2025屆新高考生物熱點(diǎn)沖刺復(fù)習(xí)基因的表達(dá)與調(diào)控

2025屆新高考生物熱點(diǎn)沖刺復(fù)習(xí)

基因的表達(dá)與調(diào)控血橙的果肉為什么會(huì)“充血”？橙子（甜橙）血橙任務(wù)一：基因?qū)π誀畹目刂仆緩椒治鲑Y料1：血橙在果實(shí)成熟期（12月到次年2月）會(huì)進(jìn)行“充血”。思考：1.果肉顏色這一性狀由什么控制？相關(guān)的基因控制2.結(jié)合所學(xué)知識(shí)分析，基因可能會(huì)通過(guò)哪些途徑來(lái)控制這一性狀？推測(cè)①：通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀；推測(cè)②：通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物體的性狀。資料2：血橙果肉“充血”是由于含有花青苷?；ㄇ嘬帐且环N水溶性的類黃酮類天然色素。思考：據(jù)此分析，血橙果肉“充血”屬于基因?qū)π誀羁刂频哪臈l途徑？基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物體的性狀?！净顒?dòng)1】構(gòu)建基因控制血橙“充血”的模型花青苷是由花色青前體經(jīng)花青苷結(jié)構(gòu)基因所編碼的多種關(guān)鍵酶催化形成?；ㄇ嘬战Y(jié)構(gòu)基因關(guān)鍵酶花青苷前體花青苷果肉“充血”編碼催化任務(wù)二：基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過(guò)程思考：花青苷結(jié)構(gòu)基因編碼關(guān)鍵酶的過(guò)程經(jīng)歷了那兩個(gè)階段？花青苷結(jié)構(gòu)基因編碼關(guān)鍵酶花青苷前體花青苷果肉“充血”催化任務(wù)二：基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過(guò)程思考：花青苷結(jié)構(gòu)基因編碼關(guān)鍵酶的過(guò)程經(jīng)歷了那兩個(gè)階段？花青苷結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄關(guān)鍵酶花青苷前體花青苷果肉“充血”催化mRNA翻譯【活動(dòng)2】根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，完成下列表格項(xiàng)目轉(zhuǎn)錄翻譯場(chǎng)所模板原料酶能量產(chǎn)物堿基配對(duì)（特有）遺傳信息的傳遞方向主要在細(xì)胞核DNA的一條鏈核糖核苷酸RNA聚合酶ATP一條單鏈RNADNA→RNAT-A細(xì)胞質(zhì)（核糖體）mRNA氨基酸多種酶ATP多肽RNA→蛋白質(zhì)U-A任務(wù)三：基因表達(dá)的調(diào)控資料3：通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)同一棵血橙樹(shù)上不同位置的果肉和果皮顏色不同。對(duì)于生長(zhǎng)在光照較少位置的果實(shí)，其果皮顏色為正常的橙色，而對(duì)于生長(zhǎng)在光照充足位置的果實(shí)，果肉和果皮均呈現(xiàn)出血紅色。思考：據(jù)此現(xiàn)象分析，花青苷的積累可能受什么因素的影響？【活動(dòng)3】設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，證明你的推測(cè)。寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：在血橙成熟前，選取同一棵血橙樹(shù)上生長(zhǎng)在光照充足位置的多個(gè)果實(shí)分為兩組，一組套上紙袋，一組不做處理。待血橙成熟后，觀察兩組果實(shí)的果肉和果皮顏色。資料4：研究人員監(jiān)測(cè)了血橙套袋實(shí)驗(yàn)中不同時(shí)期果皮的花青苷代謝途徑的3個(gè)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)基因（CsF3H、CsDFR、CsANS）表達(dá)量，結(jié)果如下圖：思考：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，研究人員認(rèn)為光照通過(guò)誘導(dǎo)花青苷關(guān)鍵結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)，促進(jìn)花青苷積累，依據(jù)是什么？對(duì)照組套袋組移除紙袋組思考：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，研究人員認(rèn)為光照通過(guò)誘導(dǎo)花青苷關(guān)鍵結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)，促進(jìn)花青苷積累，依據(jù)是什么？第5天和第10天，套袋組的3個(gè)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)基因表達(dá)量均低于對(duì)照組和移除紙袋組，且套袋組果皮血紅色較其他兩組淺。對(duì)照組套袋組移除紙袋組推測(cè)：光照如何誘導(dǎo)花青素苷關(guān)鍵基因表達(dá)？超市買到的血橙大多都是果肉“充血”，果皮是橙色的。這是怎么回事？思考：果肉花青苷的積累是否還受到其他環(huán)境因素的調(diào)控呢？血橙資料5：Ruby1是血橙中調(diào)控花青苷積累的一個(gè)重要激活子。研究人員檢測(cè)了套袋的情況下20℃和4℃（低溫）條件下Ruby1分別在血橙果皮和果肉中的表達(dá)情況，結(jié)果如下圖：思考：低溫為什么會(huì)誘導(dǎo)花青苷積累？低溫通過(guò)促進(jìn)血橙果肉中CsRuby1的表達(dá)，從而提高血橙中花青苷結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)。果皮果肉4℃20℃Ruby1蛋白標(biāo)準(zhǔn)蛋白思考：血橙果皮中Ruby1表達(dá)量很高，會(huì)導(dǎo)致果皮“充血”嗎？資料6：研究人員檢測(cè)血橙果皮中Ruby1蛋白含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖：推測(cè)：黑暗、低溫條件抑制血橙果皮“充血”的原因？黑暗、低溫條件下，果皮中Ruby1基因表達(dá)量高，但Ruby1蛋白可能被降解，導(dǎo)致無(wú)法激活花青苷結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)，不能合成花青苷。資料7：研究發(fā)現(xiàn)，Ruby1上游有一段特殊的堿基序列（T序列），T序列受低溫調(diào)控的機(jī)制如下圖：思考：1.低溫是否改變Ruby1的堿基序列？2.這種改變能否遺傳給下一代？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的觀點(diǎn)，寫出實(shí)驗(yàn)思路。T序列CH3CH3低溫T序列Ruby1基因+Ruby1蛋白編碼激活花青苷結(jié)構(gòu)基因思考：1.低溫是否改變Ruby1的堿基序列？不改變2.這種改變能否遺傳給下一代？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的觀點(diǎn)，寫出實(shí)驗(yàn)思路。選取若干生理狀態(tài)相同的血橙植株均分為兩組，一組在始終在低溫條件下種植，一組在正常室溫下種植，待血橙成熟后，收獲兩組血橙種子，并于第二年分別在室溫條件下播種。待血橙成熟后，觀察兩組血橙果肉顏色。生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象，叫作表觀遺傳。光照和低溫均可誘導(dǎo)血橙果皮中花青苷的積累，而果肉中的花青苷僅由低溫誘導(dǎo)；CsRuby1的啟動(dòng)子含有HY5可以結(jié)合的G-box基序，LTR的插入與花青苷積累受低溫誘導(dǎo)調(diào)節(jié)有關(guān)。完成學(xué)案“課中必練”參考答案：(1)酶的合成(2)細(xì)胞的氧化反應(yīng)基因突變(3)低溫誘導(dǎo)調(diào)節(jié)基因Ruby表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)花色苷結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)