基因表达与性状的关系+讲义 高一下学期生物人教版必修2

4.2基因表达与性状的关系一．课标分析核心概念：遗传信息控制生物性状，并代代相传。重要概念：亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA分子上。次位概念：（1）概述细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现。（2）概述某些基因中碱基序列不变但表现型改变的表观遗传现象。考情分析围绕基因对性状的控制途径，表观遗传，考查科学思维。三．回归教材，夯实基础：1.基因控制性状的途径(1)直接控制途径(用文字和箭头表示)基因eq\o(→,\s\up7(控制))蛋白质的结构eq\o(→,\s\up7(直接控制))生物体的性状。(2)间接控制途径(用文字和箭头表示)基因eq\o(→,\s\up7(控制))酶的合成eq\o(→,\s\up7(控制))代谢过程eq\o(→,\s\up7(间接控制))生物体的性状。(3)基因控制性状的实例(连一连)2.基因的选择性表达与细胞分化3.表观遗传名师解读：①表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。②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。③表观遗传一般是影响基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。4.基因与性状间的对应关系(1)一个基因eq\o(→,\s\up7(控制))一种性状(2)一个基因eq\o(――→,\s\up7(控制))多种性状(如基因间相互作用)(3)多个基因eq\o(――→,\s\up7(控制))一种性状(如身高、体重等)另外，生物的性状还受环境因素的影响。四．典例讲解：阅读材料“柳穿鱼花的形态结构和小鼠毛色的遗传”，简要回答相关问题：(1)资料1中，柳穿鱼是一种园林花卉。教材所示的两株柳穿鱼，除了花的______________不同，其他方面基本相同。(2)资料2中，某种小鼠实验中子一代的基因型均为Avya，但表现为介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型，原因是____________________________________________________。(3)柳穿鱼植株B的Lcyc基因不表达的原因是它被________(Lcyc基因有多个________)了。(4)柳穿鱼Lcyc基因和小鼠Avy基因发生甲基化修饰如图：从图中看出，两种基因的________没有改变，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。提示(1)形态结构(2)Avy基因前端甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越明显，小鼠体毛的颜色就越深(3)高度甲基化碱基连接甲基基团(4)碱基序列五．常考题型考向1结合中心法则的过程，考查分析判断能力1.(2023·全国乙卷，5)已知某种氨基酸(简称甲)是一种特殊氨基酸，迄今只在某些古菌(古细菌)中发现含有该氨基酸的蛋白质。研究发现这种情况出现的原因是，这些古菌含有特异的能够转运甲的tRNA(表示为tRNA甲)和酶E，酶E催化甲与tRNA甲结合生成携带了甲的tRNA甲(表示为甲－tRNA甲)，进而将甲带入核糖体参与肽链合成。已知tRNA甲可以识别大肠杆菌mRNA中特定的密码子，从而在其核糖体上参与肽链的合成。若要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，则下列物质或细胞器中必须转入大肠杆菌细胞内的是()①ATP②甲③RNA聚合酶④古菌的核糖体⑤酶E的基因⑥tRNA甲的基因A.②⑤⑥ B.①②⑤C.③④⑥ D.②④⑤答案A解析要在大肠杆菌中合成含有甲的肽链，需要有运输甲的tRNA甲，要有将甲和tRNA甲结合的酶E和原料甲，所以需要②甲、⑤酶E的基因、⑥tRNA甲的基因，A正确。考向2围绕表观遗传，考查科学思维2.(2023·海南卷，11)某植物的叶形与R基因的表达直接相关。现有该植物的植株甲和乙，二者R基因的序列相同。植株甲R基因未甲基化，能正常表达；植株乙R基因高度甲基化，不能表达。下列有关叙述正确的是()A.植株甲和乙的R基因的碱基种类不同B.植株甲和乙的R基因的序列相同，故叶形相同C.植株乙自交，子一代的R基因不会出现高度甲基化D.植株甲和乙杂交，子一代与植株乙的叶形不同答案D解析基因甲基化会影响基因的表达，但不改变其碱基种类与碱基序列，故植株甲、乙的R基因的碱基种类、序列相同；植株甲R基因未甲基化，植株乙R基因高度甲基化，二者的叶形与R基因表达直接相关，故二者叶形不同，A、B错误；甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型，故植株乙自交，子一代的R基因会出现高度甲基化，C错误；植株甲、乙杂交，子一代中来自植株甲的R基因可正常表达，所以叶形与植株甲相同，与植株乙不同，D正确。六：感悟高考：1.(2023·山东卷，1)细胞中的核糖体由大、小2个亚基组成。在真核细胞的核仁中，由核rDNA转录形成的rRNA与相关蛋白组装成核糖体亚基。下列说法正确的是()A.原核细胞无核仁，不能合成rRNAB.真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成C.rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子D.细胞在有丝分裂各时期都进行核rDNA的转录答案B解析原核细胞无核仁，有核糖体，核糖体由rRNA和蛋白质组成，因此原核细胞能合成rRNA，A错误；核糖体是蛋白质合成的场所，真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成，B正确；mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基构成一个密码子，C错误；细胞在有丝分裂前期染色质变成染色体，维持该状态至末期，核DNA无法解旋，无法进行转录，D错误。2.(2022·天津卷，5)小鼠Avy基因控制黄色体毛，该基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制，使小鼠毛色发生可遗传的改变。有关叙述正确的是()A.Avy基因的碱基序列保持不变B.甲基化促进Avy基因的转录C.甲基化导致Avy基因编码的蛋白质结构改变D.甲基化修饰不可遗传答案A解析据题意可知，Avy基因上游不同程度的甲基化修饰，但它的碱基序列保持不变，A正确；Avy基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制，基因表达包括转录和翻译，据此推测，应该是甲基化抑制Avy基因的转录，B错误；甲基化导致Avy基因不能完成转录，对已表达的蛋白质的结构没有影响，C错误；据题意可知，甲基化修饰使小鼠毛色发生可遗传的改变，即可以遗传，D错误。3.(2023·湖南卷，12)细菌glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用。细菌糖原合成的平衡受到CsrAB系统的调节。CsrA蛋白可以结合glgmRNA分子，也可结合非编码RNA分子CsrB，如图所示。下列叙述错误的是()A.细菌glg基因转录时，RNA聚合酶识别和结合glg基因的启动子并驱动转录B.细菌合成UDPG焦磷酸化酶的肽链时，核糖体沿glgmRNA从5′端向3′端移动C.抑制CsrB基因的转录能促进细菌糖原合成D.CsrA蛋白都结合到CsrB上，有利于细菌糖原合成答案C解析基因转录时，RNA聚合酶识别并结合到基因的启动子区域从而启动转录，A正确；基因表达中的翻译是核糖体沿着mRNA的5′端向3′端移动，B正确；由题图可知，抑制CsrB基因转录会使CsrB的RNA减少，使CsrA更多地与glgmRNA结合形成不稳定构象，最终核糖核酸酶会降解glgmRNA，而glg基因编码的UDPG焦磷酸化酶在糖原合成中起关键作用，故抑制CsrB基因的转录能抑制细菌糖原合成，C错误；由题图及C选项分析可知，若CsrA都结合到CsrB上，则CsrA不能与glgmRNA结合，从而使glgmRNA不被降解而正常进行翻译过程，有利于细菌糖原的合成，D正确。4.(2023·海南卷，13)噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子，部分序列如图。下列有关叙述正确的是()A.D基因包含456个碱基，编码152个氨基酸B.E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列，其互补DNA序列是5′—GCGTAC—3′C.噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种核糖核苷酸D.E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，且重叠序列编码的氨基酸序列相同答案B解析题图中的噬菌体DNA上，D基因起始区至终止区除了含有152个氨基酸的编码序列，还包含终止密码子的编码序列，故D基因的碱基数为152×3＋3＝459(个)，A错误；据题图可知，E基因编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列为5′—GTACGC—3′，根据互补DNA与原DNA反向平行及碱基互补配对原则可知，其互补DNA序列是5′—GCGTAC—3′，B正确；DNA复制的原料是4种脱氧核糖核苷酸，C错误；D基因和E基因的编码区重叠但密码子的读取起点不一致，所以编码的氨基酸序列不相同，D错误。5.(2022·河北卷，9)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答案C解析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