料3： 考向三　表观遗传 5.(2025·河南，14)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 7.（2026·湖北·高考真题）番茄果实成熟受多种激素和转录因子调控。研究发现，转录因子MYB73可与组蛋白去乙酰化酶HDAC3结合，抑制乙烯合成酶基因ACO1的表达。生长素响应因子ARF2A能结合MYB73基因启动子并抑制其转录。若敲除ARF2A基因，下列叙述正确的是（      ） A．MYB73表达下降，ACO1表达上升，果实成熟提前 B．MYB73表达上升，ACO1表达下降，果实成熟延迟 C．MYB73表达上升，ACO1表达上升，果实成熟提前 D．MYB73表达下降，ACO1表达下降，果实成熟延迟 04 基因表达的调控 B 表观遗传调控机制—— ——RNA干扰 资料4：导致基因静默的RNA主要有三种：miRNA、siRNA、piRNA，这三种RNA分子都能通过不同的机制实现基因沉默。miRNA作用机制如下: DNA DNA mRNA 非编码RNA 蛋白质 阻止翻译(抑制基因表达) 互补配对 调控方式1• 表观遗传类型3 【学习任务 】表观遗传的主要类型 52 据图分析： 1.图中基因表达的哪个过程受到干扰? 2.请问RNA介导的基因沉默，碱基序列有没有改变？ （填“有”或 “没有”），是否属于 （填“属于”或 “不属于”）表观遗传，理由是： 表观遗传调控机制———— RNA干扰 调控方式1• 表观遗传类型3 Dicer酶切割 属于 RNA 介导的基因沉默可以遗传给子代，基因的碱基序列不变。 翻译 没有 (4)X染色体失活： 不管有多少条X染色体，除了一条以外其余的都失活。染色体失活是一个与基因沉默相关的过程。这些变化使失活的X染色体形成巴氏小体。虽然在体细胞中失活的X染色体非常稳定，但在正常发育过程中的一些情况下，整条染色体还可以再被激活。例如，在发育中的原始生殖细胞内，可以激活失活的X染色体。 例：雌性小鼠在胚胎发育至4～6天时，细胞中两条X染色体会有一条随机失活，经细胞分裂形成子细胞，子细胞中此条染色体仍是失活的。雄性小鼠不存在X染色体失活现象。现有两只转荧光蛋白基因的小鼠，甲为发红色荧光的雄鼠(基因型为XRY)，乙为发绿色荧光的雌鼠(基因型为XGX)。甲、乙杂交产生F1，F1雌雄个体随机交配，产生F2。若不发生突变，下列有关叙述错误的是（ ） A.F1中发红色荧光的个体均为雌性 B.F1中同时发出红绿荧光的个体所占的比例为1/4 C.F1中只发红色荧光的个体，发光细胞在身体中分布情况相同 D.F2中只发一种荧光的个体出现的概率是11/16 C 3.表观遗传的特点 (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。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 关于表观遗传的几点提醒: (1)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。 (2)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。 (3)可遗传变异一般是指会引起遗传信息发生改变的变异，如基因突变、基因重组和染色体变异，但DNA甲基化等表观遗传，遗传信息不变也能遗传给后代，也属于可遗传变异，但是不遵循孟德尔遗传定律。 （4）表观遗传与表型模拟的比较 ①相同点 表观遗传与表型模拟都是由 引起的性状改变， 都没有 改变。 ②不同点 表观遗传是 遗传的，表型模拟引起的性状改变是 遗传的。 环境改变 遗传物质 可以 不可以 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 56 基因通过其表达产物——蛋白质来控制生物性状 1.基因对性状有控制作用 2.基因与性状的关系，并不都是简单的一一对应的关系 3.基因不是决定性状的惟一条件 (1)一般而言，一个基因决定一种性状。 (2)一个性状可以受到多个基因的影响。 (3)一个基因可以影响多个性状。 表现型=基因型+环境条件 (1)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。 (2)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 性状是由基因和环境相互作用的结果，并且环境能够通过对基因或染色体上其他成分的修饰，调控基因的表达，进而影响性状 四、基因表达与性状的关系 P74 ：基因与基因、基因与基因表达产物、__________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　　。 基因与环境 性状 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 8．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）心脏少见癌发生，移植到小鼠心脏的肺癌细胞增殖也受到抑制，原因是心脏搏动形成的力学负荷会通过心肌细胞和肺癌细胞的核膜蛋白N2传递至核内，引起组蛋白去甲基化酶基因表达上调，染色质去螺旋，最终抑制细胞增殖。下列叙述错误的是（　　） A．力学负荷不改变DNA碱基序列但影响基因表达 B．若降低心肌细胞N2表达，转移至心脏的肺癌细胞增殖加快 C．用无搏动心肌组织证明力学负荷作用利用了“减法原理” D．研究结果提示力学刺激有望成为治疗肺癌的物理手段 05 基因和性状的关系 B 9.（2026·湖南·高考真题）某miRNA调控水稻种子休眠的机制如图所示。我国科学家发现该miRNA缺失突变体水稻的种子中赤霉素含量和穗发芽率均低于野生型。穗发芽指作物在成熟期或收获前，种子在穗上萌发的现象。下列叙述错误的是（      ） A．C蛋白抑制赤霉素在种子中积累 B．赤霉素主要在植物的幼芽、幼根和未成熟种子中合成 C．生产上应尽量选育抗穗发芽的品种 D．该miRNA与C基因的mRNA靶向结合促进种子休眠 05 基因和性状的关系 D 10.（2025 湖北卷）治疗疟疾的药物青蒿素主要从植物黄花蒿中提取，但含量低。为培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种，科研工作者开展了相关研究，发现青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累，并受到如水杨酸（SA）和茉莉酸甲酯（MeJA）等植物激素的调节。研究表明，SA和MeJA通过调控miR160的表达量（miR160是一种微小RNA，能与靶mRNA结合，引起后者降解），影响黄花蒿腺毛密度和青蒿素含量。miR160的一种靶mRNA编码ARFI蛋白，该蛋白影响青蒿素合成关键酶基因DBR2的表达。研究结果如图所示。 05 基因和性状的关系 回答下列问题： (1)青蒿素主要在叶片的腺毛中合成与积累，其根本原因是：__________。 (2)据图分析可知，miR160的表达量与青蒿素含量间呈现__________相关性，并且可以推测外源MeJA处理对青蒿素含量的影响是：___________。 基因的选择性表达 负 MeJA提高青蒿素含量 (3)基于上述材料，miR160通过直接影响__________，调控青蒿素的合成。 (4)请写出SA、ARF1、miR160和DBR2调控青蒿素生物合成的通路（用“→”表示促进，用“—|”表示抑制，显示各成员间的调控关系）：__________。 (5)请根据上述材料，提出一种培育青蒿素含量高的黄花蒿新品种的思路：__________。 (3)编码ARF1蛋白的mRNA的含量（影响编码ARF1蛋白的mRNA的稳定性） (4)SA—|miR160—|ARF1→DBR2→青蒿素 (5)敲除miR160基因（过表达DBR2基因） $