新教材2024届高考生物二轮复习5课时3基因表达与表观遗传基因频率育种课件

这是一份新教材2024届高考生物二轮复习5课时3基因表达与表观遗传基因频率育种课件，共43页。PPT课件主要包含了基因表达与表观遗传，表观遗传，曾经这样考，知识盘查，还会这样考，焦点3育种等内容，欢迎下载使用。
基因频率在遗传概率计算中的应用
焦点1　基因表达与表观遗传
1.原核细胞与真核细胞中的基因表达
2.有关基因表达的三点提醒(1)转录与翻译方向的判断转录的方向与RNA聚合酶移动的方向一致；核糖体与mRNA结合越早，核糖体合成的肽链长度就越长，因此，翻译的方向(即核糖体移动方向)是由肽链短的一侧指向肽链长的一侧。(2)多聚核糖体现象真、原核细胞中都存在，可同时合成多条多肽链，但不能缩短每条肽链的合成时间。(3)起点问题在一个细胞周期中，核DNA复制一次；每个复制起点只起始一次；而在一个细胞周期中，基因可多次转录，因此转录起点可多次起始。
1.(2022·浙江6月选考，16)“中心法则”反映了遗传信息的传递方向，其中某过程的示意图如下。
下列叙述正确的是(　　)A.催化该过程的酶为RNA聚合酶B.a链上任意3个碱基组成一个密码子C.b链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连D.该过程中遗传信息从DNA向RNA传递
解析　该过程是以RNA为模板合成DNA的过程，即逆转录，催化该过程的酶为逆转录酶，A错误；即使a链是mRNA，其上决定一个氨基酸的3个相邻碱基才称为1个密码子，B错误；b链为DNA单链，其上的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连，C正确；该过程遗传信息从RNA向DNA传递，D错误。
2.(2022·辽宁卷，16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在复制时不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.糖尿病患者线粒体DNA高甲基化水平可遗传
解析　线粒体DNA甲基化水平升高，可抑制相关基因的转录，从而影响基因的表达，A正确；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，B错误；高血糖环境，部分胞嘧啶加上活化的甲基被修饰为5′－甲基胞嘧啶，没有改变患者线粒体DNA碱基序列，C错误；糖尿病患者线粒体DNA被甲基化修饰后，如果患者是母亲，可以遗传给后代，如果患者是父亲，后代不受影响，D错误。
1.(2023·深圳一中调研)如图表示真核细胞内遗传信息传递的一个过程，其中③是一种酶。下列相关叙述错误的是(　　)
A.图中A端正在进行解螺旋，以便为转录提供模板B.一个DNA可以在③的作用下指导合成多种、多个mRNAC.图中②的3′端不断与游离的核糖核苷酸结合成长链D.图中①为非模板链，该链上不存在任何密码子
解析　据图中信息可知，该过程为转录过程，根据②的5′端已经与模板链分离可推知，RNA的合成方向是从5′端到3′端，图中②的3′端不断与游离的核糖核苷酸结合成长链，因此图中A端正在进行螺旋化，A错误，C正确；图中③为RNA聚合酶，一个DNA上含有很多个基因，所以可在RNA聚合酶的作用下指导合成多种、多个mRNA，进而指导合成多种蛋白质，B正确；图中①为非模板链，DNA链上不含密码子，密码子位于mRNA上，D正确。
2.(2023·河南天一大联考)研究发现，向导RNA能识别特殊的DNA序列，然后引导Cas9蛋白对DNA双链进行切割。据图分析，下列叙述正确的是(　　)
A.向导RNA和双链DNA含有的含氮碱基不完全相同B.虚线框内的核苷酸序列彻底水解的产物是8种核苷酸C.Cas9蛋白不具有降低化学反应所需活化能的作用D.合成Cas9蛋白的细胞结构含有磷脂分子和核酸
解析　RNA含有的4种碱基是A、U、G、C，DNA含有的4种碱基是A、T、G、C，A正确；虚线框内的核苷酸序列彻底水解的产物是磷酸、核糖、脱氧核糖和5种碱基，B错误；Cas9蛋白能对DNA分子进行切割，说明Cas9蛋白是一种限制酶，而酶具有降低化学反应所需活化能的作用，C错误；合成Cas9蛋白的细胞结构是核糖体，核糖体含有rRNA，但核糖体没有膜结构，不含磷脂分子，D错误。
3.(2023·山东日照调研)DNA甲基化调控主要是通过调节DNA甲基化转移酶(DNMTs)的活性和表达水平而实现的，DNA甲基化可能使抑癌基因无法表达，从而促使癌症的发生和恶化，如下图所示。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型，属于表观遗传。研究表明萝卜硫素具有抗肿瘤作用。以下有关叙述正确的是(　　)
A.神经细胞已经高度分化，一般不再分裂，故DNA不存在甲基化B.萝卜硫素可能通过抑制DNMTs活性，抑制肿瘤细胞增殖，从而发挥抗肿瘤作用C.甲基化若发生在构成染色体的组蛋白上，则不会影响基因表达D.DNA甲基化会改变DNA的空间结构，影响DNA聚合酶的作用，使DNA无法复制
解析　DNA甲基化不影响DNA复制，能遗传给后代，不论细胞是否分裂，其DNA都可能存在甲基化，A错误；由题干信息“DNA甲基化可能使抑癌基因无法表达，从而促使癌症的发生和恶化”，可推出萝卜硫素的抗肿瘤作用可能是通过抑制DNMTs活性，抑制肿瘤细胞增殖来实现的，B正确；见必修2教材74页相关信息“构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达”，C错误；根据表观遗传概念可知，DNA甲基化不影响DNA的复制，D错误。
焦点2　基因频率在遗传概率计算中的应用
1.利用遗传平衡定律计算人类遗传病的患病概率的解题模板
2.当基因位于X染色体上时其基因频率和基因型频率相关的规律总结(以色盲为例，相关基因用B、b表示)(1)男性中相关基因频率和基因型频率的关系
应用：当基因位于X染色体上时，在雄性个体中，某一基因的频率等于该基因型的频率，求出了相关的基因型频率，就等于求出了基因频率。
(2)人群中色盲基因的频率＝男性中色盲基因的频率＝女性中色盲基因的频率(都约为7%)。(3)色盲在男性和女性中发病率的关系
3.自交与自由交配中基因频率的计算
1.(2023·湖北卷，18)某二倍体动物种群有100个个体，其常染色体上某基因有A1、A2、A3三个等位基因。对这些个体的基因A1、A2、A3进行PCR扩增，凝胶电泳及统计结果如图所示。该种群中A3的基因频率是(　　)
A.52% B.27% C.26% D.2%解析　分析电泳图，含A3基因的个体有2个A3A3，15个A1A3，35个A2A3，所以A3的基因频率是：(2×2＋15＋35)÷(100×2)×100%＝27%，B正确。
2.(2022·重庆卷，17)人的扣手行为属于常染色体遗传，右型扣手(A)对左型扣手(a)为显性。某地区人群中AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64。下列叙述正确的是(　　)A.该群体中两个左型扣手的人婚配，后代左型扣手的概率为3/50B.该群体中两个右型扣手的人婚配，后代左型扣手的概率为25/324C.该群体下一代AA基因型频率为0.16，aa基因型频率为0.64D.该群体下一代A基因频率为0.4，a基因频率为0.6
解析　该群体中两个左型扣手的人(基因型均为aa)婚配，后代左型扣手的概率为1，A错误；根据AA、Aa、aa基因型频率分别为0.16、0.20、0.64，分别是4/25、1/5、16/25，可知人群中A的基因频率＝0.16＋0.20×1/2＝13/50，则a的基因频率＝1－13/50＝37/50，该群体中两个右型扣手的人婚配，人群中右型扣手的杂合子所占概率为1/5÷(4/25＋1/5)＝5/9 ，二者后代左型扣手(基因型为aa)的概率为5/9×5/9×1/4＝25/324 ，B正确；由B选项分析可知，人群中A的基因频率＝13/50 ，a的基因频率37/50 ，根据遗传平衡定律，下一代AA基因型频率为(13/50)2＝169/2 500＝0.067 6 ，aa基因型频率为(37/50)2＝0.547 6 ，C错误；根据遗传平衡定律，每一代的基因频率都不变，下一代A基因频率为(0.16＋0.20×1/2)＝0.26 ，a的基因频率为1－0.26＝0.74 ，D错误。
3.(2022·江苏卷，10)在某生态系统中引入一定数量的一种动物，以其中一种植物为食。该植物种群基因型频率初始状态时为0.36AA、0.50Aa和0.14aa。最终稳定状态时为和0.34aa。下列相关推测合理的是(　　)A.该植物种群中基因型aa个体存活能力很弱，可食程度很高B.随着动物世代增多，该动物种群基因库中A基因频率逐渐增大C.该动物种群密度最终趋于相对稳定是由于捕食关系而非种内竞争D.生物群落的负反馈调节是该生态系统自我调节能力的基础
解析　由题干分析可知，aa基因型频率由0.14上升至0.34，说明该植物种群中基因型aa个体存活能力很强，A错误；随着动物世代增多，初始状态A的基因频率＝0.36AA＋ ×0.50Aa＝0.61，最终稳定状态A的基因频率＝0.17AA＋ ×0.49Aa＝0.415，数据表明该动物种群基因库中A基因频率逐渐减小，B错误；该动物种群密度最终趋于相对稳定是由于捕食关系和种内竞争，C错误；生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节，D正确。
1.(2023·郑州外国语学校测试)科学家发现了世界上第一种拥有不止1 000条腿的马陆(千足虫)。若在一个马陆种群中基因型为AA的个体占40%，aa的个体占20%，且种群个体间自由交配，则该种群中A基因和a基因的基因频率分别是(　　)A.40%、60% B.60%、40%C.40%、40% D.60%、60%
解析　基因频率及基因型频率：在种群中，一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1；一个等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋1/2×杂合子的频率。该马陆种群中AA个体占40%，aa个体占20%，则Aa个体占40%，自然条件下，a的基因频率＝aa基因型频率＋1/2×Aa基因型频率＝20%＋1/2×40%＝40%，A的基因频率＝1－40%＝60%。
2.(2023·广东茂名联考)下列关于遗传学的计算，正确的是(　　)A.某学校(男女各半)中，有红绿色盲患者3.5%(均为男生)，色盲携带者占5%，则该校学生中的色盲基因频率为7%B.若在某地区色盲遗传调查中Xb的基因频率为8%，理论上在人群中男性患者所占比例为8%C.若某地区白化病的致病基因频率为a，则该地区正常个体中白化病致病基因携带者所占的比例为2a/(1－a)D.若某地区抗维生素D佝偻病的致病基因频率为b，则该地区人群中女性个体不患抗维生素D佝偻病所占的比例为(1－b)2/2
解析　假设该学校200人，男生100人，女生100人，有红绿色盲患者3.5%，且均为男生(XbY，有7人)，色盲携带者占5%(XBXb，有10人)，则该校学生中的色盲基因频率为Xb基因的数量/(XB基因的数量＋Xb基因的数量)＝(7＋10)/(200＋100)＝17/300，A错误；若在某地区色盲遗传调查中Xb的基因频率为8%，理论上在人群中男性患者(XbY)所占比例为8%×1/2＝4%，B错误；白化病为常染色体隐性遗传病，假设相关基因用D、d表示，若某地区白化病的致病基因频率为a，患白化病的概率(基因型为dd)为a2，携带者的概率(基因型为Dd)为2×a×(1－a)，显性纯合子(基因型为DD)的概率为(1－a)2，则该地区正常个体(D_)中白化病致病基因携带者(Dd)所占的比例为2×a×(1－a)/[2×a×(1－a)＋(1－a)2]＝2a/(1＋a)，C错误；抗维生素D佝偻病为伴X染色体显性遗传病，假设相关基因用E、e表示，若某地区抗维生素D佝偻病的致病基因频率为b，那么女性产生正常配子的概率为(1－b)，男性产生正常的含X染色体的配子的概率为(1－b)/2，则该地区人群中女性个体不患抗维生素D佝偻病(XeXe)所占的比例为(1－b)2/2，D正确。
3.(2023·合肥市质检)某种家兔的毛色由常染色体上的一对等位基因控制，灰色(R)对黑色(r)为显性，灰色基因所在染色体上存在隐性致死基因d，该基因纯合时致死，若某人工饲养的家兔种群中，灰毛和黑毛的基因频率各占一半，让其随机交配得到子代。下列说法正确的是(　　)A.F1中黑毛个体所占的比例是1/4B.F2兔群中Rr∶rr为1∶1C.随着交配代数的增加，兔群中纯合子的比例逐代降低D.随着交配代数的增加，兔群中R的基因频率逐代增加
解析　由题意可知，该种群中灰毛和黑毛的基因频率各占一半，且基因型为RR的个体致死，故该种群中的基因型为Rr，随机交配F1中黑毛个体所占的比例是1/3，A错误；F1中灰毛个体∶黑毛个体＝2∶1，则R基因频率为1/3，r基因频率为2/3，随机交配所得F2中基因型及其比例为1/9RR(致死)、4/9Rr、4/9rr，故F2兔群中Rr∶rr为1∶1，B正确；隐性致死基因d纯合时致死，即RR纯合致死，也就是逐代淘汰显性纯合子，R的基因频率逐代降低，r的基因频率逐代增加，rr的基因型频率逐代增加，C、D错误。
(2023·湖北卷，1)栽培稻甲产量高、品质好，但每年只能收获一次。野生稻乙种植一次可连续收获多年，但产量低。中国科学家利用栽培稻甲和野生稻乙杂交，培育出兼具两者优点的品系丙，为全球作物育种提供了中国智慧。下列叙述错误的是(　　)A.该成果体现了生物多样性的间接价值B.利用体细胞杂交技术也可培育出品系丙C.该育种技术为全球农业发展提供了新思路D.品系丙的成功培育提示我们要注重野生种质资源的保护
解析　生物多样性的直接价值体现在食用、药用、文学艺术创作等，间接价值体现在调节生态系统的功能上，培育新品系不属于间接价值，A错误；植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。植物体细胞杂交使远缘杂交不亲和的植物有可能实现遗传物质重组，创造和培养植物新品种乃至新物种，尤其在多基因控制农产品性状的改良上具有较大优势，因此可以利用该方法培育品系丙，B正确；该育种技术利用栽培稻和野生稻杂交，为全球农业发展提供了新思路，C正确；品系丙的成功培育需要野生稻的参与，提示我们要注重野生种质资源的保护，D正确。
1.(2023·沈阳二中质检)如图表示小麦育种模式图，图中相关序号表示育种方式，下列有关叙述正确的是(　　)
A.育种方式①需多代筛选，其目的是筛选出显性纯合子控制的优良性状B.图示中甲代表萌发的种子，乙可能代表F1植株幼苗或萌发的种子C.如果育种方式①④获得后代的性状上有所差异，体现了物种多样性D.如果育种方式③④获得后代在性状上有所差异，均可为小麦进化提供原材料
解析　育种方式①为杂交育种，其原理是基因重组，连续自交是为了得到更多的具有优良性状的纯种，但不一定是显性纯合子控制的性状，也包含了抗倒伏的隐性纯合子控制的优良性状，A错误；育种方式②是单倍体育种，第一阶段花药离体培养得到的单倍体高度不育，则甲处理的对象为幼苗，B错误；①④获得后代在性状上有所差异，如果两者无生殖隔离，体现的是遗传(基因)多样性，如果存在生殖隔离，体现的是物种多样性，C错误；突变和基因重组为生物进化提供原材料，育种方式③④原理分别是染色体变异和基因突变，属于突变范畴，D正确。
2.(2023·广东茂名调研)大麦克香蕉是染色体组成为AAA(字母代表染色体组)的栽培品种，易患黄叶病，在20世纪初几乎灭绝。野生香蕉染色体组成为BB，含有纯合的抗黄叶病基因。现已培育出染色体组成为AAB的抗黄叶病香蕉新品种，下列叙述错误的是(　　)A.大麦克香蕉AAA几乎灭绝与其只能进行无性繁殖有关B.染色体组成为AAB的香蕉几乎不能进行有性生殖C.将新品种香蕉进行自交，其配子染色体组成为AA∶AB∶A∶B＝1∶2∶2∶1D.选用染色体组成为AAAA的香蕉比选用大麦克香蕉培育AAB的成功率更高
解析　大麦克香蕉AAA为三倍体，在减数分裂形成配子时，同源染色体联会紊乱导致不能形成正常配子，因此只能通过无性繁殖，所以大麦克香蕉几乎灭绝与只能进行无性繁殖有关，A正确；染色体组成为AAB的香蕉有三个染色体组，减数分裂时会发生联会紊乱，几乎不能进行有性生殖，B正确；A、B为非同源染色体，在减数分裂时不会发生联会，产生的配子比例应该为AB∶AO＝1∶1，C错误；选用染色体组成为AAAA的香蕉产生的配子AA，而AAA产生的配子有AA和A两种，所以选用染色体组成为AAAA的香蕉比大麦克香蕉培育AAB成功率高，D正确。
3.(2023·湖南雅礼中学调研)番茄种群中出现了一种三体植株(多1条6号染色体)。在减数分裂时，该种植株6号染色体的任意2条能联会配对后彼此分离，另1条随机地移向细胞的任一极。B/b位于6号染色体上，现有一株基因型为BBb的三体番茄，下列有关该三体番茄的叙述，正确的是(　　)A.基因型为BBb的三体番茄体细胞中有3个染色体组，属于染色体变异B.该番茄通过有丝分裂非同源染色体的自由组合可增加细胞多样性C.该番茄能产生4种类型的雌配子，其中只含基因b的配子所占比例为1/6D.若让该番茄自交，后代中基因型为Bbb的个体所占比例为1/36