基因表达与性状的关系（原卷版）-2024-2025学年高一生物下学期同步教学讲义（人教版必修2）

第2节基因表达与性状的关系

►题型梳理

【题型1基因表达产物与性状的关系】

【题型2表观遗传】

＞举一反三

【题型1基因表达产物与性状的关系】

【紧扣教材】

1.基因对生物性状的间接控制

(1)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。

⑵举例：

皱粒豌豆的形成人的白化病的形成

编码淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打乱控制编码酪氨酸酶的基因异常

淀粉分支酶异常，活性大大降低不能合成酪氨酸酶

淀粉合成受阻,含量降低酪氨酸不能转变为黑色素

淀粉含量低的豌豆由于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

(1)实质：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

(2)实例：囊性纤维化的形成

【题型突破】

【例1】

科学家研究红耳龟的温度依赖型性别决定模式（TSD模式）。下表为D基因在红耳龟温度依赖型性别决定

中的功能研究数据，据表分析错误的是（）

组别及相关处理总胚胎数睾丸卵巢睾丸卵巢的中间型

A组：26七孵化363600

B组：26°C+干扰D基因表达432338

C组:32K孵化370370

A.由此可见基因与环境之间存在复杂的相互作用，精细地调控生物体性状

B.正常情况下，26。（2孵化温度是产雄温度，32。（2孵化温度是产雌温度

C.D基因是红耳龟的TSD模式中启动未分化性腺向雄性分化的关键因子

D.D基因部分碱基被甲基化修饰后导致DNA序列发生变化并最终抑制了该基因的表达

【变式1-1]

玉米是重要的粮食作物，含A基因时普通玉米蔗糖含量低，无甜味。科研工作者偶然发现一个单基因突变

纯合子aaBBDD,甜度微甜。继续培育甜玉米品种过程中，得到了两个超甜玉米品种甲（aabbDD）和乙

（aaBBdd）），其相关基因位置及基因控制相关物质合成途径如图所示。为验证甲、乙的基因型，分别与

普通玉米（AABBDD）杂交得Fi，再让Fi自交得F2（不考虑互换）。下列叙述正确的是（）

酶2|蔗糖|

基因B-------►：A酶]

基因a

（位于3号染色体）

一（位于4号染色体）

基因D------►

（位于4号染色体）

A.基因型aaBBDD的玉米微甜的原因是酶2催化蔗糖合成为淀粉

B.基因A/a和D/d的遗传遵循分离定律，具有甜味的玉米基因型最多有21种

C.若F2出现普通玉米：超甜玉米=3：1,则超甜玉米的基因型为aaBBdd

D.若F2出现普通玉米：微甜玉米=3：1,则超甜玉米的基因型为aabbDD

【变式1-2]

下图为白花三叶草叶片细胞内氧化物代谢途径，控制氧化物合成的两对等位基因独立遗传，现用两种叶片

不含氟的白花三叶草杂交，Fi叶片中均含氧，Fi自交产生F2。下列有关分析错误的是（）

茶因D基因H

II

前体物丁邂曳电含■、箱昔丛MT饵化物

A.叶片细胞中的D、H基因都表达才能产生氟化物

B.推测F2叶片不含氧个体中能稳定遗传的占3/16

C.推测F2中叶片含氟个体的基因型可能有4种

D.该植株是否含氧与基因之间不是一一对应的关系

【变式1-3]

兔的毛色由毛囊细胞产生的黑色素决定，黑色素分为黑色的真黑素和褐色的褐黑素两类，细胞中色素合成

过程如图所示。下列叙述错误的是（）

巧因真黑素

32g酪赢酶JA酶+A基因

酪氨酸------多巴醍——<

+半胱氨酸[B酶+B基因

褪黑素

A.该实例表明基因能通过控制酶的合成来控制生物性状

B.基因型为TtAabb与TTAAbb个体的毛色均为黑色

C.一只兔子的毛囊细胞和成熟红细胞中的遗传物质相同

D.图中信息表明性状可受到多个基因的影响

【变式1-4]

如图为人体内基因对性状的控制过程，据图分析下列叙述正确的是（）

黑色素

基因1|■驾RNA1驾酪氨酸酶雪\

酪氨酸

基因21BRNA2驾血红蛋白旦正常红细胞

掘

镰刀&r细胞

A.基因1和基因2不能出现在人体内的同一个细胞中

B.白化病人由于基因异常而缺少酪氨酸酶，不能合成黑色素

C.黑色素的形成过程说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状

D.图中①过程需DNA聚合酶的催化，②过程需tRNA的协助

【题型2表观遗传】

【紧扣教材】

1.概念：生物体基因的碱基庄列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。

2.实例：柳穿鱼Lc产基因和小鼠Avy基因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，进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。

3.基因与性状的关系

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）一个性状可以受到多个基因的影响。

（2）一个基因也可以影响多个性状。

（3）生物体的性状也不完全是由基因决定的，豆境对性状也有着重要影响。

【题型突破】

【例2】

蛋白D是某种小鼠正常发育所必需的物质，缺乏则表现为侏儒鼠。小鼠体内的A基因能控制该蛋白合成,

a基因则不能。A基因的表达受P序列（一段DNA序列）的调控，如图所示。P序列在形成精子时会去甲

基化，传给子代能正常表达；在形成卵细胞时会甲基化（甲基化需要甲基化酶的参与），传给子代不能正

常表达。下列有关P序列、A基因的叙述正确的是（）

甲基

P序列[年因|

p序列||A基因

-I-XIII

正常表达不能表达

A.基因型为Aa的雄鼠，其子代为正常鼠的概率为1/2

B.P序列在形成卵细胞时发生甲基化导致P序列发生改变

C.DNA甲基化、组蛋白乙酰化会通过影响翻译来改变表型

D.可通过降低发育中的侏儒鼠甲基化酶的活性来缓解侏儒症状

【变式2-1]

如图所示，染色质由DNA和组蛋白等物质构成，组蛋白乙酰化会调控基因的表达。下列有关说法不正确的

是（）

A.图乙所示过程对应图甲中过程d,c与d过程中碱基互补配对方式不完全相同

B.图乙中多个结构e沿着mRNA由m向n移动，可迅速合成大量相同的蛋白质

C.图甲中a过程属于表观遗传，普遍存在生物体生长、发育和衰老的整个生命活动过程

D.由图甲可知，a过程使组蛋白与DNA结合的紧密程度降低，不利于相关基因的转录

【变式2-2]

蛋白D是某种小鼠正常发育所必需的物质，缺乏则表现为侏儒鼠。小鼠体内的A基因能控制该蛋白的合成，

a基因则不能。A基因的表达受P序列（一段DNA序列）的调控，如图所示。P序列在精子中是非甲基化,

传给子代能正常表达；在卵细胞中是甲基化（甲基化需要甲基化酶的参与），传给子代不能正常表达。下

列有关叙述正确的是（）

甲基二TTT,।।

P序列底因|P序列||A基因|

-I~…Li、

正常表达不能表达

A.基因型为Aa的侏儒鼠，A基因可能来自母本也可能来自父本

B.降低发育中的侏儒鼠甲基化酶的活性，侏儒症状一定程度上都能缓解

C.侏儒雌鼠与侏儒雄鼠交配，子代小鼠一定是侏儒鼠

D.正常雌鼠与正常雄鼠交配，子代小鼠不一定是正常鼠

【变式2-3]

DNA甲基化是最早发现的修饰途径之一，它主要发生在DNA分子中的胞喀咤上。DNA甲基化可调控基因

的活性，即DNA甲基化会抑制基因表达，非甲基化使基因正常表达。据此分析，下列有关叙述正确的是

A.DNA甲基化不改变DNA分子中的碱基排列顺序，不可遗传给后代

B.骨骼肌细胞中，呼吸酶基因处于非甲基化状态

C.DNA分子结构稳定性越差，越易发生DNA甲基化

D.基因高度甲基化后其表达被抑制的原因可能是DNA聚合酶不能与该基因结合

【变式2-4]

蛋白质D是某种小鼠正常发育所必需的，其缺乏时表现为侏儒鼠。小鼠体内的A基因能控制该蛋白的合成,

a基因则不能。A基因的表达受A基因上游一段DNA序列（P序列）的调控，P序列甲基化（胞喀咤上添

加一CH3）后，A基因不能表达；P序列非甲基化时，A基因正常表达。已知P序列在精子中是非甲基化的，

传给子代后能正常表达；在卵细胞中是甲基化的，传给子代后不能表达。下列叙述正确的是（）

A.卵细胞中甲基化的P序列可使A基因发生突变，使子代中A基因无法表达

B.基因型为Aa的两鼠杂交，子代侏儒鼠的基因型为Aa、aa,侏儒鼠比例为1/2

C.若两侏儒鼠杂交，当子代数量足够多时，可能都为侏儒鼠，也可能都为正常鼠

D.A基因在精子中可正常表达，在卵细胞中不能表达，说明A基因为伴性遗传

IT至TT4

一、单选题

1.下面关于基因、蛋白质和性状三者关系叙述错误的是（）

A.基因控制生物体的全部性状

B.基因通过控制蛋白质的合成控制性状

C.基因与性状之间不都是一一对应的关系

D.中心法则总结了遗传信息的传递规律

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。下列叙述错误的是（）

A.人体神经细胞和肌肉细胞的形态、结构和功能不同，是因为这两种细胞内的mRNA不同

B.人体细胞分化与ATP合成酶基因是否表达及表达水平直接相关

C.DNA甲基化、组蛋白的甲基化和乙酰化等修饰都会影响基因表达，进而对表型产生影响

D.表观遗传能够使生物在基因的碱基序列不变的情况下发生可遗传的变异

3.I型巩膜胶原蛋白的主要成分是Ci蛋白，与巩膜的发育密切相关。研究发现，近视的产生与Ci基因甲基

化修饰改变有关，实验小组用强光持续照射某小鼠单眼，并获得了单眼近视眼。实验小组检测了单眼近视

眼（MD-T）、对侧对照眼（MD-C,上述小鼠未受强光持续照射的另一只眼）和正常眼（NC）细胞内C1

基因mRNA的含量，实验结果如下图所示。下列说法错误的是（）

2.0r

V

N

X.95

E

g

B

硼

D.5

01-------1-------------।------------L

MD-TMT-CNC

A.此小鼠近视眼的形成可能与G基因的甲基化程度升高有关

B.强光持续照射单眼时，会使对侧对照眼Ci基因复制加快

C.3基因表达减弱可能导致巩膜变薄，从而引起小鼠近视

D.甲基化不改变DNA碱基序列，但能对子代性状产生影响

4.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

5.如图表示基因、蛋白质与性状的关系，从图中无法得出的是（）

A.同一个基因可影响多种性状，多个基因也可控制一种性状

B.有些基因只控制同一种性状，并且不受其他基因的干扰

C.基因与性状并不都是简单的线性关系

D.表型是基因型和环境共同作用的结果

6.亚硝胺是一种DNA诱变剂，能使鸟喋岭发生甲基化，此甲基化的产物会与胸腺嚓咤发生错配。下图显

示某发生甲基化的DNA片段，该片段所在基因以下方链为模板链进行转录。下列相关说法正确的是（）

甲基化

I

AGACTCGAT

TCTGAGCTA

A.该基因复制后发生了碱基对的增添

B.复制两次后，异常的DNA分子有三个

C.复制一次后，两个子代DNA的转录产物均改变

D.该基因的改变可能不会带来性状的改变

7.研究发现，FTO蛋白可擦除N基因mRNA的甲基化修饰，避免mRNA被Y蛋白识别而被降解，从而提

高了鱼类的抗病能力。下列说法正确的是（）

A.mRNA的甲基化修饰会抑制RNA聚合酶与mRNA的结合

B.Y蛋白识别mRNA并断开其氢键，从而降解mRNA

C.FTO蛋白基因表达增强有利于提高mRNA的稳定性

D.鱼类的抗病能力与N基因的转录无关，与翻译有关

8.一个蜜蜂群体中，蜜蜂在雌性幼虫时期持续食用蜂王浆，蜂王浆能抑制Dnmt3基因表达合成甲基化转移

酶3（dnmt3），从而导致核DNA甲基化减少，最终发育成蜂王，而以花粉、花蜜为食的幼虫则发育成工

蜂。下列分析正确的是（）

A.蜜蜂幼虫发育成成虫涉及到细胞增殖、分化、衰老和凋亡

B.核DNA甲基化减少的细胞内相关基因的mRNA翻译水平增加

C.dnmt3在细胞质中需内质网和高尔基体的加工后，经核孔进入细胞核起作用

D.Dnmt3基因表达增强的雌性幼虫食用普通花蜜也能发育成峰土

9.表观遗传有多种调控机制，组蛋白乙酰化是其中一种。组蛋白乙酰化可促进基因转录，而去乙酰化则抑

制基因转录。组蛋白去乙酰化酶（HDAC）不仅可调控组蛋白乙酰化过程，还可参与多种生命活动。某科研

小组通过比较海参共附生菌核青霉三种菌株的分生抱子产量（104/cm2）、次级代谢产物含量（mg/cm2）等

变化，揭示了HDAC基因在海参共附生菌核青霉生长发育中的调控作用，部分结果如下图所示。下列相关

叙述错误的是（）

0.8□菌株1（野生型）

200

B菌株2（敲除HDAC基因菌株）

1500.6

■菌株3（HDAC基因过量表达菌株）

100■0.4

500.2

00

图乙

A.组蛋白的去乙酰化影响基因表达，但并不改变基因的碱基序列，属于可遗传变异

B.图甲中菌株3的去乙酰化程度最高，控制分生抱子产量的基因的表达受到的抑制最强

C.图乙中菌株2的HDAC含量最低，促进次级代谢产物合成的相关基因可能过量表达

D.实验表明，海参共附生菌核青霉中控制相关性状的基因的去乙酰化程度与HDAC基因的表达程度相

关

10.研究发现，小鼠胸腺淋巴瘤细胞的发生与pl6基因及其甲基化有关。pl6蛋白通过抑制Rb蛋白的磷酸

化阻断细胞周期Gi期（DNA合成前期）到S期（DNA合成期）的进程，从而影响淋巴瘤细胞的增殖。而

淋巴瘤细胞中pl6基因启动子区域的CpG岛（C是胞嚓咤，p是磷酸，G是鸟喋吟）处于高甲基化状态。

下列相关叙述错误的是（）

A.CpG岛是pl6基因启动子中富含C、G二核甘酸的特定区域

B.启动子区域的甲基化不会导致该基因的碱基序列发生改变

C.pl6基因高甲基化时，Rb蛋白磷酸化增强，导致淋巴瘤发生

D.启动子CpG岛甲基化导致DNA聚合酶无法对其进行识别和结合

11.某植物的花色色素由前体白色物质通过下列两种途径合成紫色物质（如下图示），已知各种色素物质

均不是蛋白质。让基因型为AABBDD、aabbdd的亲本杂交得到F”F1自交得到F?。下列叙述正确的是

（）

一基因A〜陈因8一，米伏ID

二色物质一一中"二一►紫：......；r——*紫色

A.F2紫花植株有23种基因型

B.F2中紫花植株占27/64

C.F2白花植株的基因型有5种

D.基因A、B、D通过控制蛋白质的合成直接控制生物性状

12.血橙被誉为“橙中贵族”，因果肉富含花色昔，颜色像血一样鲜红而得名。当遇极寒天气时，为避免血橙

冻伤通常提前采摘，此时果肉花色昔含量极少而“血量”不足。血橙中花色昔合成和调节途径如下图，下列分

析不合理的是（）

CH3cH3

I匚氐温胁迫

花色草前体

|丁序列,

Ruby基因|促进合质关键酶:

----------,

花色苜

注：T序列和G序列是Ruby基因启动子上的两段序列

A.血橙果肉“血量”的多少受多个基因的影响

B.去甲基化改变T序列的碱基序列进而使血橙“血量”增多

C.同一植株上层血橙果肉的“血量”一般多于下层血橙果肉

D.提前采摘的血橙果实置于低温环境可提高果肉“血量”

13.5-氮杂胞昔（5-azaC）是一种原型核昔衍生物，常被用作DNA甲基化抑制剂。用5-azaC处理某植物后,

该植物开花提前，且这种表型改变能传递给后代。下列说法错误的是（）

A.DNA甲基化水平较低可能是该植物开花的前提

B.5-azaC处理会引起该植物DNA碱基序列发生改变

C.5-azaC处理会导致该植物某些基因的转录水平发生改变

D.5-azaC处理引发植物开花提前的现象属于表观遗传

14.科学家将外源抗虫基因整合到烟草的叶绿体DNA中，获得了能产生抗虫蛋白的转基因烟草。下列有关

能产生抗虫蛋白的转基因烟草叙述不正确的是()

A.光合作用受叶绿体DNA中遗传信息的控制

B.外源基因穿过叶绿体的内膜和外膜才能进入基质

C.将转基因烟草的花粉授给普通烟草，产生的后代也能抗虫

D.叶肉细胞中有多个叶绿体，有利于增加外源抗虫蛋白的含量

15.基因通过表达进而控制性状，基因表达与性状的关系如图所示。下列关于细胞中基因、蛋白质和性状

的关系的叙述，正确的是()

A.囊性纤维病的形成原因可以用图中的①一②—④来解释

B.细胞中的基因控制蛋白质合成的过程需要通过信使RNA来传递信息

C.基因控制性状都是通过控制蛋白质的结构来体现的

D.蛋白质都是在基因控制下合成的，所有基因的表达过程都包含图中的①和②

二、非选择题

16.玉米是一年生雌雄同株异花授粉植物，其籽粒的颜色受两对等位基因A、a和B、b控制。A因存在时,

能合成酶I；B基因存在时，酶n的合成受到抑制。籽粒颜色的转化关系为：

白色旦♦黄色里L紫色

研究发现纯合紫粒玉米的花粉完全败育，不具备受精能力，其它类型玉米的花粉正常。将杂合白粒玉米和

纯合紫粒玉米进行间行种植，Fi中收获得到的玉米共有三种类型：白粒、黄粒和紫粒。回答下列问题：

(1)基因具有的功能，该功能通过转录和翻译实现。

(2)研究发现a基因由A基因突变而来，A基因控制合成的正常酶I的相对分子质量明显高于a基因控制合

成的异常蛋白质，则可能的原因是异常蛋白质合成过程o

(3)请用Fi为实验材料设计一代杂交实验，以验证A、a和B、b基因的遗传符合基因自由组合定律。(要求:

写出实验方案，预期实验结果)实验方案：预期实验结果：o

(4)纯种的甜玉米与纯种的非甜玉米实行间行种植，收获时发现，在甜玉米的果穗上结有非甜玉米的种子,

但在非甜玉米的果穗上找不到甜玉米的子粒，试说明产生这种现象的原因____。(提示：甜和非甜是胚乳

的性状，胚乳是由胚珠中的极核和精子结合发育来的。)

17.表观遗传效应通常只影响成人的体细胞，关闭基因表达或调控基因活性。不过，有些表观遗传也能改

变精子和卵细胞，这样就能将获得性状遗传给后代。

(1)图1表示控制Dnmt的基因内部碱基组成及其表达过程中的对应关系。图中数字以千碱基对(kb)为单

位,基因长度共8kb。已知该基因转录的直接产物mRNA中与d区间相对应的区域会被切除，而成为成熟

的m