2024屆高考生物一輪總復習第六單元基因的本質(zhì)和表達第3講基因的表達教師用書

第3講基因的表達1．構(gòu)成RNA的核苷酸含有A、G、C、T四種堿基，可以儲存遺傳信息。(×)2．RNA是在細胞核中以DNA的兩條鏈為模板合成的。(×)3．地球上幾乎所有的生物體都共用一套密碼子。(√)4．通常，一個mRNA分子可以相繼結(jié)合多個核糖體，同時進行一條肽鏈的合成。(×)5．基因通過控制酶的合成直接控制生物性狀。(×)6．生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象叫作表觀遺傳。(√)系統(tǒng)學習(一)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯(釋疑點)基礎知識·全面掌握1．RNA的結(jié)構(gòu)與功能eq\x(\a\al(4種核糖,核苷酸))eq\o(→,\s\up7(聚合),\s\do5())eq\x(\a\al(核糖核,苷酸鏈))→eq\x(RNA通常是單鏈)種類功能mRNA蛋白質(zhì)合成的直接模板tRNA轉(zhuǎn)運氨基酸，識別密碼子rRNA核糖體的組成成分病毒RNARNA病毒的遺傳物質(zhì)酶少數(shù)酶為RNA，可降低化學反應的活化能(起催化作用)2.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄(1)概念：RNA是在細胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程叫作轉(zhuǎn)錄。(2)場所：主要是細胞核，在葉綠體、線粒體中也能發(fā)生轉(zhuǎn)錄過程。(3)過程。(4)產(chǎn)物：mRNA、rRNA、tRNA。3．翻譯(1)場所或裝配機器：核糖體。(2)條件。模板原料能量酶搬運工具mRNA氨基酸ATP多種酶tRNA(3)過程。(4)產(chǎn)物：多肽eq\o(→,\s\up7(盤曲折疊))蛋白質(zhì)。4．密碼子與反密碼子項目密碼子反密碼子位置mRNAtRNA作用直接決定蛋白質(zhì)中氨基酸的序列轉(zhuǎn)運氨基酸，識別密碼子特點與DNA模板鏈上的堿基互補與mRNA中密碼子的堿基互補————————————■鏈教材資料·發(fā)展科學思維■————————————1．(必修2P65圖4-4拓展)一個基因的兩條鏈都可以作為轉(zhuǎn)錄的模板嗎？一個DNA分子上所有基因的模板鏈都相同嗎？提示：轉(zhuǎn)錄時只能以基因的某一條鏈為模板；不同的基因模板鏈不一定是同一條鏈。2．(必修2P66“相關信息”拓展)在蛋白質(zhì)的翻譯過程中，遺傳信息是由tRNA和rRNA流向蛋白質(zhì)的嗎？提示：tRNA和rRNA參與蛋白質(zhì)的合成過程，但是這兩種RNA本身不會翻譯為蛋白質(zhì)。重難盲點·講練疏通eq\a\vs4\al(———————)eq\a\vs4\al(微點釋解一)———————————————————————————轉(zhuǎn)錄和翻譯過程的比較————————————————————————————————————————1．比較復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯項目遺傳信息的傳遞遺傳信息的表達復制轉(zhuǎn)錄翻譯場所主要是細胞核主要是細胞核細胞質(zhì)模板親代DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNA原料4種游離的脫氧核苷酸4種游離的核糖核苷酸21種氨基酸模板去向子代DNA分子中DNA鏈重新聚合降解成核糖核苷酸產(chǎn)物完全相同的兩個DNA分子RNA蛋白質(zhì)(多肽)堿基配對A—T、T—A、C—G、G—CA—U、T—A、C—G、G—CA—U、U—A、C—G、G—C特點①半保留復制②邊解旋邊復制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄一條mRNA上可相繼結(jié)合多個核糖體，同時合成多條肽鏈信息傳遞DNA→DNADNA→RNAmRNA→蛋白質(zhì)2.翻譯過程的三種模型圖分析圖甲分析(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別為tRNA、核糖體、mRNA、多肽鏈。(2)一個核糖體與mRNA的結(jié)合部位形成2個tRNA結(jié)合位點。(3)翻譯起點：起始密碼子決定的是甲硫氨酸或纈氨酸。(4)翻譯終點：識別到終止密碼子(不決定氨基酸)翻譯停止。(5)翻譯進程：核糖體沿著mRNA移動，mRNA不移動圖乙分析圖乙表示真核細胞的翻譯過程，其中①是mRNA，⑥是核糖體，②③④⑤表示正在合成的4條多肽鏈，具體分析如下：(1)數(shù)量關系：一個mRNA可同時結(jié)合多個核糖體，形成多聚核糖體。(2)意義：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。(3)方向：核糖體的移動方向為從右向左，判斷依據(jù)是多肽鏈的長短，長的翻譯在前。(4)結(jié)果：合成的僅是多肽鏈，要形成蛋白質(zhì)往往還需要運送至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結(jié)構(gòu)中進一步加工。(5)形成的多條肽鏈氨基酸序列相同的原因：有相同的模板mRNA圖丙分析圖丙表示原核細胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，圖中①是DNA模板鏈，②③④⑤表示正在合成的4條mRNA，在核糖體上同時進行翻譯過程[典例]圖1和圖2是蛋白質(zhì)合成的示意圖。下列相關描述錯誤的是()A．圖1表示轉(zhuǎn)錄過程，③為參與該過程的RNA聚合酶B．圖1轉(zhuǎn)錄的方向是從左向右，產(chǎn)物②是RNAC．圖2表示翻譯過程，終止密碼子位于mRNA的a端D．圖2過程中堿基互補配對的方式有A—U、U—A、C—G、G—C[解析]分析題圖可知，圖1表示轉(zhuǎn)錄過程，③為參與該過程的RNA聚合酶，A正確；因為DNA左邊一段已經(jīng)轉(zhuǎn)錄完成，所以圖1轉(zhuǎn)錄的方向是從左向右，產(chǎn)物②是RNA，B正確；根據(jù)肽鏈的延伸可知，圖中核糖體移動方向是從左向右，起始密碼子位于a端，終止密碼子位于b端，C錯誤；圖2過程為翻譯，其堿基互補配對的方式是A—U、U—A、C—G、G—C，D正確。[答案]Ceq\a\vs4\al([規(guī)律方法])“三步”判斷真、原核細胞的DNA復制、轉(zhuǎn)錄及翻譯[對點練習]1．如圖是人體某細胞中遺傳信息的傳遞及表達過程示意圖。據(jù)圖分析，以下描述正確的是()A．①②過程中兩種酶的結(jié)合位點分別位于DNA和RNA分子上B．②過程生成的mRNA長度與DNA分子的每一條鏈都不同C．b中具有tRNA的結(jié)合位點，翻譯時mRNA從右往左移動D．該圖可表示胰島B細胞中胰島素基因指導胰島素的合成過程解析：選B①過程是DNA復制，②過程是轉(zhuǎn)錄，③過程是翻譯，a是mRNA，b是核糖體，c是肽鏈。圖中①DNA復制和②轉(zhuǎn)錄兩個過程中兩種酶分別是DNA聚合酶和RNA聚合酶，兩種酶的結(jié)合位點都位于DNA分子上，A錯誤；②轉(zhuǎn)錄是以基因為單位進行的，而基因是具有遺傳效應的DNA片段，因此轉(zhuǎn)錄生成的mRNA長度應小于DNA分子的一條鏈的長度，B正確；b為核糖體，含有兩個tRNA結(jié)合位點，翻譯過程中核糖體沿著mRNA移動，C錯誤；胰島B細胞已經(jīng)高度分化，不再分裂，DNA不再復制，D錯誤。2．如圖是兩種細胞中主要遺傳信息的表達過程，據(jù)圖分析，下列敘述不正確的是()A．圖甲細胞沒有核膜包被的細胞核，所以轉(zhuǎn)錄和翻譯同時發(fā)生B．圖中所示的遺傳信息都是從DNA傳遞給mRNA再傳遞給蛋白質(zhì)的C．兩種表達過程均主要由線粒體提供能量，由細胞質(zhì)提供原料D．圖乙細胞中每個核糖體合成的多肽鏈都相同，翻譯的方向是由5′端到3′端解析：選C分析題圖可知，圖甲、圖乙均表示轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。原核生物沒有線粒體，能量只能由細胞質(zhì)提供；真、原核細胞遺傳信息表達過程所需的原料都是由細胞質(zhì)提供的，C錯誤；圖乙細胞中翻譯過程的模板鏈相同，所以每個核糖體合成的多肽鏈相同，翻譯是由核糖體中肽鏈短的那一端向另一端進行的，D正確。eq\a\vs4\al(———————)eq\a\vs4\al(微點釋解二)———————————————————————————遺傳信息、密碼子、反密碼子的分析————————————————————————————————————————[對點練習]3．(2020·全國卷Ⅲ)細胞內(nèi)有些tRNA分子的反密碼子中含有稀有堿基次黃嘌呤(I)。含有I的反密碼子在與mRNA中的密碼子互補配對時，存在如圖所示的配對方式(Gly表示甘氨酸)。下列說法錯誤的是()A．一種反密碼子可以識別不同的密碼子B．密碼子與反密碼子的堿基之間通過氫鍵結(jié)合C．tRNA分子由兩條鏈組成，mRNA分子由單鏈組成D．mRNA中的堿基改變不一定造成所編碼氨基酸的改變解析：選C根據(jù)題圖可知，反密碼子CCI可與mRNA中的GGU、GGC、GGA互補配對，說明一種反密碼子可以識別不同的密碼子，A正確；密碼子與反密碼子的堿基互補配對，二者的堿基之間通過氫鍵結(jié)合，B正確；tRNA分子和mRNA分子都是單鏈結(jié)構(gòu)，C錯誤；由于某些氨基酸可對應多種密碼子，故mRNA中的堿基改變不一定造成所編碼氨基酸的改變，D正確。4．如圖中甲表示酵母丙氨酸t(yī)RNA的結(jié)構(gòu)示意圖。乙和丙是甲相應部分的放大圖，其中I表示次黃嘌呤，能夠與A、U或C配對。下列有關敘述正確的是()A．圖中tRNA的p端是結(jié)合氨基酸的部位B．丙氨酸的密碼子與反密碼子是一一對應的C．單鏈tRNA分子內(nèi)部不存在堿基互補配對D．轉(zhuǎn)錄丙所示序列的雙鏈DNA片段含有3個腺嘌呤解析：選D圖中tRNA的3′-OH端是結(jié)合氨基酸的部位，A錯誤；據(jù)題意可知，丙氨酸的反密碼子是IGC，則丙氨酸的密碼子可能是ACG、UCG、CCG，B錯誤；tRNA分子的雙鏈部位存在堿基互補配對，單鏈部位不存在堿基互補配對，C錯誤；轉(zhuǎn)錄過程遵循堿基互補配對原則，轉(zhuǎn)錄丙的雙鏈DNA片段為TGGACGAG/ACCTGCTC，含3個腺嘌呤，D正確。eq\a\vs4\al([易錯點撥])明確氨基酸與密碼子、反密碼子的數(shù)量關系(1)一種氨基酸可對應一種或幾種密碼子(即密碼子具有簡并性)，可由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運。(2)除終止密碼子外，一種密碼子只能決定一種氨基酸；一種tRNA只能轉(zhuǎn)運一種氨基酸。eq\a\vs4\al(———————)eq\a\vs4\al(微點釋解三)———————————————————————————基因表達中的相關計算————————————————————————————————————————1．DNA模板鏈中A＋T(或C＋G)與mRNA中A＋U(或C＋G)相等，則(A＋T)總%＝(A＋U)mRNA%。2．DNA(基因)、mRNA上堿基數(shù)目與氨基酸數(shù)目之間的關系，如圖所示：可見，蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目＝1/3mRNA堿基數(shù)目＝1/6DNA(或基因)堿基數(shù)目。[對點練習]5．假設大腸桿菌細胞中某個基因控制合成的蛋白質(zhì)中有30個氨基酸，基因中C占堿基總數(shù)的20%，不考慮終止密碼。下列敘述正確的是()A．該基因復制一次，至少需要27個游離的腺嘌呤脫氧核苷酸B．基因轉(zhuǎn)錄生成的mRNA中，鳥嘌呤的數(shù)目占堿基總數(shù)的20%C．翻譯合成該蛋白質(zhì)的過程中，可能需要21種tRNA參與D．該基因復制n次，含有親代DNA鏈的DNA分子所占比例為1/2n解析：選C大腸桿菌細胞中某個基因控制合成的蛋白質(zhì)中有30個氨基酸，不考慮終止密碼，因此mRNA上共有90個堿基，控制該蛋白質(zhì)的基因堿基數(shù)至少為180個，基因中C占堿基總數(shù)的20%，故C＝180×20%＝36(個)，G＝C＝36個，A＝T＝(180－36×2)÷2＝54(個)。該基因中腺嘌呤脫氧核苷酸個數(shù)為54個，該基因復制一次，需要(21－1)×54＝54(個)游離的腺嘌呤脫氧核苷酸，A錯誤；轉(zhuǎn)錄以基因的一條鏈為模板合成mRNA，mRNA中鳥嘌呤G的數(shù)目等于基因轉(zhuǎn)錄時模板鏈上胞嘧啶C的數(shù)目，但基因轉(zhuǎn)錄時模板鏈上胞嘧啶C的數(shù)量不知道，鳥嘌呤G的數(shù)目占該mRNA中堿基總數(shù)的比例無法計算，B錯誤；一種氨基酸可以由一種或多種tRNA轉(zhuǎn)運，所以30個氨基酸可能由21種tRNA參與，C正確；該基因復制n次，產(chǎn)生2n個DNA分子，有2個DNA分子含親代DNA鏈，占DNA分子總數(shù)的比例為2/2n，D錯誤。6．一個mRNA分子有m個堿基，其中G＋C有n個；由該mRNA合成的蛋白質(zhì)有兩條肽鏈。則其模板DNA分子的A＋T數(shù)、合成蛋白質(zhì)時脫去的水分子數(shù)分別是(不考慮終止密碼子)()A．m、(m/3)－1 B．m、(m/3)－2C．2(m－n)、(m/3)－1 D．2(m－n)、(m/3)－2解析：選DmRNA分子中有m個堿基，其中G＋C的數(shù)目為n個，則A＋U的數(shù)目為(m－n)個，故模板DNA中A＋T數(shù)目為2(m－n)個。根據(jù)mRNA堿基數(shù)目∶蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目＝3∶1可知，氨基酸數(shù)目為m/3個。合成蛋白質(zhì)時，脫去水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)＝(m/3)－2。系統(tǒng)學習(二)中心法則及基因表達與性狀的關系(釋疑點)基礎知識·全面掌握1．中心法則(1)提出者：克里克。(2)補充后的內(nèi)容圖解。圖中序號依次表示①轉(zhuǎn)錄，②逆轉(zhuǎn)錄，③復制，④翻譯。(3)生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體。①DNA、RNA是信息的載體。②蛋白質(zhì)是信息的表達產(chǎn)物。③ATP為信息的流動提供能量。2．基因控制性狀的途徑(1)直接控制途徑。①方式：基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。②實例：鐮狀細胞貧血、囊性纖維化等。(2)間接控制途徑。①方式：基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。②實例。白化病豌豆粒形3.基因的選擇性表達與細胞分化(1)基因類型。①在所有細胞中都表達的基因：指導合成的蛋白質(zhì)是維持細胞基本生命活動所必需的，如核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因。②只在某類細胞中特異性表達的基因，如卵清蛋白基因、胰島素基因。(2)細胞分化的本質(zhì)：基因的選擇性表達。4．表觀遺傳(1)概念：生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。(2)類型：DNA甲基化，組蛋白的甲基化和乙?；取?．基因與性狀間的對應關系(1)基因控制生物體的性狀。eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(一個基因\o(→,\s\up7(控制),\s\do5())一個性狀,一個基因\o(→,\s\up7(控制),\s\do5())多個性狀如基因間相互作用,多個基因\o(→,\s\up7(控制),\s\do5())一個性狀如人的身高))(2)生物體的性狀還受環(huán)境條件的影響。(3)基因與基因、基因與基因表達產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復雜的相互作用，這種相互作用形成了一個錯綜復雜的網(wǎng)絡，精細地調(diào)控著生物體的性狀。————————————■鏈教材資料·發(fā)展科學思維■————————————1．(必修2P72“思考·討論”)3種細胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰島素基因，但只檢測到其中一種基因的mRNA，這一事實說明了什么？提示：這一事實說明，細胞中并不是所有的基因都表達，基因的表達存在選擇性。2．(必修2P74“批判性思維”)你如何客觀評價基因決定生物體的性狀這一觀點？提示：生物性狀的形成往往是內(nèi)因(基因)與外因(環(huán)境因素等)相互作用的結(jié)果。重難盲點·講練疏通eq\a\vs4\al(———————)eq\a\vs4\al(微點釋解一)———————————————————————————根據(jù)中心法則過程分析生物遺傳信息的傳遞————————————————————————————————————————[典例]下圖所示為遺傳信息傳遞的“中心法則”。研究發(fā)現(xiàn)四環(huán)素具有與細菌核糖體結(jié)合能力強的特點。下列有關說法錯誤的是()A．四環(huán)素通過抑制蛋白質(zhì)的合成起到抗菌效果B．圖中涉及堿基A與U配對的過程為②③④⑤C．細菌體內(nèi)②和③過程可在同一區(qū)域同時發(fā)生D．艾滋病病毒侵染T細胞后能發(fā)生圖中所有過程[解析]圖中①過程為DNA復制，②過程為轉(zhuǎn)錄，③過程為翻譯，④過程為RNA復制，⑤過程為逆轉(zhuǎn)錄。艾滋病病毒是逆轉(zhuǎn)錄病毒，不會發(fā)生④過程，D錯誤。[答案]Deq\a\vs4\al([規(guī)律方法]“三看法”判斷中心法則各過程)[對點練習]1．克里克提出了中心法則，隨著研究的不斷深入，科學家對中心法則作出了補充(如圖)，下列有關敘述錯誤的是()A．中心法則描述了生物界遺傳信息的傳遞過程B．堿基互補配對保證了遺傳信息傳遞的準確性C．圖中①～⑤過程都可以在細胞內(nèi)發(fā)生D．中心法則揭示了生物界共用同一套遺傳密碼解析：選D圖中①表示轉(zhuǎn)錄，②表示逆轉(zhuǎn)錄，③表示DNA復制，④表示RNA復制，⑤表示翻譯，以上過程均可以在細胞內(nèi)發(fā)生，C正確；中心法則沒有揭示生物界共用同一套遺傳密碼，D錯誤。2．(2022·河北高考)關于中心法則相關酶的敘述，錯誤的是()A．RNA聚合酶和逆轉(zhuǎn)錄酶催化反應時均遵循堿基互補配對原則且形成氫鍵B．DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆轉(zhuǎn)錄酶均由核酸編碼并在核糖體上合成C．在解旋酶協(xié)助下，RNA聚合酶以單鏈DNA為模板轉(zhuǎn)錄合成多種RNAD．DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在體外發(fā)揮催化作用解析：選CRNA聚合酶和逆轉(zhuǎn)錄酶催化反應時均遵循堿基互補配對原則，在轉(zhuǎn)錄和逆轉(zhuǎn)錄的過程中會與模板鏈形成氫鍵，A正確；DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆轉(zhuǎn)錄酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)由核酸編碼并在核糖體上合成，B正確；轉(zhuǎn)錄過程不需要解旋酶的催化，C錯誤；DNA聚合酶和RNA聚合酶在生物體內(nèi)和體外均能發(fā)揮催化作用，D正確。eq\a\vs4\al(———————)eq\a\vs4\al(微點釋解二)———————————————————————————分析基因與性狀的關系————————————————————————————————————————1．細胞分化本質(zhì)注：圖中A、B、C、D、E代表基因，灰色代表表達的基因，即處于活動狀態(tài)；白色代表不表達的基因，即處于關閉狀態(tài)。(1)分化前和分化后形成的各種細胞中DNA(基因)不變。(2)表達的基因有兩類：所有細胞中都表達的基因(如ATP合成酶基因、核糖體蛋白基因)；只在某類細胞中特異性表達的基因(如胰島素基因、血紅蛋白基因)。(3)分化形成的各種細胞中mRNA和蛋白質(zhì)不完全相同。2．理清基因與性狀的關系[對點練習]3．下圖為人體內(nèi)苯丙氨酸代謝的途徑示意圖(基因①和基因②位于非同源染色體上)。下列相關敘述正確的是()A．苯丙酮尿癥的發(fā)病原因說明基因可以控制蛋白質(zhì)的合成，從而直接控制性狀B．苯丙酮尿癥患者的細胞中tRNA與氨基酸的對應關系與健康人相同C．基因①和基因②都參與控制黑色素形成，它們不遵循基因自由組合定律D．老人頭發(fā)變白是基因②不進行選擇性表達的結(jié)果解析：選B基因①通過控制酶①的合成來控制代謝，其異常會引起苯丙酮尿癥，說明基因可控制酶的合成，從而控制新陳代謝，進而間接控制生物性狀，A錯誤；苯丙酮尿癥患者細胞基因發(fā)生變化，tRNA與氨基酸的對應關系沒有變化，B正確；基因①和基因②都參與控制黑色素形成，但它們位于非同源染色體上，所以兩者遵循基因自由組合定律，C錯誤；老人頭發(fā)變白的原因是酶②活性降低，黑色素合成減少，D錯誤。4．分別用β-珠蛋白基因、卵清蛋白基因和丙酮酸激酶(與細胞呼吸相關的酶)基因的片段為探針，與雞的成紅細胞、輸卵管細胞和胰島細胞中提取的總RNA進行分子雜交，結(jié)果見表(注：“＋”表示陽性，“－”表示陰性)。下列敘述不正確的是()各細胞中提取的總RNA探針細胞β-珠蛋白基因卵清蛋白基因丙酮酸激酶基因成紅細胞＋－＋輸卵管細胞－＋＋胰島細胞－－＋A.在成紅細胞中，β-珠蛋白基因處于活動狀態(tài)，卵清蛋白基因處于關閉狀態(tài)B．輸卵管細胞的基因組DNA中存在卵清蛋白基因，缺少β-珠蛋白基因C．丙酮酸激酶基因的表達產(chǎn)物對維持雞細胞的基本生命活動很重要D．上述不同類型細胞的生理功能差異與基因的選擇性表達有關解析：選B基因探針既可以用來檢測目的基因的存在，也可以檢測目的基因轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物mRNA分子，若存在，說明該基因得到表達。在成紅細胞中，不存在卵清蛋白基因?qū)猰RNA，即該基因不表達，處于關閉狀態(tài)，A正確；同一個個體所有體細胞都是由同一個受精卵有絲分裂而來，具有一套相同基因，B錯誤；丙酮酸激酶基因表達產(chǎn)物為與細胞呼吸相關的酶，可保證細胞呼吸正常進行，提供生命活動需要的能量，C正確。eq\a\vs4\al(———————)eq\a\vs4\al(微點釋解三)———————————————————————————表觀遺傳機制與現(xiàn)象分析————————————————————————————————————————1．表觀遺傳的分子機制(1)DNA的甲基化?；蛑械膲A基序列沒有變化，但部分堿基發(fā)生了甲基化修飾，抑制了基因的表達，進而影響表型。(2)構(gòu)成染色體的組蛋白的乙?；揎?。真核生物細胞核中的DNA與一些蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，帶負電荷的DNA“纏繞”在帶正電荷的蛋白質(zhì)(如組蛋白)上，使細長的DNA卷成緊密的結(jié)構(gòu)。組蛋白的正電荷一旦減少，其與DNA的結(jié)合就會減弱，這部分的DNA就會“松開”，激活相關基因的轉(zhuǎn)錄。(3)RNA干擾。RNA干擾是正常生物體內(nèi)抑制特定基因表達的一種現(xiàn)象。當細胞中導入與內(nèi)源性mRNA編碼區(qū)同源的雙鏈RNA時，該mRNA發(fā)生降解而導致基因表達沉默的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象發(fā)生在轉(zhuǎn)錄后，又稱為轉(zhuǎn)錄后基因沉默，是表觀遺傳的重要機制之一。2．表觀遺傳的特點(1)可遺傳：基因表達和表型可以遺傳給后代。(2)不變性：基因的堿基序列保持不變。(3)可逆性：DNA的甲基化修飾可以發(fā)生可逆性變化，即被修飾的DNA可以發(fā)生去甲基化。3．理解表觀遺傳注意三個問題(1)表觀遺傳不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。(2)表觀遺傳可以通過有絲分裂和減數(shù)分裂傳遞被修飾的基因。(3)表觀遺傳一般是影響基因的轉(zhuǎn)錄過程，進而影響蛋白質(zhì)的合成。4．表型模擬生物的表型＝基因型＋環(huán)境，由于受環(huán)境影響，導致表型與基因型不符合的現(xiàn)象。如果蠅長翅(V)和殘翅(v)的遺傳受溫度的影響，其表型、基因型與環(huán)境的關系如下表：溫度基因型表型25℃(正常溫度)VV、Vv長翅vv殘翅35℃VV、Vv、vv殘翅[對點練習]5．表觀遺傳是指DNA序列不發(fā)生變化，但基因的表達卻發(fā)生了可遺傳的改變，即基因型未發(fā)生變化而表型卻發(fā)生了改變，如DNA的甲基化，甲基化的Lcyc基因不能與RNA聚合酶結(jié)合，故無法進行轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mRNA，也就無法進行翻譯最終合成Lcyc蛋白，從而抑制了基因的表達。下列有關說法錯誤的是()A．吸煙者精子中的DNA的甲基化水平明顯升高，這說明發(fā)生了基因突變B．DNA甲基化可在不改變基因堿基序列的前提下實現(xiàn)對基因表達的調(diào)控C．基因型相同的同卵雙胞胎所具有的微小差異可能與表觀遺傳有關D．DNA堿基序列的甲基化程度越高，基因的表達受到的抑制效果越明顯解析：選ADNA甲基化為DNA化學修飾的一種形式，能夠在不改變DNA序列的前提下，改變遺傳表現(xiàn)，吸煙者精子中DNA的甲基化水平升高，只是基因的表達受影響，并沒有發(fā)生基因突變，A錯誤；DNA的甲基化不會改變基因的堿基序列，甲基化基因無法進行轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生相關mRNA，也就無法進行翻譯合成相關蛋白質(zhì)，從而抑制了基因的表達，B正確；基因組成相同的同卵雙胞胎中基因序列的甲基化程度可能不同，表現(xiàn)出微小差異可能與表觀遺傳有關，C正確；基因堿基序列的甲基化程度越高，RNA聚合酶越不容易與DNA結(jié)合，基因的表達受到的抑制越明顯，D正確。6．RNA干擾通常是一種由雙鏈RNA誘發(fā)的“基因沉默”(如下圖所示)，在此過程中，細胞中與雙鏈RNA有同源序列的信使RNA被降解，來干擾生物體本身的RNA“信使”功能，從而抑制了致病基因的表達。這種技術(shù)最初曾被用來研究植物和蠕蟲等，科學家后來發(fā)現(xiàn)它對哺乳動物細胞也有效。例如，美國哈佛醫(yī)學院的科學家已經(jīng)成功地利用RNA干擾技術(shù)治愈了實驗鼠的肝炎。下列是對RNA干擾現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的理解，你認為不正確的是()A．RNA能抑制基因的表達B．RNA會干擾生物體本身的mRNA的“信使”功能C．RNA干擾現(xiàn)象可用于治療某些疾病D．RNA干擾現(xiàn)象使細胞內(nèi)特定mRNA的合成受阻解析：選DdsRNA被切成若干siRNA，然后與蛋白質(zhì)結(jié)合形成RISC，其識別靶序列(mRNA序列)，進而使得mRNA被降解，導致mRNA不能翻譯出蛋白質(zhì)。RNA能抑制基因的表達過程中的翻譯過程，A正確；圖示過程使mRNA降解，因此RNA會干擾生物體本身的mRNA的“信使”功能，B正確；RNA干擾現(xiàn)象可以阻止某些蛋白質(zhì)的合成，可用于治療某些疾病，C正確；RNA干擾現(xiàn)象中，細胞內(nèi)特定mRNA能夠合成，只是合成的mRNA被降解了，D錯誤。7．已知果蠅的長翅與殘翅是一對相對性狀，且長翅(V)對殘翅(v)為顯性，但遺傳學家在不同溫度下培養(yǎng)長翅果蠅幼蟲，得到不同的結(jié)果，如下表。實驗材料實驗處理結(jié)果長翅果蠅幼蟲A25℃條件培養(yǎng)長翅果蠅長翅果蠅幼蟲B35～37℃處理6～24h后培養(yǎng)殘翅果蠅請結(jié)合所學知識回答問題：(1)這個實驗說明基因與性狀是怎樣的關系？____________________________________________________________________________________________________________。(2)果蠅B的殘翅性狀能否遺傳？________。原因是______________________________。(3)人們將果蠅B的殘翅性狀稱為表型模擬，若現(xiàn)有一殘翅果蠅，如何判斷它是否是表型模擬？請設計鑒定方案。①方法步驟：______________________________________________________________________________________________________________________________________。②結(jié)果分析：A．________________________________________________________________________。B．________________________________________________________________________。解析：(3)這只殘翅果蠅的基因型有兩種可能：表型模擬的V_和隱性純合的vv。用該未知基因型的殘翅果蠅與正常溫度條件下發(fā)育成的異性殘翅果蠅vv正常交配，并將孵化出的幼蟲放在25℃溫度條件下培養(yǎng)，如果后代出現(xiàn)長翅果蠅，則該殘翅果蠅的基因型為V_，屬于表型模擬；如果后代全為殘翅果蠅，則該殘翅果蠅的基因型為vv。答案：(1)基因控制生物的性狀，且性狀的形成同時還受環(huán)境的影響(2)不能遺傳這種殘翅性狀是單純由于環(huán)境條件的改變而引起的，其遺傳物質(zhì)(基因型)并沒有發(fā)生改變(3)①讓這只殘翅果蠅與在正常溫度條件下發(fā)育成的異性殘翅果蠅(基因型為vv)交配；讓其后代在25℃溫度條件下發(fā)育②A.若后代均為殘翅果蠅，則該果蠅基因型為vv B．若后代有長翅果蠅出現(xiàn)，則說明該果蠅屬于表型模擬[課時驗收評價]1．人類基因組70%以上的DNA可以轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mRNA，但其中部分mRNA存在不翻譯現(xiàn)象。下列分析錯誤的是()A．rRNA和tRNA也是轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，但無法檢測到它們的翻譯產(chǎn)物B．合成的某些mRNA上不存在RNA聚合酶結(jié)合位點導致其無法進行翻譯C．一條mRNA可同時結(jié)合多個核糖體，核糖體沿mRNA每次移動三個堿基的位置D．翻譯時，反密碼子的某個堿基改變可能不影響tRNA攜帶氨基酸的種類解析：選BRNA聚合酶催化轉(zhuǎn)錄，其結(jié)合位點存在于基因上，B錯誤；一條mRNA可同時結(jié)合多個核糖體，提高翻譯的效率，每個密碼子由三個堿基組成，所以核糖體沿mRNA每次移動三個堿基的位置，C正確；密碼子具有簡并性，所以翻譯時，反密碼子的某個堿基改變可能不影響tRNA攜帶氨基酸的種類，D正確。2．如圖表示原核細胞中遺傳信息的傳遞和表達過程，有關敘述正確的是()A．圖中②過程中發(fā)生在細胞分裂間期B．圖中③、④最終合成的物質(zhì)結(jié)構(gòu)相同C．圖中rRNA和核糖體的合成與核仁有關D．核糖體在mRNA上移動方向由b到a解析：選B圖示為原核細胞中遺傳信息的傳遞和表達過程，①是DNA自我復制，②是轉(zhuǎn)錄，①DNA復制發(fā)生在細胞分裂間期，A錯誤；原核細胞中沒有核仁和核膜，C錯誤；由肽鏈長短可知，核糖體在mRNA上的移動方向是由a到b，D錯誤。3．如圖所示為基因的作用與性狀的表現(xiàn)之間的關系。下列相關敘述正確的是()A．①過程與DNA復制的共同點是都以DNA單鏈為模板，在DNA聚合酶的作用下進行B．③過程直接需要的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖體、酶、ATPC．人的鐮狀細胞貧血是通過蛋白質(zhì)間接表現(xiàn)的，白化病是通過蛋白質(zhì)直接表現(xiàn)的D．HIV和T2噬菌體都可獨自進行①③這兩個基本過程解析：選B①過程是轉(zhuǎn)錄，以DNA一條鏈為模板，在RNA聚合酶的作用下進行，而DNA的復制是以DNA的兩條鏈為模板，在DNA聚合酶的作用下完成，A錯誤；白化病患者體內(nèi)缺乏酪氨酸酶，是通過控制酶的合成間接表現(xiàn)的，人的鐮狀細胞貧血是通過控制蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)直接表現(xiàn)的，C錯誤；HIV和T2噬菌體是病毒，必須寄生在宿主細胞內(nèi)，利用宿主細胞提供的物質(zhì)和能量才能完成①③過程，D錯誤。4．(2023·廣州質(zhì)檢)黃色小鼠(AA)與黑色小鼠(aa)雜交，產(chǎn)生的F1(Aa)的不同個體出現(xiàn)了不同體色。研究表明，不同體色的小鼠A基因的堿基序列相同，但A基因上二核苷酸(CpG)胞嘧啶有不同程度的甲基化(如圖)現(xiàn)象出現(xiàn)，甲基化不影響基因DNA復制。有關分析錯誤的是()A．F1個體體色的差異與A基因甲基化程度有關B．甲基化可能影響RNA聚合酶與該基因的結(jié)合C．堿基甲基化不影響堿基互補配對過程D．甲基化是引起基因突變的常見方式解析：選DF1個體的基因型都是Aa，但體色有差異，與A基因甲基化程度有關，A正確；RNA聚合酶與該基因的特定部位的結(jié)合屬于基因表達的關鍵環(huán)節(jié)，特定部位甲基化可能會影響其表達過程，B正確；基因突變是基因中堿基對增添、缺失或替換導致基因結(jié)構(gòu)的改變，而基因中堿基甲基化后該基因結(jié)構(gòu)未發(fā)生改變，所以不屬于基因突變，D錯誤。5．基因最初轉(zhuǎn)錄形成的是核內(nèi)不均RNA——hnRNA，其在細胞核內(nèi)經(jīng)加工成為成熟的mRNA。甲、乙為小鼠的β-球蛋白基因(圖中的實線為基因)分別與其hnRNA、mRNA的雜交結(jié)果示意圖。下列敘述不正確的是()A．β-球蛋白基因中存在不編碼蛋白質(zhì)的核苷酸序列B．hnRNA和mRNA之間雜交會出現(xiàn)較大比例的雜交帶C．hnRNA加工成mRNA的過程不需要解旋酶參與D．圖中進行的堿基互補配對方式與翻譯過程有所不同解析：選B圖中β-球蛋白基因分別與其hnRNA、mRNA雜交后出現(xiàn)未雜交區(qū)域，故推測β-球蛋白基因中存在不編碼蛋白質(zhì)的核苷酸序列，A正確；mRNA是由hnRNA加工形成的，二者不能雜交，B錯誤；hnRNA為單鏈，加工成mRNA的過程不需要解旋酶，C正確；圖中DNA與RNA之間堿基配對方式為A—U、C—G、G—C、T—A，翻譯過程中堿基互補配對為A—U、U—A、C—G、G—C，所以兩個過程中堿基互補配對方式不同，D正確。6．真核細胞中的miRNA是一類不編碼蛋白質(zhì)的短序列RNA，它能識別靶mRNA并與之發(fā)生部分互補結(jié)合，從而調(diào)控基因的表達。研究發(fā)現(xiàn)，BC12是一個抗凋亡基因，其編碼的蛋白質(zhì)有抑制細胞凋亡的作用，該基因的表達受MIR-15a基因控制合成的miRNA調(diào)控。下列相關分析錯誤的是()A．miRNA調(diào)控基因表達的方式可能是使靶RNA降解，或抑制翻譯過程B．miRNA可能會影響細胞分化的方向，在細胞凋亡、個體發(fā)育過程中起重要作用C．細胞內(nèi)的RNA均由DNA轉(zhuǎn)錄而來，只有mRNA攜帶控制蛋白質(zhì)合成的信息D．MIR-15a基因缺失會導致BCL2基因表達產(chǎn)物增加，降低細胞癌變的可能性解析：選D根據(jù)題干信息“miRNA能識別靶mRNA并與之發(fā)生部分互補結(jié)合從而調(diào)控基因的表達”，可推測，其調(diào)控基因表達的方式可能是使mRNA降解，或?qū)е缕洳荒苓M行翻譯過程，A正確；miRNA是真核細胞中一類不編碼蛋白質(zhì)的短序列RNA，可調(diào)控其他基因的表達，在細胞分化、凋亡、個體發(fā)育和疾病發(fā)生等方面起著重要作用，B正確；DNA的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物有mRNA、tRNA、rRNA，mRNA作為DNA信使攜帶控制蛋白質(zhì)合成的信息，tRNA、rRNA參與蛋白質(zhì)的合成過程，但本身不會翻譯為蛋白質(zhì)，C正確；若MIR-15a基因缺失，則無法合成miRNA，無法調(diào)控BCL2基因的表達，使BCL2基因表達產(chǎn)物增加，抑制細胞凋亡，提高細胞癌變的可能性，D錯誤。7．HIV的RNA在人體細胞內(nèi)不能直接作為合成蛋白質(zhì)的模板，如圖表示HIV在T淋巴細胞內(nèi)的增殖過程，下列分析錯誤的是()A．圖中會發(fā)生堿基互補配對的過程只有①②③④B．DNA聚合酶參與過程②，RNA聚合酶參與過程③④C．圖中病毒RNA中嘌呤堿基數(shù)與單鏈DNA中嘧啶堿基數(shù)相等D．可通過選擇性抑制過程①來設計治療艾滋病的藥物解析：選A①表示逆轉(zhuǎn)錄，②表示DNA的單鏈復制，③④表示轉(zhuǎn)錄，⑤表示翻譯，五個過程均可發(fā)生堿基互補配對，A錯誤；②表示DNA的單鏈復制，DNA聚合酶參與過程②，③④表示轉(zhuǎn)錄，RNA聚合酶參與過程③④，B正確；圖中單鏈DNA是通過病毒RNA堿基互補配對合成的，所以圖中病毒RNA中嘌呤堿基數(shù)與單鏈DNA中嘧啶堿基數(shù)相等，C正確；由于HIV是逆轉(zhuǎn)錄病毒，通過①過程合成單鏈DNA，進而進行增殖，所以