資源簡介

基因表達與性狀的關系
重難點
題型
分值
重點
基因表達產物與性狀的關系
選擇題、非選擇題
2-4
基因的選擇性表達與細胞分化
表觀遺傳
難點
基因與性狀的關系
表觀遺傳的特點
一、基因表達產物與性狀的關系
實例1：皺粒豌豆的形成
皺粒豌豆的DNA中插入了一段外來DNA序列，打亂了編碼淀粉分支酶的基因，導致淀粉分支酶出現異常，活性大大降低，使細胞內淀粉含量降低。豌豆成熟時，淀粉含量高的豌豆能有效的保留水分，顯得圓圓胖胖，十分飽滿，淀粉含量低的豌豆由于失水而皺縮。
實例2：白化癥狀的形成
正常人的皮膚、毛發等處存在酪氨酸酶，能將酪氨酸轉變為黑色素，如果一個人基因異常缺少酪氨酸酶，這個人就不能合成黑色素，從而表現白化癥狀。
結論一：基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。
實例3：囊性纖維化的病因
囊性纖維化患者支氣管被異常的黏液堵塞，常于幼年死于肺部感染。在70%的患者中，編碼一種轉運蛋白—CFTR蛋白的基因缺少了3個堿基，CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，CFTR的空間結構發生變化，轉運氯離子的功能出現異常，導致患者支氣管中黏液增多，管腔受阻，細菌在肺部大量生長繁殖，最終使肺部功能受損。
實例4：鐮刀型細胞貧血癥的病因
正常的血紅蛋白基因編碼的血紅蛋白組成的紅細胞結構正常，呈圓餅狀；異常的血紅蛋白基因中一個堿基發生替換，導致血紅蛋白中一個氨基酸發生改變，編碼的血紅蛋白結構異常，由此組成的紅細胞結構異常，呈鐮刀狀。紅細胞運輸氧的能力下降，易破裂，導致溶血死亡。
結論二：基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。
二、基因的選擇性表達與細胞分化
實例：同一生物體內不同類型的細胞都源于受精卵的分裂和分化，每一個細胞中基因是相同的，卻出現了形態、結構和生理功能的差異，其原因是不同類型的細胞中，表達的基因不同。一類是在所有細胞中都表達的基因，指導合成的蛋白質是維持細胞基本生命活動所必需的，如ATP合成酶基因；另一類是只在某類細胞中特異性表達的基因，如胰島素基因、血紅蛋白基因。
結論：細胞分化的本質是基因的選擇性表達，基因的選擇性表達與基因表達的調控有關。

三、表觀遺傳
實例1：柳穿魚花的形態結構遺傳
柳穿魚花的形態結構與Lcyc基因的表達直接相關，不同類型的柳穿魚花體內Lcyc基因的序列相同，兩種花表達的情況不同。一種在開花時Lcyc基因表達，一種不表達，研究發現，該基因不表達的原因是該基因被高度甲基化，即多個堿基連接甲基基團。并且該性狀可遺傳。
實例2：小鼠毛色的遺傳
某實驗小鼠的毛色受一對等位基因Avy和a控制，Avy為顯性基因，表現為黃色體毛，a為隱性基因，表現為黑色體毛。純種的黃色體毛與純種黑色體毛的小鼠雜交，子一代基因型相同，卻表現出不同的體色，有許多介于黃色和黑色之間的類型。其原因是，控制體色的基因序列沒有改變，但是在Avy基因的上游有一段特殊的堿基序列決定該基因的表達水平，該序列有多個可發生DNA甲基化的位點，沒有甲基化時，小鼠表現為黃色，甲基化后Avy基因的表達受到抑制。甲基化程度越高，受到的抑制越明顯，體毛的顏色越淺。
實例3：基因組成相同的同卵雙胞胎具有微小的可區分的差異；一個蜂群中，蜂王和工蜂都由受精卵發育而來，但在形態、結構、生理和行為等方面截然不同；男性吸煙者體細胞內甲基化水平升高、精子活力下降。
結論：生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發生可遺傳變化的現象，為表觀遺傳。該現象普遍存在于生物體的生長、發育和衰老的整個生命活動過程中。

四、基因與性狀的關系
實例1：人的身高是多個基因決定的，每個基因對身高有一定的作用；某植物的花色可能由兩對等位基因決定，雙顯性時為紫色，單顯性時為紅色，雙隱性為白色。
結論一：一個性狀可以受到多個基因的影響。
實例2：水稻中的Ghd7基因編碼的蛋白質不僅參與了開花的調控，而且對水稻的生長、發育和產量都有重要作用。
結論二：一個基因可影響多個性狀。
實例3：同一株水毛茛，裸露在空氣中的葉和浸在水中的葉，表現出兩種不同的形態。后天的營養和體育鍛煉對人的身高具有重要作用。將孵化的殘翅果蠅放在比正常溫度高的環境中培養，可長成長翅果蠅，但在正常溫度下，后代仍是殘翅果蠅。
結論三：生物體的性狀不完全由基因決定，環境對性狀也有重要的影響。即表現型是基因型和環境共同作用的結果。
歸納總結：基因與性狀的關系整合圖解如下

例題1 如圖為人體內基因對性狀的控制過程，分析可知（ ）

A. 基因1和基因2一般不會出現在人體內的同一個細胞中
B. 圖中①過程需RNA聚合酶的催化，②過程需tRNA的協助
C. ④⑤過程的結果存在差異的根本原因是血紅蛋白結構不同
D. 過程①②③表明基因通過控制酶的合成來控制生物體的所有性狀
答案：B
解析：本題考查基因對性狀的控制，難度中等。同一個體的體細胞都是由受精卵經有絲分裂產生的，所含基因相同，A錯誤。過程①為轉錄，②為翻譯，轉錄合成RNA，需要RNA聚合酶的催化；翻譯合成多肽，需要tRNA運載氨基酸，B正確。基因2通過控制蛋白質的合成來控制生物體的性狀，故④⑤的結果存在差異的根本原因是發生了基因突變，C錯誤；過程①②③表明基因通過控制酶的合成控制生物體的代謝，進而控制生物體的部分性狀，D錯誤。
例題2 下列關于基因、蛋白質與性狀的關系的敘述不正確的是（　　）
A. 基因能通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀
B. 基因能通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀
C. 人的身高可能是由多個基因決定，其中每一個基因對身高都有一定的作用
D. 若生物的某性狀發生改變，則控制該性狀的基因的脫氧核苷酸序列一定發生改變
答案：D
解析：本題考查基因對性狀的控制、表觀遺傳、基因與性狀的關系，難度中等。基因能通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀，A正確；基因能通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀，B正確；人的身高高矮不一，可能是由多個基因決定，其中每一個基因對身高都有一定的作用，C正確；生物性狀改變還可能是堿基甲基化導致的結果，脫氧核苷酸的序列不變，D錯誤。
（答題時間：30分鐘）
1. 下列有關基因型、性狀和環境的敘述，錯誤的是（ ）
A. 基因型不同的兩個人，可能會由于環境因素而身高相同
B. 抗維生素D佝僂病的發生是由于少兒時期缺乏營養素造成的
C. 某植物的綠色幼苗在黑暗中變成黃色，這種變化是由環境造成的
D. 色盲男子的女兒至少是色盲基因的攜帶者，這是由遺傳因素決定的
2. 如圖是基因的作用及基因與性狀的關系示意圖，據圖分析不正確的是（ ）

A. ①過程是轉錄，它以DNA的一條鏈為模板合成mRNA
B. ①過程發生的場所與該基因復制的場所一定相同
C. ③過程中只需要mRNA、氨基酸、核糖體、酶、ATP即可完成
D. ⑤過程可以表示酪氨酸酶與人類膚色的關系
3. 下列關于基因對性狀控制的敘述錯誤的是（ ）
A. 白化病患者缺乏酪氨酸酶，體現基因通過控制酶的合成間接控制生物性狀
B. 同一株水毛茛在空氣和水中的葉形不同，體現性狀是由基因和環境共同作用的結果
C. 原發性高血壓與多對基因表達產物有關，體現基因與基因相互作用控制同一性狀
D. 抗生素阻止細菌內RNA和mRNA的結合，體現抗生素可通過影響轉錄而影響性狀
4. 判斷下列有關基因與性狀關系的敘述，錯誤的是（ ）
A. 由基因產物呈現的性狀①、②、③、④可知同一個基因會影響多種性狀
B. 若⑧為表達出的異常血紅蛋白呈現的性狀“紅細胞呈鐮刀型”，可說明基因通過酶的合成來控制代謝，進而控制生物體的性狀
C. 上述圖示可表明基因與性狀并非簡單的線性關系
D. 生物的性狀除了受基因控制外，還可能受環境條件的影響
5. 下列有關基因與性狀的敘述，正確的是（　　）
A. 生物體中一個基因決定一種性狀，一種性狀由一個基因決定
B. 血紅蛋白基因中有一個堿基對發生改變，血紅蛋白結構一定發生改變
C. 生物的性狀由基因決定，同時受環境影響，二者共同對生物的性狀起作用
D. 囊性纖維病說明基因通過控制酶的合成控制代謝過程，進而控制生物性狀
6. 如圖為苯丙氨酸部分代謝途徑示意圖。苯丙酮尿癥是由于苯丙氨酸羥化酶基因突變所致。患者的苯丙氨酸羥化酶失活，苯丙氨酸轉化為酪氨酸受阻，組織細胞中苯丙氨酸和苯丙酮酸蓄積，表現為智力低下、毛發與皮膚顏色較淺等癥狀。下列分析錯誤的是（ ）
A. 一個基因可能會影響多個性狀表現
B. 生物的一個性狀只受一個基因的控制
C. 基因可通過控制酶的合成控制代謝過程，進而控制性狀
D. 在嬰幼兒時期限制對苯丙氨酸的攝入可緩解患者的病癥
7. 水稻分蘗(莖基部發生分枝)受多個基因控制，水稻MADS基因家族能控制側芽分化和分蘗過程。重力因素通過影響HSFA2D基因進而影響LAZY1基因的表達，最終調控分蘗的方向。相關說法錯誤的是
A. 水稻分蘗過程受到多個基因的共同調控
B. 每個基因可以獨立控制生物的某個性狀
C. MADS基因可以控制水稻分蘗等多個性狀
D. LAZY1基因的表達受環境和其它基因影響
8. 某種兩性花的植物，可以通過自花傳粉或異花傳粉繁殖后代。在25℃條件下，基因型為AA和Aa的植株都開紅花，基因型為aa的植株開白花，但在30℃的條件下，各種基因型的植株均開白花。下列說法不正確的是（ ）
A. 不同溫度條件下同一植株花色不同，說明環境能影響生物的性狀
B. 在25℃的條件下生長的白花植株自交，后代中不會出現紅花植株
C. 若要探究一開白花植株的基因型，最簡單可行的方法是在25℃條件下進行雜交實驗
D. 在30℃的條件下生長的白花植株自交，產生的后代在25℃條件下生長可能會出現紅花植株
9. 下面為基因與性狀的關系示意圖，請據圖回答：
（1）基因的表達是指基因通過指導__________的合成來控制生物的性狀。
（2）①過程合成mRNA，在遺傳學上稱為_______________；與DNA的復制不同，這一過程的特點是以DNA的__________鏈為模板，以__________為原料且以__________替代A與T配對。
（3）②過程稱為__________，需要的“搬運工”和細胞器分別是__________、__________。
（4）人的白化癥狀是由于控制酪氨酸酶的基因異常所致，這屬于基因對性狀的__________（直接/間接）控制。
10. 果蠅翅的形狀有3種類型：長翅、小翅和殘翅，由兩對等位基因（Gg和Hh）共同決定。其中G、g位于常染色體上. 當個體中G和H基因同時存在時，表現為長翅，G基因不存在時，表現為殘翅. 兩個純合品系的果蠅進行雜交實驗，結果如下表：
雜交組合
親本
F1
F2
正交
殘翅♀×小翅♂
長翅♀×長翅♂
長翅：小翅：殘翅=9：3：4
反交
小翅♀×殘翅♂
長翅♀×小翅♂
？
請回答：
（1）據表分析可推出H，h這對基因位于______染色體上，理由是_______。
（2）正交實驗的F2中小翅個體的基因型是______、______。
（3）反交實驗中，F2的表現型(不分雌雄)及比例是______。
（4）純種長翅果蠅的幼蟲，在25℃條件下培養，成蟲均表現為長翅，若在35℃條件下培養，成蟲均表現為殘翅，但基因型不改變，這種現象稱為“表現模擬”. 現有一只殘翅雌果蠅，請設計一個實驗判斷它是否屬于“表型模擬”。（只考慮G、g這對基因）
實驗方法：讓上述殘翅雌果蠅與______雄果蠅雜交，產生的幼蟲在______條件下長成成蟲，觀察成蟲的翅型。
結果與結論：
①若成蟲______，則說明該殘翅雌果蠅屬于“表型模擬”。
②若成蟲______，則說明該殘翅果蠅不屬于“表型模擬”。
1. B 解析：本題考查基因型、性狀與環境的關系，難度中等。表現型是具有特定基因型的個體所表現出的性狀，是由基因型和環境共同決定的，所以基因型不同的兩個人，可能會由于環境因素而身高相同，A正確；抗維生素D佝僂病是遺傳病，B錯誤；葉綠素的合成需要光照，某植物的綠色幼苗在黑暗中變成黃色，說明這種變化是由環境造成的，C正確；紅綠色盲是伴X染色體隱性遺傳病，色盲男子（XbY）的女兒是XBXb或XbXb，至少是攜帶者，D正確。
2. C 解析：本題考查基因與性狀的關系，難度中等。轉錄是以DNA分子的一條鏈為模板合成RNA的過程，A正確。轉錄和復制都是以DNA為模板進行的，特定的基因在細胞中分布是不變的，所以同一個基因的復制和轉錄場所相同，B正確。③過程是翻譯，該過程還需要tRNA轉運氨基酸，C錯誤。⑤過程表示基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物的性狀，D正確。
3. D 解析：本題考查基因對性狀的控制機制以及性狀與環境的關系，難度中等。白化病患者缺乏酪氨酸酶，體現基因通過控制酶的合成來控制代謝，進而間接控制生物性狀，A正確；同一株水毛茛在空氣和水中的葉形不同，說明生物性狀受基因控制，同時還受環境影響，B正確；原發性高血壓為多基因遺傳病，體現了基因與基因相互作用控制同一性狀，C正確；抗生素阻止細菌內RNA和mRNA的結合，體現抗生素可通過影響翻譯而影響性狀，D錯誤。
4. B 解析：本題考查基因與性狀的關系，難度中等。由基因產物呈現的性狀①、②、③、④可知同一個基因會影響多種性狀，故A正確；若⑧為表達出的異常血紅蛋白呈現的性狀“紅細胞呈鐮刀型”，可說明基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀，故B錯誤；基因與性狀并非簡單的線性關系，故C正確；生物的性狀除了受基因控制外，還可能受環境條件的影響，即表現型=基因型+環境，故D正確。
5. C 解析：本題考查基因與性狀的關系，難度中等。生物體中，一個基因可能決定多種性狀，一種性狀可能由多個基因決定，A錯誤；由于密碼子的簡并性（多個密碼子編碼同一種氨基酸），控制人的血紅蛋白的基因中有一個堿基對發生改變，血紅蛋白的結構不一定發生改變，B錯誤；生物的性狀由基因決定，還受環境條件的影響，是基因和環境共同作用的結果，C正確；囊性纖維病說明基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物的性狀，D錯誤。
6. B 解析：本題考查基因與性狀的關系，難度中等。根據題意可知，苯丙氨酸羥化酶基因突變，會導致苯丙酮尿癥，患者的苯丙氨酸羥化酶失活，苯丙氨酸轉化為酪氨酸受阻，苯丙氨酸和苯丙酮酸蓄積，表現智力低下，毛發與皮膚顏色較淺等癥狀，由此說明一個基因可以影響多個性狀表現，A正確；據圖可知，若控制酪氨酸酶的基因突變同樣會使黑色素減少，出現毛發與皮膚顏色較淺等癥狀，說明生物的一個性狀不只受一個基因控制，B錯誤；丙氨酸羥化酶基因突變，會導致苯丙氨酸羥化酶失活，苯丙氨酸轉化為酪氨酸受阻，苯丙氨酸和苯丙酮酸蓄積，表現智力低下，毛發與皮膚顏色較淺等癥狀，表明基因可以通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制性狀，C正確；苯丙氨酸羥化酶失活，苯丙氨酸轉化為酪氨酸受阻，苯丙氨酸和苯丙酮酸蓄積，從而表現出苯丙酮尿癥，如果嬰兒期限制對苯丙氨酸的攝入，苯丙氨酸和苯丙酮酸蓄積減少，可緩解患者的病癥，D正確。
7. B 解析：本題考查基因與性狀的關系，難度較大。由“水稻分蘗受多個基因控制”可知，水稻分蘗過程受到多個基因的共同調控，A正確；并非每個基因都可以獨立控制生物的某個性狀，例如LAZY1基因，B錯誤；MADS基因家族能控制水稻側芽的分化、分蘗過程，C正確；LAZY1基因的表達受重力因素和HSFA2D基因的影響，D正確。
8. C 解析：本題考查環境對生物性狀的影響，難度較大。由題干知，基因型是AA和Aa的該植物在25℃條件下都開紅花、而在30℃條件下均開白花，說明環境能影響生物的性狀，A正確；由題干知，在25℃的條件下生長的白花植株的基因型是aa，此種基因型的個體自交后代的基因型仍為aa、表現為白花，后代中不會出現紅花植株，B正確；探究一株植物的基因型是AA、Aa還是aa，最簡單可行的方法是在25℃條件下進行自交，并在25℃的條件下培養后代，如果后代全部是紅花植株、說明該植株的基因型為AA，如果都開白花、說明該植株的基因型為aa，如果既有開白花的植株，也有開紅花的植株，則說明該植株的基因型為Aa，C錯誤；由題干知，在30℃的條件下，各種基因型的植株均開白花，所以在30℃的條件下生長的白花植株自交，產生的后代在25℃條件下生長可能會出現紅花植株，D正確。
9. （1）蛋白質 （2） 轉錄 一條 核糖核苷酸 U （3） 翻譯 tRNA 核糖體 （4） 間接
解析：本題考查基因的表達和基因對性狀的控制，難度中等。
（1）基因的表達是指基因通過指導蛋白質的合成來控制生物的性狀。
（2）圖中①過程是以DNA為模板，指導RNA合成的過程，稱為轉錄，轉錄與DNA復制不同，轉錄以DNA的一條鏈為模板，以4種核糖核苷酸為原料，以A與U配對替代A與T配對。
（3）圖中②過程是以mRNA為模板指導蛋白質合成的過程，稱為翻譯，“搬運工”為tRNA，場所為核糖體。
（4）基因控制性狀的方式一種是通過控制蛋白質的結構直接控制生物的性狀，另一種是通過控制酶的合成來控制代謝，進而控制生物的性狀，前者為直接控制，后者為間接控制。
10.（1）X 反交實驗的F1中所有雌蠅均為長翅，所有雄蠅均為小翅 （2） GGXhY GgXhY （3）長翅：小翅：殘翅=3：3：2 （4） 25℃條件下培養成的殘翅 25℃ 出現長翅性狀 均為殘翅
解析：本題考查環境對性狀的影響以及生物的遺傳規律，難度較大。
分析題干信息可知：長翅個體基因型為G-XHX-、G-XHY；殘翅個體基因型為gg--；小翅個體基因型為G-XhXh、G-XhY。
（1）翅型純合品系的果蠅進行雜交實驗，正交與反交結果不同，反交實驗的F1中，所有雌蠅均為長翅、所有雄蠅均為小翅，說明基因位于性（X）染色體上。
（2）根據題干信息，正交實驗中，F2長翅：小翅：殘翅=9：3：4，F1長翅個體基因型為GgXHXh 、GgXHY，親本的基因型是ggXHXH和GGXhY，F2中小翅個體的基因型是GGXhY、GgXhY。
（3）反交實驗中，親本的基因型是GGXhXh、ggXHY，F1基因型是GgXHXh、GgXhY，F2的長翅：小翅：殘翅=3：3：2。
（4）實驗方法：讓上述殘翅雌果蠅與25℃條件下培養成的殘翅雄果蠅雜交，產生的幼蟲在25℃條件下長成成蟲，觀察成蟲的翅型。
結果與結論：
①若成蟲出現長翅性狀，則說明該殘翅雌果蠅屬于“表型模擬”。
②若成蟲均為殘翅，則說明該殘翅果蠅不屬于“表型模擬”。

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