資源簡介

第4章　第2節
課時跟蹤　分層訓練
學業考達標練
一、選擇題
1．下列有關基因控制生物性狀的實例分析，屬于直接通過控制結構蛋白合成來控制生物體性狀的是(　　)
A．白化病 B．苯丙酮尿癥
C．囊性纖維化 D．豌豆粒形
【答案】　C
【解析】　白化病、苯丙酮尿癥、豌豆粒形都是基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀，A、B、D不符合題意；囊性纖維化屬于基因直接通過控制結構蛋白的合成來控制生物體的性狀，C符合題意。
2．正常人體細胞中含有酪氨酸酶基因，若某人的酪氨酸酶基因異常，則其會表現出白化癥狀。下列有關分析正確的是(　　)
A．酪氨酸酶基因表達的場所只有細胞核
B．酪氨酸酶基因在人體所有細胞內都能表達
C．老年人頭發變白也與酪氨酸酶基因異常有關
D．囊性纖維化與白化癥狀的出現說明基因控制生物體性狀的途徑不同
【答案】　D
【解析】　基因表達一般包括轉錄和翻譯兩個過程，真核細胞進行轉錄和翻譯的場所分別是細胞核(主要)和核糖體(細胞質)，A錯誤；正常人體的所有細胞中都含有酪氨酸酶基因，但酪氨酸酶基因只在皮膚、毛發等處的細胞內表達，B錯誤；老年人頭發變白與毛囊中的黑色素細胞衰老，細胞中的酪氨酸酶活性降低有關，C錯誤；囊性纖維化是基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀，白化癥狀是基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀，D正確。
3．人的胰島B細胞能產生胰島素，但不能產生血紅蛋白，據此推測胰島B細胞中(　　)
A．只有胰島素基因
B．比人受精卵基因要少
C．有胰島素基因和其他基因，但沒有血紅蛋白基因
D．既有胰島素基因，也有血紅蛋白基因和其他基因
【答案】　D
【解析】　胰島B細胞含有該個體全部的基因，A錯誤；胰島B細胞是由受精卵經有絲分裂和細胞分化而來的，所含的基因與受精卵相同，B錯誤；胰島B細胞除了含有胰島素基因，還有血紅蛋白基因和其他基因，C錯誤，D正確。
4．同一哺乳動物個體的神經細胞與肝細胞的形態、結構和功能均不同，其原因是兩種細胞的(　　)
A．核DNA相同，mRNA相同，蛋白質不同
B．核DNA相同，mRNA不同，蛋白質不同
C．核DNA不同，mRNA不同，蛋白質不同
D．核DNA不同，mRNA相同，蛋白質不同
【答案】　B
【解析】　同一哺乳動物個體的神經細胞和肝細胞最初都來自同一個受精卵，二者的遺傳物質(DNA)相同，在細胞分化的過程中，由于基因的選擇性表達，兩種細胞的mRNA不完全相同，編碼的蛋白質不完全相同，兩種細胞的形態、結構和功能不同，B符合題意。
5．研究表明，脊椎動物的DNA甲基化一般發生在5′－CpG－3′位點，即其后與鳥嘌呤相連的胞嘧啶常發生甲基化，如圖為人體內某DNA分子的一條鏈(片段)，下列最可能發生甲基化的是　(　　)
A．① B．②
C．③ D．④
【答案】　D
【解析】　由題意可知，脊椎動物的DNA甲基化最可能發生在其后與鳥嘌呤相連的胞嘧啶上。圖中只有④處的胞嘧啶后連接鳥嘌呤，故④處最可能發生甲基化，D符合題意。
6．在甲基轉移酶的催化下，DNA的胞嘧啶被選擇性地添加甲基導致DNA甲基化，進而使染色質高度螺旋化，因此失去轉錄活性。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．DNA甲基化會導致基因堿基序列改變
B．DNA甲基化會導致mRNA合成受阻
C．DNA甲基化可能會影響生物的性狀
D．DNA甲基化可能會影響細胞分化
【答案】　A
【解析】　DNA甲基化是指DNA的堿基上被選擇性地添加甲基，這不會導致基因堿基序列的改變，A錯誤。
7．下列關于基因與性狀的關系的敘述，正確的是(　　)
A．基因都是通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀的
B．生物體的性狀表現是自身遺傳信息與環境共同作用的結果
C．一對等位基因只能控制一對相對性狀
D．基因具有獨立性，細胞中不同基因表達時不會相互作用
【答案】　B
【解析】　基因可通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀，也可以通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀，A錯誤；生物體的性狀表現由自身遺傳信息與環境因素共同決定，B正確；基因與性狀的關系并不是簡單的一一對應的關系，一個性狀可以受到多個基因的影響，一個基因也可以影響多個性狀，C錯誤；基因具有獨立性，但同一細胞中不同基因表達時可能會相互作用，D錯誤。
二、非選擇題
8．請回答下列與表觀遺傳有關的問題：
(1)表觀遺傳是指__________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)DNA甲基化是表觀遺傳現象產生的重要原因之一，DNA甲基化是指在有關酶的催化下，DNA中部分堿基上連接一個________________，通常來說，甲基化程度越高，基因的表達受到抑制________。
(3)某種貓的毛色由X染色體上的一對等位基因A(黃色)和a(黑色)控制，雜合雌貓(XAXa)的毛色表現為黑黃相間。研究發現，在胚胎時期，雌貓體細胞中兩條X染色體中的一條隨機發生染色質固縮失活，失活后的X染色體上的部分基因不再表達，染色體失活后的細胞經分裂產生的子細胞也保留相同的染色體失活狀態，據此推測，細胞中含________基因的X染色體失活時，該處毛色表現為黃色，含______基因的X染色體失活時，表現為黑色。據此推測，該表觀遺傳現象的產生與________________________有關。
【答案】　(1)生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發生可遺傳變化的現象
(2)甲基基團(—CH3)　越明顯(或越強)
(3)a　A　X染色體隨機失活
【解析】　(1)表觀遺傳是指生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發生可遺傳變化的現象。(2)DNA甲基化是指在有關酶的催化下，DNA中部分堿基上連接一個甲基基團(—CH3)，通常來說，甲基化程度越高，基因的表達受到的抑制越明顯。(3)依題意分析，雌貓體細胞內，某條X染色體失活，則會表現出另一條X染色體上的基因控制的性狀，因此，若細胞中含a基因的X染色體失活，則該處毛色表現為黃色；同理，若細胞中含A基因的X染色體失活，則該處毛色表現為黑色。據此推測，該表觀遺傳現象的產生與X染色體隨機失活有關。
選擇考提升練
一、選擇題
1．豌豆的種子粒形狀有圓粒(R)和皺粒(r)，進一步研究發現r基因的堿基序列比R基因多了800個堿基對，但r基因編碼的蛋白質(無酶活性)比R基因編碼的淀粉分支酶少了61個氨基酸，據此分析下列說法正確的是(　　)
A．r基因轉錄的mRNA的堿基數量比R基因轉錄的少
B．堿基對的增添改變了r基因中的堿基配對方式
C．R基因通過控制酶的結構直接控制種子的圓粒性狀
D．r基因編碼蛋白質的mRNA上提前出現了終止密碼子
【答案】　D
【解析】　由于r基因的堿基序列比R基因多了800個堿基對，因此r基因轉錄的mRNA的堿基數量比R基因轉錄的多，A錯誤；R基因變成r基因是堿基對增添的結果，堿基對的增添并不會改變基因中堿基配對的方式，B錯誤；R基因控制淀粉分支酶的形成，是通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而影響豌豆的性狀的，因此是基因對性狀的間接控制，C錯誤；r基因編碼的蛋白質(無酶活性)比R基因編碼的淀粉分支酶少了61個氨基酸，說明r基因編碼蛋白質的mRNA上提前出現了終止密碼子，D正確。
2．牽?；ǖ念伾饕怯苫ㄇ嗨貨Q定的，如圖為花青素的合成與顏色變化途徑示意圖。
從圖中不能得出的是(　　)
A．花的顏色由多對基因共同控制
B．基因可以通過控制酶的合成來控制代謝
C．生物體的性狀由基因決定，也受環境影響
D．若基因①不表達，則基因②和基因③也不表達
【答案】　D
【解析】　基因具有獨立性，基因①不表達，基因②和基因③仍然能夠表達，故選D。
3．囊性纖維化是由于編碼CFTR蛋白的基因異常引起的，該實例說明　(　　)
A．基因通過控制酶的合成控制代謝過程，進而控制生物的性狀
B．基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物的性狀
C．基因與環境相互作用共同調控生物的性狀
D．基因和性狀間不是簡單的線性關系
【答案】　B
【解析】　人類編碼CFTR蛋白的基因缺失3個堿基對，導致CFTR蛋白缺少一個氨基酸進而使蛋白質結構改變，使人患有囊性纖維化，該實例說明基因可以通過控制蛋白質的結構直接控制生物性狀。
4．同一個體的胰島A細胞能分泌胰高血糖素，胰島B細胞能分泌胰島素。下列有關這兩種細胞的敘述，正確的是(　　)
A．所含的DNA和mRNA相同，合成的蛋白質不完全相同
B．所含的DNA相同，合成的mRNA和蛋白質不完全相同
C．所含的DNA、mRNA和蛋白質完全相同
D．所含的DNA、mRNA和蛋白質均不完全相同
【答案】　B
【解析】　同一個體的胰島A細胞和胰島B細胞都含有該個體的全套遺傳物質(DNA)，在細胞分化過程中，由于基因的選擇性表達，兩種細胞所含的mRNA不完全相同，指導合成的蛋白質也不完全相同，B正確。
5．科學家提取了同一只雞的輸卵管細胞、紅細胞和胰島B細胞，對這3種細胞中的DNA和mRNA進行了檢測，結果如表所示。下列相關敘述錯誤的是(　　)
檢測的3種細胞 卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰島素基因、核糖體蛋白基因 卵清蛋白mRNA 珠蛋白mRNA 胰島素mRNA 核糖體蛋白mRNA
輸卵管細胞 ＋＋＋＋ ＋ － － ＋
紅細胞 ＋＋＋＋ － ＋ － ＋
胰島B細胞 ＋＋＋＋ － － ＋ ＋
注：“＋”表示檢測發現相應的分子，“－”表示檢測未發現相應的分子。
A．分化后的不同種細胞可合成相同的蛋白質
B．雞的紅細胞成熟后，仍能檢測到卵清蛋白基因和胰島素基因
C．紅細胞和胰島B細胞中表達的基因不完全相同
D．去除細胞中不表達的基因，不影響細胞的全能性
【答案】　D
【解析】　由表分析可知，分化后的三種細胞都能合成核糖體蛋白mRNA，即都能合成核糖體蛋白，則分化后的不同種細胞可合成相同的蛋白質，A正確；雞的成熟紅細胞中含有細胞核和各種細胞器，故雞的紅細胞成熟后，仍能檢測到卵清蛋白基因和胰島素基因，B正確；由表分析可知，紅細胞和胰島B細胞中表達的基因不完全相同，C正確；細胞具有全能性的根本原因是細胞中含有該生物體的全套遺傳物質，若去除部分基因，則會影響細胞的全能性，D錯誤。
6．柳穿魚是一種園林花卉，其花的形態結構與Lcyc基因的表達直接相關?；ǔ首笥覍ΨQ的植株(品系M)，其Lcyc基因在開花時表達，花呈輻射對稱的植株(品系N)，其Lcyc基因由于被高度甲基化，不表達。品系M與品系N雜交得F1，F1的花與品系M相似，F1自交產生的F2中大部分植株的花與品系M相似，少部分植株的花與品系N相似。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．品系M和品系N的基因型不同
B．品系M和品系N的Lcyc基因的堿基序列相同
C．甲基化可能會影響基因的轉錄和翻譯，進而影響生物體的表型
D．根據題意可推測DNA甲基化可遺傳給下一代
【答案】　A
【解析】　由題分析可知，品系M和品系N的表型不同與它們的Lcyc基因是否被高度甲基化有關，故品系M和品系N的基因型相同，A錯誤；品系M和品系N的Lcyc基因的堿基序列相同，B正確；由題分析可知，甲基化可能會影響基因的轉錄和翻譯，進而影響生物體的性狀，C正確；由F1的花與品系M相似，F1自交產生的F2中大部分植株的花與品系M相似，少部分植株的花與品系N相似可推測，DNA甲基化可遺傳給下一代，D正確。
7．研究發現，雌鼠的Stella基因被敲除后，其卵母細胞會出現過度的DNA甲基化，這種異常的甲基化主要發生在卵母細胞中不活躍的基因區域，導致分裂產生的卵細胞受精后不能正常發育。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．DNA的甲基化不會改變相關基因中的堿基序列
B．卵母細胞中不活躍的基因對卵細胞的形成無明顯作用
C．卵母細胞中不活躍的基因對受精卵的發育有重要作用
D．Stella基因的作用是使甲基化區域的基因維持甲基化
【答案】　D
【解析】　DNA的甲基化沒有改變相關基因中的堿基序列，A正確；異常的甲基化主要發生在卵母細胞中不活躍的基因區域，導致分裂產生的卵細胞受精后不能正常發育，說明不活躍的基因區域是否甲基化并不影響卵細胞的形成和受精過程，B正確；異常的甲基化主要發生在卵母細胞中不活躍的基因區域，導致分裂產生的卵細胞受精后不能正常發育，說明不活躍的基因區域甲基化影響受精卵的發育，C正確；雌鼠的Stella基因被敲除，也就是該基因不能表達，會使卵母細胞出現過度的DNA甲基化，這意味著Stella基因的存在是使基因難以甲基化的原因，D錯誤。
二、非選擇題
8．純種黃色體毛(HH)小鼠與純種黑色體毛(hh)小鼠雜交，子一代小鼠卻表現出不同的毛色；介于黃色和黑色之間的一系列過渡類型。研究表明，H基因上有一段特殊的堿基序列，該序列有多個位點可發生甲基化修飾(如圖所示)。當沒有發生甲基化時，H可正常表達，小鼠為黃色。反之，H基因表達就受到抑制，且發生甲基化的位點越多，基因表達被抑制的效果越明顯。結合上述信息，回答下列問題：
(1)純種黃色體毛(HH)小鼠與純種黑色體毛(hh)小鼠雜交，正常情況下子一代小鼠的基因型都是________，但表型不同，說明了表型是________共同作用的結果。
(2)基因型是Hh的小鼠體毛的顏色隨H基因發生甲基化的________的增多而加深(黑)，使生物呈現不同的表型，在甲基化過程中，H基因的________保持不變，但基因________發生可遺傳變化，這種遺傳叫________。
(3)基因對性狀的控制實際上是通過基因與基因、基因與基因________、基因與環境之間存在復雜的相互作用，形成了一個錯綜復雜的________，精細地控制著生物體的性狀。
【答案】　(1)Hh　基因型和環境
(2)位點　堿基序列　表達和表型　表觀遺傳
(3)表達產物　網絡
【解析】　(1)親本的基因型是HH和hh，子代的基因型是Hh，基因型相同但是表型不同，這說明表型是基因型和環境共同作用的結果。(2)H基因上有一段特殊的堿基序列，該序列有多個位點可發生甲基化修飾(如圖所示)，小鼠體毛的顏色隨H基因發生甲基化位點的增多而加深(黑)，使生物呈現不同的表型，在甲基化過程中，H基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發生可遺傳變化的現象，叫作表觀遺傳。(3)基因對性狀的控制實際上是通過基因與基因、基因與基因表達產物、基因與環境之間存在復雜的相互作用，形成了一個錯綜復雜的網絡，精細地控制著生物體的性狀。
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第4章　基因的表達
第2節　基因表達與性狀的關系
課標要求 核心素養
1．舉例說明基因對生物體性狀的控制。
2．闡述細胞分化與基因表達的關系。
3．理解表觀遺傳信息對基因表達的調控及基因與性狀關系的復雜性。 1．生命觀念：結合實例，理解基因表達與性狀的關系，明確基因控制性狀的兩種途徑。
2．科學探究：理解細胞分化的本質是基因的選擇性表達。
3．科學思維：通過實例分析，理解表觀遺傳及其產生的原因。
必備知識　自主梳理
?基因表達產物與性狀的關系
1．基因對生物性狀的間接控制
(1)實質：基因通過控制____________來控制____________，進而控制生物體的性狀。
(2)舉例：豌豆的粒形和人類的白化病
酶的合成
代謝過程
淀粉分支酶
淀粉
酪氨酸酶
2．基因對生物性狀的直接控制
(1)實質：基因通過控制________________直接控制生物體的性狀。
(2)實例：囊性纖維化成因
蛋白質的結構
基因
苯丙氨酸
蛋白質
生物性狀
?基因的選擇性表達與細胞分化
1．生物體多種性狀的形成，都是以____________為基礎的。同一生物體中不同類型的細胞，________都是相同的，而形態、結構和功能卻各不相同。
2．細胞分化的本質：____________________。
3．表達基因的分類(連線)
細胞分化
基因
基因的選擇性表達
?表觀遺傳
1．“一變”與“一不變”
(1)__________________改變。
(2)基因的____________不變。
2．兩特性
(1)普遍性：普遍存在于生物體的____________________的過程中。
(2)可遺傳性。
3．機制
(1)DNA的__________。
(2)構成染色體的組蛋白的__________、乙酰化等修飾。
基因表達和表型
堿基序列
生長、發育和衰老
甲基化
甲基化
?基因、環境和性狀的關系
1．基因與性狀并不是簡單的____________的關系。
(1)一個基因控制________性狀(如白化病、鐮狀細胞貧血等)。
(2)一個基因控制________性狀(如基因間相互作用)。
(3)多個基因控制________性狀(如身高、體重等)。
2．環境對性狀也有重要的________。
3．基因與基因、基因與________________、基因與環境之間存在著復雜的相互作用，精細地調控著生物體的性狀。
一一對應
一種
多種
一種
影響
基因表達產物
(1)豌豆粒形的形成機理體現了基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。(　　)
(2)在一個細胞中所有的基因都一定表達。(　　)
(3)同一個體的不同組織細胞的形態、功能不同是基因選擇性表達的結果。(　　)
(4)不同生物的細胞的形態、結構不同是基因不同造成的。(　　)
(5)表觀遺傳現象由于基因的堿基序列沒有改變，因此生物體的性狀也不會發生改變。(　　)
(6)吸煙會導致精子中DNA的甲基化水平升高，從而影響基因的表達。(　　)
(7)基因與性狀是一一對應的關系。(　　)
(8)生物有些性狀可以由多個基因決定，但一個基因不會與多個性狀有關。(　　)
【答案】　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)√　(7)×　(8)×
【解析】　(1)豌豆粒形的形成機理體現了基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。(2)細胞分化的實質是基因的選擇性表達，因此在細胞中有的基因不表達。(5)表觀遺傳是指生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發生可遺傳變化的現象。(7)在大多數情況下，基因與性狀并不是簡單的一一對應的關系。(8)生物有些性狀可以由多個基因決定，一個基因也可能與多個性狀有關。
合作探究　能力提升
●情境解讀
生活情境：生活中有些人千杯不醉，有些人喝酒上臉，有些人滴酒不能沾，出現這種現象的原因如圖所示。
任務一：基因表達產物與性狀的關系
●合作探究
1．決定一個人酒量大小的直接原因和根本原因分別是什么？
提示：直接原因：人體細胞是否能合成正常的乙醇脫氫酶和乙醛脫氫酶。根本原因：人體細胞中是否含有正常的乙醇脫氫酶相關基因和乙醛脫氫酶相關基因。
2．乙醇脫氫酶相關基因和乙醛脫氫酶相關基因通過什么途徑決定酒量大小這一性狀？
提示：通過控制乙醇脫氫酶和乙醛脫氫酶的合成來控制酒精的代謝過程，進而控制一個人的酒量大小。
3．酒量差的人能否通過后天訓練來提高酒量？為什么？
提示：不能；訓練并不能改變基因，仍然不能合成相關酶。但是長期喝酒訓練后，機體會做出調整，讓酒精充滿整個身體以稀釋酒精，達到酒量變大的假象，長此以往對身體危害很大。
4．以上信息反映了基因是如何控制生物體性狀的？
提示：基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。
●典例剖析
下圖為基因、蛋白質與性狀的關系示意圖，下列選項正確的是(　　)
A．①是轉錄過程，它以DNA的一條鏈為模板、四種脫氧核苷酸為原料合成mRNA
B．②過程需要mRNA、氨基酸、核糖體、RNA聚合酶、ATP等
C．白化病是基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體性狀的實例
D．基因通過控制酶的合成來控制生物體的所有性狀
【答案】　C
【解析】　圖中①過程表示轉錄，它以DNA的一條鏈為模板、四種核糖核苷酸為原料合成mRNA，而脫氧核苷酸是合成DNA的原料，A錯誤；②過程表示翻譯，場所是核糖體，需要mRNA、氨基酸、核糖體、ATP等，不需要RNA聚合酶，B錯誤；人的白化病是基因對性狀的間接控制，即基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀，C正確；基因通過控制酶的合成來控制生物體的部分性狀，D錯誤。
1．如圖為圓粒豌豆的產生機制，請據圖判斷下列敘述錯誤的是(　　)
A．淀粉分支酶基因R是豌豆種子細胞中具有遺傳效應的DNA片段
B．b過程能發生A與T、C與G的配對
C．R中插入一小段DNA序列使淀粉分支酶出現異常，活性大大降低，可導致種子中蔗糖增多
D．此圖解體現了基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀
【解析】　豌豆種子細胞中，基因是有遺傳效應的DNA片段，A正確；b表示翻譯過程，該過程中的堿基配對方式為A—U、C—G、U—A、G—C，B錯誤；淀粉分支酶能催化蔗糖合成淀粉，R中插入一小段DNA序列使淀粉分支酶出現異常，活性大大降低，可導致種子中蔗糖增多，C正確。
●歸納提升
1．基因、蛋白質與性狀之間的關系
2．依據異常產物判斷控制性狀的方式
(1)若合成的是異常的結構蛋白導致細胞功能異常，則體現基因對性狀的直接控制途徑。
(2)若合成的是異常的酶導致細胞功能異常，則體現基因對性狀的間接控制途徑。
(3)若與性狀形成的相關物質是非蛋白類物質(如淀粉、葉綠素等)時，則體現基因對性狀的間接控制途徑。
3．白頭發產生的機理和白化病發病機理不同
(1)老人頭發變白的機理：細胞衰老，細胞內酪氨酸酶活性降低，合成的黑色素減少，使老人頭發變白。
(2)白化病的致病機理：患者控制酪氨酸酶合成的基因異常，不能正常合成酪氨酸酶，從而不能合成黑色素。
●情境解讀
科普介紹：科學家提取了雞的輸卵管細胞、紅細胞(有細胞核)和胰島B細胞，對這3種細胞中的DNA和mRNA進行了檢測，結果如下表所示?；卮鹩嘘P問題。
任務二：基因選擇性表達與細胞分化
檢測的3種
細胞 卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰島素基因 卵清蛋白
mRNA 珠蛋白
mRNA 胰島素
mRNA
輸卵管細胞 ＋＋＋ ＋ － －
紅細胞 ＋＋＋ － ＋ －
胰島B細胞 ＋＋＋ － － ＋
說明：“＋”表示檢測發現相應的分子，“－”表示檢測未發現相應的分子。
●合作探究
1．同一只雞的輸卵管細胞、紅細胞和胰島B細胞都由同一個細胞形成嗎？
提示：同一只雞的輸卵管細胞、紅細胞和胰島B細胞都是由同一個受精卵經有絲分裂和細胞分化形成的。
2．這三種細胞的基因組成是否相同？它們合成的蛋白質種類是否相同？
提示：這三種細胞都屬于同一只雞的體細胞，基因組成相同。但由于基因的選擇性表達，三種細胞合成的蛋白質種類不完全相同。
3．三種細胞中的DNA都有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰島素基因，但只檢測到其中一種基因的mRNA，這說明了什么？
提示：說明在高度分化的體細胞中，基因是選擇性表達的。
4．該實例說明細胞分化的實質是什么？
提示：說明細胞分化的實質是基因的選擇性表達。
●典例剖析
同一動物個體的神經細胞與肌細胞在功能上是不同的，造成這種差異的主要原因是(　　)
A．二者所處的細胞周期不同
B．二者合成的特定蛋白不同
C．二者所含有的遺傳信息不同
D．二者核DNA的含量不同
【答案】　B
【解析】　只有連續分裂的細胞才具有細胞周期，神經細胞與肌細胞都是高度分化的細胞，不再繼續分裂，因此二者都不具有細胞周期；同一動物個體的神經細胞與肌細胞在功能上不同的原因是基因的選擇性表達，即二者合成的特定蛋白不同；同一個體的不同體細胞是由同一個受精卵發育而來的，所以同一個體的不同體細胞中含有的遺傳信息相同，核DNA含量也相同。
2．同一個體中，在所有細胞中都表達的一類基因，稱為管家基因，只在某類細胞中特異性表達的基因稱為奢侈基因。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．管家基因指導合成的蛋白質是維持細胞生命活動所必需的
B．奢侈基因表達的產物賦予細胞特定的形態、結構和功能
C．所有細胞中都含有管家基因，但只有部分細胞含有奢侈基因
D．奢侈基因能表達說明細胞已發生了分化
【答案】　C
【解析】　管家基因在所有細胞中都表達，其指導合成的蛋白質是維持細胞生命活動所必需的，A正確；奢侈基因只在某類細胞中特異性表達，其表達產物賦予細胞特定的形態、結構和功能，B正確；所有細胞中都含有管家基因和奢侈基因，奢侈基因只在特定細胞中表達，C錯誤。
●歸納提升
1．管家基因和奢侈基因
(1)管家基因：指所有細胞中都表達的一類基因，這類基因指導合成的蛋白質是維持細胞基本生命活動所必需的，如核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因等。
(2)奢侈基因：只在某類細胞中特異性表達的基因。
2．細胞分化
●情境解讀
圖形情境：某種實驗小鼠的毛色受一對等位基因Avy和a的控制，Avy為顯性基因，表現為黃色體毛，a為隱性基因，表現為黑色體毛。將純種黃色體毛的小鼠與純種黑色體毛的小鼠雜交，子一代小鼠的基因型都是Avya，卻表現出不同的毛色，出現這種現象的原因如圖。
任務三：表觀遺傳
●合作探究
1．基因型皆為Avya的小鼠毛色出現較大差異是基因不同導致的，還是基因的表達不同導致的？
提示：是基因的表達不同導致的。
2．子一代小鼠的毛色未表現為黃色的具體原因是什么？
提示：Avy基因的前端有一段影響Avy基因表達的特殊的堿基序列被甲基化，導致Avy基因的表達受到抑制，進而影響性狀。
3．不同毛色的子一代小鼠的Avy基因的堿基序列相同嗎？
提示：相同，因為甲基化修飾的過程，并沒有改變基因的堿基序列。
4．因為甲基化修飾而變異的性狀，會遺傳給子代小鼠嗎？
提示：可以遺傳給子代小鼠。
●典例剖析
黃色小鼠(AA)與黑色小鼠(aa)雜交，產生的F1(Aa)不同個體出現了不同體色。研究表明，不同體色的小鼠A基因的堿基序列相同，但A基因上二核苷酸(CpG)胞嘧啶有不同程度的甲基化(如圖)現象出現，甲基化不影響基因DNA復制。有關分析錯誤的是(　　)
A．F1個體體色的差異與A基因甲基化程度有關
B．甲基化可能影響RNA聚合酶與該基因的結合
C．堿基甲基化不影響堿基互補配對過程
D．甲基化是引起基因結構改變的常見方式
【答案】　D
【解析】　根據對題干信息的分析可知，F1個體的基因型都是Aa，而A基因堿基序列相同，有不同程度的甲基化現象，說明F1個體體色差異與A基因甲基化程度有關，A正確；RNA聚合酶與基因的結合是基因表達的關鍵環節，而A基因甲基化會影響其表達過程，B正確；由題意可知，堿基甲基化不影響DNA復制過程，而DNA復制過程有堿基互補配對現象，C正確；基因中堿基甲基化后堿基種類沒有改變，因此基因結構(基因中堿基對排列順序)沒有發生改變，D錯誤。
3．下列哪項不屬于表觀遺傳的特點(　　)
A．對表型的影響可遺傳給后代
B．DNA分子堿基可能連接多個甲基基團
C．甲基化導致DNA堿基序列發生改變
D．可由組蛋白的某些修飾導致
【答案】　C
【解析】　表觀遺傳對表型的影響，可以遺傳給后代，使后代出現同樣的表型，A不符合題意；一段堿基序列中可能存在多個可發生DNA甲基化修飾的位點，所以DNA分子堿基可能連接多個甲基基團，B不符合題意；甲基化不會導致DNA堿基序列發生改變，但會抑制相關基因表達，進而對表型產生影響，C符合題意；除了DNA甲基化，構成染色體的組蛋白發生甲基化、乙?；刃揎椧矔绊懟虻谋磉_，D不符合題意。
●歸納提升
表觀遺傳的特點及調控機制
1．特點
(1)可遺傳性：即這類改變通過有絲分裂或減數分裂，能在細胞、個體間遺傳。
(2)可逆性的基因表達：如甲基化時，可影響基因的表達；去甲基化時，可恢復基因的表達。
(3)不變性：基因的堿基序列不變。
2．三種常見的調控機制
(1)DNA甲基化修飾：主要抑制轉錄。
(2)非編碼RNA干擾(例如miRNA)：主要抑制翻譯。
(3)組蛋白甲基化、乙?；取?br/>課堂達標　鞏固訓練
1．如表是人體內的紅細胞(未成熟)、胰島B細胞、漿細胞內所含有的核基因及這些基因表達的情況(“＋”表示該基因能表達，“－”表示該基因未表達)。下列有關說法正確的是(　　)
細胞 血紅蛋白基因 胰島素基因 抗體基因 有氧呼吸酶基因
紅細胞 ＋ － － ＋
胰島B細胞 － ① － ＋
漿細胞 － － ② ③
A．①②③均表示“＋”
B．此表說明細胞分化導致基因的選擇性表達
C．三種細胞中mRNA和蛋白質種類完全不同
D．三種細胞的形態、結構和生理功能不同的根本原因是核基因種類不完全相同
【答案】　A
【解析】　胰島B細胞能合成并分泌胰島素，胰島素基因表達；漿細胞合成、分泌抗體，抗體基因表達；三種細胞都進行有氧呼吸，有氧呼吸酶基因都表達，A正確；題表說明細胞分化是基因選擇性表達的結果，B錯誤；三種細胞中有氧呼吸酶基因都表達，三種細胞中mRNA和蛋白質種類不完全相同，C錯誤；三種細胞是同一個體中的體細胞，核基因種類相同，只是表達的基因不同，導致這三種細胞的形態、結構和生理功能不同，D錯誤。
2．某種小鼠常染色體上的A基因能控制蛋白X的合成，a基因則不能，當小鼠缺乏蛋白X時表現為個體較小(侏儒鼠)。A基因在雌配子中會發生DNA甲基化修飾而抑制其表達，在雄配子中的A基因是非甲基化的，如圖所示。下列關于圖中雌、雄鼠的敘述，正確的是(　　)
A．DNA甲基化會引起基因堿基序列的改變
B．雌鼠與雄鼠基因型相同，但表型不同
C．雌鼠A基因來自其父本的概率為1/2
D．雌、雄鼠雜交后代中，侏儒鼠占1/4
【答案】　B
【解析】　DNA甲基化修飾通常會抑制基因的表達，但不改變基因堿基序列，A錯誤；雄鼠(基因型為Aa)中A基因發生了甲基化，不能表達，因此雌鼠與雄鼠基因型相同，但表型不同，B正確；由于雌鼠產生的雌配子中A基因發生了甲基化，而雄鼠產生的雄配子中A基因沒有甲基化，因此雌鼠中沒有發生甲基化的A基因來自它的父本的概率為100%，C錯誤；設甲基化的基因用1標記，則A1a雄鼠產生的雄配子為A∶a＝1∶1，Aa1雌鼠產生的雌配子為A1∶a1＝1∶1，因此雌雄鼠雜交子代的基因型和比例為AA1∶Aa1∶A1a∶aa1＝1∶1∶1∶1，A基因能控制蛋白X的合成，a基因則不能，當小鼠缺乏蛋白X時表現為個體較小(侏儒鼠)，且發生甲基化的A基因不能表達，因此雌、雄鼠雜交后代中侏儒鼠占1/2，D錯誤。
3．囊性纖維化是一種遺傳病，由一對等位基因控制，其致病機理如圖所示。請回答下列有關問題：
(1)據圖分析，①過程需要________________酶參與催化反應，②過程發生的場所是________。
(2)異常CFTR蛋白在第508位缺失一個氨基酸(苯丙氨酸)的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________，缺失氨基酸后，CFTR蛋白的空間結構________(填“改變”或“不變”)。
(3)囊性纖維化的實例表明，基因表達產物與性狀的關系是________ ____________________________________________________________。
(4)一對表型正常的夫婦生育了一個患囊性纖維化的女兒，推測CFTR基因位于____________(填“常染色體”或“性染色體”)上。該夫婦第二胎生下一對表型均正常的“龍鳳胎”，則這對“龍鳳胎”均為攜帶者的概率為________。
【答案】　(1)RNA聚合　核糖體(或細胞質)
(2)正常CFTR基因缺失了3個堿基對，成為異常CFTR基因　改變
(3)基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀
(4)常染色體　4/9
【解析】　(1)據圖分析可知，①過程表示轉錄，需要RNA聚合酶參與催化反應，②過程表示翻譯，發生的場所是核糖體(或細胞質)。(2)據圖分析可知，異常CFTR蛋白在第508位缺失一個氨基酸，推測異常CFTR基因比正常CFTR基因少3個堿基對，異常CFTR蛋白的氨基酸數目減少，其空間結構和功能發生改變。(4)由一對表型正常的夫婦生育了一個患囊性纖維化的女兒，可推測CFTR基因位于常染色體上?！褒堷P胎”是異卵雙胞胎，二者均是攜帶者的概率為4/9。
課時小結

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