第32課時基因表達與性狀的關系

1.舉例說明生物的性狀主要通過蛋白質表現(xiàn)。2.概述細胞分化的本質是基因選擇

課標要求

性表達的結果。3.概述某些基因中堿基序列不變，但表型改變的表觀遺傳現(xiàn)象。

L基因表達產(chǎn)物與性狀

2023?湖南182022?重慶-T182020?浙江1月選考?T8

的關系

2.基因選擇性表達與細

考情分析2022?河北-T142022?重慶?T6

胞分化

2023?海南-T112022?天津-T52022?遼寧?T16

3.表觀遺傳

2022?北京-T18

考點一基因表達產(chǎn)物與性狀的關系

■整合必備知識

i.基因控制生物性狀的間接途徑

控制控制唾暨生物

（1）方式（用文字和箭頭表示）：基因

體的性狀。

（2）實例

①白化病致病機理

膚色正常白化病

②豌豆的圓粒和皺粒的形成機理

2.基因控制生物性狀的直接途徑

直接控制a.,,ru?j>

(1)方式：基因3.——?生物體的性狀。

(2)實例(囊性纖維化與鐮狀細胞貧血)

■判斷正誤

(1)豌豆產(chǎn)生圓?；虬櫫５膶嵗f明基因通過控制蛋白質結構，直接控制生物體的性狀()

(2)白化病是由于基因異常而引起酪氨酸酶合成變多，能將黑色素轉變?yōu)槔野彼幔瑥亩霈F(xiàn)白

化癥狀()

(3)基因表達的產(chǎn)物不可以參與基因的表達()

(4)基因控制生物性狀時指導合成的終產(chǎn)物一定都是蛋白質()

(5)下圖為人體內基因對性狀的控制過程，判斷下列分析的正誤：

黑色素

基因I[^>RNAI2酪氨酸酶一^_■?酪氨酸

基因2dRNA2竺血紅蛋白包f正常紅細胞

:⑤

鐮狀紅細胞

a.基因1和基因2一般不會出現(xiàn)在人體內的同一個細胞中()

b.圖中①過程需RNA聚合酶的催化，②過程需tRNA的協(xié)助()

c.圖中④⑤過程的結果存在差異的直接原因是血紅蛋白結構的不同()

d.圖中①②過程發(fā)生的場所分別是細胞核、細胞質中的核糖體()

■提升關鍵能力

油菜植物體內的中間代謝產(chǎn)物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)運向種子后有兩條轉變途徑，如圖甲所

示，其中酶a和酶b分別由基因A和基因B控制合成。

乙

(1)據(jù)圖甲分析，你認為提高油菜產(chǎn)油量的基本思路是什么？

(2)圖乙表示基因B,a鏈是轉錄鏈，經(jīng)誘導P鏈也能轉錄，從而形成雙鏈mRNA,轉錄出的

雙鏈mRNA與圖乙基因在化學組成上的區(qū)別是什么？

(3)為什么基因B經(jīng)誘導后轉錄出雙鏈mRNA就能提高產(chǎn)油量?

(4)該過程體現(xiàn)了基因控制性狀的哪種途徑?

■評價遷移應用

考向一基因表達產(chǎn)物與性狀的關系分析

1.如圖表示人體內苯丙氨酸的代謝途徑，尿黑酸在人體內積累會使人的尿液中含有尿黑酸,

這種尿液暴露于氧氣中會變成黑色，這種癥狀稱為尿黑酸癥。下列說法錯誤的是（）

/尿黑酸再當乙酰乙酸）

（苯丙斐再或（酪短評叫黑色素）酶④

8^?^[CO2+H2O）

（苯丙酮酸）--------

A.酶⑤的缺乏會導致患白化病，酶③的缺乏會導致患尿黑酸癥

B.由圖可推知同種底物經(jīng)不同種酶的催化得到的產(chǎn)物不同

C.若圖中的酶均由不同的基因表達產(chǎn)生，則可推知基因和性狀之間并不都是簡單的一一對

應關系

D.若圖中的酶均由不同的基因表達產(chǎn)生，則說明基因可通過控制酶的合成直接控制生物體

的性狀

2.如圖1、2為皺粒豌豆形成原因和囊性纖維化病因的圖解。下列敘述正確的是（）

圖1

圖2

A.淀粉分支酶基因與外來DNA序列發(fā)生了基因重組

B.圖中CF77?基因和淀粉分支酶基因都發(fā)生了基因突變

C.淀粉分支酶基因發(fā)生的結構變化可以用顯微鏡觀察

D.CFTT?基因結構異常后無法進行轉錄和翻譯

考點二基因的選擇性表達與細胞分化

■整合必備知識

1.表達的基因類型

在所有細胞中都表達的基因，指導合成的

(管

細家「蛋白質是維持所必需的

胞基

中

表因-如ATP合成酶基因、核糖體蛋白基因等

達

的只在中特異性表達的基因，這類

基

因-基因表達會使細胞在

一侈

基上發(fā)生穩(wěn)定的差異

因

一如胰島素基因、卵清蛋白基因等

2.細胞分化的本質：（如圖所示）。

網(wǎng)同網(wǎng)同同一血紅蛋白+ATP合成酶紅細胞

ABCDE因回回回回一卵清蛋白+ATP合成酶輸卵管

（基因）細胞

因回回回同一胰島素+ATP合成酶胰島B細胞

注：灰色代表表達的基因，即處于活動狀態(tài),

白色代表不表達的基因，即處于關閉狀態(tài)。

3.細胞分化的結果：由于基因的選擇性表達，導致來自同一個體的體細胞中的mRNA和蛋

白質不完全相同，從而導致細胞具有不同的形態(tài)和功能。

4.細胞分化的標志

（1）分子水平：合成了某種細胞特有的，如唾液淀粉酶、胰島素等。

（2）細胞水平：形成不同種類的=

-判斷正誤

（1）在一個細胞中，所有的基因都一定表達（）

（2）胰島B細胞有胰島素基因而無抗體基因，故可以產(chǎn)生胰島素而不能產(chǎn)生抗體（）

（3）人體肌細胞與幼紅細胞中基因、mRNA、蛋白質均不同（）

（4）肺炎鏈球菌R型和S型的差異是基因選擇性表達的結果（）

（5）細胞的分化導致基因選擇性表達，產(chǎn)生新的蛋白質，細胞具有新的功能（）

（6）若某細胞中發(fā)生了基因的選擇性表達，則該細胞一定發(fā)生了細胞分化（）

■評價遷移應用

考向二基因選擇性表達與性狀間的關系

3.（2021?湖南，13改編）細胞內不同基因的表達效率存在差異，如圖所不。下列敘述不正確

的是（）

基因A基因B

imRNA(=>mRNA

②

@@@@@回

@@@@@

@@@@@

注：@回代表蛋白質分子。

A.細胞能在轉錄和翻譯水平上調控基因表達，圖中基因A的表達效率高于基因B

B.真核生物核基因表達的①和②過程分別發(fā)生在細胞核和細胞質中

C.人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA為模板進行轉錄的產(chǎn)物

D.②過程中，rRNA中含有與mRNA上密碼子互補配對的反密碼子

4.(2023?南京高三模擬)ACC合成酶是植物體內乙烯合成的限速酶,如表是科學家以番茄ACC

合成酶基因為探針，研究番茄果實不同成熟階段及不同組織中該基因的表達情況。下列相關

分析正確的是()

果實成熟的不同階段

葉片雌蕊雄蕊根

綠果變紅桃紅橙紅亮紅紅透

++++

—++++++——+—

++++

注：“一”表示該基因不表達，“+”表示該基因表達，“+”的數(shù)目越多表示表達水平越

高。

A.該基因的表達水平在不同的組織和果實成熟的不同階段差異不明顯

B.橙紅和亮紅的果實細胞中該基因轉錄產(chǎn)物可能相對較多

C.綠果、雌蕊、葉片和根中無該基因及其轉錄產(chǎn)物，體現(xiàn)了細胞基因的選擇性表達

D.果實中該基因表達水平高于葉片，說明前者的分化程度高于后者

考點三表觀遺傳、基因與性狀間的關系

■整合必備知識

1.表觀遺傳

(1)概念：生物體基因的保持不變，但____________和發(fā)生可遺傳變

化的現(xiàn)象。

(2)實例

①柳穿魚花的形態(tài)結構遺傳

花與植株A的相似

絕大部分植株的少部分植株的

花與植株A的相似花與植株B的相似

a.Fi的花與植株A的相似的原因：Fi植株同時含有來自植株A和植株B的Lcyc基因。植

株A的Lcyc基因能夠表達；植株B的Lcyc基因由于部分堿基被,基因表達

受到抑制。

b.Fi自交后，少部分植株的花與植株B的相似的原因：F2中有少部分植株含有兩個來自植

株的Lcyc基因，由于該基因的部分堿基被甲基化，基因表達受到o

②某種小鼠毛色的遺傳

親本黃色黑色

X

一I—

F[Avya

表現(xiàn)出不同毛色的小鼠

（介于之間的一系列過渡類型）

Fi代基因型相同而出現(xiàn)不同毛色小鼠的原因是在A”基因前端（或稱“上游”）的一段特殊的

堿基序列決定著該基因的表達水平，這段堿基序列具有多個可發(fā)生DNA甲基化修飾的位點。

這些位點甲基化程度越—，A〃y基因的表達受到的越明顯，小鼠體毛的顏色就

③蜂王和工蜂的發(fā)育與由來問題

從外在看，因為蜂王幼蟲吃的是蜂王漿，住的是大蜂巢；從內在看，蜂王漿、大蜂巢等減少

了基因的甲基化水平，使幼蟲得以發(fā)育成蜂王，而工蜂幼蟲的甲基化程度太高，只能發(fā)育成

工蜂，體型、生殖能力都與蜂王有差別。

（3）機制：DNA的；的甲基化和乙?；?。

（4）理解表觀遺傳應注意的三個問題

①表觀遺傳中基因的遺傳遵循孟德爾遺傳規(guī)律。

②表觀遺傳中表型可能不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。

③性狀遺傳具有不穩(wěn)定性（被修飾的DNA可能發(fā)生去甲基化）。

⑸與表型模擬的比較

表觀遺傳與表型模擬都是由__________引起的性狀改變，_______________

相同點

都沒有改變

不同點表觀遺傳是________________，表型模擬引起的性狀改變是_______________

2.基因與性狀間的關系

（1）在大多數(shù)情況下，基因與性狀的關系并不是簡單的一一對應的關系。

①一個基因工（多數(shù)性狀受單基因控制）；

②一個基因旦（如基因間相互作用）；

③-（如身高、體重等）。

（2）生物體的性狀也不完全由基因決定，對性狀也有著重要影響。例如，后天的營養(yǎng)和

體育鍛煉等對人的身高也有重要作用。

■判斷正誤

（1）表觀遺傳不是由于基因的堿基序列改變引起的，都能遺傳給后代（）

（2）DNA甲基化會改變基因的表達，導致基因控制的性狀發(fā)生改變（）

（3）吸煙會導致精子中DNA的甲基化水平升高，從而影響基因的表達（）

（4）柳穿魚Lcyc基因的部分堿基發(fā)生甲基化修飾，抑制了基因的表達（）

（5）DNA的甲基化僅通過影響翻譯過程進而影響表型（）

（6）表觀遺傳引起了表型的變化，又是可以遺傳的，所以屬于可遺傳變異（）

■提升關鍵能力

在一個蜂群中，少數(shù)幼蟲一直取食蜂王漿而發(fā)育成蜂王，而大多數(shù)幼蟲以花粉和花蜜為

食將發(fā)育成工蜂。Dnmt3蛋白是Dnmt3基因表達的一種DNA甲基化轉移酶，能使DNA某

些區(qū)域添加甲基基團（如圖所示），DNA被甲基化后會干擾RNA聚合酶的識別。敲除￡（加"行

基因后，蜜蜂幼蟲將發(fā)育成蜂王，這與取食蜂王漿有相同的效果。

胞喀咤5一甲基胞喀唯

AGTCCGCGTTACGTAGC

TCAGGCGCAATGCATCG

部分被甲基化的DNA片段

1.據(jù)上述研究分析，蜜蜂幼蟲因食物不同而發(fā)育不同的原因是什么？

2.結合上述信息分析：DNA甲基化與基因突變的關系是怎樣的？

3.DNA甲基化常發(fā)生于DNA的C-G序列密集區(qū)，發(fā)生甲基化后，會影響這段DNA和某

些蛋白相結合。推測甲基化程度影響基因表達的機制是什么？

■評價遷移應用

考向三表觀遺傳

5.（2022?天津，5）小鼠A〃y基因控制黃色體毛，該基因上游不同程度的甲基化修飾會導致其

表達受不同程度抑制，使小鼠毛色發(fā)生可遺傳的改變。有關敘述正確的是（）

A.Avy基因的堿基序列保持不變

B.甲基化促進人丫丫基因的轉錄

c.甲基化導致A〃y基因編碼的蛋白質結構改變

D.甲基化修飾不可遺傳

6.（2024?南昌高三質檢）“RNA干擾”是由雙鏈RNA誘發(fā)的高效特異性降解mRNA而導致

基因沉默的現(xiàn)象，雙鏈RNA（dsRNA）被Dicer酶切割成短的siRNA后被組裝到沉默復合體

（RISC）中，然后siRNA被解鏈成RNA單鏈并與細胞內特異mRNA結合，從而導致mRNA

的降解（如圖）。下列有關說法錯誤的是（）

A.在細胞中，除了dsRNA外，tRNA中也含有堿基對之間形成的氫鍵

B.“RNA干擾”影響了基因的轉錄過程，進而使得相應的基因表達受阻

C.過程②沉默復合體中siRNA單鏈與mRNA的結合遵循堿基互補配對原則

D.mRNA的降解將導致細胞無法以氨基酸為原料翻譯產(chǎn)生相關蛋白質

考向四基因與性狀間的關系

7.牽?；ǖ念伾饕怯苫ㄇ嗨貨Q定的，如圖為花青素的合成與顏色變化途徑示意圖，從圖

中不能得出的結論是（）

基因①基因②基因③

m湛2湛3嘮紅色

苯丙氨酸」一輔酶……,查爾酮’*花青素

*'藍色

A.花的顏色由多對基因共同控制

B.基因可以通過控制酶的合成來控制代謝

C.生物體的性狀由基因決定，受環(huán)境影響

D.若基因①不表達，則基因②和基因③也不表達

8.（2024?武漢高三期末）一種名為粗糙脈抱菌的真菌細胞中精氨酸的合成途徑如圖所示，其中

精氨酸是細胞生活的必需物質，而鳥氨酸等中間代謝產(chǎn)物都不是必需物質。下列有關敘述錯

誤的是（）

基因2

季因1基因3基因4

染色體1n11_廠1LJI

酶1酶3酶4

鳥

N-乙酸」乎二督精氨酸

酸

鳥氨酸—"酸琥珀酸

A.通常情況下，基因是有遺傳效應的DNA片段，基因在染色體上呈線性排列

B.基因可通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀

C.若某種粗糙脈抱菌突變體只能在添加了精氨酸的培養(yǎng)基上生長，則一定是基因4發(fā)生了

突變

D.基因與基因