2027届高考生物人教版一轮复习导学案：基因表达与性状的关系

该高中生物学高考复习导学案系统梳理了基因表达与性状的关系核心考点，涵盖基因表达产物影响性状的直接与间接途径，基因选择性表达与细胞分化，以及表观遗传现象，通过问题链和任务驱动引导学生自主构建知识网络，体现考点梳理的系统性和层次性。 亮点在于诊断性自测与进阶式真题演练设计，如“判断正误”题帮助学生自主诊断知识漏洞，“情境思维深析”培养科学思维，每个考点配套近年高考真题及模拟题。通过自主梳理与个性化练习提升学生自主复习能力，教师可依据考情分析精准指导，实现因材施教。

2027届高考生物人教版一轮复习导学案：基因表达与性状的关系 姓名： 学号： 班级： 课标 要求 1.概述生物的性状主要通过蛋白质表现。 2.概述细胞分化的本质是基因选择性表达的结果。 3.概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象。 考情 分析 1.基因表达产物与性状的关系 2025·云南卷，6；2025·湖北卷，3；2025·陕晋青宁卷，10；2025·山东卷，6； 2025·浙江6月选考，16；2024·重庆卷，12；2023·湖南卷，3 2.表观遗传 2025·全国卷，30；2025·江苏卷，15；2025·河南卷，14；2025·陕晋青宁卷，16； 2024·江苏卷，15；2024·广东卷，10；2024·广西卷，12；2024·黑吉辽卷，9；2024·贵州卷，5；2023·海南卷，11；2023·山东卷，7；2023·河北卷，7 考点一　基因表达产物与性状的关系　　　　　　 　　　　　 　　　　　 1.基因控制生物性状的间接途径 （1）方式（用文字和箭头表示）：基因酶的合成代谢过程生物体的性状。 （2）实例。 ①白化病致病机理。 ②豌豆的圆粒和皱粒的形成机理。 2.基因控制生物性状的直接途径 （1）方式：基因蛋白质的结构生物体的性状。 （2）实例（囊性纤维化与镰状细胞贫血）。 核心考向 考向1　围绕基因表达产物与性状的关系，考查科学思维 1.（2025·湖北卷，3）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。下列叙述错误的是（　　） A.该研究表明基因与性状是一一对应关系 B.ATT基因通过控制酶的合成影响水稻的性状 C.可以通过调节ATT基因的表达调控赤霉素的水平 D.该研究成果为培育耐碱—耐热水稻新品种提供了新思路 答案：A 解析：题干中ATT基因通过调控赤霉素合成影响耐碱和耐热两种性状，体现基因和性状不是简单的一一对应关系；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，符合基因间接控制性状的途径；ATT基因的表达产物能调控赤霉素的合成，调节其表达可改变赤霉素水平；根据研究成果，改造或引入ATT基因有利于培育耐碱—耐热水稻。 2.（2026·内蒙古呼伦贝尔模拟）如图表示苯丙氨酸的代谢途径，人体若缺乏相应的酶会患代谢性遗传病。一个正常基因控制一种酶的合成，图中①为苯丙酮尿症缺陷部位；②为尿黑酸症缺陷部位；③为白化病缺陷部位。下列分析正确的是（　　） A.苯丙酮尿症患者应减少摄入高苯丙氨酸的食物 B.上述遗传病说明基因与性状是一一对应的关系 C.白化病患者体内的儿茶酚胺浓度可能偏低 D.上述遗传病说明基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体性状 答案：A 解析：由题可知，苯丙酮尿症患者是因为酶①缺乏，苯丙氨酸大量转化为苯丙酮酸，故应减少摄入高苯丙氨酸的食物；当①处代谢异常时，甲状腺激素和黑色素的代谢都会受到影响，说明一个基因可以控制一种或多种性状；白化病患者因缺乏酶③不能合成黑色素，体内的多巴会转化为儿茶酚胺，故白化病患者体内儿茶酚胺浓度可能偏高；题述遗传病的发病机理都是缺乏相应的酶引起的，说明基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状。 考点二　基因的选择性表达与细胞分化、表观遗传　　　　　　 　　　　　 　　　　　 1.表达的基因类型 2.细胞分化的本质：基因的选择性表达（如图所示）。 3.表观遗传 （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。 （2）实例。 ①柳穿鱼花的形态结构遗传。 a.F1的花与植株A的相似的原因：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；植株B的Lcyc基因由于部分碱基被甲基化，基因表达受到抑制。 b.F1自交后，少部分植株的花与植株B的相似的原因：F2中有少部分植株含有两个来自植株B的Lcyc基因，由于该基因的部分碱基被甲基化，基因表达受到抑制。 ②某种小鼠毛色的遗传。 F1基因型相同而出现不同毛色小鼠的原因是在Avy基因前端（或称“上游”）有一段特殊的碱基序列决定着该基因的表达水平，这段碱基序列具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点。这些位点甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越明显，小鼠体毛的颜色就越深。 （3）机制：DNA的甲基化；组蛋白的甲基化和乙酰化等。 提醒　表观遗传中基因的遗传遵循孟德尔遗传规律；表观遗传中表型不遵循孟德尔遗传规律；表观遗传具有不稳定性（被修饰的DNA可能发生去甲基化）。 4.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。 （2）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。 【判断正误】 （1）（2025·安徽卷，3）胰岛类器官是由干细胞在体外诱导分化形成的具有器官特性的细胞集合体，其中不同细胞在结构和功能上存在差异，这是基因选择性表达的结果。（　　） 答案：√ （2）（2023·天津卷，6改编）癌细胞来源的某种酶，比正常细胞来源的同种酶活性较低，原因可能是酶基因启动子发生甲基化。（　　） 答案：× 提示：若启动子发生了甲基化，则会影响酶分子的合成量，但不会改变酶的活性。 （3）（2023·河北卷，6）染色体的组蛋白被修饰造成的结构变化不影响基因表达。（　　） 答案：× 提示：在生物表观遗传中，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。 （4）（2022·河北卷，14）肌动蛋白在肌细胞中特异性表达，其编码基因不存在于其他类型的细胞中。（　　） 答案：× 提示：同一个体的所有细胞最初均来源于受精卵，因此遗传物质相同，肌动蛋白在肌细胞中特异性表达，其编码基因也存在于其他类型的细胞中，只是没有在其他类型细胞中表达。 【情境·思维·深析】 蜜蜂是营社会化生活的一类动物。蜂王与工蜂在形态、结构、生理和行为等方面截然不同，若幼虫时期持续食用蜂王浆则发育为蜂王，蜂王浆食用一段时间后改为以花蜜为食将发育为工蜂。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，如下图。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；DNA甲基化不改变碱基序列，因此，DNA甲基化与基因突变原理不同。 （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聚合酶与发生甲基化的区域的结合，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现。 （4）将Dnmt3siRNA（序列与Dnmt3mRNA互补）显微注射进蜜蜂幼虫细胞内，结果大多数幼虫能发育成为蜂王，分析原因。 提示：Dnmt3siRNA与Dnmt3mRNA通过碱基互补配对结合，从而干扰了Dnmt3基因翻译的过程。 核心考向 考向2　围绕基因的选择性表达与细胞分化，考查科学思维 3.（2026·四川眉山模拟）BMI1基因具有维持红系祖细胞分化为成熟红细胞的能力。体外培养实验表明，随着红系祖细胞分化为成熟红细胞，BMI1基因表达量迅速下降。在该基因过量表达的情况下，一段时间后成熟红细胞的数量是正常情况下的1012倍。根据以上研究结果，下列叙述错误的是（　　） A.红系祖细胞可以无限增殖分化为成熟红细胞 B.BMI1基因的产物可能促进红系祖细胞的体外增殖 C.该研究可为解决临床医疗血源不足的问题提供思路 D.红系祖细胞分化为成熟红细胞与BMI1基因表达量有关 答案：A 解析：红系祖细胞能分化为成熟红细胞，但不具有无限增殖的能力。 考向3　围绕表观遗传，考查科学思维 4.（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：由题可知，植株甲和乙的R基因的序列相同，因此R基因的碱基种类相同。但植株甲R基因能正常表达，植株乙R基因不能表达，因而叶形不同；甲基化修饰可以遗传，因此，植株乙自交，子一代的R基因可能会出现高度甲基化；植株甲含有未甲基化的R基因，故植株甲和乙杂交，子一代含有未甲基化的R基因，因此与植株乙的叶形不同，与植株甲的叶形可能相同。 5.（2026·山东济南模拟）下图是人体发育不同时期红细胞中珠蛋白（血红蛋白组成蛋白）基因表达的情况。下列相关叙述正确的是（　　） A.ε珠蛋白基因的表达导致ε珠蛋白基因碱基序列发生改变 B.不同启动子甲基化差异导致珠蛋白基因在时间上发生了选择性表达 C.12周起γ珠蛋白基因会持续在红细胞内表达 D.γ珠蛋白基因的甲基化会干扰DNA聚合酶与模板的识别 答案：B 解析：由图可知，ε珠蛋白基因的表达不会导致ε珠蛋白基因碱基序列发生改变；由图可知，在不同发育时期表达的珠蛋白基因不同，说明不同启动子甲基化差异导致珠蛋白基因在时间上发生了选择性表达；人体成熟的红细胞没有细胞核，也就不能进行基因表达，因此γ珠蛋白基因不会持续在红细胞内表达；γ珠蛋白基因的甲基化会干扰RNA聚合酶与模板的识别，抑制基因表达。 课堂训练 1.金刚鹦鹉的羽毛色彩缤纷。研究发现乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基，造成羽色由红到黄的渐变。同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异，该现象最不可能源于（　　） A.乙醛脱氢酶基因序列的差异 B.编码乙醛脱氢酶mRNA量的差异 C.乙醛脱氢酶活性的差异 D.鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异 答案：A 解析：同一只鹦鹉的体细胞由同一受精卵分裂分化而来，基因序列应相同，该现象不可能来自乙醛脱氢酶基因序列的差异；乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基，造成羽色由红到黄的渐变，编码乙醛脱氢酶mRNA量的差异，导致产生的乙醛脱氢酶含量变化，进而引起生物性状的变化；不同细胞中乙醛脱氢酶活性可能存在一定的差异，导致同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异；乙醛脱氢酶能催化鹦鹉黄素的醛基转化为羧基，造成羽色由红到黄的渐变，可能是不同部位鹦鹉黄素醛基转化为羧基数的差异，导致同一只鹦鹉不同部位的羽色有红黄差异。 2.构成染色体的组蛋白可发生乙酰化。由组蛋白基因表达到产生乙酰化的组蛋白，需经历转录、转录后加工、翻译、翻译后加工与修饰等过程。下列叙述错误的是（　　） A.组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列但可影响个体表型 B.具有生物活性的tRNA的形成涉及转录和转录后加工过程 C.编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同，可影响翻译的准确度和效率 D.组蛋白乙酰化发生在翻译后，是基因表达调控的结果，也会影响基因的表达 答案：C 解析：组蛋白乙酰化不改变自身的氨基酸序列，但能降低染色质的紧密程度，从而促进基因的表达，可影响个体表型；具有生物活性的tRNA的形成，需要DNA转录，还需要转录后加工形成三叶草结构；编码组蛋白的mRNA上结合的核糖体数量不同，会影响翻译效率，但不会影响翻译的准确度；组蛋白乙酰化发生在翻译出组蛋白后，是基因表达调控的结果，也会影响基因的表达。 3.甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA，引起基因表达效应改变，如下图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A.甲基化通过抑制转录过程调控基因表达 B.图中甲基化的碱基位于脱氧核糖核苷酸链上 C.蛋白Y可结合甲基化的mRNA并抑制表达 D.若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应 答案：D 解析：由题图可知，甲基化发生在mRNA上，通过影响mRNA的翻译或稳定性来调控基因表达，不是通过抑制转录过程调控基因表达；由题图可知，甲基化发生在mRNA上，mRNA是核糖核苷酸链；由题图可知，甲基化的mRNA会降解，而蛋白Y与甲基化的mRNA结合后mRNA可以表达，说明蛋白Y可结合甲基化的mRNA并促进表达；若题图中DNA的碱基甲基化，也可引起基因表达效应改变，从而引起表观遗传效应。 4.云南省是著名的鲜花产地，所产鲜花花色鲜艳与其独特的自然环境息息相关。花青素苷是决定被子植物色彩呈现的主要色素物质，花冠中糖类或被紫外光激活的紫外光受体均可促进相关基因表达，从而增加花青素苷的合成。下列说法错误的是（　　） A.云南平均海拔高，紫外光强，能够促进花青素苷的合成 B.鲜切花中花青素苷会缓慢降解，在浸泡液中添加适量糖可延缓鲜花褪色 C.云南平均海拔高，昼夜温差大，有利于呈色 D.鲜花中花青素苷的含量，与紫外光受体基因表达水平呈负相关 答案：D 解析：云南平均海拔高，紫外光强，被紫外光激活的紫外光受体可促进相关基因表达，从而促进花青素苷的合成；鲜切花褪色与花青素苷的降解有关，糖类可促进相关基因表达，增加花青素苷的合成，从而延缓褪色；白天温度相对较高，可促进植物光合作用积累有机物（糖类），夜间温度相对较低，可降低呼吸作用，减少有机物（糖类）的消耗，从而积累更多糖类，糖类可促进相关基因表达，增加花青素苷的合成，而花青素苷是决定被子植物色彩呈现的主要色素物质，所以昼夜温差大，有利于呈色；紫外光受体被激活后，可促进相关基因表达，增加花青素苷的合成，所以紫外光受体基因表达水平越高，花青素苷合成量应越多，即鲜花中花青素苷的含量与紫外光受体基因表达水平呈正相关。 高三生物学导学案 第2页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $