2025屆新教材高考生物一輪復(fù)習(xí)第5單元遺傳的分子基礎(chǔ)第15講第2課時(shí)基因表達(dá)與性狀的關(guān)系學(xué)案新人教版

PAGE12-第2課時(shí)基因表達(dá)與性狀的關(guān)系必備學(xué)問(wèn)固本夯基一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系1.干脆限制途徑(用文字和箭頭表示)基因

生物體的性狀(完善實(shí)例分析如下)2.間接限制途徑(用文字和箭頭表示)基因

生物體的性狀(完善實(shí)例分析如下)(1)白化病致病機(jī)理圖解(2)豌豆的圓粒和皺粒的形成機(jī)理圖解二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化1.生物體多種性狀的形成,都是以為基礎(chǔ)的,同一生物體中不同類型的細(xì)胞,基因都是相同的,但各不相同。

2.在不同類型的細(xì)胞中,表達(dá)的基因可分為以下兩類(1)在全部細(xì)胞中都表達(dá)的基因,指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)是維持所必需的,如、等。

(2)只在某類細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因,如、等。

三、表觀遺傳四、基因與性狀的關(guān)系在大多數(shù)狀況下,基因與性狀的關(guān)系并不是簡(jiǎn)潔的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。生物體的有些性狀是由個(gè)基因確定的,如人的身高;一個(gè)基因也可以影響特性狀,如水稻的Ghd7基因不僅參加開花的調(diào)控,還對(duì)水稻的生長(zhǎng)、發(fā)育和產(chǎn)量都有重要作用;生物體的性狀還受環(huán)境條件的影響。

概念檢測(cè)1.下圖為人體內(nèi)基因?qū)π誀畹南拗七^(guò)程,依據(jù)對(duì)基因與性狀關(guān)系的理解,推斷如下分析是否正確。(1)基因1和基因2一般不會(huì)出現(xiàn)在人體內(nèi)的同一個(gè)細(xì)胞中。()(2)圖中①過(guò)程需RNA聚合酶的催化,②過(guò)程需tRNA的幫助。()(3)④⑤過(guò)程的結(jié)果存在差異的干脆緣由是血紅蛋白結(jié)構(gòu)的不同。()(4)圖中①②過(guò)程發(fā)生的主要場(chǎng)所分別是細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)中的核糖體。()(5)人體蒼老引起白發(fā)的緣由是圖中酪氨酸酶不能合成。()(6)基因限制囊性纖維病與基因2限制性狀的方式相同。()2.基于對(duì)細(xì)胞分化和表觀遺傳的相識(shí),推斷下列表述是否正確。(1)細(xì)胞分化形成的細(xì)胞一般會(huì)保持分化后的狀態(tài),不行逆轉(zhuǎn)。()(2)生物體內(nèi)全部的細(xì)胞都要發(fā)生細(xì)胞分化。()(3)表觀遺傳現(xiàn)象由于基因的堿基序列沒(méi)有變更,因此不會(huì)遺傳給下一代。()(4)吸煙會(huì)影響基因的表達(dá)。()核心考點(diǎn)實(shí)力提升考點(diǎn)基因表達(dá)與性狀的關(guān)系合作探究探究1細(xì)胞分化是基因的選擇性表達(dá)的結(jié)果科學(xué)家提取了雞的輸卵管細(xì)胞、紅細(xì)胞和胰島細(xì)胞,對(duì)這3種細(xì)胞中的DNA和mRNA進(jìn)行了檢測(cè),結(jié)果如下表。檢測(cè)的3種細(xì)胞卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰島素基因卵清蛋白mRNA珠蛋白mRNA胰島素mRNA輸卵管細(xì)胞++++--紅細(xì)胞+++-+-胰島細(xì)胞+++--+(1)這三種細(xì)胞中的基因組成是否相同?它們合成的蛋白質(zhì)種類是否相同?(2)三種細(xì)胞中都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰島素基因,但是只檢測(cè)到了一種基因的mRNA,由此說(shuō)明什么問(wèn)題?探究2表觀遺傳現(xiàn)象普遍存在于生物體的生長(zhǎng)、發(fā)育和蒼老的全過(guò)程資料1柳穿魚是一種園林花卉。有兩株柳穿魚,植株A開兩側(cè)對(duì)稱花,植株B開輻射對(duì)稱花。柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)與Lcyc基因的表達(dá)干脆相關(guān)。探討表明,植株B的Lcyc基因不表達(dá)的緣由是它被高度甲基化了?？茖W(xué)家將這兩個(gè)植株作為親本進(jìn)行雜交,F1的花與植株A的相像,F1自交的F2中絕大部分植株的花與植株A的相像,少部分植株的花與植株B的相像。資料2某種試驗(yàn)小鼠的毛色受一對(duì)等位基因Avy和a的限制,Avy為顯性基因,表現(xiàn)為黃色體毛,a為隱性基因,表現(xiàn)為黑色體毛。但基因型為Avya的小鼠,卻表現(xiàn)出不同的毛色:介于黃色和黑色之間的一系列過(guò)渡類型。探討表明,這種現(xiàn)象與Avy基因的甲基化有關(guān)。(1)上述資料中,柳穿魚和小鼠性狀變更的緣由是什么?(2)分析資料1,F1的花為什么與植株A的相像?在F2中,為什么有些植株的花與植株B的相像?(3)資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象有什么共同點(diǎn)?(4)同一株水毛茛,袒露在空氣中的葉和浸在水中的葉,表現(xiàn)出了兩種不同的形態(tài)。水中的葉比空氣中的葉要細(xì)小狹長(zhǎng)一些。水毛茛兩種形態(tài)的葉,其細(xì)胞的基因組成一樣嗎?葉形的差異是否是表觀遺傳的結(jié)果?最可能是由于什么因素引起的?名師提示(1)DNA甲基化:DNA分子中的堿基被選擇性加上甲基的現(xiàn)象。某個(gè)基因發(fā)生足夠多的甲基化后,其轉(zhuǎn)錄會(huì)被阻擋,從而被關(guān)閉,甲基化被移除,基因就會(huì)被開啟。(2)組蛋白修飾:組成染色體的蛋白質(zhì)分為組蛋白和非組蛋白。其中組蛋白是確定染色體螺旋程度的重要因素,組蛋白常受到多種化學(xué)修飾,如甲基化、乙酰化等,被稱為組蛋白修飾。組蛋白修飾可影響染色體螺旋化程度,從而影響基因的表達(dá)?？枷蛲黄瓶枷?基因?qū)π誀畹南拗品绞?.人類白化病和苯丙酮尿癥是由代謝異樣引起的疾病,下圖表示在人體代謝中產(chǎn)生這兩類疾病的過(guò)程。由圖不能得出的結(jié)論是()①基因可以通過(guò)限制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來(lái)限制生物的性狀②基因可以通過(guò)限制酶的合成來(lái)限制生物的性狀③一個(gè)基因只能限制一種性狀④一特性狀可以由多個(gè)基因限制A.①② B.①③ C.②③ D.③④考向2細(xì)胞分化2.(2024浙江)同一個(gè)體的神經(jīng)細(xì)胞與巨噬細(xì)胞的功能不同。下列關(guān)于這兩種細(xì)胞的敘述,錯(cuò)誤的是()A.不會(huì)脫分化到受精卵的狀態(tài)B.細(xì)胞核中的染色體數(shù)目相同C.功能不同是由于發(fā)生了細(xì)胞分化D.功能差異是在減數(shù)分裂過(guò)程中形成的考向3表觀遺傳3.下列關(guān)于表觀遺傳的說(shuō)法,錯(cuò)誤的是()A.表觀遺傳現(xiàn)象的發(fā)覺(jué)使“基因的堿基序列代表了全部的遺傳信息”的觀點(diǎn)受到挑戰(zhàn)B.表觀遺傳導(dǎo)致的性狀變更可以遺傳給下一代,屬于可以遺傳的變異C.DNA的甲基化、組蛋白的甲基化和乙?；紩?huì)導(dǎo)致表觀遺傳現(xiàn)象D.表觀遺傳現(xiàn)象僅出現(xiàn)在某些特定生命活動(dòng)過(guò)程學(xué)科素養(yǎng)達(dá)成評(píng)價(jià)情境探究一病毒中遺傳信息的傳遞正義單鏈RNA病毒(ssRNAvirus)包括甲肝病毒HAV、腸道病毒、脊髓灰質(zhì)炎病毒、口蹄疫病毒、流感病毒、SARS病毒、丙肝病毒HCV、風(fēng)疹病毒等。其基因組為一條正義RNA單鏈。該正義鏈進(jìn)入宿主細(xì)胞后,可以干脆作為mRNA鏈指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成;也可以通過(guò)依靠RNA的RNA聚合酶(RDRP)作用,生成負(fù)鏈,再以負(fù)鏈為模板,在RDRP作用下,生成正鏈。這樣就達(dá)到了復(fù)制的目的。同時(shí),生成的正鏈也可作為mRNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成(見下圖)。(1)圖中+RNA有哪些功能?(2)合成圖中物質(zhì)M、N的場(chǎng)所和原料的供應(yīng)者是宿主細(xì)胞還是病毒?(3)正義單鏈RNA病毒與HIV同屬RNA病毒,請(qǐng)結(jié)合中心法則的模式分別寫出二者的遺傳信息傳遞途徑。(4)核酸是一切生物的遺傳物質(zhì),DNA是主要的遺傳物質(zhì)。請(qǐng)談?wù)勀銓?duì)生物的遺傳物質(zhì)的理解。【情境應(yīng)用】埃博拉病毒(EBOV)的遺傳物質(zhì)(-RNA)是一種單鏈RNA,在宿主細(xì)胞中啟動(dòng)以下途徑進(jìn)行增殖而導(dǎo)致人體患埃博拉出血熱(EBHF)。據(jù)圖推斷不正確的是()A.①③過(guò)程都屬于基因表達(dá)B.EBOV的mRNA至少能翻譯出兩種不同蛋白質(zhì)C.過(guò)程①與過(guò)程③所需的嘧啶比例可能不相同D.埃博拉病毒的-RNA無(wú)法干脆感染人體細(xì)胞情境探究二表觀遺傳生命處于不斷變更的環(huán)境中,億萬(wàn)年的進(jìn)化讓生命之書中隱藏了應(yīng)對(duì)環(huán)境變更的強(qiáng)大潛力。細(xì)胞中基因的表達(dá)始于染色質(zhì)的解螺旋,各種轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合到DNA上,啟動(dòng)表達(dá)。探討發(fā)覺(jué),這些過(guò)程中都存在著調(diào)控,這種調(diào)控不變更DNA序列,但會(huì)對(duì)基因進(jìn)行修飾,從而引起基因表達(dá)的變更及表型變更,并且有的變更是可遺傳的,即表觀遺傳。例如DNA上結(jié)合一個(gè)甲基基團(tuán)(甲基化),能引起染色質(zhì)結(jié)構(gòu)及DNA構(gòu)象的變更,從而變更基因表達(dá)。表觀遺傳供應(yīng)了基因何時(shí)、何處、合成何種RNA及蛋白的指令,從而更精確地限制著基因表達(dá)。表觀遺傳是個(gè)體適應(yīng)外界環(huán)境的機(jī)制,在環(huán)境變更時(shí),生物可以通過(guò)重編程消退原有的表觀遺傳標(biāo)記,產(chǎn)生適應(yīng)新環(huán)境的表觀遺傳標(biāo)記,這樣既適應(yīng)了環(huán)境變更,也避開了DNA反復(fù)突變?cè)斐傻娜旧w不穩(wěn)定與遺傳信息紊亂。表觀遺傳與人的發(fā)育和疾病密不行分。胚胎發(fā)育早期,建立與子宮內(nèi)環(huán)境相適應(yīng)的表觀遺傳修飾是胚胎發(fā)育過(guò)程的核心任務(wù)。母體的飲食、供氧、感染、吸煙等狀況與后代的高血壓、Ⅱ型糖尿病等疾病親密相關(guān)。表觀遺傳變更增加了患有特定疾病的風(fēng)險(xiǎn),但人體可在相當(dāng)程度上忍受這些變更而不發(fā)病,經(jīng)驗(yàn)十幾年或者幾十年的持續(xù)壓力,表觀修飾的彈性被耗盡,細(xì)胞或者組織再也無(wú)法正常行使功能,從而產(chǎn)生疾病?，F(xiàn)代進(jìn)化理論認(rèn)為生物進(jìn)化是種群基因頻率的變更,現(xiàn)代分子遺傳學(xué)則認(rèn)為基因型確定生物個(gè)體的表型。然而,表觀遺傳學(xué)的探討表明,遺傳并不是那么簡(jiǎn)潔,表觀遺傳對(duì)遺傳觀的沖擊,也使進(jìn)化觀的探討更加困難。生命本質(zhì)上是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體,基因與環(huán)境的“共舞”,才會(huì)奏響生命與環(huán)境相適應(yīng)、協(xié)同進(jìn)化的奇妙“樂(lè)章”。(1)基因突變和基因重組是否屬于表觀遺傳?為什么?(2)人們用“病來(lái)如山倒”形容疾病的發(fā)生比較突然,請(qǐng)結(jié)合文中內(nèi)容反對(duì)這種觀點(diǎn)。(3)在進(jìn)化上,有一種觀點(diǎn)叫作“獲得性遺傳”,認(rèn)為“獲得的變異可遺傳給后代”。從基因與環(huán)境關(guān)系角度,這種觀點(diǎn)是否有科學(xué)依據(jù)?請(qǐng)結(jié)合本文闡述理由?！厩榫硲?yīng)用】請(qǐng)閱讀下面科普短文,并回答問(wèn)題。暴飲暴食是不良飲食習(xí)慣。20世紀(jì)80年頭,探討者追蹤瑞典某小鎮(zhèn)從小有暴食習(xí)慣的男性,發(fā)覺(jué)他們孫輩的平均壽命竟比同齡正常進(jìn)食男性的孫輩短32年。這令探討者非常驚異,莫非從小形成的飲食習(xí)慣還會(huì)影響后代壽命嗎?孟德爾、摩爾根等遺傳學(xué)家對(duì)遺傳規(guī)律的闡釋,使人們普遍接受了基因?qū)W說(shuō),認(rèn)為親子代之間的遺傳由基因確定。然而,上述調(diào)查結(jié)果顯示,飲食習(xí)慣等個(gè)人行為好像可以影響后代的性狀表現(xiàn)。分子生物學(xué)探討揭示,某些環(huán)境因素雖然沒(méi)有變更基因的堿基序列,卻會(huì)引起基因序列等的特定化學(xué)修飾,即表觀修飾,進(jìn)而影響基因表達(dá),且這種表觀修飾還可能傳遞給后代,使子代表型發(fā)生變更,這通常被稱為表觀遺傳。表觀遺傳現(xiàn)象引發(fā)人們對(duì)于遺傳機(jī)制、遺傳與發(fā)育以及生物進(jìn)化等的思索。建立在達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)基礎(chǔ)上的現(xiàn)代進(jìn)化理論認(rèn)為,突變和基因重組供應(yīng)進(jìn)化的原材料,自然選擇使種群基因頻率發(fā)生定向變更。表觀遺傳現(xiàn)象則展示了,環(huán)境引發(fā)的化學(xué)修飾能將親代適應(yīng)環(huán)境的性狀遺傳給后代,這好像與現(xiàn)代進(jìn)化理論的某些觀點(diǎn)有所不同。隨著生物學(xué)的快速發(fā)展,許多生物學(xué)概念都在發(fā)生著變更,新的概念和理論不斷替代舊的概念和理論推動(dòng)人們的相識(shí)發(fā)展,這正是科學(xué)發(fā)展的軌跡。(1)本文探討的生物學(xué)話題是。

(2)現(xiàn)代進(jìn)化理論的兩個(gè)理論基礎(chǔ)是。

A.基因?qū)W說(shuō)B.表觀遺傳學(xué)C.自然選擇學(xué)說(shuō)(3)有人認(rèn)為“表觀遺傳過(guò)程中發(fā)生了遺傳信息的變更”,請(qǐng)結(jié)合文中內(nèi)容和你對(duì)遺傳信息的理解,推斷這一觀點(diǎn)是否正確,并闡述理由。(4)請(qǐng)結(jié)合本文內(nèi)容,在下圖中補(bǔ)充填寫“表觀修飾”等詞匯,并添加必要的連線和注釋,展示你對(duì)表觀修飾及表觀修飾在親子代間傳遞的理解。第2課時(shí)基因表達(dá)與性狀的關(guān)系必備學(xué)問(wèn)·固本夯基一、1.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)缺失3個(gè)CFTR蛋白結(jié)構(gòu)T∥AA∥T纈氨酸鐮刀狀溶血性貧血2.酶的合成代謝過(guò)程(1)酪氨酸酶酪氨酸酶黑色素不能將酪氨酸轉(zhuǎn)化為黑色素(2)DNA序列淀粉分支酶降低皺粒淀粉分支酶高圓粒二、1.細(xì)胞分化形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能2.(1)細(xì)胞基本生命活動(dòng)核糖體蛋白基因ATP合成酶基因(2)卵清蛋白基因胰島素基因三、堿基序列可遺傳變更生長(zhǎng)、發(fā)育和蒼老DNA甲基化組蛋白甲基化四、多多【概念檢測(cè)】1.(1)×(2)√(3)√(4)√(5)×(6)√2.(1)√(2)×(3)×(4)√核心考點(diǎn)·實(shí)力提升考點(diǎn)【合作探究】探究1(1)提示這三種細(xì)胞都屬于雞的體細(xì)胞,經(jīng)受精卵有絲分裂、分化而來(lái),因此基因組成相同,但是它們合成的蛋白質(zhì)種類不同。(2)提示在高度分化的體細(xì)胞中,基因是選擇性表達(dá)的。同一個(gè)體不同種類的體細(xì)胞中,DNA(基因)相同,而RNA、蛋白質(zhì)的種類不同。探究2(1)提示柳穿魚花的形態(tài)變更是因?yàn)長(zhǎng)cyc基因的部分堿基被高度甲基化,小鼠毛色的變更是因?yàn)锳vy基因的前端有一段影響Avy基因表達(dá)的特別的堿基序列被甲基化。發(fā)生在基因或基因前端的甲基化修飾均導(dǎo)致相關(guān)基因的表達(dá)受到抑制,進(jìn)而影響性狀。(2)提示F1植株同時(shí)含有來(lái)自植株A和植株B的Lcyc基因。來(lái)自植株A的Lcyc基因能夠表達(dá),表現(xiàn)為顯性;來(lái)自植株B的Lcyc基因被甲基化,基因表達(dá)受到抑制,表現(xiàn)為隱性。因此,在同時(shí)含有這兩個(gè)基因的F1中,F1的花與植株A的相像。F1自交后,F2中有少部分植株含有兩個(gè)與植株B的Lcyc基因相同的基因,因此,這部分植株的花與植株B的相像。(3)提示資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象都表現(xiàn)為基因的堿基序列保持不變,但部分堿基發(fā)生了甲基化修飾,抑制了基因的表達(dá),進(jìn)而對(duì)表型產(chǎn)生影響。(4)提示水毛茛兩種形態(tài)的葉,其細(xì)胞的基因組成是相同的。葉形的差異不是表觀遺傳的結(jié)果。同一株植株出現(xiàn)不同的葉型,最可能是環(huán)境因素導(dǎo)致的?！究枷蛲黄啤?.B由圖可知,苯丙酮酸、多巴胺和黑色素等物質(zhì)的代謝與酶的合成干脆相關(guān),而酶的合成是由基因限制的說(shuō)明基因可以通過(guò)限制酶的合成來(lái)限制生物的性狀;基因1若發(fā)生變更,則多巴胺和黑色素的合成都受影響說(shuō)明一個(gè)基因可以影響多特性狀;多巴胺和黑色素的合成也都受多個(gè)基因的限制,說(shuō)明一特性狀可以由多個(gè)基因限制。2.D動(dòng)物體中的體細(xì)胞不會(huì)脫分化到受精卵的狀態(tài),A項(xiàng)正確;同一個(gè)體的神經(jīng)細(xì)胞與巨噬細(xì)胞染色體數(shù)目相同,B項(xiàng)正確;神經(jīng)細(xì)胞與巨噬細(xì)胞的功能不同是由于細(xì)胞在分化過(guò)程中基因選擇性表達(dá),C項(xiàng)正確;神經(jīng)細(xì)胞與巨噬細(xì)胞的形成是細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化的結(jié)果,其發(fā)生的細(xì)胞分裂為有絲分裂,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.D傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為,基因的堿基序列代表了遺傳信息,堿基序列變更才會(huì)引起遺傳信息變更,從而引起生物的變異,表觀遺傳的發(fā)覺(jué),證明堿基序列沒(méi)有變更,生物的性狀也可能出現(xiàn)變更,A項(xiàng)正確;表觀遺傳導(dǎo)致的變異可以遺傳給下一代,屬于可以遺傳的變異,B項(xiàng)正確;DNA的甲基化、組蛋白的甲基化和乙?；紩?huì)影響基因的表達(dá),從而導(dǎo)致表觀遺傳現(xiàn)象,C項(xiàng)正確;表觀遺傳現(xiàn)象普遍存在于生物體的生長(zhǎng)、發(fā)育和蒼老的整個(gè)生命活動(dòng)過(guò)程中,D項(xiàng)錯(cuò)誤。學(xué)科素養(yǎng)達(dá)成評(píng)價(jià)情境探究一(1)提示翻譯的模板,復(fù)制的模板,病毒的重要組成成分。(2)提示圖中物質(zhì)M是以+RNA為模板翻譯而來(lái)的,N是M在蛋白酶的作用下形成的,且能夠催化①②過(guò)程,因此M、N都是蛋白質(zhì),合成物質(zhì)M、N的場(chǎng)所是宿主細(xì)胞的核糖體,原料是氨基酸,來(lái)自宿主細(xì)胞。(3)提示正義單鏈RNA病毒的遺傳信息傳遞:+RNA-RNA+RNA蛋白質(zhì)。HIV的遺傳信息傳遞:。(4)提示核酸包括DNA和RNA,凡是由細(xì)胞構(gòu)成的生物,遺傳物質(zhì)都是DNA,在非細(xì)胞生物病毒中,有些病毒的遺傳物質(zhì)是DNA,有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,因此核酸是一切生物的遺傳物質(zhì);絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,只有少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,因此DNA是