4.2 基因表达与性状的关系-【重难点手册】2025-2026学年高中生物必修第二册（人教版）

第4章基因的表达通 第2节 基因表达与性状的关系 重点和难点 课标要求 1.阐述基因控制生物体性状的途径。 重点：①基因表达与性状的关系；②细胞分化的本质 2.阐述细胞分化与基因表达的关系。 是基因的选择性表达；③表观遗传现象。 3.了解表观遗传调控基因表达。 难点：表观遗传现象。 4.理解基因与性状关系的复杂性。 BINIIIIIMM1111111111110111011101110111111111111101111110110 必备知识梳理 III1111111111111111111011011111111101011111101101111 基础桥理 识记点①基因表达产物与性状的关系 识记点答案 1.基因控制性状的两种途径 【识记点1】 (1)基因控制0 控制② 控制生物体的性状。 ①酶的合成；②代谢过 程：③蛋白质的结构：④一b: (2)基因控制图 控制生物体的性状。◆殿颗 ⑤-b;⑥a. 【识记点2】 2.基因对性状的控制实例（连线）】 ①所有细胞：②核糖体蛋白 ④豌豆的圆粒和皱粒 a.通过控制蛋白质的 基因：③ATP合成酶基因：④基 结构直接控制生物体 的性状 本生命活动：⑤胰岛素基因： ⑤白化病 b通过控制酶的合成 ⑥基因的选择性表达。 来控制代谢过程，进 【识记点3】 ⑥裹性纤维化 而控制生物体的性状 ①碱基序列；②基因表达； 识记点②基因的选择性表达与细胞分化 ③表型；④甲基化修饰；⑤简单 基因的选择性表达与什么有关？ 的一一对应；⑥环境。 1.表达基因的分类 (1)在① 中都表达的基因 举例：② ③ 0 敲黑板) 意义：指导合成的蛋白质是维持细胞④ 所必需的。 基因表达与性状的关系 (2)只在某类细胞中特异性表达的基因 基因表达 举例：卵清蛋白基因、⑤ 2.细胞分化的本质：⑥ 产物 表观遗传 产甲基化后的基因可以去甲基化吗？ 蛋白质、晦 识记点3表观遗传 性状 (1)概念：生物体基因的① 保持不变，但② 和③ 发生可遗传变化的现象。 (2)部分机制：基因中部分碱基发生④ ,抑制了基因 115 重难点手册高中生物学：必修2遗传与进化RJ 表达。 (3)基因与性状的关系：并不是⑤ 的关系。 一个性状可以受多个基因的影响，如人的身高。 一个基因可以影响多个性状。 ⑥ 对性状有重要影响。 重难拓展 重难点（①基因如何控制生物体的性状 蛋白质是生命活动的主要承担者，基因通过控制蛋白质的合 成进而控制生物的性状。 防易错可 (I)直接控制：基因通过控制结构蛋白的合成直接控制生物的 具体分析遗传病发病原因 性状（举例如图所示）。 (1)直接原因还是根本原 囊性纤维病的病因 一般过程镰状细胞贫血的病因 因：白化病、囊性纤维化、蠊状细 编码CFTR蛋白的 血红蛋白基因中 胞贫血等遗传病患者出现相应 基因缺失3个碱基 基因 一对碱基被替换 症状的直接原因是相应蛋白质 控制 (某种酶或者结构蛋白)的结构 导致CFTR蛋 血红蛋白中一个 或功能异常，但其根本原因是控 结构蛋白 白结构异常 →氨基酸被替换， 空间结构改变 制该蛋白质合成的基因异常。 组成 (2)发病原因不同：白化病 支气管内黏液 细胞形状 增多 结构 →红细胞呈镰状 是一种单基因常染色体隐性遗 表现 传病，患者编码酪氨酸酶的基因 黏液清除困难，细 生物的 红细胞易破裂，患 异常导致缺少酪氨酸酶，不能合 菌繁殖，肺部感染 性状 溶血性贫血 成黑色素，因而表现出白化症 (2)间接控制：基因通过控制酶、激素等蛋白质的合成来控制 状。而白发则是由毛囊细胞衰 细胞代谢，从而控制生物性状（举例如图所示）。 老时酪氨酸酶活性降低，黑色素 豌豆种子圆滑的原因 一般过程 合成减少引起的，其细胞核内遗 白化病的病因 传物质（基因）并未发生改变。 圆粒豌豆中有淀 基因 粉分支酶基因 >酪氨酸酶基因异常 控制 合成淀粉分支酶： 酶、激素等 →酪氨酸酶缺乏 调节 细胞代谢的 催化淀粉合成 过程 不能合成黑色素 保留水分，因 俵现 ◆防易错网 而呈现圆滑 生物的性状 →白化病症状 例1(2025·湖北卷)我国科学家对三万余株水稻进行筛选， 成功定位并克隆出耐碱耐热基因ATT,发现该基因编码GA20氧 化酶，从而调控赤霉素的生物合成。适宜浓度的赤霉素通过调节 SLR1蛋白的含量，能减少碱性和高温环境对植株的损伤。下列 116 第4章基因的表达通 叙述错误的是()。 对点练 A.该研究表明基因与性状是一一对应关系 某蔬莱萌发的种子经诱变， B.ATT基因通过控制酶的合成影响水稻的性状 编码淀粉分支酶的基因转录出 的mRNA上提前出现了终止密 C.可以通过调节ATT基因的表达调控赤霉素的水平 码子，使细胞内淀粉合成不足， D.该研究成果为培育耐碱耐热水稻新品种提供了新思路 引起叶的形态显著改变而成为 解析题千中ATT基因通过调控赤霉素合成影响耐碱和耐热两种性 新品种。下列叙述错误的是 状，体现基因和性状不是简单的一一对应关系，A错误；ATT基因编码 )。 GA20氧化酶，通过控制酶的合成调控代谢过程，进而影响性状，符合基因 A.新品种的mRNA翻译 间接控制性状的途径，B正确：ATT基因的表达产物是赤霉素合成的关键 所得的肽链比原品种的短 B.新品种与原品种在合成 酶，调节其表达可改变赤霉素水平，C正确；克隆ATT基因后，可通过转基 蛋白质时共用一套密码子 因技术培育耐碱耐热水稻，D正确。 C.该实例说明基因通过控 答案A 业[对点练 制酶的结构直接控制生物的 重难点2细胞分化与基因表达有什么关系 性状 D.基因指导mRNA合成 1.分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果得到的结论 的过程需要RNA聚合酶参与 (1)不同细胞中存在相同的基因 C[基因通过控制酶的合成 (2)不同细胞中存在不同的mRNA,合成不同的物质 来控制细胞代谢，进而间接控 (3)有些蛋白质在所有的细胞中都合成，但也有一些特定功能 制生物的性状，C错误。] 的蛋白质只在特定的细胞中合成。 (4)细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。 2.细胞分化与基因选择性表达的关系 敲黑板⊙ (1)基因选择性表达是指不同细胞中基因的“执行情况”不同。 动物细胞的分化图示 如胰岛B细胞中胰岛素基因表达，唾液淀粉酶基因关闭；而唾液 细胞分化 腺细胞则与之相反。 受精卵 (2)由于基因的选择性表达，导致含遗传信息相同的细胞中 mRNA和蛋白质的种类不完全相同，从而导致细胞形态、结构或 细胞分裂 红细胞脂肪细胞 生理功能的不同，即细胞分化。 干细胞 (3)细胞分化的本质就是基因的选择性表达。敲黑板 心肌 细胞 3.从不同水平上分析细胞分化的过程 (1)从细胞水平分析：细胞的形态、结构和功能发生改变。 神经元 上皮 细胞 软骨小肠上 细胞皮纽胞 (2)从亚显微结构水平分析：细胞器的种类和数目及细胞质基 质成分和功能发生改变。 (3)从分子水平分析： 蛋白质角度：蛋白质的种类、数量、功能发生改变。 基因角度：基因的选择性表达是细胞分化的根本原因。 117 重难点手册高中生物学必修2遗传与进化RJ 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 诊考策鱼 是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 常见奢侈基因与管家基因 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 (1)奢侈基因：奢侈基因是 在特定细胞类型中表达的基因， 构特征与功能。如图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动 决定细胞的特异功能。如： 状态。下列有关叙述不正确的是( ①血红蛋白基因：在红细胞 A B 中表达。 ②胰岛素基因：在胰岛B细 .催化葡萄糖>丙酮酸的晦基因 胞中表达。 b.胰岛素基因 ③肌动蛋白基因：在肌肉细 胞中表达 c.血红蛋白基因 ④角蛋白基因：在上皮细胞 能表达的基因 不能表达的基因 中表达。 A.基因a属于管家基因 ⑤卵清蛋白基因：在卵巢细 B.细胞A、B、C结构和功能不同的原因是遗传物质不同 胞中表达。 (2)管家基因：管家基因在 C,细胞B最可能为胰岛细胞 所有细胞中持续表达，维持基本 D.基因a、b、c的主要差异是脱氧核苷酸序列不同 生命活动，如： 解析基因a是催化葡萄糖→丙酮酸的酶基因，葡萄糖→丙酮酸的过程 ①核糖体蛋白基因：参与蛋 属于细胞呼吸的第一阶段，而细胞呼吸是维持细胞基本生命活动所必需的， 白质合成。 因此基因a属于管家基因，A正确；细胞A、B、C结构和功能不同的原因是 ②糖酵解酶基因：维持细胞 基因选择性表达，B错误；细胞B能表达胰岛素基因，胰岛素是胰岛B细胞 能量代谢。 ③组蛋白基因：参与染色体 分泌的，因此细胞B最可能为胰岛细胞，C正确。诊考策海 结构形成。 答案B ④ATP水解酶基因：提供 重难点③表观遗传信息是如何调控基因表达的 细胞能量。 ⑤RNA聚合酶基因：参与 1.表观遗传 RNA合成 (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。，表观這传修饰具育可递性 拓思维回 (2)类型：DNA的甲基化修饰；染色体上蛋白质的修饰（如组 表观遗传修饰 成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰)。拓思维 (1)DNA甲基化示意图 (3)存在时期：普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个 CH, 生命活动过程中。 2.教材表观遗传实例分析 资料1：柳穿鱼花的形态结构 柳穿鱼植株B的花形与柳穿鱼植株A的花形不同，是因为植 CH, 胞密定(C) 5-甲基胞密啶 株B的Lcyc基因被高度甲基化. NH 胞密啶 NH. 中基化 如图，F1中含有甲基化的Lcyc基因和非甲基化的Lcyc基 因，非甲基化的Lcvc基因在开花时表达。Lcyc基因的甲基化可 遗传，并影响植株的性状。 118 第4章基因的表达通 ·没有甲基化修饰 基因表达 基因中的碱基序列没有变 ·甲基化修饰 Lcyc基达■ 化，但部分碱基发生了甲基化修 基因表达 (花与植株A相似) 一1.c基因■ 饰，抑制了基因的表达，进而影 .c基因 植株A 基因表达 响表型。 Zc3x基因■ [基因装达 L基因■⑧ Zc基因■ (2)组蛋白修饰 F [基因不表达 悦 F, 神 (花与植株A相似) Zc基因■ 基因 组蛋白尾巴 Zcx基因■ (花与植株A相似) 植株B 9管 [厂益基因不表达 Lc3x基因 Z基因■ 性 (花与植株B相似， 一乙c基因一 组蛋白 DNA紧绕组蛋白， 基因无法表达 资料2：某种实验小鼠的毛色 表观遗传修饰 某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Ay和a控制，Ay为显 性基因，表现为黄色体毛，a为隐性基因，表现为黑色体毛。 HISTONE TAI ·没有甲基化修饰 ttttr ·抑制基因表达 ·甲基化修饰 A基因 ◆箭头越粗，受抑制程度越高 DNA从组白松脱】 a基因■ 基因可以表达 纯种黄色体毛A”A ftrtt →抑制基因表达 毛色介于黄色 组蛋白是组成染色质的主 A基因 和黑色之间， F 颜色逐渐加深 要蛋白质，组蛋白被修饰后，染 纯种黑色体毛aa a基因 mrit →抑制基因表达 色体形态发生变化，进而影响基 A基因 因表达 a基因 (3)RNA千扰 如图，Ay基因的前端（或“上游”）一段特殊的碱基序列的甲 RNA千扰是正常生物体内 基化程度越高，Ay基因的表达受到的抑制越明显，小鼠体毛的颜 抑制特定基因表达的一种现象。 色就越深。◆防易错 当细胞中导入或内源产生与某 例图(2024·浙江1月选考)某种蜜蜂的蜂王和工蜂具有相 个特定mRNA同源的双链RNA 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 时，该mRNA发生降解或者翻 译阻滞，导致基因表达沉默，属 王浆，也能发育成为蜂王。利用分子生物学技术降低DNA甲基 于转录后水平基因沉默，又称为 化酶的表达后，即使一直喂食花蜜和花粉，雌性工蜂幼虫也会发育 转录后基因沉默，是表观遗传的 成蜂王。下列推测正确的是()。 重要机制之一。 A.花蜜花粉可降低幼虫发育过程中DNA的甲基化程度 防易错⊙ B.蜂王DNA的甲基化程度高于工蜂 甲基化修饰 C.蜂王浆可以提高蜜蜂DNA的甲基化程度 左栏资料1和资料2展示 D.DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件 的遗传现象有什么共同点？ 解析降低DNA甲基化酶的表达后，即使一直喂食花蜜和花粉，雌性工 威基产列没有 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 变化，3分诚抑制善因的影车云型 墓发牛了甲基 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 表达 化修竹 DNA的甲基化程度，A错误；甲基化不利于其发育成蜂王，故蜂王DNA的 可遗传，并影归后代表型 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。 答案D 119 重难点手册高中生物学：必修2遗传与进化R」 培优突破 突破点(1) 基因、表观遗传、环境因素与性状之间的关系 敲黑板。 1.性状都与蛋白质有关。蛋白质的种类非常多，其中一部分 基因与性状的关系 (1)大多数情况下，基因和 具有特定的功能，如酶、转运蛋白、结构蛋白、激素、抗体、受体等。 性状并不是简单的一一对应的 这些蛋白质在细胞内外执行不同的功能，引起一系列错综复杂的 关系： 代谢变化，最后表现为各种各样的形态特征和生理功能。 ①多因一效：即多个基因控 2.基因变化，会改变生物体的性状。基因组中除了蕴藏着大 制一个性状，如人的身高由多个 量的性状决定基因，还包含了大量调控基因表达的基因。这些基 基因决定。 ②一因多效：即一个基因影 因的变化会影响基因表达的过程和结果，进而影响性状。 响多个性状，如水稻中的Gdh7 3.性状需要在一定的环境条件下显现。环境条件不同，可能 基因编码的蛋白质不仅参与开 导致生物体的性状改变。例如，玉米有些隐性基因使叶内不能形 花调控，而且对水稻的生长、发 成叶绿体，造成幼苗白化，其显性基因是叶绿体形成的必要条件。 育和产量都有重要作用。 但是，如果将含有显性基因的种子在不见光的条件下发芽，长成的 (2)生物体的性状还会受到 幼苗也是白化的。即基因型相同的个体在不同的环境条件下可发 环境的影响。如后天的营养和 体育锻炼对人的身高也有重要 育成不同的表型。 作用。 4.环境因素可改变遗传物质，使性状发生改变，也可通过表观 (3)多因素作用：基因与基 遗传导致产生差异。动物实验表明，环境因素包括多种有毒金属 因、基因与基因表达产物、基因 (如铬、镉、汞、镍等)、有机物（如三氯乙烯、二氯乙酸、三氯醋酸、 与环境之间存在复杂的相互作 苯、乙醇等)、无机砷、低剂量放射线、吸烟等，都能导致表观遗传方 用，这种相互作用形成了一个错 综复杂的网络，精细地调控着生 面的改变，这种改变会影响基因的表达和功能，并且呈现发病的隔 物体的性状。 代效应，最终影响性状表现。其中最主要的表观遗传机制改变是 DNA甲基化和组蛋白修饰。敲黑板 例④(2024·北京卷)玉米是我国栽培面积最大的农作物，籽 粒大小是决定玉米产量的重要因素之一，研究籽粒的发育机制，对 保障粮食安全有重要意义。 (1)研究者获得矮秆玉米突变株，该突变株与野生型杂交，F1表 型与 相同，说明矮秆是隐性性状。突变株基因型记作r。 (2)观察发现，突变株所结籽粒变小。籽粒中的胚和胚乳经受 精发育而成，籽粒大小主要取决于胚乳体积。研究发现，R基因编 码DNA去甲基化酶，亲本的该酶在本株玉米所结籽粒的发育中 发挥作用。突变株的R基因失活，导致所结籽粒胚乳中大量基因 表达异常，籽粒变小。野生型及突变株分别自交，检测授粉后14天 胚乳中DNA甲基化水平，预期实验结果为 (3)已知Q基因在玉米胚乳中特异表达，为进一步探究R基 120 第4章基因的表达通 因编码的DNA去甲基化酶对Q基因的调控作用，进行如下杂交 诊考策。 实验，检测授粉后14天胚乳中Q基因的表达情况，结果如表1。 研究籽粒的发育机制 表1 (1)突变株的R基因失活， 组别 杂交组合 Q基因表达情况 籽粒变小：野生型R基因正常， 能编码DNA去甲基化酶，催化 1 RRQQ(♀)XRRqq(8) 表达 DNA去甲基化，所以野生型及 2 RRqq(♀)XRRQQ() 不表达 突变株分别自交，野生型植株所 护 rrQQ(♀)XRRqq(3) 不表达 结籽粒胚乳中DNA甲基化水 RRqq(♀)XrrQQ() 不表达 平更低。 (2)R基因编码的DNA去 综合已有研究和表1结果，阐述R基因对胚乳中Q基因表达 甲基化酶对Q基因的调控作 的调控机制： 用：由组别2、4可知，母本中的 (4)实验中还发现另外一个籽粒变小的突变株甲，经证实，突 R基因编码的DNA去甲基化 变基因不是R或Q。将甲与野生型杂交，F1表型正常，F1配子的 酶无法为父本提供的Q基因去 功能及受精卵活力均正常。利用F,进行下列杂交实验，统计正常 甲基化，由组别3可知父本中R 籽粒与小籽粒的数量，结果如表2。 基因编码的DNA去甲基化酶 表2 不能对母本上所结籽粒的胚乳 中的Q基因发挥功能。 组别 杂交组合 正常籽粒：小籽粒 结合前面的研究成果：亲本 F(8)×甲（♀） 3：1 的该酶在本株玉米所结籽粒的 6 F(♀)×甲(6) 1:1 发育中发挥作用，可得母本R 已知玉米子代中，某些来自父本或母本的基因，即使是显性也 基因编码的DNA去甲基化酶 只能降低母本Q基因的甲基化 无功能。 水平，使母本Q基因在胚乳中 ①根据这些信息，如何解释基因与表2中小籽粒性状的对应 表达，但对父本的Q基因不起 关系？请提出你的假设： 激活作用，即父本R基因对Q ②若F1自交，所结籽粒的表型及比例为 基因不起激活作用 则支持上述假设。诊考策 解析(1)若矮秆是隐性性状，矮秆玉米突变株与野生型杂交，子代表型 与野生型相同。(4)①甲与野生型杂交得到的子代为正常个体，说明小籽粒 为隐性性状。F与甲杂交属于测交，F作父本时，结果出现正常籽粒：小 籽粒=3：1，推测该性状受到两对等位基因的控制，且只有不含显性基因的 个体表现为小籽粒。F作母本时，与甲杂交，后代正常籽粒：小籽粒=1： 1,结合题目中“已知玉米子代中，某些来自父本或母本的基因，即使是显性 也无功能”推测，母本产生配子时有一对等位基因是不发挥功能的。因此提 出的假设为：籽粒变小受到两对等位基因的控制，任意一对等位基因中的显 性基因正常发挥功能的个体表现为正常籽粒，没有显性基因或显性基因均 无法正常发挥功能的个体表现为小籽粒，其中有一对等位基因的显性基因 来自母本的时候无法发挥功能。②F1自交，F1产生的精子中含显性基因正 常发挥功能的配子：不含显性基因的配子=3：1，F1产生的卵细胞中含显 1 重难点手册高中生物学必修2遗传与进化RJ 性基因正常发挥功能的配子：不含显性基因的配子和含显性基因不发挥功 能的配子=1：1，所以F1自交所结籽粒的表型及比例为正常籽粒：小籽粒 =(1-1/4×1/2)：(1/4×1/2)=7：1。 答案(1)野生型。(2)野生型所结籽粒胚乳中DNA甲基化水平低于 突变株。(3)母本R基因编码的DNA去甲基化酶只能降低母本Q基因 的甲基化水平，使母本Q基因在胚乳中表达，但对父本的Q基因不起激活 作用。(4)①突变性状受两对独立遗传的基因控制，两对基因同时无活性 才表现为小籽粒，其中一对等位基因在子代中，来自母本的不表达，来自父 本的表达。②正常籽粒：小籽粒=7：1。 关键能力提升 MIIIIIANMIMIMIIII 题型方法 达，g基因不表达，该个体表现为黑色；XY的G基因 来自母本，G基因不表达，因此该个体表现为白色： 题型(1 影响基因表达的因素 XY个体的g基因来自母本，因此g基因不表达，该 例①[深挖教材：教材P75拓展应用T3] 个体表现为白色。综上所述，在亲本杂交组合为XY (2023·山东卷)某种XY型性别决定的二倍体 和XX8的情况下，F1中的XX、XX一定表现为 动物，其控制毛色的等位基因G、g只位于X染 黑色，当母本XX也为黑色时，该群体中黑色个体比 色体上，仅G表达时为黑色，仅g表达时为灰 例为3/6，即1/2；当母本XX8为灰色时，黑色个体比 色，二者均不表达时为白色。受表观遗传的影 例为2/6，即1/3。若该雄性基因型为XY,与XX 响，G、g来自父本时才表达，来自母本时不表 杂交产生的F1基因型分别为XX、XX、XY、 达。某雄性与杂合子雌性个体为亲本杂交，获 XY。在亲本与F1组成的群体中，父本XY的g基 得4只基因型互不相同的F。亲本与F组成 因来自其母亲，因此不表达，该父本呈现白色；根据上 的群体中，黑色个体所占比例不可能是()。 面的分析可知，母本XX依然是可能为灰色或黑色。 A.2/3B.1/2C.1/3 D.0 F1中基因型为XX的个体G基因来自母本，g基因 解析G、g只位于X染色体上，则该雄性基因型 来自父本，因此g基因表达，G基因不表达，该个体表 可能是XGY或XY,杂合子雌性基因型为XX。若 现为灰色；XX个体的两个g基因必定有一个来自 该雄性基因型为XGY,与XGX杂交产生的F,基因 父本，g基因可以表达，因此该个体表现为灰色；XY 型分别为XX、XX、XY、XY。在亲本与F组成 的G基因来自母本，G基因不表达，因此该个体表现 的群体中，父本XY的G基因来自其母亲，因此G不 表达，该父本呈现白色。当母本XGX的G基因来自 为白色；XY个体的g基因来自母本，因此g基因不 其母亲，g基因来自其父亲时，该母本的g基因表达， 表达，该个体表现为白色。综上所述，在亲本杂交组 表现为灰色；当母本XX的g基因来自其母亲，G基 合为XY和XX的情况下，F中所有个体都不表现 因来自其父亲时，该母本的G基因表达，表现为黑色， :为黑色，当母本XX为灰色时，该群体中黑色个体比 因此母本表现型可能为灰色或黑色。F1中基因型为 例为0，当母本XX为黑色时，该群体中黑色个体比 XX的个体必定有一个G基因来自父本，G基因可 例为1/6。综合上述两种情况可知，B、C、D不符合题 以表达，因此F1中的XCXG表现为黑色；XX个体意，A符合题意。 中G基因来自父本，g基因来自母本，因此G基因表 答案A 122 第4章基因的表达通 深挖教材 家在不同温度下培养长翅果蝇幼虫，得到不同 本高考试题是教材课后练习的变式与拓展，同 的结果，如下表所示。 学们在学习时应重视对教材资源的开发与深入探 实验材料 实验处理 结果 究，使我们的学习更贴近高考。本题考查的是限性 25℃条件，培养6~ 遗传，即指由于性别限制，性状只在一种性别中得 长翅果蝇幼虫A 长翅果蝇 24h 以表现，而在另一性别中完全不能表现的遗传。该 35~37℃处理6 长翅果蝇幼虫B 残翅果蝇 种特殊遗传方式是近几年高考的命题热点，除此之 24h后培养 外，还有连锁遗传、从性遗传、细胞质遗传、母性遗 人们将果蝇B的残翅性状称为表型模拟， 传等特殊遗传方式，该类特殊遗传方式6年8考， 若现有一残翅果蝇，如何判断它是否是表型模 同学们应加以重视和掌握。 拟？请设计鉴定方案。 跟踪练①(2025·湖南娄底阶段练习)已 (1)方法步骤： 知线粒体DNA具有母系遗传特性，正常情况 ① 下父系线粒体在胚胎发育早期会被清除。某 ② 科研团队以秀丽隐杆线虫为模型展开实验，向 (2)结果分析： 雄性线虫引入缺陷型线粒体核酸内切酶编码基 ①若后代均为残翅果蝇， 因cs-6(核基因)，致使杂交后代胚胎早期父系 ②若后代有长翅果蝇出现 线粒体不能完全被清除。实验结果显示，当父 答案(1)①让这只残翅果蝇与多只在25℃条件 系线粒体DNA与母系线粒体DNA存在差异且 下发育成的异性残翅果蝇（基因型为ⅴ）交配。②使 父系线粒体未及时清除时，线虫成年后出现多 其后代在25℃条件下发育。 (2)①则该果蝇为纯 种异常表现。下列相关分析正确的是( )。 合子(v),它不是表型模拟。②则该果蝇为表型 A.引入缺陷基因cps-6后，改变了秀丽隐 模拟。 杆线虫的线粒体DNA序列 防错档案 要判断某残翅果蝇是否是表型模拟，关键是要 B.父系线粒体未被清除导致线虫成年后 确定该果蝇的基因型。若基因型为vv,则不是表型 出现异常，说明线粒体DNA可直接控制生物 模拟；若基因型为V,则是表型模拟。根据前面学 的性状 过的遗传定律的相关知识可知，判断一个动物个体 C.推测父系线粒体与母系线粒体功能不 基因型的方法是测交，因此，可让该残翅果蝇与多 同，可能干扰了细胞内正常的能量代谢过程，进 只在25℃条件下发育成的异性残翅果蝇(vv)交 而影响线虫的学习记忆、交配繁殖等生理活动 配，并让其后代在25℃下发育。若后代均为残翅， D.若将正常的线粒体核酸内切酶编码基 说明该残翅果蝇为纯合子(vV);若后代有长翅出 因导入上述实验的线虫胚胎中，可使线虫成年 现，则该残翅果蝇的基因型为V_,是表型模拟。 后的各项功能恢复正常 易错警标 误区(2弄不清遗传印记与甲基化的 关系 误区（①表型模拟的判断出错 例③(2025·广东汕头期末)高等生物某 例②已知果蝇的长翅与残翅是一对相对：些基因在启动子（通常位于基因的上游，是一 性状，且长翅(V)对残翅（ⅴ）为显性，但遗传学段特殊的碱基序列，能够决定相关基因的表达 123 重难点手册高中生物学：必修2遗传与进化RJ 水平)上存在富含CpG二核苷酸的序列，称为 雄个体相互交配，若F2表型及比例为 “CpG岛”。其中的胞嘧啶可甲基化为5-甲基 ,则说明亲本雄鼠基因型为Aa。 胞嘧啶，5甲基胞嘧啶仍能与鸟嘌呤互补配对。 雌 雄鼠 工未甲基化的A 细胞中存在两种DNA甲基转移酶（如图1所 工未甲基化的a 示)，从头合成型甲基转移酶作用于非甲基化 配子发生、 ÷甲基化的A 去除亲代印记 ÷甲基化的a 的DNA,使其半甲基化；日常型甲基转移酶作 雌配子中 雄配子中 用于半甲基化的DNA,使其全甲基化，回答下 印记重建 印记重建 列问题。 盘带 从头合成型 CH 日常型 CH 图3 CG 甲基转移酶 CG 甲基转移酶 -CG (4)显性基因发生甲基化或发生隐性突 GC GC GC 变，都能造成显性性状不表达，这二者对后代 CH 性状的影响有何区别？ 图】 CH. CH 答案(1)转录。 (2)半；日常型甲基转移。 一CG— ② CG- -GC- GC- (3)①灰色：褐色=1：1。②全部褐色：灰色：褐 G ① CH, 色=1：3。 (4)甲基化的显性基因遗传给后代时可 CH, 能由于印记重建而重新表达显性性状，但若是发生了 CH CG- CG- 隐性突变，相关基因在后代中也只能决定隐性性状。 防错档案 CH CH. (1)根据题意，甲基化影响启动子的功能，进而 图2 影响转录过程，从而使基因不能正常表达。 (1)上述甲基化过程通过影响基因的 (2)根据图2可知，①过程使半保留复制的产 (过程)，从而使基因不能正常表达。 物都半甲基化。根据图1可知，日常型甲基转移酶 (2)图2中过程①通过半保留复制，其产 使得另一条脱氧核苷酸链进行甲基化，使得整个 物都是 甲基化的，因此过程②必须经 DNA的两条链都甲基化。 过 酶的催化才能获得与亲代分子相 (3)①图3中，亲代雌配子A:a=1:1,均未 发生甲基化；亲代雄配子A(甲基化)：a(甲基化) 同的甲基化状态。 =1:1。所以子一代灰色：褐色=1：1。②现有 (3)遗传印记是一种区别于父母等位基因 一只褐色雄鼠，其基因型为aa或A(甲基化)a;与 的表观遗传过程，可导致父源和母源基因特异 只基因型为aa的褐色雌鼠杂交，F1基因型都是aa, 性表达，DNA甲基化是遗传印记最重要的方 表现为褐色。F雌、雄个体相互交配，若F2表型及 式之一。鼠灰色(A)对褐色(a)是一对相对性 比例为灰色：褐色=1：3，则说明亲本雄鼠基因型 状，遗传印记对亲代小鼠等位基因表达和传递 为A(甲基化)a。 的影响如图3。 (4)显性基因发生甲基化或发生隐性突变，都 ①该雌鼠与雄鼠杂交，子代小鼠的表型及 能造成显性性状不表达。但是，甲基化的显性基因 比例为 遗传给后代时可能由于印记重建而重新表达显性 ②现有一只褐色雄鼠，与一只基因型为aa 性状，但若是发生了隐性突变，相关基因在后代中 也只能决定隐性性状 的褐色雌鼠杂交，F表型为 。F雌、 124重难点手册高中生物学必修2遗传与进化R 结果A、B、C、D可知，DNA分子的复制方式为半保 基因的稳定性相当，C正确。依题意知，从发热病 留复制，结果C和D都是放在4N培养基中培养， 人痰液中分离到的核酸分子经X处理后得到的3 即DNA分子复制所需的原料含4N,因此在C和 链含U,说明该链是RNA链，发热病人可能感染了 D的DNA中，含14N的DNA分子所占比例均为1 RNA病毒，则B链可能是该RNA病毒的核酸， (即100%)，D正确。] RNA病毒的基因是有遗传效应的RNA片段， [跟踪练2]A[人成熟的红细胞不会分裂，细胞核 RNA含有核糖，D正确。] 也退化消失，不会进行DNA复制，因此观察不到复 第4章基因的表达 制泡的存在，A正确；线粒体、叶绿体中也可以进行 第1节基因指导蛋白质的合成 DNA复制，不一定是在间期，B错误；复制泡的形成 [跟踪练1]ABD[根据半保留复制可知，题图1所 即DNA的复制，需要解旋酶解开双螺旋，也需要 示的DNA经复制后有半数子代DNA含该损伤导 DNA聚合酶将脱氧核苷酸连接成DNA长链，C错 致的突变基因，A正确；由题意可知，题图1所示损 误；DNA复制场主要在细胞核中，也可以在线粒 伤较小，RNA聚合酶经过损伤位点时，腺嘌呤核糖 体、叶绿体中，D错误。] 核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA,因为密码子存 跟踪练3]B[根据题意可知，亲代DNA分子双 在简并性，mRNA掺入腺嘌呤脱氧核苷酸之后，不 链用3H标记，由于DNA分子为半保留复制，因此 同的密码子可能决定相同的氨基酸，B正确：转录时 亲代细胞中染色体经过复制后两条姐妹染色单体 均有标记，如题图a;第一次有丝分裂结束后产生的 mRNA是由5'端到3'端进行合成的，是沿着模板 子细胞中每条染色体上的DNA分子均有一条链被 链的3'端到5'端进行的，C错误；由mRNA的合成 标记，该细胞再经过一次DNA复制，一条染色体上 方向可知，题图2中上侧为模板链，m是3'端，n是 的两条染色单体只有一条有标记，如题图b,因此第 5'端，切除后DNA聚合酶会以下侧链为模板，根据 二次有丝分裂中期，一个细胞中有12条染色体，每 DNA聚合酶合成子链方向可知，修复是从n向m 条染色体都有一条染色单体被标记，即12个b。故 进行的，D正确。] B正确。] [跟踪练2]B[根据题图可知，D基因编码152个 第4节基因通常是有遗传效应的DNA片段 氨基酸，但D基因上包含终止密码子对应序列，故 [跟踪练1]B[依题意知，核酸分子经X处理后得 应包含459个碱基，A错误；根据题图可知，E基 到两条单链，加热可以使双链解旋成单链，解旋酶 因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列是 也可以使双链解旋成单链，故X处理可能是加热或 5'-GTACGC-3',根据DNA分子两条链反向平行可 使用解旋酶，A正确。I中A:T(或U):G:C= 知，其互补DNA序列是5'GCGTAC3',B正确； 1:2:3:4,由于A与T或U配对，G与C配对， DNA的基本单位是脱氧核糖核酸，噬菌体ΦX174 故I中嘌呤碱基与嘧啶碱基数之比与其互补链互 的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核 为倒数，B错误。若α链和B链均来自细菌，α链含 苷酸，C错误；E基因和D基因的编码区序列存在 T,应来自细菌的DNA;B链含U,应来自细菌的 部分重叠，但重叠序列编码的氨基酸序列不相同， mRNA(3链不是tRNA或rRNA)。又a链和B链 D错误。] 长度相等，且两者I片段中的G与C的含量相等， 第2节基因表达与性状的关系 则两者I片段对应基因长度相等且所含G与C含： [跟踪练1]C[引入缺陷基因cs-6,只是干扰了 量相等，故两者I片段对应基因含氢键数量相等， 父系线粒体的清除过程，并未改变线粒体DNA自 214