第1节 基因指导蛋白质的合成
课标内容要求
核心素养对接
概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成。
1.生命观念：根据结构和功能观，理解RNA的结构和功能。2．科学思维：通过分析与综合，进行转录、翻译过程中的有关计算；并通过分类与比较，明确中心法则各生理过程的异同。
一、遗传信息的转录
1．RNA的结构与种类
(1)基本单位及组成
①磷酸；②核糖；③碱基：A、U、G、C；④核糖核苷酸。
(2)空间结构：一般是单链，且比DNA短。
(3)RNA的种类及其作用
①
②
③
2．遗传信息的转录
(1)概念
(2)过程
二、遗传信息的翻译
1．密码子与反密码子
密码子
反密码子
种类
64种
61种
位置
mRNA
tRNA
实质
决定一个氨基酸的3个相邻的碱基(终止密码除外)
与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基
2.翻译
(1)概念的理解
(2)过程
起始：mRNA与核糖体结合
↓
运输：tRNA携带氨基酸置于特定位置
↓
延伸：核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，由对应tRNA运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上（一个mRNA分子上可以结合多个核糖体）
↓
终止：当核糖体读取到mRNA上的终止密码时，合成终止
↓
脱离：肽链合成后，从核糖体与mRNA的复合物上脱离，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子
三、中心法则
1．提出者：克里克。
2．中心法则的提出及其发展
(1)图示：
(2)根据图示，完成下表：
项目
序号
生理过程
遗传信息传递过程
最初提出
①
DNA复制
DNA流向DNA
②
转录
DNA流向RNA
③
翻译
RNA流向蛋白质
发展补充
④
RNA复制
RNA流向RNA
⑤
逆转录
RNA流向DNA
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．遗传信息转录的产物只有mRNA。
( )
2．转录和翻译都是以mRNA为模板合成生物大分子的过程。
( )
3．一个tRNA分子中只有一个反密码子。
( )
4．mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质。
( )
5．在蛋白质合成过程中密码子都决定氨基酸。
( )
6．DNA病毒没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则。
( )
[答案] 1．× 提示：转录合成的RNA有三种类型：mRNA、tRNA、rRNA。
2．× 提示：转录的模板是DNA分子的一条单链，不是mRNA。
3．√
4．× 提示：核糖体在mRNA上移动翻译出蛋白质。
5．× 提示：密码子共有64种，有3种终止密码子，不决定氨基酸，决定氨基酸的密码子有61种。
6．× 提示：DNA病毒没有RNA，但其遗传信息的传递仍遵循中心法则，包括DNA复制、转录和翻译三个过程。
遗传信息的转录和翻译
1．转录和翻译的比较
转录
翻译
时间
个体生长发育的整个过程
场所
主要在细胞核
核糖体
模板
DNA的一条链
mRNA
原料
4种核糖核苷酸
21种氨基酸
条件
酶(RNA聚合酶等)、ATP
酶、ATP、tRNA
产物
RNA(mRNA、tRNA、rRNA)
多肽链
特点
边解旋边转录
一个mRNA上结合多个核糖体，同时合成多条肽链
碱基配对
A—U，T—A，C—G，G—C
A—U，U—A，C—G，G—C
遗传信息传递
DNA→RNA
mRNA→蛋白质
意义
表达遗传信息，使生物表现出各种性状
2.遗传信息、密码子、反密码子的比较
项目
遗传信息
密码子
反密码子
概念
DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序
mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基
tRNA上与密码子互补的3个碱基
作用
控制生物的性状
直接决定蛋白质中的氨基酸序列
识别密码子，转运氨基酸
种类
多样性
64种
61种
图解
3.相关图解及分析
(1)图解：
(2)分析：
4．基因表达过程中的相关数量计算
DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系
(1)图示：
(2)规律：蛋白质中氨基酸数目＝1/3
mRNA中碱基数目＝1/6
DNA(或基因)中碱基数目。
合作探究：1.RNA为什么适合做DNA的信使？
提示：(1)RNA一般为单链，比DNA短，可以通过核孔从细胞核进入细胞质。
(2)RNA是另一种核酸，也是由四种核苷酸组成的，也可以储存大量的遗传信息。
(3)RNA与DNA之间也遵循碱基互补配对原则。
2．运输氨基酸的工具是哪种结构？为什么说它是真正起“翻译”作用的结构？
提示：运输氨基酸的工具是tRNA，它一端有反密码子，能和mRNA上的密码子相识别，一端能携带氨基酸，是真正起“翻译”作用的结构。
1．(不定项)下图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法正确的是( )
A．①链的碱基A与②链的碱基T互补配对
B．②是以4种核糖核苷酸为原料合成的
C．如果③表示酶分子，则它的名称是RNA聚合酶
D．转录完成后，②需通过两层生物膜才能与核糖体结合
BC [本题考查的是转录过程，其中①链为模板链，②链为RNA，①链中的碱基A与②链中的碱基U互补配对；③表示RNA聚合酶；转录完成后，②通过核孔进入细胞质，穿过0层生物膜。]
2．(2020·全国卷Ⅲ)细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I)。含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时，存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是( )
A．一种反密码子可以识别不同的密码子
B．密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合
C．tRNA分子由两条链组成，mRNA分子由单链组成
D．mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变
C [根据图像可知，反密码子CCI可与mRNA中的GGU、GGC、GGA互补配对，说明一种反密码子可以识别不同的密码子，A项正确；密码子与反密码子的碱基互补配对，密码子与反密码子的碱基之间通过氢键结合，B项正确；tRNA分子和mRNA分子都是单链结构，C项错误；由于某些氨基酸可对应多种密码子，故mRNA中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变，D项正确。]
3．一个mRNA分子有m个碱基，其中(G＋C)有n个；由该mRNA指导合成的蛋白质有两条肽链。则控制该mRNA合成的DNA分子至少含有的(A＋T)数、合成蛋白质时最多脱去的水分子数分别是( )
A．m、(m/3)－1
B．m、(m/3)－2
C．2(m－n)、(m/3)－1
D．2(m－n)、(m/3)－2
D [由题意知，mRNA分子有m个碱基且(G＋C)的数目为n，则此mRNA分子中(A＋U)的数目为(m－n)，控制其合成的DNA分子模板链中(A＋T)的数目至少为(m－n)，整个双链DNA分子中(A＋T)的数目至少为2(m－n)；由mRNA分子有m个碱基可知，以其为翻译模板可合成最多含m/3个氨基酸的蛋白质分子，题干中给出此蛋白质分子有两条肽链，脱去的水分子数最多应为(m/3)－2。]
原核生物与真核生物基因转录和翻译的辨别
(1)真核细胞的转录主要发生在细胞核中，翻译发生在细胞质中，在空间和时间上被分隔开进行，即先转录后翻译。
(2)原核细胞的转录和翻译没有分隔，可以同时进行，边转录边翻译。过程如右图所示：
图中①是DNA模板链，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA，每条mRNA上有多个核糖体同时进行翻译过程，翻译的方向是从下到上。
(3)转录不是转录整个DNA，是转录其中的基因，不同种类的细胞，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和数量不同，但tRNA和rRNA的种类没有差异。
中心法则
1．中心法则的内容及应用
(1)细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则
(2)烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则
(3)HIV等逆转录病毒的中心法则
(4)高度分化的细胞内中心法则的表达式
DNARNA蛋白质
(5)能分裂的细胞内中心法则的表达式
(1)逆转录需要逆转录酶。
(2)逆转录和RNA复制只有在某些病毒复制时才能进行。
(3)哺乳动物成熟的红细胞中无遗传信息的传递。
2．中心法则体现了DNA的两大基本功能
(1)传递遗传信息：通过DNA复制完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。
(2)表达遗传信息：通过转录和翻译完成的，发生在个体发育过程中。
3．中心法则与基因表达的关系
4．中心法则五个过程的比较
过程
模板
原料
酶
碱基配对方式
产物
实例
DNA的复制
DNA的每一条母链
脱氧核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶
A—T、T—A、G—C、C—G
DNA
以DNA作遗传物质的生物
转录
DNA的一条链
核糖核苷酸
RNA聚合酶
A—U、T—A、G—C、C—G
RNA
除病毒外几乎所有生物
翻译
信使RNA
21种氨基酸
A—U、U—A、G—C、C—G
多肽
除病毒外的细胞生物
RNA的复制
RNA
核糖核苷酸
RNA复制酶
A—U、U—A、G—C、C—G
RNA
以RNA作遗传物质的生物
RNA的逆转录
RNA
脱氧核苷酸
逆转录酶
A—T、U—A、G—C、C—G
DNA
某些RNA病毒等
合作探究：下图为一组模拟实验，假设实验能正常进行且五支试管中都有产物生成，请分析此图解中A～E试管所模拟的过程分别是什么？
提示：A—DNA复制；B—转录；C—RNA复制；D—逆转录；E—翻译。
1．下图表示生物界的中心法则，有关叙述正确的是( )
A．健康的人体内可以发生图中所有过程
B．烟草花叶病毒侵入宿主细胞后发生①→②→③→④的过程
C．⑤过程需要逆转录酶的参与
D．该图揭示了遗传信息传递的一般规律
D [分析图形可知，健康的人体内可以发生图中①DNA复制、②转录和③翻译过程，A项错误。烟草花叶病毒是RNA病毒，侵入宿主细胞后发生⑤RNA复制和⑥翻译过程，B项错误。④过程需要逆转录酶的参与，C项错误。]
2．某种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主的基因组中。物质Y与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，那么物质Y抑制该病毒增殖的机制是( )
A．抑制该病毒RNA的转录过程
B．抑制该病毒蛋白质的翻译过程
C．抑制该RNA病毒的反(逆)转录过程
D．抑制该病毒RNA的自我复制过程
C [本题主要考查中心法则。RNA病毒逆转录生成DNA，需要的原料是4种脱氧核苷酸，物质Y与脱氧核苷酸结构相似，会混入逆转录生成的DNA中，致使逆转录生成的DNA不能整合到真核宿主的基因组中，影响病毒RNA及蛋白质的合成，从而抑制该病毒增殖，故只有C项正确。]
中心法则各生理过程快速确定的三大依据
[课堂小结]
知
识
网
络
构
建
核
心
语
句
归
纳
1.RNA有三种：信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)。2.转录的主要场所是细胞核，条件是模板(DNA的一条链)、原料(4种核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量。3.翻译的场所是核糖体，条件是模板(mRNA)、“搬运工”(tRNA)、原料(21种氨基酸)、酶和能量。4.密码子共有64种，其中决定氨基酸的密码子有61
种，3种终止密码子不决定氨基酸。5.一种氨基酸对应一种或多种密码子，一种密码子最多只决定一种氨基酸。6.在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信息的流动提供能量。生命是物质和能量的统一体。
1．如图为核苷酸的模式图，下列相关说法正确的是( )
A．DNA与RNA在核苷酸上只有②不同
B．如果要构成ATP，在①位置上加上两个磷酸基团即可
C．③在人的遗传物质中只有4种
D．DNA分子中每个②均只与一个①相连
C [分析题图可知，①是磷酸基团，②是五碳糖，③是含氮碱基。DNA与RNA在核苷酸上的不同点主要有两点，一是在DNA中②为脱氧核糖，在RNA中②为核糖；二是在DNA中③有A、T、C、G
4种，在RNA中③有A、U、C、G
4种，A错误。如果要构成ATP，要在①位置上加上两个磷酸基团，②应为核糖，③应为腺嘌呤，B错误。人的遗传物质是DNA，在DNA中③只有4种(A、G、C、T)，C正确。DNA分子的一条脱氧核苷酸链中多数②与两个①相连，D错误。]
2．(不定项)对于下列图解，正确的说法有( )
A．表示DNA转录过程
B．共有5种碱基
C．共有8种核苷酸
D．A均代表同一种核苷酸
ABC [由题干信息可知，图为DNA转录过程。因为DNA与RNA的基本单位不同，故相同碱基代表不同核苷酸，所以图示核苷酸种类为8，碱基种类数为5。]
3．如图为多聚核糖体合成肽链的过程，有关该过程的说法正确的是( )
A．图示为多个核糖体合成一条多肽链的过程
B．mRNA沿着三个核糖体从右向左移动
C．三条肽链在氨基酸排列顺序上各不相同
D．由图示可推测少量mRNA可以合成大量的蛋白质
D [图示为三个核糖体合成三条多肽链的过程；翻译过程中是核糖体沿着mRNA进行移动的，根据肽链的长短，可判断出核糖体沿mRNA的移动方向是从右向左；合成的三条肽链是以同一条mRNA为模板的，因此氨基酸的排列顺序相同；一条mRNA可以和多个核糖体结合，可在短时间内合成大量的蛋白质。]
4．结合下图分析，下列叙述错误的是( )
A．生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中
B．核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质
C．遗传信息传递到蛋白质是表型实现的基础
D．编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链
D [生物的遗传物质是DNA或RNA，即遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中，故A项正确。因为密码子的简并性，转录形成的mRNA碱基序列不同，最终翻译出的蛋白质可能相同，故B项正确。蛋白质是生命活动的主要承担者，即生物的表型是通过蛋白质体现的，故C项正确。遗传信息是由碱基序列决定的，DNA两条单链的碱基互补配对，所含遗传信息不同，故D项错误。]
5．如图表示某DNA片段遗传信息的传递过程，①～⑤表示物质或结构。a、b、c表示生理过程。请据图回答下列问题。(可能用到的密码子：AUG—甲硫氨酸、GCU—丙氨酸、AAG—赖氨酸、UUC—苯丙氨酸、UCU—丝氨酸、UAC—酪氨酸)
(1)完成遗传信息表达的是________(填字母)过程，a过程所需的酶有________________________。
(2)图中含有核糖的是________(填数字)；由②指导合成的多肽链中氨基酸序列是_________________________________________。
(3)该DNA片段第三次复制需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为________个。
(4)若在AUG后插入3个核苷酸，合成的多肽链中除在甲硫氨酸后多一个氨基酸外，其余氨基酸序列没有变化。由此证明________________________。
[解析] 分析图示过程可知：a为DNA的复制、b为转录、c为翻译。(1)完成遗传信息表达的是转录和翻译，即图中的b和c，DNA的复制需要在解旋酶的作用下解开双链，然后在DNA聚合酶的作用下合成DNA子链。(2)RNA中含有核糖，所以图中含有核糖的结构包括mRNA、tRNA、rRNA。根据②mRNA上的密码子可知指导合成的多肽链中氨基酸的序列：甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸。(3)由图可知DNA片段含7个T，故第三次复制需要23－1×7＝28(个)胸腺嘧啶脱氧核苷酸。(4)三个核苷酸对应一个氨基酸，由此证明一个密码子由三个相邻的碱基(核糖核苷酸)组成。
[答案] (1)b、c 解旋酶和DNA聚合酶 (2)②③⑤ 甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸 (3)28 (4)一个密码子由三个相邻的碱基(核糖核苷酸)组成
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12
-(共69张PPT)
第4章
基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
教
材
研
读
探
新
知
磷酸
核糖
A、U、G、C
核糖核苷酸
单链
信使RNA
DNA
核糖体RNA
转运RNA
识别并转运氨基酸
细胞核
一条链
核糖核苷酸
mRNA
暴露
碱基互补配对
一条链
RNA聚合
mRNA
DNA
双螺旋
64
61
mRNA
tRNA
3个相邻的碱基
密码子
21种游离的氨基酸
tRNA
核糖体
mRNA
模板
多肽
核糖体
tRNA
mRNA
tRNA
终止密码
空间结构
功能
克里克
DNA复制
DNA
DNA
转录
DNA
RNA
翻译
RNA
蛋白质
RNA复制
RNA
RNA
逆转录
RNA
DNA
核
心
突
破
提
素
能
课
堂
检
测
速
达
标
高考赘源网
高考资源
边的高考专家!】
答宥
场所主要在
中
转模板
DNA的
录/原料
4种游离的
产物
RNA(、tRNA、rRNA)
解旋DNA双链解开,碱基
原
原
配
模板:解开的DNA双链中的
连接/酶
酶
结果:形成一个
释放∫合成的mRNA从链上释放
DNA双链恢复成
构
细胞质
作为原料
多肽链
作为运载工具
作为合成场所
CUAA
作为
产物为
细胞质
细胞核
氨基酸
核孔
肽链7
转录
翻译
复制
转录
翻译
DNA
mRNA
蛋白质
表性
基
现状
因
脱氧核苷酸序列—核糖核苷酸序列—>氨基酸序列
遗传信息
遗传密码
遗传性状
①
②切
控制蛋白质合成(表达遗传信息)
摆复制
复制
信息
转录
翻译
DNA
RNA
蛋白质
逆转录
传
核糖
(性状)
递
转运RNA
体(场所)
转录核糖体RNA
脱氧核苷酸序列一>核糖核苷酸序列
氨基酸序列
遗传信息
遗传密码
DNA
DNA
RNA
RNA
RNA
ATP
AATP
ATP
酶
ATP
ATP
酶
脱氧核糖目核糖核目核糖核目脱氧核糖
核苷酸目苷酸
氨基酸
苷酸目核苷酸
A
B
D
E
①(DNA
②2
mrna
③
⑤:RNA
蛋白质
概念
种类
原料
三种RNA
转录
作用
基因
指导
模板
蛋白
质的
过程
种类密码子、
合成
翻译
反密码子
产物
位置
中心法则
图解
转录
复制
DNA
复制
翻译
RNA
蛋白质
逆转录第1节
基因指导蛋白质的合成
(建议用时：40分钟)
题组一 遗传信息的转录和翻译
1．(不定项)有关真核细胞DNA复制和转录这两种过程的叙述，错误的是( )
A．两种过程都仅在细胞核中发生
B．两种过程都有酶参与反应
C．两种过程都以脱氧核糖核苷酸为原料
D．两种过程都以DNA为模板
AC [复制和转录都主要在细胞核内进行；都需要酶的参与；复制的原料是四种脱氧核糖核苷酸，转录的原料是四种核糖核苷酸；两种过程的模板都是DNA，复制是以DNA的两条链为模板的，而转录是以DNA的一条链为模板的。]
2．(2020·天津高考)对于基因如何指导蛋白质合成，克里克认为要实现碱基序列向氨基酸序列的转换，一定存在一种既能识别碱基序列，又能运载特定氨基酸的分子。该种分子后来被发现是( )
A．DNA
B．mRNA C．tRNA D．rRNA
C [DNA通过转录和翻译可合成蛋白质，A错误；mRNA是蛋白质合成的直接模板，不能运载特定氨基酸分子，B错误；tRNA主要是将其携带的氨基酸运送到核糖体上，在mRNA指导下合成蛋白质，tRNA与mRNA是通过反密码子与密码子相互作用而发生关系的，C正确；rRNA是组成核糖体的重要组成成分，D错误。]
3．(不定项)如图表示在人体细胞核中进行的某一生命过程，据图分析，下列说法正确的是( )
A．该过程可发生在线粒体内
B．该过程与DNA复制时碱基互补配对方式完全相同
C．该过程涉及ATP的消耗
D．游离的核糖核苷酸有秩序地与DNA链上的碱基相撞
AC [题图所示为人体细胞中发生的转录过程。该过程主要发生在细胞核中，还可以发生在线粒体中，A正确；该过程的碱基互补配对方式有A－U，而DNA复制过程没有，B错误；转录过程需要消耗ATP，C正确；游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基相撞，D错误。]
4．某DNA片段转录形成的mRNA分子中腺嘌呤(A)占碱基总数的10%，尿嘧啶(U)占碱基总数的30%，则转录出该mRNA的DNA片段中，腺嘌呤(A)所占的比例为( )
A．10%
B．20% C．30% D．40%
B [由题意知，在该mRNA中，A＋U＝40%，则DNA分子中模板链中A＋T＝40%，则在整个DNA分子中A＋T＝40%，又知双链DNA中A＝T，所以该DNA片段中，A＝20%。]
5．(不定项)某蛋白质分子由一条含176个氨基酸的肽链构成。下列叙述中错误的是( )
A．参与合成该多肽的tRNA最多有61种
B．与该多肽合成有关的细胞器只有核糖体
C．组成该多肽的氨基酸至少有21种
D．该多肽的模板mRNA上决定氨基酸的密码子最多有64种
BCD [mRNA中密码子数决定肽链中氨基酸的个数，肽链中含有176个氨基酸，因此决定氨基酸的密码子数为176个，64种密码子中决定氨基酸的密码子有61种，所以该多肽的模板mRNA上决定氨基酸的密码子最多有61种；由于密码子和反密码子之间碱基互补配对，故参与合成该多肽的tRNA最多有61种；参与合成该多肽的细胞器是核糖体和线粒体；组成该多肽的氨基酸最多有21种。]
6．图中α、β是真核细胞某基因的两条链，γ是另外一条核苷酸链，下列说法正确的是( )
A．图中的酶是DNA聚合酶
B．γ链彻底水解后能生成6种小分子物质
C．该过程只发生在细胞核中
D．β链中碱基G占28%，则γ链中碱基A占22%
B [题图表示转录过程，主要发生在真核细胞的细胞核中，α、β是DNA的两条链，γ是一条RNA链，图中的酶是RNA聚合酶，A、C错误；RNA彻底水解的产物为4种碱基、核糖和磷酸，共6种小分子物质，B正确；由β链中碱基G的比例不能推出γ链中碱基A的比例，D错误。]
7．微RNA(miRNA)是真核生物中广泛存在的一类重要的基因表达调控因子。如图表示线虫细胞中微RNA(lin－4)调控lin－14基因表达的相关作用机制，请回答下列问题：
(1)过程A需要以__________为原料，该过程还能发生在线虫细胞内的____________中；在过程B中能与①发生碱基互补配对的分子是________，①上同时结合多个核糖体的意义是_____________________________________。
(2)图中最终形成的②③上氨基酸序列________(填“相同”或“不同”)。图中涉及的遗传信息的传递方向为__________________。
(3)由图可知，微RNA(lin－4)调控基因lin－14表达的机制是RISC－miRNA复合物抑制________过程。
[解析] (1)A是转录过程，转录过程除了需要酶的催化作用外，还需要四种游离的核糖核苷酸为原料，以及由ATP提供的能量等；线虫细胞是真核细胞，且是动物细胞，DNA存在于细胞核和线粒体中，因此转录过程发生的场所是细胞核和线粒体；过程B是翻译，翻译过程中mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子进行碱基互补配对。①mRNA上同时结合多个核糖体的意义是利用少量的mRNA在短时间内合成大量的蛋白质。(2)②③是以同一条mRNA为模板合成的，因此最终形成的肽链②③上氨基酸序列相同。图中包含了转录和翻译过程，故涉及的遗传信息的传递方向为DNA→RNA→蛋白质。(3)分析题图可知，微RNA(lin－4)形成RISC－miRNA复合物抑制翻译过程进而调控基因lin－14的表达。
[答案] (1)核糖核苷酸 线粒体 tRNA 能在短时间内合成大量的蛋白质 (2)相同 DNA→RNA→蛋白质 (3)翻译
题组二 中心法则
8．克里克提出的中心法则是指( )
A．遗传信息的转录、翻译过程
B．遗传信息的转录、翻译及表达过程
C．DNA复制及转录、翻译过程中的碱基互补配对原则
D．遗传信息通过DNA复制、转录及翻译传递的过程
D [克里克提出的中心法则主要包括遗传信息从DNA传递到DNA的自我复制过程，以及从DNA流向RNA进而流向蛋白质的转录和翻译过程。]
9．下列关于大肠杆菌细胞内遗传信息传递规律的叙述，错误的是( )
A．在逆转录酶的催化下，从RNA→DNA
B．从DNA→DNA，保证了遗传信息的稳定性
C．从DNA→蛋白质，实现了基因对性状的控制
D．从DNA→tRNA，保证细胞内氨基酸的转运
A [在逆转录酶的催化下，从RNA→DNA只发生在某些病毒侵染宿主细胞的过程中，大肠杆菌属于原核生物，无此过程，A错误；从DNA→DNA，即DNA的复制，通过复制，DNA将遗传信息从亲代传给子代，保证了遗传信息的稳定性、连续性，B正确；从DNA→蛋白质，即基因的表达，基因控制生物体的性状通过控制蛋白质的合成来实现，C正确；从DNA→tRNA，即转录形成tRNA，tRNA具有转运氨基酸的功能，D正确。]
10．用链霉素和新霉素可使核糖体与单链DNA结合，这一单链DNA就可以代替mRNA翻译成多肽，这说明( )
A．遗传信息可由RNA流向DNA
B．遗传信息可由蛋白质流向DNA
C．遗传信息可由DNA流向蛋白质
D．遗传信息可由RNA流向蛋白质
C [核糖体与单链DNA结合，这一单链DNA就可以代替mRNA翻译成多肽，这说明遗传信息可由DNA流向蛋白质。]
11．如图为一组模拟实验，假设实验能正常进行且5支试管中都有产物生成，回答下列问题。
(1)A、D试管中的产物是________，但A试管模拟的是________过程，D试管模拟的是________过程。
(2)B、C试管中的产物是________，但B试管模拟的是________过程，C试管模拟的是________过程。
(3)假如B试管中加入的DNA含有306个碱基，那么产物最多含有________个碱基，有________个密码子。
(4)E过程称为______，在细胞中进行的场所是______，图中的原料为________，工具是______________，产物是________。
[解析] (1)A试管中以加入的DNA为模板，脱氧核苷酸为原料，合成DNA，模拟的是DNA复制的过程；D试管中以加入的RNA为模板，脱氧核苷酸为原料，合成DNA，模拟的是逆转录过程。
(2)B试管中以加入的DNA为模板，核糖核苷酸为原料，合成RNA，模拟转录过程；C试管中以加入的RNA为模板，核糖核苷酸为原料，合成RNA，模拟的是RNA的复制过程。
(3)假如B试管中加入的DNA含有306个碱基，产物是RNA，为单链，最多含有153个碱基，相邻的3个碱基为一个密码子，共有51个密码子。
(4)E过程称为翻译，在细胞中的核糖体上进行，以氨基酸为原料，以tRNA为工具，合成多肽(蛋白质)。
[答案] (1)DNA
DNA复制 逆转录
(2)RNA 转录 RNA复制
(3)153 51 (4)翻译 核糖体 氨基酸 转运RNA 多肽(蛋白质)
12．下图是某细胞内遗传信息的传递过程，下列说法正确的是( )
A．图示表示原核细胞中遗传信息的转录和翻译
B．⑤上含有的氨基酸数目与④上含有的密码子数目是一致的
C．参与图示过程的RNA有mRNA、tRNA和rRNA
D．如果终止密码子为UAA，则与该密码子配对的反密码子为AUU
C [图示细胞核有核膜，故表示真核细胞，A项错误；⑤上含有的氨基酸数目比④上含有的密码子数目要少，这是因为mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，B项错误；参与图示过程的RNA有mRNA、tRNA和rRNA，C项正确；没有与终止密码子互补配对的反密码子，D项错误。]
13．已知一个蛋白质分子由4条肽链组成，连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有396个，翻译成这个蛋白质分子的信使RNA中的U和C共800个，则转录成信使RNA的DNA分子中，G和A最少共有( )
A．600个
B．1
200个
C．800个
D．1
600个
B [4条肽链有396个肽键，说明共有400个氨基酸，则mRNA碱基数至少为400×3＝1
200(个)，DNA中碱基数至少为400×3×2＝2
400(个)，又知G＋A之和为DNA总碱基数的一半，则DNA分子中G和A最少共有1
200个。]
14．(不定项)核糖体RNA即rRNA，是三类RNA(tRNA、mRNA、rRNA)中相对分子质量最大的一类RNA，rRNA单独存在时不执行其功能，它可与多种蛋白质结合成核糖体，作为蛋白质生物合成的“装配机”。核糖体中催化肽键合成的是rRNA，蛋白质只是维持rRNA构象，起辅助作用。下列相关叙述正确的是( )
A．rRNA的合成需要以DNA的一条链为模板
B．合成肽链时，rRNA可降低氨基酸间脱水缩合所需要的活化能
C．在真核细胞中rRNA的合成与核仁有关
D．翻译时，rRNA上的碱基与tRNA上的碱基互补配对
ABC [rRNA是以DNA的一条链为模板转录形成的，A正确；rRNA能催化肽键的合成，可见其具有催化功能，即可降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能，B正确；真核细胞中，核仁与rRNA的合成及核糖体的形成有关，C正确；翻译时，mRNA的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，D错误。]
15．下图为在实验室中进行的相关模拟实验，请据图回答问题：
(1)图中甲、乙模拟实验模拟的过程分别是__________和________。
(2)图中乙过程要顺利进行，还需向试管中加入的物质或细胞结构有________、________。
(3)人们通过研究发现，有些抗生素通过阻断细菌细胞内蛋白质的合成，从而抑制细菌的繁殖。现发现一种新型抗生素，请你根据上述模拟实验的方法探究这种抗生素能否阻断细菌DNA和人体DNA的转录过程。
实验步骤：
第一步：取A、B、C、D
4支试管，各加入足量的ATP、核糖核苷酸、相关酶的混合溶液。
第二步：向A试管滴加适量一定浓度的抗生素水溶液，B试管中滴加____________________，同时在A、B试管中加入________________；向C试管中滴加适量一定浓度的______________，D试管中滴加等量的蒸馏水，同时C、D试管中加入等量相同的人体DNA。
第三步：把A、B、C、D
4支试管在相同且适宜的条件下培养一段时间后，检测____________________。
预期实验结果并得出实验结论：
该实验有可能会出现______________种实验结果，如果出现__________，则说明该抗生素只阻断细菌DNA的转录，不阻断人体DNA的转录。
[解析] (1)从原料和模板可以判断相对应的生理过程，甲中模板是DNA，原料是核糖核苷酸，对应转录过程；乙中模板是RNA，原料是氨基酸，对应翻译过程。
(2)翻译过程发生在核糖体，需要tRNA运输氨基酸。
(3)分析实验时注意单一变量是抗生素的有无，不加抗生素要加入等量蒸馏水。A、B试管是探究抗生素能否阻断细菌DNA的转录过程，C、D试管是探究抗生素能否阻断人体DNA的转录过程。
[答案] (1)转录 翻译 (2)tRNA 核糖体
(3)实验步骤：
第二步：等量的蒸馏水 等量相同的细菌 DNA和抗生素水溶液
第三步：4支试管中有无RNA的生成
预期实验结果并得出实验结论：
4 A试管中无RNA生成，B试管中有RNA生成，C、D试管中均有RNA生成
不能准确区分不同生物的转录和翻译过程
16．下列关于如图所示生理过程的描述中，最合理的是( )
A．该生理过程可能发生于硝化细菌细胞内
B．可表示噬菌体的转录和翻译过程
C．图中现象也可能出现在人体细胞核基因的表达过程中
D．图中两核糖体合成的肽链不同
A [由题干图示可以看出，转录和翻译同时进行。人体细胞核基因转录出mRNA后，mRNA通过核孔进入细胞质，与核糖体结合后指导肽链的合成，该过程与图示不符。噬菌体是非细胞结构的生物，不能独立进行代谢过程。图中两核糖体以同一mRNA为模板，合成的肽链相同。]
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-第2节 基因表达与性状的关系
课标内容要求
核心素养对接
1.概述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实现。2．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。
1.生命观念：根据结构和功能观，理解细胞分化的实质和表观遗传现象。2．科学思维：构建基因控制性状的模型，理解基因与性状的关系。3．社会责任：了解白化病等，关注人类健康。
一、基因表达产物与性状的关系
1．基因控制性状的两种途径
(1)基因酶的合成代谢过程生物体的性状。
(2)基因蛋白质的结构生物体的性状。
2．基因对性状的控制实例(连线)
二、基因的选择性表达与细胞分化
1．生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。
2．表达的基因的分类
3．细胞分化的实质：基因的选择性表达。
4．基因的选择性表达的原因：与基因表达的调控有关。
三、表观遗传
1．基因表达调控的含义：基因什么时候表达、在哪种细胞中表达以及表达水平的高低都是受到调控的。
2．表观遗传概念：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。
3．基因与性状的关系
(1)基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状，细胞内的基因表达与否以及表达水平的高低都是受到调控的。
(2)基因与性状的关系并不是简单的一一对应关系。
①一个性状可以受多个基因的影响；
②一个基因也可以影响多个性状；
③生物体的性状也不完全是由基因决定的，环境对性状也有着重要影响。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．白化病是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状的。
( )
2．核糖体蛋白基因几乎在所有细胞中表达。
( )
3．同卵双胞胎具有的微小差异与表观遗传有关。
( )
4．基因与性状的关系是简单的一一对应关系。
( )
5．生物性状是由基因型和环境共同控制的。
( )
6．基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用。
( )
[答案] 1．× 提示：白化病是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的。
2．√ 3．√
4．× 生物体的一个性状可以受多个基因的影响，一个基因也可以影响多个性状。
5．√ 6．√
基因表达产物与性状的关系
1．基因控制性状的方式
直接途径
间接途径
方式
基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
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
图解
实例分析
囊性纤维化的病因 一般过程
豌豆种子皱缩的原因 一般过程
2.体现生物性状的物质
(1)蛋白质是生命活动的主要承担者。部分结构蛋白直接参与生物体、细胞的结构组成，基因可通过控制结构蛋白的合成直接控制生物的性状。
(2)体现生物性状的部分物质的化学本质不是蛋白质，如甲状腺激素、色素、淀粉等，该类性状往往是通过基因控制酶的合成来实现的，即基因酶的合成产生该非蛋白质类物质的代谢过程控制性状。
基因、蛋白质与性状之间的关系
蛋白质是生命活动的主要承担者，基因通过控制蛋白质的合成控制生物体的性状，基因表达受环境影响，所以生物的性状是基因和环境共同作用的结果。
1．(不定项)人体内苯丙酮酸过多可引起苯丙酮尿症，如图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径，据图分析正确的是( )
A．基因1不正常而缺乏酶1可能引起苯丙酮尿症
B．由苯丙氨酸合成黑色素需要多个基因控制
C．该图说明基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
D．基因2突变而缺乏酶2将导致人患白化病
ABD [由题图可知，基因1不正常而缺乏酶1，则苯丙氨酸只能在细胞中代谢生成苯丙酮酸，导致苯丙酮尿症，A正确；由苯丙氨酸合成黑色素需要酶1、酶2的作用即需要基因1、基因2的控制，B正确；题图体现了基因通过控制酶的合成来控制生物代谢过程，进而控制生物体的性状，C错误；基因2突变，导致酶2不能合成，从而不能形成黑色素，使人患白化病，D正确。]
2．下图为人体内基因对性状的控制过程，分析可知( )
A．基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中
B．图中①过程需要RNA聚合酶的催化，②过程不需要tRNA的协助
C．④⑤过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同
D．过程①②③表明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
D [人体细胞由同一个受精卵增殖、分化而来，因此基因1和基因2可以出现在同一个细胞中；图中①过程为转录，需要RNA聚合酶的催化，②过程为翻译，需要tRNA的协助；④⑤过程的结果存在差异的根本原因是基因结构的不同。]
基因控制生物性状的途径的判断`
(1)若生物性状直接由蛋白质体现，则应为基因控制蛋白质结构直接控制生物性状。
(2)若体现生物性状所涉及的物质并非蛋白质(如植物激素)，则基因对其控制往往是通过“控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物体的性状”这一间接途径实现的。
基因的选择性表达与表观遗传
1．基因选择性表达的结果
(1)细胞形态的改变：如肌细胞的梭形、哺乳动物成熟红细胞的圆饼状、神经细胞的突起状等。
(2)细胞结构的变化：细胞器的种类和数量发生变化。
(3)细胞功能的特化：执行特定的功能，如运动功能、反射功能、免疫功能等。
(4)特殊分子的合成：如合成唾液淀粉酶、抗体、胰岛素、血红蛋白和肌动蛋白等。
2．表观遗传机制
(1)细胞分裂、分化过程中内外因素的共同作用导致DNA甲基化、构成染色体的组蛋白的甲基化、乙酰化等修饰。
(2)甲基化等修饰抑制了基因的表达。
3．基因与性状的关系
(1)一个基因决定一个性状(多数性状受单基因控制)。
(2)一个基因影响多个性状(如基因间相互作用)。
(3)多个基因控制一个性状(如身高、体重等)。
图解如下：
生活联系：1.同一个体不同体细胞的形态、结构、功能不同的根本原因和直接原因分别是什么？
提示：根本原因是基因的选择性表达，直接原因是合成了特定的蛋白质。
2．表观遗传改变的和没改变的分别是什么？
提示：改变的是基因表达和表型发生可遗传变化，没改变的是基因的碱基序列。
1．(不定项)将某人的胰岛A细胞和胰岛B细胞中的总mRNA提取出来(A－mRNA、B－mRNA)，以此为模板，在体外分别获得相应的单链DNA(A－cDNA、B—cDNA)。下列叙述正确的是( )
A．A－mRNA与B－mRNA的不同与细胞分化有关
B．获得相应单链DNA的过程需要逆转录酶
C．A－cDNA中不含编码胰岛素的核酸序列
D．B－mRNA中指导呼吸酶合成的mRNA不能与A－cDNA形成杂交链
ABC [人体胰岛A细胞和胰岛B细胞具有相同的遗传信息，但遗传信息的执行情况不同，即发生了基因的选择性表达，故可以说A－mRNA与B－mRNA的不同与细胞分化有关，A正确；以RNA为模板合成DNA的过程称为逆转录，此过程需要逆转录酶的参与，B正确；胰岛A细胞也含有胰岛素基因，只是该基因不表达，即A－mRNA中不含指导胰岛素合成的mRNA，故A－cDNA中不含编码胰岛素的核酸序列，C正确；胰岛A细胞和胰岛B细胞中均含有呼吸酶，即A－mRNA和B－mRNA中均含有指导呼吸酶合成的mRNA，故B－mRNA中指导呼吸酶合成的mRNA可以与A－cDNA形成杂交链，D错误。]
2．脊椎动物的一些基因活性与其周围特定胞嘧啶的甲基化有关，甲基化使基因失活，相应的非甲基化能活化基因的表达，以下推测正确的是( )
A．肝细胞和胰岛B细胞的呼吸酶基因均处于甲基化状态
B．肝细胞和胰岛B细胞的胰岛素基因均处于非甲基化状态
C．肝细胞的呼吸酶基因和胰岛素基因均处于非甲基化状态
D．胰岛B细胞的呼吸酶基因和胰岛素基因均处于非甲基化状态
D [分析题意可知，相应的非甲基化能活化基因的表达，肝细胞和胰岛B细胞中均存在呼吸酶，表明呼吸酶基因均处于非甲基化状态，肝细胞的胰岛素基因处于甲基化状态，胰岛B细胞的胰岛素基因处于非甲基化状态，A、B、C错误，D正确。]
[课堂小结]
知
识
网
络
构
建
核
心
语
句
归
纳
1.基因控制生物性状的两条途径(1)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)通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。2.细胞分化的本质就是基因的选择性表达，生物体多种多样的性状都是以细胞分化为基础的。3.表观遗传是指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，该现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。4.一个性状可以受到多个基因的影响，一个基因也可以影响多个性状。
1．下列关于基因与性状的关系的叙述，错误的是( )
A．基因与生物性状都是一一对应的关系
B．基因可通过控制蛋白质的结构直接控制性状
C．基因可通过控制酶的合成来控制代谢进而控制性状
D．生物性状既受基因的控制，也受环境条件的影响
A [一个性状可以受到多个基因的影响，一个基因也可以影响多个性状。]
2．关于表观遗传的理解，下列说法正确的是( )
A．DNA的甲基化与环境因素无关
B．DNA的甲基化影响基因的翻译过程
C．表观遗传现象不符合孟德尔遗传定律
D．DNA的甲基化导致基因的碱基序列改变
C [环境因素会影响DNA的甲基化，A项错误；DNA的甲基化影响基因的转录过程，B项错误；表观遗传现象不符合孟德尔遗传定律，C项正确；DNA的甲基化不会导致基因的碱基序列改变，D项错误。]
3．下列有关细胞分化的分析，错误的是( )
A．在个体发育过程中，有序的细胞分化能够增加细胞的类型
B．从细胞器水平分析，细胞分化是细胞器的种类、数目改变的结果
C．细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异，导致细胞的形态和功能各不相同
D．从蛋白质角度分析，细胞分化是蛋白质种类、数量改变的结果，这是细胞分化的直接原因
C [细胞分化的过程中，细胞会在形态、结构等方面发生稳定性差异，故能够增加细胞的类型，A正确；细胞分化的过程中，细胞的功能会出现差异，细胞器的种类、数目均会发生改变，B正确；细胞分化的过程中，各种细胞的核遗传物质不发生改变，C错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，故蛋白质种类、数量的改变是细胞分化的直接原因，D正确。]
4．下图为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图，从图中可得出( )
A．一种物质的合成只受一个基因的控制
B．基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程
C．若基因②不表达，则基因③和④也不表达
D．若基因③不存在，则瓜氨酸仍可合成精氨酸琥珀酸
B [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。由题干中的示意图可知，精氨酸的合成需要酶①②③④的参与，而它们分别受基因①②③④的控制。基因具有一定的独立性，基因②不表达时，基因③和④仍可表达，只是无法合成精氨酸。若基因③不存在，酶③不能合成，则瓜氨酸→精氨酸琥珀酸的途径不能进行。]
5．长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基，具有多种调控功能的一类RNA分子。如图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下列问题：
(1)关于RNA的叙述，正确的是( )
A．细胞内的RNA均在细胞核中合成
B．各种RNA的合成均以脱氧核苷酸为原料
C．催化RNA合成的酶在细胞核中合成
D．RNA结构一般比较短小
(2)转录产生的RNA中，提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是________，此过程中还需要的RNA有______________。
(3)lncRNA前体加工成熟后，有的与核内________(图示①)中的DNA结合，有的能穿过________(图示②)与细
胞质中的蛋白质或RNA分子结合，发挥相应的调控作用。
(4)研究发现，人体感染细菌时，造血干细胞核内产生的一种lncRNA，通过与相应DNA片段结合，调控造血干细胞的____________，增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。该调控过程的主要生理意义是__________________________________________________________________________________。
[解析] (1)细胞内的RNA也可能在线粒体和叶绿体中合成，A项错误；各种RNA的合成均以核糖核苷酸为原料，B项错误；催化RNA合成的酶在细胞质中的核糖体上合成，C项错误；RNA结构一般比较短小，可以通过核孔进入细胞质，D项正确。
(2)多肽链的合成过程中以mRNA(信使RNA)为模板，tRNA运输相应的氨基酸，在核糖体(主要成分是rRNA和蛋白质)上完成。
(3)据图分析，lncRNA前体加工成熟后，有的与核内染色质中的DNA结合，有的能穿过核孔进入细胞质中。
(4)血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞都来源于造血干细胞，故可推出lncRNA与相应DNA片段结合可调控造血干细胞的分化，血液中的这些吞噬细胞都参与免疫过程，所以该调控过程可以增强人体的免疫抵御能力。
[答案] (1)D (2)mRNA(信使RNA) tRNA和rRNA(转运RNA和核糖体RNA) (3)染色质 核孔 (4)分化 增强人体的免疫抵御能力
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-(共52张PPT)
第4章
基因的表达
第2节 基因表达与性状的关系
教
材
研
读
探
新
知
酶的合成
代谢过程
蛋白质的结构
细胞分化
基因的选择性表达
调控
表达水平
碱基序列
基因表达和表型
蛋白质
基因表达与否
表达水平的高低
一一对应
基因
性状
基因
环境
核
心
突
破
提
素
能
课
堂
检
测
速
达
标
高考赘源网
高考资源
边的高考专家!】
答宥
①豌豆的圆粒和破粒
通过控制蛋白质的结
构直接控制生物体的性
状
②白化病
b通过控制酶的合成
来控制代谢过程,进
③囊性纤维化
而控制生物体的性状
①核糖体蛋白基因
②AT合成酶基因
a在所有细胞中都表达的基因
③卵清蛋白基因
④胰岛素基因
b.只在某类细胞中特异性表
⑤呼吸酶基因
达的基因
基因产物性状
B同一个基因
如控制豌豆粒
C
会影响多个
基因与性状之间一
形的基因也决状
性状
定其甜度
D
蛋白质合成>E多个基因控制和
如玉米叶绿素
表达同一性状
的合成与50个(简
基因有关
许多基因只控制
C—·一个性状的表达,
C并且不受其他基
②—→H因的干扰
单的一对应关系
基因与性状的关系
基因对性状
细胞分化与
基因的选择表观遗传
的控制途径
性表达
酶的合成]蛋白质
概念)(存在过程
的结构
控制
细胞代谢
蛋白质
RNA
ncrNA
Incana
NA
RnA
DNA第2节
基因表达与性状的关系
(建议用时：40分钟)
题组一 基因表达产物与性状的关系
1．(不定项)下列是关于基因、蛋白质和性状之间关系的叙述，其中不正确的是( )
A．基因可以决定性状
B．蛋白质的结构可以直接影响性状
C．基因控制性状都是通过控制蛋白质的合成来实现的
D．蛋白质的功能可以控制性状
CD [蛋白质是生物体性状的直接体现者，但蛋白质是通过基因控制合成的，因此基因才是性状的控制者。基因可通过控制蛋白质的结构直接影响性状，也可以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．(不定项)下列关于基因、蛋白质与性状的关系的描述中，正确的是( )
A．皱粒豌豆种子中，编码淀粉分支酶的基因被打乱，导致淀粉分支酶出现异常，活性大大降低，淀粉含量低而蔗糖含量高
B．人类白化病症状是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状来实现的
C．一个基因不一定对应相应的蛋白质
D．囊性纤维化患者中，编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基，导致蛋白质结构异常
AC [皱粒豌豆中，编码淀粉分支酶的基因被打乱，导致淀粉分支酶出现异常，活性大大降低，淀粉含量低而蔗糖含量高，A项正确；人类白化病症状是基因通过控制酶的合成控制代谢过程，进而控制生物体的性状，B项错误；基因不一定对应相应的蛋白质，如rRNA和tRNA对应的基因，C项正确；编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基，导致蛋白质结构异常，D项错误。]
3．人类白化病和苯丙酮尿症是由代谢异常引起的疾病，下图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图中不能得出的结论是( )
A．基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物体的性状
B．基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状
C．一个基因可以控制多种性状
D．一种性状可以由多个基因控制
A [苯丙酮酸、多巴胺和黑色素的异常与酶的合成有密切的关系，而酶的合成是由基因控制的；若基因1发生变化，则多巴胺和黑色素的合成都受影响；多巴胺和黑色素的合成也都受多个基因的控制。]
4．如图所示为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述正确的是( )
A．生物体中一个基因只能决定一种性状
B．基因1和基因2的遗传一定遵循基因的自由组合定律
C．①②或⑥⑦都表示基因的表达过程，但发生在不同的细胞中
D．⑦→⑥→⑤过程说明基因可通过控制酶的合成，直接控制生物的性状
C [基因与性状之间并不是简单的一一对应关系，A错误；据图无法判断基因1和基因2在染色体上的位置，因此无法判断它们的遗传是否遵循基因的自由组合定律，B错误；①②或⑥⑦都表示基因的表达过程，但发生在不同的细胞中，C正确；⑦→⑥→⑤过程说明基因可通过控制酶的合成，间接控制生物的性状，D错误。]
5．根据以下材料：
①藏报春甲(aa)在20
℃时开白花；②藏报春乙(AA)在20
℃时开红花；③藏报春丙(AA)在30
℃时开白花。分析下列有关基因型和表型相互关系的说法，错误的是( )
A．由材料①②可知生物的性状表现是由基因型决定的
B．由材料①③可知生物的性状表现是由基因型和环境共同决定的
C．由材料②③可知环境影响基因型的表达
D．由材料①②③可知生物的性状表现是由基因型和环境共同作用的结果
B [①和②、②和③实验中，都只有一个变量，可以得出结论。而①和③温度和基因型都不同，所以不能判断性状表现是由温度还是基因型决定的，或是由它们共同决定的。]
6．豌豆的圆粒和皱粒是由等位基因R、r控制的相对性状，当R基因插入一段外来DNA片段时就成为r基因。豌豆种子圆粒性状的产生机制如图所示。据图回答相关问题：
(1)a过程被称为________，需要用到的酶为________，与DNA复制相比，a过程特有的碱基互补配对方式是________。
(2)b过程发生的场所是________，所需要的原料是________，它是通过________转运到核糖体中。若淀粉分支酶含有350个氨基酸，则过程b最多会有____________种tRNA参与。
(3)已知蔗糖甜度比淀粉高，所以新鲜豌豆选择________(填“圆粒”或“皱粒”)的口味更佳。图示过程体现了基因通过____________________________，进而控制生物性状。
[解析] (1)a过程是由基因R形成单链RNA的过程，所以表示的是转录，用到的是RNA聚合酶。与DNA复制相比，此过程特有的碱基互补配对方式是A—U。(2)b过程是由mRNA形成淀粉分支酶即蛋白质的过程，即翻译，发生在核糖体上，该过程所需要的原料是氨基酸，运载氨基酸的工具是tRNA。如果淀粉分支酶含有350个氨基酸，则过程b最多会有61种tRNA参与，因为tRNA最多有61种。(3)由图可知圆粒是因为淀粉吸水而涨大的，已知蔗糖甜度比淀粉高，所以新鲜豌豆选择皱粒的会更甜。图示过程体现的是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物性状。
[答案] (1)转录 RNA聚合酶
A—U (2)核糖体 氨基酸 tRNA 61 (3)皱粒 控制酶的合成来控制代谢过程
题组二 基因选择性表达和表观遗传
7．(不定项)下列有关基因表达的叙述，正确的是( )
A．基因通过控制蛋白质的合成而使遗传信息得到表达
B．细胞中的基因都通过控制蛋白质的合成进行了表达
C．蛋白质合成旺盛的体细胞中，核DNA多，mRNA也多
D．细胞出现生理功能上稳定的差异，根本原因是基因表达的差异
AD [基因通过控制蛋白质的合成而使遗传信息得到表达，A项正确；细胞中的基因不一定通过控制蛋白质的合成进行表达，如转录形成tRNA和rRNA的基因，B项错误；蛋白质合成旺盛的体细胞中，核DNA不变，mRNA量增多，C项错误；成熟细胞中的基因进行了选择性表达是细胞出现生理功能上稳定差异的根本原因，直接原因是合成了特定的蛋白质，D项正确。]
8．(不定项)细胞通过精准的调控，实现了基因对性状的控制。下列有关说法，正确的是( )
A．同一个体的不同组织细胞中蛋白质种类不完全相同
B．柳穿鱼花的不同形态是由一对等位基因控制的
C．DNA的甲基化修饰能遗传给后代
D．基因能否表达是基因表达调控的唯一方式
AC [同一个体的不同组织细胞中蛋白质种类不完全相同，A正确；柳穿鱼花的不同形态是表观遗传现象，不是由一对等位基因控制的，B错误；DNA的甲基化修饰能遗传给后代，C正确；基因表达调控包括基因能否表达以及表达水平的高低，D错误。]
9．如图表示同一个体的5种细胞中5种基因的表达情况，下列分析错误的是( )
A．此图能说明细胞分化的本质
B．基因b可能控制RNA聚合酶的合成
C．细胞中mRNA差异最大的是细胞2和4
D．一般来说，这5种细胞的核遗传物质相同
C [题图显示，同一个体的5种细胞中基因表达的情况有差异，说明基因在不同细胞中选择性表达，体现了细胞分化的本质，A项正确；5种细胞中都有相关基因表达，基因表达的转录过程中有RNA聚合酶参与，说明5种细胞中都有RNA聚合酶，基因b在5种细胞中都表达了，故其可能是控制RNA聚合酶合成的基因，B项正确；细胞2和4中的mRNA有2种不同，而3和4中的mRNA有4种不同，C项错误；5种细胞均来源于同一个受精卵，故它们细胞核中的遗传物质通常是相同的，D项正确。]
10．如图为基因与性状的关系示意图，据图判断错误的是( )
A．一个基因可以影响和控制多个性状
B．多个基因可以影响和控制一个性状
C．所有基因都能控制表现出相应的性状
D．图中的产物可以是酶、激素或者抗体等
C [由题图可知，性状a、b、c、d受同一个基因产物影响，说明一个基因可以影响和控制多个性状，A正确；性状e受三个基因产物影响，表明多种基因可以影响和控制一个性状，B正确；生物的性状除了受基因控制外，还受环境条件的影响，并非所有基因都能控制表现出相应的性状，C错误；多数酶、有些激素和抗体是蛋白质，可以是基因表达的产物，D正确。]
11．(不定项)囊性纤维病患者汗液中氯离子浓度高，常造成肺部感染危及生命。由于编码跨膜蛋白(CFTR蛋白)的基因缺失了3个碱基，导致CFTR蛋白缺少一个苯丙氨酸，影响CFTR蛋白的结构，使氯离子的转运异常。该致病基因携带者表现正常。对该实例的分析正确的是( )
A．囊性纤维病是一种隐性遗传病
B．苯丙氨酸能够转运氯离子，方式为主动运输
C．控制囊性纤维病的显性基因和隐性基因均能表达
D．基因通过控制酶的合成控制代谢过程，进而控制性状
AC [根据“该致病基因携带者表现正常”可知，该病为隐性遗传病，A项正确；苯丙氨酸并不能够转运氯离子，而是CFTR蛋白作为载体蛋白能够运输氯离子，B项错误；控制囊性纤维病的显性基因和隐性基因均能表达，C项正确；囊性纤维病患者体内CFTR结构异常，转运氯离子功能异常，导致患者肺功能受损，说明基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，D项错误。]
12．果蝇是遗传学实验中常用的材料之一。如图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，下列有关叙述正确的是( )
A．由图可知，基因是DNA上任意一个片段
B．朱红眼基因和深红眼基因是一对等位基因
C．图中所示的各个基因是同时并由同一个细胞完成表达的
D．基因与性状之间并非是简单的线性关系，基因表达是一个受多种因素影响的复杂过程
D [基因通常是有遗传效应的DNA片段，而不是任意片段，A错误；等位基因是位于同源染色体上控制相对性状的基因，朱红眼基因和深红眼基因位于同一条染色体上，不属于等位基因，B错误；个体的基因在个体发育的不同时期、不同细胞中选择性表达，C错误；基因的表达受内部因素和外界因素的共同影响，D正确。]
13．下图1中Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ表示哺乳动物一条染色体上相邻的三个基因，a、b为基因的间隔序列；图2为Ⅰ基因进行的某种生理过程。下列叙述错误的是( )
图1 图2
A．Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ基因在不同的细胞中表达情况可能不同
B．图2中甲为RNA聚合酶，丙中所含的五碳糖是核糖
C．若丙中(A＋U)占36%，则丙对应的乙片段中G占32%
D．基因指导合成的终产物不一定都是蛋白质
C [不同细胞的形成是细胞分化的结果，而细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，因此Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ基因在不同的细胞中表达情况可能不同，A正确；图2表示转录过程，甲为RNA聚合酶，丙为转录的产物mRNA，mRNA中所含的五碳糖是核糖，B正确；依据碱基互补配对原则可推知，若丙所示的mRNA中(A＋U)占36%，则丙所对应的乙(模板链)片段中(T＋A)占36%，但不能确定G占32%，C错误；基因指导合成的终产物不一定都是蛋白质，也可能是RNA或肽链等，D正确。]
14．已知果蝇的长翅与残翅是一对相对性状，且长翅(V)对残翅(v)为显性，但遗传学家在不同温度下培养长翅果蝇幼虫，得到不同的结果，如下表。请结合所学知识回答问题：
实验材料
实验处理
结果
长翅果蝇幼虫A
25
℃条件培养
长翅果蝇
长翅果蝇幼虫B
35～37
℃处理6～24
h培养
残翅果蝇
(1)请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，并进行解释。
_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)这个实验说明基因与性状是怎样的关系？______________________________________________________________________________________________。
(3)果蝇B的残翅性状能否遗传？___________________________________。
原因是__________________________________________________________。
(4)人们将果蝇B的残翅性状称为表型模拟，若现有一残翅果蝇，如何判断它是否为表型模拟？请设计鉴定方案。
①方法步骤：
_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
②结果分析：a.若后代均为残翅果蝇，____________________________________________________________________________________________________。
b．若后代有长翅果蝇出现，_______________________________________。
[解析] (1)性状不仅受基因的控制，还受环境的影响，如酶的活性要受温度的影响，而酶是在基因指导下合成的，翅的发育需要经过一系列酶的催化作用。
(2)这个实验说明表型＝基因型＋环境。
(3)残翅的形成是由环境改变而引起的，不是由遗传物质改变引起的，属于不可遗传的变异。
(4)可让该个体与常温下发育的异性残翅果蝇(vv)交配，并让其后代在常温下发育，若后代均为残翅，说明该果蝇为纯合子(vv)，若后代有长翅出现，则该果蝇为表型模拟。
[答案] (1)翅的发育过程需要酶的催化，而酶是在基因指导下合成的，酶的活性受温度条件的影响
(2)基因控制生物的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响
(3)不能遗传 这种残翅性状是单纯由环境条件的改变而引起的，其遗传物质(基因型)并没有发生改变
(4)①a.让这只残翅果蝇与多只在正常温度条件下发育成的异性残翅果蝇(基因型为vv)交配；b.使其后代在正常温度条件下发育
②a.则该果蝇为纯合子(vv)，它不是表型模拟 b．则该果蝇为表型模拟
不理解基因选择性表达
15．根据表中基因1和基因2的表达产物判断，下列相关叙述正确的是( )
基因
转录产物
翻译产物
基因1
RNA1
血红蛋白
基因2
RNA2
呼吸酶
A．人体体细胞中，RNA1和RNA2不可能同时存在
B．人体体细胞中，RNA1和RNA2一定同时存在
C．基因1通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
D．基因1和基因2表达过程所需的能量只能由线粒体提供
C [一般一个个体内的细胞中核基因都相同，但基因进行选择性表达，血红蛋白基因只能在红细胞中表达，呼吸酶存在于所有细胞中，可以在任何细胞中表达，所以，人体体细胞中，RNA1和RNA2可能同时存在。基因1和基因2表达过程所需的能量可以来自线粒体和细胞质基质。]
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