資源簡介

4.2 基因表達與性狀的關(guān)系學案
【預(yù)習新知】
（一）基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系
1．基因控制生物性狀的兩條途徑
(1)基因?qū)ι镄誀畹拈g接控制
①實質(zhì)：基因通過控制________來控制________，進而控制生物體的性狀。
②舉例：
(2)基因?qū)ι镄誀畹闹苯涌刂?br/>①實質(zhì)：基因通過控制__________直接控制生物體的性狀。
②舉例：
2.基因與性狀的關(guān)系
基因與性狀的關(guān)系并不都是簡單的________關(guān)系。生物的性狀是________與________共同作用的結(jié)果。
3．細胞質(zhì)基因
(1)分布：________和________中。
(2)功能：
①進行__________________復(fù)制。
②通過________和________控制某些蛋白質(zhì)的合成。
(3)遺傳方式：人的細胞質(zhì)基因只能通過________遺傳給后代。
（二）基因的選擇性表達與細胞分化
1.同一生物體中不同類型的細胞，基因都是相同的，而形態(tài)、 和功能卻各不相同。
2.在不同類型的細胞中，表達的基因大致可以分為兩類：一類是在所有細胞中 的基因（管家基因），指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)是維持細胞基本生命活動所必需的，如核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因；另一類是只在某類細胞中 表達的基因（奢侈基因），如卵清蛋白基因、胰島素基因。
3.細胞分化的本質(zhì)就是基因的 。
（三）表觀遺傳
1.基因甲基化：是指基因的多個堿基連接 ，甲基化影響基因的表達。
2.堿基序列的甲基化與表達水平呈 ，不是簡單的一一對應(yīng)關(guān)系。
3.基因甲基化產(chǎn)生的變異屬于 遺傳的變異。
4.表觀遺傳：生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表現(xiàn)型發(fā)生 的現(xiàn)象，叫做表觀遺傳。
5.表觀遺傳現(xiàn)象普遍存在于生物的生長、發(fā)育和 的整個生命活動過程中。
6.基因通過其表達產(chǎn)物——蛋白質(zhì)來控制性狀， 以及表達水平的高低都是受到調(diào)控的。
7.表觀遺傳能夠使生物體在基因的 不變的情況下發(fā)生可遺傳的性狀改變。
8.基因與性狀的關(guān)系并不是簡單的一一對應(yīng)的關(guān)系，一個性狀可以受到多個基因的影響。同時，生物體的性狀也不完全是由基因決定的， 對性狀也有著重要的影響。
9.基因與 、基因與 、基因與 之間存在著復(fù)雜的相互作用，這種相互作用形成了一個錯綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，精細地調(diào)控著生物體的性狀。
【鞏固訓(xùn)練】
1.DNA中胞嘧啶甲基化是一種常見的表觀遺傳修飾方式，通常會引起靶標基因發(fā)生轉(zhuǎn)錄沉默。下列表述不合理的是( )
A.DNA甲基化會使基因的堿基序列發(fā)生改變
B.表觀遺傳能使生物體發(fā)生可遺傳的性狀改變
C.轉(zhuǎn)錄沉默可能是RNA聚合酶無法作用于靶標基因
D.DNA甲基化對基因表達的調(diào)控是長期自然選擇的結(jié)果
2.基因甲基化修飾的方式有：①啟動子的甲基化，使啟動子與基因阻遏蛋白結(jié)合；②啟動子的甲基化，改變啟動子在基因中的原始構(gòu)型；③DNA序列在甲基化酶的作用下促進胞嘧啶脫氨，再甲基化變成胸腺嘧啶。下列敘述錯誤的是( )
A.這三種方式造成遺傳性狀的改變都屬于表觀遺傳
B.方式①進行的基因甲基化修飾可能抑制基因的轉(zhuǎn)錄
C.方式③進行的基因甲基化修飾可能使翻譯提前終止
D.生物性狀的差異可能與相應(yīng)基因甲基化程度有關(guān)
3.NewPhytologist雜志發(fā)表了我國科學家有關(guān)大豆對鹽脅迫響應(yīng)的分子調(diào)控機制，調(diào)控過程如圖所示。研究發(fā)現(xiàn),miR160a可通過切割GmARF16基因轉(zhuǎn)錄的mRNA使大豆具有耐鹽性。下列敘述錯誤的是( )
A.大豆的不耐鹽與耐鹽這對性狀受多對基因共同決定
B.若GmMYC2基因啟動子甲基化程度增加可提高耐鹽性
C.脯氨酸含量增加可增大根部細胞滲透壓引起耐鹽性增強
D.miR160a通過堿基互補配對原則識別mRNA并斷裂氫鍵
4.將自體骨髓干細胞植入胰腺組織后可分化為“胰島樣”細胞，以替代損傷的胰島B細胞，達到治療糖尿病的目的。下列敘述正確的是( )
A.骨髓干細胞與“胰島樣”細胞的基因組成不同，基因表達情況不同
B.骨髓干細胞與“胰島樣”細胞的基因組成相同，基因表達情況相同
C.骨髓干細胞與胰島B細胞的基因組成相同，基因表達情況不同
D.“胰島樣”細胞與胰島B細胞的基因組成不同，基因表達情況相同
5.某種植物的花色有紅色和白色兩種，現(xiàn)選用純種紅花與白花雜交，F(xiàn)1植株在強光低溫環(huán)境下會開紅花，在陰暗高溫條件下會開白花。該現(xiàn)象說明( )
A.環(huán)境條件會改變生物的基因型
B.表現(xiàn)型相同，基因型不一定相同
C.生物的表現(xiàn)型會受到環(huán)境的影響
D.表現(xiàn)型不同，基因型一定不同
6.果蠅的長翅和殘翅是一對相對性狀，長翅為顯性。用一定高溫處理殘翅基因純合子的幼蟲，其發(fā)育為成蟲后，翅膀表現(xiàn)為長翅。下列解釋錯誤的是( )
A.控制翅膀的基因在幼蟲階段就已經(jīng)開始表達
B.高溫下相關(guān)蛋白質(zhì)失去活性
C.這種長翅個體的基因型可能已經(jīng)變?yōu)殡s合子
D.表現(xiàn)型是基因與環(huán)境因素共同作用的結(jié)果
7.下列關(guān)于遺傳學中一些基本概念的敘述，正確的是( )
A.羊的白毛和黑毛、狗的長毛和卷毛都是相對性狀
B.相同環(huán)境下，基因型不同的個體表現(xiàn)型可能相同
C.后代同時出現(xiàn)顯性、隱性性狀的現(xiàn)象叫做性狀分離
D.非同源染色體自由組合使所有非等位基因自由組合
8.不同的食物選擇可能會引起可遺傳的表觀遺傳修飾，從而導(dǎo)致個體間存在胖瘦差異，這種修飾部分在產(chǎn)生配子時消除，部分會遺傳給下一代。下列敘述正確的是( )
A.該實例說明過量食用“垃圾食品”會造成表型肥胖者的基因堿基序列改變
B.肥胖者可能會由于肝細胞內(nèi)某些調(diào)控基因無法正常復(fù)制而增加患病風險
C.該實例可為“不健康的生活方式影響自己還會毒害下一代”提供證據(jù)
D.該實例說明DNA一旦被甲基化或組蛋白被乙酰化將不能再被消除
9.關(guān)于基因表達與性狀關(guān)系的敘述，錯誤的是( )
A.白化病人由于基因異常而缺少酪氨酸酶，不能合成黑色素
B.Lcyc基因的甲基化可抑制該基因的表達，進而影響柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)
C.基因與性狀并不是簡單的一一對應(yīng)關(guān)系，一個性狀可以受到多個基因的影響
D.基因與基因、基因與環(huán)境間相互作用形成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)即可調(diào)控生物體的性狀
10.用煙草煙霧處理某一昆蟲，導(dǎo)致其細胞中一條染色體上的T基因的表達和該昆蟲的表型發(fā)生可遺傳變化，但其堿基序列卻沒有變化。下列有關(guān)推測正確的是( )
A.上述現(xiàn)象屬于表觀遺傳，基因的表達不受調(diào)控
B.上述現(xiàn)象可能與T基因甲基化水平的升高有關(guān)
C.該昆蟲與正常昆蟲相比，T基因無選擇性表達
D.該昆蟲與正常昆蟲雜交，F(xiàn)2代無上述變化表型
參考答案
1.答案：A
解析：DNA中胞嘧啶甲基化是一種常見的表觀遺傳修飾方式，只是堿基胞嘧啶被甲基化修飾，會引起基因表達和表型發(fā)生改變，但基因的堿基序列并沒有變化，故A錯誤；這種DNA甲基化修飾可以遺傳給后代，使后代出現(xiàn)同樣的表型，故B正確；甲基化會引起靶標基因發(fā)生轉(zhuǎn)錄沉默，可能是因為RNA聚合酶無法與靶標基因被甲基化的特定部位識別、結(jié)合并發(fā)揮作用，故C正確；DNA甲基化對基因表達的調(diào)控是長期自然選擇的結(jié)果，故D正確。
2.答案：A
解析：A、表觀遺傳是指DNA序列不發(fā)生變化，但基因的表達卻發(fā)生了可遺傳的改變，但方式③中發(fā)生了堿基的改變，不屬于表觀遺傳，A錯誤； B、啟動子能活化RNA聚合酶，使之與模板DNA準確的結(jié)合并具有轉(zhuǎn)錄起始的特異性，方式①啟動子的甲基化，使啟動子與基因阻遏蛋白結(jié)合，可能抑制基因的轉(zhuǎn)錄，B正確； C、DNA分子甲基化可影響基因的表達，DNA序列在甲基化酶的作用下促進胞嘧啶脫氨，再甲基化變成胸腺嘧啶，即DNA上一個堿基發(fā)生改變，可能導(dǎo)致mRNA上密碼子變成終止密碼子，可能使翻譯提前終止，C正確； D、由于DNA甲基化是生物體調(diào)控基因表達的重要機制，因此可推測生物性狀的差異可能與相應(yīng)基因甲基化程度有關(guān)，D正確。
故選：A。
3.答案：D
解析：由題圖可知，GmARF16基因轉(zhuǎn)錄的mRNA可以激活GmMYC2基因的表達，GmMYC2基因的表達產(chǎn)物bHLH轉(zhuǎn)錄因子抑制脯氨酸的合成，從而使大豆表現(xiàn)出不耐鹽的性狀。大豆的不耐鹽與耐鹽受GmARF16基因、GmMYC2基因等多對基因共同決定，A敘述正確；若GmMYC2基因啟動子甲基化程度增加，會抑制bHLH轉(zhuǎn)錄因子的產(chǎn)生，故脯氨酸合成增加，大豆耐鹽性增強，B敘述正確；脯氨酸含量增加可增大根部細胞滲透壓，如果外部環(huán)境含鹽量在一定程度上增加，細胞依然可以吸收水分，故大豆耐鹽性增強，C敘述正確；miR160a可切割GmARF16基因轉(zhuǎn)錄的mRNA，故miR160a通過堿基互補配對原則識別mRNA并斷裂磷酸二酯鍵，D敘述錯誤。
4.答案：C
解析：A、“胰島樣”細胞由骨髓干細胞分化形成，二者核基因組成相同，基因表達情況不同，A錯誤；B、“胰島樣”與由胰島B細胞分化產(chǎn)生的，核基因組成相同，基因表達情況也相同，B錯誤；C、“胰島樣”細胞由骨髓干細胞分化形成，以替代損傷的胰島B細胞分泌胰島素，二者核基因組成相同，基因表達情況不同，正確；D、“胰島樣”細胞由骨髓干細胞分化而來，和胰島B細胞是同一個體的不同類型細胞，核基因組成相同，存在基因的選擇性表達，表達情況不同，D錯誤。
5.答案：C
解析：純合紅花植株與白花植株雜交得F1（基因型均相同），同一基因型的個體在強光、低溫條件下開紅花，在陰暗、高溫條件下則開白花，說明環(huán)境可以影響生物的表現(xiàn)型，即生物的表現(xiàn)型是基因型和環(huán)境共同作用的結(jié)果。
故選C。
6.答案：C
解析：A、由題意知，一定高溫處理殘翅基因純合子的幼蟲，發(fā)育為成蟲后，翅膀表現(xiàn)為長翅，這說明控制翅膀的基因在幼蟲階段就已經(jīng)開始表達，A正確；
B、蛋白質(zhì)在高溫條件下變性，B正確；
C、高溫不會改變幼蟲個體的基因型，C錯誤；
D、由題意知，殘翅基因純合子的幼蟲高溫處理后，發(fā)育成成蟲，翅膀表現(xiàn)為長翅，這說明表現(xiàn)型是基因與環(huán)境因素共同作用的結(jié)果，D正確。
故選C。
7.答案：B
解析：A、一種生物的同一種性狀的不同表現(xiàn)型叫做相對性狀，羊的白毛和黑毛是一對相對性狀，狗的長毛和短毛是一對相對性狀，A錯誤;
B、相同環(huán)境下，基因型不同的個體表現(xiàn)型可能相同，例如AA、Aa (A對a完全顯性)，B正確;
C、雜種后代同時出現(xiàn)顯性、隱性性狀的現(xiàn)象叫做性狀分離，C錯誤;
D、減數(shù)分裂過程中，非同源染色體自由組合，使非同源染色體上的非等位基因自由組合，但同源染色體上的非等位基因不能自由組合，D錯誤。
8.答案：C
解析：A、表觀遺傳是一種不涉及DNA堿基序列變化而改變生物表型的機制，A錯誤；
B、肥胖者的部分基因發(fā)生表觀遺傳修飾后，會影響基因的表達，而不是基因復(fù)制，B錯誤；
C、該實例說明不健康的生活方式導(dǎo)致表型改變后，可通過表觀遺傳影響下一代，可為“不健康的生活方式影響自己還會毒害下一代”提供證據(jù)，C正確；
D、DNA一旦被甲基化或組蛋白被乙酰化，可能會遺傳給后代，也可能在遺傳過程中被消除，D錯誤。
故選C。
9.答案：D
解析：A、白化病人由于酪氨酸酶基因異常而缺少酪氨酸酶，不能合成黑色素，A正確；
B、Leyc基因的甲基化可抑制該基因的表達，進而影響柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)，B正確；
C、基因與性狀并不是簡單的一一對應(yīng)關(guān)系，一個性狀可以受到多個基因的影響，C正確；
D、基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境間相互作用形成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)即可調(diào)控生物體的性狀，D錯誤。
故選D。
10.答案：B
解析：AB、上述現(xiàn)象屬于表觀遺傳，可能與T基因甲基化水平的升高有關(guān)，其基因的表達受到相應(yīng)的調(diào)控，A錯誤，B正確；
C、該昆蟲與正常昆蟲相比，T基因可發(fā)生選擇性表達，C錯誤；
D、該昆蟲與正常昆蟲雜交，F(xiàn)1代相當于雜合子，F(xiàn)2代會出現(xiàn)上述變化表型，其比例占3/4，D錯誤。
故選B。

展開更多......

收起↑