《第四章 基因的表达》课件

第四章基因的表达第1节

基因指导蛋白质的合成第2节

基因表达欲形状的关系学习目标1.辨析三种RNA的结构和功能，掌握遗传信息转录的过程和特点。2.概述遗传信息翻译的过程，概述中心法则的内容和实质。3.举例说明基因控制生物体性状的两种方式，描述基因选择性表达与细胞分化的关系，阐述表观遗传现象。01第1节

基因指导蛋白质的合成

科学家用洋葱根尖和变形虫进行了实验。发现若加入RNA酶降解细胞中的RNA，则蛋白质的合成就停止，若再加入从酵母中提取的RNA，则又可以重新合成一些蛋白质。实验1（1）根据实验1可以得出什么结论？蛋白质的合成依赖于RNA。RNA酶蛋白质的合成停止RNA提取物蛋白质的合成恢复知识梳理

1955年戈德斯坦（Goldstein）和普劳特（Plaut）用同位素标记RNA前体，发现放射性同位素都在细胞核内。经过一段时间，发现放射性同位素出现在细胞质中。实验2(2)根据实验2可知RNA在细胞的什么部位合成？(3)实验2变形虫的细胞质为什么会出现有标记的RNA分子？细胞核细胞核中合成的RNA分子可以通过核孔进入细胞质知识梳理

科学家经过实验发现，用噬菌体侵染细菌，在培养基中添加含14C标记的尿嘧啶，培养一段时间后，把细菌裂解、离心，分离出RNA与核糖体。分离出来的RNA有14C标记，将分离得到的RNA分别与细菌的DNA和噬菌体的DNA杂交，发现RNA只能与噬菌体的DNA形成双链杂交分子。实验3（4）实验2为什么选择14C的尿嘧啶作为标记物？尿嘧啶是RNA特有的碱基，实验中选择14C-U作为标记物可以标记新合成的RNA。A腺嘌呤G鸟嘌呤C胞嘧啶U尿嘧啶知识梳理

科学家经过实验发现，用噬菌体侵染细菌，在培养基中添加含14C标记的尿嘧啶，培养一段时间后，把细菌裂解、离心，分离出RNA与核糖体。分离出来的RNA有14C标记，将分离得到的RNA分别与细菌的DNA和噬菌体的DNA杂交，发现RNA只能与噬菌体的DNA形成双链杂交分子。实验4（5）实验2中分离出的含14C标记的RNA，能与噬菌体的DNA分子形成杂交分子，

不能与细菌的DNA结合，说明什么问题？新合成的RNA是以噬菌体的DNA为模板合成的。~~~~~~~~~RNA噬菌体的DNA杂交分子知识梳理（3）综合上述4个实验，尝试写出DNA控制蛋白质合成的过程？RNA蛋白质DNA为什么RNA适于作DNA的信使？结构与功能相适应知识梳理核糖碱基磷酸A元素组成：基本单位：（4种）核糖核苷酸C、H、O、N、PRNA（核糖核酸）聚合UCG1RNA的结构知识梳理比较项目DNARNA分布主要是________主要是__________基本单位化学组成磷酸一分子磷酸一分子磷酸五碳糖碱基A、_____、G、CA、_____、G、C结构一般为_______脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖双螺旋结构单链细胞核细胞质TU2RNA与DNA比较知识梳理蛋白质rRNAtRNAmRNA“三叶草型”转运RNA（tRNA）：转运氨基酸的工具。信使RNA（mRNA）：遗传信息传递的媒介。核糖体RNA（rRNA）：与蛋白质构成核糖体。3RNA的种类和功能作为某些病毒的遗传物质某些RNA具有催化作用（酶）知识梳理①它的分子结构与DNA很相似，也是由基本单位——核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。②RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔转移到细胞质中。2.为什么RNA适于作DNA的信使？DNARNA③RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”；因此以mRNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。知识梳理判断正误(1)核糖核苷酸是组成RNA的基本单位，共有4种。(

)(2)RNA主要有三种，主要分布在细胞质中。(

)(3)转录时DNA聚合酶能识别DNA分子中的特定碱基序列。(

)(4)转录以DNA的两条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合

成mRNA。

(

)(5)一个基因的两条链不能同时转录生成两种不同的mRNA。(

)(6)在细胞的生命历程中，mRNA的种类会不断发生变化。(

)√√××√√同步习题1．下列关于RNA的结构和功能的叙述，错误的是()A．所有RNA中都不含氢键B．RNA含有的五碳糖是核糖C．RNA能在细胞内传递遗传信息，也能携带氨基酸D．某些RNA能在细胞内催化化学反应√tRNA中含有氢键，A错误；mRNA能在细胞核与细胞质之间传递遗传信息，tRNA能将氨基酸运输到核糖体上，C正确；少数酶的化学本质为RNA，具有催化功能，D正确。同步习题√2．乙肝病毒和艾滋病病毒的遗传物质分别是DNA和RNA。下列有关DNA和RNA的比较，正确的是A.在元素组成方面，DNA和RNA的元素组成不相同B．在化学组成方面，DNA与RNA的碱基种类完全不同C．在结构方面，DNA多为双链结构，RNA通常为单链结构D．在分布方面，真核细胞的DNA全部存在于细胞核中，RNA全部存在于细胞质中DNA和RNA的组成元素都是C、H、O、N、P，A错误；DNA的碱基组成为A、C、G、T，而RNA的碱基组成为A、C、G、U，因此两者的碱基种类不完全相同，B错误；真核细胞的DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中，D错误。同步习题1概念：真核生物：细胞核（主要）、叶绿体和线粒体（基质）原核生物：拟核、细胞质通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的RNA的过程。2场所：知识梳理解旋：在ATP的驱动下，RNA聚合酶将DNA双螺旋的两条链解开。该过程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用；第一步：RNA聚合酶AAACGCAGGTTTGCGTCC（作用于氢键，使DNA双螺旋解开）3过程知识梳理RNA聚合酶游离的核糖核苷酸RNA聚合酶作用下,游离的核糖核苷酸与DNA模板链上碱基互补配对新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上UAAAUUCGCAGCGUGCGCTTTGCGTCC3’5’5’3’5’3’（RNA聚合酶催化形成磷酸二酯键）第二步：第三步：3过程知识梳理合成的mRNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复。核糖体蛋白质合成第四步：3过程知识梳理碱基UA一条链核糖核苷酸RNA聚合酶mRNADNA双螺旋信使RNA、核糖体RNA、转运RNA1.解旋2.催化磷酸二酯键的形成以真核生物为例—总结转录过程3过程

。4产物：知识梳理

真核细胞的转录及与DNA复制的比较1.如图表示某真核生物细胞内DNA的转录过程，请据图分析回答下列问题：(1)图中遗传信息的转录方向为

(用“→”或“←”表示)。(2)a为启动上述过程必需的有机物，其名称是

。(3)b和c的名称分别是

、

。(4)此过程中的碱基配对方式为

。←RNA聚合酶胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸A—U、T—A、C—G、G—C知识梳理2.转录成的RNA的碱基序列与DNA的两条单链的碱基序列各有哪些异同？互补配对模板链RNADNAT换为U3.转录与DNA复制有哪些共同之处？这对保证遗传信息的传递有什么意义？转录与DNA复制都需要模板、都遵循碱基互补配对原则。碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性。知识梳理5.与DNA复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？4.转录是以DNA的一整条单链为模板吗？否，是以基因为单位进行转录原料：4种游离的脱氧核苷酸模板：DNA的两条链酶：解旋酶、DNA聚合酶DNA复制的条件RNA转录的条件4种游离的核糖核苷酸DNA的一条链的某片段RNA聚合酶知识梳理√1．下列关于洋葱根尖细胞遗传信息转录过程的叙述，正确的是(

)A．一个DNA分子可转录出多个不同类型的RNA分子B．以完全解开螺旋的一条脱氧核苷酸链为模板C．转录终止时成熟的RNA从模板链上脱离下来D．可发生在该细胞的细胞核、线粒体和叶绿体中同步习题√2．下图为细胞核中所完成的mRNA的形成过程示意图，有关叙述正确的是A．图中RNA聚合酶的移动方向是从左向右B．图中RNA与a链碱基互补C．图示RNA—DNA杂交区域中DNA上的A与RNA上的T配对D．DNA双螺旋解开需要解旋酶的参与，同时消耗能量由题图可知，RNA聚合酶的移动方向是从左向右；RNA与a链上碱基序列基本相同，只是用U代替T；图示RNA—DNA杂交区域中DNA上的A与RNA上的U配对；RNA聚合酶本身具有解旋功能，转录不需要解旋酶的参与。同步习题拓展延伸长句特训(1)转录与DNA复制的共同之处是___________________________________；这对保证遗传信息的准确转录的意义是______________________________。(2)转录与DNA复制相比，所需要的原料和酶的不同之处是______________________________________________________________________________________________________________________________。都需要模板、都遵循碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶，以4种游离的脱氧核苷酸为原料；转录则需要RNA聚合酶，以4种游离的核糖核苷酸为原料同步习题知识梳理1翻译的概念：mRNA合成以后，通过核孔进入细胞质中。游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。？UUAGAUAUCmRNA蛋白质碱基序列氨基酸序列碱基氨基酸4种21种翻译难题一知识梳理mRNA的碱基与氨基酸之间的对应关系？4种21种?1个碱基决定1个氨基酸，则4种碱基只能决定____种氨基酸；2个碱基决定1个氨基酸，则4种碱基只能决定____种氨基酸；3个碱基决定1个氨基酸，则4种碱基只能决定____种氨基酸，氨基酸AUCG

4氨基酸AUCG

4AUCG

4AUCG

4氨基酸AUCG

4AUCG

446416第三种方式能满足组成蛋白质的21种氨基酸的需要知识梳理2密码子第一个用实验证明遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸的科学家---克里克1961年，克里克以T4噬菌体为实验材料，将某个基因中增加或删除1个、2个、3个碱基，观察是否能正常产生蛋白质。实验结果：（1）增加或删除1个、2个碱基，无法正常产生蛋白质；

（2）增加或删除3个碱基，可以正常产生蛋白质。由该实验可以得到什么结论?mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基叫作密码子肯定不是密码子的是哪一个?ATA、UUU、AUA、CCC、AGC知识梳理科学家：尼伦伯格、马太实验过程：1961年蛋白质的体外合成实验除去DNA和mRNA的细胞提取液人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸多聚苯丙氨酸的肽链与苯丙氨酸对应的密码子是UUU（第一个被破译的密码子）。在多位科学家的不断实验下，终于破译了全部64种密码子，并编制出密码子表。知识梳理第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸终止终止半胱氨酸半胱氨酸终止、硒代半胱氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸(起始)苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸、甲硫氨酸(起始)丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG

第1个碱基第2个碱基 第3个碱基密码子苯丙氨酸UUUUUU

精氨酸

AGAAGA知识梳理第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸终止终止半胱氨酸半胱氨酸终止、硒代半胱氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸(起始)苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸、甲硫氨酸(起始)丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG

终止密码子：

、

、____

__

种类起始密码子：

（甲硫氨酸）、（

种）_____（缬氨酸、甲硫氨酸）

64UAAGUGAUGUGA（硒代半胱氨酸）UAG一种密码子决定____种氨基酸，一种氨基酸由_________密码子决定。

1种或几种1知识梳理任务一：分析密码子的特点1．从教材P67的密码子表中可以看出，一种氨基酸可能有几个密码子，你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？GCGAUUGAUCGACGA正常mRNAGCGAUCGACCGACGA错误mRNA天冬氨酸天冬氨酸精氨酸精氨酸密码子的简并性①增强密码子的容错性。当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；②提高使用频率。当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。知识梳理说明所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的。密码的通用性2.地球上几乎所有的生物体都共用同一个密码子表。根据这一事实，你能想到什么？任务一：分析密码子的特点知识梳理①相邻的密码子之间无间隔、不重叠;②64个密码子都有作用，有3个终止密码子;③绝大多数氨基酸都有几个密码子。一种密码子决定一种氨基酸绝大多数氨基酸都有几个密码子。2.密码子的简并性地球上几乎所有的生物都共用同一套密码子。3.密码子的通用性1.密码子的专一性知识梳理游离在细胞质中的氨基酸,是怎样被运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢?UAAUCCUCUGGCGCAUACUGGUGGUCCUAA3’5’色组甲硫精半胱半胱脯谷丝难题二、如何精准运送过来的？tRNA寻找证据：1955年詹美尼克等三位科学家分别很意外的在同一溶液中发现氨基酸先附着在一种小分子量的RNA上，然后这些氨基酸再被带到一种微粒体进行蛋白质合成，这种RNA后来被命名为tRNA。知识梳理2tRNA与反密码子碱基配对3'5'结合氨基酸的部位碱基配对RNA链经过折叠，形成三叶草形。1种tRNA只能识别并转运1种氨基酸形态：反密码子：密码子AUC反密码子UGA位于tRNA上，其实质是与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基。功能特点：问：若密码子为UAA，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。知识梳理起始密码子mRNA进入细胞质，与核糖体结合；携带甲硫氨酸的tRNA通过与mRNA上的碱基互补配对进入位点1。第一步：核糖体移动方向E125’3’AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA甲核糖体3翻译过程知识梳理E12甲携带某个氨基酸的tRNA以同样的方法进入位点2。通过脱水缩合形成肽键，甲硫氨酸被转移到位点2的tRNA上。组5’3’AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA第二步：第三步：3翻译过程知识梳理E12核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原占位点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。精色半半甲组5’3’5’3’5’3’脯5’3’5’3’5’3’核糖体移动方向AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA第四步：3翻译过程知识梳理肽链合成后，从核糖体上脱离，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子。直至核糖体读取到mRNA上的终止密码子，合成才告终止。第五步：3翻译过程知识梳理任务二：理解翻译的过程该过程发生的碱基互补配对与DNA复制和转录相比完全一样吗？1．研究表明，当人体进食过多，机体中的瘦素含量水平快速上升，发现细胞内瘦素

合成时，存大多聚核糖体。请据图分析回答下列问题：(1)图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是哪种分子或结构？不完全一样复制A—T、T—A、G—C、C—G转录A—U、T—A、C—G、G—C翻译A—U、U—A、C—G、G—C(2)判断图甲中核糖体沿着mRNA移动的方向，并根据教材中的密码子表，写出图甲中翻译出的氨基酸序列。甲硫氨酸丙氨酸丝氨酸多肽链tRNA核糖体知识梳理(3)图乙中①⑥分别是什么分子或结构？

核糖体移动的方向是怎样的？相同。因为它们的模板是同一条mRNA。少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。(4)最终合成的多肽链②③④⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？(5)图乙所示的翻译特点，其意义是什么？①②③④⑤⑥mRNA核糖体知识梳理2．请据图概括真核细胞和原核细胞转录、翻译的区别。原核生物：边转录边翻译真核生物：先转录，后翻译知识梳理项目复制转录翻译场所条件模板原料能量酶产物原则细胞核（主要场所）细胞核（主要场所）核糖体DNA的两条链DNA的一条链mRNA4种游离的脱氧核苷酸4种游离的核糖核苷酸21种游离的氨基酸ATPATPATP解旋酶DNA聚合酶RNA聚合酶DNARNA多肽碱基互补配对A-TT-AG-CC-G碱基互补配对A-U

T-AG-CC-G碱基互补配对A-UU-AG-CC-G特定的酶4列表比较DNA复制、转录和翻译知识梳理A—C—T—G—G—A—T—C—TT—G—A—C—C—T—A—G—A基因表达的过程中，DNA的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者之间有何数量关系？A—C—U—G—G—A—U—C—UUGA

CCU

AGA苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸转录翻译ACU

GGA

UCUDNA136mRNA蛋白质5基因表达的相关计算知识梳理√1．(2023·江苏盐城期末)下图表示细胞内进行的某种生理过程。下列有关叙述正确的是(

)A．赖氨酸对应的密码子是UUUB．图中过程表示翻译，沿mRNA5′端→3′端方向进行C．该过程需要RNA聚合酶D．图中只有两种RNA同步习题√2．根据表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子可能是(

)DNA双链

TG

mRNA

tRNA反密码子

A氨基酸苏氨酸A.TGU

B．UGAC．ACU D．UCU同步习题3．(2023·福建福州期中)一段原核生物的mRNA上有60个碱基，其中U和G有32个，转录出该mRNA的一段DNA中的C和A的个数以及翻译合成一条多肽链时最多脱去的水分子数分别是(

)A．60，19

B．60，20C．32，19 D．28，20√同步习题HIV病毒烟草花叶病毒模式图一些RNA病毒（烟草花叶病毒）的遗传信息可以从RNA流向RNA，体内存在RNA复制酶，实现RNA复制；一些RNA病毒（HIV病毒）的遗传信息可以从RNA流向DNA，存在RNA逆转录酶，RNA逆转录合成DNA。资料RNARNARNA知识梳理生物种类遗传信息的传递过程以DNA作为遗传物质的生物原核生物真核生物DNA病毒以RNA作为遗传物质的生物一般RNA病毒逆转录病毒(HIV)

中心法则的完善知识梳理中心法则揭示了生物遗传信息传递的规律，据图回答下列问题：(1)②表示_________过程，需要__________酶；④表示__________过程，需要__________酶的参与。(2)正常情况下，在人体细胞内能进行的过程是_________。(3)图中遵循碱基互补配对原则的过程是________________。(4)任意一个人体细胞均能发生①②③过程吗？转录RNA聚合逆转录逆转录①②③①②③④⑤高度分化的细胞不再进行细胞分裂，因而不能发生①过程。任务三：分析中心法则的内容知识梳理(5)请写出新型冠状病毒(一种RNA复制病毒)遗传信息传递表达的过程及发生场所。要注意病毒遗传信息的传递过程发生于宿主活细胞内。新冠病毒生活史模式图知识梳理√1.右图表示某种生理过程，下列与此图相关的叙述错误的是（）A．图中的“能量”直接来源于ATP水解B．若X、Y均表示DNA，则图中的酶为DNA聚合酶和解旋酶C.若X是RNA，则Y只能是蛋白质，图中“原料”为氨基酸D．若X是DNA，Y是RNA，则此过程要以X为模板，酶是RNA聚合酶同步习题√2．中心法则提出了生物遗传信息的传递与表达的过程(如下图所示)。下列与图相关的叙述不正确的是(

)

A．需要tRNA和核糖体同时参与的过程是cB．某些RNA病毒遗传信息的表达过程为d→b→cC．真核细胞中，a、b两过程发生的主要场所相同D．d过程与模板链上碱基配对的碱基有A、U、C、G同步习题拓展延伸长句特训1.多聚核糖体的意义是什么？

。2.为什么说生命是物质、能量和信息的统一体？___________________________________________________________________________________________________。少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信息的流动提供能量同步习题场所模板原料产物细胞核DNA分子的一条链4种核糖核苷酸mRNAtRNArRNA场所模板原料产物核糖体21种氨基酸具有一定氨基酸顺序的肽链(蛋白质)mRNA转运蛋白质DNARNA逆转录转录翻译密码子编码氨基酸合成mRNArRNAtRNA知识梳理1.基因的表达包括遗传信息的转录和翻译两个过程。判断下列相关表述是否正确。（1）DNA转录形成的mRNA，与母链碱基的组成、排列顺序都是相同的。（

）（2）一个密码子只能对应一种氨基酸，一种氨基酸必然有多个密码子。（

）××同步习题2.密码子决定了蛋白质的氨基酸种类以及翻译的起始和终止。密码子是指（

）A.基因上3个相邻的碱基B.DNA上3个相邻的碱基C.tRNA上3个相邻的碱基D.mRNA上3个相邻的碱基D同步习题红霉素、环丙沙星、利福平等抗菌药物能够抑制细菌的生长，它们的抗菌机制如下表所示，请结合本节内容说明这些抗菌药物可用于治疗疾病的道理。【提示】题中的三种抗生素都是通过阻止遗传信息的传递和表达，来干扰细菌蛋白质的合成，进而抑制细菌生长的。具体而言，红霉素影响翻译过程，环丙沙星影响复制过程，利福平影响转录过程。抗菌药物抗菌机制红霉素能与核糖体结合，抑制肽链的延伸环丙沙星抑制细菌DNA的复制利福平抑制细菌RNA酶的活性知识梳理02第2节

基因表达与性状的关系复制蛋白质转录翻译基因（DNA）复制RNA逆转录中心法则图解生物的性状蛋白质如何体现生物性状环境条件如何影响生物性状基因与性状不一定是一一对应的关系3.请同学们阅读课本71-72页，分析两个人两种疾病的发病机理？4.用文字和箭头总结基因、酶（表达产物）与性状之间的关系。知识梳理编码酪氨酸酶的基因正常酪氨酸转化为黑色素酪氨酸酶正常表现正常正常人白化病人编码酪氨酸酶的基因异常酪氨酸不能转化为黑色素酪氨酸酶不能合成缺乏黑色素，表现为白化基因型酶、激素等代谢过程表

型控制调节表现白化病的成因基因通过控制____的合成来控制___________，进而控制生物体的性状。结论1：酶代谢过程间接控制知识梳理囊性纤维化是北美白种人常见的一种遗传病，每1800个人中就有一个患者，每25个人中就有一个致病基因携带者。该病的病因是基因的碱基序列缺失了3个碱基，使得所编码的氯离子载体蛋白中少了一个氨基酸，导致细胞对氯离子的转运发生异常，造成黏液分泌过多，堵塞呼吸道，诱发感染。正常气管囊性纤维化气管

囊性纤维化成因知识梳理编码CFTR蛋白的基因_____________CFTR蛋白在508位缺少________CFTR蛋白转运_______的功能异常支气管黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖，肺功能严重受损CFTR蛋白__________发生变化缺失3个碱基苯丙氨酸空间结构氯离子编码CFTR蛋白的基因基因蛋白质结构性状表现蛋白质功能基因还能通过控制蛋白质的______而_____控制生物体的_______。结论2：性状结构直接直接控制

囊性纤维化成因知识梳理(1)豌豆产生圆粒或皱粒的实例说明基因通过控制蛋白质结构，直接控制生物体的性状()(2)白化病是由于基因异常而引起酪氨酸酶合成变多，能将黑色素转变为酪氨酸，从而出现白化症状()(3)基因表达的产物不可以参与基因的表达()(4)基因控制生物性状时指导合成的终产物一定都是蛋白质()××××同步习题1.(2023·江苏徐州高一质检)现代科学对皱粒性状豌豆的形成给出了一个完整的回答：皱粒豌豆中的DNA插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，导致淀粉分支酶不能合成，而淀粉分支酶的缺乏又导致细胞内淀粉含量降低，游离蔗糖的含量升高。根据以上信息，下列说法不正确的是A.圆粒豌豆具有淀粉分支酶B.基因通过控制酶的合成来间接控制生物体的性状C.淀粉分支酶具有分解淀粉的作用D.淀粉是亲水性很强的大分子有机物√同步习题2.如图为人体内基因对性状的控制过程，据图分析，下列相关叙述正确的是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.图中过程①需要RNA聚合酶的催

化，过程②不需要tRNA的协助C.过程④⑤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√同步习题基因酶细胞代谢生物性状结构蛋白生物性状蛋白质间接作用直接作用所有的基因都表达吗？知识梳理1.根据课本P72的“思考·讨论”，回答下列问题：波形蛋白基因珠蛋白基因胰岛素基因其他基因均相同波形蛋白mRNA（未表达）（未表达）检测的三种细胞波形蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因波形蛋白mRNA珠蛋白mRNA胰岛素mRNA皮肤细胞++++--红细胞+++-+-胰岛细胞+++--+--ATGCATGCAT……CCATGCTAGCCA……TCCCTAAGGATAGCCATCCCAGATG……CATGCATCCATGC-----TACGTACGTA……GGTACGATCGGT……AGGGATTCCTATCGGTAGGGTCTAC……GTACGTAGGTACG---警方证据材料：在两犯罪嫌疑人的皮肤细胞、红细胞（有细胞核）和胰岛细胞这三种细胞中的DNA和mRNA检测结果中，办案人员发现了一些问题。结果如下表所示：知识梳理(1)这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？皮肤细胞只能合成波形蛋白，不能合成珠蛋白和胰岛素；红细胞只能合成珠蛋白；胰岛细胞只能合成胰岛素。知识梳理(2)3种细胞中的DNA都含有波形蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因，但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？在不同细胞内表达的基因不同。知识梳理

表达的基因的类型表达的基因分类管家基因所有细胞中都表达的一类基因，这类基因指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的。奢侈基因在某类细胞中特异性表达的基因，这类基因表达的产物赋予各种类型细胞特定的形态结构特征与功能。细胞的分化知识梳理2．根据管家基因与奢侈基因的定义，对下列基因进行归类。①核糖体蛋白基因②ATP合成酶基因③血红蛋白基因④卵清蛋白基因⑤呼吸酶基因⑥胰岛素基因⑦抗体基因⑧唾液淀粉酶基因属于管家基因的是：___________________属于奢侈基因的是：___________________③④⑥⑦⑧①②⑤基因的选择性表达与基因表达的调控有关。性状直接影响知识梳理基因什么时候表达基因在哪种细胞中表达基因表达水平的高低调控基因是否表达调控基因表达多少基因表达的调控知识梳理1.细胞分化的标志(1)从细胞水平分析：细胞的形态、结构和生理功能发生改变。(2)从亚显微结构水平分析：细胞器的数目及细胞质基质成分和功能发生改变。(3)从分子水平分析：①蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。②基因角度：基因的选择性表达，即遗传信息的执行情况不同，这是细胞分化的根本原因。2.细胞分化的“变”与“不变”(1)变：mRNA、蛋白质的种类，细胞的形态、结构和功能。(2)不变：DNA、tRNA、rRNA的种类，细胞的数目。知识梳理(1)细胞分化形成的细胞一般会保持分化后的状态，不可逆转()(2)在一个细胞中所有的基因都一定表达()(3)同一个体的不同组织细胞的形态、功能不同是基因选择性表达的结果()(4)不同生物的细胞的形态、结构不同是基因不同造成的()×✔✔✔同步习题3.如表是人体内的红细胞(未成熟)、胰岛B细胞、浆细胞内所含有的部分核基因及这些基因表达的情况(“＋”表示该基因表达，“－”表示该基因未表达)。下列有关说法正确的是项目血红蛋白基因胰岛素基因抗体基因有氧呼吸有关酶基因红细胞＋－－＋胰岛B细胞－①－＋浆细胞－－＋②A.①②均表示“＋”B.此表说明细胞分化导致基因的选择性表达C.三种细胞中mRNA和蛋白质种类完全不同D.三种细胞的形态、结构和生理功能不同的根本原因是核基因种类不完全相同√同步习题4.同一个体中，在所有细胞中都表达的一类基因，称为管家基因，只在某类细胞中特异性表达的基因称为奢侈基因。下列相关叙述错误的是A.管家基因指导合成的蛋白质是维持细胞生命活动所必需的B.奢侈基因表达的产物赋予细胞特定的形态、结构和功能C.所有细胞中都含有管家基因，但只有部分细胞含有奢侈基因D.奢侈基因能表达说明细胞已发生了分化√同步习题资料1根据两犯罪嫌疑人白化病患病情况绘制的遗传图谱。①经研究发现，白化病是由一对等位基因的控制的隐性遗传病。即基因型为aa时患病，根据图一图二遗传分析同卵双胞胎基因型应该不同。aaAaAaAaAaAa②警官对双胞胎兄弟做基因测序时发现控制白化病的基因位点都有A和a基因；弟弟正常，而哥哥患病，随后对他女儿的基因测序发现也有A和a基因，且患病，怎么会出现这样的结果呢？③进一步对兄弟两家庭成员的A基因序列进行研究，发现哥哥和他女儿的A基因中出现多处-CH3，而弟弟家庭中含有A的基因序列中没有-CH3，通过查阅资料发现甲基化会抑制DNA的转录过程。即A-CH3a基因型中A不表达，所以导致即使是Aa仍患病。请同学们根据相关信息写出哥哥家庭的遗传图解，并计算再生一个患病小孩的概念？-CH3在A基因上遗传Aa哥哥弟弟知识梳理Aa基因正常Aa不患病Aa基因高度甲基化

A-CH3a患白化病×F1不患病患白化病1：1AA-CH3AaA-CH3aaa哥哥家庭的遗传图解知识梳理资料2

某种实验小鼠毛色受等位基因Avy和a的控制，Avy为显性，表现为黄色；a为隐性，表现为黑色体毛。纯种黄色小鼠与纯种黑色小鼠杂交，子代小鼠基因型为Avya，却表现出黄色和黑色之间的一系列过渡类型。为何基因型相同（Avya）的F1小鼠会产生不同的毛色性状？决定Avy基因差异表达的因素是什么？知识梳理1.资料2中，F1小鼠的基因型都是Avya，小鼠毛色为什么不是黄色而是表现出介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型？因为小鼠的Avy基因的前端有多个可发生DNA甲基化修饰的位点，当这些位点甲基化后，Avy基因的表达就受到抑制，并且甲基化程度越高，受到的抑制越明显，小鼠的毛色越深。知识梳理2.完善小鼠“毛色遗传”机理的流程图。Avy基因DNA甲基化程度高Avy基因的表达Avy基因的表达产物少环境引起基因发生修饰抑制导致体毛介于黄色和黑色之间表型改变表型改变子代获得Avy基因的DNA甲基化修饰遗传3.

根据上述资料的分析,归纳出表观遗传的概念和特点？知识梳理1概念：

生物体基因的________保持不变，但________和_____发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。碱基序列基因表达表型特点可遗传性可逆性DNA不变2DNA完全一致的工蜂和蜂王知识梳理3基因与性状间的对应关系基因1基因2……基因400身高Ghd7开花生长发育产量多个基因决定一个性状一个基因决定多个性状基因与性状不一定是一一对应的关系另外，生物体的性状还受

的影响。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

。环境条件基因与环境性状知识梳理4三种常见的调控机制DNA甲基化是在甲基转移酶的催化下，DNA的CG两个核苷酸中的胞嘧啶，被选择性地添加甲基，形成5-甲基胞嘧啶，这常见于基因的5'-CG-3'序列。DNA的甲基化可以引起基因的失活，基因不能表达。启动子：是RNA聚合酶识别和结合的位点—主要抑制转录类型1.DNA甲基化DNA甲基化知识梳理4三种常见的调控机制类型1.DNA甲基化—DNA甲基化的遗传知识梳理4三种常见的调控机制类型2.组蛋白被修饰—组蛋白甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因表达

（教材P74，相关信息）知识梳理资料3植物的春化作用：低温促使植物开花的作用冬小麦的Flc基因所在部位的组蛋白被修饰4三种常见的调控机制类型2.组蛋白被修饰知识梳理非编码RNA：不编码蛋白质的RNA。(除tRNA和rRNA)4三种常见的调控机制类型3.非编码RNA—主要抑制翻译知识梳理5.(2023·广西柳州高一月考)下列哪项不属于表观遗传的特点A.对表型的影响可遗传给后代B.DNA分子碱基可能连接多个甲基基团C.甲基化导致DNA碱基序列发生改变D.可由组蛋白的某些修饰导致√同步习题6.(2023·四川成都高一期中)下列关于基因与性状关系的叙述，错误的是A.基因与性状之间并不都是一一对应的关系B.基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状C.生物体的性状是由基因决定的，但会受到环境等因素的影响D.若基因的碱基序列保持不变，表型不会发生可遗传的变化√同步习题7．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：(1)这个实验说明基因与性状是怎样的关系？________________________。(2)果蝇B的残翅性状能否遗传？________。原因是_______________________________________________________________________________。实验材料实验处理结果长翅果蝇幼虫A25℃条件培养长翅果蝇长翅果蝇幼虫B35～37℃处理6～24h后培养残翅果蝇基因控制生物的性状，同时还受环境的影响

这种残翅性状是单纯由于环境条件的改变而引起的，其遗传物质(基因型)并没有发生改变不能遗传同步习题(3)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，如何判断它是否是表型模拟？请设计鉴定方案。①方法步骤：____________________________________________________________________________________________________________________。②结果分析：A．_____________________________________________________________。B．_____________________________________________________________。若后代均为残翅果蝇，则该果蝇基因型为vv

若后代有长翅果蝇出现，则说明该果蝇属于表型模拟让这只残翅果蝇与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；让其后代在25℃温度条件下发育同步习题A级必备知识基础练123456789101112131.(山东泰安高三期末)下列有关基因和性状的叙述,正确的是(

)A.S型肺炎链球菌的有毒性状受核基因表达产物的直接控制B.基因可通过其转录产物控制代谢过程,进而控制生物体的性状C.老年人白发的原因是相关基因不能控制酪氨酸酶的合成,导致黑色素不能正常合成D.环境相同的情况下,基因型相同的个体间不会发生可遗传的表型差异B12345678910111213解析

S型肺炎链球菌的有毒性状是受多糖类荚膜控制的,它不是基因表达的直接产物,A项错误;基因可通过其表达产物酶控制代谢过程,进而控制生物体的性状,有些酶的化学本质是RNA,属于转录的产物,B项正确;老年人白发是体内酪氨酸酶的活性减弱使黑色素合成减少导致的,C项错误;环境相同的情况下,基因型相同的个体可能因为DNA甲基化、染色体的组蛋白甲基化或乙酰化,进而使个体间发生可遗传的表型差异,D项错误。123456789101112132.下列关于基因控制生物性状的叙述,错误的是(

)A.基因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,如白化病的发病机理B.基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,如豌豆的圆粒和皱粒的形成C.基因中碱基排列顺序不发生改变也可能会导致生物体性状的改变D.生物体的性状除了受基因控制外,还受环境的影响B解析

豌豆的圆粒和皱粒的形成,体现了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,B项错误。123456789101112133.下图为人体内基因对性状的控制过程,下列叙述正确的是(

)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.图中过程①需要RNA聚合酶的催化,过程②不需要tRNA的协助C.过程④⑤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D12345678910111213解析

人体细胞由同一个受精卵增殖、分化而来,基因1和基因2可出现在同一个细胞中;图中过程①为转录,需要RNA聚合酶的催化,过程②为翻译,需要tRNA的协助;过程④⑤的结果存在差异的直接原因是血红蛋白结构的不同。123456789101112134.如表是人体内的红细胞(未成熟)、胰岛B细胞、浆细胞内所含有的核基因及这些基因表达的情况(“+”表示该基因能表达,“-”表示该基因未表达)。下列有关说法正确的是(

)A.①②③均表示“+”B.此表说明细胞分化导致基因的选择性表达C.三种细胞中mRNA和蛋白质种类完全不同D.三种细胞的形态、结构和生理功能不完全相同的根本原因是核基因种类不完全相同细胞血红蛋白基因胰岛素基因抗体基因有氧呼吸酶基因红细胞+--+胰岛B细胞-①-+浆细胞--②③A12345678910111213解析

胰岛B细胞能合成并分泌胰岛素,胰岛素基因能表达;浆细胞能合成、分泌抗体,抗体基因能表达;三种细胞都进行有氧呼吸,有氧呼吸酶基因都能表达,A项正确。题表说明细胞分化是基因选择性表达的结果,B项错误。三种细胞中有氧呼吸酶基因都能表达,因此,三种细胞中mRNA和蛋白质种类不完全相同,C项错误。三种细胞是同一个体中的体细胞,核基因种类相同,只是表达的基因不完全相同,导致这三种细胞的形态、结构和生理功能不完全相同,D项错误。123456789101112135.下列有关基因表达或表观遗传的叙述,错误的是(

)A.柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达B.基因组成相同的同卵双胞胎出现某种性状差异,不一定是表观遗传C.表观遗传由于碱基序列不变,不能将性状遗传给下一代D.构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰会影响基因的表达C解析

表观遗传的碱基序列虽然不发生改变,但表观遗传导致的性状改变可以遗传给下一代,C项错误。123456789101112136.(湖南益阳高一期末)下列有关表观遗传的叙述,错误的是(

)A.基因的甲基化和构成染色体的组蛋白的乙酰化均会影响基因的表达B.表观遗传表现为基因中的碱基序列不变,故不能将性状遗传给下一代C.生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中普遍存在表观遗传现象D.外界因素会影响DNA的甲基化水平,如吸烟会使人体细胞内DNA的甲基化水平升高B12345678910111213解析

基因的甲基化和构成染色体的组蛋白的乙酰化均会影响基因的表达,进而引起表型的改变,A项正确;表观遗传表现为基因中的碱基序列不变,但这种改变的性状可遗传给下一代,B项错误;表观遗传是普遍存在的,在生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中都会存在,C项正确;外界因素会影响DNA的甲基化水平,如吸烟会使人体细胞内DNA的甲基化水平升高,进而引起基因表达和表型的改变,D项正确。123456789101112137.某种实验小鼠毛色的黄色和黑色分别受Avy基因和a基因控制。纯种黄色小鼠与纯种黑色小鼠杂交,F1的毛色表现出介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。研究表明,在Avy基因前端的一段特殊的碱基序列上具有多个可发生DNA甲基化的位点,甲基化程度越高,Avy基因的表达受到的抑制越明显。下列叙述正确的是(

)A.Avy基因和a基因在遗传中不遵循孟德尔遗传规律B.甲基化使Avy基因的碱基排序发生改变,导致F1小鼠的毛色不同、基因型不同C.DNA甲基化与组蛋白发生乙酰化修饰都是表观遗传,都可影响基因的表达D.DNA甲基化导致的生物性状改变不能遗传给后代C12345678910111213解析

控制小鼠体色的Avy基因和a基因属于等位基因,遵循孟德尔的分离定律,A项错误;甲基化修饰并未使基因的碱基序列顺序发生改变,没有产生等位基因,只是引起了基因表达和表型的改变,这种改变可以遗传给下一代,B、D两项错误;表观遗传的调节机制有DNA修饰、组蛋白修饰、非编码RNA调控、染色质重塑、核小体定位等,故甲基化、乙酰化等修饰会影响基因的表达,C项正确。123456789101112138.蜜蜂蜂王和工蜂的发育机理如图所示。该现象与Dnmt3基因有关,其表达产物(Dnmt3酶)能催化DNA的甲基化。若敲除幼虫细胞中的Dnmt3基因,幼虫都能发育成蜂王。下列有关叙述错误的是(

)A.工蜂发育过程中,细胞分化导致基因的选择性表达B.蜜蜂个体发育过程中,表型差异与环境因素有关C.DNA甲基化不会使DNA分子中的遗传信息发生改变D.蜂王浆中可能含有某种抑制Dnmt3基因表达的物质解析

工蜂发育过程中,基因的选择性表达导致细胞分化,A项错误。

A123456789101112139.白化病和黑尿病都是由酶缺陷引起的分子遗传病,前者不能由酪氨酸合成黑色素,后者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸,排出的尿液中因含有尿黑酸,遇空气后氧化变黑。如图表示人体内与之相关的一系列生化过程,据图分析,下列叙述不正确的是(

)A.若一个皮肤角质层细胞控制酶B合成的基因异常,不会导致白化病B.若一个胚胎干细胞控制酶D合成的基因异常,可能会导致黑尿病C.白化病和黑尿病说明基因是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体性状的D.图中代谢过程可说明一个基因可影响多个性状,一个性状也可受多个基因控制C12345678910111213解析

白化病和黑尿病说明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而间接控制生物体性状,C项错误。12345678910111213