2027年高考生物人教版第一轮复习讲义 第28讲　基因表达与性状的关系

该高中生物学讲义围绕基因表达与性状关系高考核心考点，系统梳理基因直接/间接控制性状、细胞分化与选择性表达、表观遗传（甲基化/组蛋白修饰）等内容，通过考点分析、方法指导、真题讲解等环节，帮助学生构建知识网络，突破重点难点，体现复习的系统性和针对性。 讲义创新采用“原理+实例+真题”教学模式，如结合皱粒豌豆形成机制培养科学思维，通过蜜蜂幼虫发育与DNA甲基化案例强化生命观念，设置对点强化与综合提升分层练习，配合限时训练提升效率，助力学生掌握命题规律，为教师把控复习节奏提供实用指导。

第28讲　基因表达与性状的关系 考点一　基因表达产物与性状的关系 1.掌握基因表达产物与性状的关系 (1)镰状细胞贫血、囊性纤维化分析 (2)皱粒豌豆的形成机制、白化病分析 基因控制性状的两种方式 (1)直接控制途径 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 (2)间接控制途径 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.分析基因的选择性表达与细胞分化 下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态，请据图分析回答下列问题： (1)上述基因属于管家基因的是a，属于奢侈基因的是b、c、d。 (2)这三种细胞“血红蛋白基因”均不能表达，所以这三种细胞不包括红细胞；A细胞可产生“胰岛素”，应为胰岛B细胞；B细胞可产生“生长激素”，应为垂体细胞。 (3)细胞分化是奢侈基因选择性表达的结果。 基因的类型与细胞分化 　　　 考向1　围绕基因表达产物与性状的关系分析，考查科学思维 1.(2025·江西南昌期末)皱粒种子形成的原因是淀粉分支酶基因中插入了一段DNA序列，导致淀粉分支酶出现异常，细胞中淀粉含量下降，豌豆种子皱缩，但是蔗糖含量较高。下列关于基因表达与性状关系的叙述，正确的是(　　) A.皱粒种子的形成说明基因通过控制酶的活性间接控制生物体的性状 B.淀粉分支酶基因对皱粒种子的影响体现在一个基因不是只影响一种性状 C.基因还可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，如白化病 D.基因与性状的关系是一一对应的，环境的变化也会导致生物体的性状发生改变 答案　B 解析　淀粉分支酶基因通过控制淀粉分支酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物体的性状，A错误；淀粉分支酶基因中插入了一段DNA序列导致淀粉分支酶出现异常，蔗糖转化为淀粉的过程受到影响，进而导致细胞中淀粉含量下降，蔗糖含量增多，豌豆种子皱缩，说明一个基因不是只影响一种性状，B正确；基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，但白化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例子，C错误；基因与性状不一定是一一对应的关系，一种性状可能会由多个基因控制，一个基因也可能会控制多个性状，环境的变化也会导致生物体的性状发生改变，D错误。 2.(2025·福建泉州期末)下列有关基因和性状的叙述，正确的是(　　) A.S型肺炎链球菌的有毒性状受核基因表达产物的直接控制 B.基因可通过其转录产物控制代谢过程，进而控制生物的性状 C.老年人白发是相关基因不能控制酪氨酸酶合成，导致黑色素不能正常合成引起的 D.环境相同的情况下，基因型相同的个体间不会发生可遗传的表型差异 答案　B 解析　S型肺炎链球菌的有毒性状是受多糖类荚膜控制的，它不是基因表达的直接产物，A错误；基因可通过其表达产物酶控制代谢过程，进而控制生物体的性状，有些酶的化学本质是RNA，属于转录的产物，B正确；老年人白发是体内酪氨酸酶的活性降低，使黑色素合成减少导致的，C错误；环境相同的情况下，基因型相同的个体可能因为DNA甲基化、染色体的组蛋白发生甲基化或乙酰化等修饰，进而使个体间产生可遗传的表型差异，D错误。 考向2　围绕细胞分化与基因的选择性表达，考查生命观念 3.(2025·湖北宜昌一中质检)ACC合成酶是植物体内乙烯合成的限速酶，如表是科学家以番茄ACC合成酶基因为探针，研究番茄果实不同成熟阶段及不同组织中该基因的表达情况。下列相关分析正确的是(　　) 果实成熟的不同阶段 叶片 雌蕊 雄蕊 根 绿果 变红 桃红 橙红 亮红 红透 － ＋ ＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋ － － ＋ － 注：“－”表示该基因不表达，“＋”表示该基因表达，“＋”的数目越多表示表达水平越高。 A.该基因的表达水平在不同的组织和果实成熟的不同阶段差异不明显 B.橙红和亮红的果实细胞中该基因转录产物可能相对较多 C.绿果、雌蕊、叶片和根中无该基因及其转录产物，体现了细胞基因的选择性表达 D.果实中该基因表达水平高于叶片，说明前者的分化程度高于后者 答案　B 解析　根据表中信息可知，在番茄的不同组织以及果实成熟的不同阶段，ACC合成酶基因的表达水平存在明显差异，A错误；橙红和亮红的果实中，ACC合成酶基因表达水平最高，故其细胞中该基因的转录产物可能相对较多，B正确；番茄不同的组织和果实成熟的不同阶段ACC合成酶基因的表达水平不同，体现了不同细胞中基因的选择性表达，而绿果、雌蕊、叶片和根中都含有该基因，C错误；果实中ACC合成酶基因的表达水平高于叶片，说明该基因进行了选择性表达，但不能说明果实的分化程度高于叶片，D错误。 4.(2025·广东汕头调研)味觉系统能帮助人们避免摄入有害物质。苦味、甜味和鲜味可由不同的味觉细胞的G蛋白偶联受体(一大类膜蛋白受体的统称，如图所示)介导。此外，肠绒毛顶部的细胞暴露到肠腔中摄取葡萄糖等甜味营养，同时激活甜味受体，能促进胰岛素的分泌。下列说法正确的是(　　) A.若T1R3蛋白基因缺失，只会影响人体对甜味的感受 B.在人体甜味味觉细胞和肠绒毛细胞中，都存在T1R3、T1R2蛋白基因表达出的mRNA C.在人体所有味觉细胞中，都同时存在编码T1R3、T1R2、T2Rs(35)、T1R1蛋白的基因 D.若T1R2蛋白基因不能表达，不会影响机体胰岛素的分泌 答案　C 解析　据图可知，T1R3蛋白基因在甜味和鲜味的产生过程中都有作用，若T1R3蛋白基因缺失，人体对甜味和鲜味的感受都会受影响，A错误；分析题图可知，T1R3、T1R2蛋白与甜味有关，结合题意可知，由于基因的选择性表达，在人体甜味味觉细胞和肠绒毛顶部的细胞(而非所有肠绒毛细胞)中存在T1R3、T1R2蛋白基因表达出的mRNA，B错误；由同一个受精卵发育而来的细胞，所含基因都相同，故在人体所有味觉细胞中，都同时存在编码T1R3、T1R2、T2Rs(35)、T1R1蛋白的基因，C正确；分析题意可知，肠绒毛顶部的细胞暴露到肠腔中摄取葡萄糖等甜味营养，同时激活甜味受体，能促进胰岛素的分泌，而甜味受体包括T1R2和T1R3，故若T1R2蛋白基因不能表达，则机体胰岛素的分泌会受影响，D错误。 考点二　表观遗传 1.探究表观遗传的原理和特点 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)据上述研究解释蜜蜂幼虫因食物不同而发育不同的原因。 提示　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，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原理是否相同。 提示　DNA的甲基化会导致基因不能表达或表达水平不同，从而引起生物表型的改变，但DNA甲基化不改变碱基序列，因此，DNA甲基化与基因突变的原理不同。 (3)DNA甲基化常发生于DNA的CG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。 提示　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，从而影响相关性状的表达。 (1)表观遗传的分子机制 ①DNA的甲基化。基因中的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而影响表型。 ②构成染色体的组蛋白的乙酰化修饰。真核生物细胞核中的DNA与一些蛋白质结合在一起，带负电荷的DNA“缠绕”在带正电荷的蛋白质(如组蛋白)上，使细长的DNA卷成紧密的结构。组蛋白的正电荷一旦减少，其与DNA的结合就会减弱，这部分的DNA就会“松开”，激活相关基因的转录。 (2)表观遗传的特点 可遗传 基因表达和表型可以遗传给后代 不变性 基因的碱基序列保持不变 可逆性 DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化，即发生甲基化修饰的DNA可以去甲基化 (3)理解表观遗传需注意的5个问题 ①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，其基因遵循孟德尔的遗传规律。 ②表观遗传一般是通过影响基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。 ③表观遗传中表型可能不遵循孟德尔的遗传规律。 ④性状遗传具有不稳定性(被修饰的DNA可能发生去甲基化)。 ⑤与表型模拟的比较 相同点 表观遗传与表型模拟都是由环境改变引起的性状改变，遗传物质都没有改变 不同点 表观遗传是可遗传的，表型模拟引起的性状改变是不可遗传的 2.基因与性状间的关系 (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。 ①一个基因一种性状(多数性状受单基因控制)； ②一个基因多种性状(如基因间相互作用)； ③多个基因一种性状(如身高、体重等)。 (2)生物体的性状也不完全是由基因决定的，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。 考向1　围绕表观遗传现象，考查生命观念 1.(2024·广东卷，10)研究发现，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG蛋白(具有组蛋白修饰功能)的合成，会启动原癌基因zfh1的表达，导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于(　　) A.基因突变 B.染色体变异 C.基因重组 D.表观遗传 答案　D 解析　组蛋白修饰属于表观遗传的范畴，D符合题意。 2.(2024·海南卷，13)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 答案　A 解析　启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位 ，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聚合酶识别和结合的部位，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，故成熟雌鸟中有卵黄蛋白原，C错误；除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化(而非基因乙酰化)等修饰也可产生表观遗传现象，D错误。 3.(2024·浙江1月选考，9)某种蜜蜂的蜂王和工蜂具有相同的基因组。雌性工蜂幼虫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 答案　D 解析　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，推测花蜜、花粉可增强幼虫发育过程中DNA的甲基化，A错误；降低DNA甲基化酶的表达后，喂食花蜜、花粉，雌性工蜂幼虫也会发育成蜂王，由此判断蜂王DNA的甲基化程度低于工蜂，甲基化不利于其发育成蜂王，B错误；喂食蜂王浆才能发育成蜂王，说明蜂王浆可以降低其DNA的甲基化程度，C错误；根据以上分析可判断，DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件，D正确。 4.(2024·黑吉辽卷，9)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 答案　C 解析　由题图可知，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；根据题干信息“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，但会影响生物个体的表型，D错误。 考向2　结合基因与性状的关系，考查科学思维 5.(2025·广东中山调研)水稻分蘖(茎基部发生分枝)受多个基因控制，水稻MADS基因家族能控制侧芽分化和分蘖等过程。重力因素通过影响HSFA2D基因进而影响LAZY1基因的表达，最终调控分蘖的方向。相关说法错误的是(　　) A.水稻分蘖过程受到多个基因的共同调控 B.每个基因可以独立控制生物的某个性状 C.MADS基因家族可以控制水稻分蘖等多个性状 D.LAZY1基因的表达受环境和其他基因影响 答案　B 解析　根据题干信息“水稻分蘖(茎基部发生分枝)受多个基因控制”可知，水稻分蘖过程受到多个基因的共同调控，A正确；基因不都能独立控制生物的性状，且基因与性状之间并不是简单的一一对应的关系，B错误；根据题干信息“水稻MADS基因家族能控制侧芽分化和分蘖等过程”可知，MADS基因家族可以控制水稻分蘖等多个性状，C正确；根据题干信息“重力因素通过影响HSFA2D基因进而影响LAZY1基因的表达，最终调控分蘖的方向”可知，LAZY1基因的表达受环境和其他基因影响，D正确。 1.(2024·贵州卷，16)李花是两性花，若花粉落到同一朵花的柱头上，萌发产生的花粉管在花柱中会停止生长，原因是花柱细胞产生一种核酸酶降解花粉管中的rRNA。下列叙述错误的是(　　) A.这一特性表明李花不能通过有性生殖繁殖后代 B.这一特性表明李花的遗传多样性高，有利于进化 C.rRNA彻底水解的产物是碱基、核糖、磷酸 D.该核酸酶可阻碍花粉管中核糖体的形成 答案　A 解析　李花通过减数分裂产生雌、雄配子，雌、雄配子结合形成受精卵，进而发育成个体，故李花可通过有性生殖繁殖后代，A错误；杂交能增加后代遗传多样性，有利于进化，B正确；rRNA初步水解的产物为4种核糖核苷酸，彻底水解的产物为4种碱基、核糖和磷酸，C正确；该核酸酶能降解花粉管中的rRNA，而rRNA参与核糖体的形成，所以该核酸酶可阻碍花粉管中核糖体的形成，D正确。 2.(2023·河北卷，7)DNA中的胞嘧啶甲基化后可自发脱氨基变成胸腺嘧啶。下列叙述错误的是(　　) A.启动子被甲基化后，可能影响RNA聚合酶与其结合 B.某些甲基化修饰可遗传给后代，使后代出现同样的表型 C.胞嘧啶的甲基化能够提高该位点的突变频率 D.基因模板链中的甲基化胞嘧啶脱氨基后，不影响该基因转录产物的碱基序列 答案　D 解析　启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA。启动子被甲基化后，可能影响RNA聚合酶与其结合，影响基因的转录，A正确；部分碱基发生甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。这种甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型，B正确；由题干“DNA中的胞嘧啶甲基化后可自发脱氨基变成胸腺嘧啶”可知，胞嘧啶的甲基化能够提高该位点的突变频率，C正确；由题干可知，基因模板链中的甲基化胞嘧啶脱氨基后会变成胸腺嘧啶，导致模板链的碱基序列发生改变，进而导致转录出的mRNA的碱基序列发生改变，D错误。 3.(2023·湖北卷，13)快速分裂的癌细胞内会积累较高浓度的乳酸。研究发现，乳酸与锌离子结合可以抑制蛋白甲的活性，甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强，进而加快有丝分裂后期的进程。下列叙述正确的是(　　) A.乳酸可以促进DNA的复制 B.较高浓度乳酸可以抑制细胞的有丝分裂 C.癌细胞通过无氧呼吸在线粒体中产生大量乳酸 D.敲除蛋白甲基因可升高细胞内蛋白乙的SUMO化水平 答案　D 解析　根据题干信息可知，乳酸与锌离子结合可以抑制蛋白甲的活性，甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强，进而加快有丝分裂后期的进程，乳酸不能促进DNA的复制，A错误；乳酸能促进有丝分裂后期的进程，进而促进细胞的有丝分裂，B错误；无氧呼吸发生在细胞质基质，不发生在线粒体中，C错误；根据题干信息，甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强，故敲除蛋白甲基因可升高细胞内蛋白乙的SUMO化水平，D正确。 4.(2023·山东卷，7)某种XY型性别决定的二倍体动物，其控制毛色的等位基因G、g只位于X染色体上，仅G表达时为黑色，仅g表达时为灰色，二者均不表达时为白色。受表观遗传的影响，G、g来自父本时才表达，来自母本时不表达。某雄性与杂合子雌性个体为亲本杂交，获得4只基因型互不相同的F1。亲本与F1组成的群体中，黑色个体所占比例不可能是(　　) A.2/3 B.1/2 C.1/3 D.0 答案　A 解析　G、g只位于X染色体上，则该雄性基因型可能是XGY或XgY，杂合子雌性基因型为XGXg。若该雄性基因型为XGY，与XGXg杂交产生的F1基因型分别为XGXG、XGXg、XGY、XgY，在亲本与F1组成的群体中，父本(XGY)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(XGXg)的G基因来自其母亲，g基因来自其父亲时，该母本的g基因表达，表现为灰色，当母本(XGXg)的g基因来自其母亲，G基因来自其父亲时，该母本的G基因表达，表现为黑色，因此母本表型可能为灰色或黑色；F1中基因型为XGXG的个体必定有一个G基因来自父本，G基因可以表达，因此F1中的XGXG表现为黑色；XGXg个体中G基因来自父本，g基因来自母本，因此G基因表达，g基因不表达，该个体表现为黑色；XGY的G基因来自母本，G基因不表达，因此该个体表现为白色；XgY个体的g基因来自母本，因此g基因不表达，该个体表现为白色，综上所述，在亲本杂交组合为XGY和XGXg的情况下，F1中的XGXG、XGXg一定表现为黑色，当母本XGXg也为黑色时，该群体中黑色个体所占比例为3/6，即1/2；当母本XGXg为灰色时，黑色个体所占比例为2/6，即1/3。若该雄性基因型为XgY，与XGXg杂交产生的F1基因型分别为XGXg、XgXg、XGY、XgY，在亲本与F1组成的群体中，父本(XgY)的g基因来自其母亲，因此不表达，该父本呈现白色；根据上面的分析可知，母本(XGXg)依然是可能为灰色或黑色；F1中基因型为XGXg的个体G基因来自母本，g基因来自父本，因此g基因表达，G基因不表达，该个体表现为灰色；XgXg个体的两个g基因必定有一个来自父本，g基因可以表达，因此该个体表现为灰色；XGY的G基因来自母本，G基因不表达，因此该个体表现为白色；XgY个体的g基因来自母本，因此g基因不表达，该个体表现为白色，综上所述，在亲本杂交组合为XgY和XGXg的情况下，F1中所有个体都不表现为黑色，当母本(XGXg)为灰色时，该群体中黑色个体所占比例为0，当母本(XGXg)为黑色时，该群体中黑色个体所占比例为1/6。综合上述两种情况可知，A符合题意。 5.(2024·江苏卷，15)图示果蝇细胞中基因沉默蛋白(PcG)的缺失，引起染色质结构变化，导致细胞增殖失控形成肿瘤。下列相关叙述错误的是(　　) A.PcG使组蛋白甲基化和染色质凝集，抑制了基因表达 B.细胞增殖失控可由基因突变引起，也可由染色质结构变化引起 C.DNA和组蛋白的甲基化修饰都能影响细胞中基因的转录 D.图示染色质结构变化也是原核细胞表观遗传调控的一种机制 答案　D 解析　由图可知，PcG使组蛋白甲基化和染色质凝集，抑制了基因表达，A正确；细胞增殖失控可由基因突变(如原癌基因和抑癌基因发生突变)引起；根据题意“基因沉默蛋白(PcG)的缺失，引起染色质结构变化，导致细胞增殖失控形成肿瘤”可知，也可由染色质结构变化引起，B正确；DNA和组蛋白的甲基化修饰属于表观遗传，都能影响细胞中基因的转录，C正确；原核细胞没有染色质，D错误。 6.(2024·贵州卷，5)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 答案　D 解析　由题意可知，细胞Ⅱ不能合成催乳素的原因是细胞中催乳素合成基因的多个碱基被甲基化，故推测甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录；由细胞Ⅱ经氮胞苷处理后，再培养可合成催乳素，推测氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化，A、B正确；处理后的细胞Ⅱ的催乳素合成基因去甲基化可传给子代细胞，故其子代细胞能合成催乳素，C正确；该基因甲基化后不能合成催乳素，故可根据是否能合成催乳素区分细胞类型，D错误。 限时练28　基因表达与性状的关系 (时间：30分钟　分值：30分) 【对点强化】 考点一　基因表达产物与性状的关系 1.(2025·武汉模拟)如图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径，尿黑酸在人体内积累会使人的尿液中含有尿黑酸，这种尿液暴露于氧气中会变成黑色，这种症状称为尿黑酸症。下列说法错误的是(　　) A.酶⑤的缺乏会导致患白化病，酶③的缺乏会导致患尿黑酸症 B.由图可推知，同种底物经不同种酶的催化得到的产物不同 C.若图中的酶均由不同的基因表达产生，则可推知基因和性状之间并不都是简单的一一对应的关系 D.若图中的酶均由不同的基因表达产生，则说明基因可通过控制酶的合成直接控制生物体的性状 答案　D 解析　该图体现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，D错误。 2.(2025·重庆一中模拟)科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞(有细胞核)和肌肉细胞，对这3种细胞中的mRNA进行了检测，结果如下表所示，下列叙述正确的是(　　) 检测的3种细胞 呼吸酶mRNA 卵清蛋白mRNA 珠蛋白mRNA 肌动蛋白mRNA 输卵管细胞 ＋ ＋ － － 红细胞 ＋ － ＋ － 肌肉细胞 ＋ － － ＋ 注：“＋”表示检测发现相应的分子，“－”表示检测未发现相应的分子。 A.题干所述的mRNA都是在细胞质中形成的 B.这三种细胞中形成的蛋白质完全不同 C.细胞核中1个DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子 D.mRNA中的碱基改变一定造成所编码的氨基酸改变 答案　C 解析　mRNA是通过转录形成的，mRNA的形成场所是细胞核，A错误；由表格可知，三种细胞中都含有呼吸酶mRNA，说明三种细胞都合成呼吸酶，即三种细胞中能形成相同的蛋白质，B错误；基因通常是有遗传效应的DNA片段，一个DNA上可含有多个基因，可以转录出不同的RNA分子，C正确；由于密码子的简并，mRNA中的碱基改变不一定造成所编码的氨基酸改变，D错误。 3.(2025·广东佛山调研)不同药物的抗菌机制如表所示，下列叙述正确的是(　　) 药物 抗菌机制 红霉素 能与核糖体结合，抑制肽链的延伸 环丙沙星 抑制细菌DNA的复制 利福平 抑制细菌RNA聚合酶的活性 万古霉素 抑制细菌细胞壁的合成 A.红霉素起到抗菌作用的原因是阻断和抑制了细菌蛋白质的合成 B.环丙沙星可用于抑制艾滋病病毒、流感病毒在人体细胞内的增殖 C.利福平抑制细菌RNA聚合酶的活性，阻断了细菌DNA的翻译过程 D.万古霉素阻断了构成细菌细胞壁的几丁质合成，从而抑制细菌增殖 答案　A 解析　红霉素与核糖体结合后，抑制肽链的延伸，从而抑制翻译过程，因此，红霉素起到抗菌作用的原因是阻断和抑制了细菌蛋白质的合成，A正确；艾滋病病毒、流感病毒的遗传物质是RNA，而环丙沙星抑制的是细菌DNA的复制，B错误；DNA的转录过程需要RNA聚合酶，利福平抑制细菌DNA的转录过程，C错误；几丁质广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中，构成细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，D错误。 考点二　表观遗传 4.(2024·九省联考广西卷，6)启动子中CpG岛上的胞嘧啶发生甲基化修饰，会使启动子区高度螺旋化，还会导致(　　) A.相关基因的表达受到影响 B.CpG岛的甲基化引发基因突变 C.相关基因编码区的碱基序列改变 D.单链中相邻的CG碱基之间氢键断裂 答案　A 解析　启动子中发生了甲基化修饰，不利于RNA聚合酶与启动子结合，影响相关基因的转录，即影响相关基因的表达，该过程中没有发生基因突变，也不改变基因编码区的碱基序列，A正确，B、C错误；DNA单链上相邻的C和G之间不是通过氢键连接，而是通过“－脱氧核糖－磷酸－脱氧核糖－”连接，D错误。 5.(2025·河北保定调研)某种小鼠的黄体毛受显性基因Avy控制，黑体毛受隐性基因a控制。纯合的黄体毛小鼠与纯合的黑体毛小鼠杂交，F1出现了介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。进一步研究发现，在Avy基因的前端有一段特殊的核苷酸序列(简称P序列)，P序列中的碱基甲基化程度越高，小鼠体毛颜色就越深。下列有关叙述错误的是(　　) A.Avy基因复制时，甲基化的胞嘧啶不能与鸟嘌呤配对 B.碱基甲基化不改变基因的遗传信息，但会影响生物表型 C.P序列中碱基甲基化程度与Avy基因的表达水平密切相关 D.F1小鼠的体毛颜色虽然不同，但相关的基因型相同 答案　A 解析　碱基的甲基化修饰会抑制基因的表达，主要抑制转录过程，但不干扰基因的复制，复制时甲基化的胞嘧啶能与鸟嘌呤正常配对，A错误；碱基的甲基化是引起表观遗传的修饰之一，基因的碱基序列不发生改变，即不会改变基因的遗传信息，但会使基因的表达发生可遗传变化，进而影响生物的表型，B正确；纯合的黄体毛小鼠(AvyAvy)与黑体毛小鼠(aa)杂交，F1小鼠的基因型均为Avya，而P序列中的碱基甲基化程度越高，小鼠体毛颜色就越深，说明P序列中碱基甲基化程度与Avy基因的表达水平密切相关，因此，F1小鼠的体毛颜色虽然不同，但相关的基因型相同，C、D正确。 6.(2023·海南卷，11)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 答案　D 解析　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，故植株甲和乙的R基因的碱基种类、序列相同，A错误；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，二者的叶形与R基因的表达直接相关，故二者叶形不同，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；植株甲和乙杂交，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。 7.(2025·广东湛江调研)m6A是真核生物RNA中的一种表观遗传修饰方式，我国科学家阐明了m6A修饰在鱼类先天免疫过程中的分子调控机制。NOD1是鱼类体内一种重要的免疫受体，去甲基化酶FTO可以“擦除”NOD1 mRNA的m6A修饰，进而避免m6A识别蛋白对NOD1 mRNA的识别和降解。下列相关说法错误的是(　　) A.DNA甲基化、RNA甲基化等表观遗传的表型不遵循孟德尔遗传定律 B.m6A修饰未改变基因的碱基序列，但这种修饰可以遗传给后代 C.m6A修饰能够影响mRNA的稳定性，进而影响NOD1基因的转录 D.抑制去甲基化酶FTO的活性会导致鱼的免疫能力下降 答案　C 解析　m6A修饰是一种表观遗传修饰方式，表观遗传并未改变基因的碱基序列，并且与环境变化密切相关，故表观遗传的表型不遵循孟德尔遗传定律，但这种修饰可以遗传给后代，A、B正确；m6A修饰能够影响mRNA的稳定性，mRNA作为翻译的模板，进而影响NOD1基因的翻译过程，C错误；抑制去甲基化酶FTO的活性会导致NOD1 mRNA被识别和降解，NOD1蛋白含量减少，鱼的免疫能力下降，D正确。 【综合提升】 8.(2025·河南名校联盟)已知组蛋白乙酰化与去乙酰化，分别是由组蛋白乙酰转移酶(HAT)和去乙酰化转移酶(HDAC)催化的。通常情况下，组蛋白的乙酰化促进转录，而去乙酰化则抑制转录。染色质包括具有转录活性的活性染色质和无转录活性的非活性染色质，染色质上的组蛋白可以被乙酰化，如图表示部分乙酰化过程。下列相关推测合理的是(　　) A.活性染色质由 DNA 和蛋白质组成，而非活性染色质无蛋白质 B.HDAC复合物使组蛋白乙酰化抑制相关基因的转录 C.激活因子使组蛋白发生乙酰化可改变染色质的活性 D.细胞中HAT复合物的形成不利于 RNA聚合酶与DNA的结合 答案　C 解析　活性染色质和非活性染色质都主要由DNA和蛋白质组成，只是染色质构象不同，导致活性染色质具有活性，促进转录，而非活性染色质无转录活性，A错误；HDAC复合物使组蛋白去乙酰化，成为非活性染色质，从而无转录活性，伴随着对基因转录的抑制，B错误；在HAT复合物作用下，染色质具有活性，促进转录，有利于RNA聚合酶与DNA的结合，D错误。 9.(2025·东北师大附中质检)基因印记是小鼠遗传过程中普遍存在的一种遗传现象，是指基因在发育过程中产生专性的加工修饰(如甲基化)从而不能表达，导致后代体细胞中来源于两个亲本的基因有不同的表达活性。印记是在受精卵形成过程中获得的，在下一代配子形成时，基因印记会重建。如图是基因型为Aa的小鼠进行交配时基因的传递示意图。回答下列问题： (1)亲代雌鼠表现为________(填“显性”或“隐性”)性状，其与亲代雄鼠基因型相同但表型不同，造成这种情况的原因是________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)由图示配子形成过程中印记发生的机制，可以断定亲代雌鼠的A基因来自其________(填“父方”“母方”或“不确定”)。雌配子中印记重建后，A基因碱基序列________________。 (3)请设计一次杂交实验确定一生长缺陷雄鼠的基因型，写出实验思路和预期结果及结论。 实验思路：_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 预期结果及结论：________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)显性　体细胞内发生甲基化的等位基因不同，且甲基化的基因不能表达　 (2)父方　保持不变　(3)让该生长缺陷雄鼠与任一雌鼠交配，观察并统计后代的表型及比例　若后代全为生长缺陷鼠，则该生长缺陷雄鼠的基因型为aa；若后代中生长正常鼠∶生长缺陷鼠＝1∶1，则该生长缺陷雄鼠的基因型为Aa 解析　(1)亲代雌鼠的A基因可以正常表达，其表现为显性性状；亲代雄鼠的A基因发生甲基化，不能正常表达，因此与雌鼠的表型不同。(2)由题图可知，在雌、雄配子印记重建过程中，所有雌配子中的基因都会发生甲基化，因此子代中未甲基化的基因均来自父方。(3)若用“h”标记甲基化基因，则生长缺陷雄鼠的基因型为Aha或aa。在雌、雄配子印记重建过程中，所有的雄配子均未甲基化，因此基因型为Aha的雄鼠可以产生正常雄配子A和a，基因型为aa的雄鼠可以产生正常雄配子a；在雌、雄配子印记重建过程中，所有雌配子中的基因会发生甲基化，因此基因型为Aha的雄鼠和雌鼠交配，后代中生长正常鼠∶生长缺陷鼠＝1∶1；基因型为aa的雄鼠和雌鼠交配，后代全为生长缺陷鼠。 学科网（北京）股份有限公司 $