2023年高考生物一輪復(fù)習(xí)（全國版） 第6單元 第5課時　基因表達(dá)與性狀的關(guān)系

第5課時基因表達(dá)與性狀的關(guān)系目標(biāo)要求基因與性狀的關(guān)系。1．基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系(1)直接控制途徑(用文字和箭頭表示)基因eq\o(→,\s\up7(控制))蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)eq\o(→,\s\up7(直接控制))生物體的性狀(完善實例分析如下)(2)間接控制途徑(用文字和箭頭表示)基因eq\o(→,\s\up7(控制))酶的合成eq\o(→,\s\up7(控制))代謝過程eq\o(→,\s\up7(間接控制))生物體的性狀(完善實例分析如下)①白化病致病機理圖解②豌豆的圓粒和皺粒的形成機理圖解2．基因與性狀間的對應(yīng)關(guān)系另外，生物體的性狀還受環(huán)境條件的影響?；蚺c基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的相互作用，這種相互作用形成了一個錯綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，精細(xì)地調(diào)控著生物體的性狀。(1)源于必修2P70“細(xì)胞質(zhì)基因”：線粒體和葉綠體中的DNA，都能夠進行半自主自我復(fù)制，并通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成。(2)源于P78“知識遷移”：四環(huán)素、鏈霉素、氯霉素、紅霉素等抗生素能抑制細(xì)菌的生長，它們有的能干擾細(xì)菌核糖體的形成，有的能阻止tRNA和mRNA結(jié)合?？枷蚧虮磉_(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系分析1．如圖表示人體內(nèi)苯丙氨酸的代謝途徑，尿黑酸在人體內(nèi)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。下列說法正確的是()A．酶⑤的缺乏會導(dǎo)致患白化病，酶②的缺乏會導(dǎo)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)物相同C．若圖中的酶均由不同的基因表達(dá)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(yīng)關(guān)系D．若圖中的酶均由不同的基因表達(dá)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答案C解析由題圖可知，酶⑤缺乏，不能合成黑色素，患白化病，若酶③缺乏，尿黑酸不能轉(zhuǎn)化成乙酰乙酸，患尿黑酸癥，A錯誤；由題圖可知，苯丙氨酸、酪氨酸在不同酶的催化下，形成的產(chǎn)物不同，B錯誤；該圖體現(xiàn)了基因可通過控制酶的合成控制細(xì)胞代謝，進而間接控制生物體的性狀，D錯誤。2．如圖為皺粒豌豆形成的原因和囊性纖維化的病因圖解。下列敘述正確的是()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CFTR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(jié)構(gòu)變化可以用顯微鏡觀察D．CFTR基因結(jié)構(gòu)異常后無法進行轉(zhuǎn)錄和翻譯答案B解析由題圖可知，插入外來DNA序列后，淀粉分支酶基因結(jié)構(gòu)異常，從這一結(jié)果上來看，基因結(jié)構(gòu)改變是發(fā)生了基因突變，而不是基因重組，A錯誤；CFTR基因發(fā)生了堿基缺失，使基因結(jié)構(gòu)改變，同樣屬于基因突變，B正確；基因突變不能在顯微鏡下觀察到，C錯誤；由圖中信息CFTR基因結(jié)構(gòu)異常，合成的CFTR蛋白功能異?？芍珻FTR基因結(jié)構(gòu)異常后進行了轉(zhuǎn)錄和翻譯，D錯誤。重溫高考真題演練1．(2017·全國Ⅲ，6)下列有關(guān)基因型、性狀和環(huán)境的敘述，錯誤的是()A．兩個個體的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同B．某植物的綠色幼苗在黑暗中變成黃色，這種變化是由環(huán)境造成的C．O型血夫婦的子代都是O型血，說明該性狀是由遺傳因素決定的D．高莖豌豆的子代出現(xiàn)高莖和矮莖，說明該相對性狀是由環(huán)境決定的答案D解析表現(xiàn)型是具有特定基因型的個體所表現(xiàn)出的性狀，是由基因型和環(huán)境共同決定的，所以兩個個體的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同，A正確；葉綠素的合成需要光照，某植物的綠色幼苗在黑暗中變成黃色，說明這種變化是由環(huán)境造成的，B正確；O型血夫婦的基因型為ii，其子代都是O型血(ii)，說明該性狀是由遺傳因素決定的，C正確；高莖豌豆的子代出現(xiàn)高莖和矮莖，說明該高莖豌豆是雜合子，自交后代出現(xiàn)性狀分離，不能說明該相對性狀是由環(huán)境決定的，D錯誤。2．(2020·天津，8)完整的核糖體由大、小兩個亞基組成。下圖為真核細(xì)胞核糖體大、小亞基的合成、裝配及運輸過程示意圖，相關(guān)敘述正確的是()A．上圖所示過程可發(fā)生在有絲分裂中期B．細(xì)胞的遺傳信息主要儲存于rDNA中C．核仁是合成rRNA和核糖體蛋白的場所D．核糖體亞基在細(xì)胞核中裝配完成后由核孔運出答案D解析有絲分裂前期，核膜消失，核仁解體，有絲分裂中期沒有核仁，不會發(fā)生圖示的過程，A項錯誤；細(xì)胞的遺傳信息主要儲存于核仁外組成染色體的DNA分子中，而rDNA中僅儲存著合成rRNA的遺傳信息，B項錯誤；核仁是合成rRNA的場所，但核糖體蛋白是在核糖體上合成的，核糖體蛋白合成后通過核孔進入細(xì)胞核，在核仁中與rRNA組裝成核糖體的大、小亞基，C項錯誤；由圖可知，核糖體的亞基在細(xì)胞核的核仁中完成裝配后由核孔運出，D項正確。3．(2021·天津，17)黃瓜的花有雌花、雄花與兩性花之分(雌花：僅雌蕊發(fā)育；雄花：僅雄蕊發(fā)育；兩性花：雌雄蕊均發(fā)育)。位于非同源染色體上的F和M基因均是花芽分化過程中乙烯合成途徑的關(guān)鍵基因，對黃瓜花的性別決定有重要作用。F和M基因的作用機制如圖所示。(1)M基因的表達(dá)與乙烯的產(chǎn)生之間存在

(填“正”或“負(fù)”)反饋，造成乙烯持續(xù)積累，進而抑制雄蕊發(fā)育。(2)依據(jù)F和M基因的作用機制推斷，F(xiàn)FMM基因型的黃瓜植株開雌花，F(xiàn)Fmm基因型的黃瓜植株開

花。當(dāng)對FFmm基因型的黃瓜植株外源施加

(填“乙烯抑制劑”或“乙烯利”)時，出現(xiàn)雌花。(3)現(xiàn)有FFMM、ffMM和FFmm三種基因型的親本，若要獲得基因型為ffmm的植株，請完成如下實驗流程設(shè)計。答案(1)正(2)兩性乙烯利(3)母本：FFmm父本：ffMM乙烯抑制劑一、易錯辨析1．基因只能通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀(×)2．基因是通過控制蛋白質(zhì)的合成來控制生物性狀的(√)3．在一個細(xì)胞中所含的基因都一定表達(dá)(×)4．吸煙會導(dǎo)致精子中DNA的甲基化水平升高，從而影響基因的表達(dá)(√)二、填空默寫1．基因控制性狀的兩條途徑：基因通過控制酶的合成控制代謝過程，進而控制生物體的性狀；基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。2．基因與性狀的數(shù)量對應(yīng)關(guān)系：一對一、一對多、多對一。3．基因通過其表達(dá)產(chǎn)物——蛋白質(zhì)來控制性狀，細(xì)胞內(nèi)的基因表達(dá)與否以及表達(dá)水平的高低都是受到調(diào)控的。課時精練一、選擇題1．囊性纖維病是由編碼細(xì)胞膜上CFTR蛋白(主動轉(zhuǎn)運氯離子的載體蛋白)的基因發(fā)生突變引起，該突變使CFTR蛋白在第508位缺少了苯丙氨酸，進而導(dǎo)致氯離子運輸障礙，使得氯離子在細(xì)胞內(nèi)積累。下列有關(guān)該病的敘述，不正確的是()A．該病例說明基因能通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀B．CFTR蛋白缺少了苯丙氨酸說明編碼的基因發(fā)生了堿基對的缺失C．氯離子在細(xì)胞內(nèi)積累會導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)液滲透壓上升使水分子出細(xì)胞受阻礙D．編碼CFTR蛋白的基因存在多種突變形式，體現(xiàn)了基因突變的隨機性答案D解析編碼CFTR蛋白的基因存在多種突變形式，體現(xiàn)了基因突變的不定向性，D錯誤。2．多細(xì)胞生物體生長發(fā)育，通過細(xì)胞中基因表達(dá)過程的復(fù)雜調(diào)控，實現(xiàn)細(xì)胞中基因在時間、空間上高度有序的選擇性表達(dá)，進而形成生物體復(fù)雜的性狀表現(xiàn)。蜂群受精卵發(fā)育的幼蟲若取食蜂王漿最后發(fā)育成蜂王，這種幼蟲若以花粉和花蜜為食將發(fā)育成工蜂?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)蜂王漿抑制DNMT3基因表達(dá)DNMT3蛋白，該蛋白是一種DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶，能使DNA某些區(qū)域添加甲基基團(如下圖所示)從而影響基因的表達(dá)。敲除DNMT3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。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．胞嘧啶和5－甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以與鳥嘌呤配對B．蜂群中蜜蜂幼蟲發(fā)育成蜂王可能與體內(nèi)重要基因是否甲基化有關(guān)C．DNA甲基化后可能干擾了RNA聚合酶等對DNA部分區(qū)域的識別和結(jié)合D．被甲基化的DNA片段中堿基序列發(fā)生了改變，從而使生物的性狀發(fā)生改變答案D解析據(jù)圖可知，胞嘧啶和5－甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以與鳥嘌呤配對，A正確；根據(jù)題意可知，蜂王漿抑制DNMT3基因表達(dá)DNMT3蛋白，從而抑制DNA某些區(qū)域添加甲基基團，使該基因正常表達(dá)，則蜂群中蜜蜂幼蟲發(fā)育成蜂王，B正確；被甲基化的DNA片段中堿基序列不變，但生物的性狀發(fā)生改變，D錯誤。3．(2022·南京市第二十九中學(xué)高三月考)當(dāng)細(xì)胞中缺乏氨基酸時，負(fù)載tRNA(攜帶氨基酸的RNA)會轉(zhuǎn)化為空載tRNA(沒有攜帶氨基酸的tRNA)參與基因表達(dá)的調(diào)控。如圖為缺乏氨基酸時，tRNA調(diào)控基因表達(dá)的相關(guān)過程。下列相關(guān)敘述正確的是()A．當(dāng)細(xì)胞缺乏氨基酸時，空載tRNA使蛋白激酶失活，從而抑制基因表達(dá)B．①過程需要解旋酶和RNA聚合酶C．②過程中核糖體d比a更接近起始密碼子D．細(xì)胞核內(nèi)的mRNA通過核膜進入細(xì)胞質(zhì)答案C解析據(jù)圖分析，當(dāng)細(xì)胞缺乏氨基酸時，空載tRNA通過激活蛋白激酶抑制基因表達(dá)，也可以抑制基因的轉(zhuǎn)錄，A錯誤；①為轉(zhuǎn)錄過程，RNA是在細(xì)胞核中通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程不需要解旋酶，B錯誤；②為翻譯過程，該過程中核糖體是沿著mRNA移動的。根據(jù)多肽鏈的長短可判斷出翻譯的方向是從右向左，起始密碼子在右端，所以核糖體d比a更接近起始密碼子，C正確；細(xì)胞核內(nèi)的mRNA合成以后，通過核孔進入細(xì)胞質(zhì)中，D錯誤。4．心肌細(xì)胞不能增殖，ARC基因能在心肌細(xì)胞中特異性表達(dá)，抑制心肌細(xì)胞的凋亡，以維持其正常數(shù)量。對細(xì)胞中某些基因轉(zhuǎn)錄形成的前體RNA進行加工的過程中會產(chǎn)生許多小RNA，如miR－223(鏈狀)、HRCR(環(huán)狀)，HRCR可以吸附miR－223等，以達(dá)到清除它們的目的(如下圖)。當(dāng)心肌細(xì)胞缺血、缺氧時，某些基因過度表達(dá)會產(chǎn)生過多的miR－223，導(dǎo)致心肌細(xì)胞凋亡，最終引發(fā)心力衰竭。下列相關(guān)分析錯誤的是()A．過程①可能發(fā)生在心肌細(xì)胞的細(xì)胞核中，且離不開RNA聚合酶的催化作用B．過程②需要氨基酸、mRNA、rRNA和tRNA等的參與C．心肌細(xì)胞缺血、缺氧時，可能會導(dǎo)致過程③增強，進而影響過程②，最終引發(fā)心力衰竭D．若某種藥物可以促進ARC基因的轉(zhuǎn)錄，則該藥物就能有效地抑制心肌細(xì)胞凋亡答案D解析DNA主要存在于細(xì)胞核中，過程①轉(zhuǎn)錄可能發(fā)生在心肌細(xì)胞的細(xì)胞核中，轉(zhuǎn)錄需要RNA聚合酶，A正確；過程②翻譯需要原料——氨基酸、模板——mRNA、rRNA和tRNA等的參與，B正確；分析可知，心肌細(xì)胞缺血、缺氧時，某些基因過度表達(dá)會產(chǎn)生過多的miR－223，會導(dǎo)致過程③增強，進而降低過程②，導(dǎo)致心肌細(xì)胞內(nèi)凋亡抑制因子減少，而使心肌細(xì)胞發(fā)生凋亡，最終引發(fā)心力衰竭，C正確；分析可知，miR－223通過和ARC基因的mRNA結(jié)合，抑制ARC基因的mRNA的翻譯，所以若某種藥物可以促進ARC基因的轉(zhuǎn)錄，則該藥物不一定能有效地抑制心肌細(xì)胞凋亡，D錯誤。5．(2021·河北模考，11)生物大分子之間的相互結(jié)合在生物體的生命活動中發(fā)揮重要作用。下列敘述正確的是()A．蛋白質(zhì)與DNA結(jié)合后都能調(diào)控基因表達(dá)B．RNA聚合酶與起始密碼子結(jié)合啟動轉(zhuǎn)錄的起始C．RNA與蛋白質(zhì)的結(jié)合在細(xì)胞生物中普遍存在D．DNA與RNA的結(jié)合可發(fā)生在HIV中答案C解析蛋白質(zhì)與DNA結(jié)合后不一定能調(diào)控基因表達(dá)，如組蛋白與DNA結(jié)合構(gòu)成染色體，A錯誤；RNA聚合酶與啟動子結(jié)合啟動轉(zhuǎn)錄，不是起始密碼子，B錯誤；RNA與蛋白質(zhì)的結(jié)合在細(xì)胞生物中普遍存在，如RNA與蛋白質(zhì)結(jié)合構(gòu)成核糖體在原核細(xì)胞和真核細(xì)胞中普遍存在，C正確；DNA與RNA的結(jié)合可發(fā)生在被HIV侵染的宿主細(xì)胞中，但不能發(fā)生在HIV中，D錯誤。6．如圖為人細(xì)胞內(nèi)基因1、基因2與相關(guān)性狀的關(guān)系簡圖，下列敘述錯誤的是()A．通常情況下，同一個體正常體細(xì)胞中存在基因1與基因2B．圖中遺傳信息傳遞途徑為DNA→RNA→蛋白質(zhì)C．白化病患者表現(xiàn)出白化癥狀的根本原因是圖中的酪氨酸酶活性下降D．控制鐮刀型細(xì)胞貧血的基因是通過基因突變產(chǎn)生的，基因突變能產(chǎn)生新基因答案C解析白化病是人體不能合成酪氨酸酶或所合成的酶活性低，導(dǎo)致黑色素不能合成或合成量少，患者患病的根本原因是體細(xì)胞中缺少能編碼有活性酪氨酸酶的正?；?，C錯誤。7．下圖表示苯丙氨酸的代謝途徑，人體若缺乏相應(yīng)的酶會患代謝性遺傳病。一個正常基因控制一種酶的合成，圖中①為苯丙酮尿癥缺陷部位；②為尿黑酸癥缺陷部位；③為白化病缺陷部位。下列分析錯誤的是()A．苯丙酮尿癥患者應(yīng)減少攝入高苯丙氨酸的食物B．上述遺傳病說明生物的一個基因只能控制一種性狀C．白化病患者體內(nèi)的兒茶酚胺濃度可能偏高D．上述遺傳病說明基因可以通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而控制生物體的性狀答案B解析苯丙酮尿癥患者是因為酶①缺乏，苯丙氨酸大量轉(zhuǎn)化為苯丙酮酸，故應(yīng)減少攝入高苯丙氨酸的食物，A正確；當(dāng)①處代謝異常時，甲狀腺激素和黑色素的代謝都會受到影響，說明一個基因可以控制一種或多種性狀，B錯誤；白化病患者因缺乏酶③不能合成黑色素，體內(nèi)的多巴會轉(zhuǎn)化為兒茶酚胺，故兒茶酚胺濃度可能偏高，C正確。8．下圖表示牽?；ㄖ?，花青素合成和花色形成的過程，從圖中不能得出的結(jié)論是()A．牽?；ɑò甑念伾啥鄬蚬餐刂艬．基因可以通過控制酶的合成來控制代謝C．若基因①不表達(dá)，則基因②③不表達(dá)D．牽?；ɑò甑念伾矔艿江h(huán)境的影響答案C解析基因①不表達(dá)，不能說明基因②③不表達(dá)，C錯誤。9．真核細(xì)胞內(nèi)的mRNA壽命極短，易被核酸酶降解。為了提高自身穩(wěn)定性，mRNA需要與細(xì)胞內(nèi)的一些蛋白質(zhì)相結(jié)合形成復(fù)合物才能穩(wěn)定存在。通過調(diào)節(jié)這些蛋白質(zhì)的含量就能調(diào)整mRNA的穩(wěn)定性，從而控制翻譯的過程。下列相關(guān)敘述不正確的是()A．mRNA與蛋白質(zhì)結(jié)合后，可能會將核酸酶的切點掩蓋從而避免被降解B．蛋白質(zhì)作為翻譯產(chǎn)物對mRNA的功能產(chǎn)生影響在一定程度上體現(xiàn)了反饋調(diào)節(jié)C．mRNA與蛋白質(zhì)形成的復(fù)合物可為蛋白質(zhì)的合成提供場所D．基因表達(dá)調(diào)控體現(xiàn)在多個方面，以共同維護遺傳信息的穩(wěn)定傳遞答案C解析根據(jù)題干信息“為了提高自身穩(wěn)定性，mRNA需要與細(xì)胞內(nèi)的一些蛋白質(zhì)相結(jié)合形成復(fù)合物才能穩(wěn)定存在”推測，mRNA與蛋白質(zhì)結(jié)合形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)避免被酶降解，可能是掩蓋確。10．正常情況下，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的PERK(一種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔異常蛋白質(zhì))與Bip結(jié)合后處于失活狀態(tài)。但當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)出現(xiàn)異常蛋白時，Bip便與PERK分離使PERK恢復(fù)活性，最終引發(fā)細(xì)胞凋亡，其機理如圖所示。下列分析不正確的是()注∶Bax基因、Bcl－2基因為細(xì)胞凋亡相關(guān)基因，(＋)表示促進，(一)表示抑制。A．與PERK相比，Bip更容易與異常蛋白結(jié)合B．異常蛋白出現(xiàn)后會從轉(zhuǎn)錄和翻譯水平影響細(xì)胞凋亡C．Bcl－2基因與Bax基因的表達(dá)產(chǎn)物都可以促使細(xì)胞凋亡D．通過藥物提高PERK活性可以促進細(xì)胞凋亡，進而抑制腫瘤發(fā)生答案C解析由題干及圖示信息可知，當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)出現(xiàn)異常蛋白時，Bip便與PERK分離并與異常蛋白結(jié)合，Bip更容易與異常蛋白結(jié)合，A正確；由圖示信息可知，異常蛋白出現(xiàn)后，PERK恢復(fù)活性，并影響相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯，B正確；由圖示信息可知，Bax基因會促進細(xì)胞的凋亡，Bcl－2基因會抑制細(xì)胞的凋亡，C錯誤；由題干信息可知，PERK恢復(fù)活性后可引發(fā)細(xì)胞凋亡，所以提高PERK活性可以促進細(xì)胞凋亡，進而抑制腫瘤發(fā)生，D正確。11．研究發(fā)現(xiàn)，如果環(huán)境中缺乏色氨酸，細(xì)菌需要自己合成；如果環(huán)境中有充足的色氨酸，細(xì)菌會減少或停止色氨酸的合成。該過程中色氨酸合成相關(guān)酶的基因表達(dá)調(diào)控過程如下圖所示。下列敘述錯誤的是()A．細(xì)菌轉(zhuǎn)錄時，DNA－RNA雜交區(qū)域最多會有8種核苷酸B．當(dāng)環(huán)境中色氨酸缺乏時，相關(guān)基因能正常表達(dá)出細(xì)胞中合成色氨酸所需要的酶C．當(dāng)環(huán)境中色氨酸充足時，色氨酸會結(jié)合到RNA聚合酶結(jié)合位點以阻止基因轉(zhuǎn)錄D．基因表達(dá)調(diào)控對于細(xì)菌更好地適應(yīng)環(huán)境、避免物質(zhì)和能量的浪費等具有重要意義答案C解析細(xì)菌轉(zhuǎn)錄時，DNA－RNA雜交區(qū)域最多會有4種脫氧核糖核苷酸和4種核糖核苷酸，即8種核苷酸，A正確；據(jù)圖分析，當(dāng)環(huán)境中色氨酸缺乏時，阻遏物無法與RNA聚合酶結(jié)合位點結(jié)合，基因能夠正常表達(dá)，B正確；據(jù)圖可知，當(dāng)環(huán)境中色氨酸充足時，色氨酸與阻遏物二聚體結(jié)合后，阻遏物二聚體結(jié)合到RNA聚合酶結(jié)合位點以阻止基因轉(zhuǎn)錄，C錯誤；基因表達(dá)調(diào)控如本題可以使細(xì)菌在色氨酸充足時減少或停止色氨酸的合成，避免物質(zhì)和能量的浪費，使細(xì)菌更好地適應(yīng)環(huán)境，D正確。二、非選擇題12．果繩的長翅(A)對殘翅(a)為顯性，且A、a基因位于常染色體上，遺傳學(xué)家曾做過這樣的實驗：長翅果蠅