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第 4 课时 基因表达与性状的关系
课标要求 1.举例说明生物的性状主要通过蛋白质表现。2.细胞分化的本质是基因选择性表
达的结果。3.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。
考点一 基因表达产物与性状的关系
1．基因控制生物性状的间接控制途径
(1) 方 式 ( 用 文 字 和 箭 头 表 示 ) ： 基
因――→________________――→________________―――→生物体的性状。
(2)实例
①白化病致病机理图解
②豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解
2．基因控制生物性状的直接控制途径
(1)方式：基因――→________________________――――→生物体的性状。
(2)实例油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径，如图甲
所示，其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。
(1)据图甲分析，你认为提高油菜产油量的基本思路是什么？
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(2)图乙表示基因B，α链是转录链，经诱导β链也能转录，从而形成双链mRNA，转录出的
双链mRNA与图乙基因在化学组成上的区别是什么？
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(3)为什么基因B经诱导后转录出双链mRNA就能提高产油量？
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(4)该过程体现了基因控制性状的哪种途径？
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_______________________________________________________________________________1．白化病与镰状细胞贫血是两种常见的人类单基因遗传病，发病机理如图所示。下列有关
说法正确的是( )
A．①②分别表示转录、翻译，主要发生在细胞核中
B．②过程中发生碱基互补配对，完成该过程需要64种tRNA的参与
C．图中两基因对生物性状的控制方式相同
D．①②两个过程中碱基互补配对的方式不完全相同
2．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．基因可以通过控制酶的合成来控制代谢
C．生物性状由基因决定，受环境影响
D．若基因①不表达，则基因②和基因③也不表达
考点二 基因的选择性表达与细胞分化
1．细胞分化的本质：____________________(如图所示)。
2．细胞分化的结果：由于基因的选择性表达，导致来自同一个体的体细胞中________和
______不完全相同，从而导致细胞具有不同的________________。下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态，请据图分析回答下列问题：
(1)上述基因属于管家基因的是________，属于奢侈基因的是________。
(2)这三种细胞“血红蛋白基因”均__________表达，所以这三种细胞不包括________；A
细胞可产生“胰岛素”，应为________细胞；B细胞可产生“生长激素”，应为________细
胞。
3．(2023·江西宜春高三检测)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mRNA进行了检测，结果见下表(注：“＋”表示检测发现相应的分子，
“－”表示检测未发现相应的分子)。下列叙述正确的是( )
细胞种类 珠蛋白mRNA 卵清蛋白mRNA 胰岛素mRNA 丙酮酸激酶mRNA
红细胞 ＋ － － ＋
输卵管细胞 － ＋ － ＋
胰岛细胞 － － ＋ ＋
A.不同细胞合成的mRNA完全不同
B．丙酮酸激酶基因的表达产物是维持鸡细胞的基本生命活动所必需的
C．输卵管细胞中存在卵清蛋白基因和丙酮酸激酶基因，没有珠蛋白基因和胰岛素基因
D．鸡的不同细胞在形态、结构和功能上具有差异的根本原因在于合成的蛋白质种类不同
4．(2023·江苏南京高三模拟)ACC合成酶是植物体内乙烯合成的限速酶，下表是科学家以番
茄ACC合成酶基因为探针，研究番茄果实不同成熟阶段及不同组织中该基因的表达情况。
下列分析正确的是( )
果实成熟的不同阶段
叶片 雌蕊 雄蕊 根
绿果 变红 桃红 橙红 亮红 红透
＋＋ ＋＋
－ ＋ ＋＋ ＋＋＋ － － ＋ －
＋＋ ＋＋
注：“－”表示该基因不表达，“＋”表示该基因表达，“＋”的数目越多表示表达水平越高。
A．该基因的表达水平在不同的组织和果实成熟的不同阶段差异不明显
B．橙红和亮红的果实细胞中该基因转录产物可能相对较多
C．绿果、雌蕊、叶片和根中无该基因及其转录产物，体现了细胞基因的选择性表达
D．果实中该基因表达水平高于叶片，说明前者的分化程度高于后者
考点三 表观遗传及基因与性状其他几种关系
1．表观遗传
(1)概念：生物体基因的________________保持不变，但________________和________发生
可遗传变化的现象。
(2)实例
①柳穿鱼花的形态结构遗传
②某种小鼠毛色的遗传
③蜂王和工蜂的发育由来问题
(3)机制：DNA的________；________的甲基化和乙酰化等。
(4)特点
①________：基因表达和表型可以遗传给后代。
②不变性：基因的碱基序列保持不变。
③________：DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化，即被修饰的DNA可能发生去甲基化。(5)与表型模拟的比
表观遗传与表型模拟都是由________________引起的性状
相同点
改变，________________都没有改变
表观遗传是______________________，表型模拟引起的性
不同点
状改变是________________
2.基因与性状间的其他关系
(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。
①一个基因――→________________(多数性状受单基因控制)。
②一个基因――→________________(如基因间相互作用)。
③________________――→________________(如身高、体重等)。
(2)生物体的性状也不完全由基因决定，______对性状也有着重要影响。例如，后天的营养
和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。
在一个蜂群中，少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而大多数幼虫以花粉和花蜜为食将
发育成工蜂。Dnmt3蛋白是Dnmt3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区
域添加甲基基团(如图所示)，DNA被甲基化后会干扰RNA聚合酶的识别。敲除Dnmt3基因
后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。
(1)据上述研究解释蜜蜂幼虫因食物不同而发育不同的原因是什么？
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(2)结合上述信息分析DNA甲基化与基因突变的关系？
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(3)DNA甲基化常发生于DNA的CG序列密集区，发生甲基化后，会影响这段DNA和某些
蛋白相结合。推测甲基化程度影响基因表达的机制是什么？_______________________________________________________________________________
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5．(2023·山东东营高三模拟)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。研究发现，多种类型的癌细胞中发生了抑癌基因的过量甲基化。下列
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．抑癌基因过量甲基化后会导致细胞不正常增殖
D．某些DNA甲基化抑制剂可作为抗癌药物研发的候选对象
6．(2023·江苏上冈高级中学高三模拟)表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变，但基
因表达和表型发生可遗传变化的现象，DNA甲基化是其中的机制之一。研究发现小鼠体内
一对等位基因A和a(完全显性)，位于卵子时均发生甲基化，且在子代不能表达；但A和a
基因在精子中都是非甲基化的，传给子代后都能正常表达。下列有关叙述错误的是( )
A．DNA甲基化修饰后转录可能受阻
B．雄鼠体内可能存在相应的去甲基化机制
C．抑癌基因的过度甲基化修饰将抑制肿瘤的发生
D．基因型为Aa的小鼠随机交配，子代性状分离比约为1∶1
1．(2017·全国Ⅲ，6)下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是( )
A．两个个体的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同
B．某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的
C．O型血夫妇的子代都是O型血，说明该性状是由遗传因素决定的
D．高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明该相对性状是由环境决定的
2．(2020·江苏，30)研究发现，线粒体内的部分代谢产物可参与调控核内基因的表达，进而
调控细胞的功能。下图为T细胞中发生上述情况的示意图，请据图回答下列问题：(1)丙酮酸进入线粒体后先经氧化脱羧形成乙酰辅酶 A，再彻底分解成________和[H]。[H]经
一系列复杂反应与________结合，产生水和大量的能量，同时产生自由基。
(2)线粒体中产生的乙酰辅酶A可以进入细胞核，使染色质中与________结合的蛋白质乙酰
化，激活干扰素基因的转录。
(3)线粒体内产生的自由基穿过线粒体膜到______________中，激活NFAT等调控转录的蛋白
质分子，激活的NFAT可穿过________进入细胞核，促进白细胞介素基因的转录。转录后形
成的______分子与核糖体结合，经________过程合成白细胞介素。
(4)T细胞内乙酰辅酶A和自由基调控核内基因的表达，其意义是______________________
_______________________________________________________________________________
。
1．判断关于基因对性状的控制过程的叙述
(1)基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中( )
(2)④⑤过程的结果存在差异的直接原因是血红蛋白结构的不同( )
(3)图中①②过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体( )
(4)白化病是酪氨酸酶活性降低造成的( )
(5)基因控制囊性纤维化与基因2控制性状的方式相同( )
2．判断关于基因选择性表达的叙述
(1)胰岛B细胞有胰岛素基因而无抗体基因，故可以产生胰岛素而不能产生抗体( )
(2)人体肌细胞与幼红细胞中基因、mRNA、蛋白质均不同( )
(3)肺炎链球菌R型和S型的差异是基因选择性表达的结果( )
3．判断关于表观遗传的叙述
(1)吸烟会导致精子中DNA的甲基化水平升高，从而影响基因的表达( )(2)柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生甲基化修饰，抑制了基因的表达( )
(3)DNA的甲基化仅通过影响翻译过程进而影响表型( )
(4)表观遗传引起了表型的变化，又是可以遗传的，所以属于可遗传变异( )
4．填空默写
(1)基因控制性状的两条途径：_____________________________________________________
_______________________________________________________________________________
。
(2)表观遗传现象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。例如，基
因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异就与______________有关。
(3)有研究表明，吸烟会使人的体细胞内DNA的甲基化水平升高，对染色体上的__________
也会产生影响。不仅如此，还有研究发现，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。
(4)除了DNA甲基化，构成染色体的_______发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表
达。
(5)基因通过其表达产物——________来控制性状，细胞内的基因表达与否以及表达水平的
高低都是受到调控的。细胞分化是基因选择性表达的结果，表观遗传能够使生物体在基因的
碱基序列________的情况下发生可遗传的性状改变。
