高中生物必修二基因表達(dá)與形狀的關(guān)系答案

高中生物必修二基因表達(dá)與形狀的關(guān)系答案問題探討同一株水毛茛，裸露在空氣中的葉和浸在水中的葉，表現(xiàn)出了兩種不同的形態(tài)。討論1.這兩種形態(tài)的葉，其細(xì)胞的基因組成一樣嗎？【答案】這兩種形態(tài)的葉，其細(xì)胞的基因組成是一樣的。2.這兩種葉形的差異，可能是由什么因素引起的？【提示】這兩種葉形的差異，可能是由葉片所處的環(huán)境因素引起的。思考與討論11.這3種細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)種類有什么差別？【提示】3種基因轉(zhuǎn)錄的mRNA分別出現(xiàn)在3種細(xì)胞中，表明每種細(xì)胞只合成3種蛋白質(zhì)中的一種。因此，這3種細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)種類不完全相同，雖然有些蛋白質(zhì)在所有的細(xì)胞中都合成，但也有一些特定功能的蛋白質(zhì)只在特定的細(xì)胞中合成。2.3種細(xì)胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰島素基因，但只檢測(cè)到其中一種基因的mRNA，這一事實(shí)說明了什么？【答案】這一事實(shí)說明，細(xì)胞中并不是所有的基因都表達(dá)，基因的表達(dá)存在選擇性。思考與討論21.上述資料中，柳穿魚和小鼠性狀改變的原因是什么？【答案】柳穿魚花的形態(tài)改變是因?yàn)長(zhǎng)cyc基因的部分堿基被高度甲基化，小鼠毛色的改變是因?yàn)锳XY基因的前端有一段影響AXY基因表達(dá)的特殊的堿基序列被甲基化。發(fā)生在基因或基因前端的甲基化修飾均導(dǎo)致相關(guān)基因的表達(dá)受到抑制，進(jìn)而影響性狀。2.分析資料1，F(xiàn)1的花為什么與植株A的相似？在F2中，為什么有些植株的花與植株B的相似？【答案】F1植株同時(shí)含有來自植株A和植株B的Lcyc基因。植株A的Lcyc基因能夠表達(dá)，表現(xiàn)為顯性；植株B的Lcyc基因由于部分堿基被甲基化，基因表達(dá)受到抑制，表現(xiàn)為隱性。因此，同時(shí)含有這兩個(gè)基因的F1中，F(xiàn)1的花與植株A的相似。F1自交后，F(xiàn)2中有少部分植株含有兩個(gè)來自植株B的Lcyc基因，由于該基因的部分堿基被甲基化，基因表達(dá)受到抑制，因此，這部分植株的花與植株B的相似。3.資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象有什么共同點(diǎn)？這對(duì)你認(rèn)識(shí)基因和性狀的關(guān)系有什么啟示？【答案】資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象都表現(xiàn)為基因的堿基序列保持不變，但部分堿基發(fā)生了甲基化修飾，抑制了基因的表達(dá)，進(jìn)而對(duì)表型產(chǎn)生影響。這種DNA甲基化修飾可以遺傳給后代，使后代出現(xiàn)同樣的表型。基因的堿基序列保持不變，性狀發(fā)生改變，這表明基因與性狀的關(guān)系并不是簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，基因的表達(dá)受到很多因素的影響，體現(xiàn)了基因與性狀之間關(guān)系的復(fù)雜性。批判性思維你如何評(píng)價(jià)基因決定生物體的性狀這一觀點(diǎn)？【提示】此問題旨在引導(dǎo)學(xué)生客觀全面地評(píng)價(jià)基因決定生物體的性狀的觀點(diǎn)，性狀的形成往往是內(nèi)因（基因）與外因（環(huán)境）相互作用的結(jié)果，并且環(huán)境能夠通過對(duì)基因或染色體上其他成分的修飾，調(diào)控基因的表達(dá)，進(jìn)而影響性狀。思維性訓(xùn)練請(qǐng)針對(duì)高溫培養(yǎng)殘翅果蠅幼蟲得到翅長(zhǎng)接近正常的果蠅成蟲的原因提出假說，進(jìn)行解釋?！咎崾尽抗壋岬陌l(fā)育需要經(jīng)過酶催化的反應(yīng)，而酶是在基因控制下合成的，酶的活性受溫度、pH等條件的影響。有些同學(xué)可能會(huì)在表觀遺傳方面思考，教師應(yīng)提醒學(xué)生表觀遺傳是能夠遺傳的，而此段文字中表述的現(xiàn)象并未發(fā)生遺傳。練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測(cè)1.個(gè)體的性狀和細(xì)胞的分化都取決于基因的表達(dá)及其調(diào)控。判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）基因與性狀之間是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。（×）（2）細(xì)胞分化產(chǎn)生不同類型的細(xì)胞，是因?yàn)椴煌愋偷募?xì)胞內(nèi)基因的表達(dá)存在差異。（√）2.我國(guó)科學(xué)家將含有人凝血因子基因的DNA片段注射到羊的受精卵中，由該受精卵發(fā)育而成的羊，分泌的乳汁中含有人的凝血因子，可治療血友病。下列敘述錯(cuò)誤的是（C）A.這項(xiàng)研究說明人和羊共用一套遺傳密碼B.該羊的乳腺細(xì)胞中含有人的凝血因子基因C.該羊分泌的乳汁中含有人的凝血因子基因D.該羊的后代也可能含有人的凝血因子基因二、拓展應(yīng)用1.有人說，“基因是導(dǎo)演，蛋白質(zhì)是演員，性狀是演員的表演作品?！蹦阏J(rèn)為這種說法有道理嗎？為什么？請(qǐng)你整理總結(jié)基因、蛋白質(zhì)和性狀三者之間的關(guān)系?！咎崾尽窟@種說法有一定的道理。基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，DNA上特定的堿基排列順序，蘊(yùn)含著一定的遺傳信息，可類比成組織者（導(dǎo)演），負(fù)責(zé)整部作品的呈現(xiàn)；蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者，具體參與細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)，可類比成執(zhí)行者（演員）；而性狀則是生物體表現(xiàn)出來的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理和行為等特征的總和，主要是由蛋白質(zhì)參與完成的，可類比成呈現(xiàn)方式（作品）。當(dāng)然，打比方總會(huì)有比得不合理之處，因此，只能說有一定的道理。三者之間的關(guān)系是：基因通過控制蛋白質(zhì)的合成控制生物體的性狀。2.孟德爾通過豌豆雜交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了分離定律和自由組合定律，然而，與他同時(shí)代的一些生物學(xué)家利用某些植物做一些性狀的雜交實(shí)驗(yàn)時(shí)，并沒有得出3:1和9：3：3：1的數(shù)量比；孟德爾用山柳菊也未得到與豌豆雜交實(shí)驗(yàn)相同的結(jié)果。請(qǐng)回答下列問題。（1）為什么利用這些植物進(jìn)行某些性狀的雜交實(shí)驗(yàn)時(shí)，難以得出3：1和9：3：3：1的數(shù)量比？請(qǐng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)可能的原因作出推測(cè)?！咎崾尽康谝?，基因與性狀的關(guān)系并不是簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，存在多對(duì)基因控制一對(duì)性狀和一對(duì)基因控制多對(duì)性狀的情形；第二，核基因在染色體上呈線性排列，因此這些基因有可能位于同源染色體上，導(dǎo)致這些基因控制的性狀不遵循自由組合定律；第三，某些植物進(jìn)行無性生殖，性狀傳遞也不遵循孟德爾遺傳規(guī)律；第四，個(gè)別性狀可能是細(xì)胞質(zhì)基因控制或與母本提供的細(xì)胞質(zhì)成分有關(guān)。（2）你怎樣看待科學(xué)實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性？【提示】科學(xué)實(shí)驗(yàn)必須是可重復(fù)的，只有這樣才能說明實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)果是一種必然規(guī)律，而不是偶然發(fā)生的?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性包括兩方面：第一，實(shí)驗(yàn)樣本量足夠大，在相同實(shí)驗(yàn)條件下要有足夠的重復(fù)觀察次數(shù)；第二，任何實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性應(yīng)經(jīng)得起獨(dú)立重復(fù)實(shí)驗(yàn)的考驗(yàn)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)是檢查實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠性的唯一方法。由于生物多樣性的存在，不同生物的背景條件隱蔽且不一致（如山柳菊以無性生殖為主），導(dǎo)致生命世界的很多現(xiàn)象具有獨(dú)特性，不能用統(tǒng)一的定律解釋。因此，生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性是有一定前提和條件限制的。3.某種貓的雄性個(gè)體有兩種毛色：黃色和黑色；而雌性個(gè)體有三種毛色：黃色、黑色、黑黃相間。分析這種貓的基因，發(fā)現(xiàn)控制毛色的基因是位于X染色體上的一對(duì)等位基因：Xo（黃色）和XB（黑色），雄貓只有一條X染色體，因此，毛色不是黃色就是黑色。而雌貓卻出現(xiàn)了黑黃相間的類型，這是為什么呢？是不是雌貓的有些細(xì)胞內(nèi)Xo表達(dá)，而另一些細(xì)胞內(nèi)XB表達(dá)呢？請(qǐng)查找資料，尋找答案?！咎崾尽窟@是一道開放性問題，意圖是讓學(xué)生學(xué)會(huì)查閱資料，并不要求學(xué)生給出標(biāo)準(zhǔn)答案。資料顯示：哺乳動(dòng)物雌雄個(gè)體的體細(xì)胞中雖然X染色體數(shù)量不同，但X染色體上的基因所表達(dá)的蛋白質(zhì)的量是平衡的，這個(gè)過程稱為劑量補(bǔ)償。雌貓比雄貓多出1條X染色體，由于劑量補(bǔ)償效應(yīng)，在胚胎初期，細(xì)胞中的1條X染色體就會(huì)隨機(jī)發(fā)生固縮失活，形成巴氏小體，而且發(fā)生染色體失活的細(xì)胞通過有絲分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞也保留相同的染色體失活狀態(tài)。對(duì)于基因型為XBXo的雌貓，如果體細(xì)胞中攜帶黑毛基因B的X染色體失活，XB就不能表達(dá)，而另一條X染色體上的Xo表達(dá)，那么由該細(xì)胞增殖而來的皮膚上會(huì)長(zhǎng)出黃色體毛；同理，如果體細(xì)胞中攜帶黃毛基因O的X染色體失活，則Xo不表達(dá)，XB表達(dá)，由該細(xì)胞增殖而來的皮膚上就會(huì)長(zhǎng)出黑色體毛。因此，基因型為XBXo的雌貓會(huì)呈現(xiàn)黑黃相間的毛色。復(fù)習(xí)與提高一、選擇題1.已知一段雙鏈DNA中，鳥嘌呤所占的比例為20%，由這段DNA轉(zhuǎn)錄出來的mRNA中，胞嘧啶的比例是(D)A.10%B.20%C.40%D.無法確定2.一條肽鏈有500個(gè)氨基酸，則作為合成該肽鏈模板的mRNA和用來轉(zhuǎn)錄mRNA的DNA的堿基至少有(D)A.500個(gè)和1000個(gè)B.1000個(gè)和2000個(gè)C.1500個(gè)和1500個(gè)D.1500個(gè)和3000個(gè)3.基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程包括轉(zhuǎn)錄和翻譯，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(C)A.轉(zhuǎn)錄和翻譯都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則B.轉(zhuǎn)錄以核糖核苷酸為原料，翻譯以氨基酸為原料C.遺傳信息既可以從DNA流向蛋白質(zhì)，也可以從蛋白質(zhì)流向DNAD.在真核細(xì)胞中，染色體上基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯是在細(xì)胞內(nèi)的不同區(qū)室中進(jìn)行的4.基于對(duì)基因與生物體性狀關(guān)系的理解，判斷下列表述正確的是(A)A.生物體的性狀主要是由基因決定的B.每種性狀都是由一個(gè)特定的基因決定的C.基因都是通過控制酶的合成來控制性狀的D.基因的堿基序列相同，該基因決定的性狀一定相同5.人體的神經(jīng)細(xì)胞和肌細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能不同，是因?yàn)檫@兩種細(xì)胞內(nèi)(C)A.tRNA不同B.rRNA不同C.mRNA不同D.DNA上的遺傳信息不同二、非選擇題1.我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在體外實(shí)驗(yàn)條件下，某兩種蛋白質(zhì)可以形成含鐵的桿狀多聚體，這種多聚體能識(shí)別外界磁場(chǎng)并自動(dòng)順應(yīng)磁場(chǎng)方向排列。編碼這兩種蛋白質(zhì)的基因，在家鴿的視網(wǎng)膜中共同表達(dá)。請(qǐng)回答下列問題。（1）家鴿視網(wǎng)膜細(xì)胞表達(dá)這兩種蛋白質(zhì)的基本過程是

。（2）家鴿的所有細(xì)胞是否都含有這兩個(gè)基因并進(jìn)行表達(dá)（答“是”或“否”）

，判斷的理由是

。（3）如果這兩個(gè)基因失去功能，家鴿的行為可能發(fā)生的變化是_______。要驗(yàn)證你的推測(cè)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，寫出你的實(shí)驗(yàn)思路：

?！敬鸢浮浚?）在視網(wǎng)膜細(xì)胞的細(xì)胞核中，編碼這兩種蛋白質(zhì)的基因分別轉(zhuǎn)錄出相應(yīng)的mRNA，mRNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，在核糖體上翻譯出蛋白質(zhì)。（2）否。家鴿的所有細(xì)胞均由受精卵發(fā)育而來，因此所有的細(xì)胞都含有這兩個(gè)基因，但這兩個(gè)基因只在部分細(xì)胞（如視網(wǎng)膜細(xì)胞）中特異性表達(dá)，不會(huì)在所有細(xì)胞中都表達(dá)。（3）無法合成有功能的含鐵的桿狀蛋白質(zhì)多聚體，可能導(dǎo)致家鴿無法“導(dǎo)航”，失去方向感。以A、B分別代表編碼這兩種蛋白質(zhì)的基因。先設(shè)法去除家鴿的這兩個(gè)基因（基因敲除），組別為①去除A基因，②去除B基因，③同時(shí)去除A基因和B基因，④不去除基因的家鴿（對(duì)照組）；分別測(cè)定4組家鴿視網(wǎng)膜細(xì)胞中是否有含鐵的桿狀蛋白質(zhì)多聚體，如果有，進(jìn)一步測(cè)定含量；然后在同一條件下放飛4組家鴿，觀察它們的定向運(yùn)動(dòng)能力；實(shí)驗(yàn)要重復(fù)多次，確保可重復(fù)性。【提示】本題訓(xùn)練學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，設(shè)計(jì)時(shí)要注意對(duì)照原則、可重復(fù)原則等；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路也并非只有參考答案提供的一種方式，只要能讓這兩種蛋白質(zhì)失去功能，并能檢測(cè)性狀的變化，就可以驗(yàn)證推測(cè)的正確性。2.在人群中，有多種遺傳病是由苯丙氨酸的代謝缺陷所致。人體內(nèi)苯丙氨酸的代謝途徑如下圖所示。請(qǐng)回答下列問題。(1)哪種酶的缺乏會(huì)導(dǎo)致人患白化?。磕蚝谒嵩谌梭w內(nèi)積累會(huì)使人的尿液中含有尿黑酸，這種尿液暴露在空氣中會(huì)變成黑色，這是尿黑酸癥的普遍表現(xiàn)。請(qǐng)分析缺乏哪種酶會(huì)使人患尿黑酸癥。(2)從這個(gè)例子可以看出，基因、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝途徑和遺傳病這三者之間有什么關(guān)系？(3)苯丙酮尿癥表現(xiàn)為苯丙氨酸的代謝產(chǎn)物之一——苯丙酮酸積累，并從尿中大量排出，而苯丙酮酸在腦中積累可阻礙腦的發(fā)育，造成智力低下。從2009年起，我國(guó)政府啟動(dòng)了苯丙酮尿癥患兒特殊奶粉補(bǔ)助項(xiàng)目，這種特殊奶粉不含苯丙氨酸。啟動(dòng)這個(gè)項(xiàng)目的意義是什么？【答案