1、第二课时中心法则、细胞分化和表观遗传 一、中心法则诠释了基因与生物性状的关系一、中心法则诠释了基因与生物性状的关系1.1.中心法则的提出及发展中心法则的提出及发展(1)(1)提出者提出者:_:_。(2)(2)中心法则内容中心法则内容:克里克克里克根据图示根据图示,完成下表完成下表:项目项目序号序号生理过程生理过程遗传信息传递过程遗传信息传递过程最初最初提出提出_流向流向_流向流向_流向流向_发展发展补充补充_流向流向_流向流向_DNADNA复制复制DNADNADNADNA转录转录DNADNARNARNA翻译翻译RNARNA蛋白质蛋白质RNARNA复制复制RNARNARNARNA逆转录逆转录RN
2、ARNADNADNA2.2.基因表达产物与性状的关系基因表达产物与性状的关系(1)(1)基因控制性状的两种途径基因控制性状的两种途径:(2)(2)基因与性状的关系基因与性状的关系:判一判判一判:结合基因与性状的对应关系结合基因与性状的对应关系,判断下列说法的正误判断下列说法的正误:生物的大多数性状受核基因控制。生物的大多数性状受核基因控制。()()一个基因只能控制一种性状。一个基因只能控制一种性状。()()提示提示:一个基因可以影响多个性状。一个基因可以影响多个性状。有些性状是由多个基因决定的。有些性状是由多个基因决定的。()()基因型相同的个体表型一定相同。基因型相同的个体表型一定相同。()
3、()提示提示:基因型相同的个体表型不一定相同基因型相同的个体表型不一定相同,生物性状也受环境影响。生物性状也受环境影响。表型相同的个体基因型不一定相同。表型相同的个体基因型不一定相同。()()【问【问答答】在人体细胞中在人体细胞中,是否能发生上述中心法则的是否能发生上述中心法则的5 5个过程个过程?举例说明。举例说明。提示提示:不能。人体中的不能。人体中的RNA RNA 不能进行复制。不能进行复制。二、细胞分化的本质是基因的选择性表达二、细胞分化的本质是基因的选择性表达1.1.生物体多种性状的形成生物体多种性状的形成,都是以都是以_为基础的。为基础的。2.2.基因选择性表达的实例基因选择性表达
4、的实例:选一选选一选:下列基因中能在所有细胞中都表达的基因有下列基因中能在所有细胞中都表达的基因有:_,:_,只在某类细胞只在某类细胞中特异性表达的基因有中特异性表达的基因有:_:_。核糖体蛋白基因核糖体蛋白基因ATPATP合成酶基因合成酶基因卵清蛋白基因卵清蛋白基因胰岛素基因胰岛素基因呼吸酶基因呼吸酶基因3.3.细胞分化的实质细胞分化的实质:_:_。细胞分化细胞分化基因的选择性表达基因的选择性表达三、表观遗传三、表观遗传1.1.表观遗传的概念表观遗传的概念:生物体基因的生物体基因的_保持不变保持不变,而而_发生可遗传变发生可遗传变化的现象。化的现象。2.2.基因组表观遗传修饰的两种形式基因组
5、表观遗传修饰的两种形式:_:_和和_。碱基序列碱基序列表型表型DNADNA甲基化甲基化组蛋白修饰组蛋白修饰【问【问答答】柳穿鱼的花器官由对称变成了不对称的原因是什么柳穿鱼的花器官由对称变成了不对称的原因是什么?提示提示:由于基因由于基因LcycLcyc发生了高度甲基化发生了高度甲基化,引起基因表达水平下降所致。引起基因表达水平下降所致。知识点一知识点一 中心法则中心法则1.1.不同生物中心法则的体现不同生物中心法则的体现:生物种类生物种类举例举例遗传信息的传递过程遗传信息的传递过程DNADNA病毒病毒T2T2噬菌体噬菌体RNARNA病毒病毒不含逆不含逆转录酶转录酶烟草花烟草花叶病毒叶病毒含逆转
6、含逆转录酶录酶艾滋病艾滋病病毒病毒细胞生物细胞生物具有分裂能力的细胞具有分裂能力的细胞高度分化的细胞高度分化的细胞DNA RNA DNA RNA 蛋白质蛋白质2.2.中心法则与基因表达的关系中心法则与基因表达的关系:3.3.中心法则五个过程的比较中心法则五个过程的比较:过程过程模板模板原料原料酶酶碱基配对方式碱基配对方式产物产物实例实例DNADNA的的复制复制DNADNA的的每一条每一条母链母链脱氧核脱氧核苷酸苷酸解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶A-TA-T、T-AT-A、G-CG-C、C-GC-GDNADNA以以DNADNA作遗传物质的作遗传物质的生物生物转录转录DNADNA的的一条
7、链一条链核糖核核糖核苷酸苷酸RNARNA聚合酶聚合酶A-UA-U、T-AT-A、G-CG-C、C-GC-GRNARNA除病毒外几乎所有除病毒外几乎所有生物生物翻译翻译信使信使RNARNA2121种氨种氨基酸基酸A-UA-U、U-AU-A、G-CG-C、C-GC-G多肽多肽除病毒外的细胞生除病毒外的细胞生物物过程过程模板模板原料原料酶酶碱基配对方式碱基配对方式产物产物实例实例RNARNA的的复制复制RNARNA核糖核核糖核苷酸苷酸RNARNA复制酶复制酶A-UA-U、U-AU-A、G-CG-C、C-GC-GRNARNA以以RNARNA作遗传物质的作遗传物质的生物生物RNARNA的的逆转录逆转录R
8、NARNA脱氧核脱氧核苷酸苷酸逆转逆转录酶录酶A-TA-T、U-AU-A、G-CG-C、C-GC-GDNADNA某些某些RNARNA病毒等病毒等特别提醒特别提醒:在一种生物或细胞内不能发生中心法则的所有过程。在一种生物或细胞内不能发生中心法则的所有过程。DNADNA复制只发生在细胞分裂前的间期复制只发生在细胞分裂前的间期,而转录和翻译则可以发生在任何时期。而转录和翻译则可以发生在任何时期。在病毒体内不会发生在病毒体内不会发生RNARNA复制和逆转录过程复制和逆转录过程,该过程是在被病毒寄生的宿主细该过程是在被病毒寄生的宿主细胞内进行的。胞内进行的。【典例示范【典例示范】如图是如图是4 4种遗传
9、信息的流动过程种遗传信息的流动过程,对应的叙述不正确的是对应的叙述不正确的是()A.A.甲可表示胰岛细胞中胰岛素合成过程中的遗传信息的传递方向甲可表示胰岛细胞中胰岛素合成过程中的遗传信息的传递方向B.B.乙可表示逆转录病毒在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向乙可表示逆转录病毒在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向C.C.丙可表示丙可表示DNADNA病毒病毒(如噬菌体如噬菌体)在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向D.D.丁可表示丁可表示RNARNA病毒病毒(如烟草花叶病毒如烟草花叶病毒)在宿主细胞内繁殖过程中的遗传信息传在宿主细胞内繁殖过程中的遗传信息传递方向递
10、方向【解题思维【解题思维】解答本题需突破以下两个关键点解答本题需突破以下两个关键点:【解析【解析】选选A A。甲表示胰岛。甲表示胰岛B B细胞合成胰岛素细胞合成胰岛素,但胰岛但胰岛B B细胞高度分化细胞高度分化,不能进行不能进行DNADNA自我复制自我复制,A,A错误错误;乙能进行逆转录过程乙能进行逆转录过程,可表示逆转录病毒在宿主细胞内繁可表示逆转录病毒在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向殖时的遗传信息传递方向,B,B正确正确;丙包括丙包括DNADNA的复制、转录和翻译的复制、转录和翻译,可表示可表示DNADNA病毒病毒(如噬菌体如噬菌体)在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向在宿主细胞内繁殖
11、时的遗传信息传递方向,C,C正确正确;丁包括丁包括RNARNA的自我复制和翻译的自我复制和翻译,可表示可表示RNARNA病毒病毒,如烟草花叶病毒在宿主细胞内繁殖过程中如烟草花叶病毒在宿主细胞内繁殖过程中的遗传信息传递方向的遗传信息传递方向,D,D正确。正确。【审答误区【审答误区】常见以下两种错误常见以下两种错误:(1)DNA(1)DNA复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则,但不一定但不一定是某一种细胞中都具有这三个途径。是某一种细胞中都具有这三个途径。(2)(2)不能判断什么样的细胞可以发生不能判断什么样的细胞可以发生DNAD
12、NA复制。只有进行分裂的细胞才发生复制。只有进行分裂的细胞才发生DNADNA复制。复制。【方法规律【方法规律】中心法则各生理过程快速确定的三大依据中心法则各生理过程快速确定的三大依据【类题精练【类题精练】1.1.图甲所示为基因表达过程图甲所示为基因表达过程,图乙为中心法则图乙为中心法则,表示生理过程。下列叙述表示生理过程。下列叙述正确的是正确的是()A.A.图甲所示为染色体图甲所示为染色体DNADNA上的基因表达过程上的基因表达过程,需要多种酶参与需要多种酶参与B.B.红霉素影响核糖体在红霉素影响核糖体在mRNAmRNA上的移动上的移动,故影响基因的转录过程故影响基因的转录过程C.C.图甲所示
13、过程为图乙中的图甲所示过程为图乙中的过程过程D.D.过程只发生在真核细胞中过程只发生在真核细胞中,过程只发生在原核细胞和一些病毒中过程只发生在原核细胞和一些病毒中【解析【解析】选选C C。图甲中。图甲中,转录和翻译同时进行转录和翻译同时进行,属于原核生物的基因表达过程属于原核生物的基因表达过程,而而原核生物没有染色体原核生物没有染色体,A,A错误错误;红霉素影响核糖体在红霉素影响核糖体在mRNAmRNA上的移动上的移动,所以影响基因所以影响基因的翻译过程的翻译过程,B,B错误错误;图乙中图乙中是是DNADNA复制、复制、是转录过程、是转录过程、是翻译过程、是翻译过程、是是RNARNA的复制的复
14、制,是逆转录过程是逆转录过程,图甲是基因控制蛋白质的合成过程图甲是基因控制蛋白质的合成过程,即转录和翻译即转录和翻译,为图乙中的为图乙中的过程过程,C,C正确正确;过程发生在真核细胞、原核细胞和过程发生在真核细胞、原核细胞和DNADNA病毒病毒中中,过程一般发生在一些过程一般发生在一些RNARNA病毒中病毒中,D,D错误。错误。2.2.人类白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的疾病人类白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的疾病,如图表示在人体代谢如图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图中不能得出的结论是中产生这两类疾病的过程。由图中不能得出的结论是()A.A.基因可以通过控制蛋白质的结构
15、来控制生物的性状基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状B.B.基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状C.C.一个基因可以控制多种性状一个基因可以控制多种性状D.D.一个性状可以由多个基因控制一个性状可以由多个基因控制【解析【解析】选选A A。分析题图可知。分析题图可知,本图显示的是基因通过控制酶的合成控制代谢进本图显示的是基因通过控制酶的合成控制代谢进而控制生物的性状而控制生物的性状,A,A符合题意符合题意;由由A A项分析可知项分析可知,B,B不符合题意不符合题意;分析题图可知分析题图可知,基基因因1 1发生突变发生突变,会影响黑色素和多巴胺的
16、合成会影响黑色素和多巴胺的合成,同时苯丙酮酸的含量增加同时苯丙酮酸的含量增加,由此可由此可以推出以推出,一个基因可以控制多种性状一个基因可以控制多种性状,C,C不符合题意不符合题意;分析题图可知分析题图可知,黑色素的形黑色素的形成是由基因成是由基因1 1和基因和基因2 2共同控制的共同控制的,多巴胺是由基因多巴胺是由基因1 1和基因和基因4 4共同控制的共同控制的,由此可由此可以推出一个性状可由多个基因控制以推出一个性状可由多个基因控制,D,D不符合题意。不符合题意。【补偿训练【补偿训练】如图为有关遗传信息传递和表达的模拟实验。下列相关叙述合理的是如图为有关遗传信息传递和表达的模拟实验。下列相
17、关叙述合理的是()A.A.若若X X是是mRNA,YmRNA,Y是多肽是多肽,则管内必须加入氨基酸则管内必须加入氨基酸B.B.若若X X是是DNA,YDNA,Y含有含有U,U,则管内必须加入逆转录酶则管内必须加入逆转录酶C.C.若若X X是是tRNA,YtRNA,Y是多肽是多肽,则管内必须加入脱氧核苷酸则管内必须加入脱氧核苷酸D.D.若若X X是是HIVHIV的的RNA,YRNA,Y是是DNA,DNA,则管内必须加入则管内必须加入DNADNA酶酶【解析【解析】选选A A。X X是是mRNA,YmRNA,Y是多肽是多肽,则管内发生的是翻译过程则管内发生的是翻译过程,因此管内必须加入因此管内必须加
18、入氨基酸氨基酸;若若X X是是DNA,YDNA,Y含有含有U,U,则则Y Y为为RNA,RNA,管内发生的是转录过程管内发生的是转录过程,因此不需要加入因此不需要加入逆转录酶逆转录酶,而需要加入而需要加入RNARNA聚合酶等聚合酶等;若若X X是是tRNA,YtRNA,Y是多肽是多肽,则管内发生的是翻译则管内发生的是翻译过程过程,因此不需要加入脱氧核苷酸因此不需要加入脱氧核苷酸;若若X X是是HIVHIV的的RNA,YRNA,Y是是DNA,DNA,则管内发生的是逆则管内发生的是逆转录过程转录过程,因此需要加入逆转录酶。因此需要加入逆转录酶。知识点二知识点二 基因的选择性表达与表观遗传基因的选择
19、性表达与表观遗传1.1.基因选择性表达的结果基因选择性表达的结果(1)(1)细胞形态的改变细胞形态的改变:如肌细胞的梭形、哺乳动物成熟红细胞的圆饼状、神经细如肌细胞的梭形、哺乳动物成熟红细胞的圆饼状、神经细胞的突起状等。胞的突起状等。(2)(2)细胞结构的变化细胞结构的变化:细胞器的种类和数量发生变化。细胞器的种类和数量发生变化。(3)(3)细胞功能的特化细胞功能的特化:执行特定的功能执行特定的功能,如运动功能、反射功能、免疫功能等。如运动功能、反射功能、免疫功能等。(4)(4)特殊分子的合成特殊分子的合成:如合成唾液淀粉酶、抗体、胰岛素、血红蛋白和肌动蛋白如合成唾液淀粉酶、抗体、胰岛素、血红
20、蛋白和肌动蛋白等。等。2.2.表观遗传机制表观遗传机制:(1)(1)细胞分裂、分化过程中内外因素的共同作用导致细胞分裂、分化过程中内外因素的共同作用导致DNADNA甲基化、构成染色体的甲基化、构成染色体的组蛋白的甲基化、乙酰化等修饰。组蛋白的甲基化、乙酰化等修饰。(2)(2)甲基化等修饰抑制了基因的表达。甲基化等修饰抑制了基因的表达。3.3.基因与性状的关系基因与性状的关系:(1)(1)一个基因决定一种性状一个基因决定一种性状(多数性状受单基因控制多数性状受单基因控制)。(2)(2)一个基因影响多种性状一个基因影响多种性状(如基因间相互作用如基因间相互作用)。(3)(3)多个基因控制一种性状多
21、个基因控制一种性状(如身高、体重等如身高、体重等)。图解如下图解如下:特别提醒特别提醒:生物的性状不只受基因控制生物的性状不只受基因控制,环境对性状也有影响环境对性状也有影响,如后天营养和体育锻炼会如后天营养和体育锻炼会影响人的身高。影响人的身高。基因的表达产物可发生表观遗传的差异基因的表达产物可发生表观遗传的差异,引起生物的性状不同。引起生物的性状不同。【知识拓展】【知识拓展】基因的种类基因的种类(1)(1)管家基因管家基因:是指在所有细胞中均要表达的一类基因是指在所有细胞中均要表达的一类基因,其产物是维持细胞基本其产物是维持细胞基本生命活动所必需的。如生命活动所必需的。如RNARNA聚合酶
22、基因、呼吸酶基因与核糖体蛋白基因等。聚合酶基因、呼吸酶基因与核糖体蛋白基因等。(2)(2)奢侈基因奢侈基因:是指在不同类型细胞中特异性表达的基因是指在不同类型细胞中特异性表达的基因,其产物赋予各种类型其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构与功能。如血红蛋白基因、胰岛素基因等。细胞特异的形态结构与功能。如血红蛋白基因、胰岛素基因等。【典例示范【典例示范】如图表示人体内干细胞的增殖分化过程如图表示人体内干细胞的增殖分化过程,下列有关叙述正确的是下列有关叙述正确的是()A.A.干细胞与白细胞的基因型不同干细胞与白细胞的基因型不同,但合成的但合成的mRNAmRNA和蛋白质的种类相同和蛋白质的种类相同B.
23、B.血小板和成熟的红细胞内遗传信息的流动方向是血小板和成熟的红细胞内遗传信息的流动方向是DNADNARNADNADNARNA蛋白质蛋白质C.C.图中所示的细胞中图中所示的细胞中,干细胞具有细胞周期干细胞具有细胞周期,而且其分裂能力较强而且其分裂能力较强D.D.白细胞能够穿过血管壁去吞噬病菌白细胞能够穿过血管壁去吞噬病菌,这是因为细胞膜具有选择透过性这是因为细胞膜具有选择透过性【解题思维【解题思维】解答本题需突破以下两个关键点解答本题需突破以下两个关键点:【解析【解析】选选C C。白细胞由造血干细胞增殖分化形成。白细胞由造血干细胞增殖分化形成,故干细胞与白细胞的基因型故干细胞与白细胞的基因型相同
24、相同,但合成的但合成的mRNAmRNA和蛋白质的种类不同和蛋白质的种类不同,A,A错误错误;血小板和成熟的红细胞内无细血小板和成熟的红细胞内无细胞核及细胞器胞核及细胞器,不能进行不能进行DNADNA的复制和蛋白质的合成的复制和蛋白质的合成,B,B错误错误;图中所示的细胞中图中所示的细胞中,干细胞具有细胞周期干细胞具有细胞周期,而且其分裂能力较强而且其分裂能力较强,C,C正确正确;白细胞能够穿过血管壁去吞白细胞能够穿过血管壁去吞噬病菌噬病菌,这是因为细胞膜具有流动性这是因为细胞膜具有流动性,D,D错误。错误。【审答误区【审答误区】常见以下两种错误常见以下两种错误:(1)(1)不能理解细胞分化的实
25、质不能理解细胞分化的实质:同一个体不同的细胞基因型相同同一个体不同的细胞基因型相同(除生殖细胞除生殖细胞),),只是表达的基因不完全相同。只是表达的基因不完全相同。(2)(2)不能理解遗传信息传递发生的时期及条件不能理解遗传信息传递发生的时期及条件:例如例如DNADNA复制只能发生在分裂的复制只能发生在分裂的细胞中细胞中,而高度分化的细胞不能进行而高度分化的细胞不能进行DNADNA复制。复制。【母题追问【母题追问】(1)(1)图中各种细胞结构和功能不同的根本原因是什么图中各种细胞结构和功能不同的根本原因是什么?提示提示:基因的选择性表达。基因的选择性表达。(2)(2)白细胞吞噬病菌时是否有蛋白
26、质的参与白细胞吞噬病菌时是否有蛋白质的参与?提示提示:有有,白细胞吞噬病菌时要进行识别白细胞吞噬病菌时要进行识别,起识别作用的物质是糖蛋白。起识别作用的物质是糖蛋白。【类题精练【类题精练】1.1.下列对细胞分化不同水平的分析中下列对细胞分化不同水平的分析中,不正确的是不正确的是()A.A.从细胞水平分析从细胞水平分析,细胞分化使细胞形态、结构和功能发生了改变细胞分化使细胞形态、结构和功能发生了改变B.B.从细胞器水平分析从细胞器水平分析,细胞分化是细胞器的种类、数目改变的结果细胞分化是细胞器的种类、数目改变的结果C.C.从蛋白质分子角度分析从蛋白质分子角度分析,细胞分化是蛋白质种类、数量改变的
27、结果细胞分化是蛋白质种类、数量改变的结果,这是细胞这是细胞分化的根本原因分化的根本原因D.D.从核酸分子角度分析从核酸分子角度分析,细胞分化是基因选择性表达的结果细胞分化是基因选择性表达的结果【解析【解析】选选C C。细胞分化就是指细胞在形态、结构和功能上发生稳定差异的过。细胞分化就是指细胞在形态、结构和功能上发生稳定差异的过程程,A,A正确正确;细胞的功能与细胞器的种类和数量密切相关细胞的功能与细胞器的种类和数量密切相关,B,B正确正确;细胞分化的根本细胞分化的根本原因是基因的选择性表达原因是基因的选择性表达,C,C错误错误;从核酸分子的角度分析从核酸分子的角度分析,细胞分化是基因选择细胞分
28、化是基因选择性表达的结果性表达的结果,D,D正确。正确。2.2.黄色小鼠黄色小鼠(AA)(AA)与黑色小鼠与黑色小鼠(aa(aa)杂交杂交,产生的产生的(Aa(Aa)不同个体出现了不同体色。不同个体出现了不同体色。研究表明研究表明,不同体色的小鼠不同体色的小鼠A A基因的碱基序列相同基因的碱基序列相同,但但A A基因上二核苷酸基因上二核苷酸(CpG(CpG)胞胞嘧啶有不同程度的甲基化嘧啶有不同程度的甲基化(如图如图)现象出现现象出现,甲基化不影响基因甲基化不影响基因DNADNA复制。有关分复制。有关分析错误的是析错误的是()A.FA.F1 1个体体色的差异与个体体色的差异与A A基因甲基化程度
29、有关基因甲基化程度有关B.B.甲基化可能影响甲基化可能影响RNARNA聚合酶与该基因的结合聚合酶与该基因的结合C.C.碱基甲基化不影响碱基互补配对过程碱基甲基化不影响碱基互补配对过程D.D.甲基化是引起基因突变的常见方式甲基化是引起基因突变的常见方式【解析【解析】选选D D。根据题意和题图分析。根据题意和题图分析,基因型都为基因型都为AaAa的小鼠毛色不同的小鼠毛色不同,关键原因关键原因是是A A基因中二核苷酸基因中二核苷酸(CpG(CpG)胞嘧啶有不同程度的甲基化胞嘧啶有不同程度的甲基化,甲基化不影响基因甲基化不影响基因DNADNA复复制制,但影响该基因的表达但影响该基因的表达,所以会影响小
30、鼠的毛色出现差异。根据分析可知所以会影响小鼠的毛色出现差异。根据分析可知,F,F1 1个个体的基因型都是体的基因型都是AaAa,但体色有差异但体色有差异,显然与显然与A A基因甲基化程度有关基因甲基化程度有关,A,A正确正确;RNA;RNA聚聚合酶与该基因的结合属于基因表达的关键环节合酶与该基因的结合属于基因表达的关键环节,而而A A基因甲基化会影响其表达过基因甲基化会影响其表达过程程,所以所以B B正确正确;碱基甲基化不影响碱基甲基化不影响DNADNA复制过程复制过程,而而DNADNA复制过程有碱基互补配对复制过程有碱基互补配对过程过程,C,C正确正确;基因突变是基因中碱基对增添、缺失或替换
31、导致基因结构的改变基因突变是基因中碱基对增添、缺失或替换导致基因结构的改变,而基因中碱基甲基化后仍然属于该基因而基因中碱基甲基化后仍然属于该基因,所以不属于基因突变所以不属于基因突变,D,D错误。错误。【补偿训练【补偿训练】如图为基因与性状的关系示意图如图为基因与性状的关系示意图,据图判断错误的是据图判断错误的是()A.A.一种基因可以影响和控制多种性状一种基因可以影响和控制多种性状B.B.多种基因可以影响和控制一种性状多种基因可以影响和控制一种性状C.C.所有基因都能控制表现出相应的性状所有基因都能控制表现出相应的性状D.D.图中的产物可以是酶、激素或者抗体等图中的产物可以是酶、激素或者抗体
32、等【解析【解析】选选C C。由题图可知。由题图可知,性状性状a a、b b、c c、d d受同一种基因产物影响受同一种基因产物影响,说明一种说明一种基因可以影响和控制多种性状基因可以影响和控制多种性状,A,A正确正确;性状性状e e受三种基因产物影响受三种基因产物影响,表明多种基表明多种基因可以影响和控制一种性状因可以影响和控制一种性状,B,B正确正确;生物的性状除了受基因控制外生物的性状除了受基因控制外,还受环境条还受环境条件的影响件的影响,并非所有基因都能控制表现出相应的性状并非所有基因都能控制表现出相应的性状,C,C错误错误;多数酶、有些激素多数酶、有些激素和抗体是蛋白质和抗体是蛋白质,
33、可以是基因表达的产物可以是基因表达的产物,D,D正确。正确。1.1.【科技情境【科技情境】20202020年新型冠状病毒肺炎疫情在全球迅速蔓延年新型冠状病毒肺炎疫情在全球迅速蔓延,研究发现新型研究发现新型冠状病毒是一种单链冠状病毒是一种单链+RNA+RNA病毒病毒,其遗传信息的传递途径如图所示其遗传信息的传递途径如图所示:探究探究:(1)(1)根据图示推测新型冠状病毒遗传信息的传递方向。根据图示推测新型冠状病毒遗传信息的传递方向。(科学思维科学思维)提示提示:(2)(2)根据图示推测新型冠状病毒是如何形成子代病毒的。根据图示推测新型冠状病毒是如何形成子代病毒的。(科学思维科学思维)提示提示:新
34、型冠状病毒的遗传物质新型冠状病毒的遗传物质+RNA+RNA侵入宿主细胞后侵入宿主细胞后,在宿主细胞内以在宿主细胞内以+RNA+RNA为模为模板在板在RNARNA聚合酶的作用下生成聚合酶的作用下生成-RNA,-RNA,然后以然后以-RNA-RNA为模板生成为模板生成+RNA+RNA即遗传物质即遗传物质,同同时以时以+RNA+RNA为模板在宿主细胞的核糖体上合成病毒蛋白质为模板在宿主细胞的核糖体上合成病毒蛋白质,然后病毒蛋白质和合然后病毒蛋白质和合成的子代成的子代+RNA+RNA组装组装,即形成子代病毒。即形成子代病毒。2.2.【科技情境【科技情境】美国宇航局美国宇航局(NASA)(NASA)为了
35、研究太空环境对人基因的影响为了研究太空环境对人基因的影响,利用双利用双胞胎胞胎“宇航员宇航员ScottScottKellyKelly与与MarkMarkKellyKelly”做了一个做了一个“天地隔离实验天地隔离实验”。受。受试者是同卵双生试者是同卵双生,有着几乎完全相同的基因组。其中有着几乎完全相同的基因组。其中,弟弟弟弟ScottScott被送进国际空被送进国际空间站为期间站为期340340天天,发现其身高增加了发现其身高增加了5cm(5cm(在此之前在此之前,兄弟二人身高相同兄弟二人身高相同)。为了进。为了进一步了解太空环境对人体的影响一步了解太空环境对人体的影响,研究人员对结束任务的研
36、究人员对结束任务的ScottScott继续进行了长达继续进行了长达一年的监测一年的监测,并对比了他与哥哥并对比了他与哥哥MarkMark的的DNADNA差异。发现尽管兄弟二人的差异。发现尽管兄弟二人的DNADNA依然依然相同。但分析显示相同。但分析显示ScottScott细胞内甲基化水平明显差异化细胞内甲基化水平明显差异化,或升高或降低。总体而或升高或降低。总体而言进入太空后基因表达达到了一个前所未有的高峰。言进入太空后基因表达达到了一个前所未有的高峰。探究探究:(1)(1)上述资料中上述资料中,弟弟弟弟ScottScott性状改变的原因是什么性状改变的原因是什么?是否可以遗传是否可以遗传?(
37、?(科学思维科学思维)提示提示:环境导致其基因发生甲基化环境导致其基因发生甲基化,进而影响基因表达进而影响基因表达,表型发生差异。可以遗表型发生差异。可以遗传。传。(2)(2)上述现象是否只有在太空中才能发生上述现象是否只有在太空中才能发生?请举例说明。请举例说明。(科学思维科学思维)提示提示:表观遗传普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的生命活动过程中。例表观遗传普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的生命活动过程中。例如同卵双胞胎所具有的微小差异、一个蜂群中蜂王和工蜂的差异等。如同卵双胞胎所具有的微小差异、一个蜂群中蜂王和工蜂的差异等。1.1.细胞通过精准的调控细胞通过精准的调控,实现了基因对性
38、状的控制。下列有关说法实现了基因对性状的控制。下列有关说法,正确的是正确的是_。基因通过控制蛋白质的合成直接控制生物的性状基因通过控制蛋白质的合成直接控制生物的性状同一个体的不同组织细胞中蛋白质种类不完全相同同一个体的不同组织细胞中蛋白质种类不完全相同柳穿鱼花的不同形态是由一对等位基因控制的柳穿鱼花的不同形态是由一对等位基因控制的DNADNA的甲基化修饰不能遗传给后代的甲基化修饰不能遗传给后代基因能否表达是基因表达调控的唯一方式基因能否表达是基因表达调控的唯一方式基因通常是有遗传效应的基因通常是有遗传效应的DNADNA片段片段,不同基因之间的作用可能相互影响不同基因之间的作用可能相互影响【解析
39、【解析】选选。基因控制性状的途径包括直接途径和间接途径两种类型。基因控制性状的途径包括直接途径和间接途径两种类型,错误错误;同一个体的不同组织细胞中蛋白质种类不完全相同同一个体的不同组织细胞中蛋白质种类不完全相同,正确正确;柳穿鱼花的柳穿鱼花的不同形态是表观遗传现象不同形态是表观遗传现象,不是由一对等位基因控制的不是由一对等位基因控制的,错误错误;DNA;DNA的甲基化修的甲基化修饰能遗传给后代饰能遗传给后代,错误错误;基因表达调控包括基因能否表达以及表达水平的高基因表达调控包括基因能否表达以及表达水平的高低低,错误错误;不同基因之间的作用可能相互影响不同基因之间的作用可能相互影响,正确。正确
40、。2.2.如图为中心法则的示意图。下列叙述错误的是如图为中心法则的示意图。下列叙述错误的是()A.A.表示表示DNADNA复制复制,需要需要DNADNA聚合酶参与聚合酶参与B.B.表示转录表示转录,需要需要RNARNA聚合酶参与聚合酶参与C.C.表示翻译表示翻译,需要蛋白酶参与需要蛋白酶参与D.D.表示逆转录表示逆转录,需要逆转录酶参与需要逆转录酶参与【解析【解析】选选C C。表示表示DNADNA的复制过程的复制过程,该过程需要该过程需要DNADNA聚合酶的参与聚合酶的参与,A,A正确正确;表示转录过程表示转录过程,该过程需要该过程需要RNARNA聚合酶的参与聚合酶的参与,B,B正确正确;蛋白
41、酶能水解蛋白质蛋白酶能水解蛋白质,而而表示翻译合成蛋白质的过程表示翻译合成蛋白质的过程,因此该过程不需要蛋白酶的参与因此该过程不需要蛋白酶的参与,C,C错误错误;表示逆表示逆转录过程转录过程,该过程需要逆转录酶的参与该过程需要逆转录酶的参与,D,D正确。正确。3.3.下列有关基因与性状关系的叙述下列有关基因与性状关系的叙述,正确的是正确的是()A.A.基因与性状之间是一一对应的关系基因与性状之间是一一对应的关系B.B.基因都通过控制蛋白质的结构直接控制性状基因都通过控制蛋白质的结构直接控制性状C.C.染色体上的基因控制生物性状不受环境影响染色体上的基因控制生物性状不受环境影响D.D.不同基因之
42、间相互作用不同基因之间相互作用,精细调控生物性状精细调控生物性状【解析【解析】选选D D。基因与性状之间不仅仅是一一对应的关系。基因与性状之间不仅仅是一一对应的关系,也可能是一对多也可能是一对多,A,A错错误误;基因可通过控制酶的合成控制代谢过程基因可通过控制酶的合成控制代谢过程,间接控制生物体的性状间接控制生物体的性状,B,B错误错误;生生物体的性状是由基因型和环境共同作用的结果物体的性状是由基因型和环境共同作用的结果,C,C错误错误;不同基因之间相互作用不同基因之间相互作用,精细调控生物性状精细调控生物性状,D,D正确。正确。4.4.如图表示同一个体的如图表示同一个体的5 5种细胞中种细胞
43、中5 5种基因的表达情况种基因的表达情况,下列分析错误的是下列分析错误的是()A.A.此图能说明细胞分化的实质此图能说明细胞分化的实质B.B.基因基因B B可能控制可能控制RNARNA聚合酶的合成聚合酶的合成C.C.细胞中细胞中mRNAmRNA差异最大的是细胞差异最大的是细胞2 2和和4 4D.D.一般来说一般来说,这这5 5种细胞的核遗传物质相同种细胞的核遗传物质相同【解析【解析】选选C C。图示表示不同细胞选择表达的基因不同。图示表示不同细胞选择表达的基因不同,即细胞分化的实质是基即细胞分化的实质是基因的选择性表达因的选择性表达,A,A正确正确;生物体内几乎所有细胞都能控制生物体内几乎所有
44、细胞都能控制RNARNA聚合酶合成聚合酶合成,因此因此基因基因B B可能控制可能控制RNARNA聚合酶的合成聚合酶的合成,B,B正确正确;2;2和和5 5中中mRNAmRNA的差异大于的差异大于2 2和和4,C4,C错误错误;同同一个生物体内不同细胞都是由同一个受精卵有丝分裂形成的一个生物体内不同细胞都是由同一个受精卵有丝分裂形成的,都含有相同的基都含有相同的基因因,因此这因此这5 5种细胞的核遗传物质相同种细胞的核遗传物质相同,D,D正确。正确。5.5.是否具有豌豆淀粉分支酶是否具有豌豆淀粉分支酶,导致豌豆产生圆粒和皱粒这对相对性状导致豌豆产生圆粒和皱粒这对相对性状,这可以这可以说明说明()
45、A.A.发生基因突变发生基因突变,必然导致蛋白质的结构改变必然导致蛋白质的结构改变B.B.基因通过控制酶的合成基因通过控制酶的合成,控制生物体的性状控制生物体的性状C.C.基因通过控制激素的合成基因通过控制激素的合成,控制生物体的性状控制生物体的性状D.D.基因通过控制蛋白质结构基因通过控制蛋白质结构,控制生物体的性状控制生物体的性状【解析【解析】选选B B。基因突变。基因突变,转录形成的密码子一定改变转录形成的密码子一定改变,但由于密码子的简并性但由于密码子的简并性,不一定导致蛋白质的结构改变不一定导致蛋白质的结构改变,A,A错误错误;控制合成淀粉分支酶的基因发生突变而控制合成淀粉分支酶的基
46、因发生突变而不能合成淀粉分支酶不能合成淀粉分支酶,使得豌豆粒不能合成淀粉而变得皱缩使得豌豆粒不能合成淀粉而变得皱缩,说明基因是通过控说明基因是通过控制酶的合成间接控制生物性状的制酶的合成间接控制生物性状的,B,B正确正确;由题干信息不能说明基因通过控制激由题干信息不能说明基因通过控制激素的合成来控制生物体的性状素的合成来控制生物体的性状,C,C错误错误;“;“是否具有豌豆淀粉分支酶是否具有豌豆淀粉分支酶,导致豌豆产导致豌豆产生圆粒和皱粒这对相对性状生圆粒和皱粒这对相对性状”,说明基因是通过控制酶的合成间接控制生物性说明基因是通过控制酶的合成间接控制生物性状的状的,D,D错误。错误。6.6.同一
47、动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的,造成这种差异的主要造成这种差异的主要原因是原因是()A.A.二者所处的细胞周期不同二者所处的细胞周期不同B.B.二者所含有的基因组不同二者所含有的基因组不同C.C.二者核二者核DNADNA的复制方式不同的复制方式不同D.D.二者合成的特定蛋白不同二者合成的特定蛋白不同【解析【解析】选选D D。神经细胞和肌细胞都已经高度分化。神经细胞和肌细胞都已经高度分化,都没有细胞周期都没有细胞周期,A,A错误错误;神神经细胞和肌细胞是由同一个受精卵有丝分裂形成的经细胞和肌细胞是由同一个受精卵有丝分裂形成的,都含有相同的
48、遗传物质都含有相同的遗传物质,二二者所含的基因组相同者所含的基因组相同,B,B错误错误;二者核二者核DNADNA的复制方式相同的复制方式相同,都是半保留复制都是半保留复制,但这但这两种细胞都已经高度分化两种细胞都已经高度分化,不再分裂不再分裂,因此都不会发生核因此都不会发生核DNADNA的复制的复制,C,C错误错误;神经神经细胞和肌细胞在功能上不同的原因是基因的选择性表达细胞和肌细胞在功能上不同的原因是基因的选择性表达,即这两种细胞合成的即这两种细胞合成的特定蛋白不同特定蛋白不同,D,D正确。正确。7.7.下列关于基因与性状之间的关系的叙述错误的是下列关于基因与性状之间的关系的叙述错误的是()
49、A.A.基因与性状是一一对应的关系基因与性状是一一对应的关系B.B.基因可通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状基因可通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状C.C.基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物的性状进而控制生物的性状D.D.生物性状既受基因的控制生物性状既受基因的控制,也受环境条件的影响也受环境条件的影响【解析【解析】选选A A。基因与性状之间不是简单的一一对应的关系。基因与性状之间不是简单的一一对应的关系,有可能多对基因控有可能多对基因控制一对相对性状制一对相对性状,A,A错误错误;基因可通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状基因可通过控制
50、蛋白质的结构来控制生物的性状,B,B正正确确;基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物的性状进而控制生物的性状,C,C正确正确;生生物性状既受基因的控制物性状既受基因的控制,也受环境条件的影响也受环境条件的影响,D,D正确。正确。8.8.在甲基转移酶的催化下在甲基转移酶的催化下,DNA,DNA的胞嘧啶被选择性地添加甲基导致的胞嘧啶被选择性地添加甲基导致DNADNA甲基化甲基化,进进而使染色质高度螺旋化而使染色质高度螺旋化,因此失去转录活性。下列相关叙述不正确的是因此失去转录活性。下列相关叙述不正确的是()A.DNAA.DNA甲基化甲基化,会导致基因
