第2节 基因表达与性状的关系
课后篇巩固提升
基础巩固
1.下列关于基因与性状关系的叙述,错误的是( )
A.一对相对性状可由多对基因控制
B.基因可通过控制酶的合成控制代谢过程,进而控制生物体的性状
C.隐性基因控制的性状不一定得到表现
D.基因型相同,表型就相同
解析一对相对性状可由一对或多对基因控制,A项正确;基因可通过控制酶或蛋白质的合成来控制生物体的性状,B项正确;隐性基因控制的性状可能被显性性状所掩盖,如Aa表现为A基因控制的性状,C项正确;基因型与环境条件共同决定生物性状,因此基因型相同,环境不同时,表型不一定相同,D项错误。
答案D
2.着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病,起因于DNA损伤。深入研究后发现患者体内缺乏DNA修复酶,DNA损伤后不能修复而引起突变。这说明一些基因 ( )
A.是通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制生物的性状
B.是通过控制蛋白质分子的结构,从而直接控制生物的性状
C.是通过控制酶的合成,从而直接控制生物的性状
D.可以直接控制生物的性状,发生改变后生物的性状随之改变
解析基因对性状的控制有两种途径:一是通过控制蛋白质的结构,从而直接控制生物性状;二是通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制生物性状。
答案A
3.下列关于表观遗传的说法,错误的是( )
A. 表观遗传现象的发现使“基因的碱基序列代表了全部的遗传信息”的观点受到挑战
B. 表观遗传导致的性状改变可以遗传给下一代,属于可以遗传的变异
C. DNA的甲基化、组蛋白的甲基化和乙酰化都会导致表观遗传现象
D. 表观遗传现象仅出现在某些特定生命活动过程
解析传统观点认为,基因的碱基序列代表了遗传信息,碱基序列改变才会引起遗传信息改变,从而引起生物的变异,但是表观遗传的发现,证明碱基序列没有改变,生物的性状也可能出现改变,A项正确;表观遗传导致的变异可以遗传给下一代,属于可以遗传的变异,B项正确;DNA的甲基化、组蛋白的甲基化和乙酰化都会影响基因的表达,从而导致表观遗传现象,C项正确;表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中,D项错误。
答案D
4.下列关于基因、性状以及二者关系的叙述,正确的是 ( )
A.基因在染色体上呈线性排列,基因的前端有起始密码子,末端有终止密码子
B.基因能够通过复制实现遗传信息在亲代和子代之间的传递
C.性状受基因的控制,基因改变,该基因控制的性状也必定改变
D.通过控制酶的合成从而直接控制性状是基因控制性状的途径之一
解析密码子存在于mRNA上。基因发生突变后,如果密码子决定的氨基酸没有改变,则性状也不会改变。基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制生物性状,这是基因对生物性状的间接控制。
答案B
5.研究发现,矮牵牛体内存在少量由紫色色素合成酶基因转录产生的微小RNA(miRNA),这些miRNA能够与该基因转录的mRNA互补配对,导致翻译终止,这种现象称为RNA干扰。下列有关RNA干扰的说法,错误的是( )
A. RNA干扰引起的性状改变属于表观遗传
B. miRNA可以编码少量的氨基酸
C.miRNA能够与紫色色素合成酶基因的mRNA互补配对
D.RNA干扰通过影响翻译过程从而影响生物性状
解析紫色色素合成酶基因的碱基序列没有改变,但是通过miRNA最终影响了生物的性状,属于表观遗传,A项正确;miRNA能够与该基因转录的mRNA互补配对,导致翻译终止,不能编码氨基酸,B项错误,C、D项正确。
答案B
6.如图所示为来自同一人体的3种细胞,下列叙述正确的是( )
A.因为来自同一人体,所以各细胞中的DNA、蛋白质种类相同
B.因为各细胞中携带的基因不同,所以形态、功能不同
C.虽然各细胞大小不同,但细胞中含量最多的化合物相同
D.虽然各细胞的生理功能不同,但吸收葡萄糖的方式相同
解析图中三种细胞是受精卵分裂、分化的结果。细胞分化的实质是基因的选择性表达,遗传物质(基因、DNA)不发生变化,但细胞的形态、功能发生稳定性差异,蛋白质的种类发生变化;虽然各细胞的大小不同,但细胞中含量最多的化合物相同,都是水;葡萄糖进入不同细胞的方式可能不同,为协助扩散或主动运输。
答案C
7.理论上,同一个人的表皮细胞的细胞核与神经细胞的细胞核内所含DNA的量相同,但所含的蛋白质的量不同,其原因不包括( )
A.不同细胞被活化的基因不一样多,所以合成的蛋白质不一样多
B.不同组织细胞内同一基因的差异性表达
C.不同细胞的基因数量不同,所以合成的蛋白质数量不同
D.不同细胞基因的表达具有特异性的调节机制,所以合成的蛋白质不同
解析体细胞由受精卵分裂、分化而来,所以同一生物体的不同细胞的基因数量是相等的。细胞分化是基因在不同空间、时间选择性表达的结果,这种表达具有一定的调节机制。
答案C
8.根据以下材料:①藏报春甲(aa)在20 ℃时开白花;②藏报春乙(AA)在20 ℃时开红花;③藏报春丙(AA)在30 ℃时开白花。在分析基因型和表型相互关系时,下列说法错误的是( )
A.由材料①②可知生物的性状表现是由基因型决定的
B.由材料①③可知生物的性状表现是由基因型和环境共同决定的
C.由材料②③可知环境影响基因型的表达
D.由材料①②③可知生物的性状表现是基因型和环境共同作用的结果
解析①和②、②和③实验中,都只有一个变量,而①和③中温度和基因型都不同,所以不能判断性状表现是由温度和基因型决定的,还是由它们共同决定的。
答案B
9.黄曲霉毒素是主要由黄曲霉菌产生的可致癌毒素,其生物合成受多个基因控制,也受温度、pH等因素影响。下列选项正确的是( )
A.环境因子不影响生物体的表型
B.不产生黄曲霉毒素菌株的基因型都相同
C.黄曲霉毒素致癌是表型
D.黄曲霉菌产生黄曲霉毒素是表型
解析依据题干“黄曲霉毒素是主要由黄曲霉菌产生的可致癌毒素,其生物合成受多个基因控制,也受温度、pH等因素影响”可知,环境因子可影响生物体的表型,A项错误;由于是多基因控制的这一性状,所以不产生黄曲霉毒素菌株的基因型可能不相同;依据表型的概念,可知黄曲霉毒素致癌不属于表型,但黄曲霉菌产生黄曲霉毒素是表型。
答案D
10.如图代表人体内苯丙氨酸的部分代谢途径。结合下图回答以下问题。
(1)某人是苯丙酮尿症患者,但肤色正常,其原因是食物中可能含有 。?
(2)防治苯丙酮尿症的有效方法是食疗,即要尽量减少饮食中的 的量。?
(3)一对正常的夫妇生了一个既患苯丙酮尿症又患白化病的女儿和一个正常的儿子。这个正常儿子的基因型是 。?
(4)从苯丙酮尿症的患病机理可以看出基因与性状的关系是 。?
解析(1)苯丙酮尿症患者缺少酶1,所以苯丙氨酸不能转化成酪氨酸,而有黑色素产生说明酪氨酸还有其他来源,如食物。(2)由于缺乏酶1,苯丙氨酸会转变为苯丙酮酸,对人体产生毒害,减少苯丙酮酸的含量,则需要减少苯丙氨酸的摄入量。(3)由于双亲正常,但生了一个两病均患的女儿,则双亲基因型均为AaBb,所以正常儿子只要满足A_B_即可。(4)苯丙酮尿症是由缺乏酶1所致,根本原因是相应基因发生改变。
答案(1)酪氨酸 (2)苯丙氨酸 (3)AABB或AABb或AaBB或AaBb (4)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
能力提升
1.下图表示基因的作用与性状的表现之间的关系。下列相关的叙述,正确的是( )
A.①过程与DNA复制的共同点是都以DNA单链为模板,在DNA聚合酶的作用下进行
B.③过程直接需要的物质或结构有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖体、酶、ATP
C.人的镰刀型细胞贫血症是通过蛋白质间接表现的,苯丙酮尿症是通过蛋白质直接表现的
D.HIV和T2噬菌体都可以在人体细胞内进行①③这两个基本过程
解析①过程是转录,是以DNA一条链为模板,在RNA聚合酶的作用下进行的;苯丙酮尿症是患者体内某种酶的合成受阻导致的,是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物性状;T2噬菌体的宿主细胞是大肠杆菌细胞,T2噬菌体不能侵染人体细胞。
答案B
2.如下图所示,红色面包霉(一种真菌)通过一系列酶将原料合成为它所需要的氨基酸。请据图分析,以下叙述正确的是( )
A.若基因a被破坏,则向培养基中加入鸟氨酸,面包霉仍能存活
B.若基因b被破坏,则向培养基中加入鸟氨酸,面包霉仍能存活
C.若基因b不存在,则瓜氨酸仍可以由鸟氨酸合成
D.基因c不能控制酶c的合成
解析由图示可知,基因a、b、c分别控制酶a、b、c的合成,进而控制三个连续的生理过程。基因a被破坏,由原料合成鸟氨酸的途径被切断,若加入鸟氨酸,则后面的氨基酸可正常合成,则面包霉能存活;同理若基因b被破坏或不存在,向培养基中加入鸟氨酸,鸟氨酸不能转化为瓜氨酸,面包霉不能存活。
答案A
3.(2019浙江卷,14)同一个体的神经细胞与巨噬细胞的功能不同。下列关于这两种细胞的叙述,错误的是( )
A.不会脱分化到受精卵的状态
B.细胞核中的染色体数目相同
C.功能不同是由于发生了细胞分化
D.功能差异是在减数分裂过程中形成的
解析生物体中的细胞不会脱分化到受精卵的状态,A项正确;同一个体的神经细胞与巨噬细胞,都含有本个体正常体细胞数目的染色体,B项正确;神经细胞与巨噬细胞的功能不同是由于发生了细胞分化,在分化过程中基因选择性表达产生了不同的蛋白质,C项正确;神经细胞与巨噬细胞的形成是细胞分裂和细胞分化的结果,其发生的细胞分裂为有丝分裂,D项错误。
答案D
4.(多选)下图为小分子RNA干扰基因表达过程导致基因“沉默”的示意图,下列叙述正确的是( )
A.ATP分子中脱去两个磷酸基团可成为组成小分子RNA的基本单位
B.小分子RNA能使基因“沉默”的原因是影响了基因表达的翻译过程
C.图中③过程中碱基互补配对原则是A—T、C—G、T—A、G—C
D.正常基因表达从DNA—RNA有碱基的互补配对,从RNA→蛋白质没有碱基的互补配对
解析ATP分子脱去两个磷酸基团后成为腺嘌呤核糖核苷酸,是RNA的基本组成单位之一;图示信息显示,小分子RNA能使基因“沉默”是影响基因表达的翻译过程;图示③过程是小分子RNA片段与mRNA之间的碱基互补配对,其配对原则是A—U、C—G、U-A、G—C;翻译过程中mRNA与tRNA之间密码子和反密码子发生碱基的互补配对。
答案AB
5.囊性纤维病的致病原因是基因中缺失3个相邻碱基,使控制合成跨膜蛋白的CFTR缺少一个苯丙氨酸。CFTR改变后,其转运Cl-的功能发生异常,导致肺部黏液增多,细菌繁殖。下列关于该病的说法,正确的是( )
A.CFTR蛋白转运Cl-体现了细胞膜的信息交流功能
B.该致病基因中缺失的3个碱基构成了一个密码子
C.合成CFTR蛋白经历了氨基酸的脱水缩合、肽链的盘曲、折叠过程
D.该病例说明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
解析跨膜蛋白CFTR转运Cl-属于物质的跨膜运输,没有体现细胞膜的信息交流功能,A项错误;该致病基因中缺失的3个碱基不能构成一个密码子,因为密码子位于mRNA上,B项错误;蛋白质的合成过程中,氨基酸脱水缩合形成肽链,一条或几条肽链盘曲、折叠形成有生物活性的蛋白质,C项正确;该病例说明基因通过控制蛋白质的合成直接控制生物体的性状,D项错误。
答案C
6.已知果蝇的长翅与残翅是一对相对性状,且长翅(V)对残翅(v)为显性。但遗传学家在不同温度下培养长翅果蝇幼虫,得到不同的结果,如下表,请结合所学知识回答问题。
实验材料
实验处理
结果
长翅果蝇幼虫A
25 ℃条件培养
长翅果蝇
长翅果蝇幼虫B
35~37 ℃处理
6~24 h培养
残翅果蝇
(1)请针对出现残翅果蝇的原因提出假说,并进行解释: 。?
(2)这个实验说明基因与性状是怎样的关系? 。?
(3)果蝇B的残翅性状能否遗传? 。原因是 。?
(4)人们将果蝇B的残翅性状称为表型模拟,若现有一残翅果蝇,如何判断它是否为表型模拟?请设计鉴定方案。
①方法步骤: 。 ?
②结果分桥:a.若后代均为残翅果蝇, 。?
b.若后代有长翅果蝇出现, 。?
解析(1)性状不仅受基因的控制,还受环境的影响,如酶的活性要受温度的影响,而酶是在基因指导下合成的,翅的发育需要经过一系列酶的催化作用。(2)这个实验说明表型=基因型+环境。(3)残翅的形成是由环境改变引起的,不是遗传物质改变引起的,属于不可遗传的变异。(4)可让该个体与常温下发育的异性残翅果蝇(vv)交配,并让其后代在常温下发育。若后代均为残翅,说明该果蝇为纯合子(vv),若后代有长翅出现,则该果蝇为表型模拟。
答案(1)翅的发育过程需要酶的催化,而酶是在基因指导下合成的,酶的活性受温度的影响 (2)基因控制生物的性状,而性状的形成同时还受到环境的影响 (3)不能遗传 这种残翅性状是单纯由于环境条件的改变而引起的,其遗传物质(基因型)并没有发生改变 (4)①a.让这只残翅果蝇与多只在正常温度条件下发育成的异性残翅果蝇(基因型为vv)交配;b.使其后代在正常温度条件下发育 ②a.则该果蝇为纯合子(vv),不是表型模拟 b.则该果蝇为表型模拟
课件34张PPT。第2节 基因表达与性状的关系一、基因表达产物与性状的关系
(1)基因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。
(2)基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
总之,基因对性状的控制是通过指导蛋白质的合成来实现的。图示如下:预习反馈
1.判断正误。
(1)一个基因决定一种性状。( × )
(2)生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同,表现型相同;基因型不同,表现型不同。 ( × )
(3)基因与性状的关系是一对一的线性关系。( × )
(4)生物体的一种性状有时受多个基因的影响。( √ )2.下图为人体内基因对性状的控制过程,分析可知 ( ) A.基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中
B.图中①过程需RNA聚合酶的催化,②过程不需tRNA的协助
C.④⑤过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同
D.过程①②③表明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:基因1和基因2在人体的几乎所有细胞中都同时存在,A项错误;①是转录,需要RNA聚合酶,②是翻译,需要tRNA携带氨基酸,B项错误;④⑤过程的结果存在差异的根本原因是基因不同,C项错误;过程①②③表明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项正确。
答案:D二、基因的选择性表达与细胞分化
1.生物体多种性状的形成,都是以细胞分化为基础的。同一生物体中不同类型的细胞,基因都是相同的,但形态、结构和功能各不相同。
2.在不同类型的细胞中,表达的基因有两类。
(1)在所有细胞中都表达的基因,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。
(2)只在某类细胞中特异性表达的基因,如卵清蛋白基因、胰岛素基因等。
3.细胞分化的本质就是基因的选择性表达。三、表观遗传
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.表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。
3.表观遗传的类型有DNA甲基化、组蛋白甲基化和乙酰化等。预习反馈
1.判断正误。
(1)细胞分化形成的细胞一般会保持分化后的状态,不可逆转。( √ )
(2)生物体内所有的细胞都要发生细胞分化。( × )
(3)表观遗传现象由于基因的碱基序列没有改变,因此不会遗传给下一代。( × )
(4)吸烟会影响基因的表达。( √ )2.细胞分化不同于细胞增殖的特点主要是( )
A.细胞数量增多
B.细胞体积增大
C.细胞化学成分含量的变化
D.能形成各种不同的细胞和组织
答案:D探究点一探究点二探究点三 基因对性状的控制
问题情景
豌豆的粒型有圆粒和皱粒,下图甲是皱粒豌豆的形成机理;囊性纤维化是北美白种人中常见的一种遗传病,下图乙是该病的致病机理。探究点一探究点二探究点三结合资料讨论解决下列问题。
1.豌豆出现皱粒的直接原因是什么?由此说明基因通过什么途径控制生物体的性状?
提示:豌豆出现皱粒的直接原因是淀粉分支酶异常,活性降低,导致淀粉含量低,淀粉在细胞内具有保水作用,当豌豆成熟后,淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩。外来DNA序列插入编码淀粉分支酶的基因,导致基因控制合成的淀粉分支酶异常,活性降低,进而使淀粉含量降低。因此,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.囊性纤维化患者的肺功能严重受损,其患病的直接原因和根本原因是什么?由此说明基因通过什么途径控制生物体的性状?
提示:囊性纤维化的直接原因是CFTR蛋白结构异常,根本原因是编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基,发生了基因突变。通过囊性纤维化的致病机理可知,基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 探究点一探究点二探究点三归纳提升
基因控制性状的方式
(1)直接方式:②实例:囊性纤维病的病因。
(2)间接方式:②实例:白化病、豌豆皱粒的形成原因。 探究点一探究点二探究点三典例剖析
人类白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的疾病,下图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图中不能得出的结论是( )A.基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状
B.基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状
C.一个基因可以控制多种性状
D.一个性状可以由多个基因控制探究点一探究点二探究点三解析:苯丙酮酸、多巴胺和黑色素的异常与酶的合成有密切的关系,而酶的合成是由基因控制的;若基因1发生变化,则多巴胺和黑色素的合成都受影响;多巴胺和黑色素的合成都受多个基因的控制。
答案:A探究点一探究点二探究点三活学活练
1.下图为基因与性状之间的关系示意图,正确的选项是( ) A.①过程是转录,它以DNA的两条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成mRNA
B.②过程中只需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可完成
C.人的镰刀型细胞贫血症是基因通过控制蛋白质的结构直接控制性状
D.某段DNA上发生了基因异常,则形成的mRNA、蛋白质一定会改变探究点一探究点二探究点三解析:转录只以DNA的一条链为模板,A项错误;翻译过程还需要tRNA,B项错误;由于密码子的简并性,突变后对应的密码子和之前对应的密码子可能编码同一种氨基酸,基因突变不一定导致蛋白质改变,D项错误。
答案:C探究点一探究点二探究点三2.下面为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图,从图中可得出( )A.一种物质的合成只受一个基因的控制
B.基因可通过控制酶的合成来控制代谢
C.若基因②不表达,则基因③和④也不表达
D.若基因③不存在,则瓜氨酸仍可合成精氨酸琥珀酸探究点一探究点二探究点三解析:基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制生物的性状。由示意图可知,精氨酸的合成需要酶①②③④的参与,而它们分别受基因①②③④的控制。基因具有一定的独立性,基因②不表达时, 基因③④仍可表达,只是无法合成精氨酸。若基因③不存在,酶③不能合成,则瓜氨酸→精氨酸琥珀酸的途径不能进行。
答案:B探究点一探究点二探究点三 基因的选择性表达与细胞分化
问题情景
科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞和胰岛细胞,对着3种细胞种的DNA和mRNA进行了检测,结果如下表。 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。 探究点一探究点二探究点三1.这三种细胞中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:这三种细胞都属于鸡的体细胞,经有丝分裂而来,因此基因组成相同,但是它们合成的蛋白质种类不同。
2.三种细胞中都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因,但是只检测到了一种基因的mRNA,由此说明什么问题?
提示:在高度分化的体细胞中,基因是选择性表达的。同一个体不同种类的体细胞中,DNA(基因)相同,而RNA、蛋白质的种类不同。 探究点一探究点二探究点三归纳提升
1.细胞分化的实质是基因的选择性表达。
同一生物的各种体细胞具有完全相同的遗传物质,但不同的体细胞中遗传信息的执行情况不同,即基因的选择性表达。探究点一探究点二探究点三(1)从起源上看,甲、乙两种细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂增殖而来的,根据有丝分裂的特征,染色体经复制后平均分配到两个子细胞中,所以甲、乙中遗传信息是一样的。
(2)从发育过程上看,不同细胞中遗传信息的执行情况不同,于是就产生了与不同细胞功能相适应的蛋白质。
2.基因的选择性表达与基因表达的调控有关。探究点一探究点二探究点三典例剖析
下图中甲、乙、丙分别表示某人体内的几种细胞,它们的形态、结构和功能各不相同的根本原因是( )A.DNA的结构不同
B.遗传信息的表达情况不同
C.遗传物质不同
D.线粒体结构不同
解析:甲、乙、丙是由同一受精卵经过增殖、分化形成的,它们的遗传物质相同,DNA的结构相同,线粒体的结构也相同。它们的形态、结构和功能各不相同的根本原因是基因的选择性表达,即遗传信息的表达情况不同。
答案:B探究点一探究点二探究点三活学活练
1.下列四幅图表示人体细胞的生命现象,其中一定属于细胞分化的是( ) 解析:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程叫细胞分化,其结果是细胞的种类增加。图中A属于细胞生长,B属于细胞分裂,C属于受精作用,D属于细胞分化。
答案:D探究点一探究点二探究点三2.下列关于细胞分化的说法,正确的是( )
①细胞分化是稳定的,而且一般是不可逆的 ②细胞分化后,细胞中的蛋白质不完全相同 ③会出现细胞核遗传物质的改变 ④细胞分化的实质是基因的选择性表达
A.①②③ B.①②④
C.②③④ D.①③④
解析:细胞分化一般是不可逆性的;因为基因的选择性表达,分化后的细胞中的蛋白质不完全相同;细胞分化不会引起遗传物质的改变;细胞分化的实质是基因的选择性表达。
答案:B探究点一探究点二探究点三 表观遗传
问题情景
结合教材P73“思考·讨论”提供的资料,讨论解决下列问题。
1.资料1中,柳穿鱼植株A和植株B体内的Lcyc基因的碱基序列是否相同?为什么植株A、B的花形态结构出现差异?
提示:柳穿鱼植株A和植株B体内的Lcyc基因的碱基序列是相同的,由于植株B体内的Lcyc基因被高度甲基化,从而抑制表达。
2.植株A和植株B杂交后,F1的花为什么跟植株A相似?F2中为什么有些植株的花与植株B相似?由此说明什么问题?
提示:植株A和植株B杂交后,F1体内成对的Lcyc基因,一个来自植株A,一个来自植株B,来自植株B的Lcyc基因由于甲基化不能表达,但来自植株A的Lcyc基因可正常表达,因而与F1的花与植株A相似。F1自交产生F2,发生性状分离现象,因而大部分与A相似,少部分与B相似。探究点一探究点二探究点三3.资料2中,F1小鼠基因型是Avya,小鼠毛色为什么不是黄色而是表现出介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型?
提示:因为小鼠的Avya基因的前端有多个可发生甲基化的位点,当Avya基因发生甲基化后表达受抑制,并且甲基化程度越高,表达受抑制越明显,小鼠的毛色越深。
4.资料1和资料2展示的遗传现象有什么共性?你对基因和性状的关系有什么新的认识?
提示:控制柳穿鱼花的形态和小鼠毛色的基因,其碱基序列没有发生改变,但是某些碱基发生了甲基化,从而影响了基因的表达。基因控制生物的性状,基因发生修饰后,虽然碱基序列没有改变,但可以影响到生物个体的性状,并且还可以遗传给下一代。探究点一探究点二探究点三【思考讨论】同一株水毛茛,裸露在空气中的叶和浸在水中的叶,表现出了两种不同的形态。水中的叶比空气中的叶要细小狭长一些。水毛茛两种形态的叶,其细胞的基因组成一样吗?叶形的差异是否是表观遗传的结果?最可能是由什么因素引起的?
提示:水毛茛两种形态的叶,其细胞的基因组成是相同的,叶形的差异不是表观遗传的结果,因为同一株植株出现不同的叶型。最可能是环境因素导致的。探究点一探究点二探究点三归纳提升
1.DNA甲基化:DNA分子中的碱基被选择性加上甲基的现象。某个基因发生足够多的甲基化后,其转录会被阻止,从而被关闭。甲基化还可以被移除,基因就会被开启。
2.组蛋白修饰:组成染色体的蛋白质分为组蛋白和非组蛋白。其中组蛋白是决定染色体螺旋程度的重要因素,组蛋白常受到多种化学修饰,如甲基化、乙酰化等,被称为组蛋白修饰。组蛋白修饰可影响染色体螺旋化程度,从而抑制基因的表达。
3.表观遗传与环境因素影响出现的性状差异的区别。
受环境因素影响出现的性状差异在改变环境条件的情况下会发生变化,而表观遗传引起的性状差异不随环境变化而改变。探究点一探究点二探究点三4.基因与性状的关系。
(1)生物体的绝大多数性状受单基因控制,但不是简单的一一对应关系。
(2)生物体的有些性状是由多个基因决定的,如人的身高。
(3)一个基因也可以影响多个性状,如水稻的Ghd7基因不仅参与开花的调控,还对水稻的生长、发育和产量都有重要作用。
(4)生物体的性状还受环境条件的影响,是生物的基因和环境条件共同作用的结果。探究点一探究点二探究点三典例剖析
下列属于表观遗传现象的有( )
①果蝇的眼色基因所在的染色体区域,螺旋程度较高,出现红白相间的斑点状复眼
②F1高茎豌豆自交,F2出现高茎豌豆和矮茎豌豆
③男性吸烟者精子中的DNA甲基化水平高,精子活力下降
④编码酪氨酸酶的基因异常,导致白化病
A. ①④ B. ②③ C. ①③ D. ②④
解析:果蝇的眼色基因所在的染色体区域,螺旋程度较高,会抑制相关基因的表达,从而出现红白相间的斑点状复眼,属于表观遗传;F1高茎豌豆自交,F2出现高茎豌豆和矮茎豌豆属于性状分离现象;DNA甲基化导致出现表观遗传;编码酪氨酸酶的基因异常,导致白化病,属于基因突变。
答案:C探究点一探究点二探究点三活学活练
1.下列有关表观遗传的说法,正确的是( )
A. 基因的碱基序列不发生改变
B. 基因的表达过程不受影响
C.生物性状发生不可遗传变异
D.白化病就是一种表观遗传现象
解析:表观遗传中,基因的碱基序列不发生改变,但是基因的表达过程受抑制,属于可遗传的变异。白化病属于隐性基因控制的遗传病。
答案:A探究点一探究点二探究点三2.下列不属于表观遗传类型的是( )
A.组蛋白甲基化
B.DNA甲基化
C.组蛋白乙酰化
D.四分体中非姐妹染色单体交叉互换
解析:四分体中非姐妹染色单体交叉互换属于基因重组,不属于表观遗传类型。
答案:D