44 第五单元第32讲基因与性状的关系-【创新教程】2026年高考生物总复习大一轮课件PPT

2025-09-15

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第32讲　基因与性状的关系第五单元遗传的物质基础下一页上一页返回导航第五单元遗传的物质基础高考总复习生物学构建体系素养建模研析考点层级突破 01 02 课时作业 05 真题考法素养演练 04 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[必备知识·复盘] 1．基因控制性状的途径 (3)基因控制性状的实例(连一连) 2．基因与性状间的对应关系 (1)一个基因eq \a\vs16\al(\o(――→,\s\up16(控制),\s\do5(　)))一种性状 (2)一个基因eq \a\vs4\al(\o(――→,\s\up16(控制),\s\do5(　)))多种性状(如基因间相互作用) (3)多个基因eq \a\vs4\al(\o(――→,\s\up16(控制),\s\do5(　)))一种性状(如身高、体重等) 另外，生物的性状还受环境因素的影响。 3．基因的选择性表达与细胞分化 1．乙醛脱氢酶(ALDH2)基因突变人群对酒精耐受性下降，表明基因通过蛋白质控制生物性状。 (2023·湖南卷，3C)(×) 2．豌豆粒形的形成机制体现了基因通过控制蛋白质结构直接控制生物体的性状。(×) 3．生物体中，一个基因决定一种性状，一种性状由一个基因决定。(×) 1．(必修2 P72“思考·讨论”)3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因，但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？答案：细胞中的基因并不是全部都表达，而是选择性表达，即细胞分化是基因选择性表达的结果。 2．(必修2 P75“思维训练”) 果蝇幼虫正常的培养温度为25 ℃，将刚孵化的残翅果蝇幼虫放在31 ℃的环境中培养，得到了一些翅长接近正常的果蝇成虫，这些翅长接近正常的果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是残翅果蝇。请提出假说解释这一现象。答案：表型是基因型和环境共同作用的结果，不同的环境，比如温度，可以影响细胞内多种酶的活性，这些酶很可能参与了果蝇幼虫的发育，所以当温度改变时，果蝇的表型也发生改变。 3．(情景探究)油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径，如图甲所示，其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。 (1)据图甲分析，你认为提高油菜产油量的基本思路是什么？答案：抑制酶b合成(活性)，促进酶a合成(活性)。 (2)图乙表示基因B。α链是转录链，经诱导β链也能转录，从而形成双链mRNA，转录出的双链mRNA与图乙基因在化学组成上的区别是什么？答案：mRNA中不含T含U，五碳糖为核糖。 (3)为什么基因B经诱导后转录出双链mRNA就能提高产油量？答案：双链mRNA不能翻译(不能与核糖体结合)合成酶b，而细胞能正常合成酶a。PEP在酶a的作用下更多地转化为油脂，故生成的油脂比例高，从而提高了产油量。 [关键能力·提升] ◆[提升点1]　通过基因与性状的关系考查观察能力、获取信息能力 1．白化病和黑尿病都是因为酶缺陷引起的分子遗传病，前者不能由酪氨酸合成黑色素，后者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸，排出的尿液中因含有尿黑酸，遇空气后氧化变黑。如图表示人体内与之相关的一系列生化过程，据图分析，下列叙述不正确的是(　　) A．若一个皮肤角质层细胞控制酶B合成的基因异常，不会导致白化病 B．若一个胚胎干细胞控制酶D合成的基因异常，可能会导致黑尿病 C．白化病和黑尿病说明基因是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体性状的 D．图中代谢过程可说明一个基因可影响多个性状，一个性状也可受多个基因控制解析：C　[白化病和黑尿病是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物体性状的，而非直接控制，C项错误。] 2．DNA上含有的一段能被RNA聚合酶识别、结合并驱动基因转录的序列称为启动子，如果启动子序列的某些碱基被甲基化修饰(DNA分子上连入甲基基团)，其将不能被RNA聚合酶识别。拟南芥种子的萌发依赖于NIC基因的表达，该基因启动子中的甲基基团能够被R基因编码的D酶切除。如图表示NIC基因转录和翻译的过程，下列叙述不正确的是(　　) A．种子萌发受R基因和NIC基因共同控制 B．R基因缺失突变体细胞中的NIC基因不能发生图示过程 C．图甲中合成C链的原料是核糖核苷酸，另外还需能量供应 D．若图乙中tRNA上的反密码子碱基发生替换，则导致肽链中氨基酸种类发生改变解析：D　[分析题意可知：R基因的表达产物可以解除NIC基因的甲基化，使NIC基因表达，从而影响种子萌发，即种子萌发受R基因和NIC基因共同控制，A正确；图甲为转录，图乙为翻译，R基因缺失突变体细胞中的NIC基因被甲基化，不能转录和翻译，即不能发生图示过程，B正确；图甲中C链是RNA链，故合成C链的原料是核糖核苷酸，另外还需能量供应，C正确；决定氨基酸的是mRNA上的密码子，若图乙中tRNA上的反密码子碱基发生替换，肽链中氨基酸种类不发生改变，D错误。] ◆[提升点2]　通过细胞分化和基因的选择性表达，考查科学思维能力 3．管家基因是指所有细胞中均要稳定表达的一类基因，奢侈基因是指不同类型的细胞特异性表达的基因。基因的选择性表达与DNA的甲基化(将甲基从活性甲基化合物上转移到特定部位的碱基上)有关，甲基化能抑制某些基因的活性。下列叙述错误的是(　　) A．管家基因结构应保持相对稳定，且一般情况下持续表达 B．管家基因表达产物是维持细胞基本生命活动必需的 C．有些奢侈基因的表达产物赋予了各种类型细胞特异的形态结构 D．DNA的甲基化过程改变了碱基数量使细胞呈现多样化解析：D　[DNA的甲基化过程没有改变基因中的碱基数量和排列顺序，只是调控了基因的表达。] 4．白水牛的皮肤呈粉红色，被毛、角和蹄均为白色，而眼睛呈现黑色，是我国稀有且珍贵的畜禽遗传资源。我国科学家经过多年的研究，揭示了白水牛白毛色形成的分子机制。白水牛常染色体上一个名叫ASⅠP的基因，其上游插入了一段长度为2 809个核苷酸的特殊DNA片段，使得ASⅠP基因表达量相较于黑水牛提高了近10倍，而大量的ASⅠP基因表达产物的积累，会阻碍黑色素细胞的增殖分化和发育成熟，最终导致白水牛皮肤中缺乏成熟的黑色素细胞及黑色素颗粒。下列相关说法正确的是(　　) A．白水牛的变异类型为染色体数目变异 B．白水牛白毛色与人类白化病的形成机制一样 C．基因表达水平的高低，会影响生物体的性状 D．白水牛稀有，据此推测白毛性状受隐性基因控制解析：C　[白水牛的染色体数目没有发生变化，A项错误；人类的白化病是由于控制催化黑色素合成的酶的基因发生突变，造成黑色素不能合成造成的，与白水牛白毛形成的机制不同，B项错误；不能判断白水牛的白毛性状的显隐性，D项错误。] 考点2　表观遗传 [必备知识·复盘] 　①表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。 ②表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因。 ③表观遗传一般是影响基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。 1．卵黄蛋白原基因的乙酰化和甲基化均可产生表观遗传现象。(2024·海南卷，13D)(×) 2．DNA和组蛋白的甲基化修饰都能影响细胞中基因的转录。(2024·江苏卷，15C)(√) 3．表观遗传现象发生的根本原因是生物体基因的碱基序列发生改变。(×) 1．(必修2 P75“拓展应用”)某种猫的雄性个体有两种毛色：黄色和黑色；而雌性个体有三种毛色：黄色、黑色、黑黄相间。分析这种猫的基因，发现控制毛色的基因是位于X染色体上的一对等位基因：XO(黄色)和XB(黑色)，雄猫只有一条X染色体，因此，毛色不是黄色就是黑色。而雌猫却出现了黑黄相间的类型。请写出可行的解释。答案：对于基因型为XBXO的雌猫，如果体细胞中携带黑毛基因B的X染色体失活，XB就不能表达，而另一条X染色体上的XO表达，那么由该细胞增殖而来的皮肤上会长出黄色体毛；同理，如果体细胞中携带黄毛基因O的X染色体失活，则XO不表达，另一条染色体上的XB表达，由该细胞增殖而来的皮肤上就会长出黑色体毛。因此，基因型为XBXO的雌猫会出现黑黄相间的类型。 2．(必修2 P73“思考讨论”)教材 P73资料2中，子一代小鼠基因型是Avya小鼠毛色为什么不是黄色而是表现出介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型？答案：因为小鼠的Avy基因的前端有多个可发生甲基化的位点，当这些位点甲基化后，Avy基因的表达就受到抑制，并且这段序列的甲基化程度越高，表达受抑制越明显，小鼠的毛色越深。 3．(情景探究)在一个蜂群中，少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而大多数幼虫以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。Dnmt3蛋白是Dnmt3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团(如图所示)，DNA被甲基化后会干扰RNA聚合酶的识别。敲除Dnmt3基因后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。 (1)据上述研究分析，蜜蜂幼虫因食物不同而发育不同的原因是什么？答案：蜜蜂的幼虫以花粉和花蜜为食，Dnmt3基因表达一种DNA甲基化转移酶Dnmt3蛋白，造成一些基因被甲基化而不能表达，发育成工蜂；蜜蜂的幼虫以蜂王浆为食，Dnmt3基因不表达，一些基因正常表达而发育成蜂王。 (2)结合上述信息分析：DNA甲基化与基因突变的关系是怎样的？答案：DNA甲基化可影响基因的表达，从而引起生物表型的改变；DNA甲基化不改变碱基序列，基因突变会导致基因的碱基序列发生改变。因此，DNA甲基化不是基因突变。 (3)DNA甲基化常发生于DNA的C—G序列密集区，发生甲基化后，会影响这段DNA和某些蛋白相结合。推测甲基化程度影响基因表达的机制是什么？答案：DNA甲基化影响了RNA聚合酶与该区域的结合，导致发生甲基化的DNA(基因)转录过程受到抑制，进而无法完成翻译过程，影响了相关性状的表达。 [关键能力·提升] ◆[提升点]　通过表观遗传，考查科学思维和综合判断能力 1．(2025·武汉市调研)DNA分子中碱基上连接一个“—CH3”，称为DNA甲基化。基因甲基化可以导致其不能转录。这种变化可以在细胞间遗传。下列叙述正确的是(　　) A．基因型相同的生物表型也相同 B．基因甲基化引起的变异是可遗传的变异，属于基因突变 C．基因甲基化属于不利于生物的变异 D．原癌基因、抑癌基因甲基化可能会导致细胞癌变解析：D　[基因型相同的生物表型也可能不同，生物的性状是基因型和环境等共同作用的结果，A错误；基因甲基化引起的变异只是影响转录过程，没有改变DNA碱基序列，不属于基因突变，B错误；由于DNA甲基化可以导致被甲基化的基因不能转录，若被甲基化的基因是有害的，则有害基因不能表达，基因甲基化后不一定属于不利于生物的变异，C错误；原癌基因、抑癌基因甲基化后，则不能正常控制细胞周期，可能会导致细胞癌变，D正确。] 2．(2023·海南卷)某植物的叶形与R基因的表达直接相关。现有该植物的植株甲和乙，二者R基因的序列相同。植株甲R基因未甲基化，能正常表达；植株乙R基因高度甲基化，不能表达。下列有关叙述正确的是(　　) A．植株甲和乙的R基因的碱基种类不同 B．植株甲和乙的R基因的序列相同，故叶形相同 C．植株乙自交，子一代的R基因不会出现高度甲基化 D．植株甲和乙杂交，子一代与植株乙的叶形不同解析：D　[基因甲基化会影响基因的表达，但不改变其碱基种类与碱基序列，故植株甲、乙的R基因的碱基种类、序列相同；植株甲R基因未甲基化，植株乙R基因高度甲基化，二者的叶形与R基因表达直接相关，故二者叶形不同，A、B错误；甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型，故植株乙自交，子一代的R基因会出现高度甲基化，C错误；植株甲、乙杂交，子一代中来自植株甲的R基因可正常表达，所以叶形与植株甲相同，与植株乙不同，D正确。] 3．(2025·山东烟台模拟)在DNA甲基转移酶(Dnmt)的作用下，基因启动子区发生5′胞嘧啶的甲基化可导致基因转录沉默。某植物用5－azaC处理后，5′胞嘧啶的甲基化水平明显降低，开花提前。当敲除Dnmt基因时，甲基化的DNA复制出的子链不会被甲基化。下列说法正确的是(　　) A．5′胞嘧啶的甲基化导致启动子区的碱基序列发生改变 B．5－azaC的去甲基化作用直接导致相应基因的基因频率升高 C．Dnmt基因通过控制Dnmt的合成直接控制生物的性状 D．双链均甲基化的DNA在无Dnmt基因时，复制两次可得到去甲基化的DNA 解析：D　[DNA甲基化是表观遗传的一种类型，表观遗传是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，A错误；5－azaC 的去甲基化作用只是解除了基因转录沉默，使基因能够正常表达，但是基因的种类和数量并未发生改变，其并不会导致相应基因的基因频率升高，B错误；Dnmt基因通过控制Dnmt的合成间接控制生物的性状，C错误；根据“当敲除Dnmt基因时，甲基化的DNA复制出的子链不会被甲基化”，结合DNA半保留复制的特点，可知一个双链均甲基化的DNA在无Dnmt基因时，复制一次得到的两个DNA分子均为一条甲基化的链和一条正常的链，复制两次后会得到两个两条链均为正常链的DNA和两个一条链甲基化一条链正常的DNA，D正确。] [真题研析]——浸润素养 [例]　(2024·海南卷)某种鸟的卵黄蛋白原基因的启动子部分区域存在甲基化修饰。成熟雌鸟产生的雌激素可将此甲基化去除，雄鸟因缺乏雌激素仍保持高度甲基化。下列有关叙述正确的是(　　) A．卵黄蛋白原基因在成熟雌鸟中可以表达，在雄鸟中表达受到抑制 B．卵黄蛋白原基因转录出的mRNA中，含有甲基化区域序列的互补序列 C．该种雌鸟和雄鸟交配产生的雌雄后代发育成熟后，体内均无卵黄蛋白原 D．卵黄蛋白原基因的乙酰化和甲基化均可产生表观遗传现象 [关键信息点] ① 卵黄蛋白原基因的启动子部分存在甲基化修饰 ② 成熟雌鸟产生的雌激素可将甲基化去除解析：A　[启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，用于驱动基因的转录，分析题意可知，某种鸟的卵黄蛋白原基因的启动子部分区域存在甲基化修饰，成熟雌鸟产生的雌激素可将此甲基化去除，雄鸟因缺乏雌激素仍保持高度甲基化，卵黄蛋白原基因在成熟雌鸟中可以表达，在雄鸟中表达受到抑制，A正确；启动子是RNA聚合酶识别与结合的位点，用于驱动基因的转录，甲基化的DNA无法转录，不能形成mRNA，B错误；该种雌鸟和雄鸟交配产生的雌雄后代发育成熟后，卵黄蛋白原基因在成熟雌鸟中可以表达，成熟雌鸟中有卵黄蛋白原，C错误；除了DNA的甲基化，组蛋白的甲基化和乙酰化(而非基因乙酰化)修饰也可产生表观遗传现象，D错误。] [真题品悟]——厚积素养 [考向1]　环境和基因共同决定性状 1．(2024·天津卷)环境因素可通过下图所示途径影响生物性状。有关叙述错误的是(　　) A．①可引起DNA的碱基序列改变 B．②可调节③水平的高低 C．②引起的变异不能为生物进化提供原材料 D．④可引起蛋白质结构或功能的改变解析：C　[①诱变可引起DNA的碱基序列改变，产生新基因，A正确；②甲基化修饰DNA的启动子，RNA聚合酶不能结合启动子，使③转录过程无法进行，故②可调节③水平的高低，B正确；②引起的变异为DNA甲基化，属于表观遗传，是可遗传变异，能为生物进化提供原材料，C错误；④环境因素如温度、pH可影响蛋白质空间结构，结构决定功能，功能也会随之改变，D正确。] [考向2]　表观遗传 2．(2024·贵州卷)大鼠脑垂体瘤细胞可分化成细胞Ⅰ和细胞Ⅱ两种类型，仅细胞Ⅰ能合成催乳素。细胞Ⅰ和细胞Ⅱ中催乳素合成基因的碱基序列相同，但细胞Ⅱ中该基因多个碱基被甲基化。细胞Ⅱ经氮胞苷处理后，再培养可合成催乳素。下列叙述错误的是(　　) A．甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录 B．氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化 C．处理后细胞Ⅱ的子代细胞能合成催乳素 D．该基因甲基化不能用于细胞类型的区分解析：D　[由题意可知，细胞Ⅰ和细胞Ⅱ中催乳素合成基因的碱基序列相同，但细胞Ⅱ中该基因多个碱基被甲基化，导致仅细胞Ⅰ能合成催乳素，说明甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录，A正确；细胞Ⅱ经氮胞苷处理后，再培养可合成催乳素，说明氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化，B正确；甲基化可以遗传，同理，细胞Ⅱ经氮胞苷处理后，再培养可合成催乳素，这一特性也可遗传，所以处理后细胞Ⅱ的子代细胞能合成催乳素，C正确；题中细胞Ⅰ和细胞Ⅱ两种类型就是按基因是否甲基化划分的，D错误。] 3．(2024·黑吉辽卷)图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是(　　) A．酶E的作用是催化DNA复制 B．甲基是DNA半保留复制的原料之一 C．环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素 D．DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型解析：C　[由图可知，酶E的作用是催化DNA甲基化，A错误；DNA半保留复制的原料为四种脱氧核糖核苷酸，没有甲基，B错误；“研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大”，说明环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素，C正确；DNA甲基化不改变碱基序列，但会影响生物个体表型，D错误。] 4．(2024·浙江1月选考)某种蜜蜂的蜂王和工蜂具有相同的基因组。雌性工蜂幼虫的主要食物是花蜜和花粉，若喂食蜂王浆，也能发育成为蜂王。利用分子生物学技术降低DNA甲基化酶的表达后，即使一直喂食花蜜、花粉，雌性工蜂幼虫也会发育成蜂王。下列推测正确的是(　　) A．花蜜花粉可降低幼虫发育过程中DNA的甲基化 B．蜂王DNA的甲基化程度高于工蜂 C．蜂王浆可以提高蜜蜂DNA的甲基化程度 D．DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件解析：D　[降低DNA甲基化酶的表达后，即使一直喂食花蜜花粉，雌性工蜂幼虫也会发育成蜂王，说明甲基化不利于其发育成蜂王，而工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉，不会发育成蜂王，因此花蜜花粉可增强幼虫发育过程中DNA的甲基化，A错误；甲基化不利于其发育成蜂王，故蜂王DNA的甲基化程度低于工蜂，B错误；蜂王浆可以降低蜜蜂DNA的甲基化程度，使其发育成蜂王，C错误；甲基化不利于发育成蜂王，因此DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件，D正确。] $$

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