基因表达与性状的关系(知识精讲)(解析版)

第四章基因的表达专题4.2基因表达与性状的关系☆知识脑图☆r基因表达产物与性状的关系・基因的选择性表达与细胞分化表观遗传直接方式靈刀型细胞贫血症、曩性纤维病「可接方式白化病、豌豆粒形的形成-细胞分化的机理r基因表达产物与性状的关系・基因的选择性表达与细胞分化表观遗传直接方式靈刀型细胞贫血症、曩性纤维病「可接方式白化病、豌豆粒形的形成-细胞分化的机理相同的核DNA基因选择性表达不同的mRNA,合成不同的蛋白质表现不同的形态、结构和功能DNA甲基化、组蛋白甲基化、组蛋白乙酰化1•识记基因控制性状的两种方式；2•举例说明基因、蛋白质与性状的关系。3•了解细胞质基因能引起的一些疾病4•了解基因的选择性表达与细胞分化的关系5•了解表观遗传的概念和实例☆知识点贯通☆一、基因表达产物与性状的关系⑴基因对生物性状的间接控制实质：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。举例皱粒豌豆的形成人的白化病的形成皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序控制酪氨酸酶的基因异常列，使编码淀粉分支酶的基因被打乱不能合成酪氨酸酶不能合成淀粉分支酶结构酪氨酸不能转变为黑色素细胞内淀粉含量下降，游离蔗糖含量升高豌豆成熟时因失水而皱缩表现出白化症状(2)基因对生物性状的直接控制实质：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状。举例囊性纤维病镰刀型细胞贫血症编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基CFTR蛋白缺少苯丙氨酸CFTR蛋白结构异常，导致功能异常患者支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量生长繁殖，使肺功能严重受损编码血红蛋白的基因发生改变血红蛋白组成的红细胞结构异常，功能受损2•基因与性状的关系基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。生物的性状是基因型与环境共同作用的结果。细胞质基因分布：线粒体和叶绿体中。⑵功能①进行半自主自我复制。②通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。(3)遗传方式：人的细胞质基因只能通过母亲遗传给后代。二、 基因的选择性表达与细胞分化细胞分化概念：分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化本质：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。三、 表观遗传表观遗传概念：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。有的基因也可以器响多即性状；生物体有一些性狀是由生物体有一些性狀是由冬对基因控制的；生物悴的性狀出基因决定「也曼环境影响;基因与性状

的关系基因与性状

的关系生啊的性状由的星核基因控制的，也询质基因控制的*基因通过其表达产物一一蛋白质来控制性状，细胞内的基因表达与否以及表达水平的高低都是受到调控的。细胞分化的实质是基因选择性表达的结果，表观遗传能够使生物体在基因的碱基序列不变的情况下发生可遗传的性状改变。基因与基因、基因与基因产物、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而又繁而有序的网络，精细地调控着生物体的性状。☆重难点突破☆（一）基因对性状控制的两种途径1•要点精析 间接控制 1

—爵的合成 劉腕代谢 基園一 卜性状——蛋白质的站枸一細他结樹 H 直接控制 12.考场突破如图为人体内基因对性状的控制过程，分析可知（）嵐色灌KNA,—齢辄履隔—―-體丄施基因2呼11"仏込血红蛋白⑷•止■常红细腕1 j⑤瞬山则红细胞基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中图中①过程需RNA聚合酶的催化，②过程需tRNA的协助④⑤过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同过程①②③表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状【答案】B【解析】同一个体的体细胞内所含基因都相同，因为都是由受精卵有丝分裂产生的；④⑤过程的结果存在差异的根本原因是遗传信息发生了改变，直接原因是血红蛋白合成异常；过程①②③表明基因能通过控制酶的合成控制生物的代谢，进而控制生物体的性状，但不能说明控制的是所有性状。笔记：（二）基因与生物性状的关系：1•要点精析（1） 基因是控制生物性状的基本单位。（2） —般而言，一个基因只决定一种性状。有时多个基因控制、表达同一性状。有时一个基因能决定多种性状。2．考场突破下列关于基因与性状关系的叙述，错误的是()—对相对性状可由多对基因控制基因可通过控制酶的合成控制代谢过程，进而控制生物体的性状隐性基因控制的性状不一定得到表现基因型相同，表现型就相同【答案】D【解析】一对相对性状可由一对或多对基因控制，A正确；基因可通过控制酶或蛋白质的合成来控制生物体的性状，B正确；隐性基因控制的性状可能被显性性状所掩盖，如Aa表现为A基因控制的性状，C正确；基因型与环境条件共同决定生物性状，因此基因型相同,环境不同时，表现型不一定相同，D错误。笔记：影响基因控制性状的因素1•要点精析一个基因能决定一种或多种性状，但基因在控制性状的过程中还要受环境的影响，如温度、射线、营养物质等，即生物性状是由基因和环境条件共同作用的结果。2.考场突破根据以下材料：①藏报春甲(aa)在20°C时开白花；②藏报春乙(AA)在20°C时开红花；藏报春丙(AA)在30C时开白花。在分析基因型和表现型相互关系时，说法错误的是()由材料①②可知生物的性状表现是由基因型决定的由材料①③可知生物的性状表现是由基因型和环境共同决定的由材料②③可知环境影响基因型的表达由材料①②③可知生物的性状表现是基因型和环境共同作用的结果【答案】B【解析】①和②、②和③实验中，都只有一个变量，而①和③中温度和基因型都不同，所以不能判断性状表现是由温度和基因型决定的，还是由它们共同决定的。笔记：☆易错辨析☆（一）性状与基因、环境关系的三点提醒易混点辨析（1） 生物的大多数性状是受单基因控制的。这里的“单基因”是指一对等位基因，并不是单个基因。（2） 生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同，表现型可能不同；基因型不同，表现型可能相同。（3） 基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，共同控制着生物的性状。考场突破下列关于基因、环境、蛋白质与性状关系的描述，正确的是（）基因与性状呈线性关系，即一种性状由一个基因控制生物有些性状可以由多个基因决定，但一个基因不会与多个性状有关生物的性状表现是生物的基因型和环境条件共同作用的结果只要基因型不同，即使环境条件相同，表现型也不会相同【答案】C【解析】选C。基因与性状的关系复杂，一种性状可能由一个基因控制，也可能由多个基因控制；在生物体内，有的基因与多个性状有关；生物的性状表现既受基因型的控制，也受环境条件的影响；显性纯合子与杂合子（如基因型DD与Dd的个体）在相同的环境条件下，表现型相同。笔记：人类白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的疾病，下图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图中不能得出的结论是（）基因］ 基因2I I稱I 畸2僅物弱白质一苯丙范酸爵氨醛」一黑色素

基因？一薛j —酶4—基因4苯丙用戯 茅巴胺基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状一个基因可以控制多种性状D•—个性状可以由多个基因控制【答案】A【解析】苯丙酮酸、多巴胺和黑色素的异常与酶的合成有密切的关系，而酶的合成是由基因控制的；若基因1发生变化，则多巴胺和黑色素的合成都受影响；多巴胺和黑色素的合成也都受多个基因的控制。同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸在水中的叶，表现出两种不同的形态。产生这种现象的主要原因是()基因重组 B.环境差异C.基因突变 D.染色体变异【答案】B【解析】同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸在水中的叶，基因型是相同的，但是由于环境不同，所以两种叶片表现出两种不同的形态，故选B。3•牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图：荊丙① 加M② 慕悯③I I[I 『2 !曲学/红色辛丙闱祕酸一»轴酶……一-査宋祸•一花胃索从图中不能得出的是()花的颜色由多对基因共同控制基因可以通过控制酶的合成来控制代谢生物性状由基因决定，也受环境影响若基因①不表达，则基因②和基因③不表达【答案】D【解析】花青素决定花的颜色，而花青素的合成是由多对基因共同控制的。基因①②③通过控制酶1、2、3的合成来控制花青素的合成。花青素在不同酸碱条件下显示不同颜色，说明环境因素也会影响花色。基因具有独立性，基因①不表达，基因②③仍然能够表达。下面为基因与性状的关系示意图，请据图回答下列问题：通过①过程合成mRNA，在遗传学上称为 。在真核细胞的细胞核中，①过程的mRNA通过 进入到细胞质中，与结合在一起指导蛋白质的生物合成。TOC\o"1-5"\h\z（3）②过程称为 ，需要的物质和结构有 。（4）在玉米的叶肉细胞中，能够进行过程①的细胞结构 、 、 。（5） 基因对性状的控制是通过控制蛋白质的合成实现的。白化病是由于缺乏合成黑色素的酶所致，这属于基因对性状的 （直接/间接）控制。（6）从图中可以分析得知，生物的性状具有多样性的直接原因是 ，根本原因是 。【答案】（1）转录⑵核孔核糖体（3）翻译mRNA、氨基酸、tRNA、酶、ATP、核糖体（4）细胞核叶绿体线粒体（5）间接（6）蛋白质的多样性DNA的多样性【解析】题中图示包括了基因与性状的关系的几个方面：①基因通过基因表达控制生物体的性状,即基因通过转录和翻译控制蛋白质的合成，进而控制生物体的性状。转录是以DNA的一条链为模板，以四种核糖核苷酸为原料合成RNA的过程；翻译是以RNA为模板，以约20种氨基酸为原料，合成蛋白