第六單元　第28課時　基因表達與性狀的關(guān)系

第28課時基因表達與性狀的關(guān)系課標(biāo)要求1.舉例說明生物的性狀主要通過蛋白質(zhì)表現(xiàn)。2.概述細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達的結(jié)果。3.概述某些基因中堿基序列不變，但表型改變的表觀遺傳現(xiàn)象?？记榉治?.基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系2024·重慶·T122022·重慶·T182.基因選擇性表達與細(xì)胞分化2022·湖北·T53.表觀遺傳2024·江蘇·T152024·廣東·T102024·黑吉遼·T92024·貴州·T52024·重慶·T122023·海南·T112023·廣東·T172023·山東·T72023·湖南·T72023·河北·T72022·遼寧·T162022·江蘇·T21考點一基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系基因控制生物性狀的途徑(1)方式1：基因通過控制____________________________________________________，進而控制生物體的性狀。實例：①豌豆種子圓粒與皺粒的原因②白化病致病機理(2)方式2：基因通過控制蛋白質(zhì)的____________________________________________直接控制生物體的性狀。實例：囊性纖維化考向一基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系1．(2024·黃崗模擬)如圖反映了基因表達與性狀的關(guān)系，下列說法正確的是()A．基因1和基因2一般不會出現(xiàn)在人體內(nèi)的同一個細(xì)胞中B．人體衰老引起白發(fā)的原因是圖中酪氨酸酶不能合成C．基因控制囊性纖維化與基因2控制性狀的方式相同D．④⑤過程的結(jié)果不同是基因表達過程受到調(diào)控導(dǎo)致的2．形成果蠅紅眼的直接原因是紅色色素的形成，而紅色色素的形成需要經(jīng)歷一系列生化反應(yīng)，每一個反應(yīng)所涉及的酶都與相應(yīng)的基因有關(guān)；科學(xué)家只將其中一個因突變而導(dǎo)致紅眼不能形成的基因命名為紅眼基因。下列敘述錯誤的是()A．果蠅的紅眼基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制紅眼性狀B．果蠅紅眼性狀的形成，說明基因與性狀的關(guān)系并不都是簡單的一一對應(yīng)關(guān)系C．果蠅細(xì)胞內(nèi)形成紅色色素的一系列生化反應(yīng)遵循中心法則D．紅眼基因突變后其遺傳性狀不一定改變考點二基因的選擇性表達與細(xì)胞分化、表觀遺傳1．細(xì)胞分化的本質(zhì)：________________________(如圖所示)。2．表達的基因類型3．表觀遺傳4．基因與性狀間的關(guān)系(1)在大多數(shù)情況下，基因與性狀的關(guān)系并不是簡單的一一對應(yīng)的關(guān)系。①一個基因eq\o(→,\s\up7(控制))________________(多數(shù)性狀受單基因控制)；②一個基因eq\o(→,\s\up7(控制))________________(如基因間相互作用)；③________________eq\o(→,\s\up7(控制))________________(如身高、體重等)。(2)生物體的性狀也不完全由基因決定，__________對性狀也有著重要影響。(1)小鼠Avy基因控制黃色體毛，該基因上游不同程度的甲基化修飾會導(dǎo)致其表達受不同程度抑制，使小鼠毛色發(fā)生可遺傳的改變。Avy基因的堿基序列保持不變(2022·天津，5A)()(2)癌細(xì)胞來源的某種酶，比正常細(xì)胞來源的同種酶活性較低，原因可能是酶基因啟動子發(fā)生甲基化(2023·天津，6B)()(3)染色體的組蛋白被修飾造成的結(jié)構(gòu)變化不影響基因表達(2023·河北，6C)()表觀遺傳的幾種類型1．DNA甲基化：指在DNA堿基上增加甲基基團的化學(xué)修飾?；驂A基甲基化程度較高導(dǎo)致基因不表達的原因可能是其與__________________酶的結(jié)合受阻。在胰島B細(xì)胞中，呼吸酶基因、胰島素基因處于____________________(填“甲基化”或“非甲基化”)的狀態(tài)。2．基因(組)印記：指因親本來源不同而導(dǎo)致等位基因表達差異的一種遺傳現(xiàn)象，DNA甲基化就是基因組印記的重要方式之一。在印記基因中，來自親本的“印記”在子一代體細(xì)胞的有絲分裂中保持終生；但在子一代的原始生殖細(xì)胞中，甲基化都會被清除，然后形成配子時，甲基化模式都會重新設(shè)定。鼠的灰色(A)對褐色(a)是一對相對性狀，被甲基化修飾的基因不能表達。圖中雌鼠與雄鼠雜交，子代小鼠的表型及比例是灰色∶褐色＝________________________________。3．組蛋白修飾(1)組蛋白乙?；揎椧话闩c基因轉(zhuǎn)錄激活相關(guān)，而組蛋白去乙?；瘎t與基因沉默相關(guān)。(2)組蛋白甲基化修飾既與基因的轉(zhuǎn)錄抑制相關(guān)，又與轉(zhuǎn)錄激活相關(guān)，這取決于被修飾的氨基酸殘基所處的位置、被修飾的程度，以及甲基轉(zhuǎn)移酶的性質(zhì)。已知基因A的表達產(chǎn)物可在一定程度上抑制RNA病毒在宿主細(xì)胞中的增殖。在研究基因A的功能時，研究人員發(fā)現(xiàn)宿主細(xì)胞染色質(zhì)的組蛋白乙酰化導(dǎo)致染色質(zhì)結(jié)構(gòu)松散、開放程度變大，最終能激活基因A的表達。試分析染色體的組蛋白乙?；欣诨駻表達的原理：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4．RNA干擾主要靠直接結(jié)合特異的靶標(biāo)mRNA，從而阻止該mRNA進行翻譯或者導(dǎo)致靶標(biāo)mRNA的穩(wěn)定性下降。(2023·廣東，17節(jié)選)放射性心臟損傷是由電離輻射誘導(dǎo)大量心肌細(xì)胞凋亡產(chǎn)生的心臟疾病。一項新的研究表明，circRNA可以通過miRNA調(diào)控P基因表達進而影響細(xì)胞凋亡，調(diào)控機制如圖。miRNA是細(xì)胞內(nèi)一種單鏈小分子RNA，可與mRNA靶向結(jié)合并使其降解。circRNA是細(xì)胞內(nèi)一種閉合環(huán)狀RNA，可靶向結(jié)合miRNA使其不能與mRNA結(jié)合，從而提高mRNA的翻譯水平。回答下列問題：(1)前體mRNA是通過________酶以DNA的一條鏈為模板合成的，可被剪切成circRNA等多種RNA。circRNA和mRNA在細(xì)胞質(zhì)中通過對________的競爭性結(jié)合，調(diào)節(jié)基因表達。(2)據(jù)圖分析，miRNA表達量升高可影響細(xì)胞凋亡，其可能的原因是_______________________________________________________________________________________。(3)根據(jù)以上信息，除了減少miRNA的表達之外，試提出一個治療放射性心臟損傷的新思路：________________________________________________________________________。5．X染色體失活是“強制性的男女平等”。雌性動物體細(xì)胞中X染色體的失活遵循n－1規(guī)律：不管有多少條X染色體，除了一條以外其余的都失活。染色體失活是一個與基因沉默相關(guān)的過程。這些變化使失活的X染色體形成巴氏小體。雖然在體細(xì)胞中失活的X染色體非常穩(wěn)定，但在正常發(fā)育過程中的一些情況下，整條染色體還可以再被激活。例如，在發(fā)育中的原始生殖細(xì)胞內(nèi)，可以激活失活的X染色體。(2021·遼寧，20改編)雌性小鼠在胚胎發(fā)育至4～6天時，細(xì)胞中兩條X染色體會有一條隨機失活，經(jīng)細(xì)胞分裂形成子細(xì)胞，子細(xì)胞中此條染色體仍是失活的。雄性小鼠不存在X染色體失活現(xiàn)象?，F(xiàn)有兩只轉(zhuǎn)熒光蛋白基因的小鼠，甲為發(fā)紅色熒光的雄鼠(基因型為XRY)，乙為發(fā)綠色熒光的雌鼠(基因型為XGX)。甲、乙雜交產(chǎn)生F1，F(xiàn)1雌雄個體隨機交配，產(chǎn)生F2。若不發(fā)生突變，下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．F1中發(fā)紅色熒光的個體均為雌性B．F1中同時發(fā)出紅綠熒光的個體所占的比例為1/4C．F1中只發(fā)紅色熒光的個體，發(fā)光細(xì)胞在身體中分布情況相同D．F2中只發(fā)一種熒光的個體出現(xiàn)的概率是11/16考向二基因選擇性表達與性狀間的關(guān)系3．(2021·湖南，13改編)細(xì)胞內(nèi)不同基因的表達效率存在差異，如圖所示。下列敘述不正確的是()A．細(xì)胞能在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平上調(diào)控基因表達，圖中基因A的表達效率高于基因BB．真核生物核基因表達的①和②過程分別發(fā)生在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中C．人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA為模板進行轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物D．②過程中，rRNA中含有與mRNA上密碼子互補配對的反密碼子4．(2022·湖北，5)BMI1基因具有維持紅系祖細(xì)胞分化為成熟紅細(xì)胞的能力。體外培養(yǎng)實驗表明，隨著紅系祖細(xì)胞分化為成熟紅細(xì)胞，BMI1基因表達量迅速下降。在該基因過量表達的情況下，一段時間后成熟紅細(xì)胞的數(shù)量是正常情況下的1012倍。根據(jù)以上研究結(jié)果，下列敘述錯誤的是()A．紅系祖細(xì)胞可以無限增殖分化為成熟紅細(xì)胞B．BMI1基因的產(chǎn)物可能促進紅系祖細(xì)胞的體外增殖C．該研究可為解決臨床醫(yī)療血源不足的問題提供思路D．紅系祖細(xì)胞分化為成熟紅細(xì)胞與BMI1基因表達量有關(guān)考向三表觀遺傳5．(2024·江蘇，15)圖示果蠅細(xì)胞中基因沉默蛋白(PcG)的缺失，引起染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變化，導(dǎo)致細(xì)胞增殖失控形成腫瘤。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．PcG使組蛋白甲基化和染色質(zhì)凝集，抑制了基因表達B．細(xì)胞增殖失控可由基因突變引起，也可由染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變化引起C．DNA和組蛋白的甲基化修飾都能影響細(xì)胞中基因的轉(zhuǎn)錄D．圖示染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變化也是原核細(xì)胞表觀遺傳調(diào)控的一種機制6．(2023·海南，11)某植物的葉形與R基因的表達直接相關(guān)?，F(xiàn)有該植物的植株甲和乙，二者R基因的序列相同。植株甲R基因未甲基化，能正常表達；植株乙R基因高度甲基化，不能表達。下列有關(guān)敘述正確的是()A．植株甲和乙的R基因的堿基種類不同B．植株甲和乙的R基因的序列相同，故葉形相同C．植株乙自交，子一代的R基因不會出現(xiàn)高度甲基化D．植株甲和乙雜交，子一代與植株乙的葉形不同下列關(guān)于基因表達與性狀的關(guān)系的說法，錯誤的是()A．基因E可編碼玉米花青素合成途徑的關(guān)鍵蛋白，所以基因E是通過控制酶的合成來起作用的B．囊性纖維化體現(xiàn)了基因可通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來直接控制生物體的性狀C．皺粒豌豆種子中，編碼淀粉分支酶的基因被打亂，淀粉分支酶異常，活性降低，淀粉含量低而蔗糖含量高D．決定人身高的基因與身高這種性狀呈線性關(guān)系，即一種性狀由一個基因控制E．同一生物體中不同類型的細(xì)胞內(nèi)的mRNA種類不同的實質(zhì)是基因的選擇性表達F．柳穿魚的Lcyc基因可以通過甲基化來促進基因的表達G．DNA上甲基化修飾的程度不同，可能導(dǎo)致子代個體基因相同表型不同H．表觀遺傳中堿基序列不發(fā)生變化，但也可能將親本性狀遺傳給后代I．表觀遺傳中核內(nèi)遺傳物質(zhì)在親子代之間的傳遞不遵循孟德爾遺傳規(guī)律J．表觀遺傳可解釋為基因在轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中發(fā)生了一些穩(wěn)定性的改變K．表觀遺傳學(xué)分子修飾只能發(fā)生在DNA上L．甲基化可通過影響DNA聚合酶與調(diào)控序列結(jié)合抑制轉(zhuǎn)錄M．表觀遺傳現(xiàn)象普遍存在于生物體的生長、發(fā)育和衰老的過程中N．同卵雙胞胎之間的微小差異可能與表觀遺傳有關(guān)O．蜂王與工蜂的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理、行為的不同與表觀遺傳有關(guān)P．高溫培養(yǎng)殘翅果蠅幼蟲得到接近正常果蠅成蟲的現(xiàn)象屬于表觀遺傳答案精析考點一整合(1)酶的合成來控制代謝過程(2)結(jié)構(gòu)評價1．C[一般來說，人體所有體細(xì)胞都是由同一個受精卵經(jīng)有絲分裂形成的，都含有相同的基因，因此基因1和基因2可以出現(xiàn)在人體內(nèi)的同一個細(xì)胞中，A錯誤；人體衰老引起白發(fā)的原因是圖中酪氨酸酶活性降低，導(dǎo)致黑色素合成減少，B錯誤；基因控制囊性纖維化和基因2控制性狀的方式都是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，C正確；④⑤過程的結(jié)果存在差異的直接原因是血紅蛋白結(jié)構(gòu)的不同，根本原因是控制血紅蛋白的基因結(jié)構(gòu)不同，D錯誤。]2．C[由“紅色色素的形成需要經(jīng)歷一系列生化反應(yīng)，每一個反應(yīng)所涉及的酶都與相應(yīng)的基因有關(guān)”可知，果蠅紅眼性狀與多個基因有關(guān)，B正確；紅眼的紅色色素不是核酸或蛋白質(zhì)，其合成不遵循中心法則，C錯誤；密碼子具有簡并性，紅眼基因突變后其遺傳性狀不一定改變，D正確。]考點二整合1．基因的選擇性表達mRNA2．細(xì)胞基本生命活動某類細(xì)胞3．堿基序列表達和表型4．(1)①一種性狀②多種性狀③多個基因一種性狀(2)環(huán)境判斷正誤(1)√(2)×[啟動子是RNA聚合酶識別與結(jié)合的位點，用于驅(qū)動基因的轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄出的mRNA可作為翻譯的模板翻譯出蛋白質(zhì)，若該酶基因啟動子甲基化，可能導(dǎo)致該基因的轉(zhuǎn)錄過程無法進行，不能合成酶。](3)×[在生物表觀遺傳中，除了DNA甲基化，構(gòu)成染色體的組蛋白發(fā)生甲基化、乙?；刃揎椧矔绊懟虻谋磉_。]提升1．RNA聚合非甲基化2．1∶13．(2)宿主細(xì)胞中染色質(zhì)結(jié)構(gòu)松散有利于基因解旋，從而有利于基因A的轉(zhuǎn)錄過程，最終有利于基因A的表達4．(1)RNA聚合miRNA(2)P蛋白能抑制細(xì)胞凋亡，miRNA表達量升高，與P基因的mRNA結(jié)合并將其降解的概率提高，導(dǎo)致合成的P蛋白減少，無法抑制細(xì)胞凋亡(3)可通過增大細(xì)胞內(nèi)circRNA的含量，靶向結(jié)合miRNA使其不能與P基因的mRNA結(jié)合，從而提高P基因的表達量，抑制細(xì)胞凋亡5．C[雌性小鼠發(fā)育過程中一條X染色體隨機失活，雄性小鼠不存在這種現(xiàn)象，甲、乙雜交產(chǎn)生的F1的基因型是XRX、XY、XRXG、XGY，F(xiàn)1隨機交配，雌配子產(chǎn)生的種類及比例是XR∶XG∶X＝2∶1∶1，雄配子產(chǎn)生的種類及比例為X∶XG∶Y＝1∶1∶2。由分析可知，F(xiàn)1中雄性個體的基因型是XGY和XY，不存在紅色熒光，即F1中發(fā)紅色熒光的個體均為雌性，A正確；F1的基因型及比例為XRX∶XY∶XRXG∶XGY＝1∶1∶1∶1，則同時發(fā)紅綠熒光的個體(XRXG)所占的比例為1/4，B正確；F1中只發(fā)紅色熒光的個體的基因型是XRX，由于存在一條X染色體隨機失活，則發(fā)光細(xì)胞在身體中分布情況不相同，C錯誤；F2中只發(fā)一種熒光的個體包括XRX、XRY、XXG、XGY、XGXG、XGX，所占的比例為2/4