课时分层作业(二十八)
1．A [启动子发生了甲基化修饰，会使染色质高度螺旋化，凝缩成团，不利于RNA聚合酶与被甲基化修饰的启动子结合，影响相关基因的转录，最终影响基因的表达，但并不改变基因编码区的碱基序列，A正确，B、C错误；被甲基化的DNA单链上相邻的C和G之间不是通过氢键连接，而是通过“－脱氧核糖－磷酸－脱氧核糖－”连接，D错误。]
2．D [降低 DNA 甲基化酶的表达后， 即使一直喂食花蜜和花粉，雌性工蜂幼虫也会发育成蜂王，说明甲基化不利于其发育成蜂王，而工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉，不会发育成蜂王，因此花蜜和花粉可增强幼虫发育过程中DNA的甲基化，A错误；甲基化不利于其发育成蜂王，故蜂王DNA的甲基化程度低于工蜂，B错误；蜂王浆可以降低蜜蜂DNA的甲基化程度，使其发育成蜂王，C错误；甲基化不利于发育成蜂王，因此DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件，D正确。]
3．A [据题意可知，Avy基因上游不同程度的甲基化修饰，但它的碱基序列保持不变，A正确；Avy基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制，基因表达包括转录和翻译，据此推测，应该是甲基化抑制Avy基因的转录，B错误；甲基化不会导致Avy基因编码的蛋白质结构改变，C错误；据题意可知，甲基化修饰使小鼠毛色发生可遗传的改变，即可以遗传，D错误。]
4．A [DNA甲基化不改变基因序列，不改变碱基配对方式，A错误；内外环境因素均可引起DNA的甲基化，从而影响基因的表达，B正确；抑癌基因阻止细胞异常增殖，抑癌基因过量甲基化后，抑癌基因不能正常表达，可能导致细胞癌变，C正确；DNA甲基化可能会阻碍RNA聚合酶与启动子结合，D正确。]
5．C [若某种粗糙脉孢菌突变体只能在添加了精氨酸的培养基上生长，不一定是基因4发生了突变，也可能是基因1或基因2或基因3发生了突变。]
6．A [NKA mRNA和蛋白质表达趋势之所以不一致，可能与NKA基因的转录和翻译不是同步的有关，而不是由NKA基因中甲基化导致的，A错误；依据题干信息，NKA酶是一种载体蛋白，负责将海鱼鳃细胞内的Na＋转运到血液中，将海鱼放在低于海水盐度的盐水中，随着时间的延长，血液中的Na＋浓度逐渐降低，说明NKA酶参与向外转运的Na＋减少，由此可推知，时间变化不是影响NKA基因转录变化的直接因素，B正确；腮细胞内的Na＋浓度低于血液中的，NKA将Na＋从细胞内转运到血液中是主动运输，在维持海鱼鳃细胞内渗透压平衡时需要直接消耗ATP，C正确；与0 h组相比，其他时间点的血液Na＋浓度降低，低于红细胞内的渗透压，细胞会吸水，体积会增大，D正确。]
7．BCD [水分子跨膜运输的主要方式是经过水通道蛋白的协助扩散，A错误；模型组空肠AQP3相对表达量降低，空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少，引起腹泻，B正确；治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高，对水的转运增加，缓解腹泻，减少致病菌排放，C正确；治疗组回肠AQP3相对表达量高于对照组，可使回肠对水的转运增加，D正确。]
8．ACD [DNA甲基化修饰通常会抑制基因表达，但是不改变基因的遗传信息，A错误；据图可知，雄鼠产生的雄配子中A基因去甲基化，a基因没有甲基化，雌鼠产生的雌配子中无论含有A还是a基因的都会发生甲基化，说明可以遗传，B正确；根据题意促进生长的是A基因，发生甲基化之后会被抑制，雄鼠的A基因发生甲基化，因此不能正常生长，C错误；由题干信息“促生长的A和无此功能的a是常染色体上的两种基因。DNA甲基化修饰通常会抑制基因表达。”及图示信息可知，图中雌雄配子随机结合产生的子代基因型是：AA(甲基化)、Aa(甲基化)、A(甲基化)a、aa(甲基化)，前两种基因型表现为能正常生长，后两种基因型不能正常生长，因此表型比例为1∶1，D错误。]
9．(除标注外，每空2分，共13分)(1)细胞核(1分) —CUUGCCAGC— (2)不会 一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成 (3)生理状况相同的雌蜂幼虫 注射适量的DNMT3 siRNA A组发育成工蜂，B组发育成蜂王
1 / 2第28讲 基因表达与性状的关系
1．细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现。 2．概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象。
考点1 基因表达产物与性状的关系
一、基因控制生物性状的间接途径
1．方式(用文字和箭头表示)：基因酶的合成代谢过程生物体的性状。
2．实例
(1)白化病致病机理
(2)豌豆的圆粒和皱粒的形成机理
二、基因控制生物性状的直接途径
1．方式：基因蛋白质的结构生物体的性状。
2．实例(囊性纤维化与镰状细胞贫血)
1．豌豆产生圆粒或皱粒的实例说明基因通过控制蛋白质结构，直接控制生物体的性状。 (×)
提示：豌豆产生圆粒或皱粒的实例说明基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，间接控制生物体的性状。
2．白化病是由于基因异常而引起酪氨酸酶合成变多，能将黑色素转变为酪氨酸，从而出现白化症状。 (×)
提示：人的白化症状是由编码酪氨酸酶的基因异常而引起的。患者由于基因异常而无法合成酪氨酸酶，不能合成黑色素，从而表现出白化症状。
3．基因表达的产物不可以参与基因的表达。 (×)
提示：如RNA聚合酶就是基因表达的产物，其参与基因的转录过程。
4．基因控制生物性状时指导合成的终产物一定都是蛋白质。 (×)
提示：基因指导合成的终产物不一定都是蛋白质，也可能是RNA等。
油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径，如图甲所示，其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。
(1)据图甲分析，写出提高油菜产油量的基本思路：__________________________
_____________________________________________________________________。
(2)图乙表示基因B，α链是转录链，经诱导β链也能转录，诱导基因B的β链转录后，提高了产油量，原因是___________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)该过程体现了基因控制性状的途径是__________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：(1)抑制酶b合成(或降低酶b活性)，促进酶a合成(或提高酶a活性)
(2)基因B的β链转录的mRNA与α链转录的mRNA互补配对成双链RNA，双链RNA不能与核糖体结合，不能翻译出酶b，而酶a正常合成，因此生成油脂的量增多
(3)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
基因的表达产物与性状的关系
1．(链接人教版必修2 P71图4-9、P72正文)如图1、2为皱粒豌豆形成原因和囊性纤维化病因的图解。下列叙述正确的是 ( )
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
B [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基因结构异常后并不影响转录和翻译的进行，D错误。]
2．(链接人教版必修2 P78非选择题T2)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。下列说法错误的是( )
A．酶⑤的缺乏会导致患白化病，酶③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不同
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
D [由题图可知，若酶⑤缺乏，不能合成黑色素，表现出白化症状，若酶③缺乏，尿黑酸不能转化成乙酰乙酸，会患尿黑酸症，A正确；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正确；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，C正确；题图体现了基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物体的性状，D错误。]
考点2 基因的选择性表达和表观遗传
一、基因的选择性表达与细胞分化
1．生物多种性状形成的基础
细胞分化。
2．表达的基因的分类
在细胞中的表达情况 举例
在所有细胞中都表达，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的 如ATP合成酶基因、核糖体蛋白基因
只在某类细胞中特异性表达，即选择性表达 如卵清蛋白基因、胰岛素基因
3．细胞分化的本质
基因的选择性表达。基因的选择性表达与基因表达的调控有关。
4．细胞分化的结果
由于基因的选择性表达，导致来自同一个体的体细胞中的mRNA和蛋白质不完全相同，从而导致细胞具有不同的形态和功能。
5．细胞分化的标志
(1)分子水平：合成了某种细胞特有的蛋白质，如唾液淀粉酶、胰岛素等。
(2)细胞水平：形成不同种类的细胞。
二、基因表达的调控和表观遗传
1．基因表达的调控直接影响性状
2．表观遗传
(1)概念：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)实例
①柳穿鱼花的形态结构遗传
②某种小鼠毛色的遗传
③蜂王和工蜂的发育由来问题
(3)机制：DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰。
(4)特点：①DNA序列不变；②可遗传给后代；③受环境影响、可逆性。
3．基因与性状间的对应关系
在大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。
(1)生物的有些性状可以受到多个基因的影响，如人的身高。
(2)一个基因也可以影响多个性状，如水稻中的Ghd7基因。
(3)生物的性状还受环境条件的影响。一般来说，性状是基因和环境共同作用的结果。
(人教版必修2 P75思维训练)果蝇幼虫正常的培养温度为25 ℃，将刚孵化的残翅果蝇幼虫放在31 ℃的环境中培养，得到了一些翅长接近正常的果蝇成虫，这些翅长接近正常的果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是残翅果蝇。对这一现象的解释是_________________________________________________________
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_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：表型是基因型和环境共同作用的结果，不同的环境，比如温度，可以影响细胞内多种酶的活性，这些酶很可能参与了果蝇幼虫的发育，所以当温度改变时，果蝇的表型也发生改变
1．细胞的分化导致基因选择性表达，产生新的蛋白质，细胞具有新的功能。 (×)
提示：基因选择性表达导致细胞分化。
2．DNA的甲基化仅通过影响翻译过程进而影响表型。 (×)
提示：甲基化会导致基因型不变而表型改变，即改变发生在转录和翻译的过程中，所以DNA的甲基化可能会导致甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合，影响转录过程，进而影响表型。
3．表观遗传不是由基因的碱基序列改变引起的，都能遗传给后代。 (×)
提示：表观遗传中生物体基因的碱基序列没有发生改变，但基因表达和表型发生了可遗传的变化，但若发生在体细胞中，则一般不能遗传给后代。
4．表观遗传现象是偶然现象，比较少见。 (×)
提示：表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的生命过程中。
5．某些性状由多个基因共同决定，有的基因可能影响多个性状。 (√)
在一个蜂群中，少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而大多数幼虫以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。Dnmt3蛋白是Dnmt3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团(如图所示)，DNA被甲基化后会干扰RNA聚合酶的识别。敲除Dnmt3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。
(1)据上述研究分析，蜜蜂幼虫因食物不同而发育不同的原因是什么？
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(2)结合上述信息分析：DNA甲基化是基因突变吗？
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(3)DNA甲基化常发生于DNA的C—G序列密集区，发生甲基化后，会影响这段DNA和某些蛋白相结合。推测甲基化程度影响基因表达的机制是什么？
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提示：(1)蜜蜂的幼虫以花粉和花蜜为食，Dnmt3基因表达一种DNA甲基化转移酶Dnmt3蛋白，造成一些基因被甲基化而不能表达，发育成工蜂；蜜蜂的幼虫以蜂王浆为食，Dnmt3基因不表达，一些基因正常表达而发育成蜂王
(2)DNA甲基化可影响基因的表达，从而引起生物表型的改变；DNA甲基化不改变碱基序列，基因突变会导致基因的碱基序列发生改变。因此，DNA甲基化不是基因突变
(3)DNA甲基化影响了RNA聚合酶与该区域的结合，导致发生甲基化的DNA(基因)转录过程受到抑制，进而无法完成翻译过程，影响了相关性状的表达
基因的选择性表达
1．(链接人教版必修2 P72思考·讨论拓展)ACC合成酶是植物体内乙烯合成的限速酶，如表是科学家以番茄ACC合成酶基因为探针，研究番茄果实不同成熟阶段及不同组织中该基因的表达情况。下列相关分析正确的是 ( )
果实成熟的不同阶段 叶片 雌蕊 雄蕊 根
绿果 变红 桃红 橙红 亮红 红透
－ ＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋＋ － － ＋ －
注：“－”表示该基因不表达，“＋”表示该基因表达，“＋”的数目越多表示表达水平越高。
A．该基因的表达水平在不同的组织和果实成熟的不同阶段差异不明显
B．橙红和亮红的果实细胞中该基因转录产物可能相对较多
C．绿果、雌蕊、叶片和根中无该基因及其转录产物，体现了细胞基因的选择性表达
D．果实中该基因表达水平高于叶片，说明前者的分化程度高于后者
B [ACC合成酶基因的表达水平在不同的组织和果实成熟的不同阶段差异明显，A错误；植物的所有细胞中都含有该基因，C错误；果实中该基因表达水平高于叶片，不能说明前者的分化程度高于后者，D错误。]
表观遗传
2．(链接人教版必修2 P74图4-10、正文)下图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是( )
A．酶E的作用是催化DNA复制
B．甲基是DNA半保留复制的原料之一
C．环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素
D．DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型
C [由图可知，酶E的作用是催化DNA甲基化，A错误；DNA半保留复制的原料为四种脱氧核糖核苷酸，没有甲基，B错误；题干信息“研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大”，说明环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素，C正确；DNA甲基化不改变碱基序列，但会影响生物个体表型，D错误。]
3．(链接人教版必修2 P74相关信息)图示果蝇细胞中基因沉默蛋白(PcG)的缺失，引起染色质结构变化，导致细胞增殖失控形成肿瘤。下列相关叙述错误的是( )
A．PcG使组蛋白甲基化和染色质凝集，抑制了基因表达
B．细胞增殖失控可由基因突变引起，也可由染色质结构变化引起
C．DNA和组蛋白的甲基化修饰都能影响细胞中基因的转录
D．图示染色质结构变化也是原核细胞表观遗传调控的一种机制
D [PcG使组蛋白甲基化和染色质凝集，影响RNA聚合酶与DNA分子的结合，抑制了基因表达，A正确。细胞增殖失控可由基因突变(如原癌基因和抑癌基因发生突变)引起；根据题意“基因沉默蛋白(PcG)的缺失，引起染色质结构变化，导致细胞增殖失控形成肿瘤”可知，细胞增殖失控也可由染色质结构变化引起，B正确。DNA和组蛋白的甲基化修饰属于表观遗传，都能影响细胞中基因的转录，C正确。原核细胞没有染色质，D错误。]
基因与性状的关系
4．(链接人教版必修2 P74正文)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，从图中不能得出的结论是 ( )
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，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
D [由题图可以看出，花的颜色由基因①、基因②、基因③等多对基因控制，A不符合题意；由题图可以看出，基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，B不符合题意。花青素在酸性和碱性条件下显示不同的颜色，说明环境因素也会影响生物体的性状，C不符合题意；基因①②③的表达是相互独立的，D符合题意。]
1．(2024·广东卷)研究发现，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白(具有组蛋白修饰功能)的合成，会启动原癌基因zfhl的表达，导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于( )
A．基因突变 B．染色体变异
C．基因重组 D．表观遗传
D [由题意可知，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白(具有组蛋白修饰功能)的合成，会启动原癌基因zfhl的表达，导致肿瘤形成，即基因型未发生变化而表型却发生了改变，因此驱动此肿瘤形成的原因属于表观遗传，A、B、C错误，D正确。]
2．(2024·贵州卷)大鼠脑垂体瘤细胞可分化成细胞Ⅰ和细胞Ⅱ两种类型，仅细胞Ⅰ能合成催乳素。细胞Ⅰ和细胞Ⅱ中催乳素合成基因的碱基序列相同，但细胞Ⅱ中该基因多个碱基被甲基化。细胞Ⅱ经氮胞苷处理后，再培养可合成催乳素。下列叙述错误的是( )
A．甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录
B．氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化
C．处理后细胞Ⅱ的子代细胞能合成催乳素
D．该基因甲基化不能用于细胞类型的区分
D [由题意可知，细胞Ⅰ和细胞Ⅱ中催乳素合成基因的碱基序列相同，但细胞Ⅱ中该基因多个碱基被甲基化，导致仅细胞Ⅰ能合成催乳素，说明甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录，A正确；细胞Ⅱ经氮胞苷处理后，再培养可合成催乳素，说明氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化，B正确；甲基化可以遗传，同理，细胞Ⅱ经氮胞苷处理后，再培养可合成催乳素，这一特性也可遗传，所以处理后细胞Ⅱ的子代细胞能合成催乳素，C正确；题中细胞Ⅰ和细胞Ⅱ两种类型就是按基因是否甲基化划分的，D错误。]
3．(2023·海南卷)某植物的叶形与R基因的表达直接相关。现有该植物的植株甲和乙，二者R基因的序列相同。植株甲R基因未甲基化，能正常表达；植株乙R基因高度甲基化，不能表达。下列有关叙述正确的是( )
A．植株甲和乙的R基因的碱基种类不同
B．植株甲和乙的R基因的序列相同，故叶形相同
C．植株乙自交，子一代的R基因不会出现高度甲基化
D．植株甲和乙杂交，子一代与植株乙的叶形不同
D [题中显示植株甲和乙的R基因的序列相同，因此所含的碱基种类也相同，A错误。植株甲和乙的R基因的序列相同，但植株甲R基因未甲基化，能正常表达；植株乙R基因高度甲基化，不能表达，因而叶形不同，B错误。甲基化相关的性状可以遗传，因此，植株乙自交，子一代的R基因会出现高度甲基化，C错误。植株甲含有未甲基化的R基因，植株乙R基因高度甲基化，故植株甲和乙杂交，子一代与植株乙的叶形不同，与植株甲的叶形相同，D正确。]
4．(不定项)(2022·辽宁卷改编)视网膜病变是糖尿病常见并发症之一。高血糖环境中，在DNA甲基转移酶催化下，部分胞嘧啶加上活化的甲基被修饰为5′-甲基胞嘧啶，使视网膜细胞线粒体DNA碱基甲基化水平升高，可引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常。下列叙述正确的是( )
A．线粒体DNA甲基化水平升高，可抑制相关基因的表达
B．高血糖环境中，线粒体DNA在复制时也遵循碱基互补配对原则
C．高血糖环境引起的甲基化修饰改变了患者线粒体DNA碱基序列
D．糖尿病患者视网膜细胞线粒体DNA高甲基化水平不可遗传
ABD [线粒体DNA甲基化水平升高，可抑制相关基因的表达，引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常，A正确；线粒体DNA也是双螺旋结构，在复制时也遵循碱基互补配对原则，B正确；甲基化修饰并不改变患者线粒体DNA碱基序列，C错误；糖尿病患者的视网膜细胞是体细胞，体细胞的线粒体DNA高甲基化水平不可遗传，D正确。]
5．(2024·湖南卷)非酒精性脂肪性肝病是以肝细胞的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝病。葡萄糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1在高尔基体膜上先后经S1和S2蛋白水解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成基因(核基因)的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG能够通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内，抑制S1蛋白水解酶的活性，调控机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A．体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原饱和后转向脂肪酸合成
B．敲除F5蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪性肝病的发生率
C．降低高尔基体内UDPG量或S2蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病
D．激活后的R1通过核孔进入细胞核，启动脂肪酸合成基因的转录
C [体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原饱和后转向脂肪酸合成，A正确。由题干信息可知，中间代谢产物UDPG通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内，抑制S1蛋白水解酶的活性，进而抑制脂肪酸的合成，因此敲除F5蛋白的编码基因有利于脂肪酸的合成，会增加非酒精性脂肪性肝病的发生率，B正确。由题干信息可知，中间代谢产物UDPG进入高尔基体不利于脂肪酸的合成，降低高尔基体中UDPG量有利于脂肪酸的合成，从而会诱发非酒精性脂肪性肝病；蛋白R1经S1、S2蛋白水解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成基因的转录，S2蛋白失活不利于脂肪酸的合成，不会诱发非酒精性脂肪性肝病，C错误。转录发生在细胞核中，因此R1可通过核孔进入细胞核，启动脂肪酸合成基因的转录，D正确。]
课时分层作业(二十八) 基因表达与性状的关系
1．(2024·广西适应性测试)启动子中CpG岛上的胞嘧啶发生甲基化修饰，会使启动子区高度螺旋化，还会导致( )
A．相关基因的表达受到影响
B．CpG岛的甲基化引发基因突变
C．相关基因编码区的碱基序列改变
D．单链中相邻的CG碱基之间氢键断裂
A [启动子发生了甲基化修饰，会使染色质高度螺旋化，凝缩成团，不利于RNA聚合酶与被甲基化修饰的启动子结合，影响相关基因的转录，最终影响基因的表达，但并不改变基因编码区的碱基序列，A正确，B、C错误；被甲基化的DNA单链上相邻的C和G之间不是通过氢键连接，而是通过“－脱氧核糖－磷酸－脱氧核糖－”连接，D错误。]
2．(2024·浙江1月卷)某种蜜蜂的蜂王和工蜂具有相同的基因组。雌性工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉，若喂食蜂王浆，也能发育成为蜂王。利用分子生物学技术降低 DNA 甲基化酶的表达后， 即使一直喂食花蜜和花粉，雌性工蜂幼虫也会发育成蜂王。下列推测正确的是( )
A．花蜜花粉可降低幼虫发育过程中DNA的甲基化
B．蜂王DNA的甲基化程度高于工蜂
C．蜂王浆可以提高蜜蜂DNA的甲基化程度
D．DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件
D [降低 DNA 甲基化酶的表达后， 即使一直喂食花蜜和花粉，雌性工蜂幼虫也会发育成蜂王，说明甲基化不利于其发育成蜂王，而工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉，不会发育成蜂王，因此花蜜和花粉可增强幼虫发育过程中DNA的甲基化，A错误；甲基化不利于其发育成蜂王，故蜂王DNA的甲基化程度低于工蜂，B错误；蜂王浆可以降低蜜蜂DNA的甲基化程度，使其发育成蜂王，C错误；甲基化不利于发育成蜂王，因此DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件，D正确。]
3．(2022·天津卷)小鼠Avy基因控制黄色体毛，该基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制，使小鼠毛色发生可遗传的改变。有关叙述正确的是( )
A．Avy基因的碱基序列保持不变
B．甲基化促进Avy基因的转录
C．甲基化导致Avy基因编码的蛋白质结构改变
D．甲基化修饰不可遗传
A [据题意可知，Avy基因上游不同程度的甲基化修饰，但它的碱基序列保持不变，A正确；Avy基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制，基因表达包括转录和翻译，据此推测，应该是甲基化抑制Avy基因的转录，B错误；甲基化不会导致Avy基因编码的蛋白质结构改变，C错误；据题意可知，甲基化修饰使小鼠毛色发生可遗传的改变，即可以遗传，D错误。]
4．(2024·安徽十校联考)DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基基团，基因启动子区域被甲基化后，会抑制该基因的转录，如图所示。下列叙述错误的是( )
A．甲基化使DNA的碱基配对方式发生改变
B．细胞的内外环境因素均可引起DNA的甲基化
C．抑癌基因过量甲基化后可能导致细胞发生癌变
D．DNA甲基化可能会阻碍RNA聚合酶与启动子结合
A [DNA甲基化不改变基因序列，不改变碱基配对方式，A错误；内外环境因素均可引起DNA的甲基化，从而影响基因的表达，B正确；抑癌基因阻止细胞异常增殖，抑癌基因过量甲基化后，抑癌基因不能正常表达，可能导致细胞癌变，C正确；DNA甲基化可能会阻碍RNA聚合酶与启动子结合，D正确。]
5．(2024·武汉高三期末)一种名为粗糙脉孢菌的真菌细胞中精氨酸的合成途径如图所示，其中精氨酸是细胞生活的必需物质，而鸟氨酸等中间代谢产物都不是必需物质。下列有关叙述错误的是( )
A．通常情况下，基因是有遗传效应的DNA片段，基因在染色体上呈线性排列
B．基因可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．若某种粗糙脉孢菌突变体只能在添加了精氨酸的培养基上生长，则一定是基因4发生了突变
D．基因与基因之间存在着复杂的相互作用
C [若某种粗糙脉孢菌突变体只能在添加了精氨酸的培养基上生长，不一定是基因4发生了突变，也可能是基因1或基因2或基因3发生了突变。]
6．(2024·重庆卷)某种海鱼鳃细胞的NKA酶是一种载体蛋白，负责将细胞内的Na＋转运到血液中，为研究NKA与Na＋浓度的关系，研究小组将若干海鱼放在低于海水盐度的盐水中，按时间点分组取样检测，部分结果见下表。结合数据分析，下列叙述错误的是( )
时间(h) Na＋浓度(单位略) NKA表达(相对值) NKA酶的相对活性
血液 鳃细胞 mRNA 蛋白质
0 320 15 1.0 1.0 1.0
0.5 290 15 1.5 1.0 0.8
3 220 15 0.6 1.0 0.6
6 180 15 0.4 0.4 0.4
12 180 15 0.2 0.2 0.4
A．NKA mRNA和蛋白质表达趋势不一致是NKA基因中甲基化导致的
B．本实验中时间变化不是影响NKA基因转录变化的直接因素
C．NKA酶在维持海鱼鳃细胞内渗透压平衡时需要直接消耗ATP
D．与0 h组相比，表中其他时间点的海鱼红细胞体积会增大
A [NKA mRNA和蛋白质表达趋势之所以不一致，可能与NKA基因的转录和翻译不是同步的有关，而不是由NKA基因中甲基化导致的，A错误；依据题干信息，NKA酶是一种载体蛋白，负责将海鱼鳃细胞内的Na＋转运到血液中，将海鱼放在低于海水盐度的盐水中，随着时间的延长，血液中的Na＋浓度逐渐降低，说明NKA酶参与向外转运的Na＋减少，由此可推知，时间变化不是影响NKA基因转录变化的直接因素，B正确；腮细胞内的Na＋浓度低于血液中的，NKA将Na＋从细胞内转运到血液中是主动运输，在维持海鱼鳃细胞内渗透压平衡时需要直接消耗ATP，C正确；与0 h组相比，其他时间点的血液Na＋浓度降低，低于红细胞内的渗透压，细胞会吸水，体积会增大，D正确。]
7．(不定项)(2024·黑、吉、辽卷)研究人员对小鼠进行致病性大肠杆菌接种，构建腹泻模型。用某种草药进行治疗，发现草药除了具有抑菌作用外，对于空肠、回肠黏膜细胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的相对表达量也有影响，结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A．水的吸收以自由扩散为主、水通道蛋白的协助扩散为辅
B．模型组空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少，引起腹泻
C．治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高，缓解腹泻，减少致病菌排放
D．治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组，可使回肠对水的转运增加
BCD [水分子跨膜运输的主要方式是经过水通道蛋白的协助扩散，A错误；模型组空肠AQP3相对表达量降低，空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少，引起腹泻，B正确；治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高，对水的转运增加，缓解腹泻，减少致病菌排放，C正确；治疗组回肠AQP3相对表达量高于对照组，可使回肠对水的转运增加，D正确。]
8．(不定项)(2024·湖南岳阳模拟)促生长的A基因(该基因正常表达时小鼠生长情况正常)和无此功能的a基因是常染色体上的等位基因。DNA甲基化修饰通常会抑制基因表达。下图是两只小鼠产生配子过程中甲基化修饰对基因传递的影响。下列相关叙述不正确的是( )
A．图中雄鼠的A基因和雌鼠的a基因遗传信息均已发生改变
B．雄配子A基因甲基化被去除，但不能说明甲基化不能遗传
C．图中的雌、雄鼠的基因型均为Aa，且均能正常生长
D．图中小鼠的杂交子代的表型比例约为3∶1
ACD [DNA甲基化修饰通常会抑制基因表达，但是不改变基因的遗传信息，A错误；据图可知，雄鼠产生的雄配子中A基因去甲基化，a基因没有甲基化，雌鼠产生的雌配子中无论含有A还是a基因的都会发生甲基化，说明可以遗传，B正确；根据题意促进生长的是A基因，发生甲基化之后会被抑制，雄鼠的A基因发生甲基化，因此不能正常生长，C错误；由题干信息“促生长的A和无此功能的a是常染色体上的两种基因。DNA甲基化修饰通常会抑制基因表达。”及图示信息可知，图中雌雄配子随机结合产生的子代基因型是：AA(甲基化)、Aa(甲基化)、A(甲基化)a、aa(甲基化)，前两种基因型表现为能正常生长，后两种基因型不能正常生长，因此表型比例为1∶1，D错误。]
9．(13分)(2024·辽宁连山实验高中模拟)DNA甲基化是DNA化学修饰的一种形式，能影响表型，也能遗传给子代。在蜂群中，雌蜂幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而以花粉和花蜜为食的幼蜂将发育成工蜂。研究发现，DNMT3蛋白是核基因DNMT3表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团，如图所示。回答下列问题：
(1)蜜蜂细胞中DNMT3基因发生过程①的场所是__________，若以基因的β链为模板，则虚线框中合成的RNA的碱基序列顺序为_____________________________________________________________________。
(2)DNA甲基化若发生在基因转录的启动子序列上，则会影响RNA聚合酶与该序列的识别与结合，进而抑制基因的表达。据图可知，DNA甲基化________(填“会”或“不会”)改变基因的碱基序列。在细胞内，少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质，原因是________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)已知注射DNMT3 siRNA(小干扰RNA)能使DNMT3基因表达沉默，蜂王的基因组甲基化程度低于工蜂，请设计实验验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素。
实验思路：取多只_____________________________________________________，
均分为A、B两组，A组不进行处理，B组________________________________，其他条件相同且适宜，用花粉和花蜜饲喂一段时间后，观察并记录幼蜂发育情况。
实验现象：___________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析] (1)过程①是转录过程，其中DNMT3基因是核基因，因此过程①发生在细胞核内，根据碱基互补配对原则，若以基因的β链为模板，则虚线框中合成的RNA的碱基序列顺序为—CUUGCCAGC—。(2)分析题图及题干信息可知，基因甲基化不改变基因的碱基序列，但会影响转录，从而影响基因的表达。在细胞质中，翻译是一个快速而高效的过程，通常一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此，少量的mRNA就可以迅速合成大量的蛋白质。(3)根据题干可知DNMT3 siRNA能与DNMT3基因转录出的RNA结合，阻碍翻译过程，从而抑制DNMT3基因表达，进而降低基因的甲基化水平，据此取多只生理状况相同的雌蜂幼虫，均分为A、B两组，A组不进行处理，B组注射适量的DNMT3 siRNA，其他条件相同且适宜，用花粉和花蜜饲喂一段时间后，观察并记录幼蜂发育情况。如果A组发育成工蜂，B组发育成蜂王，则能验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素。
[答案] (除标注外，每空2分，共13分)(1)细胞核(1分) —CUUGCCAGC— (2)不会 一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成 (3)生理状况相同的雌蜂幼虫 注射适量的DNMT3 siRNA A组发育成工蜂，B组发育成蜂王
(教师用书独具)
1．(2024·安徽亳州一中月考)如图所示为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述正确的是 ( )
A．①②和⑦⑥都表示基因的表达过程，但发生在不同细胞中
B．由题中信息判断基因1和基因2的遗传一定遵循自由组合定律
C．生物体中一个基因只能决定一种性状
D．⑦→⑥→⑤过程说明基因可通过控制酶的合成，直接控制生物体的性状
A [由题图可知，①和⑦表示转录，②和⑥表示翻译，基因的表达包括转录和翻译，图中的血红蛋白的形成只发生在红细胞中，酪氨酸酶在皮肤和眼睛等组织细胞中表达，A正确；仅由题中信息不能确定基因1和基因2的遗传是否遵循自由组合定律，因为仅由题中信息不能确定这两个基因是否位于同一对同源染色体上，B错误；生物体中一个基因可以参与控制多种性状，C错误；⑦→⑥→⑤过程说明基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物体的性状，D错误。]
2．(2022·重庆卷)研究发现在野生型果蝇幼虫中降低lint基因表达，能影响另一基因inr的表达(如图)，导致果蝇体型变小等异常。下列叙述错误的是( )
WT：野生型果蝇幼虫
lintRi：降低lint基因表达后的幼虫
A．lint基因的表达对inr基因的表达有促进作用
B．提高幼虫lint基因表达可能使其体型变大
C．降低幼虫inr基因表达可能使其体型变大
D．果蝇体型大小是多个基因共同作用的结果
A [对比野生型果蝇幼虫inr基因的相对表达量可知，降低lint基因表达后，幼虫体内的inr基因的相对表达量显著上升，说明lint基因的表达对inr基因的表达有抑制作用，A错误；根据题干信息可知，inr基因的表达量增加后“导致果蝇体型变小”，可推测提高幼虫lint基因表达，inr基因的表达量下降，进而可能使果蝇体型变大，B、C正确；由以上分析可知，果蝇体型大小与lint基因和inr基因都有关，说明果蝇体型大小是多个基因共同作用的结果，D正确。]
3．细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。下列叙述不正确的是 ( )
A．细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，图中基因A的表达效率高于基因B
B．真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中
C．人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物
D．②过程中，rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子
D [基因的表达包括转录和翻译两个过程，图中基因A表达的蛋白质分子数量明显多于基因B表达的蛋白质分子数量，说明基因A表达的效率高于基因B，A正确；核基因的转录是以DNA的一条链为模板转录出RNA的过程，发生的场所为细胞核，翻译是以mRNA为模板翻译出具有一定氨基酸排列顺序的多肽链，翻译发生的场所在细胞质中的核糖体上，B正确；三种RNA(mRNA、rRNA、tRNA)都是以DNA中的一条链为模板转录而来的，C正确；反密码子位于tRNA上，rRNA是构成核糖体的成分，不含有反密码子，D错误。]
1 / 21课时分层作业(二十八) 基因表达与性状的关系
(建议用时：30分钟；本套共9小题，共35分。第1～5小题，每小题2分；第6～8小题，每小题4分；第9小题13分。)
1．(2024·广西适应性测试)启动子中CpG岛上的胞嘧啶发生甲基化修饰，会使启动子区高度螺旋化，还会导致( )
A．相关基因的表达受到影响
B．CpG岛的甲基化引发基因突变
C．相关基因编码区的碱基序列改变
D．单链中相邻的CG碱基之间氢键断裂
2．(2024·浙江1月卷)某种蜜蜂的蜂王和工蜂具有相同的基因组。雌性工蜂幼虫主要食物是花蜜和花粉，若喂食蜂王浆，也能发育成为蜂王。利用分子生物学技术降低 DNA 甲基化酶的表达后， 即使一直喂食花蜜和花粉，雌性工蜂幼虫也会发育成蜂王。下列推测正确的是( )
A．花蜜花粉可降低幼虫发育过程中DNA的甲基化
B．蜂王DNA的甲基化程度高于工蜂
C．蜂王浆可以提高蜜蜂DNA的甲基化程度
D．DNA的低甲基化是蜂王发育的重要条件
3．(2022·天津卷)小鼠Avy基因控制黄色体毛，该基因上游不同程度的甲基化修饰会导致其表达受不同程度抑制，使小鼠毛色发生可遗传的改变。有关叙述正确的是( )
A．Avy基因的碱基序列保持不变
B．甲基化促进Avy基因的转录
C．甲基化导致Avy基因编码的蛋白质结构改变
D．甲基化修饰不可遗传
4．(2024·安徽十校联考)DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基基团，基因启动子区域被甲基化后，会抑制该基因的转录，如图所示。下列叙述错误的是( )
A．甲基化使DNA的碱基配对方式发生改变
B．细胞的内外环境因素均可引起DNA的甲基化
C．抑癌基因过量甲基化后可能导致细胞发生癌变
D．DNA甲基化可能会阻碍RNA聚合酶与启动子结合
5．(2024·武汉高三期末)一种名为粗糙脉孢菌的真菌细胞中精氨酸的合成途径如图所示，其中精氨酸是细胞生活的必需物质，而鸟氨酸等中间代谢产物都不是必需物质。下列有关叙述错误的是 ( )
A．通常情况下，基因是有遗传效应的DNA片段，基因在染色体上呈线性排列
B．基因可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．若某种粗糙脉孢菌突变体只能在添加了精氨酸的培养基上生长，则一定是基因4发生了突变
D．基因与基因之间存在着复杂的相互作用
6． (2024·重庆卷)某种海鱼鳃细胞的NKA酶是一种载体蛋白，负责将细胞内的Na＋转运到血液中，为研究NKA与Na＋浓度的关系，研究小组将若干海鱼放在低于海水盐度的盐水中，按时间点分组取样检测，部分结果见下表。结合数据分析，下列叙述错误的是( )
时间(h) Na＋浓度 (单位略) NKA表达 (相对值) NKA酶的 相对活性
血液 鳃细胞 mRNA 蛋白质
0 320 15 1.0 1.0 1.0
0.5 290 15 1.5 1.0 0.8
3 220 15 0.6 1.0 0.6
6 180 15 0.4 0.4 0.4
12 180 15 0.2 0.2 0.4
A．NKA mRNA和蛋白质表达趋势不一致是NKA基因中甲基化导致的
B．本实验中时间变化不是影响NKA基因转录变化的直接因素
C．NKA酶在维持海鱼鳃细胞内渗透压平衡时需要直接消耗ATP
D．与0 h组相比，表中其他时间点的海鱼红细胞体积会增大
7．(不定项)(2024·黑、吉、辽卷)研究人员对小鼠进行致病性大肠杆菌接种，构建腹泻模型。用某种草药进行治疗，发现草药除了具有抑菌作用外，对于空肠、回肠黏膜细胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的相对表达量也有影响，结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A．水的吸收以自由扩散为主、水通道蛋白的协助扩散为辅
B．模型组空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少，引起腹泻
C．治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高，缓解腹泻，减少致病菌排放
D．治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组，可使回肠对水的转运增加
8．(不定项)(2024·湖南岳阳模拟)促生长的A基因(该基因正常表达时小鼠生长情况正常)和无此功能的a基因是常染色体上的等位基因。DNA甲基化修饰通常会抑制基因表达。下图是两只小鼠产生配子过程中甲基化修饰对基因传递的影响。下列相关叙述不正确的是( )
A．图中雄鼠的A基因和雌鼠的a基因遗传信息均已发生改变
B．雄配子A基因甲基化被去除，但不能说明甲基化不能遗传
C．图中的雌、雄鼠的基因型均为Aa，且均能正常生长
D．图中小鼠的杂交子代的表型比例约为3∶1
1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 ＋0.5
9．(13分)(2024·辽宁连山实验高中模拟)DNA甲基化是DNA化学修饰的一种形式，能影响表型，也能遗传给子代。在蜂群中，雌蜂幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而以花粉和花蜜为食的幼蜂将发育成工蜂。研究发现，DNMT3蛋白是核基因DNMT3表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团，如图所示。回答下列问题：
(1)蜜蜂细胞中DNMT3基因发生过程①的场所是__________，若以基因的β链为模板，则虚线框中合成的RNA的碱基序列顺序为_____________________________________________________________________。
(2)DNA甲基化若发生在基因转录的启动子序列上，则会影响RNA聚合酶与该序列的识别与结合，进而抑制基因的表达。据图可知，DNA甲基化________(填“会”或“不会”)改变基因的碱基序列。在细胞内，少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白质，原因是_______________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)已知注射DNMT3 siRNA(小干扰RNA)能使DNMT3基因表达沉默，蜂王的基因组甲基化程度低于工蜂，请设计实验验证基因组的甲基化水平是决定雌蜂幼虫发育成工蜂还是蜂王的关键因素。
实验思路：取多只_____________________________________________________，
均分为A、B两组，A组不进行处理，B组________________________________，其他条件相同且适宜，用花粉和花蜜饲喂一段时间后，观察并记录幼蜂发育情况。
实验现象：__________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
1 / 5第28讲 基因表达与性状的关系
1．细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现。 2．概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象。
考点1 基因表达产物与性状的关系
一、基因控制生物性状的间接途径
1．方式(用文字和箭头表示)：基因________________________生物体的性状。
2．实例
(1)白化病致病机理
(2)豌豆的圆粒和皱粒的形成机理
二、基因控制生物性状的直接途径
1．方式：基因________________生物体的性状。
2．实例(囊性纤维化与镰状细胞贫血)
1．豌豆产生圆粒或皱粒的实例说明基因通过控制蛋白质结构，直接控制生物体的性状。 ( )
2．白化病是由于基因异常而引起酪氨酸酶合成变多，能将黑色素转变为酪氨酸，从而出现白化症状。 ( )
3．基因表达的产物不可以参与基因的表达。 ( )
4．基因控制生物性状时指导合成的终产物一定都是蛋白质。 ( )
油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径，如图甲所示，其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。
(1)据图甲分析，写出提高油菜产油量的基本思路：
。
(2)图乙表示基因B，α链是转录链，经诱导β链也能转录，诱导基因B的β链转录后，提高了产油量，原因是
。
(3)该过程体现了基因控制性状的途径是
。
基因的表达产物与性状的关系
1．(链接人教版必修2 P71图4-9、P72正文)如图1、2为皱粒豌豆形成原因和囊性纤维化病因的图解。下列叙述正确的是 ( )
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
2．(链接人教版必修2 P78非选择题T2)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。下列说法错误的是 ( )
A．酶⑤的缺乏会导致患白化病，酶③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不同
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
考点2 基因的选择性表达和表观遗传
一、基因的选择性表达与细胞分化
1．生物多种性状形成的基础
____________。
2．表达的基因的分类
在细胞中的表达情况 举例
在所有细胞中都表达，指导合成的蛋白质是维持细胞________________所必需的 如ATP合成酶基因、____________________
只在某类细胞中特异性表达，即______________ 如卵清蛋白基因、胰岛素基因
3．细胞分化的本质
____________________。基因的选择性表达与____________________有关。
4．细胞分化的结果
由于基因的选择性表达，导致来自同一个体的体细胞中的______________和______________不完全相同，从而导致细胞具有不同的形态和功能。
5．细胞分化的标志
(1)分子水平：合成了某种细胞特有的______________，如唾液淀粉酶、胰岛素等。
(2)细胞水平：形成不同种类的________。
二、基因表达的调控和表观遗传
1．基因表达的调控直接影响性状
2．表观遗传
(1)概念：生物体基因的____________保持不变，但____________和________发生可遗传变化的现象。
(2)实例
①柳穿鱼花的形态结构遗传
②某种小鼠毛色的遗传
③蜂王和工蜂的发育由来问题
(3)机制：DNA__________，构成染色体的组蛋白发生__________、__________等修饰。
(4)特点：①DNA序列________；②可遗传给后代；③受________影响、可逆性。
3．基因与性状间的对应关系
在大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的____________的关系。
(1)生物的有些性状可以受到____________的影响，如人的身高。
(2)一个基因也可以影响________性状，如水稻中的Ghd7基因。
(3)生物的性状还受环境条件的影响。一般来说，性状是________和________共同作用的结果。
(人教版必修2 P75思维训练)果蝇幼虫正常的培养温度为25 ℃，将刚孵化的残翅果蝇幼虫放在31 ℃的环境中培养，得到了一些翅长接近正常的果蝇成虫，这些翅长接近正常的果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是残翅果蝇。对这一现象的解释是____________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
1．细胞的分化导致基因选择性表达，产生新的蛋白质，细胞具有新的功能。 ( )
2．DNA的甲基化仅通过影响翻译过程进而影响表型。 ( )
3．表观遗传不是由基因的碱基序列改变引起的，都能遗传给后代。 ( )
4．表观遗传现象是偶然现象，比较少见。 ( )
5．某些性状由多个基因共同决定，有的基因可能影响多个性状。 ( )
在一个蜂群中，少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而大多数幼虫以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。Dnmt3蛋白是Dnmt3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团(如图所示)，DNA被甲基化后会干扰RNA聚合酶的识别。敲除Dnmt3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。
(1)据上述研究分析，蜜蜂幼虫因食物不同而发育不同的原因是什么？
。
(2)结合上述信息分析：DNA甲基化是基因突变吗？
。
(3)DNA甲基化常发生于DNA的C—G序列密集区，发生甲基化后，会影响这段DNA和某些蛋白相结合。推测甲基化程度影响基因表达的机制是什么？
。
基因的选择性表达
1．(链接人教版必修2 P72思考·讨论拓展)ACC合成酶是植物体内乙烯合成的限速酶，如表是科学家以番茄ACC合成酶基因为探针，研究番茄果实不同成熟阶段及不同组织中该基因的表达情况。下列相关分析正确的是 ( )
果实成熟的不同阶段 叶片 雌蕊 雄蕊 根
绿果 变红 桃红 橙红 亮红 红透
－ ＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋ ＋＋＋ － － ＋ －
注：“－”表示该基因不表达，“＋”表示该基因表达，“＋”的数目越多表示表达水平越高。
A．该基因的表达水平在不同的组织和果实成熟的不同阶段差异不明显
B．橙红和亮红的果实细胞中该基因转录产物可能相对较多
C．绿果、雌蕊、叶片和根中无该基因及其转录产物，体现了细胞基因的选择性表达
D．果实中该基因表达水平高于叶片，说明前者的分化程度高于后者
表观遗传
2．(链接人教版必修2 P74图4-10、正文)下图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是( )
A．酶E的作用是催化DNA复制
B．甲基是DNA半保留复制的原料之一
C．环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素
D．DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型
3．(链接人教版必修2 P74相关信息)图示果蝇细胞中基因沉默蛋白(PcG)的缺失，引起染色质结构变化，导致细胞增殖失控形成肿瘤。下列相关叙述错误的是( )
A．PcG使组蛋白甲基化和染色质凝集，抑制了基因表达
B．细胞增殖失控可由基因突变引起，也可由染色质结构变化引起
C．DNA和组蛋白的甲基化修饰都能影响细胞中基因的转录
D．图示染色质结构变化也是原核细胞表观遗传调控的一种机制
基因与性状的关系
4．(链接人教版必修2 P74正文)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，从图中不能得出的结论是 ( )
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，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
1．(2024·广东卷)研究发现，短暂地抑制果蝇幼虫中PcG 蛋白(具有组蛋白修饰功能)的合成，会启动原癌基因zfhl的表达，导致肿瘤形成。驱动此肿瘤形成的原因属于( )
A．基因突变 B．染色体变异
C．基因重组 D．表观遗传
2．(2024·贵州卷)大鼠脑垂体瘤细胞可分化成细胞Ⅰ和细胞Ⅱ两种类型，仅细胞Ⅰ能合成催乳素。细胞Ⅰ和细胞Ⅱ中催乳素合成基因的碱基序列相同，但细胞Ⅱ中该基因多个碱基被甲基化。细胞Ⅱ经氮胞苷处理后，再培养可合成催乳素。下列叙述错误的是( )
A．甲基化可以抑制催乳素合成基因的转录
B．氮胞苷可去除催乳素合成基因的甲基化
C．处理后细胞Ⅱ的子代细胞能合成催乳素
D．该基因甲基化不能用于细胞类型的区分
3．(2023·海南卷)某植物的叶形与R基因的表达直接相关。现有该植物的植株甲和乙，二者R基因的序列相同。植株甲R基因未甲基化，能正常表达；植株乙R基因高度甲基化，不能表达。下列有关叙述正确的是( )
A．植株甲和乙的R基因的碱基种类不同
B．植株甲和乙的R基因的序列相同，故叶形相同
C．植株乙自交，子一代的R基因不会出现高度甲基化
D．植株甲和乙杂交，子一代与植株乙的叶形不同
4．(不定项)(2022·辽宁卷改编)视网膜病变是糖尿病常见并发症之一。高血糖环境中，在DNA甲基转移酶催化下，部分胞嘧啶加上活化的甲基被修饰为5′-甲基胞嘧啶，使视网膜细胞线粒体DNA碱基甲基化水平升高，可引起视网膜细胞线粒体损伤和功能异常。下列叙述正确的是( )
A．线粒体DNA甲基化水平升高，可抑制相关基因的表达
B．高血糖环境中，线粒体DNA在复制时也遵循碱基互补配对原则
C．高血糖环境引起的甲基化修饰改变了患者线粒体DNA碱基序列
D．糖尿病患者视网膜细胞线粒体DNA高甲基化水平不可遗传
5． (2024·湖南卷)非酒精性脂肪性肝病是以肝细胞的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝病。葡萄糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1在高尔基体膜上先后经S1和S2蛋白水解酶酶切后被激活，进而启动脂肪酸合成基因(核基因)的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG能够通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内，抑制S1蛋白水解酶的活性，调控机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A．体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原，糖原饱和后转向脂肪酸合成
B．敲除F5蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪性肝病的发生率
C．降低高尔基体内UDPG量或S2蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病
D．激活后的R1通过核孔进入细胞核，启动脂肪酸合成基因的转录
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