4.2 基因表达与性状的关系 讲义【新教材】2020-2021学年高一生物人教版（2019）必修二

第4章基因的表达
第2节
基因表达与性状的关系
【素养目标】
1.了解DNA、基因、蛋白质与性状之间的关系。
【必备知识】
一、相关概念
中心法则（1957年
克里克）：遗传信息可以从DNA流向DNA，既DNA的自我复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录翻译。遗传信息可以从RNA到RNA（即RNA的自我复制）也可以从RNA流向DNA（即逆转录）。
二、基因、蛋白质与性状的关系
1、基因通过控制酶的合成来控制生物物质代谢，进而来控制生物体的性状。
2、基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
三、基因型与表现型的关系：表现型
＝
基因型
＋
环境
1、生物体的性状是由基因控制的，但也受环境因素的影响。
2、基因与基因；基因与基因产物；基因与环境之间少种因素存在复杂的相互作用，共同地精粗地调控生物体的性状。
四、基因的选择性表达与细胞分化
1.细胞分化:生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的,细胞分化是基因选
择性表达的结果。
2基因的选择性表达
细胞中的基因有些表达，有些不表达，表达的基因大致可以分为两类。
(1)一类是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)另一类是只在某奥细胞中特异性表达的基因,如卵清蛋白基因、胰岛素基因。
3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.原因:基因的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表
达,进而对表型产生影响。
3.举例
(1)基困组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异。
(2)蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的,但它们在形态、结构、生理和行为等方
面截然不同。
【本节重点】
同一个个体细胞内的遗传物质是相同的，但基因的表现情况却不尽相同，也就是DNA相同，mRNA却不尽相同。
除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙醇化等修饰也会影响基因的表达。
【例题解析】
例1.如图所示，某种植物的花色（白色、蓝色、紫色）由常染色体上的两对独立遗传的等位基因（D、d和R、r）控制．下列说法正确的是（　　）
A.?该种植物中能开紫花的植株的基因型有3种
B.?植株DdRr自交，后代紫花植株中能稳定遗传的个体所占的比例是
C.?植株Ddrr与植株ddRR杂交，后代中为蓝花植株，为紫花植株
D.?植株DDrr与植株ddRr杂交，后代中为蓝花植株，为紫花植株，为白花植株
例2.如图表示基因和人体红细胞间的关系，图中M、X分别表示相关物质，①②③表示相关生理过程。下列相关叙述不正确的是（??
）
?
?①表示基因突变的过程???????????????????????????????????????
B.?②、③表示转录、翻译过程
C.?M1、M2是由A、U、C、G组成的单链结构????????
D.?形成X1、X2的氨基酸种类、排列顺序等不相同
答案：
例1.B
【解析】A、由以上分析可知，紫色的基因型为D_rr、ddR_，包括DDrr、Ddrr、ddRR、ddRr四种，A错误；
B、DdRrD_R_（蓝色）：D_rr（紫色）：ddR_（紫色）：ddrr（白色）=9：3：3：1，后代紫花占
，
紫花纯合子DDrr占
，
ddRR占
，
共
，
可知后代紫花植株中能稳定遗传的个体所占的比例是
，
B正确；
C、Ddrr×ddRR→子代的基因型及比例为DdRr（蓝色）：ddRr（紫色）=1：1，由此可见，后代中
为蓝花植株，
为紫花植株，C错误；
D、DDrr×ddRr→子代的基因型及比例为DdRr（蓝色）：Ddrr（紫色）=1：1，由此可见，后代中
为蓝花植株，
为紫花植株，D错误．
故选：B．
例2.
C
【解析】正常红细胞变成镰刀型红细胞是通过基因突变形成，所以①是基因突变，A正确；M1、M2为mRNA，X1、X2为蛋白质，所以②是转录，③是翻译，B正确；mRNA是单链结构，含有A、U、C、G四种碱基所对应的核糖核苷酸组成，C错误；蛋白质的不同与氨基酸种类和排列顺序有关，D正确。
【素养作业】
1.下面是对基因型与表现型关系的叙述，其中错误的是（??
）
A.?表现型相同，基因型不一定相同
B.?基因型相同，表现型一定相同
C.?在相同生活环境中，基因型相同，表现型一定相同
D.?在相同生活环境中，表现型相同，基因型不一定相同
2.在下列过程中，发生碱基互补配对关系的是①复制②转录③翻译④逆转录（??
）
A.?①??????????????????????????????????B.?①②????????????????????????C.?①②③?????????????????????????????D.?①②③④
3.新华社华盛顿讯
继科学家在去年宣布成功绘制人类基因组之后，走在人类基因研究最前沿的科学家们又揭示出了人类基因的面貌，这包括基因的数量、分布特点等，这是人类在基因组研究方面取得的又一重大成就．
人类基因组面貌的重大发现主要有四个：
发现之一是人类基因数量少得惊人．一些研究员曾经预测人类基因组的基因数达到14万个，但塞莱拉公司将人类基因总数定在26383到39114个之间，如果最终确定的基因数在这个范围内，比如3万个左右，那么人类只比果蝇多大约1.3万个基因．塞莱拉公司的科学家测出的序列准确地覆盖了基因组的95%，并已经确定了所有基因的
，平均测序精度在9.96%．
随着人类基因组图谱的进一步完善和人类基因组面貌被初步揭示，科学家现在开始将研究重点转向“蛋白质”，相对应于人类细胞中的全部基因为基因组，由全套基因组编码控制的蛋白质被称为蛋白组．根据你所了解到的最新信息判断，下列叙述中正确的是（???
）
A.?一个基因制造一种蛋白质????????????????????????????????????B.?一个基因可以产生多种蛋白质
C.?人类蛋白组中大约有3万左右种蛋白质???????????D.?A、C两项叙述是正确的
4.下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是（???
）
A.?基因一定位于染色体上???????????????????????????????????????
B.?基因是有遗传效应的DNA片段
C.?四种脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了基因的多样性和特异性?????
D.?一条染色体上含有1个或2个DNA分子
5.细胞内与遗传有关的物质，从简单到复杂的结构层次是
（??
）
A.?基因→DNA→脱氧核苷酸→染色体?????????????????????B.?脱氧核苷酸→基因→DNA→染色体
C.?脱氧核苷酸→基因→染色体→DNA?????????????????????D.?基因→脱氧核苷酸→染色体→DNA
6.着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病，起因于DNA损伤。深入研究发现患者体内缺乏DNA修复酶，DNA损伤后不能修补从而弓|起突变。这说明一些基因（?
）
A.?可通过控制酶的合成，从而直接控制生物性状????????B.?可通过控制蛋白质分子结构，从而直接控制生物性状
C.?可通过控制酶的合成，控制代谢过程从而控制生物的性状????????D.?可以直接控制生物性状，发生突变后生物的性状随之改变
7.下面是关于基因、蛋白质和性状三者间的关系叙述，其中不正确的是（　　）
A.?生物体的性状是由单个基因控制的??????????????????????B.?蛋白质的结构可以直接影响性状
C.?基因控制性状是通过控制蛋白质的合成实现的????D.?蛋白质的功能可以影响性状
8.下列相关遗传的概念，叙述错误的是（　　）
A.?相对性状是指同种生物的同一种性状的不同表现类型
B.?杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离
C.?表现型相同，基因型不一定相同；基因型相同，表现型一定相同
D.?等位基因是指在一对同源染色体的同一位置上控制相对性状的基因
参考答案
1.【答案】
B
【解析】表现型是基因型和环境共同作用的结果，所以表现型相同，基因型不一定相同，故A正确。基因型相同，如果环境条件不同表现型有可能不同，故B错误。在相同生活环境中，基因型相同，理论上表现型一定相同，故C正确。在相同生活环境中，表现型相同的基因型不一定相同，如AA和Aa，故D正确。
2.【答案】
D
【解析】DNA复制是以DNA的每一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成DNA的过程；转录是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的过程；逆转录是以mRNA为模板，按照碱基互补配对原则合成DNA的过程；在翻译过程中，tRNA中的反密码子与mRNA中的密码子发生碱基互补配对，故D正确。
3.【答案】
D
【解析】A、蛋白质是由基因指导下合成的，基因中的脱氧核苷酸的排列顺序决定了组成蛋白质的氨基酸的排列顺序，一个基因只能指导一种蛋白质的合成，即一个基因制造一种蛋白质，A正确；
B、由以上A的分析，B错误；
C、由以上材料“塞莱拉公司将人类基因总数定在26383到39114个之间，如果最终确定的基因数在这个范围内，比如3万个左右”，而一个基因制造一种蛋白质，可以推测人类蛋白组中大约有3万左右种蛋白质，C正确；
D、以上A、C两项叙述是正确的，D正确．
比较以上A、C、D三选项，D选项最佳．
故选：D．
4.【答案】
A
【解析】基因主要位于染色体上，其次在线粒体和叶绿体中也含有少量的基因，A符合题意；基因是有遗传效应的DNA片段，B不符合题意；基因是有遗传效应的DNA片段，其中脱氧核苷酸特定的排列顺序决定了DNA（基因）的特异性，所以多种脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定了基因的多样性和特异性，C不符合题意；染色体的主要成分是蛋白质和DNA分子，在没有复制时，一条染色体上含有1个DNA分子，在复制后着丝点没有分裂时，一条染色体上含有2个DNA分子，D不符合题意。
故答案为：A
5.【答案】
B
【解析】染色体由DNA和蛋白质组成，DNA的主要载体是染色体；基因是有遗传效应的DNA片段，每个DNA上有很多个基因；基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，基因的不同在于脱氧核苷酸的排列顺序不同，故从简单到复杂的结构层次是脱氧核苷酸→基因→DNA→染色体。
故答案为：B
6.【答案】
C
【解析】从题中的信息看，该现象体现出的是基因通过控制酶的合成，进而控制代谢过程，从而控制生物的性状。
故答案为：C
7.【答案】
A
【解析】A、生物体的性状是由一对或多对基因控制的，A错误；
B、蛋白质的结构可以直接影响性状，如血红蛋白结构的异常会导致红细胞呈镰刀形，B正确；
C、基因的表达即是基因控制蛋白质的合成，进而控制生物性状，C正确；
D、基因也可以控制相关酶的合成，再由酶影响细胞的代谢进而影响生物的性状，D正确．
故选：A．
8.【答案】
C
【解析】解：A、相对性状是指同种生物的同一种性状的不同表现类型，A正确；
B、性状分离是指杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象，B正确；
C、表现型是由基因型与环境共同决定的，因此即使基因型相同，表现型也不一定相同，C错误；
D、等位基因是指在一对同源染色体的同一位置上控制相对性状的基因，D正确．
故选：C．