第4章 第2节
课时跟踪 分层训练
学业考达标练
一、选择题
1．下列有关基因控制生物性状的实例分析，属于直接通过控制结构蛋白合成来控制生物体性状的是( )
A．白化病 B．苯丙酮尿症
C．囊性纤维化 D．豌豆粒形
【答案】 C
【解析】 白化病、苯丙酮尿症、豌豆粒形都是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，A、B、D不符合题意；囊性纤维化属于基因直接通过控制结构蛋白的合成来控制生物体的性状，C符合题意。
2．正常人体细胞中含有酪氨酸酶基因，若某人的酪氨酸酶基因异常，则其会表现出白化症状。下列有关分析正确的是( )
A．酪氨酸酶基因表达的场所只有细胞核
B．酪氨酸酶基因在人体所有细胞内都能表达
C．老年人头发变白也与酪氨酸酶基因异常有关
D．囊性纤维化与白化症状的出现说明基因控制生物体性状的途径不同
【答案】 D
【解析】 基因表达一般包括转录和翻译两个过程，真核细胞进行转录和翻译的场所分别是细胞核(主要)和核糖体(细胞质)，A错误；正常人体的所有细胞中都含有酪氨酸酶基因，但酪氨酸酶基因只在皮肤、毛发等处的细胞内表达，B错误；老年人头发变白与毛囊中的黑色素细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶活性降低有关，C错误；囊性纤维化是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，白化症状是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，D正确。
3．人的胰岛B细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，据此推测胰岛B细胞中( )
A．只有胰岛素基因
B．比人受精卵基因要少
C．有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因
D．既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因
【答案】 D
【解析】 胰岛B细胞含有该个体全部的基因，A错误；胰岛B细胞是由受精卵经有丝分裂和细胞分化而来的，所含的基因与受精卵相同，B错误；胰岛B细胞除了含有胰岛素基因，还有血红蛋白基因和其他基因，C错误，D正确。
4．同一哺乳动物个体的神经细胞与肝细胞的形态、结构和功能均不同，其原因是两种细胞的( )
A．核DNA相同，mRNA相同，蛋白质不同
B．核DNA相同，mRNA不同，蛋白质不同
C．核DNA不同，mRNA不同，蛋白质不同
D．核DNA不同，mRNA相同，蛋白质不同
【答案】 B
【解析】 同一哺乳动物个体的神经细胞和肝细胞最初都来自同一个受精卵，二者的遗传物质(DNA)相同，在细胞分化的过程中，由于基因的选择性表达，两种细胞的mRNA不完全相同，编码的蛋白质不完全相同，两种细胞的形态、结构和功能不同，B符合题意。
5．研究表明，脊椎动物的DNA甲基化一般发生在5′－CpG－3′位点，即其后与鸟嘌呤相连的胞嘧啶常发生甲基化，如图为人体内某DNA分子的一条链(片段)，下列最可能发生甲基化的是 ( )
A．① B．②
C．③ D．④
【答案】 D
【解析】 由题意可知，脊椎动物的DNA甲基化最可能发生在其后与鸟嘌呤相连的胞嘧啶上。图中只有④处的胞嘧啶后连接鸟嘌呤，故④处最可能发生甲基化，D符合题意。
6．在甲基转移酶的催化下，DNA的胞嘧啶被选择性地添加甲基导致DNA甲基化，进而使染色质高度螺旋化，因此失去转录活性。下列相关叙述错误的是( )
A．DNA甲基化会导致基因碱基序列改变
B．DNA甲基化会导致mRNA合成受阻
C．DNA甲基化可能会影响生物的性状
D．DNA甲基化可能会影响细胞分化
【答案】 A
【解析】 DNA甲基化是指DNA的碱基上被选择性地添加甲基，这不会导致基因碱基序列的改变，A错误。
7．下列关于基因与性状的关系的叙述，正确的是( )
A．基因都是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状的
B．生物体的性状表现是自身遗传信息与环境共同作用的结果
C．一对等位基因只能控制一对相对性状
D．基因具有独立性，细胞中不同基因表达时不会相互作用
【答案】 B
【解析】 基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，也可以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，A错误；生物体的性状表现由自身遗传信息与环境因素共同决定，B正确；基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系，一个性状可以受到多个基因的影响，一个基因也可以影响多个性状，C错误；基因具有独立性，但同一细胞中不同基因表达时可能会相互作用，D错误。
二、非选择题
8．请回答下列与表观遗传有关的问题：
(1)表观遗传是指__________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)DNA甲基化是表观遗传现象产生的重要原因之一，DNA甲基化是指在有关酶的催化下，DNA中部分碱基上连接一个________________，通常来说，甲基化程度越高，基因的表达受到抑制________。
(3)某种猫的毛色由X染色体上的一对等位基因A(黄色)和a(黑色)控制，杂合雌猫(XAXa)的毛色表现为黑黄相间。研究发现，在胚胎时期，雌猫体细胞中两条X染色体中的一条随机发生染色质固缩失活，失活后的X染色体上的部分基因不再表达，染色体失活后的细胞经分裂产生的子细胞也保留相同的染色体失活状态，据此推测，细胞中含________基因的X染色体失活时，该处毛色表现为黄色，含______基因的X染色体失活时，表现为黑色。据此推测，该表观遗传现象的产生与________________________有关。
【答案】 (1)生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象
(2)甲基基团(—CH3) 越明显(或越强)
(3)a A X染色体随机失活
【解析】 (1)表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。(2)DNA甲基化是指在有关酶的催化下，DNA中部分碱基上连接一个甲基基团(—CH3)，通常来说，甲基化程度越高，基因的表达受到的抑制越明显。(3)依题意分析，雌猫体细胞内，某条X染色体失活，则会表现出另一条X染色体上的基因控制的性状，因此，若细胞中含a基因的X染色体失活，则该处毛色表现为黄色；同理，若细胞中含A基因的X染色体失活，则该处毛色表现为黑色。据此推测，该表观遗传现象的产生与X染色体随机失活有关。
选择考提升练
一、选择题
1．豌豆的种子粒形状有圆粒(R)和皱粒(r)，进一步研究发现r基因的碱基序列比R基因多了800个碱基对，但r基因编码的蛋白质(无酶活性)比R基因编码的淀粉分支酶少了61个氨基酸，据此分析下列说法正确的是( )
A．r基因转录的mRNA的碱基数量比R基因转录的少
B．碱基对的增添改变了r基因中的碱基配对方式
C．R基因通过控制酶的结构直接控制种子的圆粒性状
D．r基因编码蛋白质的mRNA上提前出现了终止密码子
【答案】 D
【解析】 由于r基因的碱基序列比R基因多了800个碱基对，因此r基因转录的mRNA的碱基数量比R基因转录的多，A错误；R基因变成r基因是碱基对增添的结果，碱基对的增添并不会改变基因中碱基配对的方式，B错误；R基因控制淀粉分支酶的形成，是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而影响豌豆的性状的，因此是基因对性状的间接控制，C错误；r基因编码的蛋白质(无酶活性)比R基因编码的淀粉分支酶少了61个氨基酸，说明r基因编码蛋白质的mRNA上提前出现了终止密码子，D正确。
2．牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图。
从图中不能得出的是( )
A．花的颜色由多对基因共同控制
B．基因可以通过控制酶的合成来控制代谢
C．生物体的性状由基因决定，也受环境影响
D．若基因①不表达，则基因②和基因③也不表达
【答案】 D
【解析】 基因具有独立性，基因①不表达，基因②和基因③仍然能够表达，故选D。
3．囊性纤维化是由于编码CFTR蛋白的基因异常引起的，该实例说明 ( )
A．基因通过控制酶的合成控制代谢过程，进而控制生物的性状
B．基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
C．基因与环境相互作用共同调控生物的性状
D．基因和性状间不是简单的线性关系
【答案】 B
【解析】 人类编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基对，导致CFTR蛋白缺少一个氨基酸进而使蛋白质结构改变，使人患有囊性纤维化，该实例说明基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状。
4．同一个体的胰岛A细胞能分泌胰高血糖素，胰岛B细胞能分泌胰岛素。下列有关这两种细胞的叙述，正确的是( )
A．所含的DNA和mRNA相同，合成的蛋白质不完全相同
B．所含的DNA相同，合成的mRNA和蛋白质不完全相同
C．所含的DNA、mRNA和蛋白质完全相同
D．所含的DNA、mRNA和蛋白质均不完全相同
【答案】 B
【解析】 同一个体的胰岛A细胞和胰岛B细胞都含有该个体的全套遗传物质(DNA)，在细胞分化过程中，由于基因的选择性表达，两种细胞所含的mRNA不完全相同，指导合成的蛋白质也不完全相同，B正确。
5．科学家提取了同一只鸡的输卵管细胞、红细胞和胰岛B细胞，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如表所示。下列相关叙述错误的是( )
检测的3种细胞 卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因、核糖体蛋白基因 卵清蛋白mRNA 珠蛋白mRNA 胰岛素mRNA 核糖体蛋白mRNA
输卵管细胞 ＋＋＋＋ ＋ － － ＋
红细胞 ＋＋＋＋ － ＋ － ＋
胰岛B细胞 ＋＋＋＋ － － ＋ ＋
注：“＋”表示检测发现相应的分子，“－”表示检测未发现相应的分子。
A．分化后的不同种细胞可合成相同的蛋白质
B．鸡的红细胞成熟后，仍能检测到卵清蛋白基因和胰岛素基因
C．红细胞和胰岛B细胞中表达的基因不完全相同
D．去除细胞中不表达的基因，不影响细胞的全能性
【答案】 D
【解析】 由表分析可知，分化后的三种细胞都能合成核糖体蛋白mRNA，即都能合成核糖体蛋白，则分化后的不同种细胞可合成相同的蛋白质，A正确；鸡的成熟红细胞中含有细胞核和各种细胞器，故鸡的红细胞成熟后，仍能检测到卵清蛋白基因和胰岛素基因，B正确；由表分析可知，红细胞和胰岛B细胞中表达的基因不完全相同，C正确；细胞具有全能性的根本原因是细胞中含有该生物体的全套遗传物质，若去除部分基因，则会影响细胞的全能性，D错误。
6．柳穿鱼是一种园林花卉，其花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。花呈左右对称的植株(品系M)，其Lcyc基因在开花时表达，花呈辐射对称的植株(品系N)，其Lcyc基因由于被高度甲基化，不表达。品系M与品系N杂交得F1，F1的花与品系M相似，F1自交产生的F2中大部分植株的花与品系M相似，少部分植株的花与品系N相似。下列有关叙述错误的是( )
A．品系M和品系N的基因型不同
B．品系M和品系N的Lcyc基因的碱基序列相同
C．甲基化可能会影响基因的转录和翻译，进而影响生物体的表型
D．根据题意可推测DNA甲基化可遗传给下一代
【答案】 A
【解析】 由题分析可知，品系M和品系N的表型不同与它们的Lcyc基因是否被高度甲基化有关，故品系M和品系N的基因型相同，A错误；品系M和品系N的Lcyc基因的碱基序列相同，B正确；由题分析可知，甲基化可能会影响基因的转录和翻译，进而影响生物体的性状，C正确；由F1的花与品系M相似，F1自交产生的F2中大部分植株的花与品系M相似，少部分植株的花与品系N相似可推测，DNA甲基化可遗传给下一代，D正确。
7．研究发现，雌鼠的Stella基因被敲除后，其卵母细胞会出现过度的DNA甲基化，这种异常的甲基化主要发生在卵母细胞中不活跃的基因区域，导致分裂产生的卵细胞受精后不能正常发育。下列有关叙述错误的是( )
A．DNA的甲基化不会改变相关基因中的碱基序列
B．卵母细胞中不活跃的基因对卵细胞的形成无明显作用
C．卵母细胞中不活跃的基因对受精卵的发育有重要作用
D．Stella基因的作用是使甲基化区域的基因维持甲基化
【答案】 D
【解析】 DNA的甲基化没有改变相关基因中的碱基序列，A正确；异常的甲基化主要发生在卵母细胞中不活跃的基因区域，导致分裂产生的卵细胞受精后不能正常发育，说明不活跃的基因区域是否甲基化并不影响卵细胞的形成和受精过程，B正确；异常的甲基化主要发生在卵母细胞中不活跃的基因区域，导致分裂产生的卵细胞受精后不能正常发育，说明不活跃的基因区域甲基化影响受精卵的发育，C正确；雌鼠的Stella基因被敲除，也就是该基因不能表达，会使卵母细胞出现过度的DNA甲基化，这意味着Stella基因的存在是使基因难以甲基化的原因，D错误。
二、非选择题
8．纯种黄色体毛(HH)小鼠与纯种黑色体毛(hh)小鼠杂交，子一代小鼠却表现出不同的毛色；介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。研究表明，H基因上有一段特殊的碱基序列，该序列有多个位点可发生甲基化修饰(如图所示)。当没有发生甲基化时，H可正常表达，小鼠为黄色。反之，H基因表达就受到抑制，且发生甲基化的位点越多，基因表达被抑制的效果越明显。结合上述信息，回答下列问题：
(1)纯种黄色体毛(HH)小鼠与纯种黑色体毛(hh)小鼠杂交，正常情况下子一代小鼠的基因型都是________，但表型不同，说明了表型是________共同作用的结果。
(2)基因型是Hh的小鼠体毛的颜色随H基因发生甲基化的________的增多而加深(黑)，使生物呈现不同的表型，在甲基化过程中，H基因的________保持不变，但基因________发生可遗传变化，这种遗传叫________。
(3)基因对性状的控制实际上是通过基因与基因、基因与基因________、基因与环境之间存在复杂的相互作用，形成了一个错综复杂的________，精细地控制着生物体的性状。
【答案】 (1)Hh 基因型和环境
(2)位点 碱基序列 表达和表型 表观遗传
(3)表达产物 网络
【解析】 (1)亲本的基因型是HH和hh，子代的基因型是Hh，基因型相同但是表型不同，这说明表型是基因型和环境共同作用的结果。(2)H基因上有一段特殊的碱基序列，该序列有多个位点可发生甲基化修饰(如图所示)，小鼠体毛的颜色随H基因发生甲基化位点的增多而加深(黑)，使生物呈现不同的表型，在甲基化过程中，H基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。(3)基因对性状的控制实际上是通过基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在复杂的相互作用，形成了一个错综复杂的网络，精细地控制着生物体的性状。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共52张PPT)
第4章 基因的表达
第2节 基因表达与性状的关系
课标要求 核心素养
1．举例说明基因对生物体性状的控制。
2．阐述细胞分化与基因表达的关系。
3．理解表观遗传信息对基因表达的调控及基因与性状关系的复杂性。 1．生命观念：结合实例，理解基因表达与性状的关系，明确基因控制性状的两种途径。
2．科学探究：理解细胞分化的本质是基因的选择性表达。
3．科学思维：通过实例分析，理解表观遗传及其产生的原因。
必备知识 自主梳理
?基因表达产物与性状的关系
1．基因对生物性状的间接控制
(1)实质：基因通过控制____________来控制____________，进而控制生物体的性状。
(2)举例：豌豆的粒形和人类的白化病
酶的合成
代谢过程
淀粉分支酶
淀粉
酪氨酸酶
2．基因对生物性状的直接控制
(1)实质：基因通过控制________________直接控制生物体的性状。
(2)实例：囊性纤维化成因
蛋白质的结构
基因
苯丙氨酸
蛋白质
生物性状
?基因的选择性表达与细胞分化
1．生物体多种性状的形成，都是以____________为基础的。同一生物体中不同类型的细胞，________都是相同的，而形态、结构和功能却各不相同。
2．细胞分化的本质：____________________。
3．表达基因的分类(连线)
细胞分化
基因
基因的选择性表达
?表观遗传
1．“一变”与“一不变”
(1)__________________改变。
(2)基因的____________不变。
2．两特性
(1)普遍性：普遍存在于生物体的____________________的过程中。
(2)可遗传性。
3．机制
(1)DNA的__________。
(2)构成染色体的组蛋白的__________、乙酰化等修饰。
基因表达和表型
碱基序列
生长、发育和衰老
甲基化
甲基化
?基因、环境和性状的关系
1．基因与性状并不是简单的____________的关系。
(1)一个基因控制________性状(如白化病、镰状细胞贫血等)。
(2)一个基因控制________性状(如基因间相互作用)。
(3)多个基因控制________性状(如身高、体重等)。
2．环境对性状也有重要的________。
3．基因与基因、基因与________________、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，精细地调控着生物体的性状。
一一对应
一种
多种
一种
影响
基因表达产物
(1)豌豆粒形的形成机理体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。( )
(2)在一个细胞中所有的基因都一定表达。( )
(3)同一个体的不同组织细胞的形态、功能不同是基因选择性表达的结果。( )
(4)不同生物的细胞的形态、结构不同是基因不同造成的。( )
(5)表观遗传现象由于基因的碱基序列没有改变，因此生物体的性状也不会发生改变。( )
(6)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。( )
(7)基因与性状是一一对应的关系。( )
(8)生物有些性状可以由多个基因决定，但一个基因不会与多个性状有关。( )
【答案】 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√ (7)× (8)×
【解析】 (1)豌豆粒形的形成机理体现了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。(2)细胞分化的实质是基因的选择性表达，因此在细胞中有的基因不表达。(5)表观遗传是指生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。(7)在大多数情况下，基因与性状并不是简单的一一对应的关系。(8)生物有些性状可以由多个基因决定，一个基因也可能与多个性状有关。
合作探究 能力提升
●情境解读
生活情境：生活中有些人千杯不醉，有些人喝酒上脸，有些人滴酒不能沾，出现这种现象的原因如图所示。
任务一：基因表达产物与性状的关系
●合作探究
1．决定一个人酒量大小的直接原因和根本原因分别是什么？
提示：直接原因：人体细胞是否能合成正常的乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶。根本原因：人体细胞中是否含有正常的乙醇脱氢酶相关基因和乙醛脱氢酶相关基因。
2．乙醇脱氢酶相关基因和乙醛脱氢酶相关基因通过什么途径决定酒量大小这一性状？
提示：通过控制乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶的合成来控制酒精的代谢过程，进而控制一个人的酒量大小。
3．酒量差的人能否通过后天训练来提高酒量？为什么？
提示：不能；训练并不能改变基因，仍然不能合成相关酶。但是长期喝酒训练后，机体会做出调整，让酒精充满整个身体以稀释酒精，达到酒量变大的假象，长此以往对身体危害很大。
4．以上信息反映了基因是如何控制生物体性状的？
提示：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。
●典例剖析
下图为基因、蛋白质与性状的关系示意图，下列选项正确的是( )
A．①是转录过程，它以DNA的一条链为模板、四种脱氧核苷酸为原料合成mRNA
B．②过程需要mRNA、氨基酸、核糖体、RNA聚合酶、ATP等
C．白化病是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体性状的实例
D．基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状
【答案】 C
【解析】 图中①过程表示转录，它以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成mRNA，而脱氧核苷酸是合成DNA的原料，A错误；②过程表示翻译，场所是核糖体，需要mRNA、氨基酸、核糖体、ATP等，不需要RNA聚合酶，B错误；人的白化病是基因对性状的间接控制，即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，C正确；基因通过控制酶的合成来控制生物体的部分性状，D错误。
1．如图为圆粒豌豆的产生机制，请据图判断下列叙述错误的是( )
A．淀粉分支酶基因R是豌豆种子细胞中具有遗传效应的DNA片段
B．b过程能发生A与T、C与G的配对
C．R中插入一小段DNA序列使淀粉分支酶出现异常，活性大大降低，可导致种子中蔗糖增多
D．此图解体现了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
【解析】 豌豆种子细胞中，基因是有遗传效应的DNA片段，A正确；b表示翻译过程，该过程中的碱基配对方式为A—U、C—G、U—A、G—C，B错误；淀粉分支酶能催化蔗糖合成淀粉，R中插入一小段DNA序列使淀粉分支酶出现异常，活性大大降低，可导致种子中蔗糖增多，C正确。
●归纳提升
1．基因、蛋白质与性状之间的关系
2．依据异常产物判断控制性状的方式
(1)若合成的是异常的结构蛋白导致细胞功能异常，则体现基因对性状的直接控制途径。
(2)若合成的是异常的酶导致细胞功能异常，则体现基因对性状的间接控制途径。
(3)若与性状形成的相关物质是非蛋白类物质(如淀粉、叶绿素等)时，则体现基因对性状的间接控制途径。
3．白头发产生的机理和白化病发病机理不同
(1)老人头发变白的机理：细胞衰老，细胞内酪氨酸酶活性降低，合成的黑色素减少，使老人头发变白。
(2)白化病的致病机理：患者控制酪氨酸酶合成的基因异常，不能正常合成酪氨酸酶，从而不能合成黑色素。
●情境解读
科普介绍：科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞(有细胞核)和胰岛B细胞，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示。回答有关问题。
任务二：基因选择性表达与细胞分化
检测的3种
细胞 卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因 卵清蛋白
mRNA 珠蛋白
mRNA 胰岛素
mRNA
输卵管细胞 ＋＋＋ ＋ － －
红细胞 ＋＋＋ － ＋ －
胰岛B细胞 ＋＋＋ － － ＋
说明：“＋”表示检测发现相应的分子，“－”表示检测未发现相应的分子。
●合作探究
1．同一只鸡的输卵管细胞、红细胞和胰岛B细胞都由同一个细胞形成吗？
提示：同一只鸡的输卵管细胞、红细胞和胰岛B细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂和细胞分化形成的。
2．这三种细胞的基因组成是否相同？它们合成的蛋白质种类是否相同？
提示：这三种细胞都属于同一只鸡的体细胞，基因组成相同。但由于基因的选择性表达，三种细胞合成的蛋白质种类不完全相同。
3．三种细胞中的DNA都有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因，但只检测到其中一种基因的mRNA，这说明了什么？
提示：说明在高度分化的体细胞中，基因是选择性表达的。
4．该实例说明细胞分化的实质是什么？
提示：说明细胞分化的实质是基因的选择性表达。
●典例剖析
同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的，造成这种差异的主要原因是( )
A．二者所处的细胞周期不同
B．二者合成的特定蛋白不同
C．二者所含有的遗传信息不同
D．二者核DNA的含量不同
【答案】 B
【解析】 只有连续分裂的细胞才具有细胞周期，神经细胞与肌细胞都是高度分化的细胞，不再继续分裂，因此二者都不具有细胞周期；同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上不同的原因是基因的选择性表达，即二者合成的特定蛋白不同；同一个体的不同体细胞是由同一个受精卵发育而来的，所以同一个体的不同体细胞中含有的遗传信息相同，核DNA含量也相同。
2．同一个体中，在所有细胞中都表达的一类基因，称为管家基因，只在某类细胞中特异性表达的基因称为奢侈基因。下列相关叙述错误的是( )
A．管家基因指导合成的蛋白质是维持细胞生命活动所必需的
B．奢侈基因表达的产物赋予细胞特定的形态、结构和功能
C．所有细胞中都含有管家基因，但只有部分细胞含有奢侈基因
D．奢侈基因能表达说明细胞已发生了分化
【答案】 C
【解析】 管家基因在所有细胞中都表达，其指导合成的蛋白质是维持细胞生命活动所必需的，A正确；奢侈基因只在某类细胞中特异性表达，其表达产物赋予细胞特定的形态、结构和功能，B正确；所有细胞中都含有管家基因和奢侈基因，奢侈基因只在特定细胞中表达，C错误。
●归纳提升
1．管家基因和奢侈基因
(1)管家基因：指所有细胞中都表达的一类基因，这类基因指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因等。
(2)奢侈基因：只在某类细胞中特异性表达的基因。
2．细胞分化
●情境解读
图形情境：某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制，Avy为显性基因，表现为黄色体毛，a为隐性基因，表现为黑色体毛。将纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交，子一代小鼠的基因型都是Avya，却表现出不同的毛色，出现这种现象的原因如图。
任务三：表观遗传
●合作探究
1．基因型皆为Avya的小鼠毛色出现较大差异是基因不同导致的，还是基因的表达不同导致的？
提示：是基因的表达不同导致的。
2．子一代小鼠的毛色未表现为黄色的具体原因是什么？
提示：Avy基因的前端有一段影响Avy基因表达的特殊的碱基序列被甲基化，导致Avy基因的表达受到抑制，进而影响性状。
3．不同毛色的子一代小鼠的Avy基因的碱基序列相同吗？
提示：相同，因为甲基化修饰的过程，并没有改变基因的碱基序列。
4．因为甲基化修饰而变异的性状，会遗传给子代小鼠吗？
提示：可以遗传给子代小鼠。
●典例剖析
黄色小鼠(AA)与黑色小鼠(aa)杂交，产生的F1(Aa)不同个体出现了不同体色。研究表明，不同体色的小鼠A基因的碱基序列相同，但A基因上二核苷酸(CpG)胞嘧啶有不同程度的甲基化(如图)现象出现，甲基化不影响基因DNA复制。有关分析错误的是( )
A．F1个体体色的差异与A基因甲基化程度有关
B．甲基化可能影响RNA聚合酶与该基因的结合
C．碱基甲基化不影响碱基互补配对过程
D．甲基化是引起基因结构改变的常见方式
【答案】 D
【解析】 根据对题干信息的分析可知，F1个体的基因型都是Aa，而A基因碱基序列相同，有不同程度的甲基化现象，说明F1个体体色差异与A基因甲基化程度有关，A正确；RNA聚合酶与基因的结合是基因表达的关键环节，而A基因甲基化会影响其表达过程，B正确；由题意可知，碱基甲基化不影响DNA复制过程，而DNA复制过程有碱基互补配对现象，C正确；基因中碱基甲基化后碱基种类没有改变，因此基因结构(基因中碱基对排列顺序)没有发生改变，D错误。
3．下列哪项不属于表观遗传的特点( )
A．对表型的影响可遗传给后代
B．DNA分子碱基可能连接多个甲基基团
C．甲基化导致DNA碱基序列发生改变
D．可由组蛋白的某些修饰导致
【答案】 C
【解析】 表观遗传对表型的影响，可以遗传给后代，使后代出现同样的表型，A不符合题意；一段碱基序列中可能存在多个可发生DNA甲基化修饰的位点，所以DNA分子碱基可能连接多个甲基基团，B不符合题意；甲基化不会导致DNA碱基序列发生改变，但会抑制相关基因表达，进而对表型产生影响，C符合题意；除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达，D不符合题意。
●归纳提升
表观遗传的特点及调控机制
1．特点
(1)可遗传性：即这类改变通过有丝分裂或减数分裂，能在细胞、个体间遗传。
(2)可逆性的基因表达：如甲基化时，可影响基因的表达；去甲基化时，可恢复基因的表达。
(3)不变性：基因的碱基序列不变。
2．三种常见的调控机制
(1)DNA甲基化修饰：主要抑制转录。
(2)非编码RNA干扰(例如miRNA)：主要抑制翻译。
(3)组蛋白甲基化、乙酰化等。
课堂达标 巩固训练
1．如表是人体内的红细胞(未成熟)、胰岛B细胞、浆细胞内所含有的核基因及这些基因表达的情况(“＋”表示该基因能表达，“－”表示该基因未表达)。下列有关说法正确的是( )
细胞 血红蛋白基因 胰岛素基因 抗体基因 有氧呼吸酶基因
红细胞 ＋ － － ＋
胰岛B细胞 － ① － ＋
浆细胞 － － ② ③
A．①②③均表示“＋”
B．此表说明细胞分化导致基因的选择性表达
C．三种细胞中mRNA和蛋白质种类完全不同
D．三种细胞的形态、结构和生理功能不同的根本原因是核基因种类不完全相同
【答案】 A
【解析】 胰岛B细胞能合成并分泌胰岛素，胰岛素基因表达；浆细胞合成、分泌抗体，抗体基因表达；三种细胞都进行有氧呼吸，有氧呼吸酶基因都表达，A正确；题表说明细胞分化是基因选择性表达的结果，B错误；三种细胞中有氧呼吸酶基因都表达，三种细胞中mRNA和蛋白质种类不完全相同，C错误；三种细胞是同一个体中的体细胞，核基因种类相同，只是表达的基因不同，导致这三种细胞的形态、结构和生理功能不同，D错误。
2．某种小鼠常染色体上的A基因能控制蛋白X的合成，a基因则不能，当小鼠缺乏蛋白X时表现为个体较小(侏儒鼠)。A基因在雌配子中会发生DNA甲基化修饰而抑制其表达，在雄配子中的A基因是非甲基化的，如图所示。下列关于图中雌、雄鼠的叙述，正确的是( )
A．DNA甲基化会引起基因碱基序列的改变
B．雌鼠与雄鼠基因型相同，但表型不同
C．雌鼠A基因来自其父本的概率为1/2
D．雌、雄鼠杂交后代中，侏儒鼠占1/4
【答案】 B
【解析】 DNA甲基化修饰通常会抑制基因的表达，但不改变基因碱基序列，A错误；雄鼠(基因型为Aa)中A基因发生了甲基化，不能表达，因此雌鼠与雄鼠基因型相同，但表型不同，B正确；由于雌鼠产生的雌配子中A基因发生了甲基化，而雄鼠产生的雄配子中A基因没有甲基化，因此雌鼠中没有发生甲基化的A基因来自它的父本的概率为100%，C错误；设甲基化的基因用1标记，则A1a雄鼠产生的雄配子为A∶a＝1∶1，Aa1雌鼠产生的雌配子为A1∶a1＝1∶1，因此雌雄鼠杂交子代的基因型和比例为AA1∶Aa1∶A1a∶aa1＝1∶1∶1∶1，A基因能控制蛋白X的合成，a基因则不能，当小鼠缺乏蛋白X时表现为个体较小(侏儒鼠)，且发生甲基化的A基因不能表达，因此雌、雄鼠杂交后代中侏儒鼠占1/2，D错误。
3．囊性纤维化是一种遗传病，由一对等位基因控制，其致病机理如图所示。请回答下列有关问题：
(1)据图分析，①过程需要________________酶参与催化反应，②过程发生的场所是________。
(2)异常CFTR蛋白在第508位缺失一个氨基酸(苯丙氨酸)的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________，缺失氨基酸后，CFTR蛋白的空间结构________(填“改变”或“不变”)。
(3)囊性纤维化的实例表明，基因表达产物与性状的关系是________ ____________________________________________________________。
(4)一对表型正常的夫妇生育了一个患囊性纤维化的女儿，推测CFTR基因位于____________(填“常染色体”或“性染色体”)上。该夫妇第二胎生下一对表型均正常的“龙凤胎”，则这对“龙凤胎”均为携带者的概率为________。
【答案】 (1)RNA聚合 核糖体(或细胞质)
(2)正常CFTR基因缺失了3个碱基对，成为异常CFTR基因 改变
(3)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
(4)常染色体 4/9
【解析】 (1)据图分析可知，①过程表示转录，需要RNA聚合酶参与催化反应，②过程表示翻译，发生的场所是核糖体(或细胞质)。(2)据图分析可知，异常CFTR蛋白在第508位缺失一个氨基酸，推测异常CFTR基因比正常CFTR基因少3个碱基对，异常CFTR蛋白的氨基酸数目减少，其空间结构和功能发生改变。(4)由一对表型正常的夫妇生育了一个患囊性纤维化的女儿，可推测CFTR基因位于常染色体上。“龙凤胎”是异卵双胞胎，二者均是携带者的概率为4/9。
课时小结
