2025届高考 一轮复习 人教版 基因的表达 课件(多选版) (1)

这是一份2025届高考 一轮复习 人教版 基因的表达 课件(多选版) (1)，共60页。PPT课件主要包含了DNA的一条链，RNA，mRNA，核糖体，氨基酸，tRNA，密码子，碱基互补，RNA复制，逆转录等内容，欢迎下载使用。

考点一　遗传信息的转录和翻译
【精梳·攻教材】一、遗传信息的转录1.RNA的结构与功能:
【名师点睛】　RNA其他的功能除以上种类及功能外,RNA还是RNA病毒的遗传物质;部分酶的化学本质也是RNA。
2.遗传信息的转录:(1)概念:以______________为模板,按碱基互补配对原则合成______的过程。(2)过程(如图):(3)意义:将DNA 的遗传信息传递给________。
【名师点睛】　模板链与编码链在转录的时候,会以DNA的一条链为模板,称为模板链,而另一条链称为编码链。DNA上含有多个基因,转录时可以以不同的链作为模板链,即就双链DNA分子中的一条链来说,既是某些基因的模板链,又是另一些基因的编码链。
二、遗传信息的翻译1.场所或装配机器:________。2.条件:
3.密码子与反密码子的比较:
【名师点睛】　密码子的简并多种密码子编码同一种氨基酸的现象称为密码子的简并。密码子的简并既可以增强密码容错性,也可以保证使用频率高的氨基酸的运输效率,从而保证翻译的速度。
三、中心法则1.提出者:克里克。2.中心法则的内容:①DNA的复制;②______;③翻译;④__________;⑤________。
3.不同生物遗传信息的传递过程:
【辨·清易错】1.遗传信息转录的产物只有mRNA。( )分析:遗传信息转录的产物有mRNA、tRNA、rRNA等。2.原核生物可以边转录边翻译。( )3.转录过程中DNA双链解开,需要解旋酶。( )分析:转录过程中DNA双链解开,需要RNA聚合酶。4.终止密码子一定不编码氨基酸。( )分析:特殊情况下,终止密码子UGA可以编码硒代半胱氨酸。5.每种氨基酸都对应多个密码子,每个密码子都决定一种氨基酸。( )分析:每种氨基酸可对应一个或多个密码子,并非每个密码子都决定一种氨基酸,如终止密码子一般不决定氨基酸。
【写·练表达】1.(必修2 P65正文归纳)RNA聚合酶是一个多功能酶,不仅可以打开DNA双链,还可以__________________________________。2.(必修2 P67表4—1拓展)起始密码子AUG决定甲硫氨酸,但是成熟蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸的原因:翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰,甲硫氨酸______________________。
把核糖核苷酸依次连接,形成RNA分子
【精研·破疑难】【命题研究】【典例】图甲为某真核细胞中蛋白质的生物合成示意图,图乙为其中一个生理过程的模式图。请回答下列问题:(1)与图乙相同的生理过程是图甲中的　　(填序号),这个过程叫　　　　　;图乙中的b和d二者在化学组成上的区别是______________________________; 图乙中a是一种酶分子,它能促进c的合成,其名称为　　　　　　　。 
b中含有脱氧核糖而d中含有核糖
【解析】(1)图乙是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,表示转录,可对应图甲中的①;分析图乙可知,b是脱氧核糖核苷酸,d是核糖核苷酸,二者的差别是前者为脱氧核糖,后者为核糖;图中a酶促进转录过程,因此a酶是RNA聚合酶。
【典例】图甲为某真核细胞中蛋白质的生物合成示意图,图乙为其中一个生理过程的模式图。请回答下列问题:(2)遗传学上的“密码子”是指　　　　　　　　上决定1个氨基酸的　　　个相邻碱基。 【解析】(2)遗传学上的“密码子”是指mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基。
【典例】图甲为某真核细胞中蛋白质的生物合成示意图,图乙为其中一个生理过程的模式图。请回答下列问题:(3)图甲中Ⅲ为　　　　　　　　,携带的氨基酸是　　　　　　　　。 聚焦考查点:转录和翻译的过程。
【解析】(3)图甲中的Ⅲ是tRNA(转运RNA),Ⅲ上的反密码子是UGA,根据碱基互补配对原则可知,对应的mRNA上密码子是ACU,Ⅲ携带的氨基酸是苏氨酸。
【破解策略】1.图示法分析复制、转录和翻译的过程:(1)复制与转录:
解读:图一反映出: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。图二反映出:①mRNA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;②核糖体移动的方向是由左向右;③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。
2.遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子:(1)相关概念辨析:
(2)明确氨基酸与密码子、反密码子的数量关系。①一种氨基酸可对应一种或几种密码子(即密码子具有简并的特点),可由一种或几种tRNA转运。②除终止密码子外,一种密码子只能决定一种氨基酸。
3.基因表达中的相关数量关系:可见,蛋白质中氨基酸数目=1/3 mRNA碱基数目=1/6 DNA碱基数目。
高考警示钟实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1(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。
【精练·提能力】1.转录是DNA的遗传信息被拷贝成RNA的遗传信息的过程,如图表示真核生物转录过程模式图。下列叙述正确的是(　　)A.RNA聚合酶在模板DNA链上的移动方向为 5'→3'B.RNA聚合酶识别并结合的DNA片段可转录为RNAC.转录过程中游离的核糖核苷酸有序地与模板DNA链上的碱基碰撞并配对D.转录产物的碱基顺序与非模板链DNA的碱基序列一致(不考虑碱基种类)
【解析】选D。RNA聚合酶与DNA的模板链结合,并沿着DNA模板链移动,图中的模板链为解开双链中的下面一条链,则RNA聚合酶在模板DNA链上的移动方向为3'→5',A错误;RNA聚合酶识别的DNA区域为非编码区,不转录RNA,B错误;转录过程中游离的核糖核苷酸的碱基无序地与DNA链上的碱基碰撞后并配对,C错误;转录产物的碱基顺序与DNA的模板链碱基互补配对,DNA的模板链与DNA的非模板链也遵循碱基互补配对,则转录产物的碱基顺序与非模板链DNA的碱基序列一致(不考虑碱基种类),D正确。
【知识纵横】DNA复制、转录和翻译的联系
2.(多选)(2024·石家庄模拟)研究发现,当细胞中缺乏氨基酸时,负载tRNA(携带氨基酸的tRNA)会转化为空载tRNA(没有携带氨基酸的tRNA),进而调控相关基因的表达,过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)A.过程①与过程②中涉及的碱基互补配对方式相同B.空载tRNA的3'端结合特定氨基酸后转变为负载tRNAC.过程②中终止密码子与a距离最近,d结合过的tRNA最少D.当缺乏氨基酸时,空载tRNA只能通过抑制转录来抑制基因表达
【解析】选B、C。分析题图:图中①为转录过程,②为翻译过程,③④表示缺乏氨基酸时,tRNA调控基因表达的相关过程。图中过程①表示转录,过程②表示翻译,转录特有的碱基配对方式为T-A,翻译特有的碱基配对方式为U-A,故两个过程中碱基互补配对的方式不完全相同,A错误;据题意可知,负载tRNA是携带氨基酸的tRNA,空载tRNA是没有携带氨基酸的tRNA,空载tRNA的3'端结合特定氨基酸后转变为负载tRNA,B正确;根据肽链的长度可知,翻译的方向是从右向左,因此终止密码子与a距离最近,d上的肽链最短,其结合过的tRNA最少,C正确;由图可知,细胞缺乏氨基酸时,空载tRNA既抑制细胞核中的①转录过程,又通过激活蛋白激酶来抑制②翻译过程,D错误。
3.(2024·唐山模拟)在真核生物中,甲硫氨酸、赖氨酸、苏氨酸、精氨酸对应密码子各有1、2、4、6种,终止密码子有3种。假设某真核生物的一条多肽链氨基酸序列为:甲硫氨酸—苏氨酸—赖氨酸—精氨酸,下列叙述正确的是(　　)A.从密码子简并角度分析,多肽链中赖氨酸发生变化的可能性大于苏氨酸B.合成该条多肽时,tRNA可读取mRNA上的全部碱基C.该条多肽翻译过程中最多有13种tRNA参与D.理论上,该多肽的模板mRNA最多有16种
【解析】选A。mRNA是以DNA的一条链为模板转录形成的,而翻译过程中,mRNA中每3个碱基决定一个氨基酸,称为密码子。密码子的简并性是指一种氨基酸可能由多个密码子决定,分析题意可知,苏氨酸对应的密码子有4种,而赖氨酸对应的密码子有2种,故从密码子简并角度分析,多肽链中赖氨酸发生变化的可能性大于苏氨酸,A正确;一般而言,终止密码子不能编码氨基酸,而且核糖体沿着mRNA移动,碰到终止密码子翻译立即停止,故tRNA不能读取mRNA上的全部碱基,B错误;tRNA上的反密码子可通过与密码子碱基互补配对转运氨基酸,该多肽链氨基酸序列为甲硫氨酸—苏氨酸—赖氨酸—精氨酸,共有4个氨基酸,故该条多肽翻译过程中最多有4种tRNA参与,C错误;由于甲硫氨酸、赖氨酸、苏氨酸、精氨酸对应的密码子各有1、2、4、6种,理论上该多肽的模板mRNA最多有1×2×4×6=48种,D错误。
4.(多选)20世纪末人们发现的一种能诱发羊瘙痒症的朊粒,对下图所示的中心法则提出了挑战。研究发现,羊细胞核中的基因编码产生的正常糖蛋白PrPC一旦遇到PrPSC(朊粒),其构象就会转变为PrPSC,从而使朊粒增殖。而PrPSC在神经细胞中沉积,最终就会引发羊瘙痒症。下列相关叙述错误的是(　　)A.图中表示的5个遗传信息流动方向遵循了相同的碱基互补配对原则B.不能独立进行“氨基酸→蛋白质”这个过程的生物,其遗传物质可能是RNAC.羊心肌细胞中的遗传信息流动过程可表示为 D.朊粒的发现,使中心法则可修正为 　
【解析】选A、C、D。分析题图可知,DNA复制的碱基配对方式为A—T、T—A、G—C和C—G,转录的碱基配对方式为A—U、T—A、G—C和C—G,所以中心法则所示的5个遗传信息流动方向的碱基互补配对原则不同,A错误;病毒不能独立代谢,必须寄生在宿主活细胞内才能生存和繁殖,即不能独立进行“氨基酸→蛋白质”这个过程,而且病毒的遗传物质可能是DNA或RNA,B正确;羊心肌细胞为高度分化的细胞,其通常不具有细胞分裂的能力,一般不再进行DNA复制,所以羊心肌细胞的遗传信息流动过程为DNA转录形成RNA,RNA翻译形成蛋白质,C错误;分析题意可知,朊粒是一类不含核酸而仅由蛋白质构成的具有感染性的因子,且朊粒是正常蛋白质的空间构象发生变异而形成的,而中心法则是对生物遗传物质和性状关系的概括,所以朊粒的发现并未使中心法则有任何调整,D错误。
【加固训练】1.如图是人体某细胞中遗传信息的传递及表达过程示意图。据图分析,以下描述正确的是(　　)A.①②过程中两种酶的结合位点分别位于DNA和RNA分子上B.②过程生成的mRNA长度与DNA分子的每一条链都不同C.b中具有tRNA的结合位点,翻译时mRNA从右往左移动D.该图可表示胰岛B细胞中胰岛素基因指导胰岛素的合成过程
【解析】选B。①过程是DNA复制,②过程是转录,③过程是翻译,a是mRNA,b是核糖体,c是肽链。图中①DNA复制和②转录两个过程中两种酶分别是DNA聚合酶和RNA聚合酶,两种酶的结合位点都位于DNA分子上,A错误;②转录是以基因为单位进行的,而基因是具有遗传效应的DNA片段,因此转录生成的mRNA长度应小于DNA分子的每一条链的长度,B正确;b为核糖体,翻译过程中核糖体沿着mRNA从左向右移动,C错误;胰岛B细胞已经高度分化,不再分裂,DNA不再复制,D错误。
2.如图为某染色体上的基因内部和周围DNA片段,长度为8千碱基对(单位:kb)。人为划分a～g七个区间,转录生成的RNA中d区间所对应的区域会被加工切除。下列说法错误的是(　　)A.在a、d、g中发生的碱基对改变不一定影响蛋白质产物B.转录一次需要消耗6 300个游离的核糖核苷酸C.核糖体会从b移动到c,读取c、d、e区间的密码子D.该基因的转录发生在细胞核,翻译发生在细胞质
【解析】选C。在a、d、g中发生的碱基对改变不影响转录形成的成熟的mRNA的碱基序列,因此不影响蛋白质产物,A正确;由题图可知,转录形成的mRNA的长度为7.5-1.2=6.3 kb,即转录一次需要消耗6 300个游离的核糖核苷酸,B正确;核糖体在mRNA上移动,不能直接读取基因上的碱基序列,C错误;该基因为染色体上的基因,是真核细胞的核基因,其转录发生在细胞核,翻译发生在细胞质,D正确。
3.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(　　)A.Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ基因在不同的细胞中表达的情况可能不同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.图2为Ⅰ基因转录过程,其方向是由右向左进行
【解析】选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;若丙中A+U占36%,则丙对应的乙片段中A+T也占36%,则C+G占64%,但乙片段中G的含量无法确定,C错误;根据图2丙的脱落方向可知,转录的方向是从右向左,D正确。
考点二　基因表达与性状的关系
【精梳·攻教材】一、基因表达产物与性状的关系1.直接控制途径(用文字和箭头表示):(1)过程:基因 ______________ 生物体的性状(2)实例:囊性纤维化等。
②豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解:
二、基因的选择性表达与细胞分化1.不同基因在不同细胞中的表达:
2.细胞分化的本质:__________________。3.细胞分化的结果:(1)分子水平变化:同一个体的体细胞中________和________不完全相同。(2)细胞水平变化:细胞具有不同的____________。
四、基因与性状的关系1.在大多数情况下,基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系:(1)一个性状可以受______基因的影响,例如人的身高。(2)一个基因也可以影响______性状,例如水稻中的Ghd7基因。2.生物体的性状不完全由基因决定,______对性状也有着重要影响。例如后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。3.总结:基因与基因、基因与______________、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。
【名师点睛】　决定生物性状的因素生物的性状是基因和环境共同作用的结果:基因型相同,表型可能不同,基因型不同,表型也可能相同。
【辨·清易错】1.基因通过控制酶的合成直接控制生物性状。( )分析:基因通过控制酶的合成间接控制生物性状。2.白化病是酪氨酸酶活性降低造成的。( )分析:白化病是缺乏酪氨酸酶造成的。3.胰岛B细胞有胰岛素基因而无胰高血糖素基因,故可以产生胰岛素而不能产生胰高血糖素。( )分析:胰岛B细胞也有胰高血糖素基因,只是没有表达。4.柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生甲基化修饰,抑制了基因的表达。( )5.生物体中,一个基因决定一种性状,一种性状由一个基因决定。( )分析:基因与性状间存在一对一、一对多、多对一等关系。
【写·练表达】1.(必修2 P72“思考·讨论”拓展)3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、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:___________________________________________________。2.(必修2 P74“批判性思维”)对“基因决定生物体的性状这一观点”的客观评价是:生物性状的形成往往是____________________________共同作用的结果。
并不是所有的基因都表达,基因的表达存在选择性
内因(基因)与外因(环境因素等)
【精研·破疑难】【命题研究】【典例】(2023·海南等级考)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聚焦考查点:甲基化对性状的影响。
【解析】选D。植株甲和乙的R基因的序列相同,所含的碱基种类也相同,A错误。植株甲R基因能正常表达,植株乙R基因不能表达,因而叶形不同,B错误。甲基化相关的性状可以遗传,若植株乙自交,子一代的R基因仍会出现高度甲基化,C错误。植株甲含有未甲基化的R基因,植株甲和乙杂交,子一代与植株乙的叶形不同,与植株甲的叶形相同,D正确。
【破解策略】1.DNA的甲基化:基因中的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达,进而影响表型。2.构成染色体的组蛋白的乙酰化修饰:真核生物细胞核中的DNA与一些蛋白质结合在一起,带负电荷的DNA“缠绕”在带正电荷的蛋白质(如组蛋白)上,使细长的DNA卷成紧密的结构。乙酰化修饰就是用乙酰基把组蛋白的正电荷屏蔽掉。组蛋白的正电荷一旦减少,其与DNA的结合就会减弱,这部分的DNA就会“松开”,激活相关基因的转录。
3.RNA干扰:RNA干扰是正常生物体内抑制特定基因表达的一种现象。当细胞中导入或内源产生与某个特定mRNA同源的双链RNA时,该mRNA发生降解或翻译阻滞,导致基因表达沉默。这种现象发生在转录后,又称为转录后基因沉默,是表观遗传的重要机制之一。
【精练·提能力】1.某植物花色的遗传受两对等位基因控制,且遵循基因自由组合定律,只有两个显性基因(A和B)同时存在才能合成紫色素,否则均为白色。下列叙述正确的是(　　)A.性状与基因是一一对应的关系B.每种性状都由两个基因控制C.基因与基因之间可以相互作用D.基因在控制生物性状时互不影响
【解析】选C。某植物花色的遗传受两对等位基因控制,说明性状与基因不是一一对应的关系,A错误;某植物花色的遗传受两对等位基因控制,但不能确定每种性状都由两个基因控制,B错误;某植物花色的遗传受两对等位基因控制,只有两个显性基因同时存在才能合成紫色素,说明基因与基因之间可以相互作用,C正确;某植物花色的遗传受两对等位基因控制,只有两个显性基因同时存在才能合成紫色素,说明基因在控制生物性状时可以相互影响,D错误。
2.黄色小鼠(AA)与黑色小鼠(aa)杂交,产生的F1(Aa)的不同个体出现了不同体色。研究表明,不同体色的小鼠A基因的碱基序列相同,但A基因上二核苷酸(CpG)胞嘧啶有不同程度的甲基化(如图)现象出现,甲基化不影响基因复制。有关分析错误的是(　　)A.F1个体体色的差异与A基因甲基化程度有关B.甲基化可能影响RNA聚合酶与该基因的结合C.碱基甲基化不影响碱基互补配对过程D.甲基化是引起基因突变的常见方式
【解析】选D。F1个体的基因型都是Aa,但体色有差异,与A基因甲基化程度有关,A正确;RNA聚合酶与该基因的特定部位的结合属于基因表达的关键环节,特定部位甲基化可能会影响其表达过程,B正确;甲基化不改变碱基序列,故不影响碱基互补配对过程,C正确;基因突变是基因中碱基的增添、缺失或替换导致基因结构的改变,而基因中碱基甲基化后该基因结构未发生改变,所以不属于基因突变,D错误。
3.(多选)(2024·唐山模拟)图1为某生物基因的表达情况,a、b代表同一种酶。图2表示该基因启动子碱基序列发生甲基化修饰。下列说法错误的是(　　)A.图1可表示人体细胞核基因的表达过程,a、b为RNA聚合酶B.核糖体的移动方向为由下到上,核糖体内碱基配对规律是A与U配对、G与C配对C.启动子序列的甲基化修饰可能干扰RNA聚合酶与基因的结合,导致基因无法转录D.启动子碱基序列甲基化导致的变异属于基因突变
【解析】选A、D。根据题意和图示分析可知:图1为遗传信息的转录和翻译过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,图示转录和翻译过程在同一时间和空间进行,发生在原核生物细胞中,其中a、b代表RNA聚合酶,不能表示人体细胞核基因的表达过程,A错误。根据核糖体合成的肽链的长度可以推知,核糖体移动的方向为从下到上,核糖体内存在密码子和反密码子的配对,碱基配对规律是A与U配对、G与C配对,B正确。启动子是RNA 聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA 序列,启动子序列的甲基化修饰可能干扰RNA聚合酶与基因的结合,导致基因无法转录,C正确。基因突变是指DNA分子中发生碱基的替换、增添和缺失,而引起的基因碱基序列的改变,启动子碱基序列甲基化属于表观遗传,碱基序列并没有发生改变,其导致的变异不属于基因突变,D错误。
【从教材走向高考】4.(必修2 P75思维训练改编)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什么关系? __________________________________________。
基因控制生物的性状,且性状的形成同时还受环境的影响
【解析】(1)由于两果蝇均为长翅果蝇幼虫,而所处的温度不同,导致表型不同,这个实验说明基因与性状的关系为基因控制生物的性状,且性状的形成同时还受环境的影响。
4.(必修2 P75思维训练改编)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:(2)某实验小组将长翅(VV)红眼(Dd)灰体(Hh)雌雄果蝇交配产生的幼虫放在35～37 ℃的环境中处理6～24 h后,得到了一些残翅的果蝇,这些残翅果蝇在正常温度下产生的后代仍然是长翅,请推测这些残翅果蝇的基因型有　　　(考虑三对性状)种,其后代仍表现为长翅的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 这些果蝇的残翅性状能否遗传?　　　　　　　　　。 
环境变化引起的性状改变,基因型未变(或基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制果蝇翅形,温度过高影响相关酶的活性从而影响翅的形成,但并不影响其基因型)
【解析】(2)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制果蝇翅形,温度过高影响相关酶的活性从而影响翅的形成,但并不影响其基因型,属于不可遗传变异,因此长翅红眼灰体VVDdHh雌雄果蝇交配产生的基因型有1×3×3=9种。
4.(必修2 P75思维训练改编)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:(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:__________________________________________。答案: (3)①让这只残翅果蝇与在正常温度条件下(25 ℃)发育成的异性残翅果蝇(基因型为vv)交配;让其后代在25 ℃条件下发育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
【解析】(3)这只残翅果蝇的基因型有两种可能:表型模拟的V_和隐性纯合的vv。用该未知基因型的残翅果蝇与正常温度条件下(25 ℃)发育成的异性残翅果蝇vv正常交配,并将孵化出的幼虫放在25 ℃条件下培养,如果后代出现长翅果蝇,则该残翅果蝇的基因型为V_,属于表型模拟;如果后代全为残翅果蝇,则该残翅果蝇的基因型为vv。
【加固训练】1.下图为人体内苯丙氨酸代谢的途径示意图(基因①和基因②位于非同源染色体上)。下列相关叙述正确的是(　　)A.苯丙酮尿症的发病原因说明基因可以控制蛋白质的合成,从而直接控制性状B.苯丙酮尿症患者的细胞中tRNA与氨基酸的对应关系与健康人相同C.基因①和基因②都参与控制黑色素形成,它们不遵循基因自由组合定律D.老人头发变白是基因②不进行选择性表达的结果
【解析】选B。基因①通过控制酶①的合成来控制代谢,其异常会引起苯丙酮尿症,说明基因可控制酶的合成,从而控制新陈代谢,进而间接控制生物性状,A错误;苯丙酮尿症患者细胞基因发生变化,tRNA与氨基酸的对应关系没有变化,B正确;基因①和基因②都参与控制黑色素形成,但它们位于非同源染色体上,所以两者遵循基因自由组合定律,C错误;老人头发变白的原因是酶②活性降低,黑色素合成减少,D错误。
2.果蝇细胞中含有调控“生物钟”的per基因,表达产物为PER蛋白,PER蛋白在白天会被降解,而到晚上PER蛋白与TIM蛋白绑定后被运输到细胞核中积累,从而抑制per基因的表达。通过这样的机制,PER蛋白持续而周期性地调控着果蝇的“生物钟”。据图分析,下列有关描述正确的是(　　)A.图中mRNA从右向左在核糖体中移动B.per基因能持续地进行复制、转录、翻译以补充被降解的PER蛋白C.果蝇“生物钟”的调节过程体现了per基因与基因产物之间的相互作用D.PER-TIM蛋白复合物对per基因表达的调控属于翻译水平的调控
【解析】选C。翻译过程是核糖体沿mRNA移动,A错误;per基因通过转录、翻译以补充被降解的PER蛋白,不涉及per基因的复制,B错误;该过程体现了per基因与基因产物之间的相互作用,C正确;从图中看出,PER-TIM蛋白复合物对per基因表达的调控属于转录水平的调控,D错误。
【解析】选A。DNA甲基化水平降低没有使Dnmt3基因的碱基序列发生改变,因此其遗传信息没有发生改变,但会影响基因的表达,A错误;抑制Dnmt3基因表达(使基因不能表达或表达减少),也属于基因的选择性表达,是细胞分化过程,B正确;Dnmt3基因大量表达可使DNA甲基化增多,抑制蜂王的形成,受精卵很可能发育成工蜂,C正确;蜂王浆是食物,通过抑制Dnmt3基因表达,DNA甲基化减少,使受精卵发育成蜂王,即食物可通过影响基因的表达而引起表型的改变,D正确。
4.DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶(如DNMT3蛋白)的作用下,在DNA某些区域结合一个甲基基团(如图所示)。大量研究表明,DNA甲基化能引起DNA与蛋白质相互作用方式的改变,从而影响基因表达。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代。下列说法错误的是(　　)A.DNA片段甲基化不影响碱基的排列顺序,但可能影响生物的性状B.同卵双胞胎性状的微小差异,可能与他们体内某些DNA的甲基化程度不同有关C.DNA甲基化不会影响DNA的半保留复制D.DNA片段甲基化导致相关的基因发生突变
【解析】选D。DNA片段甲基化后碱基对的排列顺序没有发生变化,但是会引起DNA与蛋白质相互作用方式的改变,从而影响基因表达,影响性状表现,A正确。据题意可知,DNA甲基化会影响基因表达,引起性状的改变。同卵双胞胎的遗传物质相同,他们体内某些DNA的甲基化程度的不同可能导致了性状的微小差异,B正确。DNA甲基化修饰可以遗传给后代,说明DNA甲基化不会影响DNA的半保留复制,C正确。甲基化是指在DNA某些区域的碱基上结合一个甲基基团,故不会发生碱基的缺失、增添或替换,DNA片段甲基化不会使基因发生突变,D错误。
【感悟高考】1.(2023·浙江6月选考)叠氮脱氧胸苷(AZT)可与逆转录酶结合并抑制其功能。下列过程可直接被AZT阻断的是(　　)A.复制B.转录C.翻译D.逆转录【解析】选D。本题考查逆转录酶的作用。题中显示,叠氮脱氧胸苷(AZT)可与逆转录酶结合并抑制其功能,而逆转录过程需要逆转录酶的催化,因而叠氮脱氧胸苷(AZT)可直接阻断逆转录过程,而复制、转录和翻译过程均不需要逆转录酶,D正确。
2.(2021·河北选择考)关于基因表达的叙述,正确的是(　　)A.所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码B.DNA双链解开,RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录C.翻译过程中,核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性D.多肽链的合成过程中,tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息
【解析】选C。本题主要考查遗传信息的传递,即基因表达过程。某些RNA病毒的遗传物质是RNA,且具有翻译功能,A错误;终止密码子位于mRNA上,DNA上使转录终止的序列是终止子,B错误;翻译过程mRNA和tRNA两种核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性,C正确;多肽链的合成过程中,是由核糖体来读取mRNA的密码子,而不是tRNA,D错误。
3.(2022·河北选择考)关于中心法则相关酶的叙述,错误的是(　　)A.RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键B.DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成C.在解旋酶协助下,RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNAD.DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用
【解析】选C。RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则,在转录和逆转录的过程中会与模板链形成氢键,A正确;DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的本质是蛋白质,蛋白质由核酸编码并在核糖体上合成,B正确;转录时,RNA聚合酶催化DNA双链解开,并以单链DNA为模板转录合成多种RNA,C错误;DNA聚合酶和RNA聚合酶在生物体内和体外均能发挥催化作用,D正确。
【预测高考】锁定新情境:运动和咖啡因也会改变你的DNA　　一般人可能会认为,不管做什么事情,自己的遗传物质DNA是不会改变的,但有科学研究发现,在身体处于健康状态时,平时不怎么运动的人在锻炼几分钟后,他们体内的DNA分子会瞬间出现变化。更令人惊奇的是,我们早晨喝的咖啡中的咖啡因也可能会以相同的方式影响肌肉细胞中的DNA。这里所说的DNA变化事实上就是表观遗传修饰,它主要涉及DNA分子中CpG岛上的C所发生的甲基化修饰,进而影响到修饰位点附近的基因表达。涉及的基因主要是编码参与调节机体能量代谢有关的酶或蛋白质,如PGC-1α、PDK4,既然甲基化修饰一般抑制基因的表达,这就意味着肌肉中DNA的这些变化参与了肌肉适应运动所需要基因的“开启”过程。
基于核心素养的新考向:1.(批判性思维)本文提到的运动不会改变DNA分子的　　　　　　　　　　　　　　　　　,而是对DNA分子特定位置碱基进行化学修饰,这种改变　　　(填“能”或“不能”)遗传给后代。 2.(分析与综合)下列哪些现象能够作为证据支持文中画线句子的结论　　　　　(多选)。 A.刺激小鼠的骨骼肌,检测到PGC-1α基因甲基化减少B.刺激小鼠的骨骼肌,检测到PGC-1α基因甲基化增多C.刺激小鼠的骨骼肌,检测到PDK4的mRNA水平上升D.刺激小鼠的骨骼肌,检测到 PGC-1α、PDK4的基因数量增加E.将咖啡因滴到分离出的肌肉组织上,也有与运动类似的现象
碱基排列顺序(遗传信息)
【解析】1.运动后骨骼肌细胞中的DNA甲基化修饰程度改变,但不改变DNA分子的碱基序列。修饰后的DNA分子会随着细胞分裂遗传给后代。2.经过运动后骨骼肌细胞中的DNA甲基化修饰程度会发生改变,涉及的基因主要是编码参与调节机体能量代谢有关的酶或蛋白质,如PGC-1α、PDK4,甲基化修饰一般抑制基因的表达,刺激小鼠的骨骼肌,检测到PGC-1α基因甲基化减少,从而促进PGC-1α基因表达,A符合题意,B不符合题意;PDK4基因表达增强,转录出的mRNA水平上升,C符合题意;表观遗传修饰不改变基因序列,也不改变基因数量,D不符合题意;咖啡因可能会和运动以相同的方式影响肌肉细胞中的DNA,E符合题意。