1、第 1 页 / 共 3 页第 4 章基因的表达第 1 节基因指导蛋白质的合成问题探讨一种生物的整套 DNA 中储存着该种生物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息，也可以说是构建生物体的蓝图。但是，从 DNA 到具有各种性状的生物体，需要通过极其复杂的基因表达及调控过程才能实现。因此，在可预见的将来，利用 DNA 来使灭绝的生物复活仍是难以做到的。思考与讨论 11.可以从所需条件、过程中的具体步骤所表现出的规律等角度进行分析。例如，转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对原则，等等。其中，碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性。2. DNA 复制所需要的原料是 4 种游离的脱氧核苷酸，所
2、需要的酶是解旋酶和 DNA 聚合酶；转录所需要的原料是 4 种游离的核糖核苷酸，所需要的酶是 RNA 聚合酶。3.转录时， 游离的核糖核苷酸与 DNA 模板链上的碱基互补配对。 因此， 转录成的 RNA 的碱基与 DNA模板链的碱基是互补配对的关系。该 RNA 的碱基序列与 DNA 另一条链（非模板链）的碱基序列的区别是 RNA 链上的碱基 U，对应在非模板链上的碱基是 T。思考与讨论 21.可以从增强密码子容错性的角度来解释，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；也可以从密码子的使用频率来考虑，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
3、酸可以保证翻译的速度。2.根据这一事实能想到地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码，说明当今生物可能有着共同的起源，或生命在本质上是统一的，等等。练习与应用一、概念检测1.（1）（2）2.D二、拓展应用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。第 2 节基因表达与性状的关系问题探讨1.这两种形态的叶，其细胞的基因组成是一样的。2.这两种叶形的差异，可能是由叶片所处的环境因素引起的。思考与讨论 11. 3 种基因转录的 mRNA 分别出现在 3 种细胞中，表明每种细胞只合成
4、 3 种蛋白质中的一种。因此，这 3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同，虽然有些蛋白质在所有的细胞中都合成，但也有一些特定功能的蛋白质只在特定的细胞中合成。2.这一事实说明，细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。第 2 页 / 共 3 页思考与讨论 21.柳穿鱼花的形态改变是因为 Lcyc 基因的部分碱基被高度甲基化，小鼠毛色的改变是因为 AXY基因的前端有一段影响 AXY基因表达的特殊的碱基序列被甲基化。发生在基因或基因前端的甲基化修饰均导致相关基因的表达受到抑制，进而影响性状。2. F1植株同时含有来自植株 A 和植株 B 的 Lcyc 基因。植株 A 的 Lcyc 基因能够
5、表达，表现为显性；植株 B的 Lcyc 基因由于部分碱基被甲基化，基因表达受到抑制，表现为隐性。因此，同时含有这两个基因的 F1中，F1的花与植株 A 的相似。F1自交后，F2中有少部分植株含有两个来自植株 B 的 Lcyc 基因，由于该基因的部分碱基被甲基化，基因表达受到抑制，因此，这部分植株的花与植株 B 的相似。3.资料 1 和资料 2 展示的遗传现象都表现为基因的碱基序列保持不变，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。这种 DNA 甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。基因的碱基序列保持不变，性状发生改变，这表明基因与性状的关系并不是简单的一一对应
6、的关系，基因的表达受到很多因素的影响，体现了基因与性状之间关系的复杂性。批判性思维此问题旨在客观全面地评价基因决定生物体的性状的观点，性状的形成往往是内因（基因）与外因（环境）相互作用的结果，并且环境能够通过对基因或染色体上其他成分的修饰，调控基因的表达，进而影响性状。思维性训练果蝇翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因控制下合成的，酶的活性受温度、pH 等条件的影响。有些同学可能会在表观遗传方面思考，教师应提醒学生表观遗传是能够遗传的，而此段文字中表述的现象并未发生遗传。练习与应用一、概念检测1. （1） （2）2. C二、拓展应用1. 这种说法有一定的道理。基因通常是有遗传效应的 DN
7、A 片段，DNA 上特定的碱基排列顺序，蕴含着一定的遗传信息，可类比成组织者（导演），负责整部作品的呈现；蛋白质是生命活动的主要承担者，具体参与细胞的各项生命活动，可类比成执行者（演员）；而性状则是生物体表现出来的形态结构、生理和行为等特征的总和，主要是由蛋白质参与完成的，可类比成呈现方式（作品）。当然，打比方总会有比得不合理之处，因此，只能说有一定的道理。三者之间的关系是：基因通过控制蛋白质的合成控制生物体的性状。2.（1）第一，基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系，存在多对基因控制一对性状和一对基因控制多对性状的情形；第二，核基因在染色体上呈线性排列，因此这些基因有可能位于同源染色体
8、上，导致这些基因控制的性状不遵循自由组合定律；第三，某些植物进行无性生殖，性状传递也不遵循孟德尔遗传规律；第四，个别性状可能是细胞质基因控制或与母本提供的细胞质成分有关。（2 ）科学实验必须是可重复的，只有这样才能说明实验的现象和结果是一种必然规律，而不是偶然发生的。科学实验的可重复性包括两方面：第一，实验样本量足够大，在相同实验条件下要有足够的重复观察次数；第二，任何实验结果的可靠性应经得起独立重复实验的考验，重复实验是检查实验结果可靠性的唯一方法。由于生物多样性的存在，不同生物的背景条件隐蔽且不一致（如山柳菊以无性生殖为主），导致生命世界的很多现象具有独特性，不能用统一的定律解释。因此，生
9、命科学实验的可重复性是有一定前提和条件限制的。3.资料显示：哺乳动物雌雄个体的体细胞中虽然 X 染色体数量不同，但 X 染色体上的基因所表达的蛋白质的量是平衡的，这个过程称为剂量补偿。雌猫比雄猫多出 1 条 X 染色体，由于剂量补偿效应，在胚胎初期，细胞中的 1 条 X 染色体就会随机发生固缩失活，形成巴氏小体，而且发生染色体失活的细胞通过有丝分裂第 3 页 / 共 3 页产生的子细胞也保留相同的染色体失活状态。对于基因型为 XBXo的雌猫，如果体细胞中携带黑毛基因 B 的X 染色体失活，XB就不能表达，而另一条 X 染色体上的 Xo表达，那么由该细胞增殖而来的皮肤上会长出黄色体毛；同理，如果
10、体细胞中携带黄毛基因 O 的 X 染色体失活，则 Xo不表达，XB表达，由该细胞增殖而来的皮肤上就会长出黑色体毛。因此，基因型为 XBXo的雌猫会呈现黑黄相间的毛色。复习与提高一、 选择题1. D2.D3. C4. A5. C二、 1.（1）在视网膜细胞的细胞核中，编码这两种蛋白质的基因分别转录出相应的 mRNA，mRNA 通过核孔进入细胞质，在核糖体上翻译出蛋白质。（2）否。家鸽的所有细胞均由受精卵发育而来，因此所有的细胞都含有这两个基因，但这两个基因只在部分细胞（如视网膜细胞）中特异性表达，不会在所有细胞中都表达。（3）无法合成有功能的含铁的杆状蛋白质多聚体，可能导致家鸽无法“导航”，失去
11、方向感。以 A、B 分别代表编码这两种蛋白质的基因。先设法去除家鸽的这两个基因（基因敲除），组别为去除 A 基因，去除 B 基因，同时去除 A 基因和 B 基因，不去除基因的家鸽（对照组）；分别测定 4 组家鸽视网膜细胞中是否有含铁的杆状蛋白质多聚体，如果有，进一步测定含量；然后在同一条件下放飞 4 组家鸽，观察它们的定向运动能力；实验要重复多次，确保可重复性。【提示】本题训练学生设计实验的能力，设计时要注意对照原则、可重复原则等；实验设计思路也并非只有参考答案提供的一种方式，只要能让这两种蛋白质失去功能，并能检测性状的变化，就可以验证推测的正确性。2.（1）缺乏酶，会使人患白化病；缺乏酶，会使人患尿黑酸症。（2）提示：由这个例子可以看出，白化病等遗传病是由某些缺陷基因所引起的，这些基因的表达产物可能是参与营养物质代谢途径的重要的酶。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。（3）为贫困苯丙酮尿症患儿免费提供无苯丙氨酸配方奶粉，帮助他们解决特殊食物问题。不仅使苯丙酮尿症患儿得到救助，还推动了社会对苯丙酮尿症及其他罕见病群体的关注。这些政策是党和政府对国民健康状况的关怀，彰显了我国社会主义制度的优越性。
