2020新教材生物人教版必修二检测：第4章 第2节 基因表达与性状的关系
第2节 基因表达与性状的关系 一、选择题 知识点一 基因表达产物与性状的关系1．囊性纤维病是北美白种人中常见的一种疾病，研究表明，在70%的患者中，发病原因是CFTR基因缺失3个碱基，导致运输Cl－的CFTR蛋白的第508位的氨基酸缺失，而直接原因是Cl－不能有效运出肺等器官的组织细胞。下列理解错误的是( )A．从个体水平看，病人的性状已经发生改变B．从细胞水平看，病人肺组织细胞膜的功能已发生改变C．从分子水平看，病人的基因的结构没有发生改变D．此病可以说明基因通过控制蛋白质的结构来直接控制生物体的性状答案 C解析 该病根本原因是CFTR基因缺失3个碱基，基因结构发生改变。囊性纤维病发病的直接原因是CFTR蛋白发生改变，所以此病可以说明基因是通过控制蛋白质的结构直接影响了生物体的性状。2．酪氨酸酶存在于正常人体的皮肤、毛囊等处的细胞中，它能使酪氨酸转变为黑色素，下列相关叙述正确的是( )A．人体的神经细胞中含有控制酪氨酸酶合成的基因B．白化病实例说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状C．酪氨酸是基因表达的产物D．老年人头发变白是由控制酪氨酸酶合成的基因异常引起的答案 A解析 人体所有细胞都是由同一个受精卵发育而来的，都含有该生物全部的基因，因此人体的神经细胞中含有控制酪氨酸酶合成的基因，A正确；白化症状是由编码酪氨酸酶的基因异常引起的，这一实例说明基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢，进而间接控制生物体的性状，B错误；酪氨酸是一种氨基酸，不是基因表达的产物，基因表达的产物是蛋白质，C错误；老年人头发变白的原因是酪氨酸酶的活性降低，黑色素合成减少，D错误。知识点二 基因的选择性表达与细胞分化3．人的胰岛B细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，据此推测胰岛细胞中( )A．只有胰岛素基因B．比人受精卵的基因数少C．既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因，但只存在胰岛素mRNAD．有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因答案 C解析 胰岛B细胞由受精卵经分裂分化产生，故胰岛B细胞中既有胰岛素基因也有血红蛋白基因和其他基因，胰岛B细胞能产生胰岛素，不产生血红蛋白是由于基因的选择性表达，故只存在胰岛素mRNA。4．下列关于细胞分化的叙述，不正确的是( )A．细胞分化的本质是基因选择性表达B．基因选择性表达与基因表达的调控有关C．生物多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的D．由于细胞分化，肌细胞中已经不存在血红蛋白基因了答案 D解析 肌细胞由受精卵分裂分化而来，分化不会导致基因丢失，只是基因进行选择性表达，D错误。5．有人把分化细胞中表达的基因形象地分为“管家基因”和“奢侈基因”。“管家基因”在所有细胞中都处于活动状态，是维持细胞基本生命活动所必需的；而“奢侈基因”只在特定组织细胞中才处于活动状态。下列属于“管家基因”指导合成的产物是( )A．ATP水解酶B．血红蛋白C．胰岛素D．抗体答案 A解析 ATP水解酶基因在所有细胞中都表达，属于管家基因，A正确；血红蛋白基因只在红细胞中表达，胰岛素基因在胰岛B细胞中特异性表达，抗体在浆细胞中表达，都属于奢侈基因表达的产物，B、C、D错误。知识点三 表观遗传6．黄色小鼠(AA)与黑色小鼠(aa)杂交，产生的F1(Aa)不同个体出现了不同体色。研究表明，不同体色的小鼠A基因的碱基序列相同，但A基因上二核苷酸(CpG)胞嘧啶有不同程度的甲基化(如图)现象出现，甲基化不影响基因DNA复制。有关分析错误的是( )A．F1个体体色的差异与A基因甲基化程度有关
B．甲基化可能影响RNA聚合酶与该基因的结合C．碱基甲基化不影响碱基互补配对过程D．甲基化是引起基因结构发生改变的常见方式答案 D解析 不同体色小鼠A基因碱基序列相同，说明基因结构没有发生改变，但A基因上二核苷酸(CpG)胞嘧啶有不同程度的甲基化现象出现，所以F1个体体色
的差异与A基因甲基化程度有关，A正确，D错误；RNA聚合酶与该基因的启动子结合，启动子部位甲基化，可能会导致RNA聚合酶不能与该基因的结合，B正确；题干“甲基化不影响基因DNA复制”，碱基甲基化不影响碱基互补配对过程，C正确。7．研究发现，某些特定的行为和生活经历能够被遗传。如小鼠在闻到以前给予它们父辈电击而产生恐惧感的气味时，会表现出恐惧。下列与这个实例有关的是( )A．小鼠被喂以高脂肪的食物而出现肥胖症B．双胞胎的遗传信息基本相同，患病的可能性也相似C．亲代早期的生活经历会在遗传物质上打下烙印，并可传递下去D．果蝇的亲代用某种药物处理，使DNA(基因)发生改变，后代果蝇也表现出与亲代一样的变化答案 C解析 根据题干信息“特定的行为和生活经历能够被遗传，且只有当存在一定的外界刺激时，个体才会具有相应表现”，综上判断此为表观遗传现象。知识点四 基因与性状的关系8．如图表示基因与性状之间的关系示意图，下列相关说法中，错误的是( )
A．过程①、②共同体现了遗传信息的表达功能B．基因控制生物体的性状有间接控制和直接控制两种方式，直接控制是通过控制酶的合成实现的C．密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上D．蛋白质结构具有多样性的根本原因是DNA上的遗传信息千变万化答案 B解析 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。9．下图为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图，从图中能得出的是( ) 基因① 基因② 基因③ 基因④ ↓ ↓ ↓ ↓ 酶① 酶② 酶③ 酶④ ↓ ↓ ↓ ↓N→乙酸鸟氨酸→鸟氨酸→瓜氨酸→精氨酸琥珀酸→精氨酸A．一种物质的合成只受一个基因的控制B．基因可通过控制酶的合成来控制代谢C．若基因②不表达，则基因③和④也不表达D．基因与基因、基因与基因表达产物之间互不干扰答案 B解析 由题图可知，精氨酸的合成需要酶①②③④的参与，而它们分别受基因①②③④的控制，A错误，B正确；基因具有一定的独立性，基因②不表达时，基因③④仍可表达，只是无法合成精氨酸，C错误；基因与基因、基因与基因表达产物之间存在着复杂的相互作用，D错误。 二、非选择题 10．图甲表示某动物b基因正常转录过程中的局部图解；图乙表示该生物某个体的体细胞内部分基因和染色体的关系；该生物的黑色素产生需要如图丙所示的三类基因参与控制，三类基因的控制均表现为完全显性。
请据图回答下列问题：(1)图甲中，若b2为RNA链，当b2中碱基A和U分别占24%和18%时，则
b1链所在的双链DNA分子中，G所占的比例为________；该过程结束时，终止
密码子位于________(填“b1”或“b2”)链上。
(2)正常情况下，该生物细胞中含有b基因最多时为________个，b基因相互分离可发生在______________________________________(时期)。(3)由图乙所示的基因型可以推知，该生物体________(填“能”“不能”或“不能确定”)合成黑色素。(4)由图丙可以得出，基因可以通过____________________________从而控制生物的性状，某一性状也可能受多对基因控制。答案 (1)29% b2
(2)4 有丝分裂后期、减数分裂Ⅰ后期、减数分裂Ⅱ后期
(3)不能确定(4)控制酶的合成来控制代谢过程解析 (1)当b2中碱基A和U分别占24%和18%时，对应b1链中T和A分别占24%和18%，则双链DNA分子中A占21%，双链DNA分子中A＋G占碱基总数的1/2，故G占29%。终止密码子位于mRNA上，所以在b2链上。(2)该生物细胞中含有b基因最多时，为细胞分裂时染色体复制后，共4个。b基因相互分离可发生在姐妹染色单体分离或同源染色体分离时，所以为有丝分裂后期、减数分裂Ⅰ后期、减数分裂Ⅱ后期。(3)由图丙可知，合成黑色素的条件是个体基因型为A_bbC_并正常表达，从图乙中不能确定此生物有无C基因，故无法确定此生物是否能合成黑色素。11．表观遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变。DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域，称为“CG岛”。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5甲基胞嘧啶，但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶(如图1所示)，从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点。使其全甲基化。
(1)由上述材料可知，DNA甲基化________(填“会”或“不会”)改变基因转录产物的碱基序列。(2)由于图2中过程①的方式是________________，所以其产物都是________甲基化的，因此过程②必须经过________________的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。(3)研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合，从而抑制________________。(4)小鼠的A基因编码胰岛素生长因子2(IGF2)，a基因无此功能(A、a位于常染色体上)。IGF2是小鼠正常发育必须的一种蛋白质，缺乏时小鼠个体矮小。在小鼠胚胎中，来自父本的A及其等位基因能够表达，来自母本的则不能表达。检测发现，这对基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵细胞中则是全甲基化的。若纯合矮小雌鼠与纯合正常雄鼠杂交，则F1的表型应为__________。F1雌雄个体间随机交配，则F2的表型及其比例应为____________________。结合F1配子中A及其等位基因启动子的甲基化状态，分析F2出现这种比例的原因是_________________。(5)5氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测AZA可能的作用机制之一是：AZA在____________过程中掺入DNA分子，导致与DNA结合的甲基化酶活性降低，从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的机制是：AZA与“CG岛”中的________竞争甲基化酶，从而降低DNA的甲基化程度。答案 (1)不会 (2)半保留复制 半 维持甲基化酶(3)基因的表达 (4)全部正常 正常∶矮小＝1∶1 卵细胞中的A及其等位基因由于启动子甲基化而不表达，精子中的A及其等位基因由于启动子非甲基化而表达，并且含A的精子∶含a的精子＝1∶1(5)DNA复制 胞嘧啶解析 (1)由材料可知胞嘧啶在发生甲基化后仍能与鸟嘌呤互补配对，由此可知甲基化不会影响DNA转录时DNA与RNA的碱基互补配对，基因转录产物RNA的碱基序列不会发生变化。(2)①表示DNA复制，方式是半保留复制；因为半保留复制中新合成的DNA单链正常，则其产物为半甲基化的DNA；亲代DNA为全甲基化，②过程表示半甲基化转化为全甲基化过程，需要维持甲基化酶催化。(3)在转录过程中，RNA聚合酶需要与启动子相结合，催化RNA的合成，启动子中“CG岛”的甲基化会影响RNA聚合酶与启动子结合，从而影响基因的表达。(4)由于甲基化的存在，纯合矮小小鼠的基因型为aa或被完全甲基化的AA，由题干信息，“这对基因的启动子在精子中是非甲基化的，在卵细胞中是全甲基化的”可知，基因型AA不可能表现为矮小，故雌鼠的基因型为aa，雄鼠的基因型为AA，F1基因型为Aa，表型正常；子一代雄鼠的精子中含A的精子∶含a的精子＝1∶1，且能正常表达，卵细胞中的A及其等位基因由于启动子甲基化而不表达，F1雌雄个体间随机交配，子二代的表型比例为正常∶矮小＝1∶1。
2019-2020学年新教材高中生物 第4章 基因的表达 第2节 基因表达与性状的关系课件 新人教版必修2
传变化的现象，叫做表观遗传 4.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
以受多个基因的影响，一个基因也可以影响多个性状
[理清主干知识] 一、基因表达产物与性状的关系 1．基因控制生物性状的两种途径 (1)间接控制：基因―控―制→ 酶的合成 ―控―制→代谢过程―控―制→生 物性状。 (2)直接控制：基因―控―制→ 蛋白质结构 ―控―制→生物性状。
第2节 基因表达与性状的关系
学有目标——新课程标准必明
1.概述基因、蛋白质与性状的关系 2.概述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
记在平时——核心语句必背
1.基因控制生物体性状的途径：①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；②基因通过控制蛋白质的 结构直接控制生物体的性状
(2)基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 (√)
(3)生物体的基因型相同，表现型就一定相同。
(×)
(4)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。
(√)
2．如图为喜马拉雅兔在受到低温作用后毛色的变化，这种变化
最可能是
()
A．遗传对基因表达的作用 B．环境对基因表达的作用 C．同源染色体上基因的重排 D．环境引起基因突变 解析：冰块(低温)处理后毛色发生变化，该部位的基因没有 变化，最可能是环境对基因表达的影响。 答案：B
(2)牵牛花的颜色只受一对基因控制吗？ 提示：不是。牵牛花的颜色主要由花青素决定，而花青素的 合成是由多对基因共同控制的。
(3)牵牛花的颜色还与细胞中的 pH 有关，这说明了什么？ 提示：说明环境因素也会影响生物体的性状。 (4)牵牛花的叶肉细胞是否也含有基因①②③？也能全部表 达吗？ 提示：牵牛花的叶肉细胞也含有基因①②③，但不能全部表究中学通]
新教材高中生物第4章基因的表达第2节基因表达与性状的关系课件新人教版必修2
1．已知鸡的成熟红细胞能产生β珠蛋白，鸡的胰岛B细胞能产 生胰岛素。为研究相应的两种细胞中是否存在相应的两种基因和基 因能否表达，现分别对这两种细胞中提取的总DNA片段和总RNA片 段进行检测，结果如下表。
实验组别
实验一 (细胞总DNA片段)
实验二 (细胞总RNA片段)
基因种类 成熟红细胞 胰岛B细胞 成熟红细胞 胰岛B细胞
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．白化病是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性
状的。
()
2．核糖体蛋白基因几乎在所有细胞中表达。
()
3．同卵双胞胎具有的微小差异与表观遗传有关。
()
4．基因与性状的关系是简单的一一对应关系。
()
5．生物性状是由基因型和环境共同与基因表达产物、基因与环境之间存在
A．A－mRNA 与 B－mRNA 的不同与细胞分化有关 B．获得相应单链 DNA 的过程需要逆转录酶 C．A－cDNA 中不含编码胰岛素的核酸序列 D．B－mRNA 中指导呼吸酶合成的 mRNA 不能与 A－cDNA 形成杂交链
D [人体胰岛 A 细胞和胰岛 B 细胞具有相同的遗传信息，但遗传信息的执 行情况不同，即发生了基因的选择性表达，故可以说 A－mRNA 与 B－mRNA 的不同与细胞分化有关，A 正确；以 RNA 为模板合成 DNA 的过程称为逆转录， 此过程需要逆转录酶的参与，B 正确；胰岛 A 细胞也含有胰岛素基因，只是该 基因不表达，即 A－mRNA 中不含指导胰岛素合成的 mRNA，故 A－cDNA 中 不含编码胰岛素的核酸序列，C 正确；胰岛 A 细胞和胰岛 B 细胞中均含有呼吸 酶，即 A－mRNA 和 B－mRNA 中均含有指导呼吸酶合成的 mRNA，故 B－ mRNA 中指导呼吸酶合成的 mRNA 可以与 A－cDNA 形成杂交链，D 错误。]
4.2 基因表达与性状的关系(教学课件)-高一生物人教版必修二
四、基因与性状的对应关系
基因型
环境
表型
1. 生物的大多数性状是受单基因控制，即一对等位基因控制。有 些性状是受多个基因决定。
2. 一对基因也可以影响多个性状。 3. 生物的性状还受环境条件的影响，是生物的基因和环境条件共
同作用的结果。
四、基因与性状的对应关系
经典遗传、表观遗传、环境等对表型的影响
5
3
5
3
´CG
´ 胞嘧啶甲基化 ´ C G
´
GC
3
5
´
´
GC
3
5
´
´
Ⅰ. 通常是胞嘧啶发生甲基化修饰
Ⅱ. 甲基化通常是抑制基因表达
三、表观遗传
3. 表观遗传的手段 ② 组蛋白修饰
组蛋白是组成染色质的主要蛋白质 组蛋白被修饰后，染色质形态发生变化，有利于基因表达
（促进表达）或不利于基因表达（抑制基因表达）。
一种。因此，这3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同，虽然有些蛋白质在所有
的细胞中都合成，但也有一些特定功能的蛋白质只在特定的细胞中合成。
二、基因的选择性表达与细胞分化 思考·讨论 分析不同类型细胞中DNA和RNA的检测结果
卵清蛋白基因、珠蛋
检测的3种细胞
卵清蛋白mRNA 珠蛋白mRNA
白基因、胰岛素基因
二、基因的选择性表达与细胞分化 细胞中的基因有些表达，有些不表达！
分类
不同类型 的细胞中， 表达的基 因
所有细胞中都 表达的基因
管家基因
举例 维持细胞基本 核糖体蛋白基因
生命活动所必 ATP合成酶基因
需的蛋白质
奢侈基 只因在某些细胞中特
异性表达的基因
举例
人教版高中生物必修2同步学习-第4章 第2节 基因表达与性状的关系
第2节 基因表达与性状的关系[学习目标] 1.概述基因控制生物体性状的两种方式,进一步理解基因蛋白质与性状关系.2.概述基因选择性表达与细胞分化的关系.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.知识点一 基因表达产物与性状的关系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□01酶的合成来控制□02代谢过程,进而控制□03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□12蛋白质的结构直接控制生物体的性状. ②举例：□13囊性纤维病. 编码CFTR 蛋白(转运蛋白)的基因缺失了□143个碱基→CFTR 蛋白在第508位缺少□15苯丙氨酸→CFTR 蛋白□16空间结构异常→CFTR 转运氯离子的功能异常→支气管中黏液增多,管腔受阻,细菌在肺部大量繁殖,最终使肺功能严重受损.问题探究 白化病与老人头发变白的原因相同吗？提示：不相同.白化病是由于编码酪氨酸酶的基因异常导致细胞缺少酪氨酸酶而缺乏黑色素；而老年人头发变白是由于细胞衰老时酪氨酸酶活性下降而缺乏黑色素.[例] 人体内苯丙氨酸的代谢途径如图所示.人群中,有若干种遗传病是由于苯丙氨酸的代谢缺陷所导致的.例如,苯丙氨酸的代谢产物之一苯丙酮酸在脑中积累会阻碍脑的发育,造成智力低下.下列分析不正确的是( )A ．缺乏酶①可导致病人既“白(白化病)”又“痴”B ．缺乏酶⑤可导致病人只“白”不“痴”C ．缺乏酶⑥时,婴儿使用过的尿布会留有黑色污迹(尿黑酸)D ．上述实例可以证明遗传物质通过控制酶的合成,从而控制新陈代谢和性状解题分析 本题中的每种酶只催化一种化学反应,缺乏酶①则不能合成酪氨酸,人体内的苯丙氨酸只能合成苯丙酮酸,苯丙酮酸积累造成智力低下,此时该病人既“白”又“痴”,A 正确；缺乏酶⑤只能引起酪氨酸不能转变为黑色素,故只表现为白化病,B 正确；而缺乏酶⑥时,只会引起不能合成苯丙酮酸,但其他生理过程正常,故婴儿的尿布上不会有尿黑酸,尿黑酸最终被分解为CO 2和H 2O,C 错误；该代谢过程可证明基因通过控制酶的合成来控制新陈代谢和性状,D 正确.答案 C知识点二 基因的选择性表达与细胞分化1．生物多种性状形成的基础：生物体多种性状的形成,都是以□01细胞分化为基础的. 2．表达的基因分为两类(1)在□02所有细胞中都表达的基因,指导合成的蛋白质是维持细胞□03基本生命活动所必需的,如□04核糖体蛋白基因,ATP 合成酶基因.(2)只在□05某类细胞中特异性表达的基因,如卵清蛋白基因、□06胰岛素基因. 3．细胞分化的实质：□07基因的选择性表达.基因的选择性表达与□08基因表达的调控有关.[例1] 鸡的输卵管细胞能合成卵清蛋白、红细胞能合成β－珠蛋白、胰岛细胞能合成胰岛素,用编码上述蛋白质基因的单链片段分别做探针,对三种细胞中提取的全部DNA的限制酶切片片段的单链进行杂交实验；用同种的三种基因的单链片段做探针,对上述三种细胞中提取的全部RNA进行杂交实验.上述实验结果如下表：下列叙述正确的是( )“＋”表示杂交过程中有杂合双链“－”表示杂交过程中有游离的单链.A．胰岛细胞中只有胰岛素基因B．上述三种细胞的分化是由于细胞在发育过程中某些基因被丢失所致C．在输卵管细胞中无β－珠蛋白基因和胰岛素基因D．在红细胞成熟过程中有选择性地表达了β－珠蛋白基因解题分析胰岛细胞是由受精卵分化来的,含有该生物全部的遗传物质,A错误；三种细胞的分化是由于基因的选择性表达,该过程中遗传物质不发生改变,B错误；输卵管细胞是由受精卵分化来的,含有该生物全部的遗传物质,包含β－珠蛋白基因和胰岛素基因,C错误；表中三类细胞都含有该生物全部的基因,但由于基因的选择性表达,输卵管细胞表达卵清蛋白基因,红细胞表达β－珠蛋白基因,胰岛细胞表达胰岛素基因,D正确.答案 D[例2] 管家基因是指所有细胞中均要表达的一类基因,其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的,而奢侈基因是指不同类型细胞中特异性表达的基因,其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与功能.下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态.下列有关叙述不正确的是( )A ．基因a 属于管家基因B ．细胞B 为胰岛细胞C ．与细胞A 相比,细胞B 中含有较多的高尔基体D ．三种细胞成熟后均含有基因a 、b 、c解题分析 基因a 催化葡萄糖→丙酮酸,属于细胞呼吸的第一阶段,细胞呼吸是维持细胞基本生命活动所必需的,因此属于管家基因,A 正确；细胞B 能表达胰岛素基因,胰岛素是胰岛细胞分泌的,因此细胞B 为胰岛细胞,B 正确；细胞A 表达血红蛋白基因,血红蛋白是胞内蛋白,而细胞B 能表达胰岛素基因,胰岛素是分泌蛋白,因此与细胞A 相比,细胞B 中含有较多的高尔基体,C 正确；细胞A 表达血红蛋白基因,则细胞A 为红细胞,人成熟的红细胞无细胞核,不含基因a 、b 、c,D 错误.答案 D知识点三 表观遗传和基因与性状的关系1．基因表达的调控基因什么时候表达、在哪种细胞中表达以及表达水平的高低都是受到□01调控的,这种调控会直接影响□02性状.2．表观遗传(1)定义：生物体基因的□03碱基序列保持不变,但□04基因表达和□05表型发生□06可遗传变化的现象,叫作表观遗传.(2)存在时期：表观遗传现象普遍存在于生物体的□07生长、发育和衰老的整个生命活动过程中. (3)实例：同卵双胞胎的微小差异,蜂王与工蜂在形态、结构、生理和行为上的不同.(4)总结：基因通过其表达产物——□08蛋白质来控制性状,细胞内的□09基因表达与否以及□10表达水平的高低都是受到调控的.细胞分化的实质是□11基因选择性表达的结果,表观遗传能够使生物体在□12基因的碱基序列不变的情况下发生□13可遗传的性状改变.3．基因与性状的关系(1)在大多数情况下,基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系.①1个性状可以受到□20多个基因的影响.例如人的身高.21多个性状.例如水稻中的Ghd7基因.②1个基因也可以影响□(2)生物体的性状也不完全由基因决定,□22环境对性状也有着重要影响.例如,后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用.24基因与基因表达产物、□25基因与环境之间存在着复杂的相互作用,这种相(3)总结：□23基因与基因、□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.易错判断1．表观遗传是不依赖于DNA序列变化的遗传现象.(√)2．DNA甲基化会改变基因的表达,导致基因控制的性状发生改变.(√)[例1] 黄色小鼠(AA)与黑色小鼠(aa)杂交,产生的F1(Aa)不同个体出现了不同体色.研究表明,不同体色的小鼠A基因的碱基序列相同,但A基因上二核苷酸(CpG)胞嘧啶有不同程度的甲基化(如图)现象出现,甲基化不影响基因DNA复制.有关分析错误的是( )A．F1个体体色的差异与A基因甲基化程度有关B．甲基化可能影响RNA聚合酶与该基因的结合C．碱基甲基化不影响碱基互补配对过程D．甲基化是引起基因突变的常见方式解题分析不同体色的小鼠A基因的碱基序列相同,A基因上的二核苷酸(CpG)胞嘧啶有不同程度的甲基化现象,显然体色差异与A基因甲基化程度有关,A正确；RNA聚合酶与该基因的启动子结合可以启动转录,启动子部位甲基化可能会导致RNA聚合酶不能与该基因的结合,B正确；碱基甲基化不影响DNA复制过程,而DNA复制过程有碱基互补配对过程,故碱基甲基化不影响碱基互补配对过程,C正确；基因突变是基因中碱基增添、缺失或替换导致基因结构的改变,而基因中碱基甲基化后基因序列不变,所以不属于基因突变,D错误.答案 D[例2] DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一.在甲基转移酶的催化下,DNA的胞嘧啶被选择性地添加甲基导致DNA甲基化,进而使染色质高度螺旋化,因此失去转录活性.下列相关叙述不正确的是( ) A．DNA甲基化,会导致基因碱基序列的改变B．DNA甲基化,会导致mRNA合成受阻C．DNA甲基化,可能会影响生物的性状D．DNA甲基化,可能会影响细胞分化解题分析DNA的胞嘧啶被选择性地添加甲基导致DNA甲基化,这不会导致基因碱基序列的改变,A错误；DNA甲基化,会使染色质高度螺旋化,因此失去转录活性,导致mRNA合成受阻,进而导致蛋白质合成受阻,这样可能会影响生物的性状,B、C正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达,而DNA甲基化会导致mRNA 合成受阻,即会影响基因表达,因此DNA甲基化可能会影响细胞分化,D正确.答案 A1．下列属于基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状的实例的是( )①人类的白化病②囊性纤维病③豌豆皱粒的形成A．①② B．③ C．①③ D．②答案 D2．下面关于基因、蛋白质、性状之间关系的叙述中,错误的是( )A．生物体的一切性状完全由基因控制,与环境因素无关B．基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状C．基因可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D．基因的遗传信息可通过转录和翻译传递到蛋白质得以表达答案 A解析环境因素可以对生物体的性状产生影响,A错误.3．有人把分化细胞中表达的基因形象地分为“管家基因”和“奢侈基因”.“管家基因”在所有细胞中都处于活动状态,是维持细胞基本生命活动所必需的；而“奢侈基因”只在特定组织细胞中才处于活动状态.下列属于“管家基因”指导合成的产物是( )A．ATP水解酶B．血红蛋白C．胰岛素D．抗体答案 A解析ATP水解酶基因在所有细胞中都表达,属于管家基因,A正确；血红蛋白基因只在红细胞中表达,属于奢侈基因,B错误；胰岛素基因在胰岛B细胞中特异性表达,属于奢侈基因,C错误；抗体基因在浆细胞中特异性表达,属于奢侈基因,D错误.4．下列事件中,不属于表观遗传调控的是( )A．转运RNA出现差错B．组蛋白甲基化C．DNA甲基化D．组蛋白乙酰化答案 A解析表观遗传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,tRNA 出现差错,若不是由基因改变引起的,则其不可遗传,故不属于表观遗传调控.5．下列关于基因与性状关系的叙述,错误的是( )A．一对相对性状可由多对基因控制B．一对基因可以影响多个性状C．隐性基因控制的性状不一定得到表现D．基因型相同,表现型就相同答案 D解析一对相对性状可由一对或多对基因控制,A正确；一对基因也可以影响多个性状,B正确；隐性基因控制的性状可能被显性性状所掩盖,如Aa表现为A基因控制的性状,C正确；基因型与环境条件共同决定生物性状,因此基因型相同,环境不同时,表现型不一定相同,D错误.。
2019-20202学年新教材人教版必修2 第4章 第2节 基因表达与性状的关系 课件(30张)
第4章 基因的表达
三、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，叫作表观遗传。 2．存在：生物体的_生__长__、__发__育__和__衰__老__的整个生命活动过程 中。
栏目 导引
第4章 基因的表达
四、基因与性状间的对应关系 1．大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的一一对应 的关系。 (1)生物的有些性状可以受到_多__个__基__因__的影响，如人的身高。 (2)一个基因也可以影响多个性状，如水稻中的 Ghd7 基因。 (3) 生 物 的 性 状 还 受 环 境 条 件 的 影 响 ， 是 _生__物__的__基__因__ 和 环__境__条__件___共同作用的结果。 2．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，精细地调控着生物体的性状。
酪__氨__酸 ___不能转变为黑色素 ↓
表现出白化症状
淀粉含量低的豌豆
栏目 导引
第4章 基因的表达
2.基因通过控制_蛋__白__质__的__结__构__直接控制生物体的性状。 实例分析
囊性纤维化 编码 CFTR 蛋白的基因缺失_3_个__碱__基__
↓ CFTR 蛋白缺少_苯__丙__氨___酸_
栏目 导引
第4章 基因的表达
栏目 导引
第4章 基因的表达
(2)标志 ①分子水平：合成某种细胞特有的蛋白质(如唾液淀粉酶、胰 岛素等)。 ②细胞水平：形成不同种类的细胞(尤其是细胞器种类和数量 有较大差异)。
栏目 导引
第4章 基因的表达
2．表观遗传 (1)表观遗传的特点 ①可遗传性，即这类改变通过有丝分裂或减数分裂，能在细 胞个体间遗传。 ②可逆性的基因表达。如甲基化时，可影响基因的表达；去 甲基化时，可恢复基因的表达。 ③没有 DNA 碱基序列的改变。
高中生物第二册 4 2基因表达与性状的关系同步练习(含解析)
4.2基因表达与性状的关系一、单选题1.同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸在水中的叶，表现出了两种不同的形态．下列各项中，对此说法正确的是（）A. 水上部分只含有控制形成宽形叶的基因B. 水下部分有控制形成窄形叶的基因，窄形叶性状与环境无关C. 水上部分既含有控制形成宽形叶的基因，也含有控制形成窄形叶的基因D. 基因型相同则性状相同，基因型不同则性状不同2.基因控制生物体性状的方式是（）①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②通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状③通过控制全部激素的合成控制生物体的性状④通过控制全部核糖的合成控制生物体的性状A. ①②B. ②③C. ②④D. ③④3.下列关于“一对多”的叙述中正确的有（）①一种氨基酸可以由多个密码子决定②一种表现型可对应多种基因型③一种性状可由多个基因调控④一个真核细胞可有多个细胞核⑤一种酶可催化多种反应⑥一个mRNA可以控制合成多种多肽链A. ②③⑥B. ①②③⑤C. ①②③④D. ①②③⑥4.玉米的基因A可控制叶绿素的合成，若无基因A或者无光照，则玉米均无法合成叶绿素。
下列有关叙述不正确的是（）A. 基因型为AA的个体均能合成叶绿素B. 基因型为Aa的个体在光下可能合成叶绿素C. 叶绿素合成是基因A和环境条件共同作用的结果D. 在缺镁的土壤中，基因A控制合成的叶绿素的量会受影响5.下列属于基因通过控制酶的合成而控制代谢过程，进而控制生物性状的实例是（）A. 苯丙酮尿症B. 21三体综合症C. 镰刀型细胞贫血症D. 囊性纤维病6.有人把分化细胞中表达的基因形象地分为“管家基因”和“奢侈基因”。
“管家基因”在所有细胞中表达，是维持细胞基本生命活动所必需的；而“奢侈基因”只在特定组织细胞中表达。
下列属于“奢侈基因”表达产物的是（）A. A TP水解酶B. 呼吸酶C. 膜蛋白D. 血红蛋白7.下列关于基因表达的叙述，正确的是()A. 高度分化停止分裂的细胞中没有基因的表达B. 转录和翻译过程中都没有T与A的配对C. 密码子的种类与组成蛋白质的氨基酸种类相同D. 密码子的简并性增强了遗传密码的容错性8.下列关于细胞分化的说法，正确的是（）①分化是稳定的，而且一般是不可逆的②细胞分化发生在胚胎发育时期③细胞分化后，细胞中的蛋白质不完全相同④分化的结果是赋予相同种类的细胞特异的结构和功能，遗传物质发生改变⑤分化程度较高的细胞全能性较低A. ①③⑤B. ①②③C. ①②③⑤D. ②③⑤9.下列对细胞分化的相关叙述，错误的是（）A. 从核酸角度分析，细胞分化是基因选择性表达的结果B. 从蛋白质角度分析，细胞分化是蛋白质种类不变、数量改变的结果C. 从细胞水平分析，细胞分化是细胞在形态、结构和功能发生了改变D. 从个体水平分析，细胞分化是多细胞生物个体发育的基础10.下列关于细胞增殖和细胞分化的叙述，错误的是（）A. 细胞增殖可以增加细胞的数量，细胞分化可以增加细胞的种类B. 受精卵发育成个体的过程中有细胞增殖和细胞分化C. 细胞增殖和细胞分化均可改变细胞核中的遗传信息D. 细胞增殖和细胞分化过程中均需要合成蛋白质11.细胞分化是多细胞生物普遍存在的一种生命现象，下列叙述正确的是（）A. 胚胎干细胞分化形成各种类型的细胞体现了细胞的全能性B. 细胞分化有利于提高多细胞生物各种生理功能的效率C. 分化后的不同组织细胞其蛋白质种类完全不同D. 由于基因的选择性丢失，导致造血干细胞分化形成红细胞、白细胞等细胞12.有关表观遗传的叙述，正确的是（）A. 表观遗传的现象只存在于某些动物的生命活动中B. DNA的甲基化水平升高，会抑制某些基因的表达，进而对表型产生影响C. DNA分子存在甲基化现象，但是其他大分子不会发生甲基化D. 表观遗传的性状，不能遗传给下一代13.表观遗传是指生物基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表现型发生可遗传变化的现象，对此现象的理解错误的是（）A. 基因的启动部位被甲基化修饰属于表观遗传B. 同卵双胞胎之间的微小差异与表观遗传无关C. 细胞质中的调控因子对基因的表达起调节作用D. 正常细胞的分化可体现出细胞层次上的表观遗传14.近期，《自然》证实基因甲基化缺失是致癌的重要原因，基因甲基化是指在基因调控过程中，基因内部的甲基基团通过酶的作用激活基因，使其表达出相应的蛋白质．若甲基基团缺失，则基因表达出异常的蛋白质，可导致细胞癌变．下列相关说法正确的是（）A. 体细胞内的基因都会发生甲基化B. 基因表达时以解旋后的任一条链作为转录的模板链C. 甲基基团缺失导致基因的结构改变D. 癌细胞内的基因甲基化明显15.在甲基转移酶的催化下，DNA的胞嘧啶被选择性地添加甲基导致DNA甲基化，进而使染色质高度螺旋化，因此失去转录活性．下列相关叙述不正确的是（）A. DNA甲基化，会导致基因碱基序列的改变B. DNA甲基化，会导致mRNA合成受阻C. DNA甲基化，可能会影响生物的性状D. DNA甲基化，可能会影响细胞分化二、非选择题16.如图所示为人体内苯丙氨酸与酪氨酸的代谢途径，图中的数字分别代表三种酶．（1）人体内环境中的酪氨酸除图A中所示的来源外，还可以来自于________．（2）若酶①是由n个氨基酸组成的肽链，则酶①基因的碱基数目不能少于________．合成酶①的过程中至少脱去了________个水分子．（3）该图表明基因对性状的控制方式是________．（4）控制酶1合成的基因在人体内信息的流向可表示为________．17.与细胞增殖和分化有关的图解如如图所示，据图回答下列有关问题：（1）甲图A表示的是________过程，B表示的是________过程．（2）甲图中b、c、d、e这四种细胞在形态、结构和功能上有很大差异，但却具有完全相同的________ ．（3）乙图所示细胞处于有丝分裂的________期．该细胞所代表的生物体有________条染色体．18.阅读下列关于“遗传信息表达”的相关资料，请回答：资料一：20世纪60年代，科学家对“遗传信息如何从DNA传递到蛋白质”这一问题展开了广泛而深入的研究。
第2节 基因表达与性状的关系
2.如图,同一株水毛茛,裸露在空气中的叶是扁平的,而浸在水中的叶片深裂成丝状。 (1)叶片呈扁平或丝状,能否说明形状不同的叶片中基因不同?叶片不同的原因是什 么?
2.细胞分化的“变”与“不变” (1)不变:DNA、tRNA、rRNA、细胞的数目。 (2)改变:mRNA、蛋白质的种类,细胞的形态、结构和功能。 3.细胞分化的标志 (1)分子水平:合成了某种细胞特有的蛋白质,如唾液淀粉酶、胰岛素等。 (2)细胞水平:形成不同种类的细胞。
有人把分化细胞中表达的基因形象地分为“管家基因”和“奢侈基 因”。“管家基因”在所有细胞中都处于活动状态,是维持细胞基本生命活动所必 需的;而“奢侈基因”只在特定组织细胞中才处于活动状态。下列属于“管家基因” 指导合成的产物是( A )。
(2)植株A和植株B杂交后,F1的花为什么跟植株A相似?F2中为什么有些植株的花与 植株B相似?由此说明什么问题?
【提示】植株A和植株B杂交后,F1体内成对的Lcyc基因,一个来自植株A,一个来 自植株B,来自植株B的Lcyc基因由于甲基化不能表达,但来自植株A的Lcyc基因 可正常表达,因而F1的花与植株A相似。F1自交产生F2,发生性状分离现象,因而 大部分与植株A相似,少部分与植株B相似。
3.通过分析案例,认识DNA甲基化等因素在未改变碱基序列的情况下,导致基因表 达情况发生可遗传的变化;分析基因与性状之间的复杂关系,认同生物学中因果关 系的复杂性;学会尝试对复杂事物进行多角度、多因素的分析。
课前预学区 明确目标 课前准备
(新教材)2020-2021学年高中人教版生物必修第二册课件：4.2基因表达与性状的关系
从这两个例子中你又能总结出什么结论？
【结论】
基于生物学事实和证据运用 归纳与概括，体现了科学思
维的核心素养。
基因 控制 蛋白质的结构 控制 性状
【例1】如图为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述不正确的是( D )
A．图中①②过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体 B．镰状细胞贫血致病的根本原因是基因发生了改变 C．人体衰老引起白发增多的主要原因是图中的酪氨酸酶的活性下降 D．该图反映了基因对性状的控制是通过控制酶的合成，进而控制代谢 活动来进行的 正常基因编码的血红蛋白组成的红细胞结构是正常的，而异常基因编码的 血红蛋白组成的红细胞结构异常，说明基因通过控制血红蛋白的结构直接 控制生物性状；缺乏酪氨酸酶会导致黑色素无法合成，说明基因通过控制 酶的合成来控制代谢过程进而控制生物体的性状。
酪氨酸酶不能正常合成
基因
酶
控制酪氨酸酶的基因正常 酪氨酸酶正常合成
酪氨酸不能转化为黑色素 代谢 过程
表现为白化病
性状
酪氨酸能转化为黑色素 表现正常
思考：你能 仿照实例一, 来解释白化 病的病因吗?
从这两个例子中我们能总结出什么样的共同特点呢？
【结论】
基于生物学事实和证据运 用归纳与概括，体现了科
学思维的核心素养。
举例
在所有细胞中都表 达
只在某类细胞中特 异性表达
维持细胞基本生 命活动所必需的
细胞所特有的
核糖体蛋白基因 ATP合成酶基因 卵清蛋白基因
胰岛素基因
结论：细胞分化的本质就是基因的选择性表达
三、表观遗传 柳穿鱼的花
表现出不同毛色的 Axya小鼠
阅读课本讨论下列问题： 1、上述资料中，柳穿鱼和小鼠性状改变的原因是什么？