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课时3 基因表达的调控、基因频率计算、育种 考情速览 热点 考情 DNA 损伤的 修复机制 ①2024·河北卷，3； ①2023·辽宁卷，18；②2023·浙江6 月选考，16 表观遗传 ①2024·贵州卷，5；②2024·湖南卷，5；③2024·黑吉辽卷，9； ④2024·广东卷，10； ⑤2024·甘肃卷，6；⑥2024·安徽卷，11； ①2023·山东卷，7；②2023·海南卷，11；③2023·天津卷，6；④2023· 河北卷，7； ⑤2023·福建卷，7；⑥2023·广东卷，17；①2022·辽宁卷，16 雄性不育与 三系法杂交 水稻 ①2024·广东卷，14；②2024·全国甲卷，32； ①2023·海南卷，15；②2023·北京卷，19；①2019·北京卷，30； ①2022·河北卷，20； ②2022·湖南卷，19 焦点1 表观遗传与基因表达的调控 【知识盘查】 1.表观遗传调节机制 DNA 修饰 DNA 甲基化是目前研究较充分的表观遗传修饰形式(如下图)。 DNA 甲基化可在空间上阻碍RNA 聚合酶与DNA 的结合 组蛋白修饰 常见的表观遗传修饰包括甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化、糖基 化等。组蛋白的表观遗传修饰会导致染色体结构改变，导致基因 不能表达(基因沉默)或高表达(如图)。 2.真核细胞基因表达的调控 (1)基因表达的转录调控 ①转录增强调控：其他因素调控使相关基因转录增强，如下图中组蛋白修饰后与 DNA 结合紧密程度发生改变，若结合程度变小，则促进基因表达属于转录增强调 控。 ②转录抑制调控：其他因素调控使相关基因转录抑制。如诱导物诱导的阻遏蛋白 对基因表达的调控、基因甲基化导致的基因不表达等均为转录抑制调控。 (2)基因表达的转录后调控 ①RNA 干扰：mRNA 转录后不能翻译，如图所示为miRNA 导致的靶基因mRNA 不翻译，进而被降解。 RNAi 具有很高的特异性，只降解与之序列相应的单个内源基因的mRNA。RNAi 抑制基因表达具有很高的效率，而且相对很少量的dsRNA 分子(数量远远少于内 源mRNA 的数量)就能完全抑制相应基因的表达。RNAi 抑制基因表达的效应具 有以下特点：可以穿过细胞界限，在不同细胞间长距离传递和维持信号甚至传播 至整个有机体以及可遗传。 ②蛋白质加工水平的调控：蛋白质分子的功能依赖于特定的空间结构，肽链合成 后的加工与基因能否表达出特定的遗传性状密切相关，如分子伴侣调控的基因表 达。 【曾经这样考】 1.(2024·广 卷， 东 10)研究发现，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白(具有组蛋白修饰 功能)的合成，会启动原癌基因zfh1 的表达，导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原 因属于( ) A.基因突变 B.染色体变异 C.基因重组 D.表观遗传 答案 D 解析 蛋白修 属于表 的范畴， 组 饰 观遗传 D 符合 意。 题 2.(2024·安徽卷，11)真核生物细胞中主要有3 类RNA 聚合酶，它们在细胞内定位 和转录产物见下表。此外，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA 聚合 酶。下列叙述错误的是( ) 种类 细胞内定位 转录产物 RNA 聚合酶Ⅰ 核仁 5.8S rRNA、18S rRNA、28S rRNA RNA 聚合酶Ⅱ 核质 mRNA RNA 聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5S rRNA 注：各类rRNA 均 核糖体的 成成分。 为 组 A.线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA 聚合酶 B.基因的DNA 发生甲基化修饰，抑制RNA 聚合酶的结合，可影响基因表达 C.RNA 聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同 D.编码RNA 聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁 答案 C 解析 粒体和 线 叶 体中都含有 绿 DNA， 粒体和叶 体基因 使用的是各 线 绿 转录时 自的RNA 聚合 ， 酶A 正确；若基因的DNA 生甲基化修 ，致 发 饰导 RNA 聚合 不 酶 能与 基因的启 子正常 合启 程， 会影响基因表达， 该 动 结 动转录过 则 B 正确；分析 表格可知，RNA 聚合酶Ⅰ和Ⅲ的 物都有 转录产 rRNA，但两种 催化形成的 酶 rRNA 种 不同，且 具有 一性，故两种 的启 子序列不同， 类 酶 专 酶识别 动 C ； 错误 RNA 聚合酶Ⅰ的化学本 蛋白 ，其表达 先在 胞核内 形成 质为 质 时 细 转录 mRNA， mRNA 再通 核孔 入 胞 中 行翻 ，最 定位在核仁， 过 进 细 质 进 译 终 D 正确。 3.(2024·甘 卷， 肃 6)癌症的发生涉及原癌基因和抑癌基因一系列遗传或表观遗传 的变化，最终导致细胞不可控的增殖。下列叙述错误的是( ) A.在膀胱癌患者中，发现原癌基因H－ras 所编码蛋白质的第十二位氨基酸由甘 氨酸变为缬氨酸，表明基因突变可导致癌变 B.在肾母细胞瘤患者中，发现抑癌基因WT1 的高度甲基化抑制了基因的表达。表 明表观遗传变异可导致癌变 C.在神经母细胞瘤患者中，发现原癌基因N－myc 发生异常扩增，基因数目增加， 表明染色体变异可导致癌变 D.在慢性髓细胞性白血病患者中，发现9 号和22 号染色体互换片段，原癌基因 abl 过度表达，表明基因重组可导致癌变 答案 D 解析 在膀胱癌患者中， 原癌基因 发现 H－ras 所 蛋白 的第十二位氨基酸 编码 质 由甘氨酸 氨酸，可能是由于碱基的替 造成的，属于基因突 ，表明基因 变为缬 换 变 突 可 致癌 ， 变 导 变A 正确；原癌基因N－myc 生异常 增，基因数目增加，属于 发 扩 染色体 异，表明染色体 异可 致癌 ， 变 变 导 变 C 正确；在慢性髓 胞性白血病患者 细 中，发现9 号和22 号染色体互 片段，原癌基因 换 abl 度表达，表明染色体 异 过 变 可 致癌 ， 导 变 D 。 错误 【还会这样考】 1.(2024·山 菏 一模 东 泽 )科学家对一些小鼠的遗传基因施行了人为突变，导致小鼠 的记忆力出现缺陷。然后将这些小鼠置于特定环境下进行刺激，引起它们的注意 并提供各种玩具进行频繁的练习。两个星期后，这些小鼠的记忆力(并非记忆的信 息)缺陷得到了恢复。这些小鼠的后代即使没有做过玩具练习，其记忆力也未表现 出缺陷。下列相关叙述正确的是( ) A.特定环境下进行刺激一定使亲本小鼠的遗传物质发生了基因突变 B.若亲本DNA 发生了甲基化，甲基化可以通过DNA 复制直接遗传给子代 C.若亲本DNA 发生了甲基化，甲基化可以通过抑制翻译从而影响生物性状 D.推测上述实例属于表现遗传，亲代小鼠DNA 的碱基排列顺序未改变 答案 B 解析 特定 境刺激不一定使小鼠 生了基因突 ， 环 发 变 A ；甲基化是可 的 错误 遗传 B 正确；甲基化通 抑制 从而影响生物性状， 过 转录 C ；上述 例不一定属于表 错误 实 ，可能是基因突 引起的， 现遗传 变 D 。 错误 2.(2024·山 沂高三 东临 检测)有研究表明，在真核细胞中，转录因子(TF Ⅱ)(一种具 有调控作用的蛋白质)能促进DHFR 基因的表达。长链非编码RNA(lncRNA)是一 种不能翻译为蛋白质的功能性RNA 分子。lncRNA 能够和DHFR 基因的启动子 区域结合形成RNA－DNA 复合物，从而抑制TFⅡ与DHFR 基因的结合。下列说 法正确的是( ) A.lncRNA 和其他RNA 的合成场所均是细胞核 B.促进lncRNA 的合成，有利于DHFR 基因的表达 C.lncRNA 和DHFR 基因合成时均以核糖核苷酸为原料 D.DHFR 基因、lncRNA 与TFⅡ的合成均遵循碱基互补配对原则 答案 D 解析 胞 中 细 质 ( 粒体中也有少量 线 DNA)也有RNA 的合成，A ； 错误 lncRNA 能 和 够 DHFR 基因的启 子区域 合形成 动 结 RNA－DNA 复合物，从而抑制TFⅡ与 DHFR 基因的 合， 因子 结 转录 (TFⅡ)能促进DHFR 基因的表达，故促进lncRNA 的合成，不利于DHFR 基因的表达，B ； 错误lncRNA 合成 以核糖核苷酸 原料 时 为 ， DHFR 基因合成 以脱氧核糖核苷酸 原料， 时 为 C ； 错误 DHFR 基因(复制)、 lncRNA(转录)与TFⅡ的合成( 和翻 转录 译)均遵循碱基互 配 原 ， 补 对 则 D 正确。 3.(不定项)(2024·山 坊模 东潍 拟)遗传印记是因亲本来源不同而导致等位基因表达 差异的一种遗传现象，DNA 甲基化是遗传印记重要的方式之一。印记是在配子发 生和个体发育过程中获得的，在下一代配子形成时印记重建。下图为遗传印记对 转基因鼠的Igf2 基因(存在有功能型A 和无功能型a 两种基因)表达和传递影响 的示意图，被甲基化的基因不能表达。下列说法错误的是( ) A.雌配子中印记重建后，A 基因碱基序列保持不变 B.由图中配子形成过程中印记发生的机制，可以断定亲代雌鼠的A 基因来自它 的父方 C.亲代雌、雄鼠的基因型均为Aa，表型相同 D.亲代雌鼠与雄鼠杂交，子代小鼠的表型及比例为生长正常鼠∶生长缺陷鼠＝ 3∶1 答案 CD 解析 甲基化影响基因表达，碱基序列并没有改 ， 变 A 正确；由 中配子形成 图 过 程中印 生的机制可知，雌鼠的 记发 A 基因未甲基化，可以断定 代雌鼠的 亲 A 基因 来自其父方，B 正确；代雌、雄鼠的基因型均 亲 为Aa，但表型不同，原因是体 胞 细 里 生甲基化的等位基因不同，且甲基化的基因不能表达， 发 C ； 甲基化分 错误 设 用 别 A′、a′表示，代雌鼠基因型 亲 为Aa，生配子 甲基化 产 为 A′∶甲基化a′＝1∶1， 雄鼠基因型为Aa， 生的配子 未甲基化 产 为 A∶未甲基化a＝1∶1，子代小鼠的表 型及比例 生 正 为 长 常鼠∶生 缺陷鼠＝ 长 1∶1，D 。 错误 焦点2 基因频率的计算及其在遗传概率计算中的应用 【知识盘查】 1.利用遗传平衡定律计算基因频率和基因型频率 2.X 染色体上基因频率和基因型频率的相关计算(以色盲为例，相关基因用B、b 表示) (1)男性中相关基因频率和基因型频率的关系 应用：当基因位于X 染色体上时，在雄性个体中，某一基因的频率等于该基因型 的频率，求出了相关的基因型频率，就等于求出了基因频率。 (2)人群中色盲基因频率的关系 人群中色盲基因的频率＝男性中色盲基因的频率＝女性中色盲基因的频率 (3)色盲在男性和女性中发病率的关系 3.自交与自由交配中基因频率的计算 自交 杂合子自交，基因型频率发生变化，纯合子比例逐渐上升，杂合子 比例逐渐下降，但基因频率不变 自由交 配 在无突变、各种基因型的个体生活力相同时，处于遗传平衡的种群 自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型 频率都保持不变 【曾经这样考】 1.(2024·湖北卷，14)某二倍体动物的性别决定方式为ZW 型，雌性和雄性个体数 的比例为1∶1。该动物种群处于遗传平衡，雌性个体中有1/10 患甲病(由Z 染色 体上h 基因决定)。下列叙述正确的是( ) A.该种群有11%的个体患该病 B.该种群h 基因的频率是10% C.只考虑该对基因，种群繁殖一代后基因型共有6 种 D.若某病毒使该种群患甲病雄性个体减少10%，H 基因频率不变 答案 B 解析 分析 干信息可知，雌性个体中有 题 1/10 患甲病，且 病由 该 Z 染色体上h 基 因决定，所以h 的基因 率 频 为10%， 种群中患 病的个体的基因型有 该 该 ZhW 和 ZhZh，由于雌性和雄性个体数的比例为1∶1， 种群患病概率 该 为(10%＋ 10%×10%)×1/2＝5.5%，A ， 错误B 正确；只考 基因，种群繁殖一代后基因 虑该对 型有ZHZH、ZHZh、ZhZh、ZHW、ZhW，共5 种，C ；若某病毒使 种群患甲病雄 错误 该 性个体(ZhZh)减少10%， 种群中 则 h 基因 率降低， 频 H 基因 率 增大， 频 应 D 。 错误 2.(2022·重 卷， 庆 17)人的扣手行为属于常染色体遗传，右型扣手(A)对左型扣手(a) 为显性。某地区人群中AA、Aa、aa 基因型频率分别为0.16、0.20、0.64。下列叙述 正确的是( ) A.该群体中两个左型扣手的人婚配，后代左型扣手的概率为3/50 B.该群体中两个右型扣手的人婚配，后代左型扣手的概率为25/324 C.该群体下一代AA 基因型频率为0.16，aa 基因型频率为0.64 D.该群体下一代A 基因频率为0.4，a 基因频率为0.6 答案 B 解析 群 该 体中两个左型扣手的人(基因型均为aa)婚配，后代左型扣手的概率为 1，A ；根据 错误 AA、Aa、aa 基因型 率分 频 别为0.16、0.20、0.64，分 是 别 4/25、1/5、 16/25，可知人群中A 的基因 率＝ 频 0.16＋0.20×1/2＝13/50，则a 的基因 率＝ 频 1 －13/50＝37/50， 群体中两个右型扣手的人婚配，人群中右型扣手的 合子所 该 杂 占概率为1/5÷(4/25＋1/5)＝5/9 ，二者后代左型扣手(基因型为aa)的概率为 5/9×5/9×1/4＝25/324，B 正确；由B 选 分析可知，人群中 项 A 的基因 率＝ 频 13/50，a 的基因 率 频 37/50，根据 平衡定律，下一代 遗传 AA 基因型 率 频 为(13/50)2 ＝169/2 500＝0.067 6，aa 基因型 率 频 为(37/50)2＝0.547 6，C ；根据 平衡 错误 遗传 定律，每一代的基因 率都不 ，下一代 频 变 A 基因 率 频 为(0.16＋0.20×1/2)＝0.26，a 基因 率 频 为1－0.26＝0.74，D 。 错误 3.(2024·江西卷，4)某水果的W 基因(存在多种等位基因)影响果实甜度。研究人员 收集到1 000 棵该水果的植株，它们的基因型及对应棵数如表。据表分析，这1 000 棵植株中W1的基因频率是( ) 基因型 W1W2 W1W3 W2W2 W2W3 W3W4 W4W4 棵数 211 114 224 116 260 75 A.16.25% B.32.50% C.50.00% D.67.50% 答案 A 解析 W1的基因 率 频 为W1占全部等位基因数的比 ，即 值 [(211＋114)÷ (1 000×2)]×100%＝16.25%，A 正确。 【还会这样考】 1.(2024·山 南高三 东济 检测)果蝇的红眼和白眼是一对相对性状，其中红眼是显性 性状，由位于X 染色体上的W 基因控制。选用若干红眼雌果蝇和白眼雄果蝇作 为亲代杂交，每代果蝇再随机交配，统计各代雌、雄果蝇中w 基因频率的变化，曲 线如右图所示。若每代能繁殖出足够数量的个体，下列叙述错误的是( ) A.亲本果蝇的基因型为XWXw和XwY B.每一代果蝇群体中w 基因频率均为2/3 C.每代雌性与雄性中W 基因频率之和的1/2 与下一代雌性个体中W 的基因频率 相等 D.子三代雌性中w 基因频率为11/16，雄性中w 基因的频率为5/8 答案 B 解析 根据 示，代 眼雌果 基因型 图 亲 红 蝇 为XWXw，白眼雄果 基因型 蝇 为XwY，A 正确；根据 意，本 眼雌果 全 题 亲 红 蝇 为XWXw，雄果蝇为XwY，但雌雄个体的数量 不一定相等，群体中 则 w 基因 率不一定 频 为2/3，B ；由于每代雌性个体中的 错误 W 基因来自上一代的雌性与雄性 本的 亲 W 基因，因此每代雌性与雄性中W 基因 率之和的 频 1/2 与下一代雌性个体中W 的基因 率相等， 频 C 正确；根据 意， 题 亲 本 眼雌果 全 红 蝇 为XWXw，雄果蝇为XwY，第一代为XWXw∶XWY∶XwXw∶XwY＝ 1∶1∶1∶1，随机交配 生的子二代 产 为XWXW∶XWXw∶XwXw∶XWY∶XwY＝ 1∶4∶3∶2∶6，随机交配 生的子三代 产 为XWXW∶XWXw∶XwXw∶XWY∶XwY＝ 3∶14∶15∶12∶20，子三代雌性中 则 w 基因 率 频 为14/32×1/2＋15/32＝22/32＝ 11/16，雄性中w 基因的 率 频 为20/(12＋20)＝20/32＝5/8，D 正确。 2.(2024·湖南雅礼中学 研 调 )理想条件下，种群基因频率和基因型频率在遗传中保 持不变的现象称为遗传平衡。囊鼠的体毛深色(D)对浅色(d)为显性，不同区域囊 鼠深色表型频率及D 基因频率如图所示。下列叙述正确的是( ) A.将浅色岩区的囊鼠种群转移到深色熔岩床区，该种群关于体色的遗传能保持遗 传平衡 B.深色熔岩床区囊鼠种群中的d 基因在该种群基因库中所占比例为30% C.自然选择直接作用于不同个体的基因型，改变基因频率 D.单纯的基因重组不会引起囊鼠种群中D 或d 基因频率的改变 答案 D 解析 将浅色岩区的囊鼠种群 移到深色熔岩床区，由于毛色与 境有 大差异 转 环 较 可能易被天 捕食等，关于体色的 不能保持 平衡， 敌 遗传 遗传 A ；深色熔岩床 错误 区d 基因占基因D 与d 数的比例 总 为30%，但囊鼠种群基因 中 存在其他基因 库 还 B ；自然 作用于不同个体的表型，从而改 基因 率， 错误 选择 变 频 C 。 错误 3.(2024·山 庄高三 东枣 检测)在一个雌雄数量相等的生物种群中，若种群中a 的基 因频率为80%，A 的基因频率为20%。在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时间段都经历多次繁殖过程， Ⅰ阶段该种群没有自然选择，定期随机取样计算出A 和a 的基因频率变化曲线如 图所示。则下列说法错误的是( ) A.在Ⅰ阶段中，该种群没有进化，种群的基因型频率可能不发生变化 B.阶段Ⅰ中种群的起始基因型可能全为纯合子 C.两曲线的交点时刻，Aa 的基因型频率最高 D.若A 和a 的基因频率保持不变，该种群不可能形成新物种 答案 D 解析 在Ⅰ 段中，种群没有 化，种群的基因型 率不 生 化， 阶 该 进 频 发 变 A 正确；阶 段Ⅰ中A 和a 的基因 率都不 ，种群的起始基因型可能全 合子， 频 变 为纯 B 正确；两 曲 的交点 刻， 线 时 A 和a 的基因 率均 频 为0.5，Aa 的基因型 率最高 频 为 2×50%×50%＝50%，C 正确；若A 和a 的基因 率保持不 ，但其他基因的基因 频 变 率可能 化， 生生殖隔离，形成新物种， 频 变 产 D 。 错误 焦点3 育种 【知识盘查】 【曾经这样考】 1.(2023·江 卷， 苏 10)2022 年我国科学家发布燕麦基因组，揭示了燕麦的起源与进 化，燕麦进化模式如图所示。下列相关叙述正确的是( ) A.燕麦是起源于同一祖先的同源六倍体 B.燕麦是由AA 和CCDD 连续多代杂交形成的 C.燕麦多倍化过程说明染色体数量的变异是可遗传的 D.燕麦中A 和D 基因组同源性小，D 和C 同源性大 答案 C 解析 合燕麦 化模式 可知，燕麦的六个染色体 来源于不同的祖先种，属 结 进 图 组 于异源六倍体，A ；燕麦是由含 错误 A 基因 的个体和含 组 C、D 基因 的个体 交 组 杂 后，染色体数目加倍形成的，B ；由 可知燕麦多倍化 程中 生了染色体 错误 图 过 发 数量的改 ，且能 后代， 变 遗传给 C 正确；燕麦中A 和D 基因 分离在 组 约350 万年 前，C 和D 基因 分离在 组 约800 万年前，故A 和D 基因 同源性大， 组 C 和D 基因 同源性小， 组 D 。 错误 2.(2023·北京卷，19)二十大报告提出“种业振兴行动”。油菜是重要的油料作物， 筛选具有优良性状的育种材料并探究相应遗传机制，对创制高产优质新品种意义 重大。 (1)我国科学家用诱变剂处理野生型油菜(绿叶)，获得了新生叶黄化突变体(黄化 叶)。突变体与野生型杂交，结果如图甲，其中隐性性状是________________。 (2)科学家克隆出导致新生叶黄化的基因，与野生型相比，它在DNA 序列上有一 个碱基对改变，导致突变基因上出现了一个限制酶B 的酶切位点(如图乙)。据此， 检测F2 基因型的实验步骤为：提取基因组DNA→PCR→回收扩增产物 →________→电泳。F2中杂合子电泳条带数目应为________条。 (3)油菜雄性不育品系A 作为母本与可育品系R 杂交，获得杂交油菜种子S(杂合 子)，使杂交油菜的大规模种植成为可能。品系A1育性正常，其他性状与A 相同， A 与A1杂交，子一代仍为品系A，由此可大量繁殖A。 在大量繁殖A 的过程中，会因其他品系花粉的污染而导致A 不纯，进而影响种子 S 的纯度，导致油菜籽减产。油菜新生叶黄化表型易辨识，且对产量没有显著影响。 科学家设想利用新生叶黄化性状来提高种子S 的纯度。育种过程中首先通过一系 列操作，获得了新生叶黄化的A1，利用黄化A1生产种子S 的育种流程见图丙。 ①图丙中，A 植株的绿叶雄性不育子代与黄化A1杂交，筛选出的黄化A 植株占子 一代总数的比例约为________。 ②为减少因花粉污染导致的种子S 纯度下降，简单易行的田间操作是 ___________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 答案 (1)黄化叶 (2)用限制酶B 处理 3 (3)①50% ②在开花前把田间出现的绿叶植株除去 解析 (1)野生型油菜 行自交，后代中既有野生型又有叶黄化叶，由此可以推 进 测 黄化叶是 性性状。 隐 (2)检测F2基因型的 步 ：提取基因 实验 骤为 组DNA→PCR→ 回收 增 物 扩 产 →用限制酶B 理 处 → 泳。野生型基因 泳 果有一条 ，叶黄化 电 电 结 带 的基因 泳 果有两条 ， 电 结 带则F2中 合子 泳条 数目 杂 电 带 应为3 条。(3)①由丙 可 图 知，A 与黄花A1 交，子一代出 的 叶 杂 现 绿 雄性不育株 合子，因此 为杂 A 植株的绿 叶雄性不育子代与黄化A1 交相当于 交，故 出的黄化 杂 测 筛选 A 植株占子一代总 数的比例约为50%。②A 不 会影响种子 纯 S 的 度，减少因花粉 染 致的种 纯 为 污 导 子S 度下降， 在开花前把田 出 的 叶植株除去。 纯 应 间 现 绿 【还会这样考】 1.(2024·山 泰安二模 东 )杂交水稻的无融合生殖指的是不发生雌、雄配子的细胞核 融合而产生种子的一种无性繁殖方式。无融合生殖过程主要由两个基因控制：含 基因A 的植株形成雌配子时，减数第一次分裂异常，减数第二次分裂正常，导致 雌配子染色体数目加倍；含基因P 的植株产生的雌配子不经过受精作用直接发育 成个体。雄配子的发育不受基因A、P 的影响。下列说法错误的是( ) A.基因型为AaPp 的水稻自交，子代基因型与亲代相同 B.基因型为Aapp 的水稻自交，子代基因型为Aaapp C.利用无融合生殖技术可以获得母本单倍体植株 D.利用无融合生殖技术可以保持作物的杂种优势 答案 B 解析 基因型为AaPp 的水稻自交，由于含基因A 的植株形成AaPp 雌配子，含基 因P 的植株 生的雌配子不能 行受精作用，直接 育成个体，子代基因型仍 产 进 发 为 AaPp，A 正确；基因型为Aapp 的水稻自交，含基因A 的植株形成Aapp 雌配子时 作父本 生的雄配子是 时产 Ap 和ap，受精作用后 生的子代基因型 产 为AAappp 和 Aaappp，B ；如基因型 错误 为aaPP 的母本，可 生 产 aP 的配子，aP 可直接 育成个 发 体，因此利用无融合生殖技 可以 得母本 倍体植株， 术 获 单 C 正确；如果基因型为 AaPp 的个体具有 良性状，其自交后代的基因型不 ，利用无融合生殖技 可以 优 变 术 保持作物的 种 ， 杂 优势 D 正确。 2.(2024·山 烟台一模 东 )水稻为二倍体雌雄同株植物，是重要的粮食作物。科研人 员对水稻易感病品系甲诱变后，利用多种育种方法培育出两种纯合抗病突变品系 乙和丙。甲与乙杂交，F1全为抗病，F1自交，F2表现为抗病∶易感病＝3∶1；甲与 丙杂交，F1全为抗病，F1自交，F2表现为抗病∶易感病＝1∶1。 (1) 根据上述杂交实验可判断________ 为显性性状，依据是 __________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (2)推测乙为单基因突变体，其依据是_________________________________ _________________________________________________________________。 研究发现抗病突变对甲与丙杂交产生的F1的繁殖力造成了影响，根据杂交实验 结果推测，这一影响应为______________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (3)已知乙的抗病突变基因位于2 号染色体上。为确定丙的抗病突变基因是否也 位于2 号染色体上，请利用上述水稻品系设计杂交实验进行探究，简要写出实验 思路并预期实验结果和结论____________________________________________ __________________________________________________________________。 (4)经研究确定，丙的抗病突变发生在2 号染色体上，并且甲与丙杂交获得的抗病 杂交种同时具有抗倒伏、品质好的优势。该杂交种不能直接留种使用，需年年制 种，原因是________________________________________________________ _________________________________________________________________。 为解决上述问题，可利用基因工程将一个隐性纯合致死基因导入到抗病杂交种的 ________染色体上，培育成转基因抗病杂交种。 答案 (1)抗病 易感病品系甲与纯合抗病突变体杂交，F1均为抗病 (2)甲与乙杂交得F1，F1自交后F2表现为抗病∶易感病＝3∶1，符合分离定律，因 此乙为单基因突变体 含有抗病基因的雌配子或者雄配子不育 (3)实验思路：使突变品系乙和丙杂交，F1自交，观察并记录F2的表型及比例 预期结果和结论：若F2均为抗病，说明丙的抗病突变基因也位于2 号染色体上， 若F2抗病∶易感病＝7∶1，则说明丙的抗病突变基因不位于2 号染色体上 (4)杂交种为杂合子，自交后代会发生性状分离 不含抗病基因的2 号 解析 (1)分析可知，品系甲易感病， 合突 体乙和突 体丙均抗病，无 是甲 纯 变 变 论 与乙 交 是甲与丙 交， 杂 还 杂 F1均 抗病，明抗病 性。 为 说 为显 (2)甲与乙 交得 杂 F1，F1 自交后F2表 抗病 现为 ∶易感病＝3∶1，符合分离定律，因此乙 基因突 体；甲 为单 变 与丙 交， 杂 F1全 抗病， 为 F1自交，F2表 抗病 现为 ∶易感病＝1∶1，意味着F1中父本 或者母本一方只能提供易感病基因，因此可能含有抗病基因的雌配子或者雄配子 不育。(3)使突 品系乙和丙 交， 变 杂 F1自交，察并 观 记录F2的表型及比例。若丙的抗 病突 基因也位于 变 2 号染色体上 遵循分离定律，若丙的抗病突 基因位于其他 则 变 染色体上 遵循自由 合定律且含有抗病基因的雌配子或者雄配子不育。因此若 则 组 F2均抗病， 明丙的抗病突 说 变基因也位于2 号染色体上，若F2抗病∶易感病＝ 7∶1， 明丙的抗病突 基因位于其他染色体上。 则说 变 (4)丙的抗病突 生在 变发 2 号 染色体上， 交种不能直接留种使用，是因 交种 合子，自交后代会 该杂 为杂 为杂 发 生性状分离出 易感病个体。利用基因工程将一个 性 合致死基因 入到抗病 现 隐 纯 导 交种的不含抗病基因所在的 杂 2 号染色体上，会使后代中易感病个体死亡，培育 成 基因抗病 交种。 转 杂 限时练14 基因表达的调控、基因频率计算、育种 ( ： 时间 30 分 分 ： 钟 值 50 分) 【精准强化】 焦点1 表观遗传与基因表达的调控 1.(2024·山 庄高三 东枣 检测)脊椎动物一些基因的活性与基因调控区域或其周围 特定胞嘧啶的甲基化有关，甲基化使基因失活，相应地非甲基化和低甲基化能活 化基因的表达。奢侈基因是与组织特异性表达有关的基因，在特定组织中保持非 甲基化或低甲基化状态，而在其他组织中呈甲基化状态。下列说法正确的是( ) A.奢侈基因的甲基化过程碱基序列不变，不能遗传给后代 B.胰岛素基因在胰岛A 细胞中可能呈甲基化状态 C.呼吸酶基因可能在所有细胞中呈甲基化状态 D.奢侈基因的甲基化可能影响基因的翻译 答案 B 解析 甲基化 程碱基序列不 ，可以 后代， 过 变 遗传给 A ；胰 错误 岛A 胞不 生 细 产 胰 素，胰 素基因可能呈甲基化状 ， 岛 岛 态B 正确；所有 胞都需要呼吸，呼吸 基 细 酶 因都需要表达，不可能呈甲基化状 ， 态 C ；奢侈基因的甲基化可能影响基因 错误 的 ， 转录 D 。 错误 2.(2024·湖南雅礼中学 研 调 )mRNA 5′端的N6－腺苷酸甲基化(m6A)修饰以及3′端 的ployA 修饰是一种重要的转录后基因表达调控方式。现已明确3′端ployA 尾的 长度随着翻译的进行逐渐变短。如图是真核细胞中翻译的示意图。下列叙述正确 的是( ) A.一个mRNA 上串联着多个核糖体，大大提高了每个核糖体的翻译速率 B.ployA 修饰可能与维持mRNA 的稳定、调控翻译过程等有关 C.mRNA 的m6A 修饰可通过DNA 复制传递给下一代 D.mRNA 5′端的甲基化修饰通过RNA 聚合酶催化完成 答案 B 解析 一个mRNA 上串 着多个核糖体，可以同 翻 多条 ，提高了翻 效 联 时 译 肽链 译 率，但不会提高每个核糖体的翻 速率， 译 A ； 错误 mRNA 的m6A 修 不能通 饰 过 DNA 复制 下一代， 传递给 C ； 错误 RNA 聚合 的作用是催化合成 酶 RNA，与 mRNA 5′端的甲基化修 无关， 饰 D 。 错误 焦点2 基因频率相关的计算 3.(2024·北京朝阳区期中)某岛经历旱灾后，研究者调查了该岛内以植物种子为食 的中地雀的数量，得到如表所示结果(L 和S 为一对等位基因)。下列叙述错误的是 ( ) 基因型/表型 LL/喙较大 LS/喙居中 SS/喙较小 旱灾后存活的中地雀数量/只 6 17 14 旱灾中死亡的中地雀数量/只 14 15 5 存活率/% 30.0 53.1 73.7 A.旱灾前L 基因的频率为50.7% B.L 及S 基因的频率在旱灾前后均发生了变化 C.基因重组是S 基因频率升高的原因 D.旱灾后植物种子体积可能小于旱灾前 答案 C 解析 由表可知，旱灾前基因型为LL、LS 和SS 的个体数分别为6＋14＝20(只)、 17＋15＝32(只)、14＋5＝19(只)， 而推出旱灾前 进 L 基因的 率＝ 频 (20×2＋32)/ (20×2＋32×2＋19×2)≈50.7%，S 基因的 率＝ 频 (19×2＋32)/(20×2＋32×2＋ 19×2)≈49.3%，A 正确；旱灾后L 基因的 率＝ 频 (6×2＋17)/(6×2＋17×2＋ 14×2)≈39.2%，S 基因的 率＝ 频 (14×2＋17)/(6×2＋17×2＋14×2)≈60.8%，故 L 及S 基因的 率在旱灾前后均 生了 化， 频 发 变 B 正确；一般 ，基因重 只是原 认为 组 有基因的重新 合，不会引起种群基因 率 生改 ， 组 频 发 变 C ；旱灾后喙 小的 错误 较 中地雀存活率 高，而此种中地雀以体 较 积 小的植物种子 食，故推 旱灾后植 较 为 测 物种子体 可能小于旱灾前， 积 D 正确。 4.(2024·河北承德 研 调 )在一个够大的、随机交配的种群中，在没有迁移、突变和自 然选择作用的条件下，基因频率在世代间不发生变化，这样的种群叫作平衡群体 某种群中一对等位基因A、a 在世代间的遗传情况如下图所示，下列叙述错误的 是( ) A.该种群世代相传时不同基因型的雌雄个体间可以随机交配且后代存活率相同 B.仅考虑A、a 这对等位基因，各世代基因频率不变，该种群属于平衡群体 C.图中“？”处代表F2的基因型及比例，推测应为AA∶Aa∶aa＝4∶12∶9 D.该种群另一对仅位于X 染色体上的基因B、b 也遵循上图中的遗传规律 答案 D 解析 分析 可知，种群世代相 不同基因型的雌雄个体 可以随机交配 题图 该 传时 间 且后代存活率相同，A 正确；考 仅 虑A、a 等位基因， 这对 A 基因 率 频 为0.4，a 基因 率 频 为0.6，各世代基因 率不 ， 种群属于平衡群体， 频 变 该 B 正确；F1 生的配子 产 A∶a＝2∶3，且不同基因型的雌雄个体 可以随机交配，算可得 间 计 F2的基因型及 比例为AA∶Aa∶aa＝4∶12∶9，C 正确；位于 仅 X 染色体上的基因B、b 与常染 色体上基因的 律不同， 遗传规 D 。 错误 5.(2024·安徽宣城二模)某二倍体动物种群有100 个个体，其体色由常染色体上的 三个等位基因B1、B2、b 控制。对这些个体的基因B1、B2、b 进行全片段的PCR 扩 增，利用凝胶电泳统计结果如图所示。下列说法正确的是( ) A.B1、B2、b 基因片段中长度最短的是B1 B.等位基因B1、B2、b 的基因频率大小为b>B2>B1 C.该种群中B1、B2、b 基因构成了种群的基因库 D.B1、B2可能是由b 基因通过碱基替换形成的 答案 B 解析 片段 度短的 泳速度更快，距离点 孔更 ，因此三个等位基因 长 电 样 远 B1、B2、 b 片段中 度最 的是 长 长 B1，最短的是b，A ；种群中 错误 b 的基因 率 频 为(20×2＋ 10 ＋30)÷200×100% ＝40% ，种群中B1 的基因 率 频 为(12×2 ＋10 ＋ 20)÷200×100%＝27%，种群中B2的基因 率 频 为(8×2＋20＋30)÷200×100%＝ 33%，因此三个基因 率的大小 频 为b>B2>B1，B 正确；种群的基因 是指一个种群 库 中全部个体所含有的全部基因，即 种群中 该 B1、B2、b 基因不能构成种群的基因库， C ；由 错误 A 分析可知， 项 B1、B2、b 的片段 度中最短的是 长 b，因此B1、B2可能是 由b 基因通 碱基增添形成的， 过 D 。 错误 焦点3 育种 6.(2024·北京 城一模 东 )我国科学家利用红鲫鱼(2n＝100，RR，字母代表染色体组) 与团头鲂(2n＝48，BB)进行育种，首次实现在脊椎动物中将不同染色体数目的亲 本杂交形成多倍体(如图)。下列说法错误的是( ) A.形成杂交多倍体过程中发生了染色体数目变异 B.杂交种1 不育，因此对自然环境中的鱼类资源干扰较小 C.推测杂交种2 可能产生了与体细胞染色体数相同的配子 D.杂交种3 的获得说明杂交种2 与团头鲂不存在生殖隔离 答案 D 解析 形成多倍体 程中染色体数目增加，属于染色体数目 异， 过 变 A 正确；由题 可知 交种 图 杂 1 是三倍体，含有 的 红鲫鱼 2 个染色体 和 的 组 团头鲂 1 个染色体组 减数分裂 会出 会紊乱而不育，因此 自然 境中的 源干 小， 时 现联 对 环 鱼类资 扰较 B 正确； 中 种 题图 杂 3(5n＝172，RRBBB)是由 种 杂 2(4n＝148，RRBB)和团头鲂(2n ＝48，BB) 交 生的，由此推 交种 杂 产 测杂 2 可能 生了与体 胞染色体数相同的 产 细 配子(4n＝148，RRBB)，并与 生的正常配子 团头鲂产 (n＝24，B)相 合而 生 种 结 产 杂 3(5n＝172，RRBBB)，C 正确；种 杂 3(5n＝172，RRBBB)含有 的 红鲫鱼 2 个染色体 和 的 组 团头鲂 3 个染色体 ，减数分裂 会出 会紊乱而不育， 明 交种 组 时 现联 说 杂 2 与 存在生殖隔离， 团头鲂 D 。 错误 【综合提升】 7.(2023·广 湛江一模 东 )多种恶性肿瘤的发生与细胞内结合GTP 的RAS 蛋白含量 增加密切相关，与之相关的代谢过程如图所示，下列情况中不易导致恶性肿瘤产 生的是( ) A.SOS 基因启动子发生甲基化 B.野生型NF－1 基因变为突变型 C.NF－1 基因所在的染色体发生染色体缺失 D.RAS 基因发生突变使RAS 蛋白结合GTP 的能力增强 答案 A 解析 当染色体上的SOS 基因启 子 生甲基化后，会抑制 动 发 SOS 基因的表达，使 SOS 蛋白减少，合 结 GTP 的RAS 蛋白含量减少，不易形成 性 瘤， 恶 肿 A 符合 意 题 ； 染色体上的野生型NF－1 基因 突 型，致有活性的 变为 变 导 NF－1 蛋白减少，合 结 GTP 的RAS 蛋白含量增加，易形成 性 瘤， 恶 肿 B 不符合 意； 题 NF－1 基因所在的 染色体 生染色体缺失可能造成 发 NF－1 基因的缺失，使有活性的NF－1 蛋白减 少，合 结 GTP 的RAS 蛋白含量增加，易形成 性 瘤， 恶 肿 C 不符合 意； 题 RAS 基因 生突 ，使其表达 物 合 发 变 产 结 GTP 的能力增 ， 致与 强 导 GTP 合的 结 RAS 蛋白含 量增加，易 致 性 瘤 生， 导 恶 肿 发 D 不符合 意。 题 8.(不定项)(2024·山 宁二模 东济 )Klotho 基因与人及小鼠的衰老密切相关。在启动 子和终止子不变的情况下，该基因在人体内能表达出两种不同结构的蛋白质，分 别为跨膜klotho 蛋白和内环境中的klotho 蛋白。klotho 蛋白通过特定的通路诱导 某种超氧化物歧化酶的表达，进而降低细胞中自由基的危害。下列说法错误的是( ) A.人血清中的klotho 蛋白浓度随年龄的增长而降低 B.敲除Klotho 基因的小鼠发生基因突变的概率增加 C.细胞通过调节转录过程合成出不同的klotho 蛋白 D.Klotho 基因通过控制酶的合成控制代谢，直接控制生物性状 答案 CD 解析 随着年 的增 ，人体内 龄 长 klotho 蛋白的 度会下降， 与人体的衰老 程 浓 这 过 密切相关，A 正确；Klotho 基因 的蛋白 能 降低 胞中自由基的危害，所以 编码 质 够 细 敲除Klotho 基因的小鼠可能会因 自由基的 害而增加 生基因突 的概率， 为 损 发 变 B 正确；在启 子和 止子不 的情况 动 终 变 下，Klotho 基因在人体内能表达出两种不同 构的蛋白 ， 表明 胞可能通 翻 程来合成不同的蛋白 ， 结 质 这 细 过调节 译过 质 C 错误 Klotho 基因通 控 过调 klotho 蛋白的表达来 某种超氧化物歧化 的合成，而 诱导 酶 进 降低 胞中自由基的危害， 里的控制是 接的， 细 这 间 D 。 错误 9.(2024·山 烟台 研 东 调 )RNA 干扰技术是指小分子双链RNA(dsRNA)可以特异性 地降解或抑制同源mRNA 表达，从而抑制或关闭特定基因表达的现象，如图是其 作用机制，其中Dicer 是具有特殊功能的物质，RISC 是一种复合体。下列有关分 析错误的是( ) A.Dicer 和RISC 断裂的化学键相同，都是磷酸二酯键 B.dsRNA 分子中的嘧啶数量和嘌呤数量相等 C.RISC 能够将mRNA 剪切，可能依赖于RISC 中的蛋白质 D.RNA 干扰技术抑制了特定基因的转录 答案 D 解析 Dicer 能特异识别和剪切双链RNA，其切割的是核糖核苷酸之 的磷酸二 间 ， 酯键RISC 可以 合到 结 mRNA 上，并切割该mRNA，切割的也是核糖核苷酸之间 的磷酸二 ， 酯键A 正确；dsRNA 分子是双链RNA，根据碱基互 配 原 可知， 补 对 则 其中的 数量和 呤数量相等， 嘧啶 嘌 B 正确；RISC 是一种复合体，含有蛋白 ， 质 RISC 能切割mRNA 可能依 于 赖 RISC 中的蛋白 ， 质 C 正确；RNA 干 技 抑制 扰 术 了特定基因的翻 ， 译 D 。 错误 10.(2024·山 州高三 东滨 检测)癌症患者的血浆中存在肿瘤细胞释放的ctDNA，其 某些基因的启动子发生了胞嘧啶的甲基化(5－mC)，5－mC 能激活或抑制相关基 因的表达而诱发肿瘤。5－mC 位点具有高度组织特异性，常作为某些癌症的诊断 依据。5－mC 不影响碱基互补配对，但扩增时5－mC 会丢失，因此需要对ctDNA 进行图示处理，以便检测出甲基化位点。下列说法错误的是( ) A.癌细胞中抑癌基因可能发生5－mC，转录被抑制 B.检测ctDNA 的5－mC 位点，可以识别发生在不同组织的癌变 C.检测扩增DNA 的碱基序列差异，可区分5－mC 位点 D.ctDNA 经过4 次扩增，共消耗32 个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 答案 D 解析 癌 胞中抑癌基因的启 子可能 生 细 动 发 5－mC，会 致 导 RNA 聚合 无法 酶 识 启 子，而 致 被抑制， 别 动 进 导 转录 A 正确；5－mC 位点具有高度 特异性，明 组织 说 检测ctDNA 的5－mC 位点，可以 生在不同 的癌 ， 识别发 组织 变B 正确；5－mC 不 影响碱基互 配 ，但 增 补 对 扩 时5－mC 会 失， 如 所示 理后，增后的碱 丢 经过 图 处 扩 基序列与 示序列 行 比，就可以区分 图 进 对 5－mC 位点，C 正确；ctDNA 如 经过 图 所示 理后，含有两个胞 ， 处 嘧啶 经过4 次 增共新合成 扩 15 个DNA 分子，那么共 需要消耗15×2＝30(个)游离的胞 脱氧核苷酸， 嘧啶 D 。 错误
