2025年新高考生物一轮复习第6单元遗传的分子基础第21讲基因的表达、基因与性状的关系(讲义)(学生版+教师版)

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\l "_Tc9804" 02知识导图·思维领航 PAGEREF _Tc9804 \h 3
\l "_Tc11106" 03考点突破·考法探究 PAGEREF _Tc11106 \h 3
\l "_Tc14243" 考点一 遗传信息的转录和翻译 PAGEREF _Tc14243 \h 3
\l "_Tc5186" 知识点1 RNA的结构和种类 PAGEREF _Tc5186 \h 3
\l "_Tc15980" 知识点2 遗传信息的转录 PAGEREF _Tc15980 \h 5
\l "_Tc29516" 知识点3 遗传信息的翻译 PAGEREF _Tc29516 \h 7
\l "_Tc8260" 知识点4 多聚核糖体 PAGEREF _Tc8260 \h 12
\l "_Tc17799" 考向1 围绕转录和翻译，考查科学思维 PAGEREF _Tc17799 \h 12
\l "_Tc25709" 考向2 结合对遗传信息、密码子、反密码子的分析与判断，考查科学思维 PAGEREF _Tc25709 \h 13
\l "_Tc25117" 考点二 中心法则 PAGEREF _Tc25117 \h 14
\l "_Tc1683" 知识点1 中心法则 PAGEREF _Tc1683 \h 14
\l "_Tc31375" 知识点2 生命是物质、能量和信息的统一体 PAGEREF _Tc31375 \h 15
\l "_Tc3247" 考向1 结合中心法则的过程，考查分析判断能力 PAGEREF _Tc3247 \h 15
\l "_Tc5508" 考点三 生态表达与生物性状的关系 PAGEREF _Tc5508 \h 17
\l "_Tc24854" 知识点1 生态控制生物性状的途径 PAGEREF _Tc24854 \h 17
\l "_Tc8479" 知识点2 生态的选择性表达与细包分化 PAGEREF _Tc8479 \h 19
\l "_Tc14839" 知识点3 表观遗传及生态与性状其他几种关系 PAGEREF _Tc14839 \h 20
\l "_Tc24835" 考向1 围绕表观遗传，考查科学思维 PAGEREF _Tc24835 \h 22
\l "_Tc25046" 04真题练习·命题洞见（含2024年高考真题） PAGEREF _Tc25046 \h 23
\l "_Tc23912" 05长句分析·规范作答 PAGEREF _Tc23912 \h 28
\l "_Tc4289" 一、教材知识链接 PAGEREF _Tc4289 \h 28
\l "_Tc25587" 二、教材深挖拓展 PAGEREF _Tc25587 \h 29
\l "_Tc17496" 三、长句规范作答 PAGEREF _Tc17496 \h 29
考点一 遗传信息的转录和翻译
知识点1 RNA的结构和种类
1.生态的表达：即生态控制蛋白质的合成，包括转录和翻译两个过程。
【教材隐性知识】RNA适合做信使的原因是：①RNA由核糖核苷酸连接而成，可以携带遗传信息；
②一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细包核转移到细包质中。
【特别注意】RNA一般是单链，长度比DNA短；能通过核孔从细包核转移到细包质中。
2.种类及功能：
（1）信使RNA（mRNA）：合成蛋白质的直接模板。
（2）转运RNA（tRNA)：识别密码子，转运氨基酸。
（3）核糖体RNA（rRNA)：与蛋白质构成核糖体。
【知识链接】核仁与rRNA和核糖体的形成有关。
注意：病毒RNA：RNA病毒的遗传物质；酶：少数酶为RNA，可降低化学反应的活化能。（起催化作用）
3.DNA和RNA的主要区别
（1）DNA
①全称：脱氧核糖核酸
②基本单位：脱氧核糖核苷酸
③结构：DNA一般为规则的双螺旋结构
④分布（真核细包）：细包核（主要）线粒体、叶绿体
（2）RNA
①全称：核糖核酸
②基本单位：核糖核苷酸
③结构：RNA通常呈单链
④分布（真核细包）：细包质（主要）
【教材隐性知识】源于必修2 P67“图4－6”：tRNA含有氢键，一个tRNA分子中不是只有三个碱基。
【归纳总结】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。若细包中大量利用“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 )。
知识点2 遗传信息的转录（DNA→RNA）
1.概念：以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程。
2.场所：主要在细包核，也可以在线粒体和叶绿体（细包质）中。
3.转录的过程：
【教材隐性知识】
一个生态转录时以生态的1条链为模板，一个DNA分子上的所有生态的模板链 不一定 (填“一定”或“不一定”)相同。
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。（从5′→3′延伸）
①时间：个体生长发育的整个过程
②原则：碱基互补配对；A－U、T－A、G－C、C－G
③产物：RNA（mRNA、tRNA、rRNA）
④特点：边解旋边转录
⑤遗传信息传递的方向：DNA→RNA
⑥转录的意义：遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译做准备。
⑦mRNA的延伸方向：从子链5′-端到3′-端
提醒：每次转录的只是DNA分子特定的生态片段（并非整个DNA）
【拓展延伸】有义链和反义链
（1）反义链或模板链：生态中具有转录功能的链， 即与有义链互补的链。
（2）有义链或编码链：生态中无转录功能的链，与转录产物mRNA碱基序列相同的那条链(除用T代替U外)。

在一个含有若干生态的DNA分子中， 各个生态的有义链， 并不一定都在同条链上， 也就是说， DNA双链中的一条链对某些生态来说是有义链， 而对另一些生态来说则是反义链(如下图)。
【注意】转录是以生态为单位进行，在同一个细包内的不同生态可以选择性转录。
【问题1】转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？
意义：碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性
知识点3 遗传信息的翻译（RNA→蛋白质）
1.概念：以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程。
2.场所：核糖体
3.密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，叫做一个密码子。
（1）密码子的特性
①（一般）一个密码子只对应一种氨基酸（专一性）
②一种氨基酸可对应一个或多个密码子（简并性）
注意：增加密码子的容错性、保证翻译的速度
③地球上几乎所有生物都共用一套密码子（通用性）
注意：生物有共同的起源、生命的统一性
（2）密码子的种类
①43=64种
②2个起始密码：AUG（甲硫氨酸）、GUG（缬氨酸、甲硫氨酸）。
③3个终止密码：（一般不决定氨基酸）UAA、UAG、UGA。
【特别注意】一般情况下3个终止密码子（UAA、UAG、UGA）不决定氨基酸，特殊情况下UGA可以编码硒代半胱氨酸。一般情况下，决定氨基酸的密码子61种，特殊情况下62种。
4.转运工具：tRNA
（1）形态：三叶草形
【教材隐性知识】源于必修2 P67“图4－6”：tRNA 含有 (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）tRNA与氨基酸的对应关系：1种tRNA只能转运一种氨基酸，1种氨基酸可以由一种或多种tRNA运输。
【特别注意】反密码子读取方向：3’→5’
5.翻译的过程：
（1）mRNA进入细包质，与核糖体结合。（形成两个位点），携带甲硫氨酸的tRNA ，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1。
（2）携带某个氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2。
（3）甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到位点2的tRNA上。
（4）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
就这样，随着核糖体的移动，tRNA以上述方式将携带的氨基酸输送过来，以合成肽链。直到核糖体遇到mRNA的终止密码子，合成才告终止。
①条件：
模板：mRNA
原料：21种氨基酸
能量：由细包呼吸提供
酶：多种酶
场所：细包质的核糖体
转运工具：tRNA
特点：翻译结束后，mRNA分解成单个核苷酸。
②原则：碱基互补配对：mRNA-tRNA，G－C、C－G、U－A、A－U。
③产物：具有特定氨基酸顺序的蛋白质。
④遗传信息传递的方向：DNA→RNA
6.真核生物与原核生物转录、翻译比较：
（1）真核生物
先转录，后翻译
（2）原核生物

边转录边翻译
注：真核细包中线粒体DNA和叶绿体DNA也是边转录边翻译。
7.生态中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系的计算：
结论：生态的碱基 ：信使RNA的碱基：氨基酸 =6：3：1
【说明】因为生态中存在启动子、内含子等片段，实际上生态(DNA)上所含有的碱基数要大于6n，或氨基酸数目小于n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。
【归纳总结】
1.遗传信息、密码子和反密码子的比较：
2.密码子、tRNA和氨基酸之间的对应关系：
3.DNA复制、转录、翻译的区别与联系
知识点4 多聚核糖体
1.多聚核糖体：一条mRNA链上结合多个核糖体。
2.分析DNA转录和翻译过程
①图中翻译方向是 从左向右 ，判断依据是 多肽链的长短，长的翻译在前 。
②图示信息显示一条mRNA可结合多个核糖体，其意义是 少量的mRNA分子可以迅速合成出大相同的多肽链 。
【易错辨析】
1．rRNA是核糖体的组成成分，原核细包中可由核仁参与合成。(必修2 P65图4­3)( × )
提示：原核生物无核仁
2．细菌的一个生态转录时两条DNA链可同时作为模板，提高转录效率。(必修2 P65图4­4)( × )
提示：转录只以DNA的一条链为模版
3．tRNA分子中的部分碱基两两配对由氢键连接。(必修2 P67图4­6)( √ )
4．tRNA分子中—OH部位是结合氨基酸的部位，与氨基酸的—NH2中的H结合。(必修2 P67图4­6)( √ )
5．一个tRNA上的反密码子只能与mRNA上的一种密码子配对。(必修2 P68图4­7)( √ )
考向1 围绕转录和翻译，考查科学思维
例1．RNA合成发生在DNA双链部分解开的区域内(见图)。下列相关叙述正确的是( )
A.RNA与DNA只有一种核苷酸有差异
B.与RNA序列一致的链是模板链
C.RNA聚合酶是结构复杂的RNA大分子
D.转录时RNA的延伸方向总是从5′→3′
【答案】 D
【解析】 RNA与DNA的四种核苷酸都不同，A正确；与RNA序列一致的链是非模板链，B错误；RNA聚合酶是结构复杂的蛋白质，C错误；RNA的延伸方向总是从5′→3′，D错误。
【变式训练】如图表示细包内遗传信息的传递过程，下列有关叙述错误的是( )
A．相较于过程②和③，过程①特有的碱基配对方式是A－T
B．真核细包由过程②形成的mRNA和tRNA都需要加工
C．过程③中核糖体在mRNA上的移动方向是a到b
D．图示tRNA可以搬运密码子为CCA的氨基酸
【答案】 D
【解析】 因为反密码子从tRNA的3′端→5′端读取，即UGG，故图示tRNA可以搬运密码子为ACC的氨基酸，D错误。
考向2 结合对遗传信息、密码子、反密码子的分析与判断，考查科学思维
例2．下列关于人体的RNA和蛋白质的相互关系的叙述正确的是( )
A.目前发现组成人蛋白质的氨基酸有21种，硒代半胱氨酸是最晚被发现的氨基酸
B.由于“UGA是终止密码子，特殊情况下可以编码硒代半胱氨酸”，因此不决定氨基酸的终止密码子有2个，密码子共有65个
C.如果mRNA上密码子是(5′—AUG—3′)，则tRNA的反密码子是(5′—UAC—3′)
D.密码子的简并增加了生态突变的显现概率
【答案】 A
【解析】 硒代半胱氨酸是最晚被发现的组成人体蛋白质的氨基酸，目前发现组成人蛋白质的氨基酸有21种，A正确；在正常情况下，UGA是终止密码子，但在特殊情况下，UGA可以编码硒代半胱氨酸，所以一定不决定氨基酸的终止密码子有2个，密码子共有64种，B错误；根据碱基互补配对原则可知，如果mRNA上密码子是(5′—AUG—3′)，则tRNA的反密码子是(3′—UAC—5′)，C错误；密码子的简并是指绝大多数氨基酸都有几个密码子，所以密码子的简并降低了生态突变的显现概率，D错误。
【变式训练】图中甲表示酵母丙氨酸tRNA的结构示意图。乙和丙是甲相应部分的放大图，其中I表示次黄嘌呤，能够与A、U或C配对。下列有关叙述正确的是( )
A.图中tRNA的P端是结合氨基酸的部位
B.丙氨酸的密码子与反密码子是一一对应的
C.单链tRNA分子内部不存在碱基互补配对
D.转录丙所示序列的双链DNA片段含有3个腺嘌呤
【答案】 D
【解析】 图中tRNA的3′—OH端是结合氨基酸的部位，A正确；据题图可知，丙氨酸的反密码子是CGI，则丙氨酸的密码子可能是GCA、GCU、GCC，B错误；单链tRNA分子内部存在局部双链区，双链区存在碱基互补配对，C错误；转录时遵循碱基互补配对原则，转录丙的双链DNA片段为，共有3个腺嘌呤(A)，D错误。
考点二 中心法则
知识点1 中心法则 （体现了遗传信息流向）
1.提出者：克里克
2.补充后的内容图解：
3.写出下列部分生物中心法则表达式
请写出洋葱表皮细包内遗传信息传递式：
请写出洋葱根尖分生区细包内的遗传信息传递式：
知识点2 生命是物质、能量和信息的统一体
【归纳总结】(必修2 P69“拓展应用”)抗生素通过与 核糖体 结合，抑制肽链的延伸;或抑制细菌DNA的复制;或抑制细菌 RNA聚合酶 的活性来抑制转录，从而抑制细菌的生长。
考向1 结合中心法则的过程，考查分析判断能力
例1．染色质由DNA、组蛋白等组成。组蛋白乙酰化引起染色质结构松散，有关生态进行表达；组蛋白去乙酰化，有关生态表达受到抑制(见下图)。下列有关叙述正确的是( )
A.组蛋白乙酰化可能发生在细包分化过程中
B.过程c需要解旋酶先催化DNA双链解旋
C.一个DNA分子通过过程c只能合成一种mRNA分子
D.过程d还需要核糖体、tRNA、核糖核苷酸、ATP等参与
【答案】 A
【解析】 细包分化是生态选择性表达的结果，存在生态的表达，组蛋白乙酰化使染色质结构松散，有利于生态的表达，A正确；过程c为转录，转录过程需要RNA聚合酶，RNA聚合酶有催化解旋的功能，不需要解旋酶，B错误；因为一个DNA分子上有多个生态，因此，一个DNA分子可以通过过程c转录合成多种mRNA，进而合成多种蛋白质，C错误；过程d为翻译，翻译时游离在细包质中的各种氨基酸由tRNA转运，以mRNA为模板，在核糖体上合成一条具有特定氨基酸序列的多肽链，此过程需要ATP提供能量，但是不需要核糖核苷酸，D错误。
【变式训练】1.细包内不同生态的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述不正确的是( )
A．细包能在转录和翻译水平上调控生态表达，图中生态A的表达效率高于生态B
B．真核生物核生态表达的①和②过程分别发生在细包核和细包质中
C．人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物
D．②过程中，rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子
【答案】 D
【解析】 生态的表达包括转录和翻译两个过程，图中生态A表达的蛋白质分子数量明显多于生态B表达的蛋白质分子，说明生态A表达的效率高于生态B，A正确；核生态的转录是以DNA的一条链为模板转录出RNA的过程，发生的场所为细包核，翻译是以mRNA为模板翻译出具有氨基酸排列顺序的多肽链，翻译发生的场所在细包质中的核糖体，B正确；三种RNA(mRNA、rRNA、tRNA)都是以DNA中的一条链为模板转录而来的，C正确；反密码子位于tRNA上，rRNA是构成核糖体的成分，不含有反密码子，D错误。
【变式训练】2.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，则下列物质或细包器中必须转入大肠杆菌细包内的是( )
①ATP ②甲 ③RNA聚合酶 ④古菌的核糖体
⑤酶E的生态 ⑥tRNA甲的生态
A.②⑤⑥ B.①②⑤
C.③④⑥ D.②④⑤
【答案】 A
【解析】 要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，需要有运输甲的tRNA甲，要有将甲和tRNA甲结合的酶E和原料甲，所以需要②甲、⑤酶E的生态、⑥tRNA甲的生态，A正确。
考点三 生态表达与生物性状的关系
知识点1 生态控制生物性状的途径
1.间接控制途径：生态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。
生态eq \(――→,\s\up7(控制))酶的合成eq \(――→,\s\up7(控制))代谢过程eq \(――――――→,\s\up7(间接控制))生物体的性状
例如：豌豆的圆粒和皱粒、白化病等。
①白化病致病机理图解
控制酪氨酸酶的生态异常→酪氨酸酶不能正常合成→酪氨酸不能正常转化为黑色素→缺乏黑色素，表现白化病。
结论：生态eq \(――→,\s\up7(控制))酶的合成eq \(――→,\s\up7(控制))代谢过程eq \(――――――→,\s\up7(间接控制))生物体的性状。
②豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解
2.直接接控制途径
例如：囊性纤维病、镰刀型细包贫血症等。
注意：CFTR生态缺失3个碱基，血红蛋白生态中一对碱基被替换A-T→T-A，这两个过程都属于生态突变。
①镰刀型细包贫血症致病机理图解
编码血红蛋白的生态中一个碱基对变化→血红蛋白的结构发生变化→红细包成镰刀型，运输O2能力降→容易破裂，患溶血性贫血。
结论：生态eq \(――→,\s\up7(控制))蛋白质的结构eq \(――――――→,\s\up7(直接控制))生物体的性状。
问题：酒量是天生的吗？能不能训练？

【易错辨析】
1.下图表示人体内生态对性状的控制过程，判断如下分析：

(1)生态1和生态2一般不会出现在人体内的同一个细包中。( × )
提示：会
(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不同。( √ )
(4)人体衰老引起白发的原因是图中酪氨酸酶不能合成。( × )
提示：酪氨酸酶合成少
(5)生态控制囊性纤维病与生态2控制性状的方式相同。( √ )
知识点2 生态的选择性表达与细包分化
1.细包分化的本质： 生态的选择性表达 (如图所示)。
思考：细包分化的“变”与“不变”
不变： ① ③ ④ ⑥
改变： ② ⑤ ⑦ ⑧
①DNA ②mRNA ③tRNA ④rRNA ⑤蛋白质的种类 ⑥细包的数目 ⑦细包的形态、结构 ⑧细包的生理功能。
2.细包分化的结果：由于生态的选择性表达，导致来自同一个体的体细包（遗传物质相同）中 mRNA 和 蛋白质 不完全相同，从而导致细包具有不同的 形态和功能 。
知识点3 表观遗传及生态与性状其他几种关系
1.表观遗传
（1）定义：生物体生态的碱基序列保持不变（属于可遗传变异），但生态表达和表型发生可遗传变化的现象。
（2）存在时期：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。
（3）类型：①DNA甲基化修饰；②非编码RNA干扰（例如miRNA）；③组蛋白甲基化、乙酰化等。
（4）特征：可遗传性、可逆性、DNA不变。

2.表观遗传的特征
（1）可遗传：生态表达和表型可以遗传给后代。
（2）不变性：生态的碱基序列保持不变。
（3）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可以发生去甲基化。
（4）普遍性：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。
【教材隐性知识】必修2 P73“思考·讨论”：某种实验小鼠的毛色受一对等位生态Avy和a的控制，Avy为显性生态，表现为黄色体毛，a为隐性生态，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，子一代小鼠的生态型都是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生态的前端(或称“上游”)有一段特殊的碱基序列决定着该生态的表达水平，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生态正常表达，小鼠表现为黄色;当这些位点甲基化后，Avy生态的表达就受到抑制。这段碱基序列的甲基化程度越高，Avy生态的表达受到的抑制越明显，小鼠体毛的颜色就越深。
【与社会的关系】
有研究表明：吸烟会使人的体细包内DNA的甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响。不仅如此，还有研究发现男性吸烟者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明显升高，请查阅相关资料，结合表观遗传、烟草烟雾中含有的化学物质及其危害等知识，向亲友和周围人群深入宣传戒烟的道理。
【关于表观遗传的几点提醒】
（1）表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的生态。
（2）表观遗传一般是影响生态的转录过程,进而影响蛋白质的合成。
（3）可遗传变异一般是指会引起遗传信息发生改变的变异，如生态突变、生态重组和染色体变异，但DNA甲基化等表观遗传，遗传信息不变也能遗传给后代，也属于可遗传变异。
【教材隐性知识】
1.【教材隐性知识】必修2 P74：导致表观遗传现象发生的主要因素有 DNA的甲基化，构成染色体的组蛋白甲基化、乙酰化等修饰 。
2.【教材隐性知识】必修2 P74：研究表明，吸烟会影响后代的遗传性状，请分析其中的原因 吸烟会使人的体细包内DNA的甲基化水平提高，对染色体上的组蛋白也会产生影响 。
3.生态与性状间的对应关系
（1）一个生态eq \(――→,\s\up7(控制))一种性状 生态的特异性
如：红绿色盲、白化病等单生态遗传病
（2）多个生态eq \(――→,\s\up7(控制))一种性状(如身高、体重等) 多生态效应
如：人的身高是由多个生态决定的，其中每个生态对身高都有一定的作用。
（3）一个生态eq \(――→,\s\up7(控制))多种性状(如生态间相互作用) 生态的多效性
如：研究发现水稻中的Ghd7生态编码的蛋白质不仅参与了开花的调控，而且对水稻的生长、发育和产量都有重要的作用。
生物的表型＝生态型＋环境，由于受环境影响，导致表型与生态型不符合的现象，发生表型模拟的个体遗传物质没有变化。
注意：生态与性状并不是简单的一一对应的关系。
【易错辨析】
1．中心法则没有体现遗传信息的表达。(必修2 P69正文)( × )
2．豌豆粒形的形成机理体现了生态通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。(必修2 P71正文)( × )
提示：生态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。
3．DNA甲基化抑制了生态的表达，进而对表型产生影响。(必修2 P74正文)( √ )
4．生态与性状是一一对应关系。(必修2 P74正文)( × )
提示：不都是一对一的关系。
5．生物的性状是生态和环境共同作用的结果，生态型相同，表型可能不同；生态型不同，表型可能相同。(必修2 P74正文)( √ )
考向1 围绕表观遗传，考查科学思维
例1．下列遗传现象，与其他三项不同的是( )
A.生态型相同的同卵双生双胞胎所具有的微小差异
B.一个蜂群中均由受精卵发育而来的蜂王和工蜂的差异
C.秃顶男性(BB)与正常女性(bb)结婚，儿子均为秃顶，女儿均为正常
D.纯种黄色体毛与纯种黑色体毛的小鼠杂交，F1表现出不同的毛色
【答案】 C
【解析】 生物体生态的碱基序列保持不变，但生态表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。A、B、D属于表观遗传；秃顶男性(BB)与正常女性(bb)结婚，儿子与女儿生态相同，儿子均为秃顶，女儿均为正常，属于从性遗传，C符合题意。
【变式训练】组成染色体的组蛋白发生甲基化会影响生态的表达。如拟南芥FLC生态(开花抑制生态)的表达与其所在染色体中组蛋白的3个赖氨酸有关，其中4号赖氨酸发生甲基化会促进FLC生态表达，9号和27号赖氨酸发生甲基化会抑制FLC生态表达。春化作用会使4号赖氨酸去甲基化，同时使9号和27号赖氨酸发生甲基化。下列说法正确的是( )
A.春化作用会促进拟南芥开花
B.春化作用会改变组蛋白的氨基酸序列
C.组蛋白甲基化后将影响染色体的复制
D.组蛋白甲基化会通过改变遗传信息来改变表型
【答案】 A
【解析】 4号赖氨酸甲基化会促进FLC生态的表达从而影响开花，而春化作用会使4号赖氨酸去甲基化，同时使9号和27号赖氨酸发生甲基化，从而使FLC生态沉默，对于开花的抑制作用解除，进而促进开花，A正确；分析题意可知，4号、9号和27号赖氨酸甲基化影响FLC生态表达，但该过程并未改变氨基酸序列，B错误；组蛋白甲基化后会影响生态的表达，但不影响染色体的复制，C错误；表观遗传是指生物体生态的碱基序列保持不变，但生态表达和表型发生可遗传变化的现象，组蛋白的甲基化属于表观遗传，表观遗传不改变遗传信息，D错误。
【变式训练】某植物的叶形与R生态的表达直接相关。现有该植物的植株甲和乙，二者R生态的序列相同。植株甲R生态未甲基化，能正常表达；植株乙R生态高度甲基化，不能表达。下列有关叙述正确的是( )
A.植株甲和乙的R生态的碱基种类不同
B.植株甲和乙的R生态的序列相同，故叶形相同
C.植株乙自交，子一代的R生态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
【答案】 D
【解析】 生态甲基化会影响生态的表达，但不改变其碱基种类与碱基序列，故植株甲、乙的R生态的碱基种类、序列相同；植株甲R生态未甲基化，植株乙R生态高度甲基化，二者的叶形与R生态表达直接相关，故二者叶形不同，A、B错误；甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型，故植株乙自交，子一代的R生态会出现高度甲基化，C错误；植株甲、乙杂交，子一代中来自植株甲的R生态可正常表达，所以叶形与植株甲相同，与植株乙不同，D错误。
一、单选题
1．（2024·湖北·高考真题）编码某蛋白质的生态有两条链，一条是模板链（指导mRNA合成），其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5＇—ATG—3＇，则该序列所对应的反密码子是（ ）
A．5＇—CAU—3＇B．5＇—UAC—3＇C．5＇—TAC—3＇D．5＇—AUG—3＇
【答案】A
【分析】DNA中进行mRNA合成模板的链为模板链，与模板链配对的为编码链，因此mRNA上的密码子与DNA编码链的碱基序列相近，只是不含T，用U代替，据此答题。
【详解】若编码链的一段序列为5＇—ATG—3＇，则模板链的一段序列为3＇—TAC—5＇，则mRNA碱基序列为5＇—AUG—3＇，该序列所对应的反密码子是5＇—CAU—3＇，A正确，BCD错误。
故选A。
2．（2024·湖南·高考真题）非酒精性脂肪性肝病是以肝细包的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝病。葡萄糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1在高尔基体膜上先后经S1和S2蛋白水解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成生态（核生态）的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG能够通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内，抑制S1蛋白水解酶的活性，调控机制如图所示。下列叙述错误的是（ ）

A．体内多余的葡萄糖在肝细包中优先转化为糖原，糖原饱和后转向脂肪酸合成
B．敲除F5蛋白的编码生态会增加非酒精性脂肪肝的发生率
C．降低高尔基体内UDPG量或S2蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病
D．激活后的R1通过核孔进入细包核，启动脂肪酸合成生态的转录
【答案】B
【分析】由题干信息可知，蛋白R1需要经过S1和S2蛋白水解酶酶切后才被激活，进而启动脂肪酸合成生态的转录，而糖原合成的中间代谢产物UDPG抑制S1蛋白水解酶的活性，据此可知糖原合成的中间代谢产物UDPG可抑制脂肪酸的合成。
【详解】A、由题干信息可知，糖原合成的中间代谢产物UDPG抑制S1蛋白水解酶的活性，蛋白R1需要经过S1和S2蛋白水解酶酶切后才被激活，进而启动脂肪酸合成生态的转录，据此可知糖原合成的中间代谢产物UDPG可抑制脂肪酸的合成，因此体内多余的葡萄糖在肝细包中优先转化为糖原，糖原饱和后转向脂肪酸合成，A正确；
B、由题干信息可知，中间代谢产物UDPG通过F5膜转运蛋白进入高尔基体内，抑制S1蛋白水解酶的活性，进而抑制脂肪酸的合成，因此敲除F5蛋白的编码生态有利于脂肪酸的合成，会增加非酒精性脂肪肝的发生率，B正确；
C、由题干信息可知，中间代谢产物UDPG进入高尔基体不利于脂肪酸的合成，降低高尔基体中UDPG量有利于脂肪酸的合成，从而会诱发非酒精性脂肪性肝病；蛋白R1经S1、S2蛋白水解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成生态的转录，S2蛋白失活不利于脂肪酸的合成，不会诱发非酒精性脂肪性肝病，C错误；
D、转录发生在细包核中，因此R1可通过核孔进入细包核，启动脂肪酸合成生态的转录，D错误。
故选B。
3．（2024·甘肃·高考真题）科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验，下列叙述正确的是（ ）
A．肺炎链球菌体内转化实验中，加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性
B．肺炎链球菌体外转化实验中，利用自变量控制的“加法原理”，将“S型菌DNA+DNA酶”加入R型活菌的培养基中，结果证明DNA是转化因子
C．噬菌体侵染实验中，用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA，发现其DNA进入宿主细包后，利用自身原料和酶完成自我复制
D．烟草花叶病毒实验中，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状
【答案】A
【分析】肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”，能将R型细菌转化为S型细菌；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。
【详解】A、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验未单独研究每种物质的作用，在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，S型菌株的DNA分子可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性，A正确；
B、在肺炎链球菌的体外转化实验中，利用自变量控制中的“减法原理”设置对照实验，通过观察只有某种物质存在或只有某种物质不存在时，R型菌的转化情况，最终证明了DNA是遗传物质，例如“S型菌DNA+DNA酶”组除去了DNA，B错误；
C、噬菌体为DNA病毒，其DNA进入宿主细包后，利用宿主细包的原料和酶完成自我复制，C错误；
D、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状，而蛋白质不能使烟草出现花叶病斑性状，D错误。
故选A。
4．（2024·安徽·高考真题）真核生物细包中主要有3类RNA聚合酶，它们在细包内定位和转录产物见下表。此外，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是（ ）
注：各类RNA均为核糖体的组成成分
A．线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的生态转录时使用各自的RNA聚合酶
B．生态的 DNA 发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响生态表达
C．RNA聚合酶I和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同
D．编码 RNA 聚合酶I的生态在核内转录、细包质中翻译，产物最终定位在核仁
【答案】B
【分析】RNA聚合酶的作用是识别并结合特定的序列，启动生态的转录。
【详解】A、线粒体和叶绿体中都有DNA，二者均是半自助细包器，其生态转录时使用各自的RNA聚合酶，A正确；
B、生态的 DNA 发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，从而影响生态的转录，可影响生态表达，B正确；
C、由表可知，RNA聚合酶I和Ⅲ的转录产物都有rRNA，但种类不同，说明两种酶识别的启动子序列不同，C错误；
D、RNA 聚合酶的本质是蛋白质，编码 RNA 聚合酶I在核仁中，该生态在核内转录、细包质（核糖体）中翻译，产物最终定位在核仁发挥作用，D错误。
故选B。
5．（2024·湖北·高考真题）模拟实验是根据相似性原理，用模型来替代研究对象的实验。比如“性状分离比的模拟实验”（实验一）中用小桶甲和乙分别代表植物的雌雄生殖器官，用不同颜色的彩球代表D、d雌雄配子；“建立减数分裂中染色体变化的模型”模拟实验（实验二）中可用橡皮泥制作染色体模型，细绳代表纺锤丝；DNA分子的重组模拟实验（实验三）中可利用剪刀、订书钉和写有DNA序列的纸条等模拟DNA分子重组的过程。下列实验中模拟正确的是（ ）
A．实验一中可用绿豆和黄豆代替不同颜色的彩球分别模拟D和d配子
B．实验二中牵拉细绳使橡皮泥分开，可模拟纺锤丝牵引使着丝粒分裂
C．实验三中用订书钉将两个纸条片段连接，可模拟核苷酸之间形成磷酸二酯键
D．向实验一桶内添加代表另一对等位生态的彩球可模拟两对等位生态的自由组合
【答案】B
【分析】用甲乙两个小桶分别代表雌雄生殖器官，甲乙两小桶内的彩球分别代表雌雄配子，用不同彩球的随机结合，模拟生物在生殖过程中，雌雄配子的随机组合。
【详解】A、实验一中小球的大小、质地应该相同，使抓摸时手感一样，以避免人为误差，而绿豆和黄豆的大小、手感不同，A正确；
B、实验二中牵拉细绳使橡皮泥分开，可模拟纺锤丝牵引姐妹染色单体分离形成染色体，而着丝粒的分裂不是纺锤丝牵引的，是酶在起作用，B错误；
C、DNA连接酶是连接两个DNA片段，形成磷酸二酯键，实验三中用订书钉将两个纸条片段连接，可模拟核苷酸之间形成磷酸二酯键，C正确；
D、向实验一桶内添加代表另一对等位生态的彩球可模拟雌雄配子的自由组合，D错误。
故选B。
6．（2024·河北·高考真题）某病毒具有蛋白质外壳，其遗传物质的碱基含量如表所示，下列叙述正确的是（ ）
A．该病毒复制合成的互补链中G＋C含量为51.2％
B．病毒的遗传物质可能会引起宿主DNA变异
C．病毒增殖需要的蛋白质在自身核糖体合成
D．病毒生态的遗传符合分离定律
【答案】B
【分析】据表可知，该病毒遗传物质中含有U，不含T，即该病毒为RNA病毒。病毒必需寄生在活细包内才能完成正常的生命活动。
【详解】A、由表可知，该病毒为RNA病毒，根据碱基互补配对原则可知，该病毒复制合成的互补链中G＋C含量与原RNA含量一致，为48.8％，A正确；
B、逆转录病毒经逆转录得到的DNA可能整合到宿主细包的DNA上，引起宿主DNA变异，B正确；
(1)太阳鹦鹉的眼色至少由两对生态控制，判断的依据为 ；其中一对生态位于z染色体上，判断依据为 。
(2)正交的父本生态型为 ，F1生态型及表型为 。
(3)反交的母本生态型为 ，F1生态型及表型为 。
(4)下图为太阳鹦鹉眼色素合成的可能途径，写出控制酶合成的生态和色素的颜色 。

【答案】(1) 6：2：3：5（3：5：3：5）是9：3：3：1的变式 正交、反交结果不同
(2) aaZBZB AaZBZb、AaZBW 表型均为棕色
(3) aaZBW AaZBZb、AaZbW 表型分别为棕色、红色
(4)①为生态A（或B）；②为生态B（或A）；③为红色；④为棕色
【分析】伴性遗传是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的生态控制，这种由性染色体上的生态所控制性状的遗传上总是和性别相关，这种与性别相关联的性状遗传方式就称为伴性遗传。
【详解】（1）依据表格信息可知，无论是正交6：2：3：5，还是反交3：5：3：5，均是9：3：3：1的变式，故可判断太阳鹦鹉的眼色至少由两对生态控制；但正交和反交结果不同，说明其中一对生态位于Z染色体上。
（2）依据正交结果，F2中棕眼：红眼=9：7，说明棕眼性状为双显性个体，红眼为单显性或双隐性个体，鹦鹉为ZW型性别决定，在雄性个体中，棕眼为6/8=3/4x1，在雌性个体中，棕眼为3/8=3/4x1/2，故可推知，F1中的生态型为AaZBZb、AaZBW，表型均为棕色，亲本为纯系，其生态型为：aaZBZB（父本）、AAZbW（母本）。
（3）依据反交结果，结合第二小问可知，亲本的生态型为，AAZbZb、aaZBW，则F1的生态型为AaZBZb、AaZbW，对应的表型依次为棕色、红色。
（4）结合第二小问可知，棕眼性状为双显性个体，红眼为单显性或双隐性个体，故可知生态①为A（或B），控制酶1的合成，促进红色前体物合成红色中间物，生态②为B（或A），控制酶2的合成，促进红色中间物合成棕色产物。
一、教材知识链接
1.(必修2 P59)生态：通常是有遗传效应的DNA片段。
2.(必修2 P65)转录：RNA是在细包核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的，这一过程叫作转录。
3.(必修2 P66)密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫作一个密码子。
4.(必修2 P74)表观遗传：生物体生态的碱基序列保持不变，但生态表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。
5.(必修2 P45)赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记技术，通过32P、35S分别标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了噬菌体中在前后代具连续性的物质为DNA。
6.(必修2 P71)生态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。
7.(必修2 P71)生态还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
8.(必修2 P72)细包分化的本质就是生态的选择性表达。
二、教材深挖拓展
1．(必修2 P64～65)RNA适合做信使的原因是 RNA由核糖核苷酸连接而成，可以储存遗传信息；一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细包核转移到细包质中 。
2．(必修2 P69)真核生物翻译时少量的mRNA可迅速合成大量的蛋白质的原因是 一个mRNA分子可结合多个核糖体同时进行翻译 。
三、长句规范作答
1.(科学探究)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。
2.(科学思维)RNA和DNA在化学组成上的区别在于： RNA中含有核糖和尿嘧啶，DNA中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶 。
3.(科学思维)起始密码子AUG 决定甲硫氨酸，为什么蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸？
提示：翻译生成的多肽链往往需进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中往往会被剪切掉。
4.(科学思维)翻译过程中，核糖体是如何使肽链延伸的？从核糖体上脱落下来的是有特定功能的成熟蛋白质吗？
提示：翻译过程中，核糖体在mRNA上移动并依次读取密码子进行肽链的合成，直到读取到mRNA上的终止密码子，合成才能终止。刚从核糖体上脱落下来的只能称之为多肽，其必须经过一定的加工才能成为具有特定功能的成熟蛋白质。考点
由高考知核心知识点
预测
生态的表达、生态与性状的关系
考点一：遗传信息的转录和翻译
（3年44考，全国卷3年4考）
（2024 安徽、2024 湖北）生态表达
（2024河北）生态表达、RNA
（2024甘肃）生态与性状的关系
（2024浙江）甲基化
（2023 广东、2023 湖南）生态表达
（2023 浙江、2023 湖南）生态表达
（2023 湖南、2023 山东）RNA
（2023 海南、2023 天津）甲基化
（2023 广东）中心法则
（2023海南、2023山东）生态与性状的关系
（2023全国、2023浙江）生态与性状的关系
（2022 广东、2022 福建）RNA
（2022 浙江、2022 河北）中心法则
题型：选择题、解答题
内容：分析近三年的高考试题，可以发现高考试题均考查遗传信息的本质；复制机转录和翻译过程；生物的变异内容。2025年高考很可能在呈现现实中的问题情景，让学生运用相关基础知识，分析转录翻译过程及变异类型发生的原因及结果的推测。
考点二：中心法则
（3年10考，全国卷3年0考）
考点三：生态表达与生物性状的关系（3年9考，全国卷3年1考）
课标要求
1.概述DNA上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细包分化的本质是生态选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现
2.概述某些生态中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象
新旧教材对比
增：①mRNA和tRNA的3′端和5′端；②生态的选择性表达与细包分化；③表观遗传。
改：①密码子表；②密码子的破译由选学变为“科学史话”。
删：细包质生态。
复 制
转 录
时间
细包分裂(有丝和减Ⅰ前的间期
个体生长发育的整个过程
场所
主要在细包核(线粒体、叶绿体 )
主要在细包核(线粒体、叶绿体 )
模板
DNA的两条链
DNA的一条模板链
原料
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
酶
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
产物
两个双链DNA
RNA（mRNA、tRNA、rRNA）
特点
半保留复制（多起点边解旋边双向复制）
边解旋边转录（原核细包：边转录边翻译）
碱基配对
A－T、T－A、G－C、C－G
A－U、T－A、G－C、C－G
遗传信息传递
DNA→DNA
DNA→mRNA
第一个字母
第二个字母
第三个字母
U
C
A
G
U
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
U
C
A
G
C
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
U
C
A
G
A
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
U
C
A
G
G
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
U
C
A
G
复制
转录
翻译
时间
细包分裂前的间期
个体生长发育整个过程
场所
主要在细包核，也可以在线粒体、叶绿体
核糖体
模板
DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA链
原料
4种游离的脱氧核苷酸
4种游离的核糖核苷酸
21种氨基酸
能量
ATP
酶
解旋酶、DNA聚合酶等
RNA聚合酶
多种酶
产物
两个双链DNA
RNA
蛋白质
碱基互补配对方式
A-T、T-A、G-C、C-G
A-U、T-A、G-C、C-G
A-U、U-A、G-C、C-G
意义
传递遗传信息
表达遗传信息，使生物表现出各种性状
生物种类
举例
遗传信息的传递过程
DNA病毒
T2噬菌体
RNA病毒
烟草花叶病毒
逆转录病毒
艾滋病病毒
细包生物
动物、植物、细菌、真菌等
种类
细包内定位
转录产物
RNA聚合酶I
核仁
5. 8SrENA、18SrFN4 、28SrRNA
RNA聚合酶II
核质
mRNA
RNA聚合酶Ⅲ
核质
tRNA、5SrRNA
碱基种类
A
C
G
T
U
含量（％）
31.2
20.8
28.0
0
20.0