资源简介

4.2 基因表达与性状的关系学案
【预习新知】
（一）基因表达产物与性状的关系
1．基因控制生物性状的两条途径
(1)基因对生物性状的间接控制
①实质：基因通过控制________来控制________，进而控制生物体的性状。
②举例：
(2)基因对生物性状的直接控制
①实质：基因通过控制__________直接控制生物体的性状。
②举例：
2.基因与性状的关系
基因与性状的关系并不都是简单的________关系。生物的性状是________与________共同作用的结果。
3．细胞质基因
(1)分布：________和________中。
(2)功能：
①进行__________________复制。
②通过________和________控制某些蛋白质的合成。
(3)遗传方式：人的细胞质基因只能通过________遗传给后代。
（二）基因的选择性表达与细胞分化
1.同一生物体中不同类型的细胞，基因都是相同的，而形态、 和功能却各不相同。
2.在不同类型的细胞中，表达的基因大致可以分为两类：一类是在所有细胞中 的基因（管家基因），指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因；另一类是只在某类细胞中 表达的基因（奢侈基因），如卵清蛋白基因、胰岛素基因。
3.细胞分化的本质就是基因的 。
（三）表观遗传
1.基因甲基化：是指基因的多个碱基连接 ，甲基化影响基因的表达。
2.碱基序列的甲基化与表达水平呈 ，不是简单的一一对应关系。
3.基因甲基化产生的变异属于 遗传的变异。
4.表观遗传：生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表现型发生 的现象，叫做表观遗传。
5.表观遗传现象普遍存在于生物的生长、发育和 的整个生命活动过程中。
6.基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状， 以及表达水平的高低都是受到调控的。
7.表观遗传能够使生物体在基因的 不变的情况下发生可遗传的性状改变。
8.基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系，一个性状可以受到多个基因的影响。同时，生物体的性状也不完全是由基因决定的， 对性状也有着重要的影响。
9.基因与 、基因与 、基因与 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。
【巩固训练】
1.DNA中胞嘧啶甲基化是一种常见的表观遗传修饰方式，通常会引起靶标基因发生转录沉默。下列表述不合理的是( )
A.DNA甲基化会使基因的碱基序列发生改变
B.表观遗传能使生物体发生可遗传的性状改变
C.转录沉默可能是RNA聚合酶无法作用于靶标基因
D.DNA甲基化对基因表达的调控是长期自然选择的结果
2.基因甲基化修饰的方式有：①启动子的甲基化，使启动子与基因阻遏蛋白结合；②启动子的甲基化，改变启动子在基因中的原始构型；③DNA序列在甲基化酶的作用下促进胞嘧啶脱氨，再甲基化变成胸腺嘧啶。下列叙述错误的是( )
A.这三种方式造成遗传性状的改变都属于表观遗传
B.方式①进行的基因甲基化修饰可能抑制基因的转录
C.方式③进行的基因甲基化修饰可能使翻译提前终止
D.生物性状的差异可能与相应基因甲基化程度有关
3.NewPhytologist杂志发表了我国科学家有关大豆对盐胁迫响应的分子调控机制，调控过程如图所示。研究发现,miR160a可通过切割GmARF16基因转录的mRNA使大豆具有耐盐性。下列叙述错误的是( )
A.大豆的不耐盐与耐盐这对性状受多对基因共同决定
B.若GmMYC2基因启动子甲基化程度增加可提高耐盐性
C.脯氨酸含量增加可增大根部细胞渗透压引起耐盐性增强
D.miR160a通过碱基互补配对原则识别mRNA并断裂氢键
4.将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为“胰岛样”细胞，以替代损伤的胰岛B细胞，达到治疗糖尿病的目的。下列叙述正确的是( )
A.骨髓干细胞与“胰岛样”细胞的基因组成不同，基因表达情况不同
B.骨髓干细胞与“胰岛样”细胞的基因组成相同，基因表达情况相同
C.骨髓干细胞与胰岛B细胞的基因组成相同，基因表达情况不同
D.“胰岛样”细胞与胰岛B细胞的基因组成不同，基因表达情况相同
5.某种植物的花色有红色和白色两种，现选用纯种红花与白花杂交，F1植株在强光低温环境下会开红花，在阴暗高温条件下会开白花。该现象说明( )
A.环境条件会改变生物的基因型
B.表现型相同，基因型不一定相同
C.生物的表现型会受到环境的影响
D.表现型不同，基因型一定不同
6.果蝇的长翅和残翅是一对相对性状，长翅为显性。用一定高温处理残翅基因纯合子的幼虫，其发育为成虫后，翅膀表现为长翅。下列解释错误的是( )
A.控制翅膀的基因在幼虫阶段就已经开始表达
B.高温下相关蛋白质失去活性
C.这种长翅个体的基因型可能已经变为杂合子
D.表现型是基因与环境因素共同作用的结果
7.下列关于遗传学中一些基本概念的叙述，正确的是( )
A.羊的白毛和黑毛、狗的长毛和卷毛都是相对性状
B.相同环境下，基因型不同的个体表现型可能相同
C.后代同时出现显性、隐性性状的现象叫做性状分离
D.非同源染色体自由组合使所有非等位基因自由组合
8.不同的食物选择可能会引起可遗传的表观遗传修饰，从而导致个体间存在胖瘦差异，这种修饰部分在产生配子时消除，部分会遗传给下一代。下列叙述正确的是( )
A.该实例说明过量食用“垃圾食品”会造成表型肥胖者的基因碱基序列改变
B.肥胖者可能会由于肝细胞内某些调控基因无法正常复制而增加患病风险
C.该实例可为“不健康的生活方式影响自己还会毒害下一代”提供证据
D.该实例说明DNA一旦被甲基化或组蛋白被乙酰化将不能再被消除
9.关于基因表达与性状关系的叙述，错误的是( )
A.白化病人由于基因异常而缺少酪氨酸酶，不能合成黑色素
B.Lcyc基因的甲基化可抑制该基因的表达，进而影响柳穿鱼花的形态结构
C.基因与性状并不是简单的一一对应关系，一个性状可以受到多个基因的影响
D.基因与基因、基因与环境间相互作用形成的复杂网络即可调控生物体的性状
10.用烟草烟雾处理某一昆虫，导致其细胞中一条染色体上的T基因的表达和该昆虫的表型发生可遗传变化，但其碱基序列却没有变化。下列有关推测正确的是( )
A.上述现象属于表观遗传，基因的表达不受调控
B.上述现象可能与T基因甲基化水平的升高有关
C.该昆虫与正常昆虫相比，T基因无选择性表达
D.该昆虫与正常昆虫杂交，F2代无上述变化表型
参考答案
1.答案：A
解析：DNA中胞嘧啶甲基化是一种常见的表观遗传修饰方式，只是碱基胞嘧啶被甲基化修饰，会引起基因表达和表型发生改变，但基因的碱基序列并没有变化，故A错误；这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型，故B正确；甲基化会引起靶标基因发生转录沉默，可能是因为RNA聚合酶无法与靶标基因被甲基化的特定部位识别、结合并发挥作用，故C正确；DNA甲基化对基因表达的调控是长期自然选择的结果，故D正确。
2.答案：A
解析：A、表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，但方式③中发生了碱基的改变，不属于表观遗传，A错误； B、启动子能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA准确的结合并具有转录起始的特异性，方式①启动子的甲基化，使启动子与基因阻遏蛋白结合，可能抑制基因的转录，B正确； C、DNA分子甲基化可影响基因的表达，DNA序列在甲基化酶的作用下促进胞嘧啶脱氨，再甲基化变成胸腺嘧啶，即DNA上一个碱基发生改变，可能导致mRNA上密码子变成终止密码子，可能使翻译提前终止，C正确； D、由于DNA甲基化是生物体调控基因表达的重要机制，因此可推测生物性状的差异可能与相应基因甲基化程度有关，D正确。
故选：A。
3.答案：D
解析：由题图可知，GmARF16基因转录的mRNA可以激活GmMYC2基因的表达，GmMYC2基因的表达产物bHLH转录因子抑制脯氨酸的合成，从而使大豆表现出不耐盐的性状。大豆的不耐盐与耐盐受GmARF16基因、GmMYC2基因等多对基因共同决定，A叙述正确；若GmMYC2基因启动子甲基化程度增加，会抑制bHLH转录因子的产生，故脯氨酸合成增加，大豆耐盐性增强，B叙述正确；脯氨酸含量增加可增大根部细胞渗透压，如果外部环境含盐量在一定程度上增加，细胞依然可以吸收水分，故大豆耐盐性增强，C叙述正确；miR160a可切割GmARF16基因转录的mRNA，故miR160a通过碱基互补配对原则识别mRNA并断裂磷酸二酯键，D叙述错误。
4.答案：C
解析：A、“胰岛样”细胞由骨髓干细胞分化形成，二者核基因组成相同，基因表达情况不同，A错误；B、“胰岛样”与由胰岛B细胞分化产生的，核基因组成相同，基因表达情况也相同，B错误；C、“胰岛样”细胞由骨髓干细胞分化形成，以替代损伤的胰岛B细胞分泌胰岛素，二者核基因组成相同，基因表达情况不同，正确；D、“胰岛样”细胞由骨髓干细胞分化而来，和胰岛B细胞是同一个体的不同类型细胞，核基因组成相同，存在基因的选择性表达，表达情况不同，D错误。
5.答案：C
解析：纯合红花植株与白花植株杂交得F1（基因型均相同），同一基因型的个体在强光、低温条件下开红花，在阴暗、高温条件下则开白花，说明环境可以影响生物的表现型，即生物的表现型是基因型和环境共同作用的结果。
故选C。
6.答案：C
解析：A、由题意知，一定高温处理残翅基因纯合子的幼虫，发育为成虫后，翅膀表现为长翅，这说明控制翅膀的基因在幼虫阶段就已经开始表达，A正确；
B、蛋白质在高温条件下变性，B正确；
C、高温不会改变幼虫个体的基因型，C错误；
D、由题意知，残翅基因纯合子的幼虫高温处理后，发育成成虫，翅膀表现为长翅，这说明表现型是基因与环境因素共同作用的结果，D正确。
故选C。
7.答案：B
解析：A、一种生物的同一种性状的不同表现型叫做相对性状，羊的白毛和黑毛是一对相对性状，狗的长毛和短毛是一对相对性状，A错误;
B、相同环境下，基因型不同的个体表现型可能相同，例如AA、Aa (A对a完全显性)，B正确;
C、杂种后代同时出现显性、隐性性状的现象叫做性状分离，C错误;
D、减数分裂过程中，非同源染色体自由组合，使非同源染色体上的非等位基因自由组合，但同源染色体上的非等位基因不能自由组合，D错误。
8.答案：C
解析：A、表观遗传是一种不涉及DNA碱基序列变化而改变生物表型的机制，A错误；
B、肥胖者的部分基因发生表观遗传修饰后，会影响基因的表达，而不是基因复制，B错误；
C、该实例说明不健康的生活方式导致表型改变后，可通过表观遗传影响下一代，可为“不健康的生活方式影响自己还会毒害下一代”提供证据，C正确；
D、DNA一旦被甲基化或组蛋白被乙酰化，可能会遗传给后代，也可能在遗传过程中被消除，D错误。
故选C。
9.答案：D
解析：A、白化病人由于酪氨酸酶基因异常而缺少酪氨酸酶，不能合成黑色素，A正确；
B、Leyc基因的甲基化可抑制该基因的表达，进而影响柳穿鱼花的形态结构，B正确；
C、基因与性状并不是简单的一一对应关系，一个性状可以受到多个基因的影响，C正确；
D、基因与基因、基因与基因产物、基因与环境间相互作用形成的复杂网络即可调控生物体的性状，D错误。
故选D。
10.答案：B
解析：AB、上述现象属于表观遗传，可能与T基因甲基化水平的升高有关，其基因的表达受到相应的调控，A错误，B正确；
C、该昆虫与正常昆虫相比，T基因可发生选择性表达，C错误；
D、该昆虫与正常昆虫杂交，F1代相当于杂合子，F2代会出现上述变化表型，其比例占3/4，D错误。
故选B。

展开更多......

收起↑