資源簡介

新人教生物一輪復習學案
第24講　基因表達與性狀的關系
課標 要求 1.舉例說明生物的性狀主要通過蛋白質表現。 2.細胞分化的本質是基因選擇性表達的結果。 3.概述某些基因中堿基序列不變但表型改變的表觀遺傳現象。
考點1　中心法則
概 念 落 實
1.提出者：　　　　。
2.內容圖解
方 法 規 律
“三看法”判斷中心法則各過程
“一看” 模板 “二看”原料 “三看”產物 生理過程
DNA 脫氧核苷酸 DNA DNA復制
核糖核苷酸 RNA 轉錄
RNA 脫氧核苷酸 DNA 逆轉錄
核糖核苷酸 RNA RNA復制
氨基酸 蛋白質（或多肽） 翻譯
3.各種生物遺傳信息的傳遞途徑（填表）
生物種類 遺傳信息的傳遞過程 典型代表
DNA病毒 T2噬菌體、天花病毒、乙肝病毒、人乳頭瘤病毒
部分RNA 病毒 新冠病毒、SARS病毒、煙草花葉病毒、丙肝病毒
逆轉錄病毒 艾滋病病毒（HIV）、埃博拉病毒
原核、真核 生物 細菌、藍細菌、酵母菌、霉菌等
高度分化細胞 DNARNA蛋白質 神經細胞、肝細胞等
熱點2　新冠病毒的遺傳
新冠病毒是一種具有單條正鏈RNA（＋）的冠狀病毒，其RNA基因鏈包含5個基因片段：S蛋白基因，用于表達S蛋白的氨基酸序列；E蛋白基因，用于表達E蛋白的氨基酸序列；M蛋白基因，用于表達M蛋白的氨基酸序列；N蛋白基因，用于表達N蛋白的氨基酸序列；其他基因，用于引導下一代病毒顆粒的復制過程。新冠病毒在宿主細胞內的增殖過程如圖所示，a～e表示相應的生理過程。
思考下列問題：
（1）圖中　　　　　過程表示復制遺傳物質；　　　　過程表示合成蛋白質，翻譯過程所需的原料、rRNA和能量均來自　　　　　　。
（2）由圖可見，新冠病毒的增殖過程　　　　（選填“需要”或“不需要”）逆轉錄酶的參與。
（3）a過程消耗的嘧啶核苷酸數與c過程消耗的嘌呤核苷酸數　　　　（選填“相等”或“不相等”）。
4.生命是物質、能量和信息的統一體
（1）DNA·錘A是　　　　的載體。
（2）蛋白質是信息的　　　　。
（3）　　　　等為信息流動提供能量。
診斷·加強
1.判斷下列說法的正誤：
（1）中心法則體現了遺傳信息的傳遞和表達功能。 （　　）
（2）細胞核中的DNA復制和轉錄的模板相同。 （　　）
（3）編碼蛋白質的基因含有遺傳信息相同的兩條單鏈。 （　　）
2.鏈接必修2教材P69“拓展應用”。
紅霉素、環丙沙星、利福平等抗菌藥物能夠抑制細菌生長，請補充其原理和機制：
抗菌藥物 抗菌機制 作用原理 主要殺滅對象
紅霉素 能與核糖結合，抑制肽鏈延伸 抑制細菌的　　　過程 鏈球菌
環丙沙星 抑制細菌中解旋酶活性 抑制細菌　　　　 幾乎所有細菌
利福平 抑制細菌RNA聚合酶的活動 抑制細菌　　　過程 結核桿菌、沙眼的病原體
金霉素 抑制tRNA與mRNA的結合 抑制細菌的　　　過程 傷寒、白痢等病原體
青霉素 抑制細菌細胞壁形成 細菌　　　　　　　死亡 除支原體外原核生物
溶菌酶 溶解細菌　　　結構 細菌滲透吸水漲破死亡 除支原體外原核生物
粘菌素類 破壞細菌　　　結構 胞內重要物質外漏 大腸桿菌等
典 題 固 法
（2022·浙江卷）“中心法則”反映了遺傳信息的傳遞方向，其中某過程的示意圖如下。下列敘述正確的是（　　）
A.催化該過程的酶為RNA聚合酶
B.a鏈上任意3個堿基組成一個密碼子
C.b鏈的脫氧核苷酸之間通過磷酸二酯鍵相連
D.該過程中遺傳信息從DNA向RNA傳遞
（2022·河北卷）關于中心法則相關酶的敘述，錯誤的是（　　）
A.RNA聚合酶和逆轉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·錘A聚合酶和逆轉錄酶均由核酸編碼并在核糖體上合成
C.在解旋酶協助下，RNA聚合酶以單鏈DNA為模板轉錄合成多種RNA
D.DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在體外發揮催化作用
（2020·全國Ⅲ卷）關于真核生物的遺傳信息及其傳遞的敘述，錯誤的是（　　）
A.遺傳信息可以從DNA流向RNA，也可以從RNA流向蛋白質
B.細胞中以DNA的一條單鏈為模板轉錄出的RNA均可編碼多肽
C.細胞中DNA分子的堿基總數與所有基因的堿基數之和不相等
D.染色體DNA分子中的一條單鏈可以轉錄出不同的RNA分子
考向　中心法則
1.（2022·華南師大附中）如圖是中心法則示意圖，下列有關敘述正確的是（　　）
A.煙草花葉病毒的RNA進入煙草葉片后，通過④②過程產生新的病毒RNA
B.HIV容易發生變異，原因是①過程容易發生基因突變
C.真核細胞參與③過程的三種RNA都是通過②過程產生的
D.基因突變后其編碼的蛋白質不發生改變，只與②過程有關
2.（2022·廣東執信中學）奧密克戎是新冠病毒變異株，傳播速度快，被世衛組織定性為“密切關注變異株”，總體風險評估為“非常高”。奧密克戎是一種單股正鏈RNA病毒，其裝配過程如圖，下列說法正確的是（　　）
A.＋RNA在奧密克戎的遺傳、變異和蛋白質合成中起決定性作用
B.奧密克戎進行翻譯所需rRNA、tRNA均由病毒＋RNA復制形成
C.奧密克戎進行圖中的①②③④過程，體現了中心法則的全過程
D.T2噬菌體與奧密克戎的遺傳物質化學組成上的區別只是堿基種類不同
解 題 指 導
　　圖示是冠狀病毒的復制過程，即（＋）RNA→（－）RNA→（＋）RNA，同時正鏈RNA還可直接作為模板合成RNA復制酶。
考點2　基因表達與性狀的關系
概 念 落 實
1.基因表達產物與性狀的關系
（1）基因控制性狀的途徑
①直接控制途徑
基因　　　　　　　　 生物體的性狀
②間接控制途徑
基因　　　　 　　　　 生物體的性狀
（2）基因控制性狀的相關實例
性狀實例 原因 基因控制方式
白化病 酪氨酸酶基因突變，無法合成酪氨酸酶 間接
白發 細胞　　　　，酪氨酸酶活性降低 　　　
鐮狀細胞貧血 控制血紅蛋白基因突變，血紅蛋白合成異常 直接
圓粒和皺粒豌豆 淀粉分支酶基因突變導致　　　　合成受阻 間接
囊性纖維病 氯離子的　　　　基因突變，無法運輸氯離子 直接
2.基因的選擇性表達與細胞分化
（1）表達基因的分類
基因類型 表達情況 典例
管家基因 　　　　　　表達 核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因
奢侈基因 　　　　　　表達 卵清蛋白基因、胰島素基因、血紅蛋白基因等
（2）細胞分化的本質：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）細胞分化的結果：由于基因的選擇性表達，導致來自同一個體的體細胞中　　　　　　　　不完全相同，從而導致細胞具有不同的形態、結構和功能。
3.表觀遺傳
（1）概念：生物體基因的　　　　　　保持不變，但　　　　　和　　　發生可遺傳變化的現象。
（2）時期：存在于生物體的　　　　　　　　　　的整個生命活動過程中。
（3）特點
①可遺傳：基因表達和表型可以遺傳給后代。
②不變性：　　　　　　　　　保持不變。
③可逆性：DNA的甲基化修飾可以發生可逆性變化，即被修飾的DNA可能發生　　　　　。
（4）機制：DNA的　　　　；組蛋白的甲基化和乙酰化等。
（5）實例：①柳穿魚花形的遺傳；②某種小鼠毛色的遺傳；③蜂王和工蜂；④同卵雙胞胎的差異。
（6）意義：表觀遺傳學是連接生命衍變與環境響應的橋梁。
特 別 提 醒
（1）表觀遺傳不遵循孟德爾遺傳規律。
（2）表觀遺傳可以通過有絲分裂和減數分裂傳遞被修飾的基因。
（3）表觀遺傳一般是影響到基因的轉錄過程，進而影響蛋白質的合成。
4.基因與性狀間的對應關系
另外，生物體的性狀還受　　　　的影響。可見，基因與性狀之間　　　　　　的關系。
基因與基因、　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　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絡，精細地調控著生物體的性狀。
診斷·加強
1.判斷下列說法的正誤：
（1）基因是通過控制蛋白質的合成來控制生物的性狀的。 （　　）
（2）在一個細胞中所含有的基因都一定會表達。 （　　）
（3）白發是由于機體無法合成酪氨酸酶，導致酪氨酸無法轉化為黑色素導致。 （　　）
（4）奢侈基因是指在特定細胞中存在的基因，分化的實質就是奢侈基因特異性表達。 （　　）
（5）工蜂的發育過程中，細胞分化導致基因的選擇性表達。 （　　）
（6）表觀遺傳現象比較少見，不能普遍存在于生物體整個生命活動過程中。 （　　）
（7）由于表觀遺傳中DNA的堿基序列未發生變化，所以表觀遺傳屬于不可遺傳變異。 （　　）
（8）表觀遺傳只發生在減數分裂產生配子的過程中，能遺傳給后代。 （　　）
（9）表觀遺傳的存在印證了拉馬克“獲得性遺傳”學說的正確性。 （　　）
2.基因的選擇性表達與　　　　　　　　　有關。基因什么時候表達、在哪種細胞中表達以及表達水平的高低都是受調控的，這種調控會　　　　　影響性狀。
3.大多數情況下，基因與性狀之間并非一一對應的關系：
（1）表型相同，基因型　　　　（選填“一定”或“不一定”，下同）相同；原因有：①如AA和Aa；② 表型模擬現象等。
（2）基因型相同，表型　　　　相同；原因有：①內外環境因素影響；②表觀遺傳現象等。
典 題 固 法
（2022·遼寧卷）視網膜病變是糖尿病常見并發癥之一。高血糖環境中，在DNA甲基轉移酶催化下，部分胞嘧啶加上活化的甲基被修飾為5'－甲基胞嘧啶，使視網膜細胞線粒體DNA堿基甲基化水平升高，可引起視網膜細胞線粒體損傷和功能異常。下列敘述錯誤的是（　　）
A.線粒體DNA甲基化水平升高，可抑制相關基因的表達
B.高血糖環境中，線粒體DNA在復制時也遵循堿基互補配對原則
C.高血糖環境引起的甲基化修飾改變了患者線粒體DNA堿基序列
D.糖尿病患者線粒體DNA高甲基化水平可遺傳
（2017·全國Ⅲ卷）下列有關基因型、性狀和環境的敘述，錯誤的是（　　）
A.兩個個體的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同
B.某植物的綠色幼苗在黑暗中變成黃色，這種變化是由環境造成的
C.O型血夫婦的子代都是O型血，說明該性狀是由遺傳因素決定的
D.高莖豌豆的子代出現高莖和矮莖，說明該相對性狀是由環境決定的
考向1　基因表達產物與性狀的關系
1.（2022·廣州天河模擬）圖示基因的作用與性狀的表現之間的關系。下列相關的敘述中，正確的是（　　）
A.①過程與DNA復制的共同點，都是以DNA單鏈為模板，在DNA聚合酶的作用下進行的
B.③過程直接需要的物質或結構有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖體、酶、ATP
C.人的鐮狀細胞貧血是通過蛋白質間接表現，苯丙酮尿癥是通過蛋白質直接表現
D.HIV和大腸桿菌的T2噬菌體都可以在人體細胞內進行①③這兩個基本過程
考向2　表觀遺傳
2.（2023·廣東六校聯考）DNA甲基化是指 DNA分子胞嘧啶上共價連接一個甲基。基因組中轉錄沉默區常常發生甲基化。將攜帶甲基化和非甲基化肌動蛋白基因的重組質粒分別導入培養的肌細胞后，發現二者轉錄水平相同。下列推測不合理的是（　　）
A.構成染色體的組蛋白發生甲基化可能也會影響基因的表達
B.甲基化通過影響細胞分裂的過程從而影響細胞的結構和功能
C.基因啟動子甲基化后，可能會影響 RNA 聚合酶的結合
D.肌細胞可能通過相關的酶移除甲基基團從而去甲基化
3.（2023·廣東光明區一模）表觀遺傳是指細胞內基因序列沒有改變，但發生DNA甲基化、組蛋白修飾等，使基因的表達發生可遺傳變化的現象。表型模擬是指由環境條件的改變所引起的表型改變，類似于某基因型改變引起的表型變化的現象。下列敘述正確的是（　　）
A.表觀遺傳和表型模擬現象中，生物的基因堿基序列都沒有發生改變
B.表觀遺傳一定遵循基因的分離定律，能夠在親子代間傳遞
C.表觀遺傳和表型模擬導致的性狀改變都可以遺傳給下一代
D.同卵雙胞胎之間的差異皆是由表觀遺傳引起的
構核心概念
練教材長句
鏈接必修2教材P69。
（1）基因的表達，即　　　　　　　　　　　的過程，包括　　　　　　　　　　　　兩個過程。
鏈接必修2教材P71正文及“圖4－9”。
（2）皺粒豌豆形成的機制是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
鏈接必修2教材P72。
（3）生物體多種性狀的形成，都是以　　　　　　　　為基礎的，同一生物體中不同類型的細胞，基因都是　　　　　的。但輸卵管細胞、紅細胞、胰島細胞中的蛋白質　　　　　（選填“完全相同”“完全不同”或“不完全相同”），原因是　　　　　　　　　　　　。
拎教材“冷”點
鏈接必修2教材P72正文及“相關信息”。
（1）囊性纖維化是一種　　　　病，患者支氣管被異常黏液堵塞，患病機理是基因缺失　　　　　　導致CFTR蛋白缺少　　　　　　，該轉運蛋白轉運氯離子功能出現異常。
鏈接必修2教材P73“思考·討論”。
（2）柳穿魚花的Lcyc基因中多個堿基連接　　　　　導致該基因被　　　　　　，不能表達。
（3）控制小鼠黃色體毛的顯性基因Avy上游有一段特殊的堿基序列，具有多個可發生　　　　　　　　的位點，甲基化程度越高，Avy基因的表達受抑制越　　　　，小鼠體色從黃色過渡到黑色。
鏈接必修2教材P74“與社會的聯系”。
（4）表觀遺傳是一種可逆性的遺傳，男性吸煙，精子中DNA甲基化水平　　　　　　，停止吸煙后可能會恢復正常或者降低對后代的影響。
鏈接必修2教材P75“思維訓練”。
（5）請針對高溫培養的殘翅果蠅幼蟲得到翅長接近正常的果蠅幼蟲的原因提出假說，進行解釋：　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
第24講　基因表達與性狀的關系
考點1　中心法則
【概念落實】
1.克里克
2.逆轉錄　翻譯
3.
＜熱點2＞（1）a、c　b、e　宿主細胞　（2）不需要　（3）相等　提示：RNA是單鏈結構，a過程消耗的嘧啶核苷酸就是產生的RNA（－）中含有的嘌呤核苷酸數，c過程消耗的嘌呤核苷酸就是產生的RNA（＋）中含有的嘌呤核苷酸數，由于RNA（＋）和RNA（－）互補，嘧啶核苷酸與嘌呤核苷酸相等。
4.信息　表達產物　ATP
【診斷·加強】
1.（1）√　（2）×　（3）×
2.翻譯　DNA復制　轉錄　翻譯　滲透吸水漲破　細胞壁　細胞膜
【典題固法】
【高考典例】
例1　C　解析：分析題圖，該過程以RNA為模板合成DNA單鏈，為逆轉錄過程。催化該過程的酶為逆轉錄酶，A錯誤；a（RNA）鏈上能決定一個氨基酸的3個相鄰堿基，組成一個密碼子，B錯誤；b為單鏈DNA，相鄰的兩個脫氧核苷酸之間通過磷酸二酯鍵連接，C正確；該過程為逆轉錄，遺傳信息從RNA向DNA傳遞，D錯誤。
例2　C　解析：以單鏈DNA為模板轉錄合成多種RNA是轉錄過程，該過程不需要解旋酶，C錯誤。
例3　B　解析：轉錄形成的RNA有三種，mRNA、tRNA和rRNA，其中可以編碼多肽的只有mRNA，B錯誤；基因是有遺傳效應的DNA片段，所以細胞中DNA分子的堿基總數大于所有基因的堿基數之和，C正確。
【對點演練】
1.C　解析：圖中①表示DNA分子的復制；②表示轉錄；③表示翻譯；④表示逆轉錄；⑤表示RNA分子的復制。其中④和⑤過程只發生在被某些病毒侵染的細胞中。煙草花葉病毒不能逆轉錄，通過⑤過程產生新的病毒RNA，A錯誤；HIV容易發生變異，是因為HIV的遺傳物質是單鏈RNA，容易發生突變，B錯誤；基因突變后其編碼的蛋白質可能不發生改變，與②轉錄過程和③翻譯過程有關，D錯誤。
2.A　解析：由圖示可知，合成奧密克戎外殼蛋白的翻譯過程在宿主細胞內，所需rRNA、tRNA均由宿主細胞的DNA轉錄形成，B錯誤；奧密克戎進行圖中的①③（翻譯）和②④（RNA復制）過程，體現了中心法則的部分過程，缺少DNA的復制、轉錄和逆轉錄過程，C錯誤；T2噬菌體與奧密克戎的遺傳物質分別是DNA和RNA，化學組成上的區別是堿基種類不完全相同，五碳糖的種類不同，D錯誤。
考點2　基因表達與性狀的關系
【概念落實】
1.（1）①蛋白質的結構　②酶的合成　代謝過程　（2）衰老　間接　淀粉　載體蛋白
2.（1）在所有細胞中都　只在某些細胞中特異性　（2）（奢侈）基因的選擇性表達　（3）mRNA和蛋白質
3.（1）堿基序列　基因表達　表型　（2）生長發育和衰老　（3）②基因的堿基序列　③去甲基化　（4）甲基化
4.一個基因　一個基因　多個基因　環境條件　并非一一對應　基因與基因表達產物　基因與環境
【診斷·加強】
1.（1）√　（2）×　（3）×　（4）×　（5）×　（6）×　（7）×　（8）×　（9）×
2.基因的表達調控　直接
3.（1）不一定　（2）不一定
【典題固法】
【高考典例】
例1　C　解析：甲基化修飾并不改變患者線粒體DNA堿基序列，C錯誤；女性糖尿病患者線粒體DNA高甲基化水平可遺傳，D正確。
例2　D　解析：高莖豌豆的子代出現高莖、矮莖兩種表型，屬于性狀分離，是由遺傳因素決定的，不是由環境決定的，D錯誤。
【對點演練】
1.B　解析：①過程是轉錄，與DNA復制的不同點是：以DNA單鏈為模板，在RNA聚合酶的作用下進行，A錯誤；苯丙酮尿癥通過蛋白質間接表現，鐮狀細胞貧血通過蛋白質直接表現，C錯誤；T2噬菌體是專門寄生在大腸桿菌中的DNA病毒，不侵染人體細胞，D錯誤。
2.B　解析：組蛋白的甲基化屬于表觀遺傳，一般會影響基因表達中的轉錄過程，A正確；甲基化通過影響基因的表達（一般是轉錄過程）從而影響生物體的性狀，B錯誤；基因非編碼區的啟動子有RNA聚合酶的結合位點，C正確；攜帶甲基化和非甲基化的肌動蛋白基因重組質粒分別導入肌細胞，二者的轉錄水平相同，那么可能是肌細胞能通過相關酶去甲基化，D正確。
3.A　解析：表型模擬是指由環境條件的改變所引起的表型改變，生物的基因堿基序列沒有發生改變，A正確；表觀遺傳不遵循經典的孟德爾分離定律和自由組合定律，B錯誤；表觀遺傳是在DNA堿基序列不變的前提下引起基因表達或表型變化的一種遺傳，可以遺傳，但并不穩定，表型模擬指由環境條件的改變所引起的表型改變，可能不會遺傳給下一代，C錯誤；同卵雙胞胎來自同一個受精卵，擁有相同的遺傳物質，同卵雙胞胎之間的差異與遺傳、表觀遺傳、環境之間有著密切聯系，D錯誤。
課堂小結與延伸
【構核心概念】
控制蛋白質的結構　酶的合成　選擇性表達　堿基序列不變　表達
【練教材長句】
（1）基因指導蛋白質合成　（遺傳信息的）轉錄和翻譯
（2）一段外來DNA序列的插入打亂了編碼淀粉分支酶基因，導致淀粉分支酶異常，活性降低，使得淀粉合成受阻，細胞內淀粉含量降低，導致不能有效保留水分，細胞失水皺縮
（3）細胞分化　相同　不完全相同　基因的選擇性表達
【拎教材“冷”點】
（1）遺傳　3個堿基　苯丙氨酸　（2）甲基基團　高度甲基化　（3）DNA甲基化修飾　明顯　（4）明顯升高　（5）果蠅翅的發育需要酶催化的反應，酶是在基因控制下合成的，酶的活性受溫度、pH等條件的影響

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