(新教材)2023届高考生物一轮复习第6单元第5课时基因表达与性状的关系讲义.docx
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1、第5课时基因表达与性状的关系课标要求1.举例说明生物的性状主要通过蛋白质表现。2.细胞分化的本质是基因选择性表达的结果。3.概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象。1基因表达产物与性状的关系(1)直接控制途径(用文字和箭头表示)基因蛋白质的结构生物体的性状(完善实例分析如下)(2)间接控制途径(用文字和箭头表示)基因酶的合成代谢过程生物体的性状(完善实例分析如下)白化病致病机理图解豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解2基因的选择性表达与细胞分化(1)(2)细胞分化的本质:基因的选择性表达。(3)细胞分化的结果由于基因的选择性表达,导致来自同一个体的体细胞中mRNA和蛋白质不完全相同,从而
2、导致细胞具有不同的形态和功能。(4)细胞分化的本质就是基因的选择性表达。3表观遗传(1)概念: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。(2)特点可遗传:基因表达和表型可以遗传给后代。不变性:基因的碱基序列保持不变。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。(3)理解表观遗传应注意的三个问题表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。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。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。(4)机制:DNA的甲基化;组蛋白的甲基化和乙酰化等。(5)实例:a.柳穿鱼花形的遗传;b.某种小鼠毛色
3、的遗传;c.蜂王和工蜂。4基因与性状间的对应关系另外,生物体的性状还受环境条件的影响。基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境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性状。考向一基因表达产物与性状的关系分析1如图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径,尿黑酸在人体内积累会使人的尿液中含有尿黑酸,这种尿液暴露于氧气中会变成黑色,这种症状称为尿黑酸症。下列说法错误的是()A酶的缺乏会导致患白化病,酶的缺乏会导致患尿黑酸症B由图可推知同种底物经不同种酶的催化得到的产物不同C若图中的酶均由不同的基因表达产生,则可推知基因和性状之间并不都是简单的一一对应关系D若图中的
4、酶均由不同的基因表达产生,则说明基因可通过控制酶的合成直接控制生物体的性状答案D解析由题图可知,酶缺乏,不能合成黑色素,患白化病,若酶缺乏,尿黑酸不能转化成乙酰乙酸,患尿黑酸症,A正确;由题图可知,苯丙氨酸、酪氨酸在不同酶的催化下,形成的产物不同,B正确;该图体现了基因可通过控制酶的合成控制细胞代谢,进而间接控制生物体的性状,D错误。2如图为皱粒豌豆形成的原因和囊性纤维化的病因图解。下列叙述正确的是()A淀粉分支酶基因与外来DNA序列发生了基因重组B图中CFTR基因和淀粉分支酶基因都发生了基因突变C淀粉分支酶基因发生的结构变化可以用显微镜观察DCFTR基因结构异常后无法进行转录和翻译答案B解析
5、由题图可知,插入外来DNA序列后,淀粉分支酶基因结构异常,从这一结果上来看,基因结构改变是发生了基因突变,而不是基因重组,A错误;CFTR基因发生了碱基缺失,使基因结构改变,同样属于基因突变,B正确;基因突变不能在显微镜下观察到,C错误;由图中信息CFTR基因结构异常,合成的CFTR蛋白功能异常可知,CFTR基因结构异常后进行了转录和翻译,D错误。考向二表观遗传的考查3下列关于表观遗传的说法,不正确的是()A表观遗传的分子生物学基础是DNA的甲基化等B表观遗传现象中,生物表型发生变化是由于基因的碱基序列改变C表观遗传现象与外界环境关系密切DDNA甲基化的修饰可以遗传给后代,使后代出现同样的表型
6、答案B解析表观遗传是指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。这一现象出现的原因是DNA的甲基化,染色体上的组蛋白发生甲基化、乙酰化等,A正确,B错误;外界环境会引起细胞中DNA甲基化水平变化,从而引起表观遗传现象的出现,C正确;DNA甲基化的修饰可以通过配子传递给后代,使后代出现同样的表型,D正确。4(2022重庆万州区高三模拟)表观遗传是指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,DNA甲基化是其中的机制之一。研究发现小鼠体内一对等位基因A和a(完全显性),位于卵子时均发生甲基化,且在子代不能表达;但A和a基因在精子中都是非甲基化的,传
7、给子代后都能正常表达。下列有关叙述错误的是()ADNA甲基化修饰后转录可能受阻B雄鼠体内可能存在相应的去甲基化机制C抑癌基因的过度甲基化修饰将抑制肿瘤的发生D基因型为Aa的小鼠随机交配,子代性状分离比约为11答案C解析DNA甲基化修饰后,基因不能表达,可能是甲基化阻止了RNA聚合酶与基因的结合,从而影响了该基因的转录过程,A正确;含有等位基因A和a的卵子都是甲基化的,而所有雄鼠的精子都是非甲基化的,其原因可能是在雄鼠体内有去甲基化机制,B正确;抑癌基因过度甲基化导致基因不能表达,会导致细胞无限分裂出现肿瘤,C错误;卵细胞有A、a两种,精子有A、a两种,但是卵细胞的基因在子代都无法表达,故子代两
8、种性状分离比约为11,D正确。重温高考真题演练1(2017全国,6)下列有关基因型、性状和环境的叙述,错误的是()A两个个体的身高不相同,二者的基因型可能相同,也可能不相同B某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色,这种变化是由环境造成的CO型血夫妇的子代都是O型血,说明该性状是由遗传因素决定的D高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎,说明该相对性状是由环境决定的答案D解析表型是具有特定基因型的个体所表现出的性状,是由基因型和环境共同决定的,所以两个个体的身高不相同,二者的基因型可能相同,也可能不相同,A正确;叶绿素的合成需要光照,某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色,说明这种变化是由环境造成的,B正确;O型血夫妇
9、的基因型为ii,其子代都是O型血(ii),说明该性状是由遗传因素决定的,C正确;高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎,说明该高茎豌豆是杂合子,自交后代出现性状分离,不能说明该相对性状是由环境决定的,D错误。2(2020天津,8)完整的核糖体由大、小两个亚基组成。下图为真核细胞核糖体大、小亚基的合成、装配及运输过程示意图,相关叙述正确的是()A上图所示过程可发生在有丝分裂中期B细胞的遗传信息主要储存于rDNA中C核仁是合成rRNA和核糖体蛋白的场所D核糖体亚基在细胞核中装配完成后由核孔运出答案D解析有丝分裂前期,核膜消失,核仁解体,有丝分裂中期没有核仁,不会发生图示的过程,A项错误;细胞的遗传信息主要储
10、存于核仁外组成染色体的DNA分子中,而rDNA中仅储存着合成rRNA的遗传信息,B项错误;核仁是合成rRNA的场所,但核糖体蛋白是在核糖体上合成的,核糖体蛋白合成后通过核孔进入细胞核,在核仁中与rRNA组装成核糖体的大、小亚基,C项错误;由图可知,核糖体的亚基在细胞核的核仁中完成装配后由核孔运出,D项正确。3(2021天津,17)黄瓜的花有雌花、雄花与两性花之分(雌花:仅雌蕊发育;雄花:仅雄蕊发育;两性花:雌雄蕊均发育)。位于非同源染色体上的F和M基因均是花芽分化过程中乙烯合成途径的关键基因,对黄瓜花的性别决定有重要作用。F和M基因的作用机制如图所示。(1)M基因的表达与乙烯的产生之间存在(填
11、“正”或“负”)反馈,造成乙烯持续积累,进而抑制雄蕊发育。(2)依据F和M基因的作用机制推断,FFMM基因型的黄瓜植株开雌花,FFmm基因型的黄瓜植株开花。当对FFmm基因型的黄瓜植株外源施加(填“乙烯抑制剂”或“乙烯利”)时,出现雌花。(3)现有FFMM、ffMM和FFmm三种基因型的亲本,若要获得基因型为ffmm的植株,请完成如下实验流程设计。答案(1)正(2)两性乙烯利(3)母本:FFmm父本:ffMM乙烯抑制剂一、易错辨析1基因只能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状()2基因是通过控制蛋白质的合成来控制生物性状的()3细胞分化形成的细胞一般会保持分化后的状态,不可逆转()4在一个
12、细胞中所含的基因都一定表达()5表观遗传现象由于基因的碱基序列没有改变,因此生物体的性状也不会发生改变()6吸烟会导致精子中DNA的甲基化水平升高,从而影响基因的表达()7表观遗传现象比较少见,不能普遍存在于生物体整个生命活动过程中()二、填空默写1基因、蛋白质与性状的关系(1)基因控制性状的两条途径:基因通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制生物体的性状;基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。(2)基因与性状的数量对应关系:一对一、一对多、多对一。2表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。例如,基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异就与表观遗传有关;一个
13、蜂群中,蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的,但它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同,表观遗传也在其中发挥了重要作用。3有研究表明,吸烟会使人的体细胞内DNA的甲基化水平升高,对染色体上的组蛋白也会产生影响。不仅如此,还有研究发现,男性吸烟者的精子活力下降,精子中DNA的甲基化水平明显升高。4除了DNA甲基化,构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。5基因通过其表达产物蛋白质来控制性状,细胞内的基因表达与否以及表达水平的高低都是受到调控的。细胞分化的本质是基因选择性表达的结果,表观遗传能够使生物体在基因的碱基序列不变的情况下发生可遗传的性状改变。课时精练一、选择题1表观
14、遗传现象普遍存在于生物体生命活动过程中,下列有关表观遗传的叙述错误的是()A柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达B基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关C表观遗传现象发生在减数分裂产生配子的过程中,能遗传给后代D构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达答案C解析表现遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老整个生命活动过程中,C错误。2(2022广东高三模拟)蜜蜂中的蜂王和工蜂由受精卵发育形成,雄蜂由未受精的卵细胞发育形成。雌蜂是否有生育能力取决于幼虫时期吃蜂王浆的天数,如果幼虫时期能吃蜂王浆5天,它们就能长成可育的蜂王,如果幼虫时
15、期只能吃蜂王浆23天,它们只能发育成不育的工蜂。下列说法错误的是()A蜜蜂中的雄蜂属于单倍体B雄蜂在形成精子的过程中染色体数目减半C蜜蜂的性别和其体细胞中染色体的数目有关D在蜂王和工蜂的分化发育中表观遗传发挥着重要作用答案B解析蜜蜂中的雄蜂由未受精的卵细胞发育而来,属于单倍体,A正确;雄蜂在形成精子的过程中染色体数目保持不变,B错误;蜜蜂的性别和其体细胞中染色体的数目有关,含一个染色体组的是雄蜂,含两个染色体组的是雌蜂,C正确;表观遗传是指基因的碱基序列保持不变,但基因的表达和表型发生可遗传变化的现象,蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的,但它们的形态、结构、生理和行为等方面截然不同,表观遗传在其
16、中发挥了重要作用,D正确。3多细胞生物体生长发育,通过细胞中基因表达过程的复杂调控,实现细胞中基因在时间、空间上高度有序的选择性表达,进而形成生物体复杂的性状表现。蜂群受精卵发育的幼虫若取食蜂王浆最后发育成蜂王,这种幼虫若以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。科学家发现蜂王浆抑制DNMT3基因表达DNMT3蛋白,该蛋白是一种DNA甲基化转移酶,能使DNA某些区域添加甲基基团(如下图所示)从而影响基因的表达。敲除DNMT3基因后,蜜蜂幼虫将发育成蜂王,这与取食蜂王浆有相同的效果。下列有关叙述错误的是()A胞嘧啶和5甲基胞嘧啶在DNA分子中都可以与鸟嘌呤配对B蜂群中蜜蜂幼虫发育成蜂王可能与体内重要基因是否
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