2025届高考生物一轮总复习第6单元遗传的分子基础第26讲基因表达和性状的关系课件

这是一份2025届高考生物一轮总复习第6单元遗传的分子基础第26讲基因表达和性状的关系课件，共37页。PPT课件主要包含了素养目标，蛋白质的结构，酶的合成，②豌豆粒形，基因的选择性表达，基因表达的调控，表观遗传，碱基序列，表达和表型，甲基化程度等内容，欢迎下载使用。

考点一　基因与性状的关系
1.直接控制途径(1)方式:基因通过控制　　　　 　　　　直接控制生物体的性状。 (2)实例:囊性纤维化、镰状细胞贫血等。
2.间接控制途径(1)方式:基因通过控制　　　　　　　　　来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。 (2)实例①白化病:
3.基因与性状的关系
考向一 围绕基因对性状的控制,考查生命观念和科学思维1.(2023·湖北武汉模拟)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
解析 题图体现了基因可通过控制酶的合成控制细胞代谢,进而间接控制生物体的性状,D项错误。
考向二 结合遗传规律,考查基因与性状的关系2.某植物花瓣的颜色(红色/白色)受两对独立遗传的等位基因(Y/y、R/r)控制,作用机制如图所示。下列叙述正确的是(　　)A.基因Y、R通过改变蛋白质的结构直接控制该植物花瓣的颜色B.减数分裂形成配子的过程中,基因Y/y与R/r之间遵循分离定律C.基因型为RrYy的植株测交,所得F1中红花个体所占比例为3/4D.基因型为RrYy的植株自交,所得F1中白花个体所占比例为7/16
解析 结合题图可知,基因Y、R通过控制酶的合成进而改变该植物花瓣的颜色,A项错误;两对等位基因(Y/y、R/r)独立遗传,在减数分裂产生配子的过程中两对等位基因之间遵循自由组合定律,B项错误;基因型为RrYy的植株测交,即RrYy×rryy,所得F1中红花个体(R_Y_)所占比例为1/4,C项错误;基因型为RrYy的植株自交,即RrYy×RrYy所得F1中红花个体(R_Y_)所占比例为9/16,白花个体(R_yy、rrY_、rryy)所占比例为7/16,D项正确。
考点二　基因的选择性表达与细胞分化、表观遗传
1.基因的选择性表达与细胞分化(1)细胞分化的本质:　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)表达的基因的分类①在所有细胞中都能表达的基因,指导合成的蛋白质是　　　　　　 　　　　　　　,如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因。②只在某类细胞中特异性表达的基因,如卵清蛋白基因、胰岛素基因。(3)基因选择性表达的原因:与　　　　　　 　　有关。 
维持细胞基本生命活动所必需的
1.表观遗传的分子机制(1)DNA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。
3.理解表观遗传需注意三个问题(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。
练思维·考教衔接在一个蜂群中,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关系是   　。 提示 DNA的甲基化会导致基因不能表达或表达水平不同。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,因此,DNA甲基化不是基因突变
(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是   　。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,影响了相关性状的表达
考向一 围绕细胞分化及基因与性状的关系,考查科学思维能力1.细胞内不同基因的表达效率存在差异,如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.基因A部分碱基发生甲基化导致①和②过程减弱,这种现象不可遗传B.由图可知,RNA聚合酶与基因A起始密码子结合次数大于基因BC.①为转录过程,mRNA、rRNA和tRNA都是转录的产物D.②过程中,rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子
解析 基因A部分碱基发生甲基化导致①过程减弱,进而导致②过程减弱,这种现象可遗传,A项错误;由图可知,RNA聚合酶与基因A的启动子的结合次数大于基因B,B项错误;①为转录过程,该过程主要发生在细胞核中, mRNA、rRNA和tRNA都是转录的产物,C项正确;②过程为翻译,该过程中tRNA上含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子,D项错误。
2.(2024·广东肇庆统考)基因表达与性状的关系如下图所示,下列相关叙述正确的是(　　)A.①是基因选择性表达过程,不同细胞中表达的基因都不相同B.某段DNA发生甲基化后,通过①②过程一定不会形成蛋白质C.豌豆的圆粒和皱粒性状属于基因间接控制生物性状的实例D.若某段DNA上发生核苷酸序列改变,则形成的蛋白质一定会改变
解析 ①过程是转录,不同细胞中表达的基因不完全相同,A项错误;某段DNA发生甲基化后,通过①②过程也可以形成蛋白质,只是形成的蛋白质数量可能发生改变,B项错误;皱粒豌豆不能合成淀粉分支酶,豌豆的圆粒和皱粒性状属于基因间接控制生物性状的实例,C项正确;若某段DNA上的非基因部分发生核苷酸序列改变或改变的核苷酸序列编码的是相同的氨基酸,则形成的蛋白质不会改变,D项错误。
考向二 围绕表观遗传,考查科学思维能力3.(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 题中显示植株甲和乙的R基因的序列相同,因此所含的碱基种类也相同,A项错误;植株甲和乙的R基因的序列相同,但植株甲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,因而叶形不同,B项错误;与甲基化相关的性状可以遗传,因此,植株乙自交,子一代的R基因会出现高度甲基化,C项错误;植株甲含有未甲基化的R基因,故植株甲和乙杂交,子一代与植株乙的叶形不同,与植株甲的叶形相同,D项正确。
4.(2023·广东佛山统考)蜜蜂蜂王和工蜂(2n=32)均由雌蜂幼虫发育而来,它们的体形、生活习性等方面的不同与表观遗传密切相关。表观遗传酶(DNMT3)是DNMT3基因表达的一种DNA甲基化转移酶,能在DNA某些区域添加甲基基团(如图2所示)。敲除DNMT3基因后,雌蜂幼虫将发育成蜂王。
下列有关叙述正确的是(　　)A.发生甲基化的DNA片段中的碱基序列发生了改变B.破坏雌蜂幼虫体内的表观遗传酶或敲除DNMT3基因都能使其发育成蜂王C.蜂王和工蜂是体细胞中含有两个染色体组的单倍体生物D.蜂王和工蜂发育过程的差异是基因突变的结果
解析 被甲基化的DNA片段中碱基序列不会改变,但生物性状发生改变,A项错误;蜜蜂体内DNMT3基因表达DNA甲基化转移酶,引起甲基化,蜂王的基因组甲基化程度低于工蜂,因此破坏雌蜂幼虫体内的表观遗传酶或敲除DNMT3基因都能使其发育成蜂王,B项正确;蜂王和工蜂是由受精卵发育而来,属于二倍体生物,C项错误;蜜蜂幼虫若持续食用蜂王浆则发育为蜂王,否则发育为工蜂,说明蜂王与工蜂发育过程存在差异的原因可能是基因在细胞中的表达水平受到了环境影响,D项错误。
1.(2022·天津卷)小鼠Avy基因控制黄色体毛,该基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制,使小鼠毛色发生可遗传的改变。有关叙述正确的是(　　)A.Avy基因的碱基序列保持不变B.甲基化促进Avy基因的转录C.甲基化导致Avy基因编码的蛋白质结构改变D.甲基化修饰不可遗传
解析 据题意可知,Avy基因上游不同程度的甲基化修饰,但它的碱基序列保持不变,A项正确;Avy基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制,基因表达包括转录和翻译,据此推测,应该是甲基化抑制Avy基因的转录,B项错误;甲基化导致Avy基因表达程度改变,对蛋白质的结构没有影响,C项错误;据题意可知,甲基化修饰使小鼠毛色发生可遗传的改变,即可以遗传,D项错误。
2.(2022·湖北卷)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
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,A项错误;BMI1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,推测BMI1基因的产物可能促进红系祖细胞的体外增殖和分化,B项正确;若使BMI1基因过量表达,则可在短时间内获得大量成熟红细胞,可为解决临床医疗血源不足的问题提供思路,C项正确;当红系祖细胞分化为成熟红细胞后,BMI1基因表达量迅速下降,若使该基因过量表达,则成熟红细胞的数量快速增加,可见红系祖细胞分化为成熟红细胞与BMI1基因表达量有关,D项正确。
3.(2022·辽宁卷改编)视网膜病变是糖尿病常见并发症之一。高血糖环境中,在DNA甲基转移酶催化下,部分胞嘧啶加上活化的甲基被修饰为5'-甲基胞嘧啶,使视网膜细胞线粒体DNA碱基甲基化水平升高,可引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常。下列叙述不正确的是(　 )A.线粒体DNA甲基化水平升高,可抑制相关基因的表达B.高血糖环境中,线粒体DNA在复制时也遵循碱基互补配对原则C.高血糖环境引起的甲基化修饰改变了患者线粒体DNA碱基序列D.糖尿病患者线粒体DNA高甲基化水平可遗传
解析 线粒体DNA甲基化水平升高,可抑制相关基因的表达,可引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常,A项正确;线粒体DNA也是双螺旋结构,在复制时也遵循碱基互补配对原则,B项正确;甲基化修饰并不改变患者线粒体DNA碱基序列,C项错误;女性糖尿病患者线粒体DNA高甲基化水平可遗传,D项正确。
1.(必修2第71页正文)基因控制生物体性状的两条途径是   　。 提示 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.(必修2第74页正文)表观遗传是   　。提示 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 
3.(必修2第73页“思考·讨论”)某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制,Avy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。将纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交,子一代小鼠的基因型都是Avya,却表现出不同的毛色:介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。请分析导致子一代小鼠毛色不同的可能原因。提示 在Avy基因的前端(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。当这些位点没有甲基化时,Avy基因正常表达,小鼠表现为黄色;当这些位点甲基化后,Avy基因的表达就受到抑制。这段碱基序列的甲基化程度越高,Avy基因的表达受到的抑制越明显,小鼠体毛的颜色就越深。