新高考生物一轮复习考点课件第29讲 基因表达与性状的关系(含表观遗传)（含解析）

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第29讲 基因表达与性状的关系
1.举例说明生物的性状主要通过蛋白质表现。2.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。
考点一　遗传信息的转录和翻译
主要考点 必备知识
1.基因表达产物与性状的关系(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
实例：囊性纤维病的病因
编码跨膜蛋白(CFTR)基因缺失3个碱基对
编码跨膜蛋白(CFTR)第508位缺少苯丙氨酸
CFTR蛋白基因缺失了3个碱基→CFTR蛋白结构异常，导致CFTR蛋白转运氯离子功能异常→患者者支气管内黏液增多，管腔受阻。→黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染。
1.基因表达产物与性状的关系(1)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。
控制酪氨酸酶形成的基因异常
酪氨酸不能转化成黑色素
缺乏黑色素而表现为白化病
实例：白化病致病机理图解
蔗糖合成淀粉，淀粉含量升高
淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显得圆鼓鼓（性状：圆粒）
DNA中插入了一段外来的DNA序列，破坏了淀粉分支酶基因的结构
淀粉分支酶不能正常合成
蔗糖不能合成淀粉，蔗糖含量升高
淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩（性状：皱粒）
实例：豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解
管家基因：在所有细胞中都表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因；
奢侈基因: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。
基因的选择性表达.基因的选择性表达与基因表达的调控有关。
2.基因的选择性表达与细胞分化
(2)细胞分化的本质：
(3)细胞分化的结果由于基因的选择性表达，导致来自同一个体的体细胞中mRNA和蛋白质不完全相同，从而导致细胞具有不同的形态和功能。
(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：柳穿鱼花的形态结构的遗传
植株B的Lcyc基因高度甲基化，使其不表达。
DNA甲基化后转录异常
小鼠毛色受基因Avy和a的控制，Avy为显性，表现为黄色，a为隐性，表现为黑色。纯种黄色小鼠与纯种黑色小鼠杂交，子代小鼠基因型为Avya，却表现出黄色和黑色之间的一系列过度类型。研究表明，在Avy基因前端有一段特殊碱基序列具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点。
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，小鼠体色体毛的颜色就越深。
(2)实例：小鼠毛色遗传
(2)实例：同卵双胞胎生长发育过程中所具有的差异.
(3)常见的调控机制：
相关信息：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。
H3 组蛋白修饰与染色质活性的关系
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。
(6)理解表观遗传应注意的三个问题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到基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。
4.基因与性状间的对应关系
大多数情况下,基因和性状不是简单的一一对应的关系：一个性状可以受多个基因影响(多因一效) 。一个基因也可以影响多个性状(一因多效)。
水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与了开花的调控，而且对水稻的生长、发育和产量都有重要作用。
人的身高是由多个基因决定的，其中每个基因对身高都有一定的作用。
基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间相互作用,形成错综复杂的网络,精细地调控着生物的性状。基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素的影响，基因和环境相互作用共同决定生物的表型。
考向　遗传信息传递过程分析1.如图为遗传信息传递和表达的途径，下表为几种抗生素的作用原理。结合图表分析，下列说法正确的是
A.环丙沙星和红霉素都能抑制②③过程B.青霉素和利福平均不能抑制细菌的①过程C.结核杆菌的④⑤过程都发生在细胞质中D.①～⑤过程可发生在人体的健康细胞中
解析　DNA复制过程需要解旋酶，所以环丙沙星可以抑制①过程，红霉素与核糖体结合，干扰mRNA与核糖体结合，只抑制③过程，A项错误；据表可知，青霉素抑制的应该是合成细胞壁的酶的活性，不能抑制①过程，只有转录过程需要RNA聚合酶，所以利福平只可抑制②过程，不能抑制①过程，B项正确；细菌细胞中不发生④⑤过程，④⑤过程只发生在RNA病毒的遗传信息传递过程中，C项错误；人体健康的细胞中只发生①②③过程，D项错误。
考向　基因表达与性状的关系分析1.下列哪个案例能说明人体细胞已经发生分化( )A.进行ATP的合成B.进行呼吸酶的合成C.合成血红蛋白D.存在血红蛋白基因
解析:细胞分化的本质是基因的选择性表达，所有体细胞都存在血红蛋白基因，D不符合题意；ATP是细胞的直接能量来源，而ATP主要来自细胞的呼吸作用，因此只要是活细胞都要进行呼吸酶和ATP的合成，A、B不符合题意；能合成血红蛋白的细胞是已经分化的红细胞，C符合题意。
考向 　表观遗传的考查1.下列关于表观遗传的说法，不正确的是( )A.表观遗传的分子生物学基础是DNA的甲基化等B.表观遗传现象中，生物表型发生变化是由于基因的碱基序列改变C.表观遗传现象与外界环境关系密切D.DNA甲基化的修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型
解析：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。这一现象出现的原因是DNA的甲基化，染色体上的组蛋白发生甲基化、乙酰化等，A正确，B错误；外界环境会引起细胞中DNA甲基化水平变化，从而引起表观遗传现象的出现，C正确；DNA甲基化的修饰可以通过配子传递给后代，使后代出现同样的表型，D正确。
1.基因只能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状(　　)2.基因是通过控制蛋白质的合成来控制生物性状的(　　)3.细胞分化形成的细胞一般会保持分化后的状态，不可逆转(　　)4.在一个细胞中所含的基因都一定表达(　　)5.表观遗传现象由于基因的碱基序列没有改变，因此生物体的性状也不会发生改变(　　)6.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(　　)7.表观遗传现象比较少见，不能普遍存在于生物体整个生命活动过程中(　　)
8.表观遗传现象由于基因的碱基序列没有改变，因此生物体的性状也不会发生改变(　　)9.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(　 )10.表观遗传现象比较少见，不能普遍存在于生物体整个生命活动过程中(　)11.基因与性状是一一对应的关系(　　)
1.基因、蛋白质与性状的关系(1)基因控制性状的两条途径：_________________________________________________________________________________________________。(2)基因与性状的数量对应关系： 。
基因通过控制酶的合成控制代谢过程，进而控制生物体的性状；基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
一对一、一对多、多对一
2.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。例如，基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异就与____　　有关；一个蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的，但它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同，表观遗传也在其中发挥了重要作用。