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第 32 课时 基因表达与性状的关系
1.举例说明生物的性状主要通过蛋白质表现。2.概述细胞分化的本质是基因选择
课标要求
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。
1.基因表达产物与性状
2023·湖南·T8 2022·重庆·T18 2020·浙江1月选考·T8
的关系
2.基因选择性表达与细
考情分析 2022·河北·T14 2022·重庆·T6
胞分化
2023·海南·T11 2022·天津·T5 2022·辽宁·T16 2022·
3.表观遗传
北京·T18
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
②豌豆的圆粒和皱粒的形成机理2．基因控制生物性状的直接途径
(1)方式：基因――→________________――→生物体的性状。
(2)实例(囊性纤维化与镰状细胞贫血)
(1)豌豆产生圆粒或皱粒的实例说明基因通过控制蛋白质结构，直接控制生物体的性状( )
(2)白化病是由于基因异常而引起酪氨酸酶合成变多，能将黑色素转变为酪氨酸，从而出现
白化症状( )
(3)基因表达的产物不可以参与基因的表达( )
(4)基因控制生物性状时指导合成的终产物一定都是蛋白质( )
(5)下图为人体内基因对性状的控制过程，判断下列分析的正误：a．基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中( )
b．图中①过程需RNA聚合酶的催化，②过程需tRNA的协助( )
c．图中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( )
d．图中①②过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体( )
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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考向一 基因表达产物与性状的关系分析
1．如图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径，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中会变成黑色，这种症状称为尿黑酸症。下列说法错误的是( )
A．酶⑤的缺乏会导致患白化病，酶③的缺乏会导致患尿黑酸症
B．由图可推知同种底物经不同种酶的催化得到的产物不同
C．若图中的酶均由不同的基因表达产生，则可推知基因和性状之间并不都是简单的一一对
应关系
D．若图中的酶均由不同的基因表达产生，则说明基因可通过控制酶的合成直接控制生物体
的性状
2．如图1、2为皱粒豌豆形成原因和囊性纤维化病因的图解。下列叙述正确的是( )
A．淀粉分支酶基因与外来DNA序列发生了基因重组
B．图中CFTR基因和淀粉分支酶基因都发生了基因突变
C．淀粉分支酶基因发生的结构变化可以用显微镜观察
D．CFTR基因结构异常后无法进行转录和翻译
考点二 基因的选择性表达与细胞分化
1．表达的基因类型2．细胞分化的本质：____________________(如图所示)。
3．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的mRNA和蛋
白质不完全相同，从而导致细胞具有不同的形态和功能。
4．细胞分化的标志
(1)分子水平：合成了某种细胞特有的______，如唾液淀粉酶、胰岛素等。
(2)细胞水平：形成不同种类的________。
(1)在一个细胞中，所有的基因都一定表达( )
(2)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( )
(3)人体肌细胞与幼红细胞中基因、mRNA、蛋白质均不同( )
(4)肺炎链球菌R型和S型的差异是基因选择性表达的结果( )
(5)细胞的分化导致基因选择性表达，产生新的蛋白质，细胞具有新的功能( )
(6)若某细胞中发生了基因的选择性表达，则该细胞一定发生了细胞分化( )
考向二 基因选择性表达与性状间的关系
3．(2021·湖南，13改编)细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述不正确
的是( )A．细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，图中基因A的表达效率高于基因B
B．真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中
C．人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物
D．②过程中，rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子
4．(2023·南京高三模拟)ACC合成酶是植物体内乙烯合成的限速酶，如表是科学家以番茄
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
列相关分析正确的是( )
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、基因与性状间的关系
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a．F 的花与植株A的相似的原因：F 植株同时含有来自植株A和植株B的Lcyc基因。植株
1 1
A的Lcyc基因能够表达；植株B的Lcyc基因由于部分碱基被______________，基因表达受
到抑制。
b．F 自交后，少部分植株的花与植株B的相似的原因：F 中有少部分植株含有两个来自植
1 2
株______的Lcyc基因，由于该基因的部分碱基被甲基化，基因表达受到________。
②某种小鼠毛色的遗传
F 代基因型相同而出现不同毛色小鼠的原因是在Avy基因前端(或称“上游”)的一段特殊的
1
碱基序列决定着该基因的表达水平，这段碱基序列具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点。
这些位点甲基化程度越____，Avy基因的表达受到的________越明显，小鼠体毛的颜色就
________。
③蜂王和工蜂的发育与由来问题
从外在看，因为蜂王幼虫吃的是蜂王浆，住的是大蜂巢；从内在看，蜂王浆、大蜂巢等减少
了基因的甲基化水平，使幼虫得以发育成蜂王，而工蜂幼虫的甲基化程度太高，只能发育成
工蜂，体型、生殖能力都与蜂王有差别。
(3)机制：DNA的__________；________的甲基化和乙酰化等。
(4)理解表观遗传应注意的三个问题
①表观遗传中基因的遗传遵循孟德尔遗传规律。
②表观遗传中表型可能不遵循孟德尔遗传规律。
③性状遗传具有不稳定性(被修饰的DNA可能发生去甲基化)。
(5)与表型模拟的比较
表观遗传与表型模拟都是由__________引起的性状改变，______________
相同点
都没有改变
不同点 表观遗传是________________，表型模拟引起的性状改变是______________
2.基因与性状间的关系
(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。
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。
(1)表观遗传不是由于基因的碱基序列改变引起的，都能遗传给后代( )
(2)DNA甲基化会改变基因的表达，导致基因控制的性状发生改变( )
(3)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( )
(4)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( )
(5)DNA的甲基化仅通过影响翻译过程进而影响表型( )
(6)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( )
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．据上述研究分析，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是怎样的？_____________________________________________________________________________
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3．DNA甲基化常发生于DNA的C—G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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考向三 表观遗传
5．(2022·天津，5)小鼠Avy基因控制黄色体毛，该基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其
表达受不同程度抑制，使小鼠毛色发生可遗传的改变。有关叙述正确的是( )
A．Avy基因的碱基序列保持不变
B．甲基化促进Avy基因的转录
C．甲基化导致Avy基因编码的蛋白质结构改变
D．甲基化修饰不可遗传
6．(2024·南昌高三质检)“RNA干扰”是由双链RNA诱发的高效特异性降解mRNA而导致
基因沉默的现象，双链 RNA(dsRNA)被Dicer酶切割成短的siRNA后被组装到沉默复合体
(RISC)中，然后siRNA被解链成RNA单链并与细胞内特异mRNA结合，从而导致mRNA
的降解(如图)。下列有关说法错误的是( )
A．在细胞中，除了dsRNA外，tRNA中也含有碱基对之间形成的氢键
B．“RNA干扰”影响了基因的转录过程，进而使得相应的基因表达受阻
C．过程②沉默复合体中siRNA单链与mRNA的结合遵循碱基互补配对原则
D．mRNA的降解将导致细胞无法以氨基酸为原料翻译产生相关蛋白质
考向四 基因与性状间的关系
7．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．生物体的性状由基因决定，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
8．(2024·武汉高三期末)一种名为粗糙脉孢菌的真菌细胞中精氨酸的合成途径如图所示，其
中精氨酸是细胞生活的必需物质，而鸟氨酸等中间代谢产物都不是必需物质。下列有关叙述
错误的是( )
A．通常情况下，基因是有遗传效应的DNA片段，基因在染色体上呈线性排列
B．基因可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
C．若某种粗糙脉孢菌突变体只能在添加了精氨酸的培养基上生长，则一定是基因4发生了
突变
D．基因与基因之间存在着复杂的相互作用
1 ． 基 因 控 制 性 状 的 两 条 途 径 ：
______________________________________________________
________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
2．生物体基因的________________保持不变，但基因表达和表型发生____________变化的
现象，叫作表观遗传。
3．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。
4．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。
5．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。
6．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。
7．若抑郁症小鼠细胞中一个DNA分子的一个C－G碱基对中胞嘧啶甲基化后，又发生脱氨
基生成了胸腺嘧啶，则该DNA分子经过n次复制后，所产生的子代DNA分子中，异常的
DNA占比为______。上述过程对性状的影响若遗传给后代，____________(填“属于”或
“不属于”)表观遗传，理由是__________________。
