2023高考一轮新教材 生物Ⅱ 第3讲 基因的表达

第3讲基因的表达3.1.4概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现3．1.5概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象单链核糖核苷酸种类功能mRNA_______合成的直接模板tRNA转运氨基酸，识别______rRNA_______的组成成分病毒RNARNA病毒的________酶少数酶为RNA，可降低化学反应的活化能(起催化作用)蛋白质密码子核糖体遗传物质2.遗传信息的转录概念在细胞核中，通过____________以DNA的一条链为模板合成RNA的过程场所主要是________，在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程条件模板：______的一条链；原料：4种____________；能源：ATP；酶：___________RNA聚合酶细胞核DNA核糖核苷酸RNA聚合酶转录过程图解(以mRNA为例)3．翻译(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以_______为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。(2)密码子与反密码子(3)条件mRNA项目密码子反密码子位置mRNA_______作用直接决定蛋白质中______的序列转运氨基酸，识别_______特点与___________上的碱基互补与______________的碱基互补

场所模板原料能量搬运工具核糖体mRNA_______ATP_________tRNA氨基酸密码子DNA模板链mRNA中密码子氨基酸tRNA(4)过程4．中心法则(1)提出者：________。(2)中心法则内容图解(虚线表示少数生物的遗传信息的流向)图中：①DNA的复制；②______；③翻译；④___________；⑤__________。(3)生命是物质、能量和信息的统一体：__________是信息的载体，______是信息的表达产物，而_____为信息的流动提供能量。克里克转录RNA的复制RNA逆转录DNA、RNA蛋白质ATP(4)写出下列部分生物中心法则表达式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胞生物动物、植物、细菌、真菌等_________________________二、基因表达与性状的关系1．基因控制生物性状的主要途径途径一基因通过控制__________来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。实例：豌豆粒形和白化病的形成途径二基因通过控制______________直接控制生物体的性状。实例：镰状细胞贫血、囊性纤维病等酶的合成蛋白质的结构2.基因的选择性表达与细胞分化(1)细胞分化的实质：___________________。(2)表达的基因类型①在所有细胞中都表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因。②只在某类细胞中特异性表达的基因，如卵清蛋白基因、胰岛素基因。(3)基因选择性表达的原因：与基因表达的_____有关。基因的选择性表达调控3．表观遗传概念生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和_____发生可遗传变化的现象实例①两种柳穿鱼花的形态结构不同，但它们与此相关的Lcyc基因的碱基序列相同。②某实验小鼠具有相同的基因型Avya，但表现不同毛色实例分析①中Lcyc基因和②中Avy基因它们的碱基序列都没有变化，但部分碱基发生了___________，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响并且这种________________可以遗传给后代表型甲基化修饰DNA甲基化修饰4．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。(2)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。一、判断正误——从微点上澄清概念1．人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物。

(2021·湖南卷)(

)2．在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中，S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞指导蛋白质的合成。

(2021·全国乙卷)(

)3．金霉素(一种抗生素)可抑制tRNA与mRNA的结合，该作用直接影响转录过程。

(2021·广东卷)(

)提示：金霉素可抑制tRNA与mRNA的结合，使tRNA不能携带氨基酸进入核糖体，从而直接影响翻译的过程。√√×4．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。

(2021·河北卷)(

)提示：DNA双链解开，RNA聚合酶与启动子结合进行转录，移动到终止子时停止转录。5．对于基因如何指导蛋白质合成，克里克认为要实现碱基序列向氨基酸序列的转换，一定存在一种既能识别碱基序列，又能运载特定氨基酸的分子。该种分子后来被发现是rRNA。

(2020·天津卷)(

)提示：rRNA是组成核糖体的结构，不能运载氨基酸。6．一个DNA分子转录一次，可形成一个或多个合成多肽链的模板。

(

)7．转录和逆转录所需要的反应物都是核糖核苷酸。

(

)提示：转录需要的反应物是核糖核苷酸，逆转录需要的反应物是脱氧核苷酸。××√×二、分析作答——从关联思维上理解概念1．(必修2P66“相关信息”拓展分析)tRNA和rRNA本身不会翻译成蛋白质。请简要说明理由。提示：tRNA在翻译过程中是转运氨基酸的工具，rRNA是核糖体的组成成分，二者都不能作为翻译的模板。2．(必修2P71“问题探讨”改编)观察水毛茛的两种叶形，它们细胞内的核DNA、RNA相同吗？请说明原因。提示：核DNA相同，因为它们来自同一受精卵的有丝分裂。RNA不同，性状表现不同与蛋白质的差异直接相关，蛋白质的差异是由转录形成的mRNA不同决定的。微课题(一)遗传信息的转录和翻译[科学探究·启迪思维]材料一：20世纪60年代，科学家对“遗传信息如何从DNA传递到蛋白质”这一问题展开了广泛而深入的研究。1961年，南非生物学家布伦纳、法国生物学家雅各布和美国遗传学家梅瑟生经过实验发现，用噬菌体侵染细菌，在培养基中添加含14C标记的尿嘧啶，培养一段时间后，裂解细菌离心并分离出RNA与核糖体，分离出的RNA含有14C标记。他们把分离得到的某些RNA分子分别与细菌的DNA和噬菌体的DNA杂交，发现这些RNA可与噬菌体的DNA形成DNA­RNA双链杂交分子，不能与细菌的DNA结合。[问题探讨](1)材料一实验中，选择尿嘧啶作为标记物的原因是什么？提示：尿嘧啶是RNA分子特有的碱基。(2)布伦纳等科学家分离得到的新合成的含14C标记的RNA为什么通常和核糖体结合在一起？提示：因为这些RNA是mRNA，是翻译的直接模板。(3)材料一实验中，某些RNA可与噬菌体的DNA形成DNA­RNA双链杂交分子，不能与细菌的DNA结合的原因是什么？提示：实验结果表明这些RNA是以噬菌体DNA为模板转录形成的。(4)材料二图示中，该过程最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序相同吗？为什么？提示：相同。图示中的三个核糖体，结合在基因ARC所转录出来的mRNA分子上，翻译的模板相同，三条多肽链的氨基酸顺序是相同的。(5)当心肌长期缺血、缺氧时，最终会导致心力衰竭，其原因是什么？提示：当心肌缺血、缺氧时，基因miR-­223过度表达，所产生的miR­-223可与基因ARC的mRNA特定序列结合形成核酸杂交分子，抑制miR­-223的翻译过程，凋亡抑制因子合成减少，细胞凋亡数量增多。[深化知能·思维建模]1．辨析比较遗传信息、密码子、反密码子2．归纳概括DNA复制、转录、翻译的异同

DNA复制转录翻译时间有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期个体生长发育的整个过程场所主要在细胞核主要在细胞核核糖体模板DNA的两条链DNA(或基因)的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸21种氨基酸条件模板(DNA两条链)、原料(脱氧核糖核苷酸)、酶(解旋酶、DNA聚合酶)、能量(ATP)模板(DNA或基因一条链)、原料(核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)、能量(ATP)模板(mRNA)、原料(21种氨基酸)、能量(ATP)、酶、tRNA、核糖体产物2个双链DNA1个单链RNA多肽链

DNA复制转录翻译产物去向传递到两个子细胞或子代通过核孔进入细胞质组成细胞结构蛋白或功能蛋白特点①半保留复制②边解旋边复制边解旋边转录，DNA双链全保留一条mRNA上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链碱基配对方式A—T，T—A，G—C，C—GA—U，T—A，G—C，C—GA—U，U—A，G—C，C—G信息传递DNA→DNADNA→RNAmRNA→蛋白质意义传递遗传信息表达遗传信息，使生物表现出各种性状3.分析中心法则体现DNA的两大基本功能及其与基因表达之间的关系传递功能Ⅰ过程体现了遗传信息的传递功能，它是通过DNA复制完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中；Ⅳ过程表示以RNA作为遗传物质的生物亲代与子代之间遗传信息的传递功能表达功能Ⅱ(转录)、Ⅲ(翻译)过程共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体发育过程中；Ⅴ(逆转录)过程表示部分以RNA作为遗传物质的病毒的逆转录过程，是RNA中遗传信息表达的首要步骤4.明确转录、翻译过程中的六个细节(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)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。(3)转录和翻译过程中的碱基配对不是A—T，而是A—U。(4)解答蛋白质合成的相关计算问题时，应看清是DNA上的碱基对数还是个数，是mRNA上密码子的个数还是碱基个数，是合成蛋白质所需氨基酸的个数还是种类数。(5)分析此类问题首先要明确mRNA链和多肽链的关系。DNA模板链在RNA聚合酶的作用下产生的是mRNA，而在同一条mRNA链上结合的多个核糖体，同时合成的是若干条多肽链。(6)真核细胞的转录和翻译不同时进行，而原核细胞能边转录、边翻译。5．掌握与转录和翻译有关的2个判定方法判定真核细胞和原核细胞的转录与翻译真核细胞的核DNA先在细胞核中转录形成mRNA，而后mRNA进入细胞质中进行翻译，异地、先后进行；真核细胞中线粒体DNA和叶绿体DNA是边转录边翻译，同时、同地进行。原核细胞的DNA是边转录边翻译，同地、同时进行判定转录与翻译的方向转录的方向与RNA聚合酶移动的方向一致；核糖体与mRNA结合越早，核糖体合成的肽链长度就越长，因此，翻译的方向(即核糖体移动方向)是由肽链短的一侧指向肽链长的一侧[迁移应用·逐点练清]题点(一)遗传信息的传递和表达1．胰腺癌死亡率高达90%，近来发现胰腺癌患者血液中有一种含量较多的特殊物质——一种名为HSATⅡ的非编码RNA(即不编码蛋白质的RNA)，这一特殊RNA可以作为胰腺癌的生物标记，用于胰腺癌的早期诊断。下列有关叙述正确的是

(

)A．核膜上的核孔可以让蛋白质和此种特殊的RNA自由进出B．这种特殊的非编码RNA彻底水解后可得到6种终产物C．作为胰腺癌生物标记的RNA，其翻译成的蛋白质中可能含有20种氨基酸D．这种特殊的非编码RNA在胰腺癌患者细胞的细胞质内合成解析：核膜上的核孔具有选择透过性，细胞质中合成的蛋白质可通过核孔进入细胞核，此种特殊的RNA可通过核孔进入细胞质，但不能自由进出，A错误；RNA彻底水解后有6种产物，包括4种碱基、核糖和磷酸，B正确；这种可作为胰腺癌生物标记的RNA属于非编码RNA，不能翻译形成蛋白质，C错误；这种特殊的非编码RNA(HSATⅡ)是在细胞核中转录形成的，D错误。答案：B

A．miRNA基因中含有36～50个核苷酸B．B过程产生的多肽链②③的氨基酸序列相同C．miRNA抑制BCL2基因表达的转录和翻译过程D．据图推测，若MIR­15a基因突变，细胞发生癌变的可能性降低解析：基因是双链结构，而miRNA是单链小RNA分子，含18～25个核苷酸，所以miRNA基因中含有36～50个脱氧核糖核苷酸，A错误；②③是核糖体上合成的多肽链，由于模板是同一条mRNA，所以构成它们的氨基酸序列相同，B正确；miRNA通过与BCL2基因转录的mRNA配对，阻断翻译过程，C错误；若MIR­-15a基因突变，则无法合成miRNA，无法调控BCL2基因的表达，使其基因表达产物增加，抑制细胞凋亡，所以细胞发生癌变的可能性增大，D错误。答案：B

3．用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷和3H标记的尿嘧啶核苷分别处理活的洋葱根尖，一段时间后检测大分子放射性，最可能的结果是

(

)A．两者所有活细胞都能检测到放射性B．两者均只有局部细胞能检测到放射性C．前者所有活细胞、后者局部活细胞能检测到放射性D．前者局部活细胞、后者所有活细胞能检测到放射性解析：洋葱根尖的分生区进行细胞分裂，有DNA复制和转录、翻译过程，而根尖的其他细胞不进行细胞分裂，没有DNA复制过程，但活细胞都要进行蛋白质的合成，即进行转录和翻译过程。因此3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷只在根尖分生区能检测到放射性，而3H标记的尿嘧啶核苷在所有的活细胞中都能检测到放射性。答案：DA．原核细胞中②③过程可同时发生B．①②过程中都有能量消耗且需要酶、原料和产物都有所不同C．③过程合成的肽链中原来Cys的位置可能被替换为14C标记的AlaD．①和②过程分别用到DNA聚合酶和RNA聚合酶，二者作用于不同的化学键解析：原核细胞没有核膜，细胞中②转录过程、③翻译过程可同时发生，A正确；①过程为DNA复制，产物为DNA，该过程需要能量，解旋酶、DNA聚合酶催化，四种脱氧核糖核苷酸做原料，②过程为转录，产物为RNA，该过程需要能量，RNA聚合酶催化，四种核糖核苷酸做原料，B正确；由图示可知，镍还原后③过程合成的肽链中原来的Cys位置可能被替换为14C标记的Ala，C正确；①DNA复制过程和②转录过程分别用到DNA聚合酶和RNA聚合酶，二者作用于相同的化学键——磷酸二酯键，D错误。答案：D

题点(二)基因表达中的数量关系5．已知一段用15N标记的双链DNA分子中，鸟嘌呤所占比例为20%，下列叙述正确的是

(

)A．该DNA的一条核苷酸链中(G＋C)/(A＋T)为3∶2B．由这段DNA转录出来的mRNA中，胞嘧啶一定占20%C．若该DNA含500个碱基对，置于14N培养液中复制4次，其中第4次复制消耗腺嘌呤脱氧核苷酸2400个D．若该DNA指导合成的多肽链中有500个氨基酸，则对应的DNA模板链至少含有3000个碱基解析：由题意可知，该DNA片段中鸟嘌呤(G)占20%，则该片段中G＋C占40%，由于G＋C在双链中的比例与在一条链中的比例相同，因此该DNA的一条核苷酸链中(C＋G)∶(A＋T)＝2∶3，A错误；该双链DNA中G占20%，但无法得知每条链中G的比例，因此无法得知该段DNA转录形成的mRNA中C占的比例，B错误；若该DNA含500个碱基对，则1个DNA分子中含腺嘌呤脱氧核苷酸300个，因此第4次复制共消耗腺嘌呤脱氧核苷酸300×(24－1)＝2400(个)，C正确；在基因指导蛋白质合成的过程，存在的比例关系如下：DNA(或基因)中碱基数∶mRNA上碱基数∶氨基酸个数＝6∶3∶1，若该DNA指导合成的多肽链中有500个氨基酸，则该DNA至少含有500×6＝3000(个)碱基，对应的DNA模板链至少含有1500个碱基，D错误。答案：C

6．如图为真核细胞内某完整基因结构示意图，该基因有300个碱基对，其中A有120个，β链为转录的模板链。下列说法正确的是

(

)A．①处化学键断裂需要解旋酶的作用B．②处为氢键，该基因共有300个氢键C．该基因表达合成多肽链时最多脱去98个水分子(考虑终止密码子)D．该基因连续复制3次，第3次复制需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸1260个解析：①处化学键断裂需要限制酶的作用，A错误；由题干信息分析可知，该基因含有120个A—T碱基对、180个C—G碱基对，其中A与T之间有2个氢键，C与G之间有3个氢键，因此该基因共有氢键120×2＋180×3＝780(个)，B错误；该基因有300个碱基对，其转录形成的mRNA最多含100个密码子(有1个终止密码子)，最多能编码合成含有99个氨基酸的多肽，因此该基因表达合成多肽链时最多脱去水分子99－1＝98(个)，C正确；该基因中含有180个胞嘧啶脱氧核苷酸，因此该基因连续复制3次，第3次复制需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸2(3－1)×180＝720(个)，D错误。答案：C

[归纳拓展]

基因表达中的相关数目(1)DNA模板链中A＋T(或C＋G)与mRNA中A＋U(或C＋G)相等，则(A＋T)总%＝(A＋U)mRNA%。(2)DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系，如下图所示：可见，蛋白质中氨基酸数目＝1/3mRNA碱基数目＝1/6DNA(或基因)碱基数目。(3)一种氨基酸可对应一种或几种密码子(即密码子具有简并性)，可由一种或几种tRNA转运。(4)除终止密码子外，一种密码子只能决定一种氨基酸；一种tRNA只能转运一种氨基酸。题点(三)中心法则7．用体外实验方法可以合成核酸。已知新冠病毒2019-­nCoV是一种新型RNA病毒，能够攻击人体的肺细胞。若要在体外利用同位素标记法来探究该类病毒是否存在逆转录现象，则所需的材料组合是

(

)①同位素标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸②2019-­nCoV的RNA

③同位素标记的尿嘧啶核糖核苷酸④除去了DNA和RNA的肺细胞裂解液⑤相应的逆转录酶A．②③④⑤

B．①②④⑤C．①②⑤ D．②③④解析：根据逆转录病毒的遗传信息传递过程分析：①同位素标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，验证病毒利用人体细胞内物质合成了DNA；②2019-­nCoV的RNA，提供逆转录模板；③逆转录过程不需要尿嘧啶核糖核苷酸作为材料；④除去了DNA和RNA的肺细胞裂解液，提供给病毒合成物质；⑤相应的逆转录酶，催化逆转录过程。答案：B

8．(多选)丙肝病毒(HCV)是单股正链RNA病毒，图示为该病毒在宿主细胞内的增殖过程。据图分析，下列叙述错误的是

(

)A．带放射性尿嘧啶的大肠杆菌，可标记HCV用于病毒RNA的研究B．病毒衣壳蛋白的形成过程中既有肽键的形成又有肽键的断裂C．M是mRNA，翻译出的N是RNA复制酶D．丙肝病毒遗传信息的流动方向是RNA→蛋白质解析：丙肝病毒的宿主细胞是肝脏细胞，不能用大肠杆菌培养丙肝病毒，A错误；病毒衣壳蛋白形成时，翻译形成肽键，蛋白酶修饰时断裂肽键，B正确；M是前体蛋白质，C错误；丙肝病毒的遗传信息流动方向还包括RNA的复制，D错误。答案：ACD

[归纳拓展]判断中心法则各生理过程的三大依据微课题(二)基因表达与性状的关系■逐点清(一)基因与性状的关系1．基因对性状控制的两条基本途径(1)基因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。(2)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。[典例]豌豆的圆粒性状是由R基因控制的，当R基因中插入一段800个碱基对的DNA片段时就成为控制皱粒性状的r基因。豌豆种子圆粒性状的产生机制如图所示，下列说法错误的是

(

)A．a、b过程都遵循碱基互补配对原则B．R基因中插入一段800个碱基对的DNA片段属于基因重组C．通过对基因进行荧光标记及荧光显示，可知R、r基因在染色体上的位置D．该事实说明基因能通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制性状[解析]分析图解可知，图中a表示转录过程，b表示翻译过程，转录和翻译过程都遵循碱基互补配对原则，A正确；根据题意可知，当R基因插入一段800个碱基对的DNA片段时就成为r基因，该变异属于基因突变，B错误；通过对基因进行荧光标记及荧光显示，可知R、r基因在染色体上的位置，C正确；该事实说明基因能够通过控制酶的合成，从而间接控制生物性状，D正确。[答案]

B[归纳拓展](1)遗传信息的转录和翻译、基因对性状的控制、生物变异相关知识概念是易错点。基因突变、基因重组和染色体变异都会引起遗传物质的改变，都是可遗传变异，但不一定遗传给后代。(2)基因控制性状的两种基本方式举例①可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。囊性纤维病：CFTR基因缺失3个碱基→CFTR蛋白结构异常→功能异常。②通过控制酶的合成控制代谢过程，间接控制生物体的性状。如豌豆粒形：豌豆淀粉分支酶基因异常(插入外来DNA序列)→不能正常合成淀粉分支酶→淀粉含量低→皱粒；白化病：酪氨酸酶基因异常→缺少酪氨酸酶→制约酪氨酸转变为黑色素→白化病。

[对点训练]1．下面是关于基因、蛋白质和性状三者间关系的叙述，其中错误的是

(

)A．基因与性状之间不是简单的一一对应关系B．基因可以通过控制酶的合成进而控制生物体的性状，如囊性纤维病、白化病等C．多细胞生物体中不同细胞内基因的选择性表达导致细胞内蛋白质的不同D．生物体的性状除了受基因控制，还受环境条件影响解析：基因与性状的关系并不都是简单的线性关系，可以一对一、也可以多对一，A正确；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，这是间接控制的方式，如白化病，囊性纤维病是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体性状的实例，B错误；多细胞生物体形成过程中发生了细胞分裂和分化，而分化的本质是基因的选择性表达，所以不同种类的细胞中蛋白质的种类一般不同，C正确；生物体的性状除了受基因控制，还受环境条件影响，即表型由基因型和环境共同决定，D正确。答案：B

2．下图长方框内容为黄花蒿细胞中青蒿素的合成途径，正方框内容为酵母细胞合成青蒿素的中间产物FPP的过程。下列说法错误的是

(

)A．该过程可说明基因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B．①②过程中碱基互补配对的方式相同C．将ADS酶基因导入酵母细胞，可能使酵母细胞合成青蒿酸前体D．两种细胞中都含有FPP酶基因解析：青蒿素的合成体现了基因控制性状的方式是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体性状，A正确；①为转录过程，该过程中碱基配对方式为A—U、T—A、C—G、G—C，②为翻译过程，该过程中的碱基配对方式为A—U、U—A、C—G、G—C，可见这两个过程中碱基互补配对方式不完全相同，B错误；由图可知，青蒿酸前体的合成需要ADS酶，而酵母细胞不能合成ADS酶，因此将ADS酵基因导入酵母细胞，可能使酵母细胞合成青蒿酸前体，C正确；酵母细胞含有FPP酶基因，能控制FPP酶的合成，D正确。答案：B

■逐点清(二)表

观

遗

传1．表观遗传产生的原因和特点原因①外因：环境因素影响。②内因(实质)：DNA部分碱基发生甲基化修饰等影响了基因表达(有时会发生组成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰影响基因表达)特点①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。②不变性：基因的碱基序列保持不变。③可遗传：表观遗传修饰可以通过有丝分裂传递到子细胞，也可通过减数分裂遗传给后代。④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2．表观遗传与基因遗传(1)表观遗传一般不遵循基因遗传规律(孟德尔遗传定律、伴性遗传规律等)。(2)中心法则决定基因表达的途径，而表观遗传则通过调控中心法则的各个步骤决定基因表达的时空模式。即表观遗传调控因子既来源于基因，又要通过作用于基因或基因产物才能实现其功能。所以表观遗传不是基因之外的遗传，而是对基因遗传的补充和发展。3．表观遗传与表型模拟的比较相同点表观遗传与表型模拟都是由环境改变引起的性状改变，遗传物质都没有改变不同点表观遗传是可以遗传的，表型模拟引起的性状改变是不可以遗传的[典例]

DNA甲基化是指DNA分子胞嘧啶上共价连接一个甲基。基因组中转录沉默区常常发生甲基化。将携带甲基化和非甲基化肌动蛋白基因的重组质粒分别导入培养的肌细胞后，发现二者转录水平相同。下列推测不合理的是

(

)A．DNA甲基化改变了碱基对的排列顺序，属于基因突变B．基因启动子甲基化后，可能会影响RNA聚合酶的结合C．细胞中基因甲基化后，可能会影响细胞的结构和功能D．肌细胞可能通过相关的酶移除甲基基团，完成去甲基化[解析]

DNA甲基化没有改变碱基对的排列顺序，不属于基因突变，A错误；若基因启动子甲基化后，会影响启动子与RNA聚合酶结合，进而影响该基因的转录，B正确；基因甲基化会影响基因表达，可能会影响细胞的结构和功能，C正确；由题意可知，将携带甲基化和非甲基化肌动蛋白基因的重组质粒分别导入培养的肌细胞后，二者转录水平一致，因此可知肌细胞中可能存在去甲基化的酶将甲基基团移除，D正确。[答案]

A[归纳拓展]

DNA甲基化与基因突变的关系DNA的甲基化会导致基因不能表达或表达水平不同。DNA甲基化可影响基因表达，从而引起生物表型的改变；DNA甲基化不改变碱基序列，因此，DNA甲基化不是基因突变。[对点训练]1．DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基基团，此种变化可影响基因的表达，对细胞分化具有调控作用。基因启动子区域被甲基化后，会抑制该基因的转录，如图所示。下列相关叙述错误的是

(

)A．细胞的内外环境因素均可引起DNA的甲基化B．甲基化的启动子区更易暴露转录模板链的碱基序列C．DNA甲基化干扰了RNA聚合酶对启动子的识别和结合D．被甲基化的DNA片段中其遗传信息并未发生改变解析：DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基基团，细胞的内外环境因素均可引起DNA的甲基化，从而影响基因的表达，进而调控细胞分化，A正确；由图可知，启动子和RNA聚合酶结合后，启动基因的转录，故基因启动子区域被甲基化后，会抑制该基因的转录，因此甲基化的启动子不利于暴露转录模板链的碱基序列，B错误；启动子中含有RNA聚合酶识别的序列，由于基因启动子区域被甲基化后，会抑制该基因的转录，所以DNA甲基化干扰了RNA聚合酶对启动子的识别和结合，C正确；被甲基化的DNA片段中其遗传信息并未发生改变，只是影响了其表达，D正确。答案：B

2．表观遗传是指细胞内基因序列没有改变，但DNA发生甲基化、组蛋白修饰等，使基因的表达发生可遗传变化的现象。对此现象的叙述错误的是

(

)A．若基因的启动部位被修饰，则可能遏制了RNA聚合酶的识别B．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C．正常的细胞分化可以体现出细胞层次上的表观遗传D．同卵双胞胎之间的差异皆是由表观遗传引起的解析：基因的启动部位是RNA聚合酶识别和结合的位点，因此若基因的启动部位被修饰，则可能遏制了RNA聚合酶的识别，A正确；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，B正确；细胞分化可使细胞的形态、结构和生理功能发生稳定性差异，可见正常的细胞分化可以体现出细胞层次上的表观遗传，C正确；同卵双胞胎之间的差异主要是由环境因素引起的，D错误。答案：D

材料一：20世纪40年代，生物学家汉墨林发现剪去两株不同伞藻的伞帽并将细胞核互换，伞藻会长出与细胞核对应的新伞帽，且在刚除去细胞核而未移植新核之前，细胞质中仍能进行一段时间的蛋白质合成。1955年，布拉舍用RNA酶水解洋葱根尖细胞和变形虫细胞中的RNA，发现蛋白质合成停止；若加入RNA则重新开始蛋白质的合成。材料二：研究发现细胞中存在端粒酶，该酶由RNA和结合蛋白组成，具有逆转录酶的活性。另有实验室研究表明，细胞核中的DNA可以通过某种途径直接转移到细胞质中的核糖体上，不需要通过RNA也可以控制蛋白质的合成。材料三：朊蛋白病是一种中枢神经系统变性疾病，该疾病是由一类具有感染性但缺乏核酸的非病毒性的朊蛋白所致。健康个体中存在由基因指导合成的具有正常折叠PrPC构象的朊蛋白，而患者体内的朊蛋白是异常的PrPSc