高考生物一轮复习讲义：基因表达与性状的关系

第5课时基因表达与性状的关系

【目标要求】基因与性状的关系。

■梳理归纳夯实必备知识

1.基因表达产物与性状的关系

（1）直接控制途径（用文字和箭头表示）

基因工蛋白质的结构逅^生物体的性状（完善实例分析如下）

（2）间接控制途径（用文字和箭头表示）

基因老雪酶的合成代谢过程「幽粤」生物体的性状（完善实例分析如下）

①白化病致病机理图解

酪氨酸酶基因一:酪氨酸酶基因异常

［缺乏

控制

酪氨酸酶

酪氨酸酪氨酸酹「黑色素I

不能将酪氨酸

转化为黑色素

（肤色正常）（白化病）

②豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解

插入外来、

DNA序列J

淀粉合成

受阻，淀

淀粉分支酶

粉含量降失水皱粒

出现异常，活

低，蔗糖豌豆

.性大大降低,

含量升高,

圆粒

编码淀粉分催化合成（件蚣1保水U

支酶豌豆

2.基因与性状间的对应关系

[一个基因皿一个性状

黑霹-个基因蚪通繁（如基因间相

性状捺制互作用）

[多个基因皿一个性状（如人的身高）

另外，生物体的性状还受环境条件的影响。

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

了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。

■教材隐性知识

（1）源于必修2P70"细胞质基因”：线粒体和叶绿体中的DNA,都能够进行半自主自我复制,

并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。

（2）源于P78“知识迁移”：四环素、链霉素、氯霉素、红霉素等抗生素能抑制细菌的生长，

它们有的能干扰细菌核糖体的形成,有的能阻止tRNA和mRNA结合。

■考向突破强化关键能力

考向基因表达产物与性状的关系分析

1.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。下列说法正确的是（）

酶/尿黑酸评乙酰乙酸）

卜④

酶[CO+HO]

（苯丙酮酸）22--------

A.酶⑤的缺乏会导致患白化病，酶②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相同

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

答案C

解析由题图可知，酶⑤缺乏，不能合成黑色素，患白化病，若酶③缺乏，尿黑酸不能转化

成乙酰乙酸，患尿黑酸症，A错误；由题图可知，苯丙氨酸、酪氨酸在不同酶的催化下，形

成的产物不同，B错误；该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错误。

2.如图为皱粒豌豆形成的原因和囊性纤维化的病因图解。下列叙述正确的是（）

淀粉分插入外来基因结淀粉分支酶异常,,

支醐基因,DNA序歹IJ、构异常.活性大大降低

（皱粒、甜度高）T淀粉少、蔗糖多）

CFTR缺失CFTR基因CFTR蛋白

基因3个碱基结构异常功能异常

（细菌繁殖、肺部感染卜~（患者支气管黏液增多）

A.淀粉分支酶基因与外来DNA序列发生了基因重组

B.图中CFTR基因和淀粉分支酶基因都发生了基因突变

C.淀粉分支酶基因发生的结构变化可以用显微镜观察

D.CFTR基因结构异常后无法进行转录和翻译

答案B

解析由题图可知，插入外来DNA序列后，淀粉分支酶基因结构异常，从这一结果上来看，

基因结构改变是发生了基因突变，而不是基因重组，A错误；CFTR基因发生了碱基缺失，

使基因结构改变，同样属于基因突变，B正确；基因突变不能在显微镜下观察到，C错误；

由图中信息CFTR基因结构异常，合成的CFTR蛋白功能异常可知，CFTR基因结构异常后

进行了转录和翻译，D错误。

重温高考真题演练

1.（2017•全国III,6）下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是（）

A.两个个体的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同

B.某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的

C.O型血夫妇的子代都是O型血，说明该性状是由遗传因素决定的

D.高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明该相对性状是由环境决定的

答案D

解析表现型是具有特定基因型的个体所表现出的性状，是由基因型和环境共同决定的，所

以两个个体的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同，A正确；叶绿素的合成

需要光照，某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，说明这种变化是由环境造成的，B正确；

O型血夫妇的基因型为ii,其子代都是。型血（ii）,说明该性状是由遗传因素决定的，C正确；

高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明该高茎豌豆是杂合子，自交后代出现性状分离，不能

说明该相对性状是由环境决定的，D错误。

2.（2020•天津，8）完整的核糖体由大、小两个亚基组成。下图为真核细胞核糖体大、小亚基

的合成、装配及运输过程示意图，相关叙述正确的是（）

核仁

核膜核仁外DNA

核孔一灌rRNA核糖体

小亚基

rRNA前体

核糖体蛋白核糖体大亚基

A.上图所示过程可发生在有丝分裂中期

B.细胞的遗传信息主要储存于rDNA中

C.核仁是合成rRNA和核糖体蛋白的场所

D.核糖体亚基在细胞核中装配完成后由核孔运出

答案D

解析有丝分裂前期，核膜消失，核仁解体，有丝分裂中期没有核仁，不会发生图示的过程,

A项错误；细胞的遗传信息主要储存于核仁外组成染色体的DNA分子中，而rDNA中仅储

存着合成rRNA的遗传信息，B项错误；核仁是合成rRNA的场所，但核糖体蛋白是在核糖

体上合成的，核糖体蛋白合成后通过核孔进入细胞核，在核仁中与rRNA组装成核糖体的大、

小亚基，C项错误；由图可知，核糖体的亚基在细胞核的核仁中完成装配后由核孔运出，D

项正确。

3.（2021•天津，17）黄瓜的花有雌花、雄花与两性花之分（雌花：仅雌蕊发育；雄花：仅雄蕊

发育；两性花：雌雄蕊均发育）。位于非同源染色体上的尸和M基因均是花芽分化过程中乙

烯合成途径的关键基因，对黄瓜花的性别决定有重要作用。尸和M基因的作用机制如图所示。

（“雌蕊发育

F—►乙烯＜

激金―►乙烯上一雄蕊发育*

/

（+）促进（-）抑制*未被乙烯抑制时雄蕊可正常发育

（1）M基因的表达与乙烯的产生之间存在—（填“正”或“负”）反馈，造成乙烯持续积累，

进而抑制雄蕊发育。

（2）依据尸和M基因的作用机制推断，FFMM基因型的黄瓜植株开雌花，FFmm基因型的黄

瓜植株开—花。当对FFmm基因型的黄瓜植株外源施加（填“乙烯抑制剂”或“乙烯

利”）时，出现雌花。

（3）现有FFMM、ffMM和FFmm三种基因型的亲本，若要获得基因型为ffmm的植株，请完

成如下实验流程设计。

P母本x父本

基因型：|基因型：

F,

对部分植株施加适量

ffmm

答案（1）正（2）两性乙烯利（3）母本：FFmm父本：ffMM乙烯抑制剂

五分钟查落实

一、易错辨析

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（X）

2.基因是通过控制蛋白质的合成来控制生物性状的（V）

3.在一个细胞中所含的基因都一定表达（X）

4.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（V）

二、填空默写

1.基因控制性状的两条途径：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。

2.基因与性状的数量对应关系：一对一、一对多、多对一。

3.基因通过其表达产物——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。

课时精练

一、选择题

1.囊性纤维病是由编码细胞膜上CFTR蛋白（主动转运氯离子的载体蛋白）的基因发生突变引

起，该突变使CFTR蛋白在第508位缺少了苯丙氨酸，进而导致氯离子运输障碍，使得氯离

子在细胞内积累。下列有关该病的叙述，不正确的是（）

A.该病例说明基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状

B.CFTR蛋白缺少了苯丙氨酸说明编码的基因发生了碱基对的缺失

C.氯离子在细胞内积累会导致细胞内液渗透压上升使水分子出细胞受阻碍

D.编码CFTR蛋白的基因存在多种突变形式，体现了基因突变的随机性

答案D

解析编码CFTR蛋白的基因存在多种突变形式，体现了基因突变的不定向性，D错误。

2.多细胞生物体生长发育，通过细胞中基因表达过程的复杂调控，实现细胞中基因在时间、

空间上高度有序的选择性表达，进而形成生物体复杂的性状表现。蜂群受精卵发育的幼虫若

取食蜂王浆最后发育成蜂王，这种幼虫若以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。科学家发现蜂王

浆抑制DNMT3基因表达DNMT3蛋白，该蛋白是一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些

区域添加甲基基团（如下图所示）从而影响基因的表达。敲除LWMT3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。下列有关叙述错误的是（）

胞喀咤5-甲基胞喀喔

AGTCCGCGTTACGTAGC

TCAGGCGCAATGCATCG

部分被甲基化的DNA片段

A.胞喀咤和5一甲基胞喀咤在DNA分子中都可以与鸟喋吟配对

B.蜂群中蜜蜂幼虫发育成蜂王可能与体内重要基因是否甲基化有关

C.DNA甲基化后可能干扰了RNA聚合酶等对DNA部分区域的识别和结合

D.被甲基化的DNA片段中碱基序列发生了改变，从而使生物的性状发生改变

答案D

解析据图可知，胞喀噫和5一甲基胞喀唳在DNA分子中都可以与鸟嚓吟配对，A正确；根

据题意可知，蜂王浆抑制ONMT3基因表达DNMT3蛋白，从而抑制DNA某些区域添加甲基

基团，使该基因正常表达，则蜂群中蜜蜂幼虫发育成蜂王，B正确；被甲基化的DNA片段

中碱基序列不变，但生物的性状发生改变，D错误。

3.（2022•南京市第二十九中学高三月考）当细胞中缺乏氨基酸时，负载tRNA（携带氨基酸的

RNA）会转化为空载tRNA（没有携带氨基酸的tRNA）参与基因表达的调控。如图为缺乏氨基酸

时，tRNA调控基因表达的相关过程。下列相关叙述正确的是（）

负载tRNA

A.当细胞缺乏氨基酸时，空载tRNA使蛋白激酶失活，从而抑制基因表达

B.①过程需要解旋酶和RNA聚合酶

C.②过程中核糖体d比a更接近起始密码子

D.细胞核内的mRNA通过核膜进入细胞质

答案C

解析据图分析，当细胞缺乏氨基酸时，空载tRNA通过激活蛋白激酶抑制基因表达，也可

以抑制基因的转录，A错误；①为转录过程，RNA是在细胞核中通过RNA聚合酶以DNA

的一条链为模板合成的，这一过程不需要解旋酶，B错误；②为翻译过程，该过程中核糖体

是沿着mRNA移动的。根据多肽链的长短可判断出翻译的方向是从右向左，起始密码子在右

端，所以核糖体d比a更接近起始密码子，C正确；细胞核内的mRNA合成以后，通过核孔

进入细胞质中，D错误。

4.心肌细胞不能增殖，ARC基因能在心肌细胞中特异性表达，抑制心肌细胞的凋亡，以维

持其正常数量。对细胞中某些基因转录形成的前体RNA进行加工的过程中会产生许多小

RNA,如miR—223（链状）、HRCR（环状），HRCR可以吸附miR—223等，以达到清除它们的

目的（如下图）。当心肌细胞缺血、缺氧时，某些基因过度表达会产生过多的miR—223,导致

心肌细胞凋亡，最终引发心力衰竭。下列相关分析错误的是（）

凋亡抑制因子

基因ARC:裁~抑制心肌细胞凋亡

③结合o----------------

某些基因1-核酸杂交分子1

前体RNAmiR-223

核酸杂交分子2

A.过程①可能发生在心肌细胞的细胞核中，且离不开RNA聚合酶的催化作用

B.过程②需要氨基酸、mRNA、rRNA和tRNA等的参与

C.心肌细胞缺血、缺氧时，可能会导致过程③增强，进而影响过程②，最终引发心力衰竭

D.若某种药物可以促进ARC基因的转录，则该药物就能有效地抑制心肌细胞凋亡

答案D

解析DNA主要存在于细胞核中，过程①转录可能发生在心肌细胞的细胞核中，转录需要

RNA聚合酶，A正确；过程②翻译需要原料——氨基酸、模板——mRNA、rRNA和tRNA

等的参与，B正确；分析可知，心肌细胞缺血、缺氧时，某些基因过度表达会产生过多的miR

-223,会导致过程③增强，进而降低过程②，导致心肌细胞内凋亡抑制因子减少，而使心肌

细胞发生凋亡，最终引发心力衰羯，C正确；分析可知，miR-223通过和ARC基因的mRNA

结合，抑制ARC基因的mRNA的翻译，所以若某种药物可以促进ARC基因的转录，则该

药物不一定能有效地抑制心肌细胞凋亡，D错误。

5.（2021•河北模考，11）生物大分子之间的相互结合在生物体的生命活动中发挥重要作用。下

列叙述正确的是（）

A.蛋白质与DNA结合后都能调控基因表达

B.RNA聚合酶与起始密码子结合启动转录的起始

C.RNA与蛋白质的结合在细胞生物中普遍存在

D.DNA与RNA的结合可发生在HIV中

答案C

体，A

染色

合构成

A结

与DN

蛋白

如组

达，

基因表

能调控

一定

后不

结合

DNA

质与

蛋白

解析

的结

蛋白质

A与

；RN

错误

子，B

密码

起始

，不是

转录

启动

结合

动子

与启

合酶

A聚

；RN

错误

普遍

细胞中

和真核

核细胞

体在原

成核糖

结合构

蛋白质

A与

如RN

在，

遍存

中普

生物

细胞

合在

HIV

生在

能发

但不

中，

细胞

宿主

染的

IV侵

在被H

发生

合可

的结

RNA

NA与

确；D

，C正

存在

。

错误

中，D

）

是（

错误的

列叙述

，下

简图

关系

状的

关性

与相

基因2

因1、

内基

细胞

为人

如图

6.

细胞

型红

镰刀

酶

氨酸

-驾酪

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