?第2節(jié)　基因表達(dá)與性狀的關(guān)系

1.通過對皺粒豌豆、白化病、囊性纖維化原因的分析,歸納基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系,從分子水平更好地理解生命的延續(xù)和發(fā)展規(guī)律,達(dá)成生命觀念、科學(xué)思維等學(xué)科素養(yǎng)。
2.通過對不同類型細(xì)胞中DNA和mRNA檢測結(jié)果的分析,能用結(jié)構(gòu)與功能觀,認(rèn)識細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。
3.通過對柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)和小鼠毛色的遺傳的資料分析,概述表觀遺傳現(xiàn)象。
4.闡明基因、環(huán)境、性狀之間的復(fù)雜關(guān)系,認(rèn)同生命的復(fù)雜性。

新知探究一　基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系

活動:分析教材P71～72豌豆粒形與囊性纖維化的遺傳實(shí)例,并結(jié)合下列圖解探討并歸納相關(guān)問題。


問題(1):圖1中豌豆呈圓?；虬櫫Ｅc哪種基因和酶有關(guān)?為什么相關(guān)基因異常則為皺粒?
提示:與豌豆的淀粉分支酶基因及其表達(dá)的產(chǎn)物——淀粉分支酶有關(guān)。淀粉分支酶基因異常,則合成淀粉分支酶活性異常,導(dǎo)致淀粉少而蔗糖多,蔗糖的吸水能力差,豆粒水分少而表現(xiàn)為皺粒。
問題(2):囊性纖維化的直接病因是什么?根本病因又是什么?
提示:直接病因是CFTR蛋白結(jié)構(gòu)異常。根本病因是CFTR基因缺失3個(gè)堿基。
問題(3):圖1和圖2分別表示基因控制性狀的哪種途徑?
提示:圖1所示的是基因通過控制酶的合成來控制代謝過程,進(jìn)而控制生物體的性狀;圖2所示的是基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。

基因控制性狀的方式
途徑
直接
間接
方式
基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀
基因通過控制酶的合成來控制代謝過程,進(jìn)而控制生物體的性狀
圖解


1.下列有關(guān)基因與性狀的敘述,正確的是(　C　)
A.生物體中一個(gè)基因決定一種性狀,一種性狀由一個(gè)基因決定
B.血紅蛋白基因中有一個(gè)堿基對發(fā)生改變,血紅蛋白結(jié)構(gòu)一定發(fā)生改變
C.生物的性狀由基因決定,同時(shí)受環(huán)境影響,二者共同對生物的性狀起作用
D.囊性纖維化說明基因通過控制酶的合成來控制代謝過程,進(jìn)而控制生物性狀
解析:生物體中一個(gè)基因可能決定多種性狀,一種性狀可能由多個(gè)基因決定;由于密碼子具有簡并性(絕大多數(shù)氨基酸都有幾個(gè)密碼子),控制人的血紅蛋白的基因中有一個(gè)堿基對發(fā)生改變,血紅蛋白的結(jié)構(gòu)不一定發(fā)生改變;生物的性狀由基因決定,同時(shí)受環(huán)境條件的影響,是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果;囊性纖維化說明基因可通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。
2.人類白化病和苯丙酮尿癥是由代謝異常引起的疾病,如圖表示在人體代謝中產(chǎn)生這兩類疾病的過程。由圖中不能得出的結(jié)論是(　A　)

A.基因可以通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來控制生物體的性狀
B.基因可以通過控制酶的合成來控制生物體的性狀
C.一個(gè)基因可以控制多個(gè)性狀
D.一個(gè)性狀可以由多個(gè)基因控制
解析:苯丙酮酸、多巴胺和黑色素的異常與酶的合成有密切的關(guān)系,而酶的合成是由基因控制的;若基因1發(fā)生變化,則多巴胺和黑色素的合成都受影響;多巴胺和黑色素的合成也都受多個(gè)基因的控制。
新知探究二　基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化

活動:科學(xué)家提取了雞的輸卵管細(xì)胞、紅細(xì)胞(有細(xì)胞核)和胰島細(xì)胞,對這3種細(xì)胞中的DNA和mRNA進(jìn)行檢測,結(jié)果如表所示。
檢測的3
種細(xì)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(xì)胞
+　+　+
+
-
-
紅細(xì)胞
+　+　+
-
+
-
胰島
細(xì)胞
+　+　+
-
-
+
說明:“+”表示檢測發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子,“-”表示檢測未發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子。
問題(1):這3種細(xì)胞中的基因組成是否相同?它們合成的蛋白質(zhì)種類是否相同?
提示:這3種細(xì)胞中基因組成相同,但是它們合成的蛋白質(zhì)種類不同。
問題(2):3種細(xì)胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰島素基因,但是只檢測到了其中一種基因的mRNA,由此說明什么問題?
提示:在高度分化的細(xì)胞中,基因選擇性表達(dá)。同一個(gè)體不同種類的體細(xì)胞中,DNA相同,而RNA、蛋白質(zhì)的種類不同。
問題(3):表中3種細(xì)胞都是由同一個(gè)受精卵發(fā)育而來的,為什么在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上不同呢?
提示:由于存在基因表達(dá)的調(diào)控,在個(gè)體發(fā)育中,有些基因得以表達(dá),有些基因不表達(dá),這就導(dǎo)致基因表達(dá)的產(chǎn)物——蛋白質(zhì)的種類不同,進(jìn)而形成了在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上不同的細(xì)胞。
問題(4):如圖表示同一個(gè)體的5種細(xì)胞中5種基因的表達(dá)情況,根據(jù)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能可以判斷,5種細(xì)胞中除RNA聚合酶基因均需表達(dá)外,推測還可能有哪些基因均需要表達(dá)?(至少答出三種)

提示:ATP合成酶基因、呼吸酶基因、解旋酶基因和核糖體蛋白基因等。

(1)不同類型的細(xì)胞中,表達(dá)的基因類型
在不同類型的細(xì)胞中,表達(dá)的基因大致可以分為兩類:一類是在所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因,指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)是維持細(xì)胞基本生命活動所必需的;另一類是只在某類細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因。
(2)細(xì)胞分化的本質(zhì)
細(xì)胞分化的本質(zhì)就是基因的選擇性表達(dá)。基因的選擇性表達(dá)與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)。

細(xì)胞分化的標(biāo)志
在所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因,無法體現(xiàn)細(xì)胞分化,如呼吸酶基因、ATP水解酶基因的表達(dá)不能表明細(xì)胞已經(jīng)發(fā)生分化;只有在特定細(xì)胞中選擇性表達(dá)的基因才可體現(xiàn)細(xì)胞分化,如胰島素基因、血紅蛋白基因的表達(dá)可以表明細(xì)胞發(fā)生了分化。

3.如表表示人體三種不同細(xì)胞中的基因存在及表達(dá)情況:
細(xì)胞種類
基因存在情況
基因表達(dá)情況

甲
乙
丙
丁
甲
乙
丙
丁

幼嫩紅細(xì)胞
√
√
√
√
√


√
眼晶狀
體細(xì)胞
√
√
√
√

√

√
神經(jīng)細(xì)胞
√
√
√
√


√
√
下列有關(guān)說法不正確的是(　C　)
A.甲基因可能是控制血紅蛋白合成的基因
B.丁基因可能是控制呼吸酶合成的基因
C.三種細(xì)胞功能不同的根本原因是細(xì)胞中的遺傳信息不同
D.三種細(xì)胞都有甲、乙、丙、丁四種基因的根本原因是人體細(xì)胞都來源于同一個(gè)受精卵
解析:甲基因只在幼嫩紅細(xì)胞中表達(dá),很可能是控制血紅蛋白合成的基因;由于幼嫩紅細(xì)胞、眼晶狀體細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞都要進(jìn)行細(xì)胞呼吸,故控制呼吸酶合成的基因在三個(gè)細(xì)胞中都可表達(dá),因此,丁基因可能是控制呼吸酶合成的基因;三種細(xì)胞功能不同的根本原因是基因的選擇性表達(dá);三種細(xì)胞都來自同一個(gè)受精卵,故遺傳信息相同。
4.下列有關(guān)細(xì)胞分化的分析中錯(cuò)誤的是(　C　)
A.在個(gè)體發(fā)育過程中,有序的細(xì)胞分化能夠增加細(xì)胞的類型
B.從細(xì)胞器水平分析,細(xì)胞分化是細(xì)胞器的種類、數(shù)目改變的結(jié)果
C.細(xì)胞分化使各種細(xì)胞的遺傳物質(zhì)有所差異,導(dǎo)致細(xì)胞的形態(tài)和功能各不相同
D.從蛋白質(zhì)角度分析,細(xì)胞分化是蛋白質(zhì)種類、數(shù)量改變的結(jié)果,這是細(xì)胞分化的直接原因
解析:細(xì)胞分化的過程中,細(xì)胞會在形態(tài)、結(jié)構(gòu)等方面發(fā)生穩(wěn)定性差異,故能夠增加細(xì)胞的類型;細(xì)胞分化的過程中,細(xì)胞的功能會出現(xiàn)差異,細(xì)胞器的種類、數(shù)目均會發(fā)生改變;細(xì)胞分化的過程中,各種細(xì)胞的核遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變;細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá),故蛋白質(zhì)種類、數(shù)量的改變是細(xì)胞分化的直接原因。
新知探究三　表觀遺傳

資料1:柳穿魚花形的遺傳分析
柳穿魚花形有左右對稱和中心對稱兩種。柳穿魚細(xì)胞內(nèi)控制該性狀的DNA序列完全相同,不同的是Lcyc基因的甲基化程度。即
植株A→Lcyc基因甲基化程度低→開花時(shí)Lcyc基因表達(dá)→左右對稱花植株B→Lcyc基因高度甲基化→開花時(shí)Lcyc基因不表達(dá)→中心對稱花
科學(xué)家進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):

問題(1):柳穿魚植株A和植株B體內(nèi)的Lcyc基因的堿基序列是否相同?
提示:相同。
問題(2):為什么植株A和植株B的花形態(tài)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)差異?
提示:柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)與Lcyc基因的表達(dá)直接相關(guān)。這兩株柳穿魚體內(nèi)的Lcyc基因的序列相同,只是植株A的Lcyc基因在開花時(shí)表達(dá),而植株B的Lcyc基因不表達(dá)。
問題(3):分析資料,F1的花為什么與植株A的相似?在F2中,為什么有些植株的花與植株B的相似?
提示:F1獲得了一個(gè)沒有甲基化的Lcyc基因和一個(gè)甲基化的Lcyc基因,因此在F1中有可表達(dá)的Lcyc基因,能表現(xiàn)植株A的性狀。F1自交,將產(chǎn)生含有非甲基化的Lcyc基因的配子和含有甲基化的Lcyc基因的配子,兩個(gè)含有甲基化的Lcyc基因的配子結(jié)合,產(chǎn)生的后代植株的花就表現(xiàn)出植株B的性狀。
問題(4):通過分析這兩株柳穿魚作為親本進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn),你受到什么啟示?
提示:由雜交實(shí)驗(yàn)可知,甲基化的基因能通過生殖細(xì)胞遺傳給后代。
資料2:某種實(shí)驗(yàn)小鼠不同毛色的遺傳分析

該種小鼠的毛色除了受Avy基因控制,還受到Avy基因上游的一段DNA序列(a序列)控制。a序列既可以使Avy基因持續(xù)表達(dá)(小鼠毛色全部為黃色),也可以使Avy基因的表達(dá)處于完全關(guān)閉狀態(tài)(小鼠毛色全部為黑色)。另外,a序列還能夠調(diào)控Avy基因的表達(dá)水平,使小鼠毛色呈現(xiàn)介于黃色和黑色之間的一系列過渡類型。
問題(5):根據(jù)上述資料信息,請用流程圖描述出純種黃毛鼠(AvyAvy)和純種黑毛鼠(aa)雜交,子鼠毛色呈現(xiàn)介于黃色和黑色之間的一系列過渡類型的機(jī)制。
提示:

問題(6):上述資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象有什么共同點(diǎn)?
提示:資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象都說明表型的不同不是由DNA序列的改變引起的,而是由DNA甲基化修飾造成的;甲基化修飾的基因也能遺傳給后代;基因通過其表達(dá)產(chǎn)物來控制性狀。

(1)表觀遺傳:生物體基因的堿基序列保持不變,但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。表觀遺傳現(xiàn)象普遍存在于生物體的生長、發(fā)育和衰老的整個(gè)生命活動過程中。
(2)表觀遺傳修飾的方式:DNA的甲基化,構(gòu)成染色體的組蛋白發(fā)生甲基化、乙酰化等。
(3)表觀遺傳不是對孟德爾定律的否定
孟德爾定律研究的是在完全顯性的條件下,基因的傳遞規(guī)律;表觀遺傳是指在基因型相同的條件下,而表型可能不同,這是由同一種基因是否表達(dá)以及表達(dá)水平的高低所造成的。表觀遺傳是對孟德爾定律的重要補(bǔ)充。

表觀遺傳的特征
(1)不發(fā)生DNA序列的變化
表觀遺傳不發(fā)生DNA序列的變化。如同卵雙胞胎具有完全相同的基因組成,但在長大后性格、健康方面等會出現(xiàn)差異,這種現(xiàn)象與表觀遺傳有關(guān)。
(2)可遺傳
表觀遺傳可以通過減數(shù)分裂在親子代個(gè)體間遺傳。如一個(gè)遺傳物質(zhì)完全一致的小鼠品系,其體毛具有不同顏色,這與基因的甲基化程度有關(guān),并且這種毛色的性狀差異往往可以傳遞給后代。
(3)受環(huán)境影響
環(huán)境的變化可以導(dǎo)致基因表觀修飾的變化,進(jìn)而引起表型改變。個(gè)體在生長和發(fā)育過程中獲得的環(huán)境影響,可能會遺傳給后代。

5.下列有關(guān)表觀遺傳的說法不正確的是(　D　)
A.表觀遺傳可以在親子代個(gè)體間遺傳
B.某些RNA可干擾基因的表達(dá)
C.染色體組蛋白的乙酰化能影響基因的表達(dá)
D.DNA的甲基化程度與基因的表達(dá)無關(guān)
解析:表觀遺傳可以在個(gè)體間遺傳;某些RNA可使mRNA發(fā)生降解或翻譯阻滯,從而干擾基因的表達(dá);DNA的甲基化程度、染色體組蛋白的乙酰化都會影響基因的表達(dá)。
6.黃色小鼠(AA)與黑色小鼠(aa)雜交,產(chǎn)生的F1(Aa)不同個(gè)體出現(xiàn)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基因中二核苷酸(CpG)的胞嘧啶有不同程度的甲基化(如圖),已知甲基化不影響DNA復(fù)制。下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是(　D　)

A.F1體色的差異可能與A基因甲基化程度有關(guān)
B.堿基甲基化可能影響RNA聚合酶與該基因的結(jié)合
C.堿基甲基化不影響遺傳信息的傳遞
D.A基因中的堿基甲基化引起了基因中堿基序列的改變
解析:F1(Aa)不同個(gè)體出現(xiàn)了不同體色,不同體色的小鼠A基因的堿基序列相同,A基因中二核苷酸(CpG)的胞嘧啶有不同程度的甲基化,這表明F1體色的差異可能與A基因甲基化程度有關(guān);由題意可知,甲基化的CpG可能會影響RNA聚合酶與該基因的結(jié)合;堿基甲基化不影響DNA復(fù)制過程,故堿基甲基化不影響遺傳信息的傳遞,A基因中的堿基甲基化也不會引起基因中堿基序列的改變。
新知探究四　基因與性狀的關(guān)系

資料1:引起苯丙酮尿癥的原因是患者的體細(xì)胞中缺少一種酶,致使體內(nèi)的苯丙氨酸不能沿正常途徑轉(zhuǎn)變成酪氨酸,而只能轉(zhuǎn)變成苯丙酮酸。苯丙酮酸在體內(nèi)積累過多就會對嬰兒的神經(jīng)系統(tǒng)造成不同程度的損害。
問題(1):這個(gè)資料說明了基因與性狀具有怎樣的對應(yīng)關(guān)系?
提示:說明一個(gè)基因可控制生物體的一個(gè)性狀。
資料2:人的身高是由多個(gè)基因決定的,其中每個(gè)基因?qū)ι砀叨加幸欢ǖ淖饔谩?br /> 問題(2):這個(gè)資料說明了基因與性狀具有怎樣的對應(yīng)關(guān)系?
提示:生物體的一個(gè)性狀可由多個(gè)基因控制。
資料3:我國科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)水稻中的Ghd7基因編碼的蛋白質(zhì)不僅參與了開花的調(diào)控,而且對水稻的生長、發(fā)育和產(chǎn)量都有重要作用。
問題(3):這個(gè)資料說明了基因與性狀具有怎樣的對應(yīng)關(guān)系?
提示:一個(gè)基因可控制生物體的多個(gè)性狀。
資料4:同一株水毛茛裸露在空氣中的葉是扁平的葉片,而浸在水中的葉片深裂成絲狀。請思考下列問題。
問題(4):這兩種形態(tài)的葉,其細(xì)胞的核基因組成有何關(guān)系?簡述理由。
提示:其細(xì)胞的核基因組成相同。它們都是由同一個(gè)受精卵分裂分化來的,所以核基因組成相同。
問題(5):水毛茛葉片出現(xiàn)不同形狀的原因是什么?
提示:葉片形狀不同是由生活環(huán)境引起的。
問題(6):基因型相同,表型是否相同?請用一表達(dá)式表示基因型、表型和生活環(huán)境之間的關(guān)系。
提示:不一定相同。表型=基因型+生活環(huán)境。

基因與性狀的關(guān)系
在大多數(shù)情況下,基因與性狀的關(guān)系并非簡單的一一對應(yīng)的關(guān)系?？梢允嵌鄠€(gè)基因決定一個(gè)性狀,也可以是一個(gè)基因影響多個(gè)性狀。

基因、蛋白質(zhì)與性狀之間的關(guān)系


7.

如圖為基因與性狀的關(guān)系示意圖,下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　C　)
A.一個(gè)基因可以影響和控制多個(gè)性狀
B.多個(gè)基因可以影響和控制一個(gè)性狀
C.所有基因都能表現(xiàn)出相應(yīng)的性狀
D.圖中的產(chǎn)物可以是酶、激素等
解析:分析題圖可知,A、B、C 3種性狀由同一個(gè)基因控制,E性狀由多個(gè)基因控制;生物體的細(xì)胞中存在不表達(dá)的基因,如肌細(xì)胞中胰島素基因不會表達(dá),故有的基因不一定能表現(xiàn)出相應(yīng)的性狀;由于絕大多數(shù)酶和部分激素是蛋白質(zhì),故圖中產(chǎn)物可以是酶、激素等。
8.已知材料:①藏報(bào)春甲(aa)在20 ℃時(shí)開白花;②藏報(bào)春乙(AA)在20 ℃時(shí)開紅花;③藏報(bào)春丙(AA)在30 ℃時(shí)開白花。根據(jù)上述材料,判斷下列有關(guān)基因型和表型相互關(guān)系的說法錯(cuò)誤的是(　B　)
A.由材料①②可知生物的性狀表現(xiàn)是由基因型決定的
B.由材料①③可知生物的性狀表現(xiàn)是由基因型和環(huán)境共同決定的
C.由材料②③可知環(huán)境影響基因型的表達(dá)
D.由材料①②③可知生物的性狀表現(xiàn)是由基因型和環(huán)境共同作用的結(jié)果
解析:①和②、②和③實(shí)驗(yàn)中,都只有一個(gè)變量,可以得出相應(yīng)結(jié)論。而①和③溫度和基因型都不同,所以不能判斷性狀表現(xiàn)是由溫度決定,還是由基因型決定,或是由它們共同決定的。

[科技情境]
為了研究太空環(huán)境對基因的影響,讓雙胞胎猩猩做了一個(gè)天地隔離實(shí)驗(yàn)。受試猩猩是同卵雙生,有著幾乎完全相同的基因組。其中一只猩猩被送進(jìn)國際空間站為期340天,發(fā)現(xiàn)其身高增加了5 cm(在此之前,兩只猩猩身高相同),而另一只猩猩的身高沒有變化。為了進(jìn)一步了解太空環(huán)境對猩猩的影響,研究人員對結(jié)束任務(wù)的猩猩繼續(xù)進(jìn)行長達(dá)一年的監(jiān)測,并對比了它與另一只猩猩的DNA差異。發(fā)現(xiàn)盡管兩只猩猩的DNA依然相同,但分析顯示細(xì)胞內(nèi)的甲基化水平明顯差異化,或升高或降低。總而言之進(jìn)入太空后基因表達(dá)達(dá)到了一個(gè)前所未有的高峰。
探究:(1)上述資料中,進(jìn)入國際空間站的猩猩性狀改變的原因可能是什么?是否可以遺傳?
提示:可能是DNA發(fā)生了甲基化?？梢赃z傳。
(2)上述現(xiàn)象是否只有在太空才能發(fā)生?
提示:不是,表觀遺傳現(xiàn)象在自然界中普遍存在。
課堂小結(jié)
完善概念圖
關(guān)鍵語句

1.基因通過控制酶的合成來控制代謝過程,進(jìn)而控制生物體的性狀,還能通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。
2.來自同一個(gè)受精卵的細(xì)胞,盡管基因組成都相同,也會出現(xiàn)形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的分化,其實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)。
3.基因之所以能夠選擇性表達(dá),是由于細(xì)胞有調(diào)控基因表達(dá)的機(jī)制。
4.DNA甲基化等因素導(dǎo)致基因在其堿基序列不變的情況下,表達(dá)情況發(fā)生可遺傳的變化,這就是表觀遺傳。
5.在大多數(shù)情況下,基因與性狀之間并不是簡單的一一對應(yīng)的關(guān)系,有的性狀是由多個(gè)基因共同決定的,有的基因可影響多個(gè)性狀。
6.一般來說,性狀是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果。
隨堂反饋
1.酪氨酸酶存在于正常人體的皮膚、毛囊等處的細(xì)胞中,它能使酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏?下列相關(guān)敘述正確的是(　A　)
A.人體的神經(jīng)細(xì)胞中含有控制酪氨酸酶合成的基因
B.白化病實(shí)例說明基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀
C.酪氨酸是基因表達(dá)的產(chǎn)物
D.老年人頭發(fā)變白是由控制酪氨酸酶合成的基因異常引起的
解析:人體所有細(xì)胞都是由同一個(gè)受精卵發(fā)育而來的,都含有該生物全部的基因,因此人體的神經(jīng)細(xì)胞中含有控制酪氨酸酶合成的基因;白化癥狀是由編碼酪氨酸酶的基因異常引起的,這一實(shí)例說明基因通過控制酶的合成來影響細(xì)胞代謝,進(jìn)而間接控制生物體的性狀;酪氨酸是一種氨基酸,不是基因表達(dá)的產(chǎn)物,基因表達(dá)的產(chǎn)物是蛋白質(zhì);老年人頭發(fā)變白的原因是細(xì)胞衰老導(dǎo)致酪氨酸酶的活性降低,黑色素合成減少。
2.下表是5種基因在幾種細(xì)胞中表達(dá)的情況,相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　B　)
基因
成熟紅
細(xì)胞
漿細(xì)胞
胰島B
細(xì)胞
細(xì)胞呼吸酶基因
+
+
+
核糖體rRNA基因
+
+
+
血紅蛋白基因
+
-
-
抗體基因
-
+
-
胰島素基因
-
-
+
注:“+”表示基因表達(dá),“-”表示基因不表達(dá)。
A.細(xì)胞呼吸酶基因和核糖體rRNA基因在所有細(xì)胞中均表達(dá)
B.胰島B細(xì)胞中不存在血紅蛋白基因和抗體基因
C.上述基因表達(dá)的差異體現(xiàn)了細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)
D.上述三種細(xì)胞的差異是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果
解析:根據(jù)題表可知,細(xì)胞呼吸酶基因和核糖體rRNA基因在細(xì)胞中均表達(dá);胰島B細(xì)胞中存在血紅蛋白基因和抗體基因,只是這兩種基因在胰島B細(xì)胞中不表達(dá);題述三種細(xì)胞的差異是細(xì)胞分化的結(jié)果,根本原因是基因選擇性表達(dá)。
3.下列不屬于表觀遺傳特點(diǎn)的是(　D　)
A.表型可以遺傳給后代
B.基因表達(dá)水平發(fā)生改變
C.沒有DNA堿基序列的改變
D.不受外界環(huán)境條件的影響
解析:表觀遺傳的特點(diǎn)是在基因的堿基序列保持不變的情況下,基因的表達(dá)水平發(fā)生變化,并產(chǎn)生可遺傳的表型;外界環(huán)境條件可影響DNA的甲基化水平等,從而會造成表觀遺傳現(xiàn)象。
4.如圖為脈孢霉體內(nèi)精氨酸的合成途徑示意圖,從圖中能得出的是(　B　)

A.一種物質(zhì)的合成只受一個(gè)基因的控制
B.基因可通過控制酶的合成來控制代謝
C.若基因②不表達(dá),則基因③和④也不表達(dá)
D.基因與基因、基因與基因表達(dá)產(chǎn)物之間互不干擾
解析:由題圖可知,精氨酸的合成需要酶①②③④的參與,而它們分別受基因①②③④的控制;基因具有一定的獨(dú)立性,基因②不表達(dá)時(shí),基因③④仍可表達(dá),只是無法合成精氨酸;基因與基因、基因與基因表達(dá)產(chǎn)物之間存在著復(fù)雜的相互作用。
5.如圖為人體內(nèi)基因?qū)Σ煌誀畹目刂七^程圖解,根據(jù)圖分析回答下列問題。

(1)圖中①過程表示　　　　過程,需要　　　　的催化。?
(2)圖中②過程表示翻譯的過程,參與該過程的物質(zhì)有酶、直接能源物質(zhì)　　　　　　　、轉(zhuǎn)運(yùn)工具　　　　、原料　　　　和模板　　　　。?
(3)④⑤過程形成的結(jié)果存在差異的根本原因是　　　　,①②④⑤過程說明基因控制性狀的途徑是　。?
解析:(1)①過程的結(jié)果是產(chǎn)生了RNA,所以該過程表示的是轉(zhuǎn)錄過程。轉(zhuǎn)錄需要在RNA聚合酶的作用下將核糖核苷酸聚合在一起。
(2)生命活動的直接能源物質(zhì)為ATP,翻譯進(jìn)行時(shí)需要tRNA將氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)至核糖體,以mRNA為模板合成多肽鏈。
(3)④⑤過程形成的結(jié)果存在差異的根本原因是控制血紅蛋白的基因發(fā)生突變,使DNA(基因)不同。從圖示可以看出,①②④⑤是基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來直接控制生物的性狀。
答案:(1)轉(zhuǎn)錄　RNA聚合酶
(2)ATP　tRNA　氨基酸　mRNA
(3)DNA(基因)不同　基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物的性狀

選題測控導(dǎo)航表
知識點(diǎn)
題號
1.基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系
1,6,11
2.基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化
2,3,7,13
3.表觀遺傳
5,8,12,14,15
4.基因與性狀的關(guān)系
4
5.綜合考查
9,10

1.下面關(guān)于基因、蛋白質(zhì)、性狀之間關(guān)系的敘述中,錯(cuò)誤的是(　A　)
A.生物體的一切性狀完全由基因控制,與環(huán)境因素?zé)o關(guān)
B.基因可通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀
C.基因的遺傳信息可通過轉(zhuǎn)錄和翻譯傳遞到蛋白質(zhì)得以表達(dá)
D.基因可通過控制酶的合成來控制代謝過程,進(jìn)而控制生物體的性狀
解析:生物體的性狀是由基因與環(huán)境共同決定的;基因可以通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀,如豌豆的圓粒與皺粒;蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者,基因的遺傳信息可通過轉(zhuǎn)錄和翻譯傳遞到蛋白質(zhì)得以表達(dá);基因控制性狀可以通過控制酶的合成來控制代謝過程進(jìn)而控制生物體性狀,如白化病。
2.在細(xì)胞的生命歷程中,會出現(xiàn)分裂、分化等現(xiàn)象。下列關(guān)于細(xì)胞分化的敘述,不正確的是(　D　)
A.細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達(dá)
B.基因選擇性表達(dá)與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)
C.生物多種性狀的形成,都是以細(xì)胞分化為基礎(chǔ)的
D.已分化細(xì)胞的細(xì)胞核遺傳物質(zhì)和mRNA都沒有變化
解析:正常情況下,已分化細(xì)胞的細(xì)胞核遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變,但mRNA會發(fā)生改變。
3.有人把分化細(xì)胞中表達(dá)的基因形象地分為“管家基因”和“奢侈基因”?！肮芗一颉痹谒屑?xì)胞中都處于活動狀態(tài),是維持細(xì)胞基本生命活動所必需的;而“奢侈基因”只在特定組織細(xì)胞中才處于活動狀態(tài)。下列屬于“管家基因”指導(dǎo)合成的產(chǎn)物是(　A　)
A.ATP水解酶 B.血紅蛋白
C.胰島素 D.抗體
解析:ATP水解酶基因在所有細(xì)胞中都表達(dá),屬于“管家基因”;血紅蛋白基因只在紅細(xì)胞中表達(dá),胰島素基因只在胰島B細(xì)胞中特異性表達(dá),抗體只在漿細(xì)胞中表達(dá),都屬于“奢侈基因”表達(dá)的產(chǎn)物。
4.下列有關(guān)基因型、性狀和環(huán)境的敘述中,錯(cuò)誤的是(　D　)
A.兩個(gè)個(gè)體的身高不相同,二者的基因型可能相同也可能不相同
B.某植物的綠色幼苗在黑暗中變成黃色,這種變化是由環(huán)境造成的
C.O型血夫婦的子代都是O型血,說明該性狀是由遺傳因素決定的
D.高莖豌豆的子代出現(xiàn)高莖和矮莖,說明該相對性狀是由環(huán)境決定的
解析:生物的表型是基因型和環(huán)境條件共同作用的結(jié)果,所以當(dāng)兩個(gè)個(gè)體身高不同時(shí),二者的基因型可能相同,也可能不同;綠色幼苗在黑暗中變成黃色,主要是缺乏光照造成的(葉綠素的合成需要光的誘導(dǎo));在環(huán)境條件相同、沒有基因突變發(fā)生的情況下,O型血(隱性性狀)雙親的子代都是O型血,子代的血型是由遺傳因素決定的;高莖豌豆的子代出現(xiàn)高莖和矮莖,可能是環(huán)境條件不同造成的(土壤貧瘠時(shí)植株矮小),也可能是性狀分離造成的,因?yàn)楫?dāng)雜合子高莖豌豆自交時(shí),子代會出現(xiàn)矮莖純合體,即發(fā)生性狀分離。
5.許多基因的前端有一段特殊的堿基序列(富含CG重復(fù)序列)決定著該基因的表達(dá)水平,若其中的部分胞嘧啶(C)被甲基化成為5甲基胞嘧啶,就會抑制基因的轉(zhuǎn)錄。下列相關(guān)敘述正確的是(　D　)
A.在一條脫氧核苷酸單鏈上相鄰的C和G之間通過氫鍵連接
B.胞嘧啶甲基化導(dǎo)致表達(dá)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變
C.基因的表達(dá)水平與基因的甲基化程度無關(guān)
D.胞嘧啶甲基化可能會阻礙RNA聚合酶與基因前端的特殊堿基序列結(jié)合
解析:在一條脫氧核苷酸單鏈上相鄰的C和G之間不是通過氫鍵連接,而是通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖—”連接;胞嘧啶甲基化會抑制基因轉(zhuǎn)錄過程,對已經(jīng)表達(dá)的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)沒有影響;基因的表達(dá)水平與基因的轉(zhuǎn)錄有關(guān),而基因轉(zhuǎn)錄與基因甲基化程度有關(guān),故基因表達(dá)水平與基因的甲基化程度有關(guān);根據(jù)胞嘧啶甲基化會抑制基因的轉(zhuǎn)錄可推知胞嘧啶甲基化可能會阻礙RNA聚合酶與基因前端的特殊堿基序列結(jié)合。
6.如圖為DNA、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系示意圖,下列有關(guān)說法正確的是(　D　)

A.①過程與DNA復(fù)制的共同點(diǎn):都以DNA單鏈為模板,在DNA聚合酶的作用下進(jìn)行
B.②過程中需要多種tRNA,不同tRNA所轉(zhuǎn)運(yùn)的氨基酸一定不同
C.DNA上某個(gè)基因發(fā)生了基因突變,一定會導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變
D.人的白化病體現(xiàn)了基因間接控制生物性狀,囊性纖維化體現(xiàn)了基因直接控制生物性狀
解析:①是轉(zhuǎn)錄過程,轉(zhuǎn)錄和復(fù)制都是以DNA鏈為模板,復(fù)制在解旋酶、DNA聚合酶的作用下進(jìn)行,轉(zhuǎn)錄在RNA聚合酶的作用下進(jìn)行;tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對,多種密碼子可以編碼同一個(gè)氨基酸,因此多種tRNA可以轉(zhuǎn)運(yùn)同一種氨基酸;由于密碼子具有簡并性,基因突變會導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄形成的密碼子發(fā)生改變,但是翻譯形成的肽鏈的氨基酸序列不一定發(fā)生改變,因此蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)不一定改變;白化病患者由于患者體內(nèi)缺乏酪氨酸酶,進(jìn)而不能形成黑色素,導(dǎo)致白化病,體現(xiàn)基因通過控制酶的合成來控制代謝過程,進(jìn)而間接控制生物性狀,囊性纖維化是基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。
7.圖中A、B、C是正常情況下人體三種細(xì)胞內(nèi)的部分基因及它們的活動狀態(tài),據(jù)圖得出下列結(jié)論錯(cuò)誤的是(　C　)

A.三種人體細(xì)胞有各自不同的形態(tài),根本原因是基因的選擇性表達(dá)
B.三種細(xì)胞都可以將葡萄糖分解為丙酮酸
C.圖中B代表的細(xì)胞是紅細(xì)胞
D.圖中A代表的細(xì)胞是胰島細(xì)胞
解析:細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因的選擇性表達(dá);三種細(xì)胞中細(xì)胞呼吸相關(guān)酶的基因均表達(dá),都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸,所以都可將葡萄糖分解為丙酮酸;這三種細(xì)胞中的血紅蛋白基因都不表達(dá),說明這三種細(xì)胞都不可能是紅細(xì)胞;胰島素基因只在胰島細(xì)胞中表達(dá),圖中A代表的細(xì)胞能表達(dá)胰島素基因,因此是胰島細(xì)胞。
8.可遺傳變異是生物的遺傳物質(zhì)發(fā)生改變而導(dǎo)致的變異,但是科學(xué)家卻發(fā)現(xiàn)一些特別的變異:雖然DNA的序列沒有改變,但是變異卻可以遺傳給后代,把這種現(xiàn)象稱為表觀遺傳。下列關(guān)于基因和性狀的關(guān)系說法錯(cuò)誤的是(　C　)
A.基因可以通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)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(jìn)而控制生物體的性狀
B.基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因和環(huán)境之間相互作用,共同調(diào)控生物的性狀
C.表觀遺傳中,核內(nèi)遺傳物質(zhì)在親子代之間傳遞不再遵循孟德爾遺傳規(guī)律
D.表觀遺傳的一種解釋:基因在轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中發(fā)生了一些穩(wěn)定性的改變
解析:表觀遺傳中,遺傳信息沒有改變,只是發(fā)生了甲基化等,所以核內(nèi)遺傳物質(zhì)在親子代之間傳遞遵循孟德爾遺傳規(guī)律。
9.果蠅的翅有長翅和殘翅兩種,分別由A和a控制。遺傳學(xué)家曾做過這樣的實(shí)驗(yàn):長翅果蠅幼蟲正常的培養(yǎng)溫度為25 ℃,將孵化后4～7天的長翅果蠅幼蟲放在35～37 ℃的環(huán)境中處理6～24小時(shí)后,得到了一些殘翅果蠅,這些殘翅果蠅在正常環(huán)境溫度下產(chǎn)生的后代仍然是長翅果蠅。請回答下列問題。
(1)果蠅的長翅和殘翅是一對　　　　　　性狀。控制這一性狀的基因互為　　　　　　。
(2)殘翅果蠅的遺傳物質(zhì)　　　　　　(填“發(fā)生”或“未發(fā)生”)改變,因?yàn)椤? 　。
(3)溫度影響果蠅翅的發(fā)育,主要是因?yàn)闇囟扔绊懝壈l(fā)育過程中　　
　　　的活性。而這種物質(zhì)又是由基因經(jīng)　　　　　　　　　過程合成的。?
(4)此實(shí)驗(yàn)說明生物的性狀是由　　　　　　控制的。?
解析:(1)果蠅的殘翅和長翅是一對相對性狀,由一對等位基因控制。(2)這些殘翅果蠅的后代仍為長翅,這說明此過程遺傳物質(zhì)未發(fā)生改變。(3)果蠅翅的發(fā)育過程需要酶的催化作用,而溫度又影響酶的活性,所以溫度升高會影響果蠅翅的發(fā)育。(4)由題意可知,生物的性狀是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果。
答案:(1)相對　等位基因
(2)未發(fā)生　這些殘翅果蠅在正常環(huán)境溫度下產(chǎn)生的后代仍然是長翅果蠅
(3)酶　轉(zhuǎn)錄和翻譯
(4)基因和環(huán)境共同
10.1970年,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了致癌的RNA病毒。該病毒感染人體細(xì)胞后,將其基因組整合到人的基因組中,從而誘發(fā)人的細(xì)胞癌變?；卮鹣铝袉栴}。
(1)RNA病毒進(jìn)入人體細(xì)胞后,以自身的RNA為模板,通過　　　　酶,合成DNA片段。在此過程中,存在的堿基互補(bǔ)配對方式有　　 　　
　　　　　　　　　　,其原料為宿主細(xì)胞提供的　　　 　　　　
　　　　　。
(2)若將同一人體胰島B細(xì)胞和漿細(xì)胞的全部mRNA分別提取出來,通過相關(guān)的酶反應(yīng)分別獲得多段DNA單鏈,通過堿基測序發(fā)現(xiàn)兩份DNA單鏈的序列　　　　(填“相同”“不同”或“不完全相同”);說明人體胰島B細(xì)胞和漿細(xì)胞的基因表達(dá)具有　　　　。
解析:(1)以RNA為模板合成DNA的過程為逆轉(zhuǎn)錄過程,需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化,原料是宿主細(xì)胞提供的脫氧核苷酸(4種);該過程遵循堿基互補(bǔ)配對原則,具體為A—T、U—A、C—G、G—C。
(2)同一人體不同的細(xì)胞中含有的基因是相同的,但是基因是選擇性表達(dá)的,所以將胰島B細(xì)胞和漿細(xì)胞的全部的mRNA分別提取出來,通過相關(guān)的酶反應(yīng)分別獲得多段DNA單鏈,檢測的結(jié)果是這些DNA單鏈的序列不完全相同,進(jìn)而說明人體胰島B細(xì)胞和漿細(xì)胞的基因表達(dá)具有選擇性。
答案:(1)逆轉(zhuǎn)錄　A—T、U—A、C—G、G—C
4種脫氧核苷酸　(2)不完全相同　選擇性

11.基因通過控制蛋白質(zhì)的合成來控制生物的性狀,基因?qū)π誀畹目刂品绞接孝倩蛲ㄟ^控制酶的合成來控制代謝過程,進(jìn)而控制生物體的性狀;②基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。下列有關(guān)基因?qū)π誀羁刂频臄⑹?正確的是(　D　)
A.囊性纖維化的產(chǎn)生體現(xiàn)了方式①,白化病的產(chǎn)生體現(xiàn)了方式②
B.基因控制蛋白質(zhì)的合成,但不會影響固醇類等非蛋白質(zhì)物質(zhì)的合成
C.生物的蛋白質(zhì)都是由DNA指導(dǎo)合成的
D.不同個(gè)體中,同一基因控制的性狀表現(xiàn)不一定相同
解析:囊性纖維化體現(xiàn)了基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制性狀(方式②),白化病的產(chǎn)生體現(xiàn)了方式①;一些非蛋白質(zhì)(如固醇類等)的合成受基因的間接控制,基因可以通過控制與非蛋白質(zhì)(如固醇類等)合成有關(guān)的酶的合成,進(jìn)而控制這些物質(zhì)的合成;有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,其蛋白質(zhì)可在RNA指導(dǎo)下合成;生物的特征是由遺傳物質(zhì)決定的,但也受環(huán)境因素的影響,所以在不同的環(huán)境中同一基因控制的性狀表現(xiàn)不一定相同。
12.在甲基轉(zhuǎn)移酶的催化下,DNA的胞嘧啶被選擇性地添加甲基導(dǎo)致DNA甲基化,進(jìn)而使染色質(zhì)高度螺旋化,失去轉(zhuǎn)錄活性。下列相關(guān)敘述不正確的是(　A　)
A.DNA甲基化會導(dǎo)致基因堿基序列的改變
B.DNA甲基化會導(dǎo)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(xì)胞分化
解析:DNA的胞嘧啶被選擇性地添加甲基不會導(dǎo)致基因堿基序列的改變;DNA甲基化會使染色質(zhì)高度螺旋化,失去轉(zhuǎn)錄活性,因此DNA甲基化會導(dǎo)致mRNA合成受阻;DNA甲基化會導(dǎo)致mRNA合成受阻,進(jìn)而導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成受阻,這樣可能會影響生物的性狀;細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因的選擇性表達(dá),而DNA甲基化會導(dǎo)致mRNA合成受阻,這會影響基因表達(dá),因此DNA甲基化可能會影響細(xì)胞分化。
13.已知人的胰島B細(xì)胞能產(chǎn)生胰島素,而胰島A細(xì)胞不能產(chǎn)生胰島素。將某人的胰島A細(xì)胞和胰島B細(xì)胞中的總mRNA提取出來(AmRNA、BmRNA),以此為模板,在體外分別獲得相應(yīng)的單鏈DNA(AcDNA、BcDNA)。下列敘述正確的是(　A　)
A.AmRNA與BmRNA的不同與細(xì)胞分化有關(guān)
B.獲得相應(yīng)單鏈DNA的過程需要RNA聚合酶
C.AcDNA中含編碼胰島素的核酸序列
D.BmRNA中指導(dǎo)呼吸酶合成的mRNA不能與AcDNA形成雜交鏈
解析:人體胰島A細(xì)胞和胰島B細(xì)胞具有相同的遺傳信息,但遺傳信息的執(zhí)行情況不同,即發(fā)生了基因的選擇性表達(dá),故AmRNA與BmRNA的不同與細(xì)胞分化有關(guān);以RNA為模板合成DNA的過程稱為逆轉(zhuǎn)錄,此過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶的參與;胰島A細(xì)胞也含有胰島素基因,只是該基因不表達(dá),即AmRNA中不含指導(dǎo)胰島素合成的mRNA,故AcDNA中不含編碼胰島素的核酸序列;胰島A細(xì)胞和胰島B細(xì)胞中均含有呼吸酶,即AmRNA和BmRNA中均含有指導(dǎo)呼吸酶合成的mRNA,故BmRNA中指導(dǎo)呼吸酶合成的mRNA可以與AcDNA形成雜交鏈。
14.DNA甲基化修飾是指在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(Dnmts)的催化下,將甲基基團(tuán)轉(zhuǎn)移到胞嘧啶上的一種修飾方式。DNA的甲基化修飾可導(dǎo)致基因表達(dá)的沉默,基因組總體甲基化水平低會導(dǎo)致一些在正常情況下受抑制的基因如原癌基因被激活,從而使細(xì)胞癌變,據(jù)此分析下列說法正確的是(　A　)
A.細(xì)胞癌變可能與原癌基因的高效表達(dá)有關(guān)
B.抑制Dnmts活性會降低細(xì)胞癌變的概率
C.DNA的甲基化會阻礙RNA聚合酶與基因上的密碼子的結(jié)合
D.DNA的甲基化改變了原癌基因的脫氧核苷酸序列
解析:據(jù)題干信息判斷,細(xì)胞癌變的原因之一是原癌基因的甲基化程度異常降低;抑制Dnmts的活性會降低DNA的甲基化水平,提高細(xì)胞癌變的概率;密碼子位于mRNA上;DNA的甲基化并不改變堿基序列,只是調(diào)控基因的表達(dá)。
15.DNA甲基化是表觀遺傳中最常見的現(xiàn)象之一。高等生物某些基因在啟動子(通常位于基因的上游,是一段特殊的堿基序列,能夠決定相關(guān)基因的表達(dá)水平)上存在富含CpG二核苷酸的序列,稱為“CpG島”。其中的胞嘧啶在發(fā)生甲基化后轉(zhuǎn)變成5甲基胞嘧啶,但5甲基胞嘧啶仍能與鳥嘌呤互補(bǔ)配對。細(xì)胞中存在兩種DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(如圖1所示),從頭合成型甲基轉(zhuǎn)移酶作用于非甲基化的DNA,使其半甲基化;日常型甲基轉(zhuǎn)移酶作用于半甲基化的DNA,使其全甲基化。請回答下列問題。


(1)DNA甲基化　　　　(填“會”或“不會”)改變基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的堿基序列。?
(2)由于圖2中過程①的方式是　　　　　　　　　　,所以其產(chǎn)物都是　　　　　　(填“半”或“全”)甲基化的,因此過程②必須經(jīng)過　　　　　　　　　　　　(填“從頭合成型甲基轉(zhuǎn)移酶”或“日常型甲基轉(zhuǎn)移酶”)的催化才能獲得與親代分子相同的甲基化狀態(tài)。?
(3)小鼠的A基因可編碼胰島素樣生長因子2(IGF2),a基因無此功能(A、a位于常染色體上)。IGF2是小鼠正常發(fā)育必需的一種蛋白質(zhì),缺乏時(shí)小鼠表現(xiàn)為個(gè)體矮小。在小鼠胚胎中,來自父本的A基因能夠表達(dá),來自母本的則不能表達(dá)。檢測發(fā)現(xiàn),這對基因的啟動子在精子中是非甲基化的,在卵細(xì)胞中則是甲基化的。若純合矮小雌鼠與純合正常雄鼠雜交,則F1的表型為　　　　　　　　　　。F1雌雄個(gè)體間隨機(jī)交配,則F2的表型及比例為　 。
(4)臨床上5氮雜胞嘧啶核苷常用于治療DNA甲基化引起的疾病。推測5氮雜胞嘧啶核苷可能的作用機(jī)制之一是5氮雜胞嘧啶核苷在　
　　　過程中摻入DNA,導(dǎo)致與DNA結(jié)合的甲基轉(zhuǎn)移酶活性降低,從而降低DNA的甲基化程度;另一種可能的機(jī)制是5氮雜胞嘧啶核苷與“CpG島”中的　　　　競爭DNA甲基轉(zhuǎn)移酶,從而降低DNA的甲基化程度。?
解析:(1)分析題意可知,DNA甲基化不會改變基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的堿基序列。(2)DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制。圖2中①過程的產(chǎn)物都是半甲基化的。從頭合成型甲基轉(zhuǎn)移酶作用于非甲基化的DNA,使其半甲基化;日常型甲基轉(zhuǎn)移酶作用于DNA的半甲基化位點(diǎn),使其全甲基化,因此過程②必須經(jīng)過日常型甲基轉(zhuǎn)移酶的催化才能獲得與親代相同的全甲基化狀態(tài)。(3)若純合矮小雌鼠(aa)與純合正常雄鼠(AA)雜交,則F1的基因型均為Aa,且其中來自父親的A能夠表達(dá),因此F1的表型是全部正常。F1雌雄個(gè)體間隨機(jī)交配,來自父本的A基因能夠表達(dá),來自母本的A基因不能表達(dá),則F2的表型及比例應(yīng)為正常∶矮小=1∶1。(4)臨床上5氮雜胞嘧啶核苷常用于治療DNA甲基化引起的疾病。甲基化離不開甲基轉(zhuǎn)移酶,5氮雜胞嘧啶可能的作用機(jī)制之一是5氮雜胞嘧啶核苷在DNA復(fù)制過程中摻入DNA,導(dǎo)致與DNA結(jié)合的甲基轉(zhuǎn)移酶活性降低,從而降低DNA的甲基化程度;另一種可能的機(jī)制是5氮雜胞嘧啶核苷與“CpG島”中的胞嘧啶競爭甲基轉(zhuǎn)移酶,從而降低DNA的甲基化程度。
答案:(1)不會　(2)半保留復(fù)制　半　日常型甲基轉(zhuǎn)移酶　(3)全部正常　正?！冒?1∶1
(4)DNA復(fù)制　胞嘧啶

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高中生物第4章 基因的表達(dá)第2節(jié) 基因表達(dá)與性狀的關(guān)系導(dǎo)學(xué)案：

這是一份高中生物第4章 基因的表達(dá)第2節(jié) 基因表達(dá)與性狀的關(guān)系導(dǎo)學(xué)案，共3頁。學(xué)案主要包含了新知導(dǎo)學(xué)，問題思考，成果檢測等內(nèi)容，歡迎下載使用。

人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》第2節(jié) 基因表達(dá)與性狀的關(guān)系導(dǎo)學(xué)案：

這是一份人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》第2節(jié) 基因表達(dá)與性狀的關(guān)系導(dǎo)學(xué)案，共20頁。學(xué)案主要包含了問題探討，思考·討論，批判性思維，思維訓(xùn)練，練習(xí)與應(yīng)用，師問導(dǎo)學(xué)，過程評價(jià)等內(nèi)容，歡迎下載使用。

高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》第2節(jié) 基因表達(dá)與性狀的關(guān)系學(xué)案：

這是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》第2節(jié) 基因表達(dá)與性狀的關(guān)系學(xué)案，共16頁。學(xué)案主要包含了主干知識梳理，教材微點(diǎn)發(fā)掘，探究·深化，典題·例析，應(yīng)用·體驗(yàn)，素養(yǎng)評價(jià)等內(nèi)容，歡迎下載使用。

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生物必修2《遺傳與進(jìn)化》第2節(jié) 基因表達(dá)與性狀的關(guān)系優(yōu)秀學(xué)案

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高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》第2節(jié) 基因表達(dá)與性狀的關(guān)系精品學(xué)案設(shè)計(jì)

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高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》電子課本

第2節(jié) 基因表達(dá)與性狀的關(guān)系

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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