資源簡介

第四章 基因的表達——高一生物學人教版（2019）期末復習知識大盤點
第一部分：學習目標整合
結合DNA雙螺旋結構模型，運用結構與功能觀闡明DNA分子的轉錄和翻譯等過程。
運用歸納與概括、演繹與推理等方法比較DNA復制、轉錄與翻譯的異同，明確基因指導蛋白質的合成過程及相關數量關系。
通過對密碼子發現過程的學習，初步確立科學發現從假說到成立的探究過程。
從分子水平理解細胞分化的實質。
運用歸納與概括的方法闡明基因對性狀的控制過程，培養學生的歸納概括能力。
第二部分：重難知識易混易錯
（一）基因的表達
1.RNA的結構
（1）基本單位：RNA分子是由核糖核苷酸組成的單鏈結構。
與組成DNA的脫氧核苷酸相比，組成核糖核苷酸的4種含氮堿基中沒有胸腺嘧啶（T），取而代之的是尿嘧啶（U）。尿嘧啶可專一地與腺嘌呤（A）形成堿基對。
（2）結構特點：RNA一般是單鏈結構，比DNA短，易通過核孔進出細胞核。單鏈不穩定，完成使命的RNA 易迅速降解，保證生命活動的有序進行。
（3）類型：
種類 mRNA tRNA rRNA
特點 帶有從DNA上轉錄下來的遺傳信息 一段能與氨基酸結合，另一端有反密碼子能與mRNA上的遺傳密碼子配對 核糖體的組成成分
功能 翻譯時做模板 翻譯是識別密碼子和轉運氨基酸 參與構成合成蛋白質的場所
結構 單鏈 單鏈，有部分堿基配對，形成三葉草型結構 單鏈
共同點 都經過轉錄產生，基本單位相同，都與翻譯的過程有關
2.DNA與RNA的比較
DNA RNA
結構 通常呈規則的雙螺旋結構 通常呈單鏈結構
分類 通常為一類 mRNA、tRNA、RNA三類
基本單位 脫氧核苷酸 核糖核苷酸
堿基 嘌呤 腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G） 腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）
嘧啶 胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T） 胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）
五碳糖 脫氧核糖 核糖
存在部位 主要存在于細胞核中，線粒體和葉綠體中也存在 主要存在于細胞質中
功能 主要的遺傳物質，儲存和傳遞遺傳信息 是某些RNA病毒的遺傳物質； mRNA指導蛋白質的合成；tRNA識別并轉運氨基酸；rRNA是核糖體的組成成分；少數RNA有催化作用
聯系 RNA可由DNA的一條鏈為模板轉錄產生
3.DNA復制、轉錄、翻譯的區別與聯系
DNA復制 轉錄 翻譯
時間 主要發生在有絲分裂前的間期和減數分裂I前的間期 生長發育的整個過程中
場所 主要在細胞核中，少部分在線粒體和葉綠體中 主要在細胞核中，少部分在線粒體和葉綠體中 細胞質中的核糖體上
原料 4種脫氧核苷酸 4種核糖核苷酸 20種氨基酸
模板 DNA的兩條鏈 DNA的一條鏈 mRNA
堿基配對 A-T、T-A、G-C、C-G A-U、T-A、C-G、G-C A-U、U-A、C-G、G-C
能量 ATP
酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 多種酶
模板去向 分別進入兩個子代DNA中 模板鏈與非模板鏈重新組成雙螺旋結構 分解成單個核糖核苷酸
特點 邊解旋邊復制，半保留復制 邊解旋邊轉錄，DNA雙鏈全保留 一個mRNA分子上可結合多個核糖體，同時合成多條相同的肽鏈
4.遺傳信息的表達
（1）轉錄的概念：以DNA的一條鏈為模板，合成RNA的過程
（2）轉錄的過程：解旋 → 配對 → 連接 → 釋放
（3）轉錄的場所：主要是細胞核，在線粒體、葉綠體中也能發生轉錄
（4）轉錄的產物：mRNA、tRNA、rRNA
（5）翻譯的概念：游離在細胞質中的各種氨基酸，就以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程
（6）翻譯的過程：起始 → 運輸 → 延伸 → 停止 → 脫離
（7）翻譯的場所：細胞質中的核糖體
（8）翻譯的產物：具有一定順序的氨基酸的蛋白質
（9）遺傳信息的轉錄和翻譯的過程的比較
比較項目 轉錄 翻譯
場所 主要在細胞核中 細胞質中的核糖體
原料 4種核糖核苷酸 20種氨基酸
模板 DNA的一條鏈 mRNA
條件 RNA聚合酶、ATP 酶、ATP、tRNA
信息傳遞 DNA→RNA mRNA→ 蛋白質
產物 一個單鏈RNA 多肽
特點 邊解旋邊轉錄 一條mRNA鏈上可相繼結合多個核糖體，同時合成多條相同的肽鏈
（10）遺傳信息與密碼子、反密碼子的比較
遺傳信息 密碼子 反密碼子
存在位置 DNA mRNA tRNA
種類 4n種（n代表堿基對數） 64種 61種
含義 脫氧核苷酸（堿基對）的排列順序 mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基 與密碼子互補配對的三個堿基
生理作用 直接決定mRNA中堿基排列順序，間接決定氨基酸的排列順序 直接決定氨基酸的排列順序 識別密碼子
聯系
（11）遺傳密碼的主要特點：
①簡并性：一共有64個密碼子，一種氨基酸可能有2種或2種以上的密碼子；但一種密碼子只能編碼一種氨基酸
②起始密碼子與終止密碼子：AUG、GUG是起始密碼子，能編碼甲硫氨酸和纈氨酸；UAG、UAA、UGA是終止密碼子，不能編碼氨基酸
③通用性：生物界通用一套遺傳密碼
例題1 下列關于遺傳密碼與tRNA的敘述，錯誤的是（ ）
A.tRNA分子中任意三個相鄰的堿基均可組成反密碼子
B.tRNA的5'端是磷酸基團，3'端是結合氨基酸的部位
C.核糖體與mRNA的結合部位會形成2個tRNA的結合位點
D.密碼子的簡并性可以減少因DNA堿基對替換而帶來的性狀改變
【解析】A、tRNA分子中只有特定位置的三個相鄰的堿基組成反密碼子，A錯誤；B、tRNA的5 端是磷酸基團，3 端是結合氨基酸的部位，B正確；C、核糖體與mRNA的結合部位會形成2個tRNA的結合位點，C正確；D、一種氨基酸可以對應多個遺傳密碼的對象稱為密碼子的簡并性，密碼子的簡并性可以減少因為DNA堿基對替換而帶來的性狀改變，D正確；故選A。
例題2 某生物細胞內發生的某些生理過程如下圖I、II所示，X表示某種酶。下列敘述正確的是( )
A.核糖體合成的肽鏈經內質網、高爾基體加工后才有生物活性
B.此過程可以發生在真核細胞內，但I和II不可以同時進行
C.基因中起始密碼子序列發生改變，可能導致X無法識別
D.圖中核糖體移動的方向是從右到左，多個核糖體合成不同的肽鏈
【答案】D
【解析】A、從圖中可以看出，表示轉錄，Ⅰ表示翻譯，邊轉錄邊翻譯推測該生物為原核生物或者真核細胞的線粒體或葉綠體結構，若為原核生物，無內質網高爾基體，A錯誤；
B.此過程可以發生在真核細胞內，在線粒體和葉綠體內Ⅰ和Ⅱ可以同時進行，B錯誤；
C.密碼子在mRNA上，沒有在基因上，C錯誤；
D.真核細胞細胞核里進行轉錄時，一次轉錄只產生一個基因的mRNA，而原核細胞，一次轉錄得到的mRNA分子上含有幾個基因的轉錄片段，因此在翻譯時，一條mRNA上同時結合多個核糖體，每個核糖體會識別相應基因的mRNA上的起始密碼子和終止密碼子，多個核糖體合成不同的肽鏈，核糖體移動的方向是沿著每個基因的mRNA片段的5'端向3'，端移動，核糖體移動的方向是從右向左，D正確。
（二）基因表達與性狀的關系
中心法則
各類生物遺傳信息的傳遞過程
考查與“中心法則”有關的問題
看模板
①若模板是DNA，則生理過程可能是DNA復制（下圖中過程3、10）或轉錄（過程1、8、11）
②若模板是RNA，則生理過程可能是翻譯（過程2、5、9）、RNA復制（過程4、6）或逆轉錄（過程7）
看原料
①若原料為脫氧核苷酸，則產物一定是DNA，生理過程可能是DNA復制或逆轉錄
②若原料為核糖核苷酸，則產物一定是RNA，生理過程可能是轉錄或RNA
③若原料為氨基酸，則產物一定是多肽，生理過程是翻譯
看產物
①若產物為DNA，則生理過程可能是DNA復制或逆轉錄
②若產物為RNA，則生理過程可能是RNA或轉錄
③若產物是蛋白質（或多肽），則生理過程是翻譯
基因表達產物與性狀的關系
1.基因控制生物性狀的兩種途徑
（1）間接控制：基因控制酶的合成控制代謝過程進而間接控制生物性狀。
（2）直接控制：基因通過控制蛋白質結構控制生物性狀。
2.基因與性狀的對應關系
（1）基因與性狀的關系并不是簡單的一一對應的關系，一個性狀可以受多個基因的影響，一個基因也可以影響多個性狀。
（2）生物體的性狀不完全是由基因決定的，環境對性狀也有著重要影響。
3.基因的選擇性表達與細胞分化
細胞分化的本質是基因的選擇性表達。
基因的選擇性表達與基因表達的調控有關。
4.表觀遺傳
內容：
基因選擇性轉錄表達的調控，如DNA甲基化（基因某特殊區域被甲基化后不能啟動正常轉錄）。
基因轉錄后的調控，如基因組中非編碼RNA可對基因表達水平進行干擾，如RNA干擾可使轉錄后的mRNA降解，從而使目的基因無法表達。
蛋白質翻譯后的修飾，如組蛋白修飾（組蛋白是構成染色質的小分子蛋白質，組蛋白修飾是指組蛋白的某些氨基酸被加上或去掉一些化學基團，包括添加或去掉甲基、乙酰基等）和染色質構象變化等。
特點：
DNA序列不變；
可逆性的基因表達調節；
可遺傳，即這類改變通過有絲分裂或減數分裂，能在細胞或個體世代間遺傳。
（3）表觀遺傳調控的遺傳機制不涉及DNA序列的改變，只涉及基因表達的活性。通過改變基因表達活性即可達到和改變基因序列類似的結果。表觀遺傳效應在疾病診斷、治療和藥物開發等方面都具有較廣闊的應用前景。
例題3 克里克根據遺傳信息的傳遞規律，于1957年提出了中心法則，隨著研究的不斷深入，科學家們對中心法則作出了補充，例如新冠病毒和肺炎鏈球菌均可引發肺炎，但二者遺傳信息流動的方向不同。新冠病毒是一種單鏈十RNA病毒，該+RNA既能作為RNA翻譯出蛋白質，又能作為模板合成—RNA，再以—RNA為模板合+RNA。如圖為中心法則的完整示意圖。下列有關敘述錯誤的是( )
A.肺炎鏈球菌細胞中能發生①②⑤過程
B.①、③過程所需要的原料相同
C.④、⑤過程的堿基配對方式相同
D.新冠病毒在宿主細胞內能進行①②③④⑤過程
【答案】D
【解析】A、①DNA復制，②轉錄，⑤翻譯，肺炎鏈球菌為原核生物，遺傳物質為DNA，能進行DNA的復制、轉錄和翻譯，A正確；B、①DNA復制、③逆轉錄過程需要的原料都是脫氧核糖核苷酸，B正確；C、④RNA復制、⑤翻譯過程都是RNA和RNA之間進行堿基互補配對，配對方式相同，C正確；D、由題意可知，新冠病毒在宿主細胞內形成子代的過程不涉及逆轉錄、DNA的復制和轉錄，D錯誤。故選D。
例題4 表觀遺傳普遍存在于生物體的生命活動過程中。實驗人員將純合黃毛（AA）小鼠與純合黑毛（aa）小鼠進行雜交，A/a為一對等位基因，F1小鼠均表現為黑毛，經過研究發現，出現這種現象的原因是A基因所在的核酸序列發生了DNA甲基化，抑制了A基因的表達，從而使后代均表現為黑毛。下列相關敘述正確的是( )
A.被甲基化的基因序列中遺傳信息發生了改變
B.F1基因型為Aa的小鼠和基因型為aa的小鼠表型相同
C.基因A、a不遵循分離定律，F1小鼠的基因型可能會出現多種
D.基因的甲基化修飾通過抑制基因復制來影響該基因的表達
【答案】B
【解析】A、甲基化屬于表觀遺傳的一種，被甲基化的基因序列中遺傳信息并未發生改變，A錯誤；B、因為A基因中部分堿基甲基化抑制了A基因的表達，使Aa的個體均表現為黑毛，與aa個體的表型相同，B正確；C、題干中只涉及一對等位基因A、a控制小鼠的毛色，這一對等位基因的遺傳遵循分離定律，且親本為純種黃毛的小鼠AA與純種黑毛的小鼠aa，子一代實驗小鼠的基因型為Aa，之所以均表現為黑毛，與A基因所在的核酸序列發生了甲基化有關，C錯誤；D、轉錄是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程，基因甲基化修飾影響RNA聚合酶與DNA分子結合，影響轉錄過程，D錯誤。故選B。
（三）中心法則的相關計算規律
中心法則的相關計算規律在不考慮非編碼區和內含子及終止密碼的條件下，轉錄、翻譯過程中DNA（基因）堿基數：mRNA堿基數：多肽鏈氨基酸數＝6∶3∶1。
例題5 假設大腸桿菌細胞中某個基因控制合成的蛋白質中有30個氨基酸，基因中C占堿基總數的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.基因轉錄生成的mRNA中，鳥嘌呤的數目占堿基總數的20%
C.翻譯合成該蛋白質的過程中，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
【答案】C
【解析】A.該基因中含有的堿基總數=30×6=180，（不考慮終止密碼子），其中腺嘌呤脫氧核苷酸的數量占50%-20%=30%，共有180×30%=54個，該基因復制一次，形成兩個完全一樣的基因，需要消耗54個腺嘌呤脫氧核苷酸，故A錯誤；B.轉錄的模板鏈中的堿基情況不能確定，所以mRNA中鳥嘌呤堿基所占比例不能確定，故B錯誤；C.一種氨基酸可以由一種或多種tRNA轉運，所以30個氨基酸可能由20個tRNA參與轉運，故C正確；D.該基因復制n代，形成2n個DNA，其中有2個DNA含有親代DNA鏈，所占比例為2/2n=1/2n-1，故D錯誤。
辨析
易錯點1 不能準確界定真核生物、原核生物基因表達或誤認為真核細胞中轉錄、翻譯均不能“同時”進行
點撥：（1）凡轉錄、翻譯有核膜隔開或具有“時空差異”的應為真核細胞“核基因”指導的轉錄、翻譯。
（2）原核細胞基因的轉錄、翻譯可“同時進行”。
（3）真核細胞的線粒體、葉綠體中也有DNA及核糖體，其轉錄、翻譯能“同時進行”。
易錯點2 誤認為逆轉錄酶同其他酶及能量、場所、原料一樣，均由病毒的寄主細胞提供（在寄主細胞中合成≠由寄主細胞提供）
點撥：必修2P69“資料分析”中有如下描述：
（1）“1965年，科學家在某種RNA病毒里發現了一種RNA復制酶，能對RNA進行復制”。
（2）1970年，科學家在致癌的RNA病毒中發現逆轉錄酶，它能以RNA為模板合成DNA。
由此可見，RNA復制酶、逆轉錄酶均來自病毒自身，當然該酶起初應在寄主細胞的核糖體中合成并由寄主細胞提供原料而完成。
易錯點3 不能正確辨明六類酶——解旋酶、DNA聚合酶、限制酶、DNA連接酶、RNA聚合酶、逆轉錄酶
點撥：（1）解旋酶在DNA分子復制時使氫鍵斷裂。
（2）DNA聚合酶在DNA分子復制時依據堿基互補配對原則使單個脫氧核苷酸連成脫氧核苷酸鏈，其發揮作用需借助母鏈模板。
（3）限制酶（限制性內切酶）是使兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂。
（4）DNA連接酶是將兩個DNA分子片段的末端“縫合”起來形成磷酸二酯鍵，即連接“片段”；
（5）RNA聚合酶是RNA復制或DNA轉錄時依據堿基互補配對原則將單個核糖核苷酸連接成RNA鏈。
（6）逆轉錄酶是某些RNA病毒在宿主細胞內利用宿主細胞的脫氧核苷酸合成DNA的一種酶。
第三部分：核心素養對接高考
1.【2023·河北·高考真題】DNA中的胞嘧啶甲基化后可自發脫氨基變為胸腺嘧啶。下列敘述錯誤的是（ ）
A.啟動子被甲基化后可能影響RNA聚合酶與其結合
B.某些甲基化修飾可以遺傳給后代，使后代出現同樣的表型
C.胞嘧啶的甲基化能夠提高該位點的突變頻率
D.基因模板鏈中的甲基化胞嘧啶脫氨基后，不影響該基因轉錄產物的堿基序列
【答案】D
【解析】A、啟動子被甲基化后，可能影響RNA聚合酶與其結合，從而影響轉錄過程，A正確；
B. 甲基化使基因的堿基序列沒有變化，但部分堿基發生了甲基化修飾，抑制了基因的表達，進而對表型產生影響，這種DNA甲基化修飾可以遺傳給后代，使后代出現同樣的表型，B正確；
C.胞嘧啶的甲基化后可自發脫氨基變為胸腺嘧啶，能夠提高該位點的突變頻率，C正確；
D.基因模板鏈中的甲基化胞嘧啶脫氨基后變為胸腺嘧啶，對應的轉錄產物中鳥嘌呤會變為腺嘌呤，所以會影響該基因轉錄產物的堿基序列，D錯誤。
故選D。
2.【2023·江蘇·高考真題】翻譯過程如圖所示，其中反密碼子第1位堿基常為次黃嘌呤（I），與密碼子第3位堿基A、U、C皆可配對。下列相關敘述正確的是（　　）
A.tRNA分子內部不發生堿基互補配對
B.反密碼子為5'-CAU-3'的tRNA可轉運多種氨基酸
C.mRNA的每個密碼子都能結合相應的tRNA
D.堿基I與密碼子中堿基配對的特點，有利于保持物種遺傳的穩定性
【答案】D
【解析】A、tRNA鏈存在空間折疊，局部雙鏈之間通過堿基對相連，A錯誤；
B.反密碼子為5'-CAU-3'的tRNA只能與密碼子3'-GUA-5'配對，只能攜帶一種氨基酸，B錯誤；
C.mRNA中的終止密碼子，核糖體讀取到終止密碼子時翻譯結束，終止密碼子沒有相應的tRNA結合，C錯誤；
D.由題知，在密碼子第3位的堿基A、U或C可與反密碼子第1位的I配對，這種擺動性增加了反密碼子與密碼子識別的靈活性，提高了容錯率，有利于保持物種遺傳的穩定性，D正確。
故選D。
第四部分：教材習題變式
基因指導蛋白質的合成
1.基因的表達包括遺傳信息的轉錄和翻譯兩個過程。判斷下列相關表述是否正確。
（1）DNA轉錄形成的mRNA，與母鏈堿基的組成、排列順序都是相同的。( )
（2）一個密碼子只能對應一種氨基酸，一種氨基酸必然有多個密碼子。( )
答案：（1）×；（2）×
解析：（1）DNA轉錄形成的mRNA與母鏈堿基互補，而不是相同，排列順序也不同。
（2）一個密碼子只能對應一種氨基酸，一種氨基酸對應一到六種密碼子（色氨酸只對應一種密碼子，而亮氨酸對應六種密碼子）。
2.密碼子決定了蛋白質的氨基酸種類以及翻譯的起始和終止。密碼子是指( )
A.基因上3個相鄰的堿基 B.DNA上3個相鄰的堿基
C.tRNA上3個相鄰的堿基 D.mRNA上3個相鄰的堿基
答案：D
解析：遺傳學上的密碼子是指mRNA上決定一個氨基酸的3個相鄰堿基；tRNA一端的3個堿基構成反密碼子，DNA分子中堿基的排列順序代表遺傳信息，所以選D。本題考查遺傳信息、密碼子及反密碼子等相關概念，意在考查考生能理解所學知識的要點。
定點變式
下列關于遺傳密碼的敘述，正確的是( )
A.一種氨基酸可以由一種或幾種密碼子決定
B.遺傳密碼由DNA傳遞到RNA，再由RNA決定蛋白質
C.當RNA聚合酶與DNA分子上的起始密碼子部位結合時，mRNA轉錄開始
D.UGA、UAG既可以作為終止密碼子又能編碼氨基酸，體現了密碼子的簡并性
答案：A
解析：密碼子具有簡并性是指絕大多數氨基酸都有幾個密碼子，而不是指終止密碼子能編碼氨基酸，A正確、D錯誤；經過轉錄和翻譯，遺傳信息（而非遺傳密碼）由DNA傳遞到RNA，再由RNA決定蛋白質，B錯誤；當RNA聚合酶與DNA分子上的啟動子部位結合時，mRNA轉錄開始， C錯誤。
3.紅霉素、環丙沙星、利福平等抗菌藥物能夠抑制細菌的生長，它們的抗菌機制如下表所示，請結合本節內容說明這些抗菌藥物可用于治療疾病的道理。
抗菌藥物 抗菌機制
紅霉素 能與核糖體結合，抑制肽鏈的延伸
環丙沙星 抑制細菌DNA的復制
利福平 抑制細菌RNA聚合酶的活性
答案：紅霉素通過與核糖體結合抑制細菌蛋白質的合成來抑制細菌的增殖；環丙沙星通過抑制DNA復制來抑制細菌的增殖；利福平通過抑制RNA聚合酶的活性來抑制細菌的轉錄過程，從而抑制細菌的增殖。
定點變式
抗生素是多數原核生物蛋白質的合成抑制劑，廣泛應用于治療細菌感染性疾病。下表是幾種抗生素的作用機制，下列分析不合理的是( )
抗生素 作用機制
四環素 阻止氨酰-tRNA進入核糖體中的起始密碼子位點
嘌呤霉素 促使核糖體釋放不完整多肽鏈
利福霉素 與RNA聚合酶結合，抑制RNA聚合酶的催化活性
A.四環素進入金黃色葡萄球菌，使菌體不能轉錄出mRNA
B.嘌呤霉素干擾正常蛋白質合成，使菌體的代謝功能紊亂
C.利福霉素抑制基因轉錄出mRNA，從而阻斷蛋白質合成
D.抗生素的使用頻率和劑量過高可能會降低抗生素的治療效果.
答案：A
解析：A、四環素可阻止氨酰-tRNA進入核糖體中的起始密碼子位點，即可抑制金黃色葡萄球菌的翻譯過程，A錯誤；B、嘌呤霉素可促使核糖體釋放不完整多肽鏈，從而干擾正常蛋白質合成，使菌體的代謝功能紊，B正確；C、利福霉素能與RNA聚合酶結合，抑制RNA聚合酶的催化活性，從而抑制轉錄過程，使基因不能轉錄出mRNA，進而阻斷蛋白質合成，C正確；D、過量、過頻使用抗生素會提高細菌耐藥性，降低抗生素效果，D正確。
基因表達與性狀的關系
1.個體的性狀和細胞的分化都取決于基因的表達及其調控。判斷下列相關表述是否正確。
（1）基因與性狀之間是一一對應的關系。( )
（2）細胞分化產生不同類型的細胞，是因為不同類型的細胞內基因的表達存在差異。( )
答案：（1）×；（2）√
解析：（1）基因與性狀的關系并不都是簡單的線性關系，有些性狀由多個基因決定，如人的身高；有的基因具有多效性，一個基因會影響生物的多個性狀。
（2）略。
定點變式
下列有關基因表達與性狀關系的描述，錯誤的是( )
A.大多數情況下，基因與性狀是一一對應的關系
B.研究表明，吸煙等不良生活習慣會影響DNA甲基化水平
C.研究發現，細胞分化的本質就是基因的選擇性表達
D.一般來說，性狀是基因與環境共同作用的結果
答案：A
解析：基因對性狀的控制：①基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物的性狀；②基因通過控制酶的合成控制細胞代謝進而間接控制生物的性狀。A、多數情況下，基因與性狀不是簡單的線性關系，多數情況下一個基因控制一個性狀，有時一個性狀由多個基因控制，一個基因也可以影響多個性狀，A錯誤；B、吸煙會使人體細胞內的DNA甲基化水平升高，對染色體上的組蛋白也會產生影響，B正確；C、研究發現，細胞分化的本質就是基因的選擇性表達，C正確；D、基因與基因、基因與基因產物、基因與環境相互作用，精細地調節生物的性狀，生物的性狀由基因和環境共同決定的，D正確。故選A。
2.我國科學家將含有人凝血因子基因的DNA片段注射到羊的受精卵中，由該受精卵發育而成的羊，分泌的乳汁中含有人的凝血因子，可治療血友病。下列敘述錯誤的是( )
A.這項研究說明人和羊共用一套遺傳密碼
B.該羊的乳腺細胞中含有人的凝血因子基因
C.該羊分泌的乳汁中含有人的凝血因子基因
D.該羊的后代也可能含有人的凝血因子基因
答案：C
解析：乳汁為乳腺細胞分泌的物質，不含有基因。
3.有人說，“基因是導演，蛋白質是演員，性狀是演員的表演作品。”你認為這種說法有道理嗎？為什么？請你整理總結基因、蛋白質和性狀三者之間的關系。
答案：這一說法有道理，因為基因通過控制蛋白質的生物合成來控制生物的性狀。
4.孟德爾通過豌豆雜交實驗發現了分離定律和自由組合定律，然而，與他同時代的一些生物學家利用某些植物做一些性狀的雜交實驗時，并沒有得出3：1和9：3：3：1的數量比；孟德爾用山柳菊也未得到與豌豆雜交實驗相同的結果。請回答下列問題。
（1）為什么利用這些植物進行某些性狀的雜交實驗時，難以得出3：1和9：3：3：1的數量比？請運用所學知識對可能的原因作出推測。
（2）你怎樣看待科學實驗的可重復性？
答案：（1）出現3：1的性狀分離比的適用條件是位于一對同源染色體上的一對等位基因控制的相對性狀，出現9：3：3：1的數量比的適用條件是非同源染色體上的非等位基因控制的相對性狀。而用其他植物的其他性狀重復這一實驗時，可能無法滿足上述條件。如多基因控制的性狀、細胞質基因控制的性狀、同源染色體上控制的性狀等。
（2）科學實驗的可重復性，說明它遵循了這個實驗中的必然規律，而不是偶然發生的。而遵循客觀規律的實驗結論也必然是可靠的，科學的。
5.某種貓的雄性個體有兩種毛色：黃色和黑色；而雌性個體有三種毛色：黃色、黑色、黑黃相間。分析這種貓的基因，發現控制毛色的基因是位于X染色體上的一對等位基因：XO（黃色）和XB（黑色），雄貓只有一條X染色體，因此，毛色不是黃色就是黑色。而雌貓卻出現了黑黃相間的類型，這是為什么呢？是不是雌貓的有些細胞內XO表達，而另一些細胞內XB表達呢？請查找資料，尋找答案。
答案：當貓的體內含有兩條X染色體（雌貓）時，只有隨機的一條染色體能表達，另一條染色體濃縮成巴氏小體不能表達。因而雜合子雌貓表現為黃黑相間的毛色。
定點變式
基因的劑量補償效應是指使位于X染色體上的基因在兩種性別中有相等或近乎相等的有效劑量的遺傳效應。在胚胎發育的早期，X染色體失活中心(XIC)負責X染色體計數，并隨機只允許一條X染色體保持活性，其余的X染色體高度濃縮化后失活，形成巴氏小體。若某一個早期胚胎細胞的一條X染色體失活，則這個祖先細胞分裂的所有子細胞均失活同一條X染色體。由于原始生殖細胞中XIC區域的基因會關閉，使得失活的X染色體恢復到活性狀態，因此成熟的生殖細胞中沒有巴氏小體。貓是XY型性別決定的生物，右圖為貓的一種常見的基因的劑量補償效應機制。
回答下列問題：
(1)劑量補償效應廣泛存在于生物界，其生物學意義是保證兩性間由X連鎖的基因編碼的_________在數量上達到平衡。
(2)X染色體發生失活的條件是①___________②____________。巴氏小體可以應用于鑒定性別，其鑒定依據是_______________。
(3)控制貓毛色的基因是位于X染色體上的一對等位基因：XB(黑色)和XO(黃色)。黑色雌貓和黃色雄貓進行如下雜交實驗：
不考慮基因突變、染色體變異等，為解釋這一現象，某生物興趣小組的同學提出如下假設：控制毛色的基因位于X染色體上，存在劑量補償效應，即基因型為XBXO的貓在早期胚胎時期不同細胞發生了X染色體隨機失活。
請利用上述實驗中的貓，設計一代雜交實驗對假說進行驗證，用遺傳圖解表示，完善下圖。
2.答案：(1)蛋白質(產物)
(2)①.X染色體的數目至少兩條(個體為雌性)
②.X染色體上XIC區域的基因正常表達；細胞中存在巴氏小體時，該個體為雌性，反之為雄性
(3)①黑黃相間雌貓；②XBXO③黑黃相間雌貓；④黑色雌貓
解析：(1)根據基因的劑量補償效應定義，雌性(XX)有兩條X染色體，雄性(XY)只有一條X染色體，但兩者位于X染色體上的基因的有效劑量的遺傳效應相等或近乎相等，繼而說明兩性間由X染色體的基因編碼產生的蛋白質在數量上相等或近乎相等。
(2)分析題干信息，在胚胎發育的早期，X染色體失活中心(XIC)負責X染色體計數，并隨機只允許一條X染色體保持活性，其余的X染色體高度濃縮化后失活，形成巴氏小體，說明當個體中含有的X染色體條數大于或等于兩條，且X染色體失活中心(XIC)區域的基因正常表達時，X染色體才會發生失活；巴氏小體只出現在XY型生物的雌性個體中，而巴氏小體又能在顯微鏡下觀察到，所以可用于性別鑒定。
(3)分析遺傳圖解可知，子一代黑黃相間雌貓基因型為XBXO，若基因型為XBXO的貓在早期胚胎時期不同細胞發生了X染色體隨機失活，則子一代黑黃相間雌貓獲得失活的X染色體XO，因此可以讓F1中的黑黃相間貓和黑色雄貓相互雜交，子代中，雌貓毛色表現為黑色和黑黃相間，雄性毛色表現為黑色和黃色。

展開更多......

收起↑