文档内容
第22讲 基因表达、基因与性状的关系
1.了解基因控制货白质合威的过程和原理。通过基因控制蛋白质的合成的学习培养学生分析综合能力，
理解结构与功能相适应的生物学原理。
2.概述基因控制生物体性状的两种方式，进一步理解基因、蛋白质与性状关系。
3.概述基因选择性表达与细胞分化的关系。
4.概述生物体的表观遗传现象。
考点要求 考题统计 考情分析
遗传信息的转录和翻 2023，山东，湖南、全国海
译 南、浙江2题（选择） 本专题知识难度较低、基础性强。考查学生对
2023，广东（2） 基因与性状整体性的认识,或结合一些情景信息
2022，浙江、广东，（选择） 或表格信息设置题目，考查学生的应变能力、
获取信息和综合分析能力。
2022，重庆，填空
中心法则
基因与性状的关系 2023，海南，（选择）
2022，天津，重庆、辽宁、河
北、湖南，（选择）
2022，北京（4）填空考点一 遗传信息的转录和翻译
1.基因的结构
RNA聚合酶是由多个肽链构成的蛋白 质，
能识别并与调控序列中的启动子结合, 催
化转录形成RNA。
2.信使的发现思考1：如何设计一个实验说明RNA可能就是基因与蛋白质之间的信使？
实验思路：加入RNA酶降解细胞中的RNA，观察蛋白质合成情况，再加入从细胞提取的RNA，观察蛋
白质的合成情况。
实验结果及结论：加入RNA酶降解细胞中的RNA后，蛋白质合成停止，再加入细胞中提取的RNA后，
细胞又可重新合成蛋白质。说明RNA就是基因与蛋白质之间的信使。
思考2：作为信使需要具备什么条件？
①能在细胞核中产生并转移到细胞质中。RNA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能储存（或携带）携带遗传信息。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。
思考3：如何设计实验追踪RNA的产生和转移？
1955Goldstein和Plaut用放射性同位素标记变形虫RNA的原料，发现放射性都在核内，然后将细胞核转移
到未标记的变形虫中。经过一段时间发现放射性已在细胞质中。
放射性标记的RNA原料最可能是：3H-尿嘧啶。
3.RNA的结构及组成
①结构特点：一般是_单链_，不稳
定，变异频率高。
②少数RNA还有 催化 功能。
【归纳总结】
1.DNA与RNA的判断方法
①若某核酸分子中有脱氧核糖，一定为DNA；有核糖一定为RNA。
②若含“T”，一定为DNA或其单位；若含“U”，一定为RNA或其单位。因而用放射性同位素标记
“T”或“U”可探知DNA或RNA。若细胞中大量利用“T”，可认为进行DNA的复制；若大量利用
“U”，可认为进行RNA_的合成。
③若有T但T≠A或嘌呤≠嘧啶，则为单链DNA，因双链DNA分子中A=T、G=C、嘌呤(A+G)=嘧啶
(T+C)。
④若发现嘌呤≠嘧啶，则肯定不是双链DNA(可能为单链DNA，也可能为RNA)。
2.遗传信息、密码子和反密码子的比较：
密码子的特点：
A.专一性：一种密码子只决定一种氨基酸
B.简并性：一种氨基酸可以由几种密码子决定C.通用性：生物界共用一套遗传密码
3.密码子、tRNA和氨基酸之间的对应关系
4.基因的表达
（1）遗传信息的转录遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程,该过程不需要解旋酶。
（2）遗传信息的翻译
①概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
②场所或装配机器: 核糖体 。
③过程④产物：多肽→蛋白质
【教材拾遗】
教材隐性知识：
(1)源于必修2 P65“图4－4”：①遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程，该过程不需要 (填
“需要”或“不需要”)解旋酶。
②一个基因转录时以基因的1条链为模板，一个DNA分子上的所有基因的模板链不一定 (填“一
定”或“不一定”)相同。
③转录方向的判定方法：已合成的mRNA释放的一端(5′－端)为转录的起始方向。
(2)必修2 P67“思考·讨论”：从密码子表可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有
几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？
提示 当一个密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸，增强了密码子的容错性；
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。
(3)几乎所有的生物体都共用一套密码子，这体现了密码子的什么特点？
提示 这体现了密码子的通用性，说明当今生物可能有着共同的起源。
①源于必修2 P67“图4－6”：tRNA含(填“含有”或“不含有”)氢键，一个tRNA分子中不是 (填
“是”或“不是”)只有三个碱基。
②源于必修2 P68～P69图片：翻译过程的三种模型图解读
A.模型甲中一个核糖体与mRNA的结合位点形成2个tRNA结合位点，核糖体沿着mRNA移动的方向是
由左往右。B.模型乙反映出mRNA与核糖体存在的数量关系是一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体。 图
中核糖体移动的方向是由右向左 ；多聚核糖体形成的意义是少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白
质。
C.模型丙是原核细胞内发生的转录和翻译过程，特点是边转录边翻译，与真核细胞不同的原因是原核细
胞无以核膜为界限的细胞核 ，原核细胞的基因中无内含子，转录形成的mRNA不需要加工即可作为翻译
的模板。
【教材拾遗】
实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因
(1)基因中的内含子转录后被剪切。
(2)在基因中，有的片段(非编码区)起调控作用，不转录。
(3)合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。
(4)转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。
【归纳总结】
“列表法”比较复制、转录和翻译
①转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过
程，只是作用不同
②转录和翻译过程中A不是与T配对，而是与U配对。
③翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进
而读取下一个密码子。
④真核生物首先在细胞核转录，然后在细胞质中翻译，异地、先
后进行；原核细胞是边转录、边翻译，同地、同时进行。DNA上含有的一段能被RNA聚合酶识别、结合并驱动基因转录的序列称为启动子，如果启动子序列的
某些碱基被甲基化修饰(DNA分子上连入甲基基团)，其将不能被RNA聚合酶识别。拟南芥种子的萌发依赖
于NIC基因的表达，该基因启动子中的甲基基团能够被R基因编码的D酶切除。如图表示NIC基因转录和
翻译的过程，下列叙述不正确的是
A.种子萌发受R基因和NIC基因共同控制
B.R基因缺失突变体细胞中的NIC基因不能发生图示过程
C.图甲中合成C链的原料是核糖核苷酸，另外还需能量供应
D.若图乙中tRNA上的反密码子碱基发生替换，则导致肽链中氨基酸种类发生改变
5.中心法则
(1)提出者：克里克 。
(2)补充后的内容图解:
(3)不同类型生物遗传信息的传递
①能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒遗传信息的传递
②具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)遗传信息的传递
③具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)遗传信息的传递④高度分化的细胞遗传信息的传递
6.生命是物质、能量和信息的统一体
(1)DNA、RNA是 信息 的载体。
(2)蛋白质是信息的 表达产物 。
(3) ATP 为信息的流动提供能量。
【教材拾遗】
旁栏边角
(必修2 P69“拓展应用”)抗生素通过与 结合,抑制肽链的延伸;或抑制细菌DNA的复制;或抑
制细菌 的活性来抑制转录,从而抑制细菌的生长。
提示:核糖体 RNA聚合酶
易错辨析
(1)由逆转录酶催化的是RNA→DNA。(必修2 P69正文)( )
(2)生命是物质、能量和信息的统一体。(必修2 P69正文)( )
(3)线粒体中遗传信息的传递也遵循中心法则。(必修2 P69正文)( )
(4)模板相同,其产物可能不同;产物相同,其模板一定相同。(必修2 P69正文)( )
图1所示为某种生物细胞内进行的部分生理活动，图2表示中心法则，图中字母代表具体过程。下列叙
述错误的是
A.图1所示过程可在原核细胞中进行，其转录和翻译过程可同时进行
B.图2中过程c和d的产物不同，但涉及的碱基配对方式完全相同
C.图1中酶甲和酶乙催化形成磷酸二酯键，而酶丙则催化磷酸二酯键的水解
D.图1体现了图2中的a、b、c三个生理过程
考点二 基因与性状的关系1.基因控制性状的途径
(1)直接控制途径(用文字和箭头表示)
(2)间接控制途径(用文字和箭头表示)
②豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解2.基因的选择性表达与细胞分化
①基因的类型： 在所有细胞中都能表达的基因
只在某类细胞中特异性表达的基因
②细胞分化的本质：基因的选择性表达。
③细胞分化的结果
由于基因的选择性表达，导致来自同一个体的体细胞中mRNA和蛋白质
不完全相同，从而导致细胞具有不同的形态和功能。
④细胞分化的本质就是基因的选择性表达。
3.表观遗传
①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。
②特点
A.可遗传：基因表达和表型可以遗传给后代。
B.不变性：基因的碱基序列保持不变。
C.可逆性：DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化，即被修饰的
DNA可能发生去甲基化。
D.受环境影响
③理解表观遗传应注意的三个问题
A.表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。
B.表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因。
C.表观遗传一般是影响到基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。
④机制：DNA的甲基化；组蛋白的甲基化和乙酰化等。
⑤实例：a.柳穿鱼花形的遗传；b.某种小鼠毛色的遗传；c.蜂王和工蜂。
【教材拾遗】
旁栏边角
(必修2 P73“思考·讨论”)某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制,Avy为显性基因,表现
为黄色体毛,a为隐性基因,表现为黑色体毛。将纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交,子一代
小鼠的基因型都是Avya,却表现出不同的毛色:介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。请分析可能的原
因。
提示:在Avy基因的前端(或称“上游”)有一段特殊的碱基序列决定着该基因的表达水平,这段碱基序列
具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点。当这些位点没有甲基化时,Avy基因正常表达,小鼠表现为黄色;
当这些位点甲基化后,Avy基因的表达就受到抑制。这段碱基序列的甲基化程度越高,Avy基因的表达受到
的抑制越明显,小鼠体毛的颜色就越深。(必修2 P71正文拓展)下图为人体内基因对性状的控制过程,根据对基因与性状关系的理解,判断如下分
析是否正确。
(1)基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中。( )
(2)图中①过程需RNA聚合酶的催化,②过程需tRNA的协助。( )
(3)④⑤过程的结果存在差异的直接原因是血红蛋白结构的不同。( )
(4)图中①②过程发生的主要场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体。( )
(5)人体衰老引起白发的原因是上图中酪氨酸酶不能合成。( )
(6)基因控制囊性纤维化与基因2控制性状的方式相同。( )
4.基因与性状间的对应关系
另外，生物体的性状还受环境条件的影响。
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，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性状 。
(2023临沂模拟)位于X染色体上的SXL基因在雌雄果蝇某些细胞中的表达情况不同,决定了这些细胞分化
为卵原细胞还是精原细胞,从而影响了果蝇的性别发育(如图所示)。下列叙述错误的( )A.SXL蛋白参与了自身mRNA的剪切、加工,会使细胞中SXL蛋白有一定量积累
B.外显子可能含有编码终止密码子序列,导致翻译提前终止
C.充足的SXL蛋白质可以促进原始生殖细胞分化为卵原细胞,若缺乏SXL蛋白,则分化为精原细胞
D.可通过观察细胞中是否含有Y染色体判定果蝇性别
1．1.（2023·山东·高考真题）细胞中的核糖体由大、小2个亚基组成。在真核细胞的核仁中，由核
rDNA转录形成的rRNA与相关蛋白组装成核糖体亚基。下列说法正确的是（ ）
A．原核细胞无核仁，不能合成rRNA
B．真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成
C．rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子
D．细胞在有丝分裂各时期都进行核DNA的转录
2．（2023·湖南·统考高考真题）细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌
糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glg mRNA分子，也可结合非编码RNA分
子CsrB,如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．细菌glg基因转录时，RNA聚合酶识
别和结合glg基因的启动子并驱动转录
B．细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时，
核糖体沿glg mRNA从5'端向3'端移动
C．抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖
原合成
D．CsrA蛋白都结合到CsrB上，有利于
细菌糖原合成
3．（2023·海南·高考真题）噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子，部分序列如图。下列有关
叙述正确的是（ ）
A．D基因包含456个碱基，编码152个氨基酸B．E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列，其互补DNA序列是5′-GCGTAC-3′
C．噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸
D．E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，且重叠序列编码的氨基酸序列相同
4．2023·全国·统考高考真题）已知某种氨基酸（简称甲）是一种特殊氨基酸，迄今只在某些古菌（古
细菌）中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是，这些古菌含有特异的能够转
运甲的tRNA（表示为tRNA甲）和酶E，酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲（表示为甲
－tRNA甲），进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密
码子，从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，则下列物质或细胞
器中必须转入大肠杆菌细胞内的是（ ）
①ATP ②甲 ③RNA聚合酶 ④古菌的核糖体 ⑤酶E的基因 ⑥tRNA甲的基因
A．②⑤⑥ B．①②⑤ C．③④⑥ D．②④⑤
5．（2023·海南·高考真题）某植物的叶形与R基因的表达直接相关。现有该植物的植株甲和乙，二者
R基因的序列相同。植株甲R基因未甲基化，能正常表达；植株乙R基因高度甲基化，不能表达。下
列有关叙述正确的是（ ）
A．植株甲和乙的R基因的碱基种类不同
B．植株甲和乙的R基因的序列相同，故叶形相同
C．植株乙自交，子一代的R基因不会出现高度甲基化
D．植株甲和乙杂交，子一代与植株乙的叶形不同
