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第4章基因的表達
第2節
基因表達與性狀的關系
【素養目標】
1.了解DNA、基因、蛋白質與性狀之間的關系。
【必備知識】
一、相關概念
中心法則（1957年
克里克）：遺傳信息可以從DNA流向DNA，既DNA的自我復制；也可以從DNA流向RNA，進而流向蛋白質，即遺傳信息的轉錄翻譯。遺傳信息可以從RNA到RNA（即RNA的自我復制）也可以從RNA流向DNA（即逆轉錄）。
二、基因、蛋白質與性狀的關系
1、基因通過控制酶的合成來控制生物物質代謝，進而來控制生物體的性狀。
2、基因還能通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。
三、基因型與表現型的關系：表現型
＝
基因型
＋
環境
1、生物體的性狀是由基因控制的，但也受環境因素的影響。
2、基因與基因；基因與基因產物；基因與環境之間少種因素存在復雜的相互作用，共同地精粗地調控生物體的性狀。
四、基因的選擇性表達與細胞分化
1.細胞分化:生物體多種性狀的形成，都是以細胞分化為基礎的,細胞分化是基因選
擇性表達的結果。
2基因的選擇性表達
細胞中的基因有些表達，有些不表達，表達的基因大致可以分為兩類。
(1)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，如核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因。
(2)另一類是只在某奧細胞中特異性表達的基因,如卵清蛋白基因、胰島素基因。
3表觀遺傳
1.概念: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。
2.原因:基因的堿基序列沒有變化,但部分堿基發生了甲基化修飾，抑制了基因的表
達,進而對表型產生影響。
3.舉例
(1)基困組成相同的同卵雙胞胎所具有的微小差異。
(2)蜂王和工蜂都是由受精卵發育而來的,但它們在形態、結構、生理和行為等方
面截然不同。
【本節重點】
同一個個體細胞內的遺傳物質是相同的，但基因的表現情況卻不盡相同，也就是DNA相同，mRNA卻不盡相同。
除了DNA甲基化，構成染色體的組蛋白發生甲基化、乙醇化等修飾也會影響基因的表達。
【例題解析】
例1.如圖所示，某種植物的花色（白色、藍色、紫色）由常染色體上的兩對獨立遺傳的等位基因（D、d和R、r）控制．下列說法正確的是（　　）
A.?該種植物中能開紫花的植株的基因型有3種
B.?植株DdRr自交，后代紫花植株中能穩定遺傳的個體所占的比例是
C.?植株Ddrr與植株ddRR雜交，后代中為藍花植株，為紫花植株
D.?植株DDrr與植株ddRr雜交，后代中為藍花植株，為紫花植株，為白花植株
例2.如圖表示基因和人體紅細胞間的關系，圖中M、X分別表示相關物質，①②③表示相關生理過程。下列相關敘述不正確的是（??
）
?
?①表示基因突變的過程???????????????????????????????????????
B.?②、③表示轉錄、翻譯過程
C.?M1、M2是由A、U、C、G組成的單鏈結構????????
D.?形成X1、X2的氨基酸種類、排列順序等不相同
答案：
例1.B
【解析】A、由以上分析可知，紫色的基因型為D_rr、ddR_，包括DDrr、Ddrr、ddRR、ddRr四種，A錯誤；
B、DdRrD_R_（藍色）：D_rr（紫色）：ddR_（紫色）：ddrr（白色）=9：3：3：1，后代紫花占
，
紫花純合子DDrr占
，
ddRR占
，
共
，
可知后代紫花植株中能穩定遺傳的個體所占的比例是
，
B正確；
C、Ddrr×ddRR→子代的基因型及比例為DdRr（藍色）：ddRr（紫色）=1：1，由此可見，后代中
為藍花植株，
為紫花植株，C錯誤；
D、DDrr×ddRr→子代的基因型及比例為DdRr（藍色）：Ddrr（紫色）=1：1，由此可見，后代中
為藍花植株，
為紫花植株，D錯誤．
故選：B．
例2.
C
【解析】正常紅細胞變成鐮刀型紅細胞是通過基因突變形成，所以①是基因突變，A正確；M1、M2為mRNA，X1、X2為蛋白質，所以②是轉錄，③是翻譯，B正確；mRNA是單鏈結構，含有A、U、C、G四種堿基所對應的核糖核苷酸組成，C錯誤；蛋白質的不同與氨基酸種類和排列順序有關，D正確。
【素養作業】
1.下面是對基因型與表現型關系的敘述，其中錯誤的是（??
）
A.?表現型相同，基因型不一定相同
B.?基因型相同，表現型一定相同
C.?在相同生活環境中，基因型相同，表現型一定相同
D.?在相同生活環境中，表現型相同，基因型不一定相同
2.在下列過程中，發生堿基互補配對關系的是①復制②轉錄③翻譯④逆轉錄（??
）
A.?①??????????????????????????????????B.?①②????????????????????????C.?①②③?????????????????????????????D.?①②③④
3.新華社華盛頓訊
繼科學家在去年宣布成功繪制人類基因組之后，走在人類基因研究最前沿的科學家們又揭示出了人類基因的面貌，這包括基因的數量、分布特點等，這是人類在基因組研究方面取得的又一重大成就．
人類基因組面貌的重大發現主要有四個：
發現之一是人類基因數量少得驚人．一些研究員曾經預測人類基因組的基因數達到14萬個，但塞萊拉公司將人類基因總數定在26383到39114個之間，如果最終確定的基因數在這個范圍內，比如3萬個左右，那么人類只比果蠅多大約1.3萬個基因．塞萊拉公司的科學家測出的序列準確地覆蓋了基因組的95%，并已經確定了所有基因的
，平均測序精度在9.96%．
隨著人類基因組圖譜的進一步完善和人類基因組面貌被初步揭示，科學家現在開始將研究重點轉向“蛋白質”，相對應于人類細胞中的全部基因為基因組，由全套基因組編碼控制的蛋白質被稱為蛋白組．根據你所了解到的最新信息判斷，下列敘述中正確的是（???
）
A.?一個基因制造一種蛋白質????????????????????????????????????B.?一個基因可以產生多種蛋白質
C.?人類蛋白組中大約有3萬左右種蛋白質???????????D.?A、C兩項敘述是正確的
4.下列有關染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的說法，不正確的是（???
）
A.?基因一定位于染色體上???????????????????????????????????????
B.?基因是有遺傳效應的DNA片段
C.?四種脫氧核苷酸的數目和排列順序決定了基因的多樣性和特異性?????
D.?一條染色體上含有1個或2個DNA分子
5.細胞內與遺傳有關的物質，從簡單到復雜的結構層次是
（??
）
A.?基因→DNA→脫氧核苷酸→染色體?????????????????????B.?脫氧核苷酸→基因→DNA→染色體
C.?脫氧核苷酸→基因→染色體→DNA?????????????????????D.?基因→脫氧核苷酸→染色體→DNA
6.著色性干皮癥是一種常染色體隱性遺傳病，起因于DNA損傷。深入研究發現患者體內缺乏DNA修復酶，DNA損傷后不能修補從而弓|起突變。這說明一些基因（?
）
A.?可通過控制酶的合成，從而直接控制生物性狀????????B.?可通過控制蛋白質分子結構，從而直接控制生物性狀
C.?可通過控制酶的合成，控制代謝過程從而控制生物的性狀????????D.?可以直接控制生物性狀，發生突變后生物的性狀隨之改變
7.下面是關于基因、蛋白質和性狀三者間的關系敘述，其中不正確的是（　　）
A.?生物體的性狀是由單個基因控制的??????????????????????B.?蛋白質的結構可以直接影響性狀
C.?基因控制性狀是通過控制蛋白質的合成實現的????D.?蛋白質的功能可以影響性狀
8.下列相關遺傳的概念，敘述錯誤的是（　　）
A.?相對性狀是指同種生物的同一種性狀的不同表現類型
B.?雜種后代中同時出現顯性性狀和隱性性狀的現象叫做性狀分離
C.?表現型相同，基因型不一定相同；基因型相同，表現型一定相同
D.?等位基因是指在一對同源染色體的同一位置上控制相對性狀的基因
參考答案
1.【答案】
B
【解析】表現型是基因型和環境共同作用的結果，所以表現型相同，基因型不一定相同，故A正確。基因型相同，如果環境條件不同表現型有可能不同，故B錯誤。在相同生活環境中，基因型相同，理論上表現型一定相同，故C正確。在相同生活環境中，表現型相同的基因型不一定相同，如AA和Aa，故D正確。
2.【答案】
D
【解析】DNA復制是以DNA的每一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則合成DNA的過程；轉錄是以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則合成RNA的過程；逆轉錄是以mRNA為模板，按照堿基互補配對原則合成DNA的過程；在翻譯過程中，tRNA中的反密碼子與mRNA中的密碼子發生堿基互補配對，故D正確。
3.【答案】
D
【解析】A、蛋白質是由基因指導下合成的，基因中的脫氧核苷酸的排列順序決定了組成蛋白質的氨基酸的排列順序，一個基因只能指導一種蛋白質的合成，即一個基因制造一種蛋白質，A正確；
B、由以上A的分析，B錯誤；
C、由以上材料“塞萊拉公司將人類基因總數定在26383到39114個之間，如果最終確定的基因數在這個范圍內，比如3萬個左右”，而一個基因制造一種蛋白質，可以推測人類蛋白組中大約有3萬左右種蛋白質，C正確；
D、以上A、C兩項敘述是正確的，D正確．
比較以上A、C、D三選項，D選項最佳．
故選：D．
4.【答案】
A
【解析】基因主要位于染色體上，其次在線粒體和葉綠體中也含有少量的基因，A符合題意；基因是有遺傳效應的DNA片段，B不符合題意；基因是有遺傳效應的DNA片段，其中脫氧核苷酸特定的排列順序決定了DNA（基因）的特異性，所以多種脫氧核苷酸的數目和排列順序決定了基因的多樣性和特異性，C不符合題意；染色體的主要成分是蛋白質和DNA分子，在沒有復制時，一條染色體上含有1個DNA分子，在復制后著絲點沒有分裂時，一條染色體上含有2個DNA分子，D不符合題意。
故答案為：A
5.【答案】
B
【解析】染色體由DNA和蛋白質組成，DNA的主要載體是染色體；基因是有遺傳效應的DNA片段，每個DNA上有很多個基因；基因的基本組成單位是脫氧核苷酸，基因的不同在于脫氧核苷酸的排列順序不同，故從簡單到復雜的結構層次是脫氧核苷酸→基因→DNA→染色體。
故答案為：B
6.【答案】
C
【解析】從題中的信息看，該現象體現出的是基因通過控制酶的合成，進而控制代謝過程，從而控制生物的性狀。
故答案為：C
7.【答案】
A
【解析】A、生物體的性狀是由一對或多對基因控制的，A錯誤；
B、蛋白質的結構可以直接影響性狀，如血紅蛋白結構的異常會導致紅細胞呈鐮刀形，B正確；
C、基因的表達即是基因控制蛋白質的合成，進而控制生物性狀，C正確；
D、基因也可以控制相關酶的合成，再由酶影響細胞的代謝進而影響生物的性狀，D正確．
故選：A．
8.【答案】
C
【解析】解：A、相對性狀是指同種生物的同一種性狀的不同表現類型，A正確；
B、性狀分離是指雜種后代中同時出現顯性性狀和隱性性狀的現象，B正確；
C、表現型是由基因型與環境共同決定的，因此即使基因型相同，表現型也不一定相同，C錯誤；
D、等位基因是指在一對同源染色體的同一位置上控制相對性狀的基因，D正確．
故選：C．

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