第2节 基因表达与性状的关系.docx

1、第2节 基因表达与性状的关系第2节 基因表达与性状的关系课程标准要求核心素养对接学业质量水平概述生物的性状主要通过蛋白质表现；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。1.科学思维通过分析基因表达产物蛋白质与生物性状的关系的实例，认识到生物的性状主要通过蛋白质来表现。水平二2. 生命观念通过对DNA甲基化等表观遗传现象的分析，认识到生物的性状是基因、环境和表观遗传修饰共同作用的结果。水平一3.科学思维通过实例分析，认识到生物的性状与基因之间并非都是简单的线性关系。水平一4.社会责任通过分析吸烟会使人体细胞和精子细胞中DNA甲基化水平升高，认识到吸烟有害健康。水平一 基因表达产物与性状

2、的关系自主梳理1.基因对性状的间接控制(1)实例皱粒豌豆的形成机制：编码淀粉分支酶的基因被插入的一段外来DNA序列打乱淀粉分支酶异常，活性大大降低淀粉合成受阻，含量降低淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩。人白化症状的产生机制：编码酪氨酸酶的基因异常酪氨酸酶不能合成无法将酪氨酸转变为黑色素皮肤、毛发因缺乏黑色素而出现白化症状。(2)结论：通过上述实例可以看出，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。2.基因对性状的直接控制(1)实例：囊性纤维化的发病机制：编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，空间结构变化CFTR转运氯离子功能异常患者支气管中黏

3、液增多，管腔受阻，细菌滋生，肺功能严重受损。(2)结论：基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。典例1 (2019聊城一中期中)（多选）牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图：从图中不能得出的结论是()A.花的颜色由多对基因共同控制 B. 基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状C.牵牛花颜色的表现受到相关酶的控制 D.若基因不表达，则基因也不表达解析由图可知，花青素的合成是由多对基因共同控制的，A正确；基因分别通过控制酶1、2、3的合成来控制花青素的合成，B错误，C正确；基因具有独立性，基因不表达，基因和基因仍然能够表达，D错误。答案BD对点

4、练1 (2019兰州一中期末)酶A、B、C是大肠杆菌的三种酶，每种酶只能催化下列反应链中的一个步骤，其中任意一种酶的缺失均能导致该菌因缺少化合物丁而不能在基本培养基上生长。化合物甲化合物乙化合物丙化合物丁现有三种营养缺陷型突变体，在添加不同化合物的基本培养基上的生长情况如下表：突变体添加物突变体a(酶A缺陷)突变体b(酶B缺陷)突变体c(酶C缺陷)化合物乙不生长不生长生长化合物丙不生长生长生长由上表可知：酶A、B、C在该反应链中的作用顺序依次是()A.酶A、酶B、酶C B.酶C、酶A、酶BC.酶B、酶C、酶A D.酶C、酶B、酶A解析突变体a缺乏酶A，在基本培养基上添加化合物乙和丙均不能生长，

5、说明酶A催化丙转化为丁的过程；突变体b缺乏酶B，在基本培养基上添加化合物乙不能生长，添加丙能生长，说明酶B催化乙转化为丙的过程；突变体c缺乏酶C，在基本培养基上添加化合物乙和丙均能生长，说明酶C催化甲转化为乙的过程。酶A、B、C在该反应链中的作用顺序依次是酶C、酶B、酶A，D正确。答案D联想质疑豌豆皱粒的形成原因：编码淀粉分支酶的基因突变，导致淀粉分支酶不能合成；体现了基因对性状的间接控制。 基因的选择性表达与细胞分化自主梳理素养提升分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞(有细胞核)和胰岛细胞，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下：检测的

6、3种细胞卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因卵清蛋白mRNA珠蛋白mRNA胰岛素mRNA输卵管细胞红细胞胰岛细胞说明：“”表示检测发现相应的分子，“”表示检测未发现相应的分子。 (1)这3种细胞合成的蛋白质有何差别？提示输卵管细胞能合成卵清蛋白、不能合成珠蛋白和胰岛素，红细胞能合成珠蛋白、不能合成卵清蛋白和胰岛素，胰岛细胞能合成胰岛素、不能合成卵清蛋白和珠蛋白。(2)3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因，但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？提示同一生物体内的不同种细胞，所含有的基因没有差异，但基因的表达存在着选择性。典例2 (2019乐山联考)（多选）

7、同一生物体内的不同组织细胞之间，相同的是()A.染色体上的基因 B.细胞质中的tRNAC.遗传密码的种类 D.细胞质中的mRNA解析同一生物体内不同组织细胞中，染色体上的基因都相同，A正确；同一生物体内不同组织细胞中，细胞质中的tRNA都相同，B正确；同一生物体内不同组织细胞中，遗传密码的种类都相同，C正确；同一生物体内不同组织细胞中选择性表达的基因不同，因此细胞质中的mRNA不同，D错误。 答案ABC对点练2 (2019永城实验高中期末)人的胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，据此推测胰岛细胞中()A.只有胰岛素基因B.比人受精卵基因要少C.有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因D

8、.既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因解析胰岛细胞含有该个体全部的基因，A错误；胰岛细胞是由受精卵有丝分裂而来的，所含的基因与受精卵相同，B错误；胰岛细胞除了含有胰岛素基因，还有血红蛋白基因和其他基因，C错误，D正确。答案D联想质疑“管家基因”是指所有细胞中均要稳定表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的。 “奢侈基因”是指不同类型细胞中特异性表达的基因，奢侈基因的产物赋予各种类型细胞特定的形态结构特征与功能。表观遗传自主梳理1.实例分析(1)柳穿鱼花的形态结构的遗传柳穿鱼植株A柳穿鱼植株B性状表现开两侧对称花开辐射对称花Lcyc基因测序结果植株A和植株B碱基组成及序列一样

9、，没有差异Lcyc基因表达情况检测表达不表达Lcyc基因甲基化检测与植株A相比，植株B的Lcyc基因高度甲基化杂交实验植株A与植株B杂交，F1开两侧对称花，F2绝大部分植株开两侧对称花，少部分植株开辐射对称花(2)小鼠毛色的遗传(将纯种黄色体毛小鼠与纯种黑色体毛小鼠杂交)子一代小鼠基因型子一代均为Avya子一代小鼠表型不同小鼠表现出黄色和黑色之间的一系列过渡类型Avy基因甲基化检测毛色越深的小鼠，Avy基因甲基化程度越高根据上述两个实例分析，DNA的甲基化将会抑制该基因的表达，从而影响生物的性状；DNA的甲基化是可以(“可以”或“不能”)遗传给下一代的。2.概念生物体基因的碱基序列保持不变，但

10、基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。3.现象除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。4.吸烟与人体健康的关系吸烟会使人体细胞内DNA的甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响。典例3 (2019成都外国语学院附中期末)在甲基转移酶的催化下，DNA的胞嘧啶被选择性地添加甲基导致DNA甲基化，进而使染色质高度螺旋化，因此失去转录活性。下列相关叙述错误的是()A.DNA甲基化，会导致基因碱基序列的改变B.DNA甲基化，会导致mRNA合成受阻C.DNA甲基化，可能会影响生物的性状D.DNA甲基化，可能会影响细胞分化解析DNA甲基化是指DNA的

11、胞嘧啶被选择性地添加甲基，这不会导致基因碱基序列的改变。答案A对点练3 (2019厦门质检)真核生物细胞内存在着种类繁多、长度为2123个核苷酸的小分子RNA(简称miRNA)，它们能与相关基因转录形成的mRNA互补，形成局部双链。这些miRNA抑制基因表达的机制是()A.阻断rRNA装配成核糖体 B.妨碍双链DNA分子的解旋C.干扰核糖体与mRNA结合 D.影响RNA分子的远距离转运解析根据题意，miRNA与rRNA装配成核糖体无关，A错误；miRNA并没有与双链DNA分子互补，故不会妨碍双链DNA分子的解旋，B错误； miRNA是与相关基因转录出来的mRNA互补，则mRNA就无法与核糖体结

12、合，C正确；miRNA只是阻止了mRNA发挥作用，不会影响RNA分子的远距离转运，D错误。答案C联想质疑DNA甲基化是指DNA分子中的碱基被选择性的加上甲基的现象。表现出不同毛色的Avya小鼠基因与性状之间的关系自主梳理1.基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系(1)一个性状可以受到多个基因的影响，例如，人的身高是由多个基因决定的，其中每个基因对身高都有一定的作用。(2)一个基因也可以影响多个性状，例如，我国科学家研究发现水稻中的Ghd7基因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作用。2.性状是基因和环境共同作用的结果(1)生物体的性状不完全由基因决定，环境

13、对性状也有着重要影响。如后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。(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，形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。典例4 下列关于基因与性状之间关系的叙述，错误的是()A.水毛茛叶子形态的差异是基因与环境共同作用的结果B.人的身高受多对基因决定，并受后天营养和体育锻炼的影响C.水稻的Ghd7基因对开花、产量等多个性状均有影响D.生物体的每一种性状都有一个特定的基因控制答案D对点练4 豌豆的某突变体中编码淀粉分支酶的基因(R)被插入的DNA序列打乱，导致淀粉分支酶不能合成，无法催化蔗糖合成淀粉，造成种子中积累较多的

14、甜度较淀粉高、亲水能力较淀粉差的蔗糖，因而表现为甜和皱缩的新性状。上述实例说明()A.一个基因也可以影响多个性状B.一个性状可以受多个基因的影响C.性状是基因和环境共同作用的结果D.基因和性状之间是一一对应的关系答案A联想质疑水毛茛叶的两种形态课堂小结随堂检测1.(2019静安区期末)来自同一个体的神经细胞和肝细胞有诸多差异，以下关于两者的描述错误的是()A.核DNA不完全相同 B.RNA不完全相同C.蛋白质不完全相同 D.糖类不完全相同解析神经细胞和肝细胞是由同一个受精卵经分裂和分化后形成的，细胞核具有相同的遗传物质，即核DNA相同，A错误。答案A2.肠道病毒EV71为单股正链(RNA)病毒

15、，是引起手足口病的主要病原体之一。下面为该病毒在宿主细胞肠道内增殖的示意图。据图分析错误的是()A.图中物质M的合成场所是宿主细胞的核糖体B.催化、过程的物质可能是RNA复制酶C.图中RNA具有催化RNA形成RNA的功能D.若RNA含有7 500个碱基，其中AU占40%，子代RNA形成过程共需G和C 9 000个解析图中的M物质是翻译产生的多肽链，由于EV71病毒没有细胞器，多肽合成的场所是宿主细胞的核糖体；、过程是以RNA为模板合成RNA的过程，需要的是RNA复制酶；图中催化RNA形成RNA的是物质N，图中RNA的功能是作为翻译的模板翻译出新的蛋白质、作为复制的模板形成新的RNA，即病毒的组

16、成成分之一；RNA复制时，需要先以RNA为模板合成RNA，再以RNA为模板合成RNA，相当于合成了一条双链RNA，在这条双链RNA中AU，GC，根据题目中的条件，在病毒RNA中AU占40%，则GC占60%，所以合成子代RNA的过程共需要G和C的数目是7 500260%9 000(个)。答案C3.已停止分裂的细胞，其遗传信息的传递情况可能是()A.DNADNARNA蛋白质B.RNARNA蛋白质C.DNARNA蛋白质D.蛋白质RNA答案C4.(2019海淀区期末)许多基因的启动子(转录起始位点)内富含CG重复序列，若其中的部分胞嘧啶(C)被甲基化成为5甲基胞嘧啶，就会抑制基因的转录。下列与之相关的

17、叙述中，正确的是()A.在一条单链上相邻的C和G之间通过氢键连接B.胞嘧啶甲基化导致表达的蛋白质结构改变C.胞嘧啶甲基化会阻碍RNA聚合酶与启动子结合D.基因的表达水平与基因的甲基化程度无关解析在一条脱氧核苷酸单链上相邻的C和G之间不是通过氢键连接，而是通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连接，A错误；胞嘧啶甲基化导致的是表达过程中基因转录被抑制，对已经表达的蛋白质结构没有影响，B错误；根据题意“胞嘧啶甲基化会抑制基因的转录”可推知，抑制的实质就是阻碍RNA聚合酶与启动子结合，C正确；由于基因的表达水平与基因的转录有关，所以与基因的甲基化程度有关，D错误。答案C5.细胞分化是奢侈基因选择性表达的结果。

18、下列属于奢侈基因的是()A.血红蛋白基因 B.ATP合成酶基因C.DNA解旋酶基因 D.核糖体蛋白基因解析由题干中“细胞分化是奢侈基因选择性表达的结果”可知，找出分化的细胞中特殊成分的基因即可，四个选项中B、C、D是所有活细胞中都表达的基因，而A中血红蛋白基因是分化后的红细胞才表达的基因。答案A6.(2019兰州一中期末)下图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径。请根据图示回答下列问题：(1)缺乏酶_会导致人患白化病。(2)尿黑酸在人体内积累会使人的尿液中含有尿黑酸，这种尿液暴露于氧气会变成黑色，这种症状称为尿黑酸症。缺乏酶_会使人患尿黑酸症。(3)导致苯丙酮尿症的直接原因是由于患者的体细胞中缺少酶_

19、，致使体内的苯丙氨酸不能沿正常途径转变为酪氨酸，只能转变为苯丙酮酸。(4)从以上实例可以看出，基因通过控制_来控制_，进而控制生物体的性状。解析(1)人体缺乏黑色素而患白化病，酪氨酸合成黑色素需要酶催化，故缺乏酶会导致人患白化病。(2)由题图可知，酶可将尿黑酸催化生成乙酰乙酸，若在其他条件均正常的情况下，直接缺少酶会使尿黑酸在人体内积累，部分尿黑酸随尿液排出，使人患尿黑酸症。(3)由题图可知，苯丙氨酸转变为酪氨酸需要酶的催化，体细胞中缺少酶，会使体内的苯丙氨酸不能沿正常途径转变为酪氨酸，只能转变为苯丙酮酸，故导致苯丙酮尿症的直接原因是患者的体细胞中缺少酶。(4)以上实例均显示通过酶的催化作用来

20、控制人体内的苯丙氨酸代谢过程，故可以看出，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。 答案(1)(2)(3)(4)酶的合成代谢过程课时作业(时间：30分钟)强化点1基因表达产物与性状的关系1.(2019东北师大附中月考)下列关于基因、性状以及两者的关系叙述正确的是()A.基因能够通过表达，实现遗传信息在亲代和子代之间的传递B.基因在染色体上呈线性排列，基因的前端有起始密码子，末端有终止密码子C.人的白化病是由于基因不正常而合成过多的酪氨酸酶，将黑色素转变为酪氨酸，而表现出白化症状D.基因对性状的直接控制，说明了蛋白质是生物性状的表现者解析基因能够通过复制，实现遗传信息在亲代和子

21、代之间的传递，A错误；基因在染色体上呈线性排列，基因的前端有启动子，末端有终止子，B错误；人的白化病是由于控制酪氨酸酶的基因发生突变，导致酪氨酸酶缺乏，不能将酪氨酸转变为黑色素，而表现出白化症状，C错误；基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状，说明了蛋白质是生物性状的表现者，D正确。答案D2.(2019高安中学期末)下面关于基因、蛋白质、性状之间关系的叙述中错误的是()A.基因与性状不都是简单的线性关系B.蛋白质的功能可以体现生物性状C.蛋白质的结构可直接影响生物性状D.生物体的性状完全由基因控制解析生物的性状是由基因和环境共同决定的，说明基因与性状的关系并不都是简单的线性关系，A正确；蛋白

22、质的功能体现生物性状，如细胞膜载体影响物质跨膜运输，B正确；蛋白质的结构可以直接影响性状，如囊性纤维化病，C正确；生物性状由基因决定，另外受环境因素的影响，如植物幼苗在生长过程中，如果没有光照，就不能合成叶绿素，而出现白化苗，D错误。答案D3.(2019龙岩期末)下列有关基因与性状之间关系的叙述，错误的是()A.基因与性状的关系不都是简单的线性关系B.基因通过控制酶的合成来控制生物的所有性状C.具有相同基因的细胞转录出的mRNA不一定相同D.基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用解析基因控制生物性状的途径有两个：一是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状，这

23、是间接控制生物性状；二是通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状，B错误。 答案B4.(2019天津七校联考)如图为人体内基因对性状的控制过程，据图分析正确的是()A.人体成熟的红细胞中只进行过程，而不进行过程B.X1与X2的区别主要是脱氧核苷酸排列顺序的不同C.人体衰老引起白发的原因是过程不能完成D.如图反映了基因通过控制蛋白质的结构及酶的合成来控制生物的性状解析人体成熟的红细胞没有细胞核和细胞器，过程均不能进行，A错误；X1与X2为转录形成的RNA，RNA的组成单位是核糖核苷酸，故X1与X2的区别主要是核糖核苷酸排列顺序的不同，B错误；人体衰老引起白发的原因是酪氨酸酶活性降低，不是酪氨酸酶不能

24、合成，C错误；图示反映了基因通过控制蛋白质的结构及酶的合成来控制生物的性状，D正确。答案D5.(2019龙岩期末)如图表示基因、蛋白质与性状的关系，从图中无法得出的是()A.同一个基因可影响多种性状，多个基因也可控制一种性状B.有些基因只控制一种性状，并且不受其他基因的干扰C.基因与性状并不都是简单的线性关系D.表现型是基因型和环境共同作用的结果解析据图分析，同一个基因控制合成的产物与四种性状有关，不同基因控制合成的三种产物与同一种性状有关，说明同一个基因可影响多种性状，多个基因也可控制一种性状，A正确；基因是具有遗传效应的DNA片段，具有相对的独立性，有些基因只控制一种性状，并且不受其他基因

25、的干扰，B正确；基因与性状并不都是简单的线性关系，C正确；图示只能体现基因与性状之间的关系，没有涉及到环境的作用，D错误。答案D强化点2基因选择性表达与细胞分化6.(2019福建外国语学校期中)如图表示同一生物体内不同体细胞的基因表达状况，据图判断下列说法中错误的是()A.图中的3种细胞的基因组成具有特异性差异B.图中黑色方框表示表达的基因C.图解可说明细胞的分化是基因选择性表达的结果D.图中白色方框表示沉默的基因解析胰岛B细胞、眼晶状体细胞和神经细胞由同一个受精卵经过有丝分裂、分化得到，遗传物质相同；性状不同是基因选择性表达的结果，眼晶状体细胞中眼晶状体蛋白基因表达了，其他体细胞中此基因没有

26、表达；胰岛B细胞中胰岛素基因表达了，其他体细胞中此基因没有表达，呼吸酶基因在所有活细胞中都表达了。答案A7.细胞分化是基因选择性表达的结果，下列关于基因的选择性表达叙述正确的是()A.不同的体细胞中表达的基因全不相同B.基因的“沉默”可能与转录、翻译有关C.去除细胞中不表达的基因，不影响细胞的全能性D.在受精卵中，所有的基因都处于表达状态解析不同的体细胞中表达的基因可能相同，如细胞呼吸酶基因都表达，A错误；基因的“沉默”影响基因的转录、翻译，B正确；细胞具有全能性的原因是细胞中含有该生物体中全套遗传物质，如去除部分基因，则影响细胞的全能性，C错误；在受精卵中，并非所有的基因都处于表达状态，如血

27、红蛋白基因在受精卵中不表达，D错误。答案B8.(2019嵊州二中月考)下列有关细胞分化的叙述，正确的是()A.不会导致细胞中蛋白质种类发生变化B.使细胞的数目和种类增多C.选择性表达是选择性的转录了不同的基因D.会导致细胞中遗传物质改变解析细胞分化是细胞内基因的选择性表达，也就合成了不同种类的蛋白质，A错误；细胞分化细胞的数目不改变，细胞的种类增多，B错误；选择性表达是选择性的转录了不同的基因，C正确；细胞分化细胞中遗传物质不改变，D错误。答案C9.(2019洛阳市期中)分析下表数据，有关叙述错误的是()器官或细胞眼唾液腺皮肤甲状腺血细胞心脏所表达基因的估计数目1 9321863 0432 3

28、8123 5059 400A.人体各器官表达的基因数目有差异是基因选择性表达的结果B.血细胞所表达的基因数目最多是因为其遗传物质相对含量较高C.人体各器官表达的基因数目有差异说明细胞中所含蛋白质有差异D.不同的细胞表达的基因不全相同，与细胞具有的不同功能相适应解析细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，其结果是形成不同的组织和器官，A正确；同一个体不同的体细胞所含的基因相同，但表达的基因不同，B错误；基因表达的结果是控制蛋白质的合成，所以各器官表达的基因数目有差异说明细胞中所含蛋白质有差异，C正确；不同功能的细胞表达的基因不全相同，这与细胞具有不同功能相适应，D正确。答案B强化点3表观遗传现象1

29、0.(2019泉港区一中期末)下图表示RNA干扰技术的原理，下列相关叙述错误的是()A.推测A蛋白具有RNA聚合酶的功能B.可利用该技术研究基因的功能C.RNA干扰过程遵循碱基互补配对原则D.利用该技术可以抑制致病基因的表达解析A蛋白能将RNA切割成小片段，这不属于RNA聚合酶的作用，A错误；由于利用RNA干扰技术后，SiRNA可干扰翻译过程，不能合成相应的蛋白质，因此可利用该技术研究相应的基因的功能，B正确；据图可知RNA干扰过程遵循碱基互补配对原则，C正确；进行RNA干扰后，翻译无法进行，因此利用该技术可以抑制致病基因的表达，D正确。答案A11.（2019广东惠州三模）（多选）图为某植物细胞一个DNA分子中a、b、c三个基因的分布状况，图中、为无遗传效应的序列。有关叙述正确的是 ( )A.在同一植物的各种细胞中，a、b、c基因不一定都会表达出相应蛋白质 B.a、b互为非等位基因，在亲子代间传递时可自由 组合 C.基因在染色体上呈线性排列，基因的首、尾端存在起始密码子和终止密码子