2025屆新高考生物沖刺熱點復(fù)習(xí)：表觀遺傳與基因表達的調(diào)控

2025屆新高考生物沖刺熱點復(fù)習(xí)

表觀遺傳與基因表達的調(diào)控心臟纖維化一、基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系基因結(jié)構(gòu)蛋白細胞結(jié)構(gòu)生物性狀酶細胞代謝生物性狀直接途徑控制間接途徑控制心臟損傷調(diào)節(jié)【學(xué)習(xí)任務(wù)】知識回顧信號分子如：豌豆皺粒、白化病

如：囊性纖維化

資料1：野生黃瓜的葉片和果實帶有苦味，這與其自身產(chǎn)葫蘆素C有關(guān)。Bi基因控制合成的葫蘆二烯醇合成酶是負責(zé)催化葫蘆素C合成的關(guān)鍵酶；Bl和Bt基因的表達產(chǎn)物是一種轉(zhuǎn)錄因子，能夠選擇性結(jié)合在Bi基因的啟動子上并調(diào)控Bi基因的表達，其中Bl控制著黃瓜葉片中苦味的合成，Bt控制著黃瓜果實中苦味的合成。黃瓜的苦與不苦還取決于環(huán)境因素：光照不足、氮肥過多、干旱均會導(dǎo)致苦味加重。（苦味）

基因葫蘆二烯醇合成酶基因的表達產(chǎn)物因素DNAmRNA蛋白質(zhì)性狀轉(zhuǎn)錄翻譯體現(xiàn)【學(xué)習(xí)任務(wù)】建構(gòu)網(wǎng)絡(luò)請根據(jù)以上信息完成下列概念圖，并至少給出三個結(jié)論。環(huán)境調(diào)控BiBl和Bt產(chǎn)葫蘆素CDNAmRNA蛋白質(zhì)性狀轉(zhuǎn)錄翻譯體現(xiàn)基因表達的調(diào)控表觀遺傳

生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象二、表觀遺傳其中BL控制著黃瓜葉片中苦味的合成，Bt控制著黃瓜果實中苦味的合成。請回答以下問題：基因的選擇性表達

1.苦味在各部位表達有差異的原因是什么？

2.若要黃瓜果實不苦，可以在基因表達的哪些階段進行調(diào)控？

1.DNA甲基化修飾2.組蛋白修飾3.非編碼RNA的調(diào)控【學(xué)習(xí)任務(wù)

】拓展舊知

（轉(zhuǎn)錄后）

多數(shù)情況下，基因甲基化后會結(jié)合很多其他蛋白質(zhì)來幫助關(guān)閉基因，防止RNA聚合酶結(jié)合到啟動子上，從而阻止mRNA的生成，導(dǎo)致基因沉默，進而影響細胞的分化和功能。二、改變了的表型有些可以遺傳

——DNA的甲基化

調(diào)控方式1?

表觀遺傳類型1【學(xué)習(xí)任務(wù)】表觀遺傳的主要類型DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶去甲基化酶123456123456CpG二核苷酸序列5-甲基胞嘧啶（5-mC）資料2：在一個蜂群中，少數(shù)幼蟲取食蜂王漿而發(fā)育成蜂王，大多數(shù)幼蟲以花粉和花蜜為食發(fā)育成工蜂。Dnmt3蛋白是Dnmt3基因表達的一種DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶，能使DNA某些區(qū)域添加甲基基團(如左圖所示)，DNA被甲基化后會干擾RNA聚合酶的識別。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。DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶去甲基化酶機制：易發(fā)生DNA甲基化的堿基對主要是

，推測此區(qū)域主要分布

中，在發(fā)生甲基化后，會影響這段DNA和

相結(jié)合，從而使

。C-G

RNA聚合酶

轉(zhuǎn)錄過程受到抑制表觀遺傳調(diào)控機制——DNA的甲基化

調(diào)控方式1?

表觀遺傳類型1啟動子123456123456

有絲分裂的分裂期，HDAC復(fù)合物使組蛋白去乙?；?，染色質(zhì)凝縮成為非活性染色質(zhì)，無轉(zhuǎn)錄活性，抑制了基因的轉(zhuǎn)錄。凝縮（不利于轉(zhuǎn)錄）松散（利于轉(zhuǎn)錄）組蛋白乙?；附M蛋白去乙?；D(zhuǎn)移酶運用圖示機制推測有絲分裂的分裂期基因轉(zhuǎn)錄水平低的原因。

原核細胞也存在圖示類型的表觀遺傳調(diào)控嗎？理由是

。

無與組蛋白結(jié)合的染色體——組蛋白的修飾調(diào)控方式1?

表觀遺傳——類型2

調(diào)控方式1?

表觀遺傳類型2【學(xué)習(xí)任務(wù)】表觀遺傳的主要類型資料3：表觀遺傳調(diào)控機制——

——RNA干擾資料4：導(dǎo)致基因靜默的RNA主要有三種：miRNA、siRNA、piRNA，這三種RNA分子都能通過不同的機制實現(xiàn)基因沉默。miRNA作用機制如下:DNADNAmRNA非編碼RNA蛋白質(zhì)阻止翻譯(抑制基因表達)互補配對調(diào)控方式1?

表觀遺傳類型3【學(xué)習(xí)任務(wù)】表觀遺傳的主要類型據(jù)圖分析：1.圖中基因表達的哪個過程受到干擾?2.請問RNA介導(dǎo)的基因沉默，堿基序列有沒有改變？

（填“有”或“沒有”），是否屬于

（填“屬于”或“不屬于”）表觀遺傳，理由是：

表觀遺傳調(diào)控機制————RNA干擾調(diào)控方式1?

表觀遺傳類型3Dicer酶切割屬于

RNA介導(dǎo)的基因沉默可以遺傳給子代，基因的堿基序列不變。

翻譯沒有總結(jié)

生物體在適應(yīng)環(huán)境的過程中，在基因表達水平上做出應(yīng)答的分子機制，就稱之為基因表達的調(diào)控。RNA水平轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控蛋白質(zhì)水平基因丟失基因擴增基因重排甲基化修飾染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)DNA水平翻譯過程蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性翻譯后加工mRNA穩(wěn)定性mRNA向胞漿轉(zhuǎn)運RNA的轉(zhuǎn)錄后加工基因表達調(diào)控的類型

請用DNA甲基化的機制分析黃瓜如何調(diào)控苦味基因在不同器官中的選擇性表達的，并嘗試構(gòu)建模型進行解釋。三、基因表達調(diào)控的應(yīng)用Bl控制著黃瓜葉片中苦味的合成，Bt控制著黃瓜果實中苦味的合成。葫蘆素CBlBtBt葫蘆素C葉片果實啟動子啟動子啟動子啟動子【學(xué)習(xí)任務(wù)】基因表達調(diào)控的應(yīng)用Bl資料6：黃瓜的Bl基因控制葉片的苦味，而Bt基因控制果實的苦味。這一發(fā)現(xiàn)為培育苦味較少的黃瓜品種提供了理論基礎(chǔ)?？茖W(xué)家通過基因編輯技術(shù)，如CRISPR/Cas9系統(tǒng)，可以直接對黃瓜中的苦味基因進行修飾或敲除，從而降低或消除黃瓜的苦味。1.思考如何利用基因編輯技術(shù)檢測苦味基因的敲除？2.如何檢測黃瓜苦味的去除是基因水平的調(diào)控還是RNA水平的調(diào)控？

基因水平的分析：比較苦味去除前后黃瓜在基因序列上的差異。

RNA水平的分析：檢測苦味去除前后黃瓜中相關(guān)RNA表達量變化?；驕y序；DNA分子雜交技術(shù)，檢測苦味基因的mRNA含量；檢測苦味物質(zhì)的含量；直接嘗嘗黃瓜味道。3.基因組編輯等技術(shù)可以達到去除黃瓜果實的苦味，是否也可以通過對人類生殖細胞或胚胎進行基因組編輯來防治狐臭??？說明理由

。不可以，違反法律和倫理，且存在安全隱患三、基因表達調(diào)控的應(yīng)用資料7：在黃瓜中表達葫蘆素C時，去甲基化酶在不同部位或不同的時期可能具有不同的氨基酸序列，即使是同一種去甲基化酶其氨基酸序列也可能不同。請問能用SDS-凝膠電泳來證明此推斷嗎？如何證明？【SDS-凝膠電泳是利用SDS（十二烷基硫酸鈉）將蛋白質(zhì)分子的電荷中和，使蛋白質(zhì)在電場作用下按照分子量大小進行遷移，從而實現(xiàn)蛋白質(zhì)的分離】標記蛋白①②③④⑤974006620043000310002010014400

將不同來源的去甲基化酶分離提純后電泳，如出現(xiàn)不同位置的條帶，即可證明。三、基因表達調(diào)控的應(yīng)用附加題：若是出現(xiàn)分子量大小相同的酶又該怎么區(qū)分呢？經(jīng)典遺傳、表觀遺傳、環(huán)境等對表型的影響DNAmRNA蛋白質(zhì)性狀轉(zhuǎn)錄翻譯體現(xiàn)經(jīng)典遺傳表觀遺傳調(diào)控環(huán)境影響影響2.表觀遺傳：堿基序列不變，引起的性狀變化可遺傳3.僅由環(huán)境變化引起的性狀變化，不可遺傳1.經(jīng)典遺傳：堿基序列改變，引起的性狀變化可遺傳課堂小結(jié)影響酶結(jié)構(gòu)蛋白資料7：蛋白質(zhì)乙?；且环N表觀遺傳現(xiàn)象，研究發(fā)現(xiàn)抑郁癥患者血清中的組蛋白去乙?；福℉DACs）增多，據(jù)此推測抑郁可能與大腦區(qū)域組蛋白乙?；浇档陀嘘P(guān)?，F(xiàn)有抑郁模型小鼠（CVS）和正常小鼠若干只及含HDACs抑制劑的溶液，請設(shè)計實驗對該推測進行驗證，要求寫出實驗設(shè)計思路以及相應(yīng)的實驗結(jié)果。實驗思路：將CVS小鼠均分為A、B組，取與A、B組等量的正常小鼠作為C組，向A組小鼠大腦區(qū)域注射一定量含HDACs抑制劑的溶液，向B、C組小鼠大腦區(qū)域分別注射等量不含HDACs抑制劑的溶液，飼養(yǎng)一段時間后，檢測小鼠大腦區(qū)域組蛋白乙酰化水平及觀察抑郁癥情況。

實驗結(jié)果：小鼠大腦區(qū)域組蛋白乙?；紹組<A組≤C組，與B組相比，A組小鼠抑郁癥情況得到改善。三、基因表達調(diào)控的應(yīng)用思維訓(xùn)練P75

果