第4章 第2节 基因表达与性状的关系(教用Word)-【优学精讲】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化（人教版 多选版）

本讲义聚焦“基因表达与性状的关系”核心知识点，系统梳理基因通过控制酶的合成（间接控制）或蛋白质结构（直接控制）影响性状的途径，阐明细胞分化的实质是基因选择性表达，进而拓展至表观遗传现象（基因碱基序列不变但表达可遗传变化），构建从分子机制到生命现象的完整知识链。 该资料通过“微思考”（如对比衰老与白化病白发差异）、“探究活动”（如分析基因对性状控制图解）等环节，培养科学思维与探究实践能力。结合教材改编题和实例分析（如囊性纤维化、水毛茛叶形差异），强化生命观念，课中助力教师引导学生深度理解，课后通过概念梳理和分层练习帮助学生查漏补缺，提升知识应用能力。

第2节　基因表达与性状的关系 学习目标 1.举例说明基因通过控制酶的合成或蛋白质的结构控制生物体性状。 2.说明细胞分化是基因选择性表达的结果。 3.概述生物体的表观遗传现象。 知识点一　基因表达产物与性状的关系 1.基因对生物性状的间接控制 （1）实质：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）实例 2.基因对生物性状的直接控制 （1）实质：基因通过控制　蛋白质的结构　直接控制生物体的性状。 （2）实例 【微思考】　人体衰老时头发变白与白化病患者头发变白有什么区别？ 提示：二者的原理不同。人体衰老时头发变白，是因为控制黑色素形成的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少。而白化病患者头发变白是由于控制黑色素合成的酪氨酸酶基因异常，使酪氨酸酶根本无法合成，导致该类患者不能合成黑色素，从而表现出白化症状。 （1）基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。（　√　） （2）基因都是通过控制酶的合成来控制性状的。（　×　） 提示：基因对性状的控制有直接控制途径和间接控制途径。 （3）豌豆的皱粒和圆粒这对相对性状的形成说明基因可以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。（　√　） 探究｜分析基因对性状的控制途径 如图为人体内基因对性状的控制过程，请据图回答下列相关问题。 （1）图中进行①②过程的场所分别是　　　　　　、　　　　　　。 （2）镰状细胞贫血的直接致病原因是　　　　　　　　　　 　的改变。 （3）人体衰老引起白发的直接原因是图中的　　　　　　　　　。 （4）上图体现了基因对性状控制的方式是什么？ 提示：（1）细胞核　核糖体　（2）血红蛋白分子结构　（3）酪氨酸酶活性降低　（4）基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状；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。 1.生物体的性状受DNA或RNA的控制，但主要通过蛋白质来体现。 2.基因对性状的间接控制和直接控制都是通过蛋白质来起作用的，与前者相关的蛋白质一般是酶，与后者相关的蛋白质是生物体的结构物质。 3.体现某性状的物质并不一定是蛋白质，如黑色素、淀粉等，此类性状往往是通过基因控制性状的间接途径实现的，即基因酶的合成产生该非蛋白质类物质的代谢过程性状。 1.（教材P71“正文”改编）现代科学对皱粒性状豌豆的形成给出了一个完整的回答：皱粒豌豆中的DNA插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，导致淀粉分支酶不能合成，而淀粉分支酶的缺乏又导致细胞内淀粉含量降低，游离蔗糖的含量升高。根据以上信息，下列说法不正确的是（　　） A.圆粒豌豆具有淀粉分支酶 B.基因通过控制酶的合成来间接控制生物体的性状 C.淀粉分支酶具有分解淀粉的作用 D.淀粉是亲水性很强的大分子有机物 解析：C　淀粉分支酶具有合成淀粉的作用，C错误；淀粉是亲水性很强的大分子有机物，圆粒豌豆中淀粉含量多，亲水性强而饱满，D正确。 2.题图为人体内基因对性状的控制过程，据图分析，下列相关叙述错误的是（　　） A.基因1和基因2可出现在人体内的同一个细胞中 B.图中过程①需要RNA聚合酶的催化，过程②不需要tRNA的协助 C.过程④⑤的结果存在差异的直接原因是血红蛋白结构的不同 D.过程①②③表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 解析：B　人体细胞由同一个受精卵增殖、分化而来，基因1和基因2可出现在同一细胞中，A正确；图中过程①为转录，需要RNA聚合酶的催化，过程②为翻译，需要tRNA的协助，B错误。 知识点二　基因的选择性表达与细胞分化 1.生物体多种性状的形成，都是以　细胞分化　为基础的。同一生物体中不同类型的细胞，　基因　都是相同的，而形态、结构和功能却各不相同。 2.细胞分化的实质：　基因的选择性表达　。 3.表达的基因的类型 4.基因选择性表达的原因：与基因表达的　调控　有关。 （1）细胞分化形成的细胞一般会保持分化后的状态，不可逆转。（　√　） （2）在一个细胞中，所有的基因都一定表达。（　×　） 提示：细胞分化的实质是基因的选择性表达，因此在细胞中有的基因不表达。 （3）同一个体的不同组织细胞的形态、功能不同是基因选择性表达的结果。（　√　） （4）不同生物的细胞的形态、结构不同是基因不同造成的。（　√　） 探究｜剖析细胞分化的实质 如图是同一人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态。 （1）这三种细胞的基因组成是否相同？它们合成的mRNA、蛋白质种类是否相同？ 提示：这三种细胞都属于同一人的体细胞，是经过有丝分裂而来的，因此基因组成相同；但合成的mRNA、蛋白质种类不完全相同。 （2）在所有细胞中均表达的基因称为管家基因，在特定的细胞中表达的基因称为奢侈基因。a、b、c、d中属于管家基因的是　a　，属于奢侈基因的是　b、c、d　。 （3）若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子，则其杂交带状况如何？若将探针改为检测胰岛素基因的mRNA，则其杂交带状况如何？ 提示：A、B、C三类细胞中均含胰岛素基因，但该基因只有在A细胞中才能转录产生mRNA。故用胰岛素基因作探针，三类细胞均可形成杂交带；但改为检测胰岛素基因的mRNA，则只有A细胞能产生杂交带。 细胞分化剖析 1.（2024·广东珠海高一检测）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B细胞中（　　） A.只有胰岛素基因 B.比人受精卵基因要少 C.有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因 D.既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因 解析：D　胰岛B细胞含有该个体全部的基因，A错误；胰岛B细胞是由受精卵经有丝分裂和细胞分化而来的，所含的基因与受精卵相同，B错误；胰岛B细胞除了含有胰岛素基因，还含有血红蛋白基因和其他基因，C错误，D正确。 2.下图表示不同细胞中各基因的表达情况，下列相关叙述错误的是（　　） A.细胞分化过程中，细胞内的A、B、C、D、E等基因所携带的遗传信息保持不变 B.D基因指导合成的蛋白质可能是维持细胞基本生命活动所必需的 C.神经细胞和唾液腺细胞中各种细胞器的数量可能出现差异 D.用动物胚胎干细胞可培育出上述几种细胞，该过程体现了细胞的全能性 解析：D　细胞分化的实质是基因的选择性表达，因此细胞分化过程中，细胞内的A、B、C、D、E等基因所携带的遗传信息保持不变，A正确；D基因指导合成的蛋白质在三种细胞都有，可能是维持细胞基本生命活动所必需的，B正确；从细胞结构水平分析，细胞分化是由于细胞器的数目、形态、结构、功能及细胞质基质成分和功能改变的结果，C正确；细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，因此用动物胚胎干细胞可培育出上述几种细胞，并未得到各种细胞，该过程未体现细胞的全能性，D错误。 知识点三　表观遗传及基因与性状的对应关系 1.表观遗传 2.基因与性状间的对应关系 （2）生物体的性状还受　环境条件　的影响。 （3）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，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。 （教材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。 提示：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，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。 　（1）表观遗传现象由于基因的碱基序列没有发生改变，因此生物体的性状也不会发生改变。（　×　） 提示：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。 （2）吸烟会导致精子中DNA的甲基化水平升高，从而影响基因的表达。（　√　） （3）表观遗传现象比较少见，不能普遍存在于生物体的整个生命活动过程中。（　×　） 提示：表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。 （4）生物体的一个性状有时受一个或多个基因的影响。（　√　） 探究｜分析表现遗传的机理与特点 结合教材P73“思考·讨论”提供的资料，讨论并解决下列问题。 （1）资料1中，柳穿鱼植株A和植株B体内的Lcyc基因的碱基序列是否相同？为什么植株A、B花的形态结构出现差异？ 提示：柳穿鱼植株A和植株B体内的Lcyc基因的碱基序列是相同的。植株A和植株B花的形态结构出现差异的原因是植株B体内的Lcyc基因被高度甲基化了，从而不能表达。 （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？ 提示：F1植株同时含有来自植株A和植株B的Lcyc基因。植株A的Lcyc基因能够表达，表现为显性；植株B的Lcyc基因由于部分碱基甲基化，基因表达受到抑制，表现为隐性。因此，同时含有这两个基因的F1的花与植株A相似。F1自交后，F2出现类似性状分离的现象，因此，少部分植株的花与植株B相似。 （3）资料2中，F1小鼠的基因型是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？ 提示：因为小鼠的Avy基因的前端有一段特殊的碱基序列，该碱基序列具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点，当该序列发生甲基化后，Avy基因的表达受抑制，并且甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越明显，小鼠体毛的颜色就越深。 1.表观遗传类型的比较 类型 图示 影响基因表达的原理及过程 DNA 甲基化 DNA甲基化，转录就会被抑制，去甲基化基因就开启转录 转录 过程 续表 类型 图示 影响基因表达的原理及过程 组蛋白甲基化 组蛋白甲基化会促进组蛋白与DNA结合，使染色体螺旋化程度提高，从而抑制基因表达；组蛋白去甲基化时，染色体螺旋化程度降低，有利于基因的表达 转录过程 组蛋白乙酰化 组蛋白乙酰化会促进基因的表达；去乙酰化则会抑制基因的表达 转录 过程 2.表观遗传的类型和特点 1.（2024·福建福州期末）DNA甲基化是最早发现的修饰途径之一，它主要发生在DNA分子中的胞嘧啶上。DNA甲基化可调控基因的活性，即DNA甲基化会抑制基因表达，非甲基化使基因正常表达。据此分析，下列有关叙述正确的是（　　） A.DNA甲基化不改变DNA分子中的碱基排列顺序，不可遗传给后代 B.骨骼肌细胞中，呼吸酶基因处于非甲基化状态 C.DNA分子结构稳定性越差，越易发生DNA甲基化 D.基因高度甲基化后其表达被抑制的原因可能是DNA聚合酶不能与该基因结合 解析：B　甲基化的基因其碱基序列不会发生改变，但基因的表达却发生了可遗传的改变，可遗传给后代，A错误；骨骼肌细胞需要大量的能量，细胞呼吸强度大，呼吸酶基因正常表达，处于非甲基化状态，B正确；DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶的作用下，在基因组CpG二核苷酸的胞嘧啶5'碳位共价键结合一个甲基基团，即DNA分子CG含量越高，越易发生DNA甲基化，C错误；甲基化的基因不能与RNA聚合酶相结合，故无法转录形成mRNA，也就无法进行翻译，最终无法合成相应的蛋白质，从而抑制了基因的表达，D错误。 2.（2024·贵州铜仁期末）DNA甲基化修饰的方式有2种：①启动子的甲基化，使启动子与基因阻遏蛋白结合；②DNA序列在甲基化酶的作用下促进胞嘧啶脱氨，再甲基化变成胸腺嘧啶。除了DNA甲基化外，构成染色体的组蛋白还可以发生乙酰化等修饰影响基因的表达。下列叙述错误的是（　　） A.方式②中甲基化酶的作用可降低DNA分子的热稳定性 B.方式①进行的基因甲基化修饰可能抑制基因的转录 C.吸烟可能使人体细胞内DNA的甲基化水平升高 D.以上DNA甲基化的两种类型都属于表观遗传 解析：D　DNA序列在甲基化酶的作用下促进胞嘧啶脱氨，再甲基化变成胸腺嘧啶，G和C之间有三个氢键，A和T之间有两个氢键，方式②中甲基化酶的作用是减少G和C的数量，增加A和T数量，氢键数量减少，DNA热稳定性降低，A正确；方式①启动子的甲基化，使启动子与基因阻遏蛋白结合，从而抑制基因的转录，B正确；不良的生活习惯（例如吸烟）可能使人体细胞内DNA的甲基化水平升高，C正确；DNA甲基化的方式②改变了基因中的碱基序列，不属于表观遗传，D错误。 1.（教材P71“问题探讨”改编）如图是同一株水毛茛，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。引起叶形差异的主要原因是（　　） A.基因型不同 B.环境因素不同 C.发生表观遗传 D.未发生基因的选择性表达 解析：B　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，由于两种叶来自同一个受精卵，所以两种叶片细胞中的基因型是相同的，但是由于环境因素不同，所以两种叶片表现出两种不同的形态，B正确，A、C、D错误。 2.（2024·山东临沂期末）下面关于基因、蛋白质和性状三者关系叙述错误的是（　　） A.基因控制生物体的全部性状 B.基因通过控制蛋白质的合成控制性状 C.基因与性状之间不都是一一对应的关系 D.中心法则总结了遗传信息的传递规律 解析：A　生物的性状不仅受基因控制，同时也受环境的影响，即生物体的有些性状不受基因控制，A错误；基因通过控制蛋白质的合成，进而直接或间接控制性状，B正确；基因与性状之间并不都是一一对应的关系，可能一种基因会影响多种性状，也可能一种性状受多对基因控制，C正确；中心法则是指遗传信息从DNA流向DNA，也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译，遗传信息也可以从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA，该法则总结了遗传信息在细胞内的传递规律，D正确。 3.（2024·四川绵阳期中）有人把能够在所有细胞中表达、维持细胞基本生命活动所必需的基因称为“管家基因”，而把只在特定细胞中表达的基因称为“奢侈基因”。下列相关说法错误的是（　　） A.可以认为细胞分化是奢侈基因选择性表达的结果 B.ATP水解酶、呼吸酶都是管家基因的表达产物 C.人的胰岛素基因和血红蛋白基因都属于奢侈基因 D.细胞分化的过程中奢侈基因的遗传信息发生改变 解析：D　只在特定细胞中表达的基因称为“奢侈基因”，细胞分化是奢侈基因选择性表达的结果，A正确；在所有细胞中表达、维持细胞基本生命活动所必需的基因称为“管家基因”，ATP水解酶、呼吸酶都是管家基因的表达产物，B正确；人的胰岛素基因和血红蛋白基因只在特定细胞中表达，都属于奢侈基因，C正确；细胞分化过程中奢侈基因的遗传信息并不发生改变，D错误。 4.（教材P75“思维训练”改编）遗传学家做过这样的实验：果蝇幼虫正常的培养温度是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。分析以上实验内容，下列说法错误的是（　　） A.将刚孵化的残翅果蝇幼虫放在25 ℃的环境中培养，成虫仍将是残翅 B.上述果蝇翅型变化的现象属于表观遗传 C.这种实验现象可能是温度影响了酶的活性造成的 D.果蝇的翅型是基因和环境共同作用的结果 解析：B　残翅性状由基因决定，但也受环境温度影响，故说明基因控制生物体的性状，而性状的形成受环境的影响，该现象不属于表观遗传，B错误。 5.（2024·黑龙江牡丹江期末）细胞中有两种DNA甲基化酶，从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其上一个胞嘧啶结合甲基基团，出现半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点，使其全甲基化，相关过程如图所示。下列叙述正确的是（　　） A.两种甲基化酶使DNA发生不同程度的甲基化，这种变化不能遗传给后代 B.基因的部分碱基序列发生了甲基化，其控制的性状可能发生改变 C.甲基化程度不同会影响DNA的复制和转录 D.不同甲基化酶的作用下，基因的碱基序列改变程度不同 解析：B　DNA甲基化属于表观遗传，能遗传给后代，A错误；基因的部分碱基序列发生了甲基化，影响了基因的表达，因此控制的性状可能会发生改变，B正确；DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶的作用下，将甲基基团添加到DNA分子中的特定碱基上（通常是胞嘧啶）。在DNA复制过程中，甲基化程度一般不会直接影响DNA复制的进行。然而，甲基化程度会显著影响基因的转录，C错误；DNA甲基化不会导致碱基序列发生改变，D错误。 一、概念梳理必记 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.细胞分化的本质是基因的选择性表达。 3.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。 4.除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。 5.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，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。 二、长句表达必明 研究表明，吸烟会影响后代的遗传性状，结合表观遗传的知识，分析其原因是吸烟会使人的体细胞内DNA甲基化水平提高，对染色体上的组蛋白也会产生影响。 知识点一　基因表达产物与性状的关系 1.豌豆种子有圆粒和皱粒两种，如图为圆粒种子形成机制的示意图，下列相关说法不正确的是（　　） A.图中显示了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 B.当编码淀粉分支酶的基因被打乱时，细胞内淀粉的含量会上升 C.皱粒种子中蔗糖含量相对更高，味道更甜美 D.图中①②过程中碱基互补配对的方式有差异 解析：B　当编码淀粉分支酶的基因被打乱时，会导致淀粉分支酶异常，其活性大大降低，从而使细胞内淀粉的含量下降，B错误；皱粒种子中淀粉含量相对较低，而蔗糖含量相对较高，种子的甜度增加，C正确；图中①②过程分别为转录和翻译，都会发生碱基互补配对，其中转录过程中有T和A配对，而翻译过程中没有，D正确。 2.（2024·漯河高中期中）正常人体细胞中含有酪氨酸酶基因，若某人的酪氨酸酶基因异常，则其会表现出白化症状。下列有关分析正确的是（　　） A.酪氨酸酶基因表达的场所只有细胞核 B.酪氨酸酶基因在人体所有细胞内都能表达 C.老年人头发变白也与酪氨酸酶基因异常有关 D.囊性纤维化与白化症状的出现说明基因控制生物体性状的途径不同 解析：D　基因表达一般包括转录和翻译两个过程，真核细胞进行转录和翻译的场所分别是细胞核（主要）和核糖体（细胞质），A错误；正常人体的所有细胞中都含有酪氨酸酶基因，但酪氨酸酶基因只在皮肤、毛发等处的细胞内表达，B错误；老年人头发变白与毛囊中的黑色素细胞衰老以及细胞中的酪氨酸酶活性降低有关，C错误；囊性纤维化是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，白化症状是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，D正确。 3.（2024·陕西咸阳期中）着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病，起因为DNA损伤。深入研究后发现患者体内缺乏DNA修复酶，DNA损伤后不能修复而引起突变。这说明一些基因（　　） A.是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 B.是通过控制蛋白质分子的结构，从而直接控制生物体的性状 C.是通过控制酶的合成，从而直接控制生物体的性状 D.可以直接控制生物的性状，发生改变后生物体的性状随之改变 解析：A　着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病，起因为DNA损伤，患者体内缺乏DNA修复酶，DNA损伤后不能修补从而引起突变。这说明一些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，A正确。 知识点二　基因的选择性表达与细胞分化 4.同一个体的胰岛A细胞能分泌胰高血糖素，胰岛B细胞能分泌胰岛素。下列有关这两种细胞的叙述，正确的是（　　） A.所含的DNA和mRNA相同，合成的蛋白质不完全相同 B.所含的DNA相同，合成的mRNA和蛋白质不完全相同 C.所含的DNA、mRNA和蛋白质完全相同 D.所含的DNA、mRNA和蛋白质均不完全相同 解析：B　同一个体的胰岛A细胞和胰岛B细胞都含有该个体的全套遗传物质（DNA），在细胞分化过程中，由于基因的选择性表达，两种细胞所含的mRNA不完全相同，指导合成的蛋白质也不完全相同，B正确。 5.（2024·广东汕头期中）如表是人体内的红细胞（未成熟）、胰岛B细胞、浆细胞内所含有的核基因及这些基因表达的情况（“＋”表示该基因能表达，“－”表示该基因未表达）。下列有关说法正确的是（　　） 细胞 血红蛋白基因 胰岛素基因 抗体基因 有氧呼吸酶基因 红细胞 ＋ － － ＋ 胰岛B细胞 － ① － ＋ 浆细胞 － － ② ③ A.①②③均表示“＋” B.此表说明细胞分化导致基因的选择性表达 C.三种细胞中mRNA和蛋白质种类完全不同 D.三种细胞的形态、结构和生理功能不完全相同的根本原因是核基因种类不完全相同 解析：A　胰岛B细胞能合成并分泌胰岛素，胰岛素基因能表达；浆细胞能合成、分泌抗体，抗体基因能表达；三种细胞都进行有氧呼吸，有氧呼吸酶基因都能表达，A正确。题表说明细胞分化是基因选择性表达的结果，B错误。三种细胞中有氧呼吸酶基因都能表达，因此，三种细胞中mRNA和蛋白质种类不完全相同，C错误。三种细胞是同一个体中的体细胞，核基因种类相同，只是表达的基因不完全相同，导致这三种细胞的形态、结构和生理功能不完全相同，D错误。 知识点三　表观遗传及基因与性状的对应关系 6.（2024·河南天一大联考）下列有关基因表达或表观遗传的叙述，错误的是（　　） A.柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达 B.基因组成相同的同卵双胞胎出现某种性状差异，不一定是表观遗传 C.表观遗传由于碱基序列不变，不能将性状遗传给下一代 D.构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰会影响基因的表达 解析：C　表观遗传的碱基序列虽然不发生改变，但表观遗传导致的性状改变可以遗传给下一代，C错误。 7.（2024·广西柳州检测）下列哪项不属于表观遗传的特点（　　） A.对表型的影响可遗传给后代 B.DNA分子碱基序列中可能连接多个甲基基团 C.甲基化导致DNA碱基序列发生改变 D.可由组蛋白的某些修饰导致 解析：C　表观遗传对表型的影响可以遗传给后代，使后代出现同样的表型，A不符合题意；一段碱基序列中可能存在多个可发生DNA甲基化修饰的位点，所以DNA分子碱基序列中可能连接多个甲基基团，B不符合题意；甲基化不会导致DNA碱基序列发生改变，但会抑制相关基因表达，进而对表型产生影响，C符合题意；除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达，D不符合题意。 8.（2024·河北承德期末）表观遗传现象普遍存在于生物的生长、发育和衰老的整个生命活动中。受体酪氨酸激酶（RTK）是许多信号分子的细胞表面受体，RTK基因甲基化会使黑鸭的羽色改变。下列相关叙述正确的是（　　） A.只要DNA发生了甲基化就会导致生物体性状改变 B.RTK基因甲基化会导致其碱基序列发生改变 C.RTK基因的甲基化会影响其转录过程和复制过程 D.环境条件可能通过影响基因甲基化来影响黑鸭羽色 解析：D　发生DNA甲基化不一定会导致生物体的性状改变，如发生在非遗传序列的DNA片段上，A错误；RTK基因甲基化不会导致其碱基序列发生改变，B错误；RTK基因的甲基化，可能会影响转录的过程，不会影响复制的过程，C错误；基因甲基化可能会抑制基因的表达，进而对表型产生影响，因此环境条件可能通过影响基因甲基化影响羽色，D正确。 9.下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是（　　） A.人的身高由多个基因决定，其中每个基因对身高都有一定的作用 B.两株玉米植株的株高不同，二者的基因型也不同 C.同一株水毛茛气生叶与水生叶中所含基因相同 D.表观遗传现象普遍存在，可能会改变生物体的性状 解析：B　基因决定生物体的性状，人的身高这一性状由多个基因决定，其中每个基因对身高都有一定的作用，A正确；两株玉米植株的株高不同，二者的基因型可能相同，株高的差异不仅受基因控制，同时受环境影响，B错误；同一株水毛茛，所有细胞都是受精卵经过有丝分裂而来，气生叶与水生叶中所含基因相同，C正确；表观遗传现象普遍存在，表观遗传现象不改变生物体的遗传物质，但影响基因的表达，从而可能会改变生物体的性状，D正确。 10.牵牛花的颜色主要由花青素决定，花青素的合成与颜色变化途径如图所示。我国科学家研究发现，水稻Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与开花的调控，而且对水稻的生长、发育和产量都有重要作用；春化作用（低温处理）可导致某些基因DNA甲基化水平降低，这是萝卜开花的前提，但5-AzaC可使萝卜不经春化作用就正常开花。下列相关说法正确的是（　　） A.根据题意分析，基因与性状并不是一一对应的关系 B.由图不能看出牵牛花的颜色受基因和环境因素共同影响 C.表观遗传为基因表达和表型发生不可遗传变化的现象 D.5-AzaC的作用机理是导致某些基因DNA甲基化 解析：A　根据题意分析，基因与性状并不是简单的一一对应的关系，A正确；据图分析，花青素的合成受到基因的调控，同时花青素的颜色受H＋浓度的影响，可见牵牛花的颜色受基因和环境因素共同影响，B错误；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，C错误；有些植物在生长期需要经历一段时期的低温之后才能开花，这种经历低温诱导促使植物开花的作用，称为春化作用，据题干信息“春化作用（低温处理）可导致某些基因DNA甲基化水平降低，这是萝卜开花的前提，但5-AzaC可使萝卜不经春化作用就正常开花”，可推知5-AzaC的作用机理是导致某些基因DNA去甲基化（或降低某些基因DNA甲基化水平），D错误。 11.〔多选〕（2024·江西宜春期末）如图表示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。下列叙述不正确的是（　　） A.酶E的作用是催化DNA复制 B.环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素 C.甲基是DNA半保留复制的原料之一 D.DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型 解析：ACD　由图可知，酶E的作用是催化DNA甲基化，A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，B正确；DNA半保留复制的原料为四种脱氧核糖核苷酸，没有甲基，C错误；DNA甲基化不改变碱基序列，但会影响生物个体表型，D错误。 12.〔多选〕血橙被誉为“橙中贵族”，因其果肉富含花色苷，颜色像血一样鲜红而得名。当遇极寒天气时，为避免血橙冻伤通常提前采摘，此时果肉花色苷含量极少而“血量”不足。血橙中花色苷合成和调节途径如图所示，其中T序列和G序列是Ruby基因上启动基因顺利表达的两个重要序列。下列分析合理的是（　　） A.血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控代谢过程而实现的 B.T序列的甲基化不可以遗传给后代，是因为该修饰使基因的碱基序列发生改变 C.低温会促进T序列的去甲基化，进而影响Ruby基因的表达 D.若提前采摘，可将果实置于低温环境使T序列甲基化来激活Ruby基因表达 解析：AC　据图所示，T序列和G序列激活Ruby基因，促进合成关键酶，调控花色苷前体转变为花色苷，说明血橙果肉“血量”多少是通过基因控制酶的合成来调控代谢过程而实现的，A正确；T序列的甲基化不改变基因的碱基序列且可遗传，B错误；图中低温会促进T序列的去甲基化，进而影响Ruby基因的表达，C正确；据图分析，低温胁迫使T序列去甲基化来激活Ruby基因表达，进而促进花色苷的形成，因此若提前采摘，可将果实置于低温环境使T序列去甲基化来激活Ruby基因表达，D错误。 13.（2024·广东茂名检测）囊性纤维化是一种遗传病，由一对等位基因控制，其致病机理如图所示。请回答下列有关问题： （1）据图分析，①过程需要RNA聚合酶参与催化反应，②过程发生的场所是核糖体（或细胞质）。 （2）异常CFTR蛋白在第508位缺失一个氨基酸（苯丙氨酸）的原因是正常CFTR基因缺失了3个碱基对，成为异常CFTR基因，缺失氨基酸后，CFTR蛋白的空间结构改变（填“改变”或“不变”）。 （3）囊性纤维化的实例表明，基因表达产物与性状的关系是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 （4）一对表型正常的夫妇生育了一个患囊性纤维化的女儿，推测CFTR基因位于常染色体（填“常染色体”或“性染色体”）上。该夫妇第二胎生下一对表型均正常的“龙凤胎”，则这对“龙凤胎”均为携带者的概率为4/9。 解析：（1）据图分析可知，①过程表示转录，需要RNA聚合酶参与催化反应，②过程表示翻译，发生的场所是核糖体（或细胞质）。（2）据图分析可知，异常CFTR蛋白在第508位缺失一个氨基酸，推测异常CFTR基因比正常CFTR基因缺失了3个碱基对，异常CFTR蛋白的氨基酸数目减少，其空间结构和功能发生改变。（4）一对表型正常的夫妇生育了一个患囊性纤维化的女儿，根据无中生有为隐性，女病男正非伴性，可推测CFTR基因位于常染色体上，假设该病的相关基因用A/a表示，则该夫妇的基因型为Aa、Aa，该夫妇第二胎生下一对表型均正常的“龙凤胎”，则这对“龙凤胎”均为携带者（Aa）的概率为2/3×2/3＝4/9。 14.（2025·湖南长沙检测）组蛋白是染色体的重要组成部分，是与核DNA紧密结合的蛋白质。乙酰化标记是组蛋白修饰的常见方式，也是DNA转录调控的重要因素，组蛋白修饰是表观遗传的重要机制。在染色质中，DNA高度缠绕压缩在组蛋白上，这一密致结构的基本单元称作核小体。核小体是含有八个组蛋白的聚合体，其上缠着略不足两圈的DNA分子。染色体DNA上基因A和基因B是两个相邻的基因。根据所学知识回答下列问题： （1）细胞分化受阻可能是由于组蛋白发生了去乙酰化。请根据表观遗传的概念来解释“组蛋白修饰是表观遗传的重要机制”这一结论组蛋白修饰后，基因的碱基序列未发生改变，但影响特定基因的表达，进而导致性状的改变，说明基因表达和表型发生了可遗传变化。 （2）过程c中RNA聚合酶的作用是催化DNA双链解旋，催化核糖核苷酸聚合形成RNA。 （3）染色体DNA上基因A和基因B能（填“能”或“不能”）同时进行转录或复制，基因B不能（填“能”或“不能”）同时进行转录和复制。基因A的启动子发生甲基化对该基因的表达和DNA复制的影响分别是会影响基因A的表达，但不影响基因A的复制。 （4）染色质螺旋化为染色体时，核小体之间会进一步压缩，核小体排列紧密有利于维持染色体结构的相对稳定。脱氧核糖核酸酶只能作用于核小体之间的DNA片段，结合题干信息，推测组蛋白的作用可能是防止DNA被脱氧核糖核酸酶水解。 （5）重叠基因在病毒DNA、原核生物DNA、线粒体DNA中较为普遍，是指两个或两个以上的基因共用一段DNA序列，如大基因内包含小基因、前后两个基因首尾重叠。根据信息推断其意义是可使有限的DNA序列包含更多的遗传信息。 解析：（1）细胞分化是基因选择性表达的结果，组蛋白乙酰化使染色质结构松散，有利于基因的表达，若细胞分化受阻，则可能是组蛋白发生了去乙酰化；表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表型却发生了改变，组蛋白修饰后，基因的碱基序列未发生改变，但影响特定基因的表达，进而导致性状的改变，说明基因表达和表型发生了可遗传变化，故组蛋白修饰是表观遗传的重要机制。（2）过程c为转录，转录过程需要RNA聚合酶，RNA聚合酶可催化DNA双链解旋，催化核糖核苷酸聚合形成RNA。（3）基因A和基因B是两个相邻的基因，在细胞核中，二者可以同时进行复制或转录，而一个基因不能同时进行转录和复制；启动子位于基因的上游，是与RNA聚合酶结合的DNA区域，基因的启动子发生甲基化会影响基因的转录，进而影响翻译，但不影响基因的复制。（4）核小体实现了DNA长度的压缩，进而有利于DNA的储存；在细胞分裂期，核小体之间会进一步压缩，使染色质螺旋变粗变短形成染色体，核小体排列紧密有利于维持染色体结构的相对稳定；DNA缠绕在组蛋白八聚体上，脱氧核糖核酸酶只能作用于核小体之间的DNA片段，推测组蛋白的作用可能是防止DNA被脱氧核糖核酸酶水解，对染色体的结构起支持作用。（5）基因重叠是指两个或两个以上的基因共用一段DNA序列，因此，基因重叠可使有限的DNA序列包含更多的遗传信息。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $