2025届新高考生物热点冲刺复习基因的表达与调控

2025届新高考生物热点冲刺复习

基因的表达与调控血橙的果肉为什么会“充血”？橙子（甜橙）血橙任务一：基因对性状的控制途径分析资料1：血橙在果实成熟期（12月到次年2月）会进行“充血”。思考：1.果肉颜色这一性状由什么控制？相关的基因控制2.结合所学知识分析，基因可能会通过哪些途径来控制这一性状？推测①：通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状；推测②：通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。资料2：血橙果肉“充血”是由于含有花青苷。花青苷是一种水溶性的类黄酮类天然色素。思考：据此分析，血橙果肉“充血”属于基因对性状控制的哪条途径？基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。【活动1】构建基因控制血橙“充血”的模型花青苷是由花色青前体经花青苷结构基因所编码的多种关键酶催化形成。花青苷结构基因关键酶花青苷前体花青苷果肉“充血”编码催化任务二：基因指导蛋白质合成的过程思考：花青苷结构基因编码关键酶的过程经历了那两个阶段？花青苷结构基因编码关键酶花青苷前体花青苷果肉“充血”催化任务二：基因指导蛋白质合成的过程思考：花青苷结构基因编码关键酶的过程经历了那两个阶段？花青苷结构基因转录关键酶花青苷前体花青苷果肉“充血”催化mRNA翻译【活动2】根据所学内容，完成下列表格项目转录翻译场所模板原料酶能量产物碱基配对（特有）遗传信息的传递方向主要在细胞核DNA的一条链核糖核苷酸RNA聚合酶ATP一条单链RNADNA→RNAT-A细胞质（核糖体）mRNA氨基酸多种酶ATP多肽RNA→蛋白质U-A任务三：基因表达的调控资料3：通过观察发现同一棵血橙树上不同位置的果肉和果皮颜色不同。对于生长在光照较少位置的果实，其果皮颜色为正常的橙色，而对于生长在光照充足位置的果实，果肉和果皮均呈现出血红色。思考：据此现象分析，花青苷的积累可能受什么因素的影响？【活动3】设计一个简单的实验，证明你的推测。写出实验设计思路。实验设计思路：在血橙成熟前，选取同一棵血橙树上生长在光照充足位置的多个果实分为两组，一组套上纸袋，一组不做处理。待血橙成熟后，观察两组果实的果肉和果皮颜色。资料4：研究人员监测了血橙套袋实验中不同时期果皮的花青苷代谢途径的3个关键结构基因（CsF3H、CsDFR、CsANS）表达量，结果如下图：思考：根据实验结果，研究人员认为光照通过诱导花青苷关键结构基因的表达，促进花青苷积累，依据是什么？对照组套袋组移除纸袋组思考：根据实验结果，研究人员认为光照通过诱导花青苷关键结构基因的表达，促进花青苷积累，依据是什么？第5天和第10天，套袋组的3个关键结构基因表达量均低于对照组和移除纸袋组，且套袋组果皮血红色较其他两组浅。对照组套袋组移除纸袋组推测：光照如何诱导花青素苷关键基因表达？超市买到的血橙大多都是果肉“充血”，果皮是橙色的。这是怎么回事？思考：果肉花青苷的积累是否还受到其他环境因素的调控呢？血橙资料5：Ruby1是血橙中调控花青苷积累的一个重要激活子。研究人员检测了套袋的情况下20℃和4℃（低温）条件下Ruby1分别在血橙果皮和果肉中的表达情况，结果如下图：思考：低温为什么会诱导花青苷积累？低温通过促进血橙果肉中CsRuby1的表达，从而提高血橙中花青苷结构基因的表达。果皮果肉4℃20℃Ruby1蛋白标准蛋白思考：血橙果皮中Ruby1表达量很高，会导致果皮“充血”吗？资料6：研究人员检测血橙果皮中Ruby1蛋白含量，实验结果如下图：推测：黑暗、低温条件抑制血橙果皮“充血”的原因？黑暗、低温条件下，果皮中Ruby1基因表达量高，但Ruby1蛋白可能被降解，导致无法激活花青苷结构基因的表达，不能合成花青苷。资料7：研究发现，Ruby1上游有一段特殊的碱基序列（T序列），T序列受低温调控的机制如下图：思考：1.低温是否改变Ruby1的碱基序列？2.这种改变能否遗传给下一代？请设计实验验证你的观点，写出实验思路。T序列CH3CH3低温T序列Ruby1基因+Ruby1蛋白编码激活花青苷结构基因思考：1.低温是否改变Ruby1的碱基序列？不改变2.这种改变能否遗传给下一代？请设计实验验证你的观点，写出实验思路。选取若干生理状态相同的血橙植株均分为两组，一组在始终在低温条件下种植，一组在正常室温下种植，待血橙成熟后，收获两组血橙种子，并于第二年分别在室温条件下播种。待血橙成熟后，观察两组血橙果肉颜色。生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。光照和低温均可诱导血橙果皮中花青苷的积累，而果肉中的花青苷仅由低温诱导；CsRuby1的启动子含有HY5可以结合的G-box基序，LTR的插入与花青苷积累受低温诱导调节有关。完成学案“课中必练”参考答案：(1)酶的合成(2)细胞的氧化反应基因突变(3)低温诱导调节基因Ruby表达，进而促进花色苷结构基因的表达