高三生物一轮复习课件【知识精讲精研】 基因表达与性状的关系

第2节基因表达与性状的关系1.了解基因控制货白质合威的过程和原理。通过基因控制蛋白质的合成的学习培养学生分析综合能力，理解结构与功能相适应的生物学原理。2.概述基因控制生物体性状的两种方式，进一步理解基因、蛋白质与性状关系。3.概述基因选择性表达与细胞分化的关系。4.概述生物体的表观遗传现象。

目

标

要

求考点要求考题统计考情分析遗传信息的转录和翻译2023，山东，湖南、全国海南、浙江2题（选择）2023，广东（2）2022，浙江、广东，（选择）2022，重庆，填空本专题知识难度较低、较高的两级分化，要求基础要扎实。考查学生对基因与性状的整体性的认识,或结合一些情景信息或表格信息设置题目，考查学生的应变能力、获取信息和综合分析能力。中心法则基因与性状的关系2023，海南，（选择）2022，天津，重庆、辽宁、河北、湖南，（选择）2022，北京（4）填空基因

生物体的性状1、直接控制途径(用文字和箭头表示)蛋白质的结构缺失3个A∥TT∥ACFTR蛋白结构缬氨酸镰刀状溶血性贫血一、基因表达产物与性状的关系

2、间接控制途径(用文字和箭头表示)①白化病致病机理图解酶的合成代谢过程酪氨酸酶黑色素酪氨酸酶不能将酪氨酸酶转化为黑色素基因

生物体的性状②豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解DNA序列淀粉分支酶淀粉分支酶淀粉合成受阻，淀粉含量降低蔗糖皱粒圆粒考向1考查基因的表达产物与性状的关系1．如图所示为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述正确的是(

)A．①②和⑦⑥都表示基因的表达过程，但发生在不同细胞中B．由题中信息判断基因1和基因2的遗传一定遵循自由组合定律C．生物体中一个基因只能决定一种性状D．⑦→⑥→⑤过程说明基因可通过控制酶的合成，直接控制生物的性状A

[由图可知，①和⑦表示转录，②和⑥表示翻译，基因的表达包括转录和翻译，图中的血红蛋白的形成只发生在红细胞中，酪氨酸酶在皮肤和眼睛等组织细胞中表达，A正确；仅由题中信息不能确定基因1和基因2的遗传是否遵循自由组合定律，因为仅由题中信息不能确定这两个基因是否位于同一对同源染色体上，B错误；生物体中一个基因可以参与控制多种性状，C错误；⑦→⑥→⑤过程说明基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状，D错误。]《新坐标》Ｐ182

2．某两种蛋白质可以形成含铁的杆状多聚体，这种多聚体能识别外界磁场并自动顺应磁场方向排列。编码这两种蛋白质的基因，在家鸽的视网膜中共同表达。如果家鸽的这两个基因失去功能，将无法“导航”，失去方向感。请利用基因敲除的方法，设计实验验证这一问题，写出实验思路。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________提示：以A、B分别代表编码这两种蛋白质的基因。先设法去除家鸽的这两个基因(基因敲除)，设置四组实验：组别①去除A基因，组别②去除B基因，组别③同时去除A基因和B基因，组别④不去除基因的家鸽(对照组)；分别测定4组家鸽视网膜细胞中是否有含铁的杆状多聚体，如果有，进一步测定含量；然后在同一条件下放飞4组家鸽，观察它们的定向运动能力。二、基因的选择性表达与细胞分化1、基因的类型：

2、细胞分化的本质：

。3、细胞分化的结果：基因的选择性表达由于基因的选择性表达，导致来自同一个体的体细胞中

和______不完全相同，从而导致细胞具有不同的形态和功能。管家基因：在所有细胞中都能表达的基因。奢侈基因：只在某类细胞中特异性表达的基。mRNA蛋白质从同一个体的浆细胞(L)和胰岛B细胞(P)中分别提取它们的全部mRNA(L－mRNA和P－mRNA)，并以此为模板在逆转录酶的催化下合成相应的单链DNA(L－cDNA和P－cDNA)。其中，能与L－cDNA互补的P－mRNA以及不能与P－cDNA互补的L－mRNA分别含有编码

①核糖体蛋白的mRNA

②胰岛素的mRNA③抗体蛋白的mRNA

④血红蛋白的mRNAA.①③ B.①④

C.②③

D.②④由题意知，能与L－cDNA互补的P－mRNA是在两种细胞中均可表达的基因转录的mRNA，不能与P－cDNA互补的L－mRNA是由能在浆细胞中表达在胰岛B细胞中不表达的基因转录的mRNA，故选A。A考向2考查细胞分化和基因的选择性表达2．管家基因是指所有细胞中均要稳定表达的一类基因，奢侈基因是指不同类型的细胞特异性表达的基因。基因的选择性表达与DNA的甲基化(将甲基从活性甲基化合物上转移到特定部位的碱基上)有关，甲基化能抑制某些基因的活性。下列叙述错误的是(

)A．管家基因结构应保持相对稳定，且一般情况下持续表达B．管家基因表达产物是维持细胞基本生命活动必需的C．有些奢侈基因的表达产物赋予了各种类型细胞特异的形态结构D．DNA的甲基化过程改变了碱基数量使细胞呈现多样化D

[DNA的甲基化过程没有改变基因中的碱基数量和排列顺序，只是调控了基因的表达。]3．白水牛的皮肤呈粉红色，被毛、角和蹄均为白色，而眼睛呈现黑色，是我国稀有且珍贵的畜禽遗传资源。我国科学家经过多年的研究，揭示了白水牛白毛色形成的分子机制。白水牛常染色体上一个名叫ASIP的基因，其上游插入了一段长度为2809个核苷酸的特殊DNA片段，使得ASIP基因表达量相较于黑水牛提高了近10倍，而大量的ASIP基因表达产物的积累，会阻碍黑色素细胞的增殖分化和发育成熟，最终导致白水牛皮肤中缺乏成熟的黑色素细胞及黑色素颗粒。下列相关说法正确的是(

)A．白水牛的变异类型为染色体数目变异B．白水牛白毛色与人类白化病的形成机制一样C．基因表达水平的高低，会影响生物体的性状D．白水牛稀有，据此推测白毛性状受隐性基因控制

C

[白水牛的染色体数目没有发生变化，A项错误；人类的白化病是由于控制催化黑色素合成的酶的基因发生突变，造成黑色素不能合成造成的，与白水牛白毛色形成的机制不同，B项错误；不能判断白水牛的白毛性状的显隐性，D项错误。]三、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、特点A.可遗传：基因表达和表型可以遗传给后代。B.不变性：基因的碱基序列保持不变。C.可逆性：DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化，即被修饰的

DNA可能发生去甲基化。D.受环境影响碱基序列基因表达表型理解表观遗传应注意的三个问题A.表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。B.表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因。C.表观遗传一般是影响到基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。3、机制：DNA的__________；_________的甲基化和乙酰化等。4、实例：a.柳穿鱼花形的遗传；b.某种小鼠毛色的遗传；c.蜂王和工蜂。甲基化组蛋白表达甲基化不表达课本Ｐ73思考讨论资料1旁栏边角(必修2P73“思考·讨论”)某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制,Avy为显性基因,表现为黄色体毛,a为隐性基因,表现为黑色体毛。将纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交,子一代小鼠的基因型都是Avya,却表现出不同的毛色:介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。请分析可能的原因。

提示:在Avy基因的前端(或称“上游”)有一段特殊的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。当这些位点没有甲基化时,Avy基因正常表达,小鼠表现为黄色;当这些位点甲基化后,Avy基因的表达就受到抑制。这段碱基序列的甲基化程度越高,Avy基因的表达受到的抑制越明显,小鼠体毛的颜色就越深。《新坐标》Ｐ182

1．DNA甲基化是在DNA甲基转移酶的作用下，将甲基选择性地添加到胞嘧啶上形成5-胞嘧啶的过程。研究发现，雌蜂幼虫用不同的食物喂养，基因组的甲基化程度不同(图1)。科学家通过现代生物技术手段，得到Dnmt3(DNA甲基转移酶的一种)基因被敲除的雌蜂幼虫，在同样喂食花粉和花蜜的条件下，该雌蜂幼虫发育成蜂王(图2)。据此研究解释蜜蜂幼虫因食物不同而发育不同的原因。图1

DNA甲基化与图2

Dnmt3合成被破坏后雌蜂幼虫的发育雌蜂幼虫的发育提示：蜜蜂的幼虫以花粉和花蜜为食，Dnmt3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，造成与性别分化有关的基因被甲基化而不能表达，发育成了工蜂；蜜蜂的幼虫以蜂王浆为食，使Dnmt3基因不表达，

与性别分化有关的基因正常表达而发育成蜂王。(2023临沂模拟)位于X染色体上的SXL基因在雌雄果蝇某些细胞中的表达情况不同,决定了这些细胞分化为卵原细胞还是精原细胞,从而影响了果蝇的性别发育(如图所示)。下列叙述错误的(

)A.SXL蛋白参与了自身mRNA的剪切、加工,会使细胞中SXL蛋白有一定量积累B.外显子可能含有编码终止密码子序列,导致翻译提前终止C.充足的SXL蛋白质可以促进原始生殖细胞分化为卵原细胞,若缺乏SXL蛋白,则分化为精原细胞D.可通过观察细胞中是否含有Y染色体判定果蝇性别答案:D解析：①XY胚胎比XX胚胎的mRNA多了部分序列，XY胚胎的SXL多肽比XX胚胎的短；②XX胚胎细胞中含有较多SXL蛋白，XY胚胎细胞中SXL蛋白缺乏，且无功能；③SXL基因在雌雄果蝇某些细胞中的表达情况不同，决定了这些细胞分化为卵原细胞还是精原细胞

DNA复制相关组蛋白乙酰化、去乙酰化组蛋白乙酰化与基因活化以及复制相关，组蛋白的去乙酰化和基因的失活相关。乙酰化酶家族可作为辅激活因子调控转录，调节细胞周期，去乙酰化酶家族则和转录调控、基因沉默、细胞分化和增殖以及相关。

基因组印记基因组印记是指来自父方和母方的等位基因在通过精子和卵细胞传递给子代时发生了修饰，使带有亲代印记的等位基因具有不同的表达特性。这种修饰常为DNA甲基化修饰，也包括组蛋白乙酰化、甲基化等修饰。

在形成早期，来自父方和母方的印记将全部被消除，父方等位基因在精母细胞形成精子时产生新的甲基化模式，但在受精时这种甲基化模式还将发生改变；母方等位基因甲基化模式在卵子发生时形成，因此在受精前来自父方和母方的等位基因具有不同的甲基化模式。

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。印记是在配子发生过程中获得的，在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。（1）雌配子中印记重建后，A基因碱基序列_____，表达水平发生可遗传变化的现象叫做____________。（2）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______(填父方或母方或不确定），理由是

。不变表观遗传父方雄配子中印记重建去甲基化，雌配子中印记重建甲基化，雌鼠的A基因未甲基化（3）亲代雌、雄鼠的基因型均为Aa，但表型不同，原因是

。（4）亲代雌鼠与雄鼠杂交，子代小鼠的表现型及比例为

。体细胞里发生甲基化的等位基因不同，且甲基化的基因不能表达生长正常鼠：生长缺陷鼠=1：15、基因与性状间的对应关系另外，生物体的性状还受

的影响。基因与基因、基因与基因表达产物、

之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的

。环境条件基因与环境性状(2023临沂模拟)位于X染色体上的SXL基因在雌雄果蝇某些细胞中的表达情况不同,决定了这些细胞分化为卵原细胞还是精原细胞,从而影响了果蝇的性别发育(如图所示)。下列叙述错误的(

)A.SXL蛋白参与了自身mRNA的剪切、加工,会使细胞中SXL蛋白有一定量积累B.外显子可能含有编码终止密码子序列,导致翻译提前终止C.充足的SXL蛋白质可以促进原始生殖细胞分化为卵原细胞,若缺乏SXL蛋白,则分化为精原细胞D.可通过观察细胞中是否含有Y染色体判定果蝇性别答案:D解析：①XY胚胎比XX胚胎的mRNA多了部分序列，XY胚胎的SXL多肽比XX胚胎的短；②XX胚胎细胞中含有较多SXL蛋白，XY胚胎细胞中SXL蛋白缺乏，且无功能；③SXL基因在雌雄果蝇某些细胞中的表达情况不同，决定了这些细胞分化为卵原细胞还是精原细胞《新坐标》Ｐ184

考向3考查表观遗传4．(2022·福建龙岩质检)表观遗传是指不依赖于DNA序列的基因表达状态与表型的改变，其形成途径之一是DNA分子内部碱基胞嘧啶发生甲基化，甲基化胞嘧啶虽然可以与鸟嘌呤正常配对，但会影响基因的表达。下列有关叙述错误的是(

)

A．胞嘧啶甲基化会使基因发生突变

B．胞嘧啶甲基化可能会改变肽链的长度

C．胞嘧啶甲基化可能使子代性状发生改变

D．胞嘧啶甲基化不会改变子代DNA碱基序列A

[胞嘧啶甲基化没有改变基因中碱基序列，没有发生基因突变，A错误；DNA分子甲基化可影响基因的表达，因此有可能在翻译过程中提前终止翻译，最终影响蛋白质合成，因此胞嘧啶甲基化可能会改变肽链的长度，B正确；表观遗传是可遗传的，根据B项分析，胞嘧啶甲基化可能会改变肽链的长度，进而使子代的性状改变，C正确；表观遗传是可遗传的，胞嘧啶甲基化没有改变基因中碱基序列，因此也不会改变子代DNA碱基序列，D正确。]《新坐标》Ｐ184

5．(2022·广东茂名检测)研究表明，柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。A、B两株柳穿鱼体内Lcyc基因的碱基序列完全相同，花明显不同。在开花时，植株A的Lcyc基因表达，植株B的Lcyc基因由于被高度甲基化(Lcyc基因有多个碱基连接了甲基)而不能表达。将植株A、B作亲本进行杂交，F1的花与植株A相似，F1自交获得的F2中绝大部分植株的花与植株A相似，少部分植株的花与植株B相似。下列叙述错误的是(

)

A．细胞中基因表达与否以及表达水平的高低会影响生物体的性状

B．植株B的Lcyc基因不能表达的原因可能是甲基化阻碍了翻译的进行

C．植株A的Lcyc基因与高度甲基化的Lcyc基因相比表现为显性基因

D．同卵双胞胎间的微小差异可能与柳穿鱼花的形态结构形成的原因相同B

[细胞中基因通过表达控制生物的性状，细胞中基因表达与否以及表达水平的高低会影响生物体的性状，A正确；植株B的Lcyc基因不能表达的原因可能是甲基化阻碍了转录的进行，B错误；将植株A、B作亲本进行杂交，F1的花与植株A相似，据此可以判断植株A的Lcyc基因与高度甲基化的Lcyc基因相比表现为显性基因，C正确；同卵双胞胎的遗传物质相同，二者的微小差异可能是基因表达情况不同，与柳穿鱼花的形态结构形成的原因相同，D正确。]1．(2022·湖南选择性考试)大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强，二者组装成核糖体。当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。下列叙述错误的是(

)

A．一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链

B．细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子

C．核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡

D．编码该核糖体蛋白的基因转录完成后，mRNA才能与核糖体结合进行翻译《新坐标》Ｐ185

真题体验·感悟高考D

[一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链，以提高翻译效率，A正确；细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子，而是与rRNA分子结合，二者组装成核糖体，B正确；当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白只能结合到自身mRNA分子上，导致蛋白质合成停止，核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了rRNA和核糖体蛋白数量上的平衡，C正确；大肠杆菌为原核生物，没有核膜，转录形成的mRNA在转录未结束时即和核糖体结合，开始翻译过程，D错误。]2．(2022·山东等级考)液泡膜蛋白TOM2A的合成过程与分泌蛋白相同，该蛋白影响烟草花叶病毒(TMV)核酸复制酶的活性。与易感病烟草品种相比，烟草品种TI203中TOM2A的编码序列缺失2个碱基对，被TMV侵染后，易感病烟草品种有感病症状，TI203无感病症状。下列说法错误的是(

)

A．TOM2A的合成需要游离核糖体

B．TI203中TOM2A基因表达的蛋白与易感病烟草品种中的不同

C．TMV核酸复制酶可催化TMV核糖核酸的合成

D．TMV侵染后，TI203中的TMV数量比易感病烟草品种中的多D

[从“液泡膜蛋白TOM2A的合成过程与分泌蛋白相同”可知，TOM2A最初是在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成，A正确；由题干信息可知，与易感病烟草相比，品种TI203中TOM2A的编码序列缺失2个碱基对，并且被TMV侵染后的表现不同，说明品种TI203发生了基因突变，所以两个品种TOM2A基因表达的蛋白不同，B正确；烟草花叶病毒(TMV)的遗传物质是RNA，所以其核酸复制酶可催化TMV的RNA(核糖核酸)的合成，C正确；TMV侵染后，TI203品种无感病症状，也就是叶片上没有出现花斑，推测是TMV侵染后，TI203中的TMV数量比易感病烟草品种中的少，D错误。]3．(2022·河北选择性考试)关于中心法则相关酶的叙述，错误的是(

)A．RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键B．DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成C．在解旋酶协助下，RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNAD．DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用C

[RNA聚合酶催化DNA→RNA的转录过程，逆转录酶催化RNA→DNA的逆转录过程，两个过程中均遵循碱基互补配对原则，且有DNA－RNA之间的氢键形成，A正确；DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶的本质都是蛋白质，蛋白质是由核酸控制合成的，其合成场所是核糖体，B正确；以单链DNA为模板转录合成多种RNA是转录过程，该过程不需要解旋酶，C错误；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，从而起催化作用，在适宜条件下，酶在体内和体外均可发挥作用，如体外扩增DNA分子的PCR技术中可用到耐高温的DNA聚合酶，D正确。]4．(2021·河北选择性考试改编)许多抗肿瘤药物通过干扰DNA合成及功能抑制肿瘤细胞增殖。下表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述不正确的是(

)药物名称作用机理羟基脲阻止脱氧核苷酸的合成放线菌素D抑制DNA的模板功能阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性A．羟基脲处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都出现原料匮乏B．放线菌素D处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都受到抑制C．阿糖胞苷处理后，肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸D．将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响A

[DNA复制的原料是脱氧核苷酸，DNA转录的原料是核糖核苷酸，羟基脲会阻止脱氧核苷酸的合成，故会抑制DNA复制，但不会影响DNA转录，A错误；DNA复制和转录都需要DNA作为模板，故放线菌素D处理后，DNA复制和转录过程都会受到抑制，B正确；阿糖胞苷抑制DNA聚合酶的活性